JPS5963340A - 可変圧縮比エンジン - Google Patents

可変圧縮比エンジン

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JPS5963340A
JPS5963340A JP57174759A JP17475982A JPS5963340A JP S5963340 A JPS5963340 A JP S5963340A JP 57174759 A JP57174759 A JP 57174759A JP 17475982 A JP17475982 A JP 17475982A JP S5963340 A JPS5963340 A JP S5963340A
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piston
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Mitsuo Hitomi
光夫 人見
Akio Nagao
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Mazda Motor Corp
Toyo Kogyo Co Ltd
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    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/024Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0245Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to increase temperature of the exhaust gas treating apparatus by increasing temperature of the exhaust gas leaving the engine
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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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】 は排気通路に触媒式排気浄化装置を設けた可変圧縮比エ
ンジンに関する。
ガソリンエンジン等の内燃機関にあっては周知のように
、圧縮比を上げると熱効率が良くなる。しかし圧縮比を
金りに高(設定すると、特に充填効率が高くなる高負荷
時にノッキングが生じやすくなる。そこで例えば実開昭
5 6−796.39号公報に示されるように、エンジ
ン燃焼室の容積を変える容積可変装置を設け、該容積可
変装置をエンジン運転状態に対応させて、あるいはノッ
キング発生の有無に応じて制御し、ノッキングを起こす
ことなく可能な限り高圧縮比で運転できるようにした可
変圧縮比エンジンが提案されている。
一方今日では、自動車等に搭載されるエンジンの多(は
、排気通路に触媒式の排気浄化装置を備えている。この
種の排気浄化装置に用いられる触媒は、一般に200〜
300℃程度以上の温度に維持しないと活性を失い、十
分な排気ガストfI化作用を果たさない。
ところが、このような触媒式排気浄化装置が前述した6
J変圧縮比エンジンに取り伺けられた場合には、圧縮比
が大きく上げられて燃焼効率が向上し排気ガス温度が低
下することから、特に低負荷域での触媒温度が十分に保
たれず排気ガス浄化機能が損なわれる、という不具合が
生じることがある。
本発明は、上記不具合を解消した可変圧縮比エンジンを
提供することを目的とするものである。
本発明の可変圧縮比エンジンは、前述したような触媒式
排気浄化装置を設けた可変圧縮比エンジンにおいて、触
媒温度センサを設けて触媒温度を検出するとともに、該
触媒温度が所定温度以下になって触媒の活性が失われそ
うになったときには、上記センサの出力を受ける制御装
置によって、燃焼室容積可変装置を圧縮比低下方向に作
動させるようにしたことをfl′徴とするものである。
圧縮比が低下されれば排気ガス温度が上昇し、触IjL
温度も上列して、触媒による排気ガス浄化様能が良好に
維持される。
なお、触媒温度センサは触媒が浄化機能を十分に果す温
度状態にあるか否かを検出できれはよいもので、温度セ
