JP2009215995A - 可変圧縮比エンジンの制御装置及び制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】燃焼安定性を悪化させることなく、排気昇温することができる可変圧縮比エンジンの制御装置及び制御方法を提供する。
【解決手段】可変圧縮比エンジン１００の制御装置は、エンジン１００の燃焼室内の混合気に点火する点火装置７と、燃焼室４から排出される排気を浄化する触媒３３と、エンジン１００のピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする圧縮比可変機構４０と、触媒３３の触媒温度が活性化温度よりも低いか否かを判定する触媒温度判定手段Ｓ１０３と、エンジン始動時に触媒温度が活性化温度よりも低い場合には、圧縮比可変機構４０によって圧縮比を高圧縮比側に設定するとともに、点火装置７の点火時期を遅角して、排気温度が昇温するようにアイドル運転する排気昇温時アイドル制御手段Ｓ１０４と、を備える。これにより、燃焼安定性を悪化させることなく排気昇温することができ、触媒３３の早期活性化を図ることが可能となる。
【選択図】図２

Description

本発明は、運転状態に応じて圧縮比を変更する可変圧縮比エンジンの制御装置及び制御方法に関する。

従来から、排気の排気温度を上昇（以下「排気昇温」という）させて触媒の早期活性化を図るエンジンが広く知られている（例えば、特許文献１）。

特許文献１に記載のエンジンは、電磁式アクチュエータによって開閉駆動される吸気弁と排気弁とを備え、エンジン冷間始動時における暖気運転中に、排気弁の開弁時期を進角させるとともに吸気弁の閉弁時期を遅角させて排気昇温する。
特開平１０−３７７７３号公報

しかしながら、特許文献１に記載のエンジンのように、吸気弁の閉弁時期を遅角すると実圧縮比が低下するので、燃焼安定性が悪化するという問題がある。

そこで、本発明は、このような従来の問題点に着目してなされたものであり、燃焼安定性を悪化させることなく、排気昇温することができる可変圧縮比エンジンの制御装置及び制御方法を提供することを目的とする。

本発明は以下のような解決手段によって、前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明の可変圧縮比エンジン（１００）の制御装置は、エンジン（１００）の燃焼室内の混合気に点火する点火装置（７）と、燃焼室（４）から排出される排気を浄化する触媒（３３）と、エンジン（１００）のピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする圧縮比可変機構（４０）と、触媒（３３）の触媒温度が活性化温度よりも低いか否かを判定する触媒温度判定手段（Ｓ１０３）と、エンジン始動時に触媒温度が活性化温度よりも低い場合には、圧縮比可変機構（４０）によって圧縮比を高圧縮比側に設定するとともに、点火装置（７）の点火時期を遅角して、排気温度が昇温するようにアイドル運転する排気昇温時アイドル制御手段（Ｓ１０４）と、を備える。

本発明によれば、エンジン始動時のアイドル運転中に触媒温度が活性化温度に達していない場合には、可変圧縮比エンジンの圧縮比を高圧縮比側に設定して、点火装置の点火時期を遅角するので、燃焼安定性を悪化させることなく排気昇温することができ、触媒の早期活性化を図ることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。

（第１実施形態）
図１は、可変圧縮比エンジンを示す概略構成図である。

可変圧縮比エンジン１００は、直列４気筒エンジンである。可変圧縮比エンジン１００は、シリンダヘッド１に吸気ポート２と排気ポート３とを形成する。この吸気ポート２と排気ポート３はそれぞれ燃焼室４と連通する。

吸気ポート２には、吸気マニホールド２１が接続する。この吸気マニホールド２１には吸気通路２２が接続する。吸気通路２２は、外部から取り入れた新気（吸気）を、吸気マニホールド２１を介して各気筒の吸気ポート２に流す。吸気通路２２には、吸気量を調整するためのスロットルバルブ２３が配置される。スロットルバルブ２３は、吸気通路２２の吸気流通面積を変化させることによって燃焼室４に導入される吸気量を調整する。

