JP7337019B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関制御装置に関する。

従来、自動車のエンジンに設けられる内燃機関用の点火装置（「点火コイル」とも呼ぶ）は、主として、１次電流を流す１次コイルと、１次コイルに生じた磁束変化が相互誘導される２次コイル、及び１次電流の通電及び遮断を制御するイグナイタとで構成されている。この点火装置は、点火制御装置（例えば、ＥＣＵ：Engine Control Unit）から出力される点火制御信号がオンからオフに変わって、１次電流が遮断されると、２次コイルに発生した高電圧によって点火プラグに火花放電が発生し、混合気を着火する。

近年の燃費規制の施行に伴い、点火装置には、小型化及び高出力化が要求されている。また、高電圧でも高い耐久性を有する点火装置が必要とされている。そこで、ピストンが往復運動することが可能であって、燃料が噴射されるシリンダ内の主燃焼室（「主室」と略記する）に対して、点火プラグにより燃料に点火して生じた火炎ジェットを主室に導くための副燃焼室（「副室」と略記する）を備えたエンジンが提供されつつある。

特許文献１には、「多気筒ガスエンジンの副室へ副室ガス供給電磁弁によって個別に燃料ガスを導入し、点火プラグで着火する副室式ガスエンジンの副室ガス供給制御装置において、副室内又は該副室近傍の温度を検出する副室内温度検出手段と、副室内温度を所定範囲内に維持すると共に、副室内部の空気過剰率が所定の値になるように、副室ガス供給電磁弁の開時間を制御する副室ガス供給制御手段とを備える。」と開示されている。

特開２０１２－１６３０４２号公報

ところで、副室の容積は主室の容積より小さいため、副室を設けたエンジンにおいては、副室の内壁温度（「副室温度」と呼ぶ）が低い状況において、副室内の混合気に点火できなかったり、副室内で点火された火炎が消失したりするような消炎が発生しやすい。そして、エンジン始動直後など、副室が十分に暖気されていない場合に、エンジンの燃焼変動が大きくなってしまうという課題がある。また、特許文献１に記載された技術は、空燃比制御によって燃焼変動を抑制するため、排気や燃費の悪化が生じる恐れがあった。

本発明はこのような状況に鑑みて成されたものであり、燃費や排気を悪化させずに副燃焼室を有するエンジンの燃焼を安定化することを目的とする。

本発明に係る内燃機関制御装置は、ピストンに面する主燃焼室と、主燃焼室に連通する副燃焼室と、副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、主燃焼室及び副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する。この内燃機関制御装置は、副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、推定部により推定された副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように内燃機関を制御する制御部と、を備え、内燃機関は、発電機を駆動して発電させた電力を電池に充電し、制御部は、副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関トルクが大きくなるように発電機を制御する。
また、本発明に係る内燃機関制御装置は、ピストンに面する主燃焼室と、主燃焼室に連通する副燃焼室と、副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、主燃焼室及び副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する。この内燃機関制御装置は、副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、推定部により推定された副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように内燃機関を制御する制御部と、を備え、推定部は、主燃焼室と副燃焼室とを連通する連通路の有効連通路径を推定し、
制御部は、副燃焼室の壁温度が温度設定値未満の場合に、推定された有効連通路径が小さいほど、内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように内燃機関を制御する。
また、本発明に係る内燃機関制御装置は、ピストンに面する主燃焼室と、主燃焼室に連通する副燃焼室と、副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、主燃焼室及び副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する。この内燃機関制御装置は、副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、推定部により推定された副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように内燃機関を制御する制御部と、を備え、推定部は、内燃機関の燃焼変動状態を推定し、制御部は、推定された内燃機関の燃焼変動状態が閾値以上である場合に、内燃機関トルクが大きくなるように、内燃機関によって駆動され、発電した電力を電池に充電する発電機を制御する。
また、本発明に係る内燃機関制御装置は、ピストンに面する主燃焼室と、主燃焼室に連通する副燃焼室と、副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、主燃焼室及び副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する。この内燃機関制御装置は、副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、推定部により推定された副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように内燃機関を制御する制御部と、を備え、内燃機関は、内燃機関を備える自動車の駆動に用いられ、
制御部は、副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関に設けられたスロットル弁のスロットル開度が大きくなるように、スロットル弁を制御する。

本発明によれば、副燃焼室の壁温度が低くても、副燃焼室内の圧力制御によって副燃焼室内の消炎を抑制し、燃焼変動を抑制するため、空燃比制御による燃費や排気の悪化を抑えることができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施の形態の説明により明らかにされる。

本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を、シリーズ式ハイブリッド自動車に適用した例を示す概略構成図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＶＣＵのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る点火装置及び副室の設置例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵの機能ブロックの構成例を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵのハードウェア構成例を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態に係る副室温度と燃焼変動率との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る副室と主室との連通路内の消炎現象に関する説明図である。 本発明の第１の実施の形態に係る副室温度と副室内圧力との関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るエンジン運転点を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係るエンジン冷却水温度と副室温度の関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。 本発明の第１の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。 本発明の第２の実施の形態に係るエンジン運転点を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る点火装置及び副室の設置例を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る副室と主室間の有効連通路径を説明する図である。 本発明の第３の実施の形態に係る有効連通路径と主燃焼中心時期及び主室・副室間最大差圧との関係を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る有効連通路径に基づいた副室内圧力制御方法を示す図である。 本発明の第３の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。 本発明の第４の実施の形態に係る点火装置の構成例を示す図である。 本発明の第４の実施の形態に係るＥＣＵ及び点火装置の機能構成例を示すブロック図である。 本発明の第４の実施の形態に係る点火制御信号、１次電流及び１次電圧の変化を示すグラフである。 本発明の第５の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。 本発明の第５の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。 本発明の第６の実施の形態に係る制御装置を、ガソリン自動車に適用した例を示す概略構成図である。 本発明の第６の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。 本発明の第６の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。 本発明の第７の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。 本発明の第７の実施の形態に係る副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。

以下、本発明を実施するための形態について、添付図面を参照して説明する。本明細書及び図面において、実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る制御装置を、シリーズ式ハイブリッド自動車に適用した例を示す概略構成図である。

ハイブリッド自動車１００は、内燃機関（エンジン１３）を駆動源として備える。ハイブリッド自動車１００には、ハイブリッド自動車１００の現在位置を取得するナビゲーション装置１１が設けられる。ナビゲーション装置１１は、ハイブリッド自動車１００の上空にある複数のＧＰＳ（Global Positioning System）衛星が衛星電波に載せて送信したＧＰＳ信号を受信してハイブリッド自動車１００の現在位置を測位し、ハイブリッド自動車１００内の表示装置に表示された地図に現在位置を表示する。ナビゲーション装置１１による現在位置の測位には、携帯電話端末の基地局やＷｉ－Ｆｉ（登録商標）のアクセスポイント等も併用されることがある。ナビゲーション装置１１が測位したハイブリッド自動車１００の現在位置の情報、及びハイブリッド自動車１００が走行する周辺及び目的地までの経路を含む地図情報は、自動車制御装置、すなわちＶＣＵ（Vehicle Control Unit）１に出力される。

ハイブリッド自動車１００のキャビン内には、アクセル開度センサ６及びブレーキスイッチ７が設けられる。アクセル開度センサ６は、アクセルペダルの踏み込み量、すなわちアクセル開度を検出する。ブレーキスイッチ７は、ブレーキペダルが踏みこまれているか否かを検出する。

エンジン１３は、火花点火式燃焼を用いる自動車用の４気筒ガソリンエンジンであり、内燃機関の一例である。このエンジン１３は、エンジン１３を始動するためのスタータ１２を備えている。エンジン１３のクランク軸には、その回転角度を検出するためのクランク角センサ９ｂが備えられ、クランク軸の他端は、ジェネレータ１４に接続されている。また、エンジン１３には、冷却水温度センサ９ｃが設けられている。冷却水温度センサ９ｃは、エンジン１３を冷却する冷却水（クーラント）を計測する。

内燃機関（エンジン１３）は、発電機（ジェネレータ１４）を駆動して発電させた電力を電池（バッテリ１６）に充電する。そこで、ジェネレータ制御装置、すなわちＧＣＵ（Generator Control Unit）３は、インバータ１５が所定電圧でバッテリ１６を充電可能となるようにインバータ１５を介してジェネレータ１４の駆動を制御する。ジェネレータ１４は、エンジン１３により駆動されて発電し、インバータ１５を介してバッテリ１６を充電する発電機の一例である。

バッテリ制御装置、すなわちＢＣＵ（Battery Control Unit）４は、ＶＣＵ１からのバッテリ要求出力に基づいてバッテリ１６の充電及び放電を制御する。バッテリ１６には、バッテリ１６の内部電圧を計測するバッテリ電圧センサ９ａが設けられており、ＶＣＵ１は、バッテリ１６の電圧を常時確認しており、ＥＣＵ２にバッテリ１６の電圧を示す情報（例えば、ＳＯＣ（State of Charge：充電率））を出力する。

モータ制御装置、すなわちＭＣＵ（Motor Control Unit）５は、ＶＣＵ１からのモータ要求出力に基づいてインバータ１７及びモータ１８を制御する。インバータ１７には、電気的に接続されたバッテリ１６から電力が供給される。そして、インバータ１７は、バッテリ１６から放電される直流電力を交流電力に変換し、モータ１８に交流電力を供給する。モータ１８は、減速ギア１９を介して車輪２０と接続されている。また、車輪２０の駆動軸には、自動車速度センサ８が備えられている。

