(57)【要約】【課題】燃焼割合を用いて点火時期を最適な時期に近づけるとともに燃焼割合を用いてＥＧＲ量を最大値（許容限界値）近傍に制御することが可能な制御装置を提供すること。【解決手段】本装置は、各気筒の圧縮上死点後８度クランク角での燃焼割合（第一燃焼割合、ＭＦＢ８）が目標第一燃焼割合（ＭＦＢ８ｔｇｔ）に一致するように、各気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）を制御する。更に、本装置は、各気筒の圧縮上死点後３０度クランク角での燃焼割合（第二燃焼割合、ＭＦＢ３０）に基づいて得られる「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合（ＭＦＢ３０ＥＧＲ）」が、目標第二燃焼割合である「目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgt」に一致するようにＥＧＲバルブ５６の開度を調整する。この結果、点火時期をＭＢＴ近傍に制御し、且つ、ＥＧＲ量を機関１０のトルク変動を発生させない範囲において増大することができるので、燃費を改善することができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する多気筒内燃機関に適用され、
前記複数の気筒のそれぞれについて圧縮上死点後第一クランク角における実際の燃焼割合を第一燃焼割合として取得するとともに前記第一クランク角よりも遅角側である圧縮上死点後第二クランク角における実際の燃焼割合を第二燃焼割合として取得する燃焼割合取得手段と、
前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合に基づいてＥＧＲ制御用第二燃焼割合を決定するＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段と、
前記決定されたＥＧＲ制御用第二燃焼割合が目標第二燃焼割合に一致するように前記機関の気筒に供給される既燃ガスの量であるＥＧＲ量を制御するＥＧＲ量制御手段と、
前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第一燃焼割合が前記目標第二燃焼割合よりも小さい目標第一燃焼割合に一致するように同複数の気筒のそれぞれの点火時期を制御する点火時期制御手段と、
を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段は、
前記複数の気筒のそれぞれが少なくとも一回の燃焼行程を経る所定期間において同複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合のうちの最小の第二燃焼割合を前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合として採用するように構成された制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段は、
前記複数の気筒のそれぞれが少なくとも一回の燃焼行程を経る所定期間において同複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合に基づいて決定される値であって同所定期間において同複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合のうちの最小値よりも大きい値を前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合として決定するように構成され、
前記ＥＧＲ量制御手段は、
前記複数の気筒のそれぞれについての実際のＥＧＲ率である気筒別ＥＧＲ率を取得するとともに同取得された気筒別ＥＧＲ率に基づいて気筒間のＥＧＲ率の差が所定値以上であると判定したとき前記ＥＧＲ量を前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合に関わらず減少するように構成された制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期及びＥＧＲ量を燃焼割合に基づいて制御する内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、燃焼割合ＭＦＢ（Ｍａｓｓ  Ｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｂｕｒｎｔ）に基づいて点火時期を制御することにより、点火時期をＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ  Ａｄｖａｎｃｅ  Ｆｏｒ  Ｂｅｓｔ  Ｔｏｒｑｕｅ、機関が発生するトルクが最大となる点火時期）に設定する点火時期制御装置が知られている。そのような点火時期制御装置の一つは、圧縮上死点後クランク角θ（例えば、θ＝８）度における実際の燃焼割合ＭＦＢθ（＝ＭＦＢ８）を取得し、その実際の燃焼割合ＭＦＢθが所定の目標燃焼割合（例えば、６０％）となるように点火時期を制御するようになっている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特開２００６−１４４６４５号公報
【発明の開示】
【０００３】
ところで、既燃ガスの量であるＥＧＲ量を増大させるほど、各気筒が新気を吸入する際のポンピングロス（吸気損失）を低減させることができる。従って、ＥＧＲ量が増大されるほど燃費は改善される。その一方、ＥＧＲ量が過大になると燃焼速度が過度に低下する等の要因により、燃焼が不安定になる。燃焼が不安定になると燃費が悪化する。従って、ＥＧＲ量は、燃焼の悪化を招かない範囲において増大させられることが望ましい。
【０００４】
他方、内燃機関は同一機種であっても製造上の個体差を有するから、ＥＧＲバルブの開度に対する実際のＥＧＲ量は「同一機種の機関の間において同一である」とは限らない。このため、従来の制御装置は、機関に個体差が存在するという前提下にてＥＧＲ量を制御している。即ち、ＥＧＲ量は、「個体差に起因してＥＧＲ量が最も大きくなる機関（ＥＧＲにより燃焼が最も不安定になりやすい機関）」に対して「安定した燃焼が行われる範囲」を逸脱することがないように適合されている。この結果、従来の制御装置は、制御対象の機関が「ＥＧＲ量を増大することによってポンピング損失を更に低減できる機関」であっても、ＥＧＲ量を増大することができないので、燃費を更に向上することができない。
【０００５】
本発明は上記課題に対処するために為されたものである。即ち、本発明の目的の一つは、燃焼状態を燃焼割合によって監視しながらＥＧＲ量及び点火時期を制御することにより、燃焼が不安定にならない範囲においてＥＧＲ量を極限近くにまで増大し且つ点火時期がＭＢＴの近傍になるように点火時期を制御し、もって、機関が個体差を有する場合であっても各機関の燃費を一層改善することができる制御装置を提供することにある。
【０００６】
本発明の内燃機関の制御装置は、複数の気筒を有する多気筒内燃機関に適用され、燃焼割合取得手段と、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段と、ＥＧＲ量制御手段と、点火時期制御手段と、を備える。
【０００７】
前記燃焼割合取得手段は、前記複数の気筒のそれぞれについて、圧縮上死点後第一クランク角における実際の燃焼割合を第一燃焼割合として取得する。圧縮上死点後第一クランク角は燃焼が開始した時点から燃焼が終了する時点までの燃焼期間内であって燃焼期間の初期〜中期に相当するクランク角に設定される。例えば、圧縮上死点後第一クランク角は圧縮上死点後８度クランク角（ＡＴＤＣ８°）である。更に、前記燃焼割合取得手段は、前記複数の気筒のそれぞれについて、前記圧縮上死点後第一クランク角よりも遅角側である圧縮上死点後第二クランク角における実際の燃焼割合を第二燃焼割合として取得する。圧縮上死点後第二クランク角は、燃焼が実質的に終了する直前の時点（即ち、燃焼期間の後期）のクランク角に設定される。例えば、圧縮上死点後第二クランク角は圧縮上死点後３０度クランク角（ＡＴＤＣ３０°）である。
【０００８】
図１は、ある内燃機関について、点火時期ＳＡと、第一燃焼割合（この場合、圧縮上死点後８度クランク角における燃焼割合ＭＦＢ８）と、その機関の発生トルクＴＲＱと、の関係を示したグラフである。図１から理解されるように、発生トルクＴＲＱが最大となる第一燃焼割合（ＭＦＢ８）は約６０％である（図１の領域Ａを参照。）。
【０００９】
ある気筒において所定の点火時期にて混合気を燃焼させた場合の第一燃焼割合は、他の気筒において同所定の点火時期にて混合気を燃焼させた場合の第一燃焼割合と一致するとは限らない。これは、ある気筒の「燃焼室の形状、デポジットの付着の仕方及び量、吸気弁の移動軌跡、点火プラグ性能、燃焼室の冷却効率、並びに、ガスの流れ方」等の燃焼状態に影響を及ぼす「気筒性能」が、他の気筒の「気筒性能」と完全には一致しないからである。更に、同一機種の内燃機関であっても、各機関は製造上の個体差を有する。従って、それぞれの気筒の点火時期は、それぞれの気筒の第一燃焼割合が目標第一燃焼割合に近しくなるように独立して制御されることが望ましい。更に、目標第一燃焼割合は、発生トルクＴＲＱが最大となる場合の第一燃焼割合又はその近傍の割合に設定されることが望ましい。
【００１０】
図２は、吸入空気量及び燃料噴射量が一定である場合にＥＧＲ量（従って、ＥＧＲ率）を変化させたときの燃焼割合をクランク角に対して示したグラフである。図２において点火時期Ａigは一定である。図２において、破線はＥＧＲ量が第一の量である場合、実線はＥＧＲ量が第一の量よりも大きい第二の量である場合、一点鎖線はＥＧＲ量が第二の量よりも大きい第三の量である場合の燃焼割合を示す。
【００１１】
図２に示したように、ＥＧＲ量が大きくなるほど、燃焼割合の変化率（即ち、燃焼速度に相当する値）は減少する。従って、点Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ及びＰ１ｃにより示されるように、第一燃焼割合（図２においては圧縮上死点後８度クランク角における燃焼割合ＭＦＢ８）は、ＥＧＲ量が大きいほど小さくなる。更に、点Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ及びＰ２ｃにより示されるように、第二燃焼割合（図２においては圧縮上死点後３０度クランク角における燃焼割合ＭＦＢ３０）は、ＥＧＲ量が大きいほど小さくなる。
