JPH0428893B2 - - Google Patents

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JPH0428893B2
JPH0428893B2 JP57174759A JP17475982A JPH0428893B2 JP H0428893 B2 JPH0428893 B2 JP H0428893B2 JP 57174759 A JP57174759 A JP 57174759A JP 17475982 A JP17475982 A JP 17475982A JP H0428893 B2 JPH0428893 B2 JP H0428893B2
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JP
Japan
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compression ratio
piston
variable
catalyst
temperature
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JP57174759A
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JPS5963340A (ja
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Mitsuo Hitomi
Akio Nagao
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Mazda Motor Corp
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Mazda Motor Corp
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Publication of JPH0428893B2 publication Critical patent/JPH0428893B2/ja
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/04Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/12Improving ICE efficiencies

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可変圧縮比エンジン、特に詳細には排
気通路に触媒式排気浄化装置を設けた可変圧縮比
エンジンに関する。
ガソリンエンジン等の内燃機関にあつては周知
のように、圧縮比を上げると熱効率が良くなる。
しかし圧縮比を余りに高く設定すると、特に充填
効率が高くなる高負荷時にノツキングが生じやす
くなる。そこで例えば実開昭56−79639号公報に
示されるように、エンジン燃焼室の容積を変える
容積可変装置を設け、該容積可変装置をエンジン
運動状態に対応させて、あるいはノツキング発生
の有無に応じて制御し、ノツキングを起こすこと
なく可能な限り高圧縮比で運動できるようにした
可変圧縮比エンジンが提案されている。
一方今日では、自動車等に搭載されるエンジン
の多くは、排気通路に触媒式の排気浄化装置を備
えている。この種の排気浄化装置に用いられる触
媒は、一般に200〜300℃程度以上の温度に維持し
ないと活性を失い、十分な排気ガス浄化作用を果
たさない。
ところが、このような触媒式排気浄化装置が前
述した可変圧縮比エンジンに取り付けられた場合
には、圧縮比が大きく上げられて燃焼効率が向上
し排気ガス温度が低下することから、特に低負荷
域での触媒温度が十分に保たれず排気ガス浄化機
能が損なわれる、という不具合が生じることがあ
る。
本発明は、上記不具合を解消した可変圧縮比エ
ンジンを提供することを目的とするものである。
本発明の可変圧縮比エンジンは、前述したよう
な触媒式排気浄化装置を設けた可変圧縮比エンジ
ンにおいて、触媒温度センサを設けて触媒温度を
検出するとともに、該触媒温度が所定温度以下に
なつて触媒の活性が失われそうになつたときに
は、上記センサの出力を受ける制御装置によつ
て、燃焼室容積可変装置を圧縮比低下方向に作動
させるようにしたことを特徴とするものである。
圧縮比が低下されれば排気ガス温度が上昇し、
触媒温度も上昇して、触媒による排気ガス浄化機
能が良好に維持される。
なお、触媒温度センサは触媒が浄化機能を十分
に果す温度状態にあるか否かを検出できればよい
もので、温度センサを触媒式排気浄化装置内に設
けて直接装置の温度を検出してもよいし、触媒式
排気浄化装置周囲の雰囲気温度、あるいは、触媒
