JPH11336595A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】燃焼方式が成層燃焼や均質燃焼の間で切り換え
られる内燃機関にあっても、適切に出力トルクダウンを
実行することのできる内燃機関の制御装置を提供する。 【解決手段】エンジン１１の電子制御ユニットは、その
エンジン１１の運転状態に応じて燃焼方式を「成層燃
焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン燃焼」及び「均質
ストイキ燃焼」との間で切り換える。そして、エンジン
の出力トルクダウン要求がなされたときには、そのとき
の燃焼方式に適したトルクダウン制御の制御方式とし
て、電子制御ユニットは、吸入空気量の減量、点火時期
の遅角、燃料噴射量の減量、並びに点火時期及び燃料噴
射時期の遅角の内からいずれかを選択する。こうして選
択されたトルクダウン制御の制御方式を実行することに
より、エンジン１１の出力トルクダウンが図られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、燃焼方式を成層燃
焼や均質燃焼の間で切り換えるタイプの内燃機関の制御
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用の内燃機関においては、
燃費を向上させること及び十分な機関出力を得ることの
両立を図るために、機関運転状態に応じて燃焼方式を切
り換えるタイプの内燃機関が提案され、実用化されてい
る。こうしたタイプの内燃機関としては、特開平８−１
９３５３５号公報に記載されたものがあげられる。

【０００３】同公報に記載された内燃機関は、燃焼室に
燃料を供給するための燃料噴射弁を備えている。そし
て、高出力が要求される高回転高負荷時には、空気に対
して燃料が均等に混合された均質混合気を燃焼させる
「均質燃焼」を実行し、十分な機関出力を得るようにし
ている。この「均質燃焼」は、内燃機関の吸気行程にて
噴射された燃料が空気に均等に混ぜ合わされ、燃焼室内
で上記空気及び燃料からなる混合気に点火プラグにより
点火がなされることによって実行される。

【０００４】また、あまり高出力が要求されない低回転
低負荷時には、点火プラグ周りの燃料濃度を高めて着火
性を向上させるとともに、混合気の平均空燃比を理論空
燃比よりも大きくすることで燃費を向上させることが可
能な「成層燃焼」を実行する。この「成層燃焼」は、内
燃機関の圧縮行程にて燃焼室内に噴射供給された燃料が
ピストン頭部の窪みに当たって点火プラグ周りに集めら
れ、その集められた燃料と燃焼室内の空気とからなる混
合気に点火プラグにより点火がなされることによって実
行される。

【０００５】上記のように内燃機関の燃焼方式を、機関
運転状態に応じて「均質燃焼」と「成層燃焼」との間で
切り換えることにより、燃費を向上させることができる
とともに十分な機関出力が得られるようになる。

【０００６】また、上記公報に記載の内燃機関において
は、その出力軸が自動変速機に連結され、内燃機関の出
力トルクは同自動変速機に伝達される。ところで、この
ような自動変速機の変速時には、変速ショック低減を意
図して内燃機関の出力トルクダウンが行われる。こうし
た変速時のトルクダウン制御が行われる内燃機関として
は、例えば特開平９−３１０６２７号公報に記載された
ものが知られている。

【０００７】同公報に記載された内燃機関では、変速時
にトルクダウンが要求されると、吸入空気量減量によっ
て機関出力トルクが強制的に低下されるとともに、点火
時期遅角制御と燃料供給量減量との少なくとも一方によ
っても機関出力トルクが強制的に低下される。上記のよ
うに内燃機関の出力トルクを低下させることで、吸入空
気量減量に対する同空気量の変化に応答遅れが生じて
も、点火時期遅角や燃料供給量減量によって応答性よく
機関出力トルクを強制的に低下させることができるよう
になる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】このように吸入空気量
減量だけでなく、点火時期遅角や燃料供給量減量によっ
ても内燃機関の出力トルクを低下させることで、変速時
など内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、応
答性よく機関出力トルクを低下させることができるよう
にはなる。

【０００９】しかし、吸入空気量減量、点火時期遅角及
び燃料供給量減量といった複数のトルクダウン制御方式
が用いられる上記のようなトルクダウン制御を、先に述
べた燃焼方式が切り換えられる内燃機関に適用した場
合、燃焼方式が切り換えられることについて考慮されて
いないため、必ずしも燃焼方式に応じた最適なトルクダ
ウン制御方式が用いられるとは限らない。

【００１０】即ち、「成層燃焼」時に過度に点火時期遅
角が行われると、その点火時期遅角によって燃焼が不安
定となって失火を招くおそれがある。これは、「成層燃
焼」時には点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存
在するときに点火を実行する必要があるが、上記のよう
に点火時期遅角が行われることによって点火プラグ周り
に燃料濃度の高い混合気が存在していないときに点火が
行われてしまうためである。

【００１１】また、「均質燃焼」時には、内燃機関の吸
入空気量を一定とした状態のもとでは、燃料噴射量を過
度に減量させると失火が生じてしまう。そのため、燃料
噴射量減量によっては出力トルクを大幅に低下させるこ
とができず、燃料噴射量減量による出力トルクの低下幅
が小さいものとなって同出力トルクを要求される値まで
低下させることは困難になる。

【００１２】なお、こうした問題は、自動変速機の変速
時に出力トルクダウンが要求されたときのみならず、自
動車のトラクションコントロールにおいてホイールスピ
ンを防止するために出力トルクダウンが要求されたとき
や、アクセルペダルが急激に踏み込まれたときのショッ
ク防止のために出力トルクダウンが要求されたときなど
においても、概ね共通したものとなっている。

【００１３】本発明はこのような実情に鑑みてなされた
ものであって、その目的は、燃焼方式が成層燃焼や均質
燃焼の間で切り換えられる内燃機関にあっても、適切に
出力トルクダウンを実行することのできる内燃機関の制
御装置を提供することにある。

【００１４】

【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記載の発明では、機関運転状態に応じて燃
焼方式を成層燃焼と均質燃焼との間で切り換える内燃機
関にあって、同機関の出力トルクダウンが要求されたと
きには所定制御方式のトルクダウン制御を実行する内燃
機関の制御装置において、内燃機関の燃焼方式に応じて
設定されたトルクダウン制御の各種制御方式の内から、
前記出力トルクダウンが要求されたときの内燃機関の燃
焼方式に基づいて前記トルクダウン制御の制御方式を選
択する制御方式選択手段を備えた。

【００１５】同構成によれば、内燃機関の出力トルクダ
ウンが要求されたときの燃焼方式に応じてトルクダウン
制御の制御方式が選択されるため、その制御方式を同出
力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式に対して適
切なものとすることができ、同出力トルクダウンを適切
に実行することができるようになる。

【００１６】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記制御方式選択手段は、成層燃焼での
出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウ
ン制御の制御方式として燃料噴射量の減量を選択するも
のとした。

【００１７】同構成によれば、出力トルクダウンが要求
されたときの燃焼方式が成層燃焼であるときには、燃料
噴射量を減量することによって出力トルクダウンが実行
される。そして、成層燃焼時に燃料噴射量を減量する
と、点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在した
状態で、その混合気の分布範囲が小さくなって出力トル
クが適切に低下するようになる。

【００１８】請求項３記載の発明では、請求項２記載の
発明において、前記制御方式選択手段は、成層燃焼での
出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウ
ン制御の制御方式として前記燃料噴射量の減量に加えて
点火時期及び燃料噴射時期の遅角を選択するものとし
た。

【００１９】同構成によれば、成層燃焼時に燃料噴射量
の減量のみならず、点火時期及び燃料噴射時期の遅角に
よっても出力トルクの低下が図られる。成層燃焼時に点
火時期及び燃料噴射時期を遅角させると、点火プラグ周
りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態での点火が維
持されたままで、混合気の燃焼エネルギーをピストンの
往復移動へ変換する効率が低下する。従って、燃料噴射
量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによっ
て、成層燃焼時での出力トルクダウン要求に対して、適
切に出力トルクを低下させることができるようになる。

【００２０】請求項４記載の発明では、請求項１〜３の
いずれかに記載の発明において、前記制御方式選択手段
は、均質燃焼での出力トルクダウン要求がなされたと
き、前記トルクダウン制御の制御方式として点火時期の
遅角を選択するものとした。

【００２１】同構成によれば、出力トルクダウンが要求
されたときの燃焼方式が均質燃焼であるときには、点火
時期を遅角することによって出力トルクダウンが実行さ
れる。そして、均質燃焼時に点火時期を遅角させると、
混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換す
る効率が低下し、出力トルクが適切に低下するようにな
る。

【００２２】請求項５記載の発明では、請求項４記載の
発明において、前記制御方式選択手段は、均質燃焼での
出力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウ
ン制御の制御方式として前記点火時期の遅角に加えて吸
入空気量の減量を選択するものとした。

【００２３】同構成によれば、均質燃焼時に点火時期の
調整のみならず、吸入空気量の調整によっても出力トル
クの低下が図られれる。均質燃焼時に吸入空気量を低下
させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する混合気の量
が少なくなる。従って、点火時期の遅角と、吸入空気量
の減量とによって、均質燃焼時での出力トルクダウン要
求に対して、適切に出力トルクを低下させることができ
るようになる。

【００２４】請求項６記載の発明では、請求項１〜５の
いずれかに記載の発明において、前記内燃機関の燃焼方
式は少なくとも成層燃焼、均質リーン燃焼及び均質スト
イキ燃焼の間で切り換えられるものであって、内燃機関
の出力トルクダウンが要求されたときに同機関の燃焼方
式が均質リーン燃焼であるときには、前記トルクダウン
制御に先立って燃焼方式を成層燃焼又は均質ストイキ燃
焼へと強制的に切り換える強制切換手段を更に備えた。

【００２５】均質リーン燃焼では、理論空燃比よりもリ
ーン側の空燃比で混合気を燃焼させるため、燃料噴射量
減量や点火時期遅角によって失火が生じ易い。同構成に
よれば、内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき
に均質リーン燃焼が行われているときには、燃焼方式が
成層燃焼又は均質ストイキ燃焼に強制的に切り換えら
れ、成層燃焼又は均質ストイキ燃焼の状態で出力トルク
の低下が図られる。従って、トルクダウンが要求された
ときに均質リーン燃焼が行われていたとしても、トルク
ダウン制御によって失火が生じることはない。

【００２６】請求項７記載の発明では、機関運転状態に
応じて燃焼方式を成層燃焼と、均質燃焼との間で切り換
える内燃機関にあって、同機関の出力トルクダウンが要
求されたときにはトルクダウン制御を行う内燃機関の制
御装置において、内燃機関の出力トルクダウンが要求さ
れたとき、前記トルクダウン制御に先立って燃焼方式を
強制的に均質ストイキ燃焼に切り換える強制切換手段
と、前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウ
ン制御を均質ストイキ燃焼に応じた制御方式にて実行す
るトルクダウン制御手段とを備えた。

【００２７】同構成によれば、内燃機関の出力トルクダ
ウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ
燃焼に切り換えられる。そして、均質ストイキ燃焼に応
じたトルクダウン制御の制御方式にて同トルクダウン制
御が行われ、出力トルクの低下が適切に実行されるよう
になる。

【００２８】請求項８記載の発明では、請求項７記載の
発明において、前記トルクダウン制御手段は、前記出力
トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として
点火時期の遅角を実行するものとした。

【００２９】同構成によれば、内燃機関の出力トルクダ
ウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ
燃焼に切り換えられるとともに、点火時期の遅角によっ
て混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復移動へ変換
する効率が低下され、出力トルクの低下が適切に実行さ
れるようになる。