【００１２】
以上のことから、第二燃焼割合が目標第二燃焼割合よりも大きい場合、ＥＧＲ量を大きくすれば、第二燃焼割合は目標第二燃焼割合に近づくことが理解される。更に、第二燃焼割合が目標第二燃焼割合よりも小さい場合、ＥＧＲ量を小さくすれば、第二燃焼割合は目標第二燃焼割合に近づくことが理解される。加えて、ＥＧＲ量を大きくすれば第一燃焼割合は小さくなり、ＥＧＲ量を小さくすれば第一燃焼割合は大きくなることが理解される。
【００１３】
図３は、吸入空気量、燃料噴射量及びＥＧＲ量を変化させることなく、点火時期を変化させた場合における燃焼割合をクランク角に対して示したグラフである。図３において、破線は点火時期が第一点火時期Ａig１である場合の燃焼割合を示し、実線は点火時期が第一点火時期Ａig１よりも遅角側の第二点火時期Ａig２である場合の燃焼割合を示し、一点鎖線は点火時期が第二点火時期Ａig２よりも遅角側の第三点火時期Ａig３である場合の燃焼割合を示す。
【００１４】
図３に示したように、点火時期が遅角側に移行するほど、燃焼割合の立ち上がり開始時期が遅くなる。従って、点Ｐ１ｄ、Ｐ１ｅ及びＰ１ｆにより示されるように、第一燃焼割合（図３の例における燃焼割合ＭＦＢ８）は、点火時期が遅角側に移行するほど小さくなる。更に、点Ｐ２ｄ、Ｐ２ｅ及びＰ２ｆにより示されるように、第二燃焼割合（図３の例における燃焼割合ＭＦＢ３０）は、点火時期が遅角側に移行するほど小さくなる。
【００１５】
以上のことから、第一燃焼割合が目標第一燃焼割合よりも大きい場合、点火時期を遅角側に変化させれば、第一燃焼割合は目標第一燃焼割合に近づくことが理解される。更に、第一燃焼割合が目標第一燃焼割合よりも小さい場合、点火時期を進角側に変化させれば、第一燃焼割合は目標第一燃焼割合に近づくことが理解される。加えて、点火時期を進角側に変化させれば第二燃焼割合は大きくなり、点火時期を遅角側に変化させれば第二燃焼割合は小さくなることが理解される。
【００１６】
以上の観点に立ち、本制御装置のＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段は、前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合に基づいてＥＧＲ制御用第二燃焼割合を決定する。ＥＧＲ制御用第二燃焼割合は、例えば、それぞれの気筒に対して取得された前記第二燃焼割合の平均値、それぞれの気筒に対して取得された前記第二燃焼割合のうちの最小値を除いた残りの前記第二燃焼割合の平均値、それぞれの気筒に対して取得された前記第二燃焼割合のうちの最小値及び最大値を除いた残りの前記第二燃焼割合の平均値、及び、それぞれの気筒に対して取得された前記第二燃焼割合のうちの最小値等である。
【００１７】
更に、本制御装置のＥＧＲ量制御手段は、前記決定されたＥＧＲ制御用第二燃焼割合が目標第二燃焼割合に一致するように前記機関の気筒に供給される既燃ガスの量であるＥＧＲ量を制御する。目標第二燃焼割合は、例えば、８５〜９５％のうちの適値である。目標第二燃焼割合は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合が目標第二燃焼割合に一致しているとき燃焼が安定して行われる範囲内のＥＧＲ量の最大値に相当する値に選択される。換言すると、目標第二燃焼割合は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合が目標第二燃焼割合よりも小さいときにはＥＧＲ量が過大であって燃焼が不安定となっている可能性が高く、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合が目標第二燃焼割合よりも大きいときには燃焼が安定しているから、更にＥＧＲ量を増大しても燃焼が不安定にはならない可能性が高い値に選択される。この結果、ＥＧＲ量は、燃焼を不安定にすることがない範囲内において最大値近傍の値に維持される。
【００１８】
加えて、本制御装置の点火時期制御手段は、それぞれの気筒の第一燃焼割合が目標第一燃焼割合に近しくなるようにそれぞれの気筒の点火時期を制御する。この結果、各気筒は最大トルクに近しいトルクを発生することができる。目標第一燃焼割合は、例えば、４５〜６５％のうちの適値である。
【００１９】
この結果、本発明の制御装置によれば、各気筒の点火時期はＭＢＴの近傍の時期となり、ＥＧＲ量は燃焼の悪化を招かない範囲内の最大値（許容限界値）へと近づく。従って、それぞれの機関が固有の実力を最大限近くにまで発揮することができるので、優れた燃費を実現することができる。
【００２０】
この場合、前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段は、
「前記複数の気筒のそれぞれが少なくとも一回の燃焼行程を経る所定期間」において「同複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合（複数の第二燃焼割合）」のうちの最小の第二燃焼割合を「前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合」として採用するように構成されることが好適である。
【００２１】
各気筒に供給されるＥＧＲ量は、サージタンクの形状、吸気ポートの形状及びＥＧＲ用配管の吸気通路への接続位置等に依存する。即ち、ＥＧＲ量は各気筒間において互いに等しくなるとは限らない。加えて、本制御装置はＥＧＲ量を許容限界値近傍に制御する。即ち、ＥＧＲ量は非常に大きい量となる。従って、ある気筒においてはＥＧＲ量が適値となってその気筒において安定した燃焼が発生しても、別の気筒においてはＥＧＲ量が過大となってその別の気筒において燃焼が不安定となる場合が発生する虞がある。
【００２２】
そこで、上記構成のように、前記複数の気筒のそれぞれが少なくとも一回の燃焼行程を経る期間（例えば、７２０°クランク角が経過する期間）において、「その複数の気筒のそれぞれについて取得された第二燃焼割合のうちの最小の第二燃焼割合」を前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合として採用する。これによれば、ＥＧＲ量が最も多量となっている気筒（ＥＧＲ率が最大となっている気筒）の燃焼が安定して行われるようにＥＧＲ量が制御される。従って、ＥＧＲ量を「総ての気筒において燃焼の悪化を招かない範囲内の最大値（許容限界値）」へとより確実に近づけることができる。
【００２３】
代替として、
前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合決定手段は、
「前記複数の気筒のそれぞれが少なくとも一回の燃焼行程を経る所定期間において同複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合に基づいて決定される値」であって「同所定期間において同複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合のうちの最小値よりも大きい値」を「前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合」として決定するように構成され得る。
【００２４】
これによれば、「前記所定期間において得られた複数の第二燃焼割合のうちの最小値」よりも大きい値が「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合」として採用される。このような値の例として、以下のような値が挙げられる。
（１）前記所定期間において前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合の総ての平均値、又は、
（２）前記所定期間において前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合のうちの最小の第二燃焼割合を除いた第二燃焼割合（残りの第二燃焼割合）に基づいて決定される値（例えば、残りの第二燃焼割合の平均値）。
【００２５】
このように、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合として採用される値が前記所定期間において得られた第二燃焼割合のうちの最小値よりも大きい値であると、そのＥＧＲ制御用第二燃焼割合が目標第二燃焼割合に一致している場合であっても、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）が過大であって燃焼が不安定になる気筒が発生し得る。即ち、第二燃焼割合が最小値である気筒の燃焼が不安定となる場合が生じる。
【００２６】
そこで、前記ＥＧＲ量制御手段は、
前記複数の気筒のそれぞれについての実際のＥＧＲ率である気筒別ＥＧＲ率を取得するとともに同取得された気筒別ＥＧＲ率に基づいて気筒間のＥＧＲ率の差が所定値以上であると判定したとき前記ＥＧＲ量を前記ＥＧＲ制御用第二燃焼割合に関わらず減少するように構成されることが望ましい。
【００２７】
これによれば、気筒毎の実際のＥＧＲ率（気筒別ＥＧＲ率）が取得され、その取得された気筒別ＥＧＲ率に基づいて気筒間のＥＧＲ率の差が所定値以上であると判定されたとき、ＥＧＲ量が「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合」の大小に関わらず減少される。この結果、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）が過大であって燃焼が不安定になる気筒が発生することを回避することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明の各実施形態に係る内燃機関の制御装置について図面を参照しつつ説明する。
＜第一実施形態＞
（構成）
図４は、第一実施形態に係る内燃機関の制御装置（以下、「第一制御装置」と称呼することもある。）をピストン往復動型・火花点火式・ガソリン燃料・多気筒（４気筒）・４サイクル内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図４は、特定の気筒の断面のみを図示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
