(57)【要約】【課題】  筒内圧センサ等を気筒毎に設けなくても、気筒毎に異常燃焼等を確実に検出して適切に対応でき、もって気筒毎の燃焼特性のばらつきを抑えることができて、燃焼安定性を向上できるようにされたエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】  圧縮着火燃焼方式での運転が可能とされた多気筒エンジン１０の制御装置であって、エンジンの運転状態検出手段５１から得られる信号に基づいて、所定周波数の周波数成分を検出する手段１４０と、前記周波数成分に基づいて、気筒毎の運転状態を推定する手段１５０と、前記推定された気筒毎の運転状態に基づいて、エンジン制御パラメータを設定する手段１２１、１２２、１２３と、を備えてなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮着火燃焼方式での運転が可能な多気筒エンジンの制御装置であって、エンジンの運転状態検出手段から得られる信号に基づいて、所定周波数の周波数成分を検出する手段と、前記周波数成分に基づいて気筒毎の運転状態を推定する手段と、前記推定された気筒毎の運転状態に基づいてエンジン制御パラメータを設定する手段と、を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記所定周波数の周波数成分は、エンジン回転数周波数の１／２次成分の整数倍成分とされていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記所定周波数成分検出手段は、バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記所定周波数成分検出手段は、フーリエ変換手段であることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記運転状態検出手段は、エンジン回転数を検出する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記運転状態検出手段は、エンジンの排気成分を検出する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記運転状態検出手段は、筒内圧もしくは排気圧力を検出する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記運転状態検出手段は、燃焼時に発生するイオン電流を検出する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記運転状態検出手段は、エンジントルクを検出する手段であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記エンジンの排気成分を検出する手段は、排気集合部に設けられた空燃比センサであることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記エンジンの排気成分を検出する手段は、排気通路に設けられたＮＯｘセンサであることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記周波数成分の位相及び／又はパワーに基づいて、気筒毎の運転状態を推定することを特徴とする請求項１から１１のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記エンジン制御パラメータは、空燃比、燃料噴射時期、及びＥＧＲ量のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記エンジン制御パラメータは、気筒毎の空燃比、気筒毎の燃料噴射時期、気筒毎のＥＧＲ量のうちの少なくとも一つであることを特徴とする請求項１から１２のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１５】
前記推定された気筒毎の運転状態に基づいて、圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式のどちらで運転するかの選択切換を行う燃焼方式選択切換手段を備えていることを特徴とする請求項１から１４のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１６】
前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記空燃比センサから得られる信号の所定周波数成分に基づいて、気筒毎の空燃比を推定し、前記制御パラメータ設定手段は、前記推定された気筒毎の空燃比に基づいて、気筒毎の空燃比を補正するようにされていることを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１７】
前記燃焼方式選択切換手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記気筒毎の空燃比の補正値が所定値以上もしくは所定値以下となったとき、圧縮着火燃焼方式から火花点火燃焼方式への切り換えを行うことを特徴とする特徴とする請求項１６に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１８】
前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記エンジン回転数周波数の１／２次成分の整数倍成分に基づいて、気筒毎の燃焼状態を推定し、前記エンジン制御パラメータ設定手段は、前記推定された気筒毎の燃焼状態に基づいて、前記気筒毎の制御パラメータを補正することを特徴とする請求項２から５のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１９】
前記燃焼方式選択切換手段は、前記気筒毎の燃焼状態に基づいて、圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式との間の選択切換を行うようにされていることを特徴とする請求項１８に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２０】
火花点火燃焼方式での運転時において、前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記空燃比センサから得られる信号の所定周波数成分に基づいて、気筒毎の空燃比を推定し、前記燃焼方式選択切換手段は、前記推定された気筒毎の空燃比のばらつきが所定値以上のとき、火花点火燃焼方式から圧縮着火燃焼方式への切り換えを行わないようにされていることを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２１】
前記燃焼方式選択切換手段は、気筒毎に圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式のどちらで運転するかの選択切換を行うようにされていることを特徴とする請求項１５から２０のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項２２】
