CN108223147A - 内燃机的控制装置以及控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种即使因与燃烧相伴的燃烧室内的压力变动而机械压缩比的检测值变化、也不会白白地驱动机械压缩比机构的内燃机的控制装置。具有多个汽缸的内燃机具备能够变更机械压缩比的可变压缩比机构(A)。内燃机的控制装置具备基于表示汽缸体(2)与活塞(4)关于曲轴角的相对位置关系的相对位置参数的值来检测机械压缩比的压缩比检测部、和进行反馈控制以使得由压缩比检测部检测到的机械压缩比成为目标机械压缩比的压缩比控制部。压缩比控制部在对可变压缩比机构进行反馈控制时，不使用当曲轴角处于包括在多个汽缸中的至少一个汽缸中缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时由压缩比检测部检测到的机械压缩比。

Description

内燃机的控制装置以及控制方法
技术领域
本发明涉及内燃机的控制装置以及内燃机的控制方法。
背景技术
以往以来，已知有具备通过变更活塞处于上止点时的燃烧室容积、能够变更内燃机的机械压缩比的可变压缩比机构的内燃机。作为这样的可变压缩比机构，已知有使汽缸体相对于曲轴箱相对移动的机构(例如专利文献1)。
在具备这样的可变压缩比机构的内燃机中，基于内燃机负荷、内燃机转速等对目标机械压缩比进行设定，对可变压缩比机构进行反馈控制以使得机械压缩比成为该目标机械压缩比。在进行这样的控制时，需要在可变压缩比机构中对当前的机械压缩比进行检测。在专利文献1所记载的内燃机中，在通过使控制轴旋转来变更机械压缩比的情况下，通过对该控制轴的旋转角度进行检测来检测当前的机械压缩比。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-183594号公报
发明内容
发明要解决的问题
在上述那样的可变压缩比机构中，当燃烧室内的压力因混合气的燃烧而大大地变化时，与此相伴地机械压缩比的检测值发生变化。这样的机械压缩比的检测值的变化例如因伴随于燃烧室内的压力的上升而控制轴发生扭转或者汽缸体变形而发生。即使像这样伴随于控制轴的扭转和/或汽缸体的变形而机械压缩比的检测值发生变化，控制轴的扭转和/或汽缸体的变形也会随着燃烧室内的压力的降低而消除，结果，机械压缩比的检测值复原。
在此，在进行反馈控制以使得机械压缩比成为目标机械压缩比的情况下，当机械压缩比的检测值伴随于混合气的燃烧而降低时，与此相伴地驱动机械压缩比机构以使得机械压缩比变高。然而，之后，当燃烧室内的压力降低时，像上述那样机械压缩比的检测值也复原。因此，当随着与混合气的燃烧相伴的机械压缩比的检测值的降低而使机械压缩比机构驱动以使得机械压缩比变高时，会白白使机械压缩比机构驱动。
本发明是鉴于上述课题而做出的，其目的在于，提供一种即使因与燃烧相伴的燃烧室内的压力变动而机械压缩比的检测值发生变化、也不会白白地驱动机械压缩比机构的内燃机的控制装置。
用于解决问题的技术方案
本发明是为了解决上述课题而做出的，其要旨如下。
(1)一种内燃机的控制装置，对内燃机进行控制，该内燃机具备通过使汽缸体相对于曲轴箱相对移动能够变更机械压缩比的可变压缩比机构，并且具有多个汽缸，该控制装置的特征在于，具备：压缩比检测部，其基于表示汽缸体与活塞关于曲轴角的相对位置关系的相对位置参数的值来检测机械压缩比；和压缩比控制部，其对所述可变压缩比机构进行反馈控制以使得由所述压缩比检测部检测到的机械压缩比成为目标机械压缩比，上述压缩比控制部，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，不使用当曲轴角处于包括在多个汽缸中的因与燃烧相伴的缸内压力的变动而所述相对位置参数的变动最大的至少一个汽缸中、所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时由所述压缩比检测部检测到的机械压缩比。
(2)根据上述(1)所记载的内燃机的控制装置，所述压缩比检测部构成为，通过对所述曲轴箱与所述汽缸体的相对位置进行检测来检测机械压缩比。
(3)根据上述(1)或(2)所记载的内燃机的控制装置，所述预定的曲轴角范围是以所述至少一个汽缸中的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围。
(4)根据上述(1)或(2)所记载的内燃机的控制装置，所述预定的曲轴角范围包括在所有汽缸中所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间。
(5)根据上述(4)所记载的内燃机的控制装置，所述预定的曲轴角范围是以各汽缸中的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围。
(6)根据上述(1)～(5)中任一项所记载的内燃机的控制装置，所述压缩比控制部，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，仅使用在所述预定的曲轴角范围外设定的特定的曲轴角处由所述压缩比检测部检测到的机械压缩比。
(7)根据上述(6)所记载的内燃机的控制装置，所述特定的曲轴角按每个将720°除以汽缸数而得的角度来设定。
(8)根据上述(2)所记载的内燃机的控制装置，所述内燃机具有排成一列的三个以上的汽缸，所述压缩比检测部配置成与在所述汽缸的列排列配置的方向上位于一方的端部侧的汽缸相邻，所述预定的曲轴角范围包括在位于所述一方的端部侧的汽缸中所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间。
(9)根据上述(1)～(8)中任一项所记载的内燃机的控制装置，所述压缩比控制部，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，当内燃机转速小于比怠速转速低的预定的基准转速时，使用与曲轴角无关地以预定的时间间隔检测到的机械压缩比。
(10)一种内燃机的控制方法，对内燃机进行控制，该内燃机具备通过使汽缸体相对于曲轴箱相对移动能够变更机械压缩比的可变压缩比机构，并且具有多个汽缸，该内燃机的控制方法的特征在于，基于表示汽缸体与活塞关于曲轴角的相对位置关系的相对位置参数的值来检测机械压缩比，对所述可变压缩比机构进行反馈控制以使得所述检测到的机械压缩比成为目标机械压缩比，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，不使用当曲轴角处于包括在多个汽缸中的因与燃烧相伴的缸内压力的变动而所述相对位置参数的变动最大的至少一个汽缸中、所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时检测到的机械压缩比。
发明的效果
根据本发明，提供一种即使因与燃烧相伴的燃烧室内的压力变动而机械压缩比的检测值发生变化、也不会白白地驱动机械压缩比机构的内燃机的控制装置。
附图说明
图1概略地示出使用本发明的一个实施方式的控制装置的内燃机的侧面剖视图。
图2示出图1所示的可变压缩比机构的分解立体图。
图3示出了图解表示的内燃机的侧面剖视图。
图4是示出缸内压力、压缩比检测值、目标机械压缩比以及驱动电力的、与曲轴角相应的推移的图。
图5是示出缸内压力、压缩比检测值、压缩比取入值、目标机械压缩比以及驱动电力的与曲轴角相应的推移的、与图4同样的图。
图6是示出缸内压力、压缩比检测值、压缩比取入值、目标机械压缩比以及驱动电力的与曲轴角相应的推移的、与图5同样的图。
