(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内に燃料を直接噴射するようにした火花点火式内燃機関に適用され、機関温間時に吸気行程前期に設定される燃料噴射時期を機関冷間時には遅角側の時期に変更する燃料噴射時期変更手段を有した内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射時期の変更に伴って空燃比がリーン化するのを抑制すべく前記機関冷間時には前記内燃機関の燃料噴射量を前記機関温間時の燃料噴射量よりも増量する燃料噴射量変更手段を備えるとともに、更に前記機関冷間時にはスロットル開度を前記機関温間時の開度よりも増大させるスロットル開度変更手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載した内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射時期変更手段は機関温度が低くなるほど燃料噴射時期の遅角量を大きく設定するものであり、
前記制御量変更手段は当該遅角量が大きくなるほど前記燃料噴射量と前記スロットル開度との変更割合を大きく設定するものである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
気筒内に燃料を直接噴射するようにした火花点火式内燃機関に適用され、機関温間時に吸気行程前期に設定される燃料噴射時期を機関冷間時には遅角側の時期に変更する燃料噴射時期変更手段を有した内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射時期の変更に伴って噴射燃料の霧化度合いが低下するのを抑制すべく前記機関冷間時には前記気筒内に発生するスワールの強度を前記機関温間時の強度よりも増大させるスワール強度変更手段を備えるとともに、更に前記機関冷間時にはスロットル開度を前記機関温間時の開度よりも増大させるスロットル開度変更手段を備える
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載した内燃機関の制御装置において、
前記燃料噴射時期変更手段は機関温度が低くなるほど燃料噴射時期の遅角量を大きく設定するものであり、
前記燃料噴射量変更手段は当該遅角量が大きくなるほど前記スワール強度と前記スロットル開度との変更割合を大きく設定するものである
ことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、気筒内に燃料を直接噴射するようにした火花点火式内燃機関に適用される制御装置に係り、詳しくは、機関温間時に吸気行程前期に設定される燃料噴射時期を機関冷間時には遅角側の時期に変更するようにした内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
燃料噴射弁から気筒内に燃料を直接噴射するようにした火花点火式の内燃機関においては、
・圧縮行程中に燃料を噴射して点火プラグの近傍に着火可能な濃い混合気を偏在させて燃焼を行う成層燃焼
・吸気行程中に燃料を噴射して気筒内の混合気を略均質な状態にして燃焼を行う均質燃焼
といった燃焼形態が機関運転状態に応じて選択される。
【０００３】
こうした筒内噴射式の内燃機関では、吸気通路内に燃料を噴射するようにした内燃機関と比較して、噴射燃料と吸入空気とが均質に混合され難い傾向がある。吸気通路内に燃料を噴射する内燃機関では、噴射燃料が吸気通路内において吸入空気とある程度混合されて気筒内に流入するのに対して、筒内噴射式の内燃機関では、こうした混合が行われないからである。このため、筒内噴射式の内燃機関で均質燃焼を実行する際には、燃料噴射時期を吸気行程の前期に設定することにより、噴射燃料と吸入空気との混合時間を極力確保するようにしている。
【０００４】
ところで、機関冷間時においては機関の熱によって噴射燃料の霧化が促進され難いことから、吸気行程前期に噴射された噴射燃料がピストンの頂面に衝突し、十分に霧化されないまま点火プラグにまで跳ね返るようになる。その結果、点火プラグの電極に液状の噴射燃料が付着するようになり、各電極間における絶縁抵抗が低下して最悪の場合には失火を招くおそれがある。
【０００５】
特に、成層燃焼を行う内燃機関では、ピストンの頂面に凹部を形成して圧縮行程中に噴射される噴射燃料の流れを点火プラグ側に指向させ、同点火プラグの近傍に可燃混合気層を形成するようにしている場合が多く、この場合には点火プラグの燃料付着量も一層多いものとなっている。
【０００６】
こうした噴射燃料の跳ね返りを抑制するうえでは、特開平９−６８０７２号公報に記載されるように、燃料噴射時期を変更することが有効である。即ち、吸気行程前期に設定されている燃料噴射時期を機関冷間時には遅角させ、ピストンの頂面が点火プラグから離間したときに燃料を噴射するようにすれば、同頂面に衝突して跳ね返る噴射燃料を減少させて点火プラグへの燃料付着を抑制することができるようになる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このように燃料噴射時期を遅角させると、機関燃焼状態が変化して機関温間時と同等の良好な機関燃焼状態を確保することが困難になる。
【０００８】
その理由としては、
・機関温間時にはピストンの頂面や気筒の内周壁面に衝突した噴射燃料は速やかに霧化して吸入空気と混合される。一方、機関冷間時に燃料噴射時期を遅角したときには、機関の熱、特にピストン頂面の熱による噴射燃料の霧化が期待できず、また、気筒の内周壁面においてピストンにより覆われていない部分の面積が大きくなるため、この内周壁面に付着したまま燃焼に寄与しない燃料の量が増大し、空燃比が機関温間時よりもリーン化するようになる。
【０００９】
・機関温間時において燃料を吸気行程前期に噴射したときには、ピストンの頂面と点火プラグとが近接しているため、同頂面に衝突した噴射燃料が点火プラグ周辺に浮遊するようになる。そして、この噴射燃料はピストンの下降に伴って気筒内に導入される吸入空気と混合されるものの、点火されるまでの間に気筒内に均一に分散されることは少ない。従って、点火プラグ周辺に過濃な混合気が偏在したままで点火が行われることとなる。
【００１０】
一方、機関冷間時に燃料噴射時期を遅角したときには、このように点火プラグの周辺に過濃な混合気が偏在するようなことはなく、機関温間時と比較して霧化が促進されずにその粒径が大きくなることから、噴射燃料はむしろ気筒内の下部、即ち点火プラグから離れた部分に偏在するようになる。従って、機関冷間時に燃料噴射時期を遅角したときには、点火プラグ周辺の混合気は機関温間時と比較してリーン化するようになる。このように点火プラグ周辺の混合気がリーン化すると、混合気の燃焼速度が低下し、点火してから気筒内の燃焼圧が最大になるまでの期間が長くなる結果、最大燃焼圧の発生時期が機関出力を確保するうえで好適な時期よりも遅れるようになる。
【００１１】
・機関温間時には機関の熱、特にピストンの頂面の熱によって噴射燃料の霧化が促進されるのに対して、機関冷間時に燃料噴射時期が遅角されると、こうしたピストンの頂面の熱による霧化促進が期待できなくなり、噴射燃料はその粒径が大きい状態のまま吸入空気と混合されるようになるため、吸入空気との混合が不十分のまま燃焼が行われるようになる。
といったことが考えられる。
【００１２】
このように空燃比や最大燃焼圧の発生時期、或いは噴射燃料の霧化度合いが変化するために、従来では機関冷間時に燃料噴射時期を遅角した場合には、機関温間時と同等の良好な機関燃焼状態を維持することができなくなり、機関出力の低下や変動、燃費の悪化を招くこととなっていた。
【００１３】
本発明はこうした従来の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は機関冷間時に燃料噴射時期を遅角した場合でも、機関温間時と略同等の良好な機関燃焼状態を維持することのできる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１に記載した発明では、気筒内に燃料を直接噴射するようにした火花点火式内燃機関に適用され、機関温間時に吸気行程前期に設定される燃料噴射時期を機関冷間時には遅角側の時期に変更する燃料噴射時期変更手段を有した内燃機関の制御装置において、燃料噴射時期の変更に伴って空燃比がリーン化するのを抑制すべく前記機関冷間時には前記内燃機関の燃料噴射量を前記機関温間時の燃料噴射量よりも増量する燃料噴射量変更手段を備えるとともに、更に前記機関冷間時にはスロットル開度を前記機関温間時の開度よりも増大させるスロットル開度変更手段を備えるようにしている。
【００１５】
こうした構成によれば、燃料噴射量の増量によって空燃比がリッチ側に補正されるため、燃料噴射時期の変更に伴う空燃比のリーン化を抑制することができるようになる。また、機関冷間時におけるポンピングロスが機関温間時と比較して減少し、同機関冷間時の機関出力が増大するようになる。
【００１６】
更に、請求項２に記載した発明のように、請求項１に記載した構成において、
・燃料噴射時期変更手段は機関温度が低くなるほど燃料噴射時期の遅角量を大きく設定するものであり、
・制御量変更手段は当該遅角量が大きくなるほど前記燃料噴射量と前記スロットル開度との変更割合を大きく設定するものである、
といった構成を採用すれば、点火プラグへの燃料付着を燃料噴射時期の遅角によって抑制する際に、その遅角量を必要最小限に抑えつつ、その燃料噴射時期の遅角に伴う空燃比のリーン化を燃料噴射量の増量によって抑制するうえで、より適正な燃料噴射量の変更割合を設定することができるようになる。
【００２１】
また、請求項３に記載した発明のように、気筒内に燃料を直接噴射するようにした火花点火式内燃機関に適用され、機関温間時に吸気行程前期に設定される燃料噴射時期を機関冷間時には遅角側の時期に変更する燃料噴射時期変更手段を有した内燃機関の制御装置において、
燃料噴射時期の変更に伴って噴射燃料の霧化度合いが低下するのを抑制すべく前記機関冷間時には前記気筒内に発生するスワールの強度を前記機関温間時の強度よりも増大させるスワール強度変更手段を備えるとともに、更に前記機関冷間時にはスロットル開度を前記機関温間時の開度よりも増大させるスロットル開度変更手段を備える、
といった構成を採用すれば、スワールの強度を増大させることによって噴射燃料の霧化が促進され、燃料噴射時期の変更に伴って噴射燃料の霧化度合いが低下し燃焼状態が変化するのを抑制することができるようになる。また、機関冷間時におけるポンピングロスが機関温間時と比較して減少し、同機関冷間時の機関出力が増大するようになる。
【００２２】
更に、請求項４に記載した発明のように、請求項３に記載した発明において、
・燃料噴射時期変更手段は機関温度が低くなるほど燃料噴射時期の遅角量を大きく設定するものであり、
・燃料噴射量変更手段は当該遅角量が大きくなるほど前記スワール強度と前記スロットル開度との変更割合を大きく設定するものである、
といった構成を採用すれば、即ち燃料噴射時期の遅角量が大きくなるほどスワールの強度を強くする構成を採用すれば、噴射燃料の霧化度合いが低下するのをスワール強度の増大によって抑制する際に、より適正な増大割合を設定することができるようになる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
［第１の実施形態］
以下、本発明を具体化した第１の実施形態について説明する。
