(57)【要約】【課題】内燃機関の燃焼室の容積を変更することにより内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関において、圧縮比変更時に内燃機関の容積を縮小または拡大するために必要な駆動力を低減し、結果として、省エネルギー化と、前記駆動力を発生する駆動源の小型化を可能とする技術を提供する。【解決手段】内燃機関の燃焼室の容積を縮小または拡大することにより内燃機関の圧縮比を増加または減少させる可変圧縮比内燃機関において、内燃機関の燃焼室の容積を所定の駆動力で縮小または拡大するとき（Ｓ１０６、Ｓ１０８）に、その駆動力を低減させるように、内燃機関の筒内圧を低下または上昇させる（Ｓ１０５、Ｓ１０７）。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転状態に応じて内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の圧縮比を増加させるときに、前記内燃機関の燃焼室の容積を縮小する容積縮小手段と、
前記容積縮小手段が前記燃焼室の容積を縮小する際の少なくとも一部の期間において筒内圧を低下させる筒内圧低下手段と、
を備えた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】
運転状態に応じて内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の圧縮比を減少させるときに、前記内燃機関の燃焼室の容積を拡大する容積拡大手段と、
前記容積拡大手段が前記燃焼室の容積を拡大する際の少なくとも一部の期間において筒内圧を上昇させる筒内圧上昇手段と、
を備えた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３】
前記内燃機関の圧縮比を減少させるときに、前記内燃機関の燃焼室の容積を拡大する容積拡大手段と、
前記容積拡大手段が前記燃焼室の容積を拡大する際の少なくとも一部の期間において筒内圧を上昇させる筒内圧上昇手段と、
をさらに備えた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】
前記内燃機関におけるクランク軸を回動自在に支持するとともに、クランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを有するロアケースと、
前記ピストンが往復運動可能に挿入されたシリンダを形成するとともに、前記ロアケースに相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
をさらに備え、
前記容積縮小手段は、前記ロアケースと、前記シリンダブロックとを相対的に接近させることにより、前記燃焼室の容積を縮小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５】
前記内燃機関におけるクランク軸を回動自在に支持するとともに、クランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを有するロアケースと、
前記ピストンが往復運動可能に挿入されたシリンダを形成するとともに、前記ロアケースに相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
をさらに備え、
前記容積拡大手段は、前記ロアケースと、前記シリンダブロックとを相対的に離反させることにより、前記燃焼室の容積を拡大することを特徴とする請求項２に記載の可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記内燃機関におけるクランク軸を回動自在に支持するとともに、クランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを有するロアケースと、
前記ピストンが往復運動可能に挿入されたシリンダを形成するとともに、前記ロアケースに相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、
をさらに備え、
前記容積縮小手段は、前記ロアケースと、前記シリンダブロックとを相対的に接近させることにより、前記燃焼室の容積を縮小し、
前記容積拡大手段は、前記ロアケースと、前記シリンダブロックとを相対的に離反させ
ることにより、前記燃焼室の容積を拡大することを特徴とする請求項３に記載の可変圧縮比内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記筒内圧低下手段は、前記燃焼室に供給される燃料を減量または停止することにより筒内圧を低下させることを特徴とする請求項１，３，４または６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８】
前記筒内圧低下手段は、前記燃焼室における点火時期を遅角させることにより筒内圧を低下させることを特徴とする請求項１，３，４または６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９】
前記筒内圧低下手段は、前記燃焼室への吸入空気量を減少させることにより筒内圧を低下させることを特徴とする請求項１，３，４または６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１０】
前記筒内圧低下手段は、前記内燃機関における排気バルブの開弁時期を進角させることにより筒内圧を低下させることを特徴とする請求項１，３，４または６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１１】
前記筒内圧上昇手段は、前記燃焼室に供給される燃料を増量することにより筒内圧を上昇させることを特徴とする請求項２，３，５または６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１２】
前記筒内圧上昇手段は、前記燃焼室における点火時期を進角させることにより筒内圧を上昇させることを特徴とする請求項２，３，５または６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１３】
前記筒内圧上昇手段は、前記燃焼室への吸入空気量を増加させることにより筒内圧を上昇させることを特徴とする請求項２，３，５または６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、燃焼室容積を変更することにより圧縮比を可変とする可変圧縮比内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の内燃機関においては、燃焼室の容積が一定で圧縮比も一定である。しかし、運転状態に応じて最適な圧縮比を得ることができれば、燃費性能や出力性能を向上させることができる。そこで、圧縮比を可変制御することによってこれらの性能向上を図る可変圧縮比型の内燃機関が提案されている。
【０００３】
