JP4534968B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃焼室内に燃料と空気とを含む混合ガスを形成するとともに形成された混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を切り替えて運転することが可能な内燃機関の制御装置に関する。

従来から、燃焼室内に燃料と空気とを含む混合ガスを形成するとともに形成された混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を（例えば、２サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式間で）切り替えて運転することが可能な内燃機関が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００４−３６５３８号公報

この内燃機関の制御装置においては、内燃機関の出力として運転者により要求される要求出力軸トルクが、例えば、アクセルペダルの操作量に基づいて決定され、混合ガスの燃焼によりピストンに加えられる力に対応する図示トルクが同決定された要求出力軸トルクに一致するように内燃機関を運転するための制御量（噴射燃料量や燃料噴射タイミング等）が決定される。

ところで、内燃機関が運転される際には、クランク軸から吸気弁、排気弁及び過給機等を駆動するための駆動機構に駆動用トルクが伝達される。また、ピストンとシリンダとの間の摩擦やクランク軸と軸受部材との間の摩擦を含む各部材間の摩擦による機械損失、及び、圧縮行程における燃焼室からのガスの漏れ（流出）による損失や吸排気に伴うガスの流れに対する抵抗による損失を含むポンプ損失等の駆動損失が生じる。

これらの駆動用トルク及び駆動損失は、クランク軸が回転する向きと逆向きのトルクである。この逆向きのトルクは、損失トルクと称呼される。従って、実際に内燃機関のクランク軸により内燃機関の外部に伝達される出力軸トルクは、図示トルクから損失トルクを減じたトルクとなる。

一方、運転方式が相違すると、仮に要求出力軸トルクが一定であったとしても、吸気弁及び排気弁を駆動するタイミング、過給機の駆動状態又は燃焼室内のガスがピストンに加える力等が相違するので、損失トルクは相違する。従って、上記従来の制御装置によれば、運転方式が切り替わると、損失トルクが変化することにより出力軸トルクが急激に変化して運転者等にトルクショックを感じさせてしまうという問題があった。

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って、その目的は、運転方式を切り替える際に出力軸トルクが急激に変化することにより運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

かかる目的を達成するため本発明による内燃機関の制御装置は、シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、コネクティングロッドを介して前記ピストンに連結され前記ピストンの往復動作により回転するクランク軸と、を備え、少なくとも前記シリンダと前記ピストンとにより構成される燃焼室内に燃料と空気とを含む混合ガスを形成するとともに形成された混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関に適用される。

本発明による内燃機関の制御装置は、
前記内燃機関の運転状態を検出するとともに、同検出された運転状態に基づいて前記クランク軸により前記内燃機関の外部に伝達される出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクを決定する要求出力軸トルク決定手段と、
前記決定された要求出力軸トルクに基づいて前記運転方式を決定する運転方式決定手段と、
前記内燃機関の運転に伴って発生するトルクであって、前記クランク軸が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクを少なくとも前記決定された運転方式に基づいて推定する損失トルク推定手段と、
前記決定された要求出力軸トルクに前記推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクを決定する目標図示トルク決定手段と、
前記第１の運転方式及び前記第２の運転方式の何れかにより前記混合ガスを燃焼させることにより前記ピストンに加えられる力に対応する図示トルクと前記内燃機関を運転するための制御量との関係であって予め記憶された関係と、前記決定された運転方式及び前記決定された目標図示トルクと、に基づいて同制御量を決定する制御量決定手段と、
前記決定された制御量に基づいて前記内燃機関を運転する運転実行手段と、
を備える。

これによれば、出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクが、検出された運転状態に基づいて決定される。そして、決定された要求出力軸トルクに基づいて運転方式が決定される。例えば、第１の運転方式及び第２の運転方式は、それぞれ２サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、４サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式又は２サイクル自着火運転方式及び４サイクル自着火運転方式である。

次いで、決定された運転方式に基づいて損失トルクが推定される。更に、決定された要求出力軸トルクに推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクが決定される。加えて、決定された運転方式により混合ガスを燃焼させることにより決定された目標図示トルクに対応する力がピストンに加えられるように内燃機関を運転するための制御量が決定される。

これにより、運転方式に応じた損失トルクを要求出力軸トルクに加えた目標図示トルクに対応する力がピストンに加えられるので、運転方式にかかわらず、出力軸トルクを要求出力軸トルクに略一致させることができる。この結果、運転方式を切り替える際、出力軸トルクが急激に変化して運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

この場合、前記損失トルク推定手段は、更に、吸気管内の空気の圧力である吸気管内圧力、エンジン回転速度、駆動する吸気弁の数である駆動吸気弁数、駆動する排気弁の数である駆動排気弁数、エンジンオイルの温度であるエンジンオイル温度及び冷却水の温度である冷却水温度のうちの少なくとも１つを損失トルク推定パラメータとして検出するとともに、同検出された損失トルク推定パラメータに基づいて前記損失トルクを推定することが好適である。

吸気管内圧力が高くなるにつれて、吸気行程終了時における燃焼室内のガスの圧力は高くなる。これにより、吸気行程に続く圧縮行程においても燃焼室内のガスの圧力が高くなるので、燃焼室からピストンの下方に漏れるガスの量が増加する。従って、燃焼ガスがピストンを押し下げる期間においてピストンに加えられる力がこの漏れたガスの分だけ減少するので、損失トルクが増加する。
また、エンジン回転速度が大きくなるにつれて、クランク軸が回転する際の同クランク軸に対する抵抗が大きくなるので損失トルクが増加する。

更に、駆動吸気弁数又は駆動排気弁数が変化すると、吸気弁又は排気弁を駆動するために用いられる駆動用トルクが変化するので、損失トルクが変化する。
加えて、エンジンオイル温度が変化すると、エンジンオイルの粘度が変化する。従って、ピストンとシリンダとの間に生じる摩擦力が変化するので、損失トルクが変化する。
また、冷却水温度が変化すると、内燃機関の構成部材の温度が変化するので、同構成部材の大きさが変化する。従って、構成部材間に生じる摩擦力が変化するので、損失トルクが変化する。

このように、吸気管内圧力、エンジン回転速度、駆動吸気弁数、駆動排気弁数、エンジンオイル温度や冷却水温度は、損失トルクと非常に相関が強い。従って、吸気管内圧力、エンジン回転速度、駆動吸気弁数、駆動排気弁数、エンジンオイル温度及び冷却水温度のうちの少なくとも１つに基づいて損失トルクを推定することにより、損失トルクをより高い精度にて推定することができる。この結果、出力軸トルクを要求出力軸トルクにより一層近づけることができる。

この場合、前記制御量決定手段により決定される制御量は、噴射される前記燃料の量である噴射燃料量、前記燃料を噴射するタイミングである燃料噴射タイミング、前記燃焼室内にて火花を発生するタイミングである火花発生タイミング、吸気弁と排気弁とをそれぞれ開閉するタイミングである弁開閉タイミング、吸気管を通過する空気の流量を制御するために同吸気管内に配設されたスロットル弁の開度であるスロットル弁開度及び過給機へ流入するための通路と同過給機を迂回するための通路とのそれぞれに流入する空気の流量を制御するためのバイパス弁の開度であるバイパス弁開度のうちの少なくとも１つを含むことが好適である。

これによれば、混合ガスの燃焼によりピストンに加えられる力を適切に制御することができる。

この場合、本発明に係る内燃機関の制御装置は、
前記混合ガスの燃焼状態を表す燃焼状態量の基準値である基準燃焼状態量を前記決定された目標図示トルクに基づいて決定する基準燃焼状態量決定手段と、
実際の燃焼状態量である実燃焼状態量を検出する実燃焼状態量検出手段と、
前記制御量決定手段により決定された制御量を前記検出された実燃焼状態量が前記決定された基準燃焼状態量に一致するように補正する制御量補正手段と、
を備えることが好適である。

実際の燃焼状態（実燃焼状態）は、外気の温度等の運転環境の変化に伴って、上記運転方式及び図示トルクと制御量との予め記憶された関係を決定する際に前提とした燃焼状態（基準燃焼状態）から変化する場合がある。このような場合、同関係に基づいて決定された制御量により内燃機関を運転しても、混合ガスの燃焼によりピストンに実際に加えられる力に対応する実図示トルクが目標図示トルクと一致しないので、実際の出力軸トルクが要求出力軸トルクと異なってしまう。

これに対し、上記構成によれば、上記予め記憶された関係に基づいて決定された制御量は、実燃焼状態量が基準燃焼状態量に一致するように補正される。これにより、基準燃焼状態と近しい燃焼状態にて混合ガスが燃焼するので、実図示トルクを目標図示トルクにより一層近づけることができる。この結果、出力軸トルクを要求出力軸トルクにより一層近づけることができる。

この場合、前記燃焼状態量は、前記混合ガスの燃焼により発生する熱量のクランク角に対する変化率である熱発生率が１つの燃焼サイクルにおいて最大となるクランク角である最大熱発生率クランク角であり、
前記実燃焼状態量検出手段は、前記燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力をクランク角に関連付けて検出するとともに、同検出された筒内圧力に基づいて実際の最大熱発生率クランク角を推定することが好適である。

燃焼状態は、最大熱発生率クランク角によりよく表される。また、実際の最大熱発生率クランク角は、筒内圧力をクランク角に関連付けて検出することにより、容易に推定することができる。従って、上記構成のように、クランク角に関連付けて検出された筒内圧力に基づいて実際の最大熱発生率クランク角を推定し、推定された実際の最大熱発生率クランク角を燃焼状態量として用いれば、実燃焼状態を基準燃焼状態に容易に一致させることができる。

この場合、前記制御量決定手段により決定される制御量は、少なくとも前記燃料噴射タイミングを含むとともに、
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに実際に加えられる力に対応する実図示トルクが最大となるように前記制御量決定手段により決定された燃料噴射タイミングを補正する燃料噴射タイミング補正手段を備えることが好適である。

実図示トルクは、燃料噴射タイミングに対して変化し、燃料噴射タイミングが所定のタイミングであるときに最大となる。従って、燃費を良好にするために、図示トルクと燃料噴射タイミングとの予め記憶された関係は実図示トルクが最大となる（即ち、燃費が最も良好となる）ように決定される。

一方、外気の温度等の運転環境が変化すると、上記予め記憶された関係に基づいて決定された燃料噴射タイミングにて燃料を噴射しても、実図示トルクが最大とならない場合がある。このような場合、実際の出力軸トルクが要求出力軸トルクに対して小さくなる。

従って、上記構成のように、実図示トルクが最大となるように燃料噴射タイミングを補正することにより、出力軸トルクを要求出力軸トルクにより一層近づけることができる。

この場合、前記燃料噴射タイミング補正手段は、前記燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力を検出し、同検出された筒内圧力に基づいて前記実図示トルクを推定するとともに、同推定された実図示トルクに基づいて前記決定された燃料噴射タイミングを補正することが好適である。

これによれば、検出された筒内圧力により高い精度にて実図示トルクを推定することができる。この結果、燃料噴射タイミングを適切に補正することができる。

一方、前記制御量決定手段により決定される制御量は、前記弁開閉タイミング及び前記バイパス弁開度のうちの少なくとも１つを空気量パラメータとして含むとともに、
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記吸気管内の空気の温度である吸気管内温度を検出するとともに、同検出された吸気管内温度に基づいて前記制御量決定手段により決定された空気量パラメータを補正する空気量補正手段を備えることが好適である。

吸気管内温度が変化すると、空気の密度の変化により燃焼室内に導入される空気量（空気質量）が、図示トルクと制御量との予め記憶された関係を決定する際に前提とした空気量（基準空気量）から変化する。その結果、決定された制御量により内燃機関を運転しても、実図示トルクが目標図示トルクに一致しないので、実際の出力軸トルクが要求出力軸トルクと異なってしまう。

これに対し、上記構成によれば、決定されたバイパス弁開度及び／又は弁開閉タイミングが吸気管内温度に基づいて補正される。これにより、基準空気量（基準空気質量）に近しい量（質量）の空気を燃焼室内に実際に導入することができる。この結果、出力軸トルクを要求出力軸トルクにより一層近づけることができる。

また、前記制御量決定手段により決定される制御量は、前記噴射燃料量を少なくとも含むとともに、
本発明に係る内燃機関の制御装置は、前記燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力を検出するとともに、同検出された筒内圧力に基づいて前記混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに実際に加えられる力に対応する実図示トルクを推定する実図示トルク推定手段と、
前記推定された実図示トルクが前記決定された目標図示トルクに一致するように前記制御量決定手段により決定された噴射燃料量を補正する噴射燃料量補正手段と、
を備えることが好適である。

外気の温度、内燃機関の個体間の相違又は経時変化等により、決定された噴射燃料量の燃料を噴射しても、実図示トルクが目標図示トルクとならない場合がある。このような場合、出力軸トルクが要求出力軸トルクと異なってしまう。

