可変圧縮比内燃機関の制御システム
【課題】可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷がその実行開始前の機関負荷よりも低下した際の機械圧縮比の変更の応答遅れを抑制する。
【解決手段】フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低いことが予測された場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を予め上昇させておく。
【解決手段】フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低いことが予測された場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を予め上昇させておく。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に関する技術として、ピストンが上死点に位置する時の気筒内の容積（燃焼室容積）とピストンが下死点に位置する時の気筒内の容積との比（機械圧縮比）を変更する可変圧縮比機構が知られている。可変圧縮比機構を備えた内燃機関では、機関負荷が低いときは機関負荷が高いときに比べて機械圧縮比を高くする。これにより、内燃機関の出力性能や燃費性能の向上を図ることが出来る。
【０００３】
また、近年では、可変圧縮比機構と、燃焼室容積と吸気弁が閉弁した時の気筒内の容積との比（有効圧縮比）を変更する可変動弁機構とを備えた高膨張比内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。高膨張比内燃機関では、内燃機関の機関負荷が比較的低いときに、機械圧縮比を高めつつ有効圧縮比を低下させることにより膨脹比を高める高膨張比運転が行われる。これによって、低負荷運転時における熱効率をより向上させることが出来る。
【０００４】
一方、内燃機関においては、減速運転時に燃料噴射を停止させる、所謂フューエルカット制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０３４２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９１４７号公報
【特許文献３】特開２００２−０８９３０２号公報
【特許文献４】特開２００５−１６３６４８号公報
【特許文献５】特開２００５−１４７１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フューエルカット制御が実行された場合においては、該制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低くなる場合がある。この場合、可変圧縮比機構を備えた内燃機関においては、フューエルカット制御の実行停止後の機械圧縮比を該制御の実行開始前の機械圧縮比よりも高くする必要がある。しかしながら、機械圧縮比の変更は燃焼室容積を変化させることで行われるため、機械圧縮比を所望の値まで変更するためにはある程度の時間が必要となる。
【０００７】
このように、機械圧縮比の変更に応答遅れが生じると、この間は機械圧縮比を可変とすることによる性能向上の利益を十分に得ることが困難となる虞がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷がその実行開始前の機関負荷よりも低下した際の機械圧縮比の変更の応答遅れを抑制することが出来る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷が該制御の
実行開始前の機関負荷よりも低いことが予測された場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を予め上昇させておくものである。
【００１０】
より詳しくは、本発明に係る可変圧縮比内燃機関の制御システムは、
機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
減速運転時にフューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行手段と、
フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷を予測する予測手段と、を備え、
前記予測手段によって予測されたフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低い場合、該制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておくことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、フューエルカット制御の実行が停止した時点で、既に機械圧縮比が上昇している。従って、機械圧縮比の変更の応答遅れを抑制することが出来る。
【００１２】
本発明においては、機関負荷が所定負荷より高いときは機械圧縮比を所定の低圧縮比に制御し、機関負荷が該所定負荷以下のときは機械圧縮比を所定の高圧縮比に制御することを前提としてもよい。このとき、所定の低圧縮比及び高圧縮比は実験等に基づいて予め定められた値である。
【００１３】
上記の場合、機関負荷が所定負荷より高いときにフューエルカット制御の実行が開始され、尚且つ、フューエルカット制御の実行中に予測手段によって予測された該制御の実行停止後の機関負荷が所定負荷以下の場合に、該制御の実行中に機械圧縮比を前記所定の高圧縮比まで上昇させる。
【００１４】
本発明において、吸気弁のバルブタイミングを変更する可変動弁機構を更に備えた場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておく際に、吸気弁の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させておいてもよい。
【００１５】
これによれば、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに高膨張比運転を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明においては、可変圧縮比内燃機関がハイブリッドシステムに一の駆動源として適用されたものであることを前提としてもよい。この場合、ハイブリッドシステムは、モータージェネレータとバッテリとを更に有する。
【００１７】
モータージェネレータは、他の駆動源であって尚且つ減速運転時には回生を行う。また、バッテリは、モータージェネレータによる回生によって生じた電力を蓄電すると共に該モータージェネレータに電力を供給する。そして、該ハイブリッドシステムでは、減速運転終了後において、バッテリの蓄電量が所定値以上の場合、該バッテリからモータージェネレータに電力を供給してモータによるアシストを行う。
【００１８】
モータによるアシストが行われると、その分内燃機関の機関負荷が低下する。そこで、上記の場合、予測手段は、フューエルカット制御の実行停止時におけるハイブリッドシステム全体に要求される出力の予測値とバッテリの蓄電量の予測値とに基づいて、該制御の実行停止後の機関負荷を予測してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷がその実行開始前の機関負荷よりも低下した際の機械圧縮比の変更
の応答遅れを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度、機関負荷、シリンダブロック位置及び機械圧縮比の推移を示すタイミングチャートである。
【図３】実施例１に係る機械圧縮比制御及びフューエルカット制御のフローを示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２に係る機械圧縮比制御、フューエルカット制御及び吸気弁バルブタイミング制御のフローを示すフローチャートである。
