(57)【要約】【課題】  内燃機関の最適燃焼開始時期を精度よく求めることを可能とする内燃機関の制御装置および制御方法の提供。【解決手段】  燃料および空気の混合気を燃焼室３内で燃焼させて動力を発生する内燃機関１は、燃焼室３における筒内圧力を検出する筒内圧センサ１５と、ＥＣＵ２０とを備えており、ＥＣＵ２０は、所定のタイミングにおける燃焼割合を複数の点火時期について算出すると共に（Ｓ１６，Ｓ２０）、算出した複数の点火時期についての燃焼割合と複数の点火時期とを用いて一次近似処理を実行することにより最適点火時期を求める（Ｓ２２，Ｓ２４）。【選択図】  図５
2005351147.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置において、
所定のタイミングにおける燃焼割合を複数の燃焼開始時期について算出する燃焼割合算出手段と、
前記燃焼割合算出手段によって算出された前記複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と前記複数の燃焼開始時期とに基づいて最適燃焼開始時期を求める燃焼開始時期算出手段とを備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃焼開始時期算出手段は、前記燃焼割合算出手段によって算出された前記複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と前記複数の燃焼開始時期とを用いて一次近似処理を実行することにより前記最適燃焼開始時期を求め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】
前記燃焼室内の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段を更に備え、前記燃焼割合算出手段は、前記筒内圧検出手段によって検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の指数で累乗した値との積である制御パラメータに基づいて前記所定のタイミングにおける燃焼割合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４】
前記燃焼割合算出手段によって算出された燃焼割合を平均化する平均化手段を更に備えることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御方法において、
所定のタイミングにおける燃焼割合を複数の燃焼開始時期について算出すると共に、前記複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と前記複数の燃焼開始時期とに基づいて最適燃焼開始時期を求めることを特徴とする内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、内燃機関では、筒内における混合気の燃焼開始時期（火花点火時期または圧縮着火時期）が遅れると本来のトルクを得ることができず、逆に、点火または着火時期を進角させ過ぎるとノッキングが発生してしまう。このため、内燃機関の筒内における燃焼開始時期は、回転数やスロットル開度等に応じて、ノッキングが発生しない範囲で大きなトルクが得られるように最適なタイミング（ＭＢＴ：Minimum advance for Best Torque）に設定されることが好ましい。
【０００３】
内燃機関の筒内における燃焼開始時期を最適に設定するための技術としては、従来から、筒内における燃焼割合に基づいて点火時期を制御する内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。また、従来から、所定クランク角までの燃焼割合を検知し、検知した燃焼割合が目標値になるように点火時期をフィードバックする技術（例えば、特許文献２参照。）や、所定の燃焼割合に到達する実際のクランク角を検知し、検知したクランク角と目標クランク角との偏差に応じて点火時期を変化させる技術も知られている（例えば、特許文献３参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開昭６４−８７８７４号公報
【特許文献２】特開平９−２５０４３５号公報
【特許文献３】特開平９−３１７５２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような従来の内燃機関の制御装置等は、何れも最適燃焼開始時期（ＭＢＴ）自体を直接に得るものではない。このため、従来から、内燃機関の最適燃焼開始時期を直接求め、それに基づいて所望の運転状態になるように内燃機関を制御することが求められている。