【００３０】請求項９記載の発明では、請求項８記載の
発明において、前記トルクダウン制御手段は、前記出力
トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として
点火時期の遅角に加えて吸入空気量の減量を実行するも
のとした。

【００３１】同構成によれば、内燃機関の出力トルクダ
ウンが要求されると、燃焼方式が強制的に均質ストイキ
燃焼に切り換えられるとともに、点火時期の遅角のみな
らず、吸入空気量の減量によっても出力トルクの低下が
図られれる。均質ストイキ燃焼時に吸入空気量を低下さ
せると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する混合気の量が
少なくなる。従って、点火時期の遅角と、吸入空気量の
減量とによって、出力トルクダウン要求に対して、適切
に出力トルクを低下させることができるようになる。

【００３２】

【発明の実施の形態】（第１実施形態）以下、本発明を
自動車に搭載される直列４気筒のガソリンエンジンに適
用した第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。

【００３３】図１に示すように、エンジン１１は、その
シリンダブロック１１ａ内に往復移動可能に設けられた
合計四つのピストン１２（図１には一つのみ図示）を備
えている。これらピストン１２は、コンロッド１３を介
して出力軸であるクランクシャフト１４に連結されてい
る。そして、ピストン１２の往復移動は、上記コンロッ
ド１３によってクランクシャフト１４の回転へと変換さ
れるようになっている。このクランクシャフト１４は、
自動変速機（図示せず）等を介して自動車の車輪に連結
されている。

【００３４】クランクシャフト１４にはシグナルロータ
１４ａが取り付けられている。このシグナルロータ１４
ａの外周部には、複数の突起１４ｂがクランクシャフト
１４の軸線を中心とする等角度毎に設けられている。ま
た、シグナルロータ１４ａの側方には、クランクポジシ
ョンセンサ１４ｃが設けられている。そして、クランク
シャフト１４が回転して、シグナルロータ１４ａの各突
起１４ｂが順次クランクポジションセンサ１４ｃの側方
を通過することにより、同センサ１４ｃからはそれら各
突起１４ｂの通過に対応したパルス状の検出信号が出力
されるようになる。

【００３５】また、シリンダブロック１１ａの上端には
シリンダヘッド１５が設けられ、シリンダヘッド１５と
ピストン１２との間には燃焼室１６が設けられている。
この燃焼室１６には、シリンダヘッド１５に設けられた
一対の吸気ポート１７a，１７ｂと、同じく一対の排気
ポート１８ａ，１８ｂとが連通している（図１には一方
の吸気ポート１７ｂ及び排気ポート１８ｂのみ図示）。
これら吸気及び排気ポート１７ａ，１７ｂ，１８ａ，１
８ｂの平断面形状を図２に示す。

【００３６】同図に示されるように、吸気ポート１７ａ
は湾曲して延びるヘリカルポートとなっており、吸気ポ
ート１７ｂは直線状に延びるストレートポートとなって
いる。そして、吸気ポート（ヘリカルポート）１７ａを
通過して燃焼室１６に空気が吸入されると、その燃焼室
１６内に破線矢印で示す方向へスワールが発生するよう
になる。こうした吸気ポート１７ａ，１７ｂ及び排気ポ
ート１８ａ，１８ｂには、それぞれ吸気バルブ１９及び
排気バルブ２０が設けられている。

【００３７】一方、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、上記吸気バルブ１９及び排気バルブ２０を開
閉駆動するための吸気カムシャフト２１及び排気カムシ
ャフト２２が回転可能に支持されている。これら吸気及
び排気カムシャフト２１，２２は、タイミングベルト及
びギヤ（共に図示せず）等を介してクランクシャフト１
４に連結され、同ベルト及びギヤ等によりクランクシャ
フト１４の回転が伝達されるようになる。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、吸気バルブ１９が開閉
駆動されて、吸気ポート１７ａ，１７ｂと燃焼室１６と
が連通・遮断される。また、排気カムシャフト２２が回
転すると、排気バルブ２０が開閉駆動されて、排気ポー
ト１８ａ，１８ｂと燃焼室１６とが連通・遮断される。

【００３８】シリンダヘッド１５において、吸気カムシ
ャフト２１の側方には、同シャフト２１の外周面に設け
られた突起２１ａを検出して検出信号を出力するカムポ
ジションセンサ２１ｂが設けられている。そして、吸気
カムシャフト２１が回転すると、同シャフト２１の突起
２１ａがカムポジションセンサ２１ｂの側方を通過す
る。この状態にあっては、カムポジションセンサ２１ｂ
から上記突起２１ａの通過に対応して所定間隔毎に検出
信号が出力されるようになる。

【００３９】吸気ポート１７ａ，１７ｂ及び排気ポート
１８ａ，１８ｂには、それぞれ吸気管３０及び排気管３
１が接続されている。この吸気管３０内及び吸気ポート
１７ａ，１７ｂ内は吸気通路３２となっており、排気管
３１内及び排気ポート１８ａ，１８ｂ内は排気通路３３
となっている。排気通路３３の途中には、エンジン１１
の排気を浄化するための排気浄化触媒３３ａが設けられ
ている。一方、吸気通路３２の上流部分にはスロットル
バルブ２３が設けられている。このスロットルバルブ２
３は、スロットル用モータ２４の駆動により回動されて
開度調節がなされる。そして、スロットルバルブ２３の
開度は、スロットルポジションセンサ４２によって検出
される。

【００４０】また、上記スロットル用モータ２４の駆動
は、自動車の室内に設けられたアクセルペダル２５の踏
込量に基づき制御される。即ち、自動車の運転者がアク
セルペダル２５を踏込操作すると、アクセルペダル２５
の踏込量がアクセルポジションセンサ２６によって検出
され、同センサ２６の検出信号に基づきスロットル用モ
ータ２４が駆動制御される。このスロットル用モータ２
４の駆動制御に基づくスロットルバルブ２３の開度調節
により、吸気通路３２の空気流通面積が変化して燃焼室
１６へ吸入される空気の量が調整されるようになる。

【００４１】吸気通路３２においてスロットルバルブ２
３の下流側に位置する部分には、同通路３２内の圧力を
検出するバキュームセンサ３６が設けられている。そし
て、バキュームセンサ３６は、検出した吸気通路３２内
の圧力に対応した検出信号を出力する。また、吸気通路
３２において、バキュームセンサ３６よりも下流側に位
置して吸気ポート（ストレートポート）１７ｂに連通す
る部分には、スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）３
４が設けられている。このＳＣＶ３４は、スワール用モ
ータ３５の駆動により回動されて開度調節がなされる。
そして、ＳＣＶ３４の開度が小さくなるほど、図２に示
される吸気ポート（ヘリカルポート）１７ａを通過する
空気の量が多くなり、燃焼室１６内に生じるスワールが
強くなる。

【００４２】一方、図１に示すように、シリンダヘッド
１５には、燃料噴射弁４０と点火プラグ４１とが設けら
れている。そして、燃料噴射弁４０から燃焼室１６内へ
噴射された燃料が吸気通路３２を介して燃焼室１６に吸
入された空気と混ぜ合わされることによって、燃焼室１
６内で空気と燃料とからなる混合気が形成される。更
に、燃焼室１６内の混合気は点火プラグ４１によって点
火がなされて燃焼し、燃焼後の混合気は排気として排気
通路３３に送り出されて排気浄化触媒３３ａによって浄
化される。なお、上記点火プラグ４１による混合気への
点火時期は、点火プラグ４１の上方に設けられたイグナ
イタ４１ａによって調整される。

【００４３】次に、本実施形態におけるエンジン１１の
制御装置の電気的構成を図３に基づいて説明する。この
制御装置は、燃料噴射量制御、燃料噴射時期制御、点火
時期制御及びＳＣＶ開度制御など、エンジン１１の運転
状態を制御するための電子制御ユニット（以下「ＥＣ
Ｕ」という）９２を備えている。このＥＣＵ９２は、Ｒ
ＯＭ９３、ＣＰＵ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲ
ＡＭ９６等を備える論理演算回路として構成されてい
る。

【００４４】ここで、ＲＯＭ９３は各種制御プログラム
や、それら各種制御プログラムを実行する際に参照され
るマップ等が記憶されたメモリであり、ＣＰＵ９４はＲ
ＯＭ９３に記憶された各種制御プログラムやマップに基
づいて演算処理を実行する。また、ＲＡＭ９５はＣＰＵ
９４での演算結果や各センサから入力されたデータ等を
一時的に記憶するメモリであり、バックアップＲＡＭ９
６はエンジン１１の停止時に保存すべきデータを記憶す
る不揮発性のメモリである。そして、ＲＯＭ９３、ＣＰ
Ｕ９４、ＲＡＭ９５及びバックアップＲＡＭ９６は、バ
ス９７を介して互いに接続されるとともに、外部入力回
路９８及び外部出力回路９９と接続されている。

【００４５】外部入力回路９８には、クランクポジショ
ンセンサ１４ｃ、カムポジションセンサ２１ｂ、アクセ
ルポジションセンサ２６、バキュームセンサ３６、及び
スロットルポジションセンサ４２等が接続されている。
一方、外部出力回路９９には、スロットル用モータ２
４、スワール用モータ３５、燃料噴射弁４０、及びイグ
ナイタ４１ａ等が接続されている。

【００４６】このように構成されたＥＣＵ９２は、クラ
ンクポジションセンサ１４ｃからの検出信号に基づきエ
ンジン回転数ＮＥを求める。更に、アクセルポジション
センサ２６及びバキュームセンサ３６からの検出信号に
基づき、それぞれアクセルペダル２５の踏込量（アクセ
ル踏込量）及び吸気圧を求める。そして、上記エンジン
回転数ＮＥとアクセル踏込量、或いは上記エンジン回転
数ＮＥと吸気圧に基づき、周知のマップを参照してエン
ジン１１の負荷を表す基本燃料噴射量Ｑ0 を求める。こ
うして求められた基本燃料噴射量Ｑ0 は、エンジン回転
数ＮＥ、アクセル踏込量及び吸気圧が大きくなるほど大
きい値として算出される。

【００４７】また、ＥＣＵ９２は、図４のマップを参照
してエンジン回転数ＮＥ及び基本燃料噴射量Ｑ0 からエ
ンジン１１の燃焼方式を決定するための燃焼モードＦＭ
ＯＤＥを設定する。このマップは、均質ストイキ燃焼領
域Ａ、均質リーン燃焼領域Ｂ、弱成層燃焼領域Ｃ及び成
層燃焼領域Ｄを備えている。そして、燃焼モードＦＭＯ
ＤＥは、エンジン回転数ＮＥ及び基本燃料噴射量Ｑ0 が
領域Ａ〜Ｄのいずれの領域に位置する状態かにより、例
えば「ＦＭＯＤＥ＝０（成層燃焼）」、「ＦＭＯＤＥ＝
４（弱成層燃焼）」、「ＦＭＯＤＥ＝８（均質リーン燃
焼）」、「ＦＭＯＤＥ＝１２（均質ストイキ燃焼）」の
ように設定される。こうして燃焼モードＦＭＯＤＥが設
定されると、ＥＣＵ９２は、その燃焼モードＦＭＯＤＥ
に対応した燃焼方式、即ち「成層燃焼」、「弱成層燃
焼」、「均質リーン燃焼」又は「均質ストイキ燃焼」を
実行する。

【００４８】上記マップから明らかなように、エンジン
１１の運転状態が高回転高負荷へと移行するに従い、エ
ンジン１１の燃焼方式は「成層燃焼」、「弱成層燃
焼」、「均質リーン燃焼」、「均質ストイキ燃焼」へと
順次変化することとなる。このように燃焼方式を変化さ
せるのは、高出力が要求される高回転高負荷時には「均
質燃焼」とし混合気の空燃比を小さくしてエンジン出力
を高め、あまり高出力を必要としない低回転低負荷時に
は「成層燃焼」とし空燃比を大きくして燃費の向上を図
るためである。