【００２９】
この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０と、を含んでいる。
【００３０】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。
【００３１】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を開閉駆動する吸気弁制御装置３３、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。
【００３２】
吸気弁制御装置３３は、インテークカムシャフトとインテークカム（図示せず）との相対回転角度（位相角度）を油圧により調整・制御する周知の構成を備え、吸気弁３２の開弁時期（吸気弁開弁時期）ＶＴを変更することができるようになっている。
【００３３】
本例において、吸気弁の開弁期間（開弁クランク角度幅）は一定である。従って、吸気弁開弁時期が所定角度だけ進角又は遅角させられると、吸気弁閉弁時期も同所定角度だけ進角又は遅角させられる。また、排気弁３５の開弁時期及び閉弁時期は一定である。従って、吸気弁制御装置３３によって吸気弁開弁時期が変更されることに伴ってバルブオーバーラップ期間（吸気弁３２及び排気弁３５が共に開弁している期間）が変化する。バルブオーバーラップ期間が大きいほど、そのバルブオーバーラップ期間中に吸気ポート３１に排出される既燃ガス（燃焼ガス、内部ＥＧＲガス）の量が増大するので、バルブオーバーラップ期間後において吸気弁３２が開弁しているときに燃焼室２５内に流入する既燃ガスの量（内部ＥＧＲ量）も増大する。
【００３４】
なお、吸気弁制御装置３３によって吸気弁開弁時期が最も遅角側に設定されている場合を基準値０とし、その基準値から実際に制御されている吸気弁開弁時期までのクランク角度を吸気弁進角度ＶＴと称呼する。従って、吸気弁進角度ＶＴはバルブオーバーラップ期間に応じた値となる。即ち、吸気弁進角度ＶＴが大きいほどバルブオーバーラップ期間は長くなり、圧縮行程開始時に燃焼室２５内に含まれる既燃ガス量も増大する。但し、第一制御装置において、内部ＥＧＲ量は一定に維持される。
【００３５】
吸気系統４０は、インテークマニホールド４１、吸気管（吸気ダクト）４２、エアフィルタ４３、スロットル弁４４及びスロットル弁アクチュエータ４４ａを備えている。
【００３６】
インテークマニホールド４１は、各気筒の吸気ポート３１に接続されている。より詳細には、インテークマニホールド４１は各吸気ポート３１に接続された複数の枝部４１ａと、それらの枝部が集合したサージタンク部４１ｂと、を備えている。吸気管４２はサージタンク部４１ｂに接続されている。インテークマニホールド４１及び吸気管４２は吸気通路を構成している。エアフィルタ４３は吸気管４２の端部に設けられている。スロットル弁４４は吸気管４２に回動可能設けられ、回動することにより吸気管４２が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ（スロットル弁駆動手段）４４ａは、ＤＣモータからなり、指示信号に応答してスロットル弁４４を回転駆動するようになっている。
【００３７】
排気系統５０は、各排気ポート３４に連通した枝部とそれらの枝部が集合した集合部とを有するエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、上流側の三元触媒５３及び下流側の三元触媒５４を備えている。上流側の三元触媒５３は、エキゾーストパイプ５２に配設されている。下流側の三元触媒５４は、上流側の三元触媒５３の下流においてエキゾーストパイプ５２に配設されている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。
【００３８】
更に、排気系統５０は、排気還流管５５と、ＥＧＲバルブ５６と、を備えている。
排気還流管５５の一端は、エキゾーストマニホールド５１の集合部に連通している。排気還流管５５の他端は、インテークマニホールド４１のサージタンク部４１ｂに連通している。
ＥＧＲバルブ５６は、排気還流管５５に配設されている。ＥＧＲバルブ５６は指示信号に応答して排気還流管５５が形成する通路（排気還流路）の断面積を変更するようになっている。
【００３９】
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、カムポジションセンサ６３、クランクポジションセンサ６４、各気筒に設けられた筒内圧センサ６５、冷却水温センサ６６、第１触媒５３の上流の排気通路に配設された上流側空燃比センサ６７、第１触媒５３の下流であって第２触媒５４の上流の排気通路に配設された下流側空燃比センサ６８、アクセル開度センサ６９及び電気制御装置７０を備えている。
【００４０】
熱線式エアフローメータ６１は、吸気管４２内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、質量流量Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４４の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。
カムポジションセンサ６３は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。
クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４が１０度回転する毎にパルスを出力するようになっている。クランクポジションセンサ６４から出力されるパルスは機関回転速度ＮＥを表す信号に変換されるようになっている。更に、カムポジションセンサ６３及びクランクポジションセンサ６４からの信号に基いて、各気筒のクランク角θが求められるようになっている。
【００４１】
筒内圧センサ６５は、対応する燃焼室２５内の圧力を検出し、筒内圧Ｐを表す信号を出力するようになっている。各気筒の筒内圧Ｐはクランク角が微小角度Δθだけ変化する毎に電気制御装置７０により取得され、その筒内圧Ｐが取得された気筒のクランク角θとともに後述するＲＡＭ７３に筒内圧Ｐ（θ）の形式にて格納されて行く。
【００４２】
上流側空燃比センサ６７及び下流側空燃比センサ６８は、触媒５３の上下流の空燃比を検出し、その上下流の空燃比を表す信号をそれぞれ出力するようになっている。
アクセル開度センサ６９は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量を検出し、アクセルペダル８１の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００４３】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続された「ＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、図示しないイグニッション・キー・スイッチがオン位置にあるときデータを書き込むことが可能であり且つイグニッション・キー・スイッチの位置に拘らず書き込まれたデータを保持するバックアップＲＡＭ７４、並びに、ＡＤコンバータを含むインターフェース７５等」からなるマイクロコンピュータである。インターフェース７５は、前記センサ６１〜６９と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６９からの信号を供給するようになっている。インターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じて吸気弁制御装置３３、各気筒の燃料噴射弁３９、スロットル弁アクチュエータ４４ａ及びＥＧＲバルブ５６に駆動信号（指示信号）を送出するとともに、各気筒のイグナイタ３８に点火信号を送出するようになっている。
【００４４】
（第一制御装置の作動の概要）
第一制御装置は、燃焼割合に基づいて機関１０を制御する。以下、第一制御装置の作動の概要について説明する。
【００４５】
＜燃焼割合の取得＞
燃焼割合は、機関１０の燃焼状態を示す燃焼状態指標値である。燃焼割合は図示熱量の割合と実質的に等価な値である。図示熱量の割合は、一回の燃焼行程に関して、「燃焼室において燃焼した総ての燃料によって発生した熱のうちピストンに対する仕事に変換された熱の総量Ｑtotalに対する、所定のタイミング（圧縮上死点後クランク角θ）までに同燃焼室において燃焼した燃料によって発生した熱のうちピストンに対する仕事に変換された熱の積算量Ｑsumの割合Ｑsum／Ｑtotal」と定義される。燃焼割合は、「燃焼室において燃焼した総ての燃料のうちピストンに対する仕事に寄与した燃料の総量に対する、所定のタイミング（圧縮上死点後クランク角θ）までに同燃焼室において燃焼した燃料のうちピストンに対する仕事に寄与した燃料の積算量の割合」と定義される。
【００４６】
このように定義される燃焼割合は図示熱量の割合Ｑsum／Ｑtotalを表す値として推定（取得）される。燃焼割合を「筒内圧センサ６５によって検出された筒内圧Ｐｃ」に基づいて求める手法の詳細は、例えば、特開２００６−１４４６４５号公報に開示されているので、以下、その概略について述べる。
【００４７】
本例において、燃焼割合は所定のタイミングを表すクランク角θに対応して求められる。クランク角θにおける燃焼割合をＭＦＢθと表す。このクランク角θは圧縮上死点において「０」となり、圧縮上死点から圧縮上死点前に向って進角するほど絶対値が大きくなる負の値をとり、圧縮上死点から圧縮上死点後に向って遅角するほど絶対値が大きくなる正の値をとるように定義される。即ち、燃焼割合ＭＦＢθにおいてθが−θ１度クランク角（＝−θ１°、θ１＞０）であるとき、その燃焼割合ＭＦＢθは「ＢＴＤＣθ１°における燃焼割合」である。燃焼割合ＭＦＢθにおいてθがθ２度クランク角（＝θ２°、θ２＞０）であるとき、その燃焼割合ＭＦＢθは「ＡＴＤＣθ２°における燃焼割合」である。
【００４８】
