(57)【要約】【課題】自着火に起因する不快音を抑制する。【解決手段】燃焼室内の圧縮比を変更することのできる可変圧縮比機構を備える内燃機関を制御するための装置が提供される。該装置は、内燃機関の回転数の変化または該内燃機関のトルクの変化が、所定値以上であるかどうかを判定する判定手段と、内燃機関の燃焼室の圧縮比を検出する圧縮比検出手段と、該内燃機関の回転数またはトルクの変化が上記所定値以上であると判定されたならば、該検出された圧縮比に従って、燃料噴射弁によって燃料が噴射される燃料噴射時期を遅角させる制御手段と、を備える。自着火は、燃料が所定時間燃料室内に維持されると起こる。燃料噴射時期を遅角させることにより、該所定時間に達しにくくなり、自着火を抑制することができる。【選択図】図５
2008088813.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内の圧縮比を変更することのできる可変圧縮比機構を備える内燃機関を制御するための装置であって、
前記内燃機関の回転数の変化または該内燃機関のトルクの変化が、所定値以上であるかどうかを判定する判定手段と、
前記内燃機関の燃焼室の圧縮比を検出する圧縮比検出手段と、
前記内燃機関の回転数の変化またはトルクの変化が前記所定値以上であると判定されたならば、前記検出された圧縮比に従って、燃料噴射弁によって燃料が噴射される燃料噴射時期を遅角させる制御手段と、
を備える装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記検出された圧縮比が高いほど、前記燃料噴射時期を遅角させる量を大きくする、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
さらに、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段を備え、
前記制御手段は、さらに、前記回転数または前記トルクの前記変化前に検出された前記回転数が低いほど、前記燃料噴射時期を遅角させる量を大きくする、
請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記内燃機関は、筒内噴射式エンジンであり、前記遅角された燃料噴射時期は、該内燃機関の圧縮行程内に設定される、
請求項１に記載の装置。
【請求項５】
さらに、前記内燃機関が、暖機された状態での始動モードにあるかどうかを判定する始動モード判定手段を備え、
前記暖機された状態での始動モードにあると判定されたならば、前記制御手段は、前記検出された圧縮比に従って、燃料噴射弁によって燃料が噴射される燃料噴射時期を遅角する、
請求項１に記載の装置。
【請求項６】
前記制御手段は、さらに、前記検出された圧縮比が高いほど、前記遅角された燃料噴射時期に噴射される燃料の量を多くする、
請求項１に記載の装置。
【請求項７】
前記制御手段は、さらに、前記検出された回転数が低いほど、前記遅角された燃料噴射時期に噴射される燃料の量を多くする、
請求項３に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、可変圧縮比機構を搭載した内燃機関を制御するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関に可変圧縮比機構を搭載することが提案されている。可変圧縮比機構は、燃焼室内の圧縮比を制御することができるので、熱効率を上げることができる。下記の特許文献１には、可変圧縮比機構を搭載する内燃機関において、圧縮比によって燃焼室の容積が変化する時に、空燃比フィードバックによる燃料噴射量の調整が、吸入特性の変化に追いつかないという問題を解決する手法が記載されている。この手法によると、燃焼室の実容積の変化に基づいて、空燃比の変動に影響を及ぼす要因（たとえば、燃料噴射量、吸入空気量、ＥＧＲ量）を制御する。このような制御により、空燃比の乱れを抑制している。
【特許文献１】特開２００５−２３３０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
