(57)【要約】    【課題】  排気中の有害成分（ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯ）の発生状態に合わせて触媒の転化率を向上させる。    【解決手段】  可変圧縮比機構８２の目標圧縮比を機関運転条件に応じて設定する可変圧縮比制御手段８１と、排気空燃比を検出する空燃比検出手段８７と、排気の目標空燃比を運転条件に応じて制御する空燃比制御手段８８と、排気空燃比に応じて排気中の有害成分の転化率が変化する排気浄化手段（三元触媒）と、を備える内燃機関において、シリンダ内壁温を検出する壁温検出手段８３と、壁温及び目標圧縮比に基づいて目標空燃比を補正する空燃比補正手段（目標空燃比補正量算出手段８４，空燃比補正手段８６，空燃比制御手段８８）と、を有する。【選択図】  図７
2007231834.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮比を可変とする可変圧縮比機構と、
前記可変圧縮比機構の目標圧縮比を機関運転条件に応じて設定する可変圧縮比制御手段と、
排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
排気の目標空燃比を機関運転条件に応じて制御する空燃比制御手段と、
排気空燃比に応じて排気中の有害成分の転化率が変化する排気浄化手段と、
を備える内燃機関において、
シリンダ内壁温を検出する壁温検出手段と、
前記壁温及び前記目標圧縮比に基づいて前記目標空燃比を補正する空燃比補正手段と、
を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記空燃比補正手段は、前記壁温が高く且つ前記目標圧縮比が高い場合には、前記目標空燃比を濃くするよう補正することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記空燃比補正手段は、前記壁温が低く且つ前記目標圧縮比が低い場合には、前記目標空燃比を薄くするよう補正することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記壁温検出手段は、機関に流入する冷却水の温度及び機関から流出する冷却水の温度の差と、機関運転条件とに基づいて、前記冷却水の受熱量の変化から前記壁温の予測値を推定することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記可変圧縮比機構は、
一端がピストンにピストンピンを介して連結されるアッパリンクと、
前記アッパリンクの他端が第１連結ピンを介して連結されるとともに、クランクシャフトのクランクピンに回転可能に取り付けられるロアリンクと、
このロアリンクに第２連結ピンを介して一端が連結されるとともに、他端がエンジン本体に対して揺動可能に支持されるコントロールリンクと、
圧縮比の変更時に、前記コントロールリンクの他端の位置をエンジン本体に対して変位させる支持位置可変手段と、
を備えることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１つ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、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給機及び可変圧縮比機構を備える内燃機関において、機関の運転状態に応じて適切な圧縮比を実現することが知られている。
この内燃機関は、特に、低回転・高負荷時においては、ノッキングの発生を防止するために過給機を作動させると共に圧縮比を低くする一方、低負荷時においては、燃費向上のために過給機をオフとして無過給にすると共に圧縮比を高くするように可変圧縮比機構を制御していた。
【０００３】
