CN106103946B

CN106103946B - 内燃机

Info

Publication number: CN106103946B
Application number: CN201580013352.3A
Authority: CN
Inventors: 大河诚; 酒井和人
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2014-03-13
Filing date: 2015-03-12
Publication date: 2019-02-01
Anticipated expiration: 2035-03-12
Also published as: US9976495B2; JP2015175243A; DE112015001220T5; CN106103946A; JP5776809B1; DE112015001220B4; US20170211488A1; WO2015137456A1

Abstract

内燃机具备能够变更机械压缩比的可变压缩比机构(A)，可变压缩比机构(A)包括用于变更活塞到达上止点时的燃烧室(5)的容积的驱动装置(59)。驱动装置(59)包括配置在传递旋转机的旋转力的驱动力传递路径上的反向输入隔断离合器(70)。控制装置(30)推定向反向输入隔断离合器(70)的输出轴施加的反向输入转矩，基于反向输入转矩，设定旋转机输出的转矩梯度及使转矩的增大持续的持续时间。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机。

背景技术

在内燃机的燃烧室中，在空气及燃料的混合气被压缩的状态下点火。已知将混合气压缩时的压缩比会对内燃机的输出及燃料消耗量造成影响。通过提高压缩比，能够增大输出的转矩，能够实现热效率的提高。然而，当过度提高压缩比时，已知会产生爆震等异常燃烧的情况。在现有技术中，已知有具备在运转期间中变更压缩比的可变压缩比机构的内燃机。

可变压缩比机构通过变更活塞到达上止点时的燃烧室的容积而能够变更压缩比。当燃料在燃烧室内燃烧时，缸内压上升。并且，力向燃烧室的容积增大的方向作用于构成燃烧室的部件，该力也作用于可变压缩比机构。尤其是该力可能会传递给对变更燃烧室的容积的机构进行驱动的电动机等旋转机。

因此，已知有如下情况：在可变压缩比机构配置反向输入隔断离合器，将缸内压产生的旋转力隔断，以免缸内压产生的旋转力向旋转机的输出轴传递。反向输入隔断离合器具有隔断向旋转机的输出轴施加的旋转力的锁定功能。在变更机械压缩比的情况下，在解除了反向输入隔断离合器的锁定状态的基础上变更燃烧室的容积。

在日本特开2005-214088号公报中公开了通过使往复操作件进行进退动作而能够变更活塞到达上止点时的位置的可变压缩比发动机。该可变压缩比发动机通过促动器机构来变更压缩比。促动器机构具备滚珠丝杠、将电动机的旋转向滚珠丝杠的螺母传递的旋转传递系统及介于旋转传递系统的离合器。该公报公开了采用反向输入限制型的离合器的情况，该反向输入限制型的离合器传递从被输入电动机的驱动的输入部件向螺母的旋转，但是隔断从螺母向输入部件的旋转的传递。

在日本特开2012-229764号公报中公开了一种锁定解除装置，该锁定解除装置具有在未从输入轴向输出轴传递转矩时阻止输出轴的负载转矩向输入轴传递的转矩二极管，并解除转矩二极管的锁定状态。在该锁定解除控制装置中，公开了在即使将设定的锁定解除转矩持续施加预定时间也未解除锁定状态的情况下使锁定解除转矩逐渐增大的情况。

发明内容

发明要解决的课题

在变更机械压缩比的情况下，需要解除反向输入隔断离合器的锁定状态。在发动机主体的运转中，向反向输入隔断离合器的输出轴施加由缸内压产生的旋转力。缸内压伴随时间而变化，为了解除反向输入隔断离合器的锁定状态所需的转矩随着时间而变化。

机械压缩比的变更并不局限于在驱动发动机主体的期间中实施，有时也在发动机主体停止的期间中实施。例如，在发动机主体即将起动之前，为了检测可变压缩比机构的异常而有时会变更机械压缩比。或者，在除了内燃机之外还以电动机为动力源的混合动力驱动装置中，存在使发动机主体暂时停止的期间。在该期间中为了在偏心轴的表面等形成油膜来避免轴承的固着，有时会变更机械压缩比。

这样，在发动机主体的运转中及停止期间中这两方的期间中产生的全部状态下，为了解除反向输入隔断离合器的锁定状态，可考虑对反向输入隔断离合器的输入轴进行驱动的旋转机选定输出转矩大的旋转机的情况。然而，若增大旋转机的容量，则存在消耗电力变大或内燃机的燃料的消耗量增多这样的问题。而且，存在旋转机变得大型而配置旋转机的场所受限制这样的问题。

本发明目的在于提供一种具备包含反向输入隔断离合器的可变压缩比机构且能够使驱动可变压缩比机构的旋转机小型的内燃机。

用于解决课题的方案

本发明的内燃机具备能够变更机械压缩比的可变压缩比机构。可变压缩比机构包括用于变更活塞到达上止点时的燃烧室的容积的驱动装置和对驱动装置进行控制的控制装置。驱动装置包括旋转机和配置在传递旋转机的旋转力的驱动力传递路径上的离合器。离合器形成为隔断使机械压缩比下降的旋转方向的向输出轴施加的反向输入转矩。控制装置推定向离合器的输出轴施加的反向输入转矩，基于反向输入转矩，设定旋转机输出的转矩梯度及使转矩的增大持续的持续时间，基于转矩梯度及持续时间来解除离合器的锁定状态。

在上述发明中，可以是，离合器包括被输入旋转机的旋转力的输入轴、从输入轴被传递旋转力的输出轴及在离合器的驱动中不移动的外圈，辊配置在输出轴与外圈之间，输出轴和外圈形成用于使辊卡定的卡定部，离合器形成为，当使机械压缩比下降的旋转方向的反向输入转矩作用于输出轴时，通过使辊卡定于卡定部而使输出轴相对于外圈锁定来隔断反向输入转矩，控制装置通过基于转矩梯度及持续时间而使输入轴旋转来使辊从卡定部分离而解除输出轴的锁定。

在上述发明中，可以是，旋转机包括电动机，控制装置通过变更向电动机供给的电流的占空比来控制转矩梯度，通过变更向电动机供给电力的时间来控制持续时间。

在上述发明中，可以是，可变压缩比机构包括向离合器供给润滑油的润滑油供给装置和检测润滑油的温度的温度检测器，控制装置检测润滑油的温度，基于润滑油的温度来控制转矩梯度及持续时间。

在上述发明中，可以是，具备：向电动机供给电力的蓄电池及检测蓄电池的输出电压的电压检测器，控制装置检测蓄电池的输出电压，在输出电压比预先确定的电压判定值低的情况下，基于为了解除锁定状态而容许的电压下降，来设定转矩梯度及持续时间。

在上述发明中，可以是，具备：包括曲轴箱的支撑结构物及支撑于支撑结构物的缸体，可变压缩比机构包括轴，该轴介于支撑结构物与缸体之间且包括偏心轴，驱动装置通过使轴旋转而变更缸体相对于支撑结构物的相对位置来变更燃烧室的大小。

在上述发明中，可以是，具备对缸体向离开支撑结构物的方向施力的施力部件，在燃烧室中的燃料的燃烧停止的期间中机械压缩比下降的情况下，控制装置基于施力部件的作用力来设定转矩梯度及持续时间。

在上述发明中，可以是，具备：检测缸内压的缸内压力检测器及推定向离合器的输出轴施加的反向输入转矩的旋转力推定装置，在内燃机的运转期间中使机械压缩比下降的情况下，控制装置检测缸内压，在缸内压从极大点转移至极小点的期间中，控制装置控制旋转机以使离合器的输入轴的驱动开始，在向离合器的输出轴施加的反向输入转矩的振动的振幅小于预先确定的判定值的情况下，控制装置推定反向输入转矩，基于反向输入转矩来设定转矩梯度及持续时间。