【図６】実施例３に係る内燃機関およびその吸排気系、駆動系の概略構成を示す図である。
【図７】実施例３に係る、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度、要求総出力、バッテリのＳＯＣ、機関負荷、シリンダブロック位置及び機械圧縮比の推移を示すタイミングチャートである。
【図８】実施例３に係る機械圧縮比制御及びフューエルカット制御のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
＜実施例１＞
（概略構成）
図１は、本発明の第一の実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する車両駆動用のガソリンエンジンである。
【００２３】
気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。
【００２４】
また、内燃機関１には、点火プラグ１０及び燃料噴射弁１１が設けられている。点火プラグ１０は気筒２内の燃焼室において混合気に点火する。燃料噴射弁１１は吸気ポート４内に燃料を噴射する。
【００２５】
吸気ポート４には吸気通路８が接続されている。排気ポート５には排気通路９が接続されている。吸気通路８にはスロットル弁１３が設けられている。排気通路には、三元触媒等によって構成される排気浄化装置１４が設けられている。
【００２６】
また、本実施例に係る内燃機関１は、シリンダブロック２１をクランクケース２２に対して上下方向に移動させる可変圧縮比機構１５を備えている。シリンダブロック２１がクランクケース２２に対して上下方向に移動すると燃焼室容積が変化し、それによって機械圧縮比が変化する。例えば、シリンダブロック２１が上方に移動すると、燃焼室容積が増加して機械圧縮比が低下する。
【００２７】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、クランクポジションセンサ１６及びアクセル開度センサ１７が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。
【００２８】
クランクポジションセンサ１６は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ１７は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。
【００２９】
また、ＥＣＵ２０には、点火プラグ１０、燃料噴射弁１１、スロットル弁１３及び可変圧縮比機構１５が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００３０】
（機械圧縮比制御及びフューエルカット制御）
本実施例においては、内燃機関１の機関負荷に応じて可変圧縮比機構１５によって機械圧縮比が変更される。即ち、内燃機関１の機関負荷が所定負荷よりも高いときは機械圧縮比が所定の低圧縮比に制御され、機関負荷が該所定負荷以下のときは機械圧縮比が所定の高圧縮比に制御される。ここで、所定負荷、所定の低圧縮比及び高圧縮比は実験等に基づいて予め定められた値である。
【００３１】
さらに、本実施例においては、アクセル開度が零となり内燃機関１の運転状態が減速運転となると、ＥＣＵ２０によって燃料噴射弁１１からの燃料噴射が停止される、所謂フューエルカット制御が実行される。該フューエルカット制御は減速運転が終了すると停止される。
【００３２】
ここで、フューエルカット制御の実行開始前と該制御の実行停止後とで機関負荷が異なる場合がある。即ち、機関負荷が所定負荷よりも高いときに減速運転となった場合であっても、該減速運転が終了する時に要求される機関負荷が所定負荷以下の場合がある。この場合、フューエルカット制御の実行開始時点では機械圧縮比は所定の低圧縮比となっているため、フューエルカット制御の実行停止後に機械圧縮比を所定の高圧縮比まで上昇させる必要がある。
【００３３】
しかしながら、上記のように機械圧縮比の変更はシリンダブロック２１を移動させることによって行われるため、応答遅れが大きい。そこで、本実施例では、上記の場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を所定の高圧縮比まで予め上昇させておく。
【００３４】
ここで、本実施例に係るフューエルカット制御実行時の機械圧縮比の変更タイミングについて図２に基づいて説明する。図２は、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度Ａｃｃｅｌ、機関負荷Ｑｅ、シリンダブロック位置及び機械圧縮比εの推移を示すタイミングチャートである。尚、図２のシリンダブロック位置及び機械圧縮比εにおける破線は従来の方法で機械圧縮比を制御した場合を示している。
【００３５】
図２におけるｔ０以前においては、内燃機関１の機関負荷Ｑｅは所定負荷Ｑｅｔｈよりも高くなっており、機械圧縮比εは所定の低圧縮比εｌに制御されている。そして、ｔ０のタイミングでアクセル開度Ａｃｃｅｌが零となると、フューエルカット制御の実行が開始される。つまり、内燃機関１の運転状態が減速運転となる。このとき、シリンダブロック２１の位置は低圧縮比運転時のままである。
【００３６】
そして、ｔ１のタイミングで、アクセル開度Ａｃｃｅｌが増加すると、フューエルカット制御の実行が停止される。この時、内燃機関１に要求される機関負荷Ｑｅが所定負荷Ｑｅｔｈ以下となっている。この場合、シリンダブロック２１の位置を下げて機械圧縮比εを所定の高圧縮比εｈまで上昇させる必要がある。
【００３７】
ここで、従来のように、ｔ１の時点から機械圧縮比εを変更させると、その応答遅れ期間Δｔｄが経過するまでの間は、機械圧縮比εが機関負荷Ｑｅに対応した値からずれた値
となる。そのため、この間においては、出力特性やエミッション特性の悪化が生じる虞がある。
【００３８】
そこで、本実施例では、フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷を予測する。この予測方法としては、カーナビゲーションシステムの情報、前方車両との車間距離及びＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）から取得される情報等に基づ
いて予測する方法を例示することが出来る。
【００３９】
そして、ｔ２のタイミングで、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷が所定負荷Ｑｅｔｈ以下であることが予測されると、フューエルカット制御の実行中に、シリンダブロック２１の位置が下げられ機械圧縮比εが所定の高圧縮比εｈに制御される。これにより、ｔ１以前に機械圧縮比εが所定の高圧縮比εｈとなる。
【００４０】
上記制御によれば、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに高圧縮比運転が行われることになる。従って、機械圧縮比を可変とすることによる性能向上の利益を十分に得ることが可能となる。
【００４１】
尚、本実施例においては、燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止させてフューエルカット制御を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係るフューエルカット制御実行手段に相当する。
【００４２】
（制御フロー）
次に、本実施例に係る機械圧縮比制御及びフューエルカット制御のフローについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって実行される。
