(57)【要約】【課題】逆入力遮断クラッチの不具合を早期に発見する。【解決手段】逆入力遮断クラッチ６２は入力軸７１、出力軸７２、楔部材７５及び移動部材７６を備える。入力軸７１及び移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されると、移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動し、次いで楔部材７５に当接し、次いで楔部材７５をロック領域ＬＡからアンロック領域ＵＬＡに移動して保持する。移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動され始めてから移動部材７６が楔部材７５に当接するまでに要した所要時間を検出し、移動部材７６が移動し始めてから楔部材７５に当接するまでに要した所要移動量ＲＤを所要時間に基づいて算出する。所要移動量が設定量よりも大きいときには警報器を作動させる。【選択図】図１０
2016003722.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関の検出装置であって、
前記可変圧縮比機構は、操作子と、前記操作子を移動させるための入力トルクを発生する電気モータと、前記電気モータから前記操作子に入力トルクを伝達すると共に前記操作子から前記電気モータへの逆入力トルクを遮断するために前記操作子と前記電気モータとの間に配置された逆入力遮断クラッチと、を備え、前記操作子が移動されることにより機械圧縮比が変更され、
前記逆入力遮断クラッチは、前記電気モータに連結された入力軸と、前記操作子に連結された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸を収容する固定ケーシングと、前記固定ケーシングの内周面と前記出力軸の外周面との間に形成される環状のクリアランス内に周方向に移動可能に配置された楔部材と、前記入力軸に連結されると共に、前記楔部材を前記周方向に移動させる移動部材と、を備え、前記入力軸と前記出力軸とは互いに同軸配置されると共に、周方向に遊びをもって互いに連結されており、前記楔部材は前記クリアランス内において前記逆入力トルクの作用方向に関し前記移動部材よりも下流側に位置しており、
前記クリアランスに、前記楔部材が前記固定ケーシングの内周面と前記出力軸の外周面との両方に当接することにより前記出力軸が前記逆入力トルクの作用方向に回転するのを阻止するロック領域と、前記楔部材が前記固定ケーシングの内周面と前記出力軸の外周面との少なくとも一方から離脱することにより前記出力軸が前記逆入力トルクの作用方向に回転するのを許容するアンロック領域とが形成されており、前記アンロック領域は前記逆入力トルクの作用方向に関し前記ロック領域よりも下流側に位置しており、
前記出力軸を前記逆入力トルクの作用方向に回転させるために前記入力軸及び前記移動部材が前記逆入力トルクの作用方向に回転されると、まず前記移動部材が前記楔部材に当接した後に前記楔部材を前記ロック領域から前記アンロック領域まで移動して保持するようになっており、
前記移動部材が前記逆入力トルクの作用方向に移動され始めてから前記移動部材が前記楔部材に当接するまでに要した所要時間を検出し、前記移動部材が移動し始めてから前記楔部材に当接するまでに要した所要移動量を前記所要時間に基づいて算出する、
検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の検出装置及び制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた火花点火式内燃機関が公知である。この可変圧縮比機構は、操作子と、操作子を移動させるための入力トルクを発生する電気モータと、電気モータから操作子に入力トルクを伝達すると共に操作子から電気モータへの逆入力トルクを遮断するために操作子と電気モータとの間に配置された逆入力遮断クラッチと、を備え、操作子が移動されることにより機械圧縮比が変更される。
【０００３】
一方、電気モータに連結された入力軸と、出力軸と、入力軸及び出力軸を収容する固定ケーシングと、固定ケーシングの内周面と出力軸の外周面との間に形成される環状のクリアランス内に周方向に移動可能に配置された楔部材と、入力軸に連結されると共に、楔部材を周方向に移動させる移動部材と、を備えた、逆入力遮断クラッチが公知である（特許文献１参照）。この逆入力遮断クラッチでは、入力軸と出力軸とは互いに同軸配置されると共に、周方向に遊びをもって互いに連結されている。また、楔部材はクリアランス内において逆入力トルクの作用方向に関し移動部材よりも下流側に位置している。