(57)【要約】【課題】可変圧縮比エンジンを備えた車両において、燃費の悪化を抑制する。【解決手段】車両の制御装置は、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能な車両の制御装置である。車両の制御装置は、圧縮比変更手段及び制御手段を有する。制御手段は、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる。ここで、所定の経路が、目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。【選択図】図４
2011106366.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、
エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する圧縮比変更手段と、
必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる制御手段と、を有し、
必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、
前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしないことを特徴とする車両の制御装置。
【請求項２】
前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由しない場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも小さい場合であっても、実際の圧縮比を前記目標動作点における圧縮比に設定する請求項１に記載の車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可変圧縮比エンジンを備えた車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、以下の特許文献１には、可変圧縮比エンジンを備えた車両において、エンジン回転数、負荷（エンジントルク）、車両変速機のギヤ比に応じて、圧縮比を設定する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−１４７１０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、エンジンの圧縮比が低圧縮比となっている場合において、低負荷領域から高負荷領域へとエンジン動作点を移行させた場合には、エンジンの圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと変更してから、再度、低圧縮比へと変更することになるため、圧縮比が頻繁に変更される。バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて圧縮比を変更する可変圧縮比エンジンでは、このような場合、バッテリで消費される電力量が増大し、燃費が悪化する可能性がある。
【０００５】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、可変圧縮比エンジンを備えた車両において、燃費の悪化を抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の１つの観点では、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する圧縮比変更手段と、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる制御手段と、を有し、必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。
【０００７】
上記の車両の制御装置は、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能な車両の制御装置である。車両の制御装置は、例えばＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）であり、圧縮比変更手段及び制御手段を備える。圧縮比変更手段は、エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する。制御手段は、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる。ここで、必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、所定の経路が、目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。このようにすることで、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させることができ、燃費の悪化を防ぐことができる。
【０００８】
上記の車両の制御装置の他の一態様は、前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由しない場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも小さい場合であっても、実際の圧縮比を前記目標動作点における圧縮比に設定する。このようにすることで、緩加速時においても、バッテリで消費される電力量を減少させ、燃費の悪化を抑えることができる。
