JP6028640B2

JP6028640B2 - 可変圧縮比内燃機関

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Publication number: JP6028640B2
Application number: JP2013058226A
Authority: JP
Inventors: 弘毅原
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2013-03-21
Filing date: 2013-03-21
Publication date: 2016-11-16
Anticipated expiration: 2033-03-21
Also published as: JP2014181666A

Description

本発明は可変圧縮比内燃機関に関する。

シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備え、可変圧縮比機構は、操作子と、操作子を移動させるための入力トルクを発生する入力アクチュエータと、入力アクチュエータから操作子に入力トルクを伝達すると共に操作子から入力アクチュエータへの逆入力トルクを遮断するために操作子と入力アクチュエータの出力軸との間に配置された逆入力遮断クラッチと、を備え、操作子が移動されることにより機械圧縮比が変更される、内燃機関が知られている。

また、固定部材と、入力アクチュエータに連結された入力部材と、操作子に連結された出力部材と、出力部材と固定部材との間でロック位置と非ロック位置との間を移動可能な楔部材と、を備え、楔部材がロック位置にあるときには出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動するのが阻止され、楔部材が非ロック位置にあるときには出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動するのが許容され、機械圧縮比を変更するために入力部材が逆入力トルクの作用方向に移動されると楔部材がロック位置から非ロック位置に移動され、入力部材が更に逆入力トルクの作用方向に移動されると入力部材が出力部材に係合して出力部材が操作子と共に移動されるようになっている、逆入力遮断クラッチも公知である（特許文献１参照）。

ところが、楔部材が非ロック位置にあるときに出力部材に比較的大きな逆入力トルクが作用して出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動されると、楔部材が再びロック位置に位置するおそれがある。更に、その後、楔部材が再び非ロック位置に移動されるおそれがある。その結果、楔部材がロック位置と非ロック位置との間で往復動するおそれがある。この場合、楔部材が非ロック位置及びロック位置に移動されるときに楔部材が固定部材、出力部材、又は入力部材に激しく衝突すると、好ましくない騒音及び振動が発生する。そこで、上述の特許文献１では、入力部材と出力部材との間に圧縮バネを配置し、これら入力部材及び出力部材間の相対移動を抑制するようにしている。

特開２００４−０１９７２６号公報

しかしながら、特許文献１では、入力部材及び出力部材間の相対移動が常に抑制されることになる。このため、機械圧縮比を変更すべく出力部材を移動させるために、大きな入力トルクが必要になるおそれがある。また、逆入力遮断クラッチの応答性、即ち入力トルクの入力に対する出力部材の移動の応答性が悪化するおそれもある。

本発明によれば、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備え、可変圧縮比機構は、操作子と、操作子を移動させるための入力トルクを発生する入力アクチュエータと、入力アクチュエータから操作子に入力トルクを伝達すると共に操作子から入力アクチュエータへの逆入力トルクを遮断するために操作子と入力アクチュエータの出力軸との間に配置された逆入力遮断クラッチと、を備え、操作子が移動されることにより機械圧縮比が変更され、逆入力遮断クラッチは、固定部材と、入力アクチュエータに連結された入力部材と、操作子に連結された出力部材と、出力部材と固定部材との間でロック位置と非ロック位置との間を移動可能な楔部材と、を備え、楔部材がロック位置にあるときには出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動するのが阻止され、楔部材が非ロック位置にあるときには出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動するのが許容され、機械圧縮比を変更するために入力部材が逆入力トルクの作用方向に移動されると楔部材がロック位置から非ロック位置に移動され、入力部材が更に逆入力トルクの作用方向に移動されると入力部材が出力部材に係合して出力部材が操作子と共に移動されるようになっている可変圧縮比内燃機関であって、シリンダブロックとクランクケースとの間にこれらシリンダブロック及びクランクケース間の相対移動を抑制可能な相対移動抑制器を設け、相対移動抑制器の作動及び停止を選択的に切り換えるようにした、可変圧縮比内燃機関が提供される。

