可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム
【課題】本発明は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比式の内燃機関において、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材の異常を検出することを課題とする。
【解決手段】本発明は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させる可変圧縮比機構と、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材と、を備えた可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムにおいて、内燃機関の運転停止中にクランクケース内の圧力を変化させる圧力変更装置を設け、圧力変更装置の作動に伴う圧力変化速度に基づいてシール材の異常を検出するようにした。
【解決手段】本発明は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させる可変圧縮比機構と、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材と、を備えた可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムにおいて、内燃機関の運転停止中にクランクケース内の圧力を変化させる圧力変更装置を設け、圧力変更装置の作動に伴う圧力変化速度に基づいてシール材の異常を検出するようにした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックとクランクケースを相対変位させることにより圧縮比を変更可能な内燃機関の異常検出システムに関し、特にシリンダブロックとクランクケースとの隙間に配置されるシール材の異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の圧縮比を変更するシステムとしては、クランクケースの上部にシリンダブロックの下部をシリンダ軸方向へ変位自在に収容し、クランクケースに対するシリンダブロックの位置を変化させることにより、機械圧縮比（燃焼室容積と行程容積との総和に対する燃焼室容積の比）を変更するシステムが知られている。
【０００３】
上記したシステムでは、圧縮比変更時のフリクションを低減するために、シリンダブロックの外壁面とクランクケースの内壁面との間にクリアランスを設け、該クリアランスに潤滑油を供給している。
【０００４】
なお、上記したクリアランスは大気中に開口していると、潤滑油が外部に漏洩する可能性があるとともに、クランクケース内と大気中との間でガスが往き来する可能性がある。これに対し、前記クリアランスに変形自在なシール材を配置するとともに、該シール材に圧力をかける方法が提案されている（たとえば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２８６７１号公報
【特許文献２】特開２０００−４５７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したようなシール材に亀裂などが発生すると、亀裂部分から潤滑油が漏洩したり、クランクケース内のガス（たとえば、ブローバイガス）が亀裂部分から大気中へ漏洩する可能性がある。そのため、亀裂などに起因したシール性の低下を検出する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比式の内燃機関において、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材の異常を検出可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するために、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させる可変圧縮比機構と、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材と、を備えた可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムにおいて、内燃機関の運転停止中にクランクケース内の圧力を変化させた場合の圧力変化速度に基づいてシール材の異常を検出するようにした。
【０００９】
詳細には、本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、
シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材と、
内燃機関が運転停止状態にあるときに、クランクケース内の圧力を予め定められた目標圧力まで変化させる圧力変更装置と、
圧力変更装置の作動に伴うクランクケース内の圧力変化の速度と相関する物理量を検出する検出手段と、
検出手段により検出された物理量が正常な範囲から逸脱していることを条件に、シール材が異常であると判定する判定手段と、
を備えるようにした。
【００１０】
ここでいうシール材の異常は、主として亀裂などの発生によりシール材のシール性が低下する異常をいうものとする。シール材のシール性が低下した場合は、クランクケースと外部（大気中）との間でガスが往き来するようになる。そのため、シール材が異常である場合と正常である場合とでは、圧力変更装置の作動に伴う圧力変化速度に差が表れる。
【００１１】
たとえば、シール材が異常である場合は正常である場合に比べ、圧力変更装置の作動時における圧力変化速度が遅くなるとともに、圧力変更装置の作動後における圧力変化速度が速くなる。よって、圧力変更装置の作動に伴うクランクケース内の圧力変化速度が正常範囲より速い又は遅い場合は、シール材が異常であると判定することができる。
【００１２】
ここで、圧力変更装置の作動時におけるクランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量としては、クランクケース内の圧力が圧力変更装置の作動前の圧力（以下、「初期圧力」と称する）から目標圧力に到達するまでに要する時間、或いはクランクケース内の圧力が初期圧力から目標圧力に到達するまでに圧力変更装置が消費した駆動エネルギの量、などを用いることができる。
【００１３】
また、圧力変更装置の作動後におけるクランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量としては、クランクケース内の圧力が目標圧力から初期圧力と同等の圧力に戻るまでに要する時間を用いることができる。
【００１４】
本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、上記した判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、内燃機関の運転時におけるスロットル弁の開度を所定の範囲に制限する制限手段をさらに備えるようにしてもよい。ここでいう所定の範囲は、クランクケース内の圧力が負圧となる範囲であり、予め実験的に求めておくことができる。
【００１５】
一般に、車輌用の内燃機関は、ブローバイガス還元装置を備えている。ブローバイガス還元装置は、スロットル弁上流の吸気通路からクランクケースへ新気を導くとともに、クランクケース内のガスをスロットル弁下流の吸気通路へ導くように構成される。そのため、スロットル弁の開度が絞られると、クランクケース内を負圧に保つことができる。クランクケース内が負圧に保たれると、クランクケース内のブローバイガスが大気中へ排出される事態を回避することができる。
【００１６】
また、本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、上記した判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、内燃機関の運転時における圧縮比が最低値に固定されるように可変圧縮比機構を制御する制御手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１７】
本発明の可変圧縮比機構は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより内燃機関の圧縮比を変更するように構成されている。そのため、圧縮比が低いときは高いときに比べ、燃焼室容積およびクランクケース内の容積が大きくなる。
【００１８】
燃焼室容積が大きいときは小さいときに比べ、燃焼室内の圧力が低くなる。その結果、燃焼室からクランクケースへ吹き抜けるブローバイガスの量が減少する。また、クランクケース内の容積が大きいときは小さいときに比べ、クランクケース内の圧力が低くなる。その結果、クランクケース内から大気中へ排出されるブローバイガスの量が減少する。
【００１９】
なお、本発明のシール材として蛇腹状に形成されたシール材が使用される場合は、圧縮比が高いときは低いときに比べ、シール材の屈曲率が大きくなる。シール材の屈曲率が高くなると、亀裂の開口面積が拡がる可能性がある。
【００２０】
よって、シール材として蛇腹状に形成されたシール材が使用される場合に内燃機関の圧縮比が最低値に固定されると、亀裂の開口面積が拡大する事態を回避することができる。その結果、クランクケース内から大気中へ漏洩するブローバイガスの量を減少させることができる。
【００２１】
本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、シリンダブロックとクランクケースの何れか一方に取り付けられ、内燃機関の圧縮比が所定の圧縮比以上となるときにシリンダブロックとクランクケースの何れか他方と当接することによりシリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封する補助シール材をさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
上記したような補助シールを備えた構成においては、判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、制御手段は、内燃機関の運転時における圧縮比が前記所定圧縮比以上となるように可変圧縮比機構を制御してもよい。その場合、補助シール材がシリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するため、ブローバイガスが大気中へ漏洩する事態を回避することができる。
【００２３】
なお、本発明の圧力変更装置としては、クランクケース内のガスを吸い出す電動ポンプ（バキュームポンプ）を用いることができる。電動ポンプによれば、内燃機関の運転停止中においてもクランクケース内のガスを吸い出すことが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比式の内燃機関において、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施例において本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】シール材の構成を示す図である。
