JP2002030970A - 筒内噴射型内燃機関の燃焼状態制御装置 - Google Patents

筒内噴射型内燃機関の燃焼状態制御装置

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JP2002030970A JP2000216014A JP2000216014A JP2002030970A JP 2002030970 A JP2002030970 A JP 2002030970A JP 2000216014 A JP2000216014 A JP 2000216014A JP 2000216014 A JP2000216014 A JP 2000216014A JP 2002030970 A JP2002030970 A JP 2002030970A
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combustion
fuel
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将樹 上野
Masaru Ogawa
賢 小川
Masahiro Sato
正浩 佐藤
Isao Komoriya
勲 小森谷
Yasunori Ebara
安則 江原
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Honda Motor Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 予混合リーン運転モードおよび成層燃焼運転
モードからなる２種の希薄燃焼運転モードを含む運転モ
ードで運転される筒内噴射型の火花点火式内燃機関にお
いて、燃焼状態の悪化を効果的に抑制する。 【解決手段】 運転モードを判別し（Ｓ８００）、予混
合リーン運転モードにあるときは空燃比補正係数ＫＭ
Ｆ、ＥＧＲ補正係数ＫＭＦ、点火時期補正項ＩＧＭＦお
よびパージ補正係数ＫＥＶＰＭＦを算出すると共に（Ｓ
８０２からＳ８１６）、パージ補正係数を零にする。ま
た、成層燃焼運転モードにあるときは、同様の補正係数
を算出すると共に（Ｓ８１８からＳ８３２）、点火時期
補正項を零にする。よって、各運転モードで燃焼の安定
度の寄与度が大きいパラメータに限定して補正する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は筒内噴射型内燃機
関の燃焼状態制御装置に関し、より詳しくは、予混合リ
ーン運転および成層燃焼運転モードなど複数種の希薄燃
焼運転モードで運転される筒内噴射型の火花点火式内燃
機関の燃焼状態制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】特開平９−２６８９４２号公報におい
て、成層燃焼（超希薄燃焼）運転モードで運転される筒
内噴射型内燃機関で燃焼状態が悪化したとき、それを抑
制する技術が提案されている。
【０００３】この従来技術においては、成層燃焼運転モ
ードで運転されるときに燃焼状態の悪化が検出された場
合、排気ガス還流量、点火時期および空燃比のうちの少
なくとも１つのパラメータを徐々に変更することで、燃
焼状態の悪化を抑制している。
【０００４】より具体的には、点火時期あるいは空燃比
を介して燃焼状態の悪化を抑制すると共に、それでも改
善が見られないとき、排気ガス還流量を減少させてい
る。さらに、それでも改善が見られないとき、燃料噴射
時期を吸気行程に切り替えると共に、それでも改善が見
られないとき、空燃比を理論空燃比付近までリッチ化さ
せている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】このように、この従来
技術においては、燃焼状態の悪化が検出されたときは種
々のパラメータを補正しているが、希薄燃焼運転モード
として、成層燃焼運転モードのみ挙げている。
【０００６】しかしながら、内燃機関によっては、希薄
燃焼運転モードとして、空燃比が最大６０：１付近まで
設定されて燃料が圧縮行程で噴射される成層燃焼運転モ
ードの他に、空燃比がそれよりリッチ側に設定されて燃
料吸気行程で噴射される予混合リーン（均質燃焼）運転
モードからなる複数種、例えば２種を備える。
【０００７】そのように、希薄燃焼運転モードとして２
種の運転モードを備える場合、燃焼の安定性に寄与する
パラメータは必ずしも同一ではない。例えば、成層燃焼
運転モードにおいては、空燃比、排気ガス還流量および
パージ流量が燃焼の安定性への寄与度が大きいと共に、
予混合リーン運転モードにおいては、空燃比、排気ガス
還流量および点火時期が燃焼の安定性への寄与度が大き
い。
【０００８】従って、運転モードに応じて寄与度が大き
いパラメータを補正することで燃焼状態の悪化を抑制す
ることが望ましいが、上記した従来技術はその点につい
て何等示唆するものではなかった。
【０００９】従って、この発明の目的は、複数の希薄燃
焼運転モードを備える筒内噴射型の内燃機関において、
燃焼状態が悪化したとき、当該の運転モードにおける燃
焼の安定性の寄与度が大きいパラメータに限定して補正
することで、燃焼状態の悪化を効果的に抑制するように
した筒内噴射型内燃機関の燃焼状態制御装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに請求項１項において、ガソリン燃料が気筒内に直接
噴射される筒内噴射型の火花点火式内燃機関の燃焼状態
制御装置において、前記内燃機関の排気空燃比を検出す
る空燃比センサ、少なくとも機関回転数および機関負荷
を含む前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出
手段、前記検出された運転状態の中の少なくとも機関回
転数および機関負荷に基づいて前記気筒内に直接噴射さ
れるガソリン燃料の基本燃料噴射量を算出し、少なくと
も前記検出された排気空燃比と目標空燃比の偏差が減少
するように前記基本燃料噴射量を補正して出力燃料噴射
量を算出する燃料噴射量算出手段、前記検出された運転
状態の中の少なくとも機関回転数および機関負荷に基づ
いて前記気筒内に直接噴射されるガソリン燃料と吸入空
気の混合気を点火する点火時期を算出する点火時期算出
手段、前記内燃機関の排気系と吸気系を接続する接続路
に介挿され、排気ガスの一部を吸気系に還流させるとき
の排気ガス還流量を制御する排気ガス還流量制御手段、
前記ガソリン燃料の蒸発分を貯留するキャニスタと吸気
系を接続する接続路に介挿され、蒸発燃料を吸気系にパ
ージさせるときのパージ流量を制御するパージ流量制御
手段、前記内燃機関の燃焼状態の悪化を検出する燃焼状
態悪化検出手段、少なくとも前記検出された機関負荷に
基づき、前記内燃機関の運転モードを、前記目標空燃比
を理論空燃比に設定する理論空燃比運転モード、および
前記理論空燃比よりリーン側の空燃比に設定する予混合
リーン運転モードと、前記リーン側の空燃比よりさらに
リーン側の空燃比に設定する成層燃焼運転モードからな
る少なくとも２種の希薄燃焼運転モードを含む３種の中
のいずれかに決定する運転モード決定手段、前記決定さ
れた運転モードを判別する運転モード判別手段、および
前記燃焼状態の悪化が検出されたとき、前記内燃機関が
予混合リーン運転モードで運転されている場合には前記
目標空燃比、排気ガス還流量および点火時期を補正する
と共に、前記内燃機関が成層燃焼運転モードで運転され
ている場合には前記目標空燃比、排気ガス還流量および
パージ流量を補正して燃焼状態の悪化を抑制する燃焼状
態悪化抑制手段を備える如く構成した。
【００１１】このように、燃焼状態の悪化が検出された
とき、予混合リーン運転モードで運転されている場合に
は目標空燃比、排気ガス還流量および点火時期を補正す
ると共に、成層燃焼運転モードで運転されている場合に
は目標空燃比、排気ガス還流量およびパージ流量を補正
して燃焼状態の悪化を抑制するようにした。換言すれ
ば、その運転モードでドライバビリティに最も大きな影
響を与える要因に限定して補正するようにしたので、燃
焼状態の悪化を効果的に抑制することができる。また、
これによってエミッションおよび燃費の低下も最小限に
止めることができる。
【００１２】請求項２項にあっては、前記燃焼状態悪化
検出手段は、前記空燃比センサ出力が各気筒の燃焼履歴
に重み係数を乗じた加重平均値からなるものとみなして
設定されたモデルとその内部状態を観測すべく設定され
たオブザーバに基づき、前記選択された空燃比センサ出
力から各気筒の空燃比を推定する気筒別空燃比推定手
段、前記推定された各気筒の空燃比をしきい値と比較す
る比較手段、および前記比較手段による比較結果に基づ
いて前記内燃機関の燃焼状態の悪化を判定する燃焼状態
悪化判定手段を備える如く構成した。
【００１３】これにより、失火の検出、換言すれば、燃
焼状態の悪化を精度良く検出することができ、燃焼状態
の悪化を一層効果的に抑制することができる。
【００１４】尚、上記において「少なくとも」と記載し
