(57)【要約】【課題】膨張行程での成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時においても膨張行程での成層燃焼が維持されるようにする直噴式火花点火エンジンの制御方法を提供する。【解決手段】点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいて、点火時期を変化させるときに、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値に保ったまま共に変化させる燃料噴射時期・点火時期変化処理手順をエンジンコントローラ（１５）が含む。【選択図】図１
2008025535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいて、
点火時期を変化させるときに、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値に保ったまま共に変化させる燃料噴射時期・点火時期変化処理手順
を含むことを特徴とする直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項２】
点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいて、
点火時期を変化させるときに、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値に保ったまま共に変化させる燃料噴射時期・点火時期変化処理手順
を含み、
前記燃料噴射時期・点火時期変化処理手順は、
所定周期毎に前記燃料噴射の燃料噴射時期を演算する燃料噴射時期演算処理手順と、
前記所定周期と同じ所定周期毎に前記圧縮上死点後の点火時期を演算する点火時期演算処理手順と、
前記燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の前回値と今回値との差分を演算する差分演算処理手順と、
前記圧縮上死点後の点火時期についての演算値の前回値にこの差分を反映させた値を今回値とする差分反映処理手順と
を含むことを特徴とする直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項３】
横軸を燃料噴射の燃料噴射時期、縦軸を前記圧縮上死点後の点火時期としたときに前記膨張行程での成層燃焼の燃焼成立領域を傾きのある線分で近似し、その線分の傾きで前記差分を補正することを特徴とする請求項２に記載の直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項４】
前記燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値と、前記圧縮上死点後の点火時期についての演算値とで精度が異なっている場合に、前記差分演算処理手順は、
前記燃料噴射の燃料噴射時期について前記圧縮上死点後の点火時期の精度に合わせた第２の演算値を演算する第２演算値演算処理手順と、
この第２の演算値を前記燃料噴射の燃料噴射時期の精度に戻した第３の演算値を演算する第３演算値演算処理手順と、
この第３の演算値の今回値と前回値との差を前記差分とする処理手順と
を含むことを特徴とする請求項２に記載の直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項５】
前記第２の演算値の精度を、前記圧縮上死点後の点火時期値の精度より高いものとすることを特徴とする請求項４記載の直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項６】
前記第２の演算値の今回値または前記第３の演算値の今回値が所定値以上となった場合に、前記膨張行程での成層燃焼の燃焼形態を解除することを特徴とする請求項４記載の直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項７】
前記膨張行程での成層燃焼の燃焼形態を解除した後には、均質燃焼の燃焼安定限界を確保するように点火時期と燃料噴射時期とを設定することを特徴とする請求項６記載の直噴式火花点火エンジンの制御方法。
【請求項８】
点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいて、
点火時期を変化させるときに、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値に保ったまま共に変化させる燃料噴射時期・点火時期変化手段
を含むことを特徴とする直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【請求項９】
点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいて、
点火時期を変化させるときに、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値に保ったまま共に変化させる燃料噴射時期・点火時期変化手段
を含み、
前記燃料噴射時期・点火時期変化手段は、
所定周期毎に前記燃料噴射の燃料噴射時期を演算する燃料噴射時期演算手段と、
前記所定周期と同じ所定周期毎に前記圧縮上死点後の点火時期を演算する点火時期演算手段と、
前記燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の前回値と今回値との差分を演算する差分演算手段と、
前記圧縮上死点後の点火時期についての演算値の前回値にこの差分を反映させた値を今回値とする差分反映手段と
を含むことを特徴とする直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【請求項１０】
横軸を前記燃料噴射の燃料噴射時期、縦軸を前記圧縮上死点後の点火時期としたときに前記膨張行程での成層燃焼の燃焼成立領域を傾きのある線分で近似し、その線分の傾きで前記差分を補正することを特徴とする請求項９記載の直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値と、前記圧縮上死点後の点火時期についての演算値とで精度が異なっている場合に、前記差分演算手段は、
前記燃料噴射の燃料噴射時期について前記圧縮上死点後の点火時期の精度に合わせた第２の演算値を演算する第２演算値演算手段と、
この第２の演算値を前記燃料噴射の燃料噴射時期の精度に戻した第３の演算値を演算する第３演算値演算手段と、
この第３の演算値の今回値と前回値との差を前記差分とする手段と
を含むことを特徴とする請求項９記載の直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記第２の演算値の精度を、前記圧縮上死点後の点火時期値の精度より高いものとすることを特徴とする請求項１１に記載の直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記第２の演算値の今回値または前記第３の演算値の今回値が所定値以上となった場合に、前記膨張行程での成層燃焼の燃焼形態を解除することを特徴とする請求項１１に記載の直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記膨張行程での成層燃焼の燃焼形態を解除した後には、均質燃焼の燃焼安定限界を確保するように点火時期と燃料噴射時期とを設定することを特徴とする請求項１３に記載の直噴式火花点火エンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、直噴式火花点火エンジン（内燃機関）の制御方法及び制御装置、特に冷間始動時の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
