(57)【要約】【課題】リタード領域の燃費性能を改善できる火花点火式エンジンの制御装置を提供する。【解決手段】エンジンの高速域内の中負荷域及び高負荷域において点火時期のリタードを行う。エンジン本体１を冷却する冷却機構３０を備える。エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、冷却機構３０の冷却能力を高く設定する。エンジンの高速中負荷域及び高速高負荷域がリタード領域に設定された火花点火式エンジンにおいて燃費低下の問題が低減される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン本体を冷却する冷却機構と、エンジンの高速域内の中負荷域及び高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、
前記制御手段は、エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
前記エンジンは車両に搭載された車載用エンジンであり、
前記エンジン本体の出力軸は、複数のギア段を有する変速機を介して車輪に連結されており、
前記制御手段は、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する制御を前記変速機のギア段が所定の段位以上のときにのみ実行することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
前記冷却機構は、冷却水が循環する冷却水路と、冷却水を熱交換により冷却するラジエータと、冷却水の温度が予め設定された基準温度以上のときに開弁することにより前記冷却水路を通じて前記ラジエータに流入する冷却水の流れを許容する切替弁とを備え、
前記制御手段は、前記基準温度を下げることにより前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項４】
請求項１又は２に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
前記冷却機構は、冷却水が循環する冷却水路と、冷却水を熱交換により冷却するラジエータと、前記ラジエータに吹き付けられる空気の流量を調節する風量調節手段とを備え、
前記制御手段は、前記風量調節手段を制御して前記空気の流量を高めることにより前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１項に記載の火花点火式エンジンの制御装置において、
エンジン本体の幾何学的圧縮比が１２以上に設定されていることを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、火花点火式エンジン、詳しくは、気筒の温度上昇が著しい高負荷域や高速域では、ノッキングを抑制するために点火時期をリタードさせる火花点火式エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、火花点火式エンジンでは、加速時や登坂時等に使用されるスロットル全開域を含む高負荷域や、段位の高いギヤ段での高速巡航時等に使用される高速域等で、燃料噴射量の増量や単位時間当たりの発生熱量の増大等により気筒の温度上昇が著しいことからノッキング（火炎伝播の途中で未燃焼のエンドガスが自着火する異常燃焼）が起こり易くなる。そのため、前記運転領域では、点火時期（点火タイミング）を最もトルクの出るタイミング（通常は圧縮上死点付近）であるＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  ａｄｖａｎｃｅ  ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ）から所定量リタード（遅角）させて、ノッキングを抑制することが行われる（特許文献１参照）。
【０００３】
また、オクタン価が高い燃料は沸点が高く耐ノッキング性に優れるという観点から、燃料のオクタン価が高いほどエンジンの冷却水温度を高くして、フリクションロスの低減による燃費の向上と耐ノッキング性との両立を図る技術が知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９２０５０号公報
【特許文献２】特開２００６−１２５２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、点火時期をリタードさせると、次のような問題がある。まず、点火時期をリタードさせると、その分トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があり、燃費が低下する。また、点火時期をリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなり、異常燃焼を引き起こす可能性が高まるので（例えば排気弁の温度上昇によりノッキングが起き易くなるので）、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒温度を下げることが行われ、この点からも燃費が低下する。
【０００６】
特に、圧縮比が高いエンジンの場合、本来的にノッキングが起こり易いので、リタード領域（ノッキング抑制のために点火時期のリタードを行うエンジンの運転領域をいう。以下同じ）が拡大し、また、点火時期のリタード量も増大する。そのため、前記のような燃費低下の問題がより一層大きくなる。
【０００７】
本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、リタード領域における燃費性能を改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するためのものとして、本発明は、エンジン本体を冷却する冷却機構と、エンジンの高速域内の中負荷域及び高負荷域において点火時期のリタードを行う制御手段とを備えた火花点火式エンジンの制御装置であって、前記制御手段は、エンジンの中負荷域内の高速域では、中負荷域内の低速域に比べて、前記冷却機構の冷却能力を高く設定することを特徴とする火花点火式エンジンの制御装置である（請求項１）。
【０００９】
本発明によれば、エンジンの高速中負荷域及び高速高負荷域がリタード領域である火花点火式エンジンにおいて、リタード領域である高速中負荷域では、リタード領域でない低速中負荷域に比べて、冷却機構の冷却能力が高く設定されるので、そのように冷却機構の冷却能力が高く設定されないときに増大する燃費低下の問題が低減される。
【００１０】
すなわち、高速中負荷域は低速中負荷域に比べて高速側にあるから、単位時間当たりの発生熱量が大きい。そのため、高速中負荷域はノッキングを抑制するためにリタード領域とされている。
