JP2001182571A - シリンダ圧縮比の可変調整装置の動作監視方法および動作監視装置 - Google Patents

シリンダ圧縮比の可変調整装置の動作監視方法および動作監視装置

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JP2001182571A JP2000349654A JP2000349654A JP2001182571A JP 2001182571 A JP2001182571 A JP 2001182571A JP 2000349654 A JP2000349654 A JP 2000349654A JP 2000349654 A JP2000349654 A JP 2000349654A JP 2001182571 A JP2001182571 A JP 2001182571A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリンダ圧縮比を可変的に調整する装置の動
作を監視し、この装置の誤動作もしくは欠陥をできるだ
け迅速に識別できる方法と装置を提供することである。 【解決手段】 シリンダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、
Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）の制御前および制御後それぞれに、
内燃機関の回転むらを測定し、両方の回転むら値を互い
に比較する。この比較は、回転むらに変化が生じたかど
うかを検出するためであり、ここで回転むらが変化した
ということは、シリンダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、
Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）が正しく動作したということの証で
ある。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、レシプロ型内燃機
関においてシリンダ圧縮比を可変的に調整する装置の動
作の監視方法と監視装置に関わる。
【０００２】
【従来の技術】シリンダ圧縮比を、レシプロ型内燃機関
の動作状態、例えば内燃機関の運転中の負荷に適応させ
ることが望ましい。というのは、例えば負荷が小さい場
合は圧縮比を高め、全負荷の場合は圧縮比を下げること
ができると燃料消費を著しく節約できるからである。可
変的に圧縮比調整を行うことによって有利には、ＤＥ１
９８４４２００Ａ１またはＤＥ１９７０３９４８Ｃ１か
ら公知のように、エンジンに損傷を与えるノッキングを
回避するために全負荷の場合は圧縮比が低く調整される
（例えばε＝８）。これによって、エンジンが高過給さ
れている場合は高い固有の全負荷トルクを実現できる。
部分負荷の場合には圧縮比は高められる（例えばε＝１
５）。これにより、自然吸気機関および従来のように過
給された機関と比較して著しい効率改善が達成される。
前記の両刊行物ＤＥ１９７０３９４８Ｃ１およびＤＥ１
９８４４２００Ａ１から、シリンダ圧縮比を可変的に調
整する次のような装置が公知である。すなわち、ピスト
ンをシリンダ内でクランクシャフトと連結しているコン
ロッドの有効な長さを変えられる装置が公知である。シ
リンダ圧縮比の可変調整装置を備えた内燃機関でこの可
変調整装置に欠陥が生じたとしたら、これは不利にも燃
料消費の増大につながるだろう。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、前記
の不利な点を回避するために、シリンダ圧縮比を可変的
に調整する装置の動作を監視し、この装置の誤動作もし
くは欠陥をできるだけ迅速に識別できる方法と装置を提
供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】前記課題は、請求項１も
しくは４記載の特徴により、シリンダ圧縮比の可変調整
装置の制御前および制御後それぞれに、シリンダ圧縮比
の変化に応答するエンジン動作パラメータを検出し、エ
ンジン動作パラメータの両方の値を互いに比較すること
によって解決される。この比較は、エンジン動作パラメ
ータに変化が生じたかどうかを検出するためであり、こ
こでエンジン動作パラメータが変化したということは、
シリンダ圧縮比の可変調整装置が正しく動作したという
ことの証である。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明により、シリンダ圧縮比の
可変調整装置の動作を監視することが可能であり、この
動作監視には、シリンダ圧縮比を検出するための付加的
なセンサは必要ない。
【０００６】本発明の別の有利な実施形態については従
属項に記述されている。
【０００７】従って、動作監視を行うために内燃機関の
エンジンブレーキ運転中にシリンダ圧縮比の可変調整装
置が制御され、エンジン動作パラメータがこの装置の制
御前と制御後に検出されると有利である。
【０００８】さらに、各シリンダに対して動作監視を行
うためにシリンダ圧縮比の可変調整装置をシリンダごと
