JP2012097692A - Internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine.
内燃機関は、燃焼室に燃料および空気が供給されて、燃焼室にて燃料が燃焼することにより駆動力を出力する。燃焼室において燃料を燃焼させるときには、空気と燃料との混合気を圧縮した状態になる。内燃機関の圧縮比は、出力および燃料消費量に影響を与えることが知られている。圧縮比を高くすることにより出力トルクを大きくしたり、燃料消費量を少なくしたりすることができる。ところが圧縮比を過大にすると、ノッキング等が発現する場合がある。 In an internal combustion engine, fuel and air are supplied to a combustion chamber, and the fuel burns in the combustion chamber to output a driving force. When the fuel is burned in the combustion chamber, the mixture of air and fuel is compressed. It is known that the compression ratio of an internal combustion engine affects output and fuel consumption. By increasing the compression ratio, the output torque can be increased or the fuel consumption can be reduced. However, when the compression ratio is excessive, knocking or the like may occur.
特開２０００−２３０４３９号公報には、燃焼室に圧力調整弁を介して通じる副室を設け、圧力調整弁は、弁体と弁体に接続されて燃焼室側に付勢された弁棒とを有する自着火式の内燃機関が開示されている。この自着火式の内燃機関は、過早着火等により燃焼圧が所定の許容圧値を超えた場合に、弾性体の圧力に抗して圧力調整弁を押し上げて副室に圧力を逃すことが開示されている。この公報には、過早着火等が生じる圧力よりも大きな圧力で圧力調整弁が動くことが開示されている。また、この公報においては、燃焼室に通じる副室が形成され、副室に上下に移動可能な副ピストンが挿入されている内燃機関が開示されている。副ピストンは、機械ばねで押圧されている。燃料が燃焼した時に、燃焼室の圧力により機械ばねが縮んで副ピストンが上昇し、燃焼室に通じる副室の容積が大きくなることが開示されている。 In Japanese Patent Laid-Open No. 2000-230439, a combustion chamber is provided with a sub chamber communicating with a pressure regulating valve, and the pressure regulating valve is connected to the valve body and the valve body and is urged toward the combustion chamber side. A self-ignition internal combustion engine having the following is disclosed. This self-ignition internal combustion engine can release the pressure to the sub chamber by pushing up the pressure regulating valve against the pressure of the elastic body when the combustion pressure exceeds a predetermined allowable pressure value due to premature ignition or the like. It is disclosed. This publication discloses that the pressure regulating valve moves at a pressure larger than the pressure at which premature ignition or the like occurs. In addition, this publication discloses an internal combustion engine in which a sub chamber communicating with a combustion chamber is formed, and a sub piston that is vertically movable is inserted into the sub chamber. The secondary piston is pressed by a mechanical spring. It is disclosed that when the fuel is combusted, the mechanical spring is contracted by the pressure in the combustion chamber and the sub-piston is raised, and the volume of the sub-chamber leading to the combustion chamber is increased.
上記公報に開示されている燃焼室の圧力を制御する装置では、燃焼室に通じる副室内に移動可能な副ピストン等が配置されている。内燃機関の運転期間中には、副ピストンが移動することにより、燃焼室の圧力が過大になることを抑制できる。 In the apparatus for controlling the pressure of the combustion chamber disclosed in the above publication, a sub-piston or the like that can move in the sub-chamber leading to the combustion chamber is disposed. During the operation period of the internal combustion engine, it is possible to prevent the pressure in the combustion chamber from becoming excessive due to the movement of the sub piston.
ところで、内燃機関の運転を継続すると、副ピストン等の移動部材が滑らかに動かなくなる故障が生じる場合がある。例えば、移動部材の周りに配置されている封止部材が焼き付いてしまったり、移動部材または移動部材の周りの筒状部が経年変化で変形したりする場合がある。このような不具合が生じると、移動部材と移動部材の周りの筒状部との間の摩擦が大きくなり、移動部材が滑らかに動かなくなる。移動部材が筒状部の内部を移動中に引っかかったり、移動部材の移動速度が遅くなったりする。この結果、燃焼室の圧力に悪影響を与える場合がある。このように、燃焼室の圧力を制御する装置は、使用期間中に故障が生じる場合があった。 By the way, if the operation of the internal combustion engine is continued, a failure may occur in which a moving member such as a sub piston does not move smoothly. For example, the sealing member arranged around the moving member may be burned out, or the moving member or the cylindrical portion around the moving member may be deformed due to secular change. When such a problem occurs, friction between the moving member and the cylindrical portion around the moving member increases, and the moving member does not move smoothly. The moving member may be caught while moving inside the cylindrical portion, or the moving speed of the moving member may be slow. As a result, the pressure in the combustion chamber may be adversely affected. As described above, the apparatus for controlling the pressure in the combustion chamber sometimes fails during use.
上記の公報に開示されている内燃機関では、燃焼室の圧力を制御する装置の故障が考慮されておらず、従来の技術における燃焼室の圧力を制御する装置では、故障したことを検出することができなかった。 In the internal combustion engine disclosed in the above publication, the failure of the apparatus for controlling the pressure of the combustion chamber is not taken into consideration, and the apparatus for controlling the pressure of the combustion chamber in the prior art detects the failure. I could not.
本発明は、燃焼室の容積または燃焼室に連通する容積が変化する容積可変装置を備え、容積可変装置の故障を検出できる内燃機関を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that includes a variable volume device that changes a volume of a combustion chamber or a volume that communicates with the combustion chamber, and that can detect a failure of the variable volume device.
本発明の内燃機関は、弾性を有するばね装置を含み、燃焼室の圧力が予め定められた制御圧力に到達したときに、燃焼室の圧力変化を駆動源として、ばね装置が縮むことにより燃焼室の容積または燃焼室に連通する空間の容積が変化する容積可変装置を備える。容積可変装置は、燃焼室の圧力が制御圧力に到達したときに移動する移動部材と、燃焼室の圧力が制御圧力未満のときに移動部材を係止する係止部と、移動部材が係止部に着底した時期を検出する着底時期検出手段とを含む。着底時期検出手段により検出した移動部材が係止部に着底した時期と、容積可変装置が正常である場合に移動部材が着底すべき基準着底時期とに基づいて、容積可変装置が故障しているか否かを判別する。 The internal combustion engine of the present invention includes a spring device having elasticity, and when the pressure in the combustion chamber reaches a predetermined control pressure, the spring device contracts with the change in pressure in the combustion chamber as a drive source. Or a volume variable device that changes the volume of the space communicating with the combustion chamber. The variable volume device includes a moving member that moves when the pressure in the combustion chamber reaches a control pressure, a locking portion that locks the moving member when the pressure in the combustion chamber is less than the control pressure, and a moving member that locks. And a bottoming timing detecting means for detecting a timing of bottoming on the part. Based on the time when the moving member detected by the bottoming timing detecting means bottoms on the engaging portion and the reference bottoming time that the moving member should bottom when the volume variable device is normal, the variable volume device is It is determined whether or not a failure has occurred.
