JPS62147016A - Control device for engine - Google Patents

Control device for engine

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JPS62147016A
JPS62147016A JP28666685A JP28666685A JPS62147016A JP S62147016 A JPS62147016 A JP S62147016A JP 28666685 A JP28666685 A JP 28666685A JP 28666685 A JP28666685 A JP 28666685A JP S62147016 A JPS62147016 A JP S62147016A
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JP
Japan
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engine
valve
intake
intake passage
suction
Prior art date
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Application number
JP28666685A
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Japanese (ja)
Inventor
Noboru Hashimoto
昇 橋本
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve ignition performance by providing a rotary valve linked with engine rotation in a suction passage whereby controlling a period of time for suction during a period of time for a suction valve left open by opening and closing the timing of the rotary valve in such a way that compression ratio is made high for a short period of time for suction. CONSTITUTION:An auxiliary suction passage 20B is provided in a suction passage 20 bypassing a shutter valve 28 which opens at the high rotary speed of an engine, and is also provided with a rotary valve 30 rotating accompanied with a crank shaft 32. The rotation timing of the rotary valve 30 is controlled in such a way that a period of time for opening the suction passage will be long during a period of time for a suction valve left open depending on an increase in the rotary speed of the engine. A piston 54 provided on the upper section of a cylinder 10 is driven by a hydraulic device 56 in such a way that when a substantial period of time for suction is short at low load, the piston 54 is lowered by means of a control unit 100 for increasing pressure so as to compensate a substantial drop in compression ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの燃焼室に連結される吸気通路に吸
気弁、タイミング弁等の吸気通路開閉手段が配され、こ
の吸気通路開閉手段が開状態となるとき吸気が燃焼室に
供給されるようにされたエンジンの制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention is directed to an engine in which an intake passage opening/closing means such as an intake valve or a timing valve is disposed in an intake passage connected to a combustion chamber of an engine. The present invention relates to a control device for an engine that supplies intake air to a combustion chamber when the engine is in an open state.

(従来の技術) 一般に、ヒートエンジンにおいて燃料の燃焼による熱エ
ネルギーが機械的仕事に変換されて出力として取り出さ
れるにあたっては、熱エネルギーの一部がボンピングロ
スとして失われることになるが、自動車に使用されるガ
ソリンエンジン等のエンジンおいては、その吸入行程に
おいてシリンダ内のピストンに作用する負圧に起因する
吸入工程時に生じるボンピングロスが問題視される。特
に、エンジンが、吸入行程においてシリンダ内のピスト
ンに作用する負圧が増大する低負荷運転状態にあるとき
には、ボンピングロスが比較的大となってしまう。
(Prior art) Generally, in a heat engine, when the thermal energy from the combustion of fuel is converted into mechanical work and extracted as output, a part of the thermal energy is lost as a pumping loss. BACKGROUND ART BACKGROUND ART In engines such as gasoline engines, pumping loss that occurs during the intake stroke due to negative pressure acting on the piston within the cylinder is viewed as a problem. In particular, when the engine is in a low-load operating state in which the negative pressure acting on the piston in the cylinder increases during the intake stroke, the pumping loss becomes relatively large.

従来、斯かるボンピングロスを低減すべく、例えば、第
6図に示される如くに、シリンダ内壁11、ピストン1
2.吸気弁14.排気弁16等で包囲されて形成される
燃焼室10に、吸気通路20及び排気通路22が夫々吸
気弁14及び排気弁16を介して連通ずるものとされ、
ピストン12に連結されたクランク軸を通じて出力が取
り出されるエンジンにおいて、吸気通路20にタイミン
グ弁24が配されて、このタイミング弁24が吸気弁1
4に先立つ時期に閉じるようにされ、吸気弁14とタイ
ミング弁24とで吸気通路開閉手段が構成されるように
なされたものが知られている。
Conventionally, in order to reduce such pumping loss, for example, as shown in FIG.
2. Intake valve 14. An intake passage 20 and an exhaust passage 22 communicate with a combustion chamber 10 surrounded by an exhaust valve 16 and the like via an intake valve 14 and an exhaust valve 16, respectively.
In an engine in which output is taken out through a crankshaft connected to a piston 12, a timing valve 24 is disposed in an intake passage 20, and this timing valve 24 is connected to the intake valve 1.
It is known that the intake passage opening/closing means is configured to be closed at a time prior to 4, and the intake valve 14 and the timing valve 24 constitute an intake passage opening/closing means.

このようにされたエンジンでは、タイミング弁24の開
閉タイミングがアクセルペダル等のアクセル操作手段の
操作量に応じて変化せしめられ、それによって吸気弁1
4とタイミング弁24とがともに開状態とされる期間、
即ち、吸気通路開閉手段が実質的に開状態とされる期間
に対応するクランク角変化範囲(オーバーラツプクラン
ク角変化範囲)が負荷が低いほど小となるようにされて
、燃焼室10に対する吸気量が調整される。
In the engine configured in this manner, the opening/closing timing of the timing valve 24 is changed according to the amount of operation of an accelerator operating means such as an accelerator pedal, and thereby the intake valve 1
4 and the timing valve 24 are both in the open state,
That is, the lower the load, the smaller the crank angle change range (overlap crank angle change range) corresponding to the period in which the intake passage opening/closing means is substantially in the open state. The amount is adjusted.

