JP2018017169A - 内燃機関の制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構を有する内燃機関において、圧縮比変更期間中における点火時期をより適切な時期に制御することを目的とする。
【解決手段】圧縮比変更期間中において、圧縮行程中の所定の設定時期に、機械圧縮比が、該所定の設定時期における推定圧縮比またはそれよりも圧縮比変更期間における目標圧縮比側の圧縮比である所定の基準圧縮比であると仮定して基準点火時期を求める。そして、基準点火時期における予測圧縮比が所定の基準圧縮比と異なる場合は、該予測圧縮比と該所定の基準圧縮比との差に基づいて基準点火時期を補正した補正点火時期に点火時期を設定する。
【選択図】図９

Description

本発明は、可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御システムに関する。

従来、内燃機関の機械圧縮比を変更する機構である可変圧縮比機構が開発されている。例えば、特許文献１および２には、可変長コンロッドの有効長を調整することで機械圧縮比を変更する可変圧縮比機構が開示されている。このような可変圧縮比機構では、可変長コンロッドの有効長が長くされると機械圧縮比が高くなり、可変長コンロッドの有効長が短くされると機械圧縮比が低くなる。

また、可変圧縮比機構により機械圧縮比を変更する際には、その機構に起因してある程度の応答遅れが生じる。そこで、例えば、特許文献３には、内燃機関の操作量を推定し、推定された操作量に基づいて機械圧縮比を制御する技術が開示されている。この特許文献３に開示されている予測運転モードでは、内燃機関の操作量の時間変化の傾き（すなわち、操作量の変化速度）に基づいて推定操作量を求める。そして、求められた推定操作量に基づいて、機械圧縮比の目標値である目標圧縮比を決定する。

また、特許文献４には、内燃機関の機械圧縮比とともに内燃機関の実圧縮比（吸気バルブの閉弁時期での燃焼室の容積を上死点での燃焼室の容積で除した値）も変更可能な内燃機関の制御に関する技術が開示されている。例えば、実圧縮比の実際の値がその基準値より高くなった場合、ノッキングが発生し易くなる。そこで、特許文献４に開示の技術では、このような場合は、点火時期をその基準時期よりも遅角することで、ノッキングの発生を抑制する。一方、実圧縮比の実際の値がその基準値より低くなった場合、燃焼状態が悪化し易くなる。そこで、特許文献４に開示の技術では、このような場合は、点火時期をその基準時期よりも進角することで、燃焼状態の悪化を抑制する。

特開２０１６−１１８１８１号公報 国際公開第２０１４／０１９６８３号 特表２０１６−５０８５５９号公報 国際公開第２０１０／０７３４１１号

ここで、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構においては、機械圧縮比（以下、単に「圧縮比」と称する場合もある。）を変更する際に、気筒内においてピストンが往復動することで生じる慣性力の作用、および、気筒内において燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用を利用することで、可変長コンロッドの有効長が変更される。つまり、圧縮比を所定の低圧縮比から所定の高圧縮比に変更する際には、ピストンが往復動することで生じる上向きの慣性力の作用により可変長コンロッドの有効長が長くされる。一方、圧縮比を所定の高圧縮比から所定の低圧縮比に変更する際には、ピストンが往復動することで生じる下向きの慣性力の作用のみならず、燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用により、可変長コンロッドの有効長が短くされる。

つまり、気筒内で往復運動するピストンに作用する力の向きおよび大きさは常に一定なわけではなく、クランク角に応じて異なる。そのため、上記のような可変長コンロッドを
用いた可変圧縮比機構により圧縮比を所定の低圧縮比と所定の高圧縮比とのいずれか一方から他方へ変更している圧縮比変更期間中においては、圧縮比が常に一定の割合（速度）で変化するわけではなく、その変化割合はクランク角に応じて異なることになる。

そして、内燃機関における点火時期が圧縮比に対応した最適時期からずれた場合、ノッキングの発生、または、燃焼状態の悪化による燃費の低下や失火の発生といった問題が生じる虞がある。本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであって、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構を有する内燃機関において、圧縮比変更期間中における点火時期をより適切な時期に制御することを目的とする。

本発明に係る内燃機関の制御システムは、可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御システムであって、前記可変圧縮比機構が、コンロッドの有効長を調整することで内燃機関の機械圧縮比を変更する機構であり、機械圧縮比を所定の低圧縮比から所定の高圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用により前記コンロッドの有効長を長くし、機械圧縮比を前記所定の高圧縮比から前記所定の低圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用と、気筒内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用とにより、前記コンロッドの有効長を短くする機構であって、圧縮比変更期間中における機械圧縮比を推定および予測する推定部と、点火プラグによる混合気への点火時期を設定する設定部と、を備え、圧縮比変更期間中においては、前記設定部が、圧縮行程中の所定の設定時期に、機械圧縮比が、前記推定部によって推定される前記所定の設定時期における推定圧縮比またはそれよりも圧縮比変更期間における目標圧縮比側の圧縮比である所定の基準圧縮比であると仮定して基準点火時期を求め、さらに、前記推定部によって予測される前記基準点火時期における予測圧縮比が前記所定の基準圧縮比と異なる場合は、前記予測圧縮比と前記所定の基準圧縮比との差に基づいて前記基準点火時期を補正した補正点火時期に点火時期を設定する。

本発明によれば、可変長コンロッドを用いた可変圧縮比機構を有する内燃機関において、圧縮比変更期間中における点火時期をより適切な時期に制御することができる。

本発明の実施例に係る内燃機関の概略構成を示す図である。 本発明の実施例に係る可変長コンロッドの概略構成を示す図である。 本発明の実施例に係る、第一状態にあるときの切換機構の様子を示す図である。 本発明の実施例に係る、第二状態にあるときの切換機構の様子を示す図である。 本発明の実施例に係る、内燃機関の圧縮比を低圧縮比側から高圧縮比側に変更する際の圧縮比変更期間中における、ピストンにかかる荷重の向きと大きさ、および、圧縮比の推移を示す図である。 本発明の実施例に係る、内燃機関の圧縮比を低圧縮比側から高圧縮比側に変更する際の圧縮比変更期間中における、圧縮比の単位変化量の推移を示す図である。 本発明の実施例に係る、内燃機関の圧縮比を高圧縮比側から低圧縮比側に変更する際の圧縮比変更期間中における、ピストンにかかる荷重の向きと大きさ、および、圧縮比の推移を示す図である。 本発明の実施例に係る、内燃機関の圧縮比を高圧縮比側から低圧縮比側に変更する際の圧縮比変更期間中における、圧縮比の単位変化量の推移を示す図である。 本発明の実施例に係る圧縮比変更期間中における点火時期の設定フローを示すフローチャートである。

