JP2011106370A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フューエルカットからの復帰時に適切に目標圧縮比に設定することが可能な車両の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の制御装置は、可変圧縮比エンジンを備えた車両に対して好適に利用される。フューエルカット制御手段は、フューエルカットの実行及びフューエルカットからの復帰を制御し、圧縮比変更手段は、フューエルカットが実行されているか否かに応じて圧縮比を変更する。具体的には、圧縮比変更手段は、フューエルカットの実行中において、フューエルカットからの復帰が行われる前に圧縮比の変更を開始する。これにより、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を適切に目標圧縮比に設定することができる。よって、フューエルカットからの復帰時において、エンジンから目標トルクを適切に発生させることが可能となる。
【選択図】図５

Description

本発明は、可変圧縮比エンジンを備えた車両の制御装置に関する。

従来から、例えばエンジンの燃焼室の容積を変化させる制御を行うことによって、エンジンの圧縮比を変化させる技術が知られている。例えば、特許文献１には、フューエルカットの実行中は低圧縮比に設定し、フューエルカットからの復帰時には当該低圧縮比よりも高圧縮比に設定する技術が提案されている。

特開２００６−２５００２３号公報

ところで、基本的には、圧縮比の変更の指示を出してから実際に圧縮比が指示値（以下、指示値に対応する圧縮比を「目標圧縮比」と呼ぶ。）となるまでには時間遅れが発生する傾向がある。そのため、上記した特許文献１に記載された技術では、フューエルカットからの復帰時に適切に目標圧縮比に設定されない場合があった。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、フューエルカットからの復帰時に適切に目標圧縮比に設定することが可能な車両の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの観点では、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置は、フューエルカットの実行及び前記フューエルカットからの復帰を制御するフューエルカット制御手段と、前記フューエルカットが実行されているか否かに応じて、前記圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、を備え、前記圧縮比変更手段は、前記フューエルカットからの復帰が行われる前に、前記圧縮比の変更を開始する。

上記の車両の制御装置は、可変圧縮比エンジンを備えた車両に対して好適に利用される。フューエルカット制御手段は、フューエルカットの実行及びフューエルカットからの復帰を制御し、圧縮比変更手段は、フューエルカットが実行されているか否かに応じて圧縮比を変更する。具体的には、圧縮比変更手段は、フューエルカットからの復帰が行われる前に圧縮比の変更を開始する。つまり、圧縮比変更手段は、フューエルカットの実行中に、フューエルカットからの復帰時に設定すべき圧縮比（目標圧縮比）に設定するための制御を開始する。上記の車両の制御装置によれば、フューエルカットからの復帰時に圧縮比の変更を開始する構成と比較して、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を目標圧縮比に適切に近付けることができる。よって、フューエルカットからの復帰時において、エンジンから所望のトルクを発生させることができ、アイドリング制御の安定性などを向上させることが可能となる。

本発明の他の観点では、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置は、フューエルカットの実行及び前記フューエルカットからの復帰を制御するフューエルカット制御手段と、前記フューエルカットが実行されているか否かに応じて、前記圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、を備え、前記圧縮比変更手段は、前記フューエルカットからの復帰が行われる第１車速よりも高い第２車速を用いて、前記フューエルカットの実行時において車速が前記第２車速未満となった際に、前記圧縮比の変更を開始する。

上記の車両の制御装置では、圧縮比変更手段は、フューエルカットからの復帰が行われる第１車速よりも高い第２車速を用いて、フューエルカットの実行時において車速が当該第２車速未満となった際に圧縮比の変更を開始する。上記の車両の制御装置によっても、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を目標圧縮比に適切に近付けることができ、エンジンから所望のトルクを発生させることが可能となる。

本発明の他の観点では、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置は、フューエルカットの実行及び前記フューエルカットからの復帰を制御するフューエルカット制御手段と、前記フューエルカットが実行されているか否かに応じて、前記圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、を備え、前記圧縮比変更手段は、前記フューエルカットからの復帰が行われる第１エンジン回転数よりも高い第２エンジン回転数を用いて、前記フューエルカットの実行時においてエンジン回転数が前記第２エンジン回転数未満となった際に、前記圧縮比の変更を開始する。

上記の車両の制御装置では、圧縮比変更手段は、フューエルカットからの復帰が行われる第１エンジン回転数よりも高い第２エンジン回転数を用いて、フューエルカットの実行時においてエンジン回転数が当該第２エンジン回転数未満となった際に圧縮比の変更を開始する。上記の車両の制御装置によっても、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を目標圧縮比に適切に近付けることができ、エンジンから所望のトルクを発生させることが可能となる。

上記の車両の制御装置の一態様では、前記フューエルカットの実行時において前記圧縮比変更手段によって前記圧縮比の変更が行われている際に、前記圧縮比の変更に伴う車両の減速度の変化が抑制されるように、変速比を変更する変速比変更手段を更に備える。

この態様によれば、圧縮比の変更に伴う減速度変化を適切に抑制することができる。よって、フューエルカット中の不自然な減速度変化を抑制することができ、ドライバビリティーの悪化を防止することが可能となる。

