JP2000045845A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃料噴射時期から点火時期までの期間が長くな
ることに伴い、点火時に点火プラグ周りの混合気の空燃
比が着火に不適切なものとなるのを抑制し、燃料噴射時
期の進角に基づく出力トルクの向上を十分に得ることの
できる内燃機関の制御装置を提供する。 【解決手段】エンジン１１の運転状態を制御する電子制
御ユニット（ＥＣＵ）は、燃料噴射弁４０及びイグナイ
タ４１ａを駆動制御して燃料噴射時期及び点火時期をそ
れぞれ進角又は遅角させ、エンジン１１の燃焼状態を安
定させ且つ出力トルクが得られるようにする。その燃料
噴射時期及び点火時期の進角又は遅角は、燃料噴射時期
と点火時期との間の間隔を一定に維持した状態で行われ
る。従って、燃料噴射時期の進角時において、点火プラ
グ４１周りの混合気の空燃比が着火に不適切なものとな
ったときに、点火プラグ４１による点火が行われること
はなくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼室に直接燃料
を噴射供給して成層燃焼を実行する内燃機関の制御装置
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、車載用エンジン等の内燃機関にお
いては、燃費の向上を意図して燃料の薄い混合気を燃焼
させることが可能な成層燃焼を実行する内燃機関が提案
され、実用化されている。こうした成層燃焼では、内燃
機関の圧縮行程中に燃焼室内に燃料を直接噴射供給し、
その燃料をスワールやピストン頭部の窪み等によって点
火プラグ周りに集める。そのため、燃料及び空気によっ
て燃焼室内に形成される混合気の平均空燃比を理論空燃
比よりも大幅にリーン側の値としても、点火プラグの周
りの混合気の空燃比が着火に適したものとされる。その
結果、点火プラグ周りの混合気への着火が良好に行わ
れ、燃焼室内の混合気が安定して燃焼するようになる。

【０００３】このように成層燃焼においては、平均空燃
比が理論空燃比よりも大きくリーンになる混合気を安定
して燃焼させることができるため、成層燃焼を行うこと
により内燃機関の燃費を大幅に向上させることができる
ようになる。しかし、成層燃焼では、点火プラグ周りの
混合気の空燃比が着火に適したものとなったとき、点火
プラグによる混合気への点火を行う必要があることか
ら、燃料噴射時期が適正化されないと混合気の燃焼が不
安定になってしまう。

【０００４】そこで従来は、成層燃焼において混合気の
安定した燃焼を得るために燃料噴射時期を制御すること
が行われる。こうした燃料噴射時期制御を行う装置とし
ては、例えば特開平１０−１１０６３７号公報に記載さ
れた燃焼制御装置が知られている。同公報に記載された
装置では、燃焼室内の圧力に基づき求められる燃焼変動
率が許容値以内に収まるように、且つ燃料消費率が低く
なる方向に燃料噴射時期を制御するようにしている。

【０００５】こうした燃料噴射時期制御により燃料噴射
時期が進角すると、燃料噴射が行われるときのピストン
位置が通常よりも下死点寄りになって燃料噴射弁から離
れるようになる。そのため、燃料噴射時にピストン頭部
に付着する燃料が少なくなり、内燃機関の出力トルクが
向上（燃料消費率が低下）する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、成層燃焼中
の上記燃料噴射時期制御により、その燃料噴射時期が進
角して同燃料噴射時期から点火時期までの期間が長くな
ると、点火プラグ周りの混合気の空燃比が着火に適した
ものとなったときに点火プラグによる点火を行うことが
できなくなる。この場合、点火プラグにより点火が行わ
れたとき、その点火プラグ周りの混合気の空燃比が着火
に不適切なものとなる。こうした状態での点火プラグに
よる混合気への点火が燃焼変動や失火を招き、上記燃料
噴射時期の進角に基づく出力トルクの向上が十分に得ら
れなくなる。

【０００７】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、燃料噴射時期から点火時期
までの期間が長くなることに伴い、点火時に点火プラグ
周りの混合気の空燃比が着火に不適切なものとなるのを
抑制し、燃料噴射時期の進角に基づく出力トルクの向上
を十分に得ることのできる内燃機関の制御装置を提供す
ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明では、燃焼室内に直接燃料を噴
射する燃料噴射弁と、該燃料噴射弁より噴射された燃料
と空気との混合気に対する点火を行う点火プラグとを備
え、圧縮行程時に前記燃料噴射弁から燃料を噴射するこ
とにより成層燃焼を実行する内燃機関の制御装置におい
て、成層燃焼実行時に燃焼状態を検出する燃焼状態検出
手段と、前記燃焼状態検出手段によって検出される燃焼
状態に基づき、その燃焼状態を安定させ且つ機関出力が
得られる方向に燃料噴射時期及び点火時期を制御する制
御手段とを備えた。

【０００９】同構成によれば、燃料噴射時期及び点火時
期がそれぞれ燃焼状態を安定させ且つ機関出力が得られ
る方向に制御されるため、その制御に基づき燃料噴射時
期が進角したときには点火時期も進角し、それら燃料噴
射時期と点火時期との間の期間が過度に長くなることは
防止される。そのため、上記燃料噴射時期の進角時にお
いて、点火プラグ周りの混合気の空燃比が着火に不適切
なものとなったときに、点火プラグによる点火が行われ
るのを防止することができ、上記燃料噴射時期の進角に
基づく出力トルクの向上を十分に得ることができるよう
になる。

【００１０】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記制御手段は、前記検出される燃焼状
態が不安定であるときには燃料噴射時期及び点火時期の
遅角を行い、前記検出される燃焼状態が安定であるとき
には燃料噴射時期及び点火時期の進角を行うものとし
た。

【００１１】同構成によれば、内燃機関の燃焼状態が安
定であるときには、燃料噴射時期の進角が行われるだけ
でなく点火時期の進角も行われるため、それら燃料噴射
時期と点火時期との間の期間が過度に長くなることは防
止される。そのため、上記燃料噴射時期の進角時におい
て、点火プラグ周りの混合気の空燃比が着火に不適切な
ものとなったときに、点火プラグによる点火が行われる
のを防止することができ、上記燃料噴射時期の進角に基
づく出力トルクの向上を十分に得ることができるように
なる。

【００１２】請求項３記載の発明では、請求項１又は２
記載の発明において、前記制御手段は、燃料噴射時期と
点火時期との間の期間を一定に維持して燃料噴射時期及
び点火時期の遅角及び進角を行うものとした。

【００１３】同構成によれば、燃料噴射時期及び点火時
期の進角や遅角に伴い、燃料噴射時期と点火時期との間
の期間が変化するのを防止することができるようにな
る。その結果、点火プラグ周りの混合気の空燃比が着火
に不適切なものとなったときに点火プラグによる点火が
行われるのを防止することができ、こうした点火に基づ
く燃焼状態の悪化を好適に防止することができるように
なる。

【００１４】請求項４記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、内燃機関の排気の一部
を同機関の吸気系に再循環させる排気再循環機構を更に
備え、前記制御手段は前記検出される燃焼状態が不安定
であるとき燃料噴射時期及び点火時期の遅角を行うとと
もに排気再循環量を減少させた。

【００１５】内燃機関の燃焼状態が不安定であるときに
は燃料噴射時期及び点火時期を遅角させることにより、
その燃焼状態を安定させることができるようにはなる
が、内燃機関の出力トルクは低下するようになる。同構
成によれば、内燃機関の燃焼状態が不安定であるとき、
排気再循環量を減少させることにより燃焼状態を安定す
る方向に変化させることができるようになる。そのた
め、燃料噴射時期及び点火時期の遅角を最小限にとど
め、その燃料噴射時期及び点火時期の遅角に基づき過度
に出力トルクが低下するのを防止することができるよう
になる。

【００１６】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明において、前記排気再循環機構には内燃機関の排気
系と吸気系とを連通する通路の排気流通量を調整するＥ
ＧＲバルブが設けられ、内燃機関の吸気系には同機関の
吸入空気量を調整するスロットルバルブが設けられ、前
記制御手段は、前記検出される燃焼状態が不安定である
とき、内燃機関が低負荷運転状態であることを条件に前
記ＥＧＲバルブを閉じて排気再循環量を減少させ、内燃
機関が高負荷運転状態であることを条件に前記スロット
ルバルブを開いて排気再循環量を減少させるものとし
た。

