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JP2528159B2 - Ignition timing control device for variable compression ratio internal combustion engine - Google Patents

Ignition timing control device for variable compression ratio internal combustion engine

Info

Publication number
JP2528159B2
JP2528159B2 JP3981588A JP3981588A JP2528159B2 JP 2528159 B2 JP2528159 B2 JP 2528159B2 JP 3981588 A JP3981588 A JP 3981588A JP 3981588 A JP3981588 A JP 3981588A JP 2528159 B2 JP2528159 B2 JP 2528159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ignition timing
compression ratio
knocking
engine
internal combustion
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP3981588A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01216074A (en
Inventor
佳久 川村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
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Publication of JPH01216074A publication Critical patent/JPH01216074A/en
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、機関運転条件に応じて圧縮比が可変制御
される可変圧縮比型内燃機関の点火時期制御装置に関す
る。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ignition timing control device for a variable compression ratio internal combustion engine in which a compression ratio is variably controlled according to engine operating conditions.

従来の技術 低負荷時における熱効率の向上と高負荷時におけるノ
ッキングの抑制との両立などを図るために、従来から種
々の可変圧縮比型内燃機関が提案されている。例えば、
実開昭58−25637号公報には、各気筒のピストンを、イ
ンナピストンとアウタピストンとの二重構造とし、イン
ナピストンに対してアウタピストンを上下動させること
で圧縮比を変化させるようにした圧縮比可変機構が、ま
た特開昭60−230548号公報には、シリンダヘッドに副シ
リンダを形成し、該副シリンダ内に副ピストンを上下動
させることで圧縮比を変化させるようにした圧縮比可変
機構がそれぞれ記載されている。
2. Description of the Related Art Various variable compression ratio internal combustion engines have been conventionally proposed in order to achieve both improvement in thermal efficiency at low load and suppression of knocking at high load. For example,
In Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-25637, the piston of each cylinder has a dual structure of an inner piston and an outer piston, and the compression ratio is changed by moving the outer piston up and down with respect to the inner piston. A compression ratio variable mechanism, and in Japanese Patent Laid-Open No. 60-230548, a sub cylinder is formed in a cylinder head, and the sub piston is moved up and down in the sub cylinder to change the compression ratio. Each variable mechanism is described.

この可変圧縮比型内燃機関においては、上記圧縮比可
変機構は機関運転条件、主に負荷に応じて切り換え制御
され、一般に、低負荷領域では高圧縮比(以下、高εと
略記する)状態に、高負荷領域では低圧縮比(以下、低
εと略記する)状態に制御される。
In this variable compression ratio type internal combustion engine, the compression ratio variable mechanism is switched and controlled according to the engine operating conditions, mainly the load, and is generally in a high compression ratio (hereinafter abbreviated as high ε) state in a low load region. In the high load region, the state is controlled to a low compression ratio (hereinafter abbreviated as low ε) state.

一方、内燃機関の点火時期は例えば機関回転数と負荷
とをパラメータとしたデータマップに基づいて制御され
るが、可変圧縮比型内燃機関にあっては、上記データマ
ップにおけるデータつまり最適点火時期は、当然のこと
ながら、そのときの圧縮比を前提として要求点火時期に
添うように予め決定されている。つまり、低ε状態で
は、高ε状態の場合よりも、ある程度点火時期を進角さ
せることが可能であるので、機関運転条件の低ε領域
(低εに制御される領域、つまり概ね高負荷状態)では
点火時期が全体として進み側の特性に、また高ε領域
(高εに制御される領域、つまり概ね低負荷状態)で
は、全体として遅れ側の特性に設定される。第11図は、
ある機関回転数において負荷に対応して設定された基本
点火時期特性(これは要求点火時期特性に略等しい)の
一例を圧縮比特性とともに示したものである。すなわ
ち、上記基本点火時期特性は、低ε用の要求点火時期特
性と高ε用の要求点火時期特性とを圧縮比切り換え点で
つないだような形の特性となっている。
On the other hand, the ignition timing of the internal combustion engine is controlled based on, for example, a data map using the engine speed and the load as parameters, but in the variable compression ratio internal combustion engine, the data in the data map, that is, the optimum ignition timing is As a matter of course, the compression ratio at that time is preliminarily determined in accordance with the required ignition timing. In other words, in the low ε state, it is possible to advance the ignition timing to some extent as compared with the case of the high ε state. Therefore, the engine operating condition is in the low ε region (the region controlled to be low ε, that is, the high load state is generally used. In (), the ignition timing is set to the characteristic on the leading side as a whole, and in the high ε region (a region controlled to a high ε, that is, a generally low load state), the characteristic is set to the delay side as a whole. FIG.
An example of the basic ignition timing characteristic (which is substantially equal to the required ignition timing characteristic) set corresponding to the load at a certain engine speed is shown together with the compression ratio characteristic. That is, the basic ignition timing characteristic is a characteristic in which the required ignition timing characteristic for low ε and the required ignition timing characteristic for high ε are connected at the compression ratio switching point.

従って、内燃機関の加速時には、圧縮比の切り換えに
伴い点火時期特性は第12図に示すように高ε用の特性か
ら低ε用の特性へと切り換えられ、点火時期がステップ
状に変化する。また逆に減速時には、低ε用の特性から
高ε用の特性への切り換えられ、やはり点火時期がステ
ップ状に変化することになる。
Therefore, at the time of acceleration of the internal combustion engine, the ignition timing characteristic is switched from the high ε characteristic to the low ε characteristic as shown in FIG. 12 as the compression ratio is switched, and the ignition timing changes stepwise. Conversely, during deceleration, the characteristic for low ε is switched to the characteristic for high ε, and the ignition timing also changes stepwise.

発明が解決しようとする課題 上記のような可変圧縮比型内燃機関の点火時期は、圧
縮比が所定値に安定的に保たれていることを前提として
設定されている。
Problems to be Solved by the Invention The ignition timing of the variable compression ratio internal combustion engine as described above is set on the assumption that the compression ratio is stably maintained at a predetermined value.

しかしながら、油圧等によって作動する圧縮比可変機
構が、高ε状態から低ε状態へ、あるいは低ε状態から
高ε状態へ完全に移行するには、第12図に示すように、
運転条件が変化してからある程度の時間が必要である。
However, in order for the compression ratio variable mechanism operated by hydraulic pressure or the like to completely shift from the high ε state to the low ε state or from the low ε state to the high ε state, as shown in FIG.
It takes some time after the operating conditions change.

従って、内燃機関の過渡時には、特性の切り換わりに
伴う点火時期の変化に圧縮比変化が追従できない。この
結果、例えば加速時には、一時的に点火時期が進みすぎ
た状態となり、強度のノッキングを生じる虞れがある。
また減速時には、一時的に点火時期が遅れすぎた状態と
なり、出力の低下や運転性の悪化を招く虞れがある。
Therefore, during a transition of the internal combustion engine, the change in the compression ratio cannot follow the change in the ignition timing due to the switching of the characteristics. As a result, for example, during acceleration, the ignition timing is temporarily advanced too much, which may cause strong knocking.
Further, during deceleration, the ignition timing is temporarily delayed too much, which may lead to a reduction in output and a deterioration in drivability.

