(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリンクを介してクランクシャフトに連結するピストンと、
前記複数のリンクのうちの少なくともひとつのリンクの動作を規制して前記ピストンの上死点位置を調整して圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、
所定負荷よりも低い低負荷域において、前記所定負荷よりも高い負荷域での圧縮比よりも高い圧縮比にして均質混合気の希薄空燃比限界を拡大するとともに、その拡大した希薄空燃比限界付近まで均質混合気の空燃比をリーンにする運転状態制御手段と、
を有する可変圧縮比エンジン。
【請求項２】
前記運転状態制御手段は、前記低負荷域において希薄空燃比限界付近まで混合気の空燃比をリーンにすることで、ＮＯｘ浄化触媒が不要なほど、エンジンから排出される窒素酸化物を減少させる、
ことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項３】
前記運転状態制御手段は、前記低負荷域において希薄空燃比限界付近まで混合気の空燃比をリーンにすることで、エンジンから排出される窒素酸化物を略ゼロにする、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項４】
前記運転状態制御手段は、前記低負荷域において混合気の空燃比を３０以上にする、
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項５】
前記運転状態制御手段は、前記低負荷域において負荷が低いほど圧縮比を高めて希薄空燃比限界を拡大し混合気の空燃比をよりリーンにする、
ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項６】
前記運転状態制御手段は、さらに前記低負荷域において混合気に排ガスを導入する、
ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項７】
前記運転状態制御手段は、さらに前記所定負荷よりも高い負荷域において空燃比を略理論空燃比にするとともに、混合気に排ガスを導入する、
ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項８】
前記運転状態制御手段は、前記所定負荷よりも高い負荷域において負荷が低いほど圧縮比を高圧縮比にする、
ことを特徴とする請求項７に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項９】
排気弁の開閉時期を変更する排気弁位相変更手段をさらに有し、
前記排ガスは排気弁の早期閉作動によって気筒内に残留した排ガスである、
ことを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１０】
排気通路を流れる排ガスの一部を吸気通路に還流する排ガス還流通路をさらに有し、
前記排ガスは、前記排ガス還流通路を介して還流された排ガスである、
ことを特徴とする請求項６から請求項８までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１１】
前記排ガスの導入量は、負荷が低いほど多い、
ことを特徴とする請求項６から請求項１０までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１２】
前記複数のリンクは、ピストンピンを介して連結される第１リンクと、前記第１リンクに揺動可能に連結されるとともに前記クランクシャフトに回転可能に装着される第２リンクとであって、
前記圧縮比変更手段は、前記第２リンクに連結され、その第２リンクの動作を規制して圧縮比を変更する、
ことを特徴とする請求項１から請求項１１までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１３】
１本のコンロッドを介してクランクシャフトに連結するピストンを有するノーマルエンジンに比べて、ピストンの上死点付近滞在期間が長い、
ことを特徴とする請求項１から請求項１２までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１４】
