JPH02271036A - エンジンの圧縮比制御装置 - Google Patents
エンジンの圧縮比制御装置Info
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- JPH02271036A JPH02271036A JP9403689A JP9403689A JPH02271036A JP H02271036 A JPH02271036 A JP H02271036A JP 9403689 A JP9403689 A JP 9403689A JP 9403689 A JP9403689 A JP 9403689A JP H02271036 A JPH02271036 A JP H02271036A
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- Japan
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- compression ratio
- combustion chamber
- piston
- sub
- engine
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Landscapes
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、車両用エンジンにおいてノッキング防止、燃
費向上部の対策上圧縮比を可変制御する圧縮比可変制御
装置に関し、詳しくは、ザブビス］・ンにより燃焼室容
積を変化する方式における着火性および初期燃焼の向上
対策に関する。
費向上部の対策上圧縮比を可変制御する圧縮比可変制御
装置に関し、詳しくは、ザブビス］・ンにより燃焼室容
積を変化する方式における着火性および初期燃焼の向上
対策に関する。
一般に車両用エンジンは、出力や燃費の向上を図るため
過給等により吸気時の充填効率を向上したり、圧縮比を
大きくする傾向にある。かかる高圧縮比が進むと、爆発
行程でのノッキングが生じ易くなり、このノッキング防
止対策として点火時期をリタードしたり、燃＊：１噴射
量を制御する等の方法や、圧縮比を一時的に低減する手
段が必要になる。圧縮比制御の方法としては、燃焼室に
サブピストンを追加して燃焼室容積を変化する機械的方
法が提案されている。
過給等により吸気時の充填効率を向上したり、圧縮比を
大きくする傾向にある。かかる高圧縮比が進むと、爆発
行程でのノッキングが生じ易くなり、このノッキング防
止対策として点火時期をリタードしたり、燃＊：１噴射
量を制御する等の方法や、圧縮比を一時的に低減する手
段が必要になる。圧縮比制御の方法としては、燃焼室に
サブピストンを追加して燃焼室容積を変化する機械的方
法が提案されている。
そこで従来、上記サブピストンによる燃焼室容積変化方
式の圧縮比制御に関しては、例えば特開昭５８−９６１
３７号公報の先行技術がある。ここで、燃焼室のサブピ
ストンをカムによりロッカアームを介して常時駆動し、
サブビス！・ンの往復移動の周期１位相を変える変速機
構を設け、全負荷時には一律に圧縮比を低下することが
示されている。
式の圧縮比制御に関しては、例えば特開昭５８−９６１
３７号公報の先行技術がある。ここで、燃焼室のサブピ
ストンをカムによりロッカアームを介して常時駆動し、
サブビス！・ンの往復移動の周期１位相を変える変速機
構を設け、全負荷時には一律に圧縮比を低下することが
示されている。
ところで、上記先行技術のものにあっては、サブピスト
ンの駆動の周期９位相の変更のために変速機構が設けら
れ複雑になり、変更の場合のギヤ比の選択等には限界が
あるので、圧縮比を細かく制御することは難しい。更に
、最大圧縮比となる位相も細かく制御できないため着火
性を損う問題がある。
ンの駆動の周期９位相の変更のために変速機構が設けら
れ複雑になり、変更の場合のギヤ比の選択等には限界が
あるので、圧縮比を細かく制御することは難しい。更に
、最大圧縮比となる位相も細かく制御できないため着火
性を損う問題がある。
本発明は、かかる点に鑑みてなされたもので、その目的
とするところは、サブピストンの動作機構を簡素化し、
点火時期における圧縮比を大きくして着火性を向上させ
、着火後に圧縮比を小さくしてノッキングを防止するこ
とが可能なエンジンの圧縮比制御装置を提供することに
ある。
とするところは、サブピストンの動作機構を簡素化し、
点火時期における圧縮比を大きくして着火性を向上させ
、着火後に圧縮比を小さくしてノッキングを防止するこ
とが可能なエンジンの圧縮比制御装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するため、本発明の圧縮比制御装置は、
