JP2008202541A - 内燃機関の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】 本発明は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御システムにおいて、始動期間中の排気温度を好適に高めて触媒の早期活性を図ることを課題とする。
【解決手段】本発明は、内燃機関の始動期間中において該内燃機関の慣性エネルギが所定値より高い時に、内燃機関の圧縮比を規定値より低い圧縮比まで低下させることにより、トルクの大幅な低下や機関回転速度の過剰な失速等を抑制しつつ、排気温度の上昇を図る。かかる発明によれば、内燃機関の排気通路に配置された触媒が排気の熱を受けて早期に活性する。その結果、内燃機関の排気エミッションを好適に低減させることが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御技術に関する。

従来、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の始動時に、圧縮比を低減させる技術が知られている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００４−１９７７４５号公報 特開２００６−５２６８２号公報

ところで、内燃機関から大気中へ放出される排気エミッションを低減させることを考慮すると、内燃機関の始動期間中に排気温度を可及的に高めて触媒の早期活性を図ることが有効である。

これに対し、内燃機関の始動期間中に該内燃機関の圧縮比を低下させることにより、排気温度の上昇を図る方法が考えられる。しかしながら、内燃機関の始動期間中に圧縮比が大幅に低くされると、混合気の燃焼安定性が低下してトルクの低下や機関回転速度の過剰な失速等が誘発される。

本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御システムにおいて、始動期間中の排気温度を好適に高めて触媒の早期活性を図る技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の始動期間中において、該内燃機関の慣性エネルギが十分に高いことを条件に圧縮比の可及的な低下を図るようにした。

詳細には、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、内燃機関の始動期間中に該内燃機関の慣性エネルギを取得する取得手段と、前記取得手段により取得される慣性エネルギが所定値を超えている時に圧縮比を規定値より低下させる超低圧縮比処理を実行する制御手段と、を備えることを特徴とする。

尚、ここでいう「規定値」とは、始動期間中の燃焼安定性を損ない最低の圧縮比に相当する値である。また、ここでいう「始動期間」とは、クランキング開始から機関回転数が目標アイドル回転数に収束するまでの期間を含む概念である。

本発明にかかる内燃機関の制御システムは、内燃機関の始動期間中において該内燃機関の慣性エネルギが所定値より高い時に限り超低圧縮比処理を実行する。超低圧縮比処理の実行により内燃機関の圧縮比が規定値より低下すると、混合気の燃焼が緩慢になる。その結果、排気温度が上昇する。排気温度が上昇すると、内燃機関の排気通路に配置された触媒が早期に活性する。

ところで、内燃機関の圧縮比が規定値より低下すると、混合気の燃焼安定性が低下してトルクの大幅な低下や機関回転速度の過剰な失速等を伴う可能性がある。しかしながら、本発明の内燃機関の制御システムは、内燃機関の慣性エネルギが十分に高い時に限り超低
圧縮比処理を行うため、トルクの低下や機関回転速度の失速を抑制することができる。

従って、本発明にかかる内燃機関の制御システムによれば、内燃機関の始動期間中にトルクの大幅な低下や機関回転速度の過剰な失速を伴うことなく、排気温度を上昇させることができる。その結果、触媒の早期活性が図られる。

本発明にかかる内燃機関の制御システムにおいて、所定値は、内燃機関の回転速度が目標アイドル回転速度に収束している時の慣性エネルギ（以下、「基準慣性エネルギ」と称する）以上の大きさに設定されるようにしてもよい。

この場合、超圧縮比制御は、内燃機関の慣性エネルギが基準慣性エネルギを上回っている時に実行されることになる。その結果、超圧縮比制御の実行により内燃機関の燃焼安定性が低下しても、機関回転数が目標アイドル回転数を下回り難くなる。

尚、可変圧縮比機構は、制御手段からの指示を受けた時点から指示通りの動作を完了する時点までに応答遅れを生じる。制御手段が可変圧縮比機構の応答遅れを考慮せずに超低圧縮比処理を行うと、慣性エネルギが所定値以下の時に内燃機関の圧縮比が規定値を下回る事態が発生し得る。

