(57)【要約】【課題】より確実に熱効率に優れた部分圧縮着火燃焼を温度条件の変動によらずに実行させる。【解決手段】部分圧縮着火燃焼が実行させるエンジンにおいて、圧縮行程後半以降で且つ点火が行われる所定のクランク時期よりも前のタイミングにおける気筒２内の温度である点火前筒内温度を推定する筒内温度推定工程と、前記所定のクランク時期から、１燃焼サイクル中に前記気筒２内に供給される燃料のうち所定の割合の量の燃料の燃焼が完了する時期である指標クランク角度時期までのクランク角度期間を、前記筒内温度推定工程において推定された前記点火前筒内温度に基づいて推定する指標クランク角度期間推定工程と、前記指標クランク角度期間推定工程において推定された前記クランク角度期間に基づいて、前記指標クランク角度時期が予め設定された目標指標クランク角度時期となるように前記点火が行われるクランク時期を補正する点火時期補正工程とを、実施する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒内の混合気に所定のクランク角度時期で点火を行う点火装置とを備え、前記点火装置からの点火によって前記気筒内の混合気の一部を火花点火燃焼させるとともに残りの混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼を実行可能な圧縮着火式エンジンの制御方法であって、
圧縮行程後半以降で且つ前記所定のクランク角度時期よりも前のタイミングにおける前記気筒内の温度である点火前筒内温度を推定する筒内温度推定工程と、
前記所定のクランク角度時期から、１燃焼サイクル中に前記気筒内に供給される燃料のうち所定の割合の量の燃料の燃焼が完了するクランク角度時期である指標クランク角度時期までのクランク角度期間を、前記筒内温度推定工程において推定された前記点火前筒内温度に基づいて推定する指標クランク角度期間推定工程と、
前記指標クランク角度期間推定工程において推定された前記クランク角度期間に基づいて、前記指標クランク角度時期が予め設定された目標指標クランク角度時期となるように前記所定のクランク角度時期を補正する点火時期補正工程とを、含むことを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載のエンジンの制御方法において、
前記指標クランク角度期間推定工程では、前記筒内温度推定工程において推定された前記点火前筒内温度が高いときほど前記所定のクランク角度時期から前記指標クランク角度時期までのクランク角度期間が短くなるように当該クランク角度期間を推定する、ことを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載のエンジンの制御方法において、
前記筒内温度推定工程では、前記エンジン本体に設けられた吸気弁の閉弁時期における前記気筒内の温度に基づいて、前記点火前筒内温度を推定する、ことを特徴とするエンジンの制御方法。
【請求項４】
気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒内の混合気に所定のクランク角度時期で点火を行う点火装置とを備え、前記点火装置からの点火によって気筒内の混合気の一部を火花点火燃焼させるとともに残りの混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼を実行可能な圧縮着火式エンジンの制御装置であって、
前記点火装置を制御する制御手段を備え、
前記制御手段は、
圧縮行程後半以降で且つ前記所定のクランク角度時期よりも前のタイミングにおける前記気筒内の温度である点火前筒内温度を推定する筒内温度推定部と、
前記所定のクランク角度時期から、１燃焼サイクル中に前記気筒内に供給された燃料のうち所定の割合の量の燃料の燃焼が完了するクランク角度時期である指標クランク角度時期までのクランク角度期間を、前記筒内温度推定部により推定された前記点火前筒内温度に基づいて推定する指標クランク角度期間推定部と、
前記指標クランク角度期間推定部により推定された前記クランク角度期間に基づいて、前記指標クランク角度時期が予め設定された目標指標クランク角度時期となるように前記所定のクランク角度時期を補正する点火時期補正部とを、備えることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載のエンジンの制御装置において、
前記指標クランク角度期間推定部は、前記筒内温度推定部により推定された前記点火前筒内温度が高いほど前記所定のクランク角度時期から前記指標クランク角度時期までのクランク角度期間が短くなるように当該クランク角度期間を推定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項６】
請求項４または５に記載のエンジンの制御装置において、
前記筒内温度推定部は、前記エンジン本体に設けられた吸気弁の閉弁時期における前記気筒内の温度に基づいて、前記点火前筒内温度を推定する、ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒内の混合気に点火を行う点火装置とを備え、前記点火装置からの点火によって気筒内の混合気の一部を火花点火燃焼させるとともに残りの混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼を実行可能な圧縮着火式エンジンの制御方法および制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両等に設けられるエンジンにおいて、燃費性能を高めることが求められている。燃費性能を高めるには、圧縮上死点付近の適切な時期に混合気を燃焼させることが望ましい。これに対して、例えば、特許文献１には、混合気に点火を行ってこれを火炎伝播により燃焼させる火花点火式エンジンであって、混合気の燃焼時期が適切になるように点火時期を調整するエンジンが開示されている。具体的には、特許文献１には、気筒内の圧力を検出する圧力センサを設け、気筒内で燃焼が行われた後に燃焼時の気筒内の圧力の変化に基づいてクランク角毎の熱発生量を算出し、その後、熱発生量が最大値の５０〜６０％となるクランク角を検索して、このクランク角が目標値となるように点火時期を調整するエンジンが開示されている。
【０００３】