更に、クリアランスに、楔部材が固定ケーシングの内周面と出力軸の外周面との両方に当接することにより出力軸が逆入力トルクの作用方向に回転するのを阻止するロック領域と、楔部材が固定ケーシングの内周面と出力軸の外周面との少なくとも一方から離脱することにより出力軸が逆入力トルクの作用方向に回転するのを許容するアンロック領域とが形成されており、アンロック領域は逆入力トルクの作用方向に関しロック領域よりも下流側に位置している。出力軸を逆入力トルクの作用方向に回転させるために入力軸及び移動部材が逆入力トルクの作用方向に回転されると、まず移動部材が楔部材に当接した後に楔部材をロック領域からアンロック領域まで移動して保持し、次いで入力軸が出力軸に当接して出力軸を逆入力トルクの作用方向に回転させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１１９９０２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の逆入力遮断クラッチを上述の可変圧縮比機構に適用した場合には、逆入力遮断クラッチの出力軸に可変圧縮比機構の操作子が連結される。したがって、出力軸が回転されると、操作子が移動されて機械圧縮比が変更される。この場合、機械圧縮比を変更するときに移動部材が楔部材まで移動され楔部材に当接ないし衝突する。その結果、機関運転累積時間が長くなるにつれて、移動部材又は楔部材が次第に摩耗する。ところが、移動部材及び楔部材の摩耗量が過度に大きくなると、移動部材が楔部材をロック領域からアンロック領域まで移動させるのが困難になる。その結果、出力軸を逆入力トルクの作用方向に回転させるのが困難になり、すなわち逆入力遮断クラッチの良好な動作が確保するのが困難になる。特に、逆入力遮断クラッチを可変圧縮比機構に適用した場合には、機械圧縮比を低下させるのが困難になる。この場合、機械圧縮比が高い機械圧縮比に保持されてしまうと、ノッキングが発生しやすくなるおそれがある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一観点によれば、機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関の検出装置であって、前記可変圧縮比機構は、操作子と、前記操作子を移動させるための入力トルクを発生する電気モータと、前記電気モータから前記操作子に入力トルクを伝達すると共に前記操作子から前記電気モータへの逆入力トルクを遮断するために前記操作子と前記電気モータとの間に配置された逆入力遮断クラッチと、を備え、前記操作子が移動されることにより機械圧縮比が変更され、前記逆入力遮断クラッチは、前記電気モータに連結された入力軸と、前記操作子に連結された出力軸と、前記入力軸及び前記出力軸を収容する固定ケーシングと、前記固定ケーシングの内周面と前記出力軸の外周面との間に形成される環状のクリアランス内に周方向に移動可能に配置された楔部材と、前記入力軸に連結されると共に、前記楔部材を前記周方向に移動させる移動部材と、を備え、前記入力軸と前記出力軸とは互いに同軸配置されると共に、周方向に遊びをもって互いに連結されており、前記楔部材は前記クリアランス内において前記逆入力トルクの作用方向に関し前記移動部材よりも下流側に位置しており、前記クリアランスに、前記楔部材が前記固定ケーシングの内周面と前記出力軸の外周面との両方に当接することにより前記出力軸が前記逆入力トルクの作用方向に回転するのを阻止するロック領域と、前記楔部材が前記固定ケーシングの内周面と前記出力軸の外周面との少なくとも一方から離脱することにより前記出力軸が前記逆入力トルクの作用方向に回転するのを許容するアンロック領域とが形成されており、前記アンロック領域は前記逆入力トルクの作用方向に関し前記ロック領域よりも下流側に位置しており、前記出力軸を前記逆入力トルクの作用方向に回転させるために前記入力軸及び前記移動部材が前記逆入力トルクの作用方向に回転されると、まず前記移動部材が前記楔部材に当接した後に前記楔部材を前記ロック領域から前記アンロック領域まで移動して保持するようになっており、前記移動部材が前記逆入力トルクの作用方向に移動され始めてから前記移動部材が前記楔部材に当接するまでに要した所要時間を検出し、前記移動部材が移動し始めてから前記楔部材に当接するまでに要した所要移動量を前記所要時間に基づいて算出する、検出装置が提供される。
【０００７】
好ましくは、前記電気モータの作動が開始されたときに前記移動部材が逆入力トルクの作用方向に移動され始めたと判断され、前記電気モータによる入力トルクがあらかじめ定められた設定トルクよりも大きくなったときに前記移動部材が前記楔部材に当接したと判断される。
【０００８】
好ましくは、前記出力軸を前記逆入力トルクの作用方向に回転させるために前記入力軸が前記逆入力トルクの作用方向に回転されるのに先立って、前記移動部材が前記楔部材から最も離れた位置まで移動されている。
