JP2007247537A

JP2007247537A - Variable compression ratio unit of internal combustion engine

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Publication number: JP2007247537A
Application number: JP2006072016A
Authority: JP
Inventors: Shunichi Aoyama; 俊一青山; Katsuya Mogi; 克也茂木; Yoshiaki Tanaka; 儀明田中; Shinichi Takemura; 信一竹村; Narifumi Sugawara; 済文菅原; Akira Sakata; 晃坂田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd; Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2006-03-16
Filing date: 2006-03-16
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-16
Also published as: JP4714610B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To control a lubricating oil according to the compression ratio by using an actuator 31. <P>SOLUTION: The variable compression ratio unit of an internal combustion engine is provided with a variable compression ratio mechanism comprising a multi-link piston-crank mechanism including an upper link, a lower link, a control link 11, and a control shaft 12 to change the oscillating support position of the control link 11. The compression ratio is changed by changing the position of an eccentric cam 13 of the control shaft 12 with the actuator 31. The actuator 31 has a screw mechanism in which a rod 33 axially advances and retreats by the rotation of a sleeve 34. A valve 51 to be a kind of a spool valve is formed between a plunger 33b of the rod 33, and a valve sleeve 52 of a casing 35. In a low compression ratio position equivalent to heavy load timing, the lubricating oil is positively supplied into a screw threaded portion of the actuator 31 by switching an oil passage of the valve 51 to prevent wear. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

この発明は、複リンク式ピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構と圧縮比制御用のアクチュエータとを備えた内燃機関の可変圧縮比装置の改良に関する。 The present invention relates to an improvement in a variable compression ratio device for an internal combustion engine that includes a variable compression ratio mechanism using a multi-link type piston-crank mechanism and an actuator for compression ratio control.

レシプロ式内燃機関の可変圧縮比機構として、特許文献１に示すような複リンク式のクランク機構を利用したものが近年提案されている。これは、シリンダブロックのシリンダ内を摺動するピストンにピストンピンを介して一端が連結されたアッパリンクと、このアッパリンクの他端に連結ピンを介して連結されるとともに、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に連結されたロアリンクと、このロアリンクの自由度を制限するために該ロアリンクにさらに連結ピンを介して一端が連結され、かつ他端が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンクと、を備えており、上記コントロールリンクの揺動支持位置が制御軸の偏心カム部によって可変制御される構成となっている。このものでは、上記制御軸の回転位置つまり偏心カム部の位置によってコントロールリンク下端の揺動支持位置が変化し、ロアリンクの初期の姿勢が変わるため、これに伴ってピストンの上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。 As a variable compression ratio mechanism for a reciprocating internal combustion engine, a mechanism using a multi-link crank mechanism as shown in Patent Document 1 has been recently proposed. The upper link has one end connected to a piston sliding in a cylinder of the cylinder block via a piston pin, and is connected to the other end of the upper link via a connection pin. The lower link is rotatably connected to the lower link, and one end is connected to the lower link via a connection pin to limit the degree of freedom of the lower link, and the other end is swingably supported by the internal combustion engine body. The control link is variably controlled by the eccentric cam portion of the control shaft. In this case, the swing support position of the lower end of the control link changes depending on the rotational position of the control shaft, that is, the position of the eccentric cam portion, and the initial posture of the lower link changes. As a result, the compression ratio changes.

また上記特許文献１においては、機関運転条件に応じて上記制御軸を回転駆動するために、ネジ機構を利用したアクチュエータが開示されている。すなわち互いに螺合する雄ネジ部材および雌ネジ部材の相対回転によって雄ネジ部材もしくは雌ネジ部材を直進運動させ、この直進運動を例えば制御軸に固定したリンクレバーを介して回転運動として制御軸に伝達するようにしている。
特開２００３−９０４０９号公報 Moreover, in the said patent document 1, in order to rotationally drive the said control shaft according to engine operating conditions, the actuator using a screw mechanism is disclosed. In other words, the male screw member or the female screw member is linearly moved by relative rotation of the male screw member and the female screw member that are engaged with each other, and this linear movement is transmitted to the control shaft as a rotary motion, for example, via a link lever fixed to the control shaft. Like to do.
JP 2003-90409 A

しかしながら、従来の可変圧縮比装置においては、積極的な潤滑は行っていなかった。積極的な潤滑を行うには、別途のバルブや圧縮比に基づくバルブ制御装置を設ける必要があり、安価な可変圧縮比装置を構成するには問題があった。 However, the conventional variable compression ratio apparatus has not been actively lubricated. In order to perform active lubrication, it is necessary to provide a separate valve and a valve control device based on the compression ratio, and there is a problem in constructing an inexpensive variable compression ratio device.

