JP2004156541A - Internal combustion engine having variable compression ratio mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変圧縮比機構を有する内燃機関に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を有する内燃機関が知られている(例えば特許文献1〜4)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−54873号公報
【特許文献2】
特開昭63−18142号公報
【特許文献3】
特開平7−208220号公報
【特許文献4】
特開昭63−120820号公報
【0004】
一般に、圧縮比が高い方が熱効率が良いので燃費が向上するが、ノッキングが発生し易い傾向にある。そこで、内燃機関の負荷が小さい時には、ノッキングの可能性が低いので、圧縮比を高く設定することによって燃費を向上させることができる。一方、負荷が大きいときには、圧縮率を低く設定することによってノッキングを防止する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
このような内燃機関において高圧縮比に設定された場合には、ピストン頂面に付着する燃料量(ウェット量)が増加することが知られている。この理由は、高圧縮比では、上死点におけるピストン頂面とシリンダヘッドとの間の距離が小さくなり、吸気ポートから吸入される燃料粒子、または、燃焼室内に直接噴射される燃料粒子がピストン頂面に付着し易くなるからであると推測される。ピストン頂部のウェット量が増加すると、燃焼が悪化するので好ましくない。しかし、従来は、高圧縮比状態におけるピストン頂部のウェット量の増大に対処する工夫が十分になされていなかった。
【0006】
本発明は、上述した従来の課題を解決するためになされたものであり、高圧縮比状態におけるピストン頂部のウェット量の増大に対処する技術を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記目的の少なくとも一部を達成するために、本発明の内燃機関は、
燃焼室を構成するシリンダおよびピストンと、
前記燃焼室の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
前記圧縮比を示す指標値に応じて前記燃焼室への吸気流の乱れ状態を変更可能な気流変更手段と、
を備える。
【0008】
この内燃機関では、圧縮比を示す指標値に応じて前記燃焼室への吸気流の乱れ状態を変更可能なので、高圧縮比状態におけるピストン頂部のウェット量の増大を防止することが可能である。
【0009】
前記気流変更手段は、圧縮比が第1の判定値よりも大きい場合に、前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させることが好ましい。
【0010】
また、前記気流変更手段は、圧縮比が第1の判定値よりも大きく、かつ、前記内燃機関の負荷率が第2の判定値よりも小さい場合に、前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させることが好ましい。
【0011】
高圧縮比で低負荷率のときには、ピストン頂部のウェット量が増大しやすい傾向にあるので、この場合に吸気流の乱れを増大させれば、この傾向を緩和することが可能である。
【0012】
前記気流変更手段は、前記燃焼室に吸気を導く吸気管内に設けられ前記吸気管の流路抵抗を変更可能な気流制御機構を含むものとしてもよい。また、前記気流制御機構は、開度が調節可能な調整弁を含むものとしてもよい。さらに、前記燃焼室は2つの吸気口を有し、前記燃焼室に吸気を導く吸気管は前記2つの吸気口に接続された2つの分岐管を含んでおり、前記調整弁は前記2つの分岐管の一方のみに設けられているものとしてもよい。
【0013】
このような気流制御機構を用いれば、燃焼室への吸気流の乱れを容易に増大させることができる。
【0014】
あるいは、前記気流変更手段は、前記燃焼室の吸気弁のリフト量と開弁期間のタイミングとのうちの少なくとも一方を変更可能な吸気弁制御機構を含むものとしてもよい。例えば、前記吸気弁制御機構は、前記吸気弁のリフト量を小さくすることによって前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させてもよい。また、前記吸気弁制御機構は、前記吸気弁の開弁期間のタイミングを遅角することによって前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させてもよい。
【0015】
このような吸気弁制御機構を用いることによっても、燃焼室への吸気流の乱れを容易に増大させることができる。
