KR101849064B1 - 가변 압축비 내연 기관 및 그의 학습 방법 - Google Patents

Abstract

제어축(14)의 회전 위치에 따라서 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구(10)와, 제어축(14)의 회전 위치를 변경·유지하는 구동 모터(20)를 수용하는 하우징(22)을 구비한다. 제어축(14)과 연동하여 작동하는 제1 가동부(51)를 제1 스토퍼(52)에 맞대어, 제어축(14)의 제1 회전 방향(R1)으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 제어축(14)의 기준 위치를 학습한다. 이 제1 스토퍼(52)를 기관 본체의 외측에 설치한다. 그 후, 제2 스토퍼에 의해 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 제어축의 최대 변환 각도 범위를 학습한다.

Description

가변 압축비 내연 기관 및 그의 학습 방법

본 발명은 가변 압축비 기구를 구비한 내연 기관에 관한 것으로, 특히 제어축의 기준 위치의 학습에 관한 것이다.

특허문헌 1에는, 제어축의 회전 위치에 따라서 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구를 구비한 가변 압축비 내연 기관에 있어서, 제어축의 기준 위치를 학습하는 기술이 개시되어 있다. 구체적으로는, 크랭크 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 크랭크 베어링부에 설치된 스토퍼에, 제어축과 함께 작동하는 가동부를 맞댄 상태에서, 압축비 센서의 출력 신호에 기초하여 기준 위치를 학습하고 있다.

또한, 특허문헌 2에는, 제1 제어축의 회전 위치에 따라서 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구를 구비한 가변 압축비 내연 기관에 있어서, 제2 제어축의 일부를 하우징에 설치한 스토퍼에 맞대어, 제어축 각도의 기준 위치를 검출하는 것이 개시되어 있다.

일본 특허 공개 제2006-226133호 공보 일본 특허 공개 제2011-169152호 공보

그러나, 특허문헌 1에 있어서는, 크랭크 베어링부의 주위에는 크랭크 샤프트와 함께 회전하는 크랭크 핀이나 카운터 웨이트 등의 회전 부품이 존재하기 때문에, 레이아웃적인 제약이 엄격하고, 크랭크 베어링부에 설치된 스토퍼의 강도·강성을 충분히 확보하는 것은 곤란하다. 이로 인해, 제어축과 연동하여 작동하는 가동부를 스토퍼에 맞댈 때에, 속도를 약화시키는 등에 의해 토크를 제한할 필요가 발생하여, 기준 위치의 학습에 요하는 시간이 증대한다고 하는 문제가 있다.

또한, 특허문헌 2에 있어서는, 스토퍼를 설치하는 하우징이 실린더 블록 외측에 있고, 스토퍼와 피스톤 사이에 많은 링크 부품이 개재하고 있기 때문에, 기준 위치의 정밀도에 과제가 있었다.

또한, 제어축의 기준 위치의 학습에 있어서는, 제어축의 한쪽의 회전 방향에서의 최대 회전 위치뿐만 아니라, 역회전 방향에서의 최대 회전 위치에서도 실시할 필요가 있다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것이고, 기준 위치의 학습 정밀도를 저하시키지 않고, 학습에 요하는 시간을 단축하는 것을 목적으로 하고 있다.

제어축의 회전 위치에 따라서 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구와, 상기 제어축의 회전 위치를 변경·유지하는 구동 모터와, 기관 본체의 외측에 설치되고, 상기 제어축과 연동하여 작동하는 제1 가동부가 접촉함으로써, 상기 제어축의 제1 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제1 스토퍼와, 상기 기관 본체의 내측에 설치되고, 상기 제어축과 연동하여 작동하는 제2 가동부가 접촉함으로써, 상기 제1 회전 방향과는 역방향인 상기 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제2 스토퍼를 갖고, 상기 제1 스토퍼에 의해 상기 제어축의 제1 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 상기 제어축의 기준 위치를 학습하고, 그 후, 상기 제2 스토퍼에 의해 상기 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 상기 제어축의 최대 변환 각도 범위를 학습한다.