この圧縮比を可変制御する方法として、シリンダが形成されたシリンダブロックと、ピストンに連結されたクランク軸を回動自在に支持するロアケースとを相対移動可能に連結し、このシリンダブロックとロアケースとの間に介装されたカム軸を用いて、シリンダブロックとロアケースとを接近あるいは離反させることにより内燃機関の圧縮比を変更する技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開平７−２６９８１号公報
【特許文献２】特開昭６４−７３１３７号公報
【特許文献３】特開２００１−２８９０７９号公報
【特許文献４】特開２００１−２１４７７０号公報
【特許文献５】特開２００３−２０６７７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記従来技術においては、内燃機関の筒内圧に起因した荷重が前記シリンダブロックと、ロアケースとを離反させる方向に作用することがあり、シリンダブロックとロアケースとを接近させることにより内燃機関の圧縮比を増加させる場合には、大きな駆動力を必要としていた。結果として、消費エネルギーの増大を招き、シリンダブロックとロアケースとを相対移動させるための駆動源として、大型のものを使用する必要が生じていた。
【０００５】
本発明の目的とするところは、内燃機関の燃焼室の容積を変更することにより内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関の制御装置において、圧縮比変更時に内燃機関の燃焼室の容積を縮小または拡大するために必要な駆動力を低減し、結果として、省エネルギー化と、前記駆動力を発生する駆動源の小型化とを可能とする技術を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の燃焼室の容積を変更することにより内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関の制御装置において、内燃機関の燃焼室の容積を変更するときに、筒内圧も変更することを最大の特徴とする。
【０００７】
より詳しくは、運転状態に応じて内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の圧縮比を増加させるときに、前記内燃機関の燃焼室の容積を縮小する容積縮小手段と、前記容積縮小手段の前記燃焼室の容積を縮小する際の少なくとも一部の期間において筒内圧を低下させる筒内圧低下手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
ここで、内燃機関の圧縮比を変更するために、内燃機関の燃焼室の容積を変更する場合、前述のように、その駆動力は、筒内圧の影響を受ける。すなわち、筒内圧は、燃焼時には内燃機関の容積を拡大する方向に作用するので、内燃機関の燃焼室の容積を縮小するには、この筒内圧に打ち勝つだけの駆動力をもって行わなければならない。従って、例えば、内燃機関の燃焼室の容積を縮小するための駆動力を発生する駆動源の消費エネルギーが増加し、また、内燃機関の容積を縮小するための駆動源として、上記の駆動力に対して充分な定格を有する、大型のものを使用しなければならないという不具合があった。
【０００９】
しかし、上述のように、容積縮小手段が内燃機関の燃焼室の容積を縮小する際の少なくとも一部の期間において筒内圧を低下させることにより、容積縮小手段が内燃機関の燃焼室の容積を縮小する際に必要とする駆動力を低減することができる。よって、内燃機関の燃焼室の容積を縮小するための駆動源の消費エネルギーを低減することができる。また、内燃機関の燃焼室の容積を縮小するための駆動源の駆動力に対する定格を下げることができるので、結果として、駆動源を小型化することができる。
【００１０】
また、本発明においては、運転状態に応じて内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関の制御装置であって、前記内燃機関の圧縮比を減少させるときに、前記内燃機関の燃焼室の容積を拡大する容積拡大手段と、前記容積拡大手段が前記燃焼室の容積を拡大する動作の際の少なくとも一部の期間において筒内圧を上昇させる筒内圧上昇手段と、を備えるようにしてもよい。
【００１１】
ここで、上述の場合とは反対に、内燃機関の圧縮比を減少させるために、内燃機関の燃焼室の容積を拡大する場合、前述のように、筒内圧は、燃焼時は内燃機関の容積を拡大する方向に作用するので、この筒内圧が内燃機関の燃焼室の容積の拡大を助けることになる。従って、この場合は、内燃機関の容積を拡大するための駆動源による消費エネルギーは減少する。
【００１２】
この場合、容積拡大手段が内燃機関の燃焼室の容積を拡大する際の少なくとも一部の期間においては、筒内圧上昇手段が燃焼室の筒内圧を上昇させることにより、容積拡大手段が内燃機関の燃焼室の容積を拡大する際に必要とする駆動力をさらに低減することができる。よって、内燃機関の容積を拡大するための駆動源の消費エネルギーをより一層低減することができる。
【００１３】
ここで、内燃機関の圧縮比を減少させるのは、内燃機関の運転状態が高負荷運転状態に移行される場合が殆どである。これは、内燃機関の運転状態が高負荷運転状態になると、ノッキングが発生するおそれが生じるからである。一方、内燃機関の運転状態が高負荷運転状態に移行される場合は、ノッキングの防止のために、内燃機関における点火時期が遅角制御されることが一般的である。
【００１４】
従って、内燃機関の圧縮比を減少させるときに、並行して内燃機関における点火時期の遅角制御が行われた場合には、前記遅角制御のために筒内圧が低下してしまうおそれがある。よって、前記筒内圧上昇手段は、前記遅角制御によって筒内圧が低減することを防止し、または、前記遅角制御によって低下した筒内圧を元にもどすべく筒内圧を上昇させるようにしてもよい。
【００１５】
また、本発明においては、前記内燃機関におけるクランク軸を回動自在に支持するとともに、クランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを有するロアケースと、前記ピストンが往復運動可能に挿入されたシリンダを形成するとともに、前記ロアケースに相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、をさらに備え、
前記容積縮小手段は、前記ロアケースと、前記シリンダブロックとを相対的に接近させ
ることにより、前記内燃機関の燃焼室の容積を縮小するようにするとよい。
【００１６】
同様に、前記内燃機関におけるクランク軸を回動自在に支持するとともに、クランク軸にコンロッドを介して連結されたピストンを有するロアケースと、前記ピストンが往復運動可能に挿入されたシリンダを形成するとともに、前記ロアケースに相対移動可能に取り付けられたシリンダブロックと、をさらに備え、前記容積拡大手段は、前記ロアケースと、前記シリンダブロックとを相対的に離反させることにより、前記燃焼室の容積を拡大するようにするとよい。
【００１７】
このようにすれば、シリンダブロックとロアケースとを相対的に接近または離反させることにより、容易に燃焼室の容積を縮小または拡大することができる。一方、この構成においては、ロアケースに対して相対的に移動するシリンダブロックの質量が大きく、駆動手段に求められる駆動力はより大きなものとなるので、駆動手段の小型化がより困難であった。しかし、上記構成において、シリンダブロックをロアケースに接近させることにより内燃機関の燃焼室の容積を縮小する場合に、筒内圧を低下させる制御を行うことにより、上記駆動手段に求められる駆動力の最大値を低減することができるので、上記のような構成においても、駆動手段の大型化を回避することができる。
