JP4421482B2 - Variable compression ratio mechanism for internal combustion engines - Google Patents
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Description
この発明は、内燃機関(以下、エンジンという)の圧縮比を可変制御するエンジンの圧縮比可変機構に関するものである。 The present invention relates to an engine compression ratio variable mechanism that variably controls a compression ratio of an internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine).
一般に、エンジンに加わる負荷が低い場合には、そのシリンダ内に吸入される燃料が少ないことから、ピストンが上死点近傍に位置するときのシリンダ内の温度や圧力は低く、燃焼の安定性が低下する。このため、圧縮比を高めて燃焼の安定性を向上させると共に、膨張比を高めて熱効率を向上させ、燃料消費量の低減を図っている。一方、エンジンに加わる負荷が高くなると、シリンダ内に吸入される燃料の量が多くなり、シリンダ内の温度も上昇してノッキングが発生する。このノッキングの発生を防止するために、エンジンの負荷が小さいときに圧縮比を高くし、エンジンの負荷が大きいときに圧縮比を低く制御する圧縮比可変機構が知られている(例えば、特許文献1〜3参照)。 Generally, when the load applied to the engine is low, less fuel is sucked into the cylinder, so the temperature and pressure in the cylinder are low when the piston is located near top dead center, and combustion stability is low. descend. For this reason, the compression ratio is increased to improve the stability of combustion, and the expansion ratio is increased to improve the thermal efficiency, thereby reducing the fuel consumption. On the other hand, when the load applied to the engine increases, the amount of fuel sucked into the cylinder increases, the temperature in the cylinder rises, and knocking occurs. In order to prevent the occurrence of knocking, there is known a variable compression ratio mechanism that increases the compression ratio when the engine load is small and controls the compression ratio low when the engine load is large (for example, Patent Documents). 1-3).
この圧縮比可変機構では、クランクシャフトのクランクピンに回転可能にロアーリンクを取り付け、一端がピストンピンに連係するアッパーリンクの他端をロアーリンクの一部に連係させ、偏心カムを有する制御軸をクランクシャフトと平行に配置し、一端がロアーリンクの他部に連係する制御リンクの他端を制御軸の偏心カムに連係させ、アクチュエータにより制御軸を所定の回動範囲で駆動し圧縮比を制御できるようにしている。ここで、アクチュエータとしては制御軸の駆動源として例えば電動モータを用いたものが知られている。電動モータの回転運動は、往復子の直線運動に変換され、この直線運動が制御軸の回動運動に変換されるように構成されている。 In this variable compression ratio mechanism, a lower link is rotatably attached to the crank pin of the crankshaft, one end of the upper link linked to the piston pin is linked to a part of the lower link, and a control shaft having an eccentric cam is provided. Arranged in parallel with the crankshaft, the other end of the control link, one end of which is linked to the other part of the lower link, is linked to the eccentric cam of the control shaft, and the actuator is driven in a predetermined rotation range to control the compression ratio. I can do it. Here, an actuator using, for example, an electric motor as a drive source of a control shaft is known. The rotational motion of the electric motor is converted into a linear motion of the reciprocator, and this linear motion is converted into a rotational motion of the control shaft.
従来の圧縮比可変機構は、アクチュエータにより回動制御される制御軸の角度位置をポジションセンサ(角度センサ)により検出し、この検出値に基づいて圧縮比を制御するように構成されている。 A conventional compression ratio variable mechanism is configured to detect an angular position of a control shaft that is rotationally controlled by an actuator by a position sensor (angle sensor), and to control the compression ratio based on the detected value.
