(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の気筒内の圧力を筒内圧として検出する筒内圧検出手段と、
前記内燃機関のクランク角位置を検出するクランク角位置検出手段と、
前記検出された筒内圧およびクランク角位置に基づき、当該筒内圧が最大となるクランク角位置を、前記気筒内の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータの１つである最大筒内圧角として算出する最大筒内圧角算出手段と、
前記筒内圧および前記クランク角位置に基づき、前記最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータを、クランク角位置で表されるよう、算出する燃焼状態パラメータ算出手段と、
前記算出された最大筒内圧角、および前記算出された所定の燃焼状態パラメータに応じて、燃焼モードが強燃焼モードおよび弱燃焼モードのいずれであるかを判定する燃焼モード判定手段と、
前記最大筒内圧角の目標となる第１の目標角、および前記最大筒内圧角以外の前記所定の燃焼状態パラメータの目標となる第２の目標角を設定する目標角設定手段と、
前記判定された燃焼モードが前記強燃焼モードのときには、前記算出された最大筒内圧角が前記設定された第１の目標角に収束するように、フィードバックにより、点火時期を算出し、前記燃焼モードが前記弱燃焼モードのときには、前記設定された第２の目標角、および前記最大筒内圧角以外の前記所定の燃焼状態パラメータに基づき、フィードバックにより、点火時期を算出する点火時期算出手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項２】
前記燃焼状態パラメータ算出手段は、
前記気筒内に燃焼が行われていないときに発生する圧力を、モータリング圧として推定するモータリング圧推定手段と、
前記筒内圧と前記推定されたモータリング圧との偏差が最大となるクランク角位置を、最大燃焼圧角として算出する最大燃焼圧角算出手段と、を有し、
前記所定の燃焼状態パラメータは、前記算出された最大燃焼圧角であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項３】
前記燃焼モード判定手段は、前記所定の燃焼状態パラメータとして、前記最大燃焼圧角を用いて、前記燃焼モードを判定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項４】
前記筒内圧および前記モータリング圧に基づき、失火までの余裕度合を表す失火余裕度合パラメータを前記気筒ごとに算出する失火余裕度合パラメータ算出手段と、
当該算出された失火余裕度合パラメータが所定のしきい値以下のときに、当該気筒内の燃焼状態を安定する方向に制御する燃焼状態安定化手段と、
をさらに備えていることを特徴とする請求項２または３に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項５】
前記燃焼状態パラメータ算出手段は、
前記筒内圧に基づき、前記気筒内の熱発生率が最大となるクランク角位置を、最大熱発生率角として算出する最大熱発生率角算出手段を有し、
前記所定の燃焼状態パラメータは、前記算出された最大熱発生率角であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項６】
前記燃焼状態パラメータ算出手段は、
前記筒内圧に基づき、前記気筒内における着火時期に対応するクランク角位置を、着火位置として算出する着火位置算出手段を有し、
前記所定の燃焼状態パラメータは、前記算出された着火位置であることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項７】
前記気筒は、複数の気筒で構成されており、
前記燃焼モード判定手段は、前記気筒ごとに燃焼モードを判定し、
前記点火時期算出手段は、前記気筒ごとに点火時期を算出することを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
当該検出された運転状態に応じて、前記内燃機関が、触媒を活性化させるための暖機運転中であるか否かを判定する暖機運転判定手段と、
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
当該回転数の目標となる目標回転数を設定する目標回転数設定手段と、
を備え、
前記目標角設定手段は、前記内燃機関が前記暖機運転中であると判定されたときに、前記検出された回転数が前記設定された目標回転数に収束するように、フィードバックにより、前記第２の目標角を設定することを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【請求項９】
前記燃焼モード判定手段は、前記内燃機関が前記暖機運転中であると判定されたときに、前記燃焼モードを前記弱燃焼モードであると判定することを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の点火時期制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の点火時期をフィードバック制御する内燃機関の点火時期制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の点火時期制御装置として、本出願人は、特許文献１に記載されたものをすでに提案している。この内燃機関は、複数の気筒を有するガソリンエンジンであり、各気筒に、その内部に発生する圧力である筒内圧を検出する筒内圧センサが設けられている。この点火時期制御装置では、検出された筒内圧およびクランク角位置に基づき、筒内圧が最大となるクランク角位置を最大筒内圧角として算出するとともに、最大筒内圧角が所定の目標角に収束するように、スライディングモード制御アルゴリズムを用いたフィードバック制御によって、点火時期を制御する。
【０００３】
図１９は、圧縮行程から膨張行程にわたる筒内圧の推移を示している。なお、同図の曲線Ｍは、気筒内に燃焼が行われていないときに発生する圧力であるモータリング圧を示している。気筒内の燃焼状態が安定している場合には、筒内圧が最大となるピークが明確に現れ（曲線Ａ参照）、それにより、上記の最大筒内圧角を適正に算出することが可能である。しかし、例えば、ＥＧＲ量が多い場合や負荷が小さい場合などには、燃焼速度の低下や大きな燃焼変動が生じる結果、筒内圧のピークが明確に現れない（曲線Ｂ参照）ために、最大筒内圧角を適正に算出できないおそれがある。また、点火時期のリタード量が大きいなどのために、燃焼によって発生する圧力である燃焼圧がモータリング圧の最大値よりも小さい場合（曲線Ｃ参照）には、このモータリング圧の最大値のクランク角位置を、最大筒内圧角として誤って算出してしまう。これらのように、適正な最大筒内圧角を得られない場合には、最適な点火時期制御を実行することができない。つまり、この点火時期制御装置では、最適な点火時期制御を行える制御範囲が狭く、このため、その制御範囲以外では、燃費が低下したり、燃焼変動が大きくなったりしてしまう。
【０００４】
本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、点火時期制御を広い制御範囲にわたって適切に行うことができ、それにより、燃費を向上させることができるとともに、燃焼変動を抑制できることで、ドライバビリティを向上させることができる内燃機関の点火時期制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−５７４３８号公報
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関３の気筒３ａ内の圧力を筒内圧ＰＳとして検出する筒内圧検出手段（実施形態における（以下、本項において同じ）ＥＣＵ２、筒内圧センサ２０）と、内燃機関のクランク角位置ＣＡを検出するクランク角位置検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２２）と、検出された筒内圧およびクランク角位置に基づき、筒内圧が最大となるクランク角位置を、気筒内の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータの１つである最大筒内圧角θｐｍａｘとして算出する最大筒内圧角算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３）と、筒内圧およびクランク角位置に基づき、最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータ（最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ、および着火位置θｃｓｐ）を、クランク角位置で表されるよう、算出する燃焼状態パラメータ算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４、４Ａおよび４Ｂ）と、算出された最大筒内圧角、および算出された所定の燃焼状態パラメータに応じて、燃焼モードが強燃焼モードおよび弱燃焼モードのいずれであるかを判定する燃焼モード判定手段（ＥＣＵ２、ステップ９、９Ａおよび９Ｂ）と、最大筒内圧角の目標となる第１の目標角（目標最大筒内圧角θｐｍａｘ＿ｃｍｄ）、および最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータの目標となる第２の目標角（目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄ、目標最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄ、および目標着火位置θｃｓｐ＿ｃｍｄ）を設定する目標角設定手段（ＥＣＵ２、ステップ２５）と、判定された燃焼モードが強燃焼モードのときには、算出された最大筒内圧角が設定された第１の目標角に収束するように、フィードバックにより、点火時期ＩＧＬＯＧを算出し、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、設定された第２の目標角（目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄ、目標最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄ、および目標着火位置θｃｓｐ＿ｃｍｄ）、および最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータに基づき、フィードバックにより、点火時期ＩＧＬＯＧを算出する点火時期算出手段（ＥＣＵ２、ステップ２７）と、を備えていることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、検出された筒内圧およびクランク角位置に基づき、最大筒内圧角算出手段によって、当該筒内圧が最大となるクランク角位置を、気筒内の燃焼状態を表す燃焼状態パラメータの１つである最大筒内圧角として算出し、燃焼状態パラメータ算出手段によって、最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータを、クランク角位置で表されるよう、算出する。