(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンとシリンダとの相対的位置関係を変化させることにより機械的な圧縮比を可変とする可変圧縮比機構を備えるとともに、燃焼室内に燃料を直接に噴射する燃料噴射弁を備えてなる内燃機関の制御装置であって、
少なくとも全開を含む機関高負荷域において、排気上死点でのピストン位置が相対的に低くなるように機械的な圧縮比を低圧縮比に制御するとともに、燃焼室内で混合気を形成して点火プラグによって点火される燃料の燃料噴射期間が排気上死点をまたぐように燃料噴射開始時期を排気上死点前とし、
機関低負荷側においては、排気上死点でのピストン位置が相対的に高くなるように機械的な圧縮比を高圧縮比に制御するとともに、上記燃料噴射開始時期を排気上死点後の吸気行程中とする、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
上記可変圧縮比機構は、複リンク式ピストンクランク機構からなり、かつ同一行程の単リンク式ピストンクランク機構に比較して上死点付近でのピストン上昇速度が小さくなるように、リンクジオメトリが設定されている、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
上記可変圧縮比機構は、複リンク式ピストンクランク機構からなり、かつ低圧縮比に設定した状態での上死点付近でのピストン上昇速度が、高圧縮比に設定した状態のときに比べて小さくなるように、リンクジオメトリが設定されている、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】
機関高負荷域において排気上死点前となった燃料噴射開始時期に対応して、排気弁閉時期を排気上死点前に進角させる、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】
ピストンとシリンダとの相対的位置関係を変化させることにより機械的な圧縮比を可変とする可変圧縮比機構を備えるとともに、燃焼室内に燃料を直接に噴射する燃料噴射弁を備えてなる内燃機関において、
少なくとも全開を含む機関高負荷域において、排気上死点でのピストン位置が相対的に低くなるように機械的な圧縮比を低圧縮比に制御するとともに、燃焼室内で混合気を形成して点火プラグによって点火される燃料の燃料噴射期間が排気上死点をまたぐように燃料噴射開始時期を排気上死点前とし、
機関低負荷側においては、排気上死点でのピストン位置が相対的に高くなるように機械的な圧縮比を高圧縮比に制御するとともに、上記燃料噴射開始時期を排気上死点後の吸気行程中とする、内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼室内に燃料を直接に噴射し、生成された混合気に点火プラグによって点火を行う内燃機関に関し、特に、可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の機械的圧縮比を変更する可変圧縮比機構は、従来から種々の形式のものが知られている。例えば、複リンク式ピストンクランク機構のリンクジオメトリの変更によってピストン上死点位置を上下に変位させるようにした可変圧縮比機構が本出願人らによって多数提案されている。また、クランクシャフトの中心位置に対しシリンダの位置を上下に変位させることで同様に機械的圧縮比を変化させるようにした可変圧縮比機構も公知である。【０００３】
一方、燃焼室内に臨んで燃料噴射弁を配置し、筒内に燃料を直接に噴射するようにした筒内直接噴射式の火花点火内燃機関が公知である。このような筒内直接噴射式の内燃機関においては、特許文献１に記載されているように、特に高負荷域などで均質燃焼とする際には、吸気行程中に燃料噴射が行われる。このように吸気行程中に設定される燃料噴射期間は、燃料噴射量に比例した実時間ベースのものとなるので、高速高負荷ほどクランク角としては長くなり、燃料噴射弁の噴射率（単位時間当たりの噴射量）が小さいと、高速高負荷域では吸気下死点よりも後まで燃料噴射が終了せず、燃料の気化や混合が悪化する。【０００４】
特許文献１はこのような問題に対し、高速高負荷域で一対の吸気弁のリフト特性に差を与え、スワールを生成することで、燃料の気化および混合を促進するようにしている。【０００５】
ここで、特許文献１では、高負荷域での燃料噴射開始時期をちょうど排気上死点（吸気上死点とも呼ばれる）とした例が開示されているが、このように排気上死点で燃料噴射を開始すると、噴射された燃料がピストンに衝突して付着し、高負荷域でのスモーク発生の要因となるので、一般には、排気上死点よりも多少遅れた時期に燃料噴射が開始される。【０００６】