发明效果

根据本发明，能够提供一种具备包括反向输入隔断离合器的可变压缩比机构且能够使驱动可变压缩比机构的旋转机小型化的内燃机。

附图说明

图1是实施方式的内燃机的概略整体图。

图2是实施方式的可变压缩比机构的概略分解立体图。

图3是实施方式的说明机械压缩比的变更的可变压缩比机构的第一概略剖视图。

图4是实施方式的说明机械压缩比的变更的可变压缩比机构的第二概略剖视图。

图5是实施方式的说明机械压缩比的变更的可变压缩比机构的第三概略剖视图。

图6是实施方式的离合器的第一概略剖视图。

图7是实施方式的离合器的第二概略剖视图。

图8是实施方式的使机械压缩比下降时的离合器的第一概略剖视图。

图9是实施方式的使机械压缩比下降时的离合器的第二概略剖视图。

图10是实施方式的使机械压缩比上升时的离合器的概略剖视图。

图11是说明针对向实施方式的离合器施加的输入转矩及施加输入转矩的赋予时间的能够解除锁定状态的条件的坐标图。

图12是说明针对实施方式的离合器的输入轴的加速度及使输入转矩的增大持续的持续时间的能够解除锁定状态的区域的坐标图。

图13是在实施方式中变更机械压缩比的第一运转控制的流程图。

图14是实施方式中的由提升弹簧向缸体施加的载荷相对于偏心轴角度的坐标图。

图15是实施方式的连杆机构传递旋转力的角度系数相对于偏心轴角度的坐标图。

图16是实施方式的离合器的反向输入转矩相对于偏心轴角度的坐标图。

图17是实施方式中的使电动机的占空比变化时的电动机的输出转矩的坐标图。

图18是实施方式的离合器的辊的接触面的摩擦系数的坐标图。

图19是实施方式中的向可变压缩比机构的电动机供给电力的电力供给装置的概略图。

图20是说明针对实施方式的离合器中的输入轴的加速度及使输入转矩的增大持续的持续时间的能够解除锁定状态的区域的坐标图。

图21是在实施方式中变更机械压缩比的第三运转控制的流程图。

图22是实施方式的缸内压相对于内燃机的曲轴角度的坐标图。

图23是实施方式的离合器的反向输入转矩相对于内燃机的曲轴角度的坐标图。

图24是在实施方式中变更机械压缩比的第四运转控制的流程图。

具体实施方式

参照图1至图24，对实施方式的内燃机进行说明。在本实施方式中，例示安装于车辆的火花点火式的内燃机进行说明。本实施方式的内燃机具备能够变更机械压缩比的可变压缩比机构。

图1是实施方式的内燃机的概略图。内燃机具备发动机主体90。发动机主体90具备包含曲轴箱1的支撑结构物。支撑结构物以支撑曲轴的方式形成。发动机主体90具备缸体2及缸盖3。在形成于缸体2的内部的孔部配置有活塞4。在燃烧室5的顶面的中央部配置有点火栓6。在本发明中，在任意的活塞4的位置，将由活塞4的冠面、缸体2的孔部及缸盖3包围的空间称为燃烧室。而且，配置有检测燃烧室5的压力即缸内压的作为缸内压力检测器的缸内压传感器23。

在缸盖3形成有进气口8及排气口10。在进气口8的端部配置有进气阀7。进气阀7通过进气凸轮49的旋转而进行开闭。在排气口10的端部配置有排气阀9。进气口8经由进气支管11而与稳压罐12连结。在进气支管11分别配置有用于朝向对应的进气口8内喷射燃料的燃料喷射阀13。另外，燃料喷射阀13也可以取代安装于进气支管11而配置成向各燃烧室5直接喷射燃料。

稳压罐12经由进气通道14而与空气滤清器15连结。在进气通道14的内部配置有由促动器16驱动的节气门17。而且，在进气通道14的内部配置例如使用了热线的吸入空气量检测器18。另一方面，排气口10经由排气歧管19而与例如内置有三效催化剂的催化剂装置20连结。在排气歧管19配置有空燃比传感器21。

本实施方式的内燃机具备能够变更活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积的可变压缩比机构A。可变压缩比机构A以改变缸体2相对于曲轴箱1的缸轴线方向上的相对位置的方式形成。在曲轴箱1与缸体2之间配置有作为施力部件的提升弹簧65。提升弹簧65形成为对缸体2向从曲轴箱1分离的方向施力。另外，作为施力部件，并不局限于此方式，也可以采用对缸体向从曲轴箱分离的方向施力的任意的部件。

在曲轴箱1及缸体2安装有用于检测缸体2相对于曲轴箱1的相对位置的相对位置传感器22。从相对位置传感器22输出表示曲轴箱1与缸体2的间隔的变化的输出信号。在节气门驱动用的促动器16安装有产生表示节气门开度的输出信号的节气门开度传感器24。

本实施方式的内燃机的控制装置包括电子控制单元30。本实施方式的电子控制单元30包括数字计算机。数字计算机包括通过双向性总线31而相互连接的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入口35及输出口36。

吸入空气量检测器18、空燃比传感器21、相对位置传感器22、缸内压传感器23及节气门开度传感器24的输出信号分别经由对应的AD转换器37而向输入口35输入。而且，在油门踏板40连接有产生与油门踏板40的踏下量成比例的输出电压的负载传感器41。负载传感器41的输出电压经由对应的AD转换器37而向输入口35输入。通过负载传感器41的输出能够检测要求负载。而且，在输入口35连接有曲轴每旋转例如30°而产生输出脉冲的曲轴角传感器42。通过曲轴角传感器42的输出，能够检测曲轴角度及发动机转速。

另一方面，输出口36经由对应的驱动回路38而与点火栓6、燃料喷射阀13、节气门驱动用的促动器16及可变压缩比机构A连接。这些装置由电子控制单元30控制。

图2示出本实施方式的可变压缩比机构的分解立体图。图3示出本实施方式的可变压缩比机构的第一概略剖视图。参照图2及图3，在缸体2的两侧壁的下方形成有相互空出间隔的多个突出部50。在各突出部50形成有截面形状为圆形的凸轮插入孔51。另一方面，在曲轴箱1的上壁形成有相互空出间隔而嵌合在突出部50彼此之间的多个突出部52。在这些突出部52也形成有截面形状为圆形的凸轮插入孔53。

本实施方式的可变压缩比机构包括作为包括偏心轴的轴的凸轮轴54、55。凸轮轴54、55介于曲轴箱1与缸体2之间。在各凸轮轴54、55上每隔一个地配置有以能够旋转的方式插入到各凸轮插入孔53内的圆形凸轮58。上述的圆形凸轮58与各凸轮轴54、55的旋转轴线共轴。另一方面，如图3所示相对于各凸轮轴54、55的旋转轴线偏心配置的偏心轴57向各圆形凸轮58的两侧延伸。其他圆形凸轮56偏心且能够旋转地安装于该偏心轴57。如图2所示，圆形凸轮56配置在各圆形凸轮58的两侧。这些圆形凸轮56以能够旋转的方式插入到对应的各凸轮插入孔51内。缸体2经由包含偏心轴57的凸轮轴54、55而支撑于曲轴箱1。