【０００９】
好ましくは、前記移動部材が前記逆入力トルクの作用方向に移動し始めてから前記移動部材が前記楔部材に当接するまでの間において前記移動部材が一定速度でもって移動するように前記電気モータが制御される。
【００１０】
本発明の別の観点によれば、上述の内燃機関の検出装置と、車両操作者に警報を発する警報器と、備え、前記所要移動量があらかじめ定められた設定量よりも大きいときに前記警報器を作動させる、内燃機関の制御装置が提供される。
【００１１】
本発明の更に別の観点によれば、上述の内燃機関の検出装置を備え、前記所要移動量があらかじめ定められた許容限界よりも大きいときに機械圧縮比が最低機械圧縮比に保持されるように前記可変圧縮比機構を制御する、内燃機関の制御装置が提供される。
【発明の効果】
【００１２】
逆入力遮断クラッチの不具合を早期に発見することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】火花点火式内燃機関の全体図である。
【図２】可変圧縮比機構の分解斜視図である。
【図３】図解的に表した内燃機関の側面断面図である。
【図４】可変圧縮比機構の部分拡大図である。
【図５】逆入力遮断クラッチの部分断面図である。
【図６】図５の線ＶＩ−ＶＩに沿ってみた逆入力遮断クラッチの部分断面図である。
【図７】逆入力遮断クラッチの動作を説明する概略断面図である。
【図８】逆入力遮断クラッチの動作を説明する概略断面図である。
【図９】逆入力遮断クラッチの動作を説明する概略断面図である。
【図１０】移動部材の所要移動量ＲＤを説明する概略断面図である。
【図１１】モータトルクの変化を示すタイムチャートである。
【図１２】モータトルクの変化を示すタイムチャートである。
【図１３】機械圧縮比制御を行うためのフローチャートである。
【図１４】判別制御を行うためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明を火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。図示しない別の実施例では、本発明は圧縮着火式内燃機関に適用される。
【００１５】
図１を参照すると、１はクランクケース、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は燃焼室５の頂面中央部に配置された点火栓、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートをそれぞれ示す。吸気ポート８は吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、各吸気枝管１１にはそれぞれ対応する吸気ポート８内に向けて燃料を噴射するための燃料噴射弁１３が配置される。図示しない別の実施例では、燃料噴射弁１３は各吸気枝管１１に取り付けられる。
【００１６】
サージタンク１２は吸気ダクト１４を介してエアクリーナ１５に連結され、吸気ダクト１４内にはアクチュエータ１６によって駆動されるスロットル弁１７と例えば熱線を用いた吸入空気量検出器１８とが配置される。一方、排気ポート１０は排気マニホルド１９を介して例えば三元触媒を内蔵した触媒コンバータ２０に連結され、排気マニホルド１９内には空燃比センサ２１が配置される。
【００１７】
一方、図１に示される実施例ではクランクケース１とシリンダブロック２との連結部にクランクケース１とシリンダブロック２のシリンダ軸線方向の相対位置を変化させることにより内燃機関の機械圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構Ａが設けられている。なお、ピストンが圧縮上死点に位置するときの燃焼室の容積を燃焼室容積と称すると、機械圧縮比は圧縮行程時のピストンの行程容積と燃焼室容積のみから機械的に定まる値であって、（燃焼室容積＋行程容積）／燃焼室容積で表される。
【００１８】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。吸入空気量検出器１８の出力信号及び空燃比センサ２１の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。可変圧縮比機構Ａには後述するようにモータトルクセンサ４３が設けられており、このモータトルクセンサ４３の出力信号も対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。また、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量Ｌに比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４２が接続される。更にクランクケース１に対するシリンダブロック２の相対位置を検出する位置センサ４４が設けられ、位置センサ４４の出力電圧は対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。クランクケース１に対するシリンダブロック２の相対位置は機械圧縮比を表している。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して点火栓６、燃料噴射弁１３、スロットル弁駆動用アクチュエータ１６、可変圧縮比機構Ａ、及び警報器４５に接続される。警報器４５は車両運転者に警報を発するためのランプ、ブザーなどから構成される。
