(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒内の混合気に点火する点火装置と、前記気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を少なくとも備える燃料噴射装置と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記制御装置は、吸気行程以前に行われる燃料の主噴射と圧縮行程で行われる圧縮行程噴射とを実行することで理論空燃比よりも希薄なリーン空燃比の下で弱成層リーン燃焼運転を実行するように構成され、
前記制御装置は、前記弱成層リーン燃焼運転の実行中に、
内燃機関の要求トルクに基づいて、１燃焼サイクル中に筒内に供給すべき基本総燃料噴射量を算出し、
着火遅れ指標値に基づいて前記圧縮行程噴射による圧縮行程噴射量を算出し、
前記基本総燃料噴射量から前記圧縮行程噴射量を引いて得られる値を前記主噴射の基本主噴射量として算出し、
前記筒内圧センサの出力値に基づいて、主燃焼速度もしくは燃焼変動率を代表する特定燃焼指標値の実測値である実特定燃焼指標値を算出し、
目標特定燃焼指標値もしくは許容特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて主噴射補正項を算出し、
前記基本主噴射量に前記主噴射補正項を加算することで前記主噴射による主噴射量を補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記制御装置は、
前記許容特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて前記主噴射補正項を算出するものであって、
前記実特定燃焼指標値により代表される主燃焼速度が前記許容特定燃焼指標値により代表される主燃焼速度よりも低い場合、もしくは、前記実特定燃焼指標値により代表される燃焼変動率が前記許容特定燃焼指標値により代表される燃焼変動率よりも高い場合に、前記主噴射量を増量させる値として前記主噴射補正項を算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御装置は、
前記目標特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて前記主噴射補正項を算出するものであって、
前記実特定燃焼指標値を前記目標特定燃焼指標値に近づけるための前記主噴射補正項を前記基本主噴射量に加算することで前記主噴射量を補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御装置は、
目標着火遅れ指標値に基づいて、前記圧縮行程噴射の基本圧縮行程噴射量を算出し、
前記筒内圧センサの出力値に基づいて、実着火遅れ指標値を算出し、
前記実着火遅れ指標値を前記目標着火遅れ指標値に近づけるための圧縮行程噴射補正項を算出し、前記基本圧縮行程噴射量に前記圧縮行程噴射補正項を加算することで前記圧縮行程噴射量を補正することを特徴とする請求項１〜３の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記制御装置は、
前記目標特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて前記主噴射補正項を算出するものであって、
前記実特定燃焼指標値を前記目標特定燃焼指標値に近づけるための前記主噴射補正項を前記基本主噴射量に加算することで前記主噴射量を補正し、
目標着火遅れ指標値に基づいて、前記圧縮行程噴射の基本圧縮行程噴射量を算出し、
前記筒内圧センサの出力値に基づいて、実着火遅れ指標値を算出し、
前記実着火遅れ指標値を前記目標着火遅れ指標値に近づけるための圧縮行程噴射補正項を算出し、前記基本圧縮行程噴射量に前記圧縮行程噴射補正項を加算することで前記圧縮行程噴射量を補正し、
前記圧縮行程噴射補正項による前記基本圧縮行程噴射量の調整の応答速度を、前記主噴射補正項による前記基本主噴射量の調整の応答速度よりも高くすることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御装置は、１燃焼サイクル中の前記圧縮行程噴射の回数が複数である場合には、最も遅角側の圧縮行程噴射に対して前記圧縮行程噴射補正項を適用することを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記内燃機関の過渡運転時に、前記圧縮行程噴射補正項による前記基本圧縮行程噴射量の補正に代えて、エンジン負荷率の時間変化率および前記エンジン負荷率に基づく圧縮行程噴射増量値を前記基本圧縮行程噴射量に加算することで前記圧縮行程噴射量を補正することを特徴とする請求項４〜６の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関は、実空燃比を検出する空燃比センサをさらに備え、
前記制御装置は、
前記基本圧縮行程噴射量に占める前記圧縮行程噴射補正項の割合を補正率αとし、前記基本主噴射量に占める前記主噴射補正項の割合を補正率βとし、目標空燃比から前記実空燃比を引いて得られる差分が前記実空燃比に占める割合を補正率γとし、前記基本総燃料噴射量に占める前記基本圧縮行程噴射量の割合を圧縮行程噴射率ＫＦＣとし、前記基本総燃料噴射量に占める前記基本主噴射量の割合を主噴射率ＫＦＩとし、前記補正率α、βおよびγと前記圧縮行程噴射率ＫＦＣと前記主噴射率ＫＦＩとに基づく計算値（ＫＦＣ×α＋ＫＦＩ×β−γ）、計算値（ＫＦＣ×（ＫＦＩ×（α−β）＋γ））および計算値（ＫＦＩ×（ＫＦＣ×（β−α）＋γ））を、それぞれ補正率δ、圧縮行程噴射に関する補正率γＣ、および吸気行程噴射に関する補正率γＩとした場合に、
前記補正率δの学習値δＧが燃料噴射量相関値および吸入空気量相関値に関連付けられたδ学習マップを学習し、
前記圧縮行程噴射に関する補正率γＣの学習値γＣＧがエンジントルク相関値およびエンジン回転速度相関値に関連付けられたγＣ学習マップを学習し、
前記吸気行程噴射に関する補正率γＩの学習値γＩＧが前記エンジントルク相関値および前記エンジン回転速度相関値に関連付けられたγＩ学習マップを学習し、
前記圧縮行程噴射率ＫＦＣと前記学習値δＧとの積（ＫＦＣ×δＧ）と前記学習値γＣＧとの和を前記基本総燃料噴射量に乗じることによって前記圧縮行程噴射量の学習項を算出し、算出した前記圧縮行程噴射量の学習項を前記基本圧縮行程噴射量に加算することで前記圧縮行程噴射量を補正し、
前記主噴射率ＫＦＩと前記学習値δＧとの積（ＫＦＩ×δＧ）と前記学習値γＩＧとの和を前記基本総燃料噴射量に乗じることによって前記主噴射量の学習項を算出し、算出した前記主噴射量の学習項を前記基本主噴射量に加算することで前記主噴射量を補正することを特徴とする請求項４〜７の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記制御装置は、１燃焼サイクル中の前記主噴射の回数が複数である場合には、最も進角側の主噴射に対して前記主噴射補正項を適用することを特徴とする請求項１〜８の何れか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、筒内圧センサを備える内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置では、筒内圧センサの出力値を利用して、点火時期から所定の燃焼質量割合が得られるクランク角度までの実クランク角期間が目標クランク角期間に近づくように燃料噴射量のフィードバック制御が実行される。また、この制御装置では、筒内圧センサの出力値を利用して、実燃焼重心位置が目標燃焼重心位置に近づくように点火時期のフィードバック制御が実行される。
【０００３】
また、例えば、特許文献２には、成層運転と、均質運転と、弱成層運転（特に、弱成層リーン燃焼運転）とが実行される内燃機関が開示されている。成層運転時には、点火時の点火プラグ周りに相対的に小さな（リッチな）空燃比の混合気（成層混合気）を形成するために、筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を利用して圧縮行程中（基本的には圧縮行程後半）に燃料噴射が実行される。均質運転時には、筒内全体に均質な混合気（均質混合気）を形成するために、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射弁を利用して吸気行程中に燃料噴射が実行される。弱成層運転時には、筒内噴射弁およびポート噴射弁を利用して上述の圧縮行程での燃料噴射および吸気行程での燃料噴射がそれぞれ実行される。弱成層運転によれば、成層運転と比べて、点火時の点火プラグ周りの成層混合気層とその周囲の混合気層との空燃比の差が小さくなる。また、１燃焼サイクル中に噴射される総燃料噴射量に対する空燃比を理論空燃比よりも大きな（リーンな）空燃比となるように各燃料噴射の量を調整しつつ弱成層運転を行うことにより、弱成層リーン燃焼運転が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−０９４３３９号公報
【特許文献２】特開２００７−１５４８２６号公報
【特許文献３】特開平０２−００３７６９号公報
【特許文献４】特開平０３−０８８９１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本明細書においても、特許文献２と同様に、均質混合気生成のための燃料噴射と成層混合気形成のための燃料噴射とを組み合わせて行われるリーン燃焼運転のことを、「弱成層リーン燃焼運転」と称する。また、均質混合気形成のための燃料噴射は、吸気行程以前に行われるものであればよく、特許文献２に記載の手法に代え、吸気行程中に筒内噴射弁を用いて行われてもよく、あるいは、吸気行程の直前の排気行程中にポート噴射弁を用いて行われてもよい。そこで、本明細書では、均質混合気形成のために吸気行程以前で行われる燃料噴射のことを「主噴射」と称する。また、成層混合気形成のために圧縮行程中に行われる燃料噴射のことを「圧縮行程噴射」と称する。
【０００６】
弱成層リーン燃焼運転時に燃料噴射が複数回に分けて行われる場合、燃料噴射が燃焼に与える影響は噴射時期に応じて異なるものとなる。具体的には、点火時期に近い圧縮行程噴射は、点火時の点火プラグ周りの混合気の空燃比を変化させ易い。一方、点火時期から遠い主噴射は、筒内全体で見た場合の混合気の空燃比を変化させ易い。この点を考慮すると、特許文献１に記載の燃料噴射量のフィードバック制御を以下のような態様で弱成層リーン燃焼運転に適用した場合には、以下に説明する懸念が生じる。
【０００７】
すなわち、実クランク角期間を目標クランク角期間に近づけるための補正を主噴射による燃料量および圧縮行程噴射による燃料量の双方に対して反映させるようにすると、上述の各噴射の特徴を考慮した適切な燃焼制御を行うことが難しくなる状況が生じ得る。例えば、成層混合気形成のための燃料噴射量（圧縮行程噴射による燃料量）が適切で、かつ均質混合気形成のための燃料噴射量（主噴射による燃料量）が少ない場合には、着火遅れ期間を代表する上記実クランク角期間は適切となり、このフィードバック制御による燃料噴射量の補正が行われなくなることがある。その結果、均質混合気形成のための燃料噴射量の少ない状態が継続され、燃焼変動が悪化する可能性がある。燃焼変動の悪化はエンジントルクの変動に繋がるので、内燃機関のドライバビリティが低下する可能性がある。
【０００８】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、吸気行程以前に行われる主噴射と圧縮行程噴射とを用いて弱成層リーン燃焼運転を行う場合に、各噴射が燃焼に与える影響を考慮して燃焼の制御性を向上させられるようにした内燃機関の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】
【０００９】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、気筒内の混合気に点火する点火装置と、前記気筒内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁を少なくとも備える燃料噴射装置と、筒内圧を検出する筒内圧センサとを備える内燃機関を制御する。前記制御装置は、吸気行程以前に行われる燃料の主噴射と圧縮行程で行われる圧縮行程噴射とを実行することで理論空燃比よりも希薄なリーン空燃比の下で弱成層リーン燃焼運転を実行するように構成されている。そして、前記制御装置は、前記弱成層リーン燃焼運転の実行中に次の処理を実行するように構成されている。すなわち、前記制御装置は、内燃機関の要求トルクに基づいて、１燃焼サイクル中に筒内に供給すべき基本総燃料噴射量を算出し、着火遅れ指標値に基づいて前記圧縮行程噴射による圧縮行程噴射量を算出し、前記基本総燃料噴射量から前記圧縮行程噴射量を引いて得られる値を前記主噴射の基本主噴射量として算出し、前記筒内圧センサの出力値に基づいて、主燃焼速度もしくは燃焼変動率を代表する特定燃焼指標値の実測値である実特定燃焼指標値を算出し、目標特定燃焼指標値もしくは許容特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて主噴射補正項を算出し、前記基本主噴射量に前記主噴射補正項を加算することで前記主噴射による主噴射量を補正する。
【００１０】
前記制御装置は、前記許容特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて前記主噴射補正項を算出するものであって、前記実特定燃焼指標値により代表される主燃焼速度が前記許容特定燃焼指標値により代表される主燃焼速度よりも低い場合、もしくは、前記実特定燃焼指標値により代表される燃焼変動率が前記許容特定燃焼指標値により代表される燃焼変動率よりも高い場合に、前記主噴射量を増量させる値として前記主噴射補正項を算出してもよい。
【００１１】
前記制御装置は、前記目標特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて前記主噴射補正項を算出するものであって、前記実特定燃焼指標値を前記目標特定燃焼指標値に近づけるための前記主噴射補正項を前記基本主噴射量に加算することで前記主噴射量を補正してもよい。
【００１２】
前記制御装置は、目標着火遅れ指標値に基づいて、前記圧縮行程噴射の基本圧縮行程噴射量を算出し、前記筒内圧センサの出力値に基づいて、実着火遅れ指標値を算出し、前記実着火遅れ指標値を前記目標着火遅れ指標値に近づけるための圧縮行程噴射補正項を算出し、前記基本圧縮行程噴射量に前記圧縮行程噴射補正項を加算することで前記圧縮行程噴射量を補正してもよい。
【００１３】
前記制御装置は、前記目標特定燃焼指標値と前記実特定燃焼指標値との比較結果に基づいて前記主噴射補正項を算出するものであって、前記実特定燃焼指標値を前記目標特定燃焼指標値に近づけるための前記主噴射補正項を前記基本主噴射量に加算することで前記主噴射量を補正し、目標着火遅れ指標値に基づいて、前記圧縮行程噴射の基本圧縮行程噴射量を算出し、前記筒内圧センサの出力値に基づいて、実着火遅れ指標値を算出し、前記実着火遅れ指標値を前記目標着火遅れ指標値に近づけるための圧縮行程噴射補正項を算出し、前記基本圧縮行程噴射量に前記圧縮行程噴射補正項を加算することで前記圧縮行程噴射量を補正し、前記圧縮行程噴射補正項による前記基本圧縮行程噴射量の調整の応答速度を、前記主噴射補正項による前記基本主噴射量の調整の応答速度よりも高くしてもよい。
【００１４】
前記制御装置は、１燃焼サイクル中の前記圧縮行程噴射の回数が複数である場合には、最も遅角側の圧縮行程噴射に対して前記圧縮行程噴射補正項を適用してもよい。
【００１５】
前記制御装置は、前記内燃機関の過渡運転時に、前記圧縮行程噴射補正項による前記基本圧縮行程噴射量の補正に代えて、エンジン負荷率の時間変化率および前記エンジン負荷率に基づく圧縮行程噴射増量値を前記基本圧縮行程噴射量に加算することで前記圧縮行程噴射量を補正してもよい。
【００１６】
