(57)【要約】【課題】可変圧縮制御システムの車両への搭載性の改善と低コスト化を図ること。【解決手段】可変圧縮制御システム１は、内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸を有するエンジンブロックに取付けられる筐体４内の第一領域４１に格納されて当該制御軸の回転位置を可変させるアクチュエータ部５と、筐体４内に隔壁４３を介して第一領域４１と隔離された第二領域４２に格納されてアクチュエータ部５を動作制御するコントローラ部６とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸を有するエンジンブロックに取付けられる筐体内の第一領域に格納されて当該制御軸の回転位置を可変させるアクチュエータ部と、
前記筐体内に隔壁を介して前記第一領域と隔離された第二領域に格納されて前記アクチュエータ部を動作制御するコントローラ部と
を備えたこと
を特徴とする可変圧縮制御システム。
【請求項２】
前記筐体の壁内部には、冷媒の流通路が形成されたこと
を特徴とする請求項１に記載の可変圧縮制御システム。
【請求項３】
前記筐体の壁部には、電源用ハーネス、通信用ハーネスの導入口が形成されたこと
を特徴とする請求項１または２に記載の可変圧縮制御システム。
【請求項４】
前記第一領域と前記第二領域とを区画する隔壁には、前記アクチュエータ部と前記コントローラ部とを電気的に接続する導体の挿通口が形成されたこと
を特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の可変圧縮制御システム。
【請求項５】
前記第一領域には、前記アクチュエータ部の要素である圧縮比制御用シャフトと減速機とを隔離する隔壁が設けられたこと
を特徴とする請求項４に記載の可変圧縮制御システム。
【請求項６】
内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸を有するエンジンブロックの直下に取り付けられる第一の筐体内に格納されて当該制御軸の回転位置を可変させるアクチュエータ部と、
前記第一の筐体の下方近傍に隙間を介して当該筐体に連結される第二の筐体内に格納されて前記アクチュエータ部を動作制御するコントローラ部と
を備えたこと
を特徴とする可変圧縮制御システム。
【請求項７】
前記第二の筐体は、空冷式の冷却手段の近傍に配置されたこと
を特徴とする請求項６に記載の可変圧縮制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機関の圧縮比を変更可能にする可変圧縮制御システムの構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の可変圧縮制御システムは、内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸の回転位置を可変させるモータを有するアクチュエータと、前記モータを制御するコントローラとを有する（特許文献１，２）。前記アクチュエータとコントローラは互いに離間した状態でエンジンルーム内に搭載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−２４１８４６号公報
【特許文献２】特開２０１３−２５３５１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、電子電動化に伴い、エンジンルーム内に実装するコントローラの数が増加の一途であり、新規システムのためのコントローラの実装箇所の確保が困難になりつつある。
【０００５】
アクチュエータはエンジンの下部に配置されるが、この部位は水没する可能性もあるので、アクチュエータの近傍にコントローラを実装することができない。また、コントローラの増加によりハーネスの本数も増加しており、エンジンルーム内の配線の複雑化する原因にもなっている。
【０００６】
