JPH01100327A - Variable-compression ratio type engine with supercharger - Google Patents
Variable-compression ratio type engine with superchargerInfo
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Landscapes
- Supercharger (AREA)
- Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、点火時期、圧縮比、および、過給圧を運転条
件に応じて可変設定する過給機付き圧縮比可変型エンジ
ンに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a variable compression ratio engine with a supercharger that variably sets ignition timing, compression ratio, and boost pressure according to operating conditions.
［従来の技術と発明が解決しようとする問題点］従来か
ら、圧縮比を高めれば、エンジンの出力が向上すること
が知られており、最近では、高負荷運転時の容積効率を
高めるため過給機を併設だエンジンも多い。[Prior art and problems to be solved by the invention] It has been known for a long time that increasing the compression ratio improves engine output. Many engines also have feeders attached.
しかし、この圧縮比（あるいは圧縮圧）を必要以上に高
めると、急加速などの過渡時、高速高負荷運転時、ある
いは、過給機の過給ゾーンなどでノッキングが発生しや
すくなる。However, if this compression ratio (or compression pressure) is increased more than necessary, knocking is likely to occur during transients such as sudden acceleration, during high-speed, high-load operation, or in the supercharging zone of a supercharger.
よって、圧縮比一定のエンジンでは、この肥縮比をノッ
キングの発生しない限られた領域で設定する必要がある
。その結果、定常運転時の出力が相対的に制約を受ける
ことになるばかりでなく、爆料消費率の低減を実現覆る
際の障害にもなる。Therefore, in an engine with a constant compression ratio, it is necessary to set the fattening ratio in a limited range where knocking does not occur. As a result, not only is the output during steady operation relatively restricted, but it also becomes an obstacle to achieving a reduction in the explosive consumption rate.
例えば、特開昭５９−４１６３７公報には、燃焼室に副
室を連通形成し、この副室に１■装された副ピストンを
運転条件に応じて進退動作させ、ノックセンサの出力信
号により、ノックの発生しない最大トルクをえられる範
囲に圧縮比を可変設定する、いわゆる、可変圧縮比型エ
ンジンの技術が開示されている。For example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-41637, an auxiliary chamber is formed in communication with the combustion chamber, and an auxiliary piston installed in the auxiliary chamber is moved forward and backward according to the operating conditions, and the output signal of a knock sensor is used to move the auxiliary piston forward and backward according to the operating conditions. A so-called variable compression ratio engine technology has been disclosed in which the compression ratio is variably set within a range where maximum torque without knocking can be obtained.
ところで、ノックキングはエンドガスの急激な燃焼にと
もなう圧力振動によって生じるものと考えられている。By the way, knocking is thought to be caused by pressure vibrations caused by rapid combustion of end gas.
したがって、上記先行技術のごとく、各運転領域の最適
圧縮比をエンジンのノッキングを検知することによりフ
ィードバック制御するものでは、燃焼室の圧力が急激に
上昇した場合でもノッキングが発生するまでは圧縮圧の
異常を検出できず、ノックキングの発生しない最大トル
クが得られる領域に圧縮比を的確に制御するには限界が
ある。Therefore, in the prior art described above, which feedback-controls the optimum compression ratio for each operating range by detecting engine knocking, even if the pressure in the combustion chamber suddenly increases, the compression pressure remains constant until knocking occurs. There is a limit to the ability to accurately control the compression ratio to a range where the maximum torque can be obtained without detecting an abnormality and without causing knocking.
一方、ノックの防止対策として点火時期を制御する手段
が一般に多く採用されているが、上述と同様にノックセ
ンサによってノックの有無を検出すものであり、ノック
限界まで点火進角を近付けるには限界がある。On the other hand, as a measure to prevent knock, many methods are generally used to control the ignition timing, but as mentioned above, the presence or absence of knock is detected using a knock sensor, and there is a limit to bringing the ignition advance closer to the knock limit. There is.
とくに、過給義を装備する圧縮比可変型エンジンでは、
点火進角、圧縮比に加え、過給圧を適性に制御する必要
があるが、従来のこの種のエンジンでは、それらを有機
的に制御づることが困難で、エンジンのポテンシャルを
充分に引きだすことができない。In particular, in variable compression ratio engines equipped with supercharging,
In addition to ignition advance angle and compression ratio, it is necessary to appropriately control boost pressure, but in conventional engines of this type, it is difficult to control these organically, and it is difficult to bring out the full potential of the engine. I can't.
Ｌ発明の目的Ｊ
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、点火時期
と圧縮比と過給圧とを有機的に且つ高い精度に制御する
ことができ、最大トルクをノッキングなしに得ることが
でき、最良の条件下でエンジンのポテンシャルを充分に
引きだすことができ、且つ、排気エミッションの低減、
燃費およびドライバビリティの向上を図ることのできる
過給機付き圧縮比可変型エンジンを提供することを目的
としている。LObject of the Invention J The present invention has been made in view of the above circumstances, and is capable of organically and highly accurately controlling ignition timing, compression ratio, and supercharging pressure, and obtains maximum torque without knocking. This allows the full potential of the engine to be brought out under the best conditions, while also reducing exhaust emissions.