前記制御パラメータ設定手段は、排気通路に備えられた触媒の浄化効率が所定値以上となるように、気筒毎にエンジン制御パラメータを設定することを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２３】
前記制御パラメータ設定手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記ＮＯｘセンサの出力が所定値を越えているとき、前記ＮＯｘセンサの出力が前記所定値以下となるようにエンジン制御パラメータを設定することを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２４】
前記燃焼方式選択切換手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記ＮＯｘセンサの出力が所定値を越えたとき、圧縮着火燃焼方式から火花点火燃焼方式への切り換えを行うことを特徴とする請求項２３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２５】
前記制御パラメータ設定手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記ＮＯｘセンサの出力が所定値を越えたとき、前記触媒のＮＯｘ浄化効率が所定値以上となるように空燃比を設定することを特徴とする請求項２３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２６】
請求項１から２５のいずれかに記載のエンジンの制御装置を搭載した自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、混合気を圧縮着火により燃焼させる、いわゆる圧縮着火燃焼方式での運転が可能とされた多気筒エンジンの制御装置に係り、特に、燃焼安定性等を向上させることができるようにされたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用エンジンにおいては、燃費と排気エミッション特性の向上が主要な課題であり、ポンプ損失を低減するために空燃比をリーンで運転し、燃費向上を図るリーンバーンエンジンがある。該エンジンでは、混合気を点火プラグによる火花点火で燃焼させるようにされており、燃焼に供される混合気の空燃比をリーンにすることでポンプ損失を低減することが可能であるが、原理的にリーン燃焼限界となる空燃比が存在し、該エンジンではその克服は困難である。したがって、火花点火燃焼方式で運転されるリーンバーンエンジンの燃費向上には、一定の限界がある。また、リーン運転時に排出されるＮＯｘの処理も課題である。
【０００３】
一方、燃焼室内の温度、空燃比等を所定の条件に整えて、混合気を自発的に着火させて燃焼させる、いわゆる圧縮着火燃焼方式では、火炎伝搬による燃焼ではなく、燃焼室内の至る所で燃焼反応が起こるので、前記火花点火燃焼方式よりリーン限界が大きく、燃焼温度も低いため、燃費の向上及びＮＯｘ排出量の低減が可能である。その反面、圧縮着火燃焼方式は、火花点火燃焼方式に対して、燃焼のロバスト性が比較的低く、燃焼安定性確保に課題を持つ。また、エンジンは、一般に多気筒で構成され、気筒毎に燃焼の特性等も多少のばらつきを有する。このことから、圧縮着火燃焼方式での運転時には、火花点火燃焼方式での運転時と比較して、各気筒において燃焼安定性を向上させる制御（燃焼安定制御）の必要性が高い。
【０００４】
下記特許文献１には、燃焼室内の空気量及び残留ガス量の少なくとも一方を変化させる圧縮着火の制御方法が開示されているが、前述した気筒毎の燃焼特性のばらつきについては、配慮されていない。
【０００５】
下記特許文献２には、異常燃焼が発生した場合に、予混合エンジン側の回転数を下げる制御を行うとともに、電力負荷側の周波数と発電手段側の周波数と一致させるようにインバータを制御するようにされた予混合エンジンの制御装置が開示されている。しかし、本文献に所載のエンジンの制御装置においても、異常燃焼の対応について提案はなされているものの、異常燃焼はノッキングのみに限定されており、その他の要因によって発生する異常燃焼の検出・対応については配慮されておらず、また、前述のように気筒毎の燃焼特性のばらつきについても、配慮されていない。
【０００６】
下記特許文献３には、気筒別燃焼状態推定手段として、各気筒の筒内圧力のピーク値と該筒内圧力のピーク時期とを推定し、気筒別燃焼制御手段として、前記各気筒の筒内圧力の前記ピーク値が所定範囲内、及び／又は、前記ピーク時期がピストン上死点後の所定期間内になるように制御することが開示されている。本文献に所載のエンジンの制御装置においては、気筒毎の燃焼特性のばらつきに配慮され、そのばらつきを検出し、気筒毎に補正することが提案されているが、前記の如く、筒内圧センサが気筒毎に必要となるため、コスト上の課題が残る。また、各気筒の筒内圧力ピーク値とピーク時期を推定もしくは検出するためには、センサ信号のサンプリング周期が高周波数帯域となり、制御手段（コントロールユニット）への負荷増大，Ｓ／Ｎ比の低下等、実用性において課題がある。
【０００７】
下記特許文献４では、空燃比センサの出力を所定範囲の周波数成分に分析する手段と、この分析した周波数成分に基づいて気筒別の空燃比を推定する手段とを備えているエンジンの制御装置が提案されている。しかし、該提案の制御装置においては、気筒毎のエンジン制御に着目しているものの、触媒の浄化効率が向上するように、気筒毎の空燃比を制御するものであり、前述の如く、圧縮着火燃焼方式特有の課題である気筒毎の燃焼安定制御に配慮されたものではない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００１―２８０１６８号公報
【特許文献２】特開２００４−１１４１８号公報
【特許文献３】特開２００４−１０８２１８号公報
【特許文献４】特開２０００−２２０４８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、圧縮着火燃焼方式での運転が可能とされたエンジンにおいて、筒内圧センサ等を気筒毎に設けなくても、気筒毎に異常燃焼等（燃焼不安定度合い）を確実に検出して適切に対応でき、もって、気筒毎の燃焼特性のばらつきを抑えることができて、燃焼安定性を向上できるようにされたエンジンの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】
【００１０】
前記目的を達成すべく、本発明に係る制御装置の第１態様は、圧縮着火燃焼方式での運転が可能とされた多気筒エンジンに適用されるもので、エンジンの運転状態検出手段から得られる信号に基づいて、所定周波数の周波数成分を検出する手段と、前記周波数成分に基づいて、気筒毎の運転状態を推定する手段と、前記推定された気筒毎の運転状態に基づいて、エンジン制御パラメータを設定する手段と、を備えていることを特徴としている（図１参照）。
【００１１】