【００４９】「ＦＭＯＤＥ＝１２（均質ストイキ燃
焼）」のとき、ＥＣＵ９２は、バキュームセンサ３６か
らの検出信号に基づき求められる吸気圧とエンジン回転
数ＮＥとに基づき基本燃料噴射量Ｑ0 を周知のマップか
ら求める。ＥＣＵ９２は、その基本燃料噴射量Ｑ0 から
求められる最終燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射弁４０を
駆動制御し、エンジン１１の吸気行程中に燃料噴射弁４
０から燃料を噴射させる。また、ＥＣＵ９２は、酸素セ
ンサ３７からの検出信号に基づき基本燃料噴射量Ｑ0 を
補正し、燃焼室１６内における混合気の空燃比を理論空
燃比へとフィードバック制御する。更に、ＥＣＵ９２
は、スワール用モータ３５を駆動制御することでＳＣＶ
３４を開度調節し、燃焼室１６内の混合気がスワールに
よって均質なものとなるようにする。

【００５０】また、「ＦＭＯＤＥ＝８（均質リーン燃
焼）」のとき、ＥＣＵ９２は、アクセルポジションセン
サ２６からの検出信号に基づきアクセル踏込量を求め
る。そして、求められたアクセル踏込量とエンジン回転
数ＮＥとに基づき基本燃料噴射量Ｑ0 を周知のマップか
ら求める。ＥＣＵ９２は、その基本燃料噴射量Ｑ0 から
求められる最終燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射弁４０を
駆動制御し、吸気行程中に燃料噴射弁４０から燃料を噴
射させて混合気の空燃比を理論空燃比よりも大きい値
（例えば１５〜２３）にする。更に、ＥＣＵ９２は、ス
ワール用モータ３５を駆動制御することでＳＣＶ３４を
開度調節し、理論空燃比よりも大きい空燃比の混合気を
スワールによって安定して燃焼させる。

【００５１】また、「ＦＭＯＤＥ＝４（弱成層燃焼）」
のとき、ＥＣＵ９２は、上記と同様にアクセル踏込量及
びエンジン回転数ＮＥとから基本燃料噴射量Ｑ0 を求め
る。ＥＣＵ９２は、その基本燃料噴射量Ｑ0 から求めら
れる最終燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射弁４０を駆動制
御して、エンジン１１の吸気行程と圧縮行程とに燃料を
噴射させ、混合気の空燃比を「均質リーン燃焼」時の空
燃比よりも大きい値（例えば２０〜２３）となるように
する。

【００５２】こうした「弱成層燃焼」時において、吸気
行程のときに噴射供給された燃料はスワールによって燃
焼室１６内の空気に均等に分散され、圧縮行程のときに
噴射供給された燃料はスワール及びピストン１２の頭部
に設けられた窪み１２ａ（図１）によって点火プラグ４
１の周りに集められる。ＥＣＵ９２は、スワールの強さ
が上記のような燃料の分散及び集合に適したものとなる
よう、スワール用モータ３５を駆動制御してＳＣＶ３４
の開度調整を行う。上記のように吸気行程と圧縮行程と
の二回に分けて燃料噴射を行うことで、上記「均質リー
ン燃焼」と後述する「成層燃焼」との中間の燃焼方式
（弱成層燃焼）で混合気の燃焼が行われ、その「弱成層
燃焼」によって「均質リーン燃焼」と「成層燃焼」との
切り換え時のトルクショックが抑えられる。

【００５３】一方、「ＦＭＯＤＥ＝０（成層燃焼）」の
とき、ＥＣＵ９２は、上記と同様にアクセル踏込量及び
エンジン回転数ＮＥとから基本燃料噴射量Ｑ0 を求め
る。ＥＣＵ９２は、その基本燃料噴射量Ｑ0 から求めら
れる最終燃料噴射量Ｑに基づき燃料噴射弁４０を駆動制
御し、エンジン１１の圧縮行程に燃料を噴射させて混合
気の空燃比を「弱成層燃焼」時の空燃比よりも大きい値
（例えば２５〜５０）となるようにする。また、ＥＣＵ
９２は、スワール用モータ３５を駆動制御して燃焼室１
６内にスワールが生じるよう駆動制御してＳＣＶ３４を
開度調整し、そのスワールによって噴射供給された燃料
を点火プラグ４１の周りに集める。このように点火プラ
グ４１の周りに燃料を集めることによって、燃焼室１６
内の混合気全体の平均空燃比を「弱成層燃焼」時より大
きくしても、同プラグ４１周りの混合気の燃料濃度が高
められて良好な混合気への着火が行われる。

【００５４】次に、上記構成のＥＣＵ９２を通じて実行
されるエンジン１１のトルクダウン制御の概要について
説明する。ＥＣＵ９２は、エンジン１１の出力トルクダ
ウン要求に応じて、どの程度の速さで出力トルクダウン
を実行するか決定するための要求トルクダウンスピード
ＴＱＤＳを設定する。なお、上記のようなエンジン１１
の出力トルクダウン要求は、例えば自動変速機の変速が
行われるとき、トラクションコントロールが行われてい
る自動車の車輪がホイールスピンを起こしたとき、及び
自動車を急加速させようとしてアクセルペダル２５を急
激に踏み込んたとき等になされることとなる。また、要
求トルクダウンスピードＴＱＤＳは、例えば「ＴＱＤＳ
＝０（出力トルクダウン要求無し）」、「ＴＱＤＳ＝１
（出力トルクダウン要求スピード小）」、「ＴＱＤＳ＝
２（出力トルクダウン要求スピード中）」又は「ＴＱＤ
Ｓ＝３（出力トルクダウン要求スピード大）」のように
設定される。

【００５５】エンジン１１の燃焼方式が「成層燃焼」又
は「弱成層燃焼」のとき、要求トルクダウンスピードＴ
ＱＤＳが「０」以外の値に設定されると、燃料噴射量の
減量と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによってエ
ンジン１１の出力トルクダウンが図られる。即ち、「Ｔ
ＱＤＳ＝１（出力トルクダウン要求スピード小）」のと
きには、燃料噴射量の少量の減量というトルクダウン制
御の制御方式が選択される。また、「ＴＱＤＳ＝２（出
力トルクダウン要求スピード中）」のときには、燃料噴
射量の多量の減量というトルクダウン制御の制御方式が
選択され、その燃料噴射量の多量の減量によってエンジ
ン１１の出力トルクダウンが図られる。このように燃料
噴射量の減量が行われた場合、燃焼室１６内において点
火プラグ４１周りに存在する燃料濃度の高い混合気の分
布範囲が小さくなって、エンジン１１の出力トルクが低
下することとなる。

【００５６】更に、「ＴＱＤＳ＝３（出力トルクダウン
要求スピード大）」のときには、上記燃料噴射量の減量
だけでなく、点火時期及び燃料噴射時期の遅角というト
ルクダウン制御の制御方式が併せ選択され、その点火時
期及び燃料噴射時期の遅角によっても出力トルクダウン
が図られる。このように点火時期及び燃料噴射時期の遅
角が行われた場合、点火プラグ４１周りに燃料濃度の高
い混合気が存在した状態での点火が維持されたままで、
混合気の燃焼エネルギーをピストン１２の往復移動へ変
換する際の効率が低下し、エンジン１１の出力トルクが
低下することとなる。従って、「成層燃焼」又は「弱成
層燃焼」時に「ＴＱＤＳ＝３」であって出力トルクダウ
ン要求スピードが大となっても、上記燃料噴射量の減量
と、点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによって、失火
等を招くことなく適切にエンジン１１の出力トルクが低
下するようになる。

【００５７】一方、エンジン１１の燃焼方式が「均質ス
トイキ燃焼」又は「均質リーン燃焼」のときに、出力ト
ルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードＴ
ＱＤＳが「０」以外の値になることもある。「均質リー
ン燃焼」時に出力トルクダウン要求がなされると、ＥＣ
Ｕ９２は、エンジン１１の燃焼方式を強制的に「成層燃
焼」に切り換える。これは、「均質リーン燃焼」では、
理論空燃比よりもリーン側の空燃比（本実施形態では１
５〜２３）で混合気を燃焼させる関係上、出力トルクダ
ウンのための点火時期遅角や燃料噴射量減量を過度に行
うと、失火が生じてしまうためである。

【００５８】また、エンジン１１が「均質ストイキ燃
焼」を実行しているとき、要求トルクダウンスピードＴ
ＱＤＳが「０」以外の値に設定されると、スロットルバ
ルブ２３の閉じ制御（吸入空気量の減量）と、点火時期
の遅角とによってエンジン１１の出力トルクダウンが図
られる。即ち、「ＴＱＤＳ＝１（出力トルクダウン要求
スピード小）」のときには、スロットルバルブ２３の閉
じ制御というトルクダウン制御の制御方式が選択される
こととなる。これは、「ＴＱＤＳ＝１」であって出力ト
ルクダウン要求スピードが小とされるときには、出力ト
ルクダウンの応答性が過度に求められることがない関係
上、出力トルクダウンの応答遅れが生じるスロットルバ
ルブ２３の閉じ制御であっても、出力トルクダウン要求
に十分対応させることができるためである。

【００５９】また、「ＴＱＤＳ＝２（出力トルクダウン
要求スピード中）」のときには、点火時期の遅角という
トルクダウン制御の制御方式が選択され、その点火時期
の遅角によってエンジン１１の出力トルクダウンが図ら
れる。このように点火時期の遅角が行われた場合、混合
気の燃焼エネルギーをピストン１２の往復移動に変換す
る際の効率が低下し、エンジン１１の出力トルクが低下
することとなる。更に、「ＴＱＤＳ＝３（出力トルクダ
ウン要求スピード大）」のときには、上記スロットルバ
ルブ２３の閉じ制御と上記点火時期の遅角とがトルクダ
ウン制御の制御方式として併せ選択され、それらを行う
ことによって適切にエンジン１１の出力トルクが低下す
るようになる。上記点火時期の遅角による出力トルクダ
ウンは応答性よく行われるため、「ＴＱＤＳ＝２」や
「ＴＱＤＳ＝３」であって出力トルクダウン要求スピー
ドが中や大となっても、十分な応答性をもってエンジン
１１の出力トルクを低下させることができる。

【００６０】次に、エンジン１１の出力トルクダウンが
要求されたとき、燃焼方式が「均質リーン燃焼」である
場合に燃焼方式を強制的に「成層燃焼」に切り換えるた
めの燃焼モード切換手順について図５を参照して説明す
る。図５は、燃焼モードＦＭＯＤＥを強制的に切り換え
るための燃焼モード切換ルーチンを示すフローチャート
である。この燃焼モード切換ルーチンはトルクダウン制
御に先立って実行され、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定
時間毎の時間割り込みにて実行される。

【００６１】このルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステ
ップＳ１０１の処理として、要求トルクダウンスピード
ＴＱＤＳが「０」でないか否か、即ちエンジン１１の出
力トルクダウン要求がなされたか否かを判断する。そし
て、「ＴＱＤＳ≠０」であって出力トルクダウン要求が
なされている旨判断されると、ステップＳ１０２に進ん
で現在の燃料モードＦＭＯＤＥが「８」であるか否か、
即ち現在の燃焼方式が「均質リーン燃焼」であるか否か
を判断する。そして、「ＦＭＯＤＥ＝８」であって現在
の燃焼方式が「均質リーン燃焼」である旨判断すると、
ステップＳ１０３に進む。