内燃機関の回転数が急上昇することにより、または内燃機関のトルクが急上昇することにより、内燃機関の出力が急激に増大すると、上記のような空燃比の安定化を図っても、可変圧縮比機構を備えた内燃機関においては、圧縮比に依存して自着火が発生しやすい状況となる。自着火が起こると、乗員に不快に聞こえるおそれのある音が発生するおそれがある。
【０００４】
本願発明は、このような不快音を防止するべく、可変圧縮比機構を備えた内燃機関における自着火の発生を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
この発明の一つの側面によると、燃焼室内の圧縮比を変更することのできる可変圧縮比機構を備える内燃機関を制御するための装置が提供される。該装置は、内燃機関の回転数の変化または該内燃機関のトルクの変化が、所定値以上であるかどうかを判定する判定手段と、内燃機関の燃焼室の圧縮比を検出する圧縮比検出手段と、該内燃機関の回転数の変化またはトルクの変化が上記所定値以上であると判定されたならば、該検出された圧縮比に従って、燃料噴射弁によって燃料が噴射される燃料噴射時期を遅角させる制御手段と、を備える。
【０００６】
自着火は、燃料が燃焼室内に所定時間維持されることにより生じる。この発明によると、圧縮比に従って燃料噴射時期を遅角方向に制御するので、圧縮比に従って、燃料を燃焼室内に維持する時間を短くすることができる。この結果、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、自着火を抑制することができる。また、自着火は、均質な混合気が形成されるときに発生しやすい。燃料噴射時期を遅角方向に制御すると、混合気を不均質にすることができ、よって、より自着火を抑制することができる。
【０００７】
本発明の一実施形態によると、上記制御手段は、検出された圧縮比が高いほど、燃料噴射時期を遅角させる量を大きくする。
【０００８】
圧縮比が高いほど、燃焼室内の圧力および温度が高くなり、よって、自着火を起こすまでの上記所定時間が短くなる。この発明によれば、圧縮比が高いほど燃料噴射時期を遅らせることにより、燃料が燃焼室内に維持される時間を短くすることができる。
【０００９】
本発明の一実施形態によると、内燃機関の回転数を検出する手段を備える。上記制御手段は、さらに、上記回転数またはトルクの変化前に検出された内燃機関の回転数が低いほど、燃料噴射時期を遅角させる量を大きくする。
【００１０】
内燃機関の回転数が低いほど、吸入空気量が多くなり、圧縮比を高めやすい。また、回転数が低いほど、燃料が燃焼室内に維持される時間が長い。このような自着火が発生しやすい状況から、内燃機関の出力が急上昇すると、自着火が生じる見込みが高くなる。この発明によれば、回転数が低いほど、すなわち自着火が生じやすい状況にあるほど、燃料噴射時期を遅らせるので、自着火をより抑制することができる。
【００１１】
本発明の一実施形態によると、内燃機関は、筒内噴射式エンジンである。遅角された燃料噴射時期は、該内燃機関の圧縮行程内に設定される。
【００１２】
この発明によれば、圧縮行程内で燃料を噴射するので、燃料が高温で燃焼室内に維持される時間を短くすることができ、よって自着火をより抑制することができる。
【００１３】
本発明の一実施形態によると、さらに、内燃機関が、暖機された状態での始動モードにあるかどうかを判定する始動モード判定手段を備える。暖機された状態での始動モードにあると判定されたならば、上記制御手段は、検出された圧縮比に従って、燃料噴射弁によって燃料が噴射される燃料噴射時期を遅角する。
【００１４】
暖機された状態での内燃機関の始動は、燃焼室内が高温であるため、自着火を起こすまでの上記所定時間が短い。また、始動時であるから、内燃期間の回転数の急激な上昇が起こる。本願発明によれば、暖機始動時には、燃料噴射時期の遅角制御を行うので、暖機始動時における自着火を、より抑制することができる。
【００１５】