上記した吸気マニホールド２１には、気筒毎に燃料噴射弁２４が設置される。燃料噴射弁２４は、エンジン運転状態に応じた燃料を吸気ポート内に噴射して混合気を形成する。

一方、排気ポート３には、各気筒から排出された排気を集合させる排気マニホールド３１が接続する。この排気マニホールド３１には排気通路３２が接続する。排気通路３２には、触媒３３と温度センサ３４とが配置される。

触媒３３は、三元触媒であって、可変圧縮比エンジン１００から排出された排気を浄化する。触媒３３は、排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減する。

温度センサ３４は、触媒３３よりも下流側の排気通路３２に設けられる。温度センサ３４は、排気通路３２を流れる排気の温度を検出する。

また、可変圧縮比エンジン１００は、吸気ポート２を開閉する吸気バルブ５と、排気ポート３を開閉する排気バルブ６とをシリンダヘッド１に備える。

吸気バルブ５は、吸気カムシャフト５ａによって駆動される。排気バルブ６は、排気カムシャフト６ａによって駆動される。そして、吸気バルブ５が吸気ポート２を開くと、吸気ポート内に形成された混合気が燃焼室４に導入される。燃焼室内の混合気は、燃焼室４の上方に設置された点火プラグ７によって点火されて燃焼する。その後、排気バルブ６が排気ポート３を開くと、燃焼により生じた排気が排気ポート３に排出される。この排気は排気マニホールド３１から排気通路３２に流れ込み、触媒３３によって浄化されて外部に放出される。

可変圧縮比エンジン１００は、ピストン上死点位置を変化させて機械圧縮比（以下、「圧縮比」という）を変更する圧縮比可変機構４０を備える。圧縮比可変機構４０は、ピストン４１とクランクシャフト４２とをアッパリンク４３、ロアリンク４４で連結し、コントロールリンク４５によってロアリンク４４の姿勢を制御することで圧縮比を変更する。

アッパリンク４３は、上端でピストンピン４６を介してピストン４１に連結する。アッパリンク４３は、下端で連結ピン４７を介してロアリンク４４の一端に連結する。ロアリンク４４の他端は、連結ピン４８を介してコントロールリンク４５に連結する。ロアリンク４４は、図中左右の２部材から分割可能に構成され、ほぼ中央に連結孔４４ａを有する。ロアリンク４４は、連結孔４４ａにクランクシャフト４２のクランクピン４２ａを挿入し、クランクシャフト４２のクランクピン４２ａを中心軸として揺動する。

クランクシャフト４２は、クランクピン４２ａ、ジャーナル４２ｂ及びカウンターウェイト４２ｃを備える。クランクピン４２ａの中心はジャーナル４２ｂの中心から所定量偏心している。カウンターウェイト４２ｃは、クランクアームに一体形成されて、ピストン運動の回転１次振動成分を低減する。

コントロールリンク４５は、上端で連結ピン４８を介してロアリンク４４に対して回動自在に連結する。また、コントロールリンク４５の下端は、クランクシャフト４２と平行に配置されるコントロールシャフト５１の偏心軸５１ａに連結する。偏心軸５１ａはコントロールシャフト５１の回転中心から所定量偏心している。そして、コントロールリンク４５が、その偏心軸５１ａを軸心として揺動する。

コントロールシャフト５１の回転角は、駆動モータ６０によって制御される。駆動モータ６０は電動モータであって、回転軸６１の先端にギア６２を有する。このギア６２は、コントロールシャフト５１の外周に設けられたギア５１ｂに噛合する。

上記のように構成される可変圧縮比エンジン１００では、ピストン４１の往復運動はアッパリンク４３に伝達され、ロアリンク４４を介してクランクシャフト４２の回転運動に変化される。ロアリンク４４は、クランクピン４２ａを中心軸として揺動しながら、クランクシャフト４２の中心に対して図中反時計回りに回転する。ロアリンク４４に連結するコントロールリンク４５は、下端に連結するコントロールシャフト５１の偏心軸５１ａを支点として揺動する。駆動モータ６０によってギア６２が回転してコントロールシャフト５１が回転すると、偏心軸５１ａが移動する。この偏心軸５１ａが移動すると、コントロールリンク４５の揺動中心が変化するので、アッパリンク４３及びロアリンク４４の姿勢を変えることができる。そのため、可変圧縮比エンジン１００では、ピストン４１の上死点位置を所定の範囲内で任意に調整でき、圧縮比を変更することができる。