また、過給機による過給遅れ中（過渡時）に、要求過給圧と実際の過給圧との差を補うように圧縮比を制御してトルク応答性を向上することが開示されている（特許文献１）。
また、内燃機関の排気通路に配設される排気浄化装置として三元触媒を用い、この触媒の浄化機能を向上させるよう空燃比を制御することが知られている。
【特許文献１】特開２００２−７０６０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般的に、可変圧縮比機構が高圧縮比設定の場合には、燃焼温度が高いため排気中のＮＯｘの発生率が高まる一方、低圧縮比設定の場合には、ＨＣ及びＣＯの発生率が高まる傾向にある。
しかしながら、三元触媒を備える内燃機関において排気空燃比の制御を行う場合は、三元触媒の転化率を高く保持するために、空燃比を理論空燃比付近でフィードバック制御しなければならず、排気中の有害成分の発生状態に応じて最適な空燃比に設定しないと、触媒の機能を充分に引き出すことができずに、排気中の有害成分が増加する問題があった。
【０００５】
本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、排気中の有害成分の発生状態に合わせて触媒の転化率を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのため本発明では、可変圧縮比機構の目標圧縮比を機関運転条件に応じて設定する一方、排気の目標空燃比を機関運転条件に応じて制御するとともに、排気空燃比に応じて排気中の有害成分の転化率が変化する内燃機関において、シリンダ内壁温を検出し、この壁温及び目標圧縮比に基づいて目標空燃比を補正する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、排気中の有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの発生状態に関連する壁温及び目標圧縮比に基づいて目標空燃比が補正されるため、触媒の転化率制御ができ、排気浄化機能を向上できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。
図１に示すエンジンシステムは、吸気通路１に配設され新気に含まれる塵を除去するエアクリーナ２と、このエアクリーナ２より下流の吸気通路１に配設されエンジン吸気量を調節する電制スロットル弁３と、吸気通路１から吸入された空気により燃焼を行うエンジン４と、このエンジン４から排気通路５に排出した排気中のＮＯｘの還元及びＨＣ，ＣＯの酸化による浄化を行う三元触媒（排気浄化装置）６と、この触媒６の下流の排気通路５に配設され排気する時の消音を行うマフラー７と、エンジン４と触媒６との間の排気通路５からＥＧＲ通路８を介して排気を再び吸気通路１に戻す量を調節するＥＧＲ制御バルブ９と、エンジン４の圧縮比を調節する圧縮比制御アクチュエータ１０と、を含んで大別構成されている。
【０００９】
また、エンジン４の運転状態や触媒６の活性状態などを検出するために、各種センサが配設されている。例えば図１に示すように、排気中の空燃比を検出する空燃比センサ６５と、触媒６を通過した後の排気温度を検出する排気温度センサ６６と、を配設している。なお、空燃比センサ６５は、触媒６の上流及び下流の排気通路５にそれぞれ配設し、空燃比を検出するものであってもよい。
【００１０】
このエンジンシステムは、ＥＧＲ制御バルブ９の開度制御を行うことでＮＯｘの生成量を削減し、空燃比センサ６５及び排気温度センサ６６の出力信号に基づいて触媒６の活性状態及び排気転化率を制御する。
図２は、圧縮比制御アクチュエータ１０を含むエンジンシステムを示す図である。
クランク軸３１は、複数のジャーナル部３２とクランクピン部３３とカウンタウエィト部３１ａとを備えており、エンジン本体となる図示しないシリンダブロックの主軸受に、ジャーナル部３２が回転自在に支持されている。前記クランクピン部３３は、ジャーナル部３２から所定量偏心しており、ここに第２リンクとなるロアリンク３４が回転自在に連結されている。