【００１１】
前述したように、点火時期をリタードさせると、その分トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があり、燃費が低下するという問題がある。また、点火時期をリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなるので、異常燃焼防止等の観点から、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒温度を下げることが行われ、この点からも燃費が低下するという問題がある。
【００１２】
そこで、本発明では、同じエンジン中負荷域の中でも、リタード領域である高速域では、リタード領域でない低速域に比べて、冷却機構の冷却能力を高く設定したものである。これにより、高速中負荷域では、エンジン本体の冷却が強化されてエンジン本体の温度が低下し、ノッキングが抑制される。そのため、リタード量を少なくすること（点火時期のアドバンス（進角））ができるので、トルクが上昇して、燃費が向上する。また、リタード量の減少により排気ガス温度が低下するので、燃料噴射量を少なくすることができ、この点からも燃費が向上する。
【００１３】
以上により、本発明によれば、リタード領域における燃費低下の問題が低減されて、リタード領域における燃費性能を改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置が提供される。
【００１４】
一方で、リタードしても排気温度が信頼性を低下させるほどに上昇しない低速中負荷域では、高速中負荷域に比べて、冷却機構の冷却能力が低く設定されるので、エンジン本体が過度に冷却されることがない。そもそも、低速域は、回転速度が低いためにピストンの移動速度が遅く、したがって気筒内での混合気の流動性ないしミキシングが低下し易く、その結果、燃料の気化霧化にかかる時間が長くなって、未燃のＨＣ（Ｒａｗ  ＨＣ）が発生し易い。これに対し、本発明によれば、そのような低速中負荷域において、エンジン本体が過度に冷却されないので、前記のような筒内流動ないしミキシングの低下を助長するようなことがなく、前記未燃ＨＣの発生量の増大が防止される。また、エンジン本体が過度に冷却されることがないから、エンジンオイルの粘度上昇に起因する種々のフリクションロス（ピストンの摺動抵抗等）の増大も防止される。これらにより、リタード領域でない低速中負荷域においても燃費の低下が防止される。
【００１５】
本発明において、好ましくは、前記エンジンは車両に搭載された車載用エンジンであり、前記エンジン本体の出力軸は、複数のギア段を有する変速機を介して車輪に連結されており、前記制御手段は、前記冷却機構の冷却能力を高く設定する制御を前記変速機のギア段が所定の段位以上のときにのみ実行する（請求項２）。
【００１６】
この構成によれば、エンジン本体の温度が実際に低下するまでの遅れ時間を考慮した適正な条件下で無駄なく冷却能力を高めることができる。すなわち、変速機のギア段が低い場合は、エンジンの運転ポイントの移動が激しく、すぐにシフトアップされる（変速段が段位の高いギア段に変更される）可能性がある。そのため、リタード領域である高速中負荷域に運転ポイントが移動したからといって冷却能力を高めても、ギア段が低い場合は、実際にエンジン本体の各気筒の温度が下がったときには運転ポイントがすでに冷却能力を高める必要のない運転領域（例えば低速中負荷域や低速低負荷域等）に移動していることがあり得る。
【００１７】
特に、前述したように、低速域は回転速度が低いために気筒内での混合気の流動性が低下し易く、未燃ＨＣが発生し易いので、低速域でエンジン本体の温度が下がることは好ましくない。また、エンジン本体の温度が下がるとフリクションロスが増えるので、エンジン本体の温度を下げる必要のない領域でエンジン本体の温度が下がることはフリクションロス増大の点からも好ましくない。
【００１８】
そこで、この構成では、冷却能力を高める制御を、変速機のギア段が高い場合（つまり運転ポイントの移動が緩やかで巡航状態に近い場合）にのみ行うようにしたものである。これにより、ギヤ段が低いにも拘らず冷却能力を高めた場合に起こり得る前記不具合が回避される。また、リタード領域である高速中負荷域において冷却能力を高める制御を行う場合は、エンジン本体の温度が実際に低下するまでに多少の遅れ時間があっても、冷却能力を高める必要のない運転領域に運転ポイントが移動するまでには高速中負荷域でエンジン本体の温度を充分に低下させられるので、冷却能力を高める制御が無駄にならない。
【００１９】
本発明において、好ましくは、前記冷却機構は、冷却水が循環する冷却水路と、冷却水を熱交換により冷却するラジエータと、冷却水の温度が予め設定された基準温度以上のときに開弁することにより前記冷却水路を通じて前記ラジエータに流入する冷却水の流れを許容する切替弁とを備え、前記制御手段は、前記基準温度を下げることにより前記冷却機構の冷却能力を高く設定する（請求項３）。
【００２０】
この構成によれば、冷却機構の切替弁が開弁する温度である基準温度を変化させるだけの簡単な構成で、冷却機構の冷却能力を適正に調整することができる。
【００２１】
本発明において、好ましくは、前記冷却機構は、冷却水が循環する冷却水路と、冷却水を熱交換により冷却するラジエータと、前記ラジエータに吹き付けられる空気の流量を調節する風量調節手段とを備え、前記制御手段は、前記風量調節手段を制御して前記空気の流量を高めることにより前記冷却機構の冷却能力を高く設定する（請求項４）。
【００２２】
この構成によれば、ラジエータに吹き付けられる空気の流量を調節することにより、ラジエータでの熱変換量を変化させて、確実に冷却機構の冷却能力を調整することができる。
【００２３】
本発明において、好ましくは、エンジン本体の幾何学的圧縮比が１２以上に設定されている（請求項５）。
【００２４】
幾何学的圧縮比が１２以上と高圧縮比のエンジンは、本来的にノッキングが起こり易く、したがって、リタード領域が拡大し、リタード量も増大する。これに対し、この構成によれば、リタード領域における燃費性能が改善されるので、高圧縮比化に伴う熱効率の向上と相俟って、より優れた燃費性能を得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明は、リタード領域における燃費性能を改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置を提供するから、火花点火式エンジンの燃費向上技術、特に、高圧縮比の火花点火式エンジンの燃費向上技術の発展向上に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施形態に係る火花点火式エンジンの全体構成を示す概略平面図である。
