JPS60230522A - Variable compression-ratio type engine - Google Patents

Variable compression-ratio type engine

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JPS60230522A
JPS60230522A JP8536584A JP8536584A JPS60230522A JP S60230522 A JPS60230522 A JP S60230522A JP 8536584 A JP8536584 A JP 8536584A JP 8536584 A JP8536584 A JP 8536584A JP S60230522 A JPS60230522 A JP S60230522A
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compression ratio
engine
ratio
target
microcomputer
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Yoshitaka Tawara
田原 良隆
Hiroyuki Oda
博之 小田
Akira Kageyama
明 陰山
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Mazda Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D37/00Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
    • F02D37/02Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D15/00Varying compression ratio
    • F02D15/04Varying compression ratio by alteration of volume of compression space without changing piston stroke

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent the deterioration of combustion performance by controlling the factors which govern the combustion performance such as ignition timing and fuel injection amount according to the deviation of the actual compression ratio from an aimed compression ratio, in an engine in which the compression ratio is varied by varying the capacity of a combustion chamber. CONSTITUTION:The capacity of a combustion chamber 5, namely the compression ratio is varied by moving a piston 19 vertically by revolving a cam 20 by a motor 24. A compression-ratio position sensor 32 as compression-ratio detecting means is provided. Further, the operation-state detecting means such as air flow meter 10 and crank-angle sensor 33 are provided. Each output of these detecting means is input into a microcomputer 27, and an aimed compression ratio is set into the microcomputer 27 according to the engine operation state, and a motor 24 is controlled so that the actual compression ratio becomes equal to the aimed compression ratio. The factors which give influences to the combustion performance, for example, an injector 2, air bypass control valve 17, and an EGR valve 37 are controlled according to the deviation of the actual compression ratio from the aimed compression ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、燃焼室の容積を変化させることにより、エン
ジンの圧縮比を変え得るようになった圧縮比可変式エン
ジンに関し、特にエンジンの運転状態に応じて圧縮比が
変化するようになった圧縮比可変式エンジンに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a variable compression ratio engine in which the compression ratio of the engine can be changed by changing the volume of the combustion chamber. This invention relates to a variable compression ratio engine whose compression ratio changes depending on the state.

(従来の技術) 内燃機関において、出力の向上を図り、燃費を低減する
ためには、圧縮比を高めると熱効率が向上するので有効
であるが、圧縮比を高めることによって高負荷低回転領
域などでノッキングが発生するという問題が生じる。こ
の問題を解決するために、機関の回転数及び負荷に応じ
て、燃焼室容積を変化させることにより、圧縮比を変化
させるようにしたエンジンは公知である。さらに、この
ような圧縮比可変式エンジンにおいて、燃焼室容積可変
用のピストンの背面側に、油圧室を形成して、油圧シリ
ンダの機能を併有させることにより油圧機構を簡素化し
、装置の小型化を達成した改裏型が、特開昭58−19
7439号公報に記載されている。しかし、これら従来
の装置においては、単に回転数及び負荷の変化に応じて
圧縮比を変化させようとするものであり、運転状態の微
妙な変化に圧縮比制御が追随できずに、及び該制御系の
作動遅れによって、特に圧縮比変更時等において依然と
してノンキングの問題が生じる。これは、燃焼性を支配
する他の要因について、このような圧縮比変化に対応す
る、あるいは圧縮比制御系の作動遅れを考慮した修正を
行なうようにしていないことに起因するものであり、従
って、従来の装置は必ずしも良好な燃焼性を確保し、十
分な出力の向上を達成できるものではなかった。
(Prior art) In order to improve output and reduce fuel consumption in internal combustion engines, increasing the compression ratio is effective because it improves thermal efficiency. The problem arises that knocking occurs. In order to solve this problem, an engine is known in which the compression ratio is changed by changing the volume of the combustion chamber depending on the rotational speed and load of the engine. Furthermore, in such a variable compression ratio engine, a hydraulic chamber is formed on the back side of the piston for varying the volume of the combustion chamber, which also functions as a hydraulic cylinder, simplifying the hydraulic mechanism and reducing the size of the device. The reformed type that achieved the
It is described in Publication No. 7439. However, these conventional devices simply attempt to change the compression ratio according to changes in rotation speed and load, and the compression ratio control cannot follow subtle changes in operating conditions, and the control Delays in system operation still cause non-king problems, especially when changing compression ratios. This is due to the fact that other factors that govern combustibility are not corrected in response to such compression ratio changes or in consideration of the operation delay of the compression ratio control system. However, conventional devices have not always been able to ensure good combustibility and achieve a sufficient increase in output.

