JP2000038937A - Variable compression ratio device for internal combustion engine - Google Patents

Variable compression ratio device for internal combustion engine

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JP2000038937A
JP2000038937A JP10204988A JP20498898A JP2000038937A JP 2000038937 A JP2000038937 A JP 2000038937A JP 10204988 A JP10204988 A JP 10204988A JP 20498898 A JP20498898 A JP 20498898A JP 2000038937 A JP2000038937 A JP 2000038937A
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JP
Japan
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compression ratio
actuator
eccentric bearing
crankshaft
internal combustion
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Application number
JP10204988A
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Japanese (ja)
Inventor
Shuji Morita
修二 森田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid generation of sliding resistance on a driving system between an eccentric bearing and a crank pin, and between an actuator and the eccentric bearing by forming the actuator in a crank shaft or fixing the actuator to the crankshaft. SOLUTION: An actuator 31 for rotating an eccentric bearing 21 around a crank pin 12 is formed in a crankshaft 11. When operation of the actuator 31 is stopped for holding a compression ratio to low compression or high compression, it is possible to avoid generation of sliding resistance between the eccentric bearing 21 and the crank pin 12 in association with rotation of the crankshaft 11. It is also possible to avoid generation of the sliding resistance between the eccentric bearing 37 and an actuator gear 36 for driving connecting the actuator 31 and the eccentric bearing 21 to each other in association with rotation of the crankshaft 11.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は内燃機関の可変圧縮
比装置に関する。
The present invention relates to a variable compression ratio device for an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、内燃機関の圧縮比を変更するため
にコンロッドの大端部とクランクピンとの間に偏心ベア
リングを挿入し、クランクピンに対して偏心ベアリング
を回転させることによって圧縮比を変更するようにした
内燃機関の可変圧縮比装置が知られている。この種の内
燃機関の可変圧縮比装置の例としては、例えば特開平4
−22717号公報に記載されたものがある。
2. Description of the Related Art Conventionally, in order to change the compression ratio of an internal combustion engine, an eccentric bearing is inserted between a large end of a connecting rod and a crankpin, and the compression ratio is changed by rotating the eccentric bearing with respect to the crankpin. 2. Description of the Related Art A variable compression ratio device for an internal combustion engine which performs the above operation is known. An example of this type of variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine is disclosed in
Japanese Patent Application Laid-Open No. 22717/22.