クランク角θにおける燃焼割合ＭＦＢθは、下記の（１）式により推定される。（１）式において、Ｐｃ（θ）は圧縮上死点後クランク角θにおける筒内圧、Ｖ（θ）は圧縮上死点後クランク角θにおける燃焼室２５の容積、κは混合ガスの比熱比（例えば、１．３２）である。なお、（１）式の分母はＭＦＢの１００％に相当する値である。クランク角θｓ（θｓ＜０）は、対象とする燃焼行程（膨張行程）に向う圧縮行程において吸気弁３２及び排気弁３５の両方が閉じた状態にあり且つ点火時期よりも十分に進角した時期（例えば、θｓ＝−６０°、即ち、ＢＴＤＣ６０°）である。クランク角θｅ（θｅ＞０）は、対象とする燃焼行程における燃焼が実質的に終了する最も遅い時期よりも遅い所定の時期且つ排気弁開弁時期よりも進角した時期（例えば、θｅ＝６０°、即ち、ＡＴＤＣ６０°）である。
【数１】
2010007618.tif 000003
【００４９】
図５の（Ａ）はクランク角θに対する筒内圧Ｐの変化の様子を示したグラフである。図５の（Ｂ）はクランク角θに対するＰ（θ）・Ｖ（θ）κの変化の様子を示したグラフである。図５の（Ａ）及び（Ｂ）において、クランク角０は「圧縮上死点」を示し、クランク角θが負の値である領域は圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）を示し、クランク角θが正の値である領域は圧縮上死点後（ＡＴＤＣ）を示す。
【００５０】
図５の（Ｂ）においては、Ｐ（θ）・Ｖ（θ）κは実線により示され、燃焼室２５において発生した熱のうちピストンに対する仕事に寄与した熱の積算量Ｑ（累積加熱量Ｑ）は破線により示されている。この両者の比較から、累積加熱量Ｑの変化パターンはＰ（θ）・Ｖ（θ）κの変化パターンと概ね一致することが理解される。上記（１）式は、この「累積加熱量Ｑの変化パターンがＰｃ（θ）Ｖ（θ）κの変化パターンと概ね一致する。」という知見に基いている。
【００５１】
第一制御装置は、点火時期及びＥＧＲ量の制御を行うために、各気筒に対して第一燃焼割合及び第二燃焼割合を取得する。
【００５２】
第一燃焼割合は、圧縮上死点後第一クランク角における燃焼割合である。圧縮上死点後第一クランク角は燃焼が開始した時点から燃焼が終了する時点までの燃焼期間内であって燃焼期間の初期から中期までの間の所定のクランク角（燃焼の重心に相当するクランク角）に設定される。本例において、圧縮上死点後第一クランク角はＡＴＤＣ８°である。よって、以下、第一燃焼割合は８deg燃焼割合ＭＦＢ８（又は単にＭＦＢ８）とも表記される。８deg燃焼割合ＭＦＢ８は、上記（１）式においてＰｃ（θ）にＰｃ（８°）を代入し、Ｖ（θ）にＶ（８°）を代入することにより取得される。
【００５３】
第二燃焼割合は、圧縮上死点後第二クランク角における燃焼割合である。圧縮上死点後第二クランク角は圧縮上死点後第一クランク角よりも遅角側のクランク角である。即ち、圧縮上死点後第二クランク角は、燃焼が実質的に終了する直前の時点（即ち、燃焼期間の後期）のクランク角に設定される。本例において、圧縮上死点後第二クランク角はＡＴＤＣ３０°である。よって、以下、第二燃焼割合は３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（又は単にＭＦＢ３０）とも表記される。３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０は、上記（１）式においてＰｃ（θ）にＰｃ（３０°）を代入し、Ｖ（θ）にＶ（３０°）を代入することにより取得される。
【００５４】
＜点火時期制御及びＥＧＲ量（ＥＧＲ率）制御＞
図１は、機関１０について、点火時期ＳＡと、第一燃焼割合（８deg燃焼割合ＭＦＢ８）と、その機関の発生トルク（図示トルク）ＴＲＱと、の関係を示したグラフである。図１から理解されるように、発生トルクＴＲＱが最大となる第一燃焼割合（８deg燃焼割合ＭＦＢ８）は約６０％である（図１の領域Ａを参照。）。
【００５５】
ある気筒において所定の点火時期にて混合気を燃焼させた場合の第一燃焼割合は、他の気筒において同所定の点火時期にて混合気を燃焼させた場合の第一燃焼割合と一致するとは限らない。これは、ある気筒の「燃焼室の形状、デポジットの付着の仕方及び量、吸気弁の移動軌跡、点火プラグ性能、燃焼室の冷却効率、並びに、ガスの流れ方」等の燃焼状態に影響を及ぼす「気筒性能」が、他の気筒の「気筒性能」と完全には一致しないからである。更に、同一機種の内燃機関であっても、各機関は製造上の個体差を有する。従って、それぞれの気筒の点火時期は、それぞれの気筒の第一燃焼割合が目標第一燃焼割合に近しくなるように独立して制御されることが望ましい。更に、目標第一燃焼割合は、発生トルクＴＲＱが最大となる場合の第一燃焼割合又はその近傍の割合に設定されることが望ましい。
【００５６】
図２は、吸入空気量及び燃料噴射量が一定である場合にＥＧＲ量（従って、ＥＧＲ率）を変化させたときの燃焼割合をクランク角に対して示したグラフである。図２において点火時期Ａigは一定である。図２において、破線はＥＧＲ量が第一の量である場合、実線はＥＧＲ量が第一の量よりも大きい第二の量である場合、一点鎖線はＥＧＲ量が第二の量よりも大きい第三の量である場合の燃焼割合を示す。
【００５７】
図２に示したように、ＥＧＲ量が大きくなるほど、燃焼割合の変化率（即ち、燃焼速度に相当する値）は減少する。従って、点Ｐ１ａ、Ｐ１ｂ及びＰ１ｃにより示されるように、第一燃焼割合（８deg燃焼割合ＭＦＢ８）は、ＥＧＲ量が大きいほど小さくなる。更に、点Ｐ２ａ、Ｐ２ｂ及びＰ２ｃにより示されるように、第二燃焼割合（３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０）は、ＥＧＲ量が大きいほど小さくなる。
【００５８】
以上のことから、第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）が目標第二燃焼割合（ＭＦＢ３０ｔｇｔ）よりも大きい場合、ＥＧＲ量を大きくすれば、第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）は目標第二燃焼割合（ＭＦＢ３０ｔｇｔ）に近づくことが理解される。更に、第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）が目標第二燃焼割合（ＭＦＢ３０ｔｇｔ）よりも小さい場合、ＥＧＲ量を小さくすれば、第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）は目標第二燃焼割合（ＭＦＢ３０ｔｇｔ）に近づくことが理解される。
【００５９】
図３は、吸入空気量、燃料噴射量及びＥＧＲ量を変化させることなく、点火時期を変化させた場合における燃焼割合をクランク角に対して示したグラフである。図３において、破線は点火時期が第一点火時期Ａig１である場合の燃焼割合を示し、実線は点火時期が第一点火時期Ａig１よりも遅角側の第二点火時期Ａig２である場合の燃焼割合を示し、一点鎖線は点火時期が第二点火時期Ａig２よりも遅角側の第三点火時期Ａig３である場合の燃焼割合を示す。
【００６０】
図３に示したように、点火時期が遅角側に移行するほど、燃焼割合の立ち上がり開始時期が遅くなる。従って、点Ｐ１ｄ、Ｐ１ｅ及びＰ１ｆにより示されるように、第一燃焼割合（ＭＦＢ８）は、点火時期が遅角側に移行するほど小さくなる。更に、点Ｐ２ｄ、Ｐ２ｅ及びＰ２ｆにより示されるように、第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）は、点火時期が遅角側に移行するほど小さくなる。
【００６１】
以上の観点に立ち、第一制御装置は、それぞれの気筒の第一燃焼割合（ＭＦＢ８）が目標第一燃焼割合（ＭＦＢ８ｔｇｔ）に一致するようにそれぞれの気筒の点火時期を制御する。目標第一燃焼割合（ＭＦＢ８ｔｇｔ）は、例えば、４５〜６５％のうちの適値である。この結果、第一制御装置によれば、各気筒の点火時期はＭＢＴの近傍の時期となるから、各気筒は最大トルクに近しいトルクを発生することができる。
【００６２】
更に、第一制御装置は、それぞれの気筒の第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）に基づいてＥＧＲ制御用第二燃焼割合を決定する。より具体的には、第一制御装置は、それぞれの気筒について取得された最新の第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）の中の最小値ＭＩＮをＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲとして採用する。そして、第一制御装置は、そのＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔに一致するようにＥＧＲ量を制御する。即ち、第一制御装置は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔよりも大きいとき、ＥＧＲバルブ５６の開度を増大させることによりＥＧＲ量を増大させる。更に、第一制御装置は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔよりも小さいとき、ＥＧＲバルブ５６の開度を減少させることによりＥＧＲ量を減少させる。
【００６３】
目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔは、例えば、８５〜９５％のうちの適値である。目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔは、ある気筒の第二燃焼割合ＭＦＢ３０が目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔに一致しているとき、その気筒のＥＧＲ量が「その気筒における燃焼が安定して行われる範囲内のＥＧＲ量の最大値」と略一致するように選択される。
【００６４】
換言すると、目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔは、第二燃焼割合ＭＦＢ３０が目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔよりも小さいときにはＥＧＲ量が過大であって燃焼が不安定となっている可能性が高く、第二燃焼割合ＭＦＢ３０が目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔよりも大きいときには燃焼が安定しているから、更にＥＧＲ量を増大しても燃焼が不安定にはならない可能性が高い値に選択される。
【００６５】