入力トルクを小さく維持しかつ逆入力遮断クラッチの応答性を高く維持しつつ、好ましくない騒音及び振動を抑制することができる。

火花点火式内燃機関の全体図である。可変圧縮比機構の分解斜視図である。図解的に表した内燃機関の側面断面図である。可変圧縮比機構の部分拡大図である。逆入力遮断クラッチの部分断面図である。図５の線ＸＩ−ＸＩに沿ってみた部分断面図である。逆入力遮断クラッチの動作を説明する図である。逆入力遮断クラッチの動作を説明する図である。内燃機関の部分拡大断面図である。楔部材の再ロックを説明する図である。低負荷領域ＬＬＡ、中負荷領域ＭＬＡ、及び高負荷領域ＨＬＡを示す線図である。領域Ｘを示す線図である。リンク角を説明する図である。相対移動抑制制御を行うためのフローチャートである。

図１は本発明を火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。本発明を圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。

図１を参照すると、１はクランクケース、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は燃焼室５の頂面中央部に配置された点火栓、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示す。吸気ポート８は吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、各吸気枝管１１には夫々対応する吸気ポート８内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁１３が配置される。なお、燃料噴射弁１３は各吸気枝管１１に取付ける代りに各燃焼室５内に配置してもよい。

サージタンク１２は吸気ダクト１４を介してエアクリーナ１５に連結され、吸気ダクト１４内にはアクチュエータ１６によって駆動されるスロットル弁１７と例えば熱線を用いた吸入空気量検出器１８とが配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１９を介して例えば三元触媒を内蔵した触媒コンバータ２０に連結され、排気マニホルド１９内には空燃比センサ２１が配置される。

一方、図１に示される実施例ではクランクケース１とシリンダブロック２との連結部にクランクケース１とシリンダブロック２のシリンダ軸線方向の相対位置を変化させることにより内燃機関の機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構Ａが設けられている。なお、ピストンが圧縮上死点に位置するときの燃焼室の容積を燃焼室容積と称すると、機械圧縮比は圧縮行程時のピストンの行程容積と燃焼室容積のみから機械的に定まる値であって（燃焼室容積＋行程容積）／燃焼室容積で表される。

電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具備する。吸入空気量検出器１８の出力信号および空燃比センサ２１の出力信号は夫々対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続される。更にクランクケース１に対するシリンダブロック２の相対位置を検出する位置センサ４３が設けられ、位置センサ４３の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して点火栓６、燃料噴射弁１３、スロットル弁駆動用アクチュエータ１６、可変圧縮比機構Ａに接続される。

図２は図１に示す可変圧縮比機構Ａの分解斜視図を示しており、図３は図解的に表した内燃機関の側面断面図を示している。図２を参照すると、シリンダブロック２の両側壁の下方には互いに間隔を隔てた複数個の突出部５０が形成されており、各突出部５０内には夫々断面円形のカム挿入孔５１が形成されている。一方、クランクケース１の上壁面上には互いに間隔を隔てて夫々対応する突出部５０の間に嵌合せしめられる複数個の突出部５２が形成されており、これらの各突出部５２内にも夫々断面円形のカム挿入孔５３が形成されている。

可変圧縮比機構Ａは操作子を備える。図２に示される例では操作子は一対のカムシャフト５４，５５から構成され、各カムシャフト５４，５５上には一つおきに各カム挿入孔５１内に回転可能に挿入される円形カム５６が固定されている。これらの円形カム５６は各カムシャフト５４，５５の回転軸線と共軸をなす。一方、各円形カム５６間には図３においてハッチングで示すように各カムシャフト５４，５５の回転軸線に対して偏心配置された偏心軸５７が延びており、この偏心軸５７上に別の円形カム５８が偏心して回転可能に取付けられている。図２に示されるようにこれら円形カム５８は各円形カム５６間に配置されており、これら円形カム５８は対応する各カム挿入孔５３内に回転可能に挿入されている。