上記発明においては、燃焼室を含む機関本体を備え、着底時期検出手段は、機関本体の振動を検出可能な振動検出器を含み、振動検出器により検出した振動に基づいて、移動部材が係止部に着底した時期を検出することができる。 In the above invention, the engine body including the combustion chamber is provided, and the bottoming timing detection means includes a vibration detector capable of detecting vibration of the engine body, and the moving member is engaged based on the vibration detected by the vibration detector. It is possible to detect the time when the bottom reaches the stop.
上記発明においては、内燃機関の運転状態に基づいて、移動部材が係止部に着底すべき基準着底時期を選定する基準着底時期の選定手段を備え、基準着底時期の選定手段により選定した基準着底時期を用いて、容積可変装置が故障しているか否かを判別することが好ましい。 In the above invention, there is provided a reference bottoming timing selecting means for selecting a reference bottoming timing for the moving member to bottom the locking portion based on the operating state of the internal combustion engine, and the reference bottoming timing selecting means It is preferable to determine whether or not the variable volume device is out of order using the selected reference bottoming time.
上記発明においては、容積可変装置は、燃焼室に連通する筒状部を含み、移動部材は、筒状部の内部に配置され、筒状部の内部の空間を区画して、燃焼室に向かう側に副室を形成し、燃焼室に向かう側と反対側にガス室を形成しており、ばね装置は、ガス室を含み、移動部材が移動してガス室が圧縮されることにより弾性を有する。 In the above invention, the variable volume device includes a cylindrical portion communicating with the combustion chamber, and the moving member is disposed inside the cylindrical portion, divides a space inside the cylindrical portion, and moves toward the combustion chamber. A sub chamber is formed on the side, and a gas chamber is formed on the side opposite to the side toward the combustion chamber.The spring device includes a gas chamber, and the elasticity is obtained by moving the moving member and compressing the gas chamber. Have.
本発明によれば、燃焼室の容積または燃焼室に連通する容積が変化する容積可変装置を備え、容積可変装置の故障を検出できる内燃機関を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the internal combustion engine which is provided with the volume variable apparatus from which the volume of a combustion chamber or the volume connected to a combustion chamber changes, and can detect the failure of a volume variable apparatus can be provided.
図１から図８を参照して、実施の形態における内燃機関について説明する。本実施の形態においては、車両に配置されている内燃機関を例に取り上げて説明する。 The internal combustion engine in the embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an internal combustion engine disposed in a vehicle will be described as an example.
図１は、本実施の形態における内燃機関の概略図である。本実施の形態における内燃機関は、火花点火式である。内燃機関は、機関本体１を備える。機関本体１は、シリンダブロック２とシリンダヘッド４とを含む。シリンダブロック２の内部には、ピストン３が配置されている。ピストン３は、シリンダブロック２の内部で往復運動する。本発明においては、ピストンが圧縮上死点に達したときにピストンの冠面とシリンダヘッドとに囲まれる気筒内の空間、および任意の位置にあるピストンの冠面とシリンダヘッドとに囲まれる気筒内の空間を燃焼室と称する。
FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type. The internal combustion engine includes an engine body 1. The engine body 1 includes a cylinder block 2 and a cylinder head 4. A
燃焼室５は、それぞれの気筒ごとに形成されている。燃焼室５には、機関吸気通路および機関排気通路が接続されている。機関吸気通路は、燃焼室５に空気または燃料と空気との混合気を供給するための通路である。機関排気通路は、燃料の燃焼により生じた排気ガスを燃焼室５から排出するための通路である。
The
シリンダヘッド４には、吸気ポート７および排気ポート９が形成されている。吸気弁６は吸気ポート７の端部に配置され、燃焼室５に連通する機関吸気通路を開閉可能に形成されている。排気弁８は、排気ポート９の端部に配置され、燃焼室５に連通する機関排気通路を開閉可能に形成されている。シリンダヘッド４には、点火装置としての点火プラグ１０が固定されている。点火プラグ１０は、燃焼室５にて燃料を点火するように形成されている。
An intake port 7 and an exhaust port 9 are formed in the cylinder head 4. The intake valve 6 is disposed at the end of the intake port 7 and is configured to be able to open and close the engine intake passage communicating with the
本実施の形態における内燃機関は、燃焼室５に燃料を供給するための燃料噴射弁１１を備える。本実施の形態における燃料噴射弁１１は、吸気ポート７に燃料を噴射するように配置されている。燃料噴射弁１１は、この形態に限られず、燃焼室５に燃料を供給できるように配置されていれば構わない。たとえば、燃料噴射弁は、燃焼室５に直接的に燃料を噴射するように配置されていても構わない。
The internal combustion engine in the present embodiment includes a
燃料噴射弁１１は、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ２９を介して燃料タンク２８に接続されている。燃料タンク２８内に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ２９によって燃料噴射弁１１に供給される。
The
各気筒の吸気ポート７は、対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結されている。サージタンク１４は、吸気ダクト１５およびエアフローメータ１６を介してエアクリーナ（図示せず）に連結されている。吸気ダクト１５には、吸入空気量を検出するエアフローメータ１６が接続されている。吸気ダクト１５の内部には、ステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置されている。一方、各気筒の排気ポート９は、対応する排気枝管１９に連結されている。排気枝管１９は、触媒コンバータ２１に連結されている。本実施の形態における触媒コンバータ２１は、三元触媒２０を含む。触媒コンバータ２１は、排気管２２に接続されている。
The intake port 7 of each cylinder is connected to a
本実施の形態における内燃機関は、電子制御ユニット３１を備える。本実施の形態における電子制御ユニット３１は、デジタルコンピュータを含む。電子制御ユニット３１は、双方向バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を含む。
The internal combustion engine in the present embodiment includes an
エアフローメータ１６は、燃焼室５に吸入される吸入空気量に比例した出力電圧を発生する。この出力電圧は、対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。アクセルペダル４０には、負荷センサ４１が接続されている。負荷センサ４１は、アクセルペダル４０の踏込量に比例した出力電圧を発生する。この出力電圧は、対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。
The
クランク角センサ４２は、クランクシャフトが、例えば所定の角度を回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは入力ポート３６に入力される。クランク角センサ４２の出力により、機関回転数を検出することができる。また、クランク角センサ４２の出力により、クランク角度を検出することができる。たとえば、第１気筒の圧縮上死点を０°としたときのクランク角度を検出することができる。すなわち、クランクシャフトの回転角度を検出することができる。
The
電子制御ユニット３１の出力ポート３７は、それぞれの対応する駆動回路３９を介して燃料噴射弁１１および点火プラグ１０に接続されている。本実施の形態における電子制御ユニット３１は、燃料噴射制御や点火制御を行うように形成されている。すなわち、燃料を噴射する時期および燃料の噴射量が電子制御ユニット３１により制御される。更に点火プラグ１０の点火時期が電子制御ユニット３１により制御されている。また、出力ポート３７は、対応する駆動回路３９を介して、スロットル弁１８を駆動するステップモータ１７および燃料ポンプ２９に接続されている。これらの機器は、電子制御ユニット３１により制御されている。
The
図２に、本実施の形態における内燃機関の燃焼室の部分の概略断面図を示す。図２は、吸気ポートおよび排気ポートが延びる方向に対して垂直な方向に機関本体を切断したときの断面図である。 FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the combustion chamber portion of the internal combustion engine in the present embodiment. FIG. 2 is a cross-sectional view when the engine body is cut in a direction perpendicular to the direction in which the intake port and the exhaust port extend.