【発明の効果】
【０００９】
バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変更することが可能なエンジンを備えた車両の制御装置であって、エンジントルクが低くなるほど圧縮比を大きく設定する圧縮比変更手段と、必要駆動力が変化した場合において、変化前のエンジン動作点から変化後の必要駆動力に対応するエンジン動作点たる目標動作点まで所定の経路に沿って実際のエンジン動作点を移行させる制御手段と、を有し、必要駆動力の変化前のエンジン動作点における圧縮比が、前記目標動作点における圧縮比よりも低く設定されており、前記所定の経路が、前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点を経由する場合には、前記圧縮比変更手段は、実際のエンジン動作点におけるエンジントルクが前記目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしない。このようにすることで、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができ、燃費悪化を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本実施形態に係る車両の全体構成を概略的に示す図である。
【図２】エンジンの断面構成を示す模式図である。
【図３】一般的な車両の制御方法によるエンジン動作点の移行の様子を示す図である。
【図４】第１実施形態に係る車両の制御方法によるエンジン動作点の移行の様子を示す図である。
【図５】第１実施形態に係る車両の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【図６】第２実施形態に係る車両の制御方法によるエンジン動作点の移行の様子を示す図である。
【図７】圧縮比可変及び固定の場合における燃費最良域を示す図である。
【図８】第３実施形態に係る車両の制御方法による燃費最適線を示す図である。
【図９】第３実施形態に係る車両の制御処理の一例を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。
【００１２】
［装置構成］
図１は、本発明の車両の制御装置が適用された車両１００の全体構成を概略的に示している。図２は、エンジン１０の断面構成を示す模式図である。図１、２において、破線矢印は信号の流れを示している。
【００１３】
まず、車両１００の全体構成について図１を用いて説明する。車両１００は、エンジン１０と、変速機１１０と、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）６０とを備えている。エンジン１０は、後に詳しく述べるが、混合気の圧縮の程度を示す圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。エンジン１０は、複数のシリンダ（気筒）３４を有している。例えば、図１に示す例では、エンジン１０は、直列４気筒のエンジンであるとしている。エンジン１０は、各シリンダ３４の燃焼室内に吸気を供給するための吸気通路５０と、各シリンダ３４の燃焼室内より排気を排出するための排気通路５８とを有する。吸気通路５０には、各シリンダ３４の燃焼室内に供給される吸気量を調整するためのスロットルバルブ５２と、吸気量を検出するためのエアフローセンサ５７が設けられている。スロットルバルブ５２の開度は、電動アクチュエータ５３により調整される。エンジン１０は、ＥＣＵ（Electronic Controlled Unit）６０からの制御信号により制御される。
【００１４】
エンジン１０からの出力は、クランクシャフト４３を介して無段変速機１１０に伝達される。図１に示す例では、無段変速機１１０は、ベルト式の無段変速機であるとしている。変速機１１０は、プライマリプーリ１１０ａ、セカンダリプーリ１１０ｂ、及び、両プーリに巻掛けられた金属等からなるベルト１１１からなる。両プーリの可動シーブ１１０ａａ、１１０ｂａを軸方向（両端矢印に示す方向）に動かすことによりベルト有効径が変化し、エンジン１０からの出力は、プライマリプーリ１１０ａからセカンダリプーリ１１０ｂに伝達される際に変速される。セカンダリプーリ１１０ｂは、駆動軸１４３に接続されており、セカンダリプーリ１１０ｂからの出力は駆動軸１４３に伝達される。駆動軸１４３に伝達された出力は駆動輪に伝達される。無段変速機１１０は、ＥＣＵ６０からの制御信号により制御される。なお、無段変速機１１０としては、ベルト式の無段変速機に限られず、代わりに、他の種々の無段変速機を用いることができるのは言うまでもない。
【００１５】
ＥＣＵ６０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、及びＡ／Ｄ変換器などを含んで構
成されている。ＥＣＵ６０は、車両内の各種センサから供給される検出信号に基づいて、車両内の制御を行う。例えば、ＥＣＵ６０は、アクセルの開度を検出するアクセル開度センサ６１などのセンサから受信した検出信号に基づいて、必要駆動力を求め、求められた当該必要駆動力に基づいて、エンジン１０や無段変速機１１０の制御を行う。