【図２】前記エンジンの主要部分の断面図である。
【図３】前記エンジンの制御系を示すブロック図である。
【図４】前記エンジンの運転領域を制御の相違によって区分けしたマップである。
【図５】前記エンジンの運転中に実行される制御動作の手順を示すフローチャートである。
【図６】前記エンジンの点火時期の進角の効果を説明するためのグラフである。
【図７】前記エンジンの燃費性能を説明するためのグラフである。
【図８】本発明の他の実施形態に係る火花点火式エンジンの全体構成を示す概略平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
（１）エンジンの全体構成
図１及び図２は、本発明の一実施形態に係る火花点火式エンジンの全体構成を示す概略平面図である。これらの図に示されるエンジンは、走行用の動力源として車両に搭載される４サイクルの多気筒ガソリンエンジンである。具体的に、このエンジンは、直線状に並ぶ４つの気筒２を有する直列４気筒型のエンジン本体１と、エンジン本体１に空気を導入するための吸気通路２０と、エンジン本体１で生成された排気ガスを排出するための排気通路２５と、エンジン本体１を冷却する冷却機構３０とを備えている。
【００２８】
エンジン本体１は、前記４つの気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、シリンダブロック３の上部に設けられたシリンダヘッド４と、各気筒２に往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。
【００２９】
ピストン５の上方には燃焼室１０が形成されており、この燃焼室１０には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ１１からの噴射によって供給される。そして、噴射された燃料が燃焼室１０で燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動するようになっている。
【００３０】
ピストン５は、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸１５とコネクティングロッド１６を介して連結されており、前記ピストン５の往復運動に応じてクランク軸１５が中心軸回りに回転するようになっている。
【００３１】
クランク軸１５は、変速機４０（図３）を介して図外の車輪と連結されている。変速機４０は、複数のギア段（例えば前進６段、後退１段）を有する多段変速機であり、運転者により操作されるシフトレバーと連係されている。
【００３２】
シリンダブロック３には、クランク軸１５の回転速度をエンジンの回転速度として検出するエンジン速度センサＳＮ１が設けられている。
【００３３】
シリンダヘッド４には、燃焼室１０に向けて燃料（ガソリン）を噴射するインジェクタ１１と、インジェクタ１１から噴射された燃料と空気との混合気に対し火花放電による点火エネルギーを供給する点火プラグ１２とが、各気筒２につきそれぞれ１組ずつ設けられている。
【００３４】
本実施形態のような４サイクル４気筒のガソリンエンジンでは、各気筒２に設けられたピストン５がクランク角で１８０°（１８０°ＣＡ）の位相差をもって上下運動する。これに対応して、各気筒２での点火のタイミングも、１８０°ＣＡずつ位相をずらしたタイミングに設定される。具体的には、図１の左側の気筒２から順に１番、２番、３番、４番気筒とすると、１番気筒→３番気筒→４番気筒→２番気筒の順に点火が行われる。
【００３５】
各気筒２ないしエンジン本体１の幾何学的圧縮比、つまり、ピストン５が下死点にあるときの燃焼室１０の容積とピストン５が上死点にあるときの燃焼室１０の容積との比は、ガソリンエンジンとしては高めの値である１２以上に設定されている。
【００３６】
シリンダヘッド４には、吸気通路２０から供給される空気を各気筒２の燃焼室１０に導入するための吸気ポート６と、各気筒２の燃焼室１０で生成された排気ガスを排気通路２５に導出するための排気ポート７と、吸気ポート６の燃焼室１０側の開口を開閉する吸気弁８と、排気ポート７の燃焼室１０側の開口を開閉する排気弁９とが設けられている。なお、本実施形態では、１つの気筒２につき吸気弁８及び排気弁９が２つずつ設けられている。
【００３７】
吸気弁８及び排気弁９は、それぞれ、シリンダヘッド４に配設された吸気弁駆動機構１８及び排気弁駆動機構１９により、クランク軸１５の回転に連動して開閉駆動される。
【００３８】
吸気弁駆動機構１８は、吸気弁８に連結された吸気カムシャフト１８ａと吸気ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ  ｍｅｃｈａｎｉｓｍ）１８ｂとを有している。排気弁駆動機構１９は、排気弁９に連結された排気カムシャフト１９ａと排気ＶＶＴ１９ｂとを有している。吸気カムシャフト１８ａ及び排気カムシャフト１９ａは、周知のチェーン及びスプロケット機構等の動力伝達機構を介してクランク軸１５に連結されており、クランク軸１５の回転に伴い回転して、吸気弁１９及び排気弁２０を開閉駆動する。
【００３９】
吸気ＶＶＴ１８ｂ及び排気ＶＶＴ１９ｂは、吸気弁８及び排気弁９のバルブタイミングを変更するためのものである。例えば、吸気ＶＶＴ１８ｂは、吸気カムシャフト１８ａと同軸に配置されてクランク軸１５により直接駆動される所定の被駆動軸を有し、この被駆動軸と吸気カムシャフト１８ａとの間の位相差を変更する。これにより、クランク軸１５と吸気カムシャフト１８ａとの間の位相差が変更され、吸気弁８のバルブタイミングが変更される。排気ＶＶＴ１９ｂについてもこれに準じて同様である。
【００４０】
吸気ＶＶＴ１８ｂ及び排気ＶＶＴ１９ｂの具体的構成としては、例えば、前記被駆動軸と吸気カムシャフト１８ａ又は排気カムシャフト１９ａとの間に周方向に並ぶ複数の液室を有し、これらの液室間に圧力差を設けることで前記位相差を変更する液圧式機構や、前記被駆動軸と吸気カムシャフト１８ａ又は排気カムシャフト１９ａとの間に電磁石を配設し、この電磁石に電力を付与することで前記位相差を変更する電磁式機構等が挙げられる。
【００４１】
なお、本実施形態では、前記吸気ＶＶＴ１８ｂによる吸気弁８の閉弁時期の制御により、各気筒２ないしエンジン本体１の有効圧縮比、つまり、吸気弁８の閉弁時期における燃焼室１０の容積とピストン５が上死点にあるときの燃焼室１０の容積との比は、高速中負荷域（図４のマップにおける第２運転領域Ｂ）において、ガソリンエンジンとしては高めの値である１０以上に設定されている。
【００４２】