기관 본체의 외측에 제1 스토퍼를 설치함으로써, 이 제1 스토퍼를 기관 본체의 내측에 설치하는 경우에 비하여, 레이아웃적인 제약이 적은 점에서, 강도·강성의 확보가 용이하게 된다. 따라서, 제1 스토퍼를 견고하게 설치할 수 있고, 이 제1 스토퍼에 제어축의 제1 가동부를 맞댈 때의 토크를 제한하기 위하여 속도를 약화시키는 등의 필요가 없다. 이 결과, 기준 위치의 학습 정밀도를 저하시키지 않고, 학습에 요하는 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다. 또한, 제1 회전 방향과는 역방향인 제2 회전 방향의 측에 위치하는 제2 스토퍼에 의해 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 제어축의 최대 변환 각도 범위를 학습하는 구성으로 함으로써, 제어축 센서의 변동을 더욱 확실하게 배제하고, 기관 압축비의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 그리고, 기관 본체의 내측에 제2 스토퍼를 설치함으로써, 이 제2 스토퍼를 기관 본체의 외측에 설치하는 경우에 비하여, 제2 스토퍼와 피스톤 사이에 개재시키는 링크 부품이 적어도 되어, 기준 위치의 학습 정밀도를 향상시킬 수 있다.

본 발명에 따르면, 기준 위치의 학습 정밀도를 저하시키지 않고, 학습에 요하는 시간을 단축할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 일 실시예에 관한 가변 압축비 기구를 도시하는 구성도.
도 2는, 상기 가변 압축비 기구를 구비한 가변 압축비 내연 기관의 일부를 도시하는 사시도.
도 3은, 제1 가동부와 하우징에 설치된 제1 스토퍼를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 4는, 제2 가동부와 크랭크 베어링부에 설치된 제2 스토퍼를 모식적으로 도시하는 설명도.
도 5는, 본 실시예의 관계되는 학습 제어의 흐름을 나타내는 흐름도.
도 6은, 본 실시예의 관계되는 학습 제어 시의 동작을 나타내는 타이밍 차트.
도 7은, 기관 압축비와 연결 기구의 감속비와의 관계를 도시하는 설명도.
도 8은, 본 실시예와 비교예와의 학습 시간의 상이를 설명하기 위한 타이밍 차트.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 관한 복링크식 피스톤-크랭크 기구를 이용한 가변 압축비 기구에 대하여 설명한다. 또한, 이 기구는 상기의 일본 특허 공개 제2006-226133호 공보 등에도 기재와 같이 공지이므로, 간단한 설명에 그친다.

내연 기관의 기관 본체의 일부를 구성하는 실린더 블록(1)에는, 각 기통의 피스톤(3)이 실린더(2) 내에 미끄럼 이동 가능하게 감합하고 있음과 함께, 크랭크 샤프트(4)가 회전 가능하게 지지되어 있다. 가변 압축비 기구(10)는, 크랭크 샤프트(4)의 크랭크 핀(5)에 회전 가능하게 설치되는 로어 링크(11)와, 이 로어링크(11)와 피스톤(3)을 연결하는 업퍼 링크(12)와, 실린더 블록(1) 등의 기관 본체측에 회전 가능하게 지지되는 제어축(14)과, 이 제어축(14)에 편심되어서 설치된 제어 편심축부(15)와, 이 제어 편심축부(15)와 로어 링크(11)를 연결하는 제어 링크(13)를 갖고 있다. 피스톤(3)과 업퍼 링크(12)의 상단은 피스톤 핀(16)을 개재하여 상대 회전 가능하게 연결되고, 업퍼 링크(12)의 하단과 로어 링크(11)는 제1 연결 핀(17)을 개재하여 상대 회전 가능하게 연결되고, 제어 링크(13)의 상단과 로어 링크(11)는 제2 연결 핀(18)을 개재하여 상대 회전 가능하게 연결되고, 제어 링크(13)의 하단은 상기의 제어 편심 축부(15)에 회전 가능하게 설치되어 있다.