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。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

＜実施例＞
図１は、本実施例に係る内燃機関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３００を有する４ストローク・サイクルの火花点火式内燃機関である。なお、図１においては、便宜的に、複数の気筒３００のうち、１つの気筒のみが示されている。

内燃機関１は、クランクケース２と、シリンダブロック３と、シリンダヘッド４と、を備えている。クランクケース２には、クランクシャフト２００が回転自在に収容されている。シリンダブロック３には、円柱状の気筒３００が形成されている。該気筒３００内には、ピストン５が摺動自在に収容されている。ピストン５とクランクシャフト２００とは可変長コンロッド６により連結されている。なお、可変長コンロッド６の構成については後述する。シリンダヘッド４には、吸気ポート１１と排気ポート１４とが形成されている。さらに、シリンダヘッド４には、燃焼室７における吸気ポート１１の開口端を開閉するための吸気バルブ９と、該吸気バルブ９を開閉駆動するための吸気カムシャフト１０とが備えられている。また、シリンダヘッドに４は、燃焼室７における排気ポート１４の開口端を開閉するための排気バルブ１２と、該排気バルブ１２を開閉駆動するための排気カムシャフト１３とが備えられている。さらに、シリンダヘッド４には、燃焼室７内の混合気を着火させるための点火プラグ８と、吸気ポート１１内に燃料を噴射する燃料噴射弁１０３とが備えられている。また、内燃機関１において、各気筒の吸気ポート１１と連通している吸気通路（図示略）にはスロットル弁１０２が設けられている。スロットル弁１０２は、吸気通路内の通路断面積を変更することで、内燃機関１の吸入空気量を調整する。

ここで、可変長コンロッド６は、その小端部においてピストンピン２１によりピストン５と連結されるとともに、その大端部においてクランクシャフト２００のクランクピン２２と連結される。この可変長コンロッド６は、ピストンピン２１の軸心からクランクピン２２の軸心までの距離、すなわち有効長を変更することができる。可変長コンロッド６の有効長が長くなると、クランクピン２２の軸心からピストンピン２１の軸心までの長さが長くなるため、図１中の実線で示すようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７の容積が小さくなる。一方、可変長コンロッド６の有効長が短くなると、クランクピン２２の軸心からピストンピン２１の軸心までの長さが短くなるため、図１中の破線で示すようにピストン５が上死点にあるときの燃焼室７の容積が大きくなる。なお、上記したように可変長コンロッド６の有効長が変化しても、ピストン５のストロークが変化しないため、ピストン５が上死点に位置するときの筒内容積（燃焼室の容積）とピストン５が下死点に位置するときの筒内容積との比（すなわち、機械圧縮比）が変化することになる。

（可変長コンロッドの構成）
ここで、本実施例に係る可変長コンロッド６の構成について図２に基づいて説明する。図２は、本実施例に係る可変長コンロッド６の概略構成を示す図である。可変長コンロッド６は、コンロッド本体３１と、コンロッド本体３１に回動可能に取り付けられた偏心部材３２と、コンロッド本体３１に設けられた第１ピストン機構３３と、コンロッド本体３１に設けられた第２ピストン機構３４と、これら両ピストン機構３３、３４への作動油の流れの切換を行う切換機構３５と、を具備する。

コンロッド本体３１は、その一方の端部にクランクシャフト２００のクランクピン２２
を受容するクランク受容開口４１を有し、他方の端部に後述する偏心部材３２のスリーブ３２ａを受容するスリーブ受容開口４２を有する。クランク受容開口４１はスリーブ受容開口４２よりも大きいことから、クランク受容開口４１が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を大端部３１ａと称し、スリーブ受容開口４２が設けられている側のコンロッド本体３１の端部を小端部３１ｂと称する。

なお、本明細書では、クランク受容開口４１の軸心（すなわち、クランク受容開口４１に受容されるクランクピン２２の軸心）と、スリーブ受容開口４２の軸心（すなわち、スリーブ受容開口４２に受容されるスリーブ３２ａの軸心）とを通る仮想直線Ｘを、可変長コンロッド６の軸心と称する。また、可変長コンロッド６の軸心Ｘに対して垂直であってクランク受容開口４１の軸心に垂直な方向における可変長コンロッド６の長さを、該可変長コンロッド６の幅と称する。加えて、クランク受容開口４１の軸心に平行な方向における可変長コンロッド６の長さを、該可変長コンロッド６の厚さと称する。

偏心部材３２は、コンロッド本体３１に形成されたスリーブ受容開口４２内に受容される円筒状のスリーブ３２ａと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において一方の方向に延びる第１アーム３２ｂと、スリーブ３２ａからコンロッド本体３１の幅方向において他方の方向に延びる第２アーム３２ｃとを具備する。スリーブ３２ａはスリーブ受容開口４２内で回動可能であるため、偏心部材３２はコンロッド本体３１の小端部３１ｂにおいてコンロッド本体３１に対して小端部３１ｂの周方向に回動可能に取り付けられることになる。

また、偏心部材３２のスリーブ３２ａは、ピストンピン２１を受容するためのピストンピン受容開口３２ｄを有する。このピストンピン受容開口３２ｄは円柱状に形成される。円柱状のピストンピン受容開口３２ｄは、その軸心がスリーブ３２ａの軸心に対して偏心するように形成される。

