JP2011237328A - エンジンの駆動方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化したり、油量を大幅に増加したりすることなく、ピストンを正確に変位させることのできるエンジンの駆動方法および装置を提供する。
【解決手段】試験装置１０は、燃焼室用ピストン１４を油圧によって駆動する油圧式アクチュエータ２０を備える。油圧式アクチュエータ２０は、駆動用シリンダ２２と、駆動用シリンダ２２内に配置された駆動用ピストン２４と、駆動用ピストン２４に連結されたロッド２６と、駆動用シリンダ２２内に設けられて駆動用ピストン２４によって隔てられるとともに駆動用ピストン２４を受圧面とする二つのピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂと、ロッド２６の端面を受圧面とする端面側油圧室２２Ｃと、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂと端面側油圧室２２Ｃに圧油を供給・排出する油圧回路３０と、油圧回路３０の圧油の供給・排出を制御する制御装置４４と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの駆動方法および装置に係り、特にエンジンのピストンを油圧で駆動させることによってエンジンの挙動を計測する試験装置に関する。

エンジンの挙動を計測する試験装置として、エンジンベンチが知られている。エンジンベンチは、エンジンのクランクシャフトに伝達系シャフトが接続され、さらにその伝達系シャフトにダイナモメータが接続されている。そして、ダイナモメータで所定の負荷を与えることによってエンジンの試験が行われる。

このようなエンジンベンチでは、伝達系シャフトやダイナモメータが必要となるため、装置が大型化するという問題や、コストが増加するという問題があり、さらには、伝達系シャフトで共振が発生して正確な計測が難しいという問題や、燃焼室そのものの挙動を正確に計測できないという問題がある。

これらの問題を解消する試験装置として、クランクシャフトの代わりに油圧式アクチュエータを接続した試験装置が考えられる。たとえば、特許文献１の試験装置は、エンジンの燃焼室側に配設されたピストン（以下、燃焼室用ピストンという）に油圧式アクチュエータが接続されている。この油圧式アクチュエータは、駆動用シリンダと、駆動用ピストンと、それらを連結するロッドと、駆動用シリンダの両端に設けられた二つのポートと、を備える。そして、二つのポートに対して圧油を供給・排出することによって、駆動用ピストンを移動させ、燃焼室用ピストンを駆動している。このように構成された特許文献１の試験装置によれば、燃焼室用ピストンを油圧式アクチュエータで駆動するので、温度条件や湿潤条件などの諸現象をそれぞれ単独で設定し、試験を行うことができる。

特開2001-21454号公報

ところで、近年では、エンジンの開発工程において各種モデル化によるシミュレーションが行われており、燃焼室内の挙動を正確に計測してモデル化したいという要望がある。そのためには、燃焼室用ピストンを正確に変位させながら（たとえば正弦波状に正確に変位させながら）、各種の計測を行う必要がある。

しかしながら、特許文献１の試験装置は、燃焼室用ピストンを正確に変位させることが難しいという問題があった。すなわち、燃焼室の内圧は、混合気が爆発した瞬間に急激に増加するため、その瞬間に駆動力が不足して燃焼室用ピストンの変位が正確な位置からずれるという問題が生じる。この問題を解消するためには、内圧のピーク値に合わせて大きな駆動力を確保する必要があり、駆動用ピストンの受圧面を大きくしなければならない。しかし、その場合は、駆動用ピストンおよび駆動用シリンダが大型化するという問題や、油量が多量に必要になるという問題があり、現実に実施することが困難である。

本発明はこのような事情に鑑みて成されたものであり、大型化したり、多量の油量を要することなく、ピストンを正確に変位させることのできるエンジンの駆動方法および装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明は前記目的を達成するために、エンジンの燃焼室を形成する燃焼室用ピストンを、駆動用シリンダと駆動用ピストンとを有する油圧式アクチュエータによって駆動するエンジンの駆動方法において、前記駆動用ピストンの両面を受圧面とする第１の油圧駆動制御と、前記駆動用ピストンに連結されたロッドの端面を受圧面とする第２の油圧駆動制御と、を行うことを特徴とするエンジンの駆動方法を提供する。