吸気通路２０は、各気筒２の吸気ポート６と連通する４本の独立吸気通路２１と、各独立吸気通路２１の上流端部（吸入空気の流れ方向における上流側の端部）に共通に接続されたサージタンク２２と、サージタンク２２から上流側に延びる１本の吸気管２３とを有している。
【００４３】
吸気管２３の途中部には、エンジン本体１に吸入される空気の流量を調節する開閉可能なスロットル弁２４が設けられており、サージタンク２２には、前記吸入空気の流量を検出するエアフローセンサＳＮ２が設けられている。
【００４４】
排気通路２５は、各気筒２の排気ポート７と連通する４本の独立排気通路２６と、各独立排気通路２６の下流端部（排気ガスの流れ方向における下流側の端部）が１つに集合した集合部２７と、集合部２７から下流側に延びる１本の排気管２８とを有している。図示しないが、排気管２８には、空燃比が理論空燃比（λ＝１）のときに最も排気の浄化能力が良くなる三元触媒が配設されている。
【００４５】
冷却機構３０は、エンジン冷却用の冷却水を圧送する冷却水ポンプ３１と、冷却水ポンプ３１により圧送された冷却水が循環する冷却水路３２と、冷却水を冷却するラジエータ３３と、冷却水路３２内の冷却水の流れを切り替える切替弁３４と、冷却水の温度を検出する水温センサＳＮ３とを備えている。
【００４６】
冷却水路３２は、エンジン本体１から排出された冷却水をラジエータ３３を通すことなく再びエンジン本体１に戻すための第１水路３２ａと、エンジン本体１から排出された冷却水をラジエータ３３に導入するための第２水路３２ｂと、ラジエータ３３から排出された冷却水を第１水路３２ａの下流部に導入するための第３水路３２ｃとを有している。第１水路３２ａの下流部を通ってエンジン本体１に導入された冷却水は、エンジン本体１のシリンダブロック３及びシリンダヘッド４の内部に形成された図略のウォータージャケット等を通過した後に、エンジン本体１から排出されて、切替弁３４を通じて第１水路３２ａの上流部又は第２水路３２ｂに導出される。
【００４７】
冷却水ポンプ３１は、例えばエンジン本体１のクランク軸１５から駆動力を得て冷却水を圧送する機械式のポンプからなり、第３水路３２ｃと第１水路３２ａとの合流部よりも下流側に位置するエンジン本体１の近傍部に設けられている。
【００４８】
ラジエータ３３は、外気との熱交換により冷却水を冷却するものであり、車両の走行風があたるエンジンルーム内の所定位置に配設されている。例えば、車両がフロントエンジン方式の車両である場合、エンジンルームの前面に設けられたフロントグリル３５の車両後方にラジエータ３３が配置されており、このフロントグリル３５に備わる空気導入口から導入される外気（走行風）がラジエータ３３に吹き付けられることにより、ラジエータ３３内の冷却水が冷却される。
【００４９】
切替弁３４は、例えばサーミスタを用いた電気検知式のサーモスタットからなり、第１水路３２ａと第２水路３２ｂとの分岐部に設けられている。この切替弁３４は、第２水路３２ｂに流入する冷却水の流れを遮断する閉弁状態と、第２水路３２ｂへの冷却水の流れを許容する開弁状態との間で切り替え可能である。
【００５０】
具体的には、水温センサＳＮ３により検出される冷却水の温度が予め定められた基準温度未満であれば、切替弁３４が閉弁される。このとき、冷却水は第１水路３２ａのみを循環するので、エンジン本体１で発生する熱によって冷却水の温度は徐々に上昇する。一方、冷却水の温度が基準温度以上になったときには、切替弁３４が開弁されて、冷却水は第２水路３２ｂにも流入するようになる。すなわち、エンジン本体１から導出された冷却水は、第１水路３２ａを循環するだけでなく、第２水路３２ｂを通じてラジエータ３３にも供給され、このラジエータ３３で冷却された後に、第３水路３２ｃ等を通じて再びエンジン本体１へと戻される。このときの切替弁３４の開度は連続的に変更することが可能であり、当該開度の設定により、ラジエータ３３に流入する冷却水の流量が任意に調整される。切替弁３４の開度が大きくされてラジエータ３３への冷却水の流入量が増加すれば、それに伴って冷却機構３０の冷却能力が高められ、冷却水温が急速に低下することになる。
【００５１】
（２）制御系
次に、図３を用いて、エンジンの制御系について説明する。本実施形態に係るエンジンは、その各部がＥＣＵ（エンジン制御ユニット）５０によって統括的に制御される。ＥＣＵ５０は、周知のとおり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されるマイクロプロセッサからなり、本発明の制御手段に相当するものである。
【００５２】
ＥＣＵ５０には、各種センサからの情報が逐次入力される。具体的に、ＥＣＵ５０は、エンジンの各部に設けられた前記エンジン速度センサＳＮ１、エアフローセンサＳＮ２、及び水温センサＳＮ３と電気的に接続されている。また、本実施形態の車両には、ドライバーにより操作される図外のアクセルペダルの開度（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサＳＮ４と、変速機４０の変速段を検出するシフトポジションセンサＳＮ５とが設けられており、ＥＣＵ５０は、これらアクセル開度センサＳＮ４及びシフトポジションセンサＳＮ５とも電気的に接続されている。ＥＣＵ５０は、これらセンサＳＮ１〜ＳＮ５からの入力信号に基いて、エンジンの回転速度、吸入空気量、冷却水の温度、アクセル開度、変速機４０のギア段といった種々の情報を取得する。
【００５３】
ＥＣＵ５０は、前記各センサ（ＳＮ１〜ＳＮ５）からの入力信号に基いて種々の演算等を実行しつつ、エンジンの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１１、点火プラグ１２、吸気ＶＶＴ１８ｂ、排気ＶＶＴ１９ｂ、スロットル弁２４、及び切替弁３４と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基いて、これらの機器にそれぞれ駆動用の制御信号を出力する。
【００５４】
（３）運転状態に応じた制御
次に、図４及び図５を用いて、運転状態に応じたエンジン制御の具体的内容について説明する。
【００５５】
図４のマップは、エンジンの回転速度を横軸に、エンジンの負荷を縦軸にとったマップである。図中、Ｒ１はエンジンのアイドリング速度、Ｒ２はエンジンの中速域にある基準速度、Ｒ３はエンジンの定格速度である。
【００５６】
このマップに示すように、本実施形態に係るエンジンの運転領域は、低負荷域の全速度域と中負荷域内の前記基準速度Ｒ２未満の領域を少なくとも含むように設定された第１運転領域Ａと、中負荷域内の前記第１運転領域Ａを除く領域に設定された第２運転領域Ｂと、最高負荷Ｌｍａｘが得られるスロットル全開域を含む高負荷域の全速度域に設定された第３運転領域Ｃとに区分される。
【００５７】