【００２５】
図１は本実施形態におけるエンジン１０の制御装置の概略構成を示している。
エンジン１０はシリンダヘッド１１と、複数のシリンダ１３（図１ではその一つのみを図示）が形成されたシリンダブロック１２とを備えている。各シリンダ１３内にはピストン１４が往復動可能に設けられており、このピストン１４の頂面と、シリンダ１３の内周壁面及びシリンダヘッド１１の下面とによって燃焼室１６が区画形成されている。
【００２６】
シリンダヘッド１１には吸気通路３０の一部を構成する一対の吸気ポート３０ａ，３０ｂと、排気通路３２の一部を構成する一対の排気ポート３２ａ，３２ｂとが形成されている（図１では一方の吸気ポート３０ａ及び排気ポート３２ａのみ図示）。これら吸気ポート３０ａ，３０ｂ及び排気ポート３２ａ，３２ｂは燃焼室１６に連通されており、シリンダヘッド１１に支持された吸気バルブ２０及び排気バルブ２２の開閉動作によって開放及び閉鎖される。
【００２７】
図２は各吸気ポート３０ａ，３０ｂ及び排気ポート３２ａ，３２ｂの平断面形状を示している。同図に示すように、一方の吸気ポート３０ａは直線状に延びるストレートポートとなっているのに対し、他方の吸気ポート３０ｂはその軸線が湾曲して延びるヘリカルポートとなっている（以下、特にこれら吸気ポート３０ａ，３０ｂを区別する場合には、それぞれ「ストレートポート３０ａ」、「ヘリカルポート３０ｂ」と称する）。このヘリカルポート３０ｂを通過して燃焼室１６に吸入空気が導入されると、燃焼室１６内には破線矢印で示すようにピストン１４（図１参照）の軸線回りに旋回する吸入空気の流れ、即ちスワールが形成されるようになる。
【００２８】
図１及び図２に示すように、吸気通路３０においてストレートポート３０ａの上流側に連通する部分には、モータ３５によって開閉駆動されるスワールコントロールバルブ（以下、「ＳＣＶ」と略記する）３４が設けられている。このＳＣＶ３４は、ストレートポート３０ａを開閉してヘリカルポート３０ｂを通過する吸入空気の量を調節することにより、燃焼室１６内に形成されるスワールの強度を調節するものである。
【００２９】
このＳＣＶ３４の開度が相対的に小さくなると、吸気通路３０を通過する吸入空気のうちヘリカルポート３０ｂを通過する割合が大きくなってスワールの強度が強くなり、逆に同開度が相対的に大きくなるとこの割合が小さくなってスワールの強度が弱くなる。
【００３０】
図１に示すように、吸気通路３０においてＳＣＶ３４よりも上流側部分にはサージタンク３６が設けられており、更にこのサージタンク３６よりも上流側部分の内部にはスロットルバルブ３８が設けられている。このスロットルバルブ３８はスロットルモータ３９によって開閉駆動されることにより燃焼室１６に導入される吸入空気の量をその開度、即ちスロットル開度ＴＡに応じて調節する。
【００３１】
サージタンク３６には同サージタンク３６とキャニスタ（図示略）を連通するパージ通路３７の一端側が接続されている。このパージ通路３７にはパージ量制御弁３３が設けられており、キャニスタからサージタンク３６にパージされる燃料の量はこのパージ量制御弁３３により調節される。
【００３２】
シリンダヘッド１１には燃焼室１６内に燃料を直接噴射するインジェクタ２６が各燃焼室１６に対応して設けられている。このインジェクタ２６は燃料ポンプ（図示略）から高圧の燃料が圧送されるデリバリパイプ（図示略）に接続されており、同デリバリパイプから燃料が供給される。インジェクタ２６には電磁弁（図示略）が内蔵されており、この電磁弁の開閉動作に基づいて燃料噴射量及び燃料噴射時期が調節される。
【００３３】
シリンダヘッド１１には各燃焼室１６に対応して点火プラグ２４が設けられており、その先端の電極部分は燃焼室１６内に突出している。この点火プラグ２４は点火コイル（図示略）を介してイグナイタ２５に接続されており、このイグナイタ２５によってその点火時期が調節される。吸気バルブ２０の開弁時に吸気通路３０から燃焼室１６内に導入される吸入空気とインジェクタ２６から燃焼室１６内に直接噴射される燃料とによって形成される混合気は、この点火プラグ２４により点火されて燃焼する。こうして燃焼した混合気は排気バルブ２２の開弁時に燃焼室１６から排気として排気通路３２に排出される。
【００３４】
ピストン１４の頂面には凹部１４ａが形成されている。圧縮行程後期のようにピストン１４とインジェクタ２６とが近接しているときに同インジェクタ２６から噴射される燃料は、スワールとともにその流動方向がこの凹部１４ａによって点火プラグ２４の先端部側に向けられるようになっている。
【００３５】
本実施形態におけるエンジン１０は、空燃比或いは燃料噴射方式が異なる複数のモード、即ち、「成層燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質燃焼」の間でその燃焼形態が切り換えられるようになっている。こうした燃焼形態の切り換えは燃料噴射量及び機関回転数に基づいて行われる。
【００３６】
例えば、燃焼形態として「成層燃焼」が選択されると、空燃比は理論空燃比（Ａ／Ｆ＝１４．５）よりもリーン（Ａ／Ｆ＝２５〜５０）に設定され、燃料噴射時期は圧縮行程後期に設定される。また、燃焼形態として「弱成層燃焼」が選択されると、空燃比は理論空燃比よりもリーン（Ａ／Ｆ＝２０〜３０）に設定されるとともに、燃料は吸気行程と圧縮行程との２回に分割して噴射されるようになる。更に、燃焼形態として「均質燃焼」が選択されると、空燃比は運転状態に応じて理論空燃比、リーン（Ａ／Ｆ＝１５〜２３）、及びリッチ（Ａ／Ｆ＝１１〜１３）のいずれかに適宜設定されるとともに、燃料噴射時期は吸気行程中に設定される。
【００３７】
エンジン１０にはその運転状態を検出するための各種センサが設けられている。ピストン１４の往復動に伴って回転するクランクシャフト（図示略）と同クランクシャフトと連動して回転するカムシャフトの近傍には、クランクシャフトの回転速度（機関回転数ＮＥ）と回転角度（クランク角ＣＡ）を検出するためのクランク角センサ５１及びカム角センサ５２がそれぞれ設けられている。
【００３８】
サージタンク３６には吸入空気の圧力（吸気圧ＰＭ）を検出する吸気圧センサ５３が設けられている。スロットルバルブ３８の近傍にはアクセルペダル６０の踏込量（アクセル開度ＡＣＣＰ）を検出するアクセルセンサ５４が設けられている。ＳＣＶ３４の近傍には同ＳＣＶ３４の開度（実開度ＳＣＶＰ）を検出するためのＳＣＶ開度センサ５５が設けられている。
【００３９】
シリンダブロック１２には、冷却水の温度（冷却水温ＴＨＷ）を検出するための水温センサ５６（機関温度検出手段を構成する）と、エンジン１０に発生するノッキングの大きさに応じたノッキング信号ＫＣＳを出力するノックセンサ５７とが設けられている。また、排気通路３２にはその内部を流れる排気の酸素濃度に応じた排気酸素濃度信号ＸＯＸを出力する酸素センサ５８が設けられている。
【００４０】
これら各種センサ５１〜５８から出力される検出信号はいずれも、エンジン１０の各種制御を実行する電子制御装置（以下、「ＥＣＵ」と略記する）４０に入力される。このＥＣＵ４０はこれら各センサ５１〜５８からの検出信号に基づいてインジェクタ２６（電磁弁）やイグナイタ２５、パージ量制御弁３３、各モータ３５，３９等々を駆動することにより、燃料噴射量及び燃料噴射時期に係る制御や点火時期制御、空燃比フィードバック制御、パージ量制御、吸入空気量制御、スワール強度に係る制御等を実行する。ＥＣＵ４０はこうした各種制御を実行する際に演算処理を行う中央演算処理装置（ＣＰＵ）４１や、これら各種制御プラグラムや関数データが予め記憶され、或いは各種データを記憶するためのメモリ４２等を備えている。
【００４１】
以下、ＥＣＵ４０によって実行される制御のうち燃焼形態として「均質燃焼」が選択されているときの各種制御の実行手順について説明する。
まず、本実施形態における燃料噴射時期制御に関して説明する。
【００４２】
図３は燃料噴射時期制御の実行手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０はこの「燃料噴射時期制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。
【００４３】
まず、ステップ１００において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて燃料噴射時期ＡＩＮＪを算出する。この燃料噴射時期ＡＩＮＪは点火が行われる気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）を基準とし、その圧縮上死点前（ＢＴＤＣ）の相対的なクランク角ＣＡとして定義されている。従って、燃料噴射時期ＡＩＮＪが大きくなるほど燃料は相対的に進角側の時期に噴射され、逆に小さくなるほど相対的に遅角側の時期に噴射されることとなる。
【００４４】
次に、ステップ１１０において、冷却水温ＴＨＷと判定温度ＪＴＨＷとを比較する。この判定温度ＪＴＨＷは点火プラグ２４への燃料付着を抑制するために、燃料噴射時期ＡＩＮＪを遅角させる必要があるか否かを判定するための値である。ここで冷却水温ＴＨＷが判定温度ＪＴＨＷより低いと判断した場合には、処理をステップ１２０に移行し、燃料噴射時期ＡＩＮＪを冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤと等しく設定する。この冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤは点火プラグ２４への燃料付着を確実に抑制可能なように設定された燃料噴射時期であり、ステップ１００において吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて設定される燃料噴射時期ＡＩＮＪの範囲（例えば、ＢＴＤＣ  ３００〜３６０°ＣＡ）よりも遅角側の時期（例えばＢＴＤＣ  ２６０°ＣＡ）である。
【００４５】
そして、ステップ１３０において遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤを「１」にセットする。この遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤは点火プラグ２４への燃料付着を抑制するために燃料噴射時期ＡＩＮＪを遅角する処理（以下、「噴射時期遅角処理」という）が実行されているか否かを判断するためのフラグである。
【００４６】
一方、ステップ１１０において冷却水温ＴＨＷが判定温度ＪＴＨＷ以上である、即ち噴射時期遅角処理を実行する必要がないと判断した場合、ステップ１４０において遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤを「０」にリセットする。ステップ１３０或いはステップ１４０の処理を実行した後、ＥＣＵ４０は本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００４７】
次に、本実施形態における燃料噴射量制御に関して説明する。
図４は燃料噴射量制御の実行手順を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０はこの「燃料噴射量制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。
【００４８】