そこで、本発明は、圧縮比を制御するアクチュエータ自体を流路切換用バルブとして、内燃機関の圧縮比に応じて潤滑油供給量を制御する必要がある場合に、極めて簡単な構成でもって、確実な潤滑を実現することを目的とする。 In view of this, the present invention provides an actuator that controls the compression ratio itself as a flow path switching valve, and when it is necessary to control the amount of lubricating oil supplied in accordance with the compression ratio of the internal combustion engine, it is possible to reliably use a simple configuration. The purpose is to achieve proper lubrication.

この発明は、複リンク式のピストン−クランク機構と、このピストン−クランク機構の各リンクの挙動を変化させるように被駆動部材を動かすことにより圧縮比を変えるアクチュエータと、を備えてなる内燃機関の可変圧縮比装置を前提としており、上記アクチュエータは、互いに螺合した雄ネジ部材および雌ネジ部材の相対回転による軸方向の作動によって上記被駆動部材を動かすように構成され、かつ上記雄ネジ部材および雌ネジ部材の軸方向の相対変位によって油路切換を行うバルブ部を備えている。従って、このバルブ部が圧縮比制御に伴って油路切換を行う。 The present invention relates to an internal combustion engine comprising: a multi-link type piston-crank mechanism; and an actuator that changes a compression ratio by moving a driven member so as to change the behavior of each link of the piston-crank mechanism. Assuming a variable compression ratio device, the actuator is configured to move the driven member by an axial operation by relative rotation of a male screw member and a female screw member screwed together, and the male screw member and A valve portion for switching the oil passage by the relative displacement in the axial direction of the female screw member is provided. Therefore, this valve unit switches the oil passage in accordance with the compression ratio control.

例えば、上記ピストン−クランク機構は、ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクに連結ピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクに連結ピンを介して揺動可能に連結されたコントロールリンクと、内燃機関本体に回転可能に設けられ、かつ上記コントロールリンクの他端部を揺動自在に支持する偏心カム部を備えた制御軸と、を備えて構成されており、上記制御軸に固定された被駆動部材となるリンクレバーが上記アクチュエータに連係し、該アクチュエータの軸方向変位によって上記制御軸の回転位置が制御される。 For example, the piston-crank mechanism includes an upper link coupled to the piston via a piston pin, and is pivotably coupled to the upper link via a coupling pin, and is rotatably mounted on the crank pin of the crankshaft. A lower link, a control link whose one end is swingably connected to the lower link via a connecting pin, and is rotatably provided in the internal combustion engine body, and swings the other end of the control link. A control shaft having an eccentric cam portion that is freely supported, and a link lever serving as a driven member fixed to the control shaft is linked to the actuator, and the axial displacement of the actuator The rotational position of the control shaft is controlled.

本発明の具体的な一つの態様では、上記アクチュエータは、上記雌ネジ部材を回転可能に保持したケーシングと、上記雌ネジ部材を回転駆動するモータと、を備え、上記モータの回転によって上記雄ネジ部材がケーシングに対し軸方向に進退するように構成されており、上記雄ネジ部材の一部と上記ケーシングとによって上記バルブ部が構成されている。 In a specific aspect of the present invention, the actuator includes a casing that rotatably holds the female screw member, and a motor that rotationally drives the female screw member, and the male screw is rotated by the rotation of the motor. The member is configured to advance and retract in the axial direction with respect to the casing, and the valve portion is configured by a part of the male screw member and the casing.

つまり上記雄ネジ部材およびケーシングのそれぞれに、ポートないしは油通路が形成され、両者がネジ機構の軸方向に相対変位することで、油路切換が行われる。従って、圧縮比に応じた格別の制御を要さずに、圧縮比に応じた潤滑油の供給を実現できる。 That is, a port or an oil passage is formed in each of the male screw member and the casing, and the oil passage is switched by relatively displacing both in the axial direction of the screw mechanism. Accordingly, it is possible to supply the lubricating oil according to the compression ratio without requiring special control according to the compression ratio.

