JP2000154745A - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

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JP2000154745A
JP2000154745A JP10326556A JP32655698A JP2000154745A JP 2000154745 A JP2000154745 A JP 2000154745A JP 10326556 A JP10326556 A JP 10326556A JP 32655698 A JP32655698 A JP 32655698A JP 2000154745 A JP2000154745 A JP 2000154745A
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    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

(57)【要約】 【課題】複数の燃焼形態にて運転可能なエンジンにおい
て、燃焼形態をドライバに違和感を感じさせずに変更す
ることができ、かつドライバの要求に対する出力トルク
の追従性を向上させ、運転フィーリングの向上を図るこ
とができるエンジン制御装置を得ること。 【解決手段】 複数の定常燃焼形態を実現可能なエンジ
ンの燃焼形態をエンジン運転中に状況に応じて他の定常
燃焼形態に変更する場合に、変更前の定常燃焼形態と変
更後の定常燃焼形態との間の中間的な燃焼形態である中
間燃焼形態を実現して定常燃焼形態の変更を行う燃焼形
態実施手段を設ける。燃焼形態実施手段は、燃焼形態を
変更する場合は中間燃焼形態を実現し、燃焼形態が他の
定常燃焼形態に移行するまでの間の適切な吸気・ＥＧＲ
制御、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火時期制
御を総合的に行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はエンジン制御装置に
関し、特に、同一の運転領域にて複数の異なる燃焼形態
を実現できるエンジン制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、車両用エンジンにおいて、燃
費向上のためにエンジン回転数やエンジン負荷に応じて
複数の異なる燃焼形態を切り替えてエンジン運転を行う
エンジン制御装置がある。
【０００３】例えば、燃焼室内に直接燃料を噴射する筒
内噴射型エンジンにおいては、燃焼室内に点火時期寸前
に燃料を噴射して点火プラグの周辺は濃い（リッチ）が
燃焼室内全体では希薄（リーン）である成層混合気を形
成し燃焼させる成層燃焼が可能である。この成層燃焼運
転によるポンピングロスの低減等により燃費低減を図る
ことができる。
【０００４】しかし、成層燃焼は運転可能な領域が非常
に狭く、高出力運転には不向きであるため、通常の走行
を考慮すると、燃費低減効果は限られる。
【０００５】そこで、成層燃焼よりも負荷の高い領域に
おいても燃費を向上させる燃焼として、均一リーン燃焼
が行われる場合がある。均一リーン燃焼とは、燃焼室内
に均一で理論空燃比よりも薄い混合気を供給して希薄燃
焼させるものであり、通常燃焼よりもポンピングロスを
低減することができ、燃焼室内のかき混ぜ効果により理
論熱効率の向上を図ることができる。これにより、燃費
の低減効果を得ることができる。
【０００６】しかし、成層燃焼や均一リーン燃焼等のリ
ーン燃焼の場合には、排気ガス中に多量のＯ2 が存在す
るためＮＯｘの還元反応が起こらず、これを三元触媒に
より浄化することは困難である。そこで、リーン燃焼を
行うエンジンの排気ガス浄化装置として、従来よりリー
ン燃焼によるＮＯｘを一時的に吸蔵しておくことができ
るＮＯｘ吸蔵触媒が用いられている。
【０００７】このようなエンジンでは、リーン燃焼時に
ＮＯｘ吸蔵触媒に吸蔵されたＮＯｘを浄化させるため
に、一時的な均一リッチ燃焼運転が要求される。この均
一リッチ燃焼運転により、排気ガス中にＣＯ、ＨＣ、Ｈ
2 を余分に発生させ、吸蔵されているＮＯｘを浄化す
る。
【０００８】また、リーン燃焼を行わない中高負荷側の
運転領域において燃費を低減させるためにＥＧＲ運転が
行われる。ＥＧＲ運転は、燃焼室から排出された排気ガ
スの一部を吸気通路に導入する燃焼形態をいい、これに
より、ポンピングロスの低減、冷却損失の低減、比熱比
の増大を図ることができ、燃費の低減効果を得ることが
できる。しかし、ＥＧＲガスは、吸気通路内の負圧によ
ってその流入量が異なるため、それに応じてＥＧＲガス
量を制御するＥＧＲバルブを制御しなければならない。
【０００９】このように、燃焼形態を他の燃焼形態に変
更する場合に実行される燃料噴射量、噴射時期、点火時
期、吸入空気量、ＥＧＲ量等の制御はかなり複雑なもの
となる。また、更に燃焼形態を変更する際にはエンジン
の出力トルクに急激な変動を与えず、燃焼形態の変更制
御を実行するのが望まれている。
【００１０】従来、これらの制御は、まず最初に、ドラ
イバのスロットル操作と選択された燃焼形態に対応した
吸入空気量を得ることができるスロットル開度位置にス
ロットルバルブを制御する。次に、スロットルバルブの
開度の変化によって変動した吸入空気量を計測し、その
計測した吸入空気量に基づいた燃料噴射量や点火時期等
の制御が実行されている。
【００１１】これにより、実際の吸入空気量に対応した
燃料噴射量、噴射時期、点火時期、ＥＧＲ量の制御を行
ない、エンジンの出力トルクに急激な変化を与えないよ
うに燃焼形態の切換を行う制御がなされている。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このように実
際の吸入空気量の変化を計測し、これを基準とした燃料
噴射量や点火時期等の制御を行っていたのでは、変化し
た吸入空気量を検出するまでの間、若しくは変化中の吸
入空気量に正確に対応した燃料噴射量や点火時期等の制
御を行うことが困難であった。
【００１３】特に、燃焼形態を変更する場合に、燃焼形
態相互間にて空燃比やＥＧＲ量が大きく異なるときに
は、スロットルバルブやＥＧＲバルブは瞬時にその開度
位置を変更しなければならないが、吸気通路に設けられ
たスロットルバルブとエンジンの燃焼室との間の距離
や、吸気通路内の負圧、スロットルバルブやＥＧＲバル
ブのアクチュエータを駆動する際の応答性等の問題か
ら、実際に変化した吸入空気が燃焼室内に吸入されるま
でには時間差が生じ、その間の正確な燃料噴射量や点火
時期等の制御が困難であった。
【００１４】このような場合に、吸入空気量を予め予測
し、この予測した値に対して燃料噴射量や点火時期の制
御を行う方法も考えられるが、温度変化や気圧変化に応
じて種々変化する吸入空気の状態変化を予測することは
困難であり、また、予測した吸入空気量では実際と異な
り正確に対応した制御を行うことが困難であった。
【００１５】したがって、燃焼形態の変更時において実
際に実現される出力トルクと適合せず、混合気の生成不
良による出力損失や未燃ガスの生成、点火時期のズレに
よりトルクの滑らかなつながりを阻害し、エンジン出力
のもたつき感やトルクショック等を生じさせ、ドライバ
の意思とエンジン出力とがかけ離れてドライバに違和感
を感じさせるおそれがあり、ドライバの要求に常に対応
した出力を得ることが困難であった。
【００１６】本発明は、上述した不具合を解決すべくな
されたものであり、その目的は、複数の燃焼形態にて運
転可能なエンジンにおいて、燃焼形態をドライバに違和
感を感じさせずに変更でき、かつドライバの要求に対す
る出力トルクの追従性を向上させ、運転フィーリングの
向上を図ることができるエンジン制御装置を提供するこ
とにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】上記不具合を解決するた
めに、本発明の請求項１にかかるエンジン制御装置は、
運転状況に応じてエンジンの燃焼形態を変更する制御を
行うエンジン制御装置において、空燃比が略一定の定常
的な燃焼形態のうち空燃比の異なる複数の定常的な燃焼
形態が設定されている定常燃焼形態と、複数の定常燃焼
形態の一つをベース燃焼形態とし、ベース燃焼形態から
他の定常燃焼形態へ変更する中間的な燃焼を行う中間燃
焼形態と、を実現する燃焼形態実施手段を備える。
【００１８】これによれば、運転状況に応じた定常燃焼
形態が実現され、運転状況の変更に応じて定常燃焼形態
が他の定常燃焼形態に変更される際に中間燃焼形態が実
現される。したがって、燃焼形態の変更途中においても
目標トルクを基準とした積極的なエンジン制御が行わ
れ、出力トルクの滑らかなつながりが実現され、ドライ
バの要求に応じたエンジン出力を得ることができる。
【００１９】尚、定常燃焼形態とは、目標空燃比や目標
ＥＧＲ率が略一定の燃焼形態をいう。また、中間燃焼形
態とは、定常燃焼形態間の中間的な燃焼形態をいい、目
標空燃比や目標ＥＧＲ率が時間経過と共に変動する燃焼
形態をいう。
【００２０】請求項２にかかる発明は、前記複数の定常
燃焼形態が、成層燃焼形態を行う成層燃焼形態と、均一
燃焼で理論空燃比よりも薄い混合気により燃焼を行う均
一リーン燃焼形態と、均一燃焼で理論空燃比よりも濃い
混合気により燃焼を行う均一リッチ燃焼形態と、理論空
燃比近傍でＥＧＲガスの環流を行う均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲ有り）燃焼形態又はＥＧＲガスの環流を行わない均
一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態としたことを特徴
とする。これによれば、運転状況に応じて上記５種類の
定常燃焼形態が実現され、それぞれの燃焼形態により燃
費向上、出力向上、排気ガス浄化等の各目的を達成する
ことができる。
【００２１】請求項３にかかる発明は、アクセルペダル
の踏込量とエンジン回転数によりエンジンに要求される
出力トルクを算出し目標トルクとして設定する目標トル
ク設定手段と、目標トルクに基づいて求めたエンジン運
転領域とエンジン運転状況に応じて前記複数の定常燃焼
形態から一つの定常燃焼形態を選択し目標燃焼形態とし
て設定する目標燃焼形態設定手段と、現状の燃焼形態を
把握する現状燃焼形態把握手段と、その把握した現状燃
焼形態と前記目標燃焼形態とが同一の燃焼形態か否かを
判断する判断手段とを有しており、燃焼形態実施手段
は、現状燃焼形態と目標燃焼形態とが同一の燃焼形態で
ある場合は目標燃焼形態として設定された定常燃焼形態
を実現し、現状燃焼形態と目標燃焼形態とが異なる燃焼
形態である場合は中間燃焼形態を実現することを特徴と
する。これによれば、エンジン運転領域とエンジン運転
状態とに応じて燃焼形態が選択され、定常燃焼形態若し
くは中間燃焼形態が実現される。
【００２２】請求項４に記載の発明は、前記燃焼形態実
施手段が、定常燃焼形態又は中間燃焼形態を実現するた
めの吸気制御及びＥＧＲ制御を行うスロットルバルブ制
御手段とＥＧＲバルブ制御手段の各制御値を算出する吸
気・ＥＧＲ制御値算出手段と、定常燃焼形態又は中間燃
焼形態における目標空燃比を算出する最終目標空燃比算
出手段と、定常燃焼形態又は中間燃焼形態における基本
燃料噴射量を算出する最終基本燃料噴射量算出手段と、
定常燃焼形態又は中間燃焼形態において実際に出力され
ると予測される出力トルクを予測トルクとして算出する
予測トルク算出手段と、定常燃焼形態又は中間燃焼形態
における燃料噴射時期を算出する最終基本燃料噴射時期
算出手段と、定常燃焼形態又は中間燃焼形態における点
火時期を算出する最終基本点火時期算出手段とを備え
る。
【００２３】これによれば、上記各算出手段により各制
御値が算出され、これら各制御値を用いて現状の燃焼形
態を実現するための吸入空気量、ＥＧＲ量、燃料噴射
量、点火時期、燃料噴射時期の制御が行われる。これに
より、実際に出力される出力トルクに適合した制御を行
うことができ、ドライバの要求に常に対応した出力を得
ることができる。
【００２４】したがって、ドライバの意思とエンジン出
力との相違を感じさせることがなく、ドライバの要求に
対する出力トルクの追従性を向上させることができる。
また、ドライバに違和感を与えることなく、燃焼形態を
他の燃焼形態に切り換えることができる。
【００２５】請求項５に記載の発明は、請求項４に記載
の吸気・ＥＧＲ制御値算出手段が目標トルクとエンジン
回転数に基づき目標燃焼形態における基本燃料噴射量、
ＥＧＲ率、目標空燃比をそれぞれ初期設定する手段と、
各初期設定値に基づいて前記吸気通路のスロットルバル
ブ制御手段の下流側に位置する吸気管内の圧力応答値の
空気有効成分分圧に対する制御目標値である空気有効成
分分圧制御目標値と、ＥＧＲガス有効成分分圧に対する
制御目標値であるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値を
設定する手段と、各初期設定値と新気空気量計測値と吸
気管圧力値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空気
有効成分分圧を推定した値である空気有効成分分圧推定
値と、ＥＧＲガス有効成分分圧を推定した値であるＥＧ
Ｒガス有効成分分圧推定値を算出する手段と、スロット
ルバルブの制御値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値
の空気有効成分分圧を予測した値である空気有効成分分
圧予測値とＥＧＲガス有効成分分圧を予測した値である
ＥＧＲガス有効成分分圧予測値を算出する手段と、ＥＧ
Ｒガス有効成分分圧推定値とＥＧＲガス有効成分分圧制
御目標値との偏差に基づいてＥＧＲガス流量の設定値を
算出する手段と、空気有効成分分圧の推定値と空気有効
成分分圧制御目標値との偏差に基づいて前記スロットル
バルブ制御手段のスロットルバルブ通過空気流量の設定
値を算出する手段と、ＥＧＲガス流量の設定値と吸気管
圧力とに基づいてＥＧＲバルブのバルブ開度指示値を算
出する手段と、スロットルバルブ通過空気流量の設定値
と吸気管圧力に基づいて前記スロットルバルブ制御手段
のスロットルバルブ開度指示値を算出する手段と、を備
えていることを特徴とする。
【００２６】これによれば、目標トルクとエンジン回転
数で表される運転領域毎に目標燃焼形態においての基本
燃料噴射量、ＥＧＲ率、目標空燃比が初期設定され、各
初期設定値に基づいて吸気通路のスロットルバルブ制御
手段の下流側に位置する吸気管内の圧力応答値の空気有
効成分分圧に対する制御目標値である空気有効成分分圧
制御目標値と、ＥＧＲガス有効成分分圧に対する制御目
標値であるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値が設定さ
れる。
【００２７】そして、各初期設定値と新気空気量計測値
と吸気管圧力値に基づいて吸気管内の圧力応答値の空気
有効成分分圧を推定した値である空気有効成分分圧推定
値と、ＥＧＲガス有効成分分圧を推定した値であるＥＧ
Ｒガス有効成分分圧推定値が算出され、スロットルバル
ブの制御値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空気
有効成分分圧を予測した値である空気有効成分分圧予測
値とＥＧＲガス有効成分分圧を予測した値であるＥＧＲ
ガス有効成分分圧予測値が算出される。
【００２８】それから、ＥＧＲガス有効成分分圧推定値
とＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値との偏差に基づい
てＥＧＲガス流量の設定値が算出され、空気有効成分分
圧の推定値と空気有効成分分圧制御目標値との偏差に基
づいてスロットルバルブ制御手段のスロットルバルブ通
過空気流量の設定値が算出される。
【００２９】そして、ＥＧＲガス流量の設定値と吸気管
圧力とに基づいてＥＧＲバルブのバルブ開度指示値が算
出され、スロットルバルブ通過空気流量の設定値と吸気
管圧力に基づいて前記スロットルバルブ制御手段のスロ
ットルバルブ開度指示値が算出される。
【００３０】したがって、上記算出された制御値を用い
てスロットルバルブ制御手段とＥＧＲバルブ制御手段を
制御することにより、空気有効成分とＥＧＲガス有効成
分とを推定しながら吸気・ＥＧＲ制御を行うことがで
き、実際の吸入空気量に対するフィードバックを行うた
め、チャンバー遅れやアクチュエータ遅れを補償する吸
気・ＥＧＲ制御を行うことができる。
【００３１】請求項６に記載の発明は、最終基本燃料噴
射量算出手段が、燃焼形態実施手段により実現される燃
焼形態が定常燃焼形態である場合は、目標燃焼形態にお
ける目標空燃比の初期設定値である目標燃焼形態目標空
燃比初期設定値と、空気有効成分分圧推定値又は空気有
効成分分圧予測値のいずれか一方とを用いて、定常燃焼
形態における基本燃料噴射量である最終基本燃料噴射量
を算出することを特徴とする。
【００３２】これによれば、最終基本燃料噴射量は、現
在の実際の空気有効成分分圧と目標燃焼形態の目標空燃
比とを用いて算出される。したがって、エンジンのシリ
ンダ内に実際に吸入される吸入空気量に対応した燃料量
を噴射をすることができ、定常燃焼形態の目標空燃比を
正確に実現することができる。
【００３３】請求項７に記載の発明は、予測トルク算出
手段が、空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧
予測値のいずれか一方と目標燃焼形態における空気有効
成分制御目標値との比により目標トルクを補正すること
により、燃焼形態における予測トルクを算出することを
特徴とする。
【００３４】これによれば、予測トルクは、現在の実際
の空気有効成分分圧と目標トルクを出力するのに必要と
される空気有効成分分圧との比を用いて目標トルクを補
正することにより算出される。ここで、予測トルクと
は、目標トルクに対して過渡運転時にスロットルバルブ
等の制御時から遅れて実際に実現される出力トルクを、
吸入空気量の変化やスロットルバルブの制御量に基づい
て予測した出力トルクをいう。したがって、現状におい
て目標トルクに対して実際に実現される予測トルクを算
出することができる。
【００３５】請求項８に記載の発明は、燃焼形態実施手
段により実現される燃焼形態が定常燃焼形態である場合
に、最終基本燃料噴射時期算出手段が予測トルクとエン
ジン回転数に基づいて定常燃焼形態における基本燃料噴
射時期である最終基本燃料噴射時期を算出することを特
徴とする。これによれば、定常燃焼形態における最終基
本燃料噴射時期は、予測トルクとエンジン回転数とに基
づいて算出される。これにより、定常燃焼形態において
実際に実現される出力トルクに適合した燃料噴射時期に
て燃料噴射を行うことができ、燃料噴射時期の早出・遅
延を防止して混合気の生成不良による出力損失や未燃ガ
スの生成等を防止することができる。
【００３６】請求項９に記載の発明は、燃焼形態実施手
段により実現される燃焼形態が定常燃焼形態である場合
に、最終基本点火時期算出手段が予測トルクとエンジン
回転数に基づいて定常燃焼形態における基本点火時期で
ある最終基本点火時期を算出することを特徴とする。こ
れによれば、定常燃焼形態における最終基本点火時期
は、予測トルクとエンジン回転数とに基づいて算出され
る。これにより、定常燃焼形態において、実際に実現で
きる出力トルクに適合した点火時期にて点火を行うこと
ができ、点火時期のズレによるノッキングの発生等を防
止することができる。
【００３７】請求項１０に記載の発明は、前記燃焼形態
実施手段が、中間燃焼形態におけるベース燃焼形態から
目標燃焼形態への移行度合を示す中間燃焼比率を算出す
る中間燃焼比率算出手段と、中間燃焼比率に基づいて中
間燃焼形態の終了判定を行う中間燃焼形態終了判定手段
とを備える。これによれば、中間燃焼形態を実現するた
めに必要とされる中間燃焼比率と中間燃焼形態を実現す
るための最終基本目標空燃比が算出される。また、中間
燃焼比率に基づいて中間燃焼形態が終了したか否かが判
定される。
【００３８】請求項１１に記載の発明は、前記中間燃焼
比率算出手段が、目標トルクに基づいてベース燃焼形態
の基本燃料噴射量、基本目標空燃比、基本ＥＧＲ量の初
期設定値をそれぞれ算出するベース燃焼形態初期設定値
算出手段と、該算出された各初期設定値に基づいて前記
ベース燃焼形態における前記吸気管内の圧力応答値の空
気有効成分分圧に対する制御目標値である空気有効成分
分圧制御目標値とＥＧＲガス有効成分分圧に対する制御
目標値であるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値とを算
出するベース燃焼形態制御目標値算出手段と、を有して
いることを特徴とする。
【００３９】これによれば、ベース燃焼形態初期設定値
算出手段によりベース燃焼形態における基本燃料噴射量
初期設定値、基本目標空燃比初期設定値、基本ＥＧＲ量
初期設定値が算出され、ベース燃焼形態制御目標値算出
手段によりベース燃焼形態における空気有効成分分圧制
御目標値とＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値が算出さ
れる。
【００４０】請求項１２、１８、２４、３０に記載の発
明は、中間燃焼比率算出手段が中間燃焼形態の中間燃焼
比率を算出することを特徴とする。請求項１２に記載の
発明は、燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が
均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃
焼形態との間の中間燃焼形態である場合、中間燃焼比率
算出手段は、目標燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標
値とベース燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標値、及
び空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測値
のいずれか一方と、を用いて中間燃焼比率であるリーン
比率を算出することを特徴とする。
【００４１】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態におけるリーン比率は、目標燃焼形態若しくはベース
燃焼形態となる均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態
と均一リーン燃焼形態の各空気有効成分分圧制御目標値
と、空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測
値のいずれか一方と、を用いて算出される。
【００４２】請求項１８に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃
焼形態である場合、中間燃焼比率算出手段は、中間燃焼
形態を開始してからの経過時間である中間燃焼開始後時
間に基づいて中間燃焼形態の中間燃焼比率であるリッチ
比率を算出することを特徴とする。これによれば、均一
ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
態との間の中間燃焼形態におけるリッチ比率は、中間燃
焼開始後時間に基づいて算出される。これは、均一リッ
チ燃焼形態の場合は、理論空燃比よりもリッチ側の空燃
比による燃焼形態であり、中間燃焼形態の移行の度合は
直接燃料噴射量に依存されるためである。
【００４３】請求項２４に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態の間の中間燃焼形態である場合、中間燃焼比率算出
手段は、空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧
予測値のいずれか一方と、ＥＧＲガス有効成分分圧推定
値又はＥＧＲガス有効成分分圧予測値のいずれか一方
と、予め設定されている空気有効成分の気体定数と、Ｅ
ＧＲガス有効成分の気体定数とに基づいて中間燃焼形態
のＥＧＲ率である予測ＥＧＲ率を算出し、この予測ＥＧ
Ｒ率と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態における
ＥＧＲ率初期設定値とに基づいて、中間燃焼形態の中間
燃焼比率であるＥＧＲ比率を算出することを特徴とす
る。
【００４４】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態
の間の中間燃焼形態における予測ＥＧＲ率は、空気有効
成分分圧、ＥＧＲガス有効成分分圧、空気有効成分分圧
の気体定数、ＥＧＲガス有効成分の気体定数とに基づい
て算出される。ここで算出される予測ＥＧＲ率は、均一
ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
（ＥＧＲ有り）燃焼形態の間の中間燃焼形態におけるＥ
ＧＲ率である。
【００４５】また、ＥＧＲ比率は、予測ＥＧＲ率と均一
ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態におけるＥＧＲ率初
期設定値とに基づいて算出される。ＥＧＲ比率は、均一
ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
（ＥＧＲ有り）燃焼形態の間の中間燃焼形態の中間燃焼
比率である。
【００４６】請求項３０に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が成層燃焼形態と均一リ
ーン燃焼形態との間の中間燃焼形態である場合、中間燃
焼比率算出手段は、目標燃焼形態の空気有効成分分圧制
御目標値とベース燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標
値と、空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予
測値のいずれか一方とを用いて中間燃焼形態の中間燃焼
比率である成層比率を算出することを特徴とする。
【００４７】これによれば、成層燃焼形態と均一リーン
燃焼形態との間の中間燃焼形態における成層比率は、目
標燃焼形態若しくはベース燃焼形態となる成層燃焼形態
と均一リーン燃焼形態の各空気有効成分分圧制御目標値
と、空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測
値のいずれか一方と、を用いて算出される。
【００４８】請求項１３、１９、２５、３１に記載の発
明は、最終目標空燃比算出手段が中間燃焼形態の目標空
燃比である最終目標空燃比を算出することを特徴とす
る。請求項１３に記載の発明は、燃焼形態実施手段によ
り実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲなし）
燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
ある場合、最終目標空燃比算出手段は、目標燃焼形態の
目標空燃比の初期設定値である目標燃焼形態目標空燃比
初期設定値と、ベース燃焼形態の目標空燃比の初期設定
値であるベース燃焼形態目標空燃比初期設定値とをリー
ン比率を用いて直線補間することにより最終目標空燃比
を算出することを特徴とする。
【００４９】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態における最終目標空燃比は、均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態の目標燃焼形態目標空燃比初期設定値と
均一リーン燃焼形態の目標燃焼形態目標空燃比初期設定
値を、リーン比率を用いて直線補間することにより算出
される。
【００５０】請求項１９に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が、均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間
燃焼形態である場合、最終目標空燃比算出手段は、目標
燃焼形態の目標空燃比の初期設定値である目標燃焼形態
目標空燃比初期設定値と、ベース燃焼形態の目標空燃比
の初期設定値であるベース燃焼形態目標空燃比初期設定
値とをリッチ比率を用いて直線補間することにより中間
目標燃焼形態の目標空燃比である最終目標空燃比を算出
することを特徴とする。
【００５１】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃焼形
態における最終目標空燃比は、均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態の目標燃焼形態目標空燃比初期設定値と
均一リッチ燃焼形態の目標燃焼形態目標空燃比初期設定
値とを、リッチ比率を用いて直線補間することにより算
出される。
【００５２】請求項２５に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態との間の中間燃焼形態である場合、最終目標空燃比
算出手段は、目標燃焼形態の目標空燃比の初期設定値で
ある目標燃焼形態目標空燃比初期設定値を中間目標燃焼