前述したように、第一制御装置は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲとして、それぞれの気筒について取得された最新の第二燃焼割合（ＭＦＢ３０）のうちの最小値ＭＩＮを採用する。換言すると、第一制御装置は、ＥＧＲバルブ５６のある開度に対してＥＧＲ量（従って、ＥＧＲ率）が最も大きくなっていて燃焼が最も不安定となり易い気筒の第二燃焼割合ＭＦＢ３０を目標第二燃焼割合ＭＦＢ３０ｔｇｔに一致させるように、ＥＧＲバルブ５６の開度を制御する。従って、ＥＧＲ量を「ＥＧＲ量が最も大きくなる気筒における燃焼を不安定にすることがない範囲内において最大値近傍」に設定することができる。その結果、全体のＥＧＲ量も許容限界値近傍となるので、ポンピングロスが低減される。
【００６６】
（第一制御装置による制御の詳細）
次に、第一制御装置による制御の詳細について説明する。
１．スロットル弁制御
ＣＰＵ７１は、図示しないスロットル弁制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。ＣＰＵ７１は、そのルーチンにおいて、アクセルペダル操作量Accpを取得し、アクセルペダル操作量Accpが大きいほど大きくなる目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを取得する。そして、実際のスロットル弁開度ＴＡが目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔに一致するように、スロットル弁アクチュエータ４４ａに指示信号を送出する。
【００６７】
２．燃料噴射制御
ＣＰＵ７１は、図示しない燃料噴射制御ルーチンを「各気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、吸気上死点前９０°）に一致する毎」に繰り返し実行するようになっている。以下、クランク角が吸気上死点前の前記所定クランク角に一致した気筒を燃料噴射気筒とも称呼する。
【００６８】
ＣＰＵ７１は、エアフローメータ６１が検出する流量Ｇａと別途算出されている機関回転速度ＮＥとに基づいて、燃料噴射気筒に吸入される空気量（筒内吸入空気量Ｍｃ）を求める。その後、ＣＰＵ７１は、筒内吸入空気量Ｍｃを目標空燃比Ａｂｙｆｒｅｆ（通常は、理論空燃比）により除した量を燃料噴射量Ｆｉとして求める。ＣＰＵ７１は、この燃料噴射量Ｆｉの燃料が燃料噴射気筒に対応する燃料噴射弁３９から噴射されるように、その燃料噴射弁３９に指示信号を送出する。
【００６９】
３．点火時期制御
ＣＰＵ７１は、図６に示した点火時期制御ルーチンを所定の微小時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ６００から処理を開始してステップ６１０に進み、変数ｎの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ６２０に進み、現時点のクランク角が「第ｎ気筒（この場合、第１気筒）の圧縮上死点後６０度クランク角」であるか否かを判定する。
【００７０】
このとき、現時点のクランク角が「第ｎ気筒（この場合、第１気筒）の圧縮上死点後６０度クランク角」であると、ＣＰＵ７１はステップ６２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、後述するステップ６３０乃至ステップ６６０の処理を順に行うことにより、第ｎ気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）を設定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップ６２０の処理の実行時点において、現時点のクランク角が「第ｎ気筒（この場合、第１気筒）の圧縮上死点後６０度クランク角」でないと、ＣＰＵ７１は以下に述べるステップ６７０及びステップ６８０の処理を実行する。
【００７１】
ステップ６７０：ＣＰＵ７１は変数ｎの値を「１」だけ増大する。
ステップ６８０：ＣＰＵ７１は変数ｎの値が「４（機関１０の気筒数）」よりも大きいか否かを判定する。変数ｎの値が「４」よりも大きいと、ＣＰＵ７１はステップ６８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、変数ｎの値が「４」以下であると、ＣＰＵ７１はステップ６８０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ６２０に戻る。
【００７２】
このステップ６７０及びステップ６８０の処理により、現時点が「第１気筒乃至第４気筒のうちの何れかの気筒のクランク角がその気筒の圧縮上死点後６０度クランク角」である場合に、以下に述べるステップ６３０乃至ステップ６６０の処理が行われることになる。
【００７３】
ステップ６３０：ＣＰＵ７１は、上記（１）式に従って第ｎ気筒の８deg燃焼割合ＭＦＢ８（＃ｎ）を取得する。即ち、ＣＰＵ７１は、上記（１）式のＰｃ（θ）に第ｎ気筒の筒内圧センサ６５の出力に基づいて得られたＰｃ（８°）を代入し、Ｖ（θ）にＶ（８°）を代入することにより、第ｎ気筒の８deg燃焼割合ＭＦＢ８（＃ｎ）を算出する。このステップ６３０は、機能ブロック図である図７に示した「実燃焼割合ＭＦＢ８算出手段Ａ１」の機能に対応している。Ｖ（８°）は予めＲＯＭ７２に記憶されている。
【００７４】
ステップ６４０：ＣＰＵ７１は、上記（１）式に従って第ｎ気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）を取得する。即ち、ＣＰＵ７１は、上記（１）式のＰｃ（θ）に第ｎ気筒の筒内圧センサ６５の出力に基づいて得られたＰｃ（３０°）を代入し、Ｖ（θ）にＶ（３０°）を代入することにより、第ｎ気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）を算出する。Ｖ（３０°）は予めＲＯＭ７２に記憶されている。この第ｎ気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）は、後述するＥＧＲ量制御ルーチンにおいて使用される。
【００７５】
ステップ６５０：ＣＰＵ７１は、ステップ６３０にて取得した８deg燃焼割合ＭＦＢ８（＃ｎ）が、目標第一燃焼割合である「目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgt」と一致するように、第ｎ気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）を決定する。
【００７６】
このステップ６５０の処理について、図７を参照しながらより具体的に説明する。図７に示した目標値設定手段Ａ２は目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgtを出力する。目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgtは一定値である。ここでは、目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgtは５０％（又は、５０〜６０％の適値）に設定されている。但し、目標値設定手段Ａ２は目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgtを機関１０の運転状態に応じて変更してもよい。偏差算出手段Ａ３は、この「目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgt」から「実燃焼割合ＭＦＢ８算出手段Ａ１により算出された第ｎ気筒の８deg燃焼割合ＭＦＢ８（＃ｎ）」を減じることにより、これらの差ΔＭを算出する。点火時期補正量算出手段Ａ４は、下記（２）式に示したように、差ΔＭに対してＰＩ（比例・積分）処理を行うことにより第ｎ気筒の点火時期補正量ΔＳＡ（＃ｎ）を求める。（２）式のＫｐは比例定数であり、Ｋｉは積分定数である。ＳΔＭは差ΔＭの積分値であり、下記（３）式に基いて求められる。
【数２】
2010007618.tif 000004
【数３】
2010007618.tif 000005
【００７７】
更に、ＣＰＵ７１は、点火時期モデルＦＳＡを用いて基本点火時期ＳＡｂを求める。即ち、ＣＰＵ７１は、図７に示した運転状態量取得手段Ａ５によって取得された実運転状態量（ＮＥ（ｋ），ＫＬ（ｋ））を図７に示した基本点火時期決定手段Ａ６に相当する「点火時期モデルＦＳＡ」に適用する。これにより、ＣＰＵ７１は、今回の燃焼に対する基本点火時期ＳＡｂを算出する。ＮＥ（ｋ）は現時点におけるエンジン回転速度ＮＥであり、ＫＬ（ｋ）は現時点における負荷率である。負荷率ＫＬ（ｋ）は、下記の（４）式により求められる。（４）式において、Ｍｃ（ｋ）は筒内吸入空気量であり、エアフローメータ６１の検出する質量流量Ｇａ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて求められる。ρは空気密度（単位は（ｇ／ｌ））、Ｌは機関１０の排気量（単位は（ｌ））、「４」は機関１０の気筒数である。点火時期モデルＦＳＡは、下記の（５）式の形の関数によって表される。（５）式において、θ０〜θ３、ａ、ｂ、ｃ及びｄは予め定められた定数である。
【数４】
2010007618.tif 000006
【数５】
2010007618.tif 000007
【００７８】
なお、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｋ）は、空気の挙動を記述した周知の空気モデルにより取得されてもよい。運転状態量取得手段Ａ５は、負荷ＫＬ（ｋ）として、アクセルペダル８１の操作量Accpを取得するように構成されていてもよい。
【００７９】
更に、ＣＰＵ７１は図６のステップ６５０において、基本点火時期ＳＡｂに第ｎ気筒の点火時期補正量ΔＳＡ（＃ｎ）を加え、第ｎ気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）を決定する。この処理は、図７に示した点火時期設定手段Ａ７の機能に相当している。
【００８０】
ステップ６６０：ＣＰＵ７１は、第ｎ気筒の実際の点火時期が第ｎ気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）と一致するように、第ｎ気筒のイグナイタ３８に点火指示信号を送出する。