【図３】バキュームポンプの作動時におけるクランクケース内圧力の変化を示す図である。
【図４】第１の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】圧縮比が高いときのシール材の亀裂の状態を示す図である。
【図６】圧縮比が低いときのシール材の亀裂の状態を示す図である。
【図７】バキュームポンプの作動後におけるクランクケース内圧力の変化を示す図である。
【図８】第２の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】バキュームポンプの作動時における消費電力を示す図である。
【図１０】第３の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】シリンダブロックとクランクケースが重なり合う部分の構成を示す断面図である。
【図１２】圧縮比が所定圧縮比以上となるときの補助シール材の状態を示す図である。
【図１３】補助シール材の他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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。
【００２７】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図６に基づいて説明する。図１は、本発明を適用す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、シリンダブロック２とクランクケース３とがシリンダ軸方向へ相対変位することにより機械圧縮比（燃焼室容積）が変更される火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。なお、内燃機関１は、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）であってもよい。
【００２８】
内燃機関１は、シリンダブロック２と、クランクケース３と、シリンダヘッド４を備えている。シリンダブロック２の下部（シリンダ軸方向の下死点側に位置する部分）は、クランクケース３の上部（シリンダ軸方向の上死点側に位置する部分）に包囲され、シリンダブロック２がクランクケース３に対してシリンダ軸方向へ摺動自在になっている。シリンダヘッド４は、シリンダブロック２の上部に固定されている。
【００２９】
シリンダブロック２には、気筒（シリンダ）５が形成されている。気筒５内には、ピストン６がシリンダ軸方向に摺動自在に装填されている。クランクケース３には、クランクシャフト７が回転自在に支持されている。ピストン６とクランクシャフト７は、コネクティングロッド８を介して連結されている。
【００３０】
シリンダヘッド４には、気筒５内に連通する吸気ポート９と排気ポート１０が設けられている。気筒５内における吸気ポート９の開口端と排気ポート１０の開口端は、吸気バルブ１１と排気バルブ１２によりそれぞれ開閉されるようになっている。吸気バルブ１１と排気バルブ１２は、シリンダヘッド４に回転自在に支持された吸気カム１３と排気カム１４によりそれぞれ駆動されるようになっている。
【００３１】
また、シリンダヘッド４には、吸気ポート９内へ燃料を噴射する燃料噴射弁１５と、気筒５内に火花を発生させる点火プラグ１６とが取り付けられている。さらに、シリンダヘッド４には、吸気ポート９へ新気（空気）を導く吸気通路９０が接続されている。吸気通路９０の途中には、該吸気通路９０の通路断面積を変更するスロットル弁９０が設けられている。
【００３２】
次に、シリンダブロック２とクランクケース３とが重複する部分には、クランクケース３に対してシリンダブロック２をシリンダ軸方向へ変位させるための可変圧縮比機構１００が設けられている。可変圧縮比機構１００としては、電動モータ等のアクチュエータが偏心カムを回転させることによりシリンダブロック２をシリンダ軸方向へ変位させる機構を用いることができる。
【００３３】
可変圧縮比機構１００によれば、シリンダ軸方向においてシリンダブロック２をクランクケース３から遠ざけることにより、燃焼室容積を大きくすることができる。その結果、機械圧縮比（行程容積と燃焼室容積との総和を燃焼室容積で除算した値）が低くなる。
【００３４】
また、上記した可変圧縮比機構１００によれば、シリンダ軸方向においてシリンダブロック２をクランクケース３に近づけることにより、燃焼室容積を小さくすることができる。その結果、内燃機関１の機械圧縮比が高くなる。
【００３５】
なお、シリンダブロック２とクランクケース３とが重複する部分において、シリンダブロック２の外壁面とクランクケース３の内壁面との間には内燃機関１の全周にわたって隙間が設けられている。この隙間は、圧縮比の変更時におけるシリンダブロック２とクランクケース３との摺動抵抗を低減するための隙間であり、潤滑油が供給されるようになっている。
【００３６】
さらに、シリンダブロック２とクランクケース３との間には、前記隙間に供給された潤滑油が外部へ漏洩したり、クランクケース３内のガスが前記隙間を介して大気中へ漏洩したりする事態を防止するために、環状のシール材２００が設けられている。
【００３７】
シール材２００は、図２に示すように、断面が蛇腹形状をなす弾性体で構成され、シリンダ軸方向の上死点側に位置する開口端がシリンダブロック２に固定され、シリンダ軸方向の下死点側に位置する開口端がクランクケースに固定されている。
【００３８】
このように構成されたシール材２００は、シリンダブロック２とクランクケース３とが相対的に近づいたとき（圧縮比が高くなったとき）に収縮（屈曲）し、シリンダブロック２とクランクケース３とが相対的に遠ざかったとき（圧縮比が低くなったとき）に伸長する。その結果、シリンダブロック２とクランクケース３との相対位置に関わらず、クランクケース３内の気密性を保つことが可能となる。
【００３９】
ここで図１に戻り、内燃機関１には、燃料噴射弁１５、点火プラグ１６、スロットル弁９０、可変圧縮比機構１００などの各種機器を電気的に制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１７が併設されている。ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成されるユニットである。
【００４０】
ＥＣＵ１７には、クランクポジションセンサ１８や、アクセルポジションセンサ１９などの各種センサの電気信号が入力されるようになっている。クランクポジションセンサ１８は、クランクシャフト７近傍に配置され、クランクシャフト７の回転位置に相関するパルス信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ１９は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する信号を出力するセンサである。
【００４１】
ＥＣＵ１７は、上記した各種センサの電気信号に従って内燃機関１の運転状態（機関運転状態）を判別し、その判別結果に従って上記した各種機器を制御する。たとえば、ＥＣＵ１７は、クランクポジションセンサ１８やアクセルポジションセンサ１９の出力信号から判別される機関回転数および機関負荷に基づいて、可変圧縮比機構１００を制御する。
【００４２】
その際、機関回転数および機関負荷が予め定められた低負荷・低回転運転領域にあるときは、ＥＣＵ１７は、内燃機関１の圧縮比が高くなるように可変圧縮比機構１００を制御する。詳細には、ＥＣＵ１７は、シリンダブロック２がクランクケース３に近づく（シリンダ軸方向の下死点側へ変位する）ように可変圧縮比機構１００を制御する。
【００４３】
また、機関回転数および機関負荷が上記した低負荷・低回転運転領域から逸脱したときは、ＥＣＵ１７は、シリンダブロック２がクランクシャフト７から遠ざかる（シリンダ軸方向の上死点側へ変位する）ように可変圧縮比機構１００を制御することにより、内燃機関１の圧縮比を低下させる。
【００４４】
なお、内燃機関１の圧縮比は、上記したように２段階に切り換えられてもよいが、機関回転数および機関負荷に応じて無段階に切り換えられてもよい。
【００４５】
このように内燃機関１の圧縮比が変更されると、低負荷・低回転運転領域における燃焼効率の向上と、高負荷・高回転運転領域におけるノッキングの抑制と、を両立することができる。
【００４６】
ところで、前記したシール材２００に亀裂などが発生すると、シール材２００のシール性が低下する。その結果、前記した隙間に供給された潤滑油が外部に漏洩したり、クランクケース３内のブローバイガスが大気中に排出されたりする事態が発生する。
【００４７】
そこで、本実施例の内燃機関１は、クランクケース３内の圧力変化速度に基づいて、シール材２００の異常を検出するようにした。以下、シール材２００の異常を検出するための構成について説明する。
【００４８】
図１において、内燃機関１には、電動式のバキュームポンプ３００が併設されている。バキュームポンプ３００の吸込口は、通路３０１を介してクランクケース３内に連通している。また、クランクケース３には、該クランクケース３内の圧力を検出する圧力センサ３０２が取り付けられている。なお、バキュームポンプ３００は、本発明に係わる圧力変更装置の一実施態様である。
【００４９】
ＥＣＵ１７は、内燃機関１の運転停止中（たとえば、内燃機関１の始動前や運転停止後）に、前記バキュームポンプ３００を作動させ、その際のクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する。
【００５０】
詳細には、ＥＣＵ１７は、バキュームポンプ３００の作動開始時点からクランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇと等しくなる時点までに要する時間（以下、「圧力低下時間」と称する）を測定する。なお、目標値Ｐｔｒｇは、バキュームポンプ３００の作動開始時のクランクケース内圧力（以下、「初期値」と称する）Ｐｄｆｔから一定量ΔＰを減算した値である。
【００５１】
シール材２００に亀裂などの異常が発生している場合にバキュームポンプ３００が作動させられると、大気中のガスがクランクケース３内へ吸い込まれることになるため、クランクケース３内の圧力低下速度が正常時より遅くなる。
【００５２】
図３は、バキュームポンプ３００の作動時におけるクランクケース３内の圧力変化を示す図である。図３中の実線はシール材２００に異常が発生している場合の圧力変化を示し、図３中の一点鎖線はシール材２００が正常である場合の圧力変化を示している。
【００５３】
