(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のピストンとクランクシャフトとが機械的可変圧縮比機構を介して連結されており、上記機械的可変圧縮比機構の制御部材の位置に応じて圧縮比が変化するように構成されているとともに、上記制御部材は低圧縮比側へ変位するように燃焼荷重を受け、この制御部材の位置を油圧アクチュエータによって動かす内燃機関の可変圧縮比装置において、
上記油圧アクチュエータは、
油圧シリンダ内に摺動可能に配設され、かつ上記制御部材に連係した油圧ピストンと、
この油圧ピストンによって上記油圧シリンダ内に画成された第１，第２油室と、
上記油圧ピストンに高圧縮比側へ向かう付勢力を付与するための機械的スプリング手段と、
を備え、
上記機械的スプリング手段は、上記油圧ピストンの最低圧縮比位置から所定の中間圧縮比位置の範囲で上記油圧ピストンを高圧縮比側へ付勢することを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。
【請求項２】
上記機械的スプリング手段は単一のスプリングからなり、所定の中間圧縮比位置よりも高圧縮比側では付勢力が油圧ピストンに作用しないように、該スプリングの変位がストッパ機構により制限されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
【請求項３】
上記機械的スプリング手段は、油圧ピストンを高圧縮比側へ付勢するメインスプリングと、該メインスプリングの付勢力に抗して油圧ピストンを低圧縮比側へ付勢するバイアススプリングと、を有し、両者の付勢力の和として、上記油圧ピストンの最低圧縮比位置から所定の中間圧縮比位置の範囲で上記油圧ピストンを高圧縮比側へ付勢することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
【請求項４】
上記油圧ピストンに付勢力が作用する限界となる中間圧縮比位置を可変制御できることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
【請求項５】
上記機械的スプリング手段は単一のスプリングからなり、所定の中間圧縮比位置よりも高圧縮比側では付勢力が油圧ピストンに作用しないように、該スプリングの変位がストッパ機構により制限されるとともに、このストッパ機構による制限位置が変更可能であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
【請求項６】
上記機械的スプリング手段は、
油圧ピストンを高圧縮比側へ付勢するメインスプリングと、
該メインスプリングの付勢力に抗して油圧ピストンを低圧縮比側へ付勢するバイアススプリングと、
上記油圧ピストンの軸方向に沿って移動可能に構成され、上記メインスプリングの基端もしくは上記バイアススプリングの基端を支持する可動スプリングシートと、
を有し、両スプリングの付勢力の和として、上記油圧ピストンの最低圧縮比位置から所定の中間圧縮比位置の範囲で上記油圧ピストンを高圧縮比側へ付勢するとともに、上記可動スプリングシートの移動によって上記中間圧縮比位置が変化することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、機械的可変圧縮比機構を用いた内燃機関の可変圧縮比装置、特に圧縮比制御のために可変圧縮比機構の制御部材を動かす油圧アクチュエータの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の圧縮比を可変制御するために、機械的可変圧縮比機構の一つとして、例えば複リンク式ピストン−クランク機構を利用した複リンク式可変圧縮比機構が知られている。これは、内燃機関のピストンとクランクシャフトとが複数のリンク部材を介して連結されているとともに、これらのリンク部材の自由度を制限するコントロールリンクを備え、このコントロールリンクの基端の位置（揺動支点位置）を変更することで、ピストン位置を相対的に上下に変位させ、圧縮比を変更する構成となっている。上記コントロールリンクの揺動支点位置の変更には、コントロールリンク基端が連結される偏心軸を備えた制御軸が用いられ、この制御軸の回転位置を例えば直線運動するアクチュエータによって変化させる構成となっている。