图7是示出可变压缩比机构(VCR)的反馈控制(FB)的控制例程的流程图。
图8是示出进行向RAM取入压缩比检测值的压缩比取入控制的控制例程的流程图。
图9是示出进行内燃机的启动判定的启动判定控制的控制例程的流程图。
图10是示出缸内压力、压缩比检测值、压缩比取入值、目标机械压缩比以及驱动电力的与曲轴角相应的推移的、与图6同样的图。
图11是示出进行向RAM取入压缩比检测值的压缩比取入控制的控制例程的、与图8同样的流程图。
图12是内燃机主体的概略的局部截面侧视图。
图13是内燃机主体的概略的局部截面侧视图。
图14是示出缸内压力、压缩比检测值、压缩比取入值、目标机械压缩比以及驱动电力的与曲轴角相应的推移的、与图6同样的图。
图15是示出进行内燃机的启动判定的启动判定控制的控制例程的、与图9同样的流程图。
附图标记说明
1 曲轴箱
2 汽缸体
3 汽缸盖
6 火花塞
13 燃料喷射阀
30 电子控制单元(ECU)
43 相对距离传感器
54、55 凸轮轴
59 驱动马达
60 旋转轴
A 可变压缩比机构
B 可变气门正时机构
具体实施方式
以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注相同的参照标号。
<第一实施方式>
《内燃机的构成》
图1概略地示出使用本发明的第一实施方式的控制装置的、具有多个汽缸的内燃机的侧面剖视图。参照图1，具有多个汽缸的内燃机的内燃机主体100具备曲轴箱1、汽缸体2、汽缸盖3、活塞4、燃烧室5、配置于燃烧室5的顶面中央部的火花塞6、进气门7、进气口8、排气门9以及排气口10。进气口8经由进气歧管11连结于稳压箱(surge tank)12，在各进气歧管11分别配置用于朝向对应的进气口8内喷射燃料的燃料喷射阀13。此外，燃料喷射阀13也可以配置于各燃烧室5内来代替安装于各进气歧管11。
稳压箱12经由进气通道14连结于空气滤清器15，在进气通道14内配置由致动器16驱动的节气门17和使用了例如热线(红外线)的吸入空气量检测器(空气流量计)18。另一方面，排气口10经由排气歧管19连结于内装了例如三元催化剂的催化剂转换器20，在排气歧管19内配置空燃比传感器21。
另一方面，在图1所示的实施方式中，在曲轴箱1与汽缸体2的连结部设置有可变压缩比机构A，所述可变压缩比机构A通过使曲轴箱1与汽缸体2的在汽缸轴线方向上的相对距离变化能够变更活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积。另外，在曲轴箱1与汽缸体2之间配置有作为施力部件发挥功能的弹簧25。弹簧25构成为向离开曲轴箱1的方向对汽缸体2施力。而且，在图1所示的实施方式中，设置有能够控制进气门7的打开正时、关闭正时以及升程量中的至少任意一个的可变气门正时机构B。
电子控制单元(ECU)30包括数字计算机，并具备由双向性总线31互相连接的ROM(只读存储器)32、RAM(随机存取存储器)33、CPU(微处理器)34、输入端口35以及输出端口36。吸入空气量检测器18的输出信号与空燃比传感器21的输出信号分别经由对应的AD变换器37向输入端口35输入。
另外，在加速器踏板40连接有产生与加速器踏板40的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器41，负荷传感器41的输出电压经由对应的AD变换器37向输入端口35输入。而且，在输入端口35连接有按曲轴每旋转例如15°产生输出脉冲的曲轴角传感器42。而且，在汽缸体2设置有用于对汽缸体2与曲轴箱1的相对距离进行检测的相对距离传感器43，相对距离传感器43的输出电压经由对应的AD变换器37向输入端口35输入。另一方面，输出端口36经由对应的驱动电路38连接于火花塞6、燃料喷射阀13、节气门驱动用致动器16、可变压缩比机构A以及可变气门正时机构B。
此外，ECU30以及负荷传感器41、曲轴角传感器42、相对距离传感器43构成对内燃机进行控制的控制装置。控制装置具备对机械压缩比进行检测的压缩比检测部、和对可变压缩比机构A进行控制的压缩比控制部。压缩比检测部主要由ECU30和相对距离传感器43构成，压缩比控制部主要由ECU30、负荷传感器41以及曲轴角传感器42构成。
《可变压缩比机构的构成》
接着，参照图2和图3对本实施方式的可变压缩比机构A的构成进行说明。图2示出了图1所示的可变压缩比机构A的分解立体图，图3示出了图解表示的内燃机的侧面剖视图。
如图2所示，可变压缩比机构A具备在汽缸体2的两侧壁的下方互相隔着间隔而形成的多个缸体侧突出部50。在各缸体侧突出部50内分别形成有截面圆形的缸体侧凸轮插入孔51。这些缸体侧凸轮插入孔51以与汽缸的排列方向平行的方式形成于同一轴线上。
另外，可变压缩比机构A具备在曲轴箱1的上壁面上互相隔着间隔而形成的多个箱侧突出部52，箱侧突出部52分别嵌合于对应的缸体侧突出部50之间。在上述各箱侧突出部52内也分别形成有截面圆形的箱侧凸轮插入孔53。这些箱侧凸轮插入孔53与缸体侧凸轮插入孔51同样，也以与汽缸的排列方向平行的方式形成于同一轴线上。
而且，如图2所示，可变压缩比机构A具备作为作用轴发挥功能的一对凸轮轴54、55。在各凸轮轴54、55上每隔一个固定有以能够旋转的方式插入于各箱侧凸轮插入孔53内的箱侧圆形凸轮58。这些箱侧圆形凸轮58与各凸轮轴54、55的旋转轴线共轴。另一方面，如图3所示，相对于各凸轮轴54、55的旋转轴线偏心配置的偏心轴57在各箱侧圆形凸轮58的两侧延伸，缸体侧圆形凸轮56偏心且能够旋转地安装于该偏心轴57上。如图2所示，这些缸体侧圆形凸轮56配置于各箱侧圆形凸轮58的两侧，这些缸体侧圆形凸轮56以能够旋转的方式插入于对应的各缸体侧凸轮插入孔51内。
而且，可变压缩比机构A具备驱动马达(致动器)59。如图2所示，为了使各凸轮轴54、55向互相相反方向旋转，在驱动马达(致动器)59的旋转轴60安装有各自螺旋方向相反的一对蜗杆(worm gear)61、62。与这些蜗杆61、62啮合的蜗轮(worm wheel)63、64分别固定于各凸轮轴54、55的端部。在本实施方式中，通过驱动驱动马达59，能够宽范围地变更活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积，因而能够宽范围地变更内燃机的机械压缩比。
《通过可变压缩比机构实现的机械压缩比的变更方法》
接着，参照图3(A)～图3(C)对通过上述的构成的可变压缩比机构A变更机械压缩比的方法进行详细叙述。在图3(A)～图3(C)中，a示出了箱侧圆形凸轮58的中心，b示出了偏心轴57的中心，c示出了缸体侧圆形凸轮56的中心。此外，在本实施方式中，缸体侧圆形凸轮56的直径比箱侧圆形凸轮58的直径大，因而缸体侧圆形凸轮56的中心c与偏心轴57的中心b之间的距离比箱侧圆形凸轮58的中心a与偏心轴57的中心b之间的距离长。另外，在图3(A)、图3(B)以及图3(C)中示出了各状态下的箱侧圆形凸轮58的中心a、偏心轴57的中心b以及缸体侧圆形凸轮56的中心c的位置关系。
当从图3(A)所示那样的状态起驱动驱动马达59，以使得箱侧圆形凸轮58如在图3(A)中由箭头所示那样互相向相反方向旋转的方式使各凸轮轴54、55旋转时，偏心轴57向互相离开的方向移动。伴随该偏心轴57的移动，缸体侧圆形凸轮56在缸体侧凸轮插入孔51内向与箱侧圆形凸轮58相反的方向旋转。结果，如图3(B)所示，偏心轴57的位置从高的位置成为中间高度位置。