図３において、バキュームポンプ３００の作動開始時（図３中のｔｄ０）からクランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇと等しくなるまでに要する時間（圧力低下時間）は、シール材２００が正常である場合（図３中のｔｄ０からｔｄｎｍｌまでの所要時間Ｌｄｎｍｌ）に比べ、シール材２００が異常である場合（図３中のｔｄ０からｔｄ１までの所要時間Ｌｄ）の方が長くなる。
【００５４】
よって、ＥＣＵ１７は、圧力低下時間の測定値（以下、「実圧力低下時間」と称する）Ｌｄが正常時の圧力低下時間（以下、「基準圧力低下時間」と称する）Ｌｄｎｍｌより長い場合には、シール材２００が異常であると判定することができる。なお、圧力低下時間は温度条件などによってばらつく可能性がある。そこで、ＥＣＵ１７は、基準圧力低下時
間ＬｄｎｍｌにマージンΔｌｄを付加した範囲（＝Ｌｄｎｍｌ±Δｌｄ）から実圧力低下時間Ｌｄが逸脱していることを条件に、シール材２００に異常が発生していると判定するようにした。
【００５５】
以下、シール材２００の異常を検出する手順について図４に沿って説明する。図４は、異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図４の異常検出処理ルーチンは、予めＥＣＵ１７のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ１７によって周期的に実行される。
【００５６】
図４の異常検出処理ルーチンでは、ＥＣＵ１７は、先ずＳ１０１において内燃機関１が運転停止状態にあるか否かを判別する。Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０２へ進む。
【００５７】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出信号（初期値）Ｐｄｆｔを読み込む。続いて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０３へ進み、前記初期値Ｐｄｆｔから一定量ΔＰを減算して目標値Ｐｔｒｇ（＝Ｐｄｆｔ−ΔＰ）を設定する。
【００５８】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１７は、バキュームポンプ３００の作動を開始する。続いて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０５においてカウンタを起動させる。カウンタは、バキュームポンプ３００の作動開始時点からの経過時間Ｌｄを計測するカウンタである。
【００５９】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出信号（クランクケース内圧力）Ｐを読み込む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ１０６で読み込まれたクランクケース内圧力Ｐが前記Ｓ１０３で設定された目標値Ｐｔｒｇまで低下したか否かを判別する。Ｓ１０７において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０６へ戻る。一方、Ｓ１０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０８へ進む。
【００６０】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１７は、クランクケース内圧力が目標値Ｐｔｒｇと等しくなった時点におけるカウンタの計測時間（実圧力低下時間）Ｌｄを読み込む。ＥＣＵ１７がＳ１０５からＳ１０６の処理を実行することにより、本発明に係わる検出手段が実現される。
【００６１】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ１０８で読み込まれた実圧力低下時間Ｌｄが正常な範囲（（Ｌｄｎｍｌ−Δｌｄ）≦Ｌｄ≦（Ｌｄｎｍｌ＋Δｌｄ））にあるか否かを判別する。Ｓ１０９において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１０へ進み、シール材２００が正常であると判定する。一方、Ｓ１０９において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１１へ進み、シール材２００が異常であると判定する。ＥＣＵ１７がＳ１０９からＳ１１１の処理を実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。
【００６２】
前記Ｓ１１１においてシール材２００が異常であると判定された場合に、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１２においてフェイルセーフ処理を実行する。フェイルセーフ処理では、ＥＣＵ１７は、内燃機関１の運転時における圧縮比が最低値に固定されるように可変圧縮比機構１００を制御する。
【００６３】
内燃機関１の圧縮比が低い場合は高い場合に比べ、燃焼室内の圧力（燃料が燃焼したときの筒内圧）が低くなるとともにクランクケース内圧力が低くなる。燃焼室内の圧力が低くなると、燃焼室からクランクケース３内へ吹き抜けるブローバイガスの量が減少する。また、クランクケース内圧力が低くなると、クランクケース３内のガスがシール材２００から大気中へ漏洩し難くなる。
【００６４】
なお、ＥＣＵ１７は、上記したフェイルセーフ処理において、スロットル弁９０の開度
（スロットル開度）を所定開度以下に制限するようにしてもよい。その場合、気筒５内に供給されるガス量が少なくなるため、燃焼室からクランクケース３内へ吹き抜けるブローバイガスの量を一層低減させることが可能になる。
【００６５】
また、内燃機関１がブローバイガス還元装置を備えている場合には、クランクケース３内の圧力が負圧となる範囲内にスロットル開度を制限することも可能である。その際、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出値が負圧となるようにスロットル弁９０の開度をフィードバック制御してもよい。
【００６６】
ところで、本実施例のシール材２００は蛇腹状に形成されるため、内燃機関１の圧縮比が高いときは低いときよりシール材２００の屈曲率（歪み）が大きくなる。よって、シール材２００に亀裂が発生している場合に圧縮比が高くされると、図５に示すように亀裂の開口面積が拡がる可能性がある。これに対し、圧縮比が低くされると、図６に示すように亀裂の開口面積が縮まる可能性がある。その結果、シール材２００から漏洩するブローバイガスの量を低減することができる。
【００６７】
ＥＣＵ１７が上記したようなフェイルセーフ処理を実行することにより、ブローバイガスの排出量を最小限に抑えつつ、内燃機関１を退避走行運転させることができる。なお、ＥＣＵ１７がＳ１１２の処理を実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。
【００６８】
以上述べた実施例によれば、亀裂などの発生によるシール材２００のシール性低下を検出することができる。さらに、シール材２００のシール性が低下した場合に、クランクケース３内から大気中へ漏洩するブローバイガスの量を最小限に抑えつつ、内燃機関１を退避走行運転させることができる。
【００６９】
なお、本実施例では、本発明の圧力変更装置としてバキュームポンプ３００を用いる例を述べたが、クランクケース３内を加圧する加圧ポンプを用いることもできる。ただし、シール材２００に異常が発生しているときにクランクケース３内が加圧されると、クランクケース３内のガスが大気中へ漏洩する可能性がある。これに対し、バキュームポンプ３００を用いた場合は、クランクケース３内のガスを大気中へ漏洩させることなく、異常検出処理を実施することができる。
【００７０】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図７、図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００７１】
前述した第１の実施例ではバキュームポンプ３００の作動時におけるクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べたが、本実施例ではバキュームポンプ３００の作動後におけるクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べる。
【００７２】
図７は、バキュームポンプ３００の作動後におけるクランクケース３内の圧力変化を示す図である。図７中の実線はシール材２００に異常が発生している場合の圧力変化を示し、図７中の一点鎖線はシール材２００が正常である場合の圧力変化を示している。なお、バキュームポンプ３００は、クランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇに達した時点で停止されるものとする。
【００７３】
図７において、バキュームポンプ３００の作動停止時（図７中のｔｕ０）からクランクケース内圧力Ｐが初期値Ｐｄｆｔと等しくなるまでに要する時間（以下、「圧力上昇時間
」と称する）は、シール材２００が正常である場合（図７中のｔｕ０からｔｕｎｍｌまでの所要時間Ｌｕｎｍｌ）に比べ、シール材２００が異常である場合（図７中のｔｕ０からｔｕ１までの所要時間Ｌｕ）の方が短くなる。
【００７４】
よって、ＥＣＵ１７は、圧力上昇時間の測定値（以下、「実圧力上昇時間」と称する）Ｌｕが正常時の圧力上昇時間（以下、「基準圧力上昇時間」と称する）Ｌｕｎｍｌより短い場合には、シール材２００が異常であると判定することができる。なお、圧力上昇時間は、前述した圧力低下時間と同様に、温度条件などによってばらつく可能性がある。そこで、ＥＣＵ１７は、基準圧力上昇時間ＬｕｎｍｌにマージンΔｌｕを付加した範囲（＝Ｌｕｎｍｌ±Δｌｕ）から実圧力上昇時間Ｌｕが逸脱していることを条件に、シール材２００に異常が発生していると判定するようにした。
【００７５】
以下、本実施例における異常検出処理の実行手順について図８に沿って説明する。図８は、本実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図８において、前述した第１の実施例の異常検出処理ルーチン（図４を参照）と同等の処理には、同一の符号が付されている。
【００７６】
図８の異常検出処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ１０６およびＳ１０７の処理を実行する。そして、Ｓ１０７において肯定判定された場合に、ＥＣＵ１７は、Ｓ２０１からＳ２０６の処理を順次実行する。
【００７７】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ１７は、バキュームポンプ３００の作動を停止させる。続いて、ＥＣＵ１７は、Ｓ２０２においてカウンタを起動させる。ここでいうカウンタは、バキュームポンプ３００の作動停止時点からの経過時間Ｌｕを計測するカウンタである。