この「燃料噴射量制御ルーチン」では上記「燃料噴射時期制御ルーチン」にて設定された遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤに基づいて燃料噴射量の増量補正が実行される。
【００４９】
まず、ステップ２００において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを算出する。この基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢは燃料噴射量の基準となるものであり、吸気圧ＰＭ或いは機関回転数ＮＥが大きくなるほど所定の機関出力を確保するために大きな値として算出される。
【００５０】
次に、ステップ２１０において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」に設定されているか否か、即ち噴射時期遅角処理が実行されているか否か判断する。ここで遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「０」であると判断した場合には、噴射時期遅角処理は停止されているため、処理をステップ２４０に移行する。
【００５１】
一方、ステップ２１０において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」であると判断した場合、ステップ２２０において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤを算出し、ステップ２３０において、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢをこの冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤと等しく設定する。
【００５２】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥと冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ４０は冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤを算出する際に、この関数データを参照する。ここで冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤはステップ２００にて算出される基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢよりも常に多くなるように設定されており、これら両者ＱＩＮＪＢＣＯＬＤ，ＱＩＮＪＢの差、即ち噴射時期遅角処理の実行時における燃料噴射量の増量割合は、噴射時期遅角処理の実行に伴ってリーン側にずれる空燃比のずれ量を補償することができるよう設定されている。
【００５３】
そして、ステップ２４０では、燃料噴射時間ＴＡＵを次式に基づいて算出する。
ＴＡＵ＝ＱＩＮＪＢ×（ＦＡＦ＋ＫＧ）×ＫＭ  ・・・（１）
ここで「ＦＡＦ」は排気酸素濃度信号ＸＯＸ等に基づいて設定される空燃比フィードバック補正係数、「ＫＧ」は目標空燃比（理論空燃比）と実際の空燃比と間に生じる定常的な偏差を補正するための空燃比学習値である。また、「ＫＭ」は燃料噴射圧（デリバリパイプ内の燃料圧）や吸気温等に基づき設定される補正係数である。
【００５４】
このステップ２４０において燃料噴射時間ＴＡＵを設定した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
ＥＣＵ４０は、上記各制御ルーチンにおいて求められる燃料噴射時間ＴＡＵと燃料噴射時期ＡＩＮＪとに基づいてインジェクタ２６の電磁弁を駆動することにより燃料噴射を実行する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態では、噴射時期遅角処理が行われる際に、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢとして冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤが選択されるため、機関温間時と比較してより多くの燃料が噴射される。従って、機関温間時と比較してシリンダ１３の内周壁面に付着する燃料の量が増大し、実際に燃焼に寄与する燃料の量が減少した機関冷間時でも、その燃料の減少を燃料噴射量の増大によって相殺することができ、燃焼室１６に導入される吸入空気量に対応した量の燃料を噴射することができるようになる。
【００５６】
従って、本実施形態によれば、
（１）噴射時期遅角処理に伴う空燃比のリーンずれを抑制して良好な燃焼状態を確保することができ、こうした空燃比のずれに起因する機関出力の低下や変動を抑制することができるようになる。
【００５７】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について第１の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第１の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【００５８】
本実施形態では第１の実施形態において説明した「燃料噴射時期制御ルーチン」及び「燃料噴射量制御ルーチン」に加え、噴射時期遅角処理が実行中であるか否かに応じて点火時期を補正するようにしている点が上記第１の実施形態と相違している。
【００５９】
以下、こうした点火時期制御の実行手順について図５に示すフローチャートを参照して説明する。ＥＣＵ４０はこの「点火時期算出ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。
【００６０】
まずステップ３００において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて基本点火時期ＡＢＳＥを算出する。ＥＣＵ４０のメモリ４２には吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥと基本点火時期ＡＢＳＥとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ４０は基本点火時期ＡＢＳＥを算出する際にこの関数データを参照する。この基本点火時期ＡＢＳＥも燃料噴射時期ＡＩＮＪと同様、圧縮上死点前の相対的なクランク角ＣＡとして定義されている。
【００６１】
次に、ステップ３１０において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」に設定されているか否かを判断する。ここで遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」である旨判断した場合、即ち噴射時期遅角処理が実行されていると判断した場合、処理をステップ３２０に移行する。
【００６２】
ステップ３２０において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤを算出した後、ステップ３３０において、基本点火時期ＡＢＳＥをこの冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤと等しく設定する。
【００６３】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥと冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ４０は冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤを算出する際にこの関数データを参照する。
【００６４】
この冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤは、ステップ３００において算出される基本点火時期ＡＢＳＥよりも常に大きくなるように、即ち常に進角側の時期となるように設定されている。
【００６５】
機関冷間時において燃料噴射時期を遅角させると、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢの増量によりシリンダ１３内の全体的な空燃比がリーン側にずれるのを抑制したとしても、燃料噴霧の粒径が大きいことから同噴霧がシリンダ１３の下方に偏在するようになり、点火プラグ２４周辺の混合気が部分的にリーン化することが避けきれない。
【００６６】
このように点火プラグ２４周辺の混合気が部分的にリーン化すると混合気の燃焼速度が低下し、最大燃焼圧の発生時期（クランク角ＣＡ）が機関出力を確保するうえで好適な時期よりも遅れるようになる。上記冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤと基本点火時期ＡＢＳＥとの差、即ち噴射時期遅角処理の実行時における点火時期の進角量は、こうした最大燃焼圧の発生時期が遅れるのを補償することができるように設定されている。
【００６７】
ステップ３１０において噴射時期遅角処理が停止されていると判断した場合、或いはステップ３３０の処理を実行した後は、ステップ３４０において、基本点火時期ＡＢＳＥ及びノックセンサ５７から出力されるノッキング信号ＫＣＳ等に基づいて最終点火時期ＡＯＰを算出する。このステップ３４０の処理を実行した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００６８】
ＥＣＵ４０は圧縮上死点前のクランク角ＣＡがこの最終点火時期ＡＯＰと一致したときに、点火信号をイグナイタ２５に対して出力することにより、点火プラグ２４による点火を実行する。
【００６９】
以上説明したように、本実施形態では、噴射時期遅角処理が実行される際に、基本点火時期ＡＢＳＥとして冷間時基本点火時期ＡＢＳＥＣＯＬＤが選択されるため、機関温間時と比較してより早い時期に混合気の点火が行われるようになる。
【００７０】
従って、本実施形態によれば、
（２）噴射時期遅角処理によって最大燃焼圧の発生時期が機関出力を確保するうえで好適な時期よりも遅れることを抑制して良好な燃焼状態を確保することができる。従って、こうした最大燃焼圧発生時期の遅角に起因する機関出力の低下や変動、また燃費の悪化をも抑制することができるようになる。
【００７１】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について第１の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第１の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【００７２】
本実施形態では噴射時期遅角処理において燃料噴射時期を遅角させる際に、その遅角量を冷却水温ＴＨＷに基づいて可変設定するとともに、その燃料噴射時期の遅角量に基づいて燃料噴射量の増量割合を設定するようにしている点が上記第１の実施形態と相違している。
【００７３】
以下、こうした燃料噴射時期制御の実行手順について図６及び図７を参照して説明する。ＥＣＵ４０は図６に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。尚、図６において図３と同一の符号を付した各ステップは図３と同一内容の処理が実行されるものとする。
【００７４】