例えば、上記バルブ部の油路切換によって、上記雄ネジ部材および上記雌ネジ部材の螺合部への潤滑油供給量が増減するように構成される。望ましくは、低圧縮比時に上記潤滑油供給量が大となるように上記バルブ部が構成される。すなわち、高負荷時など低圧縮比で運転される条件では、ガス圧力に起因するアクチュエータへの荷重が大きいため、ネジの螺合部に大きな荷重が加わる。この条件で特に高回転に移行すると、振動による微小滑りなども加わるため、ネジ部のフレッチング摩耗などが発生しやすくなる。本発明では、このような低圧縮比時に、アクチュエータ自体のバルブ部の作用によってネジ螺合部に多量の潤滑油が供給され、確実な潤滑が行われる。 For example, the amount of lubricating oil supplied to the threaded portion of the male screw member and the female screw member is increased or decreased by switching the oil passage of the valve portion. Desirably, the valve portion is configured so that the supply amount of the lubricating oil becomes large at a low compression ratio. That is, under a condition where the engine is operated at a low compression ratio such as a high load, a large load is applied to the screwed portion of the screw because the load on the actuator due to the gas pressure is large. When shifting to a high rotation speed under these conditions, a minute slip or the like due to vibration is also added, so that fretting wear of the thread portion is likely to occur. In the present invention, at such a low compression ratio, a large amount of lubricating oil is supplied to the screw threaded portion by the action of the valve portion of the actuator itself, and reliable lubrication is performed.

なお、この場合、低圧縮比から高圧縮比への切換直後に、上記螺合部の滑りによる移動を補償するようにアクチュエータを制御することが望ましい。 In this case, it is desirable to control the actuator so as to compensate for the movement due to the slippage of the screwing portion immediately after switching from the low compression ratio to the high compression ratio.

あるいは、高圧縮比時に、吐出油圧を低下させるように、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部をリリーフするように上記バルブ部が構成される。すなわち、高圧縮比時は一般に機関が低負荷であり、各部の潤滑の要求が相対的に低いので、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部をリリーフすることで、吐出油圧を低下させ、オイルポンプの駆動に要するエネルギを低減することが可能である。本発明では、このような圧縮比に応じた潤滑油の制御を容易に実現できる。 Alternatively, the valve portion is configured to relieve part of the lubricating oil discharged from the oil pump so as to reduce the discharge hydraulic pressure at the time of a high compression ratio. That is, when the compression ratio is high, the engine is generally lightly loaded, and the demand for lubrication of each part is relatively low, so by releasing a part of the lubricating oil discharged from the oil pump, the discharge hydraulic pressure is lowered, It is possible to reduce the energy required for driving the oil pump. In the present invention, it is possible to easily realize control of the lubricating oil according to such a compression ratio.

この発明によれば、別途のバルブや圧縮比に基づくバルブ制御を要さずに、圧縮比を制御するアクチュエータ自体を油路切換用のバルブとして、安価な構成により、圧縮比に応じた潤滑油の制御を実現することができる。 According to the present invention, an actuator that controls the compression ratio is used as a valve for switching the oil passage without using a separate valve or valve control based on the compression ratio, and the lubricating oil corresponding to the compression ratio can be obtained with an inexpensive configuration. Can be realized.

図１および図２は、本発明に係る可変圧縮比装置の構成を示しており、特に、図１は、高圧縮比に制御された状態を、図２は、低圧縮比に制御された状態を、それぞれ示す。 1 and 2 show the configuration of the variable compression ratio apparatus according to the present invention. In particular, FIG. 1 shows a state controlled to a high compression ratio, and FIG. 2 shows a state controlled to a low compression ratio. Are shown respectively.

