KR101863527B1 - 가변 압축비 내연 기관 - Google Patents

가변 압축비 내연 기관 Download PDF

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닛산 지도우샤 가부시키가이샤
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Abstract

가변 압축비 내연 기관(1)은 컨트롤 샤프트(18)의 회동 위치에 따라 내연 기관(1)의 기계적 압축비가 변화하는 가변 압축비 기구(2)와, 저압축비측 스토퍼(50)와, 고압축비측 스토퍼(60)와, 액추에이터(24)의 구동축(22)의 회동 위치를 검출하는 센서(42)와, 구동축(22)에 압입된 아암(30)을 구비한다. 아암(30)과 구동축(22)은 상한 토크를 초과하는 토크가 가해졌을 때에 상대 회전한다. 스토퍼(50, 60)에 의해 규제되는 위치까지 구동축(22) 혹은 컨트롤 샤프트(18)를 회동시키고, 양쪽 위치에 있어서의 검출값에 기초하여 상대 회전의 유무가 진단된다.

Description

가변 압축비 내연 기관
본 발명은 내연 기관의 압축비를 가변 제어하는 가변 압축비 기구를 구비한 내연 기관에 관한 것이다.
왕복식 내연 기관의 열효율을 향상시킴과 함께, 노킹 등의 이상 연소를 회피하기 위하여, 내연 기관의 운전 조건에 따라 내연 기관의 압축비를 최적으로 가변 제어하는 가변 압축비 기구를 구비한 내연 기관이 알려져 있다. 이러한 예로서, 복 링크식의 피스톤-크랭크 기구를 포함하는 가변 압축비 기구를 구비한 내연 기관이 특허문헌 1, 2에 개시되어 있다.
이 가변 압축비 기구는 내연 기관의 피스톤과 크랭크 샤프트를 연결하는 복수의 중간 링크와 이들 중간 링크의 자유도를 제한하는 컨트롤 링크를 구비하며, 액추에이터에 의해 컨트롤 샤프트의 회동 위치를 변경하고, 컨트롤 링크의 요동 지점 위치를 이동함으로써 피스톤의 위치를 상대적으로 상하로 변위시키고, 압축비를 변경하는 구성으로 되어 있다.
일반적으로 이러한 종류의 가변 압축비 기구에 있어서는 압축비가 과잉으로 고압축비 또는 저압축비가 되는 것을 방지하기 위하여, 피스톤-크랭크 기구의 움직임을 규제하여 압축비의 가변 범위를 기계적으로 제한하는 스토퍼같은 것이 설치되어 있다.
그러나, 액추에이터가 되는 모터를 제어하는 컨트롤러의 이상시 등에, 스토퍼에 규제된 후에도 모터가 압축비의 변경을 더 계속하려고 하면, 각 부에 과잉의 부하가 가해져서 바람직하지 않다.
일본 특허 공개 제2010-151088호 공보 일본 특허 공개 제2014-238027호 공보
본 발명은 컨트롤러의 이상시 등에, 스토퍼에 규제된 후에도 모터가 압축비의 변경을 더 계속하고자 할 때, 아암과 구동축이 상대 회전을 일으키는지를 검출하려는 것이다.
본 발명에서의 가변 압축비 내연 기관은,
액추에이터에 의해 회동되는 압축비 제어 부재의 회동 위치에 따라 내연 기관의 기계적 압축비가 변화하는 가변 압축비 기구와,
액추에이터의 구동축에 끼워 맞춤한 아암을 포함하고, 구동축의 회동 동작을 압축비 제어 부재의 회동 동작으로서 전달하는 기계적 연계 기구와,
압축비에 상당하는 파라미터로서 구동축의 회동 위치를 검출하는 센서와,
상한 혹은 하한의 압축비에 대응하는 위치에 있어서, 압축비 제어 부재 혹은 연계 기구의 움직임을 규제하는 적어도 하나의 스토퍼
를 구비한다.
또한, 압축비 제어 부재 혹은 연계 기구가 스토퍼에 의해 규제되어 있는 상태에 있어서의 센서의 검출값에 기초하여, 아암과 구동축의 끼워 맞춤부의 상대 회전의 유무를 진단하는 컨트롤러를 구비한다.
