WO2020095081A1

WO2020095081A1 - 内燃機関の制御方法および制御装置

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Publication number: WO2020095081A1
Application number: PCT/IB2018/001331
Authority: WO
Inventors: 小池智之
Original assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Renault SAS; Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2018-11-06
Filing date: 2018-11-06
Publication date: 2020-05-14
Anticipated expiration: 2021-05-06
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Abstract

車両用の内燃機関（1)は、機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構（2)を備える。車両停止時に内燃機関（1)を自動停止するアイドルストップと、惰行走行中にフォワードクラッチ（8)の開放を伴って内燃機関（1)を停止するセ一リングストップと、が行われる。通常走行中の目標圧縮比は、内燃機関（1)の負荷と回転速度とに基づいて設定される。アイドルストップ時には、目標圧縮比がアイドルストップ再始動用圧縮比（εis)に設定される。セ一リングストップ時には、目標圧縮比がセ一リングストップ再始動用圧縮比（εss)に設定される。セ一リングストップ再始動用圧縮比（εss)はアイドルストップ再始動用圧縮比（εis)よりも低い。

Description

内燃機関の制御方法および制御装置

　この発明は、機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御方法および制御装置に関し、特に、車両の惰行走行中にセーリングストップと呼ばれる内燃機関の停止を行う場合の圧縮比制御に関する。

　内燃機関の分野においては、従来から種々の形式の可変圧縮比機構が知られている。例えば、ピストンとシリンダとの相対的位置関係を変化させることにより機械的圧縮比を可変とする可変圧縮比機構や、燃焼室の容積を補助ピストン・シリンダによって変化させる形式のものなどが広く知られている。

　このような可変圧縮比機構を備えた内燃機関にあっては、熱効率向上の上ではできるだけ高い機械的圧縮比（以下、単に圧縮比ともいう）に制御することが望ましいが、高負荷域で圧縮比を高くするとノッキングが発生する。そのため、一般に目標圧縮比は、内燃機関の運転条件つまり負荷と回転速度とに基づいて設定され、高負荷域ほど低い目標圧縮比となる。

　特許文献１は、交差点等で車両が停止した際に内燃機関を自動停止し、かつ発進時に内燃機関の再始動を行ういわゆるアイドルストップ機能を備えた内燃機関において、自動再始動の際の目標圧縮比を通常の運転中の目標圧縮比よりも低い始動時目標圧縮比とすることを開示している。

　内燃機関の自動停止としては、上記のアイドルストップのほかに、惰行走行中に内燃機関を駆動系から切り離した上で停止させるいわゆるセーリングストップがある。このセーリングストップにより停止した内燃機関は、アクセルペダルの踏込（つまり再加速要求）などの所定のセーリングストップ解除条件に従って再始動される。

　アイドルストップからの再始動では、一般に、車両が停止状態にあるときに始動されることから急激なトルクの立ち上がり（つまり車両の急激な加速度変化）を伴わないことが望ましい。これに対し、セーリングストップからの再始動では、一般に、運転者の再加速要求を満たすためにトルクが速やかに立ち上がることが望ましい。

　特許文献１においては、このようなセーリングストップからの再始動に際して適切な圧縮比制御がなされていなかった。

特開２０１７−８８７６号公報

　この発明に係る内燃機関の制御方法ないし制御装置は、内燃機関の運転中は内燃機関の運転条件に基づいて設定される基本目標圧縮比を目標圧縮比とし、アイドルストップ時は、アイドルストップ解除に伴う再始動に備えたアイドルストップ再始動用圧縮比を目標圧縮比とし、セーリングストップ時は、セーリングストップ解除に伴う再始動に備えた、上記アイドルストップ再始動用圧縮比とは異なる、セーリングストップ再始動用圧縮比を目標圧縮比とする。

　アイドルストップ再始動用圧縮比およびセーリングストップ再始動用圧縮比は、それぞれアイドルストップからの再始動あるいはセーリングストップからの再始動に適した圧縮比となるように、互いに異なる値に設定される。これにより、それぞれに適した圧縮比の下で再始動がなされる。

この発明に係る内燃機関を備えた車両の構成説明図。可変圧縮比機構を備えた内燃機関の構成説明図。通常運転中の目標圧縮比マップの特性を示す特性図。セーリングストップの制御の流れを示したフローチャート。アイドルストップ時のタイムチャート。セーリングストップ時のタイムチャート。

