(57)【要約】【課題】ノッキングが発生し易い環境（低オクタン価燃料を使用）であっても、車両の発進時に発生するノッキングを適切に回避する。【解決手段】エンジンＥＣＵは、エンジン回転数、アクセル開度ＡＣＣおよび車速を検出するステップ（Ｓ１００〜Ｓ３００）と、アイドル状態からの発進を検出して（Ｓ４００にてＹＥＳ）、ＡＣＣがＡＣＣしきい値以上であるか（Ｓ５００にてＹＥＳ）またはＡＣＣがＡＣＣしきい値以上ではないがアクセル開度の時間微分ΔＡＣＣがΔＡＣＣしきい値以上であると（Ｓ５００にてＮＯかつＳ７００にてＹＥＳ）、吸気温度ＴＡを検出するステップ（Ｓ８００）と、ＴＡがＴＡしきい値以上であると（Ｓ９００にてＹＥＳ）、ＫＣＳ学習値が遅角側に大きいほどＴＡが高いほどより制限されるように規定されたマップから空気量ガードを算出するステップ（Ｓ１０００）とを含む、プログラムを実行する。【選択図】図５
2008064032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関において発生するノッキングを検出するための検出手段と、
前記内燃機関に吸入される空気量を調整するための調整手段と、
前記ノッキングが検出されたことに対応して、前記内燃機関の点火時期を遅角側に移行させるための遅角手段と、
前記点火時期を遅角側に移行するときに用いられる遅角量を学習するための学習手段と、
前記学習された遅角量と前記内燃機関に吸入される空気温度とをパラメータとして、吸入される空気量の制限値を算出するための算出手段と、
前記内燃機関がアイドル状態であるときに前記車両が発進した場合には、前記算出された制限値を用いて前記調整手段を制御するための制御手段とを含む、内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の制御装置は、前記車両の運転者により操作されるアクセルの開度を検出するための手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記アクセルの開度が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、前記算出された吸入空気量の制限値を用いて前記調整手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の制御装置は、前記車両の運転者により操作されるアクセルの開度を検出するための手段をさらに含み、
前記制御手段は、前記アクセルの開度の変化の度合いが予め定められたしきい値よりも大きい場合には、前記算出された吸入空気量の制限値を用いて前記調整手段を制御するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、内燃機関がアイドル状態であるときに前記車両が発進した場合であって、吸入された空気温度が予め定められたしきい値よりも高いと、前記算出された吸入空気量の制限値を用いて前記調整手段を制御するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記算出手段は、前記学習された遅角量が小さいほど、前記内燃機関に吸入される空気温度が高いほど、前記吸入される空気量が強く制限されるように制限値を算出するための手段を含む、請求項１〜４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
車両に搭載された内燃機関において発生するノッキングを検出する検出ステップと、
前記内燃機関に吸入される空気量を調整する調整ステップと、
前記ノッキングが検出されたことに対応して、前記内燃機関の点火時期を遅角側に移行させるための遅角ステップと、
前記点火時期を遅角側に移行するときに用いられる遅角量を学習する学習ステップと、
前記学習された遅角量と前記内燃機関に吸入される空気温度とをパラメータとして、吸入される空気量の制限値を算出する算出ステップと、
前記内燃機関がアイドル状態であるときに前記車両が発進した場合には、前記算出された制限値を用いて前記調整ステップを制御する制御ステップとを含む、内燃機関の制御方法。
【請求項７】
前記内燃機関の制御方法は、前記車両の運転者により操作されるアクセルの開度を検出するステップをさらに含み、
前記制御ステップは、前記アクセルの開度が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、前記算出された吸入空気量の制限値を用いて前記調整ステップを制御するステップを含む、請求項６に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項８】
前記内燃機関の制御方法は、前記車両の運転者により操作されるアクセルの開度を検出するステップをさらに含み、
前記制御ステップは、前記アクセルの開度の変化の度合いが予め定められたしきい値よりも大きい場合には、前記算出された吸入空気量の制限値を用いて前記調整ステップを制御するステップを含む、請求項６に記載の内燃機関の制御方法。
【請求項９】
前記制御ステップは、内燃機関がアイドル状態であるときに前記車両が発進した場合であって、吸入された空気温度が予め定められたしきい値よりも高いと、前記算出された吸入空気量の制限値を用いて前記調整ステップを制御するステップを含む、請求項６〜８のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
【請求項１０】
前記算出ステップは、前記学習された遅角量が小さいほど、前記内燃機関に吸入される空気温度が高いほど、前記吸入される空気量が強く制限されるように制限値を算出するステップを含む、請求項６〜９のいずれかに記載の内燃機関の制御方法。
【請求項１１】
請求項６〜１０のいずれかの制御方法をコンピュータに実現させるプログラム。
【請求項１２】
請求項６〜１０のいずれかの制御方法をコンピュータに実現させるプログラムを記録した記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関にノッキングが発生すると点火時期を遅角側に補正してノッキングの発生を抑制する内燃機関の制御に関し、特に、発進時（アクセル開度が大または／およびアクセル開度変化量が大）において点火時期の補正ではノッキングを回避できない場合でも適切にノッキングを抑制する内燃機関の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
点火プラグを備えた内燃機関では、燃焼によって得られる出力を最大限効率よく得ようとするために、および、排気ガス浄化性能や燃費性能を良好とするために、点火時期制御が行なわれる。ここで、燃焼によって発生されたエネルギーを最も効率よく出力として得るには、燃焼室内部の圧力ピークが圧縮上死点よりもやや遅れたところで発生することが好ましいことが知られている。このため、圧縮上死点よりもやや遅れたところで圧力ピークが発生するように点火時期が決定されるが、点火時期が早すぎると（進角されすぎると）ノッキングが生じてしまう。
【０００３】
