JP2013079607A - Vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は自動車等の車両に係り、特に圧縮比が可変である内燃機関を搭載した車両に関する。 The present invention relates to a vehicle such as an automobile, and more particularly to a vehicle equipped with an internal combustion engine having a variable compression ratio.
近年、内燃機関の燃費性能や出力性能などを向上させることを目的として、内燃機関の圧縮比を可変にする技術が提案されている。この種の技術としては、シリンダブロックとクランクケースとを相対的に上下方向に近接離反移動可能に連結する圧縮比可変機構を設け、圧縮比可変機構を作動させあるいは制御することで、圧縮比を変更する技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 2. Description of the Related Art In recent years, techniques for changing the compression ratio of an internal combustion engine have been proposed for the purpose of improving the fuel efficiency performance and output performance of the internal combustion engine. As this type of technology, a compression ratio variable mechanism that connects the cylinder block and the crankcase so as to be relatively close to and away from each other in the vertical direction is provided, and the compression ratio is controlled by operating or controlling the variable compression ratio mechanism. A technique for changing is proposed (see, for example, Patent Document 1).
ところで、かかる可変圧縮比内燃機関を車両に搭載すると、圧縮比の変化に応じて車両の重心位置が上下に変化し、車両の走行特性が変化する。すると例えば、車両のコーナリング(旋回)中やブレーキング(制動)中の重心位置変化により、ドライバーが、車両挙動(旋回特性やブレーキング力)が変化したものと錯覚し、本来の車両挙動に即した運転操作とは異なる修正操作を行う可能性がある。これは車両の操縦性および安定性を向上する上で不利である。 By the way, when such a variable compression ratio internal combustion engine is mounted on a vehicle, the center of gravity position of the vehicle changes up and down in accordance with the change in the compression ratio, and the running characteristics of the vehicle change. Then, for example, the driver's illusion that the vehicle behavior (turning characteristics and braking force) has changed due to the change in the center of gravity during cornering (turning) or braking (braking) of the vehicle. There is a possibility of performing a correction operation different from the driving operation. This is disadvantageous in improving the maneuverability and stability of the vehicle.
そこで本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、車両のコーナリング中やブレーキング中の重心位置変化を極力抑制し、車両の操縦性および安定性を向上することができる車両を提供することにある。 Therefore, the present invention has been made in view of the above circumstances, and its object is to suppress the change in the center of gravity position during cornering or braking of the vehicle as much as possible, and improve the maneuverability and stability of the vehicle. To provide a vehicle.
本発明の一態様によれば、
車両の重心位置を上下に変更するように圧縮比が可変である内燃機関と、
前記車両の横加速度および前加速度の少なくとも一つを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された少なくとも一つが所定値を超えている間、圧縮比の変化幅を所定範囲内に制限する制限手段と、
を備えたことを特徴とする車両が提供される。
According to one aspect of the invention,
An internal combustion engine having a variable compression ratio so as to change the position of the center of gravity of the vehicle up and down;
Obtaining means for obtaining at least one of a lateral acceleration and a front acceleration of the vehicle;
Limiting means for limiting the change width of the compression ratio within a predetermined range while at least one acquired by the acquiring means exceeds a predetermined value;
A vehicle characterized by comprising:
好ましくは、前記制限手段は、前記取得手段によって取得された少なくとも一つが所定値を超えている間、その少なくとも一つが最初に所定値を超えた時点での圧縮比に対し、圧縮比の変化幅を所定範囲内に制限する。 Preferably, the limiting means is configured such that, while at least one acquired by the acquiring means exceeds a predetermined value, the compression ratio change width with respect to the compression ratio at the time when at least one of the limiting means first exceeds the predetermined value. Is limited within a predetermined range.
好ましくは、前記制限手段は、前記少なくとも一つが所定値を超えている間の前記少なくとも一つの値に応じて前記所定範囲を変更する。 Preferably, the limiting means changes the predetermined range according to the at least one value while the at least one exceeds a predetermined value.
好ましくは、前記制限手段は、前記少なくとも一つが所定値を超えている間の前記少なくとも一つの値が大きいほど、前記所定範囲を狭くする。 Preferably, the limiting means narrows the predetermined range as the at least one value increases while the at least one exceeds a predetermined value.
好ましくは、前記取得手段は、前記車両の横加速度を検出するセンサおよび前加速度を検出するセンサの少なくとも一つからなる。 Preferably, the acquisition unit includes at least one of a sensor that detects a lateral acceleration of the vehicle and a sensor that detects a front acceleration.
好ましくは、前記内燃機関は、
クランクシャフトが組み付けられるクランクケースと、
シリンダが形成されたシリンダブロックと、
クランクケースおよびシリンダブロックを上下方向に近接離反移動可能に連結する圧縮比可変機構と、
を備える。
Preferably, the internal combustion engine is
A crankcase to which the crankshaft is assembled;
A cylinder block in which a cylinder is formed;
A variable compression ratio mechanism for connecting the crankcase and the cylinder block so that they can move close to and away from each other in the vertical direction;
Is provided.
本発明の他の態様によれば、
車両の重心位置を上下に変更するように圧縮比が可変である内燃機関と、
前記車両の緊急制動状態を検出する検出手段と、
前記検出手段によって緊急制動状態が検出されたとき、車両の重心位置を下げるよう圧縮比を制御する緊急制動時制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両が提供される。
According to another aspect of the invention,
An internal combustion engine having a variable compression ratio so as to change the position of the center of gravity of the vehicle up and down;
Detecting means for detecting an emergency braking state of the vehicle;
Emergency braking control means for controlling the compression ratio so as to lower the position of the center of gravity of the vehicle when an emergency braking state is detected by the detection means;
A vehicle characterized by comprising:
本発明によれば、車両のコーナリング中やブレーキング中の重心位置変化を極力抑制し、車両の操縦性および安定性を向上することができるという、優れた作用効果が発揮される。 According to the present invention, it is possible to suppress the change in the position of the center of gravity during cornering or braking of the vehicle as much as possible, and to exhibit an excellent operational effect that the maneuverability and stability of the vehicle can be improved.
