WO2016088649A1 - エンジンの制御装置 - Google Patents

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WO2016088649A1
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篤史 山▲崎▼
京平 安田
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マツダ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a control device that controls an engine so as to prevent the occurrence of pre-ignition.
  • Patent Document 1 discloses that at the time of cold start, fuel is directly injected into the cylinder at the latter stage of the compression stroke in which the cylinder temperature becomes high.
  • a pre-ignition is performed.
  • the margin period for self-ignition becomes longer in a predetermined low rotational speed range (for example, 200 rpm) which is the time point when fuel injection is started. , Pre-ignition is likely to occur.
  • valve timing variable mechanism means for changing the opening / closing timing of the intake valve
  • the effective compression ratio cannot be lowered at the time of engine start when pre-ignition is likely to occur.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine control device that can prevent pre-ignition without reducing the effective compression ratio.
  • the present invention is an apparatus for controlling an engine including a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber, and a preig prediction unit that predicts the occurrence of a preig at the time of engine start; And an injection control unit that injects fuel from the fuel injection valve in an expansion stroke when the pre-ignition prediction unit predicts that pre-ignition will occur.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of an engine to which the present invention is applied.
  • the time chart which shows the example of control of this invention.
  • the figure which shows the example of a control system of this invention.
  • the figure which shows the map which determines an octane number from alcohol concentration and a knock index value.
  • the flowchart which shows the example of control of this invention.
  • the engine E shown in FIG. 1 is a multi-cylinder (four-cylinder in the embodiment) engine for automobiles.
  • 1 is a cylinder block
  • 2 is a cylinder head
  • 3 is a cylinder head cover.
  • a piston 4 is slidably fitted into the cylinder block 1, and a space above the piston 4 is a combustion chamber 5.
  • an intake port 6 is opened and an exhaust port 7 is opened.
  • the intake port 6 is opened and closed by an intake valve 8, and the exhaust port 7 is opened and closed by an exhaust valve 9.
  • An intake passage 10 is connected to the intake port 6.
  • An exhaust passage 11 is connected to the exhaust port 7.
  • a first exhaust gas purification catalyst 12 and a second exhaust gas purification catalyst 13 are connected to the exhaust passage 11 sequentially from the upstream side to the downstream side.
  • a linear O 2 sensor 14 is connected to the exhaust passage 11 upstream of the first exhaust gas purification catalyst 12.
  • a lambda O 2 sensor 15 is connected between the exhaust gas purification catalysts 12 and 13 in the exhaust passage 11.
  • the intake valve 8 is opened / closed by a camshaft 22 via a rocker arm 21.
  • the exhaust valve 9 is driven to open and close by the camshaft 24 via the rocker arm 23.
  • a hydraulic valve timing variable mechanism 25 is provided at the end of the camshaft 22 for the intake valve 8. This valve timing variable mechanism 25 is designed to change the closing timing of the intake valve 8 in particular. When the hydraulic pressure is not supplied, the variable valve timing mechanism 25 is fixed at a position where the intake air amount becomes maximum, and the intake air pressure increases as the supplied hydraulic pressure increases. The intake air amount is reduced due to the late closing.
  • the cylinder head 2 is provided with an ignition plug 31 and a fuel injection valve 32 so as to face the combustion chamber 5.
  • the engine E is a direct-injection and spark-ignition engine that directly injects fuel from the fuel injection valve 32 into the cylinder (combustion chamber 5).
  • the engine E is designed on the assumption that gasoline containing alcohol (particularly ethanol) is used as a fuel, and therefore, the geometric compression ratio is large (for example, 13 to 14).
  • PCM PowertrainPowerControl Module
  • the controller U performs pre-ignition generation prediction and fuel injection timing change control. Specifically, when the controller U predicts the occurrence of the pre-ignition while controlling the fuel injection valve 32 so as to basically inject fuel in the intake stroke, the controller U delays the fuel injection timing to the expansion stroke.
  • the controller U has various modules M1 to M7 shown in FIGS. 3 and 4 and receives signals from the knock sensor 35 attached to the cylinder block 1 and signals from various other sensors.
  • the controller U includes a first estimation unit M1 that estimates the concentration of alcohol contained in the fuel, a second estimation unit M2 that estimates the octane number of the fuel, and an effective compression that is an upper limit effective compression ratio that does not cause pre-ignition.
  • a first calculation unit M3 that calculates a ratio limit
  • a second calculation unit M4 that calculates an effective compression ratio based on the operating state of the engine
  • a prediction unit M5 that predicts the occurrence of a pre-ignition when the engine is started
  • a fuel injection valve 32 And a storage unit M7 for storing a knock index value indicating the ease of occurrence of knocking while updating it.
  • the first estimation unit M1 corresponds to the “concentration specifying unit” in the claims
  • the second estimation unit M2 corresponds to the “octane number estimation unit” in the claims
  • the first calculation unit M3 is in the claims.
  • the prediction unit M5 corresponds to the “pre-ignition prediction unit” in the claims
  • the control unit M6 corresponds to the “injection control unit” in the claims
  • the storage unit M7 corresponds to the “effective compression ratio limit calculation unit”. This corresponds to the “knock index value storage unit” in the claims.
  • Each part of the engine includes a rotation speed sensor 36 for detecting the rotation speed of the engine, an in-cylinder temperature sensor 37 for detecting the in-cylinder temperature of the engine (internal temperature of the combustion chamber 5), and an intake passage 10 for the engine.
  • An intake manifold pressure sensor 38 for detecting the pressure of the flowing intake air is provided, and detection signals from these sensors 36, 37, 38 are input to the controller U.
  • Pre-ignition is likely to occur immediately after the first fuel injection in the engine starting process (that is, at the first explosion). Specifically, in this embodiment, since the fuel injection is started when the cranking rotation speed by the starter motor reaches the first predetermined value A (200 rpm in the embodiment) at which the fuel pressure is sufficiently increased, Pre-ignition is likely to occur immediately after the first predetermined value A is reached. Therefore, the controller U predicts whether or not pre-ignition will occur when fuel is injected at the first first predetermined value A between the start of cranking and the first predetermined value A. When it is predicted that pre-ignition will occur, fuel injection is performed not in the intake stroke, but in the expansion stroke that can completely prevent pre-ignition.
  • a flag indicating that the expansion stroke injection for injecting fuel in the expansion stroke should be executed at time t2 is set to 1.