に個別に制御し、各シリンダに対する制御前と制御後に
エンジン動作パラメータを測定すると有利である。
【０００９】さまざまな圧縮比での動作を監視するのに
適したエンジン動作パラメータとして、回転むら、燃焼
室圧力、吸気管圧力、またはエンジントルクが使用され
る。
【００１０】図示された実施例に基づいて、次に本発明
をより詳しく説明する。
【００１１】
【実施例】図１に、４つのシリンダＺ１、Ｚ２、Ｚ３お
よびＺ４と、その中で運動するピストンＫ１、Ｋ２、Ｋ
３およびＫ４を有する内燃機関が図式的に示されてい
る。しかし、次に説明する本発明はシリンダを４気筒内
燃機関に限定されない。ピストンＫ１〜Ｋ４のそれぞれ
は公知の手段でコンロッドＰ１、Ｐ２、Ｐ３およびＰ４
を介してクランクシャフトＫＷと連結されている。
【００１２】内燃機関の個々のシリンダＺ１〜Ｚ４内の
圧縮比は様々に変えることができる。例えば、個々のシ
リンダの圧縮比を内燃機関の負荷に適応させることがで
きる。冒頭で引用された刊行物ＤＥ１９７０３９４８Ｃ
１とＤＥ１９８４４２００Ａ１から公知のように、シリ
ンダ内の圧縮比は負荷が小さいとき高められ、全負荷の
ときは下げられる。その主な効果は燃料消費が節約され
ることである。シリンダＺ１〜Ｚ４内の圧縮比は、前記
の刊行物に詳しく説明されているように、コンロッドＰ
１〜Ｐ４の有効な長さを調整することによって遂行する
ことができる。これに合わせて図１ではクランクシャフ
トＫＷの領域に各コンロッドＰ１〜Ｐ４に対して制御可
能な装置Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３およびＶ４が設けられてお
り、これらの装置がコンロッドＰ１〜Ｐ４を伸長または
短縮し、それによって、ピストンＫ１〜Ｋ４の上死点も
しくは下死点をずらす。これが結果としてシリンダＺ１
〜Ｚ４内の圧縮比変化をもたらす。コンロッドＰ１〜Ｐ
４の長さを変えるための装置Ｖ１〜Ｖ４についてはここ
で更に詳しくは触れない。なぜなら、刊行物ＤＥ１９７
０３９４８に詳細に説明されているからである。
【００１３】圧縮比調整器とも称される装置Ｖ１〜Ｖ４
は制御回路ＶＳによって制御される。前述したように、
この回路ＶＳは圧縮比調整器Ｖ１〜Ｖ４をシリンダごと
に内燃機関の目下の負荷に依存して制御する。
【００１４】シリンダ圧縮比を可変的に調整する装置の
動作能力は監視しなければならない。このために動作監
視回路ＦＵが設けられており、この回路で監視プロセス
が実行される。この監視プロセスについては、次に図２
に示された進行フローチャートで説明する。
【００１５】第１方法ステップ１で、内燃機関が現在エ
ンジンブレーキ運転中かどうかを検出する。もし実際に
エンジンブレーキ運転中の場合、第２方法ステップ２で
回転むらｌｕ（ｉ）の第１回目の測定が行われる。これ
のために回転むらセンサＬＳが設けられている。この回
転むらは回転むらセンサＬＳによって公知の手段（参
照；ＤＥＯＳ２５０７０５７、ＵＳ４４９５９２０）、
例えば内燃機関のシリンダごとの回転数を測定し、それ
を全シリンダの平均回転数と比較することによって求め
られる。両測定値間の差異が、各シリンダによって引き
起こされる回転むらを表す。
【００１６】エンジンブレーキ運転中の動作監視が有利
なのは、このときはエンジンブレーキ運転時の噴射遮断
に基づき燃料噴射が行われないからである。そうする
と、動作監視のために行われた圧縮比変化によって燃焼
プロセスが妨害されることはない。つまり、走行特性と
エンジンのノッキングに都合の悪い作用が生じない。エ
ンジンブレーキ運転と択一的に、動作監視を定常的な駆
動状態、例えばアイドリング運転中に行うこともできる
であろう。
【００１７】回転むらｌｕ（ｉ）の第１回目の測定の
後、その次に続く方法ステップ３で、それの回転むらが
あらかじめ検出されているシリンダの圧縮比を変える。
シリンダ圧縮比の変更後、次の方法ステップ４で該当す
るシリンダの回転むらｌｕ（ｉ＋１）の第２回目の測定
が行われる。
【００１８】方法ステップ５で、回転むらの第１回測定
ｌｕ（ｉ）と第２回測定ｌｕ（ｉ＋１）の間の差異が求
められる。両測定値ｌｕ（ｉ＋１）とｌｕ（ｉ）の間の
差を求めると有利である。差異の絶対値が動作点（例え
ばエンジン温度、エンジン回転数）に依存する所定の閾
値Ｓを越えると、シリンダ圧縮比の可変調整装置に障害
がないということが言える。なぜなら、圧縮比変化がシ
リンダ内で行われると、これは必然的に、該当するシリ
ンダの回転むらに影響を及ぼすはずだからである。シリ
ンダ圧縮比の変更後に測定された回転むらがシリンダ圧
縮比の変更前に測定された回転むらと比べて変化があっ
た場合、これは回転むらの変化がシリンダ圧縮比の変化
に起因するものであるということに対する確かな証のは
ずである。つまり、そのかぎりではシリンダ圧縮比の可
変調整装置は正しく動作したに相違ない。しかしその一
方、両測定値ｌｕ（ｉ）とｌｕ（ｉ＋１）の間で閾値Ｓ
を越える差異が検出されなかった場合、おそらく装置の
欠陥を疑う必要がある。なぜなら、その装置は制御回路
ＶＳによって制御されたにもかかわらず、シリンダ圧縮
比の変化を生じさせなかったからである。