【００４３】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の機関負荷Ｑｅが所定負荷Ｑｅｔｈより高いか否かを判別する。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行される。この場合、機械圧縮比εは所定の低圧縮比εｌとなっている。一方、ステップ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。
【００４４】
ステップＳ１０２においては、アクセル開度Ａｃｃｌが零になったか否か、即ち減速運転要求があった否かが判別される。ステップＳ１０２において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０３の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【００４５】
ステップＳ１０３においては、フューエルカット制御の実行が開始される。これにより、内燃機関１の運転状態が減速運転となる。
【００４６】
次に、ステップＳ１０４において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷Ｑｅｓが予測される。尚、本実施例においては、該ステップＳ１０４の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る予測手段に相当する。
【００４７】
次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で予測された機関負荷Ｑｅｓが所定負荷Ｑｅｔｈ以下であるか否かが判別される。ステップＳ１０５において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１０７の処理が実行される。
【００４８】
ステップＳ１０６においては、可変圧縮比機構１５によって機械圧縮比εが所定の低圧
縮比εｌから所定の高圧縮比εｈに変更される。次に、ステップＳ１０７の処理が実行される。
【００４９】
ステップＳ１０７においては、アクセル開度Ａｃｃｌが零より大きくなったか否か、即ち減速運転終了要求があったか否かが判別される。ステップＳ１０７において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０８の処理が実行され、否定判定された場合、ステップＳ１０７の処理が再度実行される。
【００５０】
ステップＳ１０８においては、フューエルカット制御の実行が停止される。これにより、直ちに高圧縮比運転が行われる。
【００５１】
（変形例）
尚、上記においては、内燃機関１の機関負荷に応じて機械圧縮比を二段階（所定の低圧縮比又は所定の高圧縮比）に制御することとしたが、これに代えて、機関負荷が低いほど機械圧縮比が高くなるように制御してもよい。この場合、機関負荷の変化に対して機関圧縮比がリニアに変化するようにしてもよく、また、段階的に変化するようにしてもよい。
【００５２】
このような場合においても、フューエルカット制御の実行中に該制御実行停止後の機関負荷を予測することが出来る。そこで、該制御実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷に比べて低くなることが予測された場合、上記と同様、フューエルカット制御実行中に機械圧縮比を予め上昇させておく。このとき、機械圧縮比の目標値をフューエルカット制御実行停止後の機関負荷の予測値に応じた値に設定する。
【００５３】
これにより、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに所望の機関圧縮比での運転が行われることになる。
【００５４】
＜実施例２＞
本発明の第二の実施例について図４及び５に基づいて説明する。尚、ここでは上記第一の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００５５】
（概略構成）
図４は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例に係る内燃機関１には、吸気弁６のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構１８が設けられている。
【００５６】
（高膨張比運転）
本実施例においては、内燃機関１の機関負荷が所定負荷以下の場合、機械圧縮比を所定の高圧縮比としつつ有効圧縮比を低下させることにより膨張比を高くする高膨張比運転が行われる。有効圧縮比は、可変動弁機構１８によって吸気弁６の閉弁時期を遅角させることで低下させる。
【００５７】
ここで、吸気弁６の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させる際にも応答遅れが生じる。そこで、本実施例においては、内燃機関１の機関負荷が所定負荷より高い時にフューエルカット制御の実行が開始され、該制御の実行停止後の機関負荷が所定負荷以下であることが予測された場合、該制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておくと共に有効圧縮比を低下させておく。
【００５８】
これによれば、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに高膨張比運転を行うことが可能となる。その結果、高膨張比運転を行うことによる性能向上の利益を十分に得ることが出来る。
【００５９】
（制御フロー）
次に、本実施例に係る機械圧縮比制御、フューエルカット制御及び吸気弁バルブタイミング制御のフローについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、本フローは、図３に示すフローにステップＳ２０７を加えたものである。そのため、ステップＳ２０７の処理についてのみ説明し、その他のステップの処理についての説明は省略する。
【００６０】
本フローでは、ステップＳ１０６において、機械圧縮比εが所定の低圧縮比εｌから所定の高圧縮比εｈに変更された後、次にステップＳ２０７の処理が実行される。
【００６１】
ステップＳ２０７においては、可変動弁機構１８によって吸気弁６の閉弁時期が遅角され、これによって有効圧縮比が低められる。このとき、吸気弁６の閉弁時期の目標値は、所定の高圧縮比εｈに応じて設定された一定値でもよく、また、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷Ｑｅｓに応じて設定される値としてもよい。
【００６２】
ステップＳ２０７の後、ステップＳ１０７の処理が行われる。そして、ステップＳ１０８においてフューエルカット制御の実行が停止されると、直ちに高膨張比運転が行われる。
【００６３】
＜実施例３＞
本発明の第三の実施例について図６から８に基づいて説明する。尚、ここでは上記第一の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
（概略構成）
本実施例は、ハイブリッドシステムに本発明が適用された場合の実施例である。 図６は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系、ハイブリッドシステムの概略構成を示す図である。本実施例に係るハイブリッドシステムは、内燃機関１及びモータージェネレータ２３を駆動源として備えている。
【００６５】
モータージェネレータ２３は、内燃機関１の出力軸と動力伝達機構（図示略）を介して連結されている。また、モータージェネレータ２３にはバッテリ２４が電気的に接続されている。
【００６６】
そして、減速運転時にはモータージェネレータ２３によってエネルギーの回生が行われ、該回生によって生じた電力がバッテリ２４に蓄電される。また、バッテリ２４のＳＯＣが所定値以上の場合、該バッテリ２４からモータージェネレータ２３に電力が供給され、内燃機関１のアシストが行われる。
