JP7324657B2 - 内燃機関制御方法及び内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関を制御する制御方法及び制御装置に関する。

可変圧縮比機構を備える内燃機関の制御として、特許文献１には、内燃機関の要求出力が増大した場合に、圧縮比を予め設定した圧縮比以下に低下させてから、エンジントルクを増大させる制御が開示されている。この制御によれば、エンジントルクを増大させる際に、ノッキングの発生を抑制することができる。

ＷＯ２０１０／１１３３３２Ａ１

しかしながら、上記文献の制御では、圧縮比が予め設定した圧縮比以下になるのに要する時間の分、内燃機関の出力が要求出力になるまでに必要な時間が長くなる。すなわち、上記文献の制御には、動力性能の観点から改善の余地がある。

そこで本発明は、圧縮比変更を伴う出力増大を行なう際に、内燃機関の出力を速やかに増大させる制御を提供することを目的とする。

本発明のある態様によれば、アクチュエータにより作動する複リンク式ピストンクランクシャフト機構を利用して圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、排気の一部を吸気通路に還流させる排気還流装置と、を備える内燃機関を制御する内燃機関制御方法が提供される。この内燃機関制御方法では、要求出力の増大に応じて圧縮比の変更を伴う出力増大を行なう場合に、変更途中における圧縮比毎に定まる筒内圧力であり、かつ複リンク式ピストンクランクシャフト機構を介してアクチュエータへ伝達される筒内圧力である逆入力が圧縮比のずれを生じさせない入力である許容入力の上限値となる場合の筒内圧力である筒内圧限界を設定し、筒内圧限界を超えないようにエンジントルク限界を設定し、エンジントルク限界を実現する制限吸入空気量を、変更途中における圧縮比及び排気還流率に基づいて算出する。そして、エンジントルクを制限吸入空気量に基づいて制限しつつ変化させ、かつエンジン回転速度を変化させながら、排気還流率及び圧縮比を変化させる。

上記態様によれば、圧縮比変更を伴う出力増大を行なう際に、内燃機関の出力を速やかに増大させることができる。

図１は、内燃機関システムの回略構成図である。 図２は、可変圧縮比機構を説明するための図である。 図３は、内燃機関の出力を増大させる方法の第１の例を示すタイムチャートである。 図４は、内燃機関の出力を増大させる方法の第２の例を示すタイムチャートである。 図５は、内燃機関の出力を増大させる方法の第３の例を示すタイムチャートである。 図６は、内燃機関の出力を増大させる方法の第４の例を示すタイムチャートである。 図７は、本発明の実施形態に係る制御ルーチンを示すフローチャートである。 図８は、図７の制御ルーチンを実行した場合のタイムチャートである。 図９は、本発明の実施形態の変形例を説明するためのタイムチャートである。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態を適用する内燃機関システム（以下、単に「システム」ともいう）１００の概略構成図である。システム１００は、内燃機関１と、吸気系１０と、排気系２０と、過給機３０と、排気還流装置（以下、ＥＧＲ装置ともいう）４０と、第１の供給通路５０と、第２の供給通路６０と、排気バイパス通路７０及びウェイストゲートバルブ７１と、制御部としてのコントローラ８０と、を備える。

吸気系１０は、吸気通路１１と、エアフロメータ１２と、スロットルバルブ１３と、コレクタ１４と、コンプレッサ３１と、を備える。吸気通路１１は、内燃機関１に導入する吸気を流通させる。吸気通路１１には、エアフロメータ１２、コンプレッサ３１、スロットルバルブ１３及びコレクタ１４が上流側からこの順に設けられる。エアフロメータ１２は、吸気の流量を計測する。スロットルバルブ１３は、内燃機関１に導入する吸気の量を調節する。コレクタ１４は、容積室である。コンプレッサ３１は、過給機３０のコンプレッサであり、吸気を圧縮する。

吸気系１０には、さらに圧力センサ１７が設けられる。圧力センサ１７は、吸気通路１１のうちスロットルバルブ１３よりも下流の部分、具体的にはコレクタ１４に設けられる。

排気系２０は、排気通路２１と、上流触媒２２と、下流触媒２３と、消音器２４と、タービン３２と、を備える。排気通路２１は、内燃機関１から排出される排気を流通させる。排気通路２１には、タービン３２、上流触媒２２、下流触媒２３及び消音器２４が上流側からこの順に設けられる。上流触媒２２及び下流触媒２３は、排気を浄化する。消音器２４は、排気音を低減する。タービン３２は、過給機３０のタービンであり、排気からエネルギを回収する。

