JPS62142859A - Ignition timing control device for variable compression ratio internal combustion engine - Google Patents

Ignition timing control device for variable compression ratio internal combustion engine

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Publication number
JPS62142859A
JPS62142859A JP28274285A JP28274285A JPS62142859A JP S62142859 A JPS62142859 A JP S62142859A JP 28274285 A JP28274285 A JP 28274285A JP 28274285 A JP28274285 A JP 28274285A JP S62142859 A JPS62142859 A JP S62142859A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
compression ratio
ignition timing
internal combustion
combustion engine
oil
Prior art date
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Pending
Application number
JP28274285A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Moriya
嘉人 守谷
Takao Naruoka
成岡 孝夫
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP28274285A priority Critical patent/JPS62142859A/en
Publication of JPS62142859A publication Critical patent/JPS62142859A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To prevent the occurrence of shock due to switching of a compression ratio, by a method wherein, in a device in which the magnitude of a compression ratio is varied with an operating condition, and an ignition timing is mapped, an ignition timing prevailing during switching of a compression ratio is corrected based on a demand. CONSTITUTION:An internal combustion engine 1 has a control mechanism 2 which varies a compression ratio depending upon an operating condition. In this case, a signal responding to the compression ratio of the internal combustion engine 1 is generated by means of a means 3, the set value of an ignition timing responding to the compression ratio of an internal combustion engine 1 is computed by a means 4, and a switching point of time is detected according to the magnitude of a compression ratio through the working of a means 5. A demand ignition timing set by the means 4 is corrected at the switching point of time of a compression ratio by means of a means 7, and ignition is effected at an ignition timing set by a control device 8. This constitution corrects an ignition timing prevailing during switching of a compression ratio is corrected based on a demand to prevent the occurrence of shock due to switching of a compression ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は圧縮比を運転条件に応じて可変とした内燃機
関における点火時期制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an ignition timing control device for an internal combustion engine in which the compression ratio is variable according to operating conditions.

〔従来の技術) オツトーサイクル内燃機関においては圧縮比を上げると
燃焼効率が向上し燃料消費率を改善できると共に、出力
を高くすることができる。しかし、圧縮比を高くすると
ノッキングが発生し易くなる。
[Prior Art] In an automatic cycle internal combustion engine, increasing the compression ratio improves combustion efficiency, improves fuel consumption rate, and increases output. However, when the compression ratio is increased, knocking becomes more likely to occur.

そこで、ノンキングが発生しない範囲で圧縮比を可能な
限り高くすることが行われる。圧縮比が変わると点火時
期の要求値も変わるため、圧縮比に応じて点火時期の制
御が実行される。ここに、圧縮比を可変とする方式とし
ては、色々あるがピストンのストローク自体を機械的に
変えるものがある(例えば特開昭58−91340号参
照)。
Therefore, the compression ratio is made as high as possible within a range where non-king does not occur. When the compression ratio changes, the required value of the ignition timing also changes, so the ignition timing is controlled according to the compression ratio. Although there are various methods of varying the compression ratio, there is one that mechanically changes the stroke of the piston itself (for example, see Japanese Patent Laid-Open No. 58-91340).

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

ピストンのストロークを機械的に変えることにより圧縮
比を可変とするものでは、圧縮比の切替えは高低の設定
圧縮比の間でステップ的におこる。
In devices where the compression ratio is made variable by mechanically changing the stroke of the piston, switching of the compression ratio occurs in steps between high and low set compression ratios.

そのため、切替え時点においてエンジンのトルクが急変
し、これがショックの原因となることがある。
Therefore, the engine torque suddenly changes at the time of switching, which may cause a shock.

この発明の目的は圧縮比を可変とする内燃機関において
圧縮比の切替え時におけるショックの発生の防止を図る
ことにある。尚、この発明の関連技術として特開昭60
−230522号がある。
An object of the present invention is to prevent the occurrence of shock when switching the compression ratio in an internal combustion engine having a variable compression ratio. In addition, as related technology to this invention, Japanese Patent Application Laid-open No. 1983
There is No.-230522.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

第1図において、内燃機関lは運転条件に応じて圧縮比
を可変とする圧縮比制御機構2を備える。
In FIG. 1, an internal combustion engine 1 includes a compression ratio control mechanism 2 that varies the compression ratio depending on operating conditions.

この発明の内燃機関の点火時期制御装置は内燃機関の圧
縮比に応じた信号を発生する圧縮比検知手段3、圧縮比
検知手段3に接続されて機関の圧縮比の要求に応じた点
火時期の設定値を演算する点火時期設定手段4、圧縮比
検知手段3に接続され圧縮比が高低で切り替わりの時点
を検知する手段5、点火時期設定手段4によって設定さ
れた要求点火時期を圧縮比の切り替わりの時点で修正す
る点火時期修正手段7、並びに設定された点火時期で点
火を行わせる点火時期制御装置8より成る。
The ignition timing control device for an internal combustion engine according to the present invention includes a compression ratio detection means 3 that generates a signal according to the compression ratio of the internal combustion engine, and a compression ratio detection means 3 that is connected to the compression ratio detection means 3 and adjusts the ignition timing according to a request for the compression ratio of the engine. An ignition timing setting means 4 that calculates a set value, a means 5 connected to the compression ratio detection means 3 and detecting the point at which the compression ratio changes between high and low, and a means 5 that detects when the compression ratio changes from high to low; The ignition timing control device 8 includes an ignition timing correction means 7 that corrects the ignition timing at the point in time, and an ignition timing control device 8 that causes ignition to occur at the set ignition timing.