本実施形態に係る車両の全体構成を概略的に示す図である。 エンジンの断面構成を示す模式図である。 第１実施形態に係る制御方法を具体的に説明するための図を示す。 第１実施形態に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。 第１実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例１に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。 第１実施形態の変形例１に係る制御処理を示すフローチャートである。 第１実施形態の変形例２に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。 第１実施形態の変形例２に係る制御処理を示すフローチャートである。 第２実施形態に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。 第２実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。

［装置構成］
図１は、本発明の車両の制御装置が適用された車両１００の全体構成を概略的に示している。図２は、エンジン１０の断面構成を示す模式図である。図１、２において、破線矢印は信号の流れを示している。

まず、車両１００の全体構成について図１を用いて説明する。車両１００は、エンジン１０と、変速機１１０と、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）６０とを備えている。エンジン１０は、後に詳しく述べるが、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。エンジン１０は、複数のシリンダ（気筒）３４を有している。例えば、図１に示す例では、エンジン１０は、直列４気筒のエンジンであるとしている。エンジン１０は、各シリンダ３４の燃焼室内に吸気を供給するための吸気通路５０と、各シリンダ３４の燃焼室内より排気を排出するための排気通路５８とを有する。吸気通路５０には、各シリンダ３４の燃焼室内に供給される吸気量を調整するためのスロットルバルブ５２と、吸気量を検出するためのエアフローセンサ５７が設けられている。スロットルバルブ５２の開度は、電動アクチュエータ５３により調整される。エンジン１０は、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）６０からの制御信号により制御される。

エンジン１０からの出力は、クランクシャフト４３を介して無段変速機１１０に伝達される。図１に示す例では、無段変速機１１０は、ベルト式の無段変速機であるとしている。変速機１１０は、プライマリプーリ１１０ａ、セカンダリプーリ１１０ｂ、及び、両プーリに巻掛けられた金属等からなるベルト１１１からなる。両プーリの可動シーブ１１０ａａ、１１０ｂａを軸方向（両端矢印に示す方向）に動かすことによりベルト有効径が変化し、エンジン１０からの出力は、プライマリプーリ１１０ａからセカンダリプーリ１１０ｂに伝達される際に変速される。セカンダリプーリ１１０ｂは、駆動軸１４３に接続されており、セカンダリプーリ１１０ｂからの出力は駆動軸１４３に伝達される。駆動軸１４３に伝達された出力は駆動輪に伝達される。無段変速機１１０は、ＥＣＵ６０からの制御信号により制御される。

なお、無段変速機１１０としては、ベルト式の無段変速機に限られず、この代わりに、他の種々の無段変速機を用いることができるのは言うまでもない。また、無段変速機１１０を用いることにも限定はされず、この代わりに、有段変速機を用いても良い。

ＥＣＵ６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構成されている。ＥＣＵ６０は、車両内の各種センサから供給される検出信号に基づいて、車両内の制御を行う。例えば、ＥＣＵ６０は、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ６１や車速を検出する車速センサ６２などのセンサから受信した検出信号に基づいて、エンジン１０の制御を行う。

次に、エンジン１０の構成について図２を用いて説明する。エンジン１０は、主に、シリンダヘッド２０と、シリンダブロックユニット３０と、メインムービングユニット４０とから構成されている。

シリンダブロックユニット３０は、シリンダヘッド２０が取り付けられるアッパーブロック３１と、メインムービングユニット４０が収納されているロアブロック３２とから構成されている。また、アッパーブロック３１とロアブロック３２との間にはアクチュエータ３３が設けられており、アクチュエータ３３を駆動することで、アッパーブロック３１をロアブロック３２に対して上下方向に移動させることが可能となっている。アクチュエータ３３は、例えば、電気式、油圧式又は空圧式の駆動装置であり、駆動のための電力がバッテリから供給される。アクチュエータ３３は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ３３により制御される。また、アッパーブロック３１の内部には、円筒形のシリンダ３４が形成されており、シリンダ３４の外面は冷却水によって冷却される構造となっている。

メインムービング４０は、シリンダ３４の内部に設けられたピストン４１と、ロアブロック３２の内部で回転するクランクシャフト４３と、ピストン４１をクランクシャフト４３に接続するコネクティングロッド４２などから構成されている。これらは、いわゆるクランク機構を構成しており、クランクシャフト４３が回転するとそれにつれてピストン４１がシリンダ３４内で上下方向に動き、逆に、ピストン４１が上下に動けばクランクシャフト４３がロアブロック３２内で回転するようになっている。また、クランクシャフト４３の近傍には、クランク角を感知するクランク角センサ４４が設けられている。クランク角センサ４４は、検出したクランク角に対応する検出信号Ｓ４４をＥＣＵ６０に送信する。