【００６７】
モータージェネレータ２３及びバッテリ２４はＥＣＵ２０に電気的に接続されている。モータージェネレータ２３はＥＣＵ２０によって制御される。また、バッテリ２４のＳＯＣがＥＣＵ２０に入力される。
【００６８】
（フューエルカット制御実行後の機関負荷の予測方法）
ここで、本実施例に係るフューエルカット制御実行後の機関負荷の予測方法について図７に基づいて説明する。図７は、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度Ａｃｃｅｌ、要求総出力Ｐａｌｌ、バッテリ２４のＳＯＣ、機関負荷Ｑｅ、シリンダブロック位置及び機械圧縮比εの推移を示すタイミングチャートである。
【００６９】
尚、図７のバッテリ２４のＳＯＣにおけるＣｔｈは、モータージェネレータ２３による
アシストが行われる閾値（所定値）を表している。また、図７の機関負荷Ｑｅにおける実線はモータージェネレータ２３によるアシストがある場合を示しており、破線はモータージェネレータ２３によるアシストがない場合を示している。また、特に説明しない点は、図２に示すタイムチャートに示すものと同様の内容を示している。
【００７０】
本実施例においては、ｔ０のタイミングで内燃機関１の運転状態が減速運転となると、要求総出力Ｐａｌｌ（内燃機関１の要求出力とモータージェネレータ２３の要求出力との和）がマイナスとなる。つまり、内燃機関１においてフューエルカット制御が実行されると共にモータージェネレータ２３による回生が行われる。
【００７１】
モータージェネレータ２３によって回生が行われるとバッテリ２４が充電されるため、減速運転中（即ち、フューエルカット制御の実行中）はバッテリ２４のＳＯＣが上昇する。そして、フューエルカット制御の実行中にバッテリ２４のＳＯＣが所定値Ｃｔｈを超えると、該制御の実行停止後にはｔ１の時点のＳＯＣと所定値Ｃｔｈとの差分ΔＣに相当する電力がモータージェネレータ２３に供給され、内燃機関１のアシストが行われる。
【００７２】
そのため、図７に示すように、フューエルカット制御の実行開始前の要求総出力と該制御の実行停止後の要求総出力とが同一であっても、該制御実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低くなる場合がある。
【００７３】
そこで、本実施例においては、フューエルカット制御の実行中に該制御停止時における要求総出力とバッテリ２４のＳＯＣとを予測する。この予測方法としては、第一の実施例におけるフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷の予測方法と同様、カーナビゲーションシステムの情報、前方車両との車間距離及びＩＴＳから取得される情報等に基づいて予測する方法を例示することが出来る。そして、これらの値に基づいてフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷を予測する。
【００７４】
（制御フロー）
次に、本実施例に係る機械圧縮比制御、フューエルカット制御及び吸気弁バルブタイミング制御のフローについて図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、本フローは、図３に示すフローのステップＳ１０４をステップＳ３０４からＳ３０６に置き換えたものである。そのため、ステップＳ３０４からＳ３０６の処理についてのみ説明し、その他のステップの処理についての説明は省略する。
【００７５】
本フローでは、ステップＳ１０３において、フューエルカット制御の実行が開始されると、次にステップＳ３０４の処理が実行される。ステップＳ３０４においては、フューエルカット制御の実行停止時の要求総出力Ｐａｌｌｓが予測される。
【００７６】
次に、ステップＳ３０５において、フューエルカット制御の実行停止時のＳＯＣの値Ｃｓが予測される。
【００７７】
次に、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０４及びＳ３０５において予測された要求総出力Ｐａｌｌｓ及びＳＯＣの値Ｃｓに基づいてフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷Ｑｅｓが予測される。尚、本実施例においては、該ステップＳ３０４から３０６の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る予測手段に相当する。
【００７８】
本実施例によれば、ハイブリッドシステムに適用された内燃機関においても、第一の実施例と同様の機械圧縮比の制御を行うことが出来る。
【００７９】
尚、第二の実施例に係る内燃機関がハイブリッドシステムの駆動源となった場合にも本実施例に係るフューエルカット制御実行後の機関負荷の予測方法を適用することが出来る。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
４・・・吸気ポート
５・・・排気ポート
１１・・燃料噴射弁
１５・・可変圧縮比機構
１６・・クランクポジションセンサ
１７・・アクセル開度センサ
１８・・可変動弁機構
２０・・ＥＣＵ
２１・・シリンダヘッド
２２・・シリンダブロック
２３・・モータージェネレータ
２４・・バッテリ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に関する技術として、ピストンが上死点に位置する時の気筒内の容積（燃焼室容積）とピストンが下死点に位置する時の気筒内の容積との比（機械圧縮比）を変更する可変圧縮比機構が知られている。可変圧縮比機構を備えた内燃機関では、機関負荷が低いときは機関負荷が高いときに比べて機械圧縮比を高くする。これにより、内燃機関の出力性能や燃費性能の向上を図ることが出来る。
【０００３】
また、近年では、可変圧縮比機構と、燃焼室容積と吸気弁が閉弁した時の気筒内の容積との比（有効圧縮比）を変更する可変動弁機構とを備えた高膨張比内燃機関が提案されている（例えば、特許文献１参照）。高膨張比内燃機関では、内燃機関の機関負荷が比較的低いときに、機械圧縮比を高めつつ有効圧縮比を低下させることにより膨脹比を高める高膨張比運転が行われる。これによって、低負荷運転時における熱効率をより向上させることが出来る。
【０００４】
一方、内燃機関においては、減速運転時に燃料噴射を停止させる、所謂フューエルカット制御が行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０３４２３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９１４７号公報
【特許文献３】特開２００２−０８９３０２号公報
【特許文献４】特開２００５−１６３６４８号公報
【特許文献５】特開２００５−１４７１０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
フューエルカット制御が実行された場合においては、該制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低くなる場合がある。この場合、可変圧縮比機構を備えた内燃機関においては、フューエルカット制御の実行停止後の機械圧縮比を該制御の実行開始前の機械圧縮比よりも高くする必要がある。しかしながら、機械圧縮比の変更は燃焼室容積を変化させることで行われるため、機械圧縮比を所望の値まで変更するためにはある程度の時間が必要となる。
【０００７】
このように、機械圧縮比の変更に応答遅れが生じると、この間は機械圧縮比を可変とすることによる性能向上の利益を十分に得ることが困難となる虞がある。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷がその実行開始前の機関負荷よりも低下した際の機械圧縮比の変更の応答遅れを抑制することが出来る技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷が該制御の