【００１１】
前記ロアリンク３４は、略Ｔ字形をなすもので、その本体３４ａとキャップ３４ｂとから分割可能に構成された略中央の連結孔に前記クランクピン部３３が嵌合している。
第１リンクとなるアッパリンク３５は、下端側が連結ピン３６によりロアリンク３４の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン３７によりピストン３８に回動可能に連結されている。前記ピストン３８は、燃焼圧力を受け、シリンダブロックのシリンダ３９内を往復動する。
【００１２】
前記シリンダ３９の上部には、クランク軸３１の回転に同期して吸気ポート４４を開閉する吸気弁４３と、同じくクランク軸３１の回転に同期して排気ポート４６を開閉する排気弁４５と、が配置されている。吸気ポート４４には、燃料噴射弁４７が燃焼室を望むように配設されている。
第３リンクとなる制御リンク４０は、上端側が連結ピン４１によりロアリンク３４の他端に回動可能に連結され、下端側が制御軸４２を介してエンジン本体例えばシリンダブロックの適宜位置に回動可能に連結されている。詳しくは、制御軸４２は、小径部４２ｂを中心として回転するようにエンジン本体に支持されており、この小径部４２ｂに対し偏心している大径部４２ａに、前記制御リンク４０下端部が回転可能に嵌合している。
【００１３】
前記小径部４２ｂは、圧縮比制御アクチュエータ１０によって回動位置が制御される。小径部４２ｂが回動すると小径部４２ｂに対して偏心している大径部４２ａの軸中心位置、特に、エンジン本体に対する相対位置が変化する。これにより、制御リンク４０の下端の揺動支持位置が変化する。そして、前記制御リンク４０の揺動支持位置が変化すると、ピストン３８の行程が変化し、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン３８の位置が上下する（つまり図２のｙ座標が大きく）。これにより、エンジン圧縮比を変えることが可能となる。前記圧縮比制御アクチュエータ１０は、制御リンク４０から加わる反力に抗して、任意の回動位置で小径部４２ｂを保持することができるようになっている。圧縮比制御アクチュエータ１０としては、油圧ベーン式アクチュエータを用いる。
【００１４】
図３〜図５は、該圧縮比制御アクチュエータ１０を制御する油圧システムを示す図である。
図において、圧縮比制御アクチュエータ１０は、ハウジング１０ａ内に前記小径部４２ｂに連結された駆動軸１０ｂ及び該駆動軸１０ｂに固定されてハウジング１０ａ内を容積可変なＡ室とＢ室とに仕切るベーン１０ｃが回動自由に収納される。一方、電動モータ１０１で駆動されるオイルポンプ１０２の吐出口が、逆止弁１０３，開閉弁１０４，方向切換弁１０５のポートｃに接続され、該方向切換弁１０５のポートｄが低圧側のオイルパン１０６に接続される。また、前記方向切換弁１０５のポートｅ，ｆが、それぞれ前記圧縮比制御アクチュエータ１０のポートａ，ｂに接続される。また、前記逆止弁１０３と開閉弁１０４との間から分岐するオイル通路にアキュームレータ１０７が接続され、開閉弁１０４と方向切換弁１０５との間から分岐するオイル通路がエンジンオイルギャラリーに接続される。
【００１５】
そして、図３の状態では前記開閉弁１０４が開、方向切換弁１０５が図示左端に制御され、オイルポンプ１０２から吐出された高圧油は、開閉弁１０４、方向切換弁１０５のポートｃ，ｅを介して前記圧縮比制御アクチュエータ１０のポートａからＡ室に供給され、Ｂ室内の油は、ポートｂから方向切換弁１０５のポートｆ，ｄを介してオイルパン１０６に戻される。これにより、Ａ室の容積が増大してベーン１０ｃと共に小径部４２ｂが図で時計回りに回動し、制御リンク４０の揺動支持位置が変化して低圧縮比に制御される。