【０００３】
そして、特許文献１には、制御軸を低圧縮比側へ変位させる方向に作用する燃焼荷重を利用して、負荷に応じて変化するこの燃焼荷重による付勢力とスプリングの付勢力との大小関係から、油圧ピストンの位置（つまり圧縮比）を変化させるようにした油圧アクチュエータが開示されている。このものでは、油圧ピストンの両側に画成される油室は、主に、油圧ピストンの位置（つまり圧縮比）を保持するために用いられ、従って、比較的低い油圧で、圧縮比制御が可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１７４７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記の特許文献１の構成にあっては、低圧縮比側へ向かう燃焼荷重に対抗するスプリングの付勢力が常に高圧縮比側へ作用しているので、内燃機関の停止中は最大圧縮比状態となる。従って、その後、内燃機関を始動した際に、最大圧縮比でもって機関の運転が開始され、プレイグニッションやノッキングなどの不正燃焼が生じる懸念がある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、内燃機関のピストンとクランクシャフトとが機械的可変圧縮比機構を介して連結されており、上記機械的可変圧縮比機構の制御部材の位置に応じて圧縮比が変化する内燃機関の可変圧縮比装置を前提としている。上記制御部材は、低圧縮比側へ変位するように燃焼荷重を受け、この制御部材の位置を油圧アクチュエータによって動かす構成となっている。
【０００７】
ここで、上記油圧アクチュエータは、油圧シリンダ内に摺動可能に配設され、かつ上記制御部材に連係した油圧ピストンと、この油圧ピストンによって上記油圧シリンダ内に画成された第１，第２油室と、上記油圧ピストンに高圧縮比側へ向かう付勢力を付与するための機械的スプリング手段と、を備えている。そして、上記機械的スプリング手段は、上記油圧ピストンの最低圧縮比位置から所定の中間圧縮比位置の範囲で上記油圧ピストンを高圧縮比側へ付勢する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、所定の中間圧縮比位置よりも高圧縮比側では油圧ピストンに機械的スプリング手段による付勢力が作用しないため、内燃機関の停止中は、油圧ピストンの位置ひいては可変圧縮比機構の圧縮比が中間圧縮比となる。従って、始動時に過度に高い圧縮比とならず、不正燃焼を招来することがない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明が適用される複リンク式可変圧縮比機構の構成説明図。
【図２】油圧アクチュエータの第１実施例を示す構成説明図。
【図３】油圧ピストンが最低圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【図４】可動スプリングシートが後退していて油圧ピストンが最大圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【図５】可動スプリングシートが後退していて油圧ピストンが最低圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【図６】油圧アクチュエータの第２実施例を示す構成説明図。
【図７】油圧ピストンが付勢力を受ける限界の中間圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【図８】油圧ピストンが最大圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【図９】油圧アクチュエータの第３実施例を示す構成説明図。