過給機３０はターボチャージャであり、コンプレッサ３１と、タービン３２と、シャフト３３と、を備える。コンプレッサ３１は吸気通路１１に、タービン３２は排気通路２１にそれぞれ設けられる。過給機３０では、タービン３２が排気のエネルギによって回転することで、シャフト３３を介してコンプレッサ３１が回転し、吸気を圧縮する。過給機３０は、このようにして吸気を圧縮し内燃機関１に供給する。

ＥＧＲ装置４０は、ＥＧＲ通路４１と、ＥＧＲクーラ４２と、ＥＧＲバルブ４３と、を備える。ＥＧＲ装置４０は、排気通路２１のうち過給機３０よりも下流の部分から吸気通路１１のうち過給機３０よりも上流の部分に排気を還流する。

ＥＧＲ通路４１は、排気通路２１と吸気通路１１とを接続する。ＥＧＲ通路４１は、排気通路２１を流通する排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路１１に還流する。ＥＧＲクーラ４２は、ＥＧＲ通路４１を流通するＥＧＲガスを冷却する。ＥＧＲバルブ４３は、ＥＧＲ通路４１を流通するＥＧＲガスの流量を調節する。

ＥＧＲ装置４０、具体的にはＥＧＲ通路４１は、排気通路２１のうちタービン３２よりも下流の部分と、吸気通路１１のうちコンプレッサ３１よりも上流の部分とを接続する。このように吸気通路１１と排気通路２１とを接続するＥＧＲ通路４１は、いわゆるロープレッシャーループのＥＧＲ経路を形成する。

ＥＧＲ通路４１はさらに具体的には、排気通路２１のうち上流触媒２２及び下流触媒２３間の部分と、吸気通路１１のうちエアフロメータ１２及びコンプレッサ３１間の部分とを接続する。

排気バイパス通路７０は、排気通路２１に設けられる。排気バイパス通路７０は、排気通路２１のうちタービン３２よりも上流及び下流の部分を接続する。排気バイパス通路７０は、タービン３２を迂回するように排気を流通させる。

ウェイストゲートバルブ７１は、排気バイパス通路７０に設けられる。ウェイストゲートバルブ７１は、排気バイパス通路７０を流通する排気の流量を調節する。ウェイストゲートバルブ７１は排気の流量を調節することで、タービン３２及びコンプレッサ３１の回転速度、すなわち過給機３０の回転速度を調整する。

コントローラ８０は、電子制御装置であり、コントローラ８０には、各種センサ・スイッチ類として、エアフロメータ１２及び圧力センサ１７のほか、クランク角センサ９１やアクセルペダルセンサ９２からの信号が入力される。

クランク角センサ９１は、所定クランク角ごとにクランク角信号を生成する。クランク角信号は、内燃機関１の回転速度を代表する信号として用いられる。アクセルペダルセンサ９２は、システム１００を備える車両のアクセルペダルの踏込量を検出する。アクセルペダルの踏込量は、内燃機関１の負荷を代表する信号として用いられる。

コントローラ８０は、上述した各種センサ・スイッチ類からの入力信号に基づいて、スロットルバルブ１３や、ＥＧＲバルブ４３や、ウェイストゲートバルブ７１を制御する。

なお、コントローラ８０は、中央演算装置（ＣＰＵ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）及び入出力インタフェース（Ｉ／Ｏインタフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。コントローラ８０を複数のマイクロコンピュータで構成することも可能である。

内燃機関１は、運転状態（例えば要求負荷及びエンジン回転速度）に応じて圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構２を備える。ここでいう圧縮比とは、ピストンの行程容積と燃焼室容積から定まる、いわゆる機械圧縮比である。以下の説明において、特にことわりがない場合には、圧縮比といえば機械圧縮比のことを指す。