図５のフローチャートに従ってエンジンの運転中にＥＣＵ５０が行う制御動作を具体的に説明する。なお、このフローチャートに示す処理が実行される前提として、エンジンは温間状態にあり、よって冷却水の温度は所定値（例えば８０℃）以上まで上昇しているものとする。
【００５８】
図５に示す処理がスタートすると、ＥＣＵ５０は、各種センサ値を読み込む処理を実行する（ステップＳ１）。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン速度センサＳＮ１、エアフローセンサＳＮ２、水温センサＳＮ３、アクセル開度センサＳＮ４、及びシフトポジションセンサＳＮ５からそれぞれの検出信号を読み込み、これらの信号に基いて、エンジンの回転速度、吸入空気量、冷却水の温度、アクセル開度、変速機４０のギア段等の各種情報を取得する。
【００５９】
次いで、ＥＣＵ５０は、前記ステップＳ１で読み込んだ情報に基いて、エンジンが第１運転領域Ａで運転されているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ２）。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン速度センサＳＮ１、エアフローセンサＳＮ２、及びアクセル開度センサＳＮ４等から得られる情報に基いて、エンジンの負荷及び回転速度を特定すると共に、両者の値から求まるエンジンの運転ポイントが、図４に示した第１運転領域Ａに含まれるか否かを判定する。
【００６０】
前記ステップＳ２でＹＥＳと判定されてエンジンが第１運転領域Ａで運転されていることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、冷却機構３０の切替弁３４が開弁される温度（ラジエータ３３への冷却水の流入が許容される温度）である冷却水の基準温度として、予め定められたノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈを設定する処理を実行する（ステップＳ３）。なお、ノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈの値は、例えば８８℃とすることができる。
【００６１】
次いで、ＥＣＵ５０は、エンジンの冷却水の温度（以下、冷却水温Ｔｗという）が、前記ステップＳ３で設定したノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈに維持されるように、切替弁３４の開度を制御する処理を実行する（ステップＳ４）。具体的に、ＥＣＵ５０は、冷却水温Ｔｗがノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈ以上であれば切替弁３４を開弁させ、冷却水温Ｔｗがノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈ未満であれば切替弁３４を閉弁させるというように、切替弁３４の開度を制御する。これにより、冷却水温Ｔｗがノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈ以上のときにのみ冷却水がラジエータ３３に流入して冷却されるので、冷却水温Ｔｗはノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈを大きく上回ることも下回ることもなく、その近傍値に維持される。
【００６２】
また、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１２の点火タイミング（点火時期）を最もトルクの出るタイミング（通常は圧縮上死点付近）であるＭＢＴに設定し（ステップＳ５）、インジェクタ１１からの燃料噴射量を三元触媒の排気浄化能力が最も良くなる理論空燃比（λ＝１）が実現する燃料噴射量に設定する（ステップＳ６）。
【００６３】
前記ステップＳ２でＮＯと判定された場合、ＥＣＵ５０は、前記ステップＳ１で読み込んだ情報に基いて、エンジンが第１運転領域Ｂで運転されているか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ７）。すなわち、ＥＣＵ５０は、エンジン速度センサＳＮ１、エアフローセンサＳＮ２、及びアクセル開度センサＳＮ４等から得られる情報に基いて、エンジンの負荷及び回転速度を特定すると共に、両者の値から求まるエンジンの運転ポイントが、図４に示した第２運転領域Ｂに含まれるか否かを判定する。
【００６４】
前記ステップＳ７でＹＥＳと判定されてエンジンが第２運転領域Ｂで運転されていることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、シフトポジションセンサＳＮ５から得られる情報に基いて、現在の変速機４０のギア段が予め定められた所定の段位以上であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ８）。ここで、「所定の段位」としては、変速機４０が有する複数のギア段の中でも高めの段位（例えば半分より上の段位）が設定される。例えば、変速機４０が前進６段のものである場合には、所定の段位として「４」を設定することができる。このときは、ギア段が１〜３速のいずれかであれば前記ステップＳ８での判定がＮＯとなり、ギア段が４〜６速のいずれかであれば前記ステップＳ８の判定がＹＥＳとなる。
【００６５】
前記ステップＳ８でＹＥＳと判定されて現在のギア段が所定の段位以上であることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、冷却水の基準温度（切替弁３４が開弁される温度）として、前記ノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈよりも低い値である低温基準温度Ｔｌｏｗを設定する処理を実行する（ステップＳ９）。なお、低温基準温度Ｔｌｏｗの値は、例えば７８℃とすることができる。
【００６６】
次いで、ＥＣＵ５０は、水温センサＳＮ３から得られる情報に基いて、現在のエンジンの冷却水温Ｔｗが、前記ステップＳ９で設定した低温基準温度Ｔｌｏｗ以上であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１０）。そして、ここでＹＥＳと判定されてＴｗ≧Ｔｌｏｗであることが確認された場合に、切替弁３４を開弁させて冷却水をラジエータ３３に流入させる処理を実行する（ステップＳ１１）。これにより、ラジエータ３３で熱交換が行われて冷却水が冷却され、冷却水温Ｔｗが低下し始める。一方、冷却水温Ｔｗが低温基準温度Ｔｌｏｗを下回ると（ステップＳ１０でＮＯ）、切替弁３４が閉じられるので、それ以上冷却は進行しなくなり、冷却水温Ｔｗは低温基準温度Ｔｌｏｗの近傍値に維持される。
