JPH116435A - 圧縮着火エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】自己着火が可能で且つ自己着火による着火時期
を適正時期に得られる状態となったときに点火プラグに
よる強制点火から自己着火に移行させる。 【解決手段】点火プラグの点火により強制点火を行う点
火時期ＴADVをエンジン運転状態に基づいて設定すると
共に、燃焼室内の混合気に着火し燃焼ガスのイオンの存
在により該イオンを介して流れるイオン電流に基づいて
着火時期τAを検出する。そして、上記着火時期τAから
点火時期ＴADVを減算し、この減算値（τA−ＴADV）
を、設定値ＴSETと比較することで、適正時期で自己着
火が可能か否かを判断する（S15）。そして、τA−ＴAD
V≦ＴSETのとき、自己着火を行わせるための圧縮着火制
御を指示する圧縮着火制御フラグＦCOMPをセットするこ
とで（S23）、点火プラグの点火による強制点火を中止
して自己着火に移行させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、所定の運転領域に
おいて点火プラグの放電による火花点火によらず自己着
火を行う圧縮着火エンジンの制御装置に関し、詳しく
は、点火プラグによる強制点火から自己着火へ適切に移
行させることが可能な圧縮着火エンジンの制御装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、リーン空燃比での運転を実施
し、ポンピングロスの低減や理論熱効率の向上により燃
費を向上するリーンバーンエンジンが採用されている。
しかし、大幅な燃費向上を目的として空燃比を更にリー
ン化して極希薄燃焼による運転を行うと、着火ミス（失
火）や燃焼の遅延によって熱効率の悪化が生じる。

【０００３】これに対処するに、エンジンの高圧縮比化
または吸気加熱等により燃焼室内での混合気の温度を上
昇させ、所定の運転領域において、点火プラグの放電に
よる火花点火すなわち強制点火によらず、圧縮行程終期
ないし上死点付近で自己点火いわゆる自己着火を行わせ
る圧縮着火エンジンが提案されている（社団法人 自動
車技術会／学術講演会前刷集９５１／第３０９〜３１２
頁 「８０ ガソリン予混合圧縮点火エンジンの研究」
（9534702）／１９９５年５月発行、或いは、特開昭６
２−１５７２２０号公報等）。

【０００４】ここで、上記特開昭６２−１５７２２０号
公報には、エンジン始動時、エンジン暖機未完了時、エ
ンジン高負荷時には、自己着火を行うことができないた
め、このときには、点火プラグの点火による強制点火を
行い、これ以外の時に、自己着火を行わせることが開示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記先
行例においては、単に、エンジン始動、エンジン暖機状
態、及びエンジン負荷を判断しているに過ぎず、エンジ
ンの燃焼状態を判断していないため、自己着火が不能な
状態、或いは自己着火において適正な着火時期を得るこ
とができない状態下においても、点火プラグの点火によ
る強制点火から自己着火へ切換わる不都合がある。

【０００６】その結果、エンジンの着火ミス（失火）を
生じたり、自己着火において適正な着火時期を得ること
ができず、異常燃焼が発生し、エンジンに悪影響を及ぼ
したり、燃費や排気エミッションが悪化する等の不都合
が発生する。

【０００７】本発明は、上記事情に鑑み、自己着火が可
能で且つ自己着火による着火時期を適正に得られる状態
となったときに、点火プラグによる強制点火から自己着
火へ移行させることが可能な圧縮着火エンジンの制御装
置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、所定運転領域の下で、点火
プラグの放電による火花点火によらず圧縮行程終期ない
し上死点付近で自己着火を行う圧縮着火エンジンの制御
装置において、図１の基本構成図に示すように、点火プ
ラグの点火により強制点火を行う点火時期をエンジン運
転状態に基づいて設定する点火時期設定手段と、燃焼室
内の混合気が着火し燃焼ガスのイオンの存在により該イ
オンを介して流れるイオン電流に基づいて着火時期を検
出する着火時期検出手段と、上記点火時期と着火時期と
の差を所定値と比較し、差が所定値以下となったとき、
自己着火を行わせる圧縮着火制御への移行条件が成立し
たと判断する圧縮着火制御移行条件判別手段と、圧縮着
火制御への移行条件成立時、点火プラグの点火による強
制点火を中止して自己着火に移行させる圧縮着火制御移
行手段とを備えたことを特徴とする。

【０００９】請求項２記載の発明は、請求項１記載の発
明において、上記圧縮着火制御移行手段は、圧縮着火制
御への移行条件の成立時、点火プラグの点火による強制
点火を中止して自己着火に移行させ、混合気の空燃比を
リーン化することを特徴とする。

【００１０】請求項３記載の発明は、請求項１或いは請
求項２記載の発明において、上記圧縮着火制御移行条件
判別手段は、更に、エンジン回転数及びエンジン負荷を
判断し、エンジン回転数及びエンジン負荷によるエンジ
ン運転領域が略同一領域にあるエンジン定常運転状態
で、且つ、上記点火時期と着火時期との差が所定値以下
となったとき、自己着火を行わせる圧縮着火制御への移
行条件が成立したと判断することを特徴とする。

【００１１】請求項４記載の発明は、請求項３記載の発
明において、上記圧縮着火制御移行条件判別手段は、更
に、エンジン温度を判断し、エンジン温度が所定値以上
のエンジン暖機完了状態であり、且つ、エンジン回転数
及びエンジン負荷によるエンジン運転領域が略同一領域
にあるエンジン定常運転状態で、且つ、上記点火時期と
着火時期との差が所定値以下となったとき、自己着火を
行わせる圧縮着火制御への移行条件が成立したと判断す
ることを特徴とする。

【００１２】請求項５記載の発明は、請求項１ないし請
求項４記載の発明において、上記圧縮着火制御移行条件
判別手段は、上記圧縮着火制御への移行条件成立の継続
時間が所定期間に達したとき、自己着火を行わせる圧縮
着火制御への移行条件が成立したと判断することを特徴
とする。

【００１３】すなわち、請求項１記載の発明では、点火
プラグの点火により強制点火を行う点火時期をエンジン
運転状態に基づいて設定すると共に、燃焼室内の混合気
に着火し燃焼ガスのイオンの存在により該イオンを介し
て流れるイオン電流に基づいて着火時期を検出する。そ
して、上記点火時期と着火時期との差を所定値と比較
し、差が所定値以下となったとき、自己着火を行わせる
圧縮着火制御への移行条件が成立したと判断し、点火プ
ラグによる強制点火を中止して自己着火に移行させる。
ここで、エンジン温度の上昇に伴い燃焼変動が減少して
燃焼が安定化すると共に燃焼速度が早くなり、点火プラ
グによる点火後、着火が検出されるまでの時間が短縮す
る。従って、点火プラグによる強制点火から自己着火へ
の移行条件として、点火時期と着火時期との差を求めて
所定値と比較することで、エンジン燃焼状態を判断する
ことが可能となり、自己着火への移行条件を適切に判断
して、適正時期で自己着火が可能な状態下において、的
確に自己着火に移行させることが可能となる。

【００１４】請求項２記載の発明では、圧縮着火制御へ
の移行条件の成立時、自己着火へ移行するに際して、混
合気空燃比をリーン化することで、熱効率の向上と、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘ等の有害排気ガス成分を低く抑えることが可
能となる。

【００１５】請求項３記載の発明では、圧縮着火制御へ
の移行条件を判別するに際して、更に、エンジン回転数
及びエンジン負荷を判断する。そして、エンジン回転数
及びエンジン負荷によるエンジン運転領域が略同一領域
にあるエンジン定常運転状態で、且つ、上記点火時期と
着火時期との差が所定値以下となったとき、自己着火を
行わせる圧縮着火制御への移行条件の成立と判断し、自
己着火に移行させる。

【００１６】また、請求項４記載の発明では、圧縮着火
制御への移行条件を判別するに際し、更に、エンジン温
度を判断する。そして、エンジン温度が所定値以上のエ
ンジン暖機完了状態であり、且つ、エンジン回転数及び
エンジン負荷によるエンジン運転領域が略同一領域にあ
るエンジン定常運転状態で、且つ、上記点火時期と着火
時期との差が所定値以下となったとき、自己着火を行わ
せる圧縮着火制御への移行条件の成立と判断し、自己着
火に移行させる。

【００１７】更に、請求項５記載の発明では、圧縮着火
制御への移行条件を判別するに際して、上記圧縮着火制
御への移行条件成立の継続時間が所定期間に達したと
き、自己着火を行わせる圧縮着火制御への移行条件が成
立したと判断し、自己着火に移行させる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図２〜図２１は本発明の実施の第
１形態を示す。

【００１９】先ず、図１７に基づいて圧縮着火エンジン
の概略構成について説明する。符号１は圧縮着火エンジ
ンの一例としての自動車等の車輌用の圧縮着火エンジン
であり、図においては水平対向型４サイクル４気筒ガソ
リンエンジンを示す。尚、本実施の形態においては、圧
縮着火エンジン１は、リーンバーンエンジンをベースと
するものであるが、理論空燃比（ストイキオ）での運転
を基本とする通常のエンジンをベースとしてもよい。

【００２０】本実施の形態においては、この圧縮着火エ
ンジン（以下、単に「エンジン」と略記する）１は、吸
気加熱手段の一例として後述する排気ガス還流装置２５
を採用し、排気ガス還流による吸気加熱と高圧縮比（例
えば、本実施の形態においては、圧縮比＝１１〜１２）
とにより燃焼室内での混合気の温度を上昇させ、所定の
運転領域において、点火プラグの放電による火花点火す
なわち強制点火によらず、圧縮行程終期ないし圧縮上死
点付近で自己点火いわゆる自己着火を行う。

【００２１】このエンジン１のシリンダブロック１ａの
左右両バンクには、シリンダヘッド２がそれぞれ設けら
れ、各シリンダヘッド２に吸気ポート２ａと排気ポート
２ｂが形成されている。

【００２２】このエンジン１の吸気系は、各吸気ポート
２ａにインテークマニホルド３が連通され、このインテ
ークマニホルド３に各気筒の吸気通路が集合するエアチ
ャンバ４を介してスロットルチャンバ５が連通され、更
に、このスロットルチャンバ５の上流側に吸気管６を介
してエアクリーナ７が取り付けられ、このエアクリーナ
７がエアインテークチャンバ８に連通されている。

【００２３】また、上記スロットルチャンバ５には、ア
クセルペダルに連動するスロットル弁５ａが設けられて
いる。上記吸気管６には、スロットル弁５ａをバイパス
するバイパス通路９が接続され、このバイパス通路９
に、アイドル時にその弁開度によって該バイパス通路９
を流れるバイパス空気量を調整することでアイドル回転
数を制御するアイドル回転数制御弁（ＩＳＣ弁）１０が
介装されている。

【００２４】さらに、上記インテークマニホルド３の各
気筒の吸気ポート２ａの直上流にインジェクタ１１が配
設されている。上記インジェクタ１１は燃料供給路１２
を介して燃料タンク１３に連通されており、この燃料タ
ンク１３にはインタンク式の燃料ポンプ１４が設けられ
ている。この燃料ポンプ１４からの燃料は、上記燃料供
給路１２に介装された燃料フィルタ１５を経て上記イン
ジェクタ１１及びプレッシャレギュレータ１６に圧送さ
れ、このプレッシャレギュレータ１６から上記燃料タン
ク１３にリターンされて上記インジェクタ１１への燃料
圧力が所定の圧力に調圧される。

【００２５】一方、上記シリンダヘッド２の各気筒毎
に、先端の放電電極１８ａを燃焼室１７に露呈する点火
プラグ１８が取り付けられ、この点火プラグ１８に、各
気筒毎に配設された点火コイル１９を介してイグナイタ
２０が接続されている。

【００２６】また、エンジン１の排気系としては、上記
シリンダヘッド２の各排気ポート２ｂに連通するエキゾ
ーストマニホルド２１の集合部に排気管２２が連通さ
れ、この排気管２２に触媒コンバータ２３が介装されて
マフラ２４に連通されている。

【００２７】一方、エンジン１には、排気ガス還流（以
下、「ＥＧＲ」と略称する）を行うためのＥＧＲ装置２
５が設けられている。このＥＧＲ装置２５は、シリンダ
ヘッド２の少なくとも１つの上記排気ポート２ｂからス
ロットル弁５ａ下流のエアチャンバ４に排気ガスを還流
させるＥＧＲ通路２６が接続され、このＥＧＲ通路２６
に、排気ガス還流量調整弁の一例として、内蔵したステ
ッピングモータによって駆動されるステッピングモータ
駆動式のＥＧＲ弁２７が介装されている。このＥＧＲ弁
２７の制御量は、後述する電子制御装置５０（図２１参
照）によって演算される。そして、この制御量に対応し
て該電子制御装置５０から出力される駆動信号に応じて
ステッピングモータが作動し、ステッピングモータの作
動によってＥＧＲ弁２７の弁開度が調整される。

【００２８】尚、本実施の形態においては、上記制御量
が００Ｈのとき、ＥＧＲ弁２７が全閉となり排気ガスの
還流、すなわちＥＧＲが停止され、制御量がＦＦＨのと
き、ＥＧＲ弁２７は全開となる。そして、制御量が００
Ｈ〜ＦＦＨの間で設定され、この制御量に対応した駆動
信号に応じてＥＧＲ弁２７の弁開度が調整されて、ＥＧ
Ｒ量すなわちＥＧＲ率が制御される。

【００２９】次に、エンジン運転状態を検出するための
センサ類について説明する。

【００３０】符号３０は、絶対圧センサであり、吸気管
圧力／大気圧切換ソレノイド弁３１の切換えに応じて上
記エアチャンバ４と大気とに選択的に連通し、スロット
ル弁５ａ下流の実吸気管圧力としてエアチャンバ４内の
吸気圧と、大気圧とを絶対圧で検出する。また、上記吸
気管６の上記エアクリーナ７の直下流に、ホットワイヤ
或いはホットフィルム等を用いた熱式の吸入空気量セン
サ３２が介装され、更に、上記スロットルチャンバ５に
設けられたスロットル弁５ａに、スロットル開度センサ
３３ａとスロットル弁５ａの全閉でＯＮするアイドルス
イッチ３３ｂとを内蔵したスロットルセンサ３３が連設
されている。

【００３１】また、エンジン１のシリンダブロック１ａ
にノックセンサ３４が取り付けられていると共に、シリ
ンダブロック１ａの左右バンクを連通する冷却水通路３
５に冷却水温センサ３６が臨まされている。また、上記
触媒コンバータ２３の上流に空燃比センサの一例とし
て、空燃比に応じてリニアな出力特性を有するリニアＯ
2 センサ３７が配設されている。

【００３２】更に、上記ＥＧＲ通路２６に該ＥＧＲ通路
２６を流れる還流排気ガス（以下、「ＥＧＲガス」と称
する）の温度を検出するＥＧＲガス温度センサ３８が介
装されている。

【００３３】また、エンジン１のクランクシャフト３９
に軸着するクランクロータ４０の外周に、クランク角セ
ンサ４１が対設され、更に、クランクシャフト３９に対
して１／２回転するカムシャフト４２に連設するカムロ
ータ４３に、気筒判別用のカム角センサ４４が対設され
ている。

【００３４】上記クランクロータ４０は、図１８に示す
ように、その外周に突起４０ａ，４０ｂ，４０ｃが形成
され、これらの各突起４０ａ，４０ｂ，４０ｃが、各気
筒（＃１，＃２気筒と＃３，＃４気筒）の圧縮上死点前
（ＢＴＤＣ）θ1，θ2，θ3の位置に形成されている。
本実施の形態においては、θ1＝９７°ＣＡ，θ2＝６５
°ＣＡ，θ3＝１０°ＣＡである。

【００３５】また、図１９に示すように、上記カムロー
タ４３の外周には、気筒判別用の突起４３ａ，４３ｂ，
４３ｃが形成され、突起４３ａが＃３，＃４気筒の圧縮
上死点後（ＡＴＤＣ）θ4の位置に形成され、突起４３
ｂが３個の突起で構成されて最初の突起が＃１気筒のＡ
ＴＤＣθ5の位置に形成されている。更に、突起４３ｃ
が２個の突起で構成され、最初の突起が＃２気筒のＡＴ
ＤＣθ6の位置に形成されている。本実施の形態におい
ては、θ4＝２０°ＣＡ，θ5＝５°ＣＡ，θ6＝２０°
ＣＡである。

【００３６】そして、図１３のタイムチャートに示すよ
うに、エンジン運転に伴いクランクシャフト３９及びカ
ムシャフト４２の回転により上記クランクロータ４０及
びカムロータ４３が回転して、クランクロータ４０の各
突起が上記クランク角センサ４１によって検出され、ク
ランク角センサ４１からθ1，θ2，θ3（ＢＴＤＣ９７
°，６５°，１０°）の各クランクパルスがエンジン１
／２回転（１８０°ＣＡ）毎に出力される。一方、θ3
クランクパルスとθ1クランクパルスとの間で上記カム
ロータ４３の各突起が上記カム角センサ４４によって検
出され、カム角センサ４４から所定数のカムパルスが出
力される。

【００３７】そして、後述の電子制御装置５０（図２１
参照）において、上記クランク角センサ４１から出力さ
れるクランクパルスの入力間隔時間Ｔθに基づいてエン
ジン回転数ＮEを算出し、また、各気筒の燃焼行程順
（例えば、＃１気筒→＃３気筒→＃２気筒→＃４気筒）
と、上記カム角センサ４４からのカムパルスをカウンタ
によって計数した値とのパターンに基づいて、燃料噴射
対象気筒や点火対象気筒等の気筒判別を行う。

【００３８】また、図１７において符号４５は、燃焼室
１７内の混合気に着火して、その火炎により点火プラグ
１８の放電電極１８ａ間の放電間隙に燃焼ガスのイオン
が存在するとき、このイオンを介して流れるイオン電流
を検出するイオン電流検出回路である。本実施の形態に
おいては、特定気筒（例えば、＃１気筒）にのみ対応し
てイオン電流検出回路４５が配設されるが、全気筒に対
してそれぞれイオン電流検出回路を配設するようにして
もよい。

【００３９】このイオン電流検出回路４５は、図２０に
示すように、高圧電源４６により高電圧（例えば、５０
０Ｖ）のイオン電流電源が与えられ、この高圧電源４６
と、点火コイル１９の２次側及び点火プラグ１８の放電
電極１８ａの接続間との間に、イオン電流検出用抵抗Ｒ
及び逆流防止用のダイオードＤを直列接続し、更に上記
イオン電流検出用抵抗Ｒに電圧センサ４５ａを並列接続
して構成される。尚、図１７において、符号６０は電源
リレーであり、イグニッションスイッチ（同図において
はＩＧで示す）のＯＮによってＯＮし、電子制御装置５
０及び点火コイル１９等に電源が与えられる。

【００４０】ここで、高圧電源４６によりイオン電流検
出回路４５を介して点火プラグ１８に直流電圧を印加す
ると、正常着火してその火炎により点火プラグ１８の放
電電極１８ａ間に燃焼ガスのイオンが存在するとき、こ
のイオンを介してイオン電流が流れる。従って、イオン
電流が流れると、上記イオン電流検出回路４５のイオン
電流検出用抵抗Ｒの両端子間に電位差が生じ、この電位
差を電圧センサ４５ａで検出することで、イオン電流を
検出することができる。

【００４１】尚、このイオン電流検出回路については、
特開平６−２４１１０８号公報等により周知である。

【００４２】図１４に、上記イオン電流検出回路４５の
電圧センサ４５ａの出力電圧、すなわちイオン電流検出
回路４５により検出されるイオン電流のタイムチャート
を示す。電子制御装置５０からイグナイタ２０を介して
パルス波形の点火信号が出力されると（図１３参照）、
点火コイル１９の一次側に一次電流が流れる。そして、
点火信号の立下がりにより一次電流が遮断し（ドエルカ
ット）、点火コイルの２次側に高圧の二次電圧が誘起さ
れ、点火プラグ１８の放電電極１８ａ間が絶縁破壊され
て火花放電（スパーク）が行われる。そして、この点火
火花によるイオン電流が流れる。

【００４３】尚、点火プラグ１８の放電による火花点火
すなわち強制点火によらず、圧縮行程終期ないし上死点
付近で自己点火いわゆる自己着火を行う圧縮着火制御時
には、点火信号が出力されず（図１３参照）、このとき
には、点火火花によるイオン電流は発生しない。

【００４４】そして、火花点火或いは自己点火によっ
て、燃焼室１７内の混合気に着火して、その火炎により
点火プラグ１８の放電電極１８ａ間に燃焼ガスのイオン
が存在するとき、このイオンを介してイオン電流が流れ
る。

【００４５】従って、このイオン電流をイオン電流検出
回路４５により検出し、イオン電流検出回路４５の電圧
センサ４５ａの出力電圧を電子制御装置５０に入力し、
この電圧値を電子制御装置５０においてモニタすること
で、着火時期を判断することが可能である。

【００４６】次に、電子制御系の回路構成について説明
する。

【００４７】上記ＥＧＲ弁２７、インジェクタ１１、点
火プラグ１８、ＩＳＣ弁１０等のアクチュエータ類に対
する制御量の演算、この制御量に対応する駆動信号の出
力、すなわち吸気温度制御を含むＥＧＲ制御、燃料噴射
制御、点火制御、アイドル回転数制御等のエンジン制御
は、図２１に示す電子制御装置（ＥＣＵ）５０によって
行われる。

【００４８】上記ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ５１、ＲＯＭ５
２、ＲＡＭ５３、バックアップＲＡＭ５４、カウンタ・
タイマ群５５、及びＩ／Ｏインターフェイス５６がバス
ラインを介して互いに接続されるマイクロコンピュータ
を中心として構成され、各部に安定化電源を供給する定
電圧回路５７、上記Ｉ／Ｏインターフェイス５６に接続
される駆動回路５８及びＡ／Ｄ変換器５９等の周辺回路
が内蔵されている。

【００４９】尚、上記カウンタ・タイマ群５５は、フリ
ーランカウンタ、カム角センサ信号（カムパルス）の入
力計数用カウンタ等の各種カウンタ、燃料噴射用タイ
マ、点火用タイマ、定期割り込みを発生させるための定
期割り込み用タイマ、クランク角センサ信号（クランク
パルス）の入力間隔計時用タイマ、エンジン始動後の経
過時間を計時する始動後時間計時用タイマ、着火時期を
計時するための着火時期計時用タイマ、及びシステム異
常監視用のウオッチドッグタイマ等の各種タイマを便宜
上総称するものであり、その他、各種のソフトウエアカ
ウンタ・タイマが用いられる。

