JPH09273436A

JPH09273436A - エンジンの制御方法

Info

Publication number: JPH09273436A
Application number: JP8298566A
Authority: JP
Inventors: Tsunehisa Nakamura; 倫久中村; Noritaka Matsuo; 典孝松尾
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 1995-11-10
Filing date: 1996-11-11
Publication date: 1997-10-21

Abstract

(57)【要約】【課題】筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起こ
るプレイグニッションを防止し、また点火以前に着火が
起こってしまった時でも適切に処理を行ないエンジンの
破損を防止することができる。【解決手段】エンジンの制御方法は、エンジン負荷に応
じてエンジン負荷大なるほど、より多くの１燃焼サイク
ル当たりの燃料をエンジンに供給すると共に、正常燃焼
状態が得られる時の１または複数の所定クランク角にお
ける燃焼割合値を、負荷あるいはエンジン回転数の内少
なくとも負荷に対応した基準燃焼割合値のマップデータ
としてメモリに保持する一方、１または複数の所定クラ
ンク角までの実際の燃焼割合を検知し、この燃焼割合の
検知値と基準燃焼割合値との比較に基づき、この燃焼割
合が基準燃焼割合より大なる時、エンジンへの１燃焼サ
イクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料供給量
より増量する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、２サイクル火花
点火エンジン或いは４サイクル火花点火エンジンの制御
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】２サイクル火花点火エンジン或いは４サ
イクル火花点火エンジンにおいて、例えば高回転、高出
力化に伴う熱負荷増大によって筒内温度が上昇し、異常
燃焼が起こる可能性が高くなっている。この異常燃焼が
続くと加速度的に筒内温度が上昇し、エンジン破損の危
険がある。

【０００３】このため、例えば高負荷状態では、Ａ／Ｆ
をリッチ化して燃料による筒内の冷却を行ない、異常燃
焼の防止を行なうものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、燃焼状
態を把握して制御していないため、燃料冷却を行なう範
囲にかなり大きな余裕を持たせる必要がある。このた
め、必要以上燃料冷却してしまい燃費を悪化させてい
る。

【０００５】また、燃料冷却を行なっていても異常燃焼
が起こる可能性があり、この時の対応が十分できていな
い等の問題がある。

【０００６】このため、燃焼状態を把握して異常燃焼が
起こる予兆を検知して、これが起こらないようにする手
段が必要であり、また異常燃焼が起こっていると判定し
た場合、危険回避する手段が必要になる。

【０００７】この発明は、かかる点に鑑みてなされたも
ので、筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起こる
プレイグニッションを防止し、また点火以前に着火が起
こってしまった時でも適切に処理を行ないエンジンの破
損を防止することができるエンジンの制御方法を提供す
ることを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決し、かつ
目的を達成するために、請求項１記載の発明のエンジン
の制御方法は、エンジン負荷に応じてエンジン負荷大な
るほど、より多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエン
ジンに供給すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１
または複数の所定クランク角における燃焼割合値を、負
荷あるいはエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応し
た基準燃焼割合値のマップデータとしてメモリに保持す
る一方、前記１または複数の所定クランク角までの実際
の燃焼割合を検知し、この燃焼割合の検知値と基準燃焼
割合値との比較に基づき、この燃焼割合が基準燃焼割合
より大なる時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃
料をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量するよう
にしたことを特徴としている。

【０００９】このように、１または複数の所定クランク
角までの実際の燃焼割合を検知し、この燃焼割合の検知
値と基準燃焼割合値との比較に基づき、この燃焼割合が
基準燃焼割合より大なる時、エンジンへの１燃焼サイク
ル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料供給量より
増量し、プレイグニッションの前兆を検知した時のみ燃
料冷却を行なうため、運転状態に応じて無駄がなく、燃
費が良く、排ガスの排出も少ない。また、プレイグニッ
ションの前兆を検知可能なのでエンジンにダメージを最
小限にすることができ、筒内温度の上昇によって点火以
前に着火が起こるプレイグニッションを防止することが
できる。また、筒内の温度上昇を予測して燃料冷却する
ため、ノッキングを抑えることもできる。

【００１０】請求項２記載の発明のエンジンの制御方法
は、エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なるほど、よ
り多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジンに供給
すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１または複数
の所定クランク角における燃焼割合値を、負荷あるいは
エンジン回転数の内少なくとも負荷に対応した基準燃焼
割合値のマップデータとしてメモリに保持する一方、前
記１または複数の所定クランク角までの実際の燃焼割合
を検知し、この燃焼割合の検知値と基準燃焼割合値との
比較に基づき、この燃焼割合が基準燃焼割合より大なる
且つその差が所定量を越える時、エンジンへの１燃焼サ
イクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料供給量
より増量するようにしたことを特徴としている。

【００１１】このように、１または複数の所定クランク
角までの実際の燃焼割合を検知し、この燃焼割合の検知
値と基準燃焼割合値との比較に基づき、この燃焼割合が
基準燃焼割合より大なる且つその差が所定量を越える
時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ン負荷に応じた燃料供給量より増量し、プレイグニッシ
ョンの前兆を検知した時のみ燃料冷却を行なうため、運
転状態に応じて無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出
も少ない。また、プレイグニッションの前兆を検知可能
なのでエンジンにダメージを最小限にすることができ、
筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起こるプレイ
グニッションを防止することができる。また、筒内の温
度上昇を予測して燃料冷却するため、ノッキングを抑え
ることもできる。

【００１２】請求項３記載の発明のエンジンの制御方法
は、前記検知燃焼割合と前記基準燃焼割合との差の大き
さに応じて、差が大なる程、より増量するようにしたこ
とを特徴としている。

【００１３】このように、検知燃焼割合と基準燃焼割合
との差の大きさに応じて、差が大なる程、より増量し、
プレイグニッションの前兆を検知した時のみ効果的に燃
料冷却を行ない、より無駄がなく、燃費が良く、排ガス
の排出も少ない。

【００１４】請求項４記載の発明のエンジンの制御方法
は、前記燃料供給量の増量を実施しても、前記燃焼割合
と前記基準燃焼割合との差が減少しない或は所定量以上
の差の減少がない場合、失火或いは燃料供給の停止を実
施するようにしたことを特徴としている。

【００１５】このように、プレイグニッションの予兆を
検知し、燃料を増量して燃料冷却を行なうが、これによ
る効果が認められない場合は、失火或いは燃料供給の停
止を実施してエンジンが停止するようにしてエンジンの
破損を防止し、プレイグニッションが起こってしまった
時でもこれを認識して操作するため、エンジンの信頼性
が向上する。

【００１６】請求項５記載の発明のエンジンの制御方法
は、エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なるほど、よ
り多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジンに供給
すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１または複数
の所定燃焼割合に到達するクランク角値を、負荷あるい
はエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応した基準ク
ランク角値のマップデータとしてメモリに保持する一
方、前記１または複数の所定燃焼割合値に到達するまで
の実際のクランク角を検知し、このクランク角の検知値
と基準クランク角値との比較に基づき、このクランク角
が基準クランク角より先行している時、エンジンへの１
燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料
供給量より増量するようにしたことを特徴としている。

【００１７】このように、１または複数の所定燃焼割合
値に到達するまでの実際のクランク角を検知し、このク
ランク角の検知値と基準クランク角値との比較に基づ
き、このクランク角が基準クランク角より先行している
時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ン負荷に応じた燃料供給量より増量し、プレイグニッシ
ョンの前兆を検知した時のみ燃料冷却を行なうため、運
転状態に応じて無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出
も少ない。また、プレイグニッションの前兆を検知可能
なのでエンジンにダメージを最小限にすることができ、
筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起こるプレイ
グニッションを防止することができる。また、筒内の温
度上昇を予測して燃料冷却するため、ノッキングを抑え
ることもできる。

【００１８】請求項６記載の発明のエンジンの制御方法
は、エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なるほど、よ
り多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジンに供給
すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１または複数
の所定燃焼割合に到達するクランク角値を、負荷あるい
はエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応した基準ク
ランク角値のマップデータとしてメモリーに保持する一
方、前記１または複数の所定燃焼割合値に到達するまで
の実際のクランク角を検知し、このクランク角の検知値
と基準クランク角値との比較に基づき、このクランク角
が基準クランク角より所定角以上先行している時、エン
ジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に
応じた燃料供給量より増量するようにしたことを特徴と
している。