【0003】図8は従来の内燃機関の可変圧縮比装置の
部分断面側面図、図9はクランクシャフトの回転角度が
異なるそれぞれの位置におけるクランクピンと偏心ベア
リングとの関係を示した図8の内燃機関の可変圧縮比装
置の部分断面端面図である。図8及び図9において、1
01はコンロッド、102はコンロッドの大端部、11
1はクランクシャフト、112はクランクピン、113
はクランクアーム、114はクランクジャーナルであ
る。121は内燃機関の圧縮比を変更するためにコンロ
ッドの大端部102とクランクピン112との間に挿入
された偏心ベアリングである。131は例えばステッピ
ングモータのようなアクチュエータ、132はアクチュ
エータスプロケット、133はアイドルスプロケット、
134は偏心ベアリングスプロケットである。135は
各スプロケットの間を駆動連結するチェーン、141は
シリンダブロックである。図8に示すように、従来の内
燃機関の可変圧縮比装置は、アクチュエータ131を作
動してアクチュエータスプロケット132を回転させる
ことにより、クランクピン112に対して偏心ベアリン
グ121を回転させ、圧縮比を変更することができる。
FIG. 8 is a partial cross-sectional side view of a conventional variable compression ratio device for an internal combustion engine, and FIG. 9 shows the relationship between a crankpin and an eccentric bearing at respective positions where the crankshaft rotates at different angles. FIG. 4 is a partial cross-sectional end view of the variable compression ratio device of FIG. 8 and 9, 1
01 is the connecting rod, 102 is the large end of the connecting rod, 11
1 is a crankshaft, 112 is a crankpin, 113
Is a crank arm and 114 is a crank journal. Reference numeral 121 denotes an eccentric bearing inserted between the large end portion 102 of the connecting rod and the crank pin 112 to change the compression ratio of the internal combustion engine. 131 is an actuator such as a stepping motor, 132 is an actuator sprocket, 133 is an idle sprocket,
134 is an eccentric bearing sprocket. Reference numeral 135 denotes a chain that drives and connects between the sprockets, and 141 denotes a cylinder block. As shown in FIG. 8, a conventional variable compression ratio device for an internal combustion engine rotates an eccentric bearing 121 with respect to a crankpin 112 by operating an actuator 131 to rotate an actuator sprocket 132 to change the compression ratio. can do.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】ところが、図8及び図
9に示すように、従来の内燃機関の可変圧縮比装置は、
クランクピン112に対して偏心ベアリング121を回
転させるためのアクチュエータ131が、クランクシャ
フト111とは別部材のシリンダブロック141に固定
されている。そのため、圧縮比を固定するためにアクチ
ュエータ131の作動を停止する、つまり、アクチュエ
ータスプロケット132の回転を停止しても、クランク
シャフト111がシリンダブロック141に対して回転
している時、偏心ベアリング121は、シリンダブロッ
ク141に固定されたアクチュエータ131に駆動連結
されているため、クランクシャフト111に対して相対
運動する、つまり、クランクピン112に対して回転し
てしまう。それゆえ、圧縮比を固定するためにアクチュ
エータ131の作動を停止しても、クランクシャフト1
11の回転に伴って、偏心ベアリング121とクランク
ピン112との間に摺動抵抗が発生してしまう。更に、
圧縮比を固定するためにアクチュエータ131の作動を
停止しても、クランクシャフト111がシリンダブロッ
ク141に対して回転していている時、クランクシャフ
ト111がアクチュエータ131に対して相対運動する
ため、クランクシャフト111に支持された偏心ベアリ
ング121はアクチュエータ131に対して相対運動し
てしまう。それゆえ、圧縮比を固定するためにアクチュ
エータ131の作動を停止しても、クランクシャフト1
11の回転に伴って、アクチュエータ131と偏心ベア
リング121との間に、つまり、スプロケット132、
133、134及びチェーン135のようなアクチュエ
ータ131と偏心ベアリング121との間の駆動系に摺
動抵抗が発生してしまう。
However, as shown in FIGS. 8 and 9, a conventional variable compression ratio device for an internal combustion engine is:
An actuator 131 for rotating the eccentric bearing 121 with respect to the crankpin 112 is fixed to a cylinder block 141 that is a member separate from the crankshaft 111. Therefore, even if the operation of the actuator 131 is stopped to fix the compression ratio, that is, even if the rotation of the actuator sprocket 132 is stopped, when the crankshaft 111 rotates with respect to the cylinder block 141, the eccentric bearing 121 Since it is driven and connected to the actuator 131 fixed to the cylinder block 141, it moves relative to the crankshaft 111, that is, rotates with respect to the crankpin 112. Therefore, even if the operation of the actuator 131 is stopped to fix the compression ratio, the crankshaft 1
With the rotation of 11, the sliding resistance occurs between the eccentric bearing 121 and the crankpin 112. Furthermore,
Even if the operation of the actuator 131 is stopped to fix the compression ratio, the crankshaft 111 moves relative to the actuator 131 when the crankshaft 111 is rotating with respect to the cylinder block 141. The eccentric bearing 121 supported by 111 moves relative to the actuator 131. Therefore, even if the operation of the actuator 131 is stopped to fix the compression ratio, the crankshaft 1
11, the sprocket 132, between the actuator 131 and the eccentric bearing 121,
A sliding resistance is generated in a drive system between the eccentric bearing 121 and the actuator 131 such as 133 and 134 and the chain 135.

【0005】前記問題点に鑑み、本発明は、圧縮比を固
定するためにアクチュエータの作動を停止した時に、ク
ランクシャフトの回転に伴って、偏心ベアリングとクラ
ンクピンとの間に摺動抵抗が発生してしまうこと、及び
アクチュエータと偏心ベアリングとの間の駆動系に摺動
抵抗が発生してしまうことを回避した内燃機関の可変圧
縮比装置を提供することを目的とする。
In view of the above problems, according to the present invention, when the operation of the actuator is stopped to fix the compression ratio, sliding resistance is generated between the eccentric bearing and the crankpin with the rotation of the crankshaft. It is an object of the present invention to provide a variable compression ratio device for an internal combustion engine that avoids the occurrence of sliding resistance in a drive system between an actuator and an eccentric bearing.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明に
よれば、内燃機関の圧縮比を変更するためにコンロッド
の大端部とクランクピンとの間に偏心ベアリングを挿入
し、前記クランクピンに対して前記偏心ベアリングを回
転させることによって圧縮比を変更するようにした内燃
機関の可変圧縮比装置において、前記クランクピンに対
して前記偏心ベアリングを回転させるためのアクチュエ
ータを、クランクシャフト内に形成するか、又は、クラ
ンクシャフトに固定したことを特徴とする内燃機関の可
変圧縮比装置が提供される。
According to the present invention, an eccentric bearing is inserted between a large end of a connecting rod and a crankpin to change a compression ratio of an internal combustion engine. In the variable compression ratio device of the internal combustion engine, wherein the compression ratio is changed by rotating the eccentric bearing, an actuator for rotating the eccentric bearing with respect to the crankpin is formed in a crankshaft. Or a variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine, the apparatus being fixed to a crankshaft.

