(57)【要約】【課題】可変圧縮比機構を含む内燃機関を備え、機械圧縮比を低下させる場合に生じる騒音を抑制する駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、可変圧縮比機構を備える内燃機関と無段変速機とを備える。可変圧縮比機構は、機械圧縮比を変更するためのモータと、モータへの逆入力を遮断するクラッチとを含む。内燃機関の運転領域には、機械圧縮比を低下させるとクラッチのロックが生じて騒音が発生する領域Ｂと、領域Ｂよりも負荷が大きな領域であって騒音が許容される領域Ｃとが設定されている。領域Ｂにて運転している期間中に領域Ｃに移行する場合には、無段変速機の変速比を増大して機関回転数を上昇し、機関回転数の上昇が完了した後に吸入空気量を増加して領域Ｃに移行し、領域Ｃにおいて機械圧縮比を低下させる。【選択図】図１５
2014206119.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備える内燃機関と、
内燃機関の機関回転数を調整可能な回転数調整手段とを備え、
可変圧縮比機構は、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を変更するための偏心軸と、偏心軸を回転させる偏心軸回転装置とを含み、
偏心軸回転装置は、モータと、モータの回転力を偏心軸に伝達する駆動力伝達経路に配置され、機械圧縮比を低下させる回転方向の出力軸からの回転力を遮断するように形成されているクラッチとを含み、
内燃機関は、機械圧縮比を低下させる場合に、クラッチの出力軸の回転速度が入力軸の回転速度よりも大きくなる特定運転領域を有し、
特定運転領域には、機械圧縮比を低下させると圧縮比可変機構からの騒音が発生する第１領域と、第１領域よりも負荷が大きな領域であって圧縮比可変機構からの騒音が許容される第２領域とが設定されており、
第１領域にて運転している期間中に要求負荷が増加して第２領域に移行する場合には、回転数調整手段が機関回転数を上昇し、機関回転数の上昇が完了した後に吸入空気量を増加して第２領域に移行し、第２領域において機械圧縮比を低下させることを特徴とする、駆動装置。
【請求項２】
回転数調整手段は、無段変速機を含み、
第１領域にて運転している期間中に要求負荷が増加した場合には、無段変速機の変速比を増大させて機関回転数を上昇させる、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
吸入空気量を増加して第２領域に移行する場合には、吸入空気量の増加とともに無段変速機の変速比を減少させる、請求項１または２に記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関を備える駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の燃焼室では、空気および燃料の混合気が圧縮された状態で点火される。混合気を圧縮するときの圧縮比は、内燃機関の出力および燃料消費量に影響を与えることが知られている。圧縮比を高くすることにより出力されるトルクを大きくすることができて、熱効率の向上を図ることができる。ところが、圧縮比を高くしすぎると、ノッキング等の異常燃焼が生じることが知られている。従来の技術においては、運転期間中に圧縮比を変更する内燃機関が知られている。運転期間中に圧縮比を変更する可変圧縮比機構としては、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を変更する機構を採用することが知られている。
【０００３】
たとえば、特開２００５−０３０２３４号公報においては、ピストンのシリンダ内での上下動をクランクシャフトの回転運動に変換するコンロッドを２分割し、コンロッドの分割部にコントロールロッドを接続して、コントロールロッドの支軸位置を変位させる可変圧縮比エンジンが開示されている。この公報には、コントロールロッドの基部に逆入力を遮断するクラッチの出力側を接続してコントロールロッド側からの入力に対して回動を阻止することが開示されている。
【０００４】
また、特開２００７−２３９５２０号公報においては、シリンダ内を往復動するピストンとクランクシャフトのクランクピンとを連係するリンク列と、駆動部により回転位置が変更される制御軸と、この制御軸とリンク列とを連係する制御リンクとを有し、制御軸の回転位置に応じてピストン行程が変化する内燃機関の可変圧縮比装置が開示されている。この可変圧縮比装置には、駆動部から制御軸への動力伝達経路に、制御軸から駆動部への逆入力を遮断するクラッチを介装することが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−０３０２３４号公報
【特許文献２】特開２００７−２３９５２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を変更する可変圧縮比機構を備える内燃機関では、燃料が燃焼すると、燃焼室の圧力、すなわち筒内圧が上昇する。筒内圧が上昇すると、燃焼室を構成する部材に対して燃焼室の容積が大きくなる方向に力が作用し、可変圧縮比機構に作用する力も増大する。この力は、燃焼室の容積を変更する機構を駆動するモータに伝達される虞がある。このために、可変圧縮比機構には、筒内圧による回転力がモータに伝達されないように、筒内圧による回転力を遮断する逆入力遮断クラッチを配置することが知られている。逆入力遮断クラッチは、筒内圧により生じる回転力を遮断するロック機能を有する。機械圧縮比を変更する場合には、このロック機能は解除した上で燃焼室の容積を変更している。
【０００７】
ところで、機械圧縮比を低下するためにロック機能を解除している期間中に、内燃機関の運転状態によっては、逆入力遮断クラッチの入力軸よりも出力軸の方が速く回転する場合があった。たとえば、内燃機関の負荷が大きな状態では筒内圧も高くなり、燃焼室の容積が大きくなる方向に作用する力も大きくなる。このために、逆入力遮断クラッチの出力軸が速く回転する場合があった。逆入力遮断クラッチの出力軸が入力軸よりも速く回転すると、逆入力遮断クラッチのロック機構が働いて、一時的に出力軸がロックされる場合があった。逆入力遮断クラッチがロックすると、ギヤ等において騒音が生じる場合があった。
【０００８】
