JP2005009366A

JP2005009366A - Control device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2005009366A
Application number: JP2003172710A
Authority: JP
Inventors: Kenji Ota; 健司太田; Hiroshi Iwano; 岩野　　浩; Kensuke Nagamura; 謙介長村
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2003-06-18
Filing date: 2003-06-18
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a control device for an internal combustion engine reducing torque shock at a time of fuel cut (F/C). <P>SOLUTION: The engine is provided with a variable compression ratio mechanism and a higher target compression ratio is given as load is low in normal. When accelerator opening becomes full close "0" and a vehicle starts deceleration, F/C determination flag is set to "1" and F/C is permitted and is executed. Simultaneously, the target compression ratio is controlled to a low compression ratio based on a F/C determination flag irrespective of an operation condition. Since engine friction torque is reduced due to reduction of compression ratio, torque step accompanying F/C is reduced and drivability of the vehicle is improved. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御装置に関し、特に、燃料噴射禁止（フューエルカット）開始時に運転性を損なうことがないようにした内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
周知のように、自動車用内燃機関などでは、アクセル開度が全閉になるような急激な減速時に、エンジンブレーキ性能の確保や、燃料消費の抑制などのために、一時的に燃料噴射を禁止する所謂フューエルカット（以下、Ｆ／Ｃと略記する）が行なわれることがある。
【０００３】
また、特許文献１に開示されているように、圧縮比を可変にできる種々の形式の可変圧縮比機構を備えた内燃機関が提案されているが、このような圧縮比可変の内燃機関においては、一般に、低負荷側で高圧縮比とし、かつ高負荷側で低圧縮比とすることによって、燃料消費率を向上させつつノッキングの発生を防止している。
【０００４】
【特許文献１】
特開平０７−２２９４３１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上述したＦ／Ｃ制御では、運転条件から求められる各種Ｆ／Ｃ条件が全て成立してＦ／Ｃが行なわれると、それまで発生していた正のトルクに対して、その量が急激に減少するのみならず、方向が逆の負のトルクが発生する。
【０００６】
従って、Ｆ／Ｃの開始直後のトルク段差は、通常運転時のトルク変化よりも大きく感じられてしまい、良好な運転性が得られにくい。
【０００７】
さらに、可変圧縮比機構を備えた内燃機関にあっては、Ｆ／Ｃが行われるような減速時には、低負荷側に移行することから、高圧縮比に制御されることになるが、この高圧縮比状態では、通常の固定圧縮比機関に比べて、同一回転速度におけるフリクショントルクが相対的に大きくなる。
【０００８】
このため、実際の圧縮比が高くなった状態でＦ／Ｃが実行されると、Ｆ／Ｃ開始直後に発生する負のトルクが一層大きく発生する。つまり、Ｆ／Ｃ直前までに発生していた正のトルクとの段差が一層大きくなってしまい、急激な減速感が発生して、運転性が損なわれてしまう可能性がある。
【０００９】
この発明の目的は、Ｆ／Ｃ時のトルクショックを低減することができるようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る内燃機関の制御装置は、運転条件に応じて内燃機関の圧縮比を可変にする手段と、減速運転時に燃料供給を遮断する手段と、を備えており、さらに、減速運転時は、前記圧縮比を低圧縮比にする圧縮比制御手段と、減速運転時は、低圧縮比になった後に燃料供給を遮断する燃料供給遮断制御手段と、を備えている。つまり、Ｆ／Ｃが行われるような減速時には、圧縮比が低圧縮比に制御され、かつ実際に低圧縮比となった段階でＦ／Ｃが実行される。このように圧縮比を低くすることで、機関の回転に伴うフリクショントルクが相対的に小さくなるため、Ｆ／Ｃ中の負のトルクは小さなものとなる。
【００１１】
また、第２の発明は、内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、運転条件に応じて目標圧縮比を演算する目標圧縮比演算手段と、運転条件信号を受けて、内燃機関の燃料噴射の禁止条件を判断する燃料噴射禁止条件判定手段と、前記燃料噴射禁止条件の成立時に前記目標圧縮比を低圧縮比側に補正する補正手段と、を有している。
【００１２】
第３の発明は、内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、運転条件に応じて目標圧縮比を演算する目標圧縮比演算手段と、運転条件信号を受けて、内燃機関の燃料噴射の禁止条件を判断する燃料噴射禁止条件判定手段と、燃料噴射禁止中の目標圧縮比を算出するＦ／Ｃ中目標圧縮比算出手段と、前記燃料噴射禁止条件の成立時に前記目標圧縮比を燃料噴射禁止中の目標圧縮比に補正ないし切り替える手段と、を有している。
【００１３】
【発明の効果】
この発明によれば、内燃機関への燃料供給を遮断するＦ／Ｃの際に、内燃機関を低圧縮比に制御するので、トルク段差が小さくなり、運転性が改善される。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は可変圧縮比機構となる複リンク式ピストン−クランク機構を備えたエンジンの全体図である。
【００１５】
図１において、クランク軸３１は、複数のジャーナル部３２とクランクピン部３３とカウンタウエィト部３１ａとを備えており、エンジン本体となる図示しないシリンダブロックの主軸受に、ジャーナル部３２が回転自在に支持されている。前記クランクピン部３３は、ジャーナル部３２から所定量偏心しており、ここにロアーリンク３４が回転自在に連結されている。
【００１６】
前記ロアーリンク３４は、略Ｔ字形をなすもので、その本体３４ａとキャップ３４ｂとから分割可能に構成された略中央の連結孔に前記クランクピン部３３が嵌合している。
【００１７】
アッパーリンク３５は、下端側が連結ピン３６によりロアーリンク３４の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン３７によりピストン３８に回動可能に連結されている。前記ピストン３８は、燃焼圧力を受け、シリンダブロックのシリンダ３９内を往復動する。
【００１８】
前記シリンダ３９の上部には、クランク軸３１の回転に同期して吸気ポート４４を開閉する吸気弁５３と、同じくクランク軸３１に同期して排気ポート４６を開閉する排気弁４５と、が配置されている。
【００１９】
制御リンク４０は、上端側が連結ピン４１によりロアーリンク３４の他端に回動可能に連結され、下端側が制御軸４２を介してエンジン本体例えばシリンダブロックの適宜位置に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸４２は、小径部４２ｂを中心として回転するようにエンジン本体に支持されており、この小径部４２ｂに対し偏心している大径部４２ａに、前記制御リンク４０の下端部が回転可能に嵌合している。