【００６２】ＥＣＵ９２は、ステップＳ１０３の処理と
して、燃焼モードＦＭＯＤＥを強制的に「０（成層燃
焼）」に設定した後、この燃焼モード切換ルーチンを一
旦終了する。なお、上記ステップＳ１０１，Ｓ１０２で
ＮＯと判断された場合にも、ＥＣＵ９２は、この燃焼モ
ード切換ルーチンを一旦終了する。上記ステップＳ１０
３の処理で、燃焼モードＦＭＯＤＥが強制的に「０（成
層燃焼）」に設定されると、ＥＣＵ９２は、エンジン１
１の燃焼方式を「均質リーン燃焼」から「成層燃焼」へ
と強制的に切り換える。従って、失火などの原因になる
ために点火時期遅角や吸入空気量減量等による出力トル
クダウンが行いにくい「均質リーン燃焼」時に出力トル
クダウン要求がなされたときには、トルクダウン制御を
行い易い「成層燃焼」へと強制的に切り換えられること
となる。

【００６３】次に、スロットル閉制御、点火時期遅角、
燃料噴射量減量、及び点火・燃料噴射時期遅角などのト
ルクダウン制御を行うか否か判断するための各種フラグ
の操作手順について図６を参照して説明する。図６は要
求トルクダウンスピードＴＱＤＳに応じて各種フラグを
操作するためのフラグ操作ルーチンを示すフローチャー
トである。このフラグ操作ルーチンは、ＥＣＵ９２を通
じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。

【００６４】このルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステ
ップＳ２０１の処理として、要求トルクダウンスピード
ＴＱＤＳが「１」であるか否か、即ち出力トルクダウン
要求スピードが小であるか否かを判断する。そして、ス
テップＳ２０１の処理において、「ＴＱＤＳ＝１」であ
って出力トルクダウン要求スピードが小である旨判断さ
れると、ステップＳ２０７に進む。

【００６５】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０７の処理
で、スロットル閉じフラグＸＤＴＲＴ及び燃料小減量フ
ラグＸＤＱＬとして、それぞれ「１」をＲＡＭ９５の所
定領域に記憶する。上記スロットル閉じフラグＸＤＴＲ
Ｔは、スロットルバルブ２３の閉じ制御（吸入空気量減
量）による出力トルクダウンを行うか否か判断するため
のものである。また、上記燃料小減量フラグＸＤＱＬ
は、燃料噴射量の少量の減量による出力トルクダウンを
行うか否か判断するためのものである。

【００６６】更に、ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０７の
処理で、点火遅角フラグＸＤＳＡ、燃料大減量フラグＸ
ＤＱＨ、及び点火・噴射遅角フラグＸＤＩＮＴとして、
それぞれ「０」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。上
記点火遅角フラグＸＤＳＡは、点火時期の遅角による出
力トルクダウンを行うか否かを判断するためのものであ
る。また、上記燃料大減量フラグＸＤＱＨは、燃料噴射
量の多量の減量による出力トルクダウンを行うか否か判
断するためのものである。また、上記点火・噴射遅角フ
ラグＸＤＩＮＴは、点火時期及び燃料噴射時期の遅角に
よる出力トルクダウンを行うか否か判断するためのもの
である。

【００６７】従って、ステップＳ２０７の処理によっ
て、「ＸＤＴＲＴ＝１」及び「ＸＤＱＬ＝１」とされる
ため、出力トルクダウン要求スピードが小のときには、
スロットル閉じ制御や燃料噴射量の少量の減量といった
トルクダウン制御の制御方式を採用することが可能とな
る。以上のようにステップＳ２０７のフラグ操作処理を
実行した後、ＥＣＵ９２は、このフラグ操作ルーチンを
一旦終了する。

【００６８】一方、上記ステップＳ２０１の処理におい
て、「ＴＱＤＳ＝１」でなく出力トルクダウン要求スピ
ードが小でない旨判断された場合には、ステップＳ２０
２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０２の処理とし
て、要求トルクダウンスピードＴＱＤＳが「２」である
か否か、即ち出力トルクダウン要求スピードが中である
か否かを判断する。そして、ステップＳ２０２の処理に
おいて、「ＴＱＤＳ＝２」であって出力トルクダウン要
求スピードが中である旨判断されると、ステップＳ２０
６に進む。

【００６９】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０６の処理
で、スロットル閉じフラグＸＤＴＲＴ、点火遅角フラグ
ＸＤＳＡ、燃料大減量フラグＸＤＱＨ、燃料小減量フラ
グＸＤＱＬ、及び点火・噴射遅角フラグＸＤＩＮＴとし
て、それぞれ「０」、「１」、「１」、「０」、及び
「０」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。

【００７０】従って、ステップＳ２０６の処理によっ
て、「ＸＤＳＡ＝１」及び「ＸＤＱＨ＝１」とされるた
め、出力トルクダウン要求スピードが中のときには、点
火時期の遅角や燃料噴射量の多量の減量といったトルク
ダウン制御の制御方式を採用することが可能となる。以
上のようにステップＳ２０６のフラグ操作処理を実行し
た後、ＥＣＵ９２は、このフラグ操作ルーチンを一旦終
了する。

【００７１】一方、上記ステップＳ２０２の処理におい
て、「ＴＱＤＳ＝２」でなく出力トルクダウン要求スピ
ードが中でない旨判断された場合には、ステップＳ２０
３に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０３の処理とし
て、要求トルクダウンスピードＴＱＤＳが「３」である
か否か、即ち出力トルクダウン要求スピードが大である
か否かを判断する。そして、ステップＳ２０３の処理に
おいて、「ＴＱＤＳ＝３」であって出力トルクダウン要
求スピードが大である旨判断されると、ステップＳ２０
５に進む。

【００７２】ＥＣＵ９２は、ステップＳ２０５の処理
で、スロットル閉じフラグＸＤＴＲＴ、点火遅角フラグ
ＸＤＳＡ、燃料大減量フラグＸＤＱＨ、燃料小減量フラ
グＸＤＱＬ、及び点火・噴射遅角フラグＸＤＩＮＴとし
て、それぞれ「１」、「１」、「１」、「０」、及び
「１」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶する。

【００７３】従って、ステップＳ２０５の処理によっ
て、「ＸＤＴＲＴ＝１」、「ＸＤＳＡ＝１」、「ＸＤＱ
Ｈ＝１」、及び「ＸＤＩＮＴ＝１」とされるため、出力
トルクダウン要求スピードが大のときには、スロットル
閉じ制御（吸入空気量減量）、点火時期の遅角、燃料噴
射量の多量の減量、及び点火・噴射時期の遅角といった
トルクダウン制御の制御方式を採用することが可能とな
る。以上のようにステップＳ２０５のフラグ操作処理を
実行した後、ＥＣＵ９２は、このフラグ操作ルーチンを
一旦終了する。

【００７４】一方、上記ステップＳ２０３の処理におい
て、「ＴＱＤＳ＝３」でなく出力トルダウン要求スピー
ドが大でない旨判断された場合には、ステップＳ２０４
に進む。こうしてステップＳ２０４に進んだ場合には、
要求トルクダウンスピードＴＱＤＳが「０」であって、
出力トルクダウンが要求されていないことになる。ＥＣ
Ｕ９２は、ステップＳ２０４の処理で、各フラグＸＤＴ
ＲＴ，ＸＤＳＡ，ＸＤＱＨ，ＸＤＱＬ，ＸＤＩＮＴとし
て、それぞれ「０」をＲＡＭ９５の所定領域に記憶す
る。

【００７５】従って、ステップＳ２０４の処理によっ
て、全フラグＸＤＴＲＴ，ＸＤＳＡ，ＸＤＱＨ，ＸＤＱ
Ｌ，ＸＤＩＮＴが「０」にリセットされることとなる。
以上のようにステップＳ２０４のフラグ操作処理を実行
した後、ＥＣＵ９２は、このフラグ操作ルーチンを一旦
終了する。

【００７６】次に、出力トルクダウンのためのスロット
ル閉じ量を算出する手順について図７を参照して説明す
る。図７は、スロットル閉じ量を算出するためのスロッ
トル閉じ量算出ルーチンを示すフローチャートである。
このスロットル閉じ量算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通
じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実行される。
なお、スロットル閉じ量算出ルーチンの実行周期は、上
記燃焼モード切換ルーチン（図５）及びフラグ操作ルー
チン（図６）の実行周期よりも十分に長いものとする。

【００７７】スロットル閉じ量算出ルーチンにおいてＥ
ＣＵ９２は、ステップＳ３０１の処理として、燃焼モー
ドＦＭＯＤＥが「１２」であるか否か、即ち現在の燃焼
方式が「均質ストイキ燃焼」であるか否か判断する。そ
して、「ＦＭＯＤＥ＝１２」であって現在の燃焼方式が
「均質ストイキ燃焼」である旨判断されると、ステップ
Ｓ３０２に進んでスロットル閉じフラグＸＤＴＲＴとし
て「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否
か判断する。上記ステップＳ３０１，３０２のいずれか
のにおいてＮＯと判断された場合、ＥＣＵ９２は、この
スロットル閉じ量算出ルーチンを一旦終了する。

【００７８】また、上記ステップＳ３０２の処理におい
て、「ＸＤＴＲＴ＝１」である旨判断されると、ステッ
プＳ３０３に進むこととなる。ＥＣＵ９２は、ステップ
Ｓ３０３の処理として、エンジン回転数ＮＥやアクセル
踏込量などエンジン１１の運転状態に基づきスロットル
閉じ量ΔＴＣを算出した後、このスロットル閉じ量算出
ルーチンを一旦終了する。

【００７９】こうしてスロットル閉じ量ΔＴＣが算出さ
れた後、ＥＣＵ９２は、別のルーチンによって、スロッ
トルポジションセンサ４２からの検出信号に基づき、ス
ロットル閉じ量ΔＴＣに対応した分だけスロットルバル
ブ２３を閉じ側に制御する。このスロットル閉じ制御に
よってエンジン１１の吸入空気量が減量し、エンジン１
１の出力トルクダウンが図られる。なお、スロットル閉
じ制御による出力トルクの低下量はスロットル閉じ量Δ
ＴＣの大きさによって決定されるが、本実施形態のスロ
ットル閉じ量ΔＴＣは、過度に出力トルクが低下するこ
となく且つ適切に出力トルクを低下させることのできる
値として上記ステップＳ３０３の処理により算出され
る。

【００８０】上記のようにスロットル閉じ制御（吸入空
気量減量）による出力トルクダウンが行われるのは、上
述したように、燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」であっ
て、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダウン
スピードＴＱＤＳが「１」又は「３」となったときであ
る。即ち、「均質ストイキ燃焼」が行われている状態に
あって、出力トルクダウン要求スピードが小（「ＴＱＤ
Ｓ＝１」）又は大（「ＴＱＤＳ＝３」）になると、トル
クダウン制御の制御方式としてスロットル閉じ制御が選
択され、そのスロットル閉じ制御によって出力トルクダ
ウンが図られるようになる。

【００８１】次に、出力トルクダウンのための点火時期
制御手順について図８を参照して説明する。図８は、出
力トルクダウン要求時に目標点火時期を操作して点火時
期を遅角させるための点火時期操作ルーチンを示すフロ
ーチャートである。この点火時期操作ルーチンは、ＥＣ
Ｕ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて実
行される。なお、点火時期操作ルーチンの実行周期は、
上記燃焼モード切換ルーチン（図５）及びフラグ操作ル
ーチン（図６）の実行周期よりも十分に長いものとす
る。

