JP6835235B2 - 内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関する。

例えば、特許文献１には、触媒の暖機時に機械的圧縮比を低くして排気温度を上昇させ低圧縮比運転を実施し、この低圧縮比運転の実施中に加速要求があると、加速要求が発生したと判定される直前の機械的圧縮比よりも高くなるよう制御する技術が開示されている。

しかしながら、この特許文献１においては、触媒の暖機中にアクセルが踏み込まれて加速要求ありとなって圧縮比を高くした直後に、アクセルの踏み込みが戻されて加速要求がないと判定されると、触媒の暖機が完了していなければ再び上記低圧縮比運転に移行することになる。

そのため、このような場合、機械的圧縮比が頻繁に変化して燃焼が安定しない虞がある。

つまり、触媒暖機時に機械的圧縮比を低くして排気温度を上げている状態で、加速要求があった場合の内燃機関の制御には更なる改善の余地がある。

特開２０１０−７５７４号公報

本発明の内燃機関は、触媒の暖機中のアイドル運転時は、機械的圧縮比を排気温度を上昇させて触媒暖機を促進させる所定の低圧縮比に固定する圧縮比固定制御を実施しつつ筒内の燃焼形態を成層燃焼に制御する。上記触媒の暖機中のアイドル運転時以外の運転時は、筒内の燃焼形態を均質燃焼に制御する。上記触媒の暖機中のアイドル運転時にアクセルが踏み込まれた際は、上記圧縮比固定制御を実施しつつ筒内の燃焼形態を均質燃焼に制御する。

本発明によれば、触媒の暖機が完了していない状態では、運転状態に応じた圧縮比の制御よりも燃焼安定性が優先され、内燃機関の燃焼安定性を確保することができる。

本発明に係る内燃機関の制御装置の概略構成を模式的に示した説明図。 内燃機関の冷機始動時における制御の一例を示すタイミングチャート。 内燃機関の制御の流れを示すフローチャート。

以下、本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、本発明に係る内燃機関１の制御装置の概略構成を模式的に示した説明図である。図１は、本発明に係る内燃機関１の制御方法が適用可能なものである。

内燃機関１は、駆動源として自動車等の車両に搭載されるものであって、吸気通路２と排気通路３とを有している。吸気通路２は、吸気弁４を介して燃焼室５に接続されている。排気通路３は、排気弁６を介して燃焼室５に接続されている。

内燃機関１は、燃焼室５内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁７と、吸気弁４上流側の吸気通路２内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁８と、を有している。第１燃料噴射弁７及び第２燃料噴射弁８から噴射された燃料は、燃焼室５内で点火プラグ９により点火される。

吸気通路２には、吸気中の異物を捕集するエアクリーナ１０と、吸入空気量を検出するエアフローメータ１１と、コントロールユニット１２からの制御信号によって開度が制御される電動のスロットル弁１３と、が設けられている。

エアフローメータ１１は、スロットル弁１３の上流側に配置されている。エアフローメータ１１は、温度センサを内蔵したものであって、吸気導入口の吸気温度を検出可能となっている。エアクリーナ１０は、エアフローメータ１１の上流側に配置されている。

排気通路３には、三元触媒等の上流側排気触媒装置１４と、ＮＯｘトラップ触媒等の下流側排気触媒装置１５と、が設けられている。触媒としての下流側排気触媒装置１５は、触媒としての上流側排気触媒装置１４の下流側に配置されている。

また、この内燃機関１は、吸気通路２に設けられたコンプレッサ１６と排気通路３に設けられた排気タービン１７とを同軸上に備えたターボ過給機１８を有している。コンプレッサ１６は、スロットル弁１３の上流側で、かつエアフローメータ１１よりも下流側に配置されている。排気タービン１７は、上流側排気触媒装置１４よりも上流側に配置されている。

吸気通路２には、リサーキュレーション通路１９が接続されている。リサーキュレーション通路１９は、その一端がコンプレッサ１６の上流側で吸気通路２に接続され、その他端がコンプレッサ１６の下流側で吸気通路２に接続されている。