内燃機関が最大トルクを発生する点火時期はＭＢＴ（Minimum spark advance for Best Torque）と呼ばれており、内燃機関の種類や回転数にもよるが、ＭＢＴはノッキングが発生し始める点火時期の近傍にある。そこで、ノッキングを抑止しつつ最適な出力が得られるようにノッキングコントロールが行なわれる。ノッキングコントロールは、ノッキングが発生していない場合は徐々に進角し、ノッキングが検出されたらノッキングが発生しなくなるまで徐々に遅角し、ノッキングが発生しなくなったら再度徐々に進角させることを繰り返している。
【０００４】
すなわち、ノッキングの有無に応じて増減する補正量に基づき点火時期を遅角補正し、これにより燃焼室の温度上昇を抑制してノッキングを抑制することが行なわれる。このように点火時期の遅角補正によって燃焼室内の温度上昇を抑制できるのは、点火時期の遅角によって燃焼室内での混合気の燃焼期間が遅角側にずれることから、混合気がその燃焼温度の高いまま排気として排出通路に送り出され、混合気の燃焼時の熱が燃焼室に伝達されにくくなるためである。なお、ノッキングが生じない限界の点火時期をノック限界点火時期という。
【０００５】
通常の点火時期制御では、運転状態に応じて予め定められた基本点火時期と、この基本点火時期からノック限界点火時期までの補正量となるＫＣＳ（Knock Control System)補正値とを用いて点火時期を制御している。すなわち、点火時期＝基本点火時期＋ＫＣＳ補正値として制御している。なお、点火時期制御においては、ＫＣＳ補正値以外の補正値も併用される場合もある。
【０００６】
点火時期を遅らせることでノッキングを回避する従来の制御装置では、低オクタン価燃料を使用している場合、特にスロットル弁開度の大きい状態にて（シリンダ内圧力が高い状態）点火時期の遅角量が非常に大きくなり、エンジン出力の低下、燃費率の悪化、排気温度の上昇という不具合が生じる。特開昭６３−１４３３６０号公報（特許文献１）は、燃費率の悪化、排気温度の上昇という不具合を伴わないで効果的にノッキングを回避できる、エンジンの吸入空気量制御装置を開示する。このエンジンの吸入空気量制御装置は、アクセル開度に応動してスロットル弁の開度を変化させてエンジンへの吸入空気量を制御する空気量制御部と、アクセル操作に対するスロットル弁開度の上限値を変化させる最大開度規制部と、エンジンのノッキング状態を検出する検出部と、検出部の出力に基づいてノッキングを発生しやすい状況と判断したときに最大開度規制部によるスロットル弁開度の上限値を小さくする制御部とを備える。
【０００７】
このエンジンの吸入空気量制御装置によると、低オクタン価燃料を使用している場合にはノッキングが発生しやすくなるが、このような場合、検出部で検出されたノッキング状態に基づいて制御部によりノッキングを発生しやすい状況と判断される。この場合、制御部により最大開度規制部によるスロットル弁開度の上限値が制限されて小さくなる。つまり、アクセルペダルを最大まで踏み込んでもスロットル弁は全開にはならず、制限されたある開度に止どまる。従って、吸入空気量が制限されシリンダ内圧力が高くならないのでノッキングを発生しにくくなる。吸入空気量を小さくすることでノッキングを回避できるが、これによって吸入空気量がより多い場合よりも出力は当然ながら低下する。この出力低下は点火時期を遅らせることによる出力低下とほぼ同等である。点火時期を遅らせることでノッキングを回避した場合、出力の低下だけでなく、燃費率の悪化、排気温度の上昇という不具合を伴う。これに対して、このエンジンの吸入空気量制御装置によると、吸入空気量を減らすことでノッキングを回避しているので、燃費率の悪化、排気温度の上昇という減少を伴わない。
【特許文献１】特開昭６３−１４３３６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１においては、ノッキングが発生しやすい状況では低オクタン価燃料を使用している場合に相当すると判断してスロットル弁開度の上限値が制限されて小さくなり、ノッキングが発生しにくい状況では高オクタン価燃料を使用している場合に相当すると判断してスロットル弁開度の上限値が制限されないで小さくならないことを開示しているに過ぎない。このため、様々な要因が絡み合って発生するノッキングを適切に回避することができない。
【０００９】
特に、車両の発進時等において、吸入空気量の応答性を向上させようとしてスロットルバルブの開度応答性を向上させるとエンジン回転数が低い状態でスロットルバルブ開度が最大になり得る。このような場合において、高出力の高圧縮エンジンでは、低オクタン価の燃料であるとプレイグニッション（混合気の早期点火であってノッキングの原因の１つ）が発生して、点火遅角だけでノッキングの発生を回避できない。さらに、吸気温度が高い場合にはさらにこの傾向が顕著になる。このような場合に、特許文献１のように、単に、燃料のオクタン価に基づいて吸入空気量を制限しても、エンジンの運転領域全域においてエンジンの出力が低下するだけの結果しか得られないことになり得る。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、ノッキングが発生し易い環境（低オクタン価燃料を使用）であっても、車両の発進時に発生するノッキングを適切に回避することができる、内燃機関の制御装置、制御方法、その方法を実現するプログラムおよびそのプログラムを記録した記録媒体を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明に係る内燃機関の制御装置は、車両に搭載された内燃機関において発生するノッキングを検出するための検出手段と、内燃機関に吸入される空気量を調整するための調整手段と、ノッキングが検出されたことに対応して、内燃機関の点火時期を遅角側に移行させるための遅角手段と、点火時期を遅角側に移行するときに用いられる遅角量を学習するための学習手段と、学習された遅角量と内燃機関に吸入される空気温度とをパラメータとして、吸入される空気量の制限値を算出するための算出手段と、内燃機関がアイドル状態であるときに車両が発進した場合には、算出された制限値を用いて調整手段を制御するための制御手段とを含む。第６の発明に係る内燃機関の制御方法は、第１の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１２】