本発明によれば、駆動用ピストンの両面を受圧面とする第１の油圧駆動制御の他に、ロッドの端面を受圧面とする第２の油圧駆動制御を行うようにしたので、大きな駆動力を確保することができる。したがって、装置を大型化したり、多量の油量を要することなく、燃焼室用ピストンの駆動力を増加することができ、燃焼室用ピストンを正確に変位させることができる。

請求項２の発明は請求項１において、前記第１の油圧駆動制御と、前記第２の油圧駆動制御とを独立して行うことを特徴とする。本発明によれば、第１の油圧駆動制御と第２の油圧駆動制御とを独立して行うので、たとえば、大きな駆動力が必要となる短時間のみ、第１の油圧駆動制御に加えて第２の油圧駆動制御を行うことができ、駆動力を一時的に増加させることができる。なお、「独立して行う」とは、第１の油圧駆動制御の実施に関係なく、第２の油圧駆動制御の実施を設定できることを意味する。

請求項３の発明は請求項２において、前記燃焼室用ピストンの位置を検出し、前記検出値に応じて、第２の油圧駆動制御を行うことを特徴とする。本発明によれば、たとえば着火タイミングで第２の油圧駆動制御を行い、駆動力を増加させることができる。これにより、燃焼室の内圧が増加するタイミングに合わせて駆動力を増加させることができ、燃焼室用ピストンを正確に変位させることができる。

請求項４に記載の発明は前記目的を達成するために、エンジンの燃焼室を形成する燃焼室用ピストンを油圧式アクチュエータによって駆動するエンジンの駆動装置において、前記油圧式アクチュエータは、駆動用シリンダと、前記駆動用シリンダ内に配置された駆動用ピストンと、前記駆動用シリンダ内に設けられ、前記駆動用ピストンを受圧面とする二つのピストン側油圧室と、前記駆動用ピストンに連結されたロッドと、前記ロッドの端面を受圧面とする端面側油圧室と、前記ピストン側油圧室と前記端面側油圧室に圧油を供給・排出する油圧回路と、前記油圧回路の圧油の供給・排出を制御する制御装置と、を備えたことを特徴とするエンジンの駆動装置を提供する。

本発明によれば、ピストン側油圧室の他にロッド側油圧室を設けているので、ロッドの端面を受圧面として利用することができ、駆動力を増加させることができる。したがって、装置を大型化したり、油量を大幅に増量することなく、燃焼室用ピストンの駆動力を増加することができ、燃焼室用ピストンを正確に変位することができる。

請求項５の発明は請求項４において、前記制御装置は、前記端面側油圧室と前記ピストン側油圧室とを独立して制御することを特徴とする。本発明によれば、端面側油圧室とピストン側油圧室とを独立して制御するので、たとえば、大きな駆動力が必要となる短時間のみ、端面側油圧室に圧油を供給して駆動力を一時的に増加させることができる。

請求項６の発明は請求項５において、前記燃焼室用ピストンの位置を検出する位置検出センサを備え、前記制御装置は、前記位置検出センサの検出値に応じて、前記端面側油圧室への圧油の供給・排出を制御することを特徴とする。本発明によれば、燃焼室用ピストンの位置に応じて、端面側油圧室への圧油の供給・排出を行うので、たとえば、燃焼室用ピストンが上端位置に近い一瞬にのみ、圧油を端面側油圧室に供給して駆動力を増加させる。これにより、燃料の燃焼時に燃焼室の内圧が増加するタイミングに合わせて駆動力を増加させることができ、燃焼室用ピストンをスムーズに駆動することができる。