  • the timing of the expansion stroke injection is, for example, in the range of 4 to 8 degrees after compression top dead center in terms of the crank angle, and is 6 degrees in the embodiment. That is, even when fuel is injected in the expansion stroke, the injection timing close to the compression top dead center is selected from the viewpoint of reducing the amount of fuel adhering to the top surface of the piston 4 and ensuring the torque as much as possible.
  • Engine E rotates by fuel injection, and at time t4, the engine speed increases to a second predetermined value B (500 rpm).
  • B a second predetermined value
  • the pre-ignition will no longer occur, so the expansion stroke injection execution flag is reset to 0 and the fuel is injected in the compression stroke.
  • a flag indicating that the stroke injection should be executed is set to 1.
  • the compression stroke injection is executed instead of the expansion stroke injection.
  • the timing of the compression stroke injection is in the range of 30 to 50 degrees before the compression top dead center at the crank angle, and is 40 degrees in the embodiment. That is, such injection timing is selected so that the combustion chamber 5 is sufficiently cooled by the heat of vaporization of the injected fuel and the fuel is sufficiently uniformized.
  • the transition from the expansion stroke injection to the compression stroke injection is performed at once, rather than gradually shifting the injection timing to the compression stroke side.
  • the fuel injection at about 6 degrees after the compression top dead center is switched at once to the fuel injection at about 40 degrees before the compression top dead center.
  • the engine speed has increased to a third predetermined value C (for example, 750 rpm).
  • a third predetermined value C for example, 750 rpm.
  • the execution flag for the compression stroke injection is reset to 0, and thereafter, the intake stroke injection for injecting fuel in the intake stroke is executed. That is, the fuel injection control for starting the engine is shifted to the normal fuel injection control for idle operation.
  • the idle speed is, for example, 600 to 650 rpm.
  • the occurrence of the pre-ignition is prevented by performing the expansion stroke injection. After the expansion stroke injection is performed, the process shifts to the compression stroke injection as quickly as possible. Thus, by shortening the period during which the expansion stroke is injected as much as possible, it is possible to shorten the period during which the torque decreases and the amount of unburned fuel discharged increases as much as possible.
  • the compression stroke injection is performed by performing the compression stroke injection. Combustion can be performed even in a cylinder that reaches the combustion order next to the performed cylinder, and the engine speed can be increased quickly.
  • the first calculation unit M3 receives a signal indicating that the estimation of the alcohol concentration in the fuel is completed and the estimated concentration value from the first estimation unit M1. Further, the first calculation unit M3 includes an engine speed detected by the speed sensor 36, an octane number of the fuel estimated by the second estimation unit M2, and an in-cylinder temperature detected by the in-cylinder temperature sensor 37. The intake manifold pressure (intake pressure) detected by the intake manifold pressure sensor 38 is input. In the embodiment, the intake manifold pressure is used as a substitute for the in-cylinder pressure.
  • the first calculation unit M3 calculates the effective compression ratio limit at the first engine explosion based on the various input values described above. That is, the upper limit effective compression ratio at which the pre-ignition does not occur when the engine speed is increased to the first predetermined value A (200 rpm) and the first fuel injection is performed is determined and calculated as the effective compression ratio limit. .
  • the first calculation unit M3 calculates the effective compression ratio limit by calculation using a polynomial model in which the intake manifold pressure is a variable and the engine speed, octane number, in-cylinder temperature, and fuel injection timing are constants. Since this calculation can use the technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-52472 as it is, no further explanation is given regarding the calculation of the effective compression ratio limit.
  • the effective compression ratio limit is calculated as a larger value as the octane number is higher.
  • the octane number increases as the alcohol concentration increases. For this reason, the effective compression ratio limit increases as the alcohol concentration increases.
  • the estimated concentration value of alcohol input from the first estimation unit M1 to the first calculation unit M3 can be estimated based on the output value of the linear O 2 sensor 14, for example.
  • various other methods are known as methods for estimating the alcohol concentration, it is needless to say that the method is not limited to the method using the linear O 2 sensor 14.
  • the octane number input from the second estimation unit M2 to the first calculation unit M3 is input from the storage unit M7 and the alcohol concentration (p) input from the first estimation unit M1, for example, as shown in FIG.
  • the knock index value (k) is a deviation when a predetermined control parameter is changed with respect to a reference value in order to prevent knocking. That is, when knocking is detected by the knock sensor 35, the controller U changes a predetermined control parameter (for example, ignition timing or effective compression ratio) that affects knocking to a direction in which knocking is suppressed, thereby knocking. Avoid the occurrence of continuation.
  • the knock index value (k) is a deviation between the value when the control parameter is changed until knocking ceases to occur and the reference value of the control parameter determined in advance for each condition such as engine load and rotation speed. That is. As the control parameter is greatly changed in the knocking suppression direction, knocking is more likely to occur. Therefore, the magnitude of the deviation (knock index value) between the control parameter and the reference value is determined as knocking. It can be understood as an index representing the ease of occurrence (or difficulty of occurrence).
  • the storage unit M7 stores knock index values having such properties while sequentially updating the engine during operation.
  • the second calculation unit M4 calculates an effective compression ratio at the time of the first engine explosion, that is, an effective compression ratio set when the engine speed is the first predetermined value A (200 rpm).
  • the effective compression ratio at the time of the first engine explosion is an effective compression ratio that is determined based on the closing timing of the intake valve 8 that is set when there is no supply of hydraulic pressure to the variable valve timing mechanism 25. Is a value determined independently.
  • the prediction unit M5 functionally includes determination units K1 to K8 for predicting the pre-ignition.
  • the determination unit K1 uses a deviation between the effective compression ratio limit calculated by the first calculation unit M3 and the effective compression ratio calculated by the second calculation unit M4, that is, a value obtained by subtracting the latter from the former as a pre-ignition margin. calculate.
  • the pre-ignition margin is determined by the fact that the actual effective compression ratio when the engine speed increases to the first predetermined value A (200 rpm) and the first fuel injection is performed (that is, at the first explosion) It can be said to be a degree indicating how close to the upper limit effective compression ratio (effective compression ratio limit) at which no occurrence occurs.
  • the determination unit K2 compares the pre-ignition margin determined by the determination unit K1 with a predetermined threshold value.
  • a signal indicating that the pre-ignition is predicted is output to the determination unit K4. That is, a small pre-ignition margin means that the effective compression ratio at the time of the first explosion is close to a limit value (effective compression ratio limit) in consideration of the pre-ignition, and there is a high possibility that pre-ignition will occur. For this reason, when the pre-ignition margin is smaller than the threshold value, it is predicted that pre-ignition will occur.
  • the process in the determination unit K2 corresponds to a determination process for determining whether or not a pre-ignition is likely to occur when the engine is started.
  • the determination unit K4 is an AND circuit.
  • the determination unit K2 predicts the occurrence of pre-ignition, the engine speed is equal to or less than the first predetermined value A (200 rpm), and the three conditions that the estimation of the alcohol concentration is completed. Is satisfied, a SET signal for “SET” the determination unit K5 including the AND circuit is output.
  • the SET signal corresponds to a signal indicating that fuel should be injected in the expansion stroke.
  • the determination unit K5 When the set signal from the determination unit K4 is input, the determination unit K5 outputs a SET signal to the determination unit K7 including an AND circuit. On the other hand, the determination unit K5 outputs an RST signal to the determination unit K7 in response to the input of the RST signal (reset signal) from the determination unit K3.
  • the determination unit K3 is an OR circuit, and when a signal (edge signal) indicating that the engine speed is equal to or less than the first predetermined value A (200 rpm) is input, the engine speed is the third predetermined value C (750 rpm). ) When a signal indicating greater than is input, and when a signal indicating that the count value of the number of injections after starting fuel injection is equal to or greater than the predetermined number N is input, When satisfied, an RST signal is output to the determination unit K5.
  • the determination unit K6 outputs an RST signal to the determination unit K7 when a signal indicating that the engine speed is greater than the second predetermined value B (500 rpm) is input. On the other hand, the determination unit K6 outputs a SET signal to the determination unit K7 when a signal indicating that the engine speed is equal to or less than the second predetermined value B (500 rpm) is input.
  • the determination unit K7 outputs a request signal for injecting fuel in the expansion stroke on condition that both the SET signal from the determination unit K5 and the SET signal from the determination unit K6 are input. Output to.
  • the control unit M6 controls the fuel injection valve 32 so that the fuel is injected in the expansion stroke.
  • the determination unit K8 has a condition that the signal indicating that the engine speed is greater than the second predetermined value B (500 rpm) has been input, and that the SET signal from the determination unit K5 has already been input before that.
  • a request signal for injecting fuel in the compression stroke is output to the control unit M6.
  • the control unit M6 receives this signal and controls the fuel injection valve 32 so that the fuel is injected in the compression stroke.
  • the fuel injection in the compression stroke is switched to the fuel injection in the intake stroke (also this switching). It ’s done at once, not slowly).
  • FIG. 5 shows a flowchart for performing control as shown in FIG.
  • FIG. 5 will be described.
  • Q represents a step.
  • the ignition switch is turned on and the control of FIG. 3 starts, whether or not there is a possibility of pre-ignition at Q1 at the first explosion, that is, when the engine speed is the first predetermined value A (200 rpm). Is determined. If the determination in Q1 is YES, it is determined in Q2 whether or not the number of injections when the fuel injection at the first explosion is counted as the first fuel injection is equal to or less than a predetermined number N (for example, 4 times).
  • a predetermined number N for example, 4 times
  • the case where the priming prediction process (Q1) is not in time until the rotation speed reaches 200 rpm that is, the case where the priming prediction is not yet completed at the time of the first explosion. Can happen.
  • expansion stroke injection is selected as at least the first fuel injection.
  • the alcohol contained in the fuel may be methanol or the like in addition to ethanol.
  • the alcohol concentration may be specified by directly detecting the concentration using an alcohol concentration sensor.
  • the engine speed at the time of starting fuel injection for the first time (at the time of the first explosion) (200 rpm in the embodiment), the engine speed at the time of switching from the expansion stroke injection to the compression stroke injection (in the embodiment, 500 rpm), and The engine speed (750 rpm in the embodiment) when switching from the compression stroke injection to the intake stroke injection can be appropriately changed according to the characteristics of the engine E and the like.
  • the switching from the expansion stroke injection to the compression stroke injection may be performed based on only the number of injections from the first explosion without depending on the engine speed. Specifically, for example, it is possible to switch to the compression stroke injection after performing the fuel injection once (or twice), and to switch to the intake stroke injection after performing the compression stroke injection once (or twice). it can.
  • the engine speed is increased to around 500 rpm by the first fuel injection (and subsequent combustion), and the engine speed is surely increased to 500 rpm or more by the second fuel injection (and subsequent combustion). be able to.
  • the pre-ignition allowance may be any value that can measure how easily pre-ignition occurs at the first explosion when the first fuel is injected.
  • the pre-ignition margin can be determined by using some physical quantity linked to the effective compression ratio at the first explosion. A margin may be calculated.
  • Predicting the occurrence of pre-ignition is not limited to the first explosion when the first fuel is injected. Similar pre-ignition prediction may be performed at the time of the second fuel injection.
  • the number of cylinders of the engine E is not limited to 4 cylinders, and can be an appropriate number of cylinders such as 3 cylinders, 6 cylinders, 8 cylinders, and the like.
  • the present invention can be grasped as an engine control method.
  • the object of the present invention is not limited to what is explicitly stated, but also implicitly includes providing what is substantially preferred or expressed as an advantage.
  • the control device disclosed in the embodiment is intended for an engine including a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber.
  • the control device includes: a preig prediction unit that predicts the occurrence of a preig at the time of engine start; and an injection control unit that injects fuel from the fuel injection valve in an expansion stroke when the preig prediction unit predicts the occurrence of a preig. Is provided.
  • the fuel when the pre-ignition is predicted to occur, the fuel is injected in the expansion stroke. Therefore, the period from fuel injection to ignition, that is, the heat receiving period of the injected fuel can be shortened. Can be prevented.
  • the pre-ignition predicting unit predicts whether or not the pre-ignition occurs at the first explosion when the first fuel injection is performed after the ignition is turned on.
  • control device further includes a concentration specifying unit that estimates or detects an alcohol concentration contained in the fuel.
  • concentration specifying unit estimates or detects an alcohol concentration contained in the fuel.
  • the pre-ignition prediction unit predicts that a pre-ignition occurs when an effective compression ratio of the engine set at the time of the first explosion is close to a predetermined limit value, and the limit value is determined based on the alcohol concentration determined by the concentration specifying unit. The higher the value, the larger the value.
  • the injection control unit injects the first fuel in the expansion stroke.
  • the injection control unit causes the first fuel to be injected in the intake stroke.
  • the engine includes a hydraulic valve timing variable mechanism that changes an opening / closing timing of the intake valve.
  • the opening / closing timing of the intake valve can be appropriately set according to the operating state of the engine by the hydraulic valve timing variable mechanism.
  • the hydraulic pressure cannot be sufficiently supplied when the engine is started, the effective compression ratio cannot be lowered by the variable valve timing mechanism, and there is a concern about the occurrence of pre-ignition.
  • the expansion stroke injection is performed when the pre-ignition is predicted, the expansion stroke injection can prevent the occurrence of the pre-ignition.
  • control device of the embodiment is intended for an engine that includes a fuel injection valve that directly injects fuel into a combustion chamber and that can use a fuel containing alcohol as a fuel.
  • the control device includes a concentration specifying unit that estimates or detects an alcohol concentration in fuel, a knock index value storage unit that updates and stores a knock index value that is an index that indicates the ease of occurrence of knocking, and the concentration specifying unit.
  • an effective compression ratio limit calculation unit that calculates an effective compression ratio limit that is an upper limit effective compression ratio that does not cause pre-ignition based on the operating state of the engine, and an effective compression ratio that is set at the time of the first explosion of the engine includes the effective compression ratio.

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Abstract

　本発明の制御装置は、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えたエンジンを対象としている。この制御装置は、エンジン始動時にプリイグの発生を予測するプリイグ予測部と、前記プリイグ予測部によりプリイグが発生すると予測された場合に、前記燃料噴射弁から膨張行程で燃料を噴射させる噴射制御部とを備える。これにより、有効圧縮比を低下させることなくプリイグを防止することができる。

Description

エンジンの制御装置
　本発明は、プリイグの発生を防止するようにエンジンを制御する制御装置に関するものである。
　エンジンの中には、例えばエタノールのようなアルコールを含有する燃料を使用可能としたものがある。アルコールを含有する燃料を使用した場合、オクタン価が高いため、有効圧縮比を大きくして効率を高めることが可能である。この一方、アルコール濃度が高いほど燃料の気化性能が悪化して、冷間始動性が悪くなる。このため、特許文献１には、冷間始動時には、筒内温度が高くなる圧縮行程後期に、筒内に直接燃料を噴射することが開示されている。
　ところで、有効圧縮比を同じに設定したまま、アルコール濃度の高い燃料から性状の悪い燃料（例えばアルコール濃度の低い燃料や性状の悪いガソリンのみの燃料）へと変更されたときには、プリイグ（pre-ignition）が発生しやすくなる。特に、エンジン停止状態からイグニッションスイッチをオンしてエンジンを始動するときに、燃料噴射を開始する時点となる所定の低回転数域（例えば２００ｒｐｍ）で、自己着火のための余裕期間が長くなって、プリイグが発生しやすいものとなる。
　とりわけ、車両によっては、性状の悪い燃料しか確保できない地域で使用される場合もあり、プリイグをいかに防止するかが問題となる。なお、プリイグ発生防止の観点から、プリイグ発生が予測されるときには、例えばバルブタイミング可変機構（吸気弁の開閉タイミングを変更する手段）を作動させて、有効圧縮比を低下させることも考えられる。しかしながら、バルブタイミング可変機構が油圧式とされて、エンジンが始動されない限りその作動を確保できないものは、プリイグが発生しやすくなるエンジン始動時において有効圧縮比を低下させることが不可能である。
特開２０１３－２２４６２１号公報
　本発明は以上のような事情を勘案してなされたものであり、その目的は、有効圧縮比を低下させることなくプリイグを防止することが可能なエンジンの制御装置を提供することにある。
　前記目的を達成するためのもとして、本発明は、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えたエンジンを制御する装置であって、エンジン始動時にプリイグの発生を予測するプリイグ予測部と、前記プリイグ予測部によりプリイグが発生すると予測された場合に、前記燃料噴射弁から膨張行程で燃料を噴射させる噴射制御部とを備えたものである。
本発明が適用されたエンジンの一例を示す断面図。 本発明の制御例を示すタイムチャート。 本発明の制御系統例を示す図。 アルコール濃度とノック指標値とからオクタン価を決定するマップを示す図。 本発明の制御例を示すフローチャート。
　図１に示すエンジンＥは、自動車用の多気筒（実施形態では４気筒）エンジンとされている。図１中、１はシリンダブロック、２はシリンダヘッド、３はシリンダヘッドカバーである。シリンダブロック１内にはピストン４が摺動自在に嵌合されて、このピストン４の上方空間が燃焼室５とされている。
　燃焼室５には、吸気ポート６が開口されると共に、排気ポート７が開口されている。吸気ポート６は吸気弁８により開閉され、排気ポート７は排気弁９により開閉される。吸気ポート６には、吸気通路１０が接続されている。また、排気ポート７には、排気通路１１が接続されている。