【図１０】可動スプリングシートが後退していて油圧ピストンが最低圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【図１１】油圧ピストンが最大圧縮比位置にあるときの構成説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１は、本発明の油圧アクチュエータが適用される複リンク式可変圧縮比機構の基本的な構成の一例を示しており、図示するように、シリンダブロック５に形成されたシリンダ６内に、ピストン１が摺動可能に配設されており、このピストン１に、アッパリンク１１の一端がピストンピン２を介して揺動可能に連結されている。このアッパリンク１１の他端は、第１連結ピン１２を介してロアリンク１３の一端部に回転可能に連結されている。このロアリンク１３は、その中央部においてクランクシャフト３のクランクピン４に揺動可能に取り付けられている。なお、ピストン１は、その上方に画成される燃焼室から燃焼圧力を受ける。また、クランクシャフト３は、クランク軸受ブラケット７によってシリンダブロック５に回転可能に支持されている。
【００１１】
上記ロアリンク１３の他端部には、コントロールリンク１５の一端が第２連結ピン１４を介して回転可能に連結されている。このコントロールリンク１５の他端は、内燃機関本体の一部に揺動可能に支持されており、かつ、圧縮比の変更のために、その揺動支点１６の位置が内燃機関本体に対して変位可能となっている。具体的には、制御部材として、クランクシャフト３と平行に延びた制御軸１８を備えており、この制御軸１８に偏心して設けられた偏心軸１９に上記コントロールリンク１５の他端が回転可能に嵌合している。上記制御軸１８は、上記のクランク軸受ブラケット７と制御軸受ブラケット８との間に回転可能に支持されている。
【００１２】
従って、圧縮比の変更のために、後述する油圧アクチュエータにより制御軸１８を回転駆動すると、コントロールリンク１５の揺動支点１６となる偏心軸１９の中心位置が機関本体に対して移動する。これにより、コントロールリンク１５によるロアリンク１３の運動拘束条件が変化して、クランク角に対するピストン１の行程位置が変化し、ひいては機関圧縮比が変更されることになる。
【００１３】
なお、本発明は、図示したような複リンク式可変圧縮比機構に限定されるものではなく、制御部材の位置によって圧縮比が定まるとともに、この制御部材に燃焼荷重が低圧縮比側への付勢力として伝達され得る種々の形式の可変圧縮比機構に適用することが可能である。
【００１４】
図２〜図５は、この発明の要部である油圧アクチュエータ２１の第１実施例を示している。この油圧アクチュエータ２１は、円筒状のハウジング２２内に互いに直列に配置された油圧ピストン部２３とスプリング可変部２４とから大略構成されている。上記油圧ピストン部２３は、上記ハウジング２２の内周面により構成される油圧シリンダ２５内に摺動可能に配設された油圧ピストン２６と、この油圧ピストン２６によって上記油圧シリンダ２５内にそれぞれ画成された第１油室２７および第２油室２８と、上記第１油室２７の油圧導入通路２９および上記第２油室２８の油圧導入通路３０にそれぞれ設けられた第１逆止弁３１および第２逆止弁３２と、上記第１油室２７の油圧排出通路３３および上記第２油室２８の油圧排出通路３４にそれぞれ設けられた第１電磁弁３５および第２電磁弁３６と、を備えている。
【００１５】
上記油圧ピストン２６は、ハウジング２２の端部壁２２ａならびに第１油室２７を貫通して延びるピストンロッド２６ａを有し、このピストンロッド２６ａの先端が、制御軸１８に固定されたアーム３７の先端に例えば中間リンク３８を介して連係している。これにより、油圧ピストン２６が図の左右に移動することで制御軸１８が回転し、圧縮比が変化する。より具体的には、油圧ピストン２６が油圧シリンダ２５の図左端に位置するときに最大圧縮比となり、油圧シリンダ２５の図右端に位置するときに最低圧縮比となる。図２は、油圧ピストン２６が最大圧縮比位置にある状態を示しており、中間の隔壁３９との間に生じる第２油室２８の容積が最大限に拡大している。機関の運転中には、上記制御軸１８に低圧縮比側へ変位するように燃焼荷重が作用し、従って、油圧ピストン２６には、図の右側へ向かって付勢力が作用する。なお、この付勢力は、厳密にはアーム３７の角度等の影響を受け、かつクランク角３６０°の中で周期的に変動（交番荷重として負となる期間もある）するものであるが、全体的な傾向としては、図の右側（低圧縮比側）へ向かって作用し、かつ内燃機関の負荷が大きいほど大きな付勢力となる。
