JPS5946370A

JPS5946370A - 圧縮比可変式内燃機関

Info

Publication number: JPS5946370A
Application number: JP57156060A
Authority: JP
Inventors: Mitsuharu Nakahara; 中原　光治; Tomio Ishida; 石田　富雄; Norifumi Honjo; 本荘　典史; Yoshitaka Yoshida; 吉田　吉孝
Original assignee: Daihatsu Motor Co Ltd; Daihatsu Kogyo KK
Current assignee: Daihatsu Motor Co Ltd
Priority date: 1982-09-08
Filing date: 1982-09-08
Publication date: 1984-03-15

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、圧縮比を機関の負荷に応じて変更するように
した圧縮比可変式の内燃機関に関するものである。

内燃機関において出力を向上し、燃費を低減するには圧
縮比を高めれば良いが、圧縮比を高めると高負荷域にお
いてノッキングが発生する。

このため従来の圧縮比一定の内燃機関では、圧縮比を高
負荷域においてノッキングが発生しない値に設定しなけ
ればならないから、低負荷域にｔ６いて十分な出力を出
すことができないと共に、燃費を十分に低減することが
できない。

そこで、先行技術としての特開昭５６−８８９２６号公
報は、燃焼室に連通する副シリンダ内に嵌挿した副ピス
トンを、機関のある負荷域を境として油圧の給排によっ
て前後動することにより、圧縮化を可変にすること少提
案し、また、本発明者達も、先願に係る特許出願（特願
昭５７’−４８２９５−弓）において、燃焼室に連通ず
る副シリング内に嵌挿した副ピストンを、油圧により機
関の負荷に比例して］）１１後動することにより、圧縮
比ｊ−Ｊｌｊｌｉ段階的に可変にすることを提案した。

しかし、このように副シリンダ内の副ピストンを、機関
の負荷に応じて油圧により前後動する場合、油圧の流れ
又は各ポート類の絞り抵抗のために、機関の負荷による
吸入空気量の変化に対才ろ副ピストンの前後動に応答遅
れが必然的に存在すルカラ、機関への吸気通路中におけ
るスロットル弁を急開しての加速時にだいて、吸入空気
量の増加に対して圧縮比低への制御が遅Ｊすることにな
ｌ］この加速時における圧縮比低への制御遅れのために
、加速頭初においてノッキングが多発して、出力が低下
するばかりか、ドライバービリティ−が低下するのであ
る。

本発明は、前記のように副シリング内の副ピストンを、
機関の負荷に応じて油圧によりＯ１ｌ後動するものにお
いて、スロットル弁を急開しての加速時に、これに連動
して点火時期を遅角制御することにより、圧縮比低への
制御遅れによるノッキングを防止するものであり、また
、第２の発明は、スロットル弁を急開しての加速時にノ
ッキングの有無を検出し、ノッキングが発生していると
きこれに応じて点火時期を遅角制御するものである。

以下本発明を実施例の図面について説明すると図におい
て（１）はシリンダブロック、（２）はシリンダヘッド
ｍ　（３）は前記シリンダブロック（１）のシリンダボ
ア（４）内を往復摺動するビス！・ン、（５）は１３ｉ
ｉ　記シリンダヘッド（２）の下面を凹ませて形成した
燃焼室を各々示し、該燃焼室（５）にはその略中心位置
にシリンダヘッド（２）に螺着した点火栓（６）がのぞ
むと共に吸気弁（７）′付き吸気ポート（８）及び図示
しない排気弁付き排気ポートが各々開口し、前記吸気ポ
ート（８）には図示しないアクセルペダルによって開閉
操作されろスロットル弁（９）を備えた吸気通路ａｃｂ
が接続されている。

０υは前記シリンダヘッド（２）に穿設した副シリンダ
で、該副シリンダ（１］）は下側が燃焼室（５）に、上
側がシリンダヘッド（２）の上面におけるシリンダヘッ
ド上室に各々開口し、該副シリンダ（１１）のシリンダ
ヘッド上室への開ト４部にはこＪ−Ｌを塞ぐ蓋板Ｑ２が
設けられている。

