JP2018028292A - Abnormality diagnostic device for variable compression ratio mechanism - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の機械圧縮比を変更するための可変圧縮比機構の異常を診断する技術に関する。 The present invention relates to a technique for diagnosing abnormality of a variable compression ratio mechanism for changing a mechanical compression ratio of an internal combustion engine.
内燃機関の可変圧縮比機構として、コンロッドの有効長やピストンの高さを変更することにより、内燃機関の機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構が知られている。このような可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、機械圧縮比を検出するためのセンサを取り付けて、可変圧縮比機構の異常を検出する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。 As a variable compression ratio mechanism of an internal combustion engine, a variable compression ratio mechanism that changes the mechanical compression ratio of the internal combustion engine by changing the effective length of the connecting rod and the height of the piston is known. In an internal combustion engine having such a variable compression ratio mechanism, a method for detecting an abnormality of the variable compression ratio mechanism by attaching a sensor for detecting a mechanical compression ratio has been proposed (see, for example, Patent Document 1). ).
本発明は、内燃機関の機械圧縮比を変更するための可変圧縮比機構において、ノックセンサを用いて可変圧縮比機構の異常を診断することができる技術の提供を目的とする。 An object of the present invention is to provide a technique capable of diagnosing abnormality of a variable compression ratio mechanism using a knock sensor in a variable compression ratio mechanism for changing a mechanical compression ratio of an internal combustion engine.
本発明は、上記した課題を解決するために、以下のような手段を採用した。すなわち、本発明は、内燃機関の圧縮比を、少なくとも第1圧縮比と該第1圧縮比より低い第2圧縮比とに切り換え可能な可変圧縮比機構と、前記内燃機関に取り付けられるノックセンサと、前記内燃機関の各気筒に取り付けられる点火プラグと、前記内燃機関の圧縮比が該内燃機関の運転状態に応じた圧縮比となるように、前記可変圧縮比機構を制御する圧縮比制御手段と、を備える内燃機関に適用される可変圧縮比機構の異常診断装置である。そして、前記異常診断装置は、前記圧縮比制御手段が前記内燃機関の圧縮比を前記第1圧縮比から前記第2圧縮比へ切り換えるべく前記可変圧縮比機構を制御する場合に、前記圧縮比制御手段による前記可変圧縮比機構の制御が開始されてから所定期間が経過するまでは、前記点火プラグの点火時期を、前記第2圧縮比に適した点火時期である第2圧縮比用点火時期よりも遅角側の点火時期である切換用点火時期に設定し、且つ前記所定期間が経過したときに、前記点火プラグの点火時期を、前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期へ変更する点火時期制御手段と、前記点火時期制御手段によって前記点火プラグの点火時期が前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期へ変更されたときに、前記ノックセンサの測定値に基づいてノック強度を演算して、そのノック強度が所定の閾値より大きければ、前記可変圧縮比機構が異常であると診断する診断手段と、を備えることを特徴とする。 The present invention employs the following means in order to solve the above-described problems. That is, the present invention provides a variable compression ratio mechanism capable of switching a compression ratio of an internal combustion engine to at least a first compression ratio and a second compression ratio lower than the first compression ratio, and a knock sensor attached to the internal combustion engine. An ignition plug attached to each cylinder of the internal combustion engine, and a compression ratio control means for controlling the variable compression ratio mechanism so that the compression ratio of the internal combustion engine becomes a compression ratio according to the operating state of the internal combustion engine; , A variable compression ratio mechanism abnormality diagnosis device applied to an internal combustion engine. The abnormality diagnosis device is configured to control the compression ratio control when the compression ratio control unit controls the variable compression ratio mechanism to switch the compression ratio of the internal combustion engine from the first compression ratio to the second compression ratio. From the start of the control of the variable compression ratio mechanism by means until the predetermined period elapses, the ignition timing of the spark plug is set to the ignition timing for the second compression ratio which is an ignition timing suitable for the second compression ratio. Is set to the ignition timing for switching, which is the retarded ignition timing, and when the predetermined period has elapsed, the ignition timing of the spark plug is changed from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition timing. The ignition timing control means to be changed, and when the ignition timing of the spark plug is changed from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition timing by the ignition timing control means, based on the measured value of the knock sensor. There calculates the knock intensity, if the knock intensity is greater than a predetermined threshold value, the variable compression ratio mechanism is characterized in that it comprises a diagnostic means for diagnosing the abnormality.
ここでいう「所定期間」は、可変圧縮比機構が内燃機関の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるまでに要する期間と、内燃機関の燃焼状態に影響を及ぼす他の機器(例えば、EGR装置や可変動弁機構等)が第1圧縮比に適した状態から第2圧縮比に適した状態へ切り換わるまでに要する期間と、のうち最も長い期間の推定値であり、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて定めておくものとする。また、ここでいう「所定の
閾値」は、ノック強度が該所定の閾値より大きければ、ノックの発生要因が可変圧縮比機構の異常(例えば、圧縮比が第1圧縮比に固定される異常)にあると判定することができる値であって、且つ内燃機関の燃焼室におけるデポジットの堆積や燃料噴射弁の噴射特性の経時変化等に起因するノックが発生した場合のノック強度より大きな値である。この所定の閾値は、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて定めておくものとする。
Here, the “predetermined period” refers to a period required for the variable compression ratio mechanism to switch the compression ratio of the internal combustion engine from the first compression ratio to the second compression ratio, and other devices that affect the combustion state of the internal combustion engine ( For example, EGR device, variable valve mechanism, etc.) is an estimated value for the longest period of time required for switching from a state suitable for the first compression ratio to a state suitable for the second compression ratio. It shall be determined based on the results of experiments and simulations. Further, the “predetermined threshold value” here is that if the knock strength is larger than the predetermined threshold value, the cause of knocking is an abnormality of the variable compression ratio mechanism (for example, an abnormality in which the compression ratio is fixed to the first compression ratio). It is a value that can be determined as being in the combustion chamber, and a value that is larger than the knock intensity when a knock occurs due to deposit accumulation in the combustion chamber of the internal combustion engine or a change over time in the injection characteristics of the fuel injection valve. . This predetermined threshold value is determined in advance based on the results of experiments and simulations.