自動車速度センサ８、バッテリ電圧センサ９ａ、クランク角センサ９ｂ及び冷却水温度センサ９ｃから出力される各信号は、ＶＣＵ１に送られる。また、アクセル開度センサ６及びブレーキスイッチ７から出力される各信号もＶＣＵ１に送られる。

ＶＣＵ１は、内燃機関（エンジン１３）及び電動駆動部（モータ１８）の少なくとも一方の出力によって走行する自動車（ハイブリッド自動車１００）に搭載される。ＶＣＵ１は、アクセル開度センサ６の出力信号に基づいてドライバの要求トルクを演算する。すなわち、アクセル開度センサ６は、エンジン１３及びモータ１８への要求トルクを検出する要求トルク検出センサとして用いられる。また、ＶＣＵ１は、ブレーキスイッチ７の出力信号に基づいてドライバの減速要求の有無を判断する。また、ＶＣＵ１は、バッテリ電圧センサ９ａの出力信号に基づいてバッテリ１６の電池残量を演算する。また、ＶＣＵ１は、クランク角センサ９ｂの出力信号に基づいてエンジン１３の回転速度を演算する。また、ＶＣＵ１は、冷却水温度センサ９ｃの出力信号に基づいて冷却水の温度を演算する。そして、ＶＣＵ１は、上記各種センサの出力から得られるドライバ要求、及びハイブリッド自動車１００の運転状態に基づいてエンジン要求出力、モータ要求出力、バッテリ要求出力等の各装置の最適な動作量を演算する。

ＶＣＵ１で演算されたエンジン要求出力は、エンジン制御装置、すなわちＥＣＵ２に送られる。また、バッテリ電圧センサ９ａが検出した内部電圧の値は、ＶＣＵ１でバッテリ１６の電池残量を示すＳＯＣの値に変換された後、ＥＣＵ２に送られる。内燃機関制御装置（ＥＣＵ２）は、ＶＣＵ１からの要求出力に基づいて内燃機関（エンジン１３）の出力（運転点）を制御する。具体的には、ＥＣＵ２は、燃料噴射部、点火部、スロットルバルブに加えて、スタータ１２の制御を実施する。また、ＶＣＵ１で演算されたモータ要求出力は、ＭＣＵ５に送られる。また、ＶＣＵ１で演算されたバッテリ要求出力は、ＢＣＵ４に送られる。

次に、第１の実施の形態におけるＶＣＵ１の内部構成について説明する。
図２は、ＶＣＵ１のハードウェア構成例を示すブロック図である。

アクセル開度センサ６、ブレーキスイッチ７、自動車速度センサ８、バッテリ電圧センサ９ａ、クランク角センサ９ｂ及び冷却水温度センサ９ｃから出力された各出力信号は、ＶＣＵ１の入力回路１ａに入力する。ただし、入力信号は、これらに限られるものではない。入力回路１ａに入力された各センサの入力信号は、入出力ポート１ｂ内の入力ポート（不図示）に送られる。入力ポートに送られた値は、ＲＡＭ１ｃに保存され、ＣＰＵ１ｅで演算処理される。ＣＰＵ１ｅで行われる演算処理の内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ１ｄに予め書き込まれ、処理に応じてＣＰＵ１ｅがＲＯＭ１ｄから制御プログラムを読み出し、実行する。

制御プログラムに従って演算された制御対象（エンジン１３、ジェネレータ１４、バッテリ１６、モータ１８等）の作動量を示す値は、ＲＡＭ１ｃに保存された後、入出力ポート１ｂ内の出力ポート（不図示）に送られ、各出力部を経て各装置に送られる。ここでは、出力部として、エンジン制御出力部１ｆ、モータ制御出力部１ｇ、バッテリ制御出力部１ｈ、ジェネレータ制御出力部１ｉがある。これらの各出力部の回路は、ＥＣＵ２、ＭＣＵ５、ＢＣＵ４、ＧＣＵ３に接続されている。図２では、ＶＣＵ１に対し、制御対象の制御装置（ＥＣＵ２、ＭＣＵ５、ＢＣＵ４及びＧＣＵ３）を別に設けたが、この形態に限定されるものではなく、各装置の制御装置に該当する機能部をＶＣＵ１内に備えてもよい。

＜点火プラグを内部に有する副室を備えるエンジン１３の構成例＞
次に、第１の実施の形態に係る点火プラグの構成例及び動作例について、図３を参照して説明する。なお、本実施の形態では、点火プラグ４０に副室４２を形成する副室形成部材４５が取り付けられ、副室形成部材４５と一体となった点火プラグ４０がエンジン１３に取り付けられる構成で説明する。但し、本発明はこの構成には限定されず、副室４２を形成する副室形成部材４５がエンジン１３に取り付けられ、この副室形成部材４５に点火プラグ４０が取り付けられる構成であってもよい。これらのいずれの場合であっても図３を用いて説明する。

図３は、第１の実施の形態に係る点火装置５０及び副室の設置例を示す図である。
始めに、図３の上側の説明図（１）に示す、副室４２に圧力センサ４６が取り付けられていない点火プラグ４０の構成例について説明する。

内燃機関（エンジン１３）は、ピストン（ピストン３５）に面する主燃焼室（主室３７）と、主燃焼室（主室３７）に連通する副燃焼室（副室４２）と、副燃焼室（副室４２）の内部に取り付けられる点火プラグ（点火プラグ４０）と、を備える。主燃焼室（主室３７）及び副燃焼室（副室４２）では、燃料噴射装置（燃料噴射装置３６）が噴射する燃料と、吸気系（インテークマニホールド３１）から吸気される空気とが混合された混合気が燃焼する。副燃焼室（副室４２）は、主燃焼室（主室３７）から混合気を取り込む。点火プラグ４０に高電圧を印加する点火装置５０は、点火プラグ４０のすぐ近くに設置される。

インテークマニホールド３１には燃料噴射装置３６が設けられている。燃料噴射装置３６は、ＥＣＵ２が出力する燃料噴射指令に従って燃料噴射を行う。インテークマニホールド３１から吸気される空気と、燃料噴射装置３６から噴射された燃料とが混合された混合気は、主室３７に供給される。この混合気は、エンジン１３のシリンダ３８に設けられたピストン３５が下降し、吸気弁３２が開いた瞬間から主室３７内に導入される。

副室４２は、主室３７内に設置される。副室４２の先端に形成された複数の連通路４３は、副室４２と主室３７とを連通しており、圧縮工程にてピストン３５の上昇に伴い連通路４３を通過した混合気が副室４２内に取り込まれる。燃焼工程では、吸気弁３２が閉じており、ピストン３５の上昇の過程で圧縮された混合気が圧縮上死点の直前付近において着火する。混合気の着火は、点火装置５０が点火プラグ４０に高電圧を印加して、副室４２内で電極４１（接地電極及び中心電極）に発生した火花放電により行われる。火花放電により副室４２内で生じた火炎は、連通路４３を通過して主室３７に複数の火炎ジェット４４として噴出し、主室３７内の混合気を多点着火する。

火炎ジェット４４により燃焼した混合気は、急速に膨張してピストン３５を押し下げ、エンジントルクを発生させる。その後、ピストン３５が上昇し、排気弁３４が開いた瞬間から排気ガスがエキゾーストパイプ３３へ排出される。

次に、図３の下側の説明図（２）に示す、副室４２に圧力センサ４６が取り付けられた点火プラグ４０Ａの構成例について説明する。点火プラグ４０Ａが点火プラグ４０と共通する構成については説明を省略する。

圧力センサ４６は、副室４２内の圧力（「副室内圧力」と略記する）を検出可能である。圧力センサ４６が検出した副室内圧力のデータは、後述する図４に示す検出情報としてＥＣＵ２の推定部２１に入力される。なお、副室４２に圧力センサ４６が取り付けられた点火プラグ４０Ａを用いたＥＣＵ２の動作等は、後述する第５の実施の形態にて説明する。

次に、ＥＣＵ２の機能構成例について説明する。
図４は、ＥＣＵ２の機能ブロックの構成例を示す図である。

ＥＣＵ２は、推定部２１及び制御部２２を備える。
推定部２１は、エンジン１３に設けられた様々なセンサが検出した検出情報を取得して、副燃焼室（副室４２）の壁温度（以下、「副室温度」と称する）を推定する。本実施の形態に係る推定部（推定部２１）は、内燃機関（エンジン１３）の冷却水温度に基づき、副室温度を推定することが可能である。

制御部２２（制御部２２）は、推定部（推定部２１）により推定された副室温度が低いほど、内燃機関（エンジン１３）の点火時期近傍での副燃焼室内圧力（副室内圧力）が高くなるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。この際、制御部（制御部２２）は、副室温度が低いほど、内燃機関トルク（エンジントルク）が大きくなるように発電機（ジェネレータ１４）を制御する。このため、制御部２２は、エンジン１３に制御信号を出力する。

図５は、ＥＣＵ２のハードウェア構成例を示すブロック図である。

ＶＣＵ１のエンジン制御出力部１ｆ（図２を参照）から出力された出力制御信号は、ＥＣＵ２の入力回路２ａに入力する。また、入力回路２ａに入力された出力制御信号は、入出力ポート２ｂ内の入力ポート（不図示）に送られる。入力ポートに送られた値は、ＲＡＭ２ｃに保管され、ＣＰＵ２ｅで演算処理される。ＣＰＵ２ｅで行われる演算処理の内容を記述した制御プログラムは、ＲＯＭ２ｄに予め書き込まれ、処理に応じてＣＰＵ２ｅがＲＯＭ２ｄから制御プログラムを読み出し、実行する。また、各センサが検出した検出値を含む検出情報が、推定部２１に入力する。ただし、推定部２１には、ＶＣＵ１から出力された検出情報（バッテリ１６のＳＯＣ等）も入力される。推定部２１が、検出情報に基づいて推定した副室温度のデータは、エンジン１３のシリンダ３８ごとに時系列でＲＡＭ２ｃに保管される。