ンサを触媒式排気浄化装置内に設けて直接装置の温度を
検出してもよいし、触媒式排気浄化装置周囲の雰囲気温
度、あるいは、触媒浄化装置上流または下流の排気通路
中の排気ガス温度を検出することにより間接的に検出す
るようにしてもよい。
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
第1図は本発明の1実施例によるE]変圧縮比エンジン
を概略的に示すものである。シリンダ1とピストン2と
により画成される燃焼室3には、排気弁4が設けられた
排気ボート5が開口され、該排気ボート5は排気通路6
に連通している。排気通路6には触媒により、排気ガス
中のCO1■IC,NOx等の酸化、還元を促進し、こ
れらの物質を排気ガス中から除去する触媒式排気浄化装
置7が設けられている。この排気浄化装置7の触媒は、
周知のように200〜300℃程贋以上の温度に維持さ
れないと、十分な触媒活性を示さない。また上記排気浄
化装置7には、該排気浄化装置7の触媒の温度を検出す
る触媒温度センサ8が設けられている。
一方シリンダヘッド部には、前記燃焼室3に連通ずる第
2シリンダ9が形成され、この第2シリンダ9内には圧
縮比可変ピストン10が摺動自在に収められている。こ
の圧縮比0]変ピストン10に連結されたロッド11の
端部は、パワーシリンダ12内に摺動自在に配されたパ
ワーピストン13に連結されている。
パワーシリンダ12には、上記パワーピストン130両
側(図中上下)において2つの油路14,14’が連通
され、これら油路14゜14’はスプール弁15に接続
されている。パワーシリンダ12には、オイル詔め16
に貯えられ油圧ポンプ17に吸入された作動油が、吐出
配管18、スプール弁15を介して圧送され、そして該
パワーシリンダ12のパワーピストン13を作動させ、
圧力が低下した作動油はスプール弁15、戻し配管19
を通って前記オイル溜め16に戻されるようになってい
る。
このスプール弁15は、パワーシリンダ装置の制御のた
めに従来から用いられているものであり、スプール15
aの変位方向(図中上下方向)と変位量により、油路1
4,14’を介してのパワーシリンダ12への圧油供給
をHilJ 1141 L、該パワーピストン13の図
中上下方向位置を¥ii制御する。すなわちスプール1
5aが基準位置から上方に変位するとパワーピストン1
3は上方に移動し、反対にスプール15aが下方に変位
するとパワーピストン13は下方に移動する。
上記スプール弁15のスプール15aには、支点20を
中心に回動自在に支持されたリンク21が連結され、該
リンク21はアクチュエータ22によって図中上下方向
に移動されるロッド23に連結されている。上記アクチ
ュエータ22が駆動されてリンク21が動かされ、スプ
ール15aが図中上下方向に変位して、パワーピストン
13が上下方向に変位すると、該パワーピストン13に
ロッド11を介して接続された圧縮比可変ピストン10
の、第2シリンダ9内上下位置が変えられる。
それによって燃焼室3容イ貢が変えられ、一定のストロ
ークで往復動するピストン2によって圧縮される混合気
の圧縮比が変えられる。
すなわち、圧縮比可変ピストン10が図中」一方に位置
するほど燃焼室3容積が増大して圧縮比は低下し、圧縮
比可変ピストン10が図中下方に位置するほど燃焼室3
答積が減小して圧縮比は太き(なる。
以下、上記圧縮比可変ピストン10の制御について説明
する。この圧縮比可変ピストン10を駆動させるアクチ
ュエータ22は、電イiB装置(図示せず)によりロッ
ド23を移動させるものであり、該電磁装置は開側j回
路24から出力される駆動信号S6によって駆動される
。上記1u(]制御回路4には、スロットル弁(図示せ
ずンの開度を検出することによってエンジン負荷を検出
する負荷センサ25が出力する負荷信号S1と、例えば
クランクシャフトに固定したパルス発生器とパルスカウ
ンタ等からなる回転数センサ26が出力する回転数信号
S2と、前記触媒温度センサ8が出力ずろ触媒温度信号
S3と、燃焼室3に臨む位置に設けられノッキング発生
を検出する、例えばピエゾ累子からなるノックセンサ2
7の出力信号S4と、前記パワーピストン13に固定さ
れた位置検出ロッド28の位置を検出することにより圧
縮比可変ピストンlOの位置を検出するピストン位置セ
ンサ29が出力するピストン位置信号S5とが入力され
るようになっている。
制御回路24は、上記負荷信号S1と回転数信号S2を
