JP2001329891A - 火花点火式エンジン - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定常運転状態から加速運転に移行するとき
に、回転毎の同期噴射とは別に燃料増量のために非同期
噴射を行うとともに、特に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２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、非同
期噴射のパルス幅を変更補正するようにした火花点火式
エンジン１において、加速運転性のさらなる向上を図
る。 【解決手段】 エンジン１がアイドル運転状態になって
いて、かつ加速開始条件の成立が判定されたときに（Ｓ
Ａ４）、少なくとも１番目の気筒に対する非同期噴射の
パルス幅を加速判定タイミングに応じて変更補正する
（ＳＡ５）。噴射パルス幅をアイドル運転状態のときの
エンジン回転速度Neに応じて補正する（ＳＡ６）。噴射
パルス幅を、気筒２内に流入する吸気の温度状態に応じ
て補正するようにしてもよい。

Description

【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θ
ｂ（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θ
ｂ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１１−２
１０５３６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１
０は、ＩＳＣ（Idle Speed Control）用バイパス通路１
８により接続されているとともに、このバイパス通路１
８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２
５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、ＥＣ
Ｕ３０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ＥＣＵ３
０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ＥＣＵ
３０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３
０ｃ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３
０ｄ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ac
cel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３０
ｆ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３０
ｇ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３０
ｆ、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６５０rp
m）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Ｓ
Ａ１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°ＢＴＤ
Ｃ）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°ＢＴ
ＤＣ）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°ＡＴＤ
Ｃ）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θ
ｂ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 Eng
ine 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τ
ab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５
５０rpm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６０
０rpm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Ｅ
ＣＵ３０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３０
ｃ、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ＥＣＵ３
０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Ｉ
ＳＣ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Ｔai
r′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Ｔ
air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Ｔ
air′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(Int
ake 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ＳＢ
６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Ｔai
r′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）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３１２Ｃ ３１２Ｅ ３１２Ｆ ３１２Ｑ ３１４ ３１４Ｅ ３１４Ｆ ３６０ ３６０Ｆ (72)発明者 乃生 芳尚 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 荒木 啓二 広島県安芸郡府中町新地３番１号 マツダ 株式会社内 Ｆターム(参考） 3G084 BA06 BA09 BA13 CA02 CA04 CA06 DA15 EA11 EC01 EC03 FA02 FA05 FA20 FA29 FA33 3G301 JA03 KA05 KA14 KA16 KA18 LA04 MA01 MA11 MA22 NE17 NE21 PA10Z PD02Z PE01Z PE08Z PF01Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【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。
2. 【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。
3. 【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。
4. 【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。
5. 【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。
6. 【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。