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(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】P2024109521
(43)【公開日】2024-08-14
(54)【発明の名称】エンジンの制御装置
(51)【国際特許分類】
F02D 41/04 20060101AFI20240806BHJP
F02D 41/02 20060101ALI20240806BHJP
F02D 21/08 20060101ALI20240806BHJP
F02D 13/02 20060101ALI20240806BHJP
F02P 5/145 20060101ALI20240806BHJP
【ＦＩ】
F02D41/04
F02D41/02
F02D21/08 301G
F02D21/08 301A
F02D21/08 301C
F02D13/02 J
F02P5/145 G
F02P5/145 A
【審査請求】未請求
【請求項の数】15
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2024003555
(22)【出願日】2024-01-12
(31)【優先権主張番号】P 2023013879
(32)【優先日】2023-02-01
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
【新規性喪失の例外の表示】新規性喪失の例外適用申請有り
(71)【出願人】
【識別番号】000003137
【氏名又は名称】マツダ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110001427
【氏名又は名称】弁理士法人前田特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】村田 淳矢
(72)【発明者】
【氏名】▲崎▼間 俊明
(72)【発明者】
【氏名】原田 雄司
【テーマコード（参考）】
3G022
3G092
3G301
【Ｆターム（参考）】
3G022AA01
3G022AA10
3G092AA01
3G092AA11
3G092AA17
3G092AB01
3G092BA04
3G092BB01
3G092BB08
3G092DA03
3G092DC09
3G092FA24
3G092HB05Z
3G092HC09Z
3G301HA01
3G301HA13
3G301HA19
3G301HA24
3G301JA02
3G301LB04
3G301MA01
3G301MA11
3G301MA18
3G301MA28
3G301PB02Z
(57)【要約】
【課題】多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する。
【解決手段】ＥＣＵ１０は、第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部１０６と、燃焼室１７内における混合気のＡ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部１０７と、燃焼室１７内における混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部１０９と、相関量推定部１０７及び燃焼速度推定部１０９それぞれの推定結果に基づいて、アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部（制御目標設定部１０５及び流動補正部１１０）と、を備える。流動制御部は、乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応したＡ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、所定の標準燃料を用いた場合に比べて混合気のレイノルズ数Ｒｅをより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数Ｋａをより小さくするように、アクチュエータの制御目標を変更する。
【選択図】図７
【解決手段】ＥＣＵ１０は、第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部１０６と、燃焼室１７内における混合気のＡ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部１０７と、燃焼室１７内における混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部１０９と、相関量推定部１０７及び燃焼速度推定部１０９それぞれの推定結果に基づいて、アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部（制御目標設定部１０５及び流動補正部１１０）と、を備える。流動制御部は、乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応したＡ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、所定の標準燃料を用いた場合に比べて混合気のレイノルズ数Ｒｅをより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数Ｋａをより小さくするように、アクチュエータの制御目標を変更する。
【選択図】図７
【特許請求の範囲】
【請求項1】
複数種の燃料に対応させたエンジンの制御装置であって、
燃料タンクから燃焼室内に第１燃料を供給する燃料供給システムと、
前記エンジンに取り付けられ、燃料タンクから燃焼室内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するアクチュエータと、
前記燃焼室内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部と、
前記計測信号を受けると共に、前記燃焼室内における前記混合気の空気と前記第１燃料との重量比であるＡ／Ｆ、又は、前記燃焼室内における前記混合気の全ガスと前記第１燃料との重量比であるＧ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにした状態で前記混合気を燃焼させるように、前記燃料供給システム及び前記アクチュエータに制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記計測信号に基づいて、前記第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、
前記相関量推定部及び前記燃焼速度推定部それぞれの推定結果に基づいて、前記アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部と、を備え、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応した前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、前記混合気のレイノルズ数をより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数をより小さくするように、前記アクチュエータの制御目標を変更する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
燃料タンクから燃焼室内に第１燃料を供給する燃料供給システムと、
前記エンジンに取り付けられ、燃料タンクから燃焼室内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するアクチュエータと、
前記燃焼室内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部と、
前記計測信号を受けると共に、前記燃焼室内における前記混合気の空気と前記第１燃料との重量比であるＡ／Ｆ、又は、前記燃焼室内における前記混合気の全ガスと前記第１燃料との重量比であるＧ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにした状態で前記混合気を燃焼させるように、前記燃料供給システム及び前記アクチュエータに制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記計測信号に基づいて、前記第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、
前記相関量推定部及び前記燃焼速度推定部それぞれの推定結果に基づいて、前記アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部と、を備え、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応した前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、前記混合気のレイノルズ数をより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数をより小さくするように、前記アクチュエータの制御目標を変更する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項2】
請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記制御目標は、
前記燃焼室を開閉する吸気弁の開弁時期と、
前記燃焼室内に前記第１燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射時期と、の少なくとも一方により構成され、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、
前記開弁時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、排気上死点よりも進角側の範囲内で該開弁時期を遅角させ、
前記噴射時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど該噴射時期を進角させる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記制御目標は、
前記燃焼室を開閉する吸気弁の開弁時期と、
前記燃焼室内に前記第１燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射時期と、の少なくとも一方により構成され、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、
前記開弁時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、排気上死点よりも進角側の範囲内で該開弁時期を遅角させ、
