(57)【要約】【課題】可変圧縮比内燃機関において、ピストンの頂面へのカーボンの堆積に起因する騒音の発生を抑制する技術を提供する。【解決手段】ピストンの頂面に堆積したカーボンが燃焼室天井面に衝突するカーボンスタンプが発生している場合には（Ｓ１０２）、圧縮比を低下させる（Ｓ１０３）。その後、ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去する制御を行う（Ｓ１０４）。また、ノッキングが発生している場合には（Ｓ１０５）、点火遅角処理によりノッキングを低減させる（Ｓ１０６）。【選択図】図４
2007309123.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の燃焼室の容積および／またはピストンのストロークを変更することによって前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
前記内燃機関の圧縮上死点近傍において、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンが前記燃焼室の天井面または前記燃焼室の天井面に配設された部材に衝突していることを検出するカーボンスタンプ検出手段と、
を備え、
前記カーボンスタンプ検出手段により、前記内燃機関の圧縮上死点近傍において、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンが前記燃焼室の天井面または前記燃焼室の天井面に配設された部材に衝突していることが検出された場合には、前記可変圧縮比機構によって前記内燃機関の圧縮比を低下させることを特徴とする可変圧縮比内燃機関。
【請求項２】
前記ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去するカーボン除去手段をさらに備え、
前記カーボンスタンプ検出手段により、前記内燃機関の圧縮上死点近傍において、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンが前記燃焼室の天井面または前記燃焼室の天井面に配設された部材に衝突していることが検出された場合には、前記可変圧縮比機構によって前記内燃機関の圧縮比を低下させるとともに、前記カーボン除去手段によって前記ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去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。
【請求項３】
前記カーボン除去手段は、前記内燃機関における点火時期を進角させる制御および／または、前記内燃機関における混合気の空燃比をリーンにする制御により、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の圧縮比を変更する機能を有する可変圧縮比内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、内燃機関の燃費性能や出力性能などを向上させることを目的とした、内燃機関の圧縮比を可変にする技術が提案されている。この種の技術としては、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動可能に連結するとともにその連結部分にカム軸を設け、前記カム軸を回動させてシリンダブロックとクランクケースとを、気筒の軸線方向に相対移動させることで燃焼室の容積を変更し、以て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。）。
【０００３】
また、コンロッドを２分割し、クランクシャフトに連結された方のコンロッドに所定の揺動中心を中心に揺動可能な揺動部材を連結し、前記揺動中心がカム軸を回転させることによって移動することで燃焼室の容積及びピストンのストロークを変更し、以って内燃機関の圧縮比を変更する技術も提案されている（例えば、特許文献２を参照。）。
【０００４】
上記の技術においては、燃焼室の容積がシリンダ軸線方向に変化することで圧縮比が変化するので、前記内燃機関の圧縮比を高く設定した場合には、燃焼室の高さが減少して圧縮上死点におけるピストンの頂面と燃焼室天井面との距離が短くなる。そして、ピストンの頂面にカーボンが堆積した状態においては、ピストンの頂面に堆積したカーボンと燃焼室の天井面あるいは燃焼室の天井面に配設された部材とが圧縮上死点近傍において衝突する場合があった（これを「カーボンスタンプ」と呼ぶ。）。このことが、前記内燃機関の騒音の原因となる場合があった。
【特許文献１】特開２００３−２０６７７１号公報
【特許文献２】特開２００１−３１７３８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１８０３０３号公報
【特許文献４】実開平３−９５０２５号公報