前記内燃機関は、実空燃比を検出する空燃比センサをさらに備えてもよい。そして、前記制御装置は、前記基本圧縮行程噴射量に占める前記圧縮行程噴射補正項の割合を補正率αとし、前記基本主噴射量に占める前記主噴射補正項の割合を補正率βとし、目標空燃比から前記実空燃比を引いて得られる差分が前記実空燃比に占める割合を補正率γとし、前記基本総燃料噴射量に占める前記基本圧縮行程噴射量の割合を圧縮行程噴射率ＫＦＣとし、前記基本総燃料噴射量に占める前記基本主噴射量の割合を主噴射率ＫＦＩとし、前記補正率α、βおよびγと前記圧縮行程噴射率ＫＦＣと前記主噴射率ＫＦＩとに基づく計算値（ＫＦＣ×α＋ＫＦＩ×β−γ）、計算値（ＫＦＣ×（ＫＦＩ×（α−β）＋γ））および計算値（ＫＦＩ×（ＫＦＣ×（β−α）＋γ））を、それぞれ補正率δ、圧縮行程噴射に関する補正率γＣ、および吸気行程噴射に関する補正率γＩとした場合に、前記補正率δの学習値δＧが燃料噴射量相関値および吸入空気量相関値に関連付けられたδ学習マップを学習し、前記圧縮行程噴射に関する補正率γＣの学習値γＣＧがエンジントルク相関値およびエンジン回転速度相関値に関連付けられたγＣ学習マップを学習し、前記吸気行程噴射に関する補正率γＩの学習値γＩＧが前記エンジントルク相関値および前記エンジン回転速度相関値に関連付けられたγＩ学習マップを学習し、前記圧縮行程噴射率ＫＦＣと前記学習値δＧとの積（ＫＦＣ×δＧ）と前記学習値γＣＧとの和を前記基本総燃料噴射量に乗じることによって前記圧縮行程噴射量の学習項を算出し、算出した前記圧縮行程噴射量の学習項を前記基本圧縮行程噴射量に加算することで前記圧縮行程噴射量を補正し、前記主噴射率ＫＦＩと前記学習値δＧとの積（ＫＦＩ×δＧ）と前記学習値γＩＧとの和を前記基本総燃料噴射量に乗じることによって前記主噴射量の学習項を算出し、算出した前記主噴射量の学習項を前記基本主噴射量に加算することで前記主噴射量を補正してもよい。
【００１７】
前記制御装置は、１燃焼サイクル中の前記主噴射の回数が複数である場合には、最も進角側の主噴射に対して前記主噴射補正項を適用してもよい。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、弱成層リーン燃焼運転が実行される場合に、着火遅れ指標値に基づいて圧縮行程噴射量が制御される。弱成層リーン燃焼では、成層混合気形成のための圧縮行程噴射は、均質混合気形成のための主噴射と比べて、混合気の着火性に対して大きな影響を与える。本発明における圧縮行程噴射量の制御によれば、着火性に与える影響の大きい圧縮行程噴射量を対象として、適切な着火性（着火遅れ）を得るための燃料噴射量の制御を効果的に行えるようになる。また、本発明によれば、主燃焼速度もしくは燃焼変動率を代表する特定燃焼指標値に基づいて主噴射量が制御される。弱成層リーン燃焼における主燃焼速度および燃焼変動率は、筒内空間の大部分を占める均質混合気（主噴射により形成）で特徴付けられる。本発明における主噴射量の制御によれば、主燃焼速度および燃焼変動率に与える影響の大きい主噴射量を対象として、適切な主燃焼速度および燃焼変動率を得るための燃料噴射量の制御を効果的に行えるようになる。このため、本発明によれば、吸気行程以前に行われる主噴射と圧縮行程噴射とを組み合わせて弱成層リーン燃焼運転を行う場合に、各噴射が燃焼に与える影響を考慮して弱成層リーン燃焼の制御性を向上させられるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。
【図３】本発明の実施の形態１における弱成層リーン燃焼運転時の燃料噴射の実施態様の一例を表した図である。
【図４】本発明の実施の形態１において弱成層リーン燃焼運転時に実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。
【図５】エンジン負荷率およびエンジン回転速度との関係で圧縮行程噴射率ＫＦＣを表したマップの設定例を説明するための図である。
【図６】ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。
【図７】ＣＡ１０−９０補正制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。
【図８】本発明の実施の形態２において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。
【図９】本発明の実施の形態３において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。
【図１０】ＣＡ１０−９０フィードバック制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。
【図１１】本発明の実施の形態４における弱成層リーン燃焼運転時の燃料噴射の実施態様の一例を表した図である。
【図１２】本発明の実施の形態４において図４に示すメインルーチンにそれぞれ組み合わされるサブルーチンを表したフローチャートである。
【図１３】本発明の実施の形態５における弱成層リーン燃焼運転時の燃料噴射の実施態様の一例を表した図である。
【図１４】本発明の実施の形態５において図４に示すメインルーチンにそれぞれ組み合わされるサブルーチンを表したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態６において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。
【図１６】本発明の実施の形態６において圧縮行程噴射増量値を決定するために参照されるマップの設定を説明するためのイメージ図である。
【図１７】本発明の実施の形態７における学習処理で用いられる学習マップの構成を説明するための図である。
【図１８】本発明の実施の形態７において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。
【図１９】弱成層リーン燃焼制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。
【図２０】ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御において学習精度が高くなることで得られる効果を説明するためのタイムチャートである。
【図２１】本発明の実施の形態８において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
実施の形態１．
まず、図１〜図７を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
【００２１】
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、火花点火式の内燃機関（一例として、ガソリンエンジン）１０を備えている。内燃機関１０の気筒内には、ピストン１２が設けられている。気筒内におけるピストン１２の頂部側には、燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
【００２２】
吸気通路１６の吸気ポート１６ａには、当該吸気ポート１６ａを開閉する吸気弁２０が設けられており、排気通路１８の排気ポートには、当該排気ポートを開閉する排気弁２２が設けられている。また、吸気通路１６には、電子制御式のスロットルバルブ２４が設けられている。また、内燃機関１０は、各気筒内に燃料を供給するための燃料噴射装置を備えている。燃料噴射装置は、燃焼室１４内（気筒内）に燃料を直接噴射する筒内噴射弁２６と、吸気ポート１６ａに燃料を噴射するポート噴射弁２８とを気筒毎に備えている。さらに、内燃機関１０は、混合気に点火するための点火装置（点火プラグ３０のみを図示）を気筒毎に備えている。
【００２３】
また、内燃機関１０は、筒内圧を検出するための筒内圧センサ３２を備えている。筒内圧センサ３２は、一例として気筒毎に備えられている。排気通路１８には、気筒内から排出されたガスの空燃比を検出する空燃比センサ３４が組み込まれている。さらに、本実施形態のシステムは、内燃機関１０を制御する制御装置として、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０とともに、下記の各種アクチュエータを駆動するための駆動回路（図示省略）などを備えている。ＥＣＵ４０は、メモリ４０ａおよびＣＰＵ（Central Processing Unit）４０ｂ等を備えている。
【００２４】
ＥＣＵ４０は、内燃機関１０もしくはこれを搭載する車両に取り付けられた各種センサの信号を取り込む。各種センサには、上述した筒内圧センサ３２および空燃比センサ３４に加え、クランク軸（図示省略）の近傍に配置されたクランク角センサ４２、および、吸気通路１６の入口付近に配置されたエアフローセンサ４４等のエンジン運転状態を取得するためのセンサが含まれる。また、ＥＣＵ４０には、車両のアクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセルポジションセンサ４６が電気的に接続されている。ＥＣＵ４０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムに従って各種アクチュエータを操作する。ＥＣＵ４０によって操作されるアクチュエータには、上述したスロットルバルブ２４、筒内噴射弁２６、ポート噴射弁２８および上記点火装置等のエンジン運転を制御するための各種アクチュエータが含まれる。
【００２５】
［実施の形態１の制御］
（ＭＦＢおよびこれに基づくＣＡＸの算出）
図２は、点火時期と燃焼質量割合の波形とを表した図である。筒内圧センサ３２とクランク角センサ４２とを備える本実施形態のシステムによれば、内燃機関１０の各サイクルにおいて、クランク角度（ＣＡ）同期での筒内圧Ｐの実測データ（より具体的には、所定クランク角度毎の値として算出された筒内圧Ｐの集合）を取得することができる。得られた筒内圧Ｐの実測データと熱力学第１法則とを用いて、任意のクランク角度θでの気筒内の熱発生量Ｑを次の（１）、（２）式にしたがって算出することができる。そして、算出された熱発生量Ｑの実測データ（所定クランク角度毎の値として算出された熱発生量Ｑの集合）を用いて、任意のクランク角度θにおける燃焼質量割合（以下、「ＭＦＢ」と称する）を次の（３）式にしたがって算出することができる。そのうえで、ＭＦＢの算出処理を所定クランク角度毎に実行することで、クランク角度同期でのＭＦＢの実測データ（実測ＭＦＢの集合）を算出することができる。ＭＦＢの実測データは、燃焼期間およびその前後の所定クランク角期間（ここでは、一例として、吸気弁２０の閉じ時期ＩＶＣから排気弁２２の開き時期ＥＶＯまでのクランク角期間）で算出される。
【数１】
0006414130.tif 000002
0006414130.tif 000003
ただし、上記（１）式において、Ｖは筒内容積、κは筒内ガスの比熱比である。また、上記（３）式において、θｍｉｎは燃焼開始点であり、θｍａｘは燃焼終了点である。
【００２６】
上記手法によって算出されたＭＦＢの実測データによれば、ＭＦＢが特定割合Ｘ％となる時のクランク角度（以下、「特定割合燃焼点」と称し、「ＣＡＸ」を付して示す）を算出することができる。次に、図２を参照して代表的な特定割合燃焼点ＣＡＸについて説明する。筒内の燃焼は、点火時期ＳＡにて混合気に点火を行った後に着火遅れを伴って開始する。この燃焼の開始点（上記（３）式中のθｍｉｎ）、すなわち、ＭＦＢが立ち上がる時のクランク角度をＣＡ０と称する。ＣＡ０からＭＦＢが１０％となる時のクランク角度ＣＡ１０までのクランク角期間（ＣＡ０−ＣＡ１０）が初期燃焼期間に相当し、ＣＡ１０からＭＦＢが９０％となる時のクランク角度ＣＡ９０までのクランク角期間（ＣＡ１０−ＣＡ９０）が主燃焼期間に相当する。また、本実施形態では、ＭＦＢが５０％となる時のクランク角度ＣＡ５０を燃焼重心点として用いている。ＭＦＢが１００％となる時のクランク角度ＣＡ１００は、熱発生量Ｑが最大値に到達する燃焼終了点（上記（３）式中のθｍａｘ）に相当する。燃焼期間は、ＣＡ０からＣＡ１００までのクランク角期間として特定される。
【００２７】
（リーン燃焼運転とストイキ燃焼運転）
内燃機関１０の運転領域は、エンジントルクとエンジン回転速度とを軸とする２次元平面上で特定することができる。本実施形態では、内燃機関１０の運転モードが運転領域に応じてストイキ燃焼運転とリーン燃焼運転との間で切り替えられる。ストイキ燃焼運転は、混合気の空燃比を理論空燃比に制御しながら行われる運転のことであり、一方、リーン燃焼運転は、理論空燃比よりも大きなリーン空燃比となるように混合気の空燃比を制御しながら行われる運転のことである。
【００２８】
（弱成層リーン燃焼運転）
本実施形態のリーン燃焼運転は、より具体的には、弱成層リーン燃焼運転として実行される。図３は、本発明の実施の形態１における弱成層リーン燃焼運転時の燃料噴射の実施態様の一例を表した図である。弱成層リーン燃焼運転時には、１燃焼サイクル中に筒内に供給すべき量（以下、「総燃料噴射量」と称する）のための燃料噴射が、均質混合気形成のための吸気行程での燃料噴射（以下、「吸気行程噴射」と称する）と、成層混合気形成のための圧縮行程での燃料噴射（以下、「圧縮行程噴射」と称する）とに分けて実行される。このような態様で燃料噴射を実行することで、吸気行程噴射を伴わずに圧縮行程噴射のみで行われる成層燃焼運転時と比べて、点火時における点火プラグ３０周りの空燃比とその周囲の空燃比との差が小さくなる。このため、弱成層リーン燃焼運転によれば、同一のリーン空燃比の下で吸気行程噴射を伴わずに成層リーン燃焼運転を行った場合と比べて、点火時の点火プラグ３０周りの混合気の成層度が低くなる。そこで、本明細書中では、上述の態様の燃料噴射によって行われるリーン燃焼運転のことを「弱成層リーン燃焼運転」と称している。
【００２９】
なお、本実施形態では、吸気行程噴射は、一例としてポート噴射弁２８を利用して吸気弁２０の開弁期間中に実行されるものとするが、吸気行程噴射は、筒内噴射弁２６を利用して実行されてもよい。すなわち、内燃機関１０は、筒内噴射弁２６のみを備えていてもよい。また、均質混合気形成のための燃料噴射は、吸気行程噴射に限られず、吸気行程の直前の排気行程中にポート噴射弁２８を用いて行われてもよい。すなわち、均質混合気形成のための燃料噴射は、吸気行程以前に行われる燃料噴射（本明細書では、「主噴射」と称する）であればよい。
【００３０】
（弱成層リーン燃焼の特徴）
弱成層リーン燃焼運転時に均質混合気形成用の吸気行程噴射と成層混合気形成用の圧縮行程噴射とに分けて燃料噴射が行われる場合、燃料噴射が弱成層リーン燃焼に与える影響は、噴射時期に応じて異なるものとなる。具体的には、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とを組み合わせた場合、点火時期に近い圧縮行程噴射は、点火時の点火プラグ３０周りの混合気（成層混合気）の空燃比を変化させ易い。一方、点火時期から遠い吸気行程噴射は、筒内全体で見た場合の混合気（均質混合気）の空燃比を変化させ易い。
【００３１】
また、弱成層リーン燃焼における混合気の着火性には、吸気行程噴射により形成される均質混合気の空燃比よりも、圧縮行程噴射により形成される成層混合気の空燃比の方が大きく影響する。さらに、主燃焼速度は、筒内空間の大部分を占める均質混合気（吸気行程噴射により形成）で特徴付けられる。また、弱成層リーン燃焼では、燃焼変動およびこれに伴うトルク変動は、主燃焼速度の良し悪しを要因として増減し易く、したがって、弱成層リーン燃焼運転時にトルク変動率を許容レベルに収めるには、主燃焼速度を適切に制御することが大切である。
【００３２】
（実施の形態１の制御の概要）
本実施形態では、上述の弱成層リーン燃焼の特徴に鑑み、各噴射が弱成層リーン燃焼に与える影響を考慮して燃焼の制御性を向上させるために、圧縮行程噴射による燃料噴射量（以下、「圧縮行程噴射量」と称する）と、吸気行程噴射による燃料噴射量（以下、「吸気行程噴射量」と称する）とが次のように制御される。
【００３３】
ここで、本実施形態では、上記目的の下で筒内での燃焼を把握しながら燃料噴射量を制御するために、筒内圧センサ３２の出力値に基づく以下の２種類の指標値が利用される。その１つは、混合気の着火遅れを代表する着火遅れ指標値の一例に該当する「ＳＡ−ＣＡ１０」である。ＳＡ−ＣＡ１０は、点火時期（ＳＡ）から１０％燃焼点ＣＡ１０までのクランク角期間（より具体的には、ＣＡ１０から点火時期（ＳＡ）を引いて得られる差）である。もう１つは、上述の「ＣＡ１０−９０」である。本実施形態では、主燃焼速度（もしくは後述の燃焼変動率）を代表する特定燃焼指標値のうちで主燃焼速度を代表する指標値の一例として、ＣＡ１０−９０が使用される。