【００１６】
一方、上記状態から図４に示すように、方向切換弁１０５を図示右端に切換制御すると、高圧油は、開閉弁１０４のポートｃ，ｆを介して前記圧縮比制御アクチュエータ１０のポートｂからＢ室に供給され、Ａ室内の油は、ポートａから方向切換弁１０５のポートｅ，ｄを介してオイルパン１０６に戻される。これにより、Ｂ室の容積が増大してベーン１０ｃと共に小径部４２ｂが図で反時計回りに回動し、制御リンク４０の揺動支持位置が変化して高圧縮比に制御される。高圧縮比側に保持する場合は、図５に示すように、方向切換弁１０５を図示中央に移動させると共に、開閉弁１０４を閉とする。
【００１７】
図２に戻って、このエンジン４は、過給機としてターボ過給機５１を備えている。このターボ過給機５１は、排気通路５に位置するタービン５２と、吸気通路１に位置するコンプレッサ５３とを同軸状に配置した構成であり、運転条件に応じて過給圧を制御するために、タービン５２の上流側から排気の一部をバイパスさせる排気バイパス弁５６を備えている。
【００１８】
また、前記コンプレッサ５３下流の吸気通路１にＥＧＲ量を可変制御する電制スロットル弁３を備え、該スロットル弁３がステップモータなどのスロットルアクチュエータ３ａにより駆動される。
また、前記排気通路５のエンジン本体とタービン５２との間から分岐して電制スロットル弁３下流の吸気通路１に接続するＥＧＲ通路８と、該ＥＧＲ通路８に介装されたＥＧＲ制御バルブ９とが設けられている。
【００１９】
前記ＥＧＲ制御バルブ９は、例えば、ステップモータを用いた電子制御式のものであり、その開度に応じて吸気側に還流する排気の量、すなわち、エンジン本体に吸入されるＥＧＲ量を制御する。
エンジン運転状態を検出するセンサ類として、ドライバにより操作されるアクセル開度を検出するアクセル開度センサ６１、エンジン回転数を検出する回転数センサ６２、実圧縮比を検出する圧縮比センサ６３、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ６４、排気通路５内の排気の空燃比を検出する空燃比センサ６５、触媒４を通過した後の排気温度を検出する排気温度センサ６６などが設けられ、これらセンサ類からの検出信号は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）７１に入力される。
【００２０】
ＥＣＵ７１は、各種信号に基づいて演算を行い、電制スロットル弁３、ＥＧＲ制御バルブ９、圧縮比制御アクチュエータ１０及び燃料噴射弁４７などを制御する。
また、図６には、排気空燃比及び三元触媒６の転化率の関係を示している。
三元触媒６は、図示のように、空燃比が濃くなるとＮＯｘの転化率は向上するが、ＨＣ，ＣＯの転化率は低下してしまうという性質がある。一方、空燃比が薄くなるとＨＣ，ＣＯの転化率は向上するが、ＮＯｘの転化率が低下してしまうという性質がある。このため、通常の排気浄化制御では理論空燃比付近となるように燃料噴射弁４７からの燃料噴射量を調節してＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯをバランス良く転化する。
【００２１】
また、図７に示すように、内燃機関の制御装置は、可変圧縮比制御手段８１、可変圧縮比機構８２、壁温検出手段８３、目標空燃比補正量算出手段８４、目標空燃比算出手段８５、空燃比補正手段８６、空燃比検出手段８７、空燃比制御手段８８及び燃料噴射装置８９を含んで構成されている。
可変圧縮比制御手段８１は、エンジン４の運転条件であるエンジン回転数と、エンジン負荷（例えばアクセル開度センサ６１により検出されたアクセル開度）とに基づいて、後述する目標圧縮比算出マップを用いて、圧縮比制御アクチュエータ１０を含む可変圧縮比機構８２の目標圧縮比を設定する。これにより、制御リンク４０の他端（小径部４２ｂ）の位置をエンジン本体に対して変位させ、圧縮比を目標値に変更する。
