JP2000154747A - エンジン制御装置 - Google Patents

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
焼形態に変更する燃焼形態制御部を有するエンジン制御
装置に、エンジン運転状況を判断する状況判断手段と、
状況に応じた定常燃焼形態を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と、エンジンの現在の
燃焼形態と最終目標燃焼形態とに基づいて中間目標燃焼
形態を設定する中間目標燃焼形態設定手段と、エンジン
の現在の燃焼形態と最終目標燃焼形態とが異なる燃焼形
態である場合は最終目標燃焼形態と同一の燃焼形態に制
御する燃焼形態制御手段とを設け、燃焼形態制御手段が
現在の燃焼形態を最終目標燃焼形態と同一の燃焼形態に
制御する際に、最初に中間目標燃焼形態を実現してから
最終目標燃焼形態を実現する制御を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複数種類の異なる
燃焼形態の中からエンジン運転状況に応じて選択された
燃焼形態を実現す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り、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はＥＧＲ運転
が行なわれる。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
状態に応じてその流入量が変化するため、それに応じて
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る。

【００１０】従来よりこれらの制御は、まず最初に複数
の予め設定されている定常燃焼形態の内からドライバの
アクセルペダル操作量とエンジン動作状態とに基づいて
判断されるエンジン運転状況に応じた１の定常燃焼形態
が選択され、該選択された燃焼形態おいて要求されるエ
ンジン出力を出力することができる吸入空気量及びＥＧ
Ｒガス量が算出される。

【００１１】そして、これら吸入空気量、ＥＧＲガス量
を得るためのバルブ開度位置が算出され、これに基づい
てスロットルバルブ、ＥＧＲバルブが制御される。この
制御により変化した吸入空気量が計測され、その計測さ
れた吸入空気量を基準として該選択された燃焼形態を実
現するための燃料噴射量や点火時期等の制御が行われて
いる。

【００１２】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。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ここで計測さ
れる吸入空気量は吸気通路の上流で計測されたものであ
り、スロットルバルブと燃焼室との間の吸気通路の距離
や、吸気通路内の負圧状態、スロットルバルブやＥＧＲ
バルブの応答性等の問題から、実際にシリンダ内に吸入
される吸入空気量との間に偏差を生ずるおそれがあっ
た。

【００１４】特に、燃焼形態を空燃比が大きく異なる他
の定常燃焼形態に変更する場合には、スロットルバルブ
の開度変化に応じた吸入空気量がシリンダに吸入される
までに時間差が生じ、その間、実際にシリンダ内に吸入
される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。

【００１５】このような場合に、吸入空気量の変化を予
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。

【００１６】また、他の定常燃焼形態に変更すべくスロ
ットルバルブの開度が変更されシリンダ内に吸入される
吸入空気量がその開度に対応するように徐々に変化して
いる途中において、更に定常燃焼形態が変更されスロッ
トルバルブの開度が変更された場合は、現在のシリンダ
内の正確な吸入空気量を認識することができず、その開
度に対応した吸入空気量がシリンダ内に吸入されるまで
の間の正確な燃料噴射制御及び点火時期制御を正確に行
うことができなかった。

【００１７】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に適合した制御を行うことが
できず、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。

【００１８】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。

【００１９】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、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を定常燃焼形態として設
定し、エンジンの運転状況に応じて選択された１つの定
常燃焼形態によりエンジン運転を行うエンジン制御装置
において、エンジン運転状況に応じて複数の定常燃焼形
態の中から１つの定常燃焼形態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と、エンジ
ンの燃焼形態を最終目標燃焼形態に変更制御する燃焼形
態制御手段と、燃焼形態制御手段による変更制御に際し
て中間目標となる定常燃焼形態を定常燃焼形態の中から
選択し中間目標燃焼形態として設定する中間目標燃焼形
態設定手段とを備える。そして、燃焼形態制御手段は、
中間目標燃焼形態による定常燃焼を実現してから最終目
標燃焼形態を実現する制御を行う。

【００２０】これによれば、エンジンの現在の燃焼形態
と最終目標燃焼形態との間に中間目標燃焼形態（定常燃
焼形態）が設定され、中間目標燃焼形態が実現された後
に最終目標燃焼形態を実現する制御がなされる。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
トルクに適合した制御を行うことが可能となる。尚、最
終目標燃焼形態又は中間目標燃焼形態とされる定常燃焼
形態とは、目標空燃比が略一定である燃焼形態をいう。

