(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの加速運転の開始条件が成立したことを判定する加速開始判定手段と、
前記加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたとき、加速のための燃料増量を行う燃料増量手段と、
エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速運転の開始に伴い吸気充填量の増大によって最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒の空燃比が、所定のリッチ側ガード値を超えないように、前記燃料増量手段による燃料の増量を規制する燃料増量規制手段とを備えた火花点火式エンジンにおいて、
前記加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたとき、そのときのエンジン回転速度が設定回転速度よりも高いときには、エンジン回転速度が設定回転速度以下のときに比べて、前記リッチ側ガード値を相対的にリッチ側の値になるように補正するガード値補正手段を設けたことを特徴とする火花点火式エンジン。
【請求項２】
請求項１において、
燃料増量規制手段は、エンジン暖機状態では燃料増量手段による燃料増量を規制する一方、エンジン未暖機状態では燃料増量の規制は行わないように構成されていることを特徴とする火花点火式エンジン。
【請求項３】
請求項１において、
気筒内に流入する吸気の温度状態を検出するための吸気温度検出手段と、
アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を、前記吸気温度検出手段による検出温度が高いほど、高くなるように補正するアイドル回転速度制御手段とを備えていることを特徴とする火花点火式エンジン。
【請求項４】
請求項１において、
車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、
アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を、前記走行状態判定手段により車両が走行状態であると判定されたときにはそうでないときよりも高くなるように制御するアイドル回転速度制御手段とを備えていることを特徴とする火花点火式エンジン。
【請求項５】
請求項１において、
車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、
前記走行状態判定手段により車両が減速走行状態にあると判定されたときに、エンジンのアイドル運転状態への移行を遅延させる遅延制御手段とを備えていることを特徴とする火花点火式エンジン。
【請求項６】
エンジンの加速運転の開始条件が成立したことを判定する加速開始判定手段と、
前記加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたとき、加速のための燃料増量を行う燃料増量手段と、
エンジンが暖機状態でかつアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速運転の開始に伴い吸気充填量の増大によって最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒の空燃比が、所定のリッチ側ガード値を超えないように、前記燃料増量手段による燃料の増量を規制する燃料増量規制手段とを備えた火花点火式エンジンにおいて、
気筒内に流入する吸気の温度状態を検出するための吸気温度検出手段と、
アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を、前記吸気温度検出手段による検出温度が設定温度よりも高いときには、検出温度が設定温度以下のときに比べて高くなるように制御するアイドル回転速度制御手段とを備えていることを特徴とする火花点火式エンジン。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の発進時等に異常燃焼の発生することを防止すべく、加速開始のための燃料増量を規制するようにした火花点火式エンジンに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、火花点火式エンジンが定常運転状態から加速運転状態に移行するときには、エンジン回転毎の燃料噴射（以下、同期噴射という）とは別に、燃料増量のためにエンジン回転に同期しない燃料噴射（以下、非同期噴射という）が行われる（例えば、特公平７−３３７８３号公報を参照）。すなわち、例えば車両に搭載された多気筒エンジンの場合、定常運転状態では各気筒毎に排気行程の後期から吸気行程にかけて、インジェクタにより吸気ポート内に燃料が同期噴射されるが、該車両の運転者によりスロットル弁が開作動されたときには、直ちに全気筒について非同期噴射が行われる。これにより、吸入空気量の増大に対して遅れなく全ての気筒への燃料供給量を増加させ、混合気の希薄化を回避して、車両の加速運転性を高めることができる。
【０００３】
ところで、近年、熱効率の向上のためにエンジンを高圧縮比の仕様とし、また燃費低減のためにアイドル運転時の目標エンジン回転速度（以下、単にアイドル回転速度ともいう）をできるだけ低く設定することが行われており、このようにした場合、車両の急発進時等にスロットル弁が大きく開かれた瞬間に、プリイグニッションと呼ばれる異常燃焼（高負荷時の点火後に発生する過早着火とは相違する燃焼）が発生することがある。これは、エンジンの回転速度が低いにもかかわらず、気筒内に多量の混合気が供給され、この混合気が圧縮上死点（TDC）近傍で点火前に自己着火し、一気に燃焼することによると考えられており、その際、通常の火炎伝播に伴う燃焼よりも遙かに大きな圧力上昇が生じるので、運転者に不快感を与えるような大きな異音が発生するものである。
【０００４】
詳しくは、図１７に模式的に示すように、エンジンの気筒内の混合気は圧縮行程終盤の圧力上昇に伴いθａ点で活性化して化学反応（前炎反応）を開始し、発火遅れ期間τabを経てθｂ点で急激な異常燃焼に至る。この際、同図に示すように混合気の自己着火点θｂ（クランク角度）が気筒の圧縮上死点（TDC）に近ければ、近いほど、異常燃焼による圧力上昇の度合いが大きくなり、大きな異音が発生する。
【０００５】
この点について、前記自己着火点θｂは、混合気の空燃比によって変化することは知られている。すなわち、図１８に丸印で示すように、前炎反応の開始点θａ（クランク角度）は空燃比A/F(Air/Fuel Ratio)の希薄化によって進角する傾向にあり、また、同図に棒グラフで示すように、発火遅れ期間τab（クランク角度）の時間間隔は空燃比A/Fが１１くらいのときに最短となるので、同図に三角印で示すように、自己着火点θｂは空燃比が１２くらいのときに最もＴＤＣに接近する。さらに、前記発火遅れ期間τabの時間間隔は、エンジン回転速度が変わってもあまり変化しないので、発火遅れ期間τabは前記図１７においてエンジン回転速度が低くなるほど短くなり、従って、結局、自己着火点θｂは、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度が低いほど、また、加速開始時に混合気の空燃比A/Fが濃くなるほど、ＴＤＣに接近して、異常燃焼による異音が大きくなる傾向にある。
【０００６】
これに対し、前記従来例のエンジンでは、加速開始時の非同期噴射のタイミングによって混合気の空燃比が過度にリッチ化する気筒があり、この気筒においてプリイグニッションが誘発されるという問題がある。すなわち、例えば車両の発進時にスロットル弁が全開状態にされると、サージタンク内で暖められた高温の空気が各気筒に供給され、これとともに非同期噴射が行われる。このとき、ちょうど吸気行程にある気筒では、空気の輸送遅れのために気筒への吸気充填量が最大値にはならないにもかかわらず、非同期噴射によって所定量の燃料が追加供給されて、高温かつ過度にリッチな状態になるので、プリイグニッションが誘発されることになるのである。
