JP2018013047A

JP2018013047A - Internal combustion engine control system

Info

Publication number: JP2018013047A
Application number: JP2016141450A
Authority: JP
Inventors: 成広杉平; Shigehiro Sugihira; 加藤　直人; Naoto Kato; 直人加藤; 龍太郎森口; Ryutaro Moriguchi; 悠志芝池; Yushi Shibaike
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2016-07-19
Filing date: 2016-07-19
Publication date: 2018-01-25

Abstract

【課題】本発明は、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構を有する内燃機関において、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際のトルクの低下を低減することを目的とする。【解決手段】本発明では、可変圧縮比機構が機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際には燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを増量させる制御を実行し、且つ、該機械圧縮比の高圧縮比から低圧縮比への変更が完了したときには燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを減量させる制御を実行する。【選択図】図５An object of the present invention is to reduce a decrease in torque when an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism using a variable length connecting rod is changed from a high compression ratio to a low compression ratio. . In the present invention, when the variable compression ratio mechanism changes the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio, control is performed to increase the combustion energy generated by the combustion of the fuel, and When the change of the mechanical compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio is completed, control is performed to reduce the combustion energy generated by the combustion of the fuel. [Selection] Figure 5

Description

本発明は、可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御システムに関する。 The present invention relates to an internal combustion engine control system having a variable compression ratio mechanism.

従来、内燃機関の機械圧縮比を変更する機構である可変圧縮比機構が開発されている（特許文献１参照）。また、可変圧縮比機構を有する内燃機関において、加速運転時に、ノッキングの発生を抑制することを目的として機械圧縮比を低下させる技術が知られている（特許文献２参照）。ただし、機械圧縮比を低下させた際には、機械膨張比の低下に起因して内燃機関のトルクが低下する虞がある（特許文献３参照）。そのため、可変圧縮比機構を有する内燃機関において、機械圧縮比を低下させる際には、機械膨張比の低下に伴う内燃機関のトルク低下を抑制するための制御を実行する必要がある。 Conventionally, a variable compression ratio mechanism that is a mechanism for changing the mechanical compression ratio of an internal combustion engine has been developed (see Patent Document 1). In addition, in an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism, a technique for reducing the mechanical compression ratio for the purpose of suppressing the occurrence of knocking during acceleration operation is known (see Patent Document 2). However, when the mechanical compression ratio is lowered, the torque of the internal combustion engine may be lowered due to the lowering of the mechanical expansion ratio (see Patent Document 3). Therefore, in an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism, when reducing the mechanical compression ratio, it is necessary to execute control for suppressing a reduction in torque of the internal combustion engine accompanying a decrease in the mechanical expansion ratio.

特開２０１６−１１８１８１号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2006-118181 特開２００３−０９０２３６号公報JP 2003-090236 A 特開２０１６−０１７４８９号公報JP 2006-017489 A

可変圧縮比機構として可変長コンロッドを用いた機構が知られている。このような可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構では、コンロッドの有効長を長くする、または、短くすることで機械圧縮比を変更することができる。つまり、コンロッドの有効長を相対的に長くした場合、上死点での気筒内におけるピストンの位置が相対的に高くなり（即ち、シリンダヘッドに近くなる）、その結果、燃焼室の容積が相対的に小さくなる。そのため、機械圧縮比が高圧縮比となる。一方、コンロッドの有効長を相対的に短くした場合、上死点での気筒内におけるピストンの位置が相対的に低くなり（即ち、シリンダヘッドから遠くなる）、その結果、燃焼室の容積が相対的に大きくなる。そのため、機械圧縮比が低圧縮比となる。 A mechanism using a variable length connecting rod is known as a variable compression ratio mechanism. In such a variable compression ratio mechanism using a variable length connecting rod, the mechanical compression ratio can be changed by increasing or decreasing the effective length of the connecting rod. That is, when the effective length of the connecting rod is made relatively long, the position of the piston in the cylinder at the top dead center becomes relatively high (that is, close to the cylinder head), and as a result, the volume of the combustion chamber becomes relatively large. Become smaller. Therefore, the mechanical compression ratio becomes a high compression ratio. On the other hand, when the effective length of the connecting rod is made relatively short, the position of the piston in the cylinder at the top dead center becomes relatively low (that is, far from the cylinder head), and as a result, the volume of the combustion chamber becomes relatively small. Become bigger. Therefore, the mechanical compression ratio becomes a low compression ratio.

また、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構においては、機械圧縮比を変更する際に、気筒内においてピストンが往復動することで生じる慣性力の作用、および、気筒内において燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用を利用することで、コンロッドの有効長が変更される。つまり、機械圧縮比を低圧縮比から高圧縮比に変更する際には、ピストンが往復動することで生じる上向きの慣性力の作用によりコンロッドの有効長が長くされる。一方、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際には、ピストンが往復動することで生じる下向きの慣性力の作用のみならず、燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用により、コンロッドの有効長が短くされる。そのため、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構では、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際に、機械膨張比の低下に加え、燃料の燃焼エネルギの一部がコンロッドの有効長を短くするために消費されることにも起因して、内燃機関のトルクが低下する虞がある。 In the variable compression ratio mechanism using the variable length connecting rod, when the mechanical compression ratio is changed, the inertial force generated by the reciprocating motion of the piston in the cylinder, and the fuel burns in the cylinder. The effective length of the connecting rod is changed by utilizing the action of the combustion pressure generated in step (b). That is, when the mechanical compression ratio is changed from the low compression ratio to the high compression ratio, the effective length of the connecting rod is lengthened by the action of the upward inertia force generated by the reciprocating movement of the piston. On the other hand, when changing the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio, not only the downward inertial force caused by the reciprocating movement of the piston but also the combustion pressure caused by the combustion of the fuel. The effective length of the connecting rod is shortened. Therefore, in a variable compression ratio mechanism using a variable length connecting rod, when the mechanical compression ratio is changed from a high compression ratio to a low compression ratio, in addition to a decrease in the mechanical expansion ratio, a part of the combustion energy of the fuel is effective for the connecting rod. There is a risk that the torque of the internal combustion engine may decrease due to consumption for shortening the length.

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであって、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構を有する内燃機関において、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際のトルクの低下を低減することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and in an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism using a variable length connecting rod, torque when changing the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio. The purpose of this is to reduce the decrease of

第一の発明に係る内燃機関の制御システムは、可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御システムであって、前記可変圧縮比機構が、コンロッドの有効長を調整することで内燃機関の機械圧縮比を変更する機構であり、機械圧縮比を低圧縮比から高圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用により前記コンロッドの有効長を長くし、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用と、気筒内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用とにより、前記コンロッドの有効長を短くする機構であって、前記可変圧縮比機構が機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際には燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを増量させる制御を実行し、且つ、該機械圧縮比の高圧縮比から低圧縮比への変更が完了したときには燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを減量させる制御を実行する燃焼エネルギ制御部を備えている。 An internal combustion engine control system according to a first aspect of the present invention is an internal combustion engine control system having a variable compression ratio mechanism, wherein the variable compression ratio mechanism adjusts the effective length of the connecting rod to adjust the mechanical compression ratio of the internal combustion engine. When changing the mechanical compression ratio from a low compression ratio to a high compression ratio, the effective length of the connecting rod is increased by the action of the inertial force generated by the reciprocating motion of the piston in the cylinder, When changing the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio, the action of inertia force generated by the reciprocating motion of the piston in the cylinder and the action of combustion pressure generated by the combustion of fuel in the cylinder Therefore, when the variable compression ratio mechanism changes the mechanical compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio, the combustion energy generated by the combustion of the fuel is increased. Control And rows, and, when a change to a low compression ratio from a high compression ratio of the mechanical compression ratio is completed and a combustion energy control unit for executing control for reduced combustion energy generated by the fuel burns.

第二の発明に係る内燃機関の制御システムは、可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御システムであって、前記可変圧縮比機構が、コンロッドの有効長を調整することで内燃機関の機械圧縮比を変更する機構であり、機械圧縮比を低圧縮比から高圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用により前記コンロッドの有効長を長くし、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用と、気筒内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用とにより、前記コンロッドの有効長を短くする機構であって、内燃機関をアシストする電動モータと、前記可変圧縮比機構が機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際には前記電動モータから内燃機関に付与されるトルクを増加させ、且つ、該機械圧縮比の高圧縮比から低圧縮比への変更が完了したときには前記電動モータから内燃機関に付与されるトルクを減少させるモータアシスト制御部と、を備えている。 An internal combustion engine control system according to a second aspect of the present invention is an internal combustion engine control system having a variable compression ratio mechanism, wherein the variable compression ratio mechanism adjusts the effective length of the connecting rod to adjust the mechanical compression ratio of the internal combustion engine. When changing the mechanical compression ratio from a low compression ratio to a high compression ratio, the effective length of the connecting rod is increased by the action of the inertial force generated by the reciprocating motion of the piston in the cylinder, When changing the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio, the action of inertia force generated by the reciprocating motion of the piston in the cylinder and the action of combustion pressure generated by the combustion of fuel in the cylinder Thus, a mechanism for shortening the effective length of the connecting rod, the electric motor assisting the internal combustion engine, and the electric motor when the variable compression ratio mechanism changes the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio. From A motor assist controller that increases the torque applied to the engine and reduces the torque applied from the electric motor to the internal combustion engine when the change of the mechanical compression ratio from the high compression ratio to the low compression ratio is completed; It is equipped with.

本発明によれば、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構を有する内燃機関において、機械圧縮比を高圧縮比から低圧縮比に変更する際のトルクの低下を低減することができる。 According to the present invention, in an internal combustion engine having a variable compression ratio mechanism using a variable length connecting rod, it is possible to reduce a decrease in torque when the mechanical compression ratio is changed from a high compression ratio to a low compression ratio.