【００１９】このように、１または複数の所定燃焼割合
値に到達するまでの実際のクランク角を検知し、このク
ランク角の検知値と基準クランク角値との比較に基づ
き、このクランク角が基準クランク角より所定角以上先
行している時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃
料をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量し、プレ
イグニッションの前兆を検知した時のみ燃料冷却を行な
うため、運転状態に応じて無駄がなく、燃費が良く、排
ガスの排出も少ない。また、プレイグニッションの前兆
を検知可能なのでエンジンにダメージを最小限にするこ
とができ、筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起
こるプレイグニッションを防止することができる。ま
た、筒内の温度上昇を予測して燃料冷却するため、ノッ
キングを抑えることもできる。

【００２０】請求項７記載の発明のエンジンの制御方法
は、前記先行する角度が、大なる程、より増量するよう
にしたことを特徴としている。

【００２１】このように、先行する角度が、大なる程、
より増量し、プレイグニッションの前兆を検知した時の
み効果的に燃料冷却を行ない、より無駄がなく、燃費が
良く、排ガスの排出も少ない。

【００２２】請求項８記載の発明のエンジンの制御方法
は、前記燃料供給量増量を実施しても、先行角度量が減
少しない或は所定量以上の先行角度量の減少がない場
合、失火或は燃料供給の停止を実施するようにしたこと
を特徴としている。

【００２３】このように、プレイグニッションの予兆を
検知し、燃料を増量して燃料冷却を行なうが、これによ
る効果が認められない場合は、失火或いは燃料供給の停
止を実施してエンジンが停止するようにしてエンジンの
破損を防止し、プレイグニッションが起こってしまった
時でもこれを認識して操作するため、エンジンの信頼性
が向上する。

【００２４】請求項９記載の発明のエンジンの制御方法
は、前記１または複数の所定クランク角までの実際の燃
焼割合は、排気行程の終了後から圧縮行程初期までの間
のクランク角と、圧縮行程開始から点火開始までのクラ
ンク角と、点火開始から排気行程開始までの期間の内の
２つのクランク角からなる少なくとも４つのクランク角
における燃焼圧力を検知し、これらの燃焼圧力データに
基づき算出するようにしたことを特徴としている。

【００２５】このように、１または複数の所定クランク
角までの実際の燃焼割合を、燃焼圧力データに基づき適
切に算出することができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、この発明のエンジンの制御
方法を図面に基づいて詳細に説明する。

【００２７】図１はこの発明が適用される複数気筒の火
花点火式４サイクルエンジンの構成図である。このエン
ジン１はクランクケース２と、その上部のシリンダ本体
３とシリンダヘッド４とにより構成される。シリンダ本
体３内にはピストン７が連接棒８を介して摺動可能に装
着され、連接棒８はクランク軸９に連結されている。ク
ランク軸９には所定の歯数を有するリングギヤ１０が装
着され、このリングギヤ１０の回転位置を検出してクラ
ンク角及びエンジン回転数を計測するためのエンジン回
転数センサを兼ねるクランク角センサ１１が備えられて
いる。シリンダヘッド４とピストン７との間には燃焼室
１３が形成され、この燃焼室１３に臨むように点火プラ
グ４００が設けられている。

【００２８】また、燃焼室１３内の燃焼圧力を検出する
ための燃焼室圧センサ５がシリンダヘッド４側に設けら
れる。シリンダヘッド４及びシリンダ本体３の適当な位
置に冷却水ジャケット６が形成されている。燃焼室１３
には排気通路１５及び吸気通路１６が連通し、その開口
部に排気弁１７及び吸気弁１８がそれぞれ設けられる。
排気通路１５に接続された排気管２２の途中には排気ガ
ス浄化用三元触媒等の触媒２３が設けられ、端部にはマ
フラ２４が設けられている。排気管２２には酸素濃度セ
ンサ（Ｏ₂センサ）２５及び排気管温度センサ１２０が
設けられ、それぞれ制御装置ｌ２に連結されている。

【００２９】シリンダヘッド４には温度センサ２６が装
着され、燃焼室１３の温度情報が制御装置１２に送られ
る。また、触媒２３には制御装置１２に連結された触媒
温度センサ１５０が設けられる。制御装置１２にはさら
にエンジン１のキルスイッチ４３が接続され、エンジン
駆動制御の停止情報を得る。

【００３０】一方、吸気通路１６には吸気管２０が接続
され、吸気管２０は吸気分配管２８を介して各気筒に連
結される。吸気分配管２８には吸気管圧力センサ３２が
装着され、吸気管圧力情報が制御装置１２に送られる。
吸気分配管２８と排気管２２とを連結してＥＧＲ管１５
２が設けられる。ＥＧＲ管１５２には制御装置１２に連
結されたＥＧＲ調整弁ｌ５１が設けられる。吸気分配管
２８には吸気管３３を介してエアクリーナ３５が接統さ
れる。エアクリーナ３５には吸入空気温度センサ３６が
設けられ、吸入空気温度情報が制御装置１２へ送られ
る。吸気管３３の途中には吸気量調整器３０が設けら
れ、吸気量調整器３０にはスロットル弁２９が装着され
ている。

【００３１】スロットル弁２９にはスロットル開度セン
サ３１が設けられ、このスロットル開度センサ３１は制
御装置１２に連結される。吸気量調整器３０部分の吸気
管３３にはスロットル弁迂回通路３７が設けられ、この
迂回通路３７には迂回通路開度調整弁３８が設けられて
いる。迂回通路開度調整弁３８は制御装置１２に連結さ
れる。吸気管３３内には、熱線式吸入空気量センサ３４
が設けられ、吸入空気量情報が制御装置１２に送られ
る。

【００３２】吸気通路１６の吸気弁１８の上流側には、
各気筒の吸気ポート毎にインジェクタ１０５が設けられ
る。インジェクタ１０５は制御装置１２に連結され、運
転状態に応じて演算された最適噴射量の制御信号が送ら
れる。各インジェクタ１０５には各気筒に連結する燃料
管１０１ａを介して燃料が送られる。燃料管１０１ａは
燃料分配管１０４から分岐し、この燃料分配管１０４に
は燃料タンク１００から燃料供給管１０１を通し、さら
にフィルタ１０２を介して燃料ポンプ１０３により燃料
が送られる。インジェクタ１０５から噴射されなかった
燃料は、燃料戻り管１０７を通して燃料タンク１００に
回収される。燃料戻り管１０７にはレギュレータ１０６
が設けられ、燃料噴射圧力を一定に保つようになってい
る。

【００３３】図２はエンジンの各種運転状態の制御を行
うメインルーチンのフローチャートである。以下各ステ
ップを説明する。

【００３４】ステップＳ１１：イニシャライズが行なわ
れ、各フラグ値及び各変数値に初期値がセットされる。

【００３５】ステップＳ１２：吸入空気温度センサ３６
からの吸入空気温度情報、熱線式吸入空気量センサ３４
からの吸入空気量情報、スロットル開度センサ３１から
のスロットル開度情報、吸気管圧力センサ３２からの吸
気管圧力情報、触媒温度センサ１５０からの触媒温度情
報、クランク角センサ１１からのクランク角情報、温度
センサ２６からの温度情報、排気管温度センサ１２０か
らの排気管温度情報、酸素濃度センサ２５からの酸素濃
度情報及び不図示のオイルセンサからのオイル残量情報
を取り込み、そのデータをメモリＡ（ｉ）に記憶する。
エンジン負荷は、アクセル位置あるいはスロットル開度
として把握できる。このスロットル開度とエンジン回転
数が決れば、定常運転時の場合吸入空気量が決るので吸
入空気量を直接検知してエンジン負荷とみなすことがで
きる。また、吸気管負圧はエンジン回転数が決れば、ス
ロットル開度と一定の関係があるので、吸気管負圧を検
知してエンジン負荷とみなすことができる。

【００３６】ステップＳ１３：キルスイッチ４３のＯ
Ｎ，ＯＦＦ、不図示のメインスイッチのＯＮ，ＯＦＦ及
び不図示のスタータスイッチのＯＮ，ＯＦＦ等のスイッ
チ情報を取り込み、メモリＢ（ｉ）に記憶する。キルス
イッチ４３は緊急停止用のスイッチであり、車両用エン
ジンには備えられないで、例えば小型船舶用エンジンに
備えられる。

【００３７】ステップＳ１４：前記ステップ１２におい
て取り込んだセンサ情報と、前記ステップ１３で取り込
んだスイッチ情報に基づき運転状態の判定し、この運転
状態，，，，，，，，，Ａに対応
してメモリ中の変数Ｃに対応した値を入力する。

【００３８】運転状態・・・スロットル開度が所定値
以上、エンジン回転数が所定値以上かつスロットル開度
の変化率が所定値以下の中高速回転、中高速負荷かつ急
加減速状態でない一定アクセル状態あるいは緩アクセル
操作状態の時、ＭＢＴ(Minimum Advance Ignition for
Best Torque)制御状態と判定し、変数Ｃに１をメモリす
る。