【特許文献５】特開平１１−５０８５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可変圧縮比内燃機関において、ピストンの頂面にカーボンが堆積したことに起因する騒音の発生を抑制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、ピストンの頂面に堆積したカーボンが圧縮上死点において燃焼室の天井面または燃焼室の天井面に配設された部材に衝突している場合に、圧縮比を低下させることを最大の特徴とする。
【０００７】
より詳しくは、内燃機関の燃焼室の容積および／またはピストンのストロークを変更することによって前記内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
前記内燃機関の圧縮上死点近傍において、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンが前記燃焼室の天井面または前記燃焼室の天井面に配設された部材に衝突していることを検出するカーボンスタンプ検出手段と、
を備え、
前記カーボンスタンプ検出手段により、前記内燃機関の圧縮上死点近傍において、前記
ピストンの頂面に堆積したカーボンが前記燃焼室の天井面または前記燃焼室の天井面に配設された部材に衝突していることが検出された場合には、前記可変圧縮比機構によって前記内燃機関の圧縮比を低下させることを特徴とする。
【０００８】
そうすれば、ピストンの頂面に堆積したカーボンが燃焼室の天井面あるいは天井面に配設された部材に衝突している場合には、圧縮上死点におけるピストンの頂面と燃焼室の天井面との距離を増大させることができ、前記カーボンと前記天井面または天井面に配設された部材との衝突を抑制することができる。
【０００９】
ここで、前記カーボンスタンプ検出手段は、圧縮上死点において燃焼室で発生している振動または衝撃を検出し、その周波数や発生タイミングから前記カーボンと前記天井面または天井面に配設された部材との衝突を検出する手段としてもよい。またここで、燃焼室の天井面に配設された部材としては、点火栓、筒内噴射用燃料噴射弁、各種センサ等を例示することができる。
【００１０】
また、本発明においては、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去するカーボン除去手段をさらに備え、
前記カーボンスタンプ検出手段により、前記内燃機関の圧縮上死点近傍において、前記ピストンの頂面に堆積したカーボンが前記燃焼室の天井面または前記燃焼室の天井面に配設された部材に衝突していることが検出された場合には、前記可変圧縮比機構によって前記内燃機関の圧縮比を低下させるとともに、前記カーボン除去手段によって前記ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去するようにしてもよい。
【００１１】
前述のように、ピストンの頂面に堆積したカーボンと燃焼室の天井面または燃焼室の天井面に配設された部材とが衝突していることが検出された場合には、圧縮比を低下することで取りあえずの騒音の発生は回避することができる。本発明においては、これに加えて、ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去する制御を行うこととした。
【００１２】
そうすれば、ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去できるので、該カーボンが燃焼室の天井面または燃焼室の天井面に配設された部材に衝突することをより確実に抑制できる。その結果、ピストンの頂面に堆積したカーボンに起因する騒音をより確実に抑制することができる。また、ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去できるので、除去後は圧縮比の制限を解除し、もとの高圧縮比の状態に戻すことができる。
【００１３】
ここで、カーボン除去手段は、例えば内燃機関における点火時期を進角する制御や、混合気の空燃比をリーンとする制御を行うことにより軽度のノッキングを発生させて、ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去するようにしてもよい。また、内燃機関における点火時期を進角する制御と、混合気の空燃比をリーンとする制御の両方を行うことにより、ピストンの頂面に堆積したカーボンを除去するようにしてもよい。内燃機関における点火時期を進角させる制御を行った場合には、燃焼室における筒内圧が増加する状態で燃焼を生じさせることができ、軽度のノッキングを発生させることができる。一方、内燃機関の混合気の空燃比をリーンにすれば、燃料の気化熱による冷却効果が抑制されるために筒内の温度が上昇する。これにより軽度のノッキングを発生させることができる。あるいは、同じ燃料噴射量に対する吸入空気量を増加させて空燃比をリーンとした場合には、筒内圧を上昇させることができ、軽度のノッキングを発生させることができる。