图4示出本实施方式的可变压缩比机构的第二概略剖视图。图5示出本实施方式的可变压缩比机构的第三概略剖视图。图3至图5是说明在通常运转下变更机械压缩比时的可变压缩比机构的功能的剖视图。从图3所示的状态开始使配置在各凸轮轴54、55上的圆形凸轮58如箭头68所示相互向相反方向旋转时，偏心轴57向相互接近的方向移动。偏心轴57绕着各个凸轮轴54、55的旋转轴线旋转。缸体2如箭头99所示向从曲轴箱1分离的方向移动。此时，圆形凸轮56在凸轮插入孔51内旋转，如图4所示，偏心轴57的位置从低位置成为中间高度位置。接下来，当使圆形凸轮58进一步向箭头68所示的方向旋转时，缸体2如箭头99所示进一步向从曲轴箱1分离的方向移动。其结果是，如图5所示，偏心轴57成为最高的位置。

图3至图5示出各个状态下的圆形凸轮58的中心a、偏心轴57的中心b、圆形凸轮56的中心c的位置关系。对图3至图5进行比较可知，曲轴箱1与缸体2的相对位置由圆形凸轮58的中心a与圆形凸轮56的中心c的距离确定。圆形凸轮58的中心a与圆形凸轮56的中心c的距离越大，则缸体2越从曲轴箱1分离。即，可变压缩比机构A通过使用了旋转的凸轮的连杆机构而使曲轴箱1与缸体2之间的相对位置变化。

当缸体2从曲轴箱1分离时，活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积增大。当缸体2接近曲轴箱1时，活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积减小。因此，通过使各凸轮轴54、55旋转而能够变更活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积。

参照图2，本实施方式的可变压缩比机构包括使凸轮轴54、55旋转的驱动装置，该凸轮轴54、55用于使燃烧室5的容积变化。驱动装置包括作为旋转机的电动机59。此外，驱动装置包括离合器70、蜗杆61、62及蜗轮63、64等。旋转轴66与电动机59的输出轴及离合器70的输入轴连接。旋转轴60与离合器70的输出轴连接。在旋转轴60安装有螺旋方向相反的一对蜗杆61、62，以使凸轮轴54、55彼此向相反方向旋转。与蜗杆61、62啮合的蜗轮63、64固定于凸轮轴54、55的端部。另外，作为驱动装置的旋转机，并不局限于马达等电动机，也可以采用能够使离合器70的输入轴旋转的任意装置。

在该实施例中，通过驱动电动机59而能够在大范围内变更活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积。可变压缩比机构由电子控制单元30控制，使凸轮轴54、55旋转的电动机59经由对应的驱动电路38而与输出口36连接。

这样，本实施方式的可变压缩比机构通过缸体2相对于曲轴箱1相对移动，而可变地形成活塞到达上止点时的燃烧室5的容积。在本实施方式中，将仅由从下止点至上止点的活塞的行程容积和活塞到达上止点时的燃烧室的容积确定的压缩比称为机械压缩比。机械压缩比不依赖于进气阀的闭阀时期等，可以由(机械压缩比)＝(活塞到达上止点时的燃烧室的容积+活塞的行程容积)/(活塞到达上止点时的燃烧室的容积)表示。

在图3所示的状态下，燃烧室5的容积减小，处于机械压缩比高的状态。在吸入空气量始终恒定的情况下，实际的压缩比升高。相对于此，在图5所示的状态下，燃烧室5的容积增大，处于机械压缩比低的状态。在吸入空气量始终恒定的情况下，实际的压缩比降低。

本实施方式的内燃机通过在运转期间中变更机械压缩比，能够变更实际的压缩比。例如，根据内燃机的运转状态，通过可变压缩比机构能够变更机械压缩比。

参照图3至图5，偏心轴57以凸轮轴54、55的旋转轴、即圆形凸轮58的旋转轴为中心旋转。在使机械压缩比下降的情况下，使偏心轴57向箭头68所示的方向旋转。在使机械压缩比上升的情况下，使偏心轴57向箭头69所示的方向旋转。

参照图2，本实施方式的可变压缩比机构包括离合器70，该离合器70配置在将电动机59输出的旋转力(输出转矩)向凸轮轴54、55传递的驱动力传递路径上。

本实施方式的离合器70是所谓反向输入隔断离合器。本实施方式的反向输入隔断离合器以将来自输入轴的旋转力向输出轴传递而将来自输出轴的旋转力隔断的方式形成。即，离合器70具有将从电动机59传递的旋转轴66的旋转力向蜗杆61、62传递并将从蜗杆61、62传递的旋转轴60的旋转力隔断而不向电动机59传递的结构。在本实施方式中，将通过电动机59输出的转矩而向离合器70的输入轴施加的转矩称为离合器70的输入转矩。而且，将通过作用于缸体2的力而经由偏心轴57向离合器70的输出轴施加的转矩称为离合器70的反向输入转矩。

本实施方式的离合器70配置在电动机59与蜗杆62之间，但并不局限于此方式，可以配置在将电动机59的旋转力向凸轮轴54、55传递的驱动力传递路径的任意位置。例如，离合器70可以配置在蜗轮63、64与凸轮轴54、55之间。在这种情况下，能够相对于各个凸轮轴54、55配置离合器。

图6示出本实施方式的离合器的第一概略剖视图。图7示出本实施方式的离合器的第二概略剖视图。图7是沿着图6的X线剖切时的概略剖视图。

参照图6及图7，本实施方式的离合器70包括外圈77。外圈77通过螺钉85而固定于壳体78。外圈77在离合器70驱动的期间中也不移动而被固定。离合器70具有输出轴74。输出轴74以旋转中心轴88为旋转中心而旋转。在输出轴74形成有孔部75。孔部75沿着输出轴74旋转的周向形成多个。本实施方式的输出轴74的截面形状形成为多边形。

离合器70包括输入轴71。输入轴71以旋转中心轴88为旋转中心而旋转。输入轴71具有插入部72和保持部73。插入部72及保持部73一体旋转。

多个插入部72插入到输出轴74的孔部75。孔部75的内径形成得比插入部72的外径大。在插入部72与孔部75之间形成间隙。多个保持部73配置在外圈77与输出轴74之间。而且，保持部73与辊80a、80b相向。

在输出轴74与外圈77之间的空间配置有辊80a、80b。本实施方式的辊80a、80b形成为圆柱状。在辊80a与辊80b之间配置有弹簧81。弹簧81对辊80a、80b向相互分离的方向施力。

通过输出轴74和外圈77，形成用于使辊80a、80b卡定的卡定部86a、86b。卡定部86a、86b是沿着辊80a、80b被施力的方向而输出轴74的外表面与外圈77的内表面的间隔逐渐变窄的部分。而且，卡定部86a、86b形成得窄，以避免辊80a、80b通过。

接下来，说明本实施方式的离合器70的动作。本实施方式的离合器70在电动机59的旋转力向输入轴71输入时将该旋转力向输出轴74传递。另一方面，离合器70在来自凸轮轴54、55侧的旋转力向输出轴74传递时被锁定而将该旋转力隔断。尤其是离合器70在从蜗杆61、62被传递机械压缩比下降的沿旋转方向旋转的旋转力时将该旋转力隔断。

参照图1，在本实施方式中，通过提升弹簧65，将缸体2向从曲轴箱1分离的方向施力。在内燃机的运转期间中，由于重力的影响、在燃烧循环的进气行程中燃烧室5成为负压的影响，力向缸体2接近的方向作用于曲轴箱1。然而，通过配置提升弹簧65，对曲轴箱1始终向缸体2分离的方向施力，能够抑制缸体2产生振动等。而且，在燃烧室5中每当进行燃料的燃烧时，通过缸内压而力向缸体2分离的方向作用于曲轴箱1。

