特開 2023-178018 内燃機関の制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023178018

(43)【公開日】2023-12-14

(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02P 5/145 20060101AFI20231207BHJP

【ＦＩ】

F02P5/145 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022091042

(22)【出願日】2022-06-03

(71)【出願人】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000017

【氏名又は名称】弁理士法人アイテック国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】井戸側 正直

(72)【発明者】

【氏名】縄田 英和

(72)【発明者】

【氏名】郷 玲子

(72)【発明者】

【氏名】那須 隼平

(72)【発明者】

【氏名】浅見 良和

(72)【発明者】

【氏名】加地 雅広

(72)【発明者】

【氏名】内田 孝宏

【テーマコード（参考）】

3G022

【Ｆターム（参考）】

3G022AA03

3G022AA05

3G022AA07

3G022CA02

3G022DA01

3G022GA01

3G022GA06

3G022GA07

3G022GA08

3G022GA09

3G022GA10

(57)【要約】

【課題】成層燃焼から均質燃焼への移行に際して、点火時期を速やかに均質燃焼に要求される時期に設定可能にする。
【解決手段】本開示の内燃機関の制御装置は、内燃機関の状態に応じて、第１点火時期設定制約に従って実行点火時期を設定しながら燃焼室内で均質燃焼を行わせる第１制御と、第２点火時期設定制約に従って第１制御の実行時に比べて実行点火時期を遅角させながら燃焼室で成層燃焼を行わせる第２制御とを選択的に実行するものであり、第２制御の実行中に、第２点火時期設定制約に従って導出した点火時期を実行点火時期に設定しつつ、第１点火時期設定制約に従って点火時期を導出し、第２制御の中断に応じて第１制御を実行する場合に、実行点火時期を第２点火時期設定制約に従って導出した点火時期から第１点火時期設定制約に従って導出した点火時期に移行させる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

内燃機関の状態に応じて、第１点火時期設定制約に従って実行点火時期を設定しながら燃焼室内で均質燃焼を行わせる第１制御と、第２点火時期設定制約に従って前記第１制御の実行時に比べて前記実行点火時期を遅角させながら前記燃焼室で成層燃焼を行わせる第２制御とを選択的に実行する内燃機関の制御装置であって、
前記第２制御の実行中に、前記第２点火時期設定制約に従って導出した点火時期を前記実行点火時期に設定しつつ、前記第１点火時期設定制約に従って点火時期を導出し、前記第２制御の中断に応じて前記第１制御を実行する場合に、前記実行点火時期を前記第２点火時期設定制約に従って導出した前記点火時期から前記第１点火時期設定制約に従って導出した前記点火時期に移行させる内燃機関の制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、内燃機関の状態に応じて、燃焼室内で均質燃焼を行わせる第１制御と、燃焼室で成層燃焼を行わせる第２制御とを選択的に実行する内燃機関の制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、触媒暖機が要求され、かつ暖房要求があるときに、触媒床温が触媒暖機完了温度以上になるまで、第１点火時期によるエンジンの均質燃焼によって比較的緩やかに触媒を暖機させるエンジン制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン制御装置は、触媒暖機が要求され、かつ暖房要求がないときに、触媒床温が触媒暖機完了温度以上になるまで、上記第１点火時期よりも遅角側の第２点火時期によるエンジンの成層燃焼によって触媒を比較的速やかに暖機させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１１－２２０１２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上述のように、比較的緩やかに触媒を暖機させる均質燃焼と、触媒を比較的速やかに暖機させる成層燃焼とでは、狙いの点火時期が異なり、成層燃焼用の点火時期と均質燃焼用の点火時期とは、互いに独立に設定される。そして、触媒を急速に暖機させるべく開始された成層燃焼の中断に応じて均質燃焼を実行する場合には、成層燃焼の中断指令に応じて進角された成層燃焼用の点火時期と、成層燃焼の中断指令に応じて遅角された均質燃焼用の点火時期とが一致した後、均質燃焼に要求される時期まで点火時期が更に遅角されていく。このため、成層燃焼から均質燃焼への移行に際して、点火時期を速やかに均質燃焼に要求される時期に設定し得なくなってしまう。