シリンダブロックユニット３０にシリンダヘッド２０を取り付けると、シリンダヘッド２０の下面側（アッパーブロック３１に接する側）とシリンダ３４とピストン４１とで囲まれた部分に燃焼室が形成される。従って、アクチュエータ３３を用いてアッパーブロック３１を上方に移動させれば、これに伴ってシリンダヘッド２０も上方に移動して燃焼湿内の容積が増加するので、圧縮比を低くすることができる。逆に、アッパーブロック３１とともにシリンダヘッド２０を下方に移動させれば、燃焼室内の容積が減少して圧縮比を高くすることができる。圧縮比は、ロアブロック３２に設けられた圧縮比センサ６３を用いて検出することが可能となっている。圧縮比センサ６３としては、例えばストロークセンサが用いられ、ロアブロック３２に対するアッパーブロック３１の相対位置を検出することによって圧縮比を検出する。圧縮比センサ６３は、検出した圧縮比に対応する検出信号Ｓ６３をＥＣＵ６０に送信する。

シリンダヘッド２０には、燃焼室内に吸気を取り入れるための吸気ポート２３と、燃焼室内から排気を排出するための排気ポート２４とが形成されている。吸気ポート２３には吸気通路５０が接続されており、排気ポート２４には排気通路５８が接続されている。ここで、吸気ポート２３が燃焼室に開口する部分には吸気バルブ２１が、また、排気ポート２４が燃焼室に開口する部分には排気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２１及び排気バルブ２２はそれぞれ、電動アクチュエータ７３、７４によって駆動される。ピストン４１の動きに合わせて適切なタイミングで吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を開閉することにより、燃焼室内に吸気を吸入したり、あるいは燃焼室内から排気を排出したりすることができる。吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を駆動する電動アクチュエータ７３、７４は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ７３、Ｓ７４により制御される。

吸気通路５０に設けられたエアフローセンサ５７は、検出した吸気量に対応する検出信号Ｓ５７をＥＣＵ６０に送信する。スロットルバルブ５２の開度を調整する電動アクチュエータ５３は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ５３によって制御される。

また、シリンダヘッド２０には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁２６、及び、燃焼室内に形成された混合気に点火するための点火プラグ２７が設けられている。燃料噴射弁２６及び点火プラグ２７は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ２６、Ｓ２７により制御される。燃料噴射弁２６が燃焼室内に燃料を噴射することにより、吸気通路５０より吸気ポート２３を介して吸入された吸気と燃料との混合気が燃焼室内に形成され、点火プラグ２７が点火することにより、混合気は燃焼される。このときの燃焼により発生するピストン４１を押す力がエンジン１０の動力となる。その後、燃焼室内の排気は排気ポート２４を介して排気通路５８へ排出される。なお、燃料噴射弁としては、図２に示すような直噴式の燃料噴射弁２６を設けるのには限られず、この代わりに、又は、加えて、吸気通路５０に燃料噴射弁を設けるとしても良いのは言うまでもない。
［制御方法］
次に、本実施形態に係る車両の制御方法について説明する。

従来より、燃費を向上させるべく、減速中に所定条件が成立した場合に、燃料噴射を停止するフューエルカット（Ｆ／Ｃ）が行われている。フューエルカットは、例えばアクセルがオフになった際において車速が所定値よりも高い場合に実行される。また、例えばフューエルカット中に車速が当該所定値以下となった際に、フューエルカットが解除されて、燃料噴射が再開される（以下、「フューエルカットからの復帰」と呼ぶ。）。このようなフューエルカットからの復帰を行うのは、アイドル運転時のエンジン回転数などを安定させるためである、言い換えるとアイドリング制御の安定性を図るためである。

一方で、燃焼効率などを向上すべく、エンジン１０の負荷状態などによって圧縮比を変更する技術が知られている。基本的には、エンジン１０が高負荷状態である場合には低圧縮比に設定され、エンジン１０が低負荷状態である場合には高圧縮比に設定される。また、フューエルカットの実行中には、減速度に対する制御性の観点などから、低圧縮比に設定される。つまり、フューエルカット中は、高圧縮比よりも低圧縮比のほうが減速度をコントロールし易いので、低圧縮比に設定される。若しくは、圧縮比による減速度制御が可能である場合には、減速度要求に応じて圧縮比が制御される。この場合にも、基本的には低圧縮比の領域で制御が行われる。

ここで、上記したようなフューエルカットからの復帰時には、燃料噴射が開始されることとなるが、この際にはエンジン１０は低負荷領域で駆動される。よって、フューエルカットからの復帰時には、フューエルカットの実行時よりも高い圧縮比に設定するための指示が出される。基本的には、圧縮比の変更の指示を出してから実際に圧縮比が指示値（目標圧縮比）となるまでには、時間遅れが発生する。そのため、フューエルカットからの復帰時に目標圧縮比に設定されない傾向にある。具体的には、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比が目標圧縮比よりも低くなる傾向にある。これにより、エンジン１０が発生するトルクが目標トルクよりも低くなってしまい、アイドリング制御の収束性が悪化する場合がある。なお、実際の圧縮比と目標圧縮比との関係に基づいてスロットル開度を補正するように制御（フィードバック制御）する技術があるが、当該技術によっても、フューエルカットからの復帰時に、実圧縮比が目標圧縮比となるまでに時間遅れが発生する傾向にある。

以上のことから、本実施形態では、ＥＣＵ６０は、フューエルカットの実行から当該フューエルカットの復帰に切り替わった際に、実際の圧縮比が適切に目標圧縮比に設定されるように制御を行う。具体的には、ＥＣＵ６０は、フューエルカットの実行中において、フューエルカットからの復帰が行われる前に圧縮比の変更を開始する。この場合、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰が行われそうになったら、予め圧縮比を上昇させる制御を行う。