本発明によれば、ピストンの両面だけでなく、ロッドの端面を受圧面として利用するので、装置を大型化したり、油量を大幅に増量したりすることなく、燃焼室用ピストンの駆動力を増加させることができる。

本発明における第１の実施形態のエンジンの駆動装置を示す概略構成図 本発明におけるエンジンの駆動装置の作用を説明する説明図 本発明における第２の実施形態のエンジンの駆動装置を示す概略構成図 本発明における第３の実施形態のエンジンの駆動装置を示す概略構成図 従来のエンジンの駆動装置の概略構成を示す図

以下、添付図面に従って、本発明に係るエンジンの駆動方法および装置の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明の駆動方法が適用された試験装置１０の概略構成を示している。

同図に示す試験装置１０は、燃焼室用ピストン１４を油圧で駆動して試験する装置であり、主として、燃焼室１２Ａを有する燃焼室用シリンダ１２と、燃焼室用シリンダ１２内に配設された燃焼室用ピストン１４と、燃焼室用ピストン１４を駆動する油圧式アクチュエータ２０とで構成されている。

燃焼室１２Ａは、燃焼室用シリンダ１２の内壁と燃焼室用ピストン１４とによって囲まれた空間であり、吸気弁１６、排気弁１８、着火装置１９などを備えている。これらの吸気弁１６、排気弁１８、着火装置１９が所定のタイミングで制御されることによって、燃料含有ガスが吸気弁１８から燃焼室１２Ａに供給され、燃焼室１２Ａ内で燃焼した後、その排ガスが排気弁１８から排気される。この燃焼によって燃焼室用ピストン１４が駆動される。

燃焼室用ピストン１４は、油圧式アクチュエータ２０に接続されており、この油圧式アクチュエータ２０によって駆動力が付与される。油圧式アクチュエータ２０は主として駆動用シリンダ２２、駆動用ピストン２４、ロッド２６、油圧回路３０、制御装置４４、位置センサ４６によって構成される。

駆動用シリンダ２２は、略筒状に形成されており、燃焼室用シリンダ１２の内部に設けられている。駆動用シリンダ２２の内部には駆動用ピストン２４が摺動自在に設けられ、この駆動用ピストン２４によって駆動用シリンダ２２の内部が二つの油圧室（以下、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂという）に隔てられている。

駆動用ピストン２４にはロッド２６が連結されており、このロッド２６を介して駆動用ピストン２４が燃焼室用ピストン１４に連結されている。したがって、駆動用ピストン２４が上下に移動することによって、燃焼室用ピストン１４も上下に移動し、駆動力が付与される。

ロッド２６は、駆動用ピストン２４に貫通した状態で取り付けられており、その下端部分は、駆動用シリンダ２２の内部の小径部分に摺動自在に設けられている。これにより、ロッド２６の端面２６Ｃと駆動用シリンダ２２の内壁とによって、油圧室（以下、端面側油圧室２２Ｃという）が形成される。

各油圧室（ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂと端面側油圧室２２Ｃ）にはそれぞれ、ポート２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃが設けられている。ポート２８Ａはピストン側油圧室２２Ａの上端位置に設けられており、ポート２８Ｂはピストン側油圧室２２Ｂの下端位置に設けられており、ポート２８Ｃはピストン２２の端面側油圧室２２Ｃの下端位置に設けられている。

油圧回路３０は、これらのポート２８Ａ〜２８Ｃに圧油を供給したり、ポート２８Ａ〜２８Ｃから圧油を排出したりするための回路であり、サーボ弁３２、切替弁３４、ポンプ３６、アキュムレータ３８、回収部４０、各配管４２Ａ〜４２Ｇを備える。