触媒の早期活性化及びＨＣ低減のため、点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射を２回に分割し燃料噴射時期を圧縮行程に設定した１回目の燃料噴射と、燃料噴射時期を膨張行程に設定した２回目の燃料噴射とを連続して行い、これら火花点火と２回の燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンを本出願人が提案している（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−２１４０３９公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記の膨張行程での成層燃焼の考え方に基づいてさらに実験を続けたところ、次のような新たな知見を得た。すなわち、図９に示したように上記の膨張行程での成層燃焼における燃焼安定性から、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとの偏差に最適値が存在し、また図１０に示したように上記の膨張行程での成層燃焼（超リタード成層燃焼）から均質燃焼への燃焼形態の切換を考慮すると、上記の膨張行程での成層燃焼が成立する領域では２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとをこれらの偏差を最適値に保ったまま共に進角させる必要がある。
【０００４】
そこで本発明は、上記の膨張行程での成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時においても上記の膨張行程での成層燃焼が維持されるようにした直噴式火花点火エンジンの制御方法及び制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいて、点火時期を変化させるときに、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値に保ったまま共に変化させるように構成する。
【発明の効果】
【０００６】
点火時期を圧縮上死点後に設定して火花点火を行う一方、燃料噴射時期を膨張行程に設定した燃料噴射を行い、これら火花点火と燃料噴射とで膨張行程での成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいては、膨張行程での成層燃焼が成立する領域つまり燃焼安定の生存空間が、縦軸を圧縮上死点後の点火時期とし、横軸を燃料噴射の燃料噴射時期とするグラフ上で斜めに存在することを初めて見出した（図９参照）ことに対応し、本発明によれば、点火時期を変化させるときに（膨張行程での成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時に）、膨張行程での成層燃焼が成立する領域内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値（最適値）に保ったまま共に変化（進角）させるので、燃焼安定の生存空間内で前記燃料噴射の燃料噴射時期と前記圧縮上死点後の点火時期とを連動して同期をとって動かすことが可能となった。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。図１はエンジンの制御方法の実施に直接使用するエンジンの制御装置の概略構成を示している。
【０００８】
エンジン１の吸気コレクタ７の上流には、吸入空気量を制御するスロットル弁５が設置されている。スロットル弁５は、エンジンコントローラ１５からの信号により作動するステップモータ１０によりその開度が制御される。
【０００９】
エンジン１の燃焼室８ａには、点火プラグ２４と共に燃料噴射弁１３が設置されている。
【００１０】
燃料噴射弁１３は、エンジンコントローラ１５からエンジン回転に同期して所定のタイミングに出力される燃料噴射パルス信号によりソレノイドに通電されて開弁し、燃料ポンプ１２により吐出され所定圧力に調圧された燃料タンク１１からの燃料を噴射するようになっている。
【００１１】
エンジン１の排気通路１９には、排気浄化用の触媒２２が設けられている。
【００１２】
エンジンコントローラ１５には、アクセルペダルセンサ（図示しない）により検出されるアクセル開度、クランク角センサ１６により検出されるエンジン回転速度、エアフローメータ３により検出される吸入空気流量、スロットルセンサ１８により検出されるスロットル開度、水温センサ２５により検出されるエンジン冷却水温が入力されている。
【００１３】
エンジンコントローラ１５は、これらの入力信号より検出されるエンジン運転条件に基づいて、燃焼方式（均質燃焼、成層燃焼）を設定し、これに合わせて、スロットル弁５の開度、燃料噴射弁１３の燃料噴射時期及び燃料噴射弁１３からの燃料噴射量、点火プラグ２４の点火時期を制御する。
【００１４】
ところで、触媒２２の暖機が要求されるときに、点火時期を圧縮上死点より後に設定すると共に、圧縮上死点後でかつ点火時期の前に燃料を噴射（膨張行程での燃料噴射）することにより、この燃料噴霧を利用して点火の直前での燃焼室内の乱れを生成・強化し、これにより火炎伝播を促進して燃焼を安定させ、十分な後燃え効果（つまり排温上昇効果）を得て触媒２２の早期活性化及びＨＣ低減を図るとする考え方を本出願人が先に提案している（特開２００５−２１４０３９号公報参照）。
【００１５】
これについて説明すると、触媒２２が活性化していない場合に、点火時期を圧縮上死点後の例えば１５〜３０ｄｅｇに設定して点火を行う。また、燃料噴射時期（燃料噴射開始時期のこと。以下同じ。）を、圧縮上死点後でかつ点火時期の前、つまり膨張行程に設定して燃料噴射を行う。燃料噴射はさらに２回に分割し、２回目の燃料噴射を膨張行程での燃料噴射とし、これに先立つ１回目の燃料噴射として圧縮行程で燃料噴射を行う。また、燃料噴射による燃焼室内の空燃比（燃料噴射を２回に分割しているので２回の燃料噴射トータルによる燃焼室内の空燃比）は、理論空燃比から若干リーン側の空燃比（例えば１６〜１７）とする。このように２回目の燃料噴射に先立ち、１回目の燃料噴射として圧縮行程での燃料噴射を行うと、１回目の燃料噴射が吸気行程での燃料噴射である場合に比べて、圧縮行程での燃料噴射のほうがその燃料噴霧によるガス乱れの減衰が遅くなる分、１回目の燃料噴射によるガス乱れが燃焼室内に残るため、その状態で２回目の燃料噴射（膨張行程での燃料噴射）を行うことで、１回目の燃料噴射で生成したガス乱れを助長するようにガス乱れを強化でき、膨張行程においても燃焼室内ガス流動を十分に強化できることとなる。点火時期を圧縮上死点後に遅らせてのこうした燃焼も成層燃焼であるが、点火時期が圧縮上死点前にくる通常の成層燃焼と区別するため、点火時期を圧縮上死点後に遅らせているこのような燃焼形態を「超リタード成層燃焼」と名付ける。
