(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと、均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、設定した目標トルクに基づいてトルク制御を行う筒内直噴式の内燃機関の制御装置であって、
当該内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、
この運転状態検出手段の検出結果に応じて要求トルクを算出する要求トルク算出手段と、
当該算出された要求トルクに応じて、前記燃焼モードを前記成層燃焼モードおよび前記均一燃焼モードのいずれにするかを決定する燃焼モード決定手段と、
当該決定された燃焼モードに応じて、前記算出された要求トルクを平滑化することにより、平滑化後要求トルクを算出する平滑化後要求トルク算出手段と、
当該算出された平滑化後要求トルクに基づいて前記目標トルクを設定する目標トルク設定手段と、
を備え、
前記平滑化の度合は、前記成層燃焼モードのときの方が前記均一燃焼モードのときよりも大きく設定されてい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと、均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、設定した目標トルクに基づいてトルク制御を行う筒内直噴式の内燃機関の制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の内燃機関の制御装置として、例えば特開平１０−１０３１１８号公報に記載されたものが知られている。この内燃機関は、車両に搭載され、成層燃焼用および均一燃焼用の２つの燃料噴射弁を備えている。成層燃焼用の燃料噴射弁は、シリンダヘッドに取り付けられ、燃料を燃焼室内に直接、噴射するようになっている。また、均一燃焼用の燃料噴射弁は、吸気管のスロットルバルブよりも上流側に取り付けられ、燃料を吸気管内に噴射するようになっている。
【０００３】
制御装置は、以下に述べるように、内燃機関を低負荷時における成層燃焼モードと高負荷時における均一燃焼モードとに切り換えて運転するとともに、均一燃焼用および成層燃焼用の燃料噴射弁の燃料噴射量を制御することにより、所要の要求トルクを発生させる。すなわち、内燃機関の運転状態（機関回転数やアクセル開度など）に応じて、要求トルクとして、均一燃焼用および成層燃焼用の燃料噴射弁から噴射すべき総合目標噴射量を求め、これをしきい値と比較し、その比較結果に応じて、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り換える。
【０００４】
そして、均一燃焼モードでは、２つの燃料噴射弁による燃料噴射を実行するとともに、均一燃焼用の燃料噴射弁の目標燃料噴射量（以下「均一用目標噴射量」という）と、成層燃焼用の燃料噴射弁の目標燃料噴射量（以下「成層用目標噴射量」という）とを以下のように求める。すなわち、運転状態に応じて補正係数を求め、この補正係数を総合目標噴射量に乗算した値を均一用目標噴射量に設定する。さらに、今回、算出した均一用目標噴射量と前回の平滑化値（なまし値）とから今回の平滑化値を求め、総合目標噴射量から今回の平滑化値を減算した値を成層用目標噴射量に設定する。均一燃焼モードでは、以上のように、均一用目標噴射量および成層用目標噴射量が設定される。
【０００５】
また、成層燃焼モードでは、均一用目標噴射量が「０」に、成層用目標噴射量が総合目標噴射量から今回の平滑化値を減算した値にそれぞれ設定され、成層燃焼用の燃料噴射弁のみによる燃料噴射が実行される。このため、均一燃焼モードから成層燃焼モードに移行した後の内燃機関の運転状態が安定した状況では、平滑化値がほとんど「０」になることにより、総合目標噴射量がそのまま成層用目標噴射量に設定される。
【０００６】
以上のように構成された制御装置では、要求トルクの増大に伴い、総合目標噴射量が増大すると、成層燃焼モードから均一燃焼モードに切り換えられる。前述したように、均一燃焼用の燃料噴射弁は、成層燃焼用の燃料噴射弁よりも燃焼室から離れた位置に配置されているので、このときに均一燃焼用の燃料噴射弁からの燃料は、成層燃焼用の燃料噴射弁からの燃料よりも燃焼室に遅れて届く。このため、上述したように均一用目標噴射量および成層用目標噴射量を算出することで、この遅れに相当する燃料分だけ成層用目標噴射量を増やすことにより、空燃比の大幅な変動が抑制され、出力トルクの大幅な変動が抑制される。同様に、要求トルクの減少に伴い、均一燃焼モードから成層燃焼モードに切り換えられる際には、総合目標噴射量から平滑化値を減算した成層用目標噴射量で燃料噴射が行われることにより、空燃比の大幅な変動が抑制される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来の制御装置によれば、上述したように燃焼モードを成層燃焼モードおよび均一燃焼モードの相互の間で移行する際には、空燃比の大幅な変動を抑制することが可能である。