【００１６】
上記スプリング可変部２４は、上記ハウジング２２の内周面により形成される補助シリンダ４１内に摺動可能に配設された有底円筒状の可動スプリングシート４２と、この可動スプリングシート４２の内周面に摺動可能に嵌合した同じく有底円筒状のプッシュロッド４３と、上記可動スプリングシート４２の底壁４２ａと上記プッシュロッド４３の先端壁４３ａとの間に圧縮状態で配設されたコイルスプリングからなるメインスプリング４４と、を備えている。上記可動スプリングシート４２は、一種の油圧ピストンとして機能するものであり、該可動スプリングシート４２の底壁４２ａとハウジング２２の端部壁２２ｂとの間に、第３油室４６が画成されている。この第３油室４６の油圧導入通路４７には第３逆止弁４８が設けられており、この第３油室４６の油圧排出通路４９には第３電磁弁５０が設けられている。
【００１７】
上記プッシュロッド４３は、先端側の部分が中間の隔壁３９を貫通して第２油室２８内に突出しており、かつ上記メインスプリング４４によってその突出方向に付勢されている。また、上記プッシュロッド４３は、その基端部に、ステップ状に大径となったストッパ部４３ｂを備えており、このストッパ部４３ｂが可動スプリングシート４２先端のシート側ストッパ部４２ｂと係合することで、隔壁３９からの最大突出量が制限されている。ここで、このプッシュロッド４３の最大突出量は、油圧ピストン２６の所定の中間圧縮比位置に対応した突出量に制限されており、従って、油圧ピストン２６は、この中間圧縮比位置から最低圧縮比位置の範囲でのみメインスプリング４４の付勢力を受ける。そして、シート側ストッパ部４２ｂを備えた可動スプリングシート４２が軸方向に移動すると、これに応じて、上記最大突出量つまり油圧ピストン２６がプッシュロッド４３から付勢力を受ける中間圧縮比位置が変化する。つまり、この実施例では、機械的スプリング手段としてメインスプリング４４を具備し、その変位がストッパ部４３ｂ，４２ｂからなるストッパ機構によって制限される。
【００１８】
なお、プッシュロッド４３のストッパ部４３ｂを、可動スプリングシート４２のストッパ部４２ｂではなく、隔壁３９と係合させるように構成することもでき、この場合は、油圧ピストン２６がプッシュロッド４３から付勢力を受ける中間圧縮比位置が、可動スプリングシート４２の軸方向位置に応じて変化することはない。
【００１９】
上記各油室２７，２８，４６の油圧導入通路２９，３０，４７は、油圧源、例えば内燃機関の潤滑油用油圧ポンプに接続されており、各々の逆止弁３１，３２，４８によって、作動油の導入方向の流れのみが許容されている。また各油室２７，２８，４６の油圧排出通路３３，３４，４９は、いずれも低圧のドレン通路に連通している。従って、油圧源が作動している状態において、各油室２７，２８，４６の油圧排出通路３３，３４，４９にそれぞれ設けられた電磁弁３５，３６，５０が閉となると、各油室２７，２８，４６の油圧が高くなり、また各電磁弁３５，３６，５０が開放されると、各油室２７，２８，４６の油圧が低下する。なお、この油圧アクチュエータ２１にあっては、油圧ピストン２６の移動に、燃焼荷重による付勢力とメインスプリング４４の付勢力とが併用され、各油室２７，２８，４６内の作動油は主に油圧ピストン２６の位置の保持に寄与するので、各油室２７，２８，４６へ導入する油圧は比較的低いもので足りる。
【００２０】