【００３４】
本実施形態では、上記のように定義されたＳＡ−ＣＡ１０に基づいて圧縮行程噴射量が制御され、もう一方の吸気行程噴射はＣＡ１０−９０に基づいて制御される。より具体的には、本実施形態では、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく圧縮行程噴射量の制御の一例として、後述のＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御が実行される。また、本実施形態では、ＣＡ１０−９０に基づく吸気行程噴射量の制御の一例として、後述のＣＡ１０−９０補正制御が実行される。
【００３５】
（ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御）
圧縮行程噴射量の基本値である基本圧縮行程噴射量ＦＣＢは、詳しくは後述のステップ１１０の処理の通りであるが、エンジン運転条件（エンジン回転速度およびエンジン負荷率）に応じた値として算出される。ここで、ＳＡ−ＣＡ１０と空燃比との間には相関がある。より具体的には、空燃比が理論空燃比よりも大きなリーン空燃比領域においては、空燃比がリーンになるほどＳＡ−ＣＡ１０が大きくなるという関係がある。ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御では、筒内圧センサ３２の出力値に基づくＳＡ−ＣＡ１０の算出値である実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように圧縮行程噴射量が制御される。ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御によれば、目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも小さい実ＳＡ−ＣＡ１０が得られる（すなわち、狙いとする着火遅れ期間よりも実際の着火遅れ期間が短い）燃焼サイクルでは、空燃比をリーン化して実ＳＡ−ＣＡ１０を大きくするために、次の燃焼サイクルで用いる圧縮行程噴射量を基本圧縮行程噴射量ＦＣＢから減少させる補正が実行される。これとは逆に、目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも大きい実ＳＡ−ＣＡ１０が得られる（すなわち、狙いとする着火遅れ期間よりも実際の着火遅れ期間が長い）燃焼サイクルでは、空燃比をリッチ化して実ＳＡ−ＣＡ１０を小さくするために、次の燃焼サイクルで用いる圧縮行程噴射量を基本圧縮行程噴射量ＦＣＢから増やす補正が実行される。
【００３６】
（ＣＡ１０−９０補正制御）
１燃焼サイクル中に筒内に供給すべき総燃料噴射量の基本値である基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢから、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による補正後の圧縮行程噴射量を引いて得られる値が、吸気行程噴射量の基本値である基本吸気行程噴射量ＦＩＢとして算出される。ここで、ＣＡ１０−９０と空燃比との間にも相関がある。より具体的には、リーン空燃比領域においては、空燃比がリーンになるほどＣＡ１０−９０が大きくなるという関係がある。そして、同一エンジン回転速度の下でＣＡ１０−９０が長くなることは、主燃焼速度が低くなることを意味する。ＣＡ１０−９０補正制御によれば、筒内圧センサ３２の出力に基づくＣＡ１０−９０の算出値である実ＣＡ１０−９０が許容ＣＡ１０−９０よりも小さいか否か（すなわち、主燃焼速度が許容値よりも高いか否か）が判定される。そのうえで、許容ＣＡ１０−９０が実ＣＡ１０−９０以下である場合（すなわち、主燃焼速度が許容値以下である場合）には、主燃焼速度を許容値よりも高くするために、吸気行程噴射量を基本吸気行程噴射量ＦＩＢから増やす補正が実行される。
【００３７】
（実施の形態１における具体的な処理）
図４は、本発明の実施の形態１において弱成層リーン燃焼運転時に実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。なお、本ルーチンは、各気筒において排気弁２２の開き時期を経過したタイミング（すなわち、ＭＦＢの実測データの算出の基礎となる筒内圧Ｐのデータの取得を終えたタイミング）で起動され、かつ、燃焼サイクル毎に繰り返し実行される。
【００３８】
図４に示すメインルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、弱成層リーン燃焼運転中であるか否かを判定する（ステップ１００）。この判定は、例えば、現在の運転領域が弱成層リーン燃焼運転を行う運転領域に該当するか否かに基づいて行うことができる。
【００３９】
ステップ１００において弱成層リーン燃焼運転中であると判定した場合には、ＥＣＵ４０は、ＣＡ５０フィードバック制御に関する処理を実行する（ステップ１０２）。ＣＡ５０フィードバック制御とは、筒内圧センサ３２の出力値に基づくＣＡ５０の算出値である実ＣＡ５０が目標ＣＡ５０に近づくように点火時期を調整するものである。本フィードバック制御の詳細は、例えば、特開２０１５−０９４３３９号公報に記載されているので、ここではその詳細な説明を省略する。上述のＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御およびＣＡ１０−９０補正制御によって圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量がそれぞれ調整されると、これに伴って最適な点火時期（ＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque））が変化する。ＭＢＴが得られるときのＣＡ５０を目標ＣＡ５０とするという設定を伴ってＣＡ５０フィードバック制御を実行することで、点火時期をＭＢＴに近づけつつ、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御等の上述の燃料噴射量の制御を行えるようになる。したがって、このＣＡ５０フィードバック制御をＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御等と組み合わせることは必須ではないが、ＣＡ５０フィードバック制御はＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御等と組み合わせて実施することが好ましい制御である。
【００４０】
次に、ＥＣＵ４０は、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢを算出する（ステップ１０４）。基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢは、基本的には、内燃機関１０の要求トルクに応じた値として算出される。要求トルクは、アクセルポジションセンサ４６により検出されるアクセル開度に応じた値として算出することができる。
【００４１】
次に、ＥＣＵ４０は、圧縮行程噴射率ＫＦＣを算出する（ステップ１０６）。圧縮行程噴射率ＫＦＣは、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢに占める基本圧縮行程噴射量ＦＣＢの割合を示す値である。ＥＣＵ４０は、一例として以下に図５を参照して説明する手法で圧縮行程噴射率ＫＦＣを算出した後に、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢと圧縮行程噴射率ＫＦＣとの積として基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを算出する（ステップ１０８）。
【００４２】
図５は、エンジン負荷率およびエンジン回転速度との関係で圧縮行程噴射率ＫＦＣを表したマップの設定例を説明するための図である。圧縮行程噴射は、上述のように、点火時の点火プラグ３０周りにリッチな成層混合気層を形成するために実行されるものである。ステップ１０８によれば、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢは、安定的な着火を確保できる空燃比の成層混合気層を形成可能な必要最小限の量とされる。ＳＡ−ＣＡ１０が小さくなると、着火遅れ期間が短くなり、着火が安定する。したがって、ＳＡ−ＣＡ１０との関係で整理すると、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢは、安定的な着火を確保し得る限界（最大）ＳＡ−ＣＡ１０（ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御の目標ＳＡ−ＣＡ１０に相当）に対応する値となるように設定される。
【００４３】
図５に示す圧縮行程噴射率ＫＦＣのマップでは、各運転領域において上記の考えに基づく基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを算出できるように、エンジン負荷率およびエンジン回転速度に応じた圧縮行程噴射率ＫＦＣが設定されている。より具体的には、安定的な着火を確保できる圧縮行程噴射量の値（すなわち、上記の限界ＳＡ−ＣＡ１０に対応する基本圧縮行程噴射量ＦＣＢの値）は、エンジン負荷率が変化してもあまり変化しない。一方、エンジン負荷率が高いほど、筒内に充填される空気量が多くなるので、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢが多くなる。したがって、図５に示すマップの設定では、エンジン負荷率が低いほど、圧縮行程噴射率ＫＦＣ（すなわち、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢに占める基本圧縮行程噴射量ＦＣＢの割合）が高くなっている。
【００４４】
また、エンジン回転速度が低くなると、燃焼安定性が低くなる。このため、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢは、エンジン回転速度が低いほど多くする必要がある。したがって、図５に示すマップの設定では、エンジン回転速度が低いほど、圧縮行程噴射率ＫＦＣが高くなっている。
【００４５】
ＥＣＵ４０は、ステップ１０８において基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを算出した後に、圧縮行程噴射量を対象としてＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に関する処理を実行する（ステップ１１０）。
【００４６】
図６は、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。図６に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、エンジン回転速度、エンジン負荷率および目標点火効率を取得する（ステップ２００）。点火効率は、点火時期の調整によるエンジントルクの発生効率に関する指標であり、点火時期をＭＢＴに制御したときのＣＡ５０において１（ピーク値）となり、このＣＡ５０よりもＣＡ５０が点火時期の調整によって進角または遅角されると低下するというものである。目標点火効率は、基本的には１とされ、例えば、車両の変速時、フューエルカットの実施前後、またはノック発生時などの特定条件の下で点火時期をＭＢＴよりも遅角させるために１より小さな値に修正される。
【００４７】
次いで、ＥＣＵ４０は、目標ＳＡ−ＣＡ１０を算出する（ステップ２０２）。ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度、エンジン負荷率および目標点火効率との関係で目標ＳＡ−ＣＡ１０を定めたマップ（図示省略）を記憶している。より具体的には、目標ＳＡ−ＣＡ１０は、弱成層リーン燃焼運転が行われる運転領域内の各運転点での目標空燃比（筒内全体の混合気の空燃比の目標値）に応じた値となるように設定されている。また、目標ＳＡ−ＣＡ１０は、上述の限界ＳＡ−ＣＡ１０に相当する値として上記マップによって設定されている。
【００４８】
次に、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３２の出力値を利用して、クランク角度ベースでの筒内圧データを取得する（ステップ２０４）。次いで、ＥＣＵ４０は、目標点火時期を取得する（ステップ２０６）。目標点火時期は、エンジン負荷率およびエンジン回転速度に応じた基本点火時期に対して上述のＣＡ５０フィードバック制御による点火時期の最新の補正量を加えて得られる値である。
【００４９】
次に、ＥＣＵ４０は、実ＳＡ−ＣＡ１０を算出する（ステップ２０８）。実ＳＡ−ＣＡ１０は、ステップ２０８において取得した目標点火時期から、ステップ２０４において取得した筒内圧データの解析結果として得られる実ＣＡ１０までのクランク角期間として算出される。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ２０２および２０８において算出した目標ＳＡ−ＣＡ１０と実ＳＡ−ＣＡ１０との差分ΔＳＡ−ＣＡ１０を算出する（ステップ２１０）。
【００５０】
次に、ＥＣＵ４０は、算出した差分ΔＳＡ−ＣＡ１０と所定のＰＩゲイン（比例項ゲインと積分項ゲイン）とを用いて、差分ΔＳＡ−ＣＡ１０およびその積算値の大きさに応じた圧縮行程噴射量の補正率αを算出する（ステップ２１２）。そして、ＥＣＵ４０は、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢ（ステップ１０８参照）に対してステップ２１２にて算出した補正率α（％）を乗じることによって圧縮行程噴射量の補正項（以下、「圧縮行程噴射補正項」と称する）ＦＣＣを算出する（ステップ２１４）。次に、ＥＣＵ４０は、この圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに加算することで圧縮行程噴射量を補正する（ステップ２１６）。本実施形態では、ステップ２１６にて算出される値が、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御が反映された後の最終的な圧縮行程噴射量として扱われる。
【００５１】
図４に示すメインルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０の処理に続いて、基本吸気行程噴射量ＦＩＢを算出する（ステップ１１２）。ステップ１０４にて算出された基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢから、ステップ２１６にて算出された最終的な（補正後の）圧縮行程噴射量を引いて得られる値が、基本吸気行程噴射量ＦＩＢとして算出される。
【００５２】
次に、ＥＣＵ４０は、ＣＡ１０−９０補正制御に関する処理を実行する（ステップ１１４）。図７は、ＣＡ１０−９０補正制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。図７に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、エンジン回転速度、エンジン負荷率および目標点火効率を取得する（ステップ３００）。次いで、ＥＣＵ４０は、許容ＣＡ１０−９０を算出する（ステップ３０２）。ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度、エンジン負荷率および目標点火効率を一例としてマップ軸として用いつつ許容ＣＡ１０−９０を定めたマップ（図示省略）を記憶している。既述したように、理論空燃比に対してリーン側のリーン空燃比領域では、空燃比がリーンになるほど、ＣＡ１０−９０が大きくなり（すなわち、主燃焼速度が低くなり）、トルク変動率が高くなる。許容ＣＡ１０−９０の各マップ値は、内燃機関１０のドライバビリティの観点でトルク変動率を許容レベルに抑えられる主燃焼速度の下限に対応する値（閾値）として事前に適合されている。ステップ３０２では、このようなマップを参照して、エンジン回転速度、エンジン負荷率および目標点火効率に応じた許容ＣＡ１０−９０が算出される。より具体的には、許容ＣＡ１０−９０は、弱成層リーン燃焼運転が行われる運転領域内の各運転点での目標空燃比に応じた値となるように上記マップによって設定されている。