이와 같은 구성에서는, 컨트롤러의 이상시 등에, 스토퍼에 의한 규제 후에도 모터가 압축비의 변경을 더 계속하고자 하면, 아암과 구동축이 상대 회전한다. 한편, 이러한 상대 회전이 발생하면, 센서의 검출값과 압축비의 관계가 부정이 된다. 본 발명에서는, 이러한 상대 회전의 유무에 대해 자기 진단을 행한다.
본 발명에 따르면, 아암과 구동축의 상대 회전이 발생한 경우에, 이 상대 회전을 확실하게 검출할 수 있다.
도 1은 복 링크식 가변 압축비 기구를 구비한 가변 압축비 내연 기관을 개략적으로 나타내는 단면도.
도 2는 도 1의 A 화살표도.
도 3은 저압축비측 스토퍼를 사용한 구동축의 상대 회전의 진단 처리를 나타내는 흐름도.
도 4는 고압축비측 스토퍼를 사용한 구동축의 상대 회전의 진단 처리를 나타내는 흐름도.
도 5는 센서 출력과 실제의 압축비의 관계를 나타내는 그래프.
이하에 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 설명한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 가변 압축비 내연 기관(1)은, 공지된 복 링크식 피스톤 크랭크 기구를 이용한 가변 압축비 기구(2)를 구비한다. 이 가변 압축비 기구(2)는 크랭크 샤프트(4)의 크랭크 핀(4a)에 회전 가능하게 지지된 로어 링크(6)와, 이 로어 링크(6)의 일단부 어퍼 핀(8)과 피스톤(10)의 피스톤 핀(10a)을 서로 연결하는 어퍼 링크(12)와, 로어 링크(6)의 타단부 컨트롤 핀(14)에 일단부가 연결된 컨트롤 링크(16)와, 이 컨트롤 링크(16)의 타단부를 요동 가능하게 지지하는 컨트롤 샤프트(18)를 주체로 하여 구성되어 있다. 크랭크 샤프트(4) 및 컨트롤 샤프트(18)는 실린더 블록(20) 하부의 크랭크 케이스 내에서 도시되지 않은 베어링 구조를 통하여 회전 가능하게 지지되어 있다.
컨트롤 샤프트(18)는 해당 컨트롤 샤프트(18)의 회동에 따라 위치가 변화하는 편심 축부(18a)를 갖고, 컨트롤 링크(16)의 단부는 이 편심 축부(18a)에 회전 가능하게 끼워 맞춤하고 있다. 가변 압축비 기구(2)에 있어서는, 컨트롤 샤프트(18)의 회동에 따라 피스톤(10)의 상사점 위치가 상하로 변위하고, 따라서, 기계적 압축비가 변화한다. 즉, 본 실시예에서는, 컨트롤 샤프트(18)가 압축비 제어 부재에 상당하고, 이 압축비 제어 부재인 컨트롤 샤프트(18)의 회동 위치에 따라 기계적 압축비가 일의적으로 정해진다.
또한, 가변 압축비 기구(2)의 압축비, 즉 컨트롤 샤프트(18)의 회동 위치를 가변 제어하는 구동 기구로서, 크랭크 샤프트(4)와 평행한 구동축(22)을 갖는 액추에이터(24)가 실린더 블록(20)의 하부에 배치되어 있다. 도 2에 도시된 바와 같이 액추에이터(24)는 액추에이터 본체가 되는 전동 모터(26)와, 이 전동 모터(26)의 출력 회전을 감속하여 구동축(22)으로부터 출력하는 감속기(28)가 직렬로 결합되어 배치된 구성으로 되어 있다. 구동축(22)은 저압축비에 대응하는 각도 위치에서 고압축비에 대응하는 각도 위치까지 일정 각도 범위 내를 회동한다. 구동축(22)과 컨트롤 샤프트(18)는 서로 병행으로 위치하고 있고, 양자가 연동하여 회동하도록 구동축(22)에 압입된 제1 아암(30)과 컨트롤 샤프트(18)에 고정된 제2 아암(32)이 중간 링크(34)에 의해 서로 연결되어 있다.