たのは、それ以外のパラメータを用いても良いことを示
すためである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
の実施の形態を説明する。
【００１６】図１はこの発明に係る筒内噴射型内燃機関
の燃焼状態制御装置を全体的に示す概略図である。
【００１７】図において、符号１０はＯＨＣ直列４気筒
の内燃機関（以下「エンジン」という）を示し、吸気管
１２の先端に配置されたエアクリーナ１４から導入され
た吸気は、サージタンク１６を通り、スロットルバルブ
１８でその流量を調節されつつ吸気（インテーク）マニ
ホルド２０を経て、２個の吸気バルブ（図示せず）を介
して第１（＃１）から第４（＃４）気筒（シリンダ）２
２に流入する。図１では１つの気筒のみ示す。
【００１８】各気筒２２にはピストン２４が移動自在に
設けられると共に、その頂部に凹部が形成され、ピスト
ン２４の頂部とシリンダヘッド２６の内壁との間に、燃
焼室２８が形成される。燃焼室２８に臨む位置の中央付
近には、インジェクタ（燃料噴射弁）３０が設けられ
る。
【００１９】インジェクタ３０は燃料供給管３２を通じ
て燃料タンク３４に接続され、燃料タンク３４の内部に
配置された燃料ポンプ３４ａによって汲み上げられて高
圧ポンプおよびレギュレータ（共に図示せず）で所定の
高圧に調圧された燃料（ガソリン燃料）の供給を受け、
開弁するとき、燃料を燃焼室２８に噴射する。
【００２０】各気筒２２の燃焼室２８には点火プラグ３
６が配置される。点火プラグ３６は点火コイルを含む点
火装置３８から点火エネルギの供給を受け、所定の点火
時期において噴射燃料と吸入空気の混合気を点火する。
点火された混合気は燃焼して爆発し、ピストン２４を駆
動する。
【００２１】このように、この実施の形態に係るエンジ
ン１０は、ガソリン燃料をインジェクタ３０を介して各
気筒２２の燃焼室２８に直接噴射する、筒内噴射型の火
花点火式の内燃機関である。
【００２２】燃焼後の排気ガスは、２個の排気バルブ
（図示せず）を介して排気（エキゾースト）マニホルド
４０に排出され、排気管４２を進んでＮＯｘ成分除去触
媒装置４４および三元触媒装置４６に達し、そこで浄化
されてエンジン１０外に排出される。
【００２３】排気マニホルド４０の下流において、排気
管４２はＥＧＲ管４８を介してスロットルバルブ１８の
下流で吸気管１２に接続される。ＥＧＲ管４８にはＥＧ
Ｒ制御バルブ５０が設けられ、所定の運転状態において
開弁させられて流量（ＥＧＲ量）を調節しつつ排気ガス
の一部を吸気系に還流させる。
【００２４】また、燃料タンク３４の液面上方空間はキ
ャニスタ５４に接続され、蒸発燃料はキャニスタ５４に
送られ、そこに充填される活性炭に吸着される。キャニ
スタ５４はパージ管５６を介してスロットルバルブ１８
の下流で吸気管１２に接続される。パージ管５６にはキ
ャニスタパージ制御バルブ５８が設けられ、所定の運転
状態において開弁させられて流量（パージ流量）を調節
しつつ蒸発燃料の一部を吸気系にパージさせる。
【００２５】また、スロットルバルブ１８と車両運転席
床面に配置されたアクセルペダル（図示せず）と機械的
に連結されず、スロットルバルブ１８はパルスモータ６
０に連結され、その出力で駆動されて吸気管１２を開閉
する。このように、スロットルバルブ１８は、ＤＢＷ方
式で駆動される。
【００２６】ピストン２４はコンロッド６２を介してク
ランクシャフト６４に連結されると共に、クランクシャ
フト６４の付近にはクランク角センサ６６が配置され
る。クランク角センサ６６は、クランクシャフト６４に
取り付けられたパルサ６４ａおよびそれに対向配置され
た磁気ピックアップ６４ｂからなる。
【００２７】クランク角センサ６６は、クランク角度７
２０度ごとに気筒判別用のＣＹＬ信号を、各気筒２２の
ＢＴＤＣ所定クランク角度ごとにＴＤＣ信号を、ＴＤＣ
信号間隔を６個に細分したクランク角度３０度（以下
「ＳＴＡＧＥ」という）ごとにＣＲＫ信号を出力する。
【００２８】パルスモータ６０にはスロットル開度セン
サ６８が接続され、パルスモータ開度を通じてスロット
ルバルブ１８の開度ＴＨに応じた信号を出力する。
【００２９】吸気管１２のスロットルバルブ１８の配置
位置付近には絶対圧（ＭＡＰ）センサ７０が設けられ、
スロットル下流の吸気圧力を図示しない通路を介して導
入して吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じた信号を出力する。
また、吸気管７２においてスロットルバルブ１８の配置
位置の上流側には吸気温センサ７２が設けられ、吸入空
気の温度ＴＡに応じた信号を出力する。
【００３０】また、気筒２２の付近には水温センサ７４
が設けられ、エンジン水温ＴＷに応じた信号を出力す
る。排気マニホルド４０の集合部下流で触媒装置４４，
４６の上流側において排気管４２には広域空燃比センサ
（以下「ＬＡＦセンサ」という）７６が１個設けられ、
排気空燃比、より正確には排気ガス中の酸素濃度に比例
した信号を出力する。
【００３１】具体的には、図２に模式的に示すように、
ＬＡＦセンサ７６は、排気マニホルド４０の集合部４０
ａの下流に１個配置され、エンジン１０の排気空燃比に
応じた信号を出力する。
【００３２】また、触媒装置４４，４６の下流側にはＯ
2 センサ８０が設けられ、排気空燃比が理論空燃比に対
してリーンあるいはリッチ方向に変化する度に反転する
信号を出力する。
【００３３】さらに、アクセルペダルの付近にはアクセ
ル開度センサ８２が設けられ、運転者により操作される
アクセル開度（アクセルペダル位置）θＡＰに応じた信
号を出力する。また、エンジン１０の適宜位置には大気
圧センサ８４が設けられ、エンジン１０が位置する場所
の大気圧ＰＡに応じた信号を出力する。
【００３４】これらセンサ出力は、電子制御ユニット
（以下「ＥＣＵ」という）９０に送られる。ＥＣＵ９０
はマイクロコンピュータからなり、入力回路９０ａ、Ｃ
ＰＵ９０ｂ，メモリ９０ｃおよび出力回路９０ｄならび
にカウンタ（図示せず）を備える。クランク角センサ６
６が出力するＣＲＫ信号は、カウンタでカウントされて
エンジン回転数ＮＥが検出される。
【００３５】ＬＡＦセンサ７６の出力はＳＴＡＧＥ（ク
ランク角度３０度。ＳＴＡＧＥ Ｎｏで０から５までの
数字を付して特定される）ごとにサンプリング（Ａ／Ｄ
変換）され、メモリ９０ｃに記憶（格納）される。
【００３６】ＥＣＵ９０は、検出したエンジン回転数Ｎ
Ｅおよび入力したセンサ出力値に基づいて燃料噴射量お
よび点火時期を算出する。
【００３７】ＥＣＵ９０のそれらの算出処理について説
明すると、検出したエンジン回転数ＮＥとアクセル開度
θＡＰからエンジン負荷（あるいは運転者要求出力）を
示す目標トルクＰＭＥを算出する。次いで、算出した目
標トルクＰＭＥと検出したエンジン回転数ＮＥとから前
記した運転モードを決定すると共に、算出した目標トル
クＰＭＥと検出したエンジン回転数ＮＥとから目標空燃
比ＫＣＭＤを算出する。
【００３８】具体的には、算出した目標トルクＰＭＥが
高負荷であるとき、運転モード（以下「ＳＴ．ＥＭＯ
Ｄ」という）は、目標空燃比ＫＣＭＤを理論空燃比ある
いはその近傍、例えば、１２．０：１から１５．０：１
に設定する理論空燃比運転モード（ＳＴ．ＥＭＯＤ＝
０）に決定する。
【００３９】また、算出した目標トルクＰＭＥが中負荷
であるとき、運転モードは、目標空燃比ＫＣＭＤを理論
空燃比よりリーン側の空燃比、例えば１５．０：１から
２２．０：１に設定する予混合リーン運転モード（Ｓ
Ｔ．ＥＭＯＤ＝１）に決定すると共に、低負荷であると
きは前記リーン側の空燃比よりさらにリーン側の空燃
比、例えば２２．０：１から６０．０：１に設定する成
層燃焼運転モード（ＳＴ．ＥＭＯＤ＝２）に決定する。
このように、エンジン１０は予混合リーン運転モードお
よび成層燃焼運転モードからなる２種の希薄燃焼運転モ
ードを備える。
【００４０】理論空燃比運転モードあるいは予混合リー
ン運転モードに決定されるときは吸入行程で燃料噴射が
実行される。噴射された燃料は吸入空気と一体化し、点
火されて予混合燃焼（均質燃焼）を生じる。成層燃焼運
転モードに決定されるときは、圧縮行程（および必要に
応じて部分的に吸入工程）で燃料噴射が実行され、成層
燃焼（Direct Injection Stratified Charge) を生じ
る。
【００４１】尚、前記したように検出したエンジン回転
数ＮＥと算出した目標トルクＰＭＥとから運転モード
（負荷）を決定するが、点火プラグ近傍の空燃比は、運
転モード（負荷）に関わらず１２．０：１から１５．
０：１となるように燃料噴射が実行される。
【００４２】出力燃料噴射量ＴＯＵＴは以下のように算
出する。 ＴＯＵＴ＝（ＴＣＹＬ−Ｂ×ＴＷＰ）／Ａ 上記で、ＴＷＰは壁面付着燃料量で、以下のように算出
する。 ＴＷＰ＝（１−Ａ）×ＴＯＵＴ＋（１−Ｂ）×ＴＷＰ） 上記で、Ａ：壁面付着パラメータ直接率、Ｂ：壁面付着
パラメータ持ち去り率である。
【００４３】ＴＣＹＬは当該気筒の要求燃料噴射量で、