実行開始前の機関負荷よりも低いことが予測された場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を予め上昇させておくものである。
【００１０】
より詳しくは、本発明に係る可変圧縮比内燃機関の制御システムは、
機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
減速運転時にフューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行手段と、
フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷を予測する予測手段と、を備え、
前記予測手段によって予測されたフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低い場合、該制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておくことを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、フューエルカット制御の実行が停止した時点で、既に機械圧縮比が上昇している。従って、機械圧縮比の変更の応答遅れを抑制することが出来る。
【００１２】
本発明においては、機関負荷が所定負荷より高いときは機械圧縮比を所定の低圧縮比に制御し、機関負荷が該所定負荷以下のときは機械圧縮比を所定の高圧縮比に制御することを前提としてもよい。このとき、所定の低圧縮比及び高圧縮比は実験等に基づいて予め定められた値である。
【００１３】
上記の場合、機関負荷が所定負荷より高いときにフューエルカット制御の実行が開始され、尚且つ、フューエルカット制御の実行中に予測手段によって予測された該制御の実行停止後の機関負荷が所定負荷以下の場合に、該制御の実行中に機械圧縮比を前記所定の高圧縮比まで上昇させる。
【００１４】
本発明において、吸気弁のバルブタイミングを変更する可変動弁機構を更に備えた場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておく際に、吸気弁の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させておいてもよい。
【００１５】
これによれば、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに高膨張比運転を行うことが可能となる。
【００１６】
本発明においては、可変圧縮比内燃機関がハイブリッドシステムに一の駆動源として適用されたものであることを前提としてもよい。この場合、ハイブリッドシステムは、モータージェネレータとバッテリとを更に有する。
【００１７】
モータージェネレータは、他の駆動源であって尚且つ減速運転時には回生を行う。また、バッテリは、モータージェネレータによる回生によって生じた電力を蓄電すると共に該モータージェネレータに電力を供給する。そして、該ハイブリッドシステムでは、減速運転終了後において、バッテリの蓄電量が所定値以上の場合、該バッテリからモータージェネレータに電力を供給してモータによるアシストを行う。
【００１８】
モータによるアシストが行われると、その分内燃機関の機関負荷が低下する。そこで、上記の場合、予測手段は、フューエルカット制御の実行停止時におけるハイブリッドシステム全体に要求される出力の予測値とバッテリの蓄電量の予測値とに基づいて、該制御の実行停止後の機関負荷を予測してもよい。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷がその実行開始前の機関負荷よりも低下した際の機械圧縮比の変更
の応答遅れを抑制することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図２】実施例１に係る、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度、機関負荷、シリンダブロック位置及び機械圧縮比の推移を示すタイミングチャートである。
【図３】実施例１に係る機械圧縮比制御及びフューエルカット制御のフローを示すフローチャートである。
【図４】実施例２に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。
【図５】実施例２に係る機械圧縮比制御、フューエルカット制御及び吸気弁バルブタイミング制御のフローを示すフローチャートである。
【図６】実施例３に係る内燃機関およびその吸排気系、駆動系の概略構成を示す図である。
【図７】実施例３に係る、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度、要求総出力、バッテリのＳＯＣ、機関負荷、シリンダブロック位置及び機械圧縮比の推移を示すタイミングチャートである。
【図８】実施例３に係る機械圧縮比制御及びフューエルカット制御のフローを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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。
【００２２】
＜実施例１＞
（概略構成）
図１は、本発明の第一の実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関１は、４つの気筒２を有する車両駆動用のガソリンエンジンである。
【００２３】
気筒２内にはピストン３が摺動自在に設けられている。気筒２内上部の燃焼室には吸気ポート４と排気ポート５とが接続されている。吸気ポート４および排気ポート５の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁６および排気弁７によって開閉される。
【００２４】
また、内燃機関１には、点火プラグ１０及び燃料噴射弁１１が設けられている。点火プラグ１０は気筒２内の燃焼室において混合気に点火する。燃料噴射弁１１は吸気ポート４内に燃料を噴射する。
【００２５】
吸気ポート４には吸気通路８が接続されている。排気ポート５には排気通路９が接続されている。吸気通路８にはスロットル弁１３が設けられている。排気通路には、三元触媒等によって構成される排気浄化装置１４が設けられている。
【００２６】
また、本実施例に係る内燃機関１は、シリンダブロック２１をクランクケース２２に対して上下方向に移動させる可変圧縮比機構１５を備えている。シリンダブロック２１がクランクケース２２に対して上下方向に移動すると燃焼室容積が変化し、それによって機械圧縮比が変化する。例えば、シリンダブロック２１が上方に移動すると、燃焼室容積が増加して機械圧縮比が低下する。
【００２７】
以上述べたように構成された内燃機関１には電子制御ユニット（ＥＣＵ）２０が併設されている。ＥＣＵ２０には、クランクポジションセンサ１６及びアクセル開度センサ１７が電気的に接続されている。これらの出力信号がＥＣＵ２０に入力される。
【００２８】
クランクポジションセンサ１６は、内燃機関１のクランク角を検出するセンサである。また、アクセル開度センサ１７は、内燃機関１を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。
【００２９】
また、ＥＣＵ２０には、点火プラグ１０、燃料噴射弁１１、スロットル弁１３及び可変圧縮比機構１５が電気的に接続されている。ＥＣＵ２０によってこれらが制御される。
【００３０】
（機械圧縮比制御及びフューエルカット制御）
