可变压缩比内燃机制造技术

可变压缩比内燃机(1)具有：可变压缩比机构(2)，其根据控制轴(18)的转动位置而使内燃机(1)的机械压缩比变化；低压缩比侧止动件(50)；高压缩比侧止动件(60)；传感器(42)，其对致动器(24)的驱动轴(22)的转动位置进行检测；以及臂(30)，其压入于驱动轴(22)。臂(30)和驱动轴(22)在施加有超过上限扭矩的扭矩时进行相对旋转。使驱动轴(22)或控制轴(18)转动至由止动件(50、60)限制的位置，基于二者的位置处的检测值而诊断相对旋转的有无。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可变压缩比内燃机
本专利技术涉及具有对内燃机的压缩比进行可变控制的可变压缩比机构的内燃机。
技术介绍
已知一种内燃机，其为了提高往复式内燃机的热效率、且避免爆震等异常燃烧，具有根据内燃机的运转条件而最优地对内燃机的压缩比进行可变控制的可变压缩比机构。作为这种例子，专利文献1、2中公开了具有由多连杆式的活塞-曲柄机构构成的可变压缩比机构的内燃机。该可变压缩比机构形成为如下结构，即，具有：多个中间连杆，它们将内燃机的活塞和曲轴连结；以及控制连杆，其限制上述中间连杆的自由度，利用致动器对控制轴的转动位置进行变更，使控制连杆的摆动支点位置移动，由此使活塞的位置相对地上下移位而变更压缩比。通常，在这种可变压缩比机构中，为了防止压缩比过度地变为高压缩比或者低压缩比，设置有限制活塞-曲柄机构的移动而机械地限制压缩比的可变范围之类的止动件。然而，在控制作为致动器的电机的控制器的异常时等，如果在被止动件限制之后还要使电机的压缩比继续变更，则过度的负荷施加于各部分，并非优选。专利文献1：日本特开2010-151088号公报专利文献2：日本特开2014-238027号公报
技术实现思路
本专利技术的可变压缩比内燃机具有：可变压缩比机构，其使内燃机的机械压缩比与利用致动器而转动的压缩比控制部件的转动位置相应地变化；机械式的连结卡合机构，其包含与致动器的驱动轴嵌合的臂，将驱动轴的转动动作作为压缩比控制部件的转动动作而传递；传感器，其将驱动轴的转动位置作为与压缩比相当的参数而检测；以及至少1个止动件，其在与上限或下限的压缩比对应的位置处对压缩比控制部件或者连结卡合机构的移动进行限制。另外，具有控制器，该控制器基于利用止动件而限制压缩比控制部件或者连结卡合机构的状态下的传感器的检测值，对臂和驱动轴的嵌合部的相对旋转的有无进行诊断。在这样的结构中，在控制器的异常时等，如果在止动件的限制后电机还要继续进行压缩比的变更，则臂和驱动轴进行相对旋转。另一方面，如果产生这样的相对旋转，则传感器的检测值和压缩比的关系变得不准确。在本专利技术中，对这样的相对旋转的有无进行自诊断。根据本专利技术，在产生了臂和驱动轴的相对旋转的情况下，能够可靠地检测出该相对旋转。附图说明图1是概略地表示具有多连杆式可变压缩比机构的可变压缩比内燃机的剖面图。图2是图1的A向视图。图3是表示使用低压缩比侧止动件的驱动轴的相对旋转的诊断处理的流程图。图4是表示使用高压缩比侧止动件的驱动轴的相对旋转的诊断处理的流程图。图5是表示传感器输出和实际的压缩比的关系的曲线图。具体实施方式下面，参照附图对本专利技术的实施例进行说明。如图1所示，可变压缩比内燃机1具有利用公知的多连杆式活塞曲柄机构的可变压缩比机构2。该可变压缩比机构2作为主体而构成有：下连杆6，其可自由旋转地支撑于曲轴4的曲柄销4a；上连杆12，其将上述下连杆6的一端部的上销8和活塞10的活塞销10a相互连结；控制连杆16，其一端与下连杆6的其他端部的控制销14连结；以及控制轴18，其将上述控制连杆16的另一端支撑为能够摆动。曲轴4以及控制轴18在气缸体20下部的曲轴箱内经由未图示的轴承构造而支撑为可自由旋转。控制轴18具有随着该控制轴18的转动而位置变化的偏心轴部18a，控制连杆16的端部以能够旋转的方式与该偏心轴部18a嵌合。在可变压缩比机构2中，活塞10的上止点位置随着控制轴18的转动而上下移位，因此机械压缩比发生变化。即，在本实施例中，控制轴18相当于压缩比控制部件，机械压缩比根据作为该压缩比控制部件的控制轴18的转动位置而唯一地规定。另外，作为对可变压缩比机构2的压缩比、即控制轴18的转动位置进行可变控制的驱动机构，具有与曲轴4平行的驱动轴22的致动器24配置于气缸体20的下部。如图2所示，致动器24形成为如下结构，即，成为致动器主体的电动机26、和对该电动机26的输出旋转进行减速并从驱动轴22输出的减速器28串联结合地配置。驱动轴22在从与低压缩比对应的角度位置至与高压缩比对应的角度位置的恒定角度范围内转动。驱动轴22和控制轴18彼此并列，以使得二者联动转动的方式利用中间连杆34将压入于驱动轴22的第1臂30和固定于控制轴18的第2臂32相互连结。如果致动器24的驱动轴22转动，则该转动从第1臂30经由中间连杆34而向第2臂32传递，控制轴18转动。由此，如上所述，内燃机1的机械压缩比发生变化。