(57)【要約】燃焼室内に直接燃料を噴射する第１燃料噴射弁と、ピストンの上死点位置を変更して内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、を有し、所定の燃料カット条件が成立すると第１燃料噴射弁の燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、第１燃料噴射弁の燃料噴射を再開する。燃料噴射再開時の圧縮比は、燃焼室の壁面の温度が低くなるほど、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低くする。これにより、ピストンの上死点位置が低くなり、ピストンへの燃料付着を低減することができ、排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数を抑制できる。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストンの上死点位置を変更して内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、を有し、
車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁からの燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、
上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃焼室の壁面の温度が低くなるほど、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低くする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の圧縮比を上記燃料カット中に予め低下させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、上記燃料カットの期間が長くなるほど上記通常時圧縮比よりも低くする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の燃料噴射時期は、燃料噴射再開時に設定される圧縮比が上記通常時圧縮比よりも低くなるほど進角させる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に上記燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施するものであって、
上記リッチスパイクの終了後に、圧縮比を上記通常時圧縮比に戻す請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼室内に直接燃料が噴射される内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
１燃焼サイクル中に複数回、燃焼室内に燃料を分割噴射することで、１回当たりの燃料噴射量を少なくし、壁面等への燃料付着を低減した筒内直接噴射式の内燃機関が従来から知られている。【０００３】
例えば、特許文献１には、燃焼室内への燃料噴射を一時的に停止する燃料カット状態から燃料噴射を再開する際に、燃焼室内への燃料噴射を停止していた燃料カット時間の長さが長いほど、分割噴射における初回の噴射量割合を減少させることで排気微粒子の排出数を抑制する技術が開示されている。【０００４】
しかしながら、この特許文献１においては、燃料カット状態から燃料噴射を再開する際のエンジン負荷が低く１燃焼サイクルでの燃料噴射量が少なくなると、燃料噴射弁の最小燃料噴射パルス幅の制限により、１燃焼サイクル中の燃料噴射の回数を複数回に分割できない虞や、分割噴射における初回の噴射量割合を減少させることができない虞がある。そのため、特許文献１においては、燃料カット状態から燃料噴射を再開する際に、場合によっては排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数が増加してしまう虞がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−２４１６５４号公報
【発明の概要】
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストンの上死点位置を変更して内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、を有し、車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁からの燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開する。そして、上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃焼室の壁面の温度が低くなるほど、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低くする。
【０００７】
これによって、燃料カットからの燃料噴射再開時に、ピストンの上死点位置が低くなり、ピストンへの燃料付着を低減することができ、排気微粒子の排出量及び排気微粒子の排出数を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明が適用される内燃機関の概略構成を模式的に示した説明図。
【図２】通常時圧縮比算出マップ
【図３】第１実施例における燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図４】第１実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【図５】燃料カット中目標圧縮比マップ。