【００１８】
ここにおいて、ロアケースとシリンダブロックとを相対移動させるための駆動手段としては、電気的に駆動される電動モータを例示することができる。この駆動手段として電動モータを用いる場合は、本発明によりその消費電力を低減することができる。また、そのことにより、上記電動モータを小型化できるとともに、上記電動モータに電流を供給するバッテリの大型化を抑制することができる。
【００１９】
また、本発明において、筒内圧低下手段が筒内圧を低下させる方法としては、前記燃焼室に供給される燃料を減量または停止する方法を例示することができる。このことにより、燃焼室内の燃焼に伴って発生する熱量が減少するので、筒内圧を低下させることができる。
【００２０】
また、本発明において、筒内圧低下手段が筒内圧を低下させる別の方法としては、前記内燃機関における点火時期を遅角させる方法を例示することができる。この方法では、内燃機関における点火時期を遅角させることにより、燃焼室における燃焼時期を遅らせ、燃焼室内の混合ガスの点火時期を最適点からずらすことができるので、筒内圧を低下させることができる。
【００２１】
また、本発明において、筒内圧低下手段が筒内圧を低下させる別の方法としては、前記燃焼室への吸入空気量を減少させる方法を例示することができる。このことにより燃焼に供される酸素量が減少するため、燃焼圧を低下させるとともに筒内圧を低下させることができる。
【００２２】
なお、前記燃焼室への吸入空気量を減少させる具体的な方法としては、スロットル開度を減少させる方法の他、開閉タイミング、リフト量、作用角の少なくとも一つを変更可能な可変動弁機構を用いて吸気の充填効率を低下させる方法などを列挙することができる。
【００２３】
また、本発明において、筒内圧低下手段が筒内圧を低下させる別の方法としては、前記内燃機関における排気バルブの開弁時期を進角させる方法を例示することができる。この方法では、排気バルブの開弁時期を進角させることによって、内燃機関における膨張行程の終期に排気バルブが開弁するように制御することで、膨張行程における燃焼ガスの一部を排気バルブから逃がすようにする。このことにより、筒内圧を低下させることができる。
【００２４】
また、本発明において、筒内圧上昇手段が筒内圧を上昇させる方法としては、前記燃焼室に供給される燃料を増量する方法、前記燃焼室への吸入空気量を増加させる方法、前記内燃機関における点火時期を進角する方法を列挙することができる。すなわち、前述した筒内圧低下手段が筒内圧を低下させる方法の逆の方法であって、例えば燃焼室に供給される燃料を増量する方法によれば、燃焼室における燃焼に供される燃料量が増加するため、燃焼圧が増加するとともに筒内圧を上昇させることができる。また、前記燃焼室への吸入空気量を増加させる方法によれば、燃焼室における燃焼に供される酸素量が増加するため、燃焼圧が増加するとともに筒内圧を上昇させることができる。
【００２５】
なお、ここで、上記の内燃機関における点火時期を所定角度進角する方法について補足すると、本来の点火時期よりもさらに進角させる意味ではなく、内燃機関における点火時期を遅角する制御において遅角した状態に対して相対的に進角させる意味である。すなわち、前述したように、可変圧縮比内燃機関において、圧縮比を低下させる制御を行う場合は、運転状態が高負荷運転状態に移行する場合が殆どである。そして、このとき、ノッキングの防止をするために、通常、内燃機関の圧縮比を低下させる制御と並行して、内燃機関の点火時期を遅角させる制御を行う場合が多い。
【００２６】
そこで、本方法では、このような場合でも、容積拡大手段が前記燃焼室の容積を拡大する動作の途中においては、上記遅角制御によって遅角側に設定されている内燃機関の点火時期を一旦進角させることにより、燃焼室における燃焼状態を良くして、筒内圧を上昇させる。また、遅角制御の開始時期を遅らせることにより、通常の遅角制御によって遅角した場合に対して相対的に進角するようにしてもよい。このことにより、筒内圧を相対的に上昇させることができる。
【００２７】
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。
【発明の効果】
【００２８】
本発明にあっては、内燃機関の燃焼室の容積を変更することにより内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比内燃機関において、圧縮比変更時に内燃機関の燃焼室の容積を縮小または拡大するために必要な駆動力を低減し、結果として、省エネルギー化と、前記駆動力を発生する駆動源の小型化とが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２９】
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例示的に詳しく説明する。
【実施例１】
【００３０】
以下に説明する内燃機関１は、可変圧縮比内燃機関であり、シリンダ２を有するシリンダブロック３を、図示しないピストンが連結されたロアケース４に対してシリンダ２の軸方向に移動させることによって圧縮比を変更するものである。
【００３１】
先ず、図１を用いて、本実施例に係る可変圧縮比内燃機関の構成について説明する。図1に示されるように、シリンダブロック３の両側下部に複数の隆起部が形成されており、
この各隆起部にカム収納孔５が形成されている。カム収納孔５は、円形をしており、シリンダ２の軸方向に対して直角に、かつ複数のシリンダ２の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。カム収納孔５はすべて同一軸線上に位置している。そして、シリンダブロック３の両側のカム収納孔５の一対の軸線は平行である。
【００３２】
ロアケース4には、上述したカム収納孔５が形成された複数の隆起部の間に位置するよ
うに、立壁部が形成されている。各立壁部のロアケース４外側に向けられた表面には、半円形の凹部が形成されている。また、各立壁部には、ボルト６によって取り付けられるキャップ７が用意されており、キャップ７も半円形の凹部を有している。また、各立壁部にキャップ７を取り付けると、円形の軸受収納孔８が形成される。軸受収納孔８の形状は、上述したカム収納孔５と同一である。
【００３３】
複数の軸受収納孔８は、カム収納孔５と同様に、シリンダブロック３をロアケース４に取り付けたときにシリンダ２の軸方向に対して直角に、且つ、複数のシリンダ２の配列方向に平行になるようにそれぞれ形成されている。これらの複数の軸受収納孔８も、シリンダブロック３の両側に形成されることとなり、片側の複数の軸受収納孔８はすべて同一軸線上に位置している。そして、シリンダブロック３の両側の軸受収納孔８の一対の軸線は平行である。また、両側のカム収納孔５の間の距離と、両側の軸受収納孔８との間の距離は同一である。
【００３４】
交互に配置される二列のカム収納孔５と軸受収納孔８には、それぞれカム軸９が挿通される。カム軸９は、図1に示されるように、軸部９ａと、軸部９ａの中心軸に対して偏心