１本のコンロッドを介してクランクシャフトに連結するピストンを有するノーマルエンジンに比べて、ピストンのストローク特性が単振動に近い特性である、
ことを特徴とする請求項１から請求項１３までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１５】
高圧縮比ほど、上死点付近滞在期間が長くなる、
ことを特徴とする請求項１から請求項１４までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１６】
所定距離を移動して上死点に達する時間が、上死点から所定距離を移動する時間よりも長い、
ことを特徴とする請求項１から請求項１５までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【請求項１７】
低圧縮比ほど、所定距離を移動して上死点に達する時間が、上死点から所定距離を移動する時間よりも長くなる、
ことを特徴とする請求項１から請求項１６までのいずれか１項に記載の可変圧縮比エンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変圧縮比エンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、空燃比がリーンである方が燃料消費量が少なく燃費が向上する。ところが空燃比がストイキ（空燃比１５程度）よりもややリーンの状態（空燃比１６〜１７程度）では窒素酸化物（ＮＯｘ）の排出量が非常に多くなる。空燃比がさらにリーンの状態では、空燃比が１６程度のときよりはＮＯｘの排出量が減少するものの、それでも依然としてＮＯｘの排出量が多い。またエンジンは希薄空燃比限界を超えては混合気中に含有される燃料が少なすぎて、筒内燃焼が不安定になって運転できない。そこで従来のいわゆるリーンバーンエンジンは、筒内燃焼が不安定にならず、かつ燃費を向上させるために、希薄空燃比限界を超えない範囲で空燃比をリーンにしている。そして、排出される多量のＮＯｘについては触媒で浄化する必要があり、このために使用するＮＯｘ浄化触媒（例えばＮＯｘを一旦トラップしてからＮＯｘを浄化するＮＯｘトラップ触媒など）は高価である。またＮＯｘを還元するために燃料又は過濃燃焼ガスを必要とするので燃費低減効果が少ない。
【０００３】
ところで希薄空燃比限界を拡大するには、圧縮比を高くするとよいことが知られている。すなわち圧縮比が高ければ点火時の燃焼室内容積が小さいので、少ない燃料でも着火しやすくなる。そのため空燃比が、よりリーンな範囲でも安定して筒内燃焼するのである。
【０００４】
そこで特許文献１に記載されたエンジンは、シリンダヘッドに設けた可変容積用ピストンによって燃焼室容積を変化させることで圧縮比を可変にし、低負荷時には圧縮比を高めて希薄空燃比限界を拡大して、よりリーンな空燃比での運転を可能にしている。
【特許文献１】特開昭６０−２４０８３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、前述した従来の可変圧縮比エンジンは、確かに圧縮比を高くすることで希薄燃焼安定限界を拡大でき、空燃比をよりリーンにすることができ、ＮＯｘを減少できる。ところがこのようなエンジンでは、空燃比をせいぜい２４〜２５程度にすることが限界であり、ＮＯｘトラップ触媒などを完全に廃止することができるまでＮＯｘを減少することはできない。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、ＮＯｘの排出量が極小であるほど空燃比が超リーンであってもＮＯｘトラップ触媒等のＮＯｘ浄化装置が不要な可変圧縮比エンジンを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。
【０００８】