【図６】第２実施例における燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図７】第２実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【図８】燃料カット中目標圧縮比マップ。
【図９】第３実施例における燃料カットを伴う車両減速時のタイミングチャート。
【図１０】第３実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【図１１】燃料噴射時期算出マップ。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
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、本発明が適用される内燃機関１の概略構成を示している。なお、内燃機関１は、例えばガソリンを燃料とするものである。
【００１０】
内燃機関１の燃焼室２には、吸気弁３を介して吸気通路４が接続されているとともに、排気弁５を介して排気通路６が接続されている。
【００１１】
吸気通路４には、電子制御式のスロットル弁７が配置されている。スロットル弁７の上流側には、吸入空気量を検出するエアフローメータ８が設けられている。エアフローメータ８の検出信号は、ＥＣＵ（エンジンコントロールユニット）２０に入力されている。
【００１２】
燃焼室２の頂部には、ピストン９と対向するように点火プラグ１０が配置されている。この燃焼室２の吸気通路側の側部には、燃焼室２内に燃料を直接噴射する第１燃料噴射弁１１が配置されている。
【００１３】
第１燃料噴射弁１１には、高圧燃料ポンプ（図示せず）により加圧された比較的高い圧力の燃料がプレッシャレギュレータ１２を介して導入されている。プレッシャレギュレータ１２はＥＣＵ２０からの制御指令に基づいて第１燃料噴射弁１１に供給される燃料の圧力（燃圧）を変化させることが可能となっている。
【００１４】
排気通路６には、三元触媒１３が介装されている。また、排気通路６には、三元触媒１３の上流側に第１空燃比センサ１４が配置され、三元触媒１３の下流側に第２空燃比センサ１５が配置されている。空燃比センサ１４、１５は、空燃比のリッチ、リーンのみを検出する酸素センサであってもよく、あるいは空燃比の値に応じた出力が得られる広域型空燃比センサであってもよい。
【００１５】
ＥＣＵ２０は、マイクロコンピュータを内蔵し、内燃機関１の種々の制御を行うものであって、各種のセンサからの信号を基に処理を行うようになっている。各種のセンサとしては、上述したエアフローメータ８、第１、第２空燃比センサ１４、１５のほかに、運転者により操作されるアクセルペダルの開度（踏込量）を検出するアクセル開度センサ２１、クランクシャフト１７のクランク角度と共に機関回転数を検出可能なクランク角センサ２２、スロットル弁７の開度を検出するスロットルセンサ２３、内燃機関１の冷却水温を検出する水温センサ２４、エンジンオイルの油温を検出する油温センサ２５、車速を検出する車速センサ２６、第１燃料噴射弁１１に供給される燃料圧力を検出する燃圧センサ２７等がある。
【００１６】
ＥＣＵ２０では、これらの検出信号に基づき、第１燃料噴射弁１１の噴射量や噴射時期、点火プラグ１０による点火時期、スロットル弁７の開度等を制御する。
【００１７】
なお、内燃機関１は、スロットル弁７下流側に、気筒毎に吸気通路４内に燃料を噴射する第２燃料噴射弁１６が配置されており、いわゆるポート噴射により燃焼室２に燃料を供給することも可能となっている。
【００１８】
また、内燃機関１は、シリンダブロック３０のシリンダ３１内を往復動するピストン９の上死点位置を変更することで圧縮比（機関圧縮比）を変更可能な可変圧縮比機構３２を備えている。
【００１９】
可変圧縮比機構３２は、ピストン９とクランクシャフト１７のクランクピン３３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って、クランクピン３３に回転可能に装着されたロアリンク３４と、このロアリンク３４とピストン９とを連結するアッパリンク３５と、偏心軸部３７が設けられたコントロールシャフト３６と、偏心軸部３７とロアリンク３４とを連結するコントロールリンク３８と、を有している。
【００２０】
アッパリンク３５は、一端がピストンピン３９に回転可能に取り付けられ、他端が第１連結ピン４０によりロアリンク３４と回転可能に連結されている。コントロールリンク３８は、一端が第２連結ピン４１によりロアリンク３４と回転可能に連結されており、他端が偏心軸部３７に回転可能に取り付けられている。
【００２１】
コントロールシャフト３６は、クランクシャフト１７と平行に配置され、かつシリンダブロック３０に回転可能に支持されている。そして、このコントロールシャフト３６は、歯車機構４２を介して電動機４３によって回転駆動され、その回転位置が制御されている。
【００２２】
電動機４３によりコントロールシャフト３６の回転位置を変更することにより、コントロールリンク３８によるロアリンク３４の姿勢が変化し、ピストン９のピストンモーション（ストローク特性）、すなわちピストン９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の圧縮比が連続的に変更・制御される。なお、内燃機関１の圧縮比は、例えば、電動機４３の出力軸の回転角を検出する電動機回転角センサ４４の検出値等から判明する。
【００２３】