上記特許文献１に記載されているように、高負荷時に燃料噴射終了時期が過度に遅くなると、燃料噴霧の気化および混合に必要な時間が確保できずに、燃焼が悪化する。他方、燃料噴射開始時期を排気上死点に近付けると、ピストンへの燃料の衝突・付着によってスモークが増大する。従って、燃料噴射弁の噴射率をある程度大きく確保せざるを得ないこととなるが、燃料噴射弁の噴射率が大きいと、燃料噴射量が少ないときに噴射期間（つまり燃料噴射弁の開期間）が過度に短くなり、計量精度が低下する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１０６１７７号公報
【発明の概要】
【０００８】
この発明は、特許文献１のような気化・混合促進とは異なるアプローチでもって高負荷域での比較的長い噴射期間に対処し、燃料噴射弁の噴射率を比較的小さく設定できるようにすることを目的とする。
【０００９】
この発明は、ピストンとシリンダとの相対的位置関係を変化させることにより機械的な圧縮比を可変とする可変圧縮比機構を備えるとともに、燃焼室内に燃料を直接に噴射する燃料噴射弁を備えてなる内燃機関の制御装置ないし制御方法であって、
少なくとも全開を含む機関高負荷域において、排気上死点でのピストン位置が相対的に低くなるように機械的な圧縮比を低圧縮比に制御するとともに、燃焼室内で混合気を形成して点火プラグによって点火される燃料の燃料噴射期間が排気上死点をまたぐように燃料噴射開始時期を排気上死点前とし、
機関低負荷側においては、排気上死点でのピストン位置が相対的に高くなるように機械的な圧縮比を高圧縮比に制御するとともに、上記燃料噴射開始時期を排気上死点後の吸気行程中とする。
【００１０】
さらに望ましくは、上記可変圧縮比機構は、複リンク式ピストンクランク機構からなり、かつ同一行程の単リンク式ピストンクランク機構に比較して上死点付近でのピストン上昇速度が小さくなるように、リンクジオメトリが設定されている。
【００１１】
本発明においては、燃料噴射量に対応する燃料噴射期間が長くなる高負荷域では、可変圧縮比機構による圧縮比が低圧縮比となるため、上死点におけるピストンの位置（シリンダに対する位置）が高圧縮比時に比べて低くなる。つまり、シリンダ側に配置された燃料噴射弁とピストン冠面との間の距離が、高圧縮比時に比べて拡大する。そのため、排気上死点付近において燃料噴射弁から燃料が噴射されたときに、ピストン冠面への衝突・付着が抑制される。
【００１２】
従って、燃料噴射期間が排気上死点をまたぐように燃料噴射開始時期を排気上死点前としても、スモークが生じにくくなり、燃料噴射終了時期を過度に遅らせることなく比較的長い噴射期間を許容することができる。そのため、噴射率の小さな燃料噴射弁の利用が可能となる。
【００１３】
さらに、上記可変圧縮比機構として、上死点付近でのピストン上昇速度が小さい複リンク式ピストンクランク機構を用いた場合には、噴霧に対するピストンの相対速度が小さくなることから、ピストン冠面との衝突がさらに緩和され、スモーク抑制の上でより有利となる。
【００１４】
この発明によれば、高負荷時に燃料噴射終了時期を過度に遅らせることなく比較的長い噴射期間を許容することができ、噴射率の小さな燃料噴射弁の利用が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の一実施例に係る制御装置のシステム構成を示す構成説明図。
【図２】この実施例における制御の流れを示すフローチャート。
【図３】この実施例におけるピストンストロークの特性および噴射可能期間を比較例と対比して示す特性図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、この発明の一実施例を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、この発明が適用された自動車用内燃機関１のシステム構成を示している。この内燃機関１は、例えば複リンク式ピストンクランク機構を利用した可変圧縮比機構２を備えた４ストロークサイクルのターボ過給器付きの筒内直接噴射式火花点火内燃機関であって、燃焼室３の天井壁面に、一対の吸気弁４および一対の排気弁５が配置されているとともに、これらの吸気弁４および排気弁５に囲まれた中央部に点火プラグ６が配置されている。
【００１８】
上記吸気弁４によって開閉される吸気ポート７の下方には、燃焼室３内に燃料を直接に噴射する燃料噴射弁８が配置されている。上記燃料噴射弁８は、駆動パルス信号が印加されることによって開弁する電磁式ないし圧電式の噴射弁であって、この駆動パルス信号のパルス幅に実質的に比例した量の燃料を噴射する。図示例では、斜め下方へ向かって燃料を噴射するように燃料噴射弁８が配置されている。