形態の目標空燃比である最終目標空燃比として算出する
ことを特徴とする。
【００５３】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態
との間の中間燃焼形態における最終目標空燃比は、目標
燃焼形態となる均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態
又は均一リッチ燃焼形態の目標燃焼形態目標空燃比初期
設定値とされる。これは、空燃比が、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有
り）燃焼形態との間では変化しないためである。
【００５４】請求項３１に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が成層燃焼形態と均一リ
ーン燃焼形態との間の中間燃焼形態である場合、最終目
標空燃比算出手段は、目標燃焼形態の目標空燃比の初期
設定値である目標燃焼形態目標空燃比初期設定値と、ベ
ース燃焼形態の目標空燃比の初期設定値であるベース燃
焼形態目標空燃比初期設定値とを成層比率を用いて直線
補間することにより中間目標燃焼形態の仮の目標空燃比
である仮目標空燃比を算出する。
【００５５】そして、予め設定されている成層燃焼リッ
チ限界空燃比と比較し、算出した仮目標空燃比が成層燃
焼リッチ限界空燃比よりもリーン側である場合は仮目標
空燃比を中間燃焼形態における最終目標空燃比として算
出し、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりも
リッチ側である場合は燃焼形態が均一リーン燃焼形態で
あるときの目標空燃比の初期設定値を中間燃焼形態にお
ける最終目標空燃比として算出することを特徴とする。
【００５６】これによれば、一旦、仮目標空燃比が算出
され、その仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よ
りもリーン側の場合は仮目標空燃比が最終目標空燃比と
して設定される。また、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ
限界空燃比よりもリッチ側の場合は燃焼形態が均一リー
ン燃焼形態であるときの目標空燃比の初期設定値が最終
目標空燃比として設定される。
【００５７】請求項１４に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃
焼形態である場合において、予測トルク算出手段は、リ
ーン比率が１以上である場合は、空気有効成分分圧推定
値又は空気有効成分分圧予測値のいずれか一方と、燃焼
形態が均一リーン燃焼形態であるときの空気有効成分制
御目標値とにより目標トルクを補正することにより予測
トルクを算出する。
【００５８】また、リーン比率が０以下である場合は、
空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測値の
いずれか一方と、燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態であるときの空気有効成分制御目標値の初
期設定値とにより目標トルクを補正することにより予測
トルクを算出する。そして、リーン比率が０より大きく
１より小さい場合は、目標トルクの値を予測トルクの値
とする。
【００５９】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態における予測トルクは、リーン比率が１以上である場
合は、空気有効成分分圧と、燃焼形態が均一リーン燃焼
形態であるときの空気有効成分制御目標値とによって、
目標トルクを補正することにより算出される。
【００６０】また、リーン比率が０以下である場合は、
空気有効成分分圧と、燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態であるときの空気有効成分制御目標値
の初期設定値とによって、目標トルクを補正することに
より算出される。更に、リーン比率が０より大きく１よ
り小さい場合は、目標トルクの値が予測トルクの値とさ
れる。
【００６１】請求項２０に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃
焼形態である場合、予測トルク算出手段は、空気有効成
分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測値のいずれか一
方と、目標燃焼形態における空気有効成分制御目標値と
の比により目標トルクを補正することにより、予測トル
クを算出する。これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃焼
形態における予測トルクは、空気有効成分分圧と、目標
燃焼形態となる均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態
又は均一リッチ燃焼形態の空気有効成分制御目標値との
比により目標トルクを補正することにより算出される。
【００６２】請求項２６に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態との間の中間燃焼形態である場合、予測トルク算出
手段は、空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧
予測値のいずれか一方と、目標燃焼形態における空気有
効成分制御目標値との比により目標トルクを補正するこ
とにより、予測トルクを算出する。これによれば、均一
ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
（ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態における
予測トルクは、空気有効成分分圧と、目標燃焼形態とな
る均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態又は均一スト
イキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態の空気有効成分制御目標
値との比により目標トルクを補正することにより算出さ
れる。
【００６３】請求項３２に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が成層燃焼形態と均一リ
ーン燃焼形態との間の中間燃焼形態である場合、予測ト
ルク算出手段は、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空
燃比よりもリーン側でかつ成層比率が１以上であるとき
は空気有効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測値
のいずれか一方と、成層燃焼形態における空気有効成分
分圧制御目標値との比により目標トルクを補正すること
により予測トルクを算出する。
【００６４】また、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界
空燃比よりもリッチ側であるときは目標トルクを空気有
効成分分圧推定値又は空気有効成分分圧予測値のいずれ
か一方と燃焼形態が均一リーンであるときの空気有効成
分制御目標値の比により目標トルクを補正することによ
り予測トルクを算出する。
【００６５】これによれば、成層燃焼形態と均一リーン
燃焼形態との間の中間燃焼形態における予測トルクは、
仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリーン
側でかつ成層比率が１以上であるときは、空気有効成分
分圧と成層燃焼形態における空気有効成分分圧制御目標
値との比により目標トルクを補正することにより算出さ
れる。
【００６６】また、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界
空燃比よりもリッチ側であるときは、目標トルクを空気
有効成分分圧と燃焼形態が均一リーンであるときの空気
有効成分制御目標値との比により目標トルクを補正する
ことにより算出される。
【００６７】請求項１５、２１、２７、３３に記載の発
明は、最終基本燃料噴射時期算出手段が中間燃焼形態の
基本燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期を算出す
ることを特徴とする。請求項１５に記載の発明は、燃焼
形態実施手段により実現される燃焼形態が均一ストイキ
オ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間
の中間燃焼形態である場合、最終基本燃料噴射時期算出
手段は、目標燃焼形態における基本燃料噴射時期とベー
ス燃焼形態における基本燃料噴射時期とをリーン比率を
用いて直線補間することにより最終基本燃料噴射時期を
算出する。
【００６８】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態における最終基本燃料噴射時期は、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態の基本燃料噴射時期と均一リー
ン燃焼形態の基本燃料噴射時期をリーン比率を用いて直
線補間することにより算出される。
【００６９】請求項２１に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃
焼形態である場合、最終基本燃料噴射時期算出手段は、
目標燃焼形態における基本燃料噴射時期とベース燃焼形
態における基本燃料噴射時期とをリッチ比率を用いて直
線補間することにより最終基本燃料噴射時期を算出す
る。
【００７０】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃焼形
態における最終基本燃料噴射時期は、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態の基本燃料噴射時期と均一リッ
チ燃焼形態の基本燃料噴射時期をリッチ比率を用いて直
線補間することにより算出される。
【００７１】請求項２７に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態との間の中間燃焼形態である場合、最終基本燃料噴
射時期算出手段は、目標燃焼形態における基本燃料噴射
時期とベース燃焼形態における基本燃料噴射時期とをＥ
ＧＲ比率を用いて直線補間することにより最終基本燃料
噴射時期を算出する。
【００７２】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態
との間の中間燃焼形態における最終基本燃料噴射時期
は、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態の基本燃料
噴射時期と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態の基
本燃料噴射時期をＥＧＲ比率を用いて直線補間すること
により算出される。
【００７３】請求項３３に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が成層燃焼形態と均一リ
ーン燃焼形態との間の中間燃焼形態である場合、最終基
本燃料噴射時期算出手段は、仮目標空燃比が成層燃焼リ
ッチ限界空燃比よりもリーン側であるときは燃焼形態が
成層燃焼形態であるときの基本燃料噴射時期を最終基本
燃料噴射時期として算出する。そして、仮目標空燃比が
成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリッチ側であるときは
燃焼形態が均一リーン燃焼形態であるときの基本燃料噴
射時期を最終基本燃料噴射時期として算出する。
【００７４】これによれば、成層燃焼形態と均一リーン
燃焼形態との間の中間燃焼形態における最終基本燃料噴
射時期は、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よ
りもリーン側であるときは燃焼形態が成層燃焼形態であ
るときの基本燃料噴射時期が算出され、仮目標空燃比が
成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリッチ側であるときは
燃焼形態が均一リーン燃焼形態であるときの基本燃料噴
射時期が最終基本燃料噴射時期として算出される。
【００７５】請求項１６、２２、２８、３４に記載の発
明は、最終基本点火時期算出手段が中間燃焼形態の基本
点火時期である最終基本点火時期を算出することを特徴
とする。請求項１６に記載の発明は、燃焼形態実施手段
により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態である場合、最終基本点火時期算出手段は、目標燃焼
形態における基本点火時期とベース燃焼形態における基
本点火時期とをリーン比率を用いて直線補間することに
より最終基本点火時期を算出する。
【００７６】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態における最終基本点火時期は、均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態における基本点火時期と均一リーン燃
焼形態における基本点火時期とをリーン比率を用いて直
線補間することにより算出される。
【００７７】請求項２２に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃
焼形態である場合、最終基本点火時期算出手段は、目標
燃焼形態における基本点火時期とベース燃焼形態におけ
る基本点火時期とをリッチ比率を用いて直線補間するこ
とにより最終基本点火時期を算出する。
【００７８】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃焼形
態における最終基本点火時期は、均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態における基本点火時期と均一リッチ燃
焼形態における基本点火時期とをリッチ比率を用いて直
線補間することにより最終基本点火時期を算出する。
【００７９】請求項２８に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態との間の中間燃焼形態である場合、最終基本点火時
期算出手段は、目標燃焼形態における基本点火時期とベ
ース燃焼形態における基本点火時期とをＥＧＲ比率を用
いて直線補間することにより最終基本点火時期を算出す
る。
【００８０】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態
との間の中間燃焼形態における最終基本点火時期は、均
一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態における基本点火
時期と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態における
基本点火時期とをＥＧＲ比率を用いて直線補間すること
により最終基本点火時期を算出する。
【００８１】請求項３４に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が成層燃焼形態と均一リ
ーン燃焼形態との間の中間燃焼形態である場合、最終基
本点火時期算出手段は、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ
限界空燃比よりもリーン側であるときは燃焼形態が成層
燃焼形態であるときの基本点火時期を最終基本点火時期
とする。また、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃
比よりもリッチ側であるときは燃焼形態が均一リーン燃
焼形態であるときの基本点火時期を最終基本点火時期と
する。
【００８２】これによれば、成層燃焼形態と均一リーン
燃焼形態との間の中間燃焼形態における最終基本点火時
期は、仮目標空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりも
リーン側であるときは燃焼形態が成層燃焼形態であると
きの基本点火時期が最終基本点火時期とされ、仮目標空
燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリッチ側である
ときは燃焼形態が均一リーン燃焼形態であるときの基本
点火時期が最終基本点火時期とされる。
【００８３】請求項１７、２３、２９、３５に記載の発
明は、中間燃焼形態終了判定手段が燃焼形態が中間燃焼
形態の終了により目標燃焼形態に完全に移行したか否か
の判定を行うことを特徴とする。請求項１７に記載の発
明は、燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均
一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼
形態との間の中間燃焼形態である場合、中間燃焼終了判
定手段は、リーン比率が予め設定されている基準領域内
のときは中間燃焼形態の続行中と判定し、基準領域外の
ときは中間燃焼形態の終了と判定する。
【００８４】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形
態が終了したか否かは、リーン比率が予め設定されてい
る基準領域内にあるか否かにより判定され、基準領域内
のときは続行中と判定され、基準領域外のときは終了と
判定される。
【００８５】請求項２３に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃
焼形態である場合、中間燃焼終了判定手段は、リッチ比
率が予め設定されている基準領域内のときは中間燃焼形
態の続行中と判定し、基準領域外のときは中間燃焼形態
の終了と判定する。
【００８６】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃焼形
態が終了したか否かは、リッチ比率が予め設定されてい
る基準領域内にあるか否かにより判定され、基準領域内
のときは続行中と判定され、基準領域外のときは終了と
判定される。
【００８７】請求項２９に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態との間の中間燃焼形態である場合、中間燃焼終了判
定手段は、ＥＧＲ比率が予め設定されている基準領域内
のときは中間燃焼形態の続行中と判定し、基準領域外の
ときは中間燃焼形態の終了と判定する。
【００８８】これによれば、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態
との間の中間燃焼形態が終了したか否かは、ＥＧＲ比率
が予め設定されている基準領域内にあるか否かにより判
定され、基準領域内のときは続行中と判定され、基準領
域外のときは終了と判定される。
【００８９】請求項３５に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が成層燃焼形態と均一リ
ーン燃焼形態との間の中間燃焼形態である場合、中間燃
焼終了判定手段は、目標燃焼形態が成層燃焼形態でベー
ス燃焼形態が均一リーン燃焼形態であるとき、成層比率
が予め設定されている基準領域内の場合は中間燃焼形態
の続行中と判定し、基準領域以外の場合は中間燃焼形態
の終了と判定する。
【００９０】また、目標燃焼形態が均一リーン燃焼形態
でベース燃焼形態が成層燃焼形態であるとき、仮目標空
燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリーン側である
場合には中間燃焼形態の続行中と判定し、仮目標空燃比
が成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリッチ側である場合
には中間燃焼形態の終了と判定する。
【００９１】これによれば、成層燃焼形態と均一リーン
燃焼形態との間の中間燃焼形態が終了したか否かは、目
標燃焼形態が成層燃焼形態でベース燃焼形態が均一リー
ン燃焼形態である場合は、成層比率が予め設定されてい
る基準領域内にあるか否かにより判定され、基準領域内
のときは続行中と判定され、基準領域外のときは終了と
判定される。
【００９２】また、目標燃焼形態が均一リーン燃焼形態
でベース燃焼形態が成層燃焼形態である場合は、仮目標
空燃比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリーン側であ
るときは中間燃焼形態の続行中と判定され、仮目標空燃
比が成層燃焼リッチ限界空燃比よりもリッチ側であると
きは中間燃焼形態の終了と判定される。
【００９３】請求項３６に記載の発明は、燃焼形態実施
手段により実現される燃焼形態が中間燃焼形態である場
合、最終基本燃料噴射量算出手段は、空気有効成分分圧
推定値又は空気有効成分分圧予測値のいずれか一方と中
間燃焼形態における最終目標空燃比とに基づいて最終基
本燃料噴射量を算出する。これによれば、中間燃焼形態
における最終基本燃料噴射量は、空気有効成分分圧と中
間燃焼形態における最終目標空燃比とに基づいて算出さ
れる。
【００９４】請求項３７に記載の発明は、エンジン運転
領域が中・低負荷運転領域内にある場合には空気有効成
分分圧に空気有効成分分圧予測値が用いられ、高負荷運
転領域にある場合には空気有効成分分圧推定値が用いら
れる。
【００９５】これによれば、高負荷運転領域においては
絶対的な精度が高い空気有効成分分圧推定値を用い、中
・低負荷運転領域においては吸入空気量の過渡的な変化
における精度が高い空気有効成分分圧予測値を用いる。
したがって、運転領域に応じて精度の良い空気有効成分
分圧を使用することができ、これに基づき算出される各
制御値の精度をより高いものとすることができる。
【００９６】請求項３８に記載の発明は、エンジン運転
領域が中・低負荷運転領域内にある場合にはＥＧＲガス
有効成分分圧にＥＧＲガス有効成分分圧予測値が用いら
れ、高負荷運転領域にある場合にはＥＧＲガス有効成分
分圧推定値が用いられる。これによれば、高負荷運転領
域においてはＥＧＲガス有効成分分圧推定値が用いら
れ、中・低負荷運転領域においてはＥＧＲガス有効成分
分圧予測値が用いられる。
【００９７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図に基づいて詳細に説明する。
【００９８】図１は、本発明にかかるエンジン制御装置
が適用されるエンジンの全体構成説明図である。本実施
の形態におけるエンジン１は、自動車用エンジン、例え
ば水平対向型エンジンであり、シリンダ内に直接燃料を
噴射する筒内噴射式エンジンである。
【００９９】図示したように、エンジン１には吸気通路
２及び排気通路３が各々連通されている。吸気通路２の
上流端は、吸気チャンバ４を介して図示していない車体
前方に開口しており、下流端はサージタンク５から分岐
した吸気管６によりエンジン１に接続され、吸気ポート
７を介して各燃焼室８と連通している。
【０１００】吸気通路２の上流側位置には、空気中の塵
埃を除去するエアクリーナ１２が設けられ、その下流側
位置には吸気通路２内を通過してエンジンに吸入される
吸入空気量Ｑを制御するスロットルバルブ１４が設けら
れている。スロットルバルブ１４は、後述する電子制御
ユニットからの制御信号に基づいてバルブ開度を変化さ
せるスロットルアクチュエータ１５と連結されており、
電子制御スロットル（以下、単にＥＴＣという）１６を
構成している。
【０１０１】一方、排気通路３の上流側には各排気ポー
ト１０を介して各燃焼室８に連通する排気管１１が設け
られており、排気通路３の下流側には車体後部に取付け
られるマフラ９が接続されている。また、排気管１１と
マフラ９との間には排気ガスの浄化を行う、例えばＮＯ
ｘ吸蔵触媒２２が介装されている。
【０１０２】そして、排気管１１と吸気管６の集合部と
の間を連通するＥＧＲ通路２４は、吸気管６及び排気管
１１よりも小径の流路面積をもって形成されており、こ
のＥＧＲ通路２４の途中にはステッピングモータを駆動
源として開閉制御され、ＥＧＲ通路２４の流路面積を変
化させるＥＧＲバルブ２５が取付けられている。
【０１０３】また、シリンダヘッド２６には、燃焼室８
内に臨んで点火プラグ２８とインジェクタ１９が設けら
れている。点火プラグ２８は、イグナイタ２７及びイグ
ニッションコイル２９を介して給電された高電圧によっ
て、燃焼室８内の混合気に所定の点火時期にて強制着火
する。インジェクタ１９は、燃料噴射方向がピストンに
向けて設けられており、燃料ポンプ２０から燃料配管２
１を介して圧送供給された燃料を微粒化して燃焼室内に
直接噴射する。
【０１０４】なお、図中、３０はエンジンのクランク軸
が所定のクランク軸角度をなす毎にパルス信号を出力す
るクランク角センサ、３１はエンジンの冷却水温を検出
する水温センサ、３２は図示しないアクセルペダルの踏
込量に応じた電圧信号を出力するアクセル開度センサを
示す。
【０１０５】また、３３は吸気管６内に生じた圧力に応
じた電圧信号を出力する吸気管圧力センサ、３４は吸気
管６内のガス温度に応じた電圧信号を出力する吸気管温
度センサ、３５はＮＯｘ吸蔵触媒２２の上流側における
排気ガス中の空燃比を電圧信号に変換して出力する空燃
比センサ、３６はスロットルバルブ１４を通過する空気
流量を計測する吸入空気量センサを示す。
【０１０６】また、３７は車両の走行速度を検出する車
速センサ、３８はマスターバッグ（図示せず）の内圧を
検出するマスターバッグ内圧センサを示す。その他、本
図に示された部材のうち本願発明の機能と直接関連を有
しないものについてはその説明を省略する。
【０１０７】そして、上記各センサからの検出信号は電
子制御ユニット（以下、単にＥＣＵという）４０に入力
され、ＥＣＵ４０からは各部材への駆動制御信号が出力
される。図２は、ＥＣＵ４０の概略構成説明図である。
ＥＣＵ４０は、図示したように、各センサからの信号を
入力する入力インタフェース４０ａ、各部材への駆動制
御信号を出力する出力インタフェース４０ｂ、主演算装
置としてのＣＰＵ４０ｃ、各部材を制御する制御プログ
ラムや予め設定された固定データを記憶するＲＯＭ４０
ｄ、各センサからの検出信号等を格納するＲＡＭ４０
ｅ、さらに学習データ等を格納するバックアップＲＡＭ
４０ｆ、タイマ４０ｇ等をバスライン４０ｈで相互に接
続してなるマイクロコンピュータシステムとして構成さ
れている。
【０１０８】図３は、図２のＥＣＵ４０がその内部にて
エンジン制御に関して実現する各機能を示したものであ
り、エンジン運転状態を検出するための上記各センサが
接続されるとともに、エンジン制御のための各種アクチ
ュエータ類が接続されている。
【０１０９】ＥＣＵ４０にはエンジン運転状態検出手段
としてクランク角センサ３０、水温センサ３１、アクセ
ル開度センサ３２、吸気管圧力センサ３３、吸気管温度
センサ３４、空燃比センサ３５、吸入空気量センサ３
６、車速センサ３７、マスターバッグ内圧センサ３８の
各入力信号路が接続されており、また、イグナイタ２
７、インジェクタ１９、ＥＴＣ１６、ＥＧＲバルブ２５
への出力信号路が接続されている。
【０１１０】ＥＣＵ４０の内部には、各センサ類からの
信号を処理してエンジン運転状態を検出する各種パラメ
ータを算出する機能として、エンジン回転数算出部４
３、冷却水温算出部４４、アクセル開度算出部４５、マ
ニホールド全圧算出部４６、吸入管内ガス温度算出部４
７、空燃比算出部４８、スロットル通過空気流量算出部
４９、マスターバッグ内圧算出部４２、車速算出部４１
を備えている。
【０１１１】エンジン回転数算出部４３ではクランク角
センサ３０からの出力パルス信号に基づいてエンジン回
転数Ｎｅが算出され、アクセル開度算出部４５では、ア
クセル開度センサ３２の出力電圧値に基づいてアクセル
ペダル（図示せず）の踏込量（アクセル操作量）Ｓが算
出され、マニホールド全圧算出部４６では、吸気管圧力
センサ３３の出力電圧値に基づいて吸気管圧力であるマ
ニホールド全圧Ｐｍが算出される。
【０１１２】吸入管内ガス温度算出部４７では、吸気管
温度センサ３４の出力電圧値に基づいて吸気管内のガス
温度である吸気管内ガス温度Ｔｍが算出され、空燃比算
出部４８では空燃比センサ３５の出力電圧値に基づいて
空燃比λが算出される。スロットル通過空気流量算出部
４９では、吸入空気量センサ３６の出力電圧値に基づい
てスロットルバルブ１４を通過するスロットル通過空気
流量計測値Ｑａｖｅが算出される。
【０１１３】車速算出部４１では、車速センサ３７の検
出値に基づいて車両走行速度Ｖが算出される。また、マ
スターバッグ内圧算出部４２では、マスターバッグ内圧
センサ３８によって、ブレーキ倍力装置に用いられてい
るマスターバッグ（図示せず）内の負圧力が算出され
る。
【０１１４】また、ＥＣＵ４０内部には、上述の各セン
サにより検出したデータに基づいてエンジン１の制御を
行う機能を有するメイン制御部５０と、メイン制御部５
０からの出力データに基づいて算出した燃料噴射時期及
び燃料噴射量に応じた噴射パルス信号をインジェクタ１
９に出力する燃料噴射制御を行う噴射制御部７０と、後
述する予測トルクに基づいて点火時期を算出し、これに
応じた点火信号を発生させイグナイタ２７に出力する点
火時期制御を行う点火制御部７５が設けられている。
【０１１５】次に、メイン制御部５０が有する制御機能
について詳細に説明する。図４は、メイン制御部５０が
有する燃焼形態の選択制御機能を説明するためのブロッ
ク図、図５は、エンジン１により実現される燃焼形態を
図式化して示した説明図である。メイン制御部５０はそ
の内部機能として図４に示したように、最終目標燃焼形
態設定手段５１、中間目標燃焼形態設定手段５２、中間
燃焼形態終了判定手段５３、現状燃焼形態把握手段５５
を備えている。
【０１１６】最終目標燃焼形態設定手段５１は、エンジ
ン運転状態やドライバの要求トルク等の種々の条件によ
り複数の定常的な燃焼形態の内から最も最適なものを選
択し、最終目標燃焼形態として設定する。最終目標燃焼
形態設定手段５１には、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温
度Ｔｗ、始動後時間Ｔａｓ、マスターバッグ内圧回復要
求信号Ｃｍ、リッチ運転要求信号Ｃｒ、及び目標トルク
Ｔｅｉが入力され、最終目標燃焼形態は中間目標燃焼形
態設定手段５２に出力される。
【０１１７】ここで、定常的な燃焼形態とは、空燃比が
略一定である燃焼形態（以下、単に「定常燃焼形態」と
いう）であり、図５に示したように、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮ、均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒ有り）燃焼形態ＫＳＥ、均一リーン燃焼形態ＫＬ、成
層燃焼形態ＳＬ、均一リッチ燃焼形態ＫＲの５つの定常
燃焼形態の５種類が設定されている。
【０１１８】均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態Ｋ
ＳＮは、燃焼室８内に均一に分布形成された理論空燃比
の混合気に点火を行うことにより燃焼させる燃焼形態を
いい、この混合気にＥＧＲガスを含有させたのが均一ス
トイキオ（ＥＧＲガス有り）燃焼形態ＫＳＥである。均
一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態は、主として中・
高負荷運転領域において実現される燃焼形態であり、エ
ンジン冷間始動時においても用いられる。
【０１１９】また、均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態ＫＳＥは、主として、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮよりも低負荷の運転領域において実
現される燃焼形態であり、ＥＧＲガスを混合気内に混入
することによって比熱比の低減等を図ることができ、燃
費向上を図ることができる。
【０１２０】均一リーン燃焼形態ＫＬは、燃焼室８内に
均一に分布形成された均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃
焼形態ＫＳＮよりもリーン側の空燃比を有する混合気に
点火を行うことによりリーン燃焼させる燃焼形態をい
う。この燃焼形態は、主として低負荷運転領域において
実現される燃焼形態であり、希薄燃焼によって均一スト
イキオ燃焼形態よりも燃費の向上を図ることができる。
【０１２１】均一リッチ燃焼形態ＫＲは、均一ストイキ
オ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮよりもリッチ側の空燃
比を有する混合気に点火を行うことにより燃焼させる燃
焼形態をいう。この燃焼形態は、主としてＮＯｘ吸蔵触
媒に吸蔵したＮＯｘを浄化する際に実現される燃焼形態
であり、これにより、排気ガス中にＣＯやＨＣ等を余分
に発生させ吸蔵したＮＯｘを還元することができる。
【０１２２】成層燃焼形態ＳＬは、圧縮行程時の点火直
前に燃焼室８内に局所的に濃く、しかし燃焼室８内全体
では均一リーン燃焼形態よりもリーン側の空燃比を有す
るように形成された成層混合気に点火を行うことにより
成層燃焼させる燃焼形態をいう。この燃焼形態は、主と
して極低負荷運転領域において実現される燃焼形態であ
り、極希薄燃焼させることにより均一リーン燃焼形態Ｋ
Ｌよりも更に燃費向上を図ることができる。
【０１２３】そして、図４に示したように、最終目標燃
焼形態設定手段５１に入力され、これらの定常燃焼形態
を選択するための判断基準となる目標トルクＴｅｉは、
エンジンに要求される出力トルクであり、後述する目標
トルク算出手段にてアクセルペダルの踏込量とエンジン
回転数Ｎｅとに基づいてデータマップを参照することに
よって算出される。
【０１２４】マスターバッグ内圧回復要求信号Ｃｍは、
ブレーキ倍力装置のマスターバッグ内の負圧力が所定値
以下の場合にＥＣＵ４０内にて出力される信号で、この
信号を入力した場合に、最終目標燃焼形態５１はマスタ
ーバッグ内の負圧力を回復することができる燃焼形態を
最終目標燃焼形態として設定する。
【０１２５】リッチ運転要求信号Ｃｒは、ＮＯｘ吸蔵触
媒２２によるＮＯｘの吸蔵量が所定値を超えた場合にＥ
ＣＵ４０内にて出力される信号で、例えば、リーン運転
（均一リーン燃焼形態若しくは成層燃焼形態による燃
焼）を行った積算時間とエンジン運転状態とにより求め
られる。この信号を入力した場合には、ＮＯｘを浄化す
るための燃焼形態が最終目標燃焼形態として選択され
る。
【０１２６】中間目標燃焼形態設定手段５２は、現状燃
焼形態と最終目標燃焼形態に基づいてＥＣＵ４０のＲＯ
Ｍ４０ｄ内に予めストアされている中間目標燃焼形態指
示テーブルを参照することにより現状燃焼形態と最終目
標燃焼形態との間の中継点的な目標とする定常燃焼形態
を選択し、中間目標燃焼形態として設定する。
【０１２７】以下に示す表１〜３は、中間目標燃焼形態
指示テーブルを表にして示したものである。中間目標燃
焼形態設定手段５２は、現状燃焼形態と最終目標燃焼形
態とに基づいてこれを参照することにより、第１中間目
標燃焼形態と第２中間目標燃焼形態とを設定する。
【０１２８】
【表１】
【０１２９】
【表２】
【０１３０】
【表３】 現状燃焼形態把握手段５５は、第１現状燃焼形態把握手
段５６、中間目標燃焼形態更新手段５４、第２現状燃焼
形態把握手段５７により構成されている。第１現状燃焼
形態把握手段５６は、中間目標燃焼形態設定手段５２に
より第１中間目標燃焼形態及び第２中間目標燃焼形態を
設定した際に、現状燃焼形態の把握を行う。
【０１３１】そして、現状燃焼形態が定常燃焼形態であ
るときは、現状燃焼形態と第１中間目標燃焼形態との比
較を行い、現状燃焼形態と第１中間目標燃焼形態が異な
る燃焼形態であるときは、現状燃焼形態と第１中間目標
燃焼形態との間の中間的な燃焼形態である中間燃焼形態
を現状燃焼形態として把握する。
【０１３２】また、現状燃焼形態と第１中間目標燃焼形
態が同一の燃焼形態であるときは、第１中間目標燃焼形
態である定常燃焼形態を現状燃焼形態として把握する。
これにより、現状燃焼形態が中間燃焼形態であると把握
されている場合は燃焼形態の変更制御中であると判断さ
れ、現状燃焼形態が定常燃焼形態であると把握されてい
る場合は、その定常燃焼形態を維持したエンジン制御中
であると判断される。尚、中間燃焼形態とは、現状燃焼
形態と第１中間目標燃焼形態の間の中間的な燃焼形態で
空燃比若しくはＥＧＲ量が時間と共に漸次遷移する燃焼
形態をいう。
【０１３３】中間燃焼形態終了判定手段５３は、現状燃
焼形態と第１中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態の
実現の続行か終了かの判定を行う。この判定により、燃
焼形態が第１中間目標燃焼形態と同一の燃焼形態となっ
たか否かを判断することができる。ここで、終了判定
は、後述する中間燃焼比率ＲＡＴＩＯに基づいて行われ
る。
【０１３４】中間目標燃焼形態更新手段５４は、中間燃
焼形態終了判定手段５３より中間燃焼形態の終了判定が
入力された際に、第１中間目標燃焼形態と第２中間目標
燃焼形態の更新を行う。これにより、更新前の第２中間
目標燃焼形態が新たな第１中間目標燃焼形態とされ、更
新前の最終目標燃焼形態が新たな第２中間目標燃焼形態
とされる。尚、最終目標燃焼形態は、最終目標燃焼形態
設定手段５１により現在と異なる新たな最終目標燃焼形
態が設定されるまで当初に設定された最終目標燃焼形態
が維持される。
【０１３５】第２現状燃焼形態把握手段５７は、中間目
標燃焼形態更新手段５４により第１中間目標燃焼形態及
び第２中間目標燃焼形態を更新したときに、更新前の第
１中間目標燃焼形態と更新した後の第１中間目標燃焼形
態との比較を行う。そして、両者の燃焼形態が一致する
場合は更新後の第１中間目標燃焼形態である定常燃焼形
態を現状燃焼形態として把握する。
【０１３６】また、更新前の第１中間目標燃焼形態と更
新後の第１中間目標燃焼形態とが異なる燃焼形態である
場合は、更新前の第１中間目標燃焼形態と更新後の第１
中間目標燃焼形態の間の中間燃焼形態を現状燃焼形態と
して把握する。
【０１３７】これにより、現状燃焼形態が中間燃焼形態
であると把握されている場合は、燃焼形態を第１中間目
標燃焼形態に変更する制御が行われる。また、現状燃焼
形態が定常燃焼形態であると把握されている場合は、現
状の燃焼形態を維持する制御が行われる。
【０１３８】次に、第１中間目標燃焼形態により目標ト
ルクＴｅｉを実現するための吸気・ＥＧＲ制御機能につ
いて説明する。図６は、ＥＴＣ１６とＥＧＲバルブ２５
の制御値の算出機能と、中間燃焼比率ＲＡＴＩＯの算出
機能を説明するためのブロック図である。これらの機能
は、図示したように、目標トルク設定手段６１、第１中
間目標燃焼形態初期設定値算出手段６２、第１中間目標
燃焼形態制御目標値算出手段６３、推定値算出手段６
４、フィードバック制御量算出手段６５、予測値算出手
段６６、ＥＴＣ開度指示値算出手段６７、ＥＧＲバルブ
開度指示値算出手段６８、ベース燃焼形態初期設定値算
出手段７２、ベース燃焼形態制御目標値算出手段７３、
中間燃焼比率算出手段７４により構成されている。
【０１３９】目標トルク設定手段６１は、エンジン回転
数Ｎｅとアクセル開度Ｓをパラメータとするデータマッ
プを備えており、このデータマップを補間計算付にて参
照することにより目標トルクＴｅｉを設定する。目標ト
ルクＴｅｉは、運転者がエンジンに要求する出力トルク
として認識され、ここで設定された目標トルクＴｅｉを
第１目標燃焼形態にて出力するように吸気・ＥＧＲ制御
がなされる。
【０１４０】第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手段
６２は、第１中間目標燃焼形態における基本燃料噴射
量、基本ＥＧＲ量、基本目標空燃比の初期設定値である
第１中間目標燃焼形態燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、第
１中間目標燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値（ＥＧＲ率）Ｅ
ＧＲｉ、第１中間目標燃焼形態目標空燃比初期設定値Ａ
ＢＦｉを算出する。
【０１４１】ＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内には、基本燃
料噴射量の初期設定値を算出するための基本燃料噴射量
初期設定値算出用データマップ、基本ＥＧＲ量の初期設
定値を算出するための基本ＥＧＲ量初期設定値算出用デ
ータマップ、基本目標空燃比の初期設定値を算出するた
めの基本目標空燃比初期設定値算出用データマップが各
燃焼形態毎に予めストアされている。
【０１４２】これらのデータマップの中から第１中間目
標燃焼形態として設定されている燃焼形態の初期設定値
データマップを目標トルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅ
をパラメータとしてそれぞれ補間計算付にて参照するこ
とにより、第１中間目標燃焼形態燃料噴射量初期設定値
Ｇｆｉ、第１中間目標燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値（Ｅ
ＧＲ率）ＥＧＲｉ、第１中間目標燃焼形態目標空燃比初
期設定値ＡＢＦｉが算出される。
【０１４３】ここで、算出される上記各初期設定値は、
エンジン１が第１中間目標燃焼形態において目標トルク
Ｔｅｉを実現する際に要求される燃料噴射量、ＥＧＲ
量、目標空燃比となる。
【０１４４】第１中間目標燃焼形態制御目標値算出手段
６３は、第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手段６２
にて算出された第１中間目標燃焼形態目標空燃比初期設
定値ＡＢＦｉ、第１中間目標燃焼形態燃料噴射量初期設
定値Ｇｆｉ、第１中間目標燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値
（ＥＧＲ率）ＥＧＲｉを用いることにより、吸気管６内
の圧力応答値に対する制御目標値を空気有効成分分圧と
ＥＧＲガス有効成分分圧とに分けて算出し、それぞれ第
１中間目標燃焼形態の制御目標値として設定する。
【０１４５】ここで設定される第１中間目標燃焼形態空
気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉと第１中間目標燃
焼形態ＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉ
は、エンジンが第１中間目標燃焼形態において目標トル
クＴｅｉを実現する際に要求される吸気管６内の圧力応
答値の空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧であ
る。
【０１４６】推定値算出手段６４は、マニホールド全圧
Ｐｍ、吸気温度Ｔｍ、吸入空気量Ｑａｖｅに基づいて吸
気管６内の実際の圧力応答値である空気有効成分分圧と
ＥＧＲガス有効成分分圧を算出し、それぞれ有効成分分
圧推定値として設定する。ここで設定される空気有効成
分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐ
ｍｅｅは、吸入空気量センサ等のセンサ値に基づいて算
出される値である。
【０１４７】フィードバック制御量算出手段６５は、Ｅ
ＧＲガス有効成分分圧推定値ＰｍｅｅとＥＧＲガス有効
成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉとの偏差をフィードバ
ックすることにより、ＥＧＲバルブ２５を通過させるＥ
ＧＲ量であるＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅを算
出する。また、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅに
含まれる空気有効成分Ｑｅａ、及び、空気有効成分分圧
推定値Ｐｍｏと空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉ
との偏差をフィードバックすることにより、スロットル
バルブ１４を通過させる通過空気流量であるスロットル
バルブ通過空気流量設定値Ｑａを算出する。
【０１４８】ここで、有効成分、過不足成分について説
明する。まず、有効成分とは、目標値（初期設定値）に
呼応するための成分を示し、ＥＧＲガス有効成分は、制
御空燃比が当量（理論空燃比）であれば、ＥＧＲガス中
の非空気成分である不活性成分（理論空燃比での既燃ガ
スに相当する成分；H2O 、CO2 、N2等からなる）と同じ
値である。しかし、制御空燃比がリーンの場合には、当
量比分の空気を含み、ＥＧＲガス中の空気成分に不活性
成分を加えた値となる。
【０１４９】また、過不足分とは、有効分に対する過不
足分を示し、定常状態では目標当量比と排気当量比とが
同じであるため、過不足は生じないが、過渡的にはこれ
から制御しようとする目標当量比と現在還流されてくる
ＥＧＲガスの排気当量比とが一致しないことが多く、目
標当量比＞排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧ
Ｒガス中に過剰空気を生じる。従って、この過剰・不足
空気分をスロットルバルブ・ＥＧＲバルブの制御により
目標状態に制御するのである。
【０１５０】図７は、本発明で採用する吸気系モデルを
示したものである。図示したように、エンジン１の吸気
管６の上流に設けられたスロットルバルブ１４を通過す
る新気分の流量（スロットル通過空気流量）Ｑａと、排
気管１１から吸気管６へのＥＧＲ通路２４に介装された
ＥＧＲバルブ２５を通過するＥＧＲガス流量（ＥＧＲバ
ルブ通過ガス流量）Ｑｅとが吸気管６内に供給され、エ
ンジン１のシリンダに流入している（シリンダ流入ガス
量Ｑｓ）とする吸気系モデルであり、スロットル通過空
気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとによって
吸気管容積を充填する分の空気量を見込むことにより、
アクセル操作量とエンジン回転数Ｎｅから設定した目標
トルクＴｅｉを実現することができる。
【０１５１】吸気管６内の空気有効成分は、スロットル
バルブ１４を通過する新気分の空気有効成分と、ＥＧＲ
バルブ２５を通過するＥＧＲガス中の空気過不足成分と
の和から、シリンダ内へ流入する空気有効成分を除いた
ものであり、スロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲガス
中の空気過不足成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、吸
気管６ａ内の空気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、
吸気管容積Ｖｍ、吸気管内ガス温度Ｔｍ、空気有効成分
の気体定数Ｒａを用いて気体の状態方程式を適用する
と、吸気管６内の空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量
ｄＰｍｏ／ｄｔは、以下の(1) 式にて表すことができ
る。
【０１５２】 dPmo/dt=(Qa+Qea-Qso)・Ra・Tm/Vm ……(1) また、吸気管６内のＥＧＲガス有効成分は、ＥＧＲバル
ブ２５を通過するＥＧＲガス有効成分からシリンダ内へ
流入するＥＧＲガス有効成分を除いたものであり、同様
に、吸気管６内のＥＧＲガス有効成分分圧の時間変化量
ｄＰｍｅｅ／ｄｔは、ＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバル
ブ通過流量Ｑｅｅ、ＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入
流量Ｑｓｅｅ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅによ
り、以下の(2) 式で表すことができる。
【０１５３】 dPmee/dt=(Qee-Qsee)・Re・Tm/Vm ……(2) 上記（１）式におけるＥＧＲガスの空気過不足成分のＥ
ＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、上記（２）式におけるＥＧ
Ｒガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅは、ＥＧ
Ｒバルブ通過ガス流量Ｑｅに、ＥＧＲバルブ２５入口に
おけるＥＧＲガスの当量比ＦＡＩと目標当量比ＦＡＩＩ
との比を適用することにより、それぞれ、以下の
（３）、（４）式のように表すことができる。
【０１５４】 Qea=(1-FAI/FAII)・Qe ……(3) Qee=(FAI/FAII)・Qe ……(4) また、上記（１）式における空気有効成分のシリンダ流
入流量Ｑｓｏ、上記（２）式におけるＥＧＲガス有効成
分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅは、それぞれ、１気筒当
たりのストローク容積Ｖｓ、体積効率ηｖ、エンジンの
気筒数Ｌを用いて、以下の（５）、（６）式で表すこと
ができる。
【０１５５】 Qso=((Pmo・Vs)/(Ra・Tm))・ ηv・(Ne・L/120) ……(5) Qsee=((Pmee・Vs)/(Re・Tm))・ ηv・(Ne・L/120) ……(6) したがって、上記（１）、（２）式に上記（３）〜
（６）式を適用して式中の一部を以下の（７）〜（９）
式で示す係数ａ、ｂａ、ｂｅで置き換え、上記（１）、
（２）式をマトリックス形式で記述すると、以下の（１
０）式で示すことができる。
【０１５６】 a=(Vs/Vm)・ηv・(Ne・L/120) ……（７） ba=Ra・Tm/Vm ……（８） be=Re・Tm/Vm ……（９）
【０１５７】
【数１】 フィードバック制御量算出手段６５は、以上の吸気系モ
デルを用いることにより、吸気管６内の空気有効成分分
圧推定値Ｐｍｏ及びＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍ
ｅｅの時間変化量に基づいて、スロットル通過空気流量
ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとを算出する。
【０１５８】図６に示した予測値算出手段６６は、理論
的な計算値に基づいて吸気管６内の実際の圧力応答値で
ある空気有効成分分圧値とＥＧＲガス有効成分分圧値を
算出し、それぞれの有効成分分圧予測値として設定す
る。ここで設定される空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ
とＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓは、ＥＴＣ
１６及びＥＧＲバルブ２５の制御値から予測されるスロ
ットル通過空気流量とＥＧＲバルブ通過ガス流量に基づ
いて算出される値である。空気有効成分分圧予測値Ｐｍ
ｏｓとＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓは、フ
ィードバック制御量算出手段６５にてスロットル通過空
気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅの補正値と
して用いられ、また、後述する予測トルクＴｅｓの算出
や燃焼形態を実現する基本燃料噴射量Ｇｆｓｓの算出に
も用いられる。
【０１５９】ＥＴＣ開度指示値算出手段６７は、吸気管
６のマニホールド全圧Ｐｍとスロットル通過空気流量Ｑ
ａとに基づいてＥＴＣ１６の制御量であるＥＴＣ開度指
示値Ｓａを算出する。ＥＧＲバルブ開度指示値算出手段
６８は、マニホールド全圧ＰｍとＥＧＲバルブ通過ガス
流量Ｑｅとに基づいてＥＧＲバルブ２５の制御量である
ＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを算出する。これらＥＴＣ
開度指示値ＳａとＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを受けた
ＥＴＣ１６及びＥＧＲバルブ２５は、所定の開度位置に
制御され、吸気通路２及びＥＧＲ通路２４内を所定の開
口面積に調整する。
【０１６０】ベース燃焼形態初期設定値算出手段７２
は、第１中間目標燃焼形態に向かう中間燃焼形態を実現
する前の定常燃焼形態（以下、単に「ベース燃焼形態」
という）における基本燃料噴射量、基本ＥＧＲ量、基本
目標空燃比の初期設定値であるベース燃焼形態燃料噴射
量初期設定値Ｇｆｉｂ、ベース燃焼形態ＥＧＲ量初期設
定値（ＥＧＲ率）ＥＧＲｉｂ、ベース燃焼形態目標空燃
比初期設定値ＡＢＦｉｂを算出する。
【０１６１】これらの初期設定値は、ベース燃焼形態と
して設定されている定常燃焼形態の基本燃料噴射量初期
設定値算出用データマップ、基本ＥＧＲ量初期設定値算
出用データマップ、基本目標空燃比初期設定値算出用デ
ータマップを目標トルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅを
パラメータとしてそれぞれ補間計算付にて参照すること
により算出される。
【０１６２】ここで、算出されるベース燃焼形態燃料噴
射量初期設定値Ｇｆｉｂ、ベース燃焼形態ＥＧＲ量初期
設定値（ＥＧＲ率）ＥＧＲｉｂ、ベース燃焼形態目標空
燃比初期設定値ＡＢＦｉｂは、ベース燃焼形態において
エンジン１が目標トルクＴｅｉを出力するために要求す
る値である。
【０１６３】ベース燃焼形態制御目標値算出手段７３
は、ベース燃焼形態初期設定値算出手段７２にて算出さ
れたベース燃焼形態燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉｂ、ベ
ース燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値（ＥＧＲ率）ＥＧＲｉ
ｂ、ベース燃焼形態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉｂを
用いることにより、吸気管６内の圧力応答目標値を空気
有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分分圧とに分けて算出
し、それぞれベース燃焼形態の制御目標値として設定す
る。
【０１６４】ここで設定されるベース燃焼形態空気有効
成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉｂとベース燃焼形態ＥＧ
Ｒガス有効成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉｂは、エン
ジン１がベース燃焼形態において目標トルクＴｅｉを実
現する際に要求される空気有効成分分圧とＥＧＲガス有
効成分分圧である。
【０１６５】中間燃焼比率算出手段７４は、中間燃焼比
率ＲＡＴＩＯを算出する。中間燃焼比率ＲＡＴＩＯと
は、現状の燃焼室内の状態が変更前の定常燃焼形態から
変更後の中間燃焼形態へ移行する間のどの中間燃焼形態
を実現できるかを示す比率であり、中間燃焼形態の目標
燃焼形態への移行度合を０〜１の値により示すものであ
る。上記各定常燃焼形態間の燃焼形態の移行度合とし
て、成層比率ＳＲＡＴＩＯ、リーン比率ＬＲＡＴＩＯ、
ＥＧＲ比率ＥＲＡＴＩＯ、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯが算
出される。
【０１６６】成層比率ＳＲＡＴＩＯは、成層燃焼形態Ｓ
Ｌと均一リーン燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態を実
現する際に求められ、リーン比率ＬＲＡＴＩＯは、均一
リーン燃焼形態ＫＬと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃
焼形態ＫＳＮとの間の中間燃焼形態を実現する際に求め
られる。
【０１６７】また、ＥＧＲ比率ＥＲＡＴＩＯは、均一ス
トイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一ストイキ
オ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥとの間の中間燃焼形態
を実現する際に求められ、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯは、
均一リッチ燃焼形態ＫＲと均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮとの間の中間燃焼形態を実現する際
に求められる。
【０１６８】次に、現状燃焼形態にて目標トルクＴｅｉ
を実現するための燃料噴射量の算出機能について説明す
る。図８、図９は、燃焼室８内の目標空燃比である最終
目標空燃比及び最終的にインジェクタから噴射する燃料
量である最終基本燃料噴射量を算出する機能を説明する
ためのブロック図である。
【０１６９】図８は、通常の燃焼形態（定常燃焼形態若
しくは中間燃焼形態）における最終目標空燃比と最終基
本燃料噴射量の算出機能を説明するブロック図であり、
図９は、均一リーン燃焼形態と成層燃焼形態と間の中間
燃焼形態のみにおける最終目標空燃比と最終基本燃料噴
射量の算出機能を説明するブロック図である。
【０１７０】まず最初に、通常の燃焼形態における場合
について説明すると、図８に示したように、これらの機
能は、最終目標空燃比算出手段８１と最終基本燃料噴射
量算出手段８２とにより構成されている。
【０１７１】最終目標空燃比算出手段８１は、第１中間
目標燃焼形態初期設定値算出手段６２による第１中間目
標燃焼形態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉ、ベース燃焼
形態初期設定値算出手段７２によるベース目標空燃比初
期設定値ＡＢＦｉｂ、中間燃焼比率算出手段７４による
中間燃焼比率ＲＡＴＩＯに基づいて、最終目標空燃比Ａ
ＢＦｉｆを算出する。これにより、通常の燃焼形態にて
目標トルクＴｅｉを実現するための燃焼室８内の空燃比
を算出する。
【０１７２】最終基本燃料噴射量算出手段８２は、最終
目標空燃比算出手段８１による最終目標空燃比ＡＢＦｉ
