圧縮比可変Ｖ型内燃機関
【課題】二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、一方の気筒群において発生するノッキングを他方の気筒群の機械圧縮比を殆ど低下させることなく抑制する。
【解決手段】シリンダブロック１０の第一気筒群側１０ａを相対移動させる第一相対移動機構３０と、シリンダブロックの第二気筒群側１０ｂを相対移動させる第二相対移動機構４０とを具備し、第一相対移動機構と第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、第一相対移動機構を作動させて第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、第二相対移動機構を作動させて第二気筒群の機械圧縮比を低下させる。
【解決手段】シリンダブロック１０の第一気筒群側１０ａを相対移動させる第一相対移動機構３０と、シリンダブロックの第二気筒群側１０ｂを相対移動させる第二相対移動機構４０とを具備し、第一相対移動機構と第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、第一相対移動機構を作動させて第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、第二相対移動機構を作動させて第二気筒群の機械圧縮比を低下させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮比可変Ｖ型内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、機関負荷が低いほど熱効率が悪化するために、機関低負荷時の機械圧縮比（（上死点シリンダ容積＋行程容積）／上死点シリンダ容積）を高くして膨張比を高くすることにより熱効率を改善することが望ましい。そのために、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させてシリンダブロックとクランク軸との間の距離を変化させることにより機械圧縮比を可変とすることが公知である。
【０００３】
Ｖ型内燃機関においては、二つの気筒群のそれぞれのシリンダブロック部分を別々に、各気筒群の気筒中心線に沿ってクランクケースに対して相対移動させることが提案されているが、各シリンダブロック部分を一つのリンク機構（又はカム機構）により相対移動させることは困難であり、シリンダブロック部分毎に一対のリンク機構（又はカム機構）が必要となるために全体として二対のリンク機構が必要となってしまう。
【０００４】
リンク機構の数を低減するために、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化し、こうして一体化させたシリンダブロックを一対のリンク機構によりクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１３７４３
【特許文献２】特開２００５−１１３７３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、シリンダブロックをクランクケースに対して相対移動させる際に、正面視において二つの気筒群の間のシリンダブロック中心線をクランク軸の中心を通る機関中心線に正確に一致させることができれば、一方の気筒群の機械圧縮比と他方の気筒群の機械圧縮比とを等しくすることができる。
【０００７】
しかしながら、このように両方の気筒群の機械圧縮比を等しくすると、例えば、このような圧縮比可変Ｖ型内燃機関をエンジンルーム内に横配置した場合において、前側の気筒群は走行風によって十分に冷却されるが、後側（乗員室側）の気筒群は冷却が不十分となるために、後側の気筒群においてだけノッキングが発生することがある。この時において、後側の気筒群のノッキングを抑制するために両方の気筒群の機械圧縮比を同じに下げたのでは、前側の気筒群の機械圧縮比は不必要に下げられることとなって前側の気筒群の熱効率を不必要に低下させてしまう。
【０００８】
従って、本発明の目的は、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、一方の気筒群において発生するノッキングを他方の気筒群の機械圧縮比を殆ど低下させることなく抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、前記シリンダブロックの第一気筒群側を相対移動させる第一相対移動機構と、前記シリンダブロックの第二気筒群側を相対移動させる第二相対移動機構とを具備し、前記第一相対移動機構と前記第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、前記第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第一相対移動機構を作動させて前記第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、前記第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第二相対移動機構を作動させて前記第二気筒群の機械圧縮比を低下させることを特徴とする。
【００１０】
本発明による請求項２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、前記第一気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構と、前記第二気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構とを具備し、前記第一相対移動機構及び前記第二相対移動機構により前記シリンダブロックを前記クランクケースに対して相対移動させた時の前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、前記第一可変バルブタイミング機構及び前記第二バルブタイミング機構によって前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関によれば、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、シリンダブロックの第一気筒群側を相対移動させる第一相対移動機構と、シリンダブロックの第二気筒群側を相対移動させる第二相対移動機構とを具備し、第一相対移動機構と第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、第一相対移動機構を作動させて第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、第二相対移動機構を作動させて第二気筒群の機械圧縮比を低下させるようになっているために、一方の気筒群において発生するノッキングを他方の気筒群の機械圧縮比を殆ど低下させることなく抑制することができる。
【００１２】