　排気通路１１には、その上流側から下流側へ順次、第１排気ガス浄化触媒１２、第２排気ガス浄化触媒１３が接続されている。排気通路１１のうち、第１排気ガス浄化触媒１２の上流側には、リニアＯ2センサ１４が接続されている。また、排気通路１１のうち、両排気ガス浄化触媒１２，１３の間には、ラムダＯ2センサ１５が接続されている。
　吸気弁８は、ロッカアーム２１を介して、カムシャフト２２により開閉駆動される。また、排気弁９は、ロッカアーム２３を介して、カムシャフト２４により開閉駆動される。吸気弁８用のカムシャフト２２の端部には、油圧式のバルブタイミング可変機構２５が設けられている。このバルブタイミング可変機構２５は、特に吸気弁８の閉じタイミングを変更するようになっており、油圧を供給されないときは吸気量がもっとも大きくなる位置に固定され、供給される油圧が大きくなるにつれて吸気遅閉じとされて、吸気量が減少される。
　シリンダヘッド２には、点火プラグ３１と燃料噴射弁３２とが燃焼室５を臨むように配設されている。このように、エンジンＥは、燃料噴射弁３２から筒内（燃焼室５）に直接燃料を噴射する直噴式で、かつ火花点火式のエンジンとされている。そして、エンジンＥは、燃料としてアルコール（特にエタノール）を含有するガソリンが使用されることを前提として設計されており、このため、幾何学的圧縮比が大きく（例えば１３～１４）されている。
　図１中、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（ＰＣＭ＝Powertrain Control Module）である。このコントローラＵは、後述するように、プリイグ発生の予測と、燃料噴射タイミングの変更制御とを行うようになっている。具体的に、コントローラＵは、基本的に吸気行程で燃料を噴射するように燃料噴射弁３２を制御しつつ、プリイグの発生を予測したときは、燃料噴射のタイミングを膨張行程にまで遅らせる。この制御のために、コントローラＵは、図３および図４に示される各種モジュールＭ１～Ｍ７を有するとともに、シリンダブロック１に取付けられたノックセンサ３５からの信号およびその他各種センサからの信号を受け付ける。
　すなわち、コントローラＵは、燃料中に含有されるアルコール濃度を推定する第１推定部Ｍ１と、燃料のオクタン価を推定する第２推定部Ｍ２と、プリイグが発生しない上限の有効圧縮比である有効圧縮比限界を算出する第１演算部Ｍ３と、エンジンの運転状態に基づいて有効圧縮比を算出する第２演算部Ｍ４と、エンジン始動時にプリイグの発生を予測する予測部Ｍ５と、燃料噴射弁３２の動作を制御する制御部Ｍ６と、ノッキングの発生し易さを表すノック指標値を更新しつつ記憶する記憶部Ｍ７とを有している。なお、第１推定部Ｍ１は請求項にいう「濃度特定部」に相当し、第２推定部Ｍ２は請求項にいう「オクタン価推定部」に相当し、第１演算部Ｍ３は請求項にいう「有効圧縮比限界算出部」に相当し、予測部Ｍ５は請求項にいう「プリイグ予測部」に相当し、制御部Ｍ６は請求項にいう「噴射制御部」に相当し、記憶部Ｍ７は請求項にいう「ノック指標値記憶部」に相当する。
　また、エンジンの各部には、エンジンの回転数を検出する回転数センサ３６と、エンジンの筒内温度（燃焼室５の内部温度）を検出する筒内温度センサ３７と、エンジンの吸気通路１０を流通する吸気の圧力を検出するインマニ圧センサ３８とが設けられており、これら各センサ３６，３７，３８による検出信号がコントローラＵに入力されるようになっている。
　ここで、燃料噴射タイミングに着目して、図２を参照しつつ、本実施形態による制御の概要について説明する。なお、プリイグの発生は、エンジン始動過程での最初の燃料噴射直後（つまり初爆時）に生じやすいものである。具体的に、本実施形態では、スタータモータによるクランキング回転数が、燃料圧力が十分に上昇する第１所定値Ａ（実施形態では２００ｒｐｍ）になったときに燃料噴射が開始されるので、この第１所定値Ａになった直後にプリイグが生じやすい。そこで、コントローラＵは、クランキング開始から第１所定値Ａとなるまでの間に、当該第１第１所定値Ａで燃料噴射した際にプリイグが発生するか否かを予測する。そして、プリイグが発生すると予測されたときには、燃料噴射を、吸気行程ではなく、プリイグを完全に防止できる膨張行程で行う。
　例えば、図２の時点ｔ１で、イグニッションスイッチがオンされて、時点ｔ２で、プリイグの発生が予測されたとする。これにより、時点ｔ２で、膨張行程で燃料を噴射する膨張行程噴射を実行すべきことを示すフラグが１にセットされる。クランキングにより、時点ｔ３からエンジン回転数が上昇されて、エンジン回転数が第１所定値Ａつまり２００ｒｐｍとなった時点で、イグニッションオン後の最初の燃料噴射として、膨張行程噴射が実行される。これにより、もっともプリイグが発生しやすい最初の燃料噴射でのプリイグが防止される。なお、膨張行程噴射のタイミングは、クランク角で例えば圧縮上死点後４度～８度の範囲とされ、実施形態では６度とされている。すなわち、膨張行程で燃料を噴射しても、ピストン４の頂面に対する燃料付着量を少なくでき、しかも極力トルクを確保するという観点から、圧縮上死点に極力近い噴射タイミングが選択される。
　燃料噴射によりエンジンＥが自回転して、時点ｔ４では、エンジン回転数が第２所定値Ｂ（５００ｒｐｍ）まで上昇する。エンジン回転数が第２所定値Ｂにまで上昇したときは、もはやプリイグが発生することはないということで、膨張行程噴射の実行フラグが０にリセットされると共に、圧縮行程で燃料を噴射する圧縮行程噴射を実行すべきことを示すフラグが１にセットされる。これにより、時点ｔ４以後は、膨張行程噴射ではなく圧縮行程噴射が実行されることになる。圧縮行程噴射のタイミングは、クランク角で圧縮上死点前３０度～５０度の範囲とされ、実施形態では４０度とされている。すなわち、噴射燃料の気化熱により燃焼室５が十分に冷却され、しかも燃料が十分に均一化されるように、このような噴射タイミングが選択される。
　膨張行程噴射から圧縮行程噴射への移行は、噴射タイミングを徐々に圧縮行程側へと移行させるのではなく、一気に行われる。例えば、圧縮上死点後６度前後での燃料噴射から、圧縮上死点前４０度前後での燃料噴射へと一気に切換えられる。これにより、ピストン４頂面への燃料付着量が増大されるのを防止しつつ、圧縮行程噴射に速やかに移行することができる。
　エンジン回転数がさらに上昇した時点ｔ５では、エンジン回転数が第３所定値Ｃ（例えば７５０ｒｐｍ）にまで上昇している。この時点ｔ５以後は、圧縮行程噴射の実行フラグが０にリセットされ、この後は、吸気行程で燃料を噴射する吸気行程噴射が実行される。すなわち、エンジン始動のための燃料噴射制御から、アイドル運転のための通常の燃料噴射制御へと移行される。なお、アイドル回転数は例えば６００～６５０ｒｐｍである。
　上述のように、プリイグの発生が予測されたときは、膨張行程噴射が行われることによりプリイグの発生が防止されるようになっている。膨張行程噴射が行われた後は、極力速やかに圧縮行程噴射に移行される。このように、膨張行程噴射する期間を極力短くすることにより、トルク減少や未燃燃料の排出量が増大する期間を極力短くすることができる。
