JPS60230548A - Variable compression-ratio type engine - Google Patents

Variable compression-ratio type engine

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Publication number
JPS60230548A
JPS60230548A JP8741884A JP8741884A JPS60230548A JP S60230548 A JPS60230548 A JP S60230548A JP 8741884 A JP8741884 A JP 8741884A JP 8741884 A JP8741884 A JP 8741884A JP S60230548 A JPS60230548 A JP S60230548A
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JP
Japan
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compression ratio
engine
air
ratio
microcomputer
Prior art date
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Pending
Application number
JP8741884A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Tawara
田原 良隆
Toshimasu Tanaka
田中 稔益
Yoshihiko Imamura
今村 善彦
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP8741884A priority Critical patent/JPS60230548A/en
Publication of JPS60230548A publication Critical patent/JPS60230548A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment

Abstract

PURPOSE:To reduce the variation of torque when compression ratio is switched, by correcting at least either of the amount of the inhaled air or the air-fuel ratio according to the switching of the compression ratio, in an engine in which the compression ratio is varied by varying the capacity of a combustion chamber. CONSTITUTION:The capacity of a combustion chamber 5, namely the compression ratio is stepwise varied by vertically moving a piston 19 by revolving a cam 20 by a motor 24. Further, the operation-state detecting means such as air flow meter 10 and crank-angle sensor 33 are provided. Each output of these detecting means is input into a microcomputer 27, and a motor 24 is controlled according to the deviation between the aimed compression ratio set into the microcomputer 27 according to the engine operation state and the actual compression ratio detected by a compression-ratio position sensor 32. Further, when the compression ratio is switched from low compression ratio to high compression ratio, the correction to suppress the increase of the output for a prescribed time is performed, and when the compression ratio is switched from high to low, the reverse correction is performed for the amount of the inhaled air or the air-fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、燃焼室の容積を変化させることにより、エン
ジンの圧縮比を変え得るようになった圧縮比可変式エン
ジンに関し、特にエンジンの運転状態に応じて圧縮比が
変化するようになった圧縮比可変式エンジンに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a variable compression ratio engine in which the compression ratio of the engine can be changed by changing the volume of the combustion chamber. This invention relates to a variable compression ratio engine whose compression ratio changes depending on the state.

(従来の技術) 内燃機関において、出力の向上を図り、燃費を低減す、
るためには、圧縮比を高めると熱効率が向」二するので
有効であるが、圧縮比を高めることによって高負荷、低
回転領域などでノンキングが発生するという問題が生じ
る。この問題を解決するために、機関の回転数及び負荷
に応じて、燃焼室容積を変化さ廿るこ−とにより、圧縮
比を変化させるようにしたエンジンは公知である。さら
に、このような圧縮比可変式エンジンにおいて、燃焼室
容積可変用のピストンの背面側に、油圧室を形成して、
油圧シリンダの機能を併有させることにより油圧機構を
簡素化し、装置の小型化を達成した改良型が、特開昭5
8−197439号公報に記載されている。しかし、段
階的に圧縮比を切替える形式の圧縮比可変式エンジンに
おいては、圧縮比切替時にショックが出て乗員に不快感
を与えるという問題がある。
(Conventional technology) In internal combustion engines, improving output and reducing fuel consumption.
Increasing the compression ratio is effective in improving thermal efficiency, but increasing the compression ratio causes the problem of non-king occurring in high load, low rotation ranges, etc. In order to solve this problem, an engine is known in which the compression ratio is changed by changing the volume of the combustion chamber depending on the rotational speed and load of the engine. Furthermore, in such a variable compression ratio engine, a hydraulic chamber is formed on the back side of the piston for variable combustion chamber volume,
An improved type that simplified the hydraulic mechanism by combining the functions of a hydraulic cylinder and achieved miniaturization of the device was published in Japanese Patent Application Laid-open No. 5
8-197439. However, in a variable compression ratio engine that changes the compression ratio in stages, there is a problem in that a shock occurs when the compression ratio is changed, causing discomfort to the occupants.

(本発明の目的) 従って本発明の目的は、段階的に圧縮比を切替える形式
の圧縮比可変式エンジンにおいて、圧縮比の切替時にお
ける出力ショックの発生を有効に防止することができる
圧縮比可変式エンジンを提供することである。
(Object of the present invention) Accordingly, an object of the present invention is to provide a variable compression ratio engine that can effectively prevent the occurrence of output shock when switching the compression ratio in a variable compression ratio engine that switches the compression ratio in stages. is to provide a formula engine.

(本発明の構成) 本発明は、上記目的を達成するため以下のように構成さ
れる。すなわち、本発明の圧縮比可変式エンジンは、エ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段とエンジ
ンの燃焼室容積を段階的に変化させることにより圧縮比
を段階的に変化させる圧縮比可変手段と前記運転状態検
出手段の出力。
(Configuration of the present invention) In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the variable compression ratio engine of the present invention includes an operating state detection means for detecting the operating state of the engine, and a variable compression ratio means for changing the compression ratio in steps by changing the combustion chamber volume of the engine in steps. Output of the operating state detection means.

