JP2012052483A - Internal combustion engine - Google Patents

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Koji Miwa
晃司 三輪
Takashi Kawai
高志 河合
Daisuke Akihisa
大輔 秋久
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine that is superior in responsibility when output torque is decreased.SOLUTION: The internal combustion engine includes: a variable compression ratio mechanism in which a volume of a combustion chamber is formed so as to be variable; and an exhaust treatment device which is arranged on an engine exhaust passage. In the exhaust treatment device, an allowable temperature which is a reference whether deterioration occurs is predetermined. An amount of a temperature increase is evaluated in advance when the internal combustion engine performs the control of increasing temperature of the exhaust treatment device with a change of an operation state if torque outputted from the internal combustion engine is decreased. If a temperature in which the amount of a temperature increases is added to the temperature of the exhaust treatment device detected when the torque outputted from the internal combustion engine is decreased is higher than the allowable temperature, the internal combustion engine performs the control of decreasing a compression ratio by the variable compression ratio mechanism.

Description

本発明は、内燃機関に関する。   The present invention relates to an internal combustion engine.

内燃機関は、燃焼室に燃料および空気が供給されて、燃焼室にて燃料が燃焼することにより駆動力を出力する。内燃機関は、要求される駆動力に応じるように運転が行なわれる。内燃機関が自動車に配置されている場合には、例えば、要求トルクは、アクセルペダルの踏込み量から検出される。要求トルクに応じて、スロットル弁の開度等が調整され、燃焼室に供給される空気量および燃料の量が調整される。   In an internal combustion engine, fuel and air are supplied to a combustion chamber, and the fuel burns in the combustion chamber to output a driving force. The internal combustion engine is operated in accordance with the required driving force. When the internal combustion engine is disposed in an automobile, for example, the required torque is detected from the depression amount of the accelerator pedal. Depending on the required torque, the opening degree of the throttle valve and the like are adjusted, and the amount of air and the amount of fuel supplied to the combustion chamber are adjusted.

また、内燃機関においては、空気および燃料の混合気が圧縮された状態で点火される。内燃機関の圧縮比は、出力されるトルクおよび燃料消費量に影響を与えることが知られている。圧縮比を高くすることにより出力されるトルクを大きくしたり、燃料消費量を少なくしたりすることができる。一方で、圧縮比を高くしすぎると、ノッキング現象等の異常燃焼が生じることが知られている。従来の技術においては、運転期間中に圧縮比を変更することができる内燃機関が知られている。   In an internal combustion engine, ignition is performed in a compressed state of a mixture of air and fuel. It is known that the compression ratio of an internal combustion engine affects the output torque and fuel consumption. By increasing the compression ratio, the output torque can be increased or the fuel consumption can be reduced. On the other hand, it is known that if the compression ratio is too high, abnormal combustion such as knocking phenomenon occurs. In the prior art, an internal combustion engine capable of changing the compression ratio during an operation period is known.

特開2005−155507号公報においては、アクセル開度に応じて目標圧縮比を設定するとともに目標スロットル開度を設定する内燃機関の制御装置が開示されている。この内燃機関の制御装置は、アクセル開度に応じて要求トルク低下量を演算する。要求トルク低下量に応じて、目標圧縮比又は目標スロットル開度の一方を低下側に補正することが開示されている。   Japanese Patent Laid-Open No. 2005-155507 discloses a control device for an internal combustion engine that sets a target compression ratio and sets a target throttle opening in accordance with the accelerator opening. The control device for the internal combustion engine calculates a required torque reduction amount according to the accelerator opening. It is disclosed that one of the target compression ratio and the target throttle opening is corrected to the decrease side in accordance with the required torque decrease amount.

特開2005−155507号公報JP-A-2005-155507

内燃機関の運転中には要求トルクが上昇したり低下したりする。要求トルクが低下すると、たとえば、スロットル弁の開度が小さくなるように制御され、内燃機関から出力されるトルクが小さくなる。   The required torque increases or decreases during operation of the internal combustion engine. When the required torque decreases, for example, the throttle valve opening is controlled to decrease, and the torque output from the internal combustion engine decreases.

内燃機関の運転中には、要求トルクに対して出力されるトルクの応答性が高いことが好ましい場合がある。特に、出力されるトルクを急激に低下させたい場合がある。たとえば、内燃機関が自動車に配置されている場合には、加速期間中に加速を急激に止める場合がある。アクセルペダルを深く踏込んでいる期間中にアクセルペダルの踏込み量を急激に小さくする場合がある。または、アクセルペダルから足を離す場合がある。   During operation of the internal combustion engine, it may be preferable that the response of the torque output with respect to the required torque is high. In particular, there is a case where it is desired to rapidly reduce the output torque. For example, when the internal combustion engine is disposed in an automobile, the acceleration may be suddenly stopped during the acceleration period. There is a case where the amount of depression of the accelerator pedal is drastically reduced during a period in which the accelerator pedal is depressed deeply. Or you may take your foot off the accelerator pedal.

このような場合に、スロットル弁の開度が小さくなるように制御されても、応答遅れが生じて、内燃機関から出力されるトルクが低下するまでに所定の時間を要する。このような場合には、燃料噴射弁からの燃料の供給を停止する燃料カット制御を行ったり、燃焼室における点火時期を遅角する制御を行ったりすることにより、急激に出力されるトルクを低下させることができる。   In such a case, even if the throttle valve opening is controlled to be small, a response delay occurs, and a predetermined time is required until the torque output from the internal combustion engine decreases. In such a case, the torque that is output suddenly is reduced by performing fuel cut control that stops the supply of fuel from the fuel injection valve or by performing control that retards the ignition timing in the combustion chamber. Can be made.

一方で、内燃機関の機関排気通路には、排気を浄化するための排気処理装置が配置される。例えば、機関排気通路に酸化触媒が配置される場合がある。排気処理装置は、運転期間中の許容温度を有し、許容温度の範囲内にて運転が継続されることが好ましい。運転期間中に排気処理装置の温度が許容温度を越えると劣化が生じる場合がある。   On the other hand, an exhaust treatment device for purifying exhaust gas is disposed in the engine exhaust passage of the internal combustion engine. For example, an oxidation catalyst may be disposed in the engine exhaust passage. The exhaust treatment device preferably has an allowable temperature during the operation period, and the operation is preferably continued within the allowable temperature range. Deterioration may occur if the temperature of the exhaust treatment device exceeds the allowable temperature during the operation period.

内燃機関の要求トルクが低下した場合に、燃料カット制御を行なうと、空気過剰の気体が排気処理装置に供給される。このときに、酸化触媒に残留する未燃燃料の酸化反応が促進される場合がある。たとえば、リッチ場の後燃え現象が発生する。この結果、排気処理装置の温度が上昇する。または、燃焼室における点火時期を遅角する制御を行なうと燃焼室から流出する排気の温度が上昇する。排気処理装置に流入する排気の温度が上昇するために、排気処理装置の温度が上昇する。   If the fuel cut control is performed when the required torque of the internal combustion engine is reduced, excess air gas is supplied to the exhaust treatment device. At this time, the oxidation reaction of unburned fuel remaining in the oxidation catalyst may be promoted. For example, afterburning of a rich field occurs. As a result, the temperature of the exhaust treatment device increases. Or if the control which retards the ignition timing in a combustion chamber is performed, the temperature of the exhaust gas which flows out from a combustion chamber will rise. Since the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device rises, the temperature of the exhaust treatment device rises.

排気処理装置が許容温度の近傍である場合には、燃料カット制御や点火時期を遅角する制御を行なうと、排気処理装置の温度が上昇して許容温度を超えてしまうという問題が生じる。したがって、従来の技術の内燃機関においては、たとえば、スロットル弁の開度を小さくする制御を行うに留まっていた。この結果、短時間に出力されるトルクを低下させることが難しいという問題があった。   When the exhaust treatment device is in the vicinity of the allowable temperature, if the fuel cut control or the control for retarding the ignition timing is performed, there arises a problem that the temperature of the exhaust treatment device increases and exceeds the allowable temperature. Therefore, in the conventional internal combustion engine, for example, control for reducing the opening of the throttle valve has been limited. As a result, there is a problem that it is difficult to reduce the torque output in a short time.

本発明は、出力されるトルクを低下させるときの応答性に優れた内燃機関を提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide an internal combustion engine that is excellent in responsiveness when the output torque is reduced.

本発明の内燃機関は、圧縮比を変更する圧縮比可変機構と、機関排気通路に配置されている排気処理装置とを備える。圧縮比可変機構は、燃焼室の容積が可変に形成されている。排気処理装置は、劣化が生じるか否かの基準となる許容温度が予め定められている。内燃機関から出力されるトルクを低下させた場合に運転状態の変化に伴って排気処理装置の温度が上昇する制御を行ったときの温度上昇量が予め求められている。内燃機関から出力されるトルクを低下させるべきときに排気処理装置の温度を検出し、検出した排気処理装置の温度に温度上昇量を加算した温度が許容温度よりも高い場合に、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行う。   An internal combustion engine of the present invention includes a compression ratio variable mechanism that changes a compression ratio, and an exhaust treatment device that is disposed in an engine exhaust passage. The compression ratio variable mechanism is formed so that the volume of the combustion chamber is variable. In the exhaust treatment apparatus, an allowable temperature that serves as a reference for whether or not deterioration occurs is determined in advance. When the torque output from the internal combustion engine is reduced, the amount of increase in temperature when the control is performed to increase the temperature of the exhaust treatment device in accordance with the change in the operating state. When the temperature of the exhaust treatment device is detected when the torque output from the internal combustion engine should be reduced, and the temperature obtained by adding the temperature increase amount to the detected temperature of the exhaust treatment device is higher than the allowable temperature, the variable compression ratio mechanism Control to reduce the compression ratio is performed.