【００１７】成層燃焼中において、内燃機関が低負荷状
態であるときには燃焼室に吸入されるガス全体の量が増
大することに基づき燃焼が不安定になり易く、内燃機関
が高負荷状態であるときには燃焼室に吸入されるガス全
体の量が減少することに基づきポンピングロスが増大す
ることとなる。同構成によれば、燃焼状態を安定させる
ための排気再循環量の減少が、内燃機関の低負荷時には
ＥＧＲバルブを閉じることによって行われ、内燃機関の
高負荷時にはスロットルバルブを開くことによって行わ
れる。そのため、燃焼状態の安定を意図して排気再循環
量を減少させる際、内燃機関の低負荷時に燃焼が不安定
になったり、内燃機関の高負荷時にポンピングロスが増
大したりするのを防止することができるようになる。

【００１８】請求項６記載の発明では、請求項１〜５の
いずれかに記載の発明において、前記内燃機関は複数の
気筒を有するものであって、前記燃焼状態検出手段は前
記各気筒毎に燃焼状態をそれぞれ検出するものであり、
前記制御手段は燃焼状態に応じた燃料噴射時期及び点火
時期の制御を前記各気筒毎に行うものとした。

【００１９】同構成によれば、各気筒毎に燃料噴射時期
及び点火時期が燃焼状態を安定させ且つ機関出力が得ら
れる方向に制御されるため、燃料噴射時期を進角させる
ことに基づく出力トルクの向上を各気筒においてそれぞ
れ好適に得ることができるようになる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を直列４気筒の自動
車用ガソリンエンジンに適用した一実施形態を図１〜図
１１に従って説明する。

【００２１】図１に示すように、エンジン１１の１番気
筒＃１〜４番気筒＃４（図１には１番気筒＃１のみ図
示）には、それぞれピストン１２が設けられている。こ
のピストン１２は、エンジン１１のシリンダブロック１
１ａ内にて往復移動可能となっており、コンロッド１３
を介してエンジン１１の出力軸であるクランクシャフト
１４に連結されている。そして、ピストン１２の往復移
動は、上記コンロッド１３によってクランクシャフト１
４の回転へと変換されるようになっている。また、ピス
トン１２の頭部には、成層燃焼を実行するのに必要な窪
み１２ａが形成されている。

【００２２】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４
ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト
１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。ま
た、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジシ
ョンセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランク
シャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突
起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方
を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各
突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力
されるようになる。

【００２３】また、シリンダブロック１１ａの上端には
シリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５と
ピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。
この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた
一対の吸気ポート１７ａ，１７ｂと、同じく一対の排気
ポート１８ａ，１８ｂとが連通している（図１には一方
の吸気ポート１７ｂ及び排気ポート１８ｂのみ図示）。
これら吸気及び排気ポート１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１
８ｂの平断面形状を図２に示す。

【００２４】同図に示されるように、吸気ポート１７ａ
は湾曲して延びるヘリカルポートとなっており、吸気ポ
ート１７ｂは直線状に延びるストレートポートとなって
いる。そして、吸気ポート（ヘリカルポート）１７ａを
通過して燃焼室１６に空気が吸入されると、その燃焼室
１６内に破線矢印で示す方向へスワールが発生するよう
になる。こうした吸気ポート１７ａ，１７ｂ及び排気ポ
ート１８ａ，１８ｂには、それぞれ吸気バルブ１９及び
排気バルブ２０が設けられている。

【００２５】一方、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開
閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシ
ャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及
び排気カムシャフト２１，２２は、タイミングベルト及
びギヤ（共に図示せず）等を介してクランクシャフト１
４に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャ
フト１４の回転が伝達されるようになる。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉
駆動されて、吸気ポート１７ａ，１７ｂと燃焼室１６と
が連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回
転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポー
ト１８ａ，１８ｂと燃焼室１６とが連通・遮断される。

【００２６】シリンダヘッド１５において、吸気カムシ
ャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設け
られた突起２１ａを検出して検出信号を出力するカムポ
ジションセンサ２１ｂが設けられている。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起
２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を通過す
る。この状態にあっては、カムポジションセンサ２１ｂ
から上記突起２１ａの通過に対応して所定間隔毎に検出
信号が出力されるようになる。

【００２７】吸気ポート１７ａ，１７ｂ及び排気ポート
１８ａ，１８ｂには、それぞれ吸気管３０及び排気管３
１が接続されている。この吸気管３０内及び吸気ポート
１７ａ，１７ｂ内は吸気通路３２となっており、排気管
３１内及び排気ポート１８ａ，１８ｂ内は排気通路３３
となっている。吸気通路３２の上流部分にはスロットル
バルブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２
３は、直流（ＤＣ）モータからなるスロットル用モータ
２４の駆動により回動されて開度調節がなされる。そし
て、スロットルバルブ２３の開度は、スロットルポジシ
ョンセンサ４４によって検出される。

【００２８】また、上記スロットル用モータ２４の駆動
は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２５の踏
込量（アクセル踏み込み量）に基づき制御される。即
ち、自動車の運転者がアクセルペダル２５を踏込操作す
ると、アクセル踏込量がアクセルポジションセンサ２６
によって検出され、同センサ２６の検出信号に基づきス
ロットル用モータ２４が駆動制御される。このスロット
ル用モータ２４の駆動制御に基づくスロットルバルブ２
３の開度調節により、吸気通路３２の空気流通面積が変
化して燃焼室１６へ吸入される空気の量が調整されるよ
うになる。

【００２９】吸気通路３２においてスロットルバルブ２
３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を
検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そし
て、バキュームセンサ３６は検出した吸気通路３２内の
圧力に対応した検出信号を出力する。また、吸気通路３
２においてバキュームセンサ３６よりも下流側に位置し
て吸気ポート（ストレートポート）１７ｂに連通する部
分には、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）３４が
設けられている。ＳＣＶ３４は、スワール用モータ３５
の駆動により回動されて開度調節がなされる。そして、
ＳＣＶ３４の開度が小さくなるほど、図２に示される吸
気ポート（ヘリカルポート）１７ａを通過する空気の量
が多くなり、燃焼室１６内に生じるスワールが強くな
る。

【００３０】また、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、燃焼室１６内に燃料を噴射供給する燃料噴射
弁４０と、燃焼室１６内に充填される燃料と空気とから
なる混合気に対して点火を行う点火プラグ４１とが設け
られている。この点火プラグ４１による上記混合気への
点火時期は、点火プラグ４１の上方に設けられたイグナ
イタ４１ａによって調整される。

【００３１】そして、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内
へ燃料が噴射されると、同燃料が吸気通路３２を介して
燃焼室１６に吸入された空気と混ぜ合わされ、燃焼室１
６内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更
に、燃焼室１６内の混合気は点火プラグ４１によって点
火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気
通路３３に送り出される。

【００３２】一方、吸気通路３２のスロットルバルブ２
３よりも下流側は、排気再循環（ＥＧＲ）通路４２を介
して排気通路３３と連通している。このＥＧＲ通路４２
の途中には、ステップモータ４３ａを備えたＥＧＲバル
ブ４３が設けられている。そして、ＥＧＲバルブ４３
は、ステップモータ４３ａを駆動制御することで開度調
節が行われる。こうしたＥＧＲバルブ４３の開度調節に
より、排気通路３３を介して吸気通路３２へ再循環する
排気の量（ＥＧＲ量）が調整されるようになる。そし
て、エンジン１１の排気が吸気通路３２に再循環される
ことで、燃焼室１６内の温度が下がって窒素酸化物（Ｎ
Ｏx ）の生成が抑制され、エミッションの低減が図られ
る。

【００３３】次に、本実施形態におけるエンジン１１の
制御装置の電気的構成を図３に基づいて説明する。この
制御装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火
時期制御、スロットル開度制御、ＳＣＶ開度制御及びＥ
ＧＲ制御など、エンジン１１の運転状態を制御するため
の電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）９２を備
えている。このＥＣＵ９２は、ＲＯＭ９３、ＣＰＵ９
４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６等を備える
論理演算回路として構成されている。

【００３４】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶す
る不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰ
Ｕ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バ
ス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回
路９８及び外部出力回路９９と接続されている。

【００３５】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１４ｃ、カムポジションセンサ２１ｂ、アクセ
ルポジションセンサ２６、バキュームセンサ３６、及び
スロットルポジションセンサ４４等が接続されている。
一方、外部出力回路９９には、スロットル用モータ２
４、スワール用モータ３５、燃料噴射弁４０、イグナイ
タ４１ａ、及びＥＧＲバルブ４３等が接続されている。