従来の圧縮比可変機構は以上のように構成されているので、次のような問題がある。まず、制御軸はエンジンの底部においてクランクシャフトと平行に配設されているため、この制御軸の角度位置を検出する角度センサを取り付ける設置場所の確保が困難となっている。すなわち、角度センサを仮に制御軸の端部側に取り付けようとしても、クランクプーリの近傍であるため設置場所を確保できない。また、圧縮比を制御する制御軸に角度センサを取り付けることから制御軸の位置を高精度で検出することが可能であるが、電動モータの回転運動が一旦直線運動に変換された上で制御軸の回動運動に伝達されるため、上記角度センサによる検出値と電動モータの回転数との関係が非線形的な関数となってしまう。すなわち、例えば電動モータが同じ回転数だけ動いて制御軸を回動させても圧縮比の変化範囲によってはその変化量が異なってしまい、所定の圧縮比に精度よく調整することが困難である。 Since the conventional compression ratio variable mechanism is configured as described above, it has the following problems. First, since the control shaft is disposed in parallel with the crankshaft at the bottom of the engine, it is difficult to secure an installation location for attaching an angle sensor for detecting the angular position of the control shaft. That is, even if the angle sensor is to be attached to the end of the control shaft, the installation location cannot be secured because it is in the vicinity of the crank pulley. In addition, since the angle sensor is attached to the control shaft that controls the compression ratio, it is possible to detect the position of the control shaft with high accuracy. However, the rotational motion of the electric motor is once converted into linear motion, and then the control shaft is Therefore, the relationship between the value detected by the angle sensor and the rotational speed of the electric motor becomes a non-linear function. That is, for example, even if the electric motor moves by the same number of rotations and rotates the control shaft, the amount of change differs depending on the change range of the compression ratio, and it is difficult to accurately adjust the predetermined compression ratio.
なお、従来、他の可変圧縮比機構(例えば、特許文献2、3参照)も知られているが、これらの可変圧縮比機構は、いずれも上記特許文献1に記載されたタイプの可変圧縮比機構を前提にしていない。また、上記特許文献1に記載された可変圧縮比機構においては、アクチュエータの外部に設けた角度センサで制御軸の角度を検出しており、これ以外のセンサで圧縮比を制御する技術は知られていない。
Conventionally, other variable compression ratio mechanisms (see, for example, Patent Documents 2 and 3) are also known. However, these variable compression ratio mechanisms are all variable compression ratios of the type described in
この発明は、従来のエンジンの可変圧縮比機構における欠点を克服するためになされたもので、その目的とするところは、制御軸の角度位置を検出する角度センサをアクチュエータの外部に取り付けることなく、エンジンの仕様変更が最小限であり、圧縮比を容易高精度に可変制御する可変圧縮比機構を提供する点にある。 The present invention has been made in order to overcome the drawbacks of the conventional variable compression ratio mechanism of an engine. The object of the present invention is to install an angle sensor for detecting the angular position of the control shaft outside the actuator. The object is to provide a variable compression ratio mechanism in which the engine specification change is minimal and the compression ratio is variably controlled with high accuracy.
この発明に係るエンジンの圧縮比可変機構は、クランクピンに相対回転可能に外嵌するロアーリンクと、このロアーリンクとピストンピンとを連係するアッパーリンクと、シリンダブロックに形成されたシリンダの列方向に延びる制御軸と、この制御軸に偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムと前記ロアーリンクとを連係する制御リンクとを備えたエンジンの圧縮比可変機構において、エンジンの圧縮比を可変制御する前記制御軸の回動に機械的に連係する往復手段および回転駆動手段からの回転駆動力を前記往復手段へ伝達する回転駆動力伝達手段とを備えたアクチュエータと、このアクチュエータ内に設けられかつ前記制御軸の回動時における該アクチュエータの移動量を検出する検出手段とを備えたものである。 An engine compression ratio variable mechanism according to the present invention includes a lower link that is externally fitted to a crank pin so as to be relatively rotatable, an upper link that links the lower link and the piston pin, and a cylinder block formed in a cylinder block. An engine compression ratio variable mechanism having an extended control shaft, an eccentric cam eccentrically provided on the control shaft, and a control link linking the eccentric cam and the lower link is variably controlled. an actuator and a rotational driving force transmitting means for transmitting the rotational driving force from the reciprocating means and the rotation driving means mechanically linked to the rotation of the control shaft Previous Symbol reciprocating means, provided in the actuator and it is obtained by a detecting means for detecting the amount of movement of the actuator during rotation of the front Symbol control shaft.
