JPH06248988A - 内燃機関の可変圧縮比装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 物性値の異なる複数種の燃料を混合した混
合燃料を使用したエンジンにおけるノッキングを防止し
つつ、燃費を向上させること目的としたものである。 【構成】 内燃機関の運転負荷状態検出手段によって
検出された運転負荷状態と、燃料内における物性値の異
なる複数種の燃料の割合（ブレンド率）とを検出し、そ
の結果から可変圧縮比装置の最適圧縮比を検出、設定す
るとともに、圧縮比設定後の最適点火時期を運転負荷状
態とブレンド率とから検出、設定する構造。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は物性値の異なるガソリン
・メタノール等の混合燃料を使用する内燃機関の可変圧
縮比装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、実開平３−１２７０５３号等公報
に示されるような、エンジン中負荷域よりも大きい高負
荷域あるいはエンジン高回転域においては圧縮比を低圧
縮比に設定し、ノッキングを発生しないようにしなが
ら、かつ中負荷以下の運転領域では熱効率を上げて燃費
等の改善をはかってるため、ノッキングを起こさない範
囲で圧縮比を高圧縮比に設定する可変圧縮比装置が各種
提案されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】このような従来の可変
圧縮比装置は、ガソリン等１種類の燃料でのエンジンに
適用されているため、圧縮比の切り換えをエンジンの運
転負荷状態だけで判断しているものが多かった。しかし
最近、燃焼温度低減や、排気ガス低減を狙って物性値の
異なる複数種の燃料を混合した混合燃料（例えばエマル
ジョン燃料）を使用したエンジンが開発されて来てい
る。

【０００４】単一燃料（ガソリン・軽油）を使用したエ
ンジン用に圧縮比の切り換えを設定している可変圧縮比
装置にエマルジョン燃料を使用した場合、可変圧縮比装
置がまだノッキングを起こさず運転できる運転領域であ
るのにもかかわらず、単一燃料を使用した時の運転切換
領域に達すると、圧縮比が高から低に切り換わってしま
い、自ら高圧縮比で運転できる運転領域を狭めることと
なる。そのため、エマルジョン燃料を使用したにもかか
わらず、燃費を向上することができなくなる。また、そ
れとは反対にエマルジョン燃料を使用したエンジン用に
圧縮比の切り換えを設定している可変圧縮比装置に単一
燃料を使用した場合、エマルジョン燃料使用時ではノッ
キングを起こさず運転できる運転領域であるのに実際は
ノッキングを起こしてしまうなどの不具合が生じてしま
う。

【０００５】本発明は上記課題を解決するものであり、
エマルジョン燃料のブレンド率とエンジンの運転負荷状
態とによって、最適な高低圧縮比の切り換え時期を設定
するとともに、上記ブレンド率に応じた上記運転負荷状
態での最適点火時期を決定することで、エマルジョン燃
料を使用したエンジンでのノッキングを防止しつつ燃費
を向上することを目的としたものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するためのものであり、内燃機関の圧縮比を可変する可
変圧縮比手段と、同内燃機関の点火時期を可変する点火
時期切換手段と、同内燃機関に供給される物性値の異な
る複数種の燃料混合割合を検出するブレンド率センサ
と、同内燃機関の運転負荷状態を検出する運転負荷状態
検出手段と、上記ブレンド率と上記運転負荷状態とに基
づいて上記最適圧縮比を検出し圧縮比切換信号を上記可
変圧縮比手段に出力する圧縮比制御手段と、上記運転負
荷状態と上記圧縮比切換信号とに基づいて上記内燃機関
の最適点火時期を検出し上記点火時期切換信号を上記点
火時期切換手段に出力する点火時期制御手段とを備えた
事を特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明は、エマルジョン燃料を適用した可変圧
縮比装置を備えたエンジンにおいて、内燃機関に供給さ
れるエマルジョン燃料のブレンド率に応じたエンジン運
転負荷状態に基づいて圧縮比を切り換え、その運転負荷
状態に最適な点火時期を設定することで、エマルジョン
燃料を使用し、可変圧縮比装置を備えたエンジンでのノ
ッキングを防止しつつ、燃費を向上することができる。

