(57)【要約】  【課題】  ピストンモーションの切換に伴うトルク変動を低減し、トルクショックを軽減・解消する。  【解決手段】  音振重視の第２ピストンモーションから効率重視の第１ピストンモーションへの切換要求時Ｔ０に、ピストンモーションの切換に伴うトルク変動を相殺するように、目標吸気量ｔＱを所定の変動幅ｄＱだけ変更する。この目標吸気量の変更から遅れて生じる実吸気量Ｑｅの変化に応じて、ピストンモーションの切換を一気筒ずつ段階的に行う。  【選択図】  図１０
2008115827.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レシプロ式内燃機関のピストンのピストンモーションを、機関運転状態に応じて第１ピストンモーションと第２ピストンモーションとに切り換えるピストンモーション切換手段と、
上記ピストンモーションの切換に伴うトルク変動を低減するトルク変動低減手段と、
を有することを特徴とするレシプロ式内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記ピストンモーション切換手段が、多気筒内燃機関の各気筒毎にそれぞれ設けられ、
上記トルク変動低減手段が、ピストンモーションの切換時期を気筒毎に異ならせることを特徴とする請求項１に記載のレシプロ式内燃機関の制御装置。
【請求項３】
機関運転状態に応じて目標吸気量を設定する目標吸気量設定手段と、
吸気通路に設けられ、目標吸気量に応じてスロットル開度が調整されるスロットル弁と、
スロットル開度とエンジン回転数とに基づいて実吸気量を推定する実吸気量推定手段と、を有し、
上記トルク変動低減手段は、ピストンモーションの切換要求時に、ピストンモーションの切換に伴うトルク変動に応じて目標吸気量を所定の変動幅だけ変更し、かつ、この目標吸気量の変更から遅れて生じる実吸気量の変化に応じて、ピストンモーションの切換を段階的に行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のレシプロ式内燃機関の制御装置。
【請求項４】
上記ピストンモーション切換手段が、ピストンとクランクシャフトのクランクピンとを連係する複数のリンクと、これら複数のリンクの一つに連結された制御リンクと、この制御リンクのリンク支持部の位置を変更・保持するアクチュエータと、を有し、
上記第１ピストンモーションでは、ピストンの１サイクル中における所定の作動期間毎にリンク支持部の位置を変更し、上記第２ピストンモーションでは、リンク支持部を所定の初期位置に保持することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のレシプロ式内燃機関の制御装置。
【請求項５】
上記第２のピストンモーションが単振動に近い設定であり、上記第１のピストンモーションが第２のピストンモーションに比して膨張行程におけるストローク量が大きい設定であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のレシプロ式内燃機関の制御装置。
【請求項６】
シリンダ内を往復動するピストンのピストンモーションを、機関運転状態に応じて第１ピストンモーションと第２ピストンモーションとに切換可能なレシプロ式内燃機関の制御方法であって、
ピストンモーションの切換要求時に、目標吸気量を所定の変動幅だけ変更し、
この目標吸気量の変更から遅れて生じる実吸空量の変化に応じて、ピストンモーションの切換を段階的に行うことを特徴とするレシプロ式内燃機関の制御方法。
【請求項７】
気筒数に１を加算した値で上記目標吸空量の変動幅を除算した値を単位変動幅とすると、