액추에이터(24)의 구동축(22)이 회동하면 이 회동이 제1 아암(30)으로부터 중간 링크(34)를 통해 제2 아암(32)으로 전달되어 컨트롤 샤프트(18)가 회동한다. 이에 따라, 상술한 바와 같이, 내연 기관(1)의 기계적 압축비가 변화한다. 즉, 본 실시예에서는 제1 아암(30), 제2 아암(32) 및 중간 링크(34)가 기계적 연계 기구에 상당하고, 구동축(22)의 회동 동작을 컨트롤 샤프트(18)의 회동 동작으로서 전달한다. 또한, 본 실시예에서는 기계적 연계 기구로서 링크 기구를 사용하고 있지만, 다른 연계 기구여도 된다.
가변 압축비 기구(2)의 목표 압축비는 컨트롤러(40)에 있어서, 기관 운전 조건(예를 들어 요구 부하 및 기관 회전 속도)에 기초하여 설정되고, 이 목표 압축비를 실현하도록 액추에이터(24) 즉 전동 모터(26)가 구동 제어된다. 실제의 기계적 압축비에 상당하는 구동축(22)의 회동 위치는 실제 압축비 센서(42)에 의해 검출되고 목표 압축비에 따르도록 전동 모터(26)의 피드백 제어가 이루어진다. 실제 압축비 센서(42)는 구동축(22)의 선단에 대향하여 배치된 비접촉형의 센서이며, 구동축(22)의 선단면에 매립된 영구 자석을 포함하는 피검출체(도시되지 않음)의 각도 위치를 판독하고, 검출값을 컨트롤러(40)에 출력한다. 컨트롤러(40)는 상기 검출값에 기초하여 액추에이터(24)를 구동 제어한다.
컨트롤러(40)에는, 상기 실제 압축비 센서(42) 이외에 흡입 공기량 Q의 검출을 행하는 에어플로우미터(44), 기관 회전 속도 N의 검출을 행하는 크랭크각 센서(46) 등의 센서류의 신호가 입력되어 있다. 컨트롤러(40)는 이들 검출 신호에 기초하여, 압축비를 최적으로 제어하고 있다.
기본적인 압축비 제어의 경향으로서는 저부하측에서는 열효율 향상을 위하여 높은 목표 압축비가 부여되고, 고부하측에서는 노킹 회피를 위하여 낮은 목표 압축비가 부여된다.
내연 기관(1)은 가변 압축비 기구(2)에 의한 압축비의 변화 범위를 기계적으로 제한하기 위하여, 컨트롤 샤프트(18)의 저압축비측에 대한 과도한 회전을 규제하는 저압축비측 스토퍼(50)와, 컨트롤 샤프트(18)의 고압축비측에 대한 과도한 회전을 규제하는 고압축비측 스토퍼(60)를 갖는다.
저압축비측 스토퍼(50)는 하한 압축비에 대응하는 위치에 있어서, 제1 아암(30)이 맞닿도록 액추에이터(24)의 하우징 내에 돌출 형성되어 있다. 따라서, 구동축(22)이 하한 압축비에 대응하는 위치까지 회동하면 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿고, 구동축(22) 나아가서는 컨트롤 샤프트(18)는, 그 이상 저압축비측으로 회동하지 않도록 규제된다. 즉, 저압축비측 스토퍼(50)와 제1 아암(30)이 맞닿는 위치에서 압축비의 하한이 제한되어 있다.
한편, 고압축비측 스토퍼(60)는 상한 압축비에 대응하는 위치에 있어서, 컨트롤 샤프트(18)의 베어링을 구성하는 부재(예를 들어, 베어링 캡(52))에 돌출 형성되어 있다. 이 고압축비측 스토퍼(60)에 맞닿도록 볼록부(62)가 컨트롤 샤프트(18)의 소정 위치에 설치되어 있다. 따라서, 구동축(22)이 상한 압축비에 대응하는 위치까지 회동하면, 볼록부(62)가 고압축비측 스토퍼(60)에 맞닿고, 컨트롤 샤프트(18) 나아가서는 구동축(22)은, 그 이상 고압축비측으로 회동하지 않도록 규제된다. 즉, 고압축비측 스토퍼(60)와 볼록부(62)가 맞닿는 위치에서 압축비의 상한이 제한되어 있다.
이와 같이, 저압축비측 스토퍼(50) 및 고압축비측 스토퍼(60)는 상기 연계 기구의 움직임을 하한 압축비에 대응하는 위치와 상한 압축비에 대응하는 위치 사이로 제한하고 있고, 그 결과, 압축비는 하한 압축비와 상한 압축비 사이에서밖에는 변화하지 않게 되어 있다.