以下、図面を参照して本発明の好適実施形態を説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1に示すように、内燃機関(エンジン)1は、可変圧縮比内燃機関であり、シリンダ2が形成されたシリンダブロック3を、クランクシャフト20(図3参照)が組み付けられるクランクケース4に対して、シリンダ2の中心軸方向に相対移動させることによって圧縮比を変更するものである。クランクケース4およびシリンダブロック3は、圧縮比可変機構21により、車両の上下方向に近接離反移動可能に連結される。なお本実施形態の内燃機関1はガソリンエンジン(火花点火式内燃機関)であるが、本発明はディーゼルエンジン(圧縮着火式内燃機関)にも適用可能である。
As shown in FIG. 1, an internal combustion engine (engine) 1 is a variable compression ratio internal combustion engine, and a
ここで圧縮比可変機構21の構成について説明する。図示されるように、シリンダブロック3の両側下部に複数の隆起部が形成されており、この各隆起部に軸受収納孔5が形成されている。軸受収納孔5は、円形をしており、シリンダ2の軸方向に対して直角に、かつ複数のシリンダ2の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。シリンダブロック3の片側の軸受収納孔5はすべて同軸上に位置している。またシリンダブロック3の両側の軸受収納孔5の一対の中心軸は互いに平行である。
Here, the configuration of the variable
クランクケース4には、上述した軸受収納孔5が形成された複数の隆起部の間に位置するように、立壁部が形成されている。各立壁部のクランクケース4外側に向けられた表面には、半円形の凹部が形成されている。また、各立壁部には、ボルト6によって取り付けられるキャップ7が用意されており、キャップ7も半円形の凹部を有している。各立壁部にキャップ7を取り付けると、円形のカム収納孔8が形成される。カム収納孔8の形状は、上述した軸受収納孔5と同一である。
The
複数のカム収納孔8は、軸受収納孔5と同様に、シリンダブロック3をクランクケース4に取り付けたときにシリンダ2の軸方向に対して直角に、且つ、複数のシリンダ2の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。これら複数のカム収納孔8も、シリンダブロック3の両側に配置されることとなり、片側の複数のカム収納孔8はすべて同軸上に位置している。シリンダブロック3の両側のカム収納孔8の一対の中心軸は互いに平行である。また、両側の軸受収納孔5の間の距離と、両側のカム収納孔8との間の距離は同一である。
Similar to the bearing
交互に配置される両側二列の軸受収納孔5とカム収納孔8には、それぞれカム軸9が挿通される。これによりシリンダブロック3とクランクケース4は互いに連結される。カム軸9は、軸部9aと、軸部9aの中心軸に対して偏心された状態で軸部9aに固定され、正円形のカムプロフィールを有するカム部9bと、カム部9bと同一外形を有し軸部9aに対して回転可能に取り付けられる可動軸受部9cとを有する。カム部9bと可動軸受部9cとは交互に配置される。一対のカム軸9は鏡像の関係を有している。また、カム軸9の端部には、後述するギア10の取り付け部9dが形成されている。軸部9aの中心と取り付け部9dの中心とは偏心しており、カム部9bの中心と取り付け部9dの中心とは互いに一致している。
可動軸受部9cも、軸部9aに対して偏心されており、その偏心量はカム部9bと同一である。また、各カム軸9において、複数のカム部9bの偏心方向は同一である。また、可動軸受部9cの外形は、カム部9bと同一直径の正円である。可動軸受部9cを軸部9aに対し回転させることで、カム部9bの外周面と可動軸受部9cの外周面とを一致させることができる。
The
各カム軸9の取り付け部9dにはギア10が取り付けられる。一対のカム軸9の端部に固定された一対のギア10には、それぞれウォームギア11a、11bが噛合される。ウォームギア11a、11bは単一のモータ12の一本の出力軸に取り付けられている。ウォームギア11a、11bは、互いに逆方向に回転する螺旋溝を有している。このため、モータ12を一方向に回転させると、一対のカム軸9、9は、ウォームギア11a、11bおよびギア10、10を介して互いに逆方向に回転する。モータ12はシリンダブロック3に固定されている。
A
次に、内燃機関1の圧縮比を変更する際の作動を説明する。図2(a)〜(c)に、シリンダブロック3と、クランクケース4と、これら両者の間に配設されたカム軸9との関係を示した断面図を示す。軸部9aの中心軸をa、カム部9bの中心をb、可動軸受部9cの中心をcとして示す。図2(a)は、軸部9aの延長線上から見て全てのカム部9b及び可動軸受部9cの外周面が一致した状態を示す。このとき、一対の軸部9aは、軸受収納孔5及びカム収納孔8の中で外側に位置している。
Next, the operation when changing the compression ratio of the
図2(a)の状態から、モータ12を駆動して軸部9aを矢印方向に回転させると、図2(b)の状態になる。このとき、軸部9aに対して、カム部9bと可動軸受部9cの偏心方向にずれが生じるので、クランクケース4に対してシリンダブロック3を相対的に上死点側にスライドさせる、すなわち離反方向に移動することができる。そして、そのスライド量は、図2(c)のような状態となるまでカム軸9を回転させたときが最大となり、カム部9bや可動軸受部9cの偏心量の2倍となる。カム部9b及び可動軸受部9cは、それぞれカム収納孔8及び軸受収納孔5の内部で回転し、それぞれカム収納孔8及び軸受収納孔5の内部で軸部9aの位置が移動するのを許容している。
When the
図示しないが、図2(c)の状態からモータ12を駆動して軸部9aを矢印方向と逆の方向に回転させると、図2(b)または図2(a)の状態へと、クランクケース4に対してシリンダブロック3を相対的に下死点側にスライドさせ、すなわち近接方向に移動することができる。
Although not shown, when the
上述したような機構を用いることによって、シリンダブロック3をクランクケース4に対して、シリンダ2の軸線方向に相対移動させることが可能となり、圧縮比を可変制御することができる。
By using the mechanism as described above, the
次に、図3を用いて、上述の内燃機関1が搭載された車両について説明する。図3は車両を前方から見たときの正面図である。図示するように、本実施形態においては、内燃機関1のクランクケース4が、マウント22a及び22bを介して車両50に固定されている。特に内燃機関1は、シリンダ2の中心軸が車両50の上下方向に延び、クランクケース4及びシリンダブロック3間の上述の近接離反移動すなわち圧縮比変更動作が、車両50の重心の高さ位置を変更するように、車両50に固定されている。