本発明は、複数のリンク（１１，１２）を介してクランクシャフト（３３）に連結するピストン（３２）と、前記複数のリンク（１１，１２）のうちの少なくともひとつのリンク（１２）の動作を規制して前記ピストン（３２）の上死点位置を調整して圧縮比を変更する圧縮比変更手段（５１〜５３）と、所定負荷よりも低い低負荷域において、前記所定負荷よりも高い負荷域での圧縮比よりも高い圧縮比にして均質混合気の希薄空燃比限界を拡大するとともに、その拡大した希薄空燃比限界付近まで均質混合気の空燃比をリーンにする運転状態制御手段（７０）とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
複数のリンクを介してクランクシャフトとピストンとを連結する複リンク式可変圧縮比エンジンは、ピストンとクランクシャフトとを１つのリンク（コンロッド）で連結し、圧縮比が一定である通常のエンジンに比べて、ピストンの上死点付近滞在時間が長い。また圧縮比が高いほうが、ピストンの上死点付近滞在時間が長くなるという特性がある。本発明はそのような特性を利用することで、空燃比を３０程度以上にしても運転できるようになったのである。そしてこのように運転することで、ＮＯｘトラップ触媒等のＮＯｘ浄化装置が不要になるほど、ＮＯｘの排出量を低減できるようになったのである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明による可変圧縮比エンジンの第１実施形態を示す図である。
【００１１】
本件発明者らは、従来より、図１に示すようなピストンとクランクシャフトとを２つのリンクで連結する複リンク機構による可変圧縮比エンジン（以下「複リンク式可変圧縮比エンジン」という）について鋭意研究を重ねている。この複リンク式可変圧縮比エンジンは、ピストンとクランクシャフトとを１つのリンク（コンロッド）で連結し、圧縮比が一定である通常のエンジン（以下「ノーマルエンジン」という）に比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長いという特性がある（詳細は例えば特開2002-285857号公報）。
【００１２】
そして発明者らのさらなる研究によって、この特性を利用すれば、複リンク式可変圧縮比エンジンの希薄燃焼安定限界を拡大でき、ＮＯｘ排出量をほとんど無くすことができるということが知見された。
【００１３】
本発明は、発明者らのそのような知見に基づいてなされたものである。
【００１４】
まず最初に複リンク式可変圧縮比エンジンについて説明する。図１は、複リンク式可変圧縮比エンジンを示す図である。
【００１５】
複リンク式可変圧縮比エンジン１０は、ピストン３２とクランクシャフト３３とを２つのリンク（アッパリンク（第１リンク）１１、ロアリンク（第２リンク）１２）で連結するとともに、コントロールリンク（第３リンク）１３でロアリンク１２を制御して機関圧縮比を変更する。
【００１６】
アッパリンク１１は、上端をピストンピン２１を介してピストン３２に連結し、下端を連結ピン２２を介してロアリンク１２の一端に連結する。ピストン３２は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック３１のシリンダ３１ａ内を往復動する。
【００１７】
ロアリンク１２は、一端を連結ピン２２を介してアッパリンク１１に連結し、他端を連結ピン２３を介してコントロールリンク１３に連結する。また、ロアリンク１２は、ほぼ中央の連結孔に、クランクシャフト３３のクランクピン３３ｂを挿入し、クランクピン３３ｂを中心軸として回転する。ロアリンク１２は左右の２部材に分割可能に構成される。クランクシャフト３３は、複数のジャーナル３３ａとクランクピン３３ｂとを備える。ジャーナル３３ａは、シリンダブロック３１及びラダーフレーム３４によって回転自在に支持される。クランクピン３３ｂは、ジャーナル３３ａから所定量偏心しており、ここにロアリンク１２が回転自在に連結する。
【００１８】
コントロールリンク１３は、先端に連結ピン２３を挿入し、ロアリンク１２に回動可能に連結する。またコントロールリンク１３は、他端を連結ピン２４を介してコントロールシャフト２５に連結する。コントロールリンク１３は、この連結ピン２４を中心として揺動する。またコントロールシャフト２５にはギアが形成されており、そのギヤがアクチュエータ５１の回転軸５２に設けられたピニオン５３に噛合する。アクチュエータ５１によってコントロールシャフト２５が回転させられ、連結ピン２４が移動する。
【００１９】