ＥＣＵ２０は、車両の減速時に所定の燃料カット条件が成立すると、第１燃料噴射弁１１及び第２燃料噴射弁１６の燃料噴射を停止する燃料カット制御を実施する。例えば、暖機完了後に機関回転数が所定の燃料カット回転数以上で、スロットル弁７が全閉となっている場合に、ＥＣＵ２０は、燃料カット条件が成立しているものとして、燃料カット制御を実施する。そして、ＥＣＵ２０は、燃料カット制御実施中に、所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開する。例えば、燃料カット制御中に、アクセルペダルが踏み込まれてスロットル弁７が全閉状態ではなくなった場合や、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となった場合に、ＥＣＵ２０は、燃料カットリカバー条件が成立しているものとして燃料カット制御を終了する。
【００２４】
燃料カット制御を実施すると、三元触媒１３に比較的多くの酸素が供給される。つまり、三元触媒１３は、燃料カット制御中に、多量の酸素を吸着することになり、燃料カット制御終了時に排気中のＮＯｘから酸素を奪ってＮＯｘを還元しにくくなる虞がある。そのため、本実施例では、燃料カット制御が終了して燃料噴射を再開する際に、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施することで、三元触媒１３の排気浄化能力（ＮＯｘ還元能力）の再生を促進させている。
【００２５】
ここで、燃料カット制御中は内燃機関１の燃焼が停止しているので燃焼室２の壁面温度、すなわちピストン９やシリンダ内壁面等の温度が低下する。そのため、燃焼カット制御が終了して第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開した際に、第１燃料噴射弁１１から燃焼室２内に噴射された燃料のピストン９等への付着量が増加し、排気微粒子の排出量や排出数が増加する虞がある。
【００２６】
そこで本発明の第１実施例においては、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から吸気行程中に燃料噴射を再開する際の圧縮比を、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも燃料カット中の燃焼室２の壁面の温度低下に応じて低下させる。
【００２７】
例えば、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となって燃料カットリカバー条件が成立した場合、燃料噴射を再開する際の圧縮比は、少なくともアイドル運転時における通常時圧縮比よりも低くなるように設定される。また、燃料カット制御中にアクセルペダルが踏み込まれてスロットル弁７が全閉状態ではなくなって燃料カットリカバー条件が成立した場合、燃料噴射を再開する際の圧縮比は、少なくとも燃料噴射再開時の運転状態における通常時圧縮比よりも低くなるように設定される。
【００２８】
通常時圧縮比は、例えば、図２に示すように通常時圧縮比算出マップを用いて演算される。この通常時圧縮比算出マップは、機関負荷が低いほど、また機関回転数が高いほど、演算される通常時圧縮比が高くなるように設定されている。
【００２９】
図３は、第１実施例における燃料カット制御から燃料カット終了後の過渡時の状態を示すタイミングチャートである。
【００３０】
図３においては、時刻ｔ１において燃料カット条件が成立し、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となる時刻ｔ２において燃料カットリカバー条件が成立している。また、時刻ｔ２から所定期間の当量比が一時的に増加するように制御されている。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクが実施されている。
【００３１】
そして、第１実施例においては、燃料カット制御終了時の圧縮比が、図３中に破線で示す通常時圧縮比よりも低くなるように設定されている。具体的には、燃料カット制御終了時の圧縮比が、アイドル運転時における通常時圧縮比よりも低くなるよう設定されている。
【００３２】
なお、圧縮比は、リッチスパイクが終了した時刻ｔ３のタイミングから所定時間経過後に通常時圧縮比に変更されている。これは、燃料カット中に低下したピストン９の温度が、リッチスパイクが終了する時刻ｔ３のタイミングで十分に上昇していない場合も想定されるからである。
【００３３】
このように、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際に、圧縮比を通常時圧縮比よりも低く設定することでピストン９の上死点位置が低くなり、第１燃料噴射弁１１から噴射された燃料のピストン９への付着を低減することができる。また、圧縮比を下げることで筒内の残留ガス割合を増加させ、燃料カット時に低下した燃焼室２の壁面の温度上昇を促進することができる。そのため、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開した際に、排気微粒子の排出数を図３中に破線で示す圧縮比を通常時圧縮比とした場合に比べて大幅に低減でき、ひいては排気微粒子の排出量を抑制できる。つまり、燃料カット制御の実施による燃費低減と、燃料カット制御終了直後の排気性能の悪化抑制とを両立させることができる。
【００３４】
また、この第１実施例においては、燃焼室２の壁面の温度が低くなるほど第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際の圧縮比を低くし、燃焼室２の壁面の温度が低くなるほどピストン９の上死点位置を低くしている。すなわち、燃焼室２の壁面の温度が低くなるほど噴射された燃料がピストン９まで到達しにくくなるように、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際の圧縮比を設定している。これは、燃焼室２の壁面の温度が低くなるほど、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射再開時に噴射された燃料のピストン９への付着量が増加しやすくなるためである。