Next, a vehicle equipped with the above-described
そして、内燃機関1にはクランクポジションセンサ16が設けられており機関回転数が取得可能となっている。また、車両50には、車両50の横加速度(横G、左右Gまたは旋回G)を検出する横加速度センサ17と、車両50の前加速度(前Gまたは制動G)および後加速度(後G)を検出する前後加速度センサ18と、運転者から要求される機関負荷が取得可能なアクセルポジションセンサ15とが設けられている。さらに車両50には、運転者によるブレーキ操作に応じて変化するブレーキペダルストロークおよびブレーキ液圧をそれぞれ検出するブレーキペダルストロークセンサ24および液圧センサ25と、運転者によるステアリング操作に応じて変化する車輪の舵角を検出する舵角センサ26と、車速を検出する車速センサ27とが設けられている。
The
車両50には、内燃機関1を主に制御するための制御手段として電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)35が設けられている。ECU35は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御するユニットである。
The
ECU35には、クランクポジションセンサ16やアクセルポジションセンサ15などの内燃機関1の運転状態の制御に係るセンサ類が電気配線を介して接続され、出力信号がECU35に入力されるようになっている。また、横加速度センサ17など車両50の走行状態の制御に係るセンサ類も接続されている。一方、ECU35には、内燃機関1内の図示しない燃料噴射弁等が電気配線を介して接続される他、モータ12が電気配線を介して接続され、ECU35からの指令により内燃機関1の圧縮比が制御されるようになっている。
Sensors related to control of the operation state of the
また、ECU35には、CPU、ROM、RAM等が備えられており、ROMには、内燃機関1の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。ECU35は、モータ12を適宜作動させることにより、内燃機関1の圧縮比を、内燃機関1の運転状態(特に機関回転数と機関負荷)に応じて制御する。このような内燃機関1の運転状態に応じた圧縮比の制御を通常制御または基本制御という。
The
圧縮比制御においては、車両50に固定されたクランクケース4に対して、シリンダブロック3を近接移動(下降)させたり離反移動(上昇)させたりする。これによりシリンダ容積が実質的に変更され、圧縮比が変更される。シリンダブロック3を近接移動させると圧縮比は増大し、内燃機関および車両の重心位置は下がる。シリンダブロック3を離反移動させると、圧縮比は低下し、内燃機関および車両の重心位置は上がる。
In the compression ratio control, the
ところで、本実施形態の車両50においては、圧縮比の変化に応じて車両の重心位置が上下に変化し、車両の走行特性が変化する。すると例えば、車両のコーナリング(旋回)中やブレーキング(制動)中の重心位置変化により、ドライバーが、車両挙動(旋回特性やブレーキング力)が変化したものと錯覚し、本来の車両挙動に即した運転操作とは異なる修正操作を行う可能性がある。これは車両の操縦性および安定性を向上する上で不利である。
By the way, in the
そこで本実施形態では、車両のコーナリング中やブレーキング中に圧縮比の変化幅を制限することとした。これによりコーナリング中やブレーキング中の車両の重心位置変化を極力抑制し、車両の操縦性および安定性を向上することができる。 Therefore, in this embodiment, the change width of the compression ratio is limited during cornering or braking of the vehicle. As a result, the change in the center of gravity of the vehicle during cornering or braking can be suppressed as much as possible, and the controllability and stability of the vehicle can be improved.
具体的には、車両の横加速度および前加速度の少なくとも一つを取得し、この取得された少なくとも一つが所定値を超えている間、その少なくとも一つが最初に所定値を超えた時点の圧縮比(初期圧縮比という)に対し、圧縮比の変化幅を制限する。 Specifically, at least one of the lateral acceleration and the front acceleration of the vehicle is acquired, and while the acquired at least one exceeds a predetermined value, the compression ratio at the time when at least one of the vehicle first exceeds the predetermined value The range of change of the compression ratio is limited with respect to the initial compression ratio.
こうすると、少なくとも一つが所定値を超えているようなコーナリングおよび/またはブレーキングの間、内燃機関の圧縮比が初期圧縮比付近に制限され、車両の重心高さ位置の変化が抑制される。これにより、ドライバーが、車両挙動が変化したものと錯覚することを防止し、ドライバーによる修正操作を免れることができる。そして車両の操縦性および安定性を向上することが可能である。 In this way, during cornering and / or braking where at least one exceeds a predetermined value, the compression ratio of the internal combustion engine is limited to the vicinity of the initial compression ratio, and changes in the center of gravity height position of the vehicle are suppressed. Thereby, it is possible to prevent the driver from having the illusion that the vehicle behavior has changed, and to avoid the correction operation by the driver. And it is possible to improve the controllability and stability of the vehicle.