例えば、超低圧縮比処理の実行を終了させる場合に、慣性エネルギが所定値以下になった時点で制御手段から可変圧縮比機構に対する指示（内燃機関の圧縮比を規定値以上の圧縮比に復帰させるための指示）が行われると、慣性エネルギが所定値以下になった後に圧縮比が規定値未満となる期間が生じる。

これに対し、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、可変圧縮比機構の応答遅れの長さを推定する推定手段を更に備え、制御手段が前記推定手段の推定値に応じて超低圧縮比処理の実行時期を変更してもよい。尚、ここでいう「実行時期」は、制御手段が可変圧縮比機構に対する指示を行う時期である。

かかる構成によれば、超低圧縮比処理が終了される場合に、慣性エネルギが所定値以下となった後に圧縮比が規定値未満となる期間が生じなくなる。

可変圧縮比機構の応答遅れの長さは、以下のような方法により推定されてもよい。

可変圧縮比機構が油圧により駆動される機構である場合は、推定手段は、油温が低くなるほど応答遅れが長くなるとともに、油温が高くなるほど応答遅れが短くなると推定する。

可変圧縮比機構が電力により駆動される機構である場合は、推定手段は、バッテリ電圧が低くなるほど応答遅れが長くなるとともに、バッテリ電圧が高くなるほど応答遅れが短くなると推定する。

また、本発明にかかる内燃機関の制御システムにおいて、制御手段は、推定手段の推定値に応じて超低圧縮比処理の実行時期を変更する代わりに、推定手段の推定値に応じて超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比を変更するようにしてもよい。

可変圧縮比機構の応答遅れは、該可変圧縮比機構の作動量が多くなるほど長くなる。このため、超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比が高くなるほど、可変圧縮比機構の作動量が少なくなるとともに応答遅れが短くなる。よって、油温やバッテリ電圧等から定まる可変圧縮比機構の応答遅れの長さに応じて超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比が変更されると
、超低圧縮比処理の実行時期が変更された場合と同様の効果を得ることができる。

尚、本発明にかかる内燃機関の制御システムは、推定手段の代わりに、油温或いはバッテリ電圧を検出する検出手段を備え、制御手段が検出手段の検出値に応じて超低圧縮比処理の実行時期或いは超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比を変更してもよい。

本発明によれば、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、始動期間中の排気温度を好適に高めることができる。その結果、触媒の早期活性が図られる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図１３に基づいて説明する。図１は、本発明にかかる内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。

図１に示す内燃機関１は、複数の気筒２を有する４ストロークサイクルの火花点火式の内燃機関（ガソリンエンジン）である。内燃機関１の気筒２は、吸気ポート３を介して吸気通路３０に接続されるとともに、排気ポート４を介して排気通路４０に接続されている。

吸気ポート３には、気筒２内へ向かって燃料を噴射する燃料噴射弁５が設けられている。吸気通路３０には、該吸気通路３０内を流通する空気量を制御するスロットル弁６が設けられている。スロットル弁６より上流の吸気通路３０には、該吸気通路３０を流れる空気量を測定するエアフローメータ８が設けられている。

一方、排気通路４０には、排気浄化装置９が配置されている。排気浄化装置９は、三元触媒や吸蔵還元型ＮＯｘ触媒等を具備し、所定の活性温度域にある時に排気を浄化する。

また、内燃機関１には、気筒２内に臨む吸気ポート３の開口端を開閉する吸気弁１０と、気筒２内に臨む排気ポート４の開口端を開閉する排気弁１１が設けられている。これら吸気弁１０と排気弁１１は、吸気側カムシャフト１２と排気側カムシャフト１３によりそれぞれ開閉駆動される。

気筒２の上部には、該気筒２内の混合気に点火する点火プラグ１４が配置されている。また、気筒２内にはピストン１５が摺動自在に挿入されている。ピストン１５はコネクティングロッド１６を介してクランクシャフト１７と接続されている。

クランクシャフト１７の近傍には、該クランクシャフト１７の回転角度を検出するクランクポジションセンサ１８が配置されている。更に、内燃機関１には、該内燃機関１を循環する冷却水の温度を測定する水温センサ１９が取り付けられている。

