JP4432759B2 - Control device for internal combustion engine for vehicle - Google Patents

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Description

本発明は、車両用内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine for a vehicle.

一般的に圧縮比をあげるとエンジンの熱効率が向上することが知られている。しかし、圧縮比を上げすぎるとノッキング（異常燃焼）が発生するため、特に高負荷領域ではあまり圧縮比を上げることができない。そのため、圧縮比を可変とし得るエンジンにおいて、目標圧縮比を低負荷域で大きく、高負荷域で小さく設定することで、ノッキングを発生させずに燃料消費率を向上させようとする手法が特許文献１等により従来から知られている。
特開平７−２２９４３１号公報 It is generally known that increasing the compression ratio improves the thermal efficiency of the engine. However, if the compression ratio is increased too much, knocking (abnormal combustion) occurs, so that the compression ratio cannot be increased much particularly in a high load region. Therefore, in an engine in which the compression ratio can be made variable, a technique for improving the fuel consumption rate without causing knocking by setting the target compression ratio large in the low load region and small in the high load region is disclosed in Patent Literature. Conventionally known by 1 etc.
JP 7-229431 A

しかしながら、低負荷運転時に高圧縮比とし高負荷運転時に低圧縮比とした内燃機関が排気によって駆動されるターボ過給機を備えている場合、低負荷運転時には、熱効率が良いためターボ過給機への供給エネルギは少なくなり、ターボ過給器のタービンが、圧縮比を可変としない（圧縮比固定の）ターボ過給機付きの内燃機関に対して、相対的に低い回転数で回ることになる。そのため、低負荷運転から高負荷運転へ車両が加速した場合、過給圧の立ち上がりが遅くなってしまい、このいわゆるターボラグによるトルク不足が運転者に違和感を与えてしまう虞がある。   However, when an internal combustion engine that has a high compression ratio during low load operation and a low compression ratio during high load operation is equipped with a turbocharger that is driven by exhaust gas, the turbocharger has good thermal efficiency during low load operation. The turbocharger turbine rotates at a relatively low speed compared to an internal combustion engine with a turbocharger that does not have a variable compression ratio (fixed compression ratio). Become. For this reason, when the vehicle accelerates from a low load operation to a high load operation, the rise of the supercharging pressure is delayed, and there is a possibility that the lack of torque due to this so-called turbo lag may give the driver a sense of incongruity.

そこで、本発明は、圧縮比操作が可能なターボ過給機付きの内燃機関において、過渡時のトルク応答性を向上させることを主たる目的としている。   Accordingly, the main object of the present invention is to improve torque response in a transient state in an internal combustion engine with a turbocharger capable of operating a compression ratio.

本発明の車両用内燃機関の制御装置は、可変圧縮比機構と、ターボ過給機とを備え、車両運転状態が加速状態と判定された際に、所定の目標圧縮比補正期間の間、目標圧縮比を所定の目標圧縮比過渡補正量分だけ低圧縮比側に補正することを特徴としている。   The control device for an internal combustion engine for a vehicle according to the present invention includes a variable compression ratio mechanism and a turbocharger. When the vehicle operation state is determined to be an acceleration state, the control device for a predetermined target compression ratio correction period. The compression ratio is corrected to the low compression ratio side by a predetermined target compression ratio transient correction amount.

本発明によれば、加速状態と判定された際に、目標圧縮比を低圧縮比側に補正することで、ターボ過給機への供給エネルギーが多くなり、過給圧の立ち上がりが向上して加速後半のトルク応答性を向上させることができる。   According to the present invention, when the acceleration state is determined, the target compression ratio is corrected to the low compression ratio side, so that the energy supplied to the turbocharger increases, and the rise of the supercharging pressure is improved. The torque response in the latter half of acceleration can be improved.

以下、本発明の一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図２は、本発明に係る内燃機関１の一例を示している。クランクシャフト３１は、複数のジャーナル部３２とクランクピン３３とカウンタウエィト部３１ａとを備えている。ジャーナル部３２は機関本体となる図示せぬシリンダブロックの主軸受に回転自在に支持されている。クランクピン３３は、ジャーナル部３２から所定量偏心している。シリンダブロックのシリンダ３９には燃焼圧力を受けるピストン３８が昇降可能に嵌合している。シリンダ３９の上部には、クランクシャフト３１の回転に同期して吸気ポート４４を開閉する吸気弁４３と、同じくクランクシャフト３１の回転に同期して排気ポート４６を開閉する排気弁４５と、が配置されている。   FIG. 2 shows an example of the internal combustion engine 1 according to the present invention. The crankshaft 31 includes a plurality of journal portions 32, a crankpin 33, and a counterweight portion 31a. The journal portion 32 is rotatably supported by a main bearing of a cylinder block (not shown) serving as an engine body. The crank pin 33 is eccentric from the journal portion 32 by a predetermined amount. A piston 38 that receives combustion pressure is fitted in the cylinder 39 of the cylinder block so as to be movable up and down. An intake valve 43 that opens and closes the intake port 44 in synchronism with the rotation of the crankshaft 31 and an exhaust valve 45 that opens and closes the exhaust port 46 in synchronism with the rotation of the crankshaft 31 are disposed on the cylinder 39. Has been.

この内燃機関１は、複リンク式のピストン−クランク機構を利用した可変圧縮比機構１０２を備えている。この可変圧縮比機構１０２は、クランクピン３３に回転可能に嵌合するロアリンク３４と、このロアリンク３４とピストン３８とを連係するアッパリンク３５と、ロアリンク３４に一端が連結された制御リンク４０と、を有し、この制御リンク４０を介してロアリンク３４の運動拘束条件を変化させることにより機関圧縮比を可変とする。   The internal combustion engine 1 includes a variable compression ratio mechanism 102 using a multi-link type piston-crank mechanism. The variable compression ratio mechanism 102 includes a lower link 34 that is rotatably fitted to the crankpin 33, an upper link 35 that links the lower link 34 and the piston 38, and a control link having one end connected to the lower link 34. 40, and the engine compression ratio is made variable by changing the motion constraint condition of the lower link 34 via the control link 40.