前記噴射時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど該噴射時期を進角させる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項3】
請求項２に記載されたエンジンの制御装置において、
前記燃料噴射弁の噴射圧力は、少なくとも前記レイノルズ数を増減させる第２の制御目標を構成し、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記制御目標の変更に加えて又は該制御目標の変更に代えて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど前記混合気のレイノルズ数をより大きくするように前記噴射圧力を高める
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記燃料噴射弁の噴射圧力は、少なくとも前記レイノルズ数を増減させる第２の制御目標を構成し、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記制御目標の変更に加えて又は該制御目標の変更に代えて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど前記混合気のレイノルズ数をより大きくするように前記噴射圧力を高める
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項4】
請求項３に記載されたエンジンの制御装置において、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記開弁時期、前記噴射圧力及び前記噴射時期の優先順で、前記制御目標又は前記第２の制御目標の変更を実行する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記開弁時期、前記噴射圧力及び前記噴射時期の優先順で、前記制御目標又は前記第２の制御目標の変更を実行する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項5】
請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、
前記流動制御部は、前記制御目標を限界まで変更してもなお前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度を高めるよう、前記燃焼室内での外部ＥＧＲ量に対する内部ＥＧＲ量の比率を上昇させる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、
前記流動制御部は、前記制御目標を限界まで変更してもなお前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度を高めるよう、前記燃焼室内での外部ＥＧＲ量に対する内部ＥＧＲ量の比率を上昇させる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項6】
請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、
前記流動制御部は、前記制御目標を限界まで変更してもなお前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度を高めるよう、前記燃焼室内に供給される空気の量及び燃料量の少なくとも一方を介して前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆを減少させる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、
前記流動制御部は、前記制御目標を限界まで変更してもなお前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度を高めるよう、前記燃焼室内に供給される空気の量及び燃料量の少なくとも一方を介して前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆを減少させる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項7】
請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記計測部には、前記燃焼室内の筒内圧を検出する筒内圧センサが含まれ、
前記流動制御部は、前記筒内圧センサの検出結果を参照することで、前記乱流燃焼速度を前記目標速度に一致させるよう、前記乱流燃焼速度をフィードバック制御する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記計測部には、前記燃焼室内の筒内圧を検出する筒内圧センサが含まれ、
前記流動制御部は、前記筒内圧センサの検出結果を参照することで、前記乱流燃焼速度を前記目標速度に一致させるよう、前記乱流燃焼速度をフィードバック制御する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項8】
請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、
前記燃焼速度推定部は、
式（Ｂ）－（Ｄ）に示すモデルに基づいて、前記層流燃焼速度に火炎伸張を考慮した局所燃焼速度を推定し、
前記局所燃焼速度と、式（Ａ）及び（Ｅ）－（Ｆ）に示すモデルとに基づいて、前記乱流燃焼速度を推定する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
ただし、式（Ａ）－（Ｆ）において、ＳＴが前記乱流燃焼速度であり、ＳＬ
＊が火炎伸張を考慮した局所燃焼速度であり、ＳＬ
０が前記層流燃焼速度であり、Ｒｅが前記レイノルズ数であり、Ｋａが前記カルロビッツ数であり、Ｍａがマークシュタイン数であり、ηがストークスパラメータであり、ｌｅが渦のスケールであり、ｕ’が渦の強さであり、νが未燃混合気の動粘性係数である。
前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、
前記燃焼速度推定部は、
式（Ｂ）－（Ｄ）に示すモデルに基づいて、前記層流燃焼速度に火炎伸張を考慮した局所燃焼速度を推定し、
前記局所燃焼速度と、式（Ａ）及び（Ｅ）－（Ｆ）に示すモデルとに基づいて、前記乱流燃焼速度を推定する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【数1】
【数2】
【数3】
【数4】
【数5】
【数6】
【請求項9】
請求項８に記載されたエンジンの制御装置において、
前記エンジンに取り付けられ、前記燃焼室内に活性種を供給する活性種供給装置と、
前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部と、を備え、
前記制御部は、
前記エンジンの運転状態に応じて前記活性種供給装置に制御信号を入力することで、前記燃焼室内に活性種を供給し、
前記活性種供給装置によって活性種が供給されている場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値ぶ近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して乗算補正を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記エンジンに取り付けられ、前記燃焼室内に活性種を供給する活性種供給装置と、
前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部と、を備え、
前記制御部は、
前記エンジンの運転状態に応じて前記活性種供給装置に制御信号を入力することで、前記燃焼室内に活性種を供給し、
前記活性種供給装置によって活性種が供給されている場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値ぶ近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して乗算補正を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項10】
請求項９に記載されたエンジンの制御装置において、
前記乗算補正における乗算項の絶対値は、前記燃焼室内への活性種の供給量が増えるにしたがって増加する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記乗算補正における乗算項の絶対値は、前記燃焼室内への活性種の供給量が増えるにしたがって増加する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項11】
請求項８に記載されたエンジンの制御装置において、
前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部を備え、
前記制御部は、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの大きさが、リーン側の限界領域に到達しているか否かを判断し、
前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが前記限界領域に到達している場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して加算補正を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部を備え、
前記制御部は、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの大きさが、リーン側の限界領域に到達しているか否かを判断し、
前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが前記限界領域に到達している場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して加算補正を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項12】
請求項８に記載されたエンジンの制御装置において、
前記燃焼室内に活性種を供給する活性種供給装置と、
前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部と、を備え、
前記制御部は、
前記エンジンの運転状態に応じて前記活性種供給装置に制御信号を入力することで、前記燃焼室内に活性種を供給し、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの大きさが、リーン側の限界領域に到達しているか否かを判断し、