また、前記点火時期制御手段は、前記圧縮比制御手段による前記可変圧縮比機構の制御が開始されてから前記所定期間が経過したときの前記内燃機関の機関負荷率が所定負荷率未満である場合は、前記点火プラグの点火時期を、前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期へ変更する代わりに、前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期よりも進角側の点火時期であるノック誘発点火時期へ変更するようにしてもよい。そして、前記診断手段は、前記点火時期制御手段によって前記点火プラグの点火時期が前記切換用点火時期から前記ノック誘発点火時期へ変更されたときに、前記ノックセンサの測定値に基づいてノック強度を演算し、そのノック強度が前記所定の閾値より大きければ、前記可変圧縮比機構が異常であると診断してもよい。 The ignition timing control means may be configured such that the engine load factor of the internal combustion engine when the predetermined period has elapsed after the control of the variable compression ratio mechanism by the compression ratio control means is less than a predetermined load factor. Instead of changing the ignition timing of the spark plug from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition timing, the switching ignition timing is more advanced than the second compression ratio ignition timing. You may make it change to the knock induction | guidance | derivation ignition timing which is an ignition timing. The diagnostic means calculates the knock intensity based on the measured value of the knock sensor when the ignition timing of the ignition plug is changed from the switching ignition timing to the knock induction ignition timing by the ignition timing control means. If the knock intensity is calculated and greater than the predetermined threshold value, the variable compression ratio mechanism may be diagnosed as abnormal.
ここでいう「所定負荷率」は、機関負荷率が該所定負荷率未満であると、たとえ可変圧縮比機構が異常であっても、ノック強度が前記所定の閾値未満になる可能性があると予想される値であり、予め実験やシミュレーションの結果等に基づいて定めておくものとする。 The “predetermined load factor” here means that if the engine load factor is less than the predetermined load factor, even if the variable compression ratio mechanism is abnormal, the knock strength may be less than the predetermined threshold value. This is an expected value, and is determined in advance based on the results of experiments and simulations.
本発明によれば、ノックセンサを用いて可変圧縮比機構の異常を診断することができる。 According to the present invention, abnormality of the variable compression ratio mechanism can be diagnosed using a knock sensor.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
<実施形態1>
先ず、本発明の第1の実施形態について図1乃至図6に基づいて説明する。図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、複数の気筒300を有する4ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関である。なお、図1においては、複数の気筒300のうち、1つのみが示されている。
<Embodiment 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a 4-stroke cycle spark ignition internal combustion engine having a plurality of
内燃機関1は、クランクケース2と、シリンダブロック3と、シリンダヘッド4と、を
備える。クランクケース2には、クランクシャフト200が回転自在に収容される。シリンダブロック3には、円柱状の気筒300が形成される。該気筒300内には、ピストン5が摺動自在に収容される。ピストン5とクランクシャフト200とは、後述する可変長コンロッド6により連結される。シリンダヘッド4には、吸気ポート11と排気ポート14とが形成される。シリンダヘッド4は、燃焼室7における吸気ポート11の開口端を開閉するための吸気バルブ9と、該吸気バルブ9を開閉駆動するための吸気カムシャフト10とを備える。また、シリンダヘッド4は、燃焼室7における排気ポート14の開口端を開閉するための排気バルブ12と、該排気バルブ12を開閉駆動するための排気カムシャフト13とを備える。さらに、シリンダヘッド4は、燃焼室7内の混合気を着火させるための点火プラグ8と、吸気ポート11へ向けて燃料を噴射する燃料噴射弁103とを備える。
The internal combustion engine 1 includes a
ここで、可変長コンロッド6は、その小端部においてピストンピン21によりピストン5と連結されるとともに、その大端部においてクランクシャフト200のクランクピン22と連結される。この可変長コンロッド6は、ピストンピン21の軸心からクランクピン22の軸心までの距離、すなわち有効長を変更することができる。可変長コンロッド6の有効長が長くなると、クランクピン22の軸心からピストンピン21の軸心までの長さが長くなるため、図1中の実線で示すようにピストン5が上死点にあるときの燃焼室7の容積が小さくなる。一方、可変長コンロッド6の有効長が短くなると、クランクピン22の軸心からピストンピン21の軸心までの長さが短くなるため、図1中の破線で示すようにピストン5が上死点にあるときの燃焼室7の容積が大きくなる。なお、上記したように可変長コンロッド6の有効長が変化しても、ピストン5のストロークが変化しないため、ピストン5が上死点に位置するときの筒内容積(燃焼室容積)とピストン5が下死点に位置するときの筒内容積との比である機械圧縮比(以下では、単に「圧縮比」と記す)が変化することになる。
Here, the variable
(可変長コンロッド6の構成)
ここで、本実施形態における可変長コンロッド6の構成について図2に基づいて説明する。可変長コンロッド6は、コンロッド本体31と、コンロッド本体31に回動可能に取り付けられた偏心部材32と、コンロッド本体31に設けられた第1ピストン機構33と、コンロッド本体31に設けられた第2ピストン機構34と、これら両ピストン機構33、34への作動油の流れの切換を行う切換機構35と、を具備する。