【００２１】請求項２に記載の発明は、中間目標燃焼形
態設定手段が、現状燃焼形態が変更される燃焼形態とし
て中間目標燃焼形態を設定し、中間目標燃焼形態と最終
目標燃焼形態との間で新たな中間目標燃焼形態を設定す
ることを特徴とする。これによれば、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が設定され
る。そして、現状燃焼形態と中間目標燃焼形態が同一の
燃焼形態となった場合に、最終目標燃焼形態との間に新
たな中間目標燃焼形態が設定される。この結果、現状燃
焼形態と最終目標燃焼形態との間には常に中間目標燃焼
形態が設定されていることとなる。

【００２２】請求項３に記載の発明は、燃焼形態制御手
段が、定常燃焼形態、若しくは定常燃焼形態間にて燃焼
形態が漸次変化する中間燃焼形態のいずれかを現状の燃
焼形態として把握する現状燃焼形態把握手段と、中間燃
焼形態を実現する中間燃焼形態実現手段とを備える。

【００２３】これによれば、現状燃焼形態把握手段によ
り現状燃焼形態が定常燃焼形態、若しくは中間燃焼形態
と把握される。また、現状燃焼形態把握手段により現状
燃焼形態が中間燃焼形態であると把握された場合は、そ
の把握した中間燃焼形態が中間燃焼形態実現手段により
実現される。尚、中間燃焼形態とは、定常燃焼形態と他
の定常燃焼形態との間にて吸入空気量又はＥＧＲガス量
が時間経過と共に変化する燃焼形態をいう。

【００２４】請求項４に記載の発明は、燃焼形態制御手
段が、中間燃焼形態における燃焼形態の変更度合いによ
り中間燃焼形態の終了を判定する中間燃焼形態終了判定
手段と、中間燃焼形態の終了判定に応じて中間目標燃焼
形態を目標燃焼形態に基づき設定される定常燃焼形態に
更新する中間目標燃焼形態更新手段とを備える。

【００２５】これによれば、中間燃焼形態における燃焼
形態の変更度合いにより中間燃焼形態の終了が判定され
る。また、その終了判定により中間目標燃焼形態の更新
が行われる。

【００２６】この結果、最終目標燃焼形態を実現するま
でに中間目標燃焼形態により多段階に分けて実現するこ
とができ、特に、エンジンの現在の燃焼形態と最終目標
燃焼形態の目標空燃比が大きく異なる場合にも、燃焼形
態の変更中の吸入空気量を正確に認識することができ、
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
に適合した制御を行うことが可能となる。

【００２７】請求項５に記載の発明は、現状燃焼形態把
握手段が、中間目標燃焼形態を設定した際にエンジンの
現在の燃焼形態が定常燃焼形態であるときは設定した中
間目標燃焼形態との比較を行い、両者が異なる燃焼形態
である場合はその定常燃焼形態と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して把握する第１現
状燃焼形態把握手段を備える。

【００２８】これによれば、中間目標燃焼形態を設定し
た際にエンジンの現在の燃焼形態が定常燃焼形態である
ときは設定した中間目標燃焼形態との比較が行われ、両
者が異なる燃焼形態である場合は定常燃焼形態と中間目
標燃焼形態との間の中間燃焼形態が現状燃焼形態として
把握される。この場合、現状燃焼形態として把握された
中間燃焼形態が実施され、燃焼形態の中間目標燃焼形態
への移行が行われる。

【００２９】請求項６に記載の発明は、現状燃焼形態把
握手段が、中間目標燃焼形態更新手段により中間目標燃
焼形態を更新した際に更新前と更新後の中間目標燃焼形
態を比較して両者が同一の燃焼形態である場合は更新後
の中間目標燃焼形態として設定されている定常燃焼形態
を現状燃焼形態として把握し、両者が異なる燃焼形態で
ある場合は現状燃焼形態が更新前の中間目標燃焼形態と
更新後の中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態である
と把握する第２現状燃焼形態把握手段を備える。

【００３０】これによれば、中間目標燃焼形態更新手段
により中間目標燃焼形態を更新した際に更新前と更新後
の中間目標燃焼形態の比較が行われ、両者が同一の燃焼
形態である場合は更新後の中間目標燃焼形態として設定
されている定常燃焼形態が現状燃焼形態として把握さ
れ、両者が異なる燃焼形態である場合は現状燃焼形態が
更新前の中間目標燃焼形態と更新後の中間目標燃焼形態
との間の中間燃焼形態として把握される。これにより、
現状燃焼形態と最終目標燃焼形態とが同一の燃焼形態と
なるまで上記制御が繰り返され、中間目標燃焼形態を実
現した後に最終目標燃焼形態に燃焼形態を移行させるこ
とができる。

【００３１】請求項７に記載の発明は、１の定常燃焼形
態から他の１の定常燃焼形態への中間燃焼形態の移行度
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
を備え、中間燃焼形態終了判定手段は、算出した中間燃
焼比率を用いて中間燃焼形態の終了を判定することを特
徴とする。

【００３２】これによれば、１の定常燃焼形態から他の
１の定常燃焼形態への中間燃焼形態の移行度合を示す中
間燃焼比率が算出され、この中間燃焼比率により中間燃
焼形態の終了が判断される。したがって、中間燃焼形態
の終了を容易に判定することができ、エンジンの現在の
燃焼形態の中間目標燃焼形態への移行状態を判断するこ
とができる。

【００３３】請求項８に記載の発明は、中間目標燃焼形
態設定手段が、現状燃焼形態から最初に移行する定常燃
焼形態として第１中間目標燃焼形態と、第１中間目標燃
焼形態以降に目標とする定常燃焼形態として第２中間目
標燃焼形態〜第ｎ中間目標燃焼形態を設定する。

【００３４】また、第１現状燃焼形態把握手段が、中間
目標燃焼形態を設定した際にエンジンの現在の燃焼形態
が定常燃焼形態であるときは設定した中間目標燃焼形態
との比較を行い、両者が異なる燃焼形態である場合はそ
の定常燃焼形態と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して把握する。

【００３５】そして、中間目標燃焼形態更新手段は、中
間燃焼形態終了判定手段により中間燃焼形態が終了した
と判定した際に第１中間目標燃焼形態〜第ｎ中間目標燃
焼形態をそれぞれ次に移行する燃焼形態として設定され
ている定常燃焼形態に更新する。

【００３６】そして、第２現状燃焼形態把握手段は、更
新した際に更新前後の第１中間目標燃焼形態を比較して
両者が同一の燃焼形態である場合は更新後の第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を現状燃
焼形態として把握し、両者が異なる燃焼形態である場合
は現状燃焼形態が更新前の第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である
と把握する。

【００３７】これによれば、中間目標燃焼形態設定手段
により、現状燃焼形態から最初に移行する定常燃焼形態
として第１中間目標燃焼形態と、該第１中間目標燃焼形
態以降に目標とする定常燃焼形態として第２中間目標燃
焼形態〜第ｎ中間目標燃焼形態が設定される。そして、
第１現状燃焼形態把握手段により、中間目標燃焼形態を
設定した際の現状燃焼形態が定常燃焼形態であるときは
設定した中間目標燃焼形態との比較が行われ、両者が異
なる燃焼形態である場合は定常燃焼形態と中間目標燃焼
形態との間の中間燃焼形態が現状燃焼形態として把握さ
れる。

【００３８】また、中間燃焼形態終了判定手段により中
間燃焼形態が終了したと判定された際には、中間目標燃
焼形態更新手段により第１中間目標燃焼形態〜第ｎ中間
目標燃焼形態がそれぞれ次に移行する燃焼形態として設
定されている定常燃焼形態に更新される。

【００３９】そして、更新した際に第２現状燃焼形態把
握手段によって更新前後の第１中間目標燃焼形態の比較
が行われ、両者が同一の燃焼形態である場合は更新後の
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
態が現状燃焼形態として把握される。また、両者が異な
る燃焼形態である場合は現状燃焼形態が更新前の第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
の中間燃焼形態であると把握される。

【００４０】この結果、現状燃焼形態と最終目標燃焼形
態との間にｎ個の中間目標燃焼形態を設け、これを順次
実現して現状燃焼形態と最終目標燃焼形態とを同一の燃
焼形態とすることができる。これにより、エンジン出力
に適合したより精密な制御を行うことができる。

【００４１】請求項９に記載の発明は、中間目標燃焼形
態設定手段が、現状燃焼形態と最終目標燃焼形態に基づ
き複数の中間目標燃焼形態を設定することを特徴とす
る。これによれば、現状燃焼形態及び最終目標燃焼形態
に基づいて複数の中間目標燃焼形態が設定される。した
がって、マップ等を参照することで中間目標燃焼形態を
容易に設定することができる。

【００４２】請求項１０に記載の発明は、中間目標燃焼
形態設定手段が、最終目標燃焼形態への変更制御にて空
燃比が徐々に増加又は減少するよう中間目標燃焼形態を
設定することを特徴とする。これによれば、現状燃焼形
態から最終目標燃焼形態への変更の際に、空燃比が徐々
に変更されることから、エンジン出力の急激な変化を防
止することができる。したがって、燃焼形態の変更に伴
うトルクショックの発生を防止することができる。

【００４３】請求項１１に記載の発明は、中間目標燃焼
形態設定手段が、定常燃焼形態におけるＥＧＲガスの有
無を基準として中間目標燃焼形態を設定することを特徴
とする。これによれば、中間目標燃焼形態は、定常燃焼
形態におけるＥＧＲガスの有無を基準として設定され
る。これにより、燃焼形態を更に細かく変更することが
可能となる。

【００４４】

【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。

【００４５】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。

【００４６】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。

【００４７】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。

【００４８】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ＮＯｘ吸蔵触
媒２２が介装されている。

【００４９】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。

【００５０】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。

【００５１】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。

【００５２】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。

【００５３】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。

【００５４】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。

【００５５】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。

【００５６】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。

【００５７】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。

【００５８】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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【００６１】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、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。

【００６２】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。

【００６３】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。

【００６４】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。

【００６５】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。

【００６６】また、均一ストイキオ（ＥＧＲ有り）燃焼
形態は、主として、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼
形態よりも若干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。

【００６７】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理論空燃比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。

【００６８】均一リッチ燃焼形態ＫＲは、燃焼室８内に
均一に分布形成された理論空燃比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。

【００６９】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。

【００７０】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。

【００７１】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。

【００７２】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、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。

【００７３】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。

【００７４】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。

【００７５】

【表１】

【００７６】

【表２】

【００７７】

【表３】

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】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。

【００８２】中間目標燃焼形態更新手段５４は、中間燃
焼形態の終了判定を中間燃焼形態終了判定手段５３より
入力した際に、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。

【００８３】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。

【００８４】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。

【００８５】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。

【００８６】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。

【００８７】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。

【００８８】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。

【００８９】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。

【００９０】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。

【００９１】ここで、算出されるこれらの初期設定値
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、ＥＧ
Ｒ量、目標空燃比となる。

【００９２】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。

【００９３】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。

【００９４】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。

【００９５】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。

【００９６】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。

【００９７】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。

【００９８】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。

【００９９】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６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ｄＰ
ｍｏ／ｄｔは、以下の（１）式にて表すことができる。

【０１００】 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。

【０１０１】 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。

【０１０２】 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。

【０１０３】 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。

【０１０４】 a=(Vs/Vm)・ηv・(Ne・L/120) ……（７） ba=Ra・Tm/Vm ……（８） be=Re・Tm/Vm ……（９）

【０１０５】

【数１】

【０１０６】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Ｐｍｅｅ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。

【０１０７】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。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、ＥＴＣ１６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Ｐｍｏｓ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ＥＧ
Ｒ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。

【０１０８】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。

【０１０９】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。

【０１１０】これらの初期設定値は、ベース燃焼形態と
して設定されていた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。

【０１１１】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。

【０１１２】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。

【０１１３】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。

【０１１４】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
を実現しているかを示す比率であり、中間燃焼形態の目
標燃焼形態への変更度合を０〜１の値を用いて示すもの
である。上記各定常燃焼形態間の燃焼形態の変更度合と
して、成層比率ＳＲＡＴＩＯ、リーン比率ＬＲＡＴＩ
Ｏ、ＥＧＲ比率ＥＲＡＴＩＯ、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯ
が算出される。

【０１１５】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。

【０１１６】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。

【０１１７】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。

【０１１８】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。

【０１１９】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。

【０１２０】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によるベース燃焼形態目標
空燃比初期設定値ＡＢＦｉｂ、中間燃焼比率算出手段７
４による中間燃焼比率ＲＡＴＩＯに基づいて、最終目標
空燃比ＡＢＦｉｆ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。

【０１２１】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。

【０１２２】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。

【０１２３】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内の仮り
の目標空燃比である仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉを算出す
る。

【０１２４】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と間の中間燃焼形態
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。

【０１２５】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。

【０１２６】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。

【０１２７】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。

【０１２８】尚、成層燃焼運転と均一燃焼運転は、燃焼
室内に混合気を形成するタイミングが異なるエンジン運
転方式であり、成層燃焼運転は圧縮行程時の点火時期直
前に燃焼室内に直接燃料を噴射して混合気を形成するも
のをいい、均一燃焼運転は吸気行程時に燃焼室内に混合
気を形成するものをいう。

【０１２９】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。

【０１３０】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。

【０１３１】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。

【０１３２】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。

【０１３３】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。

【０１３４】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で直線補完することにより、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。

【０１３５】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。

【０１３６】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。

【０１３７】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。

【０１３８】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。

【０１３９】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。

【０１４０】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。

【０１４１】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、点火コイル２９を介して点火プラグ２８に
放電を行わせる。

【０１４２】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、ステップ
（以下、単に「Ｓ」という）１でＣＰＵ４０ｃ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）。

【０１４３】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。

【０１４４】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等のエンジン運転状態が算出さ
れる。

【０１４５】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。

【０１４６】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。

【０１４７】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読み込む。

【０１４８】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。

【０１４９】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。

【０１５０】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。

【０１５１】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。

【０１５２】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、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。

【０１５３】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。

【０１５４】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。

【０１５５】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。

【０１５６】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。

【０１５７】Ｓ３０９では、最終目標燃焼形として均一
ストイキオ（ＥＧＲ無し）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。

【０１５８】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無し）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。

【０１５９】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。

【０１６０】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。

【０１６１】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。

【０１６２】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。

【０１６３】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。

【０１６４】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。

【０１６５】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。

【０１６６】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。

【０１６７】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。

【０１６８】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。

【０１６９】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。

【０１７０】 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。

【０１７１】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。

【０１７２】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。

【０１７３】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。

【０１７４】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。

【０１７５】 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。

【０１７６】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。

【０１７７】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。

【０１７８】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。

【０１７９】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。

【０１８０】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。

【０１８１】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。

【０１８２】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。

【０１８３】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。

【０１８４】 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。

【０１８５】 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。

【０１８６】 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。

【０１８７】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。

【０１８８】 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。

【０１８９】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。

【０１９０】 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。

【０１９１】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。

【０１９２】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。

【０１９３】 （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。

【０１９４】 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。

【０１９５】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。

【０１９６】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。

【０１９７】 （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。

【０１９８】 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。

【０１９９】 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。

【０２００】 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。

【０２０１】 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。

【０２０２】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。

【０２０３】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。

【０２０４】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。

【０２０５】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。

【０２０６】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。

【０２０７】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。

【０２０８】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。

【０２０９】 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。

【０２１０】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Ｐｍ_LM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
ｍ_LM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。

【０２１１】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Ｓ_LM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。

【０２１２】また、Ｓ９００にてマニホールド全圧Ｐｍ
がマニホールド基準圧Ｐｍ_LM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Ｓ_LM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。

【０２１３】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。

【０２１４】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。

【０２１５】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Ｐｍｏｓｉ_KL、成層燃焼形態ＳＬに
おける空気有効成分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉ_SLを用い
て、以下の(47)式により算出される。

【０２１６】 SRATIO=(Px-Pmosi_KL)/(Pmosi_SL-Pmosi_KL) ……(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。

【０２１７】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）。

【０２１８】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Ｐｍｏｓｉ_KL、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Ｐｍｏｓｉ_KSN を用いて、以下の
(48)式により算出される。

【０２１９】 LRATIO=(Px-Pmosi_KSN)/(Pmosi_KL-Pmosi_KSN) ……(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。

【０２２０】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。

【０２２１】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）。

【０２２２】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。

【０２２３】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。

【０２２４】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。

【０２２５】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。

【０２２６】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。

【０２２７】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。

【０２２８】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。

【０２２９】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。

【０２３０】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。

【０２３１】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。

【０２３２】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。

【０２３３】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(53)式によって示される。
（尚、(52)式は欠番。） ABFif=ABFi ……(53) 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ＡＢＦｉ_SLが最終目標燃焼形態ＡＢＦｉｆ
と設定される。

【０２３４】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ＡＢＦｉ_KLが最終目標燃焼形態
ＡＢＦｉｆと設定される。

【０２３５】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。

【０２３６】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。

【０２３７】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。

【０２３８】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ＡＢＦｉ_KLと、成層燃焼形態ＳＬにおけ
る目標空燃比ＡＢＦｉ_SLと、成層比率ＳＲＡＴＩＯとを
用いて、以下の(54)式により算出される。

【０２３９】 ABFifi=SRATIO ×ABFi_SL+(1-SRATIO) ×ABFi_KL ……(54) ここで、成層燃焼形態ＳＬの目標空燃比ＡＢＦｉ_SL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。

【０２４０】また、均一リーン燃焼形態ＫＬの目標空燃
比ＡＢＦｉ_KL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。

【０２４１】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。

【０２４２】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。

【０２４３】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。

【０２４４】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。

【０２４５】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ＡＢＦｉ_KLが算出され、最終目標空燃
比ＡＢＦｉｆと設定される。

【０２４６】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。

【０２４７】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。

【０２４８】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ＡＢＦｉ_KL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
ＢＦｉ_KSN と、リーン比率ＬＲＡＴＩＯとを用いて、以
下の(55)式により算出される。

【０２４９】 ABFifi=LRATIO ×ABFi_KL+(1-LRATIO) ×ABFi_KSN ……(55) 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。

【０２５０】また、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼
形態ＫＳＮの目標空燃比ＡＢＦｉ_KSN 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。

【０２５１】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。

【０２５２】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。

【０２５３】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ＡＢＦｉ_KR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ＡＢＦｉ_KSN と、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯとを
用いて、以下の(56)式により算出される。

【０２５４】 ABFifi=RRATIO ×ABFi_KR+(1-RRATIO) ×ABFi_KSN ……(56) 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。

【０２５５】また、均一ストイキオ（ＥＧＲなし）燃焼
形態ＫＳＮの目標空燃比ＡＢＦｉ_KSN 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。

【０２５６】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。

【０２５７】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。

【０２５８】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。

【０２５９】これは、以下の(57)式によって示される。

【０２６０】ABFif=ABFi ……(57) 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。

【０２６１】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。

【０２６２】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。

【０２６３】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。

【０２６４】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(58)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(59)式により算出さ
れる。

【０２６５】GOS_L=d ×Pmo ……(58) GOS_A=d ×Pmos ……(59) 次に、上記(58)、(59)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(60)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(61)式により
算出される。

【０２６６】Gfss_L=GOS_L/ABFif …(60) Gfss_A=GOS_A/ABFif …(61) このように、上記(58)、(59)、(60)、(61)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。

【０２６７】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。

【０２６８】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。

【０２６９】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。

【０２７０】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。

【０２７１】具体的には、以下の(62)、(63)式により算
出される。

【０２７２】Tes=Tei ×(Pmo/Pmosi) …(62) Tes=Tei ×(Pmos/Pmosi) …(63) そして、上記(62)、(63)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(62)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(63)式による予測トルクＴｅｓが採用される。

【０２７３】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Ｐｍｏｓのいずれか一方とを用いて予測トルクＴｅｓ
を算出する。

【０２７４】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のいずれか一方とを
用いて予測トルクＴｅｓを算出する。

【０２７５】更に、リーン比率が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。

【０２７６】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よりもリーン側で且つ成層比率
ＳＲＡＴＩＯ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。

【０２７７】また、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層リ
ッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓよりもリーン側で且つ成層比
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のいずれか一方とを用
いて予測トルクＴｅｓを算出する。

【０２７８】更に、仮目標空燃比ＡＢＦｉｆｉが成層リ
ッチ限界空燃比ＡＢＦｒｓよりもリッチ側にある場合
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Ｐｍ
ｏ又は空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓのいずれか一方
とを用いて予測トルクＴｅｓを算出する。

【０２７９】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。

【０２８０】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。

【０２８１】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。

【０２８２】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TJ_KR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TJ_KSN と、リ
ッチ比率ＲＲＡＴＩＯを用いて以下の(64)式により行わ
れる。

【０２８３】 TJ=RRATIO ×TJ_KR+(1-RRATIO) ×TJ_KSN ……（６４） 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ＴＪ_ＫＳＮ 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TJ_KLと、リーン比率ＬＲＡＴＩＯを用いて
以下の(65)式により行われる。

【０２８４】 TJ=LRATIO ×TJ_KL+(1-LRATIO) ×TJ_KSN ……(65) 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TJ_KSN 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(66)式
により行われる。

【０２８５】 TJ=ERATIO ×TJ_KSE+(1-ERATIO)×TJ_KSN ……(66) 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(64)、(65)、(66)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。

【０２８６】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。

【０２８７】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。

【０２８８】したがって、燃焼運転方式が均一燃焼運転
である場合（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）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、燃焼運転方式が成層燃焼運
転方式である場合（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）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。

【０２８９】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。

【０２９０】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。

【０２９１】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。

【０２９２】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。

【０２９３】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ＩＧ_KR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ＩＧ_KSN と、リッチ比率ＲＲＡＴＩＯを用い
て以下の(67)式により行われる。

【０２９４】 IG=RRATIO ×IG_KR+(1-RRATIO) ×IG_KSN ……(67) 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ＩＧ_KSN 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ＩＧ_KLと、リ
ーン比率ＬＲＡＴＩＯを用いて以下の(68)式により行わ
れる。

【０２９５】 IG=LRATIO ×IG_KL+(1-LRATIO) ×IG_KSN ……(68) 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ＩＧ_KSN 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ＩＧ_KSE と、ＥＧＲ比率
ＥＲＡＴＩＯを用いて以下の(69)式により行われる。

【０２９６】 IG=ERATIO ×IG_KSE+(1-ERATIO)×IG_KSN ……(69) 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。

【０２９７】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。

【０２９８】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。

【０２９９】したがって、燃焼運転方式が均一燃焼運転
である場合（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）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
ある場合（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）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。

【０３００】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。

【０３０１】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。

【０３０２】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）。

【０３０３】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）。

【０３０４】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）。

【０３０５】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）。

【０３０６】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）。

【０３０７】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）。

【０３０８】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）。

【０３０９】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。

【０３１０】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。

【０３１１】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）。

【０３１２】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。

【０３１３】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。

【０３１４】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）。

【０３１５】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）。

【０３１６】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。

【０３１７】Ｓ１７０にて定常燃焼形態と把握された場
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た場合は、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。

【０３１８】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）。

【０３１９】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。

【０３２０】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。

【０３２１】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。

【０３２２】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。

【０３２３】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。

【０３２４】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無し）燃焼形態ＫＳＮとに設定される。

【０３２５】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。

【０３２６】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。

【０３２７】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。

【０３２８】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。

【０３２９】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。

【０３３０】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。

【０３３１】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。

【０３３２】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。

【０３３３】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。

【０３３４】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。

【０３３５】本動作例は、当初、均一ストイキオ（ＥＧ
Ｒ無し）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
無し）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無し）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。

【０３３６】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、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。

【０３３７】現状燃焼形態は均一ストイキオ（ＥＧＲ無
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。

【０３３８】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。

【０３３９】ここで、最終目標燃焼形態は、均一ストイ
キオ（ＥＧＲ無し）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無し）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。

【０３４０】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。

【０３４１】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。

【０３４２】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
無し）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、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無
し）燃焼形態ＫＳＮが維持される。

【０３４３】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。

【０３４４】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。

【０３４５】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。

【０３４６】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。

【０３４７】

【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 Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA09 BA13 BA15 BA17 BA20 DA04 DA05 DA11 EA11 EB02 EC02 EC03 FA07 FA10 FA33 FA37 FA38 3G301 HA01 HA04 HA13 HA16 JA02 JA03 JA04 KA05 KA08 KA11 LA00 LB04 MA01 MA11 MA18 NA08 NB02 NB05 NB06 NB11 NC02 NC08 ND01 ND45 NE00 NE03 NE08 NE13 NE14 NE15 NE22 NE23 PA01Z PA07Z PA10Z PD01Z PD02A PD02Z PD14Z PD15A PD15Z PE01Z PE03Z PE06Z PE08Z PF01Z PF03Z PF05Z