配管４２Ａ〜４２Ｃはそれぞれポート２８Ａ〜２８Ｃに接続される。これらのうち、配管４２Ｂと配管４２Ｃは切替弁３４に接続されており、この切替弁３４は配管４２Ｄを介してサーボ弁３２に接続されるとともに、配管４２Ｅを介して回収部４０に接続される。切替弁３４は、配管４２Ｂと配管４２Ｄを連通し、且つ、配管４２Ｃと配管４２Ｅを連通する第１ポジションと、配管４２Ｄと配管４２Ｂと配管４２Ｃを連通する第２ポジションとで切り替わるように構成される。切替弁３４は、後述の制御装置４４によって切替制御される。

一方、配管４２Ａは配管４２Ｄとともにサーボ弁３２に接続されており、このサーボ弁３２には配管４２Ｆと配管４２Ｇとが接続されている。配管４２Ｆは、ポンプ３６やアキュムレータ３８に接続されており、これらから圧油が供給される。配管４２Ｇは回収部４０に接続されている。サーボ弁３２は、配管４２Ａ、４２Ｄ、４２Ｆ、４２Ｇを全て遮断する第１ポジションと、配管４２Ａと配管４２Ｆ、配管４２Ｄと配管４２Ｇを連通する第２ポジションと、配管４２Ａと配管４２Ｇ、配管４２Ｄと配管４２Ｆを連通する第３ポジションとで切り替えるように構成される。サーボ弁３２は制御装置４４に接続されており、制御装置４４によって切り替え制御される。

制御装置４４には位置センサ４６が接続されている。位置センサ４６は、駆動用シリンダ２２の底部に設けられており、ロッド２６の位置を検出できるようになっている。たとえば、位置センサ４６として磁気式のリニアガイドが用いられ、ロッド２６の孔２６Ｄに差し込まれるように配置されている。この位置センサ４６によってロッド２６の位置、すなわち、燃焼室用ピストン１４の位置が検出される。なお、本実施の形態では、ロッド２６の位置を検出するようにしたが、燃焼室用ピストン１４そのものの位置を、たとえば光学式センサなどで検出するようにしてもよい。

位置センサ４６の検出信号は、制御装置４４に出力される。制御装置４４は、位置センサ４６の検出値に応じてサーボ弁３２や切替弁３４を制御する。以下、サーボ弁３２と切替弁３４の制御例について説明する。

たとえば、燃焼室用ピストン１４が下死点に到達した際、サーボ弁３２を第３ポジションに切り替えることによって、圧油を配管４２Ｄ、４２Ｂを介してピストン側油圧室２２Ｂに供給し、ピストン側油圧室２２Ａの圧油を配管４２Ａ、４２Ｇを介して回収部４０に排出する。その際、切替弁３４は第１ポジションとし、ロッド側油圧室２２Ｃを配管４２Ｃ、４２Ｅを介して回収部４０に連通し、大気圧油を回収部４０から吸い上げる。これにより、駆動用ピストン２４が上昇するので、燃焼室用ピストン１４が上昇する。

そして、燃焼室用ピストン１４が上死点に到達した際、サーボ弁３２を第２ポジションに切り替えることによって、圧油を配管４２Ｆ、４２Ａを介してピストン側油圧室２２Ａに供給し、ピストン側油圧室２２Ｂの圧油を配管４２Ｂ、４２Ｄ、４２Ｇを介して回収部４０に排出する。これにより、駆動用ピストン２４が下降するので、燃焼室用ピストン１４が下降する。このような操作を繰り返すことによって、燃焼室用ピストン１４を上下に移動させることができる。

さらに本実施の形態では、上昇中の燃焼室用ピストン１４が所定の位置（たとえば燃焼室１２Ａの内圧が急激に上昇する位置）に到達した際に、切替弁３４を第２ポジションに切り替える。これにより、配管４２Ｄの圧油が配管４２Ｂだけでなく、配管４２Ｃへ供給されるようになり、圧油がロッド側油圧室２２Ｃへ供給される。したがって、ロッド２６を押圧する力を増加させることができ、駆動力を一時的に増加させることができる。なお、燃焼室用ピストン１４の移動を停止する場合には、サーボ弁３２を第１ポジションに切り替えればよい。