【0007】請求項1に記載の内燃機関の可変圧縮比装
置は、クランクピンに対して偏心ベアリングを回転させ
るためのアクチュエータを、クランクシャフト内に形成
するか、又は、クランクシャフトに固定した。そのた
め、圧縮比を固定するためにアクチュエータの作動を停
止し、クランクシャフトに対してアクチュエータを不動
にした時、クランクシャフトが回転していても、アクチ
ュエータに駆動連結された偏心ベアリングを、クランク
シャフトに対して不動にすることができる。それゆえ、
圧縮比を固定するためにアクチュエータの作動を停止し
た時に、クランクシャフトの回転に伴って偏心ベアリン
グとクランクピンとの間に摺動抵抗が発生してしまうの
を回避することができる。更に、圧縮比を固定するため
にアクチュエータの作動を停止した時、クランクシャフ
トが回転していても、アクチュエータと偏心ベアリング
とが共にクランクシャフトに対して不動であるため、ア
クチュエータと偏心ベアリングとは互いに相対運動しな
い。それゆえ、圧縮比を固定するためにアクチュエータ
の作動を停止した時に、クランクシャフトの回転に伴っ
て、アクチュエータと偏心ベアリングとの間に、つま
り、アクチュエータと偏心ベアリングとの間の駆動系に
摺動抵抗が発生してしまうのを回避することができる。
In the variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine, an actuator for rotating the eccentric bearing with respect to the crankpin is formed in the crankshaft or fixed to the crankshaft. Therefore, when the operation of the actuator is stopped to fix the compression ratio and the actuator is immobilized with respect to the crankshaft, even if the crankshaft is rotating, the eccentric bearing drivingly connected to the actuator is attached to the crankshaft. Can be immobile. therefore,
When the operation of the actuator is stopped in order to fix the compression ratio, it is possible to avoid the occurrence of sliding resistance between the eccentric bearing and the crankpin due to the rotation of the crankshaft. Further, when the operation of the actuator is stopped to fix the compression ratio, even if the crankshaft is rotating, the actuator and the eccentric bearing are both stationary with respect to the crankshaft. No relative movement. Therefore, when the operation of the actuator is stopped to fix the compression ratio, the rotation of the crankshaft causes the sliding between the actuator and the eccentric bearing, that is, the driving system between the actuator and the eccentric bearing. The generation of resistance can be avoided.

【0008】請求項2に記載の発明によれば、前記アク
チュエータは、前記アクチュエータに供給される油圧に
応じて前記偏心ベアリングを回転させることを特徴とす
る請求項1に記載の内燃機関の可変圧縮比装置が提供さ
れる。
According to a second aspect of the present invention, the actuator rotates the eccentric bearing according to the hydraulic pressure supplied to the actuator. A ratio device is provided.

【0009】請求項3に記載の発明によれば、圧縮比を
最大圧縮比と最小圧縮比との間で連続的に調節可能とし
たことを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の可変圧
縮比装置が提供される。
According to the third aspect of the present invention, the compression ratio can be continuously adjusted between the maximum compression ratio and the minimum compression ratio. A compression ratio device is provided.