コントローラ７０はアクチュエータ５１を制御してコントロールシャフト２５を回転させて圧縮比を変更する。またコントローラ７０は吸気ポートに設けられた燃料噴射弁４１の燃料噴射を制御する。さらにコントローラ７０はシリンダヘッドに設けられた点火プラグ４２の点火時期を制御する。また排気弁６１は後述のようにその開閉タイミングを変更可能であり、コントローラ７０はその排気弁６１の開閉タイミングを制御してＥＧＲ量を調整する。コントローラ７０は中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ７０を複数のマイクロコンピュータで構成してもよい。
【００２０】
図２は排気弁の開閉タイミング調整機構を説明する図であり、図２（Ａ）は開弁時の状態、図２（Ａ）は閉弁時の状態を表す。
【００２１】
排気弁の開閉タイミングを調整する機構としては、例えば特開2004-346825号公報のように開閉リフト量と開閉タイミングを変更するものや、特開2000-45733号公報のように電磁駆動機構によって開閉タイミングを変更可能なものがある。ここでは電磁駆動機構によるものを簡単に説明する。
【００２２】
排気弁６１は、バルブシート６３に着座又は離座することによって排気ポート６２を開閉する。排気弁６１のバルブステム６４には、可動子６５が固着されている。可動子６５は、磁性材料で形成されている。可動子６５は、上側スプリング６６及び下側スプリング６７と連結する。上側スプリング６６及び下側スプリング６７は、バルブステム６４を遊挿する。可動子６５の上下には、開弁用電磁コイル６８と閉弁用電磁コイル６９とを備える。開弁用電磁コイル６８は、下側スプリング６７を遊挿する。閉弁用電磁コイル６９は、上側スプリング６６を遊挿する。
【００２３】
次に、排気弁６１の開閉動作について説明する。開弁用電磁コイル６８及び閉弁用電磁コイル６９への電力供給がともに遮断されている状態では、上側スプリング６６及び下側スプリング６７の弾性力によって、可動子６５は電磁コイル６８，６９の中間に位置する。開弁用電磁コイル６８に通電すると、図２（Ａ）に示すように可動子６５は開弁用電磁コイル６８に引き寄せられて矢印Ｃの方向に移動し、排気ポート６２を開弁する。一方、閉弁用電磁コイル６９に通電すると、図２（Ｂ）のように可動子６５は閉弁用電磁コイル６９に引き寄せられて矢印Ｄの方向に移動し、排気ポート６２を閉弁する。
【００２４】
このようにすれば、排気弁６１をクランクシャフトの回転と独立して開閉させることができる。そして排気弁６１を早めに閉じることで排ガスを燃焼室内に閉じ込め、この排ガスによってＥＧＲ効果を得ることができる。
【００２５】
図３は複リンク式可変圧縮比エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。
【００２６】
コントロールシャフト２５を回転して、連結ピン２４の位置を変更することで、機関圧縮比が変更する。例えば図３（Ａ）、図３（Ｃ）に示すように連結ピン２４を位置Ａにすれば、上死点位置が高くなり高圧縮比になる。
【００２７】
そして図３（Ｂ）、図３（Ｃ）に示すように、連結ピン２４を位置Ｂにすれば、コントロールリンク１３が上方へ押し上げられ、連結ピン２３の位置が上がる。これによりロアリンク１２はクランクピン３３ｂを中心として反時計方向に回転し、連結ピン２２が下がり、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン３２の位置が下降する。したがって圧縮比が低圧縮比になる。
【００２８】
図４は、ピストン挙動を示す図であり、図４（Ａ）は図４（Ｂ）の点線部の拡大図である。
【００２９】
上述したように、複リンク式可変圧縮比エンジンは、同じ圧縮比であるノーマルエンジンに比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長い。この点を図４を参照して説明する。図４には、ノーマルエンジンと同じ圧縮比にした複リンク式可変圧縮比エンジンのピストン挙動が細実線で示されている。この図より、複リンク式可変圧縮比エンジンは、同じ圧縮比であるノーマルエンジンに比べて、ピストンが上死点付近に滞在する期間が長いことが分かる。
【００３０】