ここで、車両の横加速度は横加速度センサ17により検出される。横加速度とは車両の横方向ないし左右いずれかの方向の加速度をいい、主に車両の旋回時に発生する加速度である。横加速度は推定してもよい。これら「検出」および「推定」を含めて「取得」という。推定の場合、例えば舵角センサ26により検出された舵角と、車速センサ27により検出された車速とに基づき、所定のマップ(関数でもよい。以下同様)に従い、ECU35が横加速度を推定する。
Here, the lateral acceleration of the vehicle is detected by the
車両の前加速度は前後加速度センサ18により検出される。ここで前加速度とは車両前方向の加速度をいい、主に車両のブレーキング時に発生する加速度である。他方、後加速度とは車両後方向の加速度をいう。ここでは前後加速度の両方を検出可能な前後加速度センサ18により前加速度を検出するが、前加速度のみを検出可能なセンサにより前加速度を検出してもよい。
The front acceleration of the vehicle is detected by the
前加速度は推定することも可能である。この場合、例えばブレーキペダルストロークセンサ24により検出されたブレーキペダルストロークまたはその変化速度に基づき、所定のマップに従い、ECU35が前加速度を推定する。ブレーキペダルストロークの代わりに、液圧センサ25により検出されたブレーキ液圧を用いてもよい。
The front acceleration can also be estimated. In this case, for example, based on the brake pedal stroke detected by the brake
以下に、圧縮比変化幅制限制御の幾つかの好適例を説明する。これら制御はECU35により実行されるものである。
Hereinafter, some preferred examples of the compression ratio change width restriction control will be described. These controls are executed by the
図4には圧縮比変化幅制限制御の第1例にかかるルーチンを示す。このルーチンはECU35により所定の演算周期(例えば16msec)で繰り返し実行される。
FIG. 4 shows a routine according to a first example of compression ratio change width restriction control. This routine is repeatedly executed by the
ステップS101では、横加速度センサ17により検出された横加速度すなわち横Gが、所定の旋回時しきい値αを超えているか否かが判断される。横Gが旋回時しきい値αを超えていなければルーチンが終了され、横Gが旋回時しきい値αを超えていればステップS102に進む。
In step S101, it is determined whether or not the lateral acceleration detected by the
ステップS102では、横Gが最初に旋回時しきい値αを超えた時点の圧縮比すなわち初期圧縮比ε0に対し、圧縮比εの変化幅が所定範囲内すなわち旋回時制限範囲±β(但しβ>0)内に制限される。 In step S102, the range of change of the compression ratio ε is within a predetermined range, that is, the turning limit range ± β (where β is the same as the initial compression ratio ε0 when the lateral G first exceeds the turning threshold value α. > 0).
このルーチンを実行したときの圧縮比εの変化の様子を図5に示す。図5(A)は、図示期間中に横Gが旋回時しきい値αを超えることがなく、圧縮比変化幅制限がかからなかった場合を示す。図示するように、圧縮比εは、通常制御に従い、エンジン運転状態に応じた自由な値に変更されている。 FIG. 5 shows how the compression ratio ε changes when this routine is executed. FIG. 5A shows a case where the lateral G does not exceed the turning threshold value α and the compression ratio change width is not limited during the illustrated period. As shown in the figure, the compression ratio ε is changed to a free value according to the engine operating state according to the normal control.
これに対し、図5(B)は、図示期間中の一定期間、横Gが旋回時しきい値αを超え、圧縮比変化幅制限がかかった場合を示す。なお図示例の圧縮比変化は図5(A)に示したような圧縮比変化をベースとする。 On the other hand, FIG. 5B shows a case where the lateral G exceeds the turning threshold value α and the compression ratio change width is restricted for a certain period in the illustrated period. The compression ratio change in the illustrated example is based on the compression ratio change as shown in FIG.
図示例において、時刻t0で横Gが最初に旋回時しきい値αを超え、この状態がその後の時刻t6まで継続されている。これは、時刻t0で比較的大きな横Gを発生させるような車両のコーナリング動作が発生し、このコーナリング動作が時刻t6まで継続していることに対応する。通常制御に従った時刻t0での圧縮比εが初期圧縮比ε0である。時刻t0〜t6の制限期間内では、圧縮比εの変化幅が、初期圧縮比ε0を基準ないし中心として、これから±βの旋回時制限範囲内に制限される。 In the illustrated example, at time t0, the lateral G first exceeds the turning threshold value α, and this state continues until time t6 thereafter. This corresponds to a cornering operation of the vehicle that generates a relatively large lateral G at time t0, and this cornering operation continues until time t6. The compression ratio ε at time t0 according to the normal control is the initial compression ratio ε0. Within the time limit period from time t0 to time t6, the range of change in the compression ratio ε is limited within a turning limit range of ± β from the initial compression ratio ε0 as a reference or center.
この結果、本来の通常制御によると圧縮比εがε0+βを超えるような期間t1〜t2,t5〜t6内で、圧縮比εがε0+βに維持、制限される。また、本来の通常制御によると圧縮比εがε0−βを下回るような期間t3〜t4内で、圧縮比εがε0−βに維持、制限される。なおその他の期間内では圧縮比εは通常制御に従った値となる。 As a result, according to the original normal control, the compression ratio ε is maintained and limited to ε0 + β within the periods t1 to t2 and t5 to t6 in which the compression ratio ε exceeds ε0 + β. Further, according to the original normal control, the compression ratio ε is maintained and limited to ε0-β within the period t3 to t4 in which the compression ratio ε is less than ε0-β. In other periods, the compression ratio ε is a value according to normal control.