【００１９】
図２は図１に示す可変圧縮比機構Ａの分解斜視図を示しており、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）は図解的に表した内燃機関の側面断面図を示している。図２を参照すると、シリンダブロック２の両側壁の下方には互いに間隔を隔てた複数個の突出部５０が形成されており、各突出部５０内にはそれぞれ断面円形のカム挿入孔５１が形成されている。一方、クランクケース１の上壁面上には互いに間隔を隔ててそれぞれ対応する突出部５０の間に嵌合せしめられる複数個の突出部５２が形成されており、これらの各突出部５２内にもそれぞれ断面円形のカム挿入孔５３が形成されている。
【００２０】
可変圧縮比機構Ａは操作子を備える。図２に示される例では操作子は一対のカムシャフト５４，５５から構成され、各カムシャフト５４，５５上には一つおきに各カム挿入孔５１内に回転可能に挿入される円形カム５６が固定されている。これらの円形カム５６は各カムシャフト５４，５５の回転軸線と共軸をなす。一方、各円形カム５６間には図３においてハッチングで示すように各カムシャフト５４，５５の回転軸線に対して偏心配置された偏心軸５７が延びており、この偏心軸５７上に別の円形カム５８が偏心して回転可能に取付けられている。図２に示されるようにこれら円形カム５８は各円形カム５６間に配置されており、これら円形カム５８は対応する各カム挿入孔５３内に回転可能に挿入されている。
【００２１】
図３（Ａ）に示すような状態から各カムシャフト５４，５５上に固定された円形カム５６を図３（Ａ）において実線の矢印で示される如く互いに反対方向に回転させると偏心軸５７が下方中央に向けて移動するために円形カム５８がカム挿入孔５３内において図３（Ａ）の破線の矢印に示すように円形カム５６とは反対方向に回転し、図３（Ｂ）に示されるように偏心軸５７が下方中央まで移動すると円形カム５８の中心が偏心軸５７の下方へ移動する。
【００２２】
図３（Ａ）と図３（Ｂ）とを比較するとわかるようにクランクケース１とシリンダブロック２の相対位置は円形カム５６の中心と円形カム５８の中心との距離によって定まり、円形カム５６の中心と円形カム５８の中心との距離が大きくなるほどシリンダブロック２はクランクケース１から離れる。シリンダブロック２がクランクケース１から離れると燃焼室容積は増大し、したがって各カムシャフト５４，５５を回転させることによって燃焼室容積ないし機械圧縮比を変更することができる。
【００２３】
図４に示されるようにカムシャフト５４，５５の端部には歯車５９，６０がそれぞれ固定されている。可変圧縮比機構Ａは更に、カムシャフト５４，５５を回転させるための入力トルクを発生する電気モータ６１を備える。電気モータ６１の出力軸６１ｏは逆入力遮断クラッチ６２及び歯車列６３を介して歯車５９に結合され、歯車５９は歯車列６４を介して歯車６０に結合される。したがって、電気モータ６１が回転されると、カムシャフト５４，５５がそれぞれ反対方向に回転される。この実施例では電気モータ６１を駆動することによって燃焼室容積ないし機械圧縮比を広い範囲に亘って変更することができる。なお、図１から図４に示される可変圧縮比機構Ａは一例を示すものであっていかなる形式の可変圧縮比機構でも用いることができる。また、操作子が直線往復運動を行う可変圧縮比機構では、直線運動を回転運動に変換する機構を介して操作子が逆入力遮断クラッチ６２に連結される。更に、図４に示されるように、電気モータ６１の出力軸６１ｏに上述のモータトルクセンサ４３が取り付けられる。モータトルクセンサ４３は電気モータ６１により逆入力遮断クラッチ６２に作用されるトルクであるモータトルクを検出する。
【００２４】
逆入力遮断クラッチ６２は電気モータ６１からカムシャフト５４，５５に入力トルクを伝達すると共にカムシャフト５４，５５から電気モータ６１への逆入力トルクを遮断するためのものである。この逆入力トルクは機関の燃焼圧によるものであり、図１から図４に示される実施例ではシリンダブロック２がクランクケース１から離れる方向、すなわち機械圧縮比が低くなる方向に作用する。
【００２５】