ｆと燃焼室８内に実際に吸入される吸入空気量ＧＯＳを
用いて、インジェクタ１９から実際に噴射する燃料噴射
量である最終基本燃料噴射量Ｇｆｓｓを算出する。
【０１７３】次に、均一リーン燃焼形態ＫＬと成層燃焼
形態ＳＬ間の中間燃焼形態の場合について説明すると、
図９に示したように、図８の構成に仮目標空燃比算出手
段８３、中間燃焼時均一成層切り替え手段８４が追加さ
れ構成されている。
【０１７４】仮目標空燃比算出手段８３は、現状燃焼形
態把握手段５５により現状燃焼形態が均一リーン燃焼形
態と成層燃焼形態間の中間燃焼形態であるとの判断を入
力した場合に、中間燃焼比率算出手段７４により算出し
た成層比率ＳＲＡＴＩＯ、第１中間目標燃焼形態の初期
設定値算出手段６２により算出した第１中間目標燃焼形
態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉ、ベース燃焼形態初期
設定値算出手段７２により算出したベース燃焼形態目標
空燃比初期設定値ＡＢＦｉｂを用いて燃焼室８内の仮想
上の目標空燃比である仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉを算出
する。
【０１７５】中間燃焼時均一成層切り替え手段８４は、
均一リーン燃焼形態と成層燃焼形態間の中間燃焼形態を
成層燃焼運転又は均一燃焼運転のいずれにより行うかを
選択し設定する。
【０１７６】これは、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが所定
の限界値よりもリッチ側にある場合には、成層燃焼形態
によるエンジン運転、すなわち成層燃焼運転を行うこと
が困難であるため、燃焼形態を強制的に均一リーン燃焼
形態に切り換えて均一燃焼運転により行う必要があるか
らである。
【０１７７】ここで、成層燃焼形態のリッチ側の限界値
である成層燃焼リッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓの算出は、
中間燃焼時均一成層切り替え手段８４により、ＥＣＵ４
０のＲＯＭ４０ｄ内に予め設定されている成層燃焼リッ
チ限界空燃比算出用データ格子をエンジン回転数Ｎｅに
基づいて補間計算付にて参照することにより行われる。
【０１７８】最終目標空燃比算出手段８１は、燃焼形態
が均一リーン燃焼形態ＫＬと成層燃焼形態ＳＬと間の中
間燃焼形態であるときは、中間燃焼時均一成層切り替え
手段からの指示に応じて最終目標空燃比ＡＢＦｉｆを算
出する。
【０１７９】次に、基本燃料噴射時期の算出機能につい
て説明する。燃料噴射時期の算出は、図３に示したよう
に、ＥＣＵ４０の燃料噴射制御部７０内に構成された噴
射時期算出手段７１によって行われる。図１０は、噴射
時期算出手段７１が有する機能を説明するブロック図で
ある。燃料噴射時期の算出機能は、図示したように、予
測トルク算出手段９１、第１中間目標燃焼形態基本燃料
噴射時期算出手段９２、ベース燃焼形態基本燃料噴射時
期算出手段９３、最終基本燃料噴射時期算出手段９４に
より構成されている。
【０１８０】予測トルク算出手段９１は、目標トルクＴ
ｅｉに対して実際に実現される出力トルクを予測した値
である予測トルクＴｅｓを算出する。燃料噴射時期は、
目標トルクＴｅｉに対してではなく、予測トルクＴｅｓ
に応じた燃料噴射時期に制御される。これにより、燃料
噴射時期のズレによる不具合を防止することができる。
【０１８１】予測トルク算出手段９１は、図示したよう
に、目標トルク設定手段６１、推定値算出手段６４、予
測値算出手段６６、第１中間目標燃焼形態制御目標値算
出手段６３、ベース燃焼形態制御目標値算出手段７３、
中間目標燃焼形態設定手段５２、現状燃焼形態把握手段
５５、中間燃焼比率算出手段７４と接続されており、目
標トルクＴｅｉ、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ、空気
有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ、空気有効成分分圧制御目
標値Ｐｍｏｓｉ、ベース空気有効成分分圧制御目標値Ｐ
ｍｏｓｉｂ、中間燃焼比率ＲＡＴＩＯ等のデータに基づ
いて、予測トルクＴｅｓを算出する。
【０１８２】第１中間目標燃焼形態基本燃料噴射時期算
出手段９２は、第１中間目標燃焼形態における基本燃料
噴射時期（以下、「第１中間目標燃焼形態基本燃料噴射
時期」という）ＴＪｉを算出する。ベース燃焼形態基本
燃料噴射時期算出手段９３は、燃焼形態がベース燃焼形
態における基本燃料噴射時期（以下、「ベース燃焼形態
基本燃料噴射時期」という）ＴＪｂを算出する。
【０１８３】ＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内には、予測ト
ルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとする
各定常燃焼形態毎の基本燃料噴射時期算出用データマッ
プが予めストアされている。基本燃料噴射時期は、これ
を補間計算付にて参照することによりその燃焼形態にお
ける基本燃料噴射時期を算出する。このようにして算出
された第１中間目標燃焼形態基本燃料噴射時期ＴＪｉと
ベース燃焼形態基本燃料噴射時期ＴＪｂは、最終基本燃
料噴射時期算出手段９４へ出力される。
【０１８４】最終基本燃料噴射時期算出手段９４は、ベ
ース燃焼形態基本燃料噴射時期ＴＪｂと第１中間目標燃
焼形態基本燃料噴射時期ＴＪｉとを中間燃焼比率ＲＡＴ
ＩＯで直線補間することにより、その現状燃焼形態にお
ける最終的な基本燃料噴射時期である最終基本燃料噴射
時期ＴＪを算出する。尚、中間燃焼時均一成層切り替え
手段８４からの切り替え指令が入力された場合は、ＲＯ
Ｍ４０ｄ内に別途設けられている専用の最終基本燃料噴
射時期算出用データマップを参照することにより算出さ
れる。
【０１８５】また、燃料噴射制御部７０は、図３に示し
たように、噴射時期算出手段７１の他に、メイン制御部
５０により算出された最終基本燃料噴射量Ｇｆｓｓを噴
射させるためのインジェクタ１９の駆動時間を算出する
噴射パルス時間算出手段７２と、噴射パルス時間及び噴
射時期に基づいて噴射パルスを発生させる噴射パルス発
生手段７３とを備えている。
【０１８６】噴射パルス時間算出手段７２は、図３に示
したように、メイン制御部５０で設定した最終基本燃料
噴射量Ｇｆｓｓからインジェクタ１９に対する操作量と
しての噴射パルス時間Ｔｏｕｔを算出する。噴射パルス
発生手段７３は、噴射パルス時間Ｔｏｕｔと最終基本燃
料噴射時期ＴＪとを用いて噴射パルス発生タイマを予め
定めた特定のクランク角度でセットし、所定のタイミン
グで噴射パルスをインジェクタ１０へ出力する。
【０１８７】次に、点火時期の算出機能について説明す
る。点火時期の算出は、ＥＣＵ４０の点火時期制御部７
５内の点火時期設定手段７６によって行われる。図１１
は、点火時期設定手段７６が有する機能を説明するブロ
ック図である。点火時期の算出機能は、図示したよう
に、予測トルク算出手段９１、第１中間目標燃焼形態基
本点火時期算出手段９５、ベース燃焼形態基本点火時期
算出手段９６、最終基本点火時期算出手段９７により構
成されている。
【０１８８】第１中間目標燃焼形態基本点火時期算出手
段９５は、第１中間目標燃焼形態における基本点火時期
（以下、「第１中間目標燃焼形態基本点火時期」とい
う）ＩＧｉを算出する。ベース燃焼形態基本点火時期算
出手段９３は、燃焼形態がベース燃焼形態における基本
点火時期（以下、「ベース燃焼形態基本点火時期」とい
う）ＩＧｂを算出する。
【０１８９】ＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内には、予測ト
ルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとする
各定常燃焼形態毎の基本点火時期算出用データマップが
予めストアされており、これを補間計算付にて参照する
ことによりその燃焼形態における予測トルクＴｅｓに応
じた基本点火時期を算出する。このようにして算出され
た第１中間目標燃焼形態基本点火時期ＩＧｉとベース燃
焼形態基本点火時期ＩＧｂは、最終基本点火時期算出手
段９７へ出力される。
【０１９０】最終基本点火時期算出手段９７は、ベース
燃焼形態基本点火時期ＩＧｂと第１中間目標燃焼形態基
本点火時期ＩＧｉとを中間燃焼比率ＲＡＴＩＯで直線補
間することにより、その現状燃焼形態における最終的な
基本点火時期である最終基本点火時期ＴＪを算出する。
尚、中間燃焼時均一成層切り替え手段８４からの切り替
え指令が入力された場合は、ＲＯＭ４０ｄ内に別途設け
られている専用の最終基本点火時期算出用データマップ
を参照することによって最終点火時期を算出する。
【０１９１】尚、点火時期制御部７５は、図３に示した
ように、点火時期設定部７６の他に点火時期に基づいて
点火信号を発生させる点火信号発生部７７を備えてい
る。点火信号発生手段７７は、点火時期ＩＧを用いて予
め定めた特定のクランク角度で点火パルス発生タイマを
セットし、所定のタイミングで点火信号をイグナイタ２
７に出力し、イグニッションコイル２９を介して点火プ
ラグ２８に放電を行わせる。
【０１９２】次に、上記構成のエンジン装置により実施
されるエンジン制御について、図１２〜図２０のフロー
チャートに基づいて説明する。図１２は、図示しないイ
グニッションスイッチがＯＮされ、ＥＣＵ４０に電源が
供給されてシステムがリセットされたとき、割り込み実
行される初期化ルーチンである。まず最初に、Ｓ１でＣ
ＰＵ４０ｃを初期設定すると、Ｓ２で制御データを初期
設定し、Ｓ３で吸気管容積Ｖｍ、１気筒当たりのストロ
ーク容積Ｖｓ、エンジンの気筒数Ｌ、空気有効成分の気
体定数Ｒａ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅ等の吸
気系定数を設定し、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１９３】図１３は、図１２の初期化ルーチンにより
システムイニシャライズした後に実行されるルーチンプ
ログラムであり、状況に応じた燃焼形態の設定と、その
燃焼形態による目標トルクＴｅｉを実現する吸気・ＥＧ
Ｒ量、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の制御値の
算出を行うプログラム全体の概要を示したフローチャー
トである。これらの制御値に基づいて各アクチュエータ
類を制御することにより、状況に応じた燃焼形態を実現
でき、該燃焼形態により目標トルクＴｅｉを得るエンジ
ン制御を行うことができる。
【０１９４】本フローチャートによれば、まず最初にＳ
１０で各センサからの検出信号に基づいて、アクセル開
度Ｓ、マニホールド全圧Ｐｍ、吸気管６内のガス温度Ｔ
ｍ、スロットル通過空気流量計測値Ｑａｖｅ、空燃比
λ、エンジン回転数Ｎｅ、冷却水温Ｔｗ等のエンジン運
転状態が算出される。
【０１９５】そして、Ｓ２０では目標トルクＴｅｉが算
出される。目標トルクＴｅｉは、Ｓ１０にて算出したア
クセルペダルの踏込量Ｓとエンジン回転数Ｎｅを用いて
目標トルク算出用データマップを補間計算付で参照する
ことにより算出される。ここで算出される目標トルクＴ
ｅｉは、ドライバがエンジンに要求する出力としてとら
えることができ、Ｓ３０〜Ｓ５０にて設定される燃焼形
態をＳ６０以降の制御により実現することにより、この
目標トルクＴｅｉを達成するための制御が行われる。
【０１９６】Ｓ３０では、最終目標燃焼形態設定手段５
１により運転領域とエンジン動作状態に応じた最終目標
燃焼形態が設定される。最終目標燃焼形態は、前述の５
種類の定常燃焼形態から最も適したものが選択され、設
定される。
【０１９７】図１４は、最終目標燃焼形態の選択設定ル
ーチンを示したフローチャートである。Ｓ３０１では、
Ｓ１０及びＳ２０で検出又は算出した冷却水温度Ｔｗ、
始動後時間Ｔａｓ、マスターバッグ内圧回復要求信号Ｃ
ｍ、リッチ運転要求Ｃｒ、目標トルクＴｅｉ、エンジン
回転数Ｎｅを読み込む。
【０１９８】次に、Ｓ３０２では、冷却水温度ＴｗとＥ
ＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内に予め設定されている設定値
との比較が行われ、冷却水温度Ｔｗの方が低い場合（Ｎ
Ｏ）には低水温であると判断される。これから、エンジ
ンが暖機運転中であると判断することができ、暖機運転
に適した定常燃焼形態を最終目標燃焼形態として選択す
べくＳ３０９へ移行する。また、冷却水温度Ｔｗの方が
高い場合（ＹＥＳ）には高水温であると判断され、更に
他の判断を行うべくＳ３０３へ移行する。
【０１９９】Ｓ３０３では、エンジン始動後から計測さ
れた経過時間である始動後時間ＴａｓとＥＣＵ４０のＲ
ＯＭ４０ｄ内に予め設定されている基準値との比較が行
われる。これにより、始動後時間Ｔａｓが基準値に満た
ない場合（ＮＯ）にはエンジン始動後間もない暖機運転
中であると判断し、暖機運転に適した定常燃焼形態を最
終目標燃焼形態として選択すべく、Ｓ３０９へ移行す
る。また、始動後時間Ｔａｓが基準値以上である場合
（ＹＥＳ）は、暖機運転は終了しており、暖機運転を行
うために最終目標燃焼形態を選択する必要はないとし
て、Ｓ３０４へ移行する。
【０２００】Ｓ３０４では、マスターバッグ回復要求信
号Ｃｍの有無が判断される。このマスターバッグ回復要
求信号Ｃｍが出力されると、マスターバッグ内の負圧力
が弱く、その状態ではブレーキ操作力を補助することが
困難であると判断される。
【０２０１】ここで、マスターバッグ回復要求信号Ｃｍ
が出力されている場合（ＹＥＳ）には、マスターバッグ
内の負圧力を所定値以上に回復させるのに適した定常燃
焼形態を最終目標燃焼形態として選択すべくＳ３０９へ
移行する。また、マスターバッグ回復要求信号Ｃｍがな
い場合（ＮＯ）にはマスターバッグ内の負圧力を確保す
るために最終目標燃焼形態を選択する必要はないとして
Ｓ３０５へ移行する。
【０２０２】Ｓ３０５では、リッチ運転要求信号Ｃｒの
有無が判断される。このリッチ運転要求信号Ｃｒは、例
えば、リーン運転（均一リーン燃焼形態若しくは成層燃
焼形態の実現）を行った積算時間とエンジン動作状態と
に基づいて求められ、この信号が出力されると、ＮＯｘ
吸蔵触媒２２は所定の限界基準値を超える量のＮＯｘを
吸蔵しており、更にリーン運転が行われた場合にＮＯｘ
の吸蔵に支障を来すおそれがあると判断することができ
る。
【０２０３】ここで、リッチ運転要求信号Ｃｒがある場
合（ＹＥＳ）には、これを浄化させることができる燃焼
形態を実現すべく、これを最終目標燃焼形態として選択
するためにＳ３１３へ移行する。また、リッチ運転要求
信号Ｃｒがない場合（ＮＯ）にはＮＯｘ吸蔵触媒２２の
ＮＯｘ吸蔵分を浄化させるための定常燃焼形態を最終目
標燃焼形態として選択する必要はないとしてＳ３０６へ
移行する。
【０２０４】Ｓ３０６〜Ｓ３０８では、エンジンの運転
領域の判定が行われ、これらの判定に基づいてＳ３１０
〜Ｓ３１２によりそれぞれの運転領域に応じた最適な定
常燃焼形態が最終目標燃焼形態として選択される。Ｓ３
０６で行われる運転領域判定１は、現在のエンジン運転
の領域が極低負荷運転領域内にあるか否かが判断され、
極低負荷運転領域にある場合（ＹＥＳ）はこれに適した
定常燃焼形態を最終目標燃焼形態として選択すべくＳ３
１２に移行する。また、極低負荷運転領域にない場合
（ＮＯ）は更にその運転領域を詳細に判断すべくＳ３０
７へ移行する。
【０２０５】Ｓ３０７で行われる運転領域判定２は、現
在のエンジン運転領域が低負荷運転領域内にあるか否か
が判断され、低負荷運転領域にある場合（ＹＥＳ）はこ
れに適した定常燃焼形態を最終目標燃焼形態として選択
すべくＳ３１１に移行する。また、低負荷運転領域にな
い場合（ＮＯ）はその運転領域を更に詳細に判断すべく
Ｓ３０８へ移行する。
【０２０６】Ｓ３０８で行われる運転領域判定３は、現
在のエンジン運転領域が中負荷運転領域にあるか否かが
判断され、中負荷運転領域にある場合（ＹＥＳ）はこれ
に適した定常燃焼形態を最終目標燃焼形態として選択す
べくＳ３１０へ移行する。また、中負荷運転領域にない
場合（ＮＯ）には運転領域が高負荷運転領域であると判
断され、高負荷を出力することができる定常燃焼形態を
最終目標燃焼形態として選択するためにＳ３０９へ移行
する。
【０２０７】Ｓ３０９では、最終目標燃焼形として均一
ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮが選択され、
Ｓ３１０では、均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態
ＫＳＥが、Ｓ３１１では、均一リーン燃焼形態ＫＬが、
Ｓ３１２では成層燃焼形態ＳＬが、Ｓ３１３では均一リ
ッチ燃焼形態ＫＲが選択される。
【０２０８】尚、Ｓ３０４にてマスターバッグ回復要求
信号Ｃｍがあった場合にＳ３０９の均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮが選択されるのは、この定常
燃焼形態が他の定常燃焼形態と比較して吸気管６内を高
い負圧状態にすることが可能であり、マスターバッグ内
の負圧力を回復することができるからである。
【０２０９】このように、上述のＳ３０１〜Ｓ３１３の
制御ルーチンが実行されることによりＳ３０では運転領
域及びエンジン動作状態に応じた最終目標燃焼形態が設
定される。
【０２１０】Ｓ４０では、中間目標燃焼形態設定手段５
２により中間目標燃焼形態の設定が行われる。ここで、
中間目標燃焼形態は、第１中間目標燃焼形態と、第２中
間目標燃焼形態とが設定される。
【０２１１】図１５は、Ｓ４０にて中間目標燃焼形態設
定手段５２により行われる中間目標燃焼形態の設定を行
う制御ルーチンを示したフローチャートである。まず最
初に、Ｓ４０１ではＳ３０にて設定された最終目標燃焼
形態の読み込みが行われ、Ｓ４０２では現状燃焼形態把
握手段５５により把握されている現状燃焼形態が読み込
まれる。そして、Ｓ４０３では最終目標燃焼形態と現状
燃焼形態とに基づいて中間燃焼形態指示テーブル（表１
〜３参照）の参照が行われ、第１中間目標燃焼形態と第
２中間目標燃焼形態の設定が行われる。そして、本ルー
チンを抜ける（リターン）。このように、Ｓ４０では第
１中間目標燃焼形態と第２中間目標燃焼形態の設定が行
われる。
【０２１２】Ｓ５０では、第１現状燃焼形態把握手段５
６により現状燃焼形態の把握が行われ、Ｓ６０以降では
Ｓ５０にて把握された現状燃焼形態を実現するエンジン
制御が行われる。すなわち、ここで現状燃焼形態が中間
燃焼形態であると把握されるとＳ６０以降では中間燃焼
形態を実現するエンジン制御が行われ、現状燃焼形態が
定常燃焼形態であると把握されるとＳ６０以降では定常
燃焼形態を実現するエンジン制御が行われる。
【０２１３】図１６は、Ｓ５０にて第１現状燃焼形態把
握手段５６により行われる現状燃焼形態の把握設定の制
御ルーチンを示したフローチャートである。まず最初
に、Ｓ５０１にて、Ｓ４０２にて読み込まれた現状燃焼
形態が定常燃焼形態であるか否かが判断され、定常燃焼
形態である場合（ＹＥＳ）はその定常燃焼形態を実現す
るのか、又は他の定常燃焼形態との間の中間燃焼形態を
実現する必要があるのかを判断すべく、Ｓ５０２へ移行
する。また、Ｓ５０１にて定常燃焼形態ではない（Ｎ
Ｏ）と判断された場合は、そのまま本ルーチンを抜ける
（リターン）。この判断により、その定常燃焼形態を実
現するためのエンジン制御が行われる。
【０２１４】Ｓ５０２では、現状燃焼形態と第１中間目
標燃焼形態とが同一の燃焼形態であるか否かが判断され
る。ここで、現状燃焼形態と第１中間目標燃焼形態とが
異なる燃焼形態である場合（ＮＯ）は、現状燃焼形態と
第１中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態を実現する
必要があると把握してＳ５０３へ移行する。
【０２１５】Ｓ５０３では、現状燃焼形態を第１中間燃
焼形態との間の中間燃焼形態と把握する処理がなされ、
本ルーチンを抜ける（リターン）。これにより、現状燃
焼形態は、第１中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態
と把握され、この把握された中間燃焼形態を実現するた
めのエンジン制御が行われる。
【０２１６】また、現状燃焼形態と第１中間目標燃焼形
態とが同一の燃焼形態である場合（ＹＥＳ）は、本ルー
チンを抜ける（リターン）。これにより、現状燃焼形態
は第１中間目標燃焼形態の定常燃焼形態と把握され、こ
の把握された定常燃焼形態を実現するためのエンジン制
御が行われる。
【０２１７】Ｓ６０以降では、Ｓ５０にて把握された現
状燃焼形態、すなわち定常燃焼形態、若しくは中間燃焼
形態により、Ｓ２０にて設定された目標トルクＴｅｉを
達成するエンジン制御が行われる。
【０２１８】Ｓ６０では、Ｓ５０にて把握された燃焼形
態にて目標トルクＴｅｉを実現するための吸気・ＥＧＲ
制御を行うために、ＥＴＣ１６及びＥＧＲバルブ２５の
制御量の算出が行われる。
【０２１９】図１７は、Ｓ６０にてＥＴＣ１６とＥＧＲ
バルブ２５の制御量の算出ルーチンを示したフローチャ
ートである。まず最初に、Ｓ６０１では吸気系係数の算
出が行われる。ここでは、エンジン回転数Ｎｅとマニホ
ールド全圧Ｐｍをパラメータとするデータマップを参照
することにより現在のエンジン運転状態における体積効
率ηｖが算出される。そして、次に、以下の(11)〜(13)
式により吸気系係数ｃａ、ｃｅ、ｄが算出される。
【０２２０】 ca=a/ba=(Vs/(Ra・Tm))・ ηv・(Ne・L/120) …(11) ce=a/be=(Vs/(Re・Tm))・ ηv・(Ne・L/120) …(12) d=(Vs/(Ra・Tm))・ ηv …(13) ここで、ａ、ｂａ、ｂｅは、前述の(7) 〜(9) 式により
算出された吸気系係数であり、吸気管容積Ｖｍ、１気筒
当たりのストローク容積Ｖｓ、エンジンの気筒数Ｌ、空
気有効成分の気体定数Ｒａ、ＥＧＲガス有効成分の気体
定数Ｒｅは、Ｓ３（図１２参照）にて設定された吸気系
定数である。
【０２２１】次に、Ｓ６０２では、第１中間目標燃焼形
態基本燃料噴射量、第１中間目標燃焼形態基本ＥＧＲ
量、第１中間目標燃焼形態基本目標空燃比の初期設定値
の算出が行われる。ここで、第１中間目標燃焼形態初期
設定値算出手段６２は、第１中間目標燃焼形態として設
定されている定常燃焼形態の初期設定値算出用データマ
ップを目標トルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅを用いて
補間計算付にてそれぞれ参照することにより、第１中間
目標燃焼形態燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、第１中間目
標燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値ＥＧＲｉ、第１中間目標
燃焼形態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉを算出する。
【０２２２】Ｓ６０３では、第１中間目標燃焼形態にお
ける空気有効成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉとＥＧＲガ
ス有効成分分圧の制御目標値Ｐｍｅｅｓｉが算出され
る。ここで、第１中間目標燃焼形態制御目標値設定手段
６３は、まず最初に、Ｓ６０２にて設定した第１中間目
標燃焼形態燃料噴射量初期設定値ＧＦｉと第１中間目標
燃焼形態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉを用いて、以下
の(14)式により、１気筒当たりのシリンダ流入空気量の
初期設定値であるシリンダ流入空気量初期設定値ＧＯｉ
を求める。
【０２２３】GOi=GFi ×ABFi ……(14) そして、このシリンダ流入空気量初期設定値ＧＯｉと吸
気系係数ｄから、以下の(15)式により、第１中間目標燃
焼形態における空気有効成分分圧制御目標値である第１
中間目標燃焼形態空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓ
ｉを算出する。
【０２２４】Pmosi =(1/d)・GOi ……(15) また、Ｓ６０２にて設定した第１中間目標燃焼形態ＥＧ
Ｒ量初期設定値ＥＧＲｉと空気有効成分の気体定数Ｒ
ａ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅ、第１中間目標
燃焼形態空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉを用い
て、以下の(16)式により、第１中間目標燃焼形態におけ
るＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値である第１中間目
標燃焼形態ＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅ
ｓｉを算出する。
【０２２５】 Pmeesi=EGRi/(1-EGRi)×(Re/Ra) ×Pmosi ……(16) 更に、第１中間目標燃焼形態制御目標値設定手段６３
は、理論空燃比ＡＢＦｔと第１中間目標燃焼形態目標空
燃比初期設定値ＡＢＦｉを用いて、以下の(17)式によ
り、目標当量比ＦＡＩｉを算出する。
【０２２６】FAIi=ABFt/ABFi ……(17) そして、ＥＧＲバルブ２５入口におけるＥＧＲガスの当
量比を推定した排気当量比ＦＡＩを算出する。排気当量
比ＦＡＩは、空燃比センサ３５が広域型空燃比センサで
ある場合、実際の空燃比λより算出した当量比算出値を
用いることで最も優れた精度を得ることができるが、以
下の(18)式に示すように、ＥＧＲ通路２４で発生する燃
焼ガスの輸送遅れ時間を考慮し、ｋ制御周期前の目標当
量比ＦＡＩｉ(-k)から加重平均により、目標当量比ＦＡ
Ｉｉの一次遅れで排気当量比ＦＡＩを算出しても良い。
【０２２７】FAI=(1-q)・FAI(-1)+q・FAIi(-k) …(18) 但し、ｑ：加重平均係数 上記(18)式による加重平均で排気当量比ＦＡＩを求める
場合、加重平均係数ｑを予め設定した定数としても良い
が、厳密には、燃焼ガスの輸送遅れ時間は運転条件によ
って変化するため、一次遅れを運転条件で最適に設定で
きるよう、加重平均係数ｑをマニホールド全圧Ｐｍより
設定し、ｋ制御周期前の目標当量比ＦＡＩｉ(-k)は、エ
ンジン回転数Ｎｅとマニホールド全圧Ｐｍとにより設定
した無駄時間に相当するｋ制御周期前の値とすることが
望ましい。
【０２２８】尚、簡易的には、以下の(19)式に示すよう
に、目標当量比ＦＡＩｉを、そのまま排気当量比ＦＡＩ
として設定しても良い。
【０２２９】fai=FAIi …(19) そして、以下の(20)式により排気当量比ＦＡＩと目標当
量比ＦＡＩｉとの比を、当量比係数ｒｆａｉとして算出
する。
【０２３０】rfai=FAI/FAIi …(20) Ｓ６０４では、センサ検出値に基づいた圧力応答値であ
る空気有効成分分圧推定値とＥＧＲガス有効成分分圧推
定値の算出が行われる。ここで、フィードバック制御量
算出手段６５は、まず最初に、空気有効成分分圧及びＥ
ＧＲガス有効成分分圧の各時間変化量を推定するため、
吸気系モデルに従って、ＥＧＲガスの空気過不足成分分
圧モデル値Ｐｆｅａ及びＥＧＲガス有効成分分圧モデル
値Ｐｆｅｅを当量比係数ｒｆａｉに基づいて算出し、実
際に計測したスロットル通過空気流量によって吸入空気
分の新気分圧モデル値Ｐｆａを算出する。
【０２３１】そして、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧
モデル値Ｐｆｅａと新気分圧モデル値Ｐｆａとの和を空
気有効成分分圧推定値Ｐｍｏとして算出し、ＥＧＲガス
の空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ、ＥＧＲガス有
効成分分圧モデル値Ｐｆｅｅ、新気分圧モデル値Ｐｆａ
の総和を吸気管内圧力の実測値であるマニホールド全圧
Ｐｍと一致させるべく、マニホールド全圧Ｐｍから空気
有効成分分圧推定値Ｐｍｏを減算した値をＥＧＲガス有
効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとして算出する。
【０２３２】ここで、当量比係数ｒｆａｉを用いること
によりＥＧＲガス有効成分分圧の推定精度を高めること
ができると同時に、実際の吸入空気量から求めた新気分
圧モデル値Ｐｆａを修正することなく各分圧の総和をマ
ニホールド全圧Ｐｍに一致させることによりＥＧＲ分の
モデル誤差を修正し、吸気温度、大気圧、バルブクリア
ランス等の影響を排除して空気有効成分分圧の推定精度
を向上させることができる。
【０２３３】具体的には、ＥＧＲガスの空気過不足成分
分圧モデル値Ｐｆｅａ、ＥＧＲガス有効成分分圧モデル
値Ｐｆｅｅは、吸気系係数ａ、ｂａ、ｂｅ、当量比係数
ｒｆａｉ、１制御周期前のＥＧＲバルブ通過ガス流量設
定値Ｑｅ(-1)、１制御周期前のＥＧＲガスのＰｆｅａ
(-1)、１制御周期前のＰｆｅｅ(-1)を用いて、以下の(2
1)、(22)式により算出される。