【００５３】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ２０４と同様に筒内圧データを取得し（ステップ３０４）、次いで、筒内データに基づくＭＦＢの実測データを用いて実ＣＡ１０−９０を算出する（ステップ３０６）。そして、ＥＣＵ４０は、許容ＣＡ１０−９０が実ＣＡ１０−９０よりも大きいか否かを判定する（ステップ３０８）。
【００５４】
ステップ３０８の判定が成立する場合、つまり、主燃焼速度が許容値（上記の下限）よりも高いと判断できる場合には、ＥＣＵ４０は、前回使用した吸気行程噴射量の補正項（以下、「吸気行程噴射補正項」と称する）ＦＩＣを読み込む（ステップ３１０）。ＥＣＵ４０は、任意の値を初期値として用いつつ、後述のステップ３１４により更新される吸気行程噴射補正項ＦＩＣをメモリ４０ａに記憶するように構成されている。吸気行程噴射補正項ＦＩＣは、例えば、所定数で分割されたエンジン運転領域（例えば、エンジン負荷率とエンジン回転速度とで規定）毎に記憶されてもよい。
【００５５】
一方、ステップ３０８の判定が不成立となる場合、つまり、主燃焼速度が上記許容値以下であると判断できる場合には、ＥＣＵ４０は、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを前回値から所定値だけ増加させる処理を実行する（ステップ３１２）。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ３１２の処理後の値で吸気行程噴射補正項ＦＩＣを更新する（ステップ３１４）。なお、メモリ４０ａに記憶された吸気行程噴射補正項ＦＩＣは、例えば、車両のイグニッションスイッチがＯＦＦとされた際にクリアされる構成でもよいし、あるいは、ＥＣＵ４０に電力を供給するバッテリの電気的な接続が解除された際にクリアされる構成でもよい。
【００５６】
ＥＣＵ４０は、ステップ３１０または３１４の処理により取得された吸気行程噴射補正項ＦＩＣを基本吸気行程噴射量ＦＩＢ（ステップ１１２参照）に加算することで吸気行程噴射量を補正する（ステップ３１６）。本実施形態では、ステップ３１６にて算出される値が、ＣＡ１０−９０補正制御が反映された後の最終的な吸気行程噴射量として扱われる。
【００５７】
以上説明した実施の形態１の制御によれば、ＳＡ−ＣＡ１０に基づいて圧縮行程噴射量が制御される。より具体的には、安定的な着火の確保を考慮して定められた限界ＳＡ−ＣＡ１０（目標ＳＡ−ＣＡ１０に相当）に対応する値として基本圧縮行程噴射量ＦＣＢが算出され、この基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに対してＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による圧縮行程噴射補正項ＦＣＣが加算された値となるように圧縮行程噴射量が制御される。これにより、目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように実ＳＡ−ＣＡ１０を制御できる。既述したように、弱成層リーン燃焼では、成層混合気形成のための圧縮行程噴射は、均質混合気形成のための吸気行程噴射と比べて、混合気の着火性に対して大きな影響を与える。ＳＡ−ＣＡ１０に基づく本実施形態の圧縮行程噴射量の制御によれば、着火性に与える影響の大きい圧縮行程噴射量を対象として、適切な着火性を得るための燃料噴射量の制御を効果的に（総燃料噴射量を対象とする場合と比べてより直接的に）行えるようになる。
【００５８】
また、実施の形態１の制御によれば、ＣＡ１０−９０に基づいて吸気行程噴射量が制御される。より具体的には、要求トルクに応じた基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢから圧縮行程噴射量を引いて得られる基本吸気行程噴射量ＦＩＢが算出され、この基本吸気行程噴射量ＦＩＢに対してＣＡ１０−９０補正制御による吸気行程噴射補正項ＦＩＣが加算された値となるように吸気行程噴射量が制御される。ＣＡ１０−９０補正制御では、許容ＣＡ１０−９０が実ＣＡ１０−９０以下となる場合には、吸気行程噴射量が増量される。これにより、許容値（上記の下限）を下回らないように主燃焼速度を制御できる。既述したように、弱成層リーン燃焼における主燃焼速度は、筒内空間の大部分を占める均質混合気（吸気行程噴射により形成）で特徴付けられる。ＣＡ１０−９０に基づく本実施形態の吸気行程噴射量の制御によれば、主燃焼速度に与える影響の大きい吸気行程噴射量を対象として、適切な主燃焼速度を得るための燃料噴射量の制御を効果的に（総燃料噴射量を対象とする場合と比べてより直接的に）行えるようになる。
【００５９】
以上のように、実施の形態１の制御によれば、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とを組み合わせて弱成層リーン燃焼運転を行う場合に、各噴射が燃焼に与える影響を考慮して弱成層リーン燃焼の制御性を向上させられるようになる。
【００６０】
さらに付け加えると、実施の形態１の制御によれば、要求トルクに応じて基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢが設定されるので、要求トルク相当のエンジントルクの実現を保証することができる。また、実施の形態１の制御によれば、安定的な着火を確保し得る限界（最大）ＳＡ−ＣＡ１０に相当する目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように実ＳＡ−ＣＡ１０が制御される。これにより、安定的な着火の確保に必要最小限の量となるように圧縮行程噴射量を設定できるようになる。このため、総燃料噴射量に占める吸気行程噴射量の割合を大きくできる。これにより、着火性を適切に保持しつつ、局所的に濃い混合気の形成が極力抑制されるので、ＮＯｘの発生を抑制できるようになる。また、十分な吸気行程噴射量の確保によって主燃焼速度を適切に確保できるので、内燃機関１０のドライバビリティを良好に確保できるようになる。
【００６１】
ところで、上述した実施の形態１においては、許容ＣＡ１０−９０が実ＣＡ１０−９０よりも大きい場合（主燃焼速度が高い場合）には、吸気行程噴射補正項ＦＩＣは変更されない。このような処理に代え、許容ＣＡ１０−９０が実ＣＡ１０−９０よりも大きい場合（主燃焼速度が高い場合）であっても、許容ＣＡ１０−９０から実ＣＡ１０−９０を引いて得られる差が所定値よりも大きい場合（すなわち、主燃焼速度が高すぎる場合）には、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを前回値よりも小さくする補正を行うようにしてもよい。
【００６２】
実施の形態２．
次に、図８を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。以下の説明では、実施の形態２のシステム構成の一例として、図１に示す構成が用いられているものとする。このことは、後述の実施の形態３〜８についても同様である。
【００６３】
［実施の形態２の制御］
本実施形態の制御は、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく圧縮行程噴射量の算出手法において、上述した実施の形態１の制御と相違している。より具体的には、実施の形態１においては、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに対してＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを加算して得られる値が最終的な圧縮行程噴射量として取得される。これに対し、本実施形態では、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御を伴わずに基本圧縮行程噴射量ＦＣＢが最終的な圧縮行程噴射量として取得される。なお、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢの算出手法は、実施の形態１のものと同じである。
【００６４】
（実施の形態２における具体的な処理）
図８は、本発明の実施の形態２において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。図８に示すメインルーチン中のステップ１００〜１０８および１１４の処理については、実施の形態１において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１０８において限界ＳＡ−ＣＡ１０（目標ＳＡ−ＣＡ１０相当）に基づく基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを算出した後に、ステップ４００に進む。
【００６５】
ステップ４００では、ステップ１０４にて算出された基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢからステップ１０８にて算出された基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを引いて得られる値として基本吸気行程噴射量ＦＩＢが算出される。上述のように、本実施形態では、最終的な圧縮行程噴射量の算出手法が実施の形態１と異なるため、それに伴い、基本吸気行程噴射量ＦＩＢの算出手法も異なっている。ステップ１１４では、ステップ４００にて算出された基本吸気行程噴射量ＦＩＢを用いてＣＡ１０−９０補正制御に関する処理が実行される。
【００６６】
以上説明した実施の形態２の制御によっても、圧縮行程噴射量はＳＡ−ＣＡ１０に基づいて制御（決定）され、かつ、吸気行程噴射量はＣＡ１０−９０に基づいて制御される。このため、本実施形態の制御によっても、吸気行程噴射と圧縮行程噴射とを組み合わせて弱成層リーン燃焼運転を行う場合に、各噴射が燃焼に与える影響を考慮して弱成層リーン燃焼の制御性を向上させられるようになる。また、本実施形態では、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御を伴わせていないので、制御構成を簡素化でき、また、ＥＣＵ４０の処理負荷を低減できる。
【００６７】
ところで、上述した実施の形態２におけるＳＡ−ＣＡ１０に基づく圧縮行程噴射量の制御（すなわち、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを最終的な圧縮行程噴射量とする制御）は、ＣＡ１０−９０補正制御に代え、実施の形態３において後述されるＣＡ１０−９０フィードバック制御と組み合わせてもよい。
【００６８】
実施の形態３．
次に、図９および図１０を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
【００６９】
［実施の形態３の制御］
本実施形態の制御は、ＣＡ１０−９０に基づく吸気行程噴射量の制御手法において、上述した実施の形態１の制御と相違している。より具体的には、本実施形態では、上述のＣＡ１０−９０補正制御に代えて、以下に説明するＣＡ１０−９０フィードバック制御が実行される。
【００７０】
（ＣＡ１０−９０フィードバック制御）
ＣＡ１０−９０フィードバック制御では、筒内圧センサ３２の出力値に基づく実ＣＡ１０−９０が目標ＣＡ１０−９０に近づくように吸気行程噴射量が制御される。ＣＡ１０−９０フィードバック制御によれば、目標ＣＡ１０−９０よりも小さい実ＣＡ１０−９０が得られる（すなわち、狙いとする主燃焼速度よりも実際の主燃焼速度が高い）燃焼サイクルでは、空燃比をリーン化して実ＣＡ１０−９０を大きくするために、次の燃焼サイクルで用いる吸気行程噴射量を基吸気行程噴射量から減少させる補正が実行される。これとは逆に、目標ＣＡ１０−９０よりも大きい実ＣＡ１０−９０が得られる（すなわち、狙いとする主燃焼速度よりも実際の主燃焼速度が低い）燃焼サイクルでは、空燃比をリッチ化して実ＣＡ１０−９０を小さくするために、次の燃焼サイクルで用いる吸気行程噴射量を基本行程噴射量から増やす補正が実行される。
【００７１】
（フィードバック制御の応答速度の設定）
本実施形態では、弱成層リーン燃焼運転中の燃料噴射量に関するフィードバック制御として、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御とＣＡ１０−９０フィードバック制御とが実行されることになる。そこで、本実施形態では、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による圧縮行程噴射量（成層混合気形成用）の調整の応答速度が、ＣＡ１０−９０フィードバック制御による吸気行程噴射量（均質混合気形成用）の調整の応答速度よりも高められるようにした。
【００７２】
（実施の形態３における具体的な処理）
図９は、本発明の実施の形態３において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。図９に示すメインルーチン中のステップ１００〜１１２の処理については、実施の形態１において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１１２において基本吸気行程噴射量ＦＩＢを算出した後に、ステップ５００に進む。ステップ５００では、ＣＡ１０−９０フィードバック制御に関する処理が実行される。なお、本ルーチンとの関係でのステップ１１２の位置付けについて以下に補足する。すなわち、本ルーチンでは、最終的な吸気行程噴射量は、ＣＡ１０−９０フィードバック制御によって基本吸気行程噴射量ＦＩＢから逐次補正されることになる。このため、基本吸気行程噴射量ＦＩＢの算出のためには、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による補正後の圧縮行程噴射量および補正前の圧縮行程噴射量（すなわち、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢ）のどちらを基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢとともに用いてもよい。
【００７３】
図１０は、ＣＡ１０−９０フィードバック制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。図１０に示すサブルーチン中のステップ３００、３０４および３０６の処理については、実施の形態１において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ３００の処理に続いて目標ＣＡ１０−９０を算出する（ステップ６００）。ＥＣＵ４０は、エンジン回転速度、エンジン負荷率および目標点火効率との関係で目標ＣＡ１０−９０を定めたマップ（図示省略）を記憶している。目標ＣＡ１０−９０は、例えば、上述の許容ＣＡ１０−９０と同じ考えに基づく値として設定することができる。
【００７４】
また、ＥＣＵ４０は、ステップ３０６の処理に続いて、ステップ６００および３０６において算出した目標ＣＡ１０−９０と実ＣＡ１０−９０との差分ΔＣＡ１０−９０を算出する（ステップ６０２）。次いで、ＥＣＵ４０は、算出した差分ΔＣＡ１０−９０と所定のＰＩゲイン（比例項ゲインと積分項ゲイン）とを用いて、差分ΔＣＡ１０−９０およびその積算値の大きさに応じた吸気行程噴射量の補正率βを算出する（ステップ６０４）。また、ＣＡ１０−９０フィードバック制御に用いられるＰＩゲインは、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に用いられるＰＩゲインよりも小さくなるように事前に設定されている。
【００７５】
次に、ＥＣＵ４０は、基本吸気行程噴射量ＦＩＢ（ステップ１１２参照）に対してステップ６０４にて算出した補正率β（％）を乗じることによって吸気行程噴射量補正項ＦＩＣを算出する（ステップ６０６）。次に、ＥＣＵ４０は、この吸気行程噴射補正項ＦＩＣを基本吸気行程噴射量ＦＩＢに加算することで吸気行程噴射量を補正する（ステップ６０８）。本実施形態では、ステップ６０８にて算出される値が、ＣＡ１０−９０フィードバック制御が反映された後の最終的な吸気行程噴射量として扱われる。