ロアリンク３４は、略Ｔ字形をなすもので、その本体３４ａとキャップ３４ｂとから分割可能に構成された略中央の連結孔に、クランクピン３３が嵌合している。アッパリンク３５は、下端側が連結ピン３６によりロアリンク３４に回動可能に連結され、上端側がピストンピン３７によりピストン３８に回動可能に連結されている。制御リンク４０は、上端側が連結ピン４１によりロアリンク３４に回動可能に連結され、下端側が制御軸４２を介して機関本体例えばシリンダブロックの適宜位置に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸４２は、小径部４２ｂを中心として回転するように機関本体に支持されており、この小径部４２ｂに対し偏心している大径部４２ａに、制御リンク４０下端部が回転可能に嵌合している。   The lower link 34 has a substantially T-shape, and the crank pin 33 is fitted in a substantially central connecting hole configured to be split from a main body 34a and a cap 34b. The upper link 35 is rotatably connected to the lower link 34 by a connecting pin 36 at the lower end side, and is rotatably connected to the piston 38 by a piston pin 37 at the upper end side. The upper end side of the control link 40 is rotatably connected to the lower link 34 by a connecting pin 41, and the lower end side of the control link 40 is rotatably connected to an appropriate position of an engine body, for example, a cylinder block via a control shaft 42. Specifically, the control shaft 42 is supported by the engine body so as to rotate about the small diameter portion 42b, and the lower end portion of the control link 40 is rotatable on the large diameter portion 42a that is eccentric to the small diameter portion 42b. It is mated.

制御軸４２は、後述する圧縮比制御アクチュエータによって回動位置が制御される。この圧縮比制御アクチュエータは、制御リンク４０から加わる反力に抗して、任意の回動位置で制御軸４２を保持することができるようになっている。制御軸４２が圧縮比制御アクチュエータによって回動されると、小径部４２ｂに対して偏心している大径部４２ａの軸中心位置、特に、機関本体に対する相対位置が変化する。これにより、制御リンク４０の下端の揺動支持位置が変化し、ロアリンク３４の運動拘束条件が変化し、ピストン３８のストローク特性が変化して、機関圧縮比が変化する。   The rotation position of the control shaft 42 is controlled by a compression ratio control actuator described later. The compression ratio control actuator can hold the control shaft 42 at an arbitrary rotational position against a reaction force applied from the control link 40. When the control shaft 42 is rotated by the compression ratio control actuator, the axial center position of the large-diameter portion 42a that is eccentric with respect to the small-diameter portion 42b, particularly the relative position with respect to the engine body changes. As a result, the swing support position at the lower end of the control link 40 changes, the motion restraint condition of the lower link 34 changes, the stroke characteristics of the piston 38 change, and the engine compression ratio changes.

このような可変圧縮比機構１０２は、機関運転状態に応じて機関圧縮比を連続的に変更・制御できることに加え、次に述べるような作用効果を奏する。ピストン３８とクランクピン３３とを複数のリンク部品（アッパリンク及びロアリンク）により連係する複リンク式のピストン−クランク機構であるため、ピストンとクランクピンとを一本のコンロッドにより連係する単リンク式のピストン−クランク機構に比して、ピストンのストローク特性そのものを例えば単振動特性のような適正な特性に近づけることが可能である。制御リンク４０をロアリンク３４からほぼ下方に延びるように配置しているため、制御軸４２を比較的スペースに余裕のあるクランクシャフト３１の斜め下方のクランクケース内に配置することができる。従って、制御軸４２及びそのアクチュエータや制御リンク４０をクランクケース内に容易に収容・配置することが可能で、機関搭載性に優れている。   Such a variable compression ratio mechanism 102 has the following effects in addition to the ability to continuously change and control the engine compression ratio according to the engine operating state. Since it is a multi-link type piston-crank mechanism in which the piston 38 and the crank pin 33 are linked by a plurality of link parts (upper link and lower link), a single link type in which the piston and the crank pin are linked by a single connecting rod. Compared to the piston-crank mechanism, the stroke characteristic of the piston itself can be brought close to an appropriate characteristic such as a simple vibration characteristic. Since the control link 40 is disposed so as to extend substantially downward from the lower link 34, the control shaft 42 can be disposed in a crankcase obliquely below the crankshaft 31 having a relatively large space. Therefore, the control shaft 42 and its actuator and the control link 40 can be easily accommodated and arranged in the crankcase, and the engine mountability is excellent.

また、この内燃機関１は、過給機としてターボ過給機５１を備えている。このターボ過給機５１は、排気通路５４に位置するタービン５２と吸気通路５５に位置するコンプレッサ５３とを同軸状に配置した構成であり、運転条件に応じて過給圧を制御するために、タービン５２の上流側から排気の一部をバイパスさせる排気バイパス弁５６を備えている。   Further, the internal combustion engine 1 includes a turbocharger 51 as a supercharger. The turbocharger 51 has a configuration in which a turbine 52 located in an exhaust passage 54 and a compressor 53 located in an intake passage 55 are coaxially arranged. In order to control the supercharging pressure in accordance with operating conditions, An exhaust bypass valve 56 for bypassing a part of the exhaust from the upstream side of the turbine 52 is provided.

