(57)【要約】      （修正有）【課題】内燃機関の制御装置に関し、ノイズ影響を効果的に抑制できる態様でフィルタ処理を実燃焼パラメータに対して施すことができ、かつ、目標燃焼パラメータが変化した際に無用なアクチュエータの制御量の変更を抑制できるようにする。【解決手段】筒内圧センサの出力に基づく筒内圧波形を取得する。複数の燃焼サイクルの筒内圧波形を対象とするフィルタ処理であるサイクル間フィルタ処理を行い、当該サイクル間フィルタ処理がなされた後の筒内圧波形に基づいて実燃焼パラメータを算出する。内燃機関の運転状態に基づく目標燃焼パラメータに対しても、上記サイクル間フィルタ処理を行う。サイクル間フィルタ処理後の実燃焼パラメータがサイクル間フィルタ処理後の目標燃焼パラメータに近づくように内燃機関のアクチュエータを制御する。【選択図】図５
2017180120.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内圧を検出する筒内圧センサを備える内燃機関を制御する制御装置であって、
前記筒内圧センサの出力に基づく筒内圧波形、もしくは当該筒内圧波形に基づく燃焼状態量波形に対し、複数の燃焼サイクルの前記筒内圧波形もしくは前記燃焼状態量波形を対象とするフィルタ処理であるサイクル間フィルタ処理を行い、当該サイクル間フィルタ処理がなされた後の筒内圧波形もしくは燃焼状態量波形に基づいて実燃焼パラメータを算出する実燃焼パラメータ算出手段と、
前記内燃機関の運転状態に基づく目標燃焼パラメータに対し、前記複数の燃焼サイクルの前記目標燃焼パラメータを対象とするフィルタ処理として前記サイクル間フィルタ処理を行い、前記サイクル間フィルタ処理がなされた後の目標燃焼パラメータを最終的な目標燃焼パラメータとする目標燃焼パラメータ決定手段と、
前記サイクル間フィルタ処理後の前記実燃焼パラメータが前記サイクル間フィルタ処理後の目標燃焼パラメータに近づくように前記内燃機関のアクチュエータを制御する制御手段と、
を備え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係り、特に、筒内圧センサを備える内燃機関を制御する装置として好適な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、内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置は、筒内圧センサにより検出される筒内圧波形に基づいて燃焼質量割合を算出し、算出される燃焼質量割合が所定の値に到達する時点のクランク角度を算出し、当該クランク角度に対してフィルタ処理を実行する。そのうえで、上記制御装置は、フィルタ処理がなされた後の上記クランク角度が目標クランク角度に収束するように点火時期のフィードバック制御を実行する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−０９８８３８号公報
【特許文献２】実開平０６−００４３３４号公報
【特許文献３】特開２０１０−２８５８７０号公報
【特許文献４】特許第２５７３９３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の手法では、筒内圧波形自体にはフィルタ処理がなされず、フィルタ処理がなされていない筒内圧波形に基づいて算出される上記クランク角度（本発明の「実燃焼パラメータ」に相当）に対してフィルタ処理が行われる。このため、筒内圧波形に大きなノイズが重畳している場合には、上記クランク角度（すなわち、実燃焼パラメータ）がノイズの影響によって正常値から大きくずれてしまう可能性がある。
【０００５】
また、所定のフィルタ処理がなされた後の実燃焼パラメータが目標燃焼パラメータに近づくように内燃機関のアクチュエータを制御する構成において、運転状態の変化などに応じて目標燃焼パラメータが変化する場合には、目標燃焼パラメータと実燃焼パラメータのうちの実燃焼パラメータの変化のみをフィルタ処理によって鈍くさせることが適切ではない状況がある。例えば、目標燃焼パラメータの変化に対してフィルタ処理前の実燃焼パラメータが高応答に追従するような状況が上記状況に該当する。この例示する状況下では、フィルタ処理前の実燃焼パラメータが目標燃焼パラメータに良好に追従するにもかかわらず、フィルタ処理後の実燃焼パラメータと目標燃焼パラメータとの偏差は大きくなる。その結果、当該偏差を解消するために、本来的には無用なアクチュエータの制御量の変更がなされてしまう可能性がある。