これに対し、上記構成によれば、決定された噴射燃料量は、実図示トルクが目標図示トルクに一致するように補正される。これにより、実図示トルクを目標図示トルクにより一層近づけることができる。この結果、出力軸トルクを要求出力軸トルクにより一層近づけることができる。

＜第１実施形態＞
以下、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、第１実施形態に係る制御装置を４サイクル火花点火運転方式と２サイクル自着火運転方式とを切り替えて運転することが可能な多気筒（本例では、４気筒）内燃機関に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図１は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。

この内燃機関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部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、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。

シリンダヘッド部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を駆動する吸気弁駆動手段としての吸気弁駆動機構３２ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３３、排気ポート３３を開閉する排気弁３４、排気弁３４を駆動する排気弁駆動手段としての排気弁駆動機構３４ａ、点火プラグ３５、点火プラグ３５に与える高電圧を発生させるイグニッションコイルを含むイグナイタ３６、燃料を燃焼室２５内に噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）３７、インジェクタ３７に高圧燃料を供給する蓄圧室３７ａ及び燃料を蓄圧室３７ａへ圧送する燃料ポンプ３７ｂを備えている。吸気弁駆動機構３２ａ及び排気弁駆動機構３４ａは、駆動回路３８に接続されている。各気筒は、２つの吸気弁３２及び２つの排気弁３４を備えている。

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通したインテークマニホールド４１、インテークマニホールド４１に連通したサージタンク４２、サージタンク４２に一端が接続されインテークマニホールド４１及びサージタンク４２とともに吸気通路（吸気管）を形成する吸気ダクト４３、吸気ダクト４３の他端部から下流（サージタンク４２）に向けて順に吸気ダクト４３に配設されたエアフィルタ（ＡＦ）４４、機械式過給機（ＳＣ）４５、インタークーラ（ＩＣ）４６及びスロットル弁（ＴＶ）４７を備えている。

機械式過給機４５は、機械式過給機用クラッチ４５ａを備えている。機械式過給機用クラッチ４５ａは、駆動信号に応答して、機械式過給機４５を内燃機関１０によって機械的に駆動する状態（作動状態、即ち、過給状態）と、機械式過給機４５を内燃機関１０によって駆動しない状態（非作動状態、即ち、非過給状態）と、に切り替えるようになっている。

インタークーラ４６は水冷式であって、吸気ダクト４３を通過する空気を冷却するようになっている。インタークーラ４６は、インタークーラ４６内の冷却水の熱を大気中に放出するラジエタ４６ａと、インタークーラ４６とラジエタ４６ａの間で冷却水を循環させる循環ポンプ４６ｂとに接続されている。

スロットル弁４７は吸気ダクト４３に回転可能に支持され、スロットル弁アクチュエータ４７ａにより駆動されることにより吸気通路の開口断面積を可変とするようになっている。

吸気系統４０は、更に、バイパス通路４８及びバイパス弁（ＢＶ）４９を備える。
バイパス通路４８は、その一端が機械式過給機４５の上流にて吸気ダクト４３に接続され、他端が機械式過給機４５の下流にて吸気ダクト４３に接続されている。

バイパス弁４９はバイパス通路４８に回転可能に支持され、バイパス弁アクチュエータ４９ａにより駆動されることによりバイパス通路４８の開口断面積を可変とするようになっている。このような構成により、バイパス弁４９は、機械式過給機４５へ流入する空気量と機械式過給機４５をバイパス（迂回）する空気量（バイパス通路４８へ流入する空気量）とを調整できるようになっている。

排気系統５０は、排気ポート３３に連通し同排気ポート３３とともに排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを含む排気管５１及び排気管５１に配設された三元触媒装置５２を備えている。

一方、このシステムは、エアフローメータ６１、吸気管内圧力検出手段としての吸気管内圧力センサ６２、吸気管内温度検出手段としての吸気管内温度センサ６３、クランクポジションセンサ６４、筒内圧力検出手段としての筒内圧力センサ６５、冷却水温度検出手段としての冷却水温度センサ６６、エンジンオイル温度検出手段としてのエンジンオイル温度センサ６７、アクセル開度センサ６８及び電気制御装置７０を備えている。

エアフローメータ６１は、吸気ダクト４３内を通過する空気の量を表す信号を出力するようになっている。吸気管内圧力センサ６２は、サージタンク４２内の空気の圧力Ｐｍを表す信号を出力するようになっている。吸気管内温度センサ６３は、サージタンク４２内の空気の温度Ｔｍを表す信号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５°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度ＮＥを表す。

筒内圧力センサ６５は、燃焼室２５内の圧力（筒内圧力）Ｐｃを表す信号を出力するようになっている。なお、筒内圧力センサ６５は燃焼室２５上部のシリンダヘッド部３０に設けてもよい。

冷却水温度センサ６６は、シリンダ２１の側壁内を循環する冷却水の温度（冷却水温度）Ｔｗを表す信号を出力するようになっている。エンジンオイル温度センサ６７は、オイルパン内に溜められたエンジンオイルの温度（エンジンオイル温度）Ｔｏを表す信号を出力するようになっている。

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６９の操作量（アクセルペダル操作量）Accpを表す信号を出力するようになっている。

電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するプログラム、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納されたデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなる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にセンサ６１〜６８からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じてイグナイタ３６、インジェクタ３７、燃料ポンプ３７ｂ、駆動回路３８、機械式過給機用クラッチ４５ａ、スロットル弁アクチュエータ４７ａ及びバイパス弁アクチュエータ４９ａに駆動信号を送出するようになっている。

（作動の概要）
次に、上記のように構成された制御装置の作動の概要について説明する。この制御装置は、クランク軸２４により内燃機関１０の外部に伝達される出力軸トルクＴＱＯとして要求される要求出力軸トルクＴＱＲを検出された運転状態に基づいて決定する。更に、制御装置は、決定された要求出力軸トルクＴＱＲに基づいて運転方式を４サイクル火花点火運転方式（第１の運転方式）及び２サイクル自着火運転方式（第２の運転方式）から選択（決定）する。

次いで、制御装置は、内燃機関１０の運転に伴って発生するトルクであって、クランク軸２４が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクＴＱＦを、決定された運転方式と、検出された損失トルク推定パラメータとしての吸気管内圧力Ｐｍ及びエンジン回転速度ＮＥと、に基づいて推定する。

そして、制御装置は、決定された要求出力軸トルクＴＱＲに推定された損失トルクＴＱＦを加えた値を気筒数Nc（本例では、４）により除することによって各気筒に対する目標図示トルクＴＱＴを決定する。加えて、制御装置は、決定された運転方式にて内燃機関１０を運転するための制御量を決定された目標図示トルクＴＱＴに対応する力が混合ガスの燃焼により各気筒のピストン２２に加えられるように決定する。その際、制御装置は、混合ガスの燃焼により各気筒のピストン２２に加えられる力に対応する図示トルクと内燃機関１０を運転するための制御量との関係であって、各運転方式に対して所定の基準状態下において規定された関係を参照する。この関係は、マップとして予めＲＯＭ７２に記憶されている。

ここで、同制御量は、噴射される燃料の量である噴射燃料量τ、燃料の噴射を開始するタイミングである燃料噴射開始タイミングＩＮＪ、燃焼室２５内にて火花を発生するタイミングである火花発生タイミングＳ、吸気弁３２を開弁するタイミングである吸気弁開弁タイミングＩＯ、吸気弁３２を閉弁するタイミングである吸気弁閉弁タイミングＩＣ、排気弁３４を開弁するタイミングである排気弁開弁タイミングＥＯ、排気弁３４を閉弁するタイミングである排気弁閉弁タイミングＥＣ、スロットル弁４７の開度であるスロットル弁開度ＯＴＶ及びバイパス弁４９の開度であるバイパス弁開度ＯＢＶである。

これにより、運転方式に応じて決定された損失トルクＴＱＦに基づいて決定された目標図示トルクＴＱＴに対応する力が各気筒のピストン２２に加えられるので、運転方式にかかわらず、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに略一致させることができる。この結果、運転方式を切り替える際に損失トルクＴＱＦが急激に変化しても、出力軸トルクＴＱＯが急激に変化して運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

（作動の詳細）
以下、この制御装置の作動の詳細について説明する。電気制御装置７０のＣＰＵ７１は、図２にフローチャートにより示した制御量決定ルーチンを、第ｎ気筒（ｎは、１、２、３及び４）のピストン２２が圧縮上死点の次の下死点に到達する毎に第ｎ気筒専用に実行するようになっている。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、ステップ２００から処理を開始してステップ２０５に進み、クランクポジションセンサ６４により検出されたエンジン回転速度ＮＥを読み込むとともに、続くステップ２１０にてアクセル開度センサ６８により検出されたアクセルペダル操作量Accpを読み込む。エンジン回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Accpは、内燃機関１０の運転状態を表す。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２１５に進み吸気管内圧力センサ６２により検出された吸気管内圧力Ｐｍを読み込む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２２０に進み現時点のエンジン回転速度ＮＥ及び現時点のアクセルペダル操作量Accpと、エンジン回転速度ＮＥ及びアクセルペダル操作量Accpとクランク軸２４により内燃機関１０の外部に伝達される出力軸トルクＴＱＯとして要求される要求出力軸トルクＴＱＲとの関係を規定するテーブルMapTQRと、に基づいて要求出力軸トルクＴＱＲ（＝MapTQR(NE,Accp)）を決定する。ここで、テーブルMapTQRは、求められる要求出力軸トルクＴＱＲがエンジン回転速度ＮＥ又はアクセルペダル操作量Accpの変化に伴って連続的に変化するように予め設定されている。なお、要求出力軸トルクＴＱＲ及びエンジン回転速度ＮＥは内燃機関１０の負荷状態を表す。また、ステップ２２０の処理が実行されることは、要求出力軸トルク決定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

また、以下の説明において、MapXx(a,b)と表記されるテーブルは、変数a及び変数bと値Xとの関係を規定するテーブルを意味することとする。添え字xは、必要に応じてテーブルを特定するために使用される。また、値XをテーブルMapXx(a,b)に基づいて求めるとは、値Xを現時点の変数a及び現時点の変数bと、テーブルMapXx(a,b)と、に基づいて求める（決定する）ことを意味することとする。なお、変数は１つのみでもよい。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ２２５に進み現時点の要求出力軸トルクＴＱＲ及び現時点のエンジン回転速度ＮＥと、図３に示した運転領域マップと、に基づいて内燃機関１０の負荷状態が火花点火運転領域Ａにあるか否かを判定する。なお、ステップ２２５の処理が実行されることは、運転方式決定手段の機能が達成されることに対応している。

図３に示したように、運転領域は、火花点火運転領域Ａと自着火運転領域Ｂとからなる。火花点火運転領域Ａは、４サイクル火花点火運転方式による運転を行うべき領域である。火花点火運転領域Ａは、全運転領域のうちの所定の高要求出力軸トルク閾値より大きい要求出力軸トルクの領域（高トルク域）又は所定の高回転閾値より大きいエンジン回転速度の領域（高回転域）である。
自着火運転領域Ｂは、２サイクル自着火運転方式による運転を行うべき領域である。自着火運転領域Ｂは、火花点火運転領域Ａよりも低要求出力軸トルク側の領域且つ低回転側の領域である。

いま、内燃機関１０の負荷状態が火花点火運転領域Ａであって火花点火運転領域Ａと自着火運転領域Ｂとの境界近傍の運転領域にあると仮定して説明を続ける。この仮定に従えば、ＣＰＵ７１はステップ２２５にて「Ｙｅｓ」と判定し、ステップ２３０に進んで火花点火運転用の損失トルクＴＱＦをテーブルMapTQFh(NE,Pm)に基づいて求める。なお、エンジン回転速度ＮＥ及び吸気管内圧力Ｐｍは、損失トルク推定パラメータを構成している。

ところで、エンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれてクランク軸２４が回転する際のクランク軸２４に対する抵抗が大きくなるので損失トルクＴＱＦは増加する。

一方、吸気管内圧力Ｐｍは、スロットル弁開度ＯＴＶが変更されることにより変化する。吸気管内圧力Ｐｍは、スロットル弁開度ＯＴＶが小さくされるにつれて、大気圧（約１００ｋＰａ）より小さくなる。ところで、スロットル弁開度ＯＴＶが小さくされるにつれて、吸気抵抗（吸気に伴うガスの流れに対する抵抗）が大きくなるので、損失トルクＴＱＦは大きくなる。従って、吸気管内圧力Ｐｍが大気圧より小さくなるにつれて、損失トルクＴＱＦは大きくなる。

加えて、吸気管内圧力Ｐｍが大気圧より大きくなるにつれて吸気行程終了時における燃焼室２５内のガスの圧力は増加する。これにより、吸気行程に続く圧縮行程においても燃焼室２５内のガスの圧力が高くなるので、燃焼室２５からピストン２２の下方に漏れるガスの量が増加する。従って、燃焼ガスがピストン２２を押し下げる期間においてピストン２２に加えられる力がこの漏れたガスの分だけ減少するので、損失トルクＴＱＦが増加する。即ち、吸気管内圧力Ｐｍが大気圧より大きくなるにつれて、損失トルクＴＱＦは大きくなる。