浄化装置上流または下流の排気通路中の排気ガス
温度を検出することにより間接的に検出するよう
にしてもよい。
以下、図面を参照して本発明の実施例について
説明する。
第1図は本発明の1実施例による可変圧縮比エ
ンジンを概略的に示すものである。シリンダ1と
ピストン2とにより画成される燃焼室3には、排
気弁4が設けられた排気ポート5が開口され、該
排気ポート5は排気通路6に連通している。排気
通路6には触媒により、排気ガス中のCO、HC、
NOx等の酸化、還元を促進し、これらの物質を
排気ガス中から除去する触媒式排気浄化装置7が
設けられている。この排気浄化装置7の触媒は、
周知のように200〜300℃程度以上の温度に維持さ
れないと、十分な触媒活性を示さない。また上記
排気浄化装置7には、該排気浄化装置7の触媒の
温度を検出する触媒温度センサ8が設けられてい
る。
一方シリンダヘツド部には、前記燃焼室3に連
通する第2シリンダ9が形成され、この第2シリ
ンダ9内には圧縮比可変ピストン10が摺動自在
に収められている。この圧縮比可変ピストン10
に連結されたロツド11の端部は、パワーシリン
ダ12内に摺動自在に配されたパワーピストン1
3に連結されている。パワーシリンダ12には、
上記パワーピストン13の両側(図中上下)にお
いて2つの油路14,14′が連通され、これら
油路14,14′はスプール弁15に接続されて
いる。パワーシリンダ12には、オイル溜め16
に貯められ油圧ポンプ17に吸入された作動油
が、吐出配管18、スプール弁15を介して圧送
され、そして該パワーシリンダ12のパワーピス
トン13を作動させ、圧力が低下した作動油はス
プール弁15、戻し配管19を通つて前記オイル
溜め16に戻されるようになつている。
このスプール弁15は、パワーシリンダ装置の
制御のために従来から用いられているものであ
り、スプール15aの変位方向(図中上下方向)
と変位量により、油路14,14′を介してのパ
ワーシリンダ12への圧油供給を制御し、該パワ
ーピストン13の図中上下方向位置を制御する。
すなわちスプール15aが基準位置から上方に変
位するとパワーピストン13は上方に移動し、反
対にスプール15aが下方に変位するとパワーピ
ストン13は下方に移動する。
上記スプール弁15のスプール15aには、支
点20を中心に回動自在に支持されたリンク21
が連結され、該リンク21はアクチユエータ22
によつて図中上下方向に移動されるロツド23に
連結されている。上記アクチユエータ22が駆動
されてリンク21が動かされ、スプール15aが
図中上下方向に変位して、パワーピストン13が
上下方向に変位すると、該パワーピストン13に
ロツド11を介して接続された圧縮比可変ピスト
ン10の、第2シリンダ9内上下位置が変えられ
る。それによつて燃焼室3容積が変えられ、一定
のストロークで往復動するピストン2によつて圧
縮される混合気の圧縮比が変えられる。すなわ
ち、圧縮比可変ピストン10が図中上方に位置す
るほど燃焼室3容積が増大して圧縮比は低下し、
圧縮比可変ピストン10が図中下方に位置するほ
ど燃焼室3容積が減小して圧縮比は大きくなる。
以下、上記圧縮比可変ピストン10の制御につ
いて説明する。この圧縮比可変ピストン10を駆
動させるアクチユエータ22は、電磁装置(図示
せず)によりロツド23を移動させるものであ
り、該電磁装置は制御回路24から出力される駆
動信号S6によつて駆動される。上記制御回路24
には、スロツトル弁(図示せず)の開度を検出す
ることによつてエンジン負荷を検出する負荷セン
サ25が出力する負荷信号S1と、例えばクランク
シヤフトに固定したパルス発生器とパルスカウン
タ等からなる回転数センサ26が出力する回転数
信号S2と、前記触媒温度センサ8が出力する触媒
温度信号S3と、燃焼室3に臨む位置に設けられノ
ツキング発生を検出する、例えばピエゾ素子から
なるノツクセンサ27の出力信号S4と、前記パワ
ーピストン13に固定された位置検出ロツド28
の位置を検出することにより圧縮比可変ピストン
10の位置を検出するピストン位置センサ29が
出力するピストン位置信号S5とが入力されるよう
になつている。
制御回路24は、上記負荷信号S1と回転数信号
S2を処理して、駆動信号S6を出力し、アクチユエ
ータ22を駆動して圧縮比可変ピストン10の位
置を制御し、例えば第2図に示されるようにエン
ジン負荷、回転数に応じて圧縮比を設定する。こ
の第2図に示すような圧縮比の設定パターンは、
例えばROM等の記憶装置にマツプにして記憶さ
せておいてもよいし、また関数発生器等を用いて
形成するようにしてもよい。上記第2図の圧縮比
設定パターンにおいて、エンジン回転数が低いほ
ど圧縮比を低く設定しているのは、そのような運
動領域ではノツキングが生じやすいからである。