【００７６】
以上説明した実施の形態３の制御によれば、圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量の双方がそれぞれのフィードバック制御（ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御またはＣＡ１０−９０フィードバック制御）を伴って制御される。これにより、弱成層リーン燃焼運転時に、着火遅れ期間および主燃焼速度のそれぞれが狙い値となるように圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量を、実施の形態１および２の制御と比べてより精度良く制御できるようになる。
【００７７】
また、実施の形態３の制御によれば、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に用いられるＰＩゲインが、ＣＡ１０−９０フィードバック制御に用いられるＰＩゲインよりも大きくされる。これにより、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による圧縮行程噴射量の調整の応答速度が、ＣＡ１０−９０フィードバック制御による吸気行程噴射量の調整の応答速度よりも高められる。既述したように、理論空燃比よりもリーン側のリーン空燃比領域において空燃比がリーン側に変化すると、実ＳＡ−ＣＡ１０が大きくなる（着火遅れ期間が長くなる）とともに、実ＣＡ１０−９０が大きくなる（主燃焼速度が低くなる）。ただし、より詳細に説明すると、弱成層リーン燃焼運転時における空燃比のリーン変化に対する実ＳＡ−ＣＡ１０および実ＣＡ１０−９０の変化の特性には次のような違いがある。すなわち、実ＳＡ−ＣＡ１０は、空燃比があるレベルを超えてリーン側に変化すると、空燃比のある変化に対して実ＳＡ−ＣＡ１０の増加が急となる特性を有している。これに対し、実ＣＡ１０−９０は、空燃比のリーンの度合いの影響を受けにくく、空燃比の変化に対して実ＳＡ−ＣＡ１０の増加と比べて緩やかに増加する特性を有している。したがって、弱成層リーン燃焼運転時には、実ＳＡ−ＣＡ１０（着火遅れ期間）は、実ＣＡ１０−９０（主燃焼速度）と比べて、空燃比の変化（ばらつき）から受ける影響が大きいといえる。
【００７８】
上述の各噴射量の調整の応答速度の設定によれば、混合気の着火性への影響が相対的に大きな圧縮行程噴射量の調整の応答速度が相対的に高められ、これにより、実ＣＡ１０−９０の目標ＣＡ１０−９０への収束よりも実ＳＡ−ＣＡ１０の目標ＳＡ−ＣＡ１０への収束を早めることができる。このため、空燃比の変化（ばらつき）が生じた際に、着火遅れ期間を狙い値に速やかに近づけて弱成層リーン燃焼の安定性を確保し易くすることができる。
【００７９】
ところで、上述した実施の形態３においては、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に用いられるＰＩゲインをＣＡ１０−９０フィードバック制御に用いられるＰＩゲインよりも大きくすることにより、圧縮行程噴射量の調整の応答速度が吸気行程噴射量の調整の応答速度よりも高められる構成を実現している。しかしながら、本構成の実現手法は、フィードバックゲインの設定を利用するものに代え、或いはそれとともに、例えば、以下に説明するように、なまし回数の設定を利用するものであってもよい。
【００８０】
次の（４）式は、なまし処理の一般式を表している。なまし処理後の今回値Ｘｓｍ（ｎ）は、なまし処理後の前回値Ｘｓｍ（ｎ−１）と、なまし処理前の今回値Ｘ（ｎ）と、なまし回数Ｎとを用いて（４）式のように表すことができる。そこで、このようななまし処理を上述の差分ΔＳＡ−ＣＡ１０およびΔＣＡ１０−９０の算出に適用し、かつ、差分ΔＳＡ−ＣＡ１０のなまし処理に用いられるなまし回数を、差分ΔＣＡ１０−９０のなまし処理に用いられるなまし回数よりも小さくすればよい。
【数２】
0006414130.tif 000004
【００８１】
また、上述した実施の形態３の制御によれば、弱成層リーン燃焼運転時には、２種類の燃料噴射量についてのフィードバック制御（ＳＡ−ＣＡ１０およびＣＡ１０−９０）と、点火時期についてのＣＡ５０フィードバック制御とが実行される。そこで、燃料噴射量（圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量）の調整の応答速度と点火時期の調整の応答速度とに関して、次のような設定を用いてもよい。なお、以下の設定の具体的な実現手法は、例えば、上述の例と同様に、フィードバックゲインの設定、および、なまし回数の設定の少なくとも一方を利用して行うことができる。
【００８２】
すなわち、エンジン回転速度またはエンジン負荷率等のエンジン運転条件が過渡的に変化している過渡運転時には、燃料噴射量の調整の応答速度を点火時期の調整の応答速度よりも高めておく設定がよい。その理由は、過渡運転時には、目標空燃比に対する実空燃比のずれ（主には吸入空気量のずれ）が生じ易く、上記設定によれば、次のような効果が得られるためである。すなわち、空燃比ずれが生じた際に空燃比ずれの抑制のために最初に調整すべきパラメータである燃料噴射量が速やかに補正される。このように、上記設定によれば、空燃比ずれの対応のためにより効果的な燃料噴射量の補正を先に進めることができる。その結果、このような設定とは逆に点火時期の調整が速やかに進むことが原因で制御量（実ＳＡ−ＣＡ１０、実ＣＡ１０−９０および実ＣＡ５０）が目標値（目標ＳＡ−ＣＡ１０、目標ＣＡ１０−９０および目標ＣＡ５０）に対してオーバーシュートすることを軽減できるようになる。これにより、上述の空燃比ずれに起因する排気エミッションやドライバビリティの悪化を抑制できるようになる。
【００８３】
一方、エンジン運転条件が過渡的に変化していないもしくは実質的に変化していない定常運転時には、上記設定とは逆に、点火時期の調整の応答速度を燃料噴射量の調整の応答速度よりも高めておく設定がよい。その理由は、定常運転時には、点火時期の調整の応答速度を高めて実ＣＡ５０を適切な値（目標ＣＡ５０）に近づけつつ燃料噴射量の調整を相対的に緩やかに行う方が、弱成層リーン燃焼運転時に空燃比をリーン燃焼限界に近づけるうえで好ましいといえるためである。なお、内燃機関１０が過渡運転中であるか定常運転中であるかは、例えば、後述のステップ１１００の処理によって判定することができる。
【００８４】
実施の形態４．
次に、図１１、図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）を参照して、本発明の実施の形態４について説明する。
【００８５】
［実施の形態４の制御］
本実施形態は、弱成層リーン燃焼運転時に実行される圧縮行程噴射および吸気行程噴射のそれぞれの回数が１燃焼サイクル中に複数回とされる構成を対象としている。この点以外の本実施形態の制御の基本構成については、実施の形態１と同じである。
【００８６】
図１１は、本発明の実施の形態４における弱成層リーン燃焼運転時の燃料噴射の実施態様の一例を表した図である。本実施形態では、図１１に示すように、圧縮行程噴射は一例として２回とされ、吸気行程噴射は一例として３回とされている。圧縮行程噴射を１燃焼サイクル中に複数回行う構成では、圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを個々の圧縮行程噴射にどのように適用するのかが問題となる。このことは、吸気行程噴射についても同様である。
【００８７】
本実施形態では、圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを２回の圧縮行程噴射のそれぞれに均等に分配することとし、同様に、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを３回の吸気行程噴射のそれぞれに均等に分配することとした。なお、補正項ＦＣＣまたはＦＩＣを反映させる場合の燃料噴射期間の変更の仕方は特に限定されない。すなわち、例えば、図１１に示すように、補正前の燃料噴射期間の中心位置を変えずに燃料噴射期間を拡大もしくは縮小させてもよいし、あるいは、補正前の燃料噴射期間の始期もしくは終期を変えずに燃料噴射期間を変更してもよい。
【００８８】
（実施の形態４における具体的な処理）
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）は、本発明の実施の形態４において図４に示すメインルーチンにそれぞれ組み合わされるサブルーチンを表したフローチャートである。すなわち、本実施形態では、図６に示すサブルーチンに代え、図１２（Ａ）に示すサブルーチンに従ってＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に関する処理が実行され、図７に示すサブルーチンに代え、図１２（Ｂ）に示すサブルーチンに従ってＣＡ１０−９０補正制御に関する処理が実行される。
【００８９】
図１２（Ａ）に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ２１４において圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを算出した後に、ステップ７００に進む。ステップ７００では、圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを所定の分割回数（本実施形態では２）で除して得られる値が、１回目の圧縮行程噴射のための補正項ＦＣＣ１および２回目の圧縮行程噴射のためのＦＣＣ２のそれぞれとして算出される。次いで、ＥＣＵ４０は、補正項ＦＣＣ１を基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに加算することで１回目の圧縮行程噴射量を補正し、補正項ＦＣＣ２を基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに加算することで２回目の圧縮行程噴射量を補正する（ステップ７０２）。
【００９０】
図１２（Ｂ）に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ３１０または３１４において吸気行程噴射補正項ＦＩＣを取得した後に、ステップ８００に進む。ステップ８００では、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを所定の分割回数（本実施形態では３）で除して得られる値が、１回目の吸気行程噴射のための補正項ＦＩＣ１、２回目の吸気行程噴射のためのＦＩＣ２、および３回目の吸気行程噴射のためのＦＩＣ３のそれぞれとして算出される。次いで、ＥＣＵ４０は、補正項ＦＩＣ１、ＦＩＣ２およびＦＩＣ３を基本圧縮行程噴射量ＦＣＢにそれぞれ加算することで１〜３回目の吸気行程噴射量をそれぞれ補正する（ステップ８０２）。
【００９１】
以上説明した実施の形態４の制御によれば、圧縮行程噴射および吸気行程噴射のそれぞれが１燃焼サイクル中に複数回実行される構成において、メリットおよびデメリットが少ない保守的な考え方で個々の圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量を補正することができる。
【００９２】
ところで、上述した実施の形態４においては、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを３回の吸気行程噴射に分配するための処理が、図１２（Ｂ）に示すように、ＣＡ１０−９０補正制御をベースとして実行される例を挙げた。しかしながら、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを複数回の吸気行程噴射に分配するための処理は、上記に代え、図１０に示すようなＣＡ１０−９０フィードバック制御をベースとして図１２（Ｂ）と同様の思想に基づいて実行されるものであってもよい。このことは、次に説明する実施の形態５についても同様である。
【００９３】
また、実施の形態４において説明した補正項ＦＣＣおよびＦＩＣの分配手法は、圧縮行程噴射および吸気行程噴射のうちの何れか一方のみが複数回の分割される構成に対しても適用することができる。このことは、次に説明する実施の形態５についても同様である。
【００９４】
実施の形態５．
次に、図１３、図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）を参照して、本発明の実施の形態５について説明する。
【００９５】
［実施の形態５の制御］
図１３は、本発明の実施の形態５における弱成層リーン燃焼運転時の燃料噴射の実施態様の一例を表した図である。本実施形態は、補正項ＦＣＣおよびＦＩＣの取り扱いにおいて実施の形態４と相違している。すなわち、本実施形態では、図１３に示すように、圧縮行程噴射補正項ＦＣＣは、個々の圧縮行程噴射に分配されるのではなく、２回目の圧縮行程噴射、つまり、最も遅角側の（換言すると、点火時期に最も近い）圧縮行程噴射に対して適用される。一方、吸気行程噴射補正項ＦＩＣは、個々の吸気行程噴射に分配されるのではなく、１回目の吸気行程噴射、つまり、最も進角側の（換言すると、点火時期から最も遠い）吸気行程噴射に対して適用される。
【００９６】
（実施の形態５における具体的な処理）
図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）は、本発明の実施の形態５において図４に示すメインルーチンにそれぞれ組み合わされるサブルーチンを表したフローチャートである。すなわち、本実施形態では、図１２（Ａ）に示すサブルーチンに代え、図１４（Ａ）に示すサブルーチンに従ってＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に関する処理が実行され、図１２（Ｂ）に示すサブルーチンに代え、図１４（Ｂ）に示すサブルーチンに従ってＣＡ１０−９０補正制御に関する処理が実行される。
【００９７】
図１４（Ａ）に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ２１４において圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを算出した後に、ステップ９００に進む。ステップ９００では、圧縮行程噴射補正項ＦＣＣを２回目の圧縮行程噴射の基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに加算することで、最も遅角側の圧縮行程噴射量のみが補正される。
【００９８】
図１４（Ｂ）に示すサブルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ３１０または３１４において吸気行程噴射補正項ＦＩＣを取得した後に、ステップ１０００に進む。ステップ１０００では、吸気行程噴射補正項ＦＩＣを１回目の吸気行程噴射の基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに加算することで、最も進角側の吸気行程噴射量のみが補正される。
【００９９】
複数回に分割された燃料噴射は、点火時期に近いほど、点火時の点火プラグ３０周りの混合気（成層混合気）の空燃比を変化させ易くなる。このため、点火時期に近いほど、混合気の着火性への影響が大きくなる。また、複数回に分割された燃料噴射は、点火時期から遠いほど、筒内全体で見た場合の混合気（均質混合気）の空燃比を変化させ易くなる。このため、点火時期から遠いほど、主燃焼速度への影響が大きくなる。以上説明した実施の形態５の制御によれば、複数の圧縮行程噴射のうちで着火性への影響（寄与度）が最も大きな２回目の圧縮行程噴射のみを対象として実ＳＡ−ＣＡ１０を目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づけられるようになる。また、複数の吸気行程噴射のうちで主燃焼速度への影響（寄与度）が最も大きな１回目の吸気行程噴射のみを対象として許容値（上記の下限）を下回らないように主燃焼速度を制御できる。このため、本実施形態の制御によれば、圧縮行程噴射および吸気行程噴射のそれぞれが１燃焼サイクル中に複数回実行される構成において、着火遅れ期間および主燃焼速度の制御性に優れた手法を用いて圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量を補正できるようになる。その結果、各補正項ＦＣＣおよびＦＩＣの過不足なく適量にできるようになる。