　また、膨張行程噴射と吸気行程噴射との間に、圧縮行程噴射を挟むことにより、点火前の燃焼室５が噴射燃料の気化により冷却されるので、その後のプリイグ発生のリスクが低減され、トルクも確保されることになる。これに加えて、各気筒での燃焼を予め定められた燃焼順序（点火順序）に従って進行させる多気筒エンジン（例えば４気筒エンジン）の場合においては、圧縮行程噴射を行うことにより、膨張行程噴射が行われた気筒の次に燃焼順序を迎える気筒でも燃焼を行わせることができ、エンジン回転数の速やかな上昇を図ることができる。すなわち、ある気筒に対し最後の膨張行程噴射を行ったとすると、その時点で、当該気筒の次に燃焼順序を迎える気筒は既に圧縮行程となっている。このため、膨張行程噴射の後に一気に吸気行程噴射へと切換えようとしても、燃焼順序が次の気筒では吸気行程噴射する機会を既に失っており、燃焼順序がさらにその次の気筒からしか燃焼が行われなくなってしまう。このように、膨張行程噴射から吸気行程噴射に一気に切換えることは、エンジン回転数の上昇が遅くなるという点で好ましくない。これに対し、実施形態のように膨張行程噴射と吸気行程噴射との間に圧縮行程噴射を挟むようにした場合には、燃焼が途切れることがないので、エンジン回転数を速やかに上昇させることができる。
　次に、図３を参照しつつ、膨張行程噴射を行うか圧縮行程噴射を行うかの切り分けを行うための判定制御例について説明する。
　第１演算部Ｍ３には、燃料中のアルコール濃度の推定が完了したことを示す信号と、その推定された濃度値とが、第１推定部Ｍ１から入力される。また、第１演算部Ｍ３には、回転数センサ３６で検出されたエンジン回転数と、第２推定部Ｍ２で推定された燃料のオクタン価と、筒内温度センサ３７で検出された筒内温度と、インマニ圧センサ３８で検出されたインマニ圧（吸気圧）とが入力される。なお、実施形態では、筒内圧力の代用としてインマニ圧を使用している。
　第１演算部Ｍ３は、上述した各種入力値に基づいて、エンジン初爆時の有効圧縮比限界を算出する。すなわち、エンジン回転数が第１所定値Ａ（２００ｒｐｍ）まで上昇して最初の燃料噴射が行われたときにプリイグが発生しない上限の有効圧縮比を特定し、これを有効圧縮比限界として算出する。例えば、第１演算部Ｍ３は、インマニ圧を変数とし、かつエンジン回転数、オクタン価、筒内温度、燃料噴射時期を定数とした多項式モデルを使用した演算により有効圧縮比限界を算出する。なお、この演算は、特開２０１２－５２４７２号公報に記載の技術をそのまま使用することができるので、有効圧縮比限界の算出に関してこれ以上の説明は省略する。
　上記多項式モデルによれば、有効圧縮比限界は、オクタン価が高いほど大きい値として算出される。一方、後述する図４のマップによれば、オクタン価はアルコール濃度が高いほど高くなる。このことから、有効圧縮比限界は、アルコール濃度が高いほど大きくなる。
　第１推定部Ｍ１から第１演算部Ｍ３に入力されるアルコールの推定濃度値は、例えば、リニアＯ2センサ１４の出力値に基づいて推定することが可能である。ただし、アルコール濃度を推定する方法としては他にも種々の方法が知られているので、上記リニアＯ2センサ１４を用いた方法に限られないことは勿論である。
　また、第２推定部Ｍ２から第１演算部Ｍ３に入力されるオクタン価は、例えば、図４に示すように、第１推定部Ｍ１から入力されるアルコール濃度（ｐ）と、記憶部Ｍ７から入力されるノック指標値（ｋ）とをパラメータとするマップを利用して推定することができる。本実施形態において、ノック指標値（ｋ）とは、ノッキング防止のために所定の制御パラメータを基準値に対し変更した場合の偏差のことである。すなわち、コントローラＵは、ノックセンサ３５によりノッキングが検出された場合に、ノッキングに影響する所定の制御パラメータ（例えば点火タイミングまたは有効圧縮比）を、ノッキングが抑制される方向に変更することにより、ノッキングの継続発生を回避する。ノック指標値（ｋ）とは、ノッキングが発生しなくなるまで当該制御パラメータを変更した場合のその値と、エンジン負荷や回転数等の条件ごとに予め定められた当該制御パラメータの基準値との偏差のことである。なお、制御パラメータがノッキング抑制方向に大きく変更されればされるほど、ノッキングが発生し易い状況にあることになるので、上記制御パラメータと基準値との偏差（ノック指標値）の大小は、ノッキングの発生し易さ（あるいは発生し難さ）を表す指標として捉えることができる。記憶部Ｍ７は、エンジンの運転中、このような性質のノック指標値を逐次更新しつつ記憶している。
　第２演算部Ｍ４は、エンジン初爆時の有効圧縮比、つまりエンジン回転数が第１所定値Ａ（２００ｒｐｍ）のときに設定される有効圧縮比を算出する。このエンジン初爆時の有効圧縮比は、バルブタイミング可変機構２５への油圧の供給がないときに設定される吸気弁８の閉タイミングに基づいて決定される有効圧縮比であり、燃料の性状とは関係なく定まる値である。
　予測部Ｍ５は、プリイグを予測するための判定部Ｋ１～Ｋ８を機能的に有している。判定部Ｋ１は、第１演算部Ｍ３で算出された有効圧縮比限界と、第２演算部Ｍ４で算出された有効圧縮比との偏差、つまり前者から後者を差し引いた値を、プリイグ余裕度として算出する。言い換えると、プリイグ余裕度は、エンジン回転数が第１所定値Ａ（２００ｒｐｍ）まで上昇して最初の燃料噴射が行われるとき（つまり初爆時）の実際の有効圧縮比が、初爆時にプリイグが発生しない上限の有効圧縮比（有効圧縮比限界）にどの程度近いかを示す度合いということができる。
　判定部Ｋ２は、判定部Ｋ１で判定された上記プリイグ余裕度を所定のしきい値と比較する。そして、プリイグ余裕度が当該しきい値よりも小さい場合に、プリイグの発生が予測されることを示す信号を判定部Ｋ４に出力する。すなわち、プリイグ余裕度が小さいことは、初爆時の有効圧縮比がプリイグを考慮した限界値（有効圧縮比限界）に近く、プリイグが発生する可能性が高いことを意味する。このため、プリイグ余裕度が上記しきい値よりも小さい場合には、プリイグが発生するとの予測が成り立つ。言い換えると、判定部Ｋ２での処理は、エンジン始動時にプリイグが発生する可能性が高いか否かの判定処理に相当する。
　判定部Ｋ４は、ＡＮＤ回路であり、判定部Ｋ２でプリイグの発生が予測され、エンジン回転数が第１所定値Ａ（２００ｒｐｍ）以下であり、アルコール濃度の推定が終了しているという３つの条件が満足されると、ＡＮＤ回路からなる判定部Ｋ５を「ＳＥＴ」するためのＳＥＴ信号を出力する。なお、このＳＥＴ信号は、膨張行程で燃料を噴射すべき旨の信号に相当する。