このように吸気通路20にタイミング弁24が配された
エンジンにおいては、通常の4サイクルガソリンエンジ
ンが吸気通路に配されたスロットル弁により吸気量に調
整がなされて、その低負荷時には吸入−圧縮一膨張一排
気の各行程が第7図に示される如くのP−V線図(シリ
ンダ内圧力Pとシリンダ内容積■との関係をあられす線
図)が得られる状態で行われるのに対し、低負荷のもと
での吸入−圧縮一膨張一排気の各行程が、第8図に示さ
れる如くのP−V線図が得られる状態で行われる。即ち
、先ず、吸入行程(a−b−c)において、吸気弁14
とタイミング弁24とが共に開状態とされる期間(a 
−b)にシリンダ内圧力Pが略大気圧状態とされた状態
での燃焼室1oに対する吸気吸入がなされ、続くタイミ
ング弁24が閉状態とされて吸気弁14が開状態とされ
る期間(b−c)に、燃焼室10内及び吸気通路2゜に
おける吸気弁14とタイミング弁24との間の部分に在
する吸気が断熱膨張せしめられ、ピストン12にはその
移動に抗するものとなる比較的大なる負圧が作用する状
態となる。そして、続く圧縮行程(c−d−e)の前期
(c−d)において、吸入行程時にピストン12に作用
した負圧がピストン12の移動を助長すべく作用し、そ
の後圧縮行程(c−d−e)の後期(d−e)において
、シリンダ内(燃焼室10内)の圧力が高められていく
In the engine in which the timing valve 24 is disposed in the intake passage 20 in this way, the intake air amount is adjusted by the throttle valve disposed in the intake passage in a normal four-stroke gasoline engine, and the intake-compression ratio is adjusted at low load. While each stroke of expansion and exhaust is performed in a state where a PV diagram (a diagram showing the relationship between cylinder internal pressure P and cylinder internal volume ■) as shown in Fig. 7 is obtained, Each stroke of suction-compression-expansion-exhaust under a low load is performed in a state where a PV diagram as shown in FIG. 8 is obtained. That is, first, in the intake stroke (a-b-c), the intake valve 14
and the timing valve 24 are both open (a
-b), the intake air is drawn into the combustion chamber 1o with the cylinder internal pressure P at approximately atmospheric pressure, and then the timing valve 24 is closed and the intake valve 14 is opened during the period (b). -c), the intake air existing in the combustion chamber 10 and in the portion between the intake valve 14 and the timing valve 24 in the intake passage 2° is adiabatically expanded, and the piston 12 is forced to resist its movement. This results in a state where a huge negative pressure is applied. Then, in the first half (c-d) of the subsequent compression stroke (c-d-e), the negative pressure that acted on the piston 12 during the suction stroke acts to promote the movement of the piston 12, and then during the compression stroke (c-d In the latter half (de) of -e), the pressure inside the cylinder (inside the combustion chamber 10) is increased.

このような第7図及び第8図のP−V線図において、シ
リンダ内圧力Pが大気圧Poより低くなる領域において
ハツチングが施されて示される部分の面積が、吸入行程
時に生じるボンピングロスに応じたものとのとなるが、
第8図のP−V線図が得られる場合には、吸入行程(a
−b−c)における吸気弁14とタイミング弁24とが
共に開状態とされる期間(a −b)にシリンダ内圧力
Pが略大気圧状態とされた状態での燃焼室1oに対する
すζ気吸入が行われ、斯かる期間におけるボンピングロ
スが殆ど生じないこと、及び、吸気行程の終了時点(c
)においてシリンダ内圧力Pが比較的大なる負圧となり
、その結果、圧縮行程の前FJI(C−d)において、
吸入行程におけるタイミング弁24が閉状態とされて吸
気弁14が開状態とされる期間(b−c)に生じるボン
ピングロスに対する相殺骨が比較的大とされることによ
り、ハンチングが施されて示される部分の面積が、第7
図のP−V線図が得られる場合に比して、著しく低減さ
れる。即ち、上述の吸気通路20にタイミング弁24が
配されたエンジンにあっては、通常のエンジンに比して
、低負荷時におけるボンピングロスが大幅に低減され、
その結果、燃費が向上することになる。
In the P-V diagrams of FIGS. 7 and 8, the area of the hatched area in the region where the cylinder internal pressure P is lower than the atmospheric pressure Po is the area corresponding to the pumping loss that occurs during the suction stroke. It will be according to the
When the PV diagram in Figure 8 is obtained, the suction stroke (a
- b - c) During the period (a - b) in which both the intake valve 14 and the timing valve 24 are in the open state, the soot air is applied to the combustion chamber 1o in a state where the cylinder internal pressure P is approximately atmospheric pressure. Inhalation is carried out, almost no pumping loss occurs during this period, and at the end of the intake stroke (c
), the cylinder internal pressure P becomes a relatively large negative pressure, and as a result, at FJI (C-d) before the compression stroke,
Hunting is performed by making the bone compensating for the pumping loss that occurs during the period (b-c) in which the timing valve 24 is in the closed state and the intake valve 14 is in the open state in the intake stroke to be relatively large. The area of the part
This is significantly reduced compared to the case where the PV diagram shown in the figure is obtained. That is, in the engine in which the timing valve 24 is arranged in the intake passage 20 described above, the pumping loss at low load is significantly reduced compared to a normal engine.
As a result, fuel efficiency will improve.