【００３５】
そのため、第１実施例では、燃料カットリカバー条件が成立して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際に、噴射された燃料のピストン９への付着量を効果的に低減することができる。
【００３６】
さらに、第１実施例では、圧縮比が燃料カット制御中から燃焼室２の壁面の温度に応じて予め低くなるように制御されている。そのため、第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際に、燃焼室２の壁面の温度に応じて応答遅れなく圧縮比を低く設定することができ、燃料のピストン９への付着量を効果的に低減することができる。
【００３７】
なお、第１実施例では、リッチスパイクの終了後に圧縮比を通常時圧縮比に戻しているので、リッチスパイクに起因する燃焼室２の壁面への燃料付着を効果的に低減でき、排気微粒子の排出数を低減する上で有利である。
【００３８】
図４は、上述した第１実施例における制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ１１では、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立している場合にはＳ１２へ進み、燃料カット条件が成立していない場合にはＳ１７へ進む。Ｓ１２では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を燃料カット制御直前の機関負荷と燃料カット制御中の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算する。なお、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を演算するにあたって、内燃機関１の冷却水温やエンジンオイルの油温を用いるようにしてもよい。Ｓ１３では、燃料カット中の圧縮比の目標値である燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）を演算する。この燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）は、例えば図５に示すような燃料カット中目標圧縮比算出マップを用いて演算され、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低いほど低くなる。なお、燃料カット中目標圧縮比は、仮にこの圧縮比で第１燃料噴射弁１１から燃料を噴射しても排気微粒子の排出量が大きく悪化しないように設定されている。
【００３９】
Ｓ１４では、燃料カット終了か否かを判定する。すなわち燃料カットリカバー条件が成立したか否かを判定し、燃料カットリカバー条件が成立していればＳ１５へ進み、燃料カットリカバー条件が成立していなければＳ１２へ進む。Ｓ１５では、リッチスパイク中の圧縮比の目標値であるリカバー時目標圧縮比（ＣＲＦＣＲ）を燃料カットリカバー条件が成立する直前に演算された燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）とする。Ｓ１６では、リッチスパイクが終了したか否かを判定する。具体的には、リッチスパイクが終了してから所定時間経過している場合はＳ１７へ進み、そうでない場合はＳ１５へ進む。なお、Ｓ１６では、リッチスパイクが終了していればＳ１７へ進むようにしてもよい。Ｓ１７では、目標圧縮比（ＣＲ）を、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて上述した図２の通常時圧縮比算出マップから演算される通常時圧縮比（ＣＲ）に設定する。
【００４０】
以下、本発明の他の実施例ついて説明する。なお上述した第１実施例と同一の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００４１】
図６〜図８を用いて、本発明の第２実施例を説明する。第２実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっている。第２実施例においても、上述した第１実施例と同様、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際の圧縮比を、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低下させる。ただし、この第２実施例においては、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開する際の圧縮比が、直前の燃料カット制御の実施時間が長くなるほど低くなるように設定されている。
【００４２】
図６においては、時刻ｔ１において燃料カット条件が成立し、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となる時刻ｔ２において燃料カットリカバー条件が成立している。また、時刻ｔ２から所定期間の当量比が一時的に増加するように制御されている。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクが実施されている。
【００４３】