【０００８】

【実施例】以下に図１〜図９により本発明の実施例につ
いて説明する。図１はエンジンに可変圧縮比装置を採用
し、運転負荷状態で圧縮比を切り換えるシステムを示す
構成図である。図２はコネクィングロッド大端部に偏心
スリーブを組み込み、圧縮比を高低２段に切り換える可
変圧縮比装置のクランク軸方向断面図である。図３は図
２の可変圧縮比装置をＹ方向から見たＹ矢視図である。
図４，図５は、図２のＩＶの破線で囲まれた偏心スリー
ブロック手段の詳細図であり、図４は低圧縮比状態、図
５は高圧縮比状態を示すものである。図６は偏心スリー
ブロック手段に油圧を供給するための油圧回路である。
図７はエンジン運転負荷状態を検出してから最適圧縮比
と最適点火時期を検出するフローチャートである。図８
はエンジン負荷，エンジン回転数をパラメータとして燃
料の混合率（ブレド率）に応じた最適圧縮比を検出する
マップである。図９は出力トルクと燃料のブレンド率か
ら最適点火時期を算出するマップである。

【０００９】先ず、図１を用いて本発明の全体構成を説
明する。符号１は圧縮比を高と低の２段に切り換える可
変圧縮比装置２を備えたエンジンであり、油圧回路３か
らの油圧の供給によって圧縮比を高と低の２段に切り換
える。この油圧回路３は、エンジン回転数，エンジン負
荷および燃料内のガソリンとメタノールのブレンド率を
パラメータとして、ＥＣＵ（エレクトロコントロールユ
ニット）４で演算された最適圧縮比に基づいて制御され
るものである。さらにＥＣＵ４は可変圧縮比装置２が圧
縮比を切り換えた後、圧縮比とエンジン負荷から最適点
火時期を算出し、イグニッションコイル５に点火時期信
号を送信する。エンジン負荷は、エアフローセンサ６，
スロットルポジションセンサ７，水温センサ８およびエ
ンジン回転数センサ１１などの情報によりＥＣＵ４内で
検出される。また燃料内のガソリンとアルコールとのブ
レンド率Ｍは、デリバリパイプ９内に設けられたブレン
ド率センサ１０によって測定され、ＥＣＵ４に入力され
る。

【００１０】次に図２及び図３を用いて可変圧縮比装置
２について説明する。図３に示されるように、コネクテ
ィングロッド２１は、その小端部がエンジンの気筒内を
往復するピストン２２のピストンピン２３に枢支される
とともに、その大端部をクランクシャフト２４のクラン
クピン２５に枢支されている。また、このコネクティン
グロッド２１の大端部における枢支部には、コネクティ
ングロッド２１の軸受穴とこの軸受穴を挿通する支軸と
してのクランクピン２５とを相互に偏心させる偏心スリ
ーブ２６が回転可能に設けられている。即ち、この偏心
スリーブ２６はその内周円の中心とその外周円の中心と
が偏心して、偏心最大位置からクランクピン２５の外周
を１８０度回転すると最小偏心位置を採るようになって
いる。

【００１１】さらに、偏心スリーブロック手段２７は、
偏心スリーブ２６の軸方向（クランクシャフト２４の軸
方向）に移動するピン部材としてストッパピン２８を備
えている。このストッパピン２８をピストン式流体圧機
構としての油圧駆動機構２９で作動させることにより、
偏心スリーブ２６に形成された２つの係合部３０，３１
にストッパピン２８を係合させて、この偏心スリーブ２
６の回転を最大偏心位置と最小偏心位置の２ヶ所でそれ
ぞれ固定するものである。

【００１２】次に図４および図５を用いて、偏心スリー
ブロック手段２７について説明する。なお、図４は低圧
縮比状態、図５は高圧縮比状態を示している。ストッパ
ピン２８の中間部には、フランジ状のピストン部２８ａ
が拡径して一体に設けられ、このピストン部２８ａ付き
ストッパピン２８が、コネクティングロッド２１の大端
部に形成された貫通穴１９に嵌合されている。この貫通
穴１９はコネクティングロッド２１の大端部をクランク
シャフト２４軸方向に貫通しており、３つの径を有する
３段穴部として構成されていて、一端部に位置する小径
穴部１９ａはストッパピン２８の径とほぼ同じで、中間
部に位置する中径穴部１９ｂはピストン部２８ａの径と
ほぼ同じで、他端部に位置する大径穴部１９ｃはピスト
ン２８ａより大きく設定されている。