この発明によれば、クランクピンに相対回転可能に外嵌するロアーリンクと、このロアーリンクとピストンピンとを連係するアッパーリンクと、シリンダブロックに形成されたシリンダの列方向に延びる制御軸と、この制御軸に偏心して設けられた偏心カムと、この偏心カムと前記ロアーリンクとを連係する制御リンクとを備えたエンジンの圧縮比可変機構において、エンジンの圧縮比を可変制御する前記制御軸の回動に機械的に連係する往復手段に回転駆動手段からの回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達手段を有するアクチュエータと、このアクチュエータ内に設けられかつ前記制御軸の回動時における該アクチュエータの移動量を検出する検出手段とを備えて構成したので、検出手段によりアクチュエータの移動量を検出することで、この移動量に対して従来例よりも線形的に圧縮比が変化する為、圧縮比を容易高精度に可変制御することができるという効果がある。また、アクチュエータに内蔵した検出手段により検出されたアクチュエータの移動量により圧縮比を制御することができるので、従来のようにアクチュエータの外部にセンサを設ける必要がないことから、エンジンの仕様を変更することなく、搭載性を向上させることができるという効果がある。
According to the present invention, a lower link that is externally fitted to the crank pin so as to be relatively rotatable, an upper link that links the lower link and the piston pin, a control shaft that is formed in the cylinder block and extends in the column direction of the cylinder, an eccentric cam eccentrically provided on the control shaft, the variable compression ratio mechanism of an engine and a control link that links the said lower link and the eccentric cam, the control shaft to variably control the compression ratio of the engine times an actuator having a rotational drive force transmission means for transmitting a rotational driving force from the rotary drive means into a reciprocating means for mechanically linked to movement of the actuator when provided and rotated before Symbol control shaft in the actuator And detecting means for detecting the amount of movement, by detecting the amount of movement of the actuator by the detecting means, To change linearly compression ratio than conventional relative movement amount, there is an effect that it is possible to variably control facilitates precision compression ratio. In addition, since the compression ratio can be controlled by the amount of movement of the actuator detected by the detection means built in the actuator, there is no need to provide a sensor outside the actuator as in the prior art, so the engine specifications are changed. There is an effect that the mountability can be improved.
実施の形態1.
図1はこの発明の実施の形態1によるエンジンの圧縮比可変機構の連係機構を示す部分断面図であり、図2は図1に示した圧縮比可変機構におけるアクチュエータの内部構造を示す部分断面図であり、図3は図2に示したアクチュエータ内に設けられた検出手段の出力とアクチュエータのモータ回転数との関係を示すグラフである。
1 is a partial sectional view showing a linkage mechanism of an engine compression ratio variable mechanism according to
シリンダブロック1には、円筒状のシリンダ3が形成されており、その内部にはピストン5が往復移動可能に配設されている。ピストン5のピストンピン7とクランクシャフト9のクランクピン11とは、複リンク式の可変圧縮比機構を介して機械的に連係されている。可変圧縮比機構は、クランクピン11に相対回動可能に外嵌するロアーリンク13と、このロアーリンク13とピストンピン7とを連係するアッパーリンク15と、シリンダブロック1に形成されたシリンダ3の列方向に延びる制御軸17と、この制御軸17に偏心して設けられた偏心カム19と、この偏心カム19とロアーリンク13とを連係する制御リンク21と、制御軸17を所定の範囲で回動駆動しかつ所定の回動位置に保持するアクチュエータ(図2参照)23とから概略構成されている。
A