【0016】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、内燃機関や、内燃機関の制御方法、その制御方法を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、そのコンピュータプログラムを含み搬送波内に具現化されたデータ信号、等の態様で実現することができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
A.第1実施例:
次に、本発明の実施の形態を実施例に基づいて説明する。図1(A)は、本発明の第1実施例としての内燃機関10の構成を示す概念図である。この内燃機関10は、シリンダ20と、ピストン21とで構成される燃焼室を有している。シリンダヘッド22には、点火プラグ51と、吸気弁41と、排気弁42とが設けられている。
【0018】
図1(B)に示すように、この内燃機関10は2つの吸気口111,112と2つの排気口121,122を有している。吸気口111,112には、吸気管100の2つの分岐管101,102がそれぞれ接続されている。第1の分岐管101には、気流制御弁61が設けられている。気流制御弁61は、その開度が調整可能な調節弁であり、その開度が小さいときに、燃焼室に導入される吸気流の乱れを増大させる機能を有している。
【0019】
ピストン21は、コンロッド23に連結されている。このコンロッド23は、第1と第2のコンロッド部材231,233が接続ピン232で連結された構成を有しており、その連結部において屈曲自在である。第1のコンロッド部材231の上端はピストンピン24によってピストン21に連結されており、第2のコンロッド部材233の下端はクランク11に連結されている。第1のコンロッド部材231の下端は、さらに、接続ピン25によってコントロールロッド26に接続されている。コントロールロッド26の他端は、回動可能なコントロール円板28の周縁部に設けられたコントロールシャフト27に連結されている。このコントロールシャフト27は、コントロール円板28の中心軸29から偏心した位置において、中心軸29と平行に設置されている。従って、コントロール円板28を中心軸29回りに回転させると、コントロールシャフト27は中心軸29回りを公転する。コントロール円板28には、円板28の回転位置を検出するための回転位置センサ33が設けられている。
【0020】
ECU(Electronic Control Unit)30内に設けられた可変圧縮比制御回路31は、駆動部34を用いて、コントロールシャフト27の位置を略3時の位置から略6時の位置の区間で位置決めすることによって、コンロッド23の屈曲度を調整可能である。コンロッド23の屈曲度が変化すると、シリンダ20内におけるピストン21の上死点と下死点の位置も変化する。従って、コンロッド23の屈曲度の調整によって、燃焼室の圧縮比を変更することが可能である。この説明から理解できるように、コンロッド23と、コントロールロッド26と、コントロール円板28と、可変圧縮比制御回路31と、駆動部34とは、全体として可変圧縮比機構を構成している。
【0021】
この可変圧縮比機構は、本出願人によって開示された特開2000−54873号公報に開示されたものと同じである。但し、可変圧縮比機構としては、これ以外の任意の機構を採用することが可能である。
【0022】
ECU30は、さらに、気流制御弁61の開度を制御するための気流制御弁制御回路32を含んでいる。ECU30には、エンジン回転数や、スロットル開度(アクセルペダルの踏込量)、吸入空気量、シリンダの冷却水温、などの各種のパラメータを示す信号が、各種のセンサから供給されている。ECU30は、これらの各種のパラメータに応じて、圧縮比と気流制御弁の開度とを制御している。
【0023】
図2は、本発明の第1実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャートである。ステップS1では、ECU30が、エンジン回転数や、スロットル開度、吸入空気量、シリンダの冷却水温などのエンジンの運転状態を検出する。ステップS2では、可変圧縮比制御回路31が、ステップS1で検出されたエンジンの運転状態に対して適切な圧縮比CRの目標値を演算する。この演算は、例えば、運転状態を規定する複数のパラメータの値の組合せを入力とし、圧縮比の目標値を出力とするマップやルックアップテーブルを用いて実現することができる。ステップS3では、可変圧縮比制御回路31が、回転位置センサ33の検出信号を監視しながらコントロール円板28を回転させて、圧縮比を目標値に設定する。
【0024】
ステップS4では、気流制御弁制御回路32が、現在の圧縮比CRに対応する負荷率LRを算出し、ステップS5でこの値LRを判定値αと比較する。ここで、負荷率LRとは、燃焼室内の最大空気収容量に対する実際の空気吸入量の割合を意味している。燃焼室内の最大空気収容量は、ピストンが下死点にあるときの燃焼室の容量に等しいので、最大空気収容量は圧縮比によって決まり、圧縮比が小さいほど大きな値となる。実際の空気吸入量は、図示しないエアフローメータによって測定される。
【0025】