上記ピストンモーションの切換要求後に、上記実吸空量が上記単位変更量だけ変化する毎に、１気筒のピストンモーションを切り換えることを特徴とする請求項６に記載のレシプロ式内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンモーションを変更可能なレシプロ式内燃機関の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、シリンダ内を往復動するピストンとクランクシャフトのクランクピンとを複数のリンクにより連係し、これら複数のリンクの一つに連結された制御リンクのリンク支持部の位置をアクチュエータにより変更することによって、上記ピストンのピストンモーションの変化を伴って、機関圧縮比を可変とするレシプロ式内燃機関が記載されている。
【特許文献１】特開２００３−２０１８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このようにピストンモーションを変更可能なレシプロ式内燃機関にあっては、（正味）熱効率向上を図るためのピストンモーションでは、各サイクルの膨張行程でリンク支持部の位置を素早く変更することにより、膨張行程でのピストンストローク量を大きくし、音振性能の向上を図るためのピストンモーションでは、リンク支持部を所定の初期位置に保持した状態で、そのピストンモーションを単振動に近いものとし、両ピストンモーションを機関運転状態に応じて切り換えることによって、熱効率の向上と音振性能の向上とを両立することが可能となる。
【０００４】
しかしながら、多気筒内燃機関で全ての気筒のピストンモーションを一斉に切り換えると、その切換前後で熱効率の変動によりトルクが大きく変動して、望ましくないトルクショックを生じるおそれがある。
【０００５】
このようなトルクショックを低減・解消するために、ピストンモーションの切換時に、ピストンモーションの切換前後のトルク変動に見合った吸気量（吸入空気量）の変動幅の分、スロットル弁の開度を調整することが考えられる。しかしながら、ピストンモーションを切り換えると、この切換による熱効率の変化やトルクの変化が応答遅れを伴うことなく直ちに反映される一方、スロットル開度の調整による吸気量の変化には、スロットル弁から燃焼室に至るまでの吸気通路の容積に応じて不可避的にある程度の応答遅れを伴う。従って、仮にピストンモーションの切換と同時にスロットル開度を調整しても、上述したような応答性の相違に起因して、やはり望ましくないトルクショックを生じ、車両の搭乗者に違和感を与えるおそれがある。
【０００６】
ここで、各気筒のピストンモーションを段階的・連続的に切換可能であれば、上記のトルクショックを低減することも可能である。しかしながら、上述したように、リンク支持位置を各サイクル毎に変更するピストンモーションとリンク支持位置を所定位置に保持するピストンモーションとを切り換えるような構成では、各ピストンモーションを段階的・連続的に切り換えるためには、制御が極めて複雑となるばかりか、切換過渡期の運転性の低下が懸念され、現実的には極めて困難である。本発明はこのような課題に鑑みてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、レシプロ式内燃機関のピストンのピストンモーションを、機関運転状態に応じて第１ピストンモーションと第２ピストンモーションとに切り換えるピストンモーション切換手段と、上記ピストンモーションの切換に伴うトルク変動を低減するトルク変動低減手段と、を有することを特徴としている。
【０００８】
第２の発明は、シリンダ内を往復動するピストンのピストンモーションを、機関運転状態に応じて第１ピストンモーションと第２ピストンモーションとに切換可能なレシプロ式内燃機関の制御方法であって、ピストンモーションの切換要求時に、目標吸気量を所定の変動幅だけ変更し、この目標吸気量の変更から遅れて生じる実吸空量の変化に応じて、ピストンモーションの切換を段階的に行うことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ピストンモーションの切換に伴うトルク変動を低減し、トルクショックを軽減・解消することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の好ましい実施例を図面を参照して詳細に説明する。