【００１３】したがって、この貫通穴１９にピストン部
２８ａ付ストッパピン２８を挿入すると、貫通穴１９の
小径穴部１９ａにストッパピン２８が液密に挿通される
とともに、貫通穴１９の中径穴部１９ｂにピストン部２
８ａが液密に挿嵌される。そして、リターンスプリング
３２を入れて、さらに貫通穴１９の大径部１９ｃとほぼ
同形で中央通路部にストッパピン２８とほぼ同形の貫通
穴１９を形成したキャップ３３を嵌め込み、このキャッ
プ３３をコネクティングロッド２１にボルト等にて固定
すると、ストッパピン２８がその一端部を貫通穴１９の
小径部１９ａに液密に挿嵌されるとともに、その他端部
をキャップ３３の貫通穴１９に液密に嵌装されて、貫通
穴１９の中径部１９ｂがピストン部２８ａにて２つのチ
ャンバ３４，３５に分割される。そして、このチャンバ
３４，３５にそれぞれ油圧通路３６，３７が連通接続さ
れるようになっている。これによりこれらの２つのチャ
ンバは、ピストン部２８ａの両側に形成されている油圧
室（流体圧室）３４，３５として構成される。なお、リ
ターンスプリング３２は油圧室３４内に配設されて、ピ
ストン部２８ａ付きストッパピン２８を油圧室３５側へ
付勢していることになる。なお、ピストン部２８ａの両
側の受圧面積は等しく設定されている。

【００１４】これにより、このストッパピン２８に付設
のピストン２８ａ，油圧室３４，３５，リターンスプリ
ング３２，キャップ３３等で、ストッパピン２８に連結
されたピストン部２８ａを移動させることによってスト
ッパピン２８を駆動する。

【００１５】また偏心スリーブ２６は、図２および図３
に示すごとく、コネクティングロッド２１の大端部を挟
むように軸方向に離隔したフランジ部２６ａ，２６ｂを
有しているが、一方のフランジ部２６ａにおける偏心ス
リーブ２６が最大偏心位置を採るような位置部分には、
切欠き状の係合部３０が形成されるとともに、他方のフ
ランジ部２６ｂにおける偏心スリーブ２６が最小偏心位
置をとるような位置部分（フランジ部２６ａに対して１
８０度回転した位置）には、切欠き状の係合部３１（図
２）が形成されていて、ストッパピン２８が図５に示す
ように右方へ移動し、ストッパピン２８と係合部３０と
が係合して、偏心スリーブ２６が最大偏心位置でコネク
ティングロッド２１の大端部に固定される。また、スト
ッパピン２８が図２および図４に示すように左方へ移動
し、ストッパピン２８と係合部３１とが係合して、偏心
スリーブ２６が最小偏心位置でコネクティングロッド２
１の大端部に固定される。

【００１６】そして、偏心スリーブ２６が最大偏心位置
でコネクティングロッド２１の大端部に固定されると、
コネクティングロッド２１は見掛け上、最も伸びた状態
になって、高圧縮比を実現することができる。また、偏
心スリーブ２６が最小偏心位置でコネクティングロッド
２６に固定されると、コネクティングロッドは見掛け
上、最も縮んだ状態になって、低圧縮比状態を実現でき
る。

【００１７】このピストン部２８ａの両側に形成される
油圧室３４，３５には、油圧通路３６，３７を通じて予
め所要の油圧（標準油圧）が印加する手段と、ピストン
部２８ａ付きのストッパピン２８をリターンスプリング
３２の付勢力に抗して油圧室３４側に移動させるため
に、油圧室３５に上記の標準油圧より高い油圧（標準油
圧＋α）を印加する手段とが設けられている。すなわち
油圧通路３６，３７は図２に示すように、クランクシャ
フト２４のクランクジャーナル３８からクランクアーム
３９の部分を通って、クランクピン２３からコネクティ
ングロッド２１の大端部を通ってそれぞれ油圧室３６，
３７に連通接続されている。

