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JP4136602B2 - Engine compression ratio changing method and variable compression ratio engine - Google Patents
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JP4136602B2 - Engine compression ratio changing method and variable compression ratio engine - Google Patents

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JP4136602B2 JP2002316562A JP2002316562A JP4136602B2 JP 4136602 B2 JP4136602 B2 JP 4136602B2 JP 2002316562 A JP2002316562 A JP 2002316562A JP 2002316562 A JP2002316562 A JP 2002316562A JP 4136602 B2 JP4136602 B2 JP 4136602B2
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    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00Other engines
    • F02B75/04Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads
    • F02B75/048Engines with variable distances between pistons at top dead-centre positions and cylinder heads by means of a variable crank stroke length

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの圧縮比を変更する可変圧縮比エンジンに関する。
【0002】
【従来の技術】
可変圧縮比エンジンでは、運転状況に応じた圧縮比変更を行うことで、種々の利点が得られる。例えば、ノッキングの発生しやすい高負荷時には圧縮比を低くすることで、燃料の自己着火を抑制し、これによりノッキングの発生も抑制できる。低負荷時では圧縮比を高めると、混合気温度の上昇を招いて燃料の燃焼性が高まる。このため、負荷変動を起こしやすい加速走行時等にあっては、負荷変動(低負荷から高負荷に変動)に応じて圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更制御することが行われている。こうした負荷変動に応じた圧縮比制御を行うことで、燃費の向上やドライバビリティの向上を実現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このように低負荷から高付加に負荷変動を起こした場合、高圧縮比から低圧縮比への変更に遅れが出ると、高負荷・高圧縮比の状況が発生する。こういった状況では、高い圧縮比による燃料の自己着火が起き得ることから、ノッキングの発生頻度が高まる。こうした事態に対処するためには、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比移行を迅速に行うことが望ましい。
【0004】
例えば、エンジンの運転状態が低圧縮比に移行することが予想されると、低圧縮比側への変更指令を出して高圧縮比から低圧縮比へと圧縮比を移行することが行われている(例えば、特許文献1)。
【特許文献1】
特開平4−219428号公報
【0005】
しかしながら、このようにして高圧縮比から低圧縮比へと圧縮比を移行させたとしても、低圧縮比への移行タイミングを早めるものの、低圧縮比への移行に要する時間が変わるものではない。従って、高圧縮比から低圧縮比に圧縮比を移行させる際の迅速化に改善の余地がある。
【0006】
なお、エンジンの圧縮比を高低変更する技術は、下記文献にも提案されている。
【特許文献2】
特開昭64−35047号公報
【特許文献3】
特開平1−125528号公報
【特許文献4】
実開昭63−96254号公報
【0007】
本発明は、上記問題点を解決するためになされ、エンジンの圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に移行する際の移行の迅速性を高めることを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
かかる課題の少なくとも一部を解決するため、本発明の圧縮比変更方法と可変圧縮比エンジンでは、圧縮比を変更する状況になると、圧縮比変更機構に圧縮比変更のための駆動力を伝達する。これにより圧縮比変更機構は駆動して、圧縮比を高圧縮比と低圧縮比との間に亘って変更する。
【0009】
このようにした圧縮比変更を図るに当たり、本発明の圧縮比変更方法と可変圧縮比エンジンでは、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比変更と低圧縮比から高圧縮比への圧縮比変更とで、圧縮比変更機構の駆動速度に差を持たせ、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比変更機構の駆動速度を早くした。よって、本発明の可変圧縮比エンジンによれば、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比変更に要する時間そのものを短縮化することができるので、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比移行の迅速性を高めることができる。
【0010】
上記した本発明の可変圧縮比エンジンでは、伝達機構を次のようにすることができる。即ち、
伝達機構は、
高圧縮比から低圧縮比への前記圧縮比変更機構の駆動と、低圧縮比から高圧縮比への前記圧縮比変更機構の駆動とに関与する第1伝達機構と、
前記圧縮比変更機構が高圧縮比から低圧縮比へと駆動する際には、前記圧縮比変更機構に高圧縮比から低圧縮比へと駆動する駆動力を、前記第1伝達機構と協働して付勢する第2伝達手段とを有する。
この第2伝達手段は、例えば、バネ機構を有する構成とし、その呈するバネ力を駆動力として、第1伝達機構と協働して付勢するようにすることもできる。
【0011】