【００１６】
次に、エンジン１０の構成について図２を用いて説明する。エンジン１０は、主に、シリンダヘッド２０と、シリンダブロックユニット３０と、メインムービングユニット４０とから構成されている。
【００１７】
シリンダブロックユニット３０は、シリンダヘッド２０が取り付けられるアッパーブロック３１と、メインムービングユニット４０が収納されているロアブロック３２とから構成されている。また、アッパーブロック３１とロアブロック３２との間にはアクチュエータ３３が設けられており、アクチュエータ３３を駆動することで、アッパーブロック３１をロアブロック３２に対して上下方向に移動させることが可能となっている。アクチュエータ３３は、例えば、電気式、油圧式又は空圧式の駆動装置であり、駆動のための電力がバッテリから供給される。アクチュエータ３３は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ３３により制御される。また、アッパーブロック３１の内部には、円筒形のシリンダ３４が形成されており、シリンダ３４の外面は冷却水によって冷却される構造となっている。
【００１８】
メインムービング４０は、シリンダ３４の内部に設けられたピストン４１と、ロアブロック３２の内部で回転するクランクシャフト４３と、ピストン４１をクランクシャフト４３に接続するコネクティングロッド４２などから構成されている。これらは、いわゆるクランク機構を構成しており、クランクシャフト４３が回転するとそれにつれてピストン４１がシリンダ３４内で上下方向に動き、逆に、ピストン４１が上下に動けばクランクシャフト４３がロアブロック３２内で回転するようになっている。また、クランクシャフト４３の近傍には、クランク角を感知するクランク角センサ４４が設けられている。クランク角センサ４４は、検出したクランク角に対応する検出信号Ｓ４４をＥＣＵ６０に送信する。
【００１９】
シリンダブロックユニット３０にシリンダヘッド２０を取り付けると、シリンダヘッド２０の下面側（アッパーブロック３１に接する側）とシリンダ３４とピストン４１とで囲まれた部分に燃焼室が形成される。従って、アクチュエータ３３を用いてアッパーブロック３１を上方に移動させれば、これに伴ってシリンダヘッド２０も上方に移動して燃焼湿内の容積が増加するので、圧縮比を低くすることができる。逆に、アッパーブロック３１とともにシリンダヘッド２０を下方に移動させれば、燃焼室内の容積が減少して圧縮比を高くすることができる。圧縮比は、ロアブロック３２に設けられた圧縮比センサ６３を用いて検出することが可能となっている。圧縮比センサ６３としては、例えばストロークセンサが用いられ、ロアブロック３２に対するアッパーブロック３１の相対位置を検出することによって圧縮比を検出する。圧縮比センサ６３は、検出した圧縮比に対応する検出信号Ｓ６３をＥＣＵ６０に送信する。
【００２０】
シリンダヘッド２０には、燃焼室内に吸気を取り入れるための吸気ポート２３と、燃焼室内から排気を排出するための排気ポート２４とが形成されている。吸気ポート２３には吸気通路５０が接続されており、排気ポート２４には排気通路５８が接続されている。ここで、吸気ポート２３が燃焼室に開口する部分には吸気バルブ２１が、また、排気ポート２４が燃焼室に開口する部分には排気バルブ２２が設けられている。吸気バルブ２１及び排気バルブ２２はそれぞれ、電動アクチュエータ７３、７４によって駆動される。ピストン４１の動きに合わせて適切なタイミングで吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を開閉することにより、燃焼室内に吸気を吸入したり、あるいは燃焼室内から排気を排出したりすることができる。吸気バルブ２１及び排気バルブ２２を駆動する電動アクチュエータ７３、７４は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ７３、Ｓ７４により制御される。
【００２１】
吸気通路５０に設けられたエアフローセンサ５７は、検出した吸気量に対応する検出信号Ｓ５７をＥＣＵ６０に送信する。スロットルバルブ５２の開度を調整する電動アクチュエータ５３は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ５３によって制御される。
【００２２】
また、シリンダヘッド２０には、燃焼室内に燃料を噴射する燃料噴射弁２６、及び、燃焼室内に形成された混合気に点火するための点火プラグ２７が設けられている。燃料噴射弁２６及び点火プラグ２７は、ＥＣＵ６０からの制御信号Ｓ２６、Ｓ２７により制御される。燃料噴射弁２６が燃焼室内に燃料を噴射することにより、吸気通路５０より吸気ポート２３を介して吸入された吸気と燃料との混合気が燃焼室内に形成され、点火プラグ２７が点火することにより、混合気は燃焼される。このときの燃焼により発生するピストン４１を押す力がエンジン１０の動力となる。その後、燃焼室内の排気は排気ポート２４を介して排気通路５８へ排出される。なお、燃料噴射弁としては、図２に示すような直噴式の燃料噴射弁２６を設けるのには限られず、この代わりに、又は、加えて、吸気通路５０に燃料噴射弁を設けるとしても良いのは言うまでもない。
【００２３】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態に係る車両の制御方法について説明する。