〔作 用〕[For production]

圧縮比検知手段6は内燃機関1の圧縮比が高圧縮比か低
圧縮比かの検知を行なう。点火時期設定手段7は検知さ
れた圧縮比の要求に応じて点火時期を設定する。圧縮比
切替え検知手段5は圧縮比の高低の切替え時点を検知す
る。点火時期修正手段7は圧縮比の切替え時において点
火時期を要求より修正する。点火時期制御装置8は設定
された点火時期が得られるように機関の制御を実行する
The compression ratio detection means 6 detects whether the compression ratio of the internal combustion engine 1 is a high compression ratio or a low compression ratio. The ignition timing setting means 7 sets the ignition timing according to the detected compression ratio request. The compression ratio switching detection means 5 detects the point in time when the compression ratio is switched between high and low levels. The ignition timing correction means 7 corrects the ignition timing upon request when switching the compression ratio. The ignition timing control device 8 controls the engine so that a set ignition timing is obtained.

〔実施例〕〔Example〕

第2図において、10は4気筒の内燃機関の本体、12
は燃焼室、14は点火栓、16は吸気管、18はエアフ
ローメータを示す。19はディストリビュータである。
In FIG. 2, 10 is the main body of a four-cylinder internal combustion engine, and 12
14 is a combustion chamber, 14 is a spark plug, 16 is an intake pipe, and 18 is an air flow meter. 19 is a distributor.

第3図は一つの気筒のエンジン縦方向断面を詳細に示し
ており、20はシリンダブロック、21はシリンダヘッ
ド、22はピストン、23はコネクティングロッド、2
4はピストンピン、25はクランク軸を示している。
FIG. 3 shows a detailed longitudinal section of the engine of one cylinder, with 20 being a cylinder block, 21 being a cylinder head, 22 being a piston, 23 being a connecting rod, and 2
4 indicates a piston pin, and 25 indicates a crankshaft.

この内燃機関は以下説明する圧縮比の可変機構を有して
いる。即ち、コネクティングロッド23の上端に形成さ
れる開口23aに偏心ベアリング27が回転可能に嵌合
され、この偏心ベアリング27にピストンピン24が挿
通される。偏心ベアリング27は円周方向に肉厚が変化
している。偏心ベアリング27の肉厚が一番厚い部分に
は半径方向のロックピン保合孔28が形成される。一方
、偏心ベアリング、27を収納するコネクティングロッ
ド23の上端の開口23aには半径方向にロックピン収
納孔29が開口される。偏心ベアリング27のロックピ
ン係合孔28と、コネクティングロッド23の上端のロ
ックピン収納孔29とは、偏心ベアリングがその肉厚が
最も厚い部分がコネクティングロッド軸線の下方を向い
た図示の位置では、相互に芯台している。ロックピン3
0はロックピン収納孔29に嵌合され、ロックピン係合
孔28に対して出没自在となっている。
This internal combustion engine has a variable compression ratio mechanism which will be described below. That is, an eccentric bearing 27 is rotatably fitted into an opening 23a formed at the upper end of the connecting rod 23, and the piston pin 24 is inserted into the eccentric bearing 27. The eccentric bearing 27 has a wall thickness that changes in the circumferential direction. A radial lock pin retaining hole 28 is formed in the thickest portion of the eccentric bearing 27. On the other hand, a lock pin storage hole 29 is opened in the radial direction in the opening 23a at the upper end of the connecting rod 23 that accommodates the eccentric bearing 27. The lock pin engagement hole 28 of the eccentric bearing 27 and the lock pin storage hole 29 at the upper end of the connecting rod 23 are located in the illustrated position where the thickest part of the eccentric bearing faces below the connecting rod axis. They are based on each other. lock pin 3
0 is fitted into the lock pin storage hole 29 and can freely move in and out of the lock pin engagement hole 28.

ロックピン30をロックピン係合孔28に出没させるた
め2系統の油圧通路が設置される。即ち、コネクティン
グロッド23の下端のクランク軸25が挿通される開口
23dの内面に弓状の油溝31.32が円周方向に間隔
をおいて二つ形成される。一方の油溝31はコネクティ
ングロッド23内の油孔23eを介してロックピン収納
孔29の下部に連通される。他方の油溝32は、前記油
孔23eとは独立にコネクティングロッド23に形成さ
れた油孔23fを介してコネクティングロッド上端の開
口23aの内周面の弓状油溝34に開口し、この弓状油
溝34は偏心ベアリング27に形成される半径方向孔2
7bを介してロックピン保合孔28の上部に連通される
Two hydraulic passages are installed to move the lock pin 30 into and out of the lock pin engagement hole 28. That is, two arcuate oil grooves 31 and 32 are formed at intervals in the circumferential direction on the inner surface of the opening 23d through which the crankshaft 25 is inserted at the lower end of the connecting rod 23. One oil groove 31 communicates with the lower part of the lock pin storage hole 29 via an oil hole 23e in the connecting rod 23. The other oil groove 32 opens into an arcuate oil groove 34 on the inner peripheral surface of the opening 23a at the upper end of the connecting rod through an oil hole 23f formed in the connecting rod 23 independently of the oil hole 23e. The oil groove 34 is formed in the radial hole 2 formed in the eccentric bearing 27.
It communicates with the upper part of the lock pin retaining hole 28 via 7b.