上記発明においては、内燃機関から出力されるトルクを低下させるために、燃焼室における点火時期を遅角する制御または燃焼空燃比を上昇させる制御を行って、運転状態が変化した場合の排気処理装置の温度を推定し、推定した排気処理装置の温度が許容温度よりも高い場合に、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行うことができる。   In the above-described invention, in order to reduce the torque output from the internal combustion engine, the exhaust gas processing apparatus when the operating state is changed by performing the control for retarding the ignition timing in the combustion chamber or the control for increasing the combustion air-fuel ratio. When the estimated temperature of the exhaust treatment device is higher than the allowable temperature, the compression ratio can be controlled to be reduced by the variable compression ratio mechanism.

上記発明においては、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行うべきときに、圧縮比を低下させた後の排気処理装置の温度を推定し、推定した排気処理装置の温度が予め定められた判定温度未満になる場合には、点火時期を遅角する制御および燃焼空燃比を上昇させる制御のうち少なくとも一方の制御を行うことができる。   In the above-described invention, when control for reducing the compression ratio is to be performed by the compression ratio variable mechanism, the temperature of the exhaust treatment device after the reduction of the compression ratio is estimated, and the estimated temperature of the exhaust treatment device is determined in advance. When the temperature is lower than the determined temperature, at least one of control for retarding the ignition timing and control for increasing the combustion air-fuel ratio can be performed.

上記発明においては、内燃機関から出力されるトルクを低下させた場合に運転状態の変化に伴って排気処理装置の温度が上昇する制御を複数有し、それぞれの運転状態の変化に伴う温度上昇量のうち最も大きな温度上昇量を用いて、排気処理装置の温度に温度上昇量を加算した温度を算出することが好ましい。   In the above-described invention, when the torque output from the internal combustion engine is reduced, the control unit has a plurality of controls for increasing the temperature of the exhaust treatment device in accordance with the change in the operation state, It is preferable to calculate the temperature obtained by adding the temperature increase amount to the temperature of the exhaust treatment device using the largest temperature increase amount.

本発明によれば、出力されるトルクを低下させるときの応答性に優れた内燃機関を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the internal combustion engine excellent in the responsiveness when reducing the output torque can be provided.

実施の形態における内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of an internal combustion engine in an embodiment. 実施の形態における圧縮比可変機構の概略分解斜視図である。It is a general | schematic disassembled perspective view of the compression ratio variable mechanism in embodiment. 実施の形態における内燃機関が高圧縮比の時のシリンダブロックおよびクランクケースの部分の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the part of a cylinder block and a crankcase when the internal combustion engine in embodiment is a high compression ratio. 実施の形態における内燃機関が低圧縮比の時のシリンダブロックおよびクランクケースの部分の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the part of a cylinder block and a crankcase when the internal combustion engine in embodiment is a low compression ratio. 実施の形態における第1の運転制御のフローチャートである。It is a flowchart of the 1st operation control in an embodiment. 実施の形態における第1の運転制御のタイムチャートである。It is a time chart of the 1st operation control in an embodiment. 実施の形態における比較例の運転制御のタイムチャートである。It is a time chart of the operation control of the comparative example in embodiment. 実施の形態における第2の運転制御のフローチャートである。It is a flowchart of the 2nd operation control in an embodiment. 実施の形態における第2の運転制御のタイムチャートである。It is a time chart of the 2nd operation control in an embodiment.

図1から図9を参照して、実施の形態における内燃機関について説明する。本実施の形態においては、車両に配置されている内燃機関を例に取り上げて説明する。   The internal combustion engine in the embodiment will be described with reference to FIGS. In the present embodiment, an internal combustion engine disposed in a vehicle will be described as an example.

図1は、本実施の形態における内燃機関の概略図である。本実施の形態における内燃機関は、火花点火式である。内燃機関は、機関本体1を備える。機関本体1は、シリンダブロック2とシリンダヘッド4とを含む。シリンダブロック2の内部には、ピストン3が配置されている。ピストン3は、シリンダブロック2の内部で往復運動する。本発明においては、ピストンが圧縮上死点に達したときにピストンの冠面とシリンダヘッドとに囲まれる気筒内の空間を燃焼室と称する。   FIG. 1 is a schematic view of an internal combustion engine in the present embodiment. The internal combustion engine in the present embodiment is a spark ignition type. The internal combustion engine includes an engine body 1. The engine body 1 includes a cylinder block 2 and a cylinder head 4. A piston 3 is disposed inside the cylinder block 2. The piston 3 reciprocates inside the cylinder block 2. In the present invention, the space in the cylinder surrounded by the crown surface of the piston and the cylinder head when the piston reaches compression top dead center is referred to as a combustion chamber.

燃焼室5は、それぞれの気筒ごとに形成されている。燃焼室5には、機関吸気通路および機関排気通路が接続されている。機関吸気通路は、燃焼室5に空気または燃料と空気との混合気を供給するための通路である。機関排気通路は、燃料の燃焼により生じた排気を燃焼室5から排出するための通路である。   The combustion chamber 5 is formed for each cylinder. An engine intake passage and an engine exhaust passage are connected to the combustion chamber 5. The engine intake passage is a passage for supplying air or a mixture of fuel and air to the combustion chamber 5. The engine exhaust passage is a passage for discharging exhaust gas generated by the combustion of fuel from the combustion chamber 5.

シリンダヘッド4には、吸気ポート7および排気ポート9が形成されている。吸気弁6は吸気ポート7の端部に配置され、燃焼室5に連通する機関吸気通路を開閉可能に形成されている。排気弁8は、排気ポート9の端部に配置され、燃焼室5に連通する機関排気通路を開閉可能に形成されている。シリンダヘッド4には、点火装置としての点火プラグ10が固定されている。点火プラグ10は、燃焼室5にて燃料を点火するように形成されている。   An intake port 7 and an exhaust port 9 are formed in the cylinder head 4. The intake valve 6 is disposed at the end of the intake port 7 and is configured to be able to open and close the engine intake passage communicating with the combustion chamber 5. The exhaust valve 8 is disposed at the end of the exhaust port 9 and is configured to be able to open and close the engine exhaust passage communicating with the combustion chamber 5. A spark plug 10 as an ignition device is fixed to the cylinder head 4. The spark plug 10 is formed to ignite fuel in the combustion chamber 5.

本実施の形態における内燃機関は、燃焼室5に燃料を供給するための燃料噴射弁11を備える。本実施の形態における燃料噴射弁11は、吸気ポート7に燃料を噴射するように配置されている。燃料噴射弁11は、この形態に限られず、燃焼室5に燃料を供給できるように配置されていれば構わない。たとえば、燃料噴射弁は、燃焼室に直接的に燃料を噴射するように配置されていても構わない。   The internal combustion engine in the present embodiment includes a fuel injection valve 11 for supplying fuel to the combustion chamber 5. The fuel injection valve 11 in the present embodiment is arranged so as to inject fuel into the intake port 7. The fuel injection valve 11 is not limited to this configuration, and may be arranged so that fuel can be supplied to the combustion chamber 5. For example, the fuel injection valve may be arranged to inject fuel directly into the combustion chamber.

燃料噴射弁11は、電子制御式の吐出量可変な燃料ポンプ29を介して燃料タンク28に接続されている。燃料タンク28内に貯蔵されている燃料は、燃料ポンプ29によって燃料噴射弁11に供給される。   The fuel injection valve 11 is connected to the fuel tank 28 via an electronically controlled fuel pump 29 with variable discharge amount. The fuel stored in the fuel tank 28 is supplied to the fuel injection valve 11 by the fuel pump 29.

各気筒の吸気ポート7は、対応する吸気枝管13を介してサージタンク14に連結されている。サージタンク14は、吸気ダクト15およびエアフローメータ16を介してエアクリーナ(図示せず)に連結されている。吸気ダクト15には、吸入空気量を検出するエアフローメータ16が接続されている。吸気ダクト15の内部には、ステップモータ17によって駆動されるスロットル弁18が配置されている。一方、各気筒の排気ポート9は、対応する排気枝管19に連結されている。排気枝管19は、排気処理装置21に連結されている。本実施の形態における排気処理装置21は、酸化触媒20を含む。排気処理装置21は、排気管22に接続されている。   The intake port 7 of each cylinder is connected to a surge tank 14 via a corresponding intake branch pipe 13. The surge tank 14 is connected to an air cleaner (not shown) via an intake duct 15 and an air flow meter 16. An air flow meter 16 that detects the amount of intake air is connected to the intake duct 15. A throttle valve 18 driven by a step motor 17 is disposed inside the intake duct 15. On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to a corresponding exhaust branch pipe 19. The exhaust branch pipe 19 is connected to the exhaust treatment device 21. The exhaust treatment device 21 in the present embodiment includes an oxidation catalyst 20. The exhaust treatment device 21 is connected to the exhaust pipe 22.

本実施の形態における内燃機関は、電子制御ユニット31を備える。本実施の形態における電子制御ユニット31は、デジタルコンピュータを含む。電子制御ユニット31は、双方向バス32を介して相互に接続されたRAM(ランダムアクセスメモリ)33、ROM(リードオンリメモリ)34、CPU(マイクロプロセッサ)35、入力ポート36および出力ポート37を含む。   The internal combustion engine in the present embodiment includes an electronic control unit 31. The electronic control unit 31 in the present embodiment includes a digital computer. The electronic control unit 31 includes a RAM (random access memory) 33, a ROM (read only memory) 34, a CPU (microprocessor) 35, an input port 36 and an output port 37 which are connected to each other via a bidirectional bus 32. .

エアフローメータ16は、燃焼室5に吸入される吸入空気量に比例した出力電圧を発生する。この出力電圧は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。アクセルペダル40には、負荷センサ41が接続されている。負荷センサ41は、アクセルペダル40の踏込量に比例した出力電圧を発生する。この出力電圧は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。   The air flow meter 16 generates an output voltage proportional to the amount of intake air taken into the combustion chamber 5. This output voltage is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. A load sensor 41 is connected to the accelerator pedal 40. The load sensor 41 generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 40. This output voltage is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.