負荷率LRの値が判定値αよりも大きいとき(圧縮比が小さいとき)には、ピストン頂部のウェット量の増大による燃焼の悪化の可能性が少ないので、気流制御弁61の開度を大きく設定する(ステップS6)。例えば、ステップS6では、気流制御弁61を100%開度に設定することが好ましい。一方、負荷率LRの値が判定値αよりも小さいとき(圧縮比が大きいとき)には、ピストン頂部のウェット量の増大による燃焼の悪化の可能性があるので、気流制御弁の開度を小さな値に設定して、燃焼室に導入される吸気流の乱れを増大させる(ステップS7)。図1(B)に示したように、気流制御弁61は、燃焼室に吸気を導く2つの分岐管101,102のうちの一方にのみ設けられているので、この弁61の開度を小さくすることによって、2つの分岐管101,102から導入される吸気量のバランスが崩れる。この結果、気流制御弁61の開度が大きな場合に比べて、燃焼室内における吸気流の乱れが大きくなり、ピストン頂部のウェット量を減少させることができる。
【0026】
なお、気流制御弁61の開度を小さくすると、気流制御弁61が設けられている分岐管101内における吸気流の乱れ自体も増大する。従って、2つの分岐管101,102の両方に気流制御弁61を設けるようにしても、気流制御弁61の開度を小さくすることによって吸気流の乱れを増大させることが可能である。この場合には、気流制御弁61は、シリンダヘッド22の吸気口111の近傍に設けることが好ましい。例えば、吸気口111から、吸気口111に接続された分岐管101の直径Dの10倍以内の距離の位置に気流制御弁61を設けることが好ましく、分岐管101の直径Dの5倍以内の距離の位置に設けることがさらに好ましい。但し、2つの分岐管101,102の一方にのみ気流制御弁61を設ける方が、吸気流の乱れを大きくする上ではより効果的である。
【0027】
ステップS7では、ECU30が、気流制御弁61の開度に応じてスロットル弁(図示せず)の開度を補正して、吸入吸気量を調整する。
【0028】
以上のように、第1実施例では、負荷率LRが判定値αよりも小さいとき(すなわち高圧縮比のとき)に、気流制御弁61の開度を小さくして吸気流の乱れを大きくするようにしたので、圧縮比の増大によるピストン頂部のウェット量の増大を緩和することが可能である。
【0029】
なお、負荷率LRは圧縮比CRに依存するので、負荷率LRの値は、圧縮比を表す指標値と考えることができる。なお、負荷率LRの代わりに圧縮比CRを用いて図2の制御を実行することも可能である。
【0030】
B.第2実施例:
図3は、本発明の第2実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャートである。第1実施例との差異はステップS5aのみであり、他の手順およびエンジンの構成は第1実施例と同じである。
【0031】
第2実施例のステップS5aでは、負荷率LRの値が第1の判定値αよりも小さいという第1の条件と、圧縮比CRの値が第2の判定値βよりも大きいという第2の条件が、同時に満足されているか否かが判断される。この両方の条件が満足されているときには、ピストン頂部のウェット量の増大による燃焼の悪化の可能性が高いので、気流制御弁61の開度を小さく設定する(ステップS7)。一方、2つの条件のいずれか一方でも満足されていないときには、気流制御弁61の開度を大きく設定する。この理由は、高圧縮比で低負荷率のときには、ピストン頂部のウェット量が増大しやすい傾向にあるからである。また、ウェット量が過度に大きくないときには、なるべく気流制御弁61の開度を大きく設定した方が、ポンプ損失が少なくなるので燃費を向上できるからである。
【0032】
なお、判定値α,βの適切な値は、吸気温度や、シリンダの冷却水温、エンジン回転数などに応じて変化する。従って、判定値α、βの値は、これらのパラメータに応じて変更することが好ましい。
【0033】
このように、第1および第2実施例では、圧縮比CRが高いときに吸気流の乱れを大きくするようにしたので、圧縮比の増大に伴うピストン頂部のウェット量の増大を緩和して、燃焼の悪化を防止することが可能である。
【0034】
C.第3実施例:
図4は、本発明の第3実施例における内燃機関10aの構成を示す概念図である。この内燃機関10aは、図1の気流制御弁61の代わりに、可変バルブリフト機構71と、スプール弁72と、油圧ポンプ73とを設けた構成を有している。また、ECU30aは、気流制御弁制御回路32の代わりにバルブリフト制御回路70を含んでいる。他の構成は上述した第1実施例と同じである。
【0035】
バルブリフト制御回路70は、スプール弁72を切り換えることによって、可変バルブリフト機構71で設定される吸気弁41のリフト量を変更することが可能である。このような機構71,72は周知なので、詳細な説明は省略する。
【0036】