【０００６】
以上のことから、実燃焼パラメータが目標燃焼パラメータに近づくようにアクチュエータを制御する場合には、実燃焼パラメータの算出の過程においてフィルタ処理を施す対象を適切に決定すること、および、目標燃焼パラメータが変化する際の目標燃焼パラメータの変化のさせ方を適切に設定することが重要となる。
【０００７】
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、ノイズ影響を効果的に抑制できる態様でフィルタ処理を実燃焼パラメータに対して施すことができ、かつ、目標燃焼パラメータが変化した際に無用なアクチュエータの制御量の変更を抑制でき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】
【０００８】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、筒内圧を検出する筒内圧センサを備える内燃機関を制御する制御装置であって、実燃焼パラメータ算出手段と、目標燃焼パラメータ算出手段と、制御手段とを備える。前記実燃焼パラメータ算出手段は、前記筒内圧センサの出力に基づく筒内圧波形、もしくは当該筒内圧波形に基づく燃焼状態量波形に対し、複数の燃焼サイクルの前記筒内圧波形もしくは前記燃焼状態量波形を対象とするフィルタ処理であるサイクル間フィルタ処理を行い、当該サイクル間フィルタ処理がなされた後の筒内圧波形もしくは燃焼状態量波形に基づいて実燃焼パラメータを算出する。前記目標燃焼パラメータ決定手段は、前記内燃機関の運転状態に基づく目標燃焼パラメータに対し、前記複数の燃焼サイクルの前記目標燃焼パラメータを対象とするフィルタ処理として前記サイクル間フィルタ処理を行い、前記サイクル間フィルタ処理がなされた後の目標燃焼パラメータを最終的な目標燃焼パラメータとする。前記制御手段は、前記サイクル間フィルタ処理後の前記実燃焼パラメータが前記サイクル間フィルタ処理後の目標燃焼パラメータに近づくように前記内燃機関のアクチュエータを制御する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、複数の燃焼サイクルの筒内圧波形もしくは燃焼状態量波形を対象とするフィルタ処理であるサイクル間フィルタ処理がなされた後の筒内圧波形もしくは燃焼状態量波形に基づいて実燃焼パラメータが算出される。このように、サイクル間フィルタ処理によって波形が整形された後に実燃焼パラメータが算出されるため、実燃焼パラメータに対するノイズの影響を効果的に抑制できるようになる。また、本発明によれば、目標燃焼パラメータに対しても上記サイクル間フィルタ処理が行われる。これにより、目標燃焼パラメータが変化する場合において、サイクル間フィルタ処理の反映によって鈍化される実燃焼パラメータの変化と同等に目標燃焼パラメータの変化を鈍くさせることができる。その結果、目標燃焼パラメータが変化した際に、実燃焼パラメータを目標燃焼パラメータに近づけるために本来的には無用なアクチュエータの制御量の変更がなされてしまうことを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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】筒内圧波形に重畳したノイズが実ＣＡ５０の算出に与える影響を説明するための図である。
【図３】ＣＡ５０σとノイズレベルとの関係を表した図である。
【図４】複数の燃焼サイクルの筒内圧波形を対象としてサイクル間フィルタ処理を行った場合のノイズ影響の低減効果を説明するための図である。
【図５】本発明の実施の形態１で行われる燃焼フィードバック制御（一例として、点火時期フィードバック制御）の概要を説明するための図である。