ところで、内燃機関の実際の圧縮比は、内燃機関個々
の組み立て誤差やシリンダヘッドガスケットの厚さのバ
ラツキ等によって若干異なる場合がある。また、同一内
燃機関において、各気筒毎に圧縮比が若干異なっている
場合もある。このような場合には、上述した加速時ある
いは減速時に生じる点火時期の進みすぎや遅れすぎの程
度は、一定のものとはならない。例えば、高負荷時にお
ける実際の圧縮比が所期の低ε状態よりも高い場合に
は、加速時における進みすぎの程度が大となり、逆に所
期の低ε状態よりも低い場合には加速時における進みす
ぎの程度が小さくなる。
By the way, the actual compression ratio of the internal combustion engine may be slightly different due to an assembly error of each internal combustion engine, a variation in the thickness of the cylinder head gasket, and the like. Also, in the same internal combustion engine, the compression ratio may differ slightly for each cylinder. In such a case, the extent to which the ignition timing is advanced or delayed too much during acceleration or deceleration is not constant. For example, if the actual compression ratio at high load is higher than the desired low ε state, the degree of excessive advance during acceleration will be large, and conversely if it is lower than the desired low ε state, acceleration will occur. The degree of over-advancement over time decreases.

従って、加速,減速の過渡時に単に一定の補正を加え
るだけでは、このような点火時期の一時的なずれを十分
に解消することができない。
Therefore, it is not possible to sufficiently eliminate such a temporary shift of the ignition timing by simply adding a certain correction during the transition of acceleration and deceleration.

課題を解決するための手段 この発明は、上記のような課題を解決するためになさ
れたもので、過渡時における圧縮比変化の出発点および
到達点のなる高負荷,低負荷両条件下での実際の圧縮比
を夫々の条件下での実際の点火時期から推定し、その実
際の圧縮比のばらつきを考慮したかたちで過渡時初期の
点火時期を補正するようにしたものである。すなわち、
この発明に係る可変圧縮比型内燃機関の点火時期制御装
置は、第1図に示すように、機関運転条件に応じて圧縮
比が可変制御される可変圧縮比型内燃機関において、機
関運転条件に応じて基本点火時期を設定する基本点火時
期設定手段8と、機関のノッキングの有無を検出するノ
ッキング検出手段1と、ノッキング無しのときに選択さ
れ、かつ基本点火時期に補正を加えて点火時期をMBT点
に制御するMBT制御手段2と、ノッキング有りのときに
選択され、かつ基本点火時期に補正を加えて点火時期を
ノッキング発生限界に制御するノッキング制御手段3
と、機関定常時の点火時期から高負荷条件下での実際の
圧縮比ならびに低負荷条件下での実際の圧縮比を推定す
る圧縮比検出手段4と、この両圧縮比の差に基づいて過
渡時の初期補正量を設定する補正量設定手段5と、機関
過渡状態を検出する過渡検出手段6と、この過渡検出時
に上記初期補正量に基づいて点火時期を補正する補正手
段7とを備えて構成されている。
Means for Solving the Problems The present invention has been made to solve the problems as described above, and can be achieved under both high load and low load conditions where the starting point and the reaching point of the change of the compression ratio at the transition time. The actual compression ratio is estimated from the actual ignition timing under each condition, and the ignition timing at the initial stage of the transient time is corrected in consideration of variations in the actual compression ratio. That is,
As shown in FIG. 1, an ignition timing control device for a variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention has a variable compression ratio internal combustion engine in which a compression ratio is variably controlled in accordance with engine operating conditions. Accordingly, the basic ignition timing setting means 8 for setting the basic ignition timing, the knocking detection means 1 for detecting the presence or absence of knocking of the engine, the basic ignition timing which is selected when there is no knocking, and the basic ignition timing is corrected to set the ignition timing. MBT control means 2 for controlling the MBT point, and knocking control means 3 for controlling the ignition timing to the knocking occurrence limit by correcting the basic ignition timing when the knocking is present.
And a compression ratio detecting means 4 for estimating the actual compression ratio under high load conditions and the actual compression ratio under low load conditions from the ignition timing when the engine is in a steady state, and the transient based on the difference between the two compression ratios. A correction amount setting means 5 for setting an initial correction amount at the time, a transient detection means 6 for detecting an engine transient state, and a correction means 7 for correcting the ignition timing based on the initial correction amount at the time of detecting the transient are provided. It is configured.

作用 ノッキング発生が上記ノッキング検出手段1によって
検出されると、上記ノッキング制御手段3によって点火
時期が徐々に遅角補正される結果、最終的に点火時期は
ノッキング発生限界に保たれる。また、ノッキングが発
生していない状況では、上記MBT制御手段2によって点
火時期は最終的にMBT点(最大トルクを得るための最小
進角位置)に保たれる。つまり、内燃機関が定常状態で
あれば、点火時期は常にMBT点もしくはノッキング発生
限界に維持される。なお、この種のMBT制御やノッキン
グ制御は、特開昭58−82074号公報,特開昭62−96779号
公報等によって公知である。
When the occurrence of knocking is detected by the knocking detection means 1, the knocking control means 3 gradually corrects the ignition timing so that the ignition timing is finally kept at the knocking occurrence limit. Further, in a situation where knocking does not occur, the ignition timing is finally kept at the MBT point (the minimum advance position for obtaining the maximum torque) by the MBT control means 2. That is, if the internal combustion engine is in a steady state, the ignition timing is always maintained at the MBT point or the knocking occurrence limit. The MBT control and the knocking control of this type are known from JP-A-58-82074 and JP-A-62-96779.

そして、このときの点火時期は、実際の圧縮比によっ
て変化する。つまり、圧縮比が高ければ比較的遅角側
に、圧縮比が低ければ比較的進角側に位置することにな
る。従って、そのときの運転条件に対応した基準の点火
時期と実際の点火時期との関係から、実際の圧縮比を推
定することができる。詳しくは、高負荷条件下での点火
時期に基づいて高負荷条件下での実際の圧縮比が、低負
荷条件下での点火時期に基づいて低負荷条件下での実際
の圧縮比が推定される。
Then, the ignition timing at this time changes depending on the actual compression ratio. That is, if the compression ratio is high, it is relatively retarded, and if the compression ratio is low, it is relatively retarded. Therefore, the actual compression ratio can be estimated from the relationship between the reference ignition timing corresponding to the operating condition at that time and the actual ignition timing. Specifically, the actual compression ratio under high load conditions is estimated based on the ignition timing under high load conditions, and the actual compression ratio under low load conditions is estimated based on the ignition timing under low load conditions. It

そして、この高負荷条件下での実際の圧縮比εと低
負荷条件下での実際の圧縮比εとの差(Δε=ε
ε)が求められ、上記補正量設定手段5では、この差
Δεが小であるほど過渡時の初期補正量が大きく与えら
れる。補正手段7では、上記初期補正量に基づいて加速
時には遅角側へ、減速時には進角側への補正を行うので
ある。過渡時においては、基本点火時期が運転条件変化
に応じて圧縮比変化を考慮した形で直ちに変化するのに
対し、実際の圧縮比変化が遅れてしまうが、このように
初期補正量を与えることによって、その遅れによる影響
が適切に相殺される。
Then, the difference between the actual compression ratio ε 1 under the high load condition and the actual compression ratio ε 2 under the low load condition (Δε = ε 2
ε 1 ) is obtained, and the smaller the difference Δε is, the larger the initial correction amount during the transition is given to the correction amount setting means 5. The correction means 7 corrects the retard angle side during acceleration and the advance angle side during deceleration based on the initial correction amount. In the transient state, the basic ignition timing changes immediately in consideration of the change in the compression ratio according to the change in the operating conditions, but the actual change in the compression ratio is delayed, but it is necessary to provide the initial correction amount in this way. Properly offsets the effects of the delay.