着火性および初期燃焼を良好に保つには点火時期の際の
圧縮比は低下しない方がよく、点火時期の後でもサブピ
ストンにより圧縮比を制御し得るのであり、かかる制御
を可能に構成する。
着火性および初期燃焼を良好に保つには点火時期の際の
圧縮比は低下しない方がよく、点火時期の後でもサブピ
ストンにより圧縮比を制御し得るのであり、かかる制御
を可能に構成する。
そこで、エンジン本体の燃焼室側に油圧式圧縮比可変機
構を設け、上記油圧式圧縮比可変機構は、給油用第１ソ
レノイド弁と排浦用第２ソレノイド弁とを備えた油圧室
の油圧により、上記燃焼室に露呈するサブピストンを上
記燃焼室側へリフトまたは後退するように構成するもの
である。
構を設け、上記油圧式圧縮比可変機構は、給油用第１ソ
レノイド弁と排浦用第２ソレノイド弁とを備えた油圧室
の油圧により、上記燃焼室に露呈するサブピストンを上
記燃焼室側へリフトまたは後退するように構成するもの
である。
上記構成に基づき、燃焼室の容積と共に圧縮比は、？ｒ
１１圧式圧縮比可変機構の第１．第２ソレノイド弁の開
閉による油圧室の油圧でサブピストンを動作して制御さ
れる。そして吸気行程で油圧室にオイルを封入すること
で、サブピストンは圧縮時に燃焼室側へリフト固定され
て所定の高い圧縮比を生じ、点火時期後に油圧室をドレ
ンし、サブピストンを後退させることで着火性および初
期燃焼を常に良好に行い、更に圧縮比を有効に低下して
ノッキングを防止するようになる。
１１圧式圧縮比可変機構の第１．第２ソレノイド弁の開
閉による油圧室の油圧でサブピストンを動作して制御さ
れる。そして吸気行程で油圧室にオイルを封入すること
で、サブピストンは圧縮時に燃焼室側へリフト固定され
て所定の高い圧縮比を生じ、点火時期後に油圧室をドレ
ンし、サブピストンを後退させることで着火性および初
期燃焼を常に良好に行い、更に圧縮比を有効に低下して
ノッキングを防止するようになる。
以ド、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
第１図において、符号１はシリンダブロック、２はシリ
ンダヘットであり、シリンダブロック１のシリンダ３に
ピストン４が挿入され、シリンダヘッド２の燃焼室５に
は吸、排気ボートＧと吸。
ンダヘットであり、シリンダブロック１のシリンダ３に
ピストン４が挿入され、シリンダヘッド２の燃焼室５に
は吸、排気ボートＧと吸。
排気バルブ７等が設けられ、更に油圧式圧縮比可変機構
ＩＯが設けられている。
ＩＯが設けられている。
油圧式圧縮比可変機構１０は、燃焼室５に連通して形成
される所定の容積の凹部１１にサブピストン１２が挿入
され、四部１１の後方に油圧室Ｉ３が設けられる。油圧
室１３にはストッパを兼ねた受圧プレート１４が設けら
れ、この受圧プレー１・１４がロッドＩ５を介してサブ
ピストン１２に連結され、受圧プレート１４にはサブピ
ストン１２を後退して燃焼室５の容積を増大する方向に
リターンスプリング１６が付勢しである。更に四部１Ｆ
や油圧室１３には、洩れた浦を排出したり、作動時に空
気を出入りさせる通路１７が連設されている。
される所定の容積の凹部１１にサブピストン１２が挿入
され、四部１１の後方に油圧室Ｉ３が設けられる。油圧
室１３にはストッパを兼ねた受圧プレート１４が設けら
れ、この受圧プレー１・１４がロッドＩ５を介してサブ
ピストン１２に連結され、受圧プレート１４にはサブピ
ストン１２を後退して燃焼室５の容積を増大する方向に
リターンスプリング１６が付勢しである。更に四部１Ｆ
や油圧室１３には、洩れた浦を排出したり、作動時に空
気を出入りさせる通路１７が連設されている。
一方、エンジン潤滑系のオイルポンプ２０からの通路２
１が、リリーフ弁２２．第１ソレノイド弁２３を介して
油圧室１３に連通する。油圧室１３の油は、更に第２ソ
レノイド弁２４を有する通路２５によりオイルパン２６
にドレンするようになっている。制御系として、エアフ
ローメータ３０．クランク角センサ３１および水温セン
サ３２を有し、これらの信号が制御ユニット３５に入力
して処理される。そして制御ユニット３５から第１．第
２ソレノイド弁２３．２４に開閉信号を出力して油圧室
１３の油圧を変化させることで、サブピストン１２を動
作するようになっている。
１が、リリーフ弁２２．第１ソレノイド弁２３を介して
油圧室１３に連通する。油圧室１３の油は、更に第２ソ
レノイド弁２４を有する通路２５によりオイルパン２６
にドレンするようになっている。制御系として、エアフ
ローメータ３０．クランク角センサ３１および水温セン
サ３２を有し、これらの信号が制御ユニット３５に入力