本実施の形態における内燃機関は、燃料が燃焼したときの燃焼室の圧力を制御する燃焼圧力制御装置を備える。本実施の形態における燃焼圧力制御装置は、燃焼室に連通する空間の容積が変化する容積可変装置を備える。本実施の形態における容積可変装置は、ばね装置を備える。本実施の形態のばね装置は、気体ばね５０を含む。気体ばね５０は、それぞれの気筒において燃焼室５に接続されている。本実施の形態における内燃機関は、燃焼室５に連通する空間としての副室６０を有する。本実施の形態における容積可変装置は、副室６０の容積が変化する。
The internal combustion engine in the present embodiment includes a combustion pressure control device that controls the pressure in the combustion chamber when the fuel is combusted. The combustion pressure control device in the present embodiment includes a variable volume device that changes the volume of the space communicating with the combustion chamber. The variable volume device in the present embodiment includes a spring device. The spring device of the present embodiment includes a gas spring 50. The gas spring 50 is connected to the
本実施の形態における容積可変装置は、燃焼室５の圧力が制御圧力に到達したときに、燃焼室５の圧力変化を駆動源として副室６０の容積が変化する。すなわち、容積可変装置は、燃焼室５の圧力が変化することにより作動する。本発明における制御圧力は、容積可変装置が作動し始めるときの燃焼室の圧力である。すなわち、副室用ピストン５５が移動し始める時の燃焼室の圧力である。容積可変装置は、燃焼室５の圧力が異常燃焼の発生圧力以上になることを抑制する。本実施の形態においては、燃焼室５の圧力が異常燃焼の発生する圧力以上にならないように制御圧力を定めている。
In the volume variable device in the present embodiment, when the pressure in the
本発明における異常燃焼は、たとえば、点火装置により混合気が点火し、点火した点から順次燃焼が伝搬する状態以外の燃焼を含む。異常燃焼は、たとえば、ノッキング現象、デトネーション現象およびプレイグニッション現象を含む。ノッキング現象は、スパークノック現象を含む。スパークノック現象は、点火装置において点火し、点火装置を中心に火炎が広がっているときに、点火装置から遠い位置にある未燃燃料を含む混合気が自着火する現象である。点火装置から遠い位置にある混合気は、点火装置の近傍の燃焼ガスにより圧縮されて高温高圧になって自着火する。混合気が自着火するときに衝撃波が発生する。 Abnormal combustion in the present invention includes, for example, combustion other than a state where the air-fuel mixture is ignited by an ignition device and combustion is sequentially propagated from the point of ignition. Abnormal combustion includes, for example, a knocking phenomenon, a detonation phenomenon, and a preignition phenomenon. The knocking phenomenon includes a spark knocking phenomenon. The spark knock phenomenon is a phenomenon in which an air-fuel mixture containing unburned fuel at a position far from the ignition device self-ignites when the ignition device ignites and a flame spreads around the ignition device. The air-fuel mixture at a position far from the ignition device is compressed by the combustion gas in the vicinity of the ignition device, becomes high temperature and high pressure, and self-ignites. A shock wave is generated when the mixture self-ignites.
デトネーション現象は、高温高圧の混合気の中を衝撃波が通過することにより、混合気が着火する現象である。この衝撃波は、たとえば、スパークノック現象によって発生する。 The detonation phenomenon is a phenomenon in which an air-fuel mixture is ignited when a shock wave passes through the high-temperature and high-pressure air-fuel mixture. This shock wave is generated by, for example, a spark knock phenomenon.
プレイグニッション現象は、早期着火現象とも言われる。プレイグニッション現象は、点火プラグの先端の金属または燃焼室内に堆積するカーボンスラッジ等が加熱されて、所定の温度以上を維持した状態になり、この部分を火種として点火時期の前に燃料が着火して燃焼する現象である。 The pre-ignition phenomenon is also called an early ignition phenomenon. The preignition phenomenon is that the metal at the tip of the spark plug or the carbon sludge that accumulates in the combustion chamber is heated to maintain the temperature above a predetermined temperature. It is a phenomenon that burns.
