(57)【要約】【課題】運転状態に応じて、例えば機関回転数が変動しても、クランク室内の圧力脈動を抑制することができる技術を提供する。【解決手段】内燃機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段（１８、１９、２０）と、クランク室と連通された共鳴器型の圧力緩衝室（１２）を有する圧力緩衝装置（９）と、機関運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じて圧力緩衝室の容積を変化させる圧力緩衝室容積変化手段（２０）とを備える。そして、例えば機関回転数に応じて、圧力緩衝室容積変化手段が圧力緩衝室の容積を変化させることにより、クランク室内の圧力脈動をより広い機関回転数に渡って吸収し、抑制することができる。【選択図】  図１
2005240792.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンの往復動に伴いクランク室の容積が変化する内燃機関において、
当該内燃機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、
前記クランク室と連通された共鳴器型の圧力緩衝室を有する圧力緩衝装置と、
前記機関運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じて前記圧力緩衝室の容積を変化させる圧力緩衝室容積変化手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
前記圧力緩衝装置は、その内部にオイルを貯留可能な内部空間と、当該内部空間の下部とオイルパンの下部とを連通させオイルパン内のオイルを当該内部空間に流通させるオイル通路と、前記内部空間の内オイルが貯留されていない空間からなる圧力緩衝室と、当該圧力緩衝室と前記クランク室とを連通させガスを流通させるガス通路と、を有し、
さらに前記圧力緩衝装置の前記オイルパンに対する相対高さを調整する高さ調整手段を備え、
前記圧力緩衝室容積変化手段は、前記高さ調整手段を制御することにより前記圧力緩衝装置のオイルパンに対する相対高さを変化させ、前記内部空間に貯留されているオイルの量を変化させることにより前記圧力緩衝室の容積を変化させることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記機関運転状態検出手段は、少なくとも機関回転数を検出するものであり、
前記圧力緩衝室容積変化手段は、前記機関運転状態検出手段にて検出された機関回転数が高くなるのに応じて前記圧力緩衝室の容積を小さくすることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関。
【請求項４】
ピストンの往復動に伴いクランク室の容積が変化する内燃機関において、
前記クランク室の容積変化量の略半分の容積の圧力緩衝室を有する圧力緩衝装置と、
当該圧力緩衝室と前記クランク室とを連通させガスを流通させるガス通路と、
当該ガス通路を開閉する開閉弁と、
前記クランク室内のガスが流通可能な容積の変化が小さくなるようにクランク室の容積変化に応じて前記開閉弁の開閉を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク室内に生じる圧力脈動を抑制することができる内燃機関に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載されているような、１つのクランクピンに２つのコンロッドが連結され不等間隔の爆発行程となるＶ型２気筒等の内燃機関においては、ピストンの往復動によるクランク室の容積変化が大きく、これに伴いクランク室に発生する圧力の脈動も大きくなる。
【０００３】
そのため、クランク室の内圧がシリンダヘッドの内圧よりも高くなることが多く、シリンダヘッドとクランク室とを連通するオイル戻し通路にもブローバイガスが侵入し、シリンダヘッドからオイルパンへのオイル戻りが阻害されるおそれがある。また、オイル内へ空気が混入して空気とオイルが混ざり、油圧低下を引き起こし、摺動部での焼き付きを生じさせてしまうおそれがある。
【０００４】