【００１９】
上記吸気ポート７に接続された吸気通路１８のコレクタ部１８ａ上流側には、エンジンコントローラ９からの制御信号によって開度が制御される電子制御型スロットルバルブ１９が介装されており、さらにその上流側に、ターボ過給器のコンプレッサ２０が配設されている。このコンプレッサ２０の上流側に、吸入空気量を検出するエアフロメータ１０が配設されている。
【００２０】
上記排気弁５は、該排気弁５の開閉時期を可変制御できる排気側可変動弁機構４１を備えている。この可変動弁機構４１は、開時期および閉時期を個々に独立して変更できるものであってもよく、開時期および閉時期が同時に遅進する構成のものであってもよい。本実施例では、排気側カムシャフト４２のクランクシャフト２１に対する位相を遅進させる後者の形式のものが用いられている。なお、さらに吸気弁４が同様の可変動弁機構を備えていてもよい。
【００２１】
また、排気ポート１１に接続された排気通路１２には、三元触媒からなる触媒装置１３が介装されており、その上流側に、空燃比を検出する空燃比センサ１４が配置されている。
【００２２】
上記エンジンコントローラ９には、上記のエアフロメータ１０、空燃比センサ１４のほか、機関回転速度を検出するためのクランク角センサ１５、冷却水温を検出する水温センサ１６、運転者により操作される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１７、等のセンサ類の検出信号が入力されている。エンジンコントローラ９は、これらの検出信号に基づき、燃料噴射弁８による燃料噴射量および噴射時期、点火プラグ６による点火時期、スロットルバルブ１９の開度、排気弁５の開閉時期、等を最適に制御している。
【００２３】
ここで、上記燃料噴射弁８の噴射量は、一部の運転領域を除き、上記空燃比センサ１４の検出信号に基づく公知の空燃比フィードバック制御によって理論空燃比を目標として制御される。すなわち、空燃比センサ１４の検出信号に基づいて空燃比フィードバック補正係数αが演算され、この空燃比フィードバック補正係数αを基本燃料噴射量に乗じることによって、燃料噴射弁８から噴射すべき燃料噴射量が求められる。
【００２４】
一方、可変圧縮比機構２は、特開２００４−１１６４３４号公報等に記載の公知の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、クランクシャフト２１のクランクピン２１ａに回転自在に支持されたロアリンク２２と、このロアリンク２２の一端部のアッパピン２３とピストン２４のピストンピン２４ａとを互いに連結するアッパリンク２５と、ロアリンク２２の他端部のコントロールピン２６に一端が連結されたコントロールリンク２７と、このコントロールリンク２７の他端を揺動可能に支持するコントロールシャフト２８と、を主体として構成されている。上記クランクシャフト２１および上記コントロールシャフト２８は、シリンダブロック２９下部のクランクケース内で図示せぬ軸受構造を介して回転自在に支持されている。上記コントロールシャフト２８は、該コントロールシャフト２８の回動に伴って位置が変化する偏心軸部２８ａを有し、上記コントロールリンク２７の端部は、詳しくは、この偏心軸部２８ａに回転可能に嵌合している。上記の可変圧縮比機構２においては、コントロールシャフト２８の回動に伴ってピストン２４の上死点位置が上下に変位し、従って、機械的な圧縮比が変化する。
【００２５】
また、上記可変圧縮比機構２の圧縮比を可変制御する駆動機構として、クランクシャフト２１と平行な回転中心軸を有する電動モータ３１がシリンダブロック２９下部に配置されており、この電動モータ３１と軸方向に直列に並ぶように減速機３２が接続されている。この減速機３２としては、減速比の大きな例えば波動歯車機構が用いられており、その減速機出力軸３２ａは、電動モータ３１の出力軸（図示せず）と同軸上に位置している。従って、減速機出力軸３２ａとコントロールシャフト２８とは互いに平行に位置しており、両者が連動して回動するように、減速機出力軸３２ａに固定された第１アーム３３とコントロールシャフト２８に固定された第２アーム３４とが中間リンク３５によって互いに連結されている。
【００２６】
すなわち、電動モータ３１が回転すると、減速機３２により大きく減速された形で減速機出力軸３２ａの角度が変化する。この減速機出力軸３２ａの回動は第１アーム３３から中間リンク３５を介して第２アーム３４へ伝達され、コントロールシャフト２８が回動する。これにより、上述したように、内燃機関１の機械的な圧縮比が変化する。なお図示例では、第１アーム３３および第２アーム３４が互いに同方向に延びており、従って、例えば減速機出力軸３２ａが時計回り方向に回動するとコントロールシャフト２８も時計回り方向に回動する関係となっているが、逆方向に回動するようにリンク機構を構成することも可能である。