【００１４】
なお、上記した本発明の課題を解決する手段については、可能なかぎり組み合わせて用いることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にあっては、可変圧縮比内燃機関において、ピストンの頂面にカーボンが堆積したことに起因する騒音の発生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】
【００１６】
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】
【００１７】
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、ピストンが連結されたクランクケース４に対してシリンダ２の中心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。
【００１８】
先ず、図１を用いて、本実施例に係る可変圧縮比機構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。
【００１９】
クランクケース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。各立壁部のクランクケース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。
【００２０】
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をクランクケース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。
【００２１】
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とを有し、カム軸９ｂと可動軸受部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。
【００２２】
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と同一直径の正円であるので、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。
【００２３】
各カム軸９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を介して互いに逆方向に回転する。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。
【００２４】
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、クランクケース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。
【００２５】
図２(ａ)の状態から、モータ１２を駆動して軸部９ａを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、クランクケース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、それぞれ軸受収納孔８及びカム収納孔５の内部で回転し、それぞれ軸受収納孔８及びカム収納孔５の内部で軸部９ａの位置が移動するのを許容している。
【００２６】
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をクランクケース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。なお、上記で説明した構成は本実施例における可変圧縮比機構に相当する。
【００２７】
次に、図３を用いて、内燃機関１における圧縮比を可変範囲の最高圧縮比付近に設定した状態について考える。図３には、この状態における内燃機関１の燃焼室付近の詳細について示す。ここで、圧縮比を可変範囲の最高圧縮比付近とした状態は、シリンダブロック３がクランクケース４に対して接近した状態であるので燃焼室の高さが最低に近くなった状態である。一方、内燃機関１のピストン１５においては、燃焼によって生じたカーボンが頂面に付着しこれが堆積する場合がある。そうすると、圧縮比を高く設定した場合に、ピストン１５に堆積したカーボンが燃焼室２０の天井面２０ａに衝突する場合がある。その結果、内燃機関１においてこれに起因する騒音が発生する場合がある。
【００２８】
そこで、本実施例においては、シリンダブロック３に加速度センサ２５を備えるようにし、振動または衝撃を検出することにより、ピストン１５に堆積したカーボンが燃焼室２０の天井面２０ａに衝突しているかどうかを判定することとした。そして、ピストン１５に堆積したカーボンが燃焼室２０の天井面２０ａに衝突していると判定された場合には、圧縮比を低下させることとした。なお、本実施例では加速度センサ２５の出力信号はＥＣＵ３０に入力されるとともに、ＥＣＵ３０からの信号によってモータ１２が作動し、圧縮比が変更されるようになっている。
