(57)【要約】【課題】  内燃機関の排気系に吸気圧を過給する過給機を有するものにおいて、過給機の応答性を効果的に向上可能な内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】  燃焼室１０６から燃焼ガスを排出する排気通路１０２ｅ、１１９と、排気通路１０２ｅ、１１９内に設けられてタービン３００ａを有する過給機３００とを備えた内燃機関１００に用いられ、燃焼室１０６内に流入された可燃混合気に点火し、燃焼ガスを排気通路から排出するとともに、燃焼ガスの圧力を利用して過給機により燃焼室への吸気圧を過給する内燃機関制御装置において、  燃焼室内の点火対象に点火するためのレーザ光を発するレーザ照射手段と、内燃機関に要求される負荷出力が所定の負荷を超えているか否かを判定する判定手段とを備え、レーザ照射手段は、判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、可燃混合気に点火し、燃焼ガスをタービンに導く。【選択図】  図１
2006220130.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室から燃焼ガスを排出する排気通路と、前記排気通路内に設けられてタービンを有する過給機とを備えた内燃機関に用いられ、
前記燃焼室内に流入された可燃混合気に点火し、前記燃焼ガスを排気通路から排出するとともに、前記燃焼ガスの圧力を利用して前記過給機により前記燃焼室への吸気圧を過給する内燃機関制御装置において、
前記燃焼室内の点火対象に点火するためのレーザ光を発するレーザ照射手段と、
前記内燃機関に要求される負荷出力が所定の負荷を超えているか否かを判定する判定手段とを備え、
前記レーザ照射手段は、前記判定手段により前記負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、前記可燃混合気に点火し、燃焼ガスを前記タービンに導くことを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関は、前記燃焼室を有する気筒を複数個有しており、
前記判定手段により前記負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、前記複数の気筒のうち少なくともいずれかの気筒では、排気行程の略直前に、前記レーザ照射手段により可燃混合気に点火することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関制御装置。
【請求項３】
前記燃焼室へ燃料を噴射供給する燃料噴射手段を備え、
前記燃料噴射手段は、一燃焼サイクル中に複数回噴射を可能とし、前記レーザ照射手段は、一燃焼サイクル中に複数回点火を可能としており、
前記判定手段により前記負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、前記燃焼室に燃焼が発生した後に、前記燃料噴射手段により前記燃焼室内に新たに燃料を噴射し、前記レーザ照射手段によるレーザ光を前記燃焼室内に存在する可燃混合気に当てることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の内燃機関制御装置。
【請求項４】
可燃混合気の存在の有無を判定する点火判定手段とを備え、
前記レーザ照射手段は、
前記点火判定手段によりレーザ光の照射方向に可燃混合気が存在しないと判定される場合には、レーザ光による点火を中止することを特徴とする請求項３に記載の内燃機関制御装置。
【請求項５】
前記レーザ照射手段は、
前記点火判定手段により可燃混合気が存在しないと判定される回数が、一燃焼サイクル中に所定回数を超える場合には、レーザ光による点火を終了することを特徴とする請求項３または請求項４に記載の内燃機関制御装置。
【請求項６】
前記レーザ照射手段のレーザ光による点火動作範囲は、排気行程の略直前の点火動作から、レーザ光により点火した燃焼が吸気行程の略直前までに終了する点火動作までの範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関制御装置に関し、例えば気筒の燃焼室内に空気と燃料が混合された可燃混合気を形成し、その可燃混合気を点火装置により着火燃焼する内燃機関に過給機を有するものに適用して好適である。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関としては、例えば気筒の燃焼室に直接あるいは間接的に燃料が燃料噴射装置により噴射供給され、燃焼室内で空気と混合された可燃混合気を点火装置により着火燃焼する内燃機関が知られている。この種の内燃機関は、排気管内にターボ過給機を配置し、吸入圧を排気エネルギに応じた過給圧に高めるものがある。ターボ過給機には、排気ガスによる圧力によって回転する翼状の回転体を一つの軸の両端に取り付け、一方の回転体を排気管側の排気系に接続し、他方の回転体を吸気管側の吸気系に接続している。このターボ過給機は、燃焼室内に生じた燃焼ガスを排気管を通して排気管側の回転体の翼部に流入させ、翼部に生じた回転力を利用し、吸気側の回転体の翼部で吸気管内の圧力を向上させている。
【０００３】
この種の過給機では、排気圧力を高めることによって回転体つまりタービンを回転させ吸気側の圧力を高めるようにしているが、その排気圧力の向上には、内燃機関の回転速度ならびに負荷出力が上昇しなくては向上せず、低回転域では吸気圧力が過給されるまでの時間いわゆるターボラグがかかるという問題があった。
【０００４】
これに対して特許文献１では、タービンの軸の回転をモータ等の電動機で補助してターボラグを低減する技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−２５４０７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１等による従来技術では、電動機を用いて回転力を生成するため、電気エネルギの入力が必要となり、この入力分だけシステム全体としての効率が低下するという問題がある。また、タービンの回転速度に対して電動機を回転させることが可能な時間が限られるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、その目的は、内燃機関の排気系に吸気圧を過給する過給機を有するものにおいて、過給機の応答性を効果的に向上可能な内燃機関制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を備える。
【０００８】