気体ばね５０は、内部に気体を密閉することにより弾性を有するように形成されている。気体ばね５０は、燃焼室５に連通している筒状部を構成する筒状部材５１を含む。本実施の形態における筒状部材５１は、円筒状に形成されている。筒状部材５１の内部には、移動部材としての副室用ピストン５５が配置されている。
The gas spring 50 is formed to have elasticity by sealing a gas inside. The gas spring 50 includes a
筒状部材５１の内部の空間は、副室用ピストン５５により区画されている。筒状部材５１の内部には、燃焼室５に向かう側に副室６０が形成され、燃焼室５に向かう側と反対側にガス室６１が形成されている。副室用ピストン５５は、筒状部材５１に固定されておらず、矢印２０１に示すように、筒状部材５１の軸方向に移動するように形成されている。
The space inside the
気体ばね５０は、内部に気体を封入する封入機構を有する。副室用ピストン５５は、副室用ピストン本体５５ａの外周面に配置されている副室用ピストンリング５５ｂを含む。副室用ピストンリング５５ｂが配置されていることにより、副室用ピストン５５と筒状部材５１との接触部分を通じて、ガス室６１の気体が燃焼室５に漏れることを抑制できる。
The gas spring 50 has an enclosing mechanism that encloses gas inside. The sub chamber-
気体ばね５０のガス室６１には、燃焼室５の圧力が所望の制御圧力に到達したときに、副室用ピストン５５が移動し始めるように加圧された気体が封入されている。本実施の形態においては、ガス室６１に空気が封入されている。密閉されたガス室６１の圧力により副室用ピストン５５が押圧されている。筒状部材５１は、燃焼室５に向かう側の端部に形成された係止部５２を有する。係止部５２は、副室用ピストン５５を筒状部材５１の端部で係止する。副室用ピストン５５が係止部５２に接触している状態が、副室用ピストン５５が係止部５２に着底している状態である。
The gas chamber 61 of the gas spring 50 is filled with a pressurized gas so that the sub chamber-
図３に、本実施の形態の内燃機関における燃焼室の圧力のグラフを示す。横軸がクランク角度であり、縦軸が燃焼室の圧力および副室用ピストンの変位である。図３には、燃焼サイクルのうち圧縮行程および膨張行程のグラフが示されている。副室用ピストン５５は、筒状部材５１の底部に着底しているときの変位が零である。本実施の形態における容積可変装置は、燃焼サイクルの圧縮行程から膨張行程の期間中に、燃焼室の圧力が制御圧力に到達した場合に、副室用ピストン５５が移動する。この結果、気体ばね５０の副室６０の容積が大きくなる。
FIG. 3 shows a graph of the pressure in the combustion chamber in the internal combustion engine of the present embodiment. The horizontal axis is the crank angle, and the vertical axis is the pressure in the combustion chamber and the displacement of the sub chamber piston. FIG. 3 shows a graph of the compression stroke and the expansion stroke in the combustion cycle. The displacement of the sub chamber-
図２および図３を参照して、圧縮行程の開始時には副室用ピストン５５が筒状部材５１の底部に着底している。圧縮行程ではピストン３が上昇して、燃焼室５の圧力が上昇する。ここで、ガス室６１には制御圧力に対応する圧力の気体が封入されているために、燃焼室５の圧力が制御圧力になるまでは、副室用ピストン５５は着底した状態が維持される。
2 and 3, the sub chamber-
図３に示す実施例では、クランク角度が０°（ＴＤＣ）より僅か後に点火される。点火されることにより燃焼室５の圧力が急激に上昇する。燃焼室５の圧力が制御圧力に達したときに、副室用ピストン５５が移動し始める。混合気の燃焼が進むと、ガス室６１が縮んで副室用ピストン５５の変位が大きくなり、副室６０の容積が大きくなる。このために、燃焼室５および副室６０の圧力が上昇することが抑制される。図３に示す例では、燃焼室の圧力がほぼ一定に保たれる。なお、厳密には副室用ピストン５５が移動することによりガス室６１内の圧力が上昇するために、燃焼室５の圧力も僅かに上昇する。
In the embodiment shown in FIG. 3, ignition is performed slightly after the crank angle is 0 ° (TDC). When ignited, the pressure in the
燃焼室において、更に燃料の燃焼が進むと、副室用ピストン５５の変位は最大になった後に小さくなる。ガス室６１の圧力が減少して、副室用ピストン５５の変位が零に戻る。すなわち、副室用ピストン５５は着底する位置まで戻る。燃焼室５の圧力が制御圧力未満になった場合には、クランク角度の進行とともに燃焼室５の圧力が減少する。
When the combustion of fuel further proceeds in the combustion chamber, the displacement of the sub chamber-
このように、本実施の形態における燃焼圧力制御装置は、燃焼室５の圧力が制御圧力に到達したときに燃焼室の圧力上昇を抑制し、燃焼室の圧力が異常燃焼の発生する圧力以上にならないように制御することができる。
Thus, the combustion pressure control apparatus in the present embodiment suppresses the pressure increase in the combustion chamber when the pressure in the
図３には、比較例１および比較例２の燃焼室の圧力のグラフが示されている。比較例１および比較例２は、本実施の形態における容積可変装置を有していない内燃機関である。内燃機関は、点火時期に依存して燃焼室の圧力が変動する。内燃機関は、出力トルクが最大になる点火時期θｍａｘを有する。比較例１は、点火時期θｍａｘで点火したときのグラフである。出力トルクが最大になる点火時期で点火することにより、燃焼室の圧力が高くなり熱効率が最良になる。ところが、比較例１のように点火時期が早いと、燃焼室の圧力が異常燃焼の発生する圧力よりも高くなる。比較例１のグラフは、異常燃焼が発生しないと仮定している。一方で、実際の内燃機関では、燃焼室の最大圧力（Ｐｍａｘ）が異常燃焼の発生する圧力よりも小さくなるように点火時期を遅角させている。 FIG. 3 shows a graph of the pressure in the combustion chambers of Comparative Example 1 and Comparative Example 2. Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are internal combustion engines that do not have the variable volume device in the present embodiment. In the internal combustion engine, the pressure in the combustion chamber varies depending on the ignition timing. The internal combustion engine has an ignition timing θmax that maximizes the output torque. Comparative Example 1 is a graph when ignition is performed at the ignition timing θmax. By igniting at the ignition timing that maximizes the output torque, the pressure in the combustion chamber is increased and the thermal efficiency is optimal. However, when the ignition timing is early as in Comparative Example 1, the pressure in the combustion chamber becomes higher than the pressure at which abnormal combustion occurs. The graph of Comparative Example 1 assumes that abnormal combustion does not occur. On the other hand, in an actual internal combustion engine, the ignition timing is retarded so that the maximum pressure (Pmax) in the combustion chamber is smaller than the pressure at which abnormal combustion occurs.