　以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

　図１は、この発明に係る内燃機関１を備えた車両の構成を模式的に示した説明図である。内燃機関１は、例えばガソリンを燃料とする４ストロークサイクルの火花点火式内燃機関であり、機械的圧縮比を変更可能な後述する可変圧縮比機構２と、吸気弁の閉時期を変更可能な可変バルブタイミング機構３と、を備えている。また内燃機関１は、モータジェネレータからなる始動用のスタータモータ１０を備えている。

　内燃機関１の出力回転は、自動変速機４を介して駆動輪５に伝達される。自動変速機４は、ロックアップクラッチ６を有するトルクコンバータ７と、フォワードクラッチ８と、ベルト式無段変速機構（ＣＶＴ）９と、を含んでいる。ＣＶＴ９は、プライマリプーリ９ａと、セカンダリプーリ９ｂと、これらプーリ間に巻き掛けられたベルト９ｃと、を備えており、プライマリプーリ９ａの可動円錐板およびセカンダリプーリ９ｂの可動円錐板をそれぞれ油圧でもって軸方向に移動させてベルト９ｃの巻掛け半径を変えることで、変速比を無段階に変化させることができる。フォワードクラッチ８は、トルクコンバータ７の出力軸とＣＶＴ９の入力軸との間に介在し、締結時にはトルクコンバータ７からＣＶＴ９へ内燃機関１の回転が伝達される。後述するセーリングストップ時には、このフォワードクラッチ８を開放することで、内燃機関１と駆動系つまりＣＶＴ９や駆動輪５との間の動力伝達が遮断される。

　なお、図１ではフォワードクラッチ８を模式的に示しているが、フォワードクラッチ８の形式はどのようなものであってもよく、その配置も図示例の位置に限られない。フォワードクラッチ８は、内燃機関１から駆動輪５に至る動力伝達経路のいずれかの位置にあればよい。一つの例では、フォワードクラッチ８は車両の前進と後進とを切り替える前後進切替機構の一部として構成されている。前後進切替機構は、フォワードクラッチ８とともに図示しない後進ブレーキを備えており、後進ブレーキの締結によりトルクコンバータ７からの入力回転を逆転してＣＶＴ９へ伝達する。また、車両の駆動系は、さらに適宜な減速ギヤやディファレンシャルギヤ等を備え得るが、これらは本発明の要部ではないので、図１では図示省略されている。

　実施例の車両は、制御装置として、内燃機関１を制御するエンジンコントローラ１１と、自動変速機４を制御する変速機コントローラ１２と、を備えている。これらのコントローラ１１，１２は、ＣＡＮ通信のような車内ネットワーク１４を介して互いに接続されており、各種の検出信号や制御信号を互いに交換している。エンジンコントローラ１１と変速機コントローラ１２とを統合して１つのコントローラとしてもよい。

　これらのコントローラ１１，１２には、アクセルペダル開度ＡＰＯを検出するアクセル開度センサ１５からの信号、内燃機関１の回転速度Ｎｅを検出する回転速度センサ１６からの信号、車速ＶＳＰを検出する車速センサ１７からの信号、ブレーキペダルの操作量に対応したブレーキ液圧を検出するブレーキ液圧センサ１８からの信号、シフトレバーの位置を検出するインヒビタスイッチ１９からの信号、ＣＶＴ９のプライマリプーリ９ａの回転速度Ｎｐｒｉを検出するプライマリ回転速度センサ２０からの信号、セカンダリプーリ９ｂの回転速度Ｎｓｅｃを検出するセカンダリ回転速度センサ２１からの信号、内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ２２からの信号、などが適宜に入力されている。これらの信号は、当該信号を必要とするコントローラ１１，１２に直接に入力されるほか、一部の信号は、一方のコントローラから車内ネットワーク１４を介して他方のコントローラへと間接的に入力される。

　変速機コントローラ１２は、車速ＶＳＰとアクセルペダル開度ＡＰＯとをパラメータとする目標変速比マップを備えており、自動変速機４の変速比つまりＣＶＴ９の変速比は、この目標変速比マップから求めた目標変速比に沿うように制御される。なお、変速機は、複数の変速段の間で変速を行う有段変速機であってもよい。