された状態で軸部９ａに固定された正円形のカムプロフィールを有するカム部９ｂと、カム部９ｂと同一外形を有し軸部９ａに対して回転可能に取り付けられた可動軸受部９ｃとが交互に配置されている。一対のカム軸９は鏡像の関係を有している。また、カム軸９の端部には、後述するギア１０の取り付け部９ｄが形成されている。軸部９ａの中心軸と取り付け部９ｄの中心とは偏心しており、カム部９ｂの中心と取り付け部９ｄの中心とは一致している。
【００３５】
可動軸受部９ｃも、軸部９ａに対して偏心されておりその偏心量はカム部９ｂと同一である。また、各カム軸９において、複数のカム部９ｂの偏心方向は同一である。また、可動軸受部９ｃの外形は、カム部９ｂと同一正円であるので、可動軸受部９ｃを回転させることで、複数のカム部９ｂの外表面と複数の可動軸受部９ｃの外側面とを一致させることができる。
【００３６】
各カム軸９の軸部９ａの一端にはギア１０が取り付けられている。一対のカム軸９の端部に固定された一対のギア１０には、それぞれをウォームギア１１ａ、１１ｂがかみ合っている。ウォームギア１１ａ、１１ｂは単一のモータ１２の一本の出力軸にとりつけられている。ウォームギア１１ａ、１１ｂは、互いに逆方向に回転する螺旋溝を有している。このため、モータ１２を回転させると、一対のカム軸９は、ギア１０を介して逆方向に回転する。モータ１２は、シリンダブロック３に固定されており、シリンダブロック３と一体的に移動する。
【００３７】
さらに、内燃機関１には、該内燃機関１を制御するための図示しない電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）が併設されている。このＥＣＵは、ＣＰＵの他、
後述する各種のプログラム及びマップを記憶するＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えており、内燃機関１の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関１の運転状態等を制御するユニットである。
【００３８】
ＥＣＵには、内燃機関１の運転状態を検出する種々のセンサが電気配線を介して接続され、それらの出力信号がＥＣＵに入力されるようになっている。このセンサのなかには、内燃機関１のノッキングの強度を検出する図示しないノックセンサなどが含まれる。一方、ＥＣＵには、本実施例に係るモータ１２や、図示しない点火栓などが電気配線を介して接続され、ＥＣＵからの指令によってモータ１２が回転し、内燃機関１の圧縮比を変更するようになっている。なお、本実施例における内燃機関１においては、ノックセンサによ
って検出されたノッキングの状態に応じて、ＥＣＵから最適の点火栓の点火時期信号を出力することによりノッキングの発生を防止する、いわゆるＫＣＳ制御が行われている。
【００３９】
次に、上述した構成の内燃機関１において圧縮比を制御する方法について詳しく説明する。図２（ａ）から図２(ｃ)にシリンダブロック３と、ロアケース４と、これら両者の間に構築されたカム軸９との関係を示した断面図を示す。図２(ａ)から図２(ｃ)において、軸部９ａの中心軸をａ、カム部９ｂの中心をｂ、可動軸受部９ｃの中心をｃとして示す。図２（ａ）は、軸部９ａの延長線上から見て全てのカム部９ｂ及び可動軸受部９ｃの外周が一致した状態である。このとき、ここでは一対の軸部９ａは、カム収納孔５及び軸受収納孔８の中で外側に位置している。
【００４０】
図２(ａ)の状態から、モータ１２を駆動して軸部９ａ矢印方向に回転させると、図２(
ｂ)の状態となる。このとき、軸部９ａに対して、カム部９ｂと可動軸受部９ｃの偏心方
向にずれが生じるので、ロアケース４に対してシリンダブロック３を上死点側にスライドさせることができる。そして、そのスライド量は図２(ｃ)のような状態となるまでカム軸９を回転させたときが最大となり、カム部９ｂや可動軸受部９ｃの偏心量の２倍となる。カム部９ｂ及び可動軸受部９ｃは、それぞれカム収納孔５及び軸受収納孔８の内部で回転し、それぞれカム収納孔５及び軸受収納孔８の内部で軸部９ａの位置が移動するのを許容している。
【００４１】
上述したような機構を用いることによって、シリンダブロック３をロアケース４に対して、シリンダ２の軸線方向に相対移動させることが可能となり、圧縮比を可変制御することができる。
【００４２】
上述したような可変圧縮比内燃機関１が稼動する場合、シリンダ２における圧縮上死点において、シリンダ２の内壁面及び上壁面と、図示しないピストンの頂面とによって構成される燃焼室で燃焼が行われる。そして、燃焼が行われたときは、その燃焼圧によって筒内圧が上昇し、燃焼室においては、シリンダブロック３を図２中の上側に押し上げ、ピストン及びそれに連結されたロアケース４を図２中の下側に押し下げる荷重が作用する。
【００４３】
従って、図２において示したように、シリンダブロック３をロアケース４に対して離反させるような動作を行う場合は、上記筒内圧はその動作を助ける方向に作用する。それとは反対に、図２（ｃ）の状態を図２（ａ）の状態に戻す動作、すなわちシリンダブロック３をロアケース４に接近させる動作を行う場合には、上記の筒内圧は、その動作を妨げる方向に作用する。従って、この場合は、モータ１２は、その筒内圧による力に打ち勝って、シリンダブロック３と、ロアケース４とを接近させなければならない。
【００４４】
ここで、図２におけるシリンダブロック３には、その自重が、シリンダブロック３をロアケース４に対して接近させる動作を助ける方向に作用している。しかし、シリンダブロック３の自重の大きさは、上述した筒内圧に起因する荷重に比較すると小さいため、全体としての荷重は、シリンダブロック３をロアケース４に対して離反させる方向に作用する。
【００４５】
すなわち、上記の内燃機関１においては、モータ１２が作動することにより、シリンダブロック３をロアケース4に対して離反させることにより圧縮比を減少させる場合におい
ては、筒内圧が、モータ１２の作動を助ける方向に作用し、シリンダブロック３をロアケース４に対して接近させることにより圧縮比を増加させる場合においては、筒内圧がモータ１２の作動を妨げる方向に作用する。
【００４６】
なお、例えば、内燃機関１のフューエルカット運転時などにおいては、筒内圧が負圧に
なることにより、筒内圧が上記とは逆に作用する場合もある。しかし、本実施例においては、そのような例外的な運転状態については除外して説明する。
【００４７】
本実施例においては、以上の状況において、シリンダブロック３をロアケース4に対し
て離反させることにより圧縮比を減少させる場合には、筒内圧を上昇させる制御を行うことによって、モータ１２の作動をより効果的に助けることにより、内燃機関１の圧縮比を減少させる動作がより容易に行われるようにし、逆に、シリンダブロック３をロアケース４に対して接近させることにより圧縮比を増加させる場合には、筒内圧を減少させる制御を行うことによって、モータ１２の作動への妨げとなる荷重を抑制し、圧縮比を増加させる動作における消費電力の増大を抑えている。
【００４８】
図３を用いて、本実施例における圧縮比変更制御について説明する。図３は、ＥＣＵに備えられたＲＯＭに記憶された圧縮比変更ルーチンであり、内燃機関１の稼動中の所定時間毎に実行される。本ルーチンが実行されると、まずＳ１０１において、内燃機関１の運転状態が検出される。具体的には、図示しないスロットルポジションセンサ（またはアクセルポジションセンサ）から、内燃機関１の負荷に対応する信号を取得し、同じく図示しないクランクポジションセンサから内燃機関１の機関回転数信号を取得することによって、運転状態が検出される。