また、燃焼モード判定手段により、最大筒内圧角および所定の燃焼状態パラメータに応じて、燃焼モードが強燃焼モードおよび弱燃焼モードのいずれであるかを判定する。なお、本発明における「強燃焼モード」とは、燃焼が比較的強く、筒内圧が最大となるピークが明確に現れ、それにより、最大筒内圧角を適正に算出できるような燃焼状態を意味し、一方、「弱燃焼モード」とは、燃焼が比較的弱く、筒内圧のピークが明確に現れなかったり、燃焼圧がモータリング圧の最大値よりも小さかったりすることで、最大筒内圧角を適正に算出できないような燃焼状態を意味する。前述したように、燃焼モードの判定は、最大筒内圧角および所定の燃焼状態パラメータに応じて行われる。これらの複数種類の燃焼状態パラメータはいずれも、気筒内の燃焼状態を表すものである。また、筒内圧検出手段は、通常、筒内圧そのものではなく、筒内圧の変化率を検出し、その検出値を積分することによって、筒内圧を求めるように構成されているので、筒内圧に基づいて算出される各々の燃焼状態パラメータには、筒内圧のドリフトなどによる誤差が含まれるおそれがある。したがって、複数の燃焼状態パラメータに応じ、それらの相関などに基づいて、燃焼モードを判定することにより、検出された筒内圧のドリフトなどによる影響を排除しながら、燃焼モードを適切に判定することができる。
【０００８】
そして、点火時期算出手段により、燃焼モードが強燃焼モードのときには、最大筒内圧角が第１の目標角に収束するように、フィードバックにより、点火時期を算出する。前述したように、強燃焼モードのときには、筒内圧が最大となるピークが明確に現れるので、最大筒内圧角を適正に算出することができ、この最大筒内圧角を用いて点火時期をフィードバック制御することにより、強燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。一方、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、第２の目標角、および最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータに基づき、フィードバックにより、点火時期を算出する。前述したように、弱燃焼モードのときには、適正な最大筒内圧角を得ることができないおそれがあるので、これに代えて、燃焼状態を反映する、最大筒内圧角以外の所定の燃焼状態パラメータを用いて、点火時期をフィードバック制御することにより、弱燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。以上のように、本発明によれば、点火時期制御を、燃焼モードが強燃焼モードおよび弱燃焼モードの双方を含む広い制御範囲にわたって適切に行うことができ、それにより、燃費を向上させることができるとともに、燃焼変動を抑制できることで、ドライバビリティを向上させることができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、燃焼状態パラメータ算出手段は、気筒内に燃焼が行われていないときに発生する圧力を、モータリング圧ＰＭとして推定するモータリング圧推定手段（ＥＣＵ２、ステップ１１）と、筒内圧と推定されたモータリング圧との偏差が最大となるクランク角位置を、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘとして算出する最大燃焼圧角算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４）と、を有し、所定の燃焼状態パラメータは、算出された最大燃焼圧角であることを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、モータリング圧推定手段により、気筒内に燃焼が行われていないときに発生する圧力をモータリング圧として推定する。そして、最大燃焼圧角算出手段により、筒内圧とモータリング圧との偏差が最大となるクランク角位置を最大燃焼圧角として算出する。筒内圧とモータリング圧との偏差は、気筒内の燃焼自体による圧力であり、これが最大となる最大燃焼圧角は、気筒内の燃焼状態の一特性を的確に表す。特に、燃焼圧がモータリング圧の最大値よりも小さい場合には、前述した最大筒内圧角を算出するときのような誤算出を生じることがなく、実際の燃焼圧の発生状態を反映した最大燃焼圧角を適切に算出することができる。したがって、所定の燃焼状態パラメータとして、最大燃焼圧角を採用することにより、弱燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、燃焼モード判定手段は、所定の燃焼状態パラメータとして、最大燃焼圧角を用いて、燃焼モードを判定することを特徴とする。
【００１２】
この構成によれば、燃焼モードの判定を、所定の燃焼状態パラメータとしての最大燃焼圧角、および最大筒内圧角を用いて行う。後述するように、燃焼モードが強燃焼モードである場合、最大燃焼圧角と最大筒内圧角の間には、所定の相関関係がある。したがって、両者の間の相関関係が保たれている燃焼状態を、強燃焼モードと判定し、上記相関関係が保たれていない燃焼状態を、弱燃焼モードと判定することにより、燃焼モードの判定を適切かつ容易に行うことができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項２または３に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、筒内圧およびモータリング圧に基づき、失火までの余裕度合を表す失火余裕度合パラメータ（失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ）を気筒ごとに算出する失火余裕度合パラメータ算出手段（ＥＣＵ２）と、算出された失火余裕度合パラメータが所定のしきい値（第１しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＨ、第２しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＭ、および第３しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＬ）以下のときに、気筒内の燃焼状態を安定する方向に制御する燃焼状態安定化手段（ＥＣＵ２、スロットル弁１０、図９のステップ４３、４５および４６）と、をさらに備えていることを特徴とする。
この構成によれば、筒内圧およびモータリング圧に基づき、失火余裕度合パラメータ算出手段によって、失火までの余裕度合を表す失火余裕度合パラメータを気筒ごとに算出する。そして、失火余裕度合パラメータが所定のしきい値以下のときに、燃焼状態安定化手段によって、気筒内の燃焼状態を安定する方向に制御する。これにより、失火までの実際の余裕度合が小さいときに、気筒内の燃焼状態が安定する方向に制御されることによって、失火を確実に防止することができる。
請求項５に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、燃焼状態パラメータ算出手段は、筒内圧に基づき、気筒内の熱発生率ｄＱ／ｄθが最大となるクランク角位置を、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘとして算出する最大熱発生率角算出手段（ＥＣＵ２、図１３のステップ４Ａ）を有し、所定の燃焼状態パラメータは、算出された最大熱発生率角であることを特徴とする。
【００１４】
この構成によれば、最大熱発生率角算出手段により、筒内圧に基づき、気筒内の熱発生率が最大となるクランク角位置を最大熱発生率角として算出する。気筒内の熱発生率は、燃焼の開始から終了までの熱発生量の変化を表すものであり、これが最大となる最大熱発生率角は、気筒内の燃焼状態の一特性を的確に表す。したがって、所定の燃焼状態パラメータとして、最大熱発生率角を採用することにより、弱燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。
【００１５】
請求項６に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、燃焼状態パラメータ算出手段は、筒内圧に基づき、気筒内における着火時期ｃｓｐに対応するクランク角位置を、着火位置θｃｓｐとして算出する着火位置算出手段（ＥＣＵ２、図１７のステップ４Ｂ）を有し、所定の燃焼状態パラメータは、算出された着火位置であることを特徴とする。
【００１６】
この構成によれば、着火位置算出手段により、筒内圧に基づき、気筒内における着火時期に対応するクランク角位置を着火位置として算出する。着火位置は、燃焼の開始位置であり、気筒内の燃焼状態の一特性を的確に表す。したがって、所定の燃焼状態パラメータとして、着火位置を採用することにより、弱燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。
【００１７】
請求項７に係る発明は、請求項１ないし６のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置において、気筒は、複数の気筒で構成されており、燃焼モード判定手段は、気筒ごとに燃焼モードを判定し、点火時期算出手段は、気筒ごとに点火時期を算出することを特徴とする。
【００１８】
この構成によれば、気筒が複数の気筒で構成され、これらの気筒ごとに、燃焼モードの判定および点火時期の算出が行われる。つまり、気筒ごとに燃焼モードを適切に判定できるとともに、気筒ごとに点火時期を適切にフィードバック制御することができる。その結果、燃焼による出力特性が気筒間でばらついていても、これを補償しながら、気筒間の燃焼のばらつきを抑制することができる。
【００１９】