アッパーリンク15の上端部はピストンピン7に相対回動可能に連結され、下端部が連結ピン25を介してロアーリンク13に相対回動可能に連結されている。制御リンク21の一端は連結ピン27を介してロアーリンク13に相対回動可能に連結され、他端は偏心カム19に相対回動可能に外嵌されている。制御軸17には制御プレート29が一体に設けられており、その制御プレート29にはその周縁部から制御軸17に向けてスリット31が形成されている。スリット31には、図1および図2に示すように、アクチュエータ23の往復子(往復手段)33のピン35が滑動可能に係合されている。アクチュエータ23で調整されるピン35の位置により連係機構の姿勢が決められ、シリンダ3に対するピストン5の相対位置が決められ、これによりピストン5の上方に形成される燃焼室(図示せず)における圧縮比が制御されるように構成されている。なお、図1における矢印A1〜A7および矢印B1〜B7は、エンジンや連係機構の各部品の動作方向を表したものである。
An upper end portion of the
アクチュエータ23は、一端にピン35を有しかつ他端側の表面に雄ねじ37を有する上記往復子33と、駆動源としての電動モータ(回転駆動手段)39と、この電動モータ39のモータピニオン軸41に設けられた歯車43から回転駆動力を伝達する3つの歯車45、47および49(回転駆動力伝達手段)と、この歯車49の内面に形成されかつ上記往復子33の雄ねじ37に螺合する雌ねじ(回転駆動力伝達手段)51とから概略構成されている。往復子33は略円筒状のハウジング53内に摺動可能に配設されており、このハウジング53にボルト等の締結部材(図示せず)で結合されたケース55とこのケース55にボルト等の締結部材(図示せず)で結合されたカバー57との間に形成された空間には電動モータ39のモータピニオン軸41の歯車43、3つの歯車45、47および49が収容されている。また、カバー57には、往復子33の他端側の収容が可能な内空間59が形成されている。さらに、カバー57の一部には電動モータ39のモータピニオン軸41の貫通を受け入れる開口部61が形成されており、この開口部61を中心としたカバー57の外面には上記電動モータ39がボルト等の締結部材(図示せず)で固定されている。
The
電動モータ39はブラシレスモータであり、そのモータピニオン軸41の回転を駆動制御する駆動用ホールIC63が内蔵されている。この実施の形態1では、駆動用ホールIC63を電動モータ39の回転数(アクチュエータの移動量)を検出手段として利用する。この駆動用ホールIC63は、電動モータ39の電源がオン状態になると、モータピニオン軸41の回転(アクチュエータの移動量)をカウントし始める。このカウントの範囲を、モータピニオン軸41から伝達された回転駆動力により矢印X方向またはY方向へ移動する往復子33のピン35の位置により圧縮比の最高値と最低値とを規定する制御軸17の回動範囲に対応させる。すなわち、上記カウントの範囲と圧縮比の範囲との対応関係をCPU(図示せず)で算出し、決定する。ここで、電動モータ39のモータピニオン軸41の回転数と駆動用ホールIC63の検出値(センサ出力)とは、図3に示すように線形的な関数となり、また電動モータ39の回転数と圧縮比とは後述の理由により従来例と比較して線形により近い関数となることから、上記センサ出力に基づいたドライバ(図示せず)による線形的なフィードバック制御で圧縮比を容易高精度に可変制御することが可能となる。
ここで、電動モータ39の回転数と圧縮比が従来例と比較してより線形に近い関数となる理由を述べる。
従来例においては、図7に示すように、制御軸の回転角度に対して圧縮比の変化が非線形となっている。これは、本発明のような複リンク式の可変圧縮比機構においては、制御軸に一体の偏心カムの回動に対して、シリンダ内のピストン位置が直線的に並進する為、制御軸の回動角度と圧縮比とは非線形の特性を呈する。従って、この制御軸端部に配設されたセンサ出力に対する圧縮比変化も非線形となる為、制御軸の単位角度当りの圧縮比変化代が一定でなく、圧縮比制御が困難となっていた。
一方本発明では、図8に示すように、駆動用ホールIC163の検出値(センサ出力)に対する圧縮比変化が、従来例と比較して、特に高圧縮比側において顕著に線形化されていることが分かる。これはアクチュエータ駆動手段(往復子)の直線運動が制御軸の回転運動に変換され、さらにピストン位置の直線的な位置変化に再変換されている為である。
制御軸回動範囲の内、低圧縮比側においては従来例と比較して非線形性が助長されている面もあるが、本発明が適用される複リンク式可変圧縮比機構では、制御軸角度に対する圧縮比変化感度が、低圧縮比側では相対的に低い為、精緻な圧縮比制御が不要であり内燃機関の出力性能上影響は少ない。
本発明が適用される可変圧縮比機構を用いた内燃機関では、特に高負荷領域でのノッキングを回避する為に、高圧縮比から低圧縮比に即座に、かつ所望の圧縮比まで精度良く可変動作することが重要である。従来例と比較して、特に高圧縮比側の制御が容易になることは、ノッキング回避等の面からも有効である。
The
Here, the reason why the rotation speed and the compression ratio of the
In the conventional example, as shown in FIG. 7, the change in the compression ratio is nonlinear with respect to the rotation angle of the control shaft. This is because the piston position in the cylinder linearly translates with respect to the rotation of the eccentric cam integrated with the control shaft in the multi-link variable compression ratio mechanism as in the present invention. The moving angle and the compression ratio exhibit nonlinear characteristics. Accordingly, since the change in the compression ratio with respect to the sensor output disposed at the end of the control shaft is also non-linear, the amount of change in the compression ratio per unit angle of the control shaft is not constant, making it difficult to control the compression ratio.