【０２３４】 Pfea=(1-a・dt)・Pfea(-1)+(ba・dt)・(1-rfai)・Qe(-1) …(21) Pfee=(1-a・dt)・Pfee(-1)+(be・dt)・(rfai)・Qe(-1) …(22) また、吸入空気の新気分圧モデル値Ｐｆａは、吸入空気
量センサ８によって実際に計測したスロットル通過空気
流量計測値Ｑａｖｅを用い、以下の(23)式によって算出
される。
【０２３５】 Pfa =(1-a・dt)・Pfa(-1)+(ba・dt)・Qave …(23) そして、空気有効成分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有
効成分分圧推定値Ｐｍｅｅは、以下の(24)式と(25)式に
より算出される。
【０２３６】 Pmo =Pfa+(Pfe/(Pfea+Pfee))×Pfea …(24) Pmee=Pm-Pmo …(25) 但し、(Pfea+Pfee)=0 でＥＧＲが実施されていないとき
には、(Pm-Pfa)=0であり、Pmo=Pfa とする。
【０２３７】Ｓ６０５では、空気有効成分分圧推定値Ｐ
ｍｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとに基づ
いたスロットル通過空気流量設定値Ｑａ、ＥＧＲバルブ
通過ガス流量設定値Ｑｅの算出が行われる。ここでは、
まず最初にフィードバック制御部６５の処理によりフィ
ードバック制御係数が算出される。具体的には、吸気系
係数ba、be、ca、ceと当量比係数rfaiを用いて、以下の
(26)〜(31)式によりフィードバック係数f1、f2、h1、h
2、g1、g2が算出される。
【０２３８】 f1=(1/(ba・dt))・n …(26) f2=(1/(rfai・be・dt))・n …(27) h1=ca …(28) h2=ce/rfai …(29) g1=m/Ne …(30) g2=m/Ne …(31) 但し、ｄｔ：制御周期 ｎ：重み係数（０＜ｎ＜１） ｍ：積分制御係数（ｍ≧０） そして、上述の吸気系モデルに従い、フィードバック制
御量算出手段６５の処理により、ＥＧＲバルブ通過ガス
流量初期設定値Ｑｅｉとスロットル通過空気流量初期設
定値Ｑａｉが算出される。
【０２３９】ここで、ＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設
定値Ｑｅｉは、第１中間目標燃焼形態の制御目標値設定
手段６３により算出したＥＧＲガス有効成分分圧目標値
初期設定値ＰｍｅｅｓｉとＥＧＲガス有効成分分圧推定
値Ｐｍｅｅ、及び、１制御周期前に後述するＳ６０６に
て算出されたＥＧＲガス有効成分分圧誤差の時間積分値
Ｉｍｅｅ(-1)とを用いて、以下の(32)式により算出され
る。
【０２４０】 Qei=h2・Pmeesi-f2・Pmee+g2・Imee(-1) …(32) 上記(32)式で算出したＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設
定値Ｑｅｉは、必ずしも実現可能な値ではないこともあ
るため、以下の(33)式の範囲（０以上最大流量（Ｑｅ）
MAX 以下の範囲）に飽和させて制御可能（実現可能）な
流量とし、この流量をＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐ
ｍｅｅを用いたＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとする。
【０２４１】０≦Ｑｅ≦（Ｑｅ）MAX …(33) 上記最大ＥＧＲバルブ通過ガス流量（Ｑｅ）MAX は、マ
ニホールド全圧Ｐｍに基づいてデータマップを参照する
こと等により設定される。
【０２４２】更には、ＥＧＲバルブ通過ガス流量を制御
する場合、制御することのできる（変化させることので
きる）流量は、マニホールド全圧Ｐｍと１制御周期前の
ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ(-1)とによって制限され
るため、マニホールド全圧Ｐｍと１制御周期前のＥＧＲ
バルブ指示値Ｓｅ(-1)とから最大ＥＧＲバルブ通過ガス
流量変化量（ΔＱｅ）MAX を設定し、この最大ＥＧＲバ
ルブ通過ガス流量変化量（ΔＱｅ）MAX と１制御周期前
のＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ(-1)とによって以下の
(34)式で算出した最大ＥＧＲバルブ通過ガス流量（Ｑ
ｅ）MAX を用いることで、より正確なフィードバック制
御を実現することができる。
【０２４３】 （Ｑｅ）MAX ＝Ｑｅ(-1)+ （ΔＱｅ）MAX …(34) そして、スロットル通過空気流量初期設定値Ｑａｉは、
ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、及び前述の第１中間目
標燃焼形態の制御目標値算出手段６３による処理で算出
した空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉと空気有効
成分分圧推定値Ｐｍｏ、及び、１制御周期前に後述する
Ｓ６０６にて算出された空気有効成分分圧誤差の時間積
分値Ｉｍｏ(-1)とを用いて、以下の(35)式により算出さ
れる。
【０２４４】 Qai=h1・Pmosi-f1・Pmo-(1-rfai)・Qe+g1・Imo(-1) …(35) そして、算出したスロットル通過空気流量初期設定値Ｑ
ａｉを以下の(36)式の範囲（０以上最大流量（Ｑａ）
MAX 以下の範囲）に飽和させてスロットル通過空気流量
Ｑａを定める。
【０２４５】０≦Ｑａ≦（Ｑａ）MAX …(36) この場合においても、上記最大ＥＧＲバルブ通過ガス流
量（Ｑｅ）MAX の場合と同様、上記最大スロットル通過
空気流量（Ｑａ）MAX は、予め設定した定数としてもよ
く、制御可能な流量を考慮してマニホールド全圧Ｐｍに
基づいてマップ参照等により設定した値を用いても良
い。
【０２４６】更に、マニホールド全圧Ｐｍと１制御周期
前のスロットルアクチュエータ指示値Ｓａ(-1)とによっ
て最大スロットル通過空気流量変化量（ΔＱａ）MAX を
設定し、この最大スロットル通過空気流量変化量（ΔＱ
ａ）MAX と１制御周期前のスロットル通過空気流量Ｑａ
(-1)とによって以下の(37)式で算出した最大スロットル
通過空気流量（Ｑａ）MAX を用いても良い。
【０２４７】 （Ｑａ）MAX ＝Ｑａ(-1)＋（ΔＱａ）MAX …(37) Ｓ６０６では、理論値に基づいた圧力応答値である空気
有効成分分圧予測値とＥＧＲガス有効成分分圧予測値の
算出が行われる。ここで、予測値算出手段６６は、１制
御周期前の空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ(-1)と空気
有効成分分圧目標補正値Ｐｍｏｈｓとを用いて、以下の
(38)式により空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを算出す
る。
【０２４８】 Pmos =(1-n)・Pmos(-1)+n・Pmohs …(38) そして、１制御周期前のＥＧＲガス有効成分分圧予測値
Ｐｍｅｅｓ(-1)とＥＧＲガス有効成分分圧目標補正値Ｐ
ｍｅｅｈｓとを用いて、以下の(39)式によりＥＧＲガス
有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓを算出する。
【０２４９】 Pmees=(1-n)・Pmees(-1)+n・Pmeehs …(39) 上記(38)、(39)式における空気有効成分分圧目標補正値
Ｐｍｏｈｓは、スロットル通過空気流量Ｑａに相当する
圧力目標値であり、ＥＧＲガス有効成分分圧目標補正値
Ｐｍｅｅｈｓは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに相当
する圧力目標値であり、以下の(40)、(41)式により算出
される。
【０２５０】 Pmohs =(1/h1)・(Qa+(1-rfai)・Qe+f1・Pmo-g1・Imo) …(40) Pmeehs=(1/h2)・(Qe+f2・Pmee-g2・Imee) …(41) 上記(40)、(41)式における空気有効成分分圧誤差の時間
積分値Ｉｍｏ、及び、ＥＧＲガス有効成分分圧誤差の時
間積分値Ｉｍｅｅは、以下の(42)、(43)式によって算出
される。
【０２５１】 Imo =Imo(-1) +(Pmos(-k) -Pmo )・dt …(42) Imee=Imee(-1)+(Pmees(-k)-Pmee)・dt …(43) Ｓ６０７では、ＥＴＣ１６のＥＴＣ開度指示値Ｓａの算
出が行われる。ここで、ＥＴＣ開度指示値算出手段６７
は、Ｓ６０５にて求めたスロットル通過空気流量Ｑａと
マニホールド全圧Ｐｍとを用いてＥＴＣ開度指示値Ｓａ
を算出し、制御信号としてＥＴＣ１６に出力する。
【０２５２】Ｓ６０８では、ＥＧＲバルブ２５のバルブ
開度指示値Ｓｅの算出が行われる。ここで、ＥＧＲバル
ブ開度指示値算出手段６８は、Ｓ６０５にて求めたＥＧ
Ｒバルブ通過ガス流量Ｑｅとマニホールド全圧Ｐｍとを
用いてＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを算出し、制御信号
としてＥＧＲバルブ２５に出力する。
【０２５３】このＳ６０７及びＳ６０８の制御処理によ
り算出された制御値によって、ＥＴＣ１６及びＥＧＲバ
ルブ２５は、現状燃焼形態による目標トルクＴｅｉを実
現するための吸入空気量及びＥＧＲ量を得ることができ
る開度位置に制御される。
【０２５４】次に、Ｓ７０〜Ｓ１００では、現状燃焼形
態が中間燃焼形態と把握されている場合に、その中間燃
焼形態を実現するための中間燃焼比率ＲＡＴＩＯが算出
される。Ｓ７０では、ベース燃焼形態燃料噴射量初期設
定値Ｇｆｉｂ、ベース燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値（Ｅ
ＧＲ率）ＥＧＲｉｂ、ベース燃焼形態目標空燃比初期設
定値ＡＢＦｉｂが算出される。
【０２５５】ここでは、ベース燃焼形態初期設定値算出
手段７２により、ベース燃焼形態として設定されている
定常燃焼形態の初期設定値算出用データマップが目標ト
ルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅを用いて補間計算付に
てそれぞれ参照され、ベース燃焼形態燃料噴射量初期設
定値Ｇｆｉｂ、ベース燃焼形態ＥＧＲ量初期設定値ＥＧ
Ｒｉｂ、ベース燃焼形態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉ
ｂが算出される。
【０２５６】Ｓ８０では、ベース燃焼形態における空気
有効成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉｂとＥＧＲガス有効
成分分圧の制御目標値Ｐｍｅｅｓｉｂが算出される。こ
こで、ベース燃焼形態制御目標値設定手段７３は、まず
最初に、Ｓ７０にて設定した第ベース燃焼形態燃料噴射
量初期設定値ＧＦｉｂとベース燃焼形態目標空燃比初期
設定値ＡＢＦｉｂを用いて、以下の(44)式により、ベー
ス燃焼形態における１気筒当たりのシリンダ流入空気量
の初期設定値であるベース燃焼形態シリンダ流入空気量
初期設定値ＧＯｉｂを求める。
【０２５７】GOib=GFib ×ABFib ……(44) そして、このベース燃焼形態シリンダ流入空気量初期設
定値ＧＯｉｂと吸気系係数ｄから、以下の(45)式によ
り、ベース燃焼形態における空気有効成分分圧制御目標
値であるベース燃焼形態空気有効成分分圧制御目標値Ｐ
ｍｏｓｉｂを算出する。
【０２５８】Pmosib =(1/d)・GOib ……(45) また、Ｓ７０にて設定したベース燃焼形態ＥＧＲ量初期
設定値ＥＧＲｉｂと空気有効成分の気体定数Ｒａ、ＥＧ
Ｒガス有効成分の気体定数Ｒｅ、ベース燃焼形態空気有
効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉｂを用いて、以下の(4
6)式により、ベース燃焼形態におけるＥＧＲガス有効成
分分圧制御目標値であるベース燃焼形態ＥＧＲガス有効
成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉｂを算出する。
【０２５９】 Pmeesib=EGRib/(1-EGRib) ×(Re/Ra) ×Pmosib ……(46) Ｓ９０では、燃料噴射制御方式の決定が行われる。燃料
噴射制御方式にはＬジェトロ型燃料噴射制御方式とＡ／
Ｆ優先型燃料噴射制御方式の２種類があり、所定条件に
応じてこれらの制御方式の一方を選択することにより、
Ｓ１００にて算出される中間燃焼比率ＲＡＴＩＯや最終
燃料噴射量等の制御値の精度をより高いものとすること
ができる。
【０２６０】燃料噴射制御方式の決定は、図１８に示し
た燃料噴射制御方式決定ルーチンによって行われる。ま
ず最初に、Ｓ９００では吸気管６内の圧力状態に基づい
た判定が行われ、Ｓ１０にて検出したマニホールド全圧
ＰｍとＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内に予め設定されてい
るマニホールド基準圧ＰｍLMとの比較判定が行われる。
ここで、マニホールド全圧Ｐｍがマニホールド基準圧Ｐ
ｍLM以下の低い負圧状態にあると判定された場合（Ｎ
Ｏ）は、更にアクセルペダルの操作状態に基づいた判断
をすべくＳ９０１へ移行する。
【０２６１】Ｓ９０１では、アクセルペダルの踏込量Ｓ
が予め設定された所定量よりも大きく踏み込まれた操作
状態にあるか否かが判定される。ここで、踏込量Ｓが基
準アクセル踏込量ＳLM以下である場合（ＮＯ）には、エ
ンジン運転状態が中・低負荷運転領域内にあると判断さ
れ、中・低負荷運転領域に適した燃料噴射制御方式を選
択すべくＳ９０２へ移行する。Ｓ９０２では、エンジン
運転状態が中・低負荷運転領域内にあると判断され、燃
料噴射制御方式はＡ／Ｆ優先型燃料噴射制御方式が選択
され、本ルーチンを抜ける。
【０２６２】また、Ｓ９００にてマニホールド全圧Ｐｍ
がマニホールド基準圧ＰｍLMよりも高い負圧状態にある
と判定された場合（ＹＥＳ）、又は、Ｓ９０１にてアク
セル踏込量ＳがＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内に予め設定
されている基準アクセル踏込量ＳLMよりも大きい（ＹＥ
Ｓ）場合には、エンジン運転状態が高負荷運転領域内に
あると判断され、高負荷運転に応じた燃料噴射制御方式
を選択すべくＳ９０３へ移行する。
【０２６３】Ｓ９０３では、高負荷運転に適した燃料噴
射制御方式としてＬジェトロ型燃料噴射制御方式が選択
され、本ルーチンを抜ける（リターン）。上記制御によ
りＬジェトロ型燃料噴射制御方式とＡ／Ｆ優先型燃料噴
射制御方式のいずれか一方の燃料噴射制御方式を選択し
た後にＳ１００（図１３）へ移行する。
【０２６４】Ｓ１００では、中間燃焼比率ＲＡＴＩＯの
算出が行われる。中間燃焼比率ＲＡＴＩＯは、中間燃焼
比率算出手段７４により各中間燃焼形態毎に設定されて
いる中間燃焼比率算出式に基づいて算出される。以下
に、中間燃焼比率ＲＡＴＩＯの算出について各定常燃焼
形態間の中間燃焼形態毎に説明する。
【０２６５】まず最初に成層燃焼形態ＳＬと均一リーン
燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態の中間燃焼比率であ
る成層比率ＳＲＡＴＩＯは、実際の圧力応答値の空気有
効成分分圧（以下、単に「実空気有効成分分圧」とい
う。）Ｐｘ、均一リーン燃焼形態ＫＬにおける空気有効
成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉKL、成層燃焼形態ＳＬに
おける空気有効成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉSLを用い
て、以下の(47)式により算出される。
【０２６６】 SRATIO=(Px-PmosiKL)/(PmosiSL-PmosiKL) ……(47) すなわち、上記(47)式により、成層比率ＳＲＡＴＩＯ
は、ベース燃焼形態と第１中間目標燃焼形態の空気有効
成分分圧と実空気有効成分分圧との関係から求められ
る。
【０２６７】上記(47)式において、実空気有効成分分圧
Ｐｘには、Ｓ９０にて選択された燃料噴射制御方式がＬ
ジェトロ型燃料噴射方式である場合は空気有効成分分圧
推定値Ｐｍｏが用いられ、Ａ／Ｆ優先型燃料噴射方式で
ある場合は空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓが用いられ
る（以下、実空気有効成分分圧Ｐｘについて同じ）。
【０２６８】また、均一リーン燃焼形態ＫＬと均一スト
イキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとの間の中間燃焼
形態の中間燃焼比率であるリーン比率ＬＲＡＴＩＯは、
実空気有効成分分圧Ｐｘ、均一リーン燃焼形態ＫＬにお
ける空気有効成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉKL、均一ス
トイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮにおける空気有
効成分分圧制御目標値ＰｍｏｓｉKSN を用いて、以下の
(48)式により算出される。
【０２６９】 LRATIO=(Px-PmosiKSN)/(PmosiKL-PmosiKSN) ……(48) すなわち、リーン比率ＬＲＡＴＩＯは、ベース燃焼形態
と第１中間目標燃焼形態の空気有効成分分圧と、実空気
有効成分分圧との関係から算出される。
【０２７０】均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態Ｋ
ＳＮと均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥと
の間の中間燃焼形態の中間燃焼比率であるＥＧＲ比率Ｅ
ＲＡＴＩＯは、実空気有効成分分圧Ｐｘと吸気管６内の
実際の圧力応答値のＥＧＲガス有効成分分圧（以下、単
に「実ＥＧＲガス有効成分分圧」という）Ｐｙを用いて
以下の(49)式により算出した予測ＥＧＲ率ＥＧＲｓと、
均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥのＥＧＲ
量初期設定値ＥＧＲｉを用いて、以下の(50)式により算
出される。
【０２７１】EGRS=(Py/Re)/(Px/Ra+Py/Re) ……(49) ERATIO=EGRS/EGRi ……(50) 上記(49)式において、実ＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｙに
は、Ｓ９０にて選択された燃料噴射制御方式がＬジェト
ロ型燃料噴射方式である場合はＥＧＲガス有効成分分圧
推定値Ｐｍｅｅが用いられ、Ａ／Ｆ優先型燃料噴射方式
である場合はＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓ
が用いられる。（以下、実ＥＧＲガス有効成分分圧Ｐｙ
について同じ）。
【０２７２】ここで、上記(47)、(48)、(49)式におい
て、実空気有効成分分圧Ｐｘと実ＥＧＲガス有効成分分
圧Ｐｙとに用いる圧力応答値をＳ９０にて選択した燃料
噴射制御方式に応じて選択する理由について、以下に簡
単に説明する。
【０２７３】空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏは、吸気管
圧力センサ３３や吸入空気量センサ３６等のセンサ類に
より検出したセンサ検出値を用いて算出されるため、セ
ンサ遅れやセンサ信号のノイズ処理による検出遅れがあ
り、特に中・低負荷運転時において過渡的に吸入空気量
の変化があった場合に検出遅れを生じやすく、検出遅れ
分の誤差が空燃比の誤差に繋がるおそれがあるという特
徴を有している。
【０２７４】しかし、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ
は、センサ類により実際に検出したセンサ検出値を用い
て求めているために絶対的な精度が高く、また、高負荷
運転領域においては吸気管６のスロットルバルブ前後の
差圧（以下、単に吸気管差圧という）が小さいため、検
出遅れ分の誤差を許容することができるという利点を有
している。
【０２７５】一方、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ
は、ＥＴＣ１６及びＥＧＲバルブ２５の開度指示値に基
づいた理論的な計算値に基づいて算出されるため、空気
有効成分分圧推定値Ｐｍｏのようなセンサによる検出遅
れが無く、吸入空気量の過渡的な変化における精度が良
いという利点を有している。
【０２７６】しかし、高負荷運転時においては吸気管差
圧は小さいため、ＥＴＣ１６によりスロットルバルブ１
４のスロットル開度を精密に開度制御しても計算値通り
の吸入空気量をシリンダ内に吸入させることが困難であ
り、このような場合に吸入空気量の誤差を含み易く、空
燃比の誤差に繋がるおそれがあるという特徴を有してい
る。
【０２７７】したがって、高負荷運転領域であるＬジェ
トロ型燃料噴射制御方式ではより絶対的な精度が高い空
気有効成分分圧推定値Ｐｍｏを用い、中・低負荷運転領
域であるＡ／Ｆ優先型燃料噴射制御方式では、吸入空気
量の過渡的な変化における精度が良くまた検出遅れによ
る誤差が生じない空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用
いることとしたものである。
【０２７８】均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態Ｋ
ＳＮと均一リッチ燃焼形態ＫＲとの間の中間燃焼形態の
中間燃焼比率であるリッチ比率ＲＲＡＴＩＯは、上記各
中間燃焼比率の算出方法とは異なり、以下の方法により
算出される。これは、均一リッチ燃焼形態の場合は、理
論空燃比よりもリッチ側の空燃比による燃焼形態であ
り、中間燃焼形態の移行の度合は直接燃料噴射量に依存
されるためである。
【０２７９】リッチ比率ＲＲＡＴＩＯは、均一リッチ燃
焼形態ＫＲと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態Ｋ
ＳＮとの間の中間燃焼形態の開始後の時間に応じてリッ
チ比率を算出する。具体的には、以下の(51)式により算
出される。
【０２８０】RRATIO=RRATIO+DR ……(51) （但し、ＤＲ：開始後時間補正係数） すなわち、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯは、ＥＣＵ４０のＲ
ＯＭ４０ｄ内に予め設定されている定数に補正係数を考
慮することにより算出される。
【０２８１】Ｓ１１０では、現状燃焼形態を実現する最
終目標空燃比ＡＢＦｉｆの算出が行われる。ここで算出
される最終目標空燃比ＡＢＦｉｆとは、ドライバが要求
する目標トルクＴｅｉを実現するための現状燃焼形態に
おける目標空燃比をいい、第１中間目標燃焼形態目標空
燃比初期設定値ＡＢＦｉとベース燃焼形態目標空燃比初
期設定値ＡＢＦｉｂと中間燃焼比率ＲＡＴＩＯとに基づ
いて算出される。
【０２８２】図１９は、最終目標空燃比算出手段８１に
より行われる最終目標空燃比ＡＢＦｉｆの算出ルーチン
を示したフローチャートである。まず最初に、Ｓ１１０
１では現状燃焼形態が定常燃焼形態であるか否かが判断
される。ここで、定常燃焼形態である場合（ＹＥＳ）は
その定常燃焼形態を実現する最終目標空燃比ＡＢＦｉｆ
を算出すべく、Ｓ１１０７へ移行する。
【０２８３】Ｓ１１０７では、定常燃焼形態を実現する
最終目標空燃比ＡＢＦｉｆの算出が行われる。最終目標
空燃比ＡＢＦｉｆは、第１中間目標燃焼形態初期設定値
算出手段６２によりその定常燃焼形態の初期設定値デー
タマップを補間計算付にて参照することによって算出さ
れた第１中間燃焼形態目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉと
される。これは、以下の(52)式によって示される。
【０２８４】ABFif=ABFi ……(52) したがって、例えば、第１現状燃焼形態把握手段５６に
より把握された現状燃焼形態が成層燃焼形態ＳＬであっ
た場合は第１中間目標燃焼形態も成層燃焼形態ＳＬであ
るため（第１現状燃焼形態把握手段５６の処理参照）、
第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手段６２により成
層燃焼形態ＳＬの目標空燃比算出用データマップを参照
することにより算出した成層燃焼形態における目標空燃
比初期設定値ＡＢＦｉSLが最終目標燃焼形態ＡＢＦｉｆ
と設定される。
【０２８５】同様に、第１現状燃焼形態把握手段５６に
より把握された現状燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬ
であった場合には、第１中間目標燃焼形態初期設定値算
出手段６２により均一リーン燃焼形態の目標空燃比算出
用データマップが参照され、均一リーン燃焼形態におけ
る目標空燃比初期設定値ＡＢＦｉKLが最終目標燃焼形態
ＡＢＦｉｆと設定される。
【０２８６】また、現状燃焼形態が均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮ、均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＥ、均一リッチ燃焼形態ＫＲの定常燃
焼形態である場合にも同様であるので、その説明は省略
する。
【０２８７】そして、Ｓ１１０１にて、現状燃焼形態が
定常燃焼形態でない（ＮＯ）と判断された場合は、Ｓ１
１０２に移行し、Ｓ１１０２にて、第１現状燃焼形態把
握手段５６により把握された現状燃焼形態が均一リーン
燃焼形態ＫＬと成層燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態
であるか否かが判断される。
【０２８８】ここで、現状燃焼形態が均一リーン燃焼形
態ＫＬと成層燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態である
場合（ＹＥＳ）は、これを実現する最終目標空燃比ＡＢ
Ｆｉｆを算出すべく、Ｓ１１０３以降へ移行する。
【０２８９】Ｓ１１０３では、均一リーン燃焼形態ＫＬ
と成層燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態における計算
上の空燃比である仮目標空燃比の算出が行われる。仮目
標空燃比ＡＢＦｉｆｉは、均一リーン燃焼形態ＫＬにお
ける目標空燃比ＡＢＦｉKLと、成層燃焼形態ＳＬにおけ
る目標空燃比ＡＢＦｉSLと、成層比率ＳＲＡＴＩＯとを
用いて、以下の(53)式により算出される。
【０２９０】 ABFifi=SRATIO ×ABFiSL+(1-SRATIO) ×ABFiKL ……(53) ここで、成層燃焼形態ＳＬの目標空燃比ＡＢＦｉSLは、
成層燃焼形態ＳＬの目標空燃比算出用データマップを参
照することにより算出される。成層燃焼形態ＳＬが第１
中間目標燃焼形態とされた場合は、第１中間目標燃焼形
態初期設定値算出手段６２により、ベース燃焼形態とさ
れた場合はベース燃焼形態初期設定値算出手段７２によ
り算出される。
【０２９１】また、均一リーン燃焼形態ＫＬの目標空燃
比ＡＢＦｉKLは、均一リーン燃焼形態ＫＬの目標空燃比
算出用データマップを参照することにより算出される。
均一リーン燃焼形態ＫＬが第１中間目標燃焼形態形態と
された場合は、第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手
段６２により、ベース燃焼形態とされた場合はベース燃
焼形態初期設定値算出手段７２により算出される。
【０２９２】次に、Ｓ１１０４では、上記Ｓ１１０３に
て算出した仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉと成層燃焼リッチ
限界空燃比ＡＢＦｒｓとの比較が行なわれる。これによ
り、中間燃焼形態を成層燃焼運転又は均一燃焼運転のい
ずれにより行うかが選択設定される。
【０２９３】ここで、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層
燃焼リッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓよりも大きい（ＡＢＦ
ｉｆｉ＞ＡＢＦｒｓ）場合（ＹＥＳ）は、成層燃焼リッ
チ限界よりもリーン側の目標空燃比であるため、成層燃
焼運転により仮目標空燃比の実現が可能であるとして、
Ｓ１１０６へ移行する。そして、Ｓ１１０６では、仮目
標空燃比ＡＢＦｉｆｉを最終目標空燃比ＡＢＦｉｆとす
る処理がなされる。
【０２９４】また、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層燃
焼リッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓ以下（ＡＢＦｉｆｉ≦Ａ
ＢＦｒｓ）である場合（ＮＯ）は、成層燃焼リッチ限界
空燃比ＡＢＦｒｓよりもリッチ側の目標空燃比であるた
め、成層燃焼形態による成層燃焼運転を実現できない。
したがって、このような場合は、運転方法を均一燃焼運