【０００７】
このように非同期噴射によってプリイグニッションが誘発されるという問題を解決するために、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、その加速開始のタイミングを考慮して、一部の気筒については非同期噴射による燃料増量を規制することも提案されている。例えば、特開平１１−２１０５３６号公報に開示される多気筒エンジンの燃料制御装置は、スロットル弁が開かれてエンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、前記スロットル弁の開作動により吸気充填量が増大して、最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒について、当該気筒の空燃比が所定のリッチ側ガード値を超えないように、非同期噴射による燃料の増量を規制するようにしている。
【０００８】
ここで、前記１番目の気筒というのは、スロットル弁の開作動に伴い吸気充填量が増大して、圧縮上死点における気筒内圧力が混合気の自発火し得る程度にまで十分に高くなる気筒のことであり、この気筒において前記したように空燃比が過度にリッチな状態になれば、自ずとプリイグニッションが発生することになる。例えば、この１番目の気筒というのは、前記スロットル弁の開作動時に排気行程の終期から吸気行程の中期にある気筒である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述の如く、燃費低減のためにエンジンのアイドル回転速度をできるだけ低くするといっても、通常、例えば補機類の作動時等にはアイドル回転速度はやや高くなるように補正される。こうして、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度が高くなれば、前記図１７において自己着火点θｂが遅角側に移動することから、プリイグニッションの発生する可能性が低くなり、仮に発生したとしてもそのときの圧力上昇の度合いが小さくなって、異音も気にならない程度に小さくなる。一方で、補機類の作動時にはエンジンへの負荷がやや大きくなるので、加速初期のもたつきが大きくなったり、運転者が加速性に不満を感じたりしやすい。
【００１０】
さらに、プリイグニッションの発生し易さは吸気の温度状態によっても大きく左右される。例えばエンジンが未暖機状態であれば、車両のエンジンルーム内の温度状態も低いので、吸気の温度状態も低くなり、このときにはプリイグニッションの発生を考慮する必要はない。
【００１１】
これに対し、前記提案例（特開平１１−２１０５３６号）のエンジンでは、加速運転の開始時に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒については、アイドル運転時のエンジン回転速度やそのときの吸気の温度状態にかかわらず、燃料の増量を規制するようにしているので、前記のようにプリイグニッションの発生する可能性の極めて低い状況であっても燃料増量が規制されてしまうことになり、加速運転性という観点では改善の余地が残されている。
【００１２】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、アイドル運転状態から加速運転に移行するときに、プリイグニッションを防止すべく一部の気筒への燃料増量を規制するようにした火花点火式エンジンにおいて、その規制の度合いに工夫を凝らすことで、エンジンの加速運転性についてさらなる向上を図ることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の第１の解決手段では、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速運転の開始に伴い最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒への燃料増量を規制するとともに、その規制の度合いをアイドル運転状態のときのエンジン回転速度に応じて変更するようにした。
【００１４】
具体的に、請求項１の発明では、エンジンの加速運転の開始条件が成立したことを判定する加速開始判定手段と、該加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたとき、加速のための燃料増量を行う燃料増量手段と、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速運転の開始に伴い吸気充填量の増大によって最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒の空燃比が、所定のリッチ側ガード値を超えないように、前記燃料増量手段による燃料の増量を規制する燃料増量規制手段とを備えた火花点火式エンジンを前提とする。そして、前記加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたとき、そのときのエンジン回転速度が設定回転速度よりも高いときには、エンジン回転速度が設定回転速度以下のときに比べて、前記リッチ側ガード値を相対的にリッチ側の値になるように補正するガード値補正手段を設ける構成とする。
【００１５】
前記の構成により、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときには、加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたときに、その判定の後に最初にプリイグニッションの発生が予想される１番目の気筒において、混合気の空燃比が所定のリッチ側ガード値を超えないように、燃料増量手段による燃料の増量が燃料増量規制手段により規制される。このことで、前記１番目の気筒において混合気の空燃比が過度にリッチな状態になることはなくなり、プリイグニッションの発生が防止される。
【００１６】
その際、前記加速開始判定手段により加速開始条件の成立が判定されたときのエンジン回転速度に基づいて、ガード値補正手段により、該エンジン回転速度が設定回転速度よりも高いときにはそうでないときに比べて前記リッチ側ガード値が相対的にリッチ側（出力空燃比側）の値になるように補正される。このことで、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度が相対的に高いときには、燃料増量規制手段による燃料増量の規制の度合いが相対的に小さくなり、１番目の気筒の空燃比が相対的にリッチな状態になって、エンジン出力が高められる。
【００１７】
つまり、エンジンのアイドル回転速度に応じて、そこからの加速開始時における燃料増量の度合いを変更することにより、プリイグニッションを確実に防止しながら、加速のための燃料増量は十分に行って、エンジンの加速運転性を十分に高めることができる。
【００１８】
請求項２の発明では、燃料増量規制手段を、エンジン暖機状態で燃料増量手段による燃料増量を規制する一方、エンジン未暖機状態では燃料増量の規制は行わないものとする。このことで、エンジンが暖機後のアイドル運転状態のときには請求項１の発明の作用効果が得られ、その分、アイドル回転速度を低く設定すれば、燃費の低減を徹底できる。一方、エンジンの未暖機時には通常はアイドル回転速度が高めに設定される上に、吸気温度も低くなるので、プリイグニッションの心配はない。
【００１９】