図５及び図６は図４に示される実施例の逆入力遮断クラッチ６２を詳しく示している。なお、図５において、Ｒは逆入力トルクの作用方向を、ＲＲは逆入力トルクの作用方向とは逆方向を、それぞれ示している。図５及び図６を参照すると、逆入力遮断クラッチ６２は、電気モータ６１の出力軸に連結された入力軸７１と、カムシャフト５４，５５に連結された出力軸７２と、例えば内燃機関に固定され、入力軸７１及び出力軸７２を収容する固定ケーシング７３とを備える。これら入力軸７１及び出力軸７２は回転軸線Ｌ上に同軸配置され、回転軸線Ｌ回りに回転可能に支持されている。固定ケーシング７３の内周面７３ｉと出力軸７２の外周面７２ｏとの間には環状のクリアランス７４が形成されており、このクリアランス７４内に周方向に移動可能に配置された、例えば円筒状の楔部材７５と、入力軸７１に連結されると共に、楔部材７５を周方向に移動させる移動部材７６とが配置される。この場合、楔部材７５はクリアランス７４内において逆入力トルクの作用方向Ｒに関し移動部材７６よりも下流側に位置している。また、移動部材７６は入力軸７１と共に回転軸線Ｌ回りに回転可能になっている。
【００２６】
入力軸７１の先端には凸部７１ａが形成されており、凸部７１ａは互いに対向する第１の面７１ａａ及び第２の面７１ａｂを有する。一方、出力軸７２の先端には凹部７２ａが形成されており、凹部７２ａは互いに対向する第１の面７２ａａ及び第２の面７２ａｂを有する。入力軸７１の凸部７１ａは出力軸７２の凹部７２ａ内に収容される。図５に示される状態では、凸部７１ａの第１の面７１ａａは凹部７２ａの第１の面７２ａａから離間しており、凸部７１ａの第２の面７１ａｂは凹部７２ａの第２の面７２ａｂに当接している。この状態から入力軸７１が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されても、凸部７１ａの第１の面７１ａａが凹部７２ａの第１の面７２ａａに当接するまでは、入力軸７１は出力軸７２に実質的に連結されておらず、したがって出力軸７２は回転されない。次いで、凸部７１ａの第１の面７１ａａが凹部７２ａの第１の面７２ａａに当接すると、入力軸７１が出力軸７２に実質的に連結され、したがって出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転される。なお、このとき凸部７１ａの第２の面７１ａｂは凹部７２ａの第２の面７２ａｂから離間している。一方、凸部７１ａの第１の面７１ａａが凹部７２ａの第１の面７２ａａに当接し凸部７１ａの第２の面７１ａｂが凹部７２ａの第２の面７２ａｂから離間した状態から入力軸７１が逆入力トルクの作用方向と逆方向ＲＲに回転されても、凸部７１ａの第２の面７１ａｂが凹部７２ａの第２の面７２ａｂに当接するまでは、入力軸７１は出力軸７２に実質的に連結されておらず、したがって出力軸７２は回転されない。次いで、凸部７１ａの第２の面７１ａｂが凹部７２ａの第２の面７２ａｂに当接すると、入力軸７１が出力軸７２に実質的に連結され、したがって出力軸７２が逆入力トルクの作用方向と逆方向ＲＲに回転される。このように、入力軸７１と出力軸７２とは周方向に遊びをもって互いに連結されている。
【００２７】
更に、クリアランス７４には、複数のロック領域ＬＡ及び複数のアンロック領域ＵＬＡが周方向に交互に形成される。ここで、アンロック領域ＵＬＡは逆入力トルクの作用方向Ｒに関しロック領域ＬＡよりも下流側に位置している。ロック領域ＬＡでは、クリアランス７４の半径方向幅が楔部材７５の半径方向幅よりも小さくなっている。その結果、楔部材７５が固定ケーシング７３の内周面７３ｉと出力軸７２の外周面７２ｏとの両方に当接し、したがって出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転するのが阻止される。これに対し、アンロック領域ＵＬＡでは、クリアランス７４の半径方向幅が楔部材７５の半径方向幅よりも大きくなっている。その結果、楔部材７５が固定ケーシング７３の内周面７３ｉ及び出力軸の外周面との少なくとも一方から離脱し、したがって出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転するのが許容される。図５及び図６に示される実施例では、固定ケーシング７３の内周面７３ｉを円筒面から構成し、出力軸７２の外周面７２ｏを凹凸面から構成することにより、ロック領域ＬＡ及びアンロック領域ＵＬＡが形成される。図示しない別の実施例では、固定ケーシング７３の内周面７３ｉを凹凸面から構成し、出力軸７２の外周面７２ｏを円筒面から構成することにより、ロック領域ＬＡ及びアンロック領域ＵＬＡが形成される。
【００２８】