【0005】

そこで、本開示は、成層燃焼から均質燃焼への移行に際して、点火時期を速やかに均質燃焼に要求される時期に設定可能にすることを主目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の内燃機関の制御装置は、内燃機関の状態に応じて、第１点火時期設定制約に従って実行点火時期を設定しながら燃焼室内で均質燃焼を行わせる第１制御と、第２点火時期設定制約に従って前記第１制御の実行時に比べて前記実行点火時期を遅角させながら前記燃焼室で成層燃焼を行わせる第２制御とを選択的に実行する内燃機関の制御装置であって、前記第２制御の実行中に、前記第２点火時期設定制約に従って導出した点火時期を前記実行点火時期に設定しつつ、前記第１点火時期設定制約に従って点火時期を導出し、前記第２制御の中断に応じて前記第１制御を実行する場合に、前記実行点火時期を前記第２点火時期設定制約に従って導出した前記点火時期から前記第１点火時期設定制約に従って導出した前記点火時期に移行させるものである。

【0007】

本開示の内燃機関の制御装置は、燃焼室で均質燃焼を行わせる第１制御の実行時に比べて実行点火時期を遅角させながら燃焼室で成層燃焼を行わせる第２制御の実行中に、成層燃焼用の第２点火時期設定制約に従って導出した点火時期を実行点火時期に設定しつつ、均質燃焼用の第１点火時期設定制約に従って点火時期を導出する。そして、当該制御装置は、第２制御の中断に応じて第１制御を実行する場合、実行点火時期を第２点火時期設定制約に従って導出した点火時期から第１点火時期設定制約に従って導出した点火時期に移行させる。すなわち、当該制御装置は、第２制御（成層燃焼）の実行中に、当該第２制御のための実行点火時期を設定するのに加えて、第１制御（均質燃焼）のための点火時期を別途導出する。これにより、成層燃焼から均質燃焼への移行に際して、成層燃焼の中断が指示されてから第１制御（均質燃焼）のための点火時期を導出していく場合に比べて、実行点火時期を速やかに均質燃焼に要求される時期に設定することが可能になる。

【0008】

また、前記第１制御は、前記内燃機関の排気浄化装置を暖機する場合に実行されてもよく、前記第２制御は、前記内燃機関の排気浄化装置を前記第１制御の実行時に比べて急速に暖機する場合に実行されてもよい。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本開示の制御装置により制御される内燃機関の概略構成図である。

【図2】本開示の内燃機関の制御装置を示す制御ブロック図である。

【図3】本開示の内燃機関の制御装置により実行されるルーチンの一例を示すフローチャートである。

【図4】図３のルーチンが実行される間の実行点火時期等の時間変化を示すタイムチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

次に、図面を参照しながら、本開示の発明を実施するための形態について説明する。

【0011】

図１は、本開示の制御装置により制御される内燃機関であるエンジン１０を示す概略構成図である。同図に示すエンジン１０は、エンジンブロック１１に形成された複数の燃焼室（気筒）１２における炭化水素系燃料と空気との混合気の燃焼に伴うピストン１３の往復運動をクランクシャフト（出力軸）１４の回転運動へと変換する多気筒ガソリンエンジン（例えば、直列４気筒エンジンあるいはＶ型６気筒エンジン）である。エンジン１０は、当該エンジン１０のみを動力発生源とする車両やハイブリッド車両に搭載される。

【0012】

エンジン１０は、図１に示すように、エンジンブロック１１、複数の燃焼室１２、ピストン１３およびクランクシャフト１４に加えて、エアクリーナ１５と、吸気管１６と、電子制御式のスロットルバルブ１７と、サージタンクおよび複数の吸気ポートを有する吸気マニホールド１８と、それぞれ対応する吸気ポートを開閉する複数の吸気弁１９ｉと、それぞれ対応する排気ポートを開閉する排気弁１９ｅと、それぞれ対応する吸気ポート内に燃料を噴射する複数のポート噴射弁２０ｐと、それぞれ対応する燃焼室１２内に燃料を直接噴射する複数の筒内噴射弁２０ｄと、複数の点火プラグ２１と、排気通路を形成する排気管２２とを含む。

【0013】

また、エンジン１０は、排ガス浄化装置として、それぞれ排気管２２に組み込まれた上流側浄化装置２３および下流側浄化装置２４を含む。上流側浄化装置２３は、エンジン１０の各燃焼室１２からの排ガス中のＣＯ（一酸化炭素）やＨＣ、ＮＯｘといった有害成分を浄化するＮＯｘ吸蔵型の排ガス浄化触媒（三元触媒）を含むものである。下流側浄化装置２４は、排ガス中の粒子状物質（微粒子）を捕集するパティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）を含み、上流側浄化装置２３の下流側に配置される。本実施形態において、パティキュレートフィルタは、ＮＯｘ吸蔵型の排ガス浄化触媒（三元触媒）を担時した多孔質フィルタである。すなわち、下流側浄化装置２４は、三元触媒の浄化機能と粒子状物質の捕集機能とを有する四元触媒として構成されている。