この可変圧縮比エンジン１００は、エンジン運転状態に応じて圧縮比を変更したり、点火時期を調整したりするためにコントローラ７０を備える。

コントローラ７０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏインタフェースを有する。このコントローラ７０には、温度センサ３４や、エンジンの冷却水の温度を検出する水温センサ７１、クランクシャフト４２の基準回転位置で基準クランク位置信号を出力するクランク角度センサ７２などのエンジン運転状態を検出する各種センサの出力が入力する。コントローラ７０はこれら出力に基づいて、駆動モータ６０を制御して圧縮比可変機構４０によって圧縮比を変更したり、点火プラグ７を制御して点火時期を調整したりする。

ところで、可変圧縮比エンジン１００の冷間始動時に、触媒３３の触媒温度が活性化温度に到達していない場合には、触媒３３の排気浄化効率が悪化するという問題がある。

そこで、可変圧縮比エンジン１００では、冷間始動時にエンジン運転状態に応じて圧縮比と点火時期とを調整することによって、燃焼安定性を悪化させることなく、触媒３３が早期に活性化するように排気温度を上昇させる。また、可変圧縮比エンジン１００は、エンジンを冷却する冷却水を利用して車室内を暖房するヒータ７３を有し、ヒータ７３をエンジン始動後の早い時期に作動させることができるように冷却水温度を上昇させる。

次に、図２〜図６を参照して、エンジン冷間始動時のアイドル運転中における可変圧縮比エンジン１００の制御ついて説明する。

図２は、コントローラ７０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御はエンジン運転開始ともに実施され、一定周期（例えば１０ミリ秒周期）でエンジン運転終了まで実施される。

ステップＳ１０１では、コントローラ７０は、スタータモータが駆動されてクランキングが開始されたか否かを判定する。クランキングが開始された場合にはステップＳ１０２に移り、クランキングが開始されていない場合には処理を終了する。

ステップＳ１０２では、コントローラ７０は、可変圧縮比エンジン１００において初爆が行われたか否かを判定する。この判定は、クランク角度センサ７２の検出値から求められるエンジン回転速度変化量に基づいて行われる。そして、エンジン始動後に初爆が検出された場合にはステップＳ１０３に移り、それ以外の場合には処理を終了する。

ステップＳ１０３では、コントローラ７０は、触媒３３の触媒温度Ｔｃが活性化温度である所定温度Ｔ₁よりも高くなっているか否かを判定する。触媒温度Ｔｃは、排気通路３２に配置した温度センサ３４によって検出される排気温度に基づいて算出することができる。そして、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔ₁よりも低い場合には、触媒３３は活性化していないと判定してステップＳ１０４に移る。これに対して、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔ₁よりも高くなっている場合には、触媒３３は活性化していると判定してステップＳ１０５に移る。

なお、上記した触媒温度Ｔｃは、温度センサ３４の検出値から間接的に求めるのではなく、触媒３３に温度センサを設けて直接触媒３３の温度を検出するようにしてもよい。

ステップＳ１０４では、コントローラ７０は、排気温度を上昇させるために排気昇温時アイドル制御を実行し、処理を終了する。この排気昇温時アイドル制御の詳細については、図３を参照して後述する。

ステップＳ１０５では、コントローラ７０は、冷却水温度Ｔｗがヒータ７３を作動させることができる所定温度Ｔ₂よりも高くなっているか否かを判定する。冷却水温度Ｔｗは、水温センサ７１からの検出値に基づいて算出することができる。

そして、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも低い場合には、ヒータ７３によって車室内を暖房することができないと判定し、ステップｓ１０６に移る。これに対して、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも高くなっている場合には、ヒータ７３によって車室内を暖房することが可能であると判定してステップＳ１０７に移る。