当进一步驱动驱动马达59以使得箱侧圆形凸轮58如在图3(B)中由箭头所示那样互相向相反方向旋转的方式使各凸轮轴54、55旋转时，偏心轴57在箱侧圆形凸轮58内向下方移动。伴随该偏心轴57的移动，缸体侧圆形凸轮56在缸体侧凸轮插入孔51内向与箱侧圆形凸轮58相同的方向旋转。结果，如图3(C)所示，偏心轴57成为最低的位置。
对图3(A)～图3(C)进行比较可知，曲轴箱1与汽缸体2的相对距离由箱侧圆形凸轮58的中心a与缸体侧圆形凸轮56的中心c的距离确定，箱侧圆形凸轮58的中心a与缸体侧圆形凸轮56的中心c的距离越大，则汽缸体2越离开曲轴箱1。即，可变压缩比机构A通过使用了旋转的凸轮的曲轴机构来使曲轴箱1与汽缸体2之间的相对距离变化。并且，当汽缸体2离开曲轴箱1时，活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积增大。因此，通过使各凸轮轴54、55旋转，能够变更活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积(以下，称为“燃烧室容积”)。
尤其是，在图3所示的例子中，在图3(A)所示的状态与图3(B)所示的状态之间，使汽缸体2相对于曲轴箱1相对移动ΔD1，在图3(B)所示的状态与图3(C)所示的状态之间，使汽缸体2相对于曲轴箱1相对移动ΔD2。
即使像这样通过使凸轮轴54、55旋转来使活塞4位于压缩上止点时的燃烧室5的容积变化，压缩行程时的活塞4的行程容积(活塞4从进气下止点移动至压缩上止点时变化的燃烧室5的容积)也不变化。因此，通过像上述那样使燃烧室容积变化，从而由(燃烧室容积+行程容积)/燃烧室容积表示的机械压缩比发生变化。即，本实施方式的可变压缩比机构A通过利用驱动马达59使凸轮轴54、55旋转，从而使汽缸体2与曲轴箱1的相对距离变化，由此能够变更内燃机的机械压缩比。
《机械压缩比的控制》
考虑了内燃机输出和/或燃料经济性的最佳的机械压缩比根据内燃机运转状态(至少基于内燃机负荷和内燃机转速确定的内燃机的状态)而变化。例如，在内燃机负荷低的区域为了使热效率最大化而需要提高机械压缩比，相反地，在内燃机负荷高的区域为了使内燃机输出最大化而需要降低目标机械压缩比。
因此，在本实施方式中，控制装置的压缩比控制部将与内燃机运转状态相应的最佳的机械压缩比设定为目标机械压缩比，并且对可变压缩比机构A的驱动马达59进行控制以使得实际的机械压缩比成为目标机械压缩比。
在此，在本实施方式中，通过相对距离传感器43对曲轴箱1与汽缸体2的相对距离进行了检测。并且，内燃机的机械压缩比根据汽缸体2与曲轴箱1的相对距离而变化。因此，能够根据由相对距离传感器43检测到的相对距离来推定内燃机的机械压缩比。以下，将像这样基于由相对距离传感器43检测到的相对距离推定出的机械压缩比称为由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值。
因此，在本实施方式中，可以说是，压缩比控制部对可变压缩比机构A(尤其是其驱动马达59)进行着反馈控制，以使得由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值(即，由压缩比检测部检测到的机械压缩比)成为目标机械压缩比。
在像这样进行了反馈控制的情况下，例如当目标机械压缩比因内燃机运转状态的变化而变化时，通过驱动马达59使凸轮轴54、55旋转，以使得由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值与变更后的目标机械压缩比一致。具体而言，若目标机械压缩比变高，则通过驱动马达59以使得曲轴箱1与汽缸体2之间的距离变短的方式使凸轮轴54、55旋转，结果，机械压缩比变高。相反地，若目标机械压缩比变低，则通过驱动马达59以使得曲轴箱1与汽缸体2之间的距离变长的方式使凸轮轴54、55旋转，结果，机械压缩比变低。
此外，在上述实施方式中，在对机械压缩比进行检测时，使用了对曲轴箱1与汽缸体2的相对距离进行检测的相对距离传感器43。若考虑活塞4连结于曲轴箱1的这一情况，则也可以认为，相对距离传感器43实际上对汽缸体2与活塞4关于曲轴角的相对位置关系(即，将基于曲轴角的变化的、汽缸体与活塞的相对位置关系的变化排除后的汽缸体2与活塞4的相对位置关系)进行了检测。
然而，只要是能够基于表示汽缸体2与活塞4关于曲轴角的相对位置关系的相对位置参数来对机械压缩比进行检测的装置即可，也可以使用与相对距离传感器43不同的装置。作为这样的不同的装置，例如可举出，在与安装了蜗轮63、64的端部相反的一侧的端部对凸轮轴54、55的旋转角度位置进行检测的角度传感器。
《机械压缩比控制的问题点》
接着，参照图4，对进行了上述那样的机械压缩比的控制的情况下的问题点进行说明。图4是示出任一汽缸中的燃烧室5内的压力(缸内压力)P、由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值(以下，也称为“压缩比检测值”)εs、目标机械压缩比εt、以及向驱动马达59供给的驱动电力D的、与曲轴角相应的推移的图。在图4所示的例子中，将目标机械压缩比εt维持为恒定。
在像上述那样构成的内燃机主体100中，当在多个汽缸中的任一汽缸中在燃烧室5内发生混合气的燃烧时，与此相伴地，在离开曲轴箱1的方向(各汽缸的轴线方向)上非常大的力施加于汽缸体2。当这样大的力施加于汽缸体2时，在凸轮轴54、55发生扭转、和/或汽缸体2的缸体侧突出部在各汽缸的轴线方向上变形。
在像这样伴随于在燃烧室5内的燃烧而在凸轮轴54、55发生了扭转的情况下，汽缸体2因该扭转而以相对于曲轴箱1相对离开的方式移动。同样地，也在伴随于在燃烧室5内的燃烧而汽缸体2的缸体侧突出部50变形了的情况下，汽缸体2因该变形以相对于曲轴箱1相对离开的方式移动。结果，压缩比检测值εs降低。
之后，当缸内压力P降低时，则在凸轮轴54、55发生了的扭转复原，另外，在缸体侧突出部50发生了的变形也复原，因此，汽缸体2以相对于曲轴箱1相对靠近的方式移动。结果，压缩比检测值εs返回到在燃烧室5内缸内压力P上升之前的值。
图4示出该情形。从图4可知，各汽缸中的燃烧在刚该汽缸的压缩上止点之后发生，因此缸内压力P也在刚各汽缸的压缩上止点之后到达峰值。例如，1号汽缸的缸内压力P在1号汽缸的压缩上止点(#1TDC)之前伴随于活塞的上升而渐渐地上升。之后，在刚压缩上止点之后发生燃烧，与此相伴地，1号汽缸的缸内压力P急剧地上升并到达峰值，之后，伴随于活塞的下降而降低。在各汽缸中每发生一次燃烧便发生一次这样的缸内压力P的变动。图4示出了四汽缸的内燃机的例子，但在曲轴旋转两周的期间发生四次燃烧，因而曲轴每旋转约180°便产生一次缸内压力P的峰值。
伴随于这样的各汽缸中的缸内压力P的变动，在凸轮轴54、55发生扭转，另外在缸体侧突出部50发生变形。因此，如图4所示，每当在各汽缸中发生燃烧时，即每当在各汽缸中缸内压力P变大时，压缩比检测值εs暂时降低。
在此，像上述那样，在本实施方式中，对可变压缩比机构A的驱动马达59进行着反馈控制以使得压缩比检测值εs成为目标机械压缩比εt。因此，在目标机械压缩比εt为恒定的情况下，当压缩比检测值εs降低时，为了使压缩比检测值εs复原而以使机械压缩比以与此相应的量上升的方式驱动驱动马达59。结果，如图4所示，向可变压缩比机构A的驱动马达59供给的驱动电力D随着压缩比检测值εs变动。
在因在凸轮轴54、55发生扭转等而压缩比检测值εs降低了的情况下，即使不驱动驱动马达59，压缩比检测值εs也会自然地复原。因此，在该情况下，不需要使向驱动马达59供给的驱动电力D随着压缩比检测值εs变动，若使向驱动马达59供给的驱动电力D随着压缩比检测值εs变动，则会白白地使驱动马达59驱动。