つまり、本実施形態では、ＥＣＵ６０は、フューエルカットの実行から当該フューエルカットの復帰に切り替わる直前に、言い換えると設定すべき圧縮比が低圧縮比から高圧縮比に切り替わる直前に、フューエルカットからの復帰を先読みすることで、前もって圧縮比を高い状態にするための制御を行う。例えば、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰が行われる時点から、少なくとも、フューエルカット中において圧縮比の変更を開始してから実際の圧縮比が目標圧縮比に設定されるまでに要する時間だけ遡ったタイミングで、圧縮比を上昇させる制御を開始する。詳細は後述するが、ＥＣＵ６０は、このようなタイミングを、車速やエンジン回転数や要求駆動力などに基づいて判定する。

以上説明した本実施形態に係る制御方法によれば、フューエルカットの実行から復帰に切り替わった際に、実際の圧縮比を適切に目標圧縮比に設定することができる。これにより、フューエルカットからの復帰時において、エンジン１０から目標トルクを適切に発生させることができ、アイドリング制御の安定性を向上させることが可能となる。よって、余分な燃料噴射やエンスト（エンジンストール）の発生を防止することが可能となる。

以下で、ＥＣＵ６０が行う制御方法の実施形態（第１及び第２実施形態）について、具体的に説明する。

＜第１実施形態＞
第１実施形態では、ＥＣＵ６０は、車速に基づいて、フューエルカットの実行中において圧縮比を上昇させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰を車速に基づいて先読みして、圧縮比を上昇させる制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ６０は、アクセルオフ時において車速が第１車速Ｖ_０よりも高い場合にフューエルカットを実行すると共に、このようなフューエルカットの実行中において、車速が、第１車速Ｖ_０よりも高い第２車速Ｖ_１未満になった際に、圧縮比を上昇させる制御を開始する。この場合、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰時に圧縮比が目標圧縮比に設定されるように、圧縮比を変化させる制御を行う。なお、ＥＣＵ６０は、フューエルカットの実行中において車速が第１車速Ｖ_０以下となった場合に、フューエルカットからの復帰を行う、つまりフューエルカットを解除する。

図３は、第１実施形態に係る制御方法を具体的に説明するための図を示す。図３において、「Ｆ／Ｃ実行領域」はフューエルカットが実行される車速の領域を示しており、「Ｆ／Ｃ復帰領域」はフューエルカットからの復帰が行われる車速の領域、つまりフューエルカットの実行が解除される車速の領域を示しており、「先読み領域」はフューエルカットからの復帰を先読みして圧縮比を上昇させる制御が行われる車速の領域を示している。具体的には、Ｆ／Ｃ実行領域は、車速が第１車速Ｖ_０よりも高い領域であり、Ｆ／Ｃ復帰領域は、車速が第１車速Ｖ_０以下である領域である。また、先読み領域は、Ｆ／Ｃ実行領域内に設けられ、車速が第１車速Ｖ_０よりも高く且つ第２車速Ｖ_１未満である領域である。

第２車速Ｖ_１は、当該車速になった際に圧縮比を変更する制御を開始した場合に、フューエルカットからの復帰時に実際の圧縮比を確実に目標圧縮比に設定することが可能な車速に設定される。例えば、第２車速Ｖ_１は、フューエルカットの実行時における減速度、及び、圧縮比を変更する制御を開始してから実際の圧縮比が目標圧縮比に設定されるまでに要する時間などに基づいて設定される。

図４は、第１実施形態に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。図４は、横軸に時間を示しており、上から順に、車速、フューエルカットのオン／オフ、圧縮比、エンジン回転数を示している。

ここでは、上記した第１実施形態に係る制御方法と、比較例に係る制御方法とを比較する。比較例に係る制御方法は、フューエルカットの実行からフューエルカットの復帰に切り替わった際に圧縮比を変更する指示を出して、当該指示に基づいて圧縮比を制御する制御方法である。なお、図４に示す例では、時刻ｔ１２まではフューエルカットが実行され、時刻ｔ１２で車速が第１車速Ｖ_０以下となることでフューエルカットからの復帰が行われる（符号Ａ１参照）。

比較例に係る制御方法では、フューエルカットからの復帰時において（時刻ｔ１２）、符号Ａ２で示すように上昇された圧縮比の指示値が出され、当該指示値に応じて圧縮比が制御される。これにより、符号Ａ３で示すように実際の圧縮比が変化する。この場合、圧縮比の変更の指示を出してから実際に圧縮比が目標圧縮比となるまでに時間遅れが発生していることがわかる。つまり、フューエルカットからの復帰へ切り替わった時点から、ある程度の時間が経過した時点で、実際の圧縮比が目標圧縮比に達している。そのため、比較例に係る制御方法では、フューエルカットからの復帰後（時刻ｔ１２以降）において、符号Ａ４で示すように、アイドル運転時のエンジン回転数が不安定になっていることがわかる。