【００７８】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出信号（クランクケース内圧力）Ｐを読み込む。Ｓ２０４では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ２０３で読み込まれたクランクケース内圧力Ｐが前記Ｓ１０２で読み込まれた初期値Ｐｄｆｔと等しいか否かを判別する。
【００７９】
前記Ｓ２０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７はＳ２０３へ戻る。一方、前記Ｓ２０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ２０５へ進み、カウンタの計測時間（実圧力上昇時間）Ｌｕを読み込む。
【００８０】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ２０５で読み込まれた実圧力上昇時間Ｌｕが正常な範囲（（Ｌｕｎｍｌ−Δｌｕ）≦Ｌｕ≦（Ｌｕｎｍｌ＋Δｌｕ））にあるか否かを判別する。Ｓ２０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１０へ進む。一方、Ｓ２０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１１へ進む。
【００８１】
以上述べた実施例によれば、前述した第１の実施例と同様に、亀裂などの発生によるシール材２００のシール性低下を検出することができる。
【００８２】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図９、図１０に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００８３】
前述した第１の実施例ではバキュームポンプ３００の作動時におけるクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べたが、本実施例ではバキュームポンプ３００の作動後におけるバキュームポンプ３００の消費電力量に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べる。
【００８４】
図９は、バキュームポンプ３００の作動時におけるバキュームポンプ３００の消費電力量を示す図である。図９中の実線はシール材２００に異常が発生している場合の消費電力を示し、図９中の一点鎖線はシール材２００が正常である場合の消費電力を示している。
【００８５】
図９において、バキュームポンプ３００の作動開始からクランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇと等しくなるまでに要する消費電力Ｃａは、シール材２００が正常である場合（図９中のＣａｎｍｌ）に比べ、シール材２００が異常である場合（図９中のＣａ）の方が多くなる。これは、前述した第１の実施例で述べたように、シール材２００が異常である場合はシール材２００が異常である場合に比べ、圧力低下時間が長くなるからである。
【００８６】
よって、ＥＣＵ１７は、消費電力（以下、「実消費電力」と称する）Ｃａが正常時の消費電力（以下、「基準消費電力」と称する）Ｃａｎｍｌより多い場合は、シール材２００が異常であると判定することができる。なお、消費電力は、前述した圧力低下時間や圧力上昇時間と同様に、温度条件などによってばらつく可能性がある。そこで、ＥＣＵ１７は、基準消費電力ＣａｎｍｌにマージンΔｃａを付加した範囲（＝Ｃａｎｍｌ±Δｃａ）から実消費電力Ｃａが逸脱していることを条件に、シール材２００に異常が発生していると判定するようにした。
【００８７】
以下、本実施例における異常検出処理の実行手順について図１０に沿って説明する。図１０は、本実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図１０において、前述した第１の実施例の異常検出処理ルーチン（図４を参照）と同等の処理には、同一の符号が付されている。
【００８８】
図1０の異常検出処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０４の処理を実行した後
にＳ１０５の変わりにＳ３０１の処理を実行する。Ｓ３０１では、ＥＣＵ１７は、電力カウンタを起動させる。電力カウンタは、バキュームポンプ３００の作動開始時点からの消費電力量を計測するカウンタである。ＥＣＵ１７は、Ｓ３０１の処理を実行した後に、Ｓ１０６，Ｓ１０７を順次実行する。
【００８９】
ＥＣＵ１７は、Ｓ１０７の処理を実行した後に、Ｓ１０８，Ｓ１０９の代わりに、Ｓ３０２，Ｓ３０３の処理を実行する。先ずＳ３０２では、ＥＣＵ１７は、電力カウンタの計測値（実消費電力）Ｃａを読み込む。
【００９０】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ３０２で読み込まれた実消費電力Ｃａが正常な範囲（（Ｃａｎｍｌ−Δｃａ）≦Ｃａ≦（Ｃａｎｍｌ＋Δｃａ））にあるか否かを判別する。Ｓ３０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１０へ進む。一方、Ｓ３０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１１へ進む。
【００９１】
以上述べた実施例によれば、前述した第１の実施例と同様に、亀裂などの発生によるシール材２００のシール性低下を検出することができる。
【００９２】
＜実施例４＞
次に、本実施例の第４の実施例について図１１に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００９３】
前述した第１の実施例ではフェイルセーフ処理において圧縮比を最低値に固定する例について述べたが、本実施例ではフェイルセーフ処理において圧縮比を所定の圧縮比以上に固定する例について述べる。
【００９４】
図１１は、シリンダブロック２とクランクケース３とが重なり合う部分の断面図である。なお、図１１において前述した第１の実施例と同様の構成要素には、同一の符号が付されている。
【００９５】
シリンダブロック２の外壁面において、シール材２００の上部開口端より下方かつクランクケース３の上端より上方に位置する部分には、クランクケース３の内壁面へ向かって突出した突起部２ａが設けられている。一方、クランクケース３の内壁面において、シール材２００の下部開口端より下方の部分には、シリンダブロック２の外壁面へ向かって突出した突起部３ａが設けられている。
【００９６】
前記突起部３ａの上面において、前記突起部２ａの下面と対向する部位には、補助シール材３ｂが設けられている。補助シール材３ｂは、収縮自在な部材（たとえば、ゴムなどの弾性部材）で形成されている。なお、補助シール材３ｂの寸法は、内燃機関１の圧縮比が所定の圧縮比以上となったときに、図１２に示すように、該補助シール材３ｂの上部が前記突起部２ａの下面と密接するように定められている。
【００９７】
このような構成によれば、シール材２００の異常が検出された後のフェイルセーフ処理において、ＥＣＵ１７は、圧縮比を上記した所定圧縮比以上に固定する。その場合、補助シール材３ｂが突起部２ａの下面と密着するため、シリンダブロック２の外壁面とクランクケース３の内壁面との隙間が補助シール材３ｂによって密封される。その結果、シール材２００のシール性が低下していても、クランクケース３内のブローバイガスが大気中に排出される事態が回避される。
【００９８】
なお、本実施例では、補助シール材３ｂが突起部３ａの上面に取り付けられる例について述べたが、図１３に示すように突起部２ａの下面に取り付けられるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１ 内燃機関
２ シリンダブロック
２ａ 突起部
３ クランクケース
３ａ 突起部
３ｂ 補助シール材
４ シリンダヘッド
５ 気筒
６ ピストン
７ クランクシャフト
８ コネクティングロッド
９ 吸気ポート
１０ 排気ポート
１１ 吸気バルブ
１２ 排気バルブ
１３ 吸気カム
１４ 排気カム
１５ 燃料噴射弁
１６ 点火プラグ
１７ ＥＣＵ
１８ クランクポジションセンサ
１９ アクセルポジションセンサ
９０ 吸気通路
９０ スロットル弁
１００ 可変圧縮比機構
２００ シール材
３００ バキュームポンプ
３０１ 通路
３０２ 圧力センサ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダブロックとクランクケースを相対変位させることにより圧縮比を変更可能な内燃機関の異常検出システムに関し、特にシリンダブロックとクランクケースとの隙間に配置されるシール材の異常を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の圧縮比を変更するシステムとしては、クランクケースの上部にシリンダブロックの下部をシリンダ軸方向へ変位自在に収容し、クランクケースに対するシリンダブロックの位置を変化させることにより、機械圧縮比（燃焼室容積と行程容積との総和に対する燃焼室容積の比）を変更するシステムが知られている。
【０００３】
上記したシステムでは、圧縮比変更時のフリクションを低減するために、シリンダブロックの外壁面とクランクケースの内壁面との間にクリアランスを設け、該クリアランスに潤滑油を供給している。
【０００４】
なお、上記したクリアランスは大気中に開口していると、潤滑油が外部に漏洩する可能性があるとともに、クランクケース内と大気中との間でガスが往き来する可能性がある。これに対し、前記クリアランスに変形自在なシール材を配置するとともに、該シール材に圧力をかける方法が提案されている（たとえば、特許文献１）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２２８６７１号公報
【特許文献２】特開２０００−４５７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上記したようなシール材に亀裂などが発生すると、亀裂部分から潤滑油が漏洩したり、クランクケース内のガス（たとえば、ブローバイガス）が亀裂部分から大気中へ漏洩する可能性がある。そのため、亀裂などに起因したシール性の低下を検出する必要がある。
【０００７】
本発明は、上記した実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比式の内燃機関において、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材の異常を検出可能な技術の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記した課題を解決するために、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させる可変圧縮比機構と、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材と、を備えた可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムにおいて、内燃機関の運転停止中にクランクケース内の圧力を変化させた場合の圧力変化速度に基づいてシール材の異常を検出するようにした。