【００３６】このように構成されたＥＣＵ９２は、クラ
ンクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエ
ンジン回転数ＮＥを求める。更に、アクセルポジション
センサ２６又はバキュームセンサ３６からの検出信号
と、上記エンジン回転数ＮＥとに基づきエンジン１１の
負荷を表す基本燃料噴射量Ｑbse を求める。ＥＣＵ９２
は、図４に示すように、均質ストイキ燃焼領域Ａ、均質
リーン燃焼領域Ｂ、弱成層燃焼領域Ｃ及び成層燃焼領域
Ｄを備えたマップを参照し、エンジン回転数ＮＥ及び基
本燃料噴射量Ｑbse から内燃機関の燃焼方式を決定す
る。即ち、ＥＣＵ９２は、エンジン回転数ＮＥ及び基本
燃料噴射量Ｑbse が上記領域Ａ〜Ｄのいずれの領域に位
置する状態かにより、内燃機関の燃焼方式を「均質スト
イキ燃焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層燃焼」、及
び「成層燃焼」に決定する。

【００３７】図４に示すマップから明らかなように、エ
ンジン１１の運転状態が高回転高負荷へと移行するに従
い、エンジン１１の燃焼方式は「成層燃焼」、「弱成層
燃焼」、「均質リーン燃焼」、「均質ストイキ燃焼」へ
と順次変化することとなる。このように燃焼方式を変化
させるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には
「均質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン
出力を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷
時には「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上
を図るためである。

【００３８】ここで、各燃焼方式が実行されるときにＥ
ＣＵ９２を通じて実行される燃焼制御態様について、
「均質ストイキ燃焼」、「均質リーン燃焼」、「弱成層
燃焼」、及び「成層燃焼」の各燃焼方式毎にそれぞれ説
明する。

【００３９】・「均質ストイキ燃焼」エンジン１１の燃
焼方式が「均質ストイキ燃焼」に決定されると、ＥＣＵ
９２は、バキュームセンサ３６からの検出信号に基づき
求められる吸気圧ＰＭとエンジン回転数ＮＥとに基づき
基本燃料噴射量Ｑbse をマップ演算する。こうして算出
された基本燃料噴射量Ｑbse は、エンジン回転数ＮＥが
高くなるとともに、吸気圧ＰＭが高くなるほど大きい値
になる。ＥＣＵ９２は、燃料噴射弁４０を駆動制御する
ことにより、上記基本燃料噴射量Ｑbse に基づき求めら
れる最終燃料噴射量に対応した量の燃料をエンジン１１
の吸気行程中に燃料噴射弁４０から噴射させる。また、
ＥＣＵ９２は、燃料噴射量の空燃比フィードバック補正
を行って混合気の空燃比を理論空燃比へと制御する。更
に、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時期、ＳＣＶ
３４の開度、及びＥＧＲ量等が「均質ストイキ燃焼」に
適したものとなるよう、スロットル用モータ２４、イグ
ナイタ４１ａ、スワール用モータ３５、及びＥＧＲバル
ブ４３を駆動制御する。

【００４０】・「均質リーン燃焼」エンジン１１の燃焼
方式が「均質リーン燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２
は、周知のマップを参照してアクセル踏込量とエンジン
回転数ＮＥとに基づき基本燃料噴射量Ｑbse をマップ演
算する。こうして算出された基本燃料噴射量Ｑbseは、
エンジン回転数ＮＥが高くなるととともに、アクセル踏
込量が大きくなるほど大きい値になる。ＥＣＵ９２は、
燃料噴射弁４０を駆動制御することにより、上記基本燃
料噴射量Ｑbse に基づき求められる最終燃料噴射量に対
応した量の燃料をエンジン１１の吸気行程中に燃料噴射
弁４０から噴射させる。こうした燃料噴射により燃焼室
１６内に形成される混合気においては、その空燃比が理
論空燃比よりも大きい値（例えば１５〜２３）とされ
る。また、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時期、
ＳＣＶ３４の開度、及びＥＧＲ量等が「均質リーン燃
焼」に適したものとなるよう、スロットル用モータ２
４、イグナイタ４１ａ、スワール用モータ３５、及びＥ
ＧＲバルブ４３等を駆動制御する。

【００４１】・「弱成層燃焼」エンジン１１の燃焼方式
が「弱成層燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２は、上記
と同様にアクセル踏込量及びエンジン回転数ＮＥとから
基本燃料噴射量Ｑbseを算出する。ＥＣＵ９２は、燃料
噴射弁４０を駆動制御することにより、上記基本燃料噴
射量Ｑbse に基づき求められる最終燃料噴射量に対応し
た量の燃料をエンジン１１の吸気行程と圧縮行程とに噴
射させる。こうした燃料噴射により燃焼室１６内に形成
される混合気においては、その空燃比が「均質リーン燃
焼」時の空燃比よりもリーン側の値（例えば２０〜２
３）とされる。また、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、
点火時期、及びＥＧＲ量等が「弱成層燃焼」に適したも
のとなるよう、スロットル用モータ２４、イグナイタ４
１ａ、及びＥＧＲバルブ４３等を駆動制御する。

【００４２】こうした「弱成層燃焼」時において、吸気
行程のときに噴射供給された燃料は燃焼室１６内のスワ
ールによって空気に均等に分散され、圧縮行程のときに
噴射供給された燃料はスワール及びピストン１２の頭部
に設けられた窪み１２ａによって点火プラグ４１の周り
に集められる。即ち、ＥＣＵ９２は、ＳＣＶ３４が「弱
成層燃焼」に適した開度となるようスワール用モータ３
５を駆動制御し、その駆動制御によってスワールの強さ
を上記のような燃料の分散及び集合に適したものとす
る。上記のように吸気行程と圧縮行程との二回に分けて
燃料噴射を行うことで、上記「均質リーン燃焼」と後述
する「成層燃焼」との中間の燃焼方式（弱成層燃焼）で
混合気の燃焼が行われ、その「弱成層燃焼」によって
「均質リーン燃焼」と「成層燃焼」との切り換え時のト
ルクショックが抑えられる。

【００４３】・「成層燃焼」エンジン１１の燃焼方式が
「成層燃焼」に決定されると、ＥＣＵ９２は、上記と同
様にアクセル踏込量及びエンジン回転数ＮＥとから基本
燃料噴射量Ｑbse を算出する。ＥＣＵ９２は、上記基本
燃料噴射量Ｑbse に基づき求められる最終燃料噴射量に
対応した量の燃料をエンジン１１の圧縮行程中に噴射さ
せる。こうした燃料噴射により燃焼室１６内に形成され
る混合気においては、その空燃比が「弱成層燃焼」時の
空燃比よりもリーン側の値（例えば２５〜５０）とされ
る。また、ＥＣＵ９２は、スロットル開度、点火時期、
ＳＣＶ３４の開度及びＥＧＲ量等が「成層燃焼」に適し
たものとなるよう、スロットル用モータ２４、イグナイ
タ４１ａ、スワール用モータ３５、及びＥＧＲバルブ４
３等を駆動制御する。

【００４４】こうした「成層燃焼」時において、エンジ
ン１１の圧縮行程中に燃料噴射弁４０から噴射された燃
料は、図５に斜線で示すようにピストン１２の頭部に設
けられた窪み１２ａ内に入り込む。更に、上記スワール
用モータ３５の駆動制御によるＳＣＶ３４の開度調節に
基づき図中波線矢印で示すようにスワールが発生し、そ
のスワール及びピストン１２の移動により上記燃料が点
火プラグ４１の周りに集められる。このように点火プラ
グ４１の周りに燃料を集めることによって、燃焼室１６
内の混合気全体の平均空燃比を「弱成層燃焼」時より大
きくしても、同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火
に適したものとされて良好な混合気への着火が行われ
る。

【００４５】次に、「成層燃焼」時の燃焼制御手順につ
いて図８を参照して説明する。図８は、上記燃焼制御を
行うための燃焼制御ルーチンを示すフローチャートであ
る。この燃焼制御ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例え
ば所定クランク角毎の角度割り込みにて実行される。

【００４６】燃焼制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ９２
は、ステップＳ１０１の処理として、「成層燃焼」実行
中であるか否かを判断する。そして、「成層燃焼」実行
中でないならば燃焼制御ルーチンを一旦終了し、「成層
燃焼」実行中であるならばステップＳ１０２に進む。Ｅ
ＣＵ９２は、ステップＳ１０２の処理として、各気筒＃
１〜＃４毎に最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最
終点火時期ｓａ（ｋ）を算出する。

【００４７】即ち、ＥＣＵ９２は、クランクポジション
センサ１４ｃ及びカムポジションセンサ２１ｂからの検
出信号に基づき、直前に爆発行程が行われた気筒＃１〜
＃４を判別し、その気筒＃１〜＃４に合わせて気筒番号
ｋを設定する。この気筒番号ｋは、例えばｋ＝「１（１
番気筒＃１）」、ｋ＝「２（３番気筒＃３）」、ｋ＝
「３（４番気筒＃４）」又はｋ＝「４（２番気筒＃
２）」のように設定される。こうして設定された気筒番
号ｋに対応する気筒＃１〜＃４の最終燃料噴射時期ａｉ
ｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）が、上記ステ
ップＳ１０２の処理によって算出される。従って、最終
燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ
（ｋ）は、各気筒＃１〜＃４に応じて四つずつ算出され
るようになる。