前記活性種供給装置によって活性種が供給されておらず、かつ前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが前記限界領域に到達していない場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して乗算補正を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記燃焼室内に活性種を供給する活性種供給装置と、
前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部と、を備え、
前記制御部は、
前記エンジンの運転状態に応じて前記活性種供給装置に制御信号を入力することで、前記燃焼室内に活性種を供給し、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの大きさが、リーン側の限界領域に到達しているか否かを判断し、
前記活性種供給装置によって活性種が供給されておらず、かつ前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが前記限界領域に到達していない場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して乗算補正を行う
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項13】
請求項９から１２のいずれか１つに記載されたエンジンの制御装置において、
前記制御部は、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値と、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値と、の差の絶対値が所定の閾値以上の場合に、前記式（Ｂ）の右辺に対する補正を実行するように判定し、
前記制御部は、
前記推定値が前記計測値よりも小さい場合には、前記閾値として第１閾値を参照し、
前記推定値が前記計測値よりも大きい場合には、前記閾値として前記第１閾値とは異なる絶対値を有する第２閾値を参照する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記制御部は、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値と、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値と、の差の絶対値が所定の閾値以上の場合に、前記式（Ｂ）の右辺に対する補正を実行するように判定し、
前記制御部は、
前記推定値が前記計測値よりも小さい場合には、前記閾値として第１閾値を参照し、
前記推定値が前記計測値よりも大きい場合には、前記閾値として前記第１閾値とは異なる絶対値を有する第２閾値を参照する
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項14】
請求項１に記載されたエンジンの制御装置において、
前記燃焼速度推定部は、事前に取得された標準燃料の燃料性状に基づいて、該標準燃料の燃焼時における前記乱流燃焼速度を推定し、
前記流動制御部は、前記目標速度として、前記標準燃料の燃焼時における前記乱流燃焼速度を用いる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
前記燃焼速度推定部は、事前に取得された標準燃料の燃料性状に基づいて、該標準燃料の燃焼時における前記乱流燃焼速度を推定し、
前記流動制御部は、前記目標速度として、前記標準燃料の燃焼時における前記乱流燃焼速度を用いる
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項15】
複数種の燃料に対応させたエンジンの制御装置であって、
燃料タンクから燃焼室内に第１燃料を供給する燃料供給システムと、
前記エンジンに取り付けられ、燃料タンクから燃焼室内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するアクチュエータと、
前記燃焼室内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部と、
前記計測信号を受けると共に、前記燃焼室内における前記混合気の空気と前記第１燃料との重量比であるＡ／Ｆ、又は、前記燃焼室内における前記混合気の全ガスと前記第１燃料との重量比であるＧ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにした状態で前記混合気を燃焼させるように、前記燃料供給システム及び前記アクチュエータに制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記計測信号に基づいて、前記第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、
前記相関量推定部及び前記燃焼速度推定部それぞれの推定結果に基づいて、前記アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部と、を備え、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応した前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、前記混合気のレイノルズ数をより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数をより小さくするように、前記アクチュエータの制御目標を変更し、
前記アクチュエータは、
前記燃焼室を開閉する吸気弁と、
前記燃焼室内に前記第１燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射時期と、の少なくとも１つによって構成され、
前記アクチュエータの制御目標は、
前記吸気弁の開弁時期と、
前記燃料噴射弁の噴射時期と、
前記前記燃料噴射弁の噴射圧力と、の少なくとも１つによって構成され、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、
前記開弁時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、排気上死点よりも進角側の範囲内で該開弁時期を遅角させ、
前記噴射時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど該噴射時期を進角させ、
前記噴射圧力の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど前記混合気のレイノルズ数をより大きくするように前記噴射圧力を高める
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
燃料タンクから燃焼室内に第１燃料を供給する燃料供給システムと、
前記エンジンに取り付けられ、燃料タンクから燃焼室内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するアクチュエータと、
前記燃焼室内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部と、
前記計測信号を受けると共に、前記燃焼室内における前記混合気の空気と前記第１燃料との重量比であるＡ／Ｆ、又は、前記燃焼室内における前記混合気の全ガスと前記第１燃料との重量比であるＧ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにした状態で前記混合気を燃焼させるように、前記燃料供給システム及び前記アクチュエータに制御信号を出力する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記計測信号に基づいて、前記第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部と、
前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、
前記相関量推定部及び前記燃焼速度推定部それぞれの推定結果に基づいて、前記アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部と、を備え、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応した前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、前記混合気のレイノルズ数をより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数をより小さくするように、前記アクチュエータの制御目標を変更し、
前記アクチュエータは、
前記燃焼室を開閉する吸気弁と、
前記燃焼室内に前記第１燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射時期と、の少なくとも１つによって構成され、
前記アクチュエータの制御目標は、
前記吸気弁の開弁時期と、
前記燃料噴射弁の噴射時期と、
前記前記燃料噴射弁の噴射圧力と、の少なくとも１つによって構成され、
前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、
前記開弁時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、排気上死点よりも進角側の範囲内で該開弁時期を遅角させ、
前記噴射時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど該噴射時期を進角させ、
前記噴射圧力の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど前記混合気のレイノルズ数をより大きくするように前記噴射圧力を高める
ことを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、エンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、火花点火式の内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置は、圧縮行程において燃焼室内の混合気に自着火を生じさせるとともに、その自着火が生じる時期よりも後の所定の時期に点火プラグを点火させるように構成されている。
【0003】
前記特許文献１によると、従来の希薄燃焼では、初期火炎を形成できずに失火する場合があり、また、仮に初期火炎が形成されたとしても、その火炎伝播速度が遅くなって部分燃焼になり得る。これに対し、前記特許文献１に係る制御装置を用いることで、混合気をリーン状態とした場合であっても、その燃焼を安定させて熱効率を向上させることができる。
【0004】