ステップ１００の処理の後、ステップ１１０において、噴射時期遅角処理を実行する必要があると判断した場合には、ステップ１１２〜１２０の処理を順次実行して燃料噴射時期ＡＩＮＪを補正する。
【００７５】
まず、ステップ１１２において、冷却水温ＴＨＷに基づいて冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤを算出する。ＥＣＵ４０のメモリ４２には冷却水温ＴＨＷと冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ４０は冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤを算出する際にこの関数データを参照する。
【００７６】
図７はこの関数データを示すグラフである。同図に示すように、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤは遅角側の時期に設定される。
【００７７】
次に、ステップ１１４において、ステップ１００で算出された燃料噴射時期ＡＩＮＪと冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤとの差を遅角量△ＡＩＮＪとして設定する。この遅角量△ＡＩＮＪは、噴射時期遅角処理の実行によって空燃比がリーン側にずれる際のずれ量と相関を有するものであり、燃料噴射量の増量割合を決定する際に用いられる。
【００７８】
そして、ステップ１２０において、冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤを新たな燃料噴射時期ＡＩＮＪとして設定した後、ステップ１３０において遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤを「１」にセットする。
【００７９】
一方、ステップ１１０において、噴射時期遅角処理を実行する必要がないと判断した場合には、ステップ１４０において遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤを「０」にリセットする。上記ステップ１３０，１４０の各処理を実行した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００８０】
次に、燃料噴射量制御の実行手順について図８及び図９を参照して説明する。ＥＣＵ４０は図８に示す「燃料噴射量制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。尚、図８において図４と同一の符号を付した各ステップは同図と同一内容の処理が実行されるものとする。
【００８１】
ステップ２００の処理の後、ステップ２１０において噴射時期遅角処理が実行されていると判断した場合には、ステップ２２２〜２３２の処理を順次実行して基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを補正する。
【００８２】
まず、ステップ２２２において、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ（或いは吸気圧ＰＭ）及び前記遅角量△ＡＩＮＪに基づいて噴射量増量係数ＫＱを算出する。この噴射量増量係数ＫＱは噴射時期遅角処理の実行によって空燃比がリーン側にずれる際のずれ量に応じて燃料噴射量を増量補正するためのものである。
【００８３】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ（或いは吸気圧ＰＭ）及び遅角量△ＡＩＮＪと噴射量増量係数ＫＱとの関係を定義する関数データが記憶されている。図９は、この関数データを示すグラフである。
【００８４】
同図に示すように、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど噴射量増量係数ＫＱは大きく設定される。このように噴射量増量係数ＫＱを設定するようにしているのは以下の理由による。
【００８５】
即ち、遅角量△ＡＩＮＪ、冷間時噴射時期ＡＩＮＪＣＯＬＤ、及び冷却水温ＴＨＷの関係から明らかなように、この遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど冷却水温ＴＨＷが低く噴射燃料が霧化され難くなるため、シリンダ１３の内周壁面に付着したままとなる燃料の量が増大する。
【００８６】
更に、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど、燃料を噴射するときのインジェクタ２６とピストン１４の頂面との距離が大きくなり、シリンダ１３の内周壁面においてピストン１４によって覆われていない部分が増大するため、この内周壁面への燃料付着量が増大するようになる。
【００８７】
そして、こうした燃料付着量の増大に伴って空燃比がリーン側により大きくずれるようになるため、このずれを適正に補正するためには、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど噴射量増量係数ＫＱを大きく設定する必要があるからである。
【００８８】
また、噴射量増量係数ＫＱは基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが多く（或いは吸気圧ＰＭが大きく）なるほど大きく設定される。これは、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが多くなるほど、シリンダ１３の内周壁面に付着する噴射燃料の割合が増大し、上記のような空燃比のリーンずれが顕著になる傾向があるからである。
【００８９】
以上のようにして噴射量増量係数ＫＱを算出した後、ステップ２３２において、現在の基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢに噴射量増量係数ＫＱを乗算し、その乗算値（ＱＩＮＪＢ×Ｋ）を新たな基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢとして設定する。
【００９０】
一方、上記ステップ２１０において噴射時期遅角処理が停止されていると判断した場合、或いはステップ２３２の処理を実行した後、ＥＣＵ４０はステップ２４０において上式（１）に基づき燃料噴射時間ＴＡＵを算出し、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【００９１】
以上説明したように、本実施形態では、冷却水温ＴＨＷが低くなるほど燃料噴射時期ＡＩＮＪを相対的に遅角側の時期に設定するとともに、同燃料噴射時期ＡＩＮＪが遅角側の時期に設定されるほど基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを大きく増量するようにしている。
【００９２】
従って、本実施形態によれば、
（３）点火プラグ２４への燃料付着を抑制するうえで燃料噴射時期（ＡＩＮＪ）の遅角量（△ＡＩＮＪ）を必要最小限に抑えつつ、更にその燃料噴射時期の遅角に伴う空燃比のリーンずれを燃料噴射量の増量によって抑制する際に適正な増量割合（噴射量増量係数ＫＱ）を設定することができるようになる。その結果、更に良好な機関燃焼状態を確保して、空燃比のリーンずれに起因する機関出力の低下や変動を確実に抑制することができるようになる。
【００９３】
［第４の実施形態］
次に、本発明の第４の実施形態について第３の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第３の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【００９４】
本実施形態では図６、８に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」及び「燃料噴射量制御ルーチン」の双方を実行するとともに、点火時期を前記遅角量△ＡＩＮＪに基づき必要に応じて補正して算出するようにしている。以下、この点火時期の算出手順について図１０及び図１１を参照して説明する。
【００９５】
図１０は「点火時期算出ルーチン」の各処理を示すフローチャートである。ＥＣＵ４０はこの「点火時期算出ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。尚、図１０において図５と同一の符号を付した各ステップは同図と同一内容の処理が実行されるものとする。
【００９６】
ステップ３００の処理の後、ステップ３１０において、噴射時期遅角処理が実行中であると判断した場合、ステップ３２５において、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ（或いは吸気圧ＰＭ）及び遅角量△ＡＩＮＪに基づいて点火時期進角量ＫＡを算出する。この点火時期進角量ＫＡは、噴射時期遅角処理によって最大燃焼圧の発生時期が機関出力を確保するうえで好適な時期よりも遅れる際、その遅角量に応じて点火時期を進角補正するためのものである。
【００９７】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ（或いは吸気圧ＰＭ）及び遅角量△ＡＩＮＪと点火時期進角量ＫＡとの関係を定義する関数データが記憶されている。図１１は、この関数データを示すグラフである。
【００９８】
同図に示すように、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど点火時期進角量ＫＡは大きく設定される。このように点火時期進角量ＫＡを設定するようにしているのは以下の理由による。
【００９９】
即ち、遅角量△ＡＩＮＪを大きくした場合、即ち燃料噴射時期をより大きく遅角した場合、前述した点火プラグ２４周辺の混合気が相対的にリーンになる傾向が更に顕著になり、燃焼速度が大きく低下するようになる。その結果、最大燃焼圧の発生時期が機関出力を確保するうえで好適な時期から更に大きく遅れるようになる。従って、こうした最大燃焼圧の発生時期の変化を抑制するためには、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど点火時期をより進角側の時期に設定する必要があるからである。
【０１００】
また、点火時期進角量ＫＡは基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが多く（或いは吸気圧ＰＭが大きく）なるほど大きく設定される。これは、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが多くなるほど、点火プラグ２４周辺の混合気がその他の部分の混合気と比較して更にリーンになり、上記のような最大燃焼圧の発生時期のずれも更に大きくなるからである。
【０１０１】
こうして点火時期進角量ＫＡを算出した後、ステップ３３５において、この点火時期進角量ＫＡを現在の基本点火時期ＡＢＳＥに加算し、その加算値（ＡＢＳＥ＋ＫＡ）を新たな基本点火時期ＡＢＳＥとして設定する。このステップ３３５の処理を実行した後、或いはステップ３１０において噴射時期遅角処理が停止されていると判断した場合は、ＥＣＵ４０はステップ３４０において最終点火時期ＡＯＰを算出し、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【０１０２】