請求項８に係る発明は、請求項１ないし７のいずれかに記載の内燃機関の点火時期制御装置において、内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２）と、検出された運転状態に応じて、内燃機関が、触媒（触媒装置１２）を活性化させるための暖機運転中であるか否かを判定する暖機運転判定手段（ＥＣＵ２、図８のステップ３１）と、内燃機関の回転数（エンジン回転数ＮＥ）を検出する回転数検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２２）と、回転数の目標となる目標回転数（目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄ）を設定する目標回転数設定手段（ＥＣＵ２）と、を備え、目標角設定手段は、内燃機関が暖機運転中であると判定されたときに、検出された回転数が設定された目標回転数に収束するように、フィードバックにより、第２の目標角（目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄ、目標最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄ、および目標着火位置θｃｓｐ＿ｃｍｄ）を設定することを特徴とする。
【００２０】
この構成によれば、検出された内燃機関の運転状態に応じて、暖機運転判定手段により、当該内燃機関が、触媒を活性化させるための暖機運転中であるか否かを判定する。また、目標回転数設定手段により、回転数の目標となる目標回転数を設定する。そして、内燃機関が暖機運転中であると判定されたときには、目標角設定手段により、検出された回転数が目標回転数に収束するように、フィードバックによって第２の目標角を設定する。また、請求項１の前述した作用により、上記のように設定された第２の目標角に、最大燃焼圧角などが収束するように、フィードバックによって点火時期を算出する。以上のような第２の目標角のフィードバック制御と、点火時期のフィードバック制御からなる二重のフィードバック制御により、暖機運転中において、回転数を目標回転数に維持しながら、点火時期を適切に制御することができる。
【００２１】
請求項９に係る発明は、請求項８に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、燃焼モード判定手段は、内燃機関が暖機運転中であると判定されたときに、燃焼モードを弱燃焼モードであると判定すること（ステップ１および２）を特徴とする。
【００２２】
この構成によれば、内燃機関が暖機運転中であると判定されたときには、燃焼モードを弱燃焼モードであると判定する。一般に、暖機運転では、後燃えによる熱を触媒に供給することで、触媒を早期に活性化させるために、点火時期がリタードされるので、その場合には、燃焼モードが弱燃焼モードになりやすい。したがって、暖機運転中には、燃焼モードを弱燃焼モードと判定することによって、その判定を適切に行えるとともに、燃焼モード判定のための所定の燃焼状態パラメータの算出が不要になり、その演算負荷を軽減することができる。
【００２３】
請求項９に係る発明は、請求項７または８に記載の内燃機関の点火時期制御装置において、筒内圧および推定モータリング圧に基づき、失火までの余裕度合を表す失火余裕度合パラメータ（失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ）を気筒ごとに算出する失火余裕度合パラメータ算出手段（ＥＣＵ２）と、算出された失火余裕度合パラメータが所定のしきい値（第１しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＨ、第２しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＭ、および第３しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＬ）以下のときに、気筒内の燃焼状態を安定する方向に制御する燃焼状態安定化手段（ＥＣＵ２、スロットル弁１０、図９のステップ４３、４５および４６）と、をさらに備えていることを特徴とする。
【００２４】
この構成によれば、筒内圧および推定モータリング圧に基づき、失火余裕度合パラメータ算出手段によって、失火までの余裕度合を表す失火余裕度合パラメータを気筒ごとに算出する。そして、失火余裕度合パラメータが所定のしきい値以下のときに、燃焼状態安定化手段によって、気筒内の燃焼状態を安定する方向に制御する。これにより、失火までの実際の余裕度合が小さいときに、気筒内の燃焼状態が安定する方向に制御されることによって、失火を確実に防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態による点火時期制御装置１を、内燃機関（以下「エンジン」という）３とともに概略的に示している。エンジン３は、例えば車両用の直列４気筒タイプのガソリンエンジンであり、各気筒３ａのピストン３ｂとシリンダヘッド３ｃとの間には、燃焼室３ｅが形成されている。
【００２６】
シリンダヘッド３ｃには、吸気管４および排気管５が接続され、気筒３ａごとに、吸気弁４ａおよび排気弁５ａが設けられるとともに、点火プラグ６が燃焼室３ｅに臨むように取り付けられている。点火プラグ６は、後述するＥＣＵ２からの駆動信号により点火時期に応じたタイミングで高電圧が加えられ、次に遮断されることによって、放電し、それにより、各気筒３ａ内で混合気の点火が行われる。
【００２７】
点火プラグ６には、筒内圧センサ２０（筒内圧検出手段）が一体に取り付けられている。筒内圧センサ２０は、リング状の圧電素子で構成され、点火プラグ６とともにシリンダヘッド３ｃにねじ込まれることによって、両者６、３ｃの間に挟持された状態で取り付けられている。筒内圧センサ２０は、気筒３ａ内の圧力の変化量ＤＰＶを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この圧力変化量ＤＰＶに基づき、気筒３ａ内の圧力（以下「筒内圧」という）ＰＳを後述するようにして算出する。
【００２８】
エンジン３の吸気カムシャフト７および排気カムシャフト８には、複数の吸気カム７ａおよび排気カム８ａ（ともに１つのみ図示）が、一体に設けられている。吸気カムシャフト７は、タイミングチェーン（図示せず）を介して、クランクシャフト３ｄに連結されており、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転し、それに伴う吸気カム７ａの回転によって、吸気弁４ａが開閉駆動される。同様に、排気カムシャフト８も、タイミングチェーンを介してクランクシャフト３ｄに連結されており、クランクシャフト３ｄが２回転するごとに１回転し、それに伴う排気カム８ａの回転によって、排気弁５ａが開閉駆動される。
【００２９】
なお、図示しないが、吸気カム７ａおよび排気カム８ａの各々は、低速カムと、これよりも高いカムプロフィールを有する高速カムとで構成されている。これらの低速カムおよび高速カムは、カムプロフィール切換機構９によって切り換えられ、それにより、吸気弁４ａおよび排気弁５ａのバルブタイミングが、低速バルブタイミング（以下「ＬＯ．ＶＴ」という）と、高速バルブタイミング（以下「ＨＩ．ＶＴ」という）に切り換えられる。ＨＩ．ＶＴのときには、ＬＯ．ＶＴのときよりも、吸気弁４ａおよび排気弁５ａの開弁期間、および両者４ａ、５ａのバルブオーバーラップが長くなるとともに、バルブリフト量も大きくなり、それにより、気筒３ａへの混合気の充填効率が高められる。このカムプロフィール切換機構９は、ＥＣＵ２からの駆動信号により電磁制御弁９ａを制御し、カムプロフィール切換機構９に供給される油圧を変化させることによって、制御される。
【００３０】
エンジン３には、気筒判別センサ２１およびクランク角センサ２２（クランク角位置検出手段）が設けられている。これらのセンサ２１、２２はいずれも、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、それぞれの所定クランク角位置ＣＡでパルス信号を出力する。具体的には、気筒判別センサ２１は、特定の気筒３ａの所定のクランク角位置ＣＡで、気筒を判別するためのＣＹＬ信号を発生し、ＥＣＵ２に出力する。一方、クランク角センサ２２は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を発生し、ＥＣＵ２に出力する。ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば１°）ごとに出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程開始時の上死点よりも若干、手前の所定のクランク角位置ＣＡにあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０°ごとに出力される。ＥＣＵ２は、これらのＴＤＣ信号およびＣＲＫ信号に応じ、気筒３ａごとにクランク角位置ＣＡを算出する。
【００３１】
吸気管４には、上流側から順に、スロットル弁１０（燃焼状態安定化手段）およびインジェクタ１１が設けられている。スロットル弁１０には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ１０ａが接続されている。スロットル弁１０の開度（以下「スロットル開度」という）ＴＨは、アクチュエータ１０ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。また、インジェクタ１１の燃料の噴射量および噴射タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御される。さらに、吸気管４には、スロットル弁１０の上流側に、エアフローセンサ２３が設けられ、スロットル弁１０の下流側に、吸気温センサ２４および吸気管内圧センサ２５が設けられている。エアフローセンサ２３は吸入空気量ＱＡを検出し、吸気温センサ２４は吸気管４内の温度（以下「吸気温」という）ＴＡを検出し、吸気管内圧センサ２５は吸気管４内の圧力（以下「吸気管内圧」という）ＰＢＡを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。
【００３２】
排気管５には、触媒装置１２が設けられており、この触媒装置１２は、ＮＯｘ触媒と三元触媒を組み合わせたものである。ＮＯｘ触媒は、エンジン３に供給される混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンの場合には、排ガス中のＮＯｘを吸着し、空燃比が理論空燃比よりもリッチの場合には、吸着したＮＯｘを還元するという特性を有する。また、三元触媒は、酸化還元作用により、排ガス中のＣＯ、ＨＣおよびＮＯｘを浄化する。
【００３３】