更に、楔部材７５と例えば固定ケーシング７３との間には、楔部材７５をアンロック領域ＵＬＡからロック領域ＬＡに向けて、すなわち逆入力トルクの作用方向とは逆方向ＲＲに付勢する付勢部材７７が設けられる。付勢部材７７は例えば圧縮バネから構成される。図５及び図６に示される実施例では、楔部材７５、移動部材７６、付勢部材７７、ロック領域ＬＡ及びアンロック領域ＵＬＡが４組設けられる。図示しない別の実施例では、楔部材７５と、逆入力トルクの作用方向Ｒに関し当該楔部材７５よりも下流側に位置する移動部材７６との間に付勢部材７７が設けられる。
【００２９】
図５に示される状態では、楔部材７５はロック領域にある。この状態から、電気モータ６１が作動されて入力軸７１が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されると、移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動される。このとき、入力軸７１と出力軸７２とは実質的に互いに連結されておらず、したがって出力軸７２は回転しない。次いで、移動部材７６が楔部材７５に当接する。次いで、図７に示されるように、移動部材７６により楔部材７５が逆入力トルクの作用方向Ｒに、アンロック領域ＵＬＡまで移動され、アンロック領域ＵＬＡに保持される。その結果、出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転するのが許容される。次いで、図８に示されるように、凸部７１ａの第１の面７１ａａが凹部７２ａの第１の面７２ａａに当接すると、入力軸７１が出力軸７２に実質的に連結され、したがって出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転される。出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されると、機械圧縮比が低下される。
【００３０】
本発明による実施例では、移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動し始めてから楔部材７５に当接するまでの間において移動部材７６が一定速度ｖでもって移動するように電気モータ６１が制御される。
【００３１】
次いで、機械圧縮比が例えば機関運転状態に応じて定まる目標機械圧縮比に達すると、入力軸７１が逆入力トルクの作用方向と逆方向ＲＲに回転される。その結果、移動部材７６が逆方向ＲＲに移動される。その結果、楔部材７５が付勢部材７７により逆方向ＲＲに、ロック領域ＬＡまで移動される。その結果、機械圧縮比が目標機械圧縮比に保持される。次いで、図９に示されるように、入力軸７１の第２の面７１ａｂが出力軸７２の第２の面７２ａｂに当接すると、電気モータ６１の作動が停止され、入力軸７１の逆方向ＲＲへの回転が停止される。
【００３２】
一方、楔部材７５がロック領域ＬＡにあるときに入力軸７１が逆入力トルクの作用方向と逆方向ＲＲに回転されると、入力軸７１により出力軸７２が逆方向ＲＲに回転される。この場合、逆方向ＲＲへの出力軸７２の回転は楔部材７５により阻止されない。出力軸７２が逆入力トルクの作用方向と逆方向ＲＲに回転されると、機械圧縮比が上昇される。機械圧縮比が目標機械圧縮比まで上昇されると、電気モータ６１の作動が停止され、入力軸７１の逆方向ＲＲへの回転が停止される。
【００３３】
ところで、上述したように、出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されて機械圧縮比が目標機械圧縮比まで低下された後に、入力軸７１の第２の面７１ａｂが出力軸７２の第２の面７２ａｂに当接する位置まで入力軸７１が回転される。この場合、移動部材７６は楔部材７５から最も離れた位置、すなわち最遠位置ＦＰに位置している。したがって、出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されて機械圧縮比が目標機械圧縮比まで低下された後に、移動部材７６が最遠位置ＦＰまで戻される、ということになる。
【００３４】
入力軸７１及び出力軸７２が逆入力トルクの作用方向と逆方向ＲＲに回転されるときには、入力軸７１の第２の面７１ａｂが出力軸７２の第２の面７２ａｂに当接し続けており、したがって移動部材７６は最遠位置ＦＰに維持される。
【００３５】
そうすると、機械圧縮比を低下させるために入力軸７１が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動され始める時点において、移動部材７６は最遠位置ＦＰに位置しているということになる。すなわち、入力軸７１が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動され始めると、図１０に示されるように、移動部材７６は最遠位置ＦＰから周方向に距離ＲＤだけ移動し、次いで楔部材７５に当接する。この場合、距離ＲＤは、入力軸７１及び移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されたときに、移動部材７６が移動し始めてから楔部材７５に当接するまでに要した所要移動量ということになる。