次に、図２を参照して内燃機関１について説明する。図２に示す通り、可変圧縮比機構２は、公知の複リンク式ピストンクランク機構を利用するものである。可変圧縮比機構２は、クランクシャフト１０４のクランクピン１０４ａに回転自在に支持されるロアリンク１０６と、ロアリンク１０６の一端部に設けられたアッパピン１０８とピストン１１０のピストンピン１０ａとを連結するアッパリンク１１２と、を備える。さらに、可変圧縮比機構２はロアリンク１０６の他端部に設けられたコントロールピン１４０に一端部が連結されたコントロールリンク１１６と、コントロールリンク１１６の他端部を揺動可能に支持するコントロールシャフト１１８と、を備える。クランクシャフト１０４及びコントロールシャフト１１８は、シリンダブロック１２０内に軸受構造（図示せず）を介して回転自在に支持される。

コントロールシャフト１１８は、コントロールシャフト１１８の回動に伴って位置が変化する偏心軸部１１８ａを有する。コントロールリンク１１６の端部は、偏心軸部１１８ａに回転可能に嵌合している。

可変圧縮比機構２においては、コントロールシャフト１１８の回動に伴ってピストン１１０の上死点位置がシリンダ軸方向に沿って変化して、機械圧縮比が変化する。

可変圧縮比機構２は、コントロールシャフト１１８を回動させる機構として、クランクシャフト１０４と平行に配置される駆動軸１２２を有するアクチュエータ１２４を備える。アクチュエータ１２４は、シリンダブロック１２０に配置される。アクチュエータ１２４は、電動モータ（図示せず）と、電動モータの出力回転を減速して駆動軸１２２から出力する減速機（図示せず）とから構成される。

駆動軸１２２は、低圧縮比に対応する角度位置から高圧縮比に対応する角度位置までの角度範囲内を回動する。駆動軸１２２とコントロールシャフト１１８は互いに平行に配置されており、両者が連動して回動するように、駆動軸１２２に設けられた第１アーム１３０とコントロールシャフト１１８に固定された第２アーム１３２とが中間リンク１３４によって連結される。

アクチュエータ１２４の駆動軸１２２が回動すると、この回動が第１アーム１３０から中間リンク１３４を介して第２アーム１３２へ伝達され、コントロールシャフト１１８が回動する。これにより、内燃機関１の機械圧縮比が変化する。可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、コントローラ８０において運転状態に基づいて設定される。具体的には、運転状態毎の目標圧縮比を設定したマップを予めコントローラ８０に記憶させておき、アクセルペダルセンサ９２及びクランク角センサ９１の検出値を用いてマップ検索することにより設定する。基本的には、低負荷側では熱効率を優先して相対的に高い目標圧縮比が設定され、高負荷側ではノッキング回避のために相対的に低い目標圧縮比が設定される。

可変圧縮比機構２により可変制御される機械圧縮比の実際の値（以下、実圧縮比ともいう）は、センサにより検出可能である。このセンサとしては、例えば、コントロールシャフト１１８の回動角または駆動軸１２２の回動角を検出するロータリエンコーダまたはロータリ型ポテンショメータを用いることができる。また、駆動軸１２２を駆動する電動モータへの指令信号から電動モータの回転量を求め、この回転量からコントロールシャフト１１８の回動角を求めることによっても、実圧縮比を検出することができる。

なお、内燃機関１は、可変圧縮比機構２の圧縮比変化範囲を機械的に制限するための、低圧縮比側ストッパ１５０と高圧縮比側ストッパ１６０とを有する。低圧縮比側ストッパ１５０は、下限圧縮比に対応する位置において第１アーム１３０が当接するようにアクチュエータ１２４のハウジング内に設けられている。高圧縮比側ストッパ１６０は、上限圧縮比に対応する位置において、コントロールシャフト１１８に設けた凸部１６２が当接するように、コントロールシャフト１１８の軸受部材に設けられている。なお、上記の低圧縮比側ストッパ１５０及び高圧縮比側ストッパ１６０はあくまでも一例であり、他の構成であっても構わない。

ところで、上記のような可変圧縮比機構２を軽量かつコンパクトな構造とするためには、中間リンク１３４と第１アーム１３０と第２アーム１３２とを含むリンク構造による減速比が、中間圧縮比姿勢において高圧縮比姿勢及び低圧縮比姿勢よりも小さくなるように設計する必要がある。しかし、中間圧縮比領域において減速比が相対的に小さくなる構造では、中間圧縮比領域においてアクチュエータ１２４への逆入力が相対的に大きくなる。ここでいう逆入力とは、複リンク機構１０２を介して伝達される筒内圧力である。