The object of the present invention is to provide a variable compression ratio engine with a supercharger that can improve fuel efficiency and drivability.
［問題点を解決するための手段及び作用］本発明は、燃
焼室に一連通する副室に嵌装された副ピストンを進退動
作させて圧縮比を可変設定するるアクチュエータと、過
給機の過給圧を可変設定するアクチュエータとが運転状
態に応じて動作信号を出力す、るＰａ制御手段に接続さ
れている過給機付き圧縮比可変型エンジンにおいて、前
記制御手段に、運転条件検出手段からの検出値に基づき
基本圧縮比を設定する基本圧縮比設定手段と、筒内圧セ
ンサの出力信号から図示平均有効圧を検出する図示平均
有効圧検出手段と、上記筒内圧センサの出力信号からノ
ッキングを検出するノッキング検出手段と、点火時期を
上記ノッキング検出手段のフィードバック出力に基づき
ノック限界まで進角させる点火時ｍ調整手段と、点火進
角前後の上記図示平均有効圧検出手段で検出された図示
平均有効圧を比較し、その比較値に応じ上記図示平均有
効圧が最大となる方向へ圧縮比および過給圧を設定する
圧縮比、過給圧調整手段とが設けられているものである
。[Means and effects for solving the problem] The present invention provides an actuator for variably setting a compression ratio by moving an auxiliary piston fitted in an auxiliary chamber communicating with a combustion chamber forward and backward, and a supercharger. In a variable compression ratio engine with a supercharger connected to a Pa control means in which an actuator for variably setting boost pressure outputs an operating signal according to the operating state, the control means includes an operating condition detection means. basic compression ratio setting means for setting the basic compression ratio based on the detected value from the in-cylinder pressure sensor; indicated mean effective pressure detection means for detecting the indicated mean effective pressure from the output signal of the cylinder pressure sensor; and knocking detection means for detecting the indicated mean effective pressure from the output signal of the cylinder pressure sensor. knocking detection means for detecting the knocking detection means, ignition timing adjustment means for advancing the ignition timing to the knock limit based on the feedback output of the knocking detection means, and the indicated mean effective pressure detected by the indicated mean effective pressure detection means before and after the ignition advance. Compression ratio and supercharging pressure adjusting means are provided for comparing the average effective pressures and setting the compression ratio and supercharging pressure in a direction in which the indicated mean effective pressure is maximized according to the comparison value.
［発明の実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。[Embodiments of the invention] Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は過給機付き圧
縮比可変型エンジンの要部概略図、第２図は制御手段の
ブロック図、第３図は筒内圧制御のフローチャート、第
４図は調整モードのフローチャートである。The drawings show one embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a schematic diagram of the main parts of a variable compression ratio engine with a supercharger, Fig. 2 is a block diagram of the control means, Fig. 3 is a flowchart of in-cylinder pressure control, FIG. 4 is a flowchart of the adjustment mode.
図中の符号１はエンジン本体であり、このエンジン本体
１のシリンダヘッド１ａ側に、ピストン２にて区画形成
された燃焼室１ｂが形成され、この燃焼室１ｂに筒内圧
センサ１３および点火栓１４が臨まされている。さらに
、このシリンダヘッド１ａに、上記燃焼室１ｂ１．：８
通する副室１ｃが穿設されており、この副室１Ｃに副ピ
ストン１０が嵌装され、この副ピストン１０にアクチュ
エータ１１のプランジャ１１ａが連設されている。Reference numeral 1 in the figure is an engine main body, and a combustion chamber 1b defined by a piston 2 is formed on the cylinder head 1a side of the engine main body 1. In this combustion chamber 1b, an in-cylinder pressure sensor 13 and a spark plug 14 are provided. is coming. Further, the cylinder head 1a is provided with the combustion chamber 1b1. :8
A sub-chamber 1c is bored through the sub-chamber 1C, and a sub-piston 10 is fitted into the sub-chamber 1C, and a plunger 11a of an actuator 11 is connected to the sub-piston 10.
また、上記シリンダヘッド１ａに、上記燃焼室１ｂに連
通する吸入管３と排気管４が各々連通されており、その
中途に過給機１５の過給室１５ａとタービン室１５ｂが
各々形成されている。ざらに、この各室１５ａ、１５ｂ
に、ロータ１５ｃのインペラ１５ｄと排気タービン１５
ｅが介装されている。Further, an intake pipe 3 and an exhaust pipe 4 communicating with the combustion chamber 1b are respectively connected to the cylinder head 1a, and a supercharging chamber 15a and a turbine chamber 15b of a supercharger 15 are formed in the middle thereof. There is. Roughly, each room 15a, 15b
, the impeller 15d of the rotor 15c and the exhaust turbine 15
e is interposed.