請求項１乃至６に記載の発明では、燃焼室から燃焼ガスを排出する排気通路と、排気通路内に設けられてタービンを有する過給機とを備えた内燃機関に用いられ、燃焼室内に流入された可燃混合気に点火し、燃焼ガスを排気通路から排出するとともに、燃焼ガスの圧力を利用して過給機により燃焼室への吸気圧を過給する内燃機関制御装置において、
燃焼室内の点火対象に点火するためのレーザ光を発するレーザ照射手段と、内燃機関に要求される負荷出力が所定の負荷を超えているか否かを判定する判定手段とを備え、
レーザ照射手段は、判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、可燃混合気に点火し、燃焼ガスをタービンに導くことを特徴としている。
【０００９】
これによると、燃焼室内の点火対象に点火するためのレーザ光を発するレーザ照射手段を有するので、従来の点火プラグでは点火することができない膨張行程から排気行程中に、燃焼室内に存在する可燃混合気に向けて点火するためのレーザ光を照射することが可能である。さらに、内燃機関に要求される負荷出力が所定の負荷を超えているか否かを判定する判定手段とを備えており、レーザ照射手段は、判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、可燃混合気に点火し、燃焼ガスを前記タービンに導くように構成されている。これにより、判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、実際の負荷出力の上昇を待つことなく、レーザ照射手段によるレーザ光の照射により可燃混合気に点火し、燃焼ガスを効率的にタービンに導くことができるので、過給機の応答性を効果的に向上させられる。例えば排気行程でレーザ照射手段により可燃混合気に点火することで、燃焼ガスつまり燃焼による圧力を効果的にタービンに送り込むことができるので、実際の負荷出力の上昇を待つ必要がないため、過給機の応答性が効果的に向上する。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明では、前記内燃機関は、前記燃焼室を有する気筒を複数個有しており、
判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、複数の気筒のうち少なくともいずれかの気筒では、排気行程の略直前に、レーザ照射手段により可燃混合気に点火することを特徴としている。
【００１１】
これによると、燃焼室を有する気筒を複数個有する内燃機関に用いる場合において、判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断されると、複数の気筒のうち少なくともいずれかの気筒では、排気行程の略直前にレーザ光照射手段により可燃混合気に点火することが好ましい。これにより、内燃機関の正常な運転状態を維持しながら、複数の気筒のうち少なくともいずれかの気筒を利用して燃焼による圧力を効果的にタービンに送り込むことができる。
【００１２】
また、請求項３に記載の発明では、燃焼室へ燃料を噴射供給する燃料噴射手段を備え、燃料噴射手段は、一燃焼サイクル中に複数回噴射を可能とし、レーザ照射手段は、一燃焼サイクル中に複数回点火を可能としており、
判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、燃焼室に燃焼が発生した後に、燃料噴射手段により燃焼室内に新たに燃料を噴射し、レーザ照射手段によるレーザ光を燃焼室内に存在する可燃混合気に当てることを特徴としている。
【００１３】
燃焼室内で燃焼が発生した後に、燃焼室内に新たに燃料を噴射することで、内燃機関の出力に直接寄与する噴射をして内燃機関の正常な運転状態を維持しながら、この噴射とは別にタービンに燃焼による圧力を送り込むための噴射をしたい場合がある。
【００１４】
これに対して請求項３に記載の発明では、判定手段により負荷出力が所定の負荷より大きくなったと判断される場合には、燃焼室に燃焼が発生した後に、燃料噴射手段により燃焼室内に新たに燃料を噴射し、レーザ照射手段によるレーザ光を燃焼室内に存在する可燃混合気に当てるように構成されているので、その噴射燃料により生じる可燃混合気に、レーザ光を向けて点火することで排気行程で再度燃焼を発生させ、効率的に燃焼による圧力をタービンへ送り込むことが可能である。
【００１５】
また、請求項４に記載の発明では、可燃混合気の存在の有無を判定する点火判定手段とを備え、レーザ照射手段は、点火判定手段によりレーザ光の照射方向に可燃混合気が存在しないと判定される場合には、レーザ光による点火を中止することを特徴としている。
【００１６】
燃焼室内で燃焼が発生した後に、燃焼室内に新たに噴射した燃料に点火により着火しようとする場合、燃焼室内の空気は燃焼により減少しているため、その燃料の周りの空気との混合比が着火可能となる可燃混合気が存在しない可能性がある。
【００１７】
これに対して請求項４に記載の発明では、レーザ照射手段は、点火判定手段によりレーザ光の照射方向に可燃混合気が存在しないと判定される場合には、レーザ光による点火を中止することが好ましい。これにより、レーザ光を発するためのエネルギの無駄消費の防止が図れる。
【００１８】
また、請求項５に記載の発明では、レーザ照射手段は、点火判定手段により可燃混合気が存在しないと判定される回数が、一燃焼サイクル中に所定回数を超える場合には、レーザ光による点火を終了することを特徴としている。
【００１９】
上記点火判定手段による判定で着火可能でない可燃混合気であっても、その後、その燃料の噴霧の成長により着火可能な可燃混合気に形成される場合や、噴霧成長の全過程中および後でも可燃混合気が形成されない場合がある。
【００２０】
これに対して請求項５に記載の発明では、レーザ照射手段は一燃焼サイクル中に所定回数を限度として、燃焼室内の存在する可燃混合気の点火判定手段による探索を行なうとともに、所定回数を超える場合にはレーザ光による点火動作を終了させることができる。
【００２１】
また、請求項６に記載の発明では、レーザ照射手段のレーザ光による点火動作範囲は、排気行程の略直前の点火動作から、レーザ光により点火した燃焼が吸気行程の略直前までに終了する点火動作までの範囲にあることが好ましい。これにより、膨張行程もしくは排気行程中に噴射された燃料つまり可燃混合気に、燃焼による圧力が吸気管等の吸気通路に導かれる新気の流入を阻害しない範囲で、点火することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の内燃機関制御装置を、具体化した実施形態を図面に従って説明する。
【００２３】
（第１の実施形態）
図１は、本実施形態の内燃機関制御装置を適用する内燃機関の全体構成を示す模式的断面図である。図２は、本実施形態に係わる燃料噴射および点火の制御処理を示す図であって、過給圧制御を示すフローチャートである。図３は、図１中の内燃機関の燃焼サイクル過程と噴射および点火タイミングとの関係を示すタイムチャートである。図４は、実施形態に係わる点火動作の範囲を示す模式図である。なお、図６は、図２の制御処理を実行した場合の過給機の応答性向上の効果を表すグラフであって、図６（ａ）は排気圧の過渡特性、図６（ｂ）は加給圧の過渡特性、図６（ｃ）はトルク−回転数を示すグラフである。
【００２４】
内燃機関制御装置は、図１に示すように、燃料の噴射供給により動力を得る内燃機関１００、特にガソリンエンジンに用いられ、例えば多気筒（例えば４気筒）ガソリンエンジン（以下、エンジンと呼ぶ）１００に用いられている。この内燃機関制御装置は、エンジン１００の排気管１１９等の排気系内に設けられた過給機３００を用いて、吸気管１１７等の吸気系に導かれる空気の吸気圧を過給する吸気圧制御システムである。
【００２５】
図１に示すように、エンジン１００は、シリンダブロック１０１と、シリンダヘッド１０２と、ピストン１０４と、シリンダブロック（以下、シリンダと呼ぶ）１０１の内周壁、ピストン１０４およびシリンダヘッド１０２の天井内壁とで区画される燃焼室１０６と、可燃混合気もしくは燃料等に着火する点火装置１０５とを備える周知の内燃機関である。なお、ピストン１０４のシリンダ１０１内周壁内における往復運動はコンロッド（図示せず）を介してクランクシャフト（図示せず）の連続回転運動に変換される。燃焼室１０６は、ピストン１０４の往復移動により容積が増減する。なお、ここで、図１では、図面作図上、４気筒のうちの１気筒のみを示している。
【００２６】
シリンダヘッド１０２は、図１に示すように、吸入空気が流れる通路を形成する吸気管１１７に接続し、吸入空気が導かれる吸気ポート１０２ｉと、燃焼ガス等のガスが流れる通路を形成する排気管１１９に接続し、前記ガスを排出する排気ポート１０２ｅとを備えている。なお、排気ポート１０２ｅと排気管１１９は、燃焼室１０６から燃焼ガスを排出する排気通路を構成する。吸気ポート１０２ｉと吸気管１１７は、燃焼室１０６へ空気等を導く吸気通路を構成する。
【００２７】
図１に示すように、吸気弁（以下、吸気バルブと呼ぶ）１０７は、吸気ポート１０２ｉの内壁に着座、および離座することで、吸気ポート１０２ｉに導かれた吸入空気または燃料と空気が混合した可燃混合気の燃焼室１０６への流れを遮断および許容する。なお、詳しくは、図１に示すように、吸気バルブ１０７は、例えば図示しない吸気カムシャフトにより往復軸移動する軸部１０７ｂと、軸部１０７ｂに固定され、吸気ポート１０２ｉの内壁（詳しくは内壁のシート部）に着座および離座するフェイス部１０７ａとを有しており、吸気バルブ１０７の軸移動するバルブリフト量に応じて、シート部とフェイス部１０７ａの間に所定の隙間が形成される。
【００２８】
また、排気弁（以下、排気バルブと呼ぶ）１０９は、同様に、図示しない排気カムシャフトにより往復軸移動する軸部１０９ｂと、軸部１０９ｂに固定され、排気ポート１０２ｅの内壁（詳しくは内壁のシート部）に着座および離座するフェイス部１０９ａとを有しており、例えば離座することで開弁し、排気バルブ１０９の軸移動するバルブリフト量に応じて、シート部とフェイス部１０９ａの間に所定の隙間が形成される。
【００２９】
なお、ここで、吸気バルブ１０７は燃焼室１０６への空気または可燃混合気を流入および流入停止する。吸気ポート１０２ｉのシート部とフェイス部１０７ａは離間および当接することで、燃焼室１０６への空気または可燃混合気を流入および流入停止する。排気バルブ１０９は燃焼室１０６からの燃焼ガスを排出および排出停止する。排気ポート１０２ｅのシート部とフェイス部１０９ａは離間および当接することで、燃焼室１０６からの燃焼ガスを排出および排出停止する。
【００３０】
点火装置１０５は、点火対象の可燃混合気もしくは燃料に点火するための装置である。詳しくは、この点火装置１０５は、点火対象に点火するためのレーザ光を発するレーザ照射装置である。点火装置１０５は、レーザ光を発生するレーザ発生装置部（図示せず）と、レーザ光を点火対象に集光可能な集光装置部（図示せず）とから構成されている。なお、集光装置部は、点火対象に光学的に集光可能な装置であっても、光学的方法以外で点火対象に集光可能な装置に構成されていてもよい。なお、以下本実施形態では、集光装置部（以下、光学装置部と呼ぶ）は、点火対象に光学的に集光可能なものとする。これにより、点火装置１０５は、点火対象に点火するためのレーザ光を発する機能を有するので、燃焼室１０６内に存在する可燃混合気に向けてレーザ光を照射することが可能である。なお、ここで、点火装置１０５は、点火することで、燃焼室１０６内に形成される空気と燃料が混合した可燃混合気もしくは燃料に着火する点火手段である。点火装置１０５（詳しくは、レーザ発生装置部および光学装置部）は、燃焼室１０６内の点火対象に点火するためのレーザ光を発するレーザ照射手段を構成する。
【００３１】
なお、吸気バルブ１０７、吸気カムシャフト、排気バルブ１０９、および排気カムシャフトは、周知構造の駆動弁装置であればいずれの構造であってもよい。駆動弁装置は、例えばエンジン１００の吸気行程において吸気バルブ１０７を開弁し、排気バルブ１０９を閉弁する。また、圧縮行程および燃焼行程では、吸気バルブ１０７および排気バルブ１０９を閉弁する。なお、吸気バルブ１０７および排気バルブ１０９は、１気筒に各２つ配置されるものでも、各１つ配置されるものであってもよい。
【００３２】
なお、以下に説明するエンジン１００は、燃焼室１０６内に燃料が直接噴射される直噴用エンジンとする。
【００３３】
燃料噴射装置としての燃料噴射弁２は、図１に示すように、シリンダヘッド１０２の吸気ポート１０２ｉ側に設けられている。燃料噴射弁２は、図示しない燃料ポンプにより加圧された燃料が、燃料分配管（図示せず）を介して供給される。燃料噴射弁２は図１に示すように略円筒形状であり、一端から燃料を受け、他端から燃料を噴射する。燃料噴射弁２は、図１に示すように、燃料の噴射を遮断および許容する弁部２ａと、弁部２ａを駆動する電磁駆動部２ｂとを含んで構成されている周知構造の燃料噴射弁である。なお、エンジン１００が直噴用エンジンの場合には、燃料噴射弁２は燃焼室１０６に燃料を直接噴射供給する。この場合、燃焼室１０６へ供給する燃料の圧力を約２ＭＰａ以上とするために、燃料ポンプによって燃料タンクから吸上げられた所定の低圧（例えば０．２ＭＰａ）の燃料を、図示しない高圧ポンプでさらに加圧し、この加圧された所定の高圧の燃料（例えば、２〜１３ＭＰａの範囲内の所定圧の燃料）が、燃料分配管を介して燃料噴射弁２に供給される。燃料ポンプから吐出される燃料、高圧ポンプからさらに加圧されて吐出される燃料は、それぞれ図示しない燃料調圧装置としてのプレッシャレギュレータによって所定の圧力に調圧されている。
【００３４】
弁部２ａは、ノズルニードルと、内部にノズルニードルを軸方向移動可能に収容する弁ボディとを有する周知構造の弁部である。弁部２ａの先端側は燃料を噴射し、噴霧化する噴孔（図示せず）を有している。詳しくは弁ボディに内外に貫通する噴孔が設けられている。なお、噴孔２１は弁ボディに形成されるものに限らず、弁ボディの先端側に配置され、略薄板状の周知の噴孔プレート（図示せず）に形成されるものであってもよい。なお、ここで、ノズルニードルは弁ボディに離座および着座することで弁部２ａが開弁および閉弁する。弁部２ａが開弁および閉弁すると、弁部２ａつまり燃料噴射弁２は、内部に供給される燃料の流れ（燃料噴射）を遮断および許容する。また、弁部２ａおよび噴孔は、燃料噴射弁２の燃料を噴射する先端部を構成している。
【００３５】
なお、噴孔は、要求される燃料の噴霧の形状、方向、数などに応じて、その大きさ、噴孔軸線の方向、噴孔配列等が決定される。また、噴孔の開口面積は、開弁時の流量を規定する。なお、燃料噴射弁２の燃料噴射量は、開弁している噴孔の開口面積と、ノズルニードルのリフト量（以下、ニードルリフト量と呼ぶ）と、開弁期間とによって計量されている。ノズルニードルが弁ボディに着座し、弁部２ａが閉弁すると噴孔からの燃料噴射が遮断され、ノズルニードルが弁ボディから離座し、弁部２ａが開弁すると噴孔からの燃料噴射が許容され燃料が噴射される。なお、ここで、噴孔は燃料を微粒化し、噴霧を形成する燃料噴霧形成手段を構成する。
【００３６】
電磁駆動部２ｂは、図１に示すように、ノズルニードルと協働する可動コア（図示せず）、内部に可動可能に可動コアを収容する固定コア（図示せず）、および可動コアおよび固定コアに電磁力作用するコイル（図示せず）とを有する周知構造の電磁駆動部である。なお、電磁駆動部２ｂには、可動コアと固定コアの間の軸方向隙間（以下、エアギャップ）等を調整するなど、ニードルリフト量の最大移動量を規制するためのリフト調整機構を備えている。なお、ノズルニードルは、可動コアを噴孔側に付勢するスプリング等の付勢部材によって閉弁方向に付勢されており、コイルに通電されない状態ではノズルニードルつまり燃料噴射弁２は付勢部材の付勢力により閉弁する。なお、燃料噴射弁２には、付勢部材の付勢力を調整する付勢力調整機構（図示せず）を備えている。コイルに通電すると、コイルに電磁力が発生し、固定コアと可動コアとの間に電磁吸引力が作用するので、可動コアは、付勢部材の付勢力に抗してニードルリフト量が増加する側に引寄せられ、ノズルニードルつまり燃料噴射弁２が開弁する。
【００３７】
過給機３００は、図１に示すように、翼状の回転体３００ａ、３００ｂが軸３００ｃの両端に取り付けられており、一方の回転体（以下、タービンと呼ぶ）３００ａを排気管１１９等の排気通路に接続し、他方の回転体（以下、コンプレッサと呼ぶ）３００ｂを吸気管１１７等の吸気通路に接続している。
【００３８】
タービン３００ａは、燃焼室１０６に生じた燃焼ガスを排気バルブ１０９の開時に排気管１１９を通して流入するように構成されており、タービン３００ａの翼部に排気エネルギ（詳しくは排気ガスによる圧力）により回転力が与えられる。
【００３９】
コンプレッサ３００ｂは、タービン３００ａの回転力により駆動されるように構成されており、コンプレッサ３００ｂの翼部で吸気管１１７内の圧力（詳しくは吸気圧）を高めている。なお、以下、過給機３００により高められた吸気圧を過給圧と呼ぶ。
【００４０】
制御手段としてのＥＣＵ９０は、図示しないリードオンリメモリ（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）、入力ポート、出力ポートを相互に双方向性バスで接続した公知の構成のマイクロコンピュータとして構成されている。
【００４１】
このＥＣＵ９０は、バッテリ等の電源を用いて、燃料噴射弁２のコイルへの通電開始および通電停止を行なうことで、燃料噴射弁２への通電期間を制御する。エンジン１００の回転速度、吸気管圧力（または吸入空気量）、冷却水温等のエンジンの運転状態を検出する各種センサ９１、９２、９３、９４、９５、９６の信号を読み込み、エンジン用の各種プログラム（図示せず）に従って、燃料噴射弁２の電磁駆動部２ｂの動作を制御する。なお、詳しくは、クランクシャフトの回転状態に応じて７２０°ＣＡ毎にパルス信号を出力する基準位置センサ９１と、より細かなクランク角毎（例えば、３０°ＣＡ毎）にパルス信号を出力する回転角センサ９２とが設けられている。シリンダ１０１（ウォータジャケット）など冷却水通路には、冷却水温を検出するための水温センサ（図示せず）が配設されている。吸気管には、吸入空気流量を検出するエアフローメータ９３や吸気圧（以下、過給圧ともいう）を検出する吸気圧センサ９４などが配設されている。排気管には、排ガス中の酸素濃等に比例し、空燃比信号を出力する空燃比センサなどが設けられている。また、運転者の要求等を検出するためのアクセルペダルセンサ９５、スロットル開度センサ９６等が設けられている。なお、エンジン１００の負荷等、運転状態は、エンジン回転速度、吸入空気量、空燃比センサなどを検出する各種センサの信号に基づいてＥＣＵ９０により判定される。なお、タービン３００ａに流入する排気エネルギ（排気圧）を検出する排気圧センサ９８を設けるようにしてもよい。
【００４２】
ＥＣＵ９０は、エンジン１００の運転状態等に基いて、過給機３００により過給圧を形成する過程であることを検出する。なお、詳しくはＥＣＵ９０は、スロットル開度センサ９６等の信号に基づくスロットル量を検出し、そのスロットル量の時間当たりの変化量に基づいて過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判断する。そして、ＥＣＵ９０は、過給機３００により過給圧を形成する過程であることを検知した場合には、燃焼室１０６内の可燃混合気を点火装置１０５により点火し、燃焼ガスをタービン３００ａに導くように、点火装置１０５もしくは燃料噴射弁２（本実施例では、点火装置１０５および燃料噴射弁２）を駆動制御する。
【００４３】
なお、過給機３００により過給圧を形成する過程であることを検知する方法は、スロットル量の時間当たりの変化量に基づいて判定する方法に限らず、アクセルペダルセンサ９５の信号に基づく運転者に操作される操作量を検出し、その操作量の時間当たりの変化量に基づいて過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定するものであってもよく、エンジン１００に要求される負荷出力が所定の負荷を超えているか否かを直接的あるいは間接的に判定するものであればいずれでもよい。
【００４４】
なお、ここで、ＥＣＵ９０は、上記プログラムで実行する機能を主な手段で示すと、燃料噴射弁２の噴射動作を制御する燃料噴射制御手段と、点火装置１０５の点火動作を制御する点火制御手段と、エンジン１００が過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定する判定手段（以下、過給圧形成過程判定手段と呼ぶ）と、過給圧形成過程判定手段により過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定した場合には、燃焼の圧力を効率的にタービン３００ａに導く排気エネルギ向上手段とから構成されている。また、燃料噴射弁２および燃料噴射制御手段は、請求範囲に記載の燃料噴射手段を構成する。点火装置１０５および点火制御手段は、請求範囲に記載のレーザ照射手段を構成する。過給圧形成過程判定手段は、請求範囲に記載の判定手段を構成する。
【００４５】
なお、本実施形態では、駆動弁装置を構成する吸気バルブ１０７の開閉タイミングをエンジン１００の運転状態に応じて変更する周知構造のバルブタイミング調整装置（以下、吸気ＶＶＴ装置と呼ぶ）８１を備えていることが好ましい。また、排気バルブ１０９の開閉タイミングをエンジン１００の運転状態に応じて変更する周知構造のバルブタイミング調整装置（以下、排気ＶＶＴ装置と呼ぶ）８２を備えていることが好ましい。ＥＣＵ９０は、各種センサから検出したエンジン１００の運転状態に応じて、吸気ＶＶＴ装置８１を駆動制御して吸気バルブ１０７の開閉タイミングを制御する。そして、吸気ＶＶＴ装置８１の制御量（以下、ＶＶＴ制御量と呼ぶ）または吸気バルブ１０７のバルブリフト量の検出値に基いて、電磁駆動部２ｂを駆動制御し、インジェクタ１０の噴射時期を調整する。また、ＥＣＵ９０は、各種センサから検出したエンジン１００の運転状態に応じて、排気ＶＶＴ装置８２を駆動制御して排気バルブ１０９の開閉タイミングを制御する。そして、排気ＶＶＴ装置８２のＶＶＴ制御量または排気バルブ１０９のバルブリフト量の検出値に基いて、点火装置１０５を制御し、点火時期を調整する。
【００４６】
次に上述した構成を有する本実施形態に係わる燃料噴射および点火の制御方法の概略について、以下図３に従って説明する。なお、ここでは、エンジン１００が過給機３００により所定の過給圧を形成するまでの過渡状態における制御を説明するものとし、通常の燃料噴射および点火の制御方法は周知であるため省略する。また、ここでは、過給圧形成過程判定手段により過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定した後、排気エネルギ向上手段により実行される燃料噴射および点火の制御方法について説明する。なお、説明簡便のため、以下の説明では、吸気ＶＶＴ装置８１および排気ＶＶＴ装置８２の制御（以下、ＶＶＴ制御と呼ぶ）がなされていない場合で説明する。
【００４７】
図３において、横軸はクランク角度、縦軸は、図３（ａ）が噴射信号、図３（ｂ）が点火信号、図３（ｃ）が吸気および排気のバルブリフト、図３（ｄ）が筒内の圧力波形、図３（ｅ）が過給圧を示している。ここで、図２中の横軸を燃焼サイクルで概略を示すと、ＴＤＣまでの圧縮行程、ＴＤＣから排気バルブ１０９のバルブリフトを開始するまでの膨張行程、排気バルブ１０９のバルブリフト開始から吸気バルブ１０７のバルブリフトを開始するまでの排気行程、吸気バルブ１０７のバルブリフト開始からの吸気行程の順で表される。
【００４８】
燃料噴射制御手段は、図３（ａ）の噴射信号に示すように、一燃焼サイクル中に、燃料噴射弁２から燃料を２回噴射するように制御する。点火制御手段により駆動制御される点火装置１０５は、図３（ｂ）の点火信号に示すように、一燃焼サイクル中に２回点火するように制御される。詳しくは、点火装置１０５は、燃料噴射弁２から噴射される１回目の燃料噴射と２回目の燃料噴射に対応して２回点火する。なお、図６中において、１回目の燃料噴射、点火、および筒内圧力に相当する部分は白抜きとし、１回目の燃料噴射、点火、および筒内圧力に相当する部分は網掛けで表している。なお、１回目の燃料噴射動作および点火動作は、エンジン１００の通常の燃焼動作に対応する。
【００４９】
なお、ここで、２回目の燃料噴射および点火の制御を、以下過給制御と呼ぶ。また、図３において、過給制御による過給圧の向上効果を説明するため、破線により過給制御を実施しない場合を比較例として図示している。
【００５０】
２回目の燃料噴射は、過給圧形成過程判定手段により過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定した場合に実施されるものであり、膨張行程もしくは排気行程中に噴射するように燃料噴射制御手段により制御される。また、２回目の点火は、過給圧形成過程判定手段により過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定した場合に実施されるものであり、排気行程の略直前つまり排気バルブ１０９が開く略直前もしくは排気行程中に点火するように点火制御手段により制御させる。
【００５１】
この様に構成することで、燃焼室１０６内で燃焼した後（図３（ｄ）参照）に、燃料噴射弁２から新たに燃料を噴射し（詳しくは２回目の燃料噴射）、排気行程でこの燃料に点火装置１０５を用いてレーザ光で点火させて、図３（ｄ）の圧力波形にように、再燃焼を発生させられる。これにより、効率的にタービン３００ａへ燃焼ガスつまり燃焼による圧力を送り込むことができる。したがって、排気エネルギ（詳しくは燃焼による圧力）を効果的にタービン３００ａに送り込むことができるので、過給機３００による過給圧を形成する過渡特性いわゆる過給機３００の応答性が効果的に向上できる（図３（ｅ）参照）。
【００５２】
なお、本実施形態では、２回目の点火（レーザ光の照射）により着火した可燃混合気（詳しくは、主に２回目の燃料による可燃混合気）の燃焼が、吸気行程の略直前つまり吸気バルブ１０７の開く直前までに終了するように、点火装置１０５の点火動作を点火制御手段により制御することが好ましい。
【００５３】