第１または第６の発明によると、通常の場合においては、ノッキングが発生しないように点火時期を遅角する（ノッキングが発生するまで進角されてノッキングが発生すると遅角する）ことによりノッキングを回避する。アイドル状態からの発進時であって、特にアクセル開度が大きい場合やアクセル開度の時間微分が大きい場合には、学習された遅角量（ＫＣＳ学習値）が遅角側に大きいほど吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、ノッキングの発生を回避する。このようにすると、特に、車両の発進時等において、吸入空気量の応答性を向上させようとしてスロットルバルブの開度応答性を向上させてエンジン回転数が低いアイドル状態でスロットルバルブ開度が最大になったときの高圧縮エンジンに低オクタン価の燃料が使用されていても、点火遅角だけでは回避できないノッキングの発生を回避できる。その結果、ノッキングが発生し易い環境（低オクタン価燃料を使用）であっても、車両の発進時に発生するノッキングを適切に回避することができる、内燃機関の制御装置、制御方法を提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、車両の運転者により操作されるアクセルの開度を検出するための手段をさらに含む。制御手段は、アクセルの開度が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、算出された吸入空気量の制限値を用いて調整手段を制御するための手段を含む。第７の発明に係る内燃機関の制御方法は、第２の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１４】
第２または第７の発明によると、アクセルの開度が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、学習された遅角量（ＫＣＳ学習値）が遅角側に大きいほど吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、点火遅角では回避できないノッキングの発生を回避することができる。
【００１５】
第３の発明に係る内燃機関の制御装置は、第１の発明の構成に加えて、車両の運転者により操作されるアクセルの開度を検出するための手段をさらに含む。制御手段は、アクセルの開度の変化の度合いが予め定められたしきい値よりも大きい場合には、算出された吸入空気量の制限値を用いて調整手段を制御するための手段を含む。第８の発明に係る内燃機関の制御方法は、第３の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１６】
第３または第８の発明によると、アクセルの開度の変化の度合い（アクセルの開度の時間微分値）が予め定められたしきい値よりも大きい場合には、学習された遅角量（ＫＣＳ学習値）が遅角側に大きいほど吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、点火遅角では回避できないノッキングの発生を回避することができる。
【００１７】
第４の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、制御手段は、内燃機関がアイドル状態であるときに車両が発進した場合であって、吸入された空気温度が予め定められたしきい値よりも高いと、算出された吸入空気量の制限値を用いて調整手段を制御するための手段を含む。第９の発明に係る内燃機関の制御方法は、第４の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００１８】
第４または第９の発明によると、吸入された空気温度が予め定められたしきい値よりも高い場合にはノッキングが発生し易いので、このような場合に、学習された遅角量（ＫＣＳ学習値）が遅角側に大きいほど吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、点火遅角では回避できないノッキングの発生を回避することができる。
【００１９】
第５の発明に係る内燃機関の制御装置においては、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、算出手段は、学習された遅角量が小さいほど、内燃機関に吸入される空気温度が高いほど、吸入される空気量が強く制限されるように制限値を算出するための手段を含む。第１０の発明に係る内燃機関の制御方法は、第５の発明に係る内燃機関の制御装置と同様の要件を備える。
【００２０】
第５または第１０の発明によると、学習された遅角量（ＫＣＳ学習値）が遅角側に大きいほど、内燃機関に吸入される空気温度が高いほど，ノッキングの発生の可能性が高いので、吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、点火遅角では回避できないノッキングの発生を回避することができる。
【００２１】
第１１の発明に係るプログラムは、第６〜１０のいずれかの発明に係る内燃機関の制御方法をコンピュータで実現するプログラムであって、第１２の発明に係る記録媒体は、第６〜１０のいずれかの発明に係る内燃機関の制御方法をコンピュータで実現するプログラムを記録した媒体である。
【００２２】
第１１または第１２の発明によると、コンピュータ（汎用でも専用でもよい）を用いて、第６〜１０のいずれかの発明に係る内燃機関の制御方法を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰り返さない。
【００２４】
以下、本実施の形態に係る内燃機関の制御装置であるエンジンＥＣＵ(Electronic Control Unit)を含むエンジンシステムについて説明する。図１に、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジン５００の気筒配置を示す。図１に示すように、このエンジン５００は４サイクルのレシプロ機関であって８つのシリンダを備えるＶ型８気筒ガソリンエンジンを想定している。なお、本実施の形態においては、このようなＶ型８気筒の内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。
【００２５】
Ｖ型バンクの左バンクには♯１，♯３，♯５，♯７気筒が配置され、右側バンクには♯２，♯４，♯６，♯８気筒が配置されている。また、♯３気筒と♯５気筒との間および♯４気筒と♯６気筒との間にノックセンサ２３０が設けられている。なお、ノックセンサ２３０の数および位置は一例であって、本発明はこのようなノックセンサ２３０の数および位置に限定されない。
【００２６】
図２に、図１に示す８つのシリンダの中の１つのシリンダを代表とした図を示す。エンジン５００は、シリンダブロック１２とシリンダブロック１２の上部に連結されるシリンダヘッド１４とを備えるシリンダ１０と、シリンダ１０内を往復動するピストン２０とを有して構成される。このピストン２０は、エンジン５００の出力軸であるクランクシャフト２２にコンロッド２４およびクランクアーム２６を連結され、そのコンロッド２４によりピストン２０の往復運動がクランクシャフト２２の回転に置換えられるようになっている。そして、シリンダ１０内においては、シリンダブロック１２およびシリンダヘッド１４の内壁とピストンの頂面とによって混合気を燃焼するための燃焼室３０が区画形成されている。
【００２７】