【００５０】上記定電圧回路５７は、２回路のリレー接
点を有する電源リレー６０の第１のリレー接点を介して
バッテリ６１に接続され、バッテリ６１に、上記電源リ
レー６０のリレーコイルがイグニッションスイッチ６２
を介して接続されている。また、上記定電圧回路５７
は、直接、上記バッテリ６１に接続されており、イグニ
ッションスイッチ６２がＯＮされて電源リレー６０の接
点が閉となるとＥＣＵ５０内の各部へ電源を供給する一
方、上記イグニッションスイッチ６２のＯＮ，ＯＦＦに
拘らず、常時、上記バックアップＲＡＭ５４にバックア
ップ用の電源を供給する。更に、上記バッテリ６１に
は、燃料ポンプリレー６３のリレー接点を介して燃料ポ
ンプ１４が接続されている。尚、上記電源リレー６０の
第２のリレー接点には、上記バッテリ５１から上記点火
コイル１９を含む各アクチュエータに電源を供給するた
めの電源線が接続されている。

【００５１】上記Ｉ／Ｏインターフェイス５６の入力ポ
ートには、アイドルスイッチ３３ｂ、ノックセンサ３
４、クランク角センサ４１、カム角センサ４４、車速を
検出するための車速センサ４７、及び始動状態を検出す
るためにスタータスイッチ４８が接続されており、更
に、上記Ａ／Ｄ変換器５９を介して、絶対圧センサ３
０、吸入空気量センサ３２、スロットル開度センサ３３
ａ、冷却水温センサ３６、Ｏ2センサ３７、ＥＧＲガス
温度センサ３８、及び電圧センサ４５ａが接続されると
共に、バッテリ電圧ＶBが入力されてモニタされる。

【００５２】一方、上記Ｉ／Ｏインターフェイス５６の
出力ポートには、上記燃料ポンプリレー６３のリレーコ
イル、ＩＳＣ弁１０、インジェクタ１１、ＥＧＲ弁２
７、及び吸気管圧力／大気圧切換ソレノイド弁３１が上
記駆動回路５８を介して接続されると共に、イグナイタ
２０が接続されている。

【００５３】上記ＣＰＵ５１では、ＲＯＭ５２に記憶さ
れている制御プログラムに従って、Ｉ／Ｏインターフェ
イス５６を介して入力されるセンサ・スイッチ類からの
検出信号、及びバッテリ電圧等を処理し、ＲＡＭ５３に
格納される各種データ、及びバックアップＲＡＭ５４に
格納されている各種学習値データ，ＲＯＭ５２に記憶さ
れている固定データ等に基づき、ＥＧＲ弁２７に対する
制御量、燃料噴射量、点火時期、ＩＳＣ弁１０に対する
駆動信号のデューティ比等を演算し、吸気温度制御を含
むＥＧＲ制御、燃料噴射制御、点火制御、アイドル回転
数制御等のエンジン制御を行う。

【００５４】このようなエンジン制御系において、ＥＣ
Ｕ５０では、点火プラグ１８の点火により強制点火を行
う点火時期ＴADVをエンジン運転状態に基づいて設定す
ると共に、燃焼室１７内の混合気に着火し燃焼ガスのイ
オンの存在により該イオンを介して流れるイオン電流に
基づいて着火時期τAを検出する。そして、上記点火時
期ＴADVと着火時期τAとの差を所定値と比較し、差が所
定値以下となったとき、自己着火を行わせる圧縮着火制
御への移行条件が成立したと判断し、点火プラグ１８の
点火による強制点火を中止して自己着火に移行させる。
ここで、エンジン温度の上昇に伴い燃焼変動が減少して
燃焼が安定化すると共に燃焼速度が早くなり、点火プラ
グ１８による点火後、着火が検出されるまでの時間が短
縮する。従って、点火プラグ１８の点火による強制点火
から自己着火への移行条件として、点火時期ＴADVと着
火時期τAとの差を求めて所定値と比較することで、エ
ンジン燃焼状態を判断することが可能となり、自己着火
への移行条件を適切に判断して、適正時期で自己着火が
可能な状態下において、的確に自己着火に移行させるこ
とが可能となる。

【００５５】更に、本実施の形態では、圧縮着火制御へ
の移行条件の成立時、自己着火へ移行するに際し、混合
気空燃比をリーン化することで、熱効率の向上と、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘ等の有害な排気ガス成分を低く抑えることが
可能となる。

【００５６】また、圧縮着火制御への移行条件を判別す
るに際し、更に、エンジン回転数ＮE及びエンジン負荷
を判断すると共に、エンジン温度を判断する。そして、
エンジン温度が所定値以上のエンジン暖機完了状態であ
り、且つ、エンジン回転数ＮE及びエンジン負荷による
エンジン運転領域が略同一領域にあるエンジン定常運転
状態で、且つ、上記点火時期ＴADVと着火時期τAとの差
が所定値以下となったとき、この状態の継続時間を計時
する。そして、この圧縮着火制御への移行条件成立の継
続時間が所定期間に達したとき、自己着火を行わせる圧
縮着火制御への移行条件が成立したと判断し、自己着火
に移行させる。

【００５７】すなわち、ＥＣＵ５０は、本発明に係る点
火時期設定手段、着火時期検出手段、圧縮着火制御移行
条件判別手段、圧縮着火制御移行手段としての機能を実
現する。

【００５８】以下、上記ＥＣＵ５０によって実行される
本発明に係る制御処理について、図２〜図１２に示すフ
ローチャートに従って説明する。

【００５９】先ず、イグニッションスイッチ６２がＯＮ
され、ＥＣＵ５０に電源が投入されると、システムがイ
ニシャライズされ、バックアップＲＡＭ５４に格納され
ている各種学習値等のデータを除く、各フラグ、各カウ
ンタ類、及び各タイマが初期化される。そして、スター
タスイッチ４８がＯＮされてエンジンが起動すると、ク
ランク角センサ４１からのクランクパルス入力毎に、図
２に示す気筒判別／エンジン回転数算出ルーチンが実行
される。

【００６０】この気筒判別／エンジン回転数算出ルーチ
ンでは、エンジン運転に伴いクランクロータ４０が回転
してクランク角センサ４１からのクランクパルスが入力
されると、先ず、ステップS1で、今回入力されたクラン
クパルスがθ1，θ2，θ3の何れのクランク角に対応す
る信号かをカム角センサ４４からのカムパルスの入力パ
ターンに基づいて識別し、ステップS2で、クランクパル
スとカムパルスとの入力パターンから現在の圧縮行程気
筒すなわち点火対象気筒、着火対象気筒や、燃料噴射対
象気筒等の気筒判別を行う。

【００６１】すなわち、図１３のタイムチャートに示す
ように、例えば、前回クランクパルスが入力してから今
回クランクパルスが入力されるまでの間にカムパルス入
力が有れば、今回のクランクパルスはθ1クランクパル
スであると識別でき、更に次回入力されるクランクパル
スはθ2クランクパルスと識別できる。

【００６２】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルス入力が無く、前々回と前回のクランクパ
ルス入力間にカムパルス入力が有ったときには、今回の
クランクパルスはθ2クランクパルスと識別でき、次回
入力されるクランクパルスはθ3クランクパルスと識別
できる。また、前回と今回との間、及び前々回と前回と
のクランクパルス入力間に、何れもカムパルス入力が無
いときには、今回入力されたクランクパルスはθ3クラ
ンクパルスと識別でき、次回入力されるクランクパルス
はθ1クランクパルスと識別できる。

【００６３】さらに、前回と今回とのクランクパルス入
力間にカムパルスが３個入力（突起４３ｂに対応するθ
5カムパルス）したときには、次の圧縮上死点は＃３気
筒であり、現在の圧縮行程気筒（点火対象気筒、着火対
象気筒）は＃３気筒、次回の燃料噴射対象気筒は、その
２つ後の＃４気筒と判別することができる。また、前回
と今回のクランクパルス入力間にカムパルスが２個入力
（突起４３ｃに対応するθ6カムパルス）したときに
は、次の圧縮上死点は＃４気筒であり、現在の圧縮行程
気筒，点火対象気筒，着火対象気筒は＃４気筒、燃料噴
射対象気筒は＃３気筒と判別できる。

【００６４】また、前回と今回とのクランクパルス入力
間にカムパルスが１個入力（突起４３ａに対応するθ4
カムパルス）し、前の圧縮上死点判別が＃４気筒であっ
たときには、次の圧縮上死点は＃１気筒であり、現在の
圧縮行程気筒，点火対象気筒，着火対象気筒は＃１気
筒、燃料噴射対象気筒は＃２気筒と判別できる。同様
に、前回と今回とのクランクパルス入力間にカムパルス
が１個入力し、前の圧縮上死点判別が＃３気筒であった
ときには、次の圧縮上死点は＃２気筒であり、現在の圧
縮行程気筒，点火対象気筒，着火対象気筒は＃２気筒、
燃料噴射対象気筒は＃１気筒と判別できる。

【００６５】本実施の形態の４サイクル４気筒エンジン
１では、燃焼行程が＃１→＃３→＃２→＃４の気筒順で
あり、図１３のタイムチャートに示すように、カムパル
ス出力時の今回（現在）の圧縮行程気筒＃ｎを＃１気筒
とすると、点火対象気筒，着火対象気筒は同様に＃ｎ＝
＃１気筒、このときの燃料噴射対象気筒はその２つ後の
＃ｎ-2＝＃２気筒となる。

【００６６】そして、強制点火制御すなわち点火プラグ
１８による火花点火が選択されているときには、後述の
図６の点火制御ルーチンにおいて上記点火対象気筒＃ｎ
の判別結果に応じて該当気筒＃ｎに対する点火時期が設
定されて、気筒毎に点火時期制御が行われ、また、圧縮
着火制御による自己着火の選択時には点火時期の設定を
中止して点火プラグ１８による火花点火を中止する。ま
た、後述の図７のθ2クランクパルス割り込みルーチン
において、上記着火対象気筒＃ｎの判別結果に応じて、
イオン電流検出対象気筒すなわち着火時期検出対象気筒
か否かが判断される。更に、燃料噴射対象気筒＃ｎ-2の
判別結果が、所定周期毎に実行される図５の燃料噴射量
設定ルーチンにおいて参照されて、気筒毎に燃料噴射量
が設定される。

【００６７】その後、ステップS2からステップS3へ進
み、前記クランクパルス入力間隔計時用タイマによって
計時された前回のクランクパルス入力から今回のクラン
クパルス入力までの時間、すなわちクランクパルス入力
間隔時間（θ1クランクパルスとθ2クランクパルスの入
力間隔時間Ｔθ12、θ2クランクパルスとθ3クランクパ
ルスの入力間隔時間Ｔθ23、或いはθ3クランクパルス
とθ1クランクパルスの入力間隔時間Ｔθ31）を読み出
し、クランクパルス入力間隔時間Ｔθを検出する。

【００６８】次いで、ステップS4へ進み、今回識別した
クランクパルスに対応するクランクパルス間角度を読み
出し、このクランクパルス間角度と上記クランクパルス
入力間隔時間Ｔθとに基づいて現在のエンジン回転数Ｎ
Eを算出し、ＲＡＭ５３の所定アドレスにストアしてル
ーチンを抜ける。尚、上記クランクパルス間角度は既知
であり、予めＲＯＭ５２に固定データとして記憶されて
いるものであり、本実施の形態においては、θ1クラン
クパルスとθ2クランクパルス間の角度は３２°ＣＡで
あり、θ2クランクパルスとθ3クランクパルス間の角度
は５５°ＣＡ、θ3クランクパルスとθ1クランクパルス
間の角度は９３°ＣＡである。また、エンジン始動時を
考慮し、エンジン回転数ＮEは、例えば、１５０rpm以上
で算出される。

【００６９】そして、所定時間（例えば、１０msec）毎
に実行される図３に示す圧縮着火制御条件判別ルーチン
において、上記エンジン回転数ＮE等の各データが読み
出され、点火プラグ１８の火花点火による強制点火から
自己着火を行わせるための圧縮着火制御へ切換える際の
条件を判断する。

【００７０】次に、図３の圧縮着火制御条件判別ルーチ
ンについて説明する。

【００７１】この圧縮着火制御条件判別ルーチンにおい
ては、先ずステップS11で、圧縮着火制御フラグＦCOMP
を参照し、現在、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火制御が行われているか、或いは、既に自己着火を行
わせるための圧縮着火制御が選択されているかを判断す
る。

【００７２】上記圧縮着火制御フラグＦCOMPは、システ
ムイニシャライズ時にクリアされ、ＦCOMP＝０により強
制点火制御が行われる。そして、本ルーチンにおいて強
制点火制御から圧縮着火制御への切換条件が成立したと
きセットされて（ＦCOMP←１）、この圧縮着火制御フラ
グＦCOMPのセットにより圧縮着火制御へ移行する。尚、
ＦCOMP＝１の圧縮着火制御への移行後は、後述する図１
１〜図１２のＥＧＲ制御ルーチンにおいて、圧縮着火制
御から強制点火制御への切換条件が判断され、この条件
の成立時に圧縮着火制御フラグＦCOMPがクリアされるこ
とで、強制点火制御に移行する。

【００７３】従って、ＦCOMP＝１で、既に自己着火を行
う圧縮着火制御が指示されているときには、ステップS1
9へジャンプして、ステップS19，S20で、現在のエンジ
ン回転数ＮE，吸入空気量Ｑを前回の値ＮEOLD，ＱOLDと
してＲＡＭ５３の所定アドレスにストアして、そのまま
ルーチンを抜ける。

【００７４】そして、ＦCOMP＝０で、現在、強制点火制
御が選択され、点火プラグ１８の放電による強制点火が
行われているとき、ステップS12へ進み、ステップS12以
降の処理によって圧縮着火制御への移行条件が成立して
いるか否かを判断する。

【００７５】ステップS12，S13では、エンジン回転数Ｎ
Eと吸入空気量Ｑの変化を判断し、エンジン定常運転状
態か否かを判断する。すなわち、ステップS12で、現在
のエンジン回転数ＮEを読み出して、このエンジン回転
数ＮEから前回の本ルーチン実行時のエンジン回転数ＮE
OLDを減算し、この減算値の絶対値｜ＮE−ＮEOLD｜を設
定値ＮＥＳと比較することで、エンジン回転数領域が前
回と略同一領域に有るか否かを判断する。また、ステッ
プS13では、吸入空気量センサ３２による現在の吸入空
気量Ｑを読み出して、この吸入空気量Ｑから前回ルーチ
ン実行時の吸入空気量ＱOLDを減算して、この減算値の
絶対値｜Ｑ−ＱOLD｜を設定値ＱＳと比較することで、
吸入空気量Ｑによるエンジン負荷領域が前回と略同一領
域に有るか否かを判断する。

【００７６】そして、｜ＮE−ＮEOLD｜＞ＮＥＳ或いは
｜Ｑ−ＱOLD｜＞ＱＳで、エンジン回転数ＮEとエンジン
負荷とによるエンジン運転領域が変化しているエンジン
過渡運転状態時には、該当するステップからステップS1
8へジャンプして、圧縮着火制御への切換条件成立の継
続時間を計時するための条件継続時間カウント値ＣNを
クリアし（ＣN←０）、次回の判定に備え、続くステッ
プS19，S20で、それぞれ上記エンジン回転数ＮE，吸入
空気量Ｑを前回の値ＮEOLD，ＱOLDとしてＲＡＭ５３の
所定アドレスにストアして、ルーチンを抜け、点火プラ
グ１８の火花点火による強制点火制御を継続する。

【００７７】一方、上記ステップS12，S13において｜Ｎ
E−ＮEOLD｜≦ＮＥＳ且つ｜Ｑ−ＱOLD｜≦ＱＳで、エン
ジン回転数及びエンジン負荷によるエンジン運転領域が
略同一領域にあるエンジン定常運転状態時には、ステッ
プS14へ進み、エンジン温度の一例としての冷却水温セ
ンサ３６によるエンジン冷却水温度ＴWを読み出し、こ
の冷却水温度ＴWを設定値ＴＷＳと比較することで、エ
ンジン暖機完了状態か否かを判断する。

【００７８】そして、ＴW＜ＴＷＳでエンジン１の暖機
未完了時には、上記ステップS18へジャンプして、ステ
ップS18〜S20を経てルーチンを抜け、また、ＴW≧ＴＷ
Ｓのエンジン暖機完了状態時には、ステップS15へ進
み、後述の図６の点火制御ルーチンにおいて設定される
点火プラグ１８による強制点火の点火時期ＴADV、及び
後述の図１０の着火時期検出ルーチンおいてイオン電流
に基づき検出した着火時期τAを読み出して、着火時期
τAから点火時期ＴADVを減算し、この減算値（τA−ＴA
DV）を設定値ＴSETと比較することで、適正時期で自己
着火が可能か否かを判断する。

【００７９】尚、詳しくは後述するが、本実施の形態に
おいては、上記着火時期τA及び点火時期ＴADVは、図１
４に示すように、θ2クランクパルス入力を基準とする
時間値として設定される。

【００８０】ここで、エンジン温度の上昇に伴い燃焼変
動が減少して燃焼状態が安定化すると共に燃焼速度が早
くなり、点火プラグ１８の点火による強制点火によらず
且つ適正時期で自己着火が可能となる。

【００８１】従って、点火プラグ１８の点火による強制
点火から自己着火への移行条件として、点火時期ＴADV
と着火時期τAとの差すなわち上記減算値（τA−ＴAD
V）を求め、上記設定値ＴSETによる所定値と比較するこ
とで、エンジン燃焼状態を判断することが可能となり、
自己着火への移行条件を適切に判断することが可能とな
る。

【００８２】尚、上記設定値ＴSETは、エンジン温度が
所定に上昇したエンジン暖機完了状態で、且つ適正時期
で自己着火可能な状態下において、点火時期ＴADVすな
わち点火プラグ１８の放電により燃焼室１７内の混合気
に点火した後、混合気の燃焼火炎が点火プラグ１８の放
電電極１８ａ間に達してイオン電流が流れるまでの期
間、すなわち点火からイオン電流に基づいて着火が検出
されるまでの時間を、予めシミュレーション或いは実験
等により求め、この時間値を設定値ＴSETとし、固定デ
ータとしてＲＯＭ５２にメモリされているものである。

【００８３】従って、τA−ＴADV＞ＴSETで、点火時期
ＴADVとイオン電流に基づき検出される着火時期τAとの
時間間隔が設定値ＴSETにより定まる所定時間を上回る
ときには、自己着火に移行させたとしても適正着火時期
での自己着火が不能と判断して、上記ステップS18〜S20
を経てルーチンを抜け、点火プラグ１８の火花点火によ
る強制点火制御を継続する。

【００８４】一方、上記ステップS15においてτA−ＴAD
V≦ＴSETで、点火時期ＴADVとイオン電流に基づき検出
される着火時期τAとの時間間隔が上記設定値ＴSETによ
る所定値以内の時間に短縮されたとき、適正着火時期で
自己着火が可能であると判断して、ステップS16へ進
み、ステップS16，S17で、更に、ＥＧＲガス温度条件を
判断し、ＥＧＲによる吸気温度制御が可能か否かを判断
する。

【００８５】すなわち、ステップS16では、ＥＣＵ５０
の自己データに基づいてＥＧＲ弁２７に対する制御量Ｅ
ＧＲSが００Ｈ外で、現在、ＥＧＲが行われているか否
かを判断し、ＥＧＲS＝００ＨでＥＧＲ弁２７が全閉の
ＥＧＲ停止時には、ＥＧＲガス温度を検出することがで
きず、従って、上記ステップS18〜S20を経てルーチンを
抜け、点火プラグ１８の火花点火による強制点火制御を
継続する。

【００８６】そして、ＥＧＲＳ≠００ＨでＥＧＲが行わ
れているとき、ステップS17へ進み、ＥＧＲガス温度セ
ンサ３８によるＥＧＲガス温度ＴEGRを読み出し、この
ＥＧＲガス温度ＴEGRを設定値ＴＥＧＲＳと比較するこ
とで、ＥＧＲガスによる吸気温度制御が可能か否かを判
断する。

【００８７】上記設定値ＴＥＧＲＳは、ＥＧＲガスの温
度が所定に上昇しＥＧＲ弁２７によるＥＧＲ率を制御す
ることで、吸気温度を適切に制御することが可能なＥＧ
Ｒガス温度を、予めシミュレーション或いは実験等によ
り求め、この温度値を設定値ＴＥＧＲＳとして設定し、
固定データとしてＲＯＭ５２にメモリされているもので
ある。

【００８８】従って、ＴEGR＜ＴＥＧＲＳで、ＥＧＲガ
スにより吸気温度制御を適正に行い得ないと判断される
ときには、上記ステップS18〜S20を経てルーチンを抜
け、点火プラグ１８の火花点火による強制点火制御を継
続する。

【００８９】一方、上記ステップS17で、ＴEGR≧ＴＥＧ
ＲＳのときには、ＥＧＲガス温度ＴEGRが上記設定値に
よる所定温度以上に上昇し、ＥＧＲ弁２７によるＥＧＲ
率を制御することで吸気温度を適正に制御することが可
能と判断してステップS21へ進む。

【００９０】尚、本実施の形態では、ＥＧＲガス温度Ｔ
EGRを設定値ＴＥＧＲＳと比較することで、ＥＧＲによ
る吸気温度制御が可能か否かを判断しているが、簡易的
には、ＥＧＲガス温度センサ３８に代え、排気系に排気
温度センサを配設して、上記ステップS17において、こ
の排気温度センサにより検出される排気ガスの温度を設
定値と比較することで、ＥＧＲによる吸気温度制御が可
能か否かを判断するようにしてもよい。この場合は、Ｅ
ＧＲ判断を行う上記ステップS16を省略することが可能
となる。

【００９１】ステップS21では、上記ステップS12〜S17
の全ての条件による圧縮着火制御への切換条件成立の継
続時間を計時する条件継続時間カウント値ＣNをカウン
トアップし（ＣN←ＣN＋１）、ステップS22で、上記条
件継続時間カウント値ＣNを設定値ＣSET（例えば、数se
c相当値）と比較する。

【００９２】そして、ＣN＜ＣSETのときには、未だ圧縮
着火制御への切換条件が非成立であると判断して、上記
ステップS19へ進み、ステップS19，S20を経て、それぞ
れ上記エンジン回転数ＮE，吸入空気量Ｑを前回の値ＮE
OLD，ＱOLDとしてＲＡＭ５３の所定アドレスにストアし
て、ルーチンを抜け、点火プラグ１８の火花点火による
強制点火制御を継続する。