また、車両等に設けられるエンジンにおいて、燃費性能を高めるために、混合気を自着火させる圧縮着火燃焼を実行することも検討されている。混合気を自着火により燃焼させる場合では、混合気に点火を行って火炎伝播によりこれを燃焼させる場合に比べて燃焼期間を短くすることができるので燃費性能が向上する。ただし、混合気を圧縮のみによって自着火させる方法では、温度状態や気筒内のガスの流動状態や等によって混合気が適切に自着火しないおそれがある。これに対し、混合気に点火を行って混合気の一部を火花点火燃焼させ、その後、残りの混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼を行う方法によれば、温度状態等の異なる幅広い運転条件下で混合気の一部を自着火により燃焼させることができると考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記の部分圧縮着火燃焼では、点火によって強制的に混合気の燃焼が開始させられ、生成された燃焼エネルギーによって混合気の温度を上昇させることができ、残りの混合気を確実に自着火させることができるものの、点火直前の筒内温度の相違等によって混合気の自着火のタイミングが変化する。ここで、例えば、ピストンが圧縮上死点から大幅に降下したタイミングでようやく混合気の自着火が生じたような場合には、熱効率ひいては燃費性能を高める効果が大幅に減殺されてしまう。これに対して、特許文献１の構成を利用して、熱発生量がその最大値に対して所定の割合となるクランク角を検索して、このクランク角が目標値となるように点火時期を調整することが考えられる。しかしながら、特許文献１の構成では、燃焼が終了した後に前記のクランク角が求められ、１燃焼サイクル後に点火時期の調整が行われるようになっているので、点火時期の調整が遅れて、燃焼のタイミングを十分に適切なタイミングに調整できないという問題がある。
【０００６】
本発明は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、より確実に熱効率に優れた部分圧縮着火燃焼を温度条件の変動によらずに実行させることができるエンジンの制御方法およびエンジンの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するために、本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒内の混合気に所定のクランク角度時期で点火を行う点火装置とを備え、前記点火装置からの点火によって前記気筒内の混合気の一部を火花点火燃焼させるとともに残りの混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼を実行可能な圧縮着火式エンジンの制御方法であって、圧縮行程後半以降で且つ前記所定のクランク角度時期よりも前のタイミングにおける前記気筒内の温度である点火前筒内温度を推定する筒内温度推定工程と、前記所定のクランク角度時期から、１燃焼サイクル中に前記気筒内に供給される燃料のうち所定の割合の量の燃料の燃焼が完了するクランク角度時期である指標クランク角度時期までのクランク角度期間を、前記筒内温度推定工程において推定された前記点火前筒内温度に基づいて推定する指標クランク角度期間推定工程と、前記指標クランク角度期間推定工程において推定された前記クランク角度期間に基づいて、前記指標クランク角度時期が予め設定された目標指標クランク角度時期となるように前記所定のクランク角度時期を補正する点火時期補正工程とを、含むことを特徴とするエンジンの制御方法を提供する（請求項１）。
【０００８】
本発明によれば、１燃焼サイクル中に前記気筒内に供給される燃料のうち所定の割合の量の燃料の燃焼が完了するクランク角度時期（クランク角度についての時期）である指標クランク角度時期が目標指標クランク角度時期となるように、所定のクランク角度時期つまり点火時期（点火が行われるクランク角度についての時期）が補正されるので、指標クランク角度時期をより適切な時期にすることができる。これより、筒内の温度変化によらず、部分圧縮着火燃焼を適切なタイミングで実施させて熱効率および燃費性能を高めることができる。
【０００９】
しかも、本発明では、圧縮行程後半以降で且つ前記所定のクランク角度時期よりも前のタイミングにおける気筒内の温度である点火前筒内温度が推定されて、この推定された点火前筒内温度に基づいて前記所定のクランク角度時期から前記の指標クランク角度時期までの期間（クランク角度についての期間）であるクランク角度期間が推定される。そして、この推定されたクランク角度期間に基づいて、指標クランク角度時期が目標指標クランク角度時期となるように、点火時期が補正される。つまり、点火直前の気筒内の温度に基づいて指標クランク角度時期が推定されて、これが目標値となるように点火時期が補正される。そのため、混合気の燃焼が終了した後に指標クランク角度時期を算出してこれが目標値となるように点火時期を補正する場合に比べて、より早期に点火時期を適切な時期に補正することができる。例えば、所定の燃焼サイクルにおいて、混合気の燃焼が開始する前に、この燃焼サイクルの指標クランク角度時期が目標値になるように点火時期を補正することも可能になる。
【００１０】
前記構成において、好ましくは、前記指標クランク角度期間推定工程では、前記筒内温度推定工程において推定された前記点火前筒内温度が高いときほど前記所定のクランク角度時期から前記指標クランク角度時期までのクランク角度期間が短くなるように当該クランク角度期間を推定する（請求項２）。
【００１１】
部分圧縮着火燃焼では、点火が実施される前の気筒内の温度が高いほど、より早期に混合気が自着火してより早いタイミングで多くの燃料が燃焼すること、つまり、所定のクランク角度時期であってクランク角度についての点火時期から指標クランク角度時期までの期間であるクランク角度期間が短くなることが分かっている。従って、この構成によれば、点火時期から指標クランク角度時期までの期間を精度よく推定することができる。
【００１２】
前記構成において、好ましくは、前記筒内温度推定工程では、前記エンジン本体に設けられた吸気弁の閉弁時期における前記気筒内の温度に基づいて、前記点火前筒内温度を推定する（請求項３）。
【００１３】
この構成によれば、点火前筒内温度を精度よく推定できる。しかも、点火前筒内温度の推定、ひいては指標クランク角度期間推定工程と点火時期補正工程とを点火時期よりも十分に早い時期に実施することができる。従って、所定の燃焼サイクルにおいて、混合気の燃焼が開始する前に、より確実にこの燃焼サイクルの指標クランク角度時期を目標指標クランク角度時期に制御することができ、より確実に適切な圧縮自着火燃焼を実現できる。
【００１４】
本発明は、気筒が形成されたエンジン本体と、前記気筒内の混合気に所定のクランク角度時期で点火を行う点火装置とを備え、前記点火装置からの点火によって気筒内の混合気の一部を火花点火燃焼させるとともに残りの混合気を自着火により燃焼させる部分圧縮着火燃焼を実行可能な圧縮着火式エンジンの制御装置であって、前記点火装置を制御する制御手段を備え、前記制御手段は、圧縮行程後半以降で且つ前記所定のクランク角度時期よりも前のタイミングにおける前記気筒内の温度である点火前筒内温度を推定する筒内温度推定部と、前記所定のクランク角度時期から、１燃焼サイクル中に前記気筒内に供給された燃料のうち所定の割合の量の燃料の燃焼が完了するクランク角度時期である指標クランク角度時期までのクランク角度期間を、前記筒内温度推定部により推定された前記点火前筒内温度に基づいて推定する指標クランク角度期間推定部と、前記指標クランク角度期間推定部により推定された前記クランク角度期間に基づいて、前記指標クランク角度時期が予め設定された目標指標クランク角度時期となるように前記所定のクランク角度時期を補正する点火時期補正部とを、備えることを特徴とするエンジンの制御装置を提供する（請求項４）。