　次に、図２は、可変圧縮比機構２と可変バルブタイミング機構３とを備えた内燃機関１のシステム構成を示している。この内燃機関１は、例えば複リンク式ピストンクランク機構を利用した可変圧縮比機構２を備えた４ストロークサイクルの火花点火式内燃機関であって、各シリンダ３１の天井壁面に、一対の吸気弁３２および一対の排気弁３３が配置されているとともに、これらの吸気弁３２および排気弁３３に囲まれた中央部に点火プラグ３５が配置されている。

　上記吸気弁３２は、該吸気弁３２の開閉時期を可変制御できる可変バルブタイミング機構３を備えている。可変バルブタイミング機構３としては、少なくとも閉時期が遅進するものであればよいが、本実施例では、カムシャフトの位相を遅進させることで開時期および閉時期が同時に遅進する構成のものとなっている。このような可変バルブタイミング機構は、種々の型式のものが知られており、特定の形式の可変バルブタイミング機構に限定されるものではない。

　例えば、可変バルブタイミング機構３は、カムシャフトの前端部に同心状に配置されるスプロケットと、このスプロケットとカムシャフトとを所定の角度範囲内において相対的に回転させる油圧式の回転型アクチュエータと、を備えて構成されている。上記スプロケットは、図示せぬタイミングチェーンもしくはタイミングベルトを介してクランクシャフトに連動している。従って、スプロケットとカムシャフトとが相対回転することで、カムシャフトのクランク角に対する位相が変化する。この可変バルブタイミング機構３によって可変制御されるカムシャフトの実際の制御位置（これは実際のバルブタイミングに対応する）は、カムシャフトの回転位置に応答するカム角センサ４３によって検出される。カム角センサ４３の検出信号はエンジンコントローラ１１に入力される。そして、可変バルブタイミング機構３は、カム角センサ４３によって検出される実際の制御位置が運転条件に応じて設定される目標制御位置に合致するようにクローズドループ制御される。

　上記吸気弁３２を介して燃焼室３６に接続される吸気通路３７には、各気筒毎に燃料噴射弁３８が配置されている。なお、本発明においては、各シリンダ３１の中へ直接に燃料を噴射する筒内噴射型の構成であってもよい。吸気通路３７の吸気コレクタ３７ａよりも上流側には、エンジンコントローラ１１からの制御信号によって開度が制御される電子制御型スロットルバルブ３９が介装されている。

　上記排気弁３３を介して燃焼室３６に接続される排気通路４０には、空燃比を検出する空燃比センサ４１が配置されている。

　上記エンジンコントローラ１１には、前述した種々のセンサ類のほか、上記の空燃比センサ４１からの信号や、吸気通路３７の上流側において吸入空気量を検出するエアフロメータ４２からの信号、なども入力されている。エンジンコントローラ１１は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁３８による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ３５による点火時期、可変圧縮比機構２による機械的圧縮比、可変バルブタイミング機構３による吸気弁３２の開閉時期、スロットルバルブ３９の開度、等を最適に制御している。

　可変圧縮比機構２は、例えば、特許文献１等に記載の公知の複リンク式ピストンクランク機構を利用したものであって、クランクシャフト５１のクランクピン５１ａに回転自在に支持されたロアリンク５２と、このロアリンク５２の一端部のアッパピン５３とピストン５４のピストンピン５４ａとを互いに連結するアッパリンク５５と、ロアリンク５２の他端部のコントロールピン５６に一端が連結されたコントロールリンク５７と、このコントロールリンク５７の他端を揺動可能に支持するコントロールシャフト５８と、を主体として構成されている。上記クランクシャフト５１および上記コントロールシャフト５８は、シリンダブロック５９下部のクランクケース５９ａ内で図示せぬ軸受構造を介して回転自在に支持されている。上記コントロールシャフト５８は、該コントロールシャフト５８の回動に伴って位置が変化する偏心軸部を有し、上記コントロールリンク５７の端部は、詳しくは、この偏心軸部に回転可能に嵌合している。上記の可変圧縮比機構２においては、コントロールシャフト５８の回動に伴ってピストン５４の上死点位置が上下に変位し、従って、機械的な圧縮比が変化する。