【0010】請求項2及び3に記載の内燃機関の可変圧
縮比装置は、油圧に応じて偏心ベアリングを回転させる
ことができる油圧アクチュエータを有するため、油圧を
連続的に調節することにより、圧縮比を最大圧縮比と最
小圧縮比との間で連続的に調節することができる。
The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to the second and third aspects has a hydraulic actuator capable of rotating an eccentric bearing according to the hydraulic pressure. Therefore, the compression ratio is continuously adjusted by controlling the hydraulic pressure. Can be continuously adjusted between a maximum compression ratio and a minimum compression ratio.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を用いて本発明の
実施形態について説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0012】図1は本発明の内燃機関の可変圧縮比装置
の第一の実施形態の部分断面側面図、図2は図1の内燃
機関の可変圧縮比装置の斜視図、図3はクランクシャフ
トの回転角度が異なるそれぞれの位置におけるクランク
ピンと偏心ベアリングとの関係を示した図1の内燃機関
の可変圧縮比装置の部分断面端面図、図4はエンジン回
転数とエンジン負荷と圧縮比との関係を示したグラフ、
図5は第一の実施形態の圧縮比の変更及び固定方法を示
したブロック図である。図1〜図3において、1はコン
ロッド、2はコンロッドの大端部、11はクランクシャ
フト、12はクランクピン、13はクランクアーム、1
4はクランクジャーナルである。21は内燃機関の圧縮
比を変更するためにコンロッドの大端部2とクランクピ
ン12との間に挿入された偏心ベアリングである。31
はクランクピン12に対して偏心ベアリング21を回転
させるためにクランクシャフト11内に形成されたアク
チュエータ、32はアクチュエータ31に油圧を供給す
るための第一油圧供給溝、33はアクチュエータ31に
油圧を供給するための第二油圧供給溝である。34は内
径部分と外径部分とにヘリカル歯形が形成されたヘリカ
ルピストン、35は外径部分にヘリカル歯形が形成され
た、ヘリカルピストン34の往復運動によって回転駆動
されるアクチュエータシャフトである。36はアクチュ
エータシャフト35に固定されたアクチュエータギヤ、
37はアクチュエータギヤ36と歯合して偏心ベアリン
グ21を回転させるための偏心ベアリングギヤである。
38は不図示の隣接する偏心ベアリングにアクチュエー
タ31の回転駆動力を伝達するためのアイドルギヤ、4
0はヘリカルピストン34を往復運動させるための油圧
制御装置、50は気筒である。尚、本実施形態では、ア
クチュエータ31はクランクシャフト11内に形成され
ているが、他の変形例では、アクチュエータをクランク
シャフトに取付けて固定することも可能である。
FIG. 1 is a partial sectional side view of a first embodiment of a variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine shown in FIG. 1, and FIG. FIG. 1 is a partial cross-sectional end view of the variable compression ratio device of the internal combustion engine of FIG. 1 showing the relationship between the crankpin and the eccentric bearing at each position where the rotation angle of the engine is different, and FIG. A graph showing
FIG. 5 is a block diagram showing a method of changing and fixing the compression ratio according to the first embodiment. 1 to 3, 1 is a connecting rod, 2 is a large end of the connecting rod, 11 is a crankshaft, 12 is a crankpin, 13 is a crank arm, 1
4 is a crank journal. Reference numeral 21 denotes an eccentric bearing inserted between the large end 2 of the connecting rod and the crankpin 12 to change the compression ratio of the internal combustion engine. 31
Is an actuator formed in the crankshaft 11 for rotating the eccentric bearing 21 with respect to the crankpin 12, 32 is a first hydraulic supply groove for supplying hydraulic pressure to the actuator 31, and 33 is a hydraulic supply groove for supplying the hydraulic pressure to the actuator 31. And a second hydraulic supply groove for performing the operation. Reference numeral 34 denotes a helical piston having a helical tooth profile formed on an inner diameter portion and an outer diameter portion, and reference numeral 35 denotes an actuator shaft which has a helical tooth shape formed on an outer diameter portion and is rotationally driven by reciprocating motion of the helical piston 34. 36 is an actuator gear fixed to the actuator shaft 35,
An eccentric bearing gear 37 meshes with the actuator gear 36 to rotate the eccentric bearing 21.
Reference numeral 38 denotes an idle gear for transmitting the rotational driving force of the actuator 31 to an adjacent eccentric bearing (not shown);
Reference numeral 0 denotes a hydraulic control device for reciprocating the helical piston 34, and reference numeral 50 denotes a cylinder. In the present embodiment, the actuator 31 is formed in the crankshaft 11, but in another modification, the actuator 31 can be attached to the crankshaft and fixed.

【0013】本実施形態の説明に戻り、図1〜図5に示
すように、スロットル開度及び吸気負圧から算出された
エンジン負荷とエンジン回転数センサ(図示せず)によ
って検出されたエンジン回転数とが図4に示した高圧縮
領域にある時、アクチュエータ31に供給される油圧a
がオフにされておりかつ油圧bがオンにされている。そ
の結果、偏心ベアリング21は、クランクピン12に対
して図3に示した回転角度位置に維持され、エンジンの
シリンダ内に吸入された混合気は高圧縮され続ける。続
いて、エンジン負荷とエンジン回転数とが図4に示した
高圧縮領域から低圧縮領域に変化する時、アクチュエー
タ31に供給される油圧aがオンにされかつ油圧bがオ
フにされる。その結果、偏心ベアリング21は、クラン
クピン12に対して図3に示した回転角度位置から18
0°回転され、エンジンのシリンダ内に吸入された混合
気は低圧縮される。
Returning to the description of this embodiment, as shown in FIGS. 1 to 5, the engine load calculated from the throttle opening and the intake negative pressure and the engine speed detected by an engine speed sensor (not shown) When the number is in the high compression region shown in FIG.
Is turned off and the hydraulic pressure b is turned on. As a result, the eccentric bearing 21 is maintained at the rotation angle position shown in FIG. 3 with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine continues to be highly compressed. Subsequently, when the engine load and the engine speed change from the high compression range to the low compression range shown in FIG. 4, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is turned on and the hydraulic pressure b is turned off. As a result, the eccentric bearing 21 is moved from the rotational angle position shown in FIG.
The air-fuel mixture that is rotated by 0 ° and drawn into the cylinder of the engine is compressed at a low level.