また、吸気側カムシャフト１２には、クランクシャフト１７に対する該吸気側カムシャフト１２の回転位相を変更する可変動弁機構１２０が取り付けられている。

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ２０が併設されている。ＥＣＵ２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えた電子制御ユニットである。このＥＣＵ２０は、前述したエアフローメータ８、クランクポジションセンサ１８、及び水温センサ１９等の各種センサと電気的に接続され、各種センサの測定値を入力可能になっている。

ＥＣＵ２０は、前記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁５、スロットル弁６、点火プラグ１４、及び可変動弁機構１２０を電気的に制御する。例えば、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の始動期間中に排気温度を上昇させる昇温制御を行う。

以下、本実施例における昇温制御について述べる。

内燃機関１が冷間始動される場合等は、排気浄化装置９の温度が活性温度域に達していない。このため、内燃機関１の始動時および／または始動直後は、該内燃機関１の排気エミッションが排気浄化装置９で浄化されることなく大気中へ放出される。

よって、内燃機関１の始動時および／または始動直後の排気エミッションを低減させるためには、排気浄化装置９の早期活性が有効である。排気浄化装置９を早期に活性させる方法としては、内燃機関１の圧縮比を低下させる方法が考えられる。

内燃機関１の圧縮比が低下した場合は、混合気の燃焼速度が低下する。混合気の燃焼速度が低下すると、内燃機関１から排出される排気の温度が上昇する。排気温度が上昇すると、排気から排気浄化装置９へ伝達される熱量が増加するため、排気浄化装置９の昇温が促進される。

但し、内燃機関１の始動期間中に圧縮比が大幅に低下すると、混合気の燃焼安定性が損なわれ、トルクの低下や機関回転速度の過剰な失速等を招く虞がある。

図２は、圧縮比の変化に対するトルク変動の大きさと排気温度の変化を示す図である。内燃機関１の排気温度は、圧縮比が低くなるにつれて上昇してピーク値Ｔｅｍａｘに達する。排気温度がピーク値Ｔｅｍａｘに達した後は、圧縮比の低下に伴って排気温度が低下する。

排気温度がピーク値Ｔｅｍａｘに達する時の圧縮比（以下、「ピーク時圧縮比」と称する）ＣＲｔｒｇは、トルク変動の大きさが許容限界値より大きくなる領域（トルク変動悪化領域）に属する。

従って、内燃機関１の始動期間中に該内燃機関１の圧縮比がピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇまで低下させられると、トルクの大幅な低下によりトルク変動の大きさが許容限界値を超えるとともに、機関回転速度の大幅な失速により機関回転変動も過大になる虞がある。

これに対し、混合気の燃焼安定性が損なわれない範囲内に圧縮比を制限する方法が考えられる。例えば、図２においてトルク変動値が許容限界値と同等になる圧縮比（規定値）ＣＲｍｉｎを始動期間中の圧縮比に設定する方法が考えられる。

しかしながら、始動期間中の圧縮比が前記圧縮比ＣＲｍｉｎに制限されると、排気温度の上昇量が少なくなるため、排気浄化装置９を早期に活性させることは困難となる。

そこで、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の始動期間中において該内燃機関１の慣性エネルギが十分に大きい時に限り、圧縮比をピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇまで低下させる処理（超低圧縮比処理）を行うようにした。

図３は、内燃機関１の始動期間中における慣性エネルギＥｅの推移を示す図である。図３において、内燃機関１の始動開始から初爆発生までの期間（クランキング期間）は、慣性エネルギＥｅが非常に小さい。このため、クランキング期間中の圧縮比は、前記規定値
ＣＲｍｉｎに制限されることが好ましい。

初爆発生後の連爆期間は、慣性エネルギＥｅが徐々に上昇する。但し、連爆期間中は混合気の着火性及び燃焼安定性が低い。このため、連爆期間中の圧縮比も前記規定値ＣＲｍｉｎに制限されることが好適である。