【００６７】
ここで、前記ステップＳ１１で開弁される切替弁３４の開度は、冷却水温Ｔｗが低温基準温度Ｔｌｏｗに比べて高いほど大きく設定される。すなわち、実際の冷却水温Ｔｗと低温基準温度Ｔｌｏｗとの温度差（Ｔｗ−Ｔｌｏｗ）が大きいほど、ラジエータ３３に流入する冷却水の流量が多く設定され、冷却能力が高められる。これは、前記温度差が大きいほど冷却水温Ｔｗを素早く低下させて低温基準温度Ｔｌｏｗに近づけるためである。
【００６８】
例えば、前記ステップＳ１０での判定の直前における冷却水温Ｔｗが、上述したノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈの近傍値であったと仮定する。この場合、前記ステップＳ１０の判定では、冷却水温Ｔｗが低温基準温度Ｔｌｏｗよりも大幅に高いことになるので（例えばＴｈｉｇｈ＝８８℃、Ｔｌｏｗ＝７８℃の場合は約１０℃高いことになる）、前記ステップＳ１１では、切替弁３４の開度が充分に大きく設定される。これにより、冷却水のラジエータ３３への流入量が増えて冷却機構３０の冷却能力が充分に高められるので、冷却水温Ｔｗが急速に低下してエンジン本体１の冷却が促進される。
【００６９】
前記のようにして冷却水を冷却した後、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１２の点火タイミングをＭＢＴよりも所定量リタード（遅角）させる処理を実行する（ステップＳ１２）。すなわち、点火プラグ１２の点火タイミングは、特に支障のない限り、最もトルクの出るタイミングであるＭＢＴに設定されるが（ステップＳ５参照）、ステップＳ１２では、点火タイミングが前記ＭＢＴよりも所定のクランク角分だけ遅く設定される。
【００７０】
前記のように点火タイミングをリタードさせるのは、第２運転領域Ｂでの異常燃焼を回避するためである。すなわち、エンジンの中負荷域の中でも高速側に位置する第２運転領域Ｂは、低速側に位置する第１運転領域に比べて、単位時間当たりの発生熱量が大きいので、気筒２の温度上昇が著しく、ノッキングが起こり易い。そこで、このようなノッキングを回避するために、前記ステップＳ１２では点火タイミングをリタードさせている。すなわち、第２運転領域Ｂは、ノッキング抑制のために点火タイミングのリタードを行うエンジンの運転領域、つまりリタード領域である。
【００７１】
ただし、このステップＳ１２におけるリタード量（ＭＢＴからの遅角量）は相対的に小さい値に設定されている。具体的に、後述するステップＳ１７（エンジンが第３運転領域Ｃで運転されている場合）で設定されるリタード量よりも小さいリタード量に設定される。その理由は、エンジンの冷却水温Ｔｗが低温基準温度Ｔｌｏｗまで下げられるので（前記ステップＳ９〜Ｓ１１）、ノッキングが起き易い環境が改善され、そのため、点火タイミングのリタード量を減らしても、ノッキングが回避できるからである。
【００７２】
なお、図４に示すように、第２運転領域Ｂは基準速度Ｒ２に近い低速寄りほど高負荷寄りに縮小され、定格速度Ｒ３に近い高速寄りほど低負荷寄りまで拡大されている。その理由は、高速時は単位時間当たりの発生熱量が大きいため、ひとたびノッキングが起きると重大な事態になる。そのため、高速時は低速時に比べて低負荷寄りまで広い範囲で点火タイミングをリタードさせる必要があるからである。
【００７３】
次いで、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１１からの燃料噴射量を三元触媒の排気浄化能力が最も良くなる理論空燃比（λ＝１）が実現する燃料噴射量に設定する（ステップＳ１３）。
【００７４】
前記ステップＳ７でＮＯと判定された場合、つまり、エンジンが第３運転領域Ｃで運転されていることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、冷却水の基準温度（切替弁３４が開弁される温度）として、前記ノーマル基準温度Ｔｈｉｇｈよりも低い値である低温基準温度Ｔｌｏｗを設定する処理を実行する（ステップＳ１４）。なお、低温基準温度Ｔｌｏｗの値は、例えば７８℃とすることができる。
【００７５】
次いで、ＥＣＵ５０は、水温センサＳＮ３から得られる情報に基いて、現在のエンジンの冷却水温Ｔｗが、前記ステップＳ１４で設定した低温基準温度Ｔｌｏｗ以上であるか否かを判定する処理を実行する（ステップＳ１５）。そして、ここでＹＥＳと判定されてＴｗ≧Ｔｌｏｗであることが確認された場合に、切替弁３４を開弁させて冷却水をラジエータ３３に流入させる処理を実行する（ステップＳ１６）。これにより、ラジエータ３３で熱交換が行われて冷却水が冷却され、冷却水温Ｔｗが低下し始める。一方、冷却水温Ｔｗが低温基準温度Ｔｌｏｗを下回ると（ステップＳ１５でＮＯ）、切替弁３４が閉じられるので、それ以上冷却は進行しなくなり、冷却水温Ｔｗは低温基準温度Ｔｌｏｗの近傍値に維持される。
【００７６】
次いで、ＥＣＵ５０は、点火プラグ１２の点火タイミングをＭＢＴよりも所定量リタード（遅角）させる処理を実行する（ステップＳ１７）。すなわち、点火プラグ１２の点火タイミングは、特に支障のない限り、最もトルクの出るタイミングであるＭＢＴに設定されるが（ステップＳ５参照）、ステップＳ１７では、点火タイミングが前記ＭＢＴよりも所定のクランク角分だけ遅く設定される。
【００７７】
前記のように点火タイミングをリタードさせるのは、第３運転領域Ｃでの異常燃焼を回避するためである。すなわち、第３運転領域Ｃはスロットル全開域を含む高負荷域に設定されているので、燃料噴射量が増量され、発生熱量が大きいので、気筒２の温度上昇が著しく、ノッキングが起こり易い。そこで、このようなノッキングを回避するために、前記ステップＳ１７では点火タイミングをリタードさせている。すなわち、第３運転領域Ｃは、ノッキング抑制のために点火タイミングのリタードを行うエンジンの運転領域、つまりリタード領域である。
【００７８】
しかも、このステップＳ１７におけるリタード量（ＭＢＴからの遅角量）は相対的に大きい値に設定されている。具体的に、前述したステップＳ１２（エンジンが第２運転領域Ｂで運転されている場合）で設定されるリタード量よりも大きいリタード量に設定される。その理由は、エンジンの冷却水温Ｔｗが低温基準温度Ｔｌｏｗまで下げられても（前記ステップＳ１４〜Ｓ１６）、高負荷域に設定された第３運転領域Ｃでは発生熱量が過大なため、ノッキングが起き易い環境が維持され、そのため、点火タイミングのリタード量を大きくして、ノッキングを回避する必要があるからである。
【００７９】