シリンダヘッド１４には、この燃焼室３０に突出する態様で混合気に点火を行なう点火プラグ４０、燃焼室３０に燃料を噴射供給する筒内噴射用インジェクタ５０が配設されている。さらに燃焼室３０には、吸気通路６０および排気通路７０がそれぞれ吸気弁８０および排気弁９０を介して連通されている。吸気通路６０には吸気通路６０と燃焼室３０との連通部分である吸気ポート６２または／および吸気通路６０に燃料を噴射供給する吸気通路噴射用インジェクタ１００が取付けられている。なお、本実施の形態においては、２つのインジェクタが別個に設けられた内燃機関について説明するが、本発明はこのような内燃機関に限定されない。たとえば、筒内噴射機能と吸気通路噴射機能とを併せ持つような１個のインジェクタを有する内燃機関であってもよい。
【００２８】
さらに、エンジン５００には、アクセルセンサ２１０、クランクセンサ２２０、ノックセンサ２３０および車速センサ２４０が設けられている。ノックセンサ２３０は、図１に示すように、エンジン５００の２箇所に設けられている。
【００２９】
アクセルセンサ２１０は、図示しないアクセルペダルの近傍に設けられ、その開度（踏み込み量）を検出するセンサであり、この検出された値はエンジンＥＣＵ６００で適宜にＡ／Ｄ変換された後、エンジンＥＣＵ６００内に設けられているマイクロコンピュータに取込まれる。
【００３０】
クランクセンサ２２０は、エンジン５００のクランクシャフト２２に装着されたロータと、その近傍に配設されてロータの外周に設けられた突起の通過を検出する電磁ピックアップとを備えて構成されるものである。クランクシャフト２２の回転位相（クランク角）、およびエンジン５００の回転速度を検出するためのセンサである。このクランクセンサ２２０の出力は、エンジンＥＣＵ６００で適宜に波形が成型された後、クランクシャフト２２の回転速度に応じたパルス信号（ＮＥパルス）として、エンジンＥＣＵ６００のマイクロコンピュータに取込まれる。
【００３１】
車速センサ２４０は、自動変速機の出力軸回転数ＮＯＵＴを検出する。エンジンＥＣＵ６００は、この出力軸回転数ＮＯＵＴに最終ギヤ比を乗算することにより車速を算出することができる。なお、車速センサ２４０は、直接的に車速を検出するものであっても構わない。
【００３２】
また、吸気通路６０には、上流から順に、エアクリーナ（図示しない）と、エアーフローメータ（図示しない）と、スロットルバルブ６６が設けられている。スロットルバルブ６６は、スロットルモータ６４と、スロットルポジションセンサ６８とが設けられている。
【００３３】
エアクリーナから吸気された空気は、吸気通路６０を通り、エンジン５００に流通する。吸気通路６０の途中には、スロットルバルブ６６が設けられる。スロットルバルブ６６は、スロットルモータ６４が作動することにより開閉される。このとき、スロットルバルブ６６の開度は、スロットルポジションセンサ６８により検出することが可能となる。エアクリーナとスロットルバルブ６６との間における吸気通路６０には、エアーフローメータが設けられており、吸入された空気量を検出する。エアーフローメータには、吸入された空気量Ｑを表わす吸気量信号をエンジンＥＣＵ６００に送信する。また、エアーフローメータには温度センサが設けられており、吸入された空気の温度ＴＡを表わす吸気温度信号をエンジンＥＣＵ６００に送信する。
【００３４】
ノックセンサ２３０は、エンジン５００のシリンダブロック１２に設けられている。このノックセンサ２３０は、エンジン５００で発生するノッキングを含む振動を検出するセンサである。このノックセンサ２３０の出力は、その振動の大きさに応じたノック信号としてエンジンＥＣＵ６００に取込まれる。
【００３５】
エンジンＥＣＵ６００は、マイクロコンピュータとして機能するＣＰＵ（Central Processing Unit)を始め、Ａ／Ｄ変換器や波形成型回路、さらには各種データや演算結果を一時的に記憶しておくメモリや各種アクチュエータ等を駆動するためのドライバ（駆動回路）を備えている。そして、各センサからの検出信号などから把握される機関運転状態に基づき、点火プラグ４０の点火時期や、筒内噴射用インジェクタ５０および吸気通路噴射用インジェクタ１００からの燃料噴射についての制御を実行する。
【００３６】
エンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００でのノッキングの発生を回避するノックコントロールシステム（ＫＣＳ）として動作する。ここで、ノックコントロールシステムによるノッキング回避について詳しく説明する。
【００３７】
エンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００におけるノッキングが発生し得る期間、すなわち各気筒の圧縮上死点付近（圧縮行程）でありかつ点火時期終了後の期間をノック判定期間（ゲート）とし、そのノック判定期間中におけるシリンダブロック１２の振動に対応したノックセンサ２３０からの検出信号からノッキング特有の振動を見分ける。より詳しくは、ノック判定期間中、ノックセンサ２３０からの出力ピーク値が判定基準値を超えた回数を数え、その回数が所定値以上になったとき、ノッキング特有の振動が発生している旨判断する。そして、この判断に基づき、ノッキングを検出することとなる。
【００３８】
上記のようにして、ノッキングが検出されると、エンジンＥＣＵ６００は、点火時期を遅角補正して（基本点火時期にＫＣＳ補正値を加算して点火時期を遅角するように補正して）ノッキングの回避を図る。具体的には、点火時期の遅角量をノッキング検出毎に増加させ、ノッキングが検出されないときにはこの遅角量を減少させることにより点火時期を進角側に制御する。こうした点火時期の制御により、点火時期がノッキング限界へと調整され、ノッキングを回避しつつエンジン５００の出力は可能な限り高められる。なお、点火時期の遅角量については、高い頻度でのノッキング発生時などに点火時期が過度に遅角されないよう、予め設定されたガード値Ｇで上限ガードされることとなる。
【００３９】
さらに、ノックコントロールシステムによるノッキング回避に用いられるＫＣＳ学習について詳しく説明する。
【００４０】
点火時期は、（基本点火時期＋ＫＣＳ補正値［＋必要に応じて他の補正値］）によって決定される。基本点火時期は、気候条件などの変動などを考慮して、ノッキングが生じる点火時期に対してある程度のマージンが設けられている。このため、ノッキング近傍のＭＢＴ（最適点火時期）までは、ＫＣＳ補正値を用いて点火時期を詰めて（進角させて）最適な出力が得られるように制御される。
【００４１】
ノック限界点火時期（＝基本点火時期＋ＫＣＳ補正値）は、エンジン５００毎の個体差によっても異なるし、エンジン５００の運転状態や経年変化状態や、そのときの気候条件等でも異なる。このため、ノックコントロールシステムによってＫＣＳ補正値が常時学習されている。この学習においては、ＫＣＳ補正値マップから運転状態に応じたＫＣＳ補正値を取り出し、取り出したＫＣＳ補正値について学習を行なっていた。たとえば、ＫＣＳ補正値についてエンジン回転数とエンジン負荷とに関する２次元のマップ（あるいはこれよりも多次元のマップ）を準備しておいて、運転状態（エンジン回転数とエンジン負荷）に基づいてマップから対応するＫＣＳ補正値を取り出して学習を開始していた。
【００４２】