請求項３の発明では、気筒内に流入する吸気の温度状態を検出するための吸気温度検出手段と、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を、前記吸気温度検出手段による検出温度が高いほど、高くなるように補正するアイドル回転速度制御手段とを備える構成とする。このことで、一般的にプリイグニッションは気筒内の吸気の温度状態が高いほど発生し易く、吸気の温度状態が低いときには発生しにくいので、この吸気の温度状態に応じてエンジンのアイドル回転速度を変更することにより、プリイグニッションの回避と加速性能の向上とをさらに高い次元で両立することができる。
【００２０】
請求項４の発明では、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を、前記走行状態判定手段により車両が走行状態であると判定されたときにはそうでないときよりも高くなるように制御するアイドル回転速度制御手段とを備える構成とする。このことで、車両が走行状態のときには、エンジンがアイドル運転状態になっていてもその回転速度を相対的に高く維持することができ、これにより車両の再加速性を向上できる。尚、車両が停止すればエンジン回転速度は通常通り低くされるので、車両の走行中にアイドル回転速度を高くしても、燃費の悪化はそれほど大きくはない。
【００２１】
請求項５の発明では、車両の走行状態を判定する走行状態判定手段と、該走行状態判定手段により車両が減速走行状態にあると判定されたときに、エンジンのアイドル運転状態への移行を遅延させる遅延制御手段とを備える構成とする。
【００２２】
このことで、車両が減速走行状態のときにはエンジンのアイドル運転状態への移行が遅延制御手段により遅延されて、エンジン回転速度が通常のアイドル回転速度よりも高く保たれ、これにより、減速後の車両の再加速性が十分に高められる。
【００２３】
次に、本発明の第２の解決手段では、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速運転の開始に伴い最初に圧縮圧力の実質的に増大する１番目の気筒への燃料増量を規制するとともに、その規制の度合いを吸気の温度状態に応じて変更するようにした。
【００２４】
具体的に、請求項６の発明は、エンジンの加速運転の開始条件が成立したことを判定する加速開始判定手段と、該加速開始判定手段によりエンジンの加速開始条件の成立が判定されたとき、加速のための燃料増量を行う燃料増量手段と、エンジンが暖機状態でかつアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速運転の開始に伴い吸気充填量の増大によって最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒の空燃比が、所定のリッチ側ガード値を超えないように、前記燃料増量手段による燃料の増量を規制する燃料増量規制手段とを備えた火花点火式エンジンを前提とする。そして、気筒内に流入する吸気の温度状態を検出するための吸気温度検出手段と、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を、前記吸気温度検出手段による検出温度が設定温度よりも高いときには、そうでないときに比べて高回転速度となるように制御するアイドル回転速度制御手段とを備える構成とする。
【００２５】
前記の構成によれば、請求項１の発明と同様に、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、加速開始判定手段による判定の後に最初にプリイグニッションの発生が予想される１番目の気筒において燃料の増量が規制され、このことで、前記気筒におけるプリイグニッションの発生が防止される。
【００２６】
また、エンジンがアイドル運転状態のときに、そのときの気筒内の吸気の温度状態に応じて、アイドル回転速度制御手段によりエンジン回転速度が制御される。このことで、一般的にプリイグニッション発生し易い吸気温度の高い状況では、アイドル運転状態のときに予めエンジン回転速度が高められているので、加速のための燃料増量を大幅に規制しなくてもプリイグニッションを防止することができ、よって、エンジンの加速運転性を最大限に高めることができる。一方、吸気温度が相対的に低ければ、それだけプリイグニッションの発生する可能性は低くなるので、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を相対的に低くなるように制御して、燃費を低減することができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基いて説明する。
【００２８】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１に係る直列４気筒４サイクルガソリンエンジン１を示す。このエンジン１は、気筒の圧縮比が９．５以上の高圧縮比仕様のものであり、図示しないが、オートマチックトランスミッションを装備した車両に搭載されている。また、このエンジン１は、４つの気筒２，２，…（１つのみ図示する）を有するシリンダブロック３と、該シリンダブロック３の上面に組付けられたシリンダヘッド４と、各気筒２内に往復動可能に嵌装されたピストン５とを備え、前記各気筒２内にはピストン５及びシリンダヘッド３により囲まれて燃焼室６が区画されている。さらに、燃焼室６の上部には点火プラグ７が臨設され、該点火プラグ７はイグナイタ等を含む点火回路８に接続されている。すなわち、このエンジン１は、各気筒２内の燃焼室６に供給される混合気に点火プラグ７により点火するようにした火花点火式エンジンである。
【００２９】
エンジン１の一側（図の左側）の側面には、各気筒２の燃焼室６に吸気を供給するための吸気通路１０が接続されている。すなわち、この吸気通路１０の下流端が吸気弁９を介して燃焼室６に連通されている一方、吸気通路１０の上流端は外部から導入される新しい空気を濾過するためのエアクリーナ１１に接続されており、このエアクリーナ１１には前記空気の温度状態を検出するための吸気温センサ１２が配設されている。また、吸気通路１０には上流側から順に、エンジン１に吸入される吸入空気量を検出するエアフローセンサ１３と、吸気通路１０を絞るスロットル弁１４と、サージタンク１５と、各気筒２毎に独立に燃料を噴射供給する４つのインジェクタ１６，１６，…（図には１つのみ示す）とが配設されている。
【００３０】
前記スロットル弁１４は、図示しないが、車両のアクセルペダルに機械的に連結されていて、該アクセルペダルが車両の運転者により踏み操作されると、その操作量に応じて開かれるようになっている。また、スロットル弁１４にはその開度を検出するポテンショメータ等からなるスロットル開度センサ１７が付設されている。さらに、スロットル弁１４の上下流の吸気通路１０は、ＩＳＣ（Idle Speed Control）用バイパス通路１８により接続されているとともに、このバイパス通路１８にはその断面積を絞るように電磁弁からなるＩＳＣ制御弁１９が設けられている。そして、エンジン１がアイドル運転状態のときには前記ＩＳＣ制御弁１９を開閉するデューティー比（開度）を制御することで、バイパス通路１８による吸気流量を調節して、エンジン１の回転速度（以下、単にアイドル回転速度ともいう）を変更できるようになっている。
【００３１】
一方、エンジン１の反対側の側面（図の右側面）には、各気筒２の燃焼室６から既燃ガス（排気）を排出するための排気通路２０が接続されている。この排気通路２０の上流端は排気弁２１を介して燃焼室６に連通されているとともに、上流側から順に、排気中の酸素濃度を基に混合気の空燃比を検出するためのＯ2センサ２２と、排気を浄化するための三元触媒からなる触媒コンバータ２３とが配設されている。また、前記Ｏ2センサ２２よりも上流側の排気通路２０には、排気の一部を吸気通路１０に還流するための排気還流通路２４が分岐接続されていて、この排気還流通路２４の下流端が前記スロットル弁１４とサージタンク１５との間の吸気通路１０に接続されている。また、排気還流通路２４の下流端寄りには開度調節可能な電気式の排気還流制御弁２５が配設されていて、排気通路２４を還流される排気の流量を調節できるようになっている。