【００８２】点火時期操作ルーチンにおいてＥＣＵ９２
は、ステップＳ４０１の処理として、燃焼モードＦＭＯ
ＤＥが「１２」であるか否か、即ち現在の燃焼方式が
「均質ストイキ燃焼」であるか否か判断する。そして、
「ＦＭＯＤＥ＝１２」であって現在の燃焼方式が「均質
ストイキ燃焼」である旨判断されると、ステップＳ４０
２に進んで点火遅角フラグＸＤＳＡとして「１」がＲＡ
Ｍ９５の所定領域に記憶されているか否か判断する。そ
して、ステップＳ４０２において、「ＸＤＳＡ＝１」で
ない旨判断されると、ＥＣＵ９２は、この点火時期操作
ルーチンを一旦終了する。

【００８３】また、上記ステップＳ４０２において、
「ＸＤＳＡ＝１」である旨判断されると、続くステップ
Ｓ４０３に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０３の処
理として、基本点火時期ＳＡ0 から均質時点火時期遅角
量ΔＳＡ１を減算した値を目標点火時期ＳＡとして算出
した後、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。な
お、上記基本点火時期ＳＡ0 は、エンジン回転数ＮＥと
負荷を表す吸気圧とに基づき周知のマップを参照してマ
ップ演算される。こうして算出された基本点火時期ＳＡ
0 は、エンジン１１が低回転高負荷になるほど遅角側の
値になる。また、上記均質時点火時期遅角量ΔＳＡ１
は、エンジン回転数ＮＥや吸気圧などエンジン１１の運
転状態に基づき算出される。

【００８４】上記ステップＳ４０３の処理によって目標
点火時期ＳＡが算出された後、ＥＣＵ９２は、別のルー
チンによって、カムポジションセンサ２１ｂからの検出
信号に基づきイグナイタ４１ａを駆動制御し、実際の点
火時期が目標点火時期ＳＡと一致するように同実際の点
火時期を遅角させる。この点火時期の遅角によって混合
気の燃焼エネルギーがピストン１２の往復移動に変換さ
れる際の効率が低下し、エンジン１１の出力トルクダウ
ンが図られる。なお、点火時期の遅角による出力トルク
の低下量は均質時点火時期遅角量ΔＳＡ１の大きさによ
って決定されるが、本実施形態の均質時点火時期遅角量
ΔＳＡ１は、過度に出力トルクが低下することなく且つ
適切に出力トルクを低下させることのできる値として上
記ステップＳ４０３の処理にて算出される。

【００８５】上記のように点火時期の遅角による出力ト
ルクダウンが行われるのは、上述したように、燃焼方式
が「均質ストイキ燃焼」であって、出力トルクダウン要
求がなされて要求トルクダウンスピードＴＱＤＳが
「２」又は「３」となったときである。即ち、「均質ス
トイキ燃焼」が行われている状態にあって、出力トルク
ダウン要求スピードが中（「ＴＱＤＳ＝２」）又は大
（「ＴＱＤＳ＝３」）になると、トルクダウン制御の制
御方式として点火時期の遅角が選択され、その点火時期
遅角によって出力トルクダウンが図られるようになる。

【００８６】従って、エンジン１１が「均質ストイキ燃
焼」の状態で出力トルクダウン要求がなされると、出力
トルクダウン要求スピードが小（「ＴＱＤＳ＝１」）の
ときにスロットル閉じ制御が行われ、出力トルクダウン
要求スピードが中（「ＴＱＤＳ＝２」）のときに点火時
期の遅角が行われる。また、出力トルクダウン要求スピ
ードが大（「ＴＱＤＳ＝３」）のときにはスロットル閉
じ制御と点火時期遅角との両方が行われる。これらトル
クダウン制御の各種制御方式により、「均質ストイキ燃
焼」での出力トルクダウン要求に対し、エンジン１１の
出力トルクダウンが適切に実行されることとなる。

【００８７】一方、上記ステップＳ４０１の処理におい
て、「ＦＭＯＤＥ＝１２」でなく燃焼方式が「均質スト
イキ燃焼」でない旨判断されると、ステップＳ４０４に
進む。このようにステップＳ４０４に進んだ場合には、
エンジン１１の燃焼方式として「成層燃焼」又は「弱成
層燃焼」が行われていることになる。ＥＣＵ９２は、ス
テップＳ４０４の処理で、点火・噴射遅角フラグＸＤＩ
ＮＴとして「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されて
いるか否か判断する。そして、ステップＳ４０４の処理
において、「ＸＤＩＮＴ＝１」でない旨判断されると、
ＥＣＵ９２は、この点火時期操作ルーチンを一旦終了す
る。

【００８８】また、ステップＳ４０４の処理において、
「ＸＤＩＮＴ＝１」である旨判断さると、ステップＳ４
０５に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ４０５の処理と
して、基本点火時期ＳＡ0 から成層時点火時期遅角量Δ
ＳＡ２を減算したものを目標点火時期ＳＡとして算出し
た後、この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。な
お、上記成層時点火時期遅角量ΔＳＡ２は、エンジン回
転数ＮＥやアクセル踏込量などエンジン１１の運転状態
に基づき算出される。

【００８９】上記ステップＳ４０５の処理によって目標
点火時期ＳＡが算出された後、ＥＣＵ９２は、クランク
ポジションセンサ２１ｂからの検出信号に基づきイグナ
イタ４１ａを駆動制御し、実際の点火時期が目標点火時
期ＳＡと一致するように同実際の点火時期を遅角させ
る。また、ＥＣＵ９２は、後述する燃焼噴射時期操作ル
ーチンによって、燃料噴射弁４０を駆動制御して点火時
期の遅角と同期して燃料噴射時期を遅角させる。こうし
た点火時期及び燃料噴射時期の遅角により、点火プラグ
４１に周りに燃料濃度の高い混合気を存在させた状態で
の点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギーを
ピストン１２の往復移動に変換される際の効率が低下さ
れ、エンジン１１の出力トルクダウンが図られる。

【００９０】次に、上記燃料噴射時期の制御手順につい
て図９を参照して説明する。図９は、出力トルクダウン
要求時に「成層燃焼」や「弱成層燃焼」での点火時期遅
角に同期させて目標燃料噴射時期を操作して燃料噴射時
期を遅角させるための燃料噴射時期操作ルーチンを示す
フローチャートである。この燃料噴射時期操作ルーチン
は、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込
みにて実行される。なお、燃料噴射時期操作ルーチンの
実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン（図５）及び
フラグ操作ルーチン（図６）の実行周期よりも十分に長
いものとする。

【００９１】燃料噴射時期操作ルーチンにおいてＥＣＵ
９２は、ステップＳ５０１の処理として、燃焼モードＦ
ＭＯＤＥが「０」又は「４」か否か、即ち燃焼方式が
「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」か否かを判断する。そ
して、「ＦＭＯＤＥ＝０」又は「ＦＭＯＤＥ＝４」であ
って燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」である
旨判断されると、ステップＳ５０２に進んで点火・噴射
遅角フラグＸＤＩＮＴとして「１」がＲＡＭ９５の所定
領域に記憶されているか否か判断する。上記ステップＳ
５０１，５０２のいずれかのにおいてＮＯと判断された
場合、ＥＣＵ９２は、この燃料噴射時期操作ルーチンを
一旦終了する。

【００９２】また、上記ステップＳ５０２の処理におい
て、「ＸＤＩＮＴ＝１」である旨判断されると、ステッ
プＳ５０３に進むこととなる。ＥＣＵ９２は、ステップ
Ｓ５０３の処理として、基本燃料噴射時期ＡＩＮＪＣ0
から燃料噴射時期遅角量ΔＡを減算したものを目標燃料
噴射時期ＡＩＮＪＣとして算出した後、この燃料噴射時
期操作ルーチンを一旦終了する。なお、上記基本燃料噴
射時期ＡＩＮＪＣ0 は、エンジン回転数ＮＥとアクセル
踏込量とに基づき周知のマップを参照してマップ演算さ
れる。こうして算出された基本燃料噴射時期ＡＩＮＪＣ
0 は、エンジン１１が低回転高負荷になるほど遅角側の
値になる。また、上記燃料噴射時期遅角量ΔＡは、エン
ジン回転数ＮＥやアクセル踏込量などエンジン１１の運
転状態に基づき算出される。

【００９３】上記ステップＳ５０３の処理によって目標
燃料噴射時期ＡＩＮＪＣが算出された後、ＥＣＵ９２
は、別のルーチンによって燃料噴射弁４０を駆動制御
し、実際の燃料噴射時期が目標燃料噴射時期ＡＩＮＪＣ
と一致するように同実際の燃料噴射時期を遅角させる。
この燃料噴射時期の遅角によって、上述した点火時期操
作ルーチンによる点火時期の遅角に同期して燃料噴射時
期が遅角される。従って、「成層燃焼」や「弱成層燃
焼」における出力トルクダウンために上記のように点火
時期及び燃料噴射時期が遅角されたとしても、点火プラ
グ４１に周りに燃料濃度の高い混合気を存在させた状態
での点火が維持されるようになる。

【００９４】なお、上記点火時期及び燃料噴射時期の遅
角による出力トルクの低下量は、成層時点火時期遅角量
ΔＳＡ２及び燃料噴射時期遅角量ΔＡの大きさによって
決定される。本実施形態の成層時点火時期遅角量ΔＳＡ
２及び燃料噴射時期遅角量ΔＡは、過度に出力トルクが
低下することなく且つ適切に出力トルクを低下させるこ
とのできる値として、上記ステップＳ５０３の処理及び
点火時期操作ルーチン（図８）のステップＳ４０５の処
理にて算出される。

【００９５】上記のように点火時期及び燃料噴射時期の
遅角による出力トルクダウンが行われるのは、上述した
ように、燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」で
あって、出力トルクダウン要求がなされて要求トルクダ
ウンスピードＴＱＤＳが「３」となったときである。即
ち、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」が行われている状
態にあって、出力トルクダウン要求スピードが大（「Ｔ
ＱＤＳ＝３」）になると、トルクダウン制御の制御方式
として点火時期及び燃料噴射時期の遅角が選択され、そ
の点火・噴射時期の遅角によって出力トルクダウンが図
られるようになる。

【００９６】次に、出力トルクダウンのための燃料噴射
量制御手順について図１０を参照して説明する。図１０
は、出力トルクダウン要求時に最終燃料噴射量を操作し
て燃料噴射量を減量するための燃料噴射量操作ルーチン
を示すフローチャートである。この燃料噴射量操作ルー
チンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割
り込みにて実行される。なお、点火時期操作ルーチンの
実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン（図５）及び
フラグ操作ルーチン（図６）の実行周期よりも十分に長
いものとする。

【００９７】燃料噴射量操作ルーチンにおいてＥＣＵ９
２は、ステップＳ６０１の処理として、燃焼モードＦＭ
ＯＤＥが「０」又は「４」か否か、即ち燃焼方式が「成
層燃焼」又は「弱成層燃焼」か否かを判断する。そし
て、ステップＳ６０１の処理において、「ＦＭＯＤＥ＝
０」又は「ＦＭＯＤＥ＝４」でなく燃焼方式が「成層燃
焼」又は「弱成層燃焼」でない旨判断されると、ＥＣＵ
９２は、この燃料噴射量操作ルーチンを一旦終了する。