本発明は、可変圧縮比機構を含む内燃機関を備え、機械圧縮比を低下させる場合に生じる騒音を抑制する駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の駆動装置は、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備える内燃機関と、内燃機関の機関回転数を調整可能な回転数調整手段とを備える。可変圧縮比機構は、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積を変更するための偏心軸と、偏心軸を回転させる偏心軸回転装置とを含む。偏心軸回転装置は、モータと、モータの回転力を偏心軸に伝達する駆動力伝達経路に配置され、機械圧縮比を低下させる回転方向の出力軸からの回転力を遮断するように形成されているクラッチとを含む。内燃機関は、機械圧縮比を低下させる場合に、クラッチの出力軸の回転速度が入力軸の回転速度よりも大きくなる特定運転領域を有し、特定運転領域には、機械圧縮比を低下させると圧縮比可変機構からの騒音が発生する第１領域と、第１領域よりも負荷が大きな領域であって圧縮比可変機構からの騒音が許容される第２領域とが設定されている。第１領域にて運転している期間中に要求負荷が増加して第２領域に移行する場合には、回転数調整手段が機関回転数を上昇し、機関回転数の上昇が完了した後に吸入空気量を増加して第２領域に移行し、第２領域において機械圧縮比を低下させる。
【００１０】
上記発明においては、回転数調整手段は、無段変速機を含み、第１領域にて運転している期間中に要求負荷が増加した場合には、無段変速機の変速比を増大させて機関回転数を上昇させることができる。
【００１１】
上記発明においては、吸入空気量を増加して第２領域に移行する場合には、吸入空気量の増加とともに無段変速機の変速比を減少させることができる。
【００１２】
上記発明においては、内燃機関の運転状態が第１領域から第２領域に進入するとともに機械圧縮比の低下を開始することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、可変圧縮比機構を含む内燃機関を備え、機械圧縮比を低下させる場合に生じる騒音を抑制する駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】実施の形態における内燃機関の概略全体図である。
【図２】実施の形態における可変圧縮比機構の概略分解斜視図である。
【図３】実施の形態における機械圧縮比の変更を説明する可変圧縮比機構の第１の概略断面図である。
【図４】実施の形態における機械圧縮比の変更を説明する可変圧縮比機構の第２の概略断面図である。
【図５】実施の形態における機械圧縮比の変更を説明する可変圧縮比機構の第３の概略断面図である。
【図６】実施の形態におけるクラッチの第１の概略断面図である。
【図７】実施の形態におけるクラッチの第２の概略断面図である。
【図８】実施の形態における機械圧縮比を低下するときのクラッチの第１の概略断面図である。
【図９】実施の形態における機械圧縮比を低下するときのクラッチの第２の概略断面図である。
【図１０】実施の形態における機械圧縮比を上昇するときのクラッチの概略断面図である。
【図１１】実施の形態における第１の駆動装置の概略図である。
【図１２】実施の形態における内燃機関の運転領域を説明するグラフである。
【図１３】実施の形態における機関回転数と車軸のトルクとを説明するグラフである。
【図１４】実施の形態における機関回転数と変速比との関係を説明するグラフである。
【図１５】実施の形態における運転制御のフローチャートである。
【図１６】実施の形態における第２の駆動装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１から図１６を参照して、実施の形態における駆動装置について説明する。本実施の形態における駆動装置は、内燃機関を備える。本実施の形態においては、車両に取り付けられている火花点火式の内燃機関を例示して説明する。本実施の形態における内燃機関は、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備える。
【００１６】
図１は、実施の形態における内燃機関の概略図である。内燃機関は、機関本体９０を備える。機関本体９０は、クランクケース１を含む支持構造物を含む。支持構造物は、クランクシャフトを支持するように形成されている。機関本体９０は、シリンダブロック２およびシリンダヘッド３を含む。シリンダブロック２の内部に形成された穴部には、ピストン４が配置されている。燃焼室５の頂面の中央部には、点火栓６が配置されている。本発明においては、任意のピストン４の位置において、ピストン４の冠面、シリンダブロック２の穴部、およびシリンダヘッド３に囲まれる空間を燃焼室と称する。
【００１７】
シリンダヘッド３には、吸気ポート８および排気ポート１０が形成されている。吸気ポート８の端部には吸気弁７が配置されている。吸気弁７は、吸気カム４９が回転することにより開閉する。排気ポート１０の端部には、排気弁９が配置されている。吸気ポート８は、吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結されている。吸気枝管１１には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が配置されている。なお、燃料噴射弁１３は吸気枝管１１に取付ける代りに、燃焼室５に直接的に燃料を噴射するように配置されていても構わない。
【００１８】
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に連結されている。吸気ダクト１４の内部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が配置されている。また、吸気ダクト１４の内部には、例えば熱線を用いた吸入空気量検出器１８が配置されている。一方、排気ポート１０は、排気マニホールド１９を介して例えば三元触媒を内蔵した触媒装置２０に連結されている。排気マニホールド１９には空燃比センサ２１が配置されている。
【００１９】
本実施の形態における内燃機関は、ピストン４が上死点に位置するときの燃焼室５の容積を変更可能な可変圧縮比機構Ａを備える。可変圧縮比機構Ａは、クランクケース１に対するシリンダブロック２のシリンダ軸線方向における相対位置を変化させるように形成されている。クランクケース１とシリンダブロック２との間には、付勢部材としてのスプリング６５が配置されている。スプリング６５は、クランクケース１から離れる向きにシリンダブロック２を付勢するように形成されている。
【００２０】
クランクケース１とシリンダブロック２には、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ための相対位置センサ２２が取付けられている。相対位置センサ２２からはクランクケース１とシリンダブロック２との間隔の変化を示す出力信号が出力される。スロットル弁駆動用のアクチュエータ１６にはスロットル弁開度を示す出力信号を発生するスロットル開度センサ２４が取付けられている。
【００２１】
本実施の形態における内燃機関の制御装置は、電子制御ユニット３０を含む。本実施の形態における電子制御ユニット３０は、デジタルコンピュータを含む。デジタルコンピュータは、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を含む。
