JP6283687B2 - 可変圧縮比ピストンシステム - Google Patents
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Description
Claims (21)
- 可変圧縮比ピストンシステムであって、
エンジンの少なくとも1つのエンジンピストン組立体を備え、各々のエンジンピストン組立体が、
前記エンジンのエンジンシリンダに摺動して受容されたエンジンピストンと、
前記エンジンピストンに機械的に結合された第1の制御ピストンであって、前記第1の制御ピストンが第1の制御ピストン孔で作動し、前記第1の制御ピストン及び前記第1の制御ピストン孔が第1のチャンバを画定する第1の制御ピストンと、
前記エンジンピストンに機械的に結合された第2の制御ピストンであって、前記第2の制御ピストンが第2の制御ピストン孔で作動し、前記第2の制御ピストン及び前記第2の制御ピストン孔が第2のチャンバを画定する第2の制御ピストンと、
油圧流体を前記第1のチャンバに供給し、油圧流体を前記第1のチャンバから排出する低圧縮比ラインと、
油圧流体を前記第2のチャンバに供給し、油圧流体を前記第2のチャンバから排出する高圧縮比ラインと、
少なくとも1つの制御バルブと、前記制御バルブの位置を制御する少なくとも1つのアクチュエータとを備える制御システムであって、前記高圧縮比ラインと前記低圧縮比ラインとの間の油圧流体流れを選択的に許容する制御システムとを備え、
前記制御バルブが第1の位置にあるとき、前記高圧縮比ライン、前記制御バルブ及び前記低圧縮比ラインを介した前記第2のチャンバから前記第1のチャンバへの第1の正味の油圧流体流れが許容され、この結果、前記第1の正味の流れが前記第1の制御ピストン孔の前記第1の制御ピストンを上昇させ、前記第2の制御ピストン孔の第2の制御ピストンを下降させて、前記エンジンピストンを下降させ、これによって、前記エンジンピストンの圧縮比を低圧縮比状態に向かって小さくし、
前記制御バルブが第2の位置にあるとき、前記低圧縮比ライン、前記制御バルブ及び前記高圧縮比ラインを介した前記第1のチャンバから前記第2のチャンバへの第2の正味の油圧流体流れが許容され、この結果、前記第2の正味の流れが前記第2の制御ピストン孔の前記第2の制御ピストンを上昇させ、前記第1の制御ピストン孔の前記第1の制御ピストンを下降させて、前記エンジンピストンを上昇させ、これによって、前記エンジンピストンの前記圧縮比を高圧縮比状態に向かって大きくする、
可変圧縮比ピストンシステム。 - 前記制御バルブが第3の位置にあるとき、前記制御システムが、前記高圧縮比ライン、前記制御バルブ及び前記低圧縮比ラインを介した前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の油圧流体流れを防止し、これによって、前記エンジンピストンの前記圧縮比を維持する請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記アクチュエータが、前記制御バルブに結合された可変力ソレノイドであり、前記制御システムが、さらに、
前記可変力ソレノイドの電圧印加状態を制御するエンジン制御ユニットと、
前記高圧縮比ラインへの油圧流体流れを許容するが、前記高圧縮比ラインからの油圧流体流れを防止する第1のチェックバルブと、
前記低圧縮比ラインへの油圧流体流れを許容するが、前記低圧縮比ラインからの油圧流体流れを防止する第2のチェックバルブと、
前記制御バルブから前記第1のチェックバルブ及び前記第2のチェックバルブへの油圧流体流れを許容する中央ラインと、
を備える請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。 - 前記制御バルブが、さらに、
油圧流体源から油圧流体を受容し、かつ制御バルブ孔を有する制御バルブ本体と、
前記制御バルブ孔に摺動して受容され、かつ第1のランド及び第2のランドを備えるスプールと、
前記制御バルブ孔から離れる方向に前記スプールを付勢する制御バルブスプリングと、