この可変圧縮比装置における可変圧縮比機構は、複リンク式のピストン−クランク機構を利用したものであり、シリンダブロック１のシリンダ２内を摺動するピストン３にピストンピン４を介して一端が連結されたアッパリンク５と、このアッパリンク５の他端に連結ピン６を介して連結されるとともに、クランクシャフト７のクランクピン８に回転可能に連結されたロアリンク９と、このロアリンク９の自由度を制限するために該ロアリンク９にさらに連結ピン１０を介して一端が連結され、かつ他端が内燃機関本体に揺動可能に支持されたコントロールリンク１１と、を備えており、上記コントロールリンク１１の揺動支持位置が制御軸１２の偏心カム部１３によって可変制御される構成となっている。このものでは、上記制御軸１２の回転位置つまり偏心カム部１３の位置によってコントロールリンク１１下端の揺動支持位置が変化し、ロアリンク９の初期の姿勢が変わるため、これに伴ってピストン３の上死点位置、ひいては圧縮比が変化する。 The variable compression ratio mechanism in this variable compression ratio device uses a multi-link type piston-crank mechanism, and one end is connected to a piston 3 that slides in a cylinder 2 of a cylinder block 1 via a piston pin 4. The upper link 5 is connected to the other end of the upper link 5 via a connecting pin 6, and the lower link 9 is rotatably connected to the crankpin 8 of the crankshaft 7. A control link 11 having one end connected to the lower link 9 via a connecting pin 10 and the other end swingably supported by the internal combustion engine body in order to limit the degree of freedom. The swing support position of the control link 11 is variably controlled by the eccentric cam portion 13 of the control shaft 12. In this case, the swing support position at the lower end of the control link 11 changes depending on the rotational position of the control shaft 12, that is, the position of the eccentric cam portion 13, and the initial posture of the lower link 9 changes. The top dead center position and thus the compression ratio changes.

上記制御軸１２はクランクシャフト７と平行に配置され、かつシリンダブロック１に回転自在に支持されている。そして、この制御軸１２には、被駆動部材となるリンクレバー３２が固定されており、該リンクレバー３２のスリットに、アクチュエータ３１のロッド３３先端のピンが係合している。これにより、上記ロッド３３の軸方向の進退に伴って、制御軸１２が回転する。 The control shaft 12 is disposed in parallel with the crankshaft 7 and is rotatably supported by the cylinder block 1. A link lever 32 serving as a driven member is fixed to the control shaft 12, and a pin at the tip of the rod 33 of the actuator 31 is engaged with a slit of the link lever 32. Thereby, the control shaft 12 rotates as the rod 33 advances and retreats in the axial direction.

上記アクチュエータ３１は、図３にも示すように、雄ネジ部材としての上記のロッド３３と、このロッド３３の雄ネジ部３３ａに螺合した雌ネジ部材としてのスリーブ３４と、このスリーブ３４を一対のベアリング３６を介して回転可能に保持したケーシング３５と、を備えており、上記スリーブ３４が駆動源である電動モータ３７によって回転駆動される構成となっている。詳しくは、スリーブ３４の端部に固定された大歯車３８と電動モータ３７側の小歯車３９とを介して電動モータ３７の回転が減速された形でスリーブ３４に伝達される。また、電動モータ３７には、回転角検出センサ４０が設けられている。上記ロッド３３および上記スリーブ３４の雄ネジおよび雌ネジは、ネジ山の断面が台形をなす台形ネジとなっている。そして、上記可変圧縮比機構は、図１に示すように、ロッド３３が後退した位置において高圧縮比となり、図２に示すように、ロッド３３が伸張した位置において低圧縮比となる。 As shown in FIG. 3, the actuator 31 includes a rod 33 as a male screw member, a sleeve 34 as a female screw member screwed into a male screw portion 33 a of the rod 33, and a pair of the sleeves 34. And a casing 35 rotatably held via a bearing 36, and the sleeve 34 is rotationally driven by an electric motor 37 as a drive source. Specifically, the rotation of the electric motor 37 is transmitted to the sleeve 34 in a decelerated manner through a large gear 38 fixed to the end of the sleeve 34 and a small gear 39 on the electric motor 37 side. The electric motor 37 is provided with a rotation angle detection sensor 40. The male screw and female screw of the rod 33 and the sleeve 34 are trapezoidal screws having a trapezoidal cross section. The variable compression ratio mechanism has a high compression ratio at the position where the rod 33 is retracted as shown in FIG. 1, and a low compression ratio at the position where the rod 33 is extended as shown in FIG.