缸体2从曲轴箱1分离的方向的作用力向凸轮轴54、55传递而被转换成旋转力。在凸轮轴54、55产生的旋转力经由蜗轮63、64及蜗杆61、62而向离合器70的输出轴74传递。参照图6，箭头100是与缸体2相对于曲轴箱1上升的方向对应的方向。即，表示机械压缩比减小、活塞4到达上止点时的燃烧室5增大的旋转方向。力向相对于曲轴箱1分离的方向始终施加到缸体2，力向箭头100所示的方向施加到输出轴74。即，反向输入转矩作用于箭头100所示的方向。

辊80a被按压于弹簧81而与卡定部86a接触。因此，在辊80a产生楔形的效果，输出轴74相对于外圈77的旋转被阻止，输出轴74被锁定。这样，离合器70能够隔断与缸体2相对于曲轴箱1分离的方向对应的来自输出侧的旋转力。而且，同样，在箭头100的相反方向的旋转力向输出轴74施加的情况下，辊80b与卡定部86b接触而输出轴74被锁定。在未驱动电动机59的情况下，辊80a、80b卡定于卡定部86a、86b，从而离合器70将输出轴74锁定。

图8是说明使机械压缩比下降时的动作的离合器70的第一概略剖视图。在使机械压缩比下降的情况下，使缸体2向相对于曲轴箱1分离的方向移动。通过驱动电动机59，输入轴71的插入部72向箭头101所示的方向旋转。在插入部72与孔部75的内表面接触之前，保持部73与辊80a接触。

图9是说明使机械压缩比下降时的动作的离合器70的第二概略剖视图。通过使输入轴71进一步旋转，保持部73对辊80a进行按压。辊80a从卡定部86a分离。输出轴74被解除锁定状态，相对于外圈77能够向箭头101所示的方向旋转。输入轴71的插入部72向箭头101所示的方向旋转，由此插入部72按压输出轴74的孔部75，能够使输出轴74旋转。此时，输出轴74向辊80b从卡定部86b分离的方向旋转，因此由辊80b产生的锁定状态也被解除。

图10是说明使机械压缩比上升时的动作的离合器70的概略剖视图。在使机械压缩比上升的情况下，使缸体2向接近曲轴箱1的方向移动。通过驱动电动机59，使输入轴71的插入部72及保持部73向箭头102所示的方向旋转。

通过使输入轴71的插入部72及保持部73向箭头102所示的方向旋转，保持部73按压辊80b。辊80b从卡定部86b脱离而辊80b的楔形效果消失。接下来，输入轴71的插入部72按压输出轴74的孔部75，由此能够将输入轴71的旋转力向输出轴74传递。输出轴74向箭头102所示的方向旋转。此时，输出轴74向辊80a从卡定部86a脱离的方向旋转，因此由辊80a产生的锁定状态也被解除。这样，能够将输入轴71的旋转力向输出轴74传递。

然而，本实施方式的内燃机在发动机主体90停止的期间中实施对可变压缩比机构进行驱动的控制。在此，发动机主体90的停止不仅表示燃烧室5中的燃料的燃烧停止，而且表示从发动机主体90输出的转矩为零的状态。即，表示发动机转速为零的状态。即使在这样的发动机主体90停止的状态下，例如，为了确认可变压缩比机构的异常的有无，有时也会变更机械压缩比。

参照图1，在发动机主体90停止的期间中，燃烧室5中的燃料的燃烧停止。因此，通过缸内压向缸体2施加的力为零。然而，通过配置在曲轴箱1与缸体2之间的提升弹簧65，对缸体2向从曲轴箱1分离的方向施力。

参照图2，作用于缸体2的力经由凸轮轴54、55、蜗轮63、64、蜗杆61、62及旋转轴60而向离合器70的输出轴74输入。此时的向输出轴74输入的反向输入转矩的方向是缸体2相对于曲轴箱1分离的方向。

参照图6，即使在发动机主体90的停止期间中，在离合器70中，也向输出轴74施加箭头100所示的反向输入转矩。辊80a是卡定于卡定部86a而隔断反向输入转矩向输入轴71的传递的状态。即，离合器70为锁定状态。

在发动机主体90的停止期间中，在使机械压缩比上升的情况下，通过与发动机主体90的运转期间中同样的控制能够解除锁定状态。而且，利用比较小的输入转矩能够解除离合器70的锁定状态。即，如图10所示，通过电动机59使输入轴71向箭头102所示的方向旋转，由此解除基于辊80b的锁定状态，能够使机械压缩比上升。此时的电动机59的输出转矩能够控制成预先确定的设定值。

另一方面，在发动机主体90的停止期间中使机械压缩比下降的情况下，如图8及图9所示，通过电动机59使输入轴71向箭头101所示的方向旋转，由此使辊80a从卡定部86a脱离。在发动机主体90的停止期间中，向输出轴74施加的反向输入转矩成为大致恒定的状态。而且，缸体2被向从曲轴箱1分离的方向施力。因此，若在使机械压缩比下降的情况下解除离合器70的锁定状态，则能够利用小的转矩容易地使机械压缩比下降。

在此，发明者们在解除离合器70的锁定状态的情况下，发现了可否解除不仅依赖于向输入轴71输入的最终的输入转矩的大小，而且与输入轴71的输入转矩的上升速度即转矩梯度相关联。而且，发明者们发现了为了解除锁定状态而需要在预定的时间内使输入转矩的上升持续这一情况。在本实施方式中，将离合器70的输入转矩的增大持续的时间称为持续时间，将向离合器70施加输入转矩的时间称为赋予时间。赋予时间成为持续时间以上。

图11是说明在使机械压缩比下降的情况下针对赋予时间及离合器70的输入转矩的锁定解除的状态的坐标图。向离合器70的输出轴74施加恒定的反向输入转矩。离合器70的锁定状态的解除成功的实施例由实线表示。而且，锁定状态的解除失败的比较例1由单点划线表示，比较例2由双点划线表示。

在实施例的控制中，输入转矩的梯度大，在赋予时间t_id解除锁定状态。在赋予时间t_id成为输入转矩T_id。相对于此，在比较例1的控制中，输入转矩T_i的梯度设定得较小。在这种情况下，虽然输入转矩逐渐增大，但是离合器70的锁定状态未解除而得以维持。而且，在比较例2中，虽然是输入转矩的梯度大的状态，但是使转矩的增大持续的持续时间短，在输入转矩T_in处，输入转矩的上升停止。其结果是，锁定状态未解除而得以维持。这样，发明者们发现了为了解除离合器70的锁定状态，输入转矩的梯度及使输入转矩的上升持续的持续时间是重要的要因。

图12示出说明针对离合器的输入轴的加速度及持续时间的能够解除离合器的锁定状态的区域的坐标图。横轴是输入轴71的加速度，相当于输入转矩的梯度。纵轴是使转矩上升持续的持续时间。

实线表示向输出轴74施加了反向输入转矩M₁的坐标图。在小于输入轴的加速度α_i1的情况下，即便延长持续时间也无法解除离合器70的锁定状态。该区域是转矩梯度不足的区域。并且，为输入轴的加速度α_i1以上且延长持续时间时能够解除锁定状态。为了以输入轴的加速度α_i1解除锁定状态，需要持续时间t_i1以上的时间。另一方面，若持续时间比预定的时间短，则无法解除锁定状态。该区域成为持续时间不足的区域。输入轴的加速度α_i越大，则为了解除锁定状态所需的持续时间t_i越短。输入轴加速度α_im是电动机59能够输出的最大的输入轴的加速度。在输入轴加速度α_im下，持续时间t_i1m以上为锁定解除所需的时间。这样，本实施方式的电动机在比输入轴的加速度α_i1大且为输入轴加速度α_im以下的状态下，通过使预定的时间的转矩梯度的上升持续来解除锁定状态。