(Configuration of variable length connecting rod 6)
Here, the structure of the variable-
コンロッド本体31は、その一方の端部にクランクシャフト200のクランクピン22を受容するクランク受容開口41を有し、他方の端部に後述する偏心部材32のスリーブ32aを受容するスリーブ受容開口42を有する。クランク受容開口41はスリーブ受容開口42よりも大きいことから、クランク受容開口41が設けられている側のコンロッド本体31の端部を大端部31aと称し、スリーブ受容開口42が設けられている側のコンロッド本体31の端部を小端部31bと称する。
The connecting
なお、本明細書では、クランク受容開口41の軸心(すなわち、クランク受容開口41に受容されるクランクピン22の軸心)と、スリーブ受容開口42の軸心(すなわち、スリーブ受容開口42に受容されるスリーブ32aの軸心)とを通る仮想直線Xを、可変長コンロッド6の軸線と称す。また、可変長コンロッド6の軸線Xに対して垂直であってクランク受容開口41の軸心に垂直な方向における可変長コンロッド6の長さを、該可変長コンロッド6の幅と称する。加えて、クランク受容開口41の軸心に平行な方向における可変長コンロッド6の長さを、該可変長コンロッド6の厚さと称する。
In the present specification, the axis of the crank receiving opening 41 (ie, the axis of the
次に、偏心部材32は、コンロッド本体31に形成されたスリーブ受容開口42内に受容される円筒状のスリーブ32aと、スリーブ32aからコンロッド本体31の幅方向に
おいて一方の方向に延びる第1アーム32bと、スリーブ32aからコンロッド本体31の幅方向において他方の方向(上記一方の方向とは概して反対方向)に延びる第2アーム32cとを具備する。スリーブ32aはスリーブ受容開口42内で回動可能であるため、偏心部材32はコンロッド本体31の小端部31bにおいてコンロッド本体31に対して小端部31bの周方向に回動可能に取り付けられることになる。
Next, the
また、偏心部材32のスリーブ32aは、ピストンピン21を受容するためのピストンピン受容開口32dを有する。このピストンピン受容開口32dは円柱状に形成される。円柱状のピストンピン受容開口32dは、その軸心がスリーブ32aの軸心に対して偏心するように形成される。
The
上記したように、スリーブ32aのピストンピン受容開口32dの軸心がスリーブ32aの軸心から偏心しているため、偏心部材32が回動すると、スリーブ受容開口42内におけるピストンピン受容開口32dの位置が変化する。スリーブ受容開口42内におけるピストンピン受容開口32dの位置が大端部31a側にあるときには、可変長コンロッド6の有効長が短くなる。逆に、スリーブ受容開口42内におけるピストンピン受容開口32dの位置が大端部31a側とは反対側にあるときには、可変長コンロッド6の有効長が長くなる。したがって本実施形態によれば、偏心部材32を回動させることによって、可変長コンロッド6の有効長を変更することができる。
As described above, since the axis of the piston
次に、第1ピストン機構33は、コンロッド本体31に形成された第1シリンダ33aと、第1シリンダ33a内で摺動する第1ピストン33bとを有する。第1シリンダ33aは、そのほとんど又はその全てが可変長コンロッド6の軸線Xに対して第1アーム32b側に配置される。また、第1シリンダ33aは、小端部31bに近づくほどコンロッド本体31の幅方向に突出するように軸線Xに対して或る程度の角度だけ傾斜して配置される。また、第1シリンダ33aは、第1ピストン連通油路51を介して切換機構35と連通する。
Next, the
第1ピストン33bは、第1連結部材45により偏心部材32の第1アーム32bに連結される。第1ピストン33bは、ピンによって第1連結部材45に回転可能に連結される。第1アーム32bは、スリーブ32aに結合されている側とは反対側の端部において、ピンによって第1連結部材45に回転可能に連結される。
The
一方、第2ピストン機構34は、コンロッド本体31に形成された第2シリンダ34aと、第2シリンダ34a内で摺動する第2ピストン34bとを有する。第2シリンダ34aは、そのほとんど又はその全てが可変長コンロッド6の軸線Xに対して第2アーム32c側に配置される。また、第2シリンダ34aは、小端部31bに近づくほどコンロッド本体31の幅方向に突出するように軸線Xに対して或る程度の角度だけ傾斜して配置される。また、第2シリンダ34aは、第2ピストン連通油路52を介して切換機構35と連通する。
On the other hand, the
第2ピストン34bは、第2連結部材46により偏心部材32の第2アーム32cに連結される。第2ピストン34bは、ピンによって第2連結部材46に回転可能に連結される。第2アーム32cは、スリーブ32aに連結されている側とは反対側の端部において、ピンによって第2連結部材46に回転可能に連結される。
The
次に、切換機構35は、後述するように、第1シリンダ33aから第2シリンダ34aへの作動油の流れを遮断し、且つ第2シリンダ34aから第1シリンダ33aへの作動油の流れを許容する第1状態と、第1シリンダ33aから第2シリンダ34aへの作動油の流れを許容し、且つ第2シリンダ34aから第1シリンダ33aへの作動油の流れを遮断
する第2状態と、を切り換える機構である。
Next, as will be described later, the
ここで、切換機構35が前記第1状態にあるときは、第1シリンダ33a内に作動油が供給され、且つ第2シリンダ34aから作動油が排出されることになる。このため、第1ピストン33bが上昇し、それに伴って第1ピストン33bに連結された偏心部材32の第1アーム32bも上昇する。一方、第2ピストン34bが下降し、それに伴って第2ピストン34bに連結された第2アーム32cも下降する。その結果、偏心部材32が図2中の時計回りに回動するため、ピストンピン受容開口32dの位置がクランクピン22の位置から離間する。すなわち、可変長コンロッド6の有効長が長くなる。そして、第2ピストン34bが第2シリンダ34aの底面と当接すると、偏心部材32の回動が規制されて、該偏心部材32の回動位置がその位置(以下、「高圧縮比位置」と称する)に保持される。以下では、切換機構35が前記第1状態にあるとき(偏心部材32が前記高圧縮比位置にあるとき)の圧縮比を第1圧縮比と称する。
Here, when the
なお、切換機構35が第1状態にあるときには、基本的には外部から作動油を供給することなく、第1ピストン33b及び第2ピストン34bが上記した位置(第2ピストン34bが第2シリンダ34aの底面に当接する位置)まで移動する。これは、内燃機関1の気筒300内でピストン5が往復動してピストン5に上向きの慣性力が作用したときに第2ピストン34bが押し込まれ、これによって第2シリンダ34a内の作動油が第1シリンダ33aに移動するためである。一方、内燃機関1の気筒300内でピストン5が往復動してピストン5に下向きの慣性力が作用したときや、燃焼室7内で混合気の燃焼が起きてピストン5に下向きの力が作用したときには、第1ピストン33bを押し込む力が働くが、切換機構35により第1シリンダ33aから第2シリンダ34aへの作動油の流れが遮断されているため、第1シリンダ33a内の作動油は流出しない。そのため、第1ピストン33bが押し込まれないことになる。
When the
次に、切換機構35が前記第2状態にあるときは、第2シリンダ34a内に作動油が供給され、且つ第1シリンダ33aから作動油が排出されることになる。このため、第2ピストン34bが上昇し、それに伴って第2ピストン34bに連結された偏心部材32の第2アーム32cも上昇する。一方、第1ピストン33bが下降し、第1ピストン33bに連結された第1アーム32bも下降する。その結果、偏心部材32が図2中の反時計回りに回動するため、ピストンピン受容開口32dの位置がクランクピン22の位置に接近する。すなわち、可変長コンロッド6の有効長が短くなる。そして、第1ピストン33bが第1シリンダ33aの底面に当接すると、偏心部材32の回動が規制されて、該偏心部材32の回動位置がその位置(以下、「低圧縮比位置」と称する)に保持される。よって、切換機構35が前記第2状態にあるときは前記第1状態にあるときに比べ、内燃機関1の圧縮比が低くなる。以下では、切換機構35が前記第2状態にあるとき(偏心部材32が前記低圧縮比位置にあるとき)の圧縮比を第2圧縮比と称する。なお、第2圧縮比は、前述したように、第1圧縮比より低い圧縮比である。
