(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関本体に回転可能に支持される制御軸の回転位置に応じて機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構と、
上記制御軸の回転位置を変更・保持する駆動モータと、
を有し、
上記制御軸の回転位置に応じて、上記駆動モータから上記制御軸への回転動力伝達経路の減速比が変化するように構成されており、
かつ、上記駆動モータのモータ温度を検出もしくは推定するモータ温度取得手段を有し、
上記モータ温度が所定温度以上となると、上記回転動力伝達経路の減速比が高くなるように上記制御軸の回転位置を変更することを特徴とする可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記制御軸が低圧縮比側に回転すると、上記回転動力伝達経路の減速比が高くなるように構成されており、
上記モータ温度が上記所定温度以上となると、上記回転動力伝達経路の減速比が高くなるように上記制御軸の回転位置を変更して機関圧縮比を低圧縮比側に変更することを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記制御軸が低圧縮比側に回転すると、上記回転動力伝達経路の減速比が高くなるように構成されており、
上記モータ温度が上記所定温度以上となると、上記回転動力伝達経路の減速比が高くなるように上記駆動モータを停止することを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記モータ温度取得手段は、油温センサにより検出される機関油温と、車速センサにより検出される車速と、吸気温度センサにより検出される吸気温度と、の少なくとも一つに基づいて上記モータ温度を推定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記制御軸が機関圧縮比を高くする高圧縮比側へ回転すると、上記回転動力伝達経路の減速比が高くなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、制御軸の回転位置に応じて内燃機関の機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構を備えた可変圧縮比内燃機関が知られている。また特許文献１には、制御軸の回転位置を変更・保持する駆動モータの温度に応じて駆動モータの作動を制限したり、あるいは駆動モータの作動を停止する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１８５６２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
可変圧縮比機構では、機関運転中にエンジントルク相当の負荷が制御軸に繰り返し作用することから、制御軸を駆動する駆動モータには、高い負荷・荷重を支えるモータトルクが要求され、ひいては駆動モータに流す電流が大きくなり、モータ温度の過度な昇温や、これに伴うモータトルクの低下が懸念される。
【０００５】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、モータ温度が高い場合に、制御軸から駆動モータ側へ作用する負荷・荷重を軽減して、駆動モータの発熱を抑制することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る可変圧縮比内燃機関の制御装置は、機関本体に回転可能に支持される制御軸の回転位置に応じて機関圧縮比を変化させる可変圧縮比機構と、上記制御軸の回転位置を変更・保持する駆動モータと、を有し、上記制御軸の回転位置に応じて、上記駆動モータから上記制御軸への回転動力伝達経路の減速比が変化するように構成されている。
【０００７】
そして、上記駆動モータのモータ温度を検出もしくは推定するモータ温度取得手段を有し、上記モータ温度が所定温度以上となると、上記回転動力伝達機構の減速比が高くなるように上記制御軸の回転位置を変更する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、モータ温度が所定温度以上に高くなると、制御軸の回転位置の変更により回転動力伝達機構の減速比が高くなることで、制御軸から駆動モータ側へ作用する負荷・荷重が軽減されるために、駆動モータ側のそれ以上の発熱を抑制し、駆動モータの信頼性・耐久性を向上するとともに、駆動モータの保持トルクを確保して、制御軸の不用意な変動に伴う圧縮比の変動を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施例に係る可変圧縮比機構を示す概略構成図。