比較例２の内燃機関では、異常燃焼を回避するために、出力トルクが最大になる点火時期よりも遅らせて点火している。点火時期を遅角させた場合には、出力トルクが最大になる点火時期で点火した場合よりも燃焼室の最大圧力が小さくなる。 In the internal combustion engine of the comparative example 2, in order to avoid abnormal combustion, ignition is performed with a delay from the ignition timing at which the output torque becomes maximum. When the ignition timing is retarded, the maximum pressure in the combustion chamber becomes smaller than when ignition is performed at the ignition timing at which the output torque is maximum.
本実施の形態における内燃機関は、燃焼室の圧力が異常燃焼の発生する圧力未満で燃焼を行なうことができる。点火時期を早くしても異常燃焼の発生を抑制することができる。特に、圧縮比が高いエンジンにおいても異常燃焼を抑制することができる。さらに、燃焼室の圧力が高い時間を長くすることができる。このため、比較例２の点火時期を遅らせた内燃機関よりも熱効率が改善され、出力トルクを大きくすることができる。または、燃料消費量を少なくすることができる。 The internal combustion engine in the present embodiment can perform combustion when the pressure in the combustion chamber is less than the pressure at which abnormal combustion occurs. Even if the ignition timing is advanced, the occurrence of abnormal combustion can be suppressed. In particular, abnormal combustion can be suppressed even in an engine having a high compression ratio. Furthermore, the time during which the pressure in the combustion chamber is high can be lengthened. For this reason, compared with the internal combustion engine which delayed the ignition timing of the comparative example 2, thermal efficiency can be improved and output torque can be enlarged. Alternatively, fuel consumption can be reduced.
図２を参照して、本実施の形態における容積可変装置は、燃焼室５の圧力を検出する筒内圧センサ６６を含む。本実施の形態における容積可変装置は、移動部材としての副室用ピストン５５が係止部５２に着底した時期を検出する着底時期検出手段を含む。本実施の形態における着底時期検出手段は、機関本体１の振動を検出する振動検出器を含む。本実施の形態においては、振動センサ６７が振動検出器として機能する。筒内圧センサ６６および振動センサ６７の出力信号は、電子制御ユニット３１に入力されている。
Referring to FIG. 2, the variable volume device in the present embodiment includes an in-cylinder pressure sensor 66 that detects the pressure in
本実施の形態における容積可変装置は、筒状部材５１の内部を副室用ピストン５５が移動する。副室用ピストン５５は、筒状部材５１の内部を滑らかに移動することが好ましい。ところが、内燃機関の運転期間中に、副室用ピストン５５の移動を妨げる不具合が生じる場合がある。たとえば、副室用ピストン５５または筒状部材５１が、経年変化により徐々に変形する場合がある。または、副室用ピストン本体５５ａや副室用ピストンリング５５ｂが焼きついてしまう場合がある。このような場合には、副室用ピストン５５の移動速度が遅くなったり、副室用ピストン５５の移動中に引っかかったりする場合がある。本実施の形態における容積可変装置は、副室用ピストン５５が滑らかに移動しなくなる故障を検出する。
In the variable volume device in the present embodiment, the sub chamber-
図４に、本実施の形態における容積可変装置が正常なときの運転状態と、容積可変装置が故障したときの運転状態とを説明するタイムチャートを示す。容積可変装置が正常な場合には、すなわち、故障がない場合には、副室用ピストン５５と筒状部材５１との間の摩擦が小さく、滑らかに副室用ピストン５５が移動する。容積可変装置が正常な場合には、クランク角度θｓで燃焼室５の圧力が制御圧力に到達する。図４に示す実施例においては、燃焼室５の圧力にオーバシュートが発現して、制御圧力よりもやや高くなっている。燃焼室５の圧力は振動しながら、ほぼ制御圧力に保たれる。クランク角度θｘ１で、副室用ピストン５５が着底している。その後に燃焼室５の圧力は、クランク角度の進行とともに小さくなっている。
FIG. 4 is a time chart for explaining an operation state when the variable volume device in the present embodiment is normal and an operation state when the variable volume device fails. When the variable volume device is normal, that is, when there is no failure, the friction between the sub chamber-
容積可変装置が正常な場合に、振動センサ６７は、クランク角度θｘ１において副室用ピストン５５が着底するときの振動を検出している。クランク角度θｘ１において、大きな振幅を有する振動が出力されている。本実施の形態においては、振動センサ６７の出力において、予め定められた振幅判定値よりも大きな振幅が検出された時期を副室用ピストンが着底した時期として採用している。本実施の形態における振動センサ６７は、副室用ピストン５５が着底したときの振動を検出することができる。たとえば、振動センサ６７により検出した振動に基づいて、副室用ピストン５５が係止部５２に着底した時期を検出することができる。なお、本実施の形態においては、振動の振幅を検出し、振動の振幅により判別を行っているが、この形態に限られず、振動の速度や振動の加速度などを用いて判別を行っても構わない。
When the variable volume device is normal, the
本実施の形態における容積可変装置が故障したときには、筒状部材５１の内部において副室用ピストン５５が滑らかに移動しなくなる。クランク角度θｓにおいて、副室用ピストンが移動し始める。ところが、副室用ピストン５５の移動速度が遅くなるために、副室用ピストン５５が着底する時期は、クランク角度θｘ１よりも後のクランク角度θｘ２になる。振動センサ６７により検出される振動の出力は、クランク角度θｘ２において発現している。
When the variable volume device in the present embodiment fails, the sub chamber-
この様に、容積可変装置は、副室用ピストンの着底する時期が、所定の時期よりも遅くなった場合に故障していると判別することができる。たとえば、副室用ピストンが徐々に変形する故障の場合には、副室用ピストンの変形量が大きくなるほど、副室用ピストンの着底する時期が正常時における着底する時期よりも遅くなる。このため、副室用ピストンが実際に着底する時期を検出して故障の有無を判別することができる。 As described above, the variable volume device can determine that a failure has occurred when the timing at which the sub chamber-use piston settles is later than the predetermined timing. For example, in the case of a failure in which the sub chamber-use piston is gradually deformed, as the amount of deformation of the sub-chamber piston increases, the timing at which the sub-chamber piston settles becomes later than the timing at which the sub-chamber piston settles normally. For this reason, it is possible to determine whether or not there is a failure by detecting the time when the sub chamber-use piston actually reaches the bottom.