逆入力がアクチュエータ１２４の許容入力範囲を超えて大きくなると、圧縮比が所望の値からずれるおそれがある。そこで、内燃機関１の出力を増大させる場合に中間圧縮比領域を通過するような圧縮比変更を行なうときには、中間圧縮比領域においてアクチュエータ１２４へ入力される最大筒内圧力Ｐｍａｘを許容入力範囲内に収める必要がある。なお、ここでいう内燃機関１の出力とは、エンジントルクとエンジン回転速度との積で定まる内燃機関１の仕事率である。

最大筒内圧力Ｐｍａｘは、式（１）で表される。
Ｐｍａｘ＝ｆ（Ｐ_IVC，Ｔ_IVC，ＣＲ，Ｍｂ５０，ＥＧＲ） ・・・（１）
式（１）において、Ｐ_IVCは吸気弁閉時期における筒内圧、Ｔ_IVCは吸気弁閉時期における筒内温度、ＣＲは圧縮比、Ｍｂ５０は燃焼重心位置相当値、ＥＧＲはＥＧＲ率である。

Ｐ_IVCはセンサにより検出してもよいし、吸入空気量等から推定してもよい。Ｔ_IVCはセンサにより検出してもよいし、吸入空気量、燃料噴射量等から推定してもよい。ＣＲは上述した方法により検出することができる。Ｍｂ５０は一燃焼サイクル中に噴射された燃料の５０％が燃焼した時点でのクランク角度である。

上記の最大筒内圧力Ｐｍａｘと、リンク構造による減速比とから、アクチュエータ１２４への逆入力を算出することができる。一方、アクチュエータ１２４の許容入力の上限値は、アクチュエータ１２４の仕様に応じて定まる。すなわち、アクチュエータ１２４の許容入力の上限値とリンク構造による減速比とを用いて、アクチュエータ１２４への逆入力が許容入力の上限値となる場合の筒内圧力である最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔを算出することができる。リンク構造による減速比は圧縮比に応じて定まるので、圧縮比毎の最大筒内圧限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔが算出されることとなる。

アクチュエータ１２４へ入力される最大筒内圧力Ｐｍａｘを許容入力範囲内に収める方法として、例えば、図３のタイムチャートに示すように、圧縮比を予め設定した所定圧縮比以下に低下させてから、内燃機関１の出力を増大させることが考えられる。なお、図３ではタイミングｔ１において要求出力の増大があったものとする。しかし、この方法では、圧縮比が低下するまでの時間（タイミングｔ１～ｔ２）が経過してから出力増大を開始するので、要求出直が増大してから出力増大が完了するまでに要する時間、つまりタイミングｔ１からタイミングｔ３までが長くなり、動力性能が悪化してしまう。

ＥＧＲ制御を実行している場合には、図４～図６に示す３つの方法をとり得る。

図４は、筒内実ＥＧＲ率を出力増大後の要求出力に応じたＥＧＲ率まで低下させ（タイミングｔ１～ｔ２）、その後に圧縮比を低下させ（タイミングｔ２～ｔ３）、圧縮比が所定圧縮比に低下してから内燃機関１の出力を増大させる方法である。この方法では、図３の方法に加えて、筒内実ＥＧＲ率が低下するまでの時間を要することとなるので、図３の場合に比べてさらに動力性能が悪化してしまう。

図５は、筒内実ＥＧＲ率を低下させつつ圧縮比を低下させ（タイミングｔ１～ｔ３）、筒内実ＥＧＲ率が出力増大後の要求出力に応じたＥＧＲ率まで低下し、かつ圧縮比が所定圧縮比に低下してから内燃機関１の出力を増大させる方法である。なお、目標ＥＧＲ率が変化してから筒内実ＥＧＲ率が変化し始めるまでには遅れ時間がある。そこで図５では、タイミングｔ１において要求出力が増大し、これに応じて目標ＥＧＲ率を低下させた後、筒内実ＥＧＲ率が低下し始めるタイミング（タイミングｔ２）で圧縮比の低下を開始している。この方法では、図４の方法に比べれば出力増大が完了するまでに要する時間を短縮できる。しかし、ロープレッシャーループＥＧＲのレスポンスを考慮すると、出力増大が完了するまでに要する時間は図３と同等またはそれ以上になる。