クランク軸25に油孔25aが形成され、この油孔25
aの一端25a−1はコネクティングロッド下端の開口
23dのところまで延設されている。そのため、クラン
ク軸25の回転時油孔25aは油溝31,32に交互に
連通される。油孔25aの他端25a−2はシリンダブ
ロック20のジャーナル部201の開口20aのところ
まで延設される。この開口20aの部分にも前記と同様
な二つの独立した角度方向の弓状油溝37゜38が形成
され、クランク軸25の回転中に油孔25aは油溝37
.38に交互に連通されることになる。そして、油孔2
5の位置は次のように設定される、即ち、クランク軸2
5の回転中に油孔25aはジャーナル部の油溝37とコ
ネクティングロッドの油溝31との連通と、ジャーナル
部の油溝38とコネクティングロッドの油溝32との連
通とを交互に行なう。
An oil hole 25a is formed in the crankshaft 25.
One end 25a-1 of a extends to an opening 23d at the lower end of the connecting rod. Therefore, during rotation of the crankshaft 25, the oil holes 25a are alternately communicated with the oil grooves 31 and 32. The other end 25a-2 of the oil hole 25a extends to the opening 20a of the journal portion 201 of the cylinder block 20. Two independent arcuate oil grooves 37 and 38 in angular directions similar to those described above are formed in the opening 20a, and the oil hole 25a is inserted into the oil groove 37 while the crankshaft 25 is rotating.
.. 38 alternately. And oil hole 2
The position of 5 is set as follows: crankshaft 2
5, the oil hole 25a alternately communicates between the oil groove 37 of the journal portion and the oil groove 31 of the connecting rod, and the oil groove 38 of the journal portion and the oil groove 32 of the connecting rod.

油溝37,38はシリンダブロック20内に形成される
油孔20b、20cを介して高圧縮比用オイル通路40
と、低圧縮比用オイル通路41とに連通される。
The oil grooves 37 and 38 are connected to a high compression ratio oil passage 40 via oil holes 20b and 20c formed in the cylinder block 20.
and a low compression ratio oil passage 41.

第2図において、高圧縮比用オイル通路40の人口40
a及び低圧縮比用オイル通路41の入口41aは油圧配
管43.44を介してソレノイド駆動の油圧切替弁45
に接続される。油圧切替弁45は高圧縮比オイル通路4
0又は低圧縮比オイル通路41に選択的にオイルポンプ
46からの油圧を供給するものである。47はオイルタ
ンクである。油圧切替弁45は後述する制御回路によっ
て次のように駆動される。ソレノイド45aが消磁され
ているときは、オイルポンプ46からの油圧は配管43
を介して高圧縮比用オイル通路4゜に導入され、一方低
圧縮比用オイル通路41は配管44を介してオイルタン
ク47に連通される。
In FIG. 2, the population 40 of the high compression ratio oil passage 40 is
a and the inlet 41a of the low compression ratio oil passage 41 are connected to a solenoid-driven hydraulic switching valve 45 via hydraulic piping 43.44.
connected to. The hydraulic switching valve 45 is connected to the high compression ratio oil passage 4
Hydraulic pressure from the oil pump 46 is selectively supplied to the 0 or low compression ratio oil passage 41. 47 is an oil tank. The hydraulic switching valve 45 is driven as follows by a control circuit that will be described later. When the solenoid 45a is demagnetized, the oil pressure from the oil pump 46 is transferred to the pipe 43.
The high compression ratio oil passage 41 is introduced into the high compression ratio oil passage 4° through a pipe 44, while the low compression ratio oil passage 41 is communicated with an oil tank 47 through a pipe 44.

そのため、油圧は油孔20b (第4図)より、ジャー
ナル部20’ の油溝37がクランク軸25内の油孔2
5aによってコネクティングロッド23の油溝31に連
通したときに、コネクティングロッド23内の油孔23
eよりロックビン30の下端に作用する。一方、ロック
ビン30の上端の油圧は次の経路でオイルタンク47に
抜ける。即ち、ロックビン係合孔28は、油孔27b、
23fを介して、コネクティングロッド23の油溝32
がクランク軸25の油孔25aによってジャーナル部の
油溝38に連通したとき、油孔20cに連通され、ここ
より通路41を介し、配管44及び切替弁45を経てタ
ンク47に連通される。このように、ロックビン30の
下端に油圧が作用し、上端は圧力が抜かれるため、ロッ
クビン3oはロックビン保合孔28に向かって上方に付
勢され、回礼28に嵌合されるに至り、ロックビン30
によってこの状態に保持される。この状態では、偏心ベ
アリング27の最大偏心部は下側の位置をとるため、ピ
ストンピン24の位置は相対的に高くなり、これはコネ
クティングロッド23の有効長が大きくなることから高
圧縮比が設定される。
Therefore, the oil pressure is transmitted from the oil hole 20b (Fig. 4) to the oil groove 37 of the journal portion 20'.
5a communicates with the oil groove 31 of the connecting rod 23, the oil hole 23 in the connecting rod 23
e acts on the lower end of the lock bin 30. On the other hand, the oil pressure at the upper end of the lock bin 30 escapes to the oil tank 47 through the following path. That is, the lock bin engagement hole 28 is the oil hole 27b,
23f, the oil groove 32 of the connecting rod 23
When the oil is communicated with the oil groove 38 of the journal part through the oil hole 25a of the crankshaft 25, it is communicated with the oil hole 20c, and from there, it is communicated with the tank 47 via the passage 41, the piping 44, and the switching valve 45. In this way, the hydraulic pressure acts on the lower end of the lock bin 30, and the pressure is released at the upper end, so the lock bin 3o is urged upward toward the lock bin retaining hole 28, and is fitted into the lock bin 28. 30
is maintained in this state by In this state, the maximum eccentric part of the eccentric bearing 27 is in the lower position, so the position of the piston pin 24 is relatively high.This increases the effective length of the connecting rod 23, so a high compression ratio can be set. be done.