図5は、第3実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャートである。第1実施例との差異はステップS6a,S7aのみである。すなわち、第3実施例では、低負荷で高圧縮比のときに、吸気弁41のリフト量を小さくすることによって吸気流の乱れを増大させ、これによってピストン頂部のウェット量の増大を防止している(ステップS7a)。すなわち、吸気弁41のリフト量を小さくすると、シリンダヘッドの吸気口と吸気弁41との間の隙間が小さくなるので、燃焼室内における吸気流の乱れが増大する。なお、吸気弁41のリフト量を小さくしたときには、吸気管の流路抵抗が増大するので、ステップS8においてスロットル弁の開度を増大させる。なお、図5のステップS5を図3のステップS5aに置き換えることも可能である。
【0037】
このように、吸気弁41のリフト量を小さくすることによっても、吸気流の乱れを大きくし、ピストン頂部のウェット量の増大を防止することができる。
【0038】
D.第4実施例:
図6は、本発明の第4実施例における内燃機関10bの構成を示す概念図である。この内燃機関10bは、図4のバルブリフト量調整用の構成要素71〜73の代わりに、可変バルブタイミング機構81と、スプール弁82と、油圧ポンプ83とを設けた構成を有している。また、ECU30bは、バルブリフト制御回路70の代わりにバルブタイミング制御回路80を含んでいる。他の構成は上述した第2実施例と同じである。
【0039】
バルブタイミング制御回路80は、スプール弁82を切り換えることによって、可変バルブタイミング機構81で設定される吸気弁41の開弁時期のタイミングを変更することが可能である。このような機構81,82は周知なので、詳細な説明は省略する。
【0040】
図7は、第4実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャートである。図5に示した第3実施例との差異はステップS6b,S7bのみである。すなわち、第4実施例では、高負荷で低圧縮比のときには第1のバルブタイミング制御マップM1を使用し(ステップS6b)、低負荷で高圧縮比のときには第2のバルブタイミング制御マップM2を用いる(ステップS7b)。これらのマップM1,M2は、エンジン回転数や、スロットル開度、吸入空気量、シリンダの冷却水温などに応じて、吸気弁41の開弁時期のタイミングを決定するためのマップである。低負荷・高圧縮比で使用される第2のバルブタイミング制御マップM2は、第1のマップM1に比べて吸気弁41の開弁期間が遅角されている。
【0041】
図8は、第4実施例におけるバルブタイミング遅角化の一例を示す説明図である。この例では、負荷率LRが判定値αより大きいときにはピストンの上死点TDCの前から開弁が始まっており、一方、負荷率LRが判定値α以下のときには吸気弁41の開弁時期を全体として遅角している。具体的には、遅角した開弁時期では、吸気弁41がピストンの上死点TDCよりも遅く開弁する。吸気弁41を上死点TDCよりも遅く開弁するようにすれば、燃焼室内に負圧が発生してから新気が導入されるので、燃焼室内の吸気流の乱れがより大きくなるという効果がある。また、図8の例のように、閉弁時期を下死点BDCよりも遅くすると、吸気吹き戻し効果(圧縮行程で吸気弁が開いていると吸気が燃焼室から吸気管に吹き戻される効果)によって燃焼室内の吸気流の乱れが一層大きくなるので、さらに好ましい。
【0042】
このように、吸気弁41の開弁期間を遅角することによっても、吸気流の乱れを大きくしてピストン頂部のウェット量の増大を防止することができる。
【0043】
なお、第1実施例で利用した気流制御弁61の開度調整と、第3実施例で利用した吸気弁41のリフト量調整と、第4実施例で利用した吸気弁41の開弁期間調整とのうちのいくつかを組合せて採用することも可能である。
【0044】
E.変形例:
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【0045】
E1.変形例1:
上記第1実施例では、気流制御弁61を用いて吸気流の乱れを調整していたが、この代わりに、吸気管の流路抵抗を変更するような他の機構を利用することも可能であり、例えば、可変オリフィスなどを用いることが可能である。
【0046】
また、吸気弁41のリフト量調整のための機構71〜73や、開弁タイミング調整のための機構81〜83は単なる一例であり、他の種々の構成を採用することができる。例えば、吸気弁41として、リフト量と開弁タイミングとをそれぞれ任意に調整できる電動弁を利用することも可能である。
【0047】
これらの説明から理解できるように、本発明は、圧縮比を示す指標値に応じて燃焼室への吸気流の乱れ状態を変更可能な気流変更手段を備えていればよい。なお、圧縮比を示す指標値としては、圧縮比そのものや、負荷率などの種々のパラメータを使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の内燃機関10の構成を示す概念図。
【図2】第1実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャート。
【図3】第2実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャート。
【図4】第3実施例における内燃機関10aの構成を示す概念図。