さらに、ＥＣＵ２には、水温センサ２６およびアクセル開度センサ２７が接続されている。水温センサ２６は、エンジン３のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温ＴＷを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。また、アクセル開度センサ２７は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出し、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００３４】
ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどから成るマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２７からの検出信号に応じて、エンジン３の運転状態や気筒３ａごとの燃焼状態を判定するとともに、それらの判定結果に応じて、点火時期制御を含むエンジン制御を実行する。なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、筒内圧検出手段、クランク角位置検出手段、最大筒内圧角算出手段、目標角設定手段、燃焼状態パラメータ算出手段、燃焼モード判定手段、点火時期算出手段、モータリング圧推定手段、最大燃焼圧角算出手段、最大熱発生率算出手段、着火位置算出手段、運転状態検出手段、暖機運転判定手段、回転数検出手段、目標回転数設定手段、失火余裕度合パラメータ算出手段、および燃焼状態安定化手段に相当する。
【００３５】
図２は、ＥＣＵ２で実行される燃焼モードの判定処理を示している。この燃焼モード判定処理は、気筒３ａ内の燃焼状態（燃焼モード）が、前述した強燃焼モードおよび弱燃焼モードのいずれであるかを判定するものであり、ＴＤＣ信号の発生に同期して実行される。また、この燃焼モード判定処理は、気筒３ａごとに実行されるものである。したがって、以下の説明では、気筒３ａごとに算出されたり設定されたりする各種のパラメータには、気筒３ａの気筒番号（＃１〜＃４）の表記に代えて、末尾に適宜、「＃ｉ」を付するものとする。
【００３６】
本処理では、まずステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）において、暖機運転フラグＦ＿ＦＩＲＥが「１」であるか否かを判別する。この暖機運転フラグＦ＿ＦＩＲＥは、エンジン３の始動後に、触媒装置１２のＮＯｘ触媒および三元触媒の活性化を促進するための暖機運転が実行されていることを表すものである。このステップ１の判別結果がＹＥＳのときには、燃焼モードが弱燃焼モードであると判定し、そのことを表すために、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉを「１」にセットし（ステップ２）、本処理を終了する。
【００３７】
このように、エンジン３の暖機運転が実行されているときに、燃焼モードが弱燃焼モードであると判別するのは次の理由による。すなわち、一般に、暖機運転では、後燃えによる熱を触媒装置１２に供給することで、触媒装置１２のＮＯｘ触媒および三元触媒を早期に活性化させるために、点火時期が圧縮行程終了時の上死点位置（以下「ＴＤＣ位置」という）よりもリタードされる。この場合には、燃焼圧ＰＣがモータリング圧ＰＭの最大値よりも小さくなりやすい（図６（ｂ）参照）。したがって、エンジン３が暖機運転中であるときには、燃焼モードを直ちに、弱燃焼モードであると判定する。このように、燃焼モードを弱燃焼モードと判定することによって、その判定を適切に行えるとともに、燃焼モード判定のための後述するステップ３〜１０の実行が不要になり、ＥＣＵ２の演算負荷を軽減することができる。
【００３８】
前記ステップ１の判別結果がＮＯで、エンジン３が暖機運転中でないときには、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉ（燃焼状態パラメータ）を算出する（ステップ３）とともに、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉ（燃焼状態パラメータ）を算出する（ステップ４）。
【００３９】
最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉは、ＥＣＵ２により、所定の最大筒内圧角算出区間における筒内圧ＰＳ＃ｉの変化を参照することによって算出される。この最大筒内圧角算出区間は、ＴＤＣ位置よりも進角側の所定のクランク角位置ＣＡを起点とし、これよりも所定のクランク角分、遅角側のクランク角位置ＣＡを終点とする区間である。最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉは、この最大筒内圧角算出区間において、筒内圧ＰＳ＃ｉが最大値を示すクランク角位置ＣＡの値として算出される。なお、以下の説明では、クランク角位置ＣＡの値が「θ」のときの筒内圧ＰＳ＃ｉ、モータリング圧ＰＭ＃ｉおよび燃焼圧ＰＣ＃ｉをそれぞれ、「ＰＳ＃ｉ（θ）」、「ＰＭ＃ｉ（θ）」および「ＰＣ＃ｉ（θ）」と表記するものとする。
【００４０】
図３は、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘの算出処理を示しており、本処理は、ＣＲＫ信号の発生に同期して実行される。同図に示すように、本処理ではまず、上記の最大筒内圧角算出区間において、モータリング圧ＰＭ＃ｉ（θ）および筒内圧ＰＳ＃ｉ（θ）を算出する（ステップ１１）。モータリング圧ＰＭ＃ｉ（θ）は、気筒３ａ内で燃焼が行われていないときに発生する筒内圧であり、吸入空気量ＱＡ、吸気温ＴＡと、クランク角位置ＣＡに応じた気筒３ａ（燃焼室３ｅ）内の容積に応じ、気体の状態方程式によって算出される。一方、筒内圧ＰＳ＃ｉ（θ）は、筒内圧センサ２０で検出された圧力変化量ＤＰＶを積分した後、その積分値を焦電補正することなどによって、算出される。
【００４１】
次いで、算出された筒内圧ＰＳ＃ｉ（θ）とモータリング圧ＰＭ＃ｉ（θ）との偏差を、燃焼圧ＰＣ＃ｉ（θ）として算出する（ステップ１２）。この燃焼圧ＰＣ＃ｉ（θ）は、気筒３ａ内に、燃焼自体によって発生する圧力を表す。
【００４２】
次いで、燃焼圧の今回値ＰＣ＃ｉ（θ）が最大燃焼圧ＰＣｍａｘ＃ｉよりも大きいか否かを判別する（ステップ１３）。この判別結果がＹＥＳのときには、燃焼圧の今回値ＰＣ＃ｉ（θ）を最大燃焼圧ＰＣｍａｘ＃ｉとして設定する（ステップ１４）。そして、そのときのクランク角位置ＣＡの値θを最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉとして設定し（ステップ１５）、本処理を終了する。一方、前記ステップ１３の判別結果がＮＯのときには、ステップ１４および１５をスキップし、そのまま本処理を終了する。以上のようにして、この最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉの算出処理が、最大筒内圧角算出区間において実行されることにより、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉが算出される。
【００４３】
図２に戻り、ステップ５において、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉと最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉとの偏差Δθｍａｘ＃ｉを算出する。次いで、吸気弁４ａおよび排気弁５ａのバルブタイミングが、ＨＩ．ＶＴであるか否かを判別する（ステップ６）。この判別結果がＹＥＳのときには、ＨＩ．ＶＴ用マップからしきい値θｃｍｂｍｄを検索し（ステップ７）、ステップ９に進む。一方、上記ステップ６の判別結果がＮＯで、バルブタイミングが、ＬＯ．ＶＴのときには、ＬＯ．ＶＴ用マップからしきい値θｃｍｂｍｄを検索し（ステップ８）、ステップ９に進む。これらのＨＩ．ＶＴおよびＬＯ．ＶＴ用マップはいずれも、エンジン３の負荷およびエンジン回転数ＮＥに応じたしきい値θｃｍｂｍｄの適値を、あらかじめ実験などでバルブタイミングごとに求め、それぞれマップ化したものである。
【００４４】
次いで、ステップ９において、前記ステップ５で算出した偏差Δθｍａｘ＃ｉが上記ステップ７または８で求めたしきい値θｃｍｂｍｄよりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、燃焼モードを弱燃焼モードと判定し、そのことを表すために、前記ステップ２を実行して、本処理を終了する。一方、ステップ９の判別結果がＮＯで、Δθｍａｘ＃ｉ≦θｃｍｂｍｄのときには、燃焼モードが強燃焼モードであると判定し、そのことを表すために、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉを「０」にセットして（ステップ１０）、本処理を終了する。
【００４５】
上記のように、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉと最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉとの偏差Δθｍａｘ＃ｉを用いて燃焼モードを判定するのは、以下の理由による。図４は、点火時期に対する最大燃焼圧角θｐｃｍａｘおよび最大筒内圧角θｐｍａｘの関係を示している。同図に示すように、最大筒内圧角θｐｍａｘは、点火時期が進角側から遅角側（同図の右側から左側）にリタードするに従って、遅角側（同図の上側）に緩やかに変化し、点火時期がさらにリタードすると、逆に、進角側（同図の下側）に変化する。点火時期のリタードに従って、最大筒内圧角θｐｍａｘがこのように変化するのは、筒内圧センサ２０により、モータリング圧ＰＭの最大値付近（ＴＤＣ位置付近）の筒内圧ＰＳが最大値として検出され、そのときのクランク角位置ＣＡが、最大筒内圧角θｐｍａｘとして、算出されるからである。一方、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘは、点火時期のリタードに従って、最大筒内圧角θｐｍａｘとほぼ一定のずれα（例えば５°）を保ったまま、遅角側に緩やかに変化し、点火時期がさらにリタードすると、遅角側に大きく変化する。そして、最大筒内圧角θｐｍａｘに対する最大燃焼圧角θｐｃｍａｘは、燃焼モードが強燃焼モードのときには、図５に示すように、線形を有し（θｐｃｍａｘ＝θｐｍａｘ＋α）、一方、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、偏差Δθｍａｘが拡大し、上記のような線形の関係が成立しない。したがって、前記ステップ９により、偏差Δθｍａｘ＃ｉをしきい値θｃｍｂｍｄと比較することによって、燃焼モードが強燃焼モードまたは弱燃焼モードのいずれであるかを、気筒３ａごとに適切に判定することができる。