本発明の実施例１に係る内燃機関の概略構成を示す図である。1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施例１に係る可変長コンロッドの概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the variable-length connecting rod which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る、第一状態にあるときの切換機構の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the switching mechanism when it exists in the 1st state based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る、第二状態にあるときの切換機構の様子を示す図である。It is a figure which shows the mode of the switching mechanism when it exists in the 2nd state based on Example 1 of this invention. 本発明の実施例１に係る、内燃機関の機械圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に切り換える際の、トルク、機械圧縮比、吸入空気量、および、燃料噴射量の推移を示すタイムチャートである。Time indicating the transition of torque, mechanical compression ratio, intake air amount, and fuel injection amount when the mechanical compression ratio of the internal combustion engine is switched from the first compression ratio to the second compression ratio according to the first embodiment of the present invention. It is a chart. 本発明の実施例１に係る機械圧縮比変更時の燃焼エネルギ制御のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the combustion energy control at the time of the mechanical compression ratio change which concerns on Example 1 of this invention. 本発明の実施例２に係る内燃機関の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine which concerns on Example 2 of this invention. 実施例に係る機械圧縮比変更時のモータアシスト制御のフローを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of the motor assist control at the time of the mechanical compression ratio change which concerns on an Example.

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.

＜実施例１＞
図１は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。図１に示す内燃機関１は、複数の気筒３００を有する４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関である。なお、図１においては、便宜的に、複数の気筒３００のうち、１つの気筒のみが示されている。 <Example 1>
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to the present embodiment. The internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a 4-stroke cycle spark ignition internal combustion engine having a plurality of cylinders 300. In FIG. 1, only one cylinder among the plurality of cylinders 300 is shown for convenience.

内燃機関１は、クランクケース２と、シリンダブロック３と、シリンダヘッド４と、を備えている。クランクケース２には、クランクシャフト２００が回転自在に収容されている。シリンダブロック３には、円柱状の気筒３００が形成されている。該気筒３００内には、ピストン５が摺動自在に収容されている。ピストン５とクランクシャフト２００とは可変長コンロッド６により連結されている。なお、可変長コンロッド６の構成については後述する。シリンダヘッド４には、吸気ポート１１と排気ポート１４とが形成されている。さらに、シリンダヘッド４には、燃焼室７における吸気ポート１１の開口端を開閉するための吸気バルブ９と、該吸気バルブ９を開閉駆動するための吸気カムシャフト１０とが備えられている。また、シリンダヘッドに４は、燃焼室７における排気ポート１４の開口端を開閉するための排気バルブ１２と、該排気バルブ１２を開閉駆動するための排気カムシャフト１３とが備えられている。さらに、シリンダヘッド４には、燃焼室７内の混合気を着火させるための点火プラグ８と、吸気ポート１１内に燃料を噴射する燃料噴射弁１０３とが備えられている。また、内燃機関１において、各気筒の吸気ポート１１と連通している吸気通路（図示略）にはスロットル弁１０２が設けられている。スロットル弁１０２は、吸気通路内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。 The internal combustion engine 1 includes a crankcase 2, a cylinder block 3, and a cylinder head 4. A crankshaft 200 is rotatably accommodated in the crankcase 2. The cylinder block 3 is formed with a cylindrical cylinder 300. The piston 5 is slidably accommodated in the cylinder 300. The piston 5 and the crankshaft 200 are connected by a variable length connecting rod 6. The configuration of the variable length connecting rod 6 will be described later. An intake port 11 and an exhaust port 14 are formed in the cylinder head 4. Further, the cylinder head 4 is provided with an intake valve 9 for opening and closing the opening end of the intake port 11 in the combustion chamber 7 and an intake camshaft 10 for opening and closing the intake valve 9. The cylinder head 4 is provided with an exhaust valve 12 for opening and closing the open end of the exhaust port 14 in the combustion chamber 7 and an exhaust camshaft 13 for driving the exhaust valve 12 to open and close. Further, the cylinder head 4 is provided with a spark plug 8 for igniting the air-fuel mixture in the combustion chamber 7 and a fuel injection valve 103 for injecting fuel into the intake port 11. In the internal combustion engine 1, a throttle valve 102 is provided in an intake passage (not shown) communicating with the intake port 11 of each cylinder. The throttle valve 102 adjusts the intake air amount of the internal combustion engine 1 by changing the passage cross-sectional area in the intake passage.

ここで、可変長コンロッド６は、その小端部においてピストンピン２１によりピストン５と連結されるとともに、その大端部においてクランクシャフト２００のクランクピン２２と連結される。この可変長コンロッド６は、ピストンピン２１の軸心からクランクピン２２の軸心までの距離、すなわち有効長を変更することができる。可変長コンロッド６の有効長が長くなると、クランクピン２２の軸心からピストンピン２１の軸心までの長さが長くなるため、図１中の実線で示すようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７の容積が小さくなる。一方、可変長コンロッド６の有効長が短くなると、クランクピン２２の軸心からピストンピン２１の軸心までの長さが短くなるため、図１中の破線で示すようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７の容積が大きくなる。なお、上記したように可変長コンロッド６の有効長が変化しても、ピストン５のストロークが変化しないため、ピストン５が上死点に位置するときの筒内容積（燃焼室の容積）とピストン５が下死点に位置するときの筒内容積との比（すなわち、機械圧縮比）が変化することになる。 Here, the variable length connecting rod 6 is connected to the piston 5 by the piston pin 21 at the small end portion thereof, and is connected to the crank pin 22 of the crankshaft 200 at the large end portion thereof. The variable length connecting rod 6 can change the distance from the axial center of the piston pin 21 to the axial center of the crank pin 22, that is, the effective length. When the effective length of the variable length connecting rod 6 is increased, the length from the axis of the crank pin 22 to the axis of the piston pin 21 is increased, so that the piston 5 is at the top dead center as shown by the solid line in FIG. The volume of the combustion chamber 7 is reduced. On the other hand, when the effective length of the variable length connecting rod 6 is shortened, the length from the axial center of the crank pin 22 to the axial center of the piston pin 21 is shortened, so that the piston 5 is at the top dead center as shown by the broken line in FIG. The volume of the combustion chamber 7 when it is at is increased. As described above, even if the effective length of the variable-length connecting rod 6 changes, the stroke of the piston 5 does not change. Therefore, the in-cylinder volume (combustion chamber volume) and the piston when the piston 5 is located at the top dead center. The ratio with the in-cylinder volume when 5 is located at the bottom dead center (that is, the mechanical compression ratio) changes.

（可変長コンロッドの構成）
ここで、本実施例に係る可変長コンロッド６の構成について図２に基づいて説明する。図２は、本実施例に係る可変長コンロッド６の概略構成を示す図である。可変長コンロッド６は、コンロッド本体３１と、コンロッド本体３１に回動可能に取り付けられた偏心部材３２と、コンロッド本体３１に設けられた第１ピストン機構３３と、コンロッド本体３１に設けられた第２ピストン機構３４と、これら両ピストン機構３３、３４への作動油の流れの切換を行う切換機構３５と、を具備する。 (Configuration of variable length connecting rod)
Here, the structure of the variable-length connecting rod 6 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the variable-length connecting rod 6 according to the present embodiment. The variable length connecting rod 6 includes a connecting rod body 31, an eccentric member 32 rotatably attached to the connecting rod body 31, a first piston mechanism 33 provided in the connecting rod body 31, and a second provided in the connecting rod body 31. A piston mechanism 34 and a switching mechanism 35 that switches the flow of hydraulic oil to the piston mechanisms 33 and 34 are provided.

コンロッド本体３１は、その一方の端部にクランクシャフト２００のクランクピン２２を受容するクランク受容開口４１を有し、他方の端部に後述する偏心部材３２のスリーブ３２ａを受容するスリーブ受容開口４２を有する。クランク受容開口４１はスリーブ受容開口４２よりも大きいことから、クランク受容開口４１が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を大端部３１ａと称し、スリーブ受容開口４２が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を小端部３１ｂと称する。 The connecting rod body 31 has a crank receiving opening 41 for receiving the crank pin 22 of the crankshaft 200 at one end thereof, and a sleeve receiving opening 42 for receiving a sleeve 32a of an eccentric member 32 described later at the other end. Have. Since the crank receiving opening 41 is larger than the sleeve receiving opening 42, the end of the connecting rod body 31 on the side where the crank receiving opening 41 is provided is referred to as the large end 31a, and the side on which the sleeve receiving opening 42 is provided. The end of the connecting rod body 31 is referred to as a small end 31b.

なお、本明細書では、クランク受容開口４１の軸心（すなわち、クランク受容開口４１に受容されるクランクピン２２の軸心）と、スリーブ受容開口４２の軸心（すなわち、スリーブ受容開口４２に受容されるスリーブ３２ａの軸心）とを通る仮想直線Ｘを、可変長コンロッド６の軸心と称する。また、可変長コンロッド６の軸心Ｘに対して垂直であってクランク受容開口４１の軸心に垂直な方向における可変長コンロッド６の長さを、該可変長コンロッド６の幅と称する。加えて、クランク受容開口４１の軸心に平行な方向における可変長コンロッド６の長さを、該可変長コンロッド６の厚さと称する。 In the present specification, the axis of the crank receiving opening 41 (ie, the axis of the crank pin 22 received in the crank receiving opening 41) and the axis of the sleeve receiving opening 42 (ie, received in the sleeve receiving opening 42). The imaginary straight line X passing through the axial center of the sleeve 32a is referred to as the axial center of the variable-length connecting rod 6. The length of the variable length connecting rod 6 in the direction perpendicular to the axis X of the variable length connecting rod 6 and perpendicular to the axis of the crank receiving opening 41 is referred to as the width of the variable length connecting rod 6. In addition, the length of the variable length connecting rod 6 in the direction parallel to the axis of the crank receiving opening 41 is referred to as the thickness of the variable length connecting rod 6.

偏心部材３２は、コンロッド本体３１に形成されたスリーブ受容開口４２内に受容される円筒状のスリーブ３２ａと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において一方の方向に延びる第１アーム３２ｂと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において他方の方向に延びる第２アーム３２ｃとを具備する。スリーブ３２ａはスリーブ受容開口４２内で回動可能であるため、偏心部材３２はコンロッド本体３１の小端部３１ｂにおいてコンロッド本体３１に対して小端部３１ｂの周方向に回動可能に取り付けられることになる。 The eccentric member 32 includes a cylindrical sleeve 32a received in a sleeve receiving opening 42 formed in the connecting rod body 31, a first arm 32b extending from the sleeve 32a in one direction in the width direction of the connecting rod body 31, and a sleeve. And a second arm 32c extending in the other direction in the width direction of the connecting rod body 31 from 32a. Since the sleeve 32 a is rotatable in the sleeve receiving opening 42, the eccentric member 32 is attached to the connecting rod body 31 so as to be rotatable in the circumferential direction of the small end portion 31 b at the small end portion 31 b of the connecting rod body 31. become.