図６は、内燃機関の運転条件に対応した目標圧縮比の特性を示す特性図であって、図示するように、内燃機関の低負荷域では燃焼効率向上のために高圧縮比となり、負荷が高いほど、ノッキング回避のために低い圧縮比となる。 FIG. 6 is a characteristic diagram showing the characteristics of the target compression ratio corresponding to the operating conditions of the internal combustion engine. As shown in the figure, in the low load region of the internal combustion engine, the compression ratio becomes high to improve the combustion efficiency, and the load is A higher value results in a lower compression ratio to avoid knocking.

上記のようなネジ式のアクチュエータ３１によれば、大きな減速比が得られ、駆動トルクや制御精度の上で有利であるとともに、特に、台形ネジとすれば、軸方向の荷重を支える接触面の面積を大きく確保できる利点がある。そして、減速比と摩擦係数との関係を適切に設定することで、軸方向の荷重に対し、摩擦力のみで対抗することが可能であり、制御軸１２の位置をある位置に継続的に保持する場合（例えば定常走行のように運転条件が変化しない場合）に、その位置を保持するためのモータのトルクが不要となり、モータの消費電力を実質的に０にし得る。 According to the screw type actuator 31 as described above, a large reduction ratio is obtained, which is advantageous in terms of driving torque and control accuracy. In particular, if a trapezoidal screw is used, the contact surface that supports the load in the axial direction can be obtained. There is an advantage that a large area can be secured. By appropriately setting the relationship between the reduction ratio and the friction coefficient, it is possible to counteract the axial load with only the frictional force, and continuously maintain the position of the control shaft 12 at a certain position. In such a case (for example, when the driving conditions do not change as in steady running), the motor torque for maintaining the position becomes unnecessary, and the power consumption of the motor can be made substantially zero.

次に、本発明の要部であるバルブ部５１の構成を図３〜図５図に基づいて説明する。 Next, the structure of the valve | bulb part 51 which is the principal part of this invention is demonstrated based on FIGS.

図示するように、雄ネジ部材としてのロッド３３は、長手方向の中間部に円柱状のプランジャ部３３ｂを有しており、このプランジャ部３３ｂの外周面は、ケーシング３５の内周、詳しくはケーシング３５の一部をなす円筒状バルブスリーブ５２の内周面に、微小間隙を介して摺動可能に嵌合している。そして、上記バルブスリーブ５２に、入口ポート５３および出口ポート５４が互いに対向して開口形成されているとともに、上記プランジャ部３３ｂ外周面に、この入口ポート５３と出口ポート５４とを連通するためのドレン用油溝５５が全周に亘って凹設されている。上記入口ポート５３は、例えばシリンダブロック内のオイルギャラリ等を介して図示せぬ機関オイルポンプの吐出側に連通しており、また出口ポート５４は図示せぬドレン通路に連通している。また、プランジャ部３３ｂの雄ネジ部３３ａ寄りの部分でかつ入口ポート５３側となる外周面に、プランジャ部３３ｂの軸方向に沿った給油溝５６が凹設されている。この給油溝５６の先端は、プランジャ部３３ｂの雄ネジ部３３ａ側の端面に開放されている。従って、上記プランジャ部３３ｂがバルブスリーブ５２内を軸方向に摺動することで、一種のスプール弁が構成される。なお、図示例では、入口ポート５３等を有するバルブスリーブ５２がケーシング３５とは別体に形成されているが、ケーシング３５自体に入口ポート５３等を形成するようにしてもよい。 As shown in the figure, the rod 33 as a male screw member has a cylindrical plunger portion 33b in the middle in the longitudinal direction, and the outer peripheral surface of the plunger portion 33b is the inner periphery of the casing 35, specifically the casing. 35 is slidably fitted to the inner peripheral surface of a cylindrical valve sleeve 52 which forms a part of 35 through a minute gap. An inlet port 53 and an outlet port 54 are formed in the valve sleeve 52 so as to face each other, and a drain for communicating the inlet port 53 and the outlet port 54 with the outer peripheral surface of the plunger portion 33b. The oil groove 55 is recessed over the entire circumference. The inlet port 53 communicates with a discharge side of an engine oil pump (not shown) through, for example, an oil gallery in the cylinder block, and the outlet port 54 communicates with a drain passage (not shown). Further, an oil supply groove 56 along the axial direction of the plunger portion 33b is recessed in the outer peripheral surface on the inlet port 53 side near the male screw portion 33a of the plunger portion 33b. The tip of the oil supply groove 56 is open to the end surface of the plunger portion 33b on the male screw portion 33a side. Accordingly, the plunger portion 33b slides in the valve sleeve 52 in the axial direction to constitute a kind of spool valve. In the illustrated example, the valve sleeve 52 having the inlet port 53 and the like is formed separately from the casing 35, but the inlet port 53 and the like may be formed in the casing 35 itself.