さらに、コントローラは、インバータ部などに用いられている発熱部品の放熱性を筐体に確保する必要があるので、小型化の妨げになるとともに材料費や加工費の増大が要因になっている。また、コントローラとアクチュエータを繋ぐハーネスについても、モータ線と信号線の数に応じてハーネスとその加工のコストが増大する要因になっている。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、可変圧縮制御システムの車両への搭載性の改善と低コスト化を図ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そこで、本発明の可変圧縮制御システムは、内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸を有するエンジンブロックに取付けられる筐体内の第一領域に格納されて当該制御軸の回転位置を可変させるアクチュエータ部と、前記筐体内に隔壁を介して前記第一領域と隔離された第二領域に格納されて前記アクチュエータ部を動作制御するコントローラ部とを備える。
【０００９】
また、本発明の可変圧縮制御システムは、内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸を有するエンジンブロックの直下に取り付けられる第一の筐体内に格納されて当該制御軸の回転位置を可変させるアクチュエータ部と、前記第一の筐体の下方に隙間を介して当該筐体に連結される第二の筐体内に格納されて前記アクチュエータ部を動作制御するコントローラ部とを備える。
【００１０】
以上の発明によれば、エンジンブロックの近傍にてアクチュエータ部とコントローラ部とが一体的に具備されるので、この両者の機能部間の電気的接続が最短かつ容易に行える。また、この態様は既存の冷却手段から冷媒を導入できるのでコントローラ部に対して別途に冷却手段を付帯する必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
したがって、以上の本発明によれば、可変圧縮制御システムの車両への搭載性が改善すると共に小型化並びに低コスト化が実現する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第一実施形態としての可変圧縮制御システムの斜視図。
【図２】同システムのアクチュエータ部とコントローラ部とを備えた筐体の概略平面図。
【図３】同実施形態の筐体の斜視図。
【図４】同実施形態のアクチュエータ部とコントローラ部とを備えた筐体の他の態様を示した概略平面図。
【図５】本発明の第二実施形態としての可変圧縮制御システムの概略縦断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００１４】
（実施形態１）
図１，２に示された本実施形態の可変圧縮制御システム１は、内燃機関の圧縮比を可変させる制御軸２を有するエンジンブロック３に取付けられる筐体４内に格納されて制御軸２の回転位置を可変させるアクチュエータ部５と、筐体４内に隔壁４３を介してアクチュエータ部５と隔離されて格納されてアクチュエータ部５を動作制御するコントローラ部６とを備える。
【００１５】
アクチュエータ部５は、図２に示したように、出力軸５１，５２を介して、圧縮比制御用シャフト５３とシャフト絶対角度検出センサ５４と減速機５５とモータ相対角度検出用センサ５６とモータ５７とを同軸に備える。
【００１６】
コントローラ部６は、モータ５７を駆動させるインバータ部６１と、このインバータ部６１とアクチュエータ部５とを動作制御する制御部６２とを備える。
【００１７】
制御軸２は、図１に示したように、エンジンブロック３の内部に回転可能に支持されている。制御軸２はレバー７を介して図２に示したアクチュエータ部５における減速機５５の出力軸５２端部の圧縮比制御用シャフト５３に連結されている。
【００１８】
そして、モータ５７による圧縮比制御用シャフト５３の動作によって制御軸２の回転位置（角度）を変更させることにより、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を変化させ、これにより前記内燃機関の圧縮比を調整できるようになっている。したがって、コントローラ部６によりモータ５７を駆動制御することによって、機関運転状態に応じて内燃機関の圧縮比を制御することができる。
【００１９】
減速機５５はモータ５７の出力軸５１の回転を減速して出力軸５２へ伝達する。減速機５５はハーモニックドライブ（登録商標）機構、サイクロ減速機などに例示される周知の型式の減速機が適用される。
【００２０】