本発明による請求項２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関によれば、請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、第一気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構と、第二気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構とを具備し、第一相対移動機構及び第二相対移動機構によりシリンダブロックをクランクケースに対して相対移動させた時には第一気筒群及び第二気筒群の各気筒の上死点クランク角度及び下死点のクランク角度は、遅角側又は進角側に変化することがあり、このように変化する上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、第一可変バルブタイミング機構及び第二バルブタイミング機構によって第一気筒群及び第二気筒群の各気筒の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を制御することにより、吸気充填効率の低下などを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す斜視図である。
【図２】第一相対移動機構及び第二相対移動機構の動作を説明する図である。
【図３】第二相対移動機構のもう一つの形態を示す概略図である。
【図４】本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の圧縮比の制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関においてシリンダブロックを最下位置からクランクケースに対して相対移動させた場合の第一気筒群及び第二気筒群の上死点及び下死点クランク角度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す正面図であり、同図において、１０はシリンダブロック、２０はクランクケース、３０は第一気筒群側の第一相対移動機構、４０は第二気筒群側の第二相対移動機構である。シリンダブロック１０は、第一気筒群側部分１０ａと第二気筒群側部分１０ｂとが一体的に形成されており、第一気筒群側のシリンダボア１１内及び第二気筒群側のシリンダボア１１内にはそれぞれピストン１３が配置されている。各ピストン１３はコンロッド１４によりクランクシャフト１５に連結されている。
【００１５】
本Ｖ型内燃機関は、火花点火式であり、シリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａ及び第二気筒群側部分１０ｂにはそれぞれシリンダヘッド（図示せず）が取り付けられ、各シリンダヘッドには、シリンダボア毎に点火プラグが取り付けられる。各シリンダヘッドには、吸気ポート及び排気ポートが形成され、各吸気ポートは吸気弁を介して各シリンダボア１１に連通し、各排気ポートは排気弁を介して各シリンダボア１１に連通している。シリンダヘッド毎に、吸気マニホルド及び排気マニホルドが接続され、各吸気マニホルドは互いに独立して又は合流してエアクリーナを介して大気へ開放し、各排気マニホルドも互いに独立して又は合流して触媒装置を介して大気へ開放している。また、本Ｖ型内燃機関はディーゼルエンジンでも良い。
【００１６】
一般的に、機関負荷が低いほど熱効率が悪化するために、機関低負荷時の機械圧縮比を高くして膨張比を高くすれば、膨張行程においてピストンの仕事期間が長くなるために熱効率を改善することができる。機械圧縮比は、上死点クランク角度におけるシリンダ容積Ｖ１に対する上死点クランク角度におけるシリンダ容積Ｖ１と行程容積Ｖ２との和（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｖ１であり、膨張行程の膨張比と等しい。それにより、本Ｖ型内燃機関は、第一相対移動機構３０と第二相対移動機構４０とによって、シリンダブロック１０をクランクケース２０に対して相対移動させ、シリンダブロック１０とクランク軸１５との間の距離を変化させ、すなわち、第一気筒群の上死点シリンダ容積及び第二気筒群の上死点シリンダ容積を変化させることにより、第一気筒群及び第二気筒群の機械圧縮比を可変とし、例えば、機関負荷が低いほど機械圧縮比を高めるように機械圧縮比が制御される。また、機械圧縮比を高めても吸気弁の閉弁時期を遅角又は進角させることにより吸気量を減少させて実圧縮比をそれほど高めないようにすることも可能である（アトキンソンサイクル又はミラーサイクル）。
【００１７】
第一相対移動機構３０は、シリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート３１と、クランクケース２０の第一気筒群側の側面上部に固定された複数のクランクケース側サポート３２とを有し、シリンダブロック側サポート３１及びクランクケース側サポート３２はクランク軸の延在方向において交互に位置している。クランクケース側サポート３２は第一偏心軸３３を支持し、図２に示す第一偏心軸３３の偏心部３３ａがシリンダブロック側サポート３１に支持される。こうして、第一相対移動機構３０を介してシリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａとクランクケース２０の第一気筒群側とが連結される。
【００１８】
３３ｃは第一偏心軸３３と同心の扇形状ギヤである。扇形状ギヤ３３ｃは小径ギヤ３６と噛合し、小径ギヤ３６と同心の大径ギヤ３７は、第一モータ３９のウォームギヤ３８と噛合している。こうして、第一モータ３９を作動させてウォームギヤ３８を回転させることにより、大径ギヤ３７、小径ギヤ３６及び扇形状ギヤ３３ｃを介して、第一偏心軸３３を回動させることができる。
【００１９】
一方、第二相対移動機構４０は、シリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート４１と、クランクケース２０の第二気筒群側の側面上部に固定される複数のクランクケース側サポート４２とを有している。クランクケース側サポート４２は、第二偏心軸４４を支持し、図２に示す第二偏心軸４４の偏心部４４ａとシリンダブロック側サポート４１により支持された軸４５とがアーム４３により連結されている。こうして、第二相対移動機構４０を介してシリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂとクランクケース２０の第二気筒群側とが連結される。
【００２０】
４４ａは第二偏心軸４４と同心の扇形状ギヤである。扇形状ギヤ４４ａは小径ギヤ４６と噛合し、小径ギヤ４６と同心の大径ギヤ４７は、第二モータ４９のウォームギヤ４８と噛合している。こうして、第二モータ４９を作動させてウォームギヤ４８を回転させることにより、大径ギヤ４７、小径ギヤ４６及び扇形状ギヤ４４ａを介して、第二偏心軸４４を回動させることができる。
【００２１】