従って、テーブルMapTQFhは、図４の（Ａ）に示したように、ある吸気管内圧力Ｐｍに対してエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて損失トルクＴＱＦが大きくなるように、且つ、あるエンジン回転速度ＮＥに対して吸気管内圧力Ｐｍが大気圧となるときに損失トルクＴＱＦが極小値となるように、予め設定されている。
なお、ステップ２３０の処理が実行されることは、損失トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２３５に進み上記ステップ２２０にて決定された要求出力軸トルクＴＱＲに上記ステップ２３０にて推定された損失トルクＴＱＦを加えた値を気筒数Ncにより除することにより火花点火運転用の目標図示トルクＴＱＴを決定する。なお、ステップ２３５の処理が実行されることは、目標図示トルク決定手段の機能が達成されることに対応している。

次に、ＣＰＵ７１はステップ２４０に進み火花点火運転用の制御量を決定するため、図５のフローチャートに示したステップ５００に進む。なお、図５のルーチンの処理が実行されることは、制御量決定手段の機能が達成されることに対応している。

ステップ５００に進んだＣＰＵ７１は、ステップ５０５に進み火花点火運転用の駆動吸気弁数ＮＩＶをテーブルMapNIVh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapNIVhは、エンジン回転速度ＮＥが所定の低回転閾値より低いとき、求められる駆動吸気弁数ＮＩＶが１つとなり、同低回転閾値より高いとき、求められる駆動吸気弁数ＮＩＶが２つとなるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５１０に進み火花点火運転用の駆動排気弁数ＮＥＶをテーブルMapNEVh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapNEVhは、テーブルMapNIVhと同様に、エンジン回転速度ＮＥが上記低回転閾値より低いとき、求められる駆動排気弁数ＮＥＶが１つとなり、同低回転閾値より高いとき、求められる駆動排気弁数ＮＥＶが２つとなるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５１５に進み火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯをテーブルMapEOh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapEOhは、求められる火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯが膨張下死点より前（進角側）の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、テーブルMapEOhは、所定の運転領域において求められる火花点火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯが膨張下死点より後（遅角側）の所定のタイミングとなるように予め設定されていてもよい。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ５２０に進んで火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯをテーブルMapIOh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapIOhは、求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯが排気上死点より前の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、テーブルMapIOhは、所定の運転領域において求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯが排気上死点より後の所定のタイミングとなるように予め設定されていてもよい。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５２５に進んで火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣをテーブルMapECh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapEChは、任意の運転状態のときに、同テーブルMapEChに基づいて求められる火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣがテーブルMapIOhに基づいて求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯより後の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、テーブルMapEChは、所定の運転領域における任意の運転状態のときに、同テーブルMapEChに基づいて求められる火花点火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣがテーブルMapIOhに基づいて求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯより前の所定のタイミングとなるように予め設定されていてもよい。

続いて、ＣＰＵ７１は、ステップ５３０に進んで火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣをテーブルMapICh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapIChは、求められる火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣが吸気下死点より後の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、テーブルMapIChは、所定の運転領域において求められる火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣが吸気下死点より前の所定のタイミングとなるように予め設定されていてもよい。

その後、ＣＰＵ７１は、ステップ５３５に進んで火花点火運転用の噴射燃料量τをテーブルMapτh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapτhは、求められる火花点火運転用の噴射燃料量τの燃料が燃焼室２５内に噴射されることにより理論空燃比を有する混合ガスが同燃焼室２５にて形成されるように予め設定されている。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ５４０に進んで火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪをテーブルMapINJh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapINJhは、任意の運転状態のときに同テーブルMapINJhに基づいて求められる火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが上記テーブルMapIOhに基づいて求められる火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯの直後の所定のタイミングとなるように予め設定されている。従って、求められる火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪは、吸気行程の初期のタイミングとなる。

ところで、後述するように、実図示トルクは、燃料噴射開始タイミングＩＮＪに対して変化し、燃料噴射開始タイミングＩＮＪが所定のタイミングであるときに最大となる。従って、内燃機関１０を良好な燃費にて運転するために、テーブルMapINJhは、更に、求められる火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが、実図示トルクを最大とするように予め設定されている。なお、テーブルMapINJhは、更に、求められる火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが、未燃ＨＣ，ＣＯやＮＯｘ等の有害物質の排出量（エミッション）を最小とするように予め設定されていてもよい。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５４５に進んで火花点火運転用の火花発生タイミングＳをテーブルMapSh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapShは、求められる火花点火運転用の火花発生タイミングＳが圧縮上死点の直前の所定のタイミングとなるように予め設定されている。なお、テーブルMapShは、所定の運転領域において求められる火花点火運転用の火花発生タイミングＳが圧縮上死点の直後の所定のタイミングとなるように予め設定されていてもよい。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５５０に進んで火花点火運転用のスロットル弁開度ＯＴＶをテーブルMapOTVh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapOTVhは、求められる火花点火運転用のスロットル弁開度ＯＴＶが、所定の高負荷領域において最大（スロットル弁４７が全開状態）となるとともにその他の領域において目標図示トルクＴＱＴ又はエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて大きくなるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５５５に進んで火花点火運転用のバイパス弁開度ＯＢＶをテーブルMapOBVh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、テーブルMapOBVhは、求められる火花点火運転用のバイパス弁開度ＯＢＶが、所定の極高負荷領域において最大より小さい所定の開度となるとともにその他の領域において最大（バイパス弁４９が全開状態）となるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５９９を経由して図２のステップ２９９に進んで図２のルーチンの実行を一旦終了する。以上により、第ｎ気筒の吸気弁３２、排気弁３４及びインジェクタ３７を制御するタイミング、第ｎ気筒の燃焼室２５内に噴射される燃料の量、第ｎ気筒の燃焼室２５にて火花を発生するタイミング、スロットル弁４７の開度並びにバイパス弁４９の開度が決定される。なお、本実施形態においては、吸気弁開弁タイミングＩＯ、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、排気弁開弁タイミングＥＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ、燃料噴射開始タイミングＩＮＪ及び火花発生タイミングＳは、ＡＴＤＣにより表される。ここで、ＡＴＤＣは、圧縮上死点（ＴＤＣ）を原点としクランク軸２４の回転方向を正にとったクランク角である。

（過給機制御）
一方、ＣＰＵ７１は、図示しない過給機駆動制御ルーチンをクランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、機械式過給機用クラッチ４５ａに駆動信号を送出して、上記極高負荷領域において機械式過給機４５を作動状態（過給状態）に制御するとともにその他の領域において機械式過給機４５を非作動状態（非過給状態）に制御する。なお、過給機駆動制御ルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

（スロットル弁及びバイパス弁制御）
また、ＣＰＵ７１は、図示しないスロットル弁及びバイパス弁駆動制御ルーチンをクランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、スロットル弁アクチュエータ４７ａに駆動信号を送出して実際のスロットル弁４７の開度が図２のルーチンにより決定されたスロットル弁開度ＯＴＶに一致するようにスロットル弁４７を制御する。

更に、ＣＰＵ７１は、バイパス弁アクチュエータ４９ａに駆動信号を送出して実際のバイパス弁４９の開度が図２のルーチンにより決定されたバイパス弁開度ＯＢＶに一致するようにバイパス弁４９を制御する。なお、スロットル弁及びバイパス弁駆動制御ルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

（駆動制御）
また、ＣＰＵ７１は、図６にフローチャートにより示した内燃機関１０を駆動制御するための駆動制御ルーチンを、クランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に第ｎ気筒専用に実行するようになっている。なお、図６のルーチンの処理が実行されることは、運転実行手段の機能の一部が達成されることに対応している。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１はステップ６００から本ルーチンの処理を開始してステップ６０５に進み、第ｎ気筒の現時点のクランク角が図２のルーチンにより決定された第ｎ気筒の排気弁開弁タイミングＥＯと一致しているか否かを判定する。そして、第ｎ気筒の現時点のクランク角が第ｎ気筒の排気弁開弁タイミングＥＯと一致していると、ＣＰＵ７１はステップ６０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ６１０に進み、排気弁駆動機構３４ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の排気弁３４を図２のルーチンにより決定された駆動排気弁数ＮＥＶだけ開弁させる（図７の（１）を参照。）。これにより、前回の燃焼サイクルにおける燃焼により生成された燃焼ガスが燃焼室２５から排出され始める（排気が開始する）。

以降、ＣＰＵ７１は、ステップ６１５からステップ６６０までの処理に従って、排気弁３４を開弁させる場合と同様に各種の駆動信号を適当なタイミングにて発生し、以下に記述する各種の動作を行わせる。

ステップ６１５及びステップ６２０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図２のルーチンにより決定された第ｎ気筒の吸気弁開弁タイミングＩＯと一致したとき、吸気弁駆動機構３２ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の吸気弁３２を図２のルーチンにより決定された駆動吸気弁数ＮＩＶだけ開弁させる（図７の（２）を参照。）。これにより、燃焼室２５内へ空気が導入され始める（吸気が開始する）。

ステップ６２５及びステップ６３０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図２のルーチンにより決定された第ｎ気筒の排気弁閉弁タイミングＥＣと一致したとき、排気弁駆動機構３４ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の開弁している排気弁３４を閉弁させる（図７の（３）を参照。）。これにより、排気が終了する。

ステップ６３５及びステップ６４０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図２のルーチンにより決定された第ｎ気筒の燃料噴射開始タイミングＩＮＪと一致したとき、第ｎ気筒のインジェクタ３７を図２のルーチンにより決定された噴射燃料量τに応じた時間だけ開弁させ、噴射燃料量τの燃料を燃焼室２５内に噴射させる（図７の（４）を参照。）。噴射された燃料は、燃焼室２５内に続いて吸入される空気の流れにより同燃焼室２５にて拡散する。

ステップ６４５及びステップ６５０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図２のルーチンにより決定された第ｎ気筒の吸気弁閉弁タイミングＩＣと一致したとき、吸気弁駆動機構３２ａに駆動信号を送出して第ｎ気筒の開弁している吸気弁３２を閉弁させる（図７の（５）を参照。）。これにより、吸気が終了するとともに空気と燃料と燃焼ガスとからなる混合ガスの圧縮が開始する。

ステップ６５５及びステップ６６０…第ｎ気筒の現時点のクランク角が図２のルーチンにより決定された第ｎ気筒の火花発生タイミングＳと一致したとき、イグナイタ３６に駆動信号を送出して第ｎ気筒の燃焼室２５内にて火花を発生させる。これにより、混合ガスが着火され火炎の伝播により同混合ガスは燃焼する。
その後、ＣＰＵ７１はステップ６９９に進んで本ルーチンを一旦終了する。
このようにして、内燃機関１０は４サイクル火花点火運転方式により運転される。

一方、運転者がアクセルペダル操作量Accpを変更することにより、内燃機関１０の負荷状態が、火花点火運転領域Ａと自着火運転領域Ｂとの境界近傍において火花点火運転領域Ａから自着火運転領域Ｂへ変化した場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図２のルーチンの処理を開始してステップ２２５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、ステップ２２５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ２５５に進んで自着火運転用の損失トルクＴＱＦをテーブルMapTQFj(NE,Pm)に基づいて求める。なお、ステップ２５５の処理が実行されることは、損失トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

図４の（Ｂ）に示したように、このテーブルMapTQFjは、上記ステップ２３０にて参照される火花点火運転用のテーブルMapTQFh（図４の（Ａ）を参照。）と同様に、ある吸気管内圧力Ｐｍに対してエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて損失トルクＴＱＦが大きくなるように、且つ、あるエンジン回転速度ＮＥに対して吸気管内圧力Ｐｍが大気圧より大きくなるにつれて損失トルクＴＱＦが大きくなるように予め設定されている。

ところで、内燃機関１０を２サイクル自着火運転方式により運転（自着火運転）する場合、比較的短い期間内に燃焼ガスの排出及び空気の導入を行う必要があるために、燃焼ガスの排出及び空気の導入を同時に行う掃気期間が設けられる。掃気期間においては、大気圧より高い圧力の空気を吸気管内へ供給しないと燃焼室２５内に十分な量の空気を導入することができない。従って、自着火運転時においては、機械式過給機４５により過給が行われる。即ち、自着火運転時においては、吸気管内圧力Ｐｍは大気圧より大きくされている。このため、テーブルMapTQFjは、火花点火運転用のテーブルMapTQFhと異なり、吸気管内圧力Ｐｍが大気圧以上となる条件においてのみ設定されている。

また、内燃機関１０を自着火運転するためには、圧縮上死点における燃焼室２５内の混合ガスの温度（圧縮端温度）を所定の自着火温度（例えば、１０００℃）より高くする必要がある。従って、後述するように、自着火運転時の吸気弁閉弁タイミングＩＣは、実圧縮比（圧縮上死点における燃焼室２５の容積に対する圧縮開始時における燃焼室２５の容積の比）が内燃機関１０を４サイクル火花点火方式により運転（火花点火運転）するときの実圧縮比より高くなるように、火花点火運転時の吸気弁閉弁タイミングＩＣより進角側に設定されている。

その結果、自着火運転時における圧縮行程中の燃焼室２５内の混合ガスの圧力は、火花点火運転時における同圧力より高くなる。従って、燃焼室２５からピストン２２の下方に漏れる混合ガスの量が増加するので、燃焼ガスがピストン２２を押し下げる期間においてピストン２２に加えられる力がこの漏れたガスの分だけ減少して損失トルクＴＱＦが増加する。従って、自着火運転用のテーブルMapTQFjは、同一の吸気管内圧力Ｐｍ及びエンジン回転速度ＮＥにおいて損失トルクＴＱＦが火花点火運転用の損失トルクＴＱＦより大きくなるように、設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２６０に進み、上記ステップ２３５と同様に、上記ステップ２２０にて決定された要求出力軸トルクＴＱＲに上記ステップ２５５にて推定された損失トルクＴＱＦを加えた値を気筒数Ncにより除することにより自着火運転用の目標図示トルクＴＱＴを決定する。なお、ステップ２６０の処理が実行されることは、目標図示トルク決定手段の機能が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１はステップ２６５に進み自着火運転用の制御量を決定するため、上記図５に示した火花点火運転用の制御量決定ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の制御量決定ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、ＣＰＵ７１が参照するテーブルが異なる点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、この自着火運転用の制御量決定ルーチンの処理が実行されることは、制御量決定手段の機能が達成されることに対応している。

この自着火運転用のルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、テーブルMapNIVhに代えてテーブルMapNIVjを参照する。このテーブルMapNIVjは、テーブルMapNIVhと同様に、エンジン回転速度ＮＥが所定の低回転閾値より低いとき、求められる駆動吸気弁数ＮＩＶが１つとなり、同低回転閾値より高いとき、同駆動吸気弁数ＮＩＶが２つとなるように予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapNEVhに代えてテーブルMapNEVjを参照する。このテーブルMapNEVjは、テーブルMapNEVhと同様に、エンジン回転速度ＮＥが上記低回転閾値より低いとき、求められる駆動排気弁数ＮＥＶが１つとなり、同低回転閾値より高いとき、同駆動排気弁数ＮＥＶが２つとなるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapEOhに代えてテーブルMapEOjを参照する。このテーブルMapEOjは、テーブルMapEOhと異なり、求められる自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯが上死点と同上死点の次の下死点との間の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapIOhに代えてテーブルMapIOjを参照する。このテーブルMapIOjは、テーブルMapIOhと異なり、任意の運転状態のときに、同テーブルMapIOjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯがテーブルMapEOjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯより後（遅角側）のタイミングであって上記下死点より前の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

加えて、ＣＰＵ７１は、テーブルMapEChに代えてテーブルMapECjを参照する。このテーブルMapECjは、テーブルMapEChと異なり、任意の運転状態のときに、同テーブルMapECjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣがテーブルMapIOjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯより後の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapIChに代えてテーブルMapICjを参照する。このテーブルMapICjは、テーブルMapIChと異なり、任意の運転状態のときに、同テーブルMapICjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣがテーブルMapECjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣより後のタイミングであって、テーブルMapIChに基づいて求められる火花点火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣより前の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapτhに代えてテーブルMapτjを参照する。このテーブルMapτjは、テーブルMapτhと異なり、求められる自着火運転用の噴射燃料量τの燃料が燃焼室２５内に噴射されることにより同燃焼室２５にて空燃比が極めてリーンな空燃比（超希薄空燃比）である混合ガスが形成されるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapINJhに代えてテーブルMapINJjを参照する。このテーブルMapINJjは、テーブルMapINJhと異なり、任意の運転状態のときに同テーブルMapINJjに基づいて求められる自着火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが上記テーブルMapIOjに基づいて求められる自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯから上記テーブルMapECjに基づいて求められる自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣまでの期間（掃気期間）中の所定のタイミングとなるように、且つ、同テーブルMapINJjに基づいて求められる自着火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが実図示トルクを最大とするように、予め設定されている。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapShに代えてテーブルMapSjを参照する。このテーブルMapSjは、テーブルMapShと同様に、求められる自着火運転用の火花発生タイミングＳが上死点（圧縮上死点）の直前の所定のタイミングとなるように予め設定されている。

加えて、ＣＰＵ７１は、テーブルMapOTVhに代えてテーブルMapOTVjを参照する。このテーブルMapOTVjは、テーブルMapOTVhと異なり、求められる自着火運転用のスロットル弁開度ＯＴＶが最大（スロットル弁４７が全開状態）となるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapOBVhに代えてテーブルMapOBVjを参照する。このテーブルMapOBVjは、テーブルMapOBVhと異なり、目標図示トルクＴＱＴ又はエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて、求められる自着火運転用のバイパス弁開度ＯＢＶが小さくなるように予め設定されている。

一方、ＣＰＵ７１が過給機駆動制御ルーチンを実行することにより、機械式過給機４５は作動状態（過給状態）に制御される。

また、ＣＰＵ７１がスロットル弁及びバイパス弁駆動制御ルーチンを実行することにより、スロットル弁４７は、全開状態となるように制御される。加えて、バイパス弁４９は、目標図示トルクＴＱＴ又はエンジン回転速度ＮＥが大きくなるにつれて、開度が小さくなるように制御される。

更に、ＣＰＵ７１が上記図６の駆動制御ルーチンを実行することにより、自着火運転用の排気弁開弁タイミングＥＯにて排気弁３４が駆動排気弁数ＮＥＶだけ開弁する（図８の（１）を参照。）。これにより、排気が開始する。次に、吸気弁開弁タイミングＩＯにて吸気弁３２が駆動吸気弁数ＮＩＶだけ開弁する（図８の（２）を参照。）。これにより、燃焼室２５内に空気が導入されるとともに、燃焼室２５内の燃焼ガスが燃焼室２５から排出される掃気が開始する。

次いで、自着火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪにてインジェクタ３７が噴射燃料量τに応じた時間だけ開弁して噴射燃料量τの燃料が燃焼室２５内に噴射される（図８の（３）を参照。）。噴射された燃料は、燃焼室２５内に続いて吸入される空気の流れにより同燃焼室２５にて拡散する。

そして、自着火運転用の排気弁閉弁タイミングＥＣにて開弁している排気弁３４が閉弁する（図８の（４）を参照。）。これにより、排気（掃気）が終了する。一方、燃焼室２５内への空気の導入（過給）は継続される。次いで、自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣにて開弁している吸気弁３２が閉弁する（図８の（５）を参照。）。これにより、燃焼室２５内への空気の導入が終了して燃焼室２５内に形成された混合ガスが圧縮され始める。

次に、自着火運転用の火花発生タイミングＳにて点火プラグ３５が燃焼室２５にて火花を発生させる。これにより、混合ガスの一部が着火されて混合ガスの温度及び圧力が上昇ることにより、又は、燃料が予反応する（燃料分子の分解等の予備的な反応が起こる）ことにより、混合ガスが自着火されやすい状態に改質される。

その後、ピストン２２が上死点に近づくにつれて混合ガスの温度が上昇する。そして、ピストン２２が上死点近傍位置に到達したとき、混合ガスが自着火されて燃焼を開始する。
このようにして、内燃機関１０は２サイクル自着火運転方式により運転される。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の第１実施形態によれば、要求出力軸トルクＴＱＲが、検出された運転状態に基づいて決定される。そして、決定された要求出力軸トルクＴＱＲに基づいて運転方式が決定される。次いで、決定された運転方式に基づいて損失トルクＴＱＦが推定される。更に、決定された要求出力軸トルクＴＱＲに推定された損失トルクＴＱＦを加えることにより目標図示トルクＴＱＴが決定される。加えて、混合ガスが燃焼することにより決定された目標図示トルクＴＱＴに対応する力がピストン２２に加えられるように内燃機関１０を運転するための制御量が決定される。

これにより、運転方式にかかわらず、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲに略一致させることができる。この結果、運転方式を切り替える際に損失トルクＴＱＦが急激に変化しても、出力軸トルクＴＱＯが急激に変化して運転者等にトルクショックを感じさせることを防止することができる。

更に、上記第１実施形態によれば、損失トルクＴＱＦと非常に相関が強い吸気管内圧力Ｐｍ及びエンジン回転速度ＮＥに基づいて損失トルクＴＱＦが推定される。これにより、損失トルクＴＱＦをより高い精度にて推定することができる。この結果、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

また、上記第１実施形態は、制御量として、噴射燃料量τ、燃料噴射開始タイミングＩＮＪ、火花発生タイミングＳ、吸気弁開弁タイミングＩＯ、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、排気弁開弁タイミングＥＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ、スロットル弁開度ＯＴＶ及びバイパス弁開度ＯＢＶを採用する。これにより、混合ガスの燃焼によりピストン２２に加えられる力が適切に制御される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。第２実施形態に係る内燃機関の制御装置は、上記テーブルMapTQFhに基づいて推定された損失トルクＴＱＦを補正する点において上記第１実施形態に係る制御装置と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

この制御装置は、図２のルーチンに代えて、図９にフローチャートにより示した制御量決定ルーチンを実行する。この制御量決定ルーチンは、図２のルーチンのステップ２３０とステップと２３５との間にステップ９０５の処理を追加するとともに、図２のルーチンのステップ２５５とステップと２６０との間にステップ９１０の処理を追加したルーチンである。

まず、内燃機関１０の負荷状態が火花点火運転領域Ａにある場合から説明する。この場合、ＣＰＵ７１がこのルーチンの処理を開始し、ステップ２３０までの処理を実行すると、同ＣＰＵ７１はステップ９０５に進み上記テーブルMapTQFhに基づいて推定された損失トルクＴＱＦと、実際の損失トルクＴＱＦと、の間の差であって、上記テーブルMapTQFhを予め決定する際に前提とした所定の基準状態と実際の状態との相違により生じる差を補正するため、図１０のフローチャートに示したステップ１０００に進む。

ここで、所定の基準状態は、冷却水温度Ｔｗが所定の基準冷却水温度（本例では、８０℃）であり、エンジンオイル温度Ｔｏが所定の基準エンジンオイル温度（本例では、８０℃）であり、駆動吸気弁数ＮＩＶが所定の基準駆動吸気弁数（本例では、２つ）であり、及び、駆動排気弁数ＮＥＶが所定の基準駆動排気弁数（本例では、２つ）である状態である。

ステップ１０００に進んだＣＰＵ７１は、ステップ１００５に進み冷却水温度センサ６６により検出された冷却水温度Ｔｗを読み込む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１０１０に進み現時点の冷却水温度Ｔｗと、冷却水温度Ｔｗと冷却水温度Ｔｗに基づく補正係数ＫＴＷとの関係を規定するテーブルMapKTWhと、に基づいて補正係数ＫＴＷ（＝MapKTWh(Tw)）を決定する。

ところで、冷却水温度Ｔｗが変化すると、内燃機関１０の構成部材の温度が変化するので、同構成部材の大きさが変化する。従って、構成部材間に生じる摩擦力が変化するので、損失トルクＴＱＦが変化する。従って、テーブルMapKTWhは、求められる補正係数ＫＴＷが基準冷却水温度（本例では、８０℃）にて１となり、且つ、求められる補正係数ＫＴＷが冷却水温度Ｔｗとともに変化するように（図１１の例では、冷却水温度Ｔｗが低くなるにつれて補正係数ＫＴＷが大きくなるように）予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１０１５に進みエンジンオイル温度センサ６７により検出されたエンジンオイル温度Ｔｏを読み込む。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０２０に進みエンジンオイル温度Ｔｏに基づく補正係数ＫＴＯをテーブルMapKTOh(To)に基づいて求める。

ところで、エンジンオイル温度Ｔｏが低くなると、エンジンオイルの粘度が高くなる。従って、構成部材間（シリンダ２１とピストン２２との間等）の摩擦力が増加するので、損失トルクＴＱＦが増加する。従って、テーブルMapKTOhは、図１２に示したように、求められる補正係数ＫＴＯが基準エンジンオイル温度（本例では、８０℃）にて１となり、且つ、エンジンオイル温度Ｔｏが低くなるにつれて補正係数ＫＴＯが大きくなるように予め設定されている。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１０２５に進み駆動吸気弁数ＮＩＶに基づく補正係数ＫＩＶをテーブルMapKIVh(ＮＩＶ)に基づいて求める。ＣＰＵ７１は、同ステップ１０２５にて駆動吸気弁数ＮＩＶとして前回の燃焼サイクルにおける駆動吸気弁数ＮＩＶを使用する。