　判定部Ｋ５は、判定部Ｋ４からのセット信号が入力されると、ＡＮＤ回路からなる判定部Ｋ７に対してＳＥＴ信号を出力する。一方、判定部Ｋ５は、判定部Ｋ３からのＲＳＴ信号（リセット信号）の入力に応じて、判定部Ｋ７に対しＲＳＴ信号を出力する。判定部Ｋ３は、ＯＲ回路であり、エンジン回転数が第１所定値Ａ（２００ｒｐｍ）以下であることを示す信号（エッジ信号）が入力された場合、エンジン回転数が第３所定値Ｃ（７５０ｒｐｍ）より大きいことを示す信号が入力された場合、燃料噴射を開始してからの噴射回数のカウント値が所定回数Ｎ以上であることを示す信号が入力された場合、のいずれか１つの条件を満足したときに、判定部Ｋ５にＲＳＴ信号を出力する。
　判定部Ｋ６は、エンジン回転数が第２所定値Ｂ（５００ｒｐｍ）より大きいことを示す信号が入力されたときに、ＲＳＴ信号を判定部Ｋ７に出力する。一方、判定部Ｋ６は、エンジン回転数が第２所定値Ｂ（５００ｒｐｍ）以下であることを示す信号が入力されたときに、ＳＥＴ信号を判定部Ｋ７に出力する。
　判定部Ｋ７は、判定部Ｋ５からのＳＥＴ信号と、判定部Ｋ６からのＳＥＴ信号との両方が入力されていることを条件に、膨張行程で燃料を噴射すべき旨の要求信号を制御部Ｍ６に出力する。制御部Ｍ６は、この信号を受けて、燃料が膨張行程で噴射されるように燃料噴射弁３２を制御する。
　判定部Ｋ８は、エンジン回転数が第２所定値Ｂ（５００ｒｐｍ）より大きいことを示す信号が入力されており、かつ、それ以前に判定部Ｋ５からのＳＥＴ信号が既に入力されていることを条件に、圧縮行程で燃料を噴射すべき旨の要求信号を制御部Ｍ６に出力する。制御部Ｍ６は、この信号を受けて、燃料が圧縮行程で噴射されるように燃料噴射弁３２を制御する。
　上述した制御により、エンジン回転数が第１所定値Ａ以上かつ第２所定値Ｂ以下（２００ｒｐｍ以上かつ５００ｒｐｍ以下）の範囲では膨張行程で燃料が噴射され、第２所定値Ｂより大きくかつ第３所定値Ｃ以下（５００ｒｐｍより大きくかつ７５０ｒｐｍ以下）の範囲では圧縮行程で燃料が噴射される。そして、エンジン回転数が第３所定値Ｃ（７５０ｒｐｍ）を超えるか、燃料噴射回数が所定回数Ｎ以上になると、圧縮行程での燃料噴射から吸気行程での燃料噴射へと切換えられる（この切換えも徐々にではなく一気に行われる）。
　図３に示すような制御を行うためのフローチャートが、図５に示される。以下、図５について説明するが、以下の説明でＱはステップを示す。イグニッションスイッチがＯＮされて図３の制御がスタートすると、すぐに、Ｑ１において、初爆時つまりエンジン回転数が第１所定値Ａ（２００ｒｐｍ）のときにプリイグが発生する可能性があるか否かが判別される。このＱ１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２において、初爆時の燃料噴射を１回目の燃料噴射として数えた場合の噴射回数が所定回数Ｎ（例えば４回）以下であるか否かが判別される。このＱ２の判別でＹＥＳのときは、Ｑ３において、エンジン回転数が第２所定値Ｂ（５００ｒｐｍ）以下であるか否かが判別される。このＱ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、膨張行程噴射が選択される。すなわち、膨張行程で燃料を噴射すべきことを示すフラグ（図２）が１にセットされる。
　Ｑ３の判別でＮＯのときは、Ｑ５において、エンジン回転数が第３所定値Ｃ（７５０ｒｐｍ）以下であるか否かが判別される。このＱ５の判別でＹＥＳのときは、Ｑ６において、圧縮行程噴射が選択される。すなわち、圧縮行程で燃料を噴射すべきことを示すフラグ（図２）が１にセットされる。
　Ｑ５の判別でＮＯのとき、Ｑ２の判別でＮＯのとき、あるいはＱ１の判別でＮＯのときは、それぞれ、Ｑ４あるいはＱ６を経ることなく、リターンされる。これにより、通常通り吸気行程で燃料を噴射する吸気行程噴射が選択されることになる。
　なお、図５のフローチャートでは表されていないが、回転数が２００ｒｐｍに達するまでにプイリグの予測処理（Ｑ１）が間に合わないというケース、つまり初爆時点で未だプリイグの予測が完了していないというケースが起こり得る。このようなケースでは、安全のために、少なくとも最初の燃料噴射として膨張行程噴射が選択される。
　以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。例えば、燃料中に含有されるアルコールとしては、エタノール以外に、メタノール等であってもよい。アルコール濃度を、アルコール濃度センサを用いて直接的に濃度を検出することにより特定してもよい。
　始動時において最初に燃料噴射を行うとき（初爆時）のエンジン回転数（実施形態では２００ｒｐｍ）や、膨張行程噴射から圧縮行程噴射に切換えるときのエンジン回転数（実施形態では５００ｒｐｍ）、さらには圧縮行程噴射から吸気行程噴射へと切換えるときのエンジン回転数（実施形態では７５０ｒｐｍ）は、エンジンＥの特性等に応じて適宜変更できる。
　膨張行程噴射から圧縮行程噴射への切換えを、エンジン回転数に依拠することなく、初爆時からの噴射回数のみに依拠して行ってもよい。具体的には、例えば、燃料噴射を１回（あるいは２回）行った後に圧縮行程噴射に切換え、圧縮行程噴射を１回（あるいは２回）行った後に吸気行程噴射に切換えるようにすることもできる。ちなみに、通常は、１回目の燃料噴射（およびその後の燃焼）によりエンジン回転数が５００ｒｐｍ前後まで上昇され、２回の燃料噴射（およびその後の燃焼）でエンジン回転数を確実に５００ｒｐｍ以上に上昇させることができる。
　プリイグ余裕度としては、最初の燃料が噴射される初爆時にどの程度プリイグが発生し易いかを計れるものであればよく、例えば、初爆時の有効圧縮比と連動する何らかの物理量を用いてプリイグ余裕度を算出してもよい。
　プリイグの発生を予測するのは、最初の燃料が噴射される初爆時に限られない。２回目の燃料噴射のときに同様のプリイグ予測を行ってもよい。
　エンジンＥの気筒数は、４気筒に限らず、３気筒、６気筒、８気筒等、適宜の気筒数とすることができる。
　さらに、本発明は、エンジンの制御方法として把握することもできる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
　最後に、上記実施形態の中で開示された特徴的な構成およびそれに基づく作用効果についてまとめて説明する。
　前記実施形態に開示された制御装置は、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えたエンジンを対象としている。この制御装置は、エンジン始動時にプリイグの発生を予測するプリイグ予測部と、前記プリイグ予測部によりプリイグが発生すると予測された場合に、前記燃料噴射弁から膨張行程で燃料を噴射させる噴射制御部とを備える。
　この構成によれば、プリイグが発生すると予測された場合に膨張行程で燃料が噴射されるため、燃料噴射から点火までの期間、つまり噴射された燃料の受熱期間を短くすることができ、プリイグを防止することができる。
　好ましくは、前記プリイグ予測部は、少なくともイグニッションオン後の最初の燃料噴射が行われる初爆時にプリイグが発生するか否かを予測する。
　この構成によれば、特にプリイグが発生しやすい初爆時のプリイグを防止することができる。