（１３は１１ｆ（記副シリンダＯＤ内に摺動自在に嵌挿
した副ピストンで、該副ピストン０３の外周にはピスト
ンリング０４）を備え、この副ピストン０．１１が燃焼
室（５）の方向に前進オろと燃焼室の容積が減少して圧
縮比が高くなり、副ピストン０■が燃焼室（５）から離
れる方向に後退すると燃焼室の？７−債が増大して圧縮
比が低くなるようになっており、且つこの副ピストン０
■はばね００にて後退方向に付勢され、副ピストン（１
■の背面（燃焼室（５）に対して裏側の面）には当該副
ピストン０［有］の中心から軸方向に延ひるステム０（
９が一体的に設けられ、該ステム（ＩＱを１ｉｉｊ記蓋
板θのを摺動自在に貫通して外方突出する一方、副ピス
トン０３の背面と蓋板Ｑ功との間に油圧室（１カを形成
し、該油圧室０ηに油圧源からの作動油を逆止弁（ｌａ
ｌ付きポート（１［相］を介して連続的に５＋＋）給す
る。

また、前記ステム（１０には油圧室α力に連ｊｍオる通
路（イ）を備え、且つステムθＱが蓋板（］ノより外方
に突出する部分には、前記油圧室０７）内の作動油をシ
リンダヘッド上室に流出させるためのスピルポートＱｌ
）を穿設オろ。

（イ）はスピル体の一つの実施例である所のスピルリン
グを示し、該スピルリング（イ）を前記ステム０・に摺
動自在に被嵌して、該スピルリング（イ）を燃焼室（５
）の方向に前進移動するとき当該スピルリング（イ）に
よってスピルポート１２］）が閉じ、スピルリング（イ
）を燃焼室から離れる方向に後退移動するときスピルポ
ートＣＤが開くように構成する。　また、〜（イ）はシ
リンダヘッド上室に中途部を軸（ハ）にて揺動自在に枢
着して設けたレバーで、該レバー（ハ）の一端を前記ス
ピルリング（イ）に係合オる一方、他端をアクチェータ
の一つの実施例であるダイヤフラム機構（イ）に連結す
る。　このダイヤフラム機構（ハ）は、前記レバー（イ
）の他端にロッド（ハ）を介して連結するダイヤフラム
（イ）を内蔵し、該ダイヤフラム（ハ）にて区画された
ダイヤフラム室（至）には、前記レバー（ハ）の他端を
図において下方に押（７Ｆげろ方向、つまりスピルリン
グ（イ）を後退摺動する方向に伺勢オろばね（ホ）を設
けると共に、該グイヤフラム室（ハ）を負圧通路（至）
を介して１）１記吸気通路００にわけるスロットル弁（
９）より下流側に接続して、吸気負圧グイセフラム室（
ハ）に導入することによｔノ、機関の負荷の減少に伴っ
て吸気負圧が真空寄りに大きくなるとこれに比例しで前
記スピルリンクグ（イ）が１１１１進摺動するように構
成する。

０υは前記点火栓（６）における点火時期を１機関の負
荷及び回転数に応じて逍、角制御オろ点火時期制御回路
で、また、点火時期制御回路（３］）は、後述するスロ
ットル弁開速度検出回路（（〕からの出力信ｊｊに基づ
き、点火時期を、負荷及び回転数にすした点火時期から
遅角方向に適宜角度だけ適宜時間遅角制御する機能を備
えておりｓ　１）！Ｉ記スロットル弁開速度検出回路（
功は、スロットル弁（９）に対オろポテンションメータ
（ト）によってスロットル弁（９）の開き角度を単位時
間ごとに検出することによって、スロットル弁（９）の
開き方向の速度を演算し、この開速度が、予め設定した
速度を越えたときをもって機関の加速と判断して、前記
点火時期側（ｙｇ回路０υに点火時期遅角制御の出力信
月を出すようなっている。

この構成において、スピルリング（イ）を第１図に実線
で示す位置から二点鎖線で示す位置へと前進方向に移動
すると、スピルポート■υの閉によって当該スピルポー
１−１２のからの作動油の流出が止まり逆止弁（１，８
）付きボート０すから絶えず作動油が供給されている油
圧室αηの圧力が上昇するから、副ピストン０埠は燃焼
室（５）に向って前進し、この１）ｉｌ進がスピルポー
トＱυの開の所まで進行すると、スピルボー　１−　（
２１）から作動油が流出を始め、この流出量と油圧室（
１７Ｊへの供給量とがバランスした時点で、副ピストン
θ乃の前進が停止する。　またスピルリング（イ）を二
点鎖線の位置から実線の位置への後退方向に移動すると
、スピルポート（イ）が全開になりスピルポートからの
流出量が増加し油圧室ａカの圧力が低下するから、副ピ
ストンα■は燃焼室（５）の圧力及び／又はばね０のに
よって燃焼室からばれるように後退し、この後退がスピ
ルポート■υがスピルリンクＱ２にて閉じる所まで進行
すると、スピルポートＱυからの流山博が減少し、その
流出量が供給計とバランスした時点で、副ピストンｏ３
の後退勤が停止することになって、スピルリング＠の移
動によって副ピストン０［有］の位置を任意に変更でき
、ひいては圧縮比を任意に変更できるのであり、この場
合、スピルリング（２）をレバー（イ）を介してアクチ
ェータの一例であるダイヤフラム、磯構（ハ）に関連し
たことにより、機関の負荷の低下に伴って吸気負圧が真
空寄りに次第に大きくなると、スピルリンク（２）が前
進するＱ）ら圧縮比は機関の負荷の低下に仕って次第に
高くなり、また、機関の負荷の増加に伴って吸気圧が大
気圧寄りに小さくなるとスピルリング（イ）が後退する
から、圧縮比は７Ｍ　ｍの負荷の増加に伴って次第に低
くなるというように、月−縮化を機関の負荷に応じて無
段階に滑らかに自動制御できるのである。