　また、上記可変圧縮比機構２の圧縮比を可変制御する駆動機構として、この実施例では、クランクシャフト５１と平行な回転中心軸を有する電動アクチュエータ６１がクランクケース５９ａの外壁面に配置されており、この電動アクチュエータ６１の出力回転軸に固定された第１アーム６２と、コントロールシャフト５８に固定された第２アーム６３と、両者を連結した中間リンク６４と、を介して、電動アクチュエータ６１とコントロールシャフト５８とが連動している。電動アクチュエータ６１は、軸方向に直列に配置された電動モータおよび変速機構を含んでいる。

　上記のようにして可変圧縮比機構２により可変制御される機械的圧縮比の実際の値つまり実圧縮比は、実圧縮比検出センサ６６によって検出される。この実圧縮比検出センサ６６は、例えば、コントロールシャフト５８の回動角あるいは電動アクチュエータ６１出力回転軸の回動角を検出するロータリ型ポテンショメータやロータリエンコーダなどから構成される。あるいは、電動アクチュエータ６１を構成する電動モータへの指令信号から該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５８の回動角を求めることで、別個のセンサを用いることなく実圧縮比を検知するようにしてもよい。

　上記電動アクチュエータ６１は、上記のようにして求められる実圧縮比が運転条件に対応した目標圧縮比となるように、エンジンコントローラ１１によって駆動制御される。例えば、エンジンコントローラ１１は、運転条件として内燃機関１の負荷（換言すれば要求トルク）と回転速度Ｎｅとをパラメータとした目標圧縮比マップを備えており、このマップに基づいて目標圧縮比を設定する。図３は、目標圧縮比マップの特性を概略的に示しており、ここに図示するように、目標圧縮比は、基本的には、低負荷側では高圧縮比であり、負荷が高いほどノッキング抑制等のために低圧縮比となる。

　次に、本発明の要部であるセーリングストップ時の圧縮比制御について説明する。セーリングストップとは、走行中に運転者がアクセルペダルを解放したことによる惰行走行中に、フォワードクラッチ８を開放して内燃機関１を駆動輪５から切り離す（つまり動力伝達を遮断する）とともに、内燃機関１の運転を停止する制御である。このセーリングストップの実行により惰行走行の走行距離が長くなり、ひいては燃料消費率が軽減する。

　セーリングストップの開始条件としては、一例として、下記の４つの条件が同時に成立する（つまりＡＮＤ条件）ことである。

　１．アクセルＯＦＦ（つまりアクセルペダル開度ＡＰＯが０）
　２．ブレーキＯＦＦ（ブレーキペダルの解放）
　３．車速ＶＳＰが所定のセーリングストップ許可車速（例えば５０ｋｍ／ｈ）以上
　４．他のセーリングストップ許可条件（冷却水温、潤滑油温、空調装置の稼動状態、等）
　セーリングストップは、セーリングストップ開始後、下記のセーリングストップ解除条件のいずれかが成立（つまりＯＲ条件）したときに終了する。つまり、セーリングストップ解除条件の成立によって、フォワードクラッチ８が締結されるとともに、内燃機関１が再始動される。

　１．ブレーキＯＮ（ブレーキペダルの踏込）
　２．アクセルＯＮ（アクセルペダル開度ＡＰＯが０よりも大）
　３．車速が所定のセーリングストップ解除車速（例えば４０ｋｍ／ｈ）以下
　４．他のセーリングストップ解除条件（冷却水温、潤滑油温、空調装置の稼動状態、等）
　車両が車両前方を走行する他の車両との距離を検出するレーダやカメラ等からなる車間距離検出装置を具備する場合には、「５．前方車両との間の車間距離が所定の距離以下となったこと」をセーリングストップ解除条件の１つとして加えてもよい。

　セーリングストップ解除に伴う内燃機関１の再始動の際は、車両が走行中であることからフォワードクラッチ８の締結に伴って内燃機関１が回転しようとするので、一般にスタータモータ１０を駆動せずに再始動が可能である。スタータモータ１０を補助的に利用して再始動を行うようにしてもよい。