なお、このとき取り出されたＫＣＳ補正値は前回学習時の運転状態・天候状態下で更新されたものである。このため、現時点では運転状態・天候状態が変化しているにもかかわらず、これに基づいて再度学習を行なうために学習に時間がかかる場合もあるので、取り出したＫＣＳ学習値を、ノック限界点火時期に影響を与える諸条件に応じて一旦修正し、この修正したＫＣＳ補正値を用いて学習を開始する行なうようにしても構わない。このように一回修正を行なうことでＫＣＳ補正値の学習をより早期に完了させることができる。
【００４３】
さらに、エンジンＥＣＵ６００は、上記したような点火時期近くによるノッキングの回避の他、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射と吸気通路噴射用インジェクタ１００による燃料噴射との切換制御を実行する。こうした切換制御は、機関回転速度および機関負荷といった機関運転状態に基づき行なわれ、そのときの機関運転状態に適した燃料噴射形態が選択されるような態様で行なわれる。そして、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射が選択される場合であれ、吸気通路噴射用インジェクタ１００による燃料噴射が選択される場合であれ、さらにそれらが分担して燃料噴射を行なう場合であれ、それらの燃料噴射に際しては、燃料噴射時期や燃料噴射量が機関運転状態に適した値に制御される。なお、この燃料噴射制御の詳細については後述の説明を参照されたい。
【００４４】
図３を参照して、本実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図について説明する。図３に示すように、この制御装置は、制御部１００００と、点火制御部３００００と、空気量調整部（アクチュエータ）４００００と、各種状態量を検出する検出部とを含む。検出部は、エンジン回転数ＮＥを検出するエンジン検出部２００００と、車速を検出する車速検出部２１０００と、アクセル開度を検出するアクセル開度検出部２２０００と、エンジンに吸入される空気の温度を検出する空気温度検出部２３０００とを含む。
【００４５】
制御部は、ノッキングを回避するために点火時期を制御するＫＣＳ１１０００と、エンジン回転数ＮＥ、車速およびアクセル開度に基づいてアイドル状態からの発進が実行されたか否かを判断するアイドル発進判断部１２０００と、アイドル状態からの発進であると判断されたときに空気温度に基づいてエンジン５００に吸入される空気量を制限するか否かを判断する空気量制限判断部１３０００とを含む。
【００４６】
ＫＣＳ１１０００は、ノッキング検出部１１１００でノッキングが検出されると点火時期を遅角する遅角制御部１１２００と、この遅角制御部１１２００で用いられる遅角補正量を学習する遅角量学習部１１３００とを含む。
【００４７】
制御部は、さらに、空気量を制限すると判断されたときに用いられる、学習された遅角補正量であるＫＣＳ学習値とエンジン５００に吸入される空気温度とをパラメータとした、空気量を制限する２次元の空気量制限マップ１４０００と、この空気量制限マップ１４０００を用いてエンジン５００に吸入される空気量の制限値を算出する制限値算出部１５０００とを含む。制限値算出部１５０００で算出された制限値を用いて、空気量調整部（アクチュエータ）４００００（たとえば、スロットルモータ６４）がスロットルバルブ６６の開度を制御して、エンジン５００に吸入される空気量を調整する。
【００４８】
図４を参照して、本実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵ６００のメモリに記憶される、エンジン５００に吸入される空気量Ｑの制限マップ（空気量制限マップ１４０００）について説明する。
【００４９】
図４に示すように、このマップは、横軸をＫＣＳ学習値として、縦軸を吸入空気の温度とした２次元のマップであって、ＫＣＳ学習値が小さいほど（すなわち小さくしか遅角していないのでノッキングが発生し易く、特にオクタン価が低い燃料の場合にノッキングの発生が顕著になる）、または、吸気温度が高いほど（ノッキングが発生し易く、特にオクタン価が低い燃料の場合にノッキングの発生が顕著になる）、空気量のガード値が小さく（低く）なる傾向を有するように設定されている。すなわち、ＫＣＳ学習値が小さいほど、または、吸気温度が高いほど、エンジン５００へ吸入される空気量は強く制限される。このようにすると、ノッキングが発生し易いときほど空気量をより減らして、シリンダ内圧力を低下させてノッキングの発生を回避することになる。なお、本発明は、図４に示したマップに限定されるものではない。たとえば、横軸は、ＫＣＳ学習値ではなく、ＫＣＳ補正値であっても、点火時期であってもよい。
【００５０】
図３に示す機能ブロックにおける制御部１００００は、デジタル回路やアナログ回路の構成を主体としたハードウェアでも、エンジンＥＣＵ６００に含まれるＣＰＵおよびメモリとメモリから読み出されてＣＰＵで実行されるプログラムとを主体としたソフトウェアでも実現することが可能である。一般的に、ハードウェアで実現した場合には動作速度の点で有利で、ソフトウェアで実現した場合には設計変更の点で有利であると言われている。以下においては、ソフトウェアとして制御装置を実現した場合を説明する。なお、このようなプログラムを記録した記録媒体についても本発明の一態様である。
【００５１】
図５を参照して、エンジンＥＣＵ６００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。なお、このプログラムは、予め定められたサイクルタイムで繰り返し実行される。
【００５２】
ステップ（以下、ステップをＳと記載する）１００にて、エンジンＥＣＵ６００は、クランクセンサ２２０からの信号に基づいて、エンジン回転数ＮＥを検出する。Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ６００は、アクセルセンサ２１０からの信号に基づいて、アクセル開度ＡＣＣを検出する。Ｓ３００にて、エンジンＥＣＵ６００は、車速センサ２４０からの信号に基づいて、車速Ｖを検出する。
【００５３】
Ｓ４００にて、エンジンＥＣＵ６００は、アイドルからの発進を検出したか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ６００は、エンジン回転数ＮＥがアイドル回転数近傍の回転数であって、車速Ｖが０で、アクセル開度ＡＣＣが０から変化（開く）と、アイドルからの発進を検出する。アイドルからの発進を検出すると（Ｓ４００にてＹＥＳ）、処理はＳ５００へ移される。もしそうでないと（Ｓ４００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５４】
Ｓ５００にて、エンジンＥＣＵ６００は、検出されたアクセル開度ＡＣＣがＡＣＣしきい値以上であるか否かを判断する。検出されたアクセル開度ＡＣＣがＡＣＣしきい値以上であると（Ｓ５００にてＹＥＳ）、処理はＳ８００へ移される。もしそうでないと（Ｓ５００にてＮＯ）、処理はＳ６００へ移される。
【００５５】
