JP2017067009A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】均質リーン燃焼が行われる運転領域で気流制御弁の開度が変更される場合において、大きなトルク変動の発生を抑制することができる火花点火式内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】筒内噴射式内燃機関１０は、均質リーン燃焼と成層リーン燃焼が可能な内燃機関であり、吸気流速を変更可能な気流制御弁を備える。制御装置は、均質リーン燃焼が行われる運転領域において、気流制御弁の弁開度を変更する場合、弁開度が変更される期間に吸気行程を迎える気筒において、成層リーン燃焼を実行する。その結果、気流制御弁の弁開度変更に伴う吸気流速の変化があっても燃焼が不安定となることが抑制されるので、トルクの変動を抑止することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、タンブル及びスワール等の吸気流動を活用するとともに均質リーン燃焼を行う内燃機関の制御装置に関する。

従来から、タンブル制御弁及びスワール制御弁等の気流制御弁を吸気ポートに設け、筒内に発生する吸気流動を燃焼形態に応じて制御する内燃機関の制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。燃焼形態として、主として、均質燃焼を行う形態及び成層燃焼を行う形態等が知られている。均質燃焼は、燃料が気筒内において均質に分散された混合気を燃焼させる燃焼形態である。成層燃焼は、点火プラグの近傍に燃料濃度の濃い混合気を形成し、その混合気を燃焼させる燃焼形態である。その混合気の空燃比が理論空燃比である場合の均質燃焼は、「均質ストイキ燃焼」とも称呼される。更に、筒内の混合気の空燃比がリーン空燃比（理論空燃比よりも大きい空燃比）である場合の均質燃焼及び成層燃焼は、「均質リーン燃焼」及び「成層リーン燃焼」とそれぞれ称呼される。

具体的には、特許文献１に開示された装置（以下、「従来装置」と称呼される場合がある。）は、燃焼形態が均質ストイキ燃焼である場合、機関回転速度及び機関負荷に応じてタンブル制御弁の開度を変更するように構成されている。これにより、機関回転速度及び機関負荷に応じて筒内のタンブル流の流速を変更することができる。その結果、均質ストイキ燃焼時の燃焼安定性並びに燃焼効率を高く保つことができる。

特開２００５−１８０２４７号公報（請求項４、段落[００１６]及び段落[００１７]参照）

ところで、均質リーン燃焼を広い運転領域において行う内燃機関が検討されている。均質リーン燃焼にて混合気を燃焼させる場合、均質ストイキ燃焼にて混合気を燃焼させる場合に比べ、少ない燃料噴射量により同等のトルクが発生し、その結果、燃費を向上させることができる。更に、均質リーン燃焼にて混合気を燃焼させる場合、成層リーン燃焼にて混合気を燃焼させた場合に比べ、筒内に極めて高温となる領域が発生し難いので、生成されるＮＯｘの量が少ない。従って、リーン燃焼を行う機会を増加させることができるので、ＮＯｘ排出量を増加させることなく燃費を向上させることもできる。一方、このように燃費及びエミッションの上で有利である均質リーン燃焼をより広い運転領域（例えば、機関負荷及び機関回転速度によって規定される領域）において行うことを可能とするために、気流制御弁を活用することが検討されている。

具体的には、機関回転速度が低い領域においては、筒内の混合気の撹拌を促進するために気流制御弁を閉じることにより、吸気流動が強められる。その結果、機関回転速度が低い領域においても均質リーン燃焼を行うことができる。一方、機関回転速度が高い領域においては、筒内に流入する空気の流速が高いので筒内の吸気流動は強くなる。このため、気流制御弁が閉じ側に制御されていると、筒内における気流が過度に強すぎ、その結果、点火プラグからの火花により着火した火炎核が成長できずに失火を招く。そこで、機関回転速度が高い領域においては気流制御弁を開き側に制御することによって、吸気流動が弱められる。その結果、機関回転速度が高い領域においても均質リーン燃焼を行うことができる。このように、気流制御弁の開度を変更することにより運転領域に応じた吸気流動を筒内に発生させることができ、それにより均質リーン燃焼が行われる運転領域を拡大することができる。

しかしながら、均質リーン燃焼は、均質ストイキ燃焼に比べて燃焼状態が不安定になり易い。従って、均質リーン燃焼にて混合気を燃焼させて機関を運転している場合に運転領域が変化し、それに伴って気流制御弁の開度を従来装置のように変更すると、吸気流動が安定するまでの期間において吸気流動が大きく変動し、その結果、燃焼が不安定となって発生トルクが大きく変動する虞がある。

本発明は、上述した課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、均質リーン燃焼が行われる運転領域で気流制御弁の開度が変更される場合において、大きなトルク変動の発生を抑制することができる「火花点火式内燃機関の制御装置（以下、「本発明装置」と称呼する。）」を提供することにある。

本発明装置が適用される内燃機関（１０）は、開度を変更することにより筒内の吸気流動を変更する気流制御弁（４４）を備える。

更に、本発明装置は開度制御部（７０、ステップ１０６）と、燃焼制御部（７０、図６のステップ１０８乃至ステップ１１２、図７のステップ１０８乃至ステップ１２６）と、を備える。開度制御部は、前記気流制御弁の開度を第１開度及び第２開度の何れか一方に選択的に実現するように構成されている。即ち、開度制御部は、前記気流制御弁の開度を第１開度と第２開度との間で切り替え可能に構成されている。

また、燃焼制御部は、前記筒内の混合気を均質リーン燃焼及び成層リーン燃焼の何れか一方の燃焼形態にて燃焼させるように、前記内燃機関を制御する。

更に、前記燃焼制御部は、前記内燃機関が前記均質リーン燃焼を行う運転領域において運転されている場合に前記均質リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させ（図６のステップ１１２、図７のステップ１２６）、且つ、前記開度制御部が前記気流制御弁の開度を前記第１開度から前記第２開度に切り替えるときには同開度が同第１開度から同第２開度に向けて変化し始める時点から同第２開度に到達する時点までの期間である切替え期間に吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程に対する燃焼行程（同吸気行程と同じサイクルの燃焼行程）において、前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させるように構成されている（図６のステップ１０８及びステップ１１０、図７のステップ１０８及びステップ１１８）。

成層リーン燃焼においては、点火プラグ近傍に燃料濃度の濃い混合気が形成され、その混合気が着火される。従って、気流制御弁の開度の変更に伴い、筒内の吸気流動が変動した場合においても、点火プラグ近傍には燃料濃度の濃い混合気が形成されることにより、その混合気の着火性が良好となる。その結果、均質リーン燃焼が行われる運転領域で気流制御弁の開度が変更される場合に燃焼を安定させることができるので、大きなトルク変動の発生を抑制することができる。

ところで、気流制御弁が第２開度に到達した後から暫くの期間において、筒内に流入する吸入空気の量が過渡的に変化する。その結果、実際に筒内に流入する吸入空気量が変動することにより、燃焼が不安定となり、トルク変動が発生する虞がある。

そこで、本発明装置の一態様において、前記燃焼制御部は、前記切替え期間の終了時点から前記筒内に流入する吸入空気の量が安定化する時点までの期間である過渡期間に吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程と同じサイクルの燃焼行程においても前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させるように構成されている（図６のステップ１０８及びステップ１１０）。

これにより、筒内に流入する吸入空気の量が安定化するまでの過渡期間においても、点火プラグ近傍に燃料濃度の濃い混合気が形成される成層リーン燃焼が行される。よって、その過渡期間において混合気の着火性が良好となる。その結果、上記態様によれば、過渡期間においても燃焼が安定するのでトルク変動の発生を抑制することができる。

本発明装置の他の一態様において、前記内燃機関は複数の気筒を有する多気筒内燃機関に適用される。前記内燃機関は、前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧力を検出する複数の筒内圧センサ（６７）を備える。

更に、前記制御装置は、前記筒内圧センサにより検出される前記筒内圧力に基づいて燃焼状態が悪化している燃焼悪化気筒を特定する気筒特定部（図７のステップ１１６）を更に備える。

また、前記燃焼制御部は、前記気筒特定部によって特定された燃焼悪化気筒であって、前記切替え期間の終了時点から前記筒内の空気量が安定化する時点までの期間である過渡期間に吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程と同じサイクルの燃焼行程においても前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させるように構成されている（図７のステップ１２０乃至ステップ１２４）。

上述したように、気流制御弁が第２開度に到達した後の暫くの期間（過渡期間）において筒内に流入する吸入空気の量が過渡的に変化する。しかも、気流制御弁の開度が変更される前に燃焼状態がそもそも悪い気筒では、この過渡期間において一層燃焼状態が悪化する可能性が高い。これに対し、上記態様によれば、気流制御弁の弁開度を第２開度に切り替える前に燃焼が悪化している気筒を特定することにより、過渡期間に一層燃焼が悪化する気筒を特定することができる。更に、その特定した「一層燃焼が悪化する気筒」においては成層リーン燃焼を行う。よって、その気筒の燃焼は不安定になりにくい。その結果、上記態様によれば、過渡期間において燃焼が安定するのでトルク変動の発生を抑制することができる。

なお、上記説明においては、本発明の理解を助けるために、後述する実施形態に対応する発明の構成に対し、その実施形態で用いた名称及び／又は符号を括弧書きで添えている。しかしながら、本発明の各構成要素は、前記符号によって規定される実施形態に限定されるものではない。本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。

図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置（第１装置）が適用される内燃機関の概略断面図である。 図２は、図１に示した内燃機関の運転領域とタンブル制御弁の動作状態との関係を示した図である。 図３は、タンブル制御弁を切替える際の第１装置による燃焼制御について説明するためのタイムチャートである。 図４は、第１装置の作動を説明するためのタイムチャートである。 図５は、筒内空気量を推定する第１装置のエアモデルを説明するためのグラフである。 図６は、第１装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。 図７は、本発明の第２実施形態に係る制御装置（第２装置）のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。

以下、本発明の各実施形態に係る「内燃機関の制御装置（以下、「本制御装置」と称呼する場合がある。）」について図面を参照しながら説明する。

＜第１実施形態＞
（構成）
本発明の第１実施形態に係る制御装置（以下、単に「第１装置」と称呼する。）は、図１に示した内燃機関（以下、「機関」と称呼する。）１０に適用される。機関１０は、所謂「筒内噴射式−火花点火−ガソリン−多気筒（４気筒）内燃機関」である。また、機関１０は、理論空燃比よりも大きな空燃比（リーン空燃比）の混合気を安定的に燃焼させるリーン燃焼運転（均質リーン燃焼及び成層リーン燃焼による運転）が可能な内燃機関である。なお、図１は、特定の気筒の断面のみを図示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。

この機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド３０と、シリンダブロック部２０に空気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。

シリンダブロック部２０は、シリンダボア（シリンダ）２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転する。ピストン２２の頂面、シリンダボア２１の壁面及びシリンダヘッド３０の下面は、燃焼室２５を画定している。

シリンダヘッド３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を開閉駆動するインテークカムシャフトを含む吸気弁駆動装置３３、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ（点火栓）３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を燃焼室２５内に直接噴射する燃料噴射弁（筒内噴射弁、フューエルインジェクタ）３９を備えている。第１装置は、燃料噴射弁３９から噴射した燃料と空気とを均質に混合させて、その混合気を点火プラグ３７を用いて点火して燃焼させる均質リーン燃焼及び燃料噴射弁３９から噴射した燃料を用いて燃料濃度が高い部分と低い部分とを有する層状の混合気を形成し、燃料濃度が高い部分が点火プラグ３７の近傍に到達しているときに点火プラグ３７を用いて点火してその混合気を燃焼させる成層リーン燃焼を行う。

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３及びスロットル弁駆動手段を構成するＤＣモータからなるスロットル弁アクチュエータ４３ａを備えている。

更に吸気系統４０は、各吸気ポート３１に配置され各吸気ポートの開口断面積を可変とするタンブル制御弁（以下、「ＴＣＶ」と称呼する。）４４、ＴＣＶ駆動手段を構成する図示しない「バルブシャフト及びＤＣモータを有するＴＣＶアクチュエータ」を備える。全てのＴＣＶ４４は、１つのバルブシャフトに固定されている。バルブシャフトは吸気ポート３１に対して回転自在であって、ＴＣＶアクチュエータによって回転駆動される。ＴＣＶアクチュエータによりバルブシャフトを回転させることにより、全てのＴＣＶ４４の弁の開度は、開（第１開度）から閉（第２開度）へ、或いは、閉から開へ同時に切り替えられる。

排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２の上流から順に、三元触媒であるスタート触媒（Ｓ／Ｃ）５３、ＮＯｘ吸蔵還元型触媒（ＮＳＲ）５４及び選択還元型触媒（ＳＣＲ）５５が配置されている。

一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、カムポジションセンサ６３、クランクポジションセンサ６４、冷却水温センサ６５、筒内圧センサ６７及びアクセル開度センサ６８を備えている。

熱線式エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、質量流量Ｇａを表す信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力するようになっている。

カムポジションセンサ６３は、インテークカムシャフトが所定角度から９０度、次いで９０度、更に１８０度回転する毎に一つのパルスを出力するようになっている。
クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４が１０度回転する毎にパルスを出力するようになっている。クランクポジションセンサ６４から出力されるパルスは後述する電気制御装置７０によって機関回転速度ＮＥを表す信号に変換される。更に、電気制御装置７０は、カムポジションセンサ６３及びクランクポジションセンサ６４からの信号に基いて、機関１０のクランク角度（絶対クランク角θ）を求める。

冷却水温センサ６５は、機関１０の冷却水の温度を検出し、その冷却水温度ＴＨＷを表す信号を出力するようになっている。

筒内圧センサ６７は、複数の気筒のそれぞれに一つずつ設けられている。筒内圧センサ６７は、対応する（即ち、それぞれが配設された）燃焼室２５内のガスの圧力（筒内圧）を検出し、筒内圧Ｐ（＝Ｐｃ）を表す信号を送出するようになっている。各気筒の筒内圧Ｐは、クランク角が微小角度Δθだけ変化する毎に電気制御装置７０によって取得される。更に、その取得された筒内圧Ｐは、対応する気筒のクランク角θと関連付けられて筒内圧Ｐ（θ）の形式にて後述するＲＡＭ７３に対応する気筒別に格納されて行く。

アクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量を検出し、アクセルペダル８１の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。アクセルペダル８１の操作量Accpは機関１０の負荷の大きさを表す一つのパラメータである。

電気制御装置７０は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３、バックアップＲＡＭ７４、及び、ＡＤコンバータを含むインターフェース７５等を含む周知のマイクロコンピュータである。

インターフェース７５は、上記センサ６１〜６８と接続され、ＣＰＵ７１にこれらのセンサからの信号を供給するようになっている。更に、インターフェース７５は、ＣＰＵ７１の指示に応じて、吸気弁駆動装置３３、スロットル弁アクチュエータ４３ａ及びＴＣＶ駆動手段等に駆動信号を送出し、各気筒の燃料噴射弁３９に噴射指示信号を送出し、各気筒のイグナイタ３８に点火信号を送出するようになっている。

（ＴＣＶの開度の切り替え）
次に第１装置が実行するＴＣＶの開度の切り替えの概要について説明する。

図２は、機関１０の運転領域とＴＣＶ４４の弁開度との関係を示す図である。運転領域は、機関回転速度と機関が発生するトルク（機関の負荷に相当）との組み合わせによって区分される。図２において“ＴＣＶ開”と表記された領域は、ＴＣＶ４４が常に開状態に維持される（ＴＣＶ４４の開度が第１開度に常に維持される）領域であり、“ＴＣＶ閉”と表記された領域は、ＴＣＶ４４が常に閉状態に維持される（ＴＣＶ４４の開度が第２開度に常に維持される）領域である。図２において、黒色の矢印は機関１０の動作点が黒色の矢印により示された方向に向かうときにＴＣＶ４４が閉じられていることを表し、白色の矢印は機関１０の動作点が白色の矢印により示された方向に向かうときにＴＣＶ４４が開かれていることを表す。

図２において、ＴＣＶ開領域とＴＣＶ閉領域との間のハッチングされた領域は、所謂、ヒステリシス領域である。ＴＣＶ４４が閉状態にある状況において、機関１０の動作点がＴＣＶ閉領域からＴＣＶ開領域へとラインＬ１を横切って移動するとき、ヒステリシス領域ではＴＣＶ４４は閉じられている。ＴＣＶ４４が開状態にある状況において、機関１０の動作点がＴＣＶ開領域からＴＣＶ閉領域へとラインＬ２を横切って移動するとき、ヒステリシス領域ではＴＣＶ４４は開かれている。機関１０の動作点が開領域にあってＴＣＶ４４が開かれている場合にトルクが一定のまま機関回転速度が減少する場合、回転数ＮＥ１においてＴＣＶ４４の開状態から閉状態への切り替えが行われる。機関１０の動作点が閉領域にあってＴＣＶ４４が閉じられている場合にトルクが一定のまま機関回転速度が増加する場合、回転数ＮＥ２においてＴＣＶ４４の閉状態から開状態への切り替えが行われる。機関１０の動作点が開領域にあってＴＣＶ４４が開かれている場合に機関回転速度が一定のままトルクが減少する場合、トルクＴＱ１においてＴＣＶ４４の開状態から閉状態への切り替えが行われる。機関１０の動作点が閉領域にあってＴＣＶ４４が閉じられている場合に機関回転速度が一定のままトルクが増加する場合、トルクＴＱ２においてＴＣＶ４４の閉状態から開状態への切り替えが行われる。

なお、図２において太い実線により示されるラインＬ３は、均質ストイキ燃焼を行う領域と均質リーン燃焼を行う領域との間の境界線である。ラインＬ３は、各機関回転速度において均質リーン燃焼により実現可能な最大トルクを示している。この境界線より低トルク側の領域は、均質リーン燃焼を行う領域であり、この境界線より高トルク側の領域は、均質ストイキ燃焼を行う領域である。なお、均質リーン燃焼を行う場合の混合気の空燃比は、失火限界近くの大きい値であり（即ち、強リーン空燃比であり）、例えば２６．５程度の値に設定される。

図２に示した「機関１０の運転領域とＴＣＶ４４の弁開度との関係」から理解されるように、第１装置は、均質リーン燃焼が行われる運転領域において、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替えを行う。ＴＣＶ４４の開度の切り替え時には、筒内の吸気流動が大きく変動するから、燃焼が不安定になり易く、従って、トルクの変動が発生し易い。係るトルク変動を抑えるためには、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替えに伴って吸気流動が不安定な期間に吸気行程（吸気弁が開弁している吸気行程）の全部又は一部を迎える気筒に対して成層リーン燃焼を実施することが有効である。成層リーン燃焼は均質リーン燃焼に比べて混合気の燃焼は安定し易いので、トルクの変動が抑えられる。そこで、第１装置は、均質リーン運転が行われる運転領域においてＴＣＶ４４の弁開度の切り替えを行う場合、次に説明する燃焼制御を実行する。

（燃焼制御の概要）
第１装置は、均質リーン燃焼が行われる運転領域において（即ち、均質リーン燃焼を行っている場合に）ＴＣＶ４４の弁開度を切り替えるとき、その開度の「切替え期間」に「吸気弁が開弁している吸気行程（即ち、吸入空気が筒内に流れ込んでいる期間）」の一部又は全部が重なる気筒が、その吸気行程に対する燃焼行程（即ち、その吸気行程と同じ燃焼サイクルにある燃焼行程、換言すると、その吸気行程の直後に発生する燃焼行程）を迎えるとき、均質リーン燃焼に代えて成層リーン燃焼を実施する。係る制御を、第１装置による燃焼制御と称呼する。ここで、「切替え期間」は、ＴＣＶ４４の開度が第１開度及び第２開度の何れか一方から他方に向けて変化し始める時点（図３の時刻ｔ１）から、ＴＣＶ４４の開度が第１開度及び第２開度の何れか他方に到達した時点（図３の時刻ｔ２）までの期間である。

具体的に述べると、第１装置は、点火プラグ３７の点火時期、燃料噴射弁３９の噴射量及び噴射時期を制御する。第１装置は、燃料噴射弁３９から噴射される燃料の量である燃料噴射量を、周知の手法に従い、吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度ＮＥに基づいて決定する。更に、第１装置は、燃料噴射弁３９から「決定された燃料噴射量の燃料」を噴射させるとともに、その燃料を噴射する時期である燃料噴射時期θinj（＝燃料噴射の開始時期）を制御する。但し、第１装置は、均質リーン燃焼を実行する場合には燃料噴射時期θinjを吸気行程中に設定し、成層リーン燃焼を実行する場合には、燃料噴射時期θinjを圧縮行程中に設定する。第１装置は、燃料噴射弁３９から燃料が噴射された後にＭＢＴ（Ｍｉｎｉｍｕｍ ａｄｖａｎｃｅ ｆｏｒ Ｂｅｓｔ Ｔｏｒｑｕｅ）にできるだけ近い点火時期にて点火プラグ３７から点火用火花を発生させ、混合気を着火・燃焼させる。即ち、第１装置は、均質リーン燃焼を実行する場合には吸気行程中に燃料噴射弁３９から燃料を噴射して均質混合気を形成した後、その混合気を点火プラグ３７からの火花により着火して燃焼させる。第１装置は、成層リーン燃焼を実行する場合には圧縮行程中に燃料噴射弁３９から燃料を噴射して成層混合気を形成した後、その混合気を「燃料濃度の高い部分が点火プラグ３７に到達したタイミングにて」点火プラグ３７からの火花により着火して燃焼させる。

ＴＣＶ４４の弁開度の変更に伴い、筒内の吸気流動が変動した場合であっても、成層リーン燃焼が行われる場合には、点火プラグ３７近傍に燃料濃度の濃い混合気が形成されることにより、その混合気の着火性が良好となる。これにより、たとえ、ＴＣＶ４４の開度の切替え期間において筒内の吸気流動が大きく変動しても、安定した燃焼を行わせることができる。よって、「ＴＣＶ４４の弁開度の変更に起因するトルク変動」を小さくすることができる。

更に、第１装置は、燃焼制御において、「切り替え期間」の後に筒内の空気量が安定するまでの「過渡期間」に吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒が、その吸気行程に対する燃焼行程（即ち、その吸気行程と同じ燃焼サイクルにある燃焼行程、換言すると、その吸気行程の直後に発生する燃焼行程）を迎えるとき、均質リーン燃焼に代えて成層リーン燃焼を実施する。ここで、「過渡期間」は、ＴＣＶ４４の開度が第１開度及び第２開度の何れか他方に到達した時点（図３の時刻ｔ２）から筒内に流入する吸入空気の量（筒内吸入空気量）が安定化した時点（図３の時刻ｔ３）までの期間である。なお、「筒内吸入空気量安定化する」とは、ＴＣＶ４４の弁開度が切り替わることに起因する「筒内に流入する吸入空気の量の変化量（変動量、ばらつき）」が小さくなることである。

成層リーン燃焼では、点火プラグ近傍に燃料濃度の濃い混合気が形成されるので、その混合気の着火性が良好となる。これにより、たとえ、過渡期間において筒内吸入空気量が変動しても、混合気を安定して燃焼させることができる。よって、過渡期間及びその直後の期間におけるトルク変動を小さくすることができる。

（実際の燃焼制御）
次に、第１装置の電気制御装置７０が実際に行う燃焼制御について図４のタイムチャートを参照しながら説明する。図４には、均質リーン燃焼を行う運転領域におけるＴＣＶ４４の弁開度の時間による変化及び筒内の空気量（筒内に流入する吸入空気の量）の時間による変化が示されている。更に、本実施の形態に係る機関１０は直列４気筒エンジンであるので、第１番気筒乃至第４番気筒における燃焼サイクルの時間による変化が示されている。なお、点火順序は１、３、４、２番気筒の順により点火される。各気筒の圧縮行程に置かれている黒い三角は、点火プラグ３７による点火タイミングを示している。燃焼行程から排気行程にかけて引かれている両矢印線（白抜きの矢印）は、燃料噴射弁３９によって燃料噴射が実行されている期間を示している。均質リーン燃焼では、吸気行程（吸気弁が開弁している吸気行程）中に燃料噴射弁３９により燃料が噴射され、成層リーン燃焼では、圧縮行程中に燃料が噴射される。

吸気弁３２は、吸気ＴＤＣ（吸気上死点）よりも早いタイミングで開き、ＢＤＣ（吸気下死点）よりも遅いタイミングで閉じる。このため、吸気行程の区間は１８０度よりも広く、気筒間で吸気行程の区間に重なりが生じている。しかし、各気筒の吸気行程には、他の気筒の吸気行程と重なっていない区間が存在する。均質リーン燃焼を行う運転領域において、機関１０の動作点が前述した図２に示されているラインＬ１又はラインＬ２を横切ることによりＴＣＶ４４の開度切替え要求が生じた場合、電気制御装置７０は、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替えを１つの気筒が吸気行程を迎え、且つ他の気筒の吸気行程と重なっていない区間で実行する。即ち、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替え期間は、１つの気筒のみが吸気行程を迎えている期間である。ＴＣＶ４４の弁開度の切り替えにより筒内の吸気流動が変化する影響は、切替え期間が吸気行程と重なった気筒にのみ及ぶ。ゆえに、切替え期間が他の気筒の吸気行程と重なっていない「ある気筒の吸気期間」に設定されることにより、筒内の吸気流動が変化する影響が「その、ある気筒とは異なる気筒」へ及ぶことを防止することができる。

ＴＣＶ４４の弁開度の切替えに合わせて行う燃焼制御は、燃焼形態を成層リーン燃焼に変更するが、そのためには、燃料噴射時期を圧縮行程に設定する必要がある。なお、図４に示した例においては第１番気筒の吸気行程の前にＴＣＶ４４の弁開度の切替えを決定している。図４に示した例においては、ＴＣＶ開度の切替え要求が時刻ｔ０にて発生した後に最初に吸気行程を迎える気筒が第１番気筒である。そこで、電気制御装置７０は第１番気筒の吸気行程開始直後の時刻ｔ１にてＴＣＶ開度の切り替え動作（開度の変更）を開始する。そして、この例においては、そのＴＣＶ開度切り替え動作は第３番気筒の吸気行程が開始する前の時点（時刻ｔ２）までに終了している。

電気制御装置７０は、ＴＣＶ開度切替え動作が吸気行程と重なった第１番気筒の吸気行程に対する燃焼行程（その吸気行程と同じサイクルの燃焼行程、換言すると、その第１番気筒の吸気行程の直後に同気筒の圧縮行程を経て到来する同気筒の燃焼行程）において成層リーン燃焼を行うことができるように、その第１番気筒の吸気行程に続く圧縮行程において燃料噴射を実行し（符号Ａを付した両矢印線を参照。）、第１番気筒において成層リーン混合気を形成する。

詳しくは、電気制御装置７０は別途推定されている推定筒内空気量と目標とするリーン空燃比とに基づいて燃料噴射量Ｑを計算し、その燃料噴射量Ｑの燃料を第１番気筒の圧縮行程において噴射する。

ところで、実際に筒内に流入する吸入空気の量（筒内空気量）はＴＣＶ４４の弁開度の変化に対して遅れて変化する。このため、ＴＣＶ４４の弁開度が変化してからの暫くの間、筒内空気量が過渡的に変化する。よって、実際に筒内に流入する吸入空気の量に正確に応じた燃料噴射量Ｑを算出することは難しく、その結果、燃焼が不安定になってしまう虞がある。

一方、実際に筒内に流入する吸入空気の量を「推定した量」である「推定筒内空気量」は、エアモデルを用いて計算される。エアモデルは公知であるのでその詳細な説明は行わず、概要についてのみ説明する。まず、スロットル４３をモデル化したスロットルモデルを用いて、スロットル４３より下流でＴＣＶ４４より上流の空間の推定吸気圧が算出される。そして、図５に示したＴＣＶ４４の弁開度に応じた筒内空気量と吸気圧との関係を示す線形式が用いられることにより、推定筒内空気量が算出される。ただし、ＴＣＶ４４の弁開度の変化に対して実際の筒内空気量の変化には応答遅れがあるため、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替え後に算出される推定筒内空気量に対しては、推定筒内空気量の急変を抑えるための処理、例えば、なまし処理が行われる。

上述のように、推定筒内空気量の計算は、筒内の空気量が過渡的に変化する期間においては予測誤差が含まれている。その予測誤差は、ＴＣＶ４４の開度の切り替わる期間から筒内空気量が過渡的に変化している期間に及ぶ。そこで、更に燃焼制御は、推定筒内空気量に含まれる予測誤差によって燃焼が悪化することを防ぐために、ＴＣＶ４４の開度が切り替わる期間のみならず筒内の吸入空気量が過渡的に変化する期間においても成層リーン燃焼を実行する。即ち、ＴＣＶ４４の開度の切替わり開始時点から実際の筒内空気量が安定化する時点までの期間において成層リーン燃焼が実行される。

図４に示した例においては、第３番気筒及び第４番気筒では、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替えが終了した時点から筒内の空気量が安定化する時点（時刻ｔ３）までの期間（過渡期間）に吸気行程を迎える。ＴＣＶ４４の弁開度の切替えに起因する筒内の吸気流動の変動が燃焼に影響を及ぼす気筒は第１番気筒であり、切替え終了後の過渡期間における実際の筒内空気量の変動が燃焼に影響を及ぼす気筒は第３番気筒及び第４番気筒である。そこで、電気制御装置７０は、第１番気筒のみでなく、第３番気筒及び第４番気筒に対しても成層リーン燃焼を行わせる。

（第１装置の実際の作動）
次に、第１装置の実際の作動について説明する。

第１装置の電気制御装置７０が備えるＣＰＵ７１は、図６のフローチャートにより示した燃焼制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。従って、ＣＰＵ７１は所定のタイミングにてステップ１００から処理を開始してステップ１０２に進み、機関１０が均質リーン燃焼による運転を行っているか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ７１は、機関１０の動作点が図２に示した「均質リーン燃焼を行う領域」（即ち、図２に示したラインＬ３よりも低トルクの領域）にあるか否かを判定する。このとき、機関１０の動作点が図２に示した「均質リーン燃焼を行う領域」になければ（即ち、図２に示したＬ３よりも高トルク領域である場合）、ＣＰＵ７１はステップ１０２にて「Ｎｏ」と判定してステップ１１４に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１０２の判定が「Ｙｅｓ」の場合（即ち、機関１０の動作点が「均質リーン燃焼を行う領域」にある場合）、ＣＰＵ７１はステップ１０２からステップ１０４に進み、ＴＣＶ４４の弁開度の切替え要求が発生しているか否かを判定する。即ち、ＣＰＵ７１は、機関１０の動作点が図２に示したラインＬ１及びラインＬ２の何れかを横切って移動したか否かを判定する。このとき、機関１０の動作点が図２に示したラインＬ１及びラインＬ２の何れかを横切って移動していなければ、ＣＰＵ７１はステップ１０４にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１１４に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。

ステップ１０４の判定が「Ｙｅｓ」の場合（即ち、機関１０の動作点が図２に示したラインＬ１及びラインＬ２の何れかを横切って移動した場合）、ＣＰＵ７１は、ステップ１０４からステップ１０６に進み、先のステップ１０４にて「Ｙｅｓ」と判定した時点の後に最初に吸気行程を迎える気筒において、その気筒の吸気行程中の区間であって他の気筒と吸気行程が重ならない区間何にＴＣＶ４４の弁開度の切り替えを実行する。具体的には、ＣＰＵ７１が、ＴＣＶ駆動手段におけるＤＣモーターを駆動することによりバルブシャフトを回転させて、ＴＣＶ４４の開度を切り替える。

ステップ１０６の処理実行後、ＣＰＵ７１はステップ１０８に進み、成層リーン燃焼が実行されるように、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を前述したように決定し、その決定した燃料噴射タイミングにて燃料噴射が開始・実行されるように燃料噴射の設定を行う。

ステップ１０８の処理実行後、ＣＰＵ７１はステップ１１０に進み、ステップ１０８の処理実行後、第１所定期間が経過したか否かが判定される。第１所定期間は、切替え期間及び過渡期間を加えた期間に設定されている。このとき、ＣＰＵ７１は、第１所定期間が経過していなければ、ステップ１１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ１０８に戻り、ステップ１０８の処理を再度実行する。この結果、吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が第１所定期間に重なる気筒に対して成層リーン燃焼が行われる。

ステップ１１０の判定が「Ｙｅｓ」の場合（即ち、ステップ１０８の処理実行後、第１所定期間が経過した場合）、ＣＰＵ７１はステップ１１２に進み、均質リーン燃焼が実行されるように燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を前述したように決定し、その決定した燃料噴射タイミングにて燃料噴射が開始・実行されるように燃料噴射の設定を行う。

以上の処理により、均質リーン燃焼が行われる運転領域で、ＴＣＶ４４の弁開度が切り替えられる間に吸気行程を迎える気筒の同吸気行程に対する（即ち、当該吸気行程と同じサイクルの）燃焼行程において、均質リーン燃焼に代えて成層リーン燃焼が実行される。これにより、点火プラグ３７近傍には、均質リーン燃焼を行う場合に比べて燃料濃度の濃い混合気が形成されるので、筒内の混合気の着火性が向上し、それ故に燃焼が不安定になり難い。その結果、トルク変動の発生を抑制することができる。

更に、ＴＣＶ４４の弁開度が切り替えられた後に、筒内の空気量が安定化するまでの過渡期間に吸気行程を迎える気筒の同吸気行程に対する（即ち、当該吸気行程と同じサイクルの）燃焼行程において前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼が行われる。これにより、点火プラグ３７近傍には、均質リーン燃焼を行う場合に比べて燃料濃度の濃い混合気が形成されるので、推定筒内空気量が誤差を含むことに起因して燃料噴射量が正確でなかったとしても、筒内の混合気の着火性が向上し、それ故に燃焼が不安定になり難い。その結果、トルク変動の発生を抑制することができる。

なお、第１装置は、直列４気筒エンジンの他にも、単気筒エンジン、直列３気筒エンジン及びＶ型６気筒エンジン等の多気筒エンジンにも適用することができる。

＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係る制御装置（以下、単に「第２装置」と称呼する。）は、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替え前に燃焼の悪化している気筒（以下、単に「燃焼悪化気筒」と称呼される場合がある。）であって且つ上述の過渡期間に吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒、の当該吸気行程に対する（即ち、当該吸気行程と同じサイクルの）燃焼行程において、均質リーン燃焼に代えて成層リーン燃焼を行う。

前述した第１装置は、ＴＣＶ４４の開度の変更が終了した時点から実際の筒内空気量が安定化する時点までの期間（過渡期間）に前記吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の当該吸気行程と同じサイクルの燃焼行程において成層リーン燃焼を実施する。これに対し、第２装置は、ＴＣＶの切り替え前に燃焼の悪化している気筒に対してのみ成層リーン燃焼を行う。従って、第２装置は、前記過渡期間及びその直後に燃焼悪化が生じる可能性の低い気筒では均質リーン燃焼を実行するので、トルク変動を抑制しつつも均質リーン燃焼を行う機会を増大することができる。

（第２装置に係る燃焼制御）
以下、燃焼制御に関して、第２装置が第１装置と異なる点を中心に説明する。第２装置は、ＴＣＶ４４の弁開度の切り替え前に燃焼悪化気筒を特定する。更に、第２装置は、前記第１所定期間に吸気行程の一部又は全部が重なる「燃焼悪化気筒」の当該吸気行程と同じサイクルの燃焼行程に対して、成層リーン燃焼を実行するように構成される。第２装置は、前記第１所定期間に吸気行程の一部又は全部が重なる気筒が燃焼悪化気筒でなければ、その気筒に対して成層リーン燃焼を行うことなく均質リーン燃焼を行う。そのため、第２装置では、均質リーン燃焼を行う運転領域でＴＣＶ４４の弁開度が切り替えられる前に燃焼悪化気筒を特定する。

なお、第２装置は、第１装置と同様、均質リーン燃焼が行われる運転領域においてＴＣＶ４４の弁開度を切り替えるとき、その開度の「切替え期間」に「吸気弁が開弁している吸気行程（即ち、吸入空気が筒内に流れ込んでいる期間）」の一部又は全部が重なる気筒が、その吸気行程と同じサイクルの燃焼行程を迎えるとき、その気筒が燃焼悪化気筒であるか否かに関わらず、均質リーン燃焼に代えて成層リーン燃焼を実施してもよい。

（燃焼悪化気筒の特定方法）
第２装置は、筒内圧センサ６７の信号を処理するこにより燃焼悪化気筒を特定する。より具体的に述べると、第２装置は、筒内圧センサ６７の信号に基づいてクランク角ごとに燃焼質量割合を計算し、点火時期から燃焼質量割合が所定割合（例えば１０％）になるまでの期間の長さを取得する。この期間の長さは、燃焼速度（の高低）を示すパラメータである。更に具体的には、第２装置は、気筒ごとに複数のサイクルにわたって燃焼速度を示す前記パラメータ算出する。そのパラメータにより示される燃焼速度のサイクル間での変動率が高いほど燃焼が悪い気筒であり、燃焼速度の変動率が低いほど燃焼が良い気筒である。即ち、気筒ごとに燃焼速度の変動率を調べることで、燃焼の良い順番に気筒間で優劣をつけることができる。第２装置は、気筒ごとに複数サイクルにわたって燃焼速度の変動率を取得し、その変動率の平均値が所定値以上の気筒を燃焼悪化気筒であると判断する。

（第２装置の実際の作動）
次に、第２装置の実際の作動について説明する。

第２装置の電気制御装置７０が備えるＣＰＵ７１は、図７にフローチャートにより示した燃焼制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行するようになっている。ここでは、均質リーン燃焼を行う運転領域において機関１０が運転されている場合であってＴＣＶ４４の開度が切り替えられる以前の時点にて、燃焼悪化気筒が有ると判定された場合について説明する。

まず、ＣＰＵ７１は、前述したステップ１００及びステップ１０２を実行し、ステップ１０２の判定が「Ｙｅｓ」となった場合、ステップ１１６に進み、前述した燃焼悪化気筒の特定方法に基づき、燃焼悪化気筒の特定を行う。

ステップ１１６の処理実行後、ＣＰＵ７１は、前述したステップ１０４乃至ステップ１０８の処理を実行する。これらの処理により、ＣＰＵ７１は、ＴＣＶ４４の弁開度を切り替えるとともに、切替え期間に吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程に対する燃焼行程で成層リーン燃焼を実行する。

ステップ１０８の処理実行後、ＣＰＵ７１は、ステップ１１８に進み、ステップ１０６の処理が実行されてから、第２所定期間が経過したか否かを判定する。なお、第２所定期間はＴＣＶ４４の切り替え期間に相当する期間である。このとき、ＣＰＵ７１は、第２所定期間が経過していなければ、ステップ１１８にて「Ｎｏ」と判定して、ステップ１０８に戻り、ステップ１０８の処理を再度実行する。

ステップ１１８の判定が「Ｙｅｓ」の場合（即ち、第２所定期間が経過した場合）、ＣＰＵ７１はステップ１２０に進み、燃焼悪化気筒の有無を判定する。

ステップ１２０の判定が「Ｙｅｓ」の場合（即ち、燃焼悪化気筒が有りの場合）、ＣＰＵ７１はステップ１２２に進み、燃焼悪化気筒の燃焼行程で成層リーン燃焼が実行されるように、燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を前述したように決定し、その決定した燃料噴射タイミングにて燃料噴射が開始・実行されるように燃料噴射の設定を行う。

このとき、ＣＰＵ７１は、ステップ１０８において、成層リーン燃焼を行うように燃料噴射タイミング及び燃料噴射量が設定されていた気筒が、燃焼悪化気筒でない場合には、均質リーン燃焼を行うように燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を前述したように決定し、その決定タイミングにて燃料噴射が行われるように設定する。

ステップ１２２の処理実行後、ＣＰＵ７１は、ステップ１２４に進み、ステップ１０６の処理が実行されてから、第３所定期間が経過したかどうかの判定が行われる。第３所定期間は、切替え期間（第２所定期間）及び過渡期間を加えた期間に設定されている。このとき、ＣＰＵ７１は、第３所定期間が経過していなければ、ステップ１２４にて「Ｎｏ」と判定して、ステップ１２２に戻り、ステップ１２２の処理を再度実行する。

ステップ１２４の判定が「Ｙｅｓ」の場合（即ち、ステップ１０６の処理が実行されてから、第３所定期間が経過した場合）、ＣＰＵ７１は、ステップ１２４からステップ１２６に進み、総ての気筒に対して均質リーン燃焼が実行されるように燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を前述したように決定し、その決定した燃料噴射タイミングにて燃料噴射が開始・実行されるように燃料噴射の設定を行う。