以下のように算出する。 ＴＣＹＬ＝ＴＩＭ×ＫＣＭＤＭ×ＫＡＦ×ＫＴ＋ＴＴ 上記で、ＴＩＭ：検出したエンジン回転数ＮＥと吸気管
内絶対圧ＰＢＡから予め設定されたマップを検索して得
られる基本燃料噴射量、ＫＡＦ：前記したＬＡＦセンサ
出力に基づく空燃比フィードバック補正係数、ＫＴ：残
余のエンジン水温ＴＷ、外気温ＴＡなどによる乗算形式
による補正項、ＴＴ：残余の加算形式による補正項であ
る。
【００４４】尚、基本燃料噴射量ＴＩＭおよび要求燃料
噴射量ならびに出力燃料噴射量ＴＯＵＴは、インジェク
タ３０の開弁時間で算出する。
【００４５】また、ＫＣＭＤＭは目標空燃比補正係数で
あり、前記した目標空燃比ＫＣＭＤに充填効率補正を施
して算出する。その目標空燃比ＫＣＭＤは、具体的に
は、以下のように算出する。 ＫＣＭＤ＝ＫＢＳ×ＫＷＯＴ×ＫＬＥＡＮ×ＫＭＦ
【００４６】上記で、ＫＢＳ：エンジン回転数ＮＥと吸
気管内絶対圧ＰＢＡ（あるいは目標トルクＰＭＥ）から
予め設定されたマップを検出して得られる基本値（運転
モードによって別々に検索）、ＫＷＯＴ：スロットルバ
ルブ１８が全開開度にあるときのリッチ化補正係数、Ｋ
ＬＥＡＮ：始動後の（ＨＣ低減用の）リーン化補正係
数、ＫＭＦ：失火検知によるドライバビリティ補償用空
燃比補正係数（初期値１．０。後述するように燃焼状態
の悪化に応じて増加させられる）である。
【００４７】尚、目標空燃比ＫＣＭＤの算出にはさらに
他の補正係数を使用するが、この発明の要旨と直接の関
連を有しないため、省略する。また目標空燃比ＫＣＭＤ
も目標空燃比補正係数ＫＣＭＤＭも、実際には、当量比
で示される。
【００４８】またＥＣＵ９０は、出力点火時期ＩＧを以
下のように算出する。 ＩＧ＝ＩＧＭＡＰ＋ＩＧＣＲ 上記で、ＩＧＭＡＰは、予混合リーン運転モードおよび
理論空燃比運転モードにおいては検出したエンジン回転
数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡから、また成層燃焼運転
モードにおいては検出したエンジン回転数ＮＥと目標ト
ルクＰＭＥから予め設定されたマップを検索して得られ
る基本点火時期である。
【００４９】また、ＩＧＣＲは点火時期の補正項の総和
であり、以下のように算出する。 ＩＧＣＲ＝ＩＧＴＷ＋ＩＧＴＡ＋ＩＧＡＤＶ＋ＩＧＭＦ 上記で、ＩＧＴＷ：エンジン水温による点火時期補正
項、ＩＧＴＡ：外気温による点火時期補正項、ＩＧＡＤ
Ｖ：空燃比による点火時期進角補正項（リーン化時の進
角補正項）、ＩＧＭＦ：失火検知によるドライバビリテ
ィ補償用点火時期補正係数（初期値零。後述するように
燃焼状態の悪化に応じて負側（遅角側に増加させられ
る）である。尚、ＩＧＣＲの算出にはさらに他の補正係
数を使用するが、この発明の要旨と直接の関連を有しな
いため、省略する。
【００５０】そして、ＥＣＵ９０は、算出した点火時期
に相当するクランク角度において点火装置３８および点
火プラグ３６を介して混合気を着火する。
【００５１】次いでこの発明に係る筒内噴射型内燃機関
の燃焼状態制御装置の動作を説明する。
【００５２】図３はその動作を示すフロー・チャートで
ある。図示のプログラムはＴＤＣあるいはその付近の所
定クランク角度で実行される。
【００５３】以下説明すると、先ずＳ１０においてＪＵ
Ｄ．ＭＦＤＲ、即ち、この実施の形態に係る制御の失火
検知ドライバビリティ補償の実行領域条件判別を行う。
【００５４】図４はその作業を示すサブルーチン・フロ
ー・チャートである。
【００５５】同図の説明に入る前に、図５を参照してこ
の実施の形態に係る制御を概説すると、この制御におい
ては排気空燃比ＫＡＣＴＯＢＳ（あるいはＫＡＣＴ）を
リーン側に設定されたしきい値ＭＦＴＨＲＳと比較する
ことで、失火を検出する。
【００５６】失火が検出されたとき、燃焼安定判断タイ
マＴＭ．ＣＢＳＴ（ダウンカウンタ）に所定値ＪＵＤ．
ＳＴＢＬをセットしてダウンカウントを開始し、ドライ
バビリティの補償度合いを示すパラメータＥＸＴ．ＤＲ
（アップカウンタ）をＤＤＲＩＮＣづつインクリメント
する。以下、このドライバビリティの補償度合いを示す
パラメータＥＸＴ．ＤＲを「ＤＲ補償度合ＥＸＴ．Ｄ
Ｒ」という。
【００５７】次いで、図６に示すような空燃比重み係数
ＷＴ．ＡＦなどの重み係数テーブルをＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲから検索し、予め設定されている最大補正値Ｋ
ＭＦＬＭ，ＫＥＭＦＬＭ，ＫＩＧＭＦＬＭ，ＫＥＶＰＭ
ＦＬＭに検索した重み係数ＷＴ．ＡＦ，ＷＴ．ＥＧＲ，
ＷＴ．ＩＧ，ＷＴ．ＥＶＰを乗算し、ドライバビリティ
を補償あるいは改善する方向に、目標空燃比ＫＣＭＤ、
目標ＥＧＲ量ＬＣＭＤ、および点火時期（あるいは目標
パージ流量ＤＵＴＹ）を補正する。
【００５８】ドライバビリティは一般に「自動車の運転
性」あるいは「自動車の運転感覚」を意味するが、従っ
て、失火が発生したことは燃焼状態が悪化してドライバ
ビリティの低下を示すことから、それを補償する、換言
すれば、燃焼状態の悪化を抑制するべく、空燃比などを
補正する。
【００５９】その結果、依然として失火がさらに検出さ
れるときは、上記の作業を繰り返すと共に、燃焼安定判
断タイマＴＭ．ＣＢＳＴの値（ＪＵＤ．ＳＴＢＬ）が零
になったときは燃焼状態が安定したと判断し、ＤＲ補償
度合ＥＸＴ．ＤＲを所定値ＤＤＲＤＥＣだけデクリメン
トする（減少させる）。
【００６０】また、失火が再び検出されるときは、燃焼
安定判断タイマＴＭ．ＣＢＳＴのダウンカウントおよび
ＥＸＴ．ＤＲのアップカウントを再開する。
【００６１】筒内噴射型のエンジン１０では、インジェ
クタ３０の製造ばらつき、ＥＧＲ量のばらつき、環境変
化、あるいは燃料の性状の相違などの外乱により、目標
空燃比と検出空燃比の偏差が増加して燃焼状態が悪化
し、ドライバビリティを低下させることがある。
【００６２】前記したように、筒内噴射型のエンジン１
０の希薄燃焼の運転モードは、負荷に応じて切り替えら
れる予混合リーン運転モード（ＳＴ．ＥＭＯＤ＝１）
と、成層燃焼運転モード（ＳＴ．ＥＭＯＤ＝２）に大別
される。
【００６３】このような２種の希薄燃焼運転モードを備
える場合、運転モードによってドライバビリティに影響
を与える要因の重みは、同一ではない。具体的には、予
混合リーン運転モードでは、空燃比、ＥＧＲ量、点火時
期がドライバビリティに最も大きな影響を与えると共
に、成層燃焼運転モードでは、空燃比、ＥＧＲ量、パー
ジ流量がドライバビリティに最も大きな影響を与える。
【００６４】従って、ドライバビリティが悪化したとき
の補償（燃焼状態の悪化の抑制）としては、その運転モ
ードの上記した要因を補正するのが最も効果的である。
例えば、成層燃焼運転モードは必要なパラメータを微妙
にバランスさせて成層燃焼を実現させているので、噴射
時期や点火時期を変化させても燃焼状態の悪化の抑制を
期待することができない。
【００６５】従って、この実施の形態に係る制御におい
ては、失火を通じて燃焼状態の悪化を検出すると共に、
燃焼状態の悪化が検出されたときは、その運転モードで
ドライバビリティに最も大きな影響を与える要因に限定
して補正するようにした。
【００６６】さらに、失火を検出した排気空燃比をしき
い値と比較することで行うと共に、後述するように、空
燃比の検出に際し、本出願人が先に提案した、排気系の
挙動を記述するモデルとオブザーバを用いて単一の空燃
比センサ（ＬＡＦセンサ７６）の出力から気筒別の空燃
比を精度良く推定し、よって失火の検出、換言すれば燃
焼状態の悪化の検出を精度良く行うようにした。
【００６７】図４フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ
１００においてフラグＦ．ＦＣのビットが１にセットさ
れているか否か判断する。このフラグが図示しない別の
ルーチンにおいてフューエルカット（燃料供給停止）実
行されるとき、そのビットが１にセットされることか
ら、このステップの判断は、フューエルカットが実行さ
れているか判断することを意味する。
【００６８】Ｓ１００で肯定されるときは定常的な運転
状態にないことからＳ１０２に進み、フラグＦ．ＭＦＤ
Ｒのビットを０にリセットする。このフラグのビットを
０にリセットすることは、失火検知ドライバビリティ補
償の実行領域内にないと判別されたことを意味する。
【００６９】次いでＳ１０４に進み、フラグＦ．ＭＦＦ
Ｂのビットを０にリセットする。このフラグは失火検知
ドライバビリティ補償のフィードバック制御が実行可能
か否かを規定しており、そのフラグのビットを０にリセ
ットすることは、実行可能ではないことを、１にセット
することを実行可能であることを意味する。
【００７０】次いでＳ１０６に進み、前記した燃焼安定
判断タイマＴＭ．ＣＢＳＴに所定値ＪＵＤ．ＳＴＢＬを
セットし、ダウンカウントを開始する。
【００７１】Ｓ１００で否定されるときはＳ１０８に進
み、フラグＦ．ＩＤＬＥのビットが１にセットされてい
るか否か判断する。このフラグＦ．ＩＤＬＥは図示しな
い別ルーチンにおいてエンジン１０がアイドル運転中の