ずなわち、エンジンの運転状態を検出する各種センサの出力から所定周波数成分のみを抽出し、気筒毎の運転状態の情報を得る。得られた気筒毎の運転状態に基づいて、気筒毎に運転状態を制御し、圧縮着火燃焼方式での運転時における燃焼安定性を向上させる。本態様においては、センサの検出対象及びセンサの特性には依存するものの、例えば一つのセンサ出力を信号処理（周波数解析）することで、各気筒の運転状態の情報が得られるので、気筒毎にセンサを必要とせず低コストで済む。また、従来システムにも取り付けられているセンサの出力を用いれば、コスト上、一層有利である。さらに、解析対象を所定周波数とすることで、センサ出力のサンプリング周期及び周波数解析処理の周期が比較的低く設定できるので、処理装置の負荷が低減され、実用的である。
【００１２】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２態様は、前記所定周波数の周波数成分は、エンジン回転数周波数の１／２次成分の整数倍［１／２×ｆ１×ｎ（１，２，３，・・・）］成分とされる（図２参照）。
【００１３】
すなわち、エンジンは一般に間欠燃焼であり、間欠燃焼を複数気筒で行う。たとえば、４サイクルエンジンの場合、一気筒あたりの間欠燃焼周波数は、エンジン回転数周波数の１／２次成分である。さらに２気筒で構成される場合は、間欠燃焼周波数は、エンジン回転数周波数の１／２次成分の２倍の周波数となる。このように、所定周波数をエンジン回転周波数の１／２次成分もしくはその整数倍成分とすることで、エンジンのサイクリックな現象のみを対象に検出することが可能となる。
【００１４】
本発明に係る制御装置の第３態様では、前記所定周波数成分検出手段がバンドパスフィルタとされ、また、第４態様では、前記所定周波数成分検出手段がフーリエ変換手段とされる（図３、図４参照）。
【００１５】
本発明に係る制御装置の第５態様では、前記運転状態検出手段が、エンジン回転数を検出する手段とされる（図５参照）。
【００１６】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、エンジン回転数が所定周波数で変動する。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断するものである。
【００１７】
本発明に係る制御装置の第６態様では、前記運転状態検出手段は、エンジンの排気成分を検出する手段とされる（図５参照）。
【００１８】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみ排気成分（比）が変化する。さらにその排気成分は所定周波数で、変動する。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断するものである。
【００１９】
本発明に係る制御装置の第７態様では、前記運転状態検出手段は、筒内圧もしくは排気圧力を検出する手段とされる（図５参照）。
【００２０】
すなわち、たとえば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみ筒内圧力のプロフィールが変化する。これを検出し、その気筒の燃焼状態を判断するものである。一般に、筒内圧を検出する場合は、気筒毎に取り付けるのが好ましいが、コストの面では不利である。排気圧力の場合は、例えば、排気集合部に取り付けて、排気脈動を検出することで、特定の気筒の圧縮着火燃焼方式での運転時における異常燃焼が検出可能であり、この場合、排気圧力センサの数は気筒数分用意する必要はない。
【００２１】
本発明に係る制御装置の第８態様では、前記運転状態検出手段は、燃焼時に発生するイオン電流を検出する手段とされる（図５参照）。
【００２２】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみイオン電流のプロフィールが変化する。これを検出し、その気筒の燃焼状態を判断するものである。一般に、イオン電流を検出する場合は、気筒毎に取り付けるのが好ましい。筒内圧センサを用いるよりは、コスト面での負担は低い。
【００２３】
本発明に係る制御装置の第９態様では、前記運転状態検出手段は、エンジントルクを検出する手段とされる（図５参照）。
【００２４】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、エンジントルクが所定周波数で変動する。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断するものである。
【００２５】
本発明に係る制御装置の第１０態様では、前記エンジンの排気成分を検出する手段は、排気集合部に設けられた空燃比センサとされる（図６参照）。
【００２６】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみ空燃比が変化する。さらに、その空燃比は、排気集合部では、所定周波数（前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍）で変動する。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断するものである。
【００２７】
本発明に係る制御装置の第１１態様では、前記エンジンの排気成分を検出する手段は、排気通路に設けられたＮＯｘセンサとされる（図６参照）。
【００２８】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみＮＯｘ排出量が変化する。さらに、そのＮＯｘは、排気集合部では、所定周波数（前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍）で、変動する。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断するものである。
【００２９】
本発明に係る制御装置の第１２態様では、前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記周波数成分の位相及び／又はパワーに基づいて、気筒毎の運転状態を推定するようにされる（図１２参照）。
【００３０】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみ空燃比が変化する。さらに、その空燃比は、排気集合部では、所定周波数（前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍）で変動する。このとき、空燃比信号を、例えば、フーリエ変換で、エンジン回転数周波数の１／２成分を演算したとき、燃焼が不安定な気筒と位相スペクトルは、相関を持ち、また、不安定の度合いとパワースペクトルとは相関を持つという知見によるものである。
【００３１】
本発明に係る制御装置の第１３態様では、前記エンジン制御パラメータは、空燃比、燃料噴射時期、及びＥＧＲ量のうちの少なくとも一つとされる（図８参照）。
【００３２】
すなわち、圧縮着火の安定燃焼に関わる代表パラメータとして、空燃比、燃料噴射時期，ＥＧＲ量などの制御パラメータを演算するものである。
【００３３】
本発明に係る制御装置の第１４態様では、前記エンジン制御パラメータは、気筒毎の空燃比、気筒毎の燃料噴射時期、気筒毎のＥＧＲ量のうちの少なくとも一つとされる。
【００３４】
すなわち、第１３態様に準じるが、本態様では、気筒別に各制御パラメータを演算するものである。
【００３５】
本発明に係る制御装置の第１５態様では、前記推定された気筒毎の運転状態に基づいて、圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式のどちらで運転するかの選択切換を行う燃焼方式選択切換手段を備える（図９参照）。