【００４６】
図６は、筒内圧ＰＳ、モータリング圧ＰＭおよび燃焼圧ＰＣの推移の一例を、圧縮行程から膨張行程にわたって、ＴＤＣ位置を中心として示しており、（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、強燃焼モードおよび弱燃焼モードの状態を示している。なお、両図の星印は点火時期を示し、白丸印は着火時期を示している。同図に示すように、強燃焼モードおよび弱燃焼モードのいずれの場合も、モータリング圧ＰＭは、ＴＤＣ位置付近において最大値となり、それを中心として、ほぼ左右対称な曲線となる。
【００４７】
図６（ａ）に示すように、強燃焼モードでは、筒内圧ＰＳは、ＴＤＣ位置よりも遅角側において最大となり、そのときのクランク角位置ＣＡが最大筒内圧角θｐｍａｘとして算出される。また、燃焼圧ＰＣは、最大筒内圧角θｐｍａｘよりも遅角側において最大となり、そのときのクランク角位置ＣＡが最大燃焼圧角θｐｃｍａｘとして算出される。一方、同図（ｂ）に示すように、弱燃焼モードでは、筒内圧ＰＳは、着火されるまではモータリング圧ＰＭと同様に推移し、着火後の燃焼による圧力の発生により、モータリング圧ＰＭよりも大きい値で推移する。また、燃焼圧ＰＣは、点火時期よりも遅角側において最大となり、そのときのクランク角位置ＣＡが最大燃焼圧角θｐｃｍａｘとして算出される。以上のように、強燃焼モードおよび弱燃焼モードの双方において、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘが適正に算出される。
【００４８】
次に、図７を参照しながら、点火時期の算出処理について説明する。本処理ではまず、ステップ２１において、暫定基本点火時期ＩＧＭＡＰを算出する。具体的には、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図示しないマップを検索することにより、要求トルクＰＭＣＭＤを算出し、次いで、この要求トルクＰＭＣＭＤおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、暫定基本点火時期ＩＧＭＡＰを算出する。
【００４９】
次いで、補正項ＩＧＣＲＴ＃ｉを気筒３ａごとに算出する（ステップ２２）。具体的には、吸気温ＴＡおよびエンジン水温ＴＷなどの各種のパラメータに応じて、図示しない各種のマップを検索することにより、補正項ＩＧＣＲＴ＃ｉを算出する。そして、下式（１）により、基本点火時期ＩＧＢＡＳＥ＃ｉを算出する（ステップ２３）。
ＩＧＢＡＳＥ＃ｉ＝ＩＧＭＡＰ＋ＩＧＣＲＴ＃ｉ  ……（１）
【００５０】
次いで、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉが「１」であるか否かを判別する（ステップ２４）。この判別結果がＮＯで、燃焼モードが強燃焼モードのときには、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉの目標となる目標最大筒内圧角θｐｍａｘ＿ｃｍｄ（第１の目標角）を算出する（ステップ２５）。この目標最大筒内圧角θｐｍａｘ＿ｃｍｄの算出は、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内圧ＰＢＡに応じて、図示しない所定のマップを検索することによって行われる。なお、このマップは、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉがこの値になるように点火時期を制御した場合、点火時期がＭＢＴ（Minimum advance for Best Torque）に制御される値に設定されている。
【００５１】
そして、上記の目標最大筒内圧角θｐｍａｘ＿ｃｍｄ、および前記ステップ３において算出された最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉに応じて、最大圧角補正項ＩＧＳＬＤ＃ｉを算出し（ステップ２６）、これを基本点火時期ＩＧＢＡＳＥ＃ｉに加算することによって、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉを算出し（ステップ２７）、本処理を終了する。上記の最大圧角補正項ＩＧＳＬＤ＃ｉは、スライディングモード制御アルゴリズムを含むアルゴリズムにより、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉを目標最大筒内圧角θｐｍａｘ＿ｃｍｄに収束させるための値として算出される。
【００５２】
なお、上記のスライディングモード制御アルゴリズムを含むアルゴリズムについては、本出願人がすでに提案した前記特許文献１に開示しているので、詳細な算出方法については説明を省略する。
【００５３】
一方、前記ステップ２４の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉ＝１で、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉの目標となる目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄ（第２の目標角）を算出する（ステップ２８）。図８は、目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄの算出処理を示している。同図に示すように、本処理ではまず、暖機運転フラグＦ＿ＦＩＲＥが「１」であるか否かを判別する（ステップ３１）。この判別結果がＮＯで、エンジン３が暖機運転中でないときには、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内圧ＰＢＡに応じて、目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄを算出し（ステップ３２）、本処理を終了する。一方、ステップ３１の判別結果がＹＥＳで、エンジン３が暖機運転中のときには、エンジン３の目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄおよびエンジン回転数ＮＥに応じて、目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄを算出し（ステップ３３）、本処理を終了する。なお、上記の目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄは、アイドル中に暖機運転を行うための所定の回転数（例えば１５００ｒｐｍ）に設定されている。
【００５４】
図７に戻り、ステップ２９において、上記ステップ３２または３３で算出した目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄ、および前記ステップ４で算出した最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉに応じて、最大圧角補正項ＩＧＳＬＤ＃ｉを算出し（ステップ２９）、前記ステップ２７を実行して、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉの算出処理を終了する。上記の最大圧角補正項ＩＧＳＬＤ＃ｉは、前記ステップ２６と同様、スライディングモード制御アルゴリズムを含むアルゴリズムにより、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉを目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄに収束させるための値として算出される。
【００５５】
次に、図９を参照しながら、点火時期制御とともに、アイドル運転中のエンジン３の失火防止制御として実行されるスロットル開度ＴＨの制御処理について説明する。本処理ではまず、失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉ（失火余裕度合パラメータ）を算出する（ステップ４０）。この失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉは、気筒３ａごとに算出され、失火までの余裕度合を表すパラメータであり、具体的には、所定の失火判定区間における筒内圧ＰＳとモータリング圧ＰＭとの圧力比の積算値を、算出回数で除することによって算出される。また、上記の失火判定区間は、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉを含んで、所定のクランク角度だけ、進角および遅角したクランク角度間に設定されている。
【００５６】
次いで、算出した失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉが、第１しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＨよりも大きいか否かを判別する（ステップ４１）。この判別結果がＹＥＳのときには、失火の余裕度合が大きく、失火するまでに十分な余裕があるとして、そのまま本処理を終了する。一方、ステップ４１の判別結果がＮＯのときには、失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉが、第２しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＭ（＜＃ＲＡＴＰＡＶＲＨ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ４２）。この判別結果がＹＥＳで、＃ＲＡＴＰＡＶＲＭ＜ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉ≦＃ＲＡＴＰＡＶＲＨのときには、スロットル開度ＴＨを所定角度ＴＨ１（例えば０．２°）だけ、減少させ（ステップ４３）、本処理を終了する。
【００５７】