また、上記排気管４には、上記タービン室１５ｂを迂回
する排気バイパス通路１６が接続されており、この排気
バイパス通路１６の上流側に、ウェストゲートバルブ１
７が介装されている。さらに、このウェストゲートバル
ブ１７のステム１７ａが、吸気管負圧でコントロール動
作するアクチュエータ１８に連設されている。このアク
チュエータ１８の動作！１８ａに、上記吸入管３のスロ
ットルバルブ（図示せず）の直下流に一端を連通する負
圧通路１９の他端が連通されている。さらに、この負圧
通路１９の中途に、過給圧コントロールソレノイド２０
に連設するコントロールバルブ２０ａが介装されている
。Further, an exhaust bypass passage 16 that bypasses the turbine chamber 15b is connected to the exhaust pipe 4, and a waste gate valve 1 is connected to the upstream side of the exhaust bypass passage 16.
7 is interposed. Further, a stem 17a of this waste gate valve 17 is connected to an actuator 18 that is controlled by negative pressure in the intake pipe. The operation of this actuator 18! 18a is connected to the other end of a negative pressure passage 19, one end of which communicates directly downstream of a throttle valve (not shown) of the suction pipe 3. Furthermore, a supercharging pressure control solenoid 20 is installed in the middle of this negative pressure passage 19.
A control valve 20a connected to the control valve 20a is interposed.
また、上記吸入管３の上記過給室１５ａの下流側に形成
されたエアチ１７ンバ３ａに、圧力センサ５が配設され
ている。Further, a pressure sensor 5 is disposed in an air chamber 3a formed on the downstream side of the supercharging chamber 15a of the suction pipe 3.
また、上記エンジン本体１に形成されたウォータジャケ
ット１ｄに水温センサ６が配設されている。ざらに、上
記ピストン２にｉｉ設するクランク軸７に固設されたシ
グナルディスクプレート８にクランク角センサ９が対設
されている。Further, a water temperature sensor 6 is disposed in a water jacket 1d formed in the engine body 1. Roughly speaking, a crank angle sensor 9 is provided opposite to a signal disk plate 8 which is fixed to a crankshaft 7 provided on the piston 2.
また、符号１２は制御手段であり、この制御手段１２の
入力側に上記各センサ５．６．９．１３などで構成され
た運転条件検出手段２１が接続されている。なお、符号
１３ａはチャージアンプである。Further, reference numeral 12 denotes a control means, and an operating condition detection means 21 composed of the above-mentioned sensors 5, 6, 9, 13, etc. is connected to the input side of this control means 12. In addition, the code|symbol 13a is a charge amplifier.
また、この制御手段１２の出力側に、上記アクチュエー
タ１１のコイル（図示せず）、上記点火栓１４に点火電
圧を出力する点火回路１４ａ、および、上記過給圧コン
トロールソレノイド２０が各々接続されている。Further, a coil (not shown) of the actuator 11, an ignition circuit 14a that outputs an ignition voltage to the ignition plug 14, and the boost pressure control solenoid 20 are connected to the output side of the control means 12, respectively. There is.
上記制御手段１２には、基本圧縮比設定手段２２、圧縮
比調整手段２３、過給圧調整手段２４、点火時期調整手
段２５、Ｐｉ（図示平均有効圧）検出手段２６、ノッキ
ング検出手段２７が設けられている。The control means 12 is provided with a basic compression ratio setting means 22, a compression ratio adjustment means 23, a supercharging pressure adjustment means 24, an ignition timing adjustment means 25, a Pi (indicated mean effective pressure) detection means 26, and a knocking detection means 27. It is being
上記基本圧縮比設定手段２２では、上記水温センサ６で
測定され冷ｒＪ］水温Ｔｗから現運転時のエンジン温度
を割出し、このエンジン温度に応じた特定圧縮比マツプ
を、予め実験などから設定してＲＯＭに記憶されている
複数の圧縮比マツプＭＰεの中から選択する。そして、
上記圧力センサ５で測定された吸入空気ｆＪＱと、上記
クランク角センサ９で測定されたエンジン回転数Ｎから
、上記特定圧縮比マツプの中の該当エリアに記憶されて
いる圧縮比係数を取出し、この圧縮比係数から基本圧縮
比を演算する。The basic compression ratio setting means 22 calculates the engine temperature during current operation from the cold water temperature Tw measured by the water temperature sensor 6, and sets a specific compression ratio map corresponding to this engine temperature in advance through experiments. The compression ratio map MPε is selected from among a plurality of compression ratio maps MPε stored in the ROM. and,
The compression ratio coefficient stored in the corresponding area in the specific compression ratio map is extracted from the intake air fJQ measured by the pressure sensor 5 and the engine speed N measured by the crank angle sensor 9. Calculate the basic compression ratio from the compression ratio coefficient.
上記ノッキング検出手段２７では、上記筒内圧センサ１
３で測定された筒内圧Ｐから指圧波形を読み、ノックの
有無を検出する。In the knocking detection means 27, the cylinder pressure sensor 1
The acupressure waveform is read from the cylinder pressure P measured in step 3, and the presence or absence of knock is detected.