本発明の一実施形態によると、上記制御手段は、さらに、検出された圧縮比が高いほど、遅角された燃料噴射時期に噴射される燃料の量を多くする。また、回転数またはトルクの変化前に検出された回転数が低いほど、噴射される燃料の量を多くしてもよい。
【００１６】
この発明によれば、燃料の気化によって燃焼室内を冷却することができるので、自着火を、より抑制することができる。
【本発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
次に図面を参照してこの発明の実施の形態を説明する。図１は、この発明の実施形態に従う、内燃機関（以下、エンジンと呼ぶ）およびその制御装置の全体的な構成図である。
【００１８】
電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」）という）１は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）およびメモリを備えるコンピュータである。メモリには、車両の様々な制御を実現するためのコンピュータ・プログラムおよび該プログラムの実施に必要なデータを格納することができる。ＥＣＵ１は、車両の各部から送られてくるデータを受け取って演算を行い、車両の各部を制御するための制御信号を生成する。
【００１９】
エンジン２は、この実施例では、筒内噴射式エンジンである。該エンジン２は、たとえば４気筒を備えており、図には、そのうちの１つの気筒のみが示されている。
【００２０】
エンジン２は、吸気弁３を介して吸気管４に連結され、排気弁５を介して排気管６に連結されている。燃料噴射弁７および点火プラグ８が、燃焼室９に臨むように取り付けられている。燃焼噴射弁７は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、燃料を噴射する。燃料を噴射する時期および噴射すべき燃料の量は、該制御信号を介してＥＣＵ１により制御される。点火プラグ８は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って火花を飛ばす。該火花により、噴射された燃料と空気の混合気が、燃焼室９内で燃焼する。
【００２１】
燃焼により混合気の体積は増大し、これによりピストン１０を下方に押し下げる。ピストン１０の往復運動は、クランク軸１１の回転運動に変換される。
【００２２】
エンジン２には、クランク角センサ１５が設けられている。クランク角センサ１５は、クランクシャフト１１の回転に伴い、ＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ１に出力する。
【００２３】
ＣＲＫ信号は、所定のクランク角で出力されるパルス信号である。ＥＣＵ１は、該ＣＲＫ信号に応じ、エンジン２の回転数ＮＥを算出する。ＴＤＣ信号は、ピストン１０のＴＤＣ位置に関連したクランク角度で出力されるパルス信号である。
【００２４】
気筒内の圧力を検出する筒内圧センサ（図示せず）が、点火プラグ８のシリンダに接する部分に埋没されている。代替的に、筒内圧センサを、燃料噴射弁７のシリンダに接する部分に埋没させてもよい。筒内圧センサは、燃焼室８内の圧力（筒内圧）に応じた信号を生成し、それを、ＥＣＵ１に送る。
【００２５】
エンジン水温（ＴＷ）センサ１６は、エンジン２のシリンダブロックの、冷却水が充満した気筒周壁（図示せず）に取り付けられる。ＴＷセンサ１６によって検出されたエンジン冷却水の温度ＴＷは、ＥＣＵ１に送られる。
【００２６】
エンジン２の吸気管４には、スロットル弁１７が設けられている。スロットル弁１７の開度は、ＥＣＵ１からの制御信号により制御される。スロットル弁１７に連結されたスロットル弁開度センサ（θＴＨ）１８は、スロットル弁１７の開度に応じた電気信号を、ＥＣＵ１に供給する。
【００２７】
吸気管圧力（ＰB）センサ１９は、スロットル弁１８の下流側に設けられている。ＰBセンサ１９によって検出された吸気管圧力ＰBはＥＣＵ１に送られる。
【００２８】
スロットル弁１７の上流には、エアフローメータ（ＡＦＭ）２０が設けられている。エアフローメータ２０は、スロットル弁１７を通過する空気量を検出し、それをＥＣＵ１に送る。