図３（Ａ）に示すような状態から各カムシャフト５４，５５上に固定された円形カム５６を図３（Ａ）において実線の矢印で示される如く互いに反対方向に回転させると偏心軸５７が下方中央に向けて移動するために円形カム５８がカム挿入孔５３内において図３（Ａ）の破線の矢印に示すように円形カム５６とは反対方向に回転し、図３（Ｂ）に示されるように偏心軸５７が下方中央まで移動すると円形カム５８の中心が偏心軸５７の下方へ移動する。

図３（Ａ）と図３（Ｂ）とを比較するとわかるようにクランクケース１とシリンダブロック２の相対位置は円形カム５６の中心と円形カム５８の中心との距離によって定まり、円形カム５６の中心と円形カム５８の中心との距離が大きくなるほどシリンダブロック２はクランクケース１から離れる。シリンダブロック２がクランクケース１から離れると燃焼室容積は増大し、従って各カムシャフト５４，５５を回転させることによって燃焼室容積ないし機械圧縮比を変更することができる。

図４に示されるようにカムシャフト５４，５５の端部には歯車５９，６０が夫々固定されている。可変圧縮比機構Ａは更に、カムシャフト５４，５５を回転させるための入力トルクを発生する入力アクチュエータ６１を備える。図４に示される実施例では入力アクチュエータ６１は電動モータから構成される。入力アクチュエータ６１の出力軸６１ｉは逆入力遮断クラッチ６２および歯車列６３を介して歯車５９に結合され、歯車５９は歯車列６４を介して歯車６０に結合される。従って、入力アクチュエータ６１が回転されると、カムシャフト５４，５５が夫々反対方向に回転される。この実施例では入力アクチュエータ６１を駆動することによって燃焼室容積ないし機械圧縮比を広い範囲に亘って変更することができる。なお、図１から図４に示される可変圧縮比機構Ａは一例を示すものであっていかなる形式の可変圧縮比機構でも用いることができる。なお、操作子が直線往復運動を行う可変圧縮比機構では、直線運動を回転運動に変換する機構を介して操作子が逆入力遮断クラッチに連結される。

逆入力遮断クラッチ６２は入力アクチュエータ６１からカムシャフト５４，５５に入力トルクを伝達すると共にカムシャフト５４，５５から入力アクチュエータ６１への逆入力トルクを遮断するためのものである。

図５および図６に示されるように逆入力遮断クラッチ６２は、例えば機関本体１に固定された円筒状の固定部材７０と、固定部材７０に対し軸線Ｌ回りに回転可能な入力部材７１と、固定部材７０に対し軸線Ｌ回りに回転可能な出力部材７２と、を備える。なお、図５において、符号７３はベアリングを示している。入力部材７１は入力アクチュエータ６１の出力軸６１ｉに連結され、出力部材７２は歯車列６３，６４を介してカムシャフト５４，５５に連結される。

固定部材７０の内周面と出力部材７２の外周面との間には環状のクリアランス７４が形成され、クリアランス７４内に楔部材７５が周方向にロック位置ＬＰと非ロック位置ＵＬＰとの間を移動可能に配置される。本発明による実施例では、楔部材７５は一対の楔部材７５Ｌ，７５Ｒから構成され、クリアランス７４内に周方向に等間隔に４対の楔部材が配置される。図５及び図６に示される実施例では各楔部材は円筒状コロから構成される。