ときにそのビットが１にセットされることから、この判
断はアイドル運転中にあるか否か判断することに相当す
る。Ｓ１０８で肯定されるとき、即ちアイドル運転中は
外乱を避けるため、一般に、ＥＧＲ導入やキャニスタパ
ージを実行しないため、それらを補正するこの制御が実
行できないことから、Ｓ１０２に進む。
【００７２】Ｓ１０８で否定されるときはＳ１１０に進
み、検出したエンジン水温ＴＷを所定値ＴＷＭＦＬ（例
えば７０℃）と比較し、検出したエンジン水温ＴＷが所
定値ＴＷＭＦＬ以下と判断されるときは同様に定常的な
運転状態にないと判断してＳ１０２に進むと共に、肯定
されて所定値を超える高水温にあると判断されるときは
Ｓ１１２に進み、運転モードを判断する。
【００７３】Ｓ１１２で理論空燃比運転モードにあると
判断されるときは、この運転モードでは上記した燃焼状
態制御を行わないことからＳ１０２に進むと共に、予混
合リーン運転モードにあると判断されるときはＳ１１４
に進み、検出したエンジン回転数ＮＥを所定値ＮＥＭＦ
ＬＨ（例えば３０００ｒｐｍ）と比較し、検出したエン
ジン回転数ＮＥが所定値ＮＥＭＦＬＨ以上のときは同様
な理由からＳ１０２に進む。
【００７４】Ｓ１１４で検出したエンジン回転数ＮＥが
所定値ＮＥＭＦＬＨ未満のときはＳ１１６に進み、検出
したエンジン回転数ＮＥを所定値ＮＥＭＦＬＬ（例えば
７００ｒｐｍ）と比較し、検出したエンジン回転数ＮＥ
が所定値ＮＥＭＦＬＬ以下のときは同様な理由からＳ１
０２に進む。
【００７５】Ｓ１１６で検出したエンジン回転数ＮＥが
所定値ＮＥＭＦＬＬを超えるときはＳ１１８に進み、検
出した吸気管内絶対圧ＰＢＡを所定値ＰＢＭＦＬＨと比
較し、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＭＦ
ＬＨ以上のときは同様な理由からＳ１０２に進む。
【００７６】Ｓ１１８で検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡ
が所定値ＰＢＭＦＬＨ未満のときはＳ１２０に進み、検
出した吸気管内絶対圧ＰＢＡを所定値ＰＢＭＦＬＬと比
較し、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＭＦ
ＬＬ以下のときは同様な理由からＳ１０２に進むと共
に、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＭＦＬ
Ｌを超えるときはＳ１２２に進み、フラグＦ．ＭＦＤＲ
のビットを１にセットする。このフラグのビットを１に
セットすることは、失火検知ドライバビリティ補償の実
行領域内にあると判別されたことを意味する。
【００７７】また、Ｓ１１２で成層燃焼運転モードにあ
ると判断されるときはＳ１２４に進み、検出したエンジ
ン回転数ＮＥを所定値ＮＥＭＦＤＨ（例えば３０００ｒ
ｐｍ）と比較し、検出したエンジン回転数ＮＥが所定値
ＮＥＭＦＤＨ以上のときは同様な理由からＳ１０２に進
む。
【００７８】Ｓ１２４で検出したエンジン回転数ＮＥが
所定値ＮＥＭＦＤＨ未満のときはＳ１２６に進み、検出
したエンジン回転数ＮＥを所定値ＮＥＭＦＤＬ（例えば
７００ｒｐｍ）と比較し、検出したエンジン回転数ＮＥ
が所定値ＮＥＭＦＤＬ以下のときは同様な理由からＳ１
０２に進む。
【００７９】Ｓ１２６で検出したエンジン回転数ＮＥが
所定値ＮＥＭＦＤＬを超えるときはＳ１２８に進み、検
出した吸気管内絶対圧ＰＢＡを所定値ＰＢＭＦＤＨと比
較し、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＭＦ
ＤＨ以上のときは同様な理由からＳ１０２に進む。
【００８０】Ｓ１２８で検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡ
が所定値ＰＢＭＦＤＨ未満のときはＳ１３０に進み、検
出した吸気管内絶対圧ＰＢＡを所定値ＰＢＭＦＬＬと比
較し、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＭＦ
ＤＬ以下のときは同様な理由からＳ１０２に進むと共
に、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値ＰＢＭＦＤ
Ｌ以上を超えるときはＳ１２２に進む。
【００８１】図３フロー・チャートに戻ると、次いでＳ
１２に進み、フラグＦ．ＭＦＤＲのビットが１にセット
されているか、換言すれば、失火検知ドライバビリティ
補償の実行領域内にあるか否か判断し、肯定されるとき
はＳ１４に進み、ＳＥＴ．ＭＦＤＬＹ、即ち、ディレイ
タイマＴＭＭＦＤＬＹのセット処理を行う。
【００８２】これは、失火検知ドライバビリティ補償の
フィードバック制御を開始するまでのディレイ時間を規
定するタイマＴＭＭＦＤＬＹ（ダウンカウンタ）をセッ
トしてダウンカウントを開始する処理である。
【００８３】図７は、その処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【００８４】以下説明すると、Ｓ２００においてフラグ
Ｆ．ＦＣのビットが０にリセットされているか、換言す
れば、フューエルカットは実行されていないか否か判断
し、肯定されるときはＳ２０２に進み、フラグＦ．ＦＣ
１のビットが１にセットされているか否か判断する。
【００８５】このフラグＦ．ＦＣ１は前回値（図３フロ
ー・チャートの前回プログラムループ時の値）を意味す
るので、この判断は前回はフューエルカットが実行され
たか否か判断することを意味する。
【００８６】Ｓ２０２で肯定されるときはＳ２０４に進
み、運転モードを判断し、理論空燃比運転モードと判断
されるときはＳ２０６に進み、所定値ＭＦＤ．Ｃ２Ｓ
（例えば１００ｍｓｅｃ）をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセ
ットする。
【００８７】また、予混合リーン運転モードと判断され
るときはＳ２０８に進み、所定値ＭＦＤ．Ｃ２Ｌ（例え
ば１００ｍｓｅｃ）をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセットす
ると共に、成層燃焼運転モードと判断されるときはＳ２
１０に進み、所定値ＭＦＤ．Ｃ２Ｄ（例えば１００ｍｓ
ｅｃ）をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセットし、以降の処理
をスキップする。
【００８８】他方、Ｓ２００あるいはＳ２０２で否定さ
れるときはＳ２１２に進み、運転モードを再び判断し、
予混合リーン運転モードと判断されるときはＳ２１４に
進み、ＳＴ．ＥＭＯＤ１を判断する。この値は前回値を
意味することから、Ｓ２１４の判断は前回の運転モード
を判断することを意味し、Ｓ２１４で前回も予混合リー
ン運転モードと判断されるときは、運転モードが切り替
えられていないと判断して以降の処理をスキップする。
【００８９】また、Ｓ２１４で前回は理論空燃比運転モ
ードと判断されるときは、運転モードが切り替えられた
と判断してＳ２１６に進み、所定値ＭＦＤ．Ｓ２Ｌ（例
えば１００ｍｓｅｃ）をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセット
すると共に、前回は成層燃焼運転モードと判断されると
きも運転モードが切り替えられたと判断してＳ２１８に
進み、所定値ＭＦＤ．Ｄ２Ｌ（例えば１００ｍｓｅｃ）
をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセットする。
【００９０】また、Ｓ２１２で成層燃焼運転モードと判
断されるときはＳ２２０に進み、前回の運転モードを判
断し、前回も成層燃焼運転モードと判断されるときは、
運転モードが切り替えられていないと判断して以降の処
理をスキップする。
【００９１】また、Ｓ２２０で前回は理論空燃比運転モ
ードと判断されるときは、運転モードが切り替えられた
と判断してＳ２２２に進み、所定値ＭＦＤ．Ｓ２Ｄ（例
えば１００ｍｓｅｃ）をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセット
すると共に、前回は予混合リーン運転モードと判断され
るときも運転モードが切り替えられたと判断してＳ２２
４進み、所定値ＭＦＤ．Ｌ２Ｄ（例えば１００ｍｓｅ
ｃ）をタイマＴＭＭＦＤＬＹにセットする。
【００９２】このように、フューエルカットからの復帰
時あるいは運転モードが切り替えられたときは、それぞ
れの運転モードに適当なフィードバック制御開始までの
ディレイ時間を設定し、誤検知を防止する。
【００９３】図３フロー・チャートに戻ると、次いでＳ
１６に進み、ＪＵＤ．ＭＦＦＢ、即ち、失火検知ドライ
バビリティ補償のフィードバック制御が実行可能な否か
の判別処理を行う。
【００９４】図８は、その処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【００９５】以下説明すると、Ｓ３００において前記し