こうすれば、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比変更局面では、第1、第2の伝達機構の駆動力が共に圧縮比変更機構に作用する。よって、既述したように、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比変更に要する時間の短縮化、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比移行の迅速化を図ることができる。
【0014】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の形態を実施例に基づき説明する。図1は第1実施例に係る可変圧縮比エンジン20の構成を概略的に説明する説明図である。
【0015】
図示するように、この可変圧縮比エンジン20は、シリンダブロック22とシリンダヘッド24を備え、そのシリンダ26にピストン28を組み込んで備える。ピストン28は、屈曲可能に構成されたコンロッド27を介してクランクシャフト29と連結され、シリンダ内でのピストン28の上下往復動は、コンロッド27を経てクランクシャフト29の回転運動に変換される。コンロッド27は、後述する圧縮比可変機構30を構成し、その屈曲程度の変更を経てピストン28の上死点位置および下死点位置を同時に変化させる。これにより、可変圧縮比エンジン20は、圧縮比を変更することができる。この詳細は後述する。
【0016】
可変圧縮比エンジン20は、シリンダヘッド24の図示しない吸気ポートに吸気管50を接続して備える。吸気管50は、インジェクタ52が吸気管流路に噴射した燃料を、空気との混合気状態で吸気ポートを経て燃焼室に導く。この場合、空気の吸気量はスロットルバルブ54にて調整され、燃料混合比が調整される。
【0017】
可変圧縮比エンジン20は、圧縮比変更やスロットルバルブ54の駆動等を統括制御するECU60を備える。このECU60は、マイクロコンピュータを中心とする論理演算回路として構成され、スロットルバルブ駆動用のアクチュエータ63やスロットルセンサ55、アクセルセンサ61の他、エンジン回転数とクランク角を検出する回転数・クランク角センサ56、圧縮比変更のためのアクチュエータ(サーボモータ)57、圧縮比を検出する圧縮比センサ58、排気中の酸素濃度を検出する酸素センサ62、吸気の量を検出するエアフロメータ64等と接続されている。
【0018】
次に、圧縮比変更のための構成について詳述する。図2はコンロッド27を含む圧縮比可変機構30を示す概略斜視図、図3はこの圧縮比可変機構30による圧縮比変更の様子を説明する説明図である。
【0019】
図示するように、圧縮比可変機構30は、コンロッド27を、ピストン28の側の第1コンロッド31と第2コンロッド32とを連結して構成する。第1コンロッド31は、その上部の小端部33で、ピストン28とピストンピン34により回動可能に連結されている。第2コンロッド32は、その下部の大端部35で、クランクシャフト29の図示しないクランクピンと回転可能に連結されている。また、この第1、第2の両コンロッドは、第1コンロッド下端側と第2コンロッド上端側でコンロッドピン36を介して互いに回動可能に連結されており、この連結箇所でリンク機構を構成している。
【0020】
第1コンロッド31は、下端側に突出部31aを備え、この突出部31aで、コントロールロッド37の一端側とピン38により回動可能に連結されている。コントロールロッド37は他端側に貫通孔37aを備え、この貫通孔37aには、コントロールシャフト39が回動可能に嵌合組み付けされている。そして、第1、第2の両コンロッドの連結箇所に構成されるリンク機構には、突出部31aやピン38も含まれ、コントロールロッド37は、このリンク機構に連結されていることになる。
【0021】
この他、圧縮比可変機構30はコントロールシャフトガイド40を有し、当該シャフトガイドをシリンダブロック22(図1参照)に回動可能に支持する。このコントロールシャフトガイド40は、その両端部と途中複数箇所に断面円形のままの軸受部41を備え、隣り合う軸受部41の間を、断面三日月形に切欠形成した連結部42とする。連結部42は、エンジンの気筒数と同じ数だけ用意され、各連結部の切欠領域43にコントロールシャフト39が位置するよう、このコントロールシャフト39はコントロールシャフトガイド40に嵌合・固定されている。つまり、コントロールシャフト39はコントロールシャフトガイド40の回動中心軸(中心軸)Xから偏心した位置に嵌合・固定される。よって、コントロールシャフトガイド40が回動することで、コントロールシャフト39は中心軸Xに対して揺動してその位置を変え、これによりコントロールロッド37はピン38を介して第1コンロッド31を第2コンロッド32に対して屈曲変位させる。こうしてコンロッド27が屈曲すると、その屈曲程度に応じてピストン28の上死点位置と下死点位置長は同時に変わり、可変圧縮比エンジン20は圧縮比を変更する。この場合、圧縮比変更、即ちコントロールシャフトガイド40の回動状況は、エンジンの運転状態に応じてECU60により制御される。
【0022】
なお、コントロールシャフト39が揺動する際に、コントロールロッド37が連結部42と干渉しないよう、連結部42は、その断面形状および寸法が設定されている。
【0023】
圧縮比可変機構30は、上記したコントロールシャフト39の揺動を起こすため、図3に示すように、そのアクチュエータとしてのサーボモータ57とウォームギア47を有する。ウォームギア47は、サーボモータ57のシャフトに連結されたウォーム48と、コントロールシャフトガイド40に連結された直結されたウォームホイール49とで構成される。従って、コントロールシャフトガイド40は、サーボモータ57の回転に伴って回転し、その回転方向と回転角はモータ制御により定まる。
【0024】
つまり、サーボモータ57によりウォーム48が回転すると、コントロールシャフトガイド40はこの回転程度に応じた角度だけ回転し、既述したように、コントロールシャフト39とコントロールロッド37を変位させる。このコントロールロッド37の変位によりコンロッド27の屈曲状態が定まり、エンジンの圧縮比蛩が変化する。本実施例では、コントロールシャフト39は、コントロールシャフトガイド40の中心軸X周りに略3時の方向から略6時の方向の90ーの範囲で変位可能であり、6時の方向ほど圧縮比蛩が高くなるように設定されている。
【0025】