しかし、移行期間が終了した後の内燃機関の運転状態が比較的、安定した状況では、均一燃焼モードにおいて、総合目標噴射量および均一用目標噴射量の変化が少なく、平滑化値もほぼ一定になり、平滑化の効果がほとんどなくなる。同様に、成層用目標噴射量も変化しなくなる。このため、最終的に求められ、２つの燃料噴射弁から噴射される実際の総目標噴射量は、内燃機関の運転状況から算出される総合目標噴射量にほぼ一致する。それゆえ、要求トルクの若干の変化、例えばアクセル開度やエンジン回転数の微細な変化に対しても、総目標噴射量が敏感に変化してしまる。その結果、空燃比が過敏に変化することにより、ドライバビリティ（運転性）の低下を招いてしまう。また、成層燃焼モードでは、成層燃焼モードに移行した後において、平滑化値がほとんど「０」になることにより、総合目標噴射量がそのまま成層用目標噴射量に設定されるので、要求トルクが微細に変化したときに、空燃比がダイレクトに敏感に変動してしまうことにより、均一燃焼モードと同様の不具合を生じる。
【０００８】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り換えて運転する場合において、要求トルクの微細な変化に対する空燃比の安定性を確保することができ、それにより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制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するために、請求項１に係る発明は、混合気を成層燃焼させる成層燃焼モードと、均一燃焼させる均一燃焼モードとに燃焼モードを切り換えて運転するとともに、設定した目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧに基づいてトルク制御を行う筒内直噴式の内燃機関４の制御装置１であって、内燃機関４の運転状態（例えば実施形態における（以下、この項において同じ）機関回転数ＮＥおよびアクセルペダルの操作量ＡＰ）を検出する運転状態検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ１０、アクセルペダルセンサ１１）と、この運転状態検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ１０、アクセルペダルセンサ１１）の検出結果に応じて要求トルクＰＭＥＭＡＰを算出する要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４）と、算出された要求トルクＰＭＥＭＡＰに応じて、燃焼モードを成層燃焼モードおよび均一燃焼モードのいずれにするかを決定する燃焼モード決定手段（ＥＣＵ２）と、決定された燃焼モードに応じて、算出された要求トルクＰＭＥＭＡＰを平滑化することにより、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを算出する平滑化後要求トルク算出手段（ＥＣＵ２、ステップ５、ステップ５８）と、算出された平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに基づいて目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する目標トルク設定手段（ＥＣＵ２、ステップ８）と、を備え、平滑化の度合（平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅ）は、成層燃焼モードのときの方（成層燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＤ）が均一燃焼モードのとき（均一燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＰ）よりも大きく設定されている（ＮＰＭＣＤＡＶＥＤ＞ＮＰＭＣＤＡＶＥＰ）ことを特徴とする。
【００１０】