【００２２】
吸入空気量検出器１８、空燃比センサ２１、相対位置センサ２２およびスロットル開度センサ２４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が接続されている。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。負荷センサ４１の出力により要求負荷を検出することができる。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が接続されている。クランク角センサ４２の出力により、任意の時刻におけるクランク角度および機関回転数を検出することができる。
【００２３】
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のアクチュエータ１６、および可変圧縮比機構Ａに接続される。これらの装置は、電子制御ユニット３０により制御されている。
【００２４】
図２に、本実施の形態における可変圧縮比機構の分解斜視図を示す。図３に本実施の形態における可変圧縮比機構の第１の概略断面図を示す。図２および図３を参照して、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が形成されている。各突出部５０には断面形状が円形のカム挿入孔５１が形成されている。一方、クランクケース１の上壁には互いに間隔を隔てて、突出部５０同士の間に嵌合される複数個の突出部５２が形成されている。これらの突出部５２にも断面形状が円形のカム挿入孔５３が形成されている。
【００２５】
本実施の形態における可変圧縮比機構は、一対のカムシャフト５４，５５を含む。カムシャフト５４，５５は、クランクケース１とシリンダブロック２との間に介在する。各カムシャフト５４，５５上には、一つおきに各カム挿入孔５３内に回転可能に挿入される円形カム５８が配置されている。これらの円形カム５８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５８の両側には、図３に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して配置された偏心軸５７が延びている。この偏心軸５７には、別の円形カム５６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、円形カム５６は、各円形カム５８の両側に配置されている。これらの円形カム５６は対応する各カム挿入孔５１に回転可能に挿入されている。シリンダブロック２は、偏心軸５７を含むカムシャフト５４，５５を介して、クランクケース１に支持されている。
【００２６】
図４に、本実施の形態における可変圧縮比機構の第２の概略断面図を示す。図５に、本実施の形態における可変圧縮比機構の第３の概略断面図を示す。図３から図５は、通常運転において機械圧縮比を変更するときの可変圧縮比機構の機能を説明する断面図である。図３に示す状態から各カムシャフト５４，５５上に配置された円形カム５８を矢印６８に示すように、互いに反対方向に回転させると偏心軸５７が互いに近づく方向に移動する。偏心軸５７は、それぞれのカムシャフト５４，５５の回転軸線の周りに回転する。シリンダブロック２は、矢印６７に示すようにクランクケース１から離れる向きに移動する。
【００２７】
このときに円形カム５６は、カム挿入孔５１内において円形カム５８とは反対方向に回転し、図４に示されるように偏心軸５７が低い位置から中間高さ位置となる。次いで更に円形カム５８を矢印６８で示される方向に回転させると、シリンダブロック２は、矢印６７に示すように更にクランクケース１から離れる向きに移動する。この結果、図５に示されるように偏心軸５７は最も高い位置となる。
【００２８】
図３から図５には、それぞれの状態における円形カム５８の中心ａと偏心軸５７の中心ｂと円形カム５６の中心ｃとの位置関係が示されている。図３から図５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５８の中心ａと円形カム５６の中心ｃとの距離によって定まる。円形カム５８の中心ａと円形カム５６の中心ｃ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。即ち、可変圧縮比機構Ａは回転するカムを用いたリンク機構によりクランクケース１とシリンダブロック２との間の相対位置が変化する。
【００２９】
シリンダブロック２がクランクケース１から離れると、ピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積は増大する。シリンダブロック２がクランクケース１に近づくと、ピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積は減少する。従って各カムシャフト５４，５５を回転させることによってピストン４が上死点に位置するときの燃焼室５の容積を変更することができる。
【００３０】
本実施の形態における可変圧縮比機構は、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室５の容積を変更するための偏心軸５７を回転させる偏心軸回転装置を含む。図２に示されるように、偏心軸回転装置は、モータ５９、クラッチ７０およびウォーム６１，６２等を含む。回転軸６０にはカムシャフト５４，５５を夫々反対方向に回転させるように、螺旋方向が逆向きの一対のウォーム６１，６２が取付けられている。ウォーム６１，６２と噛合するウォームホイール６３，６４が夫々各カムシャフト５４，５５の端部に固定されている。
【００３１】
モータ５９を駆動することによってピストン４が圧縮上死点に位置するときの燃焼室５の容積を広い範囲に亘って変更することができる。可変圧縮比機構は、電子制御ユニット３０に制御されており、カムシャフト５４，５５を回転させるモータ５９は、対応する駆動回路３８を介して出力ポート３６に接続されている。
【００３２】
このように、本実施の形態における可変圧縮比機構は、クランクケース１に対してシリンダブロック２が相対的に移動することにより、ピストンが上死点に到達したときの燃焼室５の容積が可変に形成されている。本実施の形態においては、下死点から上死点までのピストンの行程容積とピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積のみから定まる圧縮比を機械圧縮比と称する。機械圧縮比は、吸気弁の閉弁時期等に依存せずに、（機械圧縮比）＝（ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積＋ピストンの行程容積）／（ピストンが上死点に到達したときの燃焼室の容積）にて示すことができる。