次に上記の如く構成された試験装置１０の作用について、４サイクルエンジンの例で説明する。図２（ａ）はエンジンにおける燃焼室用ピストン１４の変位量の経時変化を示しており、図２（ｂ）は同時刻における燃焼室１２Ａの内圧の経時変化を示している。

同図において時刻α１、α３、α５は燃焼室用ピストン１４が上死点となる時刻であり、時刻α２、α４は下死点となる時刻であり、時刻α６は着火タイミングである。また、α１〜α２は吸気行程であり、燃焼室用ピストン１４が下降し、混合気が燃焼室１２Ａに吸い込まれる状態である。α２〜α３は圧縮行程であり、燃焼室用ピストン１４が上昇して混合気が圧縮される状態である。α３〜α４は爆発行程であり、着火された混合気の燃焼、膨張によって燃焼室用ピストン１４が押し下げられる状態である。α４〜α５は排気行程であり、燃焼室用ピストン１４が慣性によって上昇し、燃焼ガスが燃焼室用シリンダ１２の外に押し出される状態である。エンジンは、これらの吸気行程、圧縮行程、爆発行程、排気行程を繰り返すことによって駆動される。

図２（ｂ）に示すように、α６で着火されると、燃焼室１２Ａの内圧は、着火に少し遅れて（すなわちα７で）内圧が急激に増加し、さらに火炎が伝播した時点で（すなわちα８で）内圧がピークを迎える。その後、内圧が徐々に降下し、α９で燃焼による内圧の増加分が無くなる。

このように燃焼室１２Ａの内圧は、着火直後のα７〜α９で燃焼による増加が生じる。このため、従来の試験装置はこの期間で駆動力が一時的に不足するので、燃焼室用ピストン１４を正弦波状に正確に変位させることができなくなる。

これに対して、本実施の形態の試験装置１０は、従来の試験装置と異なり、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂの他に端面側油圧室２２Ｃを備えている。したがって、燃焼室用ピストン１４の駆動力を一時的に増加させることができる。以下、従来の試験装置と比較して具体的に説明する。

図５は、比較例となる従来の試験装置５０の概略構成を示している。同図に示すように、従来の試験装置５０は、図１に示した試験装置１０と比較して、油圧室２２Ｃがない点で異なっている。すなわち、図５の駆動用シリンダ２２の内部は、駆動用ピストン２４によって隔てられたピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂのみが形成されている。そして、ピストン側油圧室２２Ｂのポート２８Ｂは、配管４２Ｂを介してサーボ弁３２に接続されている。

上記の如く構成された従来の試験装置５０は、駆動用ピストン２４の上面と下面のみが受圧面として作用するので、得られる駆動力が小さい。このため、燃焼室１２Ａの内圧が著しく大きくなる期間（図２のα７〜α９）では駆動力が不足し、燃焼室用ピストン２４の移動が上昇時には遅くなり、下降時には早くなる。したがって、従来の試験装置５０では、燃焼室用ピストン２４を正弦波状に正確に変位させることができなくなる。この問題を解消する方法として、駆動用ピストン２４の上面と下面が大きくなるように設計することによって、大きな駆動力を確保する方法が考えられる。しかし、その場合には、油圧式アクチュエータ２０が大型化したり、圧油の量が大量に必要になるという問題が発生するため、現実に実施することが困難である。

これに対して本実施の形態の試験装置１０は、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂの他に端面側油圧室２２Ｃを設けており、ロッド２６の端面２６Ｃを受圧面として利用している。したがって、燃焼室１２Ａの内圧が著しく大きくなる期間（図２のα７〜α９）で、端面側油圧室２２Ｃに圧油を供給し、駆動力を一時的に増加させることができる。これにより、一時的な駆動力不足を解消することができるので、燃焼室用ピストン１４を正弦波状に正確に変位させることができる。また、端面側油圧室２２Ｃはロッド２６の端面２６Ｃの後方空間を利用しているので、油圧式アクチュエータ２０が大型化することを防止できる。