【００１８】次に図６を用いて偏心スリーブロック手段
２７に油圧を印加する油圧回路３について説明する。油
圧通路３６のクランクシャフト２４外の部分はメインギ
ャラリ４０に側に繋がるとともに、油圧通路３７のクラ
ンクシャフト２４外の部分はサブオイルポンプ４１また
はメインギャラリ４０側に繋がっている。すなわち、オ
イルタンクあるいはオイルパン４２からの潤滑油はリリ
ーフバルブ４３付きのオイルポンプによって所要油圧
（標準油圧を供給する油圧）の潤滑油としてオイルフィ
ルタ４４を介してメインギャラリ４０へ供給され、この
メインギャラリ４０からは油圧通路３６を通じて標準油
圧の潤滑油を供給する。さらに、メインギャラリ４０か
らの潤滑油は、サブオイルポンプ４１へ供給され、さら
に高い油圧（標準油圧＋α）として吐出されるようにな
っているが、このサブオイルポンプ４１からの油圧はス
イッチングバルブ４５を介してメインギャラリ４０から
の油圧と選択的に油圧通路３７への供給されるようにな
っている。すなわち、スイッチングバルブ４５をａの位
置にすると、油圧通路３７へはメインギャラリ４０から
の標準油圧が供給され、さらに、スイッチングバルブ４
５をｂ位置にすると、油圧通路３７へはサブオイルポン
プ４１からの高い油圧（標準油圧＋α）が供給されるよ
うになっている。

【００１９】したがって、スチッチングバルブ４５をｂ
の位置にすると、油圧通路３７へはサブオイルポンプ４
１からの高い油圧（標準油圧＋α）が油圧室３５に供給
される。このとき油圧室３４内には油圧通路３６を介し
てメインギャラリ４０からの標準油圧が供給されるの
で、リターンスプリング１５の付勢力に抗して、ピスト
ン部２８ａ付きストッパピン２８が、図５に示すように
右方向に移動し、ストッパピン２８が係合部３１から外
れるとともに、コネクティングロッド２１，クランクシ
ャフト２４，及び偏心スリーブ２６の相対回転により、
ストッパピン２８と係合部３０とが係合して、偏心スリ
ーブ２６が最大偏心位置でコネクティングロッド２１が
固定され高圧縮比状態となる。

【００２０】またスイッチングバルブ４５をａの位置に
すると、油圧通路３７へはメインギャラリ４０からの標
準油圧が供給されて、油圧室３５にもこの標準油圧が供
給される。この時油圧室３４内には油圧通路３６を介し
てメインギャラリ４０からの標準油圧が供給されるの
で、リターンスプリング３２の付勢力によって、上記の
場合とは逆方向に移動して、ピストン部２８ａ付きスト
ッパピン２８が図２および図４に示すように、左方向に
移動して偏心スリーブ２１の係合部３０との係合が外
れ、ストッパピン２８と係合部３１と係合して、偏心ス
リーブ２６が最小偏心位置でコネクティングロッド２１
の大端部に固定され、低圧縮比状態となる。

【００２１】またリリーフバルブ４５は、（標準油圧＋
α）と標準油圧との差圧αが一定となるように調整する
ものである。さらに、オイルコントロールバルブ４６を
ａの位置にすると、スイッチングバルブ４５のパイロッ
ト油圧が低下してスイッチングバルブ４５をａの位置に
できる。また、オイルコントロールバルブ４６をｂの位
置にすると、スイッチングバルブ４５のパイロット油圧
が上昇してスイッチングバルブ４５をｂの位置にでき
る。そして、このオイルコントロールバルブ４６はＥＣ
Ｕ４からの切換信号によりａとｂの位置にそれぞれ切り
換わる。