Next, when the
また、切換機構35が第2状態にあるときも、基本的には外部から作動油を供給することなく、第1ピストン33b及び第2ピストン34bが上記した位置(第1ピストン33bが第1シリンダ33aの底面に当接する位置)まで移動する。これは、内燃機関1の気筒300内でピストン5が往復動してピストン5に下向きの慣性力が作用したときや、燃焼室7内で混合気の燃焼が起きてピストン5に下向きの力が作用したときに、第1ピストン33bが押し込まれ、これによって第1シリンダ33a内の作動油が第2シリンダ34aに移動するためである。一方、内燃機関1の気筒300内でピストン5が往復動してピストン5に上向きの慣性力が作用したときには、第2ピストン34bを押し込む力が働くが、切換機構35により第2シリンダ34aから第1シリンダ33aへの作動油の流れが遮断されているため、第2シリンダ34a内の作動油は流出しない。そのため、第2ピス
トン34bが押し込まれないことになる。
Even when the
(切換機構35の構成)
次に、切換機構35の一実施態様について、図3及び図4に基づいて説明する。なお、図3は、第1状態にあるときの切換機構35を示し、図4は、第2の状態にあるときの切換機構35を示す。切換機構35は、二つの切換ピン61、62と一つの逆止弁63とを具備する。二つの切換ピン61、62は、それぞれ円柱状のピン収容空間64、65内に摺動自在に収容される。なお、図3、4において、矢印は第1状態と第2状態との各々の状態における作動油の流れを示す。
(Configuration of switching mechanism 35)
Next, an embodiment of the
上記した二つの切換ピン61、62のうち、一方の切換ピン61(第1切換ピン61)は、その周方向に延びる二つの円周溝61a、61bを有する。これら円周溝61a、61bは、第1切換ピン61内に形成された連通路61cによって互いに連通している。また、第1切換ピン61を収容する第1ピン収容空間64内には、第1切換ピン61を該第1ピン収容空間64内の一方の端部から他方の端部(図3中の下側の端部から上側の端部)へ向けて付勢するための第1付勢バネ67が収容される。
Of the two switching
上記した二つの切換ピン61、62のうち、他方の切換ピン62(第2切換ピン62)も、その周方向に延びる二つの円周溝62a、62bを有する。これら円周溝62a、62bは、第2切換ピン62内に形成された連通路62cによって互いに連通している。また、第2切換ピン62を収容する第2ピン収容空間65内にも、第2切換ピン62を該第2ピン収容空間65内の一方の端部から他方の端部(図3中の上側の端部から下側の端部)へ向けて付勢するための第2付勢バネ68が収容される。
Of the two switching
逆止弁63は、円柱状の逆止弁収容空間66内に収容される。逆止弁63は、一次側(図3中の上側)から二次側(図3中の下側)への流れを許容するとともに、二次側から一次側への流れを遮断するように構成される。
The
第1切換ピン61を収容する第1ピン収容空間64は、第1ピストン連通油路51を介して第1シリンダ33aに連通せしめられる。第1ピン収容空間64は、二つの空間連通油路53、54を介して逆止弁収容空間66に連通せしめられる。このうち一方の第1空間連通油路53は、第1ピン収容空間64と逆止弁収容空間66の二次側とを連通せしめる。他方の第2空間連通油路54は、第1ピン収容空間64と逆止弁収容空間66の一次側とを連通せしめる。
The first
第2切換ピン62を収容する第2ピン収容空間65は、第2ピストン連通油路52を介して第2シリンダ34aに連通せしめられる。第2ピン収容空間65は、二つの空間連通油路55、56を介して逆止弁収容空間66に連通せしめられる。このうち一方の第3空間連通油路55は、第2ピン収容空間65と逆止弁収容空間66の二次側とを連通せしめる。他方の第4空間連通油路56は、第2ピン収容空間65と逆止弁収容空間66の一次側とを連通せしめる。
The second
また、第1ピン収容空間64は、コンロッド本体31内に形成された第1制御用油路57と連通している。その際、第1制御用油路57は、第1付勢バネ67が設けられた端部(図3中の下側の端部)とは反対側の端部(図3中の上側の端部)において第1ピン収容空間64に連通せしめられるものとする。また、第2ピン収容空間65は、コンロッド本体31内に形成された第2制御用油路58と連通している。その際、第2制御用油路58は、第2付勢バネ68が設けられた端部(図3中の上側の端部)とは反対側の端部(図3中の下側の端部)において第2ピン収容空間65に連通せしめられるものとする。上記した第1制御用油路57及び第2制御用油路58は、クランク受容開口41に連通するよう
に形成されるとともに、クランクピン22内に形成された油路(図示せず)を介して外部のオイルスイッチングバルブ(OSV)75に連通される。ここでいうOSV75は、例えば、二つの制御用油路57、58と図示しないオイルポンプとの間の導通と遮断とを切り換える弁機構である。
The first
逆止弁収容空間66の一次側は、コンロッド本体31内に形成された補充用油路59を介して、オイルポンプ等の作動油供給源76に連通せしめられる。補充用油路59は、切換機構35の各部から外部へ漏れた作動油を補充するための油路である。
The primary side of the check
(切換機構35の動作)
上記したように構成される切換機構35において、OSV75が制御用油路57、58とオイルポンプとを導通させているときは、図3に示したように、切換ピン61、62に作用する油圧によって付勢バネ67、68が縮められるため、切換ピン61、62が、第1切換ピン61の連通路61cを介して第1ピストン連通油路51と第1空間連通油路53とが連通せしめられ、且つ第2切換ピン62の連通路62cを介して第2ピストン連通油路52と第4空間連通油路56とが連通せしめられる位置に移動及び保持される。その場合、第1シリンダ33aが逆止弁63の二次側に接続され、且つ第2シリンダ34aが逆止弁63の一次側に接続されることになる。そのため、第2シリンダ34a内の作動油は、第2ピストン連通油路52、第4空間連通油路56、第1空間連通油路53、及び第1ピストン連通油路51を介して第1シリンダ33aへ移動可能になるが、第1シリンダ33a内の作動油は、第2シリンダ34aへ移動することができなくなる。したがって、OSV75が制御用油路57、58とオイルポンプとを導通させているときは、切換機構35は、第1シリンダ33aから第2シリンダ34aへの作動油の流れを遮断し、且つ第2シリンダ34aから第1シリンダ33aへの作動油の流れを許容する状態(第1状態)になる。
(Operation of switching mechanism 35)
In the
一方、OSV75が制御用油路57、58とオイルポンプとを遮断させているときは、付勢バネ67、68の付勢力のみが切換ピン61、62に作用するため、図4に示したように、切換ピン61、62が、第1切換ピン61の連通路61cを介して第1ピストン連通油路51と第2空間連通油路54とが連通せしめられ、且つ第2切換ピン62の連通路62cを介して第2ピストン連通油路52と第3空間連通油路55とが連通せしめられる位置に移動及び保持される。その場合、第1シリンダ33aが逆止弁63の一次側に接続され、且つ第2シリンダ34aが逆止弁63の二次側に接続されることになる。そのため、第1シリンダ33a内の作動油は、第1ピストン連通油路51、第2空間連通油路54、第3空間連通油路55、及び第2ピストン連通油路52を介して第2シリンダ34aへ移動可能になるが、第2シリンダ34a内の作動油は、第1シリンダ33aへ移動することができなくなる。したがって、OSV75が制御用油路57、58とオイルポンプとを遮断させているときは、切換機構35は、第1シリンダ33aから第2シリンダ34aへの作動油の流れを許容し、且つ第2シリンダ34aから第1シリンダ33aへの作動油の流れを遮断する状態(第2状態)になる。
On the other hand, when the