【００１９】回転むらの変化の大きさから、圧縮比変化
の大きさも推測することができる。つまり、大きい圧縮
比変化は回転むらの大きな変化につながるのである。こ
のようにして、圧縮比変化を量的に診断することが可能
である。
【００２０】圧縮比変化を回転むらを介して監視する代
わりに、圧縮比変化に反応を示す別のエンジン動作パラ
メータを使用することもできる。このようなエンジン動
作パラメータには、例えば燃焼室圧力センサまたはトル
クセンサまたは吸気管圧力センサによって検出された量
が属する。
【００２１】圧縮比変化によって引き起こされたエンジ
ントルクまたは引きずりトルクの変化は、スロットバル
ブを制御することによって補償することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】シリンダ圧縮比を可変的に調整する装置を備え
た内燃機関を図式的に示した図である。
【図２】シリンダ圧縮比を可変的に調整する装置の動作
監視の方法の進行を示したダイアグラムである。
【符号の説明】
Ｚ シリンダ Ｋ ピストン Ｖ シリンダ圧縮比の可変調整装置 ＬＳ 回転むらセンサ ＶＳ 制御回路 ＦＵ 動作監視回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６２Ｊ (72)発明者 クラウス リース−ミュラー ドイツ連邦共和国 バート ラッペナウ ハインスハイマー シュトラーセ 47

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 レシプロ型内燃機関においてシリンダ圧
    縮比を可変的に調整する装置の動作監視方法において、 シリンダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ
    ４）の制御前と制御後それぞれで、シリンダ圧縮比の変
    化に応答するエンジン動作パラメータを検出し、 該エンジン動作パラメータの両値を互いに比較し 当該比較は、前記エンジン動作パラメータに変化が生じ
    たか否かを検出するためのものであり、 前記エンジン動作パラメータが変化したということは、
    シリンダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ
    ４）が正しく動作したという証である、ことを特徴とす
    る方法。
  2. 【請求項２】 動作監視を行うために、内燃機関のエン
    ジンブレーキ運転中またはアイドリング運転中にシリン
    ダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を
    制御し、 エンジン動作パラメータを該装置の制御前と制御後に検
    出する請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 シリンダごとにシリンダ圧縮比の可変調
    整装置（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４）を制御し、 各シリンダ（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４）に対する制御前
    と制御後にエンジン動作パラメータを測定し、 これは各シリンダ（Ｚ１，Ｚ２，Ｚ３，Ｚ４）に対して
    動作監視を行うためである、 請求項１記載の方法。
  4. 【請求項４】 動作監視のためのエンジン動作パラメー
    タとして回転むらを使用する、請求項１〜３のいずれか
    １項記載の方法。
  5. 【請求項５】 動作監視のためのエンジン動作パラメー
    タとして、燃焼室圧力または吸気管圧力またはエンジン
    トルクを使用する、請求項１〜３のいずれか１項記載の
    方法。
  6. 【請求項６】 レシプロ型内燃機関においてシリンダ圧
    縮比を可変的に調整する装置の動作監視装置において、 手段（ＦＵ）が設けられており、 該手段は、シリンダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、Ｖ
    ２、Ｖ３、Ｖ４）の制御前と制御後それぞれにエンジン
    動作パラメータを測定するためのものであり、 該エンジン動作パラメータはシリンダ圧縮比の変化に反
    応し、 前記手段がエンジン動作パラメータの両値を互いに比較
    し、 当該比較は、エンジン動作パラメータに変化が生じたか
    否かを検出するためであり、 前記エンジン動作パラメータが変化したということは、
    シリンダ圧縮比の可変調整装置（Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ
    ４）が正しく動作したという証である、ことを特徴とす
    る装置。
JP2000349654A 1999-11-17 2000-11-16 シリンダ圧縮比の可変調整装置の動作監視方法および動作監視装置 Pending JP2001182571A (ja)

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