に応じてエンジンの圧縮比が目標圧縮比となるように前
記圧縮比可変手段を制御する圧縮比制御手段と、圧縮比
が切替えられる際に吸入空気量および空燃比のうち少な
くとも一方をこの切替に応じて補正する補正手段とを備
えたことを特徴とする。
compression ratio control means for controlling the compression ratio variable means so that the compression ratio of the engine becomes a target compression ratio according to the compression ratio; and at least one of the intake air amount and the air-fuel ratio when the compression ratio is switched. The present invention is characterized by comprising a correction means for correcting accordingly.

本発明においては、例えば、エンジン回転数、エンジン
負荷、エンジン冷却水温度、空燃比、変速機ギヤポジシ
ョン、加減速状態、吸気温度等がエンジン運転状態検出
手段によって検出される。また、圧縮比検出手段によっ
て、そのときの運転状態における実際の圧縮比が検出さ
れる。そして、本発明によれば圧縮比の切替時には、例
えば低圧縮比状態から高圧縮比状態に切替えられる場合
には、所定時間出力の向上を抑えるような制御が、吸気
空気量または、空燃比に対して行なわれる。
In the present invention, for example, engine rotation speed, engine load, engine coolant temperature, air-fuel ratio, transmission gear position, acceleration/deceleration state, intake air temperature, etc. are detected by the engine operating state detection means. Further, the actual compression ratio in the current operating state is detected by the compression ratio detection means. According to the present invention, when switching the compression ratio, for example, when switching from a low compression ratio state to a high compression ratio state, control is performed to suppress the increase in output for a predetermined time on the intake air amount or the air-fuel ratio. It is carried out against

また高圧縮比状態から低圧縮比状態への切替時には逆の
制御が行なわれる。
Further, when switching from a high compression ratio state to a low compression ratio state, reverse control is performed.

(本発明の効果) 本発明によれば、圧縮比の出力増大方向への圧縮比の切
替時には、出力を抑制制御が、出力低下方向への圧縮比
の切替時には出方向上制御が、吸入空気量または、空燃
比に対して与えられるようになっている。従って、圧縮
比切替時の出力ショックの変動を有効に抑制することが
できる。
(Effects of the Present Invention) According to the present invention, when the compression ratio is switched in the direction of increasing the output, the output is suppressed, and when the compression ratio is switched in the direction of decreasing the output, the output upward control is carried out on the intake air. It is given to the amount or air-fuel ratio. Therefore, fluctuations in output shock at the time of switching the compression ratio can be effectively suppressed.

(実施例の説明) 第1図及び第2図を参照すれば、本発明が適用されるエ
ンジンEは、内部をピストン1が往復動するシリンダボ
ア2を備えており、該シリンダボア2は、シリンダブロ
ック3及びシリンダヘッド4から形成される。シリンダ
ボア2の上部には燃焼室5が形成されており、該燃焼室
5には吸気ボート6が開口している。この吸気ボート6
には、吸気弁7が組合わせられるとともに、燃焼室5の
吸気ボート6の対向側には点火プラグ14が臨ませられ
ている。吸気ボート6には吸気通路8が接続されており
、この吸気通路8には、エアクリーナ9、エアフローメ
ータ10、スロットル弁11が設けられ吸気系を構成し
ている。また、吸気通路8の吸気ポート6付近には、燃
料インジェクタ12が配置されている。さらに、燃焼室
5には通常の方法で排気ポート(図示せず)が開口して
おり、該排気ポートには排気通路13が接続されて排気
系を構成している。また、吸気弁7には、液弁7を作動
させるためのカム15を備えた動弁系が係合するように
なっている。なお、吸気道FIpt8には、スロットル
弁11をバイパスするバイパス通路16が接続されると
ともに、バイパス通路16を開閉制御するエアバイパス
コントロール弁17が設けられる。さらに、燃焼室5に
は、その上部に、上方に向って突出した副シリンダ18
が連続して形成されており、該副シリンダ18には、そ
の内部を摺動する、副ピストン19が配設されている。
(Description of Embodiments) Referring to FIGS. 1 and 2, an engine E to which the present invention is applied includes a cylinder bore 2 in which a piston 1 reciprocates, and the cylinder bore 2 is connected to a cylinder block. 3 and a cylinder head 4. A combustion chamber 5 is formed in the upper part of the cylinder bore 2, and an intake boat 6 opens into the combustion chamber 5. This intake boat 6
An intake valve 7 is combined with the combustion chamber 5, and a spark plug 14 faces the opposite side of the intake boat 6 of the combustion chamber 5. An intake passage 8 is connected to the intake boat 6, and the intake passage 8 is provided with an air cleaner 9, an air flow meter 10, and a throttle valve 11 to form an intake system. Further, a fuel injector 12 is arranged near the intake port 6 of the intake passage 8. Further, an exhaust port (not shown) is opened in the combustion chamber 5 in a conventional manner, and an exhaust passage 13 is connected to the exhaust port to form an exhaust system. Further, a valve train system including a cam 15 for operating the liquid valve 7 engages with the intake valve 7 . Note that a bypass passage 16 that bypasses the throttle valve 11 is connected to the intake passage FIpt8, and an air bypass control valve 17 that controls opening and closing of the bypass passage 16 is provided. Furthermore, the combustion chamber 5 has an auxiliary cylinder 18 at its upper part that protrudes upward.
is formed continuously, and the sub-cylinder 18 is provided with a sub-piston 19 that slides inside the sub-cylinder 18 .