【図６】本発明の実施の形態１の燃焼フィードバック制御（点火時期フィードバック制御）のメインルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図６に示すルーチンにおいて用いられるフィルタ定数を算出するルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態１．
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。
【００１２】
［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。
【００１３】
吸気通路１６の吸気ポートには、当該吸気ポートを開閉する吸気弁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。内燃機関１０の各気筒には、燃焼室１４内（筒内）に燃料を供給するための燃料噴射弁（一例として、直接噴射式燃料噴射弁）２６、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）２８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３０が組み込まれている。
【００１４】
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が信号を取り込むセンサには、上述した筒内圧センサ３０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各種センサが含まれる。
【００１５】
ＥＣＵ４０が操作信号を出すアクチュエータには、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６および点火装置２８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。また、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０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、ＥＣＵ４０は、クランク角度と筒内容積との関係を定めたマップをメモリに記憶しており、そのようなマップを参照して、クランク角度に対応する筒内容積を算出することができる。
【００１６】
［実施の形態１の制御］
筒内圧センサ３０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、クランク角度同期での筒内圧の実測データ（筒内圧波形）を取得することができる。そして、得られた筒内圧波形と熱力学第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を算出することができる。そして、算出された筒内の熱発生量Ｑの実測データ（熱発生量波形）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（１）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（ＭＦＢ波形）を算出することができる。また、ＭＦＢの実測データが求まると、ＭＦＢが特定割合となる時のクランク角度を算出することができる。
【数１】
2017180120.tif 000003
ただし、上記（１）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。
【００１７】
筒内圧センサ３０を備えていることで、各種の燃焼パラメータを算出することができる。より具体的には、ここでいう燃焼パラメータとしては、例えば、ＣＡ５０、ＳＡ−ＣＡ１０、Ｑｍａｘおよびθｐｍａｘを挙げることができる。ＣＡ５０は燃焼質量割合が５０％である時のクランク角度（５０％燃焼点、すなわち燃焼重心）であり、実ＣＡ５０は、ＭＦＢ波形を用いて算出することができる。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である。Ｑｍａｘは熱発生量Ｑの最大値であり、実Ｑｍａｘは熱発生量波形を用いて取得することができる。θｐｍａｘは筒内圧が最大値を示す時のクランク角度であり、実θｐｍａｘは筒内圧波形を用いて取得することができる。