図１は、内燃機関１の制御システムを示す構成説明図である。吸気通路５５のコンプレッサ５３上流には、吸入空気量を検出するエアフロメータ２が配置され、コンプレッサ５３の下流にはインタクーラ３が配設され、更にその下流側に実過給圧を検出する吸気圧センサ４が配置されている。また、機関のクランク角を検出するクランク角センサ５と、排気組成に応答する酸素センサ６と、冷却水温を検出する水温センサ７と、ノッキングを検出するノッキングセンサ８と、スロットル弁９の開度を検出するスロットル開度センサ１０と、アクセルペダルの操作量すなわちアクセル開度を検出するアクセル開度センサ２１と、等を備えている。これらのセンサ類の検出信号は、エンジンコントロールモジュール（ＥＣＭ）１１に入力されている。   FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating a control system of the internal combustion engine 1. An air flow meter 2 for detecting the intake air amount is arranged upstream of the compressor 53 in the intake passage 55, an intercooler 3 is arranged downstream of the compressor 53, and an intake pressure for detecting the actual supercharging pressure further downstream thereof. A sensor 4 is arranged. Further, the crank angle sensor 5 that detects the crank angle of the engine, the oxygen sensor 6 that responds to the exhaust composition, the water temperature sensor 7 that detects the cooling water temperature, the knocking sensor 8 that detects knocking, and the opening of the throttle valve 9 And a throttle opening sensor 10 for detecting the amount of operation of the accelerator pedal, that is, an accelerator opening sensor 21 for detecting the accelerator opening. Detection signals from these sensors are input to an engine control module (ECM) 11.

また主要なアクチュエータ類として、排気バイパス弁５６のダイヤフラム部５６Ａへの負圧供給を制御する電磁式の過給圧コントロールバルブ１２と、前述した制御軸４２を動かして圧縮比を制御する圧縮比制御アクチュエータ１３と、吸気バイパス通路１４を介して導入される補助空気量を制御するＡＡＣバルブ１５と、を備えている。これらのアクチュエータ類はエンジンコントロールモジュール１１の出力信号によって制御される。圧縮比制御アクチュエータ１３は、例えばステップモータからなる。ＡＡＣバルブ１５は、主にアイドル回転数のフィードバック制御や補機駆動トルクの相殺のために用いられる。そのほか、燃料噴射弁１６の噴射量や噴射時期、さらには点火プラグ１７による点火時期、等もエンジンコントロールモジュール１１によって制御される。尚、図１において、１８はエアクリーナ、１９は触媒コンバータ、２０は排気消音器、をそれぞれ示している。   As main actuators, an electromagnetic supercharging pressure control valve 12 for controlling the negative pressure supply to the diaphragm portion 56A of the exhaust bypass valve 56, and a compression ratio control for controlling the compression ratio by moving the control shaft 42 described above. An actuator 13 and an AAC valve 15 that controls the amount of auxiliary air introduced through the intake bypass passage 14 are provided. These actuators are controlled by the output signal of the engine control module 11. The compression ratio control actuator 13 is composed of, for example, a step motor. The AAC valve 15 is mainly used for feedback control of the idling speed and canceling of auxiliary machine driving torque. In addition, the engine control module 11 controls the injection amount and injection timing of the fuel injection valve 16 and the ignition timing by the spark plug 17. In FIG. 1, 18 is an air cleaner, 19 is a catalytic converter, and 20 is an exhaust silencer.

可変圧縮比機構１０２の制御に用いられる目標圧縮比ｔεは、ＥＣＭ１１内で演算されている。図３及び図４は、第１実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順をブロック線図とフローチャートでそれぞれ示したものである。   A target compression ratio tε used for control of the variable compression ratio mechanism 102 is calculated in the ECM 11. 3 and 4 show a calculation procedure of the target compression ratio tε in the first embodiment in a block diagram and a flowchart, respectively.

まず、図３に示すブロック線図を用いて、目標圧縮比ｔεの演算手順を説明する。   First, the calculation procedure of the target compression ratio tε will be described with reference to the block diagram shown in FIG.

要求負荷演算手段であるブロック（以下、Ｂと記す）１１では、アクセル開度ＡＰＯとエンジン回転数Ｎｅとから要求負荷となる目標トルクｔＴ１を演算する。目標トルクｔＴ１は、具体的には、図５に示すようなマップを用いて求められる。   In a block (hereinafter referred to as “B”) 11 which is a required load calculation means, a target torque tT1 which is a required load is calculated from the accelerator opening APO and the engine speed Ne. Specifically, the target torque tT1 is obtained using a map as shown in FIG.

定常時目標圧縮比演算手段であるＢ１２では、目標トルクｔＴ１とエンジン回転数Ｎｅとから可変圧縮比機構１０２の定常時目標圧縮比ｔεｓを演算する。定常時目標圧縮比ｔεｓは、具体的には、図６に示すようなマップを用いて求められる。また、この定常時目標圧縮比ｔεｓは、図７に示すように、エンジン回転数を一定とすれば、目標トルクｔＴ１が大きくなるにつれて小さくなるよう設定されるものである。   In B12 which is a constant target compression ratio calculation means, the steady target compression ratio tεs of the variable compression ratio mechanism 102 is calculated from the target torque tT1 and the engine speed Ne. Specifically, the constant target compression ratio tεs is obtained using a map as shown in FIG. Further, as shown in FIG. 7, the steady-state target compression ratio tεs is set so as to decrease as the target torque tT1 increases if the engine speed is constant.