【０００９】
詳細には、本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、
シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材と、
内燃機関が運転停止状態にあるときに、クランクケース内の圧力を予め定められた目標圧力まで変化させる圧力変更装置と、
圧力変更装置の作動に伴うクランクケース内の圧力変化の速度と相関する物理量を検出する検出手段と、
検出手段により検出された物理量が正常な範囲から逸脱していることを条件に、シール材が異常であると判定する判定手段と、
を備えるようにした。
【００１０】
ここでいうシール材の異常は、主として亀裂などの発生によりシール材のシール性が低下する異常をいうものとする。シール材のシール性が低下した場合は、クランクケースと外部（大気中）との間でガスが往き来するようになる。そのため、シール材が異常である場合と正常である場合とでは、圧力変更装置の作動に伴う圧力変化速度に差が表れる。
【００１１】
たとえば、シール材が異常である場合は正常である場合に比べ、圧力変更装置の作動時における圧力変化速度が遅くなるとともに、圧力変更装置の作動後における圧力変化速度が速くなる。よって、圧力変更装置の作動に伴うクランクケース内の圧力変化速度が正常範囲より速い又は遅い場合は、シール材が異常であると判定することができる。
【００１２】
ここで、圧力変更装置の作動時におけるクランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量としては、クランクケース内の圧力が圧力変更装置の作動前の圧力（以下、「初期圧力」と称する）から目標圧力に到達するまでに要する時間、或いはクランクケース内の圧力が初期圧力から目標圧力に到達するまでに圧力変更装置が消費した駆動エネルギの量、などを用いることができる。
【００１３】
また、圧力変更装置の作動後におけるクランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量としては、クランクケース内の圧力が目標圧力から初期圧力と同等の圧力に戻るまでに要する時間を用いることができる。
【００１４】
本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、上記した判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、内燃機関の運転時におけるスロットル弁の開度を所定の範囲に制限する制限手段をさらに備えるようにしてもよい。ここでいう所定の範囲は、クランクケース内の圧力が負圧となる範囲であり、予め実験的に求めておくことができる。
【００１５】
一般に、車輌用の内燃機関は、ブローバイガス還元装置を備えている。ブローバイガス還元装置は、スロットル弁上流の吸気通路からクランクケースへ新気を導くとともに、クランクケース内のガスをスロットル弁下流の吸気通路へ導くように構成される。そのため、スロットル弁の開度が絞られると、クランクケース内を負圧に保つことができる。クランクケース内が負圧に保たれると、クランクケース内のブローバイガスが大気中へ排出される事態を回避することができる。
【００１６】
また、本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、上記した判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、内燃機関の運転時における圧縮比が最低値に固定されるように可変圧縮比機構を制御する制御手段をさらに備えるようにしてもよい。
【００１７】
本発明の可変圧縮比機構は、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより内燃機関の圧縮比を変更するように構成されている。そのため、圧縮比が低いときは高いときに比べ、燃焼室容積およびクランクケース内の容積が大きくなる。
【００１８】
燃焼室容積が大きいときは小さいときに比べ、燃焼室内の圧力が低くなる。その結果、燃焼室からクランクケースへ吹き抜けるブローバイガスの量が減少する。また、クランクケース内の容積が大きいときは小さいときに比べ、クランクケース内の圧力が低くなる。その結果、クランクケース内から大気中へ排出されるブローバイガスの量が減少する。
【００１９】
なお、本発明のシール材として蛇腹状に形成されたシール材が使用される場合は、圧縮比が高いときは低いときに比べ、シール材の屈曲率が大きくなる。シール材の屈曲率が高くなると、亀裂の開口面積が拡がる可能性がある。
【００２０】
よって、シール材として蛇腹状に形成されたシール材が使用される場合に内燃機関の圧縮比が最低値に固定されると、亀裂の開口面積が拡大する事態を回避することができる。その結果、クランクケース内から大気中へ漏洩するブローバイガスの量を減少させることができる。
【００２１】
本発明の可変圧縮比式内燃機関の異常検出システムは、シリンダブロックとクランクケースの何れか一方に取り付けられ、内燃機関の圧縮比が所定の圧縮比以上となるときにシリンダブロックとクランクケースの何れか他方と当接することによりシリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封する補助シール材をさらに備えるようにしてもよい。
【００２２】
上記したような補助シールを備えた構成においては、判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、制御手段は、内燃機関の運転時における圧縮比が前記所定圧縮比以上となるように可変圧縮比機構を制御してもよい。その場合、補助シール材がシリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するため、ブローバイガスが大気中へ漏洩する事態を回避することができる。
【００２３】
なお、本発明の圧力変更装置としては、クランクケース内のガスを吸い出す電動ポンプ（バキュームポンプ）を用いることができる。電動ポンプによれば、内燃機関の運転停止中においてもクランクケース内のガスを吸い出すことが可能となる。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比式の内燃機関において、シリンダブロックとクランクケースとの隙間を密封するシール材の異常を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】第１の実施例において本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】シール材の構成を示す図である。
【図３】バキュームポンプの作動時におけるクランクケース内圧力の変化を示す図である。
【図４】第１の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】圧縮比が高いときのシール材の亀裂の状態を示す図である。
【図６】圧縮比が低いときのシール材の亀裂の状態を示す図である。
【図７】バキュームポンプの作動後におけるクランクケース内圧力の変化を示す図である。
【図８】第２の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図９】バキュームポンプの作動時における消費電力を示す図である。
【図１０】第３の実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図１１】シリンダブロックとクランクケースが重なり合う部分の構成を示す断面図である。
【図１２】圧縮比が所定圧縮比以上となるときの補助シール材の状態を示す図である。
【図１３】補助シール材の他の配置例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
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。本実施形態に記載される構成部品の寸法、材質、形状、相対配置等は、特に記載がない限り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。
【００２７】
＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１乃至図６に基づいて説明する。図１は、本発明を適用す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、シリンダブロック２とクランクケース３とがシリンダ軸方向へ相対変位することにより機械圧縮比（燃焼室容積）が変更される火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。なお、内燃機関１は、圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）であってもよい。
【００２８】
内燃機関１は、シリンダブロック２と、クランクケース３と、シリンダヘッド４を備えている。シリンダブロック２の下部（シリンダ軸方向の下死点側に位置する部分）は、クランクケース３の上部（シリンダ軸方向の上死点側に位置する部分）に包囲され、シリンダブロック２がクランクケース３に対してシリンダ軸方向へ摺動自在になっている。シリンダヘッド４は、シリンダブロック２の上部に固定されている。
【００２９】
シリンダブロック２には、気筒（シリンダ）５が形成されている。気筒５内には、ピストン６がシリンダ軸方向に摺動自在に装填されている。クランクケース３には、クランクシャフト７が回転自在に支持されている。ピストン６とクランクシャフト７は、コネクティングロッド８を介して連結されている。
【００３０】
シリンダヘッド４には、気筒５内に連通する吸気ポート９と排気ポート１０が設けられている。気筒５内における吸気ポート９の開口端と排気ポート１０の開口端は、吸気バルブ１１と排気バルブ１２によりそれぞれ開閉されるようになっている。吸気バルブ１１と排気バルブ１２は、シリンダヘッド４に回転自在に支持された吸気カム１３と排気カム１４によりそれぞれ駆動されるようになっている。
【００３１】
また、シリンダヘッド４には、吸気ポート９内へ燃料を噴射する燃料噴射弁１５と、気筒５内に火花を発生させる点火プラグ１６とが取り付けられている。さらに、シリンダヘッド４には、吸気ポート９へ新気（空気）を導く吸気通路９０が接続されている。吸気通路９０の途中には、該吸気通路９０の通路断面積を変更するスロットル弁９０が設けられている。
【００３２】
次に、シリンダブロック２とクランクケース３とが重複する部分には、クランクケース３に対してシリンダブロック２をシリンダ軸方向へ変位させるための可変圧縮比機構１００が設けられている。可変圧縮比機構１００としては、電動モータ等のアクチュエータが偏心カムを回転させることによりシリンダブロック２をシリンダ軸方向へ変位させる機構を用いることができる。
【００３３】