또한, 본 실시예에서는 액추에이터(24) 내에 저압축비측 스토퍼(50)를 설치하고, 내연 기관(1) 본체측에 고압축비측 스토퍼(60)를 설치하지만, 스토퍼(50, 60)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니고, 제1 아암(30) 및 컨트롤 샤프트(18)의 회동을 규제할 수 있는 임의의 위치에 배치할 수 있다. 예를 들어, 액추에이터(24) 내에 저압축비측 스토퍼 및 고압축비측 스토퍼를 설치하도록 해도 되고, 내연 기관(1) 본체측에 양쪽 스토퍼를 설치하도록 해도 된다.
여기서, 본 실시예에서는 제1 아암(30)과 구동축(22)이 과대한 토크에 의해 상대 회전하도록 구성되어 있다. 구체적으로는, 제1 아암(30)은 목표로 하는 상한 토크에 대응하여 설정된 체결 여유를 갖고 구동축(22)에 압입되어 있다. 이로 인해, 상한 토크를 초과하는 토크가 가해졌을 때에, 제1 아암(30)과 구동축(22)이 상대 회전하도록 되어 있다. 또한, 제1 아암(30)의 베어링부를 2개 나눔으로 해서, 양자를 나사에 의해 체결하는 구조로 해도 된다.
예를 들어, 전동 모터(26)를 제어하는 컨트롤러(40)의 이상 등에 의해, 스토퍼(50, 60)에 규제된 후에도 전동 모터(26)가 압축비의 변경을 더 계속하려고 하여구동축(22)이 계속하여 회동하면, 제1 아암(30)으로부터 컨트롤 샤프트(18)에 이르는 연계 기구의 각 부에 과잉의 부하가 걸린다. 이로 인해, 본 실시예에서는 스토퍼(50, 60)에 의한 규제 후에 구동축(22)이 계속하여 회동한 경우에도, 상한 토크를 초과하는 토크가 가해졌을 때에 제1 아암(30)과 구동축(22)이 상대 회전하도록 하고 있기 때문에, 연계 기구의 다른 부위에 과도한 부하가 걸리지 않는다.
한편, 상기 구성에서는 컨트롤러(40)의 이상시 이외의 경우에도 과대한 토크를 받아서 상대 회전할 가능성이 있고, 이러한 상대 회전이 발생하면 압축비를 정상적으로 제어할 수 없게 된다. 그래서, 본 실시예에서는 컨트롤러(40)가 상대 회전의 유무를 진단한다.
도 3, 도 4를 참조하여 구동축(22)의 상대 회전 진단에 대해 설명한다. 도 3은 저압축비측 스토퍼(50)를 사용한 구동축(22)의 상대 회전의 진단 처리를 나타내는 흐름도이며, 도 4는, 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 구동축(22)의 상대 회전의 진단 처리를 나타내는 흐름도이다. 본 실시예에서는, 저압축비측 스토퍼(50)를 사용한 진단과 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 진단을 병행하여 행한다.
도 3에 나타내는 저압축비측 스토퍼(50)를 사용한 진단은 내연 기관(1)의 냉기 시동 직후의 촉매 승온 제어 중에 실행된다.
스텝 1에서는, 내연 기관의 운전 상태를 판독하고, 스텝 2로 진행한다. 스텝 2에서는, 촉매 승온 제어 중인지 여부를 판정한다. 촉매 승온 제어 중이면, 스텝 3으로 진행하고, 촉매 승온 제어 중이 아니면, 본 루틴을 종료한다.
스텝 3에서는, 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿아 있는지 여부를 판정한다. 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿지 않으면 스텝 7로 진행하고, 스텝 7에서, 액추에이터(24)에 의해 구동축(22)을 저압축비측으로 회동시킨다. 스텝 3과 스텝 7의 반복에 의해 액추에이터(24)는 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿기까지 구동된다. 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿이 있는지 여부의 판정은 예를 들어 전동 모터(26)의 전류 변화 등에 의해 행할 수 있다. 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿으면 스텝 4로 진행한다.