【００９３】また、上記ステップS22においてＣN≧ＣSE
Tで、上記ステップS12〜S17による全ての条件成立の継
続時間が、本ルーチンの実行周期と上記設定値ＣSETと
により定まる所定期間に達したとき、ステップS23へ進
み、上記圧縮着火制御フラグＦCOMPをセットすることで
（ＦCOMP←１）、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火制御を中止して、自己着火を行わせる圧縮着火制御
を選択する。

【００９４】そして、ステップS24で、上記条件継続時
間カウント値ＣNをクリアして（ＣN←０）、続くステッ
プS25で、現在のＥＧＲ弁２７に対する制御量ＥＧＲSに
設定値ＵＰＳＥＴを加算して新たな制御量を設定し（Ｅ
ＧＲS←ＥＧＲS＋ＵＰＳＥＴ）、ルーチンを抜ける。

【００９５】すなわち、エンジン回転数とエンジン負荷
とによるエンジン運転領域が変化するエンジン過渡運転
状態時には、これに対応して、点火時期ＴADVとイオン
電流に基づき検出される着火時期τAとの時間間隔が変
化するため、この時間間隔に基づいて圧縮着火制御への
切換条件を適正に判断することができず、誤判定を生じ
る。

【００９６】また、エンジン暖機未完了時には燃焼変動
が生じるため、圧縮着火制御に移行しても自己着火が行
われるとは限らず、また、点火時期ＴADVとイオン電流
に基づき検出される着火時期τAとの時間間隔が所定時
間を上回るときには、燃焼速度が遅く、自己着火制御に
移行しても所望の時期に自己着火及び燃焼を行わせるこ
とができず、エンジン１の着火ミス（失火）を生じた
り、自己着火において適正な着火時期τAを得ることが
できず、異常燃焼が発生し、エンジンに悪影響を及ぼし
たり、燃費や排気エミッション等が悪化する。

【００９７】本実施の形態では、更に、自己着火制御時
においてＥＧＲにより吸気温度制御を行い、自己着火に
よる着火時期τAをエンジン運転状態に基づいて設定し
た目標着火時期τTAGTに収束するよう制御しているた
め、ＥＧＲガス温度ＴEGRが所定温度未満のＥＧＲガス
の低温時には、ＥＧＲガスにより吸気温度を十分に上昇
させることができず、圧縮着火制御に移行して自己着火
を行わせても、ＥＧＲによる吸気温度制御を行うことが
できないため、所望とする目標着火時期τTAGTに着火時
期τAを制御することができない。

【００９８】従って、本実施の形態においては、エンジ
ン回転数ＮEとエンジン負荷を表す吸入空気量Ｑとによ
るエンジン運転領域が略同一領域にあるエンジン定常運
転状態で、且つ、エンジン暖機完了状態で、点火時期Ｔ
ADVとイオン電流に基づき検出される着火時期τAとの時
間間隔が上記設定値ＴSETによる所定値以内の時間に短
縮し、適正時期で自己着火が可能であると判断され、且
つ、ＥＧＲの実行下においてＥＧＲガス温度ＴEGRが所
定温度以上で、ＥＧＲによる吸気温度制御を適切に行う
ことができ、且つ、以上の全ての条件成立の継続時間が
上記設定値ＴSETによる所定期間に達し、自己着火制御
への移行条件が完全に成立したと判断されるとき、すな
わち、自己着火が可能で且つ自己着火による着火時期τ
Aを適正時期に得られる状態となったときに、圧縮着火
制御フラグＦCOMPをセットして、燃焼室１７に供給され
る混合気空燃比をリーン化すると共に、点火プラグ１８
の火花点火による強制点火制御を中止し、自己着火を行
わせる圧縮着火制御に移行する。

【００９９】これにより、圧縮着火制御への移行条件の
誤判定を防止することが可能となり、且つ、点火プラグ
１８の火花点火による強制点火制御から圧縮着火制御へ
の移行を適正なタイミングで行うことができる。その結
果、圧縮着火制御への移行後、直ちに、適正時期で自己
着火を行うことが可能となり、エンジン１の着火ミス
（失火）を生じることなく、また、自己着火における着
火時期τAの不適合による異常燃焼を防止することがで
きる。従って、異常燃焼に起因するエンジン１に対する
悪影響等の弊害を防止して、エンジン１の耐久信頼性を
向上することが可能となる。また、自己着火への移行時
における失火や着火時期不適合による異常燃焼が防止さ
れるので、排気エミッションの改善を図ることが可能と
なる。更に、圧縮着火制御への移行に際して、空燃比を
リーン化するので、燃費の大幅な向上を図ることが可能
となる。

【０１００】そして、上記圧縮着火制御フラグＦCOMP
が、図４の目標当量比算出ルーチン、図６の点火制御ル
ーチン、図７のθ2クランクパルス割り込みルーチン、
及び図１１〜図１２のＥＧＲ制御ルーチンにおいて参照
され、ＦCOMP＝０の強制点火制御時には、エンジン運転
状態に応じて点火時期ＴADVを設定し、点火プラグ１８
の火花点火による強制点火を行うと共にエンジン運転状
態に応じて所定空燃比による燃料噴射制御を行い、ま
た、エンジン運転状態に応じてＥＧＲ弁２７に対する制
御量ＥＧＲSを設定し、通常のＥＧＲ制御を行う。

【０１０１】一方、ＦCOMP＝１の圧縮着火制御時には、
空燃比が強制点火制御時に対してリーン化されると共
に、点火時期ＴADVの設定が中止されて点火プラグ１８
の火花点火による強制点火が中止される。また、圧縮着
火制御への移行時に（図１６のタイムチャートにおける
ｔ１の時点）、上述のステップS25においてＥＧＲ弁２
７に対する制御量ＥＧＲSが設定値ＵＰＳＥＴによる所
定量増加され、これに対応してＥＧＲ弁２７の弁開度が
所定量増加し、ＥＧＲ量すなわちＥＧＲ率の増加によっ
て吸気加熱量を増加させることで、吸気温度が上昇す
る。そして、この吸気温度の上昇により、燃焼室１７内
の混合気の温度が直ちに上昇され、点火プラグ１８の放
電による火花点火から自己着火に移行される。

【０１０２】そして、圧縮着火制御への移行後は、イオ
ン電流に基づいて検出される着火時期τAと、エンジン
運転状態に基づいて設定した目標着火時期τTAGTとの比
較結果に応じて、ＥＧＲ弁２７を制御することで、着火
時期τAが目標着火時期τTAGTに収束するよう吸気温度
を制御する。

【０１０３】次に、燃料噴射量を空燃比補正するための
目標当量比ＫTAGTを算出する図４の目標当量比算出ルー
チンについて説明する。

【０１０４】尚、ここで当量比は、空気過剰率λの逆数
１／λであり、空気過剰率λは、λ＝実空燃比／理論空
燃比である。従って、上記目標当量比ＫTAGTは、理論空
燃比／目標空燃比として表される。

【０１０５】そして、この目標当量比算出ルーチンにお
いて、上記圧縮着火制御フラグＦCOMPに応じ、圧縮着火
制御への移行時に、強制点火制御時に対して燃料噴射量
をより減量補正して、燃焼室１７に供給される混合気の
空燃比をリーン化するためのリーン減量係数ＫLEANが設
定される。そして、このリーン減量係数ＫLEANが目標当
量比ＫTAGTの演算式においてマイナス項で与えられ（図
４のステップS37）、この目標当量比ＫTAGTが燃料噴射
量設定ルーチンにおいて燃料噴射量を定める燃料噴射パ
ルス幅Ｔｉの演算式に組み込まれることで（図５のステ
ップS46）、燃料噴射量が減量補正され、空燃比がリー
ンに制御される。

【０１０６】この目標当量比算出ルーチンは、システム
イニシャライズ後、所定周期毎に実行され、ステップS3
1で、エンジン回転数ＮEとエンジン負荷を表す基本燃料
噴射パルス幅Ｔｐ（後述の燃料噴射量設定ルーチンにお
いて算出される。Ｔｐ←Ｋ×Ｑ／ＮE；Ｋはインジェク
タ特性補正定数）とに基づいてＲＯＭ５２に格納されて
いるフル増量係数テーブルを参照してフル増量係数ＫFU
LLを設定する。

【０１０７】上記フル増量係数ＫFULLは、エンジン運転
状態が高回転及び高負荷との少なくとも一方の状態のと
きに、燃料増量補正により触媒温度の過上昇を防止して
触媒を保護すると共に、エンジン出力を確保するための
ものである。

【０１０８】続くステップS32では、始動後増量係数ＫA
Sを設定する。この始動後増量係数ＫASは、エンジン始
動直後のエンジン回転の安定性を確保するためエンジン
始動直後から所定期間燃料増量補正を行うためのもの
で、冷却水温度ＴWに基づいて初期値を設定し、ステッ
プS32中に示すように、エンジン始動後、ＫAS＝０にな
るまで漸次的に減少される。

【０１０９】次いでステップS33で、冷却水温度ＴWに基
づいてテーブル参照により水温増量係数ＫTWを設定す
る。この水温増量係数ＫTWは、エンジン冷態時の運転性
を確保するための燃料増量率を定めるものであり、ステ
ップS33中に示すように、冷却水温度ＴWが低いほど、燃
料増量率を増加するために、大きい値の水温増量係数Ｋ
TWがテーブルにストアされている。

【０１１０】その後、ステップS34へ進み、圧縮着火制
御フラグＦCOMPを参照し、現在、点火プラグ１８の火花
点火を行う強制点火制御が指示されているか、或いは点
火プラグ１８の強制点火によらず自己着火を行わせる圧
縮着火制御が指示されているかを判断する。

【０１１１】そして、ＦCOMP＝０で強制点火制御が指示
されているときには、ステップS35へ進み、エンジン負
荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数Ｎ
Eとに基づいて第１のリーン減量係数テーブルを検索
し、強制点火に適合して且つエンジン運転領域に応じ適
正リーン空燃比を得るための燃料減量率を定めるリーン
減量係数ＫLEANを設定して、ステップS37へ進む。

【０１１２】上記第１のリーン減量係数テーブルは、エ
ンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン
回転数ＮEとによるエンジン運転領域毎に、強制点火時
において適正空燃比を得るに的確な燃料減量補正率を予
めシミュレーション或いは実験等により求め、この燃料
減量率に対応し当量比に対する減算値をリーン減量係数
ＫLEANとして、ＲＯＭ５２の一連のアドレスにメモリさ
れているものである。

【０１１３】上記第１のリーン減量係数テーブルの一例
をステップS35中に示す。この第１のリーン減量係数テ
ーブルには、ステップS35中に示すように、極低負荷低
回転及び高負荷領域において、リーン減量係数ＫLEAN＝
０の値がストアされており、極低負荷低回転及び高回転
域を除く低負荷領域及び中負荷領域において、ＫLEAN＞
０の値（本形態においては、空燃比＝２２〜２４に相当
する値）がメモリされている。すなわち、エンジン回転
の安定化を要求される極低負荷低回転域及びエンジン出
力が要求される高負荷領域においては、リーン減量係数
ＫLEANがＫLEAN＝０に設定され、リーン減量係数ＫLEAN
による燃料減量補正無しの状態に設定される。また、低
負荷及び中負荷領域がリーン空燃比によりリーンバーン
を行うリーンバーン領域であり、この領域においてリー
ン減量係数ＫLEANがＫLEAN＞０に設定され、燃料減量補
正が行われる。

【０１１４】尚、上述のように、本実施の形態において
は、上記圧縮着火エンジン１は、リーンバーンエンジン
をベースとしたものであり、強制点火時においてもリー
ンバーンを行う。これに対し、理論空燃比（ストイキ
オ）での運転を基本とする通常のエンジンをベースとし
た圧縮着火エンジン１を採用する場合は、ＦCOMP＝０の
強制点火が指示されているときには、一律にリーン減量
係数ＫLEANを、ＫLEAN＝０とし、リーン減量係数ＫLEAN
による燃料減量補正無しの状態とする。

【０１１５】一方、上記ステップS34においてＦCOMP＝
１で、自己着火を行うための圧縮着火制御が指示されて
いるときには、ステップS36へ進み、エンジン負荷を表
す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン回転数ＮEとに
基づいて第２のリーン減量係数テーブルを検索し、自己
着火に適合し且つエンジン運転領域に応じ適正リーン空
燃比を得るための燃料減量率を定めるリーン減量係数Ｋ
LEANを設定して、ステップS37へ進む。

【０１１６】上記第２のリーン減量係数テーブルは、エ
ンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエンジン
回転数ＮEとによるエンジン運転領域毎に、自己着火を
行う上で適正空燃比を得るに的確な燃料減量補正率を予
めシミュレーション或いは実験等により求め、この燃料
減量率に対応し当量比に対する減算値をリーン減量係数
ＫLEANとして、ＲＯＭ５２の一連のアドレスにメモリさ
れているものである。

【０１１７】上記第２のリーン減量係数テーブルの一例
をステップS36中に示す。この第２のリーン減量係数テ
ーブルは、ステップS35中に示す強制点火時に適合する
上記第１のリーン減量係数テーブルに対し、相対的に大
きい値のリーン減量係数ＫLEANがストアされている。
尚、本形態においては、極低負荷低回転及び高負荷域で
空燃比＝２０〜２１に相当する値のリーン減量係数ＫLE
ANがストアされ、低負荷領域及び中負荷領域において空
燃比＝２３〜３７に相当する値のリーン減量係数ＫLEAN
がストアされている。

【０１１８】すなわち、点火プラグ１８による強制点火
を中止して自己着火を行うときには、リーン減量係数Ｋ
LEANによる燃料減量率を強制点火時に対し相対的に増加
させ、燃焼室１７内に供給される混合気の空燃比をリー
ン化することで、熱効率の向上と、ＣＯ、ＮＯｘ等の有
害な排気ガス成分を低く抑えることが可能となる。

【０１１９】そして、リーン減量係数ＫLEANの設定後、
ステップS37へ進み、エンジン運転状態に応じて設定さ
れた各種補正項に対し上記リーン減量係数ＫLEANをマイ
ナス項として与え、目標当量比ＫTAGTを算出する。すな
わち、上記フル増量係数ＫFULL、始動後増量係数ＫAS、
水温増量係数ＫTW、及びリーン減量係数ＫLEANによっ
て、目標空燃比を得るための補正係数として空気過剰率
の逆数で表される目標当量比ＫTAGTを、次式により算出
し、ルーチンを抜ける。

【０１２０】ＫTAGT←１＋ＫFULL＋ＫAS＋ＫTW−ＫLEAN そして、上記目標当量比ＫTAGTに応じて、図５に示す燃
料噴射量設定ルーチンにおいて、エンジン１に気筒毎に
供給する最終的な燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅
Ｔｉが設定される。

【０１２１】次に、図５に示す燃料噴射量設定ルーチン
について説明する。

【０１２２】この燃料噴射量設定ルーチンは、所定周期
毎（例えば、所定クランクパルス入力による１８０°Ｃ
Ａ毎）に実行され、ステップS41で、エンジン回転数ＮE
と吸入空気量Ｑとから、基本燃料噴射量を定める基本燃
料噴射パルス幅Ｔｐを算出し（Ｔｐ←Ｋ×Ｑ／ＮE；Ｋ
はインジェクタ特性補正定数）、ステップS42，S43で、
それぞれ上記目標当量比ＫTAGT，空燃比フィードバック
補正係数ＬＡＭＢＤＡを読み出す。

【０１２３】尚、上記空燃比フィードバック補正係数Ｌ
ＡＭＢＤＡは、図示しない空燃比フィードバック補正係
数設定ルーチンによって設定される。そして、前記始動
後時間計時用タイマによって計時されるエンジン始動後
の時間が設定時間（例えば、４sec）以上経過し、且
つ、リニアＯ2センサ３７の出力電圧ＶＯ2が設定値以上
或いは所定範囲の状態が設定時間以上継続したリニアＯ
2センサ３７が活性状態であり、且つ、クランプ条件非
成立のエンジン定常運転状態のとき、空燃比フィードバ
ック条件成立と判断し、このとき、上記目標当量比ＫTA
GTとリニアＯ2センサ出力電圧ＶＯ2に基づいて検出され
る排気当量比ＥＸＲ（＝理論空燃比／実空燃比；図１５
参照）との比較結果に応じて、周知の比例積分制御（Ｐ
Ｉ制御）によって空燃比フィードバック補正係数ＬＡＭ
ＢＤＡが設定され、排気当量比ＥＸＲが目標当量比ＫTA
GTに収束するよう、すなわち、空燃比が目標当量比ＫTA
GTによる目標空燃比に収束するよう制御される。また、
上記空燃比フィードバック条件の非成立時には、空燃比
フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡが、ＬＡＭＢＤＡ
＝１．０に固定され、空燃比オープンループ制御とな
る。

【０１２４】続くステップS44では、エンジン回転数ＮE
とエンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基
づいてバックアップＲＡＭ５４の一連のアドレスからな
る空燃比学習値テーブルを参照して空燃比学習値ＫLRを
検索し、補間計算により空燃比学習補正係数ＫBLRCを設
定して、ステップS45へ進む。この空燃比学習補正係数
ＫBLRCの基となる空燃比学習値ＫLRは、周知のように、
エンジン回転数ＮEとエンジン負荷を表す基本燃料噴射
パルス幅Ｔｐとによるエンジン運転領域毎に、上記空燃
比フィードバック補正係数ＬＡＭＢＤＡの所定周期にお
ける平均値の基準値に対するずれに応じて学習され、吸
入空気量センサ３２等の吸入空気量計測系、及びインジ
ェクタ１１等の燃料供給系の生産時のばらつきや経時劣
化等を補正するためのものである。

【０１２５】次いでステップS45で、バッテリ電圧ＶBに
基づきテーブル参照によりインジェクタ１１の無効噴射
時間を補償する電圧補正パルス幅ＴSを設定する。そし
て、ステップS46で、上記基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ
に、上記目標当量比ＫTAGT及び空燃比フィードバック補
正係数ＬＡＭＢＤＡを乗算して空燃比補正すると共に、
空燃比学習補正係数ＫBLRCを乗算して学習補正し、更
に、上記電圧補正パルス幅ＴSを加算して電圧補正し、
エンジン１に供給する最終的な燃料噴射量を定める燃料
噴射パルス幅Ｔｉを設定する（Ｔｉ←Ｔｐ×ＫTAGT×Ｌ
ＡＭＢＤＡ×ＫBLRC＋ＴS）。

【０１２６】そして、ステップS47で、上記燃料噴射パ
ルス幅Ｔｉを燃料噴射対象気筒の噴射タイマにセットし
て、ルーチンを抜ける。

【０１２７】その結果、所定タイミングで上記噴射タイ
マがスタートされ、上記燃料噴射パルス幅Ｔｉの駆動パ
ルス信号が燃料噴射対象気筒のインジェクタ１１に出力
され、該インジェクタ１１から所定に計量された燃料が
噴射される。

【０１２８】従って、上述のように、ＦCOMP＝０の強制
点火制御が指示されているときには、上記減量補正係数
ＫLEANが強制点火に適合し且つエンジン運転状態に適応
する空燃比を得る値に設定され、このリーン減量係数Ｋ
LEANが上記目標当量比ＫTAGTの演算式においてマイナス
項で与えられ（図４のステップS37）、更に、この目標
当量比ＫTAGTが燃料噴射量設定ルーチンの上記ステップ
S46において燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉ
の演算式に組み込まれることで、エンジン運転状態がリ
ーンバーン領域にあるときには、燃料噴射量が減量補正
され、リーンバーンが行われる。

【０１２９】一方、ＦCOMP＝１の圧縮着火制御が指示さ
れているときには、強制点火制御時に対し、上記リーン
減量係数ＫLEANが相対的に大きい値に設定されること
で、燃料噴射量に対する燃料減量補正率が増加され、燃
焼室１７に供給される混合気の空燃比が相対的にリーン
化される。

【０１３０】従って、点火プラグ１８の点火による強制
点火から点火プラグ１８の点火を中止して自己着火に移
行するに際し、この燃焼室１７に供給される混合気の空
燃比のリーン化によって、熱効率の向上と、ＣＯ、ＮＯ
ｘ等の有害な排気ガス成分を低く抑えることが可能とな
る。

【０１３１】また、以上の燃料噴射制御に対応して点火
制御が行われ、上記圧縮着火制御フラグＦCOMPに応じ、
ＦCOMP＝０の強制点火制御時には、エンジン運転状態に
応じて点火時期ＴADVを設定して、点火プラグ１８の火
花点火による強制点火を行い、また、ＦCOMP＝１の圧縮
着火制御時には、点火時期ＴADVの設定が中止されて点
火プラグ１８の火花点火による強制点火が中止される。

【０１３２】次に、図６に示す点火制御ルーチンについ
て説明する。

【０１３３】この点火制御ルーチンは、システムイニシ
ャライズ後、所定周期毎に実行され、先ず、ステップS5
1で、圧縮着火制御フラグＦCOMPを参照し、現在、点火
プラグ１８の火花点火を行う強制点火制御が指示されて
いるか、或いは点火プラグ１８の強制点火によらず自己
着火を行わせる圧縮着火制御が指示されているかを判断
する。

【０１３４】そして、ＦCOMP＝０で強制点火制御が指示
されているときには、ステップS52へ進み、点火プラグ
１８の火花点火により強制点火を行わせるため、ステッ
プS52以降の処理により点火時期ＴADVを設定する。

【０１３５】尚、本実施の形態においては、時間制御方
式により点火時期を制御し、図１３のタイムチャートに
示すように、点火コイル１９に対する通電開始タイミン
グ（ドエルセット）ＴDWL、及び通電遮断タイミング
（ドエルカット）すなわち点火時期ＴADVを、θ2クラン
クパルス入力を基準とした時間により設定する。

【０１３６】ステップS52では、エンジン運転状態とし
てエンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとエン
ジン回転数ＮEとに基づいてＲＯＭ５２に格納されてい
る基本進角値テーブルを補間計算付きで参照して基本進
角値ＡＤＶBASEを設定する。

【０１３７】上記基本進角値テーブルは、エンジン回転
数ＮE及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐによるエンジン運
転領域毎に最適点火時期を予めシミュレーション或いは
実験等により求め、この最適点火時期をＢＴＤＣ何°Ｃ
Ａにおいて点火するのかを定める基本進角値ＡＤＶBASE
として、エンジン回転数ＮE及び基本燃料噴射パルス幅
Ｔｐをパラメータとするテーブルとして設定し、ＲＯＭ
５２の一連のアドレスにメモリされているものである。

【０１３８】次いでステップS53で、ノックセンサ３４
により検出されるノックの有無に応じて運転領域毎に遅
角或いは進角量が学習される点火時期学習補正値ＡＤＶ
KRを、エンジン回転数ＮEと基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ
とに基づいてバックアップＲＡＭ５４にストアされてい
る点火時期学習補正値テーブルを補間計算付きで参照し
て設定する。

【０１３９】そして、ステップS54へ進み、上記基本進
角値ＡＤＶBASEに上記点火時期学習補正値ＡＤＶKRを加
算して学習補正し、点火時期を定める制御進角ＡＤＶを
設定して（ＡＤＶ←ＡＤＶBASE＋ＡＤＶKR）、ステップ
S55へ進む。

【０１４０】ステップS55では、上記制御進角ＡＤＶに
基づいてθ2クランクパルス入力を基準とした点火コイ
ル１９に対する通電遮断タイミングすなわち点火時期Ｔ
ADVを設定する。上述のように、本実施の形態では時間
制御方式を採用しており、この点火時期ＴADVを時間に
より設定する。

【０１４１】すなわち、上記制御進角ＡＤＶは角度デー
タ（ＢＴＤＣ°ＣＡ）のため、θ2クランクパルスが入
力してから点火するまでの時間に換算する必要があり、
図１３のタイムチャートに示すように、最新のクランク
パルス入力間隔時間をＴθ、該クランクパルス間角度を
θとすると、本実施の形態では、θ2クランクパルス入
力を基準として点火時期ＴADVを、次式により設定す
る。

【０１４２】ＴADV←（Ｔθ／θ）×（θ2−ＡＤＶ） 次に、ステップS56へ進み、バッテリ電圧ＶBに基づきテ
ーブルを補間計算付きで参照して点火コイル１９に対す
る通電時間（ドエル時間）ＤＷＬを設定する。この通電
時間は、バッテリ電圧ＶBに依存するコイル一次電流の
最適通電時間を定めるもので、ステップS56中に、この
テーブルの一例を示す。すなわち、バッテリ電圧ＶBの
低下時には、通電時間ＤＷＬを長くして点火エネルギを
確保し、バッテリ電圧ＶBの上昇時には、通電時間ＤＷ
Ｌを短くしてエネルギロスや点火コイル１９の発熱を防
止する。

【０１４３】続くステップS57では、上記点火時期ＴADV
から通電時間ＤＷＬを減算してθ2クランクパルスを基
準とする通電開始タイミングＴDWLを設定し（ＴDWL←Ｔ
ADV−ＤＷＬ）、ステップS58で該当気筒の点火時期タイ
マに上記点火時期ＴADVをセットすると共に、ステップS
59で該当気筒の通電開始タイミングタイマに通電開始タ
イミングＴDWLをセットして、ルーチンを抜ける。

【０１４４】以上の結果、ＦCOMP＝０で点火プラグ１８
の火花点火による強制点火制御が選択されているときに
は、θ2クランクパルス入力に同期して起動する図７の
θ2クランクパルス割り込みルーチンにより各タイマが
スタートされ、点火プラグ１８による強制点火が行われ
る。

【０１４５】一方、上記ステップS51においてＦCOMP＝
１で、自己着火のための圧縮着火制御が選択されている
ときには、上記通電開始タイミングＴDWL，点火時期ＴA
DVの設定及びタイマセットを行うことなくルーチンを抜
け、これにより、圧縮着火制御時には点火プラグ１８に
よる火花点火が中止される。

【０１４６】次に、図７に示すθ2クランクパルス割り
込みルーチンについて説明すると、θ2クランクパルス
入力に同期してルーチンが起動し、ステップS61で、圧
縮着火制御フラグＦCOMPを参照する。

【０１４７】そして、ＦCOMP＝０で点火プラグ１８によ
り強制点火する強制点火制御が指示されているときに
は、ステップS62で、該当点火対象気筒の通電開始タイ
ミングタイマをスタートすると共に、ステップS63で、
該当点火対象気筒の点火時期タイマをスタートして、ス
テップS64へ進み、ステップS64以降で、イオン電流検出
処理を行う。

【０１４８】そして、各タイマがスタートし、上記通電
開始タイミングタイマの計時により通電開始タイミング
ＴDWLに達すると、図８に示すルーチンが割り込み起動
し、ステップS71で点火対象気筒のドエルセットにより
ＥＣＵ５０からイグナイタ２０へ該当気筒に対する通電
信号が出力され（図１３の強制点火制御時点火信号参
照）、該当気筒の点火コイル１９の通電（ドエル）が開
始される。

【０１４９】その後、上記点火時期タイマの計時により
点火時期ＴADVに達すると、図９に示す割り込みルーチ
ンが起動し、ステップS81で点火対象気筒の点火コイル
１９に対するドエルがカットされて、この点火コイル１
９に高圧の二次電圧が誘起され、点火対象気筒の点火プ
ラグ１８の放電電極１８ａが放電して、該放電電極１８
ａ間に火花が生じ、燃焼室１７内の混合気が火花点火さ
れて着火燃焼される。

【０１５０】従って、自己着火が不能、或いは、自己着
火に移行しても適正時期で自己着火を行うことができず
着火ミスや異常燃焼を来す虞のあるとき、若しくは、Ｅ
ＧＲによる吸気温度制御の不能時、すなわちＦCOMP＝０
の強制点火制御時には、エンジン運転状態に応じて点火
時期ＴADVが設定され、点火プラグ１８の火花点火によ
る強制点火が行われる。

【０１５１】一方、図７のθ2クランクパルス割り込み
ルーチンのステップS61において、ＦCOMP＝１で圧縮着
火制御が指示されているときには、上記通電開始タイミ
ングタイマ及び点火時期タイマのスタートを行うことな
く、ステップS61からステップS64へジャンプし、ステッ
プS44以降でイオン電流検出開始処理を行う。

【０１５２】すなわち、ＦCOMP＝１の圧縮着火制御の選
択時には、上述の点火制御ルーチンにより点火時期ＴAD
Vの設定が中止されおり、且つ上記各タイマを非作動と
することで、点火プラグ１８の火花点火による強制点火
が中止される。

【０１５３】ステップS64では、上述の気筒判別／エン
ジン回転数算出ルーチンによる現在の圧縮行程気筒（点
火対象気筒、着火対象気筒）データを読み出し、現在の
圧縮行程気筒がイオン電流検出回路４５を備えたイオン
電流検出対象気筒（本実施の形態においては、＃１気
筒）か否かを判断する。

【０１５４】そして、現在の圧縮行程気筒がイオン電流
検出対象気筒外のときには、そのままルーチンを抜け、
イオン電流検出対象気筒のとき、ステップS65へ進み、
ステップS65以下で、着火時期検出開始処理を行う。

【０１５５】ステップS65では、前記カウンタ・タイマ
群５５における着火時期計時用タイマの計時値ＴＭτを
読み出し、該計時値ＴＭτがクリアされているか否かを
判断する。

【０１５６】ここで、上記着火時期計時用タイマは、後
述のステップS68でθ2クランクパルス入力に同期してそ
の計時が開始され、後述するＡ／Ｄ変換毎に実行される
図１０の着火時期検出ルーチンにおいてイオン電流を検
出し、このイオン電流により該当気筒の着火が検出され
たとき、そのカウント値ＴＭτがクリアされる。

【０１５７】従って、ＴＭτ≠０のときには、該当気筒
の前回のθ2クランクパルス入力から着火時期計時用タ
イマの計時が続行されており、エンジン２回転の間にお
いて着火が検出されていない状態、すなわち失火状態で
あり、このときにはステップS66へ進み、着火時期計時
用タイマの計時値ＴＭτすなわちエンジンが２回転に要
した時間を着火時期τAとしてＲＡＭ５３の所定アドレ
スにストアする（τA←ＴＭτ）。

【０１５８】これにより、着火時期τAの検出上限が規
制されると共に、このとき圧縮着火制御により自己着火
が行われているときには、この着火時期τAと目標着火
時期τTAGTとの比較により後述の図１１〜図１２のＥＧ
Ｒ制御ルーチンにおいて圧縮着火制御フラグＦCOMPがク
リアされて強制点火制御となり、点火プラグ１８の火花
点火による強制点火に移行して、自己着火不能による失
火が解消される。

【０１５９】そして、続くステップS67で、着火時期計
時用タイマの計時値ＴＭτをクリアして（ＴＭτ←
０）、ステップS68へ進む。

【０１６０】一方、上記ステップS65において、ＴＭτ
＝０で、着火時期τAが正規に検出されているときに
は、ステップS65からステップS68へジャンプする。

【０１６１】そして、ステップS68で、着火時期計時用
タイマをスタートして、該当気筒のθ2クランクパルス
入力を基準として着火時期の計時を開始させ、続くステ
ップS69で、着火時期検出禁止フラグＦτをクリアし
（Ｆτ←０）、着火時期の検出を許可してルーチンを抜
ける。

【０１６２】以上により、θ2クランクパルス入力を基
準として着火時期τAの計時が開始され、イオン電流検
出回路４５の電圧センサ４５ａからの出力電圧ＶIONの
Ａ／Ｄ変換入力毎に実行される図１０の着火時期検出ル
ーチンによって着火時期τAが検出される。

【０１６３】次に、この着火時期検出ルーチンについて
説明すると、先ずステップS91で、着火時期検出禁止フ
ラグＦτを参照し、Ｆτ＝１で該当気筒１サイクル（エ
ンジン２回転；７２０°ＣＡ回転）において既に着火時
期τAの検出が行われ、着火時期τAの検出が禁止されて
いるときには、そのままルーチンを抜ける。また、Ｆτ
＝０で該当気筒１サイクルにおいて着火時期τAの検出
が終了しておらず着火時期τAの検出が許可されている
ときには、ステップS92へ進む。

【０１６４】ステップS92では、更に圧縮着火制御フラ
グＦCOMPを参照する。そして、ＦCOMP＝０で、現在、強
制点火制御が選択されているときには、ステップS93へ
進み、着火時期計時用タイマの計時値ＴＭτ及び上記点
火制御ルーチンによる点火時期ＴADVを読み出し、上記
計時値ＴＭτを、点火時期ＴADVに設定値ＴＳＥを加算
した加算値（ＴADV＋ＴＳＥ）と比較する。

【０１６５】ここで、図１４に示すように、点火プラグ
１８による火花点火を行う強制点火制御時においては、
混合気着火によるイオン電流のみならず、点火プラグ１
８の火花点火によるイオン電流が検出されてしまう。す
なわち、ＥＣＵ５０からイグナイタ２０を介してパルス
波形の点火信号が出力されると（図１３の強制点火制御
時点火信号を参照）、点火コイル１９の一次側に一次電
流が流れ、この点火信号の立下がりにより一次電流が遮
断し（ドエルカット）、点火コイル１９の２次側に高圧
の２次電圧が誘起され、点火プラグ１８の放電電極１８
ａ間が絶縁破壊されて火花放電（スパーク）が行われ、
イオン電流検出回路４５において、この点火火花による
イオン電流が検出され、イオン電流検出回路４５の電圧
センサ４５ａからＥＣＵ５０に、火花点火によるイオン
電流に対応した出力電圧ＶIONが入力される。

【０１６６】そして、火花点火によって燃焼室１７内の
混合気に着火して、その火炎により点火プラグ１８の放
電電極１８ａ間に燃焼ガスのイオンが存在するとき、こ
のイオンを介して流れるイオン電流がイオン電流検出回
路４５により検出されて、このイオン電流に伴いイオン
電流検出回路４５中の電圧センサ４５ａからＥＣＵ５０
に火炎によるイオン電流に対応して出力電圧ＶIONが入
力される。

【０１６７】従って、着火時期τAを検出するには、こ
の火花点火によるイオン電流検出期間を除外する必要が
ある。このため、着火時期計時用タイマの計時値ＴＭτ
を、点火時期ＴADVに設定値ＴＳＥを加算した加算値
（ＴADV＋ＴＳＥ）と比較することで、火花点火による
イオン電流検出期間を除外し、着火時期τAの誤検出を
防止する。

【０１６８】そして、ＴＭτ＜ＴADV＋ＴＳＥのときに
は、火花点火によるイオン電流検出の誤検出を防止する
ため、そのままルーチンを抜け、ＴＭτ≧ＴADV＋ＴＳ
Ｅで、火花点火によるイオン電流期間の経過後、ステッ
プS94へ進む。

【０１６９】一方、上記ステップS92においてＦCOMP＝
１で、圧縮着火制御が選択されているときには、点火信
号が出力されず（図１３の圧縮着火制御時点火信号を参
照）、このときには、点火火花によるイオン電流は発生
しない。

【０１７０】従って、このときには、火花点火によるイ
オン電流を判断する必要が無く、上記ステップS92から
ステップS94へジャンプする。

【０１７１】そして、ステップS94で、上記イオン電流
検出回路４５中の電圧センサ４５ａによる出力電圧ＶIO
Nを、イオン電流の発生を判断するための判定値ＩＯＮ
と比較し、ＶION＜ＩＯＮのときには、火炎によるイオ
ン電流が生じていないと判断して、そのままルーチンを
抜ける。

【０１７２】一方、ＶION≧ＩＯＮのとき、火炎による
イオン電流が生じ着火したと判断して、ステップS95へ
進み、着火時期計時用タイマの計時値ＴＭτを着火時期
τAとし、ＲＡＭ５３の所定アドレスにストアして、続
くステップS96で、着火時期計時用タイマの計時値ＴＭ
τをクリア（ＴＭτ←０）して該着火時期計時用タイマ
の作動を停止し、このサイクルにおける着火時期τAの
計時の終了により、ステップS97で、着火時期検出禁止
フラグＦτをセットして（Ｆτ←１）、ルーチンを抜け
る。

【０１７３】そして、以上の処理によりθ2クランクパ
ルス入力を基準とした着火時期τAが検出され、ＦCOMP
＝０の点火プラグ１８の火花点火による強制点火制御時
には、上述の圧縮着火制御条件判別ルーチンにおいて、
この着火時期τAと点火時期ＴADVとの時間間隔によって
圧縮着火制御への移行条件が判断され（図３のステップ
S15参照）、また、ＦCOMP＝１の自己点火を行う圧縮着
火制御への移行後は、図１１〜図１２に示すＥＧＲ制御
ルーチンにおいて、この着火時期τAとエンジン運転状
態に基づいて設定した目標着火時期τTAGTとの比較結果
に応じてＥＧＲ弁２７に対する制御量ＥＧＲSを設定
し、ＥＧＲ弁２７によるＥＧＲ量すなわちＥＧＲ率を制
御することで、着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収
束するよう吸気温度を制御する。

【０１７４】次に、図１１〜図１２のＥＧＲ制御ルーチ
ンについて説明する。

【０１７５】このＥＧＲ制御ルーチンは、システムイニ
シャライズ後、所定時間（例えば、１６ms）毎に実行さ
れ、ステップS101で、圧縮着火制御フラグＦCOMPを参照
する。

【０１７６】そして、ＦCOMP＝０で、現在、強制点火制
御が指示されているときには、ステップS102へ進み、ス
テップS102〜S111の処理により、エンジン運転状態に応
じてＥＧＲ弁２７に対する制御量ＥＧＲSを設定して通
常のＥＧＲ制御を行い、ＦCOMP＝１の圧縮着火制御が指
示されているときには、ステップS112へ進み、ステップ
S112以降の処理で、ＥＧＲ制御によって、自己着火にお
いて着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収束するよう
に吸気温度制御を行う。

【０１７７】先ず、ＦCOMP＝０の強制点火制御時におけ
る通常のＥＧＲ制御について説明すると、ステップS102
で、前記カウンタ・タイマ群５５における始動後時間計
時用タイマによって計時されたエンジン始動後時間ＴＭ
ASTを読み出して、設定値ＡＳＴＥＧＲと比較する。

【０１７８】すなわち、ＴＭAST＜ＡＳＴＥＧＲで、エ
ンジン始動後時間ＴＭASTが上記設定値ＡＳＴＥＧＲに
より定まる所定時間に達しておらず、スタータスイッチ
４８がＯＮのエンジン始動中、或いはエンジン始動直後
の時には、エンジンが不安定状態であり、このとき、Ｅ
ＧＲを行うとエンスト生じる虞がある。従って、ＴＭAS
T＜ＡＳＴＥＧＲの時は、ＥＧＲ条件不成立と判断し、
ステップS109へジャンプしてＥＧＲを停止し、ＴＭAST
≧ＡＳＴＥＧＲのとき、ステップS103へ進み、ステップ
S103〜S108で、更に、ＥＧＲ条件を判断する。

【０１７９】すなわち、ステップS103で、冷却水温度Ｔ
Wと水温判定値ＴWEGR（例えば、５０°Ｃ）とを比較
し、ＴW≧ＴWEGRのエンジン暖機完了状態であり、且
つ、ステップS104，S105で、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ
を、それぞれ下限値ＬＥＧＲＬ，上限値ＬＥＧＲＨと比
較して、エンジン負荷によるＥＧＲ実行の下限側及び上
限側を判断し、エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス
幅Ｔｐが下限値ＬＥＧＲＬと上限値ＬＥＧＲＨとの間、
いわゆるエンジン中負荷状態であり、且つ、ステップS1
06で、エンジン回転数ＮEを高回転判定値ＮEGR（例え
ば、４０００rpm）と比較し、ＮE≦ＮEGRでエンジン回
転数ＮEが高回転数域外であり、且つ、ステップS107
で、車速センサ47による車速ＶＳＰを高車速判定値ＶEG
R（例えば、１２０km/h）と比較し、ＶＳＰ≦ＶEGRで車
速ＶＳＰが高速走行領域外のときのみ、ステップS108へ
進み、アイドルスイッチ３３ｂの作動状態を判断する。
そして、アイドルスイッチ３３ｂがＯＦＦの非アイドル
時のみ、ＥＧＲ条件成立と判断して、ステップS111へ進
み、ＥＧＲを実行する。

【０１８０】ここで、ＴW＜ＴWEGRのエンジン冷態時に
は、エンジンの燃焼状態が不安定であり、このときＥＧ
Ｒを行うと燃焼性が悪化してエンジン運転性が著しく悪
化する。また、Ｔｐ＜ＬＥＧＲＬのエンジン低負荷運転
時には新気の吸入量が少なく、ＥＧＲを行うとエンジン
の燃焼性が悪化する。また、Ｔｐ＞ＬＥＧＲＨのエンジ
ン高負荷運転時は、エンジン出力要求時であり、このと
きＥＧＲを行うと、出力要求時であるにも拘らず、エン
ジン出力が低下してしまう。更に、ＮE＞ＮEGRのエンジ
ン高回転時、或いは、ＶＳＰ＞ＶEGRの高速走行時も出
力要求時であり、このときＥＧＲを行うと、出力要求に
相反してエンジン出力が低下してしまう。

【０１８１】従って、上記ステップS102〜S108において
何れかの条件が満足しないときには、ＥＧＲ実行条件の
不成立と判断して、該当するステップからステップS109
へ進み、ＥＧＲ弁２７に対する制御量ＥＧＲSを、全閉
を指示する“００Ｈ”に設定し、この制御量ＥＧＲS
を、ステップS110でセットして、ルーチンを抜ける。

【０１８２】その結果、この制御量ＥＧＲSに対応する
駆動信号がＥＣＵ５０からＥＧＲ弁２７に出力され、Ｅ
ＧＲ弁２７内蔵のステッピングモータの駆動によりＥＧ
Ｒ弁２７が全閉となり、ＥＧＲが停止される。

【０１８３】一方、上記ステップS102〜S108の条件が全
て満足されたＥＧＲ実行条件の成立時には、ステップS1
11へ進み、ＥＧＲを実行する。ステップS111では、この
ときのエンジン回転数ＮEとエンジン負荷を表す基本燃
料噴射パルス幅Ｔｐとに基づいて制御量テーブルを補間
計算付きで参照し、ＥＧＲ弁２７に対する制御量ＥＧＲ
Sを設定する。

【０１８４】上記制御量テーブルは、エンジン回転数Ｎ
Eとエンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに
よるエンジン運転領域毎に、適正ＥＧＲ量を得るＥＧＲ
弁２７に対する制御量ＥＧＲSを、予めシミュレーショ
ン或いは実験等により求め、エンジン回転数ＮEと基本
燃料噴射パルス幅Ｔｐとをパラメータとするテーブルと
して設定し、ＲＯＭ５２の一連のアドレスに固定データ
としてメモリされているものである。この制御量テーブ
ルの一例をステップS111中に示す。

【０１８５】本実施の形態では、ステップS111中に示す
ように、エンジン回転数ＮEと基本燃料噴射パルス幅Ｔ
ｐとが、それぞれ２０００〜４０００rpm、３．０〜
４．０msの所定領域において最も大きな値の制御量ＥＧ
ＲSがメモリされている。これはこの領域におけるＮＯ
ｘの発生量が高く、ＥＧＲ率を高めることによってＮＯ
ｘの発生を抑制するためである。そして、エンジン回転
数ＮE或いは基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが上記範囲から
ずれるに従って、ＮＯｘの発生量が低下するため、これ
に対応してＥＧＲ率を低下させるべく小さい値の制御量
ＥＧＲSがメモリされている。

【０１８６】そして、制御量ＥＧＲSの設定後、ステッ
プS110へ進み、上記ステップS111で設定した制御量ＥＧ
ＲSをセットして、ルーチンを抜ける。

【０１８７】その結果、この制御量ＥＧＲSに対応する
駆動信号がＥＣＵ５０からＥＧＲ弁２７に出力され、Ｅ
ＧＲ弁２７内蔵のステッピングモータの駆動により、Ｅ
ＧＲ弁２７の弁開度がエンジン運転状態に適合するＥＧ
Ｒ率を得る所定開度に調整される。

【０１８８】一方、上記ステップS101においてＦCOMP＝
１で、点火プラグ１８の火花点火による強制点火が中止
され自己着火を行うための圧縮着火制御が指示されてい
るときには、ステップS112へ進み、ステップS112以降の
処理によって、上記着火時期τAと目標着火時期τTAGT
との比較結果に応じたフィードバック制御によりＥＧＲ
弁２７に対する制御量ＥＧＲSを設定してＥＧＲによる
吸気温度制御を行うことで、自己着火による着火時期τ
Aが目標着火時期τTAGTに収束するよう制御する。

【０１８９】ステップS112では、エンジン回転数ＮEと
エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づ
いて基本目標着火角度テーブルを補間計算付きで参照し
て、圧縮上死点を基準とする基本目標着火角度ＡＤＶτ
BASEを設定する。