クランク角センサ42は、クランクシャフトが、例えば所定の角度を回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスは入力ポート36に入力される。クランク角センサ42の出力により、機関回転数を検出することができる。また、クランク角センサ42の出力により、クランク角度を検出することができる。機関排気通路において、排気処理装置21の下流には、排気処理装置21の温度を検出する温度検出器としての温度センサ43が配置されている。温度センサ43の出力は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。   The crank angle sensor 42 generates an output pulse each time the crankshaft rotates, for example, a predetermined angle, and this output pulse is input to the input port 36. The engine speed can be detected from the output of the crank angle sensor 42. Further, the crank angle can be detected from the output of the crank angle sensor 42. In the engine exhaust passage, a temperature sensor 43 as a temperature detector that detects the temperature of the exhaust treatment device 21 is disposed downstream of the exhaust treatment device 21. The output of the temperature sensor 43 is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.

電子制御ユニット31の出力ポート37は、それぞれの対応する駆動回路39を介して燃料噴射弁11および点火プラグ10に接続されている。本実施の形態における電子制御ユニット31は、燃料噴射制御や点火制御を行うように形成されている。すなわち、燃料を噴射する時期および燃料の噴射量が電子制御ユニット31により制御される。更に点火プラグ10の点火時期が電子制御ユニット31により制御されている。また、出力ポート37は、対応する駆動回路39を介して、スロットル弁18を駆動するステップモータ17および燃料ポンプ29に接続されている。これらの機器は、電子制御ユニット31により制御されている。   The output port 37 of the electronic control unit 31 is connected to the fuel injection valve 11 and the spark plug 10 via the corresponding drive circuits 39. The electronic control unit 31 in the present embodiment is formed to perform fuel injection control and ignition control. That is, the fuel injection timing and the fuel injection amount are controlled by the electronic control unit 31. Further, the ignition timing of the spark plug 10 is controlled by the electronic control unit 31. The output port 37 is connected to a step motor 17 and a fuel pump 29 that drive the throttle valve 18 via a corresponding drive circuit 39. These devices are controlled by the electronic control unit 31.

吸気弁6は、吸気カム51が回転することにより開閉するように形成されている。排気弁8は、排気カム52が回転するようことにより開閉するように形成されている。本実施の形態における内燃機関は、可変動弁機構を備える。可変動弁機構は、吸気弁6の開閉時期を変更する可変バルブタイミング装置53を含む。本実施の形態における可変バルブタイミング装置53は、吸気カム51の回転軸に接続されている。可変バルブタイミング装置53は、電子制御ユニット31により制御されている。   The intake valve 6 is formed to open and close as the intake cam 51 rotates. The exhaust valve 8 is formed to open and close as the exhaust cam 52 rotates. The internal combustion engine in the present embodiment includes a variable valve mechanism. The variable valve mechanism includes a variable valve timing device 53 that changes the opening / closing timing of the intake valve 6. The variable valve timing device 53 in the present embodiment is connected to the rotation shaft of the intake cam 51. The variable valve timing device 53 is controlled by the electronic control unit 31.

本実施の形態における内燃機関は、圧縮比可変機構を備える。内燃機関の圧縮比は、燃焼室の容積等に依存して定まる。本実施の形態における内燃機関は、燃焼室の容積が変更されることにより圧縮比が変更されるように形成されている。内燃機関の圧縮比は、(圧縮比)=(燃焼室の容積+吸気弁が閉じている期間のピストンの行程容積)/(燃焼室の容積)で示される。   The internal combustion engine in the present embodiment includes a variable compression ratio mechanism. The compression ratio of the internal combustion engine is determined depending on the volume of the combustion chamber and the like. The internal combustion engine in the present embodiment is formed such that the compression ratio is changed by changing the volume of the combustion chamber. The compression ratio of the internal combustion engine is expressed by (compression ratio) = (combustion chamber volume + piston stroke volume when the intake valve is closed) / (combustion chamber volume).

図2は、本実施の形態における内燃機関の圧縮比可変機構の分解斜視図である。図3は、内燃機関の燃焼室の部分の第1の概略断面図である。図3は、内燃機関が高圧縮比になったときの概略図である。   FIG. 2 is an exploded perspective view of the compression ratio variable mechanism of the internal combustion engine in the present embodiment. FIG. 3 is a first schematic cross-sectional view of the combustion chamber portion of the internal combustion engine. FIG. 3 is a schematic view when the internal combustion engine has a high compression ratio.

図2および図3を参照して、シリンダブロック2の両側の側壁の下方には複数個の突出部80が形成されている。突出部80には、断面形状が円形のカム挿入孔81が形成されている。クランクケース79の上壁には、複数個の突出部82が形成されている。突出部82には、断面形状が円形のカム挿入孔83が形成されている。クランクケース79の突出部82は、シリンダブロック2の突出部80同士の間に嵌合する。   2 and 3, a plurality of protrusions 80 are formed below the side walls on both sides of the cylinder block 2. The protrusion 80 is formed with a cam insertion hole 81 having a circular cross section. A plurality of protrusions 82 are formed on the upper wall of the crankcase 79. The protrusion 82 is formed with a cam insertion hole 83 having a circular cross-sectional shape. The protrusion 82 of the crankcase 79 is fitted between the protrusions 80 of the cylinder block 2.

本実施の形態における圧縮比可変機構は、一対のカムシャフト84,85を含む。それぞれのカムシャフト84,85には、カム挿入孔81内に回転可能に挿入される円形カム86が固定されている。これらの円形カム86は、カムシャフト84,85の回転軸と同軸状に形成されている。   The compression ratio variable mechanism in the present embodiment includes a pair of camshafts 84 and 85. A circular cam 86 that is rotatably inserted into the cam insertion hole 81 is fixed to each of the cam shafts 84 and 85. These circular cams 86 are formed coaxially with the rotation shafts of the cam shafts 84 and 85.

一方で、図3に示すように、円形カム86同士の間には、それぞれのカムシャフト84,85の回転軸に対して偏心して配置された偏心軸87が延びている。偏心軸87には、円形カム88が偏心して回転可能に取付けられている。円形カム88は、それぞれの円形カム86同士の間に配置されている。これら円形カム88は、対応するカム挿入孔83内にて回転可能に支持される。   On the other hand, as shown in FIG. 3, eccentric shafts 87 arranged eccentrically with respect to the rotation shafts of the respective cam shafts 84 and 85 extend between the circular cams 86. A circular cam 88 is eccentrically attached to the eccentric shaft 87 so as to be rotatable. The circular cam 88 is disposed between the circular cams 86. These circular cams 88 are rotatably supported in the corresponding cam insertion holes 83.

圧縮比可変機構は、モータ89を含む。モータ89の回転軸90には、螺旋方向が互いに逆向きの2つのウォームギヤ91,92が取付けられている。それぞれのカムシャフト84,85の端部には、歯車93,94が固定されている。歯車93,94は、ウォームギヤ19,92と歯車93,94とが噛み合うように配置されている。モータ89が回転軸90を回転させることにより、カムシャフト84,85を、互いに反対方向に回転させることができる。   The compression ratio variable mechanism includes a motor 89. Two worm gears 91 and 92 having spiral directions opposite to each other are attached to the rotating shaft 90 of the motor 89. Gears 93 and 94 are fixed to the end portions of the camshafts 84 and 85, respectively. The gears 93 and 94 are arranged so that the worm gears 19 and 92 and the gears 93 and 94 mesh with each other. When the motor 89 rotates the rotating shaft 90, the camshafts 84 and 85 can be rotated in directions opposite to each other.

図3を参照して、それぞれのカムシャフト84,85上に固定された円形カム86を、矢印96に示すように互いに反対方向に回転させると、偏心軸87が下端に向けて移動する。円形カム88は、カム挿入孔83内において、矢印97に示すように円形カム86と反対方向に回転する。   Referring to FIG. 3, when the circular cams 86 fixed on the camshafts 84 and 85 are rotated in opposite directions as indicated by arrows 96, the eccentric shaft 87 moves toward the lower end. The circular cam 88 rotates in the opposite direction to the circular cam 86 as indicated by an arrow 97 in the cam insertion hole 83.

図4に、本実施の形態における内燃機関の燃焼室の部分の第2の概略断面図を示す。図4は、内燃機関が低圧縮比になったときの概略図である。図4に示されるように偏心軸87が下端まで移動すると、円形カム88の中心軸が偏心軸87よりも下方に移動する。図3および図4を参照して、クランクケース79とシリンダブロック2との相対位置は、円形カム86の中心軸と円形カム88の中心軸との距離によって定まる。円形カム86の中心軸と円形カム88の中心軸との距離が大きくなるほどシリンダブロック2はクランクケース79から離れる。矢印98に示すようにシリンダブロック2がクランクケース79から離れるほど、ピストン3が圧縮上死点に達したときの燃焼室5の容積が大きくなる。   FIG. 4 shows a second schematic cross-sectional view of the combustion chamber portion of the internal combustion engine in the present embodiment. FIG. 4 is a schematic view when the internal combustion engine has a low compression ratio. As shown in FIG. 4, when the eccentric shaft 87 moves to the lower end, the central axis of the circular cam 88 moves below the eccentric shaft 87. Referring to FIGS. 3 and 4, the relative position between crankcase 79 and cylinder block 2 is determined by the distance between the central axis of circular cam 86 and the central axis of circular cam 88. The cylinder block 2 moves away from the crankcase 79 as the distance between the central axis of the circular cam 86 and the central axis of the circular cam 88 increases. As the cylinder block 2 moves away from the crankcase 79 as indicated by an arrow 98, the volume of the combustion chamber 5 when the piston 3 reaches the compression top dead center increases.