【０００６】
そこで、本発明は、内燃機関の最適燃焼開始時期を精度よく求めることを可能とする内燃機関の制御装置および制御方法の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による内燃機関の制御装置は、燃料および空気の混合気を燃焼室内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御装置において、所定のタイミングにおける燃焼割合を複数の燃焼開始時期について算出する燃焼割合算出手段と、燃焼割合算出手段によって算出された複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と複数の燃焼開始時期とに基づいて最適燃焼開始時期を求める燃焼開始時期算出手段とを備えることを特徴とする。
【０００８】
この場合、燃焼開始時期算出手段は、燃焼割合算出手段によって算出された複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と複数の燃焼開始時期とを用いて一次近似処理を実行することにより最適燃焼開始時期を求めると好ましい。
【０００９】
また、本発明による内燃機関の制御装置は、燃焼室内の筒内圧力を検出する筒内圧検出手段を更に備えるとよく、燃焼割合算出手段は、筒内圧検出手段によって検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の指数で累乗した値との積である制御パラメータに基づいて所定のタイミングにおける燃焼割合を算出すると好ましい。
【００１０】
そして、本発明による内燃機関の制御装置は、燃焼割合算出手段によって算出された燃焼割合を平均化する平均化手段を更に備えると好ましい。
【００１１】
本発明による内燃機関の制御方法は、燃料および空気の混合気を筒内で燃焼させて動力を発生する内燃機関の制御方法において、所定のタイミングにおける燃焼割合を複数の燃焼開始時期について算出すると共に、複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と複数の燃焼開始時期とに基づいて最適燃焼開始時期を求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、内燃機関の最適燃焼開始時期を精度よく求めることを可能とする内燃機関の制御装置および制御方法の実現が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明者は、内燃機関の最適な燃焼開始時期を精度よく求めるべく鋭意研究を行い、その結果、内燃機関の燃焼開始時期（点火時期）と燃焼室における燃焼割合との関係に着目するに至った。そして、本発明者は、内燃機関の燃焼室における燃焼割合が、図１に示されるように、最適燃焼開始時期（ＭＢＴ）付近に（図１の例では、圧縮上死点前１５°から４０°度付近）において、内燃機関の燃焼開始時期（点火時期）に概ね比例して変化することを見出したのである。
【００１４】
本発明による内燃機関の制御装置および制御方法は、このような新規な知見を利用するものである。すなわち、本発明では、例えば最適燃焼開始時期（図１の例では、圧縮上死点前２７〜２８°付近）を挟む複数の燃焼開始時期について、所定のタイミング（例えばクランク角が上死点後８°となるタイミング）における燃焼割合が算出され、得られた複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と複数の燃焼開始時期とに基づいて最適燃焼開始時期が求められる。この場合、図１に示されるような燃焼開始時期（点火時期）と燃焼割合との相関を利用し、算出された複数の燃焼開始時期についての燃焼割合と複数の燃焼開始時期とを用いた一次近似処理を実行することにより、例えばクランク角が上死点後８°の際に燃焼割合がおよそ５０％となるようにする最適燃焼開始時期を低負荷で精度よく求めることができる。そして、得られた最適燃焼開始時期を用いて内燃機関を制御することにより、ノッキングが発生しないようにしつつ内燃機関から大きなトルクを得ることが可能となる。なお、燃料割合がおよそ５０％となるクランク角は、内燃機関の冷却損失によって変化するものであり、機種によって上死点後８°から多少前後する。
【００１５】