【００２７】
上記可変圧縮比機構２の目標圧縮比は、エンジンコントローラ９において、機関運転条件（例えば要求負荷と機関回転速度）に基づいて設定され、この目標圧縮比を実現するように上記電動モータ３１が駆動制御される。
【００２８】
図２は、上記エンジンコントローラ９において内燃機関１の運転中に所定時間毎に繰り返し実行される本実施例の制御の流れを示すフローチャートである。
【００２９】
先ずステップ１では、吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとを読み込む。吸入空気量Ｑａはエアフロメータ１０の検出値であり、回転速度Ｎｅはクランク角センサ１５の検出信号から逐次計算される。
【００３０】
ステップ２では、吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅと所定の係数Ｋとから、前述した基本燃料噴射量に相当する基本燃料噴射パルス幅Ｔｐを算出する。基本燃料噴射パルス幅Ｔｐは、空燃比が理論空燃比となる燃料噴射量に相当する燃料噴射弁８の駆動パルス幅である。
【００３１】
ステップ３では、前述した空燃比フィードバック補正係数αの算出あるいは設定を行う。空燃比フィードバック制御条件が成立している場合、空燃比センサ１４の検出信号に基づき、空燃比を理論空燃比にするための空燃比フィードバック補正係数αが算出される。空燃比フィードバック制御条件が不成立である場合は、オープンループ制御となるため、空燃比フィードバック補正係数αは１に設定される。
【００３２】
ステップ４では、空燃比のオープンループ制御の際に必要な目標当量比ＴＦＢＹＡの算出あるいは設定を行う。空燃比フィードバック制御条件が成立している場合は、目標当量比ＴＦＢＹＡは１に固定的に設定される。空燃比フィードバック制御条件が不成立であってオープンループ制御となる場合には、必要な燃料増量を行うために、１よりも大きな値として設定される。例えば、オープンループ制御となる高負荷域では、吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに基づき、１よりも大きな目標当量比ＴＦＢＹＡが設定される。
【００３３】
そして、ステップ５では、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐに目標当量比ＴＦＢＹＡおよび空燃比フィードバック補正係数αを乗じて、燃料噴射パルス幅Ｔｉを算出する。図示しない燃料噴射制御ルーチンにより、この燃料噴射パルス幅Ｔｉに応じた噴射弁開駆動信号が後述する噴射時期において各気筒の燃料噴射弁８に送られることで、燃料噴射パルス幅Ｔｉに実質的に比例した量の燃料が各気筒の筒内に噴射される。なお、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐおよび燃料噴射パルス幅Ｔｉは、いずれも実時間ベースの値である。
【００３４】
一方、ステップ６では、吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに基づき、目標圧縮比ｔεを算出する。具体的には、負荷に相当する吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとをパラメータとして目標圧縮比ｔεが割り付けられた制御マップから、そのときの吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに対応する値をルックアップする。目標圧縮比ｔεは、対応する吸入空気量Ｑａ（負荷）と回転速度Ｎｅの下においてノッキングが発生せず、かつ、熱効率が最良となる機械的圧縮比であり、予め実験により適合されている。基本的には、低負荷側では目標圧縮比ｔεは高く設定されており、負荷が高いほどノッキングに制約されて低い目標圧縮比ｔεとなる。
【００３５】