【図5】第3実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャート。
【図6】第4実施例における内燃機関10bの構成を示す概念図。
【図7】第4実施例におけるエンジンの制御手順を示すフローチャート。
【図8】第4実施例におけるバルブタイミング遅角化の一例を示す説明図。
【符号の説明】
10…内燃機関
11…クランク
20…シリンダ
21…ピストン
22…シリンダヘッド
23…コンロッド
24…ピストンピン
25…接続ピン
26…コントロールロッド
27…コントロールシャフト
28…コントロール円板
29…中心軸
30…ECU
31…可変圧縮比制御回路
32…気流制御弁制御回路
33…回転位置センサ
34…駆動部
41…吸気弁
42…排気弁
51…点火プラグ
61…気流制御弁
70…バルブリフト制御回路
71…可変バルブリフト機構
72…スプール弁
73…油圧ポンプ
80…バルブタイミング制御回路
81…可変バルブタイミング機構
82…スプール弁
83…油圧ポンプ
100…吸気管
101,102…分岐管
111,112…吸気口
121,122…排気口
231,233…コンロッド部材
232…接続ピン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism.
[0002]
[Prior art]
DESCRIPTION OF RELATED ART Conventionally, the internal combustion engine which has the variable compression ratio mechanism which can change a compression ratio is known (for example, patent documents 1-4).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-54873 [Patent Document 2]
JP-A-63-18142 [Patent Document 3]
JP-A-7-208220 [Patent Document 4]
JP-A-63-120820
Generally, the higher the compression ratio, the better the thermal efficiency and thus the better the fuel efficiency, but the more the knocking tends to occur. Therefore, when the load of the internal combustion engine is small, the possibility of knocking is low. Therefore, by setting a high compression ratio, fuel efficiency can be improved. On the other hand, when the load is large, knocking is prevented by setting the compression ratio low.
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
It is known that when a high compression ratio is set in such an internal combustion engine, the amount of fuel (wet amount) adhering to the piston top surface increases. The reason is that at a high compression ratio, the distance between the top surface of the piston at the top dead center and the cylinder head becomes small, and the fuel particles sucked from the intake port or directly injected into the combustion chamber become It is presumed that this is because it easily adheres to the top surface. An increase in the wet amount at the top of the piston is not preferable because combustion deteriorates. However, conventionally, there has not been enough devised to cope with an increase in the wet amount at the top of the piston in a high compression ratio state.