【００４９】
次に、Ｓ１０２において、Ｓ１０１で検出された運転状態に対して最適な、内燃機関１の圧縮比が導出される。ここでは、内燃機関１の各運転状態に対して、最適な内燃機関１の圧縮比、すなわち、ノッキングが発生しない範囲で、燃費性能及び出力性能が最高となる内燃機関１の圧縮比を実験的に求めたうえで予めマップ化しておく。そして、そのマップからＳ１０１で検出された運転状態に対して最適な圧縮比のデータを読み出すことによって導出される。
【００５０】
次に、Ｓ１０３においては、Ｓ１０２で導出された最適な圧縮比の値と、現在の内燃機関１の圧縮比の値とを比較して、圧縮比の変更が必要かどうかが判断される。ここで、圧縮比の変更が必要ないと判断された場合には、本ルーチンを一旦終了する。一方、圧縮比の変更が必要と判断された場合には、Ｓ１０４に進む。
【００５１】
Ｓ１０４においては、内燃機関１の圧縮比を最適な圧縮比に変更する際に、圧縮比を増加させる変更か、圧縮比を減少させる変更かが判断される。ここで、圧縮比を増加させる変更であると判断された場合には、Ｓ１０５に進む。一方、圧縮比を減少させる変更であると判断された場合には、Ｓ１０７に進む。
【００５２】
Ｓ１０５においては、内燃機関１の筒内圧低下制御を行う。本実施例においては、筒内圧を低下するために、内燃機関１における燃料噴射を停止する。この筒内圧低下制御の詳細については後述する。Ｓ１０５において燃料噴射を停止することにより、内燃機関１の燃焼室の圧力を低下させた後、Ｓ１０６に進む。
【００５３】
Ｓ１０６においては、燃焼室の容積を縮小する制御が行われる。具体的には、ＥＣＵの指令によりモータ１２の駆動を開始し、カム軸９を図２における矢印と反対方向に回転させる。このことにより、図２（ｃ）側から図２（ａ）側へと内燃機関１の状態が移行する。結果としてシリンダブロック３がロアケース４に接近し、内燃機関１の燃焼室の容積が縮小される。そして、内燃機関１の圧縮比がＳ１０２で導出された最適の圧縮比まで増加した時点で、モータ１２の駆動が停止される。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００５４】
一方、Ｓ１０４において、内燃機関１の圧縮比を減少させる変更であると判断された場
合には、Ｓ１０７に進む。Ｓ１０７においては、内燃機関１の筒内圧上昇制御が行われる。本実施例においては、内燃機関１の点火時期を相対的に進角させることによって、内燃機関１の筒内圧を上昇させる。この筒内圧上昇制御の詳細についても後述する。Ｓ１０７において内燃機関１の筒内圧上昇制御を行った後、Ｓ１０８に進む。
【００５５】
Ｓ１０８においては、燃焼室の容積を拡大する制御が行われる。具体的には、ＥＣＵの指令によりモータ１２の駆動を開始し、カム軸９を図２における矢印の方向に回転させる。このことにより、図２（ａ）側から図２（ｃ）側へと内燃機関１の状態が移行する。結果としてシリンダブロック３がロアケース４から離反する方向に移動し、内燃機関１の燃焼室の容積が拡大される。そして、内燃機関１の圧縮比がＳ１０２で導出された最適の圧縮比まで減少した時点で、モータ１２の駆動を停止する。Ｓ１０８の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００５６】
以上、説明したように本実施例に係る圧縮比変更ルーチンにおいては、内燃機関１の圧縮比の変更が必要な場合に、Ｓ１０４において、その変更が圧縮比が増加される変更か、圧縮比が減少される変更かが判断され、圧縮比が増加される変更である場合には、筒内圧低下制御を実施してから、燃焼室容積縮小制御を行うので、燃焼室容積縮小制御においてシリンダブロック３とロアケース４とを接近させるときに、内燃機関１の筒内圧が低下し、モータ１２の駆動電流を低減することができる。また、この場合にモータ１２に要求される駆動力が最も大きいので、このときの内燃機関１の筒内圧を低下させることにより、モータ１２に必要とされる定格を緩和することができる。結果として、モータ１２として小型のものを採用することが可能になり、装置全体としてのダウンサイジングを実現することができる。さらには、カム軸９を含む各機構への負荷が減少するために、カム軸９における磨耗が減少し、装置寿命が長くなるとともに、カム軸９におけるカジリなどの動作不良の発生を抑制することもできる。
【００５７】
また、内燃機関１の圧縮比が減少される変更である場合には、筒内圧上昇制御を実施してから、燃焼室容積拡大制御を行うので、燃焼室容積拡大制御においてシリンダブロック３とロアケース４とを離反させるときに、内燃機関１の筒内圧により助けとなる荷重が増加し、モータ１２への供給電流をさらに低減することができる。このことにより、内燃機関１における消費電力を低減することができる。
【００５８】
次に、本実施例における筒内圧低下制御について図４を用いて詳しく説明する。図４は本実施例における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。図４（ａ）はスロットル開度を示したグラフ、図４（ｂ）は内燃機関１における圧縮比を示したグラフ、図４（ｃ）は内燃機関１における燃料噴射信号を示したグラフ、図４（ｄ）は内燃機関１におけるモータ１２の駆動電流を示したグラフである。なお、これ以降の説明は、内燃機関の運転状態をスロットル開度（スロットルポジションセンサの出力信号）から検出する例についての説明である。
【００５９】
図４においては、運転状態が低負荷運転状態へ移行する場合を説明している。この場合、図４における（１）から（２）の期間においてスロットルが絞られ、スロットル開度が小さくなる。このとき、このスロットル開度の変化を、スロットルポジションセンサの出力信号からＥＣＵが検出し、最適の圧縮比を導出する。この場合は、スロットル開度が小さくなったので、内燃機関の燃費性能及び、出力性能を向上させるために、低負荷運転状態への移行前の圧縮比と比較して高い圧縮比が導出される。
【００６０】
その後、（３）において、燃料噴射信号が停止される。これにより、内燃機関１の燃焼室内における燃焼が停止されるので、筒内圧は低下する。そして、その直後にＥＣＵの指令で、モータ１２の駆動が開始される。次に（４）においてシリンダブロック３がロアケ
ース４に対して接近を開始する。この動きに伴って、内燃機関１の燃焼室の容積が減少を開始するので、内燃機関１の圧縮比が増加を開始する。ここにおいて、シリンダブロック３の動きに先立って、燃料噴射信号が停止されているので、内燃機関１の筒内圧がシリンダブロック３の動きを妨げることが抑制される。
【００６１】
そして、（５）において圧縮比が、目標とする圧縮比になった時点で、ＥＣＵによる指令によりモータ１２の駆動が停止する。本実施例においては、モータ１２には、モータ１２の回転角度に応じたパルス信号を出力する図示しないエンコーダが備えられており、該エンコーダから出力されたパルスの数が目標の数になった時点でモータ１２が停止するように制御される。
【００６２】