【００２０】
前記小径部４２ｂは、圧縮比制御アクチュエータ４３によって回動位置が制御される。小径部４２ｂが回動すると小径部４２ｂに対して偏心している大径部４２ａの軸中心位置、特に、エンジン本体に対する相対位置が変化する。
【００２１】
これにより、制御リンク４０の下端の揺動支持位置が変化する。そして、前記制御リンク４０の揺動支持位置が変化すると、ピストン３８の行程が変化し、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン３８の位置が上下する（つまり、図１のｙ座標が変化する）。これにより、エンジン圧縮比を変えることが可能である。
【００２２】
前記圧縮比制御アクチュエータ４３は、制御リンク４０から加わる反力に抗して、任意の回動位置で小径部４２ｂを保持することができるようになっている。圧縮比制御アクチュエータ４３としては、この実施形態では、油圧ベーン式アクチュエータを用いる。
【００２３】
図２〜図４は圧縮比制御アクチュエータ４３を制御する油圧システムを示す説明図で、図において、圧縮比制御アクチュエータ４３は、ハウジング４３ａ内に前記小径部４２ｂに連結された駆動軸４３ｂ及び該駆動軸４３ｂに固定されてハウジング４３ａ内を容積可変なＡ室とＢ室とに仕切るベーン４３ｃが回動自由に収納される。
【００２４】
一方、電動モータ１０１で駆動されるオイルポンプ１０２の吐出口が逆止弁１０３、開閉弁１０４、方向切換弁１０５のポートｃに接続され、該方向切換弁１０５のポートｄが、低圧側のオイルパン１０６に接続される。
【００２５】
また、前記方向切換弁１０５のポートｅ，ｆが、それぞれ前記圧縮比制御アクチュエータ４３のポートａ，ｂに接続される。さらに、前記逆止弁１０３と開閉弁１０４との間から分岐するオイル通路にアキュームレータ１０７が接続され、開閉弁１０４と方向切換弁１０５との間から分岐するオイル通路がエンジンオイルギャラリーに接続される。
【００２６】
そして、図２の状態では前記開閉弁１０４が開、方向切換弁１０５が図示左端に制御され、オイルポンプ１０２から吐出された高圧油は、開閉弁１０４、方向切換弁１０５のポートｃ，ｅを介して前記圧縮比制御アクチュエータ４３のポートａからＡ室に供給され、Ｂ室内の油は、ポートｂから方向切換弁１０５のポートｆ，ｄを介してオイルパン１０６に戻される。
【００２７】
これにより、Ａ室の容積が増大してベーン４３ｃと共に小径部４２ｂが図で時計回りに回動し、制御リンク４０の揺動支持位置が変化して低圧縮比に制御される。
【００２８】
一方、上記状態から図３に示すように、方向切換弁１０５を図示右端に切換制御すると、高圧油は、開閉弁１０４のポートｃ，ｆを介して前記圧縮比制御アクチュエータ４３のポートｂからＢ室に供給され、Ａ室内の油は、ポートａから方向切換弁１０５のポートｅ，ｄを介してオイルパン１０６に戻される。これにより、Ｂ室の容積が増大してベーン４３ｃと共に小径部４２ｂが図で反時計回りに回動し、制御リンク４０の揺動支持位置が変化して高圧縮比に制御される。高圧縮比側に保持する場合は、図４に示すように、方向切換弁１０５を図示中央に移動させると共に、開閉弁１０４を閉とする。
【００２９】
また、図１に示すように、このエンジンの吸気通路５５には、吸入空気量を可変制御するスロットル弁５７を備え、該スロットル弁５７がステップモータなどのスロットルアクチュエータ５８により駆動される。
【００３０】
さらに、エンジン運転状態を検出するセンサ類として、ドライバにより操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ６１、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ６２、実圧縮比を検出する圧縮比センサ６４、エンジン冷却温度を検出する水温センサ６５、ノッキングを検出するノッキングセンサ６６等が設けられ、これらセンサ類からの検出信号は、エンジン・コントロール・ユニット（ＥＣＵ）６７に入力される。
【００３１】
上記のように構成したエンジンにおいて、前記ＥＣＵ６７は、各種エンジン制御（燃料噴射制御、点火制御等）と共に、前記可変圧縮比機構による圧縮比の制御及びスロットル弁５７の開度制御などを実行する。特に、本発明では、後述するように、アクセル開度センサ６１が検出するアクセル開度の変化等に基づいて所定の減速時にＦ／Ｃを実行し、かつこのＦ／Ｃに応じた圧縮比制御を行う。
【００３２】
図５は、第１の実施の形態に係る制御の内容を機能的に示したブロック構成図で、図示するように、エンジン運転条件に応じて目標圧縮比を求める目標圧縮比演算手段１と、Ｆ／Ｃを許可する所定のＦ／Ｃ条件が成立したか否かを判定するＦ／Ｃ条件判定手段２と、Ｆ／Ｃの目標圧縮比を固定値として与えるＦ／Ｃ中目標圧縮比算出手段３と、Ｆ／Ｃ条件の成立時に前記目標圧縮比を補正ないし切り替える目標圧縮比補正（切替）手段４と、を備えている。また、図６および図７は、この制御の内容をＥＣＵ６７が実行する処理の流れとして示したフローチャートであり、以下、これらのフローチャートに従って、第１の実施の形態の制御の内容を説明する。
【００３３】
まず、運転条件信号として、図６のフローチャートに示すステップＳ１のエンジン回転数（ｒＮｅｌ）、ステップＳ２のアクセル開度（ｒＡＰＯｌ）、ステップＳ３のエンジン水温（ｒＴｗｌ）をそれぞれ読込む。ステップＳ４では、Ｆ／Ｃ条件が成立中か否かを後述するフラグ（ＦＬＧＦＣＵＴ）から判定し、通常の走行中のようにＦ／Ｃ条件が成立していない場合は、基本目標圧縮比（ｔε０）をステップＳ７で算出する。
【００３４】
上記基本目標圧縮比（ｔε０）を算出するには、ｒＮｅｌとｒＡＰＯｌをパラメータとして、図９に示すような特性の目標圧縮比マップ（ＭＡＰｔε０）を参照して算出する。基本目標圧縮比（ｔε０）を算出したなら、ステップＳ８に進んで圧縮比の水温補正係数（ｈｏｓＴｗεｌ）を算出する。この補正係数は、図１０に示すエンジン水温（ｒＴｗｌ）対水温補正テーブル（ＴＢＬＴｗεｌ）を参照して算出する。
【００３５】
次にステップＳ９へ進み、上記のようにして算出された水温補正係数（ｈｏｓＴｗεｌ）を次式のように基本目標圧縮比（ｔε０）に乗じて、目標圧縮比（ｔε）を求め、これを最終的な目標圧縮比としてセットする。
【００３６】
目標圧縮比（ｔε）＝ｔε０＊ｈｏｓＴｗεｌ
ステップＳ４で（ＦＬＧＦＣＵＴ＝１）つまりＦ／Ｃ条件の成立中であれば、ステップＳ５に進み、ここで、燃料カット中の目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）を算出し、かつステップＳ６で、このＦ／Ｃ中目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）を最終的な目標圧縮比（ｔε）としてセットする。Ｆ／Ｃ中目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）は、例えば運転条件に無関係な固定値として与えられるが、フリクショントルクを低減すべく低い圧縮比の値となる。
【００３７】
図７に示すフローチャートは、Ｆ／Ｃ条件判定の処理を示している。運転条件信号として、ステップＳ１およびステップＳ２において、エンジン回転数（ｒＮｅｌ）およびアクセル開度（ｒＡＰＯｌ）を読み込むとともに、ステップＳ１１で車速（ｒＶＳＰｌ）を、ステップＳ１２でニュートルスイッチ（ｓｗＮＵＴ）の状態を、それぞれ読み込む。
【００３８】
上記運転条件信号を読込んだ後、ステップＳ１３で燃料カット条件が成立中かを判定する。エンジン回転数が所定値以上（ｒＮｅｌ≧＃ＦＣＵＴＮＥ）、アクセル開度が所定値以下（ｒＡＰＯｌ≦＃ＦＣＵＴＡＰＯ）、車速が所定値以上（ｒＶＳＰｌ≧＃ＦＣＵＴＶＳＰ）、変速機がニュートラルではないこと（ｓｗＮＵＴ≠１）、の全ての条件が満足された場合に、燃料カット条件成立として、ステップＳ１４に進んで燃料カット許可を示すＦ／Ｃ判定フラグをセットする（ＦＬＧＦＣＵＴ＝１）。
【００３９】
また、前記ステップＳ１３で燃料カット条件が成立しない（Ｎｏ）ときには、ステップＳ１５に進んで燃料カット禁止つまりＦ／Ｃ判定フラグをリセットする（ＦＬＧＦＣＵＴ＝０）。
【００４０】
前述したステップＳ４では、このＦ／Ｃ判定フラグの状態に基づいてＦ／Ｃ条件成立中か否か判断することになる。
【００４１】
図８は、目標燃料噴射量（Ｔｅ）を演算する処理の流れを示すフローチャートであり、まず、エンジン回転数（ｒＮｅｌ）の読込み（ステップＳ５２）、吸入空気量（ｒＱａｌ）の読込み（ステップＳ５３）、エンジン水温（ｒＴｗｌ）の読込み（ステップＳ５４）を行う。