上記したように、OSV75によって第1ピン収容空間64及び第2ピン収容空間65に対する作動油の供給と遮断とが切り換えられると、切換機構35の第1状態と第2状態とを切り換えることができ、それに伴って内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比と第2圧縮比との何れか一方に切り換えることができる。なお、OSV75は、各気筒300の切換機構35毎に設けられてもよく、又は全ての気筒300の切換機構35に対して一つのみが設けられてもよい。
As described above, when the
ここで、各気筒300の可変長コンロッド6とOSV75との組合せは、本発明に係わる「可変圧縮比機構」に相当する。
Here, the combination of the variable
ここで図1に戻り、上記したように構成される内燃機関1には、ECU100が併設される。ECU100は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。ECU100は、エアフローメータ101、ノックセンサ102、及びクランクポジションセンサ201等の各種センサと電気的に接続され、それら各種センサの出力信号を入力可能になっている。エアフローメータ101は、内燃機関1の図示しない吸気通路に取り付けられて、吸入空気量に相関する電気信号を出力するセンサである。ノックセンサ102は、内燃機関1のシリンダブロック3に取り付けられて、内燃機関1が発生する振動の大きさに応じて変化する検知信号(例えば、電圧)を出力するセンサである。クランクポジションセンサ201は、クランクシャフト200の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。
Here, referring back to FIG. 1, the internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an
ECU100は、上記した各種センサに加え、点火プラグ8、燃料噴射弁103、OSV75等の各種機器と電気的に接続される。ECU100は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、上記した各種機器を制御する。例えば、ECU100は、クランクポジションセンサ201の出力信号から演算される機関回転速度と、エアフローメータ101の出力信号(吸入空気量)に基づいて演算される機関負荷率(全負荷時の吸入空気量に対する実際の吸入空気量の比率)とに基づいて、混合気の目標空燃比を決定する。そして、ECU100は、前記目標空燃比とエアフローメータ101の出力信号(吸入空気量)とに基づいて燃料噴射弁103の目標燃料噴射量を演算して、その目標燃料噴射量に従って燃料噴射弁103を制御する。
The
また、ECU100は、機関負荷率に応じてOSV75を制御する。詳細には、ECU100は、機関負荷率が所定の切換判定値未満であるときは、内燃機関1の圧縮比が前述の第1圧縮比となる(切換機構35が第1状態となる)ように、OSV75を制御する。一方、ECU100は、機関負荷率が前記所定の切換判定値以上であるときは、内燃機関1の圧縮比が第1圧縮比より低い第2圧縮比となる(切換機構35が第2状態となる)ように、OSV75を制御する。このようにECU100がOSV75を制御することにより、本発明に係わる「圧縮比制御手段」が実現される。
Further, the
ところで、可変圧縮比機構の油圧経路等に異常が発生すると、圧縮比を切り換えることができなくなるため、種々の不具合を発生させる可能性がある。特に、可変長コンロッド6の偏心部材32が高圧縮比位置に固定されたり、又は切換機構35が第1状態で固定されたりする異常が発生すると、機関負荷率が前記所定の切換判定値以上となるときに、圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えることができないため、混合気の異常燃焼等を招く可能性がある。
By the way, if an abnormality occurs in the hydraulic path of the variable compression ratio mechanism, the compression ratio cannot be switched, which may cause various problems. In particular, when an abnormality occurs in which the
可変圧縮比機構の異常を診断する方法として、実際の圧縮比を検出するための圧縮比センサを内燃機関1に取り付けて、可変圧縮比機構の異常を診断する方法が考えられる。しかしながら、部品点数の増加及び製造コストの増加を招くという問題がある。さらに、圧縮比センサの異常と可変圧縮比機構の異常とを区別することができないという問題もある。 As a method of diagnosing abnormality of the variable compression ratio mechanism, a method of diagnosing abnormality of the variable compression ratio mechanism by attaching a compression ratio sensor for detecting the actual compression ratio to the internal combustion engine 1 can be considered. However, there is a problem in that the number of parts increases and the manufacturing cost increases. Furthermore, there is a problem that it is impossible to distinguish between an abnormality in the compression ratio sensor and an abnormality in the variable compression ratio mechanism.
(可変圧縮比機構の異常診断)
そこで、本実施形態では、既存のノックセンサ102を利用して、各気筒300の圧縮比変更機構の異常を診断するようにした。すなわち、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべく可変圧縮比機構が制御される場合における、ノックセンサ102の測定値に基づいて、可変圧縮比機構の異常を診断するようにした。
(Abnormal diagnosis of variable compression ratio mechanism)
Therefore, in this embodiment, an abnormality of the compression ratio changing mechanism of each
ここで、可変圧縮比機構の異常診断方法について、図5に沿って説明する。図5は、圧
縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えることができない異常(圧縮比が第1圧縮比に固定される異常)が発生している場合における、機関負荷率、圧縮比、点火時期、及びノック強度の経時変化を示すタイミングチャートである。
Here, the abnormality diagnosis method of the variable compression ratio mechanism will be described with reference to FIG. FIG. 5 shows an engine load factor and a compression ratio when an abnormality that cannot switch the compression ratio from the first compression ratio to the second compression ratio (an abnormality in which the compression ratio is fixed to the first compression ratio) occurs. 6 is a timing chart showing changes over time in ignition timing and knock intensity.