(本発明の目的) 従って本発明の目的は、圧縮比可変式エンジンにおいて
、圧縮比可変制御系の作動遅れ等に基づく燃焼性の悪化
を有効に防止し、エンジンの熱効率及び出力を向上させ
ることができる圧縮比可変式エンジンを提供することで
ある。
(Object of the present invention) Therefore, the object of the present invention is to effectively prevent deterioration of combustibility due to delay in operation of the variable compression ratio control system in a variable compression ratio engine, and to improve thermal efficiency and output of the engine. The purpose of the present invention is to provide a variable compression ratio engine that can perform

(本発明の構成) 本発明は、上記目的を達成するため以下のように構成さ
れる。すなわち、本発明の圧縮比可変式エンジンは、エ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、実際
のエンジン圧縮比を検出する圧縮比検出手段と、エンジ
ンの燃焼室容積を変化させる圧縮比可変手段と、前記運
転状態検出手段の出力に応じてエンジンの目標圧縮比を
設定する目標圧縮比設定手段と、前記運転状態検出手段
の出力に応じてエンジンの圧縮比が目標圧縮比となるよ
うに前記圧縮比可変手段を制御する圧縮比制御手段と、
前記圧縮比検出手段および目標圧縮比設定手段の出力を
受け前記実際圧縮比と目標圧縮比との偏差に応じてエン
ジンの燃焼状態を支配する要因を制御する要因制御手段
とを備えたことを特徴とする。第1図を参照すれば、本
発明においては、例えば、エンジン回転数、エンジン負
荷、エンジン温度、空燃比、変速機ギヤポジション、加
減速状態、吸気温度等が運転状態検出手段によって検出
される。また、圧縮比検出手段によって、そのときの運
転状態における実際の圧縮比が検出される。目標圧縮比
設定手段は、運転状態検出手段からの信号により、当該
運転状態における最も好ましい目標圧縮比を設定し、そ
の結果を圧縮比制御手段に送る。圧縮比可変手段は、圧
縮比制御手段からの信号に基づき、燃焼室容積を変化さ
せて圧縮比を目標圧縮比に変更する。また、要因制御手
段は、上記圧縮比検出手段及び目標圧縮比設定手段から
の信号に応じて実際圧縮比と目標圧縮比との偏差に基づ
き、燃焼性に影響を与える要因、例えば、EGR1供給
燃料、点火時期、バイパスエア、等の要因に対し適当な
制御を与える。
(Configuration of the present invention) In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the variable compression ratio engine of the present invention includes an operating state detection means for detecting the operating state of the engine, a compression ratio detection means for detecting the actual engine compression ratio, and a compression ratio variable means for changing the combustion chamber volume of the engine. means, target compression ratio setting means for setting a target compression ratio of the engine according to the output of the operating state detecting means, and a compression ratio of the engine set to the target compression ratio according to the output of the operating state detecting means. Compression ratio control means for controlling the compression ratio variable means;
The engine is characterized by comprising factor control means for receiving the outputs of the compression ratio detection means and the target compression ratio setting means and controlling factors governing the combustion state of the engine according to the deviation between the actual compression ratio and the target compression ratio. shall be. Referring to FIG. 1, in the present invention, for example, engine speed, engine load, engine temperature, air-fuel ratio, transmission gear position, acceleration/deceleration state, intake air temperature, etc. are detected by the operating state detection means. Further, the actual compression ratio in the current operating state is detected by the compression ratio detection means. The target compression ratio setting means sets the most preferable target compression ratio in the operating state based on the signal from the operating state detection means, and sends the result to the compression ratio control means. The compression ratio variable means changes the combustion chamber volume to change the compression ratio to a target compression ratio based on the signal from the compression ratio control means. Further, the factor control means controls factors that affect combustibility, such as the EGR1 supplied fuel, based on the deviation between the actual compression ratio and the target compression ratio in accordance with the signals from the compression ratio detection means and the target compression ratio setting means. , ignition timing, bypass air, and other factors.

(本発明の効果) 本発明によれば、上述のように運転状態の変化に応じて
圧縮比を変更して有効に熱効率及び出力の向上を図ると
ともに、このような圧縮比制御に応じて、エンジンの燃
焼状態を支配する要因を制御するようにしているので、
圧縮比制御系に作動遅れ等の支障が生じても、燃焼性の
悪化を防止することができる。
(Effects of the present invention) According to the present invention, as described above, the compression ratio is changed in accordance with changes in the operating state to effectively improve thermal efficiency and output, and in accordance with such compression ratio control, Since we are trying to control the factors that govern the combustion state of the engine,
Even if a problem such as a delay in operation occurs in the compression ratio control system, deterioration of combustibility can be prevented.