ところで、駆動吸気弁数ＮＩＶが１つの場合、２つの場合よりも吸気弁３２を駆動するために用いられる駆動用トルクが小さいので、損失トルクＴＱＦが減少する。従って、テーブルMapKIVhは、図１３に示したように、４サイクル火花点火運転方式において、駆動吸気弁数ＮＩＶが２つの場合、補正係数ＫＩＶが１となり、駆動吸気弁数ＮＩＶが１つの場合、補正係数ＫＩＶが０．９５となるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１０３０に進み駆動排気弁数ＮＥＶに基づく補正係数ＫＥＶをテーブルMapKEVh(ＮＥＶ)に基づいて求める。ＣＰＵ７１は、同ステップ１０３０にて駆動排気弁数ＮＥＶとして前回の燃焼サイクルにおける駆動排気弁数ＮＥＶを使用する。

駆動排気弁数ＮＥＶが１つの場合、２つの場合よりも排気弁３４を駆動するために用いられる駆動用トルクが小さいので、損失トルクＴＱＦが減少する。更に、後述するように、排気弁３４が開弁されるとき、吸気弁３２が開弁されるときと比較して、燃焼室２５内のガスの圧力が高い。従って、排気弁３４を駆動するために必要とされる力は、吸気弁３２を駆動するために必要とされる力より大きい。即ち、駆動排気弁数ＮＥＶを２つから１つに変更することにより減少する損失トルクＴＱＦの大きさは、駆動吸気弁数ＮＩＶを２つから１つに変更することにより減少する損失トルクＴＱＦの大きさよりも大きい。従って、テーブルMapKEVhは、図１４に示したように、４サイクル火花点火運転方式において、駆動排気弁数ＮＥＶが２つの場合、補正係数ＫＥＶが１となり、駆動排気弁数ＮＥＶが１つの場合、補正係数ＫＥＶが０．８５となるように予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１０３５に進み上記ステップ１０１０〜上記ステップ１０３０にて求めた補正係数ＫＴＷ、補正係数ＫＴＯ、補正係数ＫＩＶ及び補正係数ＫＥＶを図９のルーチンのステップ２３０にて推定された損失トルクＴＱＦに乗じることにより損失トルクＴＱＦを補正（更新）する。なお、冷却水温度Ｔｗ、エンジンオイル温度Ｔｏ、駆動吸気弁数ＮＩＶ及び駆動排気弁数ＮＥＶは、吸気管内圧力Ｐｍ及びエンジン回転速度ＮＥとともに損失トルク推定パラメータを構成している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１０９９を経由して図９のステップ２３５以降のステップに進んで、上述したように火花点火運転用の制御量を決定した後、本ルーチンを一旦終了する。

次に、内燃機関１０の負荷状態が自着火運転領域Ｂにある場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図９のルーチンの処理を開始し、ステップ２５５までの処理を実行すると、同ＣＰＵ７１はステップ９１０に進み上記テーブルMapTQFjに基づいて推定された損失トルクＴＱＦと、実際の損失トルクＴＱＦと、の間の差であって、上記テーブルMapTQFjを予め決定する際に前提とした所定の基準状態（本例では、上記テーブルMapTQFhを予め決定する際に前提とした上記基準状態と同一の基準状態）と実際の状態との相違により生じる差を補正するため、上記図１０に示した火花点火運転用の損失トルク補正ルーチンと同様の、図示しない自着火運転用の損失トルク補正ルーチンを実行する。この自着火運転用のルーチンは、ＣＰＵ７１が参照するテーブルが異なる点のみにおいて上記火花点火運転用のルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。

この自着火運転用のルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、テーブルMapKTWh及びテーブルMapKTOhに代えてテーブルMapKTWj及びテーブルMapKTOjをそれぞれ参照する。これらのテーブルMapKTWj及びテーブルMapKTOjは、テーブルMapKTWh及びテーブルMapKTOhとそれぞれ同一である（図１１及び図１２を参照。）。なお、冷却水温度Ｔｗが損失トルクＴＱＦに及ぼす影響の運転方式による相違を考慮に入れて、テーブルMapKTWjは、テーブルMapKTWhと異なるように設定されていてもよい。また、エンジンオイル温度Ｔｏが損失トルクＴＱＦに及ぼす影響の運転方式による相違を考慮に入れて、テーブルMapKTOjは、テーブルMapKTOhと異なるように設定されていてもよい。

また、ＣＰＵ７１は、テーブルMapKIVhに代えてテーブルMapKIVjを参照する。図１３に示したように、このテーブルMapKIVjは、２サイクル自着火運転方式において、テーブルMapKIVhと同様に、駆動吸気弁数ＮＩＶが１つの場合における補正係数ＫＩＶが、駆動吸気弁数ＮＩＶが２つの場合より小さくなるように予め設定されている。

ところで、自着火運転時においては、後述するように、吸気弁３２を開弁させる時点における筒内圧力Ｐｃが火花点火運転時よりも大きいので、同吸気弁３２を開弁させるために必要とされる駆動用トルクも大きい。従って、駆動吸気弁数ＮＩＶが減少することにより減少する損失トルクＴＱＦの大きさは、火花点火運転時よりも大きくなる。そこで、テーブルMapKIVjは、図１３に示したように、２サイクル自着火運転方式において、駆動吸気弁数ＮＩＶが２つの場合、補正係数ＫＩＶが１となり、駆動吸気弁数ＮＩＶが１つの場合、補正係数ＫＩＶが０．９（火花点火運転時の補正係数ＫＩＶの値０．９５より小さい値）となるように予め設定されている。

更に、ＣＰＵ７１は、テーブルMapKEVhに代えてテーブルMapKEVjを参照する。図１４に示したように、このテーブルMapKEVjは、２サイクル自着火運転方式において、テーブルMapKEVhと同様に、駆動排気弁数ＮＥＶが１つの場合における補正係数ＫＥＶが、駆動排気弁数ＮＥＶが２つの場合より小さくなるように、且つ、駆動排気弁数ＮＥＶが１つの場合における補正係数ＫＥＶが、駆動吸気弁数ＮＩＶが１つの場合における補正係数ＫＩＶより小さくなるように予め設定されている。

また、吸気弁３２の場合と同様に、自着火運転時において排気弁３４を開弁させるために必要とされる駆動用トルクは、火花点火運転時よりも大きい。そこで、テーブルMapKEVjは、図１４に示したように、２サイクル自着火運転方式において、駆動排気弁数ＮＥＶが２つの場合、補正係数ＫＥＶが１となり、駆動排気弁数ＮＥＶが１つの場合、補正係数ＫＥＶが０．８（火花点火運転時の補正係数ＫＥＶの値０．８５より小さい値）となるように予め設定されている。

そして、ＣＰＵ７１は、本ルーチンの処理を終了した後、図９のステップ２６０以降のステップに進んで、上述したように自着火運転用の制御量を決定した後、図９のルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の第２実施形態によれば、損失トルクＴＱＦと非常に相関が強い駆動吸気弁数ＮＩＶ、駆動排気弁数ＮＥＶ、エンジンオイル温度Ｔｏ及び冷却水温度Ｔｗに基づいて損失トルクＴＱＦが補正される。即ち、吸気管内圧力Ｐｍ及びエンジン回転速度ＮＥとともに、駆動吸気弁数ＮＩＶ、駆動排気弁数ＮＥＶ、エンジンオイル温度Ｔｏ及び冷却水温度Ｔｗを損失トルク推定パラメータとして検出するとともに、同検出された損失トルク推定パラメータに基づいて損失トルクＴＱＦが推定される。これにより、損失トルクＴＱＦをより高い精度にて推定することができる。この結果、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。第３実施形態に係る内燃機関の制御装置は、火花点火運転用の制御量決定ルーチン及び自着火運転用の制御量決定ルーチンにより決定された制御量を補正する点において上記第２実施形態に係る制御装置と相違している。以下、かかる相違点を中心として説明する。

この制御装置は、図９のルーチンに代えて、図１５にフローチャートにより示した制御量決定ルーチンを実行する。この制御量決定ルーチンは、図９のルーチンのステップ２４０の処理の後にステップ１５０５の処理を追加するとともに、図９のルーチンのステップ２６５の処理の後にステップ１５１０の処理を追加したルーチンである。

まず、内燃機関１０の負荷状態が火花点火運転領域Ａにある場合から説明する。この場合、ＣＰＵ７１がこのルーチンの処理を開始し、ステップ２４０までの処理を実行すると、同ＣＰＵ７１はステップ１５０５に進み上記ステップ２４０にて決定された火花点火運転用の制御量を補正するため、図１６のフローチャートに示したステップ１６００に進む。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１６０５に進み実際に燃焼室２５内に導入される空気量（空気質量）を上記図５のルーチンにて参照される各テーブルを予め決定する際に前提とした所定の基準空気量（基準空気質量）に一致させるため、図１７のフローチャートに示したステップ１７００に進む。なお、図１７のルーチンの処理が実行されることは、空気量補正手段の機能の一部が達成されることに対応している。また、吸気弁開弁タイミングＩＯは、空気量パラメータを構成している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１７０５に進み吸気管内温度センサ６３により検出された吸気管内温度Ｔｍを読み込む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１７１０に進み吸気管内温度Ｔｍに基づく吸気弁開弁タイミングの補正量ΔＩＯＴＭをテーブルMapΔIOTMh(Tm)に基づいて求める。ここで、テーブルMapΔIOTMhは、吸気管内温度Ｔｍが低くなるにつれて補正量ΔＩＯＴＭが正の向きに大きくなるように（即ち、吸気弁開弁タイミングＩＯをより遅角させるように）予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１７１５に進み図１５のステップ２４０にて決定された火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯに上記ステップ１７１０にて決定された補正量ΔＩＯＴＭを加えることにより同吸気弁開弁タイミングＩＯを補正（更新）する。

このようにして、例えば、吸気管内温度Ｔｍが低くなるにつれて、吸気弁開弁タイミングＩＯがより遅角側に補正される。これにより、吸気弁３２が開弁している期間が短くされるので、吸気管内温度Ｔｍの低下に伴って吸気密度が高くなっても、燃焼室２５内に導入される空気量（空気質量）を基準空気量（基準空気質量）に一致させることができる。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１７９９を経由して図１６のステップ１６１０に進んで、熱発生率ｄＱ／ｄψに基づいて火花発生タイミングＳをフィードバック補正（ＦＢ補正）するため、図１８のフローチャートに示したステップ１８００に進む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１８０５に進み基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦをテーブルMapφREFh(TQT,NE)に基づいて求める。ここで、最大熱発生率クランク角は、熱発生率ｄＱ／ｄψが１つの燃焼サイクルにおいて最大となるクランク角である。また、基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦは、上記図５のルーチンにて参照される各テーブルを予め設定する際に前提とした所定の基準燃焼状態量である。従って、テーブルMapφREFhは、上記図５のルーチンにて参照される各テーブルを予め設定する際に、最大熱発生率クランク角を測定することにより予め設定されている。なお、ステップ１８０５の処理が実行されることは、基準燃焼状態量決定手段の機能が達成されることに対応している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１８１０に進み基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦと実最大熱発生率クランク角φＡＣＴとの差に係数GShを乗じることにより補正量ΔＳを決定する。ここで、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴは、後述する実最大熱発生率クランク角推定ルーチンにより算出された（前回の燃焼サイクルにおける）実際の最大熱発生率クランク角である。また、係数GShは、正の値である。なお、基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦ、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴ及び補正量ΔＳは、ＡＴＤＣにより表される。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ１８１５に進み上記図１５のステップ２４０にて決定された火花点火運転用の火花発生タイミングＳに上記ステップ１８１０にて決定された補正量ΔＳを加えることにより同火花発生タイミングＳを補正（更新）する。

このようにして、例えば、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴが基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦより遅角側にある場合、補正量ΔＳが負の値となるので火花発生タイミングＳは進角側に補正される。これにより、今回の燃焼サイクルにおける実最大熱発生率クランク角φＡＣＴは、火花発生タイミングＳが補正されない場合と比較して進角する。この結果、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴを基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦに近づけることができる。なお、ステップ１８１５の処理が実行されることは、制御量補正手段の機能が達成されることに対応している。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１８９９を経由して図１６のステップ１６１５に進み内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態（例えば、要求出力軸トルクＴＱＲ及びエンジン回転速度ＮＥが所定の期間においてそれぞれ所定の範囲内にある負荷状態）にあるか否かを判定する。

いま、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態になったと仮定して説明を続ける。この仮定に従えば、ＣＰＵ７１は、ステップ１６１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１６２０に進み実図示トルクに基づいて燃料噴射開始タイミングＩＮＪをＦＢ補正するため、図１９のフローチャートに示した処理を実行する。なお、図１９のルーチンの処理が実行されることは、燃料噴射タイミング補正手段の機能が達成されることに対応している。

ところで、図２０の曲線Ｌ１により示したように、実図示トルクは、燃料噴射開始タイミングＩＮＪに対して変化し、燃料噴射開始タイミングＩＮＪが所定のタイミング（本例では、θａ）であるときに最大（本例では、ＴＱｂ）となる。従って、内燃機関１０を良好な燃費にて運転するために、上記テーブルMapINJhは、求められる火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングＩＮＪが、実図示トルクを最大とするように予め設定されている。