제어축(14)에는, 연결 기구(21)를 개재하여 구동 모터(20)(도 2 등 참조)가 연결되어 있고, 이 구동 모터(20)에 의해 제어축(14)의 회전 위치를 변경·유지함으로써, 로어 링크(11)의 자세 변화를 수반하여, 피스톤 상사점 위치나 피스톤 하사점 위치를 포함하는 피스톤 스트로크 특성이 변화하여, 기관 압축비가 변화한다. 따라서, 제어부(40)에 의해 구동 모터(20)를 구동 제어함으로써, 기관 운전 상태에 따라서 기관 압축비를 제어할 수 있다.

제어부(40)는, 기관 압축비에 대응하는 제어축(14)의 회전 위치를 검출하는 제어축 센서(41) 외에, 내연 기관의 유온을 검출하는 유온 센서(42)나 흡기 온도를 검출하는 흡기온 센서(43) 등의 각종 센서 접속되어 있고, 이들 센서의 출력 신호에 기초하여, 연료 분사 제어나 점화 시기 제어 등의 각종 기관 제어를 실행한다. 예를 들어, 제어축 센서(41)의 출력 신호에 기초하여, 기관 압축비를 목표 압축비의 근방에 유지하도록 구동 모터(20)를 피드백 제어한다.

실린더 블록(1)의 하방에 고정되어, 기관 본체의 일부를 구성하는 오일 팬 업퍼(6A)의 흡기측의 측벽(7)의 외측에는, 연결 기구(21)의 일부를 수용하는 하우징(22)과, 이 하우징(22)에 설치되는 구동 모터(20)가 기관 전후 방향을 따르도록 배치되어 있다. 즉, 하우징(22)을 개재하여 구동 모터(20)가 기관 본체로서의 실린더 블록(1)에 설치되어 있다.

도 1, 도 2에 도시한 바와 같이, 기관 본체 내부에 배치되는 제어축(14)과, 하우징(22) 내에 배치되는 연결 기구(21)의 보조 샤프트(30)와는, 레버(31)에 의해 연결되어 있다. 또한, 이 실시예에서는 보조 샤프트(30)를 감속기(도시 생략)의 출력축과 일체적으로 구성하고 있지만, 보조 샤프트(30)를 감속기의 출력축과 별체의 구성으로 하여, 양자가 일체적으로 회전하는 구조로 해도 된다.

레버(31)의 일단부와, 제어축(14)의 축방향 중앙부로부터 직경 방향 외측으로 연장되는 아암(32)의 선단과는, 제3 연결 핀(33)을 개재하여 상대 회전 가능하게 연결되어 있고, 레버(31)의 타단부와 보조 샤프트(30)는 제4 연결 핀(35)을 개재하여 상대 회전 가능하게 연결되어 있다. 또한, 도 2에서는, 제4 연결 핀(35)을 생략하고, 이 제4 연결 핀(35)이 감합하는 보조 샤프트(30)의 핀 연결 구멍(35A)이 그려져 있다. 오일 팬 업퍼(6A)의 흡기측의 측벽(7)에는, 상기의 레버(31)가 삽입 관통하는 슬릿 형상의 연통 구멍이 관통 형성되어 있다.

연결 기구(21)에는, 구동 모터(20)의 출력을 감속하여 제어축(14)측으로 전달하는 감속기가 설치되어 있다. 감속기로서는, 큰 감속비가 얻어지는 파동 기어 장치나 사이클론 감속기 등이 사용된다. 또한, 레버(31), 아암(32) 등을 포함한 링크 구조에 의한 감속비는, 제어축(14)의 회전 위치에 따라서 변화하도록 구성되어 있다. 즉, 제어축(14)을 회전하면 기관 압축비가 변화함과 함께, 아암(32) 및 레버(31)의 자세가 변화하는 점에서, 구동 모터(20)로부터 제어축(14)으로의 회전 동력 전달 경로의 감속비도 변화하는 것이 된다. 구체적으로는, 도 7에 도시한 바와 같이, 기본적으로는 제어축(14)이 저압축비 방향으로 회전하면 구동 모터(20)로부터 제어축(14)으로의 회전 동력 전달 경로의 감속비가 높아지도록 구성되어 있고, 또한, 최대 압축비의 근방에서는, 제어축(14)이 고압축비 방향으로 회전하면 감속비가 높아지도록 구성되어 있다.