(実施例の説明) 第2図及び第3図を参照すれば、本発明が通用されるエ
ンジンEは、内部をピストン1が往復動するシリンダボ
ア2を備えており、該シリンダボア2は、シリンダブロ
ック3及びシリンダへラド4から形成される。シリンダ
ボア2の上部にしま燃焼室5が形成されており、該燃焼
室5には吸気ポート6が開口している。この吸気ボート
6に番よ、吸気弁7が組合わせられるとともに、燃焼室
5の吸気ボート6の対向側には点火プラグ14が臨ませ
られている。吸気ボート6には吸気通路8が接続されて
おり、この吸気通路8には、エアクリーナ9、エアフロ
ーメータ10、スロットル弁11が設けられ吸気系を構
成している。また、吸気通路8の吸気ポート6付近には
、燃料インジェクタ12が配置されている。さらに、燃
焼室5に番ま通常の方法で排気ポート(図示せず)が開
口しており、該排気ポートには排気通路13が接続され
て排気系を構成している。また、吸気弁7には、液弁7
を作動させるためのカム15を備えた動弁系が保合する
ようになっている。なお、吸気通路8には、スロットル
弁11をバイパスするバイパス通路16が接続されると
ともに、バイパス通路16を開閉制御するエアバイパス
コントロール弁I7が設けられる。さらに、燃焼室5に
は、その上部に、上方に向って突出した副シリンダ18
が連続して形成されており、該副シリンダ18には、そ
の内部を摺動する、副ピストン19が配設されている。
(Description of Embodiments) Referring to FIGS. 2 and 3, an engine E to which the present invention is applicable includes a cylinder bore 2 in which a piston 1 reciprocates, and the cylinder bore 2 is connected to a cylinder block. 3 and a cylinder rad 4. A striped combustion chamber 5 is formed in the upper part of the cylinder bore 2, and an intake port 6 opens into the combustion chamber 5. An intake valve 7 is combined with the intake boat 6, and a spark plug 14 is provided on the opposite side of the combustion chamber 5 from the intake boat 6. An intake passage 8 is connected to the intake boat 6, and the intake passage 8 is provided with an air cleaner 9, an air flow meter 10, and a throttle valve 11 to form an intake system. Further, a fuel injector 12 is arranged near the intake port 6 of the intake passage 8. Further, an exhaust port (not shown) is opened in the combustion chamber 5 in a conventional manner, and an exhaust passage 13 is connected to the exhaust port to form an exhaust system. In addition, the intake valve 7 includes a liquid valve 7.
A valve train system equipped with a cam 15 for operating the valve is adapted to be engaged. A bypass passage 16 that bypasses the throttle valve 11 is connected to the intake passage 8, and an air bypass control valve I7 that controls opening and closing of the bypass passage 16 is provided. Furthermore, the combustion chamber 5 has an auxiliary cylinder 18 at its upper part that protrudes upward.
is formed continuously, and the sub-cylinder 18 is provided with a sub-piston 19 that slides inside the sub-cylinder 18 .

ピストン19のステム19aは、副シリンダ18の外方
に突出し、その先端はカム20の周面に当接している。
A stem 19a of the piston 19 projects outward from the sub-cylinder 18, and its tip abuts against the circumferential surface of the cam 20.

ステム19aの先端部付近には、円板21が取付けられ
ており、この円板21には、バネ22が当接しており、
これによって、ピストン19は図において、上方に付勢
されている。カム20のカム軸23は、駆動モータ24
によって回動させられるようになっており、これによっ
てビス]・ン19が上下動させられ、燃焼室5の容積す
なわち、圧縮比が変化するようになっており、これらに
よって圧縮比可変手段が構成されている。また、点火プ
ラグ14のリード線14aはディストリビュータ25の
1つの端子に接続されており、イグニッションコイル2
6からの電圧信号が所定のタイミングで点火プラグ14
に与えられるようになっている。本例の装置は、燃焼性
を支配する要因を制御するためにマイクロコンピュータ
(以下マイコンという)27を備えている。マイコン2
7には運転状態を表わす種々の情報が人力される。吸気
温センサ28は、エアクリーナ9に取付けられており、
吸気温を検出してマイコン27に信号を送る。マイコン
27には、エアフローメータIOからの信号も入力され
る。
A disk 21 is attached near the tip of the stem 19a, and a spring 22 is in contact with this disk 21.
As a result, the piston 19 is urged upward in the figure. The cam shaft 23 of the cam 20 is connected to a drive motor 24
This causes the screw 19 to move up and down, changing the volume of the combustion chamber 5, that is, the compression ratio, and these constitute a compression ratio variable means. has been done. Further, the lead wire 14a of the spark plug 14 is connected to one terminal of the distributor 25, and the ignition coil 2
The voltage signal from 6 is applied to the spark plug 14 at a predetermined timing.
It is designed to be given to The device of this example includes a microcomputer (hereinafter referred to as microcomputer) 27 to control factors governing combustibility. Microcomputer 2
7, various information representing the operating state is entered manually. The intake temperature sensor 28 is attached to the air cleaner 9,
It detects the intake air temperature and sends a signal to the microcomputer 27. A signal from the air flow meter IO is also input to the microcomputer 27.

また、スロットル弁11の開度はスロットル開度センサ
29によって検出され、同様にマイコン27に入力され
る。さらに、エアバイパスコントロール弁17には液弁
17の開度を検出するエアバイパスコントロール弁開度
センサ30が、エンジンEのウォータジャケット3aに
は、冷却水温センサ31が、さらに、カム20近傍には
、ビスI・ン19の位置を検出する圧縮比検出手段とし
ての圧縮比ポジションセンサ32が、クランク軸(図示
せず)にはクランク角度を検出するクランク角センサ3
3が、変速機34には該変速機34の変速段すなわち、
ギヤ位置を検出するギヤポジションセンサ35が、さら
に、大気圧を検出する大気圧センサ38がそれぞれ設け
られており、これらのセンサからの信号はすべてマイコ
ン27に入力される。また、マイコン27には、イグニ
ッションスイッチ36からの信号も入力される。マイコ
ン27は、これらの運転状態を表わす入力された情報に
所定の演算を施し、EGR弁37、インジェクタ12、
イブニラシランコイル26、エアバイパスコントロール
ソレノイド17a、圧縮比制御用の駆動モータ24及び
変速機制御用モータ34aに対して所定の命令信号を出
力するようになっている。変速機34としては、例えば
Vベルト式無段変速機を用いることができ、この制御用
モータ34aとしては1、特開昭57−161346号
公報に記載されるような通常の形式のものを用いること
ができる。
Further, the opening degree of the throttle valve 11 is detected by a throttle opening degree sensor 29, and is similarly input to the microcomputer 27. Further, the air bypass control valve 17 has an air bypass control valve opening sensor 30 that detects the opening of the liquid valve 17, the water jacket 3a of the engine E has a cooling water temperature sensor 31, and the water jacket 3a of the engine E has a cooling water temperature sensor 31. , a compression ratio position sensor 32 as a compression ratio detection means for detecting the position of the screw I/N 19, and a crank angle sensor 3 for detecting the crank angle on the crankshaft (not shown).
3, the transmission 34 has a gear position of the transmission 34, that is,
A gear position sensor 35 for detecting gear position and an atmospheric pressure sensor 38 for detecting atmospheric pressure are provided, and all signals from these sensors are input to the microcomputer 27. Further, a signal from the ignition switch 36 is also input to the microcomputer 27 . The microcomputer 27 performs predetermined calculations on the input information representing these operating conditions, and controls the EGR valve 37, injector 12,
Predetermined command signals are output to the ibunirasilan coil 26, the air bypass control solenoid 17a, the compression ratio control drive motor 24, and the transmission control motor 34a. As the transmission 34, for example, a V-belt type continuously variable transmission can be used, and as the control motor 34a, a normal type as described in JP-A-57-161346 is used. be able to.