ピストン19のステム19aは、副シリンダ518の外
方に突出し、その先端はカム20の周面に当接している
。ステム19aの先端部付近には、円板21が取付けら
れており、この円板21には、バネ22が当接しており
、これによって、ピストン19は図において、上方に付
勢され“ている。カム20のカム軸23は、駆動モータ
24によって回動させられるようになっており、これに
よってピストン19が上下動させられ、燃焼室5の容積
すなわち、圧縮比が変化するようになっておりこれによ
って圧縮比可変手段が構成されている。また、点火プラ
グ14のリード線14aはディストリビュータ25の1
つの端子に接続されており、イグニッションコイル26
からの電圧信号が所定のタイミングで点火プラグ14に
与えられるようになっている。本例の装置は、燃焼性を
支配する要因を制御するためにマイクロコンピュータ(
以下マイコンという)27を備えている。マイコン27
には運転状態を表わす種々の情報が入力される。吸気温
センサ2Bは、エアクリーナ9に取付けられており、吸
気温を検出してマイコン27に信号を送る。マイコン2
7には、エアフローメータ10からの信号も入力される
。また、スロットル弁11の開度はスロットル開度セン
サ29によって検出され、同様にマイコン27に入力さ
れる。さらに、エアバイパスコントロール弁17には液
弁17の開度を検出するエアバイパスコントロール弁開
度センサ30が、エンジンEのウォータジャケット3a
には、冷却水温センサ31が、さらに、カム20近傍に
は、ピストン19の位置を検出する圧縮比検出手段とし
ての圧縮比ポジシランセンサ32が、クランク軸にはク
ランク角度を検出するクランク角センサ33が、変速機
34には該変速機の変速段すなわち、ギヤ位置を検出す
るギヤポジションセンサ35が、さらに、大気圧を検出
する大気圧センサ3Bがそれぞれ設けられており、これ
らのセンサからの信号はすべてマイコン27に入力され
る。また、マイコン27には、イグニ・7シヨンスイツ
チ36からの信号も入力される。マイコン27は、これ
らの運転状態を表わす入力された情報に所定の演算を施
し、EGR弁37、インジェクタ12、イグニッション
コイル26、エアバイパスコントロールソレノイド17
a、圧縮比制御用の駆動モータ24及び変速機制御用モ
ータ34aに対して所定の命令信号を出力するようにな
っている。変速機としては、例えば■ベルト式無段変速
機を用いることができ、この制御用モータ34aとして
は、特開昭57−161346号公報に記載されるよう
な通常の形式のものを用いることができる。
The stem 19a of the piston 19 projects outward from the sub-cylinder 518, and its tip abuts against the circumferential surface of the cam 20. A disk 21 is attached near the tip of the stem 19a, and a spring 22 is in contact with the disk 21, thereby biasing the piston 19 upward in the figure. The cam shaft 23 of the cam 20 is rotated by a drive motor 24, which causes the piston 19 to move up and down, thereby changing the volume of the combustion chamber 5, that is, the compression ratio. This constitutes a compression ratio variable means.Furthermore, the lead wire 14a of the spark plug 14 is connected to the one of the distributor 25.
the ignition coil 26
A voltage signal from the spark plug 14 is applied to the spark plug 14 at a predetermined timing. The device in this example uses a microcomputer (
(hereinafter referred to as a microcomputer) 27. Microcomputer 27
Various information representing the operating state is input to the . The intake temperature sensor 2B is attached to the air cleaner 9, detects the intake temperature, and sends a signal to the microcomputer 27. Microcomputer 2
A signal from the air flow meter 10 is also input to 7. Further, the opening degree of the throttle valve 11 is detected by a throttle opening degree sensor 29, and is similarly input to the microcomputer 27. Furthermore, the air bypass control valve 17 is equipped with an air bypass control valve opening sensor 30 that detects the opening of the liquid valve 17.
, a cooling water temperature sensor 31 is provided near the cam 20, a compression ratio positive sensor 32 as a compression ratio detection means for detecting the position of the piston 19 is provided near the cam 20, and a crank angle sensor is provided on the crankshaft for detecting the crank angle. 33, the transmission 34 is provided with a gear position sensor 35 that detects the gear position of the transmission, that is, a gear position, and an atmospheric pressure sensor 3B that detects atmospheric pressure. All signals are input to the microcomputer 27. A signal from the ignition switch 36 is also input to the microcomputer 27 . The microcomputer 27 performs predetermined calculations on the input information representing these operating conditions, and controls the EGR valve 37, injector 12, ignition coil 26, and air bypass control solenoid 17.
a, a predetermined command signal is output to the drive motor 24 for compression ratio control and the transmission control motor 34a. As the transmission, for example, a belt type continuously variable transmission can be used, and as the control motor 34a, a normal type as described in Japanese Patent Application Laid-open No. 161346/1983 can be used. can.