減速機５５の出力軸５２、モータ５７の出力軸５１は、筐体４の第一領域４１内に回転可能に収容配置されており、制御軸２と平行な方向に延在している。そして、制御軸２と出力軸５２とはエンジンブロック３の側壁を貫通するレバー７によって機械的に連結されており、制御軸２は出力軸５２と連動して回転するようになっている。尚、エンジンブロック３の側壁には、レバー７が挿通する図示省略のスリットが貫通形成されており、このスリットを塞ぐように筐体４がエンジンブロック３の側壁に横付けされている。
【００２１】
レバー７の一端は、図１に示したように、制御軸２の中心より径方向外方へ延在するアーム部２１の先端と図示省略の連結ピンを介して相対回転可能に連結されている。一方、レバー７の他端は、図２に示した筐体４内において、出力軸５２の中心より径方向外方へ延在する圧縮比制御用シャフト５３の先端と図示省略の連結ピンを介して相対回転可能に連結されている。
【００２２】
このようなリンク構造によって、制御軸２を回転させると、機関圧縮比が変化すると共に、アーム部２１、レバー７、圧縮比制御用シャフト５３の姿勢が変化するので、モータ５７から制御軸２への回転動力伝達経路の減速比も変化することとなる。
【００２３】
筐体４は、図３に示したように、例えばエンジンブロック３と同質の金属材料から構成され、ダイカスト成形により矩形箱型の筐体に形成されている。筐体４内には矩形の第一領域４１，第二領域４２が隔壁４３を介して区画形成されている。第一領域４１，第二領域４２の開口部を有する筐体４端部の幅方向縁部には、エンジンブロック３の側壁部に対して筐体４を横付けに固定させる締結具が装着される取付け部４７が具備されている。
【００２４】
また、筐体４の壁部には、冷媒の流通路４４が形成されている。図２に例示された流通路４４は筐体４の肉厚な壁部に形成されているが、第一領域４１，第二領域４２を包囲するように流通路４４を形成してもよい。冷媒としては例えばエンジンルーム内で使用される既存の冷却水やラジエータファンから導入した空気が利用される。
【００２５】
さらに、筐体４の壁部には、アクチュエータ部５やコントローラ部６に接続されるハーネス８の導入口４５が形成されている。ハーネス８としては、例えば、アクチュエータ部５やコントローラ部６に電力を供給する電源用ハーネス、制御信号を送受信させる信号用ハーネス、コントローラ部６と車両のメインコントローラや他のコントローラとの間で通信を行うＣＡＮなどのネットワークの通信用ハーネスなどが挙げられる。また、隔壁４３には、アクチュエータ部５とコントローラ部６とを電気的に接続させるバスバー９の挿通口４６が形成されている。
【００２６】
以上説明したように本実施形態の可変圧縮制御システム１は、エンジンブロック３に取り付けられる筐体４内において、アクチュエータ部５が格納される第一領域４１と、コントローラ部６が格納される第二領域４２とが区画形成されている。このように、アクチュエータ部５とコントローラ部６との電気的接続が最短かつ容易に行える態様となっている。したがって、エンジンルームへの可変圧縮制御システム１の搭載性が改善する。さらに、エンジンルーム内でアクチュエータ部５とコントローラ部６とを接続するハーネスの削減も可能となる。
【００２７】
特に、筐体４はエンジンブロック３に対して直接取り付けられる構造となっているので、エンジンの冷却機能を利用した放熱性が確保される。したがって、コントローラ部６に冷却手段を新たに付帯する必要がなくなるので、システムの小型化が実現する。
【００２８】
また、筐体４の壁内部には、冷媒の流通路４４が形成されているので、アクチュエータ部５とコントローラ部６の放熱性がさらに向上する。さらに、筐体４の壁部に、ハーネス８の導入口４５が形成されたことにより、ハーネス８を介してコントローラ部６の呼吸性が確保されるので、コントローラ部６内の放熱効果が高まる。同様に、第一領域４１と第二領域４２とを区画する隔壁４３において、アクチュエータ部５とコントローラ部６とを電気的に接続するバスバー９の挿通口４６が形成されたことにより、挿通口４６を介してアクチュエータ部５の呼吸性が確保されるので、アクチュエータ部５内の放熱効果が高まる。
【００２９】