【００３６】
すなわち、エンジンの運転状態を検出する各種センサの出力から所定周波数成分のみを抽出し、気筒毎の運転状態の情報を得る。得られた気筒毎の運転状態に基づいて、圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式のどちらで運転を行うかを選択して切り換えを行うものである。
【００３７】
本発明に係る制御装置の第１６態様では、前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記空燃比センサから得られる信号の所定周波数成分に基づいて、気筒毎の空燃比を推定し、前記制御パラメータ設定手段は、前記推定された気筒毎の空燃比に基づいて、気筒毎の空燃比を補正するようにされる（図１０参照）。
【００３８】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、特定の気筒のみ空燃比が変化する。さらに、その空燃比は、排気集合部では、所定周波数（前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍）で変動する。これを検出し、燃焼が不安定な気筒を特定し、該気筒の燃焼が安定するよう空燃比を気筒毎に補正するものである。
【００３９】
本発明に係る制御装置の第１７態様では、前記燃焼方式選択切換手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記気筒毎の空燃比の補正値が所定値以上もしくは所定値以下となったとき、圧縮着火燃焼方式から火花点火燃焼方式への切り換えを行うようにされる（図１１参照）。
【００４０】
すなわち、第１６態様において、燃焼が不安定な気筒を特定し、該気筒の燃焼が安定するよう空燃比を気筒毎に補正するが、その補正値が所定値以上もしくは所定値以下のとき、制御限界を超えるとして、圧縮着火燃焼方式での運転を停止し、より安定性の高い、火花点火燃焼方式の運転に切り換えるものである。
【００４１】
本発明に係る制御装置の第１８態様では、前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記エンジン回転数周波数の１／２次成分の整数倍成分に基づいて、気筒毎の燃焼状態を推定し、前記エンジン制御パラメータ設定手段は、前記推定された気筒毎の燃焼状態に基づいて、前記気筒毎の制御パラメータを補正するようにされる（図１２参照）。
【００４２】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、エンジン回転数も所定周波数で変動する。該所定周波数は、前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍である。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断し、気筒毎の制御パラメータを補正するものである。
【００４３】
本発明に係る制御装置の第１９態様では、前記燃焼方式選択切換手段は、前記気筒毎の燃焼状態に基づいて、圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式との間の選択切換を行うようにされる（図１３参照）。
【００４４】
すなわち、例えば、特定の気筒の圧縮着火による燃焼が不安定な場合、エンジン回転数も所定周波数で変動する。該所定周波数は、前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍である。これを検出し、気筒毎の燃焼状態を判断するものであるが、その燃焼状態を表す値が、例えば所定値を越えるとき、制御限界を超えるとして、圧縮着火燃焼方式での運転を停止し、より安定性の高い、火花点火燃焼方式での運転に切り換えるものである。
【００４５】
本発明に係る制御装置の第２０態様では、火花点火燃焼方式での運転時において、前記気筒毎の運転状態推定手段は、前記空燃比センサから得られる信号の所定周波数成分に基づいて、気筒毎の空燃比を推定し、前記燃焼方式選択切換手段は、前記推定された気筒毎の空燃比のばらつきが所定値以上のとき、火花点火燃焼方式から圧縮着火燃焼方式への切り換えを行わないようにされる（図１４参照）。
【００４６】
すなわち、例えば、火花点火燃焼方式での運転時に、排気集合部に設けられた空燃比センサから得られる信号の、所定周波数（前述のようにエンジン回転数周波数の１／２成分の整数倍）成分を検出し、気筒間の空燃比のばらつき度合いを検出する。そして、そのばらつき度合いが所定値以上のときは、圧縮着火燃焼方式での運転は不可能として、圧縮着火燃焼方式での運転を禁止し、より安定性の高い、火花点火燃焼方式での運転を持続するものである。
【００４７】
本発明に係る制御装置の第２１態様では、前記燃焼方式選択切換手段は、気筒毎に圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式のどちらで運転するかの選択切換を行うようにされる（図１５参照）。
【００４８】
すなわち、エンジンの運転状態を検出する各種センサの出力から所定周波数成分のみを抽出し、気筒毎の運転状態の情報を得る。得られた気筒毎の運転状態に基づいて、気筒毎に、圧縮着火燃焼方式及び火花点火燃焼方式のどちらで運転するかを選択するものである。つまり、圧縮着火が可能な気筒は、圧縮着火燃焼方式で運転するものである。
【００４９】
本発明に係る制御装置の第２２態様では、前記制御パラメータ設定手段は、排気通路に備えられた触媒の浄化効率が所定値以上となるように、気筒毎にエンジン制御パラメータを設定するようにされる（図１６参照）。
【００５０】
すなわち、エンジンの排気通路には一般にエンジンからの排気の浄化を目的として、触媒を備えられている。触媒の浄化効率は、空燃比、温度などに感度を持つ。このことから、触媒の浄化効率が高くなるように、圧縮着火燃焼方式での運転時の制御パラメータ及び火花点火燃焼方式での運転時の制御パラメータを演算するものである。
【００５１】
本発明に係る制御装置の第２３態様では、前記制御パラメータ設定手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記ＮＯｘセンサの出力が所定値を越えているとき、前記ＮＯｘセンサの出力が前記所定値以下となるようにエンジン制御パラメータを設定するようにされる（図１７参照）。
【００５２】
すなわち、例えば、圧縮着火による燃焼が不安定になると、ＮＯｘ排出量が増大する。このとき、ＮＯｘ排出量を触媒の上流もしくは下流のＮＯｘセンサで検出し、該センサ出力が所定値以下となるように、圧縮着火燃焼方式での運転時の制御パラメータを設定するものである。
【００５３】
本発明に係る制御装置の第２４態様では、前記燃焼方式選択切換手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記ＮＯｘセンサの出力が所定値を越えたとき、圧縮着火燃焼方式から火花点火燃焼方式への切り換えを行うようにされる（図１８参照）。
【００５４】