【0014】一方、エンジン負荷とエンジン回転数とが
図4に示した低圧縮領域にある時、アクチュエータ31
に供給される油圧aがオンにされておりかつ油圧bがオ
フにされている。その結果、偏心ベアリング21は、ク
ランクピン12に対して図3に示した回転角度位置から
180°回転された位置に維持され、エンジンのシリン
ダ内に吸入された混合気は低圧縮され続ける。続いて、
エンジン負荷とエンジン回転数とが図4に示した低圧縮
領域から高圧縮領域に変化する時、アクチュエータ31
に供給される油圧aがオフにされかつ油圧bがオンにさ
れる。その結果、偏心ベアリング21は、クランクピン
12に対して図3に示した回転角度位置まで回転され、
エンジンのシリンダ内に吸入された混合気は高圧縮され
る。
On the other hand, when the engine load and the engine speed are in the low compression range shown in FIG.
Is turned on and the oil pressure b is turned off. As a result, the eccentric bearing 21 is maintained at a position rotated by 180 ° from the rotation angle position shown in FIG. 3 with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is kept at a low compression. continue,
When the engine load and the engine speed change from the low compression range to the high compression range shown in FIG.
Is turned off and the oil pressure b is turned on. As a result, the eccentric bearing 21 is rotated to the rotation angle position shown in FIG.
The air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is highly compressed.

【0015】上述したように、本実施形態の内燃機関の
可変圧縮比装置において、クランクピン12に対して偏
心ベアリング21を回転させるためのアクチュエータ3
1は、クランクシャフト11内に形成されている。その
ため、圧縮比を低圧縮又は高圧縮に維持するためにアク
チュエータ31の作動を停止する、つまり、ヘリカルピ
ストン34の往復運動をを停止し、クランクシャフト1
1に対してアクチュエータ31を不動にした時、クラン
クシャフト11が回転していても、アクチュエータ31
に駆動連結された偏心ベアリング21を、クランクシャ
フト11に対して不動にすることができる。それゆえ、
圧縮比を低圧縮又は高圧縮に維持するためにアクチュエ
ータ31の作動を停止した時に、クランクシャフト11
の回転に伴って偏心ベアリング21とクランクピン12
との間に摺動抵抗が発生してしまうのを回避することが
できる。更に、圧縮比を低圧縮又は高圧縮に維持するた
めにアクチュエータ31の作動を停止した時、クランク
シャフト11が回転していても、アクチュエータ31と
偏心ベアリング21とが共にクランクシャフト11に対
して不動であるため、アクチュエータ31と偏心ベアリ
ング21とは互いに相対運動しない。それゆえ、圧縮比
を低圧縮又は高圧縮に維持するためにアクチュエータ3
1の作動を停止した時に、クランクシャフト11の回転
に伴って、アクチュエータ31と偏心ベアリング21と
の間に、つまり、アクチュエータ31と偏心ベアリング
21との間を駆動連結するアクチュエータギヤ36と偏
心ベアリングギヤ37との間に摺動抵抗が発生してしま
うのを回避することができる。
As described above, in the variable compression ratio device for an internal combustion engine according to the present embodiment, the actuator 3 for rotating the eccentric bearing 21 with respect to the crankpin 12 is used.
1 is formed in the crankshaft 11. Therefore, the operation of the actuator 31 is stopped in order to maintain the compression ratio at low compression or high compression, that is, the reciprocating motion of the helical piston 34 is stopped, and the crankshaft 1 is stopped.
When the crankshaft 11 is rotating when the actuator 31 is immobilized with respect to the
The eccentric bearing 21 drivingly connected to the crankshaft 11 can be immovable with respect to the crankshaft 11. therefore,
When the operation of the actuator 31 is stopped to maintain the compression ratio at low compression or high compression, the crankshaft 11
Eccentric bearing 21 and crankpin 12
And that a sliding resistance is generated between them can be avoided. Further, when the operation of the actuator 31 is stopped in order to maintain the compression ratio at low compression or high compression, even when the crankshaft 11 is rotating, both the actuator 31 and the eccentric bearing 21 are immovable with respect to the crankshaft 11. Therefore, the actuator 31 and the eccentric bearing 21 do not move relative to each other. Therefore, to maintain the compression ratio at low or high compression, the actuator 3
When the operation of the crankshaft 11 is stopped, the actuator gear 36 and the eccentric bearing gear which drive-connect between the actuator 31 and the eccentric bearing 21, that is, between the actuator 31 and the eccentric bearing 21 with the rotation of the crankshaft 11. 37 can be prevented from generating sliding resistance.

