【手続補正書】
【提出日】平成20年8月19日(2008.8.19)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関のＴＤＣにおけるシリンダヘッドとピストンとの相対位置をシリンダ軸方向に変更し、燃焼室の容積を変更することによって前記内燃機関の機械圧縮比を制御する可変圧縮比機構と、
前記燃焼室におけるタンブル流の強度を変更するタンブル流強度変更手段と、
を備え、
前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が所定の圧縮比より高い場合に、前記タンブル流の強度を強く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２】
前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が所定の圧縮比より高い場合には、前記機械圧縮比が高いほど前記タンブル流の強度を強く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】
前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関の吸気ポートに設けられたタンブル流制御バルブを開閉することにより前記タンブル流の強度を変更することを特徴とする請求項１または２に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項４】
前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関の吸気行程における吸気弁の開弁時期を変更することにより前記タンブル流の強度を変更することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項５】
前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関の吸気ポートの軸方向に垂直な方向の断面形状を、該断面における前記燃焼室の中心側の幅が前記燃焼室の周辺側の幅より大きくなるように定めることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の可変圧縮比内燃機関。
【請求項６】
前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関のピストンの頂面に、前記タンブル流の生成を促進する凹凸部を有することを特徴とする請求項１から５のいずれか一項に記載の可変圧縮比内燃機関。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
本発明は、内燃機関の機械圧縮比（単に「圧縮比」ともいう。）を変更する機能を有するとともに、前記内燃機関の燃焼室におけるタンブル流の強度を制御する機能を有する可変圧縮比内燃機構に関する。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【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低く設定した場合には、燃焼室の高さが増加して燃焼室内にスキッシュエリアを形成しづらくなることがあった。そうすると、燃焼室における燃焼の速度を充分に上昇させることができず、熱効率が低下したり、ノッキングが発生し易くなったりするおそれがあった。一方、圧縮比が高い状態においては燃焼室が扁平になるために燃焼室の表面積を体積で除した値（以下、「Ｓ／Ｖ比」という。）が大きくなり燃焼室における熱効率が低下する傾向がある。そうすると、燃焼室における燃焼の安定性が低下するおそれがあった。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
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、圧縮比に拘らず燃焼室における燃焼の状態を適正に維持する技術を提供することである。そして、圧縮比が高いために燃焼室における熱効率が低下し燃焼の安定性が低下するおそれがある場合に、燃焼室内の燃焼を安定化させることである。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００８】
より詳しくは、内燃機関のＴＤＣにおけるシリンダヘッドとピストンとの相対位置をシリンダ軸方向に変更し、燃焼室の容積を変更することによって前記内燃機関の機械圧縮比を制御する可変圧縮比機構と、
前記燃焼室におけるタンブル流の強度を変更するタンブル流強度変更手段と、
を備え、
前記シリンダヘッドとピストンとの間には、前記燃焼室の高さに応じてスキッシュエリアが形成され、
前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比に応じて、前記タンブル流の強度を変更することを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
そうすれば、燃焼室の容積（高さ）に依存するタンブル流の生成し易さに応じて、タンブル流強度変更手段が燃焼室において生成されるタンブル流の強度を変更する制御を行うので、圧縮比に拘らず燃焼室内に充分なタンブル流を生成することができる。その結果、圧縮比に拘らず燃焼室内における燃焼の状態を適正に維持することができる。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
また、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が低いほど前記タンブル流の強度を強くするようにしてもよい。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
ここで前述のように、前記内燃機関における圧縮比が低いほど燃焼室の高さが増加するので、圧縮比が低い状態においてはタンブル流の生成が困難となる。従って、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関における圧縮比が低くなるほどタンブル流の強度を強くする制御を行うようにした。そうすれば、圧縮比が低く燃焼室の高さが増加した状態においても燃焼室内に充分な強度のタンブル流を生成することができ、燃焼室における燃焼の状態を向上させることができる。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