【0014】

更に、エンジン１０は、エンジンブロック１１等を冷却するための冷媒循環通路２５と、電動ポンプ２６と、ラジエータ２７とを含む。電動ポンプ２６は、冷媒循環通路２５で冷却水（ＬＬＣ）を循環させる。ラジエータ２７は、走行風や図示しない電動ファンからの空気との熱交換によりエンジンブロック１１等から熱を奪った冷却水を冷却する。また、冷媒循環通路２５には、水温センサ２５ｔが設置されている。水温センサ２５ｔは、エンジンブロック１１から熱を奪った（流出した）冷却水の水温Ｔｗ（エンジン１０の温度）を検出する。

【0015】

加えて、エンジン１０は、排ガスのエネルギを利用して吸入空気を圧縮する過給機２８と、当該過給機２８により圧縮された空気を冷却する液冷式のインタークーラ２９とを含む。過給機２８は、ターボチャージャであり、タービンホイール２８ｔと、コンプレッサホイール２８ｃと、タービンホイール２８ｔおよびコンプレッサホイール２８ｃを一体に連結するタービンシャフト２８ｓと、ウェイストゲートバルブ２８ｗと、ブローオフバルブ２８ｂとを含む。タービンホイール２８ｔは、上流側浄化装置２３の上流側に位置するように排気管２２に形成されたタービンハウジング内に回転自在に配置される。コンプレッサホイール２８ｃは、エアクリーナ１５とスロットルバルブ１７との間に位置するように吸気管１６に形成されたコンプレッサハウジング内に回転自在に配置される。

【0016】

上述のように構成されるエンジン１０は、図示しないＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ、入出力インターフェース等を有するマイクロコンピュータや、各種駆動回路、各種ロジックＩＣ等を含むエンジン電子制御装置（以下、「エンジンＥＣＵ」という。）１００により制御される。エンジンＥＣＵ１００は、図２に示すように、クランク角センサ１４ａやエアフローメータ１６ａ、吸気圧センサ１６ｐ、過給圧センサ１６ｃ、吸気温センサ１６ｔ、スロットル開度センサ１７ｏ、サージ圧センサ１８ｐ、温度センサ１８ｔ、上流側空燃比センサ２２ｆ、下流側空燃比センサ２２ｒ、排ガス温度センサ２２ｔ、水温センサ２５ｔ等の検出値を図示しない入力ポートを介して取得する。

【0017】

クランク角センサ１４ａは、クランクシャフト１４の回転位置（クランクポジション）を検出する。エアフローメータ１６ａは、吸気管１６のコンプレッサホイール２８ｃの上流側で吸入空気量Ｑａを検出する。吸気圧センサ１６ｐは、吸気管１６のコンプレッサホイール２８ｃの上流側における吸気圧Ｐｉｎを検出する。過給圧センサ１６ｃは、吸気管１６のコンプレッサハウジングとインタークーラ２９との間でコンプレッサホイール２８ｃにより圧縮された空気の圧力である過給圧Ｐｃを検出する。吸気温センサ１６ｔは、吸気管１６のコンプレッサホイール２８ｃの上流側で吸気温度Ｔｉｎを検出する。

【0018】

スロットル開度センサ１７ｏは、スロットルバルブ１７の開度ＴＨを検出する。サージ圧センサ１８ｐは、サージタンク内の空気の圧力であるサージ圧Ｐｓを検出し、温度センサ１８ｔは、サージタンク内の空気の温度であるサージ温度Ｔｓを検出する。上流側空燃比センサ２２ｆは、上流側浄化装置２３の上流側で当該上流側浄化装置２３に流入する排ガスの空燃比である上流側空燃比ＡＦｆを検出し、下流側空燃比センサ２２ｒは、上流側浄化装置２３の下流側で下流側浄化装置２４に流入する排ガスの空燃比である下流側空燃比ＡＦｒを検出する。排ガス温度センサ２２ｔは、排気管２２の上流側浄化装置２３と下流側浄化装置２４との間の部分を流通する排ガスの温度Ｔｅｇを検出する。