上記電磁弁３５，３６，５０は、勿論個々に独立したものであってもよいが、適宜に一体化した構成とすることができる。１つの実施例では、第１電磁弁３５と第２電磁弁３６とが、実質的に１つの電磁弁として構成されており、例えば１つのスプールによって、いずれか一方が開のときに他方が閉となる関係となっている。より詳しくは、非通電時には、第２電磁弁３６に相当するポートが開となる構成が好ましい。そして、第３電磁弁５０は、常閉型電磁弁であることが好ましい。
【００２１】
なお、各油室２７，２８，４６に対する弁機構としては、上記実施例の構成に限定されず、例えば油圧導入通路２９，３０，４７側も電磁弁によって開閉するなど、種々の態様が可能である。
【００２２】
上記のように構成された油圧アクチュエータ２１においては、第３油室４６の拡張・縮小状態に拘わらず、プッシュロッド４３が油圧ピストン２６の中間の圧縮比位置まで突出可能であり、この状態の下で、第１電磁弁３５および第２電磁弁３６を用いた圧縮比制御がなされる。
【００２３】
図２，図３は、第３油室４６が拡張している状態であり、図２では油圧ピストン２６が最大圧縮比位置にあり、図３では油圧ピストン２６が最低圧縮比位置にある。図２に示す範囲Ｓ１においてメインスプリング４４の付勢力が油圧ピストン２６に作用する。
【００２４】
図４，図５は、内燃機関の停止中などの第３油室４６が収縮している状態であり、図４では油圧ピストン２６が最大圧縮比位置にあり、図５では油圧ピストン２６が最低圧縮比位置にある。図４に示すように、この場合は、図２の範囲Ｓ１よりも狭い範囲Ｓ２においてメインスプリング４４の付勢力が油圧ピストン２６に作用する。
【００２５】
ここで、この可変圧縮比装置の目標圧縮比は、基本的に内燃機関の負荷に対応して高負荷域ほど低い圧縮比となるように設定される。従って、内燃機関の負荷が高く圧縮比を低下させようとする際には、第１電磁弁３５が閉、第２電磁弁３６が開となり、これにより第１油室２７の方が相対的に高い油圧となる。同時に、内燃機関の負荷が高いことに関連して、低圧縮比側へ向かって制御軸１８から比較的大きな付勢力が入力されるので、図３あるいは図５に示すように、例えば最低圧縮比まで油圧ピストン２６が速やかに移動する。つまり、ある圧縮比よりも低圧縮比側でメインスプリング４４の付勢力が作用するが、高負荷域では燃焼荷重による付勢力が大となるので、メインスプリング４４の付勢力に抗して最低圧縮比とすることが可能である。ここで、最大圧縮比から所定の中間圧縮比まではメインスプリング４４の付勢力が作用しないので、例えば内燃機関の急加速時に、少なくとも中間圧縮比までは速やかに圧縮比を低下させることができ、過渡的なノッキングの回避の上で有利となる。
【００２６】
一方、内燃機関の負荷が低く圧縮比を上昇させようとする際には、第１電磁弁３５が開、第２電磁弁３６が閉となり、これにより第２油室２８の方が相対的に高い油圧となる。そして、制御軸１８側から入力される付勢力は相対的に小さくなり、これにより、油圧ピストン２６は徐々に高圧縮比側へ移動し、例えば図２あるいは図４に示すような最大圧縮比状態となる。このとき、プッシュロッド４３の所定の突出量まではメインスプリング４４の付勢力が高圧縮比側へ作用するので、内燃機関の負荷（つまり低圧縮比側への付勢力）がある程度高い領域においても、確実に高圧縮比側へ制御することができる。またメインスプリング４４の付勢力によって、運転条件の変化に伴い高圧縮比化する際の応答性（少なくとも中間圧縮比までの応答性）が高くなり、燃費の上で有利となる。
【００２７】
なお、実際に制御されている圧縮比（例えば制御軸１８の回転位置）をセンサで検出して第１，第２電磁弁３５，３６をフィードバック制御することで、図２に示す最低圧縮比位置と図３に示す最大圧縮比位置との間で任意の目標圧縮比に制御することが可能である。
【００２８】
そして、内燃機関の停止中は、第１電磁弁３５が閉、第２電磁弁３６が開に保持される。従って、機関停止直前の燃焼荷重による付勢力あるいは機関停止直前・直後の油圧によって、油圧ピストン２６はプッシュロッド４３と当接する中間圧縮比位置ないしこれよりも低圧縮比側の位置に保持される。そのため、内燃機関を次に始動した際に、過度に高い圧縮比のまま始動することがなく、プレイグニッションやノッキングといった不正燃焼を回避できる。