また、圧縮比可変機構30は、ウォームホイール49と図示しないシリンダブロック間にスプリング70を介在させている。このスプリング70は、自身のバネ力BFを、ウォームホイール49が高圧縮比の側から低圧縮比の側に駆動する場合と同じ方向に、このウォームホイール49に付勢するよう構成されている。この場合、スプリング70は、バネの力単独ででもウォームホイール49を上記した向きに駆動できるよう、そのバネ力BFの調整を受けている。より詳しく説明すると、ウォームホイール49が高圧縮比側に回転駆動すると、スプリング70は、その巻きが小さくなるように圧縮され、その状態で発揮するバネ力BFでウォームホイール49を低圧縮比側に回転駆動できるようにされている。つまり、ウォームホイール49を高圧縮比の側から低圧縮比の側に回転駆動させようとする際のトルクは、スプリング70のバネ力BFによるトルクとサーボモータ57によるトルクの和となり、サーボモータ57だけによる既存の可変圧縮エンジンの場合より高いトルクとなる。
【0026】
なお、圧縮比センサ58は、コントロールシャフトガイド40或いはウォームホイール49の回転角度(方向を含む)を検出し、これをECU60に出力する。ECU60は、このセンサ出力に基づいて、実際の圧縮比蛩を算出するよう構成されている。
【0027】
ここで、本実施例の可変圧縮比エンジン20における圧縮比変更の様子について説明する。図4は圧縮比変更制御を示すフローチャートである。
【0028】
図4に示す圧縮比変更制御ルーチンは、所定時間ごとに繰り返し実行されるものであり、まず、回転数・クランク角センサ56からのエンジン回転数読み込み、アクセル踏込状況を出力するアクセルセンサ61やスロットルセンサ55或いは図示しない吸気管負圧センサからのセンサ出力に応じたトルクの読み込みを行う(ステップS100)。続いて、読み込んだ回転数・トルクと、この両者を圧縮比に関連付けた図示しないマップとに基づいて、目標とする圧縮比εtを演算する(ステップS110)。なお、目標圧縮比算出のためのマップは、エンジン冷却水温度、吸入空気温度、或いはエミッション等の状況に応じて複数用意され、その時のエンジン運転状況に併せて適宜切り換えるようにすることもできる。
【0029】
次に、圧縮比センサ58からの現状圧縮比の読み込みを行い(ステップS120)、その読み込んだ圧縮比εiと目標圧縮比εtとの一致状況に基づいて、圧縮比の変更を要するか否かを判定する(ステップS130)。ここで、上記の両圧縮比が一致していなければ、圧縮比変更を要すると判定し、ECU60は、圧縮比を目標圧縮比εtとするための変更指令をサーボモータ57に出力する(ステップS140)。詳しくは、現状の圧縮比εiを目標圧縮比εtとするに必要な駆動信号をサーボモータ57に出力し、上記の各処理を繰り返す。こうした制御により、可変圧縮比エンジン20は、サーボモータ57を駆動源とする圧縮比可変機構30によりコンロッド27の屈曲程度を変更し、エンジンの圧縮比を変更する。
【0030】
ところで、本実施例では、ウォームホイール49にスプリング70のバネ力BFを付勢している。よって、次のような利点がある。
上記した圧縮比変更制御ルーチンで、現状の圧縮比εiをこれより低い目標圧縮比εtに変更する局面では、サーボモータ57によるウォームホイール49の駆動力とスプリング70によるウォームホイール49の駆動力(バネ力BF)とが、ウォームホイール49に対して同じ回転方向の力として作用する。よって、現状の圧縮比εi(高圧縮比の側の圧縮比)から低圧縮比(目標圧縮比εt)へのウォームホイール49の駆動速度を早くできるので、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比変更に要する時間そのものを短縮化する。この結果、本実施例の可変圧縮比エンジン20によれば、高圧縮比から低圧縮比への圧縮比移行の迅速性を高めることができる。
【0031】
このため、加速走行時のように低負荷から高付加に負荷変動を起こす運転状況にあっては、圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に迅速に移行できることから、高負荷・高圧縮比の状況が発生することを有効に回避でき、ノッキング回避の点でも有益である。
【0032】
しかも、こうした圧縮比移行の迅速性向上に当たり、特別な油気圧機器・電気機器並びのその制御機器を必要としない。よって、部品点数増やそれに伴うコスト増を招かないようにできる。
【0043】
以上本発明の実施例について説明したが、本発明は上記の実施例や実施形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得ることは勿論である。
【0044】
例えば、上記した各実施例では、コンロッド27を屈曲させるためにサーボモータ57を用いたが、コントロールシャフトガイド40を油圧機構式のヘリカルスプラインにて回転させるように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 第1実施例に係る可変圧縮比エンジン20の構成を概略的に説明する説明図である。
【図2】 コンロッド27を含む圧縮比可変機構30を示す概略斜視図である。
【図3】 この圧縮比可変機構30による圧縮比変更の様子を説明する説明図である。
【図4】 圧縮比変更制御を示すフローチャートである。
【符号の説明】
20…可変圧縮比エンジン
22…シリンダブロック
24…シリンダヘッド
26…シリンダ
27…コンロッド
28…ピストン
29…クランクシャフト
30…圧縮比可変機構
31…第1コンロッド
31a…突出部
32…第2コンロッド
33…小端部
34…ピストンピン
35…大端部
36…コンロッドピン
37…コントロールロッド
37a…貫通孔
38…ピン
39…コントロールシャフト
40…コントロールシャフトガイド
41…軸受部
42…連結部
43…切欠領域
47…ウォームギア
48…ウォーム
49…ウォームホイール
50…吸気管
52…インジェクタ
54…スロットルバルブ
55…スロットルセンサ
56…回転数・クランク角センサ
57…サーボモータ
58…圧縮比センサ
61…アクセルセンサ
62…酸素センサ
63…アクチュエータ
64…エアフロメータ
70…スプリング
X…中心軸
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a variable compression ratio engine that changes the compression ratio of an engine.
[0002]
[Prior art]