【００４２】
そして、エンジン回転数（ｒＮｅｌ）と吸入空気量（ｒＱａｌ）とから、基本燃料噴射量（ｔＴＰ０）を、ｔＴＰ０＝（ｒＱａｌ＊＃ＫＣＯＮＳＴ）／ｒＮｅｌの式によって算出する。なお、＃ＫＣＯＮＳＴは所定の定数である。
【００４３】
次に、基本燃料噴射量の補正係数（ＣＯＥＦ）を、上記のエンジン水温等に基づいてステップＳ５６で算出した後、空燃比フィードバック学習係数（ＡＬＰＨＡ）を図示せぬ空燃比センサの検出空燃比に基づいてステップＳ５７で逐次求め、さらに、インジェクター無効パルス幅（Ｔｓ）をバッテリ電圧に基づいてステップＳ５８で算出し、ステップＳ５９に進む。
【００４４】
このステップＳ５９では、燃料カット条件が成立中か否かを前述のＦ／Ｃ判定フラグＦＬＧＦＣＵＴの状態に基づいて判定し、このフラグが１つまりＦ／Ｃ条件成立中であれば、ステップＳ６０で目標燃料噴射量（Ｔｅ）として０を選択し、ステップＳ６２で、目標燃料噴射量（Ｔｅ）のセットを行う。これにより、燃料カットが実行される。
【００４５】
一方、ステップＳ５９で（Ｎｏ）なら、ステップＳ６１へ進んで、通常の目標燃料噴射量（Ｔｅ）を次式で算出し、その目標燃料噴射量（Ｔｅ）をステップＳ６２でセットして処理を終了する。
【００４６】
Ｔｅ＝ｔＴＰ０＊ＣＯＥＦ＊ＡＬＰＨＡ＋Ｔｓ
上述のように第１の実施の形態は処理され、Ｆ／Ｃ時は、圧縮比を小さい方に制御する。この制御動作を図１１のタイムチャートにより更に説明する。
【００４７】
図１１に示すように、アクセル開度が全閉「０」になったときに、Ｆ／Ｃ判定フラグが「１」になる。フラグが「１」になると、Ｆ／Ｃが許可され、燃料噴射が停止される。これと同時に、目標圧縮比が低圧縮比のＦ／Ｃ中目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）となり、実圧縮比がこれに沿って変化する。なお、図中破線は、Ｆ／Ｃ時にも通常の目標圧縮比を与える従来の場合の特性を示し、この場合には、低負荷に対応する目標圧縮比に沿って高圧縮比に制御されることになる。
【００４８】
Ｆ／Ｃ中のエンジンの負のトルクとなるフリクショントルクは、図１２に示すように圧縮比に相関し、低圧縮比ほど小さく、高圧縮比ほど大きなものとなる。上記のようにこの第１の実施の形態では、Ｆ／Ｃの際に、低圧縮比に制御されるため、Ｆ／Ｃ直後の負のトルクが小さなものとなり、図示実線のようにトルク段差が従来に比較して大幅に小さくなり運転性が改善される。従来は、図示破線で示すように高圧縮比でＦ／Ｃを行っているために、Ｆ／Ｃ直後のフリクショントルクが大であり、トルクショックが大きい。
【００４９】
次に、図１３は、第２の実施の形態を示すブロック構成図で、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して説明する。第２の実施の形態は、Ｆ／Ｃ条件判定手段２による条件判定を、実圧縮比検出手段５（図１に示す圧縮比センサ６４が相当する）で検出した実圧縮比を用いて修正するＦ／Ｃ条件補正手段６を備えており、実圧縮比が小さくなった後にＦ／Ｃ条件補正手段６からＦ／Ｃの許可を送出する。
【００５０】
図１４は、この第２の実施の形態における燃料カット条件判定の処理を示すフローチャートである。これは、第１の実施の形態の図７のフローチャートに代えて、図６、図８のフローチャートと組み合わせられるものである。
【００５１】
図１４において、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１１〜Ｓ１３，Ｓ１４，Ｓ１５は、図７に示したフローチャートの各々のステップと基本的に同じ処理を行なうものである。この第２の実施の形態においては、ステップＳ１３で燃料カット条件が成立した（Ｙｅｓ）と判断されたなら、ステップＳ３１で実圧縮比（ｒε）を読込み、ステップＳ３２で、実圧縮比は規定値（＃ｒεＦＣＵＴ＿ＭＩＮ）以下であるかを判断する。
【００５２】
ステップＳ３２での判断の結果、実圧縮比が規定値以下にまで低下していない場合は（Ｎｏ）、ステップＳ１５へ進んで、Ｆ／Ｃ判定フラグを０とし、燃料カットを禁止する。実圧縮比が規定値以下まで低下していれば（Ｙｅｓ）、ステップＳ１４に処理が進んで、Ｆ／Ｃ判定フラグを１にセットし、燃料カットを許可する。
【００５３】
なお、この第２の実施の形態の場合、図６のステップＳ４の燃料カット条件成立中であるか否かの判定は、Ｆ／Ｃ判定フラグに依存せずに、ステップＳ１３に示す４つの条件が同時に満たされているか否かを別個に判定することにより行う。
【００５４】
図１５は第２の実施の形態の制御処理を示すタイムチャートで、この第２の実施の形態では、アクセル開度が「０」になったときに、目標圧縮比が低圧縮比つまりＦ／Ｃ中目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）となるが、可変圧縮比機構の種々の遅れにより、実圧縮比は、実線で示すように徐々に低下していく。そして、実圧縮比が予め設定した値（＃ｒεＦＣＵＴ＿ＭＩＮ）まで小さくなったら、Ｆ／Ｃ判定フラグが「１」になり、実際にＦ／Ｃが実行される。つまり、圧縮比制御の遅れに拘わらず実際に実圧縮比が充分に低下した段階でＦ／Ｃが実行されるため、トルク段差は太実線で示すように、一層小さくなる。なお、図中破線は従来例であり、また細実線は、目標圧縮比の変更と同時にＦ／Ｃを実行した場合の特性を示す。
【００５５】
第２の実施の形態のように構成すると、通常のＦ／Ｃ条件が成立しても直ぐには、Ｆ／Ｃを許可せず、実際の圧縮比が充分小さくなったことを確認してから、Ｆ／Ｃを許可することなるため、可変圧縮比機構のアクチェエータの動作が遅く、目標圧縮比に対して遅れがあった場合であっても、更に確実にＦ／Ｃ時のトルクショックを低減することができる。
【００５６】
図１６は第３の実施の形態を示すブロック構成図で、第１の実施の形態及び第２の実施の形態と同一部分には同一符号を付して説明する。第３の実施の形態は、例えば４気筒エンジンにおいて、Ｆ／Ｃを行う気筒数を、Ｆ／Ｃ条件補正値に応じて１シリンダづつ変化させるようにしたものである。これは、実圧縮比を検出する実圧縮比検出手段５と、Ｆ／Ｃ中目標圧縮比算出手段３から出力されるＦ／Ｃ中目標圧縮比と実圧縮比との偏差を求める偏差算出手段７と、この偏差に基づいて各シリンダのＦ／Ｃを順次実行するＦ／Ｃ条件補正手段８と、を備えている。
【００５７】
図１７は第３の実施の形態の制御処理、特に燃料カット条件判定の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、第１の実施の形態の図７のフローチャートに代えて、図６、図８のフローチャートと組み合わせられるものである。
【００５８】
図１７において、ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ１１〜Ｓ１３は、図７に示したフローチャートの各々のステップと基本的に同じ処理を行なうものである。この第２の実施の形態においては、ステップＳ１３で燃料カット条件が成立した（Ｙｅｓ）と判断されたなら、ステップＳ３１で実圧縮比（ｒε）を読込み、ステップＳ３５へ進んで、実圧縮比（ｒε）とＦ／Ｃ中目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）との偏差｛（Δε）＝（ｒε）−（＃ｔεＦＣＵＴ）｝を算出する。
【００５９】
そして、この偏差（Δε）の大きさに基づき、各シリンダのＦ／Ｃを行なうかどうかを、ステップＳ３６−１からステップＳ３６−３にて判断し、ステップＳ３６−４からステップＳ３６−７にて各シリンダ毎にＦ／Ｃ許可を与える。つまり、偏差が第１の所定値よりも大であれば♯１気筒のみをＦ／Ｃ許可し、偏差が第１の所定値とこれより小さな第２の所定値との間であれば、♯１気筒と♯２気筒をＦ／Ｃ許可し、偏差が第２の所定値とこれより小さな第３の所定値との間であれば、♯１気筒、♯２気筒、♯３気筒をＦ／Ｃ許可し、偏差が第３の所定値以下であれば、全気筒をＦ／Ｃ許可する。また、ステップＳ１３で燃料カット条件が成立しないときには、ステップＳ３７で全シリンダの燃料カットを禁止する。
【００６０】
なお、この第３の実施の形態の場合も、図６のステップＳ４の燃料カット条件成立中であるか否かの判定は、Ｆ／Ｃ判定フラグに依存せずに、ステップＳ１３に示す４つの条件が同時に満たされているか否かを別個に判定することにより行う。
【００６１】