一方、第１実施形態に係る制御方法では、フューエルカットの実行中における時刻ｔ１１において車速が第２車速Ｖ_１未満になることで、圧縮比を上昇させる制御が開始される。これにより、符号Ｂ１で示すように圧縮比が徐々に上昇される。なお、符号Ｂ１で示す圧縮比は実際の圧縮比である、つまり指示値ではない。

このように圧縮比を上昇させることで、フューエルカットからの復帰が行われる時刻ｔ１２において、符号Ｂ２で示すように、圧縮比が、符号Ａ２で示す指示値に対応する圧縮比（目標圧縮比）に達していることがわかる。そのため、第１実施形態に係る制御方法によれば、比較例に係る制御方法と比較して、フューエルカットからの復帰後（時刻ｔ１２以降）において、符号Ｂ３で示すようにアイドル運転時のエンジン回転数が安定する。したがって、第１実施形態に係る制御方法によれば、アイドリング制御を安定して行うことが可能となる。

図５は、第１実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ１０１では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ６１から受信した検出信号に基づいて、アクセルオフであるか否かを判定する。アクセルオフである場合（ステップＳ１０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０２に進む。これに対して、アクセルオフでない場合（ステップＳ１０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰を行って燃料噴射を開始する（ステップＳ１０６）。そして、処理は終了する。

ステップＳ１０２では、ＥＣＵ６０は、車速センサ６０から受信した検出信号に基づいて、現在の車速が第１車速Ｖ_０より高いか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ６０は、車速に基づいて、フューエルカットを実行すべきか否かを判定している。

車速が第１車速Ｖ_０より高い場合（ステップＳ１０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０３に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットを実行し（ステップＳ１０３）、処理はステップＳ１０４に進む。これに対して、車速が第１車速Ｖ_０以下である場合（ステップＳ１０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ１０６に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットからの復帰を行い（ステップＳ１０６）、処理は終了する。

ステップＳ１０４では、ＥＣＵ６０は、車速センサ６０から受信した検出信号に基づいて、現在の車速が第２車速Ｖ_１未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ６０は、車速に基づいて、圧縮比を上昇させる制御を行うべきか否かを判定している。車速が第２車速Ｖ_１未満である場合（ステップＳ１０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ１０５に進み、車速が第２車速Ｖ_１以上である場合（ステップＳ１０４；Ｎｏ）、処理は終了する。

ステップＳ１０５では、ＥＣＵ６０は、圧縮比を上昇させる制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰時に圧縮比が目標圧縮比に設定されるように、圧縮比を上昇させる制御を行う。この場合、ＥＣＵ６０は、アクチュエータ３３に対して制御信号Ｓ３３を供給することで、圧縮比を上昇させる制御を行う。そして、処理は終了する。

以上説明した第１実施形態によれば、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を適切に目標圧縮比に設定することができる。これにより、フューエルカットからの復帰時において、エンジン１０から目標トルクを適切に発生させることができ、アイドリング制御の安定性を向上させることが可能となる。よって、余分な燃料噴射やエンストの発生などを防止することが可能となる。

次に、第１実施形態に係る制御方法の変形例１及び変形例２について説明する。

（変形例１）
変形例１では、ＥＣＵ６０は、車速の代わりにエンジン回転数に基づいて、フューエルカットの実行中において圧縮比を上昇させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰をエンジン回転数に基づいて先読みして、圧縮比を上昇させる制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ６０は、アクセルオフ時においてエンジン回転数が第１エンジン回転数Ｎｅ_０よりも高い場合にフューエルカットを実行すると共に、このようなフューエルカットの実行中において、エンジン回転数が、第１エンジン回転数Ｎｅ_０よりも高い第２エンジン回転数Ｎｅ_１未満になった際に、圧縮比を上昇させる制御を開始する。この場合、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰時に圧縮比が目標圧縮比に設定されるように、圧縮比を変化させる制御を行う。なお、ＥＣＵ６０は、フューエルカットの実行中においてエンジン回転数が第１エンジン回転数Ｎｅ_０以下となった場合に、フューエルカットからの復帰を行う。

図６は、第１実施形態の変形例１に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。図６は、横軸に時間を示しており、上から順に、車速、フューエルカットのオン／オフ、圧縮比、エンジン回転数を示している。図６に示す例では、時刻ｔ２２まではフューエルカットが実行され、時刻ｔ２２でエンジン回転数が第１エンジン回転数Ｎｅ_０以下となることでフューエルカットからの復帰が行われるものとする。なお、図４と同一の符号を付したものについては同じ意味を有するものとして、その説明を省略する。

変形例１に係る制御方法では、フューエルカットの実行中における時刻ｔ２１において、エンジン回転数が第２エンジン回転数Ｎｅ_１未満になることで、圧縮比を上昇させる制御が開始される。これにより、符号Ｃ１で示すように圧縮比が徐々に上昇される。なお、符号Ｃ１で示す圧縮比は実際の圧縮比である、つまり指示値ではない。このように圧縮比を上昇させることで、フューエルカットからの復帰が行われる時刻ｔ２２において、符号Ｃ２で示すように、圧縮比が、符号Ａ２で示す指示値に対応する圧縮比（目標圧縮比）に達していることがわかる。そのため、変形例１に係る制御方法によれば、比較例に係る制御方法と比較して、フューエルカットからの復帰後（時刻ｔ２２以降）において、符号Ｃ３で示すようにアイドル運転時のエンジン回転数が安定する。したがって、変形例１に係る制御方法によれば、アイドリング制御を安定して行うことが可能となる。