In the variable compression ratio engine, various advantages can be obtained by changing the compression ratio according to the operating conditions. For example, by reducing the compression ratio at a high load at which knocking is likely to occur, the self-ignition of the fuel can be suppressed, whereby the occurrence of knocking can also be suppressed. When the compression ratio is increased at low loads, the temperature of the air-fuel mixture increases and the combustibility of the fuel increases. For this reason, during acceleration traveling, etc., where load fluctuations are likely to occur, the compression ratio is changed from a high compression ratio to a low compression ratio according to load fluctuations (fluctuations from low loads to high loads). Yes. By performing compression ratio control according to such load fluctuations, fuel efficiency and drivability are improved.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In this way, when a load change occurs from a low load to a high load, if there is a delay in changing from a high compression ratio to a low compression ratio, a situation of a high load / high compression ratio occurs. Under these circumstances, the frequency of knocking increases because self-ignition of the fuel can occur due to a high compression ratio. In order to cope with such a situation, it is desirable to quickly perform a compression ratio transition from a high compression ratio to a low compression ratio.
[0004]
For example, when the engine operating state is expected to shift to a low compression ratio, a change command to the low compression ratio side is issued to shift the compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio. (For example, Patent Document 1).
[Patent Document 1]
JP-A-4-219428 [0005]
However, even if the compression ratio is shifted from the high compression ratio to the low compression ratio in this manner, the time required for shifting to the low compression ratio is not changed, although the transition timing to the low compression ratio is advanced. Therefore, there is room for improvement in speeding up the transition of the compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio.
[0006]
A technique for changing the compression ratio of the engine is also proposed in the following document.
[Patent Document 2]
JP-A 64-35047 [Patent Document 3]
JP-A-1-125528 [Patent Document 4]
Japanese Utility Model Publication No. 63-96254 [0007]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to increase the speed of transition when shifting the compression ratio of an engine from a high compression ratio to a low compression ratio.
[0008]
[Means for solving the problems and their functions and effects]
In order to solve at least a part of such problems, in the compression ratio changing method and the variable compression ratio engine of the present invention, when the compression ratio is changed, the driving force for changing the compression ratio is transmitted to the compression ratio changing mechanism. . As a result, the compression ratio changing mechanism is driven to change the compression ratio between the high compression ratio and the low compression ratio.