そして、この第２実施例では、燃料カット制御を終了して燃料噴射を再開する際の圧縮比が、時刻ｔ１から燃料カットリカバー条件が成立するまでの時間が長くなるほど、つまり時刻ｔ１から燃料カットリカバー条件が成立するまで一定時間毎にカウントされる燃料カット期間カウンタが大きくなるほど、低くなるように設定されている。これは、燃料カット制御が長くなるほど燃焼室２の壁面温度が低下し、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射再開時に噴射された燃料のピストン９への付着量が増加しやすくなるためである。
【００４４】
そのため、このような第２実施例においても、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開した際に、排気微粒子の排出数を図６中に破線で示す圧縮比を通常時圧縮比とした場合に比べて大幅に低減でき、ひいては排気微粒子の排出量を抑制できる。また、この第２実施例においても、上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００４５】
図７は、上述した第２実施例における制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ２１では、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立している場合にはＳ２２へ進み、燃料カット条件が成立していない場合にはＳ２７へ進む。Ｓ２２では、燃料カット期間カウンタ（ＦＣＴＣＮＴ）を演算する。Ｓ２３では、燃料カット中の圧縮比の目標値である燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）を演算する。この燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）は、例えば図８に示すような燃料カット中目標圧縮比算出マップを用いて演算され、燃料カット期間カウンタ（ＦＣＴＣＮＴ）が大きいほど低くなる。なお、燃料カット中目標圧縮比は、仮にこの圧縮比で第１燃料噴射弁１１から燃料を噴射しても排気微粒子の排出量が大きく悪化しないように設定されている。
【００４６】
Ｓ２４では、燃料カット終了か否かを判定する。すなわち燃料カットリカバー条件が成立したか否かを判定し、燃料カットリカバー条件が成立していればＳ２５へ進み、燃料カットリカバー条件が成立していなければＳ２２へ進む。Ｓ２５では、リッチスパイク中の圧縮比の目標値であるリカバー時目標圧縮比（ＣＲＦＣＲ）を燃料カットリカバー条件が成立する直前に演算された燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）とする。Ｓ２６では、リッチスパイクが終了したか否かを判定する。具体的には、リッチスパイクが終了してから所定時間経過している場合はＳ２７へ進み、そうでない場合はＳ２５へ進む。なお、Ｓ２６では、リッチスパイクが終了していればＳ２７へ進むようにしてもよい。Ｓ２７では、目標圧縮比（ＣＲ）を、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて上述した図２の通常時圧縮比算出マップから演算される通常時圧縮比（ＣＲ）に設定する。
【００４７】
図９〜図１１を用いて、本発明の第３実施例を説明する。第３実施例は、上述した第１実施例と略同一構成となっている。第３実施例においても、上述した第１実施例と同様、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開する際の圧縮比を、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低下させる。ただし、この第３実施例においては、吸気行程中に第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開する際に、燃料噴射時期を圧縮比の低下に応じて進角させて相対的に上死点に近づけている。
【００４８】
図９においては、時刻ｔ１において燃料カット条件が成立し、アクセルペダルが踏み込まれることなく機関回転数が所定の燃料カットリカバー回転数以下となる時刻ｔ２において燃料カットリカバー条件が成立している。また、時刻ｔ２から所定期間の当量比が一時的に増加するように制御されている。すなわち、時刻ｔ２〜時刻ｔ３の間、第１燃料噴射弁１１から噴射される燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクが実施されている。
【００４９】
そして、この第３実施例では、燃料カット制御を終了して燃料噴射を再開する際の燃料噴射時期が、燃焼室２の壁温の温度低下に応じて低下させた圧縮比の値に応じて進角するように設定されている。すなわち、燃料カットリカバー条件が成立した際に設定される圧縮比が低くなるほど、第１燃料噴射弁１１の燃料噴射を再開する際の燃料噴射時期を進角させている。
【００５０】
このような第３実施例においても、燃料カット制御を終了して第１燃料噴射弁１１から燃料噴射を再開した際に、排気微粒子の排出数を図９中に破線で示す圧縮比を通常時圧縮比とした場合に比べて大幅に低減でき、ひいては排気微粒子の排出量を抑制できる。なお、この第３実施例においても、上述した第１実施例と同様の作用効果を得ることができる。
【００５１】
また、この第３実施例においては、第１燃料噴射弁１１から噴射された燃料のピストン９への付着を抑制しつつ、早期に燃料を噴射することで、燃焼室２内での燃料の混合を改善することができる。すなわち、この第３実施例においては、燃料カット制御を終了した際に、圧縮比を通常時圧縮比よりも低下させるものの燃料噴射時期は燃料カットリカバー条件が成立した際に設定される圧縮比に応じて進角させないような場合に比べて、排気微粒子の排出量を一層抑制できる。
【００５２】