[0006]
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and has as its object to provide a technique for coping with an increase in the wet amount of the piston top in a high compression ratio state.
[0007]
[Means for Solving the Problems and Their Functions and Effects]
In order to achieve at least a part of the above object, an internal combustion engine of the present invention includes:
A cylinder and a piston constituting a combustion chamber;
A variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio of the combustion chamber,
Air flow changing means capable of changing a turbulence state of the intake air flow to the combustion chamber according to the index value indicating the compression ratio,
Is provided.
[0008]
In this internal combustion engine, since the turbulence state of the intake air flow to the combustion chamber can be changed according to the index value indicating the compression ratio, it is possible to prevent an increase in the wet amount at the top of the piston in the high compression ratio state.
[0009]
It is preferable that the airflow changing unit increases turbulence of the intake airflow to the combustion chamber when the compression ratio is larger than a first determination value.
[0010]
Further, the airflow changing means may be configured to reduce the turbulence of the intake air to the combustion chamber when the compression ratio is larger than a first judgment value and the load ratio of the internal combustion engine is smaller than a second judgment value. Preferably, it is increased.
[0011]
When the compression ratio is low and the load factor is low, the wet amount at the top of the piston tends to increase. In this case, if the turbulence of the intake air flow is increased, this tendency can be alleviated.
[0012]
The airflow changing means may include an airflow control mechanism provided in an intake pipe for guiding intake air to the combustion chamber and capable of changing a flow path resistance of the intake pipe. Further, the airflow control mechanism may include an adjustment valve whose opening can be adjusted. Further, the combustion chamber has two intake ports, an intake pipe for guiding intake air to the combustion chamber includes two branch pipes connected to the two intake ports, and the regulating valve includes the two branch ports. It may be provided on only one of the tubes.
[0013]
With such an airflow control mechanism, the turbulence of the intake air flow to the combustion chamber can be easily increased.
[0014]
Alternatively, the airflow changing means may include an intake valve control mechanism capable of changing at least one of a lift amount of an intake valve of the combustion chamber and a timing of a valve opening period. For example, the intake valve control mechanism may increase the turbulence of the intake flow to the combustion chamber by reducing the lift amount of the intake valve. Further, the intake valve control mechanism may increase turbulence of the intake flow to the combustion chamber by delaying a timing of a valve opening period of the intake valve.
[0015]
By using such an intake valve control mechanism, the turbulence of the intake flow to the combustion chamber can be easily increased.
[0016]
Note that the present invention can be realized in various aspects, for example, an internal combustion engine, a control method of the internal combustion engine, a computer program for realizing the control method, a recording medium storing the computer program, It can be realized in the form of a data signal including the computer program and embodied in a carrier wave.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
A. First embodiment:
Next, embodiments of the present invention will be described based on examples. FIG. 1A is a conceptual diagram showing a configuration of an
[0018]
As shown in FIG. 1B, the
[0019]
The
[0020]
The variable compression
[0021]
This variable compression ratio mechanism is the same as that disclosed in JP-A-2000-54873 disclosed by the present applicant. However, any other mechanism can be adopted as the variable compression ratio mechanism.
[0022]
The
[0023]
FIG. 2 is a flowchart showing a control procedure of the engine according to the first embodiment of the present invention. In step S1, the
[0024]
In step S4, the airflow control valve control circuit 32 calculates the load ratio LR corresponding to the current compression ratio CR, and compares this value LR with the determination value α in step S5. Here, the load factor LR means the ratio of the actual air intake amount to the maximum air capacity in the combustion chamber. Since the maximum air capacity in the combustion chamber is equal to the capacity of the combustion chamber when the piston is at the bottom dead center, the maximum air capacity is determined by the compression ratio. The smaller the compression ratio, the larger the value. The actual air intake amount is measured by an air flow meter (not shown).