即，在本实施例中，第1臂30、第2臂32以及中间连杆34相当于机械式连结卡合机构，将驱动轴22的转动动作作为控制轴18的转动动作而传递。此外，在本实施例中，作为机械式连结卡合机构而使用连杆机构，但也可以是其他连结卡合机构。在控制器40中，基于内燃机运转条件(例如请求负荷以及内燃机旋转速度)而设定可变压缩比机构2的目标压缩比，对致动器24即电动机26进行驱动控制以实现该目标压缩比。利用实际压缩比传感器42对与实际的机械压缩比相当的驱动轴22的转动位置进行检测，按照目标压缩比对电动机26进行反馈控制。实际的压缩比传感器42是与驱动轴22的前端相对配置的非接触型的传感器，读取由埋入于驱动轴22的前端面的永磁体构成的被检测体(未图示)的角度位置，将检测值输出至控制器40。控制器40基于上述检测值而对致动器24进行驱动控制。除了上述实际压缩比传感器42以外，控制器40中输入有进行吸入空气量Q的检测的空气流量计44、进行内燃机旋转速度N的检测的曲轴转角传感器46等传感器类的信号。控制器40基于这些检测信号而将压缩比控制为最优。作为基本的压缩比控制的趋势，为了提高热效率而在低负荷侧赋予较高的目标压缩比，为了避免爆震而在高负荷侧赋予较低的目标压缩比。为了机械地限制可变压缩比机构2的压缩比的变化范围，内燃机1具有：低压缩比侧止动件50，其限制控制轴18向低压缩比侧的过度的旋转；以及高压缩比侧止动件60，其限制控制轴18向高压缩比侧的过度的旋转。低压缩比侧止动件50在与下限压缩比对应的位置处以与第1臂30抵接的方式凸出形成于致动器24的壳体内。因此，如果驱动轴22转动至与下限压缩比对应的位置，则第1臂30与低压缩比侧止动件50抵接，将驱动轴22、进而控制轴18限制为不向低压缩比侧进一步转动。即，在低压缩比侧止动件50和第1臂30抵接的位置处限制压缩比的下限。另一方面，高压缩比侧止动件60在与上限压缩比对应的位置处凸出形成于构成控制轴18的轴承的部件(例如，轴承盖52)。以与该高压缩比侧止动件60抵接的方式将凸部62设置于控制轴18的规定位置。因此，如果驱动轴22转动至与上限压缩比对应的位置，则凸部62与高压缩比侧止动件60抵接，将控制轴18、进而驱动轴22限制为不向高压缩比侧进一步转动。即，在高压缩比侧止动件60和凸部62抵接的位置处限制压缩比的上限。这样，低压缩比侧止动件50以及高压缩比侧止动件60将上述连结卡合机构的移动限制于与下限压缩比对应的位置和与上限压缩比对应的位置之间，其结果，压缩比仅在下限压缩比与上限压缩比之间变化。此外，在本实施例中，将低压缩比侧止动件50设置于致动器24内，将高压缩比侧止动件60设置于内燃机1主体侧，但止动件50、60的位置并不限定于此，可以配置于能够限制第1臂30以及控制轴18的转动的任意位置。例如，可以将低压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可变压缩比内燃机，其具有：可变压缩比机构，其使内燃机的机械压缩比与利用致动器而转动的压缩比控制部件的转动位置相应地变化；机械式的连结卡合机构，其包含与上述致动器的驱动轴嵌合的臂，将上述驱动轴的转动动作作为上述压缩比控制部件的转动动作而传递；传感器，其将上述驱动轴的转动位置作为与压缩比相当的参数而检测；以及至少1个止动件，其在与上限或下限的压缩比对应的位置处，对上述压缩比控制部件或者上述连结卡合机构的移动进行限制，其中，所述可变压缩比内燃机具有控制器，该控制器基于利用上述止动件而限制上述压缩比控制部件或者上述连结卡合机构的状态下的上述传感器的检测值，对上述臂和上述驱动轴的嵌合部的相对旋转的有无进行诊断。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种可变压缩比内燃机，其具有：可变压缩比机构，其使内燃机的机械压缩比与利用致动器而转动的压缩比控制部件的转动位置相应地变化；机械式的连结卡合机构，其包含与上述致动器的驱动轴嵌合的臂，将上述驱动轴的转动动作作为上述压缩比控制部件的转动动作而传递；传感器，其将上述驱动轴的转动位置作为与压缩比相当的参数而检测；以及至少1个止动件，其在与上限或下限的压缩比对应的位置处，对上述压缩比控制部件或者上述连结卡合机构的移动进行限制，其中，所述可变压缩比内燃机具有控制器，该控制器基于利用上述止动件而限制上述压缩比控制部件或者上述连结卡合机构的状态下的上述传感器的检测值，对上述臂和上述驱动轴的嵌合部的相对旋转的有无进行诊断。2.根据权利要求1所述的可变压缩比内燃机，其中，上述止动件设置于与下限的压缩比对应的位置，上述控制器使上述压缩比控制部件以及上述连结卡合机构移动至基于上述止动...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥英二，
申请(专利权)人：日产自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP