JP2015117652A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、実圧縮比の推定を行える制御装置を提供する。
【解決手段】エンジン制御ユニットは、センサ出力に基づく実圧縮比の検出値の入力に異常が発生すると(S101)、可変圧縮比機構のアクチュエータへの電源供給を遮断し(S102)、実圧縮比が燃焼圧力によって低下する過程において、ノッキング強度が設定値になるまで点火時期を進角する(S103)。そして、エンジン制御ユニットは、ノッキング強度が設定値になったときの点火時期に基づいて実圧縮比を推定し(S105, S106)、推定した実圧縮比に基づいて可変バルブタイミング機構におけるバルブタイミングの可変範囲を変更する。
【選択図】図２

Description

本発明は、圧縮比を可変とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関の制御装置に関する。

特許文献１には、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、圧縮比の変化速度に応じて基本点火時期を補正する点火制御装置が開示されている。

特許第４４００１１６号公報

可変圧縮比機構で可変とされる圧縮比のセンサによる検出結果を用いて各種制御が行われる内燃機関においては、センサの故障や、制御ユニット間でセンサ検出値を送受信する通信機能の故障などによって圧縮比の検出結果の入力に異常が生じると、実際の圧縮比に適合しない状態に内燃機関が制御されたり、不明な実圧縮比に対して安全側に内燃機関を制御することで内燃機関の性能が低下したりするという問題が生じる。

本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、実圧縮比の推定を行える制御装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明では、点火時期とノッキング強度との相関に基づいて圧縮比を推定するようにした。

上記発明によると、圧縮比の違いによって点火時期とノッキング強度との相関が変化することに基づいて圧縮比を推定することができる。

本発明の実施形態における内燃機関のシステム図である。 本発明の実施形態における実圧縮比の推定処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の実施形態における圧縮比とノッキング強度が所定値となる点火時期との相関を示す線図である。 本発明の実施形態における実圧縮比の検出系が故障したときの実圧縮比及び位相角変換角（バルブタイミング）の変化を示すタイムチャートである。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、本発明に係る制御装置を適用する車両用内燃機関の一例を示す。
内燃機関１は、シリンダブロック２と、シリンダブロック２内に形成されたシリンダボア３内に設けられたピストン４と、吸気ポート５及び排気ポート６が形成されたシリンダヘッド１０と、吸気ポート５，排気ポート６の開口端を開閉する１気筒当たりそれぞれ１対の吸気バルブ７，７及び排気バルブ８，８と、を備えている。

ピストン４は、クランクシャフト９に対して、ロアリンク１１とアッパリンク１２とからなるコンロッド１３を介して連結されている。
そして、ピストン４の冠面４ａとシリンダヘッド１０の下面との間に、燃焼室１４が形成される。燃焼室１４を形成するシリンダヘッド１０の略中央には、点火プラグ１５を設けてある。

点火プラグ１５は、点火コイル４１から高電圧が供給されることで火花放電して混合気を点火させ、点火コイル４１からの高電圧の供給タイミングを制御することで点火時期が制御される。
また、内燃機関１は、吸気バルブ７，７の開期間のクランクシャフト９に対する位相を可変とする可変バルブタイミング機構（ＶＴＣ：Variable Timing Control）２２と、ピストン４の上死点位置を変更することで圧縮比を可変とする圧縮比可変機構（ＶＣＲ：Variable Compression Ratio）２３とを備えている。

可変動弁機構である可変バルブタイミング機構２２は、クランクシャフト９に対する吸気カムシャフト２４の位相（制御量）を変更することで、吸気バルブ７，７の作動角を一定としたまま、作動角の中心位相を連続的に進角、遅角させる機構である。
この可変バルブタイミング機構２２としては、例えば、特開２０１３−０３６３９１号公報に開示されるような、クランクシャフト９に対する吸気カムシャフト２４の相対回転位相角を電動モータによって調整する、電動式の可変バルブタイミング機構を用いることができる。
但し、可変バルブタイミング機構２２を、アクチュエータが電動モータである機構に限定するものではなく、油圧アクチュエータなどを用いる公知の機構を適宜採用できる。

圧縮比可変機構２３は、例えば、特開２００２−２７６４４６号公報に開示されるような構造によって、ピストン４の上死点位置を変化させることで、内燃機関１の圧縮比を可変とする機能のものである。
以下に、圧縮比可変機構２３の構造の一例を説明する。

クランクシャフト９は、複数のジャーナル部９ａとクランクピン部９ｂとを備えており、シリンダブロック２の主軸受に、ジャーナル部９ａが回転自在に支持される。
クランクピン部９ｂは、ジャーナル部９ａから偏心しており、ここにロアリンク１１が回転自在に連結される。

ロアリンク１１は、２分割に構成され、略中央に設けた連結孔にクランクピン部９ｂが嵌合する。
アッパリンク１２は、下端側が連結ピン２５によりロアリンク１１の一端に回動可能に連結され、上端側がピストンピン２６によりピストン４に回動可能に連結される。

コントロールリンク２７は、上端側が連結ピン２８によりロアリンク１１の他端に回動可能に連結され、下端側が制御シャフト２９を介してシリンダブロック２の下部に回動可能に連結される。
詳しくは、制御シャフト２９は、回転可能に内燃機関本体（シリンダブロック２）に支持されていると共に、その回転中心から偏心している偏心カム部２９ａを有し、この偏心カム部２９ａにコントロールリンク２７の下端部が回転可能に嵌合する。

制御シャフト２９は、電動モータを用いた圧縮比制御アクチュエータ３０によって回動位置が制御される。
上記のような複リンク式ピストン−クランク機構を用いた圧縮比可変機構２３においては、制御シャフト２９が圧縮比制御アクチュエータ３０によって回動されると、偏心カム部２９ａの中心位置、つまり、内燃機関本体（シリンダブロック２）に対する相対位置が変化する。

これにより、コントロールリンク２７の下端の揺動支持位置が変化し、コントロールリンク２７の揺動支持位置が変化すると、ピストン４の行程が変化し、ピストン上死点（ＴＤＣ）におけるピストン４の位置が高くなったり低くなったりして、内燃機関１の圧縮比が変更される。つまり、制御シャフト２９の角度位置に応じて、上死点におけるピストン４の位置が変わり、内燃機関１の圧縮比が変更される。

点火コイル４１や図示省略した燃料噴射弁などはエンジン制御ユニット３１Ａによって制御され、圧縮比可変機構２３はＶＣＲ制御ユニット３１Ｂによって制御され、可変バルブタイミング機構２２はＶＴＣ制御ユニット３１Ｃによって制御される。

エンジン制御ユニット３１Ａ、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂ、ＶＴＣ制御ユニット３１Ｃはそれぞれマイクロコンピュータを備え、ＣＡＮ（Controller Area Network）４３によって相互に通信可能に接続される。
そして、エンジン制御ユニット３１Ａは、圧縮比可変機構２３の目標圧縮比、及び、可変バルブタイミング機構２２の目標位相変換角（目標進角値）を内燃機関１の運転状態に基づいて演算し、目標圧縮比のデータをＶＣＲ制御ユニット３１Ｂに向けて送信し、目標位相角変換角のデータをＶＴＣ制御ユニット３１Ｃに向けて送信する。

ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂには、エンジン制御ユニット３１Ａからの目標圧縮比のデータ（換言すれば、制御シャフト２９の目標角度位置のデータ）が入力されると共に、制御シャフト２９の角度位置（換言すれば、実圧縮比）を検出する角度センサ２９Ａの出力信号が入力される。
そして、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂは、角度センサ２９Ａで検出される制御シャフト２９の角度位置が目標圧縮比に相応する目標角度位置に近づくようにアクチュエータ３０の操作量を演算して出力する、フィードバック制御を実施する。

また、ＶＴＣ制御ユニット３１Ｃには、エンジン制御ユニット３１Ａからの目標位相変換角のデータが入力されると共に、クランクシャフト９の角度位置を検出するクランク角センサ３２の出力信号（クランク角信号）ＰＯＳ及び吸気カムシャフト２４の角度位置を検出するカム角センサ３６の出力信号（カム角信号）ＣＡＭが入力される。
そして、ＶＴＣ制御ユニット３１Ｃは、クランク角センサ３２の出力信号ＰＯＳとカム角センサ３６の出力信号ＣＡＭとから、クランクシャフト９に対する吸気カムシャフト２４の相対回転位相角（実位相変換角）を検出し、検出した相対回転位相角が目標位相変換角に近づくように可変バルブタイミング機構２２のアクチュエータの操作量を演算して出力する、フィードバック制御を実施する。

一方、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂは、角度センサ２９Ａの出力に基づき検出した制御シャフト２９の角度位置の情報（換言すれば、実圧縮比の情報）をエンジン制御ユニット３１Ａに出力し、また、ＶＴＣ制御ユニット３１Ｃは、クランク角センサ３２及びカム角センサ３６の出力に基づき検出したクランクシャフト９に対する吸気カムシャフト２４の相対回転位相角（実位相変換角）の情報をエンジン制御ユニット３１Ａに出力する。
なお、クランク角センサ３２及びカム角センサ３６の出力は、エンジン制御ユニット３１Ａ及びＶＴＣ制御ユニット３１Ｃの双方に入力させるようにしてある。また、角度センサ２９Ａの出力を、エンジン制御ユニット３１Ａ及びＶＣＲ制御ユニット３１Ｂの双方に入力させる構成とすることができる。

また、エンジン制御ユニット３１Ａには、内燃機関１の吸入空気流量ＱＡを検出するエアーフローセンサ３３、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）ＡＣＣを検出するアクセル開度センサ３４、内燃機関１が搭載される車両の走行速度（車速）ＶＳＰを検出する車速センサ３５、内燃機関１の冷却水温度（エンジン温度）ＴＷを検出する水温センサ３７、排気中の酸素濃度を介して空燃比ＡＦを検出する空燃比センサ４２、ノッキングによる振動を検出するノックセンサ４３などからの信号が入力される。

ここで、エンジン制御ユニット３１Ａは、目標位相変換角の設定において、実圧縮比の情報に基づき目標位相変換角の進角側の限界値を設定し、この進角側限界値よりも進角した目標位相変換角が設定されることがないようにする進角制限処理を実施する。
ピストン４の位置が高くなる高圧縮比状態であるときに、吸気バルブ７の作動角の位相を進角して上死点におけるバルブリフト量が大きくなると、ピストン４と吸気バルブ７との干渉が発生する可能性がある。

そこで、エンジン制御ユニット３１Ａは、圧縮比可変機構２３により可変とされる圧縮比に応じて、可変バルブタイミング機構２２（可変動弁機構）の位相変換角（制御量）の可変範囲を、ピストン４と吸気バルブ７との干渉が発生しないように変更する。つまり、圧縮比可変機構２３により可変とされる圧縮比が高くなるほど、位相変換角の可変範囲の進角側の限界値をより遅角側に変更して、ピストン４と吸気バルブ７との干渉が発生することを抑制しつつ、位相変換角の進角方向への変化が過剰に制限されることがないようにする。
なお、エンジン制御ユニット３１Ａは、圧縮比可変機構２３により可変とされる圧縮比の実際値、つまり、角度センサ２９Ａによる圧縮比の検出結果を、ＶＣＲ制御ユニット３１ＢからＣＡＮ（Controller Area Network）４３などの通信ラインを介して取得する。

このため、エンジン制御ユニット３１Ａは、角度センサ２９ＡやＣＡＮ通信回路やＶＣＲ制御ユニット３１Ｂなどに故障が発生し、圧縮比の検出値の入力に異常が生じると、目標位相変換角の可変範囲を適切に設定できなくなる。そこで、エンジン制御ユニット３１Ａは、圧縮比の検出値の入力に異常が生じると、実圧縮比を内燃機関１の運転状態から推定し、係る推定値に応じて可変バルブタイミング機構２２の位相変換角の可変範囲を変更する。
これにより、エンジン制御ユニット３１Ａは、角度センサ２９Ａによる実圧縮比の検出結果を利用できなくなっても、目標位相変換角を、ピストン４と吸気バルブ７との干渉が発生しない範囲内で可及的に進角方向に変化させることができ、干渉の発生を抑制しつつ内燃機関１の運転性（有効圧縮比）の低下を抑制できる。

以下では、エンジン制御ユニット３１Ａによる実圧縮比の推定処理（角度センサ２９Ａの出力を用いない実圧縮比の検出処理）を、図２のフローチャートに従って詳細に説明する。
なお、図２のフローチャートに示すルーチンは、エンジン制御ユニット３１Ａにより時間割り込みで実行される。

ステップＳ１０１で、エンジン制御ユニット３１Ａは、角度センサ２９Ａによる圧縮比の検出結果の入力に異常が生じているか否かを判定する。
具体的には、エンジン制御ユニット３１Ａは、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂとの間の通信に異常が発生しているか否か、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂから角度センサ２９Ａの異常を知らせる診断信号が送信されているか否か、エンジン制御ユニット３１Ａが角度センサ２９Ａの出力を直接入力する場合には角度センサ２９Ａの異常を診断しているか否かなどを判定することで、角度センサ２９Ａによる実圧縮比の検出結果を目標位相変換角の設定などに利用できる状態であるか否かを判定する。

角度センサ２９Ａ、ＣＡＮ通信回路、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂなどが正常で、角度センサ２９Ａによる圧縮比の検出結果の入力が正常であり、角度センサ２９Ａの出力に基づき検出された実圧縮比に応じて目標位相変換角の制限処理などを行える場合には、実圧縮比の推定処理は不要であるので、エンジン制御ユニット３１Ａは、ステップＳ１０２以降の処理に進むことなく本ルーチンを終了させる。

一方、角度センサ２９Ａ、ＣＡＮ通信回路、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂなどに異常が発生し、角度センサ２９Ａによる圧縮比の検出結果の入力に異常が生じると、エンジン制御ユニット３１Ａは、係る異常状態に対応する処理としてステップＳ１０２に進む。
ステップＳ１０２で、エンジン制御ユニット３１Ａは、圧縮比可変機構２３の圧縮比制御アクチュエータ３０への電源供給を遮断する（換言すれば、アクチュエータの制御を停止する）。

ここで、アクチュエータ３０への電源供給の遮断は、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂが正常であれば、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂに電源供給の遮断を指令することで実現できるが、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂに異常が生じると、遮断指令を出力しても実際には電源供給が遮断されない可能性がある。
そこで、圧縮比制御アクチュエータ３０に電源を供給する電源ラインに設けたリレーが、エンジン制御ユニット３１Ａからのオフ指令とＶＣＲ制御ユニット３１Ｂからのオフ指令との少なくとも一方でオフ状態になり、双方がオン指令であるときにオン状態になるように構成することができる。

係る構成とすることで、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂが角度センサ２９Ａの故障を診断したときに、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂが独自に圧縮比制御アクチュエータ３０への電源供給を遮断でき、また、角度センサ２９Ａは正常であるものの通信異常によってエンジン制御ユニット３１Ａが実圧縮比の情報を取得できないときには、エンジン制御ユニット３１Ａが独自に圧縮比制御アクチュエータ３０への電源供給を遮断できる。

圧縮比可変機構２３の圧縮比制御アクチュエータ３０への電源供給を遮断し、アクチュエータ３０がトルクを発生しなくなると、燃焼圧力が上死点におけるピストン４の位置を押し下げる方向に作用することで、圧縮比可変機構２３で可変とされる圧縮比は低圧縮比側に向けて変化することになる。
つまり、エンジン制御ユニット３１Ａは、実圧縮比の情報が得られない状態になると、アクチュエータ３０への電源供給を遮断することで、実圧縮比を可変範囲の低圧縮比側に向けて変化させ、過剰に高い圧縮比で内燃機関１が運転されることを抑制するフェイルセーフ制御を実施する。

エンジン制御ユニット３１Ａは、アクチュエータ３０への電源供給を遮断すると、次いで、ステップＳ１０３へ進み、点火プラグ１５による点火時期を、実圧縮比の情報が得られていた状態（正常状態）での点火時期から徐々に進角させる。
そして、エンジン制御ユニット３１Ａは、ステップＳ１０４でノックセンサ４３の出力を読み込み、ステップＳ１０５では、ノッキングが発生しているか否か（ノッキング強度が設定値を超えているか否か）をノックセンサ４３の出力に基づいて判定する。

エンジン制御ユニット３１Ａは、ノッキングが発生していないと判定すると、ステップＳ１０３に戻って点火時期の進角制御を継続させ、より進角した点火時期に変更する。
一方、エンジン制御ユニット３１Ａは、ノッキングの発生を判定すると、ステップＳ１０６へ進み、そのときの点火時期、つまり、所定のノッキング強度になったときの点火時期に基づいて実圧縮比を推定する。

ノッキング強度と点火時期との相関は実圧縮比に応じて変化し、図３に示したように、所定のノッキング強度となる点火時期は、実圧縮比が低下するほどより進角側となる。従って、点火時期を進角させて所定のノッキング強度となったとき（ノッキングが発生したとき）の点火時期からそのときの実圧縮比を推定することができる。
ここで、アクチュエータ３０への電源供給を遮断することで、実圧縮比は燃焼圧力によって低圧縮比側に徐々に変化することになり、係る実圧縮比の低下に伴って所定のノッキング強度となる点火時期も徐々により進角側に変化し、実圧縮比の推定結果も徐々に低圧縮比側に変化することになる。

なお、実圧縮比が同じでもそのときの吸気温度や燃料性状（オクタン価）によって所定のノッキング強度となる点火時期（ノッキングが発生する点火時期）が変化する。そこで、エンジン制御ユニット３１Ａは、吸気温度及び／又は燃料性状（オクタン価）に応じて点火時期に基づく実圧縮比の推定結果を補正することができる。
即ち、吸気温度が高いほどノッキングが発生し易くなるので、エンジン制御ユニット３１Ａは、所定のノッキング強度となったときの点火時期に基づく実圧縮比の推定結果を、吸気温度が高いほどより低圧縮比側に変更する。

また、オクタン価（耐ノック性）が高くなるほどノッキングが発生し難くなるので、エンジン制御ユニット３１Ａは、所定のノッキング強度となったときの点火時期に基づく実圧縮比の推定結果を、オクタン（耐ノック性）が高いほどより高圧縮比側に変更する。
これにより、吸気温度や燃料性状（オクタン価）が異なっても、実圧縮比の推定精度が低下することを抑制できる。
なお、エンジン制御ユニット３１Ａは、吸気温度ＴＡの情報を吸気温度センサ４４の出力から得ることができ、また、燃料性状（オクタン価）は、実圧縮比の検出結果を取得できる状態（角度センサ２９Ａが正常である状態）で所定のノッキング強度となったときの点火時期及び実圧縮比に基づき判定することができる。

また、エンジン制御ユニット３１Ａは、点火時期と圧縮比との相関テーブルを吸気温度毎に備え、また、点火時期と圧縮比との相関テーブルをオクタン価毎に備え、吸気温度やオクタン価の条件に応じて参照するテーブルを選択し、選択したテーブルに基づき実圧縮比の推定を行うことができる。
更に、エンジン制御ユニット３１Ａは、所定のノッキング強度となる点火時期が吸気温度や燃料性状（オクタン価）によって変化する特性を、角度センサ２９Ａが正常でかつ圧縮比の検出値が正常に入力されるときに学習しておくことができる。

エンジン制御ユニット３１Ａは、ステップＳ１０６で実圧縮比を推定した後は、ステップＳ１０７へ進み、実圧縮比の推定結果の変化が収束したか否か、つまり、アクチュエータ３０への電源供給を遮断することで、圧縮比可変機構２３で可変とされる圧縮比が可変範囲の最小圧縮比（デフォルト値、初期値）にまで低下したか否かを判断する。
ここで、エンジン制御ユニット３１Ａは、点火時期に基づき推定した実圧縮比の変化が停止しているか、及び／又は、点火時期に基づき推定した実圧縮比が前記最小圧縮比に達していると判定すると、実圧縮比の低圧縮比側への変化が停止したと判断する。

この場合、その後アクチュエータ３０への電源供給が再開されるまで、実圧縮比は最小圧縮比に保持されることになるので、エンジン制御ユニット３１Ａは、点火時期を進角制御しての実圧縮比の推定処理を終了させる。
つまり、エンジン制御ユニット３１Ａは、アクチュエータ３０への電源供給を停止してから実圧縮比が最小圧縮比に達するまでの間、所定のノッキング強度となった点火時期に基づく実圧縮比の推定処理を繰り返し、実圧縮比が最小圧縮比に達するまでの間での実圧縮比の変化を推定する。

そして、エンジン制御ユニット３１Ａは、可変バルブタイミング機構２２の位相変換角の可変範囲が、推定した実圧縮比でピストン４と吸気バルブ７との干渉が発生しない角度範囲となるように、可変範囲の進角側の限界値を設定し、目標位相変換角が前記進角限界値を超えて進角しないように制限し、進角限界値よりも遅角側の目標位相変換角をＶＴＣ制御ユニット３１Ｃに出力する。
これにより、エンジン制御ユニット３１Ａが、角度センサ２９Ａの故障などによって実圧縮比の検出データを入手できなくなっても、ピストン４と吸気バルブ７との干渉の発生を抑制しつつ可及的に進角したバルブタイミングに制御することが可能となり、内燃機関１の運転性（有効圧縮比）の低下を抑制できる。

図４のタイムチャートは、エンジン制御ユニット３１Ａが実圧縮比の検出データを取得できなくなったときの実圧縮比、目標位相変換角（進角限界値による制限後の目標値）の変化の一例を示す。
図４のタイムチャートにおいて、エンジン制御ユニット３１Ａは、時刻ｔ１で実圧縮比の検出データを取得できなくなった異常を検知すると、実圧縮比の推定値を取得するまでの間において実圧縮比が不明となるため、可変バルブタイミング機構２２の位相変換角の進角限界を実圧縮比の不明状態に適合する値ＡＤmax1にまで遅角させ、ＡＤmax1よりも進角側で目標位相変換角を設定する。

そして、エンジン制御ユニット３１Ａが、時刻ｔ２で圧縮比可変機構２３のアクチュエータ３０への電源供給を遮断すると、実圧縮比は電源供給遮断前の値から燃焼圧力の作用で徐々に低下するようになり、この実圧縮比が低下する過程において、エンジン制御ユニット３１Ａは、ノッキング強度が所定値になるまで点火時期を進角し、ノッキング強度が所定値になったときの点火時期から実圧縮比を推定する。なお、実圧縮比の推定値の初期値は、故障検知の直前に角度センサ２９Ａで検出された実圧縮比とする。

実圧縮比が推定されるようになると、この推定値に基づいて位相変換角の進角限界がより進角側に更新される結果、目標位相変換角としてより進角した値を設定できるようになり、有効圧縮比の落ち込みを抑制できる。