図４は、アクチュエータ３１が図１に示した高圧縮比位置にあるときのバルブ部５１の状態を示している。図示するように、この高圧縮比時には、入口ポート５３がドレン用油溝５５を介して出口ポート５４に連通する。従って、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部がドレン通路へとリリーフされ、吐出油圧が低下する。この高圧縮比時は、機関の負荷が低い状態であり、各部の潤滑の要求が低いので、吐出油圧を低減することで、オイルポンプの駆動に要する消費エネルギが少なくなる。 FIG. 4 shows a state of the valve portion 51 when the actuator 31 is at the high compression ratio position shown in FIG. As shown in the figure, at this high compression ratio, the inlet port 53 communicates with the outlet port 54 via the drain oil groove 55. Therefore, a part of the lubricating oil discharged from the oil pump is relieved to the drain passage, and the discharge hydraulic pressure is lowered. At this high compression ratio, the load on the engine is low and the demand for lubrication of each part is low, so reducing the discharge hydraulic pressure reduces the energy consumption required to drive the oil pump.

これに対し、図５は、アクチュエータ３１が図２に示した低圧縮比位置にあるときのバルブ部５１の状態を示している。図示するように、この低圧縮比時には、ドレン用油溝５５は入口ポート５３および出口ポート５４に合致せず、入口ポート５３と出口ポート５４との間が遮断される一方、軸方向に沿った給油溝５６の端部が入口ポート５３に連通する。従って、吐出油圧が高くなるとともに、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部が、給油溝５６を通して、ロッド３３の雄ネジ部３３ａとスリーブ３４側の雌ネジとの螺合部つまり噛合部に供給され、該螺合部が積極的に潤滑される。この低圧縮比時は、機関の負荷が高い状態であり、ガス圧力に起因する反力として制御軸１２を介してアクチュエータ３１へ作用する負荷も大きく、ネジ螺合部に大きな荷重が加わるが、上記のように積極的に潤滑することで、ネジ部のフレッチング摩耗などを確実に防止できる。 On the other hand, FIG. 5 shows a state of the valve portion 51 when the actuator 31 is at the low compression ratio position shown in FIG. As shown in the figure, at this low compression ratio, the drain oil groove 55 does not match the inlet port 53 and the outlet port 54, and the gap between the inlet port 53 and the outlet port 54 is cut off, but along the axial direction. The end of the oil supply groove 56 communicates with the inlet port 53. Accordingly, the discharge hydraulic pressure increases, and a part of the lubricating oil discharged from the oil pump passes through the oil supply groove 56 to the screwed portion, that is, the meshing portion between the male screw portion 33a of the rod 33 and the female screw on the sleeve 34 side. Supplied and the threaded part is actively lubricated. At this low compression ratio, the engine load is high, the load acting on the actuator 31 via the control shaft 12 as a reaction force caused by the gas pressure is large, and a large load is applied to the screw threaded portion. By actively lubricating as described above, fretting wear of the threaded portion can be reliably prevented.

なお、上記のように潤滑を行うと、前述した摩擦力によるアクチュエータ３１の位置の保持作用が低減するので、例えば、アクチュエータ３１の駆動力を零としたまま定常運転されたような場合に、アクチュエータ３１の制御位置が変化しやすい。従って、低圧縮比から高圧縮比に切り換えた直後に、必要に応じて、アクチュエータ３１の位置の修正制御を行うことが望ましい。 If the lubrication is performed as described above, the action of holding the position of the actuator 31 due to the frictional force described above is reduced. For example, in the case of steady operation with the driving force of the actuator 31 being zero, the actuator The control position 31 is likely to change. Therefore, it is desirable to perform correction control of the position of the actuator 31 as necessary immediately after switching from the low compression ratio to the high compression ratio.