【００１６】
さて、こうした超リタード成層燃焼の考え方に基づいてさらに実験を続けたところ、次のような新たな知見を得た。すなわち、図９に示したように超リタード成層燃焼における燃焼安定性から２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとの偏差に最適値が存在し、また図１０に示したように超リタード成層燃焼から均質燃焼（Ａ／Ｆ＝１１．６）への燃焼形態の切換を考慮すると、超リタード成層燃焼が成立する領域では２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとをこれらの偏差を最適値に保ったまま共に進角させる必要がある。さらに、超リタード成層燃焼の燃焼安定限界から、点火時期には図９に示したように進角側の制限があり、これを超えたくないという要求があることが分かった。
【００１７】
図９、図１０についてさらに説明を加えると、まず図９は、横軸に超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射（膨張行程での燃料噴射）の燃料噴射開始時期ＩＴ２を、縦軸に圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを採り、トルク変動の分散値σＰｉの同一の点を結んで線とした特性上に、超リタード成層燃焼が成立する点を○で、これに対して超リタード成層燃焼が成立しない点を×で書き入れた実験結果を示している。同図より、○が含まれる領域、つまり超リタード成層燃焼が成立する領域は、トルク変動の分散値σＰｉが所定値以下の領域である。言い換えると、超リタード成層燃焼における燃焼安定の生存空間は、横軸を２回目の燃料噴射の燃料燃料噴射時期ＩＴ２、縦軸を圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとするグラフにおいて右斜め上より左斜め下に拡がる所定の範囲に存在する、という知見を得たのである。従って、超リタード成層燃焼の燃焼成立領域の境界との間にマージンを残して超リタード成層燃焼の燃焼成立領域内にある長さをもった線分ＡＢを引くと（超リタード成層燃焼の燃焼成立領域を傾きのある線分で近似）、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶは右上に位置するＡ点で最も遅角側となるので、このＡ点での点火時期ＡＤＶと燃料噴射時期ＩＴ２とに設定して超リタード成層燃焼を行わせることが後燃え効果（つまり排温上昇効果）が最も高くなることとなる。
【００１８】
その一方で、触媒２２の暖機完了後にはこの超リタード成層燃焼から均質燃焼へと燃焼形態を切換える必要がある。この場合には図９においては、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶと２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２とで定まる運転点が、線分ＡＢ上をＡ点よりＢ点へと辿るようにつまり矢印の向きに、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶと２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２とを制御しなければならない。これは、燃焼状態が異なる際の空気量の差をなるべく縮小した上で切換えることにより、トルク差を生じさせないようにするため（図１０のＡ→Ｃ切換の代わりにＢ→Ｃ切換とするため）である。
【００１９】
そこで本発明では、超リタード成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時に、超リタード成層燃焼が成立する領域内で２回目の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとをこれらの偏差を所定値（最適値）に保ったまま共に進角させることとする。そのためには、所定周期毎に進角側に向かう演算値で２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を演算し、前記所定周期と同じ所定周期毎に進角側に向かう演算値で圧縮上死点後の点火時期を演算し、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の前回値と今回値との差分を演算し、圧縮上死点後の点火時期についての演算値の前回値にこの差分を反映させた値を今回値とすることで、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期と圧縮上死点後の点火時期とを関連づけることである。具体的には、超リタード成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時に次式により２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値を所定周期毎に更新する。
【００２０】
ＩＴ２＝ＩＴ２（前回）−ｂ                  …（補１）
ただし、ｂ            ：所定値、
ＩＴ２        ：今回値、
ＩＴ２（前回）：前回値、
ここで、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の単位としては、この値が小さくなるとき進角側の値となるように設定しているものとする。（補１）式の所定値ｂは更新（演算）の周期（例えば１０ｍｓ）当たりの２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の進角量、つまり２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の進角速度を定めている。また、前回値である「ＩＴ２（前回）」の初期値は図９に示したＡ点での２回目の燃料噴射の燃料噴射時期である。従って、（補１）式により、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値は、図９に示したＡ点での２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を初期値として演算周期毎に進角されていく値（小さくなっていく値）となる。
【００２１】
また、同じく超リタード成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時に次式により圧縮上死点後の点火時期についての演算値を、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の演算タイミングと同じタイミングで所定周期毎に更新する。
【００２２】
ΔＩＴ２＝ＩＴ２（前回）−ＩＴ２            …（補２）
ＡＤＶ＝ＡＤＶ（前回）−ΔＩＴ２            …（補３）
ただし、ΔＩＴ２      ：差分、
ＡＤＶ        ：今回値、
ＡＤＶ（前回）：前回値、