このリサーキュレーション通路１９には、コンプレッサ１６の下流側からコンプレッサ１６の上流側へ過給圧を解放可能な電動のリサーキュレーション弁２０が配置されている。なお、リサーキュレーション弁２０としては、コンプレッサ１６下流側の圧力が所定圧力以上となったときのみ開弁するようないわゆる逆止弁を用いることも可能である。

また、吸気通路２には、コンプレッサ１６の下流側に、コンプレッサ１６により圧縮（加圧）された吸気を冷却し、充填効率を良くするインタクーラ２１が設けられている。インタクーラ２１は、リサーキュレーション通路１９の下流側端よりも下流で、スロットル弁１３よりも上流側に位置している。

排気通路３には、排気タービン１７を迂回して排気タービン１７の上流側と下流側とを接続する排気バイパス通路２２が接続されている。排気バイパス通路２２の下流側端は、上流側排気触媒装置１４よりも上流側の位置で排気通路３に接続されている。排気バイパス通路２２には、排気バイパス通路２２内の排気流量を制御する電動のウエストゲート弁２３が配置されている。ウエストゲート弁２３は、排気タービン１７に導かれる排気ガスの一部を排気タービン１７の下流側にバイパスさせることが可能であり、内燃機関１の過給圧を制御可能なものである。

また、内燃機関１は、排気通路３から排気の一部をＥＧＲガスとして吸気通路２へ導入（還流）する排気還流（ＥＧＲ）が実施可能なものであって、排気通路３から分岐して吸気通路２に接続されたＥＧＲ通路２４を有している。ＥＧＲ通路２４は、その一端が上流側排気触媒装置１４と下流側排気触媒装置１５との間の位置で排気通路３に接続され、その他端がエアフローメータ１１の下流側となりコンプレッサ１６の上流側となる位置で吸気通路２に接続されている。このＥＧＲ通路２４には、ＥＧＲ通路２４内のＥＧＲガスの流量を制御する電動のＥＧＲ弁２５と、ＥＧＲガスを冷却可能なＥＧＲクーラ２６と、が設けられている。なお、図１中の２７は、吸気通路２のコレクタ部である。

また、内燃機関１は、シリンダブロック３１のシリンダボア３２内を往復動するピストン３３の上死点位置を変更することで内燃機関１の機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構３４を有している。すなわち、内燃機関１は、シリンダボア３２の内周面３２ａに対するピストン３３の摺動範囲を変更することで機械的圧縮比を変更可能なものとなっている。換言すれば、内燃機関１は、シリンダに対するピストン３３の摺動範囲を変更することで機械的圧縮比を変更可能なものである。機械的圧縮比とは、ピストン３３の上死点位置と下死点位置とによって決まる圧縮比である。

ピストン３３は、ピストン冠面側の第１ピストンリング３５、第１ピストンリングよりピストン冠面から離れた第２ピストンリング３６と、を有している。第１ピストンリング３５及び第２ピストンリング３６は、いわゆるコンプレッションリングであって、ピストン３３とシリンダボア３２の内周面３２ａとの隙間を無くし、気密保持のために用いられるものである。

可変圧縮比機構３４は、ピストン３３とクランクシャフト３７のクランクピン３８とを複数のリンクで連係した複リンク式ピストン−クランク機構を利用したものである。可変圧縮比機構３４は、クランクピン３８に回転可能に装着されたロアリンク３９と、ロアリンク３９とピストン３３とを連結するアッパリンク４０と、偏心軸部４１ａが設けられた制御軸４１と、偏心軸部４１ａとロアリンク３９とを連結するコントロールリンク４２と、を有している。

クランクシャフト３７は、複数のジャーナル部４３及びクランクピン３８を備えている。ジャーナル部４３は、シリンダブロック３１とクランク軸受ブラケット４４との間に回転可能に支持されている。