【００３６】
さて、上述したように、機械圧縮比を低下させるために移動部材７６が入力軸７１と共に逆入力トルクの作用方向Ｒに移動されると、まず移動部材７６が楔部材７５に当接ないし衝突する。このため、機関運転累積時間が長くなるにつれて、移動部材７６又は楔部材７５が次第に摩耗する。ところが、移動部材７６及び楔部材７５の摩耗量が過度に大きくなると、入力軸７１の第１の面７１ａａが出力軸７２の第１の面７２ａａに当接したときに移動部材７６が楔部材７５をアンロック領域ＵＬＡまで移動させるのが困難になる。楔部材７５がアンロック領域ＵＬＡまで移動できなければ、出力軸７２は逆入力トルクの作用方向Ｒに回転できず、したがって機械圧縮比を低下することができない。
【００３７】
一方、移動部材７６及び楔部材７５の摩耗量は上述の所要移動量ＲＤにより表される。具体的には、摩耗量が大きくなるにつれて所要移動量ＲＤが大きくなる。
【００３８】
そこで本発明による実施例では、所要移動量ＲＤを算出し、所要移動量ＲＤがあらかじめ定められた設定量ＲＤＸよりも大きいときには警報器４５を作動させ、車両操作者に警報を発するようにしている。その結果、移動部材７６及び楔部材７５の摩耗量が設定量ＲＤＸに対応する設定摩耗量を越えたことが車両操作者に知らされる。したがって、車両操作者は逆入力遮断クラッチ６２を修理又は交換すべきことを知ることができる。
【００３９】
また、本発明による実施例では、所要移動量ＲＤが上述の設定量ＲＤＸよりも大きく設定された許容限界ＲＤＹよりも大きいときには、機械圧縮比が最低機械圧縮比に保持されるように可変圧縮比機構Ａが制御される。所要移動量ＲＤがかなり大きくなると、すなわち摩耗量がかなり大きくなると、上述したように機械圧縮比を低下できなくなるリスクが高くなる。このため、機械圧縮比が高い機械圧縮比に保持されたままであると、ノッキングが発生しやくすなり、好ましくない。そこで本発明による実施例では、所要移動量ＲＤが許容限界ＲＤＹよりも大きいときには機械圧縮比を最低機械圧縮比まで低下させると共に最低機械圧縮比に保持している。その結果、ノッキングが発生するのが確実に抑制される。なお、シリンダヘッド３がシリンダブロック２に対し最も離れた位置にあるときに機械圧縮比が最低機械圧縮比となる。
【００４０】
なお、摩耗以外の例えば個体バラツキにより移動部材７６と楔部材７５との間の周方向距離が正規の距離よりも大きい場合にも、所要移動量ＲＤが大きくなる。このため、この場合にも、警報器４５が作動され、又は機械圧縮比が最低機械圧縮比に保持される。いずれにしても、逆入力遮断クラッチ６２の不具合を早期に発見することができる。
【００４１】
この点、本発明による実施例では、所要移動量ＲＤが検出され、この所要移動量ＲＤに基づいて逆入力遮断クラッチ６２に不具合があるか否かが判断されるという見方もできる。
【００４２】
次に、所要移動量ＲＤの算出方法の一例を、図１１を参照しながら説明する。図１１は入力軸７１及び移動部材７６を逆入力トルクの作用方向Ｒに回転させるために電気モータ６１が作動されたときの電気モータ６１の入力トルク、すなわちモータトルクＴＱＭの変化を示している。
【００４３】
図１１を参照すると、時間ｔａ１において、入力軸７１を逆入力トルクの作用方向Ｒに回転させるために電気モータ６１の作動が開始される。すなわち、電気モータ６１への通電が開始される。その結果、移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動し始める。次いで、時間ｔａ２において移動部材７６が楔部材７５に当接すると、モータトルクＴＱＭがあらかじめ定められた設定トルクＴＱＭＸよりも大きくなる。したがって、電気モータ６１の作動が開始されてからモータトルクＴＱＭが設定トルクＴＱＭＸよりも大きくなるまでに要した時間ＲＴは、移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動され始めてから移動部材７６が楔部材７５に当接するまでに要した所要時間を表しているということになる。
【００４４】
言い換えると、本発明による実施例では、電気モータ６１の作動が開始されたときに移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動され始めたと判断され、電気モータ６１による入力トルクが設定トルクＴＱＭＸよりも大きくなったときに移動部材７６が楔部材７５に当接したと判断される。
【００４５】
したがって、所要時間ＲＴを検出すれば、所要時間ＲＴと移動部材７６の移動速度ｖとを用いて移動部材７６の上述した所要移動量ＲＤを算出することができる（ＲＤ＝ＲＴ・ｖ）。