図１８は第３の実施の形態のタイムチャートで、アクセル開度が「０」となると、燃料カット条件が成立したとして、目標圧縮比が低圧縮比つまりＦ／Ｃ中目標圧縮比となる。従って、実線に示すように、実圧縮比は徐々に低くなって行く。当初はＦ／Ｃ中目標圧縮比と実圧縮比との偏差が大きいので、♯１気筒のＦ／Ｃ判定フラグのみが「１」となり、♯１気筒のみでＦ／Ｃが実行される。他の気筒は、燃料噴射が継続する。その後、偏差が徐々に小さくなることから、♯２気筒、♯３気筒、♯４気筒の各々のＦ／Ｃ判定フラグも順次「１」となり、順次Ｆ／Ｃが実行される。
【００６２】
従って、１気筒分ずつトルクが減少する形となり、実圧縮比の低下に遅れがあっても、トルクショックを確実に低減することができる。
【００６３】
また、この第３の実施の形態によれば、第２の実施の形態に比較して、実際の圧縮比が充分低下するまでＦ／Ｃ許可を待つ必要が無いことから、ドライバのアクセル操作からエンジンブレーキが発生し始めるまでの時間遅れの量を少なくすることができる。
【００６４】
図１９は、第４の実施の形態を示すブロック構成図で、第１の実施の形態と同一部分には同一符号を付して説明する。第４の実施の形態は、第１の実施の形態もしくは第２の実施の形態と同様のＦ／Ｃ開始後に、圧縮比を通常の目標値（低負荷時は高い圧縮比となる）に移行させるもので、このために、運転条件信号と目標圧縮比演算手段１の出力を受けて、目標圧縮比を通常の高圧縮比側に補正するための圧縮比補正量を算出する目標圧縮比補正量算出手段９と、この圧縮比補正量によってＦ／Ｃ中目標圧縮比を補正する目標圧縮比補正手段１０（第２の目標圧縮比補正手段）と、を備えている。
【００６５】
なお、この第４の実施の形態には、図示しないが低圧縮比経過時間タイマーが設けられていて、低圧縮比になってからの経過時間を計測している。
【００６６】
図２０は第４の実施の形態の制御処理、特に目標圧縮比算出処理を示すフローチャートで、このフローチャートは、第１の実施の形態あるいは第２の実施の形態の図６のフローチャートに代えて、図７、図８のフローチャート、あるいは図１４、図８のフローチャートと組み合わせられるものである。
【００６７】
図２０のステップＳ１〜Ｓ６、Ｓ７〜Ｓ９は、図６に示すフローチャートの各ステップと基本的に同じ処理である。図２０のフローチャートでは、ステップＳ６で目標圧縮比（ｔε）をＦ／Ｃ中目標圧縮比にセット（ｔε＝＃ｔεＦＣＵＴ）した後に、ステップＳ４１で低圧縮比経過時間タイマーの加算を行い（ＴＩＭＦＣＵＴ＝ＴＩＭＦＣＵＴ＋１）タイマー動作を開始する。その後、タイマーが規定時間経過したかを、ステップＳ４２で判定（ＴＩＭＦＣＵＴ≧＃ＬＭＴＴｉｍｅＬｏｗε）する。規定時間経過しない（Ｎｏ）なら処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ４２でタイマーが規定時間経過した（Ｙｅｓ）なら、ステップＳ７へ進み、Ｓ８、Ｓ９の処理を順次行う。つまり、前述したように、水温補正を加えた運転条件に応じた目標圧縮比（ｔε）とする。そして、ステップＳ４３で低圧縮比経過時間タイマーをクリア（ＴＩＭＦＣＵＴ＝０）して処理を終了する。
【００６９】
図２１は、第４の実施の形態のタイムチャートで、アクセル開度が「０」になると、目標圧縮比がＦ／Ｃ中目標圧縮比（＃ｔεＦＣＵＴ）に変更され、実圧縮比が低下する。図示例では、図１４の処理に従って、実圧縮比が所定の低圧縮比になったときに、Ｆ／Ｃ判定フラグを「１」にし、Ｆ／Ｃを実行する。このＦ／Ｃ判定フラグが「１」になったときから、低圧縮比経過時間タイマーが動作を開始する。前述した第２の実施の形態と同様に、低圧縮比となった状態でＦ／Ｃが実行されることから、Ｆ／Ｃ開始時のトルク変動は小さい。
【００７０】
Ｆ／Ｃ開始後、低圧縮比経過時間タイマーの値が規定時間に達したら、目標圧縮比は通常の運転条件に応じた目標値に戻される。このため、トルクは図中矢印ｃで示すように変化する。これによって、Ｆ／Ｃ突入時のトルクショックの低減と、高圧縮比によるＦ／Ｃ中の強力なエンジンブレーキとを両立させることができる。
【００７１】
つまり、この第４の実施の形態によれば、Ｆ／Ｃ開始直後の急激なトルク変化を避けるために、Ｆ／Ｃ開始時は低い圧縮比に制御しておき、その後、Ｆ／Ｃ中の適宜な時期からは高い圧縮比に戻すことで、急激なトルク変化を回避しつつ、運転者が要求する充分なエンジンブレーキによる減速Ｇをうることができる。
【００７２】
図２２は、第５の実施の形態を示すタイムチャートである。この第５の実施の形態は、前記第４の実施の形態において、目標圧縮比補正量算出手段９の出力に時間あたりの変化量を制限する手段を設けて、タイマー規定時間経過後に、図示のように通常の目標圧縮比に移行する際の変化速度に制限（ｔθＬｍｉｔ）を与えつつ通常の目標値に圧縮比を移行させるようにしたものである。
【００７３】
この第５の実施の形態においても、第４の実施の形態と同様に、Ｆ／Ｃに伴うトルク変動の回避と、Ｆ／Ｃ中の強力なエンジンブレーキとを両立させることができる。特に、上記のような変化速度の制限を設けることにより、Ｆ／Ｃの途中で高圧縮比へ移行する際の過大なトルク変動の発生を回避できる。つまり、Ｆ／Ｃの途中から本来の高い目標圧縮比に向かう場合のトルク変化が最小限に押さえられ、より一層滑らかなトルク変化を得ることができる。
【００７４】
図２３は、第６の実施の形態を示すタイムチャートである。この第６の実施の形態は、第４、第５の実施の形態の変形例であり、目標圧縮比補正量算出手段９の出力を、目標圧縮比演算手段１に対する一次遅れで追従させるようにしたものである。
【００７５】
このように一次遅れで追従させることにより、高圧縮比移行時のトルク変化が最小限のものとなる。特に、このように圧縮比補正量を、一次遅れにより算出し、この一次遅れで制御するようにすれば、より一層簡単に実現できる利点がある。
【００７６】
なお、可変圧縮比機構としては、前述した複リンク式ピストン−クランク機構に限らず、種々の形式のものが使用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変圧縮比機構となる複リンク式ピストン−クランク機構を備えたエンジンの全体図。
【図２】圧縮比制御アクチュエータを制御する油圧システムを示す説明図。
【図３】圧縮比制御アクチュエータを制御する油圧システムを示す説明図。
【図４】圧縮比制御アクチュエータを制御する油圧システムを示す説明図。
【図５】第１の実施の形態を示すブロック構成図。
【図６】目標圧縮比算出処理を示すフローチャート。
【図７】燃料カット条件判定処理を示すフローチャート。
【図８】目標燃料噴射量の処理を示すフローチャート。
【図９】エンジン運転領域と目標圧縮比の関係図。
【図１０】目標圧縮比の水温補正テーブル。
【図１１】第１の実施の形態のタイムチャート。
【図１２】圧縮比とフリクショントルクの関係図。
【図１３】第２の実施の形態を示すブロック構成図。
【図１４】第２の実施の形態における燃料カット条件判定処理のフローチャート。
【図１５】第２の実施の形態のタイムチャート。
【図１６】第３の実施の形態を示すブロック構成図。
【図１７】第３の実施の形態における燃料カット条件判定処理のフローチャート。
【図１８】第３の実施の形態のタイムチャート。
【図１９】第４の実施の形態を示すブロック構成図。
【図２０】目標圧縮比演算手段と燃料カット条件判定手段フローチャート。
【図２１】第４の実施の形態のタイムチャート。
【図２２】第５の実施の形態のタイムチャート。
【図２３】第６の実施の形態のタイムチャート。
【符号の説明】
１…目標圧縮比演算手段
２…燃料カット（Ｆ／Ｃ）条件判定手段
３…Ｆ／Ｃ中の目標圧縮比算出手段
４…目標圧縮比補正（切替）手段
５…実圧縮比検出手段
６…Ｆ／Ｃ条件補正手段
７…偏差算出手段
８…Ｆ／Ｃ補正手段
９…目標圧縮比補正量算出手段
１０…目標圧縮比補正手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an internal combustion engine provided with a variable compression ratio mechanism, and more particularly to a control device for an internal combustion engine that does not impair operability at the start of fuel injection inhibition (fuel cut).