転に切り換えて目標トルクＴｅｉを実現する必要があ
る。
【０２９５】そこで、均一リーン燃焼形態により目標ト
ルクＴｅｉを実現することができる目標空燃比を最終目
標空燃比ＡＢＦｉｆとして設定すべく、Ｓ１１０５に移
行する。
【０２９６】Ｓ１１０５では、最終目標空燃比ＡＢＦｉ
ｆの算出が行われる。ここでは、第１中間目標燃焼形態
初期設定値算出手段６２、若しくはベース燃焼形態初期
設定値算出手段７２により、目標空燃比算出用データマ
ップが参照されることにより均一リーン燃焼形態ＫＬに
おける目標空燃比ＡＢＦｉKLが算出され、最終目標空燃
比ＡＢＦｉｆと設定される。
【０２９７】次に、Ｓ１１０２にて現状燃焼形態が均一
リーン燃焼形態ＫＬと成層燃焼形態ＳＬとの間の中間燃
焼形態でない（ＮＯ）と判断された場合は、いずれの中
間燃焼形態であるかを判断し、その中間燃焼形態を実現
する最終目標空燃比ＡＢＦｉｆを算出すべく更にＳ１１
０８以降へ移行する。
【０２９８】Ｓ１１０８では、第１現状燃焼形態把握手
段５６により把握された現状燃焼形態が均一リーン燃焼
形態ＫＬと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳ
Ｎとの間の中間燃焼形態であるか否かが判断される。こ
こで、現状燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬと均一ス
トイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとの間の中間燃
焼形態である場合（ＹＥＳ）は、これを実現する最終目
標空燃比ＡＢＦｉｆを算出すべく、Ｓ１１０９へ移行す
る。
【０２９９】Ｓ１１０９では、均一リーン燃焼形態ＫＬ
と均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとの間
の中間燃焼形態を実現する最終目標空燃比の算出が行わ
れる。最終目標空燃比ＡＢＦｉｆは、均一リーン燃焼形
態ＫＬにおける目標空燃比ＡＢＦｉKLと、均一ストイキ
オ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮにおける目標空燃比Ａ
ＢＦｉKSN と、リーン比率ＬＲＡＴＩＯとを用いて、以
下の(54)式により算出される。
【０３００】 ABFifi=LRATIO ×ABFiKL+(1-LRATIO) ×ABFiKSN ……(54) ここで、均一リーン燃焼形態ＫＬの目標空燃比ＡＢＦｉ
KLは、第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手段６２、
若しくはベース燃焼形態初期設定値算出手段７２によ
り、均一リーン燃焼形態ＫＬの目標空燃比算出用データ
マップを参照することにより算出される。
【０３０１】また、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼
形態ＫＳＮの目標空燃比ＡＢＦｉKSN は、第１中間目標
燃焼形態初期設定値算出手段６２、若しくはベース燃焼
形態初期設定値算出手段７２により、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮの目標空燃比算出用デー
タマップを参照することにより算出される。
【０３０２】Ｓ１１０８にて、現状燃焼形態が均一リー
ン燃焼形態ＫＬと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形
態ＫＳＮとの間の中間燃焼形態でない（ＮＯ）と判断さ
れた場合は、Ｓ１１１０以降へ移行する。
【０３０３】Ｓ１１１０では、第１現状燃焼形態把握手
段５６により把握された現状燃焼形態が均一リッチ燃焼
形態ＫＲと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳ
Ｎとの間の中間燃焼形態であるか否かが判断される。こ
こで、現状燃焼形態が均一リッチ燃焼形態ＫＲと均一ス
トイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとの間の中間燃
焼形態である場合（ＹＥＳ）は、これを実現する最終目
標空燃比ＡＢＦｉｆを算出すべく、Ｓ１１１１へ移行す
る。
【０３０４】Ｓ１１１１では、均一リッチ燃焼形態ＫＲ
と均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとの間
の中間燃焼形態を実現する最終目標空燃比ＡＢＦｉｆの
算出が行われる。最終目標空燃比ＡＢＦｉｆは、均一リ
ッチ燃焼形態ＫＲにおける目標空燃比ＡＢＦｉKRと、均
一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮにおける目
標空燃比ＡＢＦｉKSN と、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯとを
用いて、以下の(55)式により算出される。
【０３０５】 ABFifi=RRATIO ×ABFiKR+(1-RRATIO) ×ABFiKSN ……(55) ここで、均一リッチ燃焼形態ＫＲの目標空燃比ＡＢＦｉ
KRは、第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手段６２、
若しくはベース燃焼形態初期設定値算出手段７２によ
り、均一リッチ燃焼形態ＫＲの目標空燃比算出用データ
マップを参照することにより算出される。
【０３０６】また、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼
形態ＫＳＮの目標空燃比ＡＢＦｉKSN は、第１中間目標
燃焼形態初期設定値算出手段６２、若しくはベース燃焼
形態初期設定値算出手段７２により、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮの目標空燃比算出用デー
タマップを参照することにより算出される。
【０３０７】また、現状燃焼形態が均一リッチ燃焼形態
ＫＲと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと
の間の中間燃焼形態でない場合（ＮＯ）は、その中間燃
焼形態は均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮ
と均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間
燃焼形態であると判断し、これを実現する最終目標空燃
比ＡＢＦｉｆを算出すべくＳ１１１２へ移行する。
【０３０８】Ｓ１１１２では、均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態ＫＳＮと均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）
燃焼形態ＫＳＥとの間の中間燃焼形態を実現する最終目
標空燃比の算出が行われる。
【０３０９】最終目標空燃比ＡＢＦｉｆは、第１中間目
標燃焼形態初期設定値算出手段６２により設定された第
１中間目標燃焼形態の目標空燃比算出用データマップを
参照することにより算出された第１中間目標燃焼形態の
目標空燃比ＡＢＦｉとされる。
【０３１０】これは、以下の(56)式によって示される。
【０３１１】ABFif=ABFi ……(56) したがって、例えば、第１中間目標燃焼形態が均一スト
イキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮであった場合、最
終目標空燃比ＡＢＦｉｆは均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮの目標空燃比算出用データマップを
参照することにより算出され、第１中間目標燃焼形態が
均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥであった
場合、均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥの
目標空燃比算出用データマップを参照することにより算
出される。
【０３１２】以上、Ｓ１１０の処理により現状燃焼形態
を実現する最終目標空燃比ＡＢＦｉｆを算出した後、最
終燃料噴射量Ｇｆｓｓを算出すべくＳ１２０へ移行す
る。Ｓ１２０では、最終基本燃料噴射量Ｇｆｓｓの算出
が行われる。ここで算出される最終基本燃料噴射量Ｇｆ
ｓｓとは、現状燃焼形態を実現するための燃料噴射量で
あり、最終目標空燃比ＡＢＦｉｆと吸気管６内の実際の
圧力応答値（空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ若しくは空
気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ）に基づいて算出され
る。
【０３１３】これは、例えば、ＥＴＣ１６とＥＧＲバル
ブ２５は、Ｓ６０により現状燃焼形態を実現するための
吸入空気量とＥＧＲ量を得る開度位置に制御されるが、
スロットルバルブ１４と燃焼室２７との離間距離及び吸
気管６の形状等に起因して、過渡運転等の場合には実際
の吸気管６内の圧力応答値が制御目標値に対して遅れを
生ずる場合があるため、実際の吸気管６内の圧力応答値
に基づいて算出することにより、より正確な燃料噴射量
を算出するためである。
【０３１４】ここで、最終基本燃料噴射量算出手段８２
は、上述のＳ６０にて算出した２種類の吸気管圧力応答
値に基づく２種類の燃料噴射量を各々算出し、Ｓ９０に
て決定された燃料噴射制御方式に対応して２つの燃料噴
射量の内の一方を最終燃料噴射量Ｇｆｓｓとして採用す
る。
【０３１５】まず最初に、燃焼室８内に実際に吸入され
ると予測される吸入空気量である予測吸入空気量が圧力
応答値と吸気系係数に基づいて算出される。ここで、Ｌ
ジェトロ型予測吸入空気量ＧＯＳ＿Ｌは空気有効成分分
圧推定値Ｐｍｏを用いて以下の(57)式により算出され、
Ａ／Ｆ優先型予測吸入空気量ＧＯＳ＿Ａは空気有効成分
分圧予測値Ｐｍｏｓを用いて以下の(58)式により算出さ
れる。
【０３１６】GOS_L=d ×Pmo ……(57) GOS_A=d ×Pmos ……(58) 次に、上記(57)、(58)式により算出した予測吸入空気量
とＳ１１０にて算出した最終目標空燃比ＡＢＦｉｆとに
基づいて燃料噴射量が算出される。ここで、Ｌジェトロ
型燃料噴射量Ｇｆｓｓ＿Ｌは、Ｌジェトロ型予測吸入空
気量ＧＯＳ＿Ｌを用いて以下の(59)式により算出され、
Ａ／Ｆ優先型燃料噴射量Ｇｆｓｓ＿Ａは、Ａ／Ｆ優先型
予測吸入空気量ＧＯＳ＿Ａを用いて以下の(60)式により
算出される。
【０３１７】Gfss_L=GOS_L/ABFif …(59) Gfss_A=GOS_A/ABFif …(60) このように、上記(57)、(58)、(59)、(60)式により圧力
応答値に空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏを用いた場合に
おける最終基本燃料噴射量Ｇｆｓｓ＿Ｌと、空気有効成
分分圧予測値Ｐｍｏｓを用いた場合における最終基本燃
料噴射量Ｇｆｓｓ＿Ａが算出される。
【０３１８】そして、Ｓ９０により選択された燃料噴射
制御方式がＬジェトロ型燃料噴射制御方式である場合
は、Ｌジェトロ型燃料噴射量Ｇｆｓｓ＿Ｌが最終基本燃
料噴射量Ｇｆｓｓとして採用され、Ａ／Ｆ優先型燃料噴
射制御方式である場合は、Ａ／Ｆ優先型燃料噴射量Ｇｆ
ｓｓ＿Ａが最終基本燃料噴射量Ｇｆｓｓとして採用され
る。
【０３１９】これにより、現状燃焼形態を実現するため
の最終基本燃料噴射量Ｇｆｓｓを正確に算出することが
できる。尚、圧力応答値として空気有効成分分圧推定値
Ｐｍｏを用いるか、若しくは空気有効成分分圧推定値Ｐ
ｍｏｓを用いるかの理由については、中間燃焼比率ＲＡ
ＴＩＯの算出時における実空気有効成分分圧Ｐｘの場合
と同様であるのでその詳細な説明を省略する。
【０３２０】Ｓ１３０以降では、予測トルクＴｅｓの算
出が行われ、その予測トルクＴｅｓに対応した燃料噴射
時期ＴＪ、及び点火時期ＩＧの算出が行われる。これに
より、目標トルクＴｅｉに対して実際に実現可能な予測
トルクＴｅｓを実現するための燃料噴射時期、点火時期
が算出される。
【０３２１】Ｓ１３０では、予測トルク算出手段９１の
処理により、予測トルクＴｅｓの算出が行われる。ここ
で、予測トルクＴｅｓは、吸気管６内の実際の圧力応答
値と目標トルクＴｅｉを達成すべく設定された最終的な
制御目標とされる圧力応答値との比を用いて、目標トル
クＴｅｉを補正することによって算出される。
【０３２２】具体的には、以下の(61)、(62)式により算
出される。
【０３２３】Tes=Tei ×(Pmo/Pmosi) …(61) Tes=Tei ×(Pmos/Pmosi) …(62) そして、上記(61)、(62)式により算出された予測トルク
Ｔｅｓのうちから、Ｓ９０にて選択された燃料噴射制御
方式に応じて一方が選択される。ここで、燃料噴射制御
方式がＬジェトロ型方式である場合には空気有効成分分
圧推定値Ｐｍｏを用いて算出した上記(61)式による予測
トルクＴｅｓが採用され、Ａ／Ｆ優先型方式である場合
には空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用いて算出した
上記(62)式による予測トルクＴｅｓが採用される。
【０３２４】均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と
均一リーン燃焼形態との中間燃焼形態である場合は、リ
ーン比率ＬＲＡＴＩＯに応じて予測トルクＴｅｓの算出
方法が異なる。リーン比率ＬＲＡＴＩＯが１以上である
場合（ＬＲＡＴＩＯ≧１）は均一リーン燃焼形態である
ときの空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉと空気有
効成分分圧推定値Ｐｍｏ又は空気有効成分分圧予測値Ｐ
ｍｏｓを用いて予測トルクＴｅｓを算出する。
【０３２５】また、リーン比率ＬＲＡＴＩＯが０以下で
ある場合（ＬＲＡＴＩＯ≦０）は、均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態であるときの空気有効成分分圧制御
目標値Ｐｍｏｓｉと空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ又は
空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用いて予測トルクＴ
ｅｓを算出する。
【０３２６】更に、リーン比率ＬＲＡＴＩＯが０から１
の間にある場合は（０＜ＬＲＡＴＩＯ＜１）、目標トル
クＴｅｉを予測トルクＴｅｓとする。
【０３２７】成層燃焼形態と均一リーン燃焼形態との中
間燃焼形態である場合は成層比率ＳＲＡＴＩＯ及び仮目
標空燃比ＡＢＦｉｆｉに応じて予測トルクＴｅｓの算出
方法が異なる。仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層リッチ
限界空燃比ＡＢＦｒｓよりもリーン側でかつ成層比率Ｓ
ＲＡＴＩＯが１未満である場合（ＳＲＡＴＩＯ＜１）
は、目標トルクＴｅｉを予測トルクＴｅｓとして算出す
る。
【０３２８】また、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層リ
ッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓよりもリーン側でかつ成層比
率ＳＲＡＴＩＯが１以上である場合（ＳＲＡＴＩＯ≧
１）は、成層燃焼形態における空気有効成分分圧制御目
標値Ｐｍｏｓｉと空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ又は空
気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用いて予測トルクＴｅ
ｓを算出する。
【０３２９】更に、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層リ
ッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓよりもリッチ側である場合
は、均一リーン燃焼形態であるときの空気有効成分分圧
制御目標値Ｐｍｏｓｉと空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ
又は空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用いて予測トル
クＴｅｓを算出する。
【０３３０】Ｓ１４０では、燃料噴射時期算出手段９４
の処理により基本燃料噴射時期ＴＪの算出が行われる。
基本燃料噴射時期ＴＪは、定常燃焼形態毎に設けられて
いる予測トルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅとをパラメ
ータとする燃料噴射時期算出用データマップを補間計算
付にて参照することにより算出される。
【０３３１】ここで、現状燃焼形態が定常燃焼形態であ
る場合は、第１中間燃焼形態の燃料噴射時期算出用デー
タマップに基づいて算出した燃料噴射時期ＴＪｉが基本
燃料噴射時期ＴＪとされる。
【０３３２】また、現状燃焼形態が中間燃焼形態であ
り、かつ中間燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬと成層
燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態以外の場合は、ベー
ス燃焼形態の燃料噴射時期算出用データマップを参照す
ることにより算出したベース燃焼形態燃料噴射時期ＴＪ
ｂと、第１中間目標燃焼形態の燃料噴射時期算出用デー
タマップを参照することにより算出した第１中間目標燃
焼形態燃料噴射時期ＴＪｉとを、中間燃焼比率ＲＡＴＩ
Ｏにより直線補間した値が基本燃料噴射時期ＴＪとされ
る。
【０３３３】中間燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮと均一リッチ燃焼形態ＫＲとの間の
中間燃焼形態である場合における燃料噴射時期の算出
は、均一リーン燃焼形態の燃料噴射時期算出用データマ
ップにより算出した燃料噴射時期TJKRと、均一ストイキ
オ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮの燃料噴射時期算出用
データマップにより算出した燃料噴射時期TJKSN と、リ
ッチ比率ＲＲＡＴＩＯを用いて以下の(63)式により行わ
れる。
【０３３４】 TJ=RRATIO ×TJKR+(1-RRATIO) ×TJKSN ……(63) 均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一リ
ーン燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態における燃料噴
射時期の算出は、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形
態ＫＳＮの燃料噴射時期算出用データマップにより算出
した燃料噴射時期TJKSN と、均一リーン燃焼形態ＫＬの
燃料噴射時期算出用データマップにより算出した燃料噴
射時期TJKLと、リーン比率ＬＲＡＴＩＯを用いて以下の
(64)式により行われる。
【０３３５】 TJ=LRATIO ×TJKL+(1-LRATIO) ×TJKSN ……(64) 均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一ス
トイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥとの間の中間燃
焼形態における燃料噴射時期の算出は、均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮの燃料噴射時期算出用デ
ータマップにより算出した燃料噴射時期TJKSN と、均一
ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥの燃料噴射時
期算出用データマップにより算出した燃料噴射時期TJ
KSE と、ＥＧＲ比率ＥＲＡＴＩＯを用いて以下の(65)式
により行われる。
【０３３６】 TJ=ERATIO ×TJKSE+(1-ERATIO)×TJKSN ……(65) このように、中間燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬと
成層燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態以外である場合
の基本燃料噴射時期ＴＪは、上記(63)、(64)、(65)式に
よりベース燃焼形態と第１中間目標燃焼形態の燃料噴射
時期を中間燃焼比率ＲＡＴＩＯにより直線補間すること
により算出される。これは、中間燃焼形態における燃料
噴射時期は空燃比と連動してほぼ直線的に動くことが実
験により確認されていることに基づくものである。
【０３３７】また、均一リーン燃焼形態ＫＬと成層燃焼
形態ＳＬとの間の中間燃焼形態における燃料噴射時期の
算出は、中間燃焼形態を行う燃焼運転方式毎（均一燃焼
運転、若しくは成層燃焼運転）に設けられている燃料噴
射時期算出用データマップを参照することによって算出
される。
【０３３８】これは、成層燃焼運転と均一燃焼運転とで
は燃料を噴射するタイミングが全く異なるため、上述の
３種類の中間燃焼形態のようにベース燃焼形態と第１中
間目標燃焼形態との燃料噴射時期を直線補間により算出
することができないからである。
【０３３９】したがって、燃焼運転方式が均一燃焼運転
である（すなわち、仮目標空燃比が成層リッチ限界空燃
比よりもリッチ側である）場合の燃料噴射時期ＴＪは、
均一リーン燃焼形態用の燃料噴射時期算出用データマッ
プを参照することにより算出される。また、燃焼運転方
式が成層燃焼運転方式である（すなわち、仮目標空燃比
が成層リッチ限界空燃比よりもリーン側である）場合の
燃料噴射時期ＴＪは、成層燃焼形態用の燃料噴射時期算
出用データマップを参照することにより算出される。
【０３４０】以上のように算出した基本燃料噴射時期Ｔ
Ｊを用いることにより、目標トルクＴｅｉに合わせた燃
料噴射時期ではなく実際に出力される予測トルクＴｅｓ
に適合した噴射時期で燃料を噴射することができ、特に
過渡時における燃料噴射時期の制御性を向上することが
できる。
【０３４１】Ｓ１５０では、基本点火時期算出手段９７
の処理により基本点火時期ＩＧの算出が行われる。基本
点火時期ＩＧは、各定常燃焼形態毎に設けられている予
測トルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅとをパラメータと
する点火時期算出用データマップを補間計算付にて参照
することにより算出される。
【０３４２】現状燃焼形態が定常燃焼形態である場合
は、第１中間燃焼形態の点火時期算出用データマップに
基づいて算出された点火時期ＩＧｉが基本点火時期ＩＧ
とされる。
【０３４３】また、現状燃焼形態が中間燃焼形態であ
り、かつ中間燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬと成層
燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態以外の場合は、ベー
ス燃焼形態の点火時期算出用データマップを参照するこ
とにより算出したベース燃焼形態点火時期ＩＧｂと、第
１中間目標燃焼形態の点火時期算出用データマップを参
照することにより算出した第１中間目標燃焼形態点火時
期ＩＧｉとを、中間燃焼比率ＲＡＴＩＯにより直線補間
した値が基本点火時期ＩＧとされる。
【０３４４】中間燃焼形態が、均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態ＫＳＮと均一リッチ燃焼形態ＫＲとの間
の中間燃焼形態における点火時期の算出は、均一リーン
燃焼形態の点火時期算出用データマップにより算出した
点火時期ＩＧKRと、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼
形態ＫＳＮの点火時期算出用データマップにより算出し
た点火時期ＩＧKSN と、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯを用い
て以下の(66)式により行われる。
【０３４５】 IG=RRATIO ×IGKR+(1-RRATIO) ×IGKSN ……(66) 均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一リ
ーン燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態における点火時
期の算出は、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態Ｋ
ＳＮの点火時期算出用データマップにより算出した点火
時期ＩＧKSN と、均一リーン燃焼形態ＫＬの点火時期算
出用データマップにより算出した点火時期ＩＧKLと、リ
ーン比率ＬＲＡＴＩＯを用いて以下の(67)式により行わ
れる。
【０３４６】 IG=LRATIO ×IGKL+(1-LRATIO) ×IGKSN ……(67) 均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一ス
トイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥとの間の中間燃
焼形態における点火時期の算出は、均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮの点火時期算出用データマッ
プにより算出した点火時期ＩＧKSN と、均一ストイキオ
（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥの点火時期算出用データ
マップにより算出した点火時期ＩＧKSE と、ＥＧＲ比率
ＥＲＡＴＩＯを用いて以下の(68)式により行われる。
【０３４７】 IG=ERATIO ×IGKSE+(1-ERATIO)×IGKSN ……(68) このように、中間燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬと
成層燃焼形態ＳＬとの間の中間燃焼形態以外である場合
の基本点火時期ＩＧは、上記(67)、(68)、(69)式により
ベース燃焼形態と第１中間目標燃焼形態の点火時期を中
間燃焼比率ＲＡＴＩＯにより直線補間することにより算
出される。これは、燃料噴射時期と同様に中間燃焼形態
における点火時期は空燃比と連動してほぼ直線的に動く
ことが実験により確認されていることに基づくものであ
る。
【０３４８】また、均一リーン燃焼形態ＫＬと成層燃焼
形態ＳＬとの間の中間燃焼形態における点火時期の算出
は、中間燃焼形態を行う燃焼運転方式毎（均一燃焼運
転、若しくは成層燃焼運転）に設けられている点火時期
算出用データマップを参照することによって算出され
る。
【０３４９】これは、成層燃焼運転と均一燃焼運転とで
点火時期が異なるため、上述の３種類の中間燃焼形態の
ようにベース燃焼形態と第１中間目標燃焼形態との点火
時期を直線補間により算出することができないからであ
る。
【０３５０】したがって、燃焼運転方式が均一燃焼運転
である（仮目標空燃比が成層リッチ限界空燃比よりもリ
ッチ側である）場合の点火時期ＩＧは、均一リーン燃焼
形態用の点火時期算出用データマップを参照することに
より算出され、燃焼運転方式が成層燃焼運転方式である
（仮目標空燃比が成層リッチ限界空燃比よりもリーン側
である）場合の点火時期ＩＧは、成層燃焼形態用の点火
時期算出用データマップを参照することにより算出され
る。
【０３５１】以上のように算出した基本点火時期ＩＧを
用いることにより、目標トルクＴｅｉに合わせた点火時
期ではなく実際に出力される予測トルクＴｅｓに適合し
た点火時期で点火することができ、特に過渡時における
点火時期の制御性を向上することができる。
【０３５２】Ｓ１６０では、現状燃焼形態が中間燃焼形
態である場合に、その中間燃焼形態の実現により第１中
間目標燃焼形態に移行が終了したか否かが判断される。
中間燃焼形態の終了判定には、中間燃焼比率ＲＡＴＩＯ
が用いられ、中間燃焼形態の実現を続行するのか、それ
とも終了するのかが判断される。
【０３５３】現状燃焼形態が成層燃焼形態ＳＬと均一リ
ーン燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態で第１中間目標
燃焼形態が成層燃焼形態ＳＬである場合、成層比率ＳＲ
ＡＴＩＯが１以上であるときは中間燃焼形態の実現によ
り現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態である成層燃焼
形態となっていると判断され終了判定がなされ、１未満
である場合は未だ第１中間目標燃焼形態とはなっていな
いと判断され続行判定がなされる（図５参照）。
【０３５４】また、現状燃焼形態が成層燃焼形態ＳＬと
均一リーン燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態で第１中