도 3에 도시한 바와 같이, 제어축(14)과 연동하여 작동하는 보조 샤프트(30)에는, 축방향으로 부채 형상으로 돌출된 제1 가동부(51)가 일체적으로 설치되어 있다. 그리고, 연결 기구(21)의 일부를 수용하는 하우징(22)에는, 제1 가동부(51)가 접촉함으로써, 제어축(14)의 저압축비 방향인 제1 회전 방향 R1(도 4 참조)로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제1 스토퍼(52)가 설치되어 있다.

또한, 도 4에 도시한 바와 같이, 크랭크 베어링부로서의 베어링캡(53)과 보조캡(54)은, 복수개의 볼트(55, 56)에 의해 기관 본체로서의 실린더 블록(1)의 벌크 헤드(57)에 공체결 고정되어 있고, 베어링캡(53)과 벌크 헤드(57) 사이에 크랭크 샤프트(4)의 메인 저널부(4A)가 회전 가능하게 지지되고, 베어링캡(53)과 보조캡(54) 사이에 제어축(14)의 저널부가 회전 가능하게 지지되어 있다. 제어축(14)에는, 직경 방향 외측으로 돌출된 제2 가동부(58)가 설치되고, 이 제2 가동부(58)는 제어축(14)과 일체적으로 작동한다. 베어링캡(53)의 일측면에는, 제2 가동부(58)과 접촉가능하도록 제어축(14)의 축방향으로 돌출된 제2 스토퍼(59)가 일체적으로 설치되어 있다. 이 제2 스토퍼(59)에 제2 가동부(58)가 접촉함으로써, 제어축(14)의 고압축비 방향인 제2 회전 방향 R2로의 최대 회전 위치가 기계적으로 규제된다.

이어서, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 실시예의 기준 위치 학습 제어에 대하여 설명한다. 또한, 이 기준 위치 학습 제어는, 예를 들어 내연 기관의 조립 공장 내에서 내연 기관의 조립 후에 한번 실행되지만, 필요에 따라 기관 운전 중에 실행하는 것도 가능하다.

우선, 스텝 S11에 있어서, 구동 모터(20)에 의해 제어축(14)을 저압축비 방향인 제1 회전 방향 R1로 회전 구동한다. 도 6의 시각 t1 내지 t2가, 제어축(14)이 저압축비 방향으로 회전·이행하고 있는 상태를 나타내고 있다. 이때, 제어축(14)의 회전 속도는 제한되어 있지 않고, 제어축(14)이 최대 속도로 회전하도록, 구동 모터(20)가 토크 제한되는 일 없이 제어축(14)을 회전 구동한다.

스텝 S12에서는, 제1 가동부(51)가 제1 스토퍼(52)에 맞닿아, 제어축(14)이 제1 회전 방향 R1로의 최대 회전 위치에 유지되어 있는 상태인지의 여부를 판정한다. 이 판정은, 예를 들어 간이적으로 제어축(14)의 제1 회전 방향 R1로의 구동 개시로부터 일정 시간이 경과했는지의 여부에 의해 판정되고, 또는 상술한 제어축 센서(41)의 검출 신호에 기초하여 판정하도록 해도 된다.

제1 가동부(51)가 제1 스토퍼(52)에 맞닿아 제어축(14)이 제1 회전 방향 R1로의 최대 회전 위치에 유지되어 있는 상태라고 판정되면, 스텝 S12로부터 스텝 S13에 진행하여, 제어축 센서(41)의 검출 신호에 기초하여, 기준 위치 학습 제어를 실시한다(도 6의 시각 t2 내지 t3). 이와 같이, 이 제어축(14)의 회전 위치가 제1 스토퍼(52)에 의해 기계적으로 규제되어 있는 위치에서 제어축 센서(41)의 검출 신호를 학습·보정함으로써, 제어축 센서(41)의 변동을 배제하고, 기관 압축비의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