[0025]
When the value of the load ratio LR is larger than the determination value α (when the compression ratio is small), there is little possibility that the deterioration of the combustion due to the increase in the wet amount at the top of the piston is small, so the opening degree of the
[0026]
When the opening of the
[0027]
In step S7, the
[0028]
As described above, in the first embodiment, when the load ratio LR is smaller than the determination value α (that is, when the compression ratio is high), the opening degree of the
[0029]
Since the load ratio LR depends on the compression ratio CR, the value of the load ratio LR can be considered as an index value indicating the compression ratio. Note that the control in FIG. 2 can be performed using the compression ratio CR instead of the load ratio LR.
[0030]
B. Second embodiment:
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of the engine according to the second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment is only step S5a, and the other procedures and the configuration of the engine are the same as those of the first embodiment.
[0031]
In step S5a of the second embodiment, the first condition that the value of the load ratio LR is smaller than the first determination value α and the second condition that the value of the compression ratio CR is larger than the second determination value β. It is determined whether the conditions are simultaneously satisfied. When both of these conditions are satisfied, there is a high possibility that combustion will deteriorate due to an increase in the wet amount at the top of the piston, so the opening of the
[0032]
Appropriate values of the determination values α and β change according to the intake air temperature, the cooling water temperature of the cylinder, the engine speed, and the like. Therefore, the values of the determination values α and β are preferably changed according to these parameters.
[0033]
As described above, in the first and second embodiments, the turbulence of the intake air flow is increased when the compression ratio CR is high. Therefore, the increase in the wet amount at the top of the piston due to the increase in the compression ratio is moderated. It is possible to prevent deterioration of combustion.
[0034]
C. Third embodiment:
FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an
[0035]
The valve
[0036]
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of the engine in the third embodiment. The only difference from the first embodiment is steps S6a and S7a. That is, in the third embodiment, when the load is low and the compression ratio is high, the lift amount of the
[0037]
In this way, by reducing the lift amount of the
[0038]
D. Fourth embodiment:
FIG. 6 is a conceptual diagram illustrating a configuration of an
[0039]
The valve
[0040]
FIG. 7 is a flowchart illustrating an engine control procedure according to the fourth embodiment. The only difference from the third embodiment shown in FIG. 5 is steps S6b and S7b. That is, in the fourth embodiment, the first valve timing control map M1 is used when the load is low and the compression ratio is low (step S6b), and the second valve timing control map M2 is used when the load is low and the compression ratio is high. (Step S7b). These maps M1 and M2 are maps for determining the timing of opening the
[0041]
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of the valve timing retarding in the fourth embodiment. In this example, when the load factor LR is greater than the determination value α, the valve opening has started before the top dead center TDC of the piston. The whole is retarded. Specifically, at the retarded valve opening timing, the
[0042]
Thus, by delaying the opening period of the
[0043]
Note that the opening degree adjustment of the
[0044]
E. FIG. Modification:
The present invention is not limited to the above-described examples and embodiments, but can be implemented in various modes without departing from the gist of the invention, and for example, the following modifications are possible.
[0045]
E1.
In the first embodiment, the turbulence of the intake air flow is adjusted by using the air
[0046]
Further, the
[0047]
As can be understood from these descriptions, the present invention only needs to include airflow changing means capable of changing the turbulence state of the intake air flow to the combustion chamber in accordance with the index value indicating the compression ratio. As the index value indicating the compression ratio, various parameters such as the compression ratio itself and the load ratio can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing a configuration of an
FIG. 2 is a flowchart showing an engine control procedure in the first embodiment.
FIG. 3 is a flowchart illustrating an engine control procedure according to a second embodiment.
FIG. 4 is a conceptual diagram showing a configuration of an
FIG. 5 is a flowchart illustrating an engine control procedure according to a third embodiment.
FIG. 6 is a conceptual diagram showing a configuration of an
FIG. 7 is a flowchart illustrating an engine control procedure according to a fourth embodiment.
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example of retarding valve timing in a fourth embodiment.
