(57)【要約】【課題】本発明は、点火時期から所定の燃焼質量割合となる時のクランク角度までのクランク角期間をその目標値に近づけるように燃料噴射量を調整する制御をリーンバーン運転に適用する場合に、連続失火の発生を抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。【解決手段】リーンバーン運転中に運転状態に応じた基本噴射量を補正量で補正して燃料噴射量を算出する。通常はリーンバーン運転中に点火時期からＣＡ１０までのクランク角期間の算出値が目標値に近づくように補正量を設定する。しかし、この設定が停止される場合もある。そのとき、前回の補正量が増量を示す場合にはその値を用い、前回の補正量が減量を示す場合には補正量を零として、燃料噴射量を算出する。【選択図】図６
2016098733.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク角度を検出するクランク角度検出手段と、
燃焼質量割合を算出する燃焼質量割合算出手段と、
燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第１クランク角度を取得する第１クランク角度取得手段と、
リーンバーン運転中に、運転状態に応じた基本噴射量を補正量で補正して燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記リーンバーン運転中に、点火時期から前記第１クランク角度までのクランク角期間の算出値が当該クランク角期間の目標値に近づくように前記補正量を設定する補正量設定手段と、を備え、
前記燃料噴射量算出手段は、前記補正量設定手段による補正量の設定が停止された場合に、前回の補正量が増量を示す場合には、次サイクルにおいて基本噴射量を当該前回の補正量で補正して燃料噴射量を算出し、当該前回の補正量が減量を示す場合には、次サイクルにおいて基本噴射量を燃料噴射量として算出すること、
を特徴とする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】
従来、例えば特許文献１には、内燃機関の燃焼制御装置が開示されている。この燃焼制御装置では、筒内圧センサとクランク角センサとを利用して検出した筒内圧とクランク角とに基づいて筒内の熱発生量が算出される。そして、熱発生量に基づいて実燃焼開始点と燃焼重心位置とが算出されたうえで、実燃焼開始点に対する相対的な燃焼重心位置のクランク角が上限値を超えた場合に、燃焼が悪化したと判断される。燃焼が悪化したと判断された場合には、燃焼の改善のために、燃料噴射量の増量等の対策が行われる。
【０００３】
尚、出願人は、本発明に関連するものとして、上記の文献を含めて、以下に記載する文献を認識している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６９７１３号公報
【特許文献２】特開２０１０−１２７１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
燃料噴射量は、運転状態に応じた基本噴射量を補正量で補正して算出される。この補正量について、リーンバーン運転中に、点火時期から所定の燃焼質量割合となる時のクランク角度までのクランク角期間をその目標値に近づけるように補正量を設定する制御が考えられる。しかしながら、理論空燃比燃焼運転と比べて燃焼が不安定となり易いリーンバーン運転中には、上記制御が必ずしも好適に働かないケースもあり上記制御を停止させる場合がある。上記特許文献では、上記制御を停止させた場合に、補正量をどのように設定すべきか十分に検討されていない。リーンバーン運転中に上記制御を停止させた場合に、連続失火の発生を抑制するための十分な対策がなされていることが望ましい。
【０００６】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、点火時期から所定の燃焼質量割合となる時のクランク角度までのクランク角期間をその目標値に近づけるように燃料噴射量を調整する制御をリーンバーン運転に適用する場合に、連続失火の発生を抑制できる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】
【０００７】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、クランク角度検出手段と、燃焼質量割合算出手段と、第１クランク角度取得手段と、燃料噴射量算出手段と、補正量設定手段と、を備える。クランク角度検出手段は、クランク角度を検出する。燃焼質量割合算出手段は、燃焼質量割合を算出する。第１クランク角度取得手段は、燃焼質量割合が所定燃焼質量割合となる時の第１クランク角度を取得する。燃料噴射量算出手段は、リーンバーン運転中に、運転状態に応じた基本噴射量を補正量で補正して燃料噴射量を算出する。補正量設定手段は、前記リーンバーン運転中に、点火時期から前記第１クランク角度までのクランク角期間の算出値が当該クランク角期間の目標値に近づくように、前記補正量を設定する。