低圧縮比を選定すべきときには油圧切替弁45のソレノ
イド45aが励磁される。すると、油圧ポンプ46は今
度は配管44を介して低圧縮比用油圧通路41に連通さ
れ、一方高圧縮比用油圧通路40は配管43を介してオ
イルタンク47に連通される。低圧縮比油圧通路41に
導入された油圧は油孔20cを介し、油溝38がクラン
ク軸の油孔25aによって油溝32に連通されるとき、
コネクティングロッドの油孔23fに連通され、油孔2
7bを経てロックビン係合孔28よりロックビン30の
上面に作用する。一方、ロックビン収納孔29の油圧は
、油孔23eより、油溝31が油孔25aによって油溝
37に連通されたときに、油孔20bに連通され、ここ
から配管43及び油圧切替弁45を介しオイルタンク4
7に油圧が抜ける。このようにして、ロックビン30の
上端に油圧が働き下端は減圧されるため、ロックビン3
0は下降してロックビン保合孔28から抜ける。かくし
て、偏心ベアリング27は、最も力が加わる上死点の付
近では、その安定状態ある、最大の偏心部が上側に位置
する。かくして、ピストンピン24の位置は相対的に下
降し、これは有効なコネクティングロッドの長さを小さ
くし、その結果圧縮比は小さい設定になる。
When a low compression ratio is to be selected, the solenoid 45a of the hydraulic switching valve 45 is energized. Then, the hydraulic pump 46 is in turn communicated with the low compression ratio hydraulic passage 41 via the piping 44, while the high compression ratio hydraulic passage 40 is communicated with the oil tank 47 via the piping 43. The hydraulic pressure introduced into the low compression ratio hydraulic passage 41 passes through the oil hole 20c, and when the oil groove 38 is communicated with the oil groove 32 by the oil hole 25a of the crankshaft,
It communicates with the oil hole 23f of the connecting rod, and the oil hole 2
7b and acts on the upper surface of the lock bin 30 from the lock bin engaging hole 28. On the other hand, the oil pressure in the lock bin storage hole 29 is communicated from the oil hole 23e to the oil hole 20b when the oil groove 31 is connected to the oil groove 37 by the oil hole 25a, and from there the piping 43 and the oil pressure switching valve 45 are connected. Intermediate oil tank 4
Hydraulic pressure is released at 7. In this way, hydraulic pressure is applied to the upper end of the lock bin 30 and pressure is reduced at the lower end, so the lock bin 30
0 descends and exits from the lock bin retaining hole 28. In this manner, the eccentric bearing 27 is in a stable state, with the maximum eccentric portion located on the upper side near the top dead center where the most force is applied. Thus, the position of the piston pin 24 is relatively lowered, which reduces the effective connecting rod length and results in a lower compression ratio setting.

以上のように、この実施例では偏心ベアリング27を設
け、ロックビン30を係脱自在とすることで所望の高低
の圧縮比を得ることができる。尚、圧縮比の制御機構は
この実施例に限定されず、他の公知の機構とすることが
できる。
As described above, in this embodiment, by providing the eccentric bearing 27 and making the lock bin 30 freely engageable and detachable, a desired high and low compression ratio can be obtained. Note that the compression ratio control mechanism is not limited to this embodiment, and may be any other known mechanism.

この発明によれば、エンジンの運転条件を検知すること
により最適な圧縮比となるように可変圧縮比機構を駆動
するとともに、圧縮比を検知することによりその圧縮比
が要求する点火時期に制御し、かつ圧縮比の切替え時点
火時朋を要求より修正するように制御する制御回路50
が設置される(第2図)。この制御回路50はマイクロ
コンピュータシステムとして構成され、中央処理装置(
CPU)51と、リードオンリメモリ (ROM)52
と、ランダムアクセスメモリ (RAM)53と、入出
力ボート54と、A/D変換器55と、これらの要素間
を接続するバス57とより成る。
According to this invention, the variable compression ratio mechanism is driven to obtain the optimum compression ratio by detecting the operating conditions of the engine, and the ignition timing is controlled to the ignition timing required by the compression ratio by detecting the compression ratio. , and a control circuit 50 that controls the ignition timing at the time of switching the compression ratio to be modified according to a request.
will be installed (Figure 2). This control circuit 50 is configured as a microcomputer system, and has a central processing unit (
CPU) 51 and read-only memory (ROM) 52
, a random access memory (RAM) 53, an input/output board 54, an A/D converter 55, and a bus 57 connecting these elements.