図１において、ＣＥは、正面視において、クランク軸１５の中心を通る機関中心線であり、一般的にはクランク軸中心を通る垂直線である。本実施形態では、シリンダブロック１０とクランクケース２０とが当接する図１に示すシリンダブロック１０の最下位置において、正面視において第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との間のシリンダブロック中心線ＣＢと、機関中心線ＣＥとは一致し、また、正面視において第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との交点である正面視交点と、クランク軸中心とが一致している。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関では、機械圧縮比を変更するために、第一相対移動機構３０の第一モータ３９を作動させて、クランクケース側サポート３２に支持された第一偏心軸３３を回動させ、それにより、第一相対移動機構３０は、一自由度のリンク機構として、第一偏心軸３３の偏心部３３ａを介してシリンダブロック１０の第一気筒群側をクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第一相対移動距離Ｌ１だけ移動させる。それと同時に、第二相対移動機構４０の第二モータ４９を作動させて、クランクケース側サポート４２に支持された第二偏心軸４４を回動させ、それにより、第二相対移動機構４０は、二自由度のリンク機構として、第二偏心軸４４の偏心部４４ａを介してアーム４３によりシリンダブロック１０の第二気筒群側をクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第二相対移動距離Ｌ２だけ移動させる。第一相対移動距離Ｌ１を検出するための第一位置センサ及び第二相対移動距離Ｌ２を検出するための第二位置センサが設けられている。第一位置センサ及び第二位置センサは、赤外線センサ又はダイヤルゲージのような一般的な移動距離を検出するためのセンサが利用可能である。
【００２３】
こうして、図２に示すように、一点鎖線で示す最下位置のシリンダブロック１０’は、実線で示すシリンダブロック１０のように移動し、一点鎖線で示す最下位置の第一偏心軸３３の偏心部分３３ａ’、第二偏心軸４４の偏心部４４ａ’及び軸４５’も、それぞれ実線で示す第一偏心軸３３の偏心部３３ａ、第二偏心軸４４の偏心部４４ａ及び軸４５のように移動する。
【００２４】
第一相対移動機構３０が簡単な一自由度のリンク機構とされているために、シリンダブロック１０はクランクケース２０に対して上方（機関中心線ＣＥ方向）へ移動させられると同時に第二気筒群側へ移動させられる。このようにシリンダブロック１０が平行移動すると、第一気筒群の機械圧縮比及び第二気筒群の機械圧縮比を両方とも小さくすることはできるが、第二気筒群の上死点シリンダ容積は、第一気筒群の上死点シリンダ容積より大きくなり、第二気筒群の機械圧縮比は第二気筒群の機械圧縮比より小さくなってしまう。従って、第一気筒群の機械圧縮比と第二気筒群の機械圧縮比とを等しくするためには、第二相対移動機構４０により制御される第二相対移動距離Ｌ２を第一相対移動機構３０によって制御される第一相対移動距離Ｌ１より小さくしなければならない。その結果、図２に示すように、正面視においてシリンダブロック中心線ＣＢは機関中心線ＣＥに対して傾けられることとなる。このように、本実施形態において、第一相対移動機構３０と第二相対移動機構４０とは別々に制御可能とされている。
【００２５】
図３は、もう一つの第二相対移動機構４０’を示す概略図である。同図に示すように、本第二相対移動機構４０’は、シリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート４１’と、クランクケース２０の第二気筒群側の側面上部に固定される複数のクランクケース側サポート４２’とを有し、複数のシリンダブロック側サポート４１’と複数のクランクケース側サポート４２’とはクランク軸方向に交互に配置されている。各クランクケース側サポート４２’は第一ボスＡを回転可能に支持し、また、各シリンダブロック側サポート４１’は第二ボスＢを回転可能に支持している。第一ボスＡ及び第二ボスＢは、同一直径を有している。
【００２６】
第一ボスＡには第二ボスＢ側に延在する偏心軸Ｃが固定され、第二ボスＢには偏心軸Ｃと同一位置に同一直径の偏心穴を有し、第一ボスＡの偏心軸Ｃが第二ボスＢの偏心穴に挿入されている。このような第二相対移動機構４０’は、第一ボスＡが図１及び２の第二相対移動機構４０における第二偏心軸４４のように機能し、第二ボスＢが図１及び２の第二相対移動機構４０におけるアーム４３及び軸４５のように機能するために、第一ボスＡを第一相対移動機構３０とは独立して回動させることにより、図１及び２の第二相対移動機構４０と同様に、シリンダブロックの第二気筒群側１０ｂをクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第二相対移動距離Ｌ２だけ移動させることができる。
【００２７】
図４は、第一相対移動機構３０及び第二相対移動機構４０を備える本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関の圧縮比の制御を示すフローチャートである。先ず、ステップ１０１において、現在の機関運転状態（機関回転数及び機関負荷）が検出される。次いで、ステップ１０２において、現在の機関運転状態に適した第一気筒群の目標機械圧縮比Ｅ１を第一マップから決定し、第一気筒群において目標機械圧縮比Ｅ１が実現されていなければ、第一相対移動機構３０を作動して、目標機械圧縮比Ｅ１を実現する。また、ステップ１０３において、現在の機関運転状態に適した第二気筒群の機械圧縮比Ｅ２を第二マップから決定し、第二気筒群において目標機械圧縮比Ｅ２が実現されていなければ、第二相対移動機構４０を作動して、目標機械圧縮比Ｅ２を実現する。ここで、当初は、第一マップから決定された第一気筒群の機械圧縮比Ｅ１と、第二マップから決定された第二気筒群の機械圧縮比Ｅ２とは同じであっても良い。
【００２８】
次いで、ステップ１０４において、ノッキングセンサを使用するなどしてノッキングが発生しているか否かが判断され、この判断が否定される時には、ステップ１０７においてフラグＦが１であるか否かが判断され、フラグＦは当初０とされているために、ステップ１０７の判断が否定されて終了する。
【００２９】
一方、いずれかの気筒においてノッキングが発生していることが検出された時には、ステップ１０４の判断が肯定され、ステップ１０５において、ノッキングが検出された気筒が属する気筒群の機械圧縮比を第一相対移動機構３０又は第二相対移動機構４０によりΔＥだけ低下させ、ステップ１０６においてフラグＦを１にセットする。そして、再び、ステップ１０４においてノッキングが発生しているか否かが判断される。ノッキングが依然として同じ気筒群において検出される時には、ステップ１０４の判断が肯定され、ステップ１０５において、さらに機械圧縮比をΔＥだけ低下させる。
【００３０】
こうして、ノッキングが発生している気筒群の機械圧縮比は徐々に低下させられ、ノッキングが発生しなくなれば、ステップ１０４の判断が否定され、フラグＦは１に設定されているためにステップ１０７の判断が肯定されてステップ１０８に進む。ステップ１０８においては、ノッキングが発生した気筒群の現在の機関運転状態に対する目標機械圧縮比（ステップ１０２又は１０３において決定した機械圧縮比Ｅ１又はＥ２）をノッキングが発生しなくなるまで低下させた機械圧縮比（ステップ１０５において低下させた機械圧縮比）に更新する。次いで、ステップ１０９においてフラグＦを０にリセットして終了する。
【００３１】
例えば、圧縮比可変Ｖ型内燃機関をエンジンルーム内に横配置した時において、前側の第一気筒群（又は第二気筒群）は走行風によって十分に冷却されるが、後側（乗員室側）の第二気筒群（又は第一気筒群）は冷却が不十分となって、第二気筒群（又は第一気筒群）においてだけノッキングが発生することがある。このような場合において、前述の制御により、当初は、現在の機関運転状態に対する第二気筒群の目標機械圧縮比Ｅ２が第一気筒群の目標機械圧縮比Ｅ１と同じに決定されても、第二相対移動機構４０（又は第一相対移動機構３０）だけを作動させてノッキングが発生する第二気筒群（又は第一気筒群）の機械圧縮比だけを徐々に低下させ（この時において第一相対移動機構３０（又は第二相対移動機構４０）は作動させないがクランクケース２０に対するシリンダブロック１０の傾きの変化により第一気筒群（又は第二気筒群）の機械圧縮比も僅かに変化することがある）、第二マップ（又は第一マップ）において現在の機関運転状態に対する第二気筒群（又は第一気筒群）の目標機械圧縮比Ｅ２（又はＥ１）はノッキングが発生しない機械圧縮比に更新される。こうして、第二気筒群（又は第一気筒群）のノッキングは抑制されると共に、ノッキングが発生しない第一気筒群（又は第二気筒群）の機械圧縮比は、不必要に下げられることはなく、第一気筒群（又は第二気筒群）の熱効率を不必要に低下させることはない。