また、偏心部材３２のスリーブ３２ａは、ピストンピン２１を受容するためのピストンピン受容開口３２ｄを有する。このピストンピン受容開口３２ｄは円筒状に形成される。円筒状のピストンピン受容開口３２ｄは、その軸心がスリーブ３２ａの軸心に対して偏心するように形成される。 The sleeve 32 a of the eccentric member 32 has a piston pin receiving opening 32 d for receiving the piston pin 21. The piston pin receiving opening 32d is formed in a cylindrical shape. The cylindrical piston pin receiving opening 32d is formed such that its axis is eccentric with respect to the axis of the sleeve 32a.

上記したように、スリーブ３２ａのピストンピン受容開口３２ｄの軸心がスリーブ３２ａの軸心から偏心しているため、偏心部材３２が回転すると、スリーブ受容開口４２内におけるピストンピン受容開口３２ｄの位置が変化する。スリーブ受容開口４２内におけるピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側にあるときには、可変長コンロッド６の有効長が短くなる。逆に、スリーブ受容開口４２内におけるピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側とは反対側にあるときには、可変長コンロッド６の有効長が長くなる。したがって本実施例に係る構成よれば、偏心部材３２を回動させることによって、可変長コンロッド６の有効長を変更することができる。 As described above, since the axis of the piston pin receiving opening 32d of the sleeve 32a is eccentric from the axis of the sleeve 32a, the position of the piston pin receiving opening 32d in the sleeve receiving opening 42 changes when the eccentric member 32 rotates. To do. When the position of the piston pin receiving opening 32d in the sleeve receiving opening 42 is on the large end portion 31a side, the effective length of the variable length connecting rod 6 is shortened. Conversely, when the position of the piston pin receiving opening 32d in the sleeve receiving opening 42 is on the side opposite to the large end portion 31a side, the effective length of the variable length connecting rod 6 becomes long. Therefore, according to the structure which concerns on a present Example, the effective length of the variable-length connecting rod 6 can be changed by rotating the eccentric member 32. FIG.

第１ピストン機構３３は、コンロッド本体３１に形成された第１シリンダ３３ａと、第１シリンダ３３ａ内で摺動する第１ピストン３３ｂとを有する。第１シリンダ３３ａは、そのほとんど又はその全てが可変長コンロッド６の軸心Ｘに対して第１アーム３２ｂ側に配置される。また、第１シリンダ３３ａは、小端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向に突出するように軸心Ｘに対してある程度の角度だけ傾斜して配置される。また、第１シリンダ３３ａは、第１ピストン連通油路５１を介して切換機構３５と連通している。 The 1st piston mechanism 33 has the 1st cylinder 33a formed in connecting rod main part 31, and the 1st piston 33b which slides in the 1st cylinder 33a. Most or all of the first cylinders 33a are arranged on the first arm 32b side with respect to the axis X of the variable length connecting rod 6. In addition, the first cylinder 33a is disposed so as to be inclined at a certain angle with respect to the axis X so as to protrude in the width direction of the connecting rod body 31 as it approaches the small end portion 31b. Further, the first cylinder 33 a communicates with the switching mechanism 35 via the first piston communication oil passage 51.

第１ピストン３３ｂは、第１連結部材４５により偏心部材３２の第１アーム３２ｂに連結されている。第１ピストン３３ｂは、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結されている。第１アーム３２ｂは、スリーブ３２ａに結合されている側とは反対側の端部において、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結されている。 The first piston 33 b is connected to the first arm 32 b of the eccentric member 32 by the first connecting member 45. The first piston 33b is rotatably connected to the first connecting member 45 by a pin. The first arm 32b is rotatably connected to the first connecting member 45 by a pin at the end opposite to the side connected to the sleeve 32a.

一方、第２ピストン機構３４は、コンロッド本体３１に形成された第２シリンダ３４ａと、第２シリンダ３４ａ内で摺動する第２ピストン３４ｂとを有する。第２シリンダ３４ａは、そのほとんど又はその全てが可変長コンロッド６の軸心Ｘに対して第２アーム３２ｃ側に配置される。また、第２シリンダ３４ａは、小端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向に突出するように軸心Ｘに対してある程度の角度だけ傾斜して配置される。また、第２シリンダ３４ａは、第２ピストン連通油路５２を介して切換機構３５と連通する。 On the other hand, the 2nd piston mechanism 34 has the 2nd cylinder 34a formed in the connecting rod main body 31, and the 2nd piston 34b which slides in the 2nd cylinder 34a. Most or all of the second cylinder 34 a is disposed on the second arm 32 c side with respect to the axis X of the variable length connecting rod 6. Further, the second cylinder 34a is arranged to be inclined at a certain angle with respect to the axis X so as to protrude in the width direction of the connecting rod body 31 as it approaches the small end portion 31b. The second cylinder 34 a communicates with the switching mechanism 35 via the second piston communication oil passage 52.

第２ピストン３４ｂは、第２連結部材４６により偏心部材３２の第２アーム３２ｃに連結される。第２ピストン３４ｂは、ピンによって第２連結部材４６に回転可能に連結される。第２アーム３２ｃは、スリーブ３２ａに連結されている側とは反対側の端部において、ピンによって第２連結部材４６に回転可能に連結される。 The second piston 34 b is connected to the second arm 32 c of the eccentric member 32 by the second connecting member 46. The second piston 34b is rotatably connected to the second connecting member 46 by a pin. The second arm 32c is rotatably connected to the second connecting member 46 by a pin at the end opposite to the side connected to the sleeve 32a.

切換機構３５は、第１シリンダ３３ａと第２シリンダ３４ａとの間における作動油の流れを切り換えるための機構である。ここで、切換機構３５が、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを遮断し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを許容する状態を第１状態とする。一方、切換機構３５が、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを許容し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを遮断する状態を第２状態とする。 The switching mechanism 35 is a mechanism for switching the flow of hydraulic oil between the first cylinder 33a and the second cylinder 34a. Here, the switching mechanism 35 is in a first state in which the flow of hydraulic oil from the first cylinder 33a to the second cylinder 34a is blocked and the flow of hydraulic oil from the second cylinder 34a to the first cylinder 33a is allowed. State. On the other hand, the state in which the switching mechanism 35 allows the flow of hydraulic oil from the first cylinder 33a to the second cylinder 34a and blocks the flow of hydraulic oil from the second cylinder 34a to the first cylinder 33a is the second state. And

切換機構３５が第１状態にあるときは、第１シリンダ３３ａ内に作動油が供給され、且つ第２シリンダ３４ａから作動油が排出されることになる。このため、第１ピストン３３ｂが上昇し、それに伴って第１ピストン３３ｂに連結された偏心部材３２の第１アーム３２ｂも上昇する。一方、第２ピストン３４ｂが下降し、それに伴って第２ピストン３４ｂに連結された第２アーム３２ｃも下降する。その結果、偏心部材３２が図２中の時計回りに回動するため、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側とは反対側（すなわち、図２の上方）に移動する。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置がクランクピン２２の位置から遠ざかる。すなわち、可変長コンロッド６の有効長が長くなる。そして、第２ピストン３４ｂが第２シリンダ３４ａの底面と当接すると、偏心部材３２の回動が規制されて、該偏心部材３２の回動位置がその位置（以下、「高圧縮比位置」と称する）に保持される。 When the switching mechanism 35 is in the first state, the hydraulic oil is supplied into the first cylinder 33a, and the hydraulic oil is discharged from the second cylinder 34a. For this reason, the 1st piston 33b rises and the 1st arm 32b of eccentric member 32 connected to the 1st piston 33b also rises in connection with it. On the other hand, the second piston 34b is lowered, and accordingly, the second arm 32c connected to the second piston 34b is also lowered. As a result, since the eccentric member 32 rotates clockwise in FIG. 2, the position of the piston pin receiving opening 32d moves to the side opposite to the large end portion 31a side (that is, the upper side in FIG. 2). As a result, the position of the piston pin receiving opening 32d moves away from the position of the crank pin 22. That is, the effective length of the variable length connecting rod 6 is increased. When the second piston 34b comes into contact with the bottom surface of the second cylinder 34a, the rotation of the eccentric member 32 is restricted, and the rotation position of the eccentric member 32 is the position (hereinafter referred to as “high compression ratio position”). Held).

なお、切換機構３５が第１状態にあるときには、基本的には外部から作動油を供給することなく、第１ピストン３３ｂ及び第２ピストン３４ｂが上記した位置（第２ピストン３４ｂが第２シリンダ３４ａの底面に当接する位置）まで移動する。これは、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動することによって該ピストン５に上向きの慣性力が作用したときに第２ピストン３４ｂが押し込まれ、これによって第２シリンダ３４ａ内の作動油が第１シリンダ３３ａに移動するためである。一方、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用したとき、および、燃焼室７内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧によりピストン５に下向きの力が作用したときには、第１ピストン３３ｂを押し込もうとする力が働く。しかしながら、切換機構３５が第１状態にあるときには第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れが遮断されているため、第１シリンダ３３ａ内の作動油は流出しない。そのため、第１ピストン３３ｂは押し込まれない。 When the switching mechanism 35 is in the first state, basically, the first piston 33b and the second piston 34b are in the positions described above (the second piston 34b is in the second cylinder 34a without supplying hydraulic fluid from the outside. Move to the position where it touches the bottom surface). This is because when the piston 5 reciprocates in the cylinder 300 of the internal combustion engine 1 and an upward inertial force is applied to the piston 5, the second piston 34b is pushed in, and the hydraulic oil in the second cylinder 34a is thereby pushed. This is to move to the first cylinder 33a. On the other hand, when the piston 5 reciprocates in the cylinder 300 of the internal combustion engine 1 and a downward inertia force acts on the piston 5, and the combustion pressure generated by the combustion of fuel in the combustion chamber 7 causes the piston 5 to face downward. When this force is applied, a force for pushing the first piston 33b is applied. However, since the flow of hydraulic oil from the first cylinder 33a to the second cylinder 34a is interrupted when the switching mechanism 35 is in the first state, the hydraulic oil in the first cylinder 33a does not flow out. Therefore, the first piston 33b is not pushed in.