すなわち、第２３態様のように、触媒の上流もしくは下流のＮＯｘセンサで圧縮着火燃焼時における異常燃焼を検出するが、該センサ出力が所定値を越えるときは、圧縮着火燃焼方式での運転を禁止し、例えば、火花点火燃焼方式での理論空燃比運転を行い、三元触媒でＮＯｘを浄化することを図るものである。
【００５５】
本発明に係る制御装置の第２５態様では、前記制御パラメータ設定手段は、圧縮着火燃焼方式での運転時に、前記ＮＯｘセンサの出力が所定値を越えたとき、前記触媒のＮＯｘ浄化効率が所定値以上となるように空燃比を設定するようにされる。
【００５６】
すなわち、第２３態様のように、触媒の上流もしくは下流のＮＯｘセンサで圧縮着火燃焼時の異常燃焼を検出するが、該センサ出力が所定値を越えるときは、エンジンでのＮＯｘ排出低減を図るのではなく、触媒のＮＯｘ浄化効率が所定値となる空燃比（例えば理論空燃比近傍）で運転し、ＮＯｘの浄化を図るものである。
【発明の効果】
【００５７】
本発明によれば、圧縮着火燃焼方式での運転が可能とされたエンジンにおいて、エンジン運転状態検出手段から得られる信号を周波数解析することで、気筒毎の運転状態（燃焼状態等）を推定でき、さらに、推定された気筒毎の運転状態に基づいて空燃比等のエンジン制御パラメータを設定するので、筒内圧センサ等を気筒毎に設けなくても、気筒毎に異常燃焼等（燃焼不安定度合い）を確実に検出して適切に対応でき、そのため、気筒毎の燃焼特性のばらつきを抑えることができて、燃焼安定性を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１９は、本発明に係る制御装置の実施形態（各実施形態共通）を、それが適用された車載用エンジンの一例と共に示す概略構成図である。
【００５９】
図示のエンジン１０は、例えば４つの気筒＃１、＃２、＃３、＃４（図２１参照）を有する多気筒エンジンであって、シリンダ１２と、このシリンダ１２の各気筒＃１、＃２、＃３、＃４内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５と、を有し、該ピストン１５上方には燃焼室１７が画成される。各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７には、点火プラグ３５が配置されている。
【００６０】
燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路２０の始端部に設けられたエアクリーナ２１から取り入れられ、エアフローセンサ２４を通り、電制スロットル弁２５を通ってコレクタ２７に入り、このコレクタ２７から前記吸気通路２０の下流端（吸気ポート）に配在されたリフト時期制御型電磁駆動吸気弁２８を介して各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７に吸入される。また、前記各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７には、筒内噴射式の燃料噴射弁３０が配置されている。なお、燃料噴射弁３０は、図２１に示されているように、前記吸気通路２０の下流部分（分岐通路部）に配置してもよい。
【００６１】
燃焼室１７に吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、圧縮着火又は点火プラグ３５による火花点火により燃焼せしめられ（後で詳述）、その燃焼廃ガス（排気）は、燃焼室１７からリフト時期制御型電磁排気弁４８を介して排気通路４０の上流部分を形成する個別通路部４０Ａ（図２１参照）に排出され、その個別通路部４０Ａから排気集合部４０Ｂを通って排気通路４０に備えられた三元触媒５０に流入して浄化された後、外部に排出される。
【００６２】
また、排気通路４０における三元触媒５０より下流側にはＮＯｘセンサ５２が配在され、排気通路４０における触媒５０より上流側の排気集合部４０Ｂには空燃比（Ａ／Ｆ）センサ５１が配在されている。
【００６３】
前記空燃比センサ５１は、排気中に含まれる酸素の濃度に対して線形の出力特性を持つ。排気中の酸素濃度と空燃比の関係はほぼ線形になっており、したがって、酸素濃度を検出する空燃比センサ５１により、前記排気集合部４０Ｂにおける空燃比を求めることが可能となる。また、ＮＯｘセンサ５２は、例えば、圧縮着火燃焼方式での運転時の排出ＮＯｘ量を検出するために備えられている。
【００６４】
また、燃焼室１７から排気通路４０に排出された排気ガスの一部は、必要に応じてＥＧＲ通路４１を介して吸気通路２０に導入され、吸気通路２０の分岐通路部を介して各気筒の燃焼室１７に還流される。前記ＥＧＲ通路４１には、ＥＧＲ率を調整するためのＥＧＲバルブ４２が介装されている。
【００６５】
そして、本実施形態の制御装置１においては、エンジン１０の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００が備えられている。
【００６６】
コントロールユニット１００は、基本的には、図２０に示される如くに、ＣＰＵ１０１、入力回路１０２、入出力ポート１０３、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０５等で構成される。
【００６７】
コントロールユニット１００には、入力信号として、エアフローセンサ２４により検出される吸入空気量に応じた信号、スロットルセンサ２６により検出されるスロットル弁２５の開度に応じた信号、クランク角センサ（回転数センサ）３７から得られるクランクシャフト１８の回転（エンジン回転数）・位相をあらわす信号（クランク角センサ３７からは、例えば、回転角１度毎に信号が出力される）、排気通路４０における三元触媒５０より下流側に配在されたＮＯｘセンサ５２により検出される排気中のＮＯｘ濃度に応じた信号、排気通路４０における触媒５０より上流側の排気集合部４０Ｂに配在された空燃比センサ５１により検出される酸素濃度（空燃比）に応じた信号、シリンダ１２に配設された水温センサ１９により検出されるエンジン冷却水温に応じた信号、アクセルセンサ３６から得られるアクセルペダル３９の踏み込み量（運転者の要求トルクを示す）に応じた信号、トルクセンサ３１から得られるエンジントルクに応じた信号等が供給される。
【００６８】
コントロールユニット１００においては、空燃比センサ５１、ＮＯｘセンサ５２、スロットルセンサ２８、エアフローセンサ２４、クランク角センサ３７、水温センサ１９、アクセルセンサ３６、トルクセンサ３１等の各センサの出力が入力され、これらのセンサ出力からコントロールユニット１００は、エンジンの運転状態を認識し、この運転状態に基づいて、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期のエンジンの主要な操作量を演算する。コントロールユニット１００で演算された燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁駆動回路１１７から燃料噴射弁３０に送られる。また、後述するように、火花点火燃焼方式での運転時には、コントロールユニット１００で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火出力回路１１６から点火プラグ３５に送られる。
【００６９】