加速判定手段であるＢ１３では、目標トルクｔＴ１を用いて車両運転状態が加速状態であるか否かを判定する。具体的には、所定時間前に求められた目標トルクを過去目標トルクｔＴ１ｏｌｄとし、今回求められた目標トルクｔＴ１とこの過去目標トルクｔＴ１ｏｌｄとの差分を目標トルク変化量ΔｔＴ１とする。そして、この目標トルク変化量ΔｔＴ１が予め設定された所定値ＫＡＣＣ以上の場合に車両運転状態が加速状態と判定してフラグｆＡＣＣをセットし（ｆＡＣＣ＝１）とし、目標トルク変化量ΔｔＴ１が所定値ＫＡＣＣ未満の場合に車両運転状態が加速状態ではないと判定してフラグｆＡＣＣをクリア（ｆＡＣＣ＝０）する。換言すれば、このＢ１３では、目標トルクｔＴ１の変化量に応じて加速状態であるか否かを判定している。尚、車両運転状態が加速状態であるか否かの判定は、内燃機関の要求負荷に基づいて判定可能であり、目標トルク変化量ΔｔＴ１に代えて、例えばアクセル開度の変化量を用いても行ってもよい。   In B13 which is an acceleration determination means, it is determined whether the vehicle driving state is an acceleration state using the target torque tT1. Specifically, the target torque obtained before the predetermined time is set as the past target torque tT1old, and the difference between the target torque tT1 obtained this time and the past target torque tT1old is set as the target torque change amount ΔtT1. When the target torque change amount ΔtT1 is equal to or larger than a predetermined value KACC set in advance, the vehicle operating state is determined to be an acceleration state, the flag fACC is set (fACC = 1), and the target torque change amount ΔtT1 is a predetermined value. If it is less than KACC, it is determined that the vehicle operating state is not the acceleration state, and the flag fACC is cleared (fACC = 0). In other words, in B13, it is determined whether or not the vehicle is in an acceleration state according to the amount of change in the target torque tT1. Whether or not the vehicle driving state is the acceleration state can be determined based on the required load of the internal combustion engine. For example, the change amount of the accelerator opening can be used instead of the target torque change amount ΔtT1. You may go.

圧縮比補正期間演算手段であるＢ１４では、Ｂ１３でフラグｆＡＣＣがセットされた際に、目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥを演算すると共に、目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭをセット（ｆＴＲＩＭ＝１）する。目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭは、フラグｆＡＣＣがクリア（ｆＡＣＣ＝０）されてから目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥ経過後にクリア（ｆＴＲＩＭ＝０）されるものである。また、この第１実施形態においては、目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥは予め設定された所定値（固定値）である。   In B14 which is a compression ratio correction period calculation means, when the flag fACC is set in B13, the target compression ratio correction period KTIME is calculated and the target compression ratio correction flag fTRIM is set (fTRIM = 1). The target compression ratio correction flag fTRIM is cleared (fTRIM = 0) after the target compression ratio correction period KTIME has elapsed after the flag fACC is cleared (fACC = 0). In the first embodiment, the target compression ratio correction period KTIME is a predetermined value (fixed value) set in advance.

Ｂ１７には、圧縮比補正量をゼロとするＢ１５からの信号と、圧縮比補正量を所定値ＫＣＯＭＰとするＢ１６からの信号と、が入力されている。そして、目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭがセットされている状態（ｆＴＲＩＭ＝１）では、Ｂ１６からの入力である所定値ＫＣＯＭＰを目標圧縮比過渡補正量ｔεａとして選択する。目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭがクリアされている状態（ｆＴＲＩＭ＝０）では、Ｂ１５からの入力値を選択して目標圧縮比過渡補正量ｔεａをゼロとする。   The signal from B15 that sets the compression ratio correction amount to zero and the signal from B16 that sets the compression ratio correction amount to the predetermined value KCOMP are input to B17. When the target compression ratio correction flag fTRIM is set (fTRIM = 1), the predetermined value KCOMP input from B16 is selected as the target compression ratio transient correction amount tεa. In a state where the target compression ratio correction flag fTRIM is cleared (fTRIM = 0), the input value from B15 is selected to set the target compression ratio transient correction amount tεa to zero.

そして、Ｂ１２で設定された定常時目標圧縮比ｔεｓからＢ１７で選択された目標圧縮比過渡補正量ｔεａを減じ、下限リミッタとなるＢ１８で（ｔεｓ−ｔεａ）が、可変圧縮比機構１０２のハード的な圧縮比下限値以上となるよう下限値処理を行ったものを目標圧縮比ｔεとして、圧縮比操作手段であるＢ１９（圧縮比制御アクチュエータ１３に相当）へ出力する。   Then, the target compression ratio transient correction amount tεa selected in B17 is subtracted from the steady-state target compression ratio tεs set in B12, and (tεs−tεa) serving as the lower limiter is (tεs−tεa) in the hardware of the variable compression ratio mechanism 102. The lower limit value processed so as to be equal to or higher than the lower limit of the compression ratio is output as the target compression ratio tε to B19 (corresponding to the compression ratio control actuator 13) which is the compression ratio operation means.

つまり、目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭがクリアされている状態（ｆＴＲＩＭ＝０）では、実質的に、定常時目標圧縮比ｔεｓが目標圧縮比ｔεとして設定される。   That is, in a state where the target compression ratio correction flag fTRIM is cleared (fTRIM = 0), the steady-state target compression ratio tεs is substantially set as the target compression ratio tε.

次に、図４のフローチャートを用いて、目標圧縮比ｔεの演算手順を説明する。   Next, the calculation procedure of the target compression ratio tε will be described using the flowchart of FIG.

ステップ（以下、Ｓと記す）１１（上述したＢ１１に相当）では、要求負荷となる目標トルクｔＴ１を演算する。   In step (hereinafter referred to as S) 11 (corresponding to B11 described above), a target torque tT1 that is a required load is calculated.

Ｓ１２（上述したＢ１２に相当）では、定常時目標圧縮比ｔεｓを演算する。   In S12 (corresponding to B12 described above), the steady-state target compression ratio tεs is calculated.

Ｓ１３では、要求負荷変化量（目標トルク変化量ΔｔＴ１）が予め設定された所定値ＫＡＣＣ以上の場合にはＳ１６へ進み、要求負荷変化量（目標トルク変化量ΔｔＴ１）が所定値ＫＡＣＣ未満の場合にはＳ１４へ進む。   In S13, if the required load change amount (target torque change amount ΔtT1) is equal to or larger than a predetermined value KACC set in advance, the process proceeds to S16, and if the required load change amount (target torque change amount ΔtT1) is less than the predetermined value KACC. Advances to S14.