【０１００】
実施の形態６．
次に、図１５および図１６を参照して、本発明の実施の形態６について説明する。
【０１０１】
［実施の形態６の制御］
本実施形態の制御は、実施の形態１の制御を基礎として、以下に説明する過渡運転時の課題への対策を加えたものである。このため、定常運転時の制御は、実施の形態１の制御と同じである。なお、以下に説明する過渡運転時の制御は、実施の形態１の制御（ＣＡ１０−９０補正制御を伴う制御）に代え、実施の形態３の制御（ＣＡ１０−９０フィードバック制御を伴う制御）を基礎としてもよい。
【０１０２】
（過渡運転時の課題）
エンジン回転速度やエンジン負荷率等のエンジン条件が過渡的に変化している過渡運転時には、目標とする空燃比に対する実空燃比のずれが生じ易くなる。より具体的には、このような空燃比ずれの要因は、主には、筒内に取り込まれる空気量のずれである。この空気量ずれは、主には空気の輸送遅れである。また、空気量ずれとしては、吸排気弁の開閉時期の過渡的な変化に起因して背圧が変化することで残留ガス量（内部ＥＧＲガス量）が変化し、それに伴い、吸気行程中の筒内圧が変化することに起因する空気量のずれも含まれる。また、空燃比ずれの要因としては、空気量ずれ以外に、燃料量ずれが含まれる。燃料量ずれは、例えば、燃料圧力の変動に起因して生じ得る。さらに、燃料量ずれは、筒内噴射の場合には、筒内圧（ガス圧）と燃料圧力との差圧の変化に起因して生じ得る。
【０１０３】
ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御およびＣＡ１０−９０補正制御のように制御量の実測値を参照してアクチュエータの操作量を補正する制御は、潜在的に応答遅れを伴うことになる。このため、過渡運転中に上述の空燃比ずれが生じた際には、このような応答遅れに起因して、ドライバビリティもしくは排気エミッションの悪化が生じ得る。ここで、実施の形態３でも説明したように、弱成層リーン燃焼運転時における実ＳＡ−ＣＡ１０（着火遅れ期間）は、実ＣＡ１０−９０（主燃焼速度）と比べて、空燃比の変化（ばらつき）から受ける影響を大きく受け易い。したがって、弱成層リーン燃焼に対する上述の空燃比ずれの影響は、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく圧縮行程噴射量の方がＣＡ１０−９０に基づく吸気行程噴射量よりも大きくなり易いといえる。また、過渡的な空燃比ずれには、リッチ側への空燃比ずれとリーン側への空燃比ずれとがある。リーン側への空燃比ずれが生じると、失火が生じ易くなるので、内燃機関１０のドライバビリティに大きな影響を与え得る。したがって、応答遅れへの対策としては、リーン側への空燃比ずれを修正する際の応答遅れの抑制をリッチ側への空燃比ずれについてのそれよりも重視するのが良いといえる。
【０１０４】
（過渡運転時の制御の概要）
そこで、本実施形態では、上述の空燃比ずれに起因するドライバビリティの悪化を抑制するために、過渡運転中の圧縮行程噴射量の制御としてフィードフォワード制御が利用される。具体的には、本実施形態では、過渡運転時には、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御が停止され、かつ、エンジン回転速度およびエンジン負荷率に応じた基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに対して次のような圧縮行程噴射増量値を加算した値で圧縮行程噴射量が制御される。すなわち、圧縮行程噴射量は、エンジン負荷率の時間変化率とエンジン負荷率に基づいて予め設定された圧縮行程噴射増量値を利用して調整される。また、上述のように、空燃比ずれに対する影響が相対的に小さい吸気行程噴射量の制御については、本実施形態においても、ＣＡ５０に基づく点火時期のフィードバック制御とともに、過渡運転時か否かに関係なく実行される。
【０１０５】
（実施の形態６における具体的な処理）
図１５は、本発明の実施の形態６において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。図１５に示すメインルーチン中のステップ１００〜１１４の処理については、実施の形態１において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１０８において基本圧縮行程噴射量ＦＣＢを算出した後に、ステップ１１００に進む。ステップ１１００では、定常運転中であるか過渡運転中であるかが判定される。
【０１０６】
具体的には、定常運転中であるか過渡運転中であるかは、例えば、エンジン負荷率の時間変化率（ｄ負荷率／ｄｔ）が所定値Ｋｔｈ未満であるか否かに基づいて判定することができる。また、定常運転中であるか否かの判定は、上記手法に代え或いはそれとともに、例えば、以下の手法の１つもしくは複数を用いて行ってもよい。
【０１０７】
すなわち、上記判定は、エンジン回転速度の時間変化率が所定値未満であるか否かに基づいて行ってもよい。また、エンジン運転条件に応じた値とされる目標ＳＡ−ＣＡ１０と実ＳＡ−ＣＡ１０との差分ΔＳＡ−ＣＡ１０が所定値未満である場合には定常運転中であると判定し、差分ΔＳＡ−ＣＡ１０が上記所定値以上である場合に過渡運転中であると判定してもよい。さらに、内燃機関１０とともに電動モータを動力源として備えるハイブリッド車両、もしくは内燃機関１０が無段変速機（ＣＶＴ）と組み合わされた車両では、次のような判定を行ってもよい。すなわち、これらの車両では、車両要求トルクが変化する場合に電動モータもしくはＣＶＴを制御することで、内燃機関１０をできるだけ定常的に動作させる定常モードが利用されることがある。そして、このような定常モードでは満たせないような高トルクが要求された場合には、内燃機関１０をも利用してトルク要求を満たす過渡モードが利用されることがある。このような制御が行われる車両では、例えば、アクセル開度の変化率が所定値未満である場合には、定常モードの使用中であり、このため、定常運転中であると判定し、一方、アクセル開度の変化率が上記所定値以上である場合には、過渡モードの使用中であり、このため、過渡運転中であると判定してもよい。また、ＣＶＴを備える車両では、ＣＶＴの変速比を運転者が選択するマニュアルモードが選択されている場合には過渡運転中であると判定し、ＣＶＴの変速比を車両が自動的に制御する自動モードが選択されている場合には定常運転中であると判定してもよい。
【０１０８】
上記ステップ１１００において定常運転中であると判定された場合の処理は、実施の形態１と同じである。一方、ＥＣＵ４０は、ステップ１１００において過渡運転中であると判定した場合には、圧縮行程噴射増量値を算出する（ステップ１１０２）。図１６は、本発明の実施の形態６において圧縮行程噴射増量値を決定するために参照されるマップの設定を説明するためのイメージ図である。このマップでは、所定エンジン回転速度毎に、エンジン負荷率の時間変化率とエンジン負荷率とに基づいて圧縮行程噴射増量値が設定されている。圧縮行程噴射増量値は、想定できない不確定要素を含めても燃焼が悪化せずもしくは失火に至らないような値として予め設定されている。より具体的には、圧縮行程噴射増量値は、エンジン負荷率の時間変化率が大きいほど、また、エンジン負荷率が小さいほど、大きくなるように設定されている。したがって、上記マップの設定によれば、圧縮行程噴射増量値は、エンジン負荷率の時間変化率が大きくかつエンジン負荷率が小さい場合に最も大きくなる。
【０１０９】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０２において算出した圧縮行程噴射増量値を基本圧縮行程噴射量ＦＣＢ（ステップ１０８参照）に加算することで圧縮行程噴射量を補正する（ステップ１１０４）。過渡運転時には、このステップ１１０４の処理により、圧縮行程噴射量のフィードフォワード制御が実行される。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１０４にて算出された基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢから、ステップ１１０４にて算出された最終的な（加算後の）圧縮行程噴射量を引いて得られる値が、基本吸気行程噴射量ＦＩＢとして算出される。
【０１１０】
以上説明した実施の形態６の制御によれば、過渡運転時には、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御が停止され、かつ、圧縮行程噴射量は図１６に示す関係に従って算出される圧縮行程噴射増量値分だけ基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢから増量される。エンジン負荷率は、筒内に取り込まれる空気量の充填率である。エンジン負荷率がある変化量だけ変化した場合、エンジン負荷率が小さいほど、エンジン負荷率の値に対する上記変化量の割合が大きくなる。このため、過渡運転時における空燃比ずれ（主に、空気量ずれ）の影響は、エンジン負荷率が小さいほど大きくなる。また、エンジン負荷率の時間変化率が大きくなると、空燃比ずれが大きくなる。このため、図１６に示すマップの設定によれば、空燃比ずれの影響が大きくなるほど大きくなるように圧縮行程噴射増量値を定めることができる。その結果、過渡運転時に基本圧縮行程噴射量ＦＣＢでの圧縮行程噴射を伴う燃料噴射を行ったとしたらリーン側への空燃比ずれが生じる状況下（すなわち、燃料噴射量の増量が必要とされる状況下）において、圧縮行程噴射量を応答遅れなしに速やかに増量できるようになる。これにより、圧縮行程噴射量の調整のためにＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御を用いたとしたら応答遅れのために空燃比を補正しきれないことで生じ得るドライバビリティの悪化（失火等の発生）を抑制できるようになる。
【０１１１】
ところで、上述した実施の形態６における過渡運転時のＳＡ−ＣＡ１０に基づく圧縮行程噴射量の制御に対して、次のような制御を加えてもよい。すなわち、圧縮行程噴射増量値は、上述のように、想定できない不確定要素を含めても燃焼が悪化せずもしくは失火に至らないような値として設定される。ここで、この圧縮行程噴射増量値は、ＭＢＴが得られる時のＣＡ５０の値に対して目標ＣＡ５０を遅角させることによって減量させることができる。より具体的には、ＣＡ５０フィードバック制御の実行中に着火時期（≒燃焼開始点ＣＡ０）が圧縮上死点付近となるように目標ＣＡ５０を遅角させることで、筒内温度および筒内圧が最も高い状態で着火を行えるようになるので、着火性が向上する。このため、このような目標ＣＡ５０の遅角化により、同等の着火性を確保するために必要な圧縮行程噴射量を減らすことができる。したがって、この遅角化により、上記の圧縮行程噴射増量値を減らすことができる。そこで、このような圧縮行程噴射増量値の減量効果を得るために、図１６に示すマップの設定における圧縮行程噴射増量値を目標ＣＡ５０の遅角量に置き換えて得られる設定のマップを別途用意し、エンジン負荷率の時間変化率およびエンジン負荷率に基づいて過渡運転時の目標ＣＡ５０の遅角量を定めるようにしてもよい。このようなマップによれば、空燃比ずれが大きくなることに伴って圧縮行程噴射増量値を大きくするときに、遅角量が大きくなるように目標ＣＡ５０を設定できるようになる。
【０１１２】
実施の形態７．
次に、図１７（Ａ）〜図２０を参照して、本発明の実施の形態７について説明する。
【０１１３】
［実施の形態７の制御］
本実施形態の制御は、実施の形態１の制御を基礎として、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく圧縮行程噴射量の制御とＣＡ１０−９０に基づく吸気行程噴射量の制御とに対して以下に説明する学習処理を伴わせたものである。なお、以下に説明する学習処理は、実施の形態１の制御（ＣＡ１０−９０補正制御を伴う制御）に代え、実施の形態３の制御（ＣＡ１０−９０フィードバック制御を伴う制御）と組み合わせてもよい。
【０１１４】
（ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御およびＣＡ１０−９０補正制御が伴う学習処理）
本実施形態では、目標ＳＡ−ＣＡ１０に対する実ＳＡ−ＣＡ１０の定常的な乖離を小さくするために必要となる圧縮行程噴射量の補正項と、ＣＡ１０−９０補正制御で用いられる許容ＣＡ１０−９０に対する実ＣＡ１０−９０の定常的な増加を抑制するために必要になる吸気行程噴射量の補正項とを、学習値として取得可能とするための学習処理が実行される。
【０１１５】
上述のような学習処理により得られる学習値に基づいて圧縮行程噴射量および吸気行程噴射量を補正することで、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御を開始したときの実ＳＡ−ＣＡ１０の収束を早める（すなわち、本フィードバック制御の応答遅れを短縮する）ことができる（一例として、後述の図２０参照）。また、ＣＡ１０−９０補正制御を開始した際に実ＣＡ１０−９０が許容ＣＡ１０−９０を上回っている状況下において、実ＣＡ１０−９０を許容ＣＡ１０−９０未満に速やかに修正できるようになる。
【０１１６】
ここで、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御において実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０から定常的に乖離したり、ＣＡ１０−９０補正制御において実ＣＡ１０−９０が許容ＣＡ１０−９０から定常的に乖離したりする（上回る）要因としては次の２つがある。１つ目の要因は、実空燃比が目標空燃比から定常的にずれることである。この現象は、吸入空気量および燃料噴射量の少なくとも一方の誤差により生じる。この誤差は、例えば、エアフローセンサ４４の誤差、デポジットによる筒内噴射弁２６またはポート噴射弁２８の噴孔の詰まり、または規定値からの燃料圧力の低下によって生じ得る。このように、１つ目の要因は、吸入空気量と燃料噴射量についての指示値と実際の値とのずれである。
【０１１７】
２つ目の要因は、燃焼特性が狙いとする特性（初期特性）から変化することである。この現象は、例えば、内燃機関１０の個体差（例えば、タンブル流のばらつきもしくは点火プラグの搭載角度のばらつき）、経年変化（例えば、吸気ポートへのデポジットの堆積によるタンブル流の変化）、または環境変化（例えば、外気の湿度の変化）によって生じ得る。
【０１１８】
ＳＡ−ＣＡ１フィードバック制御およびＣＡ１０−９０補正制御は、それぞれ、実ＳＡ−ＣＡ１０および実ＣＡ１０−９０が乖離する要因を区別することなく乖離を小さくするための燃料噴射量の補正を実行する。したがって、上記２つの要因について特別な配慮なしに学習処理が実行されると、これら２つの要因に起因する乖離が混在していた場合にはその乖離が一括して学習値に取り込まれてしまう。その結果、学習マップによって保持される個々の学習値は異なる要因に対する補正項を基礎とした値の集まりとなる。このため、所定のマップ軸上で隣り合う学習値同士が異なる要因に由来するものになり易く、これらの学習値を基に内挿もしくは外挿を行った際に精度の良い値を算出することが難しくなる。このような状況の発生を抑制するために、マップ軸の数を多くして学習精度の向上を図ることも考えられる。しかしながら、その結果として学習すべきマップ領域が増えるため、十分な学習結果を得るまでに多くの時間を要し、実用的でなくなる。
【０１１９】
そこで、本実施形態では、学習に要する時間を短縮しつつ高い学習精度が得られるようにするために、次のような態様で学習処理が実行される。すなわち、後述の学習実施条件（ステップ１２０２参照）が成立する状況下においてＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御により取得される圧縮行程噴射量の補正率α（％）（つまり、目標ＳＡ−ＣＡ１０に対する実ＣＡ１０−９０の定常的な乖離の解消に必要な値）が、実ＳＡ−ＣＡ１０の乖離要因毎に分けて学習される。また、同じ状況下においてＣＡ１０−９０補正制御により取得される吸気行程噴射量の補正率β（％）（つまり、許容ＣＡ１０−９０に対する実ＣＡ１０−９０の定常的な乖離（増加分）の解消に必要な値）が、実ＣＡ１０−９０の乖離要因毎に分けて学習される。