（補３）式の差分ΔＩＴ２（＝ｂ）は演算周期（１０ｍｓ）当たりの圧縮上死点後の点火時期の進角量、つまり圧縮上死点後の点火時期の進角速度を定めている。また、前回値である「ＡＤＶ（前回）」の初期値は図９に示したＡ点での圧縮上死点後の点火時期である。圧縮上死点後の点火時期についての演算値の単位を、ここでは圧縮上死点から遅角側に計測した値［ｄｅｇＡＴＤＣ］としており、（補３）式により、図９に示したＡ点での圧縮上死点後の点火時期を初期値として圧縮上死点後の点火時期についての演算値が小さくなる側に更新されると、圧縮上死点後の点火時期についての演算値は進角側に更新されてゆき圧縮上死点に向けて近づいてゆく値となる。
【００２３】
この場合に、（補２）式、（補３）式によれば圧縮上死点後の点火時期の進角速度を、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の進角速度でもある差分ΔＩＴ２に等しくしているので、（補２）式、（補３）式は、超リタード成層燃焼における燃焼成立領域内で２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値と、圧縮上死点後の点火時期についての演算値との偏差が所定値ｂ（最適値）となるようにするための操作となっている。
【００２４】
この場合、図９に示した超リタード成層燃焼の燃焼成立領域は、エンジンの負荷と回転速度を特定した一つの運転条件での特性であり、エンジンの負荷と回転速度が相違すれば、図９に示した超リタード成層燃焼の燃焼成立領域の位置や形が多少相違するので、超リタード成層燃焼の燃焼成立領域を近似する線分ＡＢの長さや傾きも相違する。従って、図９に示したＡ点での２回目の燃料噴射の燃料噴射時期及び圧縮上死点後の点火時期と、（補１）式の所定値ｂとは、エンジンの負荷と回転速度に応じて予め適合しておく。
【００２５】
また、図９において横軸と縦軸は同じスケールのクランク角であるので、線分ＡＢの傾きは１でない、つまり２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の進角速度と、圧縮上死点後の点火時期の進角速度とが相違していることをも表している。例えば、線分ＡＢ上の任意の点から２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２を２ｄｅｇ進ませるとき、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶは３ｄｅｇ進ませる必要がある。このとき、線分ＡＢの傾きは３／２＝１．５である。ただし、線分ＡＢの傾きが１．５であるのは実験に使用したエンジンの特性であり、線分ＡＢの傾きはエンジン仕様の相違で異なってくるものと思われる。
【００２６】
そこで、本発明では、この線分ＡＢの傾きを所定値ｄとして導入し、上記の差分ΔＩＴ２を補正する。すなわち、このときには圧縮上死点後の点火時期についての演算値の更新式として、上記（補３）式に代えて、次の式を採用する。
【００２７】
ＡＤＶ＝ＡＤＶ（前回）−ΔＩＴ２×ｄ        …（補４）
ただし、ΔＩＴ２      ：差分、
ＡＤＶ        ：今回値、
ＡＤＶ（前回）：前回値、
次に、図１０はエンジン回転速度とエンジントルクとを一定に保った状態で超リタード成層燃焼から均質燃焼へと燃焼形態を切換えるときの、点火時期ＡＤＶと吸入空気量Ｑａとの関係がどうなるのかをまとめた実験結果を示している。図１０のＡ点、Ｂ点はそれぞれ図９のＡ点、Ｂ点に対応する点であり、図１０においてＡ点よりＢ点までが超リタード成層燃焼の成立する領域、Ｃ点から右側が均質燃焼の領域、そしてＢ点からＣ点までが超リタード成層燃焼から均質燃焼への遷移領域である。超リタード成層燃焼と均質燃焼との燃焼効率差による定常的な空気量段差があるため、超リタード成層燃焼が成立する領域内でも、超リタード成層燃焼から均質燃焼への切換に際しては図示のＡ点よりＢ点へと、空気量の減少につれて圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを進角させていかなければならない。また、Ｂ点では超リタード成層燃焼を解除して遷移領域での制御へと切換える必要がある。
【００２８】
そこで本発明では、Ｂ点で超リタード成層燃焼の燃焼形態を解除した後には、均質燃焼の燃焼安定限界を確保するように点火時期と燃料噴射時期とを設定する。なお、遷移領域に切換わってからの制御は従来より行われているところであり、本発明においても従来からの制御を行う。
【００２９】
こうしたアイデアを織り込んでプログラムを作成し実験してみたところ、次のような新たな不都合が生じることも判明した。これについて次に説明する。
【００３０】
圧縮行程噴射による成層燃焼と、吸気行程噴射による均質燃焼との燃焼形態を切換えるようにしているエンジンにおいて、プログラム上の作り方として、燃料噴射時期について、〔１〕図２に示したように、吸気行程噴射時と圧縮行程噴射時の燃料噴射時期設定の基準を共用している場合、双方の燃料噴射時期のダイナミックレンジを確保したいという要求と、〔２〕プログラムの容量を極力少なくしたいという要求とから、設定できる燃料噴射時期の精度（分解能）をギリギリまで落とすという手法が一般的に行われている。例えば、エンジンコントローラ１５に格納されるプログラムは、整数型演算が用いられるのが主流であり、この場合、燃料噴射時期の変数を１バイト（＝２５６ビット）データとし、ダイナミックレンジとして最大５１０ｄｅｇまで設定可能としている（圧縮上死点基準で、ＡＴＤＣ４０ｄｅｇまで設定可）。このため、燃料噴射時期の分解能つまりビットレートは２ｄｅｇ／ビットとなる。
【００３１】
これに対して、点火時期については図３に示すように、ＲＥＦ信号間での点火が一般的であり、燃料噴射時期の精度（分解能）に比べて、精度（分解能）が高くなるのが一般的である。例えば、４気筒エンジンの場合にはＲＥＦ信号間は１８０ｄｅｇで、プログラムの容量を極力少なくしようと点火時期を１バイト（＝２５６ビット）データとするなら、１８０÷２５６＝０．７０３１２５ｄｅｇ／ビットの精度（分解能）まで設定可能である。しかしながら、クランク角センサ１６による角度認識の精度より、小数点以下の精度（分解能）は必要ないため、一般的に点火時期の分解能つまりビットレートとしては１ｄｅｇ／ビットが採用されている。
【００３２】
このような既存のプログラムの作りかたで、超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとを、これらの偏差を所定値（最適値）に保ちながら同時に進角側に動かす場合に、図４に示すような問題が発生する。すなわち、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとの偏差の最適値が仮に２ｄｅｇであるとして具体的に説明すると、図４においてｔ１の直前のタイミングまでは図９に示すＡ点にいた状態であり、これよりＢ点に向かって、つまり２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２と圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとが共に進角側に更新してゆく。ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ５、ｔ６は、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期ＩＴ２及び圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの演算タイミングであるが、ここでは各時間間隔を同じにしている。まず、分解能の悪い（ビットレートの大きい）燃料噴射時期ＩＴ２としてビット誤差が発生していない場合を記載している。このため、燃料噴射時期ＩＴ２はｔ１からｔ２までの時間間隔を１周期として、１周期が経過する毎に２ｄｅｇずつ進角している。