[0009]
In changing the compression ratio, the compression ratio changing method and variable compression ratio engine of the present invention change the compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio and change the compression ratio from a low compression ratio to a high compression ratio. Therefore, the drive speed of the compression ratio changing mechanism is made different, and the drive speed of the compression ratio changing mechanism from the high compression ratio to the low compression ratio is increased. Therefore, according to the variable compression ratio engine of the present invention, the time required for changing the compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio can be shortened, so that the compression ratio transition from the high compression ratio to the low compression ratio is achieved. Can increase the speed.
[0010]
In the above-described variable compression ratio engine of the present invention, the transmission mechanism can be as follows. That is,
The transmission mechanism is
A first transmission mechanism involved in driving the compression ratio changing mechanism from a high compression ratio to a low compression ratio and driving the compression ratio changing mechanism from a low compression ratio to a high compression ratio;
When the compression ratio changing mechanism is driven from the high compression ratio to the low compression ratio, the driving force for driving the compression ratio changing mechanism from the high compression ratio to the low compression ratio is cooperated with the first transmission mechanism. And a second transmission means for energizing.
For example, the second transmission means may be configured to have a spring mechanism, and may be urged in cooperation with the first transmission mechanism using the spring force exhibited by the second transmission means as a driving force.
[0011]
If it carries out like this, in the compression ratio change aspect from a high compression ratio to a low compression ratio, the driving force of the 1st, 2nd transmission mechanism will act on a compression ratio change mechanism together. Therefore, as described above, it is possible to shorten the time required for changing the compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio and to speed up the transition of the compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, the form of this invention is demonstrated based on an Example. FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of a variable compression ratio engine 20 according to the first embodiment.
[0015]
As shown in the figure, the variable compression ratio engine 20 includes a cylinder block 22 and a cylinder head 24, and a piston 28 is incorporated in the cylinder 26. The piston 28 is connected to the crankshaft 29 via a connecting rod 27 configured to be bendable, and the vertical reciprocation of the piston 28 in the cylinder is converted into a rotational motion of the crankshaft 29 via the connecting rod 27. The connecting rod 27 constitutes a compression ratio variable mechanism 30 to be described later, and simultaneously changes the top dead center position and the bottom dead center position of the piston 28 through the change of the bending degree. Thereby, the variable compression ratio engine 20 can change the compression ratio. Details of this will be described later.
[0016]
The variable compression ratio engine 20 includes an intake pipe 50 connected to an intake port (not shown) of the cylinder head 24. The intake pipe 50 guides the fuel injected by the injector 52 into the intake pipe flow path to the combustion chamber through an intake port in a mixed state with air. In this case, the air intake amount is adjusted by the throttle valve 54, and the fuel mixture ratio is adjusted.
[0017]
The variable compression ratio engine 20 includes an ECU 60 that controls the compression ratio change, the drive of the throttle valve 54, and the like. The ECU 60 is configured as a logical operation circuit centered on a microcomputer, and in addition to an actuator 63 for driving a throttle valve, a throttle sensor 55, and an accelerator sensor 61, an engine speed and a crank angle sensor for detecting an engine speed and a crank angle. 56, an actuator (servo motor) 57 for changing the compression ratio, a compression ratio sensor 58 for detecting the compression ratio, an oxygen sensor 62 for detecting the oxygen concentration in the exhaust, an air flow meter 64 for detecting the amount of intake air, and the like. ing.
[0018]
Next, a configuration for changing the compression ratio will be described in detail. FIG. 2 is a schematic perspective view showing the compression ratio variable mechanism 30 including the connecting rod 27, and FIG. 3 is an explanatory diagram for explaining the compression ratio change by the compression ratio variable mechanism 30. As shown in FIG.
[0019]
As shown in the drawing, the compression ratio variable mechanism 30 is configured by connecting a connecting rod 27 to a first connecting rod 31 and a second connecting rod 32 on the piston 28 side. The first connecting rod 31 is pivotally connected by a piston 28 and a piston pin 34 at a small end portion 33 at an upper portion thereof. The second connecting rod 32 is rotatably connected to a crank pin (not shown) of the crankshaft 29 at the lower end 35 thereof. The first and second connecting rods are connected to each other via a connecting rod pin 36 at the lower end side of the first connecting rod and the upper end side of the second connecting rod, and this connecting portion constitutes a link mechanism. ing.