以上、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。
エンジン制御ユニット３１ＡとＶＴＣ制御ユニット３１Ｃとの間の通信が正常に行え、角度センサ２９Ａが故障している場合に、エンジン制御ユニット３１ＡがＶＴＣ制御ユニット３１Ｃに向けて実圧縮比の推定結果及び目標圧縮比のデータを送信し、ＶＴＣ制御ユニット３１Ｃは、実圧縮比の推定結果と目標圧縮比とを比較してアクチュエータ３０を制御する構成とすることができる。

また、排気バルブ８のバルブタイミングを可変とする可変バルブタイミング機構を備える場合には、推定した実圧縮比に基づき排気バルブ８のバルブタイミングの遅角限界を設定し、当該遅角限界を超えない範囲で排気バルブ８のバルブタイミングを変更することで、ピストン４と排気バルブ８との干渉を抑制できる。
また、ノックセンサ４３として、燃焼圧の変動を検出することでノッキング強度を検出するセンサを用いることができる。

また、燃料のオクタン価は、オクタンセレクタなどによって運転者が指定した値を用いることができる。
また、エンジン制御ユニット３１Ａ、ＶＣＲ制御ユニット３１Ｂ、ＶＴＣ制御ユニット３１Ｃそれぞれの機能を包括的に備える１つの制御ユニットを設けることができ、この場合、角度センサ２９Ａが故障したときに、ノッキング強度を監視しながら進角させた点火時期に基づき実圧縮比を推定する。

また、可変動弁機構として、可変バルブタイミング機構２２と共に、吸気バルブ７の作動角を連続的に可変とし、作動角を大きくするほど最大バルブリフト量を大きくする可変バルブリフト機構を備えることができる。
そして、可変バルブタイミング機構２２と可変バルブリフト機構とを備える場合には、推定した実圧縮比に基づき、可変バルブタイミング機構２２の位相変換角の進角限界及び／又は可変バルブリフト機構の作動角（最大バルブリフト量）の上限値が変更されるようにする。

また、上記実施形態では、ノッキング強度が設定値となる点火時期に基づき実圧縮比を推定する構成とし、ノッキング強度をノックセンサ４３で検出したが、ノックセンサ４３を用いずに実圧縮比を推定する構成とすることができる。
すなわち、圧縮比可変機構２３のアクチュエータ３０への電源供給を遮断することで実圧縮比が低下するときに、点火時期を変更しないと燃焼悪化によって内燃機関１の回転変動が増加するので、回転変動の大きさが設定値を下回るように点火時期を進角し、回転変動が設定値となったときの点火時期から実圧縮比を推定することができる。つまり、安定した燃焼性が得られる点火時期が実圧縮比に応じて変化することに基づいて実圧縮比を推定することが可能である。

１…内燃機関、４…ピストン、７…吸気バルブ、１５…点火プラグ、２２…可変バルブタイミング機構（可変動弁機構）、２３…圧縮比可変機構、２９Ａ…角度センサ、３０…アクチュエータ、３１Ａ…エンジン制御ユニット、３１Ｂ…ＶＣＲ制御ユニット、３１Ｃ…ＶＴＣ制御ユニット、４１…点火コイル、４３…ノックセンサ

Claims (5)

1. 圧縮比を可変とする可変圧縮比機構を備えた内燃機関において、
   点火時期とノッキング強度との相関に基づいて圧縮比を推定する、内燃機関の制御装置。
2. ノッキング強度が設定値になる点火時期に基づいて圧縮比を推定する、請求項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 吸気温度と燃料性状との少なくとも一方に応じて圧縮比の推定結果を変更する、請求項１又は２記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記可変圧縮比機構で可変とされる圧縮比を検出するセンサによる検出結果の入力に異常が生じたときに前記可変圧縮比機構のアクチュエータの制御を停止し、制御停止によって圧縮比が初期値に戻る過程において点火時期を変更して圧縮比を推定する、請求項１から３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関が機関バルブの開特性を可変とする可変動弁機構を備え、
   圧縮比の推定値に基づき前記可変動弁機構の制御量の可変範囲を変更する、請求項１から４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。