より詳細には、コントロールユニット１００においては、入力回路１０２にてノイズ除去等の信号処理を行った後、入出力ポート１０３に送られる。入力ポートの値はＲＡＭ１０４に保管され、ＣＰＵ１０１内で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ１０５に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演算された各アクチュエータ操作量を表す値はＲＡＭ１０４に保管された後、出力ポート１０３に送られる。
【００７０】
点火プラグ３５に対する駆動信号は点火出力回路１１６内の一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時点である。出力ポート１０３にセットされた点火プラグ３５用の信号は点火出力回路１１６で点火に必要な十分なエネルギーに増幅され点火プラグ３５に供給される。また、燃料噴射弁３０の駆動信号（開弁パルス信号）は開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路１１７で燃料噴射弁３０を開弁するのに十分なエネルギーに増幅されて燃料噴射弁３０に供給される。電制スロットル弁２５の目標開度を実現する駆動信号は、電制スロットル駆動回路１１８を経て、電制スロットル弁２５に送られる。
【００７１】
また、図示はされていないが、リフト時期制御型電磁駆動吸気弁２８及びリフト時期制御型電磁排気弁４８の入力回路、駆動回路等も備えられている。
【００７２】
コントロールユニット１００では、空燃比センサ５１の出力信号から三元触媒５０上流の空燃比を算出し、ＮＯｘセンサ５２の出力信号から、三元触媒５０下流のＮＯｘ排出量を求める。また、両センサ５１、５２の出力を用いて三元触媒５０の浄化効率が最適となるよう燃料噴射量もしくは吸入空気量を逐次補正するフィードバック制御を行う。
【００７３】
本実施形態のエンジン１０では、燃焼方式として火花点火燃焼方式と圧縮着火燃焼方式とを選択的にとり得るようにされており、火花点火燃焼方式での運転時は、混合気は所定の点火時期で点火プラグ３５から発生した火花により爆発燃焼する。それに対し、圧縮着火燃焼方式での運転時は、所定の着火時期で自己着火するように制御する。すなわち、電制スロットル弁２５、リフト時期制御型電磁駆動吸気弁２８、及びリフト時期制御型電磁排気弁４８を用いて、内部ＥＧＲ量（内部排気還流量）及び新気量を調節し、所定の時期で自己着火するよう燃焼室内の圧力及び温度を制御する。
【００７４】
圧縮着火燃焼方式と火花点火燃焼方式との間の選択切り換えの基本的な制御方法については、前記した特許文献等に記載されているので、ここでは、詳述せず、以下においては、本発明の特徴部分である、圧縮着火燃焼方式での運転時において燃焼安定性を向上させる制御（燃焼安定制御）を重点的に説明する。
【００７５】
［第１実施形態］
次に、本発明の第１実施形態におけるコントロールユニット１００が実行する燃焼安定制御内容を具体的に説明する。
【００７６】
図２１は、第１実施形態の制御システム図で、コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されている如くの、基本燃料噴射量演算手段１２１、気筒別空燃比補正量演算手段１２２、空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段１２３、燃焼安定性の検出許可判定手段１３０、周波数応答特性演算手段１４０、及び、気筒別燃焼安定性検出手段１５０を備えている。以下、各処理手段の詳細を説明する。
【００７７】
＜基本燃料噴射量演算手段１２１＞
本演算手段１２１では、エンジン１０の吸入空気量に基づいて任意の運転条件において目標トルクと目標空燃比を同時に実現する燃料噴射量を演算する。具体的には、図２２に示されるように、基本燃料噴射量Ｔｐを演算する。ここにＫは定数であり、吸入空気量に対して常に理論空燃比を実現するように調節するための値である。またＣｙｌはエンジン１０の気筒数（ここでは、４）を表す。
【００７８】
＜空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段１２３＞
ここでは、空燃比センサ５１で検出される空燃比に基づいて、任意の運転条件において排気集合部４０Ｂ（触媒５０の入口）の平均空燃比が目標空燃比となるようＦ／Ｂ制御する。具体的には図２３に示されるように、目標空燃比Tabfと空燃比センサ検出空燃比Rabfとの偏差Dltabfから、空燃比補正項LalphaをＰＩ制御により演算する。空燃比補正項Lalphaは前述の基本燃料噴射量Ｔｐに乗ぜられる。
【００７９】
＜燃焼安定性の検出許可判定手段１３０＞
本演算手段１３０では、圧縮着火燃焼方式での運転時の燃焼安定性の検出許可判定を行う。具体的には図２４に示されるように、Twn≧Twndag（所定値）、かつ、ΔＮｅ≦DNedag（所定値）、かつ、ΔＱａ≦Dqadag（所定値）のとき、安定性検出許可フラグFpdag＝１とし、安定性検出許可特性の検出を許可する。それ以外のときは応答特性の検出を禁止し、Fpdag＝０とする。
ここに、
Ｔｗｎ：エンジン冷却水温
ΔＮｅ：エンジン回転数変化率
ΔＱａ：吸入空気量変化率
である。ΔＮｅ及びΔＱａは前回ｊｏｂで演算される値と今回ｊｏｂで演算される値との差としてもよい。
【００８０】
＜所定周波数成分演算手段１４０＞
本演算手段１４０では、空燃比センサ５１から得られる信号の所定周波数成分の抽出を行う。具体的には、図２５に示されるように、空燃比センサ５１から得られる信号をＤＦＴ（Discrete Fourier Transform）を用いて周波数ｆｎ［Ｈｚ］のパワースペクトルPower及び位相スペクトルPhaseを演算する。周波数ｆｎ［Ｈｚ］は、ここでは、エンジン回転数周波数の１／２次成分とされている。また特定の周波数ｆｎのみのスペクトルを演算するため、ＦＦＴ（Fast Fourier Transform）ではなくＤＦＴが用いられている。なお、ＤＦＴの処理内容については、多くの文献、書物があるので、ここでは、省略する。
【００８１】
＜気筒別燃焼安定性検出手段１５０＞
本演算手段１５０では、気筒毎の燃焼安定性の検出を行う。具体的には、図２６に示されるように、所定周波数成分演算手段１４０で演算された位相スペクトルPhaseから、燃焼が不安定な気筒Cyl_Noを特定し、パワースペクトルPowerから燃焼が不安定な気筒の不安定度合いK_errorを演算する。PhaseとCyl_Noの関係及びPowerとK_errorの関係は、実験などから経験的に求めるのも良い。
【００８２】
＜気筒別空燃比補正量演算手段１２２＞
本演算手段１２２では、気筒別空燃比補正量を演算する。具体的には、図２７に示されるように、気筒別燃焼安定性検出手段１５０で演算されたCyl_Noに基づいて、不安定な気筒にのみ補正値Chos(n)が出力される。それ以外の気筒はChos(n)＝１である。K_errorとChos(n)の関係は、実験などから経験的に求めるのも良い。
【００８３】