処理して、5駆動信号S6を出力し、アクチュエータ2
2を駆動して圧縮比可変ピストン10の位置を制御し、
例えば第2図に示されるようにエンジン負荷、回転数に
応じて圧縮比を設定する。この第2図釦示ずような圧縮
比の設定パターンは、例えばH,(、l M等の記憶装
置にマツプにして記憶させておいてもよいし、また関数
発生器等を用いて形成するようにしてもよい。」−記憶
2図の圧縮比設定パターンにおいて、エンジン回転数が
低いほど圧縮比を低く設定しているのは、そのような運
転狐域ではノッキングが生じやすいからである。また本
実施例においてはエンジン負荷をスロットル開度で検出
しているため、エンジン負荷をスロットル開度で抑えた
設定がなされているが、エンジン負荷はその他吸気負圧
等で検出することも勿論可能であり、そのような揚台に
は各負荷検出手段に合わせた圧縮比設定パターンを形成
すればよい。
圧縮比可変ピストン100位ii7;は、燃焼室3谷槓
、ひいては圧縮比に対応するから、制御回路24はピス
トン位箭信号S5により圧縮比を検出し、その圧縮比と
設定値とをつき合わせ、もし両者間に偏差が南れば偏差
を無くすように駆動信号S6を補正する。
また11J腫御回路24は、ノックセンサ出力信号S4
によりノンキング発生を検知すると、アクチュエータ2
2のロッド23を上方に変位させるように、つまり圧縮
比可変ピストン]0が上方に変位するように駆動信号S
6を補正し、圧縮比を第2図の設定パターンから外して
低下させ、ノンキング発生を抑制する。
以上説明した制御回路240機能は、従来の可変圧縮比
エンジンの制御装置にも備えられているものであるが、
本実施例・のb」袈圧縮比エンジンにおいてはさらに」
二記制御回路24により、前述した触媒式排気浄化装置
7の排気ガス浄化機能が常に良好に確保されるようにな
っている。以下、その点を詳述する。制御回路24ば、
触媒温度信号S3を受けて、排気浄化装j’t 7の触
媒の温度が所定温度以下になったことを検出すると、駆
動信号S6を、アクチュエータ220ロツド23が上方
に変位するように、つまり圧縮比可変ピストン10が上
方に変位するように駆動信号S6を補正する。
上記所定温度は、触媒が十分な活性を維持し得る温度、
あるいは余裕をみてそれよりもやや高い温度に設定され
る。なお前記のような触媒温度の低下は、エンジン運転
中、圧縮比がかなり高く設定されて混合気が急速燃焼し
、それによって排気ガス温度が低下したときに生じる。
駆jlJ/l侶号S6が補正されて圧縮比可変ピストン
10が上方に変位すれば、燃焼室3芥櫃が増大し、圧縮
比が低下する。それにより燃焼速度が低下し、排気ガス
温度が上昇して触媒温度も前記所定温度以上に上昇し、
触媒の活性が良好に保たれて、排気浄化装置7は十分な
排気ガス浄化機能を絹持ず4)。
以上詳細に説明した辿り本発明の可変圧縮比エンジンは
、圧縮比を可変にして尚(・熱効率で運転され得、しか
も圧縮比不適設定による排気浄化装置の劣化を招かない
ので、火事搭載に即したものとなっている。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示す概略図、第2図は圧縮
比設定パターンの一例を示すグラフである。 3・・・・・・燃 焼 室 6・・・・・・排気通路7
・・・・・・触媒式排気浄化装置 8 ・・・触媒温度センサ  9・・・・・・第2シリ
ンダ10・・・・・・圧縮比可変ピストン 12・・・・・・パワーシリンダ  13・・・・・・
パワーピストン15・・・・・・スプール弁 22・・
・・・アクチュエータ24・・・・・・制御回路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 燃焼室容積可変装置を備え、排気通路に触媒式排気浄化
    装置を設けた可変圧縮比エンジンにおいて、前記排気浄
    化装置の触媒温度を検出する触媒温度センサと、この触
    媒温間センサの出力を受は触媒温度が所ボ温度以下にな
    ったとき前記燃焼室容積可変装置を圧縮比低下方向に作
    動させる制御装置とを設けたことを特徴とする可変圧縮
    比エンジン。
JP57174759A 1982-10-05 1982-10-05 可変圧縮比エンジン Granted JPS5963340A (ja)

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