特に本実施の形態は、燃焼室用ピストン１４の位置に応じて（具体的には図２のα７〜α９に相当する位置のときに）端面側油圧室２２Ｃに圧油を供給している。したがって、燃焼室１２Ａの内圧が増加する期間のみで駆動力を増加させることができ、他の期間で無駄に大きな駆動力を発生させることを防止できる。

さらに本実施の形態は、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂとロッド側油圧室２２Ｃとが独立して駆動するように油圧回路３０を構成し、さらに、制御装置４６が、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂを駆動する第１の油圧駆動制御と、ロッド側油圧室２２Ｃを駆動する第２の油圧駆動制御とを独立して行っている。したがって、第２の油圧駆動制御を行うタイミングを自由に変更することができ、様々な試験条件に対応することができる。たとえば、着火タイミング（α６）を変更した場合には、燃焼室１２Ａの内圧の増加分が見られる期間α７〜α９も変化するが、本実施の形態によれば、第２の油圧駆動制御を行うタイミングを独立して変更できるので、簡単に対応することができる。

なお、上述した実施形態は、燃焼による内圧の増加分が見られる期間（α７〜α９）のみ、端面側油圧室２２Ｃに圧油を供給するようにしたが、これに限定するものではなく、別のタイミング、たとえばα２〜α４の全体で端面側油圧室２２Ｃに圧油を供給するようにしてもよい。また、燃焼室用ピストン１４の位置に関係なく、たとえば着火タイミングなどによる時間制御を行うようにしてもよい。

また、上述した実施形態は、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂと端面側油圧室２２Ｃに別々に圧油を供給・排出するようにしたが、これに限定するものではなく、同時に圧油を供給・排出するようにしてもよい。

また、上述した実施の形態は、端面側油圧室２２Ｃを駆動用シリンダ２２の内部に設けたが、これに限定するものではなく、駆動用シリンダ２２の外部に油圧室を形成してもよい。

さらに、油圧回路３０の構成は上述した実施形態に限定されるものではなく、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂと端面側油圧室２２Ｃに対して、圧油の供給先・排出先を切り替えられるように構成されていればよい。たとえば図３は、図１の油圧回路３０と異なる構成の油圧回路６０を備えた例である。

図３の油圧回路６０は、二つのサーボ弁６２、６４によって圧油の回路を切り替える例であり、主としてサーボ弁６２、サーボ弁６４、ポンプ６６、アキュムレータ６８、回収部７０、各配管７２Ａ〜７２Ｇを備える。

配管７２Ａ〜７２Ｃはそれぞれポート２８Ａ〜２８Ｃに接続される。これらのうち、配管７２Ａと配管７２Ｂはサーボ弁６２に接続されており、このサーボ弁６２には配管７２Ｆと配管７２Ｇとが接続されている。配管７２Ｆは、ポンプ７６やアキュムレータ７８に接続されており、これらから圧油が供給される。配管７２Ｇは回収部７０に接続されている。サーボ弁６２は、配管７２Ａ、７２Ｂ、７２Ｆ、７２Ｇを全て遮断する第１ポジションと、配管７２Ａと配管７２Ｆ、配管７２Ｂと配管７２Ｇを連通する第２ポジションと、配管７２Ａと配管７２Ｇ、配管７２Ｂと配管７２Ｆを連通する第３ポジションとで切り替えるように構成される。サーボ弁６２は制御装置７４に接続されており、制御装置７４によって切り替え制御される。