特許文献２には、流動強化弁を備えた内燃機関の制御装置が開示されている。この制御装置は、吸入空気量、及び流動強化弁の動作状態等に基づいて筒内の乱れ強度の指標を演算するとともに、そうして演算した乱れ強度指標に基づいて点火時期を演算するように構成されている。
【0005】
前記特許文献２によると、乱れ強度に比例して乱流燃焼速度が増加する。そして、乱流燃焼速度の増加にしたがって、最大トルクを実現するための点火時期が遅角化する。そのため、前記特許文献２に係る制御装置を用いることで、筒内の乱流燃焼速度に対応した点火時期を実現することができる。
【0006】
また、前記特許文献２には、吸入空気量等に基づいて乱れ強度を直に演算する代わりに、レイノルズ数等、乱れ強度に関連した指標を演算し、その指標に基づいて点火時期を補正することも開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１７－０１５０３８号公報
【特許文献2】特開２０１２－０６２８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
種々の環境問題に対応するために、熱効率を高めることが考えられている。これを実現するための方策として、理論空燃比よりも空気過剰側で燃料を燃焼させる希薄燃焼（いわゆるＡ／Ｆリーン燃焼）が広く知られている。
【0009】
また、環境問題に対応するための別の方策として、カーボンニュートラル燃料等、いわゆる次世代燃料の使用も検討されている。しかし、現状では、次世代燃料の組成が一律に決まるとは言えず、例えば仕向地によって、燃料組成が異なる可能性がある。
【0010】
本願発明者らは、環境問題に対応したエンジンを提供すべく、どのような燃料を用いたとしても高い熱効率を実現することができるように、多種燃料に対応させた希薄燃焼の実現を模索した。
【0011】
希薄燃焼の場合、前記特許文献１に記載されているように、初期火炎の伝播速度が不足する可能性がある。この伝播速度は、空燃比（Ａ／Ｆ）がリーンになるほど不足する傾向にある。また、Ａ／Ｆの目安となるリーン限界は、燃料組成に応じて変化する。そのため、伝播速度の不足量は、燃料組成に応じて変化し得る。
【0012】
一方、燃焼室内における火炎の伝播速度は、いわゆる乱流燃焼速度に比例する。この乱流燃焼速度は、前記特許文献２に記載されているように、空気の乱れ強度に比例する。空気の乱れは、レイノルズ数に関係する。
【0013】
そこで、火炎の伝播速度を高めるべく、燃料組成に応じたレイノルズ数となるように空気の流動を調整することが考えられる。しかしながら、伝播速度を効率よく高める上で、検討の余地がある。
【0014】
なお、上述した伝搬速度は、燃焼室内における混合気の全ガス（既燃ガスを含む）と燃料との重量比であるいわゆるＧ／Ｆがリーンになったとき（例えば、燃焼室内に多量の既燃ガスが供給されたとき）にも不足する傾向にある。すなわち、上述した課題は、Ａ／Ｆリーンな場合のみならず、Ｇ／Ｆリーンな状況での希薄燃焼にも共通した課題といえる。
【0015】
ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現することにある。
【課題を解決するための手段】
【0016】
一般に、乱流燃焼速度は、燃焼室内の渦の強さ（乱れの強さ）が大きくなるほど高くなる。しかしながら、渦の強さが大きいと、火炎伸張による消炎を招く可能性もある。
【0017】
本願発明者らは、乱流燃焼速度における火炎伸張の影響を検討した。そして、従来知られたPetersのモデル（N.Peters: J. Fluid Mech. (1999), vol.384, pp.107-132）に火炎伸張の影響を取り入れることで、以下の如きモデルを新たに提唱した。
【0018】
【数1】
【0019】
【数2】
【0020】
【数3】
【0021】
式（Ａ）－（Ｂ）において、ＳＴは、乱流燃焼速度であり、ＳＬ
０は、前記Petersのモデル（以下、単に「周知モデル」という）で用いられた、火炎伸張を考慮していない層流燃焼速度である。ＳＬ
０は、渦の流動（例えば、渦の強さ及び渦のスケール）ではなく、燃料性状、Ａ／Ｆ、Ｇ／Ｆ等、混合気それ自体の物性に依存する。
【0022】
ＳＬ
＊は、本願発明者らによって新たに提唱された、火炎伸張を考慮した局所燃焼速度である。ＳＬ
＊は、渦の流動と、混合気自体の物性との双方に依存する。式（Ａ）において、従来はＳＬ
＊ではなくＳＬ
０が用いられていたところ、これをＳＬ
＊に置き換えたことが、周知モデルと、本願に係るモデルとの相違点である。
【0023】
その他、Ｒｅ、Ｋａ、Ｍａ及びηは、それぞれ、レイノルズ数、カルロビッツ数、マークシュタイン数及びストークスパラメータである。下式（Ｄ）に示すように、ストークスパラメータは、ＫａとＭａの積に依存する。レイノルズ数及びカルロビッツ数は、渦の流動と、混合気自体の物性との双方に依存する。マークシュタイン数は、燃料性状のみに依存する。
【0024】
【数4】
【0025】
また、式（Ａ）のｆ（ｘ）は、ｘに対して実質的に正の相関を有している。つまり、式（Ａ）において乱流燃焼速度ＳＴを高めるためには、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めればよい。
【0026】
そして、層流燃焼速度ＳＬ
０とマークシュタイン数Ｍａとが混合気の物性に依存していることに鑑みると、燃料性状を同一条件下にした場合（同じ燃料を用いた場合）に局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めるためには、式（Ｂ）において、レイノルズ数Ｒｅを大きくすると同時に、同式においてカルロビッツ数Ｋａを小さくすればよいということに、本願発明者らは気付いた。
【0027】
本願発明者らは、以上の知見と、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど火炎の伝播速度が不足する傾向にあるという知見とを考慮することで、本開示を新たに創作するに至った。
【0028】
具体的に、本開示の第１の態様は、複数種の燃料に対応させたエンジンの制御装置に係る。この制御装置は、燃料タンクから燃焼室内に第１燃料を供給する燃料供給システムと、前記エンジンに取り付けられ、燃料タンクから燃焼室内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するアクチュエータと、前記燃焼室内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部と、前記計測信号を受けると共に、前記燃焼室内における前記混合気の空気と前記第１燃料との重量比であるＡ／Ｆ、又は、前記燃焼室内における前記混合気の全ガスと前記第１燃料との重量比であるＧ／Ｆが理論空燃比よりもリーンな状態で前記混合気を燃焼させるように、前記燃料供給システム及び前記アクチュエータに制御信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記計測信号に基づいて、前記第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部と、前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部と、前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、前記相関量推定部及び前記燃焼速度推定部それぞれの推定結果に基づいて、前記アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部と、を備え、前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応した前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、前記混合気のレイノルズ数をより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数をより小さくするように、前記アクチュエータの制御目標を変更する。
【0029】
前記第１の態様によると、流動制御部は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほどレイノルズ数をより大きくしかつカルロビッツ数をより小さくするように、アクチュエータの制御目標を変更する。これにより、ガソリン等の標準燃料とは異なる異種燃料を燃焼させる場合であっても、レイノルズ数のみを大きくする場合と比べて、初期の火炎速度を効率的に高めることができる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現することができる。
【0030】
また、本開示の第２の態様によれば、前記制御目標は、前記燃焼室を開閉する吸気弁の開弁時期と、前記燃焼室内に前記第１燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射時期と、の少なくとも一方により構成され、前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記開弁時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、排気上死点よりも進角側の範囲内で該開弁時期を遅角させ、前記噴射時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど該噴射時期を進角させる、としてもよい。
【0031】
本願発明者らの検討によれば、開弁時期をＴＤＣ付近まで遅角させたときには、相対的に進角させたときと比べてカルロビッツ数は小さくなる。これは、ＴＤＣ付近で吸気弁を開くと、そこよりも開弁時期を進角させたときと比べて吸入空気量が微減するのと引き換えに、下死点に向かってガスを引き込む力が相対的に大きく作用し、その結果、混合気がなす渦のスケールが相対的に大きくなるからである。本願発明者らの検証によれば、その際、渦のスケールは、混合気がなす渦の強さよりも有意に大きくなり、レイノルズ数がより大きくなると同時にカルロビッツ数はより小さくなる。
【0032】
もっとも、開弁時期をＴＤＣよりもさらに遅角させてしまうと、ガスを引き込む力がさらに大きくなる一方、吸入空気量が大きく減少してしまうため、熱効率の観点からは実用性に欠ける。
【0033】
燃料の噴射時期についても同様である。噴射時期を遅角させると、下死点に向かって燃料を引き込む力が相対的に大きく作用することになり、その結果、混合気がなす渦のスケールが相対的に大きくなるからである。本願発明者らの検証によれば、その際、渦のスケールは、渦の強さよりも有意に大きくなる。その結果、レイノルズ数が大きくなると同時に、カルロビッツ数は小さくなる。
【0034】
したがって、前記第２の態様のように開弁時期及び噴射時期を変更することで、熱効率を確保しつつ、レイノルズ数を大きくしかつカルロビッツ数を小さくすることが可能になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0035】