上記Ｐｉ検出手段２６では、上記クランク角センサ９で
測定されたクランク角θから基準となる上死点等を判別
し、さらに、上記筒内圧センサ１３で測定された筒内圧
Ｐを取入れ、１サイクルごとの図示平均有効圧Ｐｉを演
算する。The Pi detecting means 26 determines the reference top dead center etc. from the crank angle θ measured by the crank angle sensor 9, and further takes in the cylinder pressure P measured by the cylinder pressure sensor 13, and takes one cycle. The indicated mean effective pressure Pi is calculated for each time.
４サイクルエンジンの場合、この図示平均有効圧Ｐｉは
、
Ｖｈ：行程容量
θ：上死点前のクランク軸回転角
Ｐ：各回転角での筒内圧
■θ：各回転各での容積変化分
で求められる。In the case of a 4-stroke engine, this indicated mean effective pressure Pi is: Vh: Stroke capacity θ: Crankshaft rotation angle before top dead center P: Cylinder pressure at each rotation angle ■θ: Volume change at each rotation Desired.
すなわち、上記クランク角センサで測定されたクランク
角θから気筒の容積変化を演算し、容積変化分Ｖθの変
化があったとき、上記筒内圧センサ１３の信号から筒内
圧Ｐを測定し、この筒内圧Ｐと上記気筒容積゛変化分Ｖ
θとの積を順次計算し、次いで、１サイクルごとの総和
を行程容積■ｈで割ることにより上記図示平均有効圧Ｐ
ｉを演算する。That is, the change in cylinder volume is calculated from the crank angle θ measured by the crank angle sensor, and when there is a change in volume Vθ, the cylinder pressure P is measured from the signal from the cylinder pressure sensor 13, and the cylinder pressure P is calculated from the cylinder pressure sensor 13. Internal pressure P and the above cylinder volume change V
By sequentially calculating the product with θ and then dividing the total for each cycle by the stroke volume h, the above indicated mean effective pressure P can be calculated.
Calculate i.
また、点火時期調整手段２５では、上記吸入空気ｆｆ１
Ｑと上記筒内圧Ｐとから現運転時の負荷に応じた基本点
火進角を求め、この基本点火進角を、上記Ｐｉ検出手段
２６で演算された図示平均有効圧Ｐｉ１および、上記ノ
ッキング検出手段２７からのノック検知信号に基づいて
補正し、実際の点火進角を演算する。そして、この実際
の点火進角でノックが検出された場合、リタードしノッ
ク発生前の点火進角に設定する。Further, in the ignition timing adjusting means 25, the above-mentioned intake air ff1
A basic ignition advance angle corresponding to the load during current operation is determined from Q and the cylinder pressure P, and this basic ignition advance angle is calculated by the indicated mean effective pressure Pi1 calculated by the Pi detection means 26 and the knocking detection means. The actual ignition advance angle is calculated based on the knock detection signal from 27. If knock is detected at this actual ignition advance angle, the ignition advance angle is retarded and set to the ignition advance angle before knock occurrence.
また、上記圧縮比調整手段２３では、上記基本圧縮比設
定手段２２で演算した基本点火進角を、上記Ｐｉ検出手
段２６にて演算された図示平均有効圧Ｐｉと、上記ノッ
キング検出手段２７からの出力信号に基づきフィードバ
ック補正して、実際の圧縮比を演算し、上記アクチュエ
ータ１１のコイルへ動作信号を出力する。The compression ratio adjustment means 23 also uses the basic ignition advance angle calculated by the basic compression ratio setting means 22 as the indicated mean effective pressure Pi calculated by the Pi detection means 26 and the knocking detection means 27. Feedback correction is performed based on the output signal, an actual compression ratio is calculated, and an operation signal is output to the coil of the actuator 11.
さらに、上記過給圧調整手段２４では、点火進角後、上
記ノッキング検出手段２７にてノックが検出されていな
い場合、図示平均有効圧Ｐｉを検出し、その値に応じた
過給圧を演算し、上記過給圧コントロールソレノイド２
０へ動作信号を出力する。Further, the supercharging pressure adjusting means 24 detects the indicated average effective pressure Pi when the knocking detecting means 27 detects no knocking after the ignition advance, and calculates the supercharging pressure according to the value. The above boost pressure control solenoid 2
Outputs an operation signal to 0.
次に、上記制御手段１２の制御手順を第３図、第４図の
フローチャートに従って説明する。Next, the control procedure of the control means 12 will be explained according to the flowcharts of FIGS. 3 and 4.
通常の制御動作は第３図のメインルーチンに従って行わ
れる。Normal control operations are performed according to the main routine shown in FIG.
まず、ステップ１０１で、運転条件検出手段２１から冷
却水温ＴＶ１エンジン回転数Ｎ、吸入空気量Ｑ、筒内圧
Ｐなどを、求め、現在の運転条件を検出する。First, in step 101, the current operating conditions are detected by determining the cooling water temperature TV1, engine speed N, intake air amount Q, cylinder pressure P, etc. from the operating condition detection means 21.