以上説明したように、本実施形態では、冷却水温ＴＨＷに基づき設定される燃料噴射時期ＡＩＮＪが遅角側の時期に設定されるほど基本点火時期ＡＢＳＥを進角させるようにしている。従って、第３の実施形態に記載した（３）と同様の作用効果を奏することができるのに加え、更に以下のような作用効果を奏することができる。
【０１０３】
即ち、
（４）点火プラグ２４への燃料付着を抑制するうえで燃料噴射時期（ＡＩＮＪ）の遅角量（△ＡＩＮＪ）を必要最小限に抑えつつ、最大燃焼圧の発生時期が好適な時期からずれるのを点火時期の進角によって抑制する際に適正な進角量（点火時期進角量ＫＡ）を設定することができるようになる。その結果、更に良好な機関燃焼状態を確保して、最大燃焼圧の発生時期のずれに起因する機関出力の低下や変動を抑制することができ、また、燃費の悪化も確実に抑制することができるようになる。
【０１０４】
［第５の実施形態］
次に、本発明の第５の実施形態について第１の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第１の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【０１０５】
本実施形態では図３に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」を実行するとともに、空燃比制御における空燃比学習値ＫＧを噴射時期遅角処理の実行中と同処理の停止中とで別々の値として学習するようにしている。尚、本実施形態では図４に示す「燃料噴射量制御ルーチン」は実行されず、従って冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤに基づく基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢの増量補正は実行されない。
【０１０６】
以下、この空燃比学習値ＫＧの学習が行われる「空燃比制御ルーチン」の各処理について図１２及び図１３に示すフローチャートを参照して説明する。ＥＣＵ４０はこの「空燃比制御ルーチン」を所定の時間周期の割込処理として繰り返し実行する。
【０１０７】
まず、ステップ５００において、空燃比のフィードバック制御の実行条件が成立しているか否かを判定する。ここで空燃比制御の実行条件が成立していないと判断した場合、ステップ５０１で空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを「１．０」に設定した後、ＥＣＵ４０は本ルーチンの処理を一旦終了する。因みに、このように空燃比制御の実行条件が成立しない場合としては、例えば、冷却水温ＴＨＷが所定温度以下となっている、アクセル開度ＡＣＣＰが所定値以上となっている、等々の場合がある。
【０１０８】
一方、ステップ５００において空燃比制御の実行条件が成立していると判断した場合、ステップ５０２において、パージ制御が停止されているか否か、即ちパージ量制御弁３３によりパージ通路３７が閉鎖されているか否かを判断する。ここでパージ制御が停止中であると判断した場合、ステップ５０４において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤに基づき噴射時期遅角処理が実行中であるか否かを判断する。
【０１０９】
このステップ５０４において噴射時期遅角処理が実行中であると判断した場合、ステップ５０６において、冷間時空燃比学習値ＫＧＣＯＬＤをＥＣＵ４０のメモリ４２から読み込むとともに、その冷間時空燃比学習値ＫＧＣＯＬＤを空燃比学習値ＫＧとして設定する。
【０１１０】
一方、ステップ５０４において噴射時期遅角処理が停止されていると判断した場合、ステップ５０７において温間時空燃比学習値ＫＧＨＯＴをメモリ４２から読み込むとともに、その温間時空燃比学習値ＫＧＨＯＴを空燃比学習値ＫＧとして設定する。ここで、冷間時空燃比学習値ＫＧＣＯＬＤ及び温間時空燃比学習値ＫＧＨＯＴはいずれも、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥにより区分される複数の運転領域に対応する値として、これら運転領域と関連付けられてメモリ４２に記憶されている。
【０１１１】
続くステップ５０８において、排気酸素濃度信号ＸＯＸに基づいて空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出する。図１４はこの空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの時間的な変化態様の一例を示している。同図に示すように、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは排気酸素濃度信号ＸＯＸが排気の空燃比がリッチであることを示す状態とリーンであることを示す状態との間で切り替わるとき（タイミングｔ１，ｔ２，ｔ３）に一定量だけ増量或いは減量される。そして再び排気酸素濃度信号ＸＯＸが切り替わるまでの期間（タイミングｔ１〜ｔ２，ｔ２〜ｔ３）では徐々に増量或いは減量される。
【０１１２】
因みに、このように排気酸素濃度信号ＸＯＸの切替時期（スキップタイミング）に一定量だけ空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを増減する動作は「スキップ制御」と称され、このスキップ制御の後、再びスキップタイミングが到来するまで空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを徐々に増減する動作は「積分動作」と称されており、空燃比のフィードバック制御にあっては周知の制御態様である。
【０１１３】
このようにして空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを算出した後、ステップ５１０においてスキップタイミングが否かを判断する。
ここでスキップタイミングである旨判断した場合、ステップ５１２において、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが安定しており、その変化が所定の変動幅内に存在しているか否かを判断する。例えば、エンジン１０の運転状態が定常的な状態である場合には、この平均値ＦＡＦＡＶの変動量が小さくなるため、このステップ５１２において平均値ＦＡＦＡＶが安定していると判断されることとなる。
【０１１４】
ステップ５１２において空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが安定していると判断した場合、処理を図１３に示すステップ５１４に移行し、空燃比学習値ＫＧを次式（２）に基づいて算出する。
【０１１５】
ＫＧ＝ＦＡＦＡＶ−１．０  ・・・（２）
定常的な運転状態においてエンジン１０の空燃比が理論空燃比よりもリーン側にずれる傾向がある場合には、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの平均値ＦＡＦＡＶが「１．０」よりも大きくなるため、空燃比学習値ＫＧは正の値として設定され、空燃比が理論空燃比よりもリッチ側にずれる傾向がある場合には、平均値ＦＡＦＡＶが「１．０」よりも小さくなるため、空燃比学習値ＫＧは負の値として設定されることとなる。
【０１１６】
そして、ステップ５１６において再び噴射時期遅角処理が実行中であるか否かを判断し、同処理が実行中である場合には、ステップ５１８において、空燃比学習値ＫＧを吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥによって定まる現在の運転領域に対応する冷間時空燃比学習値ＫＧＣＯＬＤとして記憶する。一方、ステップ５１６において噴射時期遅角処理が実行されていないと判断した場合、ステップ５１７において、空燃比学習値ＫＧを現在の運転領域に対応する温間時空燃比学習値ＫＧＨＯＴとして記憶する。
【０１１７】
上記ステップ５１７，５１８の各処理を実行した後、或いはステップ５０２，５１０，５１２において否定判断した場合、ＥＣＵ４０は本ルーチンの処理を一旦終了する。このようにして学習された空燃比学習値ＫＧは、上式（１）に示すように燃料噴射時間ＴＡＵを算出する際に反映される。
【０１１８】
以上説明したように、本実施形態では、空燃比フィードバック制御における空燃比学習値ＫＧを、噴射時期遅角処理の停止中に用いられる値、即ち温間時空燃比学習値ＫＧＨＯＴと、同処理の実行中に用いられる値、即ち冷間時空燃比学習値ＫＧＣＯＬＤとに区別して学習するようにしている。
【０１１９】
従って、噴射時期遅角処理の実行中には、同処理の実行に伴って発生する空燃比のリーンずれの大きさに見合った空燃比学習値ＫＧによって、同処理の停止中よりも増量補正された基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢに基づき燃料噴射が実行されるようになる。
【０１２０】
例えば、空燃比学習値ＫＧを別々に学習しない場合には、仮に噴射時期遅角処理の実行中において、前述したような空燃比のリーンずれを抑制し得るように空燃比学習値ＫＧが学習されたとしても、その後、噴射時期遅角処理の停止中に空燃比学習値ＫＧが更新されると、冷間再始動時等、再び噴射時期遅角処理が実行されるときには、その更新された空燃比学習値ＫＧに基づき空燃比制御が実行されてしまうこととなる。従って、空燃比のフィードバック制御の停止中にあっては、もはや空燃比のリーンずれを解消することはできず、また、同フィードバック制御が開始され、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦによって基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが増量補正される場合であっても、同フィードバック制御の開始直後におけるリーンずれの発生は避けられず、これを速やかに補償することはできないことになる。
【０１２１】
この点、本実施形態によれば、
（５）冷間再始動時等に噴射時期遅角処理が実行されるときには、空燃比学習値ＫＧとして前回の噴射時期遅角処理の実行中に学習された冷間時空燃比学習値ＫＧＣＯＬＤが読み込まれるため、同処理の実行に伴う空燃比のリーンずれを速やかに補償することができ、こうした空燃比のずれに起因する機関出力の低下や変動をより早い段階で抑制することができるようになる。
【０１２２】
［第６の実施形態］
次に、本発明の第６の実施形態について第３の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第３の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【０１２３】
本実施形態では図６、８に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」及び「燃料噴射量制御ルーチン」の双方を実行するとともに、噴射時期遅角処理が実行されているか否かに応じてＳＣＶ３４の開度を制御することにより、燃焼室１６内に形成されるスワールの強度を調節するようにしている。
【０１２４】
以下、このＳＣＶ３４の開度制御について図１５〜１７を参照して説明する。図１５は「ＳＣＶ開度制御ルーチン」の処理内容を示すフロチャートであり、ＥＣＵ４０はこのルーチンを所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。
【０１２５】