次に、均質リーン燃焼を行う運転領域において、ＴＣＶ４４の開度が切り替えられる前に燃焼悪化気筒が無いと判定された場合について説明する。

この場合、ステップ１２０の判定は「Ｎｏ」となる。よって、ＣＰＵ７１は、ステップ１２０からステップ１２６に直接進み、総ての気筒における燃焼行程において均質リーン燃焼が行われるように燃料噴射タイミング及び燃料噴射量を前述したように決定し、その決定した燃料噴射タイミングにて燃料噴射が開始・実行されるように燃料噴射の設定を行う。

従って、ＴＣＶ４４の弁開度が切り替わる前に燃焼悪化気筒を特定することにより、ＴＣＶ４４の弁開度が変更された後に、筒内の空気量が過渡的に変化することに起因して燃焼が不安定となる気筒を特定することができる。更に、特定された燃焼が不安定となる気筒に成層リーン燃焼が実施されることにより、燃焼が不安定になりにくい。その結果、燃焼が安定することにより、トルク変動の発生を抑制するとともに、不要に成層リーン燃焼が行われず、均質リーン燃焼を行う領域を拡大することができる。

なお、第２装置は、燃焼悪化気筒を、筒内圧センサ６７の信号からクランク角ごとに燃焼質量割合を計算し、点火時期から燃焼質量割合が所定割合になるまでの期間に基づき特定しているが、燃焼悪化気筒の特定方法はこの方法に限定されるものではない。例えば、燃焼期間が長いほど燃焼が悪い気筒であり、燃焼期間が短いほど燃焼が良い気筒であると判断できる。このため、第２装置は、筒内圧センサ６７の信号に基づいて気筒ごとに燃焼期間を計算し、その燃焼期間が所定期間以上である気筒を燃焼悪化気筒であると特定してもよい。

以上、説明したように、本発明の各実施形態及び変形例に係る装置によれば、均質リーン燃焼を行う運転領域で、ＴＣＶ４４の開度を切り替える場合に、燃焼が悪化することを抑制しながら、ＴＣＶ４４の開度を切り替えることができる。その結果、トルク変動を抑制することができる。

なお、本制御装置は、タンブル制御弁を備える内燃機関１０に適用されているが、本発明はスワール制御弁を備える内燃機関にも適用することができる。

更に本制御装置は、各気筒のタンブル制御弁が共通のＤＣモータによって同時に動作する構成となっているが、本発明は各気筒のタンブル制御弁（或いはスワール制御弁）が個々のＤＣモータによって独立して動作する構成にも適用することができる。

更に本制御装置は、ＴＣＶ４４の弁開度の切替え期間が何れか１つの気筒の吸気行程のみと重なるようにＴＣＶ４４の弁開度の切り替えを行っている。しかしながら、本制御装置は、ＴＣＶ４４の弁開度の切替え期間が複数の気筒の吸気行程に重なるようにＴＣＶ４４の弁開度の切り替えを行っても良い。

更に本制御装置は、ＴＣＶ４４の弁開度の切替え開始時点から筒内空気量が安定化する時点までに吸気行程を迎えた気筒に対して成層リーン燃焼を行うが、ＴＣＶ４４の弁開度の切替え開始時点から切替え終了時点までの期間、及び、切替え終了時点から所定の数のサイクルを経過する時点までの期間、において均質リーン燃焼に代えて成層リーン燃焼を行うように構成されてもよい。

更に本制御装置は、筒内噴射弁を備える内燃機関１０に適用されているが、本発明はポート噴射弁と筒内噴射弁の両方を備える内燃機関にも適用することができる。この場合、均質リーン燃焼は、ポート噴射弁のみを用いて、或いは、ポート噴射弁と筒内噴射弁とを併用して、吸気行程において燃料を噴射することにより実行されてもよい。

１０…内燃機関、２５…燃焼室、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３４…排気ポート、３５…排気弁、３７…点火プラグ、３９…燃料噴射弁、６７…筒内圧センサ、６９…ＴＣＶ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ。

Claims (3)

1. 開度を変更することにより筒内に発生する吸気流動を変更する気流制御弁を有する火花点火式内燃機関に適用され、
   前記気流制御弁の開度を第１開度及び第２開度の何れか一方に選択的に設定する開度制御部と、
   前記筒内の混合気を均質リーン燃焼及び成層リーン燃焼の何れか一方の燃焼形態にて燃焼させるように前記内燃機関を制御する燃焼制御部と、
   を備えた内燃機関の制御装置において、
   前記燃焼制御部は、
   前記内燃機関が前記均質リーン燃焼を行う運転領域において運転されている場合に前記均質リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させ、且つ、
   前記開度制御部が前記気流制御弁の開度を前記第１開度から前記第２開度に切り替えるときには同開度が同第１開度から同第２開度に向けて変化し始める時点から同第２開度に到達する時点までの期間である切替え期間に吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程と同じサイクルの燃焼行程において前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させるように構成された、
   内燃機関の制御装置。
2. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃焼制御部は、
   前記切替え期間の終了時点から前記筒内に流入する吸入空気の量が安定化する時点までの期間である過渡期間に前記吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程と同じサイクルの燃焼行程においても前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させるように構成された、
   内燃機関の制御装置。
3. 請求項１に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関は複数の気筒を有する多気筒内燃機関であり、且つ、前記複数の気筒のそれぞれの筒内圧力を検出する複数の筒内圧センサを備え、
   前記制御装置は、
   前記筒内圧センサにより検出される前記筒内圧力に基づいて燃焼状態が悪化している燃焼悪化気筒を特定する気筒特定部を更に備え、
   前記燃焼制御部は、
   前記気筒特定部によって特定された燃焼悪化気筒であって前記切替え期間の終了時点から前記筒内の空気量が安定化する時点までの期間である過渡期間に前記吸気弁が開弁している吸気行程の一部又は全部が重なる気筒の同吸気行程と同じサイクルの燃焼行程においても前記均質リーン燃焼に代えて前記成層リーン燃焼にて前記混合気を燃焼させるように構成された、
   内燃機関の制御装置。

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