【００４８】上記最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）を
算出する際には、先ず基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン
回転数ＮＥとに基づき、周知のマップを参照して基本燃
料噴射時期ａｉｎｊｃ０が求められる。そして、基本燃
料噴射時期ａｉｎｊｃ０に所定の補正を加えたものが最
終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）として算出される。こ
うした補正により最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）
は、エンジン１１の燃焼状態を安定させ且つエンジン１
１の高い出力トルクが得られる方向に変化する。

【００４９】上記最終点火時期ｓａ（ｋ）を算出する際
には、先ず基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転数ＮＥ
とに基づき、周知のマップを参照して基本点火時期ｓａ
０が求められる。そして、基本点火時期ｓａ０に所定の
補正を加えたものが最終点火時期ｓａ（ｋ）として算出
される。こうした補正により最終点火時期ｓａ（Ｋ）
は、エンジン１１の燃焼状態を安定させ且つエンジン１
１の高い出力トルクが得られる方向に変化する。

【００５０】このように最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ
（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）が算出されると、Ｅ
ＣＵ９２は、別のルーチンによって、同最終燃料噴射時
期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）に基づ
き、現在の気筒番号ｋに応じた気筒＃１〜＃４での次回
の圧縮行程時に燃料噴射弁４０及びイグナイタ４１ａを
駆動制御する。

【００５１】なお、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）
における上記補正と、最終点火時期ｓａ（ｋ）における
上記補正とは、補正量及び補正方向（進角・遅角）が同
一となる。従って、上記補正によって実際の燃料噴射時
期と点火時期との間の期間が変化することはない。その
ため、燃料噴射時期の進角に基づき同燃料噴射時期と点
火時期との間の期間が長くなり、点火プラグ４１による
点火時に同プラグ４１周りの混合気の空燃比が着火に不
適切な値になるのを防止することができるようになる。

【００５２】ここで、所定気筒＃１〜＃４において、最
終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）と最終点火時期ｓａ
（ｋ）との間の期間を一定とした条件のもとで、その最
終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）の変化に対し、上記気
筒＃１〜＃４の稼働に基づくエンジン１１の発生トルク
ｄｎ（ｋ）、及びトルク差（トルク変動）ｄｌｎ（ｋ）
がどのように推移するかを図７のグラフに示す。なお、
ここでトルク差ｄｌｎ（ｋ）とは、所定気筒＃１〜＃４
での最も近い点火の際における発生トルクｄｎ（ｋ）i
と、その点火よりも一回前の同気筒＃１〜＃４での点火
の際における発生トルクｄｎ（ｋ）i-1 との差の絶対値
のことである。

【００５３】図７から明らかなように、最終燃料噴射時
期ａｉｎｊｃ（ｋ）（最終点火時期ｓａ（ｋ））が進角
するほど、エンジン１１の発生トルクｄｎ（ｋ）は大き
くなる。これは、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）が
進角することにより、燃料噴射時のピストン１２の位置
が下死点寄りになって燃料噴射弁４０から離れ、その燃
料噴射時にピストン１２の頭部に付着する燃料を少なく
することができるためである。

【００５４】しかし、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ
（ｋ）を過度に進角させると、発生トルクｄｎ（ｋ）が
大きくなるものの、トルク差ｄｌｎ（ｋ）も急激に大き
くなってドライバビリティが低下する。これは最終燃料
噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）が過度に進角すると、図６に
波線で示すように燃料噴射弁４０から燃料が噴射されて
も、ピストン１２の頭部に形成された窪み１２ａに入り
込む燃料が少なくなるためである。このように窪み１２
ａに入り込む燃料が少なくなると、スワール及びピスト
ン１２の移動よって点火プラグ４１周りに集められる燃
料が少なくなり、失火等の燃焼不良が生じてトルク差ｄ
ｌｎ（ｋ）（トルク変動）が大きくなる。

【００５５】そこで本実施形態では、図７に示すトルク
差ｄｌｎ（ｋ）が許容値ｄｌｎ０に所定値Ｃ１を加算し
たもの（「ｄｌｎ（ｋ）＋Ｃ１」）より大きくなったと
きには、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点
火時期ｓａ（ｋ）を遅角させる。また、トルク差ｄｌｎ
（ｋ）が許容値ｄｌｎ０から所定値Ｃ２を減算したもの
（「ｄｌｎ（ｋ）−Ｃ２」）より小さくなったときに
は、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時
期ｓａ（ｋ）を進角させる。このように最終燃料噴射時
期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）を制御
することで、エンジン１１の燃焼状態が不安定になって
トルク差ｄｌｎ（ｋ）が増大するのを防止しつつ、燃料
噴射時期の進角に基づく発生トルクｄｎ（ｋ）の向上を
十分に得ることができるようになる。

【００５６】上記のように燃焼制御ルーチン（図８）に
おけるステップＳ１０２の処理を実行し、最終燃料噴射
時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）を算
出した後、ステップＳ１０３に進む。ＥＣＵ９２は、ス
テップＳ１０３の処理として、ＥＧＲ量を制御するため
の目標ＥＧＲ開度Ｅtrg を算出する。

【００５７】この目標ＥＧＲ開度Ｅtrg を算出する際に
は、先ず基本燃料噴射量Ｑbse とエンジン回転数ＮＥと
に基づき、周知のマップを参照して基本ＥＧＲ開度Ｅbs
e が算出される。そして、「成層燃焼」中であってエン
ジン１１の運転状態が高負荷領域にあるとき、即ち基本
燃料噴射量Ｑbse が判定値Ｑ１（図４）よりも大きいと
きには基本ＥＧＲ開度Ｅbse を目標ＥＧＲ開度Ｅtrg と
して設定する。一方、上記基本燃料噴射量Ｑbse が判定
値Ｑ１よりも小さく、エンジン１１の運転状態が低負荷
領域（図４の領域Ｄ２）にあるときには、基本ＥＧＲ開
度Ｅbse に所定の補正を加えたものが目標ＥＧＲ開度Ｅ
trg として設定される。こうした補正により目標ＥＧＲ
開度Ｅtrg は、エンジン１１の燃焼状態を安定させる方
向に変化する。

【００５８】このように目標ＥＧＲ開度Ｅtrg が算出さ
れると、ＥＣＵ９２は、別のルーチンによって、目標Ｅ
ＧＲ開度Ｅtrg に基づきＥＧＲバルブ４３を駆動制御
し、そのＥＧＲバルブ４３の開度を調整する。従って、
「成層燃焼」中にエンジン１１の運転状態が低負荷領域
にあって、所定気筒＃１〜＃４のトルク差ｄｌｎ（ｋ）
が「ｄｌｎ（ｋ）＋Ｃ１」よりも大きくなると、ＥＧＲ
バルブ４３が閉じられてＥＧＲ量が減量され、エンジン
１１における燃焼状態の安定化が図られる。

【００５９】その結果、エンジン１１の燃焼状態を安定
させるために行われる燃料噴射時期及び点火時期の遅角
を最小限にとどめ、その燃料噴射時期及び点火時期の遅
角に基づきエンジン１１の発生トルクｄｎ（ｋ）が過度
に低下するのを防止することができるようになる。

【００６０】このように「成層燃焼」中におけるエンジ
ン１１の低負荷運転時には、ＥＧＲ量を減量して燃焼状
態を安定させる手段として、ＥＧＲバルブ４３の閉じ制
御が採用される。これは、ＥＧＲバルブ４３を閉じても
スロットル開度には変化がなく、燃焼室１６に吸入され
るガス全体の量が多くなることで燃焼状態が不安定にな
る低負荷時においても、過度に吸入ガス量が増大するの
を防止するためである。

【００６１】上記のように燃焼制御ルーチン（図８）に
おけるステップＳ１０３の処理を実行し、目標ＥＧＲ開
度Ｅtrg を算出した後、ステップＳ１０４に進む。ＥＣ
Ｕ９２は、ステップＳ１０４の処理として、スロットル
開度を制御するための目標スロットル開度Ｔtrg を算出
する。

【００６２】この目標スロットル開度Ｔtrg を算出する
際には、先ず基本燃料噴射量Ｑbseとエンジン回転数Ｎ
Ｅとに基づき、周知のマップを参照して基本スロットル
開度Ｔbse が算出される。そして、「成層燃焼」中であ
ってエンジン１１の運転状態が高負荷領域にあるとき、
即ち基本燃料噴射量Ｑbse が判定値Ｑ１（図４）よりも
小さいときには基本スロットル開度Ｔbse を目標スロッ
トル開度Ｔtrg として設定する。一方、上記基本燃料噴
射量Ｑbse が判定値Ｑ１よりも大きく、エンジン１１の
運転状態が高負荷領域（図４の領域Ｄ１）にあるときに
は、基本スロットル開度Ｔbse に所定の補正を加えたも
のが目標スロットル開度Ｔtrg として設定される。こう
した補正により目標スロットル開度Ｔtrg は、エンジン
１１の燃焼状態を安定させる方向に変化する。

【００６３】このように目標スロットル開度Ｔtrg が算
出されると、ＥＣＵ９２は、別のルーチンによって、目
標スロットル開度Ｔtrg に基づきスロットル用モータ２
４を駆動制御し、スロットルバルブ２３の開度を調整す
る。従って、「成層燃焼」中にエンジン１１の運転状態
が高負荷領域にあって、所定気筒＃１〜＃４のトルク差
ｄｌｎ（ｋ）が「ｄｌｎ（ｋ）＋Ｃ１」よりも大きくな
ると、スロットルバルブ２３が開かれる。スロットルバ
ルブ２３が開かれると吸気通路３２内の圧力が高くなる
ため、吸気通路３２と排気通路３３との差圧が小さくな
ってＥＧＲバルブ４３を閉じなくてもＥＧＲ量が減量さ
れ、エンジン１１における燃焼状態の安定化が図られ
る。

【００６４】その結果、エンジン１１の燃焼状態を安定
させるために行われる燃料噴射時期及び点火時期の遅角
を最小限にとどめ、その燃料噴射時期及び点火時期の遅
角に基づきエンジン１１の発生トルクｄｎ（ｋ）が過度
に低下するのを防止することができるようになる。

【００６５】このように「成層燃焼」中におけるエンジ
ン１１の高負荷運転時には、ＥＧＲ量を減量して燃焼状
態を安定させる手段として、スロットルバルブ２３の開
き制御が採用される。これは、スロットルバルブ２３を
開くことにより、エンジン１１のポンピングロスが低減
され、そのポンピングロスに基づく燃費の悪化が防止さ
れるためである。

【００６６】上記のように燃焼制御ルーチン（図８）に
おけるステップＳ１０３の処理を実行し、目標スロット
ル開度Ｔtrg を算出した後、ＥＣＵ９２は、この燃焼制
御ルーチンを一旦終了する。

【００６７】次に、上記燃焼制御ルーチンにおけるステ
ップＳ１０２の処理について、図９を参照して詳しく説
明する。この図９は、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ
（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）を算出するための噴
射・点火時期算出ルーチンを示すフローチャートであ
る。噴射・点火時期算出ルーチンは、上記燃焼制御ルー
チンのステップＳ１０２に進んだとき、ＥＣＵ９２を通
じて実行される。

【００６８】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０１の処理と
して、クランクポジションセンサ１４ｃ及びカムポジシ
ョンセンサ２１ｂからの検出信号に基づき、現在の気筒
番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４の稼働時の発生トルク
ｄｎ（ｋ）を算出する。即ち、ＥＣＵ９２は、現在の気
筒番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４について、上死点を
含む所定のクランク角度分（例えば３０°）を通過する
際の角速度と、上死点から９０°進角して位置する所定
のクランク角度分（例えば３０°）を通過する際の角速
度とを求める。そして、それら角速度に基づき、現在の
気筒番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４での点火時におけ
る発生トルクｄｎ（ｋ）を算出する。こうして発生トル
クｄｎ（ｋ）を算出した後、ステップＳ２０２に進む。

【００６９】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０２の処理と
して、現在の気筒番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４での
トルク差ｄｌｎ（ｋ）（トルク変動）を算出する。即
ち、ＥＣＵ９２は、上記気筒＃１〜＃４での今回の点火
時における発生トルクｄｎ（ｋ）i から、同気筒＃１〜
＃４での前回の点火時における発生トルクｄｎ（ｋ）i-
1 を減算した値の絶対値をトルク差ｄｌｎ（ｋ）とす
る。こうしてトルク差ｄｌｎ（ｋ）を算出した後、ステ
ップＳ２０３に進む。

【００７０】ステップＳ２０３，Ｓ２０４の処理は、エ
ンジン１１が定常状態にあるか否かを判断するためのも
のである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理とし
てアクセル操作量が小さいか否か判断し、ステップＳ２
０４の処理としてエンジン回転数の変化量が小さいか否
か判断する。急激に加速したり減速したりするときに
は、アクセル操作量やエンジン回転数ＮＥの変化量が大
きくなるため、上記ステップＳ２０３，Ｓ２０４の一方
でＮＯと判断されてステップＳ２１３に進む。また、一
定速度で走行しているときやアイドル時などには、アク
セル操作量やエンジン回転数ＮＥの変化量が小さいた
め、上記ステップＳ２０３，Ｓ２０４で共にＹＥＳと判
断されてステップＳ２０５に進む。

【００７１】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０５の処理
で、フラグＦとして「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記
憶する。上記フラグＦは、エンジン１１が定常状態であ
るか否かを判断するためのものである。このフラグＦ
は、エンジン１１が定常状態でなくなって、ステップＳ
２０３，Ｓ２０４の一方でＮＯと判断されてステップＳ
２１３に進んだとき、そのステップＳ２１３の処理によ
って「０」にリセットされる。ステップＳ２１３の処理
が実行された後には、ステップＳ２１１に進むことにな
る。

【００７２】一方、ステップＳ２０５の処理でフラグＦ
を「１」にセットした後には、ステップＳ２０６に進
む。ステップＳ２０６〜Ｓ２１２の処理は、現在の気筒
番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４でのトルク差ｄｌｎ
（ｋ）（トルク変動）を許容値ｄｌｎ０（図７参照）に
するためのものである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０
６の処理として、トルク差ｄｌｎ（ｋ）が許容値ｄｌｎ
０から所定値Ｃ２を減算したもの（「ｄｌｎ０−Ｃ
２」）より小さいか否か判断する。そして、「ｄｌｎ
（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」であるならば、ステップＳ２
０７に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０７の処理と
して、燃料噴射時期及び点火時期を補正するための補正
値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）を算出する。即ち、ＥＣＵ９２
は、補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）から所定値Ｃｉｎｊｓ
ａ２を減算したものを新たな補正値ｒａｉｎｊｓａ
（ｋ）として設定する。この補正値ｒａｉｎｊｓａ
（ｋ）は、各気筒＃１〜＃４毎に設定されており、エン
ジン１１の停止毎にリセットされて初期値「０」に戻さ
れる。

【００７３】このように算出された現在の気筒番号ｋに
対応する補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）は、ステップＳ２
１１，Ｓ２１２の処理で用いられることとなる。このス
テップＳ２１１の処理においては、基本燃料噴射時期ａ
ｉｎｊｃ０から上記補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）を減算
することによって、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）
が算出される。また、ステップＳ２１２の処理において
は、基本点火時期ｓａ０から上記補正値ｒａｉｎｊｓａ
（ｋ）を減算することによって、最終点火時期ｓａ
（ｋ）が算出される。

【００７４】従って、上記のように「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄ
ｌｎ０−Ｃ２」である旨判断されて補正値ｒａｉｎｊｓ
ａ（ｋ）が小さくなると、最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ
（ｋ）及び最終点火時期ｓａ（ｋ）が大きくなって、実
際の燃料噴射時期及び点火時期が進角するようになる。
なお、こうした進角の際には燃料噴射時期と点火時期と
の間の期間が一定に維持されるようになる。これは、最
終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ
（ｋ）の算出に、両者共通の補正値ｒａｉｎｊｓａ
（ｋ）を用いているためである。そして、燃料噴射時期
及び点火時期を進角させることにより、エンジン１１の
出力トルクを向上させることができるようになる。

【００７５】一方、上記ステップＳ２０６の処理におい
て、「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」でない旨判断さ
れると、ステップＳ２０８に進む。ＥＣＵ９２は、ステ
ップＳ２０８の処理として、トルク差ｄｌｎ（ｋ）が許
容値ｄｌｎ０に所定値Ｃ１を加算したもの（「ｄｌｎ０
＋Ｃ１」）より大きいか否か判断する。そして、「ｄｌ
ｎ（ｋ）＞ｄｌｎ０＋Ｃ１」でないならばステップＳ２
１１に進み、「ｄｌｎ（ｋ）＞ｄｌｎ０＋Ｃ１」である
ならばステップＳ２０９に進む。ＥＣＵ９２は、ステッ
プＳ２０９の処理として、上記補正値ｒａｉｎｊｓａ
（ｋ）に所定値Ｃｉｎｊｓａ１を加算したものを新たな
補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）として設定する。その後、
ステップＳ２１０に進む。