本実施の形態における圧縮比可変機構は、クランクケースに対してシリンダブロックが相対的に移動することにより、燃焼室の容積が可変に形成されている。図3では、ピストン3が圧縮上死点に到達しており、燃焼室5の容積が小さくなっている。この状態では、圧縮比が大きくなる。これに対して、図4では、ピストン3が圧縮上死点に到達しており、燃焼室5の容積が大きくなっている。この位置では、圧縮比が小さくなる。このように、本実施の形態における内燃機関は、運転期間中に圧縮比を変更することができる。   In the variable compression ratio mechanism in the present embodiment, the volume of the combustion chamber is variably formed by moving the cylinder block relative to the crankcase. In FIG. 3, the piston 3 has reached the compression top dead center, and the volume of the combustion chamber 5 is reduced. In this state, the compression ratio increases. On the other hand, in FIG. 4, the piston 3 has reached the compression top dead center, and the volume of the combustion chamber 5 is increased. At this position, the compression ratio becomes small. Thus, the internal combustion engine in the present embodiment can change the compression ratio during the operation period.

本実施の形態における圧縮比可変機構は、クランクケースに対してシリンダブロックを相対移動することにより圧縮比を変更しているが、この形態に限られず、燃焼室の容積を変化させることができる任意の機構を採用することができる。たとえば、ピストンの圧縮上死点の位置が変更可能に形成されている圧縮比可変機構を採用することができる。   The variable compression ratio mechanism according to the present embodiment changes the compression ratio by moving the cylinder block relative to the crankcase. However, the present invention is not limited to this configuration, and any mechanism that can change the volume of the combustion chamber. This mechanism can be adopted. For example, a variable compression ratio mechanism in which the position of the compression top dead center of the piston can be changed can be employed.

内燃機関の運転期間中には、要求トルクが大きくなったり小さくなったりする。内燃機関の燃焼室に供給する空気量を変化させることにより、出力させるトルクを変化させることができる。たとえば、スロットル弁の開度を小さくしたり、可変バルブタイミング装置により吸気弁を閉じる時期を遅くしたりして、燃焼室に供給する空気量を減少させる制御を行うことができる。   During the operation period of the internal combustion engine, the required torque increases or decreases. The torque to be output can be changed by changing the amount of air supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine. For example, it is possible to perform control to reduce the amount of air supplied to the combustion chamber by reducing the opening of the throttle valve or delaying the timing of closing the intake valve by the variable valve timing device.

ところで、内燃機関の運転期間中には、出力されるトルクを急激に低下させる場合がある。たとえば、要求トルクが急激に低下する場合がある。内燃機関が自動車に配置されている場合には、運転者がアクセルペダルの踏込み量を急激に小さくする場合がある。たとえば、加速の期間中に急に減速させることが必要な場合がある。または、自動車の車輪がスリップしている期間中に、車輪がクリップ力を回復した場合には、自動車が急加速するために要求トルクが急激に低下する。たとえば、アクセルペダルの踏込み量が中程度から零になる場合がある。   By the way, during the operation period of the internal combustion engine, the output torque may be rapidly reduced. For example, the required torque may drop rapidly. When the internal combustion engine is disposed in an automobile, the driver may suddenly reduce the amount of depression of the accelerator pedal. For example, it may be necessary to decelerate suddenly during the acceleration period. Alternatively, when the wheel recovers the clipping force during the period when the vehicle wheel is slipping, the required torque is drastically decreased because the vehicle is accelerated rapidly. For example, the accelerator pedal may be depressed from a middle level to zero.

燃焼室に供給する空気量を減少させる制御においては、所定の応答遅れが生じる。たとえば、スロットル弁の開度を小さくする制御においては、スロットル弁から燃焼室までの機関吸気通路の体積に依存する応答遅れが生じる。スロットル弁の開度を小さくしたときに、スロットル弁から燃焼室までの機関吸気通路の圧力が下がるまでに所定の時間がかかり、高応答に燃焼室に供給する空気量を減少させることが困難である。たとえば、図1を参照して、吸気枝管13およびサージタンク14等がバッファタンクとして機能するために、スロットル弁18の開度を小さくしても、機関吸気通路の圧力が低下するまでに所定の時間を必要とする。このため、燃焼室に流入する空気量が減少し、出力されるトルクが低下するまでに所定の時間が必要になる。   In the control for reducing the amount of air supplied to the combustion chamber, a predetermined response delay occurs. For example, in the control for reducing the opening of the throttle valve, a response delay depending on the volume of the engine intake passage from the throttle valve to the combustion chamber occurs. When the throttle valve opening is reduced, it takes a certain amount of time for the pressure in the engine intake passage from the throttle valve to the combustion chamber to drop, making it difficult to reduce the amount of air supplied to the combustion chamber with high response. is there. For example, referring to FIG. 1, since the intake branch pipe 13 and the surge tank 14 function as a buffer tank, even if the opening of the throttle valve 18 is reduced, a predetermined time is required until the pressure in the engine intake passage decreases. Need time. For this reason, a predetermined time is required until the amount of air flowing into the combustion chamber decreases and the output torque decreases.

内燃機関から出力されるトルクを急激に低下させる場合には、燃料噴射弁からの燃料の供給を停止する燃料カット制御を行なうことができる。燃料カット制御を行うことにより、燃焼室における燃料の燃焼を停止させることができるために、出力されるトルクを急激に小さくすることができる。または、燃焼室における点火時期を遅角する制御を行うことができる。点火時期を遅角する制御を行うことにより、膨張行程における燃料の燃焼が開始する時期を遅らせることができて、出力されるトルクを急激に小さくすることができる。   When the torque output from the internal combustion engine is sharply reduced, fuel cut control for stopping the supply of fuel from the fuel injection valve can be performed. By performing the fuel cut control, the combustion of fuel in the combustion chamber can be stopped, so that the output torque can be rapidly reduced. Or control which retards the ignition timing in a combustion chamber can be performed. By performing control to retard the ignition timing, it is possible to delay the timing at which the combustion of fuel in the expansion stroke starts, and it is possible to rapidly reduce the output torque.

ところが、燃料カット制御を行った場合には、空気過剰の排気が排気処理装置に流入する。たとえば、排気処理装置が酸化機能を有し、更に未燃燃料が残留していると、流入する空気過剰の排気により、未燃燃料の酸化反応が促進される。このため排気処理装置の温度が上昇する。また、点火時期を遅角する制御を行った場合には、ピストンに対する仕事量が減少するために排気の温度が高くなる。排気処理装置に流入する排気の温度が上昇して、排気処理装置の温度が上昇する。   However, when fuel cut control is performed, excess air exhaust flows into the exhaust treatment device. For example, if the exhaust treatment device has an oxidation function and further unburned fuel remains, the oxidation reaction of the unburned fuel is promoted by the excessive exhaust air flowing in. For this reason, the temperature of the exhaust treatment device rises. Further, when the control for retarding the ignition timing is performed, the amount of work on the piston is reduced, so that the temperature of the exhaust becomes high. The temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust treatment device rises, and the temperature of the exhaust treatment device rises.

本実施の形態における排気処理装置は、運転期間中の上限の許容温度が予め定められている。許容温度は、排気処理装置が高温になることにより劣化が生じるか否かの基準となる温度を採用することができる。排気処理装置の温度が許容温度の近傍にある場合には、燃料カット制御や点火時期を遅角する制御を行なうと、排気処理装置の温度が上昇して許容温度を超えてしまうという問題が生じる。   In the exhaust treatment apparatus in the present embodiment, the upper limit allowable temperature during the operation period is determined in advance. As the allowable temperature, a temperature serving as a reference for determining whether or not the exhaust treatment apparatus is deteriorated when the exhaust treatment apparatus becomes high can be adopted. When the temperature of the exhaust treatment device is in the vicinity of the allowable temperature, the fuel cut control or the control for retarding the ignition timing causes a problem that the temperature of the exhaust treatment device rises and exceeds the allowable temperature. .

本実施の形態の内燃機関においては、出力されるトルクを急激に低下させる場合に、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行う。   In the internal combustion engine of the present embodiment, when the output torque is suddenly reduced, control is performed to reduce the compression ratio by the variable compression ratio mechanism.

図5に、本実施の形態における第1の運転制御のフローチャートを示す。
始めに、ステップ101においては、内燃機関の要求トルクの低下を検出する。図1を参照して、要求トルクは、たとえば負荷センサ41により検出することができる。または、任意の制御においてトルクを低下させることを検出しても構わない。
FIG. 5 shows a flowchart of the first operation control in the present embodiment.
First, in step 101, a decrease in the required torque of the internal combustion engine is detected. With reference to FIG. 1, the required torque can be detected by, for example, a load sensor 41. Or you may detect reducing a torque in arbitrary control.

更に、ステップ101においては、要求トルクが急激に低下したことを検出しても構わない。すなわち、短時間の間に要求トルクが大きく低下したことを検出しても構わない。たとえば、予め定められた時間の間に予め定められた要求トルクの低下量が生じたことを検出しても構わない。   Further, in step 101, it may be detected that the required torque has rapidly decreased. That is, it may be detected that the required torque has greatly decreased in a short time. For example, it may be detected that a predetermined amount of reduction in required torque has occurred during a predetermined time.

次に、ステップ102においては、排気処理装置の温度を検出する。本実施の形態においては、排気処理装置21に含まれる酸化触媒20の温度を検出する。酸化触媒20の温度は、温度センサ43により検出することができる。   Next, in step 102, the temperature of the exhaust treatment device is detected. In the present embodiment, the temperature of the oxidation catalyst 20 included in the exhaust treatment device 21 is detected. The temperature of the oxidation catalyst 20 can be detected by the temperature sensor 43.

次に、ステップ103においては、燃焼室への燃料の供給を停止できるか否かを判別する。前述のとおり、燃料の供給を停止すると空気過剰の排気が酸化触媒20に供給されるために、酸化触媒20の温度が上昇する。本実施の形態においては、このときの温度上昇量が予め求められている。検出した酸化触媒20の温度に温度上昇量を加算して、燃焼室への燃料の供給を停止した場合の酸化触媒20の温度を推定する。ステップ103においては、燃焼室への燃料の供給を停止したときの酸化触媒20の温度が許容温度以下であるか否かを判別する。燃料の供給を停止したときの酸化触媒20の温度が許容温度以下である場合には、燃料の供給の停止が可能であると判別する。   Next, in step 103, it is determined whether or not the fuel supply to the combustion chamber can be stopped. As described above, when the supply of fuel is stopped, exhaust gas with excess air is supplied to the oxidation catalyst 20, so that the temperature of the oxidation catalyst 20 rises. In the present embodiment, the temperature rise at this time is obtained in advance. The temperature increase amount is added to the detected temperature of the oxidation catalyst 20 to estimate the temperature of the oxidation catalyst 20 when the supply of fuel to the combustion chamber is stopped. In step 103, it is determined whether or not the temperature of the oxidation catalyst 20 when the supply of fuel to the combustion chamber is stopped is equal to or lower than an allowable temperature. When the temperature of the oxidation catalyst 20 when the fuel supply is stopped is equal to or lower than the allowable temperature, it is determined that the fuel supply can be stopped.