【００３２】
図５は、本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関においてシリンダブロック１０を最下位置からクランクケース２０に対して相対移動させた場合の第一気筒群及び第二気筒群の上死点及び下死点クランク角度の変化を示す図である。同図において、ＴＦ１はシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ１はシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ１はシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の下死点ピストンピン位置であり、ＴＦ２はシリンダブロック１０の最下位置における第二気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ２はシリンダブロック１０の最下位置における第二気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ２はシリンダブロック１０の最下位置における第二気筒群の下死点ピストンピン位置であり、Ｃはシリンダブロック１０の最下位置におけるクランク軸中心であり、Ｘはシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との正面視交点であり、クランク軸中心Ｃと一致している。
【００３３】
一方、ＴＦ１’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ１’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ１’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の下死点ピストンピン位置であり、ＴＦ２’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第二気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ２’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第二気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ２’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第二気筒群の下死点ピストンピン位置であり、Ｘ’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との正面視交点である。
【００３４】
シリンダブロック１０の最下位置において、及び、シリンダブロック１０を相対移動させた場合（正面視においてシリンダブロック中心線は機関中心線に対して傾けられている）において、第一気筒群の機械圧縮比は第二気筒群の機械圧縮比は同じとされている。
【００３５】
図５において、シリンダブロック１０を相対移動させた時の第一気筒群及び第二気筒群の上死点クランク角度及び下死点クランク角度は、シリンダブロック１０の最下位置の第一気筒群及び第二気筒群の上死点クランク角度及び下死点クランク角度より遅角側とされるために、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を変化させないと、吸気充填効率が低下することがある。それにより、第一気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構及び第二気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構を設けて、第一気筒群の変化後の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、第一気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を制御すると共に、第二気筒群の変化後の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、第二気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を制御して、吸気充填効率の低下などを抑制することが好ましい。
【００３６】
第一可変バルブタイミング機構及び第二可変バルブタイミング機構は、例えば、吸気弁の開閉を電磁又は油圧アクチュエータにより実施するようにして、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を独立して制御可能とすることが好ましいが、吸気弁の開閉カムの位相を可変として、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を同じだけ遅角又は進角させるものでも良い。
【符号の説明】
【００３７】
１０ シリンダブロック
２０ クランクケース
３０ 第一相対移動機構
４０ 第二相対移動機構
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮比可変Ｖ型内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、機関負荷が低いほど熱効率が悪化するために、機関低負荷時の機械圧縮比（（上死点シリンダ容積＋行程容積）／上死点シリンダ容積）を高くして膨張比を高くすることにより熱効率を改善することが望ましい。そのために、シリンダブロックとクランクケースとを相対移動させてシリンダブロックとクランク軸との間の距離を変化させることにより機械圧縮比を可変とすることが公知である。
【０００３】
Ｖ型内燃機関においては、二つの気筒群のそれぞれのシリンダブロック部分を別々に、各気筒群の気筒中心線に沿ってクランクケースに対して相対移動させることが提案されているが、各シリンダブロック部分を一つのリンク機構（又はカム機構）により相対移動させることは困難であり、シリンダブロック部分毎に一対のリンク機構（又はカム機構）が必要となるために全体として二対のリンク機構が必要となってしまう。
【０００４】
リンク機構の数を低減するために、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化し、こうして一体化させたシリンダブロックを一対のリンク機構によりクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関が提案されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１１３７４３