これを、第11図および第12図を参照して説明すると、
先ず、高負荷条件下における実際の圧縮比が第11図に符
号εとして示すように所定値よりも高い場合には、要
求点火時期は、符号Bとして示すように基本点火時期よ
りも若干遅角側に位置する。逆に実際の圧縮比が符号ε
′として示すように所定値よりも低い場合には、要求
点火時期はB′として示すように進角側に位置する。従
って、低負荷域から高負荷域へ移行する加速時を考える
と、加速後の要求点火時期がBである前者の場合(つま
り圧縮比差Δεが小さい場合)には、圧縮比変化の遅れ
を相殺するための遅角側への初期補正量を大きく与えて
やる必要があり、逆に加速後の要求点火時期がB′であ
る後者の場合(つまり圧縮比差Δεが大きい場合)に
は、初期補正量が小さくてすむ。
This will be described with reference to FIGS. 11 and 12.
First, when the actual compression ratio under a high load condition is higher than a predetermined value as indicated by symbol ε B in FIG. 11, the required ignition timing is slightly later than the basic ignition timing as indicated by symbol B. Located on the corner side. Conversely, the actual compression ratio is the sign ε
When it is lower than the predetermined value as shown by B ', the required ignition timing is on the advance side as shown by B'. Therefore, considering the acceleration at the time of shifting from the low load region to the high load region, in the former case where the required ignition timing after acceleration is B (that is, when the compression ratio difference Δε is small), the delay of the compression ratio change is delayed. In the latter case where the required ignition timing after acceleration is B '(that is, when the compression ratio difference Δε is large), it is necessary to give a large amount of initial correction to the retard side for canceling. The initial correction amount is small.

また以上は加速前の低負荷時における圧縮比が所定値
にある場合の要求であり、例えば低負荷条件下での実際
の圧縮比が第11図の符号εのように所定値よりも高け
れば、加速前における実際の点火時期はノッキング制御
ならびにMBT制御によって第11,12図に符号Aとして示す
ように基本点火時期よりも若干遅角側に制御されてい
る。そのため、高負荷条件下での実際の圧縮比が高くて
要求点火時期がBの状態にあっても、初期補正量は圧縮
比が正規の圧縮比変化を示す場合と同程度に与えれやれ
ば良い。また、低負荷条件下での実際の圧縮比が高くて
加速前の点火時期がAの位置にあり、かつ加速後の要求
点火時期がB′の位置にある場合には、補正量を一層小
さなものとしなければならない。逆に、加速前の低負荷
条件下における圧縮比が第11図の符号ε′のように所
定値よりも低く、ノッキング制御,MBT制御によって、点
火時期がA′の位置に制御されている場合には、加速時
の初期補正量を全体として大きく与えてやる必要があ
る。
The above is a request when the compression ratio at a low load before acceleration is at a predetermined value. For example, the actual compression ratio under a low load condition is higher than the predetermined value as indicated by reference sign ε A in FIG. For example, the actual ignition timing before acceleration is controlled to be slightly retarded from the basic ignition timing by the knocking control and the MBT control, as indicated by symbol A in FIGS. Therefore, even if the actual compression ratio under a high load condition is high and the required ignition timing is in the state of B, the initial correction amount may be given to the same extent as when the compression ratio shows a normal compression ratio change. . Further, when the actual compression ratio under the low load condition is high, the ignition timing before acceleration is at the position A, and the required ignition timing after acceleration is at the position B ', the correction amount is further reduced. Must be done. On the contrary, the compression ratio under the low load condition before acceleration is lower than the predetermined value as indicated by the symbol ε A ′ in FIG. 11, and the ignition timing is controlled to the position A ′ by the knocking control and the MBT control. In this case, it is necessary to give a large initial correction amount during acceleration.

要するに、加速前である低負荷条件下での実際の圧縮
比と加速後である高負荷条件下での実際の圧縮比との差
Δεが小さいほど大きな初期補正量を与えてやれば、内
燃機関の要求に一層適した点火時期補正が行えるのであ
る。
In short, if the difference Δε between the actual compression ratio under the low load condition before acceleration and the actual compression ratio after the acceleration under high load condition is smaller, the larger the initial correction amount is, It is possible to perform ignition timing correction more suitable for the above requirements.

なお、減速時についても全く同様であり、圧縮比差Δ
εが小であるほど大きな初期補正量を与える必要があ
る。
The same applies to deceleration, and the compression ratio difference Δ
The smaller ε is, the larger the initial correction amount needs to be given.

実施例 第2図は、この発明に係る可変圧縮比型内燃機関の点
火時期制御装置の一実施例を示す構成説明図である。
Second Embodiment FIG. 2 is a configuration explanatory view showing an embodiment of an ignition timing control device for a variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention.

同図において、11は一例として直列4気筒の可変圧縮
比型内燃機関を示しており、この内燃機関11は、例えば
各気筒のピストン部分に後述する圧縮比可変機構を備え
ている。
In the figure, reference numeral 11 indicates an in-line four-cylinder variable compression ratio type internal combustion engine as an example, and the internal combustion engine 11 is provided with a compression ratio variable mechanism, which will be described later, in the piston portion of each cylinder, for example.

また、#1〜#4気筒のノッキング発生を個別に検出
するために、上記内燃機関11に各気筒毎に燃焼圧力セン
サ13が配設されている。この燃焼圧力センサ13は、例え
ば圧電素子を利用して座金状に形成されており、各気筒
の点火プラグ12取付部に装着されている。この燃焼圧力
センサ13の出力信号は、燃焼圧力信号としてコントロー
ルユニット18に入力されており、該コントロールユニッ
ト18において、MBT制御に際しての燃焼圧力ピーク位置
検出のために用いられるとともに、ここからノッキング
振動成分を抽出することによりノッキング検出のために
用いられる。
Further, a combustion pressure sensor 13 is provided for each cylinder in the internal combustion engine 11 in order to individually detect occurrence of knocking in the # 1 to # 4 cylinders. The combustion pressure sensor 13 is formed in a washer shape using, for example, a piezoelectric element, and is attached to the ignition plug 12 mounting portion of each cylinder. The output signal of the combustion pressure sensor 13 is input to the control unit 18 as a combustion pressure signal, and is used in the control unit 18 for detecting the combustion pressure peak position during MBT control, and the knocking vibration component from this position. Is used for knocking detection.

また、上記内燃機関11の吸気通路14には、機関吸入空
気量を検出するエアフロメータ15が配設されている。こ
のエアフロメータ15が出力する吸入空気量信号は上記コ
ントロールユニット18に入力されている。
Further, in the intake passage 14 of the internal combustion engine 11, an air flow meter 15 for detecting the engine intake air amount is arranged. The intake air amount signal output from the air flow meter 15 is input to the control unit 18.

16は、上記内燃機関11のクランク軸の回転を検出する
クランク角センサを示しており、このクランク角センサ
16は、回転角を示すクランク角1゜毎のパルス信号と、
各気筒の圧縮上死点前所定位置を検出するためのクラン
ク角180゜毎のパルス信号とを上記コントロールユニッ
ト18に対し出力している。
Reference numeral 16 denotes a crank angle sensor that detects the rotation of the crankshaft of the internal combustion engine 11.
16 is a pulse signal for every 1 ° of crank angle indicating the rotation angle,
A pulse signal for every 180 ° of crank angle for detecting a predetermined position before compression top dead center of each cylinder is output to the control unit 18.

コントロールユニット18は、デジタルマイクロコンピ
ュータシステムを用いたもので、種々の演算処理を行う
CPU,制御プログラムや固定的なデータが格納されたROM,
種々のデータの一次的な記憶を行うRAM,I/Oポートなど
を主体として構成されている。このコントロールユニッ
ト18は、上記エアフロメータ15やクランク角センサ16、
更には燃焼圧力センサ13等のセンサ類の検出信号に基づ
いてMBT制御ならびにノッキング制御による点火時期制
御を各気筒毎に個別に行っている。そして、点火コイル
やパワートランジスタ等からなる点火装置17は、上記コ
ントロールユニット18にて決定された点火時期に従って
作動し、各気筒の点火を順次行っている。
The control unit 18 uses a digital microcomputer system and performs various arithmetic processes.
CPU, ROM that stores control programs and fixed data,
It mainly consists of RAM and I / O ports for temporary storage of various data. The control unit 18 includes an air flow meter 15, a crank angle sensor 16,
Furthermore, ignition timing control by MBT control and knocking control is individually performed for each cylinder based on detection signals from sensors such as the combustion pressure sensor 13. The ignition device 17 including an ignition coil, a power transistor, and the like operates according to the ignition timing determined by the control unit 18, and sequentially ignites each cylinder.