一方、本発明者は、燃焼室における燃焼割合を低負荷で算出すべく更に研究を行い、その過程で、筒内圧検出手段によって検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積とに基づいて算出される制御パラメータに着目した。より詳細には、本発明者は、クランク角がθである際に筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力をＰ（θ）とし、クランク角がθである際の筒内容積をＶ（θ）とし、比熱比をκとした場合に、筒内圧力Ｐ（θ）と、筒内容積Ｖ（θ）を比熱比（所定の指数）κで累乗した値Ｖκ（θ）との積として得られる制御パラメータＰ（θ）・Ｖκ（θ）（以下、適宜「ＰＶκ」と記す）に着目した。そして、本発明者は、クランク角に対する内燃機関の筒内における熱発生量Ｑの変化パターンと、クランク角に対する制御パラメータＰＶκの変化パターンとが、図２に示されるような相関を有していることを見出した。ただし、図２において、−３６０°，０°および３６０°は、上死点に、−１８０°および１８０°は、下死点に対応する。
【００１６】
図２において、実線は、所定のモデル気筒において所定の微小クランク角おきに検出された筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積を所定の比熱比κで累乗した値との積である制御パラメータＰＶκをプロットしたものである。また、図２において、破線は、上記モデル気筒における熱発生量Ｑを、次の（１）式に基づき、Ｑ＝∫ｄＱとして算出・プロットしたものである。なお、何れの場合も、簡単のために、κ＝１．３２とした。
【００１７】
【数１】
2005351147.tif 000003
【００１８】
図２に示される結果からわかるように、クランク角に対する熱発生量Ｑの変化パターンと、クランク角に対する制御パラメータＰＶκの変化パターンとは、概ね一致（相似）しており、特に、筒内の混合気の燃焼開始（点火時または着火時）の前後（例えば、図２における約−１８０°から約１３５°までの範囲）では、熱発生量Ｑの変化パターンと、制御パラメータＰＶκの変化パターンとは極めて良好に一致することがわかる。
【００１９】
本発明では、このような熱発生量Ｑと制御パラメータＰＶκとの相関を利用し、筒内圧検出手段によって検出される筒内圧力と、当該筒内圧力の検出時における筒内容積とから算出される制御パラメータＰＶκに基づいて、ある２点間におけるトータルの熱発生量に対する当該２点間の所定のタイミングまでの熱発生量の比である燃焼割合（ＭＦＢ）が求められる。ここで、制御パラメータＰＶκに基づいて筒内における燃焼割合を算出すれば、高負荷な演算処理を要することなく筒内における燃焼割合を精度よく得ることができる。そして、図３に示されるように、制御パラメータＰＶκに基づいて求められる燃焼割合（同図における実線参照）は、熱発生率に基づいて求められる燃焼割合（同図における破線参照）とほぼ一致する。
【００２０】
図３において、実線は、上述のモデル気筒においてクランク角＝θとなるタイミングにおける燃焼割合を、次の（２）式に従うと共に、検出した筒内圧力Ｐ（θ）に基づいて算出し、プロットしたものである。ただし、簡単のために、κ＝１．３２とした。
【００２１】
【数２】
2005351147.tif 000004
【００２２】
また、図３において、破線は、上述のモデル気筒においてクランク角＝θとなるタイミングにおける燃焼割合を、上記（１）式および次の（３）式に従うと共に、検出した筒内圧力Ｐ（θ）に基づいて算出し、プロットしたものである。この場合も、簡単のために、κ＝１．３２とした。
【００２３】
【数３】
2005351147.tif 000005
【００２４】
また、燃焼開始時期の制御に際しては、吸気弁開弁後かつ燃焼開始前に設定されたクランク角＝θ１となる第１のタイミングと、燃焼開始の後かつ排気弁開弁前に設定されたクランク角＝θ２となる第２のタイミングとの間の所定のタイミングにおける燃焼割合が算出されると好ましい。この場合、当該所定のタイミングにおけるクランク角をθ０とすると、クランク角＝θ０となる当該所定のタイミングにおける燃焼割合（ＭＦＢ）は、
【００２５】
【数４】
2005351147.tif 000006
【００２６】
として求めることができる。これにより、３点（クランク角＝θ０，θ１，θ２となる点）において検出した筒内圧力に基づいて精度よく燃焼割合を求めることが可能となり、演算負荷を大幅に低減させつつ、筒内における燃焼開始時期を最適化することが可能となる。
【００２７】
ところで、内燃機関が安定に作動している場合であっても、複数の燃焼室間で燃焼状態が異なる（バラつく）ことがあり、これに伴い、上述のようにして算出される燃焼割合の値も、ある程度の幅をもって変動することになる。従って、燃焼割合に基づいて最適燃焼開始時期を求める際には、上述のようにして算出される燃焼割合を平均化する平均化処理が実行されると好ましい。この場合、平均化処理は、比較的少ない回数の燃焼サイクルが実行される間に複数の燃焼室のすべてについて求められた燃焼割合を平均化するものであると好ましい。また、複数の燃焼室の何れかについて燃焼割合を求める場合も、燃焼室間の燃焼のバラツキ等を考慮した重み係数を用いながら、複数の燃焼室のすべてについて求められた燃焼割合を平均化すると好ましい。