《本实施方式中的控制》
接下来，参照图5，对本实施方式的可变压缩比机构A的控制方法进行说明。图5是示出缸内压力P、压缩比检测值εs、从相对距离传感器43向ECU30的RAM33取入的机械压缩比的取入值(以下，也称为“压缩比取入值”)εr、目标机械压缩比εt以及驱动电力D的与曲轴角相应的推移的、与图4同样的图。此外，图5中的白圈示出了压缩比检测值εs被取入且压缩比取入值εr被更新了的定时。
从图4以及图5可知，压缩比检测值εs在各汽缸中发生燃烧且缸内压力到达峰值的定时附近、即在各汽缸的压缩上止点附近变动。然而，另一方面，在各汽缸的压缩上止点与接下来进行燃烧的汽缸的压缩上止点的中间附近的定时，在任一汽缸中缸内压力P都处于比较低的状态。这样，在任一汽缸中缸内压力P都处于比较低的状态的定时，压缩比检测值εs几乎不变动，成为准确地反映了当前的实际的机械压缩比的值。
因此，本实施方式的压缩比控制部使用在任一汽缸中缸内压力都处于比较低的状态那样的特定的曲轴角处检测到的压缩比检测值εs，对可变压缩比机构A的驱动马达59进行控制。尤其是，如图5所示，在本实施方式中，使用在以各汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为110°(110°ATDC)的定时检测到的压缩比检测值εs，对可变压缩比机构A的驱动马达59进行控制。
具体而言，在以1号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t1，将由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值即压缩比检测值εs向ECU30的RAM33取入，并将保存于RAM33的压缩比取入值εr更新。接下来，在以继1号汽缸之后活塞到达压缩上止点的3号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t2(以1号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角为290°)，将压缩比检测值εs向ECU30的RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。换言之，从以1号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t1到以3号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t2为止，不取入压缩比检测值εs。因此，在从定时t1至定时t2的期间，将1号汽缸成为了110°ATDC的定时t1下的压缩比检测值εs保存于RAM33，在通过压缩比控制部进行反馈控制的情况下使用该值。
同样地，在以继3号汽缸之后活塞到达压缩上止点的4号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t3(以1号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角为470°)，将压缩比检测值εs向ECU30的RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。之后，在以继4号汽缸之后活塞到达压缩上止点的2号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t4(以1号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角为650°)，将压缩比检测值εs向ECU30的RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。并且，在从定时t2至定时t3的期间，将以3号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t2下的压缩比检测值εs作为压缩比取入值εr用于反馈控制。同样地，在从定时t3至定时t4的期间，将以4号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时t3下的压缩比检测值εs作为压缩比取入值εr用于反馈控制。之后，反复进行这样的操作。
这样，通过使用在任一汽缸中缸内压力P都处于比较低的状态那样的特定的曲轴角处检测到的压缩比检测值εs来控制可变压缩比机构A的驱动马达59，从而能够排除伴随于缸内压力P的变动的压缩比检测值εs的变动的影响。由此，不会使驱动马达59白白地驱动，因而能够抑制无用的能量的消耗。
另外，在本实施方式中，使用在预先设定的特定的曲轴角处检测到的压缩比检测值εs来控制可变压缩比机构A的驱动马达59。即使在缸内压力P处于比较低的状态的情况下，若曲轴角不同，则即使实际的机械压缩比相同，压缩比检测值εs也会伴随于缸内压力P的变动而稍微变化。在本实施方式中，使用在预先设定的特定的曲轴角处检测到的压缩比检测值εs，因此能够更可靠地排除伴随于缸内压力P的变动的压缩比检测值εs的变动的影响。
此外，在本说明书中，也将检测用于可变压缩比机构A的控制的压缩比检测值εs的曲轴角、即将压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr的曲轴角称为检测曲轴角。在上述的实施方式中，以各汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°ATDC的定时、即以1号汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为了110°、290°、470°以及650°的定时为检测曲轴角。
在内燃机转速慢时，每单位时间曲轴角到达上述的检测曲轴角的频度少。因此，在内燃机转速慢时，若像上述那样仅使用在检测曲轴角处检测到的压缩比检测值来进行可变压缩比机构A的控制，则无法准确地掌握当前的机械压缩比，结果，无法适当地进行可变压缩比机构A的控制。
因此，在本实施方式中，压缩比控制部在对可变压缩比机构A进行反馈控制的情况下，当内燃机转速小于比怠速转速(例如，700rpm)低的预定的基准转速(例如，200rpm)时，不使用检测曲轴角处的压缩比检测值，而是尽可能多地使用与曲轴角无关地检测到的压缩比检测值。尤其是，在本实施方式中，当内燃机转速小于基准转速时，在ECU30中按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。因此，此时，可以说是，将每数ms检测到的压缩比检测值εs用于可变压缩比机构A的控制。即，在本实施方式中，可以说是，压缩比控制部在对可变压缩比机构A进行反馈控制的情况下，当内燃机转速小于基准转速时，使用与曲轴角无关地以预定的时间间隔(至少是比曲轴角从某检测曲轴角到达下一检测曲轴角为止的时间短的间隔)检测到的机械压缩比。
另外，在上述实施方式中，将在检测曲轴角处检测到的压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr，将该压缩比取入值εr用于可变压缩比机构A的控制。将以各汽缸的压缩上止点为基准的曲轴角成为110°ATDC的定时设定为该检测曲轴角。在上述实施方式中，内燃机主体100为四汽缸，因此该检测曲轴角按每180°来设定。若考虑四汽缸以外的内燃机，则该检测曲轴角可以按每个将720°除以汽缸数所得的角度来设定。