さらにピストンが上死点から所定の距離内にあるときを、ピストンが上死点付近にあるとすると、複リンク式可変圧縮比エンジンの高圧縮比のときに上死点付近にあるときの方が、低圧縮比のときに上死点付近にあるときよりも、ピストンの上死点付近滞在期間が長い。すなわち図４（Ｂ）において、Ｌ1＞Ｌ2である。
【００３１】
このように複リンク式可変圧縮比エンジンは、ノーマルエンジンに比べてピストンが上死点付近に滞在する期間が長い。さらに圧縮比が高い方がピストンが上死点付近に滞在する期間が長い。ピストンが上死点付近に長く滞在するということは、燃焼中に高圧縮状態が長く維持されるということである。高圧縮状態が長く維持されると、超希薄燃焼であっても比較的大きな燃焼エネルギを得ることができるので燃焼性が安定する。
【００３２】
複リンク式可変圧縮比エンジンはこのような特性を有することから、図５の特性を有する。図５（Ａ）は、空燃比と燃焼安定度との関係を示す図である。図中の細線はノーマルエンジン、太線は複リンク式可変圧縮比エンジンである。
【００３３】
この図を見て分かるように、ノーマルエンジン（圧縮比８〜１２程度）において燃焼安定性を確保できる空燃比は２２程度である。
【００３４】
一方、複リンク式可変圧縮比エンジンによれば、ピストンの上死点付近滞在時間が長いので、燃焼安定限界が損なわれにくい。そして圧縮比を高くすることで（例えば圧縮比１８程度）、空燃比A/Fが３０程度まで安定した燃焼をすることができる。
【００３５】
図５（Ｂ）は、複リンク式可変圧縮比エンジンにおける空燃比と排出ＮＯｘ量との関係を示す図である。図中の太線は高圧縮比の場合、細線は低圧縮比の場合である。
【００３６】
この図より、圧縮比が低い方が排出されるＮＯｘ量が少ないものの、空燃比を略３０以上にしてしまうと、圧縮比にかかわらず、ほとんどＮＯｘが排出されないことが分かる。
【００３７】
このような特性を利用して本発明では圧縮比及び空燃比を以下のように制御するようにした。
【００３８】
図６は、本発明による制御ロジックのメインフローチャートである。
【００３９】
ステップＳ１においてコントローラ７０は、運転状態を検出する。具体的には空気吸入量や燃料噴射量に基づいて負荷を検出する。
【００４０】
ステップＳ２においてコントローラ７０は、運転負荷領域が低負荷領域であるか否かを判定する。低負荷領域のときはステップＳ３に処理を移し、低負荷領域でなければステップＳ４に処理を移す。
【００４１】
ステップＳ３においてコントローラ７０は、低負荷運転を行う。具体的な内容は後述する。
【００４２】
ステップＳ４においてコントローラ７０は、運転負荷領域が中負荷領域であるか否かを判定する。中負荷領域のときはステップＳ５に処理を移し、中負荷領域でなければステップＳ６に処理を移す。
【００４３】
ステップＳ５においてコントローラ７０は、中負荷運転を行う。具体的な内容は後述する。
【００４４】
ステップＳ６においてコントローラ７０は、高負荷運転を行う。具体的な内容は後述する。
【００４５】
図７は低負荷運転制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００４６】
コントローラ７０は、ステップＳ３１において負荷に応じた圧縮比εを設定し、ステップＳ３２において負荷に応じた空燃比A/Fを設定し、ステップＳ３３において排気弁６１の開閉タイミングを制御してＥＧＲ量を略ゼロにする。
【００４７】
図８は中負荷運転制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００４８】
コントローラ７０は、ステップＳ５１において負荷に応じた圧縮比εを設定し、ステップＳ５２において負荷に応じた空燃比A/Fを設定し、ステップＳ５３において排気弁６１の開閉タイミングを制御して負荷に応じたＥＧＲ量に調整する。
【００４９】
図９は高負荷運転制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【００５０】
コントローラ７０は、ステップＳ６１において負荷に応じた圧縮比εを設定し、ステップＳ６２において負荷に応じた空燃比A/Fを設定し、ステップＳ６３において排気弁６１の開閉タイミングを制御してＥＧＲ量を略ゼロにする。
【００５１】