【００２４】
上述したことから分かるように、エンジン１０は、圧縮比を変化させることが可能な可変圧縮比エンジンである。可変圧縮比エンジンでは、機械的仕事への変換効率、即ち熱効率の向上と、最大出力の増加とを両立させるべく、運転条件に応じて混合気の圧縮比を変化させる。具体的には、ＥＣＵ６０は、エンジントルクの変化に応じてリニアに圧縮比を変化させる。例えば、ＥＣＵ６０は、高トルク条件では低圧縮比側に設定することで充分な最大出力を確保させるとともに、低中トルク条件では高圧縮比側に設定することで熱効率を向上させる。
【００２５】
ここで、可変圧縮比エンジンたるエンジン１０が搭載された車両１００における一般的な車両の制御方法について図３を用いて説明する。図３は、急加速時における一般的な車両の制御方法が行われたときのエンジン動作点の移行の様子を示す図である。
【００２６】
図３において、ＦＬＯは燃費最適線を示している。ＬＷＯＴはアクセル全開時の動力線を示している。ＬＰｒｌ、ＬＰｒｍ、ＬＰｒａは等圧縮比線を示している。以下では、各等圧縮比線ＬＰｒｌ、ＬＰｒｍ、ＬＰｒａにおける圧縮比をそれぞれ、Ｐｒｌ、Ｐｒｍ、Ｐｒａとする。これらの等圧縮比線において、エンジントルクが最も高くなる等圧縮比線ＬＰｒｌにおける圧縮比Ｐｒｌが最も低い圧縮比となり、エンジントルクが最も低くなる等圧縮線ＬＰｒａにおける圧縮比Ｐｒａが最も高い圧縮比となる。そこで、以下では、説明の便宜上、圧縮比Ｐｒｌを「低圧縮比」と称し、圧縮比Ｐｒｍを「中圧縮比」と称し、圧縮比Ｐｒａを「高圧縮比」と称することもある。また、ＬＥＰａ、ＬＥＰｂは駆動力が一定となる等駆動力線を示している。
【００２７】
図３において、エンジン動作点Ａｐ、Ｈｐ、Ｉｐ、Ｂｐ、Ｃｐ、Ｄｐを結ぶ破線矢印は、急加速時における一般的な車両の制御方法が行われた場合のエンジン動作点の経路を示している。アクセルが踏み込まれる前の必要駆動力に対応するエンジン動作点が点Ａｐである。点Ａｐにおいて、エンジン１０は、アクセル開度が「０」にされた状態、即ち、エンジン１０の燃焼室内に燃料が供給されないフューエルカットされた状態にある。また、アクセルが踏み込まれた後の必要駆動力に対応する目標となるエンジン動作点（以下、「目標動作点」と称する）が点Ｄｐである。ここで、目標動作点Ｄｐは燃費最適線ＦＬＯ上に設定される。
【００２８】
一般的な車両の制御方法では、ＥＣＵ６０は、アクセルが踏み込まれると、アクセル開度センサ６１からの検出信号に基づいて、アクセル開度を求め、クランク角センサ４４からの検出信号に基づいて、エンジン回転数を求める。そして、ＥＣＵ６０は、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて、アクセルが踏み込まれた後の必要駆動力を求める。次に、ＥＣＵ６０は、当該必要駆動力に対応する燃費最適線ＦＬＯ上の目標動作点Ｄｐを求める。そして、ＥＣＵ６０は、エンジントルクをアクセル全開時のトルク（以下、「ＷＯＴトルク」と称する）まで一旦上昇させることにより、実際のエンジン動作点（以下、実エンジン動作点と称する）を点Ａｐから点Ｈｐ、Ｉｐを介して点Ｂｐに移行させる。その後、ＥＣＵ６０は、エンジン回転数の上昇により、目標動作点Ｄｐと同じ等駆動力線ＬＥＰａ上の点Ｃｐに実エンジン動作点を移行させてから、エンジントルクを低下させることにより、等駆動力線上ＬＥＰａに沿って目標動作点Ｄｐに実エンジン動作点を移行させる。
【００２９】
ここで、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点の移行に従い、エンジン１０の圧縮比も変化させる。点Ａｐにおける圧縮比はＰｒｌに設定されており、目標動作点Ｄｐにおける圧縮比Ｐｒｍよりも低く設定されている。先にも述べたように、点Ａｐでは、エンジン１０はフューエルカットされた状態にある。このフューエルカット状態では、フューエルカット時間をなるべく長く確保することが求められる。そのため、フューエルカット状態では、車両が減速しすぎないようにするため、エンジンフリクションが小さくなる低圧縮比に圧縮比が設定される。
【００３０】
実エンジン動作点が点Ａｐから点Ｈｐへと移行する際には、点Ｈｐにおける圧縮比は高圧縮比たるＰｒａに設定されているため、ＥＣＵ６０は、低圧縮比たるＰｒｌから高圧縮比たるＰｒａへと圧縮比を変化させる。実エンジン動作点が点Ｈｐから点Ｉｐを経由して点Ｂｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、圧縮比を高圧縮比から低圧縮比へと変化させる。具体的には、ＥＣＵ６０は、圧縮比をＰｒａから、Ｐｒｍ、Ｐｒｌへと順番に変化させる。実エンジン動作点が点Ｂｐから点Ｃｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、圧縮比を変化させずにＰｒｌのまま保持する。実エンジン動作点が点Ｃｐから点Ｄｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、圧縮比を低圧縮比たるＰｒｌから中圧縮比たるＰｒｍへと変化させる。つまり、一般的な車両の制御方法では、フューエルカットされた状態からアクセルが踏み込まれて必要駆動力が変化した場合には、ＥＣＵ６０は、圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと一旦変化させてから、再度、低圧縮比へと変化させた後で、中圧縮比へと変化させる。
