JP2009041523A - 内燃機関 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 内燃機関(1)は、シリンダブロック(2)と、シリンダヘッド(3)と、クランクケース(4)と、圧縮比可変機構(5)と、を備えている。圧縮比可変機構(5)は、圧縮比の変更のために操作対象(2)を変位させるアクチュエータ(518)を備えている。この内燃機関(1)には、アクチュエータ(518)の動作による操作対象(2)の変位量に応じた出力を生じる変位量出力部(604、605)が設けられている。電気制御装置(601)は、変位量出力部(604、605)の出力に基づいて、内燃機関(1)を制御する。
【選択図】 図1
Description
図1は、本発明の第一の実施形態であるエンジン1の概略構成を示す図である。図2は、図1に示されているエンジン1の分解斜視図である。
図1及び図2を参照すると、シリンダブロック2は、略直方体状の部材であって、アルミニウム合金によって一体に形成されている。このシリンダブロック2の内部には、シリンダ21が形成されている。
図1を参照すると、シリンダブロック2の上端面には、シリンダヘッド3が接合されている。シリンダヘッド3は、アルミニウム合金によって一体に形成されている。
図1及び図2を参照すると、クランクケース4は、フレーム41を備えている。フレーム41は、平面視にて略矩形状の筒状部材であって、シリンダブロック2を囲むような形状に形成されている。すなわち、フレーム41の内部には、平面視にて略矩形状の空間であるシリンダブロック収容部41aが形成されている。このクランクケース4は、アルミニウム合金によって一体に形成されている。
図1及び図2を参照すると、一対の圧縮比可変機構5が、フレーム41の気筒配列方向ADに沿った両側壁及びその近傍に設けられている。一方の圧縮比可変機構5と、他方の圧縮比可変機構5とは、すべてのシリンダ21におけるシリンダ中心軸CCAが通る平面に関して、ほぼ対称に配置及び構成されている。
圧縮比可変機構5は、カムシャフト511の回転駆動によって、シリンダブロック2とクランクケース4とをシリンダ中心軸CCAに沿って相対的に移動(スライド)させ得るように構成されている。カムシャフト511は、機械構造用炭素鋼(S45C等)からなり、ジャーナル部511aと、円形カム部511bと、偏心シャフト511cと、ウォームホイール511dと、から構成されている。
図1ないし図3を参照すると、円形カム部511bは、ブロック側支持部512によって回転可能に支持されている。ブロック側支持部512は、ブロック状の部材であって、軸受鋼によって一体(シームレス)に形成されている。ブロック側支持部512には、軸受孔512aが形成されている。この軸受孔512aは、円形カム部511bの外径に対応する(円形カム部511bの表面511b1と摺動し得るような)内径を有する貫通孔である。
図2に示されているように、フレーム41には、複数のフレーム側支持部514が形成されている。各フレーム側支持部514は、開口部513に隣接するように設けられている。すなわち、複数のフレーム側支持部514が、各開口部513の両側に設けられ、且つ気筒配列方向ADに沿って配列されている。
再び図1を参照すると、圧縮比可変機構5は、制御シャフト517を備えている。
制御部6は、エンジン1の運転状態を制御し得るように構成されている。この制御部6は、電気制御装置(ECU)601と、クランクポジションセンサ602と、アクセル開度センサ603と、変位センサ604と、変位センサ605と、回転角センサ606と、を備えている。
以下、各図を参照しつつ、本実施形態の圧縮比可変機構5による圧縮比変更動作について説明する。
図5は、図1に示されている本実施形態のエンジン1における圧縮比取得動作を説明するためのグラフである。
図6は、図1に示されている本実施形態のエンジン1における圧縮比取得及び異常検出動作の一例を説明するためのフローチャートである。ECU601は、所定のタイミングで、圧縮比取得・異常検出ルーチン600を起動する。
以下、本実施形態の構成による効果について説明する。
図7は、本発明の第二の実施形態であるエンジン1’の概略構成を示す図である。
図8を参照すると、コンロッド43は、第一コンロッド43aと、第二コンロッド43bと、コンロッド結合ピン43cと、を備えている。