また、第3図に示されるように、クランク角センサ33
からの信号は波形整形回路39に通され、波形整形され
て中央演算処理袋M(以下CPUという)40に送られ
る。その他の各種センサからの信号はA/D変換器41
によりデジタル信号に変換されてCPU40に入力され
る。
Further, as shown in FIG. 3, a crank angle sensor 33
The signal is passed through a waveform shaping circuit 39, shaped into a waveform, and sent to a central processing unit M (hereinafter referred to as CPU) 40. Signals from other various sensors are sent to the A/D converter 41
The signal is converted into a digital signal and input to the CPU 40.

マイコン27には、イグニッションスイッチ36からの
信号Siも入力されるようになっておリスイッチ36が
ONのとき、信号Stは1となり、OFFのとき0とな
る。マイコン27は、所定の定数が書き込まれたROM
41と、各センサからの運転状態を表わす情報、演算結
果等の書き込み、読み出し等を行うRAM42を備えて
いる。
A signal Si from the ignition switch 36 is also input to the microcomputer 27, and the signal St becomes 1 when the ignition switch 36 is ON, and 0 when it is OFF. The microcomputer 27 is a ROM in which predetermined constants are written.
41, and a RAM 42 for writing and reading information representing the operating state, calculation results, etc. from each sensor.

また、マイコン27は、時刻を常時カウントするカウン
タ1 (43)を備えており、必要に応じて、時刻を情
報として使用することができる。CPU40は、各種入
力情報に基づき、EGR制御を行なうべきか否かを判別
してEGR信号Seを出力する。EGR信号Seはソレ
ノイド駆動回路44を介して、EGR弁37のソレノイ
ドに送られ、液弁を開閉制御するようになっており、信
号Seが1のとき、EGR制御が行なわれ、信号Seが
0のときEGR制御は停止される。マイコン27ば、燃
料噴射タイミング及び噴射時間を制御するためのカウン
タ2(45)を備えており、噴射信号Tiは、該カウン
タ2(45>を介してインジェクタ駆動回路46に入力
されインジェクタ12を作動させる。さらに、マイコン
27は、点火時期を制御するためのカウンタ3(47)
を備えており、点火時期信号Tsは、カウンタ3(47
)に送られこれによって、点火回路48、イグニッショ
ンコイル26及びディストリビュータ25を介して所定
のタイミングで点火プラグ14に点火信号が発生するよ
うになっている。CPU40は、また、スロットル弁1
1をバイパスするエアを供給するかどうかの判断を行う
ようになっており、その制御信号pbは、ソレノイド駆
動回路49に入力されるようになっている。ソレノイド
駆動回路49は、制御信号pbに応じてエアバイパスコ
ントロール弁17のソレノイド17aに対し弁の開閉命
令信号を出力する。この場合、信号Pbが1のとき、バ
イパスエアは増大し、0のとき減少する。また、マイコ
ン27は、圧縮比制御用の駆動モータ24の作動を制御
するためにモータ駆動回路50を備えており、このモー
タ駆動回路50は二つの制御信号ML M2によって、
制御されるようになっている。信号、Ml、M2の値と
、その制御内容は第1表の通りである。
Furthermore, the microcomputer 27 includes a counter 1 (43) that constantly counts the time, and can use the time as information if necessary. The CPU 40 determines whether EGR control should be performed based on various input information and outputs an EGR signal Se. The EGR signal Se is sent to the solenoid of the EGR valve 37 via the solenoid drive circuit 44 to control opening and closing of the liquid valve. When the signal Se is 1, EGR control is performed and the signal Se is 0. At this time, EGR control is stopped. The microcomputer 27 is equipped with a counter 2 (45) for controlling fuel injection timing and injection time, and the injection signal Ti is input to the injector drive circuit 46 via the counter 2 (45) to operate the injector 12. Furthermore, the microcomputer 27 controls the counter 3 (47) for controlling the ignition timing.
The ignition timing signal Ts is provided by counter 3 (47
), thereby generating an ignition signal to the ignition plug 14 at a predetermined timing via the ignition circuit 48, ignition coil 26, and distributor 25. The CPU 40 also controls the throttle valve 1
The control signal pb is input to the solenoid drive circuit 49. The solenoid drive circuit 49 outputs a valve opening/closing command signal to the solenoid 17a of the air bypass control valve 17 in response to the control signal pb. In this case, when the signal Pb is 1, the bypass air increases, and when the signal Pb is 0, the bypass air decreases. Further, the microcomputer 27 includes a motor drive circuit 50 for controlling the operation of the drive motor 24 for compression ratio control, and this motor drive circuit 50 operates by two control signals ML and M2.
It's about to be controlled. The values of the signals Ml and M2 and their control contents are shown in Table 1.