【００３１】
このように、一般的な車両の制御方法では、エンジン１０の圧縮比を変更させる頻度が多くなるため、アクチュエータ３３で消費されるバッテリの電力消費量が多くなり、燃費悪化に繋がる恐れがある。
【００３２】
そこで、第１実施形態に係る車両の制御方法では、フューエルカットされた状態からアクセルが踏み込まれた場合には、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Ｄｐにおけるエンジントルクよりも大きくなるまでは、実際の圧縮比を大きくしないこととする。以下、図４を用いて具体的に説明する。
【００３３】
図４は、第１実施形態に係る車両の制御方法が行われたときのエンジン動作点の移行の様子を示す図である。ここで、図４における符号は、図３における示す符号と同じ意味を示すものとする。
【００３４】
図４に示すように、第１実施形態に係る車両の制御方法が行われた場合の実エンジン動作点の経路は、一般的な車両の制御方法が行われた場合の実エンジン動作点の経路と同じである。
【００３５】
図４に示す例では、ＥＣＵ６０は、フューエルカット復帰後の経路において最低圧縮比となるエンジン動作点を求め、最低圧縮比となるエンジン動作点を実エンジン動作点が通過するまで、実際の圧縮比を点Ａｐにおける低圧縮比のまま保持することとする。
【００３６】
具体的には、図４において、点Ａｐにおける圧縮比はＰｒｌである。また、フューエルカット復帰後における経路中において、最低圧縮比となるエンジン動作点は点Ｂｐ、Ｃｐであり、当該最低圧縮比はＰｒｌである。そこで、ＥＣＵ６０は、点Ａｐから点Ｃｐへ実エンジン動作点が移行する間は、ＥＣＵ６０は、実際の圧縮比をＰｒｌに保持する。その後、実エンジン動作点が点Ｃｐから点Ｄｐへと移行する際に、ＥＣＵ６０は、圧縮比をＰｒｌからＰｒｍへと変化させる。
【００３７】
別の言い方をすると、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Ｄｐにおけるエンジントルクよりも大きくなるまでは、即ち、実エンジン動作点が点Ｉｐに移行するまでは、実際の圧縮比を大きくせずに点Ａｐにおける圧縮比Ｐｒｌに保持する。実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Ｄｐにおけるエンジントルクよりも大きくなった後では、つまり、実エンジン動作点が点Ｉｐに移行した後では、ＥＣＵ６０は、実際の圧縮比について、一般的な車両の制御方法と同様の制御を行う。具体的には、実エンジン動作点が点Ｉｐから点Ｂｐを介して点Ｃｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、実際の圧縮比をＰｒｌに保持し、実エンジン動作点が点Ｃｐから点Ｄｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、実際の圧縮比を低圧縮比たるＰｒｌから中圧縮比たるＰｒｍへと変化させる。
【００３８】
なお、上述の実施形態では、フューエルカット状態にある点Ａｐにおける圧縮比は、最低圧縮比たるＰｒｌに設定されているとしているが、これに限られるものではなく、代わりに、Ｐｒｌよりも低く設定されるとしても良い。
【００３９】
このように、第１実施形態に係る車両の制御方法では、ＥＣＵ６０は、フューエルカットされた状態からアクセルが踏み込まれた場合には、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点Ｄｐにおけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしないこととする。このようにすることで、圧縮比を低圧縮比から中圧縮比へと変化させるだけで済む。これにより、一般的な車両の制御方法と比較して、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させることができ、燃費の悪化を抑えることができる。
【００４０】
次に、上述の第１実施形態に係る車両の制御処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、ステップＳ１０１において、ＥＣＵ６０は、クランク角センサ４４からの検出信号に基づいて、エンジン回転数を求めるとともに、アクセル開度センサ６１からの検出信号に基づいて、アクセル開度を求める。続くステップＳ１０２において、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０１で求められたエンジン回転数及びアクセル開度に基づいて、必要駆動力を求める。なお、必要駆動力は、アクセル開度及びエンジン回転数に基づいて求められるとする代わりに、アクセル開度のみに基づいて求められるとしても良い。この後、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０３の処理へ進む。
【００４２】