アッパリンク４０は、一端がピストンピン４５に回転可能に取り付けられ、他端が第１連結ピン４６によりロアリンク３９と回転可能に連結されている。コントロールリンク４２は、一端が第２連結ピン４７によりロアリンク３９と回転可能に連結されており、他端が制御軸４１の偏心軸部４１ａに回転可能に取り付けられている。第１連結ピン４６及び第２連結ピン４７は、ロアリンク３９に対して圧入固定されている。

制御軸４１は、クランクシャフト３７と平行に配置され、かつシリンダブロック３１に回転可能に支持されている。詳述すると、制御軸４１は、クランク軸受ブラケット４４と制御軸軸受ブラケット４８との間に回転可能に支持されている。

シリンダブロック３１の下部には、オイルパンアッパ４９ａが取り付けられている。また、オイルパンアッパ４９ａの下部にはオイルパンロア４９ｂが取り付けられている。

制御軸４１には、第１アーム５０、第２アーム５１及び中間アーム５２を介して駆動軸５３の回転が伝達されている。中間アーム５２は第１アーム５０と第２アーム５１とを連結する。駆動軸５３は、オイルパンアッパ４９ａの外側にあって制御軸４１と平行に配置されている。駆動軸５３には、第１アーム５０が固定されている。

第１アーム５０には、中間アーム５２の一端がピン部材５４ａを介して回転可能に連結されている。中間アーム５２は、他端がピン部材５４ｂを介して制御軸４１に固定された第２アーム５１に回転可能に連結されている。

駆動軸５３、第１アーム５０及び中間アーム５２の一端側は、オイルパンアッパ４９ａの側面に取り付けられたハウジング５５に収容されている。

駆動軸５３は、一端が減速機（図示せず）を介してアクチュエータとしての電動モータ５６に連結されている。すなわち、駆動軸５３は、電動モータ５６により回転駆動可能となっている。駆動軸５３の回転数は、電動モータ５６の回転数を減速機により減速したものとなっている。

電動モータ５６の駆動により駆動軸５３が回転すると、中間アーム５２が駆動軸５３に直交する平面に沿って往復運動する。そして、中間アーム５２の往復運動に伴い中間アーム５２と第２アーム５１との連結位置が揺動し、制御軸４１が回転する。制御軸４１が回転してその回転位置が変化すると、コントロールリンク４２の揺動支点となる偏心軸部４１ａの位置が変化する。つまり、電動モータ５６により制御軸４１の回転位置を変更することで、ロアリンク３９の姿勢が変化し、ピストン３３の上死点位置及び下死点位置の変化を伴って、内燃機関１の機械的圧縮比が連続的に変更される。

電動モータ５６の回転は、コントロールユニット１２によって制御されている。つまり、可変圧縮比機構３４による内燃機関１の機械的圧縮比の変更及び固定は、制御部としてのコントロールユニット１２によって制御される。

電動モータ５６は、内燃機関１の機械的圧縮比が運転条件に対応した圧縮比となるように、コントロールユニット１２によって制御される。例えば、コントロールユニット１２は、運転条件として内燃機関１の負荷と機関回転速度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。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。

なお、この目標圧縮比マップで設定される目標圧縮比は、燃費が最適となるように設定されている。

コントロールユニット１２は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及び入出力インターフェースを備えた周知のデジタルコンピュータである。

コントロールユニット１２には、上述したエアフローメータ１１の検出信号のほか、クランクシャフト３７のクランク角を検出するクランク角センサ６１、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ６２、駆動軸５３の回転角度を検出する回転角度センサ６３、冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ６４等の各種センサ類の検出信号が入力されている。コントロールユニット１２は、アクセル開度センサ６２の検出値を用いて、内燃機関の要求負荷（エンジン負荷）が算出する。

クランク角センサ６１は、内燃機関１の機関回転速度を検出可能なものである。

水温センサ６４は、シリンダブロック３１内のウォータジャケット３１ａにおける冷却水の温度を検出している。

そして、コントロールユニット１２は、各種センサ類の検出信号に基づいて、第１燃料噴射弁７、第２燃料噴射弁８による燃料噴射量及び燃料噴射時期、点火プラグ９による点火時期、スロットル弁１３の開度、リサーキュレーション弁２０の開度、ウエストゲート弁２３の開度、ＥＧＲ弁２５の開度、可変圧縮比機構３４による内燃機関１の機械的圧縮比、等を最適に制御している。