次に、図７および図８は、バルブ部５１の異なる実施例を示している。この実施例では、プランジャ部３３ｂは前述したドレン用油溝５５は具備しておらず、これに代えて、上記給油溝５６から出口ポート５４へと向かう排油通路５７がプランジャ部３３ｂ内部に形成されている。この排油通路５７の先端は、給油溝５６が入口ポート５３から遮断される高圧縮比位置（図７参照）において、出口ポート５４と連通し、かつ給油溝５６が入口ポート５３と連通する低圧縮比位置（図８参照）において、出口ポート５４から遮断される位置に設けられている。 Next, FIGS. 7 and 8 show different embodiments of the valve unit 51. In this embodiment, the plunger portion 33b does not include the drain oil groove 55 described above, and instead, an oil discharge passage 57 from the oil supply groove 56 to the outlet port 54 is formed inside the plunger portion 33b. Has been. The tip of the oil discharge passage 57 is connected to the outlet port 54 at a high compression ratio position where the oil supply groove 56 is blocked from the inlet port 53 (see FIG. 7), and the oil supply groove 56 is connected to the inlet port 53. In the compression ratio position (see FIG. 8), it is provided at a position where it is blocked from the outlet port 54.

この実施例の構成によれば、前述した実施例と同じく、図８に示す低圧縮比時にロッド３３の雄ネジ部３３ａとスリーブ３４側の雌ネジとの螺合部に潤滑油が供給され、該螺合部が積極的に潤滑される。そして、この状態から図７に示す高圧縮比位置に変化したときに、潤滑油の供給が停止するとともに、排油通路５７を通して、それまで潤滑されていたネジ螺合部から潤滑油が速やかに排出される。従って、高圧縮比時には、前述したように適宜な摩擦力が得られ、定常運転などで駆動力を零もしくは小としても、アクチュエータ３１の制御位置が保持される。 According to the configuration of this embodiment, as in the above-described embodiment, the lubricating oil is supplied to the threaded portion between the male screw portion 33a of the rod 33 and the female screw on the sleeve 34 side at the time of the low compression ratio shown in FIG. The threaded portion is positively lubricated. When the state changes from this state to the high compression ratio position shown in FIG. 7, the supply of the lubricating oil is stopped, and the lubricating oil is promptly passed through the oil drainage passage 57 from the screw threaded portion that has been lubricated so far. Discharged. Therefore, at the time of a high compression ratio, an appropriate frictional force is obtained as described above, and the control position of the actuator 31 is maintained even if the driving force is zero or small in steady operation or the like.

本発明に係る可変圧縮比装置の一実施例を高圧縮比位置で示す断面図。Sectional drawing which shows one Example of the variable compression ratio apparatus which concerns on this invention in a high compression ratio position. 同じく低圧縮比位置で示す断面図。Sectional drawing similarly shown in a low compression ratio position. アクチュエータの要部断面図。The principal part sectional drawing of an actuator. バルブ部の高圧縮比位置における説明図。Explanatory drawing in the high compression ratio position of a valve | bulb part. 同じくバルブ部の低圧縮比位置における説明図。Explanatory drawing in the low compression ratio position of a valve part similarly. 運転条件に対する目標圧縮比の特性を示す特性図。The characteristic view which shows the characteristic of the target compression ratio with respect to an operating condition. バルブ部の他の実施例を示す高圧縮比位置における説明図。Explanatory drawing in the high compression ratio position which shows the other Example of a valve | bulb part. 同じく低圧縮比位置における説明図。Explanatory drawing in a low compression ratio position similarly.