そして、その後、燃料噴射信号の出力が再開される。本実施例においては、このような筒内圧低下制御が行われているので、図４（ｄ）に示すように、モータ１２の駆動電流を低減し、さらに、圧縮比増加に要する時間も低減することができる。なお、（４）から（５）までの、実際にシリンダブロック３がロアケース４に対して移動している時間は最大でも０．５秒程度であるので、燃料噴射信号がその間停止したとしても、実際の運転状態に与える影響は殆どない。
【００６３】
次に、本実施例における筒内圧上昇制御について図５を用いて詳しく説明する。図５は本実施例における筒内圧上昇制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。図５（ａ）はスロットル開度を示したグラフ、図５（ｂ）は内燃機関１における圧縮比を示したグラフ、図５（ｃ）は内燃機関１における点火時期信号を示したグラフ、図５（ｄ）は内燃機関１におけるモータ駆動電流を示したグラフである。
【００６４】
図５においては、運転状態が高負荷運転状態へ移行する場合について説明している。（１）においてスロットルが開き始め、スロットル開度が大きくなる。このとき、このスロットル開度の変化を、スロットルポジションセンサの出力信号からＥＣＵが検出し、最適の圧縮比を導出する。この場合は、スロットル開度が大きくなったので、ノッキングなどを防止するために、高負荷運転状態への移行前の圧縮比と比較して低い圧縮比が導出される。
【００６５】
その後、（２）において、内燃機関１の点火時期が遅角され始める。これは、本実施例における圧縮比を減少させる制御とは独立に、内燃機関１の運転状態が高負荷側に変化したときに行われるＫＣＳ制御の働きによるものであり、ノッキングの発生などを抑制するために行われる。そして、（３）において、ＥＣＵの指令により、モータ１２の駆動が開始される。そして、モータ１２は、図２の矢印の方向に回転を開始する。この場合は、内燃機関１の筒内圧は、シリンダブロック３がロアケース４に対して離反する方向、すなわち、モータ１２の動きを助ける方向に作用する。
【００６６】
ここで、本実施例における筒内圧上昇制御が行われない場合は、内燃機関１の点火時期は、図５（ｃ）の直線状の破線に示されるように、（６）の段階での圧縮比、スロットル開度及び、エンジン回転数に対応する点火時期まで直線的に遅角制御される。なお、この点火時期は、予め実験的に求められた、圧縮比、スロットル開度及びエンジン回転数と最適の点火時期との関係を示したマップから読み出されるデータに基づいて決定される。
【００６７】
これに対し、本実施例における筒内圧上昇制御においては、図５（ｃ）の実線で示すように、（３）から（５）までの間は、（３）における点火時期を維持し、（５）において点火時期の遅角を再開する。
【００６８】
その後、（６）において、圧縮比が目標の圧縮比になるのでその直前にモータ１２の駆
動を停止させる。その後、（７）において、内燃機関１の点火時期信号が、前述のように、（６）の段階での圧縮比と、スロットル開度の他、エンジン回転数などに対応する点火時期まで遅角される。そして、その後は、その点火時期を維持するように制御される。
【００６９】
以上、説明したように本実施例における筒内圧上昇制御においては、筒内圧上昇制御が行われない通常の遅角制御と比較して、内燃機関１における点火時期を、相対的に進角制御している。このため、圧縮比が変更している動作の途中は、内燃機関１の筒内圧を相対的に上昇させることができ、モータ１２による、シリンダブロック３をロアケース４に対して離反させる動作をより効果的に助けることができる。この結果、可変圧縮比制御における消費電力を低減することができる。また、圧縮比の変更にかかる時間を短縮することができる。
【００７０】
なお、本制御においては、上述のように（３）から（５）の間に、内燃機関１の点火時期を維持するのではなく、図５（ｃ）の太破線で示すように一旦進角させるような制御を行っても良い。このことにより、内燃機関１の筒内圧をより上昇させることができるので、モータ１２による、シリンダブロック３をロアケース４に対して離反させる動作をさらに効果的に助けることができ、可変圧縮比制御における消費電力をさらに低減することができる。
【００７１】
また、図５（ｃ）において、（３）における点火時期の維持を解除する時期（５）については、エンジン回転数、スロットル開度及び、圧縮比と、ノッキングが発生しない点火時期との関係を示したマップを用いて決定してもよい。また、ＫＣＳ制御に用いられるノックセンサが所定値以上のノッキングを検出した時点で、（３）における点火時期の維持を解除してもよい。このことにより、ノッキングが発生しない条件で最大限まで、内燃機関１における筒内圧を上昇させることができる。
【００７２】
なお、本実施例における容積縮小手段は、シリンダブロック３をロアケース４に対して接近させるためのモータ１２及びモータ１２の駆動指令を出すＥＣＵを含んで構成される。また、筒内圧低下手段は、燃料噴射の停止指令を出すＥＣＵを含んで構成される。
【００７３】
また、同様に、本実施例における容積拡大手段は、モータ１２及びＥＣＵを含んで構成され、筒内圧上昇手段は、ＥＣＵを含んで構成される。
【００７４】
また、本実施例における駆動手段は、モータ１２を含んで構成される。
【実施例２】
【００７５】
次に実施例２について説明する。本実施例における可変圧縮比内燃機関のハード構成及び、圧縮比変更ルーチンのフローチャートについては、実施例１において説明したものと同じであるので説明は省略する。ここでは、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いる。
【００７６】
本実施例においては、点火時期を遅角させることによって筒内圧を低下させる、筒内圧低下制御の例について説明する。図６は本実施例における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。図６（ａ）から図６（ｄ）は、それぞれ、スロットル開度を示したグラフ、内燃機関１における圧縮比を示したグラフ、内燃機関１における点火時期信号を示したグラフ、内燃機関１におけるモータ駆動電流を示したグラフである。
【００７７】
本実施例における筒内圧低下制御については、図６（３）において燃料噴射信号を停止するのではなく、図６（ｃ）に示すように、内燃機関１の点火時期を遅角させることによ
り内燃機関１の筒内圧を低下させることに特徴がある。
【００７８】
図６においては、図４と同様、運転状態が低負荷運転状態へ移行する場合を説明している。ここで（１）から（２）までの間にスロットル開度が小さくなり、続いて（４）から（６）までの間に圧縮比が増加されるのは、図４と同様である。ここで、筒内圧低下制御を行わない通常の制御においては、内燃機関１の点火時期は、圧縮比の変更の前後において、それぞれの圧縮比及び運転状況に最適な点火時期に制御される。この際、エンジン回転数、スロットル開度、圧縮比と、それらの組み合わせにとって最適な点火時期との関係を示すマップから、点火時期が読み出されて決定される。例えば、図６（ｂ）に示すように圧縮比が、（４）から（５）の期間において増加される場合は、通常の点火時期制御においては、圧縮比の変更に伴って、図６（ｃ）の破線で示したように進角制御される。
【００７９】