【００７６】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２１０の処理と
して、上記設定された補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）を上
限ガードする。これは、補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）が
過度に大きくなると、燃料噴射時期及び点火時期が遅角
し過ぎて発生トルクｄｎ（ｋ）が小さくなってしまうた
めである。このように補正値ｒａｉｎｊｓａ（ｋ）を上
限ガードした後、ステップＳ２１１に進む。

【００７７】こうしてステップＳ２１１に進んで、順次
ステップＳ２１１，Ｓ２１２の処理が実行されると、最
終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）及び最終点火時期ｓａ
（ｋ）が小さくなって、実際の燃料噴射時期及び点火時
期が遅角するようになる。なお、こうした遅角の際にも
燃料噴射時期と点火時期との間の期間が一定に維持され
るようになる。そして、燃料噴射時期及び点火時期を遅
角させることにより、エンジン１１の燃焼状態が安定し
てトルク差ｄｌｎ（ｋ）が許容値ｄｌｎ０に抑えられる
ようになる。そして、上記ステップＳ２１１の処理を実
行した後には、燃焼制御ルーチン（図８）に戻る。

【００７８】次に、燃焼制御ルーチンにおけるステップ
Ｓ１０３の処理について、図１０を参照して詳しく説明
する。この図１０は、目標ＥＧＲ開度Ｅtrg を算出する
ための目標ＥＧＲ開度算出ルーチンを示すフローチャー
トである。目標ＥＧＲ開度算出ルーチンは、上記燃焼制
御ルーチンのステップＳ１０３に進んだとき、ＥＣＵ９
２を通じて実行される。

【００７９】目標ＥＧＲ開度算出ルーチンにおいて、Ｅ
Ｃ９２は、ステップＳ３０１の処理として、フラグＦが
「１」にセットされているか否か、即ちエンジン１１が
定常状態であるか否か判断する。そして、「Ｆ＝１」で
あってエンジン１１が定常状態である旨判断されると、
ステップＳ３０２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３
０２の処理として、基本燃料噴射量Ｑbse が判定値Ｑ１
よりも小さいか否か、即ちエンジン１１の運転状態が図
４に示す成層燃焼領域Ｄの低負荷側（図中領域Ｄ２内）
に位置する状態か否かを判断する。そして、「Ｑbse ＜
Ｑ１」であるならばステップＳ３０３に進む。

【００８０】ステップＳ３０３〜ステップＳ３０８の処
理は、現在の気筒番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４での
トルク差ｄｌｎ（ｋ）を許容値ｄｌｎ０にするためのも
のである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０３の処理とし
て、「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」であるか否か判
断し、ＹＥＳならばステップＳ３０４に進む。ＥＣＵ９
２は、ステップＳ３０４の処理として、ＥＧＲバルブ４
３の開度を補正するための補正値ｒＥＧＲを算出する。
即ち、ＥＣＵ９２は、補正値ｒＥＧＲから所定値Ｃｅｇ
ｒを減算したものを新たな補正値ｒＥＧＲとして設定す
る。この補正値ｒＥＧＲは、エンジン１１の停止毎にリ
セットされて初期値「０」に戻される。

【００８１】このように算出された補正値ｒＥＧＲは、
ステップＳ３０８の処理で用いられることとなる。この
ステップＳ３０８の処理においては、基本ＥＧＲ開度Ｅ
bseから上記補正値ｒＥＧＲを減算することによって、
目標ＥＧＲ開度Ｅtrg が算出される。従って、上記のよ
うに「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」である旨判断さ
れて補正値ｒＥＧＲが小さくなると、目標ＥＧＲ開度Ｅ
trg が大きくなって実際のＥＧＲ量が増加するようにな
る。そして、ＥＧＲ量を増加させることにより、エミッ
ションの低減が図られるようになる。

【００８２】また、上記ステップＳ３０４の処理で補正
値ｒＥＧＲが設定された後、続くステップＳ３０５の処
理においてＥＣＵ９２は、上記設定された補正値ｒＥＧ
Ｒを下限ガードする。これは、補正値ｒＥＧＲが過度に
小さくなることで目標ＥＧＲ開度Ｅtrg が過度に大きく
なると、ＥＧＲバルブ４３が開き過ぎた状態になるため
である。

【００８３】一方、上記ステップＳ３０３の処理におい
て、「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」でない旨判断さ
れると、ステップＳ３０６に進む。ＥＣＵ９２は、ステ
ップＳ３０６の処理として、「ｄｌｎ（ｋ）＞ｄｌｎ０
＋Ｃ１」であるか否か判断し、ＮＯならばステップＳ３
０８に進み、ＹＥＳならばステップＳ３０７に進む。。
ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０７の処理として、上記補
正値ｒＥＧＲに所定値Ｃｅｇｒを加算したものを新たな
補正値ｒＥＧＲとして設定する。その後、ステップＳ３
０８に進む。

【００８４】こうしてステップＳ３０８に進むと、目標
ＥＧＲ開度Ｅtrg が小さくなって実際のＥＧＲ量が減少
するようになる。そして、ＥＧＲ量を減少させることに
より、エンジン１１の安定した燃焼状態を得ることがで
きるようになる。このようにエンジン１１の運転状態が
図４の領域Ｄ２内に位置する状態にあるときには、ＥＧ
Ｒ量を減少させることによっても燃焼状態の安定が図ら
れるため、その燃焼状態を安定させるための燃料噴射時
期及び点火時期の遅角を最小限にとどめることができ
る。そして、ステップＳ３０８の処理を実行した後、燃
焼制御ルーチン（図８）に戻る。

【００８５】ところで、エンジン１１が定常状態でなく
なったときには上記ステップＳ３０１でＮＯと判断さ
れ、ステップＳ３０９に進むことになる。また、エンジ
ン１１の運転状態が図４の領域Ｄ１内に位置する状態に
あるとき、即ち「Ｑbse ＞Ｑ１」であるときには上記ス
テップＳ３０２でＮＯと判断され、ステップＳ３０９に
進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ３０９の処理として補
正値ｒＥＧＲを「０」にした後、ステップＳ３０８の処
理を実行する。この場合、基本ＥＧＲ開度Ｅbseが目標
ＥＧＲ開度Ｅtrg として設定され、ＥＧＲ量の減量によ
る燃焼状態の安定化が図られることはない。

【００８６】従って、「成層燃焼」中においてエンジン
１１が定常状態で且つ低負荷運転のときのみ、ＥＧＲ量
を減量して燃焼状態を安定させるために、ＥＧＲバルブ
４３の閉じ制御が行われることとなる。これは、ＥＧＲ
バルブ４３を閉じてもスロットル開度には変化がなく、
燃焼室１６に吸入されるガス全体の量が多くなることで
燃焼状態が不安定になる低負荷時においても、過度に吸
入ガス量が増大するのを防止するためである。

【００８７】次に、燃焼制御ルーチンにおけるステップ
Ｓ１０４の処理について、図１１を参照して詳しく説明
する。この図１１は、目標スロットル開度Ｔtrg を算出
するための目標スロットル開度算出ルーチンを示すフロ
ーチャートである。目標スロットル開度算出ルーチン
は、上記燃焼制御ルーチンのステップＳ１０４に進んだ
とき、ＥＣＵ９２を通じて実行される。

【００８８】目標スロットル開度算出ルーチンにおい
て、ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０１の処理として、フ
ラグＦが「１」にセットされているか否か、即ちエンジ
ン１１が定常状態であるか否かを判断する。そして、
「Ｆ＝１」であってエンジン１１が定常状態である旨判
断されると、ステップＳ４０２に進む。ＥＣＵ９２は、
ステップＳ４０２の処理として、基本燃料噴射量Ｑbse
が判定値Ｑ１よりも大きいか否か、即ちエンジン１１の
運転状態が図４に示す成層燃焼領域Ｄの高荷側（図中領
域Ｄ１内）に位置する状態か否かを判断する。そして、
「Ｑbse ＞Ｑ１」であるならばステップＳ４０３に進
む。

【００８９】ステップＳ４０３〜ステップＳ４０８の処
理は、現在の気筒番号ｋに対応する気筒＃１〜＃４での
トルク差ｄｌｎ（ｋ）を許容値ｄｌｎ０にするためのも
のである。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０３の処理とし
て、「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」であるか否か判
断し、ＹＥＳならばステップＳ４０４に進む。ＥＣＵ９
２は、ステップＳ４０４の処理として、スロットルバル
ブ２３の開度を補正するための補正値ｒＴＨＲを算出す
る。即ち、ＥＣＵ９２は、補正値ｒＴＨＲに所定値Ｃｔ
ｈｒを加算したものを新たな補正値ｒＴＨＲとして設定
する。この補正値ｒＴＨＲは、エンジン１１の停止毎に
リセットされて初期値「０」に戻される。