図７は、第１実施形態の変形例１に係る制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ２０１では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ６１から受信した検出信号に基づいて、アクセルオフであるか否かを判定する。アクセルオフである場合（ステップＳ２０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０２に進む。これに対して、アクセルオフでない場合（ステップＳ２０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットからの復帰を行い（ステップＳ２０６）、処理は終了する。

ステップＳ２０２では、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４４から受信した検出信号に基づいて、現在のエンジン回転数が第１エンジン回転数Ｎｅ_０より高いか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ６０は、エンジン回転数に基づいて、フューエルカットを実行すべきか否かを判定している。

エンジン回転数が第１エンジン回転数Ｎｅ_０より高い場合（ステップＳ２０２；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０３に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットを実行し（ステップＳ２０３）、処理はステップＳ２０４に進む。これに対して、エンジン回転数が第１エンジン回転数Ｎｅ_０以下である場合（ステップＳ２０２；Ｎｏ）、処理はステップＳ２０６に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットからの復帰を行い（ステップＳ２０６）、処理は終了する。

ステップＳ２０４では、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４４から受信した検出信号に基づいて、現在のエンジン回転数が第２エンジン回転数Ｎｅ_１未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ６０は、エンジン回転数に基づいて、圧縮比を上昇させる制御を行うべきか否かを判定している。なお、第２エンジン回転数Ｎｅ_１は、例えば、フューエルカットの実行時におけるエンジン回転数の下降度合い、及び、圧縮比を変更する制御を開始してから実際の圧縮比が目標圧縮比に設定されるまでに要する時間などに基づいて設定される。

エンジン回転数が第２エンジン回転数Ｎｅ_１未満である場合（ステップＳ２０４；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ２０５に進み、エンジン回転数が第２エンジン回転数Ｎｅ_１以上である場合（ステップＳ２０４；Ｎｏ）、処理は終了する。

ステップＳ２０５では、ＥＣＵ６０は、圧縮比を上昇させる制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰時に圧縮比が目標圧縮比に設定されるように、圧縮比を上昇させる制御を行う。この場合、ＥＣＵ６０は、アクチュエータ３３に対して制御信号Ｓ３３を供給することで、圧縮比を上昇させる制御を行う。そして、処理は終了する。

以上説明した変形例１によっても、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を適切に目標圧縮比に設定することができる。

（変形例２）
変形例２では、ＥＣＵ６０は、車速及びエンジン回転数の代わりに要求駆動力に基づいて、フューエルカットの実行中において圧縮比を上昇させる制御を行う。つまり、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰を要求駆動力に基づいて先読みして、圧縮比を上昇させる制御を開始する。具体的には、ＥＣＵ６０は、アクセルオフ時におい要求駆動力が第１駆動力Ｆ_０よりも低い場合にフューエルカットを実行すると共に、このようなフューエルカットの実行中において、要求駆動力が、第１駆動力Ｆ_０よりも低い第２駆動力Ｆ_１よりも高くなった際に、圧縮比を上昇させる制御を開始する。この場合、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰時に圧縮比が目標圧縮比に設定されるように、圧縮比を変化させる制御を行う。なお、ＥＣＵ６０は、フューエルカットの実行中において要求駆動力が第１駆動力Ｆ_０以上となった場合に、フューエルカットからの復帰を行う。

図８は、第１実施形態の変形例２に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。図８は、横軸に時間を示しており、上から順に、アクセル開度、要求駆動力、フューエルカットのオン／オフ、圧縮比、エンジン回転数を示している。図８に示す例では、時刻ｔ３２まではフューエルカットが実行され、時刻ｔ３２で要求駆動力が第１駆動力Ｆ_０以上となることでフューエルカットからの復帰が行われるものとする。なお、図４と同一の符号を付したものについては同じ意味を有するものとして、その説明を省略する。

変形例２に係る制御方法では、フューエルカットの実行中における時刻ｔ３１において、要求駆動力が第２駆動力Ｆ_１より高くなることで、圧縮比を上昇させる制御が開始される。これにより、符号Ｄ１で示すように圧縮比が徐々に上昇される。なお、符号Ｄ１で示す圧縮比は実際の圧縮比である、つまり指示値ではない。このように圧縮比を上昇させることで、フューエルカットからの復帰が行われる時刻ｔ３２において、符号Ｄ２で示すように、圧縮比が、符号Ａ２で示す指示値に対応する圧縮比（目標圧縮比）に達する。そのため、変形例２に係る制御方法によれば、比較例に係る制御方法と比較して、フューエルカットからの復帰後（時刻ｔ３２以降）において、符号Ｄ３で示すようにアイドル運転時のエンジン回転数が安定する。したがって、変形例２に係る制御方法によれば、アイドリング制御を安定して行うことが可能となる。