本実施例においては、内燃機関１における点火時期を制御する際、ダイレクトに進角制御するのではなく、（３）から（５）の間で一旦遅角制御される。そして、圧縮比の変更が終了した（６）において、進角制御を開始し、（７）において、そのときの運転状態及び圧縮比に最適な点火時期まで進角される。このように本実施例においては、本来進角制御されるときに、一旦遅角制御を行い、圧縮比の変更動作が終了してから進角制御を開始しているので、圧縮比の変更動作を行っている間は、点火時期は遅角されており、内燃機関１における燃焼速度が低下する。結果として、内燃機関１の筒内圧を低下させることができる。
【００８０】
よって、本実施例における筒内圧低下制御によれば、内燃機関１の筒内圧を低下させることができ、モータ１２における消費電力を低減することができる。また、モータ１２に必要とされる定格を緩和することができ、結果として、装置全体としてのダウンサイジングを実現することができる。
【実施例３】
【００８１】
次に実施例３について説明する。本実施例における可変圧縮比内燃機関のハード構成及び、圧縮比変更ルーチンのフローチャートについては、実施例１において説明したものと同じであるので説明は省略する。ここでは、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いる。
【００８２】
本実施例においては、吸入空気量を低減する制御を行う、筒内圧低下制御の例について説明する。図７は本実施例における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。図７（ａ）はスロットル開度を示したグラフ、図７（ｂ）は、内燃機関１における圧縮比を示したグラフ、図７（ｃ）は内燃機関１におけるモータ駆動電流を示したグラフである。
【００８３】
本実施例における筒内圧低下制御については、図７（３）において、ＥＣＵからの指令により、図示しないスロットルアクチュエータを作動させて、内燃機関１のスロットル開度を一時的に絞り、吸入空気量を減少させることにより内燃機関１の筒内圧を低下させることに特徴がある。
【００８４】
図７においては、運転状態が低負荷運転状態へ移行する場合を説明している。ここで（１）から（２）において、スロットル開度が小さくなる。そして（２）においては、目的とする低負荷運転状態に対して最適なスロットル開度まで絞られる。そして、（３）の直前においてモータ１２の駆動が開始されることにより、シリンダブロック３とロアケース４とが接近し始め、その動きに伴い（３）において圧縮比が増加し始める。本実施例においては、圧縮比の増加と同時に、図示しないスロットルアクチュエータを作動させてスロットル開度をさらに絞る。そして、所定期間経過後、圧縮比を増加させる動作の終了と同
時に、（２）の時点におけるスロットル開度に戻すように制御している。
【００８５】
本実施例においては、（３）から（４）の、シリンダブロック３がロアケース４に対して接近している期間においては、スロットル開度を（２）の時点よりもさらに絞ることにより、吸入空気量が減少し、内燃機関１の燃焼室における燃焼に供される酸素量が減少し、結果として、筒内圧を低下させることができる。従って、モータ１２における消費電力を低減することができる。また、モータ１２に必要とされる定格を緩和することができ、結果として、装置全体としてのダウンサイジングを実現することができる。
【００８６】
なお、筒内圧上昇制御では、上記した筒内圧低下制御とは逆にスロットル開度を増加させることにより、筒内圧を高めるようにしてもよい。
【実施例４】
【００８７】
次に実施例４について説明する。本実施例における可変圧縮比内燃機関のハード構成及び、圧縮比変更ルーチンのフローチャートについては、実施例１において説明したものと同じであるので説明は省略する。ここでは、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いる。
【００８８】
本実施例においては、吸入空気量を低減する制御を行う筒内圧低下制御の例であって、特に、内燃機関１における図示しないバルブを制御することによって吸入空気量を低減する例について説明する。図８は本実施例における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。図８（ａ）はスロットル開度を示したグラフ、図８（ｂ）は、内燃機関１における圧縮比を示したグラフ、図８（ｃ）は内燃機関１におけるバルブ制御を行う時期を示した図、図８（ｄ）は内燃機関１におけるモータ駆動電流を示したグラフである。
【００８９】
本実施例における筒内圧低下制御については、内燃機関１は、図示しない可変動弁機構を備えており、図８（４）から（６）の間において、バルブタイミングを可変動弁機構によって最適のタイミングからずらすことにより内燃機関１の筒内圧を低下させることに特徴がある。
【００９０】
図８においても、運転状態が低負荷運転状態へ移行する場合を説明している。ここで（１）から（２）において、スロットル開度が小さくなる。そして、（４）の直前においてモータ１２の駆動が開始されることにより、シリンダブロック３とロアケース４とが接近し始め、その動きに伴い（４）において圧縮比が増加し始める。本実施例においては、圧縮比の増加と同時に、可変動弁機構によって、バルブタイミングを最適のタイミングからずらす。そして、所定期間経過後、圧縮比を増加させる動作の終了と同時に、（６）においてバルブタイミングを元に戻すように制御している。
【００９１】
ここで、バルブタイミングをずらすとは、その時点での運転状態において、吸排気脈動の影響などで空気が吸気バルブからシリンダ２内に最も入りにくくなる吸気バルブの開閉時期に変更することである。具体的には、吸気弁の開弁時期を吸気行程半ばまで遅角することまたは、吸気弁閉弁時期を吸気行程半ばまで進角することなどを例示できる。なお、この吸気バルブの開閉時期は、予め、エンジン回転数及び、スロットル開度と、吸排気脈動の影響で空気が吸気バルブからシリンダ２内に最も入りにくくなる吸気バルブの開閉時期との関係を実験的に求めたうえでマップ化しておき、そのマップから、そのときのエンジン回転数及びスロットル開度に対応する開閉時期データを読み出すことによって得られる。
【００９２】
このことにより、（４）から（６）の期間においては、シリンダ２内に導入される空気
量が減少し、内燃機関１の燃焼室における燃焼に供される酸素量が減少し、結果として、筒内圧を低下させることができる。従って、モータ１２における消費電力を低減することができる。また、モータ１２に必要とされる定格を緩和することができ、結果として、装置全体としてのダウンサイジングを実現することができる。
【００９３】
なお、本実施例においては、図８（ｃ）に示すバルブ制御として、バルブのタイミングをずらす制御を行ったが、バルブリフト量または作用角を小さくするような制御を行ってもよい。この場合は、バルブの開閉タイミングは従来通りであるが、バルブのリフト量または作用角が小さくなっているので、結果としてシリンダ２内に導入される空気量が減少する。なお、このように、バルブのリフト量または作用角を小さくする場合は、内燃機関１のシリンダブロック３には、バルブのリフト量または作用角を変更可能な可変動弁機構を備えることが前提となる。この可変動弁機構は公知であるので説明は省略するが、リフト量または作用角が連続可変のものでも、多段階可変のもでもよい。
【００９４】