ここで図4を再び参照して、ステップS101で横Gが旋回時しきい値αを超えていない場合、ステップS102の制限が実行されないので、圧縮比εは通常制御通りに自由に制御されることとなる。他方、ステップS101で横Gが旋回時しきい値αを超えている場合、ステップS102の制限が実行される。その結果、圧縮比εは、通常制御に従う値が旋回時制限範囲(ε0±β)を外れてなければその通常制御に従う値に制御され、通常制御に従う値が旋回時制限範囲を外れていれば旋回時制限範囲の直近の上限値(ε0+β)または下限値(ε0−β)に制御されることとなる。 Here, referring again to FIG. 4, if the lateral G does not exceed the turning threshold value α in step S101, the restriction in step S102 is not executed, so the compression ratio ε is freely controlled as in normal control. It will be. On the other hand, if the lateral G exceeds the turning threshold value α in step S101, the restriction in step S102 is executed. As a result, the compression ratio ε is controlled to a value according to the normal control unless the value according to the normal control is outside the turning limit range (ε0 ± β), and if the value according to the normal control is outside the turning limit range. It is controlled to the nearest upper limit value (ε0 + β) or lower limit value (ε0−β) of the turning limit range.
ここで、制限された圧縮比εの変化幅を規定する所定範囲すなわち旋回時制限範囲は、圧縮比の変化が、ドライバーに認知されるようなコーナリング中の車両挙動(すなわち車両ロール)として発現しない程度で、圧縮比変化を許容するような範囲とするのが好ましい。こうすることで、ドライバーが意図しない車両挙動すなわちロール変化による旋回フィーリングの変化を効果的に抑制することができる。なお、圧縮比変化による実際のコーナリング半径変化は微小なため、圧縮比変化はドライバーの違和感に繋がることが多い。 Here, the predetermined range that defines the change range of the restricted compression ratio ε, that is, the turning restriction range, does not appear as vehicle behavior during cornering (ie, vehicle roll) in which the change of the compression ratio is recognized by the driver. It is preferable that the range allows the change in the compression ratio. By doing so, it is possible to effectively suppress a change in turning feeling due to a vehicle behavior that the driver does not intend, that is, a roll change. Since the actual cornering radius change due to the change in the compression ratio is minute, the change in the compression ratio often leads to a driver's discomfort.
また、旋回時制限範囲は、予め定められた一定値としてもよいが、横Gが旋回時しきい値αを超えている間の横Gの値ないし大きさに応じて変更するのが好ましい。具体的には、旋回時制限範囲を規定する値β(旋回時制限範囲規定値という)は、横Gが旋回時しきい値αを超えている間(図5(B)の制限期間t0〜t6)の横Gの検出値に応じて、例えば図6に示すようなマップに従い、ECU35により可変設定するのが好ましい。なおマップ中の横Gの値は旋回時しきい値αより大きい値である。
The turning limit range may be a predetermined constant value, but is preferably changed according to the value or size of the lateral G while the lateral G exceeds the turning threshold value α. Specifically, the value β that defines the turning limit range (referred to as a turning restriction range specified value) is during the time when the lateral G exceeds the turning threshold value α (the restriction period t0 to t0 in FIG. 5B). In accordance with the detected value of the lateral G at t6), it is preferable that the
図6に示すように、横Gの値が大きくなるほど、βの値を小さくし、旋回時制限範囲を狭くするのが好ましい。横Gの値が大きいほど、より高速でコーナリングが行われていることが想定され、圧縮比変化すなわち車両重心変化が車両挙動やドライバー違和感に及ぼす影響が大きくなるからである。 As shown in FIG. 6, it is preferable that the value of β is decreased and the turning limit range is narrowed as the value of the lateral G increases. This is because it is assumed that the cornering is performed at a higher speed as the value of the lateral G is larger, and the influence of the change in the compression ratio, that is, the change in the center of gravity of the vehicle on the vehicle behavior and the driver's uncomfortable feeling increases.
次に、図7には圧縮比変化幅制限制御の第2例にかかるルーチンを示す。この第2例にかかるルーチンは第1例にかかるルーチンと大略同様である。 Next, FIG. 7 shows a routine according to a second example of the compression ratio change width restriction control. The routine according to the second example is substantially the same as the routine according to the first example.
ステップS201では、前後加速度センサ18により検出された前加速度すなわち前Gが、所定の制動時しきい値γを超えているか否かが判断される。前Gが制動時しきい値γを超えていなければルーチンが終了され、前Gが制動時しきい値γを超えていればステップS202に進む。
In step S201, it is determined whether or not the front acceleration detected by the
ステップS202では、前Gが最初に制動時しきい値γを超えた時点の圧縮比すなわち初期圧縮比ε0に対し、圧縮比εの変化幅が所定範囲内すなわち制動時制限範囲±δ(但しδ>0)内に制限される。 In step S202, the variation range of the compression ratio ε is within a predetermined range, that is, the braking restriction range ± δ (where δ is δ) with respect to the compression ratio when the front G first exceeds the braking threshold γ, that is, the initial compression ratio ε0. > 0).
このルーチンを実行したときの圧縮比εの変化の様子も図5に示したのと大略同様である。すなわち、図5(A)に示した如く、前Gが制動時しきい値γを超えなければ、圧縮比変化幅制限がかからず、圧縮比εはエンジン運転状態に応じた値に自由に制御される。 The change of the compression ratio ε when this routine is executed is substantially the same as that shown in FIG. That is, as shown in FIG. 5A, if the front G does not exceed the braking threshold value γ, the compression ratio change width is not limited, and the compression ratio ε is freely set to a value according to the engine operating state. Be controlled.
これに対し、図5(B)に示した如く、車両のブレーキング動作に応答して前Gが制動時しきい値γを超えたならば、圧縮比変化幅制限がかかり、圧縮比εの変化幅が、初期圧縮比ε0を基準ないし中心として、これから±δの制動時制限範囲内に制限される。 On the other hand, as shown in FIG. 5B, if the front G exceeds the braking threshold value γ in response to the braking operation of the vehicle, the compression ratio change width is limited, and the compression ratio ε The change width is limited within a braking time limit range of ± δ from the initial compression ratio ε0 as a reference or center.