【００１８】
本実施形態では、筒内圧センサ３０の出力に基づいて算出される実燃焼パラメータが目標燃焼パラメータに近づくように内燃機関１０のアクチュエータを制御する燃焼フィードバック制御が実行される。ここでは、その一例として、実ＣＡ５０が目標ＣＡ５０に近づくように点火時期を制御する点火時期フィードバック制御について説明する。しかしながら、燃焼フィードバック制御の具体例は、燃料噴射量、または吸排気弁のバルブタイミングの制御などであってもよい。
【００１９】
図２は、筒内圧波形に重畳したノイズが実ＣＡ５０の算出に与える影響を説明するための図である。図２は、ノイズが重畳した筒内圧波形を用いて算出された熱発生量Ｑの波形を示している。この例では、燃焼期間よりも後のクランク角期間において、スパイク状の大きなノイズが波形に重畳している。このようなノイズが重畳すると、ノイズが重畳したクランク角度での熱発生量Ｑの値を誤って最大熱発生量Ｑｍａｘと認識してしまう。このことは、ＭＦＢが１００％となる熱発生量Ｑの値を誤判定することを意味する。それに伴い、ＭＦＢが５０％となる時の熱発生量Ｑの値も誤判定するので、図２に示すように実ＣＡ５０の算出値にも誤差が生じてしまう。
【００２０】
図３は、ＣＡ５０σとノイズレベルとの関係を表した図である。ＣＡ５０σはＣＡ５０のばらつき度合いを示すばらつき指標値（標準偏差）である。ここで、ノイズや燃焼ばらつきに起因する実燃焼パラメータ（実ＣＡ５０など）のばらつきを小さくするために、平滑化のためのフィルタ処理（例えば、なまし処理、算術平均）を行うことが考えられる。
【００２１】
図３中に示すＤａｔａ１は、複数の燃焼サイクルの実ＣＡ５０（実燃焼パラメータ）を対象として上記フィルタ処理を行った場合の一例に相当する。一方、図３中に示すＤａｔａ２は、複数の燃焼サイクルの筒内圧波形（ノイズが重畳した筒内圧波形）を対象として上記フィルタ処理を行った場合の一例に相当する。なお、これらのフィルタ処理には、対象が実燃焼パラメータであるか筒内圧波形であるかの違いがあるが、ともに複数の燃焼サイクルの値を対象としてサイクル間でフィルタ処理を行ったものであるので、以下、「サイクル間フィルタ処理」と称する。
【００２２】
図３に一例として示すように、ノイズが重畳した筒内圧波形を基礎として実ＣＡ５０を算出した場合のＣＡ５０σは、サイクル間フィルタ処理の対象の如何を問わず、筒内圧波形に重畳するノイズのレベルが高くなるほど大きくなる。しかしながら、ＣＡ５０σの大きさには、サイクル間フィルタの対象が実ＣＡ５０（実燃焼パラメータ）であるか筒内圧波形であるかに応じて違いが生じる。この違いについて図４を参照してより具体的に説明する。
【００２３】
図４は、複数の燃焼サイクルの筒内圧波形を対象としてサイクル間フィルタ処理を行った場合のノイズ影響の低減効果を説明するための図である。図４は、筒内圧波形を対象としてサイクル間フィルタ処理を行った後の熱発生量Ｑの波形を示している。図４より、サイクル間フィルタ処理によって筒内圧波形を整形したうえで熱発生量Ｑの波形を算出することで、当該フィルタ処理がない場合の波形（図２に示す波形のことであり、図４では破線で示されている）と比べて上述のスパイク状のノイズの影響が小さくなることが分かる。その結果、上述の図３に示すように、筒内圧波形を対象としてサイクル間フィルタ処理を行った場合の方が、実燃焼パラメータを対象としてサイクル間フィルタ処理を行った場合と比べて、ノイズレベルが増加してもＣＡ５０σを小さく抑えられるようになる。より具体的には、実ＣＡ５０を対象とするサイクル間フィルタ処理の場合には、ノイズの影響により誤差の大きな実ＣＡ５０を算出した後にサイクル間フィルタ処理が施されるため、その効果は小さくなる。これに対し、筒内圧波形を対象とするサイクル間フィルタ処理の場合には、サイクル間フィルタ処理によって波形が整形された後に実ＣＡ５０が算出されるため、より安定した実ＣＡ５０の算出が可能となるといえる。
【００２４】
そこで、本実施形態では、実ＣＡ５０の算出に用いるフィルタ処理として、筒内圧波形を対象とするサイクル間フィルタ処理を用いることとした。