この内燃機関の制御装置によれば、要求トルクが内燃機関の運転状態に応じて算出され、算出された要求トルクに応じて、燃焼モードが成層燃焼モードと均一燃焼モードのいずれかに決定される。さらに、この決定した燃焼モードに応じて、算出した要求トルクを平滑化することにより、平滑化後要求トルクが算出され、この平滑化後要求トルクに基づいて、トルク制御を行うための目標トルクが設定される。このように、成層燃焼モードおよび均一燃焼モードのそれぞれにおいて、要求トルクを平滑化した平滑化後要求トルクに基づき、トルク制御が行われるので、従来と異なり、要求トルクの微細な変動が発生したときでも、その影響を回避しながら空燃比の安定性を確保することができる。その結果、ドライバビリティを向上させることができる。また、同様の理由により、運転状態検出手段におけるノイズの影響を回避しながらトルク制御を行うことができる。一般的に、成層燃焼モードのときには、均一燃焼モードのときよりも空燃比が極めてリーンな状態で運転されるので、スロットルバルブあるいはＥＧＲバルブなどの吸気デバイスの操作が必要であり、要求トルクの微細な変動に対して空燃比が変化しやすく、より精確な空燃比の制御が要求される。この内燃機関の制御装置によれば、成層燃焼モードのときに、均一燃焼モードのときよりも大きな度合で要求トルクが平滑化されるので、成層燃焼モードにおいて、要求トルクの微細な変動の影響を回避しながら、空燃比の安定性をさらに高めることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。図１は、本実施形態の制御装置の概略構成を示している。同図に示すように、制御装置１はＥＣＵ２（運転状態検出手段、要求トルク算出手段、燃焼モード決定手段、平滑化後要求トルク算出手段、目標トルク設定手段）を備えており、このＥＣＵ２は、後述するように、自動車３に搭載された内燃機関４（以下「エンジン４」という）のトルク制御、点火時期制御および空燃比制御などを行う。自動車３は、マニュアルトランスミッション車（ＭＴ車）であり、手動変速機構、クラッチ、クラッチペダルおよびアクセルペダルを備えている（いずれも図示せず）。
【００１４】
エンジン４は、シリンダ４ａおよびピストン４ｂを備えた（１つのみ図示）直列４気筒タイプのガソリンエンジンであり、ピストン４ｂとシリンダヘッド４ｄとの間に燃焼室４ｃが形成されている。また、シリンダヘッド４ｄには、燃焼室４ｃに臨むように燃料供給装置としての燃料噴射弁５（以下「インジェクタ５」という）および点火プラグ６が取り付けられており、エンジン４は、燃料が燃焼室４ｃ内に直接、噴射される筒内直噴式のエンジンである。インジェクタ５はＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動信号により、その燃料噴射時間および燃料噴射タイミングが制御される。さらに、点火プラグ６もＥＣＵ２に接続されており、ＥＣＵ２から点火時期に応じたタイミングで点火コイル６ａを介して点火プラグ６に高電圧が加えられ、点火プラグ６が放電することによって、燃焼室４ｃ内の混合気を燃焼させる。
【００１５】
エンジン４は、その運転状態に応じてＥＣＵ２によりインジェクタ５の燃料噴射時間および燃料噴射タイミングと、点火プラグ６の点火時期とを制御されることで、成層燃焼モードと均一燃焼モードとに切り換えて運転される。具体的には、成層燃焼モードは、主にアイドル運転時などの低負荷運転時に実行され、インジェクタ５により、燃料を圧縮行程後半のタイミングで燃焼室４ｃ内に噴射し、混合気を点火プラグ６の付近に偏在させながら極めてリーンな状態で成層燃焼させる。また、均一燃焼モードは、主に高負荷運転時に実行され、インジェクタ５により、燃料を吸気行程前半のタイミングで燃焼室４ｃ内に噴射し、混合気を燃焼室４ｃ内に均一に分散させながら、成層燃焼よりもリッチな状態で均一燃焼させる。
【００１６】
また、エンジン４の吸気管７の途中には、スロットルバルブ８が取り付けられており、このスロットルバルブ８は、ステッピングモータ９に連結されている。ステッピングモータ９は、ＥＣＵ２に電気的に接続されており、ＥＣＵ２からの駆動パルス信号によって、スロットルバルブ８の開度であるスロットル弁開度θTHを変化させる。これにより、吸気管７を介して燃焼室４ｃに供給される吸入空気量を調節する。
【００１７】
一方、エンジン４のクランクシャフト４ｅには、マグネットロータ１０ａが取り付けられており、マグネットロータ１０ａは、ＭＲＥピックアップ１０ｂとともに、回転数検出手段としてのクランク角センサ１０を構成している。クランク角センサ１０は、クランクシャフト４ｅの回転に伴い、ともにパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号を出力する。ＣＲＫ信号は、クランクシャフト４ｅの回転角度位置を示す信号であり、所定のクランク角（例えば、１゜）ごとに１パルスが出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン４の機関回転数ＮＥ（以下「エンジン回転数ＮＥ」という）を求める。ＴＤＣ信号は、エンジン４の各気筒のピストン４ｂが吸入行程開始時の上死点付近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１パルスが出力される。
【００１８】