【０１９０】上記基本目標着火角度テーブルは、エンジ
ン回転数ＮE及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐによるエン
ジン運転領域毎に、自己着火における最適着火時期（角
度）を予めシミュレーション或いは実験等により求め、
この最適着火時期をＢＴＤＣ何°ＣＡにおいて得るのか
を定める基本目標着火角度ＡＤＶτBASEとして設定し、
ＲＯＭ５２の一連のアドレスにメモリされているもので
ある。

【０１９１】上記基本目標着火角度テーブルの一例をス
テップS112中に示す。この基本目標着火角度テーブルに
は、基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが大きい高負荷領域、及
びエンジン回転数ＮEの低い低回転領域において、小さ
い値すなわち遅角側の基本目標着火角度ＡＤＶτBASEが
メモリされている。逆に基本燃料噴射パルス幅Ｔｐが小
さく且つエンジン回転数ＮEが高いほど、すなわちエン
ジン低負荷高回転領域に移行するほど、大きい値すなわ
ち進角側の基本目標着火角度ＡＤＶτBASEがメモリされ
ている。

【０１９２】ここで、着火後における燃焼行程（膨張行
程）での燃焼期間は、エンジン運転状態によって相違す
る。すなわち、低回転領域においては、１行程に要する
時間が長く相対的に１行程中での燃焼期間が短くなり、
高負荷領域においては充填効率の上昇により同様に相対
的に燃焼期間が短くなる。また、高回転領域において
は、１行程に要する時間が短く相対的に１行程中での燃
焼期間が長くなり、低負荷領域においては、充填効率の
低下によって相対的に燃焼期間が長くなる。

【０１９３】このため、着火時期を一定とした場合、低
回転領域及び高負荷領域では燃焼が早く終了し、また、
高回転領域及び低負荷領域では、燃焼が遅く、何れにし
ても熱効率が低下してしまう。

【０１９４】従って、高負荷低回転であるほど、基本目
標着火角度ＡＤＶτBASEを遅角化することで、この基本
目標着火角度ＡＤＶτBASEに基づいて設定される目標着
火時期τTAGTを遅角化し、この目標着火時期τTAGTに対
応して後述するフィードバック制御により着火時期τA
を遅角化させる。その結果、燃焼の終了時期が相対的に
遅角化して高負荷低回転時の熱効率を向上することが可
能となる。

【０１９５】また、低負荷高回転であるほど、基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを進角化することで、目標着火時
期τTAGTを進角化し、この目標着火時期τTAGTに対応し
て後述するフィードバック制御により着火時期τAを進
角化させる。その結果、低負荷高回転領域においては、
燃焼期間が相対的に進角化して燃焼の遅れが抑制され、
熱効率を向上することが可能となる。

【０１９６】これにより、エンジン運転領域毎に相違す
る燃焼期間に対応して、適切な目標着火時期を設定する
ことが可能となり、各領域において熱効率を向上するこ
とが可能となる。

【０１９７】また、本実施の形態では、圧縮上死点を基
準とする角度データとして基本目標着火角度ＡＤＶτBA
SEを設定しているが、制御精度が若干低下するものの、
これに代え、エンジン回転数ＮEとエンジン負荷との少
なくとも一方によるテーブル参照によりθ2クランクパ
ルス入力を基準とした時間データとして基本目標着火時
期を設定するようにしてもよい。この場合は、角度デー
タを時間換算する後述のステップS115が不要となる。

【０１９８】そして、上記ステップS112での基本目標着
火角度ＡＤＶτBASEの設定後、ステップS113へ進み、エ
ンジン温度の一例としての冷却水温度ＴWを読み出し
て、この冷却水温度ＴWに基づいて水温補正係数テーブ
ルを補間計算付きで参照し、エンジン温度に応じて上記
基本目標着火角度ＡＤＶτBASEを補正するための水温補
正係数Ｋτを設定する。

【０１９９】上記水温補正係数テーブルは、冷却水温度
ＴWによるエンジン温度領域毎に、上記基本目標着火角
度ＡＤＶτBASEを補正して最適な目標着火時期（角度）
を得るための水温補正係数Ｋτを予めシミュレーション
或いは実験等により求め、ＲＯＭ５２の一連のアドレス
にメモリされているものである。

【０２００】上記水温補正係数テーブルの一例をステッ
プS113中に示す。この水温補正係数テーブルには、通常
運転状態時のエンジン常温域に対し、冷却水温度ＴWが
低いエンジン低温域、及び冷却水温度ＴWの高いエンジ
ン高温域において、小さい値すなわち上記基本目標着火
角度ＡＤＶτBASEを遅角補正する水温補正係数Ｋτがメ
モリされている。

【０２０１】すなわち、冷却水温度ＴWの低いエンジン
低温域では、上記基本目標着火角度ＡＤＶτBASEを水温
補正係数Ｋτによって遅角補正して目標着火時期τTAGT
を設定することで、目標着火時期τTAGTを遅角化し、こ
の目標着火時期τTAGTに対応して後述するフィードバッ
ク制御により着火時期τAを遅角化させる。これによ
り、燃焼温度が上昇してエンジン１の暖機が促進される
と共に、燃焼温度の上昇に伴いエンジン排気温度が上昇
して排気系に介装された触媒コンバータ２３の触媒温度
を早期に昇温することが可能となり、触媒コンバータ２
３の活性を促進して触媒作用を有効に発揮させ、排気エ
ミッションの改善を図ることが可能となる。

【０２０２】また、冷却水温度ＴWの高いエンジン高温
域においても、水温補正係数Ｋτにより遅角補正して目
標着火時期τTAGTを設定することで、着火時期τAを遅
角化する。その結果、この着火時期τAの遅角化により
燃焼圧力すなわち筒内圧力を相対的に低下させることが
可能となり、エンジン１に対する悪影響を未然に回避す
ることが可能となる。

【０２０３】次いでステップS114へ進み、上記基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを上記水温補正係数Ｋτにより補
正して目標着火角度ＡＤＶτTGTを設定する（ＡＤＶτT
GT←ＡＤＶτBASE×Ｋτ）。

【０２０４】続くステップS115では、圧縮上死点を基準
とした上記目標着火角度ＡＤＶτTGTを時間換算してθ2
クランクパルス入力を基準とした目標着火時期τTAGTを
設定する。本実施の形態では、上述のように時間制御方
式を採用しており、この目標着火時期τTAGTを時間によ
り設定する。

【０２０５】すなわち、上記目標着火角度ＡＤＶτTGT
は角度データ（ＢＴＤＣ°ＣＡ）のため、θ2クランク
パルスが入力してから自己着火により着火するまでの時
間に換算する必要があり、図１４のタイムチャートに示
すように、最新のクランクパルス入力間隔時間をＴθ、
該クランクパルス間角度をθとすると、本実施の形態で
は、θ2クランクパルス入力を基準として目標着火時期
τTAGTを、次式により設定する。

【０２０６】 τTAGT←（Ｔθ／θ）×（θ2−ＡＤＶτTGT） そして、ステップS116へ進み、ステップS116以降の処理
によって、上述の着火時期検出ルーチンにおいて検出さ
れた実際の着火時期τAと上記目標着火時期τTAGTとの
比較結果に応じてＥＧＲ弁２７に対する制御量ＥＧＲS
を設定し、ＥＧＲによる吸気温度制御により着火時期τ
Aが目標着火時期τTAGTに収束するようフィードバック
制御する。

【０２０７】ステップS116では、上記着火時期検出ルー
チンによる最新の着火時期τAを読み出して、この着火
時期τAと上記目標着火時期τTAGTに不感帯幅を定める
設定値αを加算した目標着火時期上限（τTAGT＋α）と
を比較する。

【０２０８】そして、τA＜τTAGT＋αで、着火時期τA
が目標着火時期上限（τTAGT＋α）を下回っているとき
には、ステップS117へ進み、更に着火時期τAを、上記
目標着火時期τTAGTから設定値を減算した目標着火時期
下限（τTAGT−α）と比較する。

【０２０９】その結果、τA≧τTAGT−αであり、着火
時期τAが目標着火時期τTAGTに対する不感帯の範囲内
にあるときには（τTAGT＋α＞τA≧τTAGT−α）、そ
のままルーチンを抜け、現在のＥＧＲ弁２７に対する制
御量（以下、「ＥＧＲ弁制御量」と称する）ＥＧＲSを
維持する。

【０２１０】また、上記ステップS117においてτA＜τT
AGT−αであり、不感帯の範囲外で、着火時期τAが目標
着火時期τTAGTよりも進角側のときには、ステップS118
へ進み、ＥＧＲ弁２７のステッピングモータにより該Ｅ
ＧＲ弁２７の弁開度を所定量減少してＥＧＲ量を減少さ
せるために、現在のＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSから設定値
ＤＥＧＲを減算して新たな制御量ＥＧＲSを設定し（Ｅ
ＧＲS←ＥＧＲS−ＤＥＧＲ）、前記ステップS110を経
て、上記ステップS118による新たなＥＧＲ弁制御量ＥＧ
ＲSをセットして、ルーチンを抜ける。

【０２１１】その結果、この制御量ＥＧＲSに対応する
駆動信号がＥＣＵ５０からＥＧＲ弁２７に出力され、Ｅ
ＧＲ弁２７のステッピングモータの駆動によりＥＧＲ弁
２７の弁開度が上記設定値ＤＥＧＲにより定まる所定量
だけ減少し、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）の減少により吸気温
度が低下される。

【０２１２】従って、点火プラグ１８の火花点火を中止
して自己着火を行う圧縮着火制御時において、自己着火
による着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも進角側
のときには、ＥＧＲ量の減少によって吸気温度が低下さ
れ、この吸気温度の低下に伴い燃焼室１７内に供給され
る混合気の温度が低下し、圧縮行程時の筒内温度の低下
によって自己着火による着火時期τAが遅角化される。

【０２１３】一方、上記ステップS116においてτA≧τT
AGT＋αであり、不感帯の範囲外で、図１４に示すよう
に、着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅角側の
ときには、ステップS119へ進み、ＥＧＲ弁２７のステッ
ピングモータにより該ＥＧＲ弁２７の弁開度を所定量増
加してＥＧＲ量を増加させるために、ＥＧＲ弁制御量Ｅ
ＧＲSに設定値ＵＥＧＲを加算して新たな制御量ＥＧＲS
を設定し（ＥＧＲS←ＥＧＲS＋ＵＥＧＲ）、ステップS1
20へ進む。

【０２１４】ステップS120では、エンジン回転数ＮEと
エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づ
いて上限値テーブルを補間計算付きで参照して、ＥＧＲ
弁制御量ＥＧＲSを上限規制する上限値ＥＧＲSMAXを設
定する。

【０２１５】上記上限値テーブルは、エンジン回転数Ｎ
E及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐによるエンジン運転領
域毎に、ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSの適正上限値ＥＧＲSMA
Xを予めシミュレーション或いは実験等により求め、Ｒ
ＯＭ５２の一連のアドレスにメモリされているものであ
る。

【０２１６】上記上限値テーブルの一例をステップS120
中に示す。この上限値テーブルには、基本燃料噴射パル
ス幅Ｔｐが大きい高負荷領域、及びエンジン回転数ＮE
の低い低回転領域において、小さい値の上限値ＥＧＲSM
AXがメモリされている。逆に基本燃料噴射パルス幅Ｔｐ
が小さく且つエンジン回転数ＮEが高いほど、すなわち
エンジン低負荷高回転領域に移行するほど、大きい値の
上限値ＥＧＲSMAXがメモリされている。

【０２１７】すなわち、上述のように、高負荷低回転で
あるほど、上記基本目標着火角度ＡＤＶτBASEを遅角設
定して目標着火時期τTAGTを遅角化することで、高負荷
低回転時の燃焼期間を適切に保ち熱効率の向上を図って
いる。このため、この目標着火時期τTAGTと着火時期τ
Aとの比較に応じて設定されるＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSの
上限値ＥＧＲSMAXを、これに対応して低下することで、
上限許容限界を適切に設定することが可能となる。

【０２１８】また、低負荷高回転であるほど、基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを進角設定して目標着火時期τTA
GTを進角化することで、燃焼期間を相対的に進角化さ
せ、低負荷高回転時の燃焼の遅れを抑制して熱効率の向
上を図っているため、これに対応してＥＧＲ弁制御量Ｅ
ＧＲSの上限値ＥＧＲSMAXを上昇させる。

【０２１９】これにより、エンジン運転領域毎に相違す
る目標着火時期τTAGTに対応して、ＥＧＲ弁制御量ＥＧ
ＲSに対し適切な上限値ＥＧＲSMAXを設定することが可
能となり、各領域において上限許容限界を適切に設定す
ることが可能となる。

【０２２０】そして、ステップS121へ進み、上記ステッ
プS119で増加修正したＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSと上記ス
テップS120で設定した上限値ＥＧＲSMAXとを比較し、Ｅ
ＧＲS≦ＥＧＲSMAXでＥＧＲ制御量ＥＧＲSが上限値ＥＧ
ＲSMAX以下のときには、前記ステップS110へジャンプ
し、上記ステップS119において増加修正したＥＧＲ弁制
御量ＥＧＲSをセットして、ルーチンを抜ける。

【０２２１】その結果、この制御量ＥＧＲSに対応する
駆動信号がＥＣＵ５０からＥＧＲ弁２７に出力され、Ｅ
ＧＲ弁２７のステッピングモータの駆動によりＥＧＲ弁
２７の弁開度が上記設定値ＵＥＧＲにより定まる所定量
だけ増加し、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）の増加により吸気温
度が上昇される。

【０２２２】従って、点火プラグ１８の火花点火を中止
して自己着火を行う圧縮着火制御時において、自己着火
による着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅角側
のときには、ＥＧＲ量が増加されて吸気温度が上昇さ
れ、この吸気温度の上昇に伴い燃焼室１７内に供給され
る混合気の温度が上昇し、圧縮行程時の筒内温度の上昇
によって自己着火による着火時期τAが進角化される。

【０２２３】これにより自己着火による着火時期τAが
エンジン運転状態に適合する目標着火時期τTAGTに収束
される。

【０２２４】一方、上記ステップS121においてＥＧＲS
＞ＥＧＲSMAXとなり、すなわち、自己着火による着火時
期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅角側のために、Ｅ
ＧＲ弁制御量ＥＧＲSを逐次増加修正した結果、ＥＧＲ
制御量ＥＧＲSが上限値ＥＧＲSMAXを上回りＥＧＲ弁２
７の弁開度がエンジン運転状態に応じた限界値に達した
とき、エンジン過渡運転への移行、或いはシステム異常
等に起因してＥＧＲによる吸気温度制御が不能となり自
己着火による着火時期τAを制御することが不能になっ
た、或いは、自己着火自体が不能になったと判断して、
ステップS122へ進む。

【０２２５】そして、ステップS122で、圧縮着火制御フ
ラグＦCOMPをクリアし（ＦCOMP←０）、続くステップS1
23で、現在のＥＧＲ制御量ＥＧＲSから設定値ＤＷＮＳ
ＥＴを減算して新たなＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSを設定す
ることで（ＥＧＲS←ＥＧＲS−ＤＷＮＳＥＴ）、該ＥＧ
Ｒ弁制御量ＥＧＲSを初期状態に戻し、前記ステップS11
0を経て、上記ステップS123によるＥＧＲ弁制御量ＥＧ
ＲSをセットして、ルーチンを抜ける。

【０２２６】その結果、上記圧縮着火制御フラグＦCOMP
のクリアにより圧縮着火制御から強制点火制御に移行
し、上述の点火制御ルーチンにおいて、点火時期ＴAD
V、通電開始時期タイミングＴDWLの設定、及び各点火タ
イマのセットが行われ、点火プラグ１８の火花点火によ
る強制点火が再開されると共に、上述の目標当量比算出
ルーチンにおいて、強制点火に適合するリーン減量係数
ＫLEANが設定されることで、混合気空燃比の相対的なリ
ーン化が解除される。

【０２２７】以上の制御状態を図１６のタイムチャート
に基づいて説明する。

【０２２８】図１６のタイムチャートにおいてｔ１の時
点で、上記圧縮着火制御条件判別ルーチンにより圧縮着
火制御への移行条件が成立したとき、圧縮着火制御フラ
グＦCOMPがセット（ＦCOMP←１）されることで、強制点
火制御から圧縮着火制御に移行する。

【０２２９】そして、上記圧縮着火制御フラグＦCOMPに
応じ、強制点火制御から圧縮着火制御への移行時に、燃
料減量率を定めるリーン減量係数ＫLEANが、強制点火制
御時に比べ相対的に大きい値に設定される（図４のステ
ップS35，S36参照）。そして、このリーン減量係数ＫLE
ANが目標当量比ＫTAGTの演算式においてマイナス項で与
えられ（図４のステップS37）、更に、この目標当量比
ＫTAGTが燃料噴射量を定める燃料噴射パルス幅Ｔｉの演
算式に組み込まれて（図５のステップS46）、強制点火
制御時に対して、燃料噴射量に対する燃料減量補正率が
増加され、燃焼室１７に供給される混合気の空燃比が相
対的にリーン化される。そして、この空燃比のリーン化
は、圧縮着火制御に移行後も継続される。

【０２３０】その結果、点火プラグ１８による強制点火
から該点火プラグ１８の点火を中止して自己着火に移行
する際、燃焼室１７に供給される混合気空燃比のリーン
化によって、燃費を大幅に向上することが可能となる。

【０２３１】また、圧縮着火制御への移行時に、ＥＧＲ
弁制御量ＥＧＲSが設定値ＵＰＳＥＴによる所定量増加
され（図３のステップS25）、これに対応してＥＧＲ弁
２７の弁開度が所定量増加し、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）の
増加によって吸気温度が上昇される。これにより、燃焼
室１７内に供給される混合気の温度が上昇し、燃焼室１
７内の混合気の温度が直ちに上昇され、適正着火時期を
得ることが可能で且つ着火時期制御可能状態の下で、自
己着火への移行が可能となる。

【０２３２】そして、圧縮着火制御フラグＦCOMPのセッ
トによって、点火制御ルーチンによる点火時期ＴADVの
設定及び各点火タイマのセットが中止されることで、点
火プラグ１８による点火火花が中止され、点火プラグ１
８による強制点火から自己着火に移行される。

【０２３３】そして、この圧縮着火制御への移行後は、
ＥＧＲ制御ルーチンにおいて、イオン電流に基づき検出
された実際の着火時期τAを、エンジン運転状態に基づ
いて設定した目標着火時期τTAGTに不感帯幅を定める設
定値αを加算した目標着火時期上限（τTAGT＋α）、及
び、目標着火時期τTAGTから設定値αを減算した目標着
火時期下限（τTAGT−α）とそれぞれ比較する。

【０２３４】そして、ｔ１〜ｔ２の時点において、着火
時期τAが目標着火時期τTAGTに対する不感帯の範囲内
にあるときには（τTAGT＋α＞τA≧τTAGT−α）、Ｅ
ＧＲ弁制御量ＥＧＲSをそのまま維持する。

【０２３５】ｔ２の時点以降、着火時期τAが目標着火
時期τTAGTよりも遅角側で不感帯を逸脱すると（τA≧
τTAGT＋α）、ＥＧＲ制御ルーチン実行毎すなわち演算
周期毎にＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSを設定値ＵＥＧＲづつ
漸次的に増加させ、ＥＧＲ弁２７の弁開度が上記設定値
ＵＥＧＲにより定まる所定量づつ増加される。そして、
このＥＧＲ弁２７の弁開度の増加によってＥＧＲ量（Ｅ
ＧＲ率）が増加し、これにより吸気温度が上昇され、こ
の吸気温度の上昇に伴い燃焼室１７内に供給される混合
気の温度が上昇し、圧縮行程時の筒内温度の上昇によっ
て自己着火による着火時期τAが進角化される。その結
果、自己着火による着火時期τAがエンジン運転状態に
適合する目標着火時期τTAGTに収束される。

【０２３６】そして、ｔ３の時点で、着火時期τAが目
標着火時期τTAGTに対する不感帯の範囲内に収束したと
き、ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSの増加修正が中止され、Ｅ
ＧＲ弁制御量ＥＧＲSすなわちＥＧＲ弁２７の弁開度が
そのまま維持される。

【０２３７】一方、ｔ４の時点以降、着火時期τAが目
標着火時期τTAGTよりも進角側で不感帯を逸脱すると
（τA＜τTAGT−α）、ＥＧＲ制御ルーチン実行毎にＥ
ＧＲ弁制御量ＥＧＲSを設定値ＤＥＧＲづつ減少させ、
ＥＧＲ弁２７の弁開度を上記設定値ＤＥＧＲにより定ま
る所定量づつ減少し、ＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を減少させ
る。その結果、このＥＧＲ量の減少によって吸気温度が
低下され、この吸気温度の低下に伴い燃焼室１７内に供
給される混合気の温度が低下し、圧縮行程時の筒内温度
の低下によって自己着火による着火時期τAが遅角化さ
れ、自己着火による着火時期τAがエンジン運転状態に
適合する目標着火時期τTAGTに収束される。

【０２３８】これにより、エンジン運転条件や大気条件
等が変化しても、エンジン運転状態に適合する目標着火
時期τTAGTに収束するよう着火時期τAが制御され、自
己着火時において常に最適な着火時期τAを得ることが
可能となり、熱効率の向上により燃費向上、信頼性の向
上を図ることができ、また、エンジン運転状態の相違に
関わらず最適着火時期を得ることが可能となるため、ノ
ッキング等の異常燃焼を未然に回避することができ、エ
ンジンに対する悪影響を未然に回避することができるば
かりか、エンジン騒音の低減を図ることが可能となる。

【０２３９】そして、ｔ５の時点において、着火時期τ
Aが目標着火時期τTAGTに対する不感帯の範囲内に収束
したとき、ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSの減少修正が中止さ
れ、ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSすなわちＥＧＲ弁２７の弁
開度がそのまま維持される。

【０２４０】また、ｔ６の時点以降、再び着火時期τA
が目標着火時期τTAGTよりも遅角側で不感帯を逸脱する
と（τA≧τTAGT＋α）、ＥＧＲ制御ルーチン実行毎に
ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSを設定値ＵＥＧＲづつ漸次的に
増加させ、ＥＧＲ弁２７の弁開度が上記設定値ＵＥＧＲ
により定まる所定量づつ増加される。