【００３３】
図３に示す状態では、燃焼室５の容積が小さくなっており、機械圧縮比が高い状態である。吸入空気量が常時一定の場合には実際の圧縮比が高くなる。これに対して、図５に示す状態では、燃焼室５の容積が大きくなっており、機械圧縮比が低い状態である。吸入空気量が常時一定の場合には実際の圧縮比が低くなる。
【００３４】
本実施の形態における内燃機関は、運転期間中に機械圧縮比を変更することにより、実際の圧縮比を変更することができる。内燃機関の運転状態に応じて、可変圧縮比機構により機械圧縮比を変更することができる。たとえば、要求負荷が大きくなるほど、吸入空気量が多くなりノッキング等の異常燃焼が生じやすくなる。このために、予め定められた運転領域において、要求負荷が大きくなるほど機械圧縮比を低下させる制御を行うことができる。
【００３５】
図３から図５を参照して、偏心軸５７は、カムシャフト５４，５５の回転軸、すなわち円形カム５８の回転軸を中心に回転する。機械圧縮比を低下させる場合には、偏心軸５７を矢印６８に示す向きに回転させる。機械圧縮比を上昇させる場合には、偏心軸５７を矢印６９に示す向きに回転させる。
【００３６】
本実施の形態においては、クランクケース１に対してシリンダブロック２を離す向きに相対移動させるときの偏心軸５７の回転方向を、一方の回転方向と称する。また、クランクケース１に対してシリンダブロック２を近づける向きに相対移動させるときの偏心軸５７の回転方向を他方の回転方向と称する。本実施の形態においては、矢印６８が一方の回転方向であり、矢印６９が他方の回転方向である。
【００３７】
図２を参照して、本実施の形態における可変圧縮比機構は、モータ５９の回転力をカムシャフト５４，５５に伝達する駆動力伝達経路に配置されているクラッチ７０を含む。本実施の形態におけるクラッチ７０は、入力側がモータ５９の回転力を伝達する回転軸６６に接続され、出力側がウォーム６１，６２を支持する回転軸６０に接続されている。
【００３８】
本実施の形態におけるクラッチ７０は、いわゆる逆入力遮断クラッチである。本実施の形態における逆入力遮断クラッチは、入力軸からの回転力を出力軸に伝達し、出力軸からの回転力を遮断するように形成されている。すなわち、クラッチ７０は、モータ５９から伝達される回転軸６６の回転力はウォーム６１，６２に伝達し、ウォーム６１，６２から伝達される回転軸６０の回転力は遮断して、モータ５９に伝達しない構造を有する。
【００３９】
図６に、本実施の形態におけるクラッチ７０の第１の概略断面図を示す。図７に、本実施の形態におけるクラッチ７０の第２の概略断面図を示す。図７は、図６におけるＸ線に沿って切断したときの概略断面図である。
【００４０】
図６および図７を参照して、本実施の形態のクラッチ７０は、外輪７７を含む。外輪７７は、ねじ８５によりハウジング７８に固定されている。外輪７７は、クラッチ７０が駆動している期間中にも移動せずに固定されている。クラッチ７０は、出力軸７４を有する。出力軸７４は、ウォーム６１，６２が固定されている回転軸６０に接続されている。出力軸７４は、回転中心軸８８を回転中心にして回転する。出力軸７４は、穴部７５を有する。穴部７５は、出力軸７４が回転する周方向に沿って複数個が形成されている。本実施の形態における出力軸７４は、断面形状が多角形に形成されている。図６に示す例では、出力軸７４は、断面形状が正八角形に形成されている。
【００４１】
クラッチ７０は、入力軸７１を含む。入力軸７１は、回転中心軸８８を回転中心にして回転する。入力軸７１は、モータ５９の回転力を伝達する回転軸６６に接続されている。入力軸７１は、挿入部７２と保持部７３とを有する。挿入部７２および保持部７３は、一体的に回転する。
【００４２】
複数の挿入部７２は、出力軸７４の複数の穴部７５に対応する位置に形成されている。挿入部７２は、出力軸７４の穴部７５に挿入されている。穴部７５の内径は挿入部７２の外径よりも大きくなるように形成されている。挿入部７２と穴部７５との間には隙間が形成されている。複数の保持部７３は、外輪７７と出力軸７４との間に配置されている。また、保持部７３はローラ８０ａ，８０ｂに対向し、偏心軸５７が一方の回転方向に回転する向きに入力軸７１が回転したときにローラ８０ａを押圧し、偏心軸５７が他方の回転方向に回転する向きに入力軸７１が回転したときにローラ８０ｂを押圧するように形成されている。
【００４３】
出力軸７４と外輪７７との間の空間には、ローラ８０ａ，８０ｂが配置されている。本実施の形態におけるローラ８０ａ，８０ｂは円柱状に形成されている。ローラ８０ａとローラ８０ｂとの間には、スプリング８１が配置されている。スプリング８１は、ローラ８０ａ，８０ｂを互いに離す向きに付勢する。
【００４４】
出力軸７４と外輪７７とにより、ローラ８０ａ，８０ｂを係止させるための係止部８６ａ，８６ｂが形成される。係止部８６ａ，８６ｂは、ローラ８０ａ，８０ｂが付勢されている向きに沿って、出力軸７４の端面と外輪７７の内面との間隔が徐々に狭くなっている部分である。また、係止部８６ａ，８６ｂは、ローラ８０ａ，８０ｂが通過しないように狭く形成されている。
【００４５】
なお、本実施の形態におけるクラッチ７０は、モータ５９と、ウォーム６２との間に配置されているが、この形態に限られず、モータ５９の回転力を偏心軸５７に伝達する駆動力伝達経路に配置することができる。例えば、クラッチ７０は、ウォームホイール６３，６４と、カムシャフト５４，５５との間に配置されていても構わない。この場合には、それぞれのカムシャフト５４，５５に対してクラッチが配置される。
【００４６】
次に、本実施の形態おけるクラッチ７０の動作について説明する。本実施の形態におけるクラッチ７０は、モータ５９の回転力が入力軸７１に入力されると、この回転力を出力軸７４に伝達する。一方で、クラッチ７０は、カムシャフト５４，５５の側からの回転力が出力軸７４に伝達されると、ロックされてこの回転力を遮断する。特に、クラッチ７０は、偏心軸５７が一方の回転方向に回転する向きにてウォーム６１，６２から回転力が伝達されると、この回転力を遮断する。
【００４７】
図１を参照して、本実施の形態においては、スプリング６５によって、シリンダブロック２がクランクケース１から離れる向きに付勢されている。内燃機関の運転期間中には、重力の影響や燃焼サイクルの吸気行程において燃焼室５が負圧になる影響により、クランクケース１に対してシリンダブロック２が近づく向きに力が作用する。しかしながら、スプリング６５が配置されることにより、クランクケース１に対してシリンダブロック２が離れる向きに常に付勢され、シリンダブロック２に振動等が生じることを抑制できる。更に、燃焼室５において燃料の燃焼が行なわれごとに、筒内圧によりクランクケース１に対してシリンダブロック２が離れる方向に力が作用する。
【００４８】