また、第3図に示されるように、クランク角センサ33
からの信号は波形整形回路39に通され、波形整形され
て中央演算処理装置(以下cpuという)40に送られ
る。その他の各種センサからの信号はA/D変換器41
によりデジタル信号に変換されてCPU40に入力され
る。
Further, as shown in FIG. 3, a crank angle sensor 33
The signal is passed through a waveform shaping circuit 39, shaped into a waveform, and sent to a central processing unit (hereinafter referred to as CPU) 40. Signals from other various sensors are sent to the A/D converter 41
The signal is converted into a digital signal and input to the CPU 40.

マイコン27には、イグニッションスイッチ36からの
信号Stも入力されるようになっておりスイッチ36が
ONのとき、信号S1はlとなり、OFFのときOとな
る。マイコン27は、所定の定数が書き込まれたROM
41と、各センサからの運転状態を表わす情報、演算結
果等の書き込み、読み出し等を行うRAM42を備えて
いる。
The signal St from the ignition switch 36 is also input to the microcomputer 27, and when the switch 36 is ON, the signal S1 becomes 1, and when it is OFF, the signal S1 becomes O. The microcomputer 27 is a ROM in which predetermined constants are written.
41, and a RAM 42 for writing and reading information representing the operating state, calculation results, etc. from each sensor.

また、マイコン27は、時刻を常時カウントするカウン
タ1 (43)を備えており、必要に応じて、時刻を情
報として使用することができる。CPU40は、各種入
力情報に基づき、EGR制御を行゛ なうべきか否かを
判別してEGR信号S’eを出力する。EGR信号Se
はソレノイド駆動回FIlr44を介して、EGR弁3
7のソレノイドに送られ、液弁を開閉制御するようにな
っており、信号Seが1のとき、EGR制御が行なわれ
、信号3eが0のときEGR制御は停止される。マイコ
ン27は、燃料噴射タイミング及び噴射時間を制御する
ためのカウンタ2 (45)を備えており、噴射信号T
iは、該カウンタ2(45)を介してインジェクタ駆動
回路46に入力されインジェクタ12を作動させる。さ
らに、マイコン27は、点火時期を制御するためのカウ
ンタ3 (47)を備えており、点火時期信号Ts“は
、カウンタ3 (47)に送られこれによって、点火回
路48、イグニッションコイル26及びディストリビュ
ータ25を介して所定のタイミングで点火プラグ14に
点火信号が発生するようになっている。CPUは、また
、スロットル弁11をバイパスするエアを供給するかど
うかの判断を行うようになっており、そ゛の制御信号p
bは、ソレノイド駆動回路49に入力されるようになっ
ている。ソレノイド駆動回路49は、制御信号pbに応
じてエアバイパスコントロール弁17のソレノイド17
aに対し弁の開閉命令信号を出力する。この場合、信号
Pbが1のとき、バイパスエアは増大し、0のとき減少
する。また、マイコン27は、圧縮比制御用の駆動モー
タ24の作動を制御するためにモータ駆動回路50を備
えており、このモータ駆動回路50は二つの制御信号M
1、M2によって、制御されるようになっている。信号
、Ml、M2の値と、その制御内容は第1表の通りであ
る。
Furthermore, the microcomputer 27 includes a counter 1 (43) that constantly counts the time, and can use the time as information if necessary. The CPU 40 determines whether EGR control should be performed based on various input information and outputs an EGR signal S'e. EGR signal Se
is the EGR valve 3 via the solenoid drive circuit FIlr44.
When the signal Se is 1, EGR control is performed, and when the signal 3e is 0, the EGR control is stopped. The microcomputer 27 includes a counter 2 (45) for controlling fuel injection timing and injection time, and controls the injection signal T.
i is input to the injector drive circuit 46 via the counter 2 (45) to operate the injector 12. Furthermore, the microcomputer 27 is equipped with a counter 3 (47) for controlling the ignition timing, and the ignition timing signal Ts'' is sent to the counter 3 (47), which controls the ignition circuit 48, the ignition coil 26, and the distributor. 25, an ignition signal is generated to the spark plug 14 at a predetermined timing.The CPU also determines whether or not to supply air that bypasses the throttle valve 11. That control signal p
b is input to the solenoid drive circuit 49. The solenoid drive circuit 49 operates the solenoid 17 of the air bypass control valve 17 in response to the control signal pb.
Outputs a valve opening/closing command signal to a. In this case, when the signal Pb is 1, the bypass air increases, and when the signal Pb is 0, the bypass air decreases. The microcomputer 27 also includes a motor drive circuit 50 to control the operation of the drive motor 24 for compression ratio control, and this motor drive circuit 50 receives two control signals M.
1 and M2. The values of the signals Ml and M2 and their control contents are shown in Table 1.