エンジン運転条件を検知するため次のようなセンサ群が
設けられる。ディストリビュータ19に第1クランク角
センサ56、第2クランク角センサ57が設けられる。
The following sensor groups are provided to detect engine operating conditions. The distributor 19 is provided with a first crank angle sensor 56 and a second crank angle sensor 57.

第1クランク角センサ56はディストリビュータ軸19
a上の検知片58と対面設置されて、クランク軸15の
、例えば30”毎のパルス信号NEを発生し、これはエ
ンジン回転数を知るのに利用される。第2のクランク角
センサ57はディストリビュータ軸19a上の検知片5
9に対面設置され、クランク角軸15の、例えば720
°毎にパルス信号Gを発生し、これは基準信号となる。
The first crank angle sensor 56 is connected to the distributor shaft 19
The second crank angle sensor 57 is installed facing the detection piece 58 on the top a and generates a pulse signal NE every 30'' of the crankshaft 15, for example, and this is used to know the engine rotation speed. Detection piece 5 on distributor shaft 19a
9, and the crank angle shaft 15, for example, 720
A pulse signal G is generated every degree, and this serves as a reference signal.

前述したエアフローメータ18はエンジンに導入される
吸入空気量に応じたアナログ信号Qを発生する。
The aforementioned air flow meter 18 generates an analog signal Q corresponding to the amount of intake air introduced into the engine.

その他のセンサも設けられるがこの発明と直接関係しな
いことから説明を省略する。
Although other sensors are also provided, they are not directly related to this invention, and therefore their description will be omitted.

制御回路50は各センサによって検知された運転条件に
基づいて必要な演算を実行し、圧縮比制御信号及び点火
信号を入出力ボート54より出力する。点火制御装置6
6は点火制御回路(イグナイタ)とイグニッションコイ
ルとより成り、点火制御回路は入出力ボート54に接続
され、点火信号を受は取るようになっている。一方、イ
グニッションコイルはディストリビュータ19の中央電
極に接続され、分配軸19aの回転に従って各気筒の点
火栓14に高電圧が分配される。入出力ボート54はさ
らに油圧切替弁45のソレノイド45aに接続され、圧
縮比制御信号に応じて圧縮比の切替え制御が実行される
The control circuit 50 executes necessary calculations based on the operating conditions detected by each sensor, and outputs a compression ratio control signal and an ignition signal from the input/output boat 54. Ignition control device 6
6 consists of an ignition control circuit (igniter) and an ignition coil, and the ignition control circuit is connected to an input/output boat 54 to receive and receive ignition signals. On the other hand, the ignition coil is connected to the center electrode of the distributor 19, and high voltage is distributed to the spark plugs 14 of each cylinder according to the rotation of the distribution shaft 19a. The input/output boat 54 is further connected to a solenoid 45a of a hydraulic switching valve 45, and compression ratio switching control is executed in accordance with a compression ratio control signal.

以下制御回路50の作動をフローチャートによって説明
する。この作動を実現するためのプログラムはROM5
2の所定領域に格納されている。
The operation of the control circuit 50 will be explained below using a flowchart. The program to realize this operation is in ROM5.
2 is stored in a predetermined area.

第5図は圧縮比の制御ルーチンを示している。このルー
チンは所定時間間隔毎に実行される時間割り込みルーチ
ンとすることができる。ステップ70ではエンジン回転
数NE及びエンジン負荷代表値である吸入空気量一回転
数比Q/NEが入力される。エンジン回転数NEは第1
クランク角センサ56からのクランク角30”毎のパル
ス信号の間隔より周知の方法で演算され、吸入空気量一
回転数比Q/NEも別ルーチンで計算されているものと
する。
FIG. 5 shows a compression ratio control routine. This routine may be a time interrupt routine that is executed at predetermined time intervals. In step 70, the engine rotational speed NE and the intake air amount to rotational speed ratio Q/NE, which is a representative value of the engine load, are input. Engine speed NE is the 1st
It is assumed that calculation is performed using a well-known method from the interval of pulse signals every 30'' of crank angle from the crank angle sensor 56, and that the intake air amount to revolution speed ratio Q/NE is also calculated in a separate routine.

ステップ71ではエンジン回転数NE及び吸入空気量一
回転数比Q/NEより設定すべき圧縮比が決定される。
In step 71, the compression ratio to be set is determined from the engine rotational speed NE and the intake air amount to rotational speed ratio Q/NE.

即ち、ROM52の所定領域には回転数NBと吸入空気
量一回転数比Q/NEとの組合せに対する高低のどちら
の圧縮比を設定するかのマツプがある。CPU51は入
力された実測NE及びQ/NEより所望の圧縮比を選定
することになる。
That is, in a predetermined area of the ROM 52, there is a map indicating which compression ratio, high or low, should be set for the combination of the rotation speed NB and the intake air amount-to-rotation speed ratio Q/NE. The CPU 51 selects a desired compression ratio from the input actually measured NE and Q/NE.