《第一实施方式的变形例》
接下来，参照图6，对上述第一实施方式的控制装置的变形例进行说明。图6是示出缸内压力P、压缩比检测值εs、压缩比取入值εr、目标机械压缩比εt以及驱动电力D的与曲轴角相应的推移的、与图5同样的图。在图6中，图中的白圈也示出了压缩比检测值εs被取入到RAM33且压缩比取入值εr被更新了的定时。
在此，在上述第一实施方式中，检测曲轴角设为以各汽缸的压缩上止点为基准曲轴角成为了110°ATDC的定时，因此，曲轴角每180°进行一次将压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr。然而，将压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr的定时不一定必须是曲轴角每180°进行一次。因此，例如也可以是如图6所示那样，曲轴角每180°进行两次(或者两次以上的次数)将压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr。在图6所示的例子中，在以各汽缸的压缩上止点为基准曲轴角成为70°ATDC以及130°ATDC的定时，进行了将压缩比检测值εs向RAM33的取入。
不过，检测曲轴角需要是在任一汽缸中缸内压力都处于比较低的状态那样的曲轴角。因此，检测曲轴角需要是在任一汽缸中缸内压力都小于预先设定的预定的基准压力(例如，产生因缸内压力的降低而复原那样的压缩比检测值的变动那样的压力)那样的曲轴角。因此，在本实施方式的变形例中，将检测曲轴角设定于包括在所有的汽缸中缸内压力成为预先设定的预定的基准压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围外。
具体而言，预定的曲轴角范围是指例如以各汽缸的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围。在该情况下，检测曲轴角在以各汽缸的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围外进行设定。另外，优选将预定的曲轴角范围设为以各汽缸的压缩上止点为基准从-10°ATDC到40°ATDC的范围。更优选的是，将预定的曲轴角范围设为以各汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围(在图6中画了阴影线(日文：網掛け)的范围)。在该情况下，检测曲轴角在以各汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围外(在图6中没有画阴影线的范围)进行设定。
《使用了流程图的对控制的说明》
接下来，参照图7～图9，对本实施方式的可变压缩比机构A的具体的控制进行说明。图7是示出可变压缩比机构A的反馈控制的控制例程的流程图。以一定时间间隔(例如，4ms)执行图示的控制例程。
首先，在步骤S11中，基于内燃机运转状态来算出目标机械压缩比εt。具体而言，预先求得内燃机负荷以及内燃机转速与最佳的目标机械压缩比εt的关系，并作为映射保存于ECU30的ROM32。在该映射中，基本上设定为，内燃机负荷越高则目标机械压缩比εt越低，并且内燃机转速越高则目标机械压缩比εt越高。并且，在步骤S11中，基于由负荷传感器41检测到的内燃机负荷和由曲轴角传感器42检测到的内燃机转速，使用预先设定的上述映射来算出目标机械压缩比εt。
接下来，在步骤S12中，从通过参照图8在后叙述的压缩比取入控制取入到ECU30的RAM的压缩比取入值εr减去目标机械压缩比εt来算出压缩比差Δε(Δε＝εr-εt)。接下来，在步骤S13中，为了用于积分控制，基于下述式(1)来算出压缩比差Δε的累计值ΣΔε。而且，为了用于微分控制，基于下述式(2)来算出上一次算出的压缩比差Δε与本次算出的压缩比差Δε的差Δε’。此外，在下述式(1)以及式(2)中，n表示计算次数，带有n的参数表示在本次的控制例程中算出的值，带有n-1的参数表示在上一次的控制例程中算出的值。
ΣΔεn＝ΣΔεn-1+Δεn…(1)
Δε’＝Δεn-Δεn-1…(2)
接下来，在步骤S14中，基于下述式(3)来算出向可变压缩比机构A的驱动马达59供给的驱动电力D，之后结束控制例程。向可变压缩比机构A的驱动马达59供给与算出的驱动电力D的值相应的电力。
Dn＝Dn-1+Kp·Δεn+Ki·ΣΔεn+Kd·Δε’n…(3)
此外，在式(3)中，Kp表示比例常数，Ki表示积分常数，Kd表示微分常数。因此，本控制例程示出了基于压缩比取入值εr来对可变压缩比机构A的驱动马达59进行了PID控制的情况。然而，基于压缩比取入值εr的反馈控制不一定是PID控制，只要是P控制、PI控制等、通常使用的反馈控制方法即可，可以通过任意的控制方法进行反馈控制。
图8是示出进行向RAM33取入压缩比检测值的压缩比取入控制的控制例程的流程图。以一定时间间隔(例如，4ms)执行图示的控制例程。
如图8所示，首先，在步骤S21中，对启动标志Fr是否为激活(ON)进行检测。启动标志Fr是在判定为内燃机转速成为基准转速以上且内燃机启动了时设为激活、在除此以外的时刻设为非激活(OFF)的标志，在图9所示的启动判定控制中进行设定。在步骤S21中，在判定为内燃机转速小于基准转速、且启动标志Fr设置为非激活的情况下，进入步骤S23。
在步骤S23中，在执行本次的控制例程时，将由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值εs向RAM33取入，并将压缩比取入值εr更新为该检测值εs。因此，在启动标志Fr设置为非激活的期间，每当执行控制例程时，在步骤S23中将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。因此，在判定为启动标志Fr设置为非激活的情况下，以与控制例程的执行时间间隔(在本实施方式中为4ms)相等的时间间隔，将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。
另一方面，在步骤S21中，在判定为启动标志Fr为激活的情况下，进入步骤S22。在步骤S22中，对当前的曲轴角是否为检测曲轴角进行判定。在步骤S22中，在判定为当前的曲轴角不是检测曲轴角的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S22中，在判定为当前的曲轴角为检测曲轴角的情况下，进入步骤S23，将此时的压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。因此，在判定为启动标志Fr为激活的情况下，仅在当前的曲轴角为检测曲轴角时将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。这样，将取入到RAM33的压缩比取入值εr用于上述的图7的步骤S12中。
图9是示出进行内燃机的启动判定的启动判定控制的控制例程的流程图。以一定时间间隔(例如，4ms)执行图示的控制例程。
如图9所示，首先，在步骤S31中，对当前启动标志Fr是否为非激活(OFF)进行判定。在判定为启动标志Fr为非激活的情况下，进入步骤S32。在步骤S32中，对内燃机转速Ne是否为基准转速Neref以上进行判定。在判定为内燃机转速Ne小于基准转速Neref的情况下，保持启动标志Fr为非激活的状态，结束控制例程。