【００２２】
壁温検出手段８３は、シリンダ内壁温である燃焼室壁温を、熱電対やサーミスタなどの温度センサにより直接的に検出するか、または水温センサ６４の出力信号に基づいて間接的に推定する。
壁温の推定は、エンジン４からラジエタに流れ込む冷却水の温度（エンジン出力水温）と、ラジエタからエンジン４へ流れ込む冷却水の温度（エンジン入力水温）との温度変化に基づいて行う。この詳細については後述する。
【００２３】
目標空燃比補正量算出手段８４は、可変圧縮比制御手段により設定された目標圧縮比と、壁温検出手段８３により検出（または推定）された壁温とに基づいて目標空燃比補正量（補正係数）を算出する。
目標空燃比算出手段８５は、エンジン４の運転条件、ここではエンジン回転数及び負荷（例えばアクセル開度センサ６１により検出されたアクセル開度）に基づいて排気の目標空燃比を算出する。
【００２４】
空燃比補正手段８６は、目標空燃比補正量と目標空燃比とに基づいて空燃比の補正を行う。空燃比の補正の詳細は後述する。
空燃比検出手段８７は、空燃比センサ６５の出力信号に基づいて排気空燃比を検出する。
空燃比制御手段８８は、空燃比検出手段８７により検出された排気空燃比が、空燃比補正手段により補正された後の空燃比と一致するように、燃料噴射装置８９の燃料噴射弁４７から噴射される燃料量を制御する。
【００２５】
図８は、可変圧縮比制御手段８１にて使用する目標圧縮比算出マップである。
一般的に、エンジン回転数が低く且つ負荷が高い場合は、可変圧縮比機構８２の圧縮比を高くするとノッキングが発生し易いため、圧縮比を下げる必要がある。
一方、負荷が低い場合は、燃焼室内の圧力が低く、ノッキングが発生しにくいため、可変圧縮比機構８２の圧縮比を高くして効率を向上させることができる。また、エンジン回転数が高い場合は、作動流体が燃焼室内で乱れ、火炎伝播速度が向上するため、可変圧縮比機構８２の圧縮比を高くしてもノッキングが発生しにくい。
【００２６】
従って、可変圧縮比機構８２の制御は、エンジン回転数が低く且つ負荷が低い場合は可変圧縮比機構８２の圧縮比を高く設定し、エンジン回転数が低く且つ負荷が高い場合は可変圧縮比機構８２の圧縮比を低くし、エンジン回転数が高い場合は可変圧縮比機構８２の圧縮比を高く設定することが望ましい。
次に、目標空燃比補正量算出手段８４の詳細について図９を用いて説明する。
【００２７】
目標空燃比補正量算出手段８４は、可変圧縮比制御手段８１により設定された目標圧縮比と、壁温検出手段８３により検出（または推定）された燃焼室の壁温とに基づき、空燃比補正量算出マップを用いて目標空燃比の補正量（補正係数）を算出する。
空燃比補正量算出マップは、図１０に示すように、圧縮比が高く、壁温が高いほど燃焼温度が高くなり、ＮＯｘの生成量がＨＣ，ＣＯに比べて増加するので、ＮＯｘを還元するために目標空燃比の設定を小さく（濃く）するよう補正量を算出する。この補正量は、例えばＮＯｘの生成量に応じて算出するが、ＮＯｘの生成量が所定値以上になった場合に所定の補正値を用いるようにしてもよい。
【００２８】
一方、圧縮比が低く、壁温が低いほど燃焼温度が低くなり、ＨＣ，ＣＯの生成量がＮＯｘに比べて増加するので、ＨＣ，ＣＯを酸化するために目標空燃比を大きく（薄く）するよう補正量を算出する。この補正量は、ＨＣ，ＣＯの生成量に応じて算出するが、ＨＣ，ＣＯの生成量が所定値以上になった場合に所定の補正値を用いるようにしてもよい。
なお、ＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの生成量が同程度の場合は、目標空燃比を理論空燃比とするよう補正量を算出する。
【００２９】