[0020]
The first connecting rod 31 has a protruding portion 31 a on the lower end side, and is connected to the one end side of the control rod 37 by a pin 38 so as to be rotatable. The control rod 37 is provided with a through hole 37a on the other end side, and a control shaft 39 is rotatably fitted and assembled in the through hole 37a. The link mechanism configured at the connection location of the first and second connecting rods also includes the protrusion 31a and the pin 38, and the control rod 37 is connected to the link mechanism.
[0021]
In addition, the compression ratio variable mechanism 30 has a control shaft guide 40 and rotatably supports the shaft guide on the cylinder block 22 (see FIG. 1). This control shaft guide 40 is provided with bearing portions 41 having circular cross sections at both ends and a plurality of locations along the middle, and a connecting portion 42 is formed between adjacent bearing portions 41 with a crescent cross section. The same number of connecting portions 42 as the number of cylinders of the engine are prepared, and the control shaft 39 is fitted and fixed to the control shaft guide 40 so that the control shaft 39 is positioned in the notch region 43 of each connecting portion. That is, the control shaft 39 is fitted and fixed at a position eccentric from the rotation center axis (center axis) X of the control shaft guide 40. Therefore, when the control shaft guide 40 rotates, the control shaft 39 swings with respect to the central axis X and changes its position, whereby the control rod 37 moves the first connecting rod 31 to the second via the pin 38. The connecting rod 32 is bent and displaced. When the connecting rod 27 is bent in this way, the top dead center position and the bottom dead center position length of the piston 28 change simultaneously according to the degree of bending, and the variable compression ratio engine 20 changes the compression ratio. In this case, the compression ratio change, that is, the turning state of the control shaft guide 40 is controlled by the ECU 60 according to the operating state of the engine.
[0022]
The connecting portion 42 has a cross-sectional shape and dimensions so that the control rod 37 does not interfere with the connecting portion 42 when the control shaft 39 swings.
[0023]
The variable compression ratio mechanism 30 includes a servo motor 57 and a worm gear 47 as actuators for causing the control shaft 39 to swing as shown in FIG. The worm gear 47 includes a worm 48 connected to the shaft of the servo motor 57 and a directly connected worm wheel 49 connected to the control shaft guide 40. Therefore, the control shaft guide 40 rotates with the rotation of the servo motor 57, and the rotation direction and the rotation angle are determined by motor control.
[0024]
That is, when the worm 48 is rotated by the servo motor 57, the control shaft guide 40 is rotated by an angle corresponding to the rotation degree, and the control shaft 39 and the control rod 37 are displaced as described above. Due to the displacement of the control rod 37, the bent state of the connecting rod 27 is determined, and the compression ratio of the engine changes. In this embodiment, the control shaft 39 can be displaced around the central axis X of the control shaft guide 40 in a range of 90 ° from the direction of about 3 o'clock to the direction of about 6 o'clock. Is set to be high.
[0025]
The variable compression ratio mechanism 30 has a spring 70 interposed between the worm wheel 49 and a cylinder block (not shown). The spring 70 is configured to bias its own spring force BF to the worm wheel 49 in the same direction as when the worm wheel 49 is driven from the high compression ratio side to the low compression ratio side. In this case, the spring 70 is adjusted by the spring force BF so that the worm wheel 49 can be driven in the above-described direction even by the spring force alone. More specifically, when the worm wheel 49 is rotationally driven to the high compression ratio side, the spring 70 is compressed so that its winding becomes small, and the worm wheel 49 is brought to the low compression ratio side by the spring force BF exerted in this state. It can be rotated. That is, the torque when rotating the worm wheel 49 from the high compression ratio side to the low compression ratio side is the sum of the torque generated by the spring force BF of the spring 70 and the torque generated by the servo motor 57. The torque is higher than that of the existing variable compression engine only by
[0026]
The compression ratio sensor 58 detects the rotation angle (including the direction) of the control shaft guide 40 or the worm wheel 49 and outputs this to the ECU 60. The ECU 60 is configured to calculate an actual compression ratio based on the sensor output.
[0027]
Here, how the compression ratio is changed in the variable compression ratio engine 20 of the present embodiment will be described. FIG. 4 is a flowchart showing compression ratio change control.
[0028]
The compression ratio change control routine shown in FIG. 4 is repeatedly executed every predetermined time. First, an accelerator sensor 61 that reads the engine speed from the speed / crank angle sensor 56 and outputs an accelerator depression state, and a throttle Torque is read according to the sensor output from the sensor 55 or an intake pipe negative pressure sensor (not shown) (step S100). Subsequently, a target compression ratio εt is calculated based on the read rotation speed / torque and a map (not shown) in which both are associated with the compression ratio (step S110). Note that a plurality of maps for calculating the target compression ratio are prepared in accordance with the engine cooling water temperature, the intake air temperature, the emission, or the like, and can be switched as appropriate according to the engine operating condition at that time.