【００２２】次にＥＣＵ４０について図７を用いて詳細
に説明する。図示されないイグニッションキースイッチ
がＯＮされると、デリバリパイプ９に配設されたブレン
ド率センサ１０が、デリバリパイプ９中のガソリンに対
するメタノールの混合率（ブレンド率）Ｍを検出する。
このブレンド率Ｍは、ステップＳ１０１でＥＣＵ４に読
み込まれる。

【００２３】ステップＳ１０２では、吸気量Ａとエンジ
ン回転数Ｎが読み込まれる。吸気量Ａは、吸気通路のス
ロットルバルブより上流側に配設されたエアーフローセ
ンサ６によって測定され、エンジン回転数Ｎは駆動系等
に設けられたエンジン回転数センサ１１によって検出さ
れる。また、可変圧縮比装置２の圧縮比が高圧縮比であ
るか、あるいは低圧縮比であるかが、圧縮比ポジション
センサ１２から読み込まれる。

【００２４】次にステップＳ１０３からステップＳ１０
８では、吸気量Ａ，エンジン回転数Ｎ，ブレンド率Ｍか
ら可変圧縮比装置の圧縮比の高・低を決定する。ステッ
プＳ１０３では、ステップＳ１０２で取り込んだ吸気量
Ａとエンジン回転数Ｎ，ブレンド率Ｍのパラメータによ
って、図８に示すマップから現在のエンジン負荷に対し
て、高低どちらの圧縮比が適しているかを検出する。例
えば、吸気量Ａがａ、エンジン回転数Ｎがｎ、ブレンド
率Ｍがｍの場合、エンジン負荷は図８のマップからＱ点
であることが読み取られる。そして、マップ内のＭ＝ｍ
の線よりＱ点は低圧縮比側であるので、現在のエンジン
負荷には、低圧縮比運転が適していることがわかる。す
なわち同じエンジン運転負荷であっても、ブレンド率Ｍ
によるＭ＝ｋ（ｋは所定値）の線の位置によって、高・
低圧縮比の何方が適しているかが異なる。

【００２５】次に、ステップＳ１０４でステップＳ１０
３で検出された最適圧縮比が、高圧縮比領域かどうか判
別する。ステップＳ１０５およびＳ１０６では、ステッ
プＳ１０２で圧縮比ポジションセンサ１２より読み込ま
れた現在の圧縮比が高・低どちらに設定されているかを
読み取り、それぞれステップＳ１０５は低圧縮比状態か
を、ステップＳ１０６は高圧縮比状態かを判別する。

【００２６】ステップＳ１０５で圧縮比可変装置は、実
際の低圧縮比状態であると判別され、かつステップＳ１
０４で最適圧縮比が高圧縮比状態であると判断された場
合にステップＳ１０７において、現在のエンジン運転負
荷では、高圧縮比が適しているにもかかわらず、可変圧
縮比装置は低圧縮比になっていると判断する。そこでＥ
ＣＵ４は圧縮比を低から高に切り換える信号を発信し、
油圧回路１０のオイルコントロールバルブ４６をｂの位
置に切り換え、油圧通路３７に所要の油圧より高い油圧
（標準油圧＋α）を供給し、図５に示すようにストッパ
ピン２８が右方向へ移動し係合部３０と係合して、偏心
スリーブ２６が偏心最大位置でコネクティングロッド２
１の大端部に固定され、圧縮比が低から高に切り換わ
る。

【００２７】同様にステップＳ１０６で可変圧縮比装置
は、実際の高圧縮比状態であると判別され、かつステッ
プＳ１０４で最適圧縮比が低圧縮比状態であると判断さ
れた場合にステップＳ１０８において、現在のエンジン
運転負荷状態では、低圧縮比が適しているにもかかわら
ず、可変圧縮比装置は高圧縮比になっていると判断す
る。そこでＥＣＵ４は圧縮比を高から低に切り換える信
号を発し、油圧回路１０のオイルコントロールバルブ４
６をａの位置に切り換え、油圧通路３７に所要の標準油
圧を供給し、図２及び図４に示すようにストッパピン２
８が左方向へ移動し係合部３１と係合して、偏心スリー
ブ２６が偏心最小位置でコネクティングロッド２１の大
端部に固定され、圧縮比が高から低に切り換わる。