ステップ７では、吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに基づき、燃料噴射開始時期ＩＴを算出する。具体的には、負荷に相当する吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとをパラメータとして燃料噴射開始時期ＩＴが割り付けられた制御マップから、そのときの吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに対応する値をルックアップする。上記制御マップの値は、後述するように、噴射された燃料の気化・混合に必要な時間の確保ならびに噴霧のピストン２４との衝突に起因したスモーク発生の回避を考慮して最適となるように割り付けられているものであり、低中負荷域では、燃料噴射開始時期ＩＴは、吸気行程中に設定されている。そして、少なくとも全開条件（燃料噴射パルス幅Ｔｉが最大となる運転条件）を含む所定の高負荷域では、燃料噴射期間が排気上死点をまたぐように、燃料噴射開始時期ＩＴは排気行程後期つまり排気上死点よりも進角側に設定されている。
【００３６】
なお、本発明が対象とするところではないが、仮に所定の低中負荷域において成層燃焼を行う場合には、燃料噴射開始時期ＩＴは、対応する運転領域で圧縮行程後期に設定されることとなる。
【００３７】
ステップ８では、吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに基づき、排気弁閉時期ＥＶＣを算出する。やはり負荷に相当する吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとをパラメータとして排気弁閉時期ＥＶＣが割り付けられた制御マップから、そのときの吸入空気量Ｑａと回転速度Ｎｅとに対応する値をルックアップする。上記制御マップの値は、少なくとも高負荷域では上記の燃料噴射開始時期ＩＴを考慮したものとして設定されており、上死点付近で噴射された燃料が排気弁５を通して排気ポート１１側へ吹き抜けることがないように、排気弁閉時期ＥＶＣも排気上死点よりも進角側の値となる。排気側可変動弁機構４１は、この排気弁閉時期ＥＶＣを実現するように制御される。
【００３８】
次に、図３を参照して、上記実施例の作用について説明する。図３は、クランク角に対するピストン２４の位置つまりピストンストロークの特性を示しており、特性ａは、上記可変圧縮比機構２が高圧縮比（例えば制御可能な最も高い圧縮比）状態にあるときのピストンストローク特性、特性ｂは、上記可変圧縮比機構２が低圧縮比（例えば制御可能な最も低い圧縮比）状態にあるときのピストンストローク特性である。特性ｃは、参考例として、一般的な単リンク式ピストンクランク機構を備えた固定圧縮比機関のピストンストローク特性を示しており、特に、実施例の可変圧縮比機構２が高圧縮比制御状態であるときと同一の機械的圧縮比および行程を有する固定圧縮比機関の特性を示している。
【００３９】
高負荷時（つまり燃料噴射パルス幅Ｔｉが長いとき）において燃料の噴射が可能なクランク角期間は、燃料噴射開始時期に対する制限となるスモーク限界と、燃料噴射終了時期に対する制限となる気化・混合限界と、で定まる。一般的な単リンク式ピストンクランク機構を備えた特性ｃの固定圧縮比機関においては、排気上死点よりも僅かに遅角側のＬｉｍ１として示すクランク角がスモーク限界となる。排気上死点付近では、燃料噴射弁８の先端噴孔とピストン２４冠面との距離が非常に短くなり、噴射された燃料噴霧がすぐにピストン２４冠面に衝突して該冠面や周囲の燃焼室壁面に液状のまま付着するため、スモークが増加する。従って、Ｌｉｍ１として示すスモーク限界よりも進角側（排気上死点寄り）では燃料を噴射することができない。また、図にＬｉｍ２として示す気化・混合限界は、噴射された燃料噴霧の気化・混合に必要な時間を確保するために定まる限界であり、一般に、吸気下死点よりも僅かに遅角側となる。これよりも遅くまで燃料噴射が継続すると、十分な気化・混合が行えず、好ましくない。そのため、図中に「従来の噴射可能クランク期間」として示すように、一般的な単リンク式ピストンクランク機構では、排気上死点よりも遅角側のＬｉｍ１から吸気下死点後のＬｉｍ２までの期間Ｔ１内で、燃料噴射が開始しかつ終了する必要がある。噴射期間の長短は、燃料噴射弁８の噴射率（単位時間当たりの噴射量）に依存するので、高負荷時に必要な量の燃料を比較的短い期間Ｔ１内に噴射しようとすると、それだけ噴射率の大きな燃料噴射弁８が必要となる。一方、このように噴射率の大きな燃料噴射弁８では、アイドル時や分割噴射時など少量の燃料噴射を行う際の噴射パルス幅が短くなり、計量精度が低下する。
【００４０】
上記のような固定圧縮比機関に対し、本実施例の可変圧縮比機構２を備えた内燃機関１においては、高圧縮比制御状態（特性ａ）では排気上死点付近でのピストン２４の位置が固定圧縮比機関の特性ｃと大差がないものの、低圧縮比制御状態（特性ｂ）では、排気上死点付近でのピストン２４の位置が低くなり、燃料噴射弁８とピストン２４冠面との間の距離が拡大する（拡大量を図中に符号Ｈで示す）。そのため、排気上死点付近で燃料噴射を行っても、ピストン２４冠面への噴霧の衝突によるスモークの発生が相対的に緩和されることとなり、スモーク限界が図にＬｉｍ３として示すように排気上死点よりも進角側となる。低圧縮比制御状態でも気化・混合限界となるＬｉｍ２には特に影響がないので、噴射可能なクランク期間は、Ｌｉｍ３からＬｉｍ２までの期間Ｔ２となり、固定圧縮比機関の場合の期間Ｔ１よりも長くなる。