【００３２】
また、エンジン１のシリンダブロック３内には、図示しないクランクシャフトの回転角を検出する電磁ピックアップ等からなるクランク角センサ２６が設けられている。このクランク角センサ２６は、クランクシャフトの端部に設けた被検出用プレート２７の外周に対応する箇所に配置され、該被検出用プレート２７がクランクシャフトの回転とともに回転されたとき、その外周部に突設された４つの突起部の通過に応じて、各気筒２毎の上死点位置を０度として、例えば−６度、１０４度、１７４度、２８４度のクランク角位置ににそれぞれ対応するパルス信号を出力する。さらに、前記シリンダブロック３のウォータジャケット（図示せず）に臨設して、冷却水の温度状態を検出する水温センサ２８が設けられている。
【００３３】
前記吸気温センサ１２、エアフローセンサ１３、スロットル開度センサ１７、Ｏ2センサ２２、クランク角センサ２６、水温センサ２８からの各出力信号は、マイクロコンピュータ等により構成されたＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０に入力されるようになっている。一方、このＥＣＵ３０からは、点火回路８に対し各気筒２毎に点火時期の制御信号が出力されるとともに、各気筒２毎のインジェクタ１６，１６，…に対して燃料噴射量及び噴射タイミングを制御するためのパルス信号が出力される。また、ＥＣＵ３０からＩＳＣ制御弁１９には、アイドル運転時に外部からの吸入空気量を調節するように制御信号が出力されるとともに、ＥＣＵ３０から排気還流制御弁２５対しては排気の還流量を調節するように制御信号が出力される。
【００３４】
（ＥＣＵによる制御の概要）
前記ＥＣＵ３０による燃料噴射制御としてエンジン１の定常運転状態では、各センサからの信号に基づいてエンジン１の負荷状態や回転速度を演算し、それらに対応する分量の燃料をインジェクタ１６により、各気筒２毎に排気行程の後期から吸気行程にかけてエンジン回転に同期して噴射させるようにしている（同期噴射）。一方、スロットル弁１４が大きく開かれて、加速開始条件が成立したときには、直ちに全気筒２のインジェクタ１６により加速増量のための燃料噴射（非同期噴射）が行われるようになっている。
【００３５】
具体的に、前記ＥＣＵ３０による制御の概要は図２の機能ブロック図に示されており、このＥＣＵ３０は、エアフローセンサ１３により検出された吸入空気量Airとクランク角センサ２６からのパルス信号に基づいて求められるエンジン回転速度Neとに応じて、各気筒２毎の吸気充填効率を演算する充填効率演算部３０ａと、その演算された吸気充填効率に対して所定の目標空燃比となるような燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算部３０ｂと、その演算された燃料噴射量に相当するパルス信号をインジェクタ１６に出力する同期噴射制御部３０ｃとを備えている。
【００３６】
また、ＥＣＵ３０は、スロットル開度センサ１７により検出されるスロットル開度accelに基づいて、エンジン１の加速運転の開始条件が成立したことを判定する加速開始判定部３０ｄと、該加速開始判定部３０ｄによる判定時にインジェクタ１６に制御信号を出力して、燃料増量のための非同期噴射を行わせる非同期噴射制御部３０ｅとを備えている。
【００３７】
さらに、ＥＣＵ３０は、スロットル開度accel及びエンジン回転速度Neに基づいて、エンジン１がアイドル運転状態になっていることを判定するアイドル判定部３０ｆを備えるとともに、該アイドル判定部３０ｆによりエンジン１がアイドル運転状態であると判定され、かつ前記加速判定部３０ｄにより加速運転の開始条件が成立したと判定されたときには、吸気充填量の増大によって最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒２において空燃比がリッチ側ガード値を超えないように、スロットル弁１４の開作動のタイミングに応じて非同期噴射による燃料増量を規制する燃料増量規制部３０ｇと、この燃料増量規制部３０ｇによる規制の度合い、即ち前記空燃比のリッチ側ガード値を、エンジン１のアイドル回転速度Neに応じて変更補正するガード値補正部３０ｈとを備えている。
【００３８】
尚、図示しないが、各気筒２の点火時期はアイドル運転状態ではＴＤＣよりも前（例えばBTDC１０°CA）とされる一方、そこからエンジン１が加速運転に移行したときに、前記１番目の気筒２と、続いて点火が行われる２番目及び３番目の気筒２とにおいてＴＤＣよりも以降（例えばATDC１０°CA）まで遅角され、その後の点火気筒２，２，…では徐々に進角されるようになっている。また、前記充填効率演算部３０ａ、燃料噴射量演算部３０ｂ、同期噴射制御部３０ｃ、加速開始判定部３０ｄ、非同期噴射制御部３０ｅ、アイドル判定部３０ｆ、燃料増量規制部３０ｇ及びガード値補正部３０ｈは、いずれも、ＥＣＵ３０のＣＰＵにより所定の制御プログラムが実行されることによって、具現化されるものである。
【００３９】
以下に、エンジン１がアイドル運転状態から加速運転に移行するときの非同期噴射の制御手順を、図３に示すフローチャート図に基づいて具体的に説明する。尚、エンジン１がアイドル運転状態になっているか否かの判定は、前記アイドル判定部３０ｆにより行われるものであるが、例えば、スロットル開度accelが設定開度accel0以下（accel≦accel0）、即ちスロットル弁１４が略全閉状態になっていて、かつエンジン回転速度Neが所定のアイドル判定回転速度N0（例えば６５０rpm）以下のときに、エンジン１がアイドル運転状態であると判定されて、以下の制御が行われる。一方、アイドル運転状態でなければ以下の制御は行われない。
【００４０】
まず、同図に示すスタート後のステップＳＡ１において、各種センサからの出力信号を受け入れ、そのうちのクランク角センサ２６からのパルス信号に基づいて現在のエンジン回転速度Neを算出するとともに、スロットル開度センサ１７からの入力信号に基づいて現在のスロットル開度accelを算出する。続いて、ステップＳＡ２では、クランク角センサ２６からのパルス信号に対応してオンオフ切り替えられる回転信号（ＳＧＴ信号）がオンになる時期（Ｌエッジ）であるか否かを判定する。そして、ＳＧＴＬエッジであるＹＥＳならば、例えば数ミリ秒毎にカウントアップされるカウンタをリセットする一方、ＳＧＴＬエッジでないＮＯならば、カウンタをリセットせずにステップＳＡ４に進む。
【００４１】
ここで、前記ＳＧＴ信号は、図４に示すように、エンジン１の各気筒２における吸気上死点位置（ＴＤＣ）を０度として、−７６度（７６°ＢＴＤＣのクランク角でオンになり、続いて−６度（６°ＢＴＤＣ）のクランク角でオフに、さらに１０４度（１０４°ＡＴＤＣ）でオン、１７４度（１７４°ＡＴＤＣ）でオフというように交互にオンオフ切り換えられるものである。従って、ＳＧＴＬエッジを検出する毎にカウンタをリセットするようにすれば、カウンタ値に基づいて各気筒２の排気行程の後期から吸気行程中期に至るクランク角位置を正確に検出することができる。ここで、気筒の排気行程や吸気行程の前期、中期及び後期というのは、それぞれ各行程を略３等分したものとすればよい。
【００４２】
前記ステップＳＡ３に続くステップＳＡ４では、スロットル開度accelの前回値から今回値への増大変化に基づいて、エンジン１の加速運転の開始条件が成立したか否かを判定する。すなわち、スロットル開度accelの変化が小さく加速開始でないＮＯと判定されればリターンする一方、スロットル開度accelが所定量以上、増大変化していて、加速開始であるＹＥＳと判定されればステップＳＡ５に進み、非同期噴射の燃料噴射量に対応するインジェクタ１６の噴射パルス幅を算出する。例えば、図５に示すように予めＥＣＵ３０のＲＯＭに電子的に格納されたマップを参照して、前記カウンタ値に基づいて噴射パルス幅を算出する。