または、容積可変装置は、副室用ピストンの着底する時期が所定量よりも早くなった場合に故障していると判別することができる。たとえば、筒状部材が変形して内側に突出する部分が発現し、副室用ピストンが上昇途中で跳ね返ると、副室用ピストンの着底する時期が正常時における副室用ピストンの着底する時期よりも早くなる場合がある。 Alternatively, the variable volume device can determine that a failure has occurred when the timing at which the sub chamber-use piston settles earlier than a predetermined amount. For example, when the cylindrical member is deformed and a part protruding inward is developed and the sub chamber piston rebounds during the ascent, the sub chamber piston is bottomed when the sub chamber piston is normal. It may be earlier than the time.
図５に、本実施の形態における運転制御のフローチャートを示す。本実施の形態における運転制御は、容積可変装置が故障しているか否かを判別する。図５に示す運転制御は、例えば、予め定められた時間間隔ごとに行なうことができる。 FIG. 5 shows a flowchart of operation control in the present embodiment. The operation control in the present embodiment determines whether or not the variable volume device is out of order. The operation control shown in FIG. 5 can be performed at predetermined time intervals, for example.
ステップ１０１においては、内燃機関の機関回転数および要求負荷を検出する。図１を参照して、機関回転数はクランク角度センサ４２により検出することができる。要求負荷は、負荷センサ４１により検出することができる。
In
次に、ステップ１０２において、容積可変装置が正常な場合に副室用ピストンが着底すべき基準着底時期Ｔｂを読み込む。本実施の形態においては、基準着底時期として基準着底クランク角度θｂを読み込む。
Next, in
本実施の形態における内燃機関は、運転状態に基づいて、移動部材が係止部に着底すべき基準着底時期を選定する基準着底時期の選定手段を備える。本実施の形態においては、運転状態として、機関回転数および要求負荷を採用している。 The internal combustion engine according to the present embodiment includes a reference bottoming timing selecting means for selecting a base bottoming time at which the moving member should bottom at the locking portion based on the operating state. In the present embodiment, the engine speed and the required load are adopted as the operating state.
図６に、本実施の形態における基準着底クランク角度θｂのマップを示す。このマップは、たとえば、電子制御ユニット３１のＲＯＭ３４に予め記憶させておくことができる。基準着底クランク角度θｂは、機関回転数Ｎと要求負荷Ｌとを関数にして選定することができる。検出した機関回転数Ｎと要求負荷Ｌとに基づいて、副室用ピストン５５が係止部５２に着底すべき基準着底クランク角度θｂを読み込むことができる。
FIG. 6 shows a map of the reference bottom crank angle θb in the present embodiment. This map can be stored in advance in the
図５を参照して、次に、ステップ１０３において、燃焼室にて燃料の燃焼を実施する。燃料の燃焼とともに容積可変装置が駆動する。ステップ１０４において、振動センサ６７の出力に基づいて、副室用ピストン５５の実際の着底時期Ｔｘを検出する。本実施の形態においては、実際の着底時期として副室用ピストン５５が着底したクランク角度θｘを検出する。図４を参照して、副室用ピストン５５が実際に着底したクランク角度θｘは、正常時のクランク角度θｘ１や故障時のクランク角度θｘ２を例示することができる。
Referring to FIG. 5, next, in
ステップ１０５においては、副室用ピストン５５の基準着底時期Ｔｂと実際の着底時期Ｔｘとの差が、予め定められた判定値よりも大きいか否かを判別する。本実施の形態においては、変数（θｘ−θｂ）の絶対値が予め定められた判定値よりも大きいか否かを判別している。
In
ステップ１０５において、変数（θｘ−θｂ）の絶対値が予め定められた判定値よりも大きい場合には、容積可変装置が故障していると判別することができる。副室用ピストン５５の移動速度が遅くなったり、副室用ピストン５５の移動途中で跳ね返って着底したりしていると判別することができる。この場合には、ステップ１０６に移行する。ステップ１０６においては、故障判定フラグを１にする。
In
一方で、ステップ１０５において、変数（θｘ−θｂ）の絶対値が予め定められた判定値以下である場合には、筒状部材５１の内部で副室用ピストン５５が滑らかに移動しており、故障が生じていないと判別することができる。この場合には、ステップ１０７に移行する。ステップ１０７においては、故障判定フラグを零にする。
On the other hand, when the absolute value of the variable (θx−θb) is equal to or smaller than a predetermined determination value in
なお、本実施の形態においては、変数（Ｔｘ−Ｔｂ）の絶対値を予め定められた判定値と比較しているが、この形態に限られず、副室用ピストンの基準着底時期Ｔｂと、実際の着底時期Ｔｘとに基づいて判定を行うことができる。たとえば、変数（Ｔｘ−Ｔｂ）を予め定められた判定値と比較しても構わない。または、変数（Ｔｘ／Ｔｂ）を予め定められた判定値と比較しても構わない。 In the present embodiment, the absolute value of the variable (Tx−Tb) is compared with a predetermined determination value. However, the present invention is not limited to this mode. The determination can be made based on the actual bottoming timing Tx. For example, the variable (Tx−Tb) may be compared with a predetermined determination value. Alternatively, the variable (Tx / Tb) may be compared with a predetermined determination value.
図５に示す運転制御において、故障判定フラグが１の場合には、容積可変装置の故障時の運転制御を行なうことができる。容積可変装置の故障時の運転制御としては、容積可変装置の使用を停止する制御を行なうことができる。たとえば、内燃機関の要求負荷の最大値を低下させる制御を行うことができる。または、容積可変装置のガス室に気体を供給する気体供給装置を備える場合には、ガス室の圧力を非常に高くして副室用ピストンの移動を停止させることができる。または、運転者に容積可変装置が故障したことを告知する表示灯がある場合には、表示灯を点灯させたりすることができる。 In the operation control shown in FIG. 5, when the failure determination flag is 1, the operation control at the time of failure of the variable volume device can be performed. As operation control at the time of failure of the variable volume device, control for stopping the use of the variable volume device can be performed. For example, it is possible to perform control for reducing the maximum value of the required load of the internal combustion engine. Alternatively, when a gas supply device that supplies gas to the gas chamber of the variable volume device is provided, the pressure of the gas chamber can be made extremely high to stop the movement of the sub chamber-use piston. Alternatively, when there is an indicator lamp that notifies the driver that the variable volume device has failed, the indicator lamp can be turned on.
一方で、図５に示す運転制御において、故障判定フラグが零の場合には通常運転を継続することができる。 On the other hand, in the operation control shown in FIG. 5, when the failure determination flag is zero, the normal operation can be continued.