上記したように、スリーブ３２ａのピストンピン受容開口３２ｄの軸心がスリーブ３２ａの軸心から偏心しているため、偏心部材３２が回転すると、スリーブ受容開口４２内におけるピストンピン受容開口３２ｄの位置が変化する。スリーブ受容開口４２内におけるピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側にあるときには、可変長コンロッド６の有効長が短くなる。逆に、スリーブ受容開口４２内におけるピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側とは反対側にあるときには、可変長コンロッド６の有効長が長くなる。したがって本実施例に係る構成よれば、偏心部材３２を回動させることによって、可変長コンロッド６の有効長を変更することができる。

第１ピストン機構３３は、コンロッド本体３１に形成された第１シリンダ３３ａと、第１シリンダ３３ａ内で摺動する第１ピストン３３ｂとを有する。第１シリンダ３３ａは、そのほとんど又はその全てが可変長コンロッド６の軸心Ｘに対して第１アーム３２ｂ側に配置される。また、第１シリンダ３３ａは、小端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向に突出するように軸心Ｘに対してある程度の角度だけ傾斜して配置される。また、第１シリンダ３３ａは、第１ピストン連通油路５１を介して切換機構３５と連通している。

第１ピストン３３ｂは、第１連結部材４５により偏心部材３２の第１アーム３２ｂに連結されている。第１ピストン３３ｂは、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結されている。第１アーム３２ｂは、スリーブ３２ａに結合されている側とは反対側の端部において、ピンによって第１連結部材４５に回転可能に連結されている。

一方、第２ピストン機構３４は、コンロッド本体３１に形成された第２シリンダ３４ａ
と、第２シリンダ３４ａ内で摺動する第２ピストン３４ｂとを有する。第２シリンダ３４ａは、そのほとんど又はその全てが可変長コンロッド６の軸心Ｘに対して第２アーム３２ｃ側に配置される。また、第２シリンダ３４ａは、小端部３１ｂに近づくほどコンロッド本体３１の幅方向に突出するように軸心Ｘに対してある程度の角度だけ傾斜して配置される。また、第２シリンダ３４ａは、第２ピストン連通油路５２を介して切換機構３５と連通する。

第２ピストン３４ｂは、第２連結部材４６により偏心部材３２の第２アーム３２ｃに連結される。第２ピストン３４ｂは、ピンによって第２連結部材４６に回転可能に連結される。第２アーム３２ｃは、スリーブ３２ａに連結されている側とは反対側の端部において、ピンによって第２連結部材４６に回転可能に連結される。

切換機構３５は、第１シリンダ３３ａと第２シリンダ３４ａとの間における作動油の流れを切り換えるための機構である。ここで、切換機構３５が、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを遮断し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを許容する状態を第１状態とする。一方、切換機構３５が、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを許容し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを遮断する状態を第２状態とする。

切換機構３５が第１状態にあるときは、第１シリンダ３３ａ内に作動油が供給され、且つ第２シリンダ３４ａから作動油が排出されることになる。このため、第１ピストン３３ｂが上昇し、それに伴って第１ピストン３３ｂに連結された偏心部材３２の第１アーム３２ｂも上昇する。一方、第２ピストン３４ｂが下降し、それに伴って第２ピストン３４ｂに連結された第２アーム３２ｃも下降する。その結果、偏心部材３２が図２中の時計回りに回動するため、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側とは反対側（すなわち、図２の上方）に移動する。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置がクランクピン２２の位置から遠ざかる。すなわち、可変長コンロッド６の有効長が長くなる。そして、第２ピストン３４ｂが第２シリンダ３４ａの底面と当接すると、偏心部材３２の回動が規制されて、該偏心部材３２の回動位置がその位置（以下、「高圧縮比位置」と称する）に保持される。

なお、切換機構３５が第１状態にあるときには、基本的には外部から作動油を供給することなく、第１ピストン３３ｂ及び第２ピストン３４ｂが上記した位置（第２ピストン３４ｂが第２シリンダ３４ａの底面に当接する位置）まで移動する。これは、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動することによって該ピストン５に上向きの慣性力が作用したときに第２ピストン３４ｂが押し込まれ、これによって第２シリンダ３４ａ内の作動油が第１シリンダ３３ａに移動するためである。一方、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用したとき、および、燃焼室７内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧によりピストン５に下向きの力が作用したときには、第１ピストン３３ｂを押し込もうとする力が働く。しかしながら、切換機構３５が第１状態にあるときには第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れが遮断されているため、第１シリンダ３３ａ内の作動油は流出しない。そのため、第１ピストン３３ｂは押し込まれない。

また、切換機構３５が第２状態にあるときは、第２シリンダ３４ａ内に作動油が供給され、且つ第１シリンダ３３ａから作動油が排出されることになる。このため、第２ピストン３４ｂが上昇し、それに伴って第２ピストン３４ｂに連結された偏心部材３２の第２アーム３２ｃも上昇する。一方、第１ピストン３３ｂが下降し、第１ピストン３３ｂに連結された第１アーム３２ｂも下降する。その結果、偏心部材３２が図２中の反時計回りに回動するため、ピストンピン受容開口３２ｄの位置が大端部３１ａ側（すなわち、図２の下
方）に移動する。これにより、ピストンピン受容開口３２ｄの位置がクランクピン２２の位置に近づく。すなわち、可変長コンロッド６の有効長が短くなる。そして、第１ピストン３３ｂが第１シリンダ３３ａの底面に当接すると、偏心部材３２の回動が規制されて、該偏心部材３２の回動位置がその位置（以下、「低圧縮比位置」と称する）に保持される。よって、切換機構３５が第２状態にあるときは第１状態にあるときに比べ、内燃機関１の圧縮比が低くなる。以下では、切換機構３５が第１状態にあるとき（つまり、偏心部材３２が高圧縮比位置にあるとき）の圧縮比を第１圧縮比と称し、切換機構３５が第２状態にあるとき（つまり、偏心部材３２が低圧縮比位置にあるとき）の圧縮比を第２圧縮比と称する。当然のことながら、第１圧縮比は第２圧縮比に比べて高い圧縮比である。