内燃機関１が完爆した直後は、慣性エネルギＥｅが過大となり、機関回転数が目標アイドル回転数（この場合は、ファーストアイドル回転数の目標値）を超えて過上昇する期間（吹き上がり期間）が生じる。このため、内燃機関１の完爆直後の吹き上がり期間に超低圧縮比処理が行われると、超低圧縮比処理に起因したトルクの低下や機関回転速度の失速は余剰の慣性エネルギによって相殺される。

従って、内燃機関１が完爆した直後の慣性エネルギＥｅが過大となる時（吹き上がり期間）に超低圧縮比処理が実行されても前述したような不具合を発生することなく、排気温度を上昇させることができる。更に、超低圧縮比処理の実行により機関回転数の過上昇が軽減されるため、機関回転数の過上昇による振動や騒音の増加を低減することもできる。

内燃機関１が完爆した時期を判別する方法としては、内燃機関１の慣性エネルギＥｅが所定値を超えたことを条件に内燃機関１が完爆したと判定する方法を例示することができる。その際の所定値としては、機関回転数が目標アイドル回転数に収束している時の慣性エネルギ（基準慣性エネルギ）Ｅｂａｓｅを用いることができる。基準慣性エネルギＥｂａｓｅは、予め実験的に求めておくようにしてもよい。

また、内燃機関１の圧縮比を変更する方法としては、燃焼室容積（ピストン１５が上死点に位置する時の気筒２内の容積）とピストン１５が下死点に位置する時の気筒２内の容積との比（機械圧縮比）を変更する方法、或いは燃焼室容積と吸気弁１０が閉弁した時の気筒２内の容積との比（有効圧縮比）を変更する方法を例示することができる。

機械圧縮比を変更する方法としては、クランクケースとシリンダブロックとの相対位置を変更する機構や、コネクティングロッドの長さを変更する機構等を利用する方法を例示することができる。

有効圧縮比を変更する方法としては、可変動弁機構を利用して吸気弁１０の閉弁時期を変更する方法を例示することができる。

本発明の内燃機関の制御システムは、機械圧縮比を変更する方法と有効圧縮比を変更する方法との何れの方法も利用可能であるが、以下では可変動弁機構１２０を利用して有効圧縮比を変更する例について述べる。この場合、可変動弁機構１２０は、本発明にかかる可変圧縮比機構に相当する。

図４は、可変動弁機構１２０を利用して有効圧縮比を低下させる方法を模式化した図である。図４中の一点破線は圧縮比がピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇに設定される時の吸気弁１０の開弁期間を示し、図４中の破線は圧縮比が規定値ＣＲｍｉｎに設定される時の吸気弁１０の開弁期間を示す。

吸気弁１０の閉弁時期（ＩＶＣ）が遅角された場合は、吸気弁１０が閉弁した時の気筒２内の容積が減少する。その結果、内燃機関１の有効圧縮比が低下する。従って、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の圧縮比をピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇに低下させる場合は、圧縮比が規定値ＣＲｍｉｎに設定される場合より吸気弁１０の閉弁時期（ＩＶＣ）を遅角させればよい。

ところで、可変動弁機構１２０は、ＥＣＵ２０の指示を入力した時点から指示通りの動作を完了する時点までに応答遅れを生じる。ＥＣＵ２０が可変動弁機構１２０の応答遅れを考慮せずに超低圧縮比処理を行うと、慣性エネルギＥｅが基準慣性エネルギＥｂａｓｅ以下の時に圧縮比が規定値ＣＲｍｉｎ未満となる事態が発生し得る。

例えば、ＥＣＵ２０が超低圧縮比処理を終了させる際に、慣性エネルギＥｅが基準慣性エネルギＥｂａｓｅ以下に低下したことをトリガにしてＥＣＵ２０から可変動弁機構１２０へ指示信号が出力されると、慣性エネルギＥｅが基準慣性エネルギＥｂａｓｅ以下になった後に圧縮比が規定値ＣＲｍｉｎ未満となる期間が生じる。

これに対し、本実施例の昇温制御では、可変動弁機構１２０の応答遅れの長さに応じて、超低圧縮比処理の実行終了時期（すなわち、有効圧縮比をピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇから規定値ＣＲｍｉｎへ変更させる指示信号がＥＣＵ２０から出力される時期）が変更されるようにした。