[0029]
Next, the current compression ratio is read from the compression ratio sensor 58 (step S120), and it is determined whether or not the compression ratio needs to be changed based on the coincidence state between the read compression ratio εi and the target compression ratio εt. Determination is made (step S130). If the two compression ratios do not match, it is determined that the compression ratio needs to be changed, and the ECU 60 outputs a change command for setting the compression ratio to the target compression ratio εt to the servo motor 57 (step S140). ). Specifically, a drive signal necessary for setting the current compression ratio εi to the target compression ratio εt is output to the servomotor 57, and the above processes are repeated. By such control, the variable compression ratio engine 20 changes the degree of bending of the connecting rod 27 by the compression ratio variable mechanism 30 using the servo motor 57 as a drive source, and changes the compression ratio of the engine.
[0030]
By the way, in this embodiment, the spring force BF of the spring 70 is biased to the worm wheel 49. Therefore, there are the following advantages.
In the above-described compression ratio change control routine, when the current compression ratio εi is changed to a target compression ratio εt lower than this, the driving force of the worm wheel 49 by the servo motor 57 and the driving force of the worm wheel 49 by the spring 70 (spring Force BF) acts on the worm wheel 49 as a force in the same rotational direction. Therefore, since the driving speed of the worm wheel 49 from the current compression ratio εi (compression ratio on the high compression ratio side) to the low compression ratio (target compression ratio εt) can be increased, compression from the high compression ratio to the low compression ratio is possible. The time required for the ratio change itself is shortened. As a result, according to the variable compression ratio engine 20 of the present embodiment, it is possible to increase the speed of the compression ratio transition from the high compression ratio to the low compression ratio.
[0031]
For this reason, the compression ratio can be quickly changed from a high compression ratio to a low compression ratio in an operating situation that causes a load fluctuation from a low load to a high load, such as during acceleration traveling, so that a high load / high compression ratio can be achieved. The occurrence of the situation can be effectively avoided, which is also beneficial in terms of avoiding knocking.
[0032]
Moreover, in order to improve the quickness of the compression ratio transition, no special oil pressure equipment / electrical equipment and its control equipment are required. Therefore, it is possible to prevent an increase in the number of parts and an accompanying cost increase.
[0043]
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and embodiments, and can of course be implemented in various modes without departing from the gist of the present invention. is there.
[0044]
For example, in each of the above-described embodiments, the servo motor 57 is used to bend the connecting rod 27. However, the control shaft guide 40 may be configured to rotate by a hydraulic mechanism type helical spline.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram schematically illustrating the configuration of a variable compression ratio engine 20 according to a first embodiment.
FIG. 2 is a schematic perspective view showing a compression ratio variable mechanism 30 including a connecting rod 27. FIG.
FIG. 3 is an explanatory view for explaining a state of changing a compression ratio by the variable compression ratio mechanism 30;
FIG. 4 is a flowchart showing compression ratio change control.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 20 ... Variable compression ratio engine 22 ... Cylinder block 24 ... Cylinder head 26 ... Cylinder 27 ... Connecting rod 28 ... Piston 29 ... Crankshaft 30 ... Compression ratio variable mechanism 31 ... 1st connecting rod 31a ... Projection part 32 ... 2nd connecting rod 33 ... Small End 34 ... Piston pin 35 ... Large end 36 ... Connecting rod pin 37 ... Control rod 37a ... Through hole 38 ... Pin 39 ... Control shaft 40 ... Control shaft guide 41 ... Bearing portion 42 ... Connecting portion 43 ... Notch region 47 ... Worm gear 48 ... Worm 49 ... Worm wheel 50 ... Intake pipe 52 ... Injector 54 ... Throttle valve 55 ... Throttle sensor 56 ... Rotation speed / crank angle sensor 57 ... Servo motor 58 ... Compression ratio sensor 61 ... Accelerator sensor 62 ... Oxygen sensor 3 ... actuator 64 ... air flow meter 70 ... Spring X ... central axis

Claims (2)

エンジンの圧縮比を変更可能なエンジンであって、
前記圧縮比を高圧縮比と低圧縮比との間に亘って変更するために駆動される圧縮比変更機構と、
該圧縮比変更機構に圧縮比変更のための駆動力を伝達する伝達機構とを備え、
該伝達機構は、
高圧縮比から低圧縮比への前記圧縮比変更機構の駆動と、低圧縮比から高圧縮比への前記圧縮比変更機構の駆動とに関与する第1伝達機構と、
前記圧縮比変更機構が高圧縮比から低圧縮比へと駆動する際には、高圧縮比から低圧縮比への前記圧縮比変更機構の駆動速度が低圧縮比から高圧縮比への駆動速度より早くなるように、前記圧縮比変更機構に高圧縮比から低圧縮比へと駆動する駆動力を、前記第1伝達機構と協働して付勢する第2伝達手段とを有する、可変圧縮比エンジン。
An engine that can change the compression ratio of the engine,
A compression ratio changing mechanism driven to change the compression ratio between a high compression ratio and a low compression ratio;
A transmission mechanism for transmitting a driving force for changing the compression ratio to the compression ratio changing mechanism,
The transmission mechanism is
A first transmission mechanism involved in driving the compression ratio changing mechanism from a high compression ratio to a low compression ratio and driving the compression ratio changing mechanism from a low compression ratio to a high compression ratio;
When the compression ratio changing mechanism is driven from the high compression ratio to the low compression ratio, the driving speed of the compression ratio changing mechanism from the high compression ratio to the low compression ratio is the driving speed from the low compression ratio to the high compression ratio. as the faster, the driving force for driving the high compression ratio to the compression ratio changing mechanism to a low compression ratio, that having a second transmission means for urging in cooperation with the first transmission mechanism, Variable compression ratio engine.