第 1 表 また変速機34の変速比制御用モータ34aは、モータ
駆動回路51によって作動させられるようになっており
、このモータ駆動回路51は、制御信号M3、M4によ
って、制御されるようになっている。信号M3、M4の
値とギヤ比との関係は第2表に示すとおりである。
Table 1 Also, the gear ratio control motor 34a of the transmission 34 is operated by a motor drive circuit 51, and this motor drive circuit 51 is controlled by control signals M3 and M4. ing. The relationship between the values of signals M3 and M4 and the gear ratio is as shown in Table 2.

第2表 また、制御信号Spがコントローラすなわち、このマイ
コン27の電源回路52に入力されるようになっており
、これによって、コントローラは、イグニッションスイ
ッチ36からの信号Siが1のときONとなるが、信号
Spを0にしない限りOFFにはならない。
Table 2 Also, the control signal Sp is input to the controller, that is, the power supply circuit 52 of this microcomputer 27, so that the controller is turned ON when the signal Si from the ignition switch 36 is 1. , it will not turn off unless the signal Sp is set to 0.

以上の構成の圧縮比制御装置において、圧縮比制御の1
例について説明する。
In the compression ratio control device having the above configuration, one of the compression ratio control
Let's discuss an example.

第3A図から第3E図のフローチャートで示されるプロ
グラムは、イグニッションスイッチ36がONでかつエ
ンジンが完爆状態にあるとき、すなわち、通常のエンジ
ン作動状態では、通常反復して実行される基本プログラ
ムであり、このプログラムによって、圧縮比の変更制御
を行うとともに、点火時期、燃料噴射タイミング及び噴
射量の補正量、変速機ギヤ比偏差、バイパスエア弁開度
偏差を演算し、さらに、変速機ギヤ比、バイパス弁開度
及びEGR弁開度変更のための命令信号を発生する。第
5図のフローチャートに示されるプログラムは、クラン
ク角がTDCに到達する毎に上記基本プログラムに割込
んで実行されるインクラブドルーチンでありエンジンの
TDC周期を演算するとともに燃料噴射及び点火の命令
信号を発生する。
The programs shown in the flowcharts of FIGS. 3A to 3E are basic programs that are normally repeatedly executed when the ignition switch 36 is ON and the engine is in a complete combustion state, that is, under normal engine operating conditions. This program controls the compression ratio change, calculates the correction amount of ignition timing, fuel injection timing and injection amount, transmission gear ratio deviation, bypass air valve opening deviation, and also calculates the transmission gear ratio deviation. , generates a command signal for changing the bypass valve opening degree and the EGR valve opening degree. The program shown in the flowchart of FIG. 5 is an included routine that is executed by interrupting the above basic program every time the crank angle reaches TDC, and calculates the TDC period of the engine and gives instructions for fuel injection and ignition. Generate a signal.

なお、図中、下記の符号を定数又捨変数を表示するため
に用いる。
In the figure, the following symbols are used to indicate constants and discarded variables.

基本プログラムにおいては、インクラブトルー“チンに
おいて演算されたTDC周期Tff(SS2)からエン
ジンの回転数Neが計算される(S4)。
In the basic program, the engine rotation speed Ne is calculated from the TDC cycle Tff (SS2) calculated in the ink club routine (S4).

そして、運転状態を表わす各種のデータが読み込まれる
(35〜S9)。次に、エンジン回転数Neと吸入空気
量Qa及びエンジン回転数Neとの比Qa/Neとの関
係で作成されたマツプから、当該運転状態に対応する圧
縮比及びその他の燃焼性支配因子の基本量がそれぞれ読
み出される(810〜512)。このマツプは、例えば
、基本圧縮比を与えるピストン19のポジション値Pc
1llについては、第5図に示されるようになっている
。このマツプによれば、出力特性曲線aの下側の領域は
、複数の小さな領域に分けられ、それぞれの領域に応じ
た上記基本圧縮比ポジション値PCBの値が設定されて
いる。この値pceは、基本的には、回転数が高くなる
程大きく、負荷が大きくなる程小さくなるように設定さ
れる。従って、・加速時のように低回転高負荷時(例え
ば第5図の11領域)では、値P。8は小さくなってい
る。図中βで示す領域は値P。Bが比較的小さく、hで
示される領域は比較的大きくmで示される領域は中間的
な値に設定されている。同様なマツプが基本燃料噴射量
Tll1及び基本点火時期TsBについて用意されてお
り、それらに基づいて、これらの基本量が設定される。
Then, various data representing the operating state are read (35 to S9). Next, from the map created based on the relationship between the engine speed Ne, the intake air amount Qa, and the ratio Qa/Ne of the engine speed Ne, the basics of the compression ratio and other combustibility governing factors corresponding to the operating state are determined. The quantities are each read out (810-512). This map is, for example, the position value Pc of the piston 19 that gives the basic compression ratio.
1ll is as shown in FIG. According to this map, the area below the output characteristic curve a is divided into a plurality of small areas, and the basic compression ratio position value PCB is set in accordance with each area. This value pce is basically set so that it increases as the rotational speed increases, and decreases as the load increases. Therefore, at low rotation and high load times such as during acceleration (for example, area 11 in FIG. 5), the value P. 8 is getting smaller. The area indicated by β in the figure is the value P. B is relatively small, the area indicated by h is relatively large, and the area indicated by m is set to an intermediate value. A similar map is prepared for the basic fuel injection amount Tll1 and the basic ignition timing TsB, and these basic amounts are set based on them.