【００２９】
第３油室４６は、第３電磁弁５０によって拡張・縮小を制御することができ、これによってメインスプリング４４の付勢力が作用し始める中間圧縮比位置を変化させることができる。このような第３電磁弁５０を介した中間圧縮比位置の可変制御は、機関運転条件に応じて行われ、例えば図２，図３のようにプッシュロッド４３の突出量が大きければ、比較的高い圧縮比まで高圧縮比側への動作をアシストすることができ、逆に図４，図５のようにプッシュロッド４３の突出量が小さければ、比較的低い圧縮比まで低圧縮比側への動作の応答性を高く得ることができる。
【００３０】
また、好ましくは、機関停止中は、図４，図５のように、第３油室４６が縮小した状態に保持される。この状態では、可動スプリングシート４２が後退しているため、プッシュロッド４３の突出量の減少に加えて、油圧ピストン２６に作用するメインスプリング４４の付勢力が小さなものとなる。従って、機関停止直前の燃焼荷重による付勢力あるいは機関停止直前・直後の油圧によって、油圧ピストン２６はより低圧縮比側の位置、例えば図５に示す最低圧縮比位置ないしこれに近い低圧縮比位置に保持される。そのため、内燃機関を次に始動した際に、プレイグニッションやノッキングといった不正燃焼を確実に回避できる。
【００３１】
ここで、上記のような停止中の状態とするために、第３電磁弁５０を機関停止の間、開放し続けるようにしてもよいが、望ましくは、機関停止の直前に第３電磁弁５０を開として第３電磁弁５０を縮小した後、機関停止中は第３電磁弁５０を閉として、振動等による可動スプリングシート４２の動きを抑制するとよい。
【００３２】
次に、図６〜図８に基づいて、第２実施例の油圧アクチュエータ１２１を説明する。なお、第１実施例の油圧アクチュエータ２１の各部に対応する部分には同じ参照符号を用い、特に変わらない部分の説明は省略する。
【００３３】
この第２実施例は、前述した実施例のスプリング可変部２４を具備しない、より簡素化した構成としたものであって、第２油室２８内に単にメインスプリング４４が配設されている。このメインスプリング４４は、基端がハウジング２２の端部壁２２ｂに固定されており、かつその自由長が、油圧ピストン２６の所定の中間圧縮比位置に対応した長さとなっている。従って、前述した実施例と同様に、油圧ピストン２６は、図６に示す最低圧縮比位置から図７に示す中間圧縮比位置までの範囲でメインスプリング４４の付勢力を受け、図７に示す中間圧縮比位置から図８に示す最大圧縮比までの範囲ではメインスプリング４４の付勢力を受けない。なお、図示例では、メインスプリング４４が油圧ピストン２６に直接に当接するが、前述した第１実施例と同様に有底円筒状のプッシュロッド４３を介在させるようにしてもよい。また、油圧ピストン２６の最低圧縮比位置は、前述した実施例の隔壁３９に相当するストッパ部３９Ａによって規定されている。
【００３４】
次に、図９〜図１１に基づいて、第３実施例の油圧アクチュエータ２２１を説明する。
【００３５】
この第３実施例は、前述した第１実施例と同じく、油圧ピストン部２３とスプリング可変部２４とが直列に配置されたものであって、基端が可動スプリングシート４２に支持されたメインスプリング４４は、油圧ピストン２６の最低圧縮比位置から最大圧縮比位置までの全範囲に亘って油圧ピストン２６に圧接し続けるように、その寸法が設定されている。なお、図では、プッシュロッド４３を省略してあるが、第１実施例と同様に、プッシュロッド４３を設けるようにしてもよい。そして、このメインスプリング４４の付勢力に対抗するように油圧ピストン２６を低圧縮比側へ付勢する圧縮コイルスプリングからなるバイアススプリング６１が第１油室２７内に設けられている。つまり、この実施例は、機械的スプリング手段としてメインスプリング４４とバイアススプリング６１とを含んでいる。
【００３６】