加えて、前記燃料噴射量算出手段は、前記補正量設定手段による補正量の設定が停止された場合に、前回の補正量が増量を示す場合には、次サイクルにおいて基本噴射量を当該前回の補正量で補正して燃料噴射量を算出し、当該前回の補正量が減量を示す場合には、次サイクルにおいて基本噴射量を燃料噴射量として算出すること、を特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、リーンバーン運転中に補正量設定手段による補正量の設定が停止された場合に、前回の補正量が増量を示す場合には、当該前回の補正量を用いて燃料噴射量を算出し、当該前回の補正量が減量を示す場合には、補正量を零として燃料噴射量を算出する。そのため、本発明によれば、リーンバーン運転中に補正量設定手段による補正量の設定が停止された場合に、燃料噴射量が減量側に補正されることを抑制でき、連続失火の発生を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施の形態１における内燃機関のシステム構成を説明するための図である。
【図２】燃焼質量割合の算出手順を説明するための図である。
【図３】ＳＡ−ＣＡ１０の定義を説明するための図である。
【図４】ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１の制御の特徴部分を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図７】正常燃焼時と失火時における算出ＳＡ−ＣＡ１０の変化を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２の制御の特徴部分を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１１】
実施の形態１．
［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における内燃機関１０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１０を備えている。内燃機関１０の筒内には、ピストン１２が設けられている。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。
【００１２】
吸気通路１６には、電子制御式のスロットルバルブ２０が設けられている。内燃機関１０の各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に直接燃料を噴射するための燃料噴射弁２２、および、混合気に点火するための点火装置（点火プラグのみを図示）２４が、それぞれ設けられている。さらに、各気筒には、筒内圧を検出するための筒内圧センサ２６が組み込まれている。
【００１３】
さらに、本実施形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)３０を備えている。ＥＣＵ３０の入力部には、上述した筒内圧センサ２６に加え、クランク角度を検出するためのクランク角センサ３２、および、吸入空気量を計測するためのエアフローメータ３４等のエンジン運転状態を取得するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ３０の出力部には、上述したスロットルバルブ２０、燃料噴射弁２２および点火装置２４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接続されている。ＥＣＵ３０は、それらのセンサ出力と所定のプログラムとに基づいて上記各種のアクチュエータを駆動することにより、燃料噴射制御および点火制御等の所定のエンジン制御を行うものである。また、ＥＣＵ３０は、筒内圧センサ２６の出力信号を、クランク角度と同期させてＡＤ変換して取得する機能を有している。これにより、ＡＤ変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧を検出することができる。さらに、ＥＣＵ３０は、クランク角度の位置によって決まる筒内容積の値を、クランク角度に応じて算出する機能を有している。
【００１４】
［実施の形態１の制御］
（燃焼質量割合の算出）
図２は、燃焼質量割合の算出手順を説明するための図である。筒内圧センサ２６とクランク角センサ３２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、図２（Ａ）に示すようにクランク角度（ＣＡ）同期での筒内圧データ（筒内圧波形）を取得することができる。得られた筒内圧データと熱力学第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。図２（Ｂ）は、そのような手法で算出された熱発生量Ｑのデータ（熱発生量波形）の一例を示している。そして、算出された筒内の熱発生量Ｑのデータを用いて、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。図２（Ｃ）は、そのような手法で算出されたＭＦＢの波形の一例を示している。
【数１】
2016098733.tif 000003
2016098733.tif 000004
ただし、上記（１）式において、Ｐは筒内圧、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（０％燃焼点ＣＡ０）であり、θｍａｘは燃焼終了点（１００％燃焼点ＣＡ１００）である。