そして、ステップ１０２で上記冷却水温ＴＶに基づき複
数に区分された圧縮比マツプＭＰεの中から、特定圧縮
比マツプを選択し、次いで、上記吸入空気ＩＱとエンジ
ン回転数Ｎから上記特定圧縮比マツプ中の該当エリアに
記憶されてい圧縮比係数を取出し、それに基づいて基本
圧縮比を設定する。Then, in step 102, a specific compression ratio map is selected from among the compression ratio maps MPε divided into a plurality of sections based on the cooling water temperature TV, and then the specific compression ratio map is selected based on the intake air IQ and the engine speed N. The compression ratio coefficient stored in the corresponding area is extracted and the basic compression ratio is set based on it.
その後、ステップ１０３では、上記吸入空気ｆｉＱから
エンジンの負荷状態を判定し、高負荷の場合は、ステッ
プ１０４へ進み、それ以外の場合は上記ステップ１０１
へ戻る。Thereafter, in step 103, the load state of the engine is determined from the intake air fiQ, and if the load is high, the process proceeds to step 104; otherwise, the process proceeds to step 101.
Return to
そして、ステップ１０４では、点火時期制御、圧縮比制
御、過給圧制御などの調整モードを実行する。Then, in step 104, adjustment modes such as ignition timing control, compression ratio control, and supercharging pressure control are executed.
その間、ステップ１０５では、運転条件を上記ステップ
１０１と同様の手段で検出し、ステップ１０Ｇで、この
運転条件と、上記ステップ１０１で検出した運転条件と
を比較し、運転条件が変ったかどうかが判定される。変
化がない場合はステップ１０５を繰返す。Meanwhile, in step 105, the operating condition is detected by the same means as in step 101, and in step 10G, this operating condition is compared with the operating condition detected in step 101, and it is determined whether the operating condition has changed. be done. If there is no change, step 105 is repeated.
運転条件が変化した場合は、上記ステップ１０４で実行
されている調整モードを停止しくステップ１０７ ）
、ステップ１０２へ戻り、上記ステップ１０５で検出さ
れた運転条件に基づき基本圧縮比を演算する。If the operating conditions change, stop the adjustment mode executed in step 104 above (step 107).
, returns to step 102 and calculates the basic compression ratio based on the operating conditions detected in step 105.
一方、上記ステップ１０４の調整モードは、第４図のサ
ブルーチンに従って実行される。On the other hand, the adjustment mode in step 104 is executed according to the subroutine shown in FIG.
ステップ２０１では、前記ステップ１０１で検出された
運転条件から、ノック限界の点火進角を演算し、点火回
路１４ａに点火信号を出力し、この点火回路１４ａから
点火栓１４に点火電圧を供給する。そして、ステップ２
０２で、上記ノッキング検出手段２７からの出力信号に
基づき、ノックの有無を判定する。In step 201, the ignition advance angle at the knock limit is calculated from the operating condition detected in step 101, an ignition signal is output to the ignition circuit 14a, and an ignition voltage is supplied to the ignition plug 14 from the ignition circuit 14a. And step 2
At step 02, the presence or absence of knocking is determined based on the output signal from the knocking detection means 27.
ノックが発生した場合は、ステップ２０３へ進み、点火
時期をリタードし、ノック発生前の点火進角に設定して
、ステップ２０２へ戻る。また、ノックが発生してしな
い場合は、ステップ２０４へ進み、そのときの図示平均
有効圧Ｐｉを演算し、また、ステップ２０５で過給圧コ
ントロールソレノイド２０へ過給圧を上げる動作信号を
出力する。If knock occurs, the process proceeds to step 203, where the ignition timing is retarded and set to the ignition advance angle before the knock occurred, and the process returns to step 202. If knocking does not occur, the process proceeds to step 204, where the indicated mean effective pressure Pi at that time is calculated, and at step 205, an operation signal to increase the supercharging pressure is output to the supercharging pressure control solenoid 20. .
上記過給圧コントロールソレノイド２ｏは、上記制御手
段１２の出力信号に応じて、コントロールバルブ２０ａ
を閉弁する。すると、アクチュエータ１８の動作室１８
ａに負圧通路１９を介して導入される負圧が減衰し、こ
のアクチュエータ１８に連設するウェストゲートバルブ
１７が、排気バイパス通路１６を閉弁する。The boost pressure control solenoid 2o operates the control valve 20a in accordance with the output signal of the control means 12.
Close the valve. Then, the operating chamber 18 of the actuator 18
The negative pressure introduced into a via the negative pressure passage 19 is attenuated, and the waste gate valve 17 connected to the actuator 18 closes the exhaust bypass passage 16.