Ｓ６００にて、エンジンＥＣＵ６００は、検出されたアクセル開度ＡＣＣの時間微分ΔＡＣＣを算出する。Ｓ７００にて、エンジンＥＣＵ６００は、算出されたアクセル開度の時間微分ΔＡＣＣがΔＡＣＣしきい値以上であるか否かを判断する。算出されたアクセル開度の時間微分ΔＡＣＣがΔＡＣＣしきい値以上であると（Ｓ６００にてＹＥＳ）、処理はＳ８００へ移される。もしそうでないと（Ｓ６００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５６】
Ｓ８００にて、エンジンＥＣＵ６００は、エンジン５００に吸気される吸気温度ＴＡを検出する。このとき、エンジンＥＣＵ６００は、吸入される空気量を検出するエアフローメータに設けられた温度センサからの信号に基づいて、吸気温度ＴＡを検出する。
【００５７】
Ｓ９００にて、エンジンＥＣＵ６００は、検出された吸気温度ＴＡがＴＡしきい値以上であるか否かを判断する。検出された吸気温度ＴＡがＴＡしきい値以上であると（Ｓ９００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０００へ移される。もしそうでないと（Ｓ９００にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５８】
Ｓ１０００にて、エンジンＥＣＵ６００は、ＫＣＳ学習値と吸気温度ＴＡとをパラメータとして規定された図４に示すようなマップから、空気量ガードを算出する。
【００５９】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ６００を搭載したエンジンシステムにおいて、アイドル状態から車両が発進した場合に、ノッキング回避するための吸気空気量の変化の状態を図６を参照して説明する。
【００６０】
エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＣＣ、車速Ｖが検出されて（Ｓ１００、Ｓ２００、Ｓ３００）、エンジン回転数が低いアイドル状態で発進（アクセル開度ＡＣＣが０から上昇して車速が０から上昇）したときに（Ｓ４００にてＹＥＳ）、以下のように処理される。
【００６１】
アクセルペダルが大きく踏み込まれてアクセル開度ＡＣＣがＡＣＣしきい値以上であるか（Ｓ５００にてＹＥＳ）、または、アクセル開度ＡＣＣがＡＣＣしきい値で以上でなくてもアクセルペダルが素早く踏み込まれてアクセル開度ＡＣＣの時間微分が大きいと（Ｓ５００にてＮＯかつＳ７００にてＮＯ）、吸気温度ＴＡが検出される（Ｓ８００）。
【００６２】
この吸気温度ＴＡがＴＡしきい値以上であると（Ｓ９００にてＹＥＳ）、吸気温度ＴＡが高くノッキングが発生し易いので、ＫＣＳ学習値と吸気温度ＴＡとにより規定された図４に示すようなマップから空気量ガードが算出される（Ｓ１０００）。
【００６３】
図６においては、このように空気量ガードが算出されて、スロットルバルブ６６の開度が制限された場合の、スロットル開度および空気量Ｑの時間変化を実線で示されている。また、このように空気量ガードが算出されないで、スロットルバルブ６６の開度が制限されなかった場合の、スロットル開度および空気量Ｑの時間変化を一点鎖線で示されている。ガードがある場合にはガードがない場合に比較して、ノッキングが発生し易い場合でもシリンダ内圧力を低下させてノッキングの発生を回避できるようになる程度にまで空気量Ｑが小さくなるように制限される。
【００６４】
このように、高圧縮エンジンに低オクタン価の燃料が使用されて、発進時において、エンジン回転数が低いアイドル状態でスロットルバルブ開度が最大になったときに、吸気温度が高くノッキングが発生し易い場合には、点火遅角だけでは回避できないノッキングの発生を回避できるように、図４に示すようなマップに基づいて吸入される空気量Ｑが制限される。
【００６５】
以上のようにして、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵによる制御を実行することによると、アイドル状態からの発進時において、アクセル開度が大きい場合やアクセル開度の時間微分が大きい場合には、ＫＣＳ学習値が遅角側に大きいほど吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、ノッキングの発生を回避できる。さらに、吸気温度が高いほど吸入空気量をより強く制限して吸入空気量をより減らしてシリンダ内圧力をより下げて、ノッキングの発生を回避できる。このようにすると、特に、車両の発進時等において、吸入空気量の応答性を向上させようとしてスロットルバルブの開度応答性を向上させてエンジン回転数が低いアイドル状態でスロットルバルブ開度が最大になったときの高圧縮エンジンに低オクタン価の燃料が使用されていても、点火遅角だけでは回避できないノッキングの発生を回避できるようになる。
【００６６】
なお、吸入空気量の制限は、スロットルバルブの開度を直接制限してもよいし、エンジンの負荷に対する空気量を予測してその予測された空気量を制限するようにしてもよい。
【００６７】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その１）について説明する。
【００６８】
図７および図８を参照して、エンジン５００の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ５０と吸気通路噴射用インジェクタ１００との噴き分け比率（以下、ＤＩ比率（r）とも記載する。）を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ６００のメモリに記憶される。図７は、エンジン５００の温間用マップであって、図８は、エンジン５００の冷間用マップである。
【００６９】
図７および図８に示すように、これらのマップは、エンジン５００の回転数を横軸にして、負荷率を縦軸にして、筒内噴射用インジェクタ５０の分担比率がＤＩ比率ｒとして百分率で示されている。
【００７０】
図７および図８に示すように、エンジン５００の回転数と負荷率とに定まる運転領域ごとに、ＤＩ比率ｒが設定されている。「ＤＩ比率ｒ＝１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ５０からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味し、「ＤＩ比率ｒ＝０％」とは、吸気通路噴射用インジェクタ１００からのみ燃料噴射が行なわれる領域であることを意味する。「ＤＩ比率ｒ≠０％」、「ＤＩ比率ｒ≠１００％」および「０％＜ＤＩ比率ｒ＜１００％」とは、筒内噴射用インジェクタ５０と吸気通路噴射用インジェクタ１００とで燃料噴射が分担して行なわれる領域であることを意味する。なお、概略的には、筒内噴射用インジェクタ５０は、出力性能の上昇に寄与し、吸気通路噴射用インジェクタ１００は、混合気の均一性に寄与する。このような特性の異なる２種類のインジェクタを、エンジン５００の回転数と負荷率とで使い分けることにより、エンジン５００が通常運転状態（たとえば、アイドル時の触媒暖気時が、通常運転状態以外の非通常運転状態の一例であるといえる）である場合には、均質燃焼のみが行なわれるようにしている。