なお、上述された如くにしてタイミング弁が設けられた
吸気通路の具体構成例として、例えば、特開昭58−2
3245号公報に示される如くに、吸気通路に主吸気通
路部と副吸気通路部とが設けられ、主吸気通路部にシャ
ッター弁が配されるとともに、主吸気通路部のシャッタ
ー弁を側路する副吸気通路部にロータリ弁が配されて、
これらシャッター弁とロータリ弁とで上述のタイミング
弁が形成されるようになされたものが知られている。
As a specific example of the structure of the intake passage provided with the timing valve as described above, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 58-2
As shown in Japanese Patent No. 3245, a main intake passage and a sub-intake passage are provided in the intake passage, a shutter valve is disposed in the main intake passage, and the shutter valve in the main intake passage is bypassed. A rotary valve is placed in the sub-intake passage,
It is known that these shutter valves and rotary valves form the above-mentioned timing valve.

また、吸気弁とタイミング弁とで吸気通路開閉手段を構
成するのではなく、通常のエンジンのように吸気弁のみ
で吸気通路開閉手段を構成して、この吸気弁が開状態と
される期間(クランク角変化範囲)をエンジンの負荷に
応じて変化させることにより、吸気量を調整するととも
に、上述と同様にして低負荷時におけるボンピングロス
を低減するようになすことも考えられる。
In addition, instead of configuring the intake passage opening/closing means with an intake valve and a timing valve, the intake passage opening/closing means is configured only with the intake valve like in a normal engine, and the period during which the intake valve is in the open state ( It is also conceivable to adjust the intake air amount by changing the crank angle change range (crank angle change range) according to the engine load, and to reduce the pumping loss at low load in the same manner as described above.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、上述の如くに吸気通路開閉手段が開状態
となる期間をエンジン負荷に応じて変化させるようにさ
れたエンジンにあっては、特に、例えば第8図のp−v
lIA図が得られるものとなる低負荷時において、圧縮
行程の開始時点(C)におけるシリンダ内圧力Pが比較
的大なる負圧となるため、シリンダ内の実質圧縮体積が
小となって有効圧縮比が低下することになり、そのため
、圧縮行程の終了時点(e)付近でのシリンダ内圧力P
が充分に高い圧縮圧とされず、燃焼室10における着火
性が悪くなってしまう事態を生じる虞がある。
(Problems to be Solved by the Invention) However, in an engine in which the period during which the intake passage opening/closing means is in the open state is changed in accordance with the engine load as described above, it is particularly difficult to solve the problem as shown in FIG. p-v of
At low load when the IA diagram is obtained, the cylinder internal pressure P at the start of the compression stroke (C) becomes a relatively large negative pressure, so the effective compression volume in the cylinder becomes small and the effective compression is reduced. Therefore, the cylinder pressure P near the end of the compression stroke (e)
There is a risk that the compression pressure may not be set to a sufficiently high level, resulting in poor ignition performance in the combustion chamber 10.

斯かる点に鑑み、本発明は、エンジンの燃焼室に連結さ
れた吸気通路に設けられて、各作動サイクル毎に吸気通
路を開閉する吸気通路開閉手段を備え、この吸気通路開
閉手段が開状態とされるクランク角変化範囲をエンジン
負荷に応じて制御してポンピングロスの低減が図られる
ようになし、しかも、エンジンが低負荷運転状態にある
場合にもその燃焼室における着火性が良好に保たれるよ
うになすことができるエンジンの制御装置を提供するこ
とを目的とする。
In view of this, the present invention provides an intake passage opening/closing means that is provided in an intake passage connected to a combustion chamber of an engine and opens and closes the intake passage for each operating cycle, and the intake passage opening/closing means is in an open state. The crank angle change range, which is said to be An object of the present invention is to provide a control device for an engine that can be controlled so as to allow the engine to sag.

(問題点を解決するための手段) 上述の目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御
装置は、エンジンの燃焼室に連通ずる吸気通路をエンジ
ンの各作動サイクル毎に開閉する吸気通路開閉手段と、
吸気通路開閉手段が実質的に開状態となる吸気導入クラ
ンク角変化範囲をエンジンの負荷に応じて変化させる開
閉制御手段と、吸気導入クランク角変化範囲が小とされ
るに従ってエンジンの圧縮比を大とする圧縮比調整手段
とを具備して構成される。
(Means for Solving the Problems) In order to achieve the above-mentioned object, an engine control device according to the present invention provides an intake passage opening/closing system that opens and closes an intake passage communicating with a combustion chamber of an engine for each operating cycle of the engine. means and
An opening/closing control means for changing an intake air intake crank angle change range in which the intake passage opening/closing means is substantially open according to the engine load, and an opening/closing control means for increasing the engine compression ratio as the intake air introduction crank angle change range is made small. and a compression ratio adjusting means.