图12示出反向输入转矩变化的情况的坐标图。反向输入转矩M₂大于反向输入转矩M₁。在从反向输入转矩M₁变化为反向输入转矩M₂的情况下，如箭头105所示，能够解除离合器70的锁定状态的区域转移。在反向输入转矩M₂的情况下，为了解除离合器70的锁定状态，需要输入轴的加速度α_i2以上的加速度。在输入轴的加速度α_i2时，需要持续时间t_i2以上的时间。而且，在电动机59的最大的输入轴的加速度α_im的情况下，锁定状态的解除需要持续时间t_i2m以上的时间。

如图8所示，在将离合器70的锁定状态解除之前，辊80a啮入到由输出轴74及外圈77构成的卡定部86a。为了使辊80a从卡定部86a开始脱离，可认为需要以预定的大小以上的转矩梯度使输入轴71旋转。而且，在辊80a的脱离开始之后，为了使辊80a从卡定部86a脱离而完全地解除锁定状态，可认为需要在预定的持续时间期间持续辊80a的按压。在本实施方式中，设定离合器70的输入转矩的梯度及使输入转矩的增大持续的持续时间来解除离合器的锁定状态。

参照图12，若离合器70的反向输入转矩M确定，则选定与反向输入转矩M对应的转矩梯度及持续时间，能够解除离合器70的锁定状态。输入轴的加速度α_i可以选择能够解除锁定状态的任意值。在本实施方式中，选择输入转矩的梯度增大的区域。选择能够解除离合器70的锁定状态的区域中的最大的输入轴加速度α_im。通过增大输入轴的加速度α_i并缩短持续时间t_i，能够减小为了解除锁定状态所需的电力量。即，能够抑制用于解除离合器70的锁定状态的消耗电力。而且，能够提高锁定状态的解除的响应性。

图13示出本实施方式中的变更机械压缩比的第一运转控制的流程图。图13所示的运转控制通过电子控制单元30例如每当预定的时间间隔能够反复进行。

在步骤120中，判别发动机主体90是否为停止的状态。例如，判别发动机转速是否为零。在步骤120中，在发动机主体90处于运转期间中的情况下结束该控制。在步骤120中，在发动机主体90处于停止期间中的情况下向步骤121转移。

在步骤121中，判别是否检测到机械压缩比的变更要求。在未检测到机械压缩比的变更要求的情况下，结束该控制。在检测到机械压缩比的变更要求的情况下，向步骤122转移。

接下来，在步骤122中，判别是否使机械压缩比下降。在步骤122中，在判别为使机械压缩比上升的情况下，向步骤124转移。在步骤124中，使机械压缩比上升至目标的机械压缩比。在这种情况下，以成为预先确定的转矩梯度及持续时间的方式向电动机59供给电流，能够解除锁定状态。能够在解除了锁定状态之后使机械压缩比上升至目标压缩比。在步骤122中，在使机械压缩比下降的情况下，向步骤123转移。

在步骤123中，算出当前的机械压缩比的状态下的偏心轴角度θ。参照图3至图5，在本实施方式中，将圆形凸轮58的中心a和偏心轴57的中心b连结的线与缸体2的移动方向所成的角度称为偏心轴角度θ。参照图3，在本实施方式中，在机械压缩比最高的状态下，偏心轴角度θ为0°。机械压缩比越下降，则偏心轴角度θ越增大。并且，如图5所示，在机械压缩比最小的状态下，偏心轴角度θ为大致180°。

偏心轴角度θ可以基于当前的机械压缩比来算出。偏心轴角度θ可以基于例如由相对位置传感器22(参照图1)检测的相对位置来算出。

参照图13，在步骤125中，算出向离合器70的输出轴74施加的反向输入转矩。在此，说明在发动机主体90的停止期间中向离合器70的输出轴74施加的反向输入转矩的算出方法。

图14是向缸体2施加的载荷相对于可变压缩比机构的连杆机构的偏心轴角度的坐标图。纵轴表示通过提升弹簧65(参照图1)向缸体2施加的载荷。机械压缩比越低，则缸体2相对于曲轴箱1越远离，因此提升弹簧65的收缩量越小。因此，偏心轴角度θ越大，则向缸体2施加的载荷越小。即使在偏心轴角度成为180°的情况下，提升弹簧65也为收缩的状态，向缸体2施加最小载荷。这样，基于偏心轴角度来确定从提升弹簧65向缸体2施加的载荷。

图15示出角度系数相对于偏心轴角度的坐标图。纵轴的角度系数对应于通过连杆机构向缸体2施加的载荷传递给蜗轮63、64时的力的传递率。依赖于连杆机构的状态、即偏心轴角度θ，传递给蜗轮63、64的旋转力发生变化。角度系数越大，则传递给蜗轮63、64的转矩越大。

图16是表示相对于偏心轴角度的反向输入转矩的坐标图。通过将图14所示的向缸体2施加的载荷乘以图15所示的角度系数，能够算出向蜗轮63、64施加的转矩。并且，基于蜗轮63、64与蜗杆61、62的齿轮比，能够算出向离合器70的输出轴74施加的反向输入转矩。可知反向输入转矩成为偏心轴角度的函数。这样，基于缸体2相对于曲轴箱1的相对位置，能够算出反向输入转矩。

参照图13，接下来，基于向输出轴74施加的反向输入转矩，来设定为了解除离合器70的锁定状态所需的转矩梯度和使输入转矩增大的持续时间。

在步骤126中，设定向离合器70的输入轴71输入的转矩梯度。在步骤127中，设定以设定的转矩梯度使转矩上升的持续时间。转矩梯度及持续时间例如预先确定以反向输入转矩为函数的设定值。参照图12，例如，在反向输入转矩M₁的情况下，设定为与输入轴的加速度α_im对应的转矩梯度，选择进一步向持续时间t_i1m加入了富余量而得到的赋予时间。

接下来，在步骤128中解除锁定状态。控制装置以成为设定的转矩梯度及赋予时间的方式向电动机59供给电力。

图17示出说明向电动机供给的电流与离合器的输入转矩的关系的坐标图。离合器70的输入转矩对应于电动机59的输出转矩。在本实施方式中，利用占空比控制来控制电动机59。即，通过变更向电动机59供给电流的时间与使电流的供给停止的时间的比率，能够调整电动机59的输出的转矩梯度。

占空比为100％的坐标图由实线表示，占空比为50％的坐标图由单点划线表示。在时刻t1，使电动机59起动。并且，在时刻t2，离合器70的输入转矩到达预定的值，然后变得恒定。在占空比为100％的控制中，与占空比为50％的控制相比，电动机的输出转矩的上升速度、即向离合器70的输入轴71施加的转矩梯度增大。通过增大占空比，能够增大向输入轴71输入的转矩梯度。在本实施方式中，通过使向电动机供给的电流的占空比变化而使转矩梯度变化。

参照图13，在步骤128中，能够解除锁定状态。控制装置以设定的赋予时间及占空比向电动机59供给电流。离合器70的锁定状态被解除。

接下来，在步骤129中，机械压缩比下降至目标的机械压缩比。在解除了离合器70的锁定状态之后，即便减小离合器70的输入转矩也能够使机械压缩比下降。控制装置能够以预先确定的低的电流值使机械压缩比下降至目标机械压缩比。在机械压缩比达到目标机械压缩比时，结束该控制。