On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 8, the change in the compression ratio with respect to the detection value (sensor output) of the driving Hall IC 163 is significantly linearized, particularly on the high compression ratio side, as compared with the conventional example. I understand. This is because the linear motion of the actuator driving means (reciprocator) is converted into the rotational motion of the control shaft, and further converted back into a linear change in the piston position.
In the control shaft rotation range, there is a surface where nonlinearity is promoted compared to the conventional example on the low compression ratio side, but in the multi-link variable compression ratio mechanism to which the present invention is applied, the control shaft angle Since the compression ratio change sensitivity with respect to is relatively low on the low compression ratio side, precise compression ratio control is unnecessary, and there is little influence on the output performance of the internal combustion engine.
In an internal combustion engine using a variable compression ratio mechanism to which the present invention is applied, in order to avoid knocking particularly in a high load region, it can be changed from a high compression ratio to a low compression ratio immediately and accurately to a desired compression ratio. It is important to work. Compared to the conventional example, the ease of control on the high compression ratio side is also effective in terms of avoiding knocking and the like.
ここで、電動モータ39の回転数を元に制御する場合と、制御軸の角度センサ出力を元に制御する場合との圧縮比制御精度に関して述べる。すなわち、電動モータ39のモータピニオン軸41は、制御軸17等の連係機構を介してエンジン側からの大きな負荷をバックラッシュとして受けることになる。このバックラッシュ等の誤差要因は確かに駆動用ホールIC63による検出値に誤差を生じさせ、駆動用ホールIC63を検出手段として利用した場合のデメリットと捉えることもできる。しかし、圧縮比の範囲を規定する制御軸17の回動範囲に対するアクチュエータ23内のギア比は大きい。ここで、ギア比が大きいとは、例えば電動モータ39のモータピニオン軸41が1万回転した場合に、制御軸17が数度だけ回動し、これに対応したピストン5が数ミリメートル程度移動し、所定の圧縮比を与えることを意味する。このとき、バックラッシュによる影響でモータピニオン軸41が仮に約半回転ずれても、モータピニオン軸41が約1万回転したと近似できることから、制御軸17が数度だけ回動し、これに対応したピストン5が数ミリメートル程度移動し、所定の圧縮比を与えるという結果に実質的な変動はない。したがって、駆動用ホールIC63による検出に際して上記バックラッシュ等の誤差要因の影響を無視することができるので、圧縮比制御精度に関して従来例と同等のレベルを有している。
Here, the compression ratio control accuracy in the case of controlling based on the rotational speed of the
次に動作について説明する。
電動モータ39が回転すると、そのモータピニオン軸41の回転が歯車43、45,47および49に伝わり、歯車49の雌ねじ51が往復子33の雄ねじ37の周りを回転する。これにより往復子33は電動モータ39の回転方向により矢印X方向またはY方向に摺動する。往復子33が矢印X方向に摺動した場合には、ハウジング53に対してピン35がせり出し、このピン35がスリット31の内方へ滑動しながら制御プレート29と共に制御軸17を矢印B7方向に回動させる。この回動により、偏心カム19が矢印B6方向に移動し、これに伴い制御リンク21が矢印B5方向に下がってクランクピン11を矢印B4方向に回動させロアーリンク13を矢印B3方向に押し上げることでアッパーリンク15を矢印B2方向に押し上げ、シリンダ3内のピストン5の位置を矢印B1方向に上げる。これによりエンジンを高圧縮比側に誘導する。
Next, the operation will be described.