【０２４１】そして、このＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSの増
加修正によっても着火時期τAが目標着火時期τTAGTに
収束せず、ｔ７の時点において、ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲ
Sが、エンジン運転状態に基づいて設定した上限値ＥＧ
ＲSMAXを上回ったとき（ＥＧＲS＞ＥＧＲSMAX）、すな
わち、自己着火による着火時期τAが目標着火時期τTAG
Tよりも遅角側のために、ＥＧＲ弁制御量ＥＧＲSを逐次
増加修正した結果、ＥＧＲ制御量ＥＧＲSが上限値ＥＧ
ＲSMAXを上回りＥＧＲ弁２７の弁開度がエンジン運転状
態に応じた限界値に達したとき、エンジン過渡運転への
移行、或いはシステム異常等に起因してＥＧＲによる吸
気温度制御が不能となり自己着火による着火時期τAを
制御することが不能になった、或いは、自己着火自体が
不能になったと判断して、圧縮着火制御フラグＦCOMPが
クリアされる（ＦCOMP←０；図１２のステップS122）。

【０２４２】そして、この圧縮着火制御フラグＦCOMPの
クリアにより圧縮着火制御から強制点火制御に移行し、
上述の点火制御ルーチンにおいて、点火時期ＴADV、通
電開始時期タイミングＴDWLの設定、及び各点火タイマ
セットが行われ、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火が再開されると共に、上述の目標当量比算出ルーチ
ンにおいて、強制点火に適合するリーン減量係数ＫLEAN
が設定されることで、混合気空燃比の相対的なリーン化
が解除される。

【０２４３】これにより、エンジン過渡運転への移行、
或いはシステム異常等に起因してＥＧＲによる吸気温度
制御が不能となり自己着火による着火時期τAを制御す
ることが不能となった時、或いは、自己着火自体が不能
になった時には、自己着火から点火プラグ１８の点火に
よる強制点火に確実に移行することが可能となる。その
結果、自己着火による着火時期τAの制御不能状態での
自己着火の継続が防止され、ドライバビリティの悪化を
防止することが可能となる。また、自己着火の継続によ
る異常燃焼や失火が防止されることで、排気エミッショ
ンの悪化を防止することが可能となり、且つ、エンジン
１の耐久信頼性を向上することが可能となる。

【０２４４】また、このとき、ＥＧＲ制御量ＥＧＲSが
設定値ＤＷＮＳＥＴによる所定量減少され初期状態に復
帰される。これに対応してＥＧＲ弁２７の弁開度が所定
量減少し、通常のＥＧＲ制御に復帰する。

【０２４５】尚、本実施の形態においては、圧縮着火制
御時におけるＥＧＲ制御量ＥＧＲSを、着火時期τAと目
標着火時期τTAGTとの比較結果に応じて積分制御により
設定しているが、比例積分制御（ＰＩ制御）或いは比例
積分微分制御（ＰＩＤ制御）により設定するようにして
もよい。

【０２４６】また、本実施の形態においては、エンジン
負荷として吸入空気量Ｑ或いは基本燃料噴射パルス幅Ｔ
ｐを用いているが、エンジン負荷を表すものであればよ
く、本発明は、これに限定されない。

【０２４７】更に、ＥＧＲ弁は本実施の形態のステッピ
ングモータ式のＥＧＲ弁に限定されず、例えば、ダイヤ
フラムアクチュエータ式のＥＧＲ弁を採用し、このダイ
アフラムアクチュエータ式ＥＧＲ弁を作動させるための
制御圧を調圧するデューティソレノイド弁に対する制御
量を制御することで吸気加熱制御を行うようにしてもよ
い。また、デューティソレノイド弁による直動式のＥＧ
Ｒ弁を採用し、このデューティソレノイド弁に対する制
御量を制御することで吸気加熱制御を行うようにしても
よい。

【０２４８】また、本実施の形態においては、点火プラ
グ１８の点火による強制点火制御時においても、エンジ
ン運転状態に応じてＥＧＲ制御を行うようにしている
が、強制点火制御時においてＥＧＲを中止し、自己着火
による圧縮着火制御時のみＥＧＲを行い、ＥＧＲを吸気
加熱制御のみに使用するようにしてもよい。この場合
は、図３の圧縮着火制御条件判別ルーチンにおいて、上
述のように排気ガスの温度を設定値と比較することで、
ＥＧＲによる吸気温度制御が可能か否かを判断し、ま
た、図１１のＥＧＲ制御ルーチンにおいて、ステップS1
02〜S108，S111を省略して、ＦCOMP＝０で強制点火制御
が指示されているとき、ステップS101からステップS109
へ進み、ＥＧＲを停止するようにする。

【０２４９】次に、図２２〜図２５に基づいて、本発明
の実施の第２形態を説明する。

【０２５０】上記実施の第１形態においては、吸気加熱
手段としてＥＧＲ装置２５を採用するのに対し、本実施
の形態は、吸気加熱手段として、図２４に示すように、
排気ガスと熱交換を行う熱交換器７０と、吸気系として
吸気通路６を流れる吸気の一部を上記熱交換器７０に導
入すると共に該熱交換器７０による熱交換後の加熱吸気
を吸気系のスロットル弁５ａ下流のエアチャンバ４に戻
す加熱吸気用通路７１と、該加熱空気用通路７１に介装
され加熱吸気用通路７１を流れる加熱吸気の流量を調整
する加熱吸気量調整弁７２とからなる吸気加熱装置を採
用する。

【０２５１】そして、圧縮着火制御時において、上記着
火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも進角側のとき、
加熱吸気量調整弁７２による加熱吸気量を減少制御し
て、吸気温度を低下させることで、エンジン燃焼室１７
内の混合気温度を低下し、自己着火による着火時期を遅
角化させる。また、着火時期τAが目標着火時期τTAGT
よりも遅角側のときには、加熱吸気量調整弁７２による
加熱吸気流量を増加制御して、吸気温度を上昇させるこ
とで、燃焼室１７内の混合気温度を上昇し、自己着火に
よる着火時期を進角化する。

【０２５２】尚、上記実施の第１形態と同一の構成品、
同一のステップについては、同一の符号を付して、その
詳細説明は省略する。

【０２５３】先ず、図２４に基づいて、本形態の吸気加
熱装置について説明する。

【０２５４】排気系のエキゾーストマニホルド２１に、
排気ガスと熱交換を行う熱交換器７０が配設されてい
る。そして、この熱交換器７０に吸気の一部を導入する
ため吸気管６と熱交換器７０とを連通する吸気導入通路
７１ａと、熱交換器７０により排気ガスと熱交換された
加熱吸気を吸気系に戻すため熱交換器７０とスロットル
弁５ａ下流のエアチャンバ４とを連通する加熱空気供給
通路７１ｂとにより、加熱空気用通路７１が構成され
る。

【０２５５】また、上記加熱空気供給通路７１ｂに、該
加熱空気供給通路７１ｂを流れる加熱吸気の流量すなわ
ち吸入空気における加熱空気の供給率（以下、「加熱空
気供給率」と称する）を調整することで吸気温度を制御
するためのデューティソレノイド弁式の加熱吸気量調整
弁７２が介装されている。尚、上記加熱吸気量調整弁７
２は、吸気導入通路７１ａに介装してもよい。

【０２５６】そして、スロットル弁５ａ下流に発生する
吸気負圧によって、吸気管６を流れる吸気の一部が上記
吸気導入通路７１ａを介して熱交換器７０に導入され、
熱交換器７０で熱交換された加熱吸気が加熱空気供給通
路７１ｂを介して、スロットル弁５ａ下流のエアチャン
バ４に供給される。

【０２５７】更に、図２５に示すように、ＥＣＵ５０の
Ｉ／Ｏインターフェイス５６の出力ポートに、駆動回路
５８を介して、上記加熱吸気量調整弁７２が接続されて
いる。

【０２５８】そして、加熱吸気量調整弁７２に対する制
御量すなわち駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹがＥＣＵ
５０によって演算され、このデューティ比ＤＵＴＹに対
応してＥＣＵ５０から出力される駆動信号に応じて加熱
吸気量調整弁７２の弁開度が調整される。

【０２５９】尚、本実施の形態においては、上記デュー
ティ比ＤＵＴＹが１５％以下で、加熱吸気量調整弁７２
が全閉となり加熱吸気の供給が停止され、デューティ比
ＤＵＴＹが９０％以上のとき、加熱吸気量調整弁７２が
全開となる。そして、デューティ比ＤＵＴＹが０％〜１
００％の間で設定され、このデューティ比ＤＵＴＹによ
る駆動信号に応じて加熱吸気量調整弁７２の弁開度が調
整されて、加熱空気流量すなわち加熱空気供給率が制御
される。

【０２６０】そして、本実施の形態では、上記実施の第
１形態の図３の圧縮着火制御条件判別ルーチンに代え
て、図２２に示す圧縮着火制御条件判別ルーチンを採用
し、また、図１１〜図１２のＥＧＲ制御ルーチンに代え
て、図２３に示す吸気加熱制御ルーチンを採用する。
尚、その他のルーチンについては、上記実施の第１形態
のルーチンをそのまま採用し、その説明は省略する。

【０２６１】以下、本形態の圧縮着火制御条件判別ルー
チン及び吸気加熱制御ルーチンについて説明する尚、上
記実施の第１形態と同ステップについては、同一の符号
を付して、その詳細説明は省略する。

【０２６２】図２２に示す圧縮着火制御条件判別ルーチ
ンは、上記実施の第１形態と同様に、システムイニシャ
ライズ後、所定時間（例えば、１０msec）毎に実行さ
れ、ステップS11で、圧縮着火制御フラグＦCOMPを参照
し、ＦCOMP＝１で、既に自己着火を行う圧縮着火制御が
指示されているときには、ステップS19へジャンプし
て、ステップS19，S20で、現在のエンジン回転数ＮE，
吸入空気量Ｑを前回の値ＮEOLD，ＱOLDとしてＲＡＭ５
３の所定アドレスにストアして、そのままルーチンを抜
ける。

【０２６３】一方、ＦCOMP＝０で、現在、強制点火制御
が選択され、点火プラグ１８の放電による強制点火が行
われているとき、ステップS12へ進み、ステップS12〜S1
5，S22で、圧縮着火制御への移行条件が成立しているか
否かを判断する。

【０２６４】ステップS12，S13では、エンジン回転数Ｎ
Eと吸入空気量Ｑの変化を判断し、エンジン定常運転状
態か否かを判断する。そして、｜ＮE−ＮEOLD｜＞ＮＥ
Ｓ或いは｜Ｑ−ＱOLD｜＞ＱＳのエンジン過渡運転状態
時には、該当するステップからステップS18へジャンプ
して、条件継続時間カウント値ＣNをクリアし、次回の
判定に備え、続くステップS19，S20で、それぞれ上記エ
ンジン回転数ＮE，吸入空気量Ｑを前回の値ＮEOLD，ＱO
LDとして、ルーチンを抜け、点火プラグ１８の火花点火
による強制点火制御を継続する。

【０２６５】また、上記ステップS12，S13において｜Ｎ
E−ＮEOLD｜≦ＮＥＳ且つ｜Ｑ−ＱOLD｜≦ＱＳのエンジ
ン定常運転状態時には、ステップS14へ進み、エンジン
温度の一例としての冷却水温センサ３６によるエンジン
冷却水温度ＴWを読み出し、この冷却水温度ＴWを設定値
ＴＷＳと比較することで、加熱空気の流量制御による吸
気温度制御が可能か否かを判断する。

【０２６６】本実施の形態においては、上記設定値ＴＷ
Ｓは、エンジン１の暖機が完了し且つ排気温度が所定に
上昇して排気ガスとの熱交換により高温の加熱吸気が得
られ加熱吸気量調整弁７２による加熱吸気流量すなわち
加熱空気供給率を制御することで、吸気温度を適切に制
御することが可能な冷却水温度を、予めシミュレーショ
ン或いは実験等により求め、この温度値を設定値ＴＷＳ
として設定し、固定データとしてＲＯＭ５２にメモリさ
れているものである。

【０２６７】従って、ＴW＜ＴＷＳで、エンジン冷態状
態で自己着火不能、或いは、加熱空気により吸気温度制
御を適正に行い得ないと判断されるときには、上記ステ
ップS18〜S20を経てルーチンを抜け、点火プラグ１８の
火花点火による強制点火制御を継続する。

【０２６８】そして、上記ステップS14で、ＴW≧ＴＷＳ
のエンジン温度が所定温度に達したときには、エンジン
１の暖機が完了し且つ排気温度が充分に上昇して、熱交
換器７０による排気ガスとの熱交換後の加熱吸気により
吸気温度を充分上昇させることが可能であり、加熱吸気
量調整弁７２による加熱空気供給率を制御することで吸
気温度を適正に制御することが可能と判断し、ステップ
S15へ進む。

【０２６９】ステップS15では、前述の図６の点火制御
ルーチンにおいて設定される点火プラグ１８による強制
点火の点火時期ＴADV、及び図１０の着火時期検出ルー
チンおいてイオン電流に基づき検出した着火時期τAを
読み出して、着火時期τAから点火時期ＴADVを減算し、
この減算値（τA−ＴADV）を設定値ＴSETと比較するこ
とで、適正時期で自己着火が可能か否かを判断する。

【０２７０】そして、τA−ＴADV＞ＴSETで、点火時期
ＴADVとイオン電流に基づき検出される着火時期τAとの
時間間隔が設定値ＴSETにより定まる所定時間を上回る
ときには、自己着火不能ないし自己着火に移行させたと
しても適正着火時期での自己着火が不能と判断して、上
記ステップS18〜S20を経てルーチンを抜け、点火プラグ
１８の火花点火による強制点火制御を継続する。

【０２７１】一方、上記ステップS15においてτA−ＴAD
V≦ＴSETで、点火時期ＴADVとイオン電流に基づき検出
される着火時期τAとの時間間隔が上記設定値ＴSETによ
る所定値以内の時間に短縮されたとき、適正着火時期で
自己着火が可能であると判断して、ステップS21へ進
み、上記ステップS12〜S15の全ての条件による圧縮着火
制御への切換条件成立の継続時間を計時する条件継続時
間カウント値ＣNをカウントアップし、ステップS22で、
上記条件継続時間カウント値ＣNを設定値ＣSET（例え
ば、数sec相当値）と比較する。

【０２７２】そして、ＣN＜ＣSETのときには、未だ圧縮
着火制御への切換条件が非成立であると判断して、上記
ステップS19へ進み、ステップS19，S20を経てルーチン
を抜け、点火プラグ１８の火花点火による強制点火制御
を継続する。

【０２７３】また、上記ステップS22においてＣN≧ＣSE
Tで、上記ステップS12〜S15による全ての条件成立の継
続時間が、本ルーチンの実行周期と上記設定値ＣSETと
により定まる所定期間に達したとき、ステップS23へ進
み、上記圧縮着火制御フラグＦCOMPをセットすることで
（ＦCOMP←１）、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火制御を中止して自己着火を行わせる圧縮着火制御を
選択する。

【０２７４】そして、ステップS24で上記条件継続時間
カウント値ＣNをクリアして、続くステップS201で、加
熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデューティ比を
初期値ＤＩＮＩにより初期設定し（ＤＵＴＹ←ＤＩＮ
Ｉ）、ルーチンを抜ける。

【０２７５】そして、上記圧縮着火制御フラグＦCOMP
が、前述の図４の目標当量比算出ルーチン、図６の点火
制御ルーチン、図７のθ2クランクパルス割り込みルー
チン、及び、後述する図２３の吸気加熱制御ルーチンに
おいて参照され、ＦCOMP＝０の強制点火制御時には、エ
ンジン運転状態に応じて点火時期ＴADVを設定し、点火
プラグ１８の火花点火による強制点火を行い、エンジン
運転状態に応じて所定空燃比による燃料噴射制御を行う
と共に、このときには、吸気加熱を中止する。

【０２７６】尚、ここで、強制点火制御時においても、
エンジン運転状態に応じて加熱吸気量調整弁７２に対す
る駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹを設定し、吸気加熱
を行うようにしてもよい。

【０２７７】また、ＦCOMP＝１の圧縮着火制御時には、
空燃比が強制点火制御時に対して相対的にリーン化され
ると共に、点火時期ＴADVの設定が中止されて点火プラ
グ１８の火花点火による強制点火が中止される。また、
圧縮着火制御への移行時に、上述のステップS201におい
て加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデューティ
比ＤＵＴＹが初期値ＤＩＮＩによる所定量増加され、こ
れに対応して加熱吸気量調整弁７２の弁開度が所定量増
加し、加熱吸気流量すなわち加熱空気供給率の増加によ
って吸気加熱が開始、或いは吸気加熱量が増加させるこ
とで、吸気温度が上昇する。そして、この吸気温度の上
昇により、燃焼室１７内の混合気の温度が直ちに上昇さ
れ、点火プラグ１８の火花点火による強制点火から自己
着火に移行される。

【０２７８】そして、圧縮着火制御への移行後は、イオ
ン電流に基づいて検出される着火時期τAと、エンジン
運転状態に基づいて設定した目標着火時期τTAGTとの比
較結果に応じて、加熱吸気量調整弁７２を制御すること
で、着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収束するよう
吸気温度を制御する。

【０２７９】次に、図２３に示す吸気加熱制御ルーチン
について説明する。

【０２８０】この吸気加熱制御ルーチンは、システムイ
ニシャライズ後、所定時間（例えば、１６ms）毎に実行
され、ステップS101で、圧縮着火制御フラグＦCOMPを参
照する。

【０２８１】そして、ＦCOMP＝０で、現在、強制点火制
御が指示されているときには、そのままルーチンを抜
け、吸気加熱を中止する。尚、このとき、上述のよう
に、エンジン運転状態に応じて加熱吸気量調整弁７２に
対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹを設定し、吸気
加熱を行うようにしてもよい。

【０２８２】一方、上記ステップS101においてＦCOMP＝
１で、点火プラグ１８の火花点火による強制点火が中止
され自己着火を行うための圧縮着火制御が指示されてい
るときには、ステップS112へ進み、ステップS112以降の
処理によって、上記着火時期τAと目標着火時期τTAGT
との比較結果に応じたフィードバック制御により加熱吸
気量調整弁７２に対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴ
Ｙを設定して加熱吸気量調整弁７２による吸気温度制御
を行い、自己着火による着火時期τAが目標着火時期τT
AGTに収束するよう制御する。

【０２８３】ステップS112では、エンジン回転数ＮEと
エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づ
いて基本目標着火角度テーブルを補間計算付きで参照し
て、圧縮上死点を基準とする基本目標着火角度ＡＤＶτ
BASEを設定する。

【０２８４】そして、ステップS113で、エンジン温度の
一例としての冷却水温度ＴWに基づいて水温補正係数テ
ーブルを補間計算付きで参照し、エンジン温度に応じて
上記基本目標着火角度ＡＤＶτBASEを補正するための水
温補正係数Ｋτを設定する。

【０２８５】次いでステップS114へ進み、上記基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを上記水温補正係数Ｋτにより補
正して目標着火角度ＡＤＶτTGTを設定する（ＡＤＶτT
GT←ＡＤＶτBASE×Ｋτ）。

【０２８６】続くステップS115では、圧縮上死点を基準
とした上記目標着火角度ＡＤＶτTGTを時間換算してθ2
クランクパルス入力を基準とした目標着火時期τTAGTを
設定する（τTAGT←（Ｔθ／θ）×（θ2−ＡＤＶτTG
T））。

【０２８７】そして、ステップS116へ進み、ステップS1
16以降の処理によって、上述の着火時期検出ルーチンに
おいて検出された実際の着火時期τAと上記目標着火時
期τTAGTとの比較結果に応じて加熱吸気量調整弁７２に
対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹを設定して、加
熱吸気流量（加熱空気供給率）を制御することで、吸気
温度制御を行い、着火時期τAが目標着火時期τTAGTに
収束するようフィードバック制御する。

【０２８８】ステップS116では、着火時期検出ルーチン
による最新の着火時期τAを読み出して、この着火時期
τAと上記目標着火時期τTAGTに不感帯幅を定める設定
値αを加算した目標着火時期上限（τTAGT＋α）とを比
較する。

【０２８９】そして、τA＜τTAGT＋αで、着火時期τA
が目標着火時期上限（τTAGT＋α）を下回っているとき
には、ステップS117へ進み、更に着火時期τAを、上記
目標着火時期τTAGTから設定値を減算した目標着火時期
下限（τTAGT−α）と比較する。

【０２９０】その結果、τA≧τTAGT−αであり、着火
時期τAが目標着火時期τTAGTに対する不感帯の範囲内
にあるときには（τTAGT＋α＞τA≧τTAGT−α）、そ
のままルーチンを抜け、現在の加熱吸気量調整弁７２に
対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹをそのまま維持
する。

【０２９１】また、上記ステップS117においてτA＜τT
AGT−αであり、不感帯の範囲外で、着火時期τAが目標
着火時期τTAGTよりも進角側のときには、ステップS211
へ進み、現在のデューティ比ＤＵＴＹから設定値ＤＤＩ
ＮＴを減算して新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定する
（ＤＵＴＹ←ＤＵＴＹ−ＤＤＩＮＴ）。

【０２９２】そして、ステップS217へ進み、上記ステッ
プS211による新たなデューティ比ＤＵＴＹをセットし
て、ルーチンを抜ける。

【０２９３】その結果、このデューティ比ＤＵＴＹによ
る駆動信号がＥＣＵ５０から加熱吸気量調整弁７２に出
力され、加熱吸気量調整弁７２の弁開度が上記設定値Ｄ
ＤＩＮＴにより定まる所定量だけ減少し、加熱吸気流量
（加熱空気供給率）の減少により吸気温度が低下され
る。

【０２９４】すなわち、自己着火を行う圧縮着火制御時
において、着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも進
角側で不感帯を逸脱すると（τA＜τTAGT−α）、本ル
ーチン実行毎に加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号
のデューティ比ＤＵＴＹを設定値ＤＤＩＮＴづつ減少さ
せ、加熱吸気量調整弁７２の弁開度を上記設定値ＤＤＩ
ＮＴにより定まる所定量づつ減少し、加熱吸気流量（加
熱空気供給率）を減少させる。その結果、この加熱吸気
流量の減少によって吸気温度が低下され、この吸気温度
の低下に伴い燃焼室１７内に供給される混合気の温度が
低下し、圧縮行程時の筒内温度の低下によって自己着火
による着火時期τAが遅角化され、自己着火による着火
時期τAがエンジン運転状態に適合する目標着火時期τT
AGTに収束される。

【０２９５】そして、着火時期τAが目標着火時期τTAG
Tに対する不感帯の範囲内に収束したとき、デューティ
比ＤＵＴＹの減少修正が中止され、加熱吸気量調整弁７
２に対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹ、すなわち
加熱吸気量調整弁７２の弁開度がそのまま維持される。