这样，本实施方式的内燃机的控制装置推定向离合器的输出轴施加的反向输入转矩。基于反向输入转矩来设定电动机输出的转矩梯度及使转矩的增大持续的持续时间。基于持续时间来设定赋予时间。并且，基于设定的转矩梯度和赋予时间来增大转矩，解除离合器的锁定状态。通过采用该控制，能够使电动机输出的转矩及电动机供给的电力最优化。因此，能够避免电动机的容量变得过大，能够实现电动机的小型化。而且，能够减小向电动机供给的电力。

在本实施方式中，采用电动机作为旋转机，控制装置变更电力向电动机的供给模式来控制转矩梯度。而且，变更向电动机供给电力的时间来控制持续时间。通过实施该控制，能够容易地控制向离合器的输入轴施加的转矩梯度及持续时间。

另外，作为可变压缩比机构的旋转机，并不局限于电动机，可以采用能够使离合器的输入轴旋转的任意的旋转机。例如，旋转机可以形成为通过基于液压的促动器使离合器的输入轴旋转。

接下来，说明本实施方式的第二运转控制。在离合器70的内部存在滑动的部分，因此向离合器70的内部供给润滑油。在解除离合器70的锁定状态的情况下，外圈77及输出轴74相对于辊80a、80b滑动。本实施方式的可变压缩比机构具备向离合器70的内部供给润滑油的润滑油供给装置。在第二运转控制中，在使机械压缩比下降时考虑润滑油的状态。

在本实施方式中，离合器70配置在润滑油的蒸气的气氛中。发动机主体90通过护罩密封来密闭，以免积存于油盘的油的蒸气向外部泄漏。离合器70配置在发动机主体90的密闭空间的内部。油盘及密闭部件作为润滑油供给装置发挥功能。另外，作为润滑油供给装置，并不局限于此方式，例如，也可以形成为向离合器70的内部直接供给润滑油。

在本实施方式的第二运转控制中，推定离合器70的内部的滑动部分的摩擦系数，基于摩擦系数来设定离合器70的锁定状态的解除所需的转矩梯度及持续时间。由于摩擦系数减小，能够减小为了解除锁定状态所需的转矩梯度，而且，也能够缩短持续时间。

图18是表示润滑油的温度与摩擦系数的关系的坐标图。在解除离合器70的锁定状态时，与动摩擦系数相比，静止摩擦系数占主导。在此的摩擦系数μ表示辊80a、80b的接触面的静止摩擦系数。例如，在离合器70为锁定状态时，辊80a、80b与外圈77直接接触。并且，通过辊80a、80b与外圈77之间的区域的化学反应而形成油膜。润滑油的温度Tg越高，则摩擦系数μ越下降。基于图18所示的关系，能够通过润滑油的温度Tg算出摩擦系数μ。

本实施方式的可变压缩比机构包括检测润滑油的温度的温度检测器。本实施方式的温度检测器检测积存于油盘的润滑油的温度。并且，能够基于润滑油的温度算出摩擦系数。

参照图13，在第二运转控制中，基于润滑油的温度来控制转矩梯度及持续时间。在步骤126中，能够基于摩擦系数设定转矩梯度。在步骤127中，能够基于摩擦系数设定持续时间。例如，能够将以反向输入转矩和润滑油的温度为函数的映射预先存储于控制装置。或者，可以将设定的转矩梯度及持续时间乘以基于摩擦系数的校正系数。

在第二运转控制中，由于考虑离合器70的内部的滑动部分的摩擦系数，因此能够准确地设定离合器70的锁定状态的解除所需的转矩梯度及持续时间。因此，能够避免旋转机的容量变得过大。而且，能够降低将离合器70的锁定状态解除时的消耗电力。

接下来，说明本实施方式的第三运转控制。在第三运转控制中，检测将离合器70的锁定状态解除时的蓄电池92的状态。并且，基于蓄电池92的状态来设定向电动机59供给的电力的供给模式。

图19示出向可变压缩比机构的电动机供给电力的电力供给装置的概略图。内燃机具备用于向电动机59供给电力的蓄电池92、电力供给单元94、检测蓄电池92的输出电压的电压检测器93。电压检测器93的输出向电子控制单元30输入。电力供给单元94基于电子控制单元30的指令，从蓄电池92向电动机59供给电力。

参照图12，在前述的运转控制中以使离合器70的输入轴71的转矩梯度增大的方式设定转矩梯度及持续时间。在该控制中，虽然能够降低消耗电力，但是蓄电池92的负载增大。并且，将离合器70的锁定状态解除时的蓄电池92的电压下降增大。当蓄电池92的电压下降增大时，将锁定状态解除之后的机械压缩比的控制可能会产生不良情况。或者与蓄电池92连接的其他装置的控制可能会产生不良情况。

在第三运转控制中，在解除离合器70的锁定状态之前，检测蓄电池92的输出电压，算出机械压缩比下降时容许的电压下降。在容许的电压下降为预先确定的判定值以上的情况下，实施与第一运转控制同样的控制。另一方面，在容许的电压下降小于预先确定的判定值的情况下，基于容许的电压下降来设定转矩梯度及持续时间。转矩梯度设定得比电动机59能够输出的最大的转矩梯度低。而且，持续时间设定得比与最大的转矩梯度对应的最小的持续时间长。

图20是针对输入轴加速度及持续时间而表示能够解除离合器的锁定状态的区域的坐标图。图20是反向输入转矩M₁时的坐标图。在该实施例中，若将输入轴的加速度α_i设定为电动机59的最大的输入轴的加速度α_im，则电压下降增大，蓄电池92小于预定的电压判定值。因此，基于检测到的蓄电池92的电压，算出容许的电压下降。并且，基于容许的电压下降来算出输入轴的加速度α_i3。如箭头103所示那样，输入轴的加速度α_i3设定得比最大的输入轴的加速度α_im低。并且，基于输入轴的加速度α_i3来设定持续时间t_i3。基于设定的输入轴的加速度α_i3及持续时间t_i3，变更机械压缩比。

通过实施第三运转控制，在解除了离合器70的锁定状态的情况下，蓄电池的输出电压小于预定的电压，能够避免解除了锁定状态之后的机械压缩比的控制发生不良情况。而且，能够抑制其他装置的控制发生不良情况。

图21示出本实施方式的第三运转控制的流程图。该运转控制例如每隔预先确定的时间间隔能够反复实施。在从步骤120至步骤125中，与图13所示的第一运转控制相同。在步骤125中，基于偏心轴角度来算出反向输入转矩。

接下来，在步骤131中，通过电压检测器93来检测蓄电池92的电压。并且，基于蓄电池92的电压来设定在使机械压缩比下降的控制中容许的电压下降、即电压下降容许值。

接下来，在步骤132中，判别电压下降容许值是否为预先确定的判定值以上。在此的判定值能够预先设定例如选择了最大的转矩梯度的情况的电压下降。若电压下降容许值为判定值以上，则能够判别为蓄电池92输出的电压足够高。在这种情况下，向步骤136转移。

在步骤136中，设定电动机59能够输出的最大的转矩梯度。在步骤137中，设定与设定的转矩梯度对应的持续时间。在步骤138中，基于设定的转矩梯度和持续时间来解除锁定状态。接下来，在步骤139中使机械压缩比下降。

在步骤132中，在电压下降容许值小于预先确定的判定值的情况下，向步骤133转移。在这种情况下，若以最大的转矩梯度使机械压缩比下降，则能够判别为蓄电池92的电压不足。