また、コントロールユニット１２は、運転状態に応じて２つの燃焼形態を切り替えている。２つの燃焼形態とは、成層燃焼と均質燃焼である。成層燃焼は、圧縮行程中に燃料を噴射させることで点火プラグ９の周囲に濃い混合気を形成して点火する。均質燃焼は、吸気行程中に燃料を噴射させることで燃料を拡散させ、燃焼室５内に均質な混合気を形成して点火する。つまり、コントロールユニット１２は、筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を制御する制御部に相当するものでもある。

また、コントロールユニット１２は、水温センサ６４で検出される冷却水温度Ｔｗが予め設定された水温閾値Ｔｗｔｈよりも低いときに、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５に触媒暖機の必要があると判定している。つまり、コントロールユニット１２は、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が暖機された状態であるか否かを判定可能する判定部に相当する。さらに言えば、コントロールユニット１２は、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が所定の活性化温度より低いか否か判定可能である。

ここで、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５は、その触媒温度が所定の活性化温度よりも低いと所期の排気ガス浄化性能を発揮することができない。

上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が低い場合には、内燃機関１の機械的圧縮比を低くすることで排気温度を上昇させ、触媒暖機を促進させることが好ましい。

また、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度を上昇させるには、筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を成層燃焼とし、燃焼室５内の排気ガス温度を上昇させることも有効である。成層燃焼は、点火時期のリタード量を大きくできる。

そこで、本実施例では、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５といった触媒の暖機中のアイドル運転時、内燃機関１の機械的圧縮比を所定の低圧縮比に固定する圧縮比固定制御を実施する。そして、触媒の暖機中のアイドル運転時には、筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を成層燃焼に制御し、点火時期を圧縮上死点後とする。

つまり、触媒の暖機中のアイドル運転時は、圧縮比固定制御を実施しつつ、点火時期のリタード量を大きくできる成層燃焼とする。そして、触媒の暖機中のアイドル運転時は、スロットル弁１３を開いて吸入空気量を増やし、点火時期は圧縮上死点後とする超リタード点火時期とし、機関回転速度は所定のアイドル回転速度に維持しつつ、排気温度を上昇させる。これにより、触媒の暖機中のアイドル運転時に、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の暖機を促進させる。

圧縮比固定制御により、機械的圧縮比が所定の低圧縮比に固定され、熱効率が低下して排気温度の上昇が促進される。

また、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５といった触媒の暖機中のアイドル運転時以外の運転時は、内燃機関１の機械的圧縮比を運転状態に応じて変更する圧縮比通常制御を実施する。そして、触媒の暖機中のアイドル運転時以外の運転時は、筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を均質燃焼に制御し、点火時期をＭＢＴ近傍の所定の通常点火時期とする。なお、ＭＢＴ（Minimum advance for the best torque）とは、出力や燃料消費率が最良となる点火時期である。

そして、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５といった触媒の暖機中のアイドル運転時に、アクセルペダル（アクセル）が踏み込まれた後、アクセルペダル（アクセル）の踏み込みが戻されて上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５といった触媒が暖機中のアイドル運転が再開される可能性がある間は、上記圧縮比固定制御を実施しつつ、筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を均質燃焼に制御し、点火時期は所定の通常点火時期（ＭＢＴ近傍）とする。

つまり、触媒の暖機中のアイドル運転時にアクセルペダル（アクセル）が踏み込まれた後、アクセルペダル（アクセル）が戻されることによって触媒が暖機中のアイドル運転が再開される可能性がある間は、内燃機関１の機械的圧縮比を触媒暖機中のアイドル運転時と同じ上記低圧縮比に維持しつつ、燃焼形態を均質燃焼とし、点火時期を所定の通常点火時期（ＭＢＴ近傍）とする前提で目標トルクを実現する吸入空気量が得られるスロットル開度に制御する。スロットル開度とは、スロットル弁１３の弁開度である。