図６は、筒内実ＥＧＲ率及び圧縮比を低下させつつ、エンジン回転速度及びエンジントルクを増大させる方法である。すなわち、筒内実ＥＧＲ率が低下し始めるタイミングｔ２で、圧縮比の低下と、エンジン回転速度及びエンジントルクの増大と、を開始する。図６の最大筒内圧力Ｐｍａｘのチャートにおける破線は、上述した許容入力範囲の上限値を示している。上述した通り、圧縮比の変化途中における中間圧縮比領域では、リンク構造の減速比が小さくなることに起因して許容入力範囲の上限値が小さくなっている。

エンジントルクの増大に伴い最大筒内圧Ｐｍａｘも増大するが、図６に示すように、中間圧縮比領域を通過する途中で最大筒内圧Ｐｍａｘが許容入力範囲を超えるおそれがある。この場合、点火時期を遅角することで最大筒内圧を低下させることができる。しかし、点火時期を遅角すると燃焼安定性は低下する傾向があり、ＥＧＲ制御が行われている場合には失火に至るおそれがある。

そこで本実施形態では、動力性能の悪化や燃焼の不安定化を招くことなく、圧縮比変更を伴う出力増大を行なうために、以下に説明する制御を実行する。

図７は、コントローラ８０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。以下、ステップにしたがって説明する。

ステップＳ１００で、コントローラ８０はアクセルペダル開度や現在のエンジン回転速度に基づいて目標出力を演算する。

ステップＳ１０１で、コントローラ８０は目標出力まで出力増大させる際の、１タイムステップ経過後の目標出力（タイムステップ目標出力）を演算する。

ステップＳ１０２で、コントローラ８０はタイムステップ目標出力に基づいて、基本目標エンジントルク及び目標エンジン回転速度を演算する。

ステップＳ１０３で、コントローラ８０はステップＳ１０２で演算した基本目標エンジントルク及び目標エンジン回転速度に対応する圧縮比における最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔをエンジントルクに換算することにより、エンジントルクの上限値（以下、エンジントルク限界ともいう）を設定する。

ステップＳ１０４で、コントローラ８０はタイムステップ目標出力に対応する目標エンジントルクを設定する。具体的には、ステップＳ１０２で算出した基本目標エンジントルクがエンジントルク限界以下の場合は基本目標エンジントルクを目標エンジントルクとし、基本目標エンジントルクがエンジントルク限界より大きい場合はエンジントルク限界を目標エンジントルクとする。

ステップＳ１０５で、コントローラ８０は基本目標エンジントルク及び目標エンジン回転速度に基づいて目標圧縮比を演算する。具体的には、エンジントルクとエンジン回転速度とをパラメータとする目標圧縮比マップを検索する。

ステップＳ１０６で、コントローラ８０は基本目標エンジントルク及び目標エンジン回転速度に基づいて目標ＥＧＲ率を演算する。具体的には、エンジントルクとエンジン回転速度とをパラメータとする目標ＥＧＲ率マップを検索する。

ステップＳ１０７で、コントローラ８０は、ステップＳ１０４で設定した目標エンジントルクに基づいて目標吸入空気量を演算する。すなわち、エンジントルク限界を超えないための吸入空気量を演算する。具体的には、公知の吸入空気量とエンジントルクとの関係に基づいて演算する。

ステップＳ１０８で、コントローラ８０は、エンジントルク、圧縮比、筒内実ＥＧＲ率、及び最大筒内圧力が同じタイミングで変化し始めるように、各デバイスの無駄時間補正を行なう。各デバイスには、可変圧縮比機構２及びＥＧＲ装置４０の他に、過給圧を制御するウェイストゲートバルブ７１、図示しない発電機を含む。また、可変動弁機構を備える場合には可変動弁機構も含む。