して処理される。そして制御ユニット３５から第１．第
２ソレノイド弁２３．２４に開閉信号を出力して油圧室
１３の油圧を変化させることで、サブピストン１２を動
作するようになっている。
第２図において、制御ユニット３５について述べる。
先ず、点火時期制御系について述べると、エアフローメ
ータ３０からの吸入空気ｆｆ１Ｑ、 クランク角セン
サ３１からのクランク角θ、エンジン回転数Ｎｅの信号
が入力する点火時期制御手段３６を有し、吸入空気量Ｑ
、エンジン回転数Ｎｅにより基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐを
算出する。そして基本燃料噴射量Ｔｐとエンジン回転数
Ｎｅとの点火時期マツプにより、各運転条件に応じて最
適な点火時期θＩＧを検索するのであり、この点火時期
において点火信号を点火コイル３７に出力するようにな
っている。
ータ３０からの吸入空気ｆｆ１Ｑ、 クランク角セン
サ３１からのクランク角θ、エンジン回転数Ｎｅの信号
が入力する点火時期制御手段３６を有し、吸入空気量Ｑ
、エンジン回転数Ｎｅにより基本燃料噴射ｆｆ１Ｔｐを
算出する。そして基本燃料噴射量Ｔｐとエンジン回転数
Ｎｅとの点火時期マツプにより、各運転条件に応じて最
適な点火時期θＩＧを検索するのであり、この点火時期
において点火信号を点火コイル３７に出力するようにな
っている。
またクランク角センサ３■のクランク角θが人力する吸
気行程検出手段３８を有して、吸気行程の始点と終点で
ある例えば吸気上死点、下死点を検出するのであり、こ
の検出信号と上記点火時期制御手段３６からの点火時期
θＩＧとが弁切換制御手段３９に人力する。弁切換制御
手段３９は、吸気行程の吸気上死点で第１ソレノイド弁
２３に開信号を、第２ソレノイド弁２４に閉信号を出力
し、通路２１の油圧とシリンダ３内負圧による引張力に
よりサブピストン１２を燃焼室５側ヘリフトさせ、吸気
下死点で第１ソレノイド弁２３に閉信号を出力し、油圧
室１３を閉じることによりサブピストン１２をリフトさ
せた位置で固定する。また点火時期において第２ソレノ
イド弁２４に開信号を出力して、これ以降は燃焼時の筒
内圧により油圧室１３の油を通路２５を介してドレンし
、サブピストン１２を後退して燃・焼室５の容積を増大
するようになっている。
気行程検出手段３８を有して、吸気行程の始点と終点で
ある例えば吸気上死点、下死点を検出するのであり、こ
の検出信号と上記点火時期制御手段３６からの点火時期
θＩＧとが弁切換制御手段３９に人力する。弁切換制御
手段３９は、吸気行程の吸気上死点で第１ソレノイド弁
２３に開信号を、第２ソレノイド弁２４に閉信号を出力
し、通路２１の油圧とシリンダ３内負圧による引張力に
よりサブピストン１２を燃焼室５側ヘリフトさせ、吸気
下死点で第１ソレノイド弁２３に閉信号を出力し、油圧
室１３を閉じることによりサブピストン１２をリフトさ
せた位置で固定する。また点火時期において第２ソレノ
イド弁２４に開信号を出力して、これ以降は燃焼時の筒
内圧により油圧室１３の油を通路２５を介してドレンし
、サブピストン１２を後退して燃・焼室５の容積を増大
するようになっている。
一方、弁切換制御手段３９には、水温センサ３２の冷却
水温度Ｔｖが人力している。ここで冷却水温度Ｔｖが低
い冷態時には、ノッキング発生の恐れがないことから点
火時期後も第２ソレノイド弁２４を閉じて高圧縮比の状
態に保つように構成している。
水温度Ｔｖが人力している。ここで冷却水温度Ｔｖが低
い冷態時には、ノッキング発生の恐れがないことから点
火時期後も第２ソレノイド弁２４を閉じて高圧縮比の状
態に保つように構成している。
次いで、かかる構成の圧縮比制御装置の作用を、第３図
のフローチャートと第４図の特性図を用いて述べる。
のフローチャートと第４図の特性図を用いて述べる。
先ず、エンジン運転時にクランク角θにより４サイクル
の各行程が判断されており、オーバラップの吸気上死点
で弁切換制御手段３９により第１．ソレノイド弁２３が
開き、第２ソレノイド弁２４が閉じて油圧式圧縮比可変
機構ＩＯの油圧室１３にオイルポンプ２０から給油する
ことが可能になる。そして吸気行程でシリンダ３内の容
積が増大し、第４図のようにシリンダ３内は負圧になる
ことでサブピストン１２は容易に燃焼室５側ヘリフトさ
れ、燃焼室５の容積を所定のものに定める。
の各行程が判断されており、オーバラップの吸気上死点
で弁切換制御手段３９により第１．ソレノイド弁２３が
開き、第２ソレノイド弁２４が閉じて油圧式圧縮比可変
機構ＩＯの油圧室１３にオイルポンプ２０から給油する
ことが可能になる。そして吸気行程でシリンダ３内の容
積が増大し、第４図のようにシリンダ３内は負圧になる