その結果、過給機１５のタービン室１５ｂに介装されて
いる排気タービン１５ｅにかかる排気圧が高くなり、吸
入管３の排気タービン１５ｅに介装されているインペラ
１５ｄの回転速度が高めらけれ、その分、過給圧が上昇
する。As a result, the exhaust pressure applied to the exhaust turbine 15e installed in the turbine chamber 15b of the supercharger 15 increases, and the rotational speed of the impeller 15d installed in the exhaust turbine 15e of the suction pipe 3 increases. , the boost pressure increases accordingly.
そして、ステップ２０６では、上記ノッキング検出手段
２７の測定値から、過給後のノックの有無を検知し、ノ
ックが発生している場合は、ステップ２０７へ進み、点
火時期をリタードして上記ステップ２０６を繰り返す。Then, in step 206, the presence or absence of knocking after supercharging is detected from the measured value of the knocking detection means 27, and if knocking has occurred, the process proceeds to step 207, where the ignition timing is retarded and the ignition timing is retarded. repeat.
一方、ノックが発生した場合は、ステップ２０８へ進み
、ノック発生時の図示平均有効圧Ｐｉを検出し、ステッ
プ２０９で上記ステップ２０４で検出した過給圧上昇前
の図示平均有効圧Ｐｉと比較する。On the other hand, if knocking occurs, the process proceeds to step 208, where the indicated mean effective pressure Pi at the time of knocking is detected, and in step 209, it is compared with the indicated mean effective pressure Pi before the boost pressure rise detected in step 204. .
そして、この図示平均有効圧Ｐｉが上昇している場合は
、ステップ２１０へ進み、また、下がっている場合は、
ステップ２１１へ進む。If the indicated mean effective pressure Pi is rising, the process proceeds to step 210; if it is falling, the process proceeds to step 210.
Proceed to step 211.
プログラムがステップ２１０へ進むと、上記図示平均有
効圧Ｐｉが下がった分だけ、圧縮比を上げるべくアクチ
ュエータ１１へ動作信号を出力する。When the program proceeds to step 210, an operation signal is output to the actuator 11 to increase the compression ratio by the amount that the indicated mean effective pressure Pi has decreased.
すると、このアクチュエータ１１に、プランジャ１１ａ
を介して連設する副ピストン１０が副室１Ｇを突出方向
へスライドし、燃焼室１ｂの容積を少なくし、圧縮比を
相対的に高める。Then, the plunger 11a is attached to this actuator 11.
The auxiliary piston 10 that is connected to the auxiliary piston 10 slides in the auxiliary chamber 1G in the protruding direction, thereby reducing the volume of the combustion chamber 1b and relatively increasing the compression ratio.
次いで、ステップ２１２でノックの有無が判定され、ノ
ックが発生している場合はノック限界を越えているので
、点火時期をリタードして（ステップ２１３ ） 、上
記ステップ２１２を繰り返す。Next, in step 212, it is determined whether there is knocking, and if knocking has occurred, the knock limit has been exceeded, so the ignition timing is retarded (step 213), and the above step 212 is repeated.
また、ノックが発生していない場合は、ステップ２１５
へ進み、図示平均有効圧Ｐ１を再び検出する。そして、
上記ステップ２０８で検出した図示平均有効圧Ｐｉと比
較し、上昇している場合は、最大トルクまで未だ余裕が
あると判断し、上記ステップ２０５へ戻り過給圧を上げ
る。また、図示平均有効圧Ｐｉが下がった場合はステッ
プ２６１へ進む。Further, if knocking has not occurred, step 215
Then, the indicated mean effective pressure P1 is detected again. and,
It is compared with the indicated mean effective pressure Pi detected in step 208, and if it has increased, it is determined that there is still room to reach the maximum torque, and the process returns to step 205 to increase the supercharging pressure. Further, if the indicated mean effective pressure Pi has decreased, the process advances to step 261.
一方、上記ステップ２０９で図示平均有効圧Ｐｉが下が
ったと判断された場合、得られる最大トルクを越えた値
に圧縮比が設定されているので、ステップ２１１で圧縮
比を下げる補正をする。On the other hand, if it is determined in step 209 that the indicated mean effective pressure Pi has decreased, the compression ratio is set to a value exceeding the maximum torque that can be obtained, so a correction is made to lower the compression ratio in step 211.
次いで、ステップ２１７で、この圧縮比に応じた点火進
角を設定し、ステップ２１８で、この点火進角時に、ノ
ックが発生したかどうかが判定され、発生した場合は、
ノック限界を越えているので、リタードしくステップ２
１９ ） 、上記ステップ２１８を繰返す。Next, in step 217, the ignition advance angle is set according to this compression ratio, and in step 218, it is determined whether or not knocking has occurred during this ignition advance, and if knocking has occurred,
Since the knock limit has been exceeded, please retard step 2.
19), repeat step 218 above.
一方、ノックが発生していない場合は、ステップ２２０
へ進み、そのときの図示平均有効圧Ｐｉを検出し、前記
ステップ２０８で検出した図示平均有効圧Ｐｉと比較す
る（ステップ２２１）。On the other hand, if knocking has not occurred, step 220
Then, the indicated mean effective pressure Pi at that time is detected and compared with the indicated mean effective pressure Pi detected in step 208 (step 221).