第3図は、上記内燃機関11のピストン部分に内蔵され
た圧縮比可変機構の一構成例を示している。第3図にお
いて、21はコネクティングロッド、22は上記コネクティ
ングロッド21の小端部にピストンピン23を介して連結さ
れたインナピストン、24はこのインナピストン22の外側
に摺動可能に嵌合配置されたカップ状のアウタピストン
をそれぞれ示している。上記アウタピストン24の冠部裏
面ならびにインナピストン22上面は互いに略密接し得る
ような平滑面に形成されており、両者間に上部液室25が
形成されている。また、アウタピストン24の下端部内周
に、ストッパとなる円環部材26が螺着しており、この円
環部材26の上面と、これに対向したインナピストン22の
外周部下面との間に、下部液室27が形成されている。な
お、第3図では高ε状態つまりアウタピストン24が上限
位置に移動した状態を示しているので、下部液室27は押
し潰された状態にある。
FIG. 3 shows an example of the structure of the compression ratio variable mechanism built in the piston portion of the internal combustion engine 11. In FIG. 3, 21 is a connecting rod, 22 is an inner piston connected to the small end of the connecting rod 21 via a piston pin 23, and 24 is slidably fitted and arranged on the outer side of the inner piston 22. The outer cup-shaped outer pistons are shown. The back surface of the crown of the outer piston 24 and the upper surface of the inner piston 22 are formed into smooth surfaces that can be in close contact with each other, and an upper liquid chamber 25 is formed between them. Further, an annular member 26 serving as a stopper is screwed to the inner periphery of the lower end portion of the outer piston 24, and between the upper surface of the annular member 26 and the lower surface of the outer peripheral portion of the inner piston 22 facing the annular member 26, A lower liquid chamber 27 is formed. Since FIG. 3 shows a high ε state, that is, a state where the outer piston 24 has moved to the upper limit position, the lower liquid chamber 27 is in a crushed state.

上記ピストンピン23は、上記インナピストン22に一対
のスナップリング28を介して保持されているもので、こ
れは略円筒状をなし、かつその内周に、シリンダ部29が
貫通形成されている。上記シリンダ部29は、一端部が大
径部29aに、他端部が小径部29bに形成されており、その
内部にスプール弁30が摺動可能に収納されている。この
スプール弁30は、上記大径部29a内周に嵌合した第1弁
体部31を一端に有し、かつ他端に、シリンダ部29の小径
部29b内周に嵌合した第2弁体部32を有している。そし
て、上記シリンダ部29内に、上記第1弁体部31および第
2弁体部32によって作動液室33が隔成されている。ま
た、上記スプール弁30は、第1弁体部31側に配設された
コイルスプリング34によって第2弁体部32側へ向けて常
時付勢されている。なお、35は中心部に開口部35aを有
するストッパ、36はスプリングシートである。
The piston pin 23 is held by the inner piston 22 via a pair of snap rings 28, and has a substantially cylindrical shape, and a cylinder portion 29 is formed to penetrate through the inner periphery thereof. The cylinder portion 29 has one end portion formed in a large diameter portion 29a and the other end portion formed in a small diameter portion 29b, and a spool valve 30 is slidably accommodated therein. This spool valve 30 has a first valve body portion 31 fitted to the inner circumference of the large diameter portion 29a at one end, and a second valve fitted to the inner circumference of the small diameter portion 29b of the cylinder portion 29 at the other end. It has a body portion 32. A hydraulic fluid chamber 33 is defined in the cylinder portion 29 by the first valve body portion 31 and the second valve body portion 32. Further, the spool valve 30 is constantly urged toward the second valve body portion 32 side by the coil spring 34 disposed on the first valve body portion 31 side. Incidentally, 35 is a stopper having an opening 35a at the center, and 36 is a spring seat.

上記作動液室33はコネクティングロッド21内に形成さ
れた主通路37に逆止弁38を介して連通しており、上記逆
止弁38により作動液室33内への油の流入のみが許容され
ている。なお、上記主通路37は機関潤滑系のオイルポン
プに連通しており、格別な油圧制御を行うことなく、機
関潤滑油の一部が圧送されてくるようになっている。
The hydraulic fluid chamber 33 communicates with a main passage 37 formed in the connecting rod 21 via a check valve 38, and the check valve 38 allows only the inflow of oil into the hydraulic fluid chamber 33. ing. The main passage 37 communicates with an oil pump of the engine lubrication system so that a part of the engine lubrication oil is pumped without special hydraulic control.

また、上記作動液室33と上部液室25との間には、上部
供給通路39が形成されている。この上部供給通路39は、
上部液室25側への油の流入のみを許容する逆止弁40を有
している。また、上記上部供給通路39は、シリンダ部29
の小径部29bに開口し、スプール弁30が図の左方向へ摺
動したときのみ閉塞される位置にある。更に、41は上部
液室25と作動液室23との間に設けられた信号圧力通路で
あり、この信号圧力通路41はスプール弁30の位置に拘わ
らず常に両者を連通し、燃焼圧力に起因する上部液室25
の圧力変動を作動液室33に伝達している。
An upper supply passage 39 is formed between the working liquid chamber 33 and the upper liquid chamber 25. This upper supply passage 39 is
It has a check valve 40 that allows only oil to flow into the upper liquid chamber 25 side. Further, the upper supply passage 39 has the cylinder portion 29
Is open at the small diameter portion 29b of the valve and is closed only when the spool valve 30 slides to the left in the drawing. Further, 41 is a signal pressure passage provided between the upper liquid chamber 25 and the working liquid chamber 23, and the signal pressure passage 41 always communicates the two regardless of the position of the spool valve 30 and is caused by the combustion pressure. Upper liquid chamber 25
The pressure fluctuation of is transmitted to the hydraulic fluid chamber 33.

また、上記作動液室33と下部液室27との間には、下部
供給通路42が設けられている。この下部供給通路42は、
スプール弁30の位置に拘わらず作動液室33と連通してお
り、かつその通路中に、下部液室27側への通流のみを許
容する逆止弁43が設けられている。
Further, a lower supply passage 42 is provided between the working liquid chamber 33 and the lower liquid chamber 27. This lower supply passage 42 is
A check valve 43 that communicates with the hydraulic fluid chamber 33 regardless of the position of the spool valve 30 and that allows only the flow to the lower fluid chamber 27 side is provided in the passage.

また、上記シリンダ部29の小径部29bには、上記上部
供給通路39の他に、上部排出通路44が形成されている。
この上部排出通路44は、一端が上部液室25に連通し、か
つ他端が小径部29b内周面、詳しくはスプール弁30がス
トッパ35に当接している状態では閉塞され、かつスプー
ル弁30が図の左方向へ摺動したときに開放され得る位置
に開口形成されている。
In addition to the upper supply passage 39, an upper discharge passage 44 is formed in the small diameter portion 29b of the cylinder portion 29.
One end of the upper discharge passage 44 communicates with the upper liquid chamber 25, and the other end of the upper discharge passage 44 is closed when the spool valve 30 is in contact with the inner peripheral surface of the small diameter portion 29b, specifically, the spool valve 30. Is formed at a position where it can be opened when it slides to the left in the figure.