스텝 4에서는, 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 저압축비측의 정상값(하한 압축비에 대응하는 기준값)보다도 저압축비측의 값이 되어 있는지를 판정한다. 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿아 있으므로, 상대 회전 등의 이상이 없으면, 하한 압축비에 대응한 구동축(22)의 회동 위치가 실제 압축비 센서(42)의 검출값으로서 출력된다. 한편, 제1 아암(30)에 대해 구동축(22)이 저압축비측에 상대 회전하고 있는 경우에는, 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 저압축비측의 값이 된다. 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 저압축비측의 값이 되어 있는 경우에는 스텝 5로 진행하고, 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값을 「C」로 설정하고, 스텝 6으로 진행한다.
스텝 6에서는, 액추에이터(24)의 구동을 정지하고, 본 루틴을 종료한다. 컨트롤 샤프트(18) 나아가서는 제1 아암(30)은 통 내압 하중에 의해 항상 저압축비측으로 가압되기 때문에, 기본적으로 구동축(22)이 저압축비측으로 어긋나는 일은 없다. 따라서, 저압축비측에 어긋난 검출값이 출력된 경우에는 이 이상값이 컨트롤러(40)의 이상에 기인한다고 보고, 액추에이터(24)를 정지한다.
또한, 스텝 4에서, 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 저압축비측의 값이 되지 않은 경우에는, 스텝 8로 진행한다. 스텝 8에서는, 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 정상값보다도 고압축비측의 값으로 되어 있는지를 판정한다. 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 고압축비측의 값으로 되어 있는 경우에는, 스텝 9로 진행하고, 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값을 「B」로 설정하고, 본 루틴을 종료한다.
또한, 스텝 8에서, 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 고압축비측의 값으로 되지 않은 경우에는 스텝 10으로 진행하고, 저압축비측의 판정값을 「A」(정상)로 설정하고, 본 루틴을 종료한다.
다음에, 도 4를 참조하여 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 구동축(22)의 상대 회전 진단에 대해 설명한다. 이 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 진단은 내연 기관(1)의 정지 처리시에 실행된다.
스텝 101에서, 내연 기관의 운전 상태를 판독하여 스텝 102로 진행하고, 내연 기관의 정지 요구가 있는지를 판정한다. 정지 요구가 있는 경우에는, 스텝 103으로 진행하고, 정지 요구가 없는 경우에는 본 루틴을 종료한다.
스텝 103에서는, 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「B」인지(저압축비측 스토퍼(50)에의 맞닿을 때의 검출값이 고압축비측으로 어긋나 있음) 여부를 판정한다. 판정값이 「B」이면 스텝 104로 진행하고, 판정값이 「B」가 아니면 본 루틴을 종료한다.
스텝 104에서는, 볼록부(62)가 고압축비측 스토퍼(60)에 맞닿아 있는지 여부를 판정한다. 볼록부(62)가 고압축비측 스토퍼(60)에 맞닿아 있지 있으면, 스텝 107로 진행하고, 액추에이터(24)에 의해 구동축(22)을 고압축비측으로 구동한다. 스텝 104와 스텝 107의 반복에 의해 액추에이터(24)는 볼록부(62)가 고압축비측 스토퍼(60)에 맞닿기까지 구동된다. 볼록부(62)가 고압축비측 스토퍼(60)에 맞닿으면, 스텝 105로 진행한다.
스텝 105에서는, 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 고압축비측의 정상값(상한 압축비에 대응하는 기준값)으로 되어 있는지 여부를 판정한다. 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 정상값이 되어 있으면, 스텝 106으로 진행하고, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값을 「a」(정상)로 설정하고, 본 루틴을 종료한다. 단, 여기에서는 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「B」(고압축비측에 대한 어긋남)이므로, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값이 「a」인 경우란, 컨트롤 샤프트(18) 등에 이물의 끼임 등이 발생하여 압축비의 범위가 제한되어 있는 경우이다(후술하는 도 5의 S4 참조).