上記ステップ４２の判別結果がＮＯのときには、失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉが、第３しきい値＃ＲＡＴＰＡＶＲＬ（＜＃ＲＡＴＰＡＶＲＭ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ４４）。この判別結果がＹＥＳで、＃ＲＡＴＰＡＶＲＬ＜ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉ≦＃ＲＡＴＰＡＶＲＭのときには、スロットル開度ＴＨを、上記所定角度ＴＨ１よりも大きい所定角度ＴＨ２（例えば０．５°）だけ、減少させ（ステップ４５）、本処理を終了する。一方、ステップ４４の判別結果がＮＯで、ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉ≦＃ＲＡＴＰＡＶＲＬのときには、スロットル開度ＴＨを、上記所定角度ＴＨ２よりも大きい所定角度ＴＨ３（例えば１．０°）だけ、減少させ（ステップ４６）、本処理を終了する。
【００５８】
このように、本処理では、失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲ＃ｉがより小さいほど、すなわち失火までの余裕度合が小さく、失火しやすい状態であるほど、スロットル開度ＴＨをより大きく減少させる。これにより、吸入空気量ＱＡが低減することで、点火時期が進角方向に制御され、すなわち、気筒３ａ内の燃焼状態が安定する方向に制御され、その結果、混合気が燃焼しやすくなり、失火を防止することができる。
【００５９】
以上のように、本実施形態によれば、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉおよび最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉに応じて、燃焼モードが強燃焼モードおよび弱燃焼モードのいずれであるかを判定する。そして、燃焼モードが強燃焼モードのときには、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉが、目標最大筒内圧角θｐｍａｘ＿ｃｍｄに収束するように、フィードバックにより、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉを算出する。この強燃焼モードのときには、筒内圧ＰＳが最大となるピークが明確に現れるので、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉを適正に算出することができ、この最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉを用いて点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉをフィードバック制御することにより、強燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。
【００６０】
一方、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉが、目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄに収束するように、フィードバックにより、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉを算出する。このように、弱燃焼モードのときには、適正に算出されないおそれのある最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉに代えて、気筒３ａ内の燃焼状態を良好に反映する最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉを用いて、点火時期をフィードバック制御する。これにより、弱燃焼モードにおける点火時期制御を適切に行うことができる。
【００６１】
図１０（ａ）および（ｂ）はそれぞれ、最大筒内圧角θｐｍａｘおよび最大燃焼圧角θｐｃｍａｘを用いて点火時期をフィードバック制御したときの結果の一例を示している。なお、この図１０では、気筒３ａごとに算出される最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉおよび最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉについては、図示の関係上、それらの１つを代表して示している。同図（ａ）に示すように、最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉを用いて点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉをフィードバック制御した場合、燃焼モードが強燃焼モードのときには、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉを適切に制御できるものの、弱燃焼モードのときには、ＴＤＣ位置が最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉとして誤って算出された結果、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉが遅角側に過剰に制御されている。これに対し、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉを用いて点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉをフィードバック制御した場合、同図（ｂ）に示すように、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、上記と異なり、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉが、遅角側に過剰に制御されることなく、適切に制御できることがわかる。
【００６２】
以上のように、強燃焼モードのときには最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉを用い、弱燃焼モードのときには最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉを用いて、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉをフィードバック制御することにより、点火時期制御を、燃焼モードが強燃焼モードおよび弱燃焼モードの双方を含む広い制御範囲にわたって適切に行うことができる。それにより、燃費を向上させることができるとともに、燃焼変動を抑制できることで、ドライバビリティを向上させることができる。
【００６３】
また、本実施形態では、気筒３ａごとに、燃焼モードの判定および点火時期制御を行うので、気筒３ａごとに燃焼モードを適切に判定できるとともに、気筒３ａごとの点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉを適切にフィードバック制御することができる。その結果、燃焼による出力特性が気筒３ａ間でばらついていても、これを補償しながら、気筒３ａ間の燃焼のばらつきを抑制することができる。
【００６４】
さらに、本実施形態では、エンジン３が暖機運転中のとき（弱燃焼モード時）には、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄに収束するように、両者ＮＥおよびＮＥ＿ｃｍｄに応じ、フィードバックにより、目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄを算出する。そして、この目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄに最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉが収束するように、フィードバックによって点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉを算出する。
【００６５】
図１１は、エンジン３の始動後の暖機運転中におけるエンジン回転数ＮＥ、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘおよび点火時期ＩＧＬＯＧの推移の一例を示している。なお、この図１１では、気筒３ａごとに算出される最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＃ｉおよび点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉについては、図示の関係上、それらの１つを代表して示している。同図に示すように、エンジン３の完爆後、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄ（例えば１５００ｒｐｍ）よりも所定値分、大きくなったときに、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉのフィードバック制御が開始される。この場合、まず目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄは、エンジン回転数ＮＥが目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄに収束するようにフィードバック制御され、その結果この例では、ＴＤＣ位置よりも遅角側に大きく変化した後、ほぼ一定の値に制御される。そして、この目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄに最大燃焼圧角θｐｃｍａｘが収束するように、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉがフィードバック制御される。その結果、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉは、ＴＤＣ位置の進角側から遅角側に大きくリタードした後、ほぼ一定の値に制御される。
【００６６】
以上のような目標最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄのフィードバック制御と、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉのフィードバック制御からなる二重のフィードバック制御により、エンジン３の暖機運転中において、エンジン回転数ＮＥを目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄに維持しながら、点火時期制御を適切に行うことができる。
【００６７】