【００１５】
この装置によっても、前記の方法と同様に、指標クランク角度時期が目標指標クランク角度時期となるように所定のクランク角度つまり点火時期（点火が行われるクランク角度についての時期）が補正されることで、適切な部分圧縮自着火燃焼を実現して燃費性能を確実に高めることができる。また、燃焼が開始する前の気筒内の温度に基づいて指標クランク角度時期が推定されて、これが目標指標クランク角度時期となるように点火時期が補正されることで、早期に点火時期を適切な時期に補正することができる。また、部分圧縮着火燃焼において、混合気の自着火燃焼のタイミングを精度よく推定でき、混合気をより適切なタイミングで自着火燃焼させることができる。
【００１６】
前記構成において、好ましくは、前記指標クランク角度期間推定部は、前記筒内温度推定部により推定された前記点火前筒内温度が高いほど前記所定のクランク角度時期から前記指標クランク角度時期までのクランク角度期間が短くなるように当該クランク角度期間を推定する（請求項５）。
【００１７】
この構成によれば、前記の構成と同様に、点火時期から指標クランク角度時期までの期間つまり指標クランク角度期間を精度よく推定することができる。
【００１８】
前記構成において、好ましくは、前記筒内温度推定部は、前記エンジン本体に設けられた吸気弁の閉弁時期における前記気筒内の温度に基づいて、前記点火前筒内温度を推定する（請求項６）。
【００１９】
この構成によれば、前記の構成と同様に、前記の点火前筒内温度を精度よく推定できるとともに、所定の燃焼サイクルにおいて、混合気の燃焼が開始する前に、より確実にこの燃焼サイクルの指標クランク角度時期が目標指標クランク角度時期になるように点火時期を調整することができ、より確実に適切な圧縮自着火燃焼を実現できる。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本発明のエンジンの制御方法および制御装置によれば、より確実に適切なタイミングで混合気を燃焼させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態にかかるエンジンの全体構成を概略的に示したシステム図である。
【図２】エンジンの制御系統を示すブロック図である。
【図３】エンジンの運転領域を燃焼形態の相違により区分けしたマップ図である。
【図４】ＳＰＣＣＩ燃焼（部分圧縮着火燃焼）時の熱発生率および熱発生量の波形を示すグラフである。
【図５】ＳＰＣＣＩ燃焼時の吸排気弁のバルブリフトと噴射パターンと熱発生率とを模式的に示した図である。
【図６】点火時期の補正の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
（１）エンジンの全体構成
図１は、本発明のエンジンの制御方法および制御装置が適用されたエンジンの全体構成を概略的に示したシステム図である。本図に示されるエンジンシステムは、車両に搭載されており、走行用の動力源となるエンジン本体１を備える。本実施形態では、エンジン本体１として、４サイクルのガソリン直噴エンジンが用いられている。エンジンシステムは、エンジン本体１に加えて、エンジン本体１に導入される吸気が流通する吸気通路３０と、エンジン本体１から排出される排気が流通する排気通路４０と、排気通路４０を流通する排気の一部を吸気通路３０に還流するＥＧＲ装置５０を備えている。
【００２３】
エンジン本体１は、気筒２が内部に形成されたシリンダブロック３と、気筒２を上から閉塞するようにシリンダブロック３の上面に取り付けられたシリンダヘッド４と、気筒２にそれぞれ往復摺動可能に挿入されたピストン５とを有している。エンジン本体１は、典型的には複数の気筒２（例えば、図１の紙面と直交する方向に並ぶ４つの気筒２）を有する多気筒型のものであるが、ここでは簡略化のため、１つの気筒２のみに着目して説明を進める。
【００２４】
ピストン５の上方には燃焼室６が画成されており、燃焼室６には、ガソリンを主成分とする燃料が、後述するインジェクタ１５からの噴射によって供給される。そして、供給された燃料が燃焼室６で空気と混合されつつ燃焼し、その燃焼による膨張力で押し下げられたピストン５が上下方向に往復運動する。なお、燃焼室６に噴射される燃料には、主成分としてガソリンを含有したものが用いられる。この燃料には、ガソリンに加えてバイオエタノール等の副成分が含まれてもよい。以下、適宜、インジェクタ１５から噴射される燃料の量を単に噴射量という。
【００２５】
ピストン５の下方には、エンジン本体１の出力軸であるクランク軸７が設けられている。クランク軸７は、ピストン５とコネクティングロッド８を介して連結され、ピストン５の往復運動（上下運動）に応じて中心軸回りに回転駆動される。
【００２６】
気筒２の幾何学的圧縮比、つまりピストン５が上死点にあるときの燃焼室６の容積とピストン５が下死点にあるときの燃焼室６の容積との比は、後述するＳＰＣＣＩ燃焼（部分圧縮着火燃焼）に好適な値として、１３以上３０以下に設定される。
【００２７】
シリンダブロック３には、クランク軸７の回転角度（クランク角）およびクランク軸７の回転数（エンジン回転数）を検出するクランク角センサＳＮ１が設けられている。また、シリンダブロック３には、シリンダブロック３に形成されたウォータジャケットを流通してエンジン本体１を冷却するためのエンジン冷却水の温度を検出するエンジン水温センサＳＮ２が設けられている。
【００２８】
シリンダヘッド４には、燃焼室６に開口する吸気ポート９および排気ポート１０と、吸気ポート９を開閉する吸気弁１１と、排気ポート１０を開閉する排気弁１２とが設けられている。なお、当実施形態のエンジンのバルブ形式は、吸気２バルブ×排気２バルブの４バルブ形式であり、吸気ポート９、排気ポート１０、吸気弁１１および排気弁１２は、１つの気筒２についてそれぞれ２つずつ設けられている。本実施形態では、１つの気筒２に接続された２つの吸気ポート９のうちの一方に、開閉可能なスワール弁１８が設けられており、気筒２内のスワール流（気筒軸線の回りを旋回する旋回流）の強さが変更されるようになっている。
【００２９】
吸気弁１１および排気弁１２は、シリンダヘッド４に配設された一対のカム軸等を含む動弁機構１３、１４により、クランク軸７の回転に連動して開閉駆動される。
【００３０】