これに対して、ブローバイガスを吸気系に還流させるとともに、クランク室の内部に発生する圧力の脈動を吸収するための圧力緩衝室（ブリーザ室）を設けた内燃機関が知られている（例えば、特許文献２、３、４参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１３２４７１号公報
【特許文献２】特公昭６３−５２２０６号公報
【特許文献３】特公昭５２−３９９８３号公報
【特許文献４】特開平５−２７２３２５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２、３、４に記載されている圧力緩衝室は、いずれもその容積が固定なので、特定の内燃機関の回転数（以下、「機関回転数」という。）でのクランク室内の圧力脈動を吸収することは可能であるが、それ以外の機関回転数での圧力脈動を吸収することは困難である。
【０００６】
本発明は、上記した問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、運転状態に応じて、例えば機関回転数が変動しても、クランク室内の圧力脈動を抑制することができる内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明に係る内燃機関にあっては、ピストンの往復動に伴いクランク室の容積が変化する内燃機関において、当該内燃機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、前記クランク室と連通された共鳴器型の圧力緩衝室を有する圧力緩衝装置と、前記機関運転状態検出手段にて検出された運転状態に応じて前記圧力緩衝室の容積を変化させる圧力緩衝室容積変化手段と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
ここで、機関運転状態検出手段は、いかなる温度で運転されているか、いかなる回転数で運転されているか等の内燃機関の運転状態を検出するものであることを例示することができる。
【０００９】
ピストンの往復動に伴いクランク室の容積が変化する内燃機関においては、当該クラン
ク室の容積の変化によりクランク室内に機関回転数に応じた圧力脈動が生じるが、本発明に係る内燃機関にあっては、共鳴器型の圧力緩衝室を有する圧力緩衝装置を備えているので、圧力緩衝室の容積が一定である場合、特定の機関回転数でのクランク室内の圧力脈動を吸収し、抑制することができる。さらに、圧力緩衝室容積変化手段が、機関運転状態検出手段にて検出された運転状態、例えば機関回転数に応じて圧力緩衝室の容積を変化させるので、機関回転数が変動してクランク室内の圧力脈動の周波数が変動しても、それに従って圧力緩衝室の容積を変化させることにより、その周波数の圧力脈動を吸収することができる。それゆえ、より広い機関回転数に渡って圧力脈動を吸収し、抑制することができる。
【００１０】
また、圧力緩衝室の容積が一定である場合、内燃機関の温度に応じて、クランク室内の圧力脈動を吸収できる機関回転数が異なるので、機関運転状態検出手段にていかなる温度で運転されているかを検出し、当該温度に基づいて圧力緩衝室容積変化手段が、所望の機関回転数での圧力脈動を吸収するように容積を変化させることにより、当該所望の機関回転数での圧力脈動を吸収し、抑制することができる。また、機関運転状態検出手段にていかなる回転数で運転されているかを検出するとともにいかなる温度で運転されているかを検出し、かかる運転状態に応じて、圧力緩衝室容積変化手段が圧力緩衝室の容積を変化させることにより、より広い機関回転数に渡って圧力脈動をより精度よく吸収し、抑制することができる。
【００１１】
また、前記圧力緩衝装置は、その内部にオイルを貯留可能な内部空間と、当該内部空間の下部とオイルパンの下部とを連通させオイルパン内のオイルを当該内部空間に流通させるオイル通路と、前記内部空間の内オイルが貯留されていない空間からなる圧力緩衝室と、当該圧力緩衝室と前記クランク室とを連通させガスを流通させるガス通路と、を有し、さらに前記圧力緩衝装置の前記オイルパンに対する相対高さを調整する高さ調整手段を備え、前記圧力緩衝室容積変化手段は、前記高さ調整手段を制御することにより前記圧力緩衝装置のオイルパンに対する相対高さを変化させ、前記内部空間に貯留されているオイルの量を変化させることにより前記圧力緩衝室の容積を変化させることが好適である。