第 1 表 また変速fi34の変速機制御用■■■■■モータ34
aは、モータ駆動回路51によって作動させられるよう
になっており、このモータ駆動回路51は、制御信号M
3、M4によって、制御されるようになっている。信号
M3、M4の値とギヤ比との関係は第2表に示すとおり
である。
Table 1: ■■■■■Motor 34 for controlling the gearshift fi34
a is operated by a motor drive circuit 51, and this motor drive circuit 51 receives a control signal M.
3. It is controlled by M4. The relationship between the values of signals M3 and M4 and the gear ratio is as shown in Table 2.

第 2 表 また、制御信号Spがコントローラすなわち、このマイ
コン27の電源回路52に入力されるようになっており
、これによって、コントローラは、イグニッションスイ
ッチ36からの信号SLが1のときONとなるが、信号
S p t−0にしない限りOFFにはならない。
Table 2 Also, the control signal Sp is input to the controller, that is, the power supply circuit 52 of this microcomputer 27, so that the controller is turned ON when the signal SL from the ignition switch 36 is 1. , it will not turn off unless the signal S p t-0 is set.

以上の構成の圧縮比制御装置において、圧縮比制御の1
例について説明する。
In the compression ratio control device having the above configuration, one of the compression ratio control
Let's discuss an example.

第4A図から第4E図のフローチャートでポされるプロ
グラムは、イグニッションスイッチ36がONでかつエ
ンジンが完爆状態にあるとき、すなわち、通常のエンジ
ン作動状態では、通常反復して実行される基本プログラ
ムであり、このプログラムによって、圧縮比の変更制御
を行うとともに、点火時期、燃料噴射タイミング及び噴
射量の補正量、変速機ギヤ比偏差、バイパスエア弁開度
偏差を演算し、さらに、変速機ギヤ比、バイパス弁開度
及びEGR弁開度変更のための命令信号を発生する。第
5図のフローチャートに示されるプログラムは、クラン
ク角がTDCに到達する毎に上記基本プログラムに割込
んで実行されるインクラブトルーヂンでありエンジンの
TDC周期を演算するとともに燃料噴射及び点火の命令
信号を発生する。
The programs shown in the flowcharts of FIGS. 4A to 4E are basic programs that are normally repeatedly executed when the ignition switch 36 is ON and the engine is in a complete combustion state, that is, under normal engine operating conditions. This program controls the compression ratio change, calculates the correction amount of ignition timing, fuel injection timing and injection amount, transmission gear ratio deviation, bypass air valve opening deviation, and also calculates the transmission gear ratio deviation and bypass air valve opening deviation. Generates command signals for changing the ratio, bypass valve opening degree, and EGR valve opening degree. The program shown in the flowchart of FIG. 5 is an ink club trussine that is executed by interrupting the above basic program every time the crank angle reaches TDC, and calculates the TDC period of the engine, as well as instructing fuel injection and ignition. Generate a signal.

なお、図中、下記の符号を定数又は変数を表示するため
に用いる。
In the figures, the following symbols are used to represent constants or variables.

基本プログラムにおいては、インクラブドルーチンにお
いて演算されたTDC周期’I’ff(SS2)からエ
ンジンの回転数Neが計算される(S4)。
In the basic program, the engine rotation speed Ne is calculated from the TDC cycle 'I'ff (SS2) calculated in the included routine (S4).

そして、運転状態を表わす各種のデータが読み込まれる
(35〜39)。次に、エンジン回転数Neと、吸入空
気量Qa及びエンジン回転数Neとの比Qa/Neとの
関係で作成されたマツプから、当該運転状態に対応する
圧縮比及びその他の燃焼性支配因子の基本量がそれぞれ
読み出される(810〜512)。このマツプは、例え
ば、基本圧縮比を与えるピストン19のポジション値P
C11については、第6図に示されるようになっている
。このマツプによれば、出力特性曲線aの下側の領域は
、複数の小さな領域に分けられ、それぞれの領域に応じ
た上記基本圧縮比ポジション値peaの値が設定されて
いる。この値Peaは、基本的には、回転数が高くなる
程大きく、負荷が大きくなる程小さくなるように設定さ
れる。従って、加速時のように低回転高負荷時(例えば
第6図の11領域)では、値penは小さくなっている
。図中!で示す領域は値PCBが比較的小さく、hで示
される領域は比較的大きくmで示される領域は中間的な
値に設定されている。同様なマツプが基本燃料噴射量T
to及び基本点火時期T9Ilについて用意されており
、それらに基づいて、これらの基本量が設定される。次
に、」二記のマツプにより設定された基本圧縮比ポジシ
ョン値PCBに対する補正操作が行なわれた後(313
〜523)、目標の圧縮比を与えるピストン19のポジ
ション値Pc。
Then, various data representing the operating state are read (35-39). Next, from the map created based on the relationship between the engine speed Ne and the ratio Qa/Ne of the intake air amount Qa and the engine speed Ne, the compression ratio and other combustibility governing factors corresponding to the operating condition are calculated. Each basic quantity is read out (810-512). This map is, for example, the position value P of the piston 19 that gives the basic compression ratio.
Regarding C11, it is as shown in FIG. According to this map, the region below the output characteristic curve a is divided into a plurality of small regions, and the basic compression ratio position value pea is set in accordance with each region. This value Pea is basically set so that it increases as the rotational speed increases, and decreases as the load increases. Therefore, at low rotation and high load times such as during acceleration (for example, region 11 in FIG. 6), the value pen is small. In the diagram! The area indicated by is set to have a relatively small value PCB, the area indicated by h is relatively large, and the area indicated by m is set to an intermediate value. A similar map is the basic fuel injection amount T
to and basic ignition timing T9Il are prepared, and these basic amounts are set based on them. Next, after a correction operation is performed on the basic compression ratio position value PCB set by the map in ``2'' (313
~523), the position value Pc of the piston 19 that provides the target compression ratio.