この結果、本来の通常制御によると圧縮比εがε0+δを超えるような期間内で、圧縮比εがε0+δに維持、制限される。また、本来の通常制御によると圧縮比εがε0−δを下回るような期間内で、圧縮比εがε0−δに維持、制限される。なおその他の期間内では圧縮比εは通常制御に従った値となる。 As a result, according to the original normal control, the compression ratio ε is maintained and limited to ε0 + δ within a period in which the compression ratio ε exceeds ε0 + δ. Further, according to the original normal control, the compression ratio ε is maintained and limited to ε0-δ within a period in which the compression ratio ε is less than ε0-δ. In other periods, the compression ratio ε is a value according to normal control.
図7を再び参照して、ステップS201で前Gが制動時しきい値γを超えていない場合、ステップS202の制限が実行されないので、圧縮比εは通常制御通りに自由に制御されることとなる。他方、ステップS201で前Gが制動時しきい値γを超えている場合、ステップS202の制限が実行される。その結果、圧縮比εは、通常制御に従う値が制動時制限範囲(ε0±δ)を外れてなければその通常制御に従う値に制御され、通常制御に従う値が制動時制限範囲を外れていれば制動時制限範囲の直近の上限値(ε0+δ)または下限値(ε0−δ)に制御されることとなる。 Referring again to FIG. 7, if the front G does not exceed the braking threshold value γ in step S201, the restriction in step S202 is not executed, and the compression ratio ε is freely controlled as in normal control. Become. On the other hand, if the front G exceeds the braking threshold γ in step S201, the restriction in step S202 is executed. As a result, the compression ratio ε is controlled to a value according to the normal control unless the value according to the normal control is outside the braking time limit range (ε0 ± δ), and if the value according to the normal control is outside the braking time limit range. It is controlled to the nearest upper limit value (ε0 + δ) or lower limit value (ε0−δ) of the braking restriction range.
ここで、制限された圧縮比εの変化幅を規定する所定範囲すなわち制動時制限範囲は、圧縮比の変化が、ドライバーに認知されるようなブレーキング中の車両挙動(すなわちノーズダイブ)として発現しない程度で、圧縮比変化を許容するような範囲とするのが好ましい。こうすることで、ドライバーが意図しない車両挙動すなわちノーズダイブによる減速感ないし制動感の変化を効果的に抑制することができる。なお、圧縮比変化による実際の減速度変化は微小なため、圧縮比変化はドライバーの違和感に繋がることが多い。 Here, the predetermined range that defines the range of change in the restricted compression ratio ε, that is, the braking restriction range, is expressed as a vehicle behavior during braking (ie, nose dive) in which the change in the compression ratio is perceived by the driver. It is preferable that the range is such that the change in the compression ratio is allowed to such an extent that it does not occur. By so doing, it is possible to effectively suppress changes in vehicle behavior, i.e., deceleration feeling or braking feeling caused by nose diving, which is not intended by the driver. Since the actual deceleration change due to the compression ratio change is minute, the change in the compression ratio often leads to a driver's uncomfortable feeling.
前記同様、制動時制限範囲は、予め定められた一定値としてもよいが、前Gが制動時しきい値γを超えている間の前Gの値ないし大きさに応じて変更するのが好ましい。具体的には、制動時制限範囲を規定する値δ(制動時制限範囲規定値という)は、前Gが制動時しきい値γを超えている間の前Gの検出値に応じて、例えば図8に示すようなマップに従い、ECU35により可変設定するのが好ましい。なおマップ中の前Gの値は制動時しきい値γより大きい値である。
As described above, the braking time limit range may be a predetermined constant value, but is preferably changed according to the value or magnitude of the previous G while the previous G exceeds the braking threshold γ. . Specifically, a value δ that defines a braking time limit range (referred to as a braking time limit range specified value) is, for example, according to the detected value of the previous G while the previous G exceeds the braking time threshold γ, for example. It is preferable to variably set the
図8に示すように、前Gの値が大きくなるほど、δの値を小さくし、制動時制限範囲を狭くするのが好ましい。前Gの値が大きいほど、より強力にブレーキングが行われていることが想定され、圧縮比変化すなわち車両重心変化が車両挙動やドライバー違和感に及ぼす影響が大きくなるからである。 As shown in FIG. 8, it is preferable to decrease the value of δ and narrow the braking time limit range as the value of the front G increases. This is because it is assumed that braking is performed more strongly as the value of the front G is larger, and the influence of the change in the compression ratio, that is, the change in the center of gravity of the vehicle, on the vehicle behavior and the driver's discomfort increases.
次に、図9には圧縮比変化幅制限制御の第3例にかかるルーチンを示す。この第3例は、第1例と第2例の組み合わせに該当する。 Next, FIG. 9 shows a routine according to a third example of the compression ratio change width restriction control. This third example corresponds to a combination of the first example and the second example.
ステップS301では、前後加速度センサ18により検出された前Gが制動時しきい値γを超えているか否かが判断される。前Gが制動時しきい値γを超えていなければステップS302に進み、前Gが制動時しきい値γを超えていればステップS304に進む。
In step S301, it is determined whether or not the front G detected by the
ステップS302では、横加速度センサ17により検出された横Gが旋回時しきい値αを超えているか否かが判断される。横Gが旋回時しきい値αを超えていなければルーチンが終了され、圧縮比εは通常制御に従い自由に変更ないし制御される。
In step S302, it is determined whether or not the lateral G detected by the
他方、横Gが旋回時しきい値αを超えていればステップS303に進み、圧縮比εの変化幅が旋回時制限範囲±β内に制限される。 On the other hand, if the lateral G exceeds the turning threshold value α, the process proceeds to step S303, where the change width of the compression ratio ε is limited to the turning limit range ± β.