[0002]
[Prior art]
As is well known, in internal combustion engines for automobiles, fuel injection is temporarily prohibited during rapid deceleration when the accelerator opening is fully closed in order to ensure engine braking performance and reduce fuel consumption. A so-called fuel cut (hereinafter abbreviated as F / C) may be performed.
[0003]
Further, as disclosed in Patent Document 1, an internal combustion engine having various types of variable compression ratio mechanisms capable of varying the compression ratio has been proposed. In such an internal combustion engine having a variable compression ratio, In general, the high compression ratio is set on the low load side and the low compression ratio is set on the high load side, thereby preventing the occurrence of knocking while improving the fuel consumption rate.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 07-229431 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the above-described F / C control, when all the F / C conditions obtained from the operating conditions are satisfied and the F / C is performed, the amount of the positive torque that has been generated so far is rapidly increased. As a result, a negative torque having a reverse direction is generated.
[0006]
Therefore, the torque step immediately after the start of F / C is felt larger than the torque change during normal operation, and it is difficult to obtain good drivability.
[0007]
Further, in an internal combustion engine equipped with a variable compression ratio mechanism, when the vehicle is decelerated such that F / C is performed, the engine shifts to a low load side, so that the high compression ratio is controlled. In the compression ratio state, the friction torque at the same rotational speed is relatively larger than that in a normal fixed compression ratio engine.
[0008]
For this reason, when F / C is executed in a state where the actual compression ratio is high, negative torque generated immediately after the start of F / C is further generated. In other words, there is a possibility that the step difference from the positive torque generated just before the F / C becomes larger, a sudden feeling of deceleration occurs, and the drivability is impaired.
[0009]
An object of the present invention is to provide an internal combustion engine control apparatus capable of reducing torque shock during F / C.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes means for varying the compression ratio of the internal combustion engine according to operating conditions, and means for shutting off fuel supply during deceleration operation. And a compression ratio control means for setting the compression ratio to a low compression ratio, and a fuel supply cutoff control means for shutting off the fuel supply after the low compression ratio is reached during deceleration operation. That is, at the time of deceleration at which F / C is performed, the compression ratio is controlled to a low compression ratio, and F / C is executed when the compression ratio is actually low. By reducing the compression ratio in this way, the friction torque accompanying the rotation of the engine becomes relatively small, so the negative torque in F / C becomes small.
[0011]
Further, the second invention provides a variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine, target compression ratio calculation means for calculating a target compression ratio according to operating conditions, and an internal combustion engine in response to an operating condition signal. Fuel injection prohibition condition determination means for determining the fuel injection prohibition condition, and correction means for correcting the target compression ratio to the low compression ratio side when the fuel injection prohibition condition is satisfied.
[0012]
According to a third aspect of the invention, there is provided a variable compression ratio mechanism capable of changing a compression ratio of an internal combustion engine, target compression ratio calculation means for calculating a target compression ratio according to operating conditions, and a fuel for the internal combustion engine in response to an operating condition signal. A fuel injection prohibition condition determination means for determining an injection prohibition condition; an F / C target compression ratio calculation means for calculating a target compression ratio during fuel injection prohibition; and the target compression ratio when the fuel injection prohibition condition is satisfied. And means for correcting or switching to the target compression ratio during fuel injection prohibition.
[0013]
【The invention's effect】
According to this invention, since the internal combustion engine is controlled to a low compression ratio at the time of F / C for shutting off the fuel supply to the internal combustion engine, the torque step is reduced and the drivability is improved.
[0014]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of an engine provided with a multi-link type piston-crank mechanism serving as a variable compression ratio mechanism.
[0015]
In FIG. 1, the crankshaft 31 includes a plurality of journal portions 32, a crankpin portion 33, and a counterweight portion 31a, and the journal portion 32 is rotatable on a main bearing of a cylinder block (not shown) serving as an engine body. It is supported. The crankpin portion 33 is eccentric from the journal portion 32 by a predetermined amount, and a lower link 34 is rotatably connected thereto.
[0016]
The lower link 34 has a substantially T-shape, and the crank pin portion 33 is fitted in a substantially central connecting hole that can be divided from a main body 34a and a cap 34b.
[0017]
The upper link 35 has a lower end side rotatably connected to one end of the lower link 34 by a connecting pin 36, and an upper end side rotatably connected to a piston 38 by a piston pin 37. The piston 38 receives combustion pressure and reciprocates in the cylinder 39 of the cylinder block.
[0018]
An intake valve 53 that opens and closes the intake port 44 in synchronism with the rotation of the crankshaft 31 and an exhaust valve 45 that opens and closes the exhaust port 46 in synchronism with the crankshaft 31 are disposed on the cylinder 39. ing.
[0019]
The upper end side of the control link 40 is rotatably connected to the other end of the lower link 34 by a connecting pin 41, and the lower end side is rotatably connected to an appropriate position of the engine body, for example, a cylinder block via the control shaft 42. . Specifically, the control shaft 42 is supported by the engine body so as to rotate about the small diameter portion 42b, and the lower end portion of the control link 40 is rotated by the large diameter portion 42a that is eccentric to the small diameter portion 42b. It is possible to fit.
[0020]
The rotation position of the small diameter portion 42 b is controlled by a compression ratio control actuator 43. When the small-diameter portion 42b rotates, the axial center position of the large-diameter portion 42a that is eccentric with respect to the small-diameter portion 42b, in particular, the relative position with respect to the engine body changes.
[0021]
Thereby, the rocking | fluctuation support position of the lower end of the control link 40 changes. When the swing support position of the control link 40 changes, the stroke of the piston 38 changes, and the position of the piston 38 at the piston top dead center (TDC) moves up and down (that is, the y coordinate in FIG. 1 changes). . Thereby, the engine compression ratio can be changed.
[0022]
The compression ratio control actuator 43 can hold the small-diameter portion 42b at an arbitrary rotation position against a reaction force applied from the control link 40. In this embodiment, a hydraulic vane actuator is used as the compression ratio control actuator 43.
[0023]
2 to 4 are explanatory views showing a hydraulic system for controlling the compression ratio control actuator 43. In the figure, the compression ratio control actuator 43 includes a drive shaft 43b connected to the small diameter portion 42b in the housing 43a and the drive shaft 43b. A vane 43c that is fixed to the shaft 43b and partitions the inside of the housing 43a into a chamber A and a chamber B whose volume is variable is accommodated freely.
[0024]
On the other hand, the discharge port of the oil pump 102 driven by the electric motor 101 is connected to the check valve 103, the on-off valve 104, and the port c of the direction switching valve 105, and the port d of the direction switching valve 105 is connected to the low-pressure side oil. Connected to pan 106.
[0025]
The ports e and f of the direction switching valve 105 are connected to the ports a and b of the compression ratio control actuator 43, respectively. Further, an accumulator 107 is connected to an oil passage branched from the check valve 103 and the on-off valve 104, and an oil passage branched from between the on-off valve 104 and the direction switching valve 105 is connected to the engine oil gallery. .