　さらに、上記実施例の車両は、セーリングストップに加えて、交差点等での車両停止時に内燃機関１を自動停止するアイドルストップ機能を有している。アイドルストップを行う条件としては、種々の組み合わせが可能であるが、基本的には、アクセルペダル開度ＡＰＯが０、車速ＶＳＰが０、かつブレーキペダルが踏み込まれているとき（ブレーキ液圧が所定レベル以上であるとき）に、交差点などにおける一時的な車両停止であるとして内燃機関１の運転が停止する。自動変速機４のシフト位置や冷却水温などの他の条件を加重条件として加えることも可能である。そして、内燃機関１の自動停止後、例えばブレーキペダルの解放やアクセルペダルの踏込あるいは空調装置からの要求などの所定のアイドルストップ解除条件のいずれかが成立したときに、スタータモータ１０によるクランキングを伴って内燃機関１が再始動される。

　上記のセーリングストップ解除に伴う内燃機関１の再始動およびアイドルストップ解除に伴う内燃機関１の再始動に際しては、可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、図３に示した通常の運転中の目標圧縮比マップによらずに、それぞれ所定のセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓおよび所定のアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓに設定される。つまり、セーリングストップ時には可変圧縮比機構２がセーリングストップ解除に伴う再始動に備えた所定のセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓに制御され、セーリングストップ解除に伴う再始動は、このセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓの下で行われる。アイドルストップ時には可変圧縮比機構２がアイドルストップ解除に伴う再始動に備えた所定のアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓに制御され、アイドルストップ解除に伴う再始動は、このアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓの下で行われる。

　ここで、本発明では、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓとアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓは、同じ自動再始動であっても互いに異なる圧縮比として個々に設定される。アイドルストップ解除の際の再始動は、車両停止状態の中での再始動であることから、再始動に伴うトルクショックや回転速度Ｎｅの急激な上昇（いわゆる吹き上がり）が生じないようにすることが望ましく、アイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓは、このような比較的穏やかな再始動が達成される圧縮比に設定される。これに対し、惰行走行中のセーリングストップの解除に伴う再始動は、ロードノイズや走行振動等が存在する中での再始動であり、しかもアクセルペダルの踏込によるセーリングストップ解除においては加速応答性が要求される。従って、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓは、比較的トルクの立ち上がりに優れた再始動が実現される圧縮比に設定される。

　一つの例では、アイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓは、低負荷運転に適した比較的に高い圧縮比に設定される。従って、再始動に必要な最小限の燃料量ならびに吸気量によって、穏やかな始動が実現される。これに対し、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓは、高負荷運転に適した比較的に低い圧縮比に設定される。従って、再始動の完了と同時に直ちに高い負荷の運転に移行することができ、トルクの立ち上がりに優れた特性となる。

　なお、車両の仕様により各々の再始動に要求される特性が異なる場合や、他の可変デバイスによる影響がある場合、あるいは特定の例外的な条件下、などにおいては、セーリングストップ解除時の再始動に適したセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓがアイドルストップ解除時の再始動に適したアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓよりも相対的に高い圧縮比であってもよい。

　図４は、上記のセーリングストップの制御の流れを示したフローチャートである。なお、このフローチャートに示す全体的なルーチンは、例えばエンジンコントローラ１１において実行され、一部の処理は変速機コントローラ１２によって実行される。

　ステップ１（図中はＳ１等と略記する）では、アクセル開度センサ１５の検出信号に基づきアクセルペダル開度ＡＰＯが０となったか否かを繰り返し判定する。アクセルペダル開度ＡＰＯが０でなければ、そのままルーチンを終了する。この場合は、可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、前述したように、内燃機関１の負荷と回転速度Ｎｅとに基づき図３に例示した目標圧縮比マップを用いて設定される。

　ステップ１でアクセルペダル開度ＡＰＯが０であると判定した場合は、ステップ２へ進み、前述したセーリングストップ開始条件が成立したか否かを判定する。ここでセーリングストップ開始条件が成立していない場合には、ステップ３へ進み、図示しない他のルーチンによるアイドルストップ制御へ移行する。

　セーリングストップ開始条件が成立していれば、ステップ２からステップ４へ進み、セーリングストップフラグをＯＮとして、変速機コントローラ１２にセーリングストップの要求を出力する。変速機コントローラ１２は、セーリングストップフラグがＯＮとなったことに応答して、自動変速機４のフォワードクラッチ８を解放する。これにより、内燃機関１がＣＶＴ９や駆動輪５から切り離される。

