JPWO2018109819A1 - 内燃機関の制御方法及び制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
サ41、機関回転数を検出する機関回転数センサ42、機関圧縮比を検出する圧縮比センサ43、吸気カムシャフトの回転位相を検出する吸気カムセンサ44、吸気圧を検出する吸気圧センサ45、吸気温を検出する吸気温センサ46等の機関運転状態を検出する各種センサからの出力信号をそれぞれ読み込み、ステップS2へ進む。
[0027]
ステップS2では、基本点火時期演算部47により機関回転数とアクセルペダル操作量に基づいて基本点火時期を算出し、ステップS3へ進む。基本点火時期は、例えば、実験または計算により予め求めておき、機関回転数とアクセルペダル操作量をパラメータとするマップとして記憶させておく。
[0028]
ステップS3では、許容筒内圧力設定部48において、機関回転数と機関圧縮比に基づいて、内燃機関の燃焼室内の筒内圧力として許容される最大の筒内圧力Pmaxである許容筒内圧力を算出し、ステップS4へ進む。許容筒内圧力は、あらかじめマップとして記憶させておき、機関回転数と機関圧縮比とに基づいてマップを参照することで求めるようにしてもよいし、あるいは減速比(圧縮比)と慣性力(機関回転数)から逐次演算するようにしてもよい。
[0029]
ステップS4では、許容点火時期演算部49において、許容筒内圧力、機関圧縮比、吸気弁閉時期、吸気圧、及び吸気温に基づいて、実際の筒内圧力が許容筒内圧力以下に収まるように、点火時期の限界の許容進角量である許容点火時期を算出し、ステップS5へ進む。許容点火時期は、これらのパラメータの関数として記憶させておく。
[0030]
ステップS5では許容点火時期と基本点火時期とを比較する。基本点火時期の方が遅角側であれば、ステップS6へ進み、基本点火時期の方が遅角側でなければステップS7へ進む。ステップS6では点火時期を基本点火時期とする。ステップS7では点火時期を許容点火時期とし、その点火時期の信号を点火装置(点火プラグ)51へ出力する。
[0031]
図9は、許容筒内圧力、機関圧縮比及び筒内圧力の変化を示すタイミングチャートであり、図9(A)は図8に示すような許容筒内圧力に応じた点火
時期制御を実施しない比較例の特性を示し、図9(B)は図8に示すような許容筒内圧力に応じた点火時期制御を実施した本実施例の特性を示している。図中、「許容Pmax」は許容筒内圧力を表しており、「Pmax」は実際の筒内圧力(の最大値)を示している。機関圧縮比(リンク機構21の減速比)に応じて許容筒内圧力を変更した場合、中間圧縮比εmidで許容筒内圧力が低くなり、図9(A)に示すように、実際の筒内圧力が許容筒内圧力を超えるおそれがあるものの、本実施例では、図9(B)に示すように、許容筒内圧力が小さい場合に点火時期を遅角しているために、実際の筒内圧力が許容筒内圧力を超えることを回避することができる。
[0032]
以上のような本実施例の特徴的な構成及び作用効果について、以下に説明する。
[0033]
本実施例のように機関圧縮比に応じてリンク機構21の減速比が変化する構造では、筒内圧力に起因して制御軸14に発生する荷重も変化するために、許容筒内圧力が一定とはならず、機関圧縮比(リンク機構21の減速比)に応じて許容筒内圧力が変化することとなる。
[0034]
従って、仮にリンク機構21の減速比を考慮することなく、許容筒内圧力を一定とした場合、必要以上に強固なリンク機構21を構築する必要がある。本実施例によれば、減速比が小さくなる機関圧縮比での許容筒内圧力を、減速比が大きくなる機関圧縮比における許容筒内圧力よりも小さくしたので、常に同じ許容筒内圧力とする場合に比べて、必要以上に強固なリンク機構21を構築する必要がなくなり、装置の軽量化や小型化を図ることができる。
[0035]
筒内圧力は、大まかに言えば機関負荷が高いほど大きな値となる。従って、機関負荷が高い時に使用する低圧縮比では大きな減速比とし、筒内圧力に起因するアクチュエータ(駆動モータ20)側への入力を抑えることが望ましい。一方、減速比が小さいほど、駆動モータ20の駆動量に対する機関圧縮比の変化量が大きくなり、機関圧縮比の変化速度、つまり応答性は高くなる。従って、本実施例のように、高圧縮比あるいは低圧縮比よりも中間圧縮
、ピストン3、アッパリンク12、ロアリンク11及び制御リンク13を介して制御軸14を低圧縮比姿勢側に回す方向(図4では反時計回り)のトルクT1を発生し、更にレバー24を介して回転軸23に時計回り方向のトルクT2を発生させる。