ステップＳ１０６では、コントローラ７０は、冷却水温度を上昇させるために冷却水昇温時アイドル制御を実行し、処理を終了する。この冷却水昇温時アイドル制御の詳細については、図４を参照して後述する。

ステップＳ１０６では、コントローラ７０は、通常アイドル制御を実行し、処理を終了する。この通常アイドル制御の詳細については、図５を参照して後述する。

図３は、コントローラ７０が実行する排気昇温時アイドル制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１４１では、コントローラ７０は圧縮比可変機構４０によって圧縮比εを最高圧縮比ε_Hに制御する。

ステップＳ１４２では、コントローラ７０は、点火プラグ７の点火時期Ａｄｖを燃焼安定性が悪化しない範囲で所定時期Ａｄｖ₁までリタードし、処理を一旦抜ける。

排気昇温時アイドル制御では、可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εを高圧縮比側に設定するので、点火時期Ａｄｖをリタードしたときの燃焼限界を拡大することができる。そのため、可変圧縮比エンジン１００の点火時期Ａｄｖを、ピストンとクランクシャフトとをコンロッドで連結し圧縮比が一定となるエンジン（以下「従来エンジン」という）よりも遅角することができ、排気温度をより高めることができる。

図４は、コントローラ７０が実行する冷却水昇温時アイドル制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１６１では、コントローラ７０は、圧縮比可変機構４０によって圧縮比εを最低圧縮比ε_Lに制御する。

ステップＳ１６２では、コントローラ７０は、点火プラグ７の点火時期Ａｄｖを燃焼安定性が悪化しない範囲で所定時期Ａｄｖ₂までリタードし、処理を一旦抜ける。なお、所定時期Ａｄｖ₂は、排気昇温時アイドル制御の所定時期Ａｄｖ₁よりも進角側となる。

冷却水昇温時アイドル制御では、可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εを低圧縮比側に設定するため排気昇温時アイドル制御の場合よりも点火時期Ａｄｖを遅角することができなくなるが、燃焼安定性が悪化しない範囲で点火時期Ａｄｖを遅角するので、排気昇温することができる。また、ピストン上死点位置を下げて低圧縮比化すると、燃焼室内容積が増大して冷却損失が増大する。このように冷却損失が増大した状態で排気温度を上昇させるため、可変圧縮比エンジン１００を冷却する冷却水の温度を昇温することができる。

そして、触媒３３が活性化しており、ヒータ７３によって車室内を暖房することが可能な状態になっている場合には、通常アイドル制御が実行される。図５は、コントローラ７０が実行する通常アイドル制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１７１では、コントローラ７０は、圧縮比可変機構４０によって圧縮比εを最高圧縮比ε_Hに制御する。

ステップＳ１７２では、コントローラ７０は、点火プラグ７の点火時期Ａｄｖをエンジン運転状態に応じて決定される最適点火時期（Ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ ｔｈｅ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ；ＭＢＴ）となるように制御（以下「ＭＢＴ制御」という）し、処理を一旦抜ける。

このように通常アイドル制御では、圧縮比εを高圧縮比側に調整して熱効率を向上させ、さらに点火プラグ７の点火時期ＡｄｖをＭＢＴ制御するので、可変圧縮比エンジン１００の燃費性能を改善することができる。

図６は、可変圧縮比エンジン１００の制御を示すタイムチャートである。図６において、実線は可変圧縮比エンジン１００の場合を示す。また、可変圧縮比エンジン１００と比較するために、ピストンとクランクシャフトとをコンロッドで連結した従来エンジンの場合を破線に示す。なお、従来エンジンの圧縮比は、可変圧縮比エンジン１００の最高圧縮比と最低圧縮比の間の中間圧縮比に設定されている。

時刻ｔ₀において可変圧縮比エンジン１００の始動要求があると、時刻ｔ₁でクランキングが開始され、時刻ｔ₂で初爆が行われる。このように初爆が行われると、エンジン回転速度が予め設定されたアイドル回転速度まで上昇し始める。そして、時刻ｔ₃において、図６（Ａ）のように触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔ₁よりも低いと判定されると、図６（Ｄ）に示すように可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εが最高圧縮比ε_Hに設定されるとともに、図６（Ｃ）に示すように点火時期Ａｄｖが所定時期Ａｄｖ₁まで遅角される。