なお、切換機構３５が第２状態にあるときも、基本的には外部から作動油を供給することなく、第１ピストン３３ｂ及び第２ピストン３４ｂが上記した位置（第１ピストン３３ｂが第１シリンダ３３ａの底面に当接する位置）まで移動する。これは、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動してピストン５に下向きの慣性力が作用したとき、および、燃焼室７内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧によりピストン５に下向きの力が作用したときに、第１ピストン３３ｂが押し込まれ、これによって第１シリンダ３３ａ内の作動油が第２シリンダ３４ａに移動するためである。一方、内燃機関１の気筒３００内でピストン５が往復動してピストン５に上向きの慣性力が作用したときには、第２ピストン３４ｂを押し込もうとする力が働く。しかしながら、切換機構３５により第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れが遮断されているため、第２シリンダ３４ａ内の作動油は流出しない。そのため、第２ピストン３４ｂは押し込まれない。

（切換機構の構成）
次に、切換機構３５の構成について図３及び図４に基づいて説明する。なお、図３は、第１状態にあるときの切換機構３５の様子を示している。また、図４は、第２状態にあるときの切換機構３５の様子を示している。なお、図３，４において、矢印はそれぞれの状態における作動油の流れを表している。切換機構３５は、二つの切換ピン６１、６２と一つの逆止弁６３とを具備する。二つの切換ピン６１、６２は、それぞれ円柱状のピン収容空間６４、６５内に摺動自在に収容される。

上記した二つの切換ピン６１、６２のうち、一方の切換ピン６１（第１切換ピン６１）は、その周方向に延びる二つの円周溝６１ａ、６１ｂを有する。これら円周溝６１ａ、６１ｂは、第１切換ピン６１内に形成された連通路６１ｃによって互いに連通している。また、第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４内には、第１切換ピン６１を該第１ピン収容空間６４内の一方の端部から他方の端部（図３中の下側の端部から上側の端部）へ向けて付勢するための第１付勢バネ６７が収容されている。

上記した二つの切換ピン６１、６２のうち、他方の切換ピン６２（第２切換ピン６２）も、その周方向に延びる二つの円周溝６２ａ、６２ｂを有する。これら円周溝６２ａ、６２ｂは、第２切換ピン６２内に形成された連通路６２ｃによって互いに連通している。また、第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５内にも、第２切換ピン６２を該第２ピン収容空間６５内の一方の端部から他方の端部（図３中の上側の端部から下側の端部）へ向けて付勢するための第２付勢バネ６８が収容されている。

逆止弁６３は、円柱状の逆止弁収容空間６６内に収容される。逆止弁６３は、一次側（図３中の上側）から二次側（図３中の下側）への流れを許容するとともに、二次側から一次側への流れを遮断するように構成される。

第１切換ピン６１を収容する第１ピン収容空間６４は、第１ピストン連通油路５１を介して第１シリンダ３３ａに連通されている。第１ピン収容空間６４は、二つの空間連通油
路５３、５４を介して逆止弁収容空間６６に連通されている。このうち一方の第１空間連通油路５３は、第１ピン収容空間６４と逆止弁収容空間６６の二次側とを連通する。他方の第２空間連通油路５４は、第１ピン収容空間６４と逆止弁収容空間６６の一次側とを連通する。

第２切換ピン６２を収容する第２ピン収容空間６５は、第２ピストン連通油路５２を介して第２シリンダ３４ａに連通されている。第２ピン収容空間６５は、二つの空間連通油路５５、５６を介して逆止弁収容空間６６に連通されている。このうち一方の第３空間連通油路５５は、第２ピン収容空間６５と逆止弁収容空間６６の二次側とを連通する。他方の第４空間連通油路５６は、第２ピン収容空間６５と逆止弁収容空間６６の一次側とを連通する。

また、第１ピン収容空間６４は、コンロッド本体３１内に形成された第１制御用油路５７と連通している。図３に示すように、第１制御用油路５７は、第１付勢バネ６７が設けられた端部（図３中の下側の端部）とは反対側の端部（図３中の上側の端部）において第１ピン収容空間６４に連通されている。また、第２ピン収容空間６５は、コンロッド本体３１内に形成された第２制御用油路５８と連通している。図３に示すように、第２制御用油路５８は、第２付勢バネ６８が設けられた端部（図３中の上側の端部）とは反対側の端部（図３中の下側の端部）において第２ピン収容空間６５に連通せしめられるものとする。コンロッド本体３１内において、第１制御用油路５７及び第２制御用油路５８は、クランク受容開口４１に連通するように形成されるとともに、クランクピン２２内に形成された油路（図示せず）を介して外部の切換弁７５に連通される。この切換弁７５は、二つの制御用油路５７、５８と図示しないオイルポンプとの間の導通と遮断とを切り換える弁機構である。

逆止弁収容空間６６の一次側は、コンロッド本体３１内に形成された補充用油路５９を介して、オイルポンプ等の作動油供給源７６に連通されている。補充用油路５９は、切換機構３５の各部から外部へ漏れた作動油を補充するための油路である。

（切換機構の動作）
上記したように構成される切換機構３５において、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを導通させているときは、図３に示したように、切換ピン６１、６２に作用する油圧によって付勢バネ６７、６８が縮められる。そのため、切換ピン６１、６２が、第１切換ピン６１の連通路６１ｃを介して第１ピストン連通油路５１と第１空間連通油路５３とが連通され、且つ第２切換ピン６２の連通路６２ｃを介して第２ピストン連通油路５２と第４空間連通油路５６とが連通される位置に移動すると共にその位置が保持される。この場合、第１シリンダ３３ａが逆止弁６３の二次側と連通され、且つ第２シリンダ３４ａが逆止弁６３の一次側に連通されることになる。その結果、図３において矢印で表すように、第２シリンダ３４ａ内の作動油は、第２ピストン連通油路５２、第４空間連通油路５６、第１空間連通油路５３、及び第１ピストン連通油路５１を介して第１シリンダ３３ａへ移動可能になる。その一方で、第１シリンダ３３ａ内の作動油は、第２シリンダ３４ａへ移動することができなくなる。したがって、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを導通させているときは、切換機構３５は、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを遮断し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを許容する状態、すなわち第１状態になる。