この場合、前記スピルリング（イ）を作動するアクチェ
ータとしては前記グイヤフラム式のものに限らず、電気
式等の他の形式のアクチェータにしても良いことは勿論
であるが、このアクチェータに機関の回転数をも関連し
、圧縮比を負荷の増大につれて低くすると共に回転数の
増大につれて高くするように自動制御することもできる
。

そして、アクセルペダルの踏込７ノ操作によってスロッ
トル弁（９）を開いての加速時において、吸気負圧が大
気圧寄りに低下すること１とよっでスピルリング（イ）
が後退し、油圧室０７）の作動油がスピルポートａυか
ら流出することで副ピストン０ニヤが後退するに際し、
作動油の流出抵抗によって副ピストンθ■の後退勤が吸
気負圧の低下より遅れる傾向にあり、この場合、スロッ
トル弁を開く速度が遅いときには副ピストン０３の後退
遅れは殆んど問題にならないが、スロットル弁（９）を
開く速度が早いときには、副ピストン０３の後退咥れの
ためにノッキングが発生することになる。

本発明は、前記のようにスロットル弁（９）の開操作に
おいてその開速度が予め定めた値以−りを越えると、点
火時期を適宜時間だけ遅角方向にノ箇宜角度遅角制御す
るようにし、たものであるから、この点火時期の遅角量
１ｉ１１１に、よって％機関の加速頭切における副ピス
トン０３の後退遅れに基因するノッキングの発生を抑制
できるのであり、機関の加速から適宜時間を経過して副
ピストニベ１■がそのときの所定の位置に後退した時点
で、点火時期の遅角制御は解除されるのである。

この加速時における点火時１（１１の遅角制御に際（〕
て、スロットル弁の単位時間当りの開き角度が大きいと
きには、遅角量と遅角時間を多くし、スロワ！・ル弁の
単位時開当りの聞き角度が小さいときには、遅角量と遅
角時間を少・１くオるように才、ればより効果的であり
、加速時において遅角制量した点火時期を、適宜時間後
において遅角１社零に戻すには、当該時間内においてｆ
ン順的又は無段階の傾斜状に戻すようにしても良いので
ある。

また、前記実施例のようにスロットル弁開速度検出回路
０埠からの出力信号に基い“Ｃ点火時期を直接的に遅角
制御することに代えて、第３図に承１−ように、スロッ
トル弁開速度検出回路（３２と点火時期制御回路０１）
との間に、機関に取付くノックセンサー■からの信号を
入力とするノック判別回路（ハ）を介在し、該ノック判
別回路（７）はスロットル弁０１１速度検出回路０２か
らの加速信号が入ると、機関のノッキングの有無を検出
し・、ノッキングあるときのみ点火時期の遅角信号を出
して、ノッキングが停止する点火時期まで遅角制御する
ようにしても良いのであり、このようにすると１点火時
期の遅角制御は、機関の加速時においてノッキングが発
生しているときについてのみ行ない得るから、点火時期
の遅角制御による出力ダウンを極力少なくすることがで
きる。