可変圧縮比エンジン１００では、高圧縮比化することで点火時期をリタードしたときの燃焼限界を拡大することができるので、圧縮比が中間圧縮比で一定となる通常エンジンよりも点火時期を遅角することができ（図６（Ｃ））、排気温度をより高めることができる。そのため、可変圧縮比エンジン１００の触媒温度Ｔｃは、通常エンジンよりも早期に活性化温度である所定温度Ｔ₁に到達する（図６（Ａ））。

可変圧縮比エンジン１００は、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔ₁に到達した後に、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂に到達しているか否かを判定する。時刻ｔ₄において、図６（Ｂ）に示すように冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂に到達していない判定されると、図６（Ｄ）に示すように可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εが最低圧縮比ε_Lに設定されるとともに、図６（Ｃ）に示すように点火時期Ａｄｖが所定時期Ａｄｖ₁よりも進角側の所定時期Ａｄｖ₂に設定される。これにより冷却損失が増大した状態で排気温度を昇温することができ、冷却水温度Ｔｗを高めることができる。そのため、可変圧縮比エンジン１００の冷却水温度Ｔｗは、通常エンジンよりも早期に車室内を暖房することが可能となる所定温度Ｔ₂に到達する（図６（Ｂ））。

そして、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂に到達した時刻ｔ₅において、可変圧縮比エンジン１００は燃費性能の向上を図るために、圧縮比εを最高圧縮比ε_Hに設定するとともにエンジン運転状態に応じて点火時期ＡｄｖをＭＢＴ制御する。

以上により、可変圧縮比エンジン１００では、下記の効果を得ることができる。

エンジン冷間始動時のアイドル運転中に、触媒温度Ｔｃが所定温度Ｔ₁に達していない場合には、可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εを高圧縮比側に設定して、点火時期Ａｄｖを遅角する。これにより、燃焼安定性を悪化させることなく排気昇温することができ、触媒３３の早期活性化を図ることが可能となる。

さらに、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂に達していない場合には、圧縮比εを低圧縮比側に設定して、燃焼安定性が悪化しない範囲で点火時期Ａｄｖを遅角する。これにより冷却損失が増大した状態で排気温度を昇温して、冷却水温度を上昇させることができるので、エンジン始動後早期にヒータ７３によって車室内を暖房することが可能となる。

（第２実施形態）
第２実施形態の可変圧縮比エンジン１００は、第１実施形態とほぼ同様の構成であるが、負荷要求判定を実行するように点において一部相違する。つまり、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも低いときに、可変圧縮比エンジン１００に運転者などからの負荷要求があるか否かを判定するようにしたもので、以下にその相違点を中心に説明する。

可変圧縮比エンジン１００では、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも低い場合に、第１実施形態でも説明したように圧縮比εを最低圧縮比ε_Lに制御して冷却水温度を上昇させる冷却水昇温時アイドル制御を実施する。この冷却水昇温時アイドル制御中に運転者などからの負荷要求があると、最低圧縮比の状態で要求負荷を出力するように可変圧縮比エンジン１００は運転される。要求負荷に基づいて可変圧縮比エンジン１００を運転すれば冷却水温度を上昇させることはできるが、最低圧縮比で運転するために熱効率が悪化して可変圧縮比エンジン１００の燃費性能は低下する。

そこで、第２実施形態の可変圧縮比エンジン１００では、負荷要求がある場合には、要求される負荷に基づいて圧縮比を制御することによって、燃費性能を悪化させることなく冷却水温度を上昇させる。

次に、図７〜図９を参照して、第２実施形態の可変圧縮比エンジン１００の制御ついて説明する。

図７は、コントローラ７０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。この制御はエンジン運転開始ともに実施され、一定周期（例えば１０ミリ秒周期）でエンジン運転終了まで実施される。なお、ステップＳ１０１〜Ｓ１０７の制御は第１実施形態と同様であるので、詳細な説明は省略する。

ステップＳ１０５において冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも低い場合には、ステップＳ１０８に移る。