ステップＳ１０３において、ＥＣＵ６０は、前回の制御処理において、フューエルカット状態にあったか否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ６０は、前回の制御処理において、エンジン回転数が所定回転数以上で、かつ、アクセルがオフになっている場合には、フューエルカット状態にあったと判定する。ＥＣＵ６０は、フューエルカット状態にあったと判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０４の処理へ進む。一方、ＥＣＵ６０は、フューエルカット状態になかったと判定した場合には（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、本制御処理をリターンする。ここで、所定回転数は適合値であり、ＥＣＵ６０のＲＯＭなどに記憶されている。
【００４３】
ステップＳ１０４において、ＥＣＵ６０は、今回、フューエルカット状態から復帰したか否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ６０は、今回のステップＳ１０１の処理で求められたアクセル開度が所定値以上にあった場合には、フューエルカット状態から復帰したものと判定する。ＥＣＵ６０は、フューエルカット状態から復帰したと判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１０５の処理へ進む。一方、ＥＣＵ６０は、フューエルカット状態から復帰していないと判定した場合には（ステップＳ１０４：Ｎｏ）、本制御処理をリターンする。ここで、所定値は適合値であり、ＥＣＵ６０のＲＯＭなどに記憶されている。
【００４４】
ステップＳ１０５において、ＥＣＵ６０は、ステップＳ１０２で求められた必要駆動力に基づいて、燃費最適線上の目標動作点（図４でいうと点Ｄｐ）を求めるとともに、当該目標動作点までの経路を求める。
【００４５】
ステップＳ１０６において、ＥＣＵ６０は、フューエルカット復帰後の経路における最低圧縮比を求め、続くステップＳ１０７において、ＥＣＵ６０は、当該最低圧縮比となるエンジン動作点（以下、「最低圧縮比点」と称する）を求める。図４でいうと、経路上の最低圧縮比はＰｒｌであり、最低圧縮比点は点Ｂｐ、Ｃｐである。
【００４６】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点が最低圧縮比点に動作点が移行するまで圧縮比をＰｒｌに保持する。図４でいうと、実エンジン動作点が点Ｂｐに移行するまで圧縮比をＰｒｌに保持する。
【００４７】
ステップＳ１０９において、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点が最低圧縮比点に移行したか否かについて判定する。図４でいうと、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点が点Ｂｐに移行したか否かについて判定する。ＥＣＵ６０は、最低圧縮比点に実エンジン動作点が移行したと判定していないと判定した場合には（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ステップＳ１０８の処理へ戻る。一方、ＥＣＵ６０は、最低圧縮比点に実エンジン動作点が移行したと判定した場合には（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ステップＳ１１０の処理へ進み、通常の圧縮比制御を行う。具体的には、図４でいうと、実エンジン動作点が点Ｂｐから点Ｃｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、実際の圧縮比をＰｒｌに保持し、実エンジン動作点が点Ｃｐから点Ｄｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、実際の圧縮比をＰｒｌからＰｒｍへと変化させる。この後、ＥＣＵ６０は、本制御処理をリターンする。
【００４８】
以上に述べたように、第１実施形態に係る車両の制御方法では、必要駆動力変化前のエンジン動作点における圧縮比が低圧縮比となっている場合において、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点におけるエンジントルクが目標動作点におけるエンジントルクよりも大きくなるまで、実際の圧縮比を大きくしないこととする。これにより、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させることができ、燃費の悪化を抑えることができる。
【００４９】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態に係る車両の制御方法について説明する。第１実施形態に係る車両の制御方法では、急加速時の制御について述べたが、第２実施形態に係る車両の制御方法では、緩加速時の制御について説明する。
【００５０】
図６は、緩加速時における車両の制御方法が行われたときのエンジン動作点の移行の様子を示す図である。ここで、図６における符号は、図３、図４における示す符号と同じ意味を示すものとする。
【００５１】
緩加速時では、急加速時と異なり、実エンジン動作点は、目標動作点Ｄｐにおけるエンジントルクよりも大きなエンジントルクとなるエンジン動作点（図４でいう点Ｂｐ、Ｃｐ）を経由せずに、燃費最適線ＦＬＯに沿って目標動作点Ｄｐに移行する。緩加速時における一般的な車両の制御方法では、図６に示すように、実エンジン動作点は、点Ａｐから点Ｊｐ、Ｋｐを経由して燃費最適線ＦＬＯに沿って目標動作点Ｄｐに移行する。