【００１２】
そして、前記機関運転状態検出手段は、少なくとも機関回転数を検出するものであり、前記圧力緩衝室容積変化手段は、前記機関運転状態検出手段にて検出された機関回転数が高くなるのに応じて、前記内部空間に貯留されているオイルの量を多くして前記圧力緩衝室の容積を小さくすべく、前記圧力緩衝装置の前記オイルパンに対する相対高さを低くするように前記高さ調整手段を制御することが好適である。
【００１３】
オイル通路により圧力緩衝装置の内部空間の下部とオイルパンの下部とが連通され、圧力緩衝装置とオイルパンとをオイルが流通するので、圧力緩衝装置のオイルパンに対する相対高さに応じて圧力緩衝装置の内部空間に貯留されているオイルの量が変化する。また、圧力緩衝装置の内部空間に貯留されているオイルの量が多くなると圧力緩衝室の容積が小さくなり、内部空間に貯留されているオイルの量が少なくなると圧力緩衝室の容積が大きくなる。
【００１４】
一方、圧力緩衝室の容積が小さくなると圧力緩衝装置が吸収できる圧力脈動の周波数は高くなり、圧力緩衝室の容積が大きくなると圧力緩衝装置が吸収できる圧力脈動の周波数は低くなる。
【００１５】
それゆえ、圧力脈動の周波数が低くなる機関回転数が低い場合には、圧力緩衝室の容積を大きくすべく、圧力緩衝装置の内部空間に貯留されたオイルの量を少なくするために圧力緩衝装置のオイルパンに対する相対高さを高くし、機関回転数が高くなるのに応じて圧力緩衝室の容積を小さくすべく、内部空間に貯留されたオイルの量を多くするために圧力
緩衝装置のオイルパンに対する相対高さを低くするようにする。
【００１６】
これにより、圧力緩衝装置の高さを変化させてオイルの量を変化させるという簡易な構成で圧力緩衝室の容積を変化させることができ、より広い機関回転数に渡ってクランク室内の圧力脈動を抑制することができる。
【００１７】
また、本発明に係る内燃機関にあっては、ピストンの往復動に伴いクランク室の容積が変化する内燃機関において、前記クランク室の容積変化量の略半分の容積の圧力緩衝室を有する圧力緩衝装置と、当該圧力緩衝室と前記クランク室とを連通させガスを流通させるガス通路と、当該ガス通路を開閉する開閉弁と、前記クランク室内のガスが流通可能な容積の変化が小さくなるようにクランク室の容積変化に応じて前記開閉弁の開閉を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【００１８】
ピストンの往復動に伴いクランク室の容積が変化する内燃機関においては、ピストンの往復動に起因して圧力脈動が生じるが、制御手段が、クランク室の容積が最大の時はクランク室と圧力緩衝室を連通させないようにし、クランク室の容積が最小となるのに合わせて、クランク室と圧力緩衝室を連通させるように開閉弁の開閉を制御すると、圧力緩衝室の容積はクランク室の容積変化量の略半分であるので、クランク室内のガスが流通可能な容積の変化が小さくなる。これにより、クランク室内の圧力脈動を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１９】
以上説明したように、本発明に係る内燃機関によれば、運転状態に応じてクランク室内の圧力脈動を抑制することができる。特に、機関回転数が変動しても、その機関回転数においてクランク室内に生じる圧力脈動を吸収し、抑制することができるので、より広い機関回転数に渡ってクランク室内の圧力脈動を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を以下の実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００２１】
内燃機関１は、バンク角略９０度の２つの気筒を有するＶ型２気筒の水冷式の４サイクルの内燃機関であり、その部分断面図を示したのが、図１である。このＶ型２気筒内燃機関１では、クランクケース２の上部にＶ型に配置された左右のシリンダ３が連設されており、クランクケース２内にはクランク室４が形成される。またクランクケース２には、クランク軸５が回転自在に支持されている。そして各シリンダ３に摺動可能に嵌合されているピストン６は、クランク軸回転角度（以下、「クランク角」という。）で９０度の位相差を有するようにしてコンロッド７を介してクランク軸５に連結されている。