【００１５】
（ＳＡ−ＣＡ１０を利用した燃料噴射量のフィードバック制御）
上記手法によって得られたＭＦＢの波形によれば、ＭＦＢが所定割合α（％）となる時のクランク角度（以下、「ＣＡα」と称する）を取得することができる。本実施形態の制御では、１０％燃焼点であるＣＡ１０（本発明における「第１クランク角度」に相当）が以下のように利用される。
【００１６】
図３は、ＳＡ−ＣＡ１０の定義を説明するための図である。本実施形態では、点火時期（ＳＡ）からＣＡ１０までのクランク角期間を、「ＳＡ−ＣＡ１０」と称する。より具体的には、点火時期と図２に示す筒内圧データの解析結果から得られるＣＡ１０とを利用して算出されたＳＡ−ＣＡ１０のことを「算出ＳＡ−ＣＡ１０」と称する。
【００１７】
ＳＡ−ＣＡ１０は、着火遅れを代表するパラメータであり、ＳＡ−ＣＡ１０と空燃比との間には一定の相関がある。より具体的には、後述の図８に示すように、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。そこで、本実施形態では、理論空燃比よりも大きな空燃比でのリーンバーン運転中には、算出ＳＡ−ＣＡ１０が、狙いとする空燃比と関連付けられた目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように、エンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度、吸入空気量）に応じた基本噴射量を補正量で補正して燃料噴射量を算出するフィードバック制御を実行することとした。
【００１８】
図４は、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御を説明するための図である。図４（Ｂ）は、算出ＳＡ−ＣＡ１０が運転条件に応じた目標ＳＡ−ＣＡ１０に制御されているときのＭＦＢ波形を示している。
【００１９】
図４（Ａ）は、図４（Ｂ）に示す目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも小さい算出ＳＡ−ＣＡ１０が得られたＭＦＢ波形を示している。このようなＭＦＢ波形が得られた気筒では、空燃比をリーン化して実ＳＡ−ＣＡ１０を大きくするために、次サイクルで用いる燃料噴射量を減量する補正が実行される。より具体的には、各気筒の吸入空気量に応じた基本噴射量に基づく次サイクル用の燃料噴射量に対して、算出ＳＡ−ＣＡ１０を目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づけるための減量補正量が加えられる。図４（Ｃ）は、図４（Ａ）とは逆に、図４（Ｂ）に示す目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも大きい算出ＳＡ−ＣＡ１０が得られたＭＦＢ波形を示している。このようなＭＦＢ波形が得られた気筒では、空燃比をリッチ化して実ＳＡ−ＣＡ１０を小さくするために、次サイクルで用いる燃料噴射量を増量する補正が実行される。
【００２０】
ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御は、上述した態様で気筒毎に実行される。なお、本実施形態の内燃機関１０は、各気筒に筒内圧センサ２６を備えているが、例えば、１つの代表気筒にのみ筒内圧センサを備えている構成の内燃機関であれば、単一の筒内圧センサから得られる筒内圧に基づく算出ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように全気筒の燃料噴射量を補正するものであってもよい。
【００２１】
（ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御の課題）
ところで、リーンバーン運転中のＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御を停止するケースがある。
【００２２】
１つのケースは、クランク角センサ３２の出力信号にノイズがのり、クランク角度がずれ、確かさがないケースである。この場合、取得した筒内圧とクランク角度との紐付けに信頼性がないため、算出ＳＡ−ＣＡ１０も信頼性がない。そのため、リーンバーン運転中の上記フィードバック制御を停止する。なお、クランク角度の確かさは、クランク角の欠歯検出等から判定可能である。
【００２３】
他の１つのケースは、失火したケースである。通常、燃焼速度が下がると、算出ＳＡ−ＣＡ１０は目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも大きくなる。この場合、上記フィードバック制御によれば、燃料噴射量が増量補正されることになる。しかしながら、失火が発生すると算出ＳＡ−ＣＡ１０は小さくなる。上記フィードバック制御によれば、算出ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも小さい場合には、燃料噴射量が減量補正されることになる。すなわち、リーンバーン運転中に失火が生じた場合には、本来であれば燃料噴射量を増やしたいが、算出ＳＡ−ＣＡ１０が小さいために上記フィードバック制御によって減量補正されてしまう。上記フィードバック制御を継続すれば噴射燃料がさらに減少し、連続失火の可能性が高まるため、リーンバーン運転中の上記フィードバック制御を停止する。なお、失火発生の判定は、例えば、算出ＳＡ−ＣＡ１０が予め設定された所定値以下である場合に、失火が発生したと判定可能である。この所定値には、リーンバーン運転時の燃焼のバラツキの下限よりも低く、失火時のＳＡ−ＣＡ１０よりも高い値が設定される。