【００２９】
図４には、本実施例におけるカーボンスタンプ防止ルーチンを示す。本ルーチンはＥＣＵ３０のＲＯＭに記憶されたプログラムであり、内燃機関１の稼動中はＥＣＵ３０によって所定期間毎に実行される。
【００３０】
本ルーチンが実行されるとまずＳ１０１において振動または衝撃が加速度センサ２５によって取得される。具体的には加速度センサ２５の出力信号がＥＣＵ３０に入力される。Ｓ１０１の処理が終了するとＳ１０２に進む。
【００３１】
Ｓ１０２においては、Ｓ１０１で取得された振動または衝撃のデータより、カーボンスタンプが発生しているかどうかが判定される。ここでカーボンスタンプが発生しているかどうかの判定方法については、Ｓ１０１で取得された振動または衝撃の振幅及び周波数がカーボンスタンプ発生時に特有のものかどうかによって判定する。この方法の詳細については後述する。Ｓ１０２においてカーボンスタンプが発生していると判定された場合にはＳ１０３に進む。一方、カーボンスタンプが発生していないと判定された場合にはＳ１０５に進む。
【００３２】
Ｓ１０３においては、圧縮比の変更制御に用いられる、内燃機関１の運転状態と圧縮比との関係を格納したマップを、通常時マップから、上限圧縮比が制限されたカーボンスタンプ時マップに変更される。そうすると、同じ運転状態において取り得る圧縮比の最大値が低くなるので、結果として圧縮比が低下する。Ｓ１０３の処理が終了するとＳ１０４に進む。
【００３３】
Ｓ１０４においては、ピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去する処理が実行される。具体的には、燃焼室２０における点火時期が進角される。そうすると、混合気の点火時期がピストン１５が上昇しているタイミングと合致し、燃焼前の混合気の燃焼室内における圧力上昇を急峻にすることができる。その結果軽度のノッキングを発生させることができる。この軽度のノッキングによってピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去する。Ｓ１０４の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００３４】
なお、Ｓ１０４においては、燃焼室２０における混合気の空燃比をリーンとする制御を行うことにより軽度のノッキングを発生させて、ピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去するようにしてもよい。内燃機関１の混合気の空燃比をリーンにすれば、燃料の気化熱による冷却効果が抑制されるために筒内の温度が上昇する。また、同じ燃料噴射量に対する吸入空気量を増加させて空燃比をリーンとした場合には筒内圧が上昇する。これらの効果により、軽度のノッキングを発生させることができる。さらに、内燃機関１における点火時期を進角する制御と、混合気の空燃比をリーンとする制御の両方を行うようにしてもよい。そうすれば、より確実に、軽度のノッキングを発生させて、ピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去することができる。
【００３５】
一方、Ｓ１０５においては、ノッキングが発生しているかどうかが判定される。具体的には加速度センサ２５によってさらに振動または衝撃のデータを取得し、取得された振動または衝撃のタイミング、周波数がノッキング特有のものかどうかによって判定される。このノッキング発生の判定については公知の技術であるので詳細な説明は省略する。ここでノッキングが発生していないと判定された場合には本ルーチンをそのまま一旦終了する。ノッキングが発生していると判定された場合には、Ｓ１０６に進む。
【００３６】
Ｓ１０６においては、燃焼室２０における点火時期の遅角処理が実行される。そうすると、Ｓ１０４における処理の逆の効果によりノッキングが抑制される。Ｓ１０６の処理が終了すると本ルーチンを一旦終了する。
【００３７】
次に、上記のＳ１０２においてカーボンスタンプが発生しているかどうかを判定する方法について図５及び図６を用いて説明する。図５には、燃焼室２０における燃焼圧の変化と振動または衝撃のデータサンプリングのための時間ウィンドウについて示す。燃焼室における燃焼はＴＤＣの後のタイミングで終了するため、燃焼圧はＴＤＣの後に極大値を迎
える。そして、振動または衝撃データのサンプリングはＴＤＣと同期して行われる。
【００３８】
ここで、カーボンスタンプによる振動または衝撃は必ずＴＤＣ近傍で発生する。これに対し、ノッキングによる振動または衝撃は、燃焼圧の極大時付近に発生する場合が多い。さらに、プレイグなどの異常燃焼による振動または衝撃は、ＴＤＣの前のタイミングで生じることが多い。すなわち、振動または衝撃データのサンプリングをＴＤＣと同期して行うことにより、ノッキングやプレイグの振動または衝撃とカーボンスタンプによる振動または衝撃とを分離することが可能となる。