図６に示されるように、固定部材７０の内周面は円筒面から構成される。一方、出力部材７２の外周面は、クリアランス７４にロック位置ＬＰ及び非ロック位置ＵＬＰが周方向に交互に設けられるように形成される。即ち、ロック位置ＬＰでは、出力部材７２の外周面が固定部材７０に向けて突出しており、クリアランス７４の半径方向幅が楔部材７５Ｌ，７５Ｒの直径よりも小さくなっている。その結果、楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰにあると楔部材７５Ｌが出力部材７２及び固定部材７０の両方に当接し、出力部材７２が方向ＤＲに回転するのが阻止される。同様に、楔部材７５Ｒがロック位置ＬＰにあると楔部材７５Ｒが出力部材７２及び固定部材７０の両方に当接し、出力部材７２が方向ＤＬに回転するのが阻止される。なお、楔部材７５Ｌ，７５Ｒ同士の間には圧縮バネ７６が設けられ、この圧縮バネ７６によって楔部材７５Ｌ，７５Ｒはそれぞれ対応するロック位置ＬＰに向けて付勢されている。

これに対し、非ロック位置ＵＬＰでは出力部材７２の外周面が固定部材７０から離れており、クリアランス７４の半径方向幅が楔部材７５Ｌ，７５Ｒの直径よりも大きくなっている。その結果、楔部材７５Ｌが非ロック位置ＵＬＰにあると、出力部材７２が方向ＤＲに回転するのが許容される。同様に、楔部材７５Ｒが非ロック位置ＵＬＰにあると出力部材７２が方向ＤＬに回転するのが許容される。なお、楔部材７５Ｒがロック位置ＬＰにあっても出力部材７２が方向ＤＲに回転するのが許容されており、楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰにあっても出力部材７２が方向ＤＬに回転するのが許容されている。

更に、入力部材７１には当接部分７７が一体的に形成され、この当接部分７７はクリアランス７４内に位置している。その結果、入力部材７１が回転されると当接部分７７が楔部材７５Ｌ，７５Ｒに当接することができる。図６に示される中立状態において、楔部材７５Ｌ，７５Ｒと当接部分７７との間には周方向の遊び７８が設けられる。

また、入力部材７１には凸状部分７９が一体的に形成され、出力部材７２には凹状部分８０が一体的に形成され、凸状部分７９が凹状部分８０内に収容される。その結果、入力部材７１が回転されると凸状部分７８が別の実施例では、入力部材７１に凹状部分が形成され、出力部材７２に凸状部分が形成される。図６に示される中立状態において、凸状部分７９と凹状部分８０の内壁面との間には周方向の遊び８１が設けられる。遊び８１は遊び７８よりも大きく設定される。

本発明による実施例では、出力部材７２が方向ＤＲに回転されると、シリンダブロック２がクランクケース１から離れる方向に移動され、従って機械圧縮比が低下される。また、出力部材７２が方向ＤＬに回転されると、シリンダブロック２がクランクケース１に近づく方向に移動され、従って機械圧縮比が増大される。一方、燃焼圧による逆入力トルクが方向ＤＲに出力部材７２に作用する。また、シリンダブロック２の自重による逆入力トルクが方向ＤＬに出力部材７２に作用する。

図６は機械圧縮比を維持すべき状態を示している。この状態では楔部材７５Ｌ，７５Ｒは圧縮バネ７６によりそれぞれのロック位置ＬＰに保持される。その結果、カムシャフト５４，５５から出力部材７２に方向ＤＲの逆入力トルクが作用したとしても、楔部材７５Ｌによって出力部材７２が回転するのが阻止され、従って入力部材７１が方向ＤＲに回転されるのが阻止される。また、出力部材７２に方向ＤＬの逆入力トルクが作用したとしても、楔部材７５Ｒによって出力部材７２が方向ＤＬに回転するのが阻止され、従って入力部材７１が回転されるのが阻止される。

機械圧縮比を低下させるべきときには、入力アクチュエータ６１により入力部材７１が方向ＤＲに回転される。その結果、図７に示されるように、当接部分７７が楔部材７５Ｌに当接し、楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰから非ロック位置ＵＬＰに移動される。なお、遊び８１が遊び７８よりも大きいので、このとき凸状部分７９は凹状部分８０に係合していない。