【0019】

エンジンＥＣＵ１００は、クランク角センサ１４ａからのクランクポジションに基づいてエンジン１０（クランクシャフト１４）の回転数Ｎｅを算出する。また、エンジンＥＣＵ１００は、エアフローメータ１６ａからの吸入空気量Ｑａとエンジン１０の回転数Ｎｅとに基づいて負荷率ＫＬを算出する。負荷率ＫＬは、エンジン１０の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクル中に実際に吸入される空気の容積の割合である。そして、エンジンＥＣＵ１００は、回転数Ｎｅや負荷率ＫＬ等に基づいて、スロットルバルブ１７や、複数のポート噴射弁２０ｐおよび複数の筒内噴射弁２０ｄ、複数の点火プラグ２１等を制御する。更に、エンジンＥＣＵ１００は、冷却水を圧送する電動ポンプ２６や、過給機２８のウェイストゲートバルブ２８ｗおよびブローオフバルブ２８ｂを制御する。

【0020】

また、エンジンＥＣＵ１００は、吸入空気量Ｑａ、回転数Ｎｅ、排ガスの温度Ｔｅｇ、上流側空燃比ＡＦｆ、下流側空燃比ＡＦｒ等に基づいて上流側浄化装置２３の温度（触媒床温度）Ｔｃｔを推定する。更に、エンジンＥＣＵ１００は、上流側浄化装置２３の温度Ｔｃｔが予め定められた触媒暖機実行温度以下であり、かつ予め定められた他の暖機実行条件が成立している場合、温度Ｔｃｔが当該触媒暖機実行温度よりも高い予め定められた触媒暖機完了温度になるまで、上流側浄化装置２３や下流側浄化装置２４を暖機すべく、触媒暖機フラグＦｃｗをオンする。加えて、エンジンＥＣＵ１００は、触媒暖機フラグＦｃｗがオンされ、かつ予め定められた急速暖機条件が成立している場合、上流側浄化装置２３や下流側浄化装置２４を急速に暖機させるべく、更に急速暖機実行許可フラグＦｑをオンする。急速暖機条件は、例えば、エンジン１０の負荷が比較的低い場合や、暖房要求がなされていない場合等に成立する。

【0021】

本実施形態において、エンジンＥＣＵ１００は、触媒暖機フラグＦｃｗがオンされ、かつ急速暖機実行許可フラグＦｑがオフされている場合、通常触媒暖機制御（第１制御）を実行する。通常触媒暖機制御は、吸気行程でのポート噴射弁２０ｐからの燃料噴射と圧縮行程での筒内噴射弁２０ｄからの燃料噴射により各燃焼室１２内に均質な混合気を形成し、圧縮上死点よりも遅角側の点火時期（例えば、ＡＴＤＣ５－６°）で点火プラグ２１を作動させて当該混合気を均質燃焼させるものである。エンジンＥＣＵ１００は、触媒暖機フラグＦｃｗがオンされ、かつ急速暖機実行許可フラグＦｑがオフされると、各燃焼室１２における点火時期を予め定められた通常暖機用の徐変制約（例えば予め定められた勾配（レート））に従って基準時期τ０から均質燃焼に要求される値まで徐々に遅角させていく。

【0022】

また、エンジンＥＣＵ１００は、触媒暖機フラグＦｃｗおよび急速暖機実行許可フラグＦｑの双方がオンされている場合、急速触媒暖機制御（第２制御）を実行する。本実施形態において、急速触媒暖機制御は、吸気行程でのポート噴射弁２０ｐからの燃料噴射により各燃焼室１２内に均質な混合気を形成すると共に、圧縮行程での筒内噴射弁２０ｄからの燃料噴射により点火プラグ２１周辺の混合気を成層化し、かつ圧縮上死点よりも遅角側かつ通常触媒暖機制御における点火時期よりも遅角側の点火時期（例えば、ＡＴＤＣ１５－１６°）で点火プラグ２１を作動させて当該混合気を成層燃焼させるものである。かかる急速触媒暖機制御の実行に際しては、スロットルバルブ１７の開度は要求よりも大きく設定される。更に、エンジンＥＣＵ１００は、触媒暖機フラグＦｃｗがオンされ、かつ急速暖機実行許可フラグＦｑがオンされると、各燃焼室１２における点火時期を予め定められた急速暖機用の徐変制約（例えば通常触媒暖機制御のものよりも大きい勾配（レート））に従って基準時期τ０から成層燃焼に要求される値まで徐々に（通常触媒暖機制御の実行時よりも速く）遅角させていく。