기준 위치 학습 제어를 종료하면, 스텝 S14에 있어서, 제1 회전 방향 R1과는 역방향인 고압축비 방향인 제2 회전 방향 R2로 제어축(14)을 회전 구동한다. 이 고압축비 방향으로의 이행 기간의 전반(도 6의 시각 t3 내지 t4)에서는, 제어축(14)의 목표 회전 속도는 제한되어 있지 않고, 제어축(14)이 최대 속도로 회전하도록, 구동 모터(20)가 토크 제한되는 일 없이 제어축(14)을 회전 구동한다.

스텝 S15에서는, 고압축비 이행 기간의 후반이 되는 속도 전환 포인트(도 6의 시각 t4)가 된 것인지 여부를 판정한다. 이 판정은, 예를 들어 간이적으로 고압축비 이행 기간의 개시로부터 일정 시간이 경과했는지의 여부에 의해 판정되고, 또는 상술한 제어축 센서(41)의 검출 신호에 기초하여 판정하도록 해도 된다.

속도 전환 포인트에 도달하고, 즉 압축비 이행 기간의 후반(도 6의 시각 t4 내지 t5)으로 이행하면, 스텝 S15로부터 스텝 S16으로 진행하여, 제어축(14)의 회전 속도를 제한하도록, 구동 모터(20)의 구동 토크(목표 회전 속도)를 제한한다. 이에 의해, 제어축(14)의 회전 속도가 제한된 상태에서, 제어축(14)이 고압축비측인 제2 회전 방향 R2로 회전한다.

스텝 S17에서는, 제2 가동부(58)가 제2 스토퍼(59)에 맞닿아 제어축(14)이 제2 회전 방향 R2로의 최대 회전 위치에 유지되어 있는 상태인지의 여부를 판정한다. 제2 가동부(58)가 제2 스토퍼(59)에 맞닿아 제어축(14)이 제2 회전 방향 R2로의 최대 회전 위치에 유지되어 있는 상태라면, 스텝 S17로부터 스텝 S18로 진행하여, 제2 스토퍼(59)에 의해 제어축(14)의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 제어축 센서(41)의 검출 신호에 기초하여, 제어축(14)의 최대 변환 각도 범위의 학습 제어를 실시한다(도 6의 시각 t5 내지 t6). 이와 같이, 제어축(14)의 회전 위치가 제2 스토퍼(59)에 의해 기계적으로 규제되어 있는 위치에서 제어축 센서(41)의 검출 신호를 학습·보정함으로써, 제어축 센서(41)의 변동을 더욱 확실하게 배제하고, 기관 압축비의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다.

이러한 본 실시예에 의한 특징적인 구성 및 작용 효과에 대해서, 이하에 열기한다. [1] 제1 스토퍼(52)에 의해 제어축(14)의 제1 회전 방향 R1로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 제어축(14)의 기준 위치를 학습하는 구성에 있어서, 제1 스토퍼(52)를 하우징(22)에 설치하고 있다. 이와 같이, 기관 본체의 외측에 있는 하우징(22)에 제1 스토퍼(52)를 설치하고 있기 때문에, 기관 본체를 구성하는 실린더 블록(1) 내의 베어링캡(53)(크랭크 베어링부) 등에 제1 스토퍼(52)를 설치하는 경우에 비하여, 레이아웃적인 제약이 적은 점에서, 강도·강성의 확보가 용이하게 된다. 따라서, 제1 스토퍼(52)를 견고하게 설치할 수 있고, 이 제1 스토퍼(52)에 제1 가동부(51)를 맞댈 때의 토크를 제한하도록 속도를 약화시키는 등의 필요가 없다. 이 결과, 기준 위치의 학습 정밀도를 저하시키지 않고, 학습에 요하는 시간을 단축하는 것이 가능하게 된다.