一方、配管７２Ｃはサーボ弁６４に接続されており、このサーボ弁６４には配管７２Ｄ、７２Ｅ、７２Ｈが接続される。配管７２Ｄは配管７２Ｆに接続され、配管７２Ｅは配管７２Ｇに接続される。また、配管７２Ｈはその先端が閉塞される。サーボ弁６４は、配管７２Ｃ、７２Ｄ、７２Ｅ、７２Ｈを全て遮断する第１ポジションと、配管７２Ｃと配管７２Ｄ、配管７２Ｅと配管７２Ｈを連通する第２ポジションと、配管７２Ｃと配管７２Ｅ、配管７２Ｄと配管７２Ｈを連通する第３ポジションとで切り替えるように構成される。サーボ弁６４は制御装置７４に接続されており、制御装置７４によって切り替え制御される。

制御装置７４には、燃焼室用ピストン１４の位置を検出する位置センサ７６に接続されており、この位置センサ７６で検出した燃焼室用ピストン１４の位置に応じてサーボ弁６２、６４の制御を行う。以下、サーボ弁６２、６４の制御例について説明する。

たとえば、燃焼室用ピストン１４が下死点に到達した際、サーボ弁６２を第３ポジションに切り替えることによって、圧油を配管７２Ｆ、７２Ｂを介してピストン側油圧室２２Ｂに供給し、ピストン側油圧室２２Ａの圧油を配管７２Ａ、７２Ｇを介して回収部４０に排出する。その際、サーボ弁６４は第３ポジションとし、ロッド側油圧室２２Ｃを配管７２Ｃ、７２Ｅ、７２Ｇを介して回収部７０に連通し、大気圧油を回収部７０から吸い上げる。これにより、駆動用ピストン２４が上昇するので、燃焼室用ピストン１４が上昇する。

そして、燃焼室用ピストンが上死点に到達した際、サーボ弁６２を第２ポジションに切り替えることによって、圧油を配管７２Ｆ、７２Ａを介してピストン側油圧室２２Ａに供給し、ピストン側油圧室２２Ｂの圧油を配管７２Ｂ、７２Ｇを介して回収部７０に排出する。これにより、駆動用ピストン２４が下降するので、燃焼室用ピストン１４が下降する。このような操作を繰り返すことによって、燃焼室用ピストン１４を上下に移動させることができる。

さらに本実施の形態では、上昇中の燃焼室用ピストン１４が所定の位置（たとえば燃焼室１２Ａの内圧が急激に上昇する位置）に到達した際に、サーボ弁６４を第２ポジションに切り替える。これにより、配管７２Ｆの圧油がサーボ弁６２だけでなく、サーボ弁６４にも供給され、配管７２Ｃを介してロッド側油圧室２２Ｃへ供給される。したがって、ロッド２６を押圧する力を増加させることができ、駆動力が一時的に増加させることができる。なお、燃焼室用ピストン１４の移動を停止する場合には、サーボ弁６２、６４を第１ポジションに切り替えればよい。

上記の如く構成された第２の実施形態によれば、サーボ弁６２、６４を切り替え制御することによって、ピストン側油圧室２２Ａ、２２Ｂと端面側油圧室２２Ｃに対して圧油の供給・排出を独立して制御することができる。

なお、上述した第１、第２の実施形態では、ロッド２６を一つの部品として構成したが、複数の部品によって構成してもよい。また、上述した第１、第２の実施形態では、アクチュエータ２０を直接固定したが、これに限定するものではなく、他の部材を介して取り付けてもよい。たとえば、図４は、それらの構成を含む試験装置を示す概略構成図である。

図４に示す第３の実施形態の試験装置は、図１に示した試験装置１０と比較して、ロッド２６が複数の部品から成る点で異なっている。すなわち、図４の試験装置は、燃焼室用ピストン１４にロッド２６Ａが連結されるとともに、駆動用ピストン２４にロッド２６Ｂが連結され、さらにロッド２６Ａのフランジ２６Ｃとロッド２６Ｂのフランジ２６Ｄとがネジなどによって着脱自在に連結されている。したがって、本実施の形態によれば、ロッド２６Ａやアクチュエータ２０などを交換することができ、たとえばストローク量を簡単に変更することができる。