また、切換機構３５が第２状態にあるときは、第２シリンダ３４ａ内に作動油が供給され、且つ第１シリンダ３３ａから作動油が排出されることになる。このため、第２ピストン３４ｂが上昇し、それに伴って第２ピストン３４ｂに連結された偏心部材３２の第２アーム３２ｃも上昇する。一方、第１ピストン３３ｂが下降し、第１ピストン３３ｂに連結された第１アーム３２ｂも下降する。その結果、偏心部材３２が図２中の反時計回りに回動するため、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側（すなわち、図２の下方）に移動する。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置がクランクピン２２の位置に近づく。すなわち、可変長コンロッド６の有効長が短くなる。そして、第１ピストン３３ｂが第１シリンダ３３ａの底面に当接すると、偏心部材３２の回動が規制されて、該偏心部材３２の回動位置がその位置（以下、「低圧縮比位置」と称する）に保持される。よって、切換機構３５が第２状態にあるときは第１状態にあるときに比べ、内燃機関１の機械圧縮比が低くなる。以下では、切換機構３５が第１状態にあるとき（つまり、偏心
部材３２が高圧縮比位置にあるとき）の機械圧縮比を第１圧縮比と称し、切換機構３５が第２状態にあるとき（つまり、偏心部材３２が低圧縮比位置にあるとき）の機械圧縮比を第２圧縮比と称する。当然のことながら、第１圧縮比は第２圧縮比に比べて高い圧縮比である。 Further, when the switching mechanism 35 is in the second state, the hydraulic oil is supplied into the second cylinder 34a, and the hydraulic oil is discharged from the first cylinder 33a. For this reason, the 2nd piston 34b raises and the 2nd arm 32c of the eccentric member 32 connected with the 2nd piston 34b also rises in connection with it. On the other hand, the first piston 33b is lowered, and the first arm 32b connected to the first piston 33b is also lowered. As a result, since the eccentric member 32 rotates counterclockwise in FIG. 2, the position of the piston pin receiving opening 32d moves to the large end portion 31a side (that is, the lower side in FIG. 2). As a result, the position of the piston pin receiving opening 32d approaches the position of the crank pin 22. That is, the effective length of the variable length connecting rod 6 is shortened. When the first piston 33b comes into contact with the bottom surface of the first cylinder 33a, the rotation of the eccentric member 32 is restricted, and the rotation position of the eccentric member 32 is the position (hereinafter referred to as “low compression ratio position”). Held). Therefore, the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is lower when the switching mechanism 35 is in the second state than when it is in the first state. Hereinafter, the mechanical compression ratio when the switching mechanism 35 is in the first state (that is, when the eccentric member 32 is in the high compression ratio position) is referred to as a first compression ratio, and when the switching mechanism 35 is in the second state. The mechanical compression ratio when the eccentric member 32 is at the low compression ratio position is referred to as a second compression ratio. As a matter of course, the first compression ratio is higher than the second compression ratio.

なお、切換機構３５が第２状態にあるときも、基本的には外部から作動油を供給することなく、第１ピストン３３ｂ及び第２ピストン３４ｂが上記した位置（第１ピストン３３ｂが第１シリンダ３３ａの底面に当接する位置）まで移動する。これは、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用したとき、および、燃焼室７内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧によりピストン５に下向きの力が作用したときに、第１ピストン３３ｂが押し込まれ、これによって第１シリンダ３３ａ内の作動油が第２シリンダ３４ａに移動するためである。一方、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動してピストン５に上向きの慣性力が作用したときには、第２ピストン３４ｂを押し込もうとする力が働く。しかしながら、切換機構３５により第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れが遮断されているため、第２シリンダ３４ａ内の作動油は流出しない。そのため、第２ピストン３４ｂは押し込まれない。 Even when the switching mechanism 35 is in the second state, basically, the first piston 33b and the second piston 34b are in the positions described above (the first piston 33b is the first cylinder without supplying hydraulic fluid from the outside. To a position where it abuts the bottom surface of 33a. This is because the piston 5 reciprocates in the cylinder 300 of the internal combustion engine 1 and a downward inertial force acts on the piston 5, and the combustion pressure generated by the combustion of fuel in the combustion chamber 7 causes the piston 5 to move. This is because when the downward force is applied, the first piston 33b is pushed in, so that the hydraulic oil in the first cylinder 33a moves to the second cylinder 34a. On the other hand, when the piston 5 reciprocates in the cylinder 300 of the internal combustion engine 1 and an upward inertial force is applied to the piston 5, a force for pushing the second piston 34b is applied. However, since the flow of hydraulic oil from the second cylinder 34a to the first cylinder 33a is blocked by the switching mechanism 35, the hydraulic oil in the second cylinder 34a does not flow out. Therefore, the second piston 34b is not pushed in.

（切換機構の構成）
次に、切換機構３５の構成について図３及び図４に基づいて説明する。なお、図３は、第１状態にあるときの切換機構３５の様子を示している。また、図４は、第２状態にあるときの切換機構３５の様子を示している。なお、図３，４において、矢印はそれぞれの状態における作動油の流れを表している。切換機構３５は、二つの切換ピン６１、６２と一つの逆止弁６３とを具備する。二つの切換ピン６１、６２は、それぞれ円筒状のピン収容空間６４、６５内に摺動自在に収容される。 (Configuration of switching mechanism)
Next, the configuration of the switching mechanism 35 will be described with reference to FIGS. FIG. 3 shows the state of the switching mechanism 35 when in the first state. FIG. 4 shows the state of the switching mechanism 35 when in the second state. 3 and 4, arrows indicate the flow of hydraulic oil in each state. The switching mechanism 35 includes two switching pins 61 and 62 and one check valve 63. The two switching pins 61 and 62 are slidably accommodated in cylindrical pin accommodating spaces 64 and 65, respectively.

上記した二つの切換ピン６１、６２のうち、一方の切換ピン６１（第１切換ピン６１）は、その周方向に延びる二つの円周溝６１ａ、６１ｂを有する。これら円周溝６１ａ、６１ｂは、第１切換ピン６１内に形成された連通路６１ｃによって互いに連通している。また、第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４内には、第１切換ピン６１を該第１ピン収容空間６４内の一方の端部から他方の端部（図３中の下側の端部から上側の端部）へ向けて付勢するための第１付勢バネ６７が収容されている。 Of the two switching pins 61 and 62 described above, one switching pin 61 (first switching pin 61) has two circumferential grooves 61a and 61b extending in the circumferential direction. These circumferential grooves 61 a and 61 b communicate with each other through a communication path 61 c formed in the first switching pin 61. Further, in the first pin housing space 64 for housing the first switching pin 61, the first switching pin 61 is moved from one end portion to the other end portion (the lower portion in FIG. 3) in the first pin housing space 64. A first biasing spring 67 for biasing from the side end toward the upper end) is accommodated.

上記した二つの切換ピン６１、６２のうち、他方の切換ピン６２（第２切換ピン６２）も、その周方向に延びる二つの円周溝６２ａ、６２ｂを有する。これら円周溝６２ａ、６２ｂは、第２切換ピン６２内に形成された連通路６２ｃによって互いに連通している。また、第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５内にも、第２切換ピン６２を該第２ピン収容空間６５内の一方の端部から他方の端部（図３中の上側の端部から下側の端部）へ向けて付勢するための第２付勢バネ６８が収容されている。 Of the two switching pins 61 and 62 described above, the other switching pin 62 (second switching pin 62) also has two circumferential grooves 62a and 62b extending in the circumferential direction thereof. These circumferential grooves 62 a and 62 b communicate with each other by a communication path 62 c formed in the second switching pin 62. Further, in the second pin housing space 65 for housing the second switching pin 62, the second switching pin 62 is moved from one end to the other end (the upper side in FIG. 3) in the second pin housing space 65. The second urging spring 68 for urging from the end of the second end toward the lower end is housed.

逆止弁６３は、円筒状の逆止弁収容空間６６内に収容される。逆止弁６３は、一次側（図３中の上側）から二次側（図３中の下側）への流れを許容するとともに、二次側から一次側への流れを遮断するように構成される。 The check valve 63 is accommodated in a cylindrical check valve accommodation space 66. The check valve 63 is configured to allow the flow from the primary side (upper side in FIG. 3) to the secondary side (lower side in FIG. 3) and to block the flow from the secondary side to the primary side. Is done.

第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、第１ピストン連通油路５１を介して第１シリンダ３３ａに連通されている。第１ピン収容空間６４は、二つの空間連通油路５３、５４を介して逆止弁収容空間６６に連通されている。このうち一方の第１空間連通油路５３は、第１ピン収容空間６４と逆止弁収容空間６６の二次側とを連通する。他方の第２空間連通油路５４は、第１ピン収容空間６４と逆止弁収容空間６６の一次側とを連通する。 The first pin accommodating space 64 that accommodates the first switching pin 61 is communicated with the first cylinder 33 a via the first piston communication oil passage 51. The first pin housing space 64 is communicated with the check valve housing space 66 via the two space communication oil passages 53 and 54. One of the first space communication oil passages 53 communicates between the first pin accommodation space 64 and the secondary side of the check valve accommodation space 66. The other second space communication oil passage 54 communicates the first pin accommodation space 64 and the primary side of the check valve accommodation space 66.

第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は、第２ピストン連通油路５２を介して第２シリンダ３４ａに連通されている。第２ピン収容空間６５は、二つの空間連通油路５５、５６を介して逆止弁収容空間６６に連通されている。このうち一方の第３空間連通油路５５は、第２ピン収容空間６５と逆止弁収容空間６６の二次側とを連通する。他方の第４空間連通油路５６は、第２ピン収容空間６５と逆止弁収容空間６６の一次側とを連通する。 The second pin accommodating space 65 that accommodates the second switching pin 62 is communicated with the second cylinder 34 a via the second piston communication oil passage 52. The second pin housing space 65 is communicated with the check valve housing space 66 via the two space communication oil passages 55 and 56. Of these, one third space communication oil passage 55 communicates the second pin accommodation space 65 and the secondary side of the check valve accommodation space 66. The other fourth space communication oil passage 56 communicates the second pin accommodation space 65 and the primary side of the check valve accommodation space 66.