【００５２】
ここで、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点の移行に従い、エンジン１０の圧縮比も変化させる。一般的な車両の制御方法では、アクセルが踏まれ、実エンジン動作点が点Ａｐから点Ｊｐへと移行する際には、点Ｊｐにおける圧縮比はＰｒａに設定されているため、ＥＣＵ６０は、圧縮比を低圧縮比たるＰｒｌから高圧縮比たるＰｒａへと変化させる。実エンジン動作点が点Ｊｐから点Ｋｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、圧縮比をＰｒａからＰｒｂへと変化させる。ここで、Ｐｒｍ＜Ｐｒｂ＜Ｐｒａである。実エンジン動作点が点Ｋｐから点Ｄｐへと移行する際には、ＥＣＵ６０は、圧縮比をＰｒｂからＰｒｍへと変化させる。つまり、緩加速時においても、一般的な車両の制御では、ＥＣＵ６０は、圧縮比を低圧縮比から高圧縮比へと一旦変化させてから中圧縮比へと変化させるため、バッテリで消費される電力量が増大して、燃費が悪化する恐れがある。
【００５３】
そこで、第２実施形態に係る車両の制御方法では、ＥＣＵ６０は、緩加速時には、実エンジン動作点におけるエンジントルクが、目標動作点におけるエンジントルクよりも小さい場合であっても、実際の圧縮比を目標動作点における圧縮比に設定することとする。
【００５４】
具体的には、実エンジン動作点が点Ａｐから点Ｊｐへと移行する際に、ＥＣＵ６０は、圧縮比をＰｒｌから目標動作点における圧縮比たるＰｒｍに変化させる。その後、実エンジン動作点が点Ｋｐを経由して目標動作点Ｄｐに移行する際には、ＥＣＵ６０は圧縮比をＰｒｍに保持する。このようにすることで、緩加速時においても、圧縮比を変更させる頻度を減少させることができるので、バッテリで消費される電力量を減少させ、燃費の悪化を抑えることができる。
【００５５】
なお、上述のようにする代わりに、ＥＣＵ６０は、実エンジン動作点が点Ａｐから点Ｋｐへと移行する際には、圧縮比をＰｒｌに保持し、実エンジン動作点が点Ｋｐから点Ｄｐへと移行する際に、圧縮比をＰｒｌからＰｒｍに変化させるとしても良い。しかしながら、上述したように、実エンジン動作点が点Ａｐから点Ｊｐへと移行する際に、即ち、移行のなるべく早い段階で、圧縮比を低圧縮比たるＰｒｌから中圧縮比たるＰｒｍに変化させる方が、エンジン効率をより高めることができ、好適である。
【００５６】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態に係る車両の制御方法について説明する。第３実施形態に係る車両の制御方法では、何らかの原因で圧縮比変更がフェールして、圧縮比が固定となった場合の車両の制御方法について説明する。以下、図７、図８を用いて具体的に説明する。
【００５７】
図７（ａ）は、圧縮比が固定となっている場合における燃費最良域を示す図であり、図７（ｂ）は、圧縮比が可変となっている場合における燃費最良域を示す図である。
【００５８】
図７（ａ）に示すように、圧縮比が固定となっている場合には、圧縮比が予め固定された一般的なエンジンの場合と同様、燃費最良域は高トルク側に存在する。それに対し、図７（ｂ）に示すように、圧縮比が可変となっている場合には、吸気バルブ２１のタイミング制御により膨張比を高めることで、低中トルク側におけるエンジン効率が向上するため、燃費最良域は中トルク側に存在する。つまり、圧縮比可変時と固定時とでは燃費最良域が異なるため、圧縮比変更がフェールして圧縮比が固定となったにもかかわらず、圧縮比可変時における燃費最良域に実エンジン動作点が位置するように運転が行われた場合には、燃費が悪化する恐れがある。
【００５９】
そこで、第３実施形態に係る車両の制御方法では、ＥＣＵ６０は、圧縮比が固定となった場合には、圧縮比が可変となっていたときの燃費最適線と比較して、燃費最適線を高トルク側にずらして設定することとする。
【００６０】
図８は、圧縮比可変時及び固定時のそれぞれにおける燃費最適線を示す図である。図８において、ＦＬＯａが圧縮比可変時における燃費最適線であり、ＦＬＯｂ、ＦＬＯｃが圧縮比固定時における燃費最適線である。ここで、ＦＬＯｂは高圧縮比で固定された場合の燃費最適線であり、ＦＬＯｃは低圧縮比で固定された場合の燃費最適線である。
【００６１】
先にも述べたように、圧縮比が可変となっている場合と比較して、圧縮比が固定となっている場合には、燃費最良域が高トルク側となる。従って、図８に示すように、圧縮比可変時における燃費最適線ＦＬＯａと比較して、圧縮比固定時における燃費最適線ＦＬＯｂ、ＦＬＯｃは高トルク側にずらされて設定される。このようにすることで、圧縮比が固定となった場合であっても、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。
【００６２】
ここで、高圧縮比で固定された場合には、動作線ＬＷＯＴ付近において、ノッキングの発生によりエンジン効率が低下する。従って、低圧縮比固定時における燃費最適線ＦＬＯｃと比較して、高圧縮比固定時における燃費最適線ＦＬＯｂは低トルク側に設定される。つまり、固定時の圧縮比が高くなるほど、燃費最適線はより低トルク側に設定される。このようにすることで、固定時の圧縮比に応じて、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。