図１及び図２を参照して、この内燃機関（エンジン）は、膨張・排気・吸気・圧縮の４行程を１サイクルとする４サイクル・火花点火式の４気筒レシプロ式内燃機関である。シリンダブロック１０には、機関出力軸としてのクランクシャフト１１が回転可能に支持されているとともに、ピストン１２が往復動可能に嵌合する４つの＃１〜＃４シリンダ（気筒）１３が形成されている。このシリンダブロック１０の上部に固定されるシリンダヘッド１４には、ピストン１２の冠面との間にペントルーフ型の燃焼室１５が形成されるとともに、吸気通路（吸気ポート）１６を開閉する吸気バルブ１７と、排気通路（排気ポート）１８を開閉する排気バルブ１９とが設けられ、かつ、燃焼室１５内の混合気を火花点火する点火プラグ２０が設けられる。
【００１１】
また、吸気通路１６には、制御部４０からの制御信号に応じて開度を調整・制御可能な電制のスロットル弁４１が設けられるとともに、このスロットル弁４１よりも上流側に吸気量（吸入空気量）を検出するエアフロメータ４２が設けられ、かつ、吸気ポートへ燃料を噴射するインジェクタ４３が設けられている。制御部４０は、各種制御処理を記憶・実行する機能を有するデジタルコンピュータシステムであり、運転者によるアクセル操作量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４４，クランクシャフト１１の回転角つまりクランク角（ＣＡ）を検出するクランク角センサ４５，機関水温を検出する水温センサ４６及び上記のエアフロメータ４２等の各種センサ類から検出される機関運転状態に基づいて、スロットル弁４１，インジェクタ４３，点火プラグ２０及び後述する複リンク式ピストン−クランク機構２１のアクチュエータ２７等へ制御信号を出力し、その動作を制御する。
【００１２】
図２に示すように、複リンク式ピストン−クランク機構２１は、各ピストン１２とクランクシャフト１１のクランクピン２２とを複数のリンク２３，２４により連係し、これら複数のリンク２３，２４の一つに連結された制御リンク２５のリンク支持部２６の位置をアクチュエータ２７により変更することによって、ピストン１２のピストンモーション（ＰＭ）を変更可能なものである。より具体的には、複リンク式ピストン−クランク機構２１は、クランクピン２２に回転可能に取り付けられるロアリンク２３と、このロアリンク２３とピストン１２とを連結するアッパリンク２４と、一端がロアリンク２３に回転可能に連結される制御リンク２５と、を有し、この制御リンク２５の他端に上記のリンク支持部２６が設けられる。ピストン１２とアッパリンク２４の上端とはピストンピン２８により連結されており、アッパリンク２４の下端とロアリンク２３とは第１連結ピン２９により連結されており、ロアリンク２３と制御リンク２５の一端とは第２連結ピン３０により連結されている。ロアリンク２３は、機構的には、第１連結ピン２９と第２連結ピン３０を結ぶ第１アーム３１と、第１連結ピン２９とクランクピン２２とを結ぶ第２アーム３２と、第２連結ピン３０とクランクピン２２とを結ぶ第３アーム３３と、を有している。上記アクチュエータ２７は、この例では各気筒１３毎にそれぞれ設けられている。
【００１３】
アクチュエータ２７には電気制御されるリニアモータ（線形誘導電動機）を利用したリニアアクチュエータを用いるのが良い。このリニアアクチュエータ２７は、例えばシリンダブロック１０の内面に固定される直線状の固定子としてのガイドレール３４と、このガイドレール３４に往復直線移動可能に支持されて、このガイドレール３４上をシリンダ軸方向に平行な直線方向Ｌ１に沿って走行する可動子としてのリンク支持部２６と、にそれぞれ電機子と界磁とが設けられ、リンク支持部２６には誘導電流等を供給するためのケーブル３５が接続されている。このようなリニアアクチュエータ２７により運転条件や回転数に応じてピストンモーションを素早く正確に変更することが可能となり、エンジンの高速回転時においてもリンク支持部２６を正確に動作させることができ、容易に高速化及び高精度化が実現できる上、リンク支持部２６の摩擦を低減することができる。