が計算される(324)。補止は、エンジン冷却水@T
w、BGR信号Seにより表わされるEGR制御の有無
、大気圧pt、吸入空気温Taに応じて、異なる補正係
数を与えることによって行なわれる。この場合、エンジ
ン温度補正係数Cpcwは、エンジン冷却水温Twとの
関係で第7図に示されるような特性で変化する。同様に
、高度補正係数Cpepは、大気圧ptとの関係で第8
図に示すよ・うに、また、吸気温度補正係数Cpcaは
吸入空気温度Taとの関係において第9図に示すような
特性でそれぞれ与えられる。従って、吸気温度Taすな
わち、外気温が高いときには、及び冷却水温度1゛Wが
高いときには、値Pcoは小さくなり、大気圧ptが下
がる程、すなわち、高地になる程値Pcoは人き(なる
。また、EGRが行なわれるときには、目標圧縮比ポジ
ション値Pcoの値は小さくなる。本例においては目標
圧縮比ポジション値Pcoは、計算値の大きさに応じて
3つの異なる値、Pct、PC2、PC3のいずれかに
設定される。さらに、エンジン回転数Neと、吸入吸気
量Qa及びエンジン回転数Neとの比Q a / N 
eとに基づく予め用意されたマツプから当該運転状態に
おけるエアバイパスコントロール弁17の基本的な開度
すなわち基本エアバイパス弁ポジション値Pa1lが計
算される(S31)。さらに、同様のマツプを用いて変
速機34のギヤポジションを設定するための基本的な値
、すなわち、基本T/Mギヤポジション値Pi11が計
算される(S32>。次に、実際の圧縮比を与えるピス
トン19の位置、すなわち、実圧縮比ポジション値Pc
と目標圧縮比ポジション値Pcoとの偏差△Pcが計算
される(333)。この偏差へPcO値に応じて、圧縮
比の変更制御信号M1、M2が所定値にされて、出力さ
れる(S35.541)。目標圧縮比ポジション値Pc
oが正の場合、すなわち、圧縮比を増大させる場合には
、制御信号はMl−1、M2=1にされるとともに、点
火時期は進み側になるように補正値が与えられ(336
)、バイパスエアは増大するように補正値が与えられる
(S37)。
is calculated (324). The supplement is engine coolant @T
This is done by giving different correction coefficients depending on the presence or absence of EGR control represented by w, BGR signal Se, atmospheric pressure pt, and intake air temperature Ta. In this case, the engine temperature correction coefficient Cpcw changes with the characteristics shown in FIG. 7 in relation to the engine coolant temperature Tw. Similarly, the altitude correction coefficient Cpep is the eighth
As shown in the figure, the intake air temperature correction coefficient Cpca is given by the characteristics shown in FIG. 9 in relation to the intake air temperature Ta. Therefore, when the intake air temperature Ta, that is, the outside air temperature is high, and when the cooling water temperature 1゛W is high, the value Pco becomes smaller, and the lower the atmospheric pressure pt, that is, the higher the altitude, the lower the value Pco becomes. Furthermore, when EGR is performed, the value of the target compression ratio position value Pco becomes small.In this example, the target compression ratio position value Pco has three different values, Pct, PC2, and Pco, depending on the magnitude of the calculated value. It is set to one of PC3.Furthermore, the ratio Q a / N of the engine rotation speed Ne to the intake air amount Qa and the engine rotation speed Ne
The basic opening degree of the air bypass control valve 17 in the relevant operating state, that is, the basic air bypass valve position value Pa1l is calculated from a map prepared in advance based on e (S31). Furthermore, the basic value for setting the gear position of the transmission 34, that is, the basic T/M gear position value Pi11 is calculated using the same map (S32>. Next, the actual compression ratio is calculated. The position of the piston 19 given, that is, the actual compression ratio position value Pc
A deviation ΔPc between the target compression ratio position value Pco and the target compression ratio position value Pco is calculated (333). According to this deviation and the PcO value, the compression ratio change control signals M1 and M2 are set to predetermined values and output (S35.541). Target compression ratio position value Pc
When o is positive, that is, when increasing the compression ratio, the control signals are set to Ml-1 and M2 = 1, and a correction value is given so that the ignition timing is advanced (336
), a correction value is given to increase the bypass air (S37).