次に、上記のマツプにより設定された基本圧縮比ポジシ
ョン値Pcl1に対する補正操作が行なわれた後(S1
3〜323)、Fll[の圧縮比を与えるピストン19
のポジション値Pc。
Next, after a correction operation is performed on the basic compression ratio position value Pcl1 set by the above map (S1
3 to 323), a piston 19 giving a compression ratio of Fll[
position value Pc.

が計算される(S 24)。補正は、エンジン冷却水温
Tw、EGR信号Seにより表わされるEGR制御の有
無、大気圧pt、吸気空気温Taに応じて、異なる補正
係数を与えることによって行なわれる。この場合、エン
ジン温度補正係数Cpewは、エンジン冷却水温Twと
の関係で第6図に示されるような特性で変化する。同様
に、高度補正係数Cpcpは、大気圧ptとの関係で第
7図に示すように、また、吸気温度補正係数Cpcaは
吸入空気温度Taとの関係において第8図に示すような
特性でそれぞれ与えられる。従って、吸気温度Taすな
わち、外気温が高いときには、及び冷却水温度Twが高
いときには、値Pcoは小さくなり、大気圧ptが下が
る程、すなわち、高地になる程値Pcoは大きくなる。
is calculated (S24). The correction is performed by providing different correction coefficients depending on the engine coolant temperature Tw, the presence or absence of EGR control represented by the EGR signal Se, the atmospheric pressure pt, and the intake air temperature Ta. In this case, the engine temperature correction coefficient Cpew changes with the characteristics shown in FIG. 6 in relation to the engine coolant temperature Tw. Similarly, the altitude correction coefficient Cpcp has the characteristics shown in FIG. 7 in relation to the atmospheric pressure pt, and the intake air temperature correction coefficient Cpca has the characteristics shown in FIG. 8 in relation to the intake air temperature Ta. Given. Therefore, when the intake air temperature Ta, that is, the outside air temperature is high, and when the cooling water temperature Tw is high, the value Pco becomes smaller, and the lower the atmospheric pressure pt, that is, the higher the altitude, the larger the value Pco becomes.

また、EGRが行なわれるときには、目標圧縮比ポジシ
ョン値Pc。
Further, when EGR is performed, the target compression ratio position value Pc.

の値は小さくなる。本例においては目標圧縮比ポジショ
ン値Pcoは、計算値の大きさに応じて3つの異なる値
、pet、PC9、P(:lのいずれかに設定される。
The value of becomes smaller. In this example, the target compression ratio position value Pco is set to one of three different values, pet, PC9, and P(:l), depending on the magnitude of the calculated value.

さらに、エンジン回転数Neと、吸入吸気量Qa及びエ
ンジン回転数Neとの比Q a / N eとに基づく
予め用意されたマツプから当該運転状態におけるバイパ
スエアコントロール弁170基本的な開度すなわち基本
バイパスエア弁ポジション値Paeが計算される(33
1)。さらに、同様のマツプを用いて変速機34のギヤ
ポジションを設定するための基本的な値、すなわち、基
本T/Mギヤポジション値P&’Rが計算される(33
2)。次に、実際の圧縮比を与えるピストン19の位置
、すなわち、実圧縮比ポジション値Pcと目標圧縮比ポ
ジション値Pcoとの偏差△Pcが計算される(333
)。この偏差△Pcの値に応じて、圧縮比の変更制御信
号M1、M2が所定値にされて、出力される(S35.
541)目標圧縮比ポジション値Pcoが正の場合、す
なわち、圧縮比を増大させる場合には、制御信号はM1
=1、M2=1にされるとともに、点火時期は進み側に
なるように補正値が与えられ(336)、バイパスエア
は増大するように補正値が与えられる(337)。さら
に、燃料噴射量が増大するように補正値が与えられる(
338)。一方、目標圧縮比ポジション値Pcoが負の
場合には、制御信号はMl−1、M2=0とされ、圧縮
比を増大させる場合と異なり、点火時期は遅れ側になる
ように補正値が与えられるとともに、バイパスエアは減
少するように補正値が与えられる(S45)。
Furthermore, the basic opening degree of the bypass air control valve 170 in the relevant operating state is determined from a map prepared in advance based on the engine speed Ne and the ratio Q a / Ne of the intake air amount Qa and the engine speed Ne. Bypass air valve position value Pae is calculated (33
1). Furthermore, basic values for setting the gear position of the transmission 34, that is, basic T/M gear position values P&'R are calculated using the same map (33
2). Next, the position of the piston 19 that gives the actual compression ratio, that is, the deviation ΔPc between the actual compression ratio position value Pc and the target compression ratio position value Pco is calculated (333
). According to the value of this deviation ΔPc, the compression ratio change control signals M1 and M2 are set to predetermined values and output (S35.
541) When the target compression ratio position value Pco is positive, that is, when increasing the compression ratio, the control signal is M1.
=1 and M2=1, a correction value is given so that the ignition timing is advanced (336), and a correction value is given so that the bypass air is increased (337). Furthermore, a correction value is given to increase the fuel injection amount (
338). On the other hand, when the target compression ratio position value Pco is negative, the control signal is set to Ml-1, M2 = 0, and unlike when increasing the compression ratio, a correction value is given so that the ignition timing is delayed. At the same time, a correction value is given to reduce the amount of bypass air (S45).