【００１４】
但し、このようなリニアアクチュエータ２７に代えて、油圧を制御する電磁弁と、油圧で動作する油圧ピストンと、で構成される油圧アクチュエータを適用しても良い。このような電磁弁により油圧を制御して油圧ピストンによりリンク支持部を直動させる油圧アクチュエータを用いることで、低コスト化を図ることができるとともに、大きなトルクでの動作を安定して行うことが可能となる。
【００１５】
また、アクチェエータとして磁気粘性流体を利用する構造としても良い。つまり、リンク支持部２６の動作方向の速度を抑えるように磁気粘性流体を連結し、リンク支持部２６に加わる力でリンク支持部２６のモーションを変化させる。運転条件により電磁石に流す電流値を変化させて、その粘性を変化させることで、ピストンモーションを切り替えることが可能である。この場合、機構が単純であり低コスト化を図ることができる。
【００１６】
図３及び図４において、実線の特性は熱効率重視の第１ピストンモーションＰＭ１、破線の特性は音振性重視の第２ピストンモーションＰＭ２に対応しており、図３はクランク角（ＣＡ）に対するリンク支持部２６の位置、図４はクランク角に対するピストン１２の位置を示している。
【００１７】
音振重視の第２ピストンモーションＰＭ２では、リンク支持部２６の位置が所定の初期位置に固定され、このとき、ピストンモーションが可能な限り正弦波に近い特性つまり単振動となるように各リンク長等が設定されている。これによって、最も一般的であるピストンとクランクピンとを一本のコネクティングロッドにより連結した単リンク式ピストン−クランク機構でのピストンモーションに比して、その振動成分を著しく低減することができ、音振性能に優れたものとなる。
【００１８】
熱効率重視の第１ピストンモーションＰＭ１では、膨張・排気・吸気・圧縮からなる１サイクル（７２０°ＣＡ）における所定の作動期間、具体的には膨張行程から排気行程にかけての期間に、リンク支持部２６を直線方向Ｌ１に沿って素早く往復移動させている。これによって、膨張・排気行程、特に膨張行程における平均ピストンスピードが吸気・圧縮行程よりも速くなり、膨張下死点が吸気下死点よりも大幅に低くなって、膨張行程及び排気行程におけるピストンストローク量が吸気行程及び圧縮行程におけるピストンストローク量よりも大幅に大きくなり、排気損失を回収することで熱効率を向上することができる。なお、リンク支持部２６の移動量が大きいほど、ピストン位置の移動量も大きくなる関係にある。また、この第１ピストンモーションＰＭ１では、膨張行程におけるピストン行程角度（クランク角）が進角側へ短くなり、冷却損失を低減して熱効率を更に向上することができる。なお、このような膨張行程の進角側への短縮化に伴い続く排気行程を進角側へ拡大させている。
【００１９】
図５は、上記制御部４０により記憶及び実行される制御処理を模式的に示すブロック図である。燃費要求演算部Ｂ１では、水温センサ４６からの信号により水温、スタータＳＷからの信号により始動後経過時間（スタータＳＷがＯＮからＯＦＦに切り替わってからの経過時間）、アクセル開度とエンジン回転数からアイドル状態か否かなどを求め、これらを用いて高効率運転の可否を求める。一例としては、水温が所定値（例えば４０℃）以上、始動後経過時間が所定値（例えば６０秒）以上、非アイドル状態（アクセル開度所定値（例えば１ｄｅｇ）以上又はエンジン回転数が所定値（例えば１２００ｒｐｍ）以上）の全てが成立した場合に、高効率運転が可能であると判定して、高効率運転要求を出力する。
【００２０】