図１２は、エンジン３の始動からの点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉおよび触媒装置１２の温度（触媒温度）の推移の一実施例を、従来例と対比して示している。上述した点火時期制御を実行することにより、同図の上段に示すように、エンジン３の始動から所定時間ｔ１（例えば２０ｓｅｃ）までの間、実施例では、従来例に比べて、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉがβ（例えば平均５°）分、リタードすることが可能となる。その結果、同図の下段に示すように、エンジン３の始動から所定時間ｔ１、経過後、実施例では、従来例に比べて、触媒温度がγ（例えば５０℃）分、高くなる。このように、本実施形態の点火時期制御により、触媒装置１２のより早期の暖機を実現することができる。
【００６８】
次に、図１３〜図１５を参照しながら、上述した実施形態（以下「第１実施形態」という）における最大燃焼圧角θｐｃｍａｘに代えて、燃焼状態パラメータとして、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘを用い、燃焼モードの判定および点火時期制御を行う第２実施形態について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態との相違点を中心に説明するものとする。
【００６９】
図１３は、本実施形態の燃焼モードの判定処理を示しており、第１実施形態の図２に相当するものである。この図１３に示すように、本処理では、ステップ３を実行した後、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＃ｉを算出する（ステップ４Ａ）。この最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＃ｉは、気筒３ａ内で燃焼によって発生する、単位クランク角当たりの熱発生量、すなわち熱発生率ｄＱ／ｄθが最大となるクランク角位置ＣＡである。この熱発生率ｄＱ／ｄθは、次式（２）によって算出される。なお、下記の比熱比κは、所定値に設定されている。
【００７０】
【数１】
0004848396.tif 000002
【００７１】
次いで、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＃ｉと最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉとの偏差Δθｍａｘ＃ｉを算出し（ステップ５Ａ）、ステップ６に進む。そして、ステップ６の判別結果がＹＥＳで、バルブタイミングがＨＩ．ＶＴのときには、本実施形態に適したＨＩ．ＶＴ用マップからしきい値θｃｍｂｍｄ＿Ｑを検索し（ステップ７Ａ）、ステップ９Ａに進む。一方、ステップ６の判別結果がＮＯのときには、本実施形態に適したＬＯ．ＶＴ用マップからしきい値θｃｍｂｍｄ＿Ｑを検索し（ステップ８Ａ）、ステップ９Ａに進む。
【００７２】
次いで、ステップ９Ａにおいて、上記偏差Δθｍａｘ＃ｉが、ステップ７Ａまたは８Ａで求めたしきい値θｃｍｂｍｄ＿Ｑよりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、燃焼モードが弱燃焼モードであると判定して、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉを「１」にセットし（ステップ２）、本処理を終了する。一方、ステップ９Ａの判別結果がＮＯのときには、燃焼モードが強燃焼モードであると判定して、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉを「０」にセットし（ステップ１０）、本処理を終了する。
【００７３】
図１４は、点火時期に対する最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘおよび最大筒内圧角θｐｍａｘの関係を示している。同図に示すように、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘおよび最大筒内圧角θｐｍａｘは、第１実施形態の最大燃焼圧角θｐｃｍａｘおよび最大筒内圧角θｐｍａｘと同様の関係を有している（図４参照）。すなわち、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘは、点火時期のリタードに従って、最大筒内圧角θｐｍａｘとほぼ一定のずれδ（例えば６°）を保ったまま、遅角側に緩やかに変化し、点火時期がさらにリタードすると、遅角側に大きく変化する。そして、最大筒内圧角θｐｍａｘに対する最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘは、燃焼モードが強燃焼モードのときには、線形を有し（θｄＱ／ｄθｍａｘ＝θｐｍａｘ＋δ）、一方、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、上記のような線形の関係が成立しない。したがって、前記ステップ９Ａにより、偏差Δθｍａｘ＃ｉをしきい値θｃｍｂｍｄ＿Ｑと比較することによって、第１実施形態と同様、燃焼モードが強燃焼モードまたは弱燃焼モードのいずれであるかを、気筒３ａごとに適切に判定することができる。
【００７４】
図１５は、筒内圧ＰＳおよび熱発生率ｄＱ／ｄθの推移の一例を、強燃焼モードにおける圧縮行程から膨張行程にわたって、ＴＤＣ位置を中心として示している。同図に示すように、熱発生率ｄＱ／ｄθは、最大筒内圧角θｐｍａｘよりも進角側において最大となり、そのときのクランク角位置ＣＡが最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘとして算出される。なお、図示は省略するが、弱燃焼モードでは、強燃焼モード時と同様、熱発生率ｄＱ／ｄθが最大となるピークが明確に現れ、そのときのクランク角位置ＣＡが最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘとして算出される。したがって、本実施形態では、第１実施形態の最大燃焼圧角θｐｃｍａｘと同様、強燃焼モードおよび弱燃焼モードの双方において、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘが適正に算出される。
【００７５】
図１６は、本実施形態の点火時期の算出処理を示しており、第１実施形態の図７に相当するものである。この図１６に示すように、本処理では、ステップ２４において、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉが「１」であるか否かを判別し、その判別結果がＮＯで、燃焼モードが強燃焼モードのときには、第１実施形態と同様、ステップ２５〜２７を実行し、本処理を終了する。これにより、強燃焼モードのときの点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉが算出される。
【００７６】
一方、上記ステップ２４の判別結果がＹＥＳで、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＃ｉの目標となる目標最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄ（第２の目標角）を算出する（ステップ２８Ａ）。この目標最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄは、第１実施形態と同様、エンジン３が暖機運転中でないときには、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内圧ＰＢＡに応じて算出され、一方、暖機運転中のときには、エンジン３の目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄおよびエンジン回転数ＮＥに応じて算出される。
【００７７】
次いで、上記ステップ２８Ａで算出した目標最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄ、および前記ステップ４Ａで算出した最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ＃ｉに応じて、最大圧角補正項ＩＧＳＬＤ＃ｉを算出し（ステップ２９Ａ）、前記ステップ２７を実行して、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉの算出処理を終了する。
【００７８】
以上のように、この第２実施形態では、第１実施形態の最大燃焼圧角θｐｃｍａｘに代えて、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘを用いて、燃焼モードの判定を行うとともに点火時期をフィードバック制御する。この最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘは、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘと同様、気筒３ａ内の燃焼状態の一特性を的確に表す。したがって、燃焼状態パラメータとして、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘを採用することにより、第１実施形態と同様の前述した作用、効果を得ることができる。
【００７９】
次に、図１７および図１８を参照しながら、第１実施形態における最大燃焼圧角θｐｃｍａｘに代えて、燃焼状態パラメータとして、着火位置θｃｓｐを用い、燃焼モードの判定および点火時期制御を行う第３実施形態について説明する。なお、以下の説明では、上述した第２実施形態と同様、第１実施形態との相違点を中心に説明するものとする。
【００８０】
図１７は、本実施形態の燃焼モードの判定処理を示しており、第１実施形態の図２に相当するものである。この図１７に示すように、本処理では、ステップ３を実行した後、着火位置θｃｓｐ＃ｉを算出する（ステップ４Ｂ）。この着火位置θｃｓｐ＃ｉは、気筒３ａ内における着火時期ｃｓｐ＃ｉに対応するクランク角位置ＣＡである。この着火時期ｃｓｐ＃ｉは、点火プラグ６による点火の後、混合気が実際に燃焼を開始する時期であり、例えば質量燃焼割合が５％であるときのクランク角位置ＣＡによって定義される。なお、「質量燃焼割合が５％」とは、前記式（２）を積分することによって得られる熱発生量Ｑが５％に達したときを意味する。
【００８１】