ステップ103においては、燃焼室への燃料の供給を停止した場合に、排気処理装置の温度が許容温度以下か否かを判別する任意の方法を採用することができる。たとえば、燃料の供給を停止する直前の排気ガスの状態および燃料の供給を停止した後の排気ガスの状態に基づいて排気処理装置の温度上昇量を求めても構わない。推定した排気処理装置の温度が許容温度以下になる場合には、燃料の供給の停止が可能と判別することができる。   In step 103, when the fuel supply to the combustion chamber is stopped, any method for determining whether or not the temperature of the exhaust treatment device is equal to or lower than the allowable temperature can be adopted. For example, the temperature increase amount of the exhaust treatment device may be obtained based on the state of the exhaust gas immediately before stopping the supply of fuel and the state of the exhaust gas after stopping the supply of fuel. When the estimated temperature of the exhaust treatment device is equal to or lower than the allowable temperature, it can be determined that the fuel supply can be stopped.

ステップ103において、燃料の供給の停止が可能である場合には、ステップ104に移行する。ステップ104においては、燃焼室への燃料の供給を停止する。本実施の形態においては、燃料噴射弁11からの燃料の噴射を停止する。この制御により、内燃機関が出力するトルクを急激に小さくすることができる。   If the fuel supply can be stopped in step 103, the routine proceeds to step 104. In step 104, the supply of fuel to the combustion chamber is stopped. In the present embodiment, fuel injection from the fuel injection valve 11 is stopped. With this control, the torque output from the internal combustion engine can be rapidly reduced.

ステップ103において、燃料の供給の停止が不可能であると判別される場合には、ステップ105に移行する。すなわち、燃焼室への燃料の供給を停止した場合に、排気処理装置の温度が許容温度を超えると推定される場合には、ステップ105に移行する。   If it is determined in step 103 that the fuel supply cannot be stopped, the process proceeds to step 105. That is, when it is estimated that the temperature of the exhaust treatment device exceeds the allowable temperature when the supply of fuel to the combustion chamber is stopped, the routine proceeds to step 105.

ステップ105においては、点火時期の遅角が可能であるか否かを判別する。前述のとおり、点火時期を遅角すると排気処理装置の温度が上昇する。本実施の形態においては、点火時期を遅角したときの酸化触媒20の温度上昇量が、予め求められている。検出した酸化触媒20の温度に温度上昇量を加算して、点火時期を遅角した場合の酸化触媒20の温度を推定する。ステップ105においては、点火時期を遅角した場合の酸化触媒20の温度が、許容温度以下であるか否かを判別する。点火時期を遅角した場合の酸化触媒20の温度が許容温度以下である場合には、点火時期の遅角が可能であると判別する。点火時期の遅角量は、たとえば予め定められた角度を採用することができる。   In step 105, it is determined whether or not the ignition timing can be retarded. As described above, when the ignition timing is retarded, the temperature of the exhaust treatment device increases. In the present embodiment, the temperature increase amount of the oxidation catalyst 20 when the ignition timing is retarded is obtained in advance. The temperature increase amount is added to the detected temperature of the oxidation catalyst 20 to estimate the temperature of the oxidation catalyst 20 when the ignition timing is retarded. In step 105, it is determined whether or not the temperature of the oxidation catalyst 20 when the ignition timing is retarded is equal to or lower than an allowable temperature. If the temperature of the oxidation catalyst 20 when the ignition timing is retarded is equal to or lower than the allowable temperature, it is determined that the ignition timing can be retarded. For example, a predetermined angle can be adopted as the retard amount of the ignition timing.

ステップ105においては、点火時期を遅角した場合に、排気処理装置の温度が許容温度以下になるか否かを判別する任意の方法を採用することができる。たとえば、点火時期を遅角したときの排気の温度を推定し、推定した排気の温度に基づいて温度上昇量を求めることができる。推定した排気処理装置の温度が許容温度以下になる場合には、点火時期の遅角が可能と判別することができる。   In step 105, an arbitrary method for determining whether or not the temperature of the exhaust treatment device is equal to or lower than the allowable temperature when the ignition timing is retarded can be employed. For example, the temperature of the exhaust when the ignition timing is retarded can be estimated, and the amount of temperature increase can be obtained based on the estimated temperature of the exhaust. When the estimated temperature of the exhaust treatment device is equal to or lower than the allowable temperature, it can be determined that the ignition timing can be retarded.

ステップ105において、点火時期の遅角が可能であると判別される場合には、ステップ106に移行する。ステップ106においては、点火時期を遅角する。この制御により、内燃機関が出力するトルクを急激に小さくすることができる。ステップ105において、点火時期の遅角が不可能であると判別される場合にはステップ107に移行する。   If it is determined in step 105 that the ignition timing can be retarded, the routine proceeds to step 106. In step 106, the ignition timing is retarded. With this control, the torque output from the internal combustion engine can be rapidly reduced. If it is determined at step 105 that the ignition timing cannot be retarded, the routine proceeds to step 107.

ステップ107においては、内燃機関の圧縮比を低下させることができるか否かを判別する。ステップ107において、内燃機関の圧縮比を低下させることができる場合にはステップ108に移行する。または、ステップ107においては、内燃機関の圧縮比が予め定められた圧縮比判定値よりも大きいか否かを判別しても構わない。内燃機関の圧縮比が予め定められた圧縮比判定値よりも大きい場合にはステップ108に移行しても構わない。   In step 107, it is determined whether or not the compression ratio of the internal combustion engine can be reduced. In step 107, if the compression ratio of the internal combustion engine can be reduced, the routine proceeds to step 108. Alternatively, in step 107, it may be determined whether or not the compression ratio of the internal combustion engine is greater than a predetermined compression ratio determination value. If the compression ratio of the internal combustion engine is larger than a predetermined compression ratio determination value, the routine may proceed to step 108.

ステップ108においては、圧縮比を低下させる制御を行う。圧縮比の低下量は、たとえば、予め定められた低下量を採用することができる。または、圧縮比が最低になるように制御しても構わない。ステップ107において、圧縮比を低下させることが不可能と判別された場合にはステップ109に移行する。   In step 108, control for reducing the compression ratio is performed. For example, a predetermined reduction amount can be adopted as the reduction amount of the compression ratio. Or you may control so that a compression ratio may become the minimum. If it is determined in step 107 that the compression ratio cannot be reduced, the process proceeds to step 109.

図2から図4を参照して、圧縮比を低下させる場合には、モータ89を回転させることにより、シリンダブロック2をクランクケース79から遠ざかる制御を行う。例えば、図4示すように、ピストン3が圧縮上死点に達したときに、燃焼室5の容積が大きくなるように圧縮比可変機構を制御する。   Referring to FIGS. 2 to 4, when the compression ratio is lowered, control is performed to move cylinder block 2 away from crankcase 79 by rotating motor 89. For example, as shown in FIG. 4, when the piston 3 reaches the compression top dead center, the compression ratio variable mechanism is controlled so that the volume of the combustion chamber 5 is increased.

内燃機関の圧縮比が低下することにより、ピストンが圧縮上死点に到達したときの燃焼室における混合気の温度が低下する。また、燃料が燃焼したときの温度、すなわち燃焼温度が下がる。燃焼温度が下がるために燃焼室から流出する排気の温度が下がる。このため、排気処理装置の温度が上昇することを回避できる。また、圧縮比を下げると、内燃機関が出力するトルクが低下する。このように、圧縮比を下げることにより、機関排気通路に配置されている排気処理装置の温度上昇を回避ながら、出力されるトルクを低下させることができる。   By reducing the compression ratio of the internal combustion engine, the temperature of the air-fuel mixture in the combustion chamber when the piston reaches the compression top dead center is lowered. Further, the temperature at which the fuel burns, that is, the combustion temperature decreases. Since the combustion temperature is lowered, the temperature of the exhaust gas flowing out from the combustion chamber is lowered. For this reason, it is possible to avoid an increase in the temperature of the exhaust treatment device. Further, when the compression ratio is lowered, the torque output from the internal combustion engine is lowered. Thus, by reducing the compression ratio, it is possible to reduce the output torque while avoiding an increase in the temperature of the exhaust treatment device disposed in the engine exhaust passage.

図5を参照して、ステップ104において、燃料の供給を停止したらステップ109に移行する。または、ステップ106において、点火時期を遅角したらステップ109に移行する。または、ステップ108において、圧縮比を低下させたらステップ109に移行する。   Referring to FIG. 5, when the fuel supply is stopped in step 104, the process proceeds to step 109. Alternatively, when the ignition timing is retarded in step 106, the routine proceeds to step 109. Alternatively, when the compression ratio is decreased in step 108, the process proceeds to step 109.

ステップ109においては、燃焼室に供給する空気量を減少させる制御を行う。図1を参照して、本実施の形態においては、ステップモータ17を駆動することにより、スロットル弁18の開度を小さくする制御を行う。スロットル弁18の開度を小さくすることにより、燃焼室5に供給する空気量を少なくすることができて、内燃機関が出力するトルクを下げることができる。本実施の形態における内燃機関は、スロットル弁18の開度を小さくすることにより、燃焼室5に供給する混合気の量を少なくすることができる。   In step 109, control is performed to reduce the amount of air supplied to the combustion chamber. Referring to FIG. 1, in the present embodiment, control is performed to reduce the opening degree of throttle valve 18 by driving step motor 17. By reducing the opening of the throttle valve 18, the amount of air supplied to the combustion chamber 5 can be reduced, and the torque output from the internal combustion engine can be reduced. The internal combustion engine in the present embodiment can reduce the amount of air-fuel mixture supplied to the combustion chamber 5 by reducing the opening of the throttle valve 18.