When the
また、電動モータ39が逆回転すると、往復子33が矢印Y方向に摺動する。この場合には、ハウジング53に対してピン35が引き込まれ、このピン35がスリット31の外方へ滑動しながら制御プレート29と共に制御軸17を矢印A7方向に回動させる。この回動により、偏心カム19が矢印A6方向に移動し、これに伴い制御リンク21が矢印A5方向に上がってクランクピン11を矢印A4方向に回動させロアーリンク13を矢印A3方向に押し下げることでアッパーリンク15を矢印A2方向に押し下げ、シリンダ3内のピストン5の位置を矢印A1方向に下げる。これによりエンジンを低圧縮比側に誘導する。
Further, when the
一方、電動モータ39の回転は駆動用ホールIC63によりカウントされてモニタされている。このカウントの範囲と圧縮比の範囲との対応関係をCPU(図示せず)で算出し、決定する。駆動用ホールIC63の検出値(センサ出力)に基づいてドライバ(図示せず)で電動モータ39を駆動して従来例よりも線形に近いフィードバック制御を行い、圧縮比を可変制御する。
On the other hand, the rotation of the
以上のように、この実施の形態1によれば、制御軸17の回動に機械的に連係する往復子33と、電動モータ39と、この電動モータ39からの回転駆動力を往復子33へ伝達する歯車43、45、47および49とを備えたアクチュエータ23と、このアクチュエータ23内に設けられかつ上記制御軸17の回動時における電動モータ39の回転数を検出する駆動用ホールIC63とを含むように構成したので、駆動用ホールIC63により電動モータ39の回転数を検出することで、この回転数に対して従来例よりも線形に近い特性で変化する圧縮比を高精度に可変制御することができるという効果がある。
As described above, according to the first embodiment, the
この実施の形態1によれば、検出手段として、元々駆動制御のために電動モータ39に内蔵された駆動用ホールIC63を利用するように構成したので、従来のように、アクチュエータの外部にセンサを別途設ける必要がないことから部品点数を低減することができ、エンジンの仕様変更を一切不要とするなど、搭載性を格段に向上させることができるという効果がある。
According to the first embodiment, since the
実施の形態2.
図4はこの発明の実施の形態2によるエンジンの圧縮比可変機構におけるアクチュエータの内部構造を示す部分断面図である。なお、この実施の形態2における構成要素のうち、実施の形態1における構成要素と共通するものについては、同一の符号を付し、その部分の説明を省略する。
Embodiment 2. FIG.