ステップ72ではステップ71で決定された圧縮比が高
圧縮比か否か判定される。選定すべき圧縮比が高圧縮比
のときはステップ72よりステップ73に進み、入出力
ボート54より油圧切替弁45のソレノイド45に加わ
る信号レベルはOFFとなる。そのため、油圧切替弁4
5は第2図における右側位置をとり、高圧縮比用油圧通
路40の入口40aに油圧を供給し、低圧縮比用油圧通
路41の入口41aはタンク47に連通される。
In step 72, it is determined whether the compression ratio determined in step 71 is a high compression ratio. When the compression ratio to be selected is a high compression ratio, the process advances from step 72 to step 73, and the signal level applied from the input/output boat 54 to the solenoid 45 of the hydraulic switching valve 45 is turned OFF. Therefore, the hydraulic switching valve 4
5 assumes the right position in FIG. 2, and supplies hydraulic pressure to the inlet 40a of the high compression ratio hydraulic passage 40, and the inlet 41a of the low compression ratio hydraulic passage 41 is communicated with the tank 47.

そのため、前述したようにロックピン30は上昇付勢さ
れ、ロックピン30はロックピン保合孔28に係合し、
偏心ベアリング27はその最大偏心部が下側を向いた位
置に保持され、コネクティングロッド23の有効長が大
きくなり、圧縮比は大きく設定される。ステップ74で
はフラグFがセットされる。
Therefore, as described above, the lock pin 30 is urged upward, and the lock pin 30 engages with the lock pin retaining hole 28.
The eccentric bearing 27 is held in a position where its maximum eccentric portion faces downward, the effective length of the connecting rod 23 is increased, and the compression ratio is set to be large. At step 74, flag F is set.

マツプサーチの結果、選択すべき圧縮比が低圧縮比のと
きはステップ72よりステップ75に進み、出力ポート
54より油圧切替弁45のソレノイド45aにON信号
が印加される。そのため、切替弁45は第2図の左側位
置を取り、低圧縮比用オイル通路41の入口41aに油
圧が供給され、高圧縮比用オイル通路40aはタンク4
7に連通される。そのため、ロックビン30は下降付勢
され、ロックピン保合札28より離脱される。その結果
、偏心ベアリング27は拘束状態から外れ、安定状態で
ある最大偏心部が上側に位置する。斯くして、コネクテ
ィングロッド23の有効長が短縮され、圧縮比は小さく
設定される。ステップ76ではフラグFがリセットされ
る。
As a result of the map search, if the compression ratio to be selected is a low compression ratio, the process proceeds from step 72 to step 75, where an ON signal is applied from the output port 54 to the solenoid 45a of the hydraulic pressure switching valve 45. Therefore, the switching valve 45 takes the left position in FIG.
7. Therefore, the lock bin 30 is urged downward and is separated from the lock pin retaining tag 28. As a result, the eccentric bearing 27 is released from the restraint state, and the maximum eccentricity, which is a stable state, is located on the upper side. In this way, the effective length of the connecting rod 23 is shortened and the compression ratio is set small. At step 76, flag F is reset.

第6図は点火時期制御ルーチンを示しており、このルー
チンはこれから点火すべき気筒の点火時期より手前のT
DCよりの角度をクランク角センサ56,57によって
検知することにより実行開始されるクランク角割り込み
ルーチンである。ステップ77では現在の運転条件が高
圧縮比で運転すべき条件か否かが判別される。この判別
ステップは詳細には第5図のステップ?0,71.72
と同様のステップより成り、マツプサーチによって高圧
縮比条件にあるか、低圧縮比条件にあるかが判断される
。ステップ77で低圧縮比条件にあると判別したときは
ステップ78に進み、低圧縮比用の点火時期マツプより
基本点火時期θBASEの演算が実行される。周知のよ
うに、基本点火時期は回転数NEと吸入空気量一回転数
比Q/NEとの組合せに対して低圧縮比に適した点火時
期の値のマツプが組まれており、実測されるNE及びQ
/NEに対するθBASEの演算が実行される。
Figure 6 shows the ignition timing control routine, and this routine is performed at T
This is a crank angle interrupt routine that is started when the crank angle sensors 56 and 57 detect the angle from DC. In step 77, it is determined whether the current operating conditions are such that the engine should be operated at a high compression ratio. Is this determination step more detailed than the step in Figure 5? 0,71.72
It is determined by map search whether the high compression ratio condition or the low compression ratio condition exists. When it is determined in step 77 that the low compression ratio condition exists, the process proceeds to step 78, where a basic ignition timing θBASE is calculated based on the ignition timing map for low compression ratio. As is well known, the basic ignition timing is a map of ignition timing values suitable for low compression ratios for combinations of rotational speed NE and intake air amount to rotational speed ratio Q/NE, and is actually measured. NE and Q
The calculation of θBASE for /NE is performed.

ステップ79では、基本点火時期θBASEより遅角補
正量Δθ″を引いたものを点火時期θとする。この補正
量Δθ゛はノッキングなどにより遅角修正分であり、そ
の修正についてはこの発明の特徴とは関係しないため説
明を省略する。
In step 79, the ignition timing θ is determined by subtracting the retardation correction amount Δθ″ from the basic ignition timing θBASE. Since it is not related to this, the explanation will be omitted.