なお、このときの点火時期とスロットル開度の制御は、内燃機関１の機械的圧縮比が上記低圧縮比に固定されている前提で行われる。

触媒暖機中のアイドル運転時にアクセルペダル（アクセル）が踏み込まれた場合、燃費の観点からは、圧縮比固定制御から圧縮比通常制御に移行して高圧縮比化を図るのが有利である。しかしながら、アイドル運転状態に戻ったときに触媒の暖機が完了していない場合、内燃機関１の機械的圧縮比を再び上記低圧縮比まで低下させることになり、また燃焼形態も均質燃料から成層燃焼へと切り替えられることになる。つまり、触媒の暖機が完了していない場合、アクセルペダル（アクセル）の操作によっては、燃焼形態の切り替えと圧縮比制御の切り替えが同時に頻繁に発生する虞があり、内燃機関１の燃焼が安定しない虞がある。

そこで、本実施例では、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒暖機が終了するまでは、運転状態がアイドル状態であれば、圧縮比固定制御を実施しつつ筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を成層燃焼に制御する。そして、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒暖機が終了するまでは、運転状態がアイドル状態でなければ（非アイドル状態であれば）、圧縮比固定制御を実施しつつ筒内（燃焼室５内）の燃焼形態を均質燃焼に制御する。

これによって、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒暖機が完了していない状態では、運転状態に応じた機械的圧縮比の制御よりも燃焼安定性が優先され、内燃機関１の燃焼安定性を確保することができる。

また、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５といった触媒の暖機中のアイドル運転時にアクセルペダル（アクセル）が踏み込まれ、この状態で触媒暖機が完了すると、圧縮比固定制御を終了し、圧縮比通常制御を開始する。

これによって、内燃機関の運転性能に対する影響を最小限にすることができる。

また、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５といった触媒の暖機が完了すると、内燃機関１の機械的圧縮比は、圧縮比通常制御によって、燃費が最適となるよう制御されるため、内燃機関の燃費性能に対する影響を最小限にすることができる。

図２は、内燃機関１の冷機始動時における制御の一例を示すタイミングチャートである。内燃機関１を始動後、時刻ｔ１のタイミングで、機関回転速度が予め設定された所定回転速度を超え、内燃機関１が完爆する。換言すると、時刻ｔ１のタイミングで、機関回転速度が内燃機関１の自立回転を可能とする回転速度以上となり、クランクキングが終了する。

この時刻ｔ１のタイミングで、内燃機関１が始動したと判定する。また、時刻ｔ１のタイミングで、内燃機関１の機械的圧縮比の制御が開始される。時刻ｔ１にタイミングでは、アクセルペダル（アクセル）は踏み込まれておらず（アクセルＯＦＦ）、また上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が所定の活性化温度に達していない。

そこで、時刻ｔ１のタイミングから内燃機関１の機械的圧縮比を所定の低圧縮比（例えば、圧縮比９．５）となるように制御する圧縮比固定制御が開始される。

また、時刻ｔ１のタイミングから、内燃機関の燃焼形態は成層燃焼に制御され、内燃機関１の点火時期は超リタード点火時期となるように制御される。超リタード点火時期とは、圧縮上死点後の点火時期である。

スロットル開度は、時刻ｔ１のタイミングから成層燃焼を実施するための吸入空気量増量を考慮した開度、すなわち触媒暖機用スロットル開度となっている。

なお、内燃機関１の機械的圧縮比は、内燃機関１のクランクキングが終了するまでは、始動時用圧縮比（例えば、圧縮比１４）に固定されている。また、内燃機関１の点火時期は、内燃機関１のクランクキングが終了するまでは、ＭＢＴ近傍の所定の通常点火時期となるように制御されている。

時刻ｔ２のタイミングで、アクセルペダル（アクセル）が踏み込まれている（アクセルＯＮ）。ただし、時刻ｔ２では、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が所定の活性化温度に達していない。