たタイマＴＭＭＦＤＬＹの値を判断し、零を超えると判
断されるときはＳ３０２に進み、そのタイマＴＭＭＦＤ
ＬＹの値を１つデクリメントし、Ｓ３０４に進み、前記
したフラグＦ．ＭＦＦＢのビットを０にリセットしてフ
ィードバック制御が実行可能ではないとし、Ｓ３０６に
進み、燃焼安定判断タイマＴＭ．ＣＢＳＴに所定値ＪＵ
Ｄ．ＳＴＢＬをセットする。
【００９６】他方、Ｓ３００で零以下と判断されるとき
はＳ３０８に進み、ＴＭＭＦＤＬＹの値を０にリセット
し、Ｓ３１０に進み、前記したフラグＦ．ＭＦＦＢのビ
ットを１にセットしてフィードバック制御が実行可能と
する。
【００９７】図３フロー・チャートに戻ると、次いでＳ
１８に進み、フラグＦ．ＭＦＦＢのビットが１にセット
されているか、換言すれば、上記した失火検知ドライバ
ビリティ補償のフィードバック制御が実行可能か否か判
断し、肯定されるときはＳ２０に進み、ＭＯＮ．ＣＯＭ
Ｂ、即ち、燃焼状態の検出を行う。
【００９８】図９は、その処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【００９９】以下説明すると、Ｓ４００においてＤＥ
Ｔ．ＭＦ、即ち、失火検出を行う。
【０１００】図１０は、その処理を示すサブルーチン・
フロー・チャートである。
【０１０１】以下説明すると、Ｓ５００においてフラグ
Ｆ．ＯＢＳＶのビットが１にセットされているか否か判
断する。このフラグＦ．ＯＢＳＶは図示しない別ルーチ
ンにおいて前記したモデルおよびオブザーバに基づいて
気筒別空燃比推定が実行されているとき、そのビットが
１にセットされることから、この判断は気筒別空燃比推
定が実行されているか否か判断することを意味する。
【０１０２】ここで本出願人が先に提案した気筒別空燃
比推定について簡単に説明すると、本出願人は特許第２
７１７７４４号などにおいて、ＬＡＦセンサ７６の出力
を各気筒の燃焼履歴に重み係数Ｃを乗じた加重平均値と
みなしてモデル化し、数１に示すように状態方程式と出
力方程式でｘ（ｋ）を観察するオブザーバを設定し、そ
れに基づいてＬＡＦセンサ出力から各気筒の空燃比を推
定するようにした。
【０１０３】
【数１】
【０１０４】また、特許第２７５０６７３号において、
運転状態などに応じて予め設定された特性（マップ）に
従ってサンプリングされたＬＡＦセンサ出力のいずれか
を選択する技術を提案すると共に、特許第２６８９３６
８号において、運転状態に応じて予め設定したオブザー
バのゲイン行列のいずれかを選択して使用する技術を提
案した。
【０１０５】この推定手法自体はこの発明と直接の関連
を有しないため、これ以上の説明は省略するが、この推
定手法によって単一のＬＡＦセンサ７６の出力から空燃
比を気筒ごとに精度良く推定することができる。かかる
推定手法を用いず、単一の空燃比センサ出力から検出す
るときは、気筒全体の平均的な空燃比を検出できるに止
まり、特定気筒の影響を受けることもあるが、そのよう
な不都合が生じることがない。従って、後述する失火検
出、換言すれば、燃焼状態の検出も精度良く行うことが
でき、よって燃焼状態制御を適正に行うことができる。
【０１０６】Ｓ５００で肯定されるときはＳ５０２に進
み、目標空燃比ＫＣＭＤＯＢＳＶ（前記した気筒別空燃
比推定が実行されているときの目標空燃比をこういう）
に所定値ＫＭＦＴＨＲＳを乗じて得た積を、前記したし
きい値ＭＦＴＨＲＳとする。
【０１０７】次いでＳ５０４に進み、検出空燃比ＫＡＣ
ＴＯＢＳＶ（前記した気筒別空燃比推定によって推定さ
れた気筒別空燃比、具体的にはこの制御が気筒別に行わ
れることから、当該気筒の推定空燃比をこういう）をし
きい値ＭＦＴＨＲＳと比較する。
【０１０８】Ｓ５０４で検出空燃比ＫＡＣＴＯＢＳＶが
しきい値ＭＦＴＨＲＳ以上、即ち、リーン方向に大きい
と判断されるときは失火が発生したと判断し、Ｓ５０６
に進み、フラグＦ．ＭＦのビットを１にセットし、Ｓ５
０８に進み、前記した燃焼安定判断タイマＴＭ．ＣＢＳ
Ｔに所定値ＪＵＤ．ＳＴＢＬをセットする。
【０１０９】他方、Ｓ５０４で検出空燃比ＫＡＣＴＯＢ
ＳＶがしきい値ＭＦＴＨＲＳ未満と判断されるときは失
火が発生しないと判断し、Ｓ５１０に進み、フラグＦ．
ＭＦのビットを０にリセットする。
【０１１０】このように、フラグＦ．ＭＦのビットを１
にセットすることは失火が検出されたことを、０にリセ
ットすることは、失火が検出されないことを意味する。
【０１１１】他方、Ｓ５００で否定されるときはＳ５１
２に進み、目標空燃比ＫＣＭＤに所定値ＫＭＦＴＨＲＳ
を乗じて得た積をしきい値ＭＦＴＨＲＳとし、Ｓ５１４
に進み、検出空燃比ＫＡＣＴ（前記した気筒別空燃比推
定が実行されていないときの検出空燃比、より正確には
気筒全体の平均的な空燃比をこういう）をしきい値ＭＦ
ＴＨＲＳと比較する。
【０１１２】Ｓ５１４で検出空燃比ＫＡＣＴがしきい値
ＭＦＴＨＲＳ以上、即ち、リーン方向に大きいと判断さ
れるときは失火が発生したと判断し、Ｓ５１６に進み、
フラグＦ．ＭＦのビットを１にセットし、Ｓ５１８に進
み、前記した燃焼安定判断タイマＴＭ．ＣＢＳＴに所定
値ＪＵＤ．ＳＴＢＬをセットする。
【０１１３】他方、Ｓ５１４で検出空燃比ＫＡＣＴがし
きい値ＭＦＴＨＲＳ未満と判断されるときは失火が発生
しないと判断し、Ｓ５２０に進み、フラグＦ．ＭＦのビ
ットを０にリセットする。
【０１１４】図９フロー・チャートに戻ると、次いでＳ
４０２に進み、燃焼安定判断フラグＦ．ＣＢＳＴのビッ
トを０（初期値）にセットする。このフラグのビット
は、後述するように燃焼安定と判断されるとき１にセッ
トされる。
【０１１５】次いでＳ４０４に進み、燃焼安定判断タイ
マＴＭ．ＣＢＳＴの値を１つデクリメントし、Ｓ４０６
に進み、そのタイマの値を判断し、零を超えると判断さ
れるときは以降の処理をスキップすると共に、零以下に
なったと判断されるときはＳ４０８に進み、燃焼安定判
断フラグＦ．ＣＢＳＴのビットを１にセットする。
【０１１６】即ち、燃焼安定判断タイマＴＭ．ＣＢＳＴ
が規定する時間（ＪＵＤ．ＳＴＢＬ）の間、失火が検出
されなかったことから、燃焼が安定したと判断する。次
いでＳ４１０に進み、次の判断に備え、そのタイマＴ
Ｍ．ＣＢＳＴに所定値ＪＵＤ．ＳＴＢＬを再セットす
る。
【０１１７】図３フロー・チャートの説明に戻ると、次
いでＳ２２に進み、ＭＦ．ＡＲＥＡ、即ち、学習領域の
判別を決定する。
【０１１８】図１１はその処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【０１１９】以下説明すると、Ｓ６００において運転モ
ードを判断し、予混合リーン運転モードと判断されると
きはＳ６０２に進み、値ｈを１とし、Ｓ６０４に進み、
検出したエンジン回転数ＮＥと所定値ＮＥＭＦＬＭ（例
えば２０００ｒｐｍ）を比較し、検出したエンジン回転
数ＮＥが所定値ＮＥＭＦＬＭ以下と判断されるときはＳ
６０６に進み、値ｉを０とすると共に、検出したエンジ
ン回転数ＮＥが所定値ＮＥＭＦＬＭを超えると判断され
るときはＳ６０８に進み、値ｉを１とする。
【０１２０】次いでＳ６１０に進み、検出した吸気管内
絶対圧ＰＢＡと所定値ＰＢＭＦＬＭ（例えば−３００ｍ
ｍＨｇ）を比較し、検出した吸気管内絶対圧ＰＢＡが所
定値ＰＢＭＦＬＭ以下と判断されるときはＳ６１２に進
み、値ｊを０とすると共に、検出した吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡが所定値ＰＢＭＦＬＭを超えると判断されるときは
Ｓ６１４に進み、値ｊを１とする。
【０１２１】また、Ｓ６００において運転モードが成層
燃焼運転モードと判断されるときはＳ６１６からＳ６２
８を進み、同様に値ｈ，ｉ，ｊの値を決定する。
【０１２２】図１２（ａ）は、これら値ｈ，ｉ，ｊによ
る予混合リーン運転モードにおける学習領域判別結果
を、図１２（ｂ）はこれら値ｈ，ｉ，ｊによる成層燃焼
運転モードにおける学習領域判別結果を示す説明グラフ
である。即ち、エンジン運転領域をエンジン回転数ＮＥ
および吸気管内絶対圧ＰＢＡによって定義するとき、ｈ
で運転モードを特定すると共に、ｉ，ｊを０あるいは１
とすることで、運転モード別に４つの学習領域に区分し
て特定する。
【０１２３】続いて述べるように、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲをこの学習領域ごとに設定すると共に、エンジ
ン停止後もメモリ９０ｃのバックアップ部に保持して使
用することで、学習的な機能を与えるようにした。
【０１２４】図３フロー・チャートの説明に戻ると、次
いでＳ２４に進み、ＣＡＬ．ＥＸＴＤＲ、即ち、ＤＲ補
償度合ＥＸＴ．ＤＲの演算を行う。
【０１２５】図１３はその処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【０１２６】以下説明すると、Ｓ７００において前記し
たフラグＦ．ＭＦのビットが１にセットされているか、
換言すれば失火が検出されたか否か判断し、肯定される