[Explanation of symbols]
31 Variable compression ratio control circuit 32 Air flow control
Claims (9)
燃焼室を構成するシリンダおよびピストンと、
前記燃焼室の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
前記圧縮比を示す指標値に応じて前記燃焼室への吸気流の乱れ状態を変更可能な気流変更手段と、
を備える内燃機関。An internal combustion engine,
A cylinder and a piston constituting a combustion chamber;
A variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio of the combustion chamber,
Air flow changing means capable of changing a turbulence state of the intake air flow to the combustion chamber according to the index value indicating the compression ratio,
An internal combustion engine comprising:
前記気流変更手段は、圧縮比が第1の判定値よりも大きい場合に、前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させる、内燃機関。The internal combustion engine according to claim 1,
The internal combustion engine, wherein the airflow changing means increases turbulence of an intake air flow to the combustion chamber when a compression ratio is larger than a first determination value.
前記気流変更手段は、圧縮比が第1の判定値よりも大きく、かつ、前記内燃機関の負荷率が第2の判定値よりも小さい場合に、前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させる、内燃機関。The internal combustion engine according to claim 1,
The airflow changing means increases the turbulence of the intake air to the combustion chamber when the compression ratio is larger than a first judgment value and the load factor of the internal combustion engine is smaller than a second judgment value. , Internal combustion engine.
前記気流変更手段は、前記燃焼室に吸気を導く吸気管内に設けられ前記吸気管の流路抵抗を変更可能な気流制御機構を含む、内燃機関。The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein
The internal combustion engine includes an airflow control mechanism provided in an intake pipe that guides intake air to the combustion chamber and that can change a flow path resistance of the intake pipe.
前記気流制御機構は、開度が調節可能な調整弁を含む、内燃機関。The internal combustion engine according to claim 4, wherein
The internal combustion engine, wherein the airflow control mechanism includes an adjustment valve whose opening is adjustable.
前記燃焼室は2つの吸気口を有し、前記燃焼室に吸気を導く吸気管は前記2つの吸気口に接続された2つの分岐管を含んでおり、
前記調整弁は前記2つの分岐管の一方のみに設けられている、内燃機関。The internal combustion engine according to claim 5, wherein
The combustion chamber has two intake ports, and an intake pipe that guides intake air to the combustion chamber includes two branch pipes connected to the two intake ports,
The internal combustion engine, wherein the regulating valve is provided in only one of the two branch pipes.
前記気流変更手段は、前記燃焼室の吸気弁のリフト量と開弁期間のタイミングとのうちの少なくとも一方を変更可能な吸気弁制御機構を含む、内燃機関。The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein
The internal combustion engine, wherein the airflow changing means includes an intake valve control mechanism capable of changing at least one of a lift amount of an intake valve of the combustion chamber and a timing of a valve opening period.
前記吸気弁制御機構は、前記吸気弁のリフト量を小さくすることによって前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させる、内燃機関。The internal combustion engine according to claim 7, wherein
The internal combustion engine, wherein the intake valve control mechanism increases turbulence of an intake flow to the combustion chamber by reducing a lift amount of the intake valve.
前記吸気弁制御機構は、前記吸気弁の開弁期間のタイミングを遅角することによって前記燃焼室への吸気流の乱れを増大させる、内燃機関。The internal combustion engine according to claim 7, wherein
The internal combustion engine, wherein the intake valve control mechanism increases turbulence of an intake flow to the combustion chamber by delaying a timing of an opening period of the intake valve.
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-
2002
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8656701B2 (en) | 2007-11-07 | 2014-02-25 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control device |
DE112008003428T5 (en) | 2007-12-17 | 2010-10-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine control device |
WO2010064329A1 (en) | 2008-12-03 | 2010-06-10 | トヨタ自動車株式会社 | Engine system control device |
US8818693B2 (en) | 2008-12-03 | 2014-08-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Engine system control device |
DE112008004250T5 (en) | 2008-12-25 | 2013-01-03 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | CONTROL UNIT OF AN INTERNAL COMBUSTION ENGINE |
DE112008004250B4 (en) | 2008-12-25 | 2021-09-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | CONTROL DEVICE OF AN COMBUSTION ENGINE |
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