図９は、第３油室４６が拡張していて可動スプリングシート４２が図左方へ前進している状態を示しており、特に、第１，第２電磁弁３５，３６の双方が開となって油圧ピストン部２３のいずれの方向にも油圧が作用していない状態を示している。この図９に示すように、油圧が作用していない自由状態では、メインスプリング４４およびバイアススプリング６１の双方の付勢力は、油圧ピストン２６が図示するような中間圧縮比位置にあるときに互いに釣り合う。つまり、メインスプリング４４およびバイアススプリング６１は、両者の付勢力の和として、油圧ピストン２６が最低圧縮比位置から中間圧縮比位置までの範囲にあるときに該油圧ピストン２６を高圧縮比側へ付勢しており、上記中間圧縮比位置から最大圧縮比位置までの範囲では、逆に低圧縮比側へ付勢力が作用する。
【００３７】
従って、内燃機関の停止中は、基本的に、この中立位置となる所定の中間圧縮比位置に保持されることとなり、内燃機関を次に始動した際に、過度に高い圧縮比のまま始動することがなく、プレイグニッションやノッキングといった不正燃焼を回避できる。
【００３８】
また、第３油室４６を縮小して可動スプリングシート４２を後退させた状態とすれば、油圧ピストン２６に油圧が作用していない場合に、図１０に示すように、油圧ピストン２６が最低圧縮比位置ないしその近傍にあるときにメインスプリング４４およびバイアススプリング６１の付勢力が互いに釣り合う。従って、より確実に低い圧縮比位置で内燃機関の始動を行うことができる。
【００３９】
なお、第１電磁弁３５および第２電磁弁３６を実質的に１つの電磁弁として連動させた場合には、いずれかの油室２７，２８が密閉されるため、メインスプリング４４およびバイアススプリング６１の付勢力による油圧ピストン２６の移動は抑制されたものとなるが、基本的な中立位置の特性は、上記と変わりがない。
【００４０】
また上記第３実施例では、中間圧縮比位置よりも高圧縮比側では両スプリング４４，６１の付勢力の和が低圧縮比側へ向かって作用するが、前述した第１実施例と同様に、燃焼荷重が比較的小さな機関低負荷時に油圧ピストン部２３の油圧によって図１１に示すように最大圧縮比位置とすることが可能である。
【００４１】
以上のように、第１〜第３実施例のいずれも、油圧ピストン２６を高圧縮比側へ戻そうとするスプリング反力が所定の中間圧縮比位置において０となるので、内燃機関の始動時に過度に高圧縮比となることがなく、プレイグニッションやノッキングといった不正燃焼を回避できる。そして、同時に、最大圧縮比から中間圧縮比までの圧縮比低減の応答性が高くなり、過渡時のノッキングの回避の上で有利となる。
【００４２】
ところで、上記のようにスプリング反力を中間圧縮比までに限定すると、低圧縮比側へ向けて作用する燃焼荷重との関係で、中間圧縮比から最大圧縮比までの圧縮比上昇動作が種々の条件によっては緩慢となり、電磁弁３５，３６に過度に長時間通電することとなって燃費が悪化する懸念がある。そのため、例えば、油圧ポンプによる供給油圧が低い条件下や、機関の負荷が所定値以上のとき、あるいは目標圧縮比まで高圧縮比化し得る見込みがない場合、などは高圧縮比化を禁止するようにしてもよい。あるいは、高圧縮比化が容易となるように、機関の減速時（吸入負圧が燃焼荷重と逆向きに作用するため高圧縮比化が容易となる）に高圧縮比化を実行するようにしたり、車両変速機を積極的に変速して内燃機関の回転速度を高める（ピストン慣性力によって高圧縮比化が容易となる）ことなども有効である。
【符号の説明】
【００４３】
１８…制御軸
２１，１２１，２２１…油圧アクチュエータ
２６…油圧ピストン
２７…第１油室
２８…第２油室
３５…第１電磁弁
３６…第２電磁弁
４２…可動スプリングシート
４３…プッシュロッド
４４…メインスプリング
４６…第３油室
５０…第３電磁弁
６１…バイアススプリング  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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