【００２９】
可変圧縮比機構２１は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、燃焼室９内の圧縮比を変更することができる機構である。可変圧縮比（Ｃｒ）センサ２２は、燃焼室内の圧縮比Ｃｒを検出するためのセンサである。可変圧縮比機構２１および可変圧縮比センサ２２は、任意の適切な手法で実現されることができる。たとえば、ピストンとクランク軸の間を複数のリンクで連結したリンク式可変圧縮機構を用いることができる。たとえばポテンショメータにより、該機構の制御軸の回転角を検出することで圧縮比を検出するセンサとして、可変圧縮比センサを実現することができる（特開２００６−２２６１３３号公報）。代替の形態として、可変圧縮比センサを、可変圧縮比機構が備えるアクチュエータの作動位置を検出するポテンショメータであるよう実現することができる。該ポテンショメータは、アクチュエータの作動位置から、圧縮比（＝吸気下死点における筒内圧の容積／圧縮上死点における筒内圧の容積）を検出することができる（特開２００３−１９３８７２号公報）。
【００３０】
この実施例では、スロットル弁によって、燃焼室内に取り込まれる吸入空気の量を制御しているが、代替的に、可変バルブ機構によって制御してもよい。可変バルブ機構は、ＥＣＵ１からの制御信号に従って、吸気バルブ３のリフト量を変更することにより、吸入空気量を調節する。
【００３１】
また、この実施例では、筒内噴射式エンジンを例にしているが、吸気管に燃料噴射弁が取り付けられた間接噴射式エンジンにも、本願発明は適用可能である。
【００３２】
自着火が、燃料を燃焼室９内に所定時間以上維持した場合に生じることが知られている。
【００３３】
図２を参照すると、自着火を起こすための該所定時間（自着火到達時間と呼ぶ）Ｔは、燃焼室９内の温度および圧力に従って変化する。燃焼室９内の圧力が高いほど、また燃焼室９内の温度が高いほど、自着火到達時間Ｔは短くなる。ここで、圧力は、前述した筒内圧センサにより検出されることができる。温度は、エンジン水温センサ１６により検出された温度を用いることができる。
【００３４】
自着火は、たとえばエンジン始動時、車両を急発進させた時、および急にアクセスを踏み込んだ時等、エンジン出力を急激に増大させた場合に生じやすい。エンジン出力は、典型的には、「エンジン回転数×エンジントルク」で表されるので、自着火は、エンジン回転数またはエンジントルクが急上昇した場合に生じやすい。たとえば、低速から急に加速すると、エンジン回転数が低い状態でスロットル弁が急に大きく開き、燃焼室内に吸入される空気量が増加する。その結果、燃焼室内の実効圧縮比すなわち圧力が増加するので、上記到達時間Ｔに達しやすくなり、自着火が起こりやすくなる。
【００３５】
他方、可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいては、熱効率を上げるために高圧縮比がしばしば実現される。圧縮比が高くなるにつれ、燃焼室９内の圧力および温度が高くなる。したがって、可変圧縮比機構を備えたエンジンの場合、上記のような自着火が、圧縮比に依存して生じやすくなる。
【００３６】
自着火が生じると、乗員に不快に聞こえるおそれのある音が発生する。したがって、本願発明は、エンジン出力が急激に増大する場合、圧縮比に従う自着火抑制を実現する。
【００３７】
本願発明の一実施例では、好ましくは、さらに以下のような要因を考慮して、自着火抑制を実現する。
【００３８】
第１の要因は、エンジンの温度である。自着火は、上記のエンジンの出力増大という条件に加え、エンジンが高温である時、すなわち暖機された状態にある時に発生する。エンジンが冷えている時には、発生しないと考えることができる。
【００３９】