【特許文献２】特開２００５−１１３７３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前述の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、シリンダブロックをクランクケースに対して相対移動させる際に、正面視において二つの気筒群の間のシリンダブロック中心線をクランク軸の中心を通る機関中心線に正確に一致させることができれば、一方の気筒群の機械圧縮比と他方の気筒群の機械圧縮比とを等しくすることができる。
【０００７】
しかしながら、このように両方の気筒群の機械圧縮比を等しくすると、例えば、このような圧縮比可変Ｖ型内燃機関をエンジンルーム内に横配置した場合において、前側の気筒群は走行風によって十分に冷却されるが、後側（乗員室側）の気筒群は冷却が不十分となるために、後側の気筒群においてだけノッキングが発生することがある。この時において、後側の気筒群のノッキングを抑制するために両方の気筒群の機械圧縮比を同じに下げたのでは、前側の気筒群の機械圧縮比は不必要に下げられることとなって前側の気筒群の熱効率を不必要に低下させてしまう。
【０００８】
従って、本発明の目的は、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、一方の気筒群において発生するノッキングを他方の気筒群の機械圧縮比を殆ど低下させることなく抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明による請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、前記シリンダブロックの第一気筒群側を相対移動させる第一相対移動機構と、前記シリンダブロックの第二気筒群側を相対移動させる第二相対移動機構とを具備し、前記第一相対移動機構と前記第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、前記第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第一相対移動機構を作動させて前記第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、前記第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第二相対移動機構を作動させて前記第二気筒群の機械圧縮比を低下させることを特徴とする。
【００１０】
本発明による請求項２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関は、請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、前記第一気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構と、前記第二気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構とを具備し、前記第一相対移動機構及び前記第二相対移動機構により前記シリンダブロックを前記クランクケースに対して相対移動させた時の前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、前記第一可変バルブタイミング機構及び前記第二バルブタイミング機構によって前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明による請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関によれば、二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、シリンダブロックの第一気筒群側を相対移動させる第一相対移動機構と、シリンダブロックの第二気筒群側を相対移動させる第二相対移動機構とを具備し、第一相対移動機構と第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、第一相対移動機構を作動させて第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、第二相対移動機構を作動させて第二気筒群の機械圧縮比を低下させるようになっているために、一方の気筒群において発生するノッキングを他方の気筒群の機械圧縮比を殆ど低下させることなく抑制することができる。
【００１２】
本発明による請求項２に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関によれば、請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関において、第一気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構と、第二気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構とを具備し、第一相対移動機構及び第二相対移動機構によりシリンダブロックをクランクケースに対して相対移動させた時には第一気筒群及び第二気筒群の各気筒の上死点クランク角度及び下死点のクランク角度は、遅角側又は進角側に変化することがあり、このように変化する上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、第一可変バルブタイミング機構及び第二バルブタイミング機構によって第一気筒群及び第二気筒群の各気筒の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を制御することにより、吸気充填効率の低下などを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す斜視図である。
【図２】第一相対移動機構及び第二相対移動機構の動作を説明する図である。
【図３】第二相対移動機構のもう一つの形態を示す概略図である。
【図４】本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の圧縮比の制御を示すフローチャートである。
【図５】本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関においてシリンダブロックを最下位置からクランクケースに対して相対移動させた場合の第一気筒群及び第二気筒群の上死点及び下死点クランク角度の変化を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１は本発明による圧縮比可変Ｖ型内燃機関の一部を示す正面図であり、同図において、１０はシリンダブロック、２０はクランクケース、３０は第一気筒群側の第一相対移動機構、４０は第二気筒群側の第二相対移動機構である。シリンダブロック１０は、第一気筒群側部分１０ａと第二気筒群側部分１０ｂとが一体的に形成されており、第一気筒群側のシリンダボア１１内及び第二気筒群側のシリンダボア１１内にはそれぞれピストン１３が配置されている。各ピストン１３はコンロッド１４によりクランクシャフト１５に連結されている。
【００１５】