【００６３】
このように、第３実施形態に係る車両の制御方法では、ＥＣＵ６０は、圧縮比が固定となった場合には、圧縮比が可変となっていたときの燃費最適線と比較して、燃費最適線を高トルク側にずらして設定する。これにより、圧縮比が固定となった場合であっても、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。
【００６４】
次に、上述の第３実施形態に係る車両の制御処理について、図９のフローチャートを用いて説明する。
【００６５】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ６０は、アクチュエータ３３に電力を供給するバッテリのバッテリ電圧が低下しているか否か、具体的には、所定電圧以下になっているか否かについて判定する。なお、ここで、所定電圧は、実験などにより予め適合値として求められ、ＥＣＵ６０のＲＯＭなどに記憶されている。
【００６６】
ステップＳ２０１において、ＥＣＵ６０は、バッテリ電圧が所定電圧以下になっていないと判定した場合には、バッテリ電圧が低下していないとして（ステップＳ２０１：Ｎｏ）、ステップＳ２０２の処理へ進む。一方、ＥＣＵ６０は、バッテリ電圧が所定電圧以下になっていると判定した場合には（ステップＳ２０１：Ｙｅｓ）、バッテリ電圧が低下しているとして、ステップＳ２０３の処理へ進む。
【００６７】
ステップＳ２０２において、ＥＣＵ６０は、圧縮比センサ６３からの検出信号に基づいて、圧縮比の変更がフェールしているか否かについて判定する。具体的には、ＥＣＵ６０は、エンジントルクの変化に対して、圧縮比が変化しない場合には、圧縮比の変更がフェールしているものと判定する。ＥＣＵ６０は、圧縮比の変更がフェールしていると判定した場合には（ステップＳ２０２：Ｙｅｓ）、ステップＳ２０３の処理へ進む。一方、ＥＣＵ６０は、圧縮比の変更がフェールしていないと判定した場合には（ステップＳ２０２：Ｎｏ）、本制御処理をリターンする。
【００６８】
ステップＳ２０３において、ＥＣＵ６０は、圧縮比センサ６３からの検出信号に基づいて、現在の圧縮比を求める。続くステップＳ２０４において、ＥＣＵ６０は、図８に示した固定時の圧縮比と燃費最適線との関係をマップとして用いて、現在の圧縮比に応じた燃費最適線を求めて設定する。この後、ＥＣＵ６０は、ステップＳ２０５の処理へ進む。
【００６９】
ステップＳ２０５において、ＥＣＵ６０は、現在の圧縮比に応じた燃費最適線上に目標動作点を設定する。この後、ＥＣＵ６０は、本制御処理をリターンする。
【００７０】
なお、上述したことから分かるように、本制御処理では、圧縮比がフェールした場合だけでなく、アクチュエータ３３に電力を供給するバッテリのバッテリ電圧が低下した場合にもステップＳ２０３、Ｓ２０４の処理を行っている。これは、バッテリ電圧が低下した場合には、実エンジン動作点の動きに対する圧縮比の変更に遅れが生じて、燃費の悪化を招く可能性があるからである。しかしながら、このように、バッテリ電圧が低下した場合と圧縮比の変更がフェールした場合との両方について判定を行うとする代わりに、どちらか一方の判定だけが行われるとしても良いのは言うまでもない。
【００７１】
以上に述べたように、第３実施形態に係る車両の制御方法では、ＥＣＵ６０は、圧縮比が可変となっていたときの燃費最適線と比較して、圧縮比が固定となったときの燃費最適線を高トルク側にずらして設定する。これにより、圧縮比が固定となった場合であっても、燃費最適となる運転を行うことが可能となる。
【００７２】
［変形例］
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨の範囲内において種々の形態にて実施できる。
【００７３】
上述の各実施形態では、ＥＣＵ６０は、エンジントルクの変化に応じてリニアに圧縮比を変化させるとしているが、圧縮比の変化の仕方としてはこれに限られない。このようにする代わりに、ＥＣＵ６０は、所定の圧縮比に設定されるエンジントルクの大きさに幅を持たせることとしてもよい。この場合、図３、図４には、等圧縮比線の代わりに、一定の幅を有する等圧縮比帯が設定されることになる。
【００７４】
上述の各実施形態では、アッパーブロック３１をロアブロック３２に対して上下方向に移動させることでエンジン１０の圧縮比を変化させるとしていたが、本発明を適用可能な可変圧縮比エンジンとしてはこれに限られず、他の圧縮比可変機構を備えるエンジンにも適用可能である。例えば、ピストンとクランクシャフトとを複数のリンクで連結し、コントロールシャフトを回転させて当該コントロールシャフトに形成された偏心軸の位置を変えて前記リンクの姿勢を制御することで、ピストン上死点位置を変更して圧縮比を可変にする可変圧縮比エンジンにも本発明を適用可能である。要は、バッテリから電力が供給されるアクチュエータを用いて圧縮比を変更するエンジンであれば本発明を適用可能である。
【符号の説明】
【００７５】
１０  エンジン
６０  ＥＣＵ
６１  アクセル開度センサ
１１０  無段変速機
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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