図１０は、上述した第３実施例における制御の流れを示すフローチャートである。Ｓ３１では、燃料カット条件が成立したか否かを判定し、燃料カット条件が成立している場合にはＳ３２へ進み、燃料カット条件が成立していない場合にはＳ３９へ進む。Ｓ３２では、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を燃料カット制御直前の機関負荷と燃料カット制御中の積算吸入空気量等を用いて所定の演算式から演算する。なお、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）を演算するにあたって、内燃機関１の冷却水温やエンジンオイルの油温を用いるようにしてもよい。Ｓ３３では、燃料カット中の圧縮比の目標値である燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）を演算する。この燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）は、例えば上述した図５に示すような燃料カット中目標圧縮比算出マップを用いて演算され、ピストン温度（ＥＳＰＳＴＭＰ）が低いほど低くなる。なお、燃料カット中目標圧縮比は、仮にこの圧縮比で第１燃料噴射弁１１から燃料を噴射しても排気微粒子の排出量が大きく悪化しないように設定されている。
【００５３】
Ｓ３４では、燃料噴射時期（ＴＩＴＭ）を演算する。この燃料噴射時期（ＴＩＴＭ）は、例えば図１１に示すような燃料噴射時期算出マップを用いて演算され、燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）が低くなるほど進角する。
【００５４】
Ｓ３５では、燃料カット終了か否かを判定する。すなわち燃料カットリカバー条件が成立したか否かを判定し、燃料カットリカバー条件が成立していればＳ３６へ進み、燃料カットリカバー条件が成立していなければＳ３２へ進む。Ｓ３６では、リッチスパイク中の圧縮比の目標値であるリカバー時目標圧縮比（ＣＲＦＣＲ）を燃料カットリカバー条件が成立する直前に演算された燃料カット中目標圧縮比（ＣＲＦＣ）とする。Ｓ３７では、リカバー時燃料噴射時期（ＴＩＴＭＦＣＲ）を燃料カットリカバー条件が成立する直前に演算された燃料噴射時期（ＴＩＴＭ）とする。Ｓ３８では、リッチスパイクが終了したか否かを判定する。具体的には、リッチスパイクが終了してから所定時間経過している場合はＳ３９へ進み、そうでない場合はＳ３６へ進む。なお、Ｓ３８では、リッチスパイクが終了していればＳ３９へ進むようにしてもよい。Ｓ３９では、目標圧縮比（ＣＲ）を、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて上述した図２の通常時圧縮比算出マップから演算される通常時圧縮比（ＣＲ）に設定する。Ｓ４０では、現在の機関負荷と機関回転数とを用いて通常時目標噴射時期を演算する。通常時目標噴射時期は、例えばマップ等を用いて算出可能である。
【００５５】
なお、第１燃料噴射弁１１がピストン９と対向する燃焼室２の上部壁に配置された構成では、第１燃料噴射弁１１を燃焼室２の吸気通路側の側部に配置する構成に比べ、圧縮比を低下させてピストン９の上死点位置を低下させた際に、ピストン９への燃料付着を低減させる効果が大となり、排気微粒子の排出数及び排気微粒子の排出量の低減効果も大となる。
【００５６】
燃料カットリカバー条件が成立した際の圧縮比は、燃料カットリカバー条件が成立した際の機関回転数が低いほど低くなるように設定してもよい。
【００５７】
機関回転数が低くなるほどピストン９の下降速度は遅くなるので、燃料カットリカバー条件が成立した際の機関回転数が低いほどピストン９の上死点位置を低くすれば、ピストン９への燃料付着を低減する上で有利である。
【００５８】
また、燃料カットリカバー条件が成立した際の圧縮比は、燃料カットリカバー条件が成立した際の機関負荷が高いほど低くなるように設定してもよい。
【００５９】
機関負荷が高くなるほど燃料噴射量が多くなるので、燃料カットリカバー条件が成立した際の機関負荷が高いほどピストン９の上死点位置を低くすれば、ピストン９への燃料付着を低減する上で有利である。
【図１】
2016092625.tif 000003
【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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【図１０】
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【図１１】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年4月22日(2015.4.22)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストンの上死点位置を変更して内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、を有し、
車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁からの燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、