本実施の形態における内燃機関は、基準着底時期の選定手段を備え、基準着底時期の選定手段により選定した基準着底時期を用いて容積可変装置が故障しているか否かを判別している。この構成を採用することにより、運転状態に応じて、より正確に故障の判別を行うことができる。運転状態としては、機関回転数および要求負荷に限られず、任意の内燃機関の運転状態を採用することができる。また、基準着底時期は、固定値が採用されていても構わない。 The internal combustion engine in the present embodiment is provided with a reference bottoming timing selecting means, and using the reference bottoming time selected by the reference bottoming time selecting means, it is determined whether or not the variable volume device has failed. Yes. By adopting this configuration, it is possible to more accurately determine a failure according to the operating state. The operation state is not limited to the engine speed and the required load, and any operation state of the internal combustion engine can be adopted. In addition, a fixed value may be adopted as the reference bottoming time.
本実施の形態における着底時期検出手段は、機関本体の振動を検出可能な振動検出器を含み、機関本体の振動の変化に基づいて移動部材が係止部に着底した時期を検出しているが、この形態に限られず、着底時期検出手段は、任意の装置により移動部材が係止部に着底した時期を検出することができる。例えば、着底時期検出手段は、副室用ピストン５５の位置を検出する位置センサを含み、位置センサの出力により副室用ピストン５５が着底したことを検出しても構わない。または、ガス室６１の圧力を検出する圧力センサを配置しても構わない。副室用ピストン５５が、燃焼室５から離れる向きに移動するとガス室６１の圧力が上昇する。副室用ピストン５５が、着底して元の位置に戻ると、ガス室６１の圧力が元の圧力に戻る。このため、ガス室６１の圧力を検出することにより、副室用ピストン５５が着底したことを検出することができる。
The bottoming timing detection means in the present embodiment includes a vibration detector that can detect the vibration of the engine body, and detects the time when the moving member settles on the locking portion based on the change in the vibration of the engine body. However, the present invention is not limited to this configuration, and the bottoming time detection means can detect the time when the moving member bottoms on the locking portion by any device. For example, the bottoming timing detection means may include a position sensor that detects the position of the sub chamber-
本実施の形態における振動検出器は、振動センサ６７を含むが、この形態に限られず、副室用ピストン５５が着底したときに生じる振動を検出できる任意のセンサを採用することができる。たとえば、筒内圧センサ６６が圧電素子を含み、気筒内の圧力に加えて振動の検出が可能な場合には、筒内圧センサ６６により副室用ピストン５５が係止部５２に着底したことを検出することができる。
The vibration detector in the present embodiment includes the
図７に、本実施の形態の容積可変装置が故障した場合の筒内圧センサの出力の変化を説明するタイムチャートを示す。この筒内圧センサは、圧力の他に振動も検出する。クランク角度θｘ１は、容積可変装置が正常な時に副室用ピストン５５が係止部５２に着底する時期である。図７に示す例では、副室用ピストン５５の変位は、クランク角度θｘ２で零になっている。クランク角度θｘ２において、筒内圧センサから振幅の大きな波形が出力されている。すなわち、スパイクが出力されている。筒内圧力センサの出力において、スパイクが検出された時期を副室用ピストンが着底した時期として採用することができる。たとえば、予め定められた振幅の増加速度の判定値よりも大きな振幅の増加速度を検出することにより、副室用ピストンが着底した時期を検出することができる。
FIG. 7 shows a time chart for explaining the change in the output of the in-cylinder pressure sensor when the variable volume device of the present embodiment fails. This in-cylinder pressure sensor detects vibration in addition to pressure. The crank angle θx1 is a time when the sub chamber-
本実施の形態の内燃機関においては、副室用ピストンの基準着底時期および実際の着底時期をクランク角度にて検出しているが、この形態に限られず、基準着底時期および実際の着底時期は、容積可変装置が駆動している期間中の時期を特定可能な任意の変数を採用することができる。たとえば、それぞれの気筒において圧縮上死点に到達してからの経過時間を採用しても構わない。 In the internal combustion engine of the present embodiment, the reference bottoming timing and the actual bottoming timing of the sub chamber piston are detected by the crank angle. However, the present invention is not limited to this mode. As the bottom time, any variable capable of specifying the time during the period in which the variable volume device is driven can be adopted. For example, the elapsed time after reaching the compression top dead center in each cylinder may be adopted.
本実施の形態における容積可変装置は、燃焼室に連通する空間としての副室の容積が可変に形成されているが、この形態に限られず、燃焼室の容積が可変に形成されていても構わない。たとえば、容積可変装置が燃焼室を構成するピストンの上部に形成されていても構わない。 In the variable volume device in the present embodiment, the volume of the sub chamber as a space communicating with the combustion chamber is variably formed. However, the present invention is not limited to this configuration, and the volume of the combustion chamber may be variably formed. Absent. For example, the variable volume device may be formed on the upper part of a piston constituting the combustion chamber.