【００９８】また、上記ステップＳ６０１の処理におい
て、「ＦＭＯＤＥ＝０」又は「ＦＭＯＤＥ＝４」であっ
て燃焼方式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」である旨
判断されると、ステップＳ６０２に進んで燃料小減量フ
ラグＸＤＱＬとして「１」がＲＡＭ９５の所定領域に記
憶されているか否か判断する。そして、「ＸＤＱＬ＝
１」である旨判断されると、ステップＳ６０３に進む。
ＥＣＵ９２は、ステップＳ６０３の処理として、基本燃
料噴射量Ｑ0 から燃料小減量値ΔＱＬを減算したものを
最終燃料噴射量Ｑとして算出する。なお、その燃料小減
量値ΔＱＬは、エンジン回転数ＮＥやアクセル踏込量な
どエンジン１１の運転状態に基づき算出される。このよ
うに最終燃料噴射量Ｑが算出された後、ＥＣＵ９２は、
この燃料噴射量操作ルーチンを一旦終了する。

【００９９】一方、上記ステップＳ６０２の処理におい
て、「ＸＤＱＬ＝１」でない旨判断されると、ステップ
Ｓ６０４に進んで燃料大減量フラグＸＤＱＨとして
「０」がＲＡＭ９５の所定領域に記憶されているか否か
判断する。そして、ステップＳ６０４の処理において、
「ＸＤＱＨ＝１」でない旨判断されると、ＥＣＵ９２
は、この燃料噴射量算出ルーチンを一旦終了する。ま
た、ステップＳ６０４の処理において、「ＸＤＱＨ＝
１」である旨判断されるとステップＳ６０５に進む。Ｅ
ＣＵ９２は、ステップＳ６０５の処理として、基本燃料
噴射量Ｑ0 から燃料大減量値ΔＱＨを減算したものを最
終燃料噴射量Ｑとして算出する。なお、その燃料大減量
値ΔＱＨエンジン回転数ＮＥやアクセル踏込量などエン
ジン１１の運転状態に基づき算出される。このように最
終燃料噴射量Ｑが算出された後、ＥＣＵ９２は、この燃
料噴射量操作ルーチンを一旦終了する。

【０１００】上記ステップＳ６０３，６０５の処理によ
って最終燃料噴射量Ｑが算出された後、ＥＣＵ９２は、
別のルーチンによって燃料噴射弁４０を駆動制御し、最
終燃料噴射量Ｑに対応した量の燃料を燃焼室１６内に噴
射させる。この最終燃料噴射量Ｑは基本燃料噴射量Ｑ0
から燃料小減量値ΔＱＬ又は燃料大減量値ΔＱＨを減算
することによって算出されるるため、エンジン１１の出
力トルクダウン要求がなされると、実際の燃料噴射量が
減量されて出力トルクダウンが図られるようになる。な
お、上記燃料噴射量の減量による出力トルクの低下量
は、燃料小減量値ΔＤＱＬ及び燃料大減量値ΔＤＱＨの
大きさによって決定される。本実施形態の燃料小減量値
ΔＱＬ及び燃料大減量値ΔＱＨは、過度に出力トルクが
低下することなく且つ適切に出力トルクを低下させるこ
とのできる値として、上記ステップＳ６０３，Ｓ６０５
の処理にて算出される。

【０１０１】上記のように燃料噴射量の減量による出力
トルクダウンが行われるのは、上述したように、燃焼方
式が「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」であって、出力ト
ルクダウン要求がなされて要求トルクダウンスピードＴ
ＱＤＳが「１」〜「３」のいずれかになったときであ
る。即ち、「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」が行われて
いる状態にあって、出力トルクダウン要求スピードが小
〜大（「ＴＱＤＳ＝１〜３」）のいずれかになると、ト
ルクダウン制御の制御方式として燃料噴射量の減量が選
択され、その燃料噴射量の減量によって出力トルクダウ
ンが図られるようになる。

【０１０２】従って、エンジン１１が「成層燃焼」又は
「弱成層燃焼」の状態で出力トルクダウン要求がなされ
ると、出力トルクダウン要求スピードが小（「ＴＱＤＳ
＝１」）のときに燃料噴射量の少量の減量が行われ、出
力トルクダウン要求スピードが中（「ＴＱＤＳ＝２」）
のときに燃料噴射量の多量の減量が行われる。また、出
力トルクダウン要求スピードが大（「ＴＱＤＳ＝３」）
のときには燃料噴射量の多量の減量と、点火時期及び燃
料噴射時期の遅角との両方が行われる。これらトルクダ
ウン制御の各種制御方式により、「成層燃焼」及び「弱
成層燃焼」での出力トルクダウン要求に対し、エンジン
１１の出力トルクダウンが適切に実行されることとな
る。

【０１０３】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。 （１）エンジン１１の出力トルクダウン要求がなされた
ときの燃焼方式に応じてトルクダウン制御の制御方式が
選択される。そのため、選択されたトルクダウン制御の
制御方式を出力トルクダウン要求時の燃焼方式に対して
適切なものとすることができ、燃焼方式が切り換えられ
るエンジン１１の出力トルクダウンを適切に実行するこ
とができる。

【０１０４】（２）「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」の
ときに出力トルクダウン要求がなされ、出力トルクダウ
ン要求スピードが小〜大（「ＴＱＤＳ＝１〜３」）にな
ると、燃料噴射量の減量というトルクダウン制御の制御
方式が選択され、エンジン１１の出力トルクダウンのた
めの燃料噴射量の減量が行われる。このように燃料噴射
量の減量が行われた場合、燃焼室１６内において点火プ
ラグ４１周りに存在する燃料濃度の高い混合気の分布範
囲が小さくなるため、適切にエンジン１１の出力トルク
ダウンを図ることができる。

【０１０５】（３）「成層燃焼」又は「弱成層燃焼」の
状態であって、出力トルクダウン要求スピードが大
（「ＴＱＤＳ＝３」）のときには、トルクダウン制御の
制御方式として上記燃料噴射量の減量に加えて点火時期
及び燃料噴射時期の遅角が併せ選択される。そして、出
力トルクダウンのための点火時期及び燃料噴射時期の遅
角も、上記燃料噴射量の減量に併せて実行されるように
なる。このように点火時期及び燃料噴射時期の遅角が行
われた場合、点火プラグ４１周りに燃料濃度の高い混合
気が存在した状態での点火が維持されたままで、混合気
の燃焼エネルギーをピストン１２の往復移動へ変換する
際の効率が低下し、エンジン１１の出力トルクが低下す
ることとなる。従って、「成層燃焼」又は「弱成層燃
焼」時に「ＴＱＤＳ＝３」であって出力トルクダウン要
求スピードが大となっても、上記燃料噴射量の減量と、
点火時期及び燃料噴射時期の遅角とによって、失火等を
招くことなく適切にエンジン１１の出力トルクを低下さ
せることができる。

【０１０６】（４）「均質リーン燃焼」時に出力トルク
ダウン要求がなされると、エンジン１１の燃焼方式を強
制的に「成層燃焼」に切り換えられる。従って、理論空
燃比よりもリーン側の空燃比で混合気を燃焼させるため
に、出力トルクダウンのための点火時期遅角や燃料噴射
量減量を過度に行うと失火が生じ易い「均質リーン燃
焼」の状態にて、その燃料噴射量減量や点火時期遅角と
いったトルクダウン制御が行われることがない。従っ
て、そのトルクダウン制御が「均質リーン燃焼」時に行
われることによって生じる失火を防止することができ
る。

【０１０７】（５）「均質ストイキ燃焼」のときに出力
トルクダウン要求スピードが小（「ＴＱＤＳ＝１」）に
なると、スロットル閉じ制御（吸入空気量の減量）とい
うトルクダウン制御の制御方式が選択され、エンジン１
１の出力トルクダウンのためのスロットル閉じ制御によ
る吸入空気量の減量が行われる。このようにスロットル
閉じ制御が行われた場合、吸入空気量の減量に応答遅れ
が生じて出力トルクが速やかに低下しないが、出力トル
クダウン要求スピードが小であって出力トルクダウンの
応答性が過度に求められていないため、そのスロットル
閉じ制御による出力トルクダウンの応答性は十分なもの
となる。従って、「均質ストイキ燃焼」時に「ＴＱＤＳ
＝１」であるときには、上記スロットル閉じ制御（吸入
空気量減量）によって、適切にエンジン１１の出力トル
クを低下させることができる。

【０１０８】（６）「均質ストイキ燃焼」の状態にあっ
て出力トルクダウン要求スピードが中又は大（「ＴＱＤ
Ｓ＝２，３」）になると、点火時期の遅角というトルク
ダウン制御の制御方式が選択され、エンジン１１の出力
トルクダウンのための点火時期遅角が行われる。この点
火時期の遅角が行われた場合、混合気の燃焼エネルギー
をピストン１２の往復移動に変換する際の効率が低下
し、適切にエンジン１１の出力トルクを低下させること
ができる。また、点火時期の遅角による出力トルクダウ
ンは応答性よく行われるため、「ＴＱＤＳ＝２」や「Ｔ
ＱＤＳ＝３」であって出力トルクダウン要求スピードが
中や大となっても、十分な応答性をもってエンジン１１
の出力トルクを低下させることができる。

【０１０９】（７）「均質ストイキ燃焼」の状態であっ
て、出力トルクダウン要求スピードが大（「ＴＱＤＳ＝
３」）のときには、トルクダウン制御の制御方式として
上記スロットル閉じ制御（吸入空気量減量）と点火時期
の遅角とが併せ選択される。そして、出力トルクダウン
のためにスロットル閉じ制御と点火時期の遅角との両方
が実行され、「ＴＱＤＳ＝３（出力トルクダウン要求ス
ピード大）」であっても、適切にエンジン１１の出力ト
ルクを低下させることができるようになる。

【０１１０】（第２実施形態）次に、本発明の第２実施
形態を図１１〜図１４に従って説明する。なお、本実施
形態では、出力トルクダウン要求がなされたとき燃焼方
式を強制的に「均質ストイキ燃焼」へ切り換えることに
より、「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御
の制御方式を実行するだけで、出力トルクダウン要求時
の出力トルクダウンを図れるようにしている。本実施形
態では、燃焼モード切換ルーチン、フラグ操作ルーチ
ン、スロットル閉じ量算出ルーチン、及び点火時期操作
ルーチンが第１実施形態と異なっており、第１実施形態
における燃料噴射量時期操作ルーチン及び燃料噴射量操
作ルーチンに相当する処理は実行されない。従って、本
実施形態においては第１実施形態と異なる部分について
のみ説明し、第１実施形態と同一部分については詳しい
説明を省略する。

【０１１１】図１１は、本実施形態の燃焼モード切換ル
ーチンを示すフローチャートである。この燃焼モード切
換ルーチンはトルクダウン制御に先立って実行され、Ｅ
ＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り込みにて
実行される。同ルーチンでは第１実施形態における燃焼
モード切換ルーチン（図５）のステップＳ１０２に相当
する処理が行われず、ステップＳ１０３に相当する処理
（Ｓ７０２）が第１実施形態と異なっている。

【０１１２】同ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステッ
プＳ７０１の処理として、出力トルクダウンが要求され
たか否か判断する。そして、ステップＳ７０１の処理に
おいて、出力トルクダウンが要求されていない旨（「Ｔ
ＱＤＳ＝０」）判断されると、ＥＣＵ９２は、この燃焼
モード切換ルーチンを一旦終了する。また、ステップＳ
７０１の処理において、出力トルクダウンが要求された
旨（「ＴＱＤＳ≠０」）判断されると、ステップＳ７０
２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ７０２の処理とし
て、燃焼モードＦＭＯＤＥを強制的に「１２（均質スト
イキ燃焼）」に設定した後、この燃焼モード切換ルーチ
ンを一旦終了する。上記ステップＳ７０２の処理で、燃
焼モードＦＭＯＤＥが強制的に「１２（均質ストイキ燃
焼）」に設定されると、ＥＣＵ９２は、エンジン１１の
燃焼方式を「均質ストイキ燃焼」へと強制的に切り換え
る。従って、出力トルクダウンが要求されるとエンジン
１１がいずれの燃焼方式を実行していたとしても、その
燃焼方式が「均質ストイキ燃焼」へと強制的に切り換え
られるようになる。