本Ｖ型内燃機関は、火花点火式であり、シリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａ及び第二気筒群側部分１０ｂにはそれぞれシリンダヘッド（図示せず）が取り付けられ、各シリンダヘッドには、シリンダボア毎に点火プラグが取り付けられる。各シリンダヘッドには、吸気ポート及び排気ポートが形成され、各吸気ポートは吸気弁を介して各シリンダボア１１に連通し、各排気ポートは排気弁を介して各シリンダボア１１に連通している。シリンダヘッド毎に、吸気マニホルド及び排気マニホルドが接続され、各吸気マニホルドは互いに独立して又は合流してエアクリーナを介して大気へ開放し、各排気マニホルドも互いに独立して又は合流して触媒装置を介して大気へ開放している。また、本Ｖ型内燃機関はディーゼルエンジンでも良い。
【００１６】
一般的に、機関負荷が低いほど熱効率が悪化するために、機関低負荷時の機械圧縮比を高くして膨張比を高くすれば、膨張行程においてピストンの仕事期間が長くなるために熱効率を改善することができる。機械圧縮比は、上死点クランク角度におけるシリンダ容積Ｖ１に対する上死点クランク角度におけるシリンダ容積Ｖ１と行程容積Ｖ２との和（Ｖ１＋Ｖ２）／Ｖ１であり、膨張行程の膨張比と等しい。それにより、本Ｖ型内燃機関は、第一相対移動機構３０と第二相対移動機構４０とによって、シリンダブロック１０をクランクケース２０に対して相対移動させ、シリンダブロック１０とクランク軸１５との間の距離を変化させ、すなわち、第一気筒群の上死点シリンダ容積及び第二気筒群の上死点シリンダ容積を変化させることにより、第一気筒群及び第二気筒群の機械圧縮比を可変とし、例えば、機関負荷が低いほど機械圧縮比を高めるように機械圧縮比が制御される。また、機械圧縮比を高めても吸気弁の閉弁時期を遅角又は進角させることにより吸気量を減少させて実圧縮比をそれほど高めないようにすることも可能である（アトキンソンサイクル又はミラーサイクル）。
【００１７】
第一相対移動機構３０は、シリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート３１と、クランクケース２０の第一気筒群側の側面上部に固定された複数のクランクケース側サポート３２とを有し、シリンダブロック側サポート３１及びクランクケース側サポート３２はクランク軸の延在方向において交互に位置している。クランクケース側サポート３２は第一偏心軸３３を支持し、図２に示す第一偏心軸３３の偏心部３３ａがシリンダブロック側サポート３１に支持される。こうして、第一相対移動機構３０を介してシリンダブロック１０の第一気筒群側部分１０ａとクランクケース２０の第一気筒群側とが連結される。
【００１８】
３３ｃは第一偏心軸３３と同心の扇形状ギヤである。扇形状ギヤ３３ｃは小径ギヤ３６と噛合し、小径ギヤ３６と同心の大径ギヤ３７は、第一モータ３９のウォームギヤ３８と噛合している。こうして、第一モータ３９を作動させてウォームギヤ３８を回転させることにより、大径ギヤ３７、小径ギヤ３６及び扇形状ギヤ３３ｃを介して、第一偏心軸３３を回動させることができる。
【００１９】
一方、第二相対移動機構４０は、シリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート４１と、クランクケース２０の第二気筒群側の側面上部に固定される複数のクランクケース側サポート４２とを有している。クランクケース側サポート４２は、第二偏心軸４４を支持し、図２に示す第二偏心軸４４の偏心部４４ａとシリンダブロック側サポート４１により支持された軸４５とがアーム４３により連結されている。こうして、第二相対移動機構４０を介してシリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂとクランクケース２０の第二気筒群側とが連結される。
【００２０】
４４ａは第二偏心軸４４と同心の扇形状ギヤである。扇形状ギヤ４４ａは小径ギヤ４６と噛合し、小径ギヤ４６と同心の大径ギヤ４７は、第二モータ４９のウォームギヤ４８と噛合している。こうして、第二モータ４９を作動させてウォームギヤ４８を回転させることにより、大径ギヤ４７、小径ギヤ４６及び扇形状ギヤ４４ａを介して、第二偏心軸４４を回動させることができる。
【００２１】
図１において、ＣＥは、正面視において、クランク軸１５の中心を通る機関中心線であり、一般的にはクランク軸中心を通る垂直線である。本実施形態では、シリンダブロック１０とクランクケース２０とが当接する図１に示すシリンダブロック１０の最下位置において、正面視において第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との間のシリンダブロック中心線ＣＢと、機関中心線ＣＥとは一致し、また、正面視において第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との交点である正面視交点と、クランク軸中心とが一致している。
【００２２】
図２に示すように、本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関では、機械圧縮比を変更するために、第一相対移動機構３０の第一モータ３９を作動させて、クランクケース側サポート３２に支持された第一偏心軸３３を回動させ、それにより、第一相対移動機構３０は、一自由度のリンク機構として、第一偏心軸３３の偏心部３３ａを介してシリンダブロック１０の第一気筒群側をクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第一相対移動距離Ｌ１だけ移動させる。それと同時に、第二相対移動機構４０の第二モータ４９を作動させて、クランクケース側サポート４２に支持された第二偏心軸４４を回動させ、それにより、第二相対移動機構４０は、二自由度のリンク機構として、第二偏心軸４４の偏心部４４ａを介してアーム４３によりシリンダブロック１０の第二気筒群側をクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第二相対移動距離Ｌ２だけ移動させる。第一相対移動距離Ｌ１を検出するための第一位置センサ及び第二相対移動距離Ｌ２を検出するための第二位置センサが設けられている。第一位置センサ及び第二位置センサは、赤外線センサ又はダイヤルゲージのような一般的な移動距離を検出するためのセンサが利用可能である。
【００２３】
こうして、図２に示すように、一点鎖線で示す最下位置のシリンダブロック１０’は、実線で示すシリンダブロック１０のように移動し、一点鎖線で示す最下位置の第一偏心軸３３の偏心部分３３ａ’、第二偏心軸４４の偏心部４４ａ’及び軸４５’も、それぞれ実線で示す第一偏心軸３３の偏心部３３ａ、第二偏心軸４４の偏心部４４ａ及び軸４５のように移動する。
【００２４】
第一相対移動機構３０が簡単な一自由度のリンク機構とされているために、シリンダブロック１０はクランクケース２０に対して上方（機関中心線ＣＥ方向）へ移動させられると同時に第二気筒群側へ移動させられる。このようにシリンダブロック１０が平行移動すると、第一気筒群の機械圧縮比及び第二気筒群の機械圧縮比を両方とも小さくすることはできるが、第二気筒群の上死点シリンダ容積は、第一気筒群の上死点シリンダ容積より大きくなり、第二気筒群の機械圧縮比は第二気筒群の機械圧縮比より小さくなってしまう。従って、第一気筒群の機械圧縮比と第二気筒群の機械圧縮比とを等しくするためには、第二相対移動機構４０により制御される第二相対移動距離Ｌ２を第一相対移動機構３０によって制御される第一相対移動距離Ｌ１より小さくしなければならない。その結果、図２に示すように、正面視においてシリンダブロック中心線ＣＢは機関中心線ＣＥに対して傾けられることとなる。このように、本実施形態において、第一相対移動機構３０と第二相対移動機構４０とは別々に制御可能とされている。