(作 用) 上述の如くに構成された本発明に係るエンジンの制御装
置においては、吸気通路開閉手段が、制御手段による制
御のもとに、エンジンの各作動サイクルにおいて開状態
とされる吸気導入クランク角変化範囲をエンジン負荷が
低い程小となすように作動する。これにより、エンジン
における吸気量の調整がなされて、特にエンジンの低負
荷時におけるボンピングロスが低減され、燃費が改善さ
れる。そして、これに加えて、圧縮比調整手段により、
吸気導入クランク角変化範囲が小とされるに従って、即
ち、エンジン負荷が低い程、エンジンの圧縮比が大とさ
れる。このため、エンジンが低負荷運転状態にある場合
においても、その燃焼室内に充分な圧縮圧が得られて着
火性が良好に保たれる。
(Function) In the engine control device according to the present invention configured as described above, the intake passage opening/closing means opens and closes the intake air in an open state in each operating cycle of the engine under the control of the control means. It operates so that the crank angle change range becomes smaller as the engine load decreases. This allows the intake air amount in the engine to be adjusted, reducing pumping loss especially when the engine is under low load, and improving fuel efficiency. In addition to this, the compression ratio adjustment means
As the intake air intake crank angle change range becomes smaller, that is, the engine load becomes lower, the compression ratio of the engine becomes larger. Therefore, even when the engine is in a low-load operating state, sufficient compression pressure is obtained within the combustion chamber, and good ignition performance is maintained.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。(Example) Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は、本発明に係るエンジンの制御装置の一例を、
それが適用されたエンジンとともに示す。
FIG. 1 shows an example of an engine control device according to the present invention.
It is shown along with the engine to which it was applied.

第1図において、エンジン本体已におけるシリンダヘッ
ド15及びシリンダブロック13の内側に形成される燃
焼室10には、吸気弁14を介して吸気通路20が連通
ずるとともに、図示されていない排気弁を介して排気通
路が連通ずるようにされている。吸気通路20の下流部
分は隔壁26により主吸気通路20Aと副吸気通路20
Bとに区画されており、主吸気通路2OAには、例えば
、後述するアクセルペダル48がある程度以上踏み込ま
れるとき、アクセルペダル48の踏込量に応じた開度を
もって主吸気通路2OAを開くものとされたシャッター
弁28が配されている。また、主吸気通路20Aにおけ
るシャッター弁28より下流側の部分には、燃料噴射弁
23が臨設されている。一方、副吸気通路20Bは、上
述のシャッター弁28を側路するものとされ、主吸気通
路20Aより通路断面積が小となるように形成されてい
る。そして、この副吸気通路20Bには、クランク軸3
2により、ベルト34を介して、クランク軸32の17
2の回転数をもって回転すべく駆動されるロータリ弁3
0が装着されており、このロータリ弁30と主吸気通路
2OAに配されたシャッター弁28とで、タイミング弁
が形成されている。
In FIG. 1, an intake passage 20 communicates with a combustion chamber 10 formed inside a cylinder head 15 and a cylinder block 13 at the side of the engine body through an intake valve 14, and an exhaust valve (not shown) communicates with the combustion chamber 10. The exhaust passages are arranged to communicate with each other. A downstream portion of the intake passage 20 is separated by a partition wall 26 into a main intake passage 20A and a sub-intake passage 20.
For example, when an accelerator pedal 48 (described later) is depressed beyond a certain level, the main intake passage 2OA opens with an opening degree corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 48. A shutter valve 28 is provided. Further, a fuel injection valve 23 is provided in a portion of the main intake passage 20A downstream of the shutter valve 28. On the other hand, the auxiliary intake passage 20B bypasses the above-mentioned shutter valve 28, and is formed to have a smaller passage cross-sectional area than the main intake passage 20A. The sub-intake passage 20B has a crankshaft 3
17 of the crankshaft 32 via the belt 34.
A rotary valve 3 driven to rotate with a rotation speed of 2.
This rotary valve 30 and the shutter valve 28 disposed in the main intake passage 2OA form a timing valve.

ロータリ弁30は、その径方向に、断面を円形とする貫
通孔30aが形成されており、第2図に示される従動軸
42と一体に回転するようにされている。第2図に示さ
れる如(、従動軸42には、ベルト34が装架されるプ
ーリ36が端部に連結された駆動軸38の回転が、回転
調整部材40を介して伝達される。駆動軸38と従動軸
42の互いに対向する端部には、夫々互いに異なる方向
をもってヘリカルスプライン(図示されていない)が形
成されており、回転調整部材40の内周側にはこれらの
ヘリカルスプラインに係合する突起が設けられている。
The rotary valve 30 has a through hole 30a having a circular cross section formed in its radial direction, and is configured to rotate together with a driven shaft 42 shown in FIG. 2. As shown in FIG. 2, the rotation of a drive shaft 38, the end of which is connected to a pulley 36 on which a belt 34 is mounted, is transmitted to a driven shaft 42 via a rotation adjustment member 40. Helical splines (not shown) are formed at mutually opposing ends of the shaft 38 and the driven shaft 42, respectively, with directions different from each other. A matching protrusion is provided.