そして、図示平均有効圧Ｐｉが下がった場合は、得られ
る最大トルクに対し未だ余裕があると判断し、上記ステ
ップ２０５へ戻り、過給圧を上げる補正をする。一方、
図示平均有効圧Ｐｉが上昇している場合は、ノック限界
に余裕があると判断し、ステップ２１６へ進み、過給圧
を下げた後、再び、ノック限界まで点火進角させる（ス
テップ２２２）。If the indicated average effective pressure Pi has decreased, it is determined that there is still room for the maximum torque that can be obtained, and the process returns to step 205 to make corrections to increase the supercharging pressure. on the other hand,
If the indicated average effective pressure Pi has increased, it is determined that there is a margin within the knock limit, the process proceeds to step 216, the supercharging pressure is lowered, and then the ignition is advanced to the knock limit again (step 222).
ところで、上記ステップ２１６で、上記過給圧コントロ
ールソレノイド２０に過給圧を下げる信号か出力される
と、この過給圧コントロールソレノイド２０のコントロ
ールバルブ２０ａが次第に開弁され、吸入管３の負圧が
負圧通路１９を介してアクチュエータ１８の動作室１８
ａに導入される。By the way, in step 216, when a signal to lower the boost pressure is output to the boost pressure control solenoid 20, the control valve 20a of the boost pressure control solenoid 20 is gradually opened, and the negative pressure in the suction pipe 3 is reduced. is connected to the operating chamber 18 of the actuator 18 via the negative pressure passage 19.
introduced into a.
すると、このアクチュエータ１８に連設するつ工ストゲ
ートバルブ１７が排気バイパス通路１６を次第に開弁じ
、排気ガス圧を排気バイパス通路１６へ逃がす。その結
果、過給機１５の排気タービン１５ｅにかかる排気ガス
圧が低下し、その分、インペラ１５ｄの吸入空気に対す
る予圧が低下し、過給圧か相対的に低下する。Then, the double-stack gate valve 17 connected to the actuator 18 gradually opens the exhaust bypass passage 16, allowing the exhaust gas pressure to escape to the exhaust bypass passage 16. As a result, the exhaust gas pressure applied to the exhaust turbine 15e of the supercharger 15 decreases, the pre-pressure on the intake air of the impeller 15d decreases, and the supercharging pressure decreases relatively.
そして、ステップ２２３でノックの有無を検出する。ノ
ックが発生している場合は、リタードして上記ステップ
２２３を繰返す。また、ノックが発生していない場合は
、ステップ２２５へ進み、そのとぎの図示平均有効圧Ｐ
ｉを検出する。そして、ステップ２２６で、図示平均有
効圧Ｐｉが上記ステップ２２０、あるいは、ステップ２
１４で検出した図示平均有効圧Ｐｉと比較し、上昇して
いる場合は、ノック限界に未だ余裕があると判断し、圧
縮比を下げ（ステップ２１１）、且つ、点火進角させる
（ステップ２１７）。Then, in step 223, the presence or absence of knocking is detected. If a knock has occurred, retard and repeat step 223. If knocking has not occurred, the process proceeds to step 225, where the indicated mean effective pressure P
Detect i. Then, in step 226, the indicated mean effective pressure Pi is determined from step 220 or step 2.
14, and if it has increased, it is determined that there is still room in the knock limit, and the compression ratio is lowered (step 211) and the ignition is advanced (step 217). .
一方、図示平均有効圧Ｐｉが下がった場合は、得られる
最大トルクに余裕があると判断し、ステップ２１０へ戻
りノック限界まで圧縮比を上げる。On the other hand, if the indicated mean effective pressure Pi has decreased, it is determined that there is a margin for the maximum torque that can be obtained, and the process returns to step 210 to increase the compression ratio to the knock limit.
このようなプロセスを、前記第３図のメインルーヂンで
調整モード停止（ステップ１０７）の指令があるまで繰
り返し実行し、図示平均有効圧Ｐｉ、すなわち、得られ
るトルクが最大になるように、点火時期、圧縮比、過給
圧を有機的に制御する。This process is repeated until the command to stop the adjustment mode (step 107) is received in the main routine of FIG. 3, and the ignition timing is adjusted so that the indicated mean effective pressure Pi, that is, the obtained torque , compression ratio, and boost pressure are organically controlled.
し発明の効果］
以上説明したように本発明によれば、点火時期と圧縮比
と過給圧とを有機的に且つ高精度で制御することができ
る。Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the ignition timing, compression ratio, and boost pressure can be controlled organically and with high precision.
最大トルクをノッキングなしに得ることができる。Maximum torque can be obtained without knocking.
最良の条件下でエンジンのポテンシャルを充分に引きだ
すことができる。The full potential of the engine can be brought out under the best conditions.
排気エミッションの低減、燃費およびドライバビリティ
の向上を図ることができるなど優れた効果が奏される。It has excellent effects such as reducing exhaust emissions and improving fuel efficiency and drivability.