吸気弁１１用の動弁機構１３には、吸気弁１１の少なくとも開時期を変更可能な吸気ＶＶＴ１３ａが内蔵されている。同様に、排気弁１２用の動弁機構１４には、排気弁１２の少なくとも閉時期を変更可能な排気ＶＶＴ１４ａが内蔵されている。これら吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａの制御により、当実施形態では、吸気弁１１および排気弁１２の双方が排気上死点を跨いで開弁するバルブオーバーラップ期間を調整することが可能である。また、このバルブオーバーラップ期間の調整により、燃焼室６に残留する既燃ガス（内部ＥＧＲガス）の量を調整することが可能である。なお、吸気ＶＶＴ１３ａ（排気ＶＶＴ１４ａ）は、吸気弁１１（排気弁１２）の開時期（閉時期）を固定したまま閉時期（開時期）のみを変更するタイプの可変機構であってもよいし、吸気弁１１（排気弁１２）の開時期および閉時期を同時に変更する位相式の可変機構であってもよい。
【００３１】
シリンダヘッド４には、燃焼室６に燃料（主にガソリン）を噴射するインジェクタ１５と、インジェクタ１５から燃焼室６に噴射された燃料と燃焼室６に導入された空気との混合気に点火する点火プラグ１６とが設けられている。シリンダヘッド４には、さらに、燃焼室６の圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサＳＮ３が設けられている。この点火プラグ１６は、請求項の「点火装置」に相当する。
【００３２】
インジェクタ１５は、その先端部に複数の噴孔を有した多噴孔型のインジェクタであり、当該複数の噴孔から放射状に燃料を噴射することが可能である。インジェクタ１５は、その先端部がピストン５の冠面の中心部と対向するように設けられている。なお、図示は省略するが、本実施形態では、ピストン５の冠面に、その中央部を含む領域をシリンダヘッド４とは反対側（下方）に凹陥させたキャビティが形成されている。
【００３３】
点火プラグ１６は、インジェクタ１５に対し吸気側に幾分ずれた位置に配置されている。
【００３４】
吸気通路３０は、吸気ポート９と連通するようにシリンダヘッド４の一側面に接続されている。吸気通路３０の上流端から取り込まれた空気（吸気、新気）は、吸気通路３０および吸気ポート９を通じて燃焼室６に導入される。
【００３５】
吸気通路３０には、その上流側から順に、吸気中の異物を除去するエアクリーナ３１と、吸気の流量を調整する開閉可能なスロットル弁３２と、吸気を圧縮しつつ送り出す過給機３３と、過給機３３により圧縮された吸気を冷却するインタークーラ３５と、サージタンク３６とが設けられている。
【００３６】
吸気通路３０の各部には、吸気の流量（吸気量）を検出するエアフローセンサＳＮ４と、吸気の温度（吸気温）を検出する吸気温センサＳＮ５とが設けられている。エアフローセンサＳＮ４は、吸気通路３０におけるエアクリーナ３１とスロットル弁３２との間の部分に設けられ、当該部分を通過する吸気の流量を検出する。吸気温センサＳＮ５は、サージタンク３６に設けられ、当該サージタンク３６内の吸気の温度を検出する。
【００３７】
過給機３３は、エンジン本体１と機械的に連係された機械式の過給機（スーパーチャージャ）である。過給機３３の具体的な形式は特に問わないが、例えばリショルム式、ルーツ式、または遠心式といった公知の過給機のいずれかを過給機３３として用いることができる。過給機３３とエンジン本体１との間には、締結と解放を電気的に切り替えることが可能な電磁クラッチ３４が介設されている。電磁クラッチ３４が締結されると、エンジン本体１から過給機３３に駆動力が伝達されて、過給機３３による過給が行われる。一方、電磁クラッチ３４が解放されると、前記駆動力の伝達が遮断されて、過給機３３による過給が停止される。
【００３８】
吸気通路３０には、過給機３３をバイパスするためのバイパス通路３８が設けられている。バイパス通路３８は、サージタンク３６と後述するＥＧＲ通路５１とを互いに接続している。バイパス通路３８には開閉可能なバイパス弁３９が設けられている。バイパス弁３９は、サージタンク３６に導入される吸気の圧力つまり過給圧を調整するための弁である。例えば、バイパス弁３９の開度が大きくなるほど、バイパス通路３８を通じて過給機３３の上流側に逆流する吸気の流量が多くなる結果、過給圧は低くなる。
【００３９】
排気通路４０は、排気ポート１０と連通するようにシリンダヘッド４の他側面に接続されている。燃焼室６で生成された既燃ガス（排気）は、排気ポート１０および排気通路４０を通じて外部に排出される。
【００４０】
排気通路４０には触媒コンバータ４１が設けられている。触媒コンバータ４１には、排気に含まれる有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）を浄化するための三元触媒４１ａと、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ）を捕集するためのＧＰＦ（ガソリン・パティキュレート・フィルタ）４１ｂとが、この順で上流側から内蔵されている。
【００４１】
排気通路４０には、排気の温度（排気温）を検出する排気温センサＳＮ６が設けられている。排気温センサＳＮ６は、排気通路４０のうち触媒コンバータ４１よりも上流側の部分に設けられている。
【００４２】
ＥＧＲ装置５０は、排気通路４０と吸気通路３０とを接続するＥＧＲ通路５１と、ＥＧＲ通路５１に設けられたＥＧＲクーラ５２およびＥＧＲ弁５３とを有している。ＥＧＲ通路５１は、排気通路４０における触媒コンバータ４１よりも下流側の部分と、吸気通路３０におけるスロットル弁３２と過給機３３との間の部分とを互いに接続している。ＥＧＲクーラ５２は、ＥＧＲ通路５１を通じて排気通路４０から吸気通路３０に還流される排気（外部ＥＧＲガス）を熱交換により冷却する。ＥＧＲ弁５３は、ＥＧＲクーラ５２よりも下流側（吸気通路３０に近い側）のＥＧＲ通路５１に開閉可能に設けられ、ＥＧＲ通路５１を流通する排気の流量を調整する。
【００４３】
ＥＧＲ通路５１には、ＥＧＲ弁５３の上流側の圧力と下流側の圧力との差を検出するための差圧センサＳＮ７が設けられている。
【００４４】
（２）制御系統
図２は、エンジンの制御系統を示すブロック図である。本図に示されるＥＣＵ１００は、エンジンを統括的に制御するためのマイクロプロセッサであり、周知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等から構成されている。
【００４５】
ＥＣＵ１００には各種センサによる検出信号が入力される。例えば、ＥＣＵ１００は、前述したクランク角センサＳＮ１、エンジン水温センサＳＮ２、筒内圧センサＳＮ３、エアフローセンサＳＮ４、吸気温センサＳＮ５、排気温センサＳＮ６、差圧センサＳＮ７と電気的に接続されており、これらのセンサによって検出された情報（つまりクランク角、エンジン回転数、エンジン水温、筒内圧、吸気量、吸気温、排気温、ＥＧＲ弁５３の前後差圧）がＥＣＵ１００に逐次入力されるようになっている。また、車両には、当該車両を運転するドライバーにより操作されるアクセルペダルの開度を検出するアクセルセンサＳＮ８が設けられており、このアクセルセンサＳＮ８による検出信号もＥＣＵ１００に入力される。