【００２４】
他の１つのケースは、燃焼自体が特別な状態となるケースである（特別な状態が常時発生しているわけではない）。具体的には、低速プレイグニッション発生時、点火遅角時、燃料増量時にこのような状態となる。低速プレイグニッション発生時は、ＣＡ１０が進角側となり、算出ＳＡ−ＣＡ１０が非常に小さくなるため、上記フィードバック制御によれば減量補正されてしまう。そのため、リーンバーン運転中の上記フィードバック制御を停止する。なお、低速プレイグニッション発生の判定は、例えば、算出ＳＡ−ＣＡ１０が予め設定された所定値以下である場合に、低速プレイグニッションが発生したと判定可能である。また、トルクダウンしたいために点火遅角する場合や、瞬時のトルク要求、触媒要求、部品の冷却要求等に応じて噴射増量する場合に、上記フィードバック制御を停止する。
【００２５】
このように、失火、低速プレイグニッション発生、点火遅角、噴射増量などにより、リーンバーン運転中の燃焼が通常時と異なるサイクルとなった場合、算出ＳＡ−ＣＡ１０が通常時と異なるため、その値を利用して上記フィードバック制御を実行することは好ましくない。一旦補正量を０にすることも考えられるが、リーンバーン運転中は、リーン失火限界が近いため、上記フィードバック制御で増量補正されていた場合に補正量が０となると、適正な状態よりも減量することになり、失火が発生するという問題がある。
【００２６】
図５は、本発明の実施の形態１の制御の特徴部分を説明するための図である。本実施形態では、ＥＣＵ３０は、リーンバーン運転中に運転状態に応じた基本噴射量を補正量で補正して燃料噴射量を算出する。この補正量は、リーンバーン運転中に、算出ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づくように設定されて燃料噴射量のフィードバック制御に用いられる。本実施形態では、リーンバーン運転中に、上記フィードバック制御が停止された場合（図５の時刻ｔ０）に、図５（Ａ）に示すように前回の補正量が増量を示す場合には、次サイクルにおいて基本噴射量を当該前回の補正量で補正して燃料噴射量を算出する。また、図５（Ｂ）に示すように前回の補正量が減量を示す場合には、次サイクルにおいて補正量を零とし、基本噴射量を燃料噴射量として算出する。
【００２７】
図６は、本発明の実施の形態１の制御を実現するためにＥＣＵ３０が実行する制御ルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンは、各気筒において燃焼終了後の所定タイミングにて、サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。
【００２８】
図６に示すルーチンでは、ＥＣＵ３０は、まず、ステップＳ１００において、リーンバーン運転中であるか否かを判定する。内燃機関１０では、所定の運転領域において理論空燃比よりも大きな空燃比でのリーンバーン運転が行われるようになっている。ここでは、現在の運転領域がそのようなリーンバーン運転を行う運転領域に該当するか否かが判定される。その結果、リーンバーン運転中ではないと判定された場合には、ＥＣＵ３０は、本ルーチンの処理を終了する。
【００２９】
一方、ステップＳ１００においてリーンバーン運転中であると判定された場合には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１１０の処理を実行する。ステップＳ１１０において、ＥＣＵ３０は、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御が実行可能か否かを判定する。リーンバーン運転中のフィードバック制御を停止するケースについては、上述した通りであるため説明は省略する。
【００３０】
ステップＳ１１０においてＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御が実行可能であると判断された場合には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１２０の処理を実行する。ステップＳ１２０においてＥＣＵ３０は、目標ＳＡ−ＣＡ１０を算出する。目標ＳＡ−ＣＡ１０は、運転条件に応じて決定されており、ここでいう運転条件には、吸入空気量およびエンジン回転速度などが該当する。
【００３１】
次に、ステップＳ１３０においてＥＣＵ３０は、算出ＳＡ−ＣＡ１０を算出する。ステップＳ１３０では、図２および図３を参照して既述した手法に従って、算出ＳＡ−ＣＡ１０を算出する。算出ＳＡ−ＣＡ１０を算出するために用いる点火時期としては、例えば、現在の目標点火時期を用いることができる。
【００３２】