【００２８】また、ステップＳ１０４で、最適圧縮比領
域が高圧縮比領域と判断され、ステップＳ１０５で、可
変圧縮比装置が実際に高圧縮比状態であると判断された
場合は、最適圧縮比と実際の圧縮比とが適合しており、
ＥＣＵ４は、圧縮比切り換え信号を発せず、ステップＳ
１０９に進む。一方、ステップＳ１０４で、最適圧縮比
領域が低圧縮比領域と判断され、ステップＳ１０６で、
可変圧縮比装置が実際に低圧縮比状態であると判断され
た場合は、最適圧縮比と実際の圧縮比とが適合してお
り、ＥＣＵ４は、圧縮比切り換え信号を発せず、ステッ
プＳ１１０に進む。

【００２９】次にステップＳ１０９からＳ１１２で、可
変圧縮比装置の圧縮比状態と、ブレンド率Ｍ，吸気量
Ａ，エンジン回転数Ｎから最適点火時期を決定する。ス
テップＳ１０５で高圧縮比状態と判断されるか、ステッ
プＳ１０７で圧縮比が高圧縮比に切り換わると、ステッ
プＳ１０９において、ステップＳ１０２で読み込まれた
エンジン回転数Ｎと吸気量Ａによって、出力トルクを演
算する。さらにステップＳ１１１でブレンド率Ｍに応じ
た高圧縮比状態の最適点火時期を例えば図９に示すよう
なマップによって決定し、図１に示すイグニッションコ
イル５に点火時期信号を発信する。

【００３０】同様にステップＳ１０６で低圧縮比状態と
判断されるか、ステップＳ１０８で圧縮比が低圧縮比に
切り換わると、ステップＳ１１０において、ステップＳ
１０２で読み込まれたエンジン回転数Ｎと吸気量Ａによ
って、出力トルクを演算する。さらにステップＳ１１２
でブレンド率Ｍに応じた低圧縮比状態の最適点火時期を
例えば図９に示すようなマップによって決定し、図１に
示すイグニッションコイル５に点火時期信号を発信す
る。

【００３１】上記のような内燃機関の可変圧縮比装置に
よると、ブレンド率センサ１０で検出されたガソリンと
メタノールとのブレンド率ＭがＥＣＵ４に入力される。
ＥＣＵ４内でエンジン回転数Ｎ，吸入空気量Ａ，ブレン
ド率Ｍ，実際の圧縮比Ｐとによって、高・低圧縮比の内
から最適圧縮比を検出する。この時の最適圧縮比は、ガ
ソリンとメタノールのブレンド率Ｍによって、図８に示
すＭ＝ｋのラインが高圧縮比側に寄ったり、低圧縮比側
に寄ったりして、同一運転負荷であっても、ブレンド率
Ｍの値によって、高圧縮比運転が適しているか、低圧縮
比運転が適しているかは変わるものである。そして、実
際の圧縮比と最適圧縮比とが異なる場合は、ＥＣＵ４か
らオイルコントロールバルブ４６へ切換制御信号が発信
され、スイッチングバルブ４５が切り替わることで、油
圧通路３６、３７に標準油圧が印加されるか、あるいは
油圧通路３６は標準油圧、油圧通路３７は（標準油圧＋
α）が印加され、ピストン部２８ａ付きストッパピン２
８が移動し、偏心スリーブ２６が最大・最小偏心位置で
コネクティングロッド２１が固定され圧縮比が可変され
る。

【００３２】例えば、ＥＣＵ４において、最適圧縮比が
高圧縮比状態であるが、実際の圧縮比が低圧縮比状態で
あると判断した場合は、ＥＣＵ４からコントロールバル
ブ４６へ低圧縮比から高圧縮比に切り換わる切換制御信
号が発信される。これによって、オイルコントロールバ
ルブ４６はｂの位置になり、パイロット油圧が上昇して
スイチングバルブ４５がｂの位置となる。これによって
油圧通路３７はサブオイルポンプ４１からの高い油圧
（標準油圧＋α）が油圧室３５に供給され、リターンス
プリング１５の付勢力に抗して、ピストン部２８ａ付き
ストッパピン２８が、図５に示すように右方向に移動
し、ストッパピン２８と係合部３０とが係合して、偏心
スリーブ２６が最大位置でコネクティングロッド２１と
固定され高圧縮比状態となる。