上記構成の圧縮比可変機構は、燃焼室内の燃焼圧力つ
まり機関負荷に応じて自動的に圧縮比の切り換えが行わ
れるものであり、燃焼圧力が低い低負荷時には、高圧縮
比状態となる。すなわち、主通路37を通して作動液室33
内に圧送された潤滑油は、上部供給通路39を通して上部
液室25内に流入する。このとき、上部排出通路44はスプ
ール弁30によって閉塞されているため、上部液室25内に
発生する油圧によってアウタピストン24がインナピスト
ン22に対し上方に押し上げられ、高ε状態となる。な
お、このとき下部液室27も下部供給通路42を通して作動
液室33と連通しているが、この下部液室27におけるアウ
タピストン24の受圧面積は、上部液室25におけるアウタ
ピストン24の受圧面積よりも遥かに小さいため、アウタ
ピストン24は前述したように上方に移動し、下部液室27
は押し潰された状態となる。
The variable compression ratio mechanism having the above configuration automatically switches the compression ratio according to the combustion pressure in the combustion chamber, that is, the engine load, and is in the high compression ratio state when the combustion pressure is low and the load is low. That is, the hydraulic fluid chamber 33 passes through the main passage 37.
The lubricating oil pumped inside flows into the upper liquid chamber 25 through the upper supply passage 39. At this time, since the upper discharge passage 44 is closed by the spool valve 30, the hydraulic pressure generated in the upper liquid chamber 25 pushes the outer piston 24 upward with respect to the inner piston 22, and the high ε state is established. At this time, the lower liquid chamber 27 also communicates with the working liquid chamber 33 through the lower supply passage 42, but the pressure receiving area of the outer piston 24 in the lower liquid chamber 27 is the pressure receiving area of the outer piston 24 in the upper liquid chamber 25. Since it is much smaller than the outer piston 24, it moves upward as described above,
Is crushed.

一方、内燃機関が高負荷状態となると必然的に燃焼圧
力が上昇し、膨張行程の初期においてアウタピストン24
上面にその大きな燃焼圧力が作用する。これにより、上
部液室25内の油圧は非常に高圧となり、その圧力が信号
圧力通路41を通して作動液室33内に伝達される。つま
り、作動液室33内の油圧が燃焼圧力に伴って上昇するこ
とになり、この結果、スペール弁30は、第1,第2弁体部
31,32の受圧面積差によりコイルスプリング34の付勢力
に抗して図中左方向へ速やかに摺動する。従って、上部
排出通路44が開放され、上部液室25内の潤滑油が外部へ
排出される。そのため、アウタピストン24は燃焼圧力を
受けて下動し、低ε状態となる。なお、このとき下部液
室27へは作動液室33から潤滑油が供給されて、アウタピ
ウストン24をインナピストン22に対し下方に付勢する。
そのため、慣性力等によりアウタピストン24の相対移動
が防止される。
On the other hand, when the internal combustion engine is in a high load state, the combustion pressure inevitably rises and the outer piston 24
The large combustion pressure acts on the upper surface. As a result, the hydraulic pressure in the upper liquid chamber 25 becomes extremely high, and the pressure is transmitted to the hydraulic fluid chamber 33 through the signal pressure passage 41. In other words, the hydraulic pressure in the hydraulic fluid chamber 33 rises with the combustion pressure, and as a result, the spare valve 30 has the first and second valve body portions.
Due to the difference in pressure receiving area between 31, 32, the coil spring 34 quickly slides to the left in the figure against the urging force. Therefore, the upper discharge passage 44 is opened, and the lubricating oil in the upper liquid chamber 25 is discharged to the outside. Therefore, the outer piston 24 receives the combustion pressure and moves downward to be in the low ε state. At this time, the lubricating oil is supplied to the lower liquid chamber 27 from the hydraulic liquid chamber 33, and the outer piston 12 is urged downward with respect to the inner piston 22.
Therefore, relative movement of the outer piston 24 is prevented by inertial force or the like.

このように、上記圧縮比可変機構は、燃焼圧力によっ
て低ε状態,高ε状態に切り換えられる。この結果、負
荷(例えば基本燃料噴射量Tp)と機関回転数をパラメー
タとした場合に、第4図に示すような特性で、低ε領域
と高ε領域とが分けられることになる。
Thus, the compression ratio variable mechanism is switched between the low ε state and the high ε state by the combustion pressure. As a result, when the load (for example, the basic fuel injection amount Tp) and the engine speed are used as parameters, the low ε region and the high ε region are divided with the characteristics shown in FIG.

次に、第5図および第6図に示すフローチャートを参
照して上記コントロールユニット18において実行される
点火時期制御を説明する。
Next, the ignition timing control executed in the control unit 18 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

第5図は、上記コントロールユニット18において実行
される点火時期制御のメインフローチャートである。な
お、この第5図の制御プログラムは各気筒毎に実行さ
れ、つまり各気筒毎に個別に点火時期が遅進制御され
る。
FIG. 5 is a main flowchart of the ignition timing control executed by the control unit 18. The control program shown in FIG. 5 is executed for each cylinder, that is, the ignition timing is retarded for each cylinder.

定常時における点火時期制御は主にステップ1〜11の
部分で処理されている。初めに、ステップ1で、そのと
きの機関運転条件に対応する基本点火時期ADVOを設定す
る。この基本点火時期ADVOは、内燃機関の負荷(例えば
基本燃料噴射量Tp)と回転数とをパラメータとした基本
点火時期マップから遂次ルックアップされる。なお、こ
の基本点火時期の特性は、予め圧縮比が所定運転条件に
て低ε,高εに切り換え制御されることを前提として設
定されており、前述した第11図に示したように、低ε用
の要求点火時期特性と高ε用の要求点火時期特性とを圧
縮比切り換え点でつないだような形の特性となってい
る。また、低ε用の特性に沿った基本点火時期マップと
高ε用の特性に沿った基本点火時期マップとを予め設定
しておき、機関運転条件に応じいずれか一方を選択して
基本点火時期をルックアップするように構成しても良
い。
The ignition timing control in the constant time is mainly processed in the steps 1 to 11. First, in step 1, the basic ignition timing ADVO corresponding to the engine operating conditions at that time is set. This basic ignition timing ADVO is successively looked up from a basic ignition timing map with the load of the internal combustion engine (for example, basic fuel injection amount Tp) and the number of revolutions as parameters. The characteristic of the basic ignition timing is set on the premise that the compression ratio is controlled to be switched to low ε and high ε under a predetermined operating condition in advance, and as shown in FIG. The required ignition timing characteristic for ε and the required ignition timing characteristic for high ε are connected at the compression ratio switching point. In addition, a basic ignition timing map along the characteristics for low ε and a basic ignition timing map along the characteristics for high ε are set in advance, and either one is selected according to the engine operating conditions to select the basic ignition timing. May be configured to be looked up.