在步骤133中，基于电压下降容许值来设定转矩梯度。以电压下降容许值为函数的转矩梯度的值能够预先确定并存储于电子控制单元30。这样，能够基于当前的蓄电池92的输出电压设定转矩梯度。在本实施方式中，能够设定向电动机59供给的电力的占空比。

接下来，在步骤134中，基于设定的转矩梯度来设定持续时间。在步骤135中，通过设定的转矩梯度及持续时间来解除锁定状态。接下来，在步骤139中使机械压缩比下降。

这样，在第三运转控制中，检测蓄电池92的输出电压的下降，并能够以机械压缩比下降之后避免蓄电池92的输出电压变得过低的方式进行控制。

在前述的运转控制中，例示了在发动机主体90的停止期间中变更机械压缩比的控制，但是本发明的运转控制也可以应用在发动机主体90的运转期间中。接下来，说明在发动机主体90的运转期间中变更机械压缩比的第四运转控制。

图22示出说明本实施方式的内燃机的曲轴角度与缸内压的关系的坐标图。本实施方式的内燃机具有多个气缸。在本实施方式中，形成4个气缸。向各个气缸供给燃料与空气的混合气，通过点火而使燃料燃烧，缸内压上升。缸内压可以通过缸内压传感器23(参照图1)进行检测。在图22中，按照点火的顺序而记载了第一气缸、第三气缸、第四气缸及第二气缸的缸内压。横轴的曲轴角度对应于时间。纵轴的缸内压对应于经由缸盖3而作用于缸体2的力。在缸内压中，发现了通过燃料燃烧而变得极大的极大点191和缸内压变得极小的极小点192。

参照图10，在运转期间中由于缸内压及提升弹簧65的作用力，而向输出轴74施加箭头100所示的方向的反向输入转矩。在使机械压缩比上升的情况下，为了按压未隔断反向输入转矩的一侧的卡定部86b的辊80b，能够容易地使辊80b从卡定部86b脱离。即，能够容易地解除锁定状态。

参照图8及图9，在使机械压缩比下降的情况下，输入轴71向箭头101所示的方向旋转。输入轴71的旋转方向与箭头100所示的向输出轴74施加的旋转力的旋转方向相同。向输出轴74施加的反向输入转矩依赖于缸内压。当缸内压增大时，向输出轴74施加的反向输入转矩也增大。因此，反向输入转矩也反复增大和减小。向输出轴74施加的反向输入转矩的振动的周期与缸内压的振动的周期相同。

参照图22，例如，随着从曲轴角度CAa朝向曲轴角度Cab而缸内压上升。向输出轴74施加的反向输入转矩也增大。在缸内压上升时，辊80a向卡定部86a啮入的量增大。此时，为了使机械压缩比下降，即便利用保持部73按压辊80a而要解除辊80a的锁定状态，也需要较大的力。

另一方面，在缸内压下降的情况下，向输出轴74施加的反向输入转矩减小。辊80a向卡定部86a啮入的量减小。辊80a向从卡定部86a脱离的方向进行相对移动。此时，当通过保持部73按压辊80a时，促进辊80a从卡定部86a的脱离，能够利用较小的力解除辊80a的卡定。

例如在从曲轴角度CA1(缸内压的极大点191)至曲轴角度CA2(缸内压的极小点192)的期间S中，缸内压减小。在期间S中，为了使机械压缩比下降，而使辊80a的按压开始，由此能够以较小的力解除辊80a的卡定。在本实施方式中，在缸内压的极大点191处，开始驱动装置的电动机59的工作。

在此，当经过期间S时，缸内压再次上升。因此，辊80a从卡定部86a的脱离优选在期间S内结束。即，在期间S的期间内优选使辊80a从卡定部86a分离。本实施方式的控制装置在从缸内压的极大点191向极小点192转移的期间S结束之前，以使辊80a从卡定部86a分离的方式控制电动机59。

这样，在从缸内压的极大点191向极小点192转移的期间中解除离合器70的锁定状态，由此能够以较小的驱动力解除离合器70的锁定状态。在使机械压缩比下降的情况下，即便未实施设定转矩梯度和持续时间的前述的运转控制也能够解除离合器70的锁定状态。

然而，当内燃机持续使用时，由于可变压缩比机构的异常、构成偏心轴的部件的经年劣化等，会产生缸内压的变动无法充分地向离合器70的输出轴74传递的情况。例如，由于偏心轴的轴承的磨损、因松动引起的蜗杆齿轮的动力传递效率的下降等而存在由缸内压引起的旋转力的变动无法向离合器70的输出轴74充分传递的情况。或者由于对偏心轴的机构进行润滑的润滑油的劣化而存在缸内压的变动无法向输出轴74充分传递的情况。其结果是，向离合器70的输出轴74施加的反向输入转矩的振动的振幅有时会减小。

图23是表示曲轴角度与向离合器的输出轴施加的反向输入转矩的关系的坐标图。在图23示出可变压缩比机构的使用开始时的坐标图和经年劣化时的坐标图。在可变压缩比机构的使用开始时，例如在新品时由于没有经年劣化，因此反向输入转矩的振幅增大。相对于此，在经年劣化时、可变压缩比机构异常时，反向输入转矩的振幅减小而变小。

在从缸内压的极大点193向极小点194转移的期间中实施将离合器70的锁定状态解除的控制的情况下，若反向输入转矩的振动的振幅减小，则有时难以解除离合器70的锁定状态。尤其是在机械压缩比下降的情况下，有时难以解除离合器70的锁定状态。

因此，本实施方式的内燃机在向输出轴74施加的反向输入转矩的振动的振幅比预先确定的判定值小的情况下，实施与本实施方式的第一运转控制至第三运转控制同样的控制。即，在使机械压缩比下降的情况下，设定转矩梯度和持续时间来控制电动机59。在此，列举实施第一运转控制的例子进行说明。

图24示出本实施方式的第四运转控制的流程图。该运转控制例如每隔预先确定的时间间隔能够反复实施。

在步骤150中，判别发动机主体90是否处于运转期间中。例如，判别发动机转速是否大于零。在发动机主体90停止的情况下，该控制结束。在发动机主体90处于运转期间中的情况下，向步骤121转移。

步骤121、步骤122及步骤124与第一运转控制相同(参照图13)。在步骤122中，在使机械压缩比下降的情况下，向步骤151转移。

在步骤151中，推定反向输入转矩的振动的振幅。在此，说明反向输入转矩的振动的振幅的推定控制。本实施方式的内燃机包括在运转期间中推定向离合器70的输出轴74施加的反向输入转矩的旋转力推定装置。参照图2，本实施方式的旋转力推定装置包括对离合器70的输出轴74的反向输入转矩进行检测的转矩检测器89。

本实施方式的转矩检测器89为应变计式。转矩检测器89检测输出轴74的扭转，能够基于检测到的扭转检测向输出轴74施加的反向输入转矩。作为旋转力推定装置，并不局限于此方式，可以采用对向输出轴74施加的反向输入转矩进行测定的任意装置。例如，作为旋转力推定装置，可以采用磁应变式的转矩传感器。

参照图23，本实施方式的内燃机检测由旋转力推定装置检测到的输出轴74的扭转量，基于检测到的扭转量来推定极大点193的反向输入转矩及极小点194的反向输入转矩。并且，基于反向输入转矩的极大值及极小值，算出反向输入转矩的振动的振幅ATrg。在振幅ATrg的计算中，能够基于1个极大点193和1个极小点194算出1个振幅ATrg。或者，可以基于多个极大点193及多个极小点194而采用多个振幅的平均值等。