そして、燃料噴射量が増大する補正値が与えられる変速
機ギヤのポジションが低速側にセットされる(S45)
。次に、このような補正命令信号を考慮して、変速機3
4の目標ポジション値Pgoが計算され(39B)、バ
イパスエア弁目標ポジシジン値Paoが計算される(S
99)。さらに、点゛火時期Ts、噴射量Tiの計算が
それぞれ行なわれる(S 100.5IOI)。なお、
この場合は、圧縮比変更の制御信号M1、M2が駆モー
タ駆動回路50に対して出力されてはいるが圧縮比は未
だ目標圧縮比に到達していない過渡的な状態である。
Then, the position of the transmission gear to which a correction value that increases the fuel injection amount is given is set to the low speed side (S45).
. Next, considering such a correction command signal, the transmission 3
4 target position value Pgo is calculated (39B), and bypass air valve target position value Pao is calculated (S
99). Further, the ignition timing Ts and the injection amount Ti are calculated (S 100.5IOI). In addition,
In this case, although the control signals M1 and M2 for changing the compression ratio are output to the drive motor drive circuit 50, the compression ratio is in a transient state where it has not yet reached the target compression ratio.

次に、変速機34のギヤ比の目標値との偏差が計算され
る(S 102)。この結果に基づいて、ギヤ比の修正
が行なわれる(S、103〜5106)。
Next, the deviation of the gear ratio of the transmission 34 from the target value is calculated (S102). Based on this result, the gear ratio is corrected (S, 103-5106).

そして、スロットル弁11をバイパスさせるエア量を決
定するエアバイパスコントロール弁17の開度について
、目標開度Paoと、実際開度Paととの偏差が計算さ
れ(S107)、その結果に基づき、開度の修正が行な
われる(3108〜3110)。
Then, regarding the opening degree of the air bypass control valve 17 that determines the amount of air that bypasses the throttle valve 11, the deviation between the target opening degree Pao and the actual opening degree Pa is calculated (S107), and based on the result, the opening degree is calculated. The degree is corrected (3108-3110).

そして、実際圧縮比が目標圧縮比に一致したとき、すな
わち、圧縮比の変更が完了すると、圧縮比が減少したか
、増大したかに応じて燃焼性支配要因、すなわち点火時
期、燃料噴射量、バイパスエア量に対して一定時間所定
の補正値が与えられる。すなわち、圧縮比力S増大した
場合には、点火時期が進む側にずらされ、バイパスエア
量が減少させられ、噴射量が減少させられるような補正
量が与えられる(856〜858)。また圧縮比が減少
した場合には、これを逆の補正量が与えられる(859
〜561)。
When the actual compression ratio matches the target compression ratio, that is, when the compression ratio change is completed, the flammability governing factors, ignition timing, fuel injection amount, etc., are changed depending on whether the compression ratio has decreased or increased. A predetermined correction value is given to the amount of bypass air for a certain period of time. That is, when the compression specific force S increases, the ignition timing is shifted to the advanced side, the amount of bypass air is decreased, and a correction amount is given such that the amount of injection is decreased (856 to 858). Also, when the compression ratio decreases, the opposite correction amount is given (859
~561).

これらの、補正値は、時間の経過とともに減衰するよう
になっている(846〜856)。
These correction values are designed to attenuate over time (846-856).

さらに、加減速状態において、圧縮比の変更が生じた場
合には、一定の運転領域で、一定時間だけ燃焼性支配要
因に対して補正が行なわれれる(863〜S8’4)、
加速状態にあるときには、バイパスエアを減少し、燃料
噴射量を増大し、点火時期を遅れ側にずらすような補正
が与えられる。
Further, when a change in the compression ratio occurs in the acceleration/deceleration state, correction is made to the flammability governing factors for a certain period of time in a certain operating region (863 to S8'4).
When the engine is in an accelerating state, corrections are made to reduce the amount of bypass air, increase the amount of fuel injection, and shift the ignition timing to the retarded side.

さらに、変速機のギヤポジションを低速側に変更するよ
うな補正量が与えられる。これに対し、減速時には、バ
イパスエア及び燃料噴射量を増大し、点火時期を進み側
に変更するような補正量が与えられる。
Furthermore, a correction amount is given to change the gear position of the transmission to a lower speed side. On the other hand, during deceleration, a correction amount is given that increases the amount of bypass air and fuel injection and changes the ignition timing to the advanced side.