[0023]
図5に示すように、減速比が最小となる中間圧縮比εmidの姿勢では、レバー24のリンク中心線24A(第3連結ピン33と第4連結ピン35とを結ぶ線)の延長線と回転軸23の中心との最短距離であるモーメントアーム36は、最大近傍となる。つまり、レバー24から回転軸23へトルクT2を伝える際のモーメントアーム36が大きく取られ、筒内圧力に起因して回転軸23に発生するトルクT2が大きくなる姿勢である。また駆動モータ20側から回転軸23を介して制御軸14を駆動する視点では、減速比が小さい姿勢であるため、駆動トルクの増幅は低く抑えられるものの、駆動量に対する機関圧縮比の変化量は大きくなり、機関圧縮比の変化の応答性は向上する。
[0024]
図6に示すように、最低圧縮比εlowの姿勢では、レバー24が回転軸23に荷重を伝える際のモーメントアーム36がほぼゼロとなり、つまり筒内圧力に起因して回転軸23に作用するトルク(T2)をほぼゼロとすることができる姿勢である。また回転軸23側から制御軸14を駆動する視点では減速比が大きい姿勢であるため、駆動トルクが最も増幅される。従って、主に高回転高負荷域で用いられる低圧縮比のときに、リンク機構21の減速比を大きくして駆動トルクを増幅することによって、駆動トルクを軽減し、駆動モータ20(アクチュエータ)の小型化や省エネルギー化を図ることができる。
[0025]
図7は本実施例の制御ブロック図であり、図8は、本実施例の制御の流れを示すフローチャートである。本ルーチンは、点火時期制御部としての上記の制御部40により所定期間毎(例えば、10ms毎)に繰り返し実行される。
[0026]
ステップS1では、アクセルペダル操作量を検出するアクセルペダルセン
Claims (10)
- 機関圧縮比を変化させる内燃機関と、
上記機関圧縮比を制御する制御機構と、
上記制御機構を駆動する駆動源と、
を有する内燃機関の制御方法において、
上記駆動源の操作量を上記機関圧縮比に応じた減衰率により変換して上記制御機構へ伝達し、
上記内燃機関の燃焼室内で許容される限界の圧力である許容筒内圧力を、上記減衰率が小さくなるほど小さく設定する
内燃機関の制御方法。 - 所定の中間圧縮比のときに、この中間圧縮比よりも高圧縮比側あるいは低圧縮比側のときよりも上記減衰率が小さくなるように設定されている
請求項1に記載の内燃機関の制御方法。 - 機関回転数に応じて上記許容筒内圧力を変更する
請求項1または2に記載の内燃機関の制御方法。 - 燃焼室内の筒内圧力が上記許容筒内圧力以下となるように、点火時期を制御する
請求項1〜3のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。 - 少なくとも上記機関圧縮比及び上記許容筒内圧力に基づいて、上記点火時期の許容進角量を算出する
請求項4に記載の内燃機関の制御方法。 - 制御軸の回転位置に応じて機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構と、
回転軸を回転駆動するアクチュエータと、
上記制御軸と上記回転軸とを機械的に連結するリンク機構と、を有し、
当該リンク機構は、上記制御軸の回転位置に応じて、上記回転軸の回転量と上記制御軸の回転量の比である減速比が変化するように構成された内燃機関の制御装置において、
上記内燃機関の燃焼室内で許容される限界の圧力である許容筒内圧力を設定する許容筒内圧力設定部を有し、
この許容筒内圧力設定部は、上記減速比が小さくなる機関圧縮比における上記許容筒内圧力を、上記減速比が大きくなる機関圧縮比における上記許容筒内圧力よりも小さくする、
内燃機関の制御装置。 - 上記リンク機構は、所定の中間圧縮比のときに、この中間圧縮比よりも高圧縮比側あるいは低圧縮比側のときよりも上記減速比が小さくなるように設定されている
請求項6に記載の内燃機関の制御方法。 - 上記許容筒内圧力設定部は、機関回転数に応じて上記許容筒内圧力を変更する
請求項6または7に記載の内燃機関の制御方法。 - 燃焼室内の筒内圧力が上記許容筒内圧力以下となるように、点火時期を制御する点火時期制御部を有する
請求項6〜8のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。 - 上記点火時期制御部は、少なくとも上記機関圧縮比及び上記許容筒内圧力に基づいて、上記点火時期の許容進角量を算出する
請求項9に記載の内燃機関の制御方法。
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