また、図１１に示すように、空燃比補正手段８６は、目標空燃比補正量算出手段８４により算出された目標空燃比補正量と、目標空燃比算出手段８５により算出された目標空燃比とを乗算手段８６ａにより乗算して、補正後の目標空燃比を算出する。すなわち、補正後の目標空燃比は、壁温が高く且つ目標圧縮比が高い場合には濃くなる一方、壁温が低く且つ目標圧縮比が低い場合には薄くなる。
【００３０】
空燃比制御手段８８は、空燃比検出手段８７により検出された排気空燃比が、補正後の目標空燃比と一致するよう燃料噴射装置８９の燃料噴射弁４７から噴射される燃料量を制御する。
なお、ＮＯｘの生成量が高い場合には、更にＥＧＲ制御バルブ９の開度を増加するように制御することで燃焼室内の燃焼温度を低下させ、ＮＯｘの生成量を低減するようにしてもよい。
【００３１】
なお、ＥＧＲ制御バルブ９の開度制御によっても排気空燃比が変化するため、これにより空燃比を補正するようにしてもよい。
次に、上述の構成を備える制御装置における制御について図１２を用いて説明する。なお、この制御は一定時間（例えば１０msec）毎に実行する。
ステップ１（図では「Ｓ１」と示す。以下同様）では、可変圧縮比制御手段８１がエンジン回転数及びエンジン負荷から図８に示す目標圧縮比算出マップを検索して目標圧縮比を決定する。ＥＣＵ７１は、可変圧縮比機構８２の圧縮比を目標圧縮比に設定するよう圧縮比制御アクチュエータ１０を制御する。
【００３２】
ステップ２では、壁温検出手段８３により燃焼室の壁温を検出する。
ステップ３では、目標空燃比補正量算出手段８４が目標圧縮比及び壁温から図１０のマップに基づいて排気の目標空燃比補正量（補正係数）を算出する。これにより算出された補正量は、壁温が高く且つ目標圧縮比が高いほど目標空燃比の設定を小さく（濃く）する値となる。一方、壁温が低く且つ目標圧縮比が低いほど目標空燃比の設定を大きく（薄く）する値となる。
【００３３】
ステップ４では、目標空燃比算出手段８５が運転条件（エンジン回転数及び負荷）に基づいて排気の目標空燃比を算出する。
ステップ５では、空燃比補正手段８６が目標空燃比補正量と目標空燃比とを乗算することで補正後の目標空燃比を算出する。
ステップ６では、空燃比検出手段８７が空燃比センサ６５の出力信号に基づいて排気中の実空燃比を検出する。
【００３４】
ステップ７では、空燃比制御手段８８が空燃比を補正後の目標空燃比と一致するよう燃料噴射弁４７からの燃料噴射量を制御する。更に、ＥＧＲ制御バルブ９の開度制御により空燃比を制御してもよい。
以上により、壁温が高く且つ目標圧縮比が高いほど排気の目標空燃比の設定を小さく（濃く）することで、エンジン４からのＮＯｘ排出量を低減でき、三元触媒６のＮＯｘ転化率の向上を図る。一方、壁温が低く且つ目標圧縮比が低いほど排気の目標空燃比の設定を大きく（薄く）することで、エンジン４からのＨＣ，ＣＯ排出量の転化率の向上を図る。
【００３５】
なお、前述の壁温検出手段８３による燃焼室壁温は、図１３に示す計算ロジックにより算出してもよい。すなわち、壁温検出手段８３は、機関に流入する冷却水の温度及び機関から流出する冷却水の温度の差と、機関運転条件（エンジン回転数、エンジン負荷）とに基づいて、冷却水の受熱量の変化から壁温の予測値を推定するものである。
この場合、αｇを燃焼室ガス及び燃焼室壁間の熱伝達率［Ｗ／ｍ２Ｋ］、Ｆｇを燃焼ガスの伝熱面積［ｍ２］、αｃを燃焼室外側壁及び冷却水間の熱伝達率［Ｗ／ｍ２Ｋ］、Ｆｃを冷却水の伝熱面積［ｍ２］として、壁温検出手段８３は、作動ガス温度予測マップ及びαｇＦｇΔｔ予測マップ（作動ガス熱量予測マップ）は、エンジン負荷及びエンジン回転数から作動ガス温度予測及びαｇＦｇΔｔ予測をそれぞれ行う一方、エンジン４からラジエタに流れ込む冷却水の水温（エンジン出力水温）とラジエタからエンジン４へ流れ込む冷却水の水温との差を算出し、エンジン回転数に定数Ｃを乗算することでΔｔ（エンジン回転数に相関する値）を算出し、冷却水が単位温度上昇するのに必要な受熱量αｃＦｃに冷却水温差及びΔｔを乗算して冷却水の受熱量Ｑｈ［Ｊ］を算出し、この熱量Ｑｈを作動ガス熱量αｇＦｇΔｔで除算し（Ｑｈ／αｇＦｇΔｔ）、この値を作動ガス温度から減算することで壁温を算出する。