間目標燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬである場合、
仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層燃焼リッチ限界空燃比
ＡＢＦｒｓ未満であるときは中間燃焼形態の実現により
現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態である均一リーン
燃焼形態ＫＬとなっていると判断され終了判定がなさ
れ、成層燃焼リッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓ以上であると
きは第１中間目標燃焼形態となっていると判断され続行
判定がなされる（図５参照）。
【０３５５】現状燃焼形態が均一リーン燃焼形態ＫＬと
均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとの間の
中間燃焼形態で第１中間目標燃焼形態が均一リーン燃焼
形態ＫＬである場合、リーン比率ＬＲＡＴＩＯが１以上
であるときは現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態であ
る均一リーン燃焼形態ＫＬとなっていると判断され終了
判定がなされ、１未満である場合は未だ第１中間目標燃
焼形態とはなっていないと判断され続行判定がなされる
（図５参照）。
【０３５６】また、現状燃焼形態が均一リーン燃焼形態
ＫＬと均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと
の間の中間燃焼形態で第１中間目標燃焼形態が均一スト
イキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮである場合、リー
ン比率ＬＲＡＴＩＯが０以下であるときは現状燃焼形態
が第１中間目標燃焼形態である均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態ＫＳＮとなっていると判断され終了判定
がなされ、０よりも大きい場合は未だ第１中間目標燃焼
形態となっていないと判断され続行判定がなされる（図
５参照）。
【０３５７】現状燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮと均一リッチ燃焼形態ＫＲの間の中
間燃焼形態で第１中間目標燃焼形態が均一リッチ燃焼形
態ＫＲである場合、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯが１以上で
あるときは現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態である
均一リッチ燃焼形態ＫＲとなっていると判断され終了判
定がなされ、１未満である場合は未だ第１中間目標燃焼
形態とはなっていないと判断され続行判定がなされる
（図５参照）。
【０３５８】また、現状燃焼形態が均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一リッチ燃焼形態ＫＲと
の間の中間燃焼形態で第１中間目標燃焼形態が均一スト
イキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮである場合、リッ
チ比率ＲＲＡＴＩＯが０以下であるときは現状燃焼形態
が第１中間目標燃焼形態である均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態ＫＳＮとなっていると判断され終了判定
がなされ、０よりも大きい場合は未だ第１中間目標燃焼
形態とはなっていないと判断され続行判定がなされる
（図５参照）。
【０３５９】現状燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮと均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃
焼形態ＫＳＥの間の中間燃焼形態で第１中間目標燃焼形
態が均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥであ
る場合、ＥＧＲ比率ＥＲＡＴＩＯが１以上であるときは
現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態である均一ストイ
キオ（ＥＧＲ有り）燃焼形態ＫＳＥとなっていると判断
され終了判定がなされ、１未満である場合は未だ第１中
間目標燃焼形態とはなっていないと判断され続行判定が
なされる（図５参照）。
【０３６０】また、現状燃焼形態が均一ストイキオ（Ｅ
ＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと均一ストイキオ（ＥＧＲ有
り）燃焼形態ＫＳＥとの間の中間燃焼形態で第１中間目
標燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態Ｋ
ＳＮである場合、ＥＧＲ比率ＥＲＡＴＩＯが０以下であ
るときは現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態である均
一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとなってい
ると判断され終了判定がなされ、０よりも大きい場合は
未だ第１中間目標燃焼形態とはなっていないと判定され
続行判定がなされる（図５参照）。このように、現状燃
焼形態の状態を判定した後に、Ｓ１７０へ移行する。
【０３６１】Ｓ１７０では、現状燃焼形態把握手段５５
による現状燃焼形態の把握が行われる。ここでは、Ｓ１
６０の中間燃焼形態終了判定の判定結果に応じて中間目
標燃焼形態の更新及び現状燃焼形態の把握設定が行われ
る。図２０は、現状燃焼形態把握手段５５の中間目標燃
焼形態更新手段５４と第２現状燃焼形態把握手段５７に
より行われるルーチンプログラムを説明するためのフロ
ーチャートである。
【０３６２】まず最初に、Ｓ１７０１では、Ｓ１６０の
判定が終了判定である場合（ＹＥＳ）は、新たな第１中
間目標燃焼形態及び第２中間目標燃焼形態を設定すべく
Ｓ１７０２へ移行する。また、継続判定である場合（Ｎ
Ｏ）は、更に中間燃焼形態を実現すべく、本ルーチンを
抜ける（リターン）。
【０３６３】Ｓ１７０２では、第１中間目標燃焼形態と
第２中間目標燃焼形態の更新が行われる。ここで、中間
目標燃焼形態更新手段５４により、第１中間目標燃焼形
態はＳ４０により設定されていた第２中間目標燃焼形態
を新たな第１中間目標燃焼形態として更新され、第２中
間目標燃焼形態はＳ４０にて設定されていた最終目標燃
焼形態を新たな第２中間目標燃焼形態として更新され
る。そして、新たな現状燃焼形態を把握すべく、Ｓ１７
０３へ移行する。
【０３６４】Ｓ１７０３では、Ｓ１７０２により更新さ
れる前の第１中間目標燃焼形態と更新された後の第１中
間目標燃焼形態とが同一の燃焼形態であるか否かの比較
が行われる。ここで、更新前後の第１中間目標燃焼形態
が同一の燃焼形態である場合（ＹＥＳ）は、Ｓ１７０４
へ移行する。
【０３６５】Ｓ１７０４では、第２現状燃焼形態把握手
段５７により更新後の第１中間目標燃焼形態に設定され
ている定常燃焼形態を現状燃焼形態と把握する処理がな
される。これにより、現状燃焼形態は最終目標燃焼形態
と一致した定常燃焼形態であると把握することができ
る。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０３６６】また、Ｓ１７０３にて、更新前後の第１中
間目標燃焼形態が異なる燃焼形態である場合（ＮＯ）
は、燃焼形態の変更制御途中であると判断してＳ１７０
５へ移行する。Ｓ１７０５では、更新前の第１中間目標
燃焼形態と更新後の第１中間目標燃焼形態との間の中間
燃焼形態を現状燃焼形態と把握する処理がなされる。こ
れにより、現状燃焼形態は中間燃焼形態であり、第１中
間目標燃焼形態に変更制御中であると把握することがで
きる。そして、本ルーチンを抜ける（リターン）。
【０３６７】このように、Ｓ１７０では現状燃焼形態の
把握が行われ、現状燃焼形態が最終目標燃焼形態である
定常燃焼形態であるのか、若しくはベース燃焼形態から
第１中間目標燃焼形態への間の中間燃焼形態であるのか
が把握される。
【０３６８】Ｓ１７０にて現状燃焼形態が定常燃焼形態
と把握されている場合は、その定常燃焼形態によるエン
ジン制御が行われ、中間燃焼形態と把握されている場合
は、燃焼形態が最終目標燃焼形態と同一の定常燃焼形態
となるまで燃焼形態の変更制御が行われる。
【０３６９】以上の制御を行うことにより、状況に応じ
て選択された最終目標燃焼形態によりエンジン運転を行
うことができる。また、定常燃焼形態を変更する場合
は、間に中間燃焼形態を介することにより燃料噴射時期
と点火時期を実際に実現される出力トルクと適合させる
ことができ、各定常燃焼形態間のトルクのつながりを滑
らかなものとすることができる。したがって、ドライバ
の要求とエンジン出力との関係を一定のものとすること
ができる。以上の制御を行った後に本ルーチンを抜ける
（リターン）。
【０３７０】次に、上述の制御ルーチンにより行われる
燃焼形態の変更制御の動作例１を図２１に基づいて説明
する。図２１は、動作例１における現状燃焼形態、第１
中間目標燃焼形態、第２中間目標燃焼形態、最終目標燃
焼形態の設定及び把握状態を時経過を追って示した説明
図である。
【０３７１】本動作例は、現状燃焼形態が成層燃焼形態
ＳＬによる定常燃焼形態であると把握されている場合に
おいて、最終目標燃焼形態設定手段５１により最終目標
燃焼形態が均一リッチ燃焼形態ＫＲと設定された場合に
ついて、中間目標燃焼形態の設定から現状燃焼形態が最
終目標燃焼形態と同一の定常燃焼形態に変更されるまで
の制御について説明するものである。
【０３７２】まず最初に、ステップ１は、最終目標燃焼
形態設定手段５１により最終目標燃焼形態が変更される
前の状態を示している。したがって、現状燃焼形態、第
１中間目標燃焼形態、第２中間目標燃焼形態、最終目標
燃焼形態の全ての燃焼形態が成層燃焼形態ＳＬに設定さ
れている。
【０３７３】ここで、現状燃焼形態は、定常燃焼形態で
ある成層燃焼形態と把握されているので、現状燃焼形態
を維持したエンジン制御が行われている。したがって、
エンジン１は、成層燃焼形態により目標トルクＴｅｉを
実現すべく制御されている。
【０３７４】ステップ２は、最終目標燃焼形態設定手段
５１により最終目標燃焼形態が異なる燃焼形態に変更さ
れ、それに応じて中間目標燃焼形態設定手段５２により
第１中間目標燃焼形態と第２中間目標燃焼形態が新たに
設定された直後の状態を示している。
【０３７５】最終目標燃焼形態は、最終目標燃焼形態設
定手段５１により均一リッチ燃焼形態ＫＲと設定され
る。また、第１中間目標燃焼形態と第２中間目標燃焼形
態は、中間目標燃焼形態設定手段５２により変更後の最
終目標燃焼形態である均一リッチ燃焼形態ＫＲと現状燃
焼形態である成層燃焼形態ＳＬとに基づいて中間目標燃
焼形態指示テーブル（表１〜３参照）を参照することに
より、それぞれ均一リーン燃焼形態ＫＬと均一ストイキ
オ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮとに設定される。
【０３７６】ステップ３は、第１現状燃焼形態把握手段
５６により現状燃焼形態が現状燃焼形態と第１中間目標
燃焼形態１との間の中間燃焼形態であると把握された状
態を示している。これは、ステップ２において新たな第
１中間目標燃焼形態が設定された際に、現状燃焼形態と
第１中間目標燃焼形態が異なる燃焼形態であることか
ら、第１現状燃焼形態把握手段５６により、現状燃焼形
態と第１中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態が現状
燃焼形態と把握されたことによるものである。
【０３７７】これにより、現状燃焼形態は、成層燃焼形
態ＳＬと均一リーン燃焼形態ＫＬとの間の中間燃焼形態
と把握され、第１中間目標燃焼形態への燃焼形態の変更
制御が行われる。
【０３７８】ステップ４は、第１中間目標燃焼形態への
変更制御の結果、中間燃焼形態が終了し、中間目標燃焼
形態及び現状燃焼形態が更新された状態を示している。
これは、ステップ３にて把握された現状燃焼形態が中間
燃焼形態であったため、現状燃焼形態を第１中間目標燃
焼形態に変更する制御が行われ、その結果、燃焼形態の
第１中間目標燃焼形態への変更が終了した場合、すなわ
ち現状燃焼形態が第１中間目標燃焼形態と同一の燃焼形
態となったときに、中間燃焼形態終了判定が中間燃焼形
態終了判定手段５３によりなされる。
【０３７９】そして、この終了判定を受けた中間目標燃
焼形態更新手段５４により、第１中間目標燃焼形態と第
２中間目標燃焼形態の更新が行われ、第１現状燃焼形態
把握手段５６により、更新前の第１中間目標燃焼形態と
更新後の第１中間目標燃焼形態との比較が行われる。そ
して、両定常燃焼形態が異なる燃焼形態であったため更
新前と更新後の第１中間燃焼形態の間の中間燃焼形態を
現状燃焼形態として把握する。
【０３８０】したがって、現状燃焼形態は均一リーン燃
焼形態と均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態との間
の中間燃焼形態と把握される。ここで、現状燃焼形態が
中間燃焼形態であると把握されているので、引き続き、
燃焼形態を第１中間目標燃焼形態に変更する制御が行わ
れる。
【０３８１】ステップ５は、ステップ４による第１中間
目標燃焼形態への変更制御の結果、中間燃焼形態が終了
し、中間目標燃焼形態及び現状燃焼形態が更新された状
態を示している。その内容については、ステップ４と同
様であるのでその詳細な説明を省略する。したがって、
現状燃焼形態は、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形
態と均一リッチ燃焼形態との間の中間燃焼形態として把
握され、引き続き、燃焼形態を第１中間目標燃焼形態に
変更する制御が行われる。
【０３８２】ステップ６は、ステップ５による第１中間
目標燃焼形態への変更制御の結果、中間燃焼形態が終了
し、中間目標燃焼形態及び現状燃焼形態の更新が行われ
た状態を示している。
【０３８３】ここでは、第２現状燃焼形態把握手段５７
により更新前と更新後の第１中間目標燃焼形態との比較
が行われ、更新前と更新後が共に均一リッチ燃焼形態Ｋ
Ｒであり、燃焼形態が共に一致することからことから、
更新後の第１中間目標燃焼形態である定常燃焼形態が現
状燃焼形態として把握される。ここで、現状燃焼形態
は、定常燃焼形態と把握されているので、その定常燃焼
形態を維持する制御が行われる。
【０３８４】すなわち、この状態にて燃焼形態の切り換
えは終了し、状況の変化により最終目標燃焼形態が他の
異なる定常燃焼形態に変更されない限り、現在の定常燃
焼形態が維持される。したがって、現状燃焼形態である
均一リーン燃焼形態が維持され、均一リーン燃焼形態に
よるエンジン運転が行われる。以上のようにして、現状
燃焼形態は、最終目標燃焼形態と同一の燃焼形態に変更
される。
【０３８５】次に、燃焼形態の変更制御の他の動作例で
ある動作例２を図２２に基づいて説明する。図２２は、
動作例２における現状燃焼形態、第１中間目標燃焼形
態、第２中間目標燃焼形態、最終目標燃焼形態の設定及
び把握状態を時経過を追って示した説明図である。
【０３８６】本動作例は、当初、均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態ＫＳＮが現状燃焼形態で、成層燃焼形
態ＳＬが最終目標燃焼形態として設定され、該設定によ
る制御によって現状燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態ＫＳＮと均一リーン燃焼形態ＫＬとの間
の中間燃焼形態となっている場合において、運転状況の
変化により最終目標燃焼形態設定手段５１によって最終
目標燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態
ＫＳＮに変更された場合について説明するものである。
【０３８７】ステップ１は、当初の現状燃焼形態と最終
目標燃焼形態とから指示テーブルを参照することにより
設定された変更ルートに従って最終目標燃焼形態へ変更
制御されている状態における燃焼形態の設定状況を示し
ており、エンジン運転状況の変化により最終目標燃焼形
態が変更される前の状態を示している。
【０３８８】現状燃焼形態は均一ストイキオ（ＥＧＲな
し）燃焼形態ＫＳＮと均一リーン燃焼形態ＫＬとの間の
中間燃焼形態であると把握されており、第１中間目標燃
焼形態は均一リーン燃焼形態ＫＬ、第２中間目標燃焼形
態及び最終目標中間燃焼形態は成層燃焼形態ＳＬと把握
されている。
【０３８９】ステップ２は、最終目標燃焼形態設定手段
５１により最終目標燃焼形態が変更され、それに応じて
中間目標燃焼形態設定手段５２により第１中間目標燃焼
形態及び第２中間目標燃焼形態が設定された直後の状態
を示している。
【０３９０】ここで、最終目標燃焼形態は、均一ストイ
キオ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと設定され、第１中
間目標燃焼形態及び第２中間目標燃焼形態は、中間目標
燃焼形態指示テーブル（表１参照）により均一ストイキ
オ（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮと設定される。これに
より、現状燃焼形態の設定は変更されないが、中間燃焼
形態の設定は変更される。
【０３９１】ステップ３は、第１現状燃焼形態５６によ
り現状燃焼形態の更新が行われた状態を示している。こ
こで、第１現状燃焼形態５６は、現状燃焼形態が定常燃
焼形態ではないので、現状燃焼形態の把握を行わない。
したがって、ステップ２の設定は変更されなず、第１中
間目標燃焼形態に設定されている均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒなし）燃焼形態ＫＳＮに向かって燃焼形態の変更制御
がなされる。これにより、中間燃焼形態の変更の方向性
は逆転する。
【０３９２】ステップ４は、ステップ３により方向性が
逆転した中間燃焼形態の実施により現状燃焼形態が第１
中間目標と同一の燃焼形態となり、中間目標燃焼形態更
新手段５４により第１中間目標燃焼形態と第２中間目標
燃焼形態の更新が行われた状態を示している。
【０３９３】ここで、第２現状燃焼形態把握手段５７に
より更新前と更新後の第１中間目標燃焼形態との比較が
行われ、更新前と更新後が共に均一ストイキオ（ＥＧＲ
なし）燃焼形態ＫＳＮであることから、現状燃焼形態の
設定し直しは行われない。すなわち、この状態にて燃焼
形態の切り換えは終了し、エンジン運転状況の変化によ
り最終目標燃焼形態が他の異なる定常燃焼形態に変更さ
れない限り、現在の定常燃焼形態である均一ストイキオ
（ＥＧＲなし）燃焼形態ＫＳＮが維持される。
【０３９４】このように、現状燃焼形態と最終目標燃焼
形態との間に中間目標燃焼形態を設定し、現状燃焼形態
から中間目標燃焼形態を介して最終目標燃焼形態へ燃焼
形態を変更する燃焼形態の変更制御を行うことによっ
て、燃焼形態の変更制御中にエンジン運転状況に応じて
最終目標燃焼形態が変更され新たな最終目標燃焼形態が
設定された場合に、燃焼形態の変更制御の方向性を迅速
に変更することができ、現状燃焼形態を最終目標燃焼形
態へ最短に変更させることができる。
【０３９５】尚、本発明は、上述の実施の形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨内にて種々の変更が可能
である。例えば、上述の実施の形態では、５種類の定常
燃焼形態を最終目標燃焼形態として選択することが可能
であるエンジンについて説明したがこれに限定されるも
のではなく、例えば、均一リーン燃焼形態、均一ストイ
キオ（ＥＧＲなし）燃焼形態、均一ストイキオ（ＥＧＲ
有り）燃焼形態、均一リッチ燃焼形態の４種類の燃焼形
態を実現できるエンジンにおいても適用することができ
る。
【０３９６】したがって、上述の実施の形態では、シリ
ンダ内に燃料を直接噴射する筒内噴射型エンジンを用い
た例を示したが、これに限定されるものではなく、通常
の吸気マニホールドに燃料を噴射するタイプのエンジン
においても、適用することができる。
【０３９７】また、本実施の形態では、目標トルクに対
応して空気有効成分とＥＧＲガス有効成分とを推定しな
がら吸気制御及びＥＧＲ制御を行う例を用いて説明した
が、これに限定されるものでなく、ＥＧＲ制御を行わな
い又はＥＧＲバルブを設置していないエンジンにも適用
することができる。これらの場合には、ＥＧＲバルブ通
過ガス流量Ｑｅを０、すなわち、マニホールド全圧Ｐｍ
が新気分圧モデル値Ｐｆａ、空気有効成分分圧推定値Ｐ
ｍｏと等しいものとして、スロットル通過空気流量Ｑａ
とによりスロットル開度Ｓａを算出すると共に、予測ト
ルクを求めることでＥＧＲ制御を行わない又はＥＧＲバ
ルブを設置していないエンジンにも適用できる。
【０３９８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエン
ジン制御装置によれば、燃焼形態を変更する際に中間燃
焼形態を実現することにより、変更時に実際に実現され
る出力トルクに適合した燃料噴射量、点火時期、燃料噴
射時期等の制御を行うことができ、出力トルクの滑らか
なつながりを確保でき、トルクショックの発生を抑制す
ることができる。そして、ドライバの意思とエンジン出
力とを常に対応させ、エンジン出力の追従性を向上させ
ることができ、運転フィーリングの向上を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるエンジン制御装置が適用される
エンジン装置の全体構成説明図である。
【図２】ＥＣＵの概略構成説明図である。
【図３】電子制御ユニットがその内部にてエンジン制御
に関して実現する各機能を概略的に説明する説明図であ
る。
【図４】メイン制御部が有する燃焼形態の選択制御機能
を説明するためのブロック図である。
【図５】エンジンにより実現される燃焼形態を図式化し
て示した説明図である。
【図６】ＥＴＣとＥＧＲバルブの制御値の算出機能と、
中間燃焼比率の算出機能を説明するためのブロック図で
ある。
【図７】本発明で採用する吸気系モデルを示したもので
ある。
【図８】通常の燃焼形態における最終目標空燃比と最終
基本燃料噴射量の算出機能を説明するブロック図であ
る。
【図９】均一リーン燃焼形態と成層燃焼形態と間の中間
燃焼形態のみにおける最終目標空燃比と最終基本燃料噴
射量の算出機能を説明するブロック図である。
【図１０】インジェクタから燃料を噴射するタイミング
である燃料噴射時期を算出する機能を説明するブロック
図である。
【図１１】点火プラグにて点火を行うタイミングである
点火時期を算出する機能を説明するブロック図である。
【図１２】エンジン始動動作時に割り込み実行される初
期化ルーチンである。
【図１３】燃焼形態の設定、及び吸気・ＥＧＲ量の制
御、燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期の制御を行う
ルーチンプログラムである。
【図１４】最終目標燃焼形態の選択設定ルーチンを示し
たフローチャートである。
【図１５】中間目標燃焼形態設定手段により行われる中
間目標燃焼形態の設定を行う制御ルーチンを示したフロ
ーチャートである。
【図１６】第１現状燃焼形態把握手段により行われる現
状燃焼形態の把握設定の制御ルーチンを示したフローチ
ャートである。
【図１７】ＥＴＣとＥＧＲバルブの制御量の算出ルーチ
ンを示したフローチャートである。
【図１８】燃料噴射制御方式を決定するルーチンを示す
フローチャートである。
【図１９】最終目標空燃比算出手段により行われる最終
目標空燃比の算出ルーチンを示したフローチャートであ
る。
【図２０】現状燃焼形態把握手段の中間目標燃焼形態更
新手段と第２現状燃焼形態把握手段により行われるルー
チンプログラムを説明するためのフローチャートであ
る。
【図２１】動作例１における現状燃焼形態、第１中間目
標燃焼形態、第２中間目標燃焼形態、最終目標燃焼形態
の設定及び把握状態を時経過を追って示した説明図であ
る。
【図２２】動作例２における現状燃焼形態、第１中間目
標燃焼形態、第２中間目標燃焼形態、最終目標燃焼形態
の設定及び把握状態を時経過を追って示した説明図であ
る。
【符号の説明】
１６ ＥＴＣ（電子制御スロットルバルブ） ２２ ＮＯｘ吸蔵触媒 ２５ ＥＧＲバルブ ３２ アクセル開度センサ ３３ 吸気管圧力センサ ３８ マスターバッグ内圧センサ ４０ ＥＣＵ（電子制御ユニット） ５１ 最終目標燃焼形態設定手段 ５２ 中間目標燃焼形態設定手段 ５３ 中間燃焼形態終了判定手段 ５４ 中間目標燃焼形態更新手段 ５５ 現状燃焼形態把握手段 ５６ 第１現状燃焼形態把握手段 ５７ 第２現状燃焼形態把握手段 ６１ 目標トルク設定手段 ６２ 第１中間目標燃焼形態初期設定値算出手段 ６３ 第１中間目標燃焼形態制御目標値設定手段 ６４ 推定値算出手段 ６５ フィードバック制御部 ６６ 予測値算出手段 ６７ ＥＴＣ開度指示値算出手段 ６８ ＥＧＲバルブ開度指示値算出手段 ７２ ベース初期設定値算出手段 ７３ ベース制御目標値算出手段 ７４ 中間燃焼比率算出手段 ８１ 最終目標空燃比算出手段 ８２ 最終基本燃料噴射量算出手段 ８３ 仮目標空燃比算出手段 ８４ 中間燃焼時均一成層切り替え手段 ９１ 予測トルク算出手段 ９２ 第１中間目標燃焼形態基本燃料噴射時期算出手段 ９３ ベース燃焼形態基本燃料噴射時期算出手段 ９４ 最終基本燃料噴射時期算出手段 ９５ 第１中間目標燃焼形態基本点火時期算出手段 ９６ ベース燃焼形態基本点火時期算出手段 ９７ 最終基本点火時期算出手段
───────────────────────────────────────────────────── 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 41/34 Ｆ０２Ｄ 41/34 Ｙ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｊ ３０１Ｎ ３０１Ｋ ３０１Ｂ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｄ ５５０Ｇ ５５０Ｒ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ Ｆターム(参考） 3G022 AA07 BA01 CA01 CA09 EA02 EA07 FA06 GA00 GA01 GA06 GA07 GA08 GA09 GA11 GA12 GA19 3G062 AA06 AA07 BA02 BA04 BA05 BA06 BA08 CA07 CA08 EA11 FA05 FA11 FA15 GA01 GA02 GA04 GA05 GA06 GA08 GA12 GA16 GA17 GA25 GA28 3G084 BA05 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 CA01 CA03 CA04 DA10 DA11 DA38 EA07 EA11 EB08 EB11 EB17 EB25 EC03 FA02 FA06 FA07 FA10 FA11 FA29 FA32 FA36 FA37 FA38 3G301 HA08 HA13 HA16 JA04 JA14 JA21 JA22 KA01 KA08 KA09 LA00 LA01 MA01 MA12 MA19 NA02 NA08 NB02 NC02 NC06 NC08 ND01 ND06 ND21 NE14 NE15 NE23 PA01Z PA07Z PA10Z PB00Z PD03A PD15Z PE01Z PE03Z PE06A PE06Z PE08Z PF01Z PF03Z PF05Z PF16Z

Claims (38)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 運転状況に応じてエンジンの燃焼形態を
    変更する制御を行うエンジン制御装置において、 空燃比が略一定の定常的な燃焼形態のうち空燃比の異な
    る複数の定常的な燃焼形態が設定されている定常燃焼形
    態と、 前記複数の定常燃焼形態の一つをベース燃焼形態とし、
    ベース燃焼形態から他の定常燃焼形態へ変更する中間的
    な燃焼を行う中間燃焼形態と、 を実現する燃焼形態実施手段を備えていることを特徴と
    するエンジン制御装置。
  2. 【請求項２】 前記複数の定常燃焼形態は、 成層燃焼を行う成層燃焼形態と、均一燃焼で理論空燃比
    よりも薄い混合気により燃焼を行う均一リーン燃焼形態
    と、均一燃焼で理論空燃比よりも濃い混合気により燃焼
    を行う均一リッチ燃焼形態と、理論空燃比近傍でＥＧＲ
    ガスの環流を行う均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼形
    態又はＥＧＲガスの環流を行わない均一ストイキオ（Ｅ
    ＧＲなし）燃焼形態としたことを特徴とする請求項１に