図面は本発明の一実施例を示し、第１図は過給機付き圧
縮比可変型エンジンの要部概略図、第２図は制御手段の
ブロック図、第３図は筒内圧制御のフローチャート、第
４図は調整モードのフローチャー１〜である。
１ｂ・・・燃焼室、１Ｃ・・・副室、１ｏ・・・ｎ１ピ
ストン、１１・・・（副ピストンの）アクチュエータ、
１３・・・筒内圧センサ、１５・・・過給機、１８・・
・（過給機の）アクチュエータ、２１・・・運転条件検
出手段、２２・・・基本圧縮比設定手段、２３・・・圧
縮比調整手段、２４・・・過給圧調整手段、２５・・・
点火時期調整手段、２６・・・図示平均有効圧検出手段
、２７・・・ノッキング検出手段、Ｐｉ・・・図示平均
有効圧。The drawings show one embodiment of the present invention, in which Fig. 1 is a schematic diagram of the main parts of a variable compression ratio engine with a supercharger, Fig. 2 is a block diagram of the control means, Fig. 3 is a flowchart of in-cylinder pressure control, FIG. 4 shows flowcharts 1 to 1 of the adjustment mode. 1b... combustion chamber, 1C... auxiliary chamber, 1o... n1 piston, 11... (auxiliary piston) actuator,
13...Cylinder pressure sensor, 15...Supercharger, 18...
- Actuator (of the supercharger), 21... Operating condition detection means, 22... Basic compression ratio setting means, 23... Compression ratio adjusting means, 24... Supercharging pressure adjusting means, 25...・
Ignition timing adjustment means, 26... Indicated mean effective pressure detection means, 27... Knocking detection means, Pi... Indicated mean effective pressure.
Claims (1)
作させて圧縮比を可変設定するるアクチュエータと、過
給機の過給圧を可変設定するアクチュエータとが運転状
態に応じて動作信号を出力する制御手段に接続されてい
る過給機付き圧縮比可変型エンジンにおいて、前記制御
手段に、運転条件検出手段からの検出値に基づき基本圧
縮比を設定する基本圧縮比設定手段と、 筒内圧センサの出力信号から図示平均有効圧を検出する
図示平均有効圧検出手段と、 上記筒内圧センサの出力信号からノッキングを検出する
ノッキング検出手段と、 点火時期を上記ノッキング検出手段のフィードバック出
力に基づきノック限界まで進角させる点火時期調整手段
と、 点火進角前後の上記図示平均有効圧検出手段で検出され
た図示平均有効圧を比較し、その比較値に応じ上記図示
平均有効圧が最大となる方向へ圧縮比および過給圧を設
定する圧縮比、過給圧調整手段とが設けられていること
を特徴とする過給機付き圧縮比可変型エンジン。[Claims] An actuator that variably sets the compression ratio by moving an auxiliary piston fitted in an auxiliary chamber communicating with the combustion chamber forward and backward, and an actuator that variably sets the supercharging pressure of the supercharger are operated. In a variable compression ratio engine with a supercharger connected to a control means that outputs an operation signal depending on the state, the control means has a basic compression ratio that sets a basic compression ratio based on a detected value from the operating condition detection means. ratio setting means; indicated mean effective pressure detection means for detecting indicated mean effective pressure from the output signal of the cylinder pressure sensor; knocking detection means for detecting knocking from the output signal of the cylinder pressure sensor; The ignition timing adjustment means advances the ignition timing to the knock limit based on the feedback output of the means, and the indicated average effective pressure detected by the indicated average effective pressure detection means before and after the ignition advance is compared, and the indicated average is adjusted according to the comparison value. A variable compression ratio engine with a supercharger, characterized in that it is provided with a compression ratio and supercharging pressure adjusting means for setting the compression ratio and supercharging pressure in the direction where the effective pressure is maximized.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25591287A JPH01100327A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Variable-compression ratio type engine with supercharger |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25591287A JPH01100327A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Variable-compression ratio type engine with supercharger |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01100327A true JPH01100327A (en) | 1989-04-18 |
Family
ID=17285295
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP25591287A Pending JPH01100327A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Variable-compression ratio type engine with supercharger |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01100327A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6553949B1 (en) | 2001-03-05 | 2003-04-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Engine knock prevention system and method |
| CN104728019A (en) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | 现代自动车株式会社 | Control apparatus of engine having turbocharger and method thereof |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP25591287A patent/JPH01100327A/en active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6553949B1 (en) | 2001-03-05 | 2003-04-29 | Ford Global Technologies, Inc. | Engine knock prevention system and method |
| CN104728019A (en) * | 2013-12-23 | 2015-06-24 | 现代自动车株式会社 | Control apparatus of engine having turbocharger and method thereof |
| US9903317B2 (en) | 2013-12-23 | 2018-02-27 | Hyundai Motor Company | Control apparatus of engine having turbocharger and method thereof |
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