図８に、実施の形態における他の容積可変装置を備えるピストンの概略破断斜視図を示す。他の容積可変装置は、ピストン３の上部に配置されている。このピストン３は、ピストン本体６４と、移動部材としての覆い部材６２とを含む。ピストン本体６４は、コネクティングロッドに支持される。ピストン本体６４は、ピストンピンを挿入するための穴部６４ａを有する。ピストン本体６４は、覆い部材６２を係止する係止部として機能する窪み部６４ｂを有する。窪み部６４ｂは、ピストン本体６４の側面に形成されている。
FIG. 8 shows a schematic broken perspective view of a piston provided with another variable volume device in the embodiment. The other variable volume device is arranged at the upper part of the
本実施の形態における他の容積可変装置は、ピストン本体６４の燃焼室５に向かう側の端部に配置されているばね装置を含む。ばね装置は、流体封入部材６３を含む。流体封入部材６３の内部には、制御圧力に対応した圧力の気体が封入されている。流体封入部材６３は、側面となる部分に蛇腹部６３ａを有する。流体封入部材６３は、蛇腹部６３ａが変形することにより、矢印２０１に示す方向に、伸縮可能に形成されている。
Another variable volume device in the present embodiment includes a spring device disposed at the end of the piston
覆い部材６２は、流体封入部材６３を覆うように形成されている。覆い部材６２は、燃焼室５の隔壁を構成する天板６２ａを有する。覆い部材６２の側面には、ピストンリングが配置される溝部６２ｂが形成されている。覆い部材６２は、ピストン本体６４に嵌合するように形成されている。覆い部材６２は、ピストン本体６４に対して、矢印２０１に示す方向に相対移動するように形成されている。
The covering
覆い部材６２は、ピストン本体６４に向かって突出する突出部６２ｃを有する。突出部６２ｃは、ピストン本体６４の窪み部６４ｂの内部に配置されている。突出部６２ｃが窪み部６４ｂの端部に接触することにより、覆い部材６２の燃焼室５に向かう移動が制限される。突出部６２ｃが窪み部６４ｂの燃焼室５に向かう側の端部に接触して停止している状態が、覆い部材６２が着底している状態である。
The
本実施の形態の他の容積可変装置においては、燃焼室５の圧力が制御圧力に到達したときに、燃焼室５の圧力変化を駆動源として流体封入部材６３が縮む。覆い部材６２がピストン本体６４に対して相対的に移動する。この結果、燃焼室５の容積が増加して、燃焼室５の圧力上昇を抑制することができる。このような燃焼室５の容積が可変に形成されている容積可変装置を備える内燃機関においても、前述と同様の着底時期検出手段を配置して容積可変装置が故障しているか否かを判別することができる。
In another volume variable device of the present embodiment, when the pressure in the
本実施の形態における容積可変装置は、制御圧力が一定であるが、この形態に限られず、制御圧力が可変に形成されていても構わない。たとえば、容積可変装置は、ガス室に気体を供給したり、ガス室の気体を排出したりする機能を有する気体供給装置を備えていても構わない。気体供給装置を配置することにより、運転期間中または停止期間中にガス室から気体が漏れても、ガス室に気体を充填することができる。また、ガス室の圧力を変更することにより、内燃機関の運転状態に応じて制御圧力を変更することができる。この場合に、基準着底時期の選定においては、運転状態の変数としてガス室の圧力または制御圧力等を関数に含めることができる。 The variable volume device in the present embodiment has a constant control pressure. However, the present invention is not limited to this configuration, and the control pressure may be variably formed. For example, the variable volume device may include a gas supply device having a function of supplying gas to the gas chamber and discharging gas in the gas chamber. By disposing the gas supply device, the gas chamber can be filled with gas even if the gas leaks from the gas chamber during the operation period or the stop period. Further, the control pressure can be changed according to the operating state of the internal combustion engine by changing the pressure of the gas chamber. In this case, in the selection of the reference bottoming time, the pressure of the gas chamber or the control pressure can be included in the function as a variable of the operation state.
本実施の形態におけるばね装置は、気体が圧縮されることにより弾性を有する気体ばねを含むが、この形態に限られず、ばね装置は、弾性を有する任意の装置を採用することができる。たとえば、ばね装置は、コイルスプリング等の機械ばねを含んでいても構わない。 The spring device according to the present embodiment includes a gas spring that has elasticity when gas is compressed. However, the spring device is not limited to this mode, and any device having elasticity can be adopted as the spring device. For example, the spring device may include a mechanical spring such as a coil spring.
上記の実施の形態は、適宜組み合わせることができる。上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される変更が含まれている。 The above embodiments can be combined as appropriate. In the respective drawings described above, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In addition, said embodiment is an illustration and does not limit invention. In the embodiment, the change shown in a claim is included.
１ 機関本体
３ ピストン
５ 燃焼室
３１ 電子制御ユニット
４１ 負荷センサ
４２ クランク角センサ
５０ 気体ばね
５１ 筒状部材
５２ 係止部
５５ 副室用ピストン
６０ 副室
６１ ガス室
６２ 覆い部材
６３ 流体封入部材
６４ ピストン本体
６４ｂ 窪み部
６６ 筒内圧センサ
６７ 振動センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (4)
容積可変装置は、燃焼室の圧力が制御圧力に到達したときに移動する移動部材と、燃焼室の圧力が制御圧力未満のときに移動部材を係止する係止部と、移動部材が係止部に着底した時期を検出する着底時期検出手段とを含み、
着底時期検出手段により検出した移動部材が係止部に着底した時期と、容積可変装置が正常である場合に移動部材が着底すべき基準着底時期とに基づいて、容積可変装置が故障しているか否かを判別することを特徴とする、内燃機関。 An elastic spring device is included, and when the pressure in the combustion chamber reaches a predetermined control pressure, the change in the pressure in the combustion chamber is used as a drive source, and the spring device contracts to communicate with the combustion chamber volume or the combustion chamber. Equipped with a variable volume device that changes the volume of the space to be
The variable volume device includes a moving member that moves when the pressure in the combustion chamber reaches a control pressure, a locking portion that locks the moving member when the pressure in the combustion chamber is less than the control pressure, and a moving member that locks. Including a bottoming time detecting means for detecting the time of bottoming on the part,
Based on the time when the moving member detected by the bottoming timing detecting means bottoms on the engaging portion and the reference bottoming time that the moving member should bottom when the volume variable device is normal, the variable volume device is An internal combustion engine characterized by determining whether or not a failure has occurred.
着底時期検出手段は、機関本体の振動を検出可能な振動検出器を含み、
振動検出器により検出した振動に基づいて、移動部材が係止部に着底した時期を検出することを特徴とする、請求項１に記載の内燃機関。 An engine body including a combustion chamber,
The bottoming timing detection means includes a vibration detector capable of detecting vibration of the engine body,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the time when the moving member settles on the engaging portion is detected based on the vibration detected by the vibration detector.
基準着底時期の選定手段により選定した基準着底時期を用いて、容積可変装置が故障しているか否かを判別することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関。 Based on the operating state of the internal combustion engine, comprising means for selecting a reference bottoming time for selecting a reference bottoming time at which the moving member should bottom at the locking portion,
The internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined whether or not the variable volume device has failed using the reference bottoming time selected by the reference bottoming time selecting means.
移動部材は、筒状部の内部に配置され、筒状部の内部の空間を区画して、燃焼室に向かう側に副室を形成し、燃焼室に向かう側と反対側にガス室を形成しており、
ばね装置は、ガス室を含み、移動部材が移動してガス室が圧縮されることにより弾性を有することを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関。 The variable volume device includes a cylindrical portion communicating with the combustion chamber,
The moving member is arranged inside the cylindrical portion, divides a space inside the cylindrical portion, forms a sub chamber on the side toward the combustion chamber, and forms a gas chamber on the side opposite to the side toward the combustion chamber And
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the spring device includes a gas chamber, and has elasticity when the moving member moves and the gas chamber is compressed.
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