また、第１ピン収容空間６４は、コンロッド本体３１内に形成された第１制御用油路５７と連通している。図３に示すように、第１制御用油路５７は、第１付勢バネ６７が設けられた端部（図３中の下側の端部）とは反対側の端部（図３中の上側の端部）において第１ピン収容空間６４に連通されている。また、第２ピン収容空間６５は、コンロッド本体３１内に形成された第２制御用油路５８と連通している。図３に示すように、第２制御用油路５８は、第２付勢バネ６８が設けられた端部（図３中の上側の端部）とは反対側の端部（図３中の下側の端部）において第２ピン収容空間６５に連通せしめられるものとする。コンロッド本体３１内において、第１制御用油路５７及び第２制御用油路５８は、クランク受容開口４１に連通するように形成されるとともに、クランクピン２２内に形成された油路（図示せず）を介して外部の切換弁７５に連通される。この切換弁７５は、二つの制御用油路５７、５８と図示しないオイルポンプとの間の導通と遮断とを切り換える弁機構である。 The first pin accommodating space 64 communicates with a first control oil passage 57 formed in the connecting rod body 31. As shown in FIG. 3, the first control oil passage 57 has an end portion (in FIG. 3) opposite to the end portion (the lower end portion in FIG. 3) provided with the first biasing spring 67. The first pin housing space 64 communicates with the upper end portion of the first pin housing space 64. Further, the second pin housing space 65 communicates with a second control oil passage 58 formed in the connecting rod body 31. As shown in FIG. 3, the second control oil passage 58 has an end portion (in FIG. 3) opposite to the end portion (the upper end portion in FIG. 3) provided with the second biasing spring 68. It is assumed that the second pin housing space 65 communicates with the lower end portion). In the connecting rod body 31, the first control oil passage 57 and the second control oil passage 58 are formed so as to communicate with the crank receiving opening 41, and an oil passage (not shown) formed in the crank pin 22. )) And communicates with an external switching valve 75. The switching valve 75 is a valve mechanism that switches between conduction and blocking between the two control oil passages 57 and 58 and an oil pump (not shown).

逆止弁収容空間６６の一次側は、コンロッド本体３１内に形成された補充用油路５９を介して、オイルポンプ等の作動油供給源７６に連通されている。補充用油路５９は、切換機構３５の各部から外部へ漏れた作動油を補充するための油路である。 The primary side of the check valve accommodating space 66 is communicated with a hydraulic oil supply source 76 such as an oil pump through a supplementary oil passage 59 formed in the connecting rod body 31. The replenishing oil passage 59 is an oil passage for replenishing hydraulic oil leaking from each part of the switching mechanism 35 to the outside.

（切換機構の動作）
上記したように構成される切換機構３５において、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを導通させているときは、図３に示したように、切換ピン６１、６２に作用する油圧によって付勢バネ６７、６８が縮められる。そのため、切換ピン６１、６２が、第１切換ピン６１の連通路６１ｃを介して第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５３とが連通され、且つ第２切換ピン６２の連通路６２ｃを介して第２ピストン連通油路５２と第４空間連通油路５６とが連通される位置に移動すると共にその位置が保持される。この場合、第１シリンダ３３ａが逆止弁６３の二次側と連通され、且つ第２シリンダ３４ａが逆止弁６３の一次側に連通されることになる。その結果、図３において矢印で表すように、第２シリンダ３４ａ内の作動油は、第２ピストン連通油路５２、第４空間連通油路５６、第１空間連通油路５３、及び第１ピストン連通油路５１を介して第１シリンダ３３ａへ移動可能になる。その一方で、第１シリンダ３３ａ内の作動油は、第２シリンダ３４ａへ移動することができなくなる。したがって、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを導通させているときは、切換機構３５は、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを遮断し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを許容する状態、すなわち第１状態になる。 (Operation of switching mechanism)
In the switching mechanism 35 configured as described above, when the switching valve 75 connects the control oil passages 57 and 58 and the oil pump, as shown in FIG. The urging springs 67 and 68 are contracted by the hydraulic pressure. Therefore, the switching pins 61 and 62 communicate with the first piston communication oil path 51 and the first space communication oil path 53 via the communication path 61 c of the first switching pin 61, and the communication path of the second switching pin 62. The second piston communicating oil passage 52 and the fourth space communicating oil passage 56 are moved to a position where they are communicated with each other via 62c, and the position is maintained. In this case, the first cylinder 33 a is communicated with the secondary side of the check valve 63, and the second cylinder 34 a is communicated with the primary side of the check valve 63. As a result, as indicated by an arrow in FIG. 3, the hydraulic oil in the second cylinder 34 a flows into the second piston communication oil path 52, the fourth space communication oil path 56, the first space communication oil path 53, and the first piston. It becomes possible to move to the first cylinder 33 a via the communication oil passage 51. On the other hand, the hydraulic oil in the first cylinder 33a cannot move to the second cylinder 34a. Therefore, when the switching valve 75 connects the control oil passages 57 and 58 and the oil pump, the switching mechanism 35 blocks the flow of hydraulic oil from the first cylinder 33a to the second cylinder 34a, and It will be in the state which permits the flow of hydraulic oil from the 2nd cylinder 34a to the 1st cylinder 33a, ie, the 1st state.

また、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを遮断させているときは、付勢バネ６７、６８の付勢力のみが切換ピン６１、６２に作用する。そのため、図４に示したように、切換ピン６１、６２が、第１切換ピン６１の連通路６１ｃを介して第１ピストン連通油路５１と第２空間連通油路５４とが連通され、且つ第２切換ピン６２の連通路６２ｃを介して第２ピストン連通油路５２と第３空間連通油路５５とが連通される位置に移動すると共にその位置が保持される。この場合、第１シリンダ３３ａが逆止弁６３の一次側に接続され、且つ第２シリンダ３４ａが逆止弁６３の二次側に接続されることになる。その結果、図４において矢印で表すように、第１シリンダ３３ａ内の作動油は、第１ピストン連通油路５１、第２空間連通油路５４、第３空間連通油路５５、及び第２ピストン
連通油路５２を介して第２シリンダ３４ａへ移動可能になる。その一方で、第２シリンダ３４ａ内の作動油は、第１シリンダ３３ａへ移動することができなくなる。したがって、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを遮断させているときは、切換機構３５は、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを許容し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを遮断する状態、すなわち第２状態になる。 When the switching valve 75 blocks the control oil passages 57 and 58 and the oil pump, only the urging force of the urging springs 67 and 68 acts on the switching pins 61 and 62. Therefore, as shown in FIG. 4, the switching pins 61 and 62 communicate with the first piston communication oil passage 51 and the second space communication oil passage 54 via the communication passage 61 c of the first switching pin 61, and The second piston communication oil passage 52 and the third space communication oil passage 55 are moved to a position where they are communicated with each other via the communication passage 62c of the second switching pin 62, and the position is maintained. In this case, the first cylinder 33 a is connected to the primary side of the check valve 63, and the second cylinder 34 a is connected to the secondary side of the check valve 63. As a result, as indicated by an arrow in FIG. 4, the hydraulic oil in the first cylinder 33 a flows through the first piston communication oil passage 51, the second space communication oil passage 54, the third space communication oil passage 55, and the second piston. It becomes possible to move to the second cylinder 34 a via the communication oil passage 52. On the other hand, the hydraulic oil in the second cylinder 34a cannot move to the first cylinder 33a. Therefore, when the switching valve 75 blocks the control oil passages 57, 58 and the oil pump, the switching mechanism 35 allows the flow of hydraulic oil from the first cylinder 33a to the second cylinder 34a, and It will be in the state which interrupts | blocks the flow of the hydraulic fluid from the 2nd cylinder 34a to the 1st cylinder 33a, ie, a 2nd state.

上述したように、切換弁７５によって第１ピン収容空間６４及び第２ピン収容空間６５に対する油圧の供給と遮断とが切り換えられると、切換機構３５を第１状態と第２状態とを切り換えることができ、それに伴って内燃機関１の機械圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との何れか一方から他方に切り換えることができる。なお、切換弁７５は、各気筒３００の切換機構３５毎に設けられてもよく、又は全ての気筒３００の切換機構３５に対して一つのみが設けられてもよい。 As described above, when the switching of the hydraulic pressure to the first pin housing space 64 and the second pin housing space 65 is switched by the switching valve 75, the switching mechanism 35 can be switched between the first state and the second state. Accordingly, the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 can be switched from one of the first compression ratio and the second compression ratio to the other. Note that the switching valve 75 may be provided for each switching mechanism 35 of each cylinder 300, or only one switching valve 75 may be provided for the switching mechanisms 35 of all the cylinders 300.

なお、本実施例においては、各気筒３００の可変長コンロッド６および切換弁７５が、本発明に係る「可変圧縮比機構」に相当する。ただし、本発明に係る「可変圧縮比機構」の構成は、上記のような切換機構を用いた構成に限られるものではない。 In this embodiment, the variable length connecting rod 6 and the switching valve 75 of each cylinder 300 correspond to the “variable compression ratio mechanism” according to the present invention. However, the configuration of the “variable compression ratio mechanism” according to the present invention is not limited to the configuration using the switching mechanism as described above.