【００２８】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について具体的に説明する。
【００２９】
図４は、本発明による制御装置を備えた内燃機関を示す概略構成図である。同図に示される内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生するものである。なお、図４には１気筒のみが示されるが、内燃機関１は多気筒エンジンとして構成されると好ましく、本実施形態の内燃機関１は、例えば４気筒エンジンとして構成される。
【００３０】
各燃焼室３の吸気ポートは、吸気マニホールドを介して吸気管５に接続され、各燃焼室３の排気ポートは、排気マニホールドを介して排気管６に接続されている。また、内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが燃焼室３ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは、例えば可変バルブタイミング機能を有する動弁機構（図示省略）によって開閉させられる。更に、内燃機関１は、気筒数に応じた数の点火プラグ７を有し、点火プラグ７は、対応する燃焼室３内に臨むようにシリンダヘッドに配設されている。
【００３１】
吸気管５は、図４に示されるように、サージタンク８に接続されている。サージタンク８には、給気管Ｌ１が接続されており、給気管Ｌ１は、エアクリーナ９を介して図示されない空気取入口に接続されている。そして、給気管Ｌ１の中途（サージタンク８とエアクリーナ９との間）には、スロットルバルブ（本実施形態では、電子制御式スロットルバルブ）１０が組み込まれている。一方、排気管６には、図４に示されるように、三元触媒を含む前段触媒装置１１ａおよびＮＯｘ吸蔵還元触媒を含む後段触媒装置１１ｂが接続されている。
【００３２】
更に、内燃機関１は、複数のインジェクタ１２を有する。各インジェクタ１２は、図４に示されるように、対応する吸気管５の内部（吸気ポート内）に臨むように配設されており、各吸気ポート内にガソリン等の燃料を噴射する。なお、本実施形態の内燃機関１は、いわゆるポート噴射式のガソリンエンジンとして説明されるが、これに限られるものではなく、本発明がいわゆる直噴式内燃機関に適用され得ることはいうまでもない。また、本発明が、ガソリンエンジンだけではなく、ディーゼルエンジンにも適用され得ることはいうまでもない。
【００３３】
上述の各点火プラグ７、スロットルバルブ１０、各インジェクタ１２および動弁機構等は、内燃機関１の制御装置として機能するＥＣＵ２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポートおよび記憶装置等を含むものである。ＥＣＵ２０には、図４に示されるように、内燃機関１のクランク角センサ１４を始めとした各種センサが電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、記憶装置に記憶されている各種マップ等を用いると共に各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２、動弁機構等を制御する。また、内燃機関１は、半導体素子、圧電素子あるいは光ファイバ検出素子等を含む筒内圧センサ（筒内圧検出手段）１５を気筒数に応じた数だけ有している。各筒内圧センサ１５は、対応する燃焼室３内に受圧面が臨むようにシリンダヘッドに配設されており、ＥＣＵ２０に電気的に接続されている。各筒内圧センサ１５の検出値は、所定時間おきにＥＣＵ２０に順次与えられ、ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に所定量ずつ格納保持される。
【００３４】
次に、図５を参照しながら、上述の内燃機関１において最適点火時期を求める手順について説明する。図５のルーチンは、ＥＣＵ２０によって所定のタイミングで繰り返し実行されるものである。このルーチンを実行する場合、ＥＣＵ２０は、まず、クランク角センサ１４からの信号に基づいて機関回転数を取得すると共に、図示されないエアフローメータにより測定される吸入空気量あるいはスロットルバルブ１０の開度等に基づいて内燃機関１の負荷を取得する（Ｓ１０）。更に、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０にて取得した機関回転数および機関負荷に対応した点火時期ＳＡ１およびＳＡ２を読み出す（Ｓ１２）。これらの点火時期ＳＡ１およびＳＡ２は、点火制御用ベースマップにおいてＳ１０で取得された機関回転数および機関負荷に対応する最適点火時期を挟む２点として定められる。本実施形態では、点火時期ＳＡ１およびＳＡ２を機関回転数および負荷に応じて規定するマップ（３次元マップ）が予め用意されており、ＥＣＵ２０は、このマップから、Ｓ１０で取得した内燃機関１の回転数および負荷に対応した点火時期ＳＡ１およびＳＡ２を読み出す（Ｓ１２）。