【０１２０】
（３つの学習マップによる乖離要因毎の補正率の学習）
ここで、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢは、次の（５）式に示すように、圧縮行程噴射率ＫＦＣと基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢとの積と、吸気行程噴射率ＫＦＩと基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢとの積との和である。なお、圧縮行程噴射率ＫＦＣと吸気行程噴射率ＫＦＩとの和は１である。
【数３】
0006414130.tif 000005
【０１２１】
そして、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による圧縮行程噴射の補正率αによる補正項（すなわち、上記圧縮行程噴射補正項ＦＣＣ）と、ＣＡ１０−９０補正制御による吸気行程噴射の補正率βによる補正項（すなわち、上記吸気行程噴射補正項ＦＩＣ）との和に相当する総噴射補正量ΔＦＡＬＬは、基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢ、補正率α、β、圧縮行程噴射率ＫＦＣおよび吸気行程噴射率ＫＦＩを用いて、次の（６）式のように表すことができる。
【数４】
0006414130.tif 000006
【０１２２】
（６）式中の補正率αおよびβを学習対象としたのでは、上述の２つの乖離要因の影響が混在してしまうため、上述の課題が生じる。一方、総噴射補正量ΔＦＡＬＬは、上述の２つの乖離要因のそれぞれの補正率の和と考えることもできる。したがって、２つ目の乖離要因（燃焼特定変化）に相当する補正率をγ（％）とし、１つ目の乖離要因（空燃比ずれ）に相当する補正率をδ（％）とすると、総噴射補正量ΔＦＡＬＬは、次の（７）式のように表すこともできる。そして、（６）式と（７）式から、（８）式を得ることができる。また、（８）式中に示すように、補正率γ、δを、圧縮行程噴射についての補正率γＣ、δＣと、吸気行程噴射についての補正率γＩ、δＩとに分けて表すこともできる。そのうえで、（８）式中の圧縮行程噴射に関する項と吸気行程噴射に関する項とを、次の（９）および（１０）式のように分解して表すこともできる。
【数５】
0006414130.tif 000007
0006414130.tif 000008
【０１２３】
ここで、上述の２つ目の乖離要因である燃焼特性の変化が生じると、空燃比と目標ＳＡ−ＣＡ１０との相関が変化し、その結果として、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御によって実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０に収束しているときの実空燃比の値が燃焼特性の変化に起因して変化すると考えられる。同様に、燃焼特性の変化が生じると、空燃比と許容ＣＡ１０−９０との相関が変化し、その結果として、ＣＡ１０−９０補正制御によって実ＣＡ１０−９０が許容ＣＡ１０−９０相当の値で安定しているときの実空燃比の値が燃焼特性の変化に起因して変化すると考えられる。
【０１２４】
上述のように、燃焼特性が変化した結果として、空燃比が変化すると考えられる。このため、圧縮行程噴射と吸気行程噴射の合計の補正率（ＫＦＣ×α＋ＫＦＩ×β）のうちで空燃比の変化に寄与した分（補正率）は、燃焼特性の変化分（より具体的には、燃焼特性の変化に起因する実ＳＡ−ＣＡ１０の乖離および実ＣＡ１０−９０の乖離を小さくするための補正分）である補正率γに相当するといえる。そこで、本実施形態では、補正率γが、次の（１１）式のように、目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔから実空燃比Ａ／Ｆを引いて得られる差分が実空燃比Ａ／Ｆに占める割合として表される。なお、（１１）式中の目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔは、図示省略するマップからエンジン運転条件（例えば、エンジン負荷率とエンジン回転速度）に応じた値として取得することができる。（１１）式中の実空燃比Ａ／Ｆは、圧縮行程噴射および吸気行程噴射の双方の燃料噴射の影響による実空燃比を検出する空燃比センサ３４を用いて取得することができる。
【数６】
0006414130.tif 000009
【０１２５】
一方、合計の補正率（ＫＦＣ×α＋ＫＦＩ×β）から燃焼特性変化分の補正率γを引いて得られる残りの補正率であるδは、目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔを実現するために必要な補正率、より具体的には、フィードフォワード値（基本吸入空気量および基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢ）にて燃焼を行った際に生じる目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔに対する実空燃比Ａ／Ｆの定常的な乖離を小さくするための補正率に相当するといえる。つまり、この補正率δは、上述の１つ目の乖離要因（実空燃比が目標空燃比から定常的にずれること）についての補正率に相当し、吸入空気量と燃料噴射量の誤差の和に基づく値となる。
【０１２６】
（９）および（１０）式中に表された補正率γＣ、δＣ、γＩ、δＩを求めて学習することができれば、上述の２つの乖離要因毎に区別して精度の良い学習を行うことができると考えられる。ここで、補正率αおよびβは、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御およびＣＡ１０−９０補正制御によってそれぞれ取得することができ、補正率γは、（１１）式を利用して目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔと実空燃比Ａ／Ｆとから算出することができる。したがって、学習対象とする補正率を、取得可能な補正率α、βおよびγを用いて表現する必要がある。
【０１２７】
次の（１２）および（１３）式に示すように、補正率δは、圧縮行程噴射率ＫＦＣおよび吸気行程噴射率ＫＦＩを用いて、圧縮行程噴射についての補正率δＣと吸気行程噴射についての補正率δＩとに分けて表すことができる。その理由は、補正率δは、空燃比ずれ分（吸入空気量と燃料噴射量の誤差分）であるため、各噴射の噴射量の割合を示すＫＦＣとＫＦＩとを利用して分割されると考えられるからである。これにより、補正率δとして学習すれば、（１２）および（１３）式を利用して各噴射の補正率δＣおよびδＩの学習値を算出できるようになる。
【数７】
0006414130.tif 000010
【０１２８】
以上のことから、最終的には、３つの補正率γＣ、γＩ、δを対象として学習を行えば、補正率γＣ、δＣ、γＩ、δＩの学習値γＣＧ、δＣＧ、γＩＧ、δＩＧを算出できるようになるといえる。そして、（８）式を次の（１４）のように変形することで、本実施形態の制御の実行中に取得可能な値を利用して補正率δを表すことができる。また、（９）、（１２）および（１４）式から次の（１５）式を得ることにより、同様に取得可能な値を利用して補正率γＣを表すことができ、（１０）、（１３）および（１４）式から次の（１６）式を得ることにより、同様に取得可能な値を利用して補正率γＩを表すことができる。
【数８】
0006414130.tif 000011
【０１２９】
図１７（Ａ）〜図１７（Ｃ）は、本発明の実施の形態７における学習処理で用いられる学習マップの構成を説明するための図である。本実施形態では、（１４）〜（１６）式によりそれぞれ算出される３つの補正率δ、γＣ、γＩをそれぞれ学習対象とすることで、必要最小限の数である３つの学習マップが使用される。
【０１３０】
図１７（Ａ）は、補正率δの学習マップを表している。この学習マップでは、吸入空気量相関値および燃料噴射量指標値がマップ軸とされ、これらの値に補正率δの学習値δＧが関連付けられている。本実施形態では、吸入空気量指標値の一例として、エアフローセンサ４４を用いて取得される吸入空気量が使用され、燃料噴射量指標値の一例として、目標（最終）総燃料噴射量（筒内噴射弁２６およびポート噴射弁２８に対して指示される総燃料噴射量）ＦＡＬＬが使用される。
【０１３１】
図１７（Ｂ）は、補正率γＣの学習マップを表している。この学習マップでは、エンジントルク指標値およびエンジン回転速度相関値がマップ軸とされ、これらの値に補正率γＣの学習値γＣＧが関連付けられている。本実施形態では、エンジントルク指標値の一例として、エンジン負荷率（筒内の空気充填率）が使用され、エンジン回転速度相関値の一例として、クランク角センサ４２を用いて取得されるエンジン回転速度が使用される。
【０１３２】
図１７（Ｃ）は、補正率γＩの学習マップを表している。この学習マップは、補正率γＣの学習マップと同様に、エンジントルク指標値およびエンジン回転速度相関値がマップ軸とされ、これらの値に補正率γＩの学習値γＩＧが関連付けられている。なお、これらの３つの学習マップの各学習値δＧ、γＣＧ、γＩＧは、学習マップ上の各格子点でのマップ軸の値に関連付けて記憶されるようになっている。そして、格子点から外れた位置での補正率δ、γＣ、γＩの学習値δＧ、γＣＧ、γＩＧを算出する必要がある場合には、その値は隣り合う格子点の値を基に内挿もしくは外挿によって取得される。
【０１３３】
（実施の形態７における具体的処理）
図１８は、本発明の実施の形態７において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。図１８に示すメインルーチン中のステップ１００の処理については、実施の形態１において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１００において弱成層リーン燃焼運転中であると判定した場合には、弱成層リーン燃焼制御に関する処理を実行する（ステップ１２００）。ここでいう弱成層リーン燃焼制御とは、本実施形態の学習処理による学習項（後述のＦＣＧおよびＦＩＧ）を補正項としてそれぞれ含むＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御およびＣＡ１０−９０補正制御のことである。
【０１３４】
図１９は、弱成層リーン燃焼制御に関する処理のサブルーチンを表したフローチャートである。図１９に示すサブルーチン中のステップ１０２〜１１０、および１１４の処理については、実施の形態１において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１０２の処理に続いて、学習値δＧ、γＣＧ、γＩＧ（％）を取得する（ステップ１３００）。具体的には、ＥＣＵ４０は、図１７（Ａ）に示す学習マップを参照し、（必要に応じて内挿もしくは外挿を利用して）、現在の吸入空気量および今回の燃焼サイクルで使用する基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢに対応する値として学習値δＧを算出する。また、図１７（Ｂ）および図１７（Ｃ）に示す学習マップを参照し、（必要に応じて内挿もしくは外挿を利用して）、現在のエンジン負荷率およびエンジン回転速度に対応する値として学習値γＣＧ、γＩＧを算出する。
【０１３５】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１０４〜１０８の処理に続いて、次回の燃焼サイクルで用いる圧縮行程噴射量の学習項ＦＣＧを算出する（ステップ１３０２）。具体的には、まず、ステップ１３００で取得された学習値δＧと圧縮行程噴射率ＫＦＣとの積（すなわち、学習値δＧのうちの圧縮行程噴射分であるδＣＧ）と、ステップ１３００で取得された学習値γＣＧとの和が、学習処理による補正率（ＫＦＣ×δＧ＋γＣＧ）（％）として算出される。そのうえで、算出された補正率（ＫＦＣ×δＧ＋γＣＧ）を基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢに乗じることによって圧縮行程噴射量の学習項ＦＣＧが算出される。
【０１３６】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１３０２にて算出された学習項ＦＣＧを基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに加算することで圧縮行程噴射量を補正する（ステップ１３０４）。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１１０においてＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に関する処理を実行する。ステップ１３０４および１１０の処理により、次回の燃焼サイクルの目標（最終）圧縮行程噴射量は、基本圧縮行程噴射量ＦＣＢに対して、学習項ＦＣＧと圧縮行程噴射補正項ＦＣＣ（ステップ２１４の処理による算出値）とが加算された値となる。
【０１３７】
次に、ＥＣＵ４０は、基本吸気行程噴射量ＦＩＢを算出する（ステップ１３０６）。ステップ１３０６では、ステップ１０４にて算出された基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢから、ステップ１３０４および１１０の処理後の最終的な圧縮行程噴射量（ＦＣＢ＋ＦＣＧ＋ＦＣＣ）を引いて得られる値が、基本吸気行程噴射量ＦＩＢとして算出される。
【０１３８】
次に、ＥＣＵ４０は、吸気行程噴射率ＫＦＩを算出する（ステップ１３０８）。学習処理の反映後の最終的な圧縮行程噴射量（ＦＣＢ＋ＦＣＧ＋ＦＣＣ）を基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢ（ステップ１０４参照）で除して得られる値は、学習処理の反映後の圧縮行程噴射率ＫＦＣに相当する。本ステップ１３０８では、１からこの値を引くことにより、吸気行程噴射率ＫＦＩが算出される。
【０１３９】
次に、ＥＣＵ４０は、次回の燃焼サイクルで用いる吸気行程噴射量の学習項ＦＩＧを算出する（ステップ１３１０）。具体的には、まず、ステップ１３００で取得された学習値δＧと吸気行程噴射率ＫＦＩとの積（すなわち、学習値δＧのうちの吸気行程噴射分であるδＩＧ）と、ステップ１３００で取得された学習値γＩＧとの和が、学習処理による補正率（ＫＦＩ×δＧ＋γＩＧ）（％）として算出される。そのうえで、算出された補正率（ＫＦＩ×δＧ＋γＩＧ）を基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢに乗じることによって吸気行程噴射量の学習項ＦＩＧが算出される。
【０１４０】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１３１０にて算出された学習項ＦＩＧを基本吸気行程噴射量ＦＩＢに加算することで吸気行程噴射量を補正する（ステップ１３１２）。次いで、ＥＣＵ４０は、ステップ１１４においてＣＡ１０−９０補正制御に関する処理を実行する。ステップ１３１２および１１４の処理により、次回の燃焼サイクルの目標（最終）吸気行程噴射量は、基本吸気行程噴射量ＦＩＢに対して、学習項ＦＩＧと吸気行程噴射補正項ＦＩＣ（ステップ３１４の処理による最新の更新後の記憶値）とが加算された値となる。
【０１４１】
次に、ＥＣＵ４０は、圧縮行程噴射率ＫＦＣと吸気行程噴射率ＫＦＩとを更新する処理を実行する（ステップ１３１４）。具体的には、圧縮行程噴射率ＫＦＣは、ステップ１３０８の処理の説明で登場した値（（ＦＣＢ＋ＦＣＧ＋ＦＣＣ）／ＦＡＬＬＢ）を用いて更新され、メモリ４０ａに記憶される。また、吸気行程噴射率ＫＦＩがステップ１３０８の処理により算出された値を用いて更新され、メモリ４０ａに記憶される。更新されたＫＦＣとＫＦＩは、次回の燃焼サイクルにおいて補正率δ、γＣ、γＩの学習処理が行われる場合に利用される。
【０１４２】