ステップS304では、ステップS302と同様、横加速度センサ17により検出された横Gが旋回時しきい値αを超えているか否かが判断される。横Gが旋回時しきい値αを超えていなければ、ステップS305に進み、圧縮比εの変化幅が制動時制限範囲±δ内に制限される。
In step S304, as in step S302, it is determined whether or not the lateral G detected by the
他方、横Gが旋回時しきい値αを超えていれば、ステップS306に進み、圧縮比εの変化幅が、旋回時制限範囲±βおよび制動時制限範囲±δのいずれか狭い方に制限される。 On the other hand, if the lateral G exceeds the turning threshold value α, the process proceeds to step S306, and the change width of the compression ratio ε is limited to the narrower one of the turning restriction range ± β and the braking restriction range ± δ. Is done.
この第3例は、特に、車両のブレーキング動作とコーナリング動作が連係して同時に行われているときに有効である。かかる動作中でもドライバーの違和感を効果的に抑制し、車両の操縦性および安定性を向上することができる。特にステップS306において、圧縮比εの変化幅を旋回時制限範囲±βおよび制動時制限範囲±δのいずれか狭い方に制限するので、ブレーキング動作とコーナリング動作の両方を同時に行っている最中のドライバーの違和感やフィーリング変化を確実に抑制することができる。 This third example is particularly effective when the braking operation and cornering operation of the vehicle are performed simultaneously in coordination. Even during such operations, the driver's uncomfortable feeling can be effectively suppressed, and the maneuverability and stability of the vehicle can be improved. In particular, in step S306, the change width of the compression ratio ε is limited to the narrower one of the turning limit range ± β and the braking limit range ± δ, so that both the braking operation and the cornering operation are being performed simultaneously. It is possible to reliably suppress the driver's uncomfortable feeling and feeling change.
この第3例における制限範囲の基準となる初期圧縮比ε0は、前Gおよび横Gの少なくとも一方が最初にしきい値γ,αを超えた時点での圧縮比である。この最初に超えた時点以降、前Gのみがしきい値γを超える状態と、横Gのみがしきい値αを超える状態と、両者がしきい値γ,αを超える状態とが交互に且つ連続的に起きることがあるが、初期圧縮比ε0を上記のように定めることで制御上の不都合をなくすことができる。 The initial compression ratio ε0 serving as a reference for the restriction range in the third example is a compression ratio at the time when at least one of the front G and the lateral G first exceeds the threshold values γ and α. After this first time point, the state where only the previous G exceeds the threshold value γ, the state where only the lateral G exceeds the threshold value α, and the state where both exceed the threshold values γ and α alternately Although it may occur continuously, inconvenience in control can be eliminated by setting the initial compression ratio ε0 as described above.
次に、圧縮比制御の好適な一例を説明する。本例においては、車両の緊急制動状態が検出されたとき、車両の重心位置を下げるよう圧縮比を制御する。 Next, a preferred example of compression ratio control will be described. In this example, when the emergency braking state of the vehicle is detected, the compression ratio is controlled to lower the position of the center of gravity of the vehicle.
一般的に、車両走行中でのブレーキング時にはアクセルペダルが解放され、アクセルポジションセンサ15により検出される機関負荷はゼロである。また機関回転数は所定のフューエルカット復帰回転数より高回転である。よってフューエルカット条件が成立し、内燃機関1はフューエルカット状態(燃料噴射停止状態)に制御される。
In general, the accelerator pedal is released during braking while the vehicle is running, and the engine load detected by the
このフューエルカット中、内燃機関の圧縮比は、通常制御に従い、フューエルカット復帰後のファイアリングに備えて最低圧縮比に制御される。しかしこうすると、車両の重心位置が高くなり、ブレーキング中の制動力向上に幾分不利である。 During the fuel cut, the compression ratio of the internal combustion engine is controlled to the lowest compression ratio in preparation for the firing after the fuel cut is restored according to the normal control. However, this increases the position of the center of gravity of the vehicle, which is somewhat disadvantageous for improving the braking force during braking.
そこで本例では、フューエルカット中であっても、車両の緊急制動時には、車両の重心位置を下げるように圧縮比を制御する。具体的には、車両の緊急制動時には無条件に内燃機関の圧縮比を最高圧縮比に制御する。 Therefore, in this example, even during a fuel cut, the compression ratio is controlled so as to lower the position of the center of gravity of the vehicle during emergency braking of the vehicle. Specifically, the compression ratio of the internal combustion engine is unconditionally controlled to the maximum compression ratio during emergency braking of the vehicle.
こうすると、圧縮比に基づく車両の重心位置が低くなり、特に最低となり、ブレーキング中のノーズダイブを軽減して後輪荷重を増加し、車両の制動力を高めることが可能となる。 In this way, the position of the center of gravity of the vehicle based on the compression ratio becomes low, particularly low, and the nose dive during braking is reduced, the rear wheel load is increased, and the braking force of the vehicle can be increased.
図10には本例にかかるルーチンを示す。ステップS401では、車両が緊急制動中であるか否か、すなわち車両の緊急制動状態が検出されたか否かが判断される。例えば、前後加速度センサ18により検出された前Gが、所定の緊急制動時しきい値γ’を超えている場合や、車両に搭載されたアンチロックブレーキシステム(ABS)が作動している場合等に、車両が緊急制動中であると判断される。なお、緊急制動時しきい値γ’は前記制動時しきい値γより大きい値である。
FIG. 10 shows a routine according to this example. In step S401, it is determined whether or not the vehicle is in emergency braking, that is, whether or not an emergency braking state of the vehicle has been detected. For example, when the front G detected by the
緊急制動中でない場合すなわち緊急制動状態が検出されてない場合にはルーチンが終了され、これにより圧縮比εは通常制御に従い変更ないし制御される。 When the emergency braking is not being performed, that is, when the emergency braking state is not detected, the routine is ended, and thereby the compression ratio ε is changed or controlled according to the normal control.