一方、外気の温度等の運転環境の変化によって、上記テーブルMapINJhを決定する際に前提とした燃料噴射開始タイミングＩＮＪと実図示トルクとの関係（図２０の曲線Ｌ１）と、実際の運転時における燃料噴射開始タイミングＩＮＪと実図示トルクとの関係（図２０の曲線Ｌ２）と、が相違する場合がある。この場合、上記テーブルMapINJhに基づいて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪ（本例では、θａ）にて燃料の噴射を開始しても、実図示トルクは最大値（本例では、ＴＱｂ）より小さな値（本例では、ＴＱａ）となってしまう。そこで、実図示トルクが最大となるように燃料噴射開始タイミングＩＮＪを補正する必要がある。

従って、図１９のルーチンの処理は、上記テーブルMapINJhに基づいて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪを実際の運転時において実図示トルクが最大となるタイミング（本例では、θｂ）に近づけるように同燃料噴射開始タイミングＩＮＪを補正する処理である。より詳細には、このルーチンの処理は、燃料噴射開始タイミングＩＮＪをある向きへ変化（本例では、遅角）させて実図示トルクが増加するか減少するかを判断し、その後、実図示トルクが増加する向きへ燃料噴射開始タイミングＩＮＪを繰り返し変化させ、そして、実図示トルクが減少し始めたときの１回前に採用した燃料噴射開始タイミングＩＮＪを実図示トルクが最大となるタイミングとして採用する処理である。

より具体的に述べると、ＣＰＵ７１は、ステップ１９００から処理を開始してステップ１９０５に進み、補正完了フラグＦｘの値が「０」であるか否かを判定する。ここで、補正完了フラグＦｘは、実図示トルクに基づく燃料噴射開始タイミングＩＮＪのＦＢ補正が完了したか否かを表すフラグであって、その値が「１」であれば同補正が完了しており、「０」であれば同補正が完了していないことを示す。

補正完了フラグＦｘの値は、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となってから最初の本ルーチンの実行開始時に初期値としての「０」に設定される。そして、後述するように、同補正が完了したと判定されたとき、「１」に設定される（ステップ１９８０を参照。）。現時点は、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となってから最初の本ルーチンの実行時であるので、補正完了フラグＦｘの値は「０」である。

従って、ＣＰＵ７１は、ステップ１９０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９１０に進み補正反復回数Ｎの値が「１」であるか否かを判定する。ここで、補正反復回数Ｎは、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となってから本ルーチンが実行された回数を表す。補正反復回数Ｎの値は、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となってから最初の本ルーチンの実行開始時に初期値としての「１」に設定される。また、補正反復回数Ｎの値は、本ルーチンの実行毎に後述するステップ１９１５にて「１」が加算される。

現時点は、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となってから最初の本ルーチンの実行時であるので、補正反復回数Ｎの値は「１」である。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ１９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９１５に進み過去の燃料噴射開始タイミングＩＮＪ０を上記図１５のステップ２４０にて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪ（本例では、図２０のθａ）に設定するとともに、補正反復回数Ｎに「１」を加算する。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９９９を経由して図１６のステップ１６２５へ進む。ステップ１６２５以降の処理については、説明の便宜上、後述する。

その後、１つの燃焼サイクルが経過すると、ＣＰＵ７１は、再び、図１９のルーチンの処理を開始する。この時点では、補正反復回数Ｎが２である。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９１０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９１０にて「Ｎｏ」と判定するとともに、続くステップ１９２０にて補正反復回数Ｎの値が「２」であるか否かを判定すると、同ステップ１９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９２５に進む。

この時点では、過去の燃料噴射開始タイミングＩＮＪ０がθａであり、前回実図示トルクＴＱ１がＴＱａである。従って、ステップ１９２５に進んだＣＰＵ７１は、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪの値を、過去の（１回前の本ルーチンの実行時における）燃料噴射開始タイミングＩＮＪ０に所定の初期補正量Ａ（本例では、５°）を加えた値θｂに設定する。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９３０に進み前々回の燃焼サイクルにおける第ｎ気筒の実図示トルクである前々回実図示トルクＴＱ２を前回実図示トルクＴＱ１（ＴＱａ）に設定する。その後、ＣＰＵ７１は、上述したように、ステップ１９１５の処理を実行してステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθｂとなる。

そして、更に、１つの燃焼サイクルが経過すると、ＣＰＵ７１は、再び、図１９のルーチンの処理を開始する。この時点では、補正反復回数Ｎが３である。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９２０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９２０にて「Ｎｏ」と判定するとともに、続くステップ１９４０にて補正反復回数Ｎの値が「３」であるか否かを判定すると、同ステップ１９４０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９４５に進む。

ステップ１９４５に進んだＣＰＵ７１は、同ステップ１９４５にて前回実図示トルクＴＱ１が前々回実図示トルクＴＱ２以上であるか否かを判定する。この時点では、前回実図示トルクＴＱ１がＴＱｂであり、前々回実図示トルクＴＱ２がＴＱａである。従って、前回実図示トルクＴＱ１が前々回実図示トルクＴＱ２より大きいので、ＣＰＵ７１は、「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９５０に進み補正量Ｘの値を初期補正量Ａの値に設定する。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９５５に進み今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪの値を、過去の（１回前の本ルーチンの実行時における）燃料噴射開始タイミングＩＮＪ０（θｂ）に補正量Ｘ（本例では、５°）を加えた値θｃに設定する。更に、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９５５にて前々々回の燃焼サイクルにおける第ｎ気筒の実図示トルクである前々々回実図示トルクＴＱ３を前々回実図示トルクＴＱ２（ＴＱａ）に設定する。

その後、ＣＰＵ７１は、上述したように、ステップ１９３０及びステップ１９１５の処理を実行してステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθｃとなる。

そして、更に、１つの燃焼サイクルが経過すると、ＣＰＵ７１は、再び、図１９のルーチンの処理を開始する。この時点では、補正反復回数Ｎが４である。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９４０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９４０にて「Ｎｏ」と判定し、続くステップ１９７０にて前々回実図示トルクＴＱ２が前回実図示トルクＴＱ１より大きく、且つ、前々回実図示トルクＴＱ２が前々々回実図示トルクＴＱ３より大きいか否かを判定する。即ち、前々回実図示トルクＴＱ２の値が極大値であるか否かを判定する。

この時点では、前回実図示トルクＴＱ１がＴＱｃであり、前々回実図示トルクＴＱ２がＴＱｂであり、前々々回実図示トルクＴＱ３がＴＱａである。即ち、前々回実図示トルクＴＱ２が極大値である。従って、ＣＰＵ７１は、同ステップ１９７０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１９７５に進んで、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪの値を、補正量Ｘに負の符号を付した値（本例では、−５°）を過去の（１回前の本ルーチンの実行時における）燃料噴射開始タイミングＩＮＪ０（θｃ）に加えた値θｂに設定する。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１９８０に進み補正完了フラグＦｘの値を「１」に設定する。そして、ＣＰＵ７１は、ステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθｂとなる。

以降において、ＣＰＵ７１が図１９のルーチンの処理を開始すると、同ＣＰＵ７１は、ステップ１９０５に進んだとき、同ステップ１９０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１９９９に直接進み本ルーチンを一旦終了する。

このようにして、図１９のルーチンによれば、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態にあるとき、実図示トルクが最大となるように燃料噴射開始タイミングＩＮＪが補正される。これにより、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

以上、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となった時点において上記テーブルMapINJhに基づいて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪがθaである場合について説明した。ところで、同テーブルMapINJhに基づいて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪがθｂやθｃ等のいずれのタイミングであっても、上述した場合と同様に、燃料噴射開始タイミングＩＮＪは、実図示トルクが最大となるタイミングθｂに補正される。
一例として、上記テーブルMapINJhに基づいて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪがθｃである場合について説明する。

この場合において、ＣＰＵ７１が、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となってから図１９のルーチンを３回目に実行したとき、前回実図示トルクＴＱ１が図２０のＴｄであり、前々回実図示トルクＴＱ２がＴＱｃであり、及び、補正反復回数Ｎが３である。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９４５に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１９６０に進み補正量Ｘの値を初期補正量Ａに負の符号を付した値に設定する。その後、ＣＰＵ７１は、上述したように、ステップ１９５５、ステップ１９３０及びステップ１９１５の処理を実行してステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθｃとなる。

そして、更に、１つの燃焼サイクルが経過すると、ＣＰＵ７１は、再び、図１９のルーチンの処理を開始する。この時点では、前回実図示トルクＴＱ１がＴＱｃであり、前々回実図示トルクＴＱ２がＴＱｄであり、前々々回実図示トルクＴＱ３がＴＱｃであり、及び、補正反復回数Ｎが４である。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９７０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９７０にて「Ｎｏ」と判定して、続くステップ１９５５、ステップ１９３０及びステップ１９１５の処理を実行してステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθｂとなる。

そして、更に、１つの燃焼サイクルが経過すると、ＣＰＵ７１は、再び、図１９のルーチンの処理を開始する。この時点では、前回実図示トルクＴＱ１がＴＱｂであり、前々回実図示トルクＴＱ２がＴＱｃであり、前々々回実図示トルクＴＱ３がＴＱｄである。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９７０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９７０にて「Ｎｏ」と判定して、続くステップ１９５５、ステップ１９３０及びステップ１９１５の処理を実行してステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθａとなる。

そして、更に、１つの燃焼サイクルが経過すると、ＣＰＵ７１は、再び、図１９のルーチンの処理を開始する。この時点では、前回実図示トルクＴＱ１がＴＱａであり、前々回実図示トルクＴＱ２がＴＱｂであり、前々々回実図示トルクＴＱ３がＴＱｃである。従って、ＣＰＵ７１がステップ１９７０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１９７０にて「Ｙｅｓ」と判定して、続くステップ１９７５及びステップ１９８０の処理を実行してステップ１９９９に進み本ルーチンを一旦終了する。これにより、今回の燃焼サイクルにおける燃料噴射開始タイミングＩＮＪはθｂとなる。

以降において、ＣＰＵ７１が図１９のルーチンの処理を開始すると、同ＣＰＵ７１は、ステップ１９０５に進んだとき、同ステップ１９０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ１９９９に直接進み本ルーチンを一旦終了する。

このようにして、図１９のルーチンによれば、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態となった時点において上記テーブルMapINJhに基づいて決定された燃料噴射開始タイミングＩＮＪがθｃである場合であっても、実図示トルクに基づく燃料噴射開始タイミングＩＮＪの補正が完了した時点における燃料噴射開始タイミングＩＮＪを実図示トルクが最大となるタイミングθｂとすることができる。

ここで、上述したステップ１６２５以降の処理について説明する。ステップ１６２５において、ＣＰＵ７１は、実図示トルクに基づいて噴射燃料量τ及び吸気弁開弁タイミングＩＯをＦＢ補正するため、図２１のフローチャートに示したステップ２１００に進む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２１０５に進み後述する実図示トルク推定ルーチンにより推定された第ｎ気筒の前回実図示トルクＴＱ１を図１５のステップ２３５にて決定された目標図示トルクＴＱＴにより除することによって補正係数Ｌを決定する。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２１１０に進み上記図１５のステップ２４０にて決定された噴射燃料量τに上記ステップ２１０５にて決定された補正係数Ｌの逆数１／Ｌを乗じることにより噴射燃料量τを補正（更新）する。従って、補正係数Ｌが小さい（前回実図示トルクＴＱ１が小さい）ほど、噴射燃料量τは増加させられる。なお、ステップ２１０５及びステップ２１１０の処理が実行されることは、噴射燃料量補正手段の機能が達成されることに対応している。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ２１１５に進み実図示トルクに基づく吸気弁開弁タイミングの補正量ΔＩＯＴＱをテーブルMapΔIOTQh(Ｌ)に基づいて求める。ここで、テーブルMapΔIOTQhは、補正係数Ｌが小さくなるにつれて補正量ΔＩＯＴＱが負の向きに大きくなるように（即ち、吸気弁開弁タイミングＩＯをより進角させるように）予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２１２０に進み図１６のステップ１６０５にて補正された火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯに上記ステップ２１１５にて決定された補正量ΔＩＯＴＱを加えることにより同吸気弁開弁タイミングＩＯを補正（更新）する。このように、補正係数Ｌが小さい（前回実図示トルクＴＱ１が小さい）ほど、吸気弁開弁タイミングＩＯが進角側に補正されるので、燃焼室２５内に導入される空気量は増加させられる。

このようにして、目標図示トルクＴＱＴに対する第ｎ気筒の実図示トルクの比（即ち、補正係数Ｌ）に基づいて燃焼室２５内に形成される混合ガスに含まれる燃料量及び空気量がＦＢ補正される。従って、目標図示トルクＴＱＴ及び実図示トルクの時間に対する変化を表した図２２に示したように、本ルーチンによるＦＢ補正を行うことによって、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより一層近づけることができる。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２１９９及び図１６のステップ１６９９を経由して図１５のステップ１５９９に進んで図１５のルーチンの実行を一旦終了する。