[0026]
In the state of FIG. 2, the on-off valve 104 is opened and the direction switching valve 105 is controlled to the left end in the figure, and the high-pressure oil discharged from the oil pump 102 passes through the ports c and e of the on-off valve 104 and the direction switching valve 105. The oil in the B chamber is supplied from the port a of the compression ratio control actuator 43 to the oil pan 106 via the ports b and f and d of the direction switching valve 105.
[0027]
As a result, the volume of the chamber A increases, and the small diameter portion 42b rotates clockwise in the drawing together with the vane 43c, and the swing support position of the control link 40 is changed to be controlled to a low compression ratio.
[0028]
On the other hand, when the direction switching valve 105 is controlled to be switched to the right end in the figure as shown in FIG. The oil in the chamber A is returned to the oil pan 106 from the port a through the ports e and d of the direction switching valve 105. As a result, the volume of the B chamber increases, and the small diameter portion 42b rotates counterclockwise in the drawing together with the vane 43c, and the swing support position of the control link 40 changes to be controlled to a high compression ratio. In the case of holding on the high compression ratio side, as shown in FIG. 4, the direction switching valve 105 is moved to the center of the figure and the on-off valve 104 is closed.
[0029]
As shown in FIG. 1, the intake passage 55 of the engine is provided with a throttle valve 57 that variably controls the intake air amount, and the throttle valve 57 is driven by a throttle actuator 58 such as a step motor.
[0030]
Further, as sensors for detecting the engine operating state, an accelerator opening sensor 61 that detects an accelerator opening operated by a driver, a rotation speed sensor 62 that detects an engine rotation speed, and a compression ratio sensor 64 that detects an actual compression ratio. A water temperature sensor 65 for detecting engine cooling temperature, a knocking sensor 66 for detecting knocking, and the like are provided. Detection signals from these sensors are input to an engine control unit (ECU) 67.
[0031]
In the engine configured as described above, the ECU 67 executes various engine controls (fuel injection control, ignition control, etc.), compression ratio control by the variable compression ratio mechanism, opening degree control of the throttle valve 57, and the like. In particular, in the present invention, as will be described later, the F / C is executed at a predetermined deceleration based on the change in the accelerator opening detected by the accelerator opening sensor 61, and the compression ratio control according to the F / C is performed. I do.
[0032]
FIG. 5 is a block diagram functionally showing the contents of the control according to the first embodiment. As shown in the figure, a target compression ratio calculation means 1 for obtaining a target compression ratio according to engine operating conditions, F / C condition determination means 2 for determining whether or not a predetermined F / C condition permitting F / C is satisfied, and calculation of a target compression ratio during F / C that gives the target compression ratio of F / C as a fixed value Means 3 and target compression ratio correction (switching) means 4 for correcting or switching the target compression ratio when the F / C condition is satisfied. FIGS. 6 and 7 are flowcharts showing the contents of this control as a flow of processing executed by the ECU 67. Hereinafter, the contents of the control according to the first embodiment will be described according to these flowcharts.
[0033]
First, as the operating condition signal, the engine speed (rNel) in step S1, the accelerator opening (rAPOL) in step S2, and the engine water temperature (rTwl) in step S3 shown in the flowchart of FIG. 6 are read. In step S4, it is determined whether or not the F / C condition is satisfied from a flag (FLG FCUT) described later. If the F / C condition is not satisfied as in normal traveling, the basic target compression ratio ( tε0) is calculated in step S7.
[0034]
The basic target compression ratio (tε0) is calculated with reference to a target compression ratio map (MAP tε0) having characteristics as shown in FIG. 9 using rNel and rAPOL as parameters. If the basic target compression ratio (tε0) has been calculated, the process proceeds to step S8 to calculate a water temperature correction coefficient (hos Twεl) for the compression ratio. This correction coefficient is calculated with reference to the engine water temperature (rTwl) vs. water temperature correction table (TBL Twεl) shown in FIG.
[0035]
Next, the process proceeds to step S9, where the basic target compression ratio (tε0) is multiplied by the water temperature correction coefficient (hos Twεl) calculated as described above to obtain the target compression ratio (tε). Set as the final target compression ratio.
[0036]
Target compression ratio (tε) = tε0 * hos Twεl
If (FLG FCUT = 1) in step S4, that is, if the F / C condition is established, the process proceeds to step S5, where the target compression ratio (# tεFCUT) during fuel cut is calculated, and in step S6 The target compression ratio during F / C (# tεFCUT) is set as the final target compression ratio (tε). The target compression ratio during F / C (# tεFCUT) is given as, for example, a fixed value irrelevant to the operating conditions, but is a low compression ratio value to reduce the friction torque.
[0037]
The flowchart shown in FIG. 7 shows processing for F / C condition determination. In step S1 and step S2, the engine speed (rNel) and the accelerator opening (rAPOL) are read in as the operation condition signal, the vehicle speed (rVSPl) is read in step S11, and the state of the neutral switch (swNUT) is set in step S12. , Read each.
[0038]
After reading the operation condition signal, it is determined in step S13 whether the fuel cut condition is satisfied. The engine speed is equal to or greater than a predetermined value (rNel ≧ # FCUTNE), the accelerator opening is equal to or smaller than a predetermined value (rAPOL ≦ # FCUTAPO), the vehicle speed is equal to or greater than a predetermined value (rVSPl ≧ # FCUTVSP), and the transmission is not neutral (swNUT ≠ When all of the conditions 1) are satisfied, the fuel cut condition is satisfied and the routine proceeds to step S14, where an F / C determination flag indicating fuel cut permission is set (FLG FCUT = 1).
[0039]
If the fuel cut condition is not satisfied in step S13 (No), the process proceeds to step S15, and the fuel cut prohibition, that is, the F / C determination flag is reset (FLG FCUT = 0).
[0040]
In step S4 described above, it is determined whether or not the F / C condition is satisfied based on the state of the F / C determination flag.
[0041]
FIG. 8 is a flowchart showing the flow of processing for calculating the target fuel injection amount (Te). First, the engine speed (rNel) is read (step S52), and the intake air amount (rQal) is read (step S53). The engine water temperature (rTwl) is read (step S54).
[0042]
Then, from the engine speed (rNel) and the intake air amount (rQal), the basic fuel injection amount (tTP0) is calculated by the equation tTP0 = (rQal * # KCONST) / rNel. #KCONST is a predetermined constant.
[0043]
Next, after calculating the basic fuel injection amount correction coefficient (COEF) in step S56 based on the engine water temperature and the like, the air-fuel ratio feedback learning coefficient (ALPHA) is set to the detected air-fuel ratio of an air-fuel ratio sensor (not shown). Based on this, it is sequentially obtained in step S57, and the injector invalid pulse width (Ts) is calculated in step S58 based on the battery voltage, and the process proceeds to step S59.
[0044]
In step S59, it is determined based on the state of the aforementioned F / C determination flag FLG FCUT whether the fuel cut condition is satisfied. If this flag is 1, that is, if the F / C condition is satisfied, in step S60. 0 is selected as the target fuel injection amount (Te), and the target fuel injection amount (Te) is set in step S62. Thereby, fuel cut is performed.
[0045]
On the other hand, if (No) in step S59, the process proceeds to step S61, the normal target fuel injection amount (Te) is calculated by the following equation, the target fuel injection amount (Te) is set in step S62, and the process is terminated. To do.
[0046]
Te = tTP0 * COEF * ALPHA + Ts
As described above, the first embodiment is processed, and at the time of F / C, the compression ratio is controlled to be smaller. This control operation will be further described with reference to the time chart of FIG.
[0047]
As shown in FIG. 11, when the accelerator opening is fully closed “0”, the F / C determination flag is “1”. When the flag becomes “1”, F / C is permitted and fuel injection is stopped. At the same time, the target compression ratio becomes the target compression ratio during F / C (# tεFCUT) with a low compression ratio, and the actual compression ratio changes accordingly. The broken lines in the figure indicate the characteristics of the conventional case in which the normal target compression ratio is given even at F / C. In this case, the high compression ratio is controlled along the target compression ratio corresponding to the low load. It will be.