【0016】以下、本発明の内燃機関の可変圧縮比装置
の第二の実施形態について説明する。本実施形態の構成
は、図1〜図3に示した第一の実施形態の構成と同様で
ある。本実施形態は、エンジン回転数とエンジン負荷と
圧縮比との関係と、圧縮比の変更及び固定方法とが第一
の実施形態のものと異なる。図6は第二の実施形態のエ
ンジン回転数とエンジン負荷と圧縮比との関係を示した
グラフ、図7は第二の実施形態の圧縮比の変更及び固定
方法を示したブロック図である。図1〜図3、図6及び
図7に示すように、スロットル開度及び吸気負圧から算
出されたエンジン負荷とエンジン回転数センサ(図示せ
ず)によって検出されたエンジン回転数とが図6に示し
た高圧縮領域にある時、アクチュエータ31に供給され
る油圧aがオフにされておりかつ油圧bがオンにされて
いる。その結果、偏心ベアリング21は、クランクピン
12に対して図3に示した回転角度位置に維持され、エ
ンジンのシリンダ内に吸入された混合気は高圧縮され続
ける。続いて、エンジン負荷とエンジン回転数とが図6
に示した高圧縮領域から低圧縮領域に変化する時、アク
チュエータ31に供給される油圧aがオンにされかつ油
圧bがオフにされる。その結果、偏心ベアリング21
は、クランクピン12に対して図3に示した回転角度位
置から180°回転され、エンジンのシリンダ内に吸入
された混合気は低圧縮される。あるいは、エンジン負荷
とエンジン回転数とが図6に示した高圧縮領域から中圧
縮領域に変化する時、まず、アクチュエータ31に供給
される油圧aがオンにされかつ油圧bがオフにされ、続
いて、ピストン位置及び偏心ベアリング位相に基づいて
圧縮比が所望の圧縮比になったと判断した時点で、アク
チュエータ31に供給される油圧aが平衡油圧Baに維
持されかつ油圧bが平衡油圧Bb(=Ba)に維持され
る。その結果、偏心ベアリング21は、クランクピン1
2に対して図3に示した回転角度位置から所望の角度だ
け回転され、エンジンのシリンダ内に吸入された混合気
は中圧縮される。
Hereinafter, a second embodiment of the variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described. The configuration of the present embodiment is the same as the configuration of the first embodiment shown in FIGS. This embodiment differs from the first embodiment in the relationship between the engine speed, the engine load, and the compression ratio, and the method of changing and fixing the compression ratio. FIG. 6 is a graph showing the relationship between the engine speed, the engine load, and the compression ratio according to the second embodiment, and FIG. 7 is a block diagram showing the method of changing and fixing the compression ratio according to the second embodiment. As shown in FIGS. 1 to 3, 6 and 7, the engine load calculated from the throttle opening and the intake negative pressure and the engine speed detected by an engine speed sensor (not shown) are shown in FIG. 6. In the high-compression region shown in (1), the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is turned off and the hydraulic pressure b is turned on. As a result, the eccentric bearing 21 is maintained at the rotation angle position shown in FIG. 3 with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine continues to be highly compressed. Next, the engine load and the engine speed are shown in FIG.
Is changed from the high compression range to the low compression range, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is turned on and the hydraulic pressure b is turned off. As a result, the eccentric bearing 21
Is rotated by 180 ° from the rotation angle position shown in FIG. 3 with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is compressed at a low level. Alternatively, when the engine load and the engine speed change from the high compression region to the medium compression region shown in FIG. 6, first, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is turned on, and the hydraulic pressure b is turned off. When it is determined that the compression ratio has reached a desired compression ratio based on the piston position and the eccentric bearing phase, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is maintained at the balanced hydraulic pressure Ba, and the hydraulic pressure b is changed to the balanced hydraulic pressure Bb (= Ba) is maintained. As a result, the eccentric bearing 21 is
2 is rotated by a desired angle from the rotation angle position shown in FIG. 3, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is medium-compressed.

【0017】一方、エンジン負荷とエンジン回転数とが
図6に示した低圧縮領域にある時、アクチュエータ31
に供給される油圧aがオンにされておりかつ油圧bがオ
フにされている。その結果、偏心ベアリング21は、ク
ランクピン12に対して図3に示した回転角度位置から
180°回転された位置に維持され、エンジンのシリン
ダ内に吸入された混合気は低圧縮され続ける。続いて、
エンジン負荷とエンジン回転数とが図6に示した低圧縮
領域から高圧縮領域に変化する時、アクチュエータ31
に供給される油圧aがオフにされかつ油圧bがオンにさ
れる。その結果、偏心ベアリング21は、クランクピン
12に対して図3に示した回転角度位置まで回転され、
エンジンのシリンダ内に吸入された混合気は高圧縮され
る。あるいは、エンジン負荷とエンジン回転数とが図6
に示した低圧縮領域から中圧縮領域に変化する時、ま
ず、アクチュエータ31に供給される油圧aがオフにさ
れかつ油圧bがオンにされ、続いて、ピストン位置及び
偏心ベアリング位相に基づいて圧縮比が所望の圧縮比に
なったと判断した時点で、アクチュエータ31に供給さ
れる油圧aが平衡油圧Baに維持されかつ油圧bが平衡
油圧Bb(=Ba)に維持される。その結果、偏心ベア
リング21は、所望の回転角度位置までクランクピン1
2に対して回転され、エンジンのシリンダ内に吸入され
た混合気は中圧縮される。
On the other hand, when the engine load and the engine speed are in the low compression range shown in FIG.
Is turned on and the oil pressure b is turned off. As a result, the eccentric bearing 21 is maintained at a position rotated by 180 ° from the rotation angle position shown in FIG. 3 with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is kept at a low compression. continue,
When the engine load and the engine speed change from the low compression range to the high compression range shown in FIG.
Is turned off and the oil pressure b is turned on. As a result, the eccentric bearing 21 is rotated to the rotation angle position shown in FIG.
The air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is highly compressed. Alternatively, FIG.
When the pressure changes from the low compression range to the middle compression range shown in FIG. 1, first, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is turned off and the hydraulic pressure b is turned on, and then the compression is performed based on the piston position and the eccentric bearing phase. When it is determined that the ratio has reached the desired compression ratio, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is maintained at the balanced hydraulic pressure Ba, and the hydraulic pressure b is maintained at the balanced hydraulic pressure Bb (= Ba). As a result, the eccentric bearing 21 moves the crank pin 1 to a desired rotation angle position.
2, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is moderately compressed.