【００３３】
これに対して、分解能の良い（ビットレートの小さい）点火時期ＡＤＶにはビット誤差が出やすいため、ｔ１、ｔ３、ｔ５のタイミングで１ｄｅｇのビット誤差が出た場合を記載している。このため、点火時期ＡＤＶのほうはｔ１からｔ２までの時間間隔を１周期として、１周期が経過する毎に１ｄｅｇずつ進角している。ここで、点火時期ＡＤＶに対して進角側にビット誤差が出ているのは整数にするのに小数点以下を切り捨てるためである。
【００３４】
この結果、燃料噴射時期ＩＴ２と点火時期ＡＤＶの偏差を２ｄｅｇに保ったままｔ１のタイミングより燃料噴射時期ＩＴ２と点火時期ＡＤＶとを共に進角させているはずなのに、実際には燃料噴射時期ＩＴ２と点火時期ＡＤＶの偏差に一時的に３ｄｅｇの場合が発生してしまう。もともと燃焼安定の生存空間が狭い超リタード成層燃焼を行わせようとする場合に、このように燃料噴射時期ＩＴ２と点火時期ＡＤＶの偏差に最適値（＝２ｄｅｇ）からのバラツキが発生したのでは、超リタード成層燃焼の燃焼状態が不安定となり、運転性への跳ね返りが発生することが考えられる。
【００３５】
そこで本実施形態では、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期について圧縮上死点後の点火時期の精度（分解能）に合わせた第２の演算値を演算し、この第２の演算値を２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の精度に戻した第３の演算値を演算し、この第３の演算値の今回値と前回値との差を前記差分ΔＩＴとする。
【００３６】
ここでは、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値と、圧縮上死点後の点火時期についての演算値とで精度が異なり、圧縮上死点後の点火時期についての演算値のほうが２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値より精度（分解能）がよい場合を扱っているため、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の精度を圧縮上死点後の点火時期についての演算値の精度（分解能）に合わせて良くする場合で説明するが、２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の精度（分解能）を圧縮上死点後の点火時期についての演算値の精度（分解能）より高いものとする（例えば連続値や１ｄｅｇ／ビットよりビットレートがさらに細かい値とする等）ようにしてもかまわない。
【００３７】
エンジンコントローラ１５により実行されるこの制御を以下のフローチャートにより詳述する。
【００３８】
図６は超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射（膨張行程での燃料噴射）の燃料噴射時期を演算するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。超リタード成層燃焼における１回目の燃料噴射（圧縮行程での燃料噴射）の燃料噴射時期については省略している。
【００３９】
ここでは、超リタード成層燃焼における１回目の燃料噴射（圧縮行程での燃料噴射）の燃料噴射時期については省略しているので、超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射（膨張行程での燃料噴射）の燃料噴射時期を単に「燃料噴射時期」という。また、燃料噴射時期は演算値であり、この場合に、２種類の演算値を扱うので、もともと分解能が粗い演算値である燃料噴射時期を「粗燃料噴射時期」、圧縮上死点後の点火時期の精度（分解能）に合わせて分解能を細かくした演算値である燃料噴射時期を「精燃料噴射時期」として区別する。
【００４０】
まず、ステップ１では、クランク角センサ１６により検出されるエンジン回転速度、水温センサ２５により検出されるエンジン水温などのエンジンの運転条件を読み込む。
【００４１】
ステップ２では膨張行程での燃料噴射条件（つまり超リタード成層燃焼を行う条件）が成立しているか否かをみる。始動時のエンジン冷却水温より冷間始動時であれば膨張行程での燃料噴射条件（超リタード成層燃焼を行う条件）の成立時であると判断し、ステップ３でエンジン回転速度と基本噴射パルス幅（図示しない燃料噴射パルス幅Ｔｉの演算ルーチンで演算されている。）とから、所定のマップを検索することにより粗燃料噴射時期ＩＴを演算する。これは、図９に示すＡ点での２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を求めるものである。
【００４２】
この粗燃料噴射時期ＩＴの単位は、図２上段に示しているように３番気筒（＃３ｃｙｌ）のＲＥＦ信号の立ち上がりタイミングを基準として遅角側に計測したクランク角である。また、ここで演算される粗燃料噴射時期のビットレートは２ｄｅｇ／ビット（分解能が粗い）である。
【００４３】
膨張行程での燃料噴射条件が成立している限り、この粗燃料噴射時期ＩＴと後述する図７のステップ２３で演算される圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとを用いて超リタード成層燃焼が実現される。
【００４４】
ステップ４では、次式により精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅを演算する。
【００４５】
ＩＴｆｉｎｅ＝ＩＴ×ａ                                …（１）
ただし、ａ：圧縮上死点後の点火時期の分解能との関係から決まるゲイン、
（１）式は、精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅのビットレートを点火時期のビットレートに合わせるための操作である。圧縮上死点後の点火時期のビットレートは１ｄｅｇ／ビットであるので、（１）式により精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅのビットレートも１ｄｅｇ／ビットとなる。このステップ４の操作は、後述する（２）式右辺第１項の初期値を与えるために必要となるものである。
【００４６】
一方、ステップ２で膨張行程での燃料噴射条件が不成立のときにはステップ５に進んで、前回は膨張行程での燃料噴射条件が成立していたか否かをみる。今回は膨張行程での燃料噴射条件が不成立でかつ前回は膨張行程での燃料噴射条件が成立していた、つまり今回初めて膨張行程での燃料噴射条件が不成立となったときには、図９に示した超リタード成層燃焼における燃焼成立領域内でＡ点よりＢ点に向かって精燃料噴射時期を進角させるためステップ６に進んで進角フラグ（イグニッションスイッチのＯＦＦよりＯＮへの切換時にゼロに初期設定）＝１とすると共に、ステップ７で次式により精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅ（第２の演算値）を更新する。