【００９０】このように算出された補正値ｒＴＨＲは、
ステップＳ４０８の処理で用いられることとなる。この
ステップＳ４０８の処理においては、基本スロットル開
度Ｔbse から上記補正値ｒＴＨＲを減算することによっ
て、目標スロットル開度Ｔtrg が算出される。従って、
上記のように「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」である
旨判断されて補正値ｒＴＨＲが大きくなると、目標スロ
ットル開度Ｔtrg が小さくなって燃焼室１６に吸入され
るガス全体の量が減少するようになる。そして、同ガス
量を減少させることによって、吸気通路３２内の圧力が
低下して効率よく吸気通路３２に排気が再循環され、エ
ミッションの低減が図られるようになる。

【００９１】また、上記ステップＳ４０４の処理で補正
値ｒＴＨＲが設定された後、続くステップＳ４０５の処
理においてＥＣＵ９２は、上記設定された補正値ｒＴＨ
Ｒを上限ガードする。これは、補正値ｒＴＨＲが過度に
大きくなることで目標スロットル開度Ｔtrg が過度に小
さくなると、スロットルバルブ２３が閉じ過ぎた状態に
なるためである。

【００９２】一方、上記ステップＳ４０３の処理におい
て、「ｄｌｎ（ｋ）＜ｄｌｎ０−Ｃ２」でない旨判断さ
れると、ステップＳ４０６に進む。ＥＣＵ９２は、ステ
ップＳ４０６の処理として、「ｄｌｎ（ｋ）＞ｄｌｎ０
＋Ｃ１」であるか否か判断し、ＮＯならばステップＳ４
０８に進み、ＹＥＳならばステップＳ４０７に進む。Ｅ
ＣＵ９２は、ステップＳ４０７の処理として、上記補正
値ｒＴＨＲから所定値Ｃｔｈｒを減算したものを新たな
補正値ｒＴＨＲとして設定する。その後、ステップＳ４
０８に進む。

【００９３】こうしてステップＳ４０８に進むと、目標
スロットル開度Ｔtrg が大きくなって燃焼室１６に吸入
されるガス全体の量が増加するようになる。そして、同
ガス量を増加させることによって、吸気通路３２内の圧
力が上昇してＥＧＲ量が減少し、エンジン１１の安定し
た燃焼状態を得ることができるようになる。このように
エンジン１１の運転状態が図４の領域Ｄ１内に位置する
状態にあるときには、スロットルバルブ２３の開き制御
に基づくＥＧＲ量の減少によっても燃焼状態の安定が図
られるため、その燃焼状態を安定させるための燃料噴射
時期及び点火時期の遅角を最小限にとどめることができ
る。

【００９４】ところで、エンジン１１が定常状態でなく
なると、上記ステップＳ４０１の処理でＮＯと判断さ
れ、ステップＳ４０９に進むことになる。また、エンジ
ン１１の運転状態が図４の領域Ｄ２内に位置する状態に
あるとき、即ち「Ｑbse ＜Ｑ１」であるときには上記ス
テップＳ４０２でＮＯと判断され、ステップＳ４０９に
進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０９の処理として補
正値ｒＴＨＲを「０」にした後、ステップＳ４０８の処
理を実行する。この場合、基本スロットル開度Ｔbse が
目標スロットル開度Ｔtrg として設定され、スロットル
バルブ２３の開き制御に基づく燃焼状態の安定化が図ら
れることはない。

【００９５】従って、「成層燃焼」中においてエンジン
１１が定常状態で且つ高負荷運転のときのみ、ＥＧＲ量
を減量して燃焼状態を安定させるために、スロットルバ
ルブ２３の閉じ制御が行われることとなる。これはスロ
ットルバルブ２３を開くことにより、エンジン１１のポ
ンピングロスが低減され、そのポンピングロスに基づく
燃費の悪化が防止されるためである。

【００９６】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）エンジン１１の燃焼状態が安定であってトルク差
ｄｌｎ（ｋ）が小さいときには、燃料噴射時期が進角さ
れるとともに点火時期が同燃料噴射時期との間の期間を
一定に維持した状態で進角される。こうしてエンジン１
１の燃料噴射時期が進角することによって、そのエンジ
ン１１の出力トルクが向上するようになる。また、エン
ジン１１の燃焼状態が不安定であってトルク差ｄｌｎ
（ｋ）が大きいときには、燃料噴射時期が遅角されると
ともに点火時期が同燃料噴射時期との間の期間を一定に
維持した状態で遅角される。こうしてエンジン１１の燃
料噴射時期が遅角することによって、そのエンジン１１
の安定した燃焼状態が得られるようになる。上記のよう
に燃料噴射時期が進角する際には、燃料噴射時期と点火
時期との間の期間が一定に維持され、その期間の長さが
変化するのを防止することができるようになる。そのた
め、燃料噴射時期と点火時期との間の期間が例えば過度
に長くなることに基づき、点火プラグ４１周りの混合気
の空燃比が着火に不適切なものになったときに点火が行
われるのを防止することができ、こうした点火に基づく
燃焼状態の悪化を好適に防止することができる。従っ
て、上記燃料噴射時期の進角に基づく出力トルクの向上
を十分に得ることができるようになる。

【００９７】（２）エンジン１１の燃焼状態が不安定で
あるとき、即ちトルク差ｄｌｎ（ｋ）が大きいときに
は、燃料噴射時期及び点火時期を遅角させるだけでなく
ＥＧＲ量を減少させることによっても、エンジン１１に
おける燃焼状態の安定化が図られる。そのため、燃焼状
態を安定させるための上記燃料噴射時期及び点火時期の
遅角を最小限にとどめ、その遅角に基づき過度にエンジ
ン１１の出力トルクが低下するのを防止することができ
る。

【００９８】（３）「成層燃焼」中において、エンジン
１１が低負荷状態にあるときには燃焼室１６に吸入され
るガス全体の量が増大することに基づき燃焼が不安定に
なり易く、エンジン１１が高負荷状態にあるときには燃
焼室１６に吸入されるガス全体の量が減少することに基
づきポンピングロスが増大することとなる。本実施形態
では、燃焼状態を安定させるためのＥＧＲ量の減少が、
エンジン１１の低負荷時にはＥＧＲバルブ４３を閉じる
ことによって行われ、エンジン１１の高負荷時にはスロ
ットルバルブ２３を開くことによって行われる。そのた
め、上記のように燃焼状態の安定を意図してＥＧＲ量を
減少させる際、エンジン１１の低負荷時に燃焼が不安定
になったり、エンジン１１の高負荷時にポンピングロス
が増大して燃費が悪化したりするのを防止することがで
きる。

【００９９】（４）エンジン１１の燃焼状態に基づく燃
料噴射時期及び点火時期の制御（進角・遅角）が各気筒
＃１〜＃４毎に行われるため、各気筒＃１〜＃４におけ
る燃料噴射時期及び点火時期がそれぞれ燃焼状態を安定
させ且つ出力トルクが得られる状態となる。従って、燃
料噴射時期を進角させることに基づく出力トルクの向上
を各気筒＃１〜＃４の稼働時においてそれぞれ好適に得
ることができるようになる。

【０１００】なお、本実施形態は、例えば以下のように
変更することもできる。 ・本実施形態では、燃焼状態が安定しているか不安定か
をトルク差ｄｌｎ（ｋ）（トルク変動）に基づき判定す
るようにしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、
燃焼圧、燃焼光、排気中の窒素酸化物（ＨＣ）や酸素
（Ｏ2 ）の濃度、及び混合気の燃焼時に点火プラグ４１
の電極間に発生するイオン電流などに基づき、燃焼状態
が安定しているか不安定かを判定してもよい。

【０１０１】・本実施形態では、各気筒＃１〜＃４毎に
成層燃焼時の燃焼状態に基づく燃料噴射時期及び点火時
期の制御を実行したが、各気筒＃１〜＃４について一律
に燃料噴射時期及び点火時期の制御を行ってもよい。

【０１０２】・本実施形態では、基本燃料噴射量Ｑbse
が判定値Ｑ１よりも大きいか小さいかに基づき、燃焼状
態を安定させるためにＥＧＲ量を減少させる手段とし
て、ＥＧＲバルブ４３を閉じ制御とスロットルバルブ２
３の開き制御とのいずれかを選択するようにしたが、本
発明はこれに限定されない。即ち、上記判定値Ｑに代え
て二つの異なる判定値Ｑ２，Ｑ３（Ｑ２＞Ｑ３）を採用
し、「Ｑbse ＞Ｑ２」のとき上記スロットルバルブ２３
の開き制御を行い、「Ｑbse ＜Ｑ３」のとき上記ＥＧＲ
バルブ４３の閉じ制御を行うようにしてもよい。