또한, 스텝 105에서 실제 압축비 센서(42)의 검출값이 정상값이 아니면 스텝 108로 진행하고, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값을 「b」로 설정하고, 스텝 109로 진행한다. 스텝 109에서는, 제1 아암(30)이 저압축비측 스토퍼(50)에 맞닿기까지 액추에이터(24)를 저압축비측으로 구동하고, 스텝 110으로 진행한다. 스텝 110에서, 실제 압축비 센서(42)의 검출값을 저압축비측 스토퍼에서의 정상적인 값으로 교정하고, 본 루틴을 종료한다. 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「B」이며, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값이 「b」인 경우란, 제1 아암(30)에 대해 구동축(22)이 고압축비측으로 상대 회전하고 있는 경우이다(도 5의 S2 참조). 상대 회전이 발생하고 있는 경우에는, 센서 검출값과 실제 압축비에 차이가 생기므로, 이 차이를 교정함으로써, 이후의 정확한 제어가 가능해진다.
이와 같이, 본 실시예에서는 저압축비측 스토퍼(50) 및 고압축비측 스토퍼(60)의 양쪽에 의한 규제 위치까지 제1 아암(30) 및 컨트롤 샤프트(18)를 각각 이동시키고, 저압축비측 및 고압축비측의 각각의 규제 위치에서의 실압축비 센서(42)의 검출값을 판정함으로써, 구동축(22)의 상대 회전 유무를 진단할 수 있음과 동시에 이 상대 회전과, 압축비의 범위가 제한되어 있는 다른 이상을 판별할 수 있다.
도 5는, 실제의 압축비에 대한 실압축비 센서(42)의 출력 S의 특성을 나타내는 그래프이다.
그래프 중 특성 S1은 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「A」이며, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값이 「a」인 정상적인 경우를 나타내고 있으며, 하한 압축비 εL에 대한 실압축비 센서(42)의 검출값 SL은 기준값 SL0이 되고, 상한 압축비 εH에 대한 검출값 SH는 기준값 SH0이 된다.
특성 S2는 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「B」이며, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값이 「b」인 경우를 나타내고 있으며, 하한 압축비 εL에 대한 검출값 SL 및 상한 압축비 εH에 대한 검출값 SH는 기준값 SL0 및 기준값 SH0보다도 각각 높은 값으로 되어 있다. 이것은 제1 아암(30)에 대해 구동축(22)이 고압축비측으로 상대 회전하고 있음을 나타내고 있다. 이 경우에는, 실제 압축비 센서(42)의 검출값 SL을 정상적인 값 SL0으로 교정한다. 또한, 상대 회전이 발생하고 있는 경우에도 압축비 변화의 범위는 변하지 않으므로, 상대 회전분을 교정함으로써, 전체 압축비 범위에서의 정상적인 검출이 가능해진다.
특성 S3은, 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「C」이며, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값이 「c」인 경우를 나타내고 있으며, 하한 압축비 εL에 대한 검출값 SL 및 상한 압축비 εH에 대한 검출값 SH는 기준값 SL0 및 기준값 SH0보다도 각각 낮은 값으로 되어 있다. 전술한 바와 같이, 통 내압 하중에 의해, 이러한 방향의 상대 회전은 발생하지 않는다는 점에서, 이 경우는, 무언가의 이상이라고 판정한다(스텝 6).
특성 S4는 저압축비측 스토퍼(50)의 판정값이 「B」이며, 고압축비측 스토퍼(60)의 판정값이 「a」인 경우를 나타내고 있으며, 하한 압축비 εL에 대한 검출값 SL이 기준값 SL0보다도 높게 되어 있는데 비해, 상한 압축비εH에 대한 검출값 SH는 기준값 SH0으로 되어 있다. 이것은, 컨트롤 샤프트(18) 등에 이물의 끼임 등이 발생하고, 도시된 바와 같이, 실제 압축비의 범위가 제한되어 있음을 나타내고 있다. 그래서, 이 경우는 센서 출력값의 교정은 행하지 않고, 예를 들어 페일 세이프 모드로 이행한다.
상기 실시예에 의하면, 제1 아암(30)과 구동축(22)의 상대 회전을 허용하고, 연계 기구의 각 부위에 과잉의 부하가 걸리는 것을 방지함과 함께, 이 상대 회전을 확실하게 검출할 수 있다. 또한, 저압축비측 스토퍼(50) 및 고압축비측 스토퍼(60)를 사용하여 상대 회전의 진단을 행함으로써, 상기 상대 회전(도 5의 특성 S2)과, 압축비의 범위가 제한되어 있는 다른 이상(도 5의 특성 S4)을 판별할 수 있다.