另一方面，内燃机转速上升，在步骤S31中判定为内燃机转速Ne为基准转速Neref以上的情况下，进入步骤S33。在步骤S33中，将启动标志Fr设置为激活(ON)，结束控制例程。
另一方面，在步骤S32中，在判定为当前启动标志Fr为激活的情况下，进入步骤S34。在步骤S34中，对内燃机转速Ne是否小于基准转速Neref进行判定。在步骤S34中，在判定为内燃机转速Ne为基准转速Neref以上的情况下，保持启动标志Fr为激活的状态，结束控制例程。另一方面，因内燃机停止等而内燃机转速降低，在步骤S34中，在判定为内燃机转速Ne小于基准转速Neref的情况下，进入步骤S35。在步骤S35中，将启动标志Fr设置为非激活，结束控制例程。
<第二实施方式>
《第二实施方式中的控制》
接下来，参照图10以及图11，对第二实施方式的内燃机的控制装置进行说明。第二实施方式的控制装置的构成基本上与第一实施方式的控制装置同样，以下，以与第一实施方式的控制装置不同的部分为中心进行说明。
在第一实施方式的控制装置中，使用在预先设定的检测曲轴角处检测到的压缩比检测值εs来进行可变压缩比机构A的控制。具体而言，在第一实施方式的控制装置中，将在检测曲轴角处检测到的压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr。
然而，在每个周期的检测曲轴角的设定数不多的情况(例如，像图5所示的那样，在每个周期的检测曲轴角的设定数量为四个那样的情况)下，每个循环的压缩比检测值εs的取入频度低，压缩比取入值εr的更新频度降低。因此，例如，在驱动可变压缩比机构A来变更机械压缩比的期间等，在用于可变压缩比机构A的控制的压缩比取入值εr与实际的机械压缩比之间会产生差。
若考虑像这样因压缩比检测值εs的取入频度低引起的压缩比取入值εr的误差，则优选在任一汽缸中缸内压力都处于比较低的状态时，提高压缩比检测值εs的取入频度，增大压缩比取入值εr的更新频度。因此，在本实施方式中，压缩比控制部在对可变压缩比机构A进行反馈控制时，尽可能多地使用在包括在所有的汽缸中缸内压力成为预先设定的预定的基准压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围外检测到的压缩比检测值。
尤其是，在本实施方式中，在曲轴角处于上述预定的曲轴角范围外时，在ECU30中按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。因此，在本实施方式中，可以说是，将每数ms检测到的压缩比检测值εs用于可变压缩比机构A的控制。即，在本实施方式中，可以说是，压缩比控制部在对可变压缩比机构进行反馈控制的情况下，当曲轴角处于上述预定的曲轴角范围外时，使用与曲轴角无关地以预定的时间间隔(例如，由ECU30执行的控制例程的执行间隔、或者该执行间隔的数倍的时间间隔)检测到的机械压缩比。
图10是示出缸内压力P、压缩比检测值εs、压缩比取入值εr、目标机械压缩比εt以及驱动电力D的与曲轴角相应的推移的、与图6同样的图。在图10中，压缩比取入值εr的实线示出了按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr的时期，压缩比取入值εr的虚线示出了不进行将压缩比检测值εs向RAM33的取入、因而不更新压缩比取入值εr的时期。
图10示出了将预定的曲轴角范围设为了以各汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的情况。因此，从图10可知，在曲轴角处于以各汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围内时，不将压缩比检测值εs向RAM33取入。因此，在此期间，将压缩比取入值εr维持为在曲轴角以各汽缸的压缩上止点为基准即将成为-20°ATDC之前更新了的值。另一方面，在曲轴角处于以各汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围外时，每当由ECU30执行控制例程时便将压缩比检测值εs向RAM33取入，并与此相伴地更新压缩比取入值εr。
在本实施方式中，在任一汽缸中缸内压力都处于比较低的状态时(即，在曲轴角处于包括在所有的汽缸中缸内压力成为预定的基准压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围外时)，以高的频度进行压缩比检测值的取入。由此，能够抑制在用于可变压缩比机构A的控制的压缩比取入值εr与实际的机械压缩比之间产生差，能够提高向目标机械压缩比的控制速度。
此外，在图10所示的例子中，将预定的曲轴角范围设为以各汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC。然而，预定的曲轴角范围与上述第一实施方式的变更例同样地进行设定。因此，预定的曲轴角范围也可以设定为以各汽缸的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围，也可以设定为以各汽缸的压缩上止点为基准从-10°ATDC到40°ATDC的范围。
《使用了流程图的对控制的说明》
接下来，参照图11，对本实施方式的可变压缩比机构A的具体的控制进行说明。可变压缩比机构A的反馈控制在本实施方式中也按与图7所示的控制例程同样的控制例程进行控制，因此省略说明。同样地，关于进行内燃机的启动判定的启动判定控制，在本实施方式中也按与图9所示的控制例程同样的控制例程进行控制，因此省略说明。
图11是示出进行向RAM33取入压缩比检测值的压缩比取入控制的控制例程的、与图8同样的流程图。以一定时间间隔(例如，4ms)执行图示的控制例程。
如图11所示，首先，在步骤S41中，对启动标志Fr是否为激活(ON)进行检测。在步骤S41中，在判定为内燃机转速小于基准转速且启动标志Fr设置为非激活(OFF)的情况下，进入步骤S43。在步骤S43中，在执行本次的控制例程时将由相对距离传感器43检测到的机械压缩比的检测值εs向RAM33取入，并将压缩比取入值εr更新为该检测值εs。
另一方面，在步骤S41中，在判定为启动标志Fr为激活的情况下，进入步骤S42。在步骤S42中，对当前的曲轴角是否处于更新停止区域外、即当前的曲轴角是否处于上述预定的曲轴角范围外进行判定。在步骤S42中，在判定为当前的曲轴角处于更新停止区域内(上述预定的曲轴角范围内)的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S42中，在判定为当前的曲轴角处于更新停止区域外的情况下，进入步骤S43，将此时的压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。因此，在判定为启动标志Fr为激活的情况下，仅在当前的曲轴角处于更新停止区域外的情况下将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。这样，将取入到RAM33的压缩比取入值εr用于上述的图7的步骤S12中。
<第三实施方式>
接下来，参照图12～图15，对第三实施方式的内燃机的控制装置进行说明。第三实施方式的控制装置的构成基本上与第一实施方式以及第二实施方式的控制装置同样，以下，以与第一实施方式以及第二实施方式的控制装置不同的部分为中心进行说明。
图4所示的例子示出了伴随于缸内压力P的变动的压缩比检测值εs的变动在所有的汽缸中同样地发生了的情况。然而，即使在因在燃烧室5内发生了混合气的燃烧而引起的缸内压力P的变动在各汽缸中同样地发生了的情况下，与此相伴的压缩比检测值εs的变动在各汽缸之间也有时不同。以下，参照图12以及图13，对这样的现象进行说明。