또한, 제어축(14)과 연동하여 작동하는 제2 가동부(58)가 접촉함으로써, 제1 회전 방향 R1과는 역방향인 제어축(14)의 제2 회전 방향 R2로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제2 스토퍼(59)를 갖고, 이 제2 스토퍼(59)에 의해 제어축(14)의 제2 회전 방향 R2로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 제어축(14)의 최대 변환 각도 범위를 학습하는 구성으로 하고 있다. 이렇게 제어축(14)의 최대 변환 각도 범위를 학습·보정함으로써, 제어축 센서(41)의 변동을 더욱 확실하게 배제하고, 기관 압축비의 검출 정밀도를 향상시킬 수 있다. 여기서, 기관 본체의 내측에 있는 베어링캡(53)에 제2 스토퍼(59)를 설치함으로써, 이 제2 스토퍼(59)를 기관 본체의 외측에 설치하는 경우에 비하여, 제2 스토퍼(59)와 피스톤(3) 사이에 개재시키는 링크 부품이 적어도 되고, 기준 위치의 학습 정밀도를 향상시킬 수 있다. 도 8은, 본 실시예 L1과 비교예 L0과의 학습 시간의 상이를 나타내는 타이밍 차트이다. 또한, 이해하기 쉽게 하기 위하여 실제로 학습이 행해지고 있는 시간은 생략하고 있다. 이 도 8에 도시한 바와 같이, 학습 제어의 개시 시점 t7에서는, 제어축(14)의 회전 위치가 불분명하다. 도 8의 특성 L0으로 나타내는 비교예와 같이, 가령 우선 제어축(14)을 제2 회전 방향 R2(고압축비 방향)로 회전하고, 그 후에 제어축(14)을 제1 회전 방향 R1(저압축비 방향)로 회전하는 구성으로 한 경우, 제2 가동부(58)가 베어링캡(53)에 설치된 제2 스토퍼(59)에 맞댈 때의 토크를 제한하도록, 구동 모터(20)의 구동 개시 직후(t7)로부터 구동 모터(20)의 속도를 제한할 필요가 있다. 이것은, 기관 본체 내측에 있는 베어링캡(53)의 주위에는 크랭크 샤프트(4)와 함께 회전하는 크랭크 핀(5)이나 카운터 웨이트 등의 회전 부품이 존재하기 때문에, 레이아웃적인 제약이 엄격하고, 베어링캡(53)에 설치된 제2 스토퍼(59)의 강도·강성을 충분히 확보하는 것은 곤란하기 때문에, 제2 가동부(58)를 제2 스토퍼(59)에 맞댈 때에, 속도를 제한할 필요가 있기 때문이다. 따라서, 제2 가동부(58)가 제2 스토퍼(59)에 맞댈 때까지 매우 시간이 걸리고(t7 내지 t11), 나아가서는 학습 종료까지의 시간(t7 내지 t12)이 매우 길어진다.

이에 비해, 특성 L1로 나타내는 본 실시예에서는, 우선, 제1 스토퍼(52)에 의해 제어축(14)의 제1 회전 방향 R1로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서 제어축(14)의 기준 위치를 학습하고, 그 후, 제2 스토퍼(59)에 의해 제어축(14)의 제2 회전 방향 R2로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서 제어축(14)의 최대 변환 각도 범위를 학습하고 있다. 즉, 우선 제어축(14)을 제1 회전 방향 R1로 회전 구동하고, 그 후에 제2 회전 방향 R2로 회전 구동하고 있다. 여기서, 제1 회전 방향 R1의 측에 위치하는 제1 스토퍼(52)가 견고한 하우징(22)에 설치되어 있고, 구동 모터(20)의 속도 제한을 행할 필요가 없으므로, 우선 제어축(14)을 제1 회전 방향 R1로 회전 구동할 때에 구동 모터(20)의 속도를 제한할 필요가 없다. 따라서, 제1 가동부(51)가 제1 스토퍼(52)에 맞댈 때까지의 시간(t7 내지 t8)이 단축된다. 게다가, 그 후에 제어축(14)을 제2 회전 방향 R2로 회전 구동할 때에도, 제1 가동부(51)가 제1 스토퍼(52)에 맞대어진 상태로부터 제어축(14)의 제2 회전 방향 R2로의 회전 구동을 개시하는 점에서, 초기 단계(t8 내지 t9)에서는 구동 모터(20)의 속도 제한을 행할 필요가 없다. 이 결과, 학습을 종료할 때까지의 시간(t7 내지 t10)을 대폭으로 단축할 수 있다.