[0048]
The friction torque, which is the negative torque of the engine during F / C, correlates with the compression ratio as shown in FIG. 12, and is smaller as the compression ratio is lower and larger as the compression ratio is higher. As described above, in the first embodiment, since the compression ratio is controlled at the time of F / C, the negative torque immediately after the F / C is small, and the torque step is as shown by the solid line in the figure. Compared with the prior art, the size is significantly reduced and the drivability is improved. Conventionally, since F / C is performed at a high compression ratio as indicated by a broken line in the figure, the friction torque immediately after F / C is large and the torque shock is large.
[0049]
Next, FIG. 13 is a block diagram showing the second embodiment, and the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals. In the second embodiment, the condition determination by the F / C condition determination unit 2 is corrected using the actual compression ratio detected by the actual compression ratio detection unit 5 (corresponding to the compression ratio sensor 64 shown in FIG. 1). An F / C condition correction unit 6 is provided, and after the actual compression ratio becomes small, an F / C permission is sent from the F / C condition correction unit 6.
[0050]
FIG. 14 is a flowchart showing a fuel cut condition determination process in the second embodiment. This is combined with the flowcharts of FIGS. 6 and 8 instead of the flowchart of FIG. 7 of the first embodiment.
[0051]
14, steps S1, S2, S11 to S13, S14, and S15 perform basically the same processing as each step in the flowchart shown in FIG. In this second embodiment, if it is determined in step S13 that the fuel cut condition is satisfied (Yes), the actual compression ratio (rε) is read in step S31, and the actual compression ratio is a specified value in step S32. It is determined whether or not (# rεFCUT_MIN) or less.
[0052]
If the result of determination in step S32 is that the actual compression ratio has not fallen below the specified value (No), processing proceeds to step S15, the F / C determination flag is set to 0, and fuel cut is prohibited. If the actual compression ratio has decreased to a specified value or less (Yes), the process proceeds to step S14, the F / C determination flag is set to 1, and fuel cut is permitted.
[0053]
In the case of the second embodiment, the determination as to whether or not the fuel cut condition is established in step S4 in FIG. 6 does not depend on the F / C determination flag, and the four conditions shown in step S13. By separately determining whether or not the two are simultaneously satisfied.
[0054]
FIG. 15 is a time chart showing the control processing of the second embodiment. In this second embodiment, when the accelerator opening becomes “0”, the target compression ratio is a low compression ratio, that is, F / The target compression ratio in C (# tεFCUT) is reached, but the actual compression ratio gradually decreases as shown by the solid line due to various delays of the variable compression ratio mechanism. When the actual compression ratio decreases to a preset value (# rεFCUT_MIN), the F / C determination flag becomes “1”, and F / C is actually executed. That is, the F / C is executed when the actual compression ratio is actually sufficiently lowered regardless of the delay of the compression ratio control, so that the torque step is further reduced as shown by the thick solid line. In addition, the broken line in the figure is a conventional example, and the thin solid line shows the characteristics when F / C is executed simultaneously with the change of the target compression ratio.
[0055]
When configured as in the second embodiment, immediately after the normal F / C condition is satisfied, F / C is not permitted, and after confirming that the actual compression ratio has become sufficiently small, Since F / C is permitted, even if the operation of the actuator of the variable compression ratio mechanism is slow and there is a delay with respect to the target compression ratio, the torque shock at the time of F / C is further reduced. be able to.
[0056]
FIG. 16 is a block diagram showing the third embodiment, and the same parts as those in the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals. In the third embodiment, for example, in a four-cylinder engine, the number of cylinders that perform F / C is changed by one cylinder according to the F / C condition correction value. This includes an actual compression ratio detecting means 5 for detecting an actual compression ratio, and a deviation calculating means for obtaining a deviation between the target compression ratio during F / C and the actual compression ratio output from the target compression ratio calculating means 3 during F / C. 7 and F / C condition correcting means 8 for sequentially executing F / C of each cylinder based on this deviation.
[0057]
FIG. 17 is a flowchart showing a control process according to the third embodiment, particularly a fuel cut condition determination process. This flowchart is combined with the flowcharts of FIGS. 6 and 8 instead of the flowchart of FIG. 7 of the first embodiment.
[0058]
In FIG. 17, steps S1, S2, S11 to S13 perform basically the same processing as each step of the flowchart shown in FIG. In the second embodiment, if it is determined in step S13 that the fuel cut condition is satisfied (Yes), the actual compression ratio (rε) is read in step S31, and the process proceeds to step S35, where the actual compression ratio ( The deviation {(Δε) = (rε) − (# tεFCUT)} between rε) and the target compression ratio during F / C (# tεFCUT) is calculated.
[0059]
Then, based on the magnitude of this deviation (Δε), it is determined in steps S36-1 to S36-3 whether or not to perform F / C for each cylinder, and in steps S36-4 to S36-7. Give F / C permission for each cylinder. That is, if the deviation is larger than the first predetermined value, F / C is allowed only for the # 1 cylinder, and if the deviation is between the first predetermined value and a second predetermined value smaller than this, # F / C is permitted for 1 cylinder and # 2 cylinder, and if the deviation is between the second predetermined value and a third predetermined value smaller than this, the # 1, # 2, and # 3 cylinders are F / C If C is allowed and the deviation is equal to or smaller than the third predetermined value, F / C is allowed for all cylinders. If the fuel cut condition is not satisfied in step S13, the fuel cut of all cylinders is prohibited in step S37.
[0060]
In the case of the third embodiment as well, the determination as to whether or not the fuel cut condition is satisfied in step S4 in FIG. 6 does not depend on the F / C determination flag, and four determinations are made in step S13. This is done by separately determining whether the conditions are satisfied at the same time.
[0061]
FIG. 18 is a time chart of the third embodiment. When the accelerator opening becomes “0”, the target compression ratio becomes the low compression ratio, that is, the target compression ratio during F / C, assuming that the fuel cut condition is satisfied. Therefore, as shown by the solid line, the actual compression ratio gradually decreases. Initially, since the deviation between the target compression ratio during F / C and the actual compression ratio is large, only the F / C determination flag of the # 1 cylinder is “1”, and F / C is executed only for the # 1 cylinder. In the other cylinders, fuel injection continues. Thereafter, since the deviation gradually decreases, the F / C determination flags of the # 2, # 3, and # 4 cylinders are also sequentially set to “1”, and the F / C is sequentially executed.
[0062]
Accordingly, the torque is reduced by one cylinder at a time, and even if there is a delay in the decrease in the actual compression ratio, the torque shock can be reliably reduced.
[0063]
Further, according to the third embodiment, it is not necessary to wait for the F / C permission until the actual compression ratio is sufficiently lowered as compared with the second embodiment. The amount of time delay until engine braking begins to occur can be reduced.
[0064]
FIG. 19 is a block diagram showing the fourth embodiment. The same reference numerals are given to the same parts as those in the first embodiment. In the fourth embodiment, after the same F / C start as in the first embodiment or the second embodiment, the compression ratio is shifted to a normal target value (high compression ratio at low load). For this purpose, the target compression ratio correction for receiving the operating condition signal and the output of the target compression ratio calculation means 1 and calculating the compression ratio correction amount for correcting the target compression ratio to the normal high compression ratio side. An amount calculation unit 9 and a target compression ratio correction unit 10 (second target compression ratio correction unit) that corrects the target compression ratio during F / C using the compression ratio correction amount.
[0065]
In the fourth embodiment, although not shown, a low compression ratio elapsed time timer is provided, and the elapsed time after the low compression ratio is reached is measured.
[0066]
FIG. 20 is a flowchart showing a control process of the fourth embodiment, particularly a target compression ratio calculation process. This flowchart is replaced with the flowchart of FIG. 6 of the first embodiment or the second embodiment. It is combined with the flowcharts of FIGS. 7 and 8 or the flowcharts of FIGS.
[0067]
Steps S1 to S6 and S7 to S9 in FIG. 20 are basically the same processing as the steps in the flowchart shown in FIG. In the flowchart of FIG. 20, after the target compression ratio (tε) is set to the target compression ratio during F / C in step S6 (tε = # tεFCUT), a low compression ratio elapsed time timer is added in step S41 (TIM FCUT). = TIM FCUT + 1) Start timer operation. Thereafter, it is determined in step S42 whether or not the timer has passed the specified time (TIM FCUT ≧ # LMT Time Lowε). If the specified time has not elapsed (No), the process is terminated.