燃焼室5に供給する空気量を減少させる制御としては、スロットル弁の開度を小さくする制御に限られず、燃焼室5に供給する空気量を減少させることができる任意の制御を行うことができる。たとえば、可変動弁機構により、吸気弁の閉じる時期を遅くする制御を行うことができる。   Control for reducing the amount of air supplied to the combustion chamber 5 is not limited to control for reducing the opening of the throttle valve, and arbitrary control that can reduce the amount of air supplied to the combustion chamber 5 can be performed. . For example, the variable valve mechanism can be controlled to delay the closing timing of the intake valve.

本実施の形態の内燃機関においては、排気処理装置の温度を検出し、燃焼室における点火時期を遅角する制御または燃焼室に供給する燃料の量を減少させる制御を行って運転状態の変化した場合の排気処理装置の温度を推定している。推定した排気処理装置の温度が許容温度よりも高くなるときに、圧縮比を低下させる制御を行っている。この制御により、排気処理装置が許容温度を越えることを回避しながら、短時間に出力されるトルクを低下させることができる。   In the internal combustion engine of the present embodiment, the temperature of the exhaust treatment device is detected, and the operating state is changed by performing control for retarding the ignition timing in the combustion chamber or control for reducing the amount of fuel supplied to the combustion chamber. In this case, the temperature of the exhaust treatment device is estimated. Control is performed to reduce the compression ratio when the estimated temperature of the exhaust treatment device becomes higher than the allowable temperature. With this control, it is possible to reduce the torque output in a short time while avoiding the exhaust treatment device from exceeding the allowable temperature.

内燃機関の制御としては、この形態に限られず、燃料の供給の停止または点火時期の遅角が可能であるかを判別せずに圧縮比を低下させても構わない。または、本実施の形態の第1の運転制御においては、燃料の供給停止の判別、点火時期の遅角の判別、または圧縮比の判別を行なった後に燃焼室に供給する空気量を減少させているが、この形態に限られず、それぞれの判別の前に、燃焼室に供給する空気量を減少させても構わない。または、それぞれの判別と同時に、燃焼室に供給する空気量を減少させても構わない。   The control of the internal combustion engine is not limited to this mode, and the compression ratio may be lowered without determining whether the fuel supply can be stopped or the ignition timing can be retarded. Alternatively, in the first operation control of the present embodiment, the amount of air supplied to the combustion chamber is decreased after determining whether to stop supplying fuel, determining the retard of the ignition timing, or determining the compression ratio. However, the present invention is not limited to this mode, and the amount of air supplied to the combustion chamber may be reduced before each determination. Alternatively, the amount of air supplied to the combustion chamber may be reduced simultaneously with each determination.

内燃機関から出力されるトルクを低下させた場合に運転状態の変化に伴って排気処理装置の温度が上昇する制御としては、燃料の供給の停止や点火時期の遅角に限られず、排気処理装置の温度上昇を伴う任意のトルクを低下させる制御を採用することができる。たとえば、燃焼室において燃料が燃焼するときの空燃比(燃焼空燃比)を上昇させる制御を行うことができる。すなわち、燃焼空燃比をリーン側に制御することができる。なお、燃料カット制御は、燃焼空燃比を上昇させる制御に含まれる。燃焼空燃比を上昇させる制御により、排気処理装置における後燃え現象が生じて、内燃機関から出力されるトルクが低下すると共に、排気処理装置の温度が上昇する。   The control for increasing the temperature of the exhaust treatment device in accordance with a change in the operating state when the torque output from the internal combustion engine is reduced is not limited to stopping the supply of fuel or retarding the ignition timing. It is possible to employ a control for reducing an arbitrary torque accompanying the temperature increase. For example, control can be performed to increase the air-fuel ratio (combustion air-fuel ratio) when fuel burns in the combustion chamber. That is, the combustion air-fuel ratio can be controlled to the lean side. The fuel cut control is included in the control for increasing the combustion air-fuel ratio. By the control for increasing the combustion air-fuel ratio, a post-burning phenomenon occurs in the exhaust treatment device, the torque output from the internal combustion engine is reduced, and the temperature of the exhaust treatment device is raised.

また、内燃機関から出力されるトルクを低下させるための運転状態が変化する制御が複数存在する場合には、それぞれの運転状態の変化に伴う複数の温度上昇量のうち最も大きな温度上昇量を用いて、排気処理装置の温度に温度上昇量を加算した温度を算出することが好ましい。この制御により、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行う排気処理装置の最低温度が低くなり、排気処理装置の温度が許容温度を超えることをより確実に抑制できる。   Further, when there are a plurality of controls in which the operation state for reducing the torque output from the internal combustion engine is changed, the largest temperature increase amount among the plurality of temperature increase amounts associated with the change in each operation state is used. Thus, it is preferable to calculate a temperature obtained by adding the temperature increase amount to the temperature of the exhaust treatment device. By this control, the minimum temperature of the exhaust treatment device that performs control to reduce the compression ratio by the compression ratio variable mechanism is lowered, and it is possible to more reliably suppress the temperature of the exhaust treatment device from exceeding the allowable temperature.

図6に、本実施の形態における第1の運転制御のタイムチャートを示す。
時刻t1において要求トルクが急激に低下している。第1の運転制御においては、要求トルクの急激な低下があった場合に、排気処理装置の温度が許容温度の近傍である場合を示している。すなわち、燃焼室への燃料の供給の停止、および点火時期の遅角が不可能な場合の運転例を示している。要求トルクの低下を検出して、内燃機関の圧縮比を低下させる制御を行っている。
FIG. 6 shows a time chart of the first operational control in the present embodiment.
The required torque is rapidly decreased at time t1. In the first operation control, the case where the temperature of the exhaust treatment device is in the vicinity of the allowable temperature when the required torque is rapidly reduced is shown. That is, an operation example is shown in which it is impossible to stop the fuel supply to the combustion chamber and to retard the ignition timing. Control for reducing the compression ratio of the internal combustion engine is performed by detecting a decrease in the required torque.

圧縮比は、時刻t1から低下を始めて時刻t2に目標値に到達している。内燃機関から出力されるトルクが、時刻t1から時刻t2にかけて急激に低下している。また、排気の温度は、時刻t1から時刻t2まで急激に下降している。このように、圧縮比を変化させることにより、出力されるトルクを急激に低下させるとともに、排気の温度を低下させることができる。すなわち、排気処理装置の温度上昇を回避することができる。   The compression ratio starts to decrease from time t1 and reaches the target value at time t2. The torque output from the internal combustion engine is drastically reduced from time t1 to time t2. Further, the temperature of the exhaust gas rapidly decreases from time t1 to time t2. Thus, by changing the compression ratio, the output torque can be drastically reduced and the temperature of the exhaust gas can be lowered. That is, the temperature rise of the exhaust treatment device can be avoided.

さらに、時刻t1において、スロットル弁の開度を小さくする制御を行っている。スロットル弁の開度を小さくすることにより、燃焼室に流入する吸入空気量は徐々に減少する。時刻t2から時刻t3においては、吸入空気量が徐々に減少するに伴って、出力されるトルクが徐々に低下している。時刻t3において、吸入空気量が目標値に到達して略一定になっている。また、時刻t3において、出力されるトルクが略一定になっている。   Further, at time t1, control is performed to reduce the opening of the throttle valve. By reducing the opening of the throttle valve, the amount of intake air flowing into the combustion chamber gradually decreases. From time t2 to time t3, the output torque gradually decreases as the intake air amount gradually decreases. At time t3, the intake air amount reaches the target value and is substantially constant. Further, the output torque is substantially constant at time t3.

図7に、本実施の形態における比較例の運転制御のタイムチャートを示す。比較例の運転制御においては、内燃機関から出力されるトルクを急激に低下させる場合に、燃焼室に供給する空気量を減少させる制御のみを行っている。   In FIG. 7, the time chart of the operation control of the comparative example in this Embodiment is shown. In the operation control of the comparative example, when the torque output from the internal combustion engine is sharply reduced, only the control for reducing the amount of air supplied to the combustion chamber is performed.

時刻t1において、要求トルクが急激に低下している。時刻t1において、スロットル弁の開度を小さくしている。しかしながら、吸入空気量は、急激に減少せずに時刻t1から時刻t2にかけて徐々に減少している。このために、内燃機関から出力されるトルクも徐々に低下する。このように、吸入空気量を減少させる制御では応答性が低い。なお、排気の温度も徐々に低下する。   At the time t1, the required torque is rapidly decreased. At time t1, the opening of the throttle valve is reduced. However, the intake air amount does not decrease rapidly but gradually decreases from time t1 to time t2. For this reason, the torque output from the internal combustion engine also gradually decreases. Thus, the control for reducing the intake air amount has low responsiveness. Note that the temperature of the exhaust gas gradually decreases.

図6を参照して、これに対して本実施の形態の第1の運転制御においては、圧縮比を変化させることにより、内燃機関から出力されるトルクを急激に低下させることができる。すなわち、短時間で出力されるトルクを大きく下げることができる。このように、本実施の形態の内燃機関においては要求されるトルクに対する出力の応答性に優れている。   Referring to FIG. 6, on the other hand, in the first operation control of the present embodiment, the torque output from the internal combustion engine can be sharply reduced by changing the compression ratio. That is, the torque output in a short time can be greatly reduced. Thus, the internal combustion engine of the present embodiment is excellent in output responsiveness to the required torque.

または、本実施の形態の第1の運転制御を行うことにより、排気処理装置の許容温度を高くするために排気処理装置が大型になることを回避できる。すなわち、排気処理装置の熱容量を小さくすることができる。または、排気処理装置を小型にすることができる。   Alternatively, by performing the first operation control of the present embodiment, it is possible to avoid an increase in the size of the exhaust treatment device in order to increase the allowable temperature of the exhaust treatment device. That is, the heat capacity of the exhaust treatment device can be reduced. Alternatively, the exhaust treatment device can be reduced in size.