を備える請求項3に記載の可変圧縮比ピストンシステム。 - 前記制御バルブが前記第1の位置にあるとき、前記第1のランドが、前記低圧縮比ラインから前記中央ラインへの油圧流体流れを遮断し、この結果、前記低圧縮比ラインへの前記第1のチェックバルブへの前記中央ラインへの前記制御バルブへの前記高圧縮流体ラインを介した前記第2のチャンバから前記第1のチャンバへの正味の油圧流体流れが、前記第1の制御ピストン孔の前記第1の制御ピストンを上昇させ、前記第2の制御ピストン孔の第2の制御ピストンを下降させて、前記エンジンピストンを下降させ、これによって、前記エンジンピストンの前記圧縮比を前記低圧縮比状態に向かって小さくする請求項4に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記制御バルブが第2の位置にあるとき、前記第2のランドが、前記高圧縮比ラインから前記中央ラインへの油圧流体流れを遮断し、この結果、前記高圧縮比ラインへの前記第2のチェックバルブへの前記中央ラインへの前記制御バルブへの前記低圧縮流体ラインを介した前記第1のチャンバから前記第2のチャンバへの正味の油圧流体流れが、前記第2の制御ピストン孔の前記第2の制御ピストンを上昇させ、前記第1の制御ピストン孔の前記第1の制御ピストンを下降させて、前記エンジンピストンを上昇させ、これによって、前記エンジンピストンの前記圧縮比を前記高圧縮比状態に向かって大きくする請求項4に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記制御バルブが第3の位置にあるとき、前記第1のランド及び前記第1のチェックバルブが、前記低圧縮比ラインからの油圧流体流れを遮断し、前記第2のランド及び前記第2のチェックバルブが、前記高縮比ラインから前記中央ラインへの油圧流体流れを遮断し、これによって、前記第1のチャンバ及び前記第2のチャンバからの流れを防止して、前記エンジンピストンの前記圧縮比を維持する請求項4に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記低圧縮比状態に向かって前記可変圧縮比ピストンシステムを付勢するために、前記第1のチャンバに配置された制御ピストン付勢スプリングをさらに備える請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記高圧縮比状態に向かって前記可変圧縮比ピストンシステムを付勢するために、前記第2のチャンバに配置された制御ピストン付勢スプリングをさらに備える請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記油圧流体源から前記制御バルブへの油圧流体流れを許容するが、前記制御バルブから前記油圧流体源への油圧流体流れを防止する前記制御バルブと前記油圧流体源との間に配置された入口チェックバルブをさらに備える請求項4に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記少なくとも1つのエンジンピストン組立体が複数のエンジンピストン組立体を備える請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記少なくとも1つの制御バルブが単一の制御バルブを備える請求項11に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記少なくとも1つの制御バルブが、前記複数のエンジンピストン組立体の数に等しい複数の制御バルブを備え、各々のエンジンピストンが前記複数の制御バルブの1つによって制御される請求項11に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 各々のエンジンピストン組立体が、さらに、
前記第1の制御ピストン孔と前記第2のピストン孔とを有するコネクティングロッドと、
前記コネクティングロッドを前記エンジンピストンに結合する偏心軸受と、
前記第1の制御ピストンを前記偏心軸受に結合する第1の連結ロッドと、
前記第2の制御ピストンを前記偏心軸受に結合する第2の連結ロッドと、
を備える請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。 - 油圧流体流れが、前記エンジンの運転によるクランクシャフトに対する慣性力及び燃焼力からの交互の力によって作動される請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記アクチュエータが調整圧力制御システムである請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記アクチュエータが差圧制御システムである請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。