可変圧縮比機構１００によれば、シリンダ軸方向においてシリンダブロック２をクランクケース３から遠ざけることにより、燃焼室容積を大きくすることができる。その結果、機械圧縮比（行程容積と燃焼室容積との総和を燃焼室容積で除算した値）が低くなる。
【００３４】
また、上記した可変圧縮比機構１００によれば、シリンダ軸方向においてシリンダブロック２をクランクケース３に近づけることにより、燃焼室容積を小さくすることができる。その結果、内燃機関１の機械圧縮比が高くなる。
【００３５】
なお、シリンダブロック２とクランクケース３とが重複する部分において、シリンダブロック２の外壁面とクランクケース３の内壁面との間には内燃機関１の全周にわたって隙間が設けられている。この隙間は、圧縮比の変更時におけるシリンダブロック２とクランクケース３との摺動抵抗を低減するための隙間であり、潤滑油が供給されるようになっている。
【００３６】
さらに、シリンダブロック２とクランクケース３との間には、前記隙間に供給された潤滑油が外部へ漏洩したり、クランクケース３内のガスが前記隙間を介して大気中へ漏洩したりする事態を防止するために、環状のシール材２００が設けられている。
【００３７】
シール材２００は、図２に示すように、断面が蛇腹形状をなす弾性体で構成され、シリンダ軸方向の上死点側に位置する開口端がシリンダブロック２に固定され、シリンダ軸方向の下死点側に位置する開口端がクランクケースに固定されている。
【００３８】
このように構成されたシール材２００は、シリンダブロック２とクランクケース３とが相対的に近づいたとき（圧縮比が高くなったとき）に収縮（屈曲）し、シリンダブロック２とクランクケース３とが相対的に遠ざかったとき（圧縮比が低くなったとき）に伸長する。その結果、シリンダブロック２とクランクケース３との相対位置に関わらず、クランクケース３内の気密性を保つことが可能となる。
【００３９】
ここで図１に戻り、内燃機関１には、燃料噴射弁１５、点火プラグ１６、スロットル弁９０、可変圧縮比機構１００などの各種機器を電気的に制御するための電子制御ユニット（ＥＣＵ）１７が併設されている。ＥＣＵ１７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭなどから構成されるユニットである。
【００４０】
ＥＣＵ１７には、クランクポジションセンサ１８や、アクセルポジションセンサ１９などの各種センサの電気信号が入力されるようになっている。クランクポジションセンサ１８は、クランクシャフト７近傍に配置され、クランクシャフト７の回転位置に相関するパルス信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ１９は、アクセルペダルの操作量（アクセル開度）に相関する信号を出力するセンサである。
【００４１】
ＥＣＵ１７は、上記した各種センサの電気信号に従って内燃機関１の運転状態（機関運転状態）を判別し、その判別結果に従って上記した各種機器を制御する。たとえば、ＥＣＵ１７は、クランクポジションセンサ１８やアクセルポジションセンサ１９の出力信号から判別される機関回転数および機関負荷に基づいて、可変圧縮比機構１００を制御する。
【００４２】
その際、機関回転数および機関負荷が予め定められた低負荷・低回転運転領域にあるときは、ＥＣＵ１７は、内燃機関１の圧縮比が高くなるように可変圧縮比機構１００を制御する。詳細には、ＥＣＵ１７は、シリンダブロック２がクランクケース３に近づく（シリンダ軸方向の下死点側へ変位する）ように可変圧縮比機構１００を制御する。
【００４３】
また、機関回転数および機関負荷が上記した低負荷・低回転運転領域から逸脱したときは、ＥＣＵ１７は、シリンダブロック２がクランクシャフト７から遠ざかる（シリンダ軸方向の上死点側へ変位する）ように可変圧縮比機構１００を制御することにより、内燃機関１の圧縮比を低下させる。
【００４４】
なお、内燃機関１の圧縮比は、上記したように２段階に切り換えられてもよいが、機関回転数および機関負荷に応じて無段階に切り換えられてもよい。
【００４５】
このように内燃機関１の圧縮比が変更されると、低負荷・低回転運転領域における燃焼効率の向上と、高負荷・高回転運転領域におけるノッキングの抑制と、を両立することができる。
【００４６】
ところで、前記したシール材２００に亀裂などが発生すると、シール材２００のシール性が低下する。その結果、前記した隙間に供給された潤滑油が外部に漏洩したり、クランクケース３内のブローバイガスが大気中に排出されたりする事態が発生する。
【００４７】
そこで、本実施例の内燃機関１は、クランクケース３内の圧力変化速度に基づいて、シール材２００の異常を検出するようにした。以下、シール材２００の異常を検出するための構成について説明する。
【００４８】
図１において、内燃機関１には、電動式のバキュームポンプ３００が併設されている。バキュームポンプ３００の吸込口は、通路３０１を介してクランクケース３内に連通している。また、クランクケース３には、該クランクケース３内の圧力を検出する圧力センサ３０２が取り付けられている。なお、バキュームポンプ３００は、本発明に係わる圧力変更装置の一実施態様である。
【００４９】
ＥＣＵ１７は、内燃機関１の運転停止中（たとえば、内燃機関１の始動前や運転停止後）に、前記バキュームポンプ３００を作動させ、その際のクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する。
【００５０】
詳細には、ＥＣＵ１７は、バキュームポンプ３００の作動開始時点からクランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇと等しくなる時点までに要する時間（以下、「圧力低下時間」と称する）を測定する。なお、目標値Ｐｔｒｇは、バキュームポンプ３００の作動開始時のクランクケース内圧力（以下、「初期値」と称する）Ｐｄｆｔから一定量ΔＰを減算した値である。
【００５１】
シール材２００に亀裂などの異常が発生している場合にバキュームポンプ３００が作動させられると、大気中のガスがクランクケース３内へ吸い込まれることになるため、クランクケース３内の圧力低下速度が正常時より遅くなる。
【００５２】
図３は、バキュームポンプ３００の作動時におけるクランクケース３内の圧力変化を示す図である。図３中の実線はシール材２００に異常が発生している場合の圧力変化を示し、図３中の一点鎖線はシール材２００が正常である場合の圧力変化を示している。
【００５３】
図３において、バキュームポンプ３００の作動開始時（図３中のｔｄ０）からクランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇと等しくなるまでに要する時間（圧力低下時間）は、シール材２００が正常である場合（図３中のｔｄ０からｔｄｎｍｌまでの所要時間Ｌｄｎｍｌ）に比べ、シール材２００が異常である場合（図３中のｔｄ０からｔｄ１までの所要時間Ｌｄ）の方が長くなる。
【００５４】
よって、ＥＣＵ１７は、圧力低下時間の測定値（以下、「実圧力低下時間」と称する）Ｌｄが正常時の圧力低下時間（以下、「基準圧力低下時間」と称する）Ｌｄｎｍｌより長い場合には、シール材２００が異常であると判定することができる。なお、圧力低下時間は温度条件などによってばらつく可能性がある。そこで、ＥＣＵ１７は、基準圧力低下時
間ＬｄｎｍｌにマージンΔｌｄを付加した範囲（＝Ｌｄｎｍｌ±Δｌｄ）から実圧力低下時間Ｌｄが逸脱していることを条件に、シール材２００に異常が発生していると判定するようにした。
【００５５】
以下、シール材２００の異常を検出する手順について図４に沿って説明する。図４は、異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図４の異常検出処理ルーチンは、予めＥＣＵ１７のＲＯＭなどに記憶されており、ＥＣＵ１７によって周期的に実行される。
【００５６】
図４の異常検出処理ルーチンでは、ＥＣＵ１７は、先ずＳ１０１において内燃機関１が運転停止状態にあるか否かを判別する。Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０２へ進む。
【００５７】
Ｓ１０２では、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出信号（初期値）Ｐｄｆｔを読み込む。続いて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０３へ進み、前記初期値Ｐｄｆｔから一定量ΔＰを減算して目標値Ｐｔｒｇ（＝Ｐｄｆｔ−ΔＰ）を設定する。
【００５８】
Ｓ１０４では、ＥＣＵ１７は、バキュームポンプ３００の作動を開始する。続いて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０５においてカウンタを起動させる。カウンタは、バキュームポンプ３００の作動開始時点からの経過時間Ｌｄを計測するカウンタである。
【００５９】
Ｓ１０６では、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出信号（クランクケース内圧力）Ｐを読み込む。Ｓ１０７では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ１０６で読み込まれたクランクケース内圧力Ｐが前記Ｓ１０３で設定された目標値Ｐｔｒｇまで低下したか否かを判別する。Ｓ１０７において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０６へ戻る。一方、Ｓ１０７において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０８へ進む。
【００６０】
Ｓ１０８では、ＥＣＵ１７は、クランクケース内圧力が目標値Ｐｔｒｇと等しくなった時点におけるカウンタの計測時間（実圧力低下時間）Ｌｄを読み込む。ＥＣＵ１７がＳ１０５からＳ１０６の処理を実行することにより、本発明に係わる検出手段が実現される。
【００６１】
Ｓ１０９では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ１０８で読み込まれた実圧力低下時間Ｌｄが正常な範囲（（Ｌｄｎｍｌ−Δｌｄ）≦Ｌｄ≦（Ｌｄｎｍｌ＋Δｌｄ））にあるか否かを判別する。Ｓ１０９において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１０へ進み、シール材２００が正常であると判定する。一方、Ｓ１０９において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１１へ進み、シール材２００が異常であると判定する。ＥＣＵ１７がＳ１０９からＳ１１１の処理を実行することにより、本発明に係わる判定手段が実現される。
【００６２】
前記Ｓ１１１においてシール材２００が異常であると判定された場合に、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１２においてフェイルセーフ処理を実行する。フェイルセーフ処理では、ＥＣＵ１７は、内燃機関１の運転時における圧縮比が最低値に固定されるように可変圧縮比機構１００を制御する。