ステップ80では点火指令が出力ポート54より点火制
御回路66に出力される。そのため、演算された点火時
期θで点火が実行されるのは周知の通りである。
In step 80, an ignition command is output from the output port 54 to the ignition control circuit 66. Therefore, as is well known, ignition is executed at the calculated ignition timing θ.

ステップ77で高圧縮比条件にあると判別されると、ス
テップ77よりステップ81に進み、高圧縮比用の点火
時期マツプより基本点火時期θB゛ASHの演算が実行
される。前記と同様に、基本点火時期は回転数NEと吸
入空気量一回転数比Q/NEとの組合せに対して高圧縮
比に適した点火時期の値のマツプが組まれており、実測
されるNE及びQ/NEに対するθBASEの演算が実
行される。
If it is determined in step 77 that the high compression ratio condition is present, the process proceeds from step 77 to step 81, in which basic ignition timing θBASH is calculated from the ignition timing map for high compression ratio. As mentioned above, the basic ignition timing is a map of ignition timing values suitable for high compression ratios for combinations of rotational speed NE and intake air amount to rotational speed ratio Q/NE, and is actually measured. The calculation of θBASE for NE and Q/NE is performed.

ステップ82ではフラグF=1か否か判別される。フラ
グFは高圧縮比をとるように切替弁45のソレノイド4
5aがOFFされたときセットされるフラグである。従
って、F=0のときはエンジンが低圧縮比条件から高圧
縮比条件への切り替わりにあることを意味する。このと
きステップ83に進み、圧縮比切替え時の点火時期遅角
修正量Δθに初期値Cを入れる。ステップ84では基本
深化時期θBASEからΔθを引いたものが点火時期θ
とされる。即ち、圧縮比を低圧縮比から高圧縮比に切り
替える時点では点火時期時期は要求点火時期よりΔθだ
け遅角修正されることになる。
In step 82, it is determined whether flag F=1. The flag F is set so that the solenoid 4 of the switching valve 45 takes a high compression ratio.
This is a flag that is set when 5a is turned off. Therefore, when F=0, it means that the engine is switching from a low compression ratio condition to a high compression ratio condition. At this time, the process proceeds to step 83, and an initial value C is entered into the ignition timing retardation correction amount Δθ at the time of switching the compression ratio. In step 84, the basic deepening timing θBASE minus Δθ is the ignition timing θ.
It is said that That is, at the time when the compression ratio is switched from a low compression ratio to a high compression ratio, the ignition timing is retarded by Δθ from the required ignition timing.

第7図は圧縮比切替え時の遅角修正量の減量ルーチンを
示し、このルーチンは所定時間毎に実行される時間割り
込みルーチンとする。ステップ90ではΔθがαだけデ
クリメントされる。ステップ90ではΔθがOまで減少
されたか否か判別され、0まで減少しているときはステ
ップ92でΔθはOに固定され、ステップ91で0まで
減少していないと判別されるときはステップ92を迂回
することになる。第7図のルーチンを通過する度に遅角
修正量は徐々に小さくなってゆき、最終的にΔθ=0と
なり、圧縮比を低圧縮比から高圧縮比にく切替えてから
所定時間が経過すると、点火時期はエンジンの要求に適
合した値をとることになる。
FIG. 7 shows a routine for reducing the retard angle correction amount when switching the compression ratio, and this routine is a time interrupt routine that is executed at predetermined time intervals. In step 90, Δθ is decremented by α. In step 90, it is determined whether Δθ has decreased to O. If it has decreased to 0, Δθ is fixed to O in step 92, and if it is determined in step 91 that it has not decreased to 0, step 92 will be detoured. Each time the routine shown in Figure 7 is passed, the retard angle correction amount gradually becomes smaller, and finally Δθ=0, and when a predetermined period of time has elapsed since the compression ratio was switched from a low compression ratio to a high compression ratio. , the ignition timing will take a value that meets the requirements of the engine.

第8図は以上の実施例における点火時期制御作動を模式
的に示すものである。エンジンが低圧縮比に適合した運
転条件に最初あったとして、そのときの要求点火時期を
θ0とする。時刻tAで運転条件が高圧縮比に適合した
運転条件に変化したとすると、その切替えの瞬間は点火
時期は、高圧縮比時の要求点火時期θ1よりΔθだけ遅
れた値に制御される。それから時間が経過してゆくに従
ってΔθはα(第7図ステップ90)づつ小さくなり、
点火時期は徐々に高圧縮比運転時の要求値θ1に近づき
、最終的(時刻tB)にはθ1に制御される。遅角修正
のステップ幅は最適値となるように選択される。
FIG. 8 schematically shows the ignition timing control operation in the above embodiment. Assuming that the engine is initially under operating conditions suitable for a low compression ratio, the required ignition timing at that time is assumed to be θ0. Assuming that the operating conditions change to operating conditions suitable for a high compression ratio at time tA, at the moment of the change, the ignition timing is controlled to a value delayed by Δθ from the required ignition timing θ1 at the high compression ratio. Then, as time passes, Δθ decreases by α (step 90 in Figure 7),
The ignition timing gradually approaches the required value θ1 during high compression ratio operation, and is finally controlled to θ1 (time tB). The step width of the retard angle correction is selected to be an optimum value.