また、本開示の第３の態様によれば、前記燃料噴射弁の燃料噴射圧力は、少なくとも前記レイノルズ数を増減させる第２の制御目標を構成し、前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記制御目標の変更に加えて又は該制御目標の変更に代えて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど前記混合気のレイノルズ数をより大きくするように前記噴射圧力を高める、としてもよい。
【0036】
前記第３の態様によると、燃料噴射圧力（以下、単に「噴射圧力」ともいう）を高めることで、混合気によって燃焼室内に形成される渦の強さを高めることができる。これにより、レイノルズ数をより大きくする上で有利になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0037】
また、本開示の第４の態様によれば、前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記開弁時期、前記噴射圧力及び前記噴射時期の優先順で、前記制御目標又は前記第２の制御目標の変更を実行する、としてもよい。
【0038】
本願発明者らが、鋭意検討を重ねた結果によれば、噴射時期の変更は、エミッション性能に若干の影響を及ぼす。噴射圧力の変更は、燃費性能に若干の影響を及ぼす。そこで、前記第４の態様のように優先順位を設定することで、エミッション性能、及び、燃費性能の順番で、各性能を可能な限り確保することができる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0039】
また、本開示の第５の態様によれば、前記流動制御部は、前記制御目標を限界まで変更してもなお前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度を高めるよう、前記燃焼室内での外部ＥＧＲ量に対する内部ＥＧＲ量の比率を上昇させる、としてもよい。
【0040】
開弁時期、前記噴射圧力及び前記噴射時期には、所定の制御限界が存在するものと考えられる。そこで、これらの因子が制御限界に達してもなお乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、層流燃焼速度を高めることで、乱流燃焼速度の上昇を図る。周知のように、筒内温度の上昇は、層流燃焼速度の上昇に資する。ゆえに、内部ＥＧＲ量の比率を通じて筒内温度を上昇させることで、乱流燃焼速度を上昇させることが可能になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0041】
また、本開示の第６の態様によれば、前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、前記流動制御部は、前記制御目標を限界まで変更してもなお前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度を高めるよう、前記燃焼室内に供給される空気の量及び燃料量の少なくとも一方を介して前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆを減少させる、としてもよい。
【0042】
開弁時期、前記噴射圧力及び前記噴射時期には、所定の制御限界が存在するものと考えられる。そこで、これらの因子が制御限界に達してもなお乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合には、層流燃焼速度を高めることで、乱流燃焼速度の上昇を図る。周知のように、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆのリーン化は、層流燃焼速度の上昇に資する。ゆえに、内部ＥＧＲ量の比率を通じて筒内温度を上昇させることで、乱流燃焼速度を上昇させることが可能になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0043】
また、本開示の第７の態様によれば、前記計測部には、前記燃焼室内の筒内圧を検出する筒内圧センサが含まれ、前記流動制御部は、前記筒内圧センサの検出結果を参照することで、前記乱流燃焼速度を前記目標速度に一致させるよう、前記乱流燃焼速度をフィードバック制御する、としてもよい。
【0044】
前記第７の態様によると、流動制御部は、筒内圧センサの計測信号に基づいたフィードバック制御を通じて、乱流燃焼速度を目標速度に一致させる。これにより、多種燃料による希薄燃焼時であっても、より適切な乱流燃焼速度を実現することができる。
【0045】
また、本開示の第８の態様によれば、前記パラメータは、前記燃焼室内における前記混合気の層流燃焼速度であり、前記燃焼速度推定部は、式（Ｂ）－（Ｄ）に示すモデルに基づいて、前記層流燃焼速度に火炎伸張を考慮した局所燃焼速度を推定し、前記局所燃焼速度と、式（Ａ）及び（Ｅ）－（Ｆ）に示すモデルとに基づいて、前記乱流燃焼速度を推定する、としてもよい。
【0046】
【数5】
【0047】
【数6】
【0048】
【数7】
【0049】
【数8】
【0050】
【数9】
【0051】
【数10】
【0052】
ただし、式（Ａ）－（Ｆ）において、ＳＴが前記乱流燃焼速度であり、ＳＬ
＊が火炎伸張を考慮した局所燃焼速度であり、ＳＬ
０が前記層流燃焼速度であり、Ｒｅが前記レイノルズ数であり、Ｋａが前記カルロビッツ数であり、Ｍａがマークシュタイン数であり、ηがストークスパラメータであり、ｌｅが渦のスケールであり、ｕ’が渦の強さであり、νが未燃混合気の動粘性係数である。
【0053】
前記第８の態様によると、火炎伸張を考慮した局所燃焼速度を適切に推定し、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現するように、レイノルズ数及びカルロビッツ数を適切に調整することが可能になる。
【0054】
また、本開示の第９の態様によれば、前記エンジンの制御装置は、前記エンジンに取り付けられ、前記燃焼室内に活性種を供給する活性種供給装置と、前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部と、を備え、前記制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて前記活性種供給装置に制御信号を入力することで、前記燃焼室内に活性種を供給し、前記活性種供給装置によって活性種が供給されている場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して乗算補正を行う、としてもよい。
【0055】
ここで、「活性種」は、燃焼室内での混合気の火炎伝播を促進させるものであればよい。「活性種」は、例えば、オゾン（Ｏ３）としてもよいし、ＯＨラジカルとしてもよい。
【0056】
前記第９の態様によると、活性種を供給することで、火炎伝播を促進することができる。しかしながら、活性種を供給することは、混合気の物性を調整することに他ならない。混合気の物性を調整することは、層流燃焼速度に影響を与え得るため、乱流燃焼速度の推定値にずれを招き得る。そうしたずれの発生は、レイノルズ数及びカルロビッツ数を適切に調整するには不都合である。
【0057】
これに対し、前記第９の態様のように乗算補正を行うことで、前述の如きずれを縮小することができる。それにより、レイノルズ数及びカルロビッツ数を適切に調整する上で有利になる。
【0058】
さらに、活性種の供給は、層流燃焼速度、ひいては局所燃焼速度の高低にかかわらず影響し得ると考えられる。前記第９の態様のように乗算補正を行うことで、局所燃焼速度ＳＬ
＊の高低にかかわらず、活性種の影響を考慮することができる。
【0059】
また、本開示の第１０の態様によれば、前記乗算補正における乗算項の絶対値は、前記燃焼室内への活性種の供給量が増えるにしたがって増加する、としてもよい。
【0060】
一般に、活性種を多く供給すればするほど、混合気の燃え易さへの影響が大きくなると考えられる。そこで、前記第１０の態様のように、活性種の供給量に応じて乗算項の値を変化させることで、活性種を供給することの影響を、より適切に考慮することができる。
【0061】
また、本開示の第１１の態様によれば、前記エンジンの制御装置は、前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部を備え、前記制御部は、前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの大きさが、リーン側の限界領域に到達しているか否かを判断し、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが前記限界領域に到達している場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して加算補正を行う、としてもよい。
【0062】
前記第１１の態様によると、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域付近まで到達している場合（いわゆるリーン限界又はＥＧＲ限界付近に達している場合）、空気又はＥＧＲガスによる燃料の希釈に起因して、その燃焼速度が遅くなるものと考えられる。しかし、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域付近では、この燃焼速度の遅くなり具合は通常とは異なり、こうした影響は層流燃焼速度モデルに反映されていない。よって、こうした影響は、乱流燃焼速度の推定値にずれを招き得る。そうしたずれの発生は、レイノルズ数及びカルロビッツ数を適切に調整するには不都合である。
【0063】
これに対し、前記第１１の態様のように加算補正を行うことで、前述の如きずれを縮小することができる。それにより、レイノルズ数及びカルロビッツ数を適切に調整する上で有利になる。
【0064】
さらに、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達している場合、燃料が十分に希釈された結果、層流燃焼速度、ひいては局所燃焼速度は下限付近の値になると考えられる。つまり、空気又はＥＧＲガスによる燃料の希釈は、局所燃焼速度が下限付近の値にあるときのみに影響し得ると考えられる。一方、前記第１１の態様のような加算項は、局所燃焼速度に係数を乗じる場合と比較して、局所燃焼速度の高低に応じて影響度合いは変化し得る。
【0065】
そこで、前記第１１の態様のように加算補正を行うことで、局所燃焼速度の全域ではなく、当該速度が十分に低い場合にのみ、補正の影響を及ぼすことができる。
【0066】
