JPS6258027A - 可変圧縮比装置付機械式過給エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は可変圧縮比装置付機械式過給エンジンの過給Ｗ
ｔおにび圧縮比の制御構造に関する。

［従来の技術〕 エンジンの過給には、排気の熱を利用したターボ過給機
によるものと、クランクの回転と過給機との回転を機械
的に連動させた機械式過給機によるものとがある。

機械式過給エンジンでは、出力が要求されるのは高負荷
側であるので、高負荷時のみ過給機をクランクに連結し
てまわし、軽、中負荷時にはフリーにするように、切換
えられる３１機械式過給エンジンでは、過給時にエンジ
ン吸入空気量および圧力が高くなるため、ノッキングが
発生しやすいので、圧縮比を低く設定してノックを防止
するようにしである（特開昭５４−１０６７２４号公報
、特開昭５８−１６５５４１号公報）。

［発明が解決しようとする問題点］ このため、無過給時の軽負荷でも、最初から圧縮比が低
く設定されているため、中、軽負荷１１．１の燃費が悪
化してしまう。また、高負荷時の過給時でも、エンジン
の運転条件により、過給〇が変化するので、圧縮費は最
も過給量の大ぎい条件で圧縮比を選定しなければならな
いため、過給時の出力も悪化してしまうという問題があ
る。

本発明は、機械式過給エンジンにおいて、過給時と無過
給時で圧縮比を変化させ、しかも、過給時には低圧縮比
とするとともにエンジン温度に応じて圧縮比を最適に変
化させることを目的とする。

［問題点を解決させるための手段］ 上記目的に沿う本発明の可変圧縮比装置付機械式過給エ
ンジンは、機械式過給エンジンに可変圧縮比装置を設け
、該可変圧縮比装置の制御コンピュータに、過給機オン
時にはオフ時よりも圧縮比を低下ざＶるとともにその俊
エンジン温度が大なる程圧縮比を低下さける制御機能を
もたせたものから成る。

ここで、エンジン温度は、吸気温、排気温、エンジン冷
却水温、エンジン潤滑油温等の何れかから検出される。

［作用］ 上記可変圧縮比装置付機械式過給エンジンにおいては、
高負荷時には過給をオンさせて出力を向上させるととも
に圧縮比を低圧縮比にしてノッキングの発生を防止する
。また、過給を必要としない中、軽負荷時には過給機を
オフして無過給とするとともに圧縮比を高くして燃費を
向上ざＵる。

また、過給時にはエンジン温度に応じて圧縮比を変化さ
せ、エンジン温度が大になる程圧縮比を低下させること
により、圧縮費を最適に制御でき、すなわらノックの厳
しさに合わせて圧縮比を変えることができ、より一層の
出力の向上、燃費の悪化防止をはかることができる。

［実施例］ 以下に、本発明に係る可変圧縮比装置イ」ハ械式過給エ
ンジンの望ましい実施例を、図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例装置の系統を示している。図中
エンジン１（図はガソリンエンジンの場合を示している
がディーピルエンジンであってもよい）の吸気通路２に
は、機械式過給機３が設けられており、クランク４の回
転に連動させて、ベルト５を介して回転されるようにな
っている。

吸気通路２には、過給機３をバイパスするようにバイパ
ス通路６が設けられ、該バイパス通路６にはバイパス通
路６をオンオフするバイパス弁７が設けられている。バ
イパス弁７のオンオフはバキュームスイッチングバルブ
８　（ＶＳＶ）によって切替えられる。

エンジン１には、燃焼室９に臨ませて圧縮比可変装置１
０が設けられている。圧縮比可変装置１０は、たとえば
可変容積用ピストン１１をサーボモータ１２によってス
テップ的に駆動するものから成る。

圧縮比可変装置１０は制御コンピュータ１３によってそ
の駆動を制御される。制御コンピュータ１３には、エン
ジン回転数を検出する回転数センサ１４と、吸気通路２
に設けられて吸入空気口を検出するエアフローメータ等
から成る吸入空気ｍセンサ１５の信号が入力される。ま
た、エンジン’ＩＡＷの検出手段として、エンジンウを
一タジャケットには冷却水温を検出する水温センサ１９
が設けられるとともに、サージタンク１７には吸気温を
検出する吸気温センサ２０が設けられ、それらの信号は
コンピュータ１３に送られて入力される。

過給時のエンジンの運転条件の検出は、吸入空気温、エ
ンジン水温のほかに、排気温度やエンジン油温を用いて
も、おるいは、これらの温度を組み合わけて用いても同
様の効果が１ｑられる。制御コンピュータ１３の出力は
、圧縮比可変装置１０に送られるとともに、過給機３お
Ｊ：びｖｓｖｓに送られ、過給を制御するようになって
いる。