なお、推定部２１と制御部２２は、いずれもＣＰＵ２ｅで演算処理され、各機能が実現される。ＥＣＵ２は、エンジン１３に設けられる各センサが検出した制御量に基づいて、エンジン１３の動作を制御する様々な他の機能部をも有しているが、ここでは他の機能部を不図示とする。

制御プログラムに従って演算された制御対象（点火装置５０等）の作動量を示す値は、ＲＡＭ２ｃに保管された後、入出力ポート２ｂ内の出力ポート（不図示）に送られ、制御部２２を経て制御対象に送られる。制御部２２は、点火装置５０に点火制御信号（制御信号の一例）を出力したり、エンジン１３の運転点を制御したりする。

次に、副室温度と燃焼変動率との関係を説明する。
図６は、副室温度と燃焼変動率との関係を示す図である。図６に示すグラフの横軸が副室温度［℃］、縦軸が燃焼変動率［％］を表す。

このグラフより、エンジン１３の始動時など、副室温度が低い状況では、燃焼変動率が高いことが示される。一方で、副室温度の上昇に伴って燃焼変動率が低くなる、つまり燃焼が安定化していくことが示される。つまり、副室温度が低いと、燃焼変動が安定しないので、燃焼変動を抑制するためには何らかの対処が必要とされる。

ここで、燃焼変動の要因と考えられる消炎現象について説明する。
図７は、副室４２と主室３７との連通路４３内の消炎現象に関する説明図である。図７の上方を副室４２が設けられた副室側と呼び、図７の下方を主室３７が設けられた主室側と呼ぶ。

副室４２を備えたエンジン１３においては、前述のように副室４２内で点火プラグ４０により混合気を着火させ、副室４２内の火炎伝播を経て、主室３７内に火炎がジェット状に噴出され、噴出された火炎が、主室３７内の燃焼を開始させる。つまり、副室４２からの火炎が主室３７内に良好に噴出しなければ、主室３７での燃焼は不安定となり、消炎することがある。

基本的に副室４２は、主室３７と比較して体積が小さいため、副室４２で発生した火炎と、副室４２の壁面との距離が近くなり、火炎の消炎現象が発生しやすい。火炎と壁面との距離が最も近くなるのは、主室３７と副室４２を繋ぐ連通路４３内である。特に副室４２の温度が低い条件においては、副室４２内を伝播してきた火炎が、連通路４３内で壁面に熱を奪われることで火炎を維持できずに消炎してしまう。この現象がエンジン１３の始動時の燃焼変動の主要因となる。ここで、予め混合された燃料と空気とが点火されて生じる予混合火炎の消炎距離ｄ_e（消炎が発生しうる壁面と火炎までの距離）は次式（１）で表せることが知られている。

副室４２内、特に細い円管状の連通路４３内では、副室４２の壁温（副室温度）が火炎温度Ｔ_bに大きく影響する。副室温度が低い場合、連通路４３内の火炎温度Ｔ_bが著しく低下し、消炎距離ｄ_eが増加する。その結果、消炎距離ｄ_eが連通路４３の直径を超えると、副室４２で発生した火炎が消炎してしまう。図７では、副室４２と連通路４３の壁面に沿って、壁面から消炎距離ｄ_eだけ離れた領域が消炎領域８０として示される。

次に、ＥＣＵ２によって行われる副室温度に基づいた副室内圧力の制御方法について説明する。
図８は、副室温度と副室内圧力との関係を示す図である。図８に示すグラフの横軸が副室温度、縦軸が副室内圧力を表す。

図８には、副室温度と副室内圧力との関係が実線８１で示される。また、消炎距離が一定となる副室温度と副室内圧力との関係が、破線の消炎距離一定ラインで表される。実線８１の上側は火炎伝播可能領域８２を表し、実線８１の下側は消炎領域８３を表す。火炎伝播可能領域８２と消炎領域８３を分ける実線８１は、連通路４３の直径（「連通路径」とも呼ぶ）によって定まる。

副室温度と副室内圧力との関係が火炎伝播可能領域８２にあれば、副室４２で発生した火炎は連通路４３を通過して主室３７に到達し、主室３７内の混合気を着火する。しかし、副室温度と副室内圧力との関係が消炎領域８３にあれば、副室４２で発生した火炎は連通路４３の通過中に消炎してしまい、主室３７内の混合気を着火できない。

すなわち、実線８１より、副室温度が低い領域では副室内圧力も低いので、消炎領域８３が生じているのに対し、副室温度が高くなると低い副室内圧力でも火炎伝播可能領域８２に至ることが示される。そこで、ＥＣＵ２は、副室温度に基づいて、副室内圧力を実線８１に示すように制御する。例えば、ＥＣＵ２は、消炎距離が一定値未満となるように、副室温度が低い時ほど、副室内圧力が高くなるようにエンジン１３を制御する。この制御により、連通路４３内の消炎を抑制し、燃焼安定化を実現することが可能となる。

ここで、ＥＣＵ２によって行われるエンジン運転点の制御方法について説明する。エンジン運転点とは、ＥＣＵ２がエンジン１３を運転するときに設定されるエンジン回転数とエンジントルクとを表す。ただし、エンジン運転点を、インバータ１５を駆動して発電し、バッテリ１６を充電するときの発電点と読み替えてもよい。

図９は、副室温度に基づいたエンジン運転点を示す図である。図９に示すグラフの横軸がエンジン回転数、縦軸がエンジントルクを表す。

前述の通り、本実施の形態に係るＥＣＵ２（制御部２２）は、例えば、エンジン１３の始動時等で副室温度が低い時（＝冷機時）には、副室内圧力を高めるように制御する。そこで、ＥＣＵ２は、副室内圧力を高めるために、エンジン１３の吸気圧力を上昇させ、エンジン１３のエンジントルクを高める制御を行う。

ただし、ＥＣＵ２がエンジントルクを高めると、その分エンジン出力、つまり発電量も変化してしまう。このため、ＥＣＵ２は、エンジントルクを高めた分、エンジン回転数を減少させ、エンジン出力を一定に保つように制御する。この制御における、エンジン回転数とエンジントルクとの関係は、図９に破線で示す等出力ラインで表される。

ＥＣＵ２の制御部２２は、以下のようにエンジン運転点（発電点）の制御を行う。
エンジン１３の始動直後など冷機時においては、制御部２２は、エンジン運転点を、エンジントルクを高めた冷機時のＡ点に設定する。その後、エンジン回転数が上がると、制御部２２は、副室温度の上昇に伴って、エンジントルクを低くし、エンジン回転数を高めた通常時のＢ点に移行させる。このように制御部２２は、等出力ラインに沿ってエンジン運転点をＡ点からＢ点に移行させるように制御することで、エンジン出力を一定に保つことができる。

次に、エンジン冷却水温度と副室温度の関係について説明する。
図１０は、エンジン冷却水温度と副室温度の関係を示す図である。図１０に示すグラフの横軸がエンジン冷却水温度、縦軸が副室温度を表す。この図を用いて本実施例の形態に係る推定部２１で行われる副室温度の推定方法を説明する。

図１０に示すグラフは、エンジン１３の始動直後（冷機）からエンジン１３が暖機されるまでの期間について、エンジン冷却水温度と副室温度とをプロットしたものである。エンジン１３の始動直後において、副室温度は冷却水温度と強い相関が見られる。このため、ＥＣＵ２の推定部２１は、図１０に示す相関関係を用いて、冷却水温度センサ９ｃが計測し、ＶＣＵ１が計算した冷却水温度から副室温度を推定する。そして、制御部２２は、推定部２１が推定した副室温度と、図８より副室温度から求められる副室内圧力との関係が、図８に示した消炎領域８３にかからないように、エンジントルク及びエンジン回転数を制御する。

図１１は、副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。

始めに、ＥＣＵ２の制御部２２は、エンジン１３が始動されてからの経過時間であるエンジン駆動時間をＲＡＭ２ｃから読み込む（Ｓ１）。次に、制御部２２は、エンジン駆動時間ｔ_ｅが所定値ｔ_ｔｈ未満であるか、つまり、エンジン１３が始動直後の過渡状態か否かを判定する（Ｓ２）。エンジン１３の始動後十分に時間が経っている場合（Ｓ２のＮＯ）、すなわち、エンジン駆動時間ｔ_ｅが所定値ｔ_ｔｈ以上であれば、制御部２２は、定常状態であると判定する。そして、制御部２２は、通常運転モードとして通常エンジン運転点（Ｂ点）を設定し（Ｓ３）、本処理に係る制御を終了する。

一方、エンジン１３の始動後十分に時間が経っていない場合（Ｓ２のＹＥＳ）、すなわち、エンジン駆動時間ｔ_ｅが所定値ｔ_ｔｈ未満であれば、過渡状態（冷機運転モード）であると判定する。ここで、ＶＣＵ１が冷却水温度センサ９ｃの出力信号に基づいて演算した冷却水温度Ｔ_ｃがＥＣＵ２に出力され、ＥＣＵ２のＲＡＭ２ｃに冷却水温度Ｔ_ｃが記憶されているとする。このため、推定部２１は、ＲＡＭ２ｃから冷却水温度Ｔ_ｃを読み込む（Ｓ４）。次に、推定部２１は、冷却水温度Ｔ_ｃに基づき、図１０に示したエンジン冷却水温度と副室温度の関係に基づいて、副室温度を推定する演算を行う（Ｓ５）。

次に、推定部２１は、ステップＳ５で推定した副室温度に基づき、図８に示した副室温度と副室内圧力の関係に基づき、エンジン１３に要求する副室内圧力（「要求副室内圧力」と呼ぶ）を演算する（Ｓ６）。そして、制御部２２は、図９に示したエンジン回転数とエンジントルクの関係に基づき、冷機時のエンジン運転点（Ａ点）を設定する（Ｓ７）。

最後に、制御部２２は、ステップＳ７で設定したエンジン運転点（Ａ点）を実現するための吸気圧力制御（スロットル開度制御）を実行して（Ｓ８）、本処理に係る一連の制御を終了する。

図１２は、副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。図１２に示すタイムチャートは、上から順に、冷却水温度、推定副室温度、要求副室内圧力、エンジントルク・エンジン回転数設定値、吸気圧力（スロットル開度）について、図１１に示した制御方法による、エンジン１３の始動後からの時間変化を示している。

エンジン１３の始動直後は、冷却水温度、推定副室温度が低い状態である。エンジン１３が駆動すると冷却水温度が上昇し、推定部２１が冷却水温度から推定した副室温度も上昇していく。副室温度の上昇に伴い、消炎を防止するために必要な要求副室内圧力が低下する。さらに、要求副室内圧力の低下に伴って、エンジントルクの設定値が減少する。

制御部２２は、エンジン出力（発電量）を一定に保つため、エンジントルクの減少に伴い、エンジン回転数の設定値を上昇させる。そこで、制御部２２は、設定されたエンジントルク及びエンジン回転数を実現するために吸気圧力（スロットル開度）が低くなるように制御する。このため、制御部（制御部２２）は、副室温度が設定温度以上になった場合に、内燃機関（エンジン１３）のシリンダ内圧力（シリンダ３８内の圧力）が低くなるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。

以上説明した第１の実施の形態に係るＥＣＵ２では、推定部２１が、エンジン冷却水温度に基づいて副室温度を推定し、副室温度と副室内圧力との関係に基づいて副室内圧力を推定する。そして、制御部２２が、エンジン１３の始動時（冷機時）には、副室内圧力が大きくなるように、低いエンジン回転数で大きいエンジントルクを設定した運転点でエンジン１３を制御する。その後、エンジン１３が通常状態に移行すると、制御部２２は、高いエンジン回転数で小さいエンジントルクを設定した運転点でエンジン１３を制御する。このような制御により、副室４２の消炎が抑制され、さらにエンジン１３の燃焼変動も抑制することができ、エンジン出力も一定に保つことができる。

［第２の実施の形態］
次に、図１３を用いて、本発明の第２の実施の形態に係るＥＣＵについて説明する。本実施の形態に係る、システム構成、ハードウェア構成、副室温度の推定方法については第１の実施形態と同一である。

図１３は、第２の実施の形態に係るエンジン運転点の例を示す図である。第２の実施形態に係るＥＣＵ２は、副室温度が低い冷機時において、ハイブリッド自動車１００自体の状況や、ハイブリッド自動車１００の環境状況等を表す車両状態に応じて２つの異なる運転点（Ａ－１点、Ａ－２点）を設定することが特徴である。

Ａ－１点、Ａ－２点は、共に、副室温度が高い状態の通常運転（Ｂ点）よりもエンジントルクが大きい設定とした運転点を表す。このため、冷機時には、制御部２２が、Ａ－１点、Ａ－２点でエンジン回転数及びエンジントルクを維持することで、副室内圧力を高め、副室４２の消炎を抑制することが可能である。

なお、Ａ－１点は、通常運転点（Ｂ点）と同じエンジン出力（同発電量）となる運転点を表す。制御部２２は、発電量の需要が高くない条件、例えば暖房用運転等において、Ａ－１点を活用することで、バッテリ１６の電池残量を適正に保ちながら、エンジン１３を駆動することが可能である。

Ａ－２点は、Ｂ点に示す通常運転時（Ｂ点）よりもエンジン出力（発電量）が大きい運転点である。Ａ－２点と、Ｂ点とは、共にエンジン回転数が等しい等エンジン回転数ラインの上（一点鎖線で示すライン上）にある。

制御部２２は、発電量の需要が高い条件、例えば高速道路の走行時などにおいて、Ａ－２点を活用することで、バッテリ１６の電池残量を適正に保ちながら、エンジン１３を駆動することが可能である。より具体的には、図１３の下の表に示すように、バッテリ１６の電池残量、走行シーン、副室温度域によって、制御部２２が、Ａ－１点、Ａ－２点又はＢ点のいずれかの運転点に切り替える。以下に、図１３の下の表を参照して、３種類の制御の例を説明する。

＜充電率（ＳＯＣ）に基づく制御の例＞
始めに、電池残量（Ａｈ）／満充電容量（Ａｈ）×１００で表されるバッテリ１６の充電率（ＳＯＣ）に基づいて、制御部２２がエンジン運転点を変える制御について説明する。制御部２２は、ＶＣＵ１からバッテリ１６のＳＯＣを受け取ることが可能である。そして、制御部（制御部２２）は、副室温度が低く、かつ発電機（ジェネレータ１４）により充電される電池（バッテリ１６）の充電率（ＳＯＣ）が低いほど、内燃機関回転数（エンジン回転数）が大きくなるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。

ここで、制御部（制御部２２）は、発電機（ジェネレータ１４）により充電される電池（バッテリ１６）の充電率（ＳＯＣ）が第１設定充電率（第１設定ＳＯＣ：下限値Ｓ_Ｌ）未満の場合に、内燃機関回転数（エンジン回転数）が第２設定回転数（Ａ－２点のエンジン回転数）となるように内燃機関（エンジン１３）を制御することで、発電を促進する。そして、制御部（制御部２２）は、副室温度が設定温度以上になった場合（通常時）に、内燃機関回転数（エンジン回転数）をほぼ第２設定回転数（Ａ－２点のエンジン回転数）のまま維持しつつ、内燃機関トルク（エンジントルク）を低下させ、通常時の運転点（Ｂ点）に移行するように内燃機関（エンジン１３）を制御する。

また、制御部（制御部２２）は、発電機（ジェネレータ１４）により充電される電池（バッテリ１６）の充電率（ＳＯＣ）が第１設定充電率（第１設定ＳＯＣ：下限値Ｓ_Ｌ）以上の場合に、内燃機関回転数（エンジン回転数）が第１設定回転数（Ａ－１点のエンジン回転数）となるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。つまり、充電率（ＳＯＣ）が下限値Ｓ_Ｌ以上かつ上限値Ｓ_Ｈ未満の場合、制御部２２は、Ａ－１点を設定し、充電率（ＳＯＣ）を一定範囲に保つ。そして、制御部（制御部２２）は、副室温度が設定温度以上になった場合（通常時）に、内燃機関回転数（エンジン回転数）を第１設定回転数（Ａ－１点のエンジン回転数）よりも高い第２設定回転数（Ｂ点のエンジン回転数）まで上昇させ、かつ内燃機関トルク（エンジントルク）を低下させることで、発電機（ジェネレータ１４）の出力がほぼ一定となるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。

ＳＯＣが上限値Ｓ_Ｈ以上になると、バッテリ１６への充電は不要である。このため、制御部２２は、エンジン１３を停止し、発電量を０にする（図中ではエンジン運転点をＯＦＦと記載する）。つまり、制御部（制御部２２）は、充電率（ＳＯＣ）が、第１設定充電率（第１設定ＳＯＣ：下限値Ｓ_Ｌ）より高い第２設定充電率（第２設定ＳＯＣ：上限値Ｓ_Ｈ）以上になった場合に、内燃機関（エンジン１３）の動作を停止させるように制御する。

＜走行シーンに基づく制御の例＞
次に、ナビゲーション装置１１から得られるハイブリッド自動車１００の現在位置に対する環境情報に基づいて推定部２１が判定した走行シーンにより、制御部２２がエンジン運転点を変える制御について説明する。

一般に高速道路では、ハイブリッド自動車１００の高速走行（例えば、時速８０ｋｍ以上での走行）が許容される。しかし、高速道路以外の一般道路では、高速道路で許容される速度より低い速度に制限される。このため、ハイブリッド自動車１００が高速道路を走行している場合、高出力走行により、バッテリ１６の電力消費が大きいことが予想される。そこで、制御部（制御部２２）は、内燃機関（エンジン１３）を備える自動車（ハイブリッド自動車１００）が高速道路を走行中である場合に、自動車（ハイブリッド自動車１００）が一般道路（郊外）を走行中である場合に比べて、内燃機関回転数（エンジン回転数）が大きくなるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。

具体的には、制御部２２は、ハイブリッド自動車１００が高速道路を走行中に、運転点をＡ－２点とし、発電量を増加させる。しかし、ハイブリッド自動車１００が郊外の幹線道路を走行中には、高速道路の走行に比べてバッテリ１６の電力消費が大きくないことから、制御部２２は、運転点にＡ－１点を設定してバッテリ１６の電池残量を一定範囲に保つ。また、ハイブリッド自動車１００が市街地を走行中であれば、高速道路及び郊外の走行時に比べてさらに速度が低下するので、バッテリ１６の電力消費も減少する。このため、制御部２２は、エンジン１３を停止し、発電量を０にする（図中ではエンジン運転点をＯＦＦと記載する）。

＜副室温度に基づく制御の例＞
次に、推定部２１が推定した副室温度Ｔ_ｐｃに基づいて、制御部２２がエンジン運転点を変える制御について説明する。

推定部２１が推定した副室温度Ｔ_ｐｃが下限値Ｔ_Ｌ未満の場合、制御部２２は、Ａ－２点を設定して高出力運転することで副室温度を早期に昇温させる。副室温度Ｔ_ｐｃが下限値Ｔ_Ｌ以上かつ上限値Ｔ_Ｈ未満の場合、制御部２２は、Ａ－１点を設定し、燃焼安定性を保ちつつ、ＳＯＣを一定範囲内に保つように制御する。副室温度Ｔ_ｐｃが上限値Ｔ_Ｈ以上になると、十分に暖気された後であるので、制御部２２は、通常運転時のＢ点を設定する。

以上説明した第２の実施の形態に係るＥＣＵ２では、推定部２１が推定したハイブリッド自動車１００の車両状態（電池残量、副室温度）や走行シーンに基づき、制御部２２が運転点を切り替える制御を行う。このような制御により、エンジン１３の始動時における燃焼安定性を確保しつつ、バッテリ１６の電池残量を適正に保ち、さらに副室温度を早期に上昇させることが可能となる。

［第３の実施の形態］
次に、図１４から図１８を用いて、本発明の第３の実施の形態に係るＥＣＵについて説明する。
本実施形態に係る、システム構成、副室温度推定方法については第１の実施形態と同一である。本実施形態に係るＥＣＵ２は、図１４に示すようにインテークマニホールド３１に燃料噴射装置３６を設け、さらに副室４２に燃料噴射装置３６Ａを設けた構成としたエンジン１３において、連通路４３の有効径（以下、「有効連通路径」と呼ぶ）に基づいて、副室内圧力を制御することを特徴とする。

図１４は、第３の実施の形態に係る点火装置５０及び副室４２の設置例を示す図である。第３の実施の形態に係る点火プラグ４０Ｂは、副室形成部材４５の側面に燃料噴射装置３６Ａが取り付けられた構成としている。つまり、内燃機関（エンジン１３）は、副燃焼室（副室４２）内に燃料を直接噴射する第２燃料噴射装置（燃料噴射装置３６Ａ）を備えている。

燃料噴射装置３６Ａが副室４２内で噴射した燃料に対して電極４１で発生した火花放電で着火した火炎が、副室形成部材４５に形成された連通路４３を通過して複数の火炎ジェット４４として噴出する。なお、第１の実施の形態に係るエンジン１３と同様に、インテークマニホールド３１にも燃料噴射装置３６が設けられている。燃料噴射装置３６が噴射した燃料は、主室３７内に充満した後、副室４２の連通路４３から噴出した火炎ジェット４４により多点着火される。

副室４２には、副室内圧力を計測する圧力センサ４６が備えられている。副室内圧力は、後述する図１７で説明するように、推定部２１が有効連通路径を推定するために用いられる。このため、第３の実施の形態に係るＥＣＵ２が備える推定部２１は、副燃焼室（副室４２）に設けられた連通路４３の有効連通路径を推定する。そして、制御部２２は、推定部２１が推定した有効連通路径に基づいて、副室内圧力を制御する。例えば、制御部（制御部２２）は、推定された有効連通路径が、所定値以下になった場合に、第２燃料噴射装置（燃料噴射装置３６Ａ）に燃料噴射を実施させない制御を行う。

図１５は、副室４２と主室３７間の有効連通路径Ｄ_ｅｆｆの例を示す図である。

連通路４３の直径は、主室３７内で安定かつ高速な燃焼が実現できるよう、エンジン１３毎に最適に設計される。しかし、エンジン１３の使用に伴い、連通路４３の内部に、燃料やスス等の不完全性燃焼生成物が堆積する。このように連通路４３の内部に堆積した不完全性生成物を「燃焼デポジット」と呼ぶ。そして、連通路４３の表面に堆積した燃焼デポジット４７の間の幅を有効連通路径Ｄ_ｅｆｆと呼ぶ。連通路４３に燃焼デポジットが発生していなければ、連通路４３の直径がそのまま有効連通路径Ｄ_ｅｆｆとなる。しかし、燃焼デポジットが発生すると、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆが狭まる。そして、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆが所定値以下になった場合に、連通路４３を通過して主室３７に噴出する火炎ジェット４４も弱まったり、消炎したりする。また、燃焼デポジット４７の堆積などの経年変化や、製造ばらつきによる副室４２の個体差によって、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆは副室４２の個体ごとにばらつき、かつリアルタイムに変化する。

また、燃焼デポジット４７は、燃料が副室４２内に付着したり、空気と燃料が不完全に混合したりすることで発生する。このため、特に副室４２内に燃料噴射装置３６Ａを備えたエンジン１３において、燃焼デポジット４７が顕著に発生する可能性がある。そして、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆが減少するに伴い、連通路４３内で火炎ジェット４４が消炎する頻度が高くなる。そこで、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆに基づいて、副室内圧力を変える制御が必要となる。

図１６は、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆと、主燃焼中心時期、及び主室３７と副室４２の間の最大差圧との関係を示す図である。

連通路４３に燃焼デポジット４７が堆積するなどして有効連通路径Ｄ_ｅｆｆの減少が発生すると、主室３７における主燃焼中心時期が遅延し、主室３７と副室４２間の最大差圧が大きくなる傾向がある。したがって、推定部２１は、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆの変化を、主室３７における主燃焼中心時期や、主室３７と副室４２間の最大差圧から推定することができる。

図１７は、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆと副室内圧力との関係を示す図である。

有効連通路径Ｄ_ｅｆｆが、第１の実施の形態にて既に説明した火炎の消炎距離d_e（図７を参照）を下回ると、連通路４３内での消炎が発生する。そこで、連通路４３内での消炎を回避するためには、制御部２２が、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆが小さくなるに従い、副室内圧力を大きくする制御を行って、消炎距離を短くする。このような制御により、ＥＣＵ２が連通路４３内での消炎を防ぐことができる。

次に、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆに基づいて行われる副室内圧力の制御方法の例について説明する。
図１８は、副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。

始めに、推定部２１は、ＶＣＵ１が冷却水温度センサ９ｃの出力信号に基づいて演算した冷却水温度Ｔ_ｃをＲＡＭ２ｃから読み込む（Ｓ１１）。そして、推定部２１は、図１０に示した冷却水温度と副室温度との関係に基づいて冷却水温度Ｔ_ｃから副室温度Ｔ_ｐｃを推定する演算を行う（Ｓ１２）。

次に、推定部２１は、推定した副室温度Ｔ_ｐｃを所定値Ｔ_ｔｈと比較し、副室温度Ｔ_ｐｃが所定値Ｔ_ｔｈ未満であるか否かを判定する（Ｓ１３）。副室温度Ｔ_ｐｃが所定値Ｔ_ｔｈ以上であると判定した場合（Ｓ１３のＮＯ）、制御部２２は、通常エンジン運転点（例えば、Ｂ点）を設定して（Ｓ１４）、本処理による制御を終了する。

一方、推定部２１が、副室温度Ｔ_ｐｃが所定値Ｔ_ｔｈ未満であると判定した場合（Ｓ１３のＹＥＳ）、副室４２内に設置された圧力センサ４６の値（副室内圧力）を、ＲＡＭ２ｃから読み込む（Ｓ１５）。そして、推定部２１は、読み込んだ副室内圧力に基づいて、副燃焼室（副室４２）の内圧と主燃焼室（主室３７）の内圧との最大差圧、及び主燃焼中心時期のうち、少なくとも１つを演算する（Ｓ１６）。

次に、推定部２１は、副燃焼室（副室４２）の内圧と主燃焼室（主室３７）の内圧とから演算される最大差圧、及び主燃焼中心時期のうち、少なくとも１つに基づいて、図１６に示した関係を用いて、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆを推定する（Ｓ１７）。

次に、制御部２２は、推定された有効連通路径Ｄ_ｅｆｆに基づき、図１７に示した有効連通路径と副室内圧力との関係を用いて、要求副室圧力を演算する（Ｓ１８）。その後、制御部２２は、要求副室圧力を実現するために冷機時のエンジン運転点（エンジントルク、エンジン回転数）を設定する（Ｓ１９）。

最後に、制御部２２は、ステップＳ１９で設定したエンジン運転点を実現するための吸気圧力制御（スロットル開度制御）を実行する（Ｓ２０）。つまり、制御部（制御部２２）は、副室温度（副室温度Ｔ_ｐｃ）が温度設定値（所定値Ｔ_ｔｈ）未満の場合に、推定された有効連通路径が小さいほど、内燃機関（エンジン１３）の点火時期近傍での副燃焼室内圧力（副室内圧力）が高くなるように内燃機関（エンジン１３）を制御する。その後、制御部２２は、本処理に係る一連の制御を終了する。

以上説明した第３の実施の形態に係るＥＣＵ２では、有効連通路径Ｄ_ｅｆｆの変化に対応して、副室内圧力を制御することが可能となる。このため、ＥＣＵ２は、エンジン１３の冷機運転時における連通路４３内での消炎を未然に防止することが可能となる。

［第４の実施の形態］
次に、図１９から図２１を用いて、本発明の第４の実施の形態に係るＥＣＵについて説明する。
本実施形態に係る、システム構成及びハードウェア構成については第１の実施形態と同一である。本実施形態に係るＥＣＵ２は、点火装置５０に通電される１次電流、電圧信号を用いて推定した副室温度に基づいて、エンジン１３を制御する。以下に点火装置５０の構成例と、燃焼変動率を抑える制御の方法について説明する。

図１９は、点火装置５０の構成例を示す図である。
点火装置５０は、点火部５１、１次電流検出部５５、ダイオード５７及び抵抗５８を備える。点火装置５０が備える各部は、各シリンダ３８が備える点火装置５０のプラグキャップ内にまとめて配置される。

そして、点火部（点火部５１）は、１次電流が通電される１次コイル（１次コイル５２）と、点火制御信号がオンされたときに１次コイル（１次コイル５２）に１次電流を通電し、点火制御信号がオフされたときに１次電流を遮断するイグナイタ（イグナイタ５４）と点火制御信号がオフされたイグナイタ（イグナイタ５４）が１次電流を遮断したことで発生する２次電流を電極（電極４１）に出力する２次コイル（２次コイル５３）と、を含む。

１次コイル５２には、例えば、バッテリ１６から＋１２Ｖの電圧が印加されて、１次電流が流れる。１次コイル５２と２次コイル５３は、点火プラグ４０に高圧電流を与えるイングニッションコイルの一例である。また、１次コイル５２に対する２次コイル５３の巻き数比は、例えば、１００倍である。

ＥＣＵ２からイグナイタ５４に供給される点火制御信号がオンされている間、バッテリ１６（図１を参照）から供給される１次電流が、点火部５１の１次コイル５２を経て、イグナイタ５４のコレクタからエミッタに出力される。エミッタは、１次電流検出部５５に設けられた抵抗５６を介して接地されている。１次電流検出部（１次電流検出部５５）は、抵抗５６を通電される１次電流を検出すると、ＥＣＵ２に１次電流の値を含む点火装置情報を出力する。

一方、２次コイル５３の一端は点火プラグ４０の電極４１に接続され、２次コイル５３の他端はダイオード５７のアノードに接続される。ダイオード５７のカソードは、抵抗５８を介して接地されている。

ＥＣＵ２から供給される点火制御信号がオフされると、イグナイタ５４を流れる１次電流が遮断される。このとき、１次コイル５２には磁界変化が発生し、自己誘導により１次電圧が発生する。さらに、１次コイル５２と磁気回路及び磁束を共有する２次コイル５３には相互誘導により、巻き数比に応じた高い２次電圧が発生する。

そして、２次電圧が点火プラグ４０の電極４１に印加され、電極４１で火花放電が発生する。また、２次コイル５３に２次電圧が誘起されて発生した２次電流が、ダイオード５７、抵抗５８を流れる。

図２０は、ＥＣＵ２及び点火装置５０の機能構成例を示すブロック図である。
ＥＣＵ２は、推定部２１と制御部２２とを備える。

推定部２１（推定部２１）は、点火プラグ（点火プラグ４０）を点火する点火装置（点火装置５０）から出力される点火装置情報に基づいて副燃焼室（副室４２）の温度を推定する。この推定部（推定部２１）は、図１９に示した点火部５１の１次コイル（１次コイル５２）にエネルギーをチャージするチャージ期間における１次電流の時間変化に基づいて副燃焼室（副室４２）の温度を推定できる。例えば、推定部（推定部２１）は、点火制御信号がオン又はオフされたことで、１次電流検出部（１次電流検出部５５）が検出する１次電流の変化に基づいて、副燃焼室（副室４２）の温度を推定する。

点火制御部（制御部２２）は、図１９に示したイグナイタ（イグナイタ５４）のオン又はオフを切り替える点火制御信号を点火装置（点火装置５０）に出力する。この点火制御信号により、イグナイタ５４が１次電流を通電し、又は遮断するタイミングが切り替わり、点火部５１が点火プラグ４０を点火するタイミングが制御される。そして、１次電流が遮断されると、２次コイル５３が昇圧し、点火プラグ４０の電極４１に高電圧を印加して、電極４１から火花放電が発生する。

図２１は、点火制御信号、１次電流及び１次電圧の変化を示すグラフである。ここでは、図１９に示した点火装置５０の回路図を参照して説明する。

図２１の上側には、制御部２２が、点火制御信号をオフからオンした後、再びオフしたタイミングが示される。点火制御信号がオフされると、点火プラグ４０が点火することが図中に示される。

図２１の中側には、１次電流検出部５５が点火プラグ４０の１次電流を検出して得た電流波形、及び１次電圧の電圧波形のグラフが示される。１次電流のグラフ６１では、副室温度が低温の時における１次電流の変化を実線で表し、グラフ６２では、副室温度が高温の時における１次電流の変化を破線で表す。１次電流及び１次電圧の時間変化は、１次電流検出部５５が検出した１次電流の値を含む点火装置情報を受け取った推定部２１が判断する。

１次電流の電流波形に示すように、副室温度が低温の時には、１次コイル５２のコイル抵抗が低いので、１次電流が１次コイル５２を流れやすい。このため、時間ｔ１１にて点火制御信号がオンされてから、１次コイル５２に１次電流のエネルギーがチャージされるまでに要する時間が短く、図中に領域６１ａとして示すように１次電流の傾きが急である。

一方で、副室温度が高温になると、１次コイル５２のコイル抵抗が高くなり、１次電流が１次コイル５２を流れにくくなる。このため、時間ｔ１１にて点火制御信号がオンされてから、１次コイル５２に１次電流のエネルギーがチャージされるまでに要する時間が長くなり、１次電流の傾きが鈍化する。

また、副室温度が低温の時には、図中に領域６２ａとして示すように、時間ｔ１２にて点火制御信号がオフに変化したときに、１次電流の値が、点火制御信号をオンする前と同じ値にすぐ戻る。一方で、副室温度が上がると、１次コイル５２のインダクタンスが増加し、１次電流のアンダーシュート量も増加する。

図２１の下側には、図２１の領域６２ａの拡大図が示される。この拡大図では、副室温度が低温、中温、高温の時に１次電流が時間変化する様子が示される。図２１の下側より、副室温度が上昇するにつれて、１次電流のアンダーシュート量が増加し、１次電流の値が、点火制御信号をオンする前と同じ値に戻るまでに時間がかかることが分かる。

そこで、推定部（推定部２１）は、点火制御信号がオフされて１次電流が、点火制御信号がオンされる前の値に戻るときのアンダーシュート量が多くなるほど、副燃焼室（副室４２）の温度が高いと推定する。

なお、図２１の中側に示す１次電圧のグラフ６３では、副室温度が低温の時における１次電圧の変化を実線で表し、グラフ６４では、副室温度が高温の時における１次電圧の変化を破線で表す。また、１次電圧の電圧波形に示すように、副室温度が低温の時と、高温の時とで、時間ｔ１１にて点火制御信号がオンされてから、１次コイル５２に１次電流のエネルギーがチャージされるまでの１次電圧は同じように変化する。

しかし、時間ｔ１２にて点火制御信号がオフされたタイミングで、副室温度が低温である方の１次電圧が、副室温度が高温である方の１次電圧よりも高くなるように変化する。その後、副室温度が高温の時に１次電圧が、点火制御信号がオンされる前の値に戻る時間は、副室温度が低温の時に元の値に戻る時間よりも長くなる。そこで、推定部２１は、１次電流検出部５５が検出した１次電流を１次電圧に変換して１次電圧の変化を求めることで、副室温度を判断できる。

そして、推定部（推定部２１）は、点火制御信号がオフされて１次コイル（１次コイル５２）に印加される１次電圧が、点火制御信号がオンされる前の値に戻るまでの時間が長くなるほど、副燃焼室（副室４２）の高温であると推定する。その後、制御部（制御部２２）は、推定された副室温度に基づいて、図８に示した関係により副室内圧力を演算し、制御部（制御部２２）が、図９の関係により副室温度に合わせて、エンジン１３のエンジントルク及びエンジン回転数を制御する。

以上説明した第４の実施の形態に係るＥＣＵ２では、推定部２１が点火装置情報から求めた、点火装置５０の１次電流及び１次電圧の変化に基づいて、副室温度を推定する。そして、制御部２２が、推定された副室温度に合わせてエンジン１３を所定の運転点で制御する。このため、ＥＣＵ２は、エンジン１３の冷機運転時における消炎を未然に防止し、燃焼変動を抑制することが可能となる。

［第５の実施の形態］
次に、図２２と図２３を用いて、本発明の第５の実施の形態に係るＥＣＵについて説明する。
本実施形態に係るＥＣＵの構成については第１の実施形態と同一である。本実施形態においては、演算部が燃焼変動率を検知し、制御部が燃焼変動率に応じた吸気圧力のフィードバック制御を実施することを特徴とする。以下、本実施の形態に係る推定部２１が、図３の説明図（２）に示した、副室４２内に圧力センサ４６が設置された点火プラグ４０Ａを備えるエンジン１３の燃焼変動状態を表す燃焼変動率を推定し、エンジン１３を制御する方法について説明する。

図２２は、副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。ここで、図２２のステップＳ２１～Ｓ２８までの処理は、第１の実施の形態に係るステップＳ１～Ｓ８までの処理と同じであるので、詳細な説明を省略する。

ステップＳ２８で制御部２２が、吸気圧力制御（スロットル開度制御）を実行した後、推定部２１は、副室４２内に設置された圧力センサ４６が検知した副室内圧力に基づいて、燃焼変動状態の一例である燃焼変動率を推定するための演算を行う（Ｓ２９）。次に、制御部２２は、演算された燃焼変動率を、予め定められた閾値と比較し、燃焼変動率が閾値未満であるか否かを判定する（Ｓ３０）。

燃焼変動率が閾値未満である場合（Ｓ３０のＹＥＳ）、制御部２２は、火炎ジェット４４が消炎していないと判断し、例えば、ＲＡＭ２ｃに領域を確保した消炎フラグに“０”をセットし、本処理に係る一連の制御を終了する。

制御部（制御部２２）は、推定された内燃機関（エンジン１３）の燃焼変動状態（燃焼変動率）が、閾値以上である場合（Ｓ３０のＮＯ）、制御部２２は、火炎ジェット４４が消炎していると判断し、消炎フラグに“１”をセットする。そして、制御部（制御部２２）は、内燃機関トルク（エンジントルク）が大きくなるように、エンジン１３の設定トルクを増加し（Ｓ３１）、内燃機関（エンジン１３）によって駆動され、発電した電力を電池（バッテリ１６）に充電する発電機（ジェネレータ１４）を制御する。その後、制御部２２は、再び吸気圧力の制御へ進む（Ｓ２８）。ステップＳ２８～Ｓ３１の制御は、燃焼変動率が閾値以下になるまで繰り返し実行される。

図２３は、副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。このタイムチャートは、燃焼変動率、消炎フラグ、設定エンジントルク（図中では「トルク」と記載）、設定エンジン回転数（図中では「回転数」と記載）、吸気圧力（スロットル開度）の時間変化を示している。

最初は、エンジン１３が停止しているので燃焼変動率が破線で表す閾値未満であり、消炎フラグが“０”にセットされている。そして、エンジントルク、エンジン回転数及び吸気圧力は、いずれも“０”である。

時刻ｔ１においてエンジン１３が始動すると、推定部２１は、燃焼変動率を演算する。図２３に示した例では、時刻ｔ１の直後に燃焼変動率が閾値よりも高くなったことが示される。このため、制御部２２は、消炎フラグを“１”にセットする。そして、制御部２２は、エンジントルクの設定値を増加させ、エンジントルクが増加するように、吸気圧力を高く（スロットル開度を大きく）なるように制御する。このような制御により、燃焼変動率が低下し、エンジン回転数も低下する。

時刻ｔ２の時点で、推定部２１により演算された燃焼変動率が閾値未満になる。そこで、制御部２２は、消炎フラグを“０”にセットする。そして、制御部２２は、エンジントルク設定値及び吸気圧力を一定に制御する。

以上説明した第５の実施の形態に係るＥＣＵ２では、推定部２１がリアルタイムで推定した燃焼変動率に基づいて、制御部２２が消炎を判断し、副室内圧力を制御する。このため、ＥＣＵ２は、エンジン１３の部品ばらつきや環境変化に対してロバストな燃焼安定制御を実行することが可能となる。

なお、第５の実施の形態に係る推定部２１は、クランク角センサ９ｂが検出したクランク軸の回転角度の変動に基づいて、燃焼変動率を推定することも可能である。

［第６の実施の形態］
次に、図２４から図２６を用いて、本発明の第６の実施の形態に係るＥＣＵについて説明する。本実施形態においては、ハイブリッド自動車ではなく、エンジン１３のみの駆動力によって駆動するガソリン自動車に対して本発明を適用している点が特徴である。また、ＥＣＵ２は、エンジン１３の有効圧縮比を制御することで、エンジントルク及びエンジン回転数を変化させずに、副室内圧力を好適に制御することが特徴である。

図２４は、本実施形態に係る制御装置を、ガソリンエンジン自動車１００Ａに適用した例を示す概略構成図である。
図２４に示すガソリンエンジン自動車１００Ａは、図１に示したシリーズ式のハイブリッド自動車１００とは異なり、モータ１８、インバータ１５，１７、バッテリ１６及びジェネレータ１４を備えておらず、エンジン１３のみを駆動力に用いる。また、エンジン１３には、有効圧縮比を変えることができる圧縮比可変機構１０１が設けられる。また、エンジン１３に対して設けられる三元触媒の温度を検出する触媒温度センサ９ｄが設けられる。触媒温度センサ９ｄが検出した三元触媒の温度を示す情報は、ＥＣＵ２のＲＡＭ２ｃに保存される。

このガソリンエンジン自動車１００Ａは、制御装置としてのＶＣＵ１（図１を参照）は使用せず、ＥＣＵ２のみを制御装置として用いて、エンジン１３の制御を実施する。そして、内燃機関（エンジン１３）は、内燃機関（エンジン１３）を備える自動車（ガソリンエンジン自動車１００Ａ）の駆動に用いられる。

図２５は、副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。

始めに、ＥＣＵ２の制御部２２は、エンジン１３が始動されてからの経過時間であるエンジン駆動時間をＲＡＭ２ｃから読み込む（Ｓ４１）。次に、制御部２２は、エンジン駆動時間ｔ_ｅが所定値ｔ_ｔｈ未満であるか、つまりエンジン１３の始動直後の過渡状態か否かを判定する（Ｓ４２）。

エンジン駆動時間ｔ_ｅが所定値ｔ_ｔｈ以上であり、エンジン１３の始動後十分に時間が経っている場合（Ｓ４２のＮＯ）、制御部２２は、定常状態であると判定する。そして、制御部２２は、通常運転モードとして、通常の吸気弁３２の開時期（以下、「吸気弁開時期」と記載）を設定し（Ｓ４３）、本処理に係る制御を終了する。

一方、エンジン駆動時間ｔ_ｅが所定値ｔ_ｔｈ未満であり、エンジン１３の始動後、十分に時間が経っていない場合（Ｓ４２のＹＥＳ）、制御部２２は、過渡状態（冷機運転モード）であると判定する。このため、推定部２１は、まず、ＶＣＵ１が冷却水温度センサ９ｃの出力信号に基づいて演算した冷却水温度Ｔ_ｃを、ＲＡＭ２ｃから読み込む（Ｓ４４）。次に、推定部２１は、冷却水温度Ｔ_ｃに基づき、図１０に示した関係に基づいて、副室温度を推定する演算を行う（Ｓ４５）。

次に、推定部２１は、ステップＳ４５で推定した副室温度に基づき、図８に示した副室温度と副室内圧力との関係により、要求副室内圧力を演算する（Ｓ４６）。そして、制御部２２は、要求副室内圧力を実現するために必要な要求有効圧縮比を演算する（Ｓ４７）。より具体的には吸気圧力と要求副室内圧力に基づき断熱圧縮の式によって要求有効圧縮比が求められる。

最後に、制御部２２は、要求有効圧縮比を実現するための吸気弁３２の閉時期（以下、「吸気弁閉時期」と記載）を設定する（Ｓ４８）。つまり、ステップＳ４８では、制御部（制御部２２）は、副室温度が低いほど、内燃機関（エンジン１３）の有効圧縮比が高くなるように吸気弁閉時期、及び圧縮比可変機構（圧縮比可変機構１０１）のうち、少なくともいずれか一つを制御する。そして、制御部２２は、本処理に係る一連の制御を終了する。

図２６は、副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。図２６に示すタイムチャートは、上から順に、冷却水温度、推定副室温度、要求副室内圧力、要求有効圧縮比、吸気弁閉時期について、エンジン１３の始動後からの時間変化を示している。

エンジン１３の始動直後は、冷却水温度、推定副室温度が低い状態である。エンジン１３が駆動すると冷却水温度が上昇し、推定部２１が冷却水温度から推定した副室温度も上昇していく。

副室温度の上昇に伴い、消炎を防止するために必要な要求副室内圧力が低下していき、要求副室内圧力の低下に伴って、要求有効圧縮比が減少する。そこで、制御部２２は、要求有効圧縮比を実現するために、ＢＤＣ（Bottom Dead Center）寄りからＴＤＣ（Top Dead Center）寄りに吸気弁閉時期が遅くなるように吸気弁３２を制御する。

以上説明した第６の実施の形態に係るＥＣＵ２では、エンジントルクや回転数を自由に設定できないガソリンエンジン自動車１００Ａにおいても、推定部２１が推定した副室温度に基づいて要求副室内圧力を演算し、制御部２２が、エンジン１３の要求有効圧縮比を実現するための吸気弁閉時期を制御する。この制御により、制御部２２は、エンジン１３のエンジントルクやエンジン回転数を変えずに最適な副室内圧力を設定することができるので、エンジン１３の冷機時における燃焼不安定化を回避することが可能となる。

［第７の実施の形態］
次に、図２７と図２８を用いて、本発明の第７の実施の形態に係るエンジンの制御方法について説明する。
本実施形態においても、第６の実施形態と同様に、ハイブリッド自動車１００ではなく、エンジン１３のみの駆動力によって駆動するガソリンエンジン自動車１００Ａに対して本発明を適用している点が特徴である。本実施の形態は、特にエンジン１３のエキゾーストパイプ３３に備えられた三元触媒を活性化するための触媒暖機運転に対して、本制御を適用した例を示す。第７の実施の形態に係るエンジン１３の制御方法について以下に説明する。

図２７は、副室内圧力の制御方法の例を示すフローチャートである。

始めに、ＥＣＵ２の制御部２２は、ＲＡＭ２ｃから三元触媒の触媒温度ｔ_ｃａｔを読み込む（Ｓ５１）。次に、触媒温度ｔ_ｃａｔが所定値以下であるか、つまりエンジン１３の始動直後の過渡状態か否かを判定する（Ｓ５２）。

制御部２２は、触媒温度ｔ_ｃａｔが閾値以上である（Ｓ５２のＮＯ）、つまり三元触媒が活性化されていると判断した場合は、通常運転モードとして制御を終了する。一方、制御部２２は、触媒温度ｔ_ｃａｔが閾値以下である（Ｓ５２のＹＥＳ）、つまり三元触媒が活性化されていないと判断した場合は、触媒暖機モードに入る。

触媒暖気モードでは、推定部２１が、ＲＡＭ２ｃから冷却水温度Ｔ_ｃを読み込む（Ｓ５３）。次に、冷却水温度Ｔ_ｃに基づき、図１０に示した関係から、副室温度を推定する（Ｓ５４）。