ここで、図１に戻って本実施例に係る内燃機関の概略構成についてさらに説明する。上述したように構成される内燃機関１には、ＥＣＵ１００が併設されている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成され、内燃機関１を制御するためのプロセッサを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、エアフローメータ１０１およびクランクポジションセンサ２０１等の各種センサと電気的に接続され、それら各種センサの出力信号を入力可能になっている。エアフローメータ１０１は、内燃機関１の吸気通路におけるスロットル弁１０２よりも上流側に設けられ、内燃機関１の吸入空気量に対応する電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ２０１は、クランクシャフト２００の回転位置に対応する電気信号を出力するセンサである。そして、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０１の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。また、ＥＣＵ１００は、エアフローメータ１０１の出力信号（吸入空気量）に基づいて内燃機関１の機関負荷率（全負荷時の吸入空気量に対する実際の吸入空気量の比率）を導出する。 Here, referring back to FIG. 1, the schematic configuration of the internal combustion engine according to the present embodiment will be further described. The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 100. The ECU 100 is an electronic control unit that includes a CPU, a ROM, a RAM, a backup RAM, and the like, and has a processor for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 100 is electrically connected to various sensors such as the air flow meter 101 and the crank position sensor 201 so that output signals from these various sensors can be input. The air flow meter 101 is a sensor that is provided upstream of the throttle valve 102 in the intake passage of the internal combustion engine 1 and outputs an electrical signal corresponding to the intake air amount of the internal combustion engine 1. The crank position sensor 201 is a sensor that outputs an electrical signal corresponding to the rotational position of the crankshaft 200. Then, the ECU 100 derives the engine speed of the internal combustion engine 1 based on the output signal of the crank position sensor 201. Further, the ECU 100 derives the engine load factor (the ratio of the actual intake air amount to the intake air amount at the full load) of the internal combustion engine 1 based on the output signal (intake air amount) of the air flow meter 101.

また、ＥＣＵ１００は、点火プラグ８、スロットル弁１０２、燃料噴射弁１０３、および、切換弁７５等の各種機器と電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、これらの各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の機関負荷率に基づいて切換弁７５を制御する。詳細には、機関負荷率が所定の閾値未満であるときは、内燃機関１の機械圧縮比を第１圧縮比とすべく、ＥＣＵ１００が、切換機構３５が第１状態となるように切換弁７５を制御する。一方、機関負荷率が所定の閾値以上であるときは、内燃機関１の機械圧縮比を第２圧縮比とすべく、ＥＣＵ１００が、切換機構３５が第２状態となるように切換弁７５を制御する。 The ECU 100 is electrically connected to various devices such as the spark plug 8, the throttle valve 102, the fuel injection valve 103, and the switching valve 75. The ECU 100 controls these various devices based on the output signals of the various sensors described above. For example, the ECU 100 controls the switching valve 75 based on the engine load factor of the internal combustion engine 1. Specifically, when the engine load factor is less than a predetermined threshold, the ECU 100 switches the switching valve 75 so that the switching mechanism 35 is in the first state so that the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is set to the first compression ratio. To control. On the other hand, when the engine load factor is equal to or greater than a predetermined threshold, the ECU 100 controls the switching valve 75 so that the switching mechanism 35 enters the second state so that the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is set to the second compression ratio. To do.

（機械圧縮比変更時の燃焼エネルギ制御）
上述したように、内燃機関１の機関負荷率が所定の閾値未満から該所定の閾値以上に上昇した場合、つまり、内燃機関１の運転状態が高圧縮比運転領域から低圧縮比運転領域に移行した際には、内燃機関１の機械圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に切り換える必要がある。図５は、内燃機関１の機械圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に切り換える際の、トルク、機械圧縮比、吸入空気量、および、燃料噴射量の推移を示すタイムチャートである。 (Combustion energy control when changing the mechanical compression ratio)
As described above, when the engine load factor of the internal combustion engine 1 increases from less than a predetermined threshold to above the predetermined threshold, that is, the operation state of the internal combustion engine 1 shifts from the high compression ratio operation region to the low compression ratio operation region. In this case, it is necessary to switch the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 from the first compression ratio to the second compression ratio. FIG. 5 is a time chart showing changes in torque, mechanical compression ratio, intake air amount, and fuel injection amount when the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is switched from the first compression ratio to the second compression ratio.

図５では、時間ｔ１において、内燃機関１の運転状態が高圧縮比運転領域から低圧縮比
運転領域に移行する。そのため、時間ｔ１において、切換機構３５による機械圧縮比の第１圧縮比から第２圧縮比への変更が開始される。ここで、切換機構３５が第１状態から第２状態に移行するまでにはある程度の時間がかかる。つまり、機械圧縮比が第１圧縮比から第２圧縮比に変更されるまでにはある程度の時間がかかる。そして、図５では、時間ｔ２において、機械圧縮比の第１圧縮比から第２圧縮比への変更が完了する。つまり、図５における時間ｔ１から時間ｔ２までの期間においては機械圧縮比が第１圧縮比から第２圧縮比に向って徐々に変化している。以下、この時間ｔ１から時間ｔ２までの期間を圧縮比変更期間と称する。 In FIG. 5, at time t1, the operation state of the internal combustion engine 1 shifts from the high compression ratio operation region to the low compression ratio operation region. Therefore, at time t1, the switching mechanism 35 starts changing the mechanical compression ratio from the first compression ratio to the second compression ratio. Here, it takes a certain amount of time for the switching mechanism 35 to shift from the first state to the second state. That is, it takes a certain amount of time for the mechanical compression ratio to be changed from the first compression ratio to the second compression ratio. In FIG. 5, the change of the mechanical compression ratio from the first compression ratio to the second compression ratio is completed at time t2. That is, in the period from time t1 to time t2 in FIG. 5, the mechanical compression ratio gradually changes from the first compression ratio toward the second compression ratio. Hereinafter, the period from time t1 to time t2 is referred to as a compression ratio change period.

図５における線Ｌ３に示すように、圧縮比変更期間においては、内燃機関１の機械圧縮比が徐々に低下する。これに伴い、圧縮比変更期間においては、内燃機関１の機械膨張比も徐々に低下することになる。そのため、圧縮比変更期間においては、機械膨張比の低下に起因するトルクの低下を抑制するために、機械圧縮比の低下に従い、内燃機関１において燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを徐々に増量させる。具体的には、圧縮比変更期間において、機械圧縮比の低下に従い、内燃機関１の吸入空気量および燃料噴射弁１０３からの燃料噴射量を徐々に増量させる。これにより、圧縮比変更期間においてもトルクを略一定とすることができる。 As indicated by a line L3 in FIG. 5, the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 gradually decreases during the compression ratio change period. Accordingly, the mechanical expansion ratio of the internal combustion engine 1 gradually decreases during the compression ratio change period. Therefore, during the compression ratio change period, in order to suppress a decrease in torque due to a decrease in the mechanical expansion ratio, the combustion energy generated by the combustion of fuel in the internal combustion engine 1 is gradually increased in accordance with the decrease in the mechanical compression ratio. Let Specifically, during the compression ratio change period, the intake air amount of the internal combustion engine 1 and the fuel injection amount from the fuel injection valve 103 are gradually increased as the mechanical compression ratio decreases. Thereby, the torque can be made substantially constant even during the compression ratio change period.

ただし、上述したように、本実施例に係る内燃機関１においては、機械圧縮比を低下させる際には、気筒３００内でピストン５が往復動することで生じる慣性力の作用のみならず、燃焼室７内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用も利用して可変長コンロッド６の有効長が短くされる。つまり、機械圧縮比を低下させる際には、燃料の燃焼エネルギの一部が可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費されることになる。そのため、図５における線Ｌ６および線Ｌ９に示すように、圧縮比変更期間において、吸入空気量および燃料噴射量が単に機械圧縮比に対応した量となるように、それぞれの量を第２圧縮比に対応した量に向けて徐々に増加させるだけでは、トルク不足となる虞がある。つまり、図５における線Ｌ２に示すように、圧縮比変更期間においては、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費された燃焼エネルギ分、内燃機関１のトルクが要求トルクよりも低下してしまう虞がある。 However, as described above, in the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, when reducing the mechanical compression ratio, not only the action of the inertia force generated by the reciprocating motion of the piston 5 in the cylinder 300 but also the combustion The effective length of the variable length connecting rod 6 is shortened by utilizing the action of the combustion pressure generated by the combustion of fuel in the chamber 7. That is, when the mechanical compression ratio is lowered, a part of the combustion energy of the fuel is consumed in order to shorten the effective length of the variable length connecting rod 6. Therefore, as shown by line L6 and line L9 in FIG. 5, in the compression ratio change period, the respective amounts are set to the second compression ratio so that the intake air amount and the fuel injection amount are simply amounts corresponding to the mechanical compression ratio. If the amount is gradually increased toward the amount corresponding to, torque may be insufficient. That is, as indicated by a line L2 in FIG. 5, during the compression ratio change period, the torque of the internal combustion engine 1 is lower than the required torque by the amount of combustion energy consumed to shorten the effective length of the variable length connecting rod 6. There is a risk that.

そこで、本実施例では、機械圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更する際には燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを増量させる燃焼エネルギ増量制御を実行し、且つ、機械圧縮比の第１圧縮比から第２圧縮比への変更が完了したときには燃料が燃焼することで生じる燃焼エネルギを減量させる燃焼エネルギ減量制御を実行する。具体的には、図５における線Ｌ５および線Ｌ７に示すように、機械圧縮比の低下が開始される時間ｔ１から、吸入空気量および燃料噴射量を機械圧縮比に対応した量よりも増加させることで燃焼エネルギ増量制御の実行を開始する。そして、圧縮比変更期間では、この燃焼エネルギ増量制御の実行を継続し、機械圧縮比が第２圧縮比に達する時間ｔ２において、吸入空気量および燃料噴射量を機械圧縮比に対応した量まで減少させることで燃焼エネルギ減量制御を実行する。これらのような制御を実行することで、圧縮比変更期間において、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費される分の燃焼エネルギを補うことができる。したがって、圧縮比変更期間におけるトルクの低下を低減することができる。その結果、図５における線Ｌ１に示すように、圧縮比変更期間においても、要求トルクを満たすことが可能となる。 Therefore, in this embodiment, when the mechanical compression ratio is changed from the first compression ratio to the second compression ratio, combustion energy increase control is executed to increase the combustion energy generated by the combustion of the fuel, and the mechanical compression is performed. When the change of the ratio from the first compression ratio to the second compression ratio is completed, combustion energy reduction control is executed to reduce the combustion energy generated by the combustion of the fuel. Specifically, as shown by lines L5 and L7 in FIG. 5, the intake air amount and the fuel injection amount are increased from the amounts corresponding to the mechanical compression ratio from time t1 when the mechanical compression ratio starts to decrease. Thus, the execution of the combustion energy increase control is started. In the compression ratio change period, the combustion energy increase control is continuously executed, and at time t2 when the mechanical compression ratio reaches the second compression ratio, the intake air amount and the fuel injection amount are reduced to the amounts corresponding to the mechanical compression ratio. By doing so, the combustion energy reduction control is executed. By executing such control, it is possible to supplement the combustion energy consumed for shortening the effective length of the variable length connecting rod 6 in the compression ratio change period. Therefore, it is possible to reduce a decrease in torque during the compression ratio change period. As a result, as shown by the line L1 in FIG. 5, the required torque can be satisfied even during the compression ratio change period.