また、回転調整部材40の外周側には、ガイドロッド4
4に案内されて駆動軸38及び従動軸42の軸方向に移
動するアーム46が係合するようにされている。アーム
46は、アクセルペダル48が踏み込まれるとき、リン
ケージ部材47に引かれて、アクセルペダル48の踏込
量に応じた距離だけ、矢印U方向にスプリング51の弾
力に抗して移動せしめられ、それにより、従動軸42が
駆動軸38に対して所定回転角だけ遅れ側に回転せしめ
られる。その結果、ロータリ弁30が開状態とされる時
期がクランク角変化範囲でみて、縦軸に弁の実効開口面
積がとられ、横軸にクランク角がとられて、各作動サイ
クルにおける吸気弁14の開度変化αとロータリ弁30
の開度変化βとが示された第3図において、例えば、ロ
ータリ弁30の開度変化βが実線で示される位置から一
点鎖線で示される位置に矢印Vで示される如くに移動す
るものとなるように変化せしめられる。
Further, a guide rod 4 is provided on the outer peripheral side of the rotation adjustment member 40.
An arm 46 that is guided by the shaft 4 and moves in the axial direction of the drive shaft 38 and the driven shaft 42 engages with each other. When the accelerator pedal 48 is depressed, the arm 46 is pulled by the linkage member 47 and is moved in the direction of arrow U by a distance corresponding to the amount of depression of the accelerator pedal 48 against the elasticity of the spring 51. , the driven shaft 42 is rotated to the lag side relative to the drive shaft 38 by a predetermined rotation angle. As a result, the timing when the rotary valve 30 is opened is determined from the crank angle change range, the effective opening area of the valve is plotted on the vertical axis, and the crank angle is plotted on the horizontal axis. Opening degree change α and rotary valve 30
In FIG. 3, where the opening degree change β of the rotary valve 30 is shown, for example, assume that the opening degree change β of the rotary valve 30 moves from the position shown by the solid line to the position shown by the dashed-dotted line as shown by the arrow V. It is made to change as it becomes.

このような構成のもとに、シャッター弁28及びロータ
リ弁30で形成されるタイミング弁が、エンジンの各作
動サイクルにおいて吸気弁14に先立つ時期に閉状態に
されるとともに、吸気弁14とシャッター弁28及びロ
ータリ弁30で形成されるタイミング弁とが共に開状態
とされるオーバーラツプクランク角変化範囲、即ち、吸
気導入クランク角変化範囲が、エンジン負荷が低い程小
とされるように制御されて、燃焼室10における吸気量
が調整される。その結果、第8図が参照されて前述され
た如くにして、特にエンジンが低負荷運転状態にある場
合において、吸入行程でのボンピングロスが低減される
。なお、この例では、吸気弁14.シャッター弁28及
びロータリ弁30で吸気通路開閉手段が構成されている
Based on this configuration, the timing valve formed by the shutter valve 28 and the rotary valve 30 is closed at a time prior to the intake valve 14 in each operating cycle of the engine, and the timing valve formed by the shutter valve 28 and the rotary valve 30 is closed at a time prior to the intake valve 14. The overlap crank angle change range in which both the timing valve formed by the rotary valve 28 and the rotary valve 30 are open, that is, the intake intake crank angle change range is controlled to be smaller as the engine load is lower. Thus, the amount of intake air in the combustion chamber 10 is adjusted. As a result, as described above with reference to FIG. 8, the pumping loss during the intake stroke is reduced, especially when the engine is in a low load operating condition. Note that in this example, the intake valve 14. The shutter valve 28 and the rotary valve 30 constitute an intake passage opening/closing means.

一方、前述した燃焼室lOの上方部を形成するシリンダ
ヘッド15には、吸気弁14及び排気弁を所定のタイミ
ングで開閉させる動弁機構(図示省略)に加えて、燃焼
室10の容積を変化させて圧縮比を変更する圧縮比調整
手段50が設けられている。圧縮比調整手段50は、シ
リンダヘッド15に穿設されて燃焼室10に開口するボ
ア52に挿入されたピストン54を有し、このピストン
54は、パワーシリンダ56内を摺動するパワーピスト
ン58によって、ボア52内を移動せしめられる。
On the other hand, the cylinder head 15 that forms the upper part of the combustion chamber 10 described above is equipped with a valve mechanism (not shown) that opens and closes the intake valve 14 and the exhaust valve at predetermined timing, as well as a valve mechanism (not shown) that changes the volume of the combustion chamber 10. Compression ratio adjusting means 50 is provided to change the compression ratio by changing the compression ratio. The compression ratio adjusting means 50 has a piston 54 inserted into a bore 52 formed in the cylinder head 15 and opening into the combustion chamber 10. , is moved within the bore 52.

パワーシリンダ56の第1油室56a及び第2油室56
bには、夫々、第1及び第2の給排油通路57及び59
が接続され、これら第1及び第2の給排油通路57及び
59は夫々切換弁60を介して作動油供給通路61及び
作動油排出通路62に連通するようにされている。そし
て、切換弁60は3つのランド部63a、63b及び6
3cが形成されたスプール63を有し、ランド部63a
で第1の給排油通路57と作動油排出通路62との連通
状態を、ランド部63bで第2の給排油通路59と作動
油排出通路62との連通状態を、さらに、ランド部63
cで第1及び第2の給排油通路57及び59と作動油供
給通路61との連通状態を、夫々、各部における実効通
路断面積を変化させることにより変化させ、第1油室5
6a及び第2油室56bに対する作動油の給排量を調整
するようにされている。
The first oil chamber 56a and the second oil chamber 56 of the power cylinder 56
b, first and second oil supply and drainage passages 57 and 59, respectively.
The first and second oil supply and discharge passages 57 and 59 communicate with a hydraulic oil supply passage 61 and a hydraulic oil discharge passage 62 via a switching valve 60, respectively. The switching valve 60 has three land portions 63a, 63b and 6.
3c is formed on the spool 63, and the land portion 63a
The communication state between the first oil supply and drainage passage 57 and the hydraulic oil discharge passage 62 is determined by the land portion 63b, the communication state between the second oil supply and discharge passage 59 and the hydraulic oil discharge passage 62 is determined by the land portion 63b, and the land portion 63
In c, the communication state between the first and second oil supply/drainage passages 57 and 59 and the hydraulic oil supply passage 61 is changed by changing the effective passage cross-sectional area in each part, respectively, and the first oil chamber 5 is changed.
6a and the second oil chamber 56b.