さらになお、本実施形態では、点火装置１０５は、レーザ発生装置部と、光学装置部と、ハーフミラー（図示せず）と、受光部（図示せず）とを備えていることが好ましい。ハーフミラーは、光学装置部のレーザ光の入射部側に設けられる。受光部は、レーザ光による被集光対象としての可燃混合気もしくは燃料を、ハーフミラーにより検出することが可能である。これにより、点火装置１０５は、燃焼室１０６内のいずれかにある可燃混合気もしくは燃料を直接検出することができるとともに、その可燃混合気もしくは燃料に向けてレーザ光を照射して点火することができる。
【００５４】
さらになお、本実施形態では、上記光学装置部は、内部に、レーザ光を集光する集光レンズを有する集光レンズ稼動部（図示せず）を備えるように構成されている。そして、集光レンズ稼動部は、レーザ発生装置部から発せられるレーザ光の光軸に垂直な面に対して集光レンズを所望の角度に傾斜させて固定する固定部（図示せず）と、レーザ光の光軸を中心に固定部を回転および径方向のうち少なくともいずれかが可能な駆動部（図示せず）とを有していることが好ましい。これにより、燃焼室１０６内における可燃混合気が存在しうる領域を探索することができる。
【００５５】
さらになお、本実施形態では、燃料噴射制御手段と点火制御手段による過給制御は、図２に示すような制御処理で実行されるように構成されていることが好ましい。図２に示すように、Ｓ１１０１（Ｓはステップ）からＳ１１０３の制御処理では、エンジン１００が過給機３００により過給圧を形成する過程であるか否かことを判定する。Ｓ１１０１では、ＥＣＵ９０は、スロットル開度センサ９６の信号からスロットル量を検出し、スロットル量を読み込む。Ｓ１１０２では、Ｓ１１０１で読み込んだスロットル量からスロットル量の変化量（以下、スロトッル変化量と呼ぶ）ΔＡ（本実施例では、単位時間当たり変化量）を算出する。Ｓ１１０３では、算出したスロトッル変化量ΔＡが所定のスロトッル変化量Ａより大きいか否かを判定する。算出したスロトッル変化量ΔＡが所定のスロトッル変化量Ａより大きい（ΔＡ＞Ａ）ならば、エンジン１００が過給機３００により過給圧を形成する過程であると判断し、Ｓ１１０９へ移行する。逆に、算出したスロトッル変化量ΔＡが所定のスロトッル変化量Ａ以下であるならば、エンジン１００が過給機３００により過給圧を形成する過程ではないと判断し、当該制御処理を終了する。
【００５６】
Ｓ１１０３の判定処理にて過給機３００により過給圧を形成する過程であると判断されると、Ｓ１１０９では、エンジン１００の回転速度Ｎｅ（Ｓ１１０４）、吸気圧センサ９４で検出される吸気圧Ｐ（Ｓ１１０５）、およびスロットル量（Ｓ１１０６）を読み込む。さらに、Ｓ１１０９では、これら回転速度Ｎｅ、吸気圧Ｐ、およびスロットル量に基づいて目標吸気圧Ｐｔを算出し、Ｓ１１１３へ移行する。なお、ここで、目標吸気圧Ｐｔは、本過給制御により過給圧向上を図ろうとする目標過給圧である。
【００５７】
Ｓ１１１３およびＳ１１５では、Ｓ１１０９にて目標吸気圧Ｐｔを算出すると、ＶＶＴ制御量（詳しくは、本実施形態では吸気ＶＶＴ装置８１のＶＶＴ量と排気ＶＶＴ装置８２のＶＶＴ量）を読み込み（Ｓ１１１０）、それぞれ燃料噴射弁２から噴射する燃料の噴射時期Ｔｉ、点火装置１０５の点火時期Ｔｉｇを算出し、Ｓ１１２０へ移行する。
【００５８】
なお、ここで、本実施例では、ＶＶＴ制御がなされていない場合である。点火時期Ｔｉｇおよび噴射時期Ｔｉを実行する点火装置１０５の点火動作および燃料噴射弁２の燃料噴射動作は、図４中の網掛けの動作範囲とする。詳しくは、例えば、点火装置１０５のレーザ光による点火動作範囲は、排気バルブ１０９が開く略直前の点火動作から、レーザ光により点火した燃焼が吸気バルブ１０７の開く略直前までに終了する点火動作までの図中の網掛け範囲にあることが好ましい。これにより、膨張行程もしくは排気行程中に噴射された燃料つまり可燃混合気に、燃焼による圧力が吸気管１１７に導かれる新気の流入を阻害しない範囲で、点火することができる。
【００５９】
なお、Ｓ１１１５では、Ｓ１１２０へ移行する前に、いわゆるループ回数制御のためのループ回数の初期化（Ｎ２＝０）を行なうようにすることが好ましい。
【００６０】
Ｓ１１２０では、一燃焼サイクル中の経過時間（詳しくはクランク角度）が噴射時期Ｔｉに到達し、かつ噴射可能状態であるか否かを判定する。経過時間が噴射時期Ｔｉに到達し、かつ噴射可能状態であるならば、Ｓ１１２１へ移行する。逆に、経過時間が噴射時期Ｔｉに到達し、かつ噴射可能状態でないならば、Ｓ１１２２へ移行する。
【００６１】
Ｓ１１２１では、燃料噴射弁２を駆動制御して燃料噴射を実行し、Ｓ１１３０へ移行する。
【００６２】
Ｓ１１２２では、ループ回数Ｎ２をインクリメントして更新し（Ｎ２＝Ｎ２＋１）、Ｓ１１２４へ移行する。Ｓ１１２４では、更新したループ回数Ｎ２が所定のループ回数Ｎｍ２となっているか否かを判定する。ループ回数Ｎ２が所定のループ回数Ｎｍ２でないならば、Ｓ１１２０へ戻る。逆に、ループ回数Ｎ２が所定のループ回数Ｎｍ２となっていれば、Ｓ１１２１を実行することなく、Ｓ１１３０へ移行する。なお、ここで、Ｓ１１２２およびＳ１１２４の制御処理は、Ｓ１１２０の判定処理にて経過時間が噴射時期Ｔｉに到達し、かつ噴射可能状態でない場合と判定された場合、Ｓ１１２０に戻ってその判定処理を繰返す回数を制限するものである。
【００６３】
Ｓ１１３０では、一燃焼サイクル中の経過時間が点火時期Ｔｉｇに到達し、かつ点火可能状態であるか否かを判定する。経過時間が点火時期Ｔｉｇに到達し、かつ点火可能状態であるならば、Ｓ１１３１へ移行する。逆に、経過時間が点火時期Ｔｉｇに到達し、かつ点火可能状態でないならば、Ｓ１１３２へ移行する。
【００６４】
Ｓ１１３１では、点火装置１０５を駆動制御してレーザ光の照射による点火を実行し、Ｓ１１４０へ移行する。
【００６５】
Ｓ１１３２では、ループ回数Ｎ２をインクリメントして更新し（Ｎ２＝Ｎ２＋１）、Ｓ１１３４へ移行する。Ｓ１１３４では、更新したループ回数Ｎ２が所定のループ回数Ｎｍ２となっているか否かを判定する。ループ回数Ｎ２が所定のループ回数Ｎｍ２でないならば、Ｓ１１３０へ戻る。逆に、ループ回数Ｎ２が所定のループ回数Ｎｍ２となっていれば、Ｓ１１３１を実行することなく、Ｓ１１４０へ移行する。なお、ここで、Ｓ１１３２およびＳ１１３４の制御処理は、Ｓ１１３０の判定処理にて経過時間が点火時期Ｔｉｇに到達し、かつ点火可能状態でない場合と判定された場合、Ｓ１１３０に戻ってその判定処理を繰返す回数を制限するものである。
【００６６】
Ｓ１１４０では、吸気圧Ｐが目標吸気圧Ｐｔに達したか（Ｐ≧Ｐｔ）否かを判定する。吸気圧Ｐが目標吸気圧Ｐｔに達している（Ｐ≧Ｐｔ）ならば、当該制御処理を終了する。逆に、吸気圧Ｐが目標吸気圧Ｐｔに達していない（Ｐ＜Ｐｔ）ならば、Ｓ１１０９へ移行し、Ｓ１１０９以下の排気エネルギ向上制御処理を繰返す。