图12以及图13是内燃机主体100的概略的局部截面侧视图。图12示出了在2号汽缸中发生燃烧而2号汽缸的缸内压力高的情况，图13示出了在4号汽缸中发生燃烧而4号汽缸的缸内压力高的情况。在图12以及图13中，为了便于理解说明和概念，省略了缸体侧圆形凸轮56以及箱侧圆形凸轮58。
在图12以及图13所示的例子中，在多个汽缸排列配置的方向(以下，称为“汽缸排列方向”)上在内燃机主体100的一方的侧面配置有相对距离传感器43。尤其是，在图12以及图13所示的例子中，多个汽缸从图中的左侧朝向图中的右侧按1号汽缸到4号汽缸的顺序配置。因此，在图12以及图13所示的例子中，相对距离传感器43与4号汽缸相邻地配置。
在此，如图12所示，在作为四汽缸中的中央的两个汽缸中的一方的2号汽缸中因燃烧而缸内压力变高了的情况下，经由与2号汽缸靠近配置的缸体侧突出部50的缸体侧凸轮插入孔51对凸轮轴54、55施加向上的力。并且，与2号汽缸靠近配置的缸体侧突出部50位于汽缸排列方向上的大致中央。结果，不会在凸轮轴54、55产生大的力矩，在图12所示的截面中旋转的方向的力几乎不作用于凸轮轴54、55。因此，整体上向上的力作用于凸轮轴54、55，在缸体侧突出部50的缸体侧凸轮插入孔51与凸轮轴54、55(缸体侧圆形凸轮56)之间，在上方产生间隙。而且，在箱侧突出部52的箱侧凸轮插入孔53与凸轮轴54、55(箱侧圆形凸轮58)之间，在下方产生间隙。
另一方面，如图13所示，在作为四汽缸中的侧方的两个汽缸中的一方的4号汽缸中因燃烧而缸内压力变高了的情况下，经由与4号汽缸靠近配置的缸体侧突出部50的缸体侧凸轮插入孔51对凸轮轴54、55施加向上的力。并且，与4号汽缸靠近配置的缸体侧突出部50位于汽缸排列方向上的端部。结果，在凸轮轴54、55产生在4号汽缸侧欲使凸轮轴54、55向上移动、在1号汽缸侧欲使凸轮轴54、55向下移动的力矩。因此，以在箱侧突出部52的箱侧凸轮插入孔53与凸轮轴54、55(箱侧圆形凸轮58)之间、在4号汽缸侧在下方产生间隙、在1号汽缸侧在上方产生间隙的方式，凸轮轴54、55倾斜，。而且，整体上向上的力也作用于凸轮轴54、55，因此在缸体侧突出部50的缸体侧凸轮插入孔51与凸轮轴54、55(缸体侧圆形凸轮56)之间，在上方产生间隙。结果，汽缸体2随着凸轮轴54、55的倾斜而向图13中由箭头X所示的方向稍微倾斜。
如上述那样，在图12以及图13所示的例子中，在内燃机主体100的一方的侧面配置有相对距离传感器43。因此，即使在2号汽缸中因燃烧而缸内压力变高，汽缸体2也不会倾斜，因此由相对距离传感器43检测的相对距离不会怎么变化。另一方面，在4号汽缸中因燃烧而缸内压力变高了的情况下汽缸体2倾斜，因此由相对距离传感器43检测的相对距离大大地变化。
《第三实施方式中的控制》
图14是示出缸内压力P、压缩比检测值εs、压缩比取入值εr、目标机械压缩比εt以及驱动电力D的与曲轴角相应的推移的、与图6同样的图。在图14中，压缩比取入值εr的实线示出了按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入并更新压缩比取入值εr的时期，压缩比取入值εr的虚线示出了不进行将压缩比检测值εs向RAM33的取入、因而不更新压缩比取入值εr的时期。
如参照图12以及图13进行了说明那样，图14示出了仅在因一部分的汽缸中的燃烧而缸内压力变高了时、汽缸体2稍微倾斜那样的情况。如图12以及图13所示，当在4号汽缸中因燃烧而缸内压力变高时，由此汽缸体2倾斜而由相对距离传感器43检测的相对距离变长，结果，压缩比检测值εs变小。另外，当在1号汽缸中因燃烧而缸内压力变高时，由此汽缸体2向与图12以及图13所示的方向相反的方向倾斜，由相对距离传感器43检测的相对距离变短，结果，压缩比检测值εs变大。
另一方面，在2号汽缸以及3号汽缸中因燃烧而缸内压力变高了的情况下，汽缸体2不倾斜，因而由相对距离传感器43检测的相对距离在缸内压力的上升的前后几乎不变化。结果，压缩比检测值εs也几乎不变化。
因此，在本实施方式中，压缩比控制部在当前的曲轴角处于预定的曲轴角范围内时，不将压缩比检测值εs向RAM33取入，所述预定的曲轴角范围包括在1号汽缸中缸内压力成为预先设定的预定的基准压力以上的期间和在4号汽缸中缸内压力成为预先设定的预定的基准压力以上的期间。而且，在当前的曲轴角处于上述预定的曲轴角范围外时，按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。
具体而言，在图14所示的例子中，预定的曲轴角范围是指以1号汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围、和以4号汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围。因此，从图14可知，在曲轴角处于以1号汽缸和4号汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围内时，不将压缩比检测值εs向RAM33取入。因此，在此期间，将压缩比取入值εr维持为在曲轴角以1号汽缸和4号汽缸的压缩上止点为基准即将成为-20°ATDC之前更新了的值。
另一方面，在曲轴角处于以1号汽缸和4号汽缸的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC的范围外时，每当由ECU30执行控制例程时便将压缩比检测值εs向RAM33取入，并与此相伴地更新压缩比取入值εr。
这样，在本实施方式中，仅对于在因燃烧而缸内压力变高了的情况下压缩比检测值εs大大地变化的汽缸，在缸内压力高的期间不取入压缩比检测值εs。反过来说，对于即使在因燃烧而缸内压力变高了的情况下压缩比检测值εs也不会大大地变化的汽缸，即使在缸内压力高的期间也取入压缩比检测值εs。因此，根据本实施方式，能够可靠地排除伴随于缸内压力P的变动的压缩比检测值εs的变动的影响，并且能够将压缩比检测值εs的取入频度维持得高，因而能够提高向目标机械压缩比的控制速度。
此外，在图14所示的例子中，将预定的曲轴角范围设为以特定的汽缸(在图14所示的例子中为1号汽缸和4号汽缸)的压缩上止点为基准从-20°ATDC到50°ATDC。然而，预定的曲轴角范围与上述第一实施方式的变更例和/或第二实施方式同样地进行设定。因此，预定的曲轴角范围也可以设为以特定的汽缸的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围，也可以设为以特定的汽缸的压缩上止点为基准从-10°ATDC到40°ATDC的范围。
《第三实施方式的变形例》
接下来，对上述第三实施方式的控制装置的变形例进行说明。在上述第三实施方式中，假定了当在1号汽缸和4号汽缸中因燃烧而缸内压力变高了时，由相对距离传感器43检测的相对距离在缸内压力的上升的前后变化的情况。然而，根据相对距离传感器43(在使用角度传感器来代替相对距离传感器43的情况下则为角度传感器)的配置位置、内燃机主体100的具体的构成等，对压缩比检测值影响大的汽缸会发生改变。