Ｓ１４では、要求負荷変化量（目標トルク変化量ΔｔＴ１）が所定値ＫＡＣＣ未満となってから、所定時間ＫＴＩＭＥ経過しているか否かを判定し、所定時間ＫＴＩＭＥを経過していない場合にはＳ１６へ進み、所定時間ＫＴＩＭＥを経過している場合にはＳ１５へ進む。   In S14, it is determined whether or not a predetermined time KTIME has elapsed since the required load change amount (target torque change amount ΔtT1) has become less than the predetermined value KACC. If the predetermined time KTIME has not elapsed, the process proceeds to S16. If the predetermined time KTIME has elapsed, the process proceeds to S15.

Ｓ１６では、目標圧縮比過渡補正量ｔεａがあるとしてＳ１７へ進む。つまり、目標圧縮比過渡補正量ｔεａを所定値ＫＣＯＭＰと設定する。   In S16, it is determined that there is a target compression ratio transient correction amount tεa, and the process proceeds to S17. That is, the target compression ratio transient correction amount tεa is set to the predetermined value KCOMP.

Ｓ１５では、目標圧縮比過渡補正量ｔεａがないとしてＳ１７へ進む。つまり、目標圧縮比過渡補正量ｔεａをゼロと設定する。   In S15, it is determined that there is no target compression ratio transient correction amount tεa, and the process proceeds to S17. That is, the target compression ratio transient correction amount tεa is set to zero.

Ｓ１７では、定常時目標圧縮比ｔεｓから目標圧縮比過渡補正量ｔεａを減じたもの目標圧縮比ｔεとする。尚、このＳ１７においては、上述したＢ１８と同様の下限値処理が実施されているものとする。また、この図４においては、Ｓ１３以降の制御の流れが、上述した図３のＢ１３〜Ｂ１８へ至る制御と実質的に同義である。   In S17, the target compression ratio tε is obtained by subtracting the target compression ratio transient correction amount tεa from the steady-state target compression ratio tεs. In S17, it is assumed that the lower limit processing similar to B18 described above is performed. In FIG. 4, the flow of control after S13 is substantially the same as the control from B13 to B18 of FIG. 3 described above.

図８は、上述した第１実施形態に対する比較例の加速時のタイミングチャートを示している。この比較例における内燃機関は、上述した第１実施形態と同様に圧縮比可変機構を備え、低負荷では圧縮比可変機構の目標圧縮比を高く設定し、高負荷では圧縮比可変機構の目標圧縮比を低く設定したものである。この比較例においては、低負荷時の効率が、通常のターボ過給機付きの内燃機関（固定圧縮比の内燃機関）に比べて良いため、ターボ過給機への供給エネルギーが少ない。そのため、低負荷から高負荷への車両が加速した場合、過給圧の立ち上がりが通常のターボ過給機付き内燃機関（固定圧縮比の内燃機関）に対して遅くなり（図８中の点線を参照）、トルク応答性が悪化している（図８中の点線を参照）。   FIG. 8 shows a timing chart during acceleration of a comparative example with respect to the first embodiment described above. The internal combustion engine in this comparative example includes the compression ratio variable mechanism as in the first embodiment described above, and the target compression ratio of the compression ratio variable mechanism is set high at low loads, and the target compression of the compression ratio variable mechanism is high at high loads. The ratio is set low. In this comparative example, since the efficiency at low load is better than that of an internal combustion engine with a normal turbocharger (an internal combustion engine having a fixed compression ratio), the energy supplied to the turbocharger is small. Therefore, when the vehicle from a low load to a high load is accelerated, the rise of the supercharging pressure is delayed with respect to an ordinary internal combustion engine with a turbocharger (an internal combustion engine having a fixed compression ratio) (see the dotted line in FIG. 8). The torque responsiveness is deteriorated (see the dotted line in FIG. 8).

それに対して、上述した第１実施形態においては、図９に示すように、加速初期に所定期間目標圧縮比ｔεが低い側に補正制御されるため、過給圧の立ち上がりが比較例に対して改善され、加速後半のトルク応答性を向上させることができる。つまり、この第１実施形態においては、低負荷から高負荷へ加速するような状況で、通常のターボ過給機付き内燃機関（固定圧縮比の内燃機関）と遜色のない過給圧を実現することができる。   On the other hand, in the first embodiment described above, as shown in FIG. 9, correction control is performed so that the target compression ratio tε is low for a predetermined period in the early stage of acceleration. As a result, torque response in the latter half of acceleration can be improved. That is, in the first embodiment, in a situation where acceleration is performed from a low load to a high load, a supercharging pressure comparable to that of a normal turbocharged internal combustion engine (an internal combustion engine having a fixed compression ratio) is realized. be able to.

尚、加速前半では、目標圧縮比ｔεが低くなるため、効率の低下によるトルク応答性の低下が懸念されるが、効率差は１〜２％程度であるため、体感出来るほどのトルク差は発生しない。また、目標圧縮比ｔεを低くなるよう補正する本制御により、仮に過給圧が定常状態よりも高めになったとしてもノッキングが発生するこはない。   In the first half of the acceleration, since the target compression ratio tε is low, there is a concern about a decrease in torque response due to a decrease in efficiency. However, since the efficiency difference is about 1 to 2%, a torque difference that can be experienced is generated. do not do. Further, with this control for correcting the target compression ratio tε to be low, knocking will not occur even if the supercharging pressure is higher than the steady state.

