JP2008075611A - ストローク特性可変エンジン - Google Patents

Abstract

【課題】スペース効率をより一層向上してエンジンルームのコンパクト化に寄与することのできるストローク特性可変エンジンを提供する。
【解決手段】ピストン５とクランクシャフト３との間の連動状態を変化させるべく、エンジン本体に支持されたコントロールシャフト９と、ピストンとクランクシャフトとコントロールシャフトとを連動連結する連結機構（アッパリンク７、ロワリンク８、コントロールリンク１３）と、コントロールシャフトを駆動するアクチュエータ１４とを有するストローク特性可変エンジン１において、エンジンからの出力を車輪に伝達する出力軸（ドライブシャフト２２）との間にクランクシャフトを挟む位置にコントロールシャフト或いはアクチュエータを設けるものとする。
【選択図】図１

Description

本発明は、ストローク特性可変エンジンに関し、特にＦＦ車の横置きレイアウトに適したストローク特性可変エンジンに関するものである。

ピストンとクランクシャフトとの間を複数のリンクで連結し、これら複数のリンクのうちのいずれか１つとエンジン本体に支持されたコントロールシャフトに設けられた偏心部とをコントロールリンクで連結し、コントロールシャフトを回動させることでコントロールリンクのエンジン側支持端の位置を変化させることにより、ピストンストロークを連続的に変化させるようにしたストローク特性可変エンジンが知られている（特許文献１を参照されたい）。
特開２００６−１７７１９２号公報

このようなストローク特性可変エンジンは、ピストンのストローク特性を変化させるためのリンク機構が複雑な上にコントロールシャフトを駆動するアクチュエータを要するため、特にクランクシャフトの軸端から見た幅寸法が在来のエンジンに比して大きくなりがちである。そのため、エンジンの出力を車輪に伝達する出力軸との干渉を避けてエンジンを搭載する都合上、エンジンルームが大数化してしまい、特にクランクシャフトを車幅方向に置く横置きエンジンのＦＦ車（フロントエンジン／フロントドライブ）の場合は、前輪を駆動するハーフシャフトとの干渉を避けてエンジンを搭載する都合上、エンジンルームのコンパクト化が困難であった。

本発明は、このような従来技術の問題点を解消すべく案出されたものであり、その主な目的は、スペース効率をより一層向上してエンジンルームのコンパクト化に寄与することのできるストローク特性可変エンジンを提供することにある。

このような課題を解決するために本発明は、ピストン５とクランクシャフト３との間の連動状態を変化させるべく、エンジン本体に支持されたコントロールシャフト９と、ピストンとクランクシャフトとコントロールシャフトとを連動連結する連結機構（アッパリンク７、ロワリンク８、コントロールリンク１３）と、コントロールシャフトを駆動するアクチュエータ１４とを有するストローク特性可変エンジン１において、エンジンの出力を車輪に伝達する出力軸（ドライブシャフト２２）との間にクランクシャフトを挟む位置に、コントロールシャフトを設けるもの（請求項１）とするか、あるいは、アクチュエータを設けるもの（請求項２）とした。
特に、コントロールシャフトと同じ側であり、且つ最低地上高を決定しているエンジン構成部材（オイルパン２３）よりも高い位置にアクチュエータを設けると良い（請求項３）。また当該エンジンを後傾エンジンとし、当該エンジンの前側における出力軸と同等の高さにアクチュエタを配置すると良い（請求項４）。

このような本発明の請求項１の構成によれば、エンジンの出力を車軸に伝達する出力軸とクランクシャフトとの間隔が大きくなることを抑制し得るので、エンジンルームの大型化を抑制できる。特に、横置きエンジンのＦＦ車における前輪を駆動する駆動シャフトとクランクシャフトとの間隔を在来のエンジンと同等にし得るので、トランスミッションの大型化やフロントオーバーハングの増大を抑制できる。また請求項２の構成によれば、これに加えて、アクチュエータの配置自由度が高まる。従って、エンジンルームのスペース効率が高まり、エンジンルームのコンパクト化を推進する上に大きな効果を奏することができる。
そして請求項３の構成によれば、最低地上高に影響を及ぼさないので、エンジンルームの大型化を抑制できると共に、アクチュエータの保護にも寄与し得る。しかも、シリンダブロックとオイルパンとの結合部や、エンジン本体とトランスミッションとの結合部など、エンジン本体における剛性の比較的高い部位にアクチュエータを取り付けることができる。
さらに請求項４の構成によれば、アクチュエータの配置スペースを容易に確保し得ると共に、配置自由度も向上し、しかも、アクチュエータの冷却性も向上する。

以下に添付の図面を参照して本発明について詳細に説明する。

図１は、本発明が適用されたストローク特性可変エンジンの一例としての圧縮比可変エンジンの側面図である。このエンジン１は、在来の直列多気筒エンジンと同様に、例えばシリンダブロックとクランクケースとの割り面などに設けられた軸受けにジャーナル部２が枢支されたクランクシャフト３と、クランクシャフト３の軸方向に沿って列設された複数のシリンダ４とを備えている。そしてシリンダ４に摺合したピストン５とジャーナル部２から偏心したクランクピン部６との間が、アッパリンク７とロワリンク８とで連結されている。