次に、本実施の形態における第2の運転制御について説明する。第2の運転制御において、要求トルクが低下し、更に燃料カット制御および点火時期を遅角する制御が不可能である場合に、圧縮比を低下させることは第1の運転制御と同様である。第2の運転制御においては、圧縮比を低下させる制御に加えて点火時期を遅角する制御を行う。   Next, the second operation control in the present embodiment will be described. In the second operation control, when the required torque decreases and further fuel cut control and control for retarding the ignition timing are impossible, the compression ratio is reduced as in the first operation control. In the second operation control, control for retarding the ignition timing is performed in addition to control for reducing the compression ratio.

図8は、本実施の形態における第2の運転制御のフローチャートである。
第2の運転制御におけるステップ121からステップ128までは、第1の運転制御のステップ101からステップ108まで同様である(図5参照)。ステップ128において、圧縮比可変機構により圧縮比を低下したらステップ129に移行する。
FIG. 8 is a flowchart of the second operational control in the present embodiment.
Steps 121 to 128 in the second operation control are the same as steps 101 to 108 in the first operation control (see FIG. 5). In step 128, if the compression ratio is lowered by the compression ratio variable mechanism, the process proceeds to step 129.

ステップ129においては、圧縮比を低下させた後の排気処理装置の温度を推定する。本実施の形態においては、排気処理装置の温度が排気の温度に対応するために、圧縮比を低下させたときの排気の温度を推定する。推定した排気の温度に基づいて、排気処理装置の温度を推定している。   In step 129, the temperature of the exhaust treatment device after the compression ratio is lowered is estimated. In the present embodiment, since the temperature of the exhaust treatment device corresponds to the temperature of the exhaust, the temperature of the exhaust when the compression ratio is reduced is estimated. The temperature of the exhaust treatment device is estimated based on the estimated temperature of the exhaust gas.

ステップ129においては、排気処理装置の温度を推定する任意の制御を採用することができる。たとえば、機関排気通路に温度検出器を配置して、燃焼室から流出する排気の温度を検出し、実際の排気ガスの温度に基づいて排気処理装置の温度を推定しても構わない。または、排気ガスの温度の代わりに、燃焼室における燃料の燃焼温度を検出または推定しても構わない。   In step 129, any control for estimating the temperature of the exhaust treatment device can be employed. For example, a temperature detector may be disposed in the engine exhaust passage to detect the temperature of the exhaust gas flowing out from the combustion chamber, and estimate the temperature of the exhaust treatment device based on the actual exhaust gas temperature. Alternatively, the combustion temperature of the fuel in the combustion chamber may be detected or estimated instead of the temperature of the exhaust gas.

次に、ステップ130においては、ステップ129において推定した排気処理装置の温度から、点火時期の遅角量を導出する。点火時期を遅らせることが可能な角度を導出する。例えば、排気処理装置の温度と排気処理装置の許容温度との差に基づいて、点火時期の遅角量を導出することができる。排気処理装置の温度と、点火時期の遅角量との関係を、予め電子制御ユニットに記憶させておくことができる。排気処理装置の温度を推定することにより、点火時期の遅角量を導出することができる。または、点火時期の遅角量は、予め定められた角度を用いても構わない。   Next, in step 130, the retard amount of the ignition timing is derived from the temperature of the exhaust treatment device estimated in step 129. An angle capable of delaying the ignition timing is derived. For example, the retard amount of the ignition timing can be derived based on the difference between the temperature of the exhaust treatment device and the allowable temperature of the exhaust treatment device. The relationship between the temperature of the exhaust treatment device and the retard amount of the ignition timing can be stored in advance in the electronic control unit. By estimating the temperature of the exhaust treatment device, the retard amount of the ignition timing can be derived. Alternatively, a predetermined angle may be used as the retard amount of the ignition timing.

次に、ステップ131においては、導出された点火時期に基づいて、点火時期を遅角する制御を行う。   Next, in step 131, control for retarding the ignition timing is performed based on the derived ignition timing.

次に、ステップ132においては、燃焼室に供給する空気量を減少させる。ステップ132は、第1の運転制御におけるステップ109と同様である(図5参照)。   Next, in step 132, the amount of air supplied to the combustion chamber is decreased. Step 132 is the same as step 109 in the first operation control (see FIG. 5).

圧縮比を低下させる制御を行うことにより、排気の温度が低下する。このため、機関排気通路に配置されている排気処理装置の温度が低下する。排気処理装置の温度は、許容温度に対する余裕が大きくなるために、排気の温度を上昇させることができる。本実施の形態における第2の運転制御においては、圧縮比を低下させる制御に加えて、点火時期を遅角することにより、より短時間に出力されるトルクを低下させることができる。第2の運転制御においては、排気処理装置の温度が許容温度を越えないように遅角量を定めることが好ましい。たとえば、排気処理装置の温度が、ほぼ一定になるように点火時期を遅角する制御を行うことが好ましい。   By performing control to reduce the compression ratio, the temperature of the exhaust gas decreases. For this reason, the temperature of the exhaust treatment device disposed in the engine exhaust passage decreases. Since the temperature of the exhaust treatment device has a large margin with respect to the allowable temperature, the temperature of the exhaust can be increased. In the second operation control in the present embodiment, in addition to the control for reducing the compression ratio, the torque output in a shorter time can be reduced by retarding the ignition timing. In the second operation control, it is preferable to determine the retardation amount so that the temperature of the exhaust treatment device does not exceed the allowable temperature. For example, it is preferable to perform control to retard the ignition timing so that the temperature of the exhaust treatment device becomes substantially constant.

図9に、本実施の形態における第2の運転制御のタイムチャートを示す。
時刻t1において、要求トルクが急激に低下している。図9に示す第2の運転制御においては、要求トルクの急激な低下があった場合に、排気処理装置の温度が許容温度の近傍である場合を示している。すなわち、燃焼室への燃料の供給の停止、および点火時期の遅角が行えない場合の運転例を示している。
FIG. 9 shows a time chart of the second operational control in the present embodiment.
At the time t1, the required torque is rapidly decreased. The second operation control shown in FIG. 9 shows a case where the temperature of the exhaust treatment device is in the vicinity of the allowable temperature when there is a sudden decrease in the required torque. That is, an operation example is shown in which the supply of fuel to the combustion chamber is not stopped and the ignition timing cannot be retarded.

時刻t1から時刻t2にかけて、圧縮比を低下させている。また、スロットル弁の開度を減少させている。このときに、圧縮比を低下させた後の排気処理装置の温度を推定し、点火時期の遅角量を導出している。図9に示す例においては、時刻t1において、点火時期を遅角させている。   The compression ratio is decreased from time t1 to time t2. In addition, the opening of the throttle valve is reduced. At this time, the temperature of the exhaust treatment device after the compression ratio is reduced is estimated, and the retard amount of the ignition timing is derived. In the example shown in FIG. 9, the ignition timing is retarded at time t1.

点火時期を遅角することにより、時刻t1から時刻t2において、出力されるトルクが急激に低下している。図9の内燃機関から出力されるトルクおよび排気温度のタイムチャートにおいて、破線により第1の運転制御を行った時のグラフが示されている。このグラフからわかるように、圧縮比の低下に加えて点火時期を遅角することにより、出力されるトルクが短時間に、より大きく低下していることが分かる。また、図9に示す運転例においては、排気の温度が、ほぼ一定であることが分かる。このように、本実施の形態における第2の運転制御においては、排気処理装置が許容温度を超えることを回避しながら、より急激に出力されるトルクを低下させることができる。   By retarding the ignition timing, the output torque is drastically reduced from time t1 to time t2. In the time chart of torque and exhaust temperature output from the internal combustion engine of FIG. 9, a graph when the first operation control is performed is shown by a broken line. As can be seen from this graph, the output torque is greatly reduced in a short time by retarding the ignition timing in addition to the reduction in the compression ratio. Moreover, in the example of operation shown in FIG. 9, it turns out that the temperature of exhaust_gas | exhaustion is substantially constant. Thus, in the second operation control in the present embodiment, it is possible to reduce the torque that is output more rapidly while avoiding the exhaust treatment device from exceeding the allowable temperature.

本実施の形態の第2の運転制御においては、圧縮比を低下させる制御に加えて、点火時期を遅角する制御を行っているが、この形態に限られず、圧縮比を低下させる制御に加えて燃焼空燃比を上昇させる制御を行っても構わない。たとえば、燃焼室への燃料の供給を停止する制御を行っても構わない。この場合においては、推定した排気処理装置の温度から燃焼室に供給する燃料の減少量を導出することができる。   In the second operation control of the present embodiment, control for retarding the ignition timing is performed in addition to control for lowering the compression ratio. However, the present invention is not limited to this mode, and in addition to control for lowering the compression ratio. Thus, control for increasing the combustion air-fuel ratio may be performed. For example, you may perform control which stops supply of the fuel to a combustion chamber. In this case, the reduction amount of the fuel supplied to the combustion chamber can be derived from the estimated temperature of the exhaust treatment device.

ところで、内燃機関は、ハイブリッド駆動装置に配置することができる。ハイブリッド駆動装置は、内燃機関と駆動用モータとが組み合わされて動力を発生する駆動装置である。ハイブリッド駆動装置は、自動車等の車両に配置することができる。   By the way, an internal combustion engine can be arrange | positioned at a hybrid drive device. The hybrid drive device is a drive device that generates power by combining an internal combustion engine and a drive motor. The hybrid drive device can be arranged in a vehicle such as an automobile.