【００２５】
また、目標ＣＡ５０は、内燃機関１０の運転状態（より具体的には、エンジン回転速度とエンジン負荷率）に応じた値として設定されている。したがって、目標ＣＡ５０は、運転状態の変化に応じて変化し得る。また、目標ＣＡ５０は、ノック制御などのエンジン制御からの要求によっても変更され得る。そこで、実ＣＡ５０の算出のために筒内圧波形を対象とするサイクル間フィルタ処理を採用する構成を採用する本実施形態では、目標ＣＡ５０に対しても、複数の燃焼サイクルの目標ＣＡ５０を対象とするフィルタ処理として、実ＣＡ５０のためのサイクル間フィルタ処理と同じフィルタ処理を行うこととした。そして、サイクル間フィルタ処理がなされた後の目標ＣＡ５０を最終的な目標ＣＡ５０として設定することとした。
【００２６】
さらに、本実施形態では、筒内圧波形および目標ＣＡ５０についてのサイクル間フィルタ処理に用いられるフィルタ定数が次のような手法で可変とされる。すなわち、実ＣＡ５０（実燃焼パラメータ）は、ノイズによる筒内圧センサ３０の計測ばらつき（外乱量）、各アクチュエータのばらつき（これも外乱量であり、例えば、燃料噴射弁２６による燃料噴射量のばらつきがこれに相当）、および燃焼のばらつきの影響を受ける。
【００２７】
本実施形態では、より安定したフィードバック制御を実現するために、上記外乱量が大きい場合、または燃焼ばらつきが大きい場合には、フィルタ定数を上げることとした。さらに、本実施形態では、目標ＣＡ５０に対する実ＣＡ５０の追従状態、および、目標ＣＡ５０の過渡的な変化の程度に応じてフィルタ定数を変更することとした。具体的には、目標ＣＡ５０に対する実ＣＡ５０の乖離が大きい場合には、フィルタ定数を下げることとした。そして、前回の目標ＣＡ５０に対する今回の目標ＣＡ５０の乖離が大きい場合にも、フィルタ定数を下げることとした。
【００２８】
図５は、本発明の実施の形態１で行われる燃焼フィードバック制御（一例として、点火時期フィードバック制御）の概要を説明するための図である。ＥＣＵ４０は、図５に示すように、筒内圧取得部５０、第１のサイクル間フィルタ処理部５２、実燃焼パラメータ算出部５４、第２のサイクル間フィルタ処理部５６、比較部５８、制御部６０および加算部６２を備えている。
【００２９】
筒内圧取得部５０は、筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを用いて所定クランク角度毎の筒内圧のデータ（筒内圧波形）を取得する。第１のサイクル間フィルタ処理部５２は、所定の複数の燃焼サイクル（今回の燃焼サイクルとその直前の燃焼サイクル）を対象としてフィルタ処理を行う。実燃焼パラメータ算出部５４は、サイクル間フィルタ処理後の筒内圧波形に基づいて熱発生量波形を算出し、算出した熱発生量波形に基づいて実ＣＡ５０を算出する。
【００３０】
目標ＣＡ５０は運転状態などに基づいて取得される。第２のサイクル間フィルタ処理部５６は、上記所定の複数の燃焼サイクルの目標ＣＡ５０を対象として、筒内圧波形に対して施したフィルタ処理と同じフィルタ処理を行う。比較部５８は、サイクル間フィルタ処理後の目標ＣＡ５０に対する、サイクル間フィルタ処理後の実ＣＡ５０の偏差であるΔＣＡ５０を算出する。
【００３１】
本フィードバック制御は一例としてＰＩ制御である。制御部６０は、本フィードバック制御による点火時期の補正量Ｃを算出する。補正量Ｃは、偏差ΔＣＡ５０、比例項ゲインＫおよび積分項ゲインＫｉを用いて次の（２）式のように表すことができる。なお、（２）式中のｓはラプラス演算子である。
【数２】
2017180120.tif 000004
【００３２】
算出された補正量Ｃは、加算部６２において、内燃機関１０の既存点火制御による算出値と足し合わされる。ここでいう算出値としては、内燃機関１０の運転状態に応じた基本点火時期が該当する。また、この算出値には、ノック制御に基づく補正量なども含まれ得る。加算部６２によって算出された値が最終的な点火時期（目標点火時期）として用いられる。
【００３３】