また本実施例においてはエンジン負荷をスロツト
ル開度で検出しているため、エンジン負荷をスロ
ツトル開度で抑えた設定がなされているが、エン
ジン負荷はその他吸気負圧等で検出することも勿
論可能であり、そのような場合には各負荷検出手
段に合わせた圧縮比設定パターンを形成すればよ
い。
圧縮比可変ピストン10の位置は、燃焼室3容
積、ひいては圧縮比に対応するから、制御回路2
4はピストン位置信号S5により圧縮比を検出し、
その圧縮比と設定値とをつき合わせ、もし両者間
に偏差が有れば偏差を無くすように駆動信号S6
補正する。
また制御回路24は、ノツクセンサ出力信号S4
によりノツキング発生を検知すると、アクチユエ
ータ22のロツド23を上方に変位させるよう
に、つまり圧縮比可変ピストン10が上方に変位
するように駆動信号S6を補正し、圧縮比を第2図
の設定パターンから外して低下させ、ノツキング
発生を抑制する。
以上説明した制御回路24の機能は、従来の可
変圧縮比エンジンの制御装置にも備えられている
ものであるが、本実施例の可変圧縮比エンジンに
おいてはさらに上記制御回路24により、前述し
た触媒式排気浄化装置7の排気ガス浄化機能が常
に良好に確保されるようになつている。以下、そ
の点を詳述する。制御回路24は、触媒温度信号
S3を受けて、排気浄化装置7の触媒の温度が所定
温度以下になつたことを検出すると、駆動信号S6
を、アクチユエータ22のロツド23が上方に変
位するように、つまり圧縮比可変ピストン10が
上方に変位するように駆動信号S6を補正する。
上記所定温度は、触媒が十分な活性を維持し得
る温度、あるいは余裕をみてそれよりもやや高い
温度に設定される。なお前記のような触媒温度の
低下は、エンジン運転中、圧縮比がかなり高く設
定されて混合気が急速燃焼し、それによつて排気
ガス温度が低下したときに生じる。
駆動信号S6が補正されて圧縮比可変ピストン1
0が上方に変位すれば、燃焼室3容積が増大し、
圧縮比が低下する。それにより燃焼速度が低下
し、排気ガス温度が上昇して触媒温度も前記所定
温度以上に上昇し、触媒の活性が良好に保たれ
て、排気浄化装置7は十分な排気ガス浄化機能を
維持する。
以上詳細に説明した通り本発明の可変圧縮比エ
ンジンは、圧縮比を可変にして高い熱効率で運転
され得、しかも圧縮比不適設定による排気浄化装
置の劣化を招かないので、実車搭載に即したもの
となつている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す概略図、第2
図は圧縮比設定パターンの一例を示すグラフであ
る。 3……燃焼室、6……排気通路、7……触媒式
排気浄化装置、8……触媒温度センサ、9……第
2シリンダ、10……圧縮比可変ピストン、12
……パワーシリンダ、13……パワーピストン、
15……スプール弁、22……アクチユエータ、
24……制御回路、S1……触媒温度信号、S6……
駆動信号。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 燃焼室容積可変装置を備え、排気通路に触媒
    式排気浄化装置を設けた可変圧縮比エンジンにお
    いて、前記排気浄化装置の触媒温度を検出する触
    媒温度センサと、この触媒温度センサの出力を受
    け触媒温度が所定温度以下になつたとき前記燃焼
    室容積可変装置を圧縮比低下方向に作動させる制
    御装置とを設けたことを特徴とする可変圧縮比エ
    ンジン。
JP57174759A 1982-10-05 1982-10-05 可変圧縮比エンジン Granted JPS5963340A (ja)

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JP57174759A JPS5963340A (ja) 1982-10-05 1982-10-05 可変圧縮比エンジン

Applications Claiming Priority (1)

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JP57174759A JPS5963340A (ja) 1982-10-05 1982-10-05 可変圧縮比エンジン

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JPS5963340A JPS5963340A (ja) 1984-04-11
JPH0428893B2 true JPH0428893B2 (ja) 1992-05-15

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ID=15984176

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