切換弁60のスプール63は、アクチュエータ65の駆
動ロッド65aに連結されており、アクチュエータ65
によりその軸方向に移動せしめられる。スプール63が
アクチュエータ65により引かれて第1図において上方
に移動せしめられる場合には、油溜67に貯溜された作
動油がフィードポンプ68及び作動油供給通路61を介
して第1油室56aに供給されるとともに、第2油室5
6bから作動油排出通路62を介して作動油が油溜67
に戻される。これにより、パワーピストン58がピスト
ン54を伴って第1図において上方に移動せしめられ、
その結果、燃焼室lOの容積が実質的に拡大せしめられ
る。このようにして燃焼室10の容積が実質的に拡大せ
しめられることにより、エンジンの圧縮比は低減される
ことになる。一方、斯かる状態からスプール63がアク
チュエータ65により押されて第1図において下方Gこ
移動せしめられる場合には、パワーピストン58がピス
トン54を伴って第1図において下方に移動せしめられ
、その結果、燃焼室10の容積が実質的に縮小される。
The spool 63 of the switching valve 60 is connected to the drive rod 65a of the actuator 65.
is caused to move in its axial direction. When the spool 63 is pulled by the actuator 65 and moved upward in FIG. At the same time, the second oil chamber 5
Hydraulic oil flows from 6b to oil reservoir 67 via hydraulic oil discharge passage 62.
will be returned to. This causes the power piston 58 to move upward in FIG. 1 along with the piston 54,
As a result, the volume of the combustion chamber IO is substantially expanded. By substantially expanding the volume of the combustion chamber 10 in this way, the compression ratio of the engine is reduced. On the other hand, when the spool 63 is pushed by the actuator 65 from this state and is moved downward G in FIG. 1, the power piston 58 is moved downward in FIG. 1 together with the piston 54, and as a result , the volume of the combustion chamber 10 is substantially reduced.

このようにして燃焼室10の容積が実質的に縮小される
ことにより、エンジンの圧縮比は増大されることになる
By substantially reducing the volume of the combustion chamber 10 in this way, the compression ratio of the engine is increased.

本例においては、斯かるアクチュエータ65の作動は、
上述の吸気弁14とシャッター弁28及びロータリ弁3
0で形成されるタイミング弁とが共に開状態とされる吸
気導入クランク角変化範囲が小となるに従って、即ち、
エンジンの負荷が低くなるに従って、エンジンの圧縮比
が大となるようにして行われる。このため、アクチュエ
ータ65の作動制御を行うべく、コントロールユニット
100が備えられている。
In this example, the operation of the actuator 65 is as follows:
The above-mentioned intake valve 14, shutter valve 28, and rotary valve 3
As the intake intake crank angle change range in which both the timing valve formed by 0 and the timing valve are in the open state becomes smaller, that is,
This is done by increasing the compression ratio of the engine as the engine load decreases. Therefore, a control unit 100 is provided to control the operation of the actuator 65.

コントロールユニット100には、アクセル踏込量セン
サ70により検出されるアクセルペダル48の踏込量、
従って、エンジンの負荷に応じたものとなる検出信号S
aと、ポジションセンサ72により検出されるパワーピ
ストン58の位置、従って、ピストン54の位置に応じ
たものとなる検出信号sbとが供給される。コントロー
ルユニット100は、検出信号Sa及び検出信号sbに
基づいて、エンジンの圧縮比をアクセルペダル48の踏
込量に対して、第5図における曲線Wで示されるものと
なる如くに変化させるための制御信号Cpを形成してア
クチュエータ65に供給する。
The control unit 100 includes the amount of depression of the accelerator pedal 48 detected by the amount sensor 70 of the accelerator pedal;
Therefore, the detection signal S corresponds to the engine load.
a, the position of the power piston 58 detected by the position sensor 72, and therefore a detection signal sb corresponding to the position of the piston 54. The control unit 100 controls, based on the detection signal Sa and the detection signal sb, the compression ratio of the engine to be changed as shown by a curve W in FIG. 5 with respect to the amount of depression of the accelerator pedal 48. A signal Cp is formed and supplied to the actuator 65.

これにより、アクセルペダル48の踏込量が小である程
、従って、エンジンの負荷が小である程、即ち、吸気導
入クランク角変化範囲が小である程、エンジンの圧縮比
が大とされることになる。
As a result, the smaller the amount of depression of the accelerator pedal 48, and hence the smaller the engine load, that is, the smaller the intake intake crank angle change range, the larger the engine compression ratio becomes. become.