【００２２】
なお、図１は、右側の気筒（第１気筒：＃１）における上死点後クランク角９０度の状態を示したものである。本図に示すように、クランク軸５の１個のクランクピン５ａに２気筒分の２個のコンロッド７が連結されており、かかる状態は、左側の気筒（第２気筒：＃２）における上死点後クランク角１８０度の状態を示したものでもある。
【００２３】
また、クランクケース２の下面にはオイルパン８が設けられている。さらに、この内燃機関１には、クランクケース２、オイルパン８等の外部に圧力緩衝装置９が設けられている。当該圧力緩衝装置９の内部空間の下部とオイルパン８の下部は主にオイルチューブ１
０で形成されるオイル通路１１で連通されており、オイルパン８、圧力緩衝装置９の内部空間双方にオイルが流通する。それゆえ、オイルパン８内に貯留されたオイルの油面高さと圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さは同じになる。
【００２４】
また、当該圧力緩衝装置９の内部空間であってオイルが貯留されていない空間からなる圧力緩衝室１２とクランク室４は主にガスチューブ１３で形成されるガス通路１４で連通されており、クランク室４内の圧力が圧力緩衝室１２内の圧力より高くなると、クランク室４内のガスが圧力緩衝室１２内に流動する。そして、圧力緩衝装置９は、いわゆる共鳴器型の圧力緩衝装置として機能するものであり、圧力緩衝室１２の容積が一定である場合、特定の圧力脈動の周波数に共鳴してその周波数の圧力脈動を吸収することが可能になっている。
【００２５】
そして、圧力緩衝装置９の外部には図に示すように歯１５が上下（高さ）方向に連続的に形成されており、当該歯１５がモータ１６に連結された小歯車１７と噛み合っている。また、圧力緩衝装置９は内燃機関１が搭載される車両に支持されており、クランクケース２、オイルパン８等に対して相対的に上下（高さ）方向（天地方向）に移動可能になっている。そして、モータ１６が駆動して小歯車１７が回転駆動することにより圧力緩衝装置９が上下動する。または、圧力緩衝装置９は、車両に設けられ上下方向に移動可能な可変機構を持つブラケット等に固定され、クランクケース２、オイルパン８等に対して相対的に上下方向に移動可能になっていてもよい。このように、歯１５、モータ１６、小歯車１７、ブラケット等が、圧力緩衝室９のクランクケース２、オイルパン８に対する上下方向の相対位置（高さ）を調整する高さ調整手段として機能する。
【００２６】
なお、圧力緩衝装置９が上下動しても柔軟に対応できるように、オイルチューブ１０及びガスチューブ１３は、ゴムチューブや蛇腹形状を有する樹脂のチューブ等柔軟性のある材料あるいは形状であることが好適である。
【００２７】
また、内燃機関１の冷却水通路には、内燃機関内を流通する冷却水の温度を検出する水温センサ１８が設けられている。さらに、内燃機関１にはクランク軸５の回転位相を検出するクランクポジションセンサ１９が設けられている。
【００２８】
以上述べたように構成された内燃機関１には、当該内燃機関１を制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）２０が併設されている。このＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどからなる算術論理演算回路である。
【００２９】
ＥＣＵ２０には、前述した水温センサ１８、クランクポジションセンサ１９、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さを検出する高さ検出センサ２１等の各種センサが電気配線を介して接続され、上記した各種センサの出力信号がＥＣＵ２０に入力されるようになっている。そして、水温センサ１８からの出力信号がＥＣＵ２０に入力されることにより、ＥＣＵ２０は内燃機関１がいかなる温度で運転されているかを検出することが可能になっており、また、クランクポジションセンサ１９からの出力信号が一定時間毎に入力されることにより、ＥＣＵ２０は機関回転数を算出し、内燃機関１がいかなる回転数で運転されているかを検出することが可能になっている。このように、水温センサ１８、クランクポジションセンサ１９、ＥＣＵ２０等が機関運転状態検出手段として機能する。