ロワリンク８は、概ね三角形をなし、その中間部がクランクピン部６に枢着されている。そしてロワリンク８の一端とピストン５とが、アッパリンク７で連結されている。

クランクシャフト３の前方且つ斜め下方には、コントロールシャフト９のジャーナル部１０が、例えばクランクケース１１内に設けられた軸受けに枢着されている。

このコントロールシャフト９には、クランクシャフト３のクランクピン部６と同様な偏心部１２が設けられており、この偏心部１２とロワリンク８の他端との間が、在来のエンジンにおけるピストンとクランクシャフトとを連結するコネクティングロッドと同一構成のコントロールリンク１３で連結されている。

コントロールシャフト９は、その一端に結合された油圧制御のアクチュエータ１４により、所定の角度範囲（略９０度）を回動駆動される。

アクチュエータ１４は、図２に示すように、回動中心を通る直径線上を径方向外向きに延びる一対のベーン１５と、各ベーン１５を受容する一対の油室１６とを備えており、油室１６内のベーン１５の周方向両側へポンプ１７で圧送する油の向きを電磁弁１８で切り替えることにより、その回転方向を変化させると共に、油室１６内に油圧を封入することにより、任意の角度にベーン１５（コントロールシャフト９）を保持し得るようにされている。

エンジン１のシリンダヘッド部１９の前側には、吸気系２０が結合され、シリンダヘッド部１９の後側には、排気系２１が結合されている。

次に、本発明装置の作動要領について説明する。エンジン１の負荷状態に応じてアクチュエータ１４を駆動し、アクチュエータ１４に接続されたコントロールシャフト９を回動させて偏心部１２を上下に変位させる。偏心部１２を下方に位置させると、コントロールリンク１３が引き下げられてロワリンク８がクランクシャフト３のクランクピン部６を中心にして時計回りに回動し、アッパリンク７が押し上げられてピストン５の上死点位置が高くなる。

この逆に、コントロールシャフト９の偏心部１２を上方に位置させると、コントロールリンク１３が押し上げられてロワリンク８がクランクピン部６を中心に反時計回りに回動し、アッパリンク７が引き下げられてピストン５の上死点位置が低くなる。

このようにして、コントロールシャフト９の回動によってコントロールリンク１３のエンジン本体に対する連結点を上下動させることにより、ロワリンク８の運動拘束条件が変化してピストン５の上死点位置を含むストローク特性が連続的に変化することで、エンジンの圧縮比あるいは排気量が任意に制御される。なお、このピストンストローク特性の可変機構自体は、既に公知の技術である（必要ならば、特許文献１などを参照されたい）。

このエンジン１は、コントロールシャフト９並びにそれを回動駆動するアクチュエータ１４を、エンジンの出力を車輪に伝達する出力軸としての前輪のドライブシャフト２２との間にクランクシャフト３を挟む位置に配置している。

またアクチュエータ１４は、トランスミッション（図示せず）が結合されるロアブロック等、剛性が比較的高く、しかもエンジンの最低地上高を決定している部材（例えばオイルパン２３）よりも高い部位に締結されている。これにより、最低地上高に影響を及ぼさずにアクチュエータ１４の取付剛性を確保するものとしている。

このように構成することにより、前輪を駆動するドライブシャフト２２とクランクシャフト３との間隔が在来のエンジンと同等になり、トランスミッションが大型化せず、フロントオーバーハングも増大せずに済む。またドライブシャフト２２がエンジン１の後方に配設されるのに対し、アクチュエータ１４はエンジン１の前方に配設されるので、走行風が十分に当たることとなり、冷却性の上で有利である。

なお本発明は、トランスファーから前輪に駆動力を伝達する出力軸（ドライブシャフト）がエンジンの側方に延在する４輪駆動車の縦置きエンジン等にも適用し得る。

本発明が適用されたエンジンの側面図である。 アクチュエータの油圧回路図である。

符号の説明

１ ストローク特性可変エンジン
３ クランクシャフト
５ ピストン
７ アッパリンク
８ ロワリンク
９ コントロールシャフト
１３ コントロールリンク
１４ アクチュエータ
２２ ドライブシャフト
２３ オイルパン

Claims (4)

1. ピストンとクランクシャフトとの間の連動状態を変化させるべく、エンジン本体に支持されたコントロールシャフトと、前記ピストンと前記クランクシャフトと前記コントロールシャフトとを連動連結する連結機構と、前記コントロールシャフトを駆動するアクチュエータとを有するストローク特性可変エンジンであって、
   前記コントロールシャフトが、エンジンの出力を車輪に伝達する出力軸との間に前記クランクシャフトを挟む位置に設けられることを特徴とするストローク特性可変エンジン。
2. ピストンとクランクシャフトとの間の連動状態を変化させるべく、エンジン本体に支持されたコントロールシャフトと、前記ピストンと前記クランクシャフトと前記コントロールシャフトとを連動連結する連結機構と、前記コントロールシャフトを駆動するアクチュエータとを有するストローク特性可変エンジンであって、
   前記アクチュエータが、エンジンの出力を車輪に伝達する出力軸との間に前記クランクシャフトを挟む位置に設けられることを特徴とするストローク特性可変エンジン。
3. 前記アクチュエータが、前記コントロールシャフトと同じ側であり、且つ最低地上高を決定しているエンジン構成部材よりも高い位置に設けられることを特徴とする請求項１若しくは２に記載のストローク特性可変エンジン。
4. 当該エンジンは後傾エンジンであり、前記アクチュエタは、当該エンジンの前側における前記出力軸と同等の高さに配設されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１つに記載のストローク特性可変エンジン。

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