[2] 그리고, 이 제2 스토퍼(59)를 크랭크 베어링부인 베어링캡(53)에 설치하고 있다. 이렇게 최대 변환 각도 범위의 학습이 행해지는 스토퍼 위치를, 제어축(14)에 가까운 위치인 베어링캡(53)으로 함으로써, 학습 정밀도를 향상시킬 수 있다.

[3] 단, 실린더 블록(1) 내에 설치되는 베어링캡(53)의 주위에는 크랭크 핀(5)이나 카운트 웨이트 등의 회전 부품이 존재하기 때문에, 레이아웃적인 제약이 엄격하고, 제2 스토퍼(59)를 충분히 견고하게 설치할 수는 없다. 그래서, 최대 변환 각도 범위를 학습하기 위하여 제2 가동부(58)를 제2 스토퍼(59)에 맞댈 때, 맞댈 때의 토크를 억제하도록 구동 모터(20)의 작동 속도를 제한한다(도 8의 제어축(14)의 제2 회전 방향 R2로의 회전 구동의 후기 단계(t9 내지 t10)를 참고). 이에 의해, 제2 스토퍼(59)를 베어링 캡(53)에 설치하면서, 소기의 학습 정밀도를 확보할 수 있다.

[4] 도 7에 도시한 바와 같이, 구동 모터(20)로부터 제어축(14)으로의 회전 동력 전달 경로의 감속비는, 제어축(14)이 저압축비측으로부터 고압축비측으로 회전함에 따라, 대, 소, 대의 순서대로 변화하도록 구성되어 있다. 그리고, 상기의 감속비가 소로부터 대로 변화하는 구간 K2 내에서, 제2 가동부(58)가 제2 스토퍼(59)에 맞대도록 구성되어 있고, 또한, 최대 변환 각도 범위를 학습하기 위해서, 제2 가동부(58)를 제2 스토퍼(59)에 맞댈 때, 상기의 감속비가 소로부터 대로 전환된 후의 구간 K2 내에서, 구동 모터(20)의 작동 속도를 제한하도록 구성되어 있다.

가령 감속비가 대로부터 소로 변화하는 구간 K1에서 구동 모터(20)의 속도를 제한하면, 제어축(14)이 제2 회전 방향 R2(고압축비 방향)로 회전함에 따라서 감속비가 작아지고, 구동 모터(20)로부터 제어축(14)에 전달되는 토크도 작아지는 점에서, 각 부의 프릭션 등에 의해 제2 가동부(58)가 도중에 정지해버릴 우려가 있다.

본 실시예에서는, 감속비가 소로부터 대로 전환된 후의 구간 K2 내에서 구동 모터(20)의 속도를 제한하고 있기 때문에, 제어축(14)이 제2 회전 방향 R2(고압축비 방향)로 회전함에 따라서 감속비가 커지고, 구동 모터(20)로부터 제어축(14)으로 전달되는 토크도 커지는 점에서, 속도 제한을 행해도 제2 가동부(58)가 제2 스토퍼(59)에 맞대기 전에 정지하는 것을 억제하고, 학습 제어의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

[5] 제1 회전 방향 R1로 회전할수록 기관 압축비가 낮아지고, 제2 회전 방향 R2로 회전할수록 기관 압축비가 높아지도록 구성되어 있다. 이와 같이, 노킹이나 프리이그니션의 발생을 억제하기 위해서, 높은 정밀도가 요구되는 고압축비 방향의 제2 스토퍼(59)가, 피스톤(3)이나 제어축(14)에 가까운 베어링캡(53)에 설치되게 되고, 고압축비측에 높은 학습 정밀도를 확보하여, 노킹이나 프리이그니션의 발생을 양호하게 억제할 수 있다.