また、本開示の第１２の態様によれば、前記エンジンの制御装置は、前記燃焼室内に活性種を供給する活性種供給装置と、前記計測信号に基づいて、前記燃焼室内に生じた前記乱流燃焼速度を計測する燃焼速度計測部と、を備え、前記制御部は、前記エンジンの運転状態に応じて前記活性種供給装置に制御信号を入力することで、前記燃焼室内に活性種を供給し、前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの大きさが、リーン側の限界領域に到達しているか否かを判断し、前記活性種供給装置によって活性種が供給されておらず、かつ前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが前記限界領域に到達していない場合、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値を、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値に近づけるように、前記式（Ｂ）の右辺に対して乗算補正を行う、としてもよい。
【0067】
前記第１２の態様によると、活性種の供給、及び前記限界領域以外の要因による一般誤差の影響を、乱流燃焼速度の推定に反映させることができる。それにより、レイノルズ数及びカルロビッツ数を適切に調整する上で有利になる。なお、ここでいう「一般誤差」とは、例えば、ＥＧＲガスの組成に起因した誤差としてもよい。「ＥＧＲガスの組成に起因した誤差」とは、例えば、ＥＧＲガス中のＮＯｘの含有率又は含有量としてもよい。
【0068】
また、本開示の第１３の態様によれば、前記制御部は、前記燃焼速度推定部による前記乱流燃焼速度の推定値と、前記燃焼速度計測部による前記乱流燃焼速度の計測値と、の差の絶対値が所定の閾値以上の場合に、前記式（Ｂ）の右辺に対する補正を実行するように判定し、前記制御部は、前記推定値が前記計測値よりも小さい場合には、前記閾値として第１閾値を参照し、前記推定値が前記計測値よりも大きい場合には、前記閾値として前記第１閾値とは異なる絶対値を有する第２閾値を参照する、としてもよい。
【0069】
一般に、乱流燃焼速度の推定値がその計測値よりも大きいときと小さいときとで、エンジンの燃焼波形、ひいては熱効率に与える影響は相違するものと考えられる。そこで、前記第１３の態様のようにゼロ点に対して非対称な閾値を用いることで、熱効率に与える影響が比較的大きいと考えられる場合には、より小さな閾値を用いる一方、熱効率に与える影響が比較的小さいと考えられる場合には、より大きな閾値を用いることができる。これにより、より適切なタイミングでモデル修正を行うことが可能になる。
【0070】
また、本開示の第１４の態様によれば、前記燃焼速度推定部は、事前に取得された標準燃料の燃料性状に基づいて、該標準燃料の燃焼時における前記乱流燃焼速度を推定し、前記流動制御部は、前記目標速度として、前記標準燃料の燃焼時における前記乱流燃焼速度を用いる、としてもよい。
【0071】
前記第１４の態様によると、標準燃料の燃焼時における乱流燃焼速度を目標速度に用いることで、その標準燃料とは異なる燃料を第１燃料に用いたとしても、標準燃料と同様の燃焼波形を実現することができる。これにより、多種燃料に適したエンジンとすることができる。
【0072】
また、本開示の第１５の態様は、複数種の燃料に対応させたエンジンの制御装置にかかる。この制御装置は、燃料タンクから燃焼室内に第１燃料を供給する燃料供給システムと、前記エンジンに取り付けられ、燃料タンクから燃焼室内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するアクチュエータと、前記燃焼室内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部と、前記計測信号を受けると共に、前記燃焼室内における前記混合気の空気と前記第１燃料との重量比であるＡ／Ｆ、又は、前記燃焼室内における前記混合気の全ガスと前記第１燃料との重量比であるＧ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにした状態で前記混合気を燃焼させるように、前記燃料供給システム及び前記アクチュエータに制御信号を出力する制御部と、を備え、前記制御部は、前記計測信号に基づいて、前記第１燃料の燃料性状を推定する筒内性状推定部と、前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する相関量推定部と、前記筒内性状推定部による推定結果に基づいて、前記燃焼室内における前記混合気の乱流燃焼速度を推定する燃焼速度推定部と、前記相関量推定部及び前記燃焼速度推定部それぞれの推定結果に基づいて、前記アクチュエータに制御信号を出力する流動制御部と、を備え、前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記パラメータに対応した前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、前記混合気のレイノルズ数をより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数をより小さくするように、前記アクチュエータの制御目標を変更する。
【0073】
そして、前記第１５の態様によれば、前記アクチュエータは、前記燃焼室を開閉する吸気弁と、前記燃焼室内に前記第１燃料を噴射する燃料噴射弁の噴射時期と、の少なくとも１つによって構成され、前記アクチュエータの制御目標は、前記吸気弁の開弁時期と、前記燃料噴射弁の噴射時期と、前記前記燃料噴射弁の噴射圧力と、の少なくとも１つによって構成され、前記流動制御部は、前記乱流燃焼速度が目標速度を下まわる場合、前記開弁時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど、排気上死点よりも進角側の範囲内で該開弁時期を遅角させ、前記噴射時期の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど該噴射時期を進角させ、前記噴射圧力の変更に際しては、前記Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど前記混合気のレイノルズ数をより大きくするように前記噴射圧力を高める。
【0074】
前記第１５の態様によると、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現することができる。
【発明の効果】
【0075】
以上説明したように、本開示によれば、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【0076】
【発明を実施するための形態】
【0077】
以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。
【0078】
図１は、エンジンを例示する構成図である。図２は、エンジンの燃焼室を例示する図であり、上図は燃焼室の平面視想到図、下図はII－II線断面図である。図３は、エンジンの燃焼室及び吸気系を例示する図である。図４は、エンジンの制御装置を例示するブロック図である。
【0079】
エンジン１は、燃焼室１７を形成するシリンダ１１を有している。このシリンダ１１の中で、吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程が繰り返される。エンジン１は、これらの行程を繰り返すことにより運転する４ストロークエンジンである。エンジン１は、四輪の自動車に搭載される。この自動車は、エンジン１が運転することによって走行する。
【0080】
エンジン１は、複数種の燃料に対応させたエンジンである。すなわち、このエンジン１は、いわゆる多種燃料対応エンジンである。エンジン１の燃料は、ガソリンであってもよいし、ナフサ等の代替燃料であってもよいし、メタノール等、種々のカーボンニュートラル燃料であってもよいし、それらの燃料の混合物（混合可能な燃料の混合物）としてもよい。
【0081】
また、エンジン１の燃料としてのガソリンは、高オクタン価燃料及び低オクタン価燃料の両方を使用できる。高オクタン価燃料のオクタン価は、例えば１００であり、低オクタン価燃料のオクタン価は、例えば９１である。
【0082】
自動車の利用者は、後述する燃料タンク６３に、前記複数種の燃料に含まれる燃料を給油することができる。例えば、燃料タンク６３内に貯留していた燃料を使い切った後、それとは異なる燃料を、同じ燃料タンク６３内に注ぎ足すこともできる。利用者はまた、高オクタン価燃料を貯留している燃料タンク６３に、低オクタン価燃料を注ぎ足すことができ、低オクタン価燃料を貯留している燃料タンク６３に、高オクタン価燃料を注ぎ足すこともできる。オクタン価の異なる燃料を注ぎ足すと、エンジン１の使用燃料のオクタン価は、中間のオクタン価になる。
【0083】
（エンジンの構成）
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えている。シリンダブロック１２の内部には、複数のシリンダ１１が形成されている。図１では、１つのシリンダ１１のみを示す。つまり、本実施形態に係るエンジン１は、多気筒エンジンである。
エンジン１は、シリンダブロック１２と、その上に載置されるシリンダヘッド１３とを備えている。シリンダブロック１２の内部には、複数のシリンダ１１が形成されている。図１では、１つのシリンダ１１のみを示す。つまり、本実施形態に係るエンジン１は、多気筒エンジンである。
【0084】
各シリンダ１１には、ピストン３が内挿されている。ピストン３は、コネクティングロッド１４を介してクランクシャフト１５に連結されている。ピストン３は、シリンダ１１の内部を往復動する。ピストン３、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３は、燃焼室１７を形成する。
【0085】
なお、「燃焼室」は、ピストン３が圧縮上死点に至ったときの空間の意味に限定されない。「燃焼室」の語は、広義で用いる場合がある。すなわち、「燃焼室」は、ピストン３の位置に関わらず、ピストン３、シリンダ１１及びシリンダヘッド１３によって形成される空間を意味する場合がある。
【0086】
ピストン３の上面は平坦面である。ピストン３の上面には、キャビティ３１が形成されている。キャビティ３１は、ピストン３の上面から凹陥している。キャビティ３１は、後述するインジェクタ６と対向する。
【0087】
キャビティ３１は、凸部３１１を有している。凸部３１１は、シリンダ１１の中心軸Ｘ１から排気側にややずれた位置に設けられている。凸部３１１は、略円錐状である。凸部３１１は、キャビティ３１の底部から、シリンダ１１の中心軸Ｘ１に平行な軸Ｘ２に沿って上向きに伸びている。凸部３１１の上端は、キャビティ３１の周縁部の上面とほぼ同一の高さである。
【0088】
キャビティ３１の周側面は、該キャビティ３１の底面からキャビティ３１の開口に向かって軸Ｘ２に対して傾いている。キャビティ３１の内径は、キャビティ３１の底部からキャビティ３１の開口に向かって次第に拡大する。
【0089】
キャビティ３１は、底部３１３を有している。底部３１３における吸気側の領域は、後述する点火プラグ２５と対向している。該底部３１３は、図２の上図に示すように、平面視で所定の大きさとなるように、水平方向に広がっている。