【００６７】
なお、ここで、排気エネルギ向上制御処理は、Ｓ１１０９、Ｓ１１１３、Ｓ１１１５、Ｓ１１２０、Ｓ１１２１、Ｓ１１３０、Ｓ１１３1、およびＳ１１４０と、Ｓ１１０４、Ｓ１１０５、Ｓ１１０６、およびＳ１１１０とを含んで構成されている。
【００６８】
なお、ここで、Ｓ１１０１、Ｓ１１０２、およびＳ１１０３の制御処理は、過給圧形成過程判定手段を構成する。また、Ｓ１１０９、Ｓ１１１３、Ｓ１１１５、Ｓ１１２０、Ｓ１１２１、Ｓ１１３０、Ｓ１１３1、およびＳ１１４０と、Ｓ１１０４、Ｓ１１０５、Ｓ１１０６、およびＳ１１１０とを含む排気エネルギ向上制御処理は、排気エネルギ向上手段を構成する。Ｓ１１０９、Ｓ１１１３、Ｓ１１２０、およびＳ１１２１の制御処理は、燃料噴射制御手段のうち、過給圧形成過程判定手段により過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定した場合の燃料噴射を制御する制御手段（以下、過給制御用燃料噴射制御手段と呼ぶ）を構成する。Ｓ１１０９、Ｓ１１１５、Ｓ１１３０、およびＳ１１３１の制御処理は、点火制御手段のうち、過給圧形成過程判定手段により過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定した場合の点火を制御する制御手段（以下、過給制御用点火制御手段と呼ぶ）を構成する。
【００６９】
また、Ｓ１１０３を含む過給圧形成過程制御処理は、請求範囲に記載の判定手段を構成する。Ｓ１１０９、Ｓ１１１５、Ｓ１１３０、およびＳ１１３１の制御処理は、請求範囲に記載の排気エネルギ向上手段を構成する。
【００７０】
さらになお、Ｓ１１３０の制御処理は、点火可能状態であるか否かを判定する判定手段を構成する。なお、本実施形態では、Ｓ１１３０の制御処理は、例えば燃焼室１０６内に可燃混合気の存在の有無を判定する点火判定手段を有することが好ましい。
【００７１】
次に、本実施形態の作用効果を説明すると、（１）本実施形態では、燃焼室１０６から燃焼ガスを排出する排気通路１０２ｅ、１１９と、排気通路１０２ｅ、１１９内に設けられてタービン３００ａを有する過給機３００とを備えたエンジン１００に用いられ、燃焼室１０６内に流入された可燃混合気に点火し、燃焼ガスを排気通路１０２ｅ、１１９から排出するとともに、燃焼ガスの圧力を利用して過給機３００により燃焼室１０６への吸気圧を過給する内燃機関制御装置において、燃焼室１０６内の点火対象に点火するためのレーザ光を発する点火装置１０５を有する。これにより、従来の点火プラグでは可燃混合気への点火可能な時期が限定されるために点火することができない膨張行程から排気行程中に、点火装置１０５は、燃焼室１０６内に存在する可燃混合気に向けてレーザ光を照射し、点火することが可能である。
【００７２】
さらに上記点火対象に点火するために、点火対象に向けてレーザ光を照射するレーザ照射手段として、点火装置１０５と、点火装置１０５の点火動作を制御するＥＣＵ９０（詳しくは点火制御手段）を備えている。そのＥＣＵ９０は、エンジン１００に要求される負荷出力が所定の負荷を超えているか否かを直接的あるいは間接的に判定する（詳しくは、過給機３００により過給圧を形成する過程であることを判定する）過給圧形成過程判定手段とを備えており、ＥＣＵ９０は、過給圧形成過程判定手段にて過給機３００により過給圧を形成する過程であると判定される場合には、点火装置１０５を駆動制御することにより燃焼室１０６内の可燃混合気に点火し、燃焼ガスをタービン３００ａに導くように構成されている。これにより、過給機３００により過給圧を形成する過程であると判定される場合には、実際の負荷出力の上昇を待つことなく、レーザ光の照射により可燃混合気に点火し、燃焼ガスを効率的にタービン３００ａに導くことが可能である。したがって、燃焼ガスの圧力を効果的にタービン３００ａに送り込むことができ、過給機の応答性が効果的に向上する。
【００７３】
（２）なお、本実施形態では、ＥＣＵ９０は、燃料噴射弁２の噴射動作を制御する燃料噴射制御手段を備え、一燃焼サイクル中に燃料噴射弁２から燃焼室１０６へ燃料を２回噴射を可能とするとともに、一燃焼サイクル中に燃焼室１０６内の可燃混合気等へ点火措置１０５による２回点火を可能としている。さらに、ＥＣＵ９０は、過給圧形成過程判定手段にて過給機３００により過給圧を形成する過程であると判定される場合には、燃焼室１０６に燃焼が発生した後に、燃料噴射弁２から燃焼室１０６内に新たに燃料（詳しくは２回目の燃料）を噴射し、点火装置１０５によるレーザ光を燃焼室１０６内に存在する可燃混合気に当てるように構成されている。
【００７４】
過給圧を形成する過程であると判定される場合において、燃焼室１０６内で燃焼が発生した後に、燃焼室１０６内に２回目の燃料噴射をすることで、１回目の燃料でエンジン１００の出力に直接寄与する噴射をしてエンジン１００の正常な運転状態を維持しながら、この噴射とは別にタービンに燃焼による圧力を送り込むための噴射をしたい場合がある。
【００７５】
これに対して本実施形態では、２回目の噴射燃料により生じる可燃混合気にレーザ光を向けて点火することで排気行程で再度燃焼を発生させられるので、効率的に燃焼による圧力をタービン３００ａへ送り込むことができる。
【００７６】
（３）なお、本実施形態では、一燃焼サイクル中に、ＥＣＵ９０（詳しくは、燃料噴射制御手段および点火制御手段）により燃料を２回噴射し、燃焼室１０６内の可燃混合気へ２回点火するものとして説明したが、一燃焼サイクル中に複数回噴射を可能とし、一燃焼サイクル中に複数回点火を可能とするように構成されるものであってもよい。この場合、過給圧形成過程判定手段にて過給機３００により過給圧を形成する過程であると判定されると、燃焼室１０６に燃焼が発生した後に、燃料噴射弁２から燃焼室１０６内に新たに燃料を噴射し、点火装置１０５によるレーザ光を燃焼室１０６内に存在する可燃混合気に当てるように構成してもよい。この様に構成しても、その新たに噴射した燃料による可燃混合気にレーザ光を向けて点火することで排気行程で再度燃焼を発生させられるので、効率的に燃焼による圧力をタービン３００ａへ送り込むことができる。
【００７７】
（４）ここで、燃焼室１０６内で燃焼が発生した後に、燃焼室１０６内に新たに噴射した燃料を点火により着火させようとする場合、燃焼室１０６内の空気は燃焼により減少しているため、その燃料と空気との混合比の着火可能となる可燃混合気が存在しない可能性がある。
【００７８】