まず、ステップ７００において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいてＳＣＶ３４の基本指示開度ＳＣＶＲＥＱＢを算出する。次に、ステップ７０２において、冷却水温ＴＨＷ及び機関回転数ＮＥに基づいて閉込量ＤＳＣＶを算出する。この閉込量ＤＳＣＶはＳＣＶ３４の開度を基本指示開度ＳＣＶＲＥＱＢから減少させるためのものであり、同閉込量ＤＳＣＶが大きく設定されるほどスワールの強度は増大するようになる。
【０１２６】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には冷却水温ＴＨＷ及び機関回転数ＮＥと閉込量ＤＳＣＶとの関係を定義する関数データが記憶されており、ＥＣＵ４０は閉込量ＤＳＣＶを算出する際にこの関数データを参照する。例えば、この閉込量ＤＳＣＶは図１６に示すように、冷却水温ＴＨＷが低下するほど大きく設定される。このように閉込量ＤＳＣＶを設定するようにしているのは、冷却水温ＴＨＷ、換言すれば機関温度が低下するほど噴射燃料の霧化が低下して吸入空気と混合され難くなるため、スワールの強度を増大させることによって、こうした噴射燃料の霧化を促進させる必要があるからである。また、閉込量ＤＳＣＶは機関回転数ＮＥが低下するほど大きく設定される。これは、機関回転数ＮＥが低下すると、燃焼室１６への吸入空気の導入速度が低下してスワールの強度もまた低下するため、こうしたスワール強度の低下を補う必要があるからである。
【０１２７】
次に、ステップ７０４において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤに基づいて噴射時期遅角処理が実行されているか否かを判断する。ここで同処理が実行中であると判断した場合、ステップ７０５において、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ（或いは吸気圧ＰＭ）及び遅角量△ＡＩＮＪに基づいて閉込量補正係数ＫＳを算出する。
【０１２８】
この閉込量補正係数ＫＳは噴射時期遅角処理の実行によって噴射燃料の霧化が低下する際の低下度合いに応じてスワールの強度を増大補正するためのものである。
【０１２９】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ（或いは吸気圧ＰＭ）及び遅角量△ＡＩＮＪと閉込量補正係数ＫＳとの関係を定義する関数データが記憶されている。図１７は、この関数データを示すグラフである。
【０１３０】
同図に示すように、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど閉込量補正係数ＫＳは大きく設定される。このように閉込量補正係数ＫＳを設定するようにしているのは以下の理由による。
【０１３１】
即ち、遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど、燃料を噴射するときにおけるインジェクタ２６とピストン１４の頂面との距離が長くなるため、同頂面の熱によって噴射燃料が霧化され難くなるとともに、前述したようにシリンダ１３の内周壁面への燃料付着量も増大するようになる。従って、より強いスワールを燃焼室１６内に形成することにより、噴射燃料の霧化を促進させるとともに、シリンダ１３の内周壁面への燃料付着を抑制する必要があるためである。
【０１３２】
更に、閉込量補正係数ＫＳは基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが多く（或いは吸気圧ＰＭが大きく）なるほど大きく設定される。これは、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが多くなるほど、シリンダ１３の内周壁面に付着する噴射燃料の割合が増大するとともに、シリンダ１３内に存在する霧化度合いの悪い（粒径の大きい）燃料噴霧の量が増大するためである。
【０１３３】
以上のようにして閉込量補正係数ＫＳを算出した後、ステップ７０６において、現在の閉込量ＤＳＣＶに閉込量補正係数ＫＳを乗算し、その乗算値（ＤＳＣＶ×ＫＳ）を新たな閉込量ＤＳＣＶとして設定する。
【０１３４】
ステップ７０６の処理を実行した後、或いはステップ７０４において噴射時期遅角処理が停止されていると判断した場合、処理をステップ７０８に移行し、ＳＣＶ３４の指示開度ＳＣＶＲＥＱを次式（３）に基づいて算出する。
【０１３５】
ＳＣＶＲＥＱ＝ＳＣＶＲＥＱＢ−ＤＳＣＶ  ・・・（３）
ステップ７０８の処理を実行した後、ＥＣＵ４０は本ルーチンの処理を一旦終了する。ＥＣＵ４０はこのようにして算出された指示開度ＳＣＶＲＥＱとＳＣＶ３４の実開度ＳＣＶＰとが一致するようにモータ３５をフィードバック制御する。
【０１３６】
以上説明したように、本実施形態では噴射時期遅角処理が実行されている場合には閉込量ＤＳＣＶを増大することによりＳＣＶ３４の開度を減少させるようにしている。従って、本実施形態によれば、第３の実施形態に記載した（３）と同様の作用効果を奏することができるのに加え、更に以下のような作用効果を奏することができる。
【０１３７】
即ち、
（６）噴射時期遅角処理によって噴射燃料の霧化度合いが低下してしまうのをスワールの強度を増大させることにより抑制することができる。その結果、霧化が促進されずに、噴射燃料と吸入空気との混合が不十分のまま燃焼が行われることに起因する機関出力の低下や変動を抑制することができ、燃費や排気性状の悪化をも抑制することができるようになる。
【０１３８】
更に、
（７）遅角量△ＡＩＮＪが大きくなるほど閉込量ＤＳＣＶが大きくなるように補正してスワールの強度を増大させるようにしているため、上記のような機関出力の低下や変動、燃費や排気性状の悪化を更に確実に抑制することができるようになる。
【０１３９】
また、
（８）スワール強度の増大によって噴射燃料がシリンダ１３の内周壁面に付着し難くなることから、こうした燃料付着に起因したオイル希釈の発生も抑制することができるようになる。
【０１４０】
［第７の実施形態］
次に、本発明の第７の実施形態について第３の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第３の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【０１４１】
本実施形態では図６、８に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」及び「燃料噴射量制御ルーチン」の双方を実行するとともに、点火時期制御におけるノック学習値ＡＧＫＮＫを噴射時期遅角処理の実行中と同処理の停止中とで別々の値として学習するようにしている。
【０１４２】
以下、このノック学習値ＡＧＫＮＫの学習が行われる「点火時期制御ルーチン」の各処理について図１８及び図１９のフローチャートを参照して説明する。ＥＣＵ４０はこの「点火時期制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。
【０１４３】
まず、図１８に示すステップ８００において、吸気圧ＰＭ及び機関回転数ＮＥに基づいて基本点火時期ＡＢＳＥ及び最大遅角値ＡＫＭＡＸを算出する。ここで、最大遅角値ＡＫＭＡＸは基本点火時期ＡＢＳＥを遅角する際の最大量であり、ノッキングの発生を確実に抑制可能な大きさに設定されている。
【０１４４】
次に、ステップ８０２において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤに基づき噴射時期遅角処理が実行中であるか否かを判断する。ここで噴射時期遅角処理が実行中であると判断した場合、ステップ８０４において、冷間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＣＯＬＤをメモリ４２から読み込むとともに、その冷間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＣＯＬＤをノック学習値ＡＧＫＮＫとして設定する。
【０１４５】
一方、ステップ８０２において、噴射時期遅角処理が実行されていないと判断した場合、ステップ８０５において、温間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＨＯＴをメモリ４２から読み込むとともに、その温間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＨＯＴをノック学習値ＡＧＫＮＫとして設定する。
【０１４６】
次に、図１９に示すステップ８０６において、ノッキング信号ＫＣＳに基づいてエンジン１０にノッキングが発生しているか否かを判断する。ここでノッキングが発生していると判断した場合、ステップ８０８において、現在のノック制御値ＡＫＣＳに所定角度α１を加算し、その加算値（ＡＫＣＳ＋α１）を新たなノック制御値ＡＫＣＳとして設定する。このノック制御値ＡＫＣＳは現在のエンジン１０のノッキング発生状況に応じてその大きさが変化する値である。
【０１４７】
一方、ステップ８０６においてノッキングが発生していないと判断した場合、ステップ８０９において、現在のノック制御値ＡＫＣＳから所定角度α２を減算し、その減算値（ＡＫＣＳ−α２）を新たなノック制御値ＡＫＣＳとして設定する。
【０１４８】
ステップ８０８又はステップ８０９の処理を実行した後、ステップ８１０において、ノック遅角反映値ＡＫＮＫを次式（４）に基づいて算出する。
ＡＫＮＫ＝ＡＫＭＡＸ−ＡＧＫＮＫ＋ＡＫＣＳ  ・・・（４）
次に、ステップ８１２において、ノック制御値ＡＫＣＳと所定角度β１とを比較する。ここでノック制御値ＡＫＣＳが所定角度β１より大きいと判断した場合、ステップ８１６において、現在のノック学習値ＡＧＫＮＫから所定角度γを減算し、その減算値（ＡＧＫＮＫ−γ）を新たなノック学習値ＡＧＫＮＫとして設定する。
【０１４９】
一方、ステップ８１２においてノック制御値ＡＫＣＳが所定角度β１以下であると判断した場合、ステップ８１４において更にノック制御値ＡＫＣＳと所定角度β２とを比較する。ここでノック制御値ＡＫＣＳが所定角度β２より小さいと判断した場合、ステップ８１７において現在のノック学習値ＡＧＫＮＫに所定角度γを加算し、その加算値（ＡＧＫＮＫ＋γ）を新たなノック学習値ＡＧＫＮＫとして設定する。
【０１５０】
このノック学習値ＡＧＫＮＫはエンジン１０に発生するノッキングの定常的な傾向を示すものであり、本ルーチンの処理によって、ノックキングが頻繁に発生する傾向がある場合には相対的に小さい値に学習され、逆にノッキングの発生回数が少ない場合には相対的に大きい値に学習される。
【０１５１】
従って、このノック学習値ＡＧＫＮＫは、燃料のオクタン価に応じたノッキングの発生傾向の他、例えば噴射時期遅角処理の実行により点火プラグ２４周辺の混合気のリーン化傾向が変化した場合には、その変化に応じたノッキングの発生傾向をも反映した値に学習されることになる。
【０１５２】
例えば、噴射時期遅角処理の実行中には点火プラグ２４周辺の混合気の空燃比が相対的にリーンになるため、燃焼室１６内における混合気の燃焼が緩慢になってノッキングが発生し難くなるとともに、最大燃焼圧の発生時期が相対的に遅れるようになる。このため、ノック学習値ＡＧＫＮＫは相対的に大きくなるように更新され、このノック学習値ＡＧＫＮＫの更新によって点火時期（最終点火時期ＡＯＰ）も進角側の時期に設定されるようになる。
【０１５３】