ステップＳ１０９で、コントローラ８０は上記各デバイスの制御を開始する。

ステップＳ１１０で、コントローラ８０は内燃機関１の出力がステップＳ１００で設定した目標出力に到達したか否かを判定し、到達してした場合には本制御ルーチンを終了し、到達していない場合はステップＳ１０１の処理に戻る。

図８は、上記の制御ルーチンを実行した場合のタイムチャートである。図中の目標値は、出力増大が完了した状態における値である。

タイミングｔ１で要求出力が増大し、目標ＥＧＲ率の低下が開始される。そして、筒内実ＥＧＲ率の低下が開始するのと同時に、エンジン回転速度及びエンジントルクの増大と圧縮比の低下が開始される。

その後、エンジン回転速度及び圧縮比はタイムステップ毎に目標値に向けて変化を続ける。このようにエンジン回転速度を上昇させておくことで、吸入空気の流量が増大するので、エンジントルクの制限が解除された後の過給機３０の応答性が向上する。

これに対し、エンジントルクは、最大筒内圧力Ｐｍａｘが最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔを超えないように制限されつつ、目標値に向けて変化する。

タイミングｔ３で圧縮比及び筒内実ＥＧＲ率が目標値に到達した後は、実質的にはエンジントルクの制限がなくなり、タイミングｔ４でエンジントルクも目標値に到達する。

以上の通り、本実施形態では、筒内ＥＧＲ率及び圧縮比を変化させながら、エンジントルク及びエンジン回転速度も変化させるので、目標出力に到達するまでの時間を短縮することが可能となり、動力性能の向上を図ることができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。なお、いずれの変形例も本発明の範囲に属する。

（変形例１）
上記の通り圧縮比が目標値に到達した後は、実質的にはエンジントルクの制限がなくなる。つまり、圧縮比が目標値に到達した後は、図７の制御ルーチンを実行してもエンジントルクは制限されない。そこで、図７の制御ルーチンのステップＳ１０９の後に圧縮比が目標値に到達したか否かの判定を追加し、到達した場合には、次回以降の演算においてはステップＳ１０３の処理をスキップし、ステップＳ１０４ではＳ１０２で演算した基本目標エンジントルクをそのまま目標エンジントルクに設定するようにしてもよい。

（変形例２）
要求出力の増大に応じて、ＥＧＲ率をゼロ％まで低下させる場合がある。そして、ＥＧＲ率がゼロ％であれば、点火時期を遅角しても内燃機関１が失火に至る可能性は低い。そこで、図９に示すように、筒内実ＥＧＲ率がゼロ％になった後は、エンジントルクの制限を解除する。そして、エンジントルクの制限を解除したことで最大筒内圧力Ｐｍａｘが最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔを超える場合には、最大筒内圧力Ｐｍａｘが最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔより低くなるように点火時期を遅角する。本変形例によっても、上記実施形態と同様に、動力性能の向上を図ることができる。

以上のように本実施形態の内燃機関制御方法は、可変圧縮比機構２とＥＧＲ装置（排気還流装置）４０と、を備える内燃機関１を制御する。そして、要求出力の増大に応じて圧縮比の変更を伴う出力増大を行なう場合に、変更途中における圧縮比毎に定まる最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔ（筒内圧限界）を設定し、最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔを超えないようにエンジントルク限界を設定し、エンジントルク限界を実現する制限吸入空気量を、変更途中における圧縮比及びＥＧＲ率（排気還流率）に基づいて算出し、エンジントルクを制限吸入空気量に基づいて制限しつつ変化させ、かつエンジン回転速度を変化させながら、排気還流率及び圧縮比を変化させる。これにより、出力増大が完了するまでに要する時間を短縮して、動力性能の向上を図ることができる。また、最大筒内圧Ｐｍａｘは最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔを超えないようにエンジントルクを制限するので、動力性能の向上を図りつつ、圧縮比が所望の値からずれることを防止できる。さらには、変更途中における圧縮比及びＥＧＲ率に基づいてエンジントルクを制限するので、エンジントルクを必要以上に制限することがない。

本実施形態では、圧縮比の変化が終了した後は、エンジントルクの制限を解除して、エンジントルクを要求出力に応じた目標エンジントルクまで増大させる。これにより、エンジントルクが制限される時間が必要以上に長くなることがなくなり、圧縮比のズレの防止と動力性能の向上を両立することができる。