次いで、着火位置θｃｓｐ＃ｉと最大筒内圧角θｐｍａｘ＃ｉとの偏差Δθｍａｘ＃ｉを算出し（ステップ５Ｂ）、ステップ６に進む。そして、ステップ６の判別結果がＹＥＳで、バルブタイミングがＨＩ．ＶＴのときには、本実施形態に適したＨＩ．ＶＴ用マップからしきい値θｃｍｂｍｄ＿ｃを検索し（ステップ７Ｂ）、ステップ９Ｂに進む。一方、ステップ６の判別結果がＮＯのときには、本実施形態に適したＬＯ．ＶＴ用マップからしきい値θｃｍｂｍｄ＿ｃを検索し（ステップ８Ｂ）、ステップ９Ｂに進む。
【００８２】
次いで、ステップ９Ｂにおいて、上記偏差Δθｍａｘ＃ｉが、ステップ７Ｂまたは８Ｂで求めたしきい値θｃｍｂｍｄ＿ｃよりも大きいか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのときには、燃焼モードが弱燃焼モードであると判定して、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉを「１」にセットし（ステップ２）、本処理を終了する。一方、ステップ９Ｂの判別結果がＮＯのときには、燃焼モードが強燃焼モードであると判定して、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉを「０」にセットし（ステップ１０）、本処理を終了する。
【００８３】
着火位置θｃｓｐは、点火時期のリタードに伴って、遅角側に変化する。このため、最大筒内圧角θｐｍａｘに対し、第１および第２実施形態と同様の関係を有する（図４、１４参照）。したがって、本実施形態もまた、第１および第２実施形態と同様、前記ステップ９により、偏差Δθｍａｘ＃ｉをしきい値θｃｍｂｍｄ＿ｃと比較することによって、燃焼モードが強燃焼モードまたは弱燃焼モードのいずれであるかを、気筒３ａごとに適切に判定することができる。
【００８４】
図１８は、本実施形態の点火時期の算出処理を示しており、第１実施形態の図７および第２実施形態の図１６に相当するものである。この図１８に示すように、本処理では、第１および第２実施形態と同様、ステップ２４において、弱燃焼モードフラグＦ＿ＣＯＭＢ＃ｉが「１」であるか否かを判別し、その判別結果がＮＯで、燃焼モードが強燃焼モードのときには、ステップ２５〜２７を実行することにより、強燃焼モードのときの点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉが算出される。一方、上記ステップ２４の判別結果がＹＥＳで、燃焼モードが弱燃焼モードのときには、着火位置θｃｓｐ＃ｉの目標となる目標着火位置θｃｓｐ＿ｃｍｄ（第２の目標角）を算出する（ステップ２８Ｂ）。この目標着火位置θｃｓｐ＿ｃｍｄは、第１および第２実施形態と同様、エンジン３が暖機運転中でないときには、エンジン回転数ＮＥおよび吸気管内圧ＰＢＡに応じて算出され、暖機運転中のときには、エンジン３の目標回転数ＮＥ＿ｃｍｄおよびエンジン回転数ＮＥに応じて算出される。
【００８５】
次いで、上記ステップ２８Ｂで算出した目標着火位置θｃｓｐ＿ｃｍｄ、および前記ステップ４Ｂで算出した着火位置θｃｓｐ＃ｉに応じて、最大圧角補正項ＩＧＳＬＤ＃ｉを算出し（ステップ２９Ｂ）、前記ステップ２７を実行して、点火時期ＩＧＬＯＧ＃ｉの算出処理を終了する。
【００８６】
以上のように、この第３実施形態では、第１実施形態の最大燃焼圧角θｐｃｍａｘに代えて、着火位置θｃｓｐを用いて、燃焼モードの判定を行うとともに点火時期をフィードバック制御する。この着火位置θｃｓｐは、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘや第２実施形態の最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘと同様、気筒３ａ内の燃焼状態の一特性を的確に表す。したがって、燃焼状態パラメータとして、着火位置θｃｓｐを採用することにより、第１実施形態と同様の前述した作用、効果を得ることができる。
【００８７】
なお、本発明は、説明した各実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、第１〜第３実施形態ではそれぞれ、燃焼モードを判定する際に、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘまたは着火位置θｃｐｓと、最大筒内圧角θｐｍａｘとの偏差Δθｍａｘを用いたが、この偏差に代えて、これらの比を用いて、燃焼モードの判定を行うようにしてもよい。また、最大筒内圧角θｐｍａｘ、最大燃焼圧角θｐｃｍａｘ、最大熱発生率角θｄＱ／ｄθｍａｘ、および着火位置θｃｐｓからなる複数の燃焼状態パラメータのうち、任意の２つ以上の燃焼状態パラメータの相関に基づいて、燃焼モードの判定を行うようにしてもよい。加えて、燃焼モードの判定を行うための燃焼状態パラメータの１つとして、所定の熱発生位置、例えば質量燃焼割合が５０％のときのクランク角位置を、採用してもよい。
【００８８】
また、実施形態では、失火防止制御を実行する際に、失火余裕判定値ＲＡＴＰＡＶＲに応じて、スロットル開度ＴＨを減少させたが、気筒３ａ内の燃焼状態が安定する方向であれば、スロットル開度ＴＨ以外のパラメータを制御してもよい。例えば、エンジン３の目標回転数や燃料噴射量を増大側に制御することによって、失火を防止するようにしてもよい。
【００８９】
また、フィードバック制御される点火時期が所定のリミット値に達した場合、失火を防止するために、点火時期が所定の範囲に収まるよう、燃焼速度を調整するための各種のパラメータ、例えば、ＥＧＲ量、燃焼噴射量、空燃比、過給圧および／または吸入空気量などを調整するようにしてもよい。さらに、点火時期に代えて、燃焼状態を変更可能な各種のパラメータ、例えば、ＥＧＲ率、バルブタイミングおよび／または吸入空気量などを調整してもよく、ディーゼルエンジンの場合、点火時期に代えて、燃焼状態を変更可能な各種のパラメータ、例えば、燃料噴射タイミング、噴射率、噴射回数および／または過給圧などを調整してもよい。
【００９０】
また、実施形態は、本発明を車両用のガソリンエンジンに適用した例であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、他の形式のエンジン、例えばディーゼルエンジンや、他の用途のエンジン、例えばクランク軸を鉛直方向に配置した船外機のような船舶推進機用エンジンなどに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９１】
【図１】本発明の一実施形態による点火時期制御装置を、エンジンとともに概略的に示す図である。
【図２】燃焼モードの判定処理を示すフローチャートである。
【図３】最大燃焼圧角の算出処理を示すフローチャートである。
【図４】点火時期に対する最大筒内圧角と最大燃焼圧角との関係を示す図である。
【図５】強燃焼モードにおける最大筒内圧角と最大燃焼圧角との関係を示す図である。
【図６】筒内圧、モータリング圧および燃焼圧の推移の一例を示す図であり、（ａ）強燃焼モード、（ｂ）弱燃焼モードの状態を示す。
【図７】点火時期の算出処理を示すフローチャートである。
【図８】目標最大燃焼圧角の算出処理を示すフローチャートである。
【図９】スロットル開度の制御処理を示すフローチャートである。
【図１０】（ａ）最大筒内圧角および（ｂ）最大燃焼圧角を用いて点火時期をフィードバック制御したときの推移の一例を示す図である。
【図１１】エンジンの始動後の制御結果を説明するための説明図であり、エンジン回転数、最大燃焼圧角および点火時期の推移の一例を示す
【図１２】エンジンの始動後の制御結果を説明するための説明図であり、点火時期および触媒温度の推移の一実施例を、従来例と対比して示す。
【図１３】第２実施形態の燃焼モードの判定処理を示すフローチャートである。
【図１４】点火時期に対する最大筒内圧角と最大熱発生率角との関係を示す図である。
【図１５】筒内圧および熱発生率の推移の一例を示す図であり、強燃焼モードの状態を示す。
【図１６】第２実施形態の点火時期の算出処理を示すフローチャートである。
【図１７】第３実施形態の燃焼モードの判定処理を示すフローチャートである。
【図１８】第３実施形態の点火時期の算出処理を示すフローチャートである。
【図１９】筒内圧の推移の一例を示す図である。
【符号の説明】
【００９２】
１    点火時期制御装置
２    ＥＣＵ（筒内圧検出手段、クランク角位置検出手段、最大筒内圧角算出手段、
目標角設定手段、燃焼状態パラメータ算出手段、燃焼モード判定手段、
点火時期算出手段、モータリング圧推定手段、最大燃焼圧角算出手段、
最大熱発生率算出手段、着火位置算出手段、運転状態検出手段、暖機
運転判定手段、回転数検出手段、目標回転数設定手段、失火余裕度合
パラメータ算出手段、および燃焼状態安定化手段）
３    内燃機関
３ａ  気筒
６    点火プラグ
１０  スロットル弁（出力増大手段）
１２  触媒装置
２０  筒内圧センサ（筒内圧検出手段）
２２  クランク角センサ（クランク角位置検出手段）
ＩＧＬＯＧ  点火時期
ＤＰＶ  圧力変化量
ＰＳ  筒内圧
ＰＭ  モータリング圧
ＰＣ  燃焼圧
ＣＡ  クランク角位置
ＮＥ  エンジン回転数
ＮＥ＿ｃｍｄ  目標回転数
ＴＨ  スロットル開度
Ｆ＿ＦＩＲＥ  暖機運転フラグ
Ｆ＿ＣＯＭＢ  弱燃焼モードフラグ
θｐｍａｘ  最大筒内圧角（燃焼状態パラメータ）
θｐｃｍａｘ  最大燃焼圧角（燃焼状態パラメータ）
Δθｍａｘ  偏差
θｐｍａｘ＿ｃｍｄ  目標最大筒内圧角（第１の目標角）
θｐｃｍａｘ＿ｃｍｄ  目標最大燃焼圧角（第２の目標角）
ＲＡＴＰＡＶＲ  失火余裕判定値（失火余裕度合パラメータ）
＃ＲＡＴＰＡＶＲＨ  第１しきい値（しきい値）
＃ＲＡＴＰＡＶＲＭ  第２しきい値（しきい値）
＃ＲＡＴＰＡＶＲＬ  第３しきい値（しきい値）
θｄＱ／ｄθｍａｘ  最大熱発生率角（燃焼状態パラメータ）
ｄＱ／ｄθ  熱発生率
θｄＱ／ｄθｍａｘ＿ｃｍｄ  目標最大熱発生率角（第２の目標角）
θｃｓｐ  着火位置（燃焼状態パラメータ）
ｃｓｐ  着火時期
θｃｓｐ＿ｃｍｄ  目標着火位置（第２の目標角）
【図１】
0004848396.tif 000003
【図２】
0004848396.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
0004848396.tif 000017
【図１６】
0004848396.tif 000018
【図１７】
0004848396.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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