以下、本発明の他の実施形態について順次説明していくが、ブロック線図及びフローチャートにおいて上述した第１実施形態と同一の演算処理を行うブロック及びステップについては、第１実施形態と同一ブロック番号及びステップ番号を付すことで重複する説明を省略する。   In the following, other embodiments of the present invention will be described in sequence, but the blocks and steps for performing the same arithmetic processing as in the first embodiment described above in the block diagrams and flowcharts are the same block numbers as in the first embodiment. In addition, redundant description is omitted by attaching step numbers.

次に、本発明の第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上述した第１実施形態において、目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥを固定値とするのではなく、加速前のエンジン運転状態に応じて決定したものである。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the second embodiment, the target compression ratio correction period KTIME is not set to a fixed value in the first embodiment described above, but is determined according to the engine operating state before acceleration.

図１０及び図１１は、それぞれ第２実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図とフローチャートである。また、図１２に、第２実施形態における加速時のタイミングチャートを示す。   FIGS. 10 and 11 are a block diagram and a flowchart, respectively, showing the calculation procedure of the target compression ratio tε in the second embodiment. FIG. 12 shows a timing chart during acceleration in the second embodiment.

この第２実施形態においては、目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥが、加速前のエンジン運転状態に応じて演算されている（図１０のＢ２０、図１１のＳ２０）。詳述すると、この第２実施形態では、加速判定前（フラグｆＡＣＣが０から１になった際を検出する）のアクセル開度、エンジン回転数より図１３に示すような設定マップから目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥを算出する。つまり、この第２実施形態における目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥは、エンジン回転数、負荷が低いほど長くなるよう設定される。   In the second embodiment, the target compression ratio correction period KTIME is calculated according to the engine operating state before acceleration (B20 in FIG. 10, S20 in FIG. 11). More specifically, in the second embodiment, the target compression ratio is determined from the setting map as shown in FIG. 13 based on the accelerator opening and the engine speed before acceleration determination (when the flag fACC is changed from 0 to 1). A correction period KTIME is calculated. That is, the target compression ratio correction period KTIME in the second embodiment is set to be longer as the engine speed and load are lower.

このような第２実施形態においては、目標圧縮比ｔεを低く補正する期間を適切に設定することができるため、目標圧縮比ｔεを下げることによる燃費への跳ね返りを少なくすることができる。   In such a 2nd embodiment, since the period which corrects target compression ratio tε can be set up appropriately, the rebound to fuel consumption by reducing target compression ratio tε can be decreased.

次に、本発明の第３実施形態について説明する。この第３実施形態は、上述した第１実施形態において、圧縮比補正量がゼロでない場合に、圧縮比補正量を固定値（ＫＣＯＭＰ）とするのではなく、加速前のエンジンの運転状態変化に応じて決定したものである。   Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the third embodiment, when the compression ratio correction amount is not zero in the first embodiment described above, the compression ratio correction amount is not set to a fixed value (KCOMP), but changes to the operating state of the engine before acceleration. It was decided accordingly.

図１４及び図１５は、それぞれ第３実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図とフローチャートである。また、図１６に、第３実施形態における加速時のタイミングチャートを示す。   FIG. 14 and FIG. 15 are a block diagram and a flowchart showing a calculation procedure of the target compression ratio tε in the third embodiment, respectively. FIG. 16 shows a timing chart during acceleration in the third embodiment.

この第３実施形態においては、圧縮比補正量が、加速時のエンジンの運転状態変化に応じて演算されている（図１４のＢ３０、図１５のＳ３０）。詳述すると、この第３実施形態では、加速判定後（目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭが１）の目標トルク変化量ΔｔＴ１の最大値（ΔｔＴ１ｍａｘ）と、エンジン回転数とを用い、図１７に示すような設定マップから圧縮比補正量を算出する。つまり、この第３実施形態における目標圧縮比過渡補正量ｔεａは、負荷変化が大きいほど大きくなるよう設定されている。   In the third embodiment, the compression ratio correction amount is calculated in accordance with a change in the operating state of the engine during acceleration (B30 in FIG. 14 and S30 in FIG. 15). More specifically, in the third embodiment, the maximum value (ΔtT1max) of the target torque change amount ΔtT1 after the acceleration determination (target compression ratio correction flag fTRIM is 1) and the engine speed are used as shown in FIG. The compression ratio correction amount is calculated from a simple setting map. That is, the target compression ratio transient correction amount tεa in the third embodiment is set to increase as the load change increases.

このような第３実施形態においては、目標圧縮比ｔεの補正量、すなわち目標圧縮比過渡補正量ｔεａを適切に設定できるため、目標圧縮比ｔεを下げることによる燃費への跳ね返りを少なくすることができる。   In the third embodiment, since the correction amount of the target compression ratio tε, that is, the target compression ratio transient correction amount tεa can be set appropriately, the rebound to the fuel consumption caused by lowering the target compression ratio tε may be reduced. it can.

次に、本発明の第４実施形態について説明する。この第４実施形態は、上述した第１実施形態において、目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭが１から０に切り替わった際に、目標圧縮比過渡補正量ｔεａを所定値ＫＣＯＭＰから一気にゼロに切り換えるのではなく、加速後のエンジンの運転状態変化に応じて目標圧縮比過渡補正量ｔεａを徐々に小さくしていくものである。   Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In the fourth embodiment, when the target compression ratio correction flag fTRIM is switched from 1 to 0 in the first embodiment described above, the target compression ratio transient correction amount tεa is not switched from the predetermined value KCOMP to zero at once. The target compression ratio transient correction amount tεa is gradually reduced in accordance with changes in the operating state of the engine after acceleration.

図１８及び図１９は、それぞれ第４実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図とフローチャートである。また、図２０に、第４実施形態における加速時のタイミングチャートを示す。   FIGS. 18 and 19 are a block diagram and a flowchart, respectively, showing the calculation procedure of the target compression ratio tε in the fourth embodiment. FIG. 20 shows a timing chart during acceleration in the fourth embodiment.