本実施形態では、ＥＧＲ率をゼロ％まで変化させる場合には、ＥＧＲ率がゼロ％に到達した後に、エンジントルクの制限を解除してエンジントルクを要求出力に応じた目標エンジントルクまで増大させ、かつ、最大筒内圧力限界値Ｐｍａｘｌｉｍｉｔを超えないように点火時期の遅角制御を行なう。これにより、エンジントルクが制限される時間が必要以上に長くなることがなくなり、圧縮比のズレの防止と動力性能の向上を両立することができる。

本実施形態では、エンジントルクの制限を実行しているか否かにかかわらず、エンジン回転速度を要求出力に応じた回転速度まで制限を設けることなく上昇させる。これにより、エンジントルクの制限を解除した後の過給機３０の応答性を向上させることができる。

なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。

１ 内燃機関
３０ 過給機
４０ ＥＧＲ装置
８０ コントローラ
１０４ クランクシャフト
１０６ ロアリンク
１１０ ピストン
１１２ アッパリンク
１１６ コントロールリンク
１１８ コントロールシャフト
１２４ アクチュエータ
１３４ 中間リンク

Claims (5)

1. アクチュエータにより作動する複リンク式ピストンクランクシャフト機構を利用して圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、排気の一部を吸気通路に還流させる排気還流装置と、を備える内燃機関を制御する内燃機関制御方法において、
   要求出力の増大に応じて前記圧縮比の変更を伴う出力増大を行なう場合に、
   変更途中における圧縮比毎に定まる筒内圧力であり、かつ前記複リンク式ピストンクランクシャフト機構を介して前記アクチュエータへ伝達される筒内圧力である逆入力が前記圧縮比のずれを生じさせない入力である許容入力の上限値となる場合の筒内圧力である筒内圧限界を設定し、
   前記筒内圧限界を超えないようにエンジントルク限界を設定し、
   前記エンジントルク限界を実現する制限吸入空気量を、変更途中における前記圧縮比及び排気還流率に基づいて算出し、
   エンジントルクを前記制限吸入空気量に基づいて制限しつつ変化させ、かつエンジン回転速度を変化させながら、前記排気還流率及び前記圧縮比を変化させることを特徴とする、内燃機関制御方法。
2. 請求項１に記載の内燃機関制御方法において、
   前記圧縮比の変化が終了した後は、前記エンジントルクの制限を解除して、前記エンジントルクを前記要求出力に応じた目標エンジントルクまで増大させる、内燃機関制御方法。
3. 請求項１または２に記載の内燃機関制御方法において、
   前記排気還流率をゼロ％まで変化させる場合には、
   前記排気還流率がゼロ％に到達した後に、前記エンジントルクの制限を解除して前記エンジントルクを前記要求出力に応じた目標エンジントルクまで増大させ、かつ、前記筒内圧限界を超えないように点火時期の遅角制御を行なう、内燃機関制御方法。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載の内燃機関制御方法において、
   前記エンジントルクの制限を実行しているか否かにかかわらず、前記エンジン回転速度を前記要求出力に応じた回転速度まで制限を設けることなく上昇させる、内燃機関制御方法。
5. アクチュエータにより作動する複リンク式ピストンクランクシャフト機構を利用して圧縮比を変更する可変圧縮比機構と、排気の一部を吸気通路に還流させる排気還流装置と、を備える内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
   要求出力の増大に応じて前記圧縮比の変更を伴う出力増大を行なう場合に、
   制御部が、
   変更途中における圧縮比毎に定まる筒内圧力であり、かつ前記複リンク式ピストンクランクシャフト機構を介して前記アクチュエータへ伝達される筒内圧力である逆入力が前記圧縮比のずれを生じさせない入力である許容入力の上限値となる場合の筒内圧力である筒内圧限界を設定し、
   前記筒内圧限界を超えないようにエンジントルク限界を設定し、
   前記エンジントルク限界を実現する制限吸入空気量を、変更途中における前記圧縮比及び排気還流率に基づいて算出し、
   エンジントルクを前記制限吸入空気量に基づいて制限しつつ変化させ、かつエンジン回転速度を変化させながら、前記排気還流率及び前記圧縮比を変化させることを特徴とする、内燃機関制御装置。

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