【0023】

続いて、図３および図４を参照しながら、上記触媒暖機フラグＦｃｗがオンされているときのエンジン１０の点火時期の設定手順について説明する。図３は、上記触媒暖機フラグＦｃｗがオンされているときに、エンジンＥＣＵ１００により各燃焼室１２における点火時期を設定するために１サイクルごとに実行されるルーチンの一例を示すフローチャートである。

【0024】

エンジンＥＣＵ１００は、図３のルーチンの実行タイミングが到来すると、別途算出または設定されたエンジン１０の回転数Ｎｅおよび負荷率ＫＬ、水温センサ２５ｔにより検出された水温Ｔｗ、急速暖機実行許可フラグＦｑ、要求点火時期反映フラグＦｒといった点火プラグ２１の制御に用いられる実行点火時期τの設定に必要なデータを取得する（ステップＳ１００）。要求点火時期反映フラグＦｒは、エンジンＥＣＵ１００により別途設定されるものであり、通常触媒暖機制御の実行中に実行点火時期τが当該通常触媒暖機制御（均質燃焼）に要求される値に概ね一致（追従）している場合、および急速触媒暖機制御の実行中に実行点火時期τが当該急速触媒暖機制御（成層燃焼）に要求される値に概ね一致（追従）している場合にオンされるものである。

【0025】

ステップＳ１００の処理の後、エンジンＥＣＵ１００は、取得した回転数Ｎｅ、負荷率ＫＬおよび水温Ｔｗに基づいて、成層燃焼による急速暖機用の点火時期τｓを導出する（ステップＳ１１０）。ステップＳ１１０において、エンジンＥＣＵ１００は、実験・解析を経て予め適合された図示しない急速暖機（成層燃焼）用の点火時期設定マップ（第２点火時期設定制約）からステップＳ１００にて取得した回転数Ｎｅ、負荷率ＫＬおよび水温Ｔｗに対応した点火時期τｓを導出する。急速暖機（成層燃焼）用の点火時期設定マップは、例えば、アクセルオフ、ドライブレンジでのアクセルオン、およびニュートラルレンジでのアクセルオンの各々について適合されると好ましい。

【0026】

更に、エンジンＥＣＵ１００は、ステップＳ１００にて取得した回転数Ｎｅ、負荷率ＫＬおよび水温Ｔｗに基づいて、均質燃焼による通常暖機用の点火時期τｈを導出する（ステップＳ１２０）。ステップＳ１２０において、エンジンＥＣＵ１００は、実験・解析を経て予め適合された図示しない通常暖機（均質燃焼）用の点火時期設定マップ（第１点火時期設定制約）からステップＳ１００にて取得した回転数Ｎｅ、負荷率ＫＬおよび水温Ｔｗに対応した点火時期τｈを導出する。通常暖機（均質燃焼）用の点火時期設定マップは、例えば、エンジン１０の自立運転、アイドル運転、レーシング、ハイブリッド車両における定点運転の各々について適合されると好ましい。

【0027】

次いで、エンジンＥＣＵ１００は、急速暖機実行許可フラグＦｑがオンされているか否かを判定する（ステップＳ１３０）。急速暖機実行許可フラグＦｑがオンされていると判定した場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１００は、要求点火時期反映フラグＦｒがオンされているか否かを判定する（ステップＳ１４０）。要求点火時期反映フラグＦｒがオフされていると判定した場合（ステップＳ１４０：ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１００は、実行点火時期τがステップＳ１１０にて導出された急速暖機用の点火時期τｓに向けて徐変するように、図３のルーチンの前回実行時に設定された実行点火時期τを上記急速暖機用の徐変制約に従って遅角させた値を各燃焼室１２における実行点火時期τに設定し（ステップＳ１４５）、図３のルーチンを一旦終了させる。これに対して、要求点火時期反映フラグＦｒがオンされていると判定した場合（ステップＳ１４０：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１００は、ステップＳ１１０にて導出された急速暖機用の点火時期τｓを各燃焼室１２における実行点火時期τに設定し（ステップＳ１５０）、図３のルーチンを一旦終了させる。