次に、機械圧縮比変更時の燃焼エネルギ制御のフローについて図６に基づいて説明する。図６は、本実施例に係る機械圧縮比変更時の燃焼エネルギ制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１００に予め記憶されており、ＥＣＵ１００によって実行される。 Next, the flow of combustion energy control when changing the mechanical compression ratio will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing a flow of combustion energy control when the mechanical compression ratio is changed according to this embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 100 and is executed by the ECU 100.

本フローでは、先ずＳ１０１において、内燃機関１の機械圧縮比の第１圧縮比から第２圧縮比への変更が開始されたか否かが判別される。内燃機関１の運転状態が高圧縮比運転領域から低圧縮比運転領域に移行することで、ＥＣＵ１００によって、切換機構３５が第２状態となるように切換弁７５の制御か開始されると、Ｓ１０１において肯定判定されることになる。Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ１０２において、燃焼エネルギ増量制御が実行される。つまり、吸入空気量および燃料噴射量が機械圧縮比に対応した量であるそれぞれの基準量よりも増加される。 In this flow, first, in S101, it is determined whether or not the change of the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 from the first compression ratio to the second compression ratio is started. When the operation state of the internal combustion engine 1 is shifted from the high compression ratio operation region to the low compression ratio operation region, the ECU 100 starts the control of the switching valve 75 so that the switching mechanism 35 enters the second state. An affirmative determination is made at. If a negative determination is made in S101, the execution of this flow is temporarily terminated. On the other hand, when an affirmative determination is made in S101, combustion energy increase control is executed in S102. That is, the intake air amount and the fuel injection amount are increased from the respective reference amounts that are amounts corresponding to the mechanical compression ratio.

ここで、圧縮比変更期間中における内燃機関１の実際の機械圧縮比を検出することは困難である。そのため、本実施例では、想定される圧縮比変更期間中の機械圧縮比の推移を実験等に基づいて予め求め、さらに、求められた機械圧縮比の推移に応じた量となるように吸入空気量および燃料噴射量それぞれの基準量が設定されている。また、Ｓ１０２において燃焼エネルギ増量制御を実行する際の吸入空気量および燃料噴射量の基準量に対する増加量は、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費される分の燃料の燃焼エネルギを補うことができる程度の量に設定されている。例えば、これらの増量分を、機械圧縮比の変更が開始された時点、すなわち、Ｓ１０１において肯定判定された時点の内燃機関１の機関負荷率に基づいて設定してもよい。また、これらの増量分を、圧縮比変更期間中における内燃機関１の機関負荷率に応じて随時変更してもよい。 Here, it is difficult to detect the actual mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 during the compression ratio change period. Therefore, in this embodiment, the transition of the mechanical compression ratio during the assumed compression ratio change period is obtained in advance based on experiments or the like, and the intake air is further adjusted to an amount corresponding to the obtained transition of the mechanical compression ratio. A reference amount for each of the fuel injection amount and the fuel injection amount is set. Further, the increase amount of the intake air amount and the fuel injection amount with respect to the reference amount when the combustion energy increase control is executed in S102 is the amount of fuel combustion energy consumed for shortening the effective length of the variable length connecting rod 6. It is set to an amount that can be supplemented. For example, these increases may be set based on the engine load factor of the internal combustion engine 1 at the time when the change of the mechanical compression ratio is started, that is, when the affirmative determination is made in S101. Further, these increases may be changed as needed according to the engine load factor of the internal combustion engine 1 during the compression ratio change period.

Ｓ１０２の次には、Ｓ１０３において、機械圧縮比の第２圧縮比への変更が完了したか否かが判別される。上述したように、圧縮比変更期間中における内燃機関１の実際の機械圧縮比を検出することは困難である。そのため、機械圧縮比が第１圧縮比から第２圧縮比に変化するまでに必要な内燃機関１のサイクル数である所定サイクル数を実験等に基づいて予め求めておいてもよい。そして、Ｓ１０１において肯定判定された時点からカウントされる内燃機関１のサイクル数が所定サイクル数に達したときに、Ｓ１０３において肯定判定してもよい。 Following S102, it is determined in S103 whether or not the change of the mechanical compression ratio to the second compression ratio has been completed. As described above, it is difficult to detect the actual mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 during the compression ratio change period. Therefore, a predetermined number of cycles that is the number of cycles of the internal combustion engine 1 required until the mechanical compression ratio changes from the first compression ratio to the second compression ratio may be obtained in advance based on experiments or the like. Then, when the number of cycles of the internal combustion engine 1 counted from the time when the affirmative determination is made in S101 reaches a predetermined number of cycles, an affirmative determination may be made in S103.

Ｓ１０３において否定判定された場合は、未だ圧縮比変更期間中であると判断できる。この場合、Ｓ１０２の処理が再度実行される。つまり、燃焼エネルギ増量制御の実行が継続される。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合、Ｓ１０４において、燃焼エネルギ減量制御が実行される。つまり、吸入空気量および燃料噴射量がそれぞれの基準量まで減量される。その後、本フローの実行が一旦終了される。 If a negative determination is made in S103, it can be determined that the compression ratio is still being changed. In this case, the process of S102 is executed again. That is, the execution of the combustion energy increase control is continued. On the other hand, when a positive determination is made in S103, combustion energy reduction control is executed in S104. That is, the intake air amount and the fuel injection amount are reduced to the respective reference amounts. Thereafter, the execution of this flow is temporarily terminated.

上記フローによれば、機械圧縮比が第１圧縮比から第２圧縮比に向けて変更される圧縮比変更期間中においては、燃焼エネルギ増量制御が実行されることで、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費される分の燃焼エネルギが補われることになる。なお、本実施では、ＥＣＵ１００が上記フローを実行することで、第１の発明に係る「燃料エネルギ制御部」が実現される。 According to the above flow, during the compression ratio change period in which the mechanical compression ratio is changed from the first compression ratio to the second compression ratio, the combustion energy increase control is executed, so that the variable-length connecting rod 6 is effective. The amount of combustion energy consumed to shorten the length is supplemented. In the present embodiment, the “fuel energy control unit” according to the first aspect of the present invention is realized by the ECU 100 executing the above flow.

また、燃焼エネルギ増量制御は、上述したような吸入空気量および燃料噴射量の増加制御に限られるものではない。例えば、内燃機関１が、混合気の空燃比を理論空燃比よりもリーンにして運転される、所謂リーンバーン・エンジンであれば、燃料噴射量のみをその基準量よりも増加させることで燃焼エネルギ増量制御を実行することができる。この場合、当然のことながら、燃焼エネルギ増量制御を実行している状態から、燃料噴射量を基準量まで減量することで、燃焼エネルギ減量制御を実行することができる。 Further, the combustion energy increase control is not limited to the above-described increase control of the intake air amount and the fuel injection amount. For example, if the internal combustion engine 1 is a so-called lean burn engine operated with the air-fuel ratio of the air-fuel mixture leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the combustion energy is increased by increasing only the fuel injection amount from its reference amount. Increase control can be executed. In this case, as a matter of course, the combustion energy reduction control can be executed by reducing the fuel injection amount to the reference amount from the state in which the combustion energy increase control is being executed.

また、吸入空気量および燃料噴射量の増加制御に点火プラグ８よる点火時期の遅角・進角制御を組み合わせることで燃焼エネルギ増量制御を実行してもよい。具体的には、内燃機関１の運転状態が高圧縮比運転領域から低圧縮比運転領域に移行した時に、機械圧縮比
の変更を開始する前に、吸入空気量および燃料噴射量を第２圧縮比に対応するそれぞれの基準量よりも増加させるとともに、内燃機関１のトルクが要求トルクとなる程度まで点火時期をＭＢＴよりも遅角させる。そして、吸入空気量および燃料噴射量を第２圧縮比に対応するそれぞれの基準量よりも増加させた状態で、機械圧縮比の変更を開始するとともに、圧縮比変更期間中に、機械圧縮比の低下に応じて点火時期をＭＢＴに向けて徐々に進角する。点火時期の変化は吸入空気量の変化に比べて応答性が高い。したがって、このように点火時期の遅角・進角制御を併用することで、圧縮比変更期間中のトルクをより高い精度で要求トルクに調整することが可能となる。 Further, the combustion energy increase control may be executed by combining the increase control of the intake air amount and the fuel injection amount with the retard / advance control of the ignition timing by the spark plug 8. Specifically, when the operation state of the internal combustion engine 1 shifts from the high compression ratio operation region to the low compression ratio operation region, the intake air amount and the fuel injection amount are second compressed before the change of the mechanical compression ratio is started. The ignition timing is retarded from the MBT to an extent that the torque of the internal combustion engine 1 becomes the required torque while being increased from the respective reference amounts corresponding to the ratio. Then, the change of the mechanical compression ratio is started in a state where the intake air amount and the fuel injection amount are increased from the respective reference amounts corresponding to the second compression ratio, and the mechanical compression ratio is changed during the compression ratio change period. The ignition timing is gradually advanced toward MBT according to the decrease. The change in the ignition timing is more responsive than the change in the intake air amount. Therefore, by using the ignition timing retard / advance control in combination, the torque during the compression ratio change period can be adjusted to the required torque with higher accuracy.