図９は、第１実施形態の変形例２に係る制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。

まず、ステップＳ３０１では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ６１から受信した検出信号などに基づいて、要求駆動力が第１駆動力Ｆ_０未満であるか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ６０は、要求駆動力に基づいて、フューエルカットを実行すべきか否かを判定している。

要求駆動力が第１駆動力Ｆ_０未満である場合（ステップＳ３０１；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０２に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットを実行し（ステップＳ３０２）、処理はステップＳ３０３に進む。これに対して、要求駆動力が第１駆動力Ｆ_０以上である場合（ステップＳ３０１；Ｎｏ）、処理はステップＳ３０５に進む。この場合には、ＥＣＵ６０はフューエルカットからの復帰を行い（ステップＳ３０５）、処理は終了する。

ステップＳ３０３では、ＥＣＵ６０は、アクセル開度センサ６１から受信した検出信号などに基づいて、要求駆動力が第２駆動力Ｆ_１よりも高いか否かを判定する。ここでは、ＥＣＵ６０は、要求駆動力に基づいて、圧縮比を上昇させる制御を行うべきか否かを判定している。なお、第２駆動力Ｆ_１は、例えば、フューエルカットの実行時における要求駆動力の上昇度合い、及び、圧縮比を変更する制御を開始してから実際の圧縮比が目標圧縮比に設定されるまでに要する時間などに基づいて設定される。

要求駆動力が第２駆動力Ｆ_１よりも高い場合（ステップＳ３０３；Ｙｅｓ）、処理はステップＳ３０４に進み、要求駆動力が第２駆動力Ｆ_１以下である場合（ステップＳ３０３；Ｎｏ）、処理は終了する。

ステップＳ３０４では、ＥＣＵ６０は、圧縮比を上昇させる制御を実行する。具体的には、ＥＣＵ６０は、フューエルカットからの復帰時に圧縮比が目標圧縮比に設定されるように、圧縮比を上昇させる制御を行う。この場合、ＥＣＵ６０は、アクチュエータ３３に対して制御信号Ｓ３３を供給することで、圧縮比を上昇させる制御を行う。そして、処理は終了する。

以上説明した変形例２によっても、フューエルカットからの復帰時に、実際の圧縮比を適切に目標圧縮比に設定することができる。

なお、要求駆動力の代わりに、アクセル開度センサ６１が検出したアクセル開度そのものを用いて、上記したような変形例２と同様の制御方法を行っても良い。

＜第２実施形態＞
次に、第２実施形態について説明する。第２実施形態では、ＥＣＵ６０は、上記した第１実施形態に係る制御を行っている際に、つまりフューエルカットの実行中において圧縮比を上昇させる制御を行っている際に、変速比を変更する制御を行う。このように変速比を変更する理由は、以下の通りである。フューエルカット中に圧縮比を上昇させると、圧縮比を上昇させない場合と比較して、例えばエンジンブレーキが大きくなることで、車両の減速度が大きくなる傾向にある。そのため、フューエルカット中にドライバビリティーが悪化する可能性がある。一方で、フューエルカット中に変速比を変更すると、減速度が変化する傾向にある。具体的には、変速比を高くすると、減速度が小さくなる傾向にある。

したがって、第２実施形態では、圧縮比の上昇に伴う減速度の変化が抑制されるように、変速比を高くする制御を行う。具体的には、ＥＣＵ６０は、圧縮比を上昇させる制御を行っている際に、圧縮比を上昇させる制御を行わない場合に発生する減速度と同等の減速度が発生するように、変速比を高くする制御を行う。つまり、ＥＣＵ６０は、圧縮比を上昇させる制御に起因する減速度の変化分を変速比制御により相殺する。この場合、ＥＣＵ６０は、車速やエンジン回転数などに応じて通常設定される変速比を、圧縮比の上昇に伴う減速度の変化が抑制されるように補正する。例えば、ＥＣＵ６０は、圧縮比変化に伴う減速度変化を予め計算しマップ化しておき、当該マップに基づいて変速比を補正する。

図１０は、第２実施形態に係る制御方法を行った場合のタイムチャートを示す。図１０は、横軸に時間を示しており、上から順に、車速、フューエルカットのオン／オフ、圧縮比、エンジン回転数、変速比、加速度を示している。図１０に示す例では、時刻ｔ４２まではフューエルカットが実行され、時刻ｔ４２でフューエルカットからの復帰が行われるものとする。なお、圧縮比を上昇させる制御は第１実施例で示したものと同一であるため（図４参照）、その説明は省略する。

ここでは、圧縮比を上昇させる制御中において変速比を補正する第２実施形態に係る制御方法と、圧縮比を上昇させる制御中において変速比を補正しない比較例に係る制御方法とを比較する。比較例に係る制御方法では、圧縮比を上昇させる制御中に、符号Ｅ１で示すように、車速やエンジン回転数などに応じて通常設定される変速比が用いられる。つまり、圧縮比を上昇させる制御の実行を考慮した変速比の補正は行われない。圧縮比を上昇させる制御中において、このような変速比を用いた場合、符号Ｅ２で示すように、圧縮比を上昇させる制御を行う前と比較して加速度の下降度合いが大きくなっていることがわかる。