次に、ステップＳ１４０においてＥＣＵ３０は、算出ＳＡ−ＣＡ１０を目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づけるための燃料噴射量の補正量を算出する。算出ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも小さい場合には、空燃比をリーン化して実ＳＡ−ＣＡ１０を大きくするために、次サイクルで用いる燃料噴射量を減量する補正量が設定される。一方、算出ＳＡ−ＣＡ１０が目標ＳＡ−ＣＡ１０よりも大きい場合には、空燃比をリッチ化して実ＳＡ−ＣＡ１０を小さくするために、次サイクルで用いる燃料噴射量を増量する補正量が設定される。
【００３３】
次に、ステップＳ１５０においてＥＣＵ３０は、運転状態に応じた基本噴射量を補正量で補正して燃料噴射量を決定する。
【００３４】
また、上述したステップＳ１１０において、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御が実行できないと判定された場合には、ＥＣＵ３０は、フィードバック制御を停止し、ステップＳ１６０の処理を実行する。ステップＳ１６０においてＥＣＵ３０は、前回の算出ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御における補正量を取得する。
【００３５】
次に、ステップＳ１７０において、ＥＣＵ３０は、前回の補正量が０より大きいか否かを判定する。前回の算出ＳＡ−ＣＡ１０に基づくフィードバック制御において算出された補正量が０より大きいと判断された場合には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１８０の処理を実行する。ステップＳ１８０においてＥＣＵ３０は、前回の補正量を次サイクルにおける補正量として設定する。その後、ステップＳ１５０においてＥＣＵ３０は、運転状態に応じた基本噴射量を補正量（増量補正を示す）で補正して燃料噴射量を決定する。すなわち、基本噴射量よりも多い噴射量が最終的な燃料噴射量として決定される。
【００３６】
一方、ステップＳ１７０において、前回の補正量が０以下と判断された場合には、ＥＣＵ３０は、ステップＳ１９０の処理を実行する。ステップＳ１９０においてＥＣＵ３０は、次サイクルにおける補正量を０クリアする。その後、ステップＳ１５０においてＥＣＵ３０は、運転状態に応じた基本噴射量を補正量（補正量は０）で補正して燃料噴射量を決定する。すなわち、基本噴射量が最終的な燃料噴射量として決定される。
【００３７】
以上説明したように、図６に示すルーチンによれば、リーンバーン運転中に、算出ＳＡ−ＣＡ１０を目標ＳＡ−ＣＡ１０に近づける補正量に基づくフィードバック制御が停止された場合、前回の補正量が増量を示す場合には、前回の補正量を用いて燃料噴射量を算出し、前回の補正量が減量を示す場合には、補正量を０クリアして燃料噴射量を算出する。このような制御によれば、リーンバーン運転中に上記フィードバック制御が停止された場合に、燃料噴射量が減量側に補正されることを抑制できる。そのため、次サイクルで空燃比がさらにリーン化することが防がれ、連続失火の発生を抑制できる。
【００３８】
ところで、上述した実施の形態１においては、点火時期との間でクランク角期間を規定する「第１クランク角度」として１０％燃焼点であるＣＡ１０を用いることとしている。しかしながら、本発明における第１クランク角度の対象となる燃焼点は、ＣＡ１０に限らず、任意の燃焼質量割合（α％）が得られる時のクランク角度であるＣＡαであってもよい。そのうえで、ＣＡ１０の利用は、以下のような理由により、他の燃焼点の利用と比べて好ましいといえる。すなわち、ＣＡ１０よりも後の主燃焼期間（ＣＡ１０−ＣＡ９０）内の燃焼点を利用した場合には、得られるクランク角期間は、火炎が燃え広がる時に燃焼に影響するパラメータ（ＥＧＲ率、吸気温度およびタンブル比など）の影響を大きく受けてしまう。つまり、この場合に得られるクランク角期間は、純粋に空燃比に着目したものではなく、外乱に弱くなる。このような外乱の影響を排除するために、クランク角期間を上記パラメータに応じて補正する構成とすることは、適合工数の増加となる。これに対し、初期燃焼期間（ＣＡ０−ＣＡ１０）内の燃焼点を利用した場合には、得られるクランク角期間は、上記パラメータの影響を受けにくく、着火に影響する因子の影響が良く表れたものとなる。その結果、制御性が良くなる。その一方で、燃焼開始点（ＣＡ０）や燃焼終了点（ＣＡ１００）は、ＥＣＵ３０が取得する筒内圧センサ２６からの出力信号に重畳するノイズの影響によって誤差が生じ易い。このノイズの影響は、燃焼開始点（ＣＡ０）や燃焼終了点（ＣＡ１００）から離れるにつれて小さくなる。したがって、耐ノイズ性と適合工数の削減とを考慮すると、本実施形態で用いるように、上記第１クランク角度としてはＣＡ１０が最も優れているといえる。以下の実施の形態においても同様である。
【００３９】
また、上述した実施の形態１においては、燃焼質量割合（ＭＦＢ）を算出するために、筒内圧センサ２６とクランク角センサ３２とを用いて取得した筒内圧データの解析結果を利用している。しかしながら、本発明における燃焼質量割合の算出は、筒内圧データを利用して行われるものに必ずしも限定されるものではない。すなわち、燃焼質量割合は、例えば、燃焼に伴って発生するイオン電流をイオンセンサによって検出し、検出したイオン電流を利用して算出されるものであってもよいし、或いは、筒内温度を計測できる場合には、筒内温度の履歴を利用して算出されるものであってもよい。以下の実施の形態においても同様である。