【0028】

また、急速暖機実行許可フラグＦｑがオフされていると判定した場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１００は、要求点火時期反映フラグＦｒがオンされているか否かを判定する（ステップＳ１６０）。要求点火時期反映フラグＦｒがオフされていると判定した場合（ステップＳ１６０：ＮＯ）、エンジンＥＣＵ１００は、実行点火時期τがステップＳ１２０にて導出された通常暖機用の点火時期τｈに向けて徐変するように、図３のルーチンの前回実行時に設定された実行点火時期τを上記通常暖機用の徐変制約に従って遅角または進角させた値を各燃焼室１２における実行点火時期τに設定し（ステップＳ１６５）、図３のルーチンを一旦終了させる。これに対して、要求点火時期反映フラグＦｒがオンされていると判定した場合（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）、エンジンＥＣＵ１００は、ステップＳ１２０にて導出された通常暖機用の点火時期τｈを各燃焼室１２における実行点火時期τに設定し（ステップＳ１７０）、図３のルーチンを一旦終了させる。

【0029】

上述のような図３のルーチンが実行される結果、触媒暖機フラグＦｃｗと急速暖機実行許可フラグＦｑとが概ね同時にオンされた場合（ステップＳ１３０：ＹＥＳ、図４における時刻ｔ１）、各燃焼室１２における実行点火時期τが成層燃焼による急速暖機用の点火時期τｓに向けて徐々に遅角されていく（ステップＳ１４５）。更に、ステップＳ１４５にて設定された実行点火時期τがステップＳ１１０にて導出された急速暖機用の点火時期τｓに概ね一致すると、要求点火時期反映フラグＦｒがオンされ（ステップＳ１４０：ＹＥＳ、図４における時刻ｔ２）、以後、ステップＳ１１０にて導出された急速暖機用の点火時期τｓが各燃焼室１２における実行点火時期τに設定されていく（ステップＳ１５０）。そして、エンジン１０では、ステップＳ１１０にて導出された急速暖機用の点火時期τｓが各燃焼室１２における実行点火時期τに設定される間、図４において破線で示すように、均質燃焼による通常暖機用の点火時期τｈも併せて導出される（ステップＳ１２０）。

【0030】

また、触媒暖機フラグＦｃｗがオンされたまま、エンジン１０の負荷の増加等に応じて急速触媒暖機制御の実行を中断（禁止）すべく急速暖機実行許可フラグＦｑがオフされると（ステップＳ１３０：ＮＯ、図４における時刻ｔ３）、各燃焼室１２における実行点火時期τが均質燃焼による通常暖機用の点火時期τｈに向けて徐々に進角されていく（ステップＳ１６５）。更に、ステップＳ１６５にて設定された実行点火時期τがステップＳ１２０にて導出された通常暖機用の点火時期τｈに概ね一致すると、要求点火時期反映フラグＦｒがオンされ（ステップＳ１６０：ＹＥＳ、図４における時刻ｔ４）、以後、ステップＳ１２０にて導出された通常暖機用の点火時期τｈが各燃焼室１２における実行点火時期τに設定されていく（ステップＳ１７０）。

【0031】

ここで、通常暖機用の点火時期τｈが急速触媒暖機制御の実行中に導出されない場合には、図４において二点鎖線で示すように、急速暖機実行許可フラグＦｑのオフすなわち急速触媒暖機制御すなわち成層燃焼の中断の指示（図４における時刻ｔ３）に応じて、各燃焼室１２における実行点火時期τが上記基準時期τ０から通常触媒暖機制御すなわち均質燃焼に要求される点火時期τｈまで徐々に遅角されていく。従って、通常暖機用の点火時期τｈが急速触媒暖機制御の実行中に導出されない場合、各燃焼室１２における実行点火時期τが通常暖機用の点火時期τｈに概ね一致するタイミング（図４における時刻ｔ５）に遅れを生じてしまう。

【0032】

これに対して、通常暖機用の点火時期τｈが急速触媒暖機制御の実行中に導出されるエンジン１０では、図４に示すように、急速暖機実行許可フラグＦｑのオフ時における実行点火時期τを始点として各燃焼室１２における実行点火時期τをステップＳ１２０にて導出された通常暖機用の点火時期τｈに向けて徐変（進角）させていくことができる。従って、エンジン１０では、急速触媒暖機制御すなわち成層燃焼から通常触媒暖機制御すなわち均質燃焼への移行に際して、各燃焼室１２における実行点火時期τを速やかに均質燃焼に要求される点火時期τｈに設定することが可能になる。