この第４実施形態においては、目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭが１から０に切り替わった際に、目標圧縮比過渡補正量ｔεａが所定値ＫＣＯＭＰから徐々にゼロに近づくように、圧縮比補正量の戻し量ｄｔεａが演算されている（図１８のＢ４０、図１９のＳ４０）。   In the fourth embodiment, when the target compression ratio correction flag fTRIM is switched from 1 to 0, the compression ratio correction amount is returned so that the target compression ratio transient correction amount tεa gradually approaches zero from the predetermined value KCOMP. The quantity dtεa is calculated (B40 in FIG. 18, S40 in FIG. 19).

戻し量ｄｔεａは、目標トルクｔＴ１（要求負荷）を用い、図２１に示すようなテーブルから算出する。つまり、戻し量ｄｔεａは、低負荷域では大きく、高負荷域では小さくなるよう設定される。   The return amount dtεa is calculated from a table as shown in FIG. 21 using the target torque tT1 (required load). That is, the return amount dtεa is set to be large in the low load region and small in the high load region.

そして、この第４実施形態における目標圧縮比過渡補正量ｔεａは、Ｂ１７からの出力をｔεａ０とすると、次式（１）のように決定される。   Then, the target compression ratio transient correction amount tεa in the fourth embodiment is determined as the following equation (1), assuming that the output from B17 is tεa0.

（数１）
ｔεａ＝ｍａｘ（ｔεａ０、ｍａｘ（ｔεａｏｌｄ−ｄｔεａ、０））…（１）
ここで、ｔεａｏｌｄは、ｔεａの前回値である。 (Equation 1)
tεa = max (tεa0, max (tεaold−dtεa, 0)) (1)
Here, tεaold is the previous value of tεa.

このような第４実施形態においては、低圧縮比側に補正された目標圧縮比ｔεが、徐々に目標圧縮比ｔεとなるよう戻される（補正が解除される）ので、目標圧縮比ｔεの急激な変化によるトルク変化で運転者に違和感を与えることもない。 また、目標圧縮比補正フラグｆＴＲＩＭが１から０に切り替わった後も一時的に目標圧縮比ｔεが低圧縮比側に操作されることになるが、定常状態より過給圧が上がってもノッキングを回避することができる。   In such a fourth embodiment, the target compression ratio tε corrected to the low compression ratio side is gradually returned to the target compression ratio tε (the correction is canceled), so that the target compression ratio tε is rapidly increased. The driver does not feel uncomfortable due to the torque change caused by the change. Further, even after the target compression ratio correction flag fTRIM is switched from 1 to 0, the target compression ratio tε is temporarily operated to the low compression ratio side, but knocking is not performed even when the supercharging pressure increases from the steady state. It can be avoided.

尚、この第４実施形態においては、上述した戻し量ｄｔεａを固定値とすることも可能である。   In the fourth embodiment, the return amount dtεa described above can be a fixed value.

上記実施形態から把握し得る本発明の技術的思想について、その効果とともに列記する。   The technical idea of the present invention that can be grasped from the above embodiment will be listed together with the effects thereof.

（１） 車両用内燃機関の制御装置は、機関運転状態に応じて機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、排気によって駆動されるターボ過給機と、目標圧縮比に向けて機関圧縮比を可変制御する圧縮比制御手段と、内燃機関の要求負荷から圧縮比制御手段の目標圧縮比を設定する目標圧縮比設定手段と、内燃機関の要求負荷に基づき、車両運転状態が加速状態であるか否かを判定する加速判定手段と、車両運転状態が加速状態と判定された際に、所定の目標圧縮比補正期間の間、目標圧縮比を所定の目標圧縮比過渡補正量分だけ低圧縮比側に補正する目標圧縮比補正手段と、を備える。これによって、ターボ過給機への供給エネルギーが多くなり、過給圧の立ち上がりが向上して加速後半のトルク応答性を向上させることができる。   (1) A control device for an internal combustion engine for a vehicle includes a variable compression ratio mechanism capable of changing an engine compression ratio in accordance with an engine operating state, a turbocharger driven by exhaust, and engine compression toward a target compression ratio. A compression ratio control means for variably controlling the ratio, a target compression ratio setting means for setting a target compression ratio of the compression ratio control means from a required load of the internal combustion engine, and a vehicle operating state in an acceleration state based on the required load of the internal combustion engine. An acceleration determination means for determining whether or not there is an acceleration, and when the vehicle operating state is determined to be an acceleration state, the target compression ratio is reduced by a predetermined target compression ratio transient correction amount during a predetermined target compression ratio correction period. Target compression ratio correction means for correcting to the compression ratio side. As a result, the energy supplied to the turbocharger increases, and the rise of the supercharging pressure can be improved and the torque response in the latter half of the acceleration can be improved.

（２） 上記（１）に記載の車両用内燃機関の制御装置において、目標圧縮比補正期間は、加速判定手段で車両運転状態が加速状態と判定される直前の車両運転状態に応じて決定される。これによって、目標圧縮比補正期間を適切に設定することができ、燃費への跳ね返りを少なくすることができる。   (2) In the control device for an internal combustion engine for a vehicle described in (1) above, the target compression ratio correction period is determined according to the vehicle operation state immediately before the acceleration determination means determines that the vehicle operation state is the acceleration state. The Thereby, the target compression ratio correction period can be set appropriately, and the rebound to fuel consumption can be reduced.

（３） 上記（１）または（２）に記載の車両用内燃機関の制御装置において、目標圧縮比過渡補正量は、内燃機関の要求負荷の変化量に応じて決定されている。
これによって、目標圧縮比過渡補正量を適切に設定することができ、燃費への跳ね返りを少なくすることができる。 (3) In the control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle described in the above (1) or (2), the target compression ratio transient correction amount is determined according to the change amount of the required load of the internal combustion engine.
Thereby, the target compression ratio transient correction amount can be set appropriately, and the rebound to fuel consumption can be reduced.