ステップＳ１０８では、コントローラ７０は、可変圧縮比エンジン１００への負荷要求があるか否かを判定する。負荷要求があるか否かは、例えばアクセルペダルの踏み込み量に基づいて判定される。そして、負荷要求がないと判定された場合には、冷却水昇温時アイドル制御を実行するためにステップＳ１０６に移る。これに対して、負荷要求があると判定された場合にはステップＳ１０９に移る。

ステップＳ１０９では、コントローラ７０は、負荷要求時制御を実行する。この負荷要求時制御の詳細については、図８を参照して説明する。

図８は、コントローラ７０が実行する負荷要求時制御を示すフローチャートである。

ステップＳ１９１において、コントローラ７０は、要求負荷に基づいて可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εを制御する。ここで、可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εは、予め設定された運転マップなどに基づいて、ノッキングが発生しない範囲で可能な限り熱効率が向上する圧縮比に設定される。

そして、ステップＳ１９２では、コントローラ７０は点火プラグ７の点火時期ＡｄｖをＭＢＴ制御し、処理を一旦抜ける。

負荷要求があった場合の可変圧縮比エンジン１００の制御について、図９を参照して説明する。

図９は、可変圧縮比エンジン１００の制御を示すタイムチャートである。なお、時刻ｔ₁からｔ₄までの間は、第１実施形態と同様であるので便宜上説明を省略する。

時刻ｔ₄において、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも低く（図９（Ｂ））、負荷要求がない場合（図９（Ａ））には、可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εは最低圧縮比ε_Lに設定され（図９（Ｃ））、点火時期ＡｄｖはＡｄｖ₂まで遅角されて（図９（Ｄ））、冷却水昇温アイドル制御が実行される。その後、図９（Ａ）に示すように時刻ｔ₆で負荷要求があると、可変圧縮比エンジン１００の燃費性能を向上させるため、圧縮比εが最低圧縮比ε_Lから要求負荷に基づいて決定される圧縮比ε_Aに変更され（図９（Ｄ））、点火時期Ａｄｖが所定時期Ａｄｖ₂からＭＢＴ制御に変更される（図９（Ｃ））。

以上により、第２実施形態の可変圧縮比エンジン１００では、下記の効果を得ることができる。

第２実施形態の可変圧縮比エンジン１００では、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔ₂よりも低い場合であっても運転者などからの負荷要求があった場合には、圧縮比εが要求負荷に基づいてノッキングが発生しない範囲で可能な限り熱効率が向上する圧縮比ε_Aに設定される。そのため、可変圧縮比エンジン１００の燃費性能を悪化させることなく冷却水温度Ｔｗを上昇させることが可能となる。このとき、点火プラグ７の点火時期ＡｄｖはＭＢＴ制御されるので、可変圧縮比エンジン１００の燃費性能をより改善することができる。

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

第１実施形態及び第２実施形態において、クランキング開始から初爆までの間は、可変圧縮比エンジン１００の圧縮比εを低圧縮比側（例えば最低圧縮比ε_L）に設定するようにしてもよい。このように制御（始動時制御）すると、ピストン上死点位置が低下してクランキング時の圧縮反力が低減するので、初爆時の燃焼圧力が相対的に大きくでき、スムーズにエンジン始動することが可能となる。

可変圧縮比エンジンを示す概略構成図である。 コントローラが実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。 排気昇温時アイドル制御を示すフローチャートである。 冷却水昇温時アイドル制御を示すフローチャートである。 通常アイドル制御を示すフローチャートである。 可変圧縮比エンジンの制御を示すタイムチャートである。 第２実施形態における制御ルーチンを示すフローチャートである 負荷要求時制御を示すフローチャートである。 可変圧縮比エンジンの制御を示すタイムチャートである。