【０１０３】・燃焼状態を安定させるためにＥＧＲ量を
減少させる手段として、ＥＧＲバルブ４３の閉じ制御と
スロットルバルブ２３の開き制御とのいずれか一方のみ
を実行するようにしたり、両方を同時に実行するように
したりしてもよい。

【０１０４】・上記のような燃焼状態を安定させるため
のＥＧＲ量の減少を必ずしも行う必要はない。 ・本実施形態では、燃料噴射時期及び点火時期の制御を
同燃料噴射時期と点火時期との間の期間が一定に維持さ
れるように行ったが、必ずしも一定にする必要はない。
即ち、燃料噴射時期と点火時期との間の期間が過度に長
くなったり短くなったりしないことを条件に、その期間
が変化するように燃料噴射時期及び点火時期の制御を行
ってもよい。

【０１０５】・「弱成層燃焼」時における圧縮行程中の
燃料噴射に本発明を適用してもよい。 ・ＥＧＲ通路４２及びＥＧＲバルブ４３等のＥＧＲ機構
を持たないエンジン１１に本発明を適用してもよい。

【０１０６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、燃料噴射
時期及び点火時期がそれぞれ燃焼状態を安定させ且つ機
関出力が得られる方向に制御されるため、その制御に基
づき燃料噴射時期が進角したときには点火時期も進角
し、それら燃料噴射時期と点火時期との間の期間が過度
に長くなることは防止される。そのため、上記燃料噴射
時期の進角時において、点火プラグ周りの混合気の空燃
比が着火に不適切なものとなったときに、点火プラグに
よる点火が行われるのを防止することができ、上記燃料
噴射時期の進角に基づく出力トルクの向上を十分に得る
ことができる。

【０１０７】請求項２記載の発明によれば、内燃機関の
燃焼状態が安定であるときには、燃料噴射時期の進角が
行われるだけでなく点火時期の進角も行われるため、そ
れら燃料噴射時期と点火時期との間の期間が過度に長く
なることは防止される。そのため、上記燃料噴射時期の
進角時において、点火プラグ周りの混合気の空燃比が着
火に不適切なものとなったときに、点火プラグによる点
火が行われるのを防止することができ、上記燃料噴射時
期の進角に基づく出力トルクの向上を十分に得ることが
できる。

【０１０８】請求項３記載の発明によれば、燃料噴射時
期及び点火時期の進角や遅角に伴い、燃料噴射時期と点
火時期との間の期間が変化するのを防止することができ
るようになる。その結果、点火プラグ周りの混合気の空
燃比が着火に不適切なものとなったときに点火プラグに
よる点火が行われるのを防止することができ、こうした
点火に基づく燃焼状態の悪化を好適に防止することがで
きる。

【０１０９】請求項４記載の発明によれば、内燃機関の
燃焼状態が不安定であるとき、排気再循環量を減少させ
ることにより燃焼状態を安定する方向に変化させること
ができるようになる。そのため、燃焼状態を安定させる
ための燃料噴射時期及び点火時期の遅角を最小限にとど
め、その燃料噴射時期及び点火時期の遅角に基づき過度
に出力トルクが低下するのを防止することができる。

【０１１０】請求項５記載の発明では、燃焼状態を安定
させるための排気再循環量の減少が、内燃機関の低負荷
時にはＥＧＲバルブを閉じることによって行われ、内燃
機関の高負荷時にはスロットルバルブを開くことによっ
て行われる。そのため、燃焼状態の安定を意図して排気
再循環量を減少させる際、内燃機関の低負荷時に燃焼が
不安定になったり、内燃機関の高負荷時にポンピングロ
スが増大したりするのを防止することができる。

【０１１１】請求項６記載の発明によれば、各気筒毎に
燃料噴射時期及び点火時期が燃焼状態を安定させ且つ機
関出力が得られる方向に制御されるため、燃料噴射時期
を進角させることに基づく出力トルクの向上を各気筒に
おいてそれぞれ好適に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる制御装置が適用されたエンジン
全体を示す断面図。

【図２】同エンジンにおける吸気及び排気ポートの形状
を示すシリンダヘッドの断面図。

【図３】上記制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【図４】エンジンの燃焼方式を決定する際に参照される
マップ。

【図５】ピストン頭部に形成された窪みを示す平面図。

【図６】燃料噴射時の燃焼室内を示す拡大断面図。

【図７】最終燃料噴射時期ａｉｎｊｃ（ｋ）の変化に対
する発生トルクｄｌ（ｋ）及びトルク差ｄｌｎ（ｋ）の
推移を示すグラフ。

【図８】成層燃焼時の燃焼制御手順を示すフローチャー
ト。

【図９】成層燃焼時の噴射・点火時期算出手順を示すフ
ローチャート。

【図１０】成層燃焼時の目標ＥＧＲ開度算出手順を示す
フローチャート。

【図１１】成層燃焼時の目標スロットル開度算出手順を
示すフローチャート。

【符号の説明】

１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、
１６…燃焼室、２１ｂ…カムポジションセンサ、２３…
スロットルバルブ、２４…スロットル用モータ、４０…
燃料噴射弁、４１…点火プラグ、４１ａ…イグナイタ、
４２…ＥＧＲ通路、４３…ＥＧＲバルブ、４４…スロッ
トルポジションセンサ、９２…電子制御ユニット（ＥＣ
Ｕ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｊ ３０１Ｎ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ｚ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｋ Ｆターム(参考） 3G022 AA04 AA07 AA08 AA10 BA01 CA09 DA01 DA02 DA07 DA10 EA00 FA04 FA08 GA00 GA01 GA02 GA05 GA08 3G062 AA03 AA07 AA08 BA05 BA08 CA07 CA08 DA02 EA05 EA11 EA12 EB02 ED04 FA05 FA08 FA17 FA23 GA00 GA04 GA07 3G084 AA03 AA04 BA05 BA15 BA17 BA20 CA03 CA04 DA01 EB02 EC02 EC03 FA18 FA32 FA34 FA38 FA39 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA16 HA17 JA01 KA08 KA09 LA00 LA03 LA05 LB04 LC03 MA11 MA19 NA06 NA08 NB11 NC02 NC08 ND01 NE11 NE12 NE14 NE15 NE16 NE17 NE23 PA11A PA11Z PA17Z PB05A PB05Z PE01Z PE02A PE02Z PE03Z PE04Z PE05Z PE07A PE07Z PF03Z

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】燃焼室内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁
   と、該燃料噴射弁より噴射された燃料と空気との混合気
   に対する点火を行う点火プラグとを備え、圧縮行程時に
   前記燃料噴射弁から燃料を噴射することにより成層燃焼
   を実行する内燃機関の制御装置において、 成層燃焼実行時に燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段
   と、 前記燃焼状態検出手段によって検出される燃焼状態に基
   づき、その燃焼状態を安定させ且つ機関出力が得られる
   方向に燃料噴射時期及び点火時期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。
2. 【請求項２】前記制御手段は、前記検出される燃焼状態
   が不安定であるときには燃料噴射時期及び点火時期の遅
   角を行い、前記検出される燃焼状態が安定であるときに
   は燃料噴射時期及び点火時期の進角を行う請求項１記載
   の内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】前記制御手段は、燃料噴射時期と点火時期
   との間の期間を一定に維持して燃料噴射時期及び点火時
   期の遅角及び進角を行う請求項１又は２記載の内燃機関
   の制御装置。
4. 【請求項４】請求項１〜３のいずれかに記載の内燃機関
   の制御装置において、 内燃機関の排気の一部を同機関の吸気系に再循環させる
   排気再循環機構を更に備え、前記制御手段は前記検出さ
   れる燃焼状態が不安定であるとき燃料噴射時期及び点火
   時期の遅角を行うとともに排気再循環量を減少させるこ
   とを特徴とする内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】前記排気再循環機構には内燃機関の排気系
   と吸気系とを連通する通路の排気流通量を調整するＥＧ
   Ｒバルブが設けられ、 内燃機関の吸気系には同機関の吸入空気量を調整するス
   ロットルバルブが設けられ、 前記制御手段は、前記検出される燃焼状態が不安定であ
   るとき、内燃機関が低負荷運転状態であることを条件に
   前記ＥＧＲバルブを閉じて排気再循環量を減少させ、内
   燃機関が高負荷運転状態であることを条件に前記スロッ
   トルバルブを開いて排気再循環量を減少させる請求項４
   記載の内燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】前記内燃機関は複数の気筒を有するもので
   あって、前記燃焼状態検出手段は前記各気筒毎に燃焼状
   態をそれぞれ検出するものであり、前記制御手段は燃焼
   状態に応じた燃料噴射時期及び点火時期の制御を前記各
   気筒毎に行う請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関
   の制御装置。