【００４６】
ＥＣＵ１００は、前記各センサからの入力信号に基づいて種々の判定や演算等を実行しつつエンジンの各部を制御する。すなわち、ＥＣＵ１００は、吸気ＶＶＴ１３ａ、排気ＶＶＴ１４ａ、インジェクタ１５、点火プラグ１６、スワール弁１８、スロットル弁３２、電磁クラッチ３４、バイパス弁３９、およびＥＧＲ弁５３等と電気的に接続されており、前記演算の結果等に基づいてこれらの機器にそれぞれ制御用の信号を出力する。このＥＣＵ１００は、請求項の「制御手段」に相当する。ＥＣＵ１００は、機能的に、筒内温度推定部１０１、指標期間推定部１０２、点火時期補正部１０３を含む。この指標期間推定部１０２は、請求項の「指標クランク角度期間推定部」に相当する。
【００４７】
（３）燃焼制御
図３は、エンジンの回転数とエンジンの負荷とに応じた制御の相違を説明するためのマップ図である。本図に示すように、エンジンの運転領域は、２つの運転領域、ＳＰＣＣＩ領域ＡとＳＩ領域Ｂとに大別される。ＳＰＣＣＩ領域Ａは、エンジン回転数が低い領域であり、ＳＩ領域Ｂはエンジン回転数が高い領域である。ＥＣＵ１００は、クランク角センサＳＮ１により検出されるエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、現在の運転ポイントがＳＰＣＣＩ領域ＡとＳＩ領域Ｂのいずれに含まれるかを判定し、以下に説明する制御を実施する。なお、ＥＣＵ１００は、アクセルセンサＳＮ８により検出されたアクセルペダルの開度、エンジン回転数等に基づいてエンジン負荷を算出する。
【００４８】
（３−１）ＳＰＣＣＩ領域
（ａ）燃焼形態
ＳＰＣＣＩ領域Ａでは、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とをミックスした部分圧縮着火燃焼（以下、これをＳＰＣＣＩ燃焼という）が実行される。なお、ＳＰＣＣＩ燃焼における「ＳＰＣＣＩ」とは、「Ｓｐａｒｋ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ  Ｉｇｎｉｔｉｏｎ」の略である。
【００４９】
ＳＩ燃焼とは、点火プラグ１６により混合気に点火し、その点火点から周囲へと燃焼領域を拡げていく火炎伝播により混合気を強制的に燃焼させる形態のことである。ＣＩ燃焼とは、ピストン５の圧縮により高温・高圧化された環境下で混合気を自着火により燃焼させる形態のことである。そして、これらＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とをミックスしたＳＰＣＣＩ燃焼とは、混合気が自着火する寸前の環境下で行われる火花点火により燃焼室６内の混合気の一部をＳＩ燃焼させ、当該ＳＩ燃焼の後に（ＳＩ燃焼に伴うさらなる高温・高圧化により）燃焼室６内の残りの混合気を自着火によりＣＩ燃焼させる、という燃焼形態のことである。
【００５０】
図４は、ＳＰＣＣＩ燃焼が起きたときのクランク角に対する熱発生率（Ｊ／ｄｅｇ）および熱発生量の変化を示したグラフである。ＳＰＣＣＩ燃焼では、ＳＩ燃焼時の熱発生がＣＩ燃焼時の熱発生よりも穏やかになる。例えば、ＳＰＣＣＩ燃焼が行われたときの熱発生率の波形は、図４に示すように、立ち上がりの傾きが相対的に小さくなる。また、燃焼室６における圧力変動（つまりｄＰ／ｄθ：Ｐは筒内圧  θはクランク角度）も、ＳＩ燃焼時はＣＩ燃焼時よりも穏やかになる。言い換えると、ＳＰＣＣＩ燃焼時の熱発生率の波形は、ＳＩ燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが小さい第１熱発生率部（Ｍ１で示した部分）と、ＣＩ燃焼によって形成された相対的に立ち上がりの傾きが大きい第２熱発生部（Ｍ２で示した部分）とが、この順に連続するように形成される。
【００５１】
ＳＩ燃焼によって、燃焼室６内の温度および圧力が高まると、これに伴い未燃混合気が自着火し、ＣＩ燃焼が開始される。図４に例示するように、この自着火のタイミング（つまりＣＩ燃焼が開始するタイミング）で、熱発生率の波形の傾きが小から大へと変化する。すなわち、ＳＰＣＣＩ燃焼における熱発生率の波形は、ＣＩ燃焼が開始するタイミングで現れる変曲点（図４のＸ）を有している。
【００５２】
ＣＩ燃焼の開始後は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とが並行して行われる。ＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼よりも熱発生が大きいため、熱発生率は相対的に大きくなる。ただし、ＣＩ燃焼は、圧縮上死点の後に行われるため、熱発生率の波形の傾きが過大になることはない。すなわち、圧縮上死点を過ぎるとピストン５の下降によりモータリング圧力が低下するので、このことが熱発生率の上昇を抑制する結果、ＣＩ燃焼時のｄＰ／ｄθが過大になることが回避される。このように、ＳＰＣＣＩ燃焼では、ＳＩ燃焼の後にＣＩ燃焼が行われるという性質上、燃焼騒音の指標となるｄＰ／ｄθが過大になり難く、単純なＣＩ燃焼（全ての燃料をＣＩ燃焼させた場合）に比べて燃焼騒音を抑制することができる。
【００５３】
ＣＩ燃焼の終了に伴いＳＰＣＣＩ燃焼も終了する。ＣＩ燃焼はＳＩ燃焼に比べて燃焼速度が速いので、単純なＳＩ燃焼（全ての燃料をＳＩ燃焼させた場合）に比べて燃焼終了時期を早めることができる。言い換えると、ＳＰＣＣＩ燃焼では、燃焼終了時期を膨張行程内において圧縮上死点に近づけることができる。これにより、ＳＰＣＣＩ燃焼では、単純なＳＩ燃焼に比べて燃費性能を向上させることができる。
【００５４】
（ｂ）制御内容
ＳＰＣＣＩ領域Ａでは、ＳＰＣＣＩ燃焼が実現されるようにＥＣＵ１００によってエンジンの各部が次のように制御される。
【００５５】
インジェクタ１５は、１サイクル中に噴射すべき燃料の全量または大半を吸気行程中に噴射する。例えば、図５に示したように、ＳＰＣＣＩ領域Ａでは、吸気行程中に大半の燃料が噴射され（Ｑ１）、圧縮行程中に２回に分けて残りの燃料が噴射される（Ｑ２、Ｑ３）。ＳＰＣＣＩ領域Ａのうち低負荷側の領域では、燃焼室６内の空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比よりも高く（リーンに）される。つまり、インジェクタ１５は、燃焼室６内の空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比よりも高くなる量の燃料を燃焼室６に噴射する。例えば、低負荷側の領域では、燃焼室６内の空燃比は３０程度とされる。一方、ＳＰＣＣＩ領域Ａのうち高負荷側の領域では、燃焼室６内の空燃比は理論空燃比近傍とされる。つまり、インジェクタ１５は、燃焼室６内の空燃比が理論空燃比近傍となる量の燃料を燃焼室６に噴射する。
【００５６】
点火プラグ１６は、ＳＰＣＣＩ領域Ａの全領域において圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。この点火をきっかけにＳＰＣＣＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の一部の混合気が火炎伝播により燃焼（ＳＩ燃焼）し、その後に残りの混合気が自着火により燃焼（ＣＩ燃焼）する。なお、混合気を活性化させるために、圧縮上死点付近で実施する点火よりも前に追加で点火を行ってもよい。
【００５７】
スロットル弁３２は、ＳＰＣＣＩ領域Ａの全領域において全開とされる。
【００５８】
ＥＧＲ弁５３は、ＳＰＣＣＩ領域Ａのうち低負荷側の領域であって燃焼室６内の空燃比が理論空燃比よりも高くされる領域では、全閉とされる。これにより、この領域では、ＥＧＲ通路５１を通じて吸気通路３０に還流される排気（外部ＥＧＲガス）の燃焼室６への導入が停止される。一方、高負荷側の領域ではＥＧＲ弁５３は開弁される。ただし、高負荷側の領域において、ＥＧＲ弁５３は、外部ＥＧＲガスの量が高負荷側ほど少なくなるように制御され、高負荷側の領域であってもエンジンの最高負荷の近傍ではＥＧＲ弁５３は全閉とされて燃焼室６に導入される外部ＥＧＲガスの量はほぼゼロとされる。
【００５９】
吸気ＶＶＴ１３ａおよび排気ＶＶＴ１４ａは、低負荷側の領域においてのみ内部ＥＧＲが行われるように（言い換えると高負荷側では内部ＥＧＲが停止されるように）、吸気弁１１および排気弁１２のバルブタイミングを設定する。具体的には、ＳＰＣＣＩ領域Ａのうち低負荷側の領域では、図５に示したように、吸・排気弁１１、１２のバルブタイミングは、これら吸・排気弁１１、１２の双方が排気上死点を跨いで開弁されるバルブオーバーラップ期間が十分に形成されるようなタイミングに設定され、これにより、燃焼室６に既燃ガスを残留させる内部ＥＧＲが実現される。
【００６０】
スワール弁１８は、負荷が高いほど開度が大きくなるように制御される。具体的には、低負荷側の領域では、スワール弁１８は、全閉もしくは全閉に近い低開度まで閉じられる。これにより、低負荷側の領域では、燃焼室６内に強いスワール流が形成される。一方、高負荷側の領域では、スワール弁１８は、全閉／全開を除いた適宜の中間開度まで開かれる。
【００６１】
過給機３３は、ＳＰＣＣＩ領域Ａのうち負荷が低く且つエンジン回転数が低い領域ではＯＦＦ状態とされる。すなわち、電磁クラッチ３４が解放されて過給機３３とエンジン本体１との連結が解除されるとともに、バイパス弁３９が全開とされることにより、過給機３３による過給が停止される。一方、ＳＰＣＣＩ領域Ａの他の領域では、過給機３３はＯＮ状態とされる。すなわち、電磁クラッチ３４が締結されて過給機３３とエンジン本体１とが連結されることにより、過給機３３による過給が行われる。このとき、サージタンク３６内の圧力（過給圧）が、運転条件（回転数／負荷）ごとに予め定められた目標圧力に一致するように、バイパス弁３９の開度が制御される。
【００６２】
（３−２）ＳＩ領域Ｂ
ＳＩ領域Ｂでは、比較的オーソドックスなＳＩ燃焼が実行される。このＳＩ燃焼の実現のために、ＳＩ領域Ｂでは、ＥＣＵ１００によってエンジンの各部が次のように制御される。
【００６３】
ＳＩ領域Ｂでは、インジェクタ１５は、少なくとも吸気行程と重複する所定の期間にわたって燃料を噴射する。点火プラグ１６は、圧縮上死点の近傍で混合気に点火する。ＳＩ領域Ｂでは、この点火をきっかけにＳＩ燃焼が開始され、燃焼室６内の混合気の全てが火炎伝播により燃焼する。
【００６４】
過給機３３はＯＮ状態とされる。スロットル弁３２は全開とされる。ＥＧＲ弁５３は、燃焼室６内の空燃比（Ａ／Ｆ）が理論空燃比もしくはこれよりややリッチとなるように、その開度が制御される。スワール弁１８は全開とされる。
【００６５】
（４）点火時期制御
前記のように、ＳＰＣＣＩ燃焼では、一部の混合気がＣＩ燃焼することで燃焼期間を短くして燃費性能を高めることができる。また、混合気に点火を行い一部の混合気を強制的に燃焼（ＳＩ燃焼）させることで、この燃焼により生成されたエネルギーによって混合気の温度を高めて残りの混合気を確実にＣＩ燃焼させることができる。しかしながら、ＳＩ燃焼の燃焼速度によって混合気の温度上昇速度は変化し、混合気の自着火が開始するタイミングは変動する。そのため、混合気が自着火するタイミングが遅くなりピストン５が圧縮上死点から大幅に降下しているタイミングで主たる燃焼であるＣＩ燃焼が生じると、燃費性能の向上効果を十分に得ることができない。すなわち、図５の実線で示した熱発生率に対して鎖線に示すようにＳＩ燃焼の燃焼期間が長くなってＣＩ燃焼が遅角側で生じると、燃焼エネルギーを効果的にピストン５に付与することができずエンジントルクが低下してしまう。そこで、本実施形態では、ＳＰＣＣＩ燃焼において、ＣＩ燃焼が適切なタイミングで生じるように、点火プラグ１６によって混合気に点火が行われる時期である点火時期を調整する。
【００６６】
前記のように、ＳＰＣＣＩ燃焼の主たる燃焼であるＣＩ燃焼が生じるタイミングは、主に、ＳＩ燃焼の燃焼速度によって変化する。そして、ＳＩ燃焼の燃焼速度はＳＩ燃焼開始時の混合気の温度に依存する。これより、本実施形態では、ＳＩ燃焼が開始する直前の混合気の温度すなわち燃焼室６内の温度を推定して、この推定値に基づいて点火プラグ１６が混合気に点火を行うタイミングである点火時期を制御する。ここで、本明細書において、点火時期は、クランク角度について点火が行われる時期のことをいい、請求項における「所定のクランク角度時期」はこの点火時期に相当する。
【００６７】
図６のフローチャートを用いて、ＥＣＵ１００によって実施される点火時期の制御内容について説明する。
【００６８】
まず、ＥＣＵ１００は、ステップＳ１にて、各センサＳＮ１〜ＳＮ８で検出された値を取得する。
【００６９】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ２にて、点火時期の基本的な値である基本点火時期（クランク角度での点火時期の基本的な値）を設定する。本実施形態では、エンジン回転数とエンジン負荷とについて予め基本点火時期が設定されてＥＣＵ１００にマップで記憶されており、ＥＣＵ１００はこのマップから現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する値を抽出する。また、ステップＳ２にて、ＥＣＵ１００は、後述する指標時期の目標値である目標指標時期を設定する。目標指標時期も、基本点火時期と同様にエンジン回転数とエンジン負荷とについて予め設定されてＥＣＵ１００にマップで記憶されており、ＥＣＵ１００はこのマップから現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する値を抽出する。
【００７０】
次に、ＥＣＵ１００は、ステップＳ３にて、吸気弁１１の閉弁時期ＩＶＣ（以下、吸気閉弁時期ＩＶＣという）における筒内温度を推定する。ここで、閉弁時期ＩＶＣとしては、吸気弁１１の閉弁を開始するタイミング、閉弁を完了したタイミング、閉弁開始から閉弁完了までの間の任意のタイミング、のいずれのタイミングが採用されても良い。筒内温度とは、燃焼室６内の温度つまり燃焼室６内の混合気の温度である。
【００７１】
吸気閉弁時期ＩＶＣの燃焼室６内のガスは、燃焼室６に導入される吸気（新規）と燃焼室６に導入される外部ＥＧＲガスと排気行程後も燃焼室６に残留する既燃ガスである内部ＥＧＲガスとで構成され、これらのガスの量と温度とによって筒内温度が決まる。これより、ＥＣＵ１００は、吸気の温度とその量つまり吸気量と、外部ＥＧＲガスの温度と外部ＥＧＲガス量と、内部ＥＧＲガスの温度とその量つまり内部ＥＧＲガス量とに基づいて、吸気閉弁時期ＩＶＣにおける筒内温度（以下、適宜、吸気閉弁時筒内温度という）を推定する。
【００７２】
具体的には、ＥＣＵ１００は、吸気閉弁時期ＩＶＣに吸気温センサＳＮ５で検出された値を、筒内温度推定のための吸気の温度として用いる。ＥＣＵ１００は、エアフローセンサＳＮ４の検出値に基づいて、吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて燃焼室６に導入される吸気の量（吸気量）を算出する。ＥＣＵ１００は、排気温センサＳＮ６の検出値に基づいて、吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて燃焼室６に導入される外部ＥＧＲガスの温度および内部ＥＧＲガスの温度を算出する。ＥＣＵ１００は、差圧センサＳＮ７の検出値に基づいて吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて燃焼室６に導入される外部ＥＧＲガスの量を算出する。ＥＣＵ１００は、エアフローセンサＳＮ４の検出値と、吸気弁１１と排気弁１２のバルブオーバーラップ期間とに基づいて内部ＥＧＲガスの量を算出する。そして、ＥＣＵ１００は、これらの値を用いて吸気閉弁時筒内温度を推定する。
【００７３】
次に、ステップＳ４にて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で推定した吸気閉弁時筒内温度や、エンジン水温、有効圧縮比等に基づいて、混合気に点火が行われる直前の筒内温度（燃焼室６内の混合気の温度）を推定する。本実施形態では、ＥＣＵ１００は、予め設定された基準時期（クランク角）であって圧縮行程後半以降で且つ基本点火時期よりも前のタイミングの筒内温度（以下、点火前筒内温度という）を推定する。基準時期は、圧縮行程後半以降且つ基本点火時期よりも前のタイミングに設定されており、例えば、圧縮上死点付近の時期に設定されている。ステップＳ３およびステップＳ４は、ＥＣＵ１００の筒内温度推定部１０１により実施され、これらステップＳ３、Ｓ４は請求項の「筒内温度推定工程」に相当する。
【００７４】
ここで、混合気は、吸気閉弁時期ＩＶＣにおいて吸気弁１１が閉弁されると、その後、ピストン５の上昇に伴って圧縮されて昇温する。このとき、燃焼室６の壁温が高い方が冷却損失は小さくなり混合気の昇温量は大きくなる。すなわち、エンジン水温センサＳＮ２で検出されたエンジン冷却水の温度（以下、エンジン水温という）が高い方が混合気の昇温量は大きくなる。また、吸気閉弁時期ＩＶＣと吸気下死点ＢＤＣとの差が小さい方が（例えば、吸気閉弁時期ＩＶＣの吸気下死点ＢＤＣからの遅角量が小さい方が）有効圧縮比が大きくなって基準時期までのピストン５による圧縮量が多くなるので、混合気の昇温量は大きくなる。また、エンジン回転数が低い方が、ピストン５による圧縮に伴う混合気の昇温量が大きくなることが分かっている。これより、ＥＣＵ１００は、前記のように、吸気閉弁時筒内温度、エンジン水温、吸気閉弁時期ＩＶＣすなわち有効圧縮比、およびエンジン回転数に基づいて、点火前筒内温度を推定する。具体的には、ＥＣＵ１００は、吸気閉弁時筒内温度が高いほど、エンジン水温が高いほど、吸気閉弁時期ＩＶＣと吸気下死点ＢＤＣとの差が小さいほど、エンジン回転数が低いほど、点火前筒内温度が高くなるようにこれを推定する。
【００７５】
次に、ステップＳ５にて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で推定した点火前筒内温度と予め設定された基準温度とを比較して、この比較結果に基づいてステップＳ２で設定した基本点火時期から指標時期までの期間である指標期間を推定する。このステップＳ５は、ＥＣＵ１００の指標期間推定部１０２により実施され、ステップＳ５は、請求項の「指標クランク角度期間推定工程」に相当する。
【００７６】
指標時期は、１燃焼サイクル中に燃焼室６に供給される全燃料（質量）のうち所定の割合の量（質量）の燃料の燃焼が完了する時期である。本実施形態では、前記所定の割合を５０％としており、１燃焼サイクル中に燃焼室６に供給される全燃料のうち５０％の燃料の燃焼が完了する時期であっていわゆる燃焼重心時期を指標時期としている。これは、ＳＰＣＣＩ燃焼では、燃焼重心時期はＣＩ燃焼が実施されている期間に含まれるためである。そして、図４の熱発生量のグラフに示すように、点火時期から燃焼重心時期までの期間を指標期間としており、ステップＳ５ではこの点火時期から燃焼重心時期までの期間を推定する。
【００７７】
ここで、本明細書でいう指標時期は、クランク角度についての時期であり、１燃焼サイクル中に燃焼室６に供給される全燃料（質量）のうち所定の割合の量（質量）の燃料の燃焼が完了するクランク角度のことをいう。同様に、前記の燃焼重心時期も、クランク角度での時期をさしている。そして、この指標時期が、請求項の「指標クランク角度時期」に相当する。また、本明細書でいう指標期間は、クランク角度についての期間であり、点火時期から指標時期（燃焼重心時期）までのクランク角度についての期間のことをいう。
【００７８】
点火直前の筒内温度が高い方がＳＩ燃焼の燃焼速度は速くなりＣＩ燃焼が開始する時期および燃焼重心時期も早くなる。これより、ステップＳ５にて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で推定した点火前筒内温度が高いほど指標期間が短くなるように、指標期間を推定する。
【００７９】