目標スロットル開度演算部Ｂ２では、高効率運転要求の有無、アクセル開度、及びエンジン回転数に基づいて、目標吸気量ｔＱに対応する目標スロットル開度を算出する。一例としては、図６に示すような予め設定された制御マップを用いて目標スロットル開度を求める。図６において、実線の特性は音振重視の第１ピストンモーションＰＭ１、破線の特性は熱効率すなわち燃費重視の第２ピストンモーションＰＭ２に対応している。同図に示すように、第１ピストンモーションＰＭ１では、アクセル開度が第２ピストンモーションＰＭ２以下であり、かつ、低回転側ほどアクセル開度が小さくなるように設定されている。
【００２１】
実吸気量推定部Ｂ３では、目標スロットル開度とエンジン回転数に基づいて、実際の吸気量に相当する実吸気量Ｑｅを推定する。一例として、下式（１）により実吸気量Ｑｅが演算される。
【００２２】
Ｑｅ＝ｋ×ｔＱ＋Ｑｅ＿ｏｌｄ×（１−ｋ）…（１）
ここで、ｔＱは各サイクル毎の吸気量であり、例えば図７に示す予め設定された制御マップを参照してエンジン回転数とスロットル開度より求められる。同図に示すように、エンジン回転数やスロットル開度が大きいほど各サイクル毎の吸気量が大きくなるように設定される。また、ｋは吸気量の応答速度に対応する応答時定数であって、この応答時定数ｋが大きいほど応答速度が速いことを意味しており、例えば図８に示す予め設定された制御マップを参照してエンジン回転数とスロットル開度より求められる。Ｑｅ＿ｏｌｄは極短い所定期間（所定のクランク角あるいは１０ｍｓ等の極短時間）前のＱｅであり、典型的には、極短い演算間隔で繰り返し実行される制御処理での一演算前のＱｅの値である。
【００２３】
リンク支持部位置演算部Ｂ４では、実吸気量、高効率運転要求の有無及びクランク角に基づいて、ピストンモーションを切り換える気筒、つまりリンク支持部２６の位置制御を変更する気筒を決定し、その気筒のアクチュエータ２７へ制御信号を出力する。
【００２４】
図９は、上記制御部４０により記憶・実行される制御処理の流れを簡略的に示すフローチャートである。
【００２５】
ステップＳ１では、水温センサ４６の検出信号を読み込み、これに基づいて機関水温を求める。一例としては水温に応じて抵抗値が変化するセンサを用いて電圧の変化を検出し、あらかじめ求めておいた電圧と温度の関係から水温を求める。
【００２６】
ステップＳ２では、スタータＳＷ信号を検出し、始動後の経過時間を求める。一例としては、スタータＳＷがＯＮからＯＦＦへ切り替わった後、エンジン回転数が所定値以上の場合、正常に始動したと判定して、経過時間を計測する。エンジン回転数が所定値に満たない場合は始動していないものとし、時間計測は行わない。
【００２７】
ステップＳ３では、アクセル開度、エンジン回転数を検出し、エンジンがアイドル状態か否かを求める。一例としてはアクセル開度所定値（例えば１ｄｅｇ）以上又はエンジン回転数が所定値（例えば１２００ｒｐｍ）以上の場合には非アイドル状態と判定し、それ以外をアイドル状態と判定する。
【００２８】
ステップＳ４では、上記の機関水温、始動後経過時間及びアイドル状態か否か等に基づいて、ピストンモーションの切換フラグを設定する。すなわち、第１ピストンモーションＰＭ１から第２ピストンモーションＰＭ２への切換要求、あるいは第２ピストンモーションＰＭ２から第１ピストンモーションＰＭ１への切換要求がある場合に、切換フラグが「１」にセットされる。例えば、水温が所定値（例えば４０℃）以上、始動後経過時間が所定値（例えば６０秒）以上、及び非アイドル状態であるの全てが成立した場合に、音振重視の第２ピストンモーションＰＭ２から効率重視の第１ピストンモーションＰＭ１への切換が許可されて、上記フラグが「１」にセットされる。
【００２９】
ステップＳ５では、ピストンモーションの切換中か否かを判断する。具体的には、上記切換フラグが「１」であるかを判定する。ピストンモーション切換中と判定された場合にはステップＳ６へ進み、後述するように、一気筒ずつピストンモーションの切換を段階的に行う。つまり、気筒間でピストンモーションの切換時期を異ならせる。ここで、切換要求発生時のクランク角より何番気筒から切換が可能かを求め、以降は点火順序に応じて発生トルクが可能な限り平滑になるように切換気筒を決定する。例えば、４気筒エンジンで、その点火順序が＃１−＃３−＃４−＃２である場合に、＃１より切換を実施した場合、以降は＃４（切換開始気筒に対し点火順序が次の次の気筒）、＃３又は＃２の一方、＃３又は＃２の他方の順に切換を実施する。