第２の要因は、エンジン回転数ＮＥである。ここで図３を参照すると、スロットル弁が所与の開度（可変バルブ機構の場合は所与のリフト量）にあるとき、エンジン回転数が低くなるにつれ、吸入空気量が多くなる。これは、吸気バルブが開いている時間が長くなるためである。増大した吸入空気量は圧縮比を高くし、よって自着火到達時間Ｔに達しやすくなる。また、燃料噴射時期が所与のタイミング（所定のクランク角度）に設定されているとき、エンジン回転数が低くなるにつれ、燃料が燃焼室内に維持される時間が長くなる。これは、回転数が低くなるにつれ、時間あたりのクランク角度の変化量が少ないためである。燃料が維持される時間が長くなるにつれ、自着火到達時間Ｔに達しやすくなる。このように、エンジン回転数が低いほど、自着火が生じる見込みが高い状況となっているが、このような状況から、たとえば急加速等を行ってエンジン出力を急激に増大させようとすると、スロットル弁が急に大きく開き、燃焼室内に実際に吸入される空気量が増加する。これにより、燃焼室内の圧力が増加し、自着火到達時間Ｔにさらに達しやすくなる。結果として、自着火が発生しやすくなる。
【００４０】
図４は、可変圧縮比機構を搭載したエンジンについて、自着火に起因して発生する音をシミュレーションした一例を示す。（Ａ）は、可変圧縮比機構を搭載したエンジンが冷えた状態で始動した（冷間始動）時の、エンジン回転数の変化に対するマイク（ＭＩＣ）出力を示し、（Ｂ）は、該エンジンが暖機された状態で始動した（暖機始動）時の、エンジン回転数に対するマイク出力を示す。どちらも、圧縮比は、可変圧縮比機構により、同じ高めの値に設定されている。
【００４１】
マイクは、エンジンルームに設置された。マイク出力は、ここでは音圧（Ｐａ：パスカル）により表されている。横軸の時間スケールは、（Ａ）と（Ｂ）とで同じである。
【００４２】
時間ｔ０において、エンジンのクランキングが開始する。時間ｔ１において、エンジンが始動し、それに応答して、エンジン回転数が急上昇している。
【００４３】
（Ａ）と（Ｂ）を比較して明らかなように、エンジン回転数が急上昇する時（時間ｔ１）のマイク出力が、暖機始動時の方が、冷間始動時よりも大きい（楕円４１を参照）。前述したように、このようなマイク出力の増大の一因は、暖機始動時には燃焼室内の温度が高いために、自着火が生じているためである。このように、自着火が生じると騒音となり、乗員に不快感を与えるおそれがある。
【００４４】
車両の走行中も、エンジンは暖機された状態にある。したがって、（Ｂ）のような現象は、車両の走行中に、エンジン回転数またはエンジントルクの急上昇が生じたときにも起こりうる。
【００４５】
本願発明は、図４の（Ｂ）に示すような不快音を防止するべく、可変圧縮比機構を備えたエンジンにおいて生じやすい自着火を抑制することを目的としている。
【００４６】
図５は、本願発明の一実施例に従う、エンジンの制御装置のブロック図である。これらの機能ブロックは、典型的には、ＥＣＵ１において実現される。
【００４７】
自着火判定部５１は、エンジンが、自着火が生じやすい運転状態下にあるかどうかを判断する。前述したように、この実施例では、１）エンジン回転数ＮＥの変化が所定値以上である時、または、エンジンのトルクＴＲＱの変化が所定値以上である時、自着火が生じやすい運転状態であると判断する。エンジン回転数ＮＥの変化は、前述したように、クランク角センサ１５からの出力に基づいて計算することができる。
【００４８】
トルクＴＲＱは、任意の適切な手法で算出してよい。トルクＴＲＱとして、出力トルクを用いることができる。出力トルクは、たとえば、燃料噴射量および吸入空気量から求めることができる。または、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管圧力ＰＢに基づいて求めてもよい。代替的に、トルクＴＲＱとして、要求トルクを用いてもよい。要求トルクは、たとえば、アクセスペダルの開度に基づいて算出されることができる。この明細書で単に「トルク」というときは、出力トルクおよび要求トルクの両方を含むものとして用いられている。
【００４９】
要求トルクをトルクＴＲＱとして用いると、エンジン出力の急激な変化を実際の燃焼前に知ることができるので、自着火抑制のための制御を早めに実施することができる。一方、出力トルクをトルクＴＲＱとして用いた場合には、何らかの原因で要求トルクと出力トルクの間に差が生じた場合でも、実際のエンジン出力に適した自着火抑制制御を実現することができる。