シリンダブロック２がクランクケース１から離れる向きの回転力は、カムシャフト５４，５５、ウォームホイール６３，６４およびウォーム６１，６２を介してクラッチ７０に伝達される。図６を参照して、矢印１００は、クランクケース１に対してシリンダブロック２が上昇する方向に対応する方向である。すなわち、機械圧縮比が小さくなり、ピストン４が上死点に到達したときの燃焼室５が大きくなる回転方向を示している。シリンダブロック２にはクランクケース１に対して離れる方向に常に力が加わり、出力軸７４には矢印１００に示す向きに力が加わっている。
【００４９】
ローラ８０ａは、スプリング８１に押圧されて係止部８６ａに接触している。このために、ローラ８０ａに楔の効果が生じて、外輪７７に対する出力軸７４の回転が阻止され、出力軸７４がロックされる。このように、クラッチ７０は、クランクケース１に対してシリンダブロック２が離れる方向に対応する出力側からの回転力を遮断することができる。また、同様に、矢印１００と反対向きの回転力が出力軸７４に加わった場合には、ローラ８０ｂが係止部８６ｂに接触して出力軸７４がロックされる。クラッチ７０は、モータ５９を駆動しない場合に、ローラ８０ａ，８０ｂが係止部８６ａ，８６ｂに係止して出力軸７４をロックする。
【００５０】
図８は、機械圧縮比を低下させるときの動作を説明するクラッチ７０の第１の概略断面図である。機械圧縮比を低下させる場合には、クランクケース１に対してシリンダブロック２を離す向きに移動させる。モータ５９を駆動することにより、入力軸７１の挿入部７２は、矢印１０１に示す向きに回転する。挿入部７２が穴部７５の内面に接触する前に、保持部７３がローラ８０ａに接触する。
【００５１】
図９は、機械圧縮比を低下させるときの動作を説明するクラッチ７０の第２の概略断面図である。入力軸７１を更に回転させることにより、保持部７３がローラ８０ａを押圧する。ローラ８０ａは、係止部８６ａから離れる。すなわち、ローラ８０ａのくさび効果が消失する。このため、出力軸７４は、ロックが解除され、外輪７７に対して矢印１０１に示す方向に回転可能になる。入力軸７１の挿入部７２が、矢印１０１に示す向きに回転することにより、挿入部７２が出力軸７４の穴部７５を押圧し、出力軸７４を回転させることができる。このときに、出力軸７４は、ローラ８０ｂが係止部８６ｂから離れる向きに回転するためにローラ８０ｂによるロックも解除される。
【００５２】
図１０は、機械圧縮比を上昇させるときの動作を説明するクラッチ７０の概略断面図である。機械圧縮比を上昇させる場合には、クランクケース１に対してシリンダブロック２を近づける向きに移動させる。モータ５９を駆動することにより、入力軸７１の挿入部７２および保持部７３を、矢印１０２に示す向きに回転させる。
【００５３】
入力軸７１の挿入部７２および保持部７３を矢印１０２に示す向きに回転させることにより、保持部７３がローラ８０ｂを押圧する。ローラ８０ｂが係止部８６ｂから脱離してローラ８０ｂのくさび効果が消失する。次に、入力軸７１の挿入部７２が出力軸７４の穴部７５を押圧することにより、入力軸７１の回転力を出力軸７４に伝達することができる。出力軸７４は、矢印１０２に示す向きに回転する。このときに、出力軸７４は、ローラ８０ａが係止部８６ａから離れる向きに回転するために、ローラ８０ａによるロックも解除される。このように、入力軸７１の回転力を出力軸７４に伝達することができる。
【００５４】
図１１に、本実施の形態における第１の駆動装置の概略図を示す。本実施の形態の第１の駆動装置は、内燃機関の機関本体９０に接続されている無段変速機（CVT：Continuously Variable Transmission）を含む。第１の駆動装置においては、無段変速機９５ａが内燃機関の機関回転数を調整する回転数調整手段として機能する。無段変速機９５ａは、機関本体９０から出力されるトルク（回転力）を増大するとともに回転数を減少させる機能を有する。
【００５５】
無段変速機９５ａは、変速比Ｉを連続的に変更可能に形成されている。変速比Ｉは、たとえば、車軸９６の回転数に対する機関本体９０の機関回転数の比にて示される。変速比Ｉが大きくなるほど車軸９６に伝達されるトルクが大きくなり、車軸９６の回転数が減少する。無段変速機９５ａは、たとえば、２つの可変径プーリが互いに対向して配置され、２つの可変径プーリをベルトにて連結した構造を有する。プーリの径を変更することにより、変速比を変更することができる。機関本体９０のトルクは、無段変速機９５ａにより増幅されて車軸９６に出力される。車軸９６が回転することにより車輪８９が回転する。
【００５６】
ところで、前述の通り、シリンダブロック２には燃焼室５の容積が大きくなる向きに燃焼時の力が作用する。また、シリンダブロック２とクランクケース１との間に配置されたスプリング６５により、シリンダブロック２にはクランクケース１から離れる向きの力が作用している。
【００５７】
図１０を参照して、機械圧縮比を上昇させる場合には、入力軸７１が矢印１０２に示す向きに回転する。入力軸７１の回転方向は、矢印１００に示す出力軸７４に加わる回転力の方向と反対向きになるために、入力軸７１の挿入部７２が出力軸７４の穴部７５に接触した状態が維持される。
【００５８】
これに対して、機械圧縮比を低下させる場合には、図８および図９を参照して、入力軸７１が矢印１０１に示す向きに回転する。入力軸７１の回転方向は、矢印１００に示す出力軸７４に加わる回転力の方向と同じになる。出力軸７４に加わる回転力は、筒内圧に依存する。筒内圧が高くなるほど出力軸７４に加わる回転力が大きくなる。出力軸７４に加わる回転力が大きくなるほど出力軸７４の回転速度が速くなる。このために、所定の内燃機関の運転状態においては、モータ５９による入力軸７１の回転速度よりも出力軸７４の回転速度が速くなる場合がある。
【００５９】
この場合には、図９に示すローラ８０ａが係止部８６ａから脱離している状態から図６に示すローラ８０ａが係止部８６ａに係止する状態になり、出力軸７４がロックされる。本実施の形態においては、このようなクラッチ７０のロックを追いつきロックと称する。この後に、モータ５９による入力軸７１の駆動により、再びローラ８０ａが係止部８６ａから脱離してロック状態が解消される。しかしながら、所定の時間の経過後には、再び出力軸７４がロックされる。このように、機械圧縮比を低下させる期間中にクラッチ７０のロックおよびロックの解除が繰り返されて、この結果、駆動ギヤの歯打ち音による騒音が生じる場合がある。本実施の形態においては、ウォーム６１，６２とウォームホイール６３，６４との歯打ち音が生じる場合がある。
【００６０】
図１２に、本実施の形態における内燃機関の運転状態を説明するグラフを示す。横軸は機関回転数ＮＥを示し、縦軸は機関本体９０が出力するトルクＴＥを示している。機関本体９０が出力するトルクは、内燃機関の負荷または吸入空気量に対応する。本実施の形態の内燃機関においては、クラッチ７０の追いつきロックに起因する騒音が問題になる運転領域が予め設定されている。