【００３９】運転状態・・・スロットル開度の変化率
が所定値以上の場合には、過渡運転状態と判定し、変数
Ｃに２をメモリする。

【００４０】運転状態・・・スロットル開度が所定値
以下かつエンジン回転数が所定域、例えば１０００ｒｐ
ｍ〜５０００ｒｐｍの間の場合、希薄燃焼制御状態と判
定し、変数Ｃに３をメモリする。

【００４１】運転状態・・・エンジン回転数が所定限
界値以上のオーバレボ、エンジン温度が所定値以上のオ
ーバヒート等のエンジン異常状態の時、異常運転状態と
判定し、変数Ｃに４をメモリする。

【００４２】運転状態・・・エンジン温度が所定値以
下かつスタータスイッチＯＮの時、コールドスタート状
態と判定し、変数Ｃに５をメモリする。

【００４３】運転状態・・・メインスイッチＯＦＦあ
るいはキルスイッチＯＦＦの時、エンジン停止要求状態
と判定し、変数Ｃに６をメモリする。

【００４４】運転状態・・・クラッチ中立の時また
は、エンジン回転数が所定値以上かつアイドルスイッチ
ＯＮ、スロットル弁開度全閉の時、アイドルモードと判
定し、変数Ｃに７をメモリする。

【００４５】運転状態・・・ＥＧＲ制御（排気ガスの
一部を吸気系に再循環させる制御）でスイッチがＯＮの
時ＥＧＲ制御モードと判定し、変数Ｃに８をメモリす
る。

【００４６】運転状態・・・エンジン温度が所定値以
上かつスタータスイッチがＯＮの時通常エンジンスター
ト状態と判定し、変数Ｃに９をメモリする。

【００４７】運転状態Ａ・・・火花点火前の燃焼室内
圧力の異常上昇や燃焼室圧力の推移異常等を燃焼室圧デ
ータから検知した場合、プレイグニッション状態やノッ
キング状態等の異常燃焼状態と判定し、変数Ｃに１０を
メモリする。

【００４８】また、同一の変数Ｃ値で、フラグＰ＝１の
まま何回目のメインルーチンにおけるステップＳ１４か
をチェックし、所定回Ｒを越える場合Ｐ＝０とする。

【００４９】Ｃ＝１のときＲの値はＲｃ＝１Ｃ＝２のときＲの値はＲｃ＝２Ｃ＝３のときＲの値はＲｃ＝３として変更すると、Ｒｃ₌₁＜Ｒｃ₌₂＜Ｒｃ₌₃ となる。

【００５０】前回のメインルーチンにおけるＣ値と今回
のＣ値が異なる場合、Ｐ＝０とする。

【００５１】ステップＳ１５：モード運転実行か否かの
判断が行なわれ、変数Ｃが４、６、９のいずれかの場合
には、ステップＳ２０に移行し、それ以外の場合には、
ステップＳ１６に移行する。

【００５２】ステップＳ１６：フラグＰの値に基づき、
Ｐ＝０の場合、メモリ中のマップデータ（図５に相当す
るもの）により、エンジン回転数及び負荷に応じた目標
燃焼割合を求め、その結果をメモリＤに入れる。また、
基本点火時期、基本燃料噴射開始時期、基本燃料噴射量
もメモリ中のそれぞれ図５と同様のマップデータ（エン
ジン回転数と負荷の関数として与えられる値を図示化し
たもの）から求め、それぞれメモリＥ’（１）、Ｅ’
（２）、Ｅ’（３）に入れる。その後、Ｐ＝１にする。
但し、Ｐ＝０でも変数Ｃが５の場合には、コールドスタ
ート用の目標燃焼割合マップに基づき目標燃焼割合を求
め、メモリＤにその値を記憶させる。Ｐ＝１の場合は、
何もせずステップＳ１７へ移行する。

【００５３】燃焼割合とは燃焼１サイクルで燃焼する燃
料に対するあるクランク角度までに燃焼した燃料の割合
をいう。この燃焼割合の計算方法について、１つの方法
は、燃焼１サイクル中の所定の複数点での燃焼室圧力デ
ータを一次近似式により求める方法であり、もう１つは
サンプリングした圧力値から熱発生量を熱力学的な式で
計算して１または複数の所定のクランク角（例えば上死
点）までの燃焼割合を求める方法である。両方の方法と
も真の値に非常に近い計算結果が得られた。この場合、
燃焼室圧力のデータは、排気行程の終了後から圧縮行程
の初期までの間の第１の期間の１または複数のクランク
角における燃焼室圧力を検出して求める。この場合、排
気行程の終了後から圧縮行程の初期までの間のクランク
角とは、燃焼室内の圧力が最も低下して大気圧に近づい
た状態の範囲内でのクランク角であり、例えば下死点ま
たはその近傍である。即ち、４サイクルエンジンでは、
図６に示す様に爆発後の下死点からの排気行程により燃
焼室内の燃焼ガスが排出され上死点に近づくに従って燃
焼室内の圧力が低下し大気圧に近づく。上死点後の吸入
行程では新気導入のため大気圧に近い状態が維持され、
吸気行程を経て排気弁１７が閉じて開始される下死点後
の圧縮行程から徐々に圧力が高められる。このような燃
焼室内の圧力が低下して大気圧に近づいた範囲の内１点
での燃焼室内の圧力が検出される。図６中クランク角ａ
０はＢＤＣに取っているが、圧縮行程の初期であれば、
ＢＤＣの後でも良い。勿論ＢＤＣの前の吸気工程中のク
ランク角でも良い。一方、２サイクルエンジンでは、図
１４に示す様に爆発後ピストンが下がるとともに圧力が
低下し排気口が開くとこれに従って燃焼室内の圧力がさ
らに低下し、掃気口が開くとクランク室から新気が導入
されるため大気圧に近づく。排気口が開いた状態で下死
点からピストンが上昇し掃気口が閉じ続いて排気口が開
じると、圧縮が始り圧力が徐々に高まる。即ち、排気行
程の終了後から圧縮行程の初期までの間とは、排気口が
開いて排気開始後に排気口が開いた状態で掃気口が開い
て吸気が開始されてから、排気口が閉じて圧縮が開始さ
れるまでの間をいう。図１４中では、クランク角ａ０を
ＢＤＣに取っている。

【００５４】圧縮後上死点前或いは後に火花点火が行わ
れる。（図６、図１４中それぞれ矢印とＳで表したクラ
ンク角において火花点火が開始される。）火花点火が開
始されて僅かに遅れて着火し燃焼が開始される。各請求
項で言う点火開始とはこの着火燃焼が開始される瞬間の
ことである。すなわち、圧縮行程開始から着火燃焼開始
までの期間である第２の期間のクランク角（図６、図１
４ともクランク角ａ１）において熔焼室内の圧力が検知
される。この後、点火開始（着火燃焼開始）から爆発燃
焼行程中、排気行程の開始されるまでの期間である第３
の期間の内の２つのクランク角（図６、図１４において
例えば、クランク角ａ２ａ３、あるいはクランク角ａ
２，ａ４，あるいはクランク角ａ３，ａ４あるいはクラ
ンク角ａ２，ａ５，あるいはクランク角ａ３，ａ５、あ
るいはクランク角ａ４，ａ５）において燃焼室内の圧力
が検知される。この期間の内の２つのクランク角の内一
方のクランク角は最高燃焼圧力となるクランク角より前
であることが望ましい。また、各請求項で言う４つ以上
のクランク角例えば５点以上のクランク角において燃焼
室内の圧力が検知する場合には、第１あるいは第２の期
間の圧力測定クランク角点の数を増加させても良い。ま
た、望ましくは図６、図ｌ４の実施例のように、第３の
期間内において３つ以上のクランク角において圧力検知
しても良い。ディーゼルエンジンでは圧縮後上死点前或
いは上死点後燃焼室内への燃料噴射が開始され、少し遅
れて自然着火により燃焼が始まる。即ち、ディーゼルエ
ンジンでは各請求項に記載する点火開始とはこの自然着
火が開始される瞬間のことを言う。なお燃料噴射開始か
ら自然着火が開始までの着火遅れをエンジン回転数ある
いは及び負荷に基づくデータとして予め求め、これを織
り込んで第２の期間内の圧力測定クランク角及び第３の
期間内の圧力クランク角点をエンジン回転数あるいは及
び負荷に基づくデータとしてメモリ中に記憶しておくよ
うにして燃焼室の圧力測定を行う。

【００５５】このような第１の期間１点、第２の期間１
点、第３の期間２点の合計少なくとも４点のクランク角
度における燃焼室圧力を検出しこれを一次近似式より燃
焼割合を演算する。この近似式は燃焼割合ｑｘ＝ａ＋ｂ１＊（Ｐ１−Ｐ０）＋ｂ２＊（Ｐ
２−Ｐ０）＋・・・＋ｂｎ＊（Ｐｎ−Ｐ０）で表され
る。

【００５６】上式から分かるように、ｑｘは圧力データ
Ｐ１〜Ｐｎに対し、各々基準圧力Ｐ０を引いたものに、
ｂ１〜ｂｎの定数を掛けたものと予め設定された定数ａ
を加えたもので表される。

【００５７】同様Ｐｍｉも圧力データＰ１〜Ｐｎに対し
各々基準圧力Ｐ０を引いたものにＣ１〜Ｃｎの予め設定
された定数を掛けたものと予め設定された定数を加えた
もので表される。

【００５８】ここでＰ０は大気圧レベルの点（前述のよ
うに例えばＢＤＣ近傍のクランク角度）の燃焼室圧力で
あり、センサのドリフト等によるオフセット電圧を補正
するためにＰ１〜Ｐｎの各圧力値から引いてある。また
Ｐ１は、第１の期間のクランク角ａ１における燃焼圧
力、またＰ２は、第２の期間のクランク角ａ２における
燃焼室圧力である。Ｐ３〜Ｐｎは第３の期間のクランク
角ａ３〜ａｎ（この実施例ではｎ＝５）である。

【００５９】このような簡単な一次近似式による演算に
より短時間で着火後の所定のクランク角までの燃焼割合
が正確に実際の値とほぼ同じ値が算出される。従って、
このような燃焼割合を用いてエンジンの点火時期や空燃
比を制御することにより、燃焼によるエネルギーを効率
よく取り出すことができるとともに、応答性が高めら
れ、希薄燃焼制御やＥＧＲ制御を行う場合等に的確に運
転状態に追従して出力変動を抑えることができる。また
燃焼が急激に進行することによるＮＯｘの発生を防止で
きる。２番目のｑｘ算出方法において、２つの圧力測定
点（クランク角度）間に発生した熱量は、両圧力測定点
における差圧を△Ｐ、燃焼室容積差を△Ｖ、２つの測定
点の内の前側の圧力値及び燃焼室容積値をＰ及びＶ、Ａ
は熱等量、Ｋは比熱比、Ｒは平均ガス定数、Ｐ０はＢＤ
Ｃでの圧力値とすると、熱発生量Ｑｘ＝Ａ／（Ｋ−１）
＊（（Ｋ＋１）／２＊△Ｐ＊△Ｖ＋Ｋ＊（Ｐ−Ｐ０）＊
△Ｖ＋Ｖ＊△Ｐ）として求めることができる。

【００６０】また、所定圧力測定点までの燃焼割合は、
燃焼がほぼ終了したときのクランク角を圧力測定点とし
て選定し、点火時に近いクランク角を同様に圧力測定点
として選定し、その間の測定された各圧力測定点の間ご
とに上記熱発生量Ｑｘの演算をしたものを総和したもの
で、最初の圧力測定点から、所定の圧力測定点（所定の
クランク角）までの間について上記Ｑｘの演算をしたも
のを総和したものを割ったものである。

【００６１】即ち、燃焼割合ｑｘ＝任意のクランク角度
までに燃えた熱量／全ての熱量×１００（％）＝（Ｑ１
＋Ｑ２＋・・・＋Ｑｘ）／（Ｑ１＋Ｑ２＋・・・＋Ｑ
ｎ）×１００である。

【００６２】以上のような計算方法により、所定の複数
のクランク角における燃焼室圧力を計測し（図３のステ
ップＳ１１２において）、そのデータに基づいて所定ク
ランク角までの燃焼割合を正確に算出することができる
（図７のステップＳ２０１において）。この燃焼割合を
用いてエンジンを制御することにより、安定した出力及
びエンジン回転が得られる。

【００６３】ステップＳ１７：吸入空気温度情報、吸気
管負圧情報により燃料噴射のための噴射量の補正演算を
行なう。即ち、吸入空気温度が高いと空気密度が低くな
るので、実質的空気流量が減る。このため燃焼室での空
燃比が低くなる。このため燃料噴射量を減らすための補
正量を算出する。

【００６４】ステップＳ１８：エンジン負荷、エンジン
回転数に応じた基本燃料噴射開始、基本燃料噴射量、基
本点火時期はステップＳ１６で求められＥ’（ｉ）に入
れられている。これを基にステップＳ１７で求めた補正
量及びメモリＡ（ｉ）にメモリされたそれらの情報に応
じ、燃料噴射補正量、点火時期補正量を求め、各々基準
値に加えて制御量を求める。この制御量は、点火開始時
期はメモリＥ（１）とし、点火期間はメモリＥ（２）と
し、Ｐ＝１の時は噴射開始時期、噴射終了時期をＦ
（３）、Ｆ（４）、Ｐ＝０の時は、噴射開始時期、噴射
終了時期をＥ（３）、Ｅ（４）に入れる。

【００６５】これを、メモリＥ（ｉ）に入力する。同様
に、メモリＡ（ｉ）にメモリされた情報に応じてサーボ
モータ群、ソレノイドバルブ群の制御量を算出し、メモ
リＧ（ｉ）に入れる。

【００６６】ステップＳ１９：メモリＧ（ｉ）の制御量
に応じ、サーボモータ群、ソレノイドバルブ群等のアク
チュエータを駆動制御する。

【００６７】ステップＳ２０：エンジン停止要求の判断
を行ない、変数Ｃが６の場合にはステップＳ２１に移行
し、それ以外の場合にはステップＳ２２に移行する。

【００６８】ステップＳ２１：メモリＥ（ｉ）ｉ＝１〜
４を０とする停止データのセットを行ない、或は点火プ
ラグ４００を失火させる。

【００６９】ステップＳ２２：変数Ｃが９か否かの判断
を行ない、変数Ｃが９の通常エンジンスタートの場合に
はステップＳ２３に移行し、そうでない場合にはステッ
プＳ２５に移行する。

【００７０】ステップＳ２３：メモリＦ（ｉ）に始動用
の予めメモリに入れてあるデータ、即ち、点火時期を遅
角、燃料噴射量を僅かに増量させるためのデータをセッ
トする。

【００７１】ステップＳ２４：始動モータを駆動する。

【００７２】ステップＳ２５：変数Ｃが４の場合であ
り、メモリＦ（ｉ）に異常内容に対応したデータ、例え
ばオーバレボならば失火、オーバヒートならばスロット
ル開度を絞りつつ燃料噴射量を増量させるデータをセッ
トする。

【００７３】次に、図３の割込みルーチンについて説
明する。この割込みルーチンは、所定角度のクランク
信号が入力されると、メインルーチンに割込みで実行さ
れる。

【００７４】ステップＳ１１１：所定クランク角毎に割
込みルーチンが実行されるように、すなわち次のクラ
ンク角度における割込みが発生するようにタイマーをセ
ットする。

【００７５】ステップＳ１１２：割込みが発生したクラ
ンク角度の圧力データを取り込みメモリに入れる。

【００７６】ステップＳ１１３：全てのクランク角の圧
力データがメモリに取り込まれたらステップＳ１１４に
移行する。

【００７７】ステップＳ１１４〜Ｓ１１５：変数Ｃが１
０か否かをチェックし、Ｃ＝１０の場合異常燃焼として
ステップＳ１１５の異常燃焼防止ルーチンを行ないリタ
ーンする。そうでない時はステップＳ１１６に移る。

【００７８】ステップＳ１１６：Ｃ＝２か否かをチェッ
クして過渡状態かどうかを判定し、そうである時はステ
ップＳ１１６ａで過渡制御ルーチンを実行して点火時期
やＡ／Ｆを補正してリターンする。そうでなければステ
ップＳ１１７に移る。

【００７９】ステップＳ１１７：Ｃ＝５か否かをチェッ
クしてコールドスタートかどうか判定し、そうである時
はステップＳ１１７ａでコールドスタート制御ルーチン
を実行し、点火時期を補正してリターンする。そうでな
ければステップＳ１１８に移る。

【００８０】ステップＳ１１８：Ｃ＝８か否かをチェッ
クしてＥＧＲ制御モードかどうか判定し、そうである時
はステップＳ１１８ａでＥＧＲ制御ルーチンを実行して
ＥＧＲ率や点火時期を補正してリターンする。またそう
でなければステップＳ１１９に移る。

【００８１】ステップＳ１１９：Ｃ＝３か否かをチェッ
クして希薄燃焼モードかどうか判定し、そうである時は
ステップＳ１１９ａで希薄燃焼制御ルーチンを実行し
て、Ａ／Ｆや点火時期を補正してリターンする。またそ
うでなければステップＳ１２０に移る。

【００８２】ステップＳ１２０：Ｃ＝７か否かをチェッ
クしてアイドリングモードかどうか判定し、そうである
時はステップＳ１２０ａでアイドリング制御ルーチンを
実行してＡ／Ｆや点火時期を補正してリターンする。ま
たそうでなければステップＳ１２１でＭＢＴ制御ルーチ
ンを実行して点火時期を補正してリターンする。

【００８３】次に、図４の割込みルーチンについて説
明する。この割込みルーチンは、基準クランク信号が
入力されると、メインルーチンに割込みで実行される。

【００８４】ステップＳ１２１：この割込みルーチン
は、エンジン回転、所定クランク角にて１回実行される
ため、周期を計測する。

【００８５】ステップＳ１２２：エンジン回転数を計算
する。

【００８６】ステップＳ１２３：メモリＦ（ｉ）、ｉ＝
１〜４の制御データに基づきタイマに点火開始時期、点
火終了時期、噴射開始時期、噴射終了時期をセットす
る。タイマは、セットされたタイミングで点火装置、噴
射装置を起動する。

【００８７】次に、図２及び図３で説明した目標燃焼割
合の算出について詳細に説明する。

【００８８】図５はエンジン回転数及び負荷に応じた基
準燃焼割合あるいは限界燃焼割合を求めるためのマップ
の図である。１または複数の所定クランク角、例えば上
死点ＴＤＣまでの正常燃焼時の基準燃焼割合、或は正常
燃焼時の基準燃焼割合より大きい、異常燃焼時の前兆状
態時の限界燃焼割合をマップ化したものから求め、制御
装置１２の記憶装置にメモリされている。負荷（Ｌｘ）
とエンジン回転数（Ｒｘ）によって基準燃焼割合或は限
界燃焼割合が決定される三次元の構成を示している。所
定の運転条件（Ｌｘ，Ｒｘ）における基準燃焼割合或は
限界燃焼割合はＦＭＢ₀（Ｌｘｉ，Ｒｘｉ）、ｉ＝１〜
ｎとして求められる。

【００８９】運転状態に応じて基準燃焼割合或は限界燃
焼割合データとして、複数のクランク角における基準燃
焼割合或は限界燃焼割合データを持たせるようにしても
よく、例えば燃焼初期の所定クランク角、燃焼後期の所
定クランク角の基準燃焼割合或は限界燃焼割合データを
持たせる。また、正常燃焼状態が得られる時の所定燃焼
割合に到達するクランク角値データとして、複数の燃焼
割合に到達するクランク角値データを持たせるようにし
てもよい。

【００９０】図６は４サイクルエンジンの燃焼１サイク
ルの燃焼室圧力のグラフである。横軸はクランク角度、
縦軸は燃焼圧力を示す。クランク角度が図示したａ０〜
ａ５の６点における燃焼圧力Ｐ０〜Ｐ５を検出してこれ
らの圧力値に基づいて燃焼割合を算出する。ａ０は吸入
から圧縮に移る下死点位置（ＢＤＣ）であり、ほぼ大気
圧に近い状態である。ａ１は圧縮開始後で火花点火前、
ａ２はＳにおいて火花点火後、上死点（ＴＤＣ）に達す
る前のクランク角である。ａ３〜ａ５の４点は上死点後
の爆発行程におけるクランク角である。これら各点の圧
力データに基づいて燃焼割合が算出される。なお、火花
点火の実施されないディーゼルエンジンの場合には、Ｆ
Ｉのように、上死点近傍において燃料が噴射される。噴
射開始後ｄのクランク角に相当する時間遅れて自然着火
する。自然着火のクランク角がＳとなる。点火火花式エ
ンジンにおける点火時期の制御の替わりに本ディーゼル
エンジンにおいては、燃料噴射時期の制御が実測燃焼割
合あるいは実測クランク角をそれぞれ目標燃焼割合ある
いは目標クランク角との差異に基づいて実施される。噴
射開始時期が進角・遅角制御され、かつ噴射終了時期は
所定の噴射量が確保されるように制御される。

【００９１】次に、図２及び図３で説明した燃焼割合の
算出に基づく燃焼割合の制御について詳細に説明する。

【００９２】図２のステップＳ１７において補正演算
は、図７の補正演算のフローチャートのように実行され
る。即ち、変数Ｃ＝２の時には、ステップＳ１７が実行
され、ステップＳ１７ａで吸入空気温度情報、吸気管負
圧情報より大気圧補正のための燃料噴射量補正演算が実
施され、ステップＳ１７ｂで過渡制御状態の変数ＳＴＡ
ＴＥのチックが行なわれ、過渡制御状態の変数がＳＴＡ
ＴＥ＝０の定常状態の場合には、ステップＳ１７ｃで過
渡補正データをクリアする。定常状態でない場合にはス
テップＳ１７ｄに移り、過渡制御状態の変数がＳＴＡＴ
Ｅ＝１の過渡状態が初回実行状態のチェックが行なわ
れ、初回実行状態の場合には、ステップＳ１７ｅへ移
る。ステップＳ１７ｅでイニシャル補正を実行し、加
速、減速時の燃料噴射データの増量補正点で時期補正を
行ない、ステップＳ１７ｆで過渡制御状態の変数がＳＴ
ＡＴＥ＝２の場合には過渡制御の初回実行状態にする。

【００９３】次に、異常燃焼防止ルーチンを図８に示
す。この異常燃焼防止ルーチンは異常判定後に毎サイク
ル毎実行される。

【００９４】ステップＳ２５１：実際の燃焼割合ＦＭＢ
（θ）と異常判定燃焼割合ＦＭＢＭＡＸを比較し、等し
いか実際の燃焼割合の方が大きければステップＳ２５２
に移る。そうでなければステップＳ２５５に移る。

【００９５】ステップＳ２５２：前回までの燃料冷却補
正値ＣＦＴＸに増量側の燃料冷却補正刻みＣＦＴＲを加
え燃料冷却補正値ＣＦＴＸとしステップＳ２５３に移
る。

【００９６】ステップＳ２５３：燃料冷却補正値ＣＦＴ
Ｘと燃料冷却補正の最大制限値ＣＦＴＸＭＸを比較し
て、燃料冷却補正値ＣＦＴＸの方が大きかったらステッ
プＳ２５４ａに移る。またそうでなかったらステップＳ
２５４ｂに移る。

【００９７】ステップＳ２５４ａ：燃焼状態変数ＤＦＧ
Ｆを２（燃料カット、点火カット要求）にしてリター
ンする。

【００９８】ステップＳ２５４ｂ：燃焼状態変数ＤＦＧ
Ｆを１（異常燃焼状態）にしてリターンする。

【００９９】ステップＳ２５５：前回までの燃料冷却補
正値ＣＦＴＸから減量側の燃料冷却補正刻みＣＦＴＬを
引き燃料冷却補正値ＣＦＴＸとしステップＳ２５６に移
る。

【０１００】ステップＳ２５６：燃料冷却補正値ＣＦＴ
Ｘが０（正常状態）より小さいかどうか判定して、０
（正常状態）より小さかったらステップＳ２５７に移
る。そうでなかったらステップＳ２５８に移る。

【０１０１】ステップＳ２５７：燃料冷却補正値ＣＦＴ
Ｘを０（正常状態）にしてステップＳ２５８に移る。ステップＳ２５８：燃焼状態変数ＤＥＧＦを０（正常
状態）にしてリターンする。

【０１０２】この異常燃焼防止制御では、次のような
，，，，，，，，のいずれかの制御
が行なわれる。

【０１０３】まず、異常燃焼防止制御は、エンジン負
荷に応じてエンジン負荷大なるほど、より多くの１燃焼
サイクル当たりの燃料をエンジンに供給すると共に、正
常燃焼状態が得られる時の１または複数の所定クランク
角における燃焼割合値を、負荷あるいはエンジン回転数
の内少なくとも負荷に対応した基準燃焼割合値のマップ
データとしてメモリに保持する一方、１または複数の所
定クランク角までの実際の燃焼割合を検知し、この燃焼
割合の検知値と基準燃焼割合値との比較に基づき、この
燃焼割合が基準燃焼割合より大なる時、エンジンへの１
燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料
供給量より増量する。このように、１または複数の所定
クランク角までの実際の燃焼割合を検知し、この燃焼割
合の検知値と基準燃焼割合値との比較に基づき、この燃
焼割合が基準燃焼割合より大なる時、エンジンへの１燃
焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料供
給量より増量するため、プレイグニッションの前兆を検
知した時のみ燃料冷却を行ない、運転状態に応じて無駄
がなく、燃費が良く、排ガスの排出も少ない。また、プ
レイグニッションの前兆を検知可能なのでエンジンにダ
メージを最小限にすることができ、筒内温度の上昇によ
って点火以前に着火が起こるプレイグニッションを防止
することができる。また、筒内の温度上昇を予測して燃
料冷却するため、ノッキングを抑えることもできる。