コントロールユニット100においては、上述の第5図
における曲線Wで示される如くの、アクセルペダル48
の踏込量に対するエンジンの圧縮比の変化を実現すべく
ピストン54がとるべき位置情報が、内蔵するメモリに
記憶されている。そして、コントロールユニット100
は、アクセル踏込量センサ70から得られる検出信号S
aに基づいてピストン54がとるべき位置(以下、目標
位置という)を読み出すとともに、この読み出された目
標位置とポジションセンサ72から得られる検出信号s
bがあられす・ピストン54の実際の位置(以下、実際
位置という)とを比較して、目標位置と実際位置との差
を算出し、アクチュエータ65に供給される制御信号C
pのレベルをこの差に応じたものとする。それにより、
アクチュエータ65が、制御信号Cpのレベルに応じて
その駆動ロッド65aを突出させる動作もしくは引き込
む動作を行い、第1油室56a及び第2油室56bに対
する作動油の給排量を調整する。その結果、ピストン5
4が目標位置に移動せしめられる。
In the control unit 100, an accelerator pedal 48 as shown by the curve W in FIG.
Information on the position that the piston 54 should take in order to realize a change in the compression ratio of the engine with respect to the amount of depression is stored in a built-in memory. And the control unit 100
is the detection signal S obtained from the accelerator depression amount sensor 70
The position that the piston 54 should take (hereinafter referred to as the target position) is read based on the position a, and the read target position and the detection signal s obtained from the position sensor 72 are
When b occurs, the control signal C is compared with the actual position of the piston 54 (hereinafter referred to as the actual position) to calculate the difference between the target position and the actual position, and is supplied to the actuator 65.
The level of p is set according to this difference. Thereby,
The actuator 65 extends or retracts the drive rod 65a depending on the level of the control signal Cp, and adjusts the amount of hydraulic oil supplied to and discharged from the first oil chamber 56a and the second oil chamber 56b. As a result, piston 5
4 is moved to the target position.

上述の如くの制御を行うコントロールユニット100は
、例えば、マイクロコンピュータが用いられて構成され
るが、斯かる場合におけるマイクロコンピュータが実行
するプログラムの一例を、第4図に示されるフローチャ
ートを参照して説明する。
The control unit 100 that performs the above-described control is configured using, for example, a microcomputer, and an example of a program executed by the microcomputer in such a case will be described with reference to the flowchart shown in FIG. explain.

このプログラムにおいては、スタート後、プロセス10
1でアクセル踏込量センサ70がら得られる検出信号S
aとポジションセンサ72から得られる検出信号sbと
を取り込み、続くプロセス102で、検出信号Saがあ
られすアクセルペダル48の踏込量に応じたピストン5
4の目標位置をメモリから読み出す。次にプロセス10
3に進み、プロセス102で読み出された目標位置とポ
ジションセンサ72から得られる検出信号sbがあられ
すピストン54の実際位置との差を算出し、プロセス1
04に進む。プロセス104では、プロセス103で算
出されたピストン54の目標位置と実際位置どの差に応
じたレベルの制御信号Cpを形成し、これをアクチュエ
ータ65に供給する。
In this program, after starting, process 10
1, the detection signal S obtained from the accelerator depression amount sensor 70
a and the detection signal sb obtained from the position sensor 72, and in the subsequent process 102, the detection signal Sa is detected.
Read the target position of 4 from the memory. Next process 10
3, the difference between the target position read out in process 102 and the actual position of the piston 54 obtained by the detection signal sb obtained from the position sensor 72 is calculated, and step 1
Proceed to 04. In process 104, a control signal Cp of a level corresponding to the difference between the target position and actual position of the piston 54 calculated in process 103 is formed, and this is supplied to the actuator 65.

これにより、アクチュエータ65がその駆動ロッド65
aを突出させ、あるいは、引き込んで、スプール63を
制御信号Cpのレベルに応じた距離だけ移動させる。こ
の結果、第1油室56a及び第2油室56bに対する作
動油の給排量が調整されて、ピストン54が目標位置に
移動せしめられ、?’7セルペダル48の踏込量が小で
ある程エンジンの圧縮比が大とされる。このため、エン
ジンの負荷が小であり、吸気導入クランク角変化範囲が
小とされる場合にも、燃焼室1o内に充分な圧縮圧が得
られ、着火性が良好に保たれる。
This causes the actuator 65 to move toward its drive rod 65.
By protruding or retracting a, the spool 63 is moved by a distance corresponding to the level of the control signal Cp. As a result, the amount of hydraulic oil supplied to and discharged from the first oil chamber 56a and the second oil chamber 56b is adjusted, and the piston 54 is moved to the target position. The smaller the amount of depression of the 7-cell pedal 48, the higher the compression ratio of the engine. Therefore, even when the engine load is small and the intake intake crank angle variation range is small, sufficient compression pressure can be obtained in the combustion chamber 1o, and ignitability can be maintained well.

なお、上述の例においては、圧縮比調整手段として、シ
リンダヘッド15に設けられた、燃焼室10に開口する
ボア52にピストン54が挿入され、このピストン54
が昇降動せしめられることにより燃焼室IOの容積を変
化させる形式のものが用いられているが、圧縮比調整手
段としては、他の形式、例えば、シリンダブロック13
内のピストンとコンロッドとの連結位置を変化させて、
燃焼室10の容積を変更する形式のものが用いられても
よい。
In the above example, the piston 54 is inserted into the bore 52 provided in the cylinder head 15 and opens into the combustion chamber 10 as the compression ratio adjusting means.
Although the compression ratio adjusting means is of the type that changes the volume of the combustion chamber IO by being moved up and down, other types of compression ratio adjustment means, such as the cylinder block 13
By changing the connection position of the piston and connecting rod inside,
A type that changes the volume of the combustion chamber 10 may also be used.