　次にステップ４からステップ５へ進み、可変圧縮比機構２の目標圧縮比として比較的に低い圧縮比であるセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓを設定し、このセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓに沿って可変圧縮比機構２を駆動する。そして、ステップ６において、実圧縮比検出センサ６６により検出される実圧縮比が目標圧縮比であるセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓとなったか否か、つまり可変圧縮比機構２による圧縮比変更が完了したか否かを判定する。

　ステップ６において実圧縮比がセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓに達したら、ステップ７へ進み、内燃機関１の運転を停止する。換言すれば、この実施例では、内燃機関１の運転停止に先だって可変圧縮比機構２による圧縮比変更がなされる。一般に内燃機関１の潤滑油を供給するオイルポンプは、内燃機関１のクランクシャフト５１によって駆動される機械式オイルポンプが多く用いられているが、内燃機関１の回転が停止する前つまり機械式オイルポンプによる潤滑油供給が停止する前に可変圧縮比機構２による圧縮比変更を完了することで、可変圧縮比機構２の耐久性確保の上で有利となる。

　この内燃機関１の停止つまりセーリングストップにより、車両は、内燃機関１が停止しかつフォワードクラッチ８が動力伝達を遮断した状態のまま、惰行走行を続けることとなる。

　次に、ステップ８では、セーリングストップ解除条件が成立したか否か、例えばアクセルペダル開度ＡＰＯが０よりも大きくなったか否かを繰り返し判定する。セーリングストップ解除条件が成立するまではセーリングストップが継続される。セーリングストップ解除条件として例えばアクセルペダル開度ＡＰＯが０よりも大となったら、ステップ８からステップ９へ進み、セーリングストップフラグをＯＦＦとして、変速機コントローラ１２にセーリングストップ解除を要求する。変速機コントローラ１２は、セーリングストップフラグがＯＦＦとなったことに応答してフォワードクラッチ８を締結する。そして、ステップ１０において、内燃機関１を再始動する。具体的には、燃料噴射および点火を開始する。

　次のステップ１１では、内燃機関１の再始動が完了したか、つまり自立運転に移行したかを判定する。再始動が完了した時点でステップ１１からステップ１２へ進んで、内燃機関１の通常制御を再開する。

　ステップ３のアイドルストップ制御は、詳細には図示しないが、アクセルペダル開度ＡＰＯが０で、車速ＶＳＰが０で、かつブレーキペダルが踏み込まれている、というアイドルストップ開始条件が成立したか否かを繰り返し判定し、このアイドルストップ開始条件が成立したときに、アイドルストップとして内燃機関１を自動停止する。このアイドルストップの際には、可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、前述したように比較的高い圧縮比であるアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓに制御される。このアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓへの圧縮比の変更は、やはり内燃機関１の停止に先立って行うことが望ましい。そして、アイドルストップ中にブレーキペダルの解放等のアイドルストップ解除条件が成立したら、スタータモータ１０によるクランキングを伴って内燃機関１を再始動する。なお、アイドルストップの期間中（詳しくは車速ＶＳＰがほぼ０となったとき）は、トルクコンバータ７のロックアップクラッチ６が開放される。

　次に、図５および図６のタイムチャートを説明する。

　図５は、アイドルストップ制御の際の動作を示すタイムチャートであり、（ａ）可変バルブタイミング機構３による吸気弁閉時期（ＩＶＣ）、（ｂ）アクセルペダル開度ＡＰＯ、（ｃ）アイドルストップフラグ、（ｄ）車速ＶＳＰ、（ｅ）目標圧縮比（実圧縮比もこれにほぼ沿ったものとなる）、（ｆ）内燃機関１の回転速度Ｎｅ、（ｇ）内燃機関１のトルク、（ｈ）トルクコンバータ７のロックアップクラッチ６の制御状態、を示してある。

　車両走行中に例えば時間ｔ０の時点でアクセルペダル開度ＡＰＯが０となり、車速ＶＳＰは徐々に低下していく。時間ｔ１において車速ＶＳＰが０（つまり車両停止）となり、アイドルストップフラグがＯＮとなる。そして、車両停止に伴い、内燃機関１の運転が自動停止される。ロックアップクラッチ６は、車両が停止する直前に開放される。アイドルストップ中の可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、比較的に高い圧縮比であるアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓに設定され、内燃機関１の運転停止に先立って実際の圧縮比の変更がなされる。なお、時間ｔ１以前も負荷が低いことから目標圧縮比は高圧縮比となっており、図示の例では、時間ｔ１前後での圧縮比変化は殆どない。