【００３０】
一方、ＥＣＵ２０には、モータ１６等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０がモータ１６の駆動を制御することが可能になっており、ひいては圧力緩衝装置９のクランクケース２、オイルパン８に対する相対高さを制御することが可能になっている。
【００３１】
ここで、内燃機関１は、１個のクランクピン５ａに２個のコンロッド７が連結された９０度のバンク角を有するＶ型２気筒の内燃機関であるので、＃１の上死点後クランク角９０度から１８０度の間においては、＃２は、クランク角１８０度から２７０度である。そのため、かかる間でクランク室の容積は最も小さくなるように変化し、クランク室内の圧力が高くなる。
【００３２】
これとは逆に、＃２が上死点後クランク角０度から９０度の間においては、＃１は上死点前９０度から０度であるため、かかる間でクランク室の容積が最も大きくなるように変化し、クランク室内の圧力が低くなる。
【００３３】
このように、内燃機関１においては、クランク室の容積がクランク角に応じて変化するので、これに起因して圧力脈動が生じる。そして、この圧力脈動の周波数は機関回転数に依存するものであり、機関回転数が高くなるのに応じて圧力脈動の周波数も高くなる。
【００３４】
一方、上述したように、圧力緩衝装置９は、圧力緩衝室１２の容積が一定である場合、特定の圧力脈動の周波数に共鳴してその周波数の圧力脈動を吸収するものである。
【００３５】
そして、その共鳴周波数ｆは以下の式（１）によって表される。
2005240792.tif 000003
ここで、Ｃは音速（ｍ／ｓ）、Ｓはガス通路１４の断面積（ｍ２）、Ｖは圧力緩衝室１２の容積（ｍ３）、Ｌはガス通路１４の長さ（ｍ）である。
【００３６】
また、圧力緩衝室１２の容積は圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの量に応じて変化する。それゆえ、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの量が一定である場合、機関回転数が変動して圧力脈動の周波数が変動しても、特定の機関回転数における圧力脈動しか吸収することができない。
【００３７】
そこで、本実施例に係る内燃機関１においては、機関回転数に応じて、圧力緩衝室１２の容積を変化させるべく、圧力緩衝装置９のオイルパン８に対する相対高さを変化させて、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さを変化させてオイルの量を変化させるようにする。上述した式（１）によると、圧力緩衝室１２の容積が小さくなると共鳴周波数は高くなり、圧力緩衝室１２の容積が大きくなると共鳴周波数は低くなる。それゆえ、圧力脈動の周波数が低くなる機関回転数が低い場合には、圧力緩衝装置９のオイルパン８に対する相対高さを高くし（図３の状態）、機関回転数が高くなるのに応じて圧力緩衝室１２の容積を小さくすべく、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さを高くするために圧力緩衝装置９の高さを低くするようにする（図１の状態）。
【００３８】
これは、圧力緩衝室容積変化手段としても機能するＥＣＵ２０が、一定時間の経過、或いはクランクポジションセンサからのパルス信号の入力などをトリガとした割り込み処理としてＲＯＭに記憶したルーチンを実行することにより圧力緩衝装置９の高さを制御するものである。具体的には、先ずクランクポジションセンサからの出力信号に基づいて算出した機関回転数と、予め実験等により導き出されＲＯＭに記憶された機関回転数と圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さの相関関係を示すマップとに基づいて、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの所望の油面高さを算出する。そして、高さ検出センサ２１の出力値に基づいて現時点の油面高さを把握し、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さが算出した所望の油面高さになるようにモータ１６の駆動を制御するものである。