以上のように、本実施形態では、エンジンの運転状態検出手段とされる空燃比センサ５１から得られる信号の所定周波数成分（エンジン回転数周波数の１／２次成分）を抽出し、この周波数成分に基づいて、気筒別燃焼安定性検出手段１５０により気筒毎の燃焼安定性（不安定度合い）を検出（推定）し、この検出（推定）された気筒毎の不安定度合いに基づいて、エンジン制御パラメータとされる燃料噴射量を補正（設定）するようにされるので、筒内圧センサ等を気筒毎に設けなくても、気筒毎に異常燃焼等（燃焼不安定度合い）を確実に検出し得て適切に対応でき、そのため、気筒毎の燃焼特性のばらつきを抑えることができて、燃焼安定性を向上できる。
【００８４】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態におけるコントロールユニット１００が実行する燃焼安定制御内容を具体的に説明する。
【００８５】
図２８は、第２実施形態の制御システム図で、コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されている如くの、第１実施形態と同様な、基本燃料噴射量演算手段１２１（図２２参照）、気筒別空燃比補正量演算手段１２２（図２７参照）、空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段１２３（図２３参照）、燃焼安定性の検出許可判定手段１３０（図２４参照）、気筒別燃焼安定性検出手段１５０（図２６参照）を備えているが、第１実施形態の所定周波数成分演算手段１４０（図２５参照）とは異なる構成の所定周波数成分演算手段２４０を備える。
【００８６】
すなわち、本実施形態では、回転数センサ（クランク角センサ）３７から得られる信号の所定周波数成分を演算し、それに基づいて、気筒毎の燃焼安定性を検出する仕様となっており、所定周波数成分演算手段２４０は、次のような構成である。
【００８７】
＜所定周波数成分演算手段２４０＞
本演算手段２４０では、回転数センサ３７から得られる信号の所定周波数成分の抽出を行う。具体的には、図２９に示されるように、回転数センサ３７からの信号をＤＦＴを用いて周波数ｆｎ［Ｈｚ］のパワースペクトルPower及び位相スペクトルPhaseを演算する。周波数ｆｎ［Ｈｚ］は、ここでは、エンジン回転数周波数の１／２次成分とされている。また、特定の周波数ｆｎのみのスペクトルを演算するため、ＦＦＴではなくＤＦＴが用いられている。
【００８８】
以上のように、本実施形態では、エンジンの運転状態検出手段とされる回転数センサ３７から得られる信号の所定周波数成分（エンジン回転数周波数の１／２次成分）を抽出し、この周波数成分に基づいて、気筒別燃焼安定性検出手段１５０により気筒毎の燃焼安定性（不安定度合い）を検出（推定）し、この検出（推定）された気筒毎の不安定度合いに基づいて、エンジン制御パラメータとされる燃料噴射量を補正（設定）するようにされるので、第１実施形態と同様に、筒内圧センサ等を気筒毎に設けなくても、気筒毎に異常燃焼等（燃焼不安定度合い）を確実に検出し得て適切に対応でき、そのため、気筒毎の燃焼特性のばらつきを抑えることができて、燃焼安定性を向上できる。
【００８９】
［第３実施形態］
次に、本発明の第３実施形態におけるコントロールユニット１００が実行する燃焼安定制御内容を具体的に説明する。
【００９０】
図３０は、第３実施形態の制御システム図で、コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されている如くの、第１実施形態と同様な、基本燃料噴射量演算手段１２１（図２２参照）、気筒別空燃比補正量演算手段１２２（図２７参照）、空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段１２３（図２３参照）、燃焼安定性の検出許可判定手段１３０（図２４参照）、気筒別燃焼安定性検出手段１５０（図２６参照）を備えているが、第１、第２実施形態の所定周波数成分演算手段１４０（図２５参照）、２４０（図２９参照）とは異なる構成の所定周波数成分演算手段３４０を備える。
【００９１】
すなわち、本実施形態では、エンジントルクを検出するトルクセンサ３１から得られる信号の所定周波数成分を演算し、それに基づいて、気筒毎の燃焼安定性を検出する仕様となっており、所定周波数成分演算手段３４０は、次のような構成である。
【００９２】
＜所定周波数成分演算手段３４０＞
本演算手段３４０では、トルクセンサ３１から得られる信号の所定周波数成分の抽出を行う。具体的には、図３１に示されるように、エンジントルクセンサ３１からの信号をＤＦＴを用いて周波数ｆｎ［Ｈｚ］のパワースペクトルPower及び位相スペクトルPhaseを演算する。周波数ｆｎ［Ｈｚ］は、ここでは、エンジン回転数周波数の１／２次成分とされる。また、特定の周波数ｆｎのみのスペクトルを演算するため、ＦＦＴではなくＤＦＴが用いられている。
【００９３】
以上のように、本実施形態では、エンジンの運転状態検出手段とされるトルクセンサ３１から得られる信号の所定周波数成分（エンジン回転数周波数の１／２次成分）を抽出し、この周波数成分に基づいて、気筒別燃焼安定性検出手段１５０により気筒毎の燃焼安定性（不安定度合い）を検出（推定）し、この検出（推定）された気筒毎の不安定度合いに基づいて、エンジン制御パラメータとされる燃料噴射量を補正（設定）するようにされるので、第１、第２実施形態と同様に、筒内圧センサ等を気筒毎に設けなくても、気筒毎に異常燃焼等（燃焼不安定度合い）を確実に検出し得て適切に対応でき、そのため、気筒毎の燃焼特性のばらつきを抑えることができて、燃焼安定性を向上できる。
【００９４】
［第４、第５実施形態］
次に、本発明の第４、第５実施形態におけるコントロールユニット１００が実行する燃焼安定制御内容を具体的に説明する。
【００９５】
図３２は、第４、第５実施形態共通の制御システム図で、コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されている如くの、第１実施形態と同様な、基本燃料噴射量演算手段１２１（図２２参照）、空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段１２３（図２３参照）、気筒別燃焼安定性検出手段１５０（図２６参照）、及び、所定周波数成分演算手段１４０（図２５参照）を備えるが、気筒別空燃比補正量演算手段１２２は備えておらず、代わりに、圧縮着火燃焼許可判定手段４００（第４実施形態）を備え、さらに、前記した実施形態のものとは構成の異なる燃焼安定性の検出許可判定手段５３０（第５実施形態）を備える。
【００９６】
すなわち、第４実施形態では、気筒毎の燃料噴射量（空燃比）の補正は行わず、圧縮着火燃焼方式での運転の許可判定を行うようにされており、圧縮着火燃焼許可判定手段４００は、次のような構成となっている。
【００９７】
＜圧縮着火燃焼許可判定手段４００＞
本判定手段４００では、圧縮着火燃焼方式での運転の許可判定を行う。具体的には、図３３に示されるように、所定周波数成分演算手段１４０で演算されたパワースペクトルPowerが所定値以下のとき、圧縮着火燃焼が安定しているとし、引き続き圧縮着火燃焼方式での運転を行うように許可する（Fphcci＝１）。なお、Fphcci＝１のときは圧縮着火燃焼方式での運転を行い、Fphcci＝０は圧縮着火燃焼方式を禁止し、気筒毎の燃焼状態を判断するものであるが、その燃焼状態を表す値が、例えば所定値以上のとき、制御限界を超えるとして、圧縮着火燃焼を停止し、より安定性の高い、火花点火燃焼方式への切り換えを行うようにされる。