【０１０４】また、異常燃焼防止制御は、エンジン負
荷に応じてエンジン負荷大なるほど、より多くの１燃焼
サイクル当たりの燃料をエンジンに供給すると共に、正
常燃焼状態が得られる時の１または複数の所定クランク
角における燃焼割合値を、負荷あるいはエンジン回転数
の内少なくとも負荷に対応した基準燃焼割合値のマップ
データとしてメモリに保持する一方、１または複数の所
定クランク角までの実際の燃焼割合を検知し、この燃焼
割合の検知値と基準燃焼割合値との比較に基づき、この
燃焼割合が基準燃焼割合より大なる且つその差が所定量
を越える時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料
をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量する。この
ように、１または複数の所定クランク角までの実際の燃
焼割合を検知し、この燃焼割合の検知値と基準燃焼割合
値との比較に基づき、この燃焼割合が基準燃焼割合より
大なる且つその差が所定量を越える時、エンジンへの１
燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料
供給量より増量するため、プレイグニッションの前兆を
検知した時のみ燃料冷却を行ない、運転状態に応じて無
駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出も少ない。また、
プレイグニッションの前兆を検知可能なのでエンジンに
ダメージを最小限にすることができ、筒内温度の上昇に
よって点火以前に着火が起こるプレイグニッションを防
止することができる。また、筒内の温度上昇を予測して
燃料冷却するため、ノッキングを抑えることもできる。

【０１０５】また、異常燃焼防止制御は、異常燃焼防
止制御またはにおいて、燃焼割合と基準燃焼割合と
の差の大きさに応じて、差が大なる程、より増量する。
このように、燃焼割合と基準燃焼割合との差の大きさに
応じて、差が大なる程、より増量し、プレイグニッショ
ンの前兆を検知した時のみ効果的に燃料冷却を行ない、
より無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出も少ない。

【０１０６】また、異常燃焼防止制御は、異常燃焼防
止制御乃至において、燃料供給量の増量を実施して
も、燃焼割合と基準燃焼割合との差が減少しない或は所
定量以上の差の減少がない場合、失火或いは燃料供給の
停止を実施する。このように、プレイグニッションの予
兆を検知し、燃料を増量して燃料冷却を行なうが、これ
による効果が認められない場合は、失火或いは燃料供給
の停止を実施してエンジンが停止するようにしてエンジ
ンの破損を防止し、プレイグニッションが起こってしま
った時でもこれを認識して操作するため、エンジンの信
頼性が向上する。

【０１０７】また、異常燃焼防止制御は、エンジン負
荷に応じてエンジン負荷大なるほど、より多くの１燃焼
サイクル当たりの燃料をエンジンに供給すると共に、正
常燃焼状態が得られる時の１または複数の所定燃焼割合
に到達するクランク角値を、負荷あるいはエンジン回転
数の内少なくとも負荷に対応した基準クランク角値のマ
ップデータとしてメモリに保持する一方、１または複数
の所定燃焼割合値に到達するまでの実際のクランク角を
検知し、このクランク角の検知値と基準クランク角値と
の比較に基づき、このクランク角が基準クランク角より
先行している時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの
燃料をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量する。
このように、１または複数の所定燃焼割合値に到達する
までの実際のクランク角を検知し、このクランク角の検
知値と基準クランク角値との比較に基づき、このクラン
ク角が基準クランク角より先行している時、エンジンへ
の１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた
燃料供給量より増量するため、プレイグニッションの前
兆を検知した時のみ燃料冷却を行ない、運転状態に応じ
て無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出も少ない。ま
た、プレイグニッションの前兆を検知可能なのでエンジ
ンにダメージを最小限にすることができ、筒内温度の上
昇によって点火以前に着火が起こるプレイグニッション
を防止することができる。また、筒内の温度上昇を予測
して燃料冷却するため、ノッキングを抑えることもでき
る。

【０１０８】また、異常燃焼防止制御は、エンジン負
荷に応じてエンジン負荷大なるほど、より多くの１燃焼
サイクル当たりの燃料をエンジンに供給すると共に、正
常燃焼状態が得られる時の１または複数の所定燃焼割合
に到達するクランク角値を、負荷あるいはエンジン回転
数の内少なくとも負荷に対応した基準クランク角値のマ
ップデータとしてメモリーに保持する一方、１または複
数の所定燃焼割合値に到達するまでの実際のクランク角
を検知し、このクランク角の検知値と基準クランク角値
との比較に基づき、このクランク角が基準クランク角よ
り所定角以上先行している時、エンジンへの１燃焼サイ
クル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃料供給量よ
り増量する。このように、１または複数の所定燃焼割合
値に到達するまでの実際のクランク角を検知し、このク
ランク角の検知値と基準クランク角値との比較に基づ
き、このクランク角が基準クランク角より所定角以上先
行している時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃
料をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量するか
ら、プレイグニッションの前兆を検知した時のみ燃料冷
却を行ない、運転状態に応じて無駄がなく、燃費が良
く、排ガスの排出も少ない。また、プレイグニッション
の前兆を検知可能なのでエンジンにダメージを最小限に
することができ、筒内温度の上昇によって点火以前に着
火が起こるプレイグニッションを防止することができ
る。また、筒内の温度上昇を予測して燃料冷却するた
め、ノッキングを抑えることもできる。

【０１０９】また、異常燃焼防止制御は、異常燃焼防
止制御またはにおいて、先行する角度が、大なる
程、より増量するよる。このように、先行する角度が、
大なる程、より増量し、プレイグニッションの前兆を検
知した時のみ効果的に燃料冷却を行ない、より無駄がな
く、燃費が良く、排ガスの排出も少ない。

【０１１０】また、異常燃焼防止制御は、異常燃焼防
止制御乃至において、燃料供給量増量を実施して
も、先行角度量が減少しない或は所定量以上の先行角度
量の減少がない場合、失火或は燃料供給の停止を実施す
る。このように、プレイグニッションの予兆を検知し、
燃料を増量して燃料冷却を行なうが、これによる効果が
認められない場合は、失火或いは燃料供給の停止を実施
してエンジンが停止するようにしてエンジンの破損を防
止し、プレイグニッションが起こってしまった時でもこ
れを認識して操作するため、エンジンの信頼性が向上す
る。

【０１１１】また、異常燃焼防止制御は、異常燃焼防
止制御乃至において、１または複数の所定クランク
角までの実際の燃焼割合は、排気行程の終了後から圧縮
行程初期までの間のクランク角と、圧縮行程開始から点
火開始までのクランク角と、点火開始から排気行程開始
までの期間の内の２つのクランク角からなる少なくとも
４つのクランク角における燃焼圧力を検知し、これらの
燃焼圧力データに基づき算出する。このように、所定ク
ランク角までの実際の燃焼割合を、燃焼圧力データに基
づき適切に算出することができる。

【０１１２】図９は点火時期２０度ＢＴＤＣのときのク
ランク角と燃焼割合ＦＭＢとの関係を示す図である。異
常燃焼防止制御乃至に対応する所定クランク角をＢ
で示し、異常燃焼防止制御乃至に対応する所定燃焼
割合をＡで示す。９Ａはプレイグニッション発生時、９
Ｂは筒内高温時でプレイグニッションの前兆時、９Ｃは
正常時を示す。

【０１１３】異常燃焼防止制御乃至において、１ま
たは複数の所定クランク角（例えばＢ）における実測の
燃焼割合が、正常時の燃焼割合ａ３より大きいａ１，ａ
２であれば燃料供給量を増量する。

【０１１４】また、異常燃焼防止制御乃至におい
て、１または複数の所定燃焼割合（例えばＡ）に達する
実測のクランク角が、正常時のクランク角ｂ３より先行
ｂ１，ｂ２であれば燃料供給量を増量する。

【０１１５】図１０はクランク角と筒内ガス温度との関
係を示すグラフである。１０Ａはプレイグニッション発
生時、１０Ｂは筒内高温時でプレイグニッションの前兆
時、１０Ｃは正常時を示す。１０Ａのプレイグニッショ
ン発生時、１０Ｂの筒内高温時でプレイグニッションの
前兆時は、筒内ガス温度が１０Ｃの正常時より高いた
め、筒内の温度上昇を予測して燃料供給量を増量するこ
とで燃料冷却して低くする。