次に、運転者がアクセルペダル６９を急激に踏み込むことにより、アクセルペダル操作量Accpが急激に増加した場合について説明する。この場合、内燃機関１０の負荷状態は、定常負荷状態ではない。従って、ＣＰＵ７１が図１５のルーチンを開始して図１６のステップ１６１５に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１６１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１６２０の処理（図１９のルーチンの処理）を実行することなく、上述したように、ステップ１６２５以降の処理を実行する。

（実最大熱発生率クランク角推定）
一方、ＣＰＵ７１は、図１８のルーチンの処理に用いた実最大熱発生率クランク角φＡＣＴを推定するため、図示しない実最大熱発生率クランク角推定ルーチンをクランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に第ｎ気筒専用に実行するようになっている。なお、実最大熱発生率クランク角推定ルーチンの処理が実行されることは、実燃焼状態量検出手段の機能の一部が達成されることに対応している。

熱発生率ｄＱ／ｄψは、燃焼室２５の容積Ｖと、燃焼室２５内のガスの圧力（筒内圧力）Ｐｃと、下記（１）式と、に基づいて求めることができる。
ｄＱ／ｄψ＝｛１／（κ−１）｝・｛Ｖ・（ｄＰｃ／ｄψ）
＋κ・Ｐｃ・（ｄＶ／ｄψ）｝…（１）
ここで、熱量Ｑの単位はジュールであり、κは比熱比である。

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、上記（１）式と、現時点の燃焼室２５の容積Ｖと、筒内圧力センサ６５により検出された現時点の筒内圧力Ｐｃと、に基づいて熱発生率ｄＱ／ｄψを算出する。

更に、ＣＰＵ７１は、算出された熱発生率ｄＱ／ｄψをクランク角と関連付けて１つの燃焼サイクル分だけＲＡＭ７３に記憶させる。加えて、ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３に記憶された１つの燃焼サイクル分の熱発生率ｄＱ／ｄψのうちの最大となる熱発生率ｄＱ／ｄψに対応するクランク角を実最大熱発生率クランク角φＡＣＴとして推定する。

（実図示トルク推定）
また、ＣＰＵ７１は、図２１のルーチンの処理に用いた実図示トルクＴＱ１を推定するため、図示しない実図示トルク推定ルーチンをクランク角が所定の微小なクランク角だけ変化する毎に第ｎ気筒専用に実行するようになっている。なお、実図示トルク推定ルーチンの処理が実行されることは、実図示トルク推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。

ある時点にて混合ガスの燃焼により第ｎ気筒のピストン２２に加えられる力に対応する瞬時トルクＴＱｉは、燃焼室２５の容積Ｖと、燃焼室２５内のガスの圧力（筒内圧力）Ｐｃと、下記（２）式と、に基づいて求めることができる。
ＴＱｉ＝Ｐｃ・（ｄＶ／ｄψ）…（２）

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、上記（２）式と、現時点の燃焼室２５の容積Ｖと、筒内圧力センサ６５により検出された現時点の筒内圧力Ｐｃと、に基づいて瞬時トルクＴＱｉを算出する。

更に、ＣＰＵ７１は、算出された瞬時トルクＴＱｉを１つの燃焼サイクル分だけＲＡＭ７３に記憶させる。加えて、ＣＰＵ７１は、ＲＡＭ７３に記憶された１つの燃焼サイクル分の瞬時トルクＴＱｉの平均値を実図示トルクＴＱ１として推定する。

一方、内燃機関１０の負荷状態が自着火運転領域Ｂにある場合について説明する。この場合、ＣＰＵ７１が図１５のルーチンの処理を開始し、ステップ２６５までの処理を実行すると、同ＣＰＵ７１はステップ１５１０に進み図２３のフローチャートに示した自着火運転用の制御量を補正するための自着火運転用の制御量補正ルーチンを実行する。このルーチンは、上記図１６に示した火花点火運転用の制御量補正ルーチンのステップ１６０５、ステップ１６１０及びステップ１６２５の処理をステップ２３０５、ステップ２３１０及びステップ２３２５の処理にそれぞれ置換した点のみにおいて同ルーチンと相違している。従って、以下、かかる相違点を中心として説明する。なお、この自着火運転用の制御量補正ルーチンの処理が実行されることは、制御量補正手段の機能が達成されることに対応している。

ＣＰＵ７１は、ステップ２３００から処理を開始してステップ２３０５に進み実際に燃焼室２５内に導入される空気量を上記自着火運転用の制御量決定ルーチンにて参照される各テーブルを予め決定する際に前提とした所定の基準空気量に一致させるため、図２４のフローチャートに示したステップ２４００に進む。なお、図２４のルーチンの処理が実行されることは、空気量補正手段の機能の一部が達成されることに対応している。また、バイパス弁開度ＯＢＶは、空気量パラメータを構成している。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２４０５に進み吸気管内温度センサ６３により検出された吸気管内温度Ｔｍを読み込む。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２４１０に進み吸気管内温度Ｔｍに基づくバイパス弁開度ＯＢＶの補正係数ＧＯＢＶをテーブルMapGOBVj(Tm)に基づいて求める。ところで、空気の温度が低くなるにつれて、吸気密度は高くなる。従って、吸気管内温度Ｔｍが所定の基準温度（本例では、５０℃）より低くなるにつれて、実際に燃焼室２５内に導入される空気量は増加する。従って、テーブルMapGOBVjは、図２５に示したように、吸気管内温度Ｔｍが低くなるにつれて補正係数ＧＯＢＶが大きくなるように（即ち、バイパス通路４８を通過する空気量が増加するように）予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２４１５に進み上記図１５のステップ２６５にて決定された自着火運転用のバイパス弁開度ＯＢＶに上記ステップ２４１０にて決定された補正係数ＧＯＢＶを乗じることにより同バイパス弁開度ＯＢＶを補正（更新）する。このように、吸気管内温度Ｔｍが低くなるにつれてバイパス弁開度ＯＢＶが大きくされるので、バイパス通路４８を通過する空気量が多くなって過給圧が低くなる。この結果、吸気管内温度Ｔｍの低下により吸気密度が高くなっても実際に燃焼室２５内に導入される空気量を基準空気量に一致させることができる。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２４９９を経由して図２３のステップ２３１０に進んで、熱発生率ｄＱ／ｄψに基づいて火花発生タイミングＳ、噴射燃料量τ及び吸気弁閉弁タイミングＩＣをフィードバック補正（ＦＢ補正）するため、図２６に示したステップ２６２０からステップ２６３５までの処理を図１８のステップ１８１５の処理の後に追加したルーチンを実行する。

このルーチンにおいては、ＣＰＵ７１は、ステップ１８０５にてテーブルMapφREFhに代えてテーブルMapφREFjを参照する。このテーブルMapφREFjは、テーブルMapφREFhと同様に、上記図示しない自着火運転用の制御量決定ルーチンにて参照される各テーブルを予め設定する際に、最大熱発生率クランク角を測定することにより予め設定されている。

ＣＰＵ７１がステップ１８１５までの処理を実行することにより自着火運転用の火花発生タイミングＳを補正すると、ＣＰＵ７１は、ステップ２６２０に進み噴射燃料量τの補正係数ＫＴＡＵをテーブルMapKTAUj(φREF-φACT)に基づいて求める。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２６２５に進み上記ステップ２６２０にて決定された補正係数ＫＴＡＵを上記図１５のステップ２６５にて決定された自着火運転用の噴射燃料量τに乗じることにより同噴射燃料量τを補正（更新）する。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ２６３０に進み基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦと実最大熱発生率クランク角φＡＣＴとの差に係数Gicjを乗じることにより補正量ΔＩＣを決定する。なお、補正量ΔＩＣは、ＡＴＤＣにより表される。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２６３５に進み上記図１５のステップ２６５にて決定された自着火運転用の吸気弁閉弁タイミングＩＣに上記ステップ２６３０にて決定された補正量ΔＩＣを加えることにより同吸気弁閉弁タイミングＩＣを補正（更新）する。

このように、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴが基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦより遅角側にある場合、吸気弁閉弁タイミングＩＣが進角側に補正される。これにより、実圧縮比が高められるので、混合ガスの温度がより早いタイミングにて自着火温度に到達する。一方、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴが基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦより進角側にある場合、吸気弁閉弁タイミングＩＣが遅角側に補正される。これにより、実圧縮比が低められるので、混合ガスの温度がより遅いタイミングにて自着火温度に到達する。このようにして、実最大熱発生率クランク角φＡＣＴを基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦに近づけることができる。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ１８９９を経由して、上述したように、ステップ１６１５及びステップ１６２０の処理を実行する。

次に、ＣＰＵ７１は、ステップ２３２５に進み実図示トルクに基づいて噴射燃料量τ、バイパス弁開度ＯＢＶ及び吸気弁開弁タイミングＩＯをＦＢ補正するため、図２１に示したステップ２１１５及びステップ２１２０の処理を図２７に示したステップ２７１５からステップ２７５５までの処理に置換したルーチンを実行する。

ＣＰＵ７１がステップ２１１０までの処理を実行することにより補正係数Ｌを決定するとともに噴射燃料量τを補正すると、ＣＰＵ７１は、ステップ２７１５に進み上記図２３のステップ２３０５にて補正されたバイパス弁開度ＯＢＶに上記ステップ２１０５にて決定された補正係数Ｌを乗じることによりバイパス弁開度ＯＢＶを補正（更新）する。従って、補正係数Ｌが小さい（前回実図示トルクＴＱ１が小さい）ほど、機械式過給機４５に流入する空気量が増加させられるので、燃焼室２５内に導入される空気量は増加させられる。

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２７２０に進み今回の本ルーチンの実行時における目標図示トルクＴＱＴと前回の本ルーチンの実行時における目標図示トルクＴＱＴ１との差の大きさが所定の目標図示トルク変化量ΔＴＱ（本例では、１０Ｎｍ）より小さいか否かを判定する。

いま、内燃機関１０の負荷状態が定常負荷状態であると仮定して説明を続ける。この仮定に従えば、目標図示トルクＴＱＴの値と目標図示トルクＴＱＴ１の値とは同じである。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ２７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２７２５に進み目標図示トルクＴＱＴ１の値を目標図示トルクＴＱＴの値に設定する。
そして、ＣＰＵ７１は、ステップ２１９９及び図２３のステップ２３９９を経由して図１５のステップ１５９９に進んで同図１５のルーチンの実行を一旦終了する。

次に、運転者がアクセルペダル操作量Accpを変更することにより、要求出力軸トルクＴＱＲが急激に減少した場合について説明する。上述したように、ＣＰＵ７１が図１５のルーチンを開始すると、同ＣＰＵ７１がステップ２６０に進んだとき、目標図示トルクＴＱＴを決定する。この場合、決定される目標図示トルクＴＱＴは、前回の本ルーチンの実行時にて決定された目標図示トルクＴＱＴより上記所定の実図示トルク変化量ΔＴＱ以上小さい値となる。

従って、ＣＰＵ７１が図２３のステップ１６１５に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ１６１５にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１６２０の処理（図１９のルーチンの処理）を実行することなくステップ２３２５に進む。

更に、ＣＰＵ７１が図２７のステップ２７２０に進んだとき、同ＣＰＵ７１は、同ステップ２７２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ２７５０に進み実図示トルクに基づく吸気弁開弁タイミングの補正量ΔＩＯＴＱをテーブルMapΔIOTQj(Ｌ)に基づいて求める。ここで、テーブルMapΔIOTQjは、補正係数Ｌが小さくなるにつれて補正量ΔＩＯＴＱが負の向きに大きくなるように（即ち、吸気弁開弁タイミングＩＯをより進角させるように）予め設定されている。

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ２７５５に進み図１５のステップ２６５にて決定された自着火運転用の吸気弁開弁タイミングＩＯに上記ステップ２７５０にて決定された補正量ΔＩＯＴＱを加えることにより同吸気弁開弁タイミングＩＯを補正（更新）する。

ところで、バイパス弁開度ＯＢＶが変更されると、同バイパス弁開度ＯＢＶの変更から所定の遅延時間が経過した後に、吸気管内圧力Ｐｍが変化する。従って、燃焼室２５内に導入される空気量は、バイパス弁開度ＯＢＶの変化に対して所定の遅延時間を伴って変化する。このため、目標図示トルクＴＱＴが急激に変化した際、上記ステップ２７１５によりバイパス弁開度ＯＢＶを補正しても同補正されたバイパス弁開度ＯＢＶに対応する空気量が燃焼室２５内に導入されない。

従って、目標図示トルクＴＱＴが急激に変化した際、上記ステップ２７５０及びステップ２７５５にて吸気弁開弁タイミングＩＯを補正することにより、目標図示トルクＴＱＴが急激に変化する場合であっても、燃焼室２５内に導入される空気量を適切に制御することができる。
そして、ＣＰＵ７１は、上述したように、ステップ２７２５の処理を実行してステップ２１９９に進み本ルーチンを一旦終了する。