【０２９６】一方、上記ステップS116においてτA≧τT
AGT＋αであり、不感帯の範囲外で、着火時期τAが目標
着火時期τTAGTよりも遅角側のときには、ステップS212
へ進み、現在のデューティ比ＤＵＴＹに設定値ＵＤＩＮ
Ｔを加算して新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定する
（ＤＵＴＹ←ＤＵＴＹ＋ＵＤＩＮＴ）。

【０２９７】そして、ステップS213へ進み、エンジン回
転数ＮEとエンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔ
ｐとに基づいて上限値テーブルを補間計算付きで参照し
て、加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデューテ
ィ比ＤＵＴＹを上限規制する上限値ＤＵＴＹMAXを設定
する。

【０２９８】上記上限値テーブルは、エンジン回転数Ｎ
E及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐによるエンジン運転領
域毎に、デューティ比ＤＵＴＹの適正上限値ＤＵＴＹMA
Xを予めシミュレーション或いは実験等により求め、Ｒ
ＯＭ５２の一連のアドレスにメモリされているものであ
る。

【０２９９】上記上限値テーブルの一例をステップS213
中に示す。この上限値テーブルには、基本燃料噴射パル
ス幅Ｔｐが大きい高負荷領域、及びエンジン回転数ＮE
の低い低回転領域において、小さい値の上限値ＤＵＴＹ
MAXがメモリされている。逆に基本燃料噴射パルス幅Ｔ
ｐが小さく且つエンジン回転数ＮEが高いほど、すなわ
ちエンジン低負荷高回転領域に移行するほど、大きい値
の上限値ＤＵＴＹMAXがメモリされている。

【０３００】すなわち、前述のように、高負荷低回転で
あるほど、上記基本目標着火角度ＡＤＶτBASEを遅角設
定して目標着火時期τTAGTを遅角化することで、高負荷
低回転時の燃焼期間を適切に保ち熱効率の向上を図って
いるため、この目標着火時期τTAGTと着火時期τAとの
比較に応じて設定されるデューティ比ＤＵＴＹの上限値
ＤＵＴＹMAXを、これに対応して低下することで、上限
許容限界を適切に設定することが可能となる。

【０３０１】また、低負荷高回転であるほど、基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを進角設定して目標着火時期τTA
GTを進角化することで、燃焼期間を相対的に進角化さ
せ、低負荷高回転時の燃焼の遅れを抑制して熱効率の向
上を図っているため、これに対応してデューティ比ＤＵ
ＴＹの上限値ＤＵＴＹMAXを上昇させる。

【０３０２】これにより、エンジン運転領域毎に相違す
る目標着火時期τTAGTに対応して、デューティ比ＤＵＴ
Ｙに対し適切な上限値ＤＵＴＹMAXを設定することが可
能となり、各領域において上限許容限界を適切に設定す
ることが可能となる。

【０３０３】そして、ステップS214へ進み、上記ステッ
プS212で増加修正したデューティ比ＤＵＴＹと上記ステ
ップS213で設定した上限値ＤＵＴＹMAXとを比較し、Ｄ
ＵＴＹ≦ＤＵＴＹMAXで、加熱吸気量調整弁７２に対す
る駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹが上限値ＤＵＴＹMA
X以下のときには、上記ステップS217へジャンプし、上
記ステップS212において増加修正したデューティ比ＤＵ
ＴＹをセットして、ルーチンを抜ける。

【０３０４】その結果、このデューティ比ＤＵＴＹによ
る駆動信号がＥＣＵ５０から加熱吸気量調整弁７２に出
力され、加熱吸気量調整弁７２の弁開度が上記設定値Ｕ
ＤＩＮＴにより定まる所定量だけ増加し、加熱吸気流量
（加熱空気供給率）の増加により吸気温度が上昇され
る。

【０３０５】すなわち、自己着火を行う圧縮着火制御時
において、着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅
角側で不感帯を逸脱すると（τA≧τTAGT＋α）、本ル
ーチン実行毎に加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号
のデューティ比ＤＵＴＹを設定値ＵＤＩＮＴづつ漸次的
に増加させ、加熱吸気量調整弁７２の弁開度が上記設定
値ＵＤＩＮＴにより定まる所定量づつ増加される。そし
て、この加熱吸気量調整弁７２の弁開度の増加によって
加熱吸気流量（加熱空気供給率）が増加し、これにより
吸気温度が上昇され、この吸気温度の上昇に伴い燃焼室
１７内に供給される混合気の温度が上昇し、圧縮行程時
の筒内温度の上昇によって自己着火による着火時期τA
が進角化される。その結果、自己着火による着火時期τ
Aがエンジン運転状態に適合する目標着火時期τTAGTに
収束される。

【０３０６】そして、着火時期τAが目標着火時期τTAG
Tに対する不感帯の範囲内に収束したとき、デューティ
比ＤＵＴＹの増加修正が中止され、加熱吸気量調整弁７
２に対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹすなわち加
熱吸気量調整弁７２の弁開度がそのまま維持される。

【０３０７】以上の吸気温度制御により、エンジン運転
条件や大気条件等が変化しても、エンジン運転状態に適
合する目標着火時期τTAGTに収束するよう着火時期τA
が制御され、自己着火時において常に最適な着火時期τ
Aを得ることが可能となり、熱効率の向上により燃費向
上、信頼性の向上を図ることができる。

【０３０８】また、エンジン運転状態の相違に関わらず
最適着火時期を得ることが可能となるため、ノッキング
等の異常燃焼を未然に回避することができ、その結果、
エンジンに対する悪影響を未然に回避することが可能と
なり、且つ、エンジン騒音の低減を図ることが可能とな
る。

【０３０９】一方、上記ステップS214において、ＤＵＴ
Ｙ＞ＤＵＴＹMAXとなり、デューティ比ＤＵＴＹの増加
修正によっても着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収
束せず、加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデュ
ーティＤＵＴＹが、エンジン運転状態に基づいて設定し
た上限値ＤＵＴＹMAXを上回ったとき、すなわち、自己
着火による着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅
角側のために、デューティ比ＤＵＴＹを逐次増加修正し
た結果、デューティ比ＤＵＴＹが上限値ＤＵＴＹMAXを
上回り加熱吸気量調整弁７２の弁開度がエンジン運転状
態に応じた限界値に達したとき、エンジン過渡運転への
移行、或いはシステム異常等に起因して加熱吸気流量
（加熱空気供給率）調整による吸気温度制御が不能とな
り自己着火による着火時期τAを制御することが不能に
なった、或いは、自己着火自体が不能になったと判断し
て、ステップS215へ進む。

【０３１０】そして、ステップS215で、圧縮着火制御フ
ラグＦCOMPをクリアし（ＦCOMP←０）、続くステップS2
16で、加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデュー
ティ比ＤＵＴＹを０％とし（ＤＵＴＹ←０）、ステップ
S217で、上記ステップS216によるデューティ比ＤＵＴＹ
をセットして、ルーチンを抜ける。

【０３１１】その結果、この圧縮着火制御フラグＦCOMP
のクリアにより圧縮着火制御から強制点火制御に移行
し、上述の点火制御ルーチンにおいて、点火時期ＴAD
V、通電開始時期タイミングＴDWLの設定、及び各点火タ
イマセットが行われ、点火プラグ１８の火花点火による
強制点火が再開されると共に、前述の目標当量比算出ル
ーチンにおいて、強制点火に適合するリーン減量係数Ｋ
LEANが設定されることで、混合気空燃比の相対的なリー
ン化が解除される。

【０３１２】これにより、エンジン過渡運転への移行、
或いはシステム異常等に起因して加熱吸気量調整による
吸気温度制御が不能となり自己着火による着火時期τA
を制御することが不能となった時、或いは、自己着火自
体が不能となった時には、自己着火から点火プラグ１８
の点火による強制点火に確実に移行することが可能とな
る。その結果、本実施の形態においても、着火時期τA
の制御不能状態での自己着火の継続が防止されて、ドラ
イバビリティの悪化を防止することが可能となる。ま
た、自己着火の継続による異常燃焼や失火が防止される
ことで、排気エミッションの悪化を防止することが可能
となり、且つ、エンジン１の耐久信頼性を向上すること
が可能となる。

【０３１３】また、このとき、デューティ比ＤＵＴＹが
０％に設定され、初期状態に復帰される。これに対応し
て加熱吸気量調整弁７２の弁開度が減少して全閉とな
り、吸気加熱が中止される。

【０３１４】尚、本実施の形態では、圧縮着火制御から
強制点火制御への移行に伴い、加熱吸気量調整弁７２に
対する駆動信号のデューティ比ＤＵＴＹを０％とし、加
熱吸気制御弁７２を全閉として、吸気加熱を中止してい
るが、強制点火制御時においても、エンジン運転状態に
応じて加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデュー
ティ比ＤＵＴＹを設定して吸気加熱を行う場合は、上記
ステップS216において、現在のデューティ比ＤＵＴＹか
ら設定値を減算して新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定
することで、吸気加熱制御量を初期状態に戻す。

【０３１５】また、本実施の形態では、圧縮着火制御時
における加熱吸気量調整弁７２に対する駆動信号のデュ
ーティ比ＤＵＴＹを、着火時期τAと目標着火時期τTAG
Tとの比較結果に応じて積分制御により設定している
が、比例積分制御（ＰＩ制御）或いは比例積分微分制御
（ＰＩＤ制御）により設定するようにしてもよい。

【０３１６】また、加熱吸気量調整弁７２は、本実施の
形態のデューティソレノイド弁式の加熱吸気量調整弁に
限定されず、適宜の形式のものを採用してもよいことは
勿論である。

【０３１７】更に、本実施の形態においては、熱交換器
７０をエンジンの排気系に配設して、吸気系を流れる吸
気の一部を排気ガスと熱交換し、吸気加熱を行うように
しているが、例えば、熱交換器をエンジン１自体に配設
して、吸気の一部をエンジン発生熱と熱交換を行わせて
吸気加熱を行わせるようにしてもよい。

【０３１８】次に、図２６及び図２７に基づいて、本発
明の実施の第３形態を説明する。

【０３１９】本実施の形態は、吸気加熱手段として、図
２６に示すように、吸気系に周知のＰＴＣヒータ等の電
気式のヒータ８０を介装する。

【０３２０】そして、圧縮着火制御時において、上記着
火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも進角側のとき、
ヒータ８０の発熱量を減少制御して、吸気温度を低下さ
せることで、エンジン燃焼室１７内の混合気温度を低下
し、自己着火による着火時期を遅角化させる。また、着
火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅角側のときに
は、ヒータ８０の発熱量を増加制御して、吸気温度を上
昇させることで、燃焼室１７内の混合気温度を上昇し、
自己着火による着火時期を進角化する。

【０３２１】尚、上記実施の各形態と同一の構成品につ
いては、同一の符号を付して、その説明は省略する。

【０３２２】先ず、本形態のヒータ８０について説明す
る。

【０３２３】上記ヒータ８０は、図２６に示すように、
吸気系としてインテークマニホルド３内の吸気通路に各
気筒毎に対応して配設されている。

【０３２４】更に、図２７に示すように、ＥＣＵ５０の
Ｉ／Ｏインターフェイス５６の出力ポートに、駆動回路
５８を介して、ヒータ８０に対する電源電圧を可変とし
ヒータ供給電力調整によりヒータ８０の発熱量を調整す
る周知のヒータコントロールモジュール（以下、「ＨＴ
ＣＭ」と略称する）８１が接続されており、このＨＴＣ
Ｍ８１に上記ヒータ８０が接続されている。そして、イ
グニッションスイッチ６２を介してＨＴＣＭ８１にバッ
テリ６１が接続され、電源が与えられる。

【０３２５】上記ＨＴＣＭ８１は、ＥＣＵ５０から出力
されるデューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹに応じて
バッテリ６１からのバッテリ電圧ＶBを変圧し、この変
圧後の電圧を電源電圧としてヒータ８０に与えるもので
あり、このＨＴＣＭ８１によりヒータ供給電力を調整す
ることで、ヒータ８０の発熱量が調整される。

【０３２６】尚、本実施の形態においては、上記デュー
ティ比ＤＵＴＹが０％で、ＨＴＣＭ８１からヒータ８０
に印可される電圧が０Ｖすなわちヒータ供給電力が０と
なり、ヒータ発熱が停止される。また、デューティ比Ｄ
ＵＴＹが１００％のとき、ＨＴＣＭ８１からヒータ８０
に最大電圧が印可され、ヒータ発熱量が最大となる。

【０３２７】そして、ＥＣＵ５０において、デューティ
比ＤＵＴＹが０％〜１００％の間で設定され、このデュ
ーティ比ＤＵＴＹによるデューティ信号に応じてＨＴＣ
Ｍ８１によりヒータ８０への電源電圧すなわちヒータ供
給電力が調整されて、ヒータ８０の発熱量が調整され
る。

【０３２８】そして、本実施の形態では、上記実施の第
２形態の図２２の圧縮着火制御条件判別ルーチン、及び
図２３の吸気加熱制御ルーチンを採用する。但し、一部
のステップにおいて、その設定値内容等が異なる。これ
以外のステップについては同一であり、その詳細説明は
省略する。

【０３２９】尚、その他のルーチン（気筒判別／エンジ
ン回転数算出ルーチン、目標当量比算出ルーチン、燃料
噴射量設定ルーチン、点火制御ルーチン、θ2クランク
パルス割り込みルーチン、ＴDWL割り込みルーチン、ＴA
DV割り込みルーチン、着火時期検出ルーチン）について
は、上記実施の第１形態のルーチンをそのまま採用し、
その説明は省略する。

【０３３０】以下、本形態の圧縮着火制御条件判別ルー
チン及び吸気加熱制御ルーチンについて、上述の図２２
及び図２３を用い説明する。

【０３３１】先ず、図２２を用い圧縮着火制御条件判別
ルーチンについて説明すると、ステップS11で、圧縮着
火制御フラグＦCOMPを参照し、ＦCOMP＝１で、既に自己
着火を行う圧縮着火制御が指示されているときには、ス
テップS19へジャンプして、ステップS19，S20で、現在
のエンジン回転数ＮE，吸入空気量Ｑを前回の値ＮEOL
D，ＱOLDとしてＲＡＭ５３の所定アドレスにストアし
て、そのままルーチンを抜ける。

【０３３２】一方、ＦCOMP＝０で、現在、強制点火制御
が選択され、点火プラグ１８の放電による強制点火が行
われているとき、ステップS12へ進み、ステップS12〜S1
5，S22で、圧縮着火制御への移行条件が成立しているか
否かを判断する。

【０３３３】そして、ステップS12，S13で、｜ＮE−ＮE
OLD｜＞ＮＥＳ或いは｜Ｑ−ＱOLD｜＞ＱＳのエンジン過
渡運転状態時には、該当するステップからステップS18
へジャンプして、条件継続時間カウント値ＣNをクリア
し、続くステップS19，S20で、それぞれエンジン回転数
ＮE，吸入空気量Ｑを前回の値ＮEOLD，ＱOLDとして、ル
ーチンを抜け、点火プラグ１８の火花点火による強制点
火制御を継続する。

【０３３４】また、上記ステップS12，S13において｜Ｎ
E−ＮEOLD｜≦ＮＥＳ且つ｜Ｑ−ＱOLD｜≦ＱＳのエンジ
ン定常運転状態時には、ステップS14へ進み、エンジン
温度の一例としての冷却水温センサ３６によるエンジン
冷却水温度ＴWを読み出し、この冷却水温度ＴWを設定値
ＴＷＳと比較することで、エンジン暖機完了状態か否か
を判断する。

【０３３５】そして、ＴW＜ＴＷＳでエンジン１の暖機
未完了時には、上記ステップS18へジャンプして、ステ
ップS18〜S20を経てルーチンを抜け、また、ＴW≧ＴＷ
Ｓの暖機完了時には、ステップS15へ進む。

【０３３６】ステップS15では、前述の図６の点火制御
ルーチン、図１０の着火時期検出ルーチンによる点火時
期ＴADV、着火時期τAをそれぞれ読み出して、着火時期
τAから点火時期ＴADVを減算し、この減算値を設定値Ｔ
SETと比較することで、適正時期で自己着火が可能か否
かを判断する。そして、τA−ＴADV＞ＴSETで、点火時
期ＴADVと着火時期τAとの時間間隔が設定値ＴSETによ
り定まる所定時間を上回るときには、自己着火不能ない
し自己着火に移行させたとしても適正着火時期での自己
着火が不能と判断して、上記ステップS18〜S20を経てル
ーチンを抜け、点火プラグ１８の火花点火による強制点
火制御を継続する。

【０３３７】一方、上記ステップS15においてτA−ＴAD
V≦ＴSETで、点火時期ＴADVと着火時期τAとの時間間隔
が上記設定値ＴSETによる所定値以内の時間に短縮され
たとき、適正着火時期で自己着火が可能であると判断し
て、ステップS21へ進み、上記ステップS12〜S15の全て
の条件による圧縮着火制御への切換条件成立の継続時間
を計時する条件継続時間カウント値ＣNをカウントアッ
プし、ステップS22で、上記条件継続時間カウント値ＣN
を設定値ＣSETと比較する。

【０３３８】そして、ＣN＜ＣSETのときには、未だ圧縮
着火制御への切換条件が非成立であると判断して、上記
ステップS19へ進み、ステップS19，S20を経てルーチン
を抜け、点火プラグ１８の火花点火による強制点火制御
を継続する。

【０３３９】また、上記ステップS22においてＣN≧ＣSE
Tで、上記ステップS12〜S15による全ての条件成立の継
続時間が、本ルーチンの実行周期と上記設定値ＣSETと
により定まる所定期間に達したとき、ステップS23へ進
み、上記圧縮着火制御フラグＦCOMPをセットすることで
（ＦCOMP←１）、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火制御を中止して自己着火を行わせる圧縮着火制御を
選択する。

【０３４０】そして、ステップS24で、上記条件継続時
間カウント値ＣNをクリアして、続くステップS201で、
ＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデューティ比Ｄ
ＵＴＹを初期値ＤＩＮＩにより初期設定し（ＤＵＴＹ←
ＤＩＮＩ）、ルーチンを抜ける。

【０３４１】そして、上記圧縮着火制御フラグＦCOMP
が、前述の図４の目標当量比算出ルーチン、図６の点火
制御ルーチン、図７のθ2クランクパルス割り込みルー
チン、及び、後述する図２３の吸気加熱制御ルーチンに
おいて参照され、ＦCOMP＝０の強制点火制御時には、エ
ンジン運転状態に応じて点火時期ＴADVを設定し、点火
プラグ１８の火花点火による強制点火を行い、エンジン
運転状態に応じて所定空燃比による燃料噴射制御を行う
と共に、このときには、吸気加熱を中止する。尚、ここ
で、強制点火制御時においても、エンジン運転状態に応
じＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデューティ比
ＤＵＴＹを設定し、ヒータ発熱量を制御して吸気加熱を
行うようにしてもよい。

【０３４２】また、ＦCOMP＝１の圧縮着火制御時には、
空燃比が強制点火制御時に対して相対的にリーン化され
ると共に、点火時期ＴADVの設定が中止されて点火プラ
グ１８の火花点火による強制点火が中止される。また、
圧縮着火制御への移行時に、上記ステップS201で、ＨＴ
ＣＭ８１に対するデューティ信号のデューティ比ＤＵＴ
Ｙが初期値ＤＩＮＩによる所定量増加され、これに対応
してＨＴＣＭ８１からヒータ８０への電源電圧すなわち
ヒータ供給電力が所定量増加し、ヒータ８０の発熱が開
始、或いはヒータ発熱量が増加されることで、ヒータ８
０による吸気加熱が開始、或いはヒータ８０による吸気
加熱量が増加して、吸気温度が上昇する。そして、この
吸気温度の上昇により、燃焼室１７内の混合気の温度が
直ちに上昇され、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火から自己着火に移行される。

【０３４３】そして、圧縮着火制御への移行後は、イオ
ン電流に基づいて検出される着火時期τAと、エンジン
運転状態に基づいて設定した目標着火時期τTAGTとの比
較結果に応じて、ＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号
のデューティ比ＤＵＴＹを設定して、ＨＴＣＭ８１によ
りヒータ８０への電源電圧を調整し、ヒータ８０の発熱
量を制御することで、着火時期τAが目標着火時期τTAG
Tに収束するよう吸気温度を制御する。

【０３４４】次に、図２３に基づき吸気加熱制御ルーチ
ンについて説明すると、ステップS101で、圧縮着火制御
フラグＦCOMPを参照し、ＦCOMP＝０で強制点火制御が指
示されているときには、そのままルーチンを抜け、吸気
加熱を中止する。尚、上述のように本実施の形態におい
ては、強制点火制御時には、ヒータ８０による吸気加熱
を中止しているが、強制点火制御時においても、エンジ
ン運転状態に応じＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号
のデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ヒータ発熱量を制御
して吸気加熱を行うようにしてもよい。

【０３４５】一方、上記ステップS101においてＦCOMP＝
１で、点火プラグ１８の火花点火による強制点火が中止
され自己着火を行うための圧縮着火制御が指示されてい
るときには、ステップS112へ進み、ステップS112以降の
処理によって、上記着火時期τAと目標着火時期τTAGT
との比較結果に応じたフィードバック制御によりＨＴＣ
Ｍ８１に対するデューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹ
を設定してヒータ８０による吸気温度制御を行い、自己
着火による着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収束す
るよう制御する。

【０３４６】ステップS112では、エンジン回転数ＮEと
エンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔｐとに基づ
いてテーブル参照により、圧縮上死点を基準とする基本
目標着火角度ＡＤＶτBASEを設定し、続くステップS113
で、冷却水温度ＴWに基づいてテーブル参照により水温
補正係数Ｋτを設定する。

【０３４７】次いでステップS114へ進み、上記基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを上記水温補正係数Ｋτにより補
正して目標着火角度ＡＤＶτTGTを設定し（ＡＤＶτTGT
←ＡＤＶτBASE×Ｋτ）、ステップS115で、圧縮上死点
を基準とした上記目標着火角度ＡＤＶτTGTを時間換算
してθ2クランクパルス入力を基準とした目標着火時期
τTAGTを設定する（τTAGT←（Ｔθ／θ）×（θ2−Ａ
ＤＶτTGT））。

【０３４８】そして、ステップS116へ進み、ステップS1
16以降の処理によって、上述の着火時期検出ルーチンに
おいて検出された実際の着火時期τAと上記目標着火時
期τTAGTとの比較結果に応じてＨＴＣＭ８１に対するデ
ューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹを設定し、ヒータ
８０の発熱量を制御することによって吸気温度制御を行
い、着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収束するよう
フィードバック制御する。