また、ＥＣＵ２には、アクセルペダルセンサ１１（運転状態検出手段）、車速センサ１２およびクラッチスイッチ１３が接続されている。アクセルペダルセンサ１１は、アクセルペダルの操作量ＡＰ（以下「アクセル開度ＡＰ」という）を検出するものである。車速センサ１２は、自動車３の走行速度である車速ＶＰを検出するものであり、自動車３の車軸に取り付けられたマグネットロータおよびＭＲＥピックアップによって構成されている（いずれも図示せず）。クラッチスイッチ１３は、クラッチの接続状態を検出するものであり、その出力値ＳＷ＿ＣＬＵＣＨは、クラッチペダルが所定量以上、踏み込まれ、クラッチが切れたときに「０」になり、クラッチペダルが踏み込まれておらず、クラッチが切れていないときに「１」になる。
【００１９】
さらに、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよび入出力インターフェースなどからなるマイクロコンピュータ（いずれも図示せず）で構成されている。前述したセンサ１０〜１２およびスイッチ１３の検出信号はそれぞれ、ＥＣＵ２に入力され、入力インターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムおよびＲＡＭに記憶された後述する各フラグ値および演算値などに基づいて各種の演算処理を実行する。具体的には、ＥＣＵ２は、後述するように、目標トルク設定処理を実行するとともに、この目標トルク設定処理で求めた目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧの値に応じてステッピングモータ９を駆動し、スロットル弁開度θTHを制御する。これと同時に、ＥＣＵ２は、エンジン４の運転状態に応じてこれを成層燃焼モードおよび均一燃焼モードのいずれで運転するかを決定し、点火時期と燃料噴射時間およびその噴射タイミングとを演算し、これらに基づく駆動信号を、出力インターフェースを介して、インジェクタ５および点火プラグ６に出力する。これにより、インジェクタ５の燃料噴射時間および噴射タイミングと、点火プラグ６の点火時期とを制御することで、成層燃焼モードと均一燃焼モードの切換制御を実行する。
【００２０】
以下、ＥＣＵ２が実行する、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定するための目標トルク設定処理について、図２〜図３のフローチャートを参照しながら説明する。図２は、目標トルク設定処理のメインルーチンを示しており、本処理は、プログラムタイマの設定により所定周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに割り込み実行される。
【００２１】
同図に示すように、本処理では、まず、ステップ１（図中では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、アイドル発進モードにあるか否かを判別する。このアイドル発進モードは、アイドル運転状態からクラッチの接続操作のみで発進するモードである。ステップ１の判別は、以下の条件、すなわちエンジン４がアイドル運転状態であること、車速ＶＰが所定車速Ｘ＿ＶＰＩＳＴ（例えば５ｋｍ／ｈ）以下であること、クラッチスイッチ１３の出力値ＳＷ＿ＣＬＵＣＨが「０」すなわちクラッチペダルが踏み込まれていること、エンジン回転数ＮＥが通常のアイドル回転数よりも低い所定回転数ＮＥＩＤＳＴ（例えば５００ｒｐｍ）以下であることという条件が、すべて成立しているか否かによって行われる。
【００２２】
ステップ１の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちエンジン４がアイドル発進モードにあるときには、ステップ２に進み、アイドル発進モード処理を実行する。詳細は省略するが、このアイドル発進モード処理では、要求トルクとして、アイドル発進時要求トルクＰＭＥＣＥＩＤＬをエンジン回転数ＮＥに応じて設定するとともに、エンジン４の運転モードを理論空燃比による均一燃焼モードにセットする。次いで、ステップ２で設定したアイドル発進時要求トルクＰＭＥＣＥＩＤＬを、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧとして設定し（ステップ３）、本処理を終了する。この処理により、アイドル発進モード時のエンジンストールが抑制されるとともに、アイドル発進モード終了以降の発進タフネスが確保される。
【００２３】
一方、ステップ１の判別結果がＮＯのとき、すなわちアイドル発進モードにないときには、ステップ４に進み、今回のエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図示しないＮＥ−ＡＰ−ＰＭＥＭＡＰマップを参照することにより、要求トルクＰＭＥＭＡＰを算出し、ＲＡＭに記憶する。