【００３５】
Ｓ１２にて点火時期ＳＡ１およびＳＡ２を決定すると、ＥＣＵ２０は、まず、点火時期をＳＡ１（例えば、圧縮上死点前２０°）として各燃焼室３における燃焼を数サイクル（ここでは２サイクル）だけ実行させる（Ｓ１４）。点火時期ＳＡ１のもとで各燃焼室３における燃焼が実行される間、各筒内圧センサ１５によって所定時間おきに各燃焼室３における筒内圧力が検出され、各筒内圧センサ１５の検出値は、ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に格納保持される。
【００３６】
Ｓ１４の処理の開始後または完了後、ＥＣＵ２０は、点火時期ＳＡ１のもとで燃焼が実行された際にクランク角が上死点後８°（＝θ０）となったタイミングにおける燃焼割合ＭＦＢ１を燃焼室３ごとに求め、すべての燃焼室３についての燃焼割合ＭＦＢ１に対して平均化処理を実行する（Ｓ１６）。すなわち、ＥＣＵ２０は、Ｓ１６において、吸気弁Ｖｉの開弁後かつ点火前（燃焼開始前）に設定されたクランク角＝θ１となる第１のタイミングにおける筒内圧力Ｐ（θ１）と、点火後（燃焼開始後）かつ排気弁Ｖｅの開弁前に設定されたクランク角＝θ２となる第２のタイミングにおける筒内圧力Ｐ（θ２）と、第１のタイミングと第２のタイミングとの間のクランク角＝θ０となる所定のタイミングにおける筒内圧力Ｐ（θ０）とを点火時期がＳＡ１とされた各燃焼サイクルについて燃焼室３ごとに所定の記憶領域から読み出す。そして、ＥＣＵ２０は、読み出した筒内圧力Ｐ（θ１），Ｐ（θ０）およびＰ（θ２）をＶ（θ１），Ｖ（θ０）およびＶ（θ２）の値と共に上記（４）式に代入し、燃焼室３ごとに、点火時期がＳＡ１とされた各燃焼サイクルにおいてクランク角が上死点後８°（＝θ０）となったタイミングでの燃焼割合ＭＦＢ１を算出する。
【００３７】
なお、本実施形態では、θ１＝−６０°（上死点前６０°），θ２＝９０°（上死点後９０°）とされ、θ０は、上述のように上死点後８°（θ０＝８°）とされる。また、Ｖκ（θ１），Ｖκ（θ０）およびＶκ（θ２），の値は、予め算出された上で記憶装置にマップとして記憶されている。
【００３８】
燃焼室３ごとに、点火時期がＳＡ１とされた各燃焼サイクルにおいてクランク角が上死点後８°（＝θ０）となったタイミングでの燃焼割合ＭＦＢ１を算出すると、ＥＣＵ２０は、算出した全データ（ここでは、４気筒×２サイクルで８つのＭＦＢ１のデータ）に対する平均化処理を実行し、燃焼割合ＭＦＢ１の平均値ＭＦＢ１ＡＶを算出する。本実施形態では、燃焼室３間の充填率等の相違を考慮した補正係数α１〜α４が導入された次の（５）式を用いる平均化処理が実行される。なお、（５）式において、ｋ，ｎは燃焼サイクルの数を示し、添字＃１〜＃４は、気筒番号を示す。
【００３９】
【数５】
2005351147.tif 000007
【００４０】
このように、比較的少ない回数の燃焼サイクルが実行される間に複数の燃焼室３のすべてについて求められた燃焼割合ＭＦＢ１を平均化することにより、サンプリング数が比較的少なくても、燃焼室間の燃焼のバラツキの影響を低減化することができる。本発明者の研究によれば、かかる手法を採用することにより、４気筒エンジンの場合、２サイクルの平均値と４０サイクルの平均値とで分散をほぼ同等にし得ることが判明している。
【００４１】
Ｓ１６の処理と並行して、あるいは、Ｓ１６の処理の完了後、ＥＣＵ２０は、更に、点火時期をＳＡ２（例えば、圧縮上死点前３０°）として各燃焼室３における燃焼を数サイクル（２サイクル）だけ実行させる（Ｓ１８）。点火時期ＳＡ２のもとで各燃焼室３における燃焼が実行される間、各筒内圧センサ１５によって所定時間おきに各燃焼室３における筒内圧力が検出され、各筒内圧センサ１５の検出値は、ＥＣＵ２０の所定の記憶領域（バッファ）に格納保持される。
【００４２】