請求項1記載の圧縮比可変エンジンであって、
前記第2伝達手段は、バネ機構を有し、該バネ機構の呈するバネ力を前記駆動力として、前記第1伝達機構と協働して付勢する、可変圧縮比エンジン。
A variable compression ratio engine according to claim 1 Symbol placement,
The variable compression ratio engine, wherein the second transmission means includes a spring mechanism and biases the spring force exhibited by the spring mechanism as the driving force in cooperation with the first transmission mechanism.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7758660B2 (en) 2006-02-09 2010-07-20 Headwaters Technology Innovation, Llc Crystalline nanocatalysts for improving combustion properties of fuels and fuel compositions incorporating such catalysts
US7803201B2 (en) 2005-02-09 2010-09-28 Headwaters Technology Innovation, Llc Organically complexed nanocatalysts for improving combustion properties of fuels and fuel compositions incorporating such catalysts
US7856992B2 (en) 2005-02-09 2010-12-28 Headwaters Technology Innovation, Llc Tobacco catalyst and methods for reducing the amount of undesirable small molecules in tobacco smoke

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7905210B2 (en) 2004-11-08 2011-03-15 Honda Motor Co., Ltd. Engine vibration elimination system and variable stroke characteristic engine
DE602005027649D1 (en) 2004-11-18 2011-06-09 Honda Motor Co Ltd Internal combustion engine with variable piston stroke
JP2006183480A (en) * 2004-12-27 2006-07-13 Nissan Motor Co Ltd Uniflow 2-stroke internal combustion engine
JP4806332B2 (en) * 2006-11-08 2011-11-02 本田技研工業株式会社 Variable stroke characteristics engine
JP4822185B2 (en) * 2006-09-15 2011-11-24 本田技研工業株式会社 Link type stroke characteristics variable engine
JP4822184B2 (en) * 2006-09-15 2011-11-24 本田技研工業株式会社 Variable stroke characteristics engine
WO2008032439A1 (en) * 2006-09-15 2008-03-20 Honda Motor Co., Ltd. Engine with variable stroke characteristics
FR2914951B1 (en) * 2007-04-16 2012-06-15 Vianney Rabhi ELECTROHYDRAULIC DEVICE FOR CLOSED LOOP DRIVING OF THE CONTROL JACK OF A VARIABLE COMPRESSION RATE MOTOR.
JP5029290B2 (en) * 2007-10-29 2012-09-19 日産自動車株式会社 Variable compression ratio engine
JP5077440B2 (en) * 2009-11-02 2012-11-21 トヨタ自動車株式会社 Control device for variable compression ratio internal combustion engine
US8667934B1 (en) * 2012-12-21 2014-03-11 Hyundai Motor Company Engine having compression ratio variable device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7803201B2 (en) 2005-02-09 2010-09-28 Headwaters Technology Innovation, Llc Organically complexed nanocatalysts for improving combustion properties of fuels and fuel compositions incorporating such catalysts
US7856992B2 (en) 2005-02-09 2010-12-28 Headwaters Technology Innovation, Llc Tobacco catalyst and methods for reducing the amount of undesirable small molecules in tobacco smoke
US7758660B2 (en) 2006-02-09 2010-07-20 Headwaters Technology Innovation, Llc Crystalline nanocatalysts for improving combustion properties of fuels and fuel compositions incorporating such catalysts

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