4 is a partial cross-sectional view showing an internal structure of an actuator in an engine compression ratio variable mechanism according to Embodiment 2 of the present invention. Of the constituent elements in the second embodiment, those common to the constituent elements in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この実施の形態2の特徴は、電動モータ39の回転数、すなわちモータピニオン軸41の歯車43の回転数(アクチュエータの移動量)を検出する回転数センサ(検出手段)65をケース55内に設けた点にある。この回転数センサ65による検出値(センサ出力)も、実施の形態1における駆動用ホールIC63による検出値と同様にバックラッシュ等の誤差要因の影響を受けるが、その影響は小さい。このため、回転数センサ65による検出値と圧縮比との間に線形的な関数が成立することから、回転数センサ65による検出値に基づいて圧縮比を線形的なフィードバック制御することが可能となる。
A feature of the second embodiment is that a rotation speed sensor (detection means) 65 for detecting the rotation speed of the
以上のように、この実施の形態2によれば、モータピニオン軸41の歯車43の回転数を検出する回転数センサ65をアクチュエータ23内に設けるように構成したので、回転数センサ65による検出値に対して線形的に変化する圧縮比を高精度に可変制御することができるという効果がある。
As described above, according to the second embodiment, since the
この実施の形態2によれば、回転数センサ65をアクチュエータ23内に設けるように構成したので、アクチュエータの外部に取り付けるた従来の可変圧縮比機構と異なり、エンジンの仕様変更を最小限に抑制でき、搭載性を格段に向上させることができるという効果がある。
According to the second embodiment, since the
実施の形態3.
図5はこの発明の実施の形態3によるエンジンの圧縮比可変機構におけるアクチュエータの内部構造を示す部分断面図である。なお、この実施の形態3における構成要素のうち、実施の形態1等における構成要素と共通するものについては、同一の符号を付し、その部分の説明を省略する。
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the actuator in the engine compression ratio variable mechanism according to
この実施の形態3の特徴は、電動モータ39の回転を往復子33の摺動につなげる回転駆動力伝達手段としての歯車49の回転数(アクチュエータの移動量)を検出する回転数センサ(検出手段)67をケース55内に設けた点にある。この回転数センサ67による検出値(センサ出力)も、実施の形態1における駆動用ホールIC63による検出値と同様にバックラッシュ等の誤差要因の影響を受けるが、その影響は小さい。このため、回転数センサ67による検出値と圧縮比との間に線形的な関数が成立することから、回転数センサ67による検出値に基づいて圧縮比を線形的なフィードバック制御することが可能となる。
The feature of the third embodiment is that a rotation speed sensor (detection means) for detecting the rotation speed (movement amount of the actuator) of a
以上のように、この実施の形態3によれば、歯車49の回転数を検出する回転数センサ67をケース55内に設けるように構成したので、回転数センサ67による検出値に対して線形的に変化する圧縮比を高精度に可変制御することができるという効果がある。
As described above, according to the third embodiment, since the
この実施の形態3によれば、回転数センサ67をアクチュエータ23内に設けるように構成したので、アクチュエータの外部に取り付けるた従来の可変圧縮比機構と異なり、エンジンの仕様変更を最小限に抑制でき、搭載性を格段に向上させることができるという効果がある。
According to the third embodiment, since the
実施の形態4.
図6はこの発明の実施の形態4によるエンジンの圧縮比可変機構におけるアクチュエータの内部構造を示す部分断面図である。なお、この実施の形態4における構成要素のうち、実施の形態1等における構成要素と共通するものについては、同一の符号を付し、その部分の説明を省略する。
Embodiment 4 FIG.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing the internal structure of the actuator in the engine compression ratio variable mechanism according to Embodiment 4 of the present invention. Of the constituent elements in the fourth embodiment, those common to the constituent elements in the first embodiment and the like are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted.