【００６３】
内燃機関１の圧縮比が低い場合は高い場合に比べ、燃焼室内の圧力（燃料が燃焼したときの筒内圧）が低くなるとともにクランクケース内圧力が低くなる。燃焼室内の圧力が低くなると、燃焼室からクランクケース３内へ吹き抜けるブローバイガスの量が減少する。また、クランクケース内圧力が低くなると、クランクケース３内のガスがシール材２００から大気中へ漏洩し難くなる。
【００６４】
なお、ＥＣＵ１７は、上記したフェイルセーフ処理において、スロットル弁９０の開度
（スロットル開度）を所定開度以下に制限するようにしてもよい。その場合、気筒５内に供給されるガス量が少なくなるため、燃焼室からクランクケース３内へ吹き抜けるブローバイガスの量を一層低減させることが可能になる。
【００６５】
また、内燃機関１がブローバイガス還元装置を備えている場合には、クランクケース３内の圧力が負圧となる範囲内にスロットル開度を制限することも可能である。その際、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出値が負圧となるようにスロットル弁９０の開度をフィードバック制御してもよい。
【００６６】
ところで、本実施例のシール材２００は蛇腹状に形成されるため、内燃機関１の圧縮比が高いときは低いときよりシール材２００の屈曲率（歪み）が大きくなる。よって、シール材２００に亀裂が発生している場合に圧縮比が高くされると、図５に示すように亀裂の開口面積が拡がる可能性がある。これに対し、圧縮比が低くされると、図６に示すように亀裂の開口面積が縮まる可能性がある。その結果、シール材２００から漏洩するブローバイガスの量を低減することができる。
【００６７】
ＥＣＵ１７が上記したようなフェイルセーフ処理を実行することにより、ブローバイガスの排出量を最小限に抑えつつ、内燃機関１を退避走行運転させることができる。なお、ＥＣＵ１７がＳ１１２の処理を実行することにより、本発明に係わる制御手段が実現される。
【００６８】
以上述べた実施例によれば、亀裂などの発生によるシール材２００のシール性低下を検出することができる。さらに、シール材２００のシール性が低下した場合に、クランクケース３内から大気中へ漏洩するブローバイガスの量を最小限に抑えつつ、内燃機関１を退避走行運転させることができる。
【００６９】
なお、本実施例では、本発明の圧力変更装置としてバキュームポンプ３００を用いる例を述べたが、クランクケース３内を加圧する加圧ポンプを用いることもできる。ただし、シール材２００に異常が発生しているときにクランクケース３内が加圧されると、クランクケース３内のガスが大気中へ漏洩する可能性がある。これに対し、バキュームポンプ３００を用いた場合は、クランクケース３内のガスを大気中へ漏洩させることなく、異常検出処理を実施することができる。
【００７０】
＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図７、図８に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００７１】
前述した第１の実施例ではバキュームポンプ３００の作動時におけるクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べたが、本実施例ではバキュームポンプ３００の作動後におけるクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べる。
【００７２】
図７は、バキュームポンプ３００の作動後におけるクランクケース３内の圧力変化を示す図である。図７中の実線はシール材２００に異常が発生している場合の圧力変化を示し、図７中の一点鎖線はシール材２００が正常である場合の圧力変化を示している。なお、バキュームポンプ３００は、クランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇに達した時点で停止されるものとする。
【００７３】
図７において、バキュームポンプ３００の作動停止時（図７中のｔｕ０）からクランクケース内圧力Ｐが初期値Ｐｄｆｔと等しくなるまでに要する時間（以下、「圧力上昇時間
」と称する）は、シール材２００が正常である場合（図７中のｔｕ０からｔｕｎｍｌまでの所要時間Ｌｕｎｍｌ）に比べ、シール材２００が異常である場合（図７中のｔｕ０からｔｕ１までの所要時間Ｌｕ）の方が短くなる。
【００７４】
よって、ＥＣＵ１７は、圧力上昇時間の測定値（以下、「実圧力上昇時間」と称する）Ｌｕが正常時の圧力上昇時間（以下、「基準圧力上昇時間」と称する）Ｌｕｎｍｌより短い場合には、シール材２００が異常であると判定することができる。なお、圧力上昇時間は、前述した圧力低下時間と同様に、温度条件などによってばらつく可能性がある。そこで、ＥＣＵ１７は、基準圧力上昇時間ＬｕｎｍｌにマージンΔｌｕを付加した範囲（＝Ｌｕｎｍｌ±Δｌｕ）から実圧力上昇時間Ｌｕが逸脱していることを条件に、シール材２００に異常が発生していると判定するようにした。
【００７５】
以下、本実施例における異常検出処理の実行手順について図８に沿って説明する。図８は、本実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図８において、前述した第１の実施例の異常検出処理ルーチン（図４を参照）と同等の処理には、同一の符号が付されている。
【００７６】
図８の異常検出処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０４の処理を実行した後にＳ１０６およびＳ１０７の処理を実行する。そして、Ｓ１０７において肯定判定された場合に、ＥＣＵ１７は、Ｓ２０１からＳ２０６の処理を順次実行する。
【００７７】
Ｓ２０１では、ＥＣＵ１７は、バキュームポンプ３００の作動を停止させる。続いて、ＥＣＵ１７は、Ｓ２０２においてカウンタを起動させる。ここでいうカウンタは、バキュームポンプ３００の作動停止時点からの経過時間Ｌｕを計測するカウンタである。
【００７８】
Ｓ２０３では、ＥＣＵ１７は、圧力センサ３０２の検出信号（クランクケース内圧力）Ｐを読み込む。Ｓ２０４では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ２０３で読み込まれたクランクケース内圧力Ｐが前記Ｓ１０２で読み込まれた初期値Ｐｄｆｔと等しいか否かを判別する。
【００７９】
前記Ｓ２０４において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７はＳ２０３へ戻る。一方、前記Ｓ２０４において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ２０５へ進み、カウンタの計測時間（実圧力上昇時間）Ｌｕを読み込む。
【００８０】
Ｓ２０６では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ２０５で読み込まれた実圧力上昇時間Ｌｕが正常な範囲（（Ｌｕｎｍｌ−Δｌｕ）≦Ｌｕ≦（Ｌｕｎｍｌ＋Δｌｕ））にあるか否かを判別する。Ｓ２０６において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１０へ進む。一方、Ｓ２０６において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１１へ進む。
【００８１】
以上述べた実施例によれば、前述した第１の実施例と同様に、亀裂などの発生によるシール材２００のシール性低下を検出することができる。
【００８２】
＜実施例３＞
次に、本発明の第３の実施例について図９、図１０に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００８３】
前述した第１の実施例ではバキュームポンプ３００の作動時におけるクランクケース内圧力の変化速度に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べたが、本実施例ではバキュームポンプ３００の作動後におけるバキュームポンプ３００の消費電力量に基づいてシール材２００の異常を検出する例について述べる。
【００８４】
図９は、バキュームポンプ３００の作動時におけるバキュームポンプ３００の消費電力量を示す図である。図９中の実線はシール材２００に異常が発生している場合の消費電力を示し、図９中の一点鎖線はシール材２００が正常である場合の消費電力を示している。
【００８５】
図９において、バキュームポンプ３００の作動開始からクランクケース内圧力Ｐが目標値Ｐｔｒｇと等しくなるまでに要する消費電力Ｃａは、シール材２００が正常である場合（図９中のＣａｎｍｌ）に比べ、シール材２００が異常である場合（図９中のＣａ）の方が多くなる。これは、前述した第１の実施例で述べたように、シール材２００が異常である場合はシール材２００が異常である場合に比べ、圧力低下時間が長くなるからである。
【００８６】
よって、ＥＣＵ１７は、消費電力（以下、「実消費電力」と称する）Ｃａが正常時の消費電力（以下、「基準消費電力」と称する）Ｃａｎｍｌより多い場合は、シール材２００が異常であると判定することができる。なお、消費電力は、前述した圧力低下時間や圧力上昇時間と同様に、温度条件などによってばらつく可能性がある。そこで、ＥＣＵ１７は、基準消費電力ＣａｎｍｌにマージンΔｃａを付加した範囲（＝Ｃａｎｍｌ±Δｃａ）から実消費電力Ｃａが逸脱していることを条件に、シール材２００に異常が発生していると判定するようにした。
【００８７】
以下、本実施例における異常検出処理の実行手順について図１０に沿って説明する。図１０は、本実施例における異常検出処理ルーチンを示すフローチャートである。図１０において、前述した第１の実施例の異常検出処理ルーチン（図４を参照）と同等の処理には、同一の符号が付されている。
【００８８】
図1０の異常検出処理ルーチンにおいて、ＥＣＵ１７は、Ｓ１０４の処理を実行した後
にＳ１０５の変わりにＳ３０１の処理を実行する。Ｓ３０１では、ＥＣＵ１７は、電力カウンタを起動させる。電力カウンタは、バキュームポンプ３００の作動開始時点からの消費電力量を計測するカウンタである。ＥＣＵ１７は、Ｓ３０１の処理を実行した後に、Ｓ１０６，Ｓ１０７を順次実行する。
【００８９】
ＥＣＵ１７は、Ｓ１０７の処理を実行した後に、Ｓ１０８，Ｓ１０９の代わりに、Ｓ３０２，Ｓ３０３の処理を実行する。先ずＳ３０２では、ＥＣＵ１７は、電力カウンタの計測値（実消費電力）Ｃａを読み込む。
【００９０】
Ｓ３０３では、ＥＣＵ１７は、前記Ｓ３０２で読み込まれた実消費電力Ｃａが正常な範囲（（Ｃａｎｍｌ−Δｃａ）≦Ｃａ≦（Ｃａｎｍｌ＋Δｃａ））にあるか否かを判別する。Ｓ３０３において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１０へ進む。一方、Ｓ３０３において否定判定された場合は、ＥＣＵ１７は、Ｓ１１１へ進む。
【００９１】