（４） 上記（１）〜（３）のいずれかに記載の車両用内燃機関の制御装置において、目標圧縮比過渡補正量分だけ低圧縮比側に補正された目標圧縮比は、目標圧縮比補正期間の終了後、補正されていない目標圧縮比に向かって徐々に戻される。これによって、目標圧縮比の変化によるトルク変化が運転者に違和感を与えることを防止することができる。   (4) In the control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to any one of (1) to (3), the target compression ratio corrected to the low compression ratio side by the target compression ratio transient correction amount is the target compression ratio. After completion of the correction period, the target compression ratio is gradually returned to the uncorrected target compression ratio. Thereby, it is possible to prevent the torque change due to the change in the target compression ratio from giving the driver a sense of incongruity.

本発明に係る車両用内燃機関の制御装置の制御システム全体を示す構成説明図BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 可変圧縮比機構の構成を示す構成説明図。Structure explanatory drawing which shows the structure of a variable compression ratio mechanism. 第１実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図。The block diagram which shows the calculation procedure of the target compression ratio tε in the first embodiment. 第１実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the calculation procedure of the target compression ratio tε in the first embodiment. 目標トルクの演算に用いるマップ図。The map figure used for calculation of target torque. 定常時目標圧縮比ｔεｓ算出用のマップ図。FIG. 5 is a map diagram for calculating a constant target compression ratio tεs. 定常時目標圧縮比ｔεｓ算出用のマップ図。FIG. 5 is a map diagram for calculating a constant target compression ratio tεs. 比較例における加速時のタイミングチャート。The timing chart at the time of the acceleration in a comparative example. 第１実施形態における加速時のタイミングチャート。The timing chart at the time of the acceleration in 1st Embodiment. 第２実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図。The block diagram which shows the calculation procedure of the target compression ratio t (epsilon) in 2nd Embodiment. 第２実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the calculation procedure of the target compression ratio tε in the second embodiment. 第２実施形態における加速時のタイミングチャート。The timing chart at the time of acceleration in 2nd Embodiment. 目標圧縮比補正期間ＫＴＩＭＥ算出用のマップ図。The map figure for target compression ratio correction period KTIME calculation. 第３実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図。The block diagram which shows the calculation procedure of the target compression ratio t (epsilon) in 3rd Embodiment. 第３実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the calculation procedure of the target compression ratio t (epsilon) in 3rd Embodiment. 第３実施形態における加速時のタイミングチャート。The timing chart at the time of the acceleration in 3rd Embodiment. 圧縮比補正量算出用のマップ図。The map figure for compression ratio correction amount calculation. 第４実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すブロック線図。The block diagram which shows the calculation procedure of the target compression ratio t (epsilon) in 4th Embodiment. 第４実施形態における目標圧縮比ｔεの演算手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the calculation procedure of the target compression ratio tε in the fourth embodiment. 第４実施形態における加速時のタイミングチャート。The timing chart at the time of the acceleration in 4th Embodiment. 戻し量ｄｔεａ算出用のテーブル図。The table figure for return amount dtεa calculation.

符号の説明Explanation of symbols

１１…エンジンコントロールモジュール
１３…圧縮比制御アクチュエータ
５１…ターボ過給機
１０２…可変圧縮比機構 DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 ... Engine control module 13 ... Compression ratio control actuator 51 ... Turbocharger 102 ... Variable compression ratio mechanism

Claims (4)

機関運転状態に応じて機関圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
排気によって駆動されるターボ過給機と、
目標圧縮比に向けて機関圧縮比を可変制御する圧縮比制御手段と、
内燃機関の要求負荷から圧縮比制御手段の目標圧縮比を設定する目標圧縮比設定手段と、
内燃機関の要求負荷に基づき、車両運転状態が加速状態であるか否かを判定する加速判定手段と、
車両運転状態が加速状態と判定された際に、所定の目標圧縮比補正期間の間、目標圧縮比を所定の目標圧縮比過渡補正量分だけ低圧縮比側に補正する目標圧縮比補正手段と、を備えた車両用内燃機関の制御装置。 A variable compression ratio mechanism capable of changing the engine compression ratio according to the engine operating state;
A turbocharger driven by exhaust,
Compression ratio control means for variably controlling the engine compression ratio toward the target compression ratio;
Target compression ratio setting means for setting the target compression ratio of the compression ratio control means from the required load of the internal combustion engine;
Acceleration determining means for determining whether or not the vehicle operation state is an acceleration state based on a required load of the internal combustion engine;
Target compression ratio correction means for correcting the target compression ratio to the low compression ratio side by a predetermined target compression ratio transient correction amount during a predetermined target compression ratio correction period when the vehicle operating state is determined to be an acceleration state; The control apparatus of the internal combustion engine for vehicles provided with these. 目標圧縮比補正期間は、加速判定手段で車両運転状態が加速状態と判定される直前の車両運転状態に応じて決定されることを特徴とする請求項１に記載の車両用内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 1, wherein the target compression ratio correction period is determined according to the vehicle operating state immediately before the acceleration determining means determines that the vehicle operating state is the acceleration state. . 目標圧縮比過渡補正量は、内燃機関の要求負荷の変化量に応じて決定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の車両用内燃機関の制御装置。   The control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 1 or 2, wherein the target compression ratio transient correction amount is determined according to a change amount of a required load of the internal combustion engine. 目標圧縮比過渡補正量分だけ低圧縮比側に補正された目標圧縮比は、目標圧縮比補正期間の終了後、補正されていない目標圧縮比に向かって徐々に戻されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用内燃機関の制御装置。   The target compression ratio corrected to the low compression ratio side by the target compression ratio transient correction amount is gradually returned toward the uncorrected target compression ratio after the end of the target compression ratio correction period. Item 4. The control device for an internal combustion engine for a vehicle according to any one of Items 1 to 3.
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