【００６１】
内燃機関の運転領域は、機械圧縮比を低下させる場合のクラッチ７０のロックに関連して領域Ａから領域Ｃに区画されている。内燃機関のトルクが小さな領域では、燃焼室５での燃料の燃焼量が少なく筒内圧が比較的低くなる。このために、クラッチ７０の出力軸７４に加わる回転力は小さくなり、機械圧縮比を低下している期間中に出力軸７４の回転速度が入力軸７１の回転速度を超えることが回避される。この運転領域は、領域Ａにて示されており、本実施の形態では機械圧縮比を低下させる制御が許可された領域である。
【００６２】
領域Ａよりも内燃機関のトルクが大きな領域では、筒内圧の上昇によりクラッチ７０の出力軸７４に加わる回転力が大きくなり、出力軸７４の回転速度が入力軸７１の回転速度よりも大きくなり、追いつきロックが発現する。本実施の形態においては、この運転領域を特定運転領域と称する。特定運転領域は、領域Ｂおよび領域Ｃに示されている。
【００６３】
領域Ｂは、機械圧縮比を低下させると圧縮比可変機構からの騒音が発生する第１領域であり、騒音発生領域である。従って、領域Ｂの内部では、機械圧縮比を低下させないことが好ましい。領域Ｂよりも更に内燃機関のトルクが大きな領域Ｃでも追いつきロックが発現する。しかしながら、機関本体９０自体の騒音が大きくなるためにクラッチ７０の追いつきロックに起因する騒音は問題にならない。この領域Ｃは、機械圧縮比を低下した時に圧縮比可変機構から発生する騒音が許容される第２領域であり、騒音許容領域になる。
【００６４】
ここで、機関回転数が上昇すると、機関本体９０自体の騒音も大きくなる。このために、領域Ｃは、機関回転数が大きくなるほど内燃機関のトルクの範囲が大きくなっている。すなわち、機関回転数が大きくなるほど、騒音許容領域の内燃機関のトルクの下限が小さくなっている。
【００６５】
図１２には、内燃機関の運転状態の例として、状態１、状態２および状態３が示されている。ここでの運転例では、現在の運転状態が状態１である場合に、駆動装置の要求負荷が増加して状態３に移行する。すなわち、騒音発生領域である領域Ｂから騒音許容領域である領域Ｃへの移行を行う。領域Ｂから領域Ｃへの移行に伴って、機械圧縮比は低下するように制御される。
【００６６】
比較例の運転制御では、内燃機関の要求負荷が増加すると、機械圧縮比を低下して吸入空気量が増加される。矢印１０５に示すように、機関回転数ＮＥおよび内燃機関のトルクＴＥが増大する。ところが、状態１は領域Ｂ（騒音発生領域）の内部に存在するために、領域Ｂの内部で機械圧縮比を低下すると圧縮比可変機構にて騒音が生じる。
【００６７】
これに対して本実施の形態における運転制御では、矢印１０６，１０７に示すように状態１から状態３に直接的に移行せずに、状態２を経由して状態３に移行させる制御を行う。機械圧縮比の低下は、領域Ｃに進入した後に行う。
【００６８】
図１３に、状態１から状態３に移行するときの車軸に加えられるトルクを説明するグラフを示す。縦軸は車軸９６に加えられるトルクであり、無段変速機９５ａから出力されるトルクである。図１４に、状態１から状態３に移行するときの無段変速機の変速比を説明するグラフを示す。
【００６９】
図１２から図１４を参照して、状態１から状態２への移行においては、内燃機関のトルクをほぼ一定に保ちながら、機関回転数を回転数ＮＥ１から回転数ＮＥ２に上昇させる制御を行う。第１の駆動装置においては、無段変速機９５ａの変速比を増大することにより、車軸９６に加えられるトルクを増大する。状態１から状態２に移行する時には、吸入空気量が、ほぼ一定に保たれるが機関回転数が増大するため、車軸９６に加えられるトルクは、要求負荷に応じて速やかに増大する。
【００７０】
状態１から状態２への移行期間中には、機械圧縮比を変化させずに一定に維持する。ノッキングなどの異常燃焼は、機関回転数が大きくなるほど発現しにくくなる。状態１から状態２に移行することにより、機関回転数が増加して異常燃焼が発現しにくい状態に移行することができる。
【００７１】
次に、矢印１０７に示すように、状態２から状態３に移行する。状態２から状態３への移行においては、内燃機関のトルクを増大させる。異常燃焼が発現しにくい状態になっているために、内燃機関のトルクを上昇させることができる。例えば、吸入空気量を増大させることにより、内燃機関のトルクを増大させる。更に機関回転数も回転数ＮＥ２から回転数ＮＥ３に上昇する。また、状態２から状態３に移行するときには、無段変速機に９５ａの変速比を減少させる制御を行う。本実施の形態においては、状態２から状態３に移行するときに、変速比を元に戻す制御を行う。このように、内燃機関のトルクを増大させると共に無段変速機に９５ａの変速比を減少させることにより、車軸９６に加えられるトルクがほぼ一定に保たれる。
【００７２】
内燃機関の運転状態が状態２から状態３に向かって変化することにより、騒音発生領域である領域Ｂから騒音許容領域である領域Ｃに移行することができる。本実施の形態においては、状態３に到達した後に機械圧縮比を目標の機械圧縮比まで低下させる制御を行う。なお、機械圧縮比の低下は、この形態に限られず、内燃機関の運転状態を検出し、内燃機関の運転状態が、領域Ｃに進入すると共に機械圧縮比の低下を開始しても構わない。
【００７３】
このように、本実施の形態においては、騒音発生領域にて運転している期間中に、要求負荷が増加して、機械圧縮比を低下させる場合には、無段変速機により機関回転数を上昇させて、ノッキングが生じにくい状態に移行させ、そして、吸入空気量を増大させている。機械圧縮比の低下は、領域Ｃに進入した後に行っている。この制御を行うことにより、要求負荷の増大に対して、車軸に供給するトルクを速やかに増大させる事ができて、所望の加速を得ることができる。また、騒音許容領域の内部にて機械圧縮比を低下させるために、圧縮比可変機構における追いつきロックに起因する騒音が問題になることを回避できる。
【００７４】
他の比較例としては、クラッチの出力軸の回転速度が入力軸の回転速度よりも大きくなり、追いつきロックが発生しそうな場合には、燃焼室５において燃料の供給を停止する制御を行うことができる。しかしながら、このような場合には、車軸に加えられるトルクが小さくなり加速が鈍る。この結果、運転操作感覚が悪化する。これに対して、本実施の形態の駆動装置においては、要求負荷に応じて速やかに加速することができて、良好な運転操作感覚を得ることができる。
【００７５】
また、図１２に示す運転例の他に機械圧縮比を低下させる制御として、領域Ａの内部にて運転状態を移行する場合がある。すなわち、移行前および移行後の運転状態が共に領域Ａに含まれる場合がある。この場合には、クラッチ７０の追いつきロックは生じないために、要求負荷が増加した場合には、機械圧縮比を低下させると共に吸入空気量を増大させる制御を行うことができる。また、領域Ｃの内部にて運転状態を移行する場合がある。この場合には、騒音許容領域の内部にて運転状態を移行するために、要求負荷が増加した場合には、機械圧縮比を低下させると共に吸入空気量を増大させる制御を行うことができる。
【００７６】
また、内燃機関の運転状態が領域Ａから領域Ｂに移行する場合においては、機械圧縮比の低下が完了した後に吸入空気量を増大することができる。たとえば、要求負荷が増加したら機械圧縮比を低下させることができる。そして、機械圧縮比を目標機械圧縮比まで低下した後に、吸入空気量を増大することができる。この制御により、領域Ａの内部において機械圧縮比を低下させることができて、追いつきロックに起因する騒音の発生を回避することができる。
【００７７】
また、内燃機関の運転状態の移行としては、領域Ａの内部から領域Ｃの内部に移行する場合がある。この場合においても、領域Ａの内部において機械圧縮比の低下を完了させることができる。機械圧縮比を低下した後に、吸入空気量を増大することができる。または、機械圧縮比の低下と吸入空気量の増大とを同時に開始し、内燃機関の運転状態が領域Ｂの内部に進入した場合には、機械圧縮比の低下および吸入空気量の増大を一時的に停止することができる。次に、図１２に示す例と同様に機関回転数を増大させて、所定の機関回転数に到達した後に、再び吸入空気量を増大することができる。機械圧縮比の低下は、領域Ｃに進入した後に再開することができる。
【００７８】
また、内燃機関の運転状態の移行としては、領域Ｂの内部において移行する場合がある。すなわち、移行前および移行後の両方の運転状態が領域Ｂに含まれる場合がある。この場合には、図１２に示すように、所定の機関回転数まで増大した後に、吸入空気量を増大することができる。吸入空気量の増大が終了した後に機械圧縮比を低下させることができる。この制御を行うことにより、クラッチ７０の追いつきロックに起因する騒音の問題を抑制することができる。
【００７９】
図１５に、本実施の形態における運転制御のフローチャートを示す。はじめに、ステップ１２１においては、要求負荷を検出する。図１を参照して、要求負荷は、例えば、負荷センサ４１の出力により検出することができる。
【００８０】
次に、ステップ１２２においては、要求負荷および現在の機関回転数等の内燃機関の運転状態に基づいて、目標となる吸入空気量および機械圧縮比を設定する。
【００８１】
次に、ステップ１２３においては、機械圧縮比を低下させるか否かを判別する。機械圧縮比を維持するまたは機械圧縮比を上昇させる場合には、ステップ１２４に移行する。ステップ１２４においては、吸入空気量を目標の吸入空気量まで変更する。または、現在の吸入空気量を維持する。次に、ステップ１２５においては、機械圧縮比を目標の機械圧縮比まで上昇させる。または、現在の機械圧縮比に維持する。なお、吸入空気量の変更および機械圧縮比の上昇は、同時に行っても構わない。ステップ１２３において、機械圧縮比を低下させる場合には、ステップ１２６に移行する。
【００８２】
ステップ１２６においては、運転状態の移行が領域Ｂから領域Ｃへの移行または領域Ｂから領域Ｂへの移行であるか否かを判別する。すなわち、領域Ｂから機械圧縮比を低下させる制御を行うか否かを判別する。ステップ１２６において、領域Ｂから領域Ｂへの移行または領域Ｃへの移行でない場合には、ステップ１３２に移行する。この場合には、例えば、領域Ａから領域Ｃへの移行、領域Ａの内部における移行、または領域Ｃの内部における移行が含まれる。
【００８３】
ステップ１３２においては、機械圧縮比を目標の機械圧縮比まで低下させる制御を行う。次に、ステップ１３３においては、吸入空気量を変更する制御を行う。ステップ１２６において、領域Ｂから領域Ｂへの移行または領域Ｃへの移行である場合には、ステップ１２７に移行する。
【００８４】
ステップ１２７においては、無段変速機９５ａの目標の変速比を設定する。図１２を参照して、現在の状態１における内燃機関のトルクがＴＥ１とし、移行後の状態３における内燃機関のトルクをＴＥ３とする。また、状態１における変速比をＩ１、状態２における変速比をＩ２、状態３における変速比をＩ３とする。なお、本実施の形態においては、変速比Ｉ３は、変速比Ｉ１と等しくなるように制御している。この場合に、次の式（１）が成り立つ。
Ｉ１／Ｉ２＝ＴＥ１／ＴＥ３  …（１）
【００８５】
要求負荷に対応する目標の内燃機関のトルクＴＥ３を設定すると、目標とする変速比Ｉ２は、次の式（２）によって算出することができる。
Ｉ２＝Ｉ１×ＴＥ３／ＴＥ１  …（２）
【００８６】
このように、状態１の内燃機関のトルクＴＥ１、要求負荷に基づく内燃機関のトルクＴＥ３、現在の変速比Ｉ１に基づいて、状態２における変速比Ｉ２を算出することができる。なお、このときの機関回転数ＮＥ２は、次の式（３）で表すことができる。
ＮＥ２＝Ｉ２／Ｉ１×ＮＥ１  …（３）
【００８７】
図１５を参照して、このように、ステップ１２７においては、無段変速機９５ａの目標の変速比Ｉ２を設定することができる。
【００８８】
次に、ステップ１２８においては、無段変速機９５ａの変速比を増大させる制御を行う。この制御により、変速比Ｉ１から変速比Ｉ２に変化させて、状態１から状態２に移行する。
【００８９】
次に、ステップ１２９においては、吸入空気量を変更する。ステップ１３０においては、無段変速機９５ａの変速比Ｉを減少させる。本実施の形態においては、元の変速比Ｉ１まで減少させる制御を行っている。ステップ１２９およびステップ１３０は、同時に行うことができる。内燃機関の運転状態は、状態２から状態３に移行する。
【００９０】
次に、ステップ１３１において、機械圧縮比を低下させる制御を行う。すなわち、この制御例では、変速比および吸入空気量の変更を終了して状態３に移行した後に、機械圧縮比を低下させている。
【００９１】
ステップ１３１の機械圧縮比の低下を開始する時期については、前述のように領域Ｃに進入した直後であっても構わない。すなわち、騒音発生領域から騒音許容領域に進入するとともに、機械圧縮比の低下を開始しても構わない。この場合には、吸入空気量の変更と同時に内燃機関の運転状態を繰り返して検出し、内燃機関の運転状態が領域Ｃに進入したことを検出して、機械圧縮比の低下を開始することができる。
【００９２】
また、ステップ１３０の変速比を低下させる制御においては、移行前の変速比Ｉ１まで戻す制御を行っているが、この形態に限られず、移行後の変速比Ｉ３は移行前の変速比Ｉ１と異なっていても構わない。
【００９３】
本実施の形態の第１の駆動装置においては、内燃機関の機関回転数を調整するための回転数調整手段として、無段変速機を採用しているが、この形態に限られず、回転数調整手段は、内燃機関と車輪のような被駆動物との間の動力伝達経路に配置され、内燃機関の機関回転数を調整可能な任意の装置を採用することができる。
【００９４】
