JPH0392552A - エンジンの可変圧縮比制御装置 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 《産業上の利用分野｝ この発明は、エンジンの負荷状況に応じてその圧縮比を
高低可変するエンジンの可変圧縮比制御装置に関する。

《従来の技術〉 エンジンの可変圧縮比制御装置に関しては、従来、例え
ば実開昭６１−１９２５４１号公報に開示されたものな
どがあり、すでに公知である。

すなわち、圧縮比の高低変更は、油圧制御などによりピ
ストンをコンロッドに対して上下移動させて燃焼室容積
を増減することで行ない、そうした圧縮比の高低変更の
ための油圧制御はエンジンの回転数および負荷状況に応
じて行なわれ、具体的には、エンジンの回転数および負
荷に対する低圧縮比領域および高圧縮比領域とを定めた
圧縮比マップに基づき高低変更の切替え制御がなされる
。

これにより、エンジンの運転状況に対して圧縮比を最適
化し、異常燃焼の防止および燃焼効率の改善を図ってい
た。

《発明が解決しようとする課題｝ しかしながら、上記公報に開示されたような従来のもの
では、圧縮比の切替え制御がもっぱらエンジンの運転状
況によってのみ行なわれることから、トルクをあまり必
要としない高速段ギヤによる平坦路定常走行時であって
も場合によっては高トルクが得られる低圧縮比に切替え
られることがあり、不要な切替え制御となるため燃費性
能の低下を招くものであり、また耐久信頼性の低下につ
ながるなど問題があった。更に、切替りの際にはトルク
変動を生ずることからエンジン出力がハンチング状態と
なり好ましいものではなかった。

この発明は、上記のような背景に鑑みてなされたもので
あり、エンジン出力のハンチングを防止できると共に耐
久信頼性の向上を図れ、燃費性能を向上できるエンジン
の可変圧縮比制御装置を提供することをその目的とする
。

｛課題を解決するための手段｝ 上記目的を達成するため、この発明は、エンジンの圧縮
比をその負荷状況に応じて高負荷側では低圧縮比に、低
負荷側では高圧縮比に切替え制御するエンジンの可変圧
縮比制御装置において、低圧縮比と高圧縮比との切替え
の設定ラインを、少なくともエンジンの低回転域におい
ては高速段ギヤでの平坦路定常走行時における走行抵抗
ラインよりも高負荷側に設定する設定ライン制御手段を
備えたことを特徴とする。

《作　用） 以上のように構成すると、圧縮比切替えの設定ラインは
、設定ライン制御手段によって少なくとも低回転域にお
いては走行抵抗ラインよりも常に高負荷側に設定される
。ここで、加速などせずに高速段ギヤによる平坦路定常
走行を続ける限りはエンジンの運転状況は常に走行抵抗
ラインよりも低負荷側となるので、そうした定常走行で
は上記設定ラインを越えることはなく、高圧縮比状態が
保たれる。

（実　施　例） 以下、この発明の実施例を添付図面を参照しながら説明
する。

第１図は、本発明によるエンジンの可変圧縮比制御装置
の好適な一実施例を示す構或図である。

同図において、１はエンジン、２はピストン、３は燃焼
室、４はコンロッド、５は燃焼室３内の圧力を検知する
圧カセンサ、６は油圧センサ、７はソレノイド弁、８は
クランク軸の回転を検知するクランクセンサ、９はコン
トローラである。

ピストン２とコンロッド４とはピストンビン２４によっ
て互いに連結され、第２図はピストン部位の拡大断面図
であり、第３図はその第２図を■−ｍ矢視した断面図で
ある。また、第４図は、ピストンビン２４を示す斜視図
である。

ピストンピン２４は、コンロッド４との係合部が偏心し
ており、当該偏心部２４ａの凸側とその対向側とに穴２
４ｂ，２４ｃが形成されている。

一方、コンロッド４には、上記穴２４ｂ，２４ｃに係合
されるロックピン４０が埋込まれており、そのロックビ
ン４０の埋設部位に連通した油圧路４ａが大端側に伸び
て形或されている。

このロックビン４０を押圧する油圧力Ｐは、エンジン１
の本体に設けたソレノイド弁７を介してクランク軸に送
られ、コンロッド４の大端側から油圧路４ａを経由して
ロックピン４０の埋設部位に送られる。