図１８に示すメインルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１２００の処理に続いて、上述の学習処理についての所定の学習実施条件が成立するか否かを判定する（ステップ１２０２）。学習データとして取り込むべき補正率αは、目標ＳＡ−ＣＡ１０に対する実ＳＡ−ＣＡ１０の定常的な乖離を小さくするために必要とされる値である。したがって、学習精度を高く確保するためには、学習処理は、目標ＳＡ−ＣＡ１０に対する実ＳＡ−ＣＡ１０の変化が収まっている状況下において実行されることが好ましい。このことは、補正率βとＣＡ１０−９０補正制御との関係についても同様である。このため、例えば、学習実施条件は、エンジン負荷率およびエンジン回転速度等のエンジン運転条件の時間変化率が所定値以下であるとき（内燃機関１０が定常的な運転状態にあるとき）に成立すると判定することができる。また、学習実施条件は、例えば、目標ＳＡ−ＣＡ１０が変更された後に所定時間が経過したとき、または、ステップ２１２の処理により算出される補正率αの変化率が所定値以下に低下したときに成立すると判定することもできる。さらには、これらの判定手法の何れか複数を組み合わせて用いてもよい。
【０１４３】
学習実施条件が成立する場合には、ＥＣＵ４０は、ステップ１２０４〜１２１４による学習処理を実行する。ステップ１２０４では、ステップ２１２にて算出された補正率αが学習処理のために取得される。ステップ１２０６では、ステップ３１４の処理による最新の更新後の吸気行程噴射補正項ＦＩＣの記憶値を、ステップ１３０６にて算出された基本吸気行程噴射量ＦＩＢで除することで算出される補正率βが取得される。ステップ１２０８では、上述の（１１）式を用いて、現在の目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔと空燃比センサ３４により検出される実空燃比Ａ／Ｆとに応じた補正率γ（燃焼特性変化分）が取得される。
【０１４４】
ステップ１２１０では、ステップ１２０４、１２０６、１２０８、１０６および１３０８にてそれぞれ取得されたα、β、γ、ＫＦＣおよびＫＦＩと（１４）式とを用いて補正率δが算出されたうえで、算出された補正率δを学習データとして図１７（Ａ）に示す学習マップの学習（すなわち、空燃比ずれ分に関する学習マップの学習）が実行される。学習データである補正率δを学習マップに反映させる処理の具体的な手法は、特に限定されない。したがって、例えば、得られた学習データを用いて学習値δＧを直ちに更新してもよいし、あるいは、マップ軸の値が同一となる条件での所定数の学習データを蓄積したうえでそれらの学習データの平均値を用いて学習値δＧを更新してもよい。このことは、次のステップ１２１２および１２１４の処理についても同様である。
【０１４５】
ステップ１２１２では、ステップ１２０４等にてそれぞれ取得されたα、β、γ、ＫＦＣおよびＫＦＩと（１５）式とを用いて補正率γＣが算出されたうえで、算出された補正率γＣを学習データとして図１７（Ｂ）に示す学習マップの学習（すなわち、圧縮行程噴射についての燃焼特性変化分に関する学習マップの学習）が実行される。ステップ１２１４では、（１６）式を利用する点がステップ１２１２と異なるが、ステップ１２１２と同様の処理により、図１７（Ｃ）に示す補正率γＩについての学習マップの学習（すなわち、吸気行程噴射についての燃焼特性変化分に関する学習マップの学習）が実行される。
【０１４６】
以上説明した実施の形態７の制御によれば、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御の補正率αおよびＣＡ１０−９０補正制御の補正率βは、学習処理を行う際に学習データとしてそのまま用いられるのではなく、目標ＳＡ−ＣＡ１０に対する実ＳＡ−ＣＡ１０の乖離要因および許容ＣＡ１０−９０に対する実ＣＡ１０−９０の乖離要因を考慮して補正率αおよびβが３つの補正率δ、γＣ、γＩに分離される。そして、それぞれの補正率δ、γＣ、γＩに関連付けることが好ましい最小数のパラメータをマップ軸とする上記学習マップを利用して学習処理が実行される。
【０１４７】
より具体的には、補正率δについては、空燃比ずれの基になる吸入空気量および燃料噴射量の誤差を扱っているため、吸入空気量指標値および燃料噴射量指標値をマップ軸とする学習マップを利用することで、マップ軸の値の変化に対する学習値の変化に関して連続的な（一貫した）傾向が得られるようになる。このため、内挿もしくは外挿を利用して格子点以外の位置でのマップ値を算出する際に精度の良い算出を行えるようになる。
【０１４８】
また、燃焼特性の変化についての補正分（補正率γＣ、γＩ）の傾向は、経験的に、エンジントルクおよびエンジン回転速度によって特定されるエンジン運転領域に応じて得られ易いといえる。その理由の１つは、燃焼特性の変化が燃焼に与える影響は運転領域によって異なり、より具体的には、各運転領域におけるベースとしての燃焼の良し悪しに起因して各運転領域の燃焼が燃焼特性の変化から受ける影響の度合いが異なるためである。このため、燃焼特性の変化分に関する補正率γＣ、γＩの学習については、図１７（Ｂ）および図１７（Ｃ）に示すようにエンジントルクおよびエンジン回転速度をマップ軸として使用することで、マップ軸の数を必要最小限に抑えつつ、内挿もしくは外挿を行う際の学習値γＣＧ、γＩＧの算出精度を確保し易くできる。
【０１４９】
以上のように、本実施形態の学習処理によれば、目標ＳＡ−ＣＡ１０に対する実ＳＡ−ＣＡ１０の定常的な乖離の要因で補正率αを配分して学習を行い、かつ、上述のように各マップ軸を適切に選択することで、学習に要する時間を短縮しつつ高い学習精度が得られる態様で学習処理をＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御に伴わせられるようになる。このことは、補正率βを利用するＣＡ１０−９０補正制御についても同様である。
【０１５０】
図２０は、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御において学習精度が高くなることで得られる効果を説明するためのタイムチャートである。図２０中の縦軸の「ＦＢ制御補正量」は、ＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御による補正率αに基づく圧縮行程噴射補正項ＦＣＣと学習項ＦＣＧとの和に相当する。図２０中に示すＦＢ補正量Ｙは、制御開始後に実ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０に収束するために必要とされる値を示している。なお、車両の走行中におけるＳＡ−ＣＡ１０フィードバック制御のＯＮ／ＯＦＦタイミングとしては、例えば、リッチスパイク制御の実行時、フューエルカット時、アイドリング時、高負荷運転時、さらには場合によっては車両の変速時を挙げることができる。
【０１５１】
図２０に示すように、学習精度が高いほど、制御開始時点ｔ０におけるＦＢ補正量（すなわち、上記学習項）とＦＢ補正量Ｙとの差が小さくなり、このため、フィードバック制御の開始後に算出される圧縮行程噴射補正項ＦＣＣが小さくなる。その結果、学習精度が高いほど、収束に要する時間（すなわち、フィードバック制御の応答遅れ）を短縮できるようになる。これにより、内燃機関１０のドライバビリティおよび排気エミッションを改善できるようになる。より具体的には、制御開始時点ｔ０において目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも実ＳＡ−ＣＡ１０が大きい場合（空燃比としてはリーン側にずれている場合）には、応答遅れの改善によりドライバビリティを改善でき、逆に、時点ｔ０において目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも実ＳＡ−ＣＡ１０が小さい場合（リッチ側にずれている場合）には、応答遅れの改善により排気エミッション（ＮＯｘ排出）を改善できるようになる。なお、図２０を参照して説明する効果は、ＣＡ１０−９０に基づく吸気行程噴射量の制御として、ＣＡ１０−９０フィードバック制御を実行している場合にも同様に得られる。
【０１５２】
実施の形態８．
次に、図２１を参照して、本発明の実施の形態８について説明する。
【０１５３】
［実施の形態８の制御］
本実施形態の制御は、空燃比ずれ分の補正率δの学習手法において、実施の形態７と相違している。内燃機関１０がそうであるように、弱成層リーン燃焼運転とともにストイキ燃焼運転を行う内燃機関では、一般的に、空燃比センサ３４により検出された実空燃比Ａ／Ｆを目標空燃比（理論空燃比）Ａ／Ｆｔｇｔに近づけるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御がストイキ燃焼運転中に実行される。そして、一般的に、この空燃比フィードバック制御の実行中には、目標空燃比Ａ／Ｆｔｇｔに対する実空燃比Ａ／Ｆの定常的な乖離を小さくするための補正率δＳ（％）を学習値δＳＧとして取り込む処理が実行されるようになっている。この補正率δＳは、実施の形態７で算出される補正率δに相当する。
【０１５４】
図１７（Ａ）に示す学習マップのマップ軸は、吸入空気量指標値および燃料噴射量指標値であり、学習に使用されるマップ領域がストイキ燃焼運転と弱成層リーン燃焼運転とで違いがあっても、学習値δＳＧと学習値δＧとを同じ評価基準（上記マップ軸）で比較できるようになる。そこで、本実施形態では、空燃比フィードバック制御のために取得された学習値δＳＧを、弱成層リーン燃焼運転時の補正率δの学習に転用することとした。これにより、本実施形態では、図１７（Ａ）に示す学習マップの学習は、ストイキ燃焼運転中に行われることになる。
【０１５５】
（実施の形態８における具体的処理）
図２１は、本発明の実施の形態８において実行される制御のメインルーチンを表したフローチャートである。図２１に示すメインルーチン中のステップ１００、１２００、１２０４および１２０６の処理については、実施の形態７において既述した通りである。本ルーチンでは、ＥＣＵ４０は、ステップ１２００において弱成層リーン燃焼制御に関する処理を実行した後に、ストイキ燃焼運転中に行われる補正率δの学習（空燃比フィードバック制御における補正率δＳの学習）が完了しているか否かを判定する（ステップ１４００）。
【０１５６】
その結果、補正率δの学習が完了している場合には、ＥＣＵ４０は、次いで、残りの補正率γＣ、γＩの学習実施条件が成立するか否かを判定する（ステップ１４０２）。この判定は、上述のステップ１２０２と同様の手法で行うことができる。
【０１５７】
ステップ１４０２の判定が成立する場合には、ＥＣＵ４０は、補正率γＣ、γＩの学習に関するステップ１２０４、１２０６、および１４０４〜１４０８の処理を実行する。より具体的には、ＥＣＵ４０は、ステップ１２０６の処理に続いて、補正率γＣ、γＩの学習データの算出に用いるための補正率δを取得する（ステップ１４０４）。ストイキ燃焼運転中に学習が行われる補正率δの学習マップを参照して、ステップ１２０４および１２０６にて取得された補正率αおよびβの算出時の吸入空気量および総燃料噴射量ＦＡＬＬに対応する学習値δＧが、本ステップ１４０４の目的での補正率δとして取得される。付け加えると、ストイキ燃焼運転が行われる運転領域は弱成層リーン燃焼運転が行われる運転領域と基本的に異なるため、ストイキ燃焼運転中に取得された学習値δＧ（δＳＧ）が記憶される学習マップ領域は、弱成層リーン燃焼運転中に同様の学習を行った場合に使用される領域と異なることが多い。しかしながら、外挿を利用することで、弱成層リーン燃焼運転中の現在のマップ軸の条件に応じた補正率δの学習値δＧを取得できるようになる。
【０１５８】
次に、ＥＣＵ４０は、図１７（Ｂ）に示す学習マップの学習（すなわち、圧縮行程噴射についての燃焼特性変化分に関する学習マップの学習）を実行する（ステップ１４０６）。本ステップ１４０６の処理は、本学習に用いる補正率γＣの算出手法が、実施の形態７のステップ１２１２と相違している。すなわち、本ルーチンでは、ステップ１４０４の処理により補正率δが取得されているので、（１５）式中のα、δおよびＫＦＣを項として含む式を利用して、補正率γＣが学習データとして算出される。
【０１５９】
次に、ＥＣＵ４０は、図１７（Ｃ）に示す学習マップの学習（すなわち、吸気行程噴射についての燃焼特性変化分に関する学習マップの学習）を実行する（ステップ１４０８）。本ステップ１４０８においても、ステップ１４０６の処理と同様の考え方に基づいて、（１６）式中のβ、δおよびＫＦＩを項として含む式を利用して、補正率γＩが学習データとして算出される。
【０１６０】
また、本実施形態では、図１９に示すサブルーチンのステップ１３００における補正率δの学習値δＧの取得は次のように実行される。すなわち、ストイキ燃焼運転中に学習が行われる補正率δの学習マップを参照して、現在の吸入空気量および今回の燃焼サイクルで使用する基本総燃料噴射量ＦＡＬＬＢに対応する学習値δＧが取得される。
【０１６１】
ところで、上述した実施の形態８においては、ストイキ燃焼運転中に空燃比フィードバック制御において取得される学習値δＳＧを転用する例を挙げた。これに対し、実施の形態７と８における補正率δの学習手法を組み合わせるようにし、弱成層リーン燃焼運転とストイキ燃焼運転の双方において補正率δの学習を行うようにしてもよい。なお、ストイキ燃焼運転中に上述の空燃比フィードバック制御は実行されているがこのフィードバック制御のために上述の学習処理までは行われない構成であったとしても、弱成層リーン燃焼運転時の制御での使用のために、同様の学習処理をストイキ燃焼運転中に行うようにしてもよい。
【０１６２】
［着火遅れ指標値および特定燃焼指標値について］
実施の形態１〜８においては、着火遅れを代表する着火遅れ指標値として、ＳＡ−ＣＡ１０を例示した。しかしながら、本発明における「着火遅れ指標値」は、着火遅れ期間（点火時期から発熱が始まる時期（燃焼開始点ＣＡ０）までのクランク角期間）を含むものであればよく、ＳＡ−ＣＡ１０に代え、例えば、点火時期（ＳＡ）からＣＡ１０以外の任意の特定割合燃焼点ＣＡＸ１までのクランク角期間であってもよい。
【０１６３】
また、実施の形態１〜８においては、主燃焼速度を代表する「特定燃焼指標値」として、ＣＡ１０−９０を例示した。しかしながら、主燃焼速度を代表する「特定燃焼指標値」は、ＣＡ０からＣＡ１００（燃焼終了点）までのクランク角期間内の任意の２点ＣＡＸ２およびＣＡＸ３により規定されるクランク角期間であってもよい。さらに、主燃焼速度を代表する「特定燃焼指標値」は、熱発生率ｄＱ／ｄθの最大値、もしくはある燃焼点（例えば、燃焼重心点ＣＡ５０）での熱発生率ｄＱ／ｄθの値であってもよい。さらには、ｄＱ／ｄθに代え（θはクランク角度）、ｄＱ／ｄｔの最大値、もしくはＣＡ５０などのある燃焼点（例えば、ＣＡ５０）でのｄＱ／ｄｔの値であってもよい（ｔは時間）。また、本発明における「特定燃焼指標値」は、主燃焼速度を代表するパラメータに代え、燃焼変動率を代表するパラメータであってもよい。ここで、一般的に、あるパラメータの変動率（％）は、標準偏差を平均値で除して得られる値に１００を乗じた値によって表すことができる。燃焼変動率を代表するパラメータは、主燃焼速度を代表する上述の各パラメータの変動率であってもよいし、図示平均有効圧、図示トルク、または燃焼重心点ＣＡ５０の変動率であってもよい。
【０１６４】
また、以上説明した各実施の形態に記載の例および他の各変形例は、明示した組み合わせ以外にも可能な範囲内で適宜組み合わせてもよいし、また、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形してもよい。
【符号の説明】
【０１６５】
１０  内燃機関
１４  燃焼室
１６ａ  吸気ポート
２４  スロットルバルブ
２６  筒内噴射弁
２８  ポート噴射弁
３０  点火プラグ
３２  筒内圧センサ
３４  空燃比センサ
４０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
４２  クランク角センサ
４４  エアフローセンサ
４６  アクセルポジションセンサ
【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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【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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