一方、噴射時期遅角処理が停止されているときには、混合気の燃焼速度が増大してノッキングが発生し易くなるとともに、最大燃焼圧の発生時期が相対的に早まるようになる。このため、ノック学習値ＡＧＫＮＫは相対的に小さくなるように更新され、このノック学習値ＡＧＫＮＫの更新によって点火時期も遅角側の時期に設定されるようになる。
【０１５４】
ステップ８１６又はステップ８１７の処理を実行した後、或いはステップ８１４において否定判断した場合、ステップ８１８において、噴射時期遅角処理が実行中であるか否かを判断し、同処理が実行中である場合には、ステップ８２０において、ノック学習値ＡＧＫＮＫを冷間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＣＯＬＤとしてメモリ４２に記憶する。一方、ステップ８１８において噴射時期遅角処理が停止されていると判断した場合には、ステップ８２１において、ノック学習値ＡＧＫＮＫを温間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＨＯＴとしてメモリ４２に記憶する。
【０１５５】
このようにしてノック学習値ＡＧＫＮＫを噴射時期遅角処理の実行中であるか否かに応じて各別に学習してメモリ４２に記憶した後、ステップ８２２において、基本点火時期ＡＢＳＥからノック遅角反映値ＡＫＮＫを減算し、その減算値（ＡＢＳＥ−ＡＫＮＫ）を最終点火時期ＡＯＰとして設定した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【０１５６】
以上説明したように、点火時期制御におけるノック学習値ＡＧＫＮＫを、噴射時期遅角処理が停止されているときに用いられる値、即ち温間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＨＯＴと、同処理の実行中に用いられる値、即ち冷間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＣＯＬＤとに区別して学習するようにしている。
【０１５７】
例えば、このようにノック学習値ＡＧＫＮＫを別々に学習しない場合には、仮に噴射時期遅角処理の実行中にノック学習値ＡＧＫＮＫが学習されたとしても、その後、噴射時期遅角処理が停止されたときにノック学習値ＡＧＫＮＫが更新されると、冷間再始動時等、再び噴射時期遅角処理が実行されるときには、その更新されたノック学習値ＡＧＫＮＫに基づいて点火時期制御が実行されてしまうこととなる。
【０１５８】
これに対して、本実施形態によれば、
（９）冷間再始動時等に噴射時期遅角処理が実行されるときには、ノック学習値ＡＧＫＮＫとして前回の噴射時期遅角処理の実行中に学習された冷間時ノック学習値ＡＧＫＮＫＣＯＬＤが読み込まれるため、同処理の実行に伴って最大燃焼圧の発生時期が機関出力を確保するうえで好適な時期よりも遅れるのを速やかに抑制して良好な燃焼状態を確保することができる。従って、こうした最大燃焼圧の発生時期が遅角することに起因する機関出力の低下や変動、また、燃費の悪化をより早期に抑制することができるようになる。
【０１５９】
更に、本実施形態では、図６、８に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」及び「燃料噴射量制御ルーチン」の双方を実行するようにしていることから、第３の実施形態に記載した（３）と同様の作用効果をも奏することができる。
【０１６０】
［第８の実施形態］
次に、本発明の第８の実施形態について第３の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第３の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【０１６１】
本実施形態では図６に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」を実行するとともに、噴射時期遅角処理時に基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを増量する際には、空燃比のフィードバック制御を一時的に停止するようにしている。
【０１６２】
以下、本実施形態の燃料噴射量制御について、図２０のフローチャートを参照して説明する。ＥＣＵ４０は同図に示す「燃料噴射量制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。尚、この「燃料噴射量制御ルーチン」において図８に示す処理と同一の符号を付した各ステップは同図と同一内容の処理が実行されるものとする。
【０１６３】
ＥＣＵ４０はステップ２１０において遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」であると判断した場合に、ステップ２２２において基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢ及び前記遅角量△ＡＩＮＪに基づいて噴射量増量係数ＫＱを算出する。
【０１６４】
ここで、上記第３の実施形態においては、噴射時期遅角処理に起因して空燃比が理論空燃比からリーン側にずれるのを抑制可能なように噴射量増量係数ＫＱを算出するようにしたが、本実施形態では更に、上記遅角量△ＡＩＮＪが特に大きく、従って噴射時期遅角処理による機関燃焼状態の変化が大きいときには、空燃比が理論空燃比よりも更にリッチになるように、この噴射量増量係数ＫＱを算出するようにしている。このように空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定することにより、機関燃焼状態の安定化を図ることができるからである。
【０１６５】
このようにして噴射量増量係数ＫＱを算出した後、ＥＣＵ４０はステップ２３５において空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを「１．０」に変更する。そして、ＥＣＵ４０はステップ２４０の処理を実行した後、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【０１６６】
以上、説明したように本実施形態では噴射時期遅角処理時に基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを噴射量増量係数ＫＱに基づいて増量する際には、空燃比のフィードバック制御を停止して、空燃比の制御態様をオープンループ制御に切り替えるようにしている。
【０１６７】
従って、本実施形態によれば、第３の実施形態において記載した（３）と同様の効果を奏することができるのに加え、更に、
（１０）噴射量増量係数ＫＱに基づく基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢの増量操作が空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦによって打ち消されてしまうことがなくなるため、噴射時期遅角処理時において空燃比を理論空燃比よりもリッチに設定することによって、確実に機関燃焼状態の安定化を図ることができるようになる。
【０１６８】
［第９の実施形態］
次に、本発明の第９の実施形態について第３の実施形態との相違点を中心にして説明する。尚、第３の実施形態と同等の構成については説明を省略する。
【０１６９】
本実施形態では図６、８、１０、１５に示す「燃料噴射時期制御ルーチン」、「燃料噴射量制御ルーチン」、「点火時期算出ルーチン」、「ＳＣＶ開度制御ルーチン」がそれぞれ実行される。更に、本実施形態ではこれら各制御に加え、上記噴射時期遅角処理の実行時にはスロットル開度ＴＡの目標制御量である目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを同処理の非実行時よりも大きく設定するようにしている。
【０１７０】
以下、こうしたスロットル開度制御の実行手順について図２１を参照して説明する。ＥＣＵ４０は同図に示す「スロットル開度制御ルーチン」を所定のクランク角周期の割込処理として繰り返し実行する。
【０１７１】
まず、ＥＣＵ４０はステップ９００において、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」に設定されているか否かを判断する。ここで、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」ではないと判断した場合、即ち噴射時期遅角処理の実行中ではないと判断した場合、ステップ９１５ににおいてアクセル開度ＡＣＣＰ及び機関回転数ＮＥに基づいて目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを算出する。
【０１７２】
一方、ステップ９００において遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」であると判断した場合、即ち噴射時期遅角処理の実行中であると判断した場合、ＥＣＵ４０はステップ９１０において、噴射時期遅角処理の実行時に対応した目標スロットル開度ＴＡＴＲＧをアクセル開度ＡＣＣＰ及び機関回転数ＮＥに基づいて算出する。
【０１７３】
ＥＣＵ４０のメモリ４２には、目標スロットル開度ＴＡＴＲＧとアクセル開度ＡＣＣＰ及び機関回転数ＮＥとの関係を定義する関数データであって、噴射時期遅角処理の実行時に対応した関数データと非実行時に対応した関数データとがそれぞれ各別に格納されている。ＥＣＵ４０はステップ９１０の処理では前者の関数データを、ステップ９１５の処理では後者の関数データをそれぞれ参照して目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを算出する。
【０１７４】
ここで、上記各関数データは、アクセル開度ＡＣＣＰ及び機関回転数ＮＥの双方が同一であれば、ステップ９１０の処理に基づき算出される目標スロットル開度ＴＡＴＲＧがステップ９１５の処理に基づき算出される目標スロットル開度ＴＡＴＲＧよりも大きくなるように設定されている。
【０１７５】
従って、噴射時期遅角処理の実行時にあってはスロットル開度ＴＡが同処理の非実行時と比較して大きく設定されるようになるため、ポンピングロスが低減されるようになる。更に、こうしたスロットル開度ＴＡの設定に応じて吸気圧ＰＭが大きくなることから基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢもスロットル開度ＴＡの増大分に見合った分だけ相対的に大きく設定されるようになる。
【０１７６】
こうしてステップ９１０或いはステップ９１５において目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを算出した後、ＥＣＵ４０はステップ９２０でスロットル開度ＴＡが目標スロットル開度ＴＡＴＲＧと一致するようにスロットルモータ３９を制御し、本ルーチンの処理を一旦終了する。
【０１７７】
本実施形態では、上記「燃料噴射量制御ルーチン」、「点火時期算出ルーチン」、「ＳＣＶ開度制御ルーチン」が実行されることにより、燃料噴射量、点火時期、及びＳＣＶ開度が噴射時期遅角処理に適合するように変更されるため、第３、第４、第６の実施形態に記載した（３）、（４）、（６）〜（８）と同等の作用効果を奏することができる。
【０１７８】