【００３９】
なお、この振動データのサンプリングの時間ウィンドウについては、図中Ａで示す矩形ウィンドウであってもよいし、三角関数や図中Ｂで示すハニングウィンドウであってもよい。
【００４０】
図６には、取得した振動または衝撃のデータからカーボンスタンプが発生しているかどうかを判定する処理について示す。図の左端に示すように、加速度センサ２５で得られた信号はまず周波数フィルタ５０を通過することにより、特定周波数の振動のみが取り出される。ここで、通常ノッキングによって発生する振動または衝撃の周波数は７ＫＨｚ〜１０ＫＨｚであり、カーボンスタンプにより発生する振動または衝撃はより低い周波数である。従って、ここで周波数フィルタ５０の周波数ウィンドウを適当に設定することにより、より確実にノッキングによる振動または衝撃とカーボンスタンプによる振動または衝撃とを区別することができる。
【００４１】
次に図５に示したデータサンプリングの時間ウィンドウ内の振動または衝撃データのみが時間ウィンドウ回路５１によって取り出される。これによりＴＤＣにおける特定周波数の信号のみが取り出されることとなる。
【００４２】
次に、スタンプ判定回路５２により、前述の時間ウィンドウ内の振動または衝撃データ信号の振幅が所定の閾値より大きいかどうかが判定される。ここで振動または衝撃データ信号の振幅が閾値より大きい場合には、カーボンスタンプが発生していると判断され、カーボンスタンプフラグがＯＮされる。振動または衝撃データ信号の振幅が閾値以下の場合には、カーボンスタンプは発生していないと判断され、カーボンスタンプフラグがＯＦＦされる。なお、上記の振幅の閾値については予め実験的に求めておいてもよい。
【００４３】
以上、説明したように、本実施例においては、シリンダブロック３に設けられた加速度センサ２５の出力からカーボンスタンプが発生しているかどうかを判定し、カーボンスタンプが発生していると判定された場合には圧縮比を低下させることとしている。これによりカーボンスタンプを即座に抑制することができる。さらに、本実施例においては、その後内燃機関１における点火時期を進角させることにより軽度のノッキングを一時的に発生させ、ピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去することとしている。これにより、カーボンスタンプの原因を除去することができる。
【００４４】
さらに、カーボンスタンプが発生しているかどうかの判定においては、振動または衝撃データをＴＤＣ近傍からサンプリングし、さらにカーボンスタンプ特有の周波数帯の信号のみを取り出して、その振幅により判定しているので、より正確に、カーボンスタンプの発生の判定を行うことができる。
【００４５】
なお、上記のカーボンスタンプ防止ルーチンにおいてＳ１０１及びＳ１０２の処理を実行するＥＣＵ３０及び加速度センサ２５は、本実施例におけるカーボンスタンプ検出手段を構成する。また、Ｓ１０４の処理を実行するＥＣＵ３０は、本実施例におけるカーボン除去手段に相当する。
【００４６】
また、上記のカーボンスタンプ防止ルーチンのＳ１０３の処理では、圧縮比の変更制御に用いられる、内燃機関１の運転状態と圧縮比との関係を格納したマップを、通常時マップから、上限圧縮比が制限されたカーボンスタンプ時マップに変更することによって結果的に圧縮比を低下させた。しかし、カーボンスタンプが発生していると判定された場合に圧縮比を低下させる方法はこれに限られない。
【００４７】
例えば予め定められた一定の圧縮比となるように一律に低下させてもよいし、シリンダブロック３とクランクケース４とをその時点の状態から一定の距離だけ一律に離反させるようにしてもよい。シリンダブロック３とクランクケース４とを一定の距離だけ一律に離反させる場合の移動距離は１．５ｍｍ程度としてもよい。ピストン１５の頂面へのカーボンの堆積量は一般に１．２ｍｍ程度が最大と言われているからである。
【００４８】
また、上記のカーボンスタンプ防止ルーチンでは、Ｓ１０４の処理においてピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去する処理を行っているが、この処理は別ルーチンにおいて別タイミングで行うようにしてもよい。例えば内燃機関１の始動時や、機関回転数が低下した時に行ってもよい。そうすれば、軽度のノッキングが発生することにより内燃機関１の運転性能に万が一に影響が及ぶことを抑制できる。
【００４９】
さらに上記のカーボンを除去する処理は必ずしも実行する必要はない。ピストン１５に所定量以上のカーボンが堆積した場合には自動的に剥がれ落ちることが多いからである。従って、カーボンスタンプが発生していると判定された場合に、圧縮比を低下する制御だけでも、充分に騒音の抑制効果がある。
【００５０】