【００４６】
特に本発明による実施例では移動部材７６の移動速度ｖが一定であるので、所要移動量ＲＤを正確に算出することができる。また、移動部材７６が逆入力トルクの作用方向Ｒに移動されるときには、移動部材７６が最遠位置ＦＰから移動されるので、所要移動量ＲＤを正確に算出することができる。
【００４７】
図１２は、所要時間ＲＴが長く、したがって所要移動量ＲＤが大きい場合のモータトルクＴＱＭの変化を示している。
【００４８】
図１３は上述した機械圧縮比制御を実行するルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。
図１３を参照すると、ステップ１００ではフラグＸＭがリセットされているか否かが判別される。このフラグＸＭは機械圧縮比ＣＲを最低機械圧縮比ＣＲｍに保持すべきときにセットされ（ＸＭ＝１）、それ以外はリセットされる（ＸＭ＝０）。フラグＸＭがリセットされているときには次いでステップ１０１に進み、目標機械圧縮比ＣＲＴが算出される。続くステップ１０２では機械圧縮比ＣＲが目標機械圧縮比ＣＲＴになるように可変圧縮比機構Ａが制御される。これに対し、フラグＸＭがセットされているときにはステップ１００からステップ１０３に進み、機械圧縮比ＣＲが最低機械圧縮比ＣＲｍに保持されるように可変圧縮比機構Ａが制御される。
【００４９】
図１４は上述した判別制御を実行するルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。
図１４を参照すると、ステップ２００では上述のフラグＸＭがリセットされているか否かが判別される。フラグＸＭがセットされているときには次いで処理サイクルを終了する。これに対し、フラグＸＭがリセットされているときにはステップ２００からステップ２０１に進み、図１３のステップ１０２における機械圧縮比ＣＲの制御において機械圧縮比ＣＲを低下すべきか否かが判別される。機械圧縮比ＣＲを低下すべきでないとき、すなわち機械圧縮比ＣＲを保持すべきか又は上昇すべきときには処理サイクルを終了する。機械圧縮比ＣＲを低下すべきときにはステップ２０１からステップ２０２に進み、所要時間ＲＴが検出され、所要移動量ＲＤが所要時間ＲＴに基づいて算出される。続くステップ２０３では、算出された所要移動量ＲＤが設定量ＲＤＸよりも大きいか否かが判別される。ＲＤ≦ＲＤＸのときには次いでステップ２０４に進み、警報器４５の作動が停止される。続くステップ２０５ではフラグＸＭがリセットされ続ける（ＸＭ＝０）。次いでステップ２０９に進む。これに対し、ＲＤ＞ＲＤＸのときにはステップ２０３からステップ２０６に進み、警報器４５が作動される。続くステップ２０７では、所要移動量ＲＤが許容移動量ＲＤＹよりも大きいか否かが判別される。ＲＤ≦ＲＤＹのときには上述したステップ２０５に進む。これに対し、ＲＤ＞ＲＤＹのときにはステップ２０７からステップ２０８に進み、フラグＸＭがセットされる（ＸＭ＝１）。次いでステップ２０９に進む。ステップ２０９では移動部材７６を最遠位置ＦＤまで戻す戻し制御が行われる。
【００５０】
上述した本発明による実施例では、出力軸７２が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されて機械圧縮比が目標機械圧縮比まで低下されると、直ちに移動部材７６が最遠位置ＦＰに戻される。図示しない別の実施例では、入力軸７１及び移動部材７６を逆入力トルクの作用方向Ｒに回転させる直前に、移動部材７６が最遠位置ＦＰまで戻される。したがって、包括的に表現すると、出力軸７２を逆入力トルクの作用方向Ｒに回転させるために入力軸７１が逆入力トルクの作用方向Ｒに回転されるのに先立って、移動部材７６が最遠位置ＦＰまで移動されている、ということになる。
【００５１】
更に、図示しない更に別の実施例では、モータトルクＴＱＭが電気モータ６１への通電量により表される。具体的には、電気モータ６１への通電量が設定量よりも大きくなったときにモータトルクＴＱＭが設定トルクＴＱＭＸよりも大きくなったと判断される。
【符号の説明】
【００５２】
１    クランクケース
２    シリンダブロック
３    シリンダヘッド
Ａ    可変圧縮比機構
５４，５５    カムシャフト
６１    電気モータ
６２    逆入力遮断クラッチ
７１    入力軸
７２    出力軸
７３    固定ケーシング
７４    クリアランス
７５    楔部材
７６    移動部材
ＬＡ    ロック領域
ＵＬＡ    アンロック領域
【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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