一方、第２実施形態に係る制御方法では、圧縮比を上昇させる制御中に、車速やエンジン回転数などに応じて通常設定される変速比が、符号Ｅ３で示すように補正される。具体的には、高い側に変速比が補正される。圧縮比を上昇させる制御中において、このような変速比を用いた場合、符号Ｅ４で示すように、圧縮比を上昇させる制御を行う前の加速度の下降度合いが概ね維持されていることがわかる。つまり、第２実施形態に係る制御方法によれば、上記した比較例に係る制御方法と比較して、圧縮比を上昇させる制御中の減速度変化が小さくなっていることがわかる。

図１１は、第２実施形態に係る制御処理を示すフローチャートである。この処理は、ＥＣＵ６０によって所定の周期で繰り返し実行される。なお、ステップＳ４０１〜Ｓ４０６の処理は、それぞれ、前述したステップＳ１０１〜Ｓ１０６の処理と同様であるため（図５参照）、その説明を省略する。ここでは、ステップＳ４０７の処理のみ説明する。

ステップＳ４０７の処理は、ステップＳ４０６の処理後に実行される、つまり圧縮比を上昇させる制御中に実行される。ステップＳ４０７では、ＥＣＵ６０は、圧縮比の上昇に伴う減速度の変化が抑制されるように、変速比を補正する制御を行う。具体的には、ＥＣＵ６０は、車速やエンジン回転数などに応じて通常設定される変速比を高い側に補正する制御を行う。この場合、ＥＣＵ６０は、無段変速機１１０に対して制御信号を供給することで、変速比を補正する制御を行う。例えば、ＥＣＵ６０は、圧縮比変化に伴う減速度変化を予め計算しマップ化しておき、当該マップに基づいて変速比を補正する。そして、処理は終了する。

以上説明した第２実施形態によれば、圧縮比の上昇に伴う減速度変化を適切に抑制することができる。よって、フューエルカット中の不自然な減速度変化を抑制することができ、ドライバビリティーの悪化を防止することが可能となる。

なお、上記の第２実施形態では、フューエルカットの実行及び復帰、並びに圧縮比を上昇させる制御の実行開始を、車速に基づいて判断しているが、これに限定はされない。他の例では、車速の代わりに、エンジン回転数、要求駆動力、及びアクセル開度のいずれかに基づいて、フューエルカットの実行及び復帰並びに圧縮比を上昇させる制御の実行開始を判断しても良い。つまり、第２実施形態に係る制御方法を、前述した第１実施形態に係る制御方法の変形例１又は変形例２と組み合わせて実行しても良い。

［変形例］
本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。

また、上述の実施形態では、アッパーブロック３１をロアブロック３２に対して上下方向に移動させることでエンジン１０の圧縮比を変化させるとしていたが、本発明を適用可能な可変圧縮比エンジンとしてはこれに限られず、他の圧縮比可変機構を備えるエンジンにも適用可能である。例えば、ピストンとクランクシャフトとを複数のリンクで連結し、コントロールシャフトを回転させて当該コントロールシャフトに形成された偏心軸の位置を変えて前記リンクの姿勢を制御することで、ピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする可変圧縮比エンジンにも本発明を適用可能である。また、例えば、吸気バルブ２１の閉じタイミングを変化させることで圧縮比を変化させるエンジンにも本発明を適用可能である。

１０ エンジン
６０ ＥＣＵ
６１ アクセル開度センサ
６２ 車速センサ
１１０ 無段変速機

Claims (4)

1. 混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   フューエルカットの実行及び前記フューエルカットからの復帰を制御するフューエルカット制御手段と、
   前記フューエルカットが実行されているか否かに応じて、前記圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、を備え、
   前記圧縮比変更手段は、前記フューエルカットからの復帰が行われる前に、前記圧縮比の変更を開始することを特徴とする車両の制御装置。
2. 混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   フューエルカットの実行及び前記フューエルカットからの復帰を制御するフューエルカット制御手段と、
   前記フューエルカットが実行されているか否かに応じて、前記圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、を備え、
   前記圧縮比変更手段は、前記フューエルカットからの復帰が行われる第１車速よりも高い第２車速を用いて、前記フューエルカットの実行時において車速が前記第２車速未満となった際に、前記圧縮比の変更を開始することを特徴とする車両の制御装置。
3. 混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、
   フューエルカットの実行及び前記フューエルカットからの復帰を制御するフューエルカット制御手段と、
   前記フューエルカットが実行されているか否かに応じて、前記圧縮比を変更する圧縮比変更手段と、を備え、
   前記圧縮比変更手段は、前記フューエルカットからの復帰が行われる第１エンジン回転数よりも高い第２エンジン回転数を用いて、前記フューエルカットの実行時においてエンジン回転数が前記第２エンジン回転数未満となった際に、前記圧縮比の変更を開始することを特徴とする車両の制御装置。
4. 前記フューエルカットの実行時において前記圧縮比変更手段によって前記圧縮比の変更が行われている際に、前記圧縮比の変更に伴う車両の減速度の変化が抑制されるように、変速比を変更する変速比変更手段を更に備える請求項１乃至３のいずれか一項に記載の車両の制御装置。

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