【００５０】
本願発明の一実施形態においては、自着火判定部５１は、上記１）の条件に加え、２）エンジンが暖機されている時、自着火が生じやすい運転状態であると判断することができる。これは、上記第１の要因を考慮したものである。
【００５１】
しかしながら、車両走行中は、エンジンは通常暖機された状態にあるので、該条件２）はなくてもよい。他方、エンジンが暖機始動する時には、図４の（Ｂ）に示すように、エンジン回転数の急激な上昇を含むので、上記１）の条件に代えて、上記２）の条件が満たされるとき、自着火が生じやすい運転状態であると判断してもよい。
【００５２】
エンジンが暖機されているかどうかは、上記のエンジン水温センサ１６により検出されたエンジン水温ＴＷから判断することができる。
【００５３】
自着火抑制部５２は、自着火が生じやすい運転状態にあると判断された時に、自着火を抑制するための制御を行う。具体的には、燃料噴射弁７が燃料を噴射すべきタイミングを規定する燃料噴射時期を遅角するための量θｉｎｊ＿Ｇを求める。この遅角操作により、燃料が燃焼室内に維持される時間を短くする。自着火到達時間Ｔに達しにくくなり、自着火の発生を抑制することができる。燃料噴射時期は、典型的には、１燃焼サイクル（たとえば、４サイクルエンジンの場合、７２０度のクランク角度範囲）中のクランク角度によって特定される。
【００５４】
自着火抑制部５２は、さらに、圧縮比センサ２２により検出された圧縮比Ｃｒが大きくなるほど、遅角する量θｉｎｊ＿Ｇを大きくする。これは、前述したように、圧縮比が大きくなるほど自着火到達時間Ｔが短くなるからである。
【００５５】
遅角する量θｉｎｊ＿Ｇは、好ましくは、エンジン回転数またはエンジントルクが急激に上昇する前のエンジン回転数（以下、初期回転数と呼ぶ）が低いほど、大きくされる。これは、上記第２の要因について述べたように、初期回転数が低いほど、自着火が生じやすい状態となっているからである。
【００５６】
ここで、図６を参照すると、自着火抑制部５２が使用することのできる、圧縮比Ｃｒ、エンジン回転数ＮＥ、および燃料噴射時期を遅角させる量θｉｎｊ＿Ｇの間の関係を示すマップが示されている。このマップを、ＥＣＵ１のメモリに予め記憶し、検出されたエンジン回転数ＮＥ（初期回転数である）および圧縮比Ｃｒに基づいて該マップを参照し、遅角すべき量θｉｎｊ＿Ｇを求めることができる。該マップは、回転数ＮＥが低くなるにつれ、また圧縮比Ｃｒが高くなるにつれ、遅角量θｉｎｊ＿Ｇが大きくなるよう設定されている。
【００５７】
燃料噴射時期を遅角させることにより、筒内の混合気を不均質にすることができる。このような不均質な混合気により、自着火発生を、より効果的に抑制することができる。自着火は、均質な混合気が形成されるときに発生しやすいためである。
【００５８】
図５に戻り、自着火抑制部５２は、好ましくは、圧縮比Ｃｒの上昇に従って燃料噴射量を増大し、空燃比をリッチ化する。噴射する燃料の量が増大すると、気化熱による冷却効果があがるため、自着火を、より抑制することができる。初期回転数が低いほど、燃料噴射量を増大させるようにしてもよい。
【００５９】
ここで、図７を参照すると、自着火抑制部５２が使用することのできる、圧縮比Ｃｒと、エンジン回転数ＮＥと、増やすべき燃料噴射の量Ｋｏｕｔとの間の関係を示すマップが示されている。このマップを、ＥＣＵ１のメモリに予め記憶し、検出されたエンジン回転数ＮＥ（初期回転数である）および圧縮比Ｃｒに基づいて該マップを参照し、増加すべき燃料の量Ｋｏｕｔを求めることができる。該マップは、回転数ＮＥが低くなるにつれ、また圧縮比Ｃｒが高くなるにつれ、増加すべき燃料の量Ｋｏｕｔが大きくなるよう設定されている。
【００６０】
図５に戻り、制御部５３は、自着火抑制部５２により決定された燃料噴射時期の遅角量θｉｎｊ＿Ｇに基づいて燃料噴射時期を算出すると共に、決定された燃料噴射量の増加量Ｋｏｕｔに基づいて燃料噴射量を算出する。制御部５３は、該算出した燃料噴射時期および燃料噴射量に従って、燃料噴射弁７を制御する。