図６は、本発明の実施の形態１の燃焼フィードバック制御（点火時期フィードバック制御）のメインルーチンを示すフローチャートである。図７は、図６に示すルーチンにおいて用いられるフィルタ定数を算出するルーチンを示すフローチャートである。なお、これらのルーチンの処理は、燃焼サイクル毎に繰り返し実行される。
【００３４】
図６に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、クランク角センサ４２およびエアフローセンサ４４等を用いて、内燃機関１０の運転状態（具体的には、エンジン回転速度およびエンジン負荷率など）を取得する（ステップ１００）。次いで、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを用いて筒内圧波形（筒内圧データ）を算出する（ステップ１０２）。
【００３５】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ１０２において算出された筒内圧波形に対して、所定のサイクル間フィルタ処理を実行する（ステップ１０４）。本ステップ１０４におけるサイクル間フィルタ処理では、一例として、なまし処理が用いられる。次の（３）式は、なまし処理後の筒内圧の今回値ｙ（ｋ）の算出式である。
【数３】
2017180120.tif 000005
【００３６】
（３）式に示すように、なまし処理後の今回値ｙ（ｋ）は、フィルタ定数（なまし定数）Ｎ、なまし処理後の前回値ｙ（ｋ−１）、および、なまし処理前の今回値ｘ（ｋ）を用いて算出することができる。フィルタ定数は、サイクル間フィルタ処理の対象となる複数の燃焼サイクル（今回およびその直前の燃焼サイクル）の数のことである。筒内圧波形に含まれるクランク角度範囲内の所定クランク角度毎の個々の筒内圧値のために、複数の燃焼サイクルの筒内圧波形における同一クランク角度での筒内圧値を対象として行う上記なまし処理後のｙ（ｋ）を算出することで、なまし処理後（すなわち、サイクル間フィルタ処理後）の筒内圧波形を算出することができる。
【００３７】
なお、サイクル間フィルタ処理は、上述のなまし処理に代え、例えば、算術平均処理であってもよい。この場合には、筒内圧波形に含まれるクランク角度範囲内の所定クランク角度毎の個々の筒内圧値のために、複数の燃焼サイクルの筒内圧波形における同一クランク角度での筒内圧値を対象として行う算術平均処理が実行される。この算出平均処理の場合のフィルタ定数としては、算術平均値の分母の値（すなわち、対象とする燃焼サイクルの数）が相当する。本ステップ１０４および後述のステップ１１２で用いられるフィルタ定数は、後述の図７に示すルーチンの処理によって算出される。
【００３８】
次に、ＥＣＵ４０は、サイクル間フィルタ処理後の筒内圧波形に基づいて熱発生量波形を算出する（ステップ１０６）。次いで、算出した熱発生量波形に基づいて実ＣＡ５０を算出する（ステップ１０８）。
【００３９】
次に、ＥＣＵ４０は、運転状態（エンジン回転速度およびエンジン負荷率）に応じた目標ＣＡ５０を算出する（ステップ１１０）。次いで、ＥＣＵ４０は、目標ＣＡ５０を対象としてサイクル間フィルタ処理を実行する（ステップ１１２）。具体的には、ＥＣＵ４０は、ステップ１０４のサイクル間フィルタ処理の対象となる燃焼サイクルと同じ複数の燃焼サイクルの目標ＣＡ５０を対象として、上記（３）式と同様の式を利用して、なまし処理後の目標ＣＡ５０を算出する。
【００４０】
次に、ＥＣＵ４０は、目標ＣＡ５０に対する実ＣＡ５０の偏差ΔＣＡ５０を算出する（ステップ１１４）。次いで、ＥＣＵ４０は、内燃機関１０の運転状態に基づいて基本点火時期を算出する（ステップ１１６）。次いで、ＥＣＵ４０は、図５を参照して説明したように、偏差ＣＡ５０、比例項ゲインＫおよび積分項ゲインＫｉを用いて、点火時期の補正量Ｃを算出する（ステップ１１８）。次のステップ１２０では、ＥＣＵ４０は、基本点火時期に対して補正量Ｃを反映させる（足し合わせる）ことにより、最終的な目標点火時期を算出する。算出された目標点火時期は次の燃焼サイクルにおいて使用される。なお、上述のノック制御などの既存点火制御で算出される補正量が補正量Ｃ以外に存在する場合には、そのような補正量も本ステップ１２０において基本点火時期に反映される。
【００４１】