【0018】エンジン負荷とエンジン回転数とが図6に
示した中圧縮領域にある時、アクチュエータ31に供給
される油圧aが平衡油圧Baに維持されかつ油圧bが平
衡油圧Bb(=Ba)に維持されている。その結果、偏
心ベアリング21は、図3に示した回転角度位置から所
望の回転角度だけクランクピン12に対して回転された
位置に維持され、エンジンのシリンダ内に吸入された混
合気は中圧縮され続ける。続いて、エンジン負荷とエン
ジン回転数とが図6に示した中圧縮領域から低圧縮領域
に変化する時、アクチュエータ31に供給される油圧a
がオンにされかつ油圧bがオフにされる。その結果、偏
心ベアリング21は、図3に示した回転角度位置から1
80°回転された位置までクランクピン12に対して回
転され、エンジンのシリンダ内に吸入された混合気は低
圧縮される。あるいは、エンジン負荷とエンジン回転数
とが図6に示した中圧縮領域から高圧縮領域に変化する
時、アクチュエータ31に供給される油圧aがオフにさ
れかつ油圧bがオンにされる。その結果、偏心ベアリン
グ21は、クランクピン12に対して図3に示した回転
角度位置まで回転され、エンジンのシリンダ内に吸入さ
れた混合気は高圧縮される。
When the engine load and the engine speed are in the medium compression range shown in FIG. 6, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is maintained at the balanced hydraulic pressure Ba, and the hydraulic pressure b is changed to the balanced hydraulic pressure Bb (= Ba). Has been maintained. As a result, the eccentric bearing 21 is maintained at a position rotated from the rotation angle position shown in FIG. 3 by a desired rotation angle with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is compressed moderately. to continue. Subsequently, when the engine load and the engine speed change from the middle compression range to the low compression range shown in FIG.
Is turned on and the hydraulic pressure b is turned off. As a result, the eccentric bearing 21 moves from the rotational angle position shown in FIG.
The air-fuel mixture that has been rotated with respect to the crankpin 12 to a position rotated by 80 ° and drawn into the cylinder of the engine is compressed at a low level. Alternatively, when the engine load and the engine speed change from the middle compression range to the high compression range shown in FIG. 6, the hydraulic pressure a supplied to the actuator 31 is turned off and the hydraulic pressure b is turned on. As a result, the eccentric bearing 21 is rotated to the rotation angle position shown in FIG. 3 with respect to the crankpin 12, and the air-fuel mixture sucked into the cylinder of the engine is highly compressed.

【0019】本実施形態によれば、アクチュエータ31
に供給される油圧a及びbを連続的に調節することによ
り、圧縮比を最大圧縮比(高圧縮)と最小圧縮比(低圧
縮)との間で連続的に調節することができる。
According to this embodiment, the actuator 31
, The compression ratio can be continuously adjusted between the maximum compression ratio (high compression) and the minimum compression ratio (low compression).

【0020】尚、上述した実施形態を説明する図面には
一つの気筒のみ示してあるが、当然ながら内燃機関は複
数の気筒を有することが可能であり、上述した実施形態
の内燃機関の可変圧縮比装置は、全ての気筒における圧
縮比を同期して制御することが可能である。
Although only one cylinder is shown in the drawings for explaining the above-described embodiment, it goes without saying that the internal combustion engine can have a plurality of cylinders. The ratio device can control the compression ratios of all the cylinders in a synchronized manner.