さらに、燃料噴射量が増大するように補正値が与えられ
る(338)。一方、目標圧縮比ポジション値Pcoが
負の場合には、制御信号はMl−1、M2−0とされ(
341)、圧縮比を増大させる場合と異なり、点火時期
は遅れ側になるように補正値が与えられる(S42)と
ともに、バイパスエアは減少するように補正値が与えら
れる(S43)。そして、燃料の噴射量が増大する補正
値が与えられる変速機ギヤのポジシジンが低速側にセン
トされる(345)。次に、このような補正命令信号を
考慮して、変速機34の目標ポジション値Pgoが計算
され(398)、エアバイパスコントロール弁目標ポジ
ション値Paoが計算される(S99)。さらに、点火
時期T s s噴射量Tiの計算がそれぞれ行なわれる
(S 100.5IOI)。なお、この場合は、圧縮比
変更の制御信号M1、M2がモータ駆動回路50に対し
て出力されてはいるが圧縮比は未だ目標圧縮比に到達し
ていない過渡的な状態である。
Furthermore, a correction value is given to increase the fuel injection amount (338). On the other hand, when the target compression ratio position value Pco is negative, the control signals are set to Ml-1 and M2-0 (
341), unlike the case where the compression ratio is increased, a correction value is given so that the ignition timing is delayed (S42), and a correction value is given so that the bypass air is decreased (S43). Then, the transmission gear position, to which a correction value that increases the fuel injection amount is given, is shifted to the low speed side (345). Next, in consideration of such a correction command signal, a target position value Pgo of the transmission 34 is calculated (398), and an air bypass control valve target position value Pao is calculated (S99). Further, the ignition timing Tss and the injection amount Ti are calculated (S100.5IOI). In this case, although the control signals M1 and M2 for changing the compression ratio are output to the motor drive circuit 50, the compression ratio is in a transitional state where it has not yet reached the target compression ratio.

次に、変速機34のギヤ比の目標値との偏差が計算され
る(Si02)。この結果に基づいて、ギヤ比の修正が
行なわれる(S L 03〜S 106)。
Next, the deviation of the gear ratio of the transmission 34 from the target value is calculated (Si02). Based on this result, the gear ratio is corrected (S L 03 to S 106).

そして、スロットル弁11をバイパスさせるエア量を決
定するエアバイパスコントロール弁17の開度について
、目標開度Paoと、実際開度Paととの偏差が計算さ
れ(3107)、その結果に基づき、開度の修正が行な
われる(3108〜3110)。
Then, regarding the opening degree of the air bypass control valve 17 that determines the amount of air that bypasses the throttle valve 11, the deviation between the target opening degree Pao and the actual opening degree Pa is calculated (3107), and based on the result, the opening degree is calculated. The degree is corrected (3108-3110).

そして、実際圧縮比が目標圧縮比に一致したとき、すな
わち、圧縮比の変更が完了すると、圧縮比が減少したか
、増大したかに応じて燃焼性支配要因、すなわち点火時
期、燃料噴射量、バイパスエア量に対して一定時間所定
の補正値が与えられる。すなわち、圧縮比が増大した場
合には、点火時期が進む側にずらされ、バイパスエア量
が減少させられ、噴射量が減少させられるような補正量
が与えられる(356〜858)。また圧縮比が減少し
た場合には、これを逆の補1・、量が与えられる(85
9〜561)。
When the actual compression ratio matches the target compression ratio, that is, when the compression ratio change is completed, the flammability governing factors, ignition timing, fuel injection amount, etc., are changed depending on whether the compression ratio has decreased or increased. A predetermined correction value is given to the amount of bypass air for a certain period of time. That is, when the compression ratio increases, the ignition timing is shifted to the advanced side, the amount of bypass air is decreased, and a correction amount is given that reduces the amount of injection (356 to 858). Also, when the compression ratio decreases, an inverse complement is given to it (85
9-561).

これらの、補正値は、時間の経過とともに減衰するよう
になっている(346〜554)。
These correction values are designed to attenuate over time (346-554).

さらに、加減速状態において、圧縮比の変更が生じた場
合には、一定の運転領域で、一定時間だけ燃焼性支配要
因に対して補正が行なわれれる(863〜384)、加
速状態にあるときには、バイパスエアを減少し、燃料噴
射量を増大し、点火時期を遅れ側にずらすような補正が
与えられる。
Furthermore, when the compression ratio is changed in an acceleration/deceleration state, corrections are made to the flammability governing factors for a certain period of time in a certain operating range (863-384); , corrections are made to reduce bypass air, increase fuel injection amount, and shift ignition timing to the retarded side.

さらに、変速機のギヤポジションを低速側に変更するよ
うな補正量が与えられる。これに対し、減速時には、バ
イパスエア及び燃料噴射量を増大し、点火時期を進み側
に変更するような補正量が与えられる。
Furthermore, a correction amount is given to change the gear position of the transmission to a lower speed side. On the other hand, during deceleration, a correction amount is given that increases the amount of bypass air and fuel injection and changes the ignition timing to the advanced side.

最終的に、燃焼性支配要因は、マツプからの基本量、圧
縮比変更による補正量、加減速による補正量を総合的に
勘案して決定される(Sl、00〜5102)。
Finally, the combustibility governing factors are determined by comprehensively taking into account the basic amount from the map, the correction amount by changing the compression ratio, and the correction amount by acceleration/deceleration (Sl, 00-5102).