フィルタ定数を算出する図７に示すルーチンでは、ＥＣＵ４０は、まず、外乱量判定を実行する（ステップ２００）。筒内圧センサ３０の出力に重畳するノイズに関する外乱量の大きさの判定は、例えば、次の手法で行うことができる。すなわち、サイクル間フィルタ処理前の筒内圧波形に基づいて燃焼質量割合の実波形を取得するとともに、内燃機関１０の現在の運転状態に応じた燃焼質量割合の基準波形を取得する。次いで、これらの実波形と基準波形との相関の度合いを示す相関指標値（例えば、相関関数）を算出する。実波形にノイズが重畳していると、相関指標値が小さくなる（相関の度合いが低くなる）。このため、相関指標値の大きさに基づいてノイズに関する外乱量が大きいことを判定することができる。また、各アクチュエータのばらつきに関する外乱量の大きさの判定は、例えば、公知の任意の手法を用いればよい。
【００４２】
次に、ＥＣＵ４０は、燃焼ばらつき判定を実行する（ステップ２０２）。燃焼ばらつきは、例えば、ＣＡ５０σが所定値以上であるか否かに基づいて判定することができる。また、燃焼ばらつきの生じ易さは、運転状態に応じて異なる。具体的には、燃焼ばらつきは、例えば、低回転低負荷領域の使用中に大きくなり、また、理論空燃比燃焼時と比べてリーン燃焼時の方が大きくなる。このため、燃焼ばらつきは、例えば、低回転低負荷領域の使用時、またはリーン燃焼の使用時に大きくなると判定することができる。
【００４３】
次に、ＥＣＵ４０は、本実施形態の点火時期にフィードバック制御についての追従状態判定を実行する（ステップ２０４）。具体的には、ＥＣＵ４０は、目標ＣＡ５０に対する実ＣＡ５０の乖離量（偏差ΔＣＡ５０）が所定値以上であるか否かを判定し、本判定が成立する場合には、追従状態が良くないと判定する。
【００４４】
次に、ＥＣＵ４０は、本フィードバック制御についての過渡判定を実行する（ステップ２０６）。具体的には、ＥＣＵ４０は、前回の目標ＣＡ５０に対する今回の目標ＣＡ５０の乖離量が所定値以上であるか否かを判定し、本判定が成立する場合には、過渡状態であると判定する。
【００４５】
次に、ＥＣＵ４０は、ステップ２００〜２０６の判定結果を利用して、上述の筒内圧波形および目標ＣＡ５０のそれぞれについてのサイクル間フィルタ処理に用いるフィルタ定数を算出する（ステップ２０８）。ＥＣＵ４０は、ステップ２００〜２０６の何れの判定も成立しない場合に用いるフィルタ定数（基本値）を記憶している。そのうえで、ステップ２００〜２０６の判定結果に応じて、フィルタ定数が上記基本値から修正される。
【００４６】
具体的には、ステップ２００において外乱量が大きいと判定された場合、もしくは、ステップ２０２において燃焼ばらつきが大きいと判定された場合には、フィルタ定数が所定量だけ大きくなるように修正される。一方、ステップ２０４において追従状態が良くないと判定された場合、もしくは、ステップ２０６において過渡状態であると判定された場合には、フィルタ定数が所定量だけ小さくなるように修正される。これらの判定の複数が同時に成立する場合には、それぞれの修正量の合計値を上記基本値に反映させればよい。ただし、外乱量が大きいということは、筒内圧センサ３０による計測データ（筒内圧波形）の信頼性に関わる。このため、外乱量による判定に基づくフィルタ定数の修正の優先度を他の判定に基づくそれよりも高くしてもよい。例えば、外乱量が大きく、かつ、追従状態が良くない場合には、外乱量判定を優先してフィルタ定数を大きくしてもよい。なお、各判定成立時に用いる所定量（修正量）は、同じであってもよいし、判定内容によって差を設けてもよい。
【００４７】
以上説明した図６に示すルーチンによれば、筒内圧波形を対象としてサイクル間フィルタ処理が行われる。これにより、サイクル間フィルタ処理によって波形が整形された後に実ＣＡ５０が算出されるため、図４を参照して既述したように、実ＣＡ５０を算出した後にフィルタ処理を行う場合と比べて、実ＣＡ５０に対するノイズの影響を効果的に抑制できるようになる。その結果、より安定した実ＣＡ５０の算出が可能となる。
【００４８】