【００４７】
ＩＴｆｉｎｅ＝ＩＴｆｉｎｅ（前回）−ｂ                …（２）
ただし、ｂ                  ：所定値、
ＩＴｆｉｎｅ（前回）：前回のＩＴｆｉｎｅ、
（２）式の所定値ｂは演算周期（１０ｍｓ）当たりの精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅの進角量、つまり精燃料噴射時期の進角速度を定めている。また、前回の精燃料噴射時期である「ＩＴｆｉｎｅ（前回）」の初期値はステップ４で演算済みの精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅである。従って、（２）式により、精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅは、ステップ４で演算済みの精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅを初期値として演算周期毎に進角されていく値（小さくなっていく値）となる。所定値ｂは予め適合しておく。所定値ｂは固定値である必要はなく、別に演算された値でもよい。
【００４８】
上記の進角フラグ＝１は超リタード成層燃焼における燃焼成立領域内で精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅと、圧縮上死点後の点火時期の各進角を指示するものである。
【００４９】
ステップ８では、ステップ７で演算した精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅから次式により粗燃料噴射時期ＩＴ（第３の演算値）を演算する。
【００５０】
ＩＴ＝ＩＴｆｉｎｅ／ａ                                …（３）
（３）式は上記（１）式の逆の操作、つまり精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅを粗燃料噴射時期ＩＴのビットレート（２ｄｅｇ／ビット）に戻す操作である。
【００５１】
ステップ９ではこの粗燃料噴射時期ＩＴと、その前回値とを用いて次式により演算周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴ（差分）を演算する。
【００５２】
ΔＩＴ＝ＩＴ（前回）−ＩＴ                            …（４）
ただし、ＩＴ（前回）：前回のＩＴ、
前回の粗燃料噴射時期である「ＩＴ（前回）」の初期値はステップ３で演算済みの粗燃料噴射時期ＩＴである。この演算周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴのビットレートは２ｄｅｇ／ビットであり、後述する図７のステップ２５において、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを進角させるための値として用いられる。
【００５３】
ステップ１０ではステップ７で演算した精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅと所定値ｃとを比較する。所定値ｃは超リタード成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態切換のための精燃料噴射時期の閾値である。今回初めて膨張行程での燃料噴射条件が不成立となった当初は精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅが所定値ｃ以上であり、超リタード成層燃焼における燃焼成立領域をまだ外れていない、つまり超リタード成層燃焼における燃焼成立領域内にあると判断し、そのまま今回の処理を終了する。
【００５４】
ステップ１０で粗燃料噴射時期ＩＴに代えて精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅを採用しているのは、粗燃料噴射時期ＩＴよりも分解能のよい精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅを用いることで、超リタード成層燃焼における燃焼成立領域を外れたか否かのタイミングを精度良く判定できるためである。
【００５５】
次回には、前回、今回とも膨張行程での燃料噴射条件が不成立となり、ステップ２、５よりステップ１１に進み、進角フラグをみる。前回にステップ６で進角フラグ＝１となっているので、ステップ７〜９に進んでステップ７〜１０の操作を実行する。ステップ７の操作を繰り返すと精燃料射時期ＩＴｆｉｎｅが進角側に進んで小さくなってゆき、やがて、ステップ１０で精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅが所定値ｃ未満となる。このときには超リタード成層燃焼における燃焼成立領域を外れたタイミングであると判断してステップ１０よりステップ１２に進み、進角フラグ＝０として今回の処理を終了する。
【００５６】
次回には、前回、今回とも膨張行程での燃料噴射条件が不成立となり、かつ進角フラグ＝０となっているので、ステップ２、５、１１よりステップ１３に進み、他の燃焼形態（吸気行程での燃料噴射を行う燃焼形態）での燃料噴射時期の演算フローへと移る。そして、均質燃焼の燃焼安定限界を確保するように燃料噴射時期を設定する。
【００５７】
図７は超リタード成層燃焼における圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを演算するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。このフローは図８に示したように、図６に示した燃料噴射時期演算の後に実行する。これは、図６で設定している進角フラグや、演算周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴを図７で用いているためである。
【００５８】
ステップ２１では図６のステップ１と同じに運転条件を読み込む。
【００５９】
ステップ２２では図６のステップ２と同じに膨張行程での燃料噴射条件（超リタード成層燃焼を行う条件）が成立しているか否かをみる。エンジン冷却水温より冷間始動時であれば膨張行程での燃料噴射条件の成立時であると判断し、ステップ２３でエンジン回転速度と基本噴射パルス幅とから、所定のマップを検索することにより圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを演算する。圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの単位は圧縮上死点から遅角側に計測した値［ｄｅｇＡＴＤＣ］としている。圧縮上死点後の点火時期のビットレートは１ｄｅｇ／ビットである。
【００６０】