【００２５】
図３は、もう一つの第二相対移動機構４０’を示す概略図である。同図に示すように、本第二相対移動機構４０’は、シリンダブロック１０の第二気筒群側部分１０ｂの側面下部に固定された複数のシリンダブロック側サポート４１’と、クランクケース２０の第二気筒群側の側面上部に固定される複数のクランクケース側サポート４２’とを有し、複数のシリンダブロック側サポート４１’と複数のクランクケース側サポート４２’とはクランク軸方向に交互に配置されている。各クランクケース側サポート４２’は第一ボスＡを回転可能に支持し、また、各シリンダブロック側サポート４１’は第二ボスＢを回転可能に支持している。第一ボスＡ及び第二ボスＢは、同一直径を有している。
【００２６】
第一ボスＡには第二ボスＢ側に延在する偏心軸Ｃが固定され、第二ボスＢには偏心軸Ｃと同一位置に同一直径の偏心穴を有し、第一ボスＡの偏心軸Ｃが第二ボスＢの偏心穴に挿入されている。このような第二相対移動機構４０’は、第一ボスＡが図１及び２の第二相対移動機構４０における第二偏心軸４４のように機能し、第二ボスＢが図１及び２の第二相対移動機構４０におけるアーム４３及び軸４５のように機能するために、第一ボスＡを第一相対移動機構３０とは独立して回動させることにより、図１及び２の第二相対移動機構４０と同様に、シリンダブロックの第二気筒群側１０ｂをクランクケース２０に対して機関中心線ＣＥ方向に第二相対移動距離Ｌ２だけ移動させることができる。
【００２７】
図４は、第一相対移動機構３０及び第二相対移動機構４０を備える本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関の圧縮比の制御を示すフローチャートである。先ず、ステップ１０１において、現在の機関運転状態（機関回転数及び機関負荷）が検出される。次いで、ステップ１０２において、現在の機関運転状態に適した第一気筒群の目標機械圧縮比Ｅ１を第一マップから決定し、第一気筒群において目標機械圧縮比Ｅ１が実現されていなければ、第一相対移動機構３０を作動して、目標機械圧縮比Ｅ１を実現する。また、ステップ１０３において、現在の機関運転状態に適した第二気筒群の機械圧縮比Ｅ２を第二マップから決定し、第二気筒群において目標機械圧縮比Ｅ２が実現されていなければ、第二相対移動機構４０を作動して、目標機械圧縮比Ｅ２を実現する。ここで、当初は、第一マップから決定された第一気筒群の機械圧縮比Ｅ１と、第二マップから決定された第二気筒群の機械圧縮比Ｅ２とは同じであっても良い。
【００２８】
次いで、ステップ１０４において、ノッキングセンサを使用するなどしてノッキングが発生しているか否かが判断され、この判断が否定される時には、ステップ１０７においてフラグＦが１であるか否かが判断され、フラグＦは当初０とされているために、ステップ１０７の判断が否定されて終了する。
【００２９】
一方、いずれかの気筒においてノッキングが発生していることが検出された時には、ステップ１０４の判断が肯定され、ステップ１０５において、ノッキングが検出された気筒が属する気筒群の機械圧縮比を第一相対移動機構３０又は第二相対移動機構４０によりΔＥだけ低下させ、ステップ１０６においてフラグＦを１にセットする。そして、再び、ステップ１０４においてノッキングが発生しているか否かが判断される。ノッキングが依然として同じ気筒群において検出される時には、ステップ１０４の判断が肯定され、ステップ１０５において、さらに機械圧縮比をΔＥだけ低下させる。
【００３０】
こうして、ノッキングが発生している気筒群の機械圧縮比は徐々に低下させられ、ノッキングが発生しなくなれば、ステップ１０４の判断が否定され、フラグＦは１に設定されているためにステップ１０７の判断が肯定されてステップ１０８に進む。ステップ１０８においては、ノッキングが発生した気筒群の現在の機関運転状態に対する目標機械圧縮比（ステップ１０２又は１０３において決定した機械圧縮比Ｅ１又はＥ２）をノッキングが発生しなくなるまで低下させた機械圧縮比（ステップ１０５において低下させた機械圧縮比）に更新する。次いで、ステップ１０９においてフラグＦを０にリセットして終了する。
【００３１】
例えば、圧縮比可変Ｖ型内燃機関をエンジンルーム内に横配置した時において、前側の第一気筒群（又は第二気筒群）は走行風によって十分に冷却されるが、後側（乗員室側）の第二気筒群（又は第一気筒群）は冷却が不十分となって、第二気筒群（又は第一気筒群）においてだけノッキングが発生することがある。このような場合において、前述の制御により、当初は、現在の機関運転状態に対する第二気筒群の目標機械圧縮比Ｅ２が第一気筒群の目標機械圧縮比Ｅ１と同じに決定されても、第二相対移動機構４０（又は第一相対移動機構３０）だけを作動させてノッキングが発生する第二気筒群（又は第一気筒群）の機械圧縮比だけを徐々に低下させ（この時において第一相対移動機構３０（又は第二相対移動機構４０）は作動させないがクランクケース２０に対するシリンダブロック１０の傾きの変化により第一気筒群（又は第二気筒群）の機械圧縮比も僅かに変化することがある）、第二マップ（又は第一マップ）において現在の機関運転状態に対する第二気筒群（又は第一気筒群）の目標機械圧縮比Ｅ２（又はＥ１）はノッキングが発生しない機械圧縮比に更新される。こうして、第二気筒群（又は第一気筒群）のノッキングは抑制されると共に、ノッキングが発生しない第一気筒群（又は第二気筒群）の機械圧縮比は、不必要に下げられることはなく、第一気筒群（又は第二気筒群）の熱効率を不必要に低下させることはない。
【００３２】
図５は、本実施形態の圧縮比可変Ｖ型内燃機関においてシリンダブロック１０を最下位置からクランクケース２０に対して相対移動させた場合の第一気筒群及び第二気筒群の上死点及び下死点クランク角度の変化を示す図である。同図において、ＴＦ１はシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ１はシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ１はシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の下死点ピストンピン位置であり、ＴＦ２はシリンダブロック１０の最下位置における第二気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ２はシリンダブロック１０の最下位置における第二気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ２はシリンダブロック１０の最下位置における第二気筒群の下死点ピストンピン位置であり、Ｃはシリンダブロック１０の最下位置におけるクランク軸中心であり、Ｘはシリンダブロック１０の最下位置における第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との正面視交点であり、クランク軸中心Ｃと一致している。
【００３３】
一方、ＴＦ１’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ１’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ１’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の下死点ピストンピン位置であり、ＴＦ２’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第二気筒群の気筒上壁面中心位置であり、ＴＤＣ２’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第二気筒群の上死点ピストンピン位置であり、ＢＤＣ２’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第二気筒群の下死点ピストンピン位置であり、Ｘ’はシリンダブロック１０を相対移動させた場合の第一気筒群の気筒中心線と第二気筒群の気筒中心線との正面視交点である。