本実施例においては、内燃機関１の機関負荷に応じて可変圧縮比機構１５によって機械圧縮比が変更される。即ち、内燃機関１の機関負荷が所定負荷よりも高いときは機械圧縮比が所定の低圧縮比に制御され、機関負荷が該所定負荷以下のときは機械圧縮比が所定の高圧縮比に制御される。ここで、所定負荷、所定の低圧縮比及び高圧縮比は実験等に基づいて予め定められた値である。
【００３１】
さらに、本実施例においては、アクセル開度が零となり内燃機関１の運転状態が減速運転となると、ＥＣＵ２０によって燃料噴射弁１１からの燃料噴射が停止される、所謂フューエルカット制御が実行される。該フューエルカット制御は減速運転が終了すると停止される。
【００３２】
ここで、フューエルカット制御の実行開始前と該制御の実行停止後とで機関負荷が異なる場合がある。即ち、機関負荷が所定負荷よりも高いときに減速運転となった場合であっても、該減速運転が終了する時に要求される機関負荷が所定負荷以下の場合がある。この場合、フューエルカット制御の実行開始時点では機械圧縮比は所定の低圧縮比となっているため、フューエルカット制御の実行停止後に機械圧縮比を所定の高圧縮比まで上昇させる必要がある。
【００３３】
しかしながら、上記のように機械圧縮比の変更はシリンダブロック２１を移動させることによって行われるため、応答遅れが大きい。そこで、本実施例では、上記の場合、フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を所定の高圧縮比まで予め上昇させておく。
【００３４】
ここで、本実施例に係るフューエルカット制御実行時の機械圧縮比の変更タイミングについて図２に基づいて説明する。図２は、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度Ａｃｃｅｌ、機関負荷Ｑｅ、シリンダブロック位置及び機械圧縮比εの推移を示すタイミングチャートである。尚、図２のシリンダブロック位置及び機械圧縮比εにおける破線は従来の方法で機械圧縮比を制御した場合を示している。
【００３５】
図２におけるｔ０以前においては、内燃機関１の機関負荷Ｑｅは所定負荷Ｑｅｔｈよりも高くなっており、機械圧縮比εは所定の低圧縮比εｌに制御されている。そして、ｔ０のタイミングでアクセル開度Ａｃｃｅｌが零となると、フューエルカット制御の実行が開始される。つまり、内燃機関１の運転状態が減速運転となる。このとき、シリンダブロック２１の位置は低圧縮比運転時のままである。
【００３６】
そして、ｔ１のタイミングで、アクセル開度Ａｃｃｅｌが増加すると、フューエルカット制御の実行が停止される。この時、内燃機関１に要求される機関負荷Ｑｅが所定負荷Ｑｅｔｈ以下となっている。この場合、シリンダブロック２１の位置を下げて機械圧縮比εを所定の高圧縮比εｈまで上昇させる必要がある。
【００３７】
ここで、従来のように、ｔ１の時点から機械圧縮比εを変更させると、その応答遅れ期間Δｔｄが経過するまでの間は、機械圧縮比εが機関負荷Ｑｅに対応した値からずれた値
となる。そのため、この間においては、出力特性やエミッション特性の悪化が生じる虞がある。
【００３８】
そこで、本実施例では、フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷を予測する。この予測方法としては、カーナビゲーションシステムの情報、前方車両との車間距離及びＩＴＳ（Intelligent Transport Systems）から取得される情報等に基づ
いて予測する方法を例示することが出来る。
【００３９】
そして、ｔ２のタイミングで、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷が所定負荷Ｑｅｔｈ以下であることが予測されると、フューエルカット制御の実行中に、シリンダブロック２１の位置が下げられ機械圧縮比εが所定の高圧縮比εｈに制御される。これにより、ｔ１以前に機械圧縮比εが所定の高圧縮比εｈとなる。
【００４０】
上記制御によれば、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに高圧縮比運転が行われることになる。従って、機械圧縮比を可変とすることによる性能向上の利益を十分に得ることが可能となる。
【００４１】
尚、本実施例においては、燃料噴射弁１１からの燃料噴射を停止させてフューエルカット制御を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係るフューエルカット制御実行手段に相当する。
【００４２】
（制御フロー）
次に、本実施例に係る機械圧縮比制御及びフューエルカット制御のフローについて図３に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって実行される。
【００４３】
本フローでは、先ずステップＳ１０１において、内燃機関１の機関負荷Ｑｅが所定負荷Ｑｅｔｈより高いか否かを判別する。ステップＳ１０１において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０２の処理が実行される。この場合、機械圧縮比εは所定の低圧縮比εｌとなっている。一方、ステップ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。
【００４４】
ステップＳ１０２においては、アクセル開度Ａｃｃｌが零になったか否か、即ち減速運転要求があった否かが判別される。ステップＳ１０２において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０３の処理が実行され、否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。
【００４５】
ステップＳ１０３においては、フューエルカット制御の実行が開始される。これにより、内燃機関１の運転状態が減速運転となる。
【００４６】
次に、ステップＳ１０４において、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷Ｑｅｓが予測される。尚、本実施例においては、該ステップＳ１０４の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る予測手段に相当する。
【００４７】
次に、ステップＳ１０５において、ステップＳ１０４で予測された機関負荷Ｑｅｓが所定負荷Ｑｅｔｈ以下であるか否かが判別される。ステップＳ１０５において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０６の処理が実行され、否定判定された場合、次にステップＳ１０７の処理が実行される。
【００４８】
ステップＳ１０６においては、可変圧縮比機構１５によって機械圧縮比εが所定の低圧
縮比εｌから所定の高圧縮比εｈに変更される。次に、ステップＳ１０７の処理が実行される。
【００４９】
ステップＳ１０７においては、アクセル開度Ａｃｃｌが零より大きくなったか否か、即ち減速運転終了要求があったか否かが判別される。ステップＳ１０７において、肯定判定された場合、次にステップＳ１０８の処理が実行され、否定判定された場合、ステップＳ１０７の処理が再度実行される。
【００５０】
ステップＳ１０８においては、フューエルカット制御の実行が停止される。これにより、直ちに高圧縮比運転が行われる。
【００５１】
（変形例）
尚、上記においては、内燃機関１の機関負荷に応じて機械圧縮比を二段階（所定の低圧縮比又は所定の高圧縮比）に制御することとしたが、これに代えて、機関負荷が低いほど機械圧縮比が高くなるように制御してもよい。この場合、機関負荷の変化に対して機関圧縮比がリニアに変化するようにしてもよく、また、段階的に変化するようにしてもよい。
【００５２】