【００３３】一方、ＥＣＵ４において、最適圧縮比が低
圧縮比状態であるが、実際の圧縮比が高圧縮比状態であ
ると判断した場合は、ＥＣＵ４からコントロールバルブ
４６へ高圧縮比から低圧縮比に切り換わる切換制御信号
が発信される。これによって、オイルコントロールバル
ブ４６はａの位置になり、パイロット油圧が低下してス
イチングバルブ４５がａの位置となる。これによって油
圧通路３７はメインギャラリ４０から標準油圧が油圧室
３５に供給され、リターンスプリング１５の付勢力によ
って、ピストン部２８ａ付きストッパピン２８が、図２
および図４に示すように右方向に移動し、ストッパピン
２８と係合部３１とが係合して、偏心スリーブ２６が最
小位置でコネクティングロッド２１が固定され低圧縮比
状態となる。

【００３４】さらに、エンジン運転負荷と可変圧縮比装
置の圧縮比状態，ガソリンとメタノールとのブレンド率
Ｍとによって、最適点火時期が決定される。一般にオク
タン価の高いメタノールが多い場合、すなわちブレンド
率Ｍが大きい場合は、同一エンジン負荷での点火時期限
界は進角側に進む。これにより、ブレンド率Ｍの大きな
燃料を使用した場合、より大きなトルクが得られる点火
時期での点火が可能となる。

【００３５】例えば図９によると、Ｍ＝０では可変圧縮
比装置を高圧縮比状態に設定して高出力を得ようと点火
時期を遅角側へ移動すると、ノッキングが生じるため高
圧縮比状態での最大トルクはＴ１しか得られない。しか
し低圧縮比ではノッキングが生じないため、最大トルク
Ｔ２が得られる点火時期よりも点火時期を進角側にで
き、高圧縮比の時より大きなトルクＴ２が得られる。ま
た、ブレンド率ＭがＭ＝０より大きいブレンド率、例え
ばＭ＝ｍとなると、点火時期限界が進角側へ移動できる
ので、高圧縮比状態での最大トルクＴ３が、低圧縮比状
態での最大トルクＴ４より大きくなる。このため、低圧
縮比状態での最大トルクより大きなトルクが高圧縮比状
態で得られる位置まで点火時期を進角することが可能と
なり燃費が向上する。

【００３６】したがって、高圧縮比状態では、ノッキン
グを回避する為に点火時期限界が低圧縮比状態に比べ遅
角側にならざるを得なかったが、ブレンド率Ｍが大きい
場合では点火時期限界が進角側に進み、Ｍ＝０（ガソリ
ンのみ）の時に比べノッキングを起こさず高圧縮比で運
転できる領域が増える。そのため、従来、低圧縮比で運
転していた運転負荷領域のものでも、高圧縮比運転で最
大トルクが得られる領域が得られ、燃費が向上するとと
もに最大トルクも向上できる。また、従来から高圧縮比
運転していた運転負荷領域では、ノッキングせずに運転
できる領域が増え最大トルクを得ることができる。これ
によって、エンジン運転時のエマルジョン燃料のブレン
ド率Ｍに応じた最適圧縮比と最適点火時期を得ることが
できだけでなく、ガソリン＋メタノールなどのオクタン
価の高い燃料のエマルジョン燃料では、ガソリンのみの
燃料使用時に比べ、高圧縮比状態での運転領域を多くで
き、高出力高燃費を得ることができる。