【００６１】
図１を参照して述べたように、この実施例では、エンジンは筒内噴射式であり、燃料の噴射は、ピストン１０（図１）が上昇して燃焼室内の混合気を圧縮する圧縮行程中に行われる。この圧縮行程中の噴射は、自着火抑制をより効果的なものにする。すなわち、吸入行程中に、噴射された燃料と空気の混合気が燃焼室内に吸入される間接噴射式に比べ、圧縮行程中の噴射は、燃料が燃焼室内に維持される時間を短くすることができる。
【００６２】
図８の（Ａ）は、本願発明の一実施例に従う制御装置による、エンジンが暖機始動した時の自着火抑制の効果を示す。時間ｔ０でクランキングが開始し、時間ｔ１でエンジンが始動している。比較のため、図８の（Ｂ）に、図４の（Ｂ）のマイク出力のグラフを並べて示している。両者を比較して明らかなように、本願発明に従う自着火抑制により、マイク（ＭＩＣ）の出力が大きく減少しており（楕円８１を参照）、不快音が抑制されていることがわかる。
【００６３】
図９は、本願発明の一実施例に従う、エンジンを制御するプロセスを示すフローチャートである。典型的には、このプロセスは図５に示す機能ブロックによって実現されることができる。
【００６４】
該プロセスは、所定の時間間隔で繰り返し実行される。このプロセスでは、エンジン回転数が急上昇した場合、エンジントルクが急上昇した場合、または、エンジンが暖機始動される場合に、自着火抑制制御を行う。
【００６５】
エンジン回転数およびエンジントルクは、所定の時間間隔（該プロセスが実行される間隔と同じでなくてもよい）で算出されると仮定する。
【００６６】
ステップＳ１において、エンジンが、暖機されているかどうかを判断する。一例として、エンジン水温センサ１６（図１）により検出されたエンジン水温ＴＷが所定値以上ならば、暖機されていると判断する。エンジン水温が該所定値より小さければ、エンジンは冷やされていると判断される。エンジンが冷えているときには、燃焼室内が冷えており、自着火が発生するおそれはほとんど無い。したがって、このプロセスを終える。
【００６７】
ステップＳ２において、エンジン回転数ＮＥおよびトルクＴＲＱの変化を調べる。具体的には、エンジン回転数の今回値ＮＥ（ｋ）と、前回値ＮＥ（ｋ−ｔ）の差ｄＮＥを算出する。トルクについても同様に、今回値ＴＲＱ（ｋ）と前回値ＴＲＱ（ｋ−ｔ）の差ｄＴＲＱを算出する。ここで、ｔは、エンジン回転数およびトルクを算出する所定の時間間隔を示す。
【００６８】
ステップＳ３において、エンジン回転数の変化ｄＮＥが所定値以上であるかどうか、および、トルクの変化ｄＴＲＱが所定値以上であるかどうかを調べる。これは、エンジン回転数またはトルクが、急上昇しているかどうかを調べている。
【００６９】
さらに、ステップＳ３において、エンジンが始動モード中であるかどうかを判断する。エンジンが始動モード中であれば、暖機始動を示す。こうして、エンジン回転数の変化ｄＮＥが所定値以上であるか、エンジントルクの変化ｄＴＲＱが所定値以上であるか、または暖機始動であるか、のいずれかが満たされたならば、自着火が生じやすい状態と判断する。自着火が生じやすい状態と判断されたならば、ステップＳ４に進む。そうでなければ、このプロセスを終える。
【００７０】
ステップＳ４において、圧縮比Ｃｒを検出する。圧縮比Ｃｒは、前述したように、圧縮比センサ２２（図１）により検出されることができる。
【００７１】
ステップ５において、エンジン回転数の前回値ＮＥ（ｋ―ｔ）および圧縮比Ｃｒに基づいて、図６のようなマップを参照し、燃料噴射時期を遅角すべき量θｉｎｊ＿Ｇ（ｄｅｇ）を求める。ここで、エンジン回転数の前回値ＮＥ（ｋ−ｔ）を用いているのは、前述したように、エンジン回転数またはトルクの急上昇前の回転数（初期回転数）が低いほど、自着火が発生しやすいからである。
【００７２】
ステップＳ６において、エンジン回転数の前回値ＮＥ（ｋ―ｔ）および圧縮比ＣＲに基づいて図７のようなマップを参照し、増加すべき燃料噴射量Ｋｏｕｔを求める。この例では、増加すべき燃料噴射量Ｋｏｕｔは、係数として表されている。