【0090】
また、シリンダヘッド１３の下面、すなわち、燃焼室１７の天井面は、図２の下図に示すように、吸気側の傾斜面１３１１と、排気側の傾斜面１３１２とによって構成されている。傾斜面１３１１は、吸気側から軸Ｘ２に向かって上り勾配となっている。一方、傾斜面１３１２は、排気側から軸Ｘ２に向かって上り勾配となっている。燃焼室１７の天井面は、いわゆるペントルーフ形状である。
【0091】
尚、燃焼室１７の形状は、図２に例示する形状に限定されない。例えば、キャビティ３１の形状、ピストン３の上面の形状、及び燃焼室１７の天井面の形状等は、適宜変更することが可能である。
【0092】
また、キャビティ３１は、シリンダ１１の中心軸Ｘ１に対して対称な形状にしてもよい。傾斜面１３１１と傾斜面１３１２とは、シリンダ１１の中心軸Ｘ１に対して対称な形状にしてもよい。
【0093】
エンジン１の幾何学的圧縮比は、１０以上３０以下に設定されている。後述するように、エンジン１は、一部の運転領域において、ＳＩ（Spark Ignition）燃焼とＣＩ燃焼（Compression Ignition）とを組み合わせたＳＰＣＣＩ燃焼を行う。ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼による発熱及び／又は圧力上昇によって、ＣＩ燃焼をコントロールする。エンジン１は、圧縮着火式エンジンである。しかし、エンジン１は、ピストン３が圧縮上死点に至った時の燃焼室１７の温度（つまり、圧縮端温度）を高くする必要がない。そのため、エンジン１は、ＳＰＣＣＩ燃焼を行わないエンジンと比べて、幾何学的圧縮比を低く設定することができる。幾何学的圧縮比が低いと、冷却損失の低減、及び、機械損失の低減に有利になる。
【0094】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１ごとに、吸気ポート１８が形成されている。吸気ポート１８は、図３に示すように、第１吸気ポート１８１及び第２吸気ポート１８２の、２つの吸気ポートを有している。第１吸気ポート１８１及び第２吸気ポート１８２は、クランクシャフト１５の軸方向、すなわち、エンジン１のフロント－リヤ方向に並んでいる。吸気ポート１８は、燃焼室１７と連通している。吸気ポート１８は、詳細な図示は省略するが、いわゆるタンブルポートである。すなわち、吸気ポート１８は、燃焼室１７の中にタンブル流が形成される形状を有している。
【0095】
吸気ポート１８には、吸気弁２１が配設されている。吸気弁２１は、燃焼室１７と吸気ポート１８との間を開閉する。動弁機構は、吸気弁２１を所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び／又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構としてもよい。図４に示すように、動弁機構は、吸気電動Ｓ－ＶＴ（Sequential-Valve Timing）２３を有している。吸気電動Ｓ－ＶＴ２３は、吸気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更する。これにより、吸気弁２１の開弁時期及び閉弁時期は連続的に変化する。尚、吸気弁２１の動弁機構は、電動Ｓ－ＶＴに代えて、油圧式のＳ－ＶＴを有していてもよい。吸気弁２１は、本実施形態における「アクチュエータ」の一例である。
【0096】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１ごとに、排気ポート１９が形成されている。排気ポート１９は、図３に示すように、第１排気ポート１９１及び第２排気ポート１９２の、２つの排気ポートを有している。第１排気ポート１９１及び第２排気ポート１９２は、エンジン１のフロント－リヤ方向に並んでいる。排気ポート１９は、燃焼室１７と連通している。
【0097】
排気ポート１９には、排気弁２２が配設されている。排気弁２２は、燃焼室１７と排気ポート１９との間を開閉する。動弁機構は、排気弁２２を所定のタイミングで開閉する。動弁機構は、バルブタイミング及び／又はバルブリフトを可変にする可変動弁機構としてもよい。図４に示すように、動弁機構は、排気電動Ｓ－ＶＴ２４を有している。排気電動Ｓ－ＶＴ２４は、排気カムシャフトの回転位相を所定の角度範囲内で連続的に変更する。これにより、排気弁２２の開弁時期及び閉弁時期は連続的に変化する。尚、排気弁２２の動弁機構は、電動Ｓ－ＶＴに代えて、油圧式のＳ－ＶＴを有していてもよい。
【0098】
吸気電動Ｓ－ＶＴ２３及び排気電動Ｓ－ＶＴ２４は、吸気弁２１と排気弁２２との両方が開弁するオーバーラップ期間の長さを調整する。オーバーラップ期間の長さを調整することによって、燃焼室１７の中の残留ガスを掃気することができる。また、オーバーラップ期間の長さを調整することによって、内部ＥＧＲ（Exhaust Gas Recirculation）ガスを燃焼室１７の中に導入することができる。吸気電動Ｓ－ＶＴ２３及び排気電動Ｓ－ＶＴ２４は、内部ＥＧＲシステムを構成している。尚、内部ＥＧＲシステムは、Ｓ－ＶＴによって構成されるとは限らない。
【0099】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、インジェクタ６が取り付けられている。インジェクタ６は、燃焼室１７の中に燃料を直接噴射する。インジェクタ６は、吸気側の傾斜面１３１１と排気側の傾斜面１３１２とが交差するペントルーフの谷部において、燃焼室１７内に臨んで配設されている。インジェクタ６の噴射軸心Ｘ２は、中心軸Ｘ１に平行である。インジェクタ６の噴射軸心Ｘ２とキャビティ３１の中心とは一致している。インジェクタ６は、キャビティ３１に対向している。尚、インジェクタ６の噴射軸心Ｘ２は、シリンダ１１の中心軸Ｘ１と一致していてもよい。その場合に、インジェクタ６の噴射軸心Ｘ２と、キャビティ３１の中心とは一致していてもよい。インジェクタ６は、本実施形態における「アクチュエータ」の一例である。
【0100】
インジェクタ６は、詳細な図示は省略するが、複数の噴口を有する多噴口型の燃料噴射弁によって構成されている。インジェクタ６は、図２に二点鎖線で示すように、燃料噴霧が、燃焼室１７の中央から放射状に広がるように燃料を噴射する。インジェクタ６は、本構成例においては、十個の噴口を有している。十個の噴口は、周方向に等角度に配置されている。尚、噴口の数は８個であってもよい。噴口の軸は、図２の上図に示すように、後述する点火プラグ２５に対して、周方向に位置がずれている。すなわち、点火プラグ２５は、隣り合う２つの噴口の軸に挟まれている。これにより、インジェクタ６から噴射された燃料の噴霧が、点火プラグ２５に直接に当たって電極を濡らしてしまうことが回避される。
【0101】
インジェクタ６には、燃料供給システム６１が接続されている。燃料供給システム６１は、燃料を貯留する燃料タンク６３と、燃料供給路６２とを備えている。燃料供給路６２は、燃料タンク６３とインジェクタ６とを互いにつなげている。燃料供給路６２には、燃料ポンプ６５とコモンレール６４とが介設している。燃料供給システム６１は、燃料タンク６３から燃焼室１７内に第１燃料を供給するように構成されている。
【0102】
燃料ポンプ６５は、コモンレール６４に燃料を圧送する。燃料ポンプ６５は、この構成例においては電動式のポンプである。この電動式のポンプは、燃料タンク６３の内部に配設されている。この燃料ポンプ６５は、燃料ポンプコントローラ６５１と接続されている。燃料ポンプ６５は、クランクシャフト１５によって駆動されるプランジャー式のポンプとしてもよい。また、燃料供給路６２におけるコモンレール６４と燃料ポンプ６５との間には、高圧燃料ポンプ６４１が配設されている。
【0103】
コモンレール６４は、燃料ポンプ６５から送られた燃料を蓄える。コモンレール６４の中は高圧である。インジェクタ６は、コモンレール６４につながっている。インジェクタ６が開弁すると、コモンレール６４の中の高圧の燃料が、インジェクタ６の各噴口から燃焼室１７の中に噴射される。
【0104】
燃料供給システム６１は、３０ＭＰａ以上の高い圧力の燃料を、インジェクタ６に供給することが可能である。燃料供給システム６１の最高燃料圧力は、例えば１２０ＭＰａ程度に設定してもよい。インジェクタ６に供給する燃料の目標圧力（燃料の目標噴射圧力力）は、エンジン１の運転状態等に応じて変更してもよい。尚、燃料供給システム６１の構成は、前記の構成に限定されない。
【0105】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、点火プラグ２５が取り付けられている。点火プラグ２５は、この構成例では、図２にも示すように、シリンダ１１の中心軸Ｘ１を挟んだ吸気側に配設されている。点火プラグ２５は、インジェクタ６と隣接している。点火プラグ２５は、２つの吸気ポート１８の間に位置している。点火プラグ２５は、上方から下方に向かって、燃焼室１７の中央に近づく方向に傾くように、シリンダヘッド１３に取り付けられている。点火プラグ２５の電極は、図２に示すように、燃焼室１７に臨んでいて且つ燃焼室１７の天井面の付近に位置している。尚、点火プラグ２５を、シリンダ１１の中心軸Ｘ１を挟んだ排気側に配置してもよい。また、点火プラグ２５をシリンダ１１の中心軸Ｘ１上に配置してもよい。
【0106】
シリンダヘッド１３には、シリンダ１１毎に、燃焼室１７内に活性種を供給する活性種供給装置２８が取り付けられている（図４及び図１８にのみ図示）。活性種供給装置２８は、燃焼室１７内で活性種を生成するために設置された装置であり、放電電極２８ａ及び電圧印加回路２８ｂを有している。
【0107】
電圧印加回路２８ｂは、放電電極２８ａに高電圧を印加する。放電電極２８ａは、図１８に示すように燃焼室１７の内部に臨んでいる。放電電極２８ａは、高電圧が印加されると、放電してプラズマを生成する。放電電極２８ａによってプラズマが生成されると、燃焼室１７内の空気又は混合気とプラズマとが反応し、オゾン（Ｏ３）、及びＯＨラジカル等の活性種が生成される。この活性種は、燃焼室１７内での混合気の火炎伝播を促進させる。
【0108】
その他、シリンダヘッド１３には、各シリンダ１１の中心軸Ｘ１に対して点火プラグ２５の反対側（この構成例では吸気側）に、燃焼室１７内の圧力を検知する筒内圧センサＳＷ６がそれぞれ取り付けられている。筒内圧センサＳＷ６は、燃焼室１７内での燃焼に関する計測信号を出力する計測部を構成している。
【0109】
エンジン１の一側面には吸気通路４０が接続されている。吸気通路４０は、各シリンダ１１の吸気ポート１８と連通している。吸気通路４０は、各燃焼室１７に導入されるガスが流れる通路である。吸気通路４０の上流端部には、エアクリーナー４１が配設されている。吸気通路４０の下流端の近くには、サージタンク（不図示）が配設されている。サージタンクよりも下流の吸気通路４０は、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の下流端が、各シリンダ１１の吸気ポート１８と接続されている。
【0110】