図１０は本発明による制御を実行したときの効果を説明する図である。
【００５２】
コントローラ７０は運転状態を検出し（Ｓ１）、低負荷運転域のときには（Ｓ２でＹｅｓ）、負荷に応じた圧縮比ε（Ｓ３１；図１０（Ｃ））、空燃比A/Fに設定するとともに（Ｓ３２；図１０（Ａ））、ＥＧＲ量を略ゼロにする（Ｓ３３；図１０（Ｂ））。このようにすることでＮＯｘ排出量は略ゼロになる（図１０（Ｄ））。このように負荷が低くなるほど空燃比を希薄にし、燃焼安定性を確保するために圧縮比を上げることで、負荷調整のためのスロットリングが必要なく、ノンスロットル運転が実現でき、ポンプロスを低減できる。
【００５３】
また中負荷運転域のときには（Ｓ４でＹｅｓ）、負荷に応じた圧縮比εに設定し（Ｓ５１；図１０（Ｃ））、空燃比A/Fをストイキに設定し（Ｓ５２；図１０（Ａ））、負荷に応じてＥＧＲ量を制御する（Ｓ５３；図１０（Ｂ））。この場合にはＮＯｘが排出されるものの、その排出量は多くなく、ＮＯｘトラップ触媒等を使用することなく三元触媒のみでＮＯｘを浄化することができる（図１０（Ｄ））。このようにＥＧＲガスを導入することで、機関スロットル開度が開きポンプロスを低減できる。また、負荷が低いほど圧縮比を上げることで、燃焼安定性を確保できる。また中負荷運転域における圧縮比を、低負荷運転域の圧縮比よりも低く設定してノッキングを防止する。
【００５４】
さらに高負荷運転域のときには（Ｓ４でＮｏ）、負荷に応じた圧縮比ε（Ｓ６１；図１０（Ｃ））、空燃比A/Fに設定し（Ｓ６２；図１０（Ａ））、ＥＧＲ量を略ゼロにする（Ｓ６３；図１０（Ｂ））。この場合にもＮＯｘが排出されるものの、その排出量は多くなく、ＮＯｘトラップ触媒等を使用することなく三元触媒のみでＮＯｘを浄化することができる（図１０（Ｄ））。また高負荷運転域における圧縮比を、中負荷運転域の圧縮比よりもさらに低く設定することでノッキングを防止するとともに負荷を確保している。
【００５５】
（第２実施形態）
図１１は、本発明による可変圧縮比エンジンの第２実施形態を示す図である。
【００５６】
なお以下に示す各実施形態では前述した実施形態と同様の機能を果たす部分には同一の符号を付して重複する説明を適宜省略する。
【００５７】
本実施形態では、低負荷域においては圧縮比を最大圧縮比εmaxに設定し（図１１（Ｃ））、空燃比を最大空燃比（３０程度）に設定するとともに（図１１（Ａ））、負荷に応じてＥＧＲ量を制御する（図１１（Ｂ））。また中負荷域においては圧縮比をε5に設定し（図１１（Ｃ））、空燃比A/Fをストイキに設定するとともに（図１１（Ａ））、負荷に応じてＥＧＲ量を制御する（図１１（Ｂ））。
【００５８】
本実施形態によれば、低負荷域においてスロットリングを行うが、空燃比をλ２以上に希薄にしないので、燃焼安定性を確保しやすく、機関圧縮比を第１実施形態のようにさらに高圧縮比化する必要がない。
【００５９】
また、ＥＧＲを導入して燃焼室内の温度を上昇させ希薄燃焼の燃焼安定性を確保するとともに、スロットリングのポンプロスを低減する。
【００６０】
（第３実施形態）
図１２は、本発明による可変圧縮比エンジンの第３実施形態を示す図である。
【００６１】
本実施形態では、第１実施形態と比べてコントロールシャフト２５の制御方向及び大きさを変更してある。すなわち第１実施形態ではコントロールシャフト２５を右回転するほど高圧縮比にしていたが、本実施形態では左回転するほど高圧縮比になる（図１１（Ａ））。また本実施形態のほうがコントロールシャフト２５が大きく、コントロールシャフト２５の中心から連結ピン２４までの距離が長い（図１１（Ａ））。このような寸法にすることで、ピストン挙動をより特徴的に、すなわち上死点付近での挙動を極端に設定することができ、ピストン上昇速度を下降速度よりも遅くすることができる。すなわちＬ３１＜Ｌ３２の度合が大きくなる。
【００６２】
また左回転するほど高圧縮比になるようにしたことで、高圧縮比になるほうがピストン上昇が速くなる。すなわちＬ３１＜Ｌ４１になる。また高圧縮比になるほうがピストン下降が遅くなる。すなわちＬ３２＞Ｌ４２になる。
【００６３】