これに対して本実施形態では、ＥＣＵ９０は、燃焼室１０６内に可燃混合気の存在の有無を判定する点火判定手段（Ｓ１１３０の制御処理）を有し、点火判定手段によりレーザ光の照射方向に可燃混合気が存在しないと判定される場合には、レーザ光による点火を中止するように構成していることが好ましい。これにより、点火装置１０５のレーザ光を発するためのエネルギの無駄消費の防止が図れる。
【００７９】
（５）なお、ここで、上記判定手段による判定で着火可能でない可燃混合気であっても、その後、燃料噴射弁２から噴射される燃料噴霧の成長により着火可能な可燃混合気に形成される場合や、その噴霧成長の全過程中および後でも可燃混合気が形成されない場合がある。
【００８０】
これに対して本実施形態では、ＥＣＵ９０は、Ｓ１１３０、Ｓ１１３２、およびＳ１１３４の制御処理が実行されて、可燃混合気が存在しないと点火判定手段により判定される回数が一燃焼サイクル中に所定回数を超える場合には、点火装置１０５のレーザ光による点火を終了するように構成されていることが好ましい。これにより、ＥＣＵ９０は、一燃焼サイクル中に所定回数を限度として、燃焼室１０６内の存在する可燃混合気の探索を行なうとともに、所定回数を超える場合にはレーザ光による点火動作を終了させることができる。
【００８１】
（６）その場合、本実施形態では、ＥＣＵ９０により駆動制御される点火装置１０５は、レーザ発生装置部と、光学装置部と、光学装置部のレーザ光の入射部側に設けられるハーフミラーと、レーザ光による被集光対象としての可燃混合気もしくは燃料を検出可能な受光部とを備えていることが好ましい。これにより、点火装置１０５は、燃焼室１０６内のいずれかにある可燃混合気もしくは燃料を直接検出することができるとともに、その可燃混合気もしくは燃料に向けてレーザ光を照射して点火することができる。
【００８２】
（７）さらになお、本実施形態では、上記光学装置部は、レーザ光を集光する集光レンズを有する集光レンズ稼動部を備えており、集光レンズ稼動部は、レーザ発生装置部から発せられるレーザ光の光軸に垂直な面に対して集光レンズを所望の角度に傾斜させて固定する固定部と、レーザ光の光軸を中心に固定部を回転および径方向のうち少なくともいずれかが可能な駆動部とを有していることが好ましい。これにより、燃焼室１０６内における可燃混合気が存在しうる領域を探索することができる。
【００８３】
（変形例）
上記実施例形態では、ＶＶＴ制御がなされていない場合で説明したが、変形例では、図５に示すように、ＶＶＴ制御がなされている場合とする。
【００８４】
変形例では、図５に示すように、ＶＶＴ制御による吸気ＶＶＴ装置８１および排気ＶＶＴ装置８２により、ＶＶＴ制御がなされていない場合（図４参照）に比べて、排気バルブ１０９のバルブリフトと、吸気バルブ１０７のバルブリフトとのオーバラップが大きくなる。その場合、図５に示すように、点火装置１０５のレーザ光による点火動作範囲は、排気バルブ１０９が開く略直前の点火動作から、レーザ光により点火した燃焼が吸気バルブ１０７の開く略直前までに終了する（ΔＴ＞０）ようにする点火動作までの図中の網掛け範囲にあることが好ましい。これにより、膨張行程もしくは排気行程中に噴射された燃料つまり可燃混合気に、燃焼による圧力が吸気管１１７に導かれる新気の流入を阻害しない範囲で、点火することができる。
【００８５】
これにより、上記実施例形態と同様な効果を得ることができる。
【００８６】
（他の実施形態）
なお、以上説明した本実施形態おいて、エンジン１００に吸気ＶＶＴ装置８１および排気ＶＶＴ装置８２を有するものとして説明したが、吸気ＶＶＴ装置８１および排気ＶＶＴ装置８２のうち少なくともいずれか一方を有するエンジンであっても、吸気ＶＶＴ装置８１および排気ＶＶＴ装置８２のいずれも有しないエンジンであってもいずれでもよい。
【００８７】
また、他の実施形態としては、エンジン１００が気筒を複数個有している場合において、過給圧形成過程判定手段にて過給機３００により過給圧を形成する過程であると判定される場合には、複数の気筒のうち少なくともいずれかの気筒で、排気バルブ１０９が開く略直前に点火装置１０５により可燃混合気に点火することが好ましい。これにより、エンジン１００の正常な運転状態を維持しながら、複数の気筒のうち少なくともいずれかの気筒を利用して燃焼による圧力を効果的にタービン３００ａに送り込むことができる。
【００８８】
なお、以上説明した本実施形態おいて、過給制御のよる効果を吸気圧つまり過給圧（図３（ｅ）参照）の向上で説明したが、図６に示すように、横軸をスロットル量の変化からの経過時間を表す、図６（ａ）排気圧の過渡特性、図６（ｂ）過給圧の過渡特性で示すようなタービン３００ａつまり過給機３００の応答性の効果的な向上が得られる。また、エンジン１００性能を示すトルク−回転速度Ｎｅにおいても、図６（ｃ）に示すような過給機３００の応答性の効果的な向上が得られる。なお、図６（ａ）、図６（ｂ）、および図６（ｃ）において、実線で示される特性は本実施形態による一実施例、破線で示される特性は従来技術例を示している。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】本発明の第１の実施形態の内燃機関制御装置を適用する内燃機関の全体構成を示す模式的断面図である。
【図２】第１の実施形態に係わる燃料噴射および点火の制御処理を示す図であって、過給圧制御を示すフローチャートである。
【図３】図１中の内燃機関の燃焼サイクル過程と噴射および点火タイミングとの関係を示すタイムチャートである。
【図４】第１の実施形態に係わる点火動作の範囲を示す模式図である。
【図５】変形例の点火動作の範囲を示す模式図である。
【図６】図２の制御処理を実行した場合の過給機の応答性向上の効果を表すグラフであって、図６（ａ）は排気圧の過渡特性、図６（ｂ）は加給圧の過渡特性、図６（ｃ）はトルク−回転数を示すグラフである。
【符号の説明】
【００９０】
１００  エンジン（内燃機関）
１０１  シリンダ（シリンダブロック）
１０２  シリンダヘッド
１０２ｉ  吸気ポート
１０２ｅ  排気ポート
１０５  点火装置（レーザ照射手段）
１０６  燃焼室
１０７  吸気バルブ（吸気弁）
１０９  排気バルブ（排気弁）
１１７  吸気管
１１９  排気管
３００  過給気
３００ａ  タービン（回転体）
３００ｂ  コンプレッサ（回転体）
３００ｃ  軸
２  燃料噴射弁（燃料噴射装置）
２ａ  弁部
２ｂ  電磁駆動部
９０  ＥＣＵ（制御手段）
【図１】
2006220130.tif 000003
【図２】
2006220130.tif 000004
【図３】
2006220130.tif 000005
【図４】
2006220130.tif 000006
【図５】
2006220130.tif 000007
【図６】
2006220130.tif 000008