この実施の形態4の特徴は、往復子33の他端に該往復子の移動距離(アクチュエータの移動量)を検出するリニアセンサ69を設けた点にある。このリニアセンサ69としては、往復子33の移動距離を計測するものであれば公知のセンサを使用することができ、例えば電圧変化、フラックス変化、摺動抵抗あるいはレーザー照射等の方法によってストローク計測できるものを挙げることができる。リニアセンサ69による検出値も、実施の形態1における駆動用ホールIC63による検出値と同様にバックラッシュ等の誤差要因の影響を受けるが、その影響は小さい。このため、リニアセンサ69による検出値と圧縮比との間に線形的な関数が成立することから、リニアセンサ69による検出値に基づいて圧縮比を線形的なフィードバック制御することが可能となる。
The feature of the fourth embodiment is that a
以上のように、この実施の形態4によれば、往復子33の他端に該往復子の移動距離(アクチュエータの移動量)を検出するリニアセンサ69を設けるように構成したので、リニアセンサ69による検出値に対して線形的に変化する圧縮比を高精度に可変制御することができるという効果がある。
As described above, according to the fourth embodiment, the
なお、この実施の形態4では、カバー57から外部にリニアセンサ69が突出した形態で配置されるように構成したが、リニアセンサ69自体がアクチュエータ23の大きさに比べて小さいため、エンジンの仕様変更を不要とすることができるという効果がある。
In the fourth embodiment, the
1 シリンダブロック、3 シリンダ、5 ピストン、7 ピストンピン、9 クランクシャフト、11 クランクピン、13 ロアーリンク、15 アッパーリンク、17 制御軸、19 偏心カム、21 制御リンク、23 アクチュエータ、25 連結ピン、27 連結ピン、29 制御プレート、31 スリット、33 往復子(往復手段)、35 ピン、37 雄ねじ、39 電動モータ(回転駆動手段)、41 モータピニオン軸、43 歯車(回転駆動力伝達手段)、45 歯車(回転駆動力伝達手段)、47 歯車(回転駆動力伝達手段)、49 歯車(回転駆動力伝達手段)、51 雌ねじ(回転駆動力伝達手段)、53 ハウジング、55 ケース、57 カバー、59 内空間、61 開口部、63 駆動用ホールIC(検出手段)、65 回転数センサ(検出手段)、67 回転数センサ(検出手段)、69 リニアセンサ(検出手段)。
1 cylinder block, 3 cylinder, 5 piston, 7 piston pin, 9 crankshaft, 11 crankpin, 13 lower link, 15 upper link, 17 control shaft, 19 eccentric cam, 21 control link, 23 actuator, 25 connecting pin, 27 Connecting pin, 29 Control plate, 31 Slit, 33 Reciprocator (reciprocating means), 35 Pin, 37 Male screw, 39 Electric motor (rotational driving means), 41 Motor pinion shaft, 43 Gear (rotational driving force transmitting means), 45 Gear (Rotation drive force transmission means), 47 Gears (Rotation drive force transmission means), 49 Gears (Rotation drive force transmission means), 51 Female screw (Rotation drive force transmission means), 53 Housing, 55 Case, 57 Cover, 59
Claims (5)
内燃機関の圧縮比を可変制御する前記制御軸の回動に機械的に連係する往復手段および回転駆動手段からの回転駆動力を前記往復手段へ伝達する回転駆動力伝達手段とを備えたアクチュエータと、このアクチュエータ内に設けられかつ前記制御軸の回動時における該アクチュエータの移動量を検出する検出手段とを備えた内燃機関の圧縮比可変機構。 A lower link that is externally fitted to the crank pin so as to be relatively rotatable, an upper link that links the lower link and the piston pin, a control shaft that is formed in the cylinder block and that extends in the column direction of the cylinder, and is eccentrically provided on the control shaft In the compression ratio variable mechanism of the internal combustion engine comprising the eccentric cam and the control link that links the eccentric cam and the lower link,
An actuator comprising: reciprocating means mechanically linked to rotation of the control shaft for variably controlling the compression ratio of the internal combustion engine; and rotational driving force transmitting means for transmitting the rotational driving force from the rotational driving means to the reciprocating means; A variable compression ratio mechanism for an internal combustion engine, comprising: a detecting means provided in the actuator and detecting a movement amount of the actuator when the control shaft is rotated.
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