また、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを遮断させているときは、付勢バネ６７、６８の付勢力のみが切換ピン６１、６２に作用する。そのため、図４に示したように、切換ピン６１、６２が、第１切換ピン６１の連通路６１ｃを介して第１ピストン連通油路５１と第２空間連通油路５４とが連通され、且つ第２切換ピン６２の連通路
６２ｃを介して第２ピストン連通油路５２と第３空間連通油路５５とが連通される位置に移動すると共にその位置が保持される。この場合、第１シリンダ３３ａが逆止弁６３の一次側に接続され、且つ第２シリンダ３４ａが逆止弁６３の二次側に接続されることになる。その結果、図４において矢印で表すように、第１シリンダ３３ａ内の作動油は、第１ピストン連通油路５１、第２空間連通油路５４、第３空間連通油路５５、及び第２ピストン連通油路５２を介して第２シリンダ３４ａへ移動可能になる。その一方で、第２シリンダ３４ａ内の作動油は、第１シリンダ３３ａへ移動することができなくなる。したがって、切換弁７５が制御用油路５７、５８とオイルポンプとを遮断させているときは、切換機構３５は、第１シリンダ３３ａから第２シリンダ３４ａへの作動油の流れを許容し、且つ第２シリンダ３４ａから第１シリンダ３３ａへの作動油の流れを遮断する状態、すなわち第２状態になる。

上述したように、切換弁７５によって第１ピン収容空間６４及び第２ピン収容空間６５に対する油圧の供給と遮断とが切り換えられると、切換機構３５を第１状態と第２状態とを切り換えることができ、それに伴って内燃機関１の圧縮比を第１圧縮比と第２圧縮比との何れか一方から他方に切り換えることができる。なお、切換弁７５は、各気筒３００の切換機構３５毎に設けられてもよく、又は全ての気筒３００の切換機構３５に対して一つのみが設けられてもよい。

なお、本実施例においては、各気筒３００の可変長コンロッド６および切換弁７５が、本発明に係る「可変圧縮比機構」に相当する。ただし、本発明に係る「可変圧縮比機構」の構成は、上記のような切換機構を用いた構成に限られるものではない。

ここで、図１に戻って本実施例に係る内燃機関の概略構成についてさらに説明する。上述したように構成される内燃機関１には、ＥＣＵ１００が併設されている。ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等から構成され、内燃機関１を制御するためのプロセッサを有する電子制御ユニットである。ＥＣＵ１００は、エアフローメータ１０１およびクランクポジションセンサ２０１等の各種センサと電気的に接続され、それら各種センサの出力信号を入力可能になっている。エアフローメータ１０１は、内燃機関１の吸気通路におけるスロットル弁１０２よりも上流側に設けられ、内燃機関１の吸入空気量に対応する電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ２０１は、クランクシャフト２００の回転位置に対応する電気信号を出力するセンサである。そして、ＥＣＵ１００は、クランクポジションセンサ２０１の出力信号に基づいて内燃機関１の機関回転速度を導出する。また、ＥＣＵ１００は、エアフローメータ１０１の出力信号（吸入空気量）に基づいて内燃機関１の機関負荷率（全負荷時の吸入空気量に対する実際の吸入空気量の比率）を導出する。

また、ＥＣＵ１００は、点火プラグ８、スロットル弁１０２、燃料噴射弁１０３、および、切換弁７５等の各種機器と電気的に接続されている。ＥＣＵ１００は、上記した各種センサの出力信号に基づいて、これらの各種機器を制御する。例えば、ＥＣＵ１００は、内燃機関１の機関負荷率に基づいて切換弁７５を制御する。詳細には、機関負荷率が所定の閾値未満であるときは、内燃機関１の圧縮比を第１圧縮比とすべく、ＥＣＵ１００が、切換機構３５が第１状態となるように切換弁７５を制御する。一方、機関負荷率が所定の閾値以上であるときは、内燃機関１の圧縮比を第２圧縮比とすべく、ＥＣＵ１００が、切換機構３５が第２状態となるように切換弁７５を制御する。

（圧縮比変更期間中の圧縮比の推移）
ここで、内燃機関１の圧縮比を低圧縮比側（第２圧縮比側）から高圧縮比側（第１圧縮比側）、または、高圧縮比側（第１圧縮比側）から低圧縮比側（第２圧縮比側）に変更している期間である圧縮比変更期間中の圧縮比の推移について図５から８に基づいて説明す
る。図５は、内燃機関１の圧縮比を低圧縮比側（第２圧縮比側）から高圧縮比側（第１圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中における、ピストン５にかかる荷重の向きと大きさ、および、圧縮比の推移を示す図である。図６は、内燃機関１の圧縮比を低圧縮比側（第２圧縮比側）から高圧縮比側（第１圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中における、圧縮比の単位クランク角あたりの変化量（以下、単に「単位変化量」と称する場合もある。）の推移を示す図である。図７は、内燃機関１の圧縮比を高圧縮比側（第１圧縮比側）から低圧縮比側（第２圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中における、ピストン５にかかる荷重の向きと大きさ、および、圧縮比の推移を示す図である。図８は、内燃機関１の圧縮比を高圧縮比側（第１圧縮比側）から低圧縮比側（第２圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中における、圧縮比の単位変化量の推移を示す図である。なお、図５，７において、横軸はクランク角（圧縮上死点が０ｄｅｇおよび７２０ｄｅｇとなっている。）を表している。また、図５，７のピストンにかかる荷重において、「正」の向きは上向き（すなわち、シリンダヘッド４側に向かう向き）を表しており、「負」の向きは下向き（すなわち、シリンダヘッド４とは反対側に向かう向き）を表している。また、図６，８においても、横軸はクランク角（圧縮上死点が０ｄｅｇおよび７２０ｄｅｇとなっている。）を表している。また、図６，８における圧縮比の単位変化量は、圧縮比の単位変化量の推移と単位クランク角当たりの偏心部材３２の回転角の変化量の推移とが近似していると仮定した上で、単位クランク角当たりの偏心部材３２の回転角の変化量に基づいて算出した値である。