【0021】[0021]

【発明の効果】請求項1に記載の発明によれば、圧縮比
を固定するためにアクチュエータの作動を停止した時
に、クランクシャフトの回転に伴って、偏心ベアリング
とクランクピンとの間に摺動抵抗が発生してしまうこ
と、及び、アクチュエータと偏心ベアリングとの間に、
つまり、アクチュエータと偏心ベアリングとの間の駆動
系に摺動抵抗が発生してしまうことを回避することがで
きる。
According to the first aspect of the present invention, when the operation of the actuator is stopped to fix the compression ratio, the sliding resistance is generated between the eccentric bearing and the crankpin with the rotation of the crankshaft. Occurs between the actuator and the eccentric bearing,
That is, it is possible to avoid the occurrence of sliding resistance in the drive system between the actuator and the eccentric bearing.

【0022】請求項2及び3に記載の発明によれば、油
圧を連続的に調節することにより、圧縮比を最大圧縮比
と最小圧縮比との間で連続的に調節することができる。
According to the second and third aspects of the present invention, by continuously adjusting the hydraulic pressure, the compression ratio can be continuously adjusted between the maximum compression ratio and the minimum compression ratio.

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

【図1】本発明の内燃機関の可変圧縮比装置の第一の実
施形態の部分断面側面図である。
FIG. 1 is a partial sectional side view of a first embodiment of a variable compression ratio device for an internal combustion engine of the present invention.

【図2】図1の内燃機関の可変圧縮比装置の斜視図であ
る。
FIG. 2 is a perspective view of the variable compression ratio device of the internal combustion engine of FIG.

【図3】クランクシャフトの回転角度が異なるそれぞれ
の位置におけるクランクピンと偏心ベアリングとの関係
を示した図1の内燃機関の可変圧縮比装置の部分断面端
面図である。
FIG. 3 is a partial cross-sectional end view of the variable compression ratio device of the internal combustion engine of FIG. 1 showing a relationship between a crankpin and an eccentric bearing at respective positions where a rotation angle of a crankshaft is different.

【図4】第一の実施形態のエンジン回転数とエンジン負
荷と圧縮比との関係を示したグラフである。
FIG. 4 is a graph showing a relationship among an engine speed, an engine load, and a compression ratio according to the first embodiment.

【図5】第一の実施形態の圧縮比の変更及び固定方法を
示したブロック図である。
FIG. 5 is a block diagram showing a method of changing and fixing a compression ratio according to the first embodiment.

【図6】第二の実施形態のエンジン回転数とエンジン負
荷と圧縮比との関係を示したグラフである。
FIG. 6 is a graph showing a relationship between an engine speed, an engine load, and a compression ratio according to the second embodiment.

【図7】第二の実施形態の圧縮比の変更及び固定方法を
示したブロック図である。
FIG. 7 is a block diagram showing a method of changing and fixing a compression ratio according to a second embodiment.

【図8】従来の内燃機関の可変圧縮比装置の部分断面側
面図である。
FIG. 8 is a partial sectional side view of a conventional variable compression ratio device for an internal combustion engine.

【図9】クランクシャフトの回転角度が異なるそれぞれ
の位置におけるクランクピンと偏心ベアリングとの関係
を示した図8の内燃機関の可変圧縮比装置の部分断面端
面図である。
9 is a partial cross-sectional end view of the variable compression ratio device of the internal combustion engine of FIG. 8, showing the relationship between the crankpin and the eccentric bearing at each position where the rotation angle of the crankshaft is different.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2…コンロッドの大端部 12…クランクピン 21…偏心ベアリング 31…アクチュエータ 2: Large end of connecting rod 12: Crank pin 21: Eccentric bearing 31: Actuator

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 内燃機関の圧縮比を変更するためにコン
ロッドの大端部とクランクピンとの間に偏心ベアリング
を挿入し、前記クランクピンに対して前記偏心ベアリン
グを回転させることによって圧縮比を変更するようにし
た内燃機関の可変圧縮比装置において、前記クランクピ
ンに対して前記偏心ベアリングを回転させるためのアク
チュエータを、クランクシャフト内に形成するか、又
は、クランクシャフトに固定したことを特徴とする内燃
機関の可変圧縮比装置。
1. An eccentric bearing is inserted between a large end of a connecting rod and a crankpin to change a compression ratio of an internal combustion engine, and the compression ratio is changed by rotating the eccentric bearing with respect to the crankpin. In the variable compression ratio device for an internal combustion engine, an actuator for rotating the eccentric bearing with respect to the crankpin is formed in a crankshaft or fixed to the crankshaft. Variable compression ratio device for internal combustion engines.
【請求項2】 前記アクチュエータは、前記アクチュエ
ータに供給される油圧に応じて前記偏心ベアリングを回
転させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の
可変圧縮比装置。
2. The variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the actuator rotates the eccentric bearing according to a hydraulic pressure supplied to the actuator.
【請求項3】 圧縮比を最大圧縮比と最小圧縮比との間
で連続的に調節可能としたことを特徴とする請求項2に
記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
3. The variable compression ratio apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the compression ratio can be continuously adjusted between a maximum compression ratio and a minimum compression ratio.
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