【００２４】
次いで、ステップ５に進み、本発明に係る平滑化処理を実行する。図３は、平滑化処理のサブルーチンを示している。同図に示すように、平滑化処理では、まず、ステップ５０において、現在の燃焼モードが成層燃焼モードであるか否かを判別する。なお、燃焼モードの決定は、図２のステップ４で求めた要求トルクＰＭＥＭＡＰに応じて行われる。ステップ５０の判別結果がＹＥＳのとき、すなわち燃焼モードが成層燃焼モードであると判別したときには、ステップ５１に進み、平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅとして、成層燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＤ（例えば「３０」）をセットする（ｎｐｍｃｄａｖｅ＝ＮＰＭＣＤＡＶＥＤ）。この平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅは、後述するステップ５８で平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを求める際に用いられる。
【００２５】
一方、ステップ５０の判別結果がＮＯのとき、すなわち燃焼モードが均一燃焼モードであると判別したときには、ステップ５２に進み、平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅとして、均一燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＰ（例えば「１５」）をセットする（ｎｐｍｃｄａｖｅ＝ＮＰＭＣＤＡＶＥＰ）。この均一燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＰは、上記成層燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＤより小さな値に設定される（ＮＰＭＣＤＡＶＥＰ＜ＮＰＭＣＤＡＶＥＤ）。これは、成層燃焼モードのときの方が、均一燃焼モードのときよりも空燃比が極めてリーンな状態で運転されるので、要求トルクＰＭＥＭＡＰの変動に対して空燃比が変化しやすく、これをより精確に制御する必要があることによる。
【００２６】
次いで、ステップ５３に進み、エンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥＰＭＣＤＨ（例えば３０００ｒｐｍ）以下であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥＰＭＣＤＨ以下のときには、ステップ５４に進み、エンジン回転数ＮＥが下限値ＮＥＰＭＣＤＬ（例えば５００ｒｐｍ）以上であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳのとき、すなわちエンジン回転数ＮＥが下限値ＮＥＰＭＣＤＬ以上で上限値ＮＥＰＭＣＤＨ以下の範囲（ＮＥＰＭＣＤＬ≦ＮＥ≦ＮＥＰＭＣＤＨ）にあるときには、ステップ５５に進み、後述する平滑化演算（加算平均演算）を行うとして、平滑化演算許可フラグｆ＿ｐｍｆｌｏｋを「１」にセットする。なお、これらの下限値ＮＥＰＭＣＤＬおよび上限値ＮＥＰＭＣＤＨは、それぞれヒステリシス付きの値に設定される。
【００２７】
一方、上記ステップ５３またはステップ５４の判別結果がＮＯのとき、すなわちＮＥ＞ＮＥＰＭＣＤＨまたはＮＥ＜ＮＥＰＭＣＤＬのときには、ステップ５６に進み、平滑化演算を行なわないとして、平滑化演算許可フラグｆ＿ｐｍｆｌｏｋを「０」にセットする。このように、エンジン回転数ＮＥが上限値ＮＥＰＭＣＤＨより高い場合、または下限値ＮＥＰＭＣＤＬ未満の場合に、平滑化演算を行わないようにするのは、エンジン負荷がかなり大きい、または小さいことにより、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを演算するときに、前記ステップ４で求めた要求トルクＰＭＥＭＡＰを平滑化することなくそのまま用いる方が、ドライバビリティの向上につながるからである。
【００２８】