次に、ステップ2で、その気筒の燃焼圧力信号から抽
出されたノッキング振動成分に基づいて当該気筒のノッ
キングの有無を判定する。ここで、ノッキング無しと判
断した場合には、ステップ3へ進み、MBT制御によるフ
ィードバック補正量FBの演算を行う。このMBT制御自体
は特開昭62−96779号公報等によって公知であるので、
その詳細な説明は省略するが、基本的には、燃焼圧力セ
ンサ13にて検出された燃焼圧力に基づいて該燃焼圧力の
ピーク位置を検出し、このピーク位置が予め定めたATDC
15゜付近の位置にくるように点火時期をフィードバック
制御するのである。通常は、フィードバック補正量FBを
一定量づつ増減させて遅角,進角補正を行う。また、ス
テップ2でノッキング有りと判断した場合には、ステッ
プ4へ進み、ノッキング制御によるフィードバック補正
量FBの演算を行う。このノッキング制御自体も公知であ
るので詳細な説明は省略するが、例えばノッキングの検
出の度にフィードバック補正量FBを一定量づつ遅角側に
増大させて点火時期を遅角補正する。
Next, in step 2, it is determined whether or not the cylinder is knocked, based on the knocking vibration component extracted from the combustion pressure signal of the cylinder. If it is determined that there is no knocking, the process proceeds to step 3 to calculate the feedback correction amount FB by MBT control. Since this MBT control itself is known from JP-A-62-96779, etc.,
Although its detailed description is omitted, basically, the peak position of the combustion pressure is detected based on the combustion pressure detected by the combustion pressure sensor 13, and the peak position is determined by a predetermined ATDC.
The ignition timing is feedback-controlled so that the ignition timing is around 15 °. Normally, the feedback correction amount FB is increased / decreased by a constant amount to perform the retard angle and advance angle corrections. If it is determined in step 2 that knocking has occurred, the process proceeds to step 4 to calculate the feedback correction amount FB by knocking control. Although this knocking control itself is also known, a detailed description thereof will be omitted. For example, each time knocking is detected, the feedback correction amount FB is increased by a fixed amount to the retard side to retard the ignition timing.

そして、ステップ10で当該気筒の点火時期ADVをAVO+
FBとして決定し、ステップ11でその点火時期ADVを出力
する。
Then, in step 10, the ignition timing ADV of the cylinder is set to AVO +
It is determined as FB, and the ignition timing ADV is output in step 11.

なお、ステップ5およびステップ6では、夫々加速状
態であるか否か減速状態であるか否かを基本燃焼噴射量
Tpの変化率ΔTpの値に基づいて判定している。また、ス
テップ7では後述する加速判定フラグFAおよび減速判定
フラグFDをリセットする。
In step 5 and step 6, whether the basic combustion injection amount is the acceleration state or the deceleration state is determined.
The determination is made based on the value of the change rate ΔTp of Tp. In step 7, an acceleration determination flag FA and a deceleration determination flag FD, which will be described later, are reset.

上記のようにMBT制御およびノッキング制御が繰り返
し実行される結果、定常時の点火時期はMBT点もしくは
ノッキング発生限界に各気筒毎に保たれる。すなわち、
MBT点がノッキング発生限界よりも進角側に位置する運
転領域では点火時期はノッキング発生限界に、逆にMBT
点がノッキング発生限界よりも遅角側に位置する運転領
域では点火時期はMBT点に保たれることになる。
As a result of repeatedly executing the MBT control and the knocking control as described above, the ignition timing in the steady state is maintained at the MBT point or the knocking occurrence limit for each cylinder. That is,
In the operating region where the MBT point is on the advance side of the knocking occurrence limit, the ignition timing is at the knocking occurrence limit, and conversely MBT
The ignition timing is kept at the MBT point in the operating region where the point is on the retard side of the knocking occurrence limit.

次に、ステップ12〜21でなされる初期補正量の決定に
ついて説明する。先ず、ステップ8およびステップ9
で、夫々所定の高負荷領域にあるか否か、所定の低負荷
領域にあるか否かを、基本燃料噴射量Tpに基づいて判定
する。ステップ8の基準値Tp1は、第4図に示すように
高負荷側に設定されており、これにより前述した圧縮比
可変機構が必ず低ε状態にある領域で圧縮比εの検出
を行うようにしている。同様に、ステップ9の基準値Tp
2は第4図に示すように低負荷側に設定されており、こ
れにより圧縮比可変機構が必ず高ε状態にある領域内で
実際の圧縮比εの検出を行うようにしている。
Next, the determination of the initial correction amount made in steps 12 to 21 will be described. First, step 8 and step 9
Then, it is determined based on the basic fuel injection amount Tp whether or not each is in a predetermined high load region and whether or not it is in a predetermined low load region. The reference value Tp 1 of step 8 is set to the high load side as shown in FIG. 4, whereby the compression ratio ε 1 is detected in the region where the compression ratio variable mechanism is always in the low ε state. I am trying. Similarly, the reference value Tp of step 9
As shown in FIG. 4, 2 is set on the low load side, so that the compression ratio variable mechanism always detects the actual compression ratio ε 2 within the region in which the compression ratio is high.

ステップ8で所定の高負荷領域であると判断した場合
には、ステップ12,13へ進んで、そのときの運転条件に
対応した第1基準点火時期ADV1および第2基準点火時期
ADV2をルックアップする。上記第1基準点火時期ADV
1は、第1基準圧縮比、例えばアウタピストン24がイン
ナピスト22に対し下限位置にあるとき(低ε状態)の圧
縮比ε01を前提として実験的に点火時期を求めたもの
で、機関の負荷(基本燃料噴射量Tp)と機関回転数とを
パラメータとしたデータマップの形で各運転条件に対応
して与えられている。なお、この第1基準点火時期ADV1
は、通常第11図に示した低ε用の要求点火時期特性と一
致したものとなる。また上記第2基準点火時期ADV2は、
第2基準圧縮比例えばアウタピストン24がインナピスト
ン22に対し上限位置にあるとき(高ε状態)の圧縮比ε
02を前提として実験的に点火時期を求めたものであり、
やはり負荷Tpと回転数とをパラメータとしたデータマッ
プの形で各運転条件に対応して与えられている。この第
2基準点火時期ADV2は、通常第11図に示した高ε用の要
求点火時期特性と一致したものとなる。
When it is determined in step 8 that the engine is in the predetermined high load region, the process proceeds to steps 12 and 13, and the first reference ignition timing ADV 1 and the second reference ignition timing corresponding to the operating conditions at that time.
Look up ADV 2 . First reference ignition timing ADV
1 is the first reference compression ratio, for example, the ignition timing is experimentally determined on the premise of the compression ratio ε 01 when the outer piston 24 is at the lower limit position (low ε state) with respect to the inner piston 22, and the engine load (Basic fuel injection amount Tp) and engine speed are given in the form of a data map corresponding to each operating condition. The first reference ignition timing ADV 1
Usually corresponds to the required ignition timing characteristic for low ε shown in FIG. 11. The second reference ignition timing ADV 2 is
The second reference compression ratio, for example, the compression ratio ε when the outer piston 24 is at the upper limit position with respect to the inner piston 22 (high ε state).
The ignition timing was experimentally obtained on the premise of 02 ,
Again, it is given corresponding to each operating condition in the form of a data map using the load Tp and the number of revolutions as parameters. The second reference ignition timing ADV 2 normally matches the required ignition timing characteristic for high ε shown in FIG. 11.

次に、ステップ14で、そのときの実際の点火時期ADV
(詳しくは前回求められた値)と上記第1,第2基準点火
時期ADV1,ADV2から、高負荷条件下での実際の圧縮比ε
を演算する。これは、圧縮比と点火時期とが略比例関
係にあることを利用したもので、具体的には、次式によ
って圧縮比εが求められる。
Next, in step 14, the actual ignition timing ADV at that time is
(For details, the value obtained last time) and the first and second reference ignition timings ADV 1 and ADV 2 from the actual compression ratio ε under high load conditions.
Calculate 1 This utilizes the fact that the compression ratio and the ignition timing are in a substantially proportional relationship, and specifically, the compression ratio ε 1 is obtained by the following equation.