コントロールシャフト522は、略円柱状のシャフト状の部材である。このコントロールシャフト522は、後述するモータ523によって回転駆動されることで、第一コンロッド43aと第二コンロッド43bとの屈曲状態を、コントロールロッド521を介して変更し得るように構成されている。
図7及び図9を参照すると、コントロールシャフト522は、本発明のアクチュエータとしてのモータ523によって回転駆動されるように構成されている。
再び図7を参照すると、本実施形態における制御部6は、回転角センサ606及び607を備えている。回転角センサ606及び607も、圧縮比可変機構5’と同様に、気筒毎に設けられている。
かかる構成を有する本実施形態のエンジン1’においては、上述の第一の実施形態の場合と同様に、設定されるべき圧縮比が、運転状態に応じて決定される。そして、ECU601の制御下で、モータ523により、コントロールシャフト522が回転駆動される。
なお、上述の各実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の具体的構成例を単に例示したものにすぎないのであって、本発明はもとより上述の各実施形態によって何ら限定されるべきものではない。よって、上述の各実施形態に示された具体的構成に対して、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、種々の変形が施され得ることは、当然である。
22…ピストン 22a…ピストンピン 3…シリンダヘッド
4…クランクケース 41…フレーム 42…クランクシャフト
42a…クランクピン 43…コンロッド 43a…第一コンロッド
43a1…先端部 43b…第二コンロッド 43b1…基端部
43c…コンロッド結合ピン 43d…突出部 43e…ピン
5…圧縮比可変機構 511…カムシャフト 511a…ジャーナル部
511b…円形カム部 511c…偏心シャフト 511d…ウォームホイール
512…ブロック側支持部 513…開口部 514…フレーム側支持部
515…カバー部 517…制御シャフト 517a…ウォーム
517b…ウォーム 518…モータ
1’…エンジン
5’…圧縮比可変機構 521…コントロールロッド 521a…貫通孔
522…コントロールシャフト 522a…ジャーナル部 522b…第一連結部
522c…第二連結部 523…モータ
524…ウォームギヤ機構 524a…ウォーム
524b…ウォームホイール
6…制御部 601…ECU 604…変位センサ
605…変位センサ 606…回転角センサ 607…回転角センサ
608…変位センサ AD…気筒配列方向 CCA…シリンダ中心軸
Claims (6)
- 圧縮比を変更可能に構成された内燃機関において、
圧縮比の変更のために動作する、アクチュエータと、
前記アクチュエータの動作量に応じた出力を生じる、動作量出力部と、
前記アクチュエータの動作により、圧縮比を変更するように変位する、操作対象と、
前記操作対象の変位量に応じた出力を生じる、変位量出力部と、
を備えたことを特徴とする、内燃機関。 - 請求項1に記載の内燃機関において、
前記動作量出力部及び前記変位量出力部における出力に基づいて、現在の圧縮比を取得する、圧縮比取得部をさらに備えたことを特徴とする、内燃機関。 - 請求項1又は請求項2に記載の内燃機関において、
前記動作量出力部及び前記変位量出力部における出力に基づいて、圧縮比の設定に関する異常を判定する、異常判定部をさらに備えたことを特徴とする、内燃機関。 - 圧縮比を変更可能に構成された内燃機関において、
圧縮比の変更のために動作する、アクチュエータと、
前記アクチュエータの動作により、圧縮比を変更するように変位する、操作対象と、
前記操作対象の変位量に応じた出力を生じる、第一変位量出力部と、
前記第一変位量出力部とは別に、前記変位量に応じた出力を生じる、第二変位量出力部と、
を備えたことを特徴とする、内燃機関。 - 請求項5に記載の内燃機関において、
前記第一変位量出力部及び前記第二変位量出力部における出力に基づいて、現在の圧縮比を取得する、圧縮比取得部をさらに備えたことを特徴とする、内燃機関。 - 請求項5又は請求項6に記載の内燃機関において、
前記第一変位量出力部及び前記第二変位量出力部における出力に基づいて、圧縮比の設定に関する異常を判定する、異常判定部をさらに備えたことを特徴とする、内燃機関。
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