その他、第１図において、１６はスロットバルブ、１７
はサージタンク、１８はエアクリーナ、であり、部品１
６．１７は従来と同じ構成を有する部材からなる。

第２図は、制御コンピュータ１３の構成をフローチＶ−
トで示している。

コンピュータ１３の作動がブロック２１でスタートし、
ブロック２２で、吸入空気量セン１ノ１５からの信号に
よる吸入空気ｆｆｔＱと回転数ゼンサ１４からの信号に
よるエンジン回転数Ｎとから、負荷（Ｑ／Ｎ＞を計算す
る。続いて、ブロック２３で、負荷（Ｑ／Ｎ）が予じめ
コンピュータ１３に記憶されている、エンジンが出力を
必要としいる負荷（Ｑ／Ｎ）ｓか否かを判定づる。（Ｑ
／Ｎ）が（Ｑ／Ｎ）Ｓ以上の場合は、最初はフラッグｆ
がＯに設定されているため、ブロック２４を通過してブ
ロック２５に至り、過給Ｂｌ（Ｓ／Ｃ）３をオンとする
とともに、バイパス弁７を閉弁するようにＶＳＶ８を切
替える。これによりエンジン１に過給が開始される。つ
ぎにブロック２６に進んでフラッグｆをセットし、すな
わらｆ＝１とし、ブロック２７に進む。ブロック２７で
は、モータ１２を駆動し、エンジン１の圧縮比をηＯか
らη１まで低下し、ノックの発生を防止する。そして、
ブロック２８に至り、１回目のルーチンを終了する。所
定時間後、ただしエンジンの運転条件の変化に比べ十分
に短かい時間後、再びブロック２１から前記ルーチンを
スタートさせる。ブロック２３で（Ｑ／Ｎ）が（Ｑ／Ｎ
＞ｓよりまだ大きい場合は過給時であるので、ブロック
２９で、エンジン水温ＴＨＷ、吸気温ＴＩＮ等のエンジ
ン温度に応じた所定の圧縮比η＝ｆ　（ＴＨＷ、ＴＩＮ
＞を算出し、ブロック３０で該圧縮比ηが得られるよう
にモータ１２を制御する。（Ｑ／Ｎ）が（Ｑ／Ｎ）ｓＪ
：り小さい場合、すなわち軽、中負荷の場合は、出ツノ
を必要としない場合であるため、ブロック３１で過給Ｒ
３をオフにするとともに、ブロック３２でフラッグｆ８
０としブロック３３で圧縮ηをηＯに迄高め、燃費を向
上させる。

第２図において、ブロック図Ａはブロック２９における
エンジン温度（たとえば水温Ｔ　Ｉ−Ｉ　Ｗ　、吸気ｍ
ＴＩＮ＞と圧縮比ηとの関係の一例を示しており、エン
ジン温度が高くなる程圧縮比ηが低くなるように定めら
れている。またブロック図Ｂは負荷（Ｑ／Ｎ＞と過給機
３のオンＡ〕との関係を示しており、ブロック２３にお
【プる制御特性の一例を示している。

つぎに、上記のように構成された可変圧縮比装置付機械
式過給エンジンにおける作用について説明する。

コンピュータ１３は所定時間ごとに作動して第２図のル
ーチンを行う。

まず、ブロック２３で、高負荷か、中、軽負荷かを判断
し、高負荷の場合は過給を入れて、ブロック図Ａにおい
て圧縮比をηＯからη１にして低圧縮比に切替え、続い
てのルーチン毎にη＝ｆ（Ｑ／Ｎ＞をＷ］痒してブロッ
ク図Ａの斜線範囲でη１からη２迄のあるηを計算し、
エンジン温度に応じた圧縮比ηを算出して実際の圧縮比
をモータ１２により圧縮比ηに制御する。

一方、中、軽負荷の場合は、ブロック３１で無過給とし
、ブロック３３で圧縮比を高圧縮比ηＯとして、燃費を
向上さける。

［発明の効果］ 本発明の可変圧縮比装置付機械式過給エンジンによると
ぎは、機械式過給エンジンにおいて、過給時と無過給時
で圧縮比を変化させ、無過給性圧縮比を高くすることで
燃費を向上さＵることができるとともに、過給時にはエ
ンジンの温度に応じて圧縮画を変化することにより、ノ
ックを防止し出力の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る可変圧縮比装置付機械
式過給エンジンの系統図、 第２図は第１図の装置にあ【ブる制御コンピュータの機
能の流れ線図、 でおる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）機械式過給エンジンに、可変圧縮比装置を設け、
   該可変圧縮比装置の制御コンピュータに、過給機オン時
   にはオフ時よりも圧縮比を低下させるとともにその後エ
   ンジン温度が高くなる程圧縮比を低下させる制御機能を
   もたせたことを特徴とする可変圧縮比装置付機械式過給
   エンジン。