具体的には、図５に示すように、超低圧縮比処理の実行終了時期は、慣性エネルギＥｅが判定基準値Ｅｃｒ以下となった時期（図５中のｔ１）に定められる。判定基準値Ｅｃｒ値は基準慣性エネルギＥｂａｓｅに所定量αを加算した値（＝Ｅｂａｓｅ＋α）であり、前記所定量αは可変動弁機構１２０の応答遅れの長さに応じて増減される。

可変動弁機構１２０の応答遅れは、例えば、以下のような方法により推定される。

可変動弁機構１２０が油圧により駆動される機構である場合は、該可変動弁機構１２０の応答遅れは、図６に示すように、油温が低くなるほど長くなるとともに、油温が高くなるほど短くなる。

可変動弁機構１２０が電動モータにより駆動される機構である場合は、該可変動弁機構１２０の応答遅れは、図７に示すように、バッテリ電圧が低くなるほど長くなるとともに、バッテリ電圧が高くなるほど短くなる。

よって、所定量αは、図６或いは図７に基づいて推定された応答遅れの長さが長くなるほど大きな値になるとともに、前記応答遅れの長さが短くなるほど小さな値になる（図８を参照）。これは、可変動弁機構１２０の応答遅れが長くなるほど前記判定基準値Ｅｃｒが大きな値になるとともに、可変動弁機構１２０の応答遅れが短くなるほど前記判定基準値Ｅｃｒが小さな値になることを意味する。

その結果、超低圧縮比処理の実行終了時期は、可変動弁機構１２０の応答遅れが長くなるほど早い時期になるとともに、可変動弁機構１２０の応答遅れが短くなるほど遅い時期になる。

このように超低圧縮比処理の実行終了時期が調整されると、慣性エネルギＥｅが基準慣性エネルギＥｂａｓｅより低くなる前に内燃機関１の圧縮比が規定値ＣＲｍｉｎ以上へ復帰可能となる。

尚、所定量αは、図９又は図１０に示すように、油温或いはバッテリ電圧をパラメータとして定められてもよい。すなわち、所定量αは、油温或いはバッテリ電圧が低くなるほど大きな値にされるとともに、油温或いはバッテリ電圧が高くなるほど小さな値にされてもよい。

次に、本実施例における昇温制御の実行手順について図１１のフローチャートに沿って説明する。図１１は、本実施例における昇温制御ルーチンを示すフローチャートである。昇温制御ルーチンは、予めＥＣＵ２０のＲＯＭに記憶されており、ＥＣＵ２０によって周期的に実行される。

昇温制御ルーチンでは、ＥＣＵ２０は先ずＳ１０１において内燃機関１の始動期間中であるか否かを判別する。この判別方法としては、例えば、内燃機関１の始動開始時（クランキング開始時）に“０”がセットされ、内燃機関１の始動完了時に“１”へ書き換えられるフラグを利用する方法を例示することができる。

前記Ｓ１０１において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、本ルーチンの実行を終了する。一方、前記Ｓ１０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０２へ進む。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ２０は、目標アイドル回転数を演算する。具体的には、ＥＣＵ２０は、水温センサ１９の測定値（冷却水温度ｔｈｗ）と図１２に示すマップとに基づいて目標アイドル回転数を演算する。図１２において、目標アイドル回転数は、冷却水温度ｔｈｗが所定温度ｔｈｗ１以上となる領域（暖機完了領域）では一定値に固定される。一方、冷却水温度ｔｈｗが前記所定温度ｔｈｗ１未満となる領域（暖機運転領域）では、冷却水温度ｔｈｗが低くなるほど目標アイドル回転数が高く設定される。尚、所定温度ｔｈｗ１は、内燃機関１の暖機が完了したとみなすことができる冷却水温度である。