【００３０】
続くステップＳ７では、切換を終了した気筒数に基づいて、全気筒の切換が完了したかを判定する。切換終了気筒数が全気筒数に達した時点で切換完了と判定して、ステップ８へ進み、上記の切換フラグを「０」にクリア・リセットする。一方、切換中の場合には、ステップＳ７からステップＳ９へ進み、切換フラグが「１」に設定される。
【００３１】
上記ステップＳ６でのピストンモーション切換制御について、図１０及び図１１を参照して詳細に説明する。なお、図１０及び図１１において、最上段（Ａ）は目標吸気量ｔＱと実吸気量Ｑｅの変化を示し、Ｑ１は効率重視ＰＭ１での目標吸気量ｔＱ、Ｑ２は音振重視ＰＭ２での目標吸気量ｔＱを表している。また、中段（Ｂ）は各気筒毎の切換状態を模式的に示し、下段（Ｃ）は内燃機関の発生（出力）トルクの変化を示している。これら（Ｂ），（Ｃ）において、実線の特性はＰＭ切換を１気筒ずつ段階的に行う本実施例の特性を示し、破線の特性は切換要求時Ｔ０に全ての気筒のＰＭを一斉に切換える比較例の特性を示している。
【００３２】
先ず、図１０を参照して、音振重視の第２ピストンモーションＰＭ２から効率重視の第１ピストンモーションＰＭ１への切換制御について説明する。効率重視ＰＭ１では音振重視ＰＭ２に比して正味熱効率が高いので、その分、機関出力トルクが高い。そこで、このＰＭ２からＰＭ１への切換に伴うトルク変動を吸収するように、このトルク変動に応じた吸気量の変動幅ｄＱの分、目標吸気量ｔＱを変更し、これに応じてスロットル開度が調整される。
【００３３】
しかしながら、ピストンモーションの切換による熱効率やトルクの変化は応答遅れを伴うことなく直ちに表われる一方、スロットル開度の調整による吸気量の変化にはスロットル弁から燃焼室に至るまでの吸気通路の容積に応じて応答遅れを伴うために、図１０にも示すように、実際の吸気量に相当する実吸気量Ｑｅは切換要求時から緩やかに変化する。従って、仮にピストンモーション切換要求時にスロットル開度を調整するとともに全気筒のピストンモーションを一斉に切り換えると、図１０の破線で示すように、切換要求直後に発生トルクが変動（上昇）してトルクショックを生じ、車両の搭乗者に違和感を与えるおそれがある。
【００３４】
そこで、本実施例では、実吸気量Ｑｅの変化に応じてピストンモーションの切換を一気筒ずつ段階的に行うようにしている。具体的には、下記の手順［１］〜［３］により切換を行う。
【００３５】
［１］先ず、切換要求時（Ｔ０）に、変数α（実際の切換気筒数よりも１大きい値）を１に設定する。
【００３６】
［２］切換要求後に、実吸気量Ｑｅが所定の単位変動幅ｄＱｓだけ変化する毎に、１つの気筒のピストンモーションを切り換える（Ｔ１〜Ｔ４）。上記の単位変動幅ｄＱｓは、全気筒数（この実施例では「４」）に１を加算した値である。具体的には、下式（２）が成立する毎に、１気筒のピストンモーションを切り換える。
【００３７】
Ｑｅ＜ｔＱ＋ｄＱ−ｄＱｓ×α  …（２）
ここで、αは切換要求時に１に設定され、切換時に「１」ずつインクリメントされる変数であり、切換完了気筒数よりも１だけ大きい値である。そして、例えばリンク支持部２６を停止状態から動作させるまでのクランク角が一番短い気筒から切換を実施し、以降の切換気筒は上述した点火順序を考慮して設定される。
【００３８】
［３］全ての気筒の切換が終了した時点で、切換を完了する。具体的には、上記の変数αが（気筒数＋１）となった時点で、切換を完了する。
【００３９】