なお、前記実施例において油圧室０′Ｉ）に１！、１．
給する作動油としては、機関における潤滑油、又は自動
車のパワーステアリング機描における作動油若しくは自
動車のオートマチック変速装置における作動油を用いる
ことができ、前記実施例はスピル゛体ノーツの実施例と
してスピルリング（イ）にした場合を示したが、第４図
に示すようにステム（１６ａ）を中空軸に形成し、該ス
テム（１６Ｂ）内にスピル棒（２２ａ）を摺動自在に嵌
挿し、該スピル梓（２２ａ）を機関の負荷に関連するア
クチェータにて摺動してスピルボート（２１ａ　）を開
閉才ろように構成しても良いのであり、また、第５図及
び第６図に示すようにステム（１６ｂ　）におけるスピ
ルボートをステム（１６ｂ）の軸線に対して傾斜オろ傾
斜状スピルボート（２１ｂ）に形成する一方、ステム（
ｉｔ６ｂ）の外周には山車式のスピルリング（２２１）
）を回転及び摺動自在に被嵌して該スピルリング（２２
ｂ）を図示しない軸受けにてシリンダヘッド（２）に対
して軸支し、このスピルリング（２２ｂ）にはステム（
１６ｂ）が前後摺動じたときその傾斜状スピルポー１．
　（２１ｂ）に合致するようにした一つの逃しボー１−
（ト）を７設すると共に、このスピルリング（２２ｂ）
夕（周のｍ　＋、Ｉｉ　＠にステラ（ハ）にて長井方向
に摺動じてスピルリング（２２ｂ）を回転操作して、ス
テム（１６ｂ）の傾斜状スピルポー　Ｉ−（２１ｂ）に
対して逃しボート（ト）をｑ）位置又は（社）位置へと
ずらせることで圧縮比を自動制御するように構成して良
いのである。

以−り実施例について説明したが本発明は、燃焼室に連
通ずる副シリンダ内に副ピストンを嵌挿し該副ピストン
を機関の負荷に応じて油圧により前後動するようにした
圧縮比可変式の内燃機関において、その点火時期を、前
記燃焼室への吸気通路中のスロットル弁の急開時に％適
宜時間だけ遅角制御するようにしたことを特徴とオろも
ので、これにより圧縮比可変用の副ピストンを油圧によ
って前後動する場合において、機関の加速時に圧縮比低
への制御が遅れることによってノッキングが発生するこ
とを確実に防止することができて、加速頭初においてノ
ッキングのために出力が低下したり、ドライバービリテ
ィ−が悪化したりすることがないのである。

また、本願の第２の発明は、加速時における点火時期の
遅角制御を、加速時における実際のノッキング状態に応
じて行なうものであるから、前記第１の発明に加えて、
点火時期の遅角制御による出力ダウンの回数を少なくす
ることができる効果を有する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は機関要部の縦断
正面図、第２図は第１図のＩＩ　−ＩＩ視視向面図第３
図は制御系の別例図、第４図及び第５図はスピル体とス
ピルポートとの別例図、第６図は第５図の平面図である
。（１）・・・シリンダブロック、（２）・・・シリンダ
ヘッド、（５）・・・燃焼室、（６）・・・点火栓、（
８）・・・吸気ポート、　（１０）・・・吸気通路、（
９）・・・スロットル弁、１１１戸・・副シリ、／り、
θ■・・・副ピストン、α訃・・油圧室、　（１６１（
１６ａ）（１６１））・・・ステム、０υ（２１ａ）（
２１ｂ）−・・スピルポート、＜２Ｊ（２２ａ）（２２
ｂ）・・・スピル体、（イ）・・・アクチェータ、Ｇ１
）・・・点火時期制御回路、０］・・・スロットル弁の
ポジンジナー、０つ・・・スロットル弁開速度検出回路
、■・・・２ノツクセンサー、（ハ）・・・ノック判別
回路。特許用＋ｙｒ１人　ダイハツ工業株式会社２１ｂ　　　
　３６第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストン関
において、その点火時期を、前記燃焼室への吸気通路中
のスロットル弁の急開時に、適宜時間たけ遅角制御する
ようにしたことを特徴とする圧縮比可変式内燃機関。
（２）０点火時期の遅角制御におけるｊ１４角ｊｉｊ及
び・＋ｌｌｌｌ開時間単位時間当りのスロットル弁の開
き角度に応じて増減するようにしたことを特徴とする特
許請求の範囲第１番目記載の圧縮比ｉ？Ｊ変式内式内燃
機関３）、燃焼室に連通ずる副シリンダ内に副ピストンをを嵌挿し、該副ピストン４２　ｂ’＝１の負荷に応じて
油圧へにより前後動するようにした圧縮比可変式の内燃機関に
おいて、前記燃フ′１１ＩＸ室への吸気通路中のスロッ
トル弁の急開時におけるノッキングを検出し、これに応
じて前記機関の点火時期を遅角制御するようにしたこと
を特徴とする圧縮比可変式内燃機関。