他方、緊急制動中である場合すなわち緊急制動状態が検出された場合には、ステップS402において、圧縮比εを最高圧縮比とする緊急制動時制御が実行される。これにより車両の重心位置を最低とし、車両の制動力を高めることが可能となる。 On the other hand, when emergency braking is being performed, that is, when an emergency braking state is detected, emergency braking control is performed in step S402 with the compression ratio ε as the maximum compression ratio. As a result, the position of the center of gravity of the vehicle can be minimized, and the braking force of the vehicle can be increased.
なお、圧縮比εは必ずしも車両重心位置を最低にするよう、すなわち最高圧縮比にするよう制御する必要はない。例えば、緊急制動状態検出直前の値から所定値だけ圧縮比を上げてもよい。これにより車両重心位置はその直前の位置から所定量下がることとなる。 It is not always necessary to control the compression ratio ε so as to minimize the position of the center of gravity of the vehicle, that is, the maximum compression ratio. For example, the compression ratio may be increased by a predetermined value from the value immediately before the emergency braking state is detected. As a result, the center of gravity of the vehicle is lowered by a predetermined amount from the position immediately before it.
以上、本発明の好適な実施形態を詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、車両50に対する内燃機関1のマウント方法を逆にし、シリンダブロック3を車両50に固定し、クランクケース4をシリンダブロック3に対し近接離反移動できるようにしてもよい。この場合、クランクケース4を近接移動させると圧縮比は増大し、車両の重心位置は上がる。クランクケース4を離反移動させると、圧縮比は低下し、車両の重心位置は下がる。
The preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, but various other embodiments of the present invention are conceivable. For example, the mounting method of the
また、内燃機関は、上記とは別の方法で圧縮比を変化させる内燃機関であってもよい。例えば、コンロッドを2分割し、クランクシャフトに連結された方のコンロッド部分に所定の揺動中心を中心に揺動可能な揺動部材を連結し、揺動中心がカム軸を回転させることによって移動することで燃焼室の容積及びピストンのストロークを変更する可変圧縮比機構を備えた内燃機関にも、本発明は適用可能である。 The internal combustion engine may be an internal combustion engine that changes the compression ratio by a method different from the above. For example, the connecting rod is divided into two, a swinging member that can swing around a predetermined swinging center is connected to the connecting rod part connected to the crankshaft, and the swinging center is moved by rotating the camshaft. Thus, the present invention is also applicable to an internal combustion engine provided with a variable compression ratio mechanism that changes the volume of the combustion chamber and the stroke of the piston.
本発明の実施形態は前述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。上述の各例は可能な限りにおいて組み合わせ可能である。 The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention. The above examples can be combined as much as possible.
1 内燃機関
2 シリンダ
3 シリンダブロック
4 クランクケース
9 カム軸
10 ギア
11a、11b ウォームギア
12 モータ
15 アクセルポジションセンサ
16 クランクポジションセンサ
17 横加速度センサ
18 前後加速度センサ
21 圧縮比可変機構
22a、22b マウント
24 ブレーキペダルストロークセンサ
25 液圧センサ
26 舵角センサ
27 車速センサ
35 電子制御ユニット(ECU)
50 車両
DESCRIPTION OF
50 vehicles
Claims (6)
前記車両の横加速度および前加速度の少なくとも一つを取得する取得手段と、
前記取得手段によって取得された少なくとも一つが所定値を超えている間、圧縮比の変化幅を所定範囲内に制限する制限手段と、
を備えたことを特徴とする車両。 An internal combustion engine having a variable compression ratio so as to change the position of the center of gravity of the vehicle up and down;
Obtaining means for obtaining at least one of a lateral acceleration and a front acceleration of the vehicle;
Limiting means for limiting the change width of the compression ratio within a predetermined range while at least one acquired by the acquiring means exceeds a predetermined value;
A vehicle characterized by comprising:
ことを特徴とする請求項1に記載の車両。 The limiting means has a predetermined range of the change ratio of the compression ratio with respect to the compression ratio at the time when at least one of the limiting means first exceeds the predetermined value while at least one acquired by the acquiring means exceeds the predetermined value. The vehicle according to claim 1, wherein the vehicle is limited to within.
ことを特徴とする請求項1または2に記載の車両。 The vehicle according to claim 1, wherein the limiting unit changes the predetermined range according to the at least one value while the at least one exceeds a predetermined value.
ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載の車両。 The said restriction | limiting means narrows the said predetermined range, so that the said at least one value is large while the said at least one exceeds the predetermined value. vehicle.
ことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載の車両。 The vehicle according to any one of claims 1 to 4, wherein the acquisition unit includes at least one of a sensor that detects a lateral acceleration of the vehicle and a sensor that detects a front acceleration.
クランクシャフトが組み付けられるクランクケースと、
シリンダが形成されたシリンダブロックと、
クランクケースおよびシリンダブロックを上下方向に近接離反移動可能に連結する圧縮比可変機構と、
を備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の車両。 The internal combustion engine
A crankcase to which the crankshaft is assembled;
A cylinder block in which a cylinder is formed;
A variable compression ratio mechanism for connecting the crankcase and the cylinder block so that they can move close to and away from each other in the vertical direction;
The vehicle according to any one of claims 1 to 5, further comprising:
Priority Applications (1)
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KR20200029057A (en) | 2016-03-11 | 2020-03-17 | 닛산 지도우샤 가부시키가이샤 | Control method for internal conbustion engine and control device for internal conbustion engine |
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