ことでサブピストン１２は容易に燃焼室５側ヘリフトさ
れ、燃焼室５の容積を所定のものに定める。
その後に吸気下死点になると、第１ソレノイド弁２３が
閉じて油圧室１３にオイルが封入され、サブピストン１
２の受圧プレート１４には高い油圧が作用し、サブピス
トン１２を燃焼室５側へリフト状態に固定する。そこで
圧縮行程でピストン４が」１昇して圧縮する場合に、第
４図のように高圧縮比エンジンと同様に筒内圧が高くな
る。そして点火時期制御手段３６で設定された圧縮上死
点前の点火時期θＩＧで着火されることになり、こうし
て高圧縮比での着火により良好に初期燃焼する。
閉じて油圧室１３にオイルが封入され、サブピストン１
２の受圧プレート１４には高い油圧が作用し、サブピス
トン１２を燃焼室５側へリフト状態に固定する。そこで
圧縮行程でピストン４が」１昇して圧縮する場合に、第
４図のように高圧縮比エンジンと同様に筒内圧が高くな
る。そして点火時期制御手段３６で設定された圧縮上死
点前の点火時期θＩＧで着火されることになり、こうし
て高圧縮比での着火により良好に初期燃焼する。
上記点火時期θＩＧは弁切換制御手段３９に入力するが
、このとき冷却水温度Ｔｗによりエンジン状態が判断さ
れている。そして暖機後のノッキングを生じ易い条件で
は、第２ソレノイド弁２４が開いて油圧室Ｉ３の浦がド
レンされる。このためサブピストン１２は、燃焼時の筒
内圧、スプリング力により直ちに油圧室１３を排油しな
がら後退し、四部１１により燃焼室５の容積が第４図の
実線に対し破線のように増し、これに伴い筒内圧が同様
の破線のように変化するのであり、こうしてノッキング
の発生が防止される。
、このとき冷却水温度Ｔｗによりエンジン状態が判断さ
れている。そして暖機後のノッキングを生じ易い条件で
は、第２ソレノイド弁２４が開いて油圧室Ｉ３の浦がド
レンされる。このためサブピストン１２は、燃焼時の筒
内圧、スプリング力により直ちに油圧室１３を排油しな
がら後退し、四部１１により燃焼室５の容積が第４図の
実線に対し破線のように増し、これに伴い筒内圧が同様
の破線のように変化するのであり、こうしてノッキング
の発生が防止される。
一方、水温の低い冷態時でノッキングが発生しない場合
は、第４図の一点鎖線のように第２ソレノイド弁２４は
閉じたままである。このため、サブピストン１２は燃焼
室５側ヘリフト状態に保持され、燃焼室５の容積、筒内
圧は第４図の実線のようになり、常に高圧縮比で運転さ
れる。
は、第４図の一点鎖線のように第２ソレノイド弁２４は
閉じたままである。このため、サブピストン１２は燃焼
室５側ヘリフト状態に保持され、燃焼室５の容積、筒内
圧は第４図の実線のようになり、常に高圧縮比で運転さ
れる。
なお、ノッキングの発生は運転条件により異なるため、
負荷やエンジン回転数により点火時期後の第２ソレノイ
ド弁２４の開タイミングを変化させると、筒内圧の状態
も変化して、ノッキングを生じない範囲で高い圧縮比に
最適制御することが可能になる。
負荷やエンジン回転数により点火時期後の第２ソレノイ
ド弁２４の開タイミングを変化させると、筒内圧の状態
も変化して、ノッキングを生じない範囲で高い圧縮比に
最適制御することが可能になる。
以上述べてきたように、本発明によれば、油圧式圧縮比
可変機構によりサブピストンをポンプ油圧と吸気負圧と
を利用して動作する構成であるから、構造が簡素化し、
ソレノイド弁の開閉タイミングにより点火時の圧縮比の
みを高くして、点火時期後に圧縮比が低下するので、着
火性および初期燃焼を常に良好に行い燃費が向上すると
共に、ノッキングを有効に防止し得る。
可変機構によりサブピストンをポンプ油圧と吸気負圧と
を利用して動作する構成であるから、構造が簡素化し、
ソレノイド弁の開閉タイミングにより点火時の圧縮比の
みを高くして、点火時期後に圧縮比が低下するので、着
火性および初期燃焼を常に良好に行い燃費が向上すると
共に、ノッキングを有効に防止し得る。
また、サブピストンの動作をソレノイド弁の開閉で行う
ので、圧縮比を各運転条件に応じて最適制御し、ノッキ
ングを生じることなく出力アップすることが可能になる
。
ので、圧縮比を各運転条件に応じて最適制御し、ノッキ
ングを生じることなく出力アップすることが可能になる
。
さらにまた、冷態時には高圧縮比に保つので、暖機が促
進する。
進する。
そして、サブピストンの燃焼室側へのリフトを吸気行程
で行うので、油圧室への給油が容易化し、圧縮時の圧力
上昇を確実に行い得る。
で行うので、油圧室への給油が容易化し、圧縮時の圧力
上昇を確実に行い得る。
第１図は本発明のエンジンの圧縮比制御装置の実施例を
示す構成図、 第２図は制御系のブロック図、 第３図は第１．第２ソレノイド弁の開閉作用を示すフロ