ここでの点火時期ＡＤＶは、超リタード成層燃焼を実現するための点火時期、つまり図９に示すＡ点での圧縮上死点後の点火時期を求めるものである。このようにして演算される圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶは、図示しないフローで点火時期指令値に変換される。点火時期指令値（点火装置に指令するための値）の単位は、圧縮上死点より進角側に計測したクランク角［ｄｅｇＢＴＤＣ］であるので、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを点火時期指令値に変換するときには単位合わせを行わせる必要がある。
【００６１】
一方、ステップ２２で膨張行程での燃料噴射条件が成立していないときにはステップ２４に進み進角フラグ（この進角フラグは図６で設定されている）をみる。進角フラグ＝１であるときには超リタード成層燃焼における燃焼成立領域内でＡ点よりＢ点へと点火時期を進角させるため、次式により圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを更新する。
【００６２】
ＡＤＶ＝ＡＤＶ（前回）−ΔＩＴ×ａ×ｄ                …（５）
ただし、ΔＩＴ        ：演算周期当たりの燃料噴射時期変化量（図６により演                                算済み）、
ａ            ：圧縮上死点後の点火時期の分解能との関係から決まる                                ゲイン、
ｄ            ：超リタード成層燃焼における燃焼成立領域での点火時                                期と燃料噴射時期の傾き補正値、
ＡＤＶ（前回）：前回のＡＤＶ、
ここで、演算周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴを、粗燃料噴射時期の前回値と今回値の差分で演算しているのは、燃料噴射時期変化量ΔＩＴにビット誤差が生じにくいようにするためである。すなわち、精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅのビットレートが圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶと同じ分解能の１ｄｅｇ／ビットになると、精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅの進角時にビット誤差が生じてくる。従って、演算周期当たりの燃料噴射時期変化量を、この精燃料噴射時期の前回値と今回値の差分で演算させたのでは燃料噴射時期変化量（差分）がビット誤差により安定しない値となってしまうので、ビット誤差の生じにくい粗燃料噴射時期の前回値と今回値の差分で演算することとしたものである。そして、演算周期当たりの燃料噴射時期変化量（差分）を安定させた上で、その演算周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴにゲインａを乗算しているのは、演算周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴのビットレートが２ｄｅｇ／ビットであるので、圧縮上死点後の点火時期のビットレートである１ｄｅｇ／ビットに合わせるための操作である。
【００６３】
補正値ｄは、図９において線分ＡＢの傾きが１でない場合を考慮するものである。本実施形態では線分ＡＢの傾きが１．５であるので、補正値ｄ＝１．５である。ちなみに線分ＡＢの傾きが１．０であれば、上記（５）式に代えて次式を用いることができる。
【００６４】
ＡＤＶ＝ＡＤＶ（前回）−ΔＩＴ×ａ                    …（６）
（５）式のΔＩＴ×ａ×ｄは演算周期（１０ｍｓ）当たりの圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの進角量、つまり圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの進角速度を定めている。また、前回の圧縮上死点後の点火時期である「ＡＤＶ（前回）」の初期値はステップ２３で演算済みの圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶである。圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの単位は圧縮上死点から遅角側に計測した値［ｄｅｇＡＴＤＣ］としているので、（５）式により、ステップ２３で演算済みの圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶを初期値として、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶが小さくなる側に更新されると、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶが進角側に更新されてゆき圧縮上死点に向けて近づいてゆく値となる。
【００６５】
この場合に、圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの進角速度を、燃料噴射時期の進角速度でもある制御周期当たりの燃料噴射時期変化量ΔＩＴ×ａに等しくしているので、（５）式は超リタード成層燃焼における燃焼成立領域内で精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅと圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶとの偏差が最適値（＝燃料噴射時期の変化に対する点火時期の変化が所定値ｂ倍）となるようにするための操作となっている。
【００６６】
一方、膨張行程での燃料噴射条件が不成立でかつ進角フラグ＝０になると、超リタード成層燃焼における燃焼成立領域を外れたタイミングであると判断してステップ２２、２４よりステップ２６に進み他の燃焼形態（吸気行程での燃料噴射を行う燃焼形態）での点火時期（圧縮上死点前での点火時期）の演算フローへと移る。そして、均質燃焼の燃焼安定限界を確保するように点火時期を設定する。
【００６７】
これについてさらに説明すると、図５には本実施形態における精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅと圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶの、超リタード成層燃焼から均質燃焼への切換時の変化を示している。上記の所定値ｃは図示の値であるためｔ１３のタイミングで精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅが所定値ｃ未満となって進角フラグが１からゼロに切換わる。進角フラグ＝０になると、図７においてステップ２４よりステップ２５に進むことができなくなる。つまり、図７のステップ２５で演算される圧縮上死点後の点火時期ＡＤＶは、図５において◎の値までとなり（◎の値が図９に示すＢ点での圧縮上死点後の点火時期に相当）、超リタード成層燃焼における燃焼安定限界の点火時期（ｅ）を超えてしまうことを避けることができる。なお、図５はあくまでモデル波形であり、実際にも精燃料噴射時期ＩＴｆｉｎｅが、ｔ１１、ｔ１２、ｔ１３の３つのタイミングでしか更新されない、ということではない。