＜実施例２＞
図７は、本実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。本実施例においては、内燃機関１に電動モータ２１０が併設されている。電動モータ２１０は、内燃機関１をアシストするモータであり、クランクシャフト２００を回転駆動させることが可能に構成されている。また、電動モータ２１０はＥＣＵ１００に電気的に接続されており、ＥＣＵ１００によって制御される。この点以外の内燃機関の構成は実施例１と同様である。 <Example 2>
FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the internal combustion engine according to the present embodiment. In the present embodiment, the internal combustion engine 1 is provided with an electric motor 210. The electric motor 210 is a motor that assists the internal combustion engine 1 and is configured to be able to rotate the crankshaft 200. The electric motor 210 is electrically connected to the ECU 100 and is controlled by the ECU 100. The configuration of the internal combustion engine other than this point is the same as that of the first embodiment.

（機械圧縮比変更時のモータアシスト制御）
本実施例では、内燃機関１の機械圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更する際には、実施例１に係る燃焼エネルギ増量制御に代えて、電動モータ２１０によるモータアシスト制御を実行する。そして、機械圧縮比の第１圧縮比から第２圧縮比への変更が完了したときには、実施例１に係る燃焼エネルギ減量制御に代えて、電動モータ２１０によるモータアシスト制御の実行を停止する。つまり、本実施例においては、内燃機関１の機械圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更するときの圧縮比変更期間において、内燃機関１の吸入空気量および燃料噴射弁１０３からの燃料噴射量はいずれも基準量に制御される。そのため、この圧縮比変更期間において、吸入空気量は図５における線Ｌ６に示すように推移し、燃料噴射量は図５における線Ｌ９に示すように推移する。そして、この圧縮比変更期間においては、電動モータ２１０から内燃機関１に対しトルクを付与することで、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費される燃焼エネルギ分のトルク低下を補う。このようなモータアシスト制御を実行することで、圧縮比変更期間におけるトルクの低下を低減することができる。その結果、圧縮比変更期間においても、要求トルクを満たすことが可能となる。 (Motor assist control when changing the mechanical compression ratio)
In this embodiment, when the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is changed from the first compression ratio to the second compression ratio, motor assist control by the electric motor 210 is performed instead of the combustion energy increase control according to the first embodiment. Run. When the change of the mechanical compression ratio from the first compression ratio to the second compression ratio is completed, the execution of the motor assist control by the electric motor 210 is stopped instead of the combustion energy reduction control according to the first embodiment. That is, in the present embodiment, the intake air amount of the internal combustion engine 1 and the fuel injection valve 103 are changed during the compression ratio change period when the mechanical compression ratio of the internal combustion engine 1 is changed from the first compression ratio to the second compression ratio. Both fuel injection amounts are controlled to a reference amount. Therefore, during this compression ratio change period, the intake air amount changes as indicated by line L6 in FIG. 5, and the fuel injection amount changes as indicated by line L9 in FIG. In the compression ratio change period, torque is applied from the electric motor 210 to the internal combustion engine 1 to compensate for a torque drop corresponding to the combustion energy consumed to shorten the effective length of the variable length connecting rod 6. By executing such motor assist control, it is possible to reduce a decrease in torque during the compression ratio change period. As a result, the required torque can be satisfied even during the compression ratio change period.

次に、機械圧縮比変更時のモータアシスト制御のフローについて図８に基づいて説明する。図８は、本実施例に係る機械圧縮比変更時のモータアシスト制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ＥＣＵ１００に予め記憶されており、ＥＣＵ１００によって実行される。なお、本フローにおけるＳ１０１およびＳ１０３は、図６に示すフローにおけるＳ１０１およびＳ１０３とそれぞれ同様の処理が実行されるステップであるため、その説明を省略する。 Next, the flow of motor assist control when changing the mechanical compression ratio will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing a flow of motor assist control when the mechanical compression ratio is changed according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the ECU 100 and is executed by the ECU 100. Note that S101 and S103 in this flow are steps in which the same processing as S101 and S103 in the flow shown in FIG.

本フローでは、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ２０２の処理が実行される。Ｓ２０２おいては、電動モータ２１０がＯＮにされ、モータアシスト制御が実行される。ここで、モータアシスト制御において電動モータ２１０から内燃機関１に対して付与されるトルク（以下、「アシストトルク」と称する場合もある。）は、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費される分の燃料の燃焼エネルギを補うことができる程度の量に設定されている。例えば、このアシストトルクを、機械圧縮比の変更が開始された時点、すなわち、Ｓ１０１において肯定判定された時点の内燃機関１の機関負荷率に基づいて設定してもよい。また、このアシストトルクを、圧縮比変更期間中における内燃機関１の機関負荷率に応じて随時変更してもよい。 In this flow, when an affirmative determination is made in S101, the process of S202 is executed next. In S202, the electric motor 210 is turned on and motor assist control is executed. Here, the torque applied to the internal combustion engine 1 from the electric motor 210 in the motor assist control (hereinafter sometimes referred to as “assist torque”) is consumed in order to shorten the effective length of the variable length connecting rod 6. The amount is set such that the combustion energy of the fuel can be supplemented. For example, the assist torque may be set based on the engine load factor of the internal combustion engine 1 at the time when the change of the mechanical compression ratio is started, that is, when the affirmative determination is made in S101. Further, this assist torque may be changed as needed according to the engine load factor of the internal combustion engine 1 during the compression ratio change period.

また、本フローでは、Ｓ１０３において否定判定された場合、Ｓ２０２の処理が再度実
行される。つまり、モータアシスト制御の実行が継続される。一方、Ｓ１０３において肯定判定された場合、Ｓ２０４において、電動モータ２１０がＯＦＦにされ、モータアシスト制御の実行が停止される。その後、本フローの実行が一旦終了される。 In this flow, if a negative determination is made in S103, the process of S202 is executed again. That is, the execution of the motor assist control is continued. On the other hand, if a positive determination is made in S103, the electric motor 210 is turned off in S204, and the execution of the motor assist control is stopped. Thereafter, the execution of this flow is temporarily terminated.

上記フローによれば、機械圧縮比が第１圧縮比から第２圧縮比に向けて変更される圧縮比変更期間中においては、モータアシスト制御が実行されることで、可変長コンロッド６の有効長を短くするために消費される分の燃焼エネルギが補われることになる。なお、本実施では、ＥＣＵ１００が上記フローを実行することで、第２の発明に係る「モータアシスト制御部」が実現される。 According to the above flow, during the compression ratio change period in which the mechanical compression ratio is changed from the first compression ratio toward the second compression ratio, the effective length of the variable length connecting rod 6 is obtained by executing the motor assist control. The amount of combustion energy consumed to shorten the time is supplemented. In the present embodiment, the “motor assist control unit” according to the second aspect of the present invention is realized by the ECU 100 executing the above flow.

また、モータアシスト制御は、上述したような電動モータ２１０のＯＮ／ＯＦＦによる制御に限られるものではない。つまり、圧縮比変更期間以外のときにも電動モータ２１０がＯＮとなっており、機械圧縮比に応じた基準値のアシストトルクが内燃機関１に付与されている場合は、機械圧縮比が第１圧縮比から第２圧縮比に変更される際にはアシストトルクを増加させ、且つ、機械圧縮比の第１圧縮比から第２圧縮比への変更が完了したときにアシストトルクを基準値まで減少させるようなモータアシスト制御を実行してもよい。 Further, the motor assist control is not limited to the control by turning on / off the electric motor 210 as described above. That is, when the electric motor 210 is ON even during a period other than the compression ratio change period, and the assist torque of the reference value corresponding to the mechanical compression ratio is applied to the internal combustion engine 1, the mechanical compression ratio is the first. The assist torque is increased when the compression ratio is changed to the second compression ratio, and the assist torque is reduced to the reference value when the change of the mechanical compression ratio from the first compression ratio to the second compression ratio is completed. Such motor assist control may be executed.

１内燃機関
６可変長コンロッド
８点火プラグ
３２偏心部材
３５切換機構
７５切換弁
１００ＥＣＵ
１０１エアフローメータ
１０２スロットル弁
１０３燃料噴射弁
２１０電動モータ 1 Internal combustion engine 6 Variable length connecting rod 8 Spark plug 32 Eccentric member 35 Switching mechanism 75 Switching valve 100 ECU
101 Air Flow Meter 102 Throttle Valve 103 Fuel Injection Valve 210 Electric Motor

Claims

An internal combustion engine control system having a variable compression ratio mechanism,
The variable compression ratio mechanism is a mechanism for changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine by adjusting the effective length of the connecting rod, and when changing the mechanical compression ratio from the low compression ratio to the high compression ratio, When the effective length of the connecting rod is increased by the action of the inertial force generated by the reciprocating movement of the piston and the mechanical compression ratio is changed from the high compression ratio to the low compression ratio, the piston reciprocates in the cylinder. A mechanism for shortening the effective length of the connecting rod by the action of the inertial force generated and the action of the combustion pressure generated by the combustion of fuel in the cylinder,
When the variable compression ratio mechanism changes the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio, the variable compression ratio mechanism executes control to increase the combustion energy generated by the combustion of the fuel, and the high compression ratio of the mechanical compression ratio A control system for an internal combustion engine comprising a combustion energy control unit that executes control to reduce the combustion energy generated by the combustion of fuel when the change from the low compression ratio to the low compression ratio is completed.

An internal combustion engine control system having a variable compression ratio mechanism,
The variable compression ratio mechanism is a mechanism for changing the mechanical compression ratio of the internal combustion engine by adjusting the effective length of the connecting rod, and when changing the mechanical compression ratio from the low compression ratio to the high compression ratio, When the effective length of the connecting rod is increased by the action of the inertial force generated by the reciprocating movement of the piston and the mechanical compression ratio is changed from the high compression ratio to the low compression ratio, the piston reciprocates in the cylinder. A mechanism for shortening the effective length of the connecting rod by the action of the inertial force generated and the action of the combustion pressure generated by the combustion of fuel in the cylinder,
An electric motor for assisting the internal combustion engine;
When the variable compression ratio mechanism changes the mechanical compression ratio from a high compression ratio to a low compression ratio, the torque applied from the electric motor to the internal combustion engine is increased, and the mechanical compression ratio is reduced from a high compression ratio to a low compression ratio. A control system for an internal combustion engine, comprising: a motor assist control unit that reduces torque applied from the electric motor to the internal combustion engine when the change to the compression ratio is completed.