【００４３】
ここで、前記図５のマップにおいては、加速開始条件の成立が判定された後、最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒に対する非同期噴射の噴射パルス幅が、該１番目の気筒のクランク角位置に対応するカウンタ値に応じて設定されている。具体的には、エンジン１の加速開始判定時点で前記１番目の気筒が排気行程の中期から終盤（例えば７６°ＢＴＤＣ〜６°ＢＴＤＣ）にあるときには、噴射パルス幅は最大値で略一定とされる一方、前記１番目の気筒が排気行程の終盤から吸気行程の中期（例えば６°ＢＴＤＣ〜１０４°ＡＴＤＣ）にあるときには、噴射パルス幅は、前記加速開始判定時点が遅いほど小さくなるように設定されている。言い換えると、非同期噴射の燃料噴射量は、１番目の気筒２の空燃比が所定のリッチ側ガード値（例えばA/F＝略１６）を超えないように規制されている。
【００４４】
すなわち、仮に非同期噴射による燃料噴射量を一定にしたとすれば、スロットル弁１４が開かれたときに吸気行程にある気筒２において、図６に一例を示すように、混合気の空燃比がスロットル弁１４の開弁時期によって大きく変化してしまう。詳しくは、スロットル弁１４が開かれたときに吸気行程にある気筒２では、同図に実線で示すように、スロットル弁１４の開弁時期が遅いほど（図の右側ほど）気筒への吸気充填量が減少して、気筒内圧力（圧縮ＴＯＰ圧力）が徐々に低下するようになる。このため、その際、非同期噴射のパルス幅が一定であれば、気筒２への吸気充填量が減少するほど、同図に丸印で示すように混合気の空燃比が濃くなってしまうのである。これに対し、前記したように、非同期噴射のパルス幅をクランク角位置に応じて短くなるように設定することで、同図に三角印で示すように空燃比の変化を抑制することができる。
【００４５】
前記ステップＳＡ５に続くステップＳＡ６では、ステップＳＡ５にて算出された燃料噴射パルス幅をエンジン回転速度Neに応じて補正する。すなわち、前記ステップＳＡ４においてエンジン１の加速開始条件の成立が判定されたとき、そのときのアイドル運転状態のエンジン回転速度Neに基づいて、図７に示すように予めＥＣＵ３０のＲＯＭに電子的に格納されたマップを参照して、噴射パルス幅補正率を求める。そして、この噴射パルス幅補正率を前記ステップＳＡ５で算出した噴射パルス幅に乗算して、最終的な噴射パルス幅を求め、続くステップＳＡ７においてインジェクタ１６に制御信号を出力して、前記補正後の噴射パルス幅に対応する分量の燃料を非同期噴射させ、しかる後にリターンする。
【００４６】
つまり、加速運転に移行する直前のエンジン回転速度Neに応じて、該エンジン回転速度Neが高いほど、燃料の非同期噴射量を増大補正するようにしている。このことは、加速開始時に最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒２に対する空燃比のリッチ側ガード値を、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが高いほど、相対的に出力の高くなるリッチ側の値になるように（出力空燃比Ａ/Ｆ＝１２〜１３のリッチ側空燃比に近づくように）補正するということである。
【００４７】
尚、前記したように加速開始判定と同時に非同期噴射を行うようにした場合、この非同期噴射と基本的な同期噴射とが干渉することも考えられるが、このときには同期噴射のパルス幅に非同期噴射のパルス幅を加算して、同期噴射のみを行うようにすればよい。
【００４８】
前記図３のフローチャート図において、ステップＳＡ４が加速開始判定部３０ｄに対応し、また、ステップＳＡ５〜ＳＡ７が非同期噴射制御部３０ｅに対応しており、特に、ステップＳＡ５及びステップＳＡ６は、燃料増量規制部３０ｇ及びガード値補正部３０ｈに対応する。
【００４９】
したがって、この実施形態１では、エンジン１がアイドル運転状態になっていて、かつスロットル弁１４の開作動に基づいてエンジン１の加速開始条件の成立が判定されたとき、インジェクタ１６により直ちに燃料の非同期噴射が行われて、気筒２内へ十分な量の混合気をが供給されるようになるので、エンジン１の加速運転性が良好なものになる。
【００５０】
その際、該非同期噴射の噴射パルス幅を、スロットル弁１４の開作動のタイミングに応じて変更し、加速判定時点の後に最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒２において混合気の空燃比がリッチ側ガード値を超えないように規制することにより、当該気筒２における自己着火、即ちプリイグニッションの発生を防止することができる。
【００５１】
斯かる作用効果はこの実施形態のようにオートマチックトランスミッションを装備した車両に搭載されたエンジン１において、特に有効なものである。すなわち、マニュアルトランスミッションを装備した車両の場合は、通常、発進時に運転者がエンジン回転速度をアイドル回転速度よりも高めてから、クラッチを繋ぐことが多いので、元々、プリイグニッションは発生し難い。一方、オートマチックトランスミッションの場合、車両の発進時にはエンジン１がアイドル運転状態から極低回転状態のまま加速運転に移行することになるので、元々、プリイグニッションが発生し易いものであり、このようなものにおいて、前記の如く非同期噴射による燃料増量を規制することの作用効果が極めて有効なものとなるのである。
【００５２】
さらに、この実施形態１の火花点火式エンジン１では、前記非同期噴射の噴射パルス幅を加速開始時のエンジン回転速度Neに基づいて補正することで、該エンジン回転速度Neが高いほど、前記空燃比のリッチ側ガード値が相対的にリッチ側の値になって、当該気筒２の空燃比が相対的にリッチな状態になるように、また反対に、加速開始時のエンジン回転速度Neが低いほど、前記１番目の気筒２の空燃比が相対的にリーンな状態になるようにしている。
【００５３】
すなわち、図８に一例を示すように、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが相対的に高いほど、１番目の気筒２における混合気の自己着火点θｂが遅角側に移動し、プリイグニッションの発生する可能性が低くなるとともに、仮に発生したとしてもそのときの圧力上昇の度合いが小さくなって、異音も小さくなる。そこで、例えばエンジン１の補機等の作動中でエンジン回転速度Neが相対的に高いときには、その分、加速開始時の燃料増量を多めにし、十分な量の燃料供給によって１番目の気筒２の空燃比を相対的にリッチな状態とすることで、エンジン出力を高めて、車両の加速性を高めることができる。
【００５４】
反対に、エンジン回転速度Neが相対的に低いときには、１番目の気筒２の空燃比を相対的にリーンな状態とすることで、プリイグニッションの発生を確実に防止することができるものである。
【００５５】
以下に、上述の如きプリイグニッションとエンジン回転速度との関係をより詳しく調べた実験結果について、前記図８の他に図９及び図１０を参照して説明する。この実験には、実施形態１の火花点火式エンジン１と同じく直列４気筒ガソリンエンジンを用い、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neは、基本的にはNe＝５５０rpmとして、そこからスロットル弁を全開状態になるように開作動させるとともに、混合気の空燃比が所定値（例えば、A/F＝１２くらい）になるように燃料噴射量を調節して、そのときに最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒において、気筒内圧力の変化を計測したものである。
【００５６】