すなわち、第7図に示したような関係から当該気筒に
おける低ε側の実際の圧縮比εが求められる。なお、
圧縮比可変機構が正常に作動していれば、当然のことな
がら、上記圧縮比εは基準の下限圧縮比ε01に近似し
た値として得られる。
That is, the actual compression ratio ε 1 on the low ε side of the cylinder is obtained from the relationship shown in FIG. 7. In addition,
If the variable compression ratio mechanism operates normally, the compression ratio ε 1 is naturally obtained as a value close to the reference lower limit compression ratio ε 01 .

そして、このように検出した圧縮比εはメモリ内に
記憶され、かつ遂次更新される。
The compression ratio ε 1 detected in this way is stored in the memory and is updated successively.

一方、ステップ9で所定の低負荷領域にあると判断し
た場合には、ステップ17〜19へ進み、上述したステップ
12〜14と同様の処理によって低負荷条件下における実際
の圧縮比εを検出する(第7図参照)。この検出した
圧縮比εは、やはりメモリ内に記憶される。なお、圧
縮比可変機構が正常に作動していれば、やはり上記圧縮
比εは基準の上限圧縮比ε02に近似した値として得ら
れる。
On the other hand, when it is determined in step 9 that the vehicle is in the predetermined low load area, the process proceeds to steps 17 to 19 and
The actual compression ratio ε 2 under the low load condition is detected by the same processing as 12 to 14 (see FIG. 7). The detected compression ratio ε 2 is also stored in the memory. If the variable compression ratio mechanism operates normally, the compression ratio ε 2 can be obtained as a value close to the reference upper limit compression ratio ε 02 .

そして、高負荷時はステップ15において、低負荷時は
ステップ20において、低負荷条件下における実際の圧縮
比εと高負荷条件下における実際の圧縮比εとの差
Δεを求める。さらに、ステップ16あるいはステップ21
において、加速時初期補正量A1あるいは減速時初期補正
量A2を決定する。この加速時初期補正量A1および減速時
初期補正量A2は、上記圧縮比差Δεと機関回転数とをパ
ラメータとしたデータマップの形で与えられており、こ
れから遂次ルックアップされる。第8図は、ある回転数
における圧縮比差Δεの初期補正量A1,A2との関係を示
したもので、圧縮比差Δεが小さいほど初期補正量A1,A
2は大きく与えられる。また、燃焼圧力に依存する上述
した構成の圧縮比可変機構にあっては、減速時のほうが
加速時よりも圧縮比変化が緩慢であるので、減速時初期
補正量A2を加速時初期補正量A1よりも大きく設定してあ
る。
Then, in step 15 when the load is high and in step 20 when the load is low, the difference Δε between the actual compression ratio ε 2 under the low load condition and the actual compression ratio ε 1 under the high load condition is obtained. In addition, step 16 or step 21
At, the initial correction amount A 1 during acceleration or the initial correction amount A 2 during deceleration is determined. The acceleration initial correction amount A 1 and the deceleration initial correction amount A 2 are given in the form of a data map using the compression ratio difference Δε and the engine speed as parameters, and are successively looked up. FIG. 8 shows the relationship between the compression ratio difference Δε and the initial correction amounts A 1 and A 2 at a certain rotation speed. The smaller the compression ratio difference Δε, the more the initial correction amounts A 1 and A 2.
2 is given greatly. Further, in the variable compression ratio mechanism having the above-described configuration that depends on the combustion pressure, the compression ratio change during deceleration is slower than during acceleration, so the initial correction amount during deceleration A 2 is the initial correction amount during acceleration. It is set larger than A 1 .

このようにして求めた加速時初期補正量A1および減速
時初期補正量A2は、夫々の回転数に対応した学習値とし
てメモリ内に記憶され、かつ遂次更新される。
The acceleration initial correction amount A 1 and the deceleration initial correction amount A 2 thus obtained are stored in the memory as learning values corresponding to the respective rotation speeds and are updated successively.

次に、過渡時の点火時期補正について説明する。先
ず、加速時には、ステップ5からステップ22に進み、こ
こで、加速判定フラグFAを1にセットするとともに、ス
テップ23に進んで加速時タイマTM1が所定値T1に達した
か否か判定する。上記加速時タイマTM1は、第6図に示
したタイマルーチンによって、加速判定フラグFAが1で
ある場合に限ってインクリメントされる(ステップ33,3
5)もので、つまり加速開始からの経過時間を示してい
る。そして、この経過時間を示すTM1の値がT1以下の
間、つまり加速初期には、ステップ23からステップ24へ
進み、フィードバック補正量FBを、FB=−A1として、加
速時初期補正量A1による点火時期補正を行う。この補正
は、上記のように加速初期のT1の間だけ行われる(ステ
ップ23〜25)。従って、加速時における実際の点火時期
は、第9図に示すように、加速初期に一旦遅角側に大き
く補正されることになり、圧縮比可変機構の応答遅れに
起因する強度のノッキングの発生を確実に防止すること
ができる。しかも、その補正量A1は、各気筒の実際の圧
縮比変化に対応したものとなり、過不足のない最適な補
正が行われる。
Next, the ignition timing correction during transition will be described. First, at the time of acceleration, the routine proceeds from step 5 to step 22, where the acceleration determination flag FA is set to 1, and at step 23 it is determined whether or not the acceleration timer TM1 has reached a predetermined value T 1 . The acceleration timer TM1 is incremented by the timer routine shown in FIG. 6 only when the acceleration determination flag FA is 1 (steps 33, 3).
5), that is, the elapsed time from the start of acceleration. Then, while the value of TM1 indicating this elapsed time is T 1 or less, that is, in the initial stage of acceleration, the process proceeds from step 23 to step 24, and the feedback correction amount FB is set to FB = −A 1 , and the initial correction amount during acceleration A is set. Ignition timing correction by 1 . This correction is performed only during T 1 in the initial stage of acceleration as described above (steps 23 to 25). Therefore, as shown in FIG. 9, the actual ignition timing at the time of acceleration is once largely corrected to the retard angle side at the initial stage of acceleration, and the knocking of the strength caused by the response delay of the compression ratio variable mechanism occurs. Can be reliably prevented. Moreover, the correction amount A 1 corresponds to the actual change in the compression ratio of each cylinder, so that the optimum correction without excess or deficiency is performed.

また同様に減速時には、ステップ6からステップ26へ
進み、ここで減速判定フラグFDを1にセットするととも
に、ステップ27に進んで減速時タイマTM2が所定値T2
達したか否か判定する。上記加速時タイマTM2は、第6
図に示したタイマルーチンによって、減速判定フラグFD
が1である場合に限ってインクリメントされる(ステッ
プ34,36)もので、つまり減速開始からの経過時間を示
している。そして、この経過時間を示すTM2の値がT2
下の間、つまり減速初期には、ステップ27からステップ
28へ進み、フィードバック補正量FBを、FB=A2として、
減速時初期補正量A2による点火時期補正を行う。この補
正は上記のように減速初期のT2の間だけ行われる(ステ
ップ27,28,25)。従って、減速時における実際の点火時
期は、第10図に示すように、減速初期に一旦進角側に大
きく補正されることになり、圧縮比可変機構の応答遅れ
に起因する出力の低下や運転性の悪化を確実に防止する
ことができる。しかも、その補正量A2は、やはり各気筒
の実際の圧縮比変化に対応したものとなり、過不足のな
い最適な補正が行われる。
Similarly, at the time of deceleration, the routine proceeds from step 6 to step 26, where the deceleration determination flag FD is set to 1, and at step 27 it is determined whether or not the deceleration timer TM2 has reached the predetermined value T 2 . The above acceleration timer TM2 is the sixth
With the timer routine shown in the figure, deceleration determination flag FD
Is incremented only when is 1 (steps 34, 36), that is, it indicates the elapsed time from the start of deceleration. Then, while the value of TM2 indicating this elapsed time is T 2 or less, that is, in the initial stage of deceleration, from step 27 to step
Proceed to 28, set the feedback correction amount FB to FB = A 2 ,
The ignition timing is corrected by the initial correction amount A 2 during deceleration. This correction is performed only during T 2 at the initial stage of deceleration as described above (steps 27, 28, 25). Therefore, the actual ignition timing at the time of deceleration is once largely corrected to the advance side at the initial stage of deceleration, as shown in FIG. 10, and the output decrease and the driving due to the response delay of the compression ratio variable mechanism are reduced. It is possible to reliably prevent the deterioration of sex. Moreover, the correction amount A 2 also corresponds to the actual change in the compression ratio of each cylinder, and the optimum correction without excess or deficiency is performed.