【図２】上記実施例の可変圧縮比内燃機関の一部を示す斜視図。
【図３】連結機構の減速比と機関圧縮比との関係を示す特性図。
【図４】本発明の一実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図５】本発明の他の実施例に係る制御の流れを示すフローチャート。
【図６】上記実施例に係るリンク構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。先ず、図１及び図２を参照して、本発明の一実施例に係る複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構について説明する。なお、この機構は上記の特開２００９−１８５６２９号公報等にも記載のように公知であるので、簡単な説明にとどめる。
【００１１】
内燃機関の機関本体の一部を構成するシリンダブロック１には、各気筒のピストン３がシリンダ２内に摺動可能に嵌合しているとともに、クランクシャフト４が回転可能に支持されている。可変圧縮比機構１０は、クランクシャフト４のクランクピン５に回転可能に取り付けられるロアリンク１１と、このロアリンク１１とピストン３とを連結するアッパリンク１２と、シリンダブロック１等の機関本体側に回転可能に支持される制御軸１４と、この制御軸１４に偏心して設けられた制御偏心軸部１５と、この制御偏心軸部１５とロアリンク１１とを連結する制御リンク１３と、を有している。ピストン３とアッパリンク１２の上端とはピストンピン１６を介して相対回転可能に連結され、アッパリンク１２の下端とロアリンク１１とは第１連結ピン１７を介して相対回転可能に連結され、制御リンク１３の上端とロアリンク１１とは第２連結ピン１８を介して相対回転可能に連結され、制御リンク１３の下端は上記の制御偏心軸部１５に回転可能に取り付けられている。
【００１２】
制御軸１４には、連結機構２１を介して駆動モータ２０（図２等参照）が連結されており、この駆動モータ２０により制御軸１４の回転位置を変更・保持することによって、ロアリンク１１の姿勢の変化を伴って、ピストン上死点位置やピストン下死点位置を含むピストンストローク特性が変化して、機関圧縮比が変化する。従って、制御部４０により駆動モータ２０を駆動制御することによって、機関運転状態に応じて機関圧縮比を制御することができる。
【００１３】
機関本体としてシリンダブロック１の下方に固定されるオイルパンアッパ６Ａの吸気側の側壁７には、連結機構２１を収容するハウジング２２と、駆動モータ２０と、が機関前後方向に沿うように配置されている。
【００１４】
図１，図２に示すように、機関本体内部に配置される制御軸１４と、ハウジング２２内に配置される連結機構２１の回転軸２３とは、レバー２４によって連結されている。なお、この実施例では回転軸２３を減速機（図示省略）の出力軸と一体的に構成しているが、回転軸２３を減速機の出力軸と別体の構成とし、両者が一体的に回転する構造としても良い。
【００１５】
レバー２４の一端と、制御軸１４の中心より径方向外方へ延びる第１アーム部２５の先端とは、第３連結ピン３３を介して相対回転可能に連結されており、回転軸２３の中心より径方向外方へ延びる第２アーム部２７の先端とレバー２４の他端とが第４連結ピン３５を介して相対回転可能に連結されている。なお、図２では、第４連結ピン３５を省略し、この第４連結ピン３５が嵌合する回転軸２３のピン連結孔３５Ａが描かれている。オイルパンアッパ６Ａの吸気側の側壁７には、上記のレバー２４が挿通するスリット状の連通孔が貫通形成されている。
【００１６】
連結機構２１には、駆動モータ２０の出力を減速して制御軸１４側へ伝達する減速機が設けられている。減速機としては、大きな減速比が得られる波動歯車装置やサイクロ減速機等が用いられる。さらに、レバー２４、第１アーム部２５、及び第２アーム部２７を含めたリンク構造による減速比は、制御軸１４の回転位置に応じて変化するように構成されている。すなわち、制御軸１４を回転すると機関圧縮比が変化するとともに、第１アーム部２５、第２アーム部２７及びレバー２４の姿勢が変化することから、モータ２０から制御軸１４への回転動力伝達経路の減速比も変化することとなる。具体的には、図３に示すように、基本的には制御軸１４が低圧縮比側に回転するとモータ２０から制御軸１４への回転動力伝達経路の減速比が高くなるように構成されており、かつ、最大圧縮比の近傍では、制御軸１４が高圧縮比側へ回転すると減速比が高くなるように構成されている。