また、図６に示すルーチンによれば、筒内圧波形のためのサイクル間フィルタ処理と同じサイクル間フィルタ処理が目標ＣＡ５０に対して実行される。これにより、目標ＣＡ５０が変化する場合において、サイクル間フィルタ処理の反映によって鈍化される実ＣＡ５０の変化と同等に目標ＣＡ５０の変化を鈍くさせることができる。その結果、目標ＣＡ５０が変化した際に、目標ＣＡ５０に対する実ＣＡ５０の偏差を解消するために本来的には無用なアクチュエータの制御量の変更がなされてしまうことを抑制することができる。
【００４９】
さらに、図７に示すルーチンによれば、外乱量が大きいと判定された場合、もしくは、燃焼ばらつきが大きいと判定された場合には、フィルタ定数が大きくなるように修正される。これにより、フィルタ処理の対象となる燃焼サイクル数が増やされるので、フィルタ処理後の筒内圧波形に対する、外乱（ノイズなど）や燃焼ばらつきの影響をより小さく抑制できるようになる。一方、追従状態が良くないと判定された場合、もしくは過渡状態であると判定された場合には、フィルタ定数が小さくなるように修正される。フィルタ処理の対象となる燃焼サイクル数を多くすることは、実ＣＡ５０や目標ＣＡ５０の過渡的な変化が鈍化されることを意味する。したがって、追従状態が良くない場合、もしくは過渡状態である場合にはフィルタ定数を小さくしてフィルタ処理の対象となる燃焼サイクル数を減らすことにより、追従状態を改善したり、もしくは過渡状態における目標ＣＡ５０の変化の遅れを軽減したりできるようになる。以上説明した手法でフィルタ定数を可変とすることで、より安定したフィードバック制御を実現できるようになる。
【００５０】
なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ４０がステップ１０２〜１０８の処理を実行することにより本発明における「実燃焼パラメータ算出手段」が実現されており、ＥＣＵ４０がステップ１１０および１１２の処理を実行することにより本発明における「目標燃焼パラメータ算出手段」が実現されており、そして、ＥＣＵ４０がステップ１２０にて算出された目標点火時期が得られるように点火装置２８を制御することにより本発明における「制御手段」が実現されている。
【００５１】
ところで、上述した実施の形態１においては、筒内圧波形を対象としてサイクル間フィルタ処理を施す例について説明した。しかしながら、本発明における実燃焼パラメータに対するサイクル間フィルタ処理は、実燃焼パラメータの算出の前に波形段階で行われるようになっていればよく、具体的には、筒内圧波形に代えて当該筒内圧波形に基づいて算出される所定の燃焼状態量波形を対象として行われてもよい。したがって、燃焼パラメータが例えばＣＡ５０である場合には、筒内圧波形に代えて熱発生量波形を対象としてサイクル間フィルタ処理が実行されるようになっていてもよい。
【００５２】
また、上述した実施の形態１においては、外乱量判定などの各種判定結果に応じてフィルタ定数を可変とした。しかしながら、フィルタ定数の上記変更に代え、フィードバックゲイン（上述の比例項ゲインＫおよび積分項ゲインＫｉなど）を下記のように変更することによっても、フィルタ定数の変更と同様の作用を得ることができる。すなわち、外乱量が大きいと判定された場合、もしくは燃焼ばらつきが大きいと判定された場合には、フィードバックゲインが小さくなるように修正してもよい。また、追従状態が良くないと判定された場合、もしくは過渡状態であると判定された場合には、フィードバックゲインが大きくなるように修正してもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１０  内燃機関
１４  燃焼室
２６  燃料噴射弁
２８  点火装置
３０  筒内圧センサ
４０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
５０  筒内圧取得部
５２  第１のサイクル間フィルタ処理部
５４  実燃焼パラメータ算出部
５６  第２のサイクル間フィルタ処理部
５８  比較部
６０  制御部
６２  加算部
【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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