さらに、筐体４はエンジンブロック３と同様に金属材料から構成されているので、筐体４本体とエンジンブロック３とによってボディアースが確保されており、そのシールド効果により、コントローラ部６が他の電装機器などに影響を及ぼす不要な放射ノイズが低減する。尚、筐体４はエンジンブロック３と一体的に成形すれば、筐体４はエンジンブロック３の一部となり、水没及び石跳ねからの保護も可能となる。
【００３０】
そして、筐体４内に第一領域４１、第二領域４２が確保されたことにより、アクチュエータ部５とコントローラ部６とをエンジンルーム内で離間して配置する場合と比べて部品点数が低減する。また、従来のようなアクチュエータ部５とコントローラ部６とを接続する際のシール構造も不要となる。さらに、エンジンブロック３側からエンジンオイルなどの液体がアクチュエータ部５内に流入する状況となっても、コントローラ部６側への当該液体の流入が防止されるので、コントローラ部６の機能が保全される。
【００３１】
また、筐体４内にアクチュエータ部５とコントローラ部６が内蔵された態様により、エンジンルーム内におけるコントローラ部６のレイアウトを考慮する必要がなくなり、製造コストの低減が実現する。
【００３２】
尚、図４に例示したように、第一領域４１においては、アクチュエータ部５の要素である圧縮比制御用シャフト５３（さらにはシャフト絶対角度検出センサ５４）と減速機５５とを隔離する隔壁４８をさらに設けるとよい。本態様によれば、エンジンブロック３側からエンジンオイルなどの液体が筐体４内に流入してさらに減速機５５側に移行する状況となった場合でも、当該流体の流入が隔壁４８によって遮断されるので、減速機５５とモータ５７の機能を保全できる。
【００３３】
（実施形態２）
図５に示された本実施形態の可変圧縮制御システム１０は、コントローラ部６をアクチュエータ部５の下方近傍に隙間Ｓを介して配置させることにより当該機能部５，６の冷却効果の向上を図る。
【００３４】
アクチュエータ部５は、エンジンルーム内の図示省略のラジエータファン（空冷式の冷却手段）近傍におけるエンジンブロック３の直下に取付けられる第一の筐体４内に格納されている。
【００３５】
筐体４内の第一領域４１内には、アクチュエータ部５の要素である圧縮比制御用シャフト５３、シャフト絶対角度検出センサ５４及び減速機５５が、モータ５７の出力軸５１並びに減速機５５の出力軸５２と同軸に配置されている。第二領域４２内には、アクチュエータ部５の要素であるモータ相対角度検出用センサ５６及びモータ５７がモータ５７の出力軸５１と同軸に配置されている。
【００３６】
コントローラ部６は、筐体４の下方近傍に隙間Ｓを介して連結される第二の筐体１１内に格納されている。コントローラ部６は、アクチュエータ部５に対して電力及び制御信号を供給する一方でアクチュエータ部５のシャフト絶対角度検出センサ５４、モータ相対角度検出用センサ５６からセンサ信号を受けてこの信号に基づく制御信号を出力する制御基板１２を備える。
【００３７】
筐体４，１１は複数の連結部１３によって隙間Ｓを介して連結されている。個々の連結部１３内には、アクチュエータ部５の要素と制御基板１２とを電気的に接続させるバスバー１４が挿通されている。
【００３８】
以上の本実施形態の可変圧縮制御システム１０は、エンジンブロック３の直下にてアクチュエータ部５とコントローラ部６とが互いに近傍して配置されており、実施形態１の可変圧縮制御システム１０と同様の効果が得られるのでその具体的な効果の説明は省略する。
【００３９】
特に本実施形態においては、コントローラ部６の筐体１１がアクチュエータ部５の筐体４の下方にて隙間Ｓを介して筐体４に連結されているので、エンジンルーム内の自然対流及びラジエータファンによる空気の流れを確保できる。したがって、実施形態１の効果に加えて、アクチュエータ部５とコントローラ部６の冷却効果がさらに向上する。
【符号の説明】
【００４０】
１，１０…可変圧縮制御システム
２…制御軸
３…エンジンブロック
４…筐体（第一の筐体）、４１…第一領域、４２…第二領域、４３，４８…隔壁、４４…流通路、４５…導入口、４６…挿通口
５…アクチュエータ部
６…コントローラ部
８…ハーネス
９，１４…バスバー
１１…筐体（第二の筐体）
５３…圧縮比制御用シャフト
５５…減速機
【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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