【０３４９】ステップS116では、着火時期検出ルーチン
による最新の着火時期τAを読み出して、この着火時期
τAと上記目標着火時期τTAGTに不感帯幅を定める設定
値αを加算した目標着火時期上限（τTAGT＋α）とを比
較する。

【０３５０】そして、τA＜τTAGT＋αのときには、ス
テップS117へ進み、更に着火時期τAを、上記目標着火
時期τTAGTから設定値を減算した目標着火時期下限（τ
TAGT−α）と比較する。

【０３５１】その結果、τA≧τTAGT−αであり、着火
時期τAが目標着火時期τTAGTに対する不感帯の範囲内
にあるときには（τTAGT＋α＞τA≧τTAGT−α）、そ
のままルーチンを抜け、現在のＨＴＣＭ８１に対するデ
ューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹすなわちヒータ８
０による吸気加熱量をそのまま維持する。

【０３５２】また、上記ステップS117においてτA＜τT
AGT−αであり、不感帯の範囲外で、着火時期τAが目標
着火時期τTAGTよりも進角側のときには、ステップS211
へ進み、現在のデューティ比ＤＵＴＹから設定値ＤＤＩ
ＮＴを減算して新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定する
（ＤＵＴＹ←ＤＵＴＹ−ＤＤＩＮＴ）。

【０３５３】そして、ステップS217へ進み、上記ステッ
プS211による新たなデューティ比ＤＵＴＹをセットし
て、ルーチンを抜ける。

【０３５４】その結果、このデューティ比ＤＵＴＹによ
るデューティ信号がＥＣＵ５０からＨＴＣＭ８１に出力
され、ＨＴＣＭ８１によるヒータ８０への電源電圧すな
わちヒータ供給電力が上記設定値ＤＤＩＮＴにより定ま
る所定量だけ減少し、ヒータ８０の発熱量の減少によっ
てヒータ８０による吸気加熱量が減少して、吸気温度が
低下される。

【０３５５】すなわち、自己着火を行う圧縮着火制御時
において、着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも進
角側で不感帯を逸脱すると（τA＜τTAGT−α）、本ル
ーチン実行毎にＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号の
デューティ比ＤＵＴＹを設定値ＤＤＩＮＴづつ減少さ
せ、ヒータ供給電力すなわちヒータ８０の発熱量を漸次
的に減少させる。そして、このヒータ発熱量の減少によ
ってヒータ８０による吸気加熱量が減少して吸気温度が
低下され、この吸気温度の低下に伴い燃焼室１７内に供
給される混合気の温度が低下し、圧縮行程時の筒内温度
の低下によって自己着火による着火時期τAが遅角化さ
れ、自己着火による着火時期τAがエンジン運転状態に
適合する目標着火時期τTAGTに収束される。

【０３５６】そして、着火時期τAが目標着火時期τTAG
Tに対する不感帯の範囲内に収束したとき、デューティ
比ＤＵＴＹの減少修正が中止され、ＨＴＣＭ８１に対す
るデューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹ、すなわちヒ
ータ８０による吸気加熱量がそのまま維持される。

【０３５７】一方、上記ステップS116においてτA≧τT
AGT＋αであり、不感帯の範囲外で、着火時期τAが目標
着火時期τTAGTよりも遅角側のときには、ステップS212
へ進み、現在のデューティ比ＤＵＴＹに設定値ＵＤＩＮ
Ｔを加算して新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定する
（ＤＵＴＹ←ＤＵＴＹ＋ＵＤＩＮＴ）。

【０３５８】そして、ステップS213へ進み、エンジン回
転数ＮEとエンジン負荷を表す基本燃料噴射パルス幅Ｔ
ｐとに基づいて上限値テーブルを補間計算付きで参照し
て、ＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデューティ
比ＤＵＴＹを上限規制する上限値ＤＵＴＹMAXを設定す
る。

【０３５９】上記上限値テーブルは、エンジン回転数Ｎ
E及び基本燃料噴射パルス幅Ｔｐによるエンジン運転領
域毎に、ＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデュー
ティ比ＤＵＴＹの適正上限値ＤＵＴＹMAXを予めシミュ
レーション或いは実験等により求め、ＲＯＭ５２の一連
のアドレスにメモリされているものである。

【０３６０】上記ステップS213中に示すように、上記実
施の第２形態と同様、この上限値テーブルには、基本燃
料噴射パルス幅Ｔｐが大きい高負荷領域、及びエンジン
回転数ＮEの低い低回転領域において、小さい値の上限
値ＤＵＴＹMAXがメモリされている。逆に基本燃料噴射
パルス幅Ｔｐが小さく且つエンジン回転数ＮEが高いほ
ど、すなわちエンジン低負荷高回転領域に移行するほ
ど、大きい値の上限値ＤＵＴＹMAXがメモリされてい
る。

【０３６１】すなわち、前述のように、高負荷低回転で
あるほど、上記基本目標着火角度ＡＤＶτBASEを遅角設
定して目標着火時期τTAGTを遅角化することで、高負荷
低回転時の燃焼期間を適切に保ち熱効率の向上を図って
いるため、この目標着火時期τTAGTと着火時期τAとの
比較に応じて設定されるＨＴＣＭ８１に対するデューテ
ィ信号のデューティ比ＤＵＴＹの上限値ＤＵＴＹMAX
を、これに対応して低下することで、上限許容限界を適
切に設定することが可能となる。

【０３６２】また、低負荷高回転であるほど、基本目標
着火角度ＡＤＶτBASEを進角設定して目標着火時期τTA
GTを進角化することで、燃焼期間を相対的に進角化さ
せ、低負荷高回転時の燃焼の遅れを抑制して熱効率の向
上を図っているため、これに対応してデューティ比ＤＵ
ＴＹの上限値ＤＵＴＹMAXを上昇させる。

【０３６３】これにより、エンジン運転領域毎に相違す
る目標着火時期τTAGTに対応して、デューティ比ＤＵＴ
Ｙに対し適切な上限値ＤＵＴＹMAXを設定することが可
能となり、各領域において上限許容限界を適切に設定す
ることが可能となる。

【０３６４】そして、ステップS214へ進み、上記ステッ
プS212で増加修正したデューティ比ＤＵＴＹと上記ステ
ップS213で設定した上限値ＤＵＴＹMAXとを比較し、Ｄ
ＵＴＹ≦ＤＵＴＹMAXで、ＨＴＣＭ８１に対するデュー
ティ信号のデューティ比ＤＵＴＹが上限値ＤＵＴＹMAX
以下のときには、上記ステップS217へジャンプし、上記
ステップS212において増加修正したデューティ比ＤＵＴ
Ｙをセットして、ルーチンを抜ける。

【０３６５】その結果、このデューティ比ＤＵＴＹによ
るデューティ信号がＥＣＵ５０からＨＴＣＭ８１に出力
され、ＨＴＣＭ８１によるヒータ８０への電源電圧すな
わちヒータ供給電力が上記設定値ＵＤＩＮＴにより定ま
る所定量だけ増加し、ヒータ８０の発熱量の増加によっ
てヒータ８０による吸気加熱量が増加して、吸気温度が
上昇される。

【０３６６】すなわち、自己着火を行う圧縮着火制御時
において、着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅
角側で不感帯を逸脱すると（τA≧τTAGT＋α）、本ル
ーチン実行毎にＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号の
デューティ比ＤＵＴＹを設定値ＵＤＩＮＴづつ増加さ
せ、ヒータ供給電力すなわちヒータ８０の発熱量を漸次
的に増加させる。そして、このヒータ発熱量の増加によ
ってヒータ８０による吸気加熱量が増加して吸気温度が
上昇され、この吸気温度の上昇に伴い燃焼室１７内に供
給される混合気の温度が上昇し、圧縮行程時の筒内温度
の上昇によって自己着火による着火時期τAが進角化さ
れ、自己着火による着火時期τAがエンジン運転状態に
適合する目標着火時期τTAGTに収束される。

【０３６７】そして、着火時期τAが目標着火時期τTAG
Tに対する不感帯の範囲内に収束したとき、デューティ
比ＤＵＴＹの増加修正が中止され、ＨＴＣＭ８１に対す
るデューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹ、すなわちヒ
ータ８０による吸気加熱量がそのまま維持される。

【０３６８】従って、以上の吸気温度制御により、エン
ジン運転条件や大気条件等が変化しても、エンジン運転
状態に適合する目標着火時期τTAGTに収束するよう着火
時期τAが制御され、自己着火時において常に最適な着
火時期τAを得ることが可能となり、熱効率の向上によ
り燃費向上、信頼性の向上を図ることが可能となる。

【０３６９】また、本実施の形態においても、エンジン
運転状態の相違に関わらず最適着火時期を得ることが可
能となるため、ノッキング等の異常燃焼を未然に回避す
ることができ、その結果、エンジンに対する悪影響を未
然に回避することが可能となり、且つ、エンジン騒音の
低減を図ることが可能となる。

【０３７０】一方、上記ステップS214において、ＤＵＴ
Ｙ＞ＤＵＴＹMAXとなり、デューティ比ＤＵＴＹの増加
修正によっても着火時期τAが目標着火時期τTAGTに収
束せず、ＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデュー
ティＤＵＴＹが、エンジン運転状態に基づいて設定した
上限値ＤＵＴＹMAXを上回ったとき、すなわち、自己着
火による着火時期τAが目標着火時期τTAGTよりも遅角
側のために、デューティ比ＤＵＴＹを逐次増加修正した
結果、デューティ比ＤＵＴＹが上限値ＤＵＴＹMAXを上
回りヒータ８０の発熱量がエンジン運転状態に応じた限
界値に達したとき、エンジン過渡運転への移行、或いは
システム異常等に起因してヒータ供給電力（ヒータ発熱
量）調整による吸気温度制御が不能となり自己着火によ
る着火時期τAを制御することが不能になった、或い
は、自己着火自体が不能になったと判断して、ステップ
S215へ進む。

【０３７１】そして、ステップS215で、圧縮着火制御フ
ラグＦCOMPをクリアし（ＦCOMP←０）、続くステップS2
16で、ＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデューテ
ィ比ＤＵＴＹを０％とし（ＤＵＴＹ←０）、ステップS2
17で、上記ステップS216によるデューティ比ＤＵＴＹを
セットして、ルーチンを抜ける。

【０３７２】その結果、圧縮着火制御フラグＦCOMPのク
リアにより圧縮着火制御から強制点火制御に移行し、前
述の点火制御ルーチンにおいて、点火時期ＴADV、通電
開始時期タイミングＴDWLの設定、及び各点火タイマの
セットが行われ、点火プラグ１８の火花点火による強制
点火が再開されると共に、前述の目標当量比算出ルーチ
ンにおいて、強制点火に適合するリーン減量係数ＫLEAN
が設定されることで、混合気空燃比の相対的なリーン化
が解除される。

【０３７３】これにより、エンジン過渡運転への移行、
或いはシステム異常等に起因してヒータ発熱量調整によ
る吸気温度制御が不能となり自己着火による着火時期τ
Aを制御することが不能となった時、或いは、自己着火
自体が不能になった時には、自己着火から点火プラグ１
８の点火による強制点火に確実に移行することが可能と
なる。その結果、本実施の形態においても、自己着火に
よる着火時期τAの制御不能状態での自己着火の継続が
防止され、ドライバビリティの悪化を防止することが可
能となる。また、自己着火の継続による異常燃焼や失火
が防止されることで、排気エミッションの悪化を防止す
ることが可能となり、且つ、エンジン１の耐久信頼性を
向上することが可能となる。

【０３７４】また、このとき、デューティ比ＤＵＴＹが
０％に設定され、初期状態に復帰される。これに対応し
てヒータ８０の発熱量が減少して、吸気加熱が中止され
る。

【０３７５】尚、本実施の形態では、圧縮着火制御から
強制点火制御への移行に伴い、ＨＴＣＭ８１に対するデ
ューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹを０％とし、ヒー
タ８０による吸気加熱を中止しているが、強制点火制御
時においても、エンジン運転状態に応じてＨＴＣＭ８１
に対するデューティ信号のデューティ比ＤＵＴＹを設定
して吸気加熱を行う場合は、上記ステップS216におい
て、現在のデューティ比ＤＵＴＹから設定値を減算して
新たなデューティ比ＤＵＴＹを設定することで、ヒータ
８０による吸気加熱制御量を初期状態に戻す。

【０３７６】また、本実施の形態では、圧縮着火制御時
におけるＨＴＣＭ８１に対するデューティ信号のデュー
ティ比ＤＵＴＹを、着火時期τAと目標着火時期τTAGT
との比較結果に応じて積分制御により設定しているが、
比例積分制御（ＰＩ制御）或いは比例積分微分制御（Ｐ
ＩＤ制御）により設定するようにしてもよい。

【０３７７】更に、上記ヒータ８０は、本形態のＨＴＣ
Ｍ８１によりヒータ発熱量を制御するものに限定され
ず、ヒータ発熱量が可変制御されるものであればよく、
適宜のものを採用してもよいことは勿論である。

【０３７８】尚、上記実施の各形態においては、強制点
火制御時の点火時期制御、並びに着火時期検出を、いわ
ゆる時間制御方式により行っているが、本発明はこれに
限定されず、角度制御方式を採用してもよいことは勿論
である。

【０３７９】また、実施の各形態においては、特定気筒
にのみイオン電流検出回路４５を配設し、この特定気筒
の着火時期を検出しているが、コストアップを生じるも
のの全気筒に対してそれぞれイオン電流検出回路を配設
し、各気筒について着火時期を検出して、この着火時期
により吸気温度を制御するようにしてもよい。

【０３８０】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、点火プラグの点火により強制点火を行う点火
時期をエンジン運転状態に基づいて設定すると共に、燃
焼室内の混合気が着火し燃焼ガスのイオンの存在により
該イオンを介して流れるイオン電流に基づいて着火時期
を検出する。そして、上記点火時期と着火時期との差を
所定値と比較し、差が所定値以下となったとき、自己着
火を行わせる圧縮着火制御への移行条件が成立したと判
断し、点火プラグによる強制点火を中止して自己着火に
移行させるので、点火プラグによる強制点火から自己着
火への移行条件として、このときのエンジン燃焼状態を
判断することが可能となり、自己着火への移行条件を適
切に判断することができる。

【０３８１】従って、適正時期で自己着火が可能な状態
下において、的確に自己着火に移行させることができ
る。

【０３８２】請求項２記載の発明によれば、圧縮着火制
御への移行条件の成立時、自己着火へ移行するに際し
て、混合気空燃比をリーン化するので、上記請求項１記
載の発明の効果に加え、空燃比のリーン化によって、燃
費の大幅な向上と、ＣＯ、ＮＯｘ等の有害な排気ガス成
分の低減を図ることができる効果を有する。

【０３８３】請求項３記載の発明によれば、圧縮着火制
御への移行条件を判別するに際して、更に、エンジン回
転数及びエンジン負荷を判断する。そして、エンジン回
転数及びエンジン負荷によるエンジン運転領域が略同一
領域にあるエンジン定常運転状態で、且つ、上記点火時
期と着火時期との差が所定値以下となったとき、自己着
火を行わせる圧縮着火制御への移行条件の成立と判断
し、自己着火に移行させるので、上記請求項１或いは請
求項２記載の発明の効果に加え、エンジン過渡運転状態
時において点火時期とイオン電流に基づき検出される着
火時期との差が変化することによる圧縮着火制御への移
行条件の誤判定を未然に防止することができ、自己着火
への移行条件を更に的確に判断することができる効果を
有する。

【０３８４】請求項４記載の発明では、圧縮着火制御へ
の移行条件を判別するに際し、更に、エンジン温度を判
断する。そして、エンジン温度が所定値以上のエンジン
暖機完了状態であり、且つ、エンジン回転数及びエンジ
ン負荷によるエンジン運転領域が略同一領域にあるエン
ジン定常運転状態で、且つ、上記点火時期と着火時期と
の差が所定値以下となったとき、自己着火を行わせる圧
縮着火制御への移行条件の成立と判断し、自己着火に移
行させるので、上記請求項３記載の発明の効果に加え、
圧縮着火制御への移行条件の誤判定を防止して、且つ、
自己着火への移行後、直ちに、適正時期で自己着火を行
うことができ、エンジンの着火ミス（失火）を生じるこ
となく、また、自己着火における着火時期の不適合によ
る異常燃焼を防止することができる。従って、異常燃焼
に起因するエンジンに対する悪影響等の弊害を防止し
て、エンジンの耐久信頼性を向上することができる。ま
た、自己着火への移行時における失火や着火時期不適合
による異常燃焼が防止されるので、排気エミッションの
改善を図ることができる。

【０３８５】請求項５記載の発明では、圧縮着火制御へ
の移行条件を判別するに際して、上記圧縮着火制御への
移行条件成立の継続時間が所定期間に達したとき、自己
着火を行わせる圧縮着火制御への移行条件が成立したと
判断し、自己着火に移行させるので、上記請求項１ない
し請求項４記載の発明の効果に加え、確実に圧縮着火制
御への移行条件が成立したときに、自己着火に移行させ
ることができ、制御信頼性を向上することができる効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の基本構成図

【図２】本発明の実施の第１形態に係り、気筒判別／エ
ンジン回転数算出ルーチンのフローチャート

【図３】同上、圧縮着火制御条件判別ルーチンのフロー
チャート

【図４】同上、目標当量比算出ルーチンのフローチャー
ト

【図５】同上、燃料噴射量設定ルーチンのフローチャー
ト

【図６】同上、点火制御ルーチンのフローチャート

【図７】同上、θ2クランクパルス割り込みルーチンの
フローチャート

【図８】同上、ＴDWL割り込みルーチンのフローチャー
ト

【図９】同上、ＴADV割り込みルーチンのフローチャー
ト

【図１０】同上、着火時期検出ルーチンのフローチャー
ト

【図１１】同上、ＥＧＲ制御ルーチンのフローチャート

【図１２】同上、ＥＧＲ制御ルーチンのフローチャート
（続き）

【図１３】同上、クランクパルス、カムパルス、点火タ
イミング、及び燃料噴射タイミングの関係を示すタイム
チャート

【図１４】同上、クランクパルスとイオン電流との関係
を示すタイムチャート

【図１５】同上、リニアＯ2センサ出力電圧と排気当量
比との関係を示す説明図

【図１６】同上、着火時期と目標着火時期、及びＥＧＲ
弁に対する制御量の関係を示すタイムチャート

【図１７】同上、エンジンの全体概略図

【図１８】同上、クランクロータとクランク角センサの
正面図

【図１９】同上、カムロータとカム角センサの正面図

【図２０】同上、イオン電流検出回路の説明図

【図２１】同上、電子制御系の回路構成図

【図２２】本発明の実施の第２形態に係り、圧縮着火制
御条件判別ルーチンのフローチャート

【図２３】同上、吸気加熱制御ルーチンのフローチャー
ト

【図２４】同上、エンジンの全体概略図

【図２５】同上、電子制御系の回路構成図

【図２６】本発明の実施の第３形態に係り、エンジンの
全体概略図

【図２７】同上、電子制御系の回路構成図

【符号の説明】

１ 圧縮着火エンジン １７ 燃焼室 １８ 点火プラグ ３２ 吸入空気量センサ ３６ 冷却水温センサ ４１ クランク角センサ ４５ イオン電流検出回路 ４５ａ 電圧センサ ５０ 電子制御装置（点火時期設定手段、着火時期検出
手段、圧縮着火制御移行条件判別手段、圧縮着火制御移
行手段） ＮE エンジン回転数（エンジン運転状態） Ｑ 吸入空気量（エンジン負荷；エンジン運転状態） Ｔｐ 基本燃料噴射パルス幅（エンジン負荷；エンジン
運転状態） ＴADV 点火時期 τA 着火時期 ＴSET 設定値（所定値） ＴW 冷却水温度（エンジン温度） ＴＷＳ 設定値（所定値）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３６８Ｚ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 9/00 ３０４Ａ 9/00 ３０４ 5/15 Ｋ 17/12 17/00 Ｅ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】所定運転領域の下で、点火プラグの放電に
   よる火花点火によらず圧縮行程終期ないし上死点付近で
   自己着火を行う圧縮着火エンジンの制御装置において、 点火プラグの点火により強制点火を行う点火時期をエン
   ジン運転状態に基づいて設定する点火時期設定手段と、 燃焼室内の混合気が着火し燃焼ガスのイオンの存在によ
   り該イオンを介して流れるイオン電流に基づいて着火時
   期を検出する着火時期検出手段と、 上記点火時期と着火時期との差を所定値と比較し、差が
   所定値以下となったとき、自己着火を行わせる圧縮着火
   制御への移行条件が成立したと判断する圧縮着火制御移
   行条件判別手段と、 圧縮着火制御への移行条件成立時、点火プラグの点火に
   よる強制点火を中止して自己着火に移行させる圧縮着火
   制御移行手段とを備えたことを特徴とする圧縮着火エン
   ジンの制御装置。
2. 【請求項２】上記圧縮着火制御移行手段は、圧縮着火制
   御への移行条件の成立時、点火プラグの点火による強制
   点火を中止して自己着火に移行させ、混合気の空燃比を
   リーン化することを特徴とする請求項１記載の圧縮着火
   エンジンの制御装置。
3. 【請求項３】上記圧縮着火制御移行条件判別手段は、更
   に、エンジン回転数及びエンジン負荷を判断し、エンジ
   ン回転数及びエンジン負荷によるエンジン運転領域が略
   同一領域にあるエンジン定常運転状態で、且つ、上記点
   火時期と着火時期との差が所定値以下となったとき、自
   己着火を行わせる圧縮着火制御への移行条件が成立した
   と判断することを特徴とする請求項１或いは請求項２記
   載の圧縮着火エンジンの制御装置。
4. 【請求項４】上記圧縮着火制御移行条件判別手段は、更
   に、エンジン温度を判断し、エンジン温度が所定値以上
   のエンジン暖機完了状態であり、且つ、エンジン回転数
   及びエンジン負荷によるエンジン運転領域が略同一領域
   にあるエンジン定常運転状態で、且つ、上記点火時期と
   着火時期との差が所定値以下となったとき、自己着火を
   行わせる圧縮着火制御への移行条件が成立したと判断す
   ることを特徴とする請求項３記載の圧縮着火エンジンの
   制御装置。
5. 【請求項５】上記圧縮着火制御移行条件判別手段は、上
   記圧縮着火制御への移行条件成立の継続時間が所定期間
   に達したとき、自己着火を行わせる圧縮着火制御への移
   行条件が成立したと判断することを特徴とする請求項１
   ないし請求項４記載の圧縮着火エンジンの制御装置。