【００７１】
さらに、これらの図７および図８に示すように、温間時のマップと冷間時のマップとに分けて、筒内噴射用インジェクタ５０と吸気通路噴射用インジェクタ１００のＤＩ分担率ｒを規定した。エンジン５００の温度が異なると、筒内噴射用インジェクタ５０および吸気通路噴射用インジェクタ１００の制御領域が異なるように設定されたマップを用いて、エンジン５００の温度を検知して、エンジン５００の温度が予め定められた温度しきい値以上であると図７の温間時のマップを選択して、そうではないと図８に示す冷間時のマップを選択する。それぞれ選択されたマップに基づいて、エンジン５００の回転数と負荷率とに基づいて、筒内噴射用インジェクタ５０および／または吸気通路噴射用インジェクタ１００を制御する。
【００７２】
図７および図８に設定されるエンジン５００の回転数と負荷率について説明する。図７のＮＥ（１）は２５００〜２７００ｒｐｍに設定され、ＫＬ（１）は３０〜５０％、ＫＬ（２）は６０〜９０％に設定されている。また、図８のＮＥ（３）は２９００〜３１００ｒｐｍに設定されている。すなわち、ＮＥ（１）＜ＮＥ（３）である。その他、図７のＮＥ（２）や、図８のＫＬ（３）、ＫＬ（４）も適宜設定されている。
【００７３】
図７および図８を比較すると、図７に示す温間用マップのＮＥ（１）よりも図８に示す冷間用マップのＮＥ（３）の方が高い。これは、エンジン５００の温度が低いほど、吸気通路噴射用インジェクタ１００の制御領域が高いエンジン回転数の領域まで拡大されるということを示す。すなわち、エンジン５００が冷えている状態であるので、（たとえ、筒内噴射用インジェクタ５０から燃料を噴射しなくても）筒内噴射用インジェクタ５０の噴口にデポジットが堆積しにくい。このため、吸気通路噴射用インジェクタ１００を使って燃料を噴射する領域を拡大するように設定され、均質性を向上させることができる。
【００７４】
図７および図８を比較すると、エンジン５００の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいてはＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ５０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ５０のみが使用されるということを示す。すなわち、高回転領域や高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ５０のみで燃料を噴射しても、エンジン５００の回転数や負荷が高く吸気量が多いので筒内噴射用インジェクタ５０のみでも混合気を均質化しやすいためである。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ５０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【００７５】
図７に示す温間用マップでは、負荷率ＫＬ（１）以下では、筒内噴射用インジェクタ５０のみが用いられる。これは、エンジン５００の温度が高いときであって、予め定められた低負荷領域では筒内噴射用インジェクタ５０のみが使用されるということを示す。これは、温間時においてはエンジン５００が暖まった状態であるので、筒内噴射用インジェクタ５０の噴口にデポジットが堆積しやすい。しかしながら、筒内噴射用インジェクタ５０を使って燃料を噴射することにより噴口温度を低下させることができるので、デポジットの堆積を回避することも考えられ、また、筒内噴射用インジェクタの最小燃料噴射量を確保して、筒内噴射用インジェクタ５０を閉塞させないことも考えられ、このために、筒内噴射用インジェクタ５０を用いた領域としている。
【００７６】
図７および図８を比較すると、図８の冷間用マップにのみ「ＤＩ比率ｒ＝０％」の領域が存在する。これは、エンジン５００の温度が低いときであって、予め定められた低負荷領域（ＫＬ（３）以下）では吸気通路噴射用インジェクタ１００のみが使用されるということを示す。これはエンジン５００が冷えていてエンジン５００の負荷が低く吸気量も低いため燃料が霧化しにくい。このような領域においては筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射では良好な燃焼が困難であるため、また、特に低負荷および低回転数の領域では筒内噴射用インジェクタ５０を用いた高出力を必要としないため、筒内噴射用インジェクタ５０を用いないで、吸気通路噴射用インジェクタ１００のみを用いる。
【００７７】
また、通常運転時以外の場合、エンジン５００がアイドル時の触媒暖気時の場合（非通常運転状態であるとき）、成層燃焼を行なうように筒内噴射用インジェクタ５０が制御される。このような触媒暖気運転中にのみ成層燃焼させることで、触媒暖気を促進させ、排気エミッションの向上を図る。
【００７８】
＜この制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）＞
以下、本実施の形態に係る制御装置が適用されるに適したエンジン（その２）について説明する。なお、以下のエンジン（その２）の説明において、エンジン（その１）と同じ説明については、ここでは繰り返さない。
【００７９】
図９および図１０を参照して、エンジン５００の運転状態に対応させた情報である、筒内噴射用インジェクタ５０と吸気通路噴射用インジェクタ１００との噴き分け比率を表わすマップについて説明する。これらのマップは、エンジンＥＣＵ６００のメモリに記憶される。図９は、エンジン５００の温間用マップであって、図１０は、エンジン５００の冷間用マップである。
【００８０】
図９および図１０を比較すると、以下の点で図７および図８と異なる。エンジン５００の回転数が、温間用マップにおいてはＮＥ（１）以上の領域において、冷間用マップにおいてはＮＥ（３）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。また、負荷率が、温間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（２）以上の領域において、冷間用マップにおいては低回転数領域を除くＫＬ（４）以上の領域において、「ＤＩ比率ｒ＝１００％」である。これは、予め定められた高エンジン回転数領域では筒内噴射用インジェクタ５０のみが使用されること、予め定められた高エンジン負荷領域では筒内噴射用インジェクタ５０のみが使用される領域が多いことを示す。しかしながら、低回転数領域の高負荷領域においては、筒内噴射用インジェクタ５０から噴射された燃料により形成される混合気のミキシングが良好ではなく、燃焼室内の混合気が不均質で燃焼が不安定になる傾向を有する。このため、このような問題が発生しない高回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタの噴射比率を増大させるようにしている。また、このような問題が発生する高負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ５０の噴射比率を減少させるようにしている。