そこで、時刻ｔ２のタイミングから内燃機関の燃焼形態は均質燃焼に制御されるが、内燃機関１の機械的圧縮比は所定の低圧縮比に引き続き維持される。

内燃機関１の点火時期は、時刻ｔ２から所定時間経過してからＭＢＴ近傍の所定の通常点火時期となるように制御される。

スロットル開度は、時刻ｔ２のタイミングから成層燃焼を実施するための吸入空気量増量を考慮した開度とはなっていない。すなわち、スロットル開度は、時刻ｔ２のタイミングから運転状態に応じて算出される目標トルクを実現する目標トルク実現スロットル開度となっている。

アクセルＯＮのタイミングである時刻ｔ２のタイミングから点火時期を変更しないのは、制御の安定性を図るためである。

時刻ｔ３のタイミングで、アクセルペダル（アクセル）の踏み込みが戻されている（アクセルＯＦＦ）。ただし、時刻ｔ３では、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が所定の活性化温度に達していない。

そこで、時刻ｔ３から所定時間経過した時刻ｔ４から内燃機関の燃焼形態は成層燃焼に制御されるが、内燃機関１の機械的圧縮比は所定の低圧縮比に引き続き制御される。

内燃機関１の点火時期は、時刻ｔ４のタイミングから超リタード点火時期となるように制御される。

スロットル開度は、時刻ｔ４のタイミングから成層燃焼を実施するための吸入空気量増量を考慮した開度となっている。

アクセルＯＦＦのタイミングである時刻ｔ３のタイミングから燃焼形態及び点火時期を変更しないのは、制御の安定性を図るためである。

時刻ｔ５のタイミングでは、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒温度が所定の活性化温度に達した判定されている。

そこで、時刻ｔ５のタイミングから、内燃機関１の燃焼形態は均質燃焼に変更され、内燃機関１の点火時期はＭＢＴ近傍の所定の通常点火時期となるように制御される。

また、スロットル開度は、時刻ｔ５のタイミングから成層燃焼を実施するための吸入空気量増量を考慮した開度とはなっていない。すなわち、スロットル開度は、時刻ｔ５のタイミングから目標トルク実現スロットル開度となっている。

そして、時刻ｔ５から所定時間経過した時刻ｔ６から、内燃機関１の機械的圧縮比は、内燃機関１の負荷と機関回転速度とをパラメータとした目標圧縮比マップを用いて算出される目標圧縮比となるよう制御される。つまり、時刻ｔ６のタイミングから圧縮比通常制御が開始される。

時刻ｔ５〜時刻ｔ６までは、内燃機関１の機械的圧縮比は、所定の低圧縮比に引き続き制御されている。

なお、時刻ｔ５のタイミングから目標圧縮比マップから算出される目標圧縮比を用いて内燃機関１の機械的圧縮比を制御しないのは、制御の安定性を図るためである。

図３は、上述した実施例における内燃機関１の制御の流れを示すフローチャートである。

ステップＳ１では、内燃機関１が完爆したか否かを判定する。換言すると、ステップＳ１は、内燃機関１の始動が完了したか否かを判定する。機関回転速度が予め設定された所定回転速度を超えた場合に、内燃機関１が完爆したと判定される。内燃機関１が完爆している場合にはステップＳ２へ進む。内燃機関１が完爆していない場合にはステップＳ８へ進む。

ステップＳ２では、水温センサ６４で検出される冷却水温度Ｔｗが水温閾値Ｔｗｔｈよりも低いか否かを判定する。冷却水温度Ｔｗが水温閾値Ｔｗｔｈよりも低い温度の場合は、ステップＳ３へ進む。冷却水温度Ｔｗが水温閾値Ｔｗｔｈ以上の温度の場合は、ステップＳ９へ進む。ステップＳ２は、上流側排気触媒装置１４及び下流側排気触媒装置１５の触媒が暖機された状態か否かを判定している。

ステップＳ３では、運転状態がアイドル運転状態であるか否かを判定する。アクセルペダル（アクセル）が踏み込まれていなければ、すなわちアクセルＯＦＦであれば、運転状態がアイドル運転状態であると判定し、ステップＳ４へ進む。運転状態がアイドル運転状態でなければステップＳ１３へ進む。