図5において、機関負荷率が所定の切換判定値未満の状態から所定の切換判定値以上の状態へ移行すると、ECU100は、内燃機関1の圧縮比が第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換わるように、OSV75を制御する(図5中のt1)。その際、可変圧縮比機構が正常であれば、前述したように、内燃機関1のピストン5に下向きの慣性力が作用したとき、及び燃焼室7内で混合気の燃焼が起きてピストン5に下向きの力が作用したときに、可変長コンロッド6の有効長が徐々に短くなるため、内燃機関1の圧縮比が第1圧縮比から第2圧縮比へ向けて徐々に低下することになる(図5中の2段目のタイミングチャートにおける一点鎖線を参照)。つまり、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御が開始されてから、内燃機関1の圧縮比が第2圧縮比となるまでには、可変圧縮比機構の応答遅れ(図5中のt1〜t2の期間)が発生する。このような応答遅れ期間では、内燃機関1の圧縮比が第2圧縮比より高い状態になるため、点火プラグ8の点火時期が第2圧縮比に適した点火時期(第2圧縮比用点火時期)に設定されると、圧縮端温度が過剰に高くなって、ノックが発生する可能性がある。そのため、本実施形態では、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御が開始されたときに、点火プラグ8の点火時期を、第1圧縮比に適した点火時期(第1圧縮比用点火時期)から切換用点火時期へ切り換えるようにした。切換用点火時期は、第2圧縮比用点火時期より遅角側の点火時期であって、且つたとえ可変圧縮比機構において圧縮比が第1圧縮比に固定される異常が発生している場合であっても、ノックが発生しない点火時期である。このような切換用点火時期は、予め実験やシミュレーションの結果に基づいて定めておくものとする。
In FIG. 5, when the engine load factor shifts from a state below a predetermined switching determination value to a state above a predetermined switching determination value, the
次に、ECU100は、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御を開始してから所定期間が経過すると、点火プラグ8の点火時期を切換用点火時期から第2圧縮比用点火時期へ変更する(図5中のt2)。ここでいう所定期間は、可変圧縮比機構が正常である場合における前記応答遅れ期間の推定値であり、予め実験やシミュレーション等の結果に基づいて定められている。なお、前記応答遅れ期間は、機関負荷率が高くなるほど短くなるとともに、機関回転速度が大きくなるほど短くなる傾向がある。そのため、機関負荷率と機関回転速度とをパラメータとして、所定期間が演算されてもよい。
Next, the
上記したように、点火プラグ8の点火時期が切換用点火時期から第2圧縮比用点火時期へ切り換えられたときに、可変圧縮比機構の異常によって圧縮比が第1圧縮比に固定されていると、圧縮端温度が過剰に高くなって、ノックが発生する。ところで、内燃機関1のノックは、燃焼室7におけるデポジットの堆積や燃料噴射弁103の噴射特性の経時変化等に起因して発生する場合もある。しかしながら、可変圧縮比機構の異常に起因するノックが発生した場合は、燃焼室7におけるデポジットの堆積や燃料噴射弁103の噴射特性の経時変化等に起因するノックが発生した場合に比べ、ノック強度が大きくなる。よって、点火プラグ8の点火時期が前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期へ変更されたときのノック強度が所定の閾値より大きければ、可変圧縮比機構の異常(圧縮比が第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換わらない状態)が発生していると診断することができる。
As described above, when the ignition timing of the spark plug 8 is switched from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition timing, the compression ratio is fixed to the first compression ratio due to the abnormality of the variable compression ratio mechanism. Then, the compression end temperature becomes excessively high and knocking occurs. By the way, the knock of the internal combustion engine 1 may occur due to deposit accumulation in the
ここでいう「ノック強度」としては、予め定められたノック判定期間(例えば、ATDC0°CA〜ATDC90°CAまでの期間)においてノックセンサ102が検出した振動強度の積算値を用いるものとする。なお、ノック強度としては、前記ノック判定期間にノックセンサ102が検出した振動強度のうち、最大の振動強度を用いてもよい。また、
ここでいう「所定の閾値」は、ノック強度が該所定の閾値より大きければ、ノックの発生要因が可変圧縮比機構の異常にあると判定することができる値であって、且つ燃焼室7におけるデポジットの堆積や燃料噴射弁103の噴射特性の経時変化等に起因するノックが発生した場合のノック強度より大きな値である。
As the “knock strength” here, an integrated value of the vibration strength detected by the
The “predetermined threshold value” here is a value that can be determined that the cause of knocking is an abnormality of the variable compression ratio mechanism if the knock intensity is greater than the predetermined threshold value, and in the
なお、図5に示す例では、可変圧縮比機構の異常に起因するノックが発生した後において、点火プラグ8の点火時期が前記第2圧縮比用点火時期より遅角されているが、これは、ECU100に搭載されているKCS(Knock Control System)の働きによって点火時期がノックの発生しない時期まで遅角されることに因る。
In the example shown in FIG. 5, the ignition timing of the spark plug 8 is retarded from the second compression ratio ignition timing after the occurrence of knocking due to the abnormality of the variable compression ratio mechanism. This is because the ignition timing is retarded to a timing at which knock does not occur by the action of a KCS (Knock Control System) mounted on the
以下、本実施形態における可変圧縮比機構の異常診断の実行手順について図6に沿って説明する。図6は、可変圧縮比機構の異常診断を行う際にECU100が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。この処理ルーチンは、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御が開始されたこと、言い換えると、機関負荷率が前記所定負荷率未満の状態から前記所定負荷率以上の状態へ移行したことをトリガとして実行される処理ルーチンである。
Hereinafter, the execution procedure of the abnormality diagnosis of the variable compression ratio mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a processing routine executed by the
図6の処理ルーチンでは、ECU100は、先ずS101の処理において、カウンタを起動させる。ここでいうカウンタは、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御が開始された時点からの経過時間を計測するカウンタである。
In the processing routine of FIG. 6, the
S102の処理では、ECU100は、点火プラグ8の点火時期を切換用点火時期に設定する。切換用点火時期は、前述したように、第2圧縮比用点火時期より遅角側の点火時期であって、且つたとえ可変圧縮比機構において圧縮比が第1圧縮比に固定される異常が発生している場合であっても、ノックが発生しない点火時期である。
In the process of S102, the
S103の処理では、カウンタの計測時間Cが所定期間C0以上であるか否かを判別する。所定期間C0は、前述したように、可変圧縮比機構が正常である場合において、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御が開始されてから、内燃機関1の圧縮比が第2圧縮比となるまでに要する応答遅れ期間の推定値であり、機関負荷率と機関回転速度とに基づいて演算される。S103の処理において否定判定された場合は、ECU100は、該S103の処理を繰り返し実行する。一方、S103の処理において肯定判定された場合は、ECU100は、S104の処理へ進み、点火プラグ8の点火時期を前記切換用点火時期から第2圧縮比用点火時期へ変更する。ここで、ECU100がS102〜S104の処理を実行することにより、本発明に係わる「点火時期制御手段」が実現される。