【0033】

以上説明したように、制御装置としてのエンジンＥＣＵ１００は、エンジン１０の状態すなわち当該エンジン１０の負荷や上流側浄化装置２３等の状態（触媒床温）等に応じて、通常暖機（均質燃焼）用の点火時期設定マップ（第１点火時期設定制約）に従って実行点火時期τを設定しながら各燃焼室１２内で均質燃焼を行わせる第１制御としての通常触媒暖機制御（ステップＳ１００－Ｓ１４０，Ｓ１５０）と、急速暖機（成層燃焼）用の点火時期設定マップ（第２点火時期設定制約）に従って通常触媒暖機制御の実行時に比べて実行点火時期τを遅角させながら各燃焼室１２で成層燃焼を行わせる第２制御としての急速触媒暖機制御（ステップＳ１００－Ｓ１３０，Ｓ１６０、Ｓ１７０）とを選択的に実行する。

【0034】

また、エンジンＥＣＵ１００は、急速触媒暖機制御の実行中に、急速暖機（成層燃焼）用の点火時期設定マップに従って導出した点火時期τｓを実行点火時期τに設定しつつ（ステップＳ１１０，Ｓ１５０）、通常暖機（均質燃焼）用の点火時期設定マップに従って点火時期τｈを導出する（ステップＳ１２０）。更に、エンジンＥＣＵ１００は、急速触媒暖機制御の中断に応じて通常触媒暖機制御を実行する場合（ステップＳ１３０：ＮＯ）、実行点火時期τを急速暖機（成層燃焼）用の点火時期設定マップに従って導出した点火時期τｓから通常暖機（均質燃焼）用の点火時期設定マップに従って導出した点火時期τｈに移行させる（ステップＳ１６５，Ｓ１７０）。

【0035】

すなわち、エンジンＥＣＵ１００は、急速触媒暖機制御すなわち成層燃焼の実行中に、当該急速触媒暖機制御ための実行点火時期τ（＝τｓ）を設定するのに加えて（ステップＳ１１０，Ｓ１５０）、通常触媒暖機制御すなわち均質燃焼のための点火時期τｈを別途導出する（ステップＳ１２０）。これにより、急速触媒暖機制御から通常触媒暖機制御への移行に際して、急速触媒暖機制御の中断が指示されてから通常触媒暖機制御のための点火時期τｈを導出していく場合に比べて、各燃焼室１２における実行点火時期τを速やかに通常触媒暖機制御に要求される点火時期τｈに設定することが可能になる。

【0036】

更に、上記実施形態において、エンジンＥＣＵ１００は、通常触媒暖機制御すなわち均質燃焼の実行中に、当該通常触媒暖機制御用の実行点火時期τ（＝τｈ）の設定（ステップＳ１２０，Ｓ１７０）に加えて急速触媒暖機制御すなわち成層燃焼のための点火時期τｓを別途導出する（ステップＳ１１０）。これにより、急速触媒暖機制御が中断された後に再度実行が許可されたり、通常触媒暖機制御が開始された後、急速触媒暖機制御の実行が要求されたりして通常触媒暖機制御から急速触媒暖機制御へと移行させるときに、通常触媒暖機制御の中断が指示されてから急速触媒暖機制御のための点火時期τｓを導出していく場合に比べて、各燃焼室１２における実行点火時期τを速やかに急速触媒暖機制御に要求される点火時期τｓに設定することが可能になる。

【0037】

なお、上記実施形態において、エンジン１０における均質燃焼および成層燃焼は、何れも上流側浄化装置２３等の暖機が要求されたときに実行されるものであるが、エンジン１０における均質燃焼および成層燃焼は、必ずしも上流側浄化装置２３等の暖機のために実行されるものには限られない。

【0038】

そして、本開示の発明は上記実施形態に何ら限定されるものではなく、本開示の外延の範囲内において様々な変更をなし得ることはいうまでもない。更に、上記実施形態は、あくまで発明の概要の欄に記載された発明の具体的な一形態に過ぎず、発明の概要の欄に記載された発明の要素を限定するものではない。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本開示の発明は、内燃機関の製造産業等において利用可能である。

【符号の説明】

【0040】

１０ エンジン、１２ 燃焼室、２０ｄ 筒内噴射弁、２０ｐ ポート噴射弁、２１ 点火プラグ、２３ 上流側浄化装置、２４ 下流側浄化装置、１００ エンジン電子制御装置（エンジンＥＣＵ）。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】