【００３６】
なお、エンジン４の冷却水ポンプ及びオイルポンプがそれぞれ電動機によって駆動される場合は、それぞれのポンプの回転数からΔt（ポンプ回転数に相関する値）を算出することが好ましい。
図１４には作動ガス温度予測マップ、図１５にはαｇＦｇΔｔ予測マップをそれぞれ示している。
【００３７】
作動ガス温度予測マップは、エンジン回転数が高く、負荷が大きいほど燃焼回数が増えて燃焼室壁温が上昇し、作動ガス温度が上昇する傾向があることを示している。
αｇＦｇΔｔ予測マップは、エンジン回転数が高く、負荷が小さいほどαｇＦｇΔｔ予測値が高くなることを示している。この主な原因は、熱伝達率αｇが燃焼温度に反比例し、逆に燃焼速度に比例する性質があるためである。これは、Woschniの準定常乱流熱伝達の考え方による。なお、実際には実験によりエンジン回転数、負荷、及び燃焼室（シリンダ内）の壁面の温度を対応させたマップを予め設定しておき、このマップに現在のエンジン回転数及び負荷を割り当てて壁温を求めてもよい。
【００３８】
また、前述の図７を図１６に示すように目標空燃比補正手段９０により燃料噴射装置８９の目標空燃比を補正するようにしてもよい。
この場合、前述の可変圧縮比制御手段８１により目標圧縮比を設定し、前述の壁温検出手段８３により壁温を検出または推定する。
目標空燃比補正手段９０は、図１７に示すように、目標空燃比算出手段９１、実空燃比算出手段９２、空燃比補正量算出手段９３、補正量換算手段９４、目標燃料噴射量算出手段９５および燃料噴射量算出手段９６を含んで構成している。
【００３９】
目標空燃比算出手段９１は、目標圧縮比及び壁温に基づいて目標空燃比を算出する。
実空燃比算出手段９２は、前述の空燃比算出手段８７と同じく空燃比センサ６５の出力信号に基づいて排気の空燃比を算出する。
空燃比補正量算出手段９３は、目標空燃比から実空燃比を除算して空燃比の補正量（補正係数＝目標空燃比／実空燃比）を算出する。これにより、目標空燃比と実空燃比とを比較でき、実空燃比が目標空燃比よりも大きい（薄い）場合は燃料噴射量を増量方向に変化させることができる。逆に、実空燃比が目標空燃比よりも小さい（濃い）場合は燃料噴射量を減少方向に変化させることができる。
【００４０】
補正量換算手段９４は、空燃比の補正量を燃料噴射量の補正量に換算する。この換算は、空燃比→燃料噴射量換算テーブルを用いて行う。なお、空燃比から燃料噴射量への換算は、排気温度や壁温（エンジン水温）などにより校正することが好ましい。
目標燃料噴射量算出手段９５は、エンジン回転数及び負荷に基づいて目標燃料噴射量算出マップから目標燃料噴射量を検索する。このマップは、エンジン回転数及び負荷が大きい場合には、目標燃料噴射量が高く傾向にある。
【００４１】
燃料噴射量算出手段９６は、燃料噴射量の補正量と目標燃料噴射量とを乗算することで燃料噴射量（＝燃料噴射量の補正量×目標燃料噴射量）を算出する。ここで算出した燃料噴射量を、燃料噴射装置８９の燃料噴射弁４７から噴射される燃料噴射量と一致するように制御する。
本実施形態によれば、圧縮比を可変とする可変圧縮比機構８２と、可変圧縮比機構８２の目標圧縮比を機関運転条件に応じて設定する可変圧縮比制御手段（８１、ステップ１）と、排気空燃比を検出する空燃比検出手段（空燃比センサ６５）と、排気の目標空燃比を機関運転条件に応じて制御する空燃比制御手段（８８、ステップ７）と、排気空燃比に応じて排気中の有害成分（ＮＯｘ、ＨＣ，ＣＯ）の転化率が変化する排気浄化手段（三元触媒６）と、を備える内燃機関において、シリンダ内壁温を検出する壁温検出手段（８３、ステップ２）と、壁温及び目標圧縮比に基づいて目標空燃比を補正する空燃比補正手段（目標空燃比補正量算出手段８４，空燃比補正手段８６，空燃比制御手段８８、目標空燃比補正手段９０）と、を有する。このため、排気中の有害成分であるＮＯｘ、ＨＣ、ＣＯの発生状態に関連する壁温及び目標圧縮比に基づいて目標空燃比を補正でき、触媒６の転化率制御により排気浄化機能を向上できる。