【００３９】
なお、図１のＡＡ部で切断した断面図である図２に示すように、圧力緩衝室１２の断面積Ａ（ｍ２）が一様である場合は、以下の式（２）に基づいて圧力緩衝室１２の所望の高さＨ（ｍ）（図１参照）を算出し、圧力緩衝室１２の高さが算出した所望の高さＨになるようにモータ１６の駆動を制御してもよい。
2005240792.tif 000004
ここで、Ｎｅは機関回転数（ｒｐｍ）であり、上述したように、Ｃは音速（ｍ／ｓ）、Ｓはガス通路１４の断面積（ｍ２）、Ｌはガス通路１４の長さ（ｍ）である。
【００４０】
このように、本実施例に係る内燃機関においては、機関回転数が変動しても、圧力緩衝室１２の容積が変動されて、その機関回転数におけるクランク室４内に生じる圧力脈動を吸収できるので、より広い機関回転数に渡ってクランク室４内の圧力脈動を抑制することができる。
【００４１】
それゆえ、シリンダヘッドとクランク室とを連通するオイル戻し通路にブローバイガスが侵入することを抑制することができ、シリンダヘッドからオイルパンへのオイル戻りが阻害されることを防止することができる。また、オイル内へ空気が混入して空気とオイルが混ざることに起因して、油圧低下を引き起こすことを防止することができる。
【００４２】
さらに、ブローバイガスは吸気負圧を利用して吸気中に還元されるものであり、クランク室に発生する圧力の脈動が大きいとブローバイガスがスムーズに吸気中に還元され難くなるが、本実施例に係る内燃機関においては、より広い機関回転数に渡ってクランク室４内の圧力脈動を抑制することができるので、ブローバイガスの還元がスムーズに行われる。
【００４３】
また、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さを実際に検出する高さ検出センサ２１を備え、当該高さ検出センサ２１の出力値に基づいて現時点の油面高さを把握することができるので、ＥＣＵ２０が、算出した機関回転数と、予め実験等により導き出されＲＯＭに記憶されたマップとに基づいて所望の油面高さを算出して、圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの油面高さが、算出した所望の油面高さになるようにモータ１６の駆動を精度よく制御することができる。また、これにより、たとえ、内燃機関１が長時間使用されてオイル量が減ったとしても、精度よく油面高さを制御することができる。
【００４４】
なお、音速は内燃機関１の温度によって変化するので、上述した式（１）に基づいて圧力緩衝装置９の内部空間に貯留されたオイルの所望の油面高さを算出する際には、水温センサ１８の検出値に基づいて音速を補正して算出することが好適である。
【００４５】
また、以上の実施例においては、内燃機関１として、１個のクランクピン５ａに２個のコンロッド７が連結された９０度のバンク角を有するＶ型２気筒の内燃機関を例示しているが、特にこれに限定されるものではなく、内燃機関１は、単気筒内燃機関、直列２気筒内燃機関、直列４気筒内燃機関等いずれの内燃機関であってもよい。そして、ピストンの往復動によりクランク室の容積が変動して圧力脈動が生じる内燃機関に本実施例のような圧力緩衝装置９を備えるようにすれば、より広い機関回転数に渡ってクランク室内の圧力脈動を抑制することができる。
【実施例２】
【００４６】
本実施例に係る内燃機関は、実施例１に対して圧力緩衝装置のみ異なるものである。そ
れゆえ、主に当該圧力緩衝装置３０について、図４及び図４のＢＢ部の断面図である図５に基づいて説明し、実施例１と同じ構成部分には図１と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００４７】
本実施例に係る圧力緩衝装置３０は、当該圧力緩衝装置３０の内部空間である圧力緩衝室３１とクランク室４が主にガス通路１４で連通されており、クランク室４内の圧力が圧力緩衝室３１内の圧力より高くなると、クランク室４内のガスが圧力緩衝室３１内に流動する。そして、実施例１に係る圧力緩衝装置９と同様に圧力緩衝装置３０は、いわゆる共鳴器型の圧力緩衝装置として機能する。
【００４８】