이상과 같이 본 발명을 구체적인 실시예에 기초하여 설명했지만, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 다양한 변형·변경을 포함하는 것이다. 예를 들어, 본 실시예에서는 제1 회전 방향 R1을 저압축비 방향, 제2 회전 방향 R2를 고압축비 방향으로 하고 있지만, 이것과는 반대로, 제1 회전 방향 R1을 고압축비 방향, 제2 회전 방향 R2를 저압축비 방향으로 해도 된다.

1…실린더 블록
4…크랭크 샤프트
10…가변 압축비 기구
14…제어축
20…구동 모터
21…연결 기구
22…하우징
51…제1 가동부
52…제1 스토퍼
53…베어링캡(크랭크 베어링부)
58…제2 가동부
59…제2 스토퍼

Claims (6)

1. 제어축의 회전 위치에 따라서 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구와,
   상기 제어축의 회전 위치를 변경·유지하는 구동 모터와,
   기관 본체의 외측에 설치되고, 상기 제어축과 연동하여 작동하는 제1 가동부가 접촉함으로써, 상기 제어축의 제1 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제1 스토퍼와,
   상기 기관 본체의 내측에 설치되고, 상기 제어축과 연동하여 작동하는 제2 가동부가 접촉함으로써, 상기 제1 회전 방향과는 역방향인 상기 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제2 스토퍼와,
   상기 제1 스토퍼에 의해 상기 제어축의 제1 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 상기 제어축의 기준 위치를 학습하는 기준 위치 학습 수단과,
   상기 제어축의 기준 위치를 학습한 후, 상기 제2 스토퍼에 의해 상기 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 상기 제어축의 최대 변환 각도 범위를 학습하는 변환 각도 범위 학습 수단을 갖는
   가변 압축비 내연 기관.
2. 제1항에 있어서, 크랭크 샤프트를 회전 가능하게 지지하는 크랭크 베어링부를 갖고,
   상기 제2 스토퍼를 상기 크랭크 베어링부에 설치한, 가변 압축비 내연 기관.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 최대 변환 각도 범위를 학습하기 위해서, 상기 제2 가동부를 상기 제2 스토퍼에 맞댈 때, 상기 구동 모터의 작동 속도를 제한하는, 가변 압축비 내연 기관.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 구동 모터로부터 제어축으로의 회전 동력 전달 경로의 감속비는, 제어축이 저압축비측에서 고압축비측으로 회전함에 따라, 대, 소, 대의 순서대로 변화하도록 구성되어 있고,
   상기 최대 변환 각도 범위를 학습하기 위해서, 상기 제2 가동부를 상기 제2 스토퍼에 맞댈 때, 상기 감속비가 소로부터 대로 전환된 후, 상기 구동 모터의 작동 속도를 제한하는, 가변 압축비 내연 기관.
5. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1 회전 방향으로 회전할수록 기관 압축비가 낮아지고,
   상기 제2 회전 방향으로 회전할수록 기관 압축비가 높아지도록 구성되어 있는, 가변 압축비 내연 기관.
6. 제어축의 회전 위치에 따라서 기관 압축비를 변경 가능한 가변 압축비 기구와,
   상기 제어축의 회전 위치를 변경·유지하는 구동 모터와,
   기관 본체의 외측에 설치되고, 상기 제어축과 연동하여 작동하는 제1 가동부가 접촉함으로써, 상기 제어축의 제1 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제1 스토퍼와,
   상기 기관 본체의 내측에 설치되고, 상기 제어축과 연동하여 작동하는 제2 가동부가 접촉함으로써, 상기 제1 회전 방향과는 역방향인 상기 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제하는 제2 스토퍼를 갖는 가변 압축비 내연 기관의 학습 방법이며,
   상기 제1 스토퍼에 의해 상기 제어축의 제1 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 상기 제어축의 기준 위치를 학습한 후,
   상기 제2 스토퍼에 의해 상기 제어축의 제2 회전 방향으로의 최대 회전 위치를 기계적으로 규제한 상태에서, 상기 제어축의 최대 변환 각도 범위를 학습하는
   가변 압축비 내연 기관의 학습 방법.

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