図５，７に示すように、圧縮上死点（圧縮ＴＤＣ）前の時期（吸気行程終期）および排気上死点（排気ＴＤＣ）前後の時期（排気行程終期および吸気行程初期）においては、ピストン５に対して上向きの慣性力が作用することからピストン５に対して上向きの荷重がかかる。このとき、排気上死点前後の時期においては排気バルブ１２または吸気バルブ９の少なくともいずれかが開弁状態にある。そのため、排気上死点前後の時期においては、吸気バルブ９および排気バルブ１２がいずれも閉弁状態にある圧縮上死点前の時期よりもピストン５に対してより大きな上向きの荷重がかかる。一方、吸気下死点（吸気ＢＤＣ）前後の時期（吸気行程終期および圧縮行程初期）および膨張下死点（膨張ＢＤＣ）前後の時期（膨張行程終期および排気行程初期）においては、ピストン５に対して下向きの慣性力が作用することからピストン５に対して下向きの荷重がかかる。また、圧縮上死点近傍において点火プラグ８により混合気に点火され燃焼室７内で燃料が燃焼すると、ピストン５に対して燃焼圧が作用する。圧縮上死点近傍から膨張行程初期の時期においては、この燃焼圧の作用によりピストン５に対し下向きの荷重がかかる。このとき、燃焼圧の作用によりピストン５にかかる荷重は、下向きの慣性力の作用によりピストン５にかかる荷重よりもかなり大きくなる。

そして、内燃機関１の圧縮比を低圧縮比側（第２圧縮比側）から高圧縮比側（第１圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中においては、切換機構３５が上述した第１状態となっている。つまり、この圧縮比変更期間中においては、ピストン５が上向きには移動可能な状態となっているが、ピストン５の下向きの移動は制限されている。そのため、図５において破線で囲んだ部分に示すように、圧縮上死点前の時期および排気上死点前後の時期においてピストン５に対して上向きの荷重がかかった時には、ピストン５が上向きに移動し可変長コンロッド６の有効長が長くなることで、圧縮比が上昇する。一方で、吸気下死点前後の時期および膨張下死点前後の時期においてピストン５に対して下向きの慣性力が作用したとき、および、圧縮上死点近傍から膨張行程初期の時期においてピストン５に対して燃焼圧が作用したときのように、ピストン５に対して下向きの荷重がかかった時であっても、ピストン５の下向きの移動が制限されていることから、ピストン５は移動せず可変長コンロッド６の有効長は変化しないため、圧縮比も変化しない。

このように、内燃機関１の圧縮比を低圧縮比側（第２圧縮比側）から高圧縮比側（第１
圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中においては、ピストン５に対して上向きの荷重がかかった時にのみ圧縮比が上昇し、ピストン５に対して下向きの荷重がかかった時には圧縮比は変化しない。したがって、クランク角と圧縮比の単位変化量との相関は図６に示すような相関となる。つまり、圧縮上死点前の時期および排気上死点前後の時期において圧縮比の単位変化量が正の方向に大きくなり、それら以外の時期においては圧縮比の単位変化量は略零となる。また、排気上死点前後の時期においては、圧縮上死点前の時期よりもピストン５に対してより大きな上向きの荷重がかかることから、圧縮上死点前の時期よりも圧縮比の単位変化量は大きくなる。

また、内燃機関１の圧縮比を高圧縮比側（第１圧縮比側）から低圧縮比側（第２圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中においては、切換機構３５が上述した第２状態となっている。つまり、この圧縮比変更期間中においては、ピストン５が下向きには移動可能な状態となっているが、ピストン５の上向きの移動は制限されている。そのため、図７において破線で囲んだ部分に示すように、吸気下死点前後の時期および膨張下死点前後の時期と、圧縮上死点近傍から膨張行程初期の時期とにおいてピストン５に対して下向きの荷重がかかった時には、ピストン５が下向きに移動し可変長コンロッド６の有効長が短くなることで、圧縮比が低下する。一方で、圧縮上死点前の時期および排気上死点前後の時期においてピストン５に対して上向きの慣性力が作用したときのように、ピストン５に対して上向きの荷重がかかった時においては、ピストン５の上向きの移動が制限されていることから、ピストン５は移動せず可変長コンロッド６の有効長は変化しないため、圧縮比も変化しない。

このように、内燃機関１の圧縮比を高圧縮比側（第１圧縮比側）から低圧縮比側（第２圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中においては、ピストン５に対して下向きの荷重がかかった時にのみ圧縮比が低下し、ピストン５に対して上向きの荷重がかかった時には圧縮比は変化しない。したがって、クランク角と圧縮比の単位変化量との相関は図８に示すような相関となる。つまり、吸気下死点前後の時期および膨張下死点前後の時期と、圧縮上死点近傍から膨張行程初期の時期とにおいて圧縮比の単位変化量が負の方向に大きくなり、それら以外の時期においては圧縮比の単位変化量は略零となる。また、圧縮上死点近傍から膨張行程初期の時期においては、吸気下死点前後の時期および膨張下死点前後の時期よりもピストン５に対してより大きな下向きの荷重がかかることから、吸気下死点前後の時期および膨張下死点前後の時期よりも圧縮比の単位変化量は大きくなる。

（圧縮比変更期間中の点火時期設定）
上述したとおり、圧縮比変更期間中においては、圧縮比が常に一定の割合（速度）で変化するわけではなく、その変化割合はクランク角に応じて異なっている。ここで、内燃機関１においては、点火プラグ８による点火時期が、圧縮比に対応した最適時期よりも過剰に早いとノッキングが生じる虞がある。一方で、点火プラグ８による点火時期が、圧縮比に対応した時期よりも過剰に遅いと燃焼状態の悪化による燃費の低下や失火を招く虞がある。そのため、点火プラグ８による点火時期を圧縮比に応じて適切な時期に設定する必要がある。そこで、本実施例では、圧縮比変更期間中において、点火時期よりも前の時点で圧縮比の推移を予測し、予測された圧縮比（予測圧縮比）に応じて点火時期を設定する。