以上述べた実施例によれば、前述した第１の実施例と同様に、亀裂などの発生によるシール材２００のシール性低下を検出することができる。
【００９２】
＜実施例４＞
次に、本実施例の第４の実施例について図１１に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
【００９３】
前述した第１の実施例ではフェイルセーフ処理において圧縮比を最低値に固定する例について述べたが、本実施例ではフェイルセーフ処理において圧縮比を所定の圧縮比以上に固定する例について述べる。
【００９４】
図１１は、シリンダブロック２とクランクケース３とが重なり合う部分の断面図である。なお、図１１において前述した第１の実施例と同様の構成要素には、同一の符号が付されている。
【００９５】
シリンダブロック２の外壁面において、シール材２００の上部開口端より下方かつクランクケース３の上端より上方に位置する部分には、クランクケース３の内壁面へ向かって突出した突起部２ａが設けられている。一方、クランクケース３の内壁面において、シール材２００の下部開口端より下方の部分には、シリンダブロック２の外壁面へ向かって突出した突起部３ａが設けられている。
【００９６】
前記突起部３ａの上面において、前記突起部２ａの下面と対向する部位には、補助シール材３ｂが設けられている。補助シール材３ｂは、収縮自在な部材（たとえば、ゴムなどの弾性部材）で形成されている。なお、補助シール材３ｂの寸法は、内燃機関１の圧縮比が所定の圧縮比以上となったときに、図１２に示すように、該補助シール材３ｂの上部が前記突起部２ａの下面と密接するように定められている。
【００９７】
このような構成によれば、シール材２００の異常が検出された後のフェイルセーフ処理において、ＥＣＵ１７は、圧縮比を上記した所定圧縮比以上に固定する。その場合、補助シール材３ｂが突起部２ａの下面と密着するため、シリンダブロック２の外壁面とクランクケース３の内壁面との隙間が補助シール材３ｂによって密封される。その結果、シール材２００のシール性が低下していても、クランクケース３内のブローバイガスが大気中に排出される事態が回避される。
【００９８】
なお、本実施例では、補助シール材３ｂが突起部３ａの上面に取り付けられる例について述べたが、図１３に示すように突起部２ａの下面に取り付けられるようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９９】
１ 内燃機関
２ シリンダブロック
２ａ 突起部
３ クランクケース
３ａ 突起部
３ｂ 補助シール材
４ シリンダヘッド
５ 気筒
６ ピストン
７ クランクシャフト
８ コネクティングロッド
９ 吸気ポート
１０ 排気ポート
１１ 吸気バルブ
１２ 排気バルブ
１３ 吸気カム
１４ 排気カム
１５ 燃料噴射弁
１６ 点火プラグ
１７ ＥＣＵ
１８ クランクポジションセンサ
１９ アクセルポジションセンサ
９０ 吸気通路
９０ スロットル弁
１００ 可変圧縮比機構
２００ シール材
３００ バキュームポンプ
３０１ 通路
３０２ 圧力センサ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
前記シリンダブロックと前記クランクケースとの隙間を密封するシール材と、
内燃機関が運転停止状態にあるときに、前記クランクケース内の圧力を予め定められた目標圧力まで変化させる圧力変更装置と、
前記圧力変更装置の作動に伴う前記クランクケース内の圧力変化の速度と相関する物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された物理量が正常な範囲から逸脱していることを条件に、前記シール材が異常であると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項２】
請求項１において、前記検出手段は、前記クランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量として、前記クランクケース内の圧力が前記圧力変更装置の作動前の圧力から前記目標圧力に到達するまでの時間を検出することを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項３】
請求項１において、前記検出手段は、前記クランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量として、前記クランクケース内の圧力が前記圧力変更装置の作動前の圧力から前記目標圧力に到達するまでに前記圧力変更装置が消費した駆動エネルギを検出することを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項４】
請求項１において、前記検出手段は、前記クランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量として、前記クランクケース内の圧力が前記目標圧力から前記圧力変更装置の作動前の圧力に到達するまでの時間を検出することを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項において、前記判定手段によりシール材が異常であると判定された場合は、内燃機関の運転時におけるスロットル弁の開度を、前記クランクケース内の圧力が負圧となる範囲に制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項において、前記判定手段によりシール材が異常であると判定された場合は、内燃機関の運転時における圧縮比が最低値に固定されるように前記可変圧縮比機構を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか１項において、前記シリンダブロックと前記クランクケースの何れか一方に取り付けられ、内燃機関の圧縮比が所定の圧縮比以上となるときに前記シリンダブロックと前記クランクケースの何れか他方と当接することにより前記シリンダブロックと前記クランクケースとの隙間を密封する補助シール材と、
前記判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、内燃機関の運転時における圧縮比が前記所定圧縮比以上となるように前記可変圧縮比機構を制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項において、前記圧力変更装置は、前記クランクケース内のガスを吸い出す電動ポンプであることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項１】
シリンダブロックとクランクケースとをシリンダ軸方向に相対変位させることにより圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
前記シリンダブロックと前記クランクケースとの隙間を密封するシール材と、
内燃機関が運転停止状態にあるときに、前記クランクケース内の圧力を予め定められた目標圧力まで変化させる圧力変更装置と、
前記圧力変更装置の作動に伴う前記クランクケース内の圧力変化の速度と相関する物理量を検出する検出手段と、
前記検出手段により検出された物理量が正常な範囲から逸脱していることを条件に、前記シール材が異常であると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項２】
請求項１において、前記検出手段は、前記クランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量として、前記クランクケース内の圧力が前記圧力変更装置の作動前の圧力から前記目標圧力に到達するまでの時間を検出することを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項３】
請求項１において、前記検出手段は、前記クランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量として、前記クランクケース内の圧力が前記圧力変更装置の作動前の圧力から前記目標圧力に到達するまでに前記圧力変更装置が消費した駆動エネルギを検出することを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項４】
請求項１において、前記検出手段は、前記クランクケース内の圧力変化速度と相関する物理量として、前記クランクケース内の圧力が前記目標圧力から前記圧力変更装置の作動前の圧力に到達するまでの時間を検出することを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一項において、前記判定手段によりシール材が異常であると判定された場合は、内燃機関の運転時におけるスロットル弁の開度を、前記クランクケース内の圧力が負圧となる範囲に制限する制限手段をさらに備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか１項において、前記判定手段によりシール材が異常であると判定された場合は、内燃機関の運転時における圧縮比が最低値に固定されるように前記可変圧縮比機構を制御する制御手段をさらに備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項７】
請求項１乃至５の何れか１項において、前記シリンダブロックと前記クランクケースの何れか一方に取り付けられ、内燃機関の圧縮比が所定の圧縮比以上となるときに前記シリンダブロックと前記クランクケースの何れか他方と当接することにより前記シリンダブロックと前記クランクケースとの隙間を密封する補助シール材と、
前記判定手段によりシール材が異常であると判定された場合に、内燃機関の運転時における圧縮比が前記所定圧縮比以上となるように前記可変圧縮比機構を制御する制御手段と、
をさらに備えることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【請求項８】
請求項１乃至７の何れか１項において、前記圧力変更装置は、前記クランクケース内のガスを吸い出す電動ポンプであることを特徴とする可変圧縮比式内燃機関の異常検出システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１１−１４９２８５（Ｐ２０１１−１４９２８５Ａ）
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−９０２４（Ｐ２０１０−９０２４）
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年８月４日（２０１１．８．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１月１９日（２０１０．１．１９）
【出願人】（０００００３２０７）トヨタ自動車株式会社 (59,920)
【Ｆターム（参考）】
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