符号の説明Explanation of symbols

３…ピストン
５…アッパリンク
７…クランクシャフト
９…ロアリンク
１１…コントロールリンク
１２…制御軸
３１…アクチュエータ
５１…バルブ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Piston 5 ... Upper link 7 ... Crankshaft 9 ... Lower link 11 ... Control link 12 ... Control shaft 31 ... Actuator 51 ... Valve part

Claims

複リンク式のピストン−クランク機構と、このピストン−クランク機構の各リンクの挙動を変化させるように被駆動部材を動かすことにより圧縮比を変えるアクチュエータと、を備えてなる内燃機関の可変圧縮比装置において、
上記アクチュエータは、互いに螺合した雄ネジ部材および雌ネジ部材の相対回転による軸方向の作動によって上記被駆動部材を動かすように構成され、かつ上記雄ネジ部材および雌ネジ部材の軸方向の相対変位によって油路切換を行うバルブ部を備えており、このバルブ部が圧縮比制御に伴って油路切換を行うことを特徴とする内燃機関の可変圧縮比装置。 A variable compression ratio device for an internal combustion engine, comprising: a multi-link type piston-crank mechanism; and an actuator that changes a compression ratio by moving a driven member so as to change the behavior of each link of the piston-crank mechanism. In
The actuator is configured to move the driven member by an axial operation by relative rotation of a male screw member and a female screw member that are screwed together, and relative displacement in the axial direction of the male screw member and the female screw member. A variable compression ratio device for an internal combustion engine, characterized by comprising a valve section for switching the oil path by means of the valve section, wherein the valve section switches the oil path in accordance with the compression ratio control.

上記ピストン−クランク機構は、ピストンにピストンピンを介して連結されたアッパリンクと、上記アッパリンクに連結ピンを介して揺動可能に連結され、かつクランクシャフトのクランクピンに回転可能に装着されたロアリンクと、一端部が上記ロアリンクに連結ピンを介して揺動可能に連結されたコントロールリンクと、内燃機関本体に回転可能に設けられ、かつ上記コントロールリンクの他端部を揺動自在に支持する偏心カム部を備えた制御軸と、を備えてなり、
上記制御軸に固定された被駆動部材となるリンクレバーが上記アクチュエータに連係し、該アクチュエータの軸方向変位によって上記制御軸の回転位置が制御されることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。 The piston-crank mechanism includes an upper link connected to the piston via a piston pin, and is pivotably connected to the upper link via a connection pin, and is rotatably mounted on a crank pin of the crankshaft. A lower link, a control link whose one end is swingably connected to the lower link via a connecting pin, a rotary link provided on the internal combustion engine body, and the other end of the control link being swingable A control shaft having an eccentric cam portion to support,
The internal combustion engine according to claim 1, wherein a link lever serving as a driven member fixed to the control shaft is linked to the actuator, and the rotational position of the control shaft is controlled by the axial displacement of the actuator. Variable compression ratio device for engines.

上記アクチュエータは、上記雌ネジ部材を回転可能に保持したケーシングと、上記雌ネジ部材を回転駆動するモータと、を備え、上記モータの回転によって上記雄ネジ部材がケーシングに対し軸方向に進退するように構成されており、上記雄ネジ部材の一部と上記ケーシングとによって上記バルブ部が構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。 The actuator includes a casing that rotatably holds the female screw member, and a motor that rotationally drives the female screw member, and the male screw member advances and retracts in the axial direction with respect to the casing by the rotation of the motor. The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the valve portion is configured by a part of the male screw member and the casing.

上記バルブ部の油路切換によって、上記雄ネジ部材および上記雌ネジ部材の螺合部への潤滑油供給量が増減することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の可変圧縮比装置。 The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the amount of lubricating oil supplied to the threaded portion of the male screw member and the female screw member is increased or decreased by oil path switching of the valve portion. Variable compression ratio device.

低圧縮比時に上記潤滑油供給量が大となるように上記バルブ部が構成されていることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。 The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the valve portion is configured so that the supply amount of the lubricating oil becomes large at a low compression ratio.

高圧縮比時に、吐出油圧を低下させるように、オイルポンプから吐出された潤滑油の一部をリリーフするように上記バルブ部が構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の可変圧縮比装置。 6. The valve portion according to claim 1, wherein the valve portion is configured to relieve a part of the lubricating oil discharged from the oil pump so as to lower a discharge hydraulic pressure at a high compression ratio. A variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 1.

低圧縮比から高圧縮比への切換直後に、上記螺合部の滑りによる移動を補償するようにアクチュエータを制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の可変圧縮比装置。
6. The variable compression ratio device for an internal combustion engine according to claim 5, wherein the actuator is controlled so as to compensate for the movement due to slippage of the screwing portion immediately after switching from the low compression ratio to the high compression ratio.