【００３７】本発明では、コネクティングロッド２１の
大端部に偏心スリーブ２６を設けた可変圧縮比装置２に
ついて説明したが、本発明はこれに限ることなく、小端
部に偏心スリーブを設けたもの、あるいは高低２段に切
り換えるものではなく、燃焼室頂面にピストンやバルブ
を設けて圧縮比を可変するものなど、要するに圧縮比を
可変する装置全てに適用できるものである。また、エン
ジン負荷状態を検出するために、エアフローセンサ６に
よる吸気量Ａと、エンジン回転数センサ１１によるエン
ジン回転数Ｎとによって得たが、本発明はこれに限るこ
となく、吸気圧センサ、エンジン冷却水の温度センサ８
等、エンジ負荷が得られるセンサによる検出であればよ
い。

【効果】本願発明によると、エンジンに供給されるエマ
ルジョン燃料のブレンド率とエンジン運転負荷に基づい
て最適圧縮比を検出し、さらにそれに適合した最適点火
時期を設定するので、常にそのエンジン運転負荷での最
適の圧縮比を得ることができ、高出力低燃費を生み出す
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係わる内燃機関の可変圧縮比
装置の全体図である。

【図２】図１に示したエンジン１のコネクティングロッ
ド大端部に偏心スリーブを組み込み、圧縮比を高低二段
に切り換える可変圧縮比装置のクランク軸方向断面図で
ある。

【図３】図２の可変圧縮比装置をＹ方向から見たＹ矢視
図である。

【図４】図２のＩＶの破線で囲まれた偏心スリーブロッ
ク手段の詳細図であり、低圧縮比状態を示したものであ
る。

【図５】図２のＩＶの破線で囲まれた偏心スリーブロッ
ク手段の詳細図であり、高圧縮比状態を示したものであ
る。

【図６】偏心スリーブロック手段に油圧を供給するため
の油圧回路である。

【図７】エンジン運転負荷状態を検出してから最適圧縮
比と最適点火時期を検出するフローチャートである。

【図８】エンジン負荷、エンジン回転数をパラメータと
して燃料のブレンド率に応じた最適圧縮比を検出するマ
ップである。

【図９】出力トルクと燃料のブレンド率から最適点火時
期を算出するマップである。

【符号の説明】

１ エンジン ２ 可変圧縮比装置 ３ 油圧回路 ４ エレクトロニックコンピュータユニット（ＥＣＵ） ５ イグニッションコイル ６ エアフローセンサ ７ スロットルポジションセンサ ８ 水温センサ ９ デリバリパイプ １０ ブレンド率センサ １１ エンジン回転数センサ １２ 圧縮比ポジションセンサ １９ 貫通穴 １９ａ 貫通穴小径部 １９ｂ 貫通穴中径部 １９ｃ 貫通穴大径部 ２１ コネクティングロッド ２２ ピストン ２３ ピストンピン ２４ クランクシャフト ２５ クランクピン ２６ 偏心スリーブ ２７ 偏心スリーブロック手段 ２８ ストッパピン ２８ａ （ストッパピンの）ピストン部 ２９ 油圧駆動機構 ３０，３１ 係合部 ３２ リターンスプリング ３３ キャップ ３４，３５ チャンバ（油圧室） ３６，３７ 油圧通路 ３８ クランクジャーナル ３９ クランクアーム ４０ メインギャラリ ４１ サブオイルポンプ ４２ オイルパン ４３ リリーフバルブ ４４ オイルフィルタ ４５ スイッチングバルブ ４６ オイルコントロールバルブ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３４５ Ｂ 7536−3Ｇ ３６４ Ｋ 7536−3Ｇ ３６６ Ｆ 7536−3Ｇ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の圧縮比を可変する可変圧縮比手
   段と、同内燃機関の点火時期を可変する点火時期切換手
   段と、同内燃機関に供給される物性値の異なる複数種の
   燃料混合割合を検出するブレンド率センサと、内燃機関
   の運転負荷状態を検出する運転負荷状態検出手段と、上
   記ブレンド率と上記運転負荷状態とに基づいて上記最適
   圧縮比を検出し圧縮比切換信号を上記可変圧縮比手段に
   出力する圧縮比制御手段と、上記運転負荷状態と上記圧
   縮比切換信号とに基づいて上記内燃機関の最適点火時期
   を検出し上記点火時期切換信号を上記点火時期切換手段
   に出力する点火時期制御手段とを備えた事を特徴とする
   内燃機関の可変圧縮比装置。