このように、吸気量の応答性を勘案し、実吸気量Ｑｅの変化に応じてピストンモーションの切換を一気筒ずつ段階的に行うようにしたために、切換過渡期のトルク段差の発生を大幅に抑制することが可能である。特に本実施例では、切換要求直後にはピストンモーションの切換を行わず、目標吸気量ｔＱの変動幅ｄＱを全気筒数よりも１大きい数の単位変動幅ｄＱｓに分割し、実吸気量Ｑｅが単位変動幅ｄＱｓだけ変化する毎に、１気筒のピストンモーションの切換を行うようにしているので、図１０に示すように、各気筒の切換時Ｔ１〜Ｔ４におけるトルク段差を最小限に抑制することができ、切換に伴うトルク変動を最も効率良く低減・解消することができる。
【００４０】
図１１は、効率重視の第１ピストンモーションＰＭ１から音振重視の第２ピストンモーションＰＭ２への切換制御を示している。この場合でも、上記ＰＭ２からＰＭ１への切換時と同様に、切換要求後に単位変動幅ｄＱｓだけ実吸気量Ｑｅが変化する毎に、１気筒ずつピストンモーションが切り換えられる（Ｔ１〜Ｔ４）。但し、このＰＭ１からＰＭ２の切換の場合には、上記（２）式に代えて、下式（３）が成立する毎にピストンモーションの切換が実施される。
【００４１】
Ｑｅ＞ｔＱ−ｄＱ＋ｄＱｓ×α  …（３）
これにより、ＰＭ１からＰＭ２の切換時も、ＰＭ２からＰＭ１への切換時と同様に、切換に伴うトルク変動を最も効率良く抑制することができる。
【００４２】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、上記実施例では実吸気量Ｑｅをエンジン回転数や目標スロットル開度等に基づく演算により間接的に推定しているが、センサを利用して実吸気量Ｑｅを直接的に検出する構成としても良い。
【００４３】
上記の説明より把握し得る本発明の特徴的な技術思想について、上記実施例を参照して列記する。
【００４４】
＜１＞レシプロ式内燃機関のピストン１２のピストンモーションを、機関運転状態に応じて第１ピストンモーションＰＭ１と第２ピストンモーションＰＭ２とに切り換えるピストンモーション切換手段と、上記ピストンモーションの切換に伴うトルク変動ｄＱを低減するトルク変動低減手段と、を有している。このトルク変動低減手段によって、ピストンモーションの切換に伴うトルク変動ｄＱを低減することにより、ＰＭ切換に伴う不快なトルクショックの発生を軽減・回避することができる。
【００４５】
＜２＞好ましくは、上記ピストンモーション切換手段が、多気筒内燃機関の各気筒毎にそれぞれ設けられ、上記トルク変動低減手段が、ピストンモーションの切換時期を気筒毎に異ならせるものである。従って、ＰＭ切換を一気筒ずつ段階的に行うことによって、切換過渡期のトルク変動をより精度良く吸収・相殺することができる。
【００４６】
＜３＞更に好ましくは、機関運転状態に応じて目標吸気量ｔＱを設定する目標吸気量設定手段（目標スロットル開度演算部Ｂ２）と、吸気通路１６に設けられ、目標吸気量ｔＱに応じてスロットル開度が調整されるスロットル弁４１と、スロットル開度とエンジン回転数とに基づいて実吸気量Ｑｅを推定する実吸気量推定手段（実吸気量演算部Ｂ３）と、を有し、上記トルク変動低減手段は、ピストンモーションの切換要求時Ｔ０に、ピストンモーションの切換に伴うトルク変動に応じて目標吸気量ｔＱを所定の変動幅ｄＱだけ変更し、かつ、この目標吸気量の変更から遅れて生じる実吸気量Ｑｅの変化に応じて、ピストンモーションの切換を段階的に行う。このように、目標吸気量ｔＱの変更によってＰＭ切換前後のトルク変動を相殺しつつ、応答遅れを伴う実吸気量Ｑｅの変化に応じた形で、ＰＭの切換過渡期のトルク変動を精度良く吸収・相殺することができる。
これによって、応答遅れを伴う実吸気量Ｑｅの変化に応じた形で、ＰＭの切換過渡期のトルク変動をより更に精度良く吸収・相殺することができる。
【００４７】