また、図８（ｃ）における（４）から（６）の期間に、排気バルブの開弁時期を進角する制御を行ってもよい。この場合、内燃機関１の膨張行程の終期に排気バルブが開弁するようにする。そうすることで、内燃機関１の燃焼室での燃焼による燃焼ガスの一部を排気バルブから逃がすことができるので、結果として内燃機関１の筒内圧を低下させることができる。
【実施例５】
【００９５】
次に実施例５について説明する。本実施例における可変圧縮比内燃機関のハード構成及び、圧縮比変更ルーチンのフローチャートについては、実施例１において説明したものと同じであるので説明は省略する。ここでは、実施例１と異なる構成についてのみ説明し、実施例１と同じ構成については同じ符号を用いる。
【００９６】
本実施例においては、図示しないノックセンサが検出するノッキングの強度が所定値を超えた場合に圧縮比の減少を開始する、燃焼室容積拡大制御と筒内圧上昇制御の組み合わせの例について説明する。図９は本実施例における燃焼室容積拡大制御及び筒内圧低下制御の組み合わせに関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。図９（ａ）はスロットル開度を示したグラフ、図９（ｂ）は、内燃機関１における圧縮比を示したグラフ、図９（ｃ）は内燃機関１における点火時期信号を示したグラフ、図９（ｄ）は内燃機関１におけるモータ駆動電流を示したグラフである。
【００９７】
本実施例における燃焼室容積拡大制御及び筒内圧上昇制御の組み合わせについては、スロットル開度の変化を検出して圧縮比を減少させる制御を行うのではなく、スロットルを開いた場合に、ノッキングの強度が所定量を超えたことをトリガ信号として圧縮比の減少を開始することに特徴がある。
【００９８】
図９においては、運転状態が高負荷運転状態へ移行する場合を説明している。ここで、（１）において、スロットルを開く動作が行われる。このとき、内燃機関におけるＫＣＳ制御に使用されるノックセンサの出力信号をモニターしておく。通常の圧縮比を減少させる制御においては、ノッキングの発生を予測し、図９（ｂ）に破線で示すように（３）において圧縮比の減少を開始する。しかし、本実施例においては、ノッキングの発生を予測し、事前に圧縮比を減少するのではなく、ノックセンサの出力信号をモニターし、実際にノッキングの強度が所定量を超えるまでは、圧縮比の減少を開始しない。
【００９９】
そして、ノッキングの強度が所定量を超えた（４）において、圧縮比の減少を開始する。本実施例においては、上記のように、本実施例では、ノッキングの発生を予測して、ノッキングが発生する前に、マージンをもって圧縮比の減少を開始するのではなく、実際に
ノッキングが所定量を超えたときに始めて圧縮比の減少を開始するので、内燃機関１の筒内圧をノッキングによる不具合がでるギリギリまで上昇させることができる。結果として本実施例においては、燃焼室容積拡大制御実施時の筒内圧を、ノッキング発生を事前に予測して燃焼室容積拡大制御が行われる場合に比して高くすることができる。
【０１００】
その結果、モータ１２における消費電力をさらに低減することができ、装置全体としての省エネルギー化を実現することができる。
【０１０１】
なお、本実施例において、内燃機関１内で発生するノッキングの強度をモニターする方法としては、上記のようにノックセンサを用いる方法のほかに、図示しない筒内圧センサを用いてシリンダ２内の筒内圧を直接検出するようにしてもよい。また、ノッキングの強度ではなく、ノッキングの発生頻度をモニターにておき、ノッキングの発生頻度が所定値を超えることをトリガ信号として圧縮比の減少を開始するようにしてもよい。
【０１０２】
また、上記の実施例１から実施例５で説明した本発明を適用する内燃機関は、図１及び２において説明した内燃機関１に限るものではなく、内燃機関の燃焼室の容積を拡大または縮小することによって、内燃機関の圧縮比を減少または増加させる可変圧縮比内燃機関には広く適用可能である。
【０１０３】
また、上記した実施例１から実施例４では、圧縮比変更制御と同時に筒内圧低下制御または筒内圧上昇制御が実行される例について説明したが、圧縮比変更制御の開始直前から筒内圧低下制御または筒内圧上昇制御が実行されるようにしてもよい。また、圧縮比変更制御実行期間の一部の期間において筒内圧低下制御または筒内圧上昇制御が実行されるようにしてもよく、多気筒内燃機関の一部の気筒に対して筒内圧低下制御または筒内圧上昇制御が実行されるようにしてもよい。要は、圧縮比変更制御実行期間の少なくとも一部の期間における筒内圧が従来通りの運転状態に比して低く若しくは高くなっていればよい。
【０１０４】
圧縮比変更制御実行期間中の一部において筒内圧低下制御若しくは筒内圧上昇制御が実行された場合、または、多気筒内燃機関の一部の気筒に対してのみ筒内圧低下制御若しくは筒内圧上昇制御が実行された場合は、筒内圧低下制御若しくは筒内圧上昇制御の実行に起因したトルク変動を最小限に抑えつつモータ１２に要求される駆動力を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】本発明に係る内燃機関の概略構成を示す分解斜視図である。
【図２】本発明に係る内燃機関におけるシリンダブロックがロアケースに対して相対移動する経過を示す断面図である。
【図３】本発明に係る実施例１における圧縮比変更ルーチンを示すフローチャートである。
【図４】実施例１における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図５】実施例１における筒内圧上昇制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図６】実施例２における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図７】実施例３における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図８】実施例４における筒内圧低下制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。
【図９】実施例５における筒内圧上昇制御に関連する項目の時間的変化を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１０６】
１・・・内燃機関
２・・・シリンダ
３・・・シリンダブロック
４・・・ロアケース
５・・・カム収納孔
６・・・ボルト
７・・・キャップ
８・・・軸受収納孔
９・・・カム軸
９ａ・・軸部
９ｂ・・カム部
９ｃ・・可動軸受部
１０・・ギア
１１ａ、１１ｂ・・ウォームギア
１２・・モータ
【図１】
2005083361.tif 000003
【図２】
2005083361.tif 000004
【図３】
2005083361.tif 000005
【図４】
2005083361.tif 000006
【図５】
2005083361.tif 000007
【図６】
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【図７】
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【図８】
2005083361.tif 000010
【図９】
2005083361.tif 000011