要するに、内燃機関個々に圧縮比が異なっていたり、
各気筒毎に圧縮比が異なっていたりしても、実際の圧縮
比に基づいて学習した初期補正量に従って補正がなされ
るので、その圧縮比のばらつきの影響を受けることがな
く、機関の過渡時における要求に高精度に合致した点火
時期制御が可能となる。
In short, each internal combustion engine has a different compression ratio,
Even if the compression ratio is different for each cylinder, it is corrected according to the initial correction amount learned based on the actual compression ratio, so it is not affected by variations in the compression ratio, It becomes possible to control the ignition timing in accordance with the requirement in 1.

なお、上記実施例では、加速時および減速時の双方に
ついて初期補正を付加しているが、例えば、ノッキング
発生の点で特に問題となる加速時にのみ初期補正を行う
ようにする場合にも、本発明は適用できる。また上記実
施例では、圧縮比可変機構として、燃焼圧力によって自
動的に圧縮比切り換え制御が行われる形式のものを説明
したが、この発明は、例えば実開昭58−25637号公報等
に示されているように、圧縮比切り換えを外部から制御
するものにおいても同様に適用できる。
In the above embodiment, the initial correction is added for both acceleration and deceleration. However, for example, in the case where the initial correction is performed only during acceleration, which is especially problematic in terms of knocking occurrence, The invention is applicable. Further, in the above embodiment, the compression ratio variable mechanism has been described as a type in which the compression ratio switching control is automatically performed by the combustion pressure, but the present invention is disclosed in, for example, Japanese Utility Model Laid-Open No. 58-25637. As described above, the invention can be similarly applied to the case where the compression ratio switching is externally controlled.

考案の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る可変圧
縮比型内燃機関の点火時期制御装置によれば、機関の加
速,減速の際に、圧縮比可変機構の応答遅れに対処すべ
く点火時期が一時的に遅角,進角補正されるので、点火
時期の一時的な進みすぎや遅れすぎを防止でき、過渡時
のノッキングや出力低下等を防止できる。そして、その
初期補正量は、機関の実際の圧縮比を考慮した形で決定
されるので、組み立て誤差やシリンダヘッドガスケット
の厚さ等によって圧縮比が多少異なっていたとしても、
過不足のない最適な補正を行うことができる。
EFFECTS OF THE INVENTION As is apparent from the above description, according to the ignition timing control device for a variable compression ratio internal combustion engine according to the present invention, it is possible to cope with a response delay of the compression ratio variable mechanism during acceleration and deceleration of the engine. Therefore, the ignition timing is temporarily retarded and advanced, so that it is possible to prevent the ignition timing from being temporarily advanced or delayed too much, and to prevent knocking, output reduction, or the like during a transition. Since the initial correction amount is determined in consideration of the actual compression ratio of the engine, even if the compression ratio is slightly different due to the assembly error or the thickness of the cylinder head gasket,
Optimal correction can be performed without excess or deficiency.

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

第1図はこの発明の構成を示すクレーム対応図、 第2図はこの発明の一実施例を示す構成説明図、 第3図は圧縮比可変機構の一実施例を示す断面図、 第4図はこの圧縮比可変機構の作動特性図、第5図およ
び第6図は上記実施例における制御プラグラムを示すフ
ローチャート、第7図は圧縮比と点火時期との関係を示
す特性図、第8図は圧縮比差Δεと初期補正量との関係
を示す特性図、第9図は加速時における点火時期変化を
示す特性図、第10図は減速時における点火時期変化を示
す特性図、第11図は負荷に対する基本点火時期特性を示
す特性図、第12図は従来における加速時の点火時期変化
を圧縮比変化とともに示す特性図である。 1……ノッキング検出手段、2……MBT制御手段、3…
…ノッキング制御手段、4……圧縮比検出手段、5……
補正量設定手段、6……過渡検出手段、7……補正手
段、8……基本点火時期設定手段。
FIG. 1 is a diagram showing the structure of the present invention corresponding to a claim, FIG. 2 is an explanatory view showing the structure of an embodiment of the present invention, FIG. 3 is a sectional view showing an embodiment of a compression ratio variable mechanism, and FIG. Is an operation characteristic diagram of this compression ratio variable mechanism, FIGS. 5 and 6 are flowcharts showing a control program in the above-mentioned embodiment, FIG. 7 is a characteristic diagram showing a relationship between compression ratio and ignition timing, and FIG. FIG. 9 is a characteristic diagram showing the relationship between the compression ratio difference Δε and the initial correction amount, FIG. 9 is a characteristic diagram showing the ignition timing change during acceleration, FIG. 10 is a characteristic diagram showing the ignition timing change during deceleration, and FIG. FIG. 12 is a characteristic diagram showing a basic ignition timing characteristic with respect to a load, and FIG. 12 is a characteristic diagram showing a conventional ignition timing change during acceleration together with a compression ratio change. 1 ... knocking detection means, 2 ... MBT control means, 3 ...
... knocking control means, 4 ... compression ratio detection means, 5 ...
Correction amount setting means, 6 ... Transient detection means, 7 ... Correction means, 8 ... Basic ignition timing setting means.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】機関運転条件に応じて圧縮比が可変制御さ
れる可変圧縮型内燃機関において、機関運転条件に応じ
て基本点火時期を設定する基本点火時期設定手段と、機
関のノッキングの有無を検出するノッキング検出手段
と、ノッキング無しのときに選択され、かつ基本点火時
期に補正を加えて点火時期をMBT点に制御するMBT制御手
段と、ノッキング有りのときに選択され、かつ基本点火
時期に補正を加えて点火時期をノッキング発生限界に制
御するノッキング制御手段と、機関定常時の点火時期か
ら高負荷条件下での実際の圧縮比ならびに低負荷条件下
での実際の圧縮比を推定する圧縮比検出手段と、この両
圧縮比の差に基づいて過渡時の初期補正量を設定する補
正量設定手段と、機関過渡状態を検出する過渡検出手段
と、この過渡検出時に上記初期補正量に基づいて点火時
期を補正する補正手段とを備えてなる可変圧縮比型内燃
機関の点火時期制御装置。
1. A variable compression internal combustion engine in which a compression ratio is variably controlled according to engine operating conditions, a basic ignition timing setting means for setting a basic ignition timing according to engine operating conditions, and whether or not the engine is knocked. Knocking detection means for detecting, MBT control means selected when there is no knocking and controlling the ignition timing to the MBT point by correcting the basic ignition timing, and when there is knocking and selected for the basic ignition timing Knocking control means for controlling the ignition timing to the knocking occurrence limit with correction, and compression for estimating the actual compression ratio under high load conditions and the actual compression ratio under low load conditions from the ignition timing during engine steady state A ratio detection means, a correction amount setting means for setting an initial correction amount during a transition based on the difference between the two compression ratios, a transient detection means for detecting an engine transient state, and a transient detection time during the transient detection. Serial initial correction amount ignition timing control device for a variable compression ratio internal combustion engine comprising a correcting means for correcting the ignition timing based on.
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