上記ステップ５５またはステップ５６に続いて、ステップ５７に進み、平滑化演算許可フラグｆ＿ｐｍｆｌｏｋが「１」か否かを判別する。ｆ＿ｐｍｆｌｏｋ＝１のときには、ステップ５８に進み、平滑化演算により平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを算出する。具体的には、今回の要求トルクＰＭＥＭＡＰｎを含む、今回以前の上記ステップ４で求めた、ＲＡＭ内に格納されている要求トルクＰＭＥＭＡＰを今回から遡って平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅ個分だけ加算した加算値を求める。次いで、この加算値を平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅで除算した加算平均値を求め、この加算平均値を平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに設定し（ＰＭＣＤＴＭＰＸ＝（ＰＭＥＭＡｎ＋ＰＭＥＭＡＰｎ-1＋…………＋ＰＭＥＭＡＰｎ+1-ｎｐｍｃｄａｖｅ）／ｎｐｍｃｄａｖｅ）、本サブルーチンを終了する。以上のように、成層燃焼モードのときには、平滑化数ｎｐｍｃｄａｖｅとしてステップ５１で設定された成層燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＤが用いられ、ＮＰＭＣＤＡＶＥＤ個分の要求トルクＰＭＥＭＡＰの値が加算平均される。また、均一燃焼モードのときには、ステップ５２で設定された、上記ＮＰＭＣＤＡＶＥＤよりも小さな値の均一燃焼モード用の平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＰが用いられ、ＮＰＭＣＤＡＶＥＰ個分の要求トルクＰＭＥＭＡＰの値が加算平均される。
【００２９】
一方、ステップ５７において、ｆ＿ｐｍｆｌｏｋ＝０のときには、平滑化演算を行わずにステップ５９に進み、今回の平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとして図２のステップ４で求めた今回の要求トルクＰＭＥＭＡＰｎを設定し（ＰＭＣＤＴＭＰＸ＝ＰＭＥＭＡＰｎ）、本サブルーチンを終了する。
【００３０】
図３のサブルーチン終了後、図２に戻り、ステップ６に進み、加速モード処理を実行する。詳細は省略するが、この加速モード処理では、上記ステップ４で求めた要求トルクの今回値ＰＭＥＭＡＰｎと、上記ステップ５で求めた平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸとの差分ＤＰＭＳＰＵＰを用いて加速モードか否かを判別し、加速モードであるときには、差分ＤＰＭＳＰＵＰに応じて加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰの基本値ＰＭＥＡＤＤを求める。さらに、この基本値ＰＭＥＡＤＤを手動変速機構のギア段数や加速モード移行後の経過時間に応じて補正することにより、加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰを求める。以上のように求めた加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰが、後述するように、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを設定する際に、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに加算されることによって、加速時の応答性が向上する。
【００３１】
次いで、上記加速モード処理に続いて、発進モード処理を実行する（ステップ７）。詳細は省略するが、この発進モード処理では、クラッチが接続されており（ＳＷ＿ＣＬＵＣＨ＝１）かつ車速ＶＰが所定値以下であるときに、発進モードにあると判別するとともに、そのときのエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて発進アシスト量ＰＭＣＭＤＳＴＲＴを算出する。このようにして求めた発進アシスト量ＰＭＣＭＤＳＴＲＴは、後述するように、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを求める際に、上述した加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰとともに平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに加算される。これにより、ドライバの意志を反映した十分なトルクが付加され、発進時のもたつきが解消される。
【００３２】
次いで、ステップ８に進み、ステップ５の平滑化処理で求めた平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに、ステップ６の加速モード処理で求めた加速アシスト量ＰＭＣＤＳＰＵＰと、ステップ７の発進モード処理で求めた発進アシスト量ＰＭＣＭＤＳＴＲＴとを加算することよって、目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧを算出し（ＰＭＣＭＤＲＥＧ＝ＰＭＣＤＴＭＰＸ＋ＰＭＣＤＳＰＵＰ＋ＰＭＣＭＤＳＴＲＴ）、本処理を終了する。
【００３３】