なお、ピストンピン２４の穴２４ｂ，２４ｃ内には、図
示省略したがスプリングが埋設されており、当該穴２４
ｂまたは２４ｃに油圧力Ｐにょり抑圧係合されたロック
ピン４０を反発付勢している。このため、油圧力Ｐによ
ってロックビン４０が穴２４ｂまたは２４ｃに係合され
た際は、コンロッド４に対するピストンピン２４の回転
摺動がロックされるが、油圧力Ｐを解除した際は図示し
ない埋設スプリングによって係合が外れ、ピストンビン
２４の回転摺動が自在となる。

すなわち、ロックビン４０が穴２４ｂに係合ロックされ
た際は、その穴２４ｂが偏心部２４ａの凸側に設けられ
ていることから、ピストン２はコンロッド４に対して相
対的に伸張され、その伸張によって燃焼室３の容積は低
減されることとなり、高圧縮比状態となる。一方、ロッ
クビン４０が穴２４ｃに係合口ツクされた場合は、逆に
低圧縮比状態となる。

ロックビン４０に対する油圧力Ｐの制御は、ソレノイド
弁７のオン・オフ制御によりなされ、そのソレノイド弁
７のオン・オフ制御はコントローラ９により行なわれる
。コントローラ９の入力側には圧カセンサ５，油圧セン
サ６およびクランクセンサ８などの各種センサ類が多数
接続され、出力側には制御対象であるソレノイド弁７が
接続されており、人力側の各種センナ類から送られる各
種情報によりエンジン１の運転状況を把握し、出力側の
ソレノイド弁７を適宜オン・オフ制御している。

この発明は基本的にはエンジン１の圧縮比をその負荷状
況に応じて高負荷側では低圧縮比に、低負荷側では高圧
縮比に切替制御するエンジン１の可変圧縮比制御装置に
おいて、低圧縮比と高圧縮比との切替えの設定ライン（
圧縮比切替ラインＬ）を、少なくともエンジン１の低回
転域においては高速段ギヤでの平坦路定常走行時におけ
る走行抵抗ラインＲよりも高負荷側に設定する設定ライ
ン制御手段を備えたことを特徴とし、その設定ライン制
御手段はコントローラ９のソフトプログラム上にて実現
される。

さて、第５図は、コントローラ９の本発明にかかるソフ
トプログラムを示すフローチャートである。

コントローラ９では、まず、人力側の各種センサ類から
送られる各種情報によりエンジン１の運転状況を把握す
る（Ｓ１）。そして、第６図の圧縮比マップに示すよう
に、圧縮比切替ラインＬの設定を行なう（Ｓ２）。その
後、その圧縮比マップにエンジン１の運転状況を対比さ
せて圧縮比の変更制御が必要か否かを判断し（Ｓ３）、
変更制御が必要な場合（ＹＥＳ）は、圧縮比の切替え制
御を実行して（Ｓ４）、ＳＬに戻るループ作動となり、
変更制御が不要な場合（Ｎｏ）はそのままＳ１に戻るル
ープ作動となる。

圧縮比切替ラインＬの設定は、第６図に示すように、少
なくともエンジン１の低回転域においては走行抵抗ライ
ンＲよりも高負荷側に設定する。

なお、圧縮比切替ラインＬよりも上側領域（高負荷側）
では低圧縮比に下側領域（低負荷側）では高圧縮比に切
替え制御するものである。

すなわち、上述の設定によって、圧縮比切替ラインＬは
走行抵抗ラインＲよりも常に高負荷側となる。ここで、
加速などせずに高速段ギヤによる平坦路定常走行を続け
る限りはエンジン１の運転状況は常に走行抵抗ラインＲ
よりも低負荷側となるので、そうした定常走行では上記
圧縮比切替ラインＬを越えることはなく、高圧縮比状態
が保たれる。したがって、不要な切替え制御を防止でき
ることとなり、これによりエンジン出力のハンチングを
防止できると共に耐久信頼性の向上を図れる。また、高
圧縮比状態が保たれるので、燃焼効率を上げることがで
き、燃費性能を向上できる。

なお、圧縮比切替え制御は、上述した圧縮比マップとの
対比の他に、変速機のギヤ位置に応じてもなされる。つ
まり、低速段ギヤの選択時においては、低圧縮比に固定
制御しており、このため、加減速の頻度が高い低速段ギ
ヤであっても圧縮比が頻繁に切替えられるおそれはなく
、エンジン出力のハンチングを防止できると共に耐久信
頼性の向上を図れる。また、低速段ギヤの選択時におい
ては、低圧縮比から高圧縮比への切替えを圧縮比マップ
等による切替え条件の或立後直ちに行なうのではなく、
所定の遅延時間を設けてあり、その遅延時間を経過した
後においても切替え条件が成立している場合にのみ切替
を実行するもので、これによっても圧縮比の頻繁な切替
を防止できる。