たとえば、ハイブリッド自動車においては、ハイブリッド駆動装置に要求されるトルクが小さな時には駆動用モータにより運転することができる。また、要求されるトルクが大きなときには、内燃機関および駆動用モータを用いて運転することができる。さらに、ハイブリッド自動車が減速する場合には、駆動用モータにより発電を行って蓄電池に電気を蓄えることができる。   For example, a hybrid vehicle can be driven by a drive motor when the torque required for the hybrid drive device is small. When the required torque is large, the engine can be operated using an internal combustion engine and a drive motor. Furthermore, when the hybrid vehicle decelerates, electricity can be generated by the drive motor and electricity can be stored in the storage battery.

ハイブリッド駆動装置は、電気を蓄える蓄電池を備える。蓄電池は、大きな電流で放電および充電を繰り返すと、蓄電池の劣化が進行したり、故障の可能性が高くなったりする。このために、ハイブリッド駆動装置は、蓄電池の放電または充電を行うときの電力の制御を行うことが好ましい。   The hybrid drive device includes a storage battery that stores electricity. When the storage battery is repeatedly discharged and charged with a large current, the storage battery deteriorates or the possibility of failure increases. For this reason, it is preferable that the hybrid drive device controls electric power when discharging or charging the storage battery.

ハイブリッド駆動装置の内燃機関においても、急激に出力されるトルクを小さくすることが好ましい場合がある。たとえば、ハイブリッド駆動装置を備えるハイブリッド自動車が、水溜り等の車輪がスリップしやすい路面を走行する場合がある。自動車の減速中にスリップしやすい路面を走行すると、車輪がロックする場合がある。すなわち、車輪の回転数が急減に低下する。このときには、内燃機関が過回転の状態になり、駆動用モータが発電機になって発電が生じる場合がある。蓄電池には、多量の電気が短時間に充電される。すなわち、蓄電池に充電される電流が大きい状態になる。従来の技術の内燃機関においては、このような場合には、たとえば点火時期を遅角していた。しかし、前述のとおり、点火時期を遅角することにより排気処理装置が許容温度を超えてしまう場合がある。本実施の形態の内燃機関をハイブリッド駆動装置に配置することにより、出力するトルクを急激に低下させることができて、内燃機関が過回転になることを抑制することができる。また、蓄電池に短時間に多量の電気が充電されることを回避することができて、蓄電池の劣化を抑制することができる。   Even in an internal combustion engine of a hybrid drive device, it may be preferable to reduce the torque that is suddenly output. For example, a hybrid vehicle equipped with a hybrid drive device may travel on a road surface where wheels such as water pools easily slip. When the vehicle travels on a road surface that easily slips during deceleration of the automobile, the wheels may lock. That is, the rotational speed of the wheel is rapidly reduced. At this time, the internal combustion engine may be over-rotated, and the drive motor may become a generator to generate power. A large amount of electricity is charged in the storage battery in a short time. That is, the current charged in the storage battery becomes large. In such a conventional internal combustion engine, for example, the ignition timing is retarded. However, as described above, there are cases where the exhaust treatment device exceeds the allowable temperature by retarding the ignition timing. By disposing the internal combustion engine of the present embodiment in the hybrid drive device, it is possible to rapidly reduce the output torque and to suppress the internal combustion engine from over-rotating. In addition, it is possible to avoid charging the storage battery with a large amount of electricity in a short time, and it is possible to suppress deterioration of the storage battery.

または、短時間に多量の電気を充電することを可能にするために、蓄電池の容量を大きくすることができる。しかし、蓄電池の容量を大きくするためには、蓄電池が大型になったり重量が重たくなったりする。本実施の形態の内燃機関を備えるハイブリッド駆動装置においては、蓄電池の容量が大きくなることを回避できる。または、電気を放電したり充電したりするための構成部品の容量(素子の電流の耐性または電圧の耐性)を小さくすることができる。または、回生ブレーキを使用する場合に、回生ブレーキの効きが向上するために機械ブレーキの容量を小さくすることができる。   Alternatively, the capacity of the storage battery can be increased in order to charge a large amount of electricity in a short time. However, in order to increase the capacity of the storage battery, the storage battery becomes large or heavy. In the hybrid drive device including the internal combustion engine of the present embodiment, it is possible to avoid an increase in the capacity of the storage battery. Or the capacity | capacitance (resistance of the current of an element or the tolerance of a voltage) of the component for discharging or charging electricity can be made small. Alternatively, when the regenerative brake is used, the capacity of the mechanical brake can be reduced in order to improve the effectiveness of the regenerative brake.

本実施の形態の内燃機関においては、排気処理装置に酸化触媒が含まれる例を取り上げて説明したが、この形態に限られず、内燃機関は、酸化機能を有する任意の排気処理装置を含むことができる。たとえば、排気処理装置は、三元触媒やパティキュレートフィルタ等を含んでいても構わない。   In the internal combustion engine of the present embodiment, the example in which the exhaust treatment device includes the oxidation catalyst has been described. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the internal combustion engine may include any exhaust treatment device having an oxidation function. it can. For example, the exhaust treatment device may include a three-way catalyst, a particulate filter, and the like.

本実施の形態においては、自動車に取り付けられている内燃機関を例示して説明を行ったが、この形態に限られず、任意の内燃機関に本発明を適用することができる。また、上述のそれぞれの制御においては、適宜順序を変更することができる。   In the present embodiment, the internal combustion engine attached to the automobile has been described as an example. However, the present invention is not limited to this embodiment, and the present invention can be applied to any internal combustion engine. In each of the above-described controls, the order can be changed as appropriate.

上述のそれぞれの図において、同一または相当する部分には同一の符号を付している。なお、上記の実施の形態は例示であり発明を限定するものではない。また、実施の形態には、特許請求の範囲に示される形態の変更が含まれている。   In the respective drawings described above, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals. In addition, said embodiment is an illustration and does not limit invention. Further, the embodiments include changes in the form shown in the claims.

1 機関本体
2 シリンダブロック
3 ピストン
5 燃焼室
10 点火プラグ
11 燃料噴射弁
18 スロットル弁
20 酸化触媒
21 触媒コンバータ
31 電子制御ユニット
40 アクセルペダル
41 負荷センサ
43 温度センサ
79 クランクケース
84,85 カムシャフト
86 円形カム
87 偏心軸
88 円形カム
89 モータ
91,92 ウォームギヤ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine body 2 Cylinder block 3 Piston 5 Combustion chamber 10 Spark plug 11 Fuel injection valve 18 Throttle valve 20 Oxidation catalyst 21 Catalytic converter 31 Electronic control unit 40 Accelerator pedal 41 Load sensor 43 Temperature sensor 79 Crankcase 84, 85 Camshaft 86 Circular shape Cam 87 Eccentric shaft 88 Circular cam 89 Motor 91, 92 Worm gear

Claims (4)

圧縮比を変更する圧縮比可変機構と、
機関排気通路に配置されている排気処理装置とを備え、
圧縮比可変機構は、燃焼室の容積が可変に形成されており、
排気処理装置は、劣化が生じるか否かの基準となる許容温度が予め定められており、
内燃機関から出力されるトルクを低下させた場合に運転状態の変化に伴って排気処理装置の温度が上昇する制御を行ったときの温度上昇量が予め求められており、
内燃機関から出力されるトルクを低下させるべきときに排気処理装置の温度を検出し、検出した排気処理装置の温度に温度上昇量を加算した温度が許容温度よりも高い場合に、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行うことを特徴とする、内燃機関。
A variable compression ratio mechanism for changing the compression ratio;
An exhaust treatment device disposed in the engine exhaust passage,
The compression ratio variable mechanism has a variable combustion chamber volume,
In the exhaust treatment device, an allowable temperature that is a reference for whether or not deterioration occurs is determined in advance,
When the torque output from the internal combustion engine is reduced, the amount of temperature increase when control is performed to increase the temperature of the exhaust treatment device in accordance with the change in the operating state, is obtained in advance.
When the temperature of the exhaust treatment device is detected when the torque output from the internal combustion engine should be reduced, and the temperature obtained by adding the temperature increase amount to the detected temperature of the exhaust treatment device is higher than the allowable temperature, the variable compression ratio mechanism An internal combustion engine characterized by performing control to reduce the compression ratio.
内燃機関から出力されるトルクを低下させるために、燃焼室における点火時期を遅角する制御または燃焼空燃比を上昇させる制御を行って、運転状態が変化した場合の排気処理装置の温度を推定し、推定した排気処理装置の温度が許容温度よりも高い場合に、圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行うことを特徴とする、請求項1に記載の内燃機関。   In order to reduce the torque output from the internal combustion engine, control for retarding the ignition timing in the combustion chamber or control for increasing the combustion air-fuel ratio is performed to estimate the temperature of the exhaust treatment device when the operating state changes. 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein when the estimated temperature of the exhaust treatment device is higher than an allowable temperature, control is performed to reduce the compression ratio by a compression ratio variable mechanism. 圧縮比可変機構により圧縮比を低下させる制御を行うべきときに、圧縮比を低下させた後の排気処理装置の温度を推定し、推定した排気処理装置の温度が予め定められた判定温度未満になる場合には、点火時期を遅角する制御および燃焼空燃比を上昇させる制御のうち少なくとも一方の制御を行うことを特徴とする、請求項1または2に記載の内燃機関。   When control for reducing the compression ratio is to be performed by the compression ratio variable mechanism, the temperature of the exhaust treatment device after the compression ratio is lowered is estimated, and the estimated temperature of the exhaust treatment device is less than a predetermined determination temperature. The internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein at least one of control for retarding the ignition timing and control for increasing the combustion air-fuel ratio is performed. 内燃機関から出力されるトルクを低下させた場合に運転状態の変化に伴って排気処理装置の温度が上昇する制御を複数有し、
それぞれの運転状態の変化に伴う温度上昇量のうち最も大きな温度上昇量を用いて、排気処理装置の温度に温度上昇量を加算した温度を算出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内燃機関。
A plurality of controls for increasing the temperature of the exhaust treatment device in accordance with a change in the operating state when the torque output from the internal combustion engine is reduced;
The temperature obtained by adding the temperature increase amount to the temperature of the exhaust treatment device is calculated using the largest temperature increase amount among the temperature increase amounts associated with the changes in the respective operation states. The internal combustion engine according to any one of the above.
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