ここで図１１に戻り、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０３では、前記Ｓ１０２で求められた目標アイドル回転数に基づいて基準慣性エネルギＥｂａｓｅを演算する。目標アイドル回転数と基準慣性エネルギＥｂａｓｅとの関係は、予め実験的に求めておくようにしてもよい。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ２０は、ピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇを演算する。ピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇは、気筒２内の温度に応じて変化するため、気筒２内の温度をパラメータとして演算されてもよい。その際、気筒２内の温度は冷却水温度ｔｈｗと相関するため、ＥＣＵ２０は、冷却水温度ｔｈｗとピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇとの関係を定めたマップ（例えば、図１３を参照）に基づいてピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇを演算してもよい。

Ｓ１０５では、ＥＣＵ２０は、現在の内燃機関１の慣性エネルギＥｅを演算する。慣性エネルギＥｅは、以下の式に基づいて算出することができる。
Ｆ＝１／２＊Ｉ＊ω

上記の式において、Ｉは内燃機関１の可動部の慣性質量であり、ωはクランクシャフト１７の角速度である。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０３で求められた基準慣性エネルギＥｂａｓｅと前記Ｓ１０５で求められた慣性エネルギＥｅとを比較する。すなわち、ＥＣＵ２０は、前記慣性エネルギＥｅが前記基準慣性エネルギＥｂａｓｅより大きいか否かを判別する。

前記Ｓ１０６において否定判定された場合（Ｅｅ≦Ｅｂａｓｅ）は、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０５へ戻る。前記Ｓ１０６において肯定判定された場合（Ｅｅ＞Ｅｂａｓｅ）は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０７へ進む。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ２０は、超低圧縮比処理の実行を開始する。すなわち、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の有効圧縮比が前記Ｓ１０４で決定されたピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇまで低下するように可変動弁機構１２０の制御を開始する。

尚、本ルーチンでは、超低圧縮比処理の実行開始時期は、可変動弁機構１２０の応答遅れを考慮せずに決定されている。これは、可変動弁機構１２０の応答遅れを考慮して超低圧縮比処理実行開始時期が決定されると、内燃機関１が完爆する前に超低圧縮比処理が開始され、それにより内燃機関１が完爆し難くなる可能性があるからである。

Ｓ１０８では、ＥＣＵ２０は、前述した図６〜図１０の何れかのマップを用いて判定基準値Ｅｃｒを演算する。

Ｓ１０９では、ＥＣＵ２０は、現時点における内燃機関１の慣性エネルギＥｅを再度演算する。

Ｓ１１０では、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０８で求められた判定基準値Ｅｃｒと前記Ｓ１０９で求められた慣性エネルギＥｅとを比較する。すなわち、ＥＣＵ２０は、前記慣性エネルギＥｅが前記判定基準値Ｅｃｒ以下に低下したか否かを判別する。

前記Ｓ１１０において否定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、前記Ｓ１０９以降の処理を再度実行する。一方、前記Ｓ１１０において肯定判定された場合は、ＥＣＵ２０は、Ｓ１１１へ進む。

Ｓ１１１では、ＥＣＵ２０は、超低圧縮比処理の実行を終了する。すなわち、ＥＣＵ２０は、内燃機関１の有効圧縮比を規定値ＣＲｍｉｎまで上昇させるべく、可変動弁機構１２０に対する指示信号を出力する。

この場合、内燃機関１の慣性エネルギＥｅが基準慣性エネルギＥｂａｓｅ以下へ低下する前に、可変動弁機構１２０が動作し始めることになる。その結果、内燃機関１の慣性エネルギＥｅが基準慣性エネルギＥｂａｓｅ以下へ低下する以前に、内燃機関１の有効圧縮比が規定値ＣＲｍｉｎに復帰する。

以上述べたようにＥＣＵ２０が図１１の昇温制御ルーチンを実行すると、本発明にかかる取得手段、制御手段、及び推定手段が実現される。

従って、本実施例の内燃機関の制御システムによれば、内燃機関１の始動期間中においてトルクの大幅な低下や機関回転速度の過剰な失速を伴うことなく、排気温度を上昇させることができる。その結果、排気浄化装置９を早期に活性させることが可能となる。また、超低圧縮比処理の実行により排気温度が高められると、排気中の未燃燃料成分と酸素が排気浄化装置９に依存することなく反応することも期待できる。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図１４〜図１５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では可変動弁機構１２０の応答遅れの長さに応じて超低圧縮比処理の実行時期を変更する例について述べたが、本実施例では可変動弁機構１２０の応答遅れの長さに応じて超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比を変更する例について述べる。