圧力緩衝装置３０の内部空間には、開閉バルブ３２、３３及び当該バルブが接合されたシャフト３４が備えられており、開閉バルブ３２、３３は、ＥＣＵ２０により制御されることによりシャフト３４を軸にして回転駆動し、開閉する。そして、開閉バルブ３２、３３が開閉することにより圧力緩衝室３１の容積を変化させることが可能になっている。
【００４９】
図４は、開閉バルブ３２、３３が閉じた状態を示したものである。かかる状態では、圧力緩衝装置３０の内部空間は３つの空間Ｒ１、Ｒ２及びＲ３に分割されている。それゆえ、開閉バルブ３３で仕切られた内部空間Ｒ１のみが圧力緩衝室３１となり、圧力緩衝室３１の容積は内部空間Ｒ１の容積となる。そして、開閉バルブ３３のみが回転して開いた状態では開閉バルブ３２で仕切られた内部空間Ｒ１及びＲ２が圧力緩衝室３１となり、圧力緩衝室３１の容積は内部空間Ｒ１とＲ２の合計の容積となる。そして、開閉バルブ３２及び３３が共に回転して開いた状態では圧力緩衝装置３０の全内部空間、つまり内部空間Ｒ１、Ｒ２及びＲ３が圧力緩衝室３１となり、圧力緩衝室３１の容積は内部空間Ｒ１、Ｒ２及びＲ３合計の容積となる。
【００５０】
そして、本実施例に係る内燃機関１においては、機関回転数に応じて、圧力緩衝室３１の容積を変化させるべく、開閉バルブ３２、３３の開閉を制御するようにする。上述したように、圧力緩衝室３１の容積が小さくなると共鳴周波数は高くなり、圧力緩衝室３１の容積が大きくなると共鳴周波数は低くなる。それゆえ、圧力脈動の周波数が低くなる機関回転数が低い場合には、開閉バルブ３２、３３を共に開き、機関回転数が高くなり圧力脈動の周波数が高くなるのに応じて、圧力緩衝室３１の容積を小さくすべく、開閉バルブ３２を閉じ、さらに機関回転数が高くなるのに応じて、圧力緩衝室３１の容積をさらに小さくすべく、開閉バルブ３３を閉じる。開閉バルブ３２及び３３をどの機関回転数で閉じるかは内燃機関毎に予め定めておく。
【００５１】
このように、本実施例に係る内燃機関においては、機関回転数が変動しても、圧力緩衝室３１の容積が変動されるので、圧力緩衝室の容積が固定されているものと比べると、より広い機関回転数に渡ってクランク室４内の圧力脈動を抑制することができる。
【００５２】
それゆえ、圧力緩衝室の容積が固定されているものと比べて、シリンダヘッドからオイルパンへのオイル戻りが阻害され難くなるとともに、油圧低下が生じ難くなる。さらに、ブローバイガスの還元がよりスムーズに行われる。
【００５３】
なお、本実施例においては、圧力緩衝装置に開閉バルブ及びシャフトを各２個備えた構成について述べたが、内燃機関に応じて開閉バルブ及びシャフトの数を変更することができることはいうまでもない。開閉バルブ及びシャフトの数が多くなると圧力緩衝室の容積を細かく変化させることができ、より精度よく広い機関回転数に渡ってクランク室４内の圧力脈動を抑制することができる。
【実施例３】
【００５４】
本実施例に係る内燃機関は、実施例１に対して圧力緩衝装置のみ異なるものである。それゆえ、主に異なる箇所について、図６に基づいて説明し、実施例１と同じ構成部分には図１と同じ符号を付し、その詳細な説明は省略する。
【００５５】
本実施例においては、圧力緩衝装置４０の内部空間である圧力緩衝室４１とクランク室４がガス通路４２で連通されており、当該ガス通路４２の途中には当該通路を開閉する開閉弁として周知のロータリーバルブ４３が設けられている。そして、ロータリーバルブ４３がガス通路４２を開いている状態（図６(ａ)）で、クランク室４内の圧力が圧力緩衝室４１内の圧力より高くなると、クランク室４内のガスが圧力緩衝室４１内に流動する。一方、ロータリーバルブ４３がガス通路４２を閉じていると（図６(ｂ)）、クランク室４内のガスは圧力緩衝室４１内に流動しない。このように、実施例１に係る圧力緩衝装置９と同様に圧力緩衝装置４０は、いわゆる共鳴器型の圧力緩衝装置として機能する。
【００５６】
なお、本実施例に係る圧力緩衝室４１の容積Ｖｆを以下のようにして決定する。つまり、本実施例に係る内燃機関１は、図７に示すように＃２が上死点後クランク角０度から９０度（＃１は上死点前クランク角９０度から０度）の間でクランク室の容積が最も大きくなるように変化し、その最大容積をＶｍａｘとする。一方、＃２が下死点後クランク角０度から９０度（上死点後クランク角１８０度から２７０度、＃１は上死点後クランク角９０度から１８０度）の間でクランク室の容積が最も小さくなるように変化し、その最小容積をＶｍｉｎとする。そして、Ｖｆ＝（Ｖｍａｘ−Ｖｍｉｎ）／２とする。