図１６に、本実施の形態における第２の駆動装置の概略図を示す。図１６に示す駆動装置は、内燃機関に加えて電動機を原動機とする、いわゆるハイブリット型の駆動装置である。第２の駆動装置は、車輪８９に駆動力を供給する機関本体９０を備える。機関本体９０は、動力分割装置９３および減速機９５ｂを介して、車輪８９の車軸９６に駆動力を供給する。また、第２の駆動装置は、車輪８９に駆動力を供給する電動機９２を備える。電動機９２は、モータ減速機９４および減速機９５ｂを介して、車軸９６に駆動力を供給する。
【００９５】
第２の駆動装置は、電動機９２に電気を供給するための蓄電装置９７を備える。蓄電装置９７は、昇圧コンバータ９８およびインバータ９９を介して電動機９２に電気的に接続されている。電動機９２に電気を供給する場合には、昇圧コンバータ９８により直流の電気を昇圧する。昇圧した電気は、インバータ９９により、たとえば直流から３相交流に変換される。変換された交流の電気が電動機９２に供給される。
【００９６】
本実施の形態における第２の駆動装置は、動力分割装置９３および電動機９１を備える。動力分割装置９３は、機関本体９０から出力される駆動力を減速機９５ｂおよび電動機９１に分配できるように形成されている。電動機９１は、機関本体９０の駆動力を受けて発電機として機能する。電動機９１において生成された電気は、インバータ９９に供給される。蓄電装置９７の充電時には、インバータ９９において交流から直流に電気が変換され、昇圧コンバータ９８により降圧されて、蓄電装置９７に電気が供給される。
【００９７】
例えば、車輪８９が停止している時に蓄電装置９７の充電を行う場合には、機関本体９０の駆動力が電動機９１に伝達され、電動機９１からインバータ９９および昇圧コンバータ９８を介して蓄電装置９７に電気に供給される。また、車両が一定の速度にて走行している時や加速する時には、機関本体９０の駆動力が動力分割装置９３により２系統に分割される。一方の駆動力は、減速機９５ｂを介して車輪８９に伝達され、他方の駆動力は、電動機９１に伝達される。電動機９１において生成された電気により電動機９２を駆動することができる。更に加速時には、蓄電装置９７から電動機９２に電気を供給することができる。機関本体９０の駆動力に、電動機９２の駆動力が加わることにより低燃費化を図ることができる。
【００９８】
また、車両の減速時には、車輪８９の回転力を電動機９２に伝達して発電される回生ブレーキが用いられる。回生ブレーキにより生じた電気は、インバータ９９および昇圧コンバータ９８を介して、蓄電装置９７に供給されて充電される。
【００９９】
このようなハイブリット型の駆動装置においては、発電機として機能する電動機９１およびインバータ９９が、内燃機関の機関回転数を調整する回転数調整手段として機能する。駆動装置の要求負荷の増加を検出した場合には、電動機９１の負荷を下げて電動機９１への回転配分を増やす制御を行うことができる。この制御を行うことにより、内燃機関のトルクをほぼ一定に維持しながら、機関回転数を上昇させることができる。
【０１００】
また、機関回転数を上昇させる制御と同時に、電動機９２による駆動力を上昇させて、車軸９６に供給するトルクを増大させることができる。機関本体９０の機関回転数が、設定された機関回転数まで上昇した後に、吸入空気量を増大させることができる。吸入空気量を増大させると内燃機関のトルクが増大するために、電動機９２による駆動力を低下させることができる。また、電動機９１の負荷を上昇して電動機９１への回転配分を減らす制御を行うことができる。電動機９１の負荷を変化させる場合には、たとえば、インバータ９９を用いて電動機９２の発電時の電気抵抗を変化させる制御を行うことができる。図１５に示すフローチャートにおいては、ステップ１２７、ステップ１２８およびステップ１３０において、無段変速機９５ａの変速比を変更する代わりに、発電時の電気抵抗を変更する制御を行うことができる。このように、ハイブリット型の駆動装置においても、本発明を適用することができる。
【０１０１】
本実施の形態の可変圧縮比機構は、クランクケースに対してシリンダブロックが相対的に移動することにより、燃焼室の容積が可変に形成されているが、この形態に限られず、燃焼室の容積を変更するための偏心軸、偏心軸を回転させる偏心軸回転装置、および逆入力遮断クラッチを含む任意の可変圧縮比機構を採用することができる。
【０１０２】
本実施の形態における逆入力遮断クラッチは、機械圧縮比が上昇する回転方向および機械圧縮比が低下する回転方向の両方向の入力軸からの回転力を出力軸に伝達し、出力軸からの両方向の回転力を遮断するように形成されているが、この形態に限られず、入力軸からの両方向の回転力を出力側に伝達し、機械圧縮比が低下する方向の出力軸からの回転力を遮断するように形成されていれば構わない。
【０１０３】
本実施の形態においては、車両に取り付けられている駆動装置を例示して説明を行なったが、この形態に限られず、任意の装置や設備等に配置されている駆動装置に本発明を適用することができる。
【０１０４】
上述のそれぞれの制御においては、機能および作用が変更されない範囲において適宜ステップの順序を変更することができる。
【０１０５】
上述のそれぞれの図において、同一または相等する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態においては、特許請求の範囲に示される変更が含まれている。
【符号の説明】
【０１０６】
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
３０    電子制御ユニット
５４，５５    カムシャフト
５７    偏心軸
５９    モータ
６１，６２    ウォーム
６３，６４    ウォームホイール
７０    クラッチ
７１    入力軸
７４    出力軸
９０    機関本体
９１，９２    電動機
９３    動力分割装置
９５ａ    無段変速機
９８    昇圧コンバータ
９９    インバータ
Ａ    可変圧縮比機構
【図１】
2014206119.tif 000003
【図２】
2014206119.tif 000004
【図３】
2014206119.tif 000005
【図４】
2014206119.tif 000006
【図５】
2014206119.tif 000007
【図６】
2014206119.tif 000008
【図７】
2014206119.tif 000009
【図８】
2014206119.tif 000010
【図９】
2014206119.tif 000011
【図１０】
2014206119.tif 000012
【図１１】
2014206119.tif 000013
【図１２】
2014206119.tif 000014
【図１３】
2014206119.tif 000015
【図１４】
2014206119.tif 000016
【図１５】
2014206119.tif 000017
【図１６】
2014206119.tif 000018