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 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を定常燃焼形
   態として設定し、エンジンの運転状況に応じて選択され
   た１つの定常燃焼形態によりエンジン運転を行うエンジ
   ン制御装置において、 エンジン運転状況に応じて前記定常燃焼形態の中から１
   つの定常燃焼形態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と、 エンジンの燃焼形態を前記最終目標燃焼形態に変更制御
   する燃焼形態制御手段と、 前記燃焼形態制御手段による変更制御に際して中間目標
   となる定常燃焼形態を前記定常燃焼形態の中から選択し
   中間目標燃焼形態として設定する中間目標燃焼形態設定
   手段とを備え、 前記燃焼形態制御手段は前記中間目標燃焼形態による定
   常燃焼を実現してから前記最終目標燃焼形態を実現する
   制御を行うことを特徴とするエンジン制御装置。
2. 【請求項２】 前記中間目標燃焼形態設定手段は、 現状燃焼形態が変更される燃焼形態として前記中間目標
   燃焼形態を設定し、該中間目標燃焼形態と前記最終目標
   燃焼形態との間で新たな中間目標燃焼形態を設定するこ
   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】 前記燃焼形態制御手段は、 前記定常燃焼形態、若しくは定常燃焼形態間にて燃焼形
   態が漸次変化する中間燃焼形態のいずれかを現状の燃焼
   形態として把握する現状燃焼形態把握手段と、 前記中間燃焼形態を実現する中間燃焼形態実現手段と、
   を備えてい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】 前記燃焼形態制御手段は、 前記中間燃焼形態における燃焼形態の変更度合いにより
   前記中間燃焼形態の終了を判定する中間燃焼形態終了判
   定手段と、 前記中間燃焼形態の終了判定に応じて前記中間目標燃焼
   形態を前記目標燃焼形態に基づき設定される定常燃焼形
   態に更新する中間目標燃焼形態更新手段と、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】 前記現状燃焼形態把握手段は、 前記中間目標燃焼形態を設定した際にエンジンの現在の
   燃焼形態が定常燃焼形態であるときは前記設定した中間
   目標燃焼形態との比較を行い、両者が異なる燃焼形態で
   ある場合は該定常燃焼形態と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して把握する第１現状燃
   焼形態把握手段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】 前記現状燃焼形態把握手段は、 前記中間目標燃焼形態更新手段により前記中間目標燃焼
   形態を更新した際に更新前と更新後の中間目標燃焼形態
   を比較して両者が同一の燃焼形態である場合は更新後の
   中間目標燃焼形態として設定されている定常燃焼形態を
   現状燃焼形態として把握し、両者が異なる燃焼形態であ
   る場合は現状燃焼形態が更新前の中間目標燃焼形態と更
   新後の中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態であると
   把握する第２現状燃焼形態把握手段を備えていることを
   特徴とする請求項４又は５に記載のエンジン制御装置。
7. 【請求項７】 １の定常燃焼形態から他の１の定常燃焼
   形態への中間燃焼形態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を備え、 中間燃焼形態終了判定手段は、該算出した中間燃焼比率
   を用いて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４〜６のいずれかに記載のエンジン制御装置。
8. 【請求項８】 前記中間目標燃焼形態設定手段は、現状
   燃焼形態から最初に移行する定常燃焼形態として第１中
   間目標燃焼形態と、該第１中間目標燃焼形態以降に目標
   とする定常燃焼形態として第２中間目標燃焼形態〜第ｎ
   中間目標燃焼形態を設定し、 第１現状燃焼形態把握手段は、前記中間目標燃焼形態を
   設定した際にエンジンの現在の燃焼形態が定常燃焼形態
   であるときは前記設定した中間目標燃焼形態との比較を
   行い、両者が異なる燃焼形態である場合は該定常燃焼形
   態と中間目標燃焼形態との間の中間燃焼形態を現状燃焼
   形態として把握し、 中間目標燃焼形態更新手段は、前記中間燃焼形態終了判
   定手段により前記中間燃焼形態が終了したと判定した際
   に前記第１中間目標燃焼形態〜第ｎ中間目標燃焼形態を
   それぞれ次に移行する燃焼形態として設定されている定
   常燃焼形態に更新し、 第２現状燃焼形態把握手段は、更新した際に更新前後の
   第１中間目標燃焼形態を比較して両者が同一の燃焼形態
   である場合は更新後の第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を現状燃焼形態として把握し、
   両者が異なる燃焼形態である場合は現状燃焼形態が更新
   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であると把握することを特徴
   とする請求項７に記載のエンジン制御装置。
9. 【請求項９】 前記中間目標燃焼形態設定手段は、 現状燃焼形態と最終目標燃焼形態に基づき複数の中間目
   標燃焼形態を設定することを特徴とする請求項１〜８の
   いずれかに記載のエンジン制御装置。
10. 【請求項１０】 前記中間目標燃焼形態設定手段は、 前記最終目標燃焼形態への変更制御にて空燃比が徐々に
    増加又は減少するよう前記中間目標燃焼形態を設定する
    ことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のエン
    ジン制御装置。
11. 【請求項１１】 前記中間目標燃焼形態設定手段は、 定常燃焼形態におけるＥＧＲガスの有無を基準として前
    記中間目標燃焼形態を設定することを特徴とする請求項
    １〜１０のいずれかに記載のエンジン制御装置。