次に、図３のような機関圧縮比と減速比との関係が得られる具体的な構造について、図６を参照して説明する。図６（Ａ）に示すように、レバー２４の長さ２４Ｃは、第１、第２アーム部２５、２７とレバー２４とが直交する姿勢におけるレバー長さ２４Ｂよりも長く設定されている。言い換えると、第１アーム部２５又は第２アーム部２７の一方がレバー２４と直交するときに、第１アーム部２５又は第２アーム部２７の他方とレバー２４とのなす角度が鋭角となるように、レバー２４の長さ２４Ｃが設定されている。更に図６（Ｂ）に示すように、レバー２４と第１アーム部２５とのなす角度は、低圧縮比時に鈍角、高圧縮比時に鋭角となり、かつ、制御軸１４の制御偏心軸部１５が、制御軸１４に対して回転軸２３に近い側に配置されている。以上に示すようなリンクレイアウトによれば、中間圧縮比付近で減速比が最小減速比となり、この中間圧縮比付近から高圧縮比側もしくは低圧縮比側へ向かうに従って減速比が徐々に大きくなり、低圧縮比側で最大の減速比となる。
【００１７】
図４は、本実施例の制御の流れを示すフローチャートであり、本ルーチンは例えば上記の制御部４０により所定期間毎（例えば、１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。ステップＳ１１では、駆動モータ２０の温度であるモータ温度が所定温度以上であるか否かを判定する。このモータ温度は、例えば内燃機関の油温を検出する油温センサ４１の検出値を用いて推定される。
【００１８】
モータ温度が所定温度以上でなければ、ステップＳ１２へ進み、機関圧縮比を制限することなく本ルーチンを終了する。一方、モータ温度が所定温度以上であれば、ステップＳ１３へ進み、モータ２０から制御軸１４への回転動力伝達経路の減速比が高くなるように、機関圧縮比を低圧縮比側へ変換する。これによって、例えば機関高負荷時にモータ温度が所定温度以上に高くなっても、モータ２０から制御軸１４への回転動力伝達経路の減速比を高くすることで、駆動モータ２０にかかる負荷・荷重を抑制し、モータ発熱量を低減することで、駆動モータ２０の耐久性・信頼性を向上することができる。また、モータ２０から制御軸１４への回転動力伝達経路の減速比が高い運転点を低圧縮比側とすることで、モータ高温時でも車両の走行性能を損ねることがない。
【００１９】
更に、汎用的に用いられる油温センサ４１の油温を用いてモータ温度を推定することで、モータ温度センサが不要となり、低コスト化を図ることができる。
【００２０】
但し、モータ温度を検出もしくは推定する手法はこれに限らず、例えば、油温に加えて車速センサ４２により求められる車速や吸気温センサ４３により求められる吸気温を併用して推定するようにしても良い。この場合、より高精度にモータ温度を推定することが可能となる。また、また、実際にモータ温度を検出するモータ温度センサを用いて直接的にモータ温度を検出するようにしても良く、あるいは運転履歴からモータ温度を推定するようにしても良い。
【００２１】
図５は、他の実施例に係る制御の流れを示すフローチャートであり、ステップＳ１１及びステップＳ１２の処理は図４と同様である。可変圧縮比機構１０では、ピストン側から作用する荷重により駆動モータ２０を停止すると制御軸１４は可及的に低圧縮比側へ回転することとなる。そこで本実施例では、モータ温度が所定温度以上である場合、ステップＳ１１からステップＳ１３Ａへ進み、駆動モータ２０の作動を停止する。この場合、駆動モータ２０の作動停止に伴い、制御軸１４が力学的な安定点である低圧縮比側へ移行することとなり、上記の実施例と同様に、モータ２０から制御軸１４への回転動力伝達経路の減速比を高くすることで、駆動モータ２０にかかる負荷・荷重を抑制し、モータ発熱量を低減し、駆動モータ２０の耐久性・信頼性を向上することができることに加え、駆動モータ２０を停止することにより消費電力を抑制しつつ更にモータ発熱量を抑制することができる。
【００２２】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では、図６に示すように、制御軸１４の中心と回転軸２３の中心とを通る直線に対し、第１アーム部２５の突出方向と第２アーム部２７の突出方向とが同方向に設定されているが、この突出方向を逆方向に設定しても良い。
【符号の説明】
【００２３】
１０…可変圧縮比機構
１４…制御軸
２０…駆動モータ
２１…連結機構
４０…制御部
４１…油温センサ
４２…車速センサ
４３…吸気温センサ
【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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