【００８１】
４．ＥＧＲ量制御（ＥＧＲバルブ制御）
ＣＰＵ７１は、図８に示したＥＧＲ量制御ルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ８００から処理を開始し、ステップ８１０に進んで、各気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）の最新値を読み込む。即ち、ＣＰＵ７１は、第１気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃１）、第２気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃２）、第３気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃３）及び第４気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃４）を読み込む。これらの値は、先に説明した図６のステップ６４０において更新される毎にＲＡＭ７３に格納されている。このように、ステップ８１０は、「機関１０が有する複数の気筒のそれぞれ（第１気筒〜第４気筒）が少なくとも一回の燃焼行程を経る所定期間（７２０度クランク角）」において「その複数の気筒のそれぞれについて取得された第二燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）（ｎは１〜４の整数）」を取得する手段に相当している。
【００８２】
次に、ＣＰＵ７１はステップ８２０に進み、ステップ８１０にて読み込んだ第ｎ気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）（即ち、第１気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃１）乃至第４気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃４））の中から最小値ＭＩＮを選択し、その最小値ＭＩＮをＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲとして採用する。
【００８３】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ８３０に進み、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標第二燃焼割合である「目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgt」よりも大きいか否かを判定する。ＣＰＵ７１は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtよりも大きい場合、ステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ８４０に進んでＥＧＲバルブ５６の目標開度ＥＧＲＶｔｇｔを微小量ΔＥＧＲだけ増大させる。その後、ＣＰＵ７１はステップ８５０に進み、ＥＧＲバルブ５６の開度が目標開度ＥＧＲＶｔｇｔに一致するようにＥＧＲバルブ５６に指示信号を送出する。
【００８４】
一方、ステップ８３０の処理の実行時点において、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgt以下である場合、ＣＰＵ７１はステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ８６０に進んでＥＧＲバルブ５６の目標開度ＥＧＲＶｔｇｔを微小量ΔＥＧＲだけ減少させる。その後、ＣＰＵ７１はステップ８５０に進み、ＥＧＲバルブ５６の開度が目標開度ＥＧＲＶｔｇｔに一致するようにＥＧＲバルブ５６に指示信号を送出する。
【００８５】
この結果、３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）が最小値ＭＩＮであった第ｐ気筒（ｐは１〜４の整数のうちの何れか）の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｐ）が目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtに一致させられる。従って、第ｐ気筒以外の気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｍ）（ｍは１〜４の整数のうちｐを除いた値）は目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtよりも大きくなる。
【００８６】
この結果、各気筒における燃焼を不安定にすることがない範囲内においてＥＧＲ量を最大値近傍に設定することができる。従って、ポンピングロスが低減する。更に、各気筒の点火時期補正量ΔＳＡ（＃ｎ）は、各気筒の８deg燃焼割合ＭＦＢ８（＃ｎ）が目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgtと一致するように制御される。この結果、各気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）はＭＢＴの近傍の時期となる。従って、機関１０は良好な燃費にて運転され得る。
【００８７】
図９は、第一制御装置による制御結果と、燃焼割合を用いない従来の制御装置による制御結果と、を示したグラフである。
【００８８】
図９の（Ａ）に示されているように、従来の制御装置によれば、第一燃焼割合（８deg燃焼割合ＭＦＢ８）は気筒間において大きくばらついている。これに対し、第一制御装置によれば、第一燃焼割合（８deg燃焼割合ＭＦＢ８）は目標第一燃焼割合（ＭＦＢ８ｔｇｔ＝５０％）に略一致するように制御されている。従って、各気筒は最大トルクに近いトルクを出力している。
【００８９】
図９の（Ｂ）に示されているように、従来の制御装置によれば、ＥＧＲ率は略１５％程度である。これに対し、第一制御装置によれば、ＥＧＲ率は略１９％となっている。即ち、第一制御装置によれば、ＥＧＲ率を従来の制御装置に比べ格段に大きくすることができる。従って、ポンピングロスが低減する。
【００９０】
図９の（Ｃ）は、横軸に「単位出力あたりに消費される燃料の量（燃料消費量）」をとり、縦軸に機関１０のトルク変動量をとったグラフである。この図に示されているように、第一制御装置により制御した場合のトルク変動量と従来の制御装置により制御した場合のトルク変動量とは殆ど差がない。その一方、第一制御装置により制御した場合の燃料消費量は、従来の制御装置により制御した場合の燃料消費量よりもかなり小さくなっている。
このように、第一制御装置は、点火時期をＭＢＴ近傍に制御し、且つ、ＥＧＲ量を機関１０のトルク変動を発生させない範囲において増大することができるので、ドライバビリティを犠牲にすることなく燃費を改善することができる。
【００９１】
＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態に係る制御装置（以下、「第二制御装置」と称呼する。）について説明する。第二制御装置は、第一制御装置と同様の点火時期制御を行う。即ち、第二制御装置は、各気筒の８deg燃焼割合ＭＦＢ８（＃ｎ）を目標８deg燃焼割合ＭＦＢ８tgtと一致させるように各気筒の点火時期ＳＡ（＃ｎ）を制御する。
【００９２】
ところで、第一制御装置は、それぞれの気筒について取得された３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）の中の最小値ＭＩＮを「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ」として採用していた。これに対し、第二制御装置は、それぞれの気筒について取得された３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）の平均値ＭＦＢ３０aveを「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ」として採用する。そして、第二制御装置は、その「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ」が目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtに一致するようにＥＧＲ量を制御する。
【００９３】
但し、３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）の平均値ＭＦＢ３０aveを「ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ」として採用すると、そのＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲは、それぞれの気筒について取得された３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）のうちの最小値よりも大きい値となる。従って、そのＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtに一致している場合であっても、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）が過大であって燃焼が不安定になる気筒が発生し得る。
【００９４】
そこで、第二制御装置は、それぞれの気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）を求め、得られたＥＧＲ率α（＃ｎ）のうちの最大値と最小値との差（ＥＧＲ率気筒間差）Δαが閾値Δαｔｈよりも大きいとき、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲと目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtとの大小関係に関わらず、ＥＧＲ量を減少させる。同時に、その場合、第二制御装置は目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtを低下させる。これにより、各気筒における燃焼を安定させながら、ＥＧＲ量を許容限界値近傍にまで増大させることができる。