In the process of S103, it is determined whether or not the measurement time C of the counter is equal to or longer than a predetermined period C0. During the predetermined period C0, as described above, when the variable compression ratio mechanism is normal, the control of the
S105の処理では、ECU100は、ノックセンサ102の測定値に基づいてノック強度を演算する。続いて、ECU100は、S106の処理へ進み、前記S105の処理で演算されたノック強度が所定の閾値以上であるか否かを判別する。ここでいう所定の閾値は、前述したように、ノック強度が該所定の閾値より大きければ、ノックの発生要因が可変圧縮比機構の異常にあると判定することができる値であって、且つ燃焼室7におけるデポジットの堆積や燃料噴射弁103の噴射特性の経時変化等に起因するノックが発生した場合のノック強度より大きな値である。
In the process of S105, the
前記S106の処理において否定判定された場合は、ECU100は、S107の処理へ進み、可変圧縮比機構が正常であると判定する。一方、前記S106の処理において肯定判定された場合は、ECU100は、S108の処理へ進み、可変圧縮比機構が異常であると判定する。ここで、ECU100がS105〜S108の処理を実行することによ
り、本発明に係わる「診断手段」が実現される。
If a negative determination is made in the process of S106, the
ECU100は、前記S107の処理又は前記S108の処理を実行し終えると、S109の処理においてカウンタの計測時間Cを0にリセットして、本処理ルーチンの実行を終了する。
When the
以上述べた実施形態によれば、既存のノックセンサ102を用いて、可変圧縮比機構の異常を診断することができる。
According to the embodiment described above, it is possible to diagnose abnormality of the variable compression ratio mechanism using the existing
<実施形態2>
次に、本発明の第2の実施形態について図7に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施形態と異なる構成について説明し、同様の構成について説明を省略する。
<
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from the above-described first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施形態と本実施形態との相違点は、内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるべくOSV75の制御が開始されてから所定期間が経過したときに、機関負荷率が所定負荷率以上であれば、点火プラグ8の点火時期を切換用点火時期から第2圧縮比用点火時期へ変更し、且つ機関負荷率が所定負荷率未満であれば、点火プラグ8の点火時期を切換用点火時期からノック誘発点火時期へ変更することにある。ここでいう「所定負荷率」は、機関負荷率が該所定負荷率未満であると、たとえ可変圧縮比機構が異常(圧縮比が第1圧縮比に固定される異常)であっても、ノック強度が前記所定の閾値未満になる可能性があると予想される値であり、予め実験やシミュレーションの結果等に基づいて定めておくものとする。また、「ノック誘発点火時期」は、可変圧縮比機構が異常であれば、たとえ機関負荷率が前記所定負荷率未満であっても、ノック強度が前記所定の閾値以上になる点火時期であって、且つ第2圧縮比用点火時期より進角側の点火時期である。
The difference between the first embodiment and the present embodiment described above is that when a predetermined period has elapsed since the control of the
以下、本実施形態における可変圧縮比機構の異常診断の実行手順について図7に沿って説明する。図7は、可変圧縮比機構の異常診断を行う際にECU100が実行する処理ルーチンを示すフローチャートである。図7の処理ルーチンにおいて、前述した図6の処理ルーチンと同様の処理には、同一の符号を付している。
Hereinafter, the execution procedure of the abnormality diagnosis of the variable compression ratio mechanism in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a flowchart showing a processing routine executed by the
前述した図6の処理ルーチンと図7の処理ルーチンとの相違点は、S103の処理で肯定判定された場合に、S201の判定処理が実行され、且つそのS201の判定処理で否定判定された場合にS202の処理が実行される点にある。 The difference between the processing routine of FIG. 6 and the processing routine of FIG. 7 described above is that, when an affirmative determination is made in the process of S103, the determination process of S201 is executed, and a negative determination is made in the determination process of S201. The point is that the process of S202 is executed.
S201の処理では、ECU100は、機関負荷率が所定負荷率以上であるか否かを判別する。所定負荷率は、前述したように、機関負荷率が該所定負荷率未満であると、たとえ可変圧縮比機構が異常であっても、ノック強度が前記所定の閾値未満になる可能性があると予想される値である。S201の処理において肯定判定された場合は、ECU100は、前述した第1の実施形態と同様に、S104以降の処理を実行する。一方、S201の処理において否定判定された場合は、ECU100は、S202の処理へ進み、点火プラグ8の点火時期を前記切換用点火時期からノック誘発点火時期へ変更する。ここでいうノック誘発点火時期は、前述したように、可変圧縮比機構が異常であれば、たとえ機関負荷率が前記所定負荷率未満であっても、ノック強度が前記所定の閾値以上になる点火時期である。なお、点火プラグ8の点火時期をノック誘発点火時期に設定する期間は、例えば、ノック強度の演算に要する期間にマージンを加算した期間である。
In the process of S201, the
以上述べた実施形態によれば、前記所定期間が経過したときの機関負荷率が前記所定負荷率未満である場合であっても、ノックセンサ102を用いて、可変圧縮比機構の異常診断を行うことが可能となる。
According to the above-described embodiment, even when the engine load factor when the predetermined period has elapsed is less than the predetermined load factor, the
なお、内燃機関1が吸気バルブ9の開閉タイミングを変更可能な可変動弁機構を備えている場合には、前記所定期間が経過したとき機関負荷率が前記所定負荷率未満であるときに、点火プラグ8の点火時期をノック誘発点火時期に設定する代わりに、可変動弁機構を利用してノックが発生し易い状態を形成してもよい。例えば、吸気バルブ9の開閉タイミングを、吸気の充填効率が高まる開閉タイミングに変更することにより、圧縮端温度の上昇を図っても良い。
In the case where the internal combustion engine 1 includes a variable valve mechanism that can change the opening / closing timing of the
<他の実施形態>
なお、前述した第1及び第2の実施形態では、ノック強度に基づいて可変圧縮比機構の異常診断を行う例について述べたが、KCSに用いられるKCS学習値の単位時間あたりの変化量に基づいて可変圧縮比機構の異常診断を行ってもよい。KCS学習値の単位時間あたりの変化量は、ノック発生時のノック強度が大きくなるほど、大きくなる傾向がある。つまり、KCS学習値は、ノック発生時のノック強度に相関する値として用いることができる。
<Other embodiments>
In the first and second embodiments described above, an example in which the abnormality diagnosis of the variable compression ratio mechanism is performed based on the knock strength has been described. However, based on the amount of change per unit time of the KCS learning value used for KCS. Thus, abnormality diagnosis of the variable compression ratio mechanism may be performed. The amount of change per unit time of the KCS learning value tends to increase as the knock intensity at the time of knock occurrence increases. That is, the KCS learning value can be used as a value that correlates with the knock intensity at the time of knock occurrence.