このような場合においても、フューエルカット制御の実行中に該制御実行停止後の機関負荷を予測することが出来る。そこで、該制御実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷に比べて低くなることが予測された場合、上記と同様、フューエルカット制御実行中に機械圧縮比を予め上昇させておく。このとき、機械圧縮比の目標値をフューエルカット制御実行停止後の機関負荷の予測値に応じた値に設定する。
【００５３】
これにより、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに所望の機関圧縮比での運転が行われることになる。
【００５４】
＜実施例２＞
本発明の第二の実施例について図４及び５に基づいて説明する。尚、ここでは上記第一の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００５５】
（概略構成）
図４は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例に係る内燃機関１には、吸気弁６のバルブタイミングを変更可能な可変動弁機構１８が設けられている。
【００５６】
（高膨張比運転）
本実施例においては、内燃機関１の機関負荷が所定負荷以下の場合、機械圧縮比を所定の高圧縮比としつつ有効圧縮比を低下させることにより膨張比を高くする高膨張比運転が行われる。有効圧縮比は、可変動弁機構１８によって吸気弁６の閉弁時期を遅角させることで低下させる。
【００５７】
ここで、吸気弁６の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させる際にも応答遅れが生じる。そこで、本実施例においては、内燃機関１の機関負荷が所定負荷より高い時にフューエルカット制御の実行が開始され、該制御の実行停止後の機関負荷が所定負荷以下であることが予測された場合、該制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておくと共に有効圧縮比を低下させておく。
【００５８】
これによれば、フューエルカット制御の実行停止後、直ちに高膨張比運転を行うことが可能となる。その結果、高膨張比運転を行うことによる性能向上の利益を十分に得ることが出来る。
【００５９】
（制御フロー）
次に、本実施例に係る機械圧縮比制御、フューエルカット制御及び吸気弁バルブタイミング制御のフローについて図５に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、本フローは、図３に示すフローにステップＳ２０７を加えたものである。そのため、ステップＳ２０７の処理についてのみ説明し、その他のステップの処理についての説明は省略する。
【００６０】
本フローでは、ステップＳ１０６において、機械圧縮比εが所定の低圧縮比εｌから所定の高圧縮比εｈに変更された後、次にステップＳ２０７の処理が実行される。
【００６１】
ステップＳ２０７においては、可変動弁機構１８によって吸気弁６の閉弁時期が遅角され、これによって有効圧縮比が低められる。このとき、吸気弁６の閉弁時期の目標値は、所定の高圧縮比εｈに応じて設定された一定値でもよく、また、フューエルカット制御の実行停止後の機関負荷Ｑｅｓに応じて設定される値としてもよい。
【００６２】
ステップＳ２０７の後、ステップＳ１０７の処理が行われる。そして、ステップＳ１０８においてフューエルカット制御の実行が停止されると、直ちに高膨張比運転が行われる。
【００６３】
＜実施例３＞
本発明の第三の実施例について図６から８に基づいて説明する。尚、ここでは上記第一の実施例と異なる点についてのみ説明する。
【００６４】
（概略構成）
本実施例は、ハイブリッドシステムに本発明が適用された場合の実施例である。 図６は、本実施例に係る内燃機関およびその吸排気系、ハイブリッドシステムの概略構成を示す図である。本実施例に係るハイブリッドシステムは、内燃機関１及びモータージェネレータ２３を駆動源として備えている。
【００６５】
モータージェネレータ２３は、内燃機関１の出力軸と動力伝達機構（図示略）を介して連結されている。また、モータージェネレータ２３にはバッテリ２４が電気的に接続されている。
【００６６】
そして、減速運転時にはモータージェネレータ２３によってエネルギーの回生が行われ、該回生によって生じた電力がバッテリ２４に蓄電される。また、バッテリ２４のＳＯＣが所定値以上の場合、該バッテリ２４からモータージェネレータ２３に電力が供給され、内燃機関１のアシストが行われる。
【００６７】
モータージェネレータ２３及びバッテリ２４はＥＣＵ２０に電気的に接続されている。モータージェネレータ２３はＥＣＵ２０によって制御される。また、バッテリ２４のＳＯＣがＥＣＵ２０に入力される。
【００６８】
（フューエルカット制御実行後の機関負荷の予測方法）
ここで、本実施例に係るフューエルカット制御実行後の機関負荷の予測方法について図７に基づいて説明する。図７は、フューエルカット制御実行時におけるアクセル開度Ａｃｃｅｌ、要求総出力Ｐａｌｌ、バッテリ２４のＳＯＣ、機関負荷Ｑｅ、シリンダブロック位置及び機械圧縮比εの推移を示すタイミングチャートである。
【００６９】
尚、図７のバッテリ２４のＳＯＣにおけるＣｔｈは、モータージェネレータ２３による
アシストが行われる閾値（所定値）を表している。また、図７の機関負荷Ｑｅにおける実線はモータージェネレータ２３によるアシストがある場合を示しており、破線はモータージェネレータ２３によるアシストがない場合を示している。また、特に説明しない点は、図２に示すタイムチャートに示すものと同様の内容を示している。
【００７０】
本実施例においては、ｔ０のタイミングで内燃機関１の運転状態が減速運転となると、要求総出力Ｐａｌｌ（内燃機関１の要求出力とモータージェネレータ２３の要求出力との和）がマイナスとなる。つまり、内燃機関１においてフューエルカット制御が実行されると共にモータージェネレータ２３による回生が行われる。
【００７１】
モータージェネレータ２３によって回生が行われるとバッテリ２４が充電されるため、減速運転中（即ち、フューエルカット制御の実行中）はバッテリ２４のＳＯＣが上昇する。そして、フューエルカット制御の実行中にバッテリ２４のＳＯＣが所定値Ｃｔｈを超えると、該制御の実行停止後にはｔ１の時点のＳＯＣと所定値Ｃｔｈとの差分ΔＣに相当する電力がモータージェネレータ２３に供給され、内燃機関１のアシストが行われる。
【００７２】
そのため、図７に示すように、フューエルカット制御の実行開始前の要求総出力と該制御の実行停止後の要求総出力とが同一であっても、該制御実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低くなる場合がある。
【００７３】
そこで、本実施例においては、フューエルカット制御の実行中に該制御停止時における要求総出力とバッテリ２４のＳＯＣとを予測する。この予測方法としては、第一の実施例におけるフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷の予測方法と同様、カーナビゲーションシステムの情報、前方車両との車間距離及びＩＴＳから取得される情報等に基づいて予測する方法を例示することが出来る。そして、これらの値に基づいてフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷を予測する。
【００７４】
（制御フロー）
次に、本実施例に係る機械圧縮比制御、フューエルカット制御及び吸気弁バルブタイミング制御のフローについて図８に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ２０に予め記憶されており、ＥＣＵ２０によって実行される。尚、本フローは、図３に示すフローのステップＳ１０４をステップＳ３０４からＳ３０６に置き換えたものである。そのため、ステップＳ３０４からＳ３０６の処理についてのみ説明し、その他のステップの処理についての説明は省略する。
【００７５】