入力部材７１が方向ＤＲに更に回転されると、図８に示されるように凸状部分７９が凹状部分８０に係合する。その結果、入力部材７１からの入力トルクが出力部材７２に伝達され、従って出力部材７２が方向ＤＲに回転される。

次いで、入力アクチュエータ６１が作動停止されると、圧縮バネ７６により楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰまで戻される。

機械圧縮比を増大させるべきときには、入力アクチュエータ６１により入力部材７１が方向ＤＬに回転される。その結果、当接部分７７が楔部材７５Ｒに当接し、楔部材７５Ｒがロック位置ＬＰから非ロック位置ＵＬＰに移動される。入力部材７１が方向ＤＬに更に回転されると、凸状部分７９が凹状部分８０に係合する。その結果、入力部材７１からの入力トルクが出力部材７２に伝達され、従って出力部材７２が方向ＤＬに回転される。次いで、入力アクチュエータ６１が作動停止されると、圧縮バネ７６により楔部材７５Ｒがロック位置ＬＰまで戻される。

さて、本発明による実施例では更に、図９に示されるように、クランクケース１とシリンダブロック２との間にこれらクランクケース１及びシリンダブロック２間の相対移動を抑制可能な相対移動抑制器９０が設けられる。

図９に示される実施例では、相対移動抑制器９０は軸線方向に伸長可能な油圧アクチュエータから構成される。相対移動抑制器９０が作動されると、即ち軸線方向に伸長されると、相対移動抑制器９０とクランクケース１及びシリンダブロック２との間の摩擦力が増大され、従ってクランクケース１及びシリンダブロック２間の相対移動が抑制される。これに対し、相対移動抑制器９０が作動停止されると、即ち軸線方向に収縮されると、相対移動抑制器９０とクランクケース１及びシリンダブロック２との間の摩擦力が低減され、従ってクランクケース１及びシリンダブロック２間の相対移動が容易に行われる。この場合、相対移動抑制器９０はシリンダブロック２をガイドする機能も有する。なお、図９において符号９１はクランクケース１とシリンダブロック２との間に配置された圧縮バネを示している。

さて、図７及び図８に示されるように楔部材７５Ｌが非ロック位置ＵＬＰにあるときには、出力部材７２は燃焼圧による逆入力トルクの作用方向ＤＲに回転可能になっている。このとき、出力部材７２に逆入力トルクが方向ＤＲに作用すると、図１０に示されるように出力部材７２が方向ＤＲに回転し、楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰに位置するおそれがある。次いで、当接部分７７により楔部材７５Ｌが非ロック位置ＵＬＰに移動されるおそれもある。その結果、楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰと非ロック位置ＵＬＰとの間を往復動するおそれがある。この場合、楔部材７５Ｌがロック位置ＬＰ及び非ロック位置ＵＬＰに移動されるときに固定部材７０、入力部材７１の当接部分７７、又は出力部材７２に激しく衝突すると、好ましくない騒音及び振動が発生するおそれがある。

そこで本発明による実施例では、楔部材７５Ｌによる騒音又は振動が問題となるときに相対移動抑制器９０を作動させ、クランクケース１及びシリンダブロック２間の相対移動を抑制している。その結果、燃焼圧による逆入力トルクがクランクケース１及びシリンダブロック２に作用しても、これらクランクケース１及びシリンダブロック２間の相対移動が抑制されるので、出力部材７２が方向ＤＲに回転するのが抑制される。従って、楔部材７５Ｌが再びロック位置ＬＰに位置するのが抑制され、あるいは、楔部材７５Ｌが固定部材７０、入力部材７１の当接部分７７、又は出力部材７２に激しく衝突するのが阻止される。従って、好ましくない騒音及び振動を抑制することができる。