また、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が所定の第１圧縮比より低い場合に、前記タンブル流の強度を強くするようにしてもよい。
【手続補正１０】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この場合は、圧縮比が所定の第１圧縮比である状態を閾値として圧縮比がそれより低い場合には、前記タンブル流強度変更手段はタンブル流の強度を強くする制御を行う。すなわちタンブル流の強度に関して圧縮比に応じた２段階の制御を行う。そうすれば、簡単な制御によって、圧縮比に拘らず燃焼室内に充分な強さのタンブル流を生成することができる。なお、ここで所定の第１圧縮比とは、圧縮比がこれより低い場合には、タンブル流の強度を強くする制御を行わなければ燃焼室における燃焼の速度が遅くなり、燃焼の状態を適正に維持することが困難となる圧縮比であり、予め実験的に求めるようにしてもよい。
【手続補正１１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が所定の第２圧縮比より低く、且つ前記内燃機関の機関負荷が所定の第１負荷よりも低い場合に、前記タンブル流の強度を強くするようにしてもよい。
【手続補正１２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
ここで、前記内燃機関における圧縮比の制御では、圧縮比を低下させるのは、比較的高負荷の運転状態である場合が多い。しかし、機関回転数が高い場合においては低負荷の運転状態において圧縮比を低下することもある。一方、タンブル流強度変更手段がタンブル流の強度を強くする制御を行う場合には、吸気の流れ自体を変更し、結果として吸気の流れを妨げることが多い。従って、あまりに高負荷の運転状態においてタンブル流の強度を強くする制御を実施するのは好ましくない。そこで、本発明においては、前記圧縮比が所定の第２圧縮比より低く、且つ前記内燃機関の機関負荷が所定の第１負荷よりも低い場合に、前記タンブル流の強度を強くする制御を行うようにした。
【手続補正１３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１７】
また、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が所定の第３圧縮比より低い場合及び、前記機械圧縮比が前記第３圧縮比より高い所定の第４圧縮比より高い場合に、前記タンブル流の強度を強くするようにしてもよい。
【手続補正１４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
そこで本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記圧縮比が所定の第３圧縮比より低い場合の他、前記圧縮比が第３圧縮比より高い所定の第４圧縮比より高い場合にも、前記タンブル流の強度を強くする制御を行うようにした。そうすれば、圧縮比が低いためにタンブル流が生成されづらい場合の他、圧縮比が高いために燃焼室における熱効率が低下し燃焼の安定性が低下するおそれがある場合にも、燃焼室内のタンブル流の強度を強くして燃焼を安定化させることができる。
【手続補正１５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
また、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記機械圧縮比が所定の第５圧縮比より低い場合には、前記機械圧縮比が低いほど前記タンブル流の強度を強くし、
前記機械圧縮比が前記第５圧縮比以上の所定の第６圧縮比より高い場合には、前記機械圧縮比が高いほど前記タンブル流の強度を強くするようにしてもよい。
【手続補正１６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２３】
なお、本発明においては、前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関の吸気ポートに設けられたタンブル流制御バルブを開閉することにより前記タンブル流の強度を変更するようにしてもよい。また、前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関の吸気行程における吸気弁の開弁時期を変更することにより前記タンブル流の強度を変更するようにしてもよい。また、前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関の吸気ポートの軸方向に垂直な方向の断面形状を、該断面における前記燃焼室の中心側の幅が前記燃焼室の周辺側の幅より大きくなるように定めるようにしてもよい。さらに、前記タンブル流強度変更手段は、前記内燃機関のピストンの頂面に、前記タンブル流の生成を促進する凹凸部を有するようにしてもよい。
【手続補正１７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４５】
以上、説明したように、本実施例においては、内燃機関１において目標圧縮比εｔが基準圧縮比ε０より低い場合には、圧縮比の制御が行われるとともに、燃焼室２０において生成されるタンブル流の強度を強くする制御が行われる。これにより、圧縮比が低い状態において燃焼室２０の高さが増加することに起因して燃焼室２０内のタンブル流の強度が弱くなってしまうことを抑制できる。これにより、圧縮比に拘らず燃焼室２０における燃焼の状態を適正に維持することができる。上記のＳ１０３の処理においてタンブル流の強度を強くする制御を行うＥＣＵ３０は、本実施例におけるタンブル流強度変更手段を構成する。また、基準圧縮比ε０は本実施例において第１圧縮比に相当する。
【手続補正１８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６３】
一方、低負荷で高圧縮比の状態である第３領域においては、ロータリーバルブ２７の回転角θを第１領域とは逆側にし、１２（ｂ）に示すような巻き上げる形態のタンブル流を生成させ、ピストン１５の斜面に沿った気流を形成してリーン燃焼を補助することができる。