例如，也存在如下情况：当仅在汽缸排列方向上位于一方的端部侧的1号汽缸因燃烧而缸内压力变高了时，压缩比检测值εs在缸内压力上升的前后变化，对于除此以外的汽缸，即使因燃烧而缸内压力变高了，压缩比检测值εs在缸内压力上升的前后也不会变化。在该情况下，压缩比控制部在当前的曲轴角处于包括在1号汽缸中缸内压力成为预先设定的预定的基准压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时，不将压缩比检测值εs向RAM33取入。而且，在当前的曲轴角处于上述预定的曲轴角范围外时，按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。
因此，可以说是，第三实施方式及其变形例的控制装置构成为，内燃机具有排成一列的三个以上的汽缸，压缩比检测部配置成与在多个汽缸的列排列配置的方向上位于一方的端部侧的汽缸相邻，预定的曲轴角范围包括在位于一方的端部侧的汽缸中缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间。
另外，在上述第三实施方式中，当曲轴角处于上述预定的曲轴角范围外时，在ECU30中按每数ms将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。然而，也可以是，与第一实施方式及其变形例同样，当曲轴角为设定于上述预定的曲轴角范围外的检测曲轴角时，在ECU30中将压缩比检测值εs向RAM33取入，并更新压缩比取入值εr。
《使用了流程图的对控制的说明》
接下来，参照图15对本实施方式的可变压缩比机构A的具体的控制进行说明。可变压缩比机构A的反馈控制在本实施方式中也按与图7所示的控制例程同样的控制例程进行。另外，进行向RAM33取入压缩比检测值的压缩比取入控制在本实施方式中也按与图11所示的控制例程同样的控制例程进行。
图15是示出进行内燃机的启动判定的启动判定控制的控制例程的流程图。以一定时间间隔(例如，4ms)执行图示的控制例程。
如图15所示，首先，在步骤S51中，对当前启动标志Fr是否为非激活(OFF)进行判定。在判定为启动标志Fr为非激活的情况下，进入步骤S52。在步骤S52中，对汽缸判别是否完成进行判定。曲轴旋转两周完成一个周期，因此汽缸判别是通过对当前的曲轴为一个周期中的旋转第一周还是一个周期中的旋转第二周进行判别来进行的。通过进行这样的汽缸判别，能够对特定的汽缸检测以压缩上止点为基准的曲轴角。在判定为汽缸判别未完成的情况下，保持启动标志Fr为非激活的状态，结束控制例程。
另一方面，在步骤S52中判定为汽缸判别完成了的情况下，进入步骤S53。在步骤S53中，将启动标志Fr设置为激活(ON)，结束控制例程。
另外，在步骤S51中，在判定为当前启动标志Fr为激活的情况下，进入步骤S54。在步骤S54中，对内燃机是否停止了进行判定。在步骤S54中，当判定为内燃机未停止的情况下，保持启动标志Fr为激活的状态，结束控制例程。另一方面，在步骤S54中，当判定为内燃机停止了的情况下，进入步骤S55。在步骤S55中，将启动标志Fr设置为非激活，结束控制例程。
<所有实施方式的总结>
若对以上所说明了的上述第一实施方式至上述第三实施方式总结表述，可以说是，压缩比控制部在对可变压缩比机构A进行反馈控制时，不使用当曲轴角处于包括在多个汽缸中的因与燃烧相伴的缸内压力的变动而相对位置参数的变动最大的至少一个汽缸中、缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时由压缩比检测部检测到的机械压缩比。而且，优选将预定的曲轴角范围设为以上述至少一个汽缸中的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围。

Claims (10)

1.一种内燃机的控制装置，对内燃机进行控制，该内燃机具备通过使汽缸体相对于曲轴箱相对移动能够变更机械压缩比的可变压缩比机构，并且具有多个汽缸，该控制装置的特征在于，具备：
压缩比检测部，其基于表示汽缸体与活塞关于曲轴角的相对位置关系的相对位置参数的值来检测机械压缩比；和
压缩比控制部，其对所述可变压缩比机构进行反馈控制以使得由所述压缩比检测部检测到的机械压缩比成为目标机械压缩比，
上述压缩比控制部，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，不使用当曲轴角处于包括在多个汽缸中的因与燃烧相伴的缸内压力的变动而所述相对位置参数的变动最大的至少一个汽缸中、所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时由所述压缩比检测部检测到的机械压缩比。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，
所述压缩比检测部构成为，通过对所述曲轴箱与所述汽缸体的相对位置进行检测来检测机械压缩比。
3.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述预定的曲轴角范围是以所述至少一个汽缸中的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围。
4.根据权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，
所述预定的曲轴角范围包括在所有汽缸中所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间。
5.根据权利要求4所述的内燃机的控制装置，
所述预定的曲轴角范围是以各汽缸中的压缩上止点为基准从0°ATDC到30°ATDC的范围。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的控制装置，
所述压缩比控制部，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，仅使用在所述预定的曲轴角范围外设定的特定的曲轴角处由所述压缩比检测部检测到的机械压缩比。
7.根据权利要求6所述的内燃机的控制装置，
所述特定的曲轴角按每个将720°除以汽缸数而得的角度来设定。
8.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，
所述内燃机具有排成一列的三个以上的汽缸，
所述压缩比检测部配置成与在所述汽缸的列排列配置的方向上位于一方的端部侧的汽缸相邻，
所述预定的曲轴角范围包括在位于所述一方的端部侧的汽缸中所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的内燃机的控制装置，
所述压缩比控制部，在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，当内燃机转速小于比怠速转速低的预定的基准转速时，使用与曲轴角无关地以预定的时间间隔检测到的机械压缩比。
10.一种内燃机的控制方法，对内燃机进行控制，该内燃机具备通过使汽缸体相对于曲轴箱相对移动能够变更机械压缩比的可变压缩比机构，并且具有多个汽缸，内燃机的控制方法的特征在于，
基于表示汽缸体与活塞关于曲轴角的相对位置关系的相对位置参数的值来检测机械压缩比，
对所述可变压缩比机构进行反馈控制以使得所述检测到的机械压缩比成为目标机械压缩比，
在对所述可变压缩比机构进行反馈控制时，不使用当曲轴角处于包括在多个汽缸中的因与燃烧相伴的缸内压力的变动而所述相对位置参数的变动最大的至少一个汽缸中、所述缸内压力成为预先设定的预定压力以上的期间在内的预定的曲轴角范围内时检测到的机械压缩比。
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