本発明による実施例では、図１１に示されるように、機関負荷率ＫＬ及び機関回転数Ｎｅにより定まる機関運転状態が低負荷領域ＬＬＡ、中負荷領域ＭＬＡ、高負荷領域ＨＬＡに区画されている。低負荷領域ＬＬＡでは機関負荷率ＫＬがあらかじめ定められた第１の設定負荷率ＫＬ１よりも低い。中負荷領域ＭＬＡでは機関負荷率ＫＬが第１の設定負荷率ＫＬ１よりも高くかつあらかじめ定められた第２の設定負荷率ＫＬ２（＞ＫＬ１）よりも低い。高負荷領域ＨＬＡでは機関負荷率ＫＬが第２の設定負荷率ＫＬ２よりも高い。図１１に示される例では、第１の設定負荷率ＫＬ１は機関回転数Ｎｅによらずほぼ一定であり、第２の設定負荷率ＫＬ２は機関回転数Ｎｅが高くなるにつれて低くなる。なお、機関負荷率ＫＬは全負荷に対する機関負荷の割合をいう。

機関運転状態が低負荷領域ＬＬＡ内にあるときには、燃焼圧による逆入力トルクが比較的小さいので、楔部材７５Ｌにより発生しうる騒音及び振動は比較的小さい。また、機関運転状態が高負荷領域ＨＬＡ内にあるときには機関運転による騒音及び振動に比べて楔部材７５Ｌにより発生しうる騒音及び振動は比較的小さい。

一方、図１２は、機関運転状態を維持しながら、カムシャフト５４，５５の円形カム５６，５８および偏心軸５７により形成されるリンク（図２）のリンク角θを０度から１８０度まで増大させたときの、出力部材７２に作用する逆入力トルクＴＱＲの変化を示している。ここで、リンク角θは図１３に示されるように円形カム５６即ちシリンダブロック２の移動軸線と、円形カム５６の回転軸線から偏心軸５７に向かう線分とのなす角であり、θ＝０のときにシリンダブロック２は最下位置にあり、θ＝１８０のときにシリンダブロック２は最上位置にある。なお、位置センサ４３（図１）により検出されるクランクケース１に対するシリンダブロック２の相対位置はリンク角θを表している。

図１２に示されるように、リンク角θが領域Ｘ内にあると逆入力トルクＴＲＱが許容上限ＴＱＲＵよりも高くなる。これに対し、リンク角θが領域Ｘ外にあると逆入力トルクＴＲＱが許容上限ＴＱＲＵよりも低くなる。

そこで本発明による実施例では、機関運転状態が中負荷領域ＭＬＡ内にありかつリンク角θが領域Ｘ内にあるときに相対移動抑制器９０が作動される。その結果、楔部材７５Ｌによる騒音及び振動を抑制することができる。

これに対し、機関運転状態が低負荷領域ＬＬＡ内又は高負荷領域ＨＬＡ内にあるとき、又は機関運転状態が中負荷領域ＭＬＡ内にあってもリンク角θが領域Ｘ外にあるときには相対移動抑制器９０が作動停止される。その結果、機械圧縮比を変更すべく出力部材７２を移動させるために、大きな入力トルクを必要としない。また、逆入力遮断クラッチ６２の応答性、即ち入力トルクの入力に対する出力部材７２の移動の応答性が高く維持される。

このように、本発明による実施例では、相対移動抑制器９０の作動及び停止が選択的に切り換えられ、即ち相対移動抑制器９０が常時作動されない。

図１４は相対移動抑制制御を実行するルーチンを示している。このルーチンは一定時間ごとの割り込みによって実行される。

図１４を参照すると、ステップ１０１では機械圧縮比εを低下すべきか否かが判別される。機械圧縮比εを低下すべきときには次いでステップ１０２に進み、機関運転状態が図１１に示される中負荷領域ＭＬＡ内にあるか否かが判別される。機関運転状態が中負荷領域ＭＬＡ内にあるときには次いでステップ１０３に進み、リンク角θが図１２に示される領域Ｘ内にあるか否かが判別される。リンク角θが領域Ｘ内にあるときには次いでステップ１０４に進み、相対移動抑制器９０が作動される。これに対し、ステップ１０１において機械圧縮比εを低下すべきでないとき、ステップ１０２において機関運転状態が中負荷領域ＭＬＡ外にあるとき、又はステップ１０３においてリンク角θが領域Ｘ外にあるときには次いでステップ１０５に進み、相対移動抑制器９０が作動停止される。