次いで、ＥＣＵ５０は、インジェクタ１１からの燃料噴射量を空燃比が理論空燃比（λ＝１）よりもリッチとなる燃料噴射量に設定する（ステップＳ１８）。その理由は、点火タイミングをリタードさせると（しかも第３運転領域Ｃでは点火タイミングを大きくリタードさせている）、トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があるからである。また、点火タイミングをリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなるので、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒２の温度を下げる必要があるからである。
【００８０】
なお、前記ステップＳ８でＮＯと判定されて現在のギア段が所定の段位未満であることが確認された場合、ＥＣＵ５０は、ステップＳ３〜Ｓ６を実行する。つまり、ＥＣＵ５０は、エンジンが第２運転領域Ｂで運転されているけれども、第１運転領域Ａで運転されているときと同じ動作を行う。ただし、その動作内容はすでに述べたので説明は省略する。
【００８１】
（４）作用等
前記実施形態に係る火花点火式エンジンは、エンジン本体１を冷却する冷却機構３０と、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃにおいて点火時期のリタードを行うＥＣＵ５０とを備える。ＥＣＵ５０は、第２運転領域Ｂでは、第１運転領域Ａに比べて、冷却機構３０の冷却能力を高く設定する（ステップＳ９でＴｌｏｗ＜Ｔｈｉｇｈ）。すなわち、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃがリタード領域である火花点火式エンジンにおいて、リタード領域である第２運転領域Ｂでは、リタード領域でない第１運転領域Ａに比べて、冷却機構３０の冷却能力が高く設定されるので、以下のような理由により、リタード領域である第２運転領域Ｂで冷却機構３０の冷却能力が高く設定されないときに増大する燃費低下の問題が低減される。
【００８２】
まず、中負荷域において、第２運転領域Ｂは第１運転領域Ａに比べて高速側にあるから、単位時間当たりの発生熱量が大きい。そのため、第２運転領域Ｂはノッキングを抑制するためにリタード領域とされている。
【００８３】
そして、点火時期をリタードさせると、その分トルクが減るので、燃料噴射量を増やしてトルクを補う必要があり、燃費が低下するという問題がある。また、点火時期をリタードさせると、燃料が後燃えしたり燃焼ガスの膨張が少なくなることで排気ガス温度が高くなるので、異常燃焼防止等の観点から、燃料噴射量を増やして余った燃料の気化潜熱で気筒２の温度を下げることが行われ、この点からも燃費が低下するという問題がある。
【００８４】
そこで、ＥＣＵ５０は、同じエンジン中負荷域の中でも、リタード領域である第２運転領域Ｂでは、リタード領域でない第１運転領域Ａに比べて、冷却機構３０の冷却能力を高く設定した（ステップＳ９でＴｌｏｗ＜Ｔｈｉｇｈ）ものである。これにより、第２運転領域Ｂでは、エンジン本体１の冷却が強化されてエンジン本体１の温度が低下し、ノッキングが抑制される。そのため、リタード量を少なくして点火タイミングをアドバンスできるので（エンジンが第３運転領域Ｃで運転されている場合は、ステップＳ１７で、リタード量が相対的に大きくされるのに対し、エンジンが第２運転領域Ｂで運転されている場合は、ステップＳ１２で、リタード量が相対的に小さくされる。すなわち、点火タイミングがアドバンスされる。）、トルクが上昇して、燃費が向上する。また、リタード量の減少により排気ガス温度が低下するので、燃料噴射量を少なくして混合気をリーン化でき（エンジンが第３運転領域Ｃで運転されている場合は、ステップＳ１８で、空燃比が理論空燃比よりもリッチ（λ＜１）とされるのに対し、エンジンが第２運転領域Ｂで運転されている場合は、ステップＳ１３で、空燃比がそれよりもリーンな理論空燃比（λ＝１）とされる。）、この点からも燃費が向上する。
【００８５】
特に、前述したように、本実施形態では、第２運転領域Ｂにおいて、エンジン本体１の有効圧縮比をガソリンエンジンとしては高めの値である１０以上に設定している。そのため、第２運転領域Ｂでは本来的にノッキングが起き易いので、傾向としては、第２運転領域Ｂにおける点火タイミングのリタード量は大きくなる傾向にある。しかし、本実施形態では、第２運転領域Ｂでエンジン本体１の冷却を強化してリタード量を減少（点火進角）させるので、図６に示すように、同じ進角量でも、リタード量が大きい状態での点火進角はリタード量が小さい状態での点火進角に比べてトルクの上昇が大きいことから、燃費向上効果がより大きいものとなる。
【００８６】
以上により、本実施形態によれば、リタード領域である第２運転領域Ｂにおける燃費低下の問題が低減されて、第２運転領域Ｂにおける燃費性能を改善することが可能な火花点火式エンジンの制御装置が提供される。
【００８７】
図７は、回転速度一定（図４に示す回転速度Ｒｘ）の条件下で本実施形態に係るエンジンを運転したときのエンジン負荷と燃費との関係を示すグラフである。図中、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃで冷却機構３０の冷却能力を高く設定し、エンジン本体１の冷却を強化した場合（つまりステップＳ９〜Ｓ１１及びステップＳ１４〜Ｓ１６を行った場合）を実線（ｉ）で示し、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃで冷却機構３０の冷却能力を高く設定せず、エンジン本体１の冷却を強化しなかった場合（つまりステップＳ９〜Ｓ１１及びステップＳ１４〜Ｓ１６に代えてステップＳ３，Ｓ４を行った場合）を破線（ｉｉ）で示している。
【００８８】
図示したように、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃで冷却機構３０の冷却能力を第１運転領域Ａよりも高く設定した場合（ｉ）は、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃで冷却機構３０の冷却能力を第１運転領域Ａと同じ程度に設定した場合（ｉｉ）に比べて、燃費性能が顕著に向上している。これは、ケース（ｉｉ）では、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃでのエンジン本体１の冷却が不足してノッキングの程度が激しくなり、リタード量が増大し、トルクを補うための燃料噴射量が増え、かつ、排気ガス温度が高くなって、気筒２の温度を下げるための燃料噴射量が増えた（したがって第２運転領域Ｂでも空燃比が理論空燃比よりもリッチ（λ＜１）とされている）のに対し、ケース（ｉ）では、第２運転領域Ｂ及び第３運転領域Ｃでのエンジン本体１の冷却が強化されてノッキングの程度が縮小し、リタード量が減少し、トルクを補うための燃料噴射量が減り、かつ、排気ガス温度が低くなって、気筒２の温度を下げるための燃料噴射量が減ったあるいはゼロになった（したがって第２運転領域Ｂでは空燃比が理論空燃比（λ＝１）とされている）からである。