　好ましくは、前記制御装置は、燃料に含まれるアルコール濃度を推定または検出する濃度特定部をさらに備える。前記プリイグ予測部は、前記初爆時に設定されるエンジンの有効圧縮比が所定の限界値に近い場合にプリイグが発生すると予測し、前記限界値は、前記濃度特定部により判定されたアルコール濃度が高いほど大きい値に設定される。
　燃料のアルコール濃度が高いほど、オクタン価が高くなってプリイグが発生しにくくなるので、前記のようにアルコール濃度が高いほど有効圧縮比の限界値を大きくし、この限界値に基づいてプリイグを予測することにより、膨張行程噴射を不必要に行ってしまう事態を防止することができる。
　好ましくは、前記初爆時までに前記プリイグ予測部による予測が終了していない場合、前記噴射制御部は、最初の燃料を膨張行程で噴射させる。
　この構成によれば、初爆時までにプリイグ発生の予測が間に合わなかった場合に一律に膨張行程噴射が選択されるので、プリイグを確実に防止することができる。
　好ましくは、前記プリイグ予測部によりプリイグが発生しないと予測された場合、前記噴射制御部は、最初の燃料を吸気行程で噴射させる。
　この構成によれば、プリイグが発生しない通常時には吸気行程噴射が行われるので、燃費、トルクの確保、およびエミッション対策の面で好ましいものとなる。
　好ましくは、前記エンジンは、吸気弁の開閉タイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備える。
　この構成によれば、油圧式のバルブタイミング可変機構により吸気弁の開閉タイミングをエンジンの運転状態に応じて適正に設定することができる。この場合、エンジン始動時は油圧を十分に供給できないため、バルブタイミング可変機構によって有効圧縮比を低下させることができず、プリイグの発生が懸念される。これに対し、プリイグが予測されると膨張行程噴射が行われるため、この膨張行程噴射によってプリイグの発生を防止することができる。
　また、前記実施形態の制御装置は、燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、燃料としてアルコールを含有する燃料が使用可能なエンジンを対象としている。この制御装置は、燃料中のアルコール濃度を推定または検出する濃度特定部と、ノッキングの発生し易さを表す指標となるノック指標値を更新しつつ記憶するノック指標値記憶部と、前記濃度特定部で推定または検出されたアルコール濃度と、前記ノック指標値記憶部に記憶されたノック指標値とに基づいて、燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定部と、前記オクタン価推定部により推定されたオクタン価とエンジンの運転状態とに基づいて、プリイグが発生しない上限の有効圧縮比である有効圧縮比限界を算出する有効圧縮比限界算出部と、エンジンの初爆時に設定される有効圧縮比が、前記有効圧縮比限界算出部で算出された有効圧縮比限界に近い場合に、初爆から所定期間だけ膨張行程で燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁を制御する噴射制御部とを備える。
　この場合、上述した効果を得ることが可能なより具体的な装置を提供することができる。

Claims (7)

  1. 　燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えたエンジンを制御する装置であって、
    　エンジン始動時にプリイグの発生を予測するプリイグ予測部と、
    　前記プリイグ予測部によりプリイグが発生すると予測された場合に、前記燃料噴射弁から膨張行程で燃料を噴射させる噴射制御部とを備えた、
    ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  2. 　請求項１において、
    　前記プリイグ予測部は、少なくともイグニッションオン後の最初の燃料噴射が行われる初爆時にプリイグが発生するか否かを予測する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  3. 　請求項２において、
    　燃料に含まれるアルコール濃度を推定または検出する濃度特定部をさらに備え、
    　前記プリイグ予測部は、前記初爆時に設定されるエンジンの有効圧縮比が所定の限界値に近い場合にプリイグが発生すると予測し、
    　前記限界値は、前記濃度特定部により判定されたアルコール濃度が高いほど大きい値に設定される、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  4. 　請求項２または請求項３において、
    　前記初爆時までに前記プリイグ予測部による予測が終了していない場合、前記噴射制御部は、最初の燃料を膨張行程で噴射させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  5. 　請求項２ないし請求項４のいずれか１項において、
    　前記プリイグ予測部によりプリイグが発生しないと予測された場合、前記噴射制御部は、最初の燃料を吸気行程で噴射させる、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  6. 　請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
    　前記エンジンは、吸気弁の開閉タイミングを変更する油圧式のバルブタイミング可変機構を備えている、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
  7. 　燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁を備えるとともに、燃料としてアルコールを含有する燃料が使用可能なエンジンを制御する装置であって、
    　燃料中のアルコール濃度を推定または検出する濃度特定部と、
    　ノッキングの発生し易さを表す指標となるノック指標値を更新しつつ記憶するノック指標値記憶部と、
    　前記濃度特定部で推定または検出されたアルコール濃度と、前記ノック指標値記憶部に記憶されたノック指標値とに基づいて、燃料のオクタン価を推定するオクタン価推定部と、
    　前記オクタン価推定部により推定されたオクタン価とエンジンの運転状態とに基づいて、プリイグが発生しない上限の有効圧縮比である有効圧縮比限界を算出する有効圧縮比限界算出部と、
    　エンジンの初爆時に設定される有効圧縮比が、前記有効圧縮比限界算出部で算出された有効圧縮比限界に近い場合に、初爆から所定期間だけ膨張行程で燃料が噴射されるように前記燃料噴射弁を制御する噴射制御部とを備えた、
    ことを特徴とするエンジンの制御装置。
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