参照图24，接下来，在步骤152中，判别反向输入转矩的振动的振幅ATrg是否为预先确定的振幅的判定值以上。在反向输入转矩的振幅ATrg为预先确定的振幅的判定值以上的情况下，能够判别为用于使机械压缩比下降的反向输入转矩的振动的振幅足够大。在这种情况下，向步骤153转移。

在步骤153中，通过前述的通常运转的期间中的锁定解除控制能够解除锁定状态。例如，参照图22，在期间S的期间中解除锁定状态。并且，在步骤129中，能够使机械压缩比下降至目标机械压缩比。

在步骤152中，在反向输入转矩的振幅ATrg小于预先确定的振幅的判定值的情况下，能够判别为为了使机械压缩比下降而反向输入转矩的振动的振幅并不充分。在这种情况下，向步骤125转移。

步骤125至步骤128与本实施方式的第一运转控制相同。即，算出转矩梯度和转矩的增大持续的持续时间，基于算出的转矩梯度及持续时间来解除离合器的锁定状态。

在此，在步骤125的反向输入转矩的计算中，考虑由缸内压产生的反向输入转矩。例如，检测由转矩检测器89检测到的输出轴74的扭转量，基于检测到的扭转量来推定极大点193的反向输入转矩及极小点194的反向输入转矩。并且，能够将极大点193的反向输入转矩及极小点194的反向输入转矩的平均值作为向输出轴施加的反向输入转矩。或者可以基于缸内压传感器的输出值和偏心轴角度来推定反向输入转矩。

并且，在步骤128中解除了锁定状态之后，在步骤129中，能够使机械压缩比下降至目标机械压缩比。

在本实施方式的第四运转控制中，推定反向输入转矩的极大值和极小值来算出反向输入转矩的振动的振幅，但并不局限于此方式，也可以实施能够判别反向输入转矩的振动的振幅是否小于判定值的任意的控制。例如，在预定的内燃机的运转状态下检测反向输入转矩的最大值(极大值)，在检测到的反向输入转矩的最大值比预先确定的最大值的判定值小的情况下，能够判别为反向输入转矩的振动的振幅小于预先确定的振幅的判定值。

关于第四运转控制也可以装入第三运转控制。即，在运转期间中以最大的转矩梯度解除锁定状态时，在判别为蓄电池的电压小于容许值的情况下，能够基于蓄电池的电压下降容许值设定向旋转机供给的电力模式。

本实施方式的离合器形成为将机械压缩比上升的旋转方向及机械压缩比下降的旋转方向这两方向的来自输入轴的旋转力向输出轴传递，并隔断来自输出轴的两方向的旋转力。作为离合器，并不局限于此方式，只要是形成为将来自输入轴的两方向的旋转力向输出侧传递并隔断机械压缩比下降的旋转方向的来自输出轴的旋转力即可。

此外，本实施方式的可变压缩比机构包括轴，该轴介于支撑结构物与缸体之间且具有偏心轴，变更缸体相对于支撑结构物的相对位置，但并不局限于此方式，本发明可以应用在包括用于变更活塞到达上止点时的燃烧室的容积的偏心轴和用于使偏心轴旋转的驱动装置的可变压缩比机构中。

在本实施方式中，例示安装于车辆的内燃机进行了说明，但是并不局限于此方式，本发明可以应用在配置于任意的装置、设备等的内燃机中。

上述的实施方式可以组合。在上述的各个图中，对于相同或相等的部分标注同一附图标记。而且，在上述的各个控制中，在功能及作用未变更的范围内可以适当变更步骤的顺序。另外，上述的实施方式是例示而没有限定发明。而且，在实施方式中，包括权利要求书所示的方式的变更。

附图标记说明

1 曲轴箱

2 缸体

5 燃烧室

22 相对位置传感器

23 缸内压传感器

30 电子控制单元

54、55 凸轮轴

56、58 圆形凸轮

57 偏心轴

59 电动机

65 提升弹簧

70 离合器

71 输入轴

74 输出轴

77 外圈

80a、80b 辊

89 转矩检测器

90 发动机主体

92 蓄电池

93 电压检测器

A 可变压缩比机构

Claims

1.一种内燃机，具备能够变更机械压缩比的可变压缩比机构，

可变压缩比机构包括用于变更活塞到达上止点时的燃烧室的容积的驱动装置和对驱动装置进行控制的控制装置，

驱动装置包括旋转机和配置在传递旋转机的旋转力的驱动力传递路径上的离合器，

离合器形成为隔断使机械压缩比下降的旋转方向的向输出轴施加的反向输入转矩，

所述内燃机的特征在于，

控制装置推定向离合器的输出轴施加的反向输入转矩，基于反向输入转矩，设定旋转机输出的转矩梯度及使转矩的增大持续的持续时间，基于所述转矩梯度及所述持续时间来解除离合器的锁定状态。

2.根据权利要求1所述的内燃机，其中，

离合器包括被输入旋转机的旋转力的输入轴、从输入轴被传递旋转力的输出轴及在离合器的驱动中不移动的外圈，辊配置在输出轴与外圈之间，输出轴和外圈形成用于使辊卡定的卡定部，离合器形成为，当使机械压缩比下降的旋转方向的反向输入转矩作用于输出轴时，通过使辊卡定于卡定部而使输出轴相对于外圈锁定来隔断所述反向输入转矩，

控制装置通过基于所述转矩梯度及所述持续时间而使输入轴旋转来使辊从卡定部分离而解除输出轴的锁定。

3.根据权利要求1所述的内燃机，其中，

旋转机包括电动机，

控制装置通过变更向电动机供给的电流的占空比来控制转矩梯度，通过变更向电动机供给电力的时间来控制持续时间。

4.根据权利要求1所述的内燃机，其中，

可变压缩比机构包括向离合器供给润滑油的润滑油供给装置和检测润滑油的温度的温度检测器，

控制装置检测润滑油的温度，并基于润滑油的温度来控制所述转矩梯度及所述持续时间。

5.根据权利要求3所述的内燃机，其中，

所述内燃机具备：

蓄电池，向电动机供给电力；及

电压检测器，检测蓄电池的输出电压，

控制装置检测蓄电池的输出电压，在输出电压比预先确定的电压判定值低的情况下，基于为了解除锁定状态而容许的电压下降，来设定所述转矩梯度及所述持续时间。

6.根据权利要求1所述的内燃机，其中，

所述内燃机具备：

包括曲轴箱的支撑结构物；及

支撑于支撑结构物的缸体，

可变压缩比机构包括轴，该轴介于支撑结构物与缸体之间且包括偏心轴，

驱动装置通过使轴旋转而变更缸体相对于支撑结构物的相对位置来变更燃烧室的大小。

7.根据权利要求6所述的内燃机，其中，

所述内燃机具备对缸体向离开支撑结构物的方向施力的施力部件，

在燃烧室中的燃料的燃烧停止的期间中机械压缩比下降的情况下，控制装置基于施力部件的作用力来设定所述转矩梯度及所述持续时间。

8.根据权利要求6所述的内燃机，其中，

所述内燃机具备：

缸内压力检测器，检测缸内压；及

旋转力推定装置，推定向离合器的输出轴施加的反向输入转矩，

在内燃机的运转期间中使机械压缩比下降的情况下，控制装置检测缸内压，在缸内压从极大点转移至极小点的期间中，控制装置控制旋转机以使离合器的输入轴的驱动开始，在向离合器的输出轴施加的反向输入转矩的振动的振幅小于预先确定的判定值的情况下，控制装置推定反向输入转矩，基于反向输入转矩来设定所述转矩梯度及所述持续时间。