符号の説明

１００ 可変圧縮比エンジン
７ 点火プラグ（点火装置）
３２ 排気通路
３３ 触媒
３４ 温度センサ
４０ 圧縮比可変機構
４１ ピストン
４２ クランクシャフト
４３ アッパリンク（第１リンク）
４４ ロアリンク（第２リンク）
４５ コントロールリンク（第３リンク）
５１ コントロールシャフト
５１ａ 偏心軸
６０ 駆動モータ
７０ コントローラ
７１ 水温センサ
７２ クランク角度センサ
７３ ヒータ（暖房装置）
Ｓ１０３ 触媒温度判定手段
Ｓ１０４ 排気昇温時アイドル制御手段
Ｓ１０５ 冷却水温度判定手段
Ｓ１０６ 冷却水昇温時アイドル制御手段
Ｓ１０７ 通常アイドル制御手段
Ｓ１０８ 負荷要求判定手段
Ｓ１０９ 負荷要求時制御手段

Claims (7)

1. エンジンの燃焼室内の混合気に点火する点火装置と、
   前記燃焼室から排出される排気を浄化する触媒と、
   前記エンジンのピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする圧縮比可変機構と、
   前記触媒の触媒温度が活性化温度よりも低いか否かを判定する触媒温度判定手段と、
   エンジン始動時に触媒温度が活性化温度よりも低い場合には、前記圧縮比可変機構によって圧縮比を高圧縮比側に設定するとともに、前記点火装置の点火時期を遅角して、排気温度が昇温するようにアイドル運転する排気昇温時アイドル制御手段と、
   を備える可変圧縮比エンジンの制御装置。
2. 前記エンジンを冷却する冷却水を利用して車室内を暖房する暖房装置と、
   冷却水温度が車室内を暖房することができる所定温度よりも低いか否かを判定する冷却水温度判定手段と、
   前記触媒が活性した後、冷却水温度が所定温度よりも低い場合には、前記圧縮比可変機構によって圧縮比を低圧縮比側に設定するとともに、前記点火装置の点火時期を遅角して、冷却水温度が昇温するようにアイドル運転する冷却水昇温時アイドル制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１に記載の可変圧縮比エンジンの制御装置。
3. 前記触媒が活性した後、冷却水温度が所定温度よりも高い場合には、前記圧縮比可変機構によって圧縮比を高圧縮比側に設定するとともに、前記点火装置の点火時期をＭＢＴ制御して、アイドル運転する通常アイドル制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の可変圧縮比エンジンの制御装置。
4. 前記エンジンへの負荷要求があるか否かを判定する負荷要求判定手段と、
   前記冷却水昇温時アイドル制御時に負荷要求があった場合には、要求負荷に基づいて圧縮比を制御するとともに、前記点火装置の点火時期をＭＢＴ制御する負荷要求時制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の可変圧縮比エンジンの制御装置。
5. クランキング開始から初爆までの間は、前記圧縮比可変機構によって圧縮比を低圧縮比側に制御する始動時制御手段と、
   を備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載の可変圧縮比エンジンの制御装置。
6. 前記圧縮比可変機構は、
   前記ピストンに揺動自由に連結する第１リンクと、
   前記第１リンクに回動自由に連結するとともに、クランクシャフトに回転自由に装着される第２リンクと、
   前記クランクシャフトと平行にシリンダブロックに回転自由に支持され、その回転軸心に対して偏心する偏心軸部を有するコントロールシャフトと、
   前記第２リンクに回転自由に連結されるとともに、前記コントロールシャフトの偏心軸部を揺動軸心として揺動可能な第３リンクを備え、
   エンジン運転状態に基づいて前記コントロールシャフトを回転し、偏心軸部の位置を変更して前記リンクの姿勢を変えることで、ピストン上死点位置を変化させて圧縮比を可変とする、
   ことを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の可変圧縮比エンジンの制御装置。
7. エンジンの燃焼室から排出される排気を浄化する触媒の触媒温度が活性化温度よりも低いか否かを判定する触媒温度判定工程と、
   エンジン始動時に触媒温度が活性化温度よりも低い場合には、ピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする圧縮比可変機構によって圧縮比を高圧縮比側に設定するとともに、燃焼室内の混合気に点火する点火装置の点火時期を遅角して、排気温度が昇温するようにアイドル運転する排気昇温時アイドル制御工程と、
   を備える可変圧縮比エンジンの制御方法。

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