尚、実験の際の気筒内に流入する吸気温度は約９０°Ｃとし、エンジン水温及び油温も約９０°Ｃとした。また、エンジンの各気筒の幾何学的な圧縮比は９．７であるが、有効圧縮比が８．７になるように、吸気弁及び排気弁の開閉作動タイミングをそれぞれ設定している。また、燃料はオクタン価９１のレギュラーガソリンを用いており、排気の還流は行わないようにしている。
【００５７】
まず、前記図８及び図９に示すように、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Ne（Idle Engine Speed）を５５０〜６５０rpmの範囲で変化させても、混合気の前炎反応開始点θａは殆ど変化しない。これは、気筒内に吸入された混合気が前炎反応を開始するまでの時間は圧縮速度の影響を受けず、主として混合気の温度状態のみに支配されているためと考えられる。一方、発火遅れ期間τabは、エンジン回転速度Neの上昇とともに長くなり、この結果、混合気の自己着火点θｂは、エンジン回転速度Neが高いほど遅角側に移動することになる。
【００５８】
ここで、前記発火遅れ期間τabの時間間隔は、混合気の圧力や濃度に支配されるもので、これらが同一であれば変化せず、発火遅れ期間τabのクランク角度に占める割合はエンジン回転速度Neの上昇に比例して長くなるはずである。しかし、実際には発火遅れ期間τabはエンジン回転速度Neの上昇率以上に長期化する。これは、発火遅れ期間τabの時間間隔が長くなることにより、前炎反応期間（即ち、発火遅れ期間τab）の膨張行程での割合が長くなって、混合気の圧力が低下してしまい、このことによって前炎反応の速度が低下することによると考えられる。
【００５９】
また、図１０は、前記のようにアイドル運転状態のエンジン回転速度Neを変化させたときの、混合気の空燃比A/F（Air/Fuel Ratio）と自己着火点θｂとの関係を示したものである。同図によれば、エンジン回転速度Neの上昇に伴い、自己着火の発生する空燃比A/Fの範囲が狭くなり、さらに自己着火点θｂが最も進角する空燃比A/Fもリッチ側に移動する。このように空燃比がリッチ側に移動するのは、エンジン回転速度Neの上昇に伴い、燃料の気化霧化に要するクランク角期間が長くなるためであ。また、自己着火の発生する空燃比A/Fの範囲が狭くなるのは、前記の如く、回転速度の上昇によって発火遅れ期間τabの時間間隔が長くなるためであると考えられる。
【００６０】
そして、前記図１０において、自己着火点θｂがATDC２０°CA以前のときが、プリイグニッションの発生する目安であると仮定すれば、図に実線で示すようにアイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが５５０rpmのときには、混合気の空燃比A/FがA/F≦１６のときにプリイグニッションが発生してしまうことになる。一方、図に大きめの破線で示すように、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが６００rpmのときには、混合気の空燃比A/FがA/F＝１２付近になるまでリッチ化しなければ、プリイグニッションは発生しない。また、エンジン回転速度Neが６５０rpmになれば、実質的に加速開始時にプリイグニッションが発生することはないということである。
【００６１】
従って、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが通常は５５０rpmであるとすれば、この状態からエンジンが加速運転に移行するときのプリイグニッションを防止しようとすれば、少なくとも１番目の気筒に対する非同期噴射の燃料噴射量をかなり少なくしなくてはならず、エンジンの加速運転性がある程度低くなることは避けられないが、エンジン回転速度Neが６００rpm以上になっていれば、混合気の空燃比A/FをA/F＝１３くらいまでリッチな状態にすることができ、こうすることで、エンジンの加速運転性を十分に向上させることができる。
【００６２】
尚、排気を浄化する触媒の三元浄化作用をさらに高めるために、エンジン回転速度Neが６００rpm以上のときには混合気の空燃比を略理論空燃比となるように制御するようにしてもよく、これでもエンジンの加速運転性は十分に向上する。また、この実施形態では、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが高いほど、非同期噴射による燃料噴射量を増大させて、１番目の気筒２における混合気の空燃比を相対的にリッチな状態にさせるようにしているが、これに限らず、例えば、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neが設定回転速度（例えば、６００rpm）よりも高いときに、非同期噴射による燃料噴射量を増大させるようにしてもよい。
【００６３】
（実施形態２）
図１１は、本発明の実施形態２に係る制御の概要を示す機能ブロック図である。この実施形態２の火花点火式エンジンは、暖機後において前記実施形態１と同様の制御を行うことを前提とし、その上で、アイドル運転状態のエンジン回転速度Neを吸気の温度状態や車両の走行状態に応じて変更するようにしたものである。尚、エンジン１の全体構成は前記実施形態１のものと略同じなので、以下、同一部材には同一の符号を付してその説明は省略する。
【００６４】
前記図１１に示すように、実施形態２のＥＣＵ３０は、前記実施形態１と同じく、充填効率演算部３０ａ、燃料噴射量演算部３０ｂ、同期噴射制御部３０ｃ、加速開始判定部３０ｄ、非同期噴射制御部３０ｅ、アイドル判定部３０ｆ、燃料増量規制部３０ｇ、及びガード値補正部３０ｈを備えている。
【００６５】
これに加えて、ＥＣＵ３０は、ＩＳＣ制御弁１９の開度を調節して、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を制御するＩＳＣ制御部３０ｉと、車両の走行状態を判定する走行状態判定部３０ｊと、吸気温センサ１２により検出される吸気温度Ｔair及びエンジン水温Ｔwに基づいて、気筒２内に流入する吸気の温度状態Ｔair′（検出温度）を推定する気筒内吸気温度推定部３０ｋ（吸気温度検出手段）とを備え、さらに、該気筒内吸気温度推定部３０ｋにより推定された吸気の温度状態がが高いほど、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neを高くなるように補正するとともに、前記走行状態判定部３０ｊにより車両が減速走行状態にあると判定されたときには、エンジン１のアイドル運転状態への移行を遅延させて、エンジン回転速度Neの高い状態に保持するエンジン回転速度補正部３０Ｌとを備えている。
【００６６】
以下に、この実施形態２におけるＥＣＵ３０による制御の手順を、図１２に示すフローチャート図に基づいて具体的に説明すると、まず、同図に示すスタート後のステップＳＢ１では、各種センサからの出力信号を受け入れ、そのうちのクランク角センサ２６からのパルス信号に基づいて現在のエンジン回転速度Neを算出するとともに、スロットル開度センサ１７からの入力信号に基づいて現在のスロットル開度accelを算出する。また、水温センサ２８からの入力信号に基づいて現在のエンジン水温Ｔwを算出し、吸気温センサ１２からの入力信号に基づいて現在の吸気温度Ｔairを算出し、Ｏ2センサからの入力信号に基づいて混合気の空燃比afを算出する。さらに、図示しないが、車両の走行速度を検出する車速センサからの入力信号に基づいて、車速Ｖsを算出する。
【００６７】
続いて、ステップＳＢ２において、エンジン１の暖機が完了しているかどうか、即ち例えばエンジン水温Ｔwが４０°Ｃを超えているかどうか判定し、この判定がＮＯでエンジン未暖機ならばリターンする一方、判定がＹＥＳでエンジン暖機後であれば、ステップＳＢ３に進む。このステップＳＢ３では、車両が停止しているかどうか、即ち例えば車速Ｖsが第１設定車速Ｖ0以上かどうか判定し、この判定がＮＯで車両が走行状態であればステップＳＢ６に進む一方、判定がＹＥＳで車両が停止していれば、ステップＳＢ４に進む。このステップＳＢ４ではエンジン１がアイドル運転状態かどうか、即ち例えば、エンジン回転速度Neが６５０rpm以下であってかつスロットル開度accelが設定開度accel0以下（accel≦accel0）であるかどうか判定し、この判定がＮＯでアイドル運転状態でなければリターンする一方、判定がＹＥＳでアイドル運転状態であれば、ステップＳＢ５に進む。