【００４０】
実施の形態２．
［実施の形態２のシステム構成］
次に、図７〜図９を参照して本発明の実施の形態２について説明する。本実施形態のシステムは図１に示す構成において、ＥＣＵ３０に後述する図９のルーチンを実施させることで実現することができる。
【００４１】
［実施の形態２における特徴的制御］
上述した実施の形態１では、リーンバーン運転中にＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御が停止した場合に、前回の補正量が増量を示す場合には、前回の補正量を用いて燃料噴射量を算出し、前回の補正量が減量を示す場合には、補正量を０クリアして燃料噴射量を算出することとした。しかしながら、失火の発生によりフィードバック制御が停止した場合には、前回の補正量（増量を示す）を用いて燃料噴射量を算出したとしても、その後のサイクルで再び失火が発生する可能性がある。
【００４２】
図７は、正常燃焼時と失火時における算出ＳＡ−ＣＡ１０の変化を示す図である。ガソリンエンジンの燃焼自体にバラツキがあるため、各アクチュエータの操作量が同じでも、サイクル毎に燃焼が異なる。リーンバーンエンジンにおいて、リーン失火限界により近い領域では、燃焼がより不安定になるため、その燃焼バラツキも大きい。そのため、このような領域でのリーンバーン運転では、前回の補正量（増量を示す）を用いたとしても、再び失火が発生する可能性がある。なお、失火が発生する理由としては、フィードバック補正量のオーバーシュート（燃焼のバラツキにより算出ＳＡ−ＣＡ１０が小さくなった場合にフィードバック制御により燃料噴射量が減量される反動を含む）等もある。
【００４３】
図８は、本発明の実施の形態２の制御の特徴部分を説明するための図である。図８（Ｂ）に示すように、リーン失火限界に近いリーンバーン運転では、前回の補正量（増量を示す）を用いたとしても、再び失火が発生する可能性がある。そこで、本実施形態では、図８（Ａ）に示すように、失火の発生によりフィードバック制御が停止した場合には、前回の補正量（増量を示す）を保持するのではなく、さらに増量補正することとした。
【００４４】
図９は、本発明の実施の形態２において実行されるルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、各気筒において燃焼終了後の所定タイミングにて、サイクル毎に繰り返し実行されるものとする。本ルーチンは、ステップＳ２００と、ステップＳ２１０の処理が加えられている点を除き、図６に示すルーチンと同様である。以下、図９において、図６に示すステップと同一のステップについては、同一の符号を付してその説明を省略または簡略する。
【００４５】
図９に示すルーチンでは、ステップＳ１１０において、ＳＡ−ＣＡ１０に基づく燃料噴射量のフィードバック制御が実行できないと判定された場合に、ＥＣＵ３０は、ステップＳ２００の処理を実行する。ステップＳ２００において、ＥＣＵ３０は、失火によりフィードバック制御が停止されるのか否かを判定する。失火を判定する方法としては、失火の発生に伴って算出ＳＡ−ＣＡ１０が所定値以下となったか否かを判定し、所定値以下となった場合には、失火によりフィードバック制御が停止されるものとする。この所定値には、図７に示す燃焼のバラツキの下限よりも低く、失火時のＳＡ−ＣＡ１０よりも高い値が設定されるものとする。
【００４６】
ステップＳ２００において、失火によりフィードバック制御が停止されると判定された場合には、次に、ステップＳ２１０においてＥＣＵ３０は、燃料噴射量を増量する補正量を算出する。前回の補正量が増量を示す場合には、さらに増量した補正量とする。前回の補正量が減量を示す場合には、少なくとも増量を示す補正量とする。
【００４７】
なお、ステップＳ２００において、失火によるフィードバック制御停止ではないと判定された場合には、図６のステップＳ１６０以降の処理が実行される。
【００４８】
以上説明したように、図９に示すルーチンによれば、失火によりフィードバック制御が停止される場合に、前回の補正量（増量を示す）を用いるのではなく、さらに増量補正することで次サイクル以降での連続失火の発生を抑制することができる。また、フィードバック制御を再開後、失火が発生しない状態により速く戻ることができる。
【符号の説明】
【００４９】
１０  内燃機関
１２  ピストン
１４  燃焼室
１６  吸気通路
１８  排気通路
２０  スロットルバルブ
２２  燃料噴射弁
２４  点火装置
２６  筒内圧センサ
３０  ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
３２  クランク角センサ
３４  エアフローメータ
【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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