また、上述の例においては、吸気弁14. シャッター
弁28及びロータリ弁30で吸気通路開閉手段が構成さ
れているが、吸気通路開閉手段を、前述の如くに、吸気
弁とロータリ弁とで、あるいは、吸気弁のみで構成する
こともでき、斯かる場合においても上述と同様な作用効
果を得ることができる。
Further, in the above example, the intake valve 14. Although the intake passage opening/closing means is composed of the shutter valve 28 and the rotary valve 30, the intake passage opening/closing means may be composed of the intake valve and the rotary valve, or only the intake valve, as described above. Even in such a case, the same effects as described above can be obtained.

(発明の効果) 以上の説明から明らかな如く、本発明に係るエンジンの
制御装置によれば、吸気通路にタイミング弁が配され、
このタイミング弁がエンジンの各作動サイクルにおいて
吸気弁に先立つ時期に閉状態にされるとともに、吸気弁
とタイミング弁とが共に開状態とされるオーバーランプ
クランク角変化範囲がエンジン負荷が低い程小とされる
ように制御されて、エンジンの燃焼室における吸気量が
調整されるので、特にエンジンが低負荷運転状態にある
場合に、吸入行程でのポンピングロスが低減されて、そ
の結果、燃費が改善される。
(Effects of the Invention) As is clear from the above description, according to the engine control device according to the present invention, a timing valve is arranged in the intake passage,
This timing valve is closed prior to the intake valve in each engine operating cycle, and the overramp crank angle change range in which both the intake valve and timing valve are open is smaller as the engine load is lower. Since the amount of intake air in the combustion chamber of the engine is adjusted, pumping losses during the intake stroke are reduced, especially when the engine is operating at low load, resulting in improved fuel efficiency. be done.

そして、これに加えて、圧縮比調整手段により、吸気通
路開閉手段が開状態とされる吸気導入クランク角変化範
囲が小とされるに従ってエンジンの圧縮比が大とされる
ので、エンジンが低負荷運転状態にある場合にも、燃焼
室内に充分な圧縮圧が得られて着火性が良好に保たれる
In addition to this, the compression ratio adjustment means increases the compression ratio of the engine as the range of change in the intake crank angle in which the intake passage opening/closing means is opened is made smaller, so that the engine has a low load. Even when the engine is in operation, sufficient compression pressure is obtained within the combustion chamber and good ignitability is maintained.

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

第1図は本発明に係るエンジンの制御装置をそれが適用
されたエンジンと共に示す概略構成図、第2閣は第1図
に示される例の部分構成図、第3図は第1図に示される
例の動作説明に供される図、第4図は第1図に示される
例におけるコントロールユニットにマイクロコンピュー
タが用いられた場合において、斯かるマイクロコンピュ
ータが実行するプログラムの一例を示すフローチャート
、第5図は第1図に示される例の動作説明に供される特
性図、第6図は吸気通路にタイミング弁が配されたエン
ジンを示す概略構成図、第7図は通常の4サイクルエン
ジンのP−V線図、第8図は吸気通路にタイミング弁が
配されたエンジンのP−■線図である。 図中、14は吸気弁、20は吸気通路、28はシャッタ
ー弁、30はロータリ弁、4oは回転調整部材、50は
圧縮比調整手段、7oはアクセル踏込量センサ、100
はコントロールユニットである。 アクセルベダノ図沓込I 容積(V) 容積(V)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an engine control device according to the present invention together with an engine to which it is applied, FIG. 2 is a partial configuration diagram of the example shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 4 is a flowchart showing an example of a program executed by a microcomputer when a microcomputer is used as the control unit in the example shown in FIG. Fig. 5 is a characteristic diagram used to explain the operation of the example shown in Fig. 1, Fig. 6 is a schematic configuration diagram showing an engine in which a timing valve is arranged in the intake passage, and Fig. 7 is a diagram of a typical four-stroke engine. PV Diagram FIG. 8 is a P-■ diagram of an engine in which a timing valve is arranged in the intake passage. In the figure, 14 is an intake valve, 20 is an intake passage, 28 is a shutter valve, 30 is a rotary valve, 4o is a rotation adjustment member, 50 is a compression ratio adjustment means, 7o is an accelerator depression amount sensor, 100
is the control unit. Axel Vedano drawing I Volume (V) Volume (V)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの燃焼室に連通する吸気通路を上記エンジンの
各作動サイクル毎に開閉する吸気通路開閉手段と、該吸
気通路開閉手段が実質的に開状態となる吸気導入クラン
ク角変化範囲を上記エンジンの負荷に応じて変化させる
開閉制御手段と、上記吸気導入クランク角変化範囲が小
とされるに従って上記エンジンの圧縮比を大とする圧縮
比調整手段とを具備して構成されたエンジンの制御装置
An intake passage opening/closing means for opening/closing an intake passage communicating with a combustion chamber of the engine for each operating cycle of the engine, and an intake passage opening/closing means for opening/closing an intake passage communicating with a combustion chamber of the engine, and an intake intake crank angle change range in which the intake passage opening/closing means is substantially open under the load of the engine. An engine control device comprising: opening/closing control means for changing the compression ratio according to the change in the intake air intake crank angle; and compression ratio adjusting means for increasing the compression ratio of the engine as the intake air introduction crank angle change range is made smaller.
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61272416A (en) * 1985-05-27 1986-12-02 Mitsubishi Motors Corp Control device for new charge

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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