【００４２】
また本実施形態によれば、空燃比補正手段は、壁温が高く且つ目標圧縮比が高い場合には、目標空燃比を濃くするよう補正するため、ＮＯｘの生成量が多い場合には、触媒６のＮＯｘ転化率が向上し、排気浄化機能を向上できる。
また本実施形態によれば、空燃比補正手段は、壁温が低く且つ目標圧縮比が低い場合には、目標空燃比を薄くするよう補正するため、ＨＣ、ＣＯの生成量が多い場合には、触媒６のＨＣ、ＣＯ転化率が向上し、排気浄化機能を向上できる。
【００４３】
また本実施形態によれば、壁温検出手段８３は、機関４に流入する冷却水の温度及び機関４から流出する冷却水の温度の差と、機関運転条件（エンジン回転数及びエンジン負荷）とに基づいて、冷却水の受熱量の変化（Ｑｈ／αｇＦｇΔｔ）から壁温の予測値を推定する。このため、間接的に壁温を推定することができる。
また本実施形態によれば、可変圧縮比機構８２は、一端がピストン３８にピストンピン３７を介して連結されるアッパリンク３５と、アッパリンク３５の他端が第１連結ピン３６を介して連結されるとともに、クランクシャフト３１のクランクピン３３に回転可能に取り付けられるロアリンク３４と、このロアリンク３４に第２連結ピン４１を介して一端が連結されるとともに、他端がエンジン本体に対して揺動可能に支持されるコントロールリンク４０と、圧縮比の変更時に、コントロールリンク４０の他端の位置をエンジン本体に対して変位させる支持位置可変手段（圧縮比制御アクチュエータ１０、制御軸４２）と、を備える。このため、圧縮比制御アクチュエータ１０によりコントロールリンク４０の他端の位置を変位させることで可変圧縮比機構８２の圧縮比を目標値に容易に設定できる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】エンジンシステムを示す構成図
【図２】圧縮比制御アクチュエータを含むエンジンシステムを示す図
【図３】圧縮比制御アクチュエータを制御する油圧システムを示す図
【図４】圧縮比制御アクチュエータを制御する油圧システムを示す図
【図５】圧縮比制御アクチュエータを制御する油圧システムを示す図
【図６】排気空燃比及び三元触媒の転化率の関係図
【図７】内燃機関の制御装置を示すブロック図
【図８】可変圧縮比制御手段にて使用する目標圧縮比算出マップ
【図９】目標空燃比補正量算出手段を示す図
【図１０】空燃比補正量算出マップ
【図１１】空燃比補正手段を示す図
【図１２】制御装置のフローチャート
【図１３】壁温検出手段による壁温計算ロジックを示す図
【図１４】作動ガス温度予測マップ
【図１５】αｇＦｇΔｔ予測マップ
【図１６】目標空燃比補正手段を示す図
【図１７】目標空燃比補正手段のブロック図
【符号の説明】
【００４５】
１  吸気通路
３  電制スロットル弁
４  エンジン
５  排気通路
６  三元触媒
９  ＥＧＲ制御バルブ
１０  圧縮比制御アクチュエータ
３１  クランク軸
３４  ロアリンク
３５  アッパリンク
４２  制御軸
４７  燃料噴射弁
６２  回転数センサ
６３  圧縮比センサ
６４  水温センサ
６５  空燃比センサ
６６  排気温度センサ
７１  ＥＣＵ
８１  可変圧縮比制御手段
８２  可変圧縮比機構
８３  壁温検出手段
８４  目標空燃比補正量算出手段
８５  目標空燃比算出手段
８６  空燃比補正手段
８７  空燃比検出手段
８８  空燃比制御手段
８９  燃料噴射装置
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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