ここで、本実施例に係る点火時期の具体的な設定手法について説明する。本実施例では、ＥＣＵ１００に、図６に示すような、内燃機関１の圧縮比を低圧縮比側（第２圧縮比側）から高圧縮比側（第１圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中におけるクランク角と圧縮比の単位変化量との相関を示すマップ、および、図８に示すような、内燃機関１の圧縮比を高圧縮比側（第１圧縮比側）から低圧縮比側（第２圧縮比側）に変更する際の圧縮比変更期間中におけるクランク角と圧縮比の単位変化量との相関を示すマップが記憶されている。そして、圧縮比変更期間中においては、圧縮比変更開始時点の圧縮比（すなわ
ち、第１圧縮比または第２圧縮比）に対し、これらのマップから導出される圧縮比の単位変化量を単位クランク角回転毎に積算した積算値を加算することで、現在の推定圧縮比を随時算出する。

そして、圧縮行程中の時期であって、点火時期を設定する時期として予め定められている所定の設定時期において、その時期における推定圧縮比を所定の基準圧縮比として設定する。また、圧縮比が所定の基準圧縮比であると仮定したときの最適な点火時期を基準点火時期として求める。さらに、所定の設定時期の時点で、図６または８に示すようなマップに基づいて導出される圧縮比の単位変化量を基準点火時期までの間の単位クランク角毎に積算した積算値を、所定の設定時期における推定圧縮比に加算することで、基準点火時期における圧縮比の予測値である予測圧縮比を算出する。そして、この予測圧縮比が所定の基準圧縮比より高い場合、基準点火時期では点火時期として早すぎる可能性があると判断できる。そのため、この場合は、基準点火時期を遅角補正した補正点火時期に点火時期を設定する。一方で、この予測圧縮比が所定の基準圧縮比より低い場合、基準点火時期では点火時期として遅すぎる可能性があると判断できる。そのため、この場合は、基準点火時期を進角補正した補正点火時期に点火時期を設定する。そして、所定の設定時期の後、該所定の設定時期に設定された点火時期となったタイミングで点火プラグ８による点火を実行する。

圧縮比変更期間中においては点火時期を上記のように設定することで、圧縮比変更途中の各気筒３００での実際の圧縮比に応じた適切な時期に点火時期を制御することができる。その結果、ノッキングの発生や燃焼状態の悪化を抑制することができる。

（点火時期設定フロー）
以下、本実施例に係る圧縮比変更期間中における点火時期の設定フローについて図９に示すフローチャートに基づいて説明する。本フローは、ＥＣＵ１００に記憶されており、ＥＣＵ１００によって、内燃機関１の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。

本フローでは、先ずＳ１０１において、現在、圧縮比変更期間中であるか否かが判別される。ここで、本実施例では、圧縮比変更期間中においては、ＥＣＵ１００により、上述したような方法で推定圧縮比が随時算出されている。つまり、圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比に変更する際の圧縮比変更期間中においては、図６に示すようなマップから導出される圧縮比の単位変化量を単位クランク角回転毎に積算した積算値を第２圧縮比に加算することで、推定圧縮比が随時算出されている。また、圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更する際の圧縮比変更期間中においては、図８に示すようなマップから導出される圧縮比の単位変化量を単位クランク角回転毎に積算した積算値を第１圧縮比に加算することで、推定圧縮比が随時算出されている。

そこで、第２圧縮比から第１圧縮比への変更が開始された時点、すなわち、第２状態にある切換機構３５を第１状態とすべく切換弁７５が制御された時点から、推定圧縮比が第１圧縮比に達するまでの間は、Ｓ１０１において圧縮比変更期間中であると判定してもよい。また、第１圧縮比から第２圧縮比への変更が開始された時点、すなわち、第１状態にある切換機構３５を第２状態とすべく切換弁７５が制御された時点から、推定圧縮比が第２圧縮比に達するまでの間は、Ｓ１０１において圧縮比変更期間中であると判定してもよい。

Ｓ１０１において否定判定された場合、本フローの実行は一旦終了される。この場合、内燃機関１の圧縮比は第１圧縮比または第２圧縮比となっている。そのため、点火時期は、現状の圧縮比が第１圧縮比であるか第２圧縮比であるかに応じて予め定められた最適時期に設定される。一方、Ｓ１０１において肯定判定された場合、次にＳ１０２において、
現在のクランク角に基づいて所定の設定時期となったか否かが判別される。上述したように、所定の設定時期は圧縮行程中の時期であって、点火時期よりも十分に前の時期として設定されており、ＥＣＵ１００に予め記憶されている。

Ｓ１０２において否定判定された場合、本フローの実行が一旦終了される。一方、Ｓ１０２において肯定判定された場合、Ｓ１０３において、現在の推定圧縮比Ｒｃｐが読み込まれる。そして、読み込まれた推定圧縮比Ｒｃｐが所定の基準圧縮比に設定される。次に、Ｓ１０４において、圧縮比が所定の基準圧縮比（所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐ）であると仮定したときの最適な点火時期を基準点火時期Ｔｉｂとして算出する。なお、圧縮比と最適な点火時期との相関は実験等に基づいて予め求められており、これらの相関がマップまたは関数としてＥＣＵ１００に記憶されている。Ｓ１０４では、このマップまたは関数を用いて、所定の基準圧縮比に対応する基準点火時期Ｔｉｂが算出される。

次に、Ｓ１０５において、Ｓ１０４で算出された基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉが算出される。ここでは、上述したように、図６または８に示すようなマップに基づいて導出される圧縮比の単位変化量を基準点火時期Ｔｉｂまでの間の単位クランク角毎に積算した積算値を、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐに加算することで、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉが算出される。なお、厳密には、内燃機関１における燃焼圧に応じて、図６または８に示すような各クランク角に対する圧縮比の単位変化量は変化する。そのため、燃焼圧に影響を与える燃焼に関する各パラメータの値に応じて、各クランク角に対する圧縮比の単位変化量を補正し、その上で、該圧縮比の単位変化量を単位クランク角毎に積算してもよい。これにより、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉをより高い精度で算出することができる。

次に、Ｓ１０６において、Ｓ１０５で算出された基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉが、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも高いか否かが判別される。なお、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉが、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも所定量以上高い場合に、Ｓ１０６において肯定判定されるようにしてもよい。このＳ１０６において肯定判定された場合、次にＳ１０７において、基準点火時期Ｔｉｂを遅角補正した補正点火時期に点火時期が設定される。なお、このときに、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉと、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐとの差が大きいほど、基準点火時期Ｔｉｂを遅角補正する際の補正量が大きくされる。その後、本フローの実行が一旦終了される。