【００９５】
（第二制御装置による制御の詳細）
第二制御装置のＣＰＵ７１は、第一制御装置のＣＰＵ７１と同様、図６に示した点火時期制御ルーチンを実行する。更に、第二制御装置のＣＰＵ７１は、図８に示したルーチンに代え、図１０及び図１１にフローチャートによりそれぞれ示したＥＧＲ量制御ルーチン及びＥＧＲ率取得ルーチンを実行する。図６に示したルーチンは説明済みである。よって、以下、図１０及び図１１に示したルーチンに沿って第二制御装置の作動の詳細について説明する。
【００９６】
第二制御装置のＣＰＵ７１は、図１０に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は図１０のステップ１０００から処理を開始し、以下に述べるステップ１００５乃至ステップ１０２５の処理を順に行ってステップ１０３０に進む。
【００９７】
ステップ１００５：ＣＰＵ７１は、図８のステップ８１０と同様、各気筒の３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）の最新値を読み込む。このように、ステップ１００５は、「機関１０が有する複数の気筒のそれぞれ（第１気筒〜第４気筒）が少なくとも一回の燃焼行程を経る所定期間（７２０度クランク角）」において「その複数の気筒のそれぞれについて取得された最新の第二燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）（ｎは１〜４の整数）」を取得する手段に相当している。
【００９８】
ステップ１０１０：ＣＰＵ７１は、ステップ１００５にて読み込んだ複数の第二燃焼割合ＭＦＢ３０（＃ｎ）（ｎは１〜４の整数）の平均値ＭＦＢ３０aveを求める。そして、ＣＰＵ７１は、求めた平均値ＭＦＢ３０aveをＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲとして採用する。
ステップ１０１５：ＣＰＵ７１は、各気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）（ｎは１〜４の整数）の最新値を読み込む。なお、ＥＧＲ率α（＃ｎ）は、図１１に示した後述するルーチンにより算出されている。
【００９９】
ステップ１０２０：ＣＰＵ７１は、第ｎ気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）（即ち、第１気筒のＥＧＲ率α（＃１）乃至第４気筒のＥＧＲ率α（＃４））の中から最大値を選択し、その最大値を最大ＥＧＲ率αmaxとして格納する。更に、ＣＰＵ７１は、第ｎ気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）（即ち、第１気筒のＥＧＲ率α（＃１）乃至第４気筒のＥＧＲ率α（＃４））の中から最小値を選択し、その最小値を最小ＥＧＲ率αminとして格納する。
ステップ１０２５：ＣＰＵ７１は、最大ＥＧＲ率αmaxから最小ＥＧＲ率αminを減じた値を求め、その値をＥＧＲ率気筒間差Δαとして格納する。
【０１００】
次に、ＣＰＵ７１はステップ１０３０に進み、ＥＧＲ率気筒間差Δαが閾値Δαｔｈよりも大きいか否かを判定する。このとき、ＥＧＲ率気筒間差Δαが閾値Δαｔｈ以下であると、ＣＰＵ７１はステップ１０３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０３５に進み、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ（この場合、ステップ１０１０にて得られた平均値ＭＦＢ３０ave）が目標第二燃焼割合である「目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgt」よりも大きいか否かを判定する。
【０１０１】
ＣＰＵ７１は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtよりも大きい場合、ステップ１０３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０４０に進み、ＥＧＲバルブ５６の目標開度ＥＧＲＶｔｇｔを微小量ΔＥＧＲだけ増大させる。その後、ＣＰＵ７１はステップ１０５０に進み、ＥＧＲバルブ５６の開度が目標開度ＥＧＲＶｔｇｔに一致するようにＥＧＲバルブ５６に指示信号を送出する。
【０１０２】
一方、ステップ１０３５の処理の実行時点において、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲが目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgt以下である場合、ＣＰＵ７１はステップ１０３５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０４５に進んでＥＧＲバルブ５６の目標開度ＥＧＲＶｔｇｔを微小量ΔＥＧＲだけ減少させる。その後、ＣＰＵ７１はステップ１０５０に進み、ＥＧＲバルブ５６の開度が目標開度ＥＧＲＶｔｇｔに一致するようにＥＧＲバルブ５６に指示信号を送出する。その後、ＣＰＵ７１はステップ１０９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０３】
この結果、ＥＧＲ率気筒間差Δαが閾値Δαｔｈ以下である場合、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ（平均値ＭＦＢ３０ave）が目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtに一致するようにＥＧＲ量が制御される。
【０１０４】
これに対し、ステップ１０３０の処理の実行時点において、ＥＧＲ率気筒間差Δαが閾値Δαｔｈよりも大きい場合、ＥＧＲ率（各気筒に供給される外部ＥＧＲ量）の気筒間差が過大であり、従って、ある気筒においてはＥＧＲ量が過大であるが故に安定した燃焼が行われていないと推定することができる。
【０１０５】
そこで、この場合、ＣＰＵ７１はステップ１０３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０６０に進み、目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtを微小量Δ３０tgtだけ減少させる。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１０４５に進み、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲ（平均値ＭＦＢ３０ave）が目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtよりも大きいか否かに関わらず、ＥＧＲバルブ５６の目標開度ＥＧＲＶｔｇｔを微小量ΔＥＧＲだけ減少させる。その後、ＣＰＵ７１はステップ１０５０に進み、ＥＧＲバルブ５６の開度が目標開度ＥＧＲＶｔｇｔに一致するようにＥＧＲバルブ５６に指示信号を送出する。その後、ＣＰＵ７１はステップ１０９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。以上の処理により、ＥＧＲ量が制御される。
【０１０６】
（ＥＧＲ率αの取得）
次に、図１０のステップ１０１５にて読み込まれるＥＧＲ率α（＃ｎ）の取得方法について説明する。いま、新気（大気）の比熱比をκair、既燃ガス（排ガス）の比熱比をκex、ある気筒に吸入されるガス（新気と既燃ガスとの混合ガス）の比熱比をκinとする。このとき、ＥＧＲ率αに関して下記（６）式が成立する。更に、（６）式を変形することにより（７）式が得られる。
【数６】
2010007618.tif 000008
【数７】
2010007618.tif 000009
【０１０７】
新気の比熱比κairは既知であり、例えば１．４である。既燃ガスの比熱比κexも既知であり、例えば、１．２である。従って、ある気筒に流入したガスの比熱比κinを知ることができれば、上記（７）式からＥＧＲ率αを求めることができる。
【０１０８】
一方、吸気弁３２が閉弁して燃焼室２５内のガスが圧縮され始めた後であって点火時期ＳＡよりも前の圧縮行程は断熱圧縮過程であると考えることができる。断熱圧縮行程においてＰＶκは一定である。そこで、図５の点ＸａにおけるＰ（θａ）・Ｖ（θａ）κinと点ＸｂにおけるＰ（θｂ）・Ｖ（θｂ）κinに関して下記（８）式が成立する。
【数８】
2010007618.tif 000010
【０１０９】
そこで、第二制御装置は、この（８）式に基づいて第ｎ気筒に流入するガスの比熱比κinを求め、その比熱比κinを（７）式に適用することによって第ｎ気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）を取得する。以下、第ｎ気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）を求めるための第二制御装置の具体的な作動について図１１を参照しながら説明する。
【０１１０】
ＣＰＵ７１は、図１１に示したルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は図１１のステップ１１００から処理を開始してステップ１１１０に進み、変数ｎの値を「１」に設定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ１１２０に進み、現時点のクランク角が「第ｎ気筒（この場合、第１気筒）の圧縮上死点前θｘ（例えば３０度）クランク角」であるか否かを判定する。このθｘは点火時期ＳＡよりも前のクランク角に設定されている。
【０１１１】
このとき、現時点のクランク角が「第ｎ気筒の圧縮上死点前θｘクランク角」であると、ＣＰＵ７１はステップ１１２０にて「Ｙｅｓ」と判定し、後述するステップ１１３０乃至ステップ１１６０の処理を順に行うことにより、第ｎ気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）を取得し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、ステップ１１２０の処理の実行時点において、現時点のクランク角が「第ｎ気筒の圧縮上死点前θｘクランク角」でないと、ＣＰＵ７１は以下に述べるステップ１１７０及びステップ１１８０の処理を実行する。