以上、説明したように、本発明による内燃機関の制御装置の第３実施形態によれば、実際の燃焼状態量としての実最大熱発生率クランク角φＡＣＴが、図示トルクと制御量との関係を規定するマップを予め決定する際に前提とした基準燃焼状態量としての基準最大熱発生率クランク角φＲＥＦに一致するように、同マップに基づいて決定された制御量が補正される。これにより、基準燃焼状態と近しい燃焼状態にて混合ガスが燃焼するので、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより一層近づけることができる。この結果、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

更に、上記第３実施形態によれば、実図示トルクが最大となるように燃料噴射開始タイミングＩＮＪが補正される。これにより、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより一層近づけることができるので、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

また、上記第３実施形態によれば、決定されたバイパス弁開度ＯＢＶ又は吸気弁開弁タイミングＩＯが吸気管内温度Ｔｍに基づいて補正される。これにより、図示トルクと制御量との関係を規定するマップを予め決定する際に前提とした基準空気量に近しい量の空気を燃焼室２５内に実際に導入することができる。この結果、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

加えて、上記第３実施形態によれば、決定された噴射燃料量τ、吸気弁開弁タイミングＩＯ及びバイパス弁開度ＯＢＶは、実図示トルクが目標図示トルクＴＱＴに一致するように補正される。これにより、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴにより一層近づけることができる。この結果、出力軸トルクＴＱＯを要求出力軸トルクＴＱＲにより一層近づけることができる。

なお、上記第３実施形態は、自着火運転時、吸気管内温度Ｔｍが変化しても、燃焼室２５内に導入される空気量が基準空気量に一致するように、バイパス弁開度ＯＢＶを補正していた。ところで、自着火運転時においては、燃焼室２５内に導入される空気の温度が低いと、同燃焼室２５にて形成される混合ガスの温度も低くなる。従って、混合ガスが圧縮されても同混合ガスの温度が自着火温度に到達するタイミングが遅くなるので、自着火タイミングが遅れてしまう。このため、実図示トルクが目標図示トルクＴＱＴより小さくなってしまう。

そこで、上記第３実施形態は、自着火運転時、吸気管内温度Ｔｍが低くなるにつれて燃焼室２５内に導入される空気量が基準空気量より多くなるようにバイパス弁開度ＯＢＶを補正してもよい。この場合、燃焼室２５内のガスの圧力が高くなるので、実図示トルクを大きくすることができ、実図示トルクを目標図示トルクＴＱＴに近づけることができる。

また、上記第３実施形態は、空気量パラメータとして、吸気弁開弁タイミングＩＯ及びバイパス弁開度ＯＢＶを用いるように構成されていたが、これらに代えて、或いは、これらに加えて、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、排気弁開弁タイミングＥＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ又はスロットル弁開度ＯＴＶを用いるように構成されていてもよい。

更に、上記第３実施形態は、熱発生率に基づいて吸気弁閉弁タイミングＩＣをＦＢ補正するように構成されていたが、これに代えて、或いは、これに加えて、吸気弁開弁タイミングＩＯ、排気弁開弁タイミングＥＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ、バイパス弁開度ＯＢＶ又はスロットル弁開度ＯＴＶをＦＢ補正するように構成されていてもよい。

加えて、上記第３実施形態は、実図示トルクに基づいて吸気弁開弁タイミングＩＯ及びバイパス弁開度ＯＢＶをＦＢ補正するように構成されていたが、これらに代えて、或いは、これらに加えて、吸気弁閉弁タイミングＩＣ、排気弁開弁タイミングＥＯ、排気弁閉弁タイミングＥＣ又はスロットル弁開度ＯＴＶをＦＢ補正するように構成されていてもよい。

なお、本発明は上記各実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、２サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式は、それぞれ４サイクル自着火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、２サイクル自着火運転方式及び４サイクル自着火運転方式、２サイクル火花点火運転方式及び４サイクル火花点火運転方式、２サイクル火花点火運転方式及び４サイクル自着火運転方式又は２サイクル火花点火運転方式及び２サイクル自着火運転方式であってもよい。

本発明の第１実施形態に係る制御装置を４サイクル火花点火運転方式による運転と２サイクル自着火運転方式による運転とが可能な内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。 図１に示したＣＰＵが実行する制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが図２のフローチャートを実行する際に参照する運転領域マップである。 図１に示したＣＰＵが参照する吸気管内圧力及びエンジン回転速度と損失トルクとの関係を規定したテーブルを示した図である。 図１に示したＣＰＵが実行する火花点火運転用の制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 図１に示したＣＰＵが実行する内燃機関を駆動制御するためのルーチンを表すフローチャートである。 第１実施形態に係る内燃機関を４サイクル火花点火運転方式により運転しているときの吸気弁開弁タイミング、吸気弁閉弁タイミング、排気弁開弁タイミング、排気弁閉弁タイミング、燃料噴射開始タイミング及び火花発生タイミング等を概念的に示した説明図である。 第１実施形態に係る内燃機関を２サイクル自着火運転方式により運転しているときの吸気弁開弁タイミング、吸気弁閉弁タイミング、排気弁開弁タイミング、排気弁閉弁タイミング、燃料噴射開始タイミング及び火花発生タイミング等を概念的に示した説明図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置が実行する制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る制御装置が実行する火花点火運転用の損失トルクを補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る制御装置が参照する冷却水温度と冷却水温度に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置が参照するエンジンオイル温度とエンジンオイル温度に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置が参照する駆動吸気弁数と駆動吸気弁数に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 本発明の第２実施形態に係る制御装置が参照する駆動排気弁数と駆動排気弁数に基づく損失トルクの補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する制御量を決定するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する火花点火運転用の制御量を補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する吸気管内温度に基づく火花点火運転用の吸気弁開弁タイミングを補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する火花点火運転用の火花発生タイミングを熱発生率に基づいてフィードバック補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する火花点火運転用の燃料噴射開始タイミングを実図示トルクに基づいてフィードバック補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 燃料噴射開始タイミングに対する実図示トルクの変化を示したグラフである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する火花点火運転用の噴射燃料量及び吸気弁開弁タイミングを実図示トルクに基づいてフィードバック補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 図２１に示したルーチンによるフィードバック補正を行う場合における時間に対する実図示トルクの変化を同フィードバック補正を行わない場合と比較して示したグラフである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する自着火運転用の制御量を補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が実行する自着火運転用のバイパス弁開度を吸気管内温度に基づいて補正するためのルーチンを表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が参照する吸気管内温度と吸気管内温度に基づくバイパス弁開度の補正係数との関係を規定したテーブルを示した図である。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が自着火運転用の噴射燃料量及び吸気弁閉弁タイミングを熱発生率に基づいてフィードバック補正するために図１８に示したルーチンに加えて実行する処理を表すフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る制御装置が自着火運転用のバイパス弁開度及び吸気弁開弁タイミングを実図示トルクに基づいてフィードバック補正するために図２１に示したルーチンに加えて実行する処理を表すフローチャートである。

符号の説明

１０…内燃機関、２１…シリンダ、２２…ピストン、２４…クランク軸、２５…燃焼室、３１…吸気ポート、３２…吸気弁、３２ａ…吸気弁駆動機構、３３…排気ポート、３４…排気弁、３４ａ…排気弁駆動機構、３５…点火プラグ、３６…イグナイタ、３７…インジェクタ、３８…駆動回路、４１…インテークマニホールド、４２…サージタンク、４３…吸気ダクト、４５…機械式過給機、４７…スロットル弁、４８…バイパス通路、４９…バイパス弁、６２…吸気管内圧力センサ、６３…吸気管内温度センサ、６４…クランクポジションセンサ、６５…筒内圧力センサ、６６…冷却水温度センサ、６７…エンジンオイル温度センサ、６８…アクセル開度センサ、６９…アクセルペダル、７１…ＣＰＵ、７２…ＲＯＭ。

Claims (9)

1. シリンダと、前記シリンダ内を往復動するピストンと、コネクティングロッドを介して前記ピストンに連結され前記ピストンの往復動作により回転するクランク軸と、を備え、少なくとも前記シリンダと前記ピストンとにより構成される燃焼室内に燃料と空気とを含む混合ガスを形成するとともに形成された混合ガスを燃焼させる方式である運転方式を第１の運転方式と第２の運転方式とに切り替えて運転することが可能な内燃機関の制御装置であって、
   前記内燃機関の運転状態を検出するとともに、同検出された運転状態に基づいて前記クランク軸により前記内燃機関の外部に伝達される出力軸トルクとして要求される要求出力軸トルクを決定する要求出力軸トルク決定手段と、
   前記決定された要求出力軸トルクに基づいて前記運転方式を決定する運転方式決定手段と、
   前記内燃機関の運転に伴って発生するトルクであって、前記クランク軸が回転する向きと逆向きのトルクである損失トルクを少なくとも前記決定された運転方式に基づいて推定する損失トルク推定手段と、
   前記決定された要求出力軸トルクに前記推定された損失トルクを加えることにより目標図示トルクを決定する目標図示トルク決定手段と、
   前記第１の運転方式及び前記第２の運転方式の何れかにより前記混合ガスを燃焼させることにより前記ピストンに加えられる力に対応する図示トルクと前記内燃機関を運転するための制御量との関係であって予め記憶された関係と、前記決定された運転方式及び前記決定された目標図示トルクと、に基づいて同制御量を決定する制御量決定手段と、
   前記決定された制御量に基づいて前記内燃機関を運転する運転実行手段と、
   を備える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、
   前記損失トルク推定手段は、更に、吸気管内の空気の圧力である吸気管内圧力、エンジン回転速度、駆動する吸気弁の数である駆動吸気弁数、駆動する排気弁の数である駆動排気弁数、エンジンオイルの温度であるエンジンオイル温度及び冷却水の温度である冷却水温度のうちの少なくとも１つを損失トルク推定パラメータとして検出するとともに、同検出された損失トルク推定パラメータに基づいて前記損失トルクを推定する内燃機関の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記制御量決定手段により決定される制御量は、噴射される前記燃料の量である噴射燃料量、前記燃料を噴射するタイミングである燃料噴射タイミング、前記燃焼室内にて火花を発生するタイミングである火花発生タイミング、吸気弁と排気弁とをそれぞれ開閉するタイミングである弁開閉タイミング、吸気管を通過する空気の流量を制御するために同吸気管内に配設されたスロットル弁の開度であるスロットル弁開度及び過給機へ流入するための通路と同過給機を迂回するための通路とのそれぞれに流入する空気の流量を制御するためのバイパス弁の開度であるバイパス弁開度のうちの少なくとも１つを含む内燃機関の制御装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記混合ガスの燃焼状態を表す燃焼状態量の基準値である基準燃焼状態量を前記決定された目標図示トルクに基づいて決定する基準燃焼状態量決定手段と、
   実際の燃焼状態量である実燃焼状態量を検出する実燃焼状態量検出手段と、
   前記制御量決定手段により決定された制御量を前記検出された実燃焼状態量が前記決定された基準燃焼状態量に一致するように補正する制御量補正手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
5. 請求項４に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃焼状態量は、前記混合ガスの燃焼により発生する熱量のクランク角に対する変化率である熱発生率が１つの燃焼サイクルにおいて最大となるクランク角である最大熱発生率クランク角であり、
   前記実燃焼状態量検出手段は、前記燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力をクランク角に関連付けて検出するとともに、同検出された筒内圧力に基づいて実際の最大熱発生率クランク角を推定する内燃機関の制御装置。
6. 請求項３乃至請求項５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記制御量決定手段により決定される制御量は、少なくとも前記燃料噴射タイミングを含むとともに、
   前記混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに実際に加えられる力に対応する実図示トルクが最大となるように前記制御量決定手段により決定された燃料噴射タイミングを補正する燃料噴射タイミング補正手段を備える内燃機関の制御装置。
7. 請求項６に記載の内燃機関の制御装置において、
   前記燃料噴射タイミング補正手段は、前記燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力を検出し、同検出された筒内圧力に基づいて前記実図示トルクを推定するとともに、同推定された実図示トルクに基づいて前記決定された燃料噴射タイミングを補正する内燃機関の制御装置。
8. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記制御量決定手段により決定される制御量は、前記弁開閉タイミング及び前記バイパス弁開度のうちの少なくとも１つを空気量パラメータとして含むとともに、
   前記吸気管内の空気の温度である吸気管内温度を検出するとともに、同検出された吸気管内温度に基づいて前記制御量決定手段により決定された空気量パラメータを補正する空気量補正手段を備える内燃機関の制御装置。
9. 請求項３に記載の内燃機関の制御装置であって、
   前記制御量決定手段により決定される制御量は、前記噴射燃料量を少なくとも含むとともに、
   前記燃焼室内のガスの圧力である筒内圧力を検出するとともに、同検出された筒内圧力に基づいて前記混合ガスが燃焼することにより前記ピストンに実際に加えられる力に対応する実図示トルクを推定する実図示トルク推定手段と、
   前記推定された実図示トルクが前記決定された目標図示トルクに一致するように前記制御量決定手段により決定された噴射燃料量を補正する噴射燃料量補正手段と、
   を備える内燃機関の制御装置。
   

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