一方、Ｓ１０６において否定判定された場合、次にＳ１０８の処理が実行される。Ｓ１０８においては、Ｓ１０５で算出された基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉが、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも低いか否かが判別される。なお、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉが、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも所定量以上低い場合に、Ｓ１０８において肯定判定されるようにしてもよい。このＳ１０８において肯定判定された場合、次にＳ１０９において、基準点火時期Ｔｉｂを進角補正した補正点火時期に点火時期が設定される。なお、このときに、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉと、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐとの差が大きいほど、基準点火時期Ｔｉｂを進角補正する際の補正量が大きくされる。その後、本フローの実行が一旦終了される。

一方、Ｓ１０８において否定判定された場合、次にＳ１１０において、基準点火時期Ｔｉｂが点火時期に設定される。その後、本フローの実行が一旦終了される。

なお、上記フローにおいては、Ｓ１０７において基準点火時期Ｔｉｂを遅角補正した補正点火時期またはＳ１０９において基準点火時期Ｔｉｂを進角補正した補正点火時期を、
再度、基準点火時期Ｔｉｂに設定した上で、Ｓ１０５以降の処理を再度実行してもよい。これによれば、圧縮比変更途中における点火時期をより適切な時期に制御することができる。

また、上述した実施例においては、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐを所定の基準圧縮比に設定した上で、圧縮比が該所定の基準圧縮比であると仮定したときの最適な点火時期を基準点火時期Ｔｉｂとして算出した。しかしながら、基準点火時期Ｔｉｂを算出する際に前提とする所定の基準圧縮比は、必ずしも所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐでなくてもよい。つまり、所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも、圧縮比変更期間における目標圧縮比側の圧縮比（すなわち、圧縮比を第２圧縮比から第１圧縮比に変更しているときは所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも高い圧縮比であり、圧縮比を第１圧縮比から第２圧縮比に変更しているときは所定の設定時期における推定圧縮比Ｒｃｐよりも低い圧縮比）を所定の基準圧縮比に設定した上で、圧縮比が該所定の基準圧縮比であると仮定したときの最適な点火時期を基準点火時期Ｔｉｂとして算出してもよい。

また、圧縮比変更期間中における現在の推定圧縮比については、所定のセンサの検出値に基づいて求めることもできる。例えば、各気筒３００内の圧力を検出する筒内圧センサが内燃機関１に設けられている場合は、この筒内圧センサの検出値に基づいて推定圧縮比を求めてもよい。また、各気筒３００内におけるピストン５のストローク位置を検出するストロークセンサが内燃機関１に設けられている場合は、このストロークセンサの検出値に基づいて推定圧縮比を求めてもよい。ただし、これらのセンサの検出値に基づいて所定の設定時期における推定圧縮比を求める場合であっても、所定の設定時期において、基準点火時期Ｔｉｂにおける予測圧縮比Ｒｃｔｉを算出する際には、上述した方法と同様の予測方法を用いる必要がある。

また、図６または８に示すような、圧縮比変更期間中におけるクランク角と圧縮比の単位変化量との相関は、内燃機関１の運転状態等の影響を受けて変化する場合がある。例えば、内燃機関１の機関負荷が異なれば、ピストン５に作用する燃焼圧の大きさが変化する。また、内燃機関１の機関回転速度が異なれば、ピストン５に作用する上向きの慣性力および下向きの慣性力の大きさが変化する。つまり、内燃機関１の機関負荷および機関回転速度に応じてピストン５にかかる荷重が異なることになる。さらに、吸気バルブ９または排気バルブ１２のバルブタイミングを可変に制御する可変動弁機構を内燃機関１が備えている場合は、吸気バルブ９または排気バルブ１２のバルブタイミングによってもピストン５にかかる荷重が変化する。また、内燃機関１が過給機を備えている場合は、過給圧によってもピストン５にかかる荷重が変化する。

そこで、上述したように、図６または８に示すようなマップから導出される圧縮比の単位変化量を積算し、その積算値を用いて推定圧縮比または予測圧縮比を算出する場合には、上記のような、ピストン５にかかる荷重に影響を及ぼす各パラメータの値を加味して、各クランク角に対応する圧縮比の単位変化量を補正し、補正した圧縮比の単位変化量を積算するようにしてもよい。これによれば、推定圧縮比または予測圧縮比の算出精度をより向上させることができる。

１ 内燃機関
６ 可変長コンロッド
８ 点火プラグ
３２ 偏心部材
３５ 切換機構
７５ 切換弁
１００ ＥＣＵ
１０１ エアフローメータ
１０２ スロットル弁
１０３ 燃料噴射弁

Claims (1)

1. 可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御システムであって、
   前記可変圧縮比機構が、コンロッドの有効長を調整することで内燃機関の機械圧縮比を変更する機構であり、機械圧縮比を所定の低圧縮比から所定の高圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用により前記コンロッドの有効長を長くし、機械圧縮比を前記所定の高圧縮比から前記所定の低圧縮比に変更する際には、気筒内でピストンが往復動することで生じる慣性力の作用と、気筒内で燃料が燃焼することで生じる燃焼圧の作用とにより、前記コンロッドの有効長を短くする機構であって、
   圧縮比変更期間中における機械圧縮比を推定および予測する推定部と、
   点火プラグによる混合気への点火時期を設定する設定部と、を備え、
   圧縮比変更期間中においては、前記設定部が、圧縮行程中の所定の設定時期に、機械圧縮比が、前記推定部によって推定される前記所定の設定時期における推定圧縮比またはそれよりも圧縮比変更期間における目標圧縮比側の圧縮比である所定の基準圧縮比であると仮定して基準点火時期を求め、さらに、前記推定部によって予測される前記基準点火時期における予測圧縮比が前記所定の基準圧縮比と異なる場合は、前記予測圧縮比と前記所定の基準圧縮比との差に基づいて前記基準点火時期を補正した補正点火時期に点火時期を設定する内燃機関の制御システム。

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