そして、このように決定された点火時期信号TS及び燃
料噴射信号Tiは、インクラブドルーチンが実行される
とき、点火プラグ14及びインジェクタ12に対する命
令信号となる。
The ignition timing signal TS and fuel injection signal Ti thus determined serve as command signals for the spark plug 14 and the injector 12 when the included routine is executed.

そして、イグニッションスイッチ36がOFFになった
ら、目標圧縮比ポジションを始動時の低い圧縮比ポジシ
ョンにセントしくS 111)、該目標値に達するまで
圧縮比を下げる操作が行なわ ′れ(3112〜511
4)、圧縮比が始動時ポジションまで下がったら圧縮比
制御用モータが停止され(3115)、コントローラ電
源がOFFにされる(S116)。
Then, when the ignition switch 36 is turned OFF, the target compression ratio position is set to the low compression ratio position at the time of starting (S111), and the compression ratio is lowered until the target value is reached (S111).
4) When the compression ratio falls to the starting position, the compression ratio control motor is stopped (3115), and the controller power is turned off (S116).

本例によれば、点火時期、燃料噴射量等の燃焼性支配要
因を、実際圧縮比と目標圧縮比との偏差によって変える
ようにしているので、圧縮比制御系の作動遅れの影響を
受けることなく、上記燃焼性支配要因の制御を行うこと
ができ、従って、燃焼性の悪化を防止することができる
According to this example, since the factors governing combustibility such as ignition timing and fuel injection amount are changed depending on the deviation between the actual compression ratio and the target compression ratio, they are not affected by the operation delay of the compression ratio control system. Therefore, it is possible to control the factors governing flammability, thereby preventing deterioration of flammability.

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

第1図は、本発明のクレーム対応図、第2図は、本発明
を適用したエンジンの概略図、第3図は本発明の1実施
例の係るマイコンの説明図、第4A図、第4B図、第4
C図、第4D図、第4E図及び第5図は、本発明の1実
施例に係る制御の内容を示すフローチャート、第6図は
、エンジン負荷とエンジン回転数に対する目標圧縮比の
関係を示すグラフ、第7図は冷却水温と圧縮比ポジショ
ンエンジン温度補正係数との関係を示すグラフ、第8図
は、大気圧と圧縮比ポジション高度補正係数との関係を
示すグラフ、第9図は、吸入空気温と圧縮比ポジション
吸気温補正係数との関係を示すグラフである。 1・・・ピストン、3・・・シリンダブロック、4・・
・シリンダヘッド、5・・・燃焼室、8・・・吸気通路
、10・・・エアフローメーク、18・・・副シリンダ
、19・・・副ピストン、27・・・マイコン、33・
・・クランク角センサ、40・・・CPU、41・・・
A/D変換器。 第4E図 第5図 第7図 しpcw ;’rn本、51TW 第8F!!J 第9図
FIG. 1 is a diagram corresponding to claims of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram of an engine to which the present invention is applied, FIG. 3 is an explanatory diagram of a microcomputer according to an embodiment of the present invention, FIGS. 4A, 4B Figure, 4th
Fig. C, Fig. 4D, Fig. 4E, and Fig. 5 are flowcharts showing the contents of control according to one embodiment of the present invention, and Fig. 6 shows the relationship between target compression ratio and engine load and engine speed. Graph, Figure 7 is a graph showing the relationship between cooling water temperature and compression ratio position engine temperature correction coefficient, Figure 8 is a graph showing the relationship between atmospheric pressure and compression ratio position altitude correction coefficient, and Figure 9 is a graph showing the relationship between cooling water temperature and compression ratio position engine temperature correction coefficient. It is a graph showing the relationship between air temperature and compression ratio position intake temperature correction coefficient. 1...Piston, 3...Cylinder block, 4...
・Cylinder head, 5... Combustion chamber, 8... Intake passage, 10... Air flow make, 18... Sub cylinder, 19... Sub piston, 27... Microcomputer, 33.
...Crank angle sensor, 40...CPU, 41...
A/D converter. Figure 4E Figure 5 Figure 7 and pcw ;'rn book, 51TW 8th F! ! J Figure 9

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] エンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段と、実
際のエンジン圧縮比を検出する圧縮比検出手段と、エン
ジンの燃焼室容積を変化させる圧縮比可変手段と、前記
運転状態検出手段の出力に応じてエンジンの目標圧縮比
を設定する目標圧縮比設定手段と、前記運転状態検出手
段の出力に応じてエンジンの圧縮比が目標圧縮比となる
ように前記圧縮比可変手段を制御する圧縮比制御手段と
、前記圧縮比検出手段および目標圧縮比設定手段の出力
を受け前記実際圧縮比と目標圧縮比との偏差に応じてエ
ンジンの燃焼状態を支配する要因を制御する要因制御手
段とを備えたことを特徴とする圧縮比可変式エンジン。
an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine; a compression ratio detecting means for detecting the actual engine compression ratio; a compression ratio variable means for changing the combustion chamber volume of the engine; target compression ratio setting means for setting a target compression ratio of the engine; and compression ratio control means for controlling the compression ratio variable means so that the compression ratio of the engine becomes the target compression ratio in accordance with the output of the operating state detection means. and factor control means for receiving the outputs of the compression ratio detection means and the target compression ratio setting means and controlling factors governing the combustion state of the engine according to the deviation between the actual compression ratio and the target compression ratio. A variable compression ratio engine featuring:
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