【００３４】
シリンダブロック１０の最下位置において、及び、シリンダブロック１０を相対移動させた場合（正面視においてシリンダブロック中心線は機関中心線に対して傾けられている）において、第一気筒群の機械圧縮比は第二気筒群の機械圧縮比は同じとされている。
【００３５】
図５において、シリンダブロック１０を相対移動させた時の第一気筒群及び第二気筒群の上死点クランク角度及び下死点クランク角度は、シリンダブロック１０の最下位置の第一気筒群及び第二気筒群の上死点クランク角度及び下死点クランク角度より遅角側とされるために、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を変化させないと、吸気充填効率が低下することがある。それにより、第一気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構及び第二気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構を設けて、第一気筒群の変化後の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、第一気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を制御すると共に、第二気筒群の変化後の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、第二気筒群の吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を制御して、吸気充填効率の低下などを抑制することが好ましい。
【００３６】
第一可変バルブタイミング機構及び第二可変バルブタイミング機構は、例えば、吸気弁の開閉を電磁又は油圧アクチュエータにより実施するようにして、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を独立して制御可能とすることが好ましいが、吸気弁の開閉カムの位相を可変として、吸気弁の開弁時期及び閉弁時期を同じだけ遅角又は進角させるものでも良い。
【符号の説明】
【００３７】
１０ シリンダブロック
２０ クランクケース
３０ 第一相対移動機構
４０ 第二相対移動機構
【特許請求の範囲】
【請求項１】
二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、前記シリンダブロックの第一気筒群側を相対移動させる第一相対移動機構と、前記シリンダブロックの第二気筒群側を相対移動させる第二相対移動機構とを具備し、前記第一相対移動機構と前記第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、前記第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第一相対移動機構を作動させて前記第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、前記第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第二相対移動機構を作動させて前記第二気筒群の機械圧縮比を低下させることを特徴とする圧縮比可変Ｖ型内燃機関。
【請求項２】
前記第一気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構と、前記第二気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構とを具備し、前記第一相対移動機構及び前記第二相対移動機構により前記シリンダブロックを前記クランクケースに対して相対移動させた時の前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、前記第一可変バルブタイミング機構及び前記第二バルブタイミング機構によって前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を制御することを特徴とする請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関。
【請求項１】
二つの気筒群のシリンダブロックを一体化させてクランクケースに対して相対移動させる圧縮比可変Ｖ型内燃機関であって、前記シリンダブロックの第一気筒群側を相対移動させる第一相対移動機構と、前記シリンダブロックの第二気筒群側を相対移動させる第二相対移動機構とを具備し、前記第一相対移動機構と前記第二相対移動機構とは独立して制御可能とされ、前記第一気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第一相対移動機構を作動させて前記第一気筒群の機械圧縮比を低下させ、前記第二気筒群においてノッキングが発生する場合には、前記第二相対移動機構を作動させて前記第二気筒群の機械圧縮比を低下させることを特徴とする圧縮比可変Ｖ型内燃機関。
【請求項２】
前記第一気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第一可変バルブタイミング機構と、前記第二気筒群の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を可変とする第二可変バルブタイミング機構とを具備し、前記第一相対移動機構及び前記第二相対移動機構により前記シリンダブロックを前記クランクケースに対して相対移動させた時の前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の上死点クランク角度及び下死点クランク角度に基づき、前記第一可変バルブタイミング機構及び前記第二バルブタイミング機構によって前記第一気筒群及び前記第二気筒群の各気筒の吸気弁開弁時期及び吸気弁閉弁時期を制御することを特徴とする請求項１に記載の圧縮比可変Ｖ型内燃機関。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−１９６２１７（Ｐ２０１１−１９６２１７Ａ）
【公開日】平成２３年１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−６２３９７（Ｐ２０１０−６２３９７）
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【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１０月６日（２０１１．１０．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月１８日（２０１０．３．１８）
【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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