[0068]
If the specified time has elapsed (Yes) in step S42, the process proceeds to step S7, and the processes of S8 and S9 are sequentially performed. That is, as described above, the target compression ratio (tε) is set in accordance with the operation condition with the water temperature correction added. In step S43, the low compression ratio elapsed time timer is cleared (TIM FCUT = 0), and the process ends.
[0069]
FIG. 21 is a time chart of the fourth embodiment. When the accelerator opening becomes “0”, the target compression ratio is changed to the target compression ratio during F / C (# tεFCUT), and the actual compression ratio decreases. . In the illustrated example, when the actual compression ratio becomes a predetermined low compression ratio in accordance with the processing of FIG. 14, the F / C determination flag is set to “1”, and F / C is executed. The low compression ratio elapsed time timer starts operating when the F / C determination flag becomes “1”. Similar to the second embodiment described above, since the F / C is executed in a state where the compression ratio is low, the torque fluctuation at the start of the F / C is small.
[0070]
When the value of the low compression ratio elapsed time timer reaches the specified time after the start of F / C, the target compression ratio is returned to the target value corresponding to the normal operating conditions. For this reason, the torque changes as indicated by an arrow c in the figure. This makes it possible to achieve both a reduction in torque shock at the time of F / C entry and a powerful engine brake during F / C with a high compression ratio.
[0071]
In other words, according to the fourth embodiment, in order to avoid a sudden torque change immediately after the start of F / C, control is performed at a low compression ratio at the start of F / C, and after that, By returning to a high compression ratio from an appropriate time, it is possible to obtain a deceleration G by sufficient engine braking required by the driver while avoiding a sudden torque change.
[0072]
FIG. 22 is a time chart showing the fifth embodiment. In the fifth embodiment, in the fourth embodiment, the output of the target compression ratio correction amount calculation means 9 is provided with means for limiting the amount of change per time, and after the stipulated timer time has elapsed, the fifth embodiment In this way, the compression ratio is shifted to the normal target value while giving a limit (tθLmit) to the change speed when shifting to the normal target compression ratio.
[0073]
Also in the fifth embodiment, similarly to the fourth embodiment, it is possible to achieve both avoidance of torque fluctuation accompanying F / C and powerful engine braking during F / C. In particular, by providing the change speed limit as described above, it is possible to avoid the occurrence of excessive torque fluctuation when shifting to a high compression ratio in the middle of F / C. That is, the torque change in the case of going from the middle of F / C to the original high target compression ratio is minimized, and a smoother torque change can be obtained.
[0074]
FIG. 23 is a time chart showing the sixth embodiment. The sixth embodiment is a modification of the fourth and fifth embodiments, and causes the output of the target compression ratio correction amount calculating means 9 to follow the first-order lag with respect to the target compression ratio calculating means 1. It is a thing.
[0075]
By following the first delay, the torque change at the time of shifting to the high compression ratio is minimized. In particular, if the compression ratio correction amount is calculated based on the first-order delay and is controlled based on the first-order delay, there is an advantage that it can be realized more easily.
[0076]
The variable compression ratio mechanism is not limited to the multi-link piston-crank mechanism described above, and various types can be used.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall view of an engine including a multi-link type piston-crank mechanism serving as a variable compression ratio mechanism.
FIG. 2 is an explanatory view showing a hydraulic system for controlling a compression ratio control actuator.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing a hydraulic system for controlling a compression ratio control actuator.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a hydraulic system for controlling a compression ratio control actuator.
FIG. 5 is a block configuration diagram showing the first embodiment.
FIG. 6 is a flowchart showing target compression ratio calculation processing.
FIG. 7 is a flowchart showing a fuel cut condition determination process.
FIG. 8 is a flowchart showing processing of a target fuel injection amount.
FIG. 9 is a relationship diagram between an engine operation region and a target compression ratio.
FIG. 10 is a water temperature correction table for a target compression ratio.
FIG. 11 is a time chart according to the first embodiment.
FIG. 12 is a relationship diagram between a compression ratio and friction torque.
FIG. 13 is a block configuration diagram showing a second embodiment.
FIG. 14 is a flowchart of fuel cut condition determination processing according to the second embodiment.
FIG. 15 is a time chart according to the second embodiment;
FIG. 16 is a block configuration diagram showing a third embodiment.
FIG. 17 is a flowchart of fuel cut condition determination processing according to the third embodiment.
FIG. 18 is a time chart according to the third embodiment.
FIG. 19 is a block diagram showing a fourth embodiment.
FIG. 20 is a flowchart of target compression ratio calculation means and fuel cut condition determination means.
FIG. 21 is a time chart according to the fourth embodiment;
FIG. 22 is a time chart according to the fifth embodiment.
FIG. 23 is a time chart according to the sixth embodiment.
[Explanation of symbols]
1 ... Target compression ratio calculation means
2. Fuel cut (F / C) condition determination means
3 ... Target compression ratio calculation means in F / C
4. Target compression ratio correction (switching) means
5 ... Actual compression ratio detection means
6 ... F / C condition correction means
7: Deviation calculation means
8 ... F / C correction means
9: Target compression ratio correction amount calculation means
10: Target compression ratio correction means

Claims

Means for varying the compression ratio of the internal combustion engine according to operating conditions;
Means for shutting off the fuel supply during deceleration operation;
During deceleration operation, compression ratio control means for reducing the compression ratio to a low compression ratio;
During deceleration operation, fuel supply shut-off control means for shutting off the fuel supply after the low compression ratio is reached;
A control device for an internal combustion engine.

2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the compression ratio control means increases the compression ratio after the fuel supply is cut off by the fuel supply cutoff control means.

A variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine;
Target compression ratio calculation means for calculating the target compression ratio according to the operating conditions;
A fuel injection prohibition condition determination means for receiving an operation condition signal and determining a prohibition condition for fuel injection of the internal combustion engine;
Correction means for correcting the target compression ratio to the low compression ratio side when the fuel injection prohibition condition is satisfied;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:

A variable compression ratio mechanism capable of changing the compression ratio of the internal combustion engine;
Target compression ratio calculation means for calculating the target compression ratio according to the operating conditions;
A fuel injection prohibition condition determination means for receiving an operation condition signal and determining a prohibition condition for fuel injection of the internal combustion engine;
F / C target compression ratio calculation means for calculating a target compression ratio during prohibition of fuel injection;
Means for correcting or switching the target compression ratio to a target compression ratio for which fuel injection is prohibited when the fuel injection prohibition condition is satisfied;
A control apparatus for an internal combustion engine, comprising:

An actual compression ratio detecting means for detecting an actual compression ratio of the internal combustion engine controlled by the variable compression ratio mechanism;
Means for correcting the condition determination of the fuel injection prohibition condition determining means using the actual compression ratio, and determining whether or not the final fuel injection prohibition can be executed;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, further comprising:

An actual compression ratio detecting means for detecting an actual compression ratio of the internal combustion engine controlled by the variable compression ratio mechanism;
Deviation calculating means for obtaining a deviation between the target compression ratio of the F / C target compression ratio calculating means and the actual compression ratio when the fuel injection prohibition condition is satisfied;
F / C setting correction means for correcting the setting of fuel injection prohibition of the internal combustion engine based on this deviation;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, further comprising:

Target compression ratio correction amount calculating means for calculating a compression ratio correction amount for returning the compression ratio after the start of the fuel injection prohibition execution to the high compression ratio side based on the operating conditions and the target compression ratio of the target compression ratio calculating means; ,
Second target compression ratio correction means for correcting the target compression ratio during fuel injection prohibition using the compression ratio correction amount and giving a final target compression ratio;
The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 4, comprising:

8. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the compression ratio correction amount is given as a change amount per time being limited.

9. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 8, wherein the compression ratio correction amount is given as a first-order lag with respect to a target compression ratio of the target compression ratio calculation means.

The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 6, wherein the F / C setting correction means executes prohibition of fuel injection for some cylinders according to the deviation.