【００５７】
また、ＥＣＵ２０には、ロータリーバルブ４３等が電気配線を介して接続され、ＥＣＵ２０がロータリーバルブ４３の開閉を制御することが可能になっている。
【００５８】
そして、本実施例に係る内燃機関１においては、クランク室内のガスが流通可能なクランク室４と圧力緩衝室４１（ロータリーバルブ４３が開いている時）の合計容積の変化が小さくなるような所定のクランク角でロータリーバルブ４３を開閉させる。例えば、図７のＡのタイミングでバルブ４３を開き、Ｂのタイミングで閉じるようにする。これにより、クランク室内のガスが流通可能な容積の変化が小さくなるのでクランク室内の圧力脈動を抑制することができる。
【００５９】
また、ロータリーバルブ４３の開閉タイミングを機関回転数に応じて変化させるのが好適である。つまり、ＥＣＵ２０からロータリーバルブ４３への開弁のための指令信号が出力されて実際にバルブ４３が開くまでには応答遅れが生じるので、機関回転数が変動しても一定のクランク角で開閉のための指令信号を出力させると、特に高回転時に所望の開閉タイミングよりも遅れて開閉してしまうおそれがある。
【００６０】
そこで、図７に示す開タイミングＡを基準とし、ＥＣＵ２０からロータリーバルブ４３への開弁のための指令信号を出力するタイミングをＡ´とした場合に、Ａ´のＡに対する進角量ｔ（＝Ａ´−Ａ）を図８のように機関回転数に応じて変化させるようにする。また、閉弁のための指令信号を出力するタイミングＢ´もＡ´と同様に基準となる閉タイミングＢに対してｔだけ進角させるようにする。これにより、機関回転数が変動しても、より精度よくクランク室４内の圧力脈動を抑制することができる。
【００６１】
このように、本実施例に係る内燃機関においても、クランク室４内の圧力脈動を抑制することができるので、シリンダヘッドからオイルパンへのオイル戻りが阻害され難くなるとともに、油圧低下が生じ難くなる。さらに、ブローバイガスの還元がよりスムーズに行われる。
【００６２】
また、クランク室４内の圧力脈動を抑制することができることでクランク室４自体の容
積を大きくする必要がなくなるので、オイルパンの容積を大きくしなくても油面を確保することができ、内燃機関自体の全高を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】図１のＡＡ部で切断した断面図である。
【図３】図１の状態に対して圧力緩衝装置が変位した状態を示す図である。
【図４】実施例２に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図５】図４のＢＢ部で切断した断面図である。
【図６】実施例３に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図７】実施例３に係る内燃機関のクランク角に対するクランク室容積の変化を示す図である。
【図８】実施例３に係るロータリーバルブの開閉のための指令信号を出力するタイミングを示す図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  内燃機関
２  クランクケース
３  シリンダ
４  クランク室
５  クランク軸
６  ピストン
７  コンロッド
８  オイルパン
９、３０、４０  圧力緩衝装置
１０  オイルチューブ
１１  オイル通路
１２、３１、４１  圧力緩衝室
１３  ガスチューブ
１４、４２  ガス通路
１５  歯
１６  モータ
１７  小歯車
１８  水温センサ
１９  クランクポジションセンサ
２０  ＥＣＵ
２１  高さ検出センサ
３２、３３  開閉バルブ
３４  シャフト
４３  ロータリーバルブ
【図１】
2005240792.tif 000005
【図２】
2005240792.tif 000006
【図３】
2005240792.tif 000007
【図４】
2005240792.tif 000008
【図５】
2005240792.tif 000009
【図６】
2005240792.tif 000010
【図７】
2005240792.tif 000011
【図８】
2005240792.tif 000012