この実施例では低圧縮比から高圧縮比へ運転条件が切り
替わる際に、点火時期を高圧縮比に適合した値より遅れ
側の値としそれから徐々に最適値まで進角させることに
よりショックを防止することができる。即ち、高圧縮比
での運転はエンジンの低負荷時に対応しているが、圧縮
比の切替え時一時的にトルクの増加があるためショック
となるが、点火時期を要求より遅らせることによりトル
クの急激に出るのを抑制する。ことができる。
In this embodiment, when the operating conditions switch from a low compression ratio to a high compression ratio, shock is prevented by setting the ignition timing to a value on the delayed side of the value suitable for the high compression ratio and then gradually advancing it to the optimum value. be able to. In other words, operation at a high compression ratio corresponds to when the engine is under low load, but when the compression ratio is switched, there is a temporary increase in torque, which causes a shock. to suppress coming out. be able to.

切替え時の点火時期の修正は実施例では段階的に行なっ
ているが第8図の破線lのように中間の一つの値に固定
してもよい。
In the embodiment, the ignition timing is corrected in stages at the time of switching, but it may be fixed to one intermediate value as indicated by the broken line l in FIG.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

この発明によれば、運転条件に応じて圧縮比を高低可変
とし、かつ夫々の圧縮比条件で点火時期をマツプ制御す
るものにおいて、圧縮比の切替え時の点火時期を要求よ
り修正す゛ることにより圧縮比の切替えに伴うショック
の発生を防止し、運転性の向上を図ることができる。
According to the present invention, in a system in which the compression ratio is varied high or low depending on the operating conditions and the ignition timing is map-controlled under each compression ratio condition, the ignition timing at the time of switching the compression ratio is corrected according to the request. It is possible to prevent shock from occurring due to ratio switching and improve drivability.

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

第1図はこの発明の構成図。 第2図は圧縮比を最大燃焼圧力で検知する場合の実施例
の構成図。 第3図は一つの気筒の燃焼室部分の詳細縦断面図。 第4図は第3図のIV−IV線に沿う横断面図。 第5図、第6図及び第7図は第2図における制御回路の
作動を示すフローチャート図。 第8図は制御回路の作動を示すタイミングチャート。 10・・・エンジン本体 12・・・燃焼室 14・・・点火栓 18・・・エアフローメータ 19・・・ディストリビュータ 22・・・ピストン 23・・・コネクティングロッド 24・・・ピストンピン 25・・・クランク軸 27・・・偏心軸受 29・・・ロックビン係合孔 30・・・ロックピン 40・・・高圧縮比用油圧通路 41・・・低圧縮比用油圧通路 45・・・油圧切替弁 50・・・制御回路 56.57・・・クランク角センサ 66・・・点火回路 第5図 第6図 第7図 第8図
FIG. 1 is a configuration diagram of this invention. FIG. 2 is a configuration diagram of an embodiment in which the compression ratio is detected at the maximum combustion pressure. FIG. 3 is a detailed longitudinal sectional view of the combustion chamber portion of one cylinder. FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3. 5, 6 and 7 are flowcharts showing the operation of the control circuit in FIG. 2. FIG. 8 is a timing chart showing the operation of the control circuit. 10... Engine body 12... Combustion chamber 14... Spark plug 18... Air flow meter 19... Distributor 22... Piston 23... Connecting rod 24... Piston pin 25... Crankshaft 27... Eccentric bearing 29... Lock bin engagement hole 30... Lock pin 40... Hydraulic passage for high compression ratio 41... Hydraulic passage for low compression ratio 45... Hydraulic switching valve 50 ...Control circuit 56,57...Crank angle sensor 66...Ignition circuit Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 運転条件に応じて圧縮比を高低可変とする圧縮比制御機
構を有した内燃機関の点火時期制御装置において、内燃
機関の圧縮比に応じた信号を発生する圧縮比検知手段、
圧縮比検知手段に接続されて機関の圧縮比の要求に応じ
た点火時期の設定値を演算する点火時期設定手段、圧縮
比検知手段に接続され圧縮比が高低で切り替わりの時点
を検知する手段、点火時期設定手段によって設定された
要求点火時期を圧縮比の切り替わりの時点で修正する点
火時期修正手段、並びに設定された点火時期で点火を行
わせる点火時期制御装置より成る内燃機関の点火時期制
御装置。
In an ignition timing control device for an internal combustion engine having a compression ratio control mechanism that varies the compression ratio high or low according to operating conditions, a compression ratio detection means that generates a signal according to the compression ratio of the internal combustion engine;
ignition timing setting means connected to the compression ratio detection means to calculate a set value of ignition timing in accordance with a request for the compression ratio of the engine; means connected to the compression ratio detection means to detect when the compression ratio switches between high and low; An ignition timing control device for an internal combustion engine, comprising an ignition timing correction device that corrects the required ignition timing set by the ignition timing setting device at the time of compression ratio switching, and an ignition timing control device that causes ignition to occur at the set ignition timing. .
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7854217B2 (en) 2007-09-06 2010-12-21 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Idling control device of spark ignition type internal combustion engine
JP2014062496A (en) * 2012-09-21 2014-04-10 Hitachi Automotive Systems Ltd Control device of internal combustion engine

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