【０１１２】
ステップ１１７０：ＣＰＵ７１は変数ｎの値を「１」だけ増大する。
ステップ１１８０：ＣＰＵ７１は変数ｎの値が「４（機関１０の気筒数）」よりも大きいか否かを判定する。変数ｎの値が「４」よりも大きいと、ＣＰＵ７１はステップ１１８０にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ１１９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。一方、変数ｎの値が「４」以下であると、ＣＰＵ７１はステップ１１８０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１２０に戻る。
【０１１３】
このステップ１１７０及びステップ１１８０の処理により、現時点が「第１気筒乃至第４気筒のうちの何れかの気筒のクランク角がその気筒の圧縮上死点前θｘクランク角」である場合に、以下に述べるステップ１１３０乃至ステップ１１６０の処理が行われることになる。
【０１１４】
ステップ１１３０：ＣＰＵ７１は、第ｎ気筒の圧縮上死点前θａクランク角における筒内圧Ｐ（θａ）及び燃焼室容積Ｖ（θａ）をＲＡＭ７３及びＲＯＭ７２からそれぞれ読み出すことにより取得する。圧縮上死点前θａクランク角は圧縮上死点前θｘクランク角よりも進角側であって、吸気弁閉弁時期よりも遅角側のクランク角である。
ステップ１１４０：ＣＰＵ７１は、第ｎ気筒の圧縮上死点前θｂクランク角における筒内圧Ｐ（θｂ）及び燃焼室容積Ｖ（θｂ）をＲＡＭ７３及びＲＯＭ７２からそれぞれ読み出すことにより取得する。圧縮上死点前θｂクランク角は圧縮上死点前θｘクランク角よりも進角側であって、圧縮上死点前θａクランク角よりも遅角側のクランク角である。
【０１１５】
ステップ１１５０：ＣＰＵ７１は、上記（８）式に上記ステップ１１３０及び上記ステップ１１４０にて取得した各値を適用し特定気筒に吸入されたガスの比熱比をκinを算出する。
ステップ１１６０：ＣＰＵ７１は、上記（７）式に、新気の比熱比κair（＝１．４）、既燃ガスの比熱比κex（＝１．２）、及び、上記ステップ１１５０にて算出した比熱比κin、を適用することにより、第ｎ気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）を算出する。その後、ＣＰＵ７１は、ステップ１１９５に進み本ルーチンを一旦終了する。
【０１１６】
このように、第二制御装置は、各気筒の第二燃焼割合（３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０）の平均値ＭＦＢ３０aveをＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲとして採用する。従って、このＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲは、各気筒の第二燃焼割合に基づいて決定される値であって所定期間（複数の気筒のそれぞれが少なくとも一回の燃焼行程を経る期間）において複数の気筒のそれぞれについて取得された第二燃焼割合のうちの最小値よりも大きい値である。更に、第二制御装置は、そのＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲを目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtに一致させるようにＥＧＲ量を制御する。但し、第二制御装置は、それぞれの気筒のＥＧＲ率α（＃ｎ）を求め、得られたＥＧＲ率α（＃ｎ）のうちの最大値と最小値との差（ＥＧＲ率気筒間差）Δαが閾値Δαｔｈよりも大きいとき、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲと目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgtとの大小関係に関わらず、ＥＧＲ量を減少させる。更に、第二制御装置は、差（ＥＧＲ率気筒間差）Δαが閾値Δαｔｈよりも大きいとき、目標第二燃焼割合（目標３０deg燃焼割合ＭＦＢ３０tgt）を減少させる。従って、各気筒における燃焼を安定させながら、ＥＧＲ量を許容限界値近傍にまで増大させることができる。
【０１１７】
以上、説明したように、本発明の各実施形態は、燃焼割合を用いて点火時期及びＥＧＲ量を制御する。その結果、燃焼の悪化を招かない範囲においてＥＧＲ量を増大せしめ、もって、ポンピングロスを低減するとともに、点火時期をＭＢＴ近傍に制御し、もって、最大トルクに近しいトルクを機関１０に発生させることができる。
【０１１８】
本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態は、燃焼割合ＭＦＢ（従って、図示熱量の割合Ｑsum／Ｑtotal）を筒内圧に基いて取得していたが、燃焼割合ＭＦＢをWiebe関数と呼ばれる燃焼モデル（例えば、特開２００６−９７２０号公報を参照。）により求めるように構成することもできる。
【０１１９】
また、第一及び第二制御装置は、アクセルペダル操作量Accpが大きいほど実際のスロットル弁開度ＴＡが大きくなるようにスロットル弁開度を制御し、得られる筒内吸入空気量Ｍｃに基づいて燃料噴射量Ｆｉを決定していた。
【０１２０】
これに対し、第一及び第二制御装置は、現時点のアクセルペダル操作量Accp及び現時点のエンジン回転速度ＮＥを「噴射量決定用テーブルMapTAU及び目標スロットル弁開度決定用テーブルMapTAtgt」に適用することにより今回の燃料噴射量Ｆｉ及び目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔをそれぞれ決定するように構成することもできる。
【０１２１】
この場合、噴射量決定用テーブルMapTAUは、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度ＮＥにより定まる「要求トルク」を発生するために必要な「燃料噴射量Ｆｉ」を算出するためのルックアップテーブルである。また、目標スロットル弁開度決定用テーブルMapTAtgtは、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度ＮＥにより定まる「要求トルク」を発生するために必要な「吸入空気量」を気筒に流入させるのに必要な目標スロットル弁開度ＴＡｔｇｔを決定するためのルックアップテーブルである。
【０１２２】
更に、第二制御装置は、ＥＧＲ制御用第二燃焼割合ＭＦＢ３０ＥＧＲとして、
（１）前記所定期間において前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合のうちの最小の第二燃焼割合を除いた第二燃焼割合（残りの第二燃焼割合）に基づいて決定される値（例えば、残りの第二燃焼割合の平均値）、及び
（２）前記所定期間において前記複数の気筒のそれぞれについて取得された前記第二燃焼割合のうちの「最小の第二燃焼割合及び最大の第二燃焼割合」を除いた第二燃焼割合（残りの第二燃焼割合）に基づいて決定される値（例えば、残りの第二燃焼割合の平均値）等、の何れかを採用することもできる。
【０１２３】
なお、上記第一制御装置及び第二制御装置は、排気通路（排気通路の集合部）と吸気通路（吸気通路の集合部）とを連通する排気還流管５５と、その排気還流管に配設され且つ指示信号に応答して排気還流管の流路断面積を変更するＥＧＲバルブ５６と、からなるＥＧＲ量制御手段を備えていると表現することもできる。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】点火時期と、クランク角が圧縮上死点後第一クランク角であるときの実際の燃焼割合と、機関の発生トルクと、の関係を示したグラフである。
【図２】ＥＧＲ量を変更した各場合における、燃焼割合のクランク角に対する変化の様子を示したグラフである。
【図３】点火時期を変更した各場合における、燃焼割合のクランク角に対する変化の様子を示したグラフである。
【図４】本発明の第一実施形態に係る制御装置（第一制御装置）を適用した内燃機関の概略図である。
【図５】クランク角に対する筒内圧及びＰ・Ｖκの変化の様子を示した図である。
【図６】図４に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図７】第一制御装置の点火時期制御を行うための機能ブロック図である。
【図８】図４に示したＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図９】第一制御装置の制御結果を示したグラフである。
【図１０】本発明の第二実施形態に係る制御装置（第二制御装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】第二制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１２５】
１０…内燃機関、２５…燃焼室、３１…吸気ポート、３４…排気ポート、３７…点火プラグ、３８…イグナイタ、３９…燃料噴射弁、４１…インテークマニホールド、４１ｂ…サージタンク部、４２…吸気管、４４…スロットル弁、５１…エキゾーストマニホールド、５２…エキゾーストパイプ、５５…排気還流管、５６…ＥＧＲバルブ、６３…カムポジションセンサ、６４…クランクポジションセンサ、６５…筒内圧センサ、６９…アクセル開度センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ。
【図１】
2010007618.tif 000011
【図２】
2010007618.tif 000012
【図３】
2010007618.tif 000013
【図４】
2010007618.tif 000014
【図５】
2010007618.tif 000015
【図６】
2010007618.tif 000016
【図７】
2010007618.tif 000017
【図８】
2010007618.tif 000018
【図９】
2010007618.tif 000019
【図１０】
2010007618.tif 000020
【図１１】
2010007618.tif 000021