ときはＳ７０２に進み、ＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ
（ｈ，ｉ，ｊ）を所定値ＤＤＲＩＮＣだけインクリメン
トする（増加させる）。即ち、図６に示すように、ＥＸ
Ｔ．ＤＲを補正量が増大する方向にシフトさせる。
【０１２７】他方、Ｓ７００で否定されるときはＳ７０
４に進み、フラグＦ．ＣＢＳＴのビットが１にセットさ
れているか否か判断し、肯定されるときはＳ７０６に進
み、ＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）を所定値
ＤＤＲＤＥＣだけデクリメントする（減少させる）。即
ち、図６に示すように、ＥＸＴ．ＤＲを補正量が減少す
る方向にシフトさせる。
【０１２８】尚、直ぐ上で述べたように、ＤＲ補償度合
ＥＸＴ．ＤＲは学習領域ごとに演算されると共に、バッ
クアップ部に格納され、エンジン１０が再始動されたと
きも格納された値から出発する。エンジン運転状態の変
化に応じて学習領域が変化した場合も、同様に変化前の
値から更新させる。
【０１２９】続いてＳ７０８に進み、演算したＤＲ補償
度合ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）の値を零と比較し、零
未満と判断されるときはＳ７１０に進み、ＥＸＴ．ＤＲ
を零とする。Ｓ７０８で零以上と判断されるときはＳ７
１２に進み、演算したＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，
ｉ，ｊ）をＭＡＸ（上限値）と比較し、ＭＡＸ以下と判
断されるときは以降の処理をスキップと共に、ＭＡＸを
超えると判断されるときはＳ７１４に進み、ＥＸＴ．Ｄ
ＲをＭＡＸとする。
【０１３０】図３フロー・チャートの説明に戻ると、続
いてＳ２６に進み、ＣＡＬ．ＫＭＦＤＲ、即ち、かく演
算されたＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に基
づいて補正係数ＫＭＦＤＲを演算する。
【０１３１】図１４はその処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【０１３２】以下説明すると、Ｓ８００において運転モ
ードを判断し、予混合リーン運転モードにあると判断さ
れるときはＳ８０２に進み、ＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ
（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＡＦＬテーブルを検索
し、空燃比重み係数ＷＴ．ＡＦＬを算出する。
【０１３３】図１５（ａ）は空燃比重み係数ＷＴ．ＡＦ
Ｌテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、空燃比重み係数ＷＴ．ＡＦＬはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲが増加するにつれて増大するように設定され
る。
【０１３４】続いてＳ８０４に進み、１．０に検索値を
前記した空燃比補正係数最大値ＫＭＦＬＭに乗じて得た
積を加算してドライバビリティ補償用空燃比補正係数Ｋ
ＭＦを算出する。前記したように、この値が基本値など
に乗算されて目標空燃比ＫＣＭＤが算出されることか
ら、燃焼状態の悪化に応じて目標空燃比ＫＣＭＤがリッ
チ側に補正され、それによって燃焼状態の悪化が抑制さ
れる。
【０１３５】続いてＳ８０６に進み、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＥＧＲＬテーブ
ルを検索し、ＥＧＲ重み係数ＷＴ．ＥＧＲＬを算出す
る。
【０１３６】図１５（ｂ）はＥＧＲ重み係数ＷＴ．ＥＧ
ＲＬテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、ＥＧＲ重み係数ＷＴ．ＥＧＲＬはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲが増加するにつれて増大するように設定され
る。続いてＳ８０８に進み、１．０から検索値を前記し
たＥＧＲ補正係数最大値ＫＥＭＦＬＭに乗じて得た積を
減算してドライバビリティ補償用ＥＧＲ補正係数ＫＥＭ
Ｆ（初期値１．０）を算出する。
【０１３７】尚、前記したＥＣＵ９０においてＥＧＲ量
は以下のように算出される。
【０１３８】ＬＣＭＤ＝ＬＣＭＤＢＳ×ＫＥＭＦ 上記で、ＬＣＭＤは運転状態に応じて決定されるＥＧＲ
制御バルブ５０のリフト（開弁）指令値で、具体的には
その電磁ソレノイドへの通電量として算出される。ＥＧ
Ｒ補正係数を乗算されて決定された最終的なリフト指令
値ＬＣＭＤに応じてＥＧＲ制御バルブ５０が開弁され、
それに対応した量（流量）の排気ガスが吸気系に還流さ
れる。
【０１３９】従って、ＫＥＭＦが乗算されてＥＧＲ量が
補正されることで、燃焼状態の悪化に応じてＥＧＲ量が
減少する方向に補正され、それによって燃焼状態の悪化
が抑制される。
【０１４０】続いてＳ８１０に進み、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＩＧＬテーブル
を検索し、点火時期重み係数ＷＴ．ＩＧＬを算出する。
【０１４１】図１５（ｃ）は点火時期重み係数ＷＴ．Ｉ
ＧＬテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、点火時期重み係数ＷＴ．ＩＧＬはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲが増加するにつれて増大するように設定され
る。
【０１４２】続いてＳ８１２に進み、検索値を前記した
点火時期補正係数最大値ＫＩＧＭＦＬＭに乗じ、ドライ
バビリティ補償用点火時期補正項ＩＧＭＦ（負値）を算
出する。前記したように、この値が点火時期の補正項の
総和であるＩＧＣＲに加算（実質的に減算）されて点火
時期ＩＧが算出されることから、結果として燃焼状態の
悪化に応じて点火時期ＩＧは遅角方向に補正されて燃焼
状態の悪化が抑制される。
【０１４３】続いてＳ８１４に進み、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＥＶＰＬテーブ
ルを検索し、キャニスタパージのパージ重み係数ＷＴ．
ＩＧＬを算出する。
【０１４４】図１５（ｄ）はパージ重み係数ＷＴ．ＥＶ
ＰＬの特性を示す説明グラフであり、図示の如く、パー
ジ重み係数ＷＴ．ＥＶＰＬはＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ
の大きさに関わらず零に設定される。
【０１４５】続いてＳ８１６に進み、１．０から検索値
を前記したパージ補正係数最大値ＫＥＶＰＭＦＬＭに乗
じて得た積を減算してドライバビリティ補償用パージ補
正係数ＫＥＶＰＭＦ（初期値１．０）を算出する。
【０１４６】尚、前記したＥＣＵ９０において目標パー
ジ流量ＱＰＧは、以下のように算出される。
【０１４７】ＱＰＧ＝ＱＰＧＢＳ×ＫＥＶＰＭＦ 上記で、ＱＰＧＢＳは運転状態に応じて決定されるパー
ジ制御バルブ５８のリフト（開弁）指令値で、具体的に
はその電磁ソレノイドへの通電量として算出される。パ
ージ補正係数を乗算されて補正される最終目標パージ流
量（リフト指令値）に応じてパージ制御バルブ５８が開
弁され、それに対応した量（流量）の蒸発燃料が吸気系
にパージされる。
【０１４８】尚、パージ重み係数ＷＴ．ＥＶＰは図１５
（ｄ）に示すように零と設定されることから、予混合リ
ーン運転モードにおいて、実際には、目標パージ流量の
補正は行われない。
【０１４９】他方、Ｓ８００において運転モードが成層
燃焼運転モードにあると判断されるときはＳ８１８に進
み、ＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じて
ＷＴ．ＡＦＤテーブルを検索し、空燃比重み係数ＷＴ．
ＡＦＤを算出する。
【０１５０】図１６（ａ）は空燃比重み係数ＷＴ．ＡＦ
Ｄテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、空燃比重み係数ＷＴ．ＡＦＤはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲが増加するにつれて増大するように設定され
る。
【０１５１】続いてＳ８２０に進み、１．０に検索値を
前記した空燃比補正係数最大値ＫＭＦＬＭに乗じて得た
積を加算してドライバビリティ補償用空燃比補正係数を
算出する。これにより、燃焼状態の悪化に応じて目標空
燃比ＫＣＭＤがリッチ方向に補正されて燃焼状態の悪化
が抑制される。
【０１５２】続いてＳ８２２に進み、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＥＧＲＤテーブ
ルを検索し、ＥＧＲ重み係数ＷＴ．ＥＧＲＤを算出す
る。
【０１５３】図１６（ｂ）はＥＧＲ重み係数ＷＴ．ＥＧ
ＲＤテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、ＥＧＲ重み係数ＷＴ．ＥＧＲＤはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲが増加するにつれて増大するように設定され
る。
【０１５４】続いてＳ８２４に進み、１．０から検索値
を前記したＥＧＲ補正係数最大値ＫＥＭＦＬＭに乗じて
得た積を減算してドライバビリティ補償用ＥＧＲ補正係
数を算出する。尚、ＥＧＲ量の算出および補正は、予混
合リーン運転モードと同様である。
【０１５５】続いてＳ８２６に進み、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＩＧＤテーブル
を検索し、点火時期重み係数ＷＴ．ＩＧＤを算出する。
【０１５６】図１６（ｃ）は点火時期重み係数ＷＴ．Ｉ
ＧＤテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、点火時期重み係数ＷＴ．ＩＧＤはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲの大きさの如何に関わらず、零に設定される。
【０１５７】続いてＳ８２８に進み、検索値を前記した
点火時期補正係数最大値ＩＧＭＦＬＭに乗じ、ドライバ
ビリティ補償用点火時期項ＩＧＭＦを算出するが、点火
時期重み係数ＷＴ．ＩＧＤの値が零に設定されることか
ら、成層燃焼運転モードにおいて、実際には、点火時期
補正は行われない。
【０１５８】続いてＳ８３０に進み、ＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）に応じてＷＴ．ＥＶＰＤテーブ
ルを検索し、パージ重み係数ＷＴ．ＩＧを算出する。
【０１５９】図１６（ｄ）はパージ重み係数ＷＴ．ＥＶ
ＰＤテーブルの特性を示す説明グラフであり、図示の如
く、パージ重み係数ＷＴ．ＥＶＰＤはＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲが増加するにつれて増大するように設定され
る。
【０１６０】続いてＳ８３２に進み、１．０から検索値
を前記したパージ補正係数最大値ＫＥＶＰＭＦＬＭに乗
じて得た積を減算してドライバビリティ補償用パージ補
正係数ＫＥＶＰＭＦを算出する。従って、目標パージ流
量は、燃焼状態の悪化に応じて減少する方向に補正さ
れ、それによって燃焼状態の悪化が抑制される。
【０１６１】尚、図１４から明らかな如く、理論空燃比
運転モードにあってはいかなる補正も行われない。
【０１６２】図３フロー・チャートの説明に戻ると、Ｓ
１２で否定されて失火検知ドライバビリティ補償の実行
領域内にないと判断されるときはＳ２８に進み、Ｓ２２
と同様に学習領域の判別、より具体的にはＤＲ補償度合
ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）の演算を行い、Ｓ２６に進
み、演算したＤＲ補償度合ＥＸＴ．ＤＲ（ｈ，ｉ，ｊ）
に基づいて補正係数を演算する。
【０１６３】即ち、実行領域にないときは学習値を用い
る。これは、学習の精度が確保できない運転領域（エン
ジン水温、エンジン回転数、エンジン負荷）の範囲外で
も、ドライバビリティの悪化要因による影響は、学習可
能領域と同様に存在すると考えられる。そこで、学習さ
れたＤＲ補償度合を用いることで、可能な限りドライバ
ビリティ補償を行うことができる。
【０１６４】この実施の形態に係る筒内噴射型内燃機関
の燃焼状態制御装置にあっては、失火を通じて燃焼状態
の悪化を検出すると共に、燃焼状態の悪化が検出された
ときは、その運転モードでドライバビリティに最も大き
な影響を与える要因に限定して補正するようにしたの
で、燃焼状態の悪化を効果的に抑制することができる。
また、それにより、エミッションおよび燃費の低下を最
小限に止めることができる。
【０１６５】さらに、失火を検出した排気空燃比をしき
い値と比較することで行うと共に、空燃比の検出に際
し、本出願人が先に提案した、排気系の挙動を記述する
モデルとオブザーバを用いて単一の空燃比センサ（ＬＡ
Ｆセンサ７６）の出力から気筒別の空燃比を精度良く推
定するようにしたので、失火の検出、換言すれば燃焼状
態の悪化の検出を精度良く行うことができ、燃焼状態の
悪化の抑制を一層効果的に行うことができる。
【０１６６】燃焼状態の悪化に応じてＤＲ補償度合ＥＸ
Ｔ．ＤＲを設定し、それに応じて補正するようにしたの
で、燃焼状態の悪化の抑制をなお一層効果的に行うこと
ができる。
【０１６７】さらに、運転モードの切り替え時あるいは
フューエルカットからの復帰時にはディレイ期間を設け
たので、誤検知を防止することができる。
【０１６８】この実施の形態にあっては上記の如く、ガ
ソリン燃料が気筒内に直接噴射される筒内噴射型の火花
点火式内燃機関（エンジン１０）の燃焼状態制御装置に
おいて、前記内燃機関の排気空燃比ＫＡＣＴを検出する
空燃比センサ（ＬＡＦセンサ７６）、少なくとも機関回
転数（エンジン回転数ＮＥ）および機関負荷（吸気管内
絶対圧ＰＢＡ）を含む前記内燃機関の運転状態を検出す
る運転状態検出手段（クランク角センサ６６、絶対圧セ
ンサ７０）、前記検出された運転状態の中の少なくとも
機関回転数および機関負荷に基づいて前記気筒内に直接
噴射されるガソリン燃料の基本燃料噴射量ＴＩＭを算出
し、少なくとも前記検出された排気空燃比と目標空燃比
ＫＣＭＤの偏差が減少するように前記基本燃料噴射量を
補正して出力燃料噴射量ＴＯＵＴを算出する燃料噴射量
算出手段（ＥＣＵ９０）、前記検出された運転状態の中
の少なくとも機関回転数および機関負荷に基づいて前記
気筒内に直接噴射されるガソリン燃料と吸入空気の混合
気を点火する点火時期ＩＧを算出する点火時期算出手段
（ＥＣＵ９０）、前記内燃機関の排気系と吸気系を接続
する接続路（ＥＧＲ管４８）に介挿され、排気ガスの一
部を吸気系に還流させるときの排気ガス還流量（リフト
指令値ＬＣＭＤ）を制御する排気ガス還流量制御手段
（ＥＧＲ制御バルブ５０、ＥＣＵ９０）、前記ガソリン
燃料の蒸発分を貯留するキャニスタと吸気系を接続する
接続路（パージ管５６）に介挿され、蒸発燃料を吸気系
にパージさせるときのパージ流量（目標パージ流量ＱＰ
Ｇ）を制御するパージ流量制御手段（パージ制御バルブ
５８、ＥＣＵ９０）、前記内燃機関の燃焼状態の悪化を
検出する燃焼状態悪化検出手段（ＥＣＵ９０，Ｓ２０，
Ｓ４００，Ｓ５００からＳ５２０）、少なくとも前記検
出された機関負荷に基づき、前記内燃機関の運転モード
を、前記目標空燃比を理論空燃比に設定する理論空燃比
運転モード、および前記理論空燃比よりリーン側の空燃
比に設定する予混合リーン運転モードと、前記リーン側
の空燃比よりさらにリーン側の空燃比に設定する成層燃
焼運転モードからなる少なくとも２種の希薄燃焼運転モ
ードを含む３種の中のいずれかに決定する運転モード決
定手段（ＥＣＵ９０）、前記決定された運転モードを判
別する運転モード判別手段（ＥＣＵ９０，Ｓ２６，Ｓ８
００）、および前記燃焼状態の悪化が検出されたとき、
前記内燃機関が予混合リーン運転モードで運転されてい
る場合には前記目標空燃比、排気ガス還流量および点火
時期を補正すると共に、前記内燃機関が成層燃焼運転モ
ードで運転されている場合には前記目標空燃比、排気ガ
ス還流量およびパージ流量を補正して燃焼状態の悪化を
抑制する燃焼状態悪化抑制手段（ＥＣＵ９０，Ｓ８０２
からＳ８３２）を備える如く構成した。
【０１６９】また、前記燃焼状態悪化検出手段は、前記
空燃比センサ出力が各気筒の燃焼履歴に重み係数を乗じ
た加重平均値からなるものとみなして設定されたモデル
とその内部状態を観測すべく設定されたオブザーバに基
づき、前記選択された空燃比センサ出力から各気筒の空
燃比ＫＡＣＴＯＢＳＶを推定する気筒別空燃比推定手段
（ＥＣＵ９０，Ｓ２０，Ｓ４００，Ｓ５００，Ｓ５０
２）、前記推定された各気筒の空燃比をしきい値ＭＦＴ
ＨＲＳと比較する比較手段（ＥＣＵ９０，Ｓ２０，Ｓ４
００，Ｓ５０４）、および前記比較手段による比較結果
に基づいて前記内燃機関の燃焼状態の悪化を判定する燃
焼状態悪化判定手段（ＥＣＵ９０，Ｓ２０，Ｓ４００，
Ｓ５０６，Ｓ５１０）を備える如く構成した。
【０１７０】尚、この発明の実施の形態を筒内噴射型の
火花点火式ガソリンエンジンを例にとって説明したが、
この発明は、ガソリン燃料を吸気弁の前に噴射する通常
のエンジンで理論空燃比運転モードと予混合リーン運転
モードで運転されるものにも、妥当する。
【０１７１】また、スロットルバルブ１８の駆動にパル
スモータ６０を使用したが、パルスモータ６０に代え、
トルクモータあるいはＤＣモータなどのアクチュエータ
を用いても良い。
【０１７２】
【発明の効果】請求項１項にあっては、燃焼状態の悪化
が検出されたとき、予混合リーン運転モードで運転され
ている場合には目標空燃比、排気ガス還流量および点火
時期を補正すると共に、成層燃焼運転モードで運転され
ている場合には目標空燃比、排気ガス還流量およびパー