    記載のエンジン制御装置。
  3. 【請求項３】 アクセルペダルの踏込量とエンジン回転
    数によりエンジンに要求される出力トルクを算出し目標
    トルクとして設定する目標トルク設定手段と、 該目標トルクに基づいて求めたエンジン運転領域とエン
    ジン運転状況に応じて前記複数の定常燃焼形態から一つ
    の定常燃焼形態を選択し目標燃焼形態として設定する目
    標燃焼形態設定手段と、 現状の燃焼形態を把握する現状燃焼形態把握手段と、 該把握した現状燃焼形態と前記目標燃焼形態とが同一の
    燃焼形態か否かを判断する判断手段と、を有し、 前記燃焼形態実施手段は、 前記現状燃焼形態と前記目標燃焼形態とが同一の燃焼形
    態である場合は前記目標燃焼形態として設定された定常
    燃焼形態を実現し、 前記現状燃焼形態と前記目標燃焼形態とが異なる燃焼形
    態である場合は前記中間燃焼形態を実現することを特徴
    とする請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
  4. 【請求項４】 前記燃焼形態実施手段は、 前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態を実現するための吸
    気制御及びＥＧＲ制御を行うスロットルバルブ制御手段
    とＥＧＲバルブ制御手段の各制御値を算出する吸気・Ｅ
    ＧＲ制御値算出手段と、 前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における目標空燃比
    を算出する最終目標空燃比算出手段と、 前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における基本燃料噴
    射量を算出する最終基本燃料噴射量算出手段と、 前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態において実際に出力
    されると予測される出力トルクを予測トルクとして算出
    する予測トルク算出手段と、 前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における燃料噴射時
    期を算出する最終基本燃料噴射時期算出手段と、 前記定常燃焼形態又は中間燃焼形態における点火時期を
    算出する最終基本点火時期算出手段と、 を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか
    に記載のエンジン制御装置。
  5. 【請求項５】 前記吸気・ＥＧＲ制御値算出手段は、 前記目標トルクとエンジン回転数に基づき前記目標燃焼
    形態における基本燃料噴射量、ＥＧＲ率、目標空燃比を
    それぞれ初期設定する手段と、 前記各初期設定値に基づいて前記吸気通路のスロットル
    バルブ制御手段の下流側に位置する吸気管内の圧力応答
    値の空気有効成分分圧に対する制御目標値である空気有
    効成分分圧制御目標値と、ＥＧＲガス有効成分分圧に対
    する制御目標値であるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標
    値を設定する手段と、 前記各初期設定値と新気空気量計測値と吸気管圧力値に
    基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧
    を推定した値である空気有効成分分圧推定値と、ＥＧＲ
    ガス有効成分分圧を推定した値であるＥＧＲガス有効成
    分分圧推定値を算出する手段と、 前記スロットルバルブの制御値に基づいて前記吸気管内
    の圧力応答値の空気有効成分分圧を予測した値である空
    気有効成分分圧予測値とＥＧＲガス有効成分分圧を予測
    した値であるＥＧＲガス有効成分分圧予測値を算出する
    手段と、 前記ＥＧＲガス有効成分分圧推定値とＥＧＲガス有効成
    分分圧制御目標値との偏差に基づいてＥＧＲガス流量の
    設定値を算出する手段と、 前記空気有効成分分圧の推定値と空気有効成分分圧制御
    目標値との偏差に基づいて前記スロットルバルブ制御手
    段のスロットルバルブ通過空気流量の設定値を算出する
    手段と、 前記ＥＧＲガス流量の設定値と吸気管圧力とに基づいて
    ＥＧＲバルブのバルブ開度指示値を算出する手段と、 前記スロットルバルブ通過空気流量の設定値と吸気管圧
    力に基づいて前記スロットルバルブ制御手段のスロット
    ルバルブ開度指示値を算出する手段と、を備えているこ
    とを特徴とする請求項４に記載のエンジン制御装置。
  6. 【請求項６】 前記最終基本燃料噴射量算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が定常
    燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態における目標空燃比の初期設定値であ
    る目標燃焼形態目標空燃比初期設定値と、前記空気有効
    成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値のいず
    れか一方と、を用いて、前記定常燃焼形態における基本
    燃料噴射量である最終基本燃料噴射量を算出することを
    特徴とする請求項５に記載のエンジン制御装置。
  7. 【請求項７】 前記予測トルク算出手段は、 前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧
    予測値のいずれか一方と前記目標燃焼形態における空気
    有効成分制御目標値との比により前記目標トルクを補正
    することにより、前記目標燃焼形態における前記予測ト
    ルクを算出することを特徴とする請求項５又は６に記載
    のエンジン制御装置。
  8. 【請求項８】 前記最終基本燃料噴射時期算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が定常
    燃焼形態である場合に、 前記予測トルクとエンジン回転数に基づいて前記定常燃
    焼形態における基本燃料噴射時期である最終基本燃料噴
    射時期を算出することを特徴とする請求項４〜７のいず
    れかに記載のエンジン制御装置。
  9. 【請求項９】 前記最終基本点火時期算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が定常
    燃焼形態である場合に、 前記予測トルクとエンジン回転数に基づいて前記定常燃
    焼形態における基本点火時期である最終基本点火時期を
    算出することを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記
    載のエンジン制御装置。
  10. 【請求項１０】 前記燃焼形態実施手段は、 前記中間燃焼形態における前記ベース燃焼形態から前記
    目標燃焼形態への移行度合を示す中間燃焼比率を算出す
    る中間燃焼比率算出手段と、 前記中間燃焼比率に基づいて前記中間燃焼形態の終了判
    定を行う中間燃焼形態終了判定手段と、を備えているこ
    とを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載のエンジ
    ン制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記中間燃焼比率算出手段は、 前記目標トルクに基づいて前記ベース燃焼形態の基本燃
    料噴射量、基本目標空燃比、基本ＥＧＲ量の初期設定値
    をそれぞれ算出するベース燃焼形態初期設定値算出手段
    と、該算出された各初期設定値に基づいて前記ベース燃
    焼形態における前記吸気管内の圧力応答値の空気有効成
    分分圧に対する制御目標値である空気有効成分分圧制御
    目標値とＥＧＲガス有効成分分圧に対する制御目標値で
    あるＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値とを算出するベ
    ース燃焼形態制御目標値算出手段と、を有していること
    を特徴とする請求項１０に記載のエンジン制御装置。
  12. 【請求項１２】 前記中間燃焼比率算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標値と、前
    記ベース燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標値と、前
    記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予
    測値のいずれか一方とに基づいて前記中間燃焼形態の中
    間燃焼比率であるリーン比率を算出することを特徴とす
    る請求項１０又は１１に記載のエンジン制御装置。
  13. 【請求項１３】 前記最終目標空燃比算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態の目標空燃比の初期設定値である目標
    燃焼形態目標空燃比初期設定値と、前記ベース燃焼形態
    の目標空燃比の初期設定値であるベース燃焼形態目標空
    燃比初期設定値とを前記リーン比率を用いて直線補間す
    ることにより前記中間目標燃焼形態の目標空燃比である
    最終目標空燃比を算出することを特徴とする請求項１２
    に記載のエンジン制御装置。
  14. 【請求項１４】 前記予測トルク算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記リーン比率が１以上である場合は、前記空気有効成
    分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値のいずれ
    か一方と、前記燃焼形態が均一リーン燃焼形態であると
    きの空気有効成分制御目標値とにより前記目標トルクを
    補正することにより前記中間燃焼形態の前記予測トルク
    を算出し、 前記リーン比率が０以下である場合は前記空気有効成分
    分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値のいずれか
    一方と、前記燃焼形態が均一ストイキオ（ＥＧＲなし）
    燃焼形態であるときの空気有効成分制御目標値の初期設
    定値とにより前記目標トルクを補正することにより前記
    中間燃焼形態の前記予測トルクを算出し、 前記リーン比率が０より大きく１より小さいときは、前
    記目標トルクを前記予測トルクとして算出することを特
    徴とする請求項１２又は１３に記載のエンジン制御装
    置。
  15. 【請求項１５】 前記最終基本燃料噴射時期算出手段
    は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態における基本燃料噴射時期と前記ベー
    ス燃焼形態における基本燃料噴射時期とをリーン比率を
    用いて直線補間することにより前記中間燃焼形態の基本
    燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期を算出するこ
    とを特徴とする請求項１２〜１４のいずれかに記載のエ
    ンジン制御装置。
  16. 【請求項１６】 前記最終基本点火時期算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態における基本点火時期と前記ベース燃
    焼形態における基本点火時期とをリーン比率を用いて直
    線補間することにより前記中間燃焼形態の基本点火時期
    である最終基本点火時期を算出することを特徴とする請
    求項１２〜１５のいずれかに記載のエンジン制御装置。
  17. 【請求項１７】 前記中間燃焼終了判定手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リーン燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記中間燃焼比率算出手段により算出された前記リーン
    比率が予め設定されている基準領域内のときは前記中間
    燃焼形態の続行を判定し、 前記基準領域外のときは前記中間燃焼形態の終了を判定
    することを特徴とする請求項１２〜１６のいずれかに記
    載のエンジン制御装置。
  18. 【請求項１８】 前記中間燃焼比率算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記中間燃焼形態を開始してからの経過時間である中間
    燃焼開始後時間に応じて前記中間燃焼形態の中間燃焼比
    率であるリッチ比率を算出することを特徴とする請求項
    １０又は１１に記載のエンジン制御装置。
  19. 【請求項１９】 前記最終目標空燃比算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態の目標空燃比の初期設定値である目標
    燃焼形態目標空燃比初期設定値と、前記ベース燃焼形態
    の目標空燃比の初期設定値であるベース燃焼形態目標空
    燃比初期設定値とを前記リッチ比率を用いて直線補間す
    ることにより前記中間目標燃焼形態の目標空燃比である
    最終目標空燃比を算出することを特徴とする請求項１８
    に記載のエンジン制御装置。
  20. 【請求項２０】 前記予測トルク算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧
    予測値のいずれか一方と、前記目標燃焼形態における空
    気有効成分制御目標値との比により前記目標トルクを補
    正することにより、前記中間目標燃焼形態の予測トルク
    を算出することを特徴とする請求項１８又は１９に記載
    のエンジン制御装置。
  21. 【請求項２１】 前記最終基本燃料噴射時期算出手段
    は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態における基本燃料噴射時期と前記ベー
    ス燃焼形態における基本燃料噴射時期とをリッチ比率を
    用いて直線補間することにより前記中間燃焼形態の基本
    燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期を算出するこ
    とを特徴とする請求項１８〜２０のいずれかに記載のエ
    ンジン制御装置。
  22. 【請求項２２】 前記最終基本点火時期算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記目標燃焼形態における基本点火時期と前記ベース燃
    焼形態における基本点火時期とをリッチ比率を用いて直
    線補間することにより前記中間燃焼形態の基本点火時期
    である最終基本点火時期を算出することを特徴とする請
    求項１８〜２１のいずれかに記載のエンジン制御装置。
  23. 【請求項２３】 前記中間燃焼終了判定手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一リッチ燃焼形
    態との間の中間燃焼形態である場合は、 前記中間燃焼比率算出手段により算出されたリッチ比率
    が予め設定されている基準領域内のときは前記中間燃焼
    形態の続行を判定し、 前記基準領域外のときは前記中間燃焼形態の終了を判定
    することを特徴とする請求項１８〜２２のいずれかに記
    載のエンジン制御装置。
  24. 【請求項２４】 前記中間燃焼比率算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
    （ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態である場
    合は、 前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧
    予測値のいずれか一方と、前記ＥＧＲガス有効成分分圧
    推定値又は前記ＥＧＲガス有効成分分圧予測値のいずれ
    か一方と、予め設定されている空気有効成分の気体定数
    と、ＥＧＲガス有効成分の気体定数とに基づいて前記中
    間燃焼形態におけるＥＧＲ率である予測ＥＧＲ率を算出
    し、 該予測ＥＧＲ率と前記均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃
    焼形態におけるＥＧＲ率とに基づいて、前記中間燃焼形
    態の中間燃焼比率であるＥＧＲ比率を算出することを特
    徴とする請求項１０又は１１に記載のエンジン制御装
    置。
  25. 【請求項２５】 前記最終目標空燃比算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
    （ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態である場
    合は、 前記目標燃焼形態の目標空燃比の初期設定値である目標
    燃焼形態目標空燃比初期設定値を前記中間目標燃焼形態
    の目標空燃比である最終目標空燃比として算出すること
    を特徴とする請求項２４に記載のエンジン制御装置。
  26. 【請求項２６】 前記予測トルク算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
    （ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態である場
    合は、 前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧
    予測値のいずれか一方と、前記目標燃焼形態における空
    気有効成分制御目標値との比により前記目標トルクを補
    正することにより、前記中間目標燃焼形態の予測トルク
    を算出することを特徴とする請求項２４又は２５に記載
    のエンジン制御装置。
  27. 【請求項２７】 前記最終基本燃料噴射時期算出手段
    は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
    （ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態である場
    合は、 前記目標燃焼形態における基本燃料噴射時期と前記ベー
    ス燃焼形態における基本燃料噴射時期とをＥＧＲ比率を
    用いて直線補間することにより前記中間燃焼形態の基本
    燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期を算出するこ
    とを特徴とする請求項２４〜２６のいずれかに記載のエ
    ンジン制御装置。
  28. 【請求項２８】 前記最終基本点火時期算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
    （ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態である場
    合は、 前記目標燃焼形態における基本点火時期と前記ベース燃
    焼形態における基本点火時期とをＥＧＲ比率を用いて直
    線補間することにより前記中間燃焼形態の基本点火時期
    である最終基本点火時期を算出することを特徴とする請
    求項２４〜２７のいずれかに記載のエンジン制御装置。
  29. 【請求項２９】 前記中間燃焼終了判定手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が均一
    ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼形態と均一ストイキオ
    （ＥＧＲ有り）燃焼形態との間の中間燃焼形態である場
    合は、 前記中間燃焼比率算出手段により算出された前記ＥＧＲ
    比率が予め設定されている基準領域内のときは前記中間
    燃焼形態の続行を判定し、 前記基準領域外のときは前記中間燃焼形態の終了を判定
    することを特徴とする請求項２４〜２８のいずれかに記
    載のエンジン制御装置。
  30. 【請求項３０】 前記中間燃焼比率算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が成層
    燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
    ある場合は、 前記目標燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標値と、前
    記ベース燃焼形態の空気有効成分分圧制御目標値と、前
    記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予
    測値のいずれか一方とに基づいて前記中間燃焼形態の中
    間燃焼比率である成層比率を算出することを特徴とする
    請求項１０又は１１に記載のエンジン制御装置。
  31. 【請求項３１】 前記最終目標空燃比算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が成層
    燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
    ある場合は、 前記目標燃焼形態の目標空燃比の初期設定値である目標
    燃焼形態目標空燃比初期設定値と、前記ベース燃焼形態
    の目標空燃比の初期設定値であるベース燃焼形態目標空
    燃比初期設定値とを前記成層比率を用いて直線補間する
    ことにより前記中間目標燃焼形態の仮の目標空燃比であ
    る仮目標空燃比を算出し、 該仮目標空燃比が予め設定されている成層燃焼リッチ限
    界空燃比よりもリーン側である場合は前記仮目標空燃比
    を前記中間燃焼形態における最終目標空燃比として算出
    し、 該仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比よりも
    リッチ側である場合は前記燃焼形態が均一リーン燃焼形
    態であるときの目標空燃比の初期設定値を前記中間燃焼
    形態における最終目標空燃比として算出することを特徴
    とする請求項３０に記載のエンジン制御装置。
  32. 【請求項３２】 前記予測トルク算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が成層
    燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
    ある場合は、 前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比より
    もリーン側でかつ成層比率が１以上であるときは前記空
    気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値
    のいずれか一方と、前記成層燃焼形態における空気有効
    成分分圧制御目標値との比により前記目標トルクを補正
    することにより前記中間目標燃焼形態の予測トルクを算
    出し、 前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比より
    もリッチ側であるときは前記目標トルクを前記空気有効
    成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧予測値のいず
    れか一方と前記燃焼形態が均一リーンであるときの空気
    有効成分制御目標値の比により前記目標トルクを補正す
    ることにより前記中間目標燃焼形態の予測トルクを算出
    することを特徴とする請求項３０又は３１に記載のエン
    ジン制御装置。
  33. 【請求項３３】 前記最終基本燃料噴射時期算出手段
    は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が成層
    燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
    ある場合は、 前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比より
    もリーン側であるときは前記燃焼形態が成層燃焼形態で
    あるときの基本燃料噴射時期を前記中間燃焼形態の基本
    燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期として算出
    し、 前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比より
    もリッチ側であるときは前記燃焼形態が均一リーン燃焼
    形態であるときの基本燃料噴射時期を前記中間燃焼形態
    の基本燃料噴射時期である最終基本燃料噴射時期として
    算出することを特徴とする請求項３０〜３２のいずれか
    に記載のエンジン制御装置。
  34. 【請求項３４】 前記最終基本点火時期算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が成層
    燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
    ある場合は、 前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比より
    もリーン側であるときは前記燃焼形態が成層燃焼形態で
    あるときの基本点火時期を前記中間燃焼形態の基本点火
    時期である最終基本点火時期として算出し、 前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比より
    もリッチ側であるときは前記燃焼形態が均一リーン燃焼
    形態であるときの基本点火時期を前記中間燃焼形態の基
    本点火時期である最終基本点火時期として算出すること
    を特徴とする請求項３０〜３３のいずれかに記載のエン
    ジン制御装置。
  35. 【請求項３５】 前記中間燃焼終了判定手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が成層
    燃焼形態と均一リーン燃焼形態との間の中間燃焼形態で
    ある場合は、 前記目標燃焼形態が前記成層燃焼形態であり、前記ベー
    ス燃焼形態が前記均一リーン燃焼形態であるときは、前
    記中間燃焼比率算出手段により算出された前記成層比率
    が予め設定されている基準領域内のときは前記中間燃焼
    形態の続行を判定し、前記基準領域以外のときは前記中
    間燃焼形態の終了を判定し、 前記目標燃焼形態が前記均一リーン燃焼形態であり、前
    記ベース燃焼形態が前記成層燃焼形態であるときは、前
    記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比よりも
    リーン側であるときには前記中間燃焼形態の続行を判定
    し、前記仮目標空燃比が前記成層燃焼リッチ限界空燃比
    よりもリッチ側であるときには前記中間燃焼形態の終了
    を判定することを特徴とする請求項３０〜３４のいずれ
    かに記載のエンジン制御装置。
  36. 【請求項３６】 前記最終基本燃料噴射量算出手段は、 前記燃焼形態実施手段により実現される燃焼形態が中間
    燃焼形態である場合は、 前記空気有効成分分圧推定値又は前記空気有効成分分圧
    予測値のいずれか一方と前記中間燃焼形態における最終
    目標空燃比とに基づいて前記中間燃焼形態の基本燃料噴
    射量である最終基本燃料噴射量を算出することを特徴と
    する請求項１２〜３５のいずれかに記載のエンジン制御
    装置。
  37. 【請求項３７】 前記空気有効成分分圧は、 前記エンジン運転領域が中・低負荷運転領域内にある場
    合には前記空気有効成分分圧予測値が用いられ、 高負荷運転領域にある場合には前記空気有効成分分圧推
    定値が用いられることを特徴とする請求項６〜３６のい
    ずれかに記載のエンジン制御装置。
  38. 【請求項３８】 前記ＥＧＲガス有効成分分圧は、 前記エンジン運転領域が中・低負荷運転領域内にある場
    合には前記ＥＧＲガス有効成分分圧予測値が用いられ、
    高負荷運転領域にある場合には前記ＥＧＲガス有効成分
    分圧推定値が用いられることを特徴とする請求項２４〜
    ２９、３７のいずれかに記載のエンジン制御装置。
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