【００６８】
続いて、ステップＳＢ５において、吸気温度Ｔair及びエンジン水温Ｔwに基づいて推定された気筒内の吸気温度Ｔair′に応じて、ＩＳＣ制御弁１９の開度を補正する（ＩＳＣ開度補正１）。すなわち、図１３に一例を示すような制御マップを参照して、ＩＳＣ制御弁１９の目標開度を求め、この目標開度になるようにＩＳＣ制御弁１９をデューティ制御する。この制御マップは予めＥＣＵ３０のＲＯＭに電子的に格納されたものであり、ＩＳＣ制御弁１９の目標開度を、吸気温度Ｔair′が高いほど大きくなるように設定して記録したものである。このため、アイドル運転状態のエンジン回転速度Neは、吸気温センサ１２により検出される吸気温度Ｔairが高いほど、またエンジン水温Ｔwが高いほど、高くなるように補正される。そして、前記ステップＳＢ５に続いて、図３に示すフローのステップＳＡ１に進み、該ステップＳＡ１〜ＳＡ７の手順に従って、実施形態１と同様にインジェクタ１６により燃料の非同期噴射を実行する。
【００６９】
つまり、車両が停止していて、かつエンジン１がアイドル運転状態になっているときには、そのときのエンジン回転速度Neを気筒２に吸入する吸気の温度状態Ｔair′が高いほど、高くなるように補正することで、そこからエンジン１が加速運転に移行するときにプリイグニッションの発生することを防止しながら、十分な加速運転性を得られるようにしている。
【００７０】
ここで、プリイグニッションと吸気温度Ｔair′との関係について、前記と同様にして調べた実験結果を説明すると、図１４及び図１５に示すように、エンジン回転速度Ne及び空燃比A/Fを一定に保ちかつエンジン水温Ｔwを略一定に保ちながら、吸気温度Ｔair(Intake Air Temperature)を６０〜９０°Ｃの範囲で変化させたとき、発火遅れ期間τabは吸気温度によらずに同等となる一方、前炎反応開始点θａは吸気温度Ｔairが高いほど進角するので、混合気の自己着火点θｂは吸気温度Ｔairの上昇に伴い進角することになる。この実験では前記の如くエンジン水温Ｔwを略一定としているので、前記の実験結果からは、吸気温度Ｔairが高いほど、即ち気筒２内に流入する吸気の温度状態Ｔair′が高いほど、プリイグニッションが発生し易いということが分かる。
【００７１】
従って、前記ステップＳＢ５における制御手順の如く、気筒２内に流入する吸気の温度状態が高いときには、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neを高くなるように補正し、そのことによってプリイグニッションを抑制するようにすれば、その分、非同期噴射による燃料増量の規制の度合いは小さくすることができ、これにより、エンジンの加速運転性を最大限に高めることができる。また反対に、気筒２内に流入する吸気の温度状態が相対的に低いときには、エンジン回転速度Neが相対的に低くなるように制御され、このことで、燃費をさらに低減することができる。
【００７２】
一方、前記ステップＳＢ３において、車両が走行状態であるＮＯと判定されて進んだステップＳＢ６では、今度は車両が所定の減速中かどうか、即ち例えば車速Ｖsが第２設定車速Ｖ1よりも低く（Ｖs＜Ｖ1）、かつスロットル弁１４が略全閉状態になっているかどうか（accel≦accel0）、判定する。この判定がＮＯのときにはリターンする一方、判定がＹＥＳのときにはステップＳＢ７に進み、エンジン回転速度Neが予め設定した減速時判定回転速度N1よりも低いかどうか判定する（Ne＜N1）。そして、この判定がＮＯのときにはリターンする一方、判定がＹＥＳであればステップＳＢ８に進む。
【００７３】
続いて、ステップＳＢ８において、前記ステップＳＢ４と同様にして、エンジン１がアイドル運転状態かどうか判定する。この判定がＮＯでエンジン１がアイドル運転状態になっていなければ、即ちエンジン１が減速運転の途中であれば、ステップＳＢ９に進み、車速Ｖs及びスロットル弁１４の閉作動からの経過時間に応じてエンジン回転速度Neが変化するように、ＩＳＣ制御弁１９の開度を制御する（ＩＳＣ開度補正２）。すなわち、図示しない制御マップに従い、車速Ｖsが高いほどエンジン回転速度Neが高くなるように、また、スロットル弁１４が閉じられてからの経過時間が短いほどエンジン回転速度Neが高くなるように、ＩＳＣ制御弁１９の開度を制御する。
【００７４】
こうすることで、図１６に一例を示すように、車両の減速時にエンジン回転速度Neが前記減速時判定回転速度N1まで低下すると、ＩＳＣ制御弁１９が開かれて、エンジン回転速度Neは図に実線で示すように通常よりも高い回転速度とされ、その後、徐々に通常のアイドル回転速度（図例では５５０rpm）まで低下するようになる。言い換えると、エンジン１のアイドル運転状態への移行は、同図に示す遅延時間Δｔだけ遅延されることになる。
【００７５】
また、前記ステップＳＢ８における判定結果がＹＥＳで、エンジン１がアイドル運転状態になっていれば、そのときは前記ステップＳＢ５に進み、エンジン回転速度Neが気筒２内に流入する吸気の温度状態に応じて制御される。すなわち、車両の走行中であってもエンジン１の回転速度Neがアイドル回転速度N0以下になれば、停車中と同様の制御が行われる。
【００７６】
したがって、この実施形態２によれば、エンジン１が暖機後のアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、前記実施形態１と同様の作用効果が得られる上に、アイドル運転状態になっているときに、気筒２内に流入する吸気の温度状態に応じてエンジン回転速度Neを変更することで、加速運転に移行するときのプリイグニッションの発生を回避しながら、非同期噴射により燃料を可及的に増量して、加速性能を最大限に高めることができる。つまり、プリイグニッションの防止と加速性能の向上とを高次元で両立できる。
【００７７】
また、車両が減速走行状態のときには、引き続いて再度、加速運転状態に移行する可能性が高いので、このときには暫くの間、エンジン１のアイドル運転状態への移行の遅延させて、所定期間、エンジン回転速度Neを相対的に高い状態に維持することにより、減速後の車両の再加速性能を十分に高めることができる。尚、車両の走行状態ではエンジン１のアイドル回転速度そのものを停車状態よりも高く設定するようにしてもよいが、この実施形態のように、減速走行状態のときにのみアイドル運転状態への移行を遅延させるようにしたほうが、燃費の点でより好ましい。
【００７８】
さらに、この実施形態によれば、エンジン１が未暖機のときには、前記のような非同期噴射のパルス幅の変更は行われず、未暖機で燃料の気化霧化の悪い状態であっても、加速開始時の非同期噴射により燃料増量を十分に行って、ヘジテーション等の運転性の低下を防止できる。
【００７９】
（他の実施形態）
尚、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その他種々の実施形態を包含するものである。すなわち、前記実施形態１，２において、エンジン１の加速開始条件の成立が判定されたときに、その後に最初に圧縮圧力が実質的に増大する１番目の気筒だけではなく、その次に点火される２番目の気筒についても非同期噴射の噴射パルス幅を変更補正するようにしてもよい。
【００８０】