ステップＳ４では、スロットル開度を触媒暖機用のスロットル開度に設定する。

ステップＳ５では、燃料噴射時期を成層燃焼燃料噴射時期とする。成層燃焼燃料噴射時期は、例えば、圧縮行程中の所定の時期である。

ステップＳ６では、点火時期を超リタード点火時期とする。

ステップＳ７では、内燃機関１の機械的圧縮比を所定の低圧縮比となるようの制御する圧縮比固定制御を実施し、今回のルーチンを終了する。

ステップＳ８では、内燃機関１のクランキングを行う始動制御を実施し、今回のルーチンを終了する。始動制御では、例えば、スタータモータ（図示せず）を駆動して内燃機関１のクランクシャフト３７を駆動する。

ステップＳ９では、スロットル開度を運転状態に応じた目標トルクを実現する目標トルク実現スロットル開度とする。

ステップＳ１０では、燃料噴射時期を均質燃焼燃料噴射時期とする。均質燃焼燃料噴射時期は、例えば、吸気行程中の所定の時期である。

ステップＳ１１では、内燃機関１の点火時期をＭＢＴ近傍の所定の通常点火時期とする。

ステップＳ１２では、圧縮比通常制御を実施し、今回のルーチンを終了する。

ステップＳ１３では、スロットル開度を運転状態に応じた目標トルクを実現する目標トルク実現スロットル開度とする。

ステップＳ１４では、燃料噴射時期を均質燃焼燃料噴射時期とする。均質燃焼燃料噴射時期は、例えば、吸気行程中の所定の時期である。

ステップＳ１５では、内燃機関１の点火時期をＭＢＴ近傍の所定の通常点火時期とし、ステップＳ７へ進む。

なお、上述した実施例は、内燃機関の制御方法及び内燃機関の制御装置に関するものである。

Claims (5)

1. 機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構を有する内燃機関の制御方法において、
   排気通路に配置された触媒が暖機された状態か否かを判定し、
   上記触媒の暖機中のアイドル運転時は、上記機械的圧縮比を排気温度を上昇させて触媒暖機を促進させる所定の低圧縮比に固定する圧縮比固定制御を実施しつつ筒内の燃焼形態を成層燃焼に制御し、
   上記触媒の暖機中のアイドル運転時以外の運転時は、筒内の燃焼形態を均質燃焼に制御し、
   上記触媒の暖機中のアイドル運転時にアクセルが踏み込まれた際は、上記圧縮比固定制御を実施しつつ筒内の燃焼形態を均質燃焼に制御する内燃機関の制御方法。
2. 上記触媒の暖機中のアイドル運転時に上記アクセルが踏み込まれ、この状態で上記触媒の暖機が完了すると、
   上記圧縮比固定制御を終了し、上記機械的圧縮比を運転状態に応じて変更する圧縮比通常制御を開始する請求項１に記載の内燃機関の制御方法。
3. 上記圧縮比通常制御は、内燃機関の負荷が高くなるほど上記機械的圧縮比が低くなるよう制御する請求項２に記載の内燃機関の制御方法。
4. 内燃機関の冷却水温度が予め設定された所定値以上になると、上記触媒の暖機が完了したと判定する請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
5. 排気通路に配置された触媒と、
   上記触媒が暖機された状態か否かを判定可能な判定部と、
   内燃機関の機械的圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、
   上記触媒の暖機中のアイドル運転時は、上記機械的圧縮比を排気温度を上昇させて触媒暖機を促進させる所定の低圧縮比に固定する圧縮比固定制御を実施しつつ筒内の燃焼形態を成層燃焼に制御するとともに、上記触媒の暖機中のアイドル運転時以外の運転時は、筒内の燃焼形態を均質燃焼に制御し、上記触媒の暖機中のアイドル運転時にアクセルが踏み込まれた際は、上記圧縮比固定制御を実施しつつ筒内の燃焼形態を均質燃焼に制御する制御部と、を有する内燃機関の制御装置。

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