次に、推定部２１が推定した副室温度に基づき、図８に示した副室温度と副室内圧力との関係に基づいて、要求副室内圧力を演算する（Ｓ５５）。次に要求副室内圧力を実現するために吸気圧力（スロットル開度）を制御する（Ｓ５６）。

更に、ＥＣＵ２は、吸気圧力が増加した際にもエンジントルクを増加させないように、点火時期をリタードさせるリタード量の制御（点火リタード制御）を実施して（Ｓ５７）、制御を終了する。

図２８は、副室内圧力の制御方法の例を示すタイムチャートである。図２８に示すタイムチャートは、上から順に、冷却水温度、推定副室温度、要求副室内圧、吸気圧力（スロットル開度）、点火時期リタード量について、エンジン１３の始動後からの時間変化を示している。

エンジン１３の始動直後は、冷却水温度、推定副室温度が低い状態である。エンジン１３が駆動すると冷却水温度が上昇し、推定部２１が冷却水温度から推定した副室温度も上昇していく。副室温度の上昇に伴い、消炎を防止するために必要な要求副室内圧力が低下していく。そこで、制御部（制御部２２）は、副室温度が低いほど、内燃機関（エンジン１３）に設けられたスロットル弁のスロットル開度が大きくなるように、スロットル弁を制御する。

そして、制御部２２は、要求副室内圧力の低下に伴って、吸気圧力を低下させる。更に制御部２２は、エンジントルクを一定に保つように点火時期リタード量を減少させる。つまり、制御部（制御部２２）は、副室温度が低いほど、点火タイミングをリタードするように、点火プラグ（点火プラグ４０）を点火する点火装置（点火装置５０）を制御する。

以上説明した第７の実施の形態に係るＥＣＵ２では、エンジントルクや回転数を自由に設定できないガソリンエンジン自動車１００Ａにおいても、制御部２２が、触媒暖機運転時に、吸気圧力制御と点火リタード制御を組み合わせた制御を行う。これらの制御により、制御部２２は、エンジン１３のトルクや回転数を変えずに、燃焼不安定化を回避しつつ、触媒暖機に必要な排気温度を保つことが可能となる。

［変形例］
なお、燃料噴射装置（燃料噴射装置３６）は、吸気系（インテークマニホールド３１）、主燃焼室（主室３７）、及び副燃焼室（副室４２）の少なくともいずれか一つに設置される。例えば、上述した各実施の形態では、ポート噴射式の燃料噴射装置３６を採用した例と、副室４２内に直接燃料を噴射可能な直噴式インジェクタを採用した例について説明したが、主室３７に直接燃料を噴射可能な直噴式の燃料噴射装置３６を採用してもよい。

また、副室４２の壁内に、例えば、熱電対等の温度センサを設置し、ＥＣＵ２は、この温度センサが検出した値に基づいて、副室温度を直接計測してもよい。そして、推定部（推定部２１）は、副燃焼室（副室４２）に取り付けられた温度センサが検出した値に基づき、副室温度を推定する。このように副室温度を直接計測できれば、計測した温度の精度が向上し、副室内圧力を一層適切に制御することができる。なお、推定部（推定部２１）は、副燃焼室（副室４２）に取り付けられた温度センサが検出した値、内燃機関（エンジン１３）の冷却水温度、点火プラグ（点火プラグ４０）を点火する点火装置（点火装置５０）から出力される点火装置情報のうち、少なくとも１つに基づき、副室温度を推定するように構成してもよい。

また、燃焼変動率の検知のために副室４２内、主室３７内の少なくともいずれか１つに圧力センサが設置されればよい。もしくは、エンジン回転数を計測するクランク角センサのデータから燃焼変動率を推定してもよい。

本発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りその他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した各実施の形態は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細かつ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されない。また、ここで説明した実施の形態の構成の一部を他の実施の形態の構成に置き換えることは可能であり、さらにはある実施の形態の構成に他の実施の形態の構成を加えることも可能である。また、各実施の形態の構成の一部について、他の構成の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成が相互に接続されていると考えてもよい。

１…ＶＣＵ、２…ＥＣＵ、１３…エンジン、１４…ジェネレータ、１６…バッテリ、２１…推定部、２２…制御部、３６…燃料噴射装置、３７…主室、４０…点火プラグ、４１…電極、４２…副室、４３…連通路、５０…点火装置

Claims (13)

1. ピストンに面する主燃焼室と、前記主燃焼室に連通する副燃焼室と、前記副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、前記主燃焼室及び前記副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
   前記副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、
   前記推定部により推定された前記副燃焼室の壁温度が低いほど、前記内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備え、
   前記内燃機関は、発電機を駆動して発電させた電力を電池に充電し、
   前記制御部は、前記副燃焼室の壁温度が低いほど、内燃機関トルクが大きくなるように前記発電機を制御する
   内燃機関制御装置。
2. 前記制御部は、前記副燃焼室の壁温度が設定温度以上になった場合に、前記内燃機関のシリンダ内圧力が低くなるように前記内燃機関を制御する
   請求項１に記載の内燃機関制御装置。
3. 前記制御部は、前記副燃焼室の壁温度が低く、かつ前記発電機により充電される前記電池の充電率が低いほど、内燃機関回転数が大きくなるように前記内燃機関を制御する
   請求項１に記載の内燃機関制御装置。
4. 前記制御部は、前記内燃機関を備える自動車が高速道路を走行中である場合に、前記自動車が一般道路を走行中である場合に比べて、内燃機関回転数が大きくなるように前記内燃機関を制御する
   請求項１に記載の内燃機関制御装置。
5. 前記制御部は、前記発電機により充電される前記電池の充電率が第１設定充電率以上の場合に、内燃機関回転数が第１設定回転数となるように制御し、前記副燃焼室の壁温度が設定温度以上になった場合に、前記内燃機関回転数を前記第１設定回転数よりも高い第２設定回転数まで上昇させ、かつ前記内燃機関トルクを低下させることで、前記発電機の出力がほぼ一定となるように前記内燃機関を制御する
   請求項１に記載の内燃機関制御装置。
6. 前記制御部は、前記充電率が前記第１設定充電率未満の場合に、前記内燃機関回転数が前記第２設定回転数となるように制御し、前記副燃焼室の壁温度が前記設定温度以上になった場合に、前記内燃機関回転数をほぼ前記第２設定回転数のまま維持しつつ、前記内燃機関トルクを低下させるように前記内燃機関を制御する
   請求項５に記載の内燃機関制御装置。
7. 前記制御部は、前記充電率が、前記第１設定充電率より高い第２設定充電率以上になった場合に、前記内燃機関の動作を停止させるように制御する
   請求項５に記載の内燃機関制御装置。
8. ピストンに面する主燃焼室と、前記主燃焼室に連通する副燃焼室と、前記副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、前記主燃焼室及び前記副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
   前記副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、
   前記推定部により推定された前記副燃焼室の壁温度が低いほど、前記内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備え、
   前記推定部は、前記主燃焼室と前記副燃焼室とを連通する連通路の有効連通路径を推定し、
   前記制御部は、前記副燃焼室の壁温度が温度設定値未満の場合に、推定された前記有効連通路径が小さいほど、前記内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように前記内燃機関を制御する
   内燃機関制御装置。
9. 前記推定部は、前記副燃焼室の内圧と前記主燃焼室の内圧とから演算される最大差圧、及び主燃焼中心時期のうち、少なくとも１つに基づいて前記有効連通路径を推定する
   請求項８に記載の内燃機関制御装置。
10. 前記内燃機関は、前記副燃焼室内に燃料を直接噴射する第２燃料噴射装置を備え、
    前記制御部は、推定された前記有効連通路径が所定値以下になった場合に、前記第２燃料噴射装置に燃料噴射を実施させない制御とする
    請求項８に記載の内燃機関制御装置。
11. ピストンに面する主燃焼室と、前記主燃焼室に連通する副燃焼室と、前記副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、前記主燃焼室及び前記副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
    前記副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、
    前記推定部により推定された前記副燃焼室の壁温度が低いほど、前記内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備え、
    前記推定部は、前記内燃機関の燃焼変動状態を推定し、
    前記制御部は、推定された前記内燃機関の燃焼変動状態が閾値以上である場合に、内燃機関トルクが大きくなるように、前記内燃機関によって駆動され、発電した電力を電池に充電する発電機を制御する
    内燃機関制御装置。
12. ピストンに面する主燃焼室と、前記主燃焼室に連通する副燃焼室と、前記副燃焼室の内部に取り付けられる点火プラグと、燃料噴射装置が噴射する燃料と、吸気系から吸気される空気とが混合された混合気が、前記主燃焼室及び前記副燃焼室で燃焼するシリンダと、を備えた内燃機関を制御する内燃機関制御装置において、
    前記副燃焼室の壁温度を推定する推定部と、
    前記推定部により推定された前記副燃焼室の壁温度が低いほど、前記内燃機関の点火時期近傍での副燃焼室内圧力が高くなるように前記内燃機関を制御する制御部と、を備え、
    前記内燃機関は、前記内燃機関を備える自動車の駆動に用いられ、
    前記制御部は、前記副燃焼室の壁温度が低いほど、前記内燃機関に設けられたスロットル弁のスロットル開度が大きくなるように、前記スロットル弁を制御する
    内燃機関制御装置。
13. 前記制御部は、前記副燃焼室の壁温度が低いほど、点火タイミングをリタードするように、前記点火プラグを点火する点火装置を制御する
    請求項１２に記載の内燃機関制御装置。

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