【００９８】
一方、第５実施形態では、燃焼安定性の検出（気筒間の空燃比のばらつき）を火花点火燃焼方式での運転時に予め行っておき、該空燃比のばらつきが所定値以下のとき、圧縮着火燃焼方式での運転が可能であると判定し、圧縮着火燃焼方式での運転を許可する（第１〜第４実施形態においては、燃焼安定性の検出を圧縮着火燃焼方式での運転時に行う）ようにされており、燃焼安定性の検出許可判定手段５３０は、次のような構成となっている。
【００９９】
＜燃焼安定性の検出許可判定手段５３０＞
図３４は、第５実施形態の燃焼安定性の検出許可判定手段５３０を示す。第１実施形態の仕様（図２４参照）に対して、追加条件として圧縮着火燃焼フラグFphcciが加えられており、Fphcci＝０のとき、すなわち、火花点火燃焼方式での運転時に燃焼安定性の検出の許可判定を行うようにされる。
【０１００】
［第６実施形態］
次に、本発明の第６実施形態におけるコントロールユニット１００が実行する燃焼安定制御内容を具体的に説明する。
【０１０１】
図３５は、第６実施形態の制御システム図で、コントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されている如くの、第４、第５実施形態と同様な、基本燃料噴射量演算手段１２１（図２２参照）、空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段１２３（図２３参照）、燃焼安定性の検出許可判定手段１３０（図２４参照）、気筒別燃焼安定性検出手段１５０（図２６参照）及び、圧縮着火燃焼許可判定手段４００（図３３参照）を備えるが、所定周波数成分演算手段１４０（図２５参照）とは異なる構成の所定周波数成分演算手段６４０を備える。
【０１０２】
すなわち、本実施形態では、ＮＯｘセンサ５２から得られる信号の所定周波数成分を演算し、それに基づいて、圧縮着火燃焼方式での運転の許可判定を行うようにされており、所定周波数成分演算手段６４０は、次のような構成となっている。
【０１０３】
＜所定周波数成分演算手段６４０＞
本演算手段６４０では、ＮＯｘセンサ５２から得られる信号の所定周波数成分の抽出を行う。具体的には、図３６に示されるように、ＮＯｘセンサ５２からの信号をＤＦＴを用いて周波数ｆｎ［Ｈｚ］のパワースペクトルPower及び位相スペクトルPhaseを演算する。周波数ｆｎ［Ｈｚ］は、ここでは、エンジン回転数周波数の１／２次成分とされている。また、特定の周波数ｆｎのみのスペクトルを演算するため、ＦＦＴではなくＤＦＴが用いられている。
【０１０４】
また、図３７に示されるように、所定周波数成分演算手段６４０’として、ＢＰＦ（Band Pass Filter）を用いてもよい。
【０１０５】
なお、本実施形態では、ＮＯｘセンサ５２は、触媒５０の下流に取り付けられているが、触媒５０の上流であってもよい。また、触媒５０は、リーンＮＯｘ触媒においても適用可能であることを付言しておく。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明に係るエンジンの制御装置の第１態様の説明に供される図。
【図２】本発明に係るエンジンの制御装置の第２態様の説明に供される図。
【図３】本発明に係るエンジンの制御装置の第３態様の説明に供される図。
【図４】本発明に係るエンジンの制御装置の第４態様の説明に供される図。
【図５】本発明に係るエンジンの制御装置の第５態様〜第９態様の説明に供される図。
【図６】本発明に係るエンジンの制御装置の第１０、第１１態様の説明に供される図。
【図７】本発明に係るエンジンの制御装置の第１２態様の説明に供される図。
【図８】本発明に係るエンジンの制御装置の第１３態様の説明に供される図。
【図９】本発明に係るエンジンの制御装置の第１５態様の説明に供される図。
【図１０】本発明に係るエンジンの制御装置の第１６態様の説明に供される図。
【図１１】本発明に係るエンジンの制御装置の第１７態様の説明に供される図。
【図１２】本発明に係るエンジンの制御装置の第１８態様の説明に供される図。
【図１３】本発明に係るエンジンの制御装置の第１９態様の説明に供される図。
【図１４】本発明に係るエンジンの制御装置の第２０態様の説明に供される図。
【図１５】本発明に係るエンジンの制御装置の第２１態様の説明に供される図。
【図１６】本発明に係るエンジンの制御装置の第２２態様の説明に供される図。
【図１７】本発明に係るエンジンの制御装置の第２３態様の説明に供される図。
【図１８】本発明に係るエンジンの制御装置の第２４態様の説明に供される図。
【図１９】本発明に係る制御装置の実施形態（各実施形態共通）を、それが適用された車載用エンジンの一例と共に示す概略構成図。
【図２０】各実施形態におけるコントロールユニットの内部構成図。
【図２１】第１実施形態の制御システム図。
【図２２】第１実施形態における基本燃料噴射量演算手段を示す図。
【図２３】第１実施形態における空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段を示す図。
【図２４】第１実施形態における、燃焼安定性の検出許可判定手段を示す図。
【図２５】第１実施形態における所定周波数成分演算手段を示す図。
【図２６】第１実施形態における気筒別燃焼安定性検出手段を示す図。
【図２７】第１実施形態における気筒別空燃比補正量演算手段を示す図。
【図２８】第２実施形態の制御システム図。
【図２９】第２実施形態における所定周波数成分演算手段を示す図。
【図３０】第３実施形態の制御システム図。
【図３１】第３実施形態における所定周波数成分演算手段を示す図。
【図３２】第４、第５実施形態の制御システム図。
【図３３】第４実施形態における圧縮着火燃焼許可判定手段を示す図。
【図３４】第５実施形態における、燃焼安定性の検出許可判定手段を示す図。
【図３５】第６実施形態の制御システム図。
【図３６】第６実施形態における所定周波数成分演算手段の一例を示す図。
【図３７】第６実施形態における所定周波数成分演算手段の他の例を示す図。
【符号の説明】
【０１０７】
１０  エンジン
１９  水温センサ
２４  エアフローセンサ
３０  燃料噴射弁
３１  トルクセンサ
３６  クランク角センサ（回転数センサ）
５０  三元触媒
５１  空燃比センサ
５２  ＮＯｘセンサ
１００  コントロールユニット
１２１  基本燃料噴射量演算手段
１２２  気筒別空燃比補正量演算手段
１２３  空燃比Ｆ／Ｂ補正量演算手段
１３０、５３０  燃焼安定性の検出許可判定手段
１４０、２４０、３４０、６４０  所定周波数成分演算手段
１５０  気筒別燃焼安定性検出手段
４００  圧縮着火燃焼許可判定手段
【図１】
2006052684.tif 000003
【図２】
2006052684.tif 000004
【図３】
2006052684.tif 000005
【図４】
2006052684.tif 000006
【図５】
2006052684.tif 000007
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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