上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃焼室の壁面の温度が低くなるほど、上記燃料噴射弁から筒内に噴射された燃料の上記ピストンへの付着を低減するよう運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低くする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の圧縮比を上記燃料カット中に予め低下させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、上記燃料カットの期間が長くなるほど上記通常時圧縮比よりも低くする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の燃料噴射時期は、燃料噴射再開時に設定される圧縮比が上記通常時圧縮比よりも低くなるほど進角させる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に上記燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施するものであって、
上記リッチスパイクの終了後に、圧縮比を上記通常時圧縮比に戻す請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成27年9月9日(2015.9.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストンの上死点位置を変更して内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、を有し、
車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁からの燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、
上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃焼室の壁面の温度が低くなるほど、上記燃料噴射弁から筒内に噴射された燃料の上記ピストンへの付着を低減するよう、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低くするものであって、
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に上記燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施し、上記リッチスパイクの終了後に、圧縮比を上記通常時圧縮比に戻す内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の圧縮比を上記燃料カット中に予め低下させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、上記燃料カットの期間が長くなるほど上記通常時圧縮比よりも低くする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の燃料噴射時期は、燃料噴射再開時に設定される圧縮比が上記通常時圧縮比よりも低くなるほど進角させる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
（削除）
【請求項６】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃料カット条件が成立した際の機関回転数が低くなるほど低くする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃燃料カット条件が成立した際の機関負荷が高くなるほど低くする請求項１〜４、及び６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月15日(2016.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁と、ピストンの上死点位置を変更して内燃機関の圧縮比を変更可能な可変圧縮比機構と、を有し、
車両の走行中に所定の燃料カット条件が成立すると上記燃料噴射弁からの燃料噴射を中止する燃料カットを実施し、
上記燃料カット中に所定の燃料カットリカバー条件が成立すると、上記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開する内燃機関の制御装置において、
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃焼室の壁面の温度が低くなるほど、上記燃料噴射弁から筒内に噴射された燃料の上記ピストンへの付着を低減するよう、運転状態に応じて決定される通常時圧縮比よりも低くするものであって、
上記燃料カットからの燃料噴射再開時に上記燃料噴射弁からの燃料噴射量を一時的に増量するリッチスパイクを実施し、上記リッチスパイクの終了後に、圧縮比を上記通常時圧縮比に戻すことを完了させる内燃機関の制御装置。
【請求項２】
内燃機関の圧縮比を上記燃料カット中に予め低下させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、上記燃料カットの期間が長くなるほど上記通常時圧縮比よりも低くする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の燃料噴射時期は、燃料噴射再開時に設定される圧縮比が上記通常時圧縮比よりも低くなるほど進角させる請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃料カットリカバー条件が成立した際の機関回転数が低くなるほど低くする請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
上記燃料カットからの燃料噴射再開時の圧縮比は、燃料カットリカバー条件が成立した際の機関負荷が高くなるほど低くする請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【国際調査報告】
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