【００８９】
一方で、リタードしても排気温度が信頼性を低下させるほどに上昇しない第１運転領域Ａでは、第２運転領域Ｂに比べて、冷却機構３０の冷却能力が低く設定される（ステップＳ３でＴｈｉｇｈ＞Ｔｌｏｗ）ので、エンジン本体１が過度に冷却されることがない。そもそも、低速域は、回転速度が低いためにピストン５の移動速度が遅く、したがって気筒２内での混合気の流動性ないしミキシングが低下し易く、その結果、燃料の気化霧化にかかる時間が長くなって、未燃のＨＣ（Ｒａｗ  ＨＣ）が発生し易い。これに対し、前記実施形態によれば、そのような第１運転領域Ａにおいて、エンジン本体１が過度に冷却されないので、前記のような筒内流動ないしミキシングの低下を助長するようなことがなく、前記未燃ＨＣの発生量の増大が防止される。また、エンジン本体１が過度に冷却されることがないから、エンジンオイルの粘度上昇に起因する種々のフリクションロス（ピストン５の摺動抵抗等）の増大も防止される。これらにより、リタード領域でない第１運転領域Ａにおいても燃費の低下が防止される。
【００９０】
また、前記実施形態では、たとえ第２運転領域Ｂでの運転であっても、変速機４０のギア段が低いとき（ステップＳ８でＮＯ）は、前記冷却能力を高める制御が実行されないので、エンジン本体１の温度が実際に低下するまでの遅れ時間を考慮した適正な条件下で無駄なく冷却能力を高めることができる。すなわち、変速機４０のギア段が低いときは、エンジンの運転ポイントの移動が激しく、また、すぐにシフトアップされる（変速段が高速ギア段に変更される）可能性がある。このため、ギア段が低いときに冷却能力を高めても、実際にエンジン本体１の各気筒２の温度が下がったときには、すでに第２運転領域Ｂ以外の運転領域に移動していることがあり得るし、これでは冷却能力を高める意味がなくなってしまう。これに対し、前記実施形態のように、冷却能力を高める制御を、変速機４０のギア段が高いとき、つまり、運転ポイントの移動が緩やかで（つまり巡航に近い状態で）、直ちには第２運転領域Ｂを外れないと予想されるときにのみ許容した場合には、エンジン本体１の温度が実際に低下するまでに多少の遅れ時間があっても、第２運転領域Ｂでの運転中にエンジン本体１の温度を充分に低下させられると考えられるので、冷却能力が高める制御が無駄になることがない。
【００９１】
また、前記実施形態において、冷却機構３０は、冷却水が循環する冷却水路３２と、冷却水を熱交換により冷却するラジエータ３３と、冷却水の温度が予め設定された基準温度以上のときに開弁することにより、冷却水路３２を通じてラジエータ３３に流入する冷却水の流れを許容する切替弁３４とを備えており、ＥＣＵ５０は、上述した冷却機構３０の冷却能力を高める制御として、前記基準温度を下げる（Ｔｌｏｗに設定する）制御を実行する。このような構成によれば、切替弁３４が開弁する温度である基準温度を変化させるだけの簡単な構成で、冷却機構３０の冷却能力を適正に調整することができる。
【００９２】
また、前記実施形態に係るエンジンは、エンジン本体１の幾何学的圧縮比が１２以上とされており、ガソリンエンジンとしては高めの圧縮比に設定されているため、本来的にノッキングが起き易い。これに対し、前記実施形態では、前記のような冷却水温Ｔｗの制御を行い、リタード領域における燃費性能が改善されるので、高圧縮比化に伴う熱効率の向上と相俟って、より優れた燃費性能を得ることが可能になる。
【００９３】
なお、前記実施形態では、切替弁３４が開弁する温度である基準温度を下げる（つまりラジエータ３３への冷却水の流入をより低い温度条件から許可する）ことにより、冷却機構３０の冷却能力を高めるようにしたが、冷却能力は、前記のような基準温度の変更によらない他の方法によっても高めることが可能である。
【００９４】
例えば、冷却水ポンプ３１として、電気モータで駆動される電動式のポンプを設け、電気モータの回転速度を調整して冷却水の流量を変化させることにより、冷却能力を制御するようにしてもよい。
【００９５】
あるいは、図８に示すように、冷却機構３０の冷却能力を高めるための装置として、グリルシャッタ（風量調節手段）３６を設けてもよい。このグリルシャッタ３６は、ラジエータ３３の車両前方に配置されたフロントグリル３５の内部に収容されており、フロントグリル３５の空気導入口の開口面積を増大したり減少したり可変に調節するものである。グリルシャッタ３６によりフロントグリル３５の開口面積が増大されてラジエータ３３に吹き付けられる空気（走行風）の流量が増加すれば（高まれば）、それに伴って冷却機構３０の冷却能力が高められ、冷却水温が急速に低下することになる。
【００９６】
したがって、このグリルシャッタ３６を開閉制御してフロントグリル３５の空気導入口からラジエータ３３に吹き付けられる空気（走行風）の流量を調節して変化させることにより、ラジエータでの熱変換量を調節して変化させて、冷却機構３０の冷却能力を適正かつ確実に調整し制御することが可能となる。
【００９７】
また、風量調節手段としてのグリルシャッタ３６に代えてファンを用い、ファンを回転駆動してラジエータ３３に空気（風）を当て、その空気の風量を調節してもよい。
【００９８】
また、前記実施形態では、エンジン本体１の幾何学的圧縮比を１２以上に設定したが、オクタン価（ＲＯＮ）が高いガソリンを燃料として用いる場合には、ノッキング等の異常燃焼が相対的に起き難くなるので、幾何学的圧縮比をさらに高く設定してもよい。具体的には、オクタン価が９５以上のガソリンを燃料として用いる場合には、幾何学的圧縮比を１３以上とすることができる。逆に、オクタン価が９１以上９５未満である場合には、やはり前記実施形態のように、幾何学的圧縮比を１２以上とするのがよい。
【００９９】
また、前記実施形態では、ステップＳ１３で空燃比を理論空燃比とした（λ＝１）が、冷却機構３０の冷却能力を高めない場合に比べてリーンであればよく、必ずしもλ＝１にする必要はない。
【符号の説明】
【０１００】
１    エンジン本体
２    気筒
１５  クランク軸（出力軸）
３０  冷却機構
３２  冷却水路
３３  ラジエータ
３４  切替弁
３５  フロントグリル
３６  グリルシャッタ（風量調節手段）
４０  変速機
５０  ＥＣＵ（制御手段）
Ａ    第１運転領域
Ｂ    第２運転領域
Ｃ    第３運転領域
【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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