【００６８】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００６９】
超リタード成層燃焼を実現するようにした直噴式火花点火エンジンにおいては、超リタード成層燃焼が成立する領域つまり超リタード成層燃焼における燃焼安定の生存空間が、縦軸を圧縮上死点後の点火時期とし、横軸を２回目の燃料噴射の燃料噴射時期とするグラフ上で斜めに存在することを初めて見出した（図９参照）ことに対応し、本実施形態（請求項１、８に記載の発明）によれば、超リタード成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換時に（点火時期を変化させるときに）、超リタード成層燃焼が成立する領域内で超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期と圧縮上死点後の点火時期とをこれらの偏差を所定値（最適値）に保ったまま共に進角（変化）させるので（上記の（補１）式、（補２）式、（補３）式を参照）、超リタード成層燃焼における燃焼安定の生存空間内で超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期と圧縮上死点後の点火時期とを連動して同期をとって動かすことが可能となった。
【００７０】
本実施形態（請求項３、１０に記載の発明）によれば、所定周期毎に進角側に向かう演算値で超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期を演算し（上記の（補１）式を参照）、前記所定周期と同じ所定周期毎に進角側に向かう演算値で圧縮上死点後の点火時期を演算し（上記の（補４）式を参照）、超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値の前回値（ＩＴ２（前回））と今回値（ＩＴ２）との差分ΔＩＴ２を演算し（上記の（補２）式を参照）、圧縮上死点後の点火時期についての演算値の前回値（ＡＤＶ（前回））にこの差分を反映させた値を今回値（ＡＤＶ）とする（上記の（補４）式を参照）と共に、横軸を超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期、縦軸を圧縮上死点後の点火時期としたときに超リタード成層燃焼の燃焼成立領域を傾きのある線分ＡＢで近似し、その線分ＡＢの傾き（＝ｄ）で前記差分ΔＩＴ２を補正するので（上記の（補４）式を参照）、超リタード成層燃焼における燃焼安定の生存空間の傾きに応じた補正を行うことができる。
【００７１】
本実施形態（請求項４、１１に記載の発明）によれば、超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期についての演算値と、圧縮上死点後の点火時期についての演算値とで分解能（精度）が異なっている場合に、精燃料噴射時期（超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期について圧縮上死点後の点火時期の精度に合わせた第２の演算値）を演算し（図６のステップ７を参照）、この精燃料噴射時期（第２の演算値）から粗燃料噴射時期（第２の演算値を超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の精度に戻した第３の演算値）を演算し（図６のステップ８を参照）、この粗燃料噴射時期（第３の演算値）の今回値と前回値との差を燃料噴射時期変化量ΔＩＴ（前記差分）する（図６のステップ９を参照）ので、既存の燃料噴射時期及び点火時期の演算方法や燃料噴射時期及び点火時期の設定値の基準を変えることなく既存プログラムのわずかの変更（つまり図６、図７、図８の追加）で済むこととなり、プログラム容量を増加させることがない。かつ既存の設定値を変更することがないため、適合工数を増やすこともない。
【００７２】
本実施形態（請求項６、１３に記載の発明）によれば、精燃料噴射時期（第２の演算値）の今回値ＩＴｆｉｎｅが所定値ｃ以上となった場合に、超リタード成層燃焼の燃焼形態を解除するので（図６のステップ１０を参照）、精燃料噴射時期（第２の演算値）の今回値ＩＴｆｉｎｅを燃焼形態の切換（変更）のトリガーとして活用できる。これにより、圧縮上死点後の点火時期について改めて超リタード成層燃焼における燃焼安定限界の点火時期で制限する必要がなくなり、制御構成をシンプルにできる（プログラム容量増加が抑えられる）。
【００７３】
超リタード成層燃焼から均質燃焼への燃焼形態の切換により、燃焼効率差による空気量減少が発生するので、超リタード成層燃焼の燃焼形態を解除した後の空気量の減少状態においても運転性を確保する必要があるが、本実施形態（請求項７、１４に記載の発明）によれば、超リタード成層燃焼の燃焼形態を解除した後には、均質燃焼の燃焼安定限界を確保するように点火時期と燃料噴射時期とを設定するので（図６のステップ１３及び図７のステップ２６を参照）、超リタード成層燃焼の燃焼形態を解除した後の空気量の減少状態においても燃焼安定限界を確保することが可能となる。
【００７４】
実施形態では、燃料噴射を２回に分割し燃料噴射を圧縮行程に設定した１回目の燃料噴射と、燃料噴射時期を膨張行程に設定した２回目の燃料噴射とを連続して行う場合で説明したが、圧縮行程噴射を行わず膨張行程噴射のみを行う場合にも本発明の適用がある。
【００７５】
請求項１に記載の燃料噴射時期・点火時期変化処理手順は、図６のステップ７、８、９及び図７のステップ２５により果たされている。
【００７６】
請求項８に記載の燃料噴射時期・点火時期変化手段の機能は、図６のステップ７、８、９及び図７のステップ２５により果たされている。
【図面の簡単な説明】
【００７７】
【図１】本発明の第１実施形態のエンジンの制御装置の概略構成図。
【図２】現行の燃料噴射時期の設定値の基準を示す波形図。
【図３】現行の点火時期の基準を示す波形図。
【図４】圧縮上死点後の点火時期と超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の関係を示す波形図。
【図５】圧縮上死点後の点火時期と超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の関係を示す波形図。
【図６】超リタード成層燃焼における２回目の燃料噴射の燃料噴射時期の演算を説明するためのフローチャート。
【図７】圧縮上死点後の点火時期の演算を説明するためのフローチャート。
【図８】燃料噴射時期演算と点火時期演算の演算順序を示すためのメインフローチャート。
【図９】超リタード成層燃焼の燃焼成立領域を示す特性図。
【図１０】超リタード成層燃焼から均質燃焼への切換時の点火時期と吸入空気量の関係を示す特性図。
【符号の説明】
【００７８】
８ａ  燃焼室
９  第１触媒
１３  燃料噴射弁
１５  エンジンコントローラ
２４  点火プラグ
【図１】
2008025535.tif 000003
【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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