【０１１６】図１１はクランク角と筒内圧力との関係を
示すグラフである。１１Ａはプレイグニッション発生
時、１１Ｂは筒内高温時でプレイグニッションの前兆
時、１１Ｃは正常時を示す。１０Ａのプレイグニッショ
ン発生時、１０Ｂの筒内高温時でプレイグニッションの
前兆時は、筒内圧力が１０Ｃの正常時より大きいため、
筒内の圧力上昇を予測して燃料供給量を増量することで
燃料冷却して小さくする。

【０１１７】図１２は正常燃焼時の基準クランク角、或
は正常燃焼時の基準クランク角より先行する異常燃焼の
前兆状態の限界クランク角をマップ化したものである。

【０１１８】即ち、図１２では横軸に負荷（Ｌ）と、縦
軸に所定燃焼割合に達すべき基準クランク角、或は限界
クランク角ＣＲＡとしており、所定燃焼割合、例えば６
０％、７０％、８０％等に達すべき基準クランク角、或
は限界クランク角ＣＲＡ₀（Ｒｘｉ，Ｌｘｉ）が実際の
エンジン回転数ｒｐｍ（Ｒｘ）と、実際のエンジン負荷
（Ｌｘ）の場合には、マップより求められる。

【０１１９】図１３はこの発明が適用される２サイクル
エンジンの構成図である。図１の４サイクルエンジンと
同様に、クランク軸２４１に連接棒２４６が連結され、
その先端のピストンとシリンダヘッドとの間に燃焼室２
４８が形成される。クランク軸２４１に装着されたリン
グギヤのマークを検出して基準信号およびクランク角度
を検出するためのエンジン回転数センサ２６７及びクラ
ンク角検出センサ２６８がクランクケース３００に設け
られている。また、クランクケース３００にはクランク
室圧センサ２１０が設けられている。クランク室３０１
には吸気マニホルドからリード弁２２８を介して空気が
送られる。吸気マニホルドにはスロットル弁２０４を介
してエアクリーナ２３１から空気が送られる。吸気マニ
ホルドに連通するスロットル弁下流側の吸気通路に吸気
管圧センサ２１１が装着される。スロットル弁２０４は
スロットルプーリ２０３を介してワイヤ２０５で連結さ
れたグリップ２０６により操作される。グリップ２０６
はステアリングハンドル２０７の端部に装着され、その
根元部にアクセル位置センサ２０２が設けられる。２１
２はスロットル開度センサである。

【０１２０】シリンダには掃気ポート２２９が開口し、
ピストンの所定位置で掃気通路２５２を介して燃焼室２
４８とクランク室３０１とを連通させる。また、シリン
ダには排気ポート２５４が開口し、排気通路２５３が連
通する。排気ポート近傍の排気通路壁に排気タイミング
可変弁２６４が装着される。この可変弁２６４はサーボ
モータ等からなるアクチュエータ２６５により駆動さ
れ、排気ポートの開口部位置を変更し排気のタイミング
が調整される。この排気通路２５３を構成する排気管に
は排気管圧センサ２１３及び排気管温度センサ２２３が
設けられる。また、排気通路には排気通路弁２８１が備
り、サーボモータ等からなるアクチュエータ２８２によ
り駆動される。排気通路弁２８１は、低速域で絞られ吹
き抜けを防止して回転の安定性を図るものである。

【０１２１】シリンダヘッドにはノックセンサ２０１が
取付けられ、また燃焼室内に臨んで点火プラグ４００及
び燃焼室圧力センサ２００が装着される。点火プラグは
点火制御装置２５６に連結される。また、シリンダ側壁
にはインジェクタ２０８が装着される。インジェクタ２
０８には燃料デリバリ管２０９を介して燃料が送られ
る。

【０１２２】また、シリンダブロックにはシリンダボア
の排気ボート開口部よりシリンダヘッド寄りの部分及び
排気ポートの途中部分に連通孔２７８により連通する燃
焼ガス室２７９が形成されている。この連通孔は、爆発
行程において吹き抜けガスをほとんど含まない燃焼ガス
が上記燃焼ガス室に導入されるように設定されている。
この燃焼ガス室内には燃焼ガス中の酸素濃度を検出する
Ｏ₂センサ２７７が取付けられている。なお、燃焼ガス
室ヘの導入部、排気ポートヘの排出部には不図示の逆止
弁が配置され、それぞれ逆方向の流れを阻止する。

【０１２３】このようなエンジンはＣＰＵ２７１を有す
る制御装置２５７により駆動制御される。この制御装置
２５７の入力側には、前述の燃焼室圧力センサ２００、
ノックセンサ２０１、アクセル位置センサ２０２、クラ
ンク室圧センサ２１０、吸気管圧センサ２１１、スロッ
トル開度センサ２１２、排気管圧センサ２１３、クラン
ク角検出センサ２５８、エンジン回転数センサ２６７及
びＯ₂センサ２７７が接続される。また、制御装置２５
７の出力側には、インジェクタ２０８、排気タイミング
調整弁用のアクチュエータ２６５、排気弁用のアクチュ
エータ２８２が接続される。

【０１２４】図１４は前記２サイクルエンジンの燃焼割
合計測のための燃焼圧データ検出点を示すための、前述
の４サイクルエンジンと図６と同様の、燃焼室圧力のグ
ラフである。前述のように、６点のクランク角度におい
て燃焼室圧力データがサンプリングされる。図中Ａの範
囲内は排気ポートが開口しているクランク角領域であ
り、Ｂの範囲内は掃気ポートが開口しているクランク角
領域である。各クランク角度（ａ０〜ａ５）の採り方及
び計算方法は前述の４サイクルエンジンと実質上同じで
あり、図３の割込みルーチンのステップＳ１１３で、
クランク角度が図示したａ０〜ａ５の６点における燃焼
圧力Ｐ０〜Ｐ５を検出してこれらの圧力値に基づいて燃
焼割合を算出する。この発明の各実施例は気化器により
燃焼を供給するものでも採用可能である。

【０１２５】

【発明の効果】前記したように、請求項１記載の発明
は、正常燃焼状態が得られる時の１または複数の所定ク
ランク角における燃焼割合値を、負荷あるいはエンジン
回転数の内少なくとも負荷に対応した基準燃焼割合値の
マップデータとしてメモリに保持する一方、１または複
数の所定クランク角までの実際の燃焼割合を検知し、こ
の燃焼割合の検知値と基準燃焼割合値との比較に基づ
き、この燃焼割合が基準燃焼割合より大なる時、エンジ
ンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応
じた燃料供給量より増量し、プレイグニッションの前兆
を検知した時のみ燃料冷却を行なうため、運転状態に応
じて無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出も少ない。
また、プレイグニッションの前兆を検知可能なのでエン
ジンにダメージを最小限にすることができ、筒内温度の
上昇によって点火以前に着火が起こるプレイグニッショ
ンを防止することができる。また、筒内の温度上昇を予
測して燃料冷却するため、ノッキングを抑えることもで
きる。

【０１２６】請求項２記載の発明は、正常燃焼状態が得
られる時の１または複数の所定クランク角における燃焼
割合値を、負荷あるいはエンジン回転数の内少なくとも
負荷に対応した基準燃焼割合値のマップデータとしてメ
モリに保持する一方、１または複数の所定クランク角ま
での実際の燃焼割合を検知し、この燃焼割合の検知値と
基準燃焼割合値との比較に基づき、この燃焼割合が基準
燃焼割合より大なる且つその差が所定量を越える時、エ
ンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷
に応じた燃料供給量より増量し、プレイグニッションの
前兆を検知した時のみ燃料冷却を行なうため、運転状態
に応じて無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出も少な
い。また、プレイグニッションの前兆を検知可能なので
エンジンにダメージを最小限にすることができ、筒内温
度の上昇によって点火以前に着火が起こるプレイグニッ
ションを防止することができる。また、筒内の温度上昇
を予測して燃料冷却するため、ノッキングを抑えること
もできる。

【０１２７】請求項３記載の発明は、検知燃焼割合と基
準燃焼割合との差の大きさに応じて、差が大なる程、よ
り増量し、プレイグニッションの前兆を検知した時のみ
効果的に燃料冷却を行ない、より無駄がなく、燃費が良
く、排ガスの排出も少ない。

【０１２８】請求項４記載の発明は、燃料供給量の増量
を実施しても、燃焼割合と基準燃焼割合との差が減少し
ない或は所定量以上の差の減少がない場合、失火或いは
燃料供給の停止を実施し、プレイグニッションの予兆を
検知し、燃料を増量して燃料冷却を行なうが、これによ
る効果が認められない場合は、失火或いは燃料供給の停
止を実施してエンジンが停止するようにしてエンジンの
破損を防止し、プレイグニッションが起こってしまった
時でもこれを認識して操作するため、エンジンの信頼性
が向上する。