これらのＤＩ比率ｒの変化を図９および図１０に十字の矢印で示す。このようにすると、燃焼が不安定であることに起因するエンジンの出力トルクの変動を抑制することができる。なお、これらのことは、予め定められた低回転数領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ５０の噴射比率を減少させることや、予め定められた低負荷領域へ移行するに伴い筒内噴射用インジェクタ５０の噴射比率を増大させることと、略等価であることを確認的に記載する。また、このような領域（図９および図１０で十字の矢印が記載された領域）以外の領域であって筒内噴射用インジェクタ５０のみで燃料を噴射している領域（高回転側、低負荷側）においては、筒内噴射用インジェクタ５０のみでも混合気を均質化しやすい。このようにすると、筒内噴射用インジェクタ５０から噴射された燃料は燃焼室内で気化潜熱を伴い（燃焼室から熱を奪い）気化される。これにより、圧縮端での混合気の温度が下がる。これにより対ノッキング性能が向上する。また、燃焼室の温度が下がるので、吸入効率が向上し高出力が見込める。
【００８１】
なお、図７〜図１０を用いて説明したこのエンジン５００においては、均質燃焼は筒内噴射用インジェクタ５０の燃料噴射タイミングを吸気行程とすることにより、成層燃焼は筒内噴射用インジェクタ５０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることにより実現できる。すなわち、筒内噴射用インジェクタ５０の燃料噴射タイミングを圧縮行程とすることで、点火プラグ周りにリッチ混合気が偏在させることにより燃焼室全体としてはリーンな混合気に着火する成層燃焼を実現することができる。また、筒内噴射用インジェクタ５０の燃料噴射タイミングを吸気行程としても点火プラグ周りにリッチ混合気を偏在させることができれば、吸気行程噴射であっても成層燃焼を実現できる。
【００８２】
また、ここでいう成層燃焼には、成層燃焼と以下に示す弱成層燃焼の双方を含むものである。弱成層燃焼とは、吸気通路噴射用インジェクタ１００を吸気行程で燃料噴射して燃焼室全体にリーンで均質な混合気を生成して、さらに筒内噴射用インジェクタ５０を圧縮行程で燃料噴射して点火プラグ周りにリッチな混合気を生成して、燃焼状態の向上を図るものである。このような弱成層燃焼は触媒暖気時に好ましい。これは、以下の理由による。すなわち、触媒暖気時には高温の燃焼ガスを触媒に到達させるために点火時期を大幅に遅角させ、かつ良好な燃焼状態（アイドル状態）を維持する必要がある。また、ある程度の燃料量を供給する必要がある。これを成層燃焼で行なおうとしても燃料量が少ないという問題があり、これを均質燃焼で行なおうとしても良好な燃焼を維持するために遅角量が成層燃焼に比べて小さいという問題がある。このような観点から、上述した弱成層燃焼を触媒暖気時に用いることが好ましいが、成層燃焼および弱成層燃焼のいずれであっても構わない。
【００８３】
また、図７〜図１０を用いて説明したエンジンにおいては、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射のタイミングは、以下のような理由により、圧縮行程で行なうことが好ましい。ただし、上述したエンジン５００は、基本的な大部分の領域には（触媒暖気時にのみに行なわれる、吸気通路噴射用インジェクタ１００を吸気行程噴射させ、筒内噴射用インジェクタ５０を圧縮行程噴射させる弱成層燃焼領域以外を基本的な領域という）、筒内噴射用インジェクタ５０による燃料噴射のタイミングは、吸気行程である。しかしながら、以下に示す理由があるので、燃焼安定化を目的として一時的に筒内噴射用インジェクタ５０の燃料噴射タイミングを圧縮行程噴射とするようにしてもよい。
【００８４】
筒内噴射用インジェクタ５０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすることで、筒内温度がより高い時期において、燃料噴射により混合気が冷却される。冷却効果が高まるので、対ノック性を改善することができる。さらに、筒内噴射用インジェクタ５０からの燃料噴射時期を圧縮行程中とすると、燃料噴射から点火時期までの時間が短いことから噴霧による気流の強化を実現でき、燃焼速度を上昇させることができる。これらの対ノック性の向上と燃焼速度の上昇とから、燃焼変動を回避して、燃焼安定性を向上させることができる。
【００８５】
さらに、エンジン５００の温度によらず（すなわち、温間時および冷間時のいずれの場合であっても）、オフアイドル時（アイドルスイッチがオフの場合、アクセルペダルが踏まれている場合）には、図７または図９に示す温間用マップを用いるようにしてもよい（冷間温間を問わず、低負荷領域において筒内噴射用インジェクタ５０を用いる）。
【００８６】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンの気筒配置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御されるエンジンの構成を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る制御装置の機能ブロック図である。
【図４】エンジンに吸入される空気量ガードのマップを示す図である。
【図５】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施の形態に係る制御装置であるエンジンＥＣＵにより制御された場合のタイミングチャートである。
【図７】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）である。
【図８】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その１）である。
【図９】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの温間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る制御装置が適用されるに好適なエンジンの冷間時のＤＩ比率マップを表わす図（その２）である。
【符号の説明】
【００８８】
１０  シリンダ、１２  シリンダブロック、１４  シリンダヘッド、２０  ピストン、２２  クランクシャフト、２４  コンロッド、２６  クランクアーム、３０  燃焼室、４０  点火プラグ、５０  筒内噴射用インジェクタ、６０  吸気通路、６２  吸気ポート、６４  スロットルモータ、７０  排気通路、８０  吸気弁、９０  排気弁、１００  吸気通路噴射用インジェクタ、２１０  アクセルセンサ、２２０  クランクセンサ、２３０  ノックセンサ、５００  エンジン、６００  エンジンＥＣＵ。
【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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