本発明による別の実施例では、図１４のフローチャートにおけるステップ１０２が省略される。即ち、機関運転状態に関わらず、リンク角θが領域Ｘ内にあるときに相対移動抑制器９０が作動される。本発明による更に別の実施例では、図１４のフローチャートにおけるステップ１０３が省略される。即ち、リンク角θに関わらず、機関運転状態が中負荷領域ＭＬＡ内にあるときに相対移動抑制器９０が作動される。

更に、本発明による第１の変更例では、機関運転状態が低負荷領域ＬＬＡ外にあるときに相対移動抑制器９０が作動され、機関運転状態が低負荷領域ＬＬＡ内にあるときに相対移動抑制器９０が作動停止される。本発明による第２の変更例では、機関運転状態が高負荷領域ＨＬＡ外にあるときに相対移動抑制器９０が作動され、機関運転状態が高負荷領域ＨＬＡ内にあるときに相対移動抑制器９０が作動停止される。

これまでの説明では、機械圧縮比を変更するために出力部材７２が方向ＤＲに回転されるときに逆入力トルクが方向ＤＲに作用する場合に相対移動抑制制御が行われる。しかしながら、機械圧縮比を変更するために出力部材７２が方向ＤＬに回転されるときに逆入力トルクが方向ＤＬに作用する場合についても同様に相対移動抑制制御を行うことができる。

１クランクケース
２シリンダブロック
４ピストン
５燃焼室
Ａ可変圧縮比機構
６１入力アクチュエータ
６２逆入力遮断クラッチ
７０固定部材
７１入力部材
７２出力部材
７４クリアランス
７５楔部材
９０相対移動抑制器
ＬＰロック位置
ＵＬＰ非ロック位置

Claims

シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させることにより機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備え、可変圧縮比機構は、操作子と、操作子を移動させるための入力トルクを発生する入力アクチュエータと、入力アクチュエータから操作子に入力トルクを伝達すると共に操作子から入力アクチュエータへの逆入力トルクを遮断するために操作子と入力アクチュエータの出力軸との間に配置された逆入力遮断クラッチと、を備え、操作子が移動されることにより機械圧縮比が変更され、逆入力遮断クラッチは、固定部材と、入力アクチュエータに連結された入力部材と、操作子に連結された出力部材と、出力部材と固定部材との間でロック位置と非ロック位置との間を移動可能な楔部材と、を備え、楔部材がロック位置にあるときには出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動するのが阻止され、楔部材が非ロック位置にあるときには出力部材が逆入力トルクの作用方向に移動するのが許容され、機械圧縮比を変更するために入力部材が逆入力トルクの作用方向に移動されると楔部材がロック位置から非ロック位置に移動され、入力部材が更に逆入力トルクの作用方向に移動されると入力部材が出力部材に係合して出力部材が操作子と共に移動されるようになっている可変圧縮比内燃機関であって、シリンダブロックとクランクケースとの間にこれらシリンダブロック及びクランクケース間の相対移動を抑制可能な相対移動抑制器を設け、相対移動抑制器の作動及び停止を選択的に切り換えるようにした、可変圧縮比内燃機関。
機関運転状態が中負荷領域内にあるときに相対移動抑制器が作動され、機関運転状態が中負荷領域外にあるときに相対移動抑制器が作動停止される、請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。
逆入力トルクが許容上限値よりも高いときに相対移動抑制器が作動され、逆入力トルクが許容上限値よりも低いときに相対移動抑制器が作動停止される、請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関。