ここで、上記のように噴射時期遅角処理時において同処理に適合するように燃料噴射量、点火時期、及びＳＣＶ開度を変更した場合、機関燃焼状態の悪化を確実に抑制することができるものの、これら燃料噴射量、点火時期、及びＳＣＶ開度の変更に起因した機関出力の低下が避けられず、噴射時期遅角処理の実行時から非実行時へと移行する際にいわゆるトルクショックが発生する傾向がある。
【０１７９】
この点、本実施形態によれば、
（１１）噴射時期遅角処理の実行時にはスロットル開度ＴＡを相対的に大きく設定するようにしているため、同処理の実行時には非実行時と比較してポンピングロスを低減させることができるようになる。その結果、噴射時期遅角処理の実行に伴う機関出力の低下を極力抑えて、上記のようなトルクショックの発生を抑制することができるようになる。
【０１８０】
以上説明した各実施形態は以下のように構成を変更して実施することもできる。
・上記第２、７、６の実施形態では、噴射時期遅角処理の実行時に燃料噴射量の増量に加えて、点火時期を進角させ、或いはスワール強度の増大させるようにしているが、噴射時期遅角処理の実行時に点火時期或いはスワール強度のみを変更する構成を採用することもできる。また、点火時期及びスワールの強度の双方を噴射時期遅角処理の実行時に変更したり、更に、燃料噴射量、点火時期、及びスワールの強度を全て変更する構成を採用することもできる。
【０１８１】
・上記第７の実施形態の実施形態では噴射時期遅角処理が実行されているか否かに応じてノック学習値ＡＧＫＮＫを別々の値として学習するようしたが、例えば最大遅角値ＡＫＭＡＸを噴射時期遅角処理が実行されているか否かに応じて別々に設定する構成を採用することもできる。
【０１８２】
・上記第５の実施形態では噴射時期遅角処理が実行されているか否かに応じて空燃比学習値ＫＧを設定し、この空燃比学習値ＫＧに基づいて燃料噴射時間ＴＡＵを算出するようにしたが、この燃料噴射時間ＴＡＵを補正するための補正係数をこうした空燃比学習値ＫＧとは別に定義し、この補正係数の値を噴射時期遅角処理が実行されているときの値と停止されているときの値とに別々に設定するようにしてもよい。
【０１８３】
・上記第８の実施形態では噴射量増量係数ＫＱに基づいて基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを増量補正するようにしたが、第１の実施形態と同様、基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを冷間時基本噴射量ＱＩＮＪＢＣＯＬＤと等しく設定することにより、同基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢを増量補正するようにしてもよい。
【０１８４】
・上記第９の実施形態では前述した「燃料噴射量制御ルーチン」、「点火時期算出ルーチン」、「ＳＣＶ開度制御ルーチン」をいずれも実行するようにしたが、これら各処理のうちの１つ或いは２つの処理を選択して実行するようにしてもよい。
【０１８５】
・上記第９の実施形態では噴射時期遅角処理の実行時と非実行時に対応した各別の関数データをＥＣＵ４０のメモリ４２に格納しておき、遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤの値に対応した関数データに基づいて目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを算出するようにしたが、例えば、アクセル開度ＡＣＣＰ及び機関回転数ＮＥに基づいて予め目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを算出しておき、噴射時期遅角処理の実行時（遅角処理実行フラグＸＣＯＬＤが「１」であると判断されるとき）には、この目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを増大補正するようにしてもよい。
【０１８６】
また、この際、目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを増大補正する割合を燃料噴射時期ＡＩＮＪの遅角量△ＡＩＮＪに基づいて可変設定するようにしてもよい。このように構成すれば、噴射時期遅角処理の実行に伴う機関出力の低下に見合った分だけ目標スロットル開度ＴＡＴＲＧを増大補正することができ、トルクショックの発生をより確実に抑制することができるようになる。
【０１８７】
・上記第９の実施形態では噴射時期遅角処理の実行によって基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが増量補正されるときに、空燃比のフィードバック制御を停止するようにしたが、この停止条件に加えて更に、機関始動時やエンジン１０の冷却水温の低温時に基本燃料噴射量ＱＩＮＪＢが増量補正されるときにも同様に、空燃比のフィードバック制御を停止するようにしてもよい。
【０１８８】
・上記各実施形態では噴射時期遅角処理の実行に併せて燃料噴射量や点火時期、スワールの強度を補正するようにしたが、これら各種制御量の他、例えば燃料噴射圧やスロットルバルブ３８の開度を補正するようにしたり、或いは吸気バルブ２０や排気バルブ２２の開閉時期やリフト量を調節する機構を設けるとともに、この機構による調節量を補正するようにしてもよい。
【０１８９】
・上記各実施形態では機関温度として冷却水温ＴＨＷを選択し、この冷却水温ＴＨＷに基づいて点火プラグ２４への燃料付着が発生する運転状態にあるか否かを判断するようにしたが、例えば、この冷却水温ＴＨＷに代えて、潤滑油温や吸気温、エンジン１０を始動してからの経過時間や累積燃料噴射量等に基づいて、こうした運転状態を判断することもできる。
【０１９０】
・上記各実施形態では機関冷間時に燃料噴射時期ＡＩＮＪを遅角する際にその時期を吸気行程に設定するようにしたが、更に圧縮行程前期にまで遅角させるようにしてもよい。
【０１９１】
・上記各実施形態は燃焼形態を成層燃焼、弱成層燃焼、均質燃焼の間で切り替えるエンジン１０の制御装置を適用するようにしたが、均質燃焼のみを実行するエンジンに対して本発明に係る制御装置を適用することもできる。
【０１９２】
【発明の効果】
請求項１乃至６に記載した発明によれば、燃料噴射時期の変更に伴う機関燃焼状態の変化が抑制され、機関冷間時に燃料噴射時期を遅角した場合でも、機関温間時と略同等の良好な機関燃焼状態を維持することができるようになる。
【０１９３】
特に、請求項２に記載した発明によれば、点火プラグへの燃料付着を燃料噴射時期の遅角によって抑制する際に、その遅角量を必要最小限に抑えつつ、その燃料噴射時期の遅角に伴う機関燃焼状態の変化を抑制するうえで、より適正な制御量の変更割合を設定することができるようになる。その結果、良好な機関燃焼状態を確実に維持することができるようになる。
【０１９４】
また、請求項３に記載した発明によれば、燃料噴射量の増量によって燃料噴射時期の変更に伴う空燃比のリーン化を抑制することができ、こうした空燃比のリーン化に起因した機関出力の低下や変動を抑制することができるようになる。特に、燃料噴射時期の遅角量が大きくなるほど燃料噴射量の増量割合を大きくすれば、より適正な増量割合が設定されるようになるため、機関出力の低下や変動を確実に抑制することができるようになる。
【０１９５】
更に、請求項４に記載した発明によれば、燃料噴射時期の変更に伴って最大燃焼圧の発生時期が遅角側の時期に変化するのを点火時期の進角によって抑制することができるようになり、最大燃焼圧の発生時期が好適な時期よりも遅角側の時期にずれることに起因した機関出力の低下や変動、また、燃費の悪化を抑制することができるようになる。特に、燃料噴射時期の遅角量が大きくなるほど点火時期の進角量を大きくすれば、より適正な点火時期の進角量が設定されるようになるため、こうした機関出力の低下や変動、燃費の悪化を確実に抑制することができるようになる。
【０１９６】
請求項５に記載した発明によれば、燃料噴射時期の変更に伴って噴射燃料の霧化度合いが低下し燃焼状態が変化するのをスワールの強度を増大させることにより抑制することができ、霧化が促進されず噴射燃料と吸入空気との混合が不十分のまま燃焼が行われることに起因した機関出力の低下や変動、更には燃費や排気性状の悪化を抑制することができるようになる。特に、燃料噴射時期の遅角量が大きくなるほどスワール強度の増大割合を大きくすれば、より適正な増大割合が設定されるようになるため、こうした機関出力の低下や変動、燃費や排気性状の悪化を確実に抑制することができるようになる。
【０１９７】
また、請求項６に記載した発明によれば、機関冷間時におけるポンピングロスが機関温間時と比較して減少し、同機関冷間時の機関出力が増大するようになる。その結果、機関冷間時と機関温間時との間における機関出力の差を減少させることができ、機関冷間時から機関温間時への移行時におけるトルクショックの発生を抑制することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジンの制御装置の概略構成図。
【図２】吸気ポート及び排気ポートの形状を示す断面図。
【図３】燃料噴射時期制御の実行手順を示すフローチャート。
【図４】燃料噴射量制御の実行手順を示すフローチャート。
【図５】点火時期の算出手順を示すフローチャート。
【図６】燃料噴射時期制御の実行手順を示すフローチャート。
【図７】冷却水温と冷間時噴射時期との関係を示すグラフ。
【図８】燃料噴射量制御の実行手順を示すフローチャート。
【図９】基本燃料噴射量及び遅角量と噴射量増量係数との関係を示すグラフ。
【図１０】点火時期の算出手順を示すフローチャート。
【図１１】基本燃料噴射量及び遅角量と点火時期進角量との関係を示すグラフ。
【図１２】空燃比制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１３】空燃比制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１４】空燃比フィードバック補正係数の変化態様の一例を示すタイミングチャート。
【図１５】ＳＣＶ開度制御の実行手順を示すフローチャート。
【図１６】冷却水温と閉込量との関係を示すグラフ。
【図１７】基本燃料噴射量及び遅角量と閉込量補正係数との関係を示すグラフ。
【図１８】点火時期の算出手順を示すフローチャート。
【図１９】点火時期の算出手順を示すフローチャート。
【図２０】燃料噴射量制御の実行手順を示すフローチャート。
【図２１】スロットル開度制御の実行手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０…エンジン、１１…シリンダヘッド、１２…シリンダブロック、１３…シリンダ、１４…ピストン、１４ａ…凹部、１６…燃焼室、２０…吸気バルブ、２２…排気バルブ、２４…点火プラグ、２５…イグナイタ、２６…インジェクタ、３０…吸気通路、３０ａ，３０ｂ…吸気ポート、３２…排気通路、３２ａ，３２ｂ…排気ポート、３３…パージ量制御弁、３４…ＳＣＶ、３５…モータ、３６…サージタンク、３７…パージ通路、３８…スロットルバルブ、３９…スロットルモータ、４０…ＥＣＵ、４２…メモリ、５１…クランク角センサ、５２…カム角センサ、５３…吸気圧センサ、５４…アクセルセンサ、５５…ＳＣＶ開度センサ、５６…水温センサ、５７…ノックセンサ、５８…酸素センサ、６０…アクセルペダル。
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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