【０１２９】請求項５記載の発明は、正常燃焼状態が得
られる時の１または複数の所定燃焼割合に到達するクラ
ンク角値を、負荷あるいはエンジン回転数の内少なくと
も負荷に対応した基準クランク角値のマップデータとし
てメモリに保持する一方、１または複数の所定燃焼割合
値に到達するまでの実際のクランク角を検知し、このク
ランク角の検知値と基準クランク角値との比較に基づ
き、このクランク角が基準クランク角より先行している
時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ン負荷に応じた燃料供給量より増量し、プレイグニッシ
ョンの前兆を検知した時のみ燃料冷却を行なうため、運
転状態に応じて無駄がなく、燃費が良く、排ガスの排出
も少ない。また、プレイグニッションの前兆を検知可能
なのでエンジンにダメージを最小限にすることができ、
筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起こるプレイ
グニッションを防止することができる。また、筒内の温
度上昇を予測して燃料冷却するため、ノッキングを抑え
ることもできる。

【０１３０】請求項６記載の発明は、正常燃焼状態が得
られる時の１または複数の所定燃焼割合に到達するクラ
ンク角値を、負荷あるいはエンジン回転数の内少なくと
も負荷に対応した基準クランク角値のマップデータとし
てメモリーに保持する一方、１または複数の所定燃焼割
合値に到達するまでの実際のクランク角を検知し、この
クランク角の検知値と基準クランク角値との比較に基づ
き、このクランク角が基準クランク角より所定角以上先
行している時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃
料をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量し、プレ
イグニッションの前兆を検知した時のみ燃料冷却を行な
うため、運転状態に応じて無駄がなく、燃費が良く、排
ガスの排出も少ない。また、プレイグニッションの前兆
を検知可能なのでエンジンにダメージを最小限にするこ
とができ、筒内温度の上昇によって点火以前に着火が起
こるプレイグニッションを防止することができる。ま
た、筒内の温度上昇を予測して燃料冷却するため、ノッ
キングを抑えることもできる。

【０１３１】請求項７記載の発明は、先行する角度が、
大なる程、より増量し、先行する角度が、大なる程、よ
り増量し、プレイグニッションの前兆を検知した時のみ
効果的に燃料冷却を行ない、より無駄がなく、燃費が良
く、排ガスの排出も少ない。

【０１３２】請求項８記載の発明は、燃料供給量増量を
実施しても、先行角度量が減少しない或は所定量以上の
先行角度量の減少がない場合、失火或は燃料供給の停止
を実施し、プレイグニッションの予兆を検知し、燃料を
増量して燃料冷却を行なうが、これによる効果が認めら
れない場合は、失火或いは燃料供給の停止を実施してエ
ンジンが停止するようにしてエンジンの破損を防止し、
プレイグニッションが起こってしまった時でもこれを認
識して操作するため、エンジンの信頼性が向上する。

【０１３３】請求項９記載の発明は、１または複数の所
定クランク角までの実際の燃焼割合を、燃焼圧力データ
に基づき適切に算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明が適用される複数気筒の火花点火式４
サイクルエンジンの構成図である。

【図２】エンジンの各種運転状態の制御を行うメインル
ーチンのフローチャートである。

【図３】割込みルーチンを示す図である。

【図４】割込みルーチンを示す図である。

【図５】エンジン回転数及び負荷に応じた基準燃焼割合
あるいは限界燃焼割合を求めるためのマップの図であ
る。

【図６】４サイクルエンジンの燃焼１サイクルの燃焼室
圧力のグラフである。

【図７】補正演算のフローチャートである。

【図８】異常燃焼防止ルーチンである。

【図９】点火時期２０度ＢＴＤＣのときのクランク角と
燃焼割合ＦＭＢとのの関係を示す図である。

【図１０】クランク角と筒内ガス温度との関係を示すグ
ラフである。

【図１１】クランク角と筒内圧力との関係を示すグラフ
である。

【図１２】正常燃焼時の基準クランク角、或は正常燃焼
時の基準クランク角より先行する異常燃焼の前兆状態の
限界クランク角をマップ化したものである。

【図１３】この発明が適用される２サイクルエンジンの
構成図である。

【図１４】２サイクルエンジンの軸トルク及び燃焼割合
計測のための燃焼圧データ検出点を示すための、前述の
４サイクルエンジンの図６と同様の、燃焼室圧力のグラ
フである。

【符号の説明】

１エンジン９クランク軸１０リングギヤ１１クランク角センサ１２制御装置１３燃焼室２５酸素濃度センサ（Ｏ₂センサ）２６温度センサ３１スロットル開度センサ３２吸気管圧力センサ３４熱線式吸入空気量センサ３６吸入空気温度センサ１０５インジェクタ１０６レギュレータ１２０排気管温度センサ１５０触媒温度センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なる
ほど、より多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ンに供給すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１ま
たは複数の所定クランク角における燃焼割合値を、負荷
あるいはエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応した
基準燃焼割合値のマップデータとしてメモリに保持する
一方、前記１または複数の所定クランク角までの実際の
燃焼割合を検知し、この燃焼割合の検知値と基準燃焼割
合値との比較に基づき、この燃焼割合が基準燃焼割合よ
り大なる時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料
をエンジン負荷に応じた燃料供給量より増量するように
したことを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項２】エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なる
ほど、より多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ンに供給すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１ま
たは複数の所定クランク角における燃焼割合値を、負荷
あるいはエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応した
基準燃焼割合値のマップデータとしてメモリに保持する
一方、前記１または複数の所定クランク角までの実際の
燃焼割合を検知し、この燃焼割合の検知値と基準燃焼割
合値との比較に基づき、この燃焼割合が基準燃焼割合よ
り大なる且つその差が所定量を越える時、エンジンへの
１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じた燃
料供給量より増量するようにしたことを特徴とするエン
ジンの制御方法。
【請求項３】前記検知燃焼割合と前記基準燃焼割合との
差の大きさに応じて、差が大なる程、より増量するよう
にしたことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
エンジンの制御方法。
【請求項４】前記燃料供給量の増量を実施しても、前記
燃焼割合と前記基準燃焼割合との差が減少しない或は所
定量以上の差の減少がない場合、失火或いは燃料供給の
停止を実施するようにしたことを特徴とする請求項１乃
至請求項３のいずれかに記載のエンジンの制御方法。
【請求項５】エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なる
ほど、より多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ンに供給すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１ま
たは複数の所定燃焼割合に到達するクランク角値を、負
荷あるいはエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応し
た基準クランク角値のマップデータとしてメモリに保持
する一方、前記１または複数の所定燃焼割合値に到達す
るまでの実際のクランク角を検知し、このクランク角の
検知値と基準クランク角値との比較に基づき、このクラ
ンク角が基準クランク角より先行している時、エンジン
への１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジン負荷に応じ
た燃料供給量より増量するようにしたことを特徴とする
エンジンの制御方法。
【請求項６】エンジン負荷に応じてエンジン負荷大なる
ほど、より多くの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ンに供給すると共に、正常燃焼状態が得られる時の１ま
たは複数の所定燃焼割合に到達するクランク角値を、負
荷あるいはエンジン回転数の内少なくとも負荷に対応し
た基準クランク角値のマップデータとしてメモリーに保
持する一方、前記１または複数の所定燃焼割合値に到達
するまでの実際のクランク角を検知し、このクランク角
の検知値と基準クランク角値との比較に基づき、このク
ランク角が基準クランク角より所定角以上先行している
時、エンジンへの１燃焼サイクル当たりの燃料をエンジ
ン負荷に応じた燃料供給量より増量するようにしたこと
を特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項７】前記先行する角度が、大なる程、より増量
するようにしたことを特徴とする請求項５または請求項
６記載のエンジンの制御方法。
【請求項８】前記燃料供給量増量を実施しても、先行角
度量が減少しない或は所定量以上の先行角度量の減少が
ない場合、失火或は燃料供給の停止を実施するようにし
たことを特徴とする請求項５または請求項６記載のエン
ジンの制御方法。
【請求項９】前記１または複数の所定クランク角までの
実際の燃焼割合は、排気行程の終了後から圧縮行程初期
までの間のクランク角と、圧縮行程開始から点火開始ま
でのクランク角と、点火開始から排気行程開始までの期
間の内の２つのクランク角からなる少なくとも４つのク
ランク角における燃焼圧力を検知し、これらの燃焼圧力
データに基づき算出するようにしたことを特徴とする請
求項１乃至請求項８のいずれかに記載のエンジンの制御
方法。