また、上記において加速度センサ２５はシリンダ毎に複数個設けるようにし、シリンダ毎に独立にカーボンスタンプ防止ルーチンを実施してもよい。
【実施例２】
【００５１】
次に、本発明における実施例２について説明する。本実施例においてはカーボンスタンプが発生している場合の他、カーボンスタンプ自体は発生していないが、カーボンがピストン１５の頂面に堆積しているために燃焼室２０の容積が相対的に減少し、ノッキングが生じ易くなっている状態を判定し、そのような場合にも、ピストン１５の頂面に堆積したカーボンを除去する制御について説明する。
【００５２】
図７には、本実施例におけるカーボンスタンプ防止ルーチン２のフローチャートを示す。本ルーチンと、実施例１で説明したカーボンスタンプ防止ルーチンとの相違点は、Ｓ１０５の処理の後に、Ｓ２０１の処理が付加された点である。ここでは、本ルーチンと実施例１で説明したカーボンスタンプ防止ルーチンとの相違点についてのみ説明する。
【００５３】
Ｓ２０１では、Ｓ１０５においてノッキングが発生していると判定された場合に、このノッキングが正常な圧縮比範囲で発生しているかどうかが判定される。すなわち、一般的に負荷が高い運転状態ほど、また圧縮比が高い状態ほどノッキングが生じ易いと言えるので、内燃機関の運転状態が決まれば、その運転状態に対してノッキングが生じ易い圧縮比範囲を特定することができる。そして、Ｓ２０１においては、Ｓ１０５で発生していると判定されたノッキングが、ノッキングが生じ易いと考えられる圧縮比範囲において発生したものかどうかが判定される。
【００５４】
ここで、Ｓ１０５で発生していると判定されたノッキングが、ノッキングが生じ易い圧縮比範囲において発生したと判定された場合には、一般的なノッキングと考えられるのでそのままＳ１０６に進む。一方、Ｓ１０５で発生していると判定されたノッキングが、ノ
ッキングが生じ易い圧縮比範囲以外の圧縮比において発生したと判定された場合には、カーボンスタンプは発生していないが、ピストン１５の頂面にカーボンが堆積し、燃焼室２０の容積が相対的に小さくなっていると判断されるのでＳ１０４に進み、カーボン除去のための処理が実行される。
【００５５】
以上、説明したように、本実施例においては、カーボンスタンプ自体が発生していなくても、ピストン１５の頂面にカーボンが堆積することにより、通常ノッキングが発生しないような圧縮比でノッキングが発生していると判断された場合には、カーボン除去のための処理を行うこととした。
【００５６】
そうすれば、カーボンスタンプの発生の予兆が現れた時点でカーボンを除去できるので、より確実にカーボンスタンプの発生を抑制することができる。
【００５７】
なお、上記の実施例においては、カム軸を回転させることによって、シリンダブロックをクランクケースに対して相対移動させる構成を例にとって説明した。しかし本発明を適用する構成は上記に限られるものではない。例えば、コンロッドを２分割し、クランクシャフトに連結された方のコンロッドに所定の揺動中心を中心に揺動可能な揺動部材を連結し、前記揺動中心がカム軸を回転させることによって移動することで燃焼室の容積及びピストンのストロークを変更する構成に対して本発明を適用してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の実施例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】本発明の実施例に係る内燃機関におけるシリンダブロックがクランク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】本発明の実施例に係る内燃機関の燃焼室付近の詳細を示す図である。
【図４】本発明の実施例１に係るカーボンスタンプ防止ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】本発明の実施例に係るカーボンスタンプの発生を判定するための振動または衝撃信号の取得方法を説明する図である。
【図６】本発明の実施例に係る振動または衝撃信号の処理について説明するための図である。
【図７】本発明の実施例２に係るカーボンスタンプ防止ルーチン２のフローチャートを示す図である。
【符号の説明】
【００５９】
１・・・内燃機関
２・・・シリンダ
３・・・シリンダブロック
４・・・クランクケース
９・・・カム軸
１０・・・ギア
１１ａ、１１ｂ・・・ウォームギア
１２・・・モータ
１５・・・ピストン
２０・・・燃焼室
２０ａ・・・燃焼室天井面
２５・・・加速度センサ
３０・・・ＥＣＵ
５０・・・周波数フィルタ
５１・・・時間ウィンドウ回路
５２・・・スタンプ判定回路
【図１】
2007309123.tif 000003
【図２】
2007309123.tif 000004
【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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