- 前記制御バルブが、さらに、
油圧流体源から油圧流体を受容し、かつ制御バルブ孔を有する制御バルブ本体と、
前記制御バルブ孔に摺動して受容されたスプールであって、第1のランドと第2のランドとを備え、かつ前記スプールの第1の端部の第1のプラグと、前記第1の端部の反対側の前記スプールの第2の端部の第2のプラグとを有するスプールと、
前記スプールの前記第1のプラグに受容された第1のチェックバルブと、
前記スプールの前記第2のプラグに受容された第2のチェックバルブと、
前記制御バルブ孔から離れる方向に前記スプールを付勢する制御バルブスプリングと、
を備える請求項1に記載の可変圧縮比ピストンシステム。 - 可変圧縮比ピストンシステムのエンジンのエンジンシリンダに受容された少なくとも1つのエンジンピストンの圧縮比を変更する方法であって、前記可変圧縮比ピストンシステムが、さらに、前記エンジンピストンに機械的に結合された第1の制御ピストンであって、前記第1の制御ピストンが第1の制御ピストン孔で作動し、前記第1の制御ピストン及び前記第1の制御ピストン孔が第1のチャンバを画定する第1の制御ピストンと、前記エンジンピストンに機械的に結合された第2の制御ピストンであって、前記第2の制御ピストンが第2の制御ピストン孔で作動し、前記第2の制御ピストン及び前記第2の制御ピストン孔が第2のチャンバを画定する第2の制御ピストンと、油圧流体を前記第1のチャンバに供給し、油圧流体を前記第1のチャンバから排出する低圧縮比ラインと、油圧流体を前記第2のチャンバに供給し、油圧流体を前記第2のチャンバから排出する高圧縮比ラインと、少なくとも1つの制御バルブを備える制御システムであって、前記低圧縮比ラインと前記高圧縮比ラインとの間の油圧流体流れを選択的に許容する制御システムとを備え、
前記方法が、
a)エンジンに対する負荷を測定するステップと、
b)前記エンジンに対する前記負荷に基づき前記少なくとも1つのエンジンピストンに関する圧縮比状態を計算するステップと、
c)前記制御バルブを調整して、前記可変圧縮比ピストンシステムが前記圧縮比状態に向かって移動することを許容するステップと、
d)前記可変圧縮比ピストンシステムが前記圧縮比状態に到達したときに、前記制御バルブを第3の位置に調整するステップとを含み、
前記制御バルブが第1の位置にあるとき、前記高圧縮比ライン、前記制御バルブ及び前記低圧縮比ラインを介した前記第2のチャンバから前記第1のチャンバへの第1の正味の油圧流体流れが許容され、この結果、前記第1の正味の流れが前記第1の制御ピストン孔の前記第1の制御ピストンを上昇させ、前記第2の制御ピストン孔の第2の制御ピストンを下降させて、前記エンジンピストンを下降させ、これによって、前記エンジンピストンの圧縮比を低圧縮比状態に向かって小さくし、
前記制御バルブが第2の位置にあるとき、前記低圧縮比ライン、前記制御バルブ及び前記高圧縮比ラインを介した前記第1のチャンバから前記第2のチャンバへの第2の正味の油圧流体流れが許容され、この結果、前記第2の正味の流れが前記第2の制御ピストン孔の前記第2の制御ピストンを上昇させ、前記第1の制御ピストン孔の前記第1の制御ピストンを下降させて、前記エンジンピストンを上昇させ、これによって、前記エンジンピストンの前記圧縮比を高圧縮比状態に向かって大きくし、
前記制御バルブが第3の位置にあるとき、前記制御システムが、前記低圧縮比ライン、前記制御バルブ及び前記高圧縮比ラインを介した前記第1のチャンバと前記第2のチャンバとの間の油圧流体流れを防止し、これによって、前記エンジンピストンの前記圧縮比を維持する、方法。 - ステップc)が、可変力ソレノイドに電圧印加して、前記制御バルブの前記位置を調整するサブステップを含む請求項19に記載の方法。
- 油圧流体流れが、前記エンジンの運転によるクランクシャフトに対する慣性力及び燃焼力からの交互の力によって作動される請求項19に記載の方法。
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