一方、第６図に示す圧縮比切替ラインＬを、変速機のギ
ヤ位置に応じて補正もしており、具体的には低速段ギヤ
では第７図（Ａ）に示すように圧縮比切替ラインＬを、
同図（Ｂ）に示す高速段ギヤの場合に比して低負荷側へ
移動させて低圧縮比領域を拡大化している。これにより
、頻繁な加速が予想される低速段ギヤ時においては圧縮
比切替ラインＬよりも上側領域の高負荷側が拡大される
ので、エンジン１が低圧縮比状態に止まる可能性が高ま
り、結局は頻繁な切替えを防止でき、耐久信頼性の向上
を図れる。

ところで、圧縮比切替ラインＬの設定は、第６図に示す
設定に限定されるものではなく、適宜様々に行なえる。

例えば、第８図に示すように、圧縮比切替ラインＬと走
行抵抗ラインＲとの交点Ｘよりも高回転域では低圧縮比
に固定しても良い。

この場合、交点Ｘよりも高回転域でかつ走行抵抗ライン
Ｒよりも下側領域の低負荷側領域Ｄは、低圧縮比に固定
されることとなるも、通常走行では減速領域にあたるの
でエンジン制御においてはフェールカットされて燃費性
能とは無関係となる。

したがって、当該領域Ｄを低圧縮比に固定しても何らか
まわず、むしろ高回転域での無駄な圧縮比の切替えを排
除でき、これにより耐久信頼性の向上を図れる。

また、ハイオク燃料の使用時には、第９図（Ａ）に示す
ように圧縮比切替ラインＬを、同図（Ｂ）に示すレギュ
ラー燃料の使用時に比して高負荷側へ移動させて高圧縮
比領域を拡大化しても良く、この場合、ハイオク燃料の
ノッキング限界が高いので高圧縮比領域を拡大すること
で燃費性能を向上できる。一方、レギュラー燃料の使用
時には第９図（Ｂ）をそのまま適用すれば良く、これに
より燃料種別に応じて最適な圧縮比領域を設定でき、常
に最大限の燃焼効率とできる。すなわち、燃料種別にか
かわりなく、どの燃料でも燃費性能を向上できる。

さらにまた、ノッキングの発生を検知し、そのノッキン
グに応じて圧縮比切替ラインＬを第１０図に示すように
徐々に低負荷側に移動させて再設定しても良く、これに
より、経時変化などのためのノッキング限界の低下を補
正でき、常に適切な低圧縮比領域を確保できるので、エ
ンジンを保護できる。

（発明の効果） 以上、実施例で詳細に説明したように、この発明にかか
るエンジンの可変圧縮比制御装置によれば、圧縮比切替
えの設定ラインが少なくとも低回転域においては走行抵
抗ラインよりも常に高負荷側に設定される。ここで、加
速などせずに定常走行を続ける限りはエンジンの運転状
況は常に走行抵抗ラインよりも低負荷側となるので、上
記設定ラインを越えるおそれはなく、高圧縮比状態が保
たれる。したがって、不要な切替え制御を防止できるこ
ととなり、これによりエンジン出力のハンチングを防止
できると共に、耐久信頼性の向上を図れる。また、高圧
縮比状態が保たれるので、燃焼効率を上げることができ
、燃費性能を向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエンジンの可変圧縮比制御装置を
示す構成図、第２図はピストン部位の拡大断面図、第３
図は第２図の■一■矢視断面図、第４図はピストンビン
を示す斜視図、第５図は本発明に係るソフトプログラム
を示すフローチャート、第６図〜第１０図は本発明に係
る圧縮比マップを示す説明図である。 １・・・・・・エンジン ９・・・・・・設定ライン制御手段（コントローラ）Ｌ
・・・・・・設定ライン（圧縮比切替ライン）Ｒ・・・
・・・走行抵抗ライン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジンの圧縮比をその負荷状況に応じて高負荷側では
   低圧縮比に、低負荷側では高圧縮比に切替え制御するエ
   ンジンの可変圧縮比制御装置において、低圧縮比と高圧
   縮比との切替えの設定ラインを、少なくともエンジンの
   低回転域においては高速段ギヤでの平坦路定常走行時に
   おける走行抵抗ラインよりも高負荷側に設定する設定ラ
   イン制御手段を備えたことを特徴とするエンジンの可変
   圧縮比制御装置。