【０１１３】図１２は、本実施形態のフラグ操作ルーチ
ンを示すフローチャートである。このフラグ操作ルーチ
ンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間割り
込みにて実行される。同ルーチンでは第１実施形態にお
けるフラグ操作ルーチン（図６）のステップＳ２０４〜
Ｓ２０７に相当する処理（Ｓ８０４〜Ｓ８０７）のみが
第１実施形態と異なっている。

【０１１４】同ルーチンにおいてＥＣＵ９２は、ステッ
プＳ８０１〜Ｓ８０３の処理によって、要求トルクダウ
ンピードＴＱＤＳが「０」〜「３」のいずれであるか判
断する。そして、「ＴＱＤＳ＝1（出力トルクダウン要
求スピード小）」である旨判断されるとステップＳ８０
７に進み、ＥＣＵ９２は、スロットル閉じフラグＳＤＴ
ＲＴ及び点火遅角フラグＸＤＳＡをそれぞれ「１」及び
「０」に設定する。従って、出力トルクダウン要求スピ
ードが小のときには、スロットル閉じ制御（吸入空気量
減量）というトルクダウン制御の制御方式が採用される
こととなる。以上のようにステップＳ８０７のフラグ操
作処理を実行した後、ＥＣＵ９２は、このフラグ操作ル
ーチンを一旦終了する。

【０１１５】また、「ＴＱＤＳ＝２（出力トルクダウン
要求スピード中）」である旨判断されるとステップＳ８
０６に進み、ＥＣＵ９２は、スロットル閉じフラグＳＤ
ＴＲＴ及び点火遅角フラグＸＤＳＡをそれぞれ「０」及
び「１」に設定する。従って、出力トルクダウン要求ス
ピードが中のときには、点火時期の遅角というトルクダ
ウン制御の制御方式が採用されることとなる。以上のよ
うにステップＳ８０６のフラグ操作処理を実行した後、
ＥＣＵ９２は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了す
る。

【０１１６】更に、「ＴＱＤＳ＝３（出力トルクダウン
要求スピード大）」である旨判断されるとステップＳ８
０５に進み、ＥＣＵ９２は、スロットル閉じフラグＳＤ
ＴＲＴ及び点火遅角フラグＸＤＳＡをそれぞれ「１」に
設定する。従って、出力トルクダウン要求スピードが大
のときには、スロットル閉じ制御（吸入空気量減量）及
び点火時期の遅角という上記二つのトルクダウン制御の
制御方式が併せて採用されることとなる。以上のように
ステップＳ８０５のフラグ操作処理を実行した後、ＥＣ
Ｕ９２は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。

【０１１７】一方、「ＴＱＤＳ＝０（出力トルクダウン
要求無し）」である旨判断されると、ＥＣＵ９２は、ス
ロットル閉じフラグＳＤＴＲＴ及び点火遅角フラグＸＤ
ＳＡをそれぞれ「０」設定する。従って、ステップＳ８
０４の処理によって、フラグＸＤＴＲＴ，ＸＤＳＡが
「０」にリセットされることとなる。以上のようにステ
ップＳ８０４のフラグ操作処理を実行した後、ＥＣＵ９
２は、このフラグ操作ルーチンを一旦終了する。

【０１１８】図１３は、本実施形態のスロットル閉じ量
算出ルーチンを示すフローチャートである。このスロッ
トル閉じ量算出ルーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば
所定時間毎の時間割り込みにて実行される。なお、スロ
ットル閉じ量算出ルーチンの実行周期は、上記燃焼モー
ド切換ルーチン（図１１）及びフラグ操作ルーチン（図
１２）の実行周期よりも十分に長いものとする。このス
ロットル閉じ量算出ルーチンでは、第１実施形態のスロ
ットル閉じ量算出ルーチン（図７）におけるステップＳ
３０１に相当する処理が行われないようになっている。
このように同ステップＳ３０１に相当する処理を省略で
きるのは、出力トルクダウン要求時に燃焼方式を強制的
に「均質ストイキ燃焼」に切り換えるようにしたためで
ある。

【０１１９】本実施形態のスロットル閉じ量算出ルーチ
ンにおいて、ＥＣＵ９２は、ステップＳ９０１の処理
で、スロットル閉じフラグＸＤＴＲＴが「１」に設定さ
れているか否か判断する。そして、ステップＳ９０１の
処理において「ＸＤＴＲＴ＝１」でない旨判断されると
ＥＣＵ９２は、このスロットル閉じ量算出ルーチンを一
旦終了する。また、上記ステップＳ９０１の処理におい
て、「ＸＤＴＲＴ＝１」である旨判断されると、ステッ
プＳ９０２に進む。ＥＣＵ９２は、ステップＳ９０２の
処理として、スロットル閉じ量ΔＴＣを算出した後、こ
のスロットル閉じ量算出ルーチンを一旦終了する。

【０１２０】こうしてスロットル閉じ量ΔＴＣが算出さ
れた後、ＥＣＵ９２は、別のルーチンによって、スロッ
トル閉じ量ΔＴＣに対応した分だけスロットルバルブ２
３を閉じ側に制御する。このスロットル閉じ制御によっ
てエンジン１１の吸入空気量が減量し、エンジン１１の
出力トルクダウンが図られる。このようにスロットル閉
じ制御（吸入空気量減量）による出力トルクダウンが行
われるのは、出力トルクダウンが要求されて強制的に
「均質ストイキ燃焼」へ切り換えられ、要求トルクダウ
ンスピードＴＱＤＳが「１」又は「３」となったときで
ある。

【０１２１】図１４は、本実施形態の点火時期操作ルー
チンを示すフローチャートである。この点火時期操作ル
ーチンは、ＥＣＵ９２を通じて例えば所定時間毎の時間
割り込みにて実行される。なお、点火時期操作ルーチン
の実行周期は、上記燃焼モード切換ルーチン（図１１）
及びフラグ操作ルーチン（図１２）の実行周期よりも十
分に長いものとする。この点火時期操作ルーチンでは、
第１実施形態の点火時期操作ルーチン（図８）における
ステップＳ４０２，Ｓ４０３に相当する処理（Ｓ１００
１，Ｓ１００２）のみが実行される。本実施形態の点火
時期操作ルーチンにおいて、第１実施形態の点火時期操
作ルーチンにおけるステップＳ４０１，Ｓ４０４，Ｓ４
０５に相当する処理を省略できるのは、出力トルクダウ
ン要求時に燃焼方式を強制的に「均質ストイキ燃焼」に
切り換えるようにしたためである。

【０１２２】本実施形態の点火時期操作ルーチンにおい
て、ＥＣＵ９２は、ステップＳ１００１の処理で、点火
遅角フラグＸＤＳＡが「１」に設定されているか否か判
断する。そして、ステップＳ１００１の処理において
「ＸＤＳＡ＝１」でない旨判断されるとＥＣＵ９２は、
この点火時期操作ルーチンを一旦終了する。また、上記
ステップＳ１００１の処理において、「ＸＤＳＡ＝１」
である旨判断されると、ステップＳ１００２に進む。Ｅ
ＣＵ９２は、ステップＳ１００２の処理として、基本点
火時期ＳＡ0 から均質時点火時期遅角量ΔＳＡ１を減算
した値を目標点火時期ＳＡとして算出した後、この点火
時期操作ルーチンを一旦終了する。

【０１２３】上記ステップＳ１００２の処理によって目
標点火時期ＳＡが算出された後、ＥＣＵ９２は、別のル
ーチンによって、実際の点火時期が目標点火時期ＳＡと
一致するように同実際の点火時期を遅角させる。この点
火時期の遅角によって混合気の燃焼エネルギーがピスト
ン１２の往復移動に変換される際の効率が低下し、エン
ジン１１の出力トルクダウンが図られる。このように点
火時期の遅角による出力トルクダウンが行われるのは、
出力トルクダウンが要求されて強制的に「均質ストイキ
燃焼」へ切り換えられ、要求トルクダウンスピードＴＱ
ＤＳが「２」又は「３」となったときである。

【０１２４】つまり、本実施形態では、エンジン１１の
出力トルクダウン要求時に、要求トルクダウンスピード
ＴＱＤＳが「０」以外の値に設定されると、エンジンの
燃焼方式がいずれであっても、その燃焼方式が強制的に
「均質ストイキ燃焼」へと切り換えられる。更に、その
「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御の制御
方式として、スロットル閉じ制御（吸入空気量減量）や
点火時期の遅角が実行され、それらによってエンジン１
１の出力トルクダウンが図られる。

【０１２５】即ち、「ＴＱＤＳ＝１（出力トルクダウン
要求スピード小）」のときには、スロットル閉じ制御と
いうトルクダウン制御方式によって出力トルクダウンが
図られる。また、「ＴＱＤＳ＝２（出力トルクダウン要
求スピード中）」のときには、点火時期の遅角というト
ルクダウン制御の制御方式が選択され、その点火時期の
遅角によってエンジン１１の出力トルクダウンが図られ
る。更に、「ＴＱＤＳ＝３（出力トルクダウン要求スピ
ード大）」のときには、上記スロットル閉じ制御と上記
点火時期の遅角との両方が実行され、それらを行うこと
によって適切にエンジン１１の出力トルクダウンが図ら
れる。

【０１２６】以上詳述した処理が行われる本実施形態に
よれば、以下に示す効果が得られるようになる。 （８）エンジン１１の出力トルクダウン要求がなされた
とき、燃焼方式が強制的に「均質ストイキ燃焼」へと切
り換えられ、その「均質ストイキ燃焼」に適したトルク
ダウン制御としてスロットル閉じ制御（吸入空気量減
量）や点火時期遅角が実行される。即ち、出力トルクダ
ウン要求時であって出力トルクダウン要求スピードが小
（「ＴＱＤＳ＝１」）のときには、スロットル閉じ制御
が行われることにより、適切にエンジン１１の出力トル
クを低下させることができる。また、出力トルクダウン
要求スピードが中（「ＴＱＤＳ＝２」）のときには、点
火時期の遅角が行われることにより、適切にエンジン１
１の出力トルクを低下させることができる。更に、出力
トルクダウン要求スピードが大（「ＴＱＤＳ＝３」）の
ときには、スロットル閉じ制御と点火時期遅角との両方
が行われることにより、適切にエンジン１１の出力トル
クを低下させることができる。

【０１２７】（９）「均質リーン燃焼」時に出力トルク
ダウン要求がなされた場合、エンジン１１の燃焼方式を
強制的に「均質ストイキ燃焼」に切り換えられ、その
「均質ストイキ燃焼」に適したトルクダウン制御によっ
て出力トルクダウンが図られる。従って、理論空燃比よ
りもリーン側の空燃比で混合気を燃焼させるために、出
力トルクダウンのための点火時期遅角や燃料噴射量減量
を過度に行うと失火が生じ易い「均質リーン燃焼」の状
態にて、その燃料噴射量減量や点火時期遅角といったト
ルクダウン制御が行われることがない。従って、そのト
ルクダウン制御が「均質リーン燃焼」時に行われること
によって失火が生じるのを防止することができる。

【０１２８】（１０）エンジン１１の出力トルクダウン
要求がなされたとき、燃焼方式が強制的に「均質ストイ
キ燃焼」へと切り換えられるため、その「均質ストイキ
燃焼」での出力トルクダウンに適したトルクダウン制
御、即ちスロットル閉じ制御（吸入空気量減量）や点火
時期遅角だけ実行すればよい。従って、燃焼方式が切り
換えられるエンジン１１において、出力トルクダウン要
求に基づく出力トルクダウンを複雑な制御を行うことな
く実行することができる。

【０１２９】なお、上記各実施形態は、例えば以下のよ
うに変更することもできる。 ・上記各実施形態において、「均質ストイキ燃焼」での
出力トルクダウン要求時であって「ＴＱＤＳ＝１」のと
きにスロットル閉じ制御（吸入空気量減量）を実行する
代わりに、点火時期の遅角を実行して出力トルクダウン
を図ってもよい。

【０１３０】・上記各実施形態において、「均質ストイ
キ燃焼」での出力トルクダウン要求時であって「ＴＱＤ
Ｓ＝３」のときに、必ずしもスロットル閉じ制御（吸入
空気量減量）を実行する必要はない。

【０１３１】・第１実施形態において、「均質リーン燃
焼」での出力トルクダウン要求時には、燃焼方式を強制
的に「成層燃焼」へと切り換えるようにしたが、これに
代えて燃焼方式を強制的に「弱成層燃焼」や「均質スト
イキ燃焼」へと切り換えるようにしてもよい。

【０１３２】・第１実施形態において、「成層燃焼」又
は「弱成層燃焼」での出力トルクダウン要求時にあって
「ＴＱＤＳ＝３」のときに、必ずしも点火時期及び燃料
噴射時期の遅角を実行する必要はない。

【０１３３】・上記各実施形態では、トルクダウン制御
の制御方式としてスロットル閉じ制御（吸入空気量減
量）、点火時期の遅角、燃料噴射量の減量、並びに点火
時期及び燃料噴射時期の遅角などを例示したが、燃料カ
ット等その他のトルクダウン制御の制御方式を更に採用
してもよい。

【０１３４】・上記各実施形態において、スロットル閉
じ量ΔＴＣ、均質時点火時期遅角量ΔＳＡ１、成層時点
火時期遅角量ΔＳＡ２、燃料小減量値ΔＱＬ、燃料大減
量値ΔＱＨ、及び燃料噴射時期遅角量ΔＡを、実験等に
よって予め求められる固定値としてもよい。

【０１３５】・上記各実施形態では、燃焼方式を「成層
燃焼」、「弱成層燃焼」、「均質リーン燃焼」、及び
「均質ストイキ燃焼」の四種類の間で切り換えるタイプ
のエンジン１１に本発明を適用したが、本発明はこれに
限定されない。即ち、それらの燃焼方式の内から二つか
三つの燃焼方式の間で同燃焼方式を切り換えるタイプの
エンジンに本発明を適用してもよい。この場合、「均質
リーン燃焼」を行わないようにするならば、第１実施形
態のように「均質リーン燃焼」での出力トルクダウン要
求時に燃焼方式を「成層燃焼」へと強制的に切り換える
必要はなくなる。

【０１３６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、内燃機関
の出力トルクダウンが要求されたときの燃焼方式に応じ
てトルクダウン制御の制御方式が選択されるため、その
制御方式を同出力トルクダウンが要求されたときの燃焼
方式に対して適切なものとすることができ、同出力トル
クダウンを適切に実行することができる。

【０１３７】請求項２記載の発明によれば、出力トルク
ダウンが要求されたときの燃焼方式が成層燃焼であると
きには、燃料噴射量を減量することによって出力トルク
ダウンが実行される。そして、成層燃焼時に燃料噴射量
を減量すると、点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気
が存在した状態で、その混合気の分布範囲が小さくなっ
て出力トルクが適切に低下するようになる。

【０１３８】請求項３記載の発明によれば、成層燃焼時
に燃料噴射量の減量のみならず、点火時期及び燃料噴射
時期の遅角によっても出力トルクの低下が図られる。成
層燃焼時に点火時期及び燃料噴射時期を遅角させると、
点火プラグ周りに燃料濃度の高い混合気が存在した状態
での点火が維持されたままで、混合気の燃焼エネルギー
をピストンの往復移動へ変換する効率が低下する。従っ
て、燃料噴射量の減量と、点火時期及び燃料噴射時期の
遅角とによって、成層燃焼時での出力トルクダウン要求
に対して、適切に出力トルクを低下させることができ
る。

【０１３９】請求項４記載の発明によれば、出力トルク
ダウンが要求されたときの燃焼方式が均質燃焼であると
きには、点火時期を遅角することによって出力トルクダ
ウンが実行される。そして、均質燃焼時に点火時期を遅
角させると、混合気の燃焼エネルギーをピストンの往復
移動へ変換する効率が低下し、出力トルクが適切に低下
するようになる。

【０１４０】請求項５記載の発明によれば、均質燃焼時
に点火時期の調整のみならず、吸入空気量の調整によっ
ても出力トルクの低下が図られれる。均質燃焼時に吸入
空気量を低下させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼す
る混合気の量が少なくなる。従って、点火時期の遅角
と、吸入空気量の減量とによって、均質燃焼時での出力
トルクダウン要求に対して、適切に出力トルクを低下さ
せることができる。

【０１４１】請求項６記載の発明によれば、内燃機関の
出力トルクダウンが要求されたときに均質リーン燃焼が
行われているときには、燃焼方式が成層燃焼又は均質ス
トイキ燃焼に強制的に切り換えられ、成層燃焼又は均質
ストイキ燃焼の状態で出力トルクの低下が図られる。従
って、トルクダウンが要求されたときに均質リーン燃焼
が行われていたとしても、トルクダウン制御によって失
火が生じることはない。

【０１４２】請求項７記載の発明によれば、内燃機関の
出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に
均質ストイキ燃焼に切り換えられる。そして、均質スト
イキ燃焼に応じたトルクダウン制御の制御方式にて同ト
ルクダウン制御が行われ、出力トルクの低下が適切に実
行されるようになる。従って、燃焼方式が切り換えられ
る内燃機関にあっても、適切に出力トルクダウンを実行
することができる。

【０１４３】請求項８記載の発明によれば、内燃機関の
出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に
均質ストイキ燃焼に切り換えられるとともに、点火時期
の遅角によって混合気の燃焼エネルギーをピストンの往
復移動へ変換する効率が低下され、適切に出力トルクを
低下させることができる。

【０１４４】請求項９記載の発明によれば、内燃機関の
出力トルクダウンが要求されると、燃焼方式が強制的に
均質ストイキ燃焼に切り換えられるとともに、点火時期
の遅角のみならず、吸入空気量の減量によっても出力ト
ルクの低下が図られれる。均質ストイキ燃焼時に吸入空
気量を低下させると、内燃機関の燃焼室内にて燃焼する
混合気の量が少なくなる。従って、点火時期の遅角と、
吸入空気量の減量とによって、出力トルクダウン要求に
対して、適切に出力トルクを低下させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態の制御装置が適用されたエンジン
全体を示す断面図。

【図２】同エンジンにおける吸気及び排気ポートの形状
を示すシリンダヘッドの断面図。

【図３】上記制御装置の電気的構成を示すブロック図。

【図４】エンジンの燃焼方式を決定する際に参照される
マップ。

【図５】第１実施形態の燃焼モード切換手順を示すフロ
ーチャート。

【図６】第１実施形態のフラグ操作手順を示すフローチ
ャート。

【図７】第１実施形態のスロットル閉じ量算出手順を示
すフローチャート。

【図８】第１実施形態の点火時期操作手順を示すフロー
チャート。

【図９】第１実施形態の燃料噴射時期操作手順を示すフ
ローチャート。

【図１０】第１実施形態の燃料噴射量操作手順を示すフ
ローチャート。

【図１１】第２実施形態の燃焼モード切換手順を示すフ
ローチャート。

【図１２】第２実施形態のフラグ操作手順を示すフロー
チャート。

【図１３】第２実施形態のスロットル閉じ量算出手順を
示すフローチャート。

【図１４】第２実施形態の点火時期操作手順を示すフロ
ーチャート。

【符号の説明】

１１…エンジン、１４ｃ…クランクポジションセンサ、
２１ｂ…カムポジションセンサ、２３…スロットルバル
ブ、２４…スロットル用モータ、２５…アクセルペダ
ル、２６…アクセルポジションセンサ、３６…バキュー
ムセンサ、４０…燃焼噴射弁、４１…点火プラグ、４１
ａ…イグナイタ、４２…スロットルポジションセンサ、
９２…電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 ＦＩ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３３０Ｂ ３３０Ｇ ３３５ ３３５Ｃ ３３５Ｇ 41/12 ３３０ 41/12 ３３０Ｂ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ ３０１Ｊ ３０１Ｋ 45/00 ３１２ 45/00 ３１２Ｆ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機関運転状態に応じて燃焼方式を成層燃焼
   と均質燃焼との間で切り換える内燃機関にあって、同機
   関の出力トルクダウンが要求されたときには所定制御方
   式のトルクダウン制御を実行する内燃機関の制御装置に
   おいて、 内燃機関の燃焼方式に応じて設定されたトルクダウン制
   御の各種制御方式の内から、前記出力トルクダウンが要
   求されたときの内燃機関の燃焼方式に基づいて前記トル
   クダウン制御の制御方式を選択する制御方式選択手段を
   備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】前記制御方式選択手段は、成層燃焼での出
   力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン
   制御の制御方式として燃料噴射量の減量を選択する請求
   項１記載の内燃機関の制御装置。
3. 【請求項３】前記制御方式選択手段は、成層燃焼での出
   力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン
   制御の制御方式として前記燃料噴射量の減量に加えて点
   火時期及び燃料噴射時期の遅角を選択する請求項２記載
   の内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】前記制御方式選択手段は、均質燃焼での出
   力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン
   制御の制御方式として点火時期の遅角を選択する請求項
   １〜３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
5. 【請求項５】前記制御方式選択手段は、均質燃焼での出
   力トルクダウン要求がなされたとき、前記トルクダウン
   制御の制御方式として前記点火時期の遅角に加えて吸入
   空気量の減量を選択する請求項４記載の内燃機関の制御
   装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のいずれかに記載の内燃機関
   の制御装置において、 前記内燃機関の燃焼方式は少なくとも成層燃焼、均質リ
   ーン燃焼及び均質ストイキ燃焼の間で切り換えられるも
   のであって、内燃機関の出力トルクダウンが要求された
   ときに同機関の燃焼方式が均質リーン燃焼であるときに
   は、前記トルクダウン制御に先立って燃焼方式を成層燃
   焼又は均質ストイキ燃焼へと強制的に切り換える強制切
   換手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の制御装
   置。
7. 【請求項７】機関運転状態に応じて燃焼方式を成層燃焼
   と均質燃焼との間で切り換える内燃機関にあって、同機
   関の出力トルクダウンが要求されたときにはトルクダウ
   ン制御を行う内燃機関の制御装置において、 内燃機関の出力トルクダウンが要求されたとき、前記ト
   ルクダウン制御に先立って燃焼方式を強制的に均質スト
   イキ燃焼に切り換える強制切換手段と、 前記出力トルクダウン要求時に行われるトルクダウン制
   御を均質ストイキ燃焼に応じた制御方式にて実行するト
   ルクダウン制御手段と、 を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
8. 【請求項８】前記トルクダウン制御手段は、前記出力ト
   ルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として点
   火時期の遅角を実行する請求項７記載の内燃機関の制御
   装置。
9. 【請求項９】前記トルクダウン制御手段は、前記出力ト
   ルクダウン要求時に行われるトルクダウン制御として点
   火時期の遅角に加えて吸入空気量の減量を実行する請求
   項８記載の内燃機関の制御装置。