以上のように、本実施形態の制御装置１によれば、図２のステップ４で要求トルクＰＭＥＭＡＰがエンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて算出され、今回算出された要求トルクＰＭＥＭＡＰｎに応じて、燃焼モードが成層燃焼モードと均一燃焼モードのいずれかに決定される。さらに、この決定した燃焼モードに応じて、ステップ５（ステップ５８）で算出された要求トルクＰＭＥＭＡＰを平滑化する（加算平均する）ことにより、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸが算出され、ステップ８において、この平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに基づいて、トルク制御を行うための目標トルクＰＭＣＭＤＲＥＧが設定される。
【００３４】
このように、成層燃焼モードおよび均一燃焼モードのそれぞれにおいて、要求トルクＰＭＥＭＡＰを平滑化した平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸに基づき、トルク制御が行われるので、従来と異なり、要求トルクＰＭＥＭＡＰの微細な変動が発生したときでも、その影響を回避しながら空燃比の安定性を確保することができる。その結果、ドライバビリティを向上させることができる。また、同様の理由により、クランク角センサ１０やアクセルペダルセンサ１１の検出出力におけるノイズの影響を回避しながら、トルク制御を実行することができる。
【００３５】
さらに、一般的に、成層燃焼モードのときには、均一燃焼モードのときよりも極めてリーンな状態で運転されるので、要求トルクＰＭＥＭＡＰの微細な変動に対して空燃比が変化しやすく、より精確な空燃比の制御が要求される。本実施形態では、ステップ５８において、平滑化後要求トルクＰＭＣＤＴＭＰＸを算出する際に、成層燃焼モードのときには、均一燃焼モードのときよりも大きな平滑化数ＮＰＭＣＤＡＶＥＤを用いて要求トルクＰＭＥＭＡＰが加算平均されるので、要求トルクの微細な変動の影響を回避しながら、空燃比の安定性をさらに高めることができる。
【００３６】
なお、前述した実施形態においては、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図示しない要求トルクマップを検索することにより要求トルクＰＭＥＭＡＰを求めたが、要求トルクを求める手法はこれに限らず、他の運転パラメータ（例えば吸気管内絶対圧ＰＢＡなど）に応じて求めるようにしてもよい。また、本発明を適用する内燃機関として、自動車に搭載された内燃機関を例にとって説明したが、本発明はこれに限らず、モーターサイクルに搭載された内燃機関に適用してもよく、筒内直噴式の内燃機関であればよい。
【００３７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の内燃機関の制御装置によれば、成層燃焼モードと均一燃焼モードに切り換えて運転する場合において、要求トルクの微細な変化に対する空燃比の安定性を確保することができ、それによりドライバビリティを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】制御装置の目標トルク設定処理を示すフローチャートである。
【図３】平滑化処理のサブルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１    制御装置
２    ＥＣＵ（運転状態検出手段、要求トルク算出手段、燃焼モード決定手段、平滑化後要求トルク算出手段、目標トルク設定手段）
４    内燃機関
１０    クランク角センサ（運転状態検出手段）
１１    アクセルペダルセンサ（運転状態検出手段）
ＡＰ    アクセルペダルの操作量（運転状態を表す運転パラメータ）
ＮＥ    機関回転数（運転状態を表す運転パラメータ）
npmcdave    平滑化数（平滑化の度合）
NPMCDAVED    成層燃焼モード用の平滑化数（成層燃焼モードのときの平滑化の度合）
NPMCDAVEP    均一燃焼モード用の平滑化数（均一燃焼モードのときの平滑化の度合）
PMEMAP    要求トルク
PMCMDREG    目標トルク
PMCDTMPX    平滑化後要求トルク
Ｓ４    要求トルクを算出するステップ
Ｓ５    燃焼モードに応じて平滑化後要求トルクを算出するステップ
Ｓ８    目標トルクを設定するステップ
Ｓ５０    燃焼モードが成層燃焼モードにあるか均一燃焼モードにあるかを判別するステップ
Ｓ５８    平滑化演算を実行するステップ
【図１】
0003805574.tif 000002
【図２】
0003805574.tif 000003
【図３】
0003805574.tif 000004