ーチャート図、 第４図は圧縮比制御状態を示す図である。 ５・・・燃焼室、１０・・・油圧式圧縮比可変機構、１
２・・・サブピストン、１３・・・油圧室、１４・・・
受圧プレート、２３・・・第１ソレノイド弁、２４・・
・第２ソレノイド弁、３５・・・制御ユニット 特許出願人 富士重工業株式会社代理人 弁理士
小 橋 信 淳 同 弁理士 村 井 進 屑 ｎ つ 第４図
示す構成図、 第２図は制御系のブロック図、 第３図は第１．第２ソレノイド弁の開閉作用を示すフロ
ーチャート図、 第４図は圧縮比制御状態を示す図である。 ５・・・燃焼室、１０・・・油圧式圧縮比可変機構、１
２・・・サブピストン、１３・・・油圧室、１４・・・
受圧プレート、２３・・・第１ソレノイド弁、２４・・
・第２ソレノイド弁、３５・・・制御ユニット 特許出願人 富士重工業株式会社代理人 弁理士
小 橋 信 淳 同 弁理士 村 井 進 屑 ｎ つ 第４図
Claims (4)
- （１）エンジン本体の燃焼室側に油圧式圧縮比可変機構
を設け、 上記油圧式圧縮比可変機構は、給油用第１ソレノイド弁
と排油用第２ソレノイド弁とを備えた油圧室の油圧によ
り、上記燃焼室に露呈するサブピストンを上記燃焼室側
へリフトまたは後退するように構成したことを特徴とす
るエンジンの圧縮比制御装置。 - （２）上記第１、第２ソレノイド弁により吸気行程で上
記油圧室に給油して上記サブピストンを上記燃焼室側へ
リフト保持するように開閉制御することを特徴とする請
求項（１）記載のエンジンの圧縮比制御装置。 - （３）上記第２ソレノイド弁を点火時期後に開制御する
ことを特徴とする請求項（１）記載のエンジンの圧縮比
制御装置。 - （４）冷態時は、上記第１、第２ソレノイド弁により上
記サブピストンを上記燃焼室側へリフト状態に固定制御
することを特徴とする請求項（１）記載のエンジンの圧
縮比制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9403689A JPH02271036A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | エンジンの圧縮比制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9403689A JPH02271036A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | エンジンの圧縮比制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02271036A true JPH02271036A (ja) | 1990-11-06 |
Family
ID=14099343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9403689A Pending JPH02271036A (ja) | 1989-04-12 | 1989-04-12 | エンジンの圧縮比制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02271036A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100373016B1 (ko) * | 2000-08-21 | 2003-02-25 | 현대자동차주식회사 | 가변 압축비 시스템 |
| KR20030017825A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 압축비 가변장치 |
| JP2020502408A (ja) * | 2016-12-14 | 2020-01-23 | ヘドマン エリクソン パテント アーベーＨｅｄｍａｎ Ｅｒｉｃｓｓｏｎ Ｐａｔｅｎｔ Ａｂ | 内燃エンジン内で可変圧縮比を提供する方法及びその方法のためのアクチュエータ |
-
1989
- 1989-04-12 JP JP9403689A patent/JPH02271036A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100373016B1 (ko) * | 2000-08-21 | 2003-02-25 | 현대자동차주식회사 | 가변 압축비 시스템 |
| KR20030017825A (ko) * | 2001-08-23 | 2003-03-04 | 현대자동차주식회사 | 디젤엔진의 압축비 가변장치 |
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