저압축비측 스토퍼(50)를 사용한 진단에서는 노킹의 리스크가 적어진다. 특히, 냉기 시동 후의 촉매 난기 운전 중에 상기 진단을 행함으로써, 진단에 수반하는 연비의 악화를 최소한으로 할 수 있다. 또한, 고압축비측 스토퍼(60)는 일반적으로 고정밀도로 제조되므로, 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 진단을 행함으로써, 진단의 정밀도를 향상시킬 수 있다. 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 진단은 노킹의 리스크가 있지만, 본 실시예에서는, 내연 기관(1)의 정지 후에 진단을 행하기 때문에, 특히 문제는 되지 않는다.
또한, 본 실시예에서는, 저압축비측 스토퍼(50)를 사용한 상대 회전의 진단(도 3)과, 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 상대 회전의 진단(도 4)을 병행하여 행하고 있지만, 어느 한쪽의 진단만을 행하게 해도 된다. 그 경우, 이상이 검출되었을 때에는, 액추에이터(24)를 정지하고, 루틴을 종료한다.
또한, 본 실시예에서는, 저압축비측의 판정값이 정상(「A」)일 때는, 상대 회전이 발생하지 않은 것이라고 간주하고, 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 상대 회전의 진단을 생략하고 있지만, 보다 확실하게 상대 회전을 진단하기 위하여, 고압축비측 스토퍼(60)를 사용한 진단에 맞춰서 행하게 해도 된다.
또한, 본 실시예에서는 저압축비측의 판정값이 「C」인 때는 무언가의 이상이 발생하였다고 판정했지만, 저압축비측으로 상대 회전이 발생하였다고 판정해도 된다.

Claims (7)

  1. 액추에이터에 의해 회동되는 압축비 제어 부재의 회동 위치에 따라 내연 기관의 기계적 압축비가 변화하는 가변 압축비 기구와,
    상기 액추에이터의 구동축에 끼워 맞춤한 아암을 포함하고, 상기 구동축의 회동 동작을 상기 압축비 제어 부재의 회동 동작으로서 전달하는 기계적 연계 기구와,
    압축비에 상당하는 파라미터로서 상기 구동축의 회동 위치를 검출하는 센서와,
    상한 혹은 하한의 압축비에 대응하는 위치에 있어서, 상기 압축비 제어 부재 혹은 상기 연계 기구의 움직임을 규제하는 적어도 하나의 스토퍼
    를 구비한 가변 압축비 내연 기관이며,
    상기 압축비 제어 부재 혹은 상기 연계 기구가 상기 스토퍼에 의해 규제되어 있는 상태에 있어서의 상기 센서의 검출값에 기초하여, 상기 아암과 상기 구동축의 끼워 맞춤부의 상대 회전의 유무를 진단하는 컨트롤러를 구비하는, 가변 압축비 내연 기관.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는, 하한의 압축비에 대응하는 위치에 설치되어 있고,
    상기 컨트롤러는, 상기 스토퍼에 의한 규제 위치까지 상기 압축비 제어 부재 및 상기 연계 기구를 이동시켜서 상기 진단을 행하는, 가변 압축비 내연 기관.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 냉기 시동 후의 촉매 난기 운전 중에 상기 진단을 행하는, 가변 압축비 내연 기관.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상한의 압축비에 대응하는 위치에 설치되어 있고,
    상기 컨트롤러는, 상기 스토퍼에 의한 규제 위치까지 상기 압축비 제어 부재 및 상기 연계 기구를 이동시켜서 상기 진단을 행하는, 가변 압축비 내연 기관.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 내연 기관의 운전 정지 후에, 상기 이동 및 상기 진단을 행하는, 가변 압축비 내연 기관.
  6. 제1항에 있어서,
    상한 및 하한의 압축비에 대응하는 위치에 상기 스토퍼가 각각 설치되어 있고,
    상기 컨트롤러는, 각각의 스토퍼에 의한 규제 위치까지 상기 압축비 제어 부재 및 상기 연계 기구를 각각 이동시키고, 각각의 위치에서의 상기 센서의 검출값에 기초하여, 상기 상대 회전과 다른 이상을 판별하는, 가변 압축비 내연 기관.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 상대 회전이라고 판별했을 때에 상기 센서의 검출값 교정을 허가하는, 가변 압축비 내연 기관.
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