また、駆動用シリンダ２２の下端には連結部材８０が着脱自在に連結されており、さらにこの連結部材８０が燃焼室用シリンダ１２に着脱自在に連結されている。したがって、連結部材８０を簡単に交換することができ、たとえば長さの異なる連結部材８０に交換することによって、燃焼室用ピストン１４の移動範囲を変更することができる。

なお、上述した第１〜第３の実施形態は、燃焼室用ピストン１４の位置制御（すなわち正確に変位させるような制御）を行ったが、これに限定するものではなく、燃焼室用ピストン１４の負荷制御（すなわち燃焼室用ピストン１４が所定の負荷になるような制御）を行うようにしてもよい。その場合、たとえばロッド２６にロードセルを取り付けることによって負荷を計測するとともに、その負荷が設定値になるように油圧式アクチュエータを制御するとよい。

また、上述した第１〜第３の実施形態は、燃焼室用ピストン１４を駆動する装置に本発明を適用したが、吸気弁１６や排気弁１８の駆動装置に本発明を適用してもよい。

１０ 試験装置
１２ 燃焼室用シリンダ
１４ 燃焼室用ピストン
１６ 吸気弁
１８ 排気弁
２０ 油圧式アクチュエータ
２２ 駆動用シリンダ
２２Ａ、２２Ｂ ピストン側油圧室
２２Ｃ 端面側油圧室
２４ 駆動用ピストン
２６ ロッド
２８Ａ〜２８Ｃ ポート
３０ 油圧回路
３２ サーボ弁
３４ 切替弁
３６ ポンプ
３８ アキュムレータ
４０ 回収部
４２Ａ〜４２Ｇ 配管
４４ 制御装置
４６ 位置センサ
６０ 油圧回路
６２ サーボ弁
６４ 切替弁
６６ ポンプ
６８ アキュムレータ
７０ 回収部
７２Ａ〜７２Ｈ 配管
７４ 制御装置
７６ 位置センサ

Claims (6)

1. エンジンの燃焼室を形成する燃焼室用ピストンを、駆動用シリンダと駆動用ピストンとを有する油圧式アクチュエータによって駆動するエンジンの駆動方法において、
   前記駆動用ピストンの両面を受圧面とする第１の油圧駆動制御と、
   前記駆動用ピストンに連結されたロッドの端面を受圧面とする第２の油圧駆動制御と、
   を行うことを特徴とするエンジンの駆動方法。
2. 前記第１の油圧駆動制御と、前記第２の油圧駆動制御とを独立して行うことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの駆動方法。
3. 前記燃焼室用ピストンの位置を検出し、
   前記検出値に応じて、第２の油圧駆動制御を行うことを特徴とする請求項２に記載のエンジンの駆動方法。
4. エンジンの燃焼室を形成する燃焼室用ピストンを油圧式アクチュエータによって駆動するエンジンの駆動装置において、
   前記油圧式アクチュエータは、
   駆動用シリンダと、
   前記駆動用シリンダ内に配置された駆動用ピストンと、
   前記駆動用シリンダ内に設けられ、前記駆動用ピストンを受圧面とする二つのピストン側油圧室と、
   前記駆動用ピストンに連結されたロッドと、
   前記ロッドの端面を受圧面とする端面側油圧室と、
   前記ピストン側油圧室と前記端面側油圧室に圧油を供給・排出する油圧回路と、
   前記油圧回路の圧油の供給・排出を制御する制御装置と、
   を備えたことを特徴とするエンジンの駆動装置。
5. 前記制御装置は、前記端面側油圧室と前記ピストン側油圧室とを独立して制御することを特徴とする請求項４に記載のエンジンの駆動装置。
6. 前記燃焼室用ピストンの位置を検出する位置検出センサを備え、
   前記制御装置は、前記位置検出センサの検出値に応じて、前記端面側油圧室への圧油の供給・排出を制御することを特徴とする請求項５に記載のエンジンの駆動装置。
   
   

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