【００４１】
上記実施例では、全開条件を含む所定の高負荷域では、可変圧縮比機構２の目標圧縮比ｔεが最低圧縮比（制御可能な最も低い圧縮比）もしくはその近傍となり、同時に、燃料噴射開始時期ＩＴが上記のスモーク限界Ｌｉｍ３を考慮して排気上死点よりも進角側に設定される。つまり、排気上死点をまたいで燃料噴射期間が設定される。そのため、噴射率が比較的小さい燃料噴射弁８であっても、全開時に必要な燃料を図３に示した期間Ｔ２内に噴射することが可能となり、スモークの悪化や気化・混合の悪化を来すことがない。また、噴射率の小さな燃料噴射弁８を用いれば、少量の燃料噴射の際の計量精度が向上する。
【００４２】
ところで、上記実施例の複リンク式ピストンクランク機構を用いた可変圧縮比機構２は、特に、単リンク式ピストンクランク機構による特性ｃに比較して、上死点付近でのピストン２４の上昇速度が小さくなるように、そのリンクジオメトリが設定されている。つまり、特性ａ，ｂの上死点付近での勾配は、特性ｃの勾配よりも緩やかである。さらに低圧縮比制御状態における上死点付近でのピストン２４の上昇速度が、高圧縮比制御状態でのピストン２４の上昇速度に比較して小さい。つまり、特性ｂの上死点付近での勾配は、特性ａの勾配よりも僅かに緩やかである。
【００４３】
このように上死点付近でのピストン２４の上昇速度が小さいことにより、上死点付近で噴射された燃料がピストン２４冠面に衝突する際の相対速度が小さくなる。従って、それだけ液状燃料のピストン２４への付着や周囲の燃焼室壁面への付着が抑制され、スモーク低減の上で有利となる。
【００４４】
一方、上記のように燃料噴射が排気上死点前から開始される場合に、前述したステップ８で説明したように、排気ポート１１側への燃料の吹き抜けを防止するために、排気弁閉時期ＥＶＣが燃料噴射開始時期ＩＴに対応して排気上死点よりも進角側となる。このように排気弁５が比較的早期に閉じることは残留ガスの増加などの点では必ずしも好ましくないが、複リンク式ピストンクランク機構として図３の特性ｂのように上死点付近のピストン２４の上昇速度が小さいものを用いることで、排気弁５を早期に閉じることに伴う不利益が部分的に緩和され得る。すなわち、特性ｃのように上死点付近でのピストン２４の上昇速度が大きい場合には、排気弁５を通してガスが高速で流出している途中で排気弁５が閉じられることになる。これに対し、特性ｂでは、ピストン２４の上昇行程（排気行程）の前半でのピストン２４の上昇速度が特性ｃに比べて大きく、排気行程の前半でより多くのガスが流出した後に、ガスの流出が弱まった段階で排気弁５が閉じられる形となる。そのため、排気弁５を早期に閉じることに伴う不利益が相対的に少なくなる。
【００４５】
以上、この発明の一実施例を説明したが、この発明は上記実施例に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例では、ピストン２４の上死点位置を上下に変位させることで圧縮比を変化させる可変圧縮比機構２が用いられているが、シリンダ側を上下に移動させる形式の可変圧縮比機構においても、本発明は同様に適用が可能である。
【００４６】
また、図２に示したフローチャートでは、機関運転条件に応じて燃料噴射開始時期ＩＴを優先的に決定しており、従って燃料噴射終了時期は、この燃料噴射開始時期ＩＴと燃料噴射期間（燃料噴射量）とから定まることとなるが、このような処理に代えて、燃料噴射終了時期を優先的に決定し、クランク角に換算した必要な燃料噴射期間を減じることで燃料噴射開始時期ＩＴを求めるようにしてもよい。この場合も、全開条件を含む所定の高負荷域では、燃料噴射開始時期ＩＴが排気上死点よりも進角側に与えられる。
【００４７】
また、ステップ６について説明したように、可変圧縮比機構２の目標圧縮比は基本的にノッキング回避のために高負荷ほど低い圧縮比となるように設定されているのであるが、本発明においては、このようにノッキング限界に沿った形で全開を含む所定の高負荷域の目標圧縮比を設定できるほか、排気上死点付近での燃料噴射に伴うスモーク抑制を優先するために、高負荷域の目標圧縮比をノッキング限界よりもさらに低い値に設定するようにしてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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