＜４＞上記ピストンモーション切換手段は、例えば、ピストン１２とクランクシャフト１１のクランクピン２２とを連係する複数のリンク２３，２４と、これら複数のリンクの一つ２３に連結された制御リンク２５と、この制御リンク２５のリンク支持部２６の位置を変更・保持するアクチュエータ２７と、を有している。そして、上記第１ピストンモーションＰＭ１では、ピストン１２の１サイクル中における所定の作動期間毎にリンク支持部２６の位置を変更し、上記第２ピストンモーションＰＭ２では、リンク支持部２６を所定の初期位置に保持するように設定される。このようなＰＭの設定にあっては、切換過渡期のトルク変動を精度良く吸収・相殺するために、各気筒のＰＭを段階的・連続的に切換えることが極めて困難であって、上述したようにＰＭ切換を一気筒ずつ段階的に行う必要があり、本発明に特に適している。
【００４８】
＜５＞ＰＭの設定の一例として、上記第２のピストンモーションＰＭ２が音振性能に優れた単振動に近い設定であり、上記第１のピストンモーションＰＭ１が第２のピストンモーションＰＭ２に比して膨張行程におけるストローク量が大きく熱効率に優れた設定である。これらＰＭ１，ＰＭ２とを機関運転状態に応じて切換えることによって、音振性能の向上と熱効率の向上とを良好に両立することが可能となる。
【００４９】
＜６＞シリンダ（気筒）１３内を往復動するピストン１２のピストンモーションを、機関運転状態に応じて第１ピストンモーションＰＭ１と第２ピストンモーションＰＭ２とに切換可能なレシプロ式内燃機関の制御方法であって、ピストンモーションの切換要求時Ｔ０に、目標吸気量ｔＱを所定の変動幅ｄＱだけ変更し、この目標吸気量の変更から遅れて生じる実吸空量Ｑｅの変化に応じて、ピストンモーションの切換を段階的に行う。これにより、目標吸気量ｔＱの変更によってＰＭ切換前後のトルク変動を相殺しつつ、応答遅れを伴う実吸気量Ｑｅの変化に応じた形で、ＰＭの切換過渡期のトルク変動を精度良く吸収・相殺することができる。
【００５０】
＜７＞更に好ましくは、気筒数に１を加算した値で上記目標吸空量の変動幅ｄＱを除算した値を単位変動幅ｄＱｓとすると、上記ピストンモーションの切換要求後に、上記実吸空量Ｑｅが上記単位変更量ｄＱｓだけ変化する毎に、１気筒のピストンモーションを切り換える。これによって、各気筒の切換時Ｔ１〜Ｔ４におけるトルク段差を最小限に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の一実施例に係るレシプロ式内燃機関の制御システムを簡略的に示すシステム図。
【図２】上記実施例の複リンク式ピストン−クランク機構を示す構成図。
【図３】第１，第２ピストンモーションにおけるクランク角に対するリンク支持部の位置を示す説明図。
【図４】クランク角に対する第１，第２ピストンモーションを示す説明図。
【図５】本実施例に係る制御処理を模式的に示すブロック図。
【図６】スロットル開度設定用の制御マップの一例を示す特性図。
【図７】サイクル毎の吸気量の制御マップの一例を示す特性図。
【図８】吸気量の応答時定数設定用の制御マップの一例を示す特性図。
【図９】本実施例に係る制御処理の流れを示すフローチャート。
【図１０】第２ピストンモーションから第１ピストンモーションへの切換制御の態様を示すタイムチャート。
【図１１】第１ピストンモーションから第２ピストンモーションへの切換制御の態様を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００５２】
１１…クランクシャフト
１２…ピストン
１３…シリンダ
１７…吸気バルブ
１９…排気バルブ
２１…複リンク式ピストン−クランク機構
２２…クランクピン
２３…ロアリンク
２４…アッパリンク
２５…制御リンク
２６…リンク支持部
２７…アクチュエータ
４０…制御部
【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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【図１０】
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【図１１】
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