本フローでは、ステップＳ１０３において、フューエルカット制御の実行が開始されると、次にステップＳ３０４の処理が実行される。ステップＳ３０４においては、フューエルカット制御の実行停止時の要求総出力Ｐａｌｌｓが予測される。
【００７６】
次に、ステップＳ３０５において、フューエルカット制御の実行停止時のＳＯＣの値Ｃｓが予測される。
【００７７】
次に、ステップＳ３０６において、ステップＳ３０４及びＳ３０５において予測された要求総出力Ｐａｌｌｓ及びＳＯＣの値Ｃｓに基づいてフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷Ｑｅｓが予測される。尚、本実施例においては、該ステップＳ３０４から３０６の処理を実行するＥＣＵ２０が、本発明に係る予測手段に相当する。
【００７８】
本実施例によれば、ハイブリッドシステムに適用された内燃機関においても、第一の実施例と同様の機械圧縮比の制御を行うことが出来る。
【００７９】
尚、第二の実施例に係る内燃機関がハイブリッドシステムの駆動源となった場合にも本実施例に係るフューエルカット制御実行後の機関負荷の予測方法を適用することが出来る。
【符号の説明】
【００８０】
１・・・内燃機関
２・・・気筒
４・・・吸気ポート
５・・・排気ポート
１１・・燃料噴射弁
１５・・可変圧縮比機構
１６・・クランクポジションセンサ
１７・・アクセル開度センサ
１８・・可変動弁機構
２０・・ＥＣＵ
２１・・シリンダヘッド
２２・・シリンダブロック
２３・・モータージェネレータ
２４・・バッテリ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
減速運転時にフューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行手段と、
フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷を予測する予測手段と、を備え、
前記予測手段によって予測されたフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低い場合、該制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておくことを特徴とする可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項２】
機関負荷が所定負荷より高いときは機械圧縮比を所定の低圧縮比に制御し、機関負荷が該所定負荷以下のときは機械圧縮比を所定の高圧縮比に制御するものであって、
機関負荷が前記所定負荷より高いときにフューエルカット制御の実行が開始され且つ前記予測手段によって予測された該制御の実行停止後の機関負荷が前記所定負荷以下の場合、該制御の実行中に機械圧縮比を前記所定の高圧縮比まで上昇させておくことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項３】
吸気弁のバルブタイミングを変更する可変動弁機構を更に備え、
フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておく際に、吸気弁の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させておくことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項４】
前記可変圧縮比内燃機関がハイブリッドシステムの一の駆動源であって、
該ハイブリッドシステムが、
他の駆動源であり且つ減速運転時に回生を行うモータージェネレータと、
該モータージェネレータによる回生によって生じた電力を蓄電すると共に該モータージェネレータに電力を供給するバッテリと、を更に有し、
減速運転終了後において、前記バッテリの蓄電量が所定値以上の場合、前記バッテリから前記モータージェネレータに電力を供給してモータによるアシストを行うものであって、
前記予測手段が、フューエルカット制御の実行停止時における前記ハイブリッドシステム全体に要求される出力の予測値と前記バッテリの蓄電量の予測値とに基づいて、該制御の実行停止後の機関負荷を予測することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項１】
機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
減速運転時にフューエルカット制御を実行するフューエルカット制御実行手段と、
フューエルカット制御の実行中に該制御の実行停止後の機関負荷を予測する予測手段と、を備え、
前記予測手段によって予測されたフューエルカット制御の実行停止後の機関負荷が該制御の実行開始前の機関負荷よりも低い場合、該制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておくことを特徴とする可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項２】
機関負荷が所定負荷より高いときは機械圧縮比を所定の低圧縮比に制御し、機関負荷が該所定負荷以下のときは機械圧縮比を所定の高圧縮比に制御するものであって、
機関負荷が前記所定負荷より高いときにフューエルカット制御の実行が開始され且つ前記予測手段によって予測された該制御の実行停止後の機関負荷が前記所定負荷以下の場合、該制御の実行中に機械圧縮比を前記所定の高圧縮比まで上昇させておくことを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項３】
吸気弁のバルブタイミングを変更する可変動弁機構を更に備え、
フューエルカット制御の実行中に機械圧縮比を上昇させておく際に、吸気弁の閉弁時期を遅角させることで有効圧縮比を低下させておくことを特徴とする請求項１又は２に記載の可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【請求項４】
前記可変圧縮比内燃機関がハイブリッドシステムの一の駆動源であって、
該ハイブリッドシステムが、
他の駆動源であり且つ減速運転時に回生を行うモータージェネレータと、
該モータージェネレータによる回生によって生じた電力を蓄電すると共に該モータージェネレータに電力を供給するバッテリと、を更に有し、
減速運転終了後において、前記バッテリの蓄電量が所定値以上の場合、前記バッテリから前記モータージェネレータに電力を供給してモータによるアシストを行うものであって、
前記予測手段が、フューエルカット制御の実行停止時における前記ハイブリッドシステム全体に要求される出力の予測値と前記バッテリの蓄電量の予測値とに基づいて、該制御の実行停止後の機関負荷を予測することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の可変圧縮比内燃機関の制御システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１９００９５（Ｐ２０１０−１９００９５Ａ）
【公開日】平成２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−３４４３１（Ｐ２００９−３４４３１）
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【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２２年９月２日（２０１０．９．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月１７日（２００９．２．１７）
【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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