本実施形態によれば、ピストン速度がこのようになるようにしたので、高圧縮比ではピストンの上昇速度が速く上死点に達するまでの期間が短い。そのためプレイグニッション（自己着火）の防止や、圧縮行程での冷却損失の低減を図ることができる。またピストンの下降が遅いのでピストンの上死点付近滞在時間が長く、燃焼安定性を確保できる。
【００６４】
一方、低圧縮比ではピストンの下降速度が速いので、燃焼後期のノッキングを防止できる。
【００６５】
（第４実施形態）
図１３は、本発明による可変圧縮比エンジンの第４実施形態のピストン構造を示す図であり、図１３（Ａ）は斜視図であり、図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図であり、図１３（Ｃ）は図１３（Ａ）のＣ−Ｃ断面図である。また図１４はピストン挙動を示す図である。
【００６６】
可変圧縮比エンジンに図１３に示したピストン３２を使用してもよい。すなわちピストン３２は図１３（Ｃ）に示されているようにピストンスカートが大幅に短縮されている。
【００６７】
このようなピストン３２を使用すれば、図１４に示されているようにカウンターウエイトがピストンピン側方を通過できる。
そのためアッパリンク１１を最小限の長さとして、ピストン３２の下死点位置をクランクシャフト３３に最接近させることで、その分のピストンストロークを拡大することができる。なお、このような構成にするためにはピストンスカート部の強度が課題となるが、図１４（Ｂ）に示すように、複リンク機構の特性を利用し、ピストン３２の上死点位置においてアッパリンク１１が略直立にすることでピストン３２にかかる横方向荷重（スラスト荷重）を低減できる。これにより、ピストンスカート部の強度は確保される。
【００６８】
以上説明した実施形態に限定されることなく、その技術的思想の範囲内において種々の変形や変更が可能であり、それらも本発明と均等であることは明白である。
【００６９】
例えば、上記実施形態では、排気弁の開閉タイミングによって調整するいわゆる内部ＥＧＲ方式でＥＧＲ量を調整することを例示して説明したが、排気通路を吸気通路とを連通するＥＧＲ通路をＥＧＲ弁で開閉するいわゆる外部ＥＧＲ方式によってＥＧＲ量を調整してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明による可変圧縮比エンジンの第１実施形態を示す図である。
【図２】排気弁の開閉タイミング調整機構を説明する図である。
【図３】複リンク式可変圧縮比エンジンによる圧縮比変更方法を説明する図である。
【図４】ピストン挙動を示す図である。
【図５】複リンク式可変圧縮比エンジンの特性を示す図である。
【図６】本発明による制御ロジックのメインフローチャートである。
【図７】低負荷運転制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図８】中負荷運転制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図９】高負荷運転制御のサブルーチンを示すフローチャートである。
【図１０】本発明による制御を実行したときの効果を説明する図である。
【図１１】本発明による可変圧縮比エンジンの第２実施形態を示す図である。
【図１２】本発明による可変圧縮比エンジンの第３実施形態を示す図である。
【図１３】本発明による可変圧縮比エンジンの第４実施形態のピストン構造を示す図である。
【図１４】ピストン挙動を示す図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  複リンク式可変圧縮比エンジン
１１  アッパリンク（第１リンク）
１２  ロアリンク（第２リンク）
１３  コントロールリンク（第３リンク）
２１  ピストンピン
２２  連結ピン
２３  連結ピン
２４  連結ピン
２５  コントロールシャフト
３２  ピストン
３３  クランクシャフト
４１  燃料噴射弁
４２  点火プラグ
５１  アクチュエータ
５２  回転軸
５３  ピニオン
６１  排気弁
７０  コントローラ（運転状態制御手段）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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