　その後、時間ｔ２において運転者が発進のためにブレーキペダルを解放しかつアクセルペダルを踏み込むと、アイドルストップフラグがＯＦＦになるとともに、内燃機関１が再始動される。内燃機関１の始動完了後は、可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、負荷および回転速度Ｎｅに応じた目標圧縮比へと変化する。

　可変バルブタイミング機構３による吸気弁閉時期（ＩＶＣ）の制御は、本発明の要部ではないが、図示例では、アイドルストップの間、吸気弁閉時期（ＩＶＣ）が最遅角位置に保たれている。可変バルブタイミング機構３は、一般に、最遅角位置で機械的なロックを行うロック機構を備えており、内燃機関１の停止の際には、このロック機構により最遅角位置でロックされている。従って、時間ｔ２における内燃機関１の再始動は、吸気弁閉時期が最遅角位置にある状態でなされる。このように吸気弁閉時期を最遅角位置とすることで、回転速度Ｎｅが低い始動時に高い体積効率が得られる。時間ｔ２以降にアクセルペダル開度ＡＰＯが上昇すると、最遅角位置でのロックが解除され、運転条件（負荷および回転速度Ｎｅ）に応じた吸気弁閉時期に制御される。

　このように、アイドルストップから内燃機関１が再始動される際には、可変圧縮比機構２による圧縮比が比較的に高い圧縮比であるアイドルストップ再始動用圧縮比εｉｓに制御されている。そのため、再始動に必要な最小限の燃料量ならびに吸気量によって、穏やかな始動が実現される。従って、トルク段差や回転速度Ｎｅの吹き上がりを抑制した始動・発進となる。

　図６は、セーリングストップ制御の際の動作を示すタイムチャートであり、（ａ）可変バルブタイミング機構３による吸気弁閉時期（ＩＶＣ）、（ｂ）アクセルペダル開度ＡＰＯ、（ｃ）セーリングストップフラグ、（ｄ）車速ＶＳＰ、（ｅ）目標圧縮比（実圧縮比もこれにほぼ沿ったものとなる）、（ｆ）内燃機関１の回転速度Ｎｅ、（ｇ）内燃機関１のトルク、（ｈ）自動変速機４のフォワードクラッチ８の制御状態、を示してある。

　時間ｔ０から時間ｔ１の間は、アクセルペダル開度ＡＰＯが比較的小さい状態で定速走行がなされている。時間ｔ１において運転者がアクセルペダルを解放したことによりアクセルペダル開度ＡＰＯが０となる。この例では、同時に、前述したセーリングストップ開始条件が成立し、セーリングストップフラグがＯＮとなる。これにより、フォワードクラッチ８が開放される。そして、内燃機関１の運転が停止する。セーリングストップ中の可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、比較的に低い圧縮比であるセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓに設定され、内燃機関１の運転停止に先立って実際の圧縮比の変更がなされる。なお、時間ｔ１以前は、負荷が低いことから目標圧縮比は高圧縮比に制御されている。

　時間ｔ１から時間ｔ２の間は、セーリングストップを伴う惰行走行であり、車速ＶＳＰが徐々に低下していく。

　時間ｔ２において、運転者がアクセルペダルを踏み込んだことによりセーリングストップ解除条件が成立し、セーリングストップフラグがＯＦＦになるとともに、フォワードクラッチ８が締結される。これと同時に、内燃機関１の燃料供給および点火が再開され、内燃機関１が再始動される。内燃機関１の運転再開後は、可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、負荷および回転速度Ｎｅに応じた目標圧縮比へと変化する。図示例では、アクセルペダル開度ＡＰＯが比較的大きいことから、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓと同様の比較的に低い圧縮比となっている。

　可変バルブタイミング機構３による吸気弁閉時期（ＩＶＣ）は、アイドルストップ時と同様であり、セーリングストップの間、ロック機構により最遅角位置に保たれている。従って、時間ｔ２における再始動は、吸気弁閉時期が最遅角位置にある状態でなされる。時間ｔ２以降にアクセルペダル開度ＡＰＯが上昇すると、最遅角位置でのロックが解除され、運転条件（負荷および回転速度Ｎｅ）に応じた吸気弁閉時期に制御される。