Ｓ１６の処理の開始後または完了後、ＥＣＵ２０は、点火時期ＳＡ２のもとで燃焼が実行された際にクランク角が上死点後８°（＝θ０）となったタイミングにおける燃焼割合ＭＦＢ２を燃焼室３ごとに求め、すべての燃焼室３についての燃焼割合ＭＦＢ２に対して平均化処理を実行する（Ｓ２０）。この場合、ＥＣＵ２０は、クランク角＝θ１となる第１のタイミングにおける筒内圧力Ｐ（θ１）と、クランク角＝θ２となる第２のタイミングにおける筒内圧力Ｐ（θ２）と、クランク角＝θ０となる所定のタイミングにおける筒内圧力Ｐ（θ０）とを点火時期がＳＡ２とされた各燃焼サイクルについて燃焼室３ごとに所定の記憶領域から読み出す。そして、ＥＣＵ２０は、読み出した筒内圧力Ｐ（θ１），Ｐ（θ０）およびＰ（θ２）をＶ（θ１），Ｖ（θ０）およびＶ（θ２）の値と共に上記（４）式に代入し、燃焼室３ごとに、点火時期がＳＡ２とされた各燃焼サイクルにおいてクランク角が上死点後８°（＝θ０）となったタイミングでの燃焼割合ＭＦＢ２を算出する。更に、ＥＣＵ２０は、次の（６）式を用いて、算出したＭＦＢ２の全データに対する平均化処理を実行し、燃焼割合ＭＦＢ２の平均値ＭＦＢ２ＡＶを算出する。
【００４３】
【数６】
2005351147.tif 000008
【００４４】
ここで、図１に関連して説明されたように、内燃機関の燃焼室における燃焼割合は、最適燃焼開始時期（ＭＢＴ）付近において、内燃機関の燃焼開始時期（点火時期）に概ね比例して変化することが判明している。従って、燃焼割合をｘ（％）とし、最適燃焼開始時期をｙとすれば、内燃機関の燃焼室における燃焼割合と、最適燃焼開始時期との関係は、次の（７）式のように１次式で表す（近似する）ことができる。そして、上述のように点火時期ＳＡ１およびこれに対応する燃焼割合ＭＦＢ１（ＭＦＢ１ＡＶ）と、点火時期ＳＡ２およびこれに対応する燃焼割合ＭＦＢ２（ＭＦＢ２ＡＶ）とがわかれば、未知数ａ，ｂを簡単に求めることができる。すなわち、ＥＣＵ２０は、Ｓ１６においてＭＦＢ１ＡＶを、また、Ｓ２０においてＭＦＢ２ＡＶを算出すると、次の（８）式を解くことにより、上記（７）式におけるａおよびｂを算出する（Ｓ２２）。
【００４５】
【数７】
2005351147.tif 000009
【００４６】
【数８】
2005351147.tif 000010
【００４７】
また、各インジェクタ１２によって各吸気ポート内に燃料が噴射される内燃機関１では、実験的、経験的に、クランク角が上死点後８°の際に燃焼割合がおよそ５０％となるようにする点火時期が最適点火時期となることが知られている。この点に鑑みて、上記未知数ａ，ｂを求めると、ＥＣＵ２０は、最適点火時期ＳＡＭＢＴを、
【００４８】
【数９】
2005351147.tif 000011
【００４９】
として算出する（Ｓ２４）。そして、ＥＣＵ２０は、Ｓ１０にて取得した機関回転数および機関負荷と、Ｓ２４にて算出した最適点火時期ＳＡＭＢＴとに基づいて点火制御用ベースマップを更新し（Ｓ２６）、図５のルーチンを一旦終了させる。
【００５０】
このように、図５のルーチンを実行することにより、内燃機関１の最適点火時期ＳＡＭＢＴを低負荷で精度よく求めることができる。そして、得られた最適点火時期ＳＡＭＢＴを用いて内燃機関１を制御することにより、ノッキングが発生しないようにしつつ内燃機関１から大きなトルクを得ることが可能となる。また、内燃機関１では、点火制御用ベースマップが初期状態において比較的ラフに適合されたものであっても、その稼動時間が長期化していくにつれて図５のルーチンが繰り返し実行されていくので、当該点火制御用ベースマップは、内燃機関１の運転状態や周囲環境等に応じて更新されていくことになる。従って、内燃機関１では、点火制御用ベースマップの適合に要するコストを低減させることが可能となると共に、点火制御用ベースマップを用いた点火時期制御自体の精度を向上させていくことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】内燃機関の燃焼開始時期と、燃焼室内における熱発生量との相関を示すグラフである。
【図２】本発明において用いられる制御パラメータＰＶκと、燃焼室内における熱発生量との相関を示すグラフである。
【図３】制御パラメータＰＶκに基づいて求められる燃焼割合と、熱発生率に基づいて求められる燃焼割合との相関を示すグラフである。
【図４】本発明による制御装置を備えた内燃機関を示す概略構成図である。
【図５】図４の内燃機関において最適点火時期を求める手順を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
【００５２】
１  内燃機関
３  燃焼室
７  点火プラグ
１０  スロットルバルブ
１２  インジェクタ
１４  クランク角センサ
１５  筒内圧センサ
Ｖｅ  排気弁
Ｖｉ  吸気弁
【図１】
2005351147.tif 000012
【図２】
2005351147.tif 000013
【図３】
2005351147.tif 000014
【図４】
2005351147.tif 000015
【図５】
2005351147.tif 000016