また、前記実施形態２では、アイドル運転状態のときに気筒２内に流入する吸気の温度状態、即ち気筒内吸気温度推定部３０ｋによる推定吸気温度Ｔair′に応じて、吸気温度Ｔair′が高いほどエンジン回転速度Neを高くなるように補正するようにしているが、これに限らず、エンジン暖機後において一義的に吸気温センサ１２により検出される吸気温度Ｔairに基づいてエンジン回転速度Neを補正するようにしてもよい。或いは、前記推定吸気温度Ｔair′が設定温度（例えば８０°Ｃ）よりも高いときに、エンジン回転速度Neを高くなるように補正するようにすることもできる。
【００８１】
さらに、前記実施形態２のように、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neを、気筒２内に流入する吸気の温度状態に応じて変更補正するようにした場合には、そこからエンジン１が加速運転に移行するときに、その加速開始のタイミングに応じて非同期噴射による燃料増量を規制することは、必ずしも必要ではない。すなわち、アイドル運転状態のときのエンジン回転速度Neを気筒２内に流入する吸気の温度Ｔair′もしくはエンジン暖機後の吸気温度Ｔairに応じて適切な状態にまで高めれば、そのことのみによって加速開始時の異常燃焼の発生を防止することも可能なので、この場合には、非同期噴射による燃料噴射量は規制しないようにして、エンジンの加速運転性を最大限に高めることができるものである。
【００８２】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項１の発明に係る火花点火式エンジンによると、まず、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するとき、加速開始判定の後、最初にプリイグニッションの発生が予想される１番目の気筒において、混合気の空燃比が所定のリッチ側ガード値を超えないように、燃料増量手段による燃料増量の度合いを増量規制手段によって規制するようにしたので、前記１番目の気筒において混合気の空燃比が過度にリッチな状態になることを防止して、プリイグニッションとこれに伴う異音の発生とを防止することができる。そして、その際、前記加速開始条件の成立が判定されたときのエンジン回転速度に応じて、前記リッチ側ガード値を補正する、即ち燃料増量の度合いを変更するようにすることで、プリイグニッションを確実に防止しながらも、エンジン出力を十分に高めることができる。
【００８３】
請求項３の発明によると、気筒内に流入する吸気の温度状態に応じてエンジンのアイドル回転速度を変更することで、プリイグニッションの回避と加速性能の向上とを高次元で両立できる。
【００８４】
請求項４の発明によると、車両が走行状態のときにはエンジンがアイドル運転状態になっていても、エンジン回転速度を相対的に高く維持して、再加速性を向上できる。
【００８５】
請求項５の発明によると、車両が減速走行状態のときにエンジンのアイドル運転状態への移行を遅延させることで、減速後の車両の再加速性を十分に高めることができる。
【００８６】
また、請求項６の発明に係る火花点火式エンジンによると、まず、請求項１の発明と同様に、エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときに、燃料増量手段による燃料増量の度合いを規制することで、プリイグニッションとこれに伴う異音の発生とを防止することができる。さらに、エンジンがアイドル運転状態のときに、気筒内に流入する吸気の温度状態に応じてエンジン回転速度を変更することで、前記のプリイグニッションの発生を防止しながら、エンジンの加速運転性を最大限に高めることができ、さらに、燃費の低減も図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す全体構成図である。
【図２】ＥＣＵによる燃料噴射制御の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】エンジンがアイドル運転状態から加速運転に移行するときの非同期噴射の制御手順を示すフローチャート図である。
【図４】１番目の気筒におけるクランク角位置と、スロットル弁の開作動時点と、非同期噴射の噴射タイミングとの対応関係を示す説明図である。
【図５】非同期噴射のパルス幅を、１番目の気筒におけるクランク角位置に対応するように設定したマップの一例を示す図である。
【図６】クランク角位置とスロットル弁の開作動時点との相対位置の変化に対する１番目の気筒の空燃比の変化の一例を示すグラフ図である。
【図７】アイドル運転状態のときのエンジン回転速度に応じて、非同期噴射のパルス幅を補正するためのマップの一例を示す図である。
【図８】アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を変化させて、それぞれ、異常燃焼による気筒内圧力の変化をクランク角に対応づけて示したグラフ図である。
【図９】アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を変化させたときの、前炎反応開始点θａ、発火遅れ期間τab及び自己着火点θｂの変化を示すグラフ図である。
【図１０】アイドル運転状態のときのエンジン回転速度を変化させて、それぞれ、自己着火点θｂと空燃比との対応関係を示すグラフ図である。
【図１１】実施形態２に係る図２相当図である。
【図１２】主にアイドル運転状態のときのエンジン制御の手順を示すフローチャート図である。
【図１３】アイドル運転状態のときのＩＳＣ制御弁の開度を吸気の温度状態に応じて制御するためのマップの一例を示す図である。
【図１４】吸気の温度状態を変化させて、それぞれ、異常燃焼による気筒内圧力の変化をクランク角に対応づけて示すグラフ図である。
【図１５】吸気の温度状態を変化させたときの、前炎反応開始点θａ、発火遅れ期間τab及び自己着火点θｂの変化を示すグラフ図である。
【図１６】エンジンのアイドル運転状態への移行を遅延させたときのエンジン回転速度の変化を示す説明図である。
【図１７】プリイグニッションによって気筒内圧力の異常上昇する様子をクランク角に対応づけて示す説明図である。
【図１８】混合気の空燃比を変化させたときの、前炎反応開始点θａ、発火遅れ期間τab及び自己着火点θｂの変化を示すグラフ図である。
【符号の説明】
１            エンジン
２            気筒
１２          吸気温センサ（吸気温度検出手段）
３０          ＥＣＵ
３０ｄ        加速開始判定部（加速開始判定手段）
３０ｅ        非同期噴射制御部（燃料増量手段）
３０ｇ        燃料増量規制部（燃料増量規制手段）
３０ｈ        ガード値補正部（ガード値補正手段）
３０ｉ        ＩＳＣ制御部（アイドル回転速度補正手段、遅延制御手段）
３０ｊ        走行状態判定部（走行状態判定手段）
３０ｋ        気筒内吸気温度推定部（吸気温度検出手段）
３０Ｌ        エンジン回転速度補正部（アイドル回転速度補正手段、遅延制御手段）
【図１】
0004300681.tif 000002
【図２】
0004300681.tif 000003
【図３】
0004300681.tif 000004
【図４】
0004300681.tif 000005
【図５】
0004300681.tif 000006
【図６】
0004300681.tif 000007
【図７】
0004300681.tif 000008
【図８】
0004300681.tif 000009
【図９】
0004300681.tif 000010
【図１０】
0004300681.tif 000011
【図１１】
0004300681.tif 000012
【図１２】
0004300681.tif 000013
【図１３】
0004300681.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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