ジ流量を補正して燃焼状態の悪化を抑制するようにし
た。換言すれば、その運転モードでドライバビリティに
最も大きな影響を与える要因に限定して補正するように
したので、燃焼状態の悪化を効果的に抑制することがで
きる。また、これによってエミッションおよび燃費の低
下も最小限に止めることができる。
【０１７３】請求項２項にあっては、失火の検出、換言
すれば、燃焼状態の悪化を精度良く検出することがで
き、燃焼状態の悪化を一層効果的に抑制することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明に係る筒内噴射型内燃機関の燃焼状態
制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置の空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）の排
気系集合部における配置を模式的に示す説明図である。
【図３】図１装置の動作を示すメイン・フロー・チャー
トである。
【図４】図３フロー・チャートのＪＵＤ．ＭＦＤＲ、即
ち、失火検知ドライバビリティ補償の実行領域判別処理
を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図５】図３フロー・チャートの動作を示すタイム・チ
ャートである。
【図６】図３フロー・チャートなどで使用する重み係数
テーブルの特性の一例を示す説明グラフである。
【図７】図３フロー・チャートのＳＥＴ．ＭＦＤＬＹ、
即ち、ディレイタイマＴＭＭＦＤＬＹのセット処理を示
すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図８】図３フロー・チャートのＪＵＤ．ＭＦＦＢ、即
ち、失火検知ドライバビリティ補償のフィードバック制
御が実行可能か否かの判別処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【図９】図３フロー・チャートのＭＯＮ．ＣＯＭＢ、即
ち、燃焼状態の検出処理を示すサブルーチン・フロー・
チャートである。
【図１０】図９フロー・チャートのＤＥＴ．ＭＦ、即
ち、失火検出処理を示すサブルーチン・フロー・チャー
トである。
【図１１】図３フロー・チャートのＭＦ．ＡＲＥＡ、即
ち、学習領域の判別処理を示すサブルーチン・フロー・
チャートである。
【図１２】図１１フロー・チャートの処理による学習領
域の判別結果を示す説明グラフである。
【図１３】図３フロー・チャートのＣＡＬ．ＥＸＴＤ
Ｒ、即ち、ドライバビリティ補償度合ＥＸＴ．ＤＲの演
算処理を示すサブルーチン・フロー・チャートである。
【図１４】図３フロー・チャートのＣＡＬ．ＫＭＦＤ
Ｒ、即ち、補正係数の演算処理を示すサブルーチン・フ
ロー・チャートである。
【図１５】図１４フロー・チャートで使用される予混合
リーン運転モードのテーブル特性を示す説明グラフであ
る。
【図１６】図１４フロー・チャートで使用される成層燃
焼運転モードのテーブル特性を示す説明グラフである。
【符号の説明】
１０ 内燃機関（エンジン） １２ 吸気管 ２２ 気筒（シリンダ） ２８ 燃焼室 ３６ 点火プラグ ３８ 点火装置 ４０ 排気（エキゾースト）マニホルド ４２ 排気管 ５０ ＥＧＲ制御バルブ ５８ パージ制御バルブ ６６ クランク角センサ ７０ 絶対圧（ＭＡＰ）センサ ７６ 空燃比センサ（ＬＡＦセンサ） ８２ アクセル開度センサ ９０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｈ ３０１Ｍ ３０１Ｎ 45/00 ３６８ 45/00 ３６８Ｇ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０ Ｆ０２Ｍ 25/07 ５５０Ｒ ５５０Ｇ ５７０ ５７０Ａ 25/08 ３１１ 25/08 ３１１Ｇ (72)発明者 佐藤 正浩 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 小森谷 勲 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 江原 安則 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G044 AA02 AA04 AA05 BA01 BA04 BA11 CA04 CA05 DA02 DA08 DA10 EA03 EA12 EA23 EA26 EA30 EA32 EA35 EA49 EA50 EA62 EA64 FA05 FA06 FA13 FA14 FA20 FA27 FA29 FA39 GA02 GA11 GA22 GA27 3G062 AA07 BA01 BA08 CA06 ED08 ED10 GA24 3G084 AA00 BA09 BA13 BA17 BA20 BA27 DA02 DA04 DA28 EB12 EB25 EC04 FA01 FA02 FA10 FA11 FA20 FA30 FA33 FA38 3G301 HA01 HA04 HA06 HA13 HA14 HA16 JA02 JA03 JA21 LA00 LA03 LB04 MA01 MA13 NA02 NA08 NB02 ND01 ND45 PA07Z PA09Z PA10Z PA11Z PD03Z PD04A PD04Z PD09Z PE01Z PE03Z PE05Z PE08Z PF03Z

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ガソリン燃料が気筒内に直接噴射される
    筒内噴射型の火花点火式内燃機関の燃焼状態制御装置に
    おいて、 ａ．前記内燃機関の排気空燃比を検出する空燃比セン
    サ、 ｂ．少なくとも機関回転数および機関負荷を含む前記内
    燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段、 ｃ．前記検出された運転状態の中の少なくとも機関回転
    数および機関負荷に基づいて前記気筒内に直接噴射され
    るガソリン燃料の基本燃料噴射量を算出し、少なくとも
    前記検出された排気空燃比と目標空燃比の偏差が減少す
    るように前記基本燃料噴射量を補正して出力燃料噴射量
    を算出する燃料噴射量算出手段、 ｄ．前記検出された運転状態の中の少なくとも機関回転
    数および機関負荷に基づいて前記気筒内に直接噴射され
    るガソリン燃料と吸入空気の混合気を点火する点火時期
    を算出する点火時期算出手段、 ｅ．前記内燃機関の排気系と吸気系を接続する接続路に
    介挿され、排気ガスの一部を吸気系に還流させるときの
    排気ガス還流量を制御する排気ガス還流量制御手段、 ｆ．前記ガソリン燃料の蒸発分を貯留するキャニスタと
    吸気系を接続する接続路に介挿され、蒸発燃料を吸気系
    にパージさせるときのパージ流量を制御するパージ流量
    制御手段、 ｇ．前記内燃機関の燃焼状態の悪化を検出する燃焼状態
    悪化検出手段、 ｈ．少なくとも前記検出された機関負荷に基づき、前記
    内燃機関の運転モードを、前記目標空燃比を理論空燃比
    に設定する理論空燃比運転モード、および前記理論空燃
    比よりリーン側の空燃比に設定する予混合リーン運転モ
    ードと、前記リーン側の空燃比よりさらにリーン側の空
    燃比に設定する成層燃焼運転モードからなる少なくとも
    ２種の希薄燃焼運転モードを含む３種の中のいずれかに
    決定する運転モード決定手段、 ｉ．前記決定された運転モードを判別する運転モード判
    別手段、および ｊ．前記燃焼状態の悪化が検出されたとき、前記内燃機
    関が予混合リーン運転モードで運転されている場合には
    前記目標空燃比、排気ガス還流量および点火時期を補正
    すると共に、前記内燃機関が成層燃焼運転モードで運転
    されている場合には前記目標空燃比、排気ガス還流量お
    よびパージ流量を補正して燃焼状態の悪化を抑制する燃
    焼状態悪化抑制手段、 を備えることを特徴とする筒内噴射型内燃機関の燃焼状
    態制御装置。
  2. 【請求項２】 前記燃焼状態悪化検出手段は、 ｋ．前記空燃比センサ出力が各気筒の燃焼履歴に重み係
    数を乗じた加重平均値からなるものとみなして設定され
    たモデルとその内部状態を観測すべく設定されたオブザ
    ーバに基づき、前記選択された空燃比センサ出力から各
    気筒の空燃比を推定する気筒別空燃比推定手段、 ｌ．前記推定された各気筒の空燃比をしきい値と比較す
    る比較手段、および ｍ．前記比較手段による比較結果に基づいて前記内燃機
    関の燃焼状態の悪化を判定する燃焼状態悪化判定手段、 を備えることを特徴とする請求項１項記載の筒内噴射型
    内燃機関の燃焼状態制御装置。
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