【００７３】
ステップＳ７において、燃料噴射量の基準値θｉｎｊ＿ｂａｓｅに、ステップＳ５で求めた遅角量θｉｎｊ＿Ｇを加算し、燃料噴射時期θｉｎｊを算出する。ここで、基準値は、自着火抑制制御が行われない通常の運転状態下で決められる値である。たとえば、エンジンの運転状態（たとえば、エンジン回転数および要求トルク）に応じた基準値を、予めマップに規定してメモリに記憶しておくことができる。エンジンの運転状態を検出して、対応する基準値を抽出することができる。
【００７４】
ステップＳ７において、さらに、燃料噴射量の基準値Ｔｏｕｔ＿ｂａｓｅに、求めた係数Ｋｏｕｔを乗算し、燃料噴射量Ｔｏｕｔを算出する。ここで、基準値は、自着火抑制制御が行われない通常の運転状態下で決められる値である。たとえば、エンジンの運転状態（たとえば、エンジン回転数および吸気管圧力）に応じた基準値を、予めマップに規定してメモリに記憶しておくことができる。エンジンの運転状態を検出して、対応する基準値を抽出することができる。
【００７５】
ステップＳ８において、ステップＳ７において算出された燃料噴射時期θｉｎｊおよび燃料噴射量Ｔｏｕｔに従って、燃料噴射弁７（図１）を制御する。
【００７６】
上記フローは、エンジンの始動中にも実行されることができるように構成されている。したがって、エンジンが暖機始動すると判断された場合には、エンジン回転数またはトルクの急上昇を判断することなく、自着火抑制制御を行っている。これは、暖機始動では、図４の（Ｂ）に示すように、エンジン回転数の急上昇が起こるからである。しかしながら、暖機始動と判断した場合でも、エンジン回転数またはトルクの急上昇の判断を行うようにしてもよい。これにより、エンジン回転数が急上昇していることを確認した上で自着火抑制制御を行うことができる。また、該フローが、エンジン始動後、所定時間経過した走行中にのみ実行される場合には、ステップＳ１を実行しなくてもよい。エンジンが冷間始動した場合でも、所定時間経過した走行中においては、エンジンは通常暖機されている状態にあるからである。この場合、ステップＳ３の始動モードかどうかの判断も行わなくてよい。
【００７７】
本発明は、汎用の（例えば、船外機等の）内燃機関に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】この発明の一実施例に従う、エンジンおよびその制御装置を概略的に示す図。
【図２】この発明の一実施例に従う、自着火反応を起こすまでの時間を示す図。
【図３】この発明の一実施例に従う、スロットル開度、吸入空気量およびエンジン回転数の関係を示す図。
【図４】エンジンの冷間始動時（Ａ）および暖機始動時（Ｂ）のエンジン回転数およびマイク出力を示す図。
【図５】この発明の一実施例に従う、制御装置のブロック図。
【図６】この発明の一実施例に従う、圧縮比、エンジン回転数、および燃料噴射時期の遅角量の関係を示すマップ。
【図７】この発明の一実施例に従う、圧縮比、エンジン回転数、および燃料噴射量の増加量の関係を示す図。
【図８】この発明の一実施例に従う、エンジンの暖機始動時のエンジン回転数およびマイク出力を示す図。
【図９】この発明の一実施例に従う、制御方法を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００７９】
１  ＥＣＵ
２  エンジン
９  燃焼室
１５  クランク角センサ
２１  可変圧縮比機構
２２  圧縮比センサ
【図１】
2008088813.tif 000003
【図２】
2008088813.tif 000004
【図３】
2008088813.tif 000005
【図４】
2008088813.tif 000006
【図５】
2008088813.tif 000007
【図６】
2008088813.tif 000008
【図７】
2008088813.tif 000009
【図８】
2008088813.tif 000010
【図９】
2008088813.tif 000011