　このように、セーリングストップから内燃機関１が再始動される際には、可変圧縮比機構２による圧縮比が比較的に低い圧縮比であるセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓに制御されている。そのため、再始動の完了と同時に直ちに高い負荷の運転に移行することができ、トルクの立ち上がりに優れた特性となる。従って、運転者のアクセルペダルの踏み込みに対する加速応答性が良好となる。

　次に、セーリングストップ時の制御の第２の実施例について説明する。前述した実施例では図６に示すようにセーリングストップの期間中、可変圧縮比機構２の目標圧縮比であるセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓが一定であり、変化しない。これに対し、第２の実施例では、セーリングストップの期間中、そのときの車速ＶＳＰに応じてセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓが可変的に与えられる。具体的には、車速ＶＳＰが高いほど低い圧縮比としてセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓが設定される。なお、車速ＶＳＰに対して圧縮比が連続的に変化する特性であってもよく、段階的に変化する特性であってもよい。

　従って、セーリングストップを実行している惰行走行中に車速ＶＳＰが徐々に低下するものとすると、この車速ＶＳＰの低下に対応して、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓつまり目標圧縮比が徐々に高くなっていく。なお、可変圧縮比機構２は内燃機関１の停止中であっても圧縮比の変更が可能である。

　このように車速ＶＳＰに応じてセーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓを設定すれば、セーリングストップが解除されて内燃機関１が再始動する際に、その時点の車速ＶＳＰひいては内燃機関１の回転速度Ｎｅに応じた圧縮比となっている。従って、再始動がより適切な圧縮比の下でなされる。例えば、比較的に高い回転速度Ｎｅにおいて運転者がアクセルペダルを踏み込んだ場合には、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓが低い圧縮比であることから、再始動の完了と同時に直ちに高い負荷の運転に移行することができ、運転者の意思に沿った良好な加速応答性が得られる。他方、運転者がアクセルペダルを踏み込むことなく車速ＶＳＰがセーリングストップ解除車速まで低下して、内燃機関１の再始動が行われる場合には、セーリングストップ再始動用圧縮比εｓｓが低負荷運転に適した高い圧縮比となっているため、アイドルストップからの再始動と同様に、穏やかな再始動が実現される。

Claims

　機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御方法において、
　内燃機関の運転中は内燃機関の運転条件に基づいて設定される基本目標圧縮比を目標圧縮比とし、
　車両の停止に伴い内燃機関の運転を停止するアイドルストップ時は、アイドルストップ解除に伴う再始動に備えたアイドルストップ再始動用圧縮比を目標圧縮比とし、
　車両の惰行走行中に内燃機関を駆動系から切り離すとともに内燃機関の運転を停止するセーリングストップ時は、セーリングストップ解除に伴う再始動に備えた、上記アイドルストップ再始動用圧縮比とは異なる、セーリングストップ再始動用圧縮比を目標圧縮比とする、内燃機関の制御方法。
　セーリングストップの条件成立時に、内燃機関の停止に先だって、上記可変圧縮比機構により機械的圧縮比を上記セーリングストップ再始動用圧縮比へと変更する、請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
　上記セーリングストップ再始動用圧縮比は上記アイドルストップ再始動用圧縮比よりも相対的に低い圧縮比である、請求項１または２に記載の内燃機関の制御方法。
　上記セーリングストップ再始動用圧縮比を、セーリングストップ中の車速が高いほど低い圧縮比として設定する、請求項１~３のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
　機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御装置において、
　内燃機関の運転条件に基づいて基本目標圧縮比を設定する基本目標圧縮比設定部と、
　所定の車両停止時に内燃機関の運転を停止するアイドルストップを実行するアイドルストップ制御部と、
　所定の惰行走行中に内燃機関を駆動系から切り離すとともに内燃機関の運転を停止するセーリングストップを実行するセーリングストップ制御部と、
　内燃機関の運転中は上記基本目標圧縮比を目標圧縮比とし、アイドルストップ時はアイドルストップ再始動用圧縮比を目標圧縮比とし、セーリングストップ時は、アイドルストップ再始動用圧縮比とは異なるセーリングストップ再始動用圧縮比を目標圧縮比として、上記可変圧縮比機構を制御する圧縮比制御部と、
　を備えてなる内燃機関の制御装置。