具体的には、点火前筒内温度が所定の基準温度のときの指標期間である基準期間が予め実験等により求められてＥＣＵ１００に記憶されている。ＥＣＵ１００は、ステップＳ４で推定した点火前筒内温度と基準温度とを比較して、点火前筒内温度が基準温度のときは基準期間を指標期間として推定し、点火前筒内温度が基準温度よりも高いときは基準期間よりも短い期間を指標期間として推定し、点火前筒内温度が基準温度よりも低いときは基準期間よりも長い期間を指標期間として推定する。本実施形態では、各エンジン回転数と各エンジン負荷とについて複数の基準温度と基準期間とが予め定められてＥＣＵ１００に記憶されている。ＥＣＵ１００は現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに対応する基準温度と基準期間とを抽出して、これらとステップＳ４で推定した点火前筒内温度とを比較する。また、点火前筒内温度の基準温度からのずれ量と、このずれが生じたときの指標期間の基準期間のずれ量とが予め設定されてＥＣＵ１００にマップで記憶されており、ＥＣＵ１００は点火前筒内温度と基準温度とのずれ量を算出して、これに対応する指標期間のずれ量をマップから抽出して指標期間を推定する。
【００８０】
次に、ステップＳ６にて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５で推定した指標期間に基づいてステップＳ２で設定した基本点火時期を補正して点火時期を決定する。このとき、ＥＣＵ１００は、指標時期つまり燃焼重心時期がステップＳ２で設定した目標指標時期つまり燃焼重心時期の目標値となるように点火時期を補正する。具体的には、ＥＣＵ１００は、ステップＳ５で推定した指標期間が基準期間と同じか、実質的に差が無いとみなせるときは点火時期を基本点火時期に決定し、ステップＳ５で推定した指標期間が基準期間よりも長いときは点火時期を基本点火時期よりも進角側の時期にし、指標期間が基準期間よりも短いときは点火時期を基本点火時期よりも遅角側の時期にする。例えば、点火時期目標指標時期から指標期間だけ進角側の時期が点火時期になるように基本点火時期を補正する。このステップＳ６は、ＥＣＵ１００の点火時期補正部１０３により実施され、ステップＳ６は、請求項の「点火時期補正工程」に相当する。
【００８１】
次に、ステップＳ７にて、ＥＣＵ１００は、ステップＳ６で設定した点火時期で点火が行われるように点火プラグ１６を制御する。
【００８２】
（５）作用等
以上のように、本実施形態では、燃焼重心時期が目標指標時期となるように点火時期が補正される。そのため、点火前の燃焼室６内の温度変化によってＳＩ燃焼の燃焼速度が変化しても混合気をより適切なタイミングでＣＩ燃焼させることができる。従って、より確実に燃費性能を高めることができる。
【００８３】
特に、本実施形態では、圧縮行程後半以降で且つ点火時期よりも前のタイミングにおける燃焼室６内の温度である点火前筒内温度が推定されて、この推定された点火前筒内温度に基づいて点火時期から燃焼重心時期までの時期である指標期間が推定される。つまり、燃焼が開始する直前の燃焼室６内の温度に基づいて燃焼重心時期が推定されて、これに基づいてそのサイクルの点火時期が補正される。そのため、混合気の燃焼が終了した後に燃焼重心時期を算出してこれに基づいて次のサイクルまたは後続気筒の点火時期を補正する場合に比べて、より早期に点火時期を適切な時期に補正することができる。従って、適切なタイミングでＣＩ燃焼を開始させることができるので、燃焼重心時期が目標指標時期からずれたＳＰＣＣＩ燃焼が実施されて失火が起きたり燃焼騒音が大きくなりす過ぎたりするのを回避できる。
【００８４】
また、前記のように、ＳＰＣＣＩ燃焼では、点火前筒内温度が高いときほどＳＩ燃焼の燃焼速度が速くなりＣＩ燃焼がより早期に開始される。これより、点火前筒内温度が高いときほど燃焼重心時期が早くなって指標期間が短くなる。これに対して、本実施形態では、点火前筒内温度が高いときほど指標期間が短くなるように、指標期間が推定される。そのため、指標期間ひいては燃焼重心時期をより精度よく推定できる。
【００８５】
また、本実施形態では、吸気閉弁時期ＩＶＣにおける燃焼室６内の温度である吸気閉弁時筒内温度に基づいて点火前筒内温度が推定されるので、点火前筒内温度を精度よく推定できる。具体的には、圧縮行程後半に燃焼室６内に存在して燃焼する混合気は、吸気弁１１が閉弁した後に燃焼室６内に存在する混合気であり、吸気閉弁時期ＩＶＣに燃焼室６内に存在する混合気が圧縮されて昇温した結果の温度が、点火前筒内温度である。従って、吸気閉弁時筒内温度に基づいて点火前筒内温度を推定することで、そのサイクルの点火に間に合わせることのできるタイミングで、より精度の高い点火前筒内温度の推定ができる。さらに、吸気閉弁時期ＩＶＣにおける燃焼室６内の温度に基づいて点火前筒内温度が推定されることで、吸気閉弁時期ＩＶＣに近い時期に指標期間の推定および点火時期の補正を行うことができる。従って、所定の燃焼サイクルにおいて混合気の燃焼が開始する前に、この燃焼サイクルの点火時期をより確実に適切な時期に補正することができる。
【００８６】
（６）変形例
前記実施形態では、点火時期の制御に用いる指標時期であって１燃焼サイクル中に燃焼室６に供給される全燃料（質量）のうち所定の割合の量（質量）の燃料の燃焼が完了する時期を、燃焼重心時期とした場合、すなわち、前記の所定の割合を５０％とした場合について説明したが、この所定の割合は０％より大きければよく５０％に限らない。ただし、前記のように燃焼重心時期はＣＩ燃焼の実施期間に含まれる。そのため、指標時期を燃焼重心時期とし、この指標時期が目標指標時期になるように点火時期を制御すれば、ＣＩ燃焼の燃焼タイミングをより適切なタイミングにすることができ、燃費性能を効果的に高めることができる。
【００８７】
前記実施形態では、吸気閉弁時期ＩＶＣにおける筒内温度（吸気閉弁時筒内温度）を用いて点火前筒内温度を推定する場合について説明したが、点火前筒内温度の推定に用いる筒内温度は吸気閉弁時期ＩＶＣにおける筒内温度に限らない。
【００８８】
また、前記実施形態では、吸気閉弁時期ＩＶＣにおける筒内温度を推定し、この推定値に基づいて点火前筒内温度を推定する場合について説明した。これに対して、吸気閉弁時期ＩＶＣにおける筒内温度として、吸気閉弁時期ＩＶＣに吸気温センサＳＮ５により検出された温度を用いてもよい。
【００８９】
前記実施形態では、点火前筒内温度に基づいて指標期間を推定してこの推定値に基づいて指標時期が目標指標時期となるように点火時期を補正する制御をＳＰＣＣＩ領域Ａで実施する場合について説明したが、この制御をＳＩ領域Ｂで行ってもよい。
【符号の説明】
【００９０】
１  エンジン本体
２  気筒
６  燃焼室
１５  インジェクタ
１６  点火プラグ
４１ａ  三元触媒
１００  ＥＣＵ（制御手段）
１０１  筒内温度推定部
１０２  指標期間推定部（指標クランク期間推定部）
１０３  点火時期補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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