最終的に、燃焼性支配要因は、マツプからの基本量、圧
縮比変更による補正量、加減速による補正量を総合的に
勘案して決定される(3100〜s l 02)。
Finally, the combustibility governing factors are determined by comprehensively taking into account the basic amount from the map, the correction amount due to compression ratio change, and the correction amount due to acceleration/deceleration (3100-s102).

そして、このように決定された点火時期信号TS及び燃
料噴射信号Tiは、インクラブドルーチンが実行される
とき、点火プラグ14及びインジェクタ12に対する命
令信号となる。
The ignition timing signal TS and fuel injection signal Ti thus determined serve as command signals for the spark plug 14 and the injector 12 when the included routine is executed.

そして、イグニッションスイッチ36がOFFになった
ら、目標圧縮比ポジションを始動時の低い圧縮比ポジシ
ョンにセットしく5ill)、該目標値に達するまで圧
縮比を下げる操作が行なわれ(3112〜5114)、
圧縮比が始動時ポジションまで下がったら圧縮比制御用
モータが停止され(3115)、コントローラ電源がO
FFにされる(3116)。
Then, when the ignition switch 36 is turned OFF, the target compression ratio position is set to the low compression ratio position at the time of starting (5ill), and the compression ratio is lowered until the target value is reached (3112-5114).
When the compression ratio falls to the starting position, the compression ratio control motor is stopped (3115) and the controller power is turned off.
It is made FF (3116).

本例によれば、高圧縮比側へ変更されると、所定時間吸
入空気が減少するように、また燃料噴射量が減少するよ
うにすなわ〉、空燃比がリーンになるように制御される
。低圧縮比側へ変更されると、この逆の制御が行なわれ
る。従って、圧縮比切替時のトルク出力の変動を少くす
ることができる。
According to this example, when the compression ratio is changed to a higher compression ratio side, the air-fuel ratio is controlled so that the intake air is decreased for a predetermined period of time, and the fuel injection amount is also decreased, so that the air-fuel ratio becomes lean. . When the compression ratio is changed to the low compression ratio side, the opposite control is performed. Therefore, fluctuations in torque output at the time of compression ratio switching can be reduced.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明を通用したエンジンの概略図、第2図
は本発明の1実施例の係るマイコンの説明図、第3A図
、第3B図、第3C図、第3D図、第3E図及び第4図
は、本発明の1実施例に係る制御の内容を示すフローチ
ャート、第5図は、エンジン負荷とエンジン回転数に対
する目標圧縮比との関係を示すグラフ、第6図は冷却水
温と圧縮比ポジションエンジン温度補正係数との関係を
示すグラフ、第7図は、大気圧ptと圧縮比ポジション
高度補正係数との関係を示すグラフ、第8図は、吸入空
気温と圧縮比ポジション吸気温補正係数との関係を示す
グラフである。 1・・・ピストン、3・・・シリンダブロック、4・・
シリンダヘッド、5・・・燃焼室、8・・吸気通路、1
0・・・エアフローメータ、18・・・副シリンダ、1
9・・・副ピストン、27・・・マイコン、33・・・
クランク角セン。 す、40・・・CPU、41・・・A/D変換器。 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 四及入空気>jL Ta
FIG. 1 is a schematic diagram of an engine to which the present invention is applied; FIG. 2 is an explanatory diagram of a microcomputer according to an embodiment of the present invention; FIGS. 3A, 3B, 3C, 3D, and 3E. 4 and 4 are flowcharts showing the details of control according to an embodiment of the present invention, FIG. 5 is a graph showing the relationship between engine load and target compression ratio with respect to engine speed, and FIG. FIG. 7 is a graph showing the relationship between atmospheric pressure pt and compression ratio position altitude correction coefficient, and FIG. 8 is a graph showing the relationship between intake air temperature and compression ratio position engine temperature correction coefficient. It is a graph showing the relationship with the temperature correction coefficient. 1...Piston, 3...Cylinder block, 4...
Cylinder head, 5... Combustion chamber, 8... Intake passage, 1
0... Air flow meter, 18... Sub cylinder, 1
9... Sub-piston, 27... Microcomputer, 33...
Crank angle sensor. 40...CPU, 41...A/D converter. Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの運転、状態を検出する運転状態検出手段とエ
ンジンの燃焼室容積を段階的に変化させることにより圧
縮比を段階的に変化させる圧縮比可変手段と前記運転状
態検出手段の出力に応じてエンジンの圧縮比が目標圧縮
比となるように前記圧縮比可変手段を制御する圧縮比制
御手段と、圧縮比が切替えられる際に吸入空気量および
空燃比のうち少なくとも一方をこの切替に応じて補正す
る補正手段とを備えたことを特徴とする圧縮比可変式エ
ンジン。
An operating state detection means for detecting the operation and state of the engine; a compression ratio variable means for changing the compression ratio step by step by changing the combustion chamber volume of the engine; compression ratio control means for controlling the compression ratio variable means so that the compression ratio of the compression ratio becomes a target compression ratio; and when the compression ratio is switched, at least one of the intake air amount and the air-fuel ratio is corrected in accordance with the switching. A variable compression ratio engine characterized by comprising a correction means.
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