可変動弁機構１２０の応答遅れは、該可変動弁機構１２０の作動量が多くなるほど長くなる。このため、超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比が高くなるほど可変動弁機構１２０の作動量が減少するとともに応答遅れが短くなる。

そこで、ＥＣＵ２０は、油温やバッテリ電圧等から定まる可変動弁機構１２０の応答遅れが長くなるほど、超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比を高くする。このように超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比が定められると、油温やバッテリ電圧等に起因した応答遅れの増減が可変動弁機構１２０の作動量の増減により相殺される。

以下、超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比を決定する方法について述べる。

前述した第１の実施例では、超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比は、ピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇに固定される。これに対し、本実施例では、ピーク時圧縮比ＣＲｔｒｇから所定量βを減算した値（＝ＣＲｔｒｇ＋β）が超低圧縮比処理実行時の目標圧縮比として設定される。

前記した所定量βは、図１４又は図１５に示すように、油温又はバッテリ電圧が低くなるほど大きくされるとともに、油温又はバッテリ電圧が高くなるほど小さくされる。

このように所定量βが定められると、油温やバッテリ電圧が低くなるほど目標圧縮比が高くなるとともに可変動弁機構１２０の作動量が少なくなる。その結果、油温やバッテリ電圧等に起因した応答遅れの増減が作動量の増減により相殺される。

本発明にかかる内燃機関の制御システムの概略構成を示す図である。 内燃機関の圧縮比の変化に対するトルク変動と排気温度の変化を示す図である。 内燃機関の始動期間における慣性エネルギの推移を示す図である。 可変動弁機構を利用して内燃機関の圧縮比を変更する方法を示す図である。 超低圧縮比処理の実行終了時期を示す図である。 可変動弁機構の応答遅れの長さと油温との関係を示す図である。 可変動弁機構の応答遅れの長さとバッテリ電圧との関係を示す図である。 所定量αと可変動弁機構の応答遅れの長さとの関係を示す図である。 所定量αと油温との関係を示す図である。 所定量αとバッテリ電圧との関係を示す図である。 実施例１における昇温制御ルーチンを示すフローチャートである。 目標アイドル回転数と冷却水温度との関係を示す図である。 ピーク時圧縮比と冷却水温度との関係を示す図である。 所定量βと油温との関係を示す図である。 所定量βとバッテリ電圧との関係を示す図である。

符号の説明

１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
３・・・・・吸気ポート
４・・・・・排気ポート
５・・・・・燃料噴射弁
６・・・・・スロットル弁
８・・・・・エアフローメータ
９・・・・・排気浄化装置
１４・・・・点火プラグ
１５・・・・ピストン
１６・・・・コネクティングロッド
１７・・・・クランクシャフト
１８・・・・クランクポジションセンサ
１９・・・・水温センサ
２０・・・・ＥＣＵ
３０・・・・吸気通路
４０・・・・排気通路
１２０・・・可変動弁機構

Claims (4)

1. 内燃機関の圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、
   内燃機関の始動期間中に該内燃機関の慣性エネルギを取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得される慣性エネルギが所定値を超えている時に、前記可変圧縮比機構を利用して内燃機関の圧縮比を規定値より低下させる超低圧縮比処理を行う制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の制御システム。
2. 請求項１において、前記可変圧縮比機構の応答遅れの長さを推定する推定手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記推定手段の推定値に応じて前記超低圧縮比処理の実行時期を変更することを特徴とする内燃機関の制御システム。
3. 請求項１において、前記可変圧縮比機構の応答遅れの長さを推定する推定手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記推定手段の推定値に応じて前記超圧縮比処理の実行時における目標圧縮比を変更することを特徴とする内燃機関の制御システム。
4. 請求項１〜３の何れか一において、前記所定値は、前記内燃機関の回転速度が目標アイドル回転速度に収束している時の慣性エネルギと同等以上の値であることを特徴とする内燃機関の制御システム。

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