また、前述した第1及び第2の実施形態では、前記所定期間における点火プラグ8の点火時期を、切換用点火時期に固定する例について述べたが、切換用点火時期から第2圧縮比用点火時期へ向けて徐変してもよい。その場合、可変圧縮比機構が異常であれば、所定期間中にノックが発生する可能性がある。よって、所定期間中における点火プラグ8の点火時期を徐変させる場合は、所定期間中に発生したノックのノック強度を積算して、その積算値が所定の閾値以上であれば、可変圧縮比機構が異常であると診断してもよい。 In the first and second embodiments described above, the example in which the ignition timing of the spark plug 8 in the predetermined period is fixed to the switching ignition timing has been described. However, from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition. You may change gradually toward the time. In that case, if the variable compression ratio mechanism is abnormal, knocking may occur during a predetermined period. Therefore, when the ignition timing of the spark plug 8 during the predetermined period is gradually changed, the knock strength of the knock generated during the predetermined period is integrated, and if the integrated value is equal to or greater than a predetermined threshold, the variable compression ratio mechanism May be diagnosed as abnormal.
また、前述した第1及び第2の実施形態では、可変圧縮比機構が正常である場合において内燃機関1の圧縮比を第1圧縮比から第2圧縮比へ切り換えるまでに要する応答遅れ時間の推定値を所定期間に設定する例について述べたが、EGR装置や可変動弁機構等のように内燃機関の燃焼状態に影響を及ぼす機器が併設される場合は、可変圧縮比機構の応答遅れ期間と、前記した機器が第1圧縮比に適した状態から第2圧縮比に適した状態へ切り換わるまでに要する期間と、のうち最も長い期間の推定値を、所定期間に設定することが望ましい。 In the first and second embodiments described above, the response delay time required for switching the compression ratio of the internal combustion engine 1 from the first compression ratio to the second compression ratio when the variable compression ratio mechanism is normal is estimated. Although an example in which the value is set to a predetermined period has been described, when a device that affects the combustion state of the internal combustion engine, such as an EGR device or a variable valve mechanism, is provided, the response delay period of the variable compression ratio mechanism It is desirable to set the estimated value of the longest period among the period required for the above-described device to switch from the state suitable for the first compression ratio to the state suitable for the second compression ratio as the predetermined period.
1 内燃機関
6 可変長コンロッド
8 点火プラグ
32 偏心部材
35 切換機構
75 OSV
100 ECU
102 ノックセンサ
1
100 ECU
102 Knock sensor
Claims (2)
前記内燃機関に取り付けられるノックセンサと、
前記内燃機関の各気筒に取り付けられる点火プラグと、
前記内燃機関の圧縮比が該内燃機関の運転状態に応じた圧縮比となるように、前記可変圧縮比機構を制御する圧縮比制御手段と、
を備える内燃機関に適用される可変圧縮比機構の異常診断装置であって、
前記異常診断装置は、
前記圧縮比制御手段が前記内燃機関の圧縮比を前記第1圧縮比から前記第2圧縮比へ切り換えるべく前記可変圧縮比機構を制御する場合に、前記圧縮比制御手段による前記可変圧縮比機構の制御が開始されてから所定期間が経過するまでは、前記点火プラグの点火時期を、前記第2圧縮比に適した点火時期である第2圧縮比用点火時期よりも遅角側の点火時期である切換用点火時期に設定し、且つ前記所定期間が経過したときに、前記点火プラグの点火時期を、前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期へ変更する点火時期制御手段と、
前記点火時期制御手段によって前記点火プラグの点火時期が前記切換用点火時期から前記第2圧縮比用点火時期へ変更されたときに、前記ノックセンサの測定値に基づいてノック強度を演算し、そのノック強度が所定の閾値より大きければ、前記可変圧縮比機構が異常であると診断する診断手段と、
を備えることを特徴とする可変圧縮比機構の異常診断装置。 A variable compression ratio mechanism capable of switching the compression ratio of the internal combustion engine to at least a first compression ratio and a second compression ratio lower than the first compression ratio;
A knock sensor attached to the internal combustion engine;
A spark plug attached to each cylinder of the internal combustion engine;
Compression ratio control means for controlling the variable compression ratio mechanism so that the compression ratio of the internal combustion engine becomes a compression ratio according to the operating state of the internal combustion engine;
An abnormality diagnosis device for a variable compression ratio mechanism applied to an internal combustion engine comprising:
The abnormality diagnosis device includes:
When the compression ratio control means controls the variable compression ratio mechanism to switch the compression ratio of the internal combustion engine from the first compression ratio to the second compression ratio, the compression ratio control means uses the variable compression ratio mechanism. The ignition timing of the spark plug is set to an ignition timing retarded from the ignition timing for the second compression ratio, which is an ignition timing suitable for the second compression ratio, until a predetermined period elapses after the control is started. Ignition timing control means for setting the ignition timing of the ignition plug to the ignition timing for the second compression ratio from the ignition timing for switching when the predetermined period has elapsed and the ignition timing of the ignition plug is changed from the ignition timing for switching
When the ignition timing of the ignition plug is changed from the ignition timing for switching to the ignition timing for the second compression ratio by the ignition timing control means, the knock intensity is calculated based on the measured value of the knock sensor, A diagnostic means for diagnosing that the variable compression ratio mechanism is abnormal if the knock intensity is greater than a predetermined threshold;
An abnormality diagnosis device for a variable compression ratio mechanism, comprising:
前記診断手段は、前記点火時期制御手段によって前記点火プラグの点火時期が前記切換用点火時期から前記ノック誘発点火時期へ変更されたときに、前記ノックセンサの測定値に基づいてノック強度を演算し、そのノック強度が前記所定の閾値より大きければ、前記可変圧縮比機構が異常であると診断することを特徴とする請求項1に記載の可変圧縮比機構の異常診断装置。 The ignition timing control means, when the engine load factor of the internal combustion engine when the predetermined period has elapsed after the control of the variable compression ratio mechanism by the compression ratio control means is less than a predetermined load factor, Instead of changing the ignition timing of the spark plug from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition timing, the ignition timing is advanced from the switching ignition timing to the second compression ratio ignition timing. Change to the knock-induced ignition timing
The diagnostic means calculates a knock intensity based on a measured value of the knock sensor when the ignition timing of the ignition plug is changed from the switching ignition timing to the knock induction ignition timing by the ignition timing control means. 2. The variable compression ratio mechanism abnormality diagnosis apparatus according to claim 1, wherein if the knock intensity is greater than the predetermined threshold value, the variable compression ratio mechanism is diagnosed as abnormal.
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