吸気通路４０におけるエアクリーナー４１とサージタンクとの間には、スロットル弁４３が配設されている。スロットル弁４３は、弁の開度が変わることによって、燃焼室１７の中への新気の導入量を調節する。
【0111】
吸気通路４０にはまた、スロットル弁４３の下流に、過給機４４が配設されている。過給機４４は、各燃焼室１７に導入される吸気のガスの圧力を高める。この構成例において、過給機４４は、エンジン１によって駆動される機械式の過給機である。機械式の過給機４４は、ルーツ式、リショルム式、ベーン式又は遠心式である。
【0112】
過給機４４とエンジン１との間には、電磁クラッチ４５が介設している。電磁クラッチ４５は、エンジン１から過給機４４へ駆動力を伝達する状態と、駆動力の伝達を遮断する状態とを切り替える。後述するＥＣＵ１０が電磁クラッチ４５に制御信号を出力することによって、過給機４４はオン又はオフになる。
【0113】
吸気通路４０における過給機４４の下流には、インタークーラー４６が配設されている。インタークーラー４６は、過給機４４が圧縮した吸気のガスを冷却する。インタークーラー４６は、水冷式又は油冷式である。
【0114】
吸気通路４０には、バイパス通路４７が接続されている。バイパス通路４７は、吸気通路４０における過給機４４の上流部とインタークーラー４６の下流部とを互いに接続する。バイパス通路４７は、過給機４４及びインタークーラー４６をバイパスする。バイパス通路４７には、エアバイパス弁４８が配設されている。エアバイパス弁４８は、バイパス通路４７を流れるガスの流量を調節する。
【0115】
ＥＣＵ１０は、過給機４４がオフの場合に、エアバイパス弁４８を全開にする。吸気通路４０を流れる吸気のガスは、過給機４４及びインタークーラー４６をバイパスして、エンジン１の燃焼室１７に至る。エンジン１は、非過給、つまり自然吸気の状態で運転する。
【0116】
過給機４４がオンの場合、エンジン１は過給状態で運転する。ＥＣＵ１０は、過給機４４がオンの場合に、エアバイパス弁４８の開度を調節する。過給機４４及びインタークーラー４６を通過した吸気のガスの一部は、バイパス通路４７を通って過給機４４の上流に戻る。ＥＣＵ１０がエアバイパス弁４８の開度を調節すると、燃焼室１７に導入する吸気のガスの圧力が変わる。尚、「過給」とは、サージタンク４２内の圧力が大気圧を超える状態をいい、「非過給」とは、サージタンク４２内の圧力が大気圧以下になる状態をいう、と定義してもよい。本構成例においては、過給機４４とバイパス通路４７とエアバイパス弁４８とによって、過給システム４９が構成されている。
【0117】
エンジン１は、燃焼室１７内にスワール流を発生させるスワール発生部を有している。スワール発生部は、図３に示すように、吸気通路４０に取り付けられたスワールコントロール弁５６を有している。スワールコントロール弁５６は、開度調節弁である。スワールコントロール弁５６の開度が小さいと、燃焼室１７内のスワール流が強くなる。スワールコントロール弁５６の開度が大きいと、燃焼室１７内のスワール流が弱くなる。スワールコントロール弁５６を全開にすると、スワール流は発生しない。
【0118】
詳細には、スワールコントロール弁５６は、第１吸気ポート１８１につながるプライマリ通路４０１と、第２吸気ポート１８２につながるセカンダリ通路４０２とのうちの、セカンダリ通路４０２に配設されている。スワールコントロール弁５６は、セカンダリ通路４０２の断面を絞ることができる開度調節弁である。スワールコントロール弁５６の開度が小さいと、第１吸気ポート１８１から燃焼室１７に流入する吸気流量が相対的に多くかつ、第２吸気ポート１８２から燃焼室１７に流入する吸気流量が相対的に少ないから、燃焼室１７内のスワール流が強くなる。スワールコントロール弁５６の開度が大きいと、第１吸気ポート１８１及び第２吸気ポート１８２のそれぞれから燃焼室１７に流入する吸気流量が、略均等になるから、燃焼室１７内のスワール流が弱くなる。スワールコントロール弁５６を全開にすると、スワール流が発生しない。尚、スワール流は、白抜きの矢印で示すように、図３における反時計回り方向に周回する（図２の白抜きの矢印も参照）。
【0119】
エンジン１の他側面には、排気通路５０が接続されている。排気通路５０は、各シリンダ１１の排気ポート１９に連通している。燃焼室１７から排出された排気ガスは、排気通路５０の中を流れる。排気通路５０の上流部分は、詳細な図示は省略するが、シリンダ１１毎に分岐する独立通路を構成している。独立通路の上流端が、各シリンダ１１の排気ポート１９に接続されている。
【0120】
排気通路５０には、複数の触媒コンバーターを有する排気ガス浄化システムが配設されている。上流の触媒コンバーターは、三元触媒５１１と、ＧＰＦ（Gasoline Particulate Filter）５１２とを有している。下流の触媒コンバーターは、三元触媒５１３を有している。尚、排気ガス浄化システムは、図例の構成に限定されない。例えば、ＧＰＦは省略してもよい。また、触媒コンバーターは、三元触媒を有するものに限定されない。さらに、三元触媒及びＧＰＦの並び順は、適宜変更してもよい。
【0121】
吸気通路４０と排気通路５０との間には、外部ＥＧＲシステムを構成するＥＧＲ通路５２が接続されている。ＥＧＲ通路５２は、排気ガスの一部を吸気通路４０に還流させるための通路である。ＥＧＲ通路５２の上流端は、排気通路５０における上流の触媒コンバーターと下流の触媒コンバーターとの間に接続されている。ＥＧＲ通路５２の下流端は、吸気通路４０における過給機４４の上流部に接続されている。
【0122】
ＥＧＲ通路５２には、水冷式のＥＧＲクーラー５３が配設されている。ＥＧＲクーラー５３は、排気ガスを冷却する。ＥＧＲ通路５２にはまた、ＥＧＲ弁５４が配設されている。ＥＧＲ弁５４は、ＥＧＲ通路５２を流れる排気ガスの流量を調節する。ＥＧＲ弁５４の開度を調節することによって、冷却した排気ガス、つまり外部ＥＧＲガスの還流量を調節することができる。
【0123】
この構成例において、ＥＧＲシステム５５は、ＥＧＲ通路５２及びＥＧＲ弁５４を含んで構成される外部ＥＧＲシステムと、前述した吸気電動Ｓ－ＶＴ２３及び排気電動Ｓ－ＶＴ２４を含んで構成される内部ＥＧＲシステムとによって構成されている。外部ＥＧＲシステムは、内部ＥＧＲシステムよりも低温の排気ガスを、燃焼室１７に供給することができる。
【0124】
（エンジンの制御装置の構成）
エンジンの制御装置は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、制御部の一例である。ＥＣＵ１０は、図４に示すように、マイクロコンピュータ１０１と、メモリ１０２と、Ｉ／Ｆ回路１０３と、を備えている。マイクロコンピュータ１０１は、プログラムを実行する。メモリ１０２は、プログラム及びデータを格納する。メモリ１０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）である。Ｉ／Ｆ回路１０３は、電気信号の入出力を行う。
エンジンの制御装置は、ＥＣＵ（Engine Control Unit）１０を備えている。ＥＣＵ１０は、制御部の一例である。ＥＣＵ１０は、図４に示すように、マイクロコンピュータ１０１と、メモリ１０２と、Ｉ／Ｆ回路１０３と、を備えている。マイクロコンピュータ１０１は、プログラムを実行する。メモリ１０２は、プログラム及びデータを格納する。メモリ１０２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）である。Ｉ／Ｆ回路１０３は、電気信号の入出力を行う。
【0125】
【0126】
エアフローセンサＳＷ１は、吸気通路４０を流れる新気の流量を計測する。エアフローセンサＳＷ１は、吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されている。
【0127】
第１吸気温度センサＳＷ２は、吸気通路４０を流れる新気の温度を計測する。第１吸気温度センサＳＷ２は、吸気通路４０におけるエアクリーナー４１の下流に配置されている。
【0128】
吸気圧センサＳＷ３は、過給機４４に流入する吸気のガスの圧力を計測する。第２吸気温度センサＳＷ４は、過給機４４に流入する吸気のガスの温度を計測する。吸気圧センサＳＷ３及び第２吸気温度センサＳＷ４は、吸気通路４０におけるＥＧＲ通路５２の接続位置よりも下流で、且つ過給機４４の上流側に配置されている。
【0129】
第３吸気温度センサＳＷ５は、過給機４４から流出した吸気のガスの温度を計測する。第３吸気温度センサＳＷ５は、吸気通路４０における過給機４４の下流で、インタークーラー４６の上流側に配置されている。
【0130】
ブースト圧センサＳＷ６は、インタークーラー４６の下流から燃焼室１７に導入される吸気のガスの圧力を計測する。第４吸気温度センサＳＷ７は、インタークーラー４６の下流から燃焼室１７に導入される吸気のガスの温度を計測する。ブースト圧センサＳＷ６及び第４吸気温度センサＳＷ７は、インタークーラー４６の下流のサージタンクに取り付けられている。
【0131】
筒内圧センサＳＷ８は、各燃焼室１７内の圧力を計測する。筒内圧センサＳＷ８は、シリンダ１１毎に、シリンダヘッド１３に取り付けられている。
【0132】
排気温度センサＳＷ９は、燃焼室１７から排出した排気ガスの温度を計測する。排気温度センサＳＷ９は、排気通路５０に配置されている。
【0133】
リニアＯ２センサＳＷ１０は、排気中の酸素濃度を計測する。リニアＯ２センサＳＷ１０は、排気通路５０における上流の触媒コンバーターよりも上流に配置されている。
【0134】
ラムダＯ２センサＳＷ１１９は、三元触媒５１１通過後の排気中の酸素濃度を計測する。ラムダＯ２センサＳＷ１１は、上流の触媒コンバーターにおける三元触媒５１１の下流側に配置されている。
【0135】
水温センサＳＷ１２は、冷却水の温度を計測する。水温センサＳＷ１２は、エンジン１のシリンダヘッド１３に取り付けられている。
【0136】
クランク角センサＳＷ１３は、クランクシャフト１５の回転角を計測する。クランク角センサＳＷ１３は、エンジン１に取り付けられている。
【0137】
アクセル開度センサＳＷ１４は、アクセルペダルの操作量に対応したアクセル開度を計測する。アクセル開度センサＳＷ１４は、アクセルペダル機構に取り付けられている。
【0138】
吸気カム角センサＳＷ１５は、吸気カムシャフトの回転角を計測する。吸気カム角センサＳＷ１５は、エンジン１に取り付けられている。排気カム角センサＳＷ１６は、排気カムシャフトの回転角を計測する。排気カム角センサＳＷ１６は、エンジン１に取り付けられている。
【0139】
ＥＧＲ差圧センサＳＷ１７は、ＥＧＲ弁５４の上流及び下流の差圧を計測する。ＥＧＲ差圧センサＳＷ１７は、ＥＧＲ通路５２に配置されている。
【0140】
高圧燃圧センサＳＷ１８は、インジェクタ６に供給される燃料の圧力を計測する。燃料温度センサＳＷ１９は、インジェクタ６に供給される燃料の温度を計測する。高圧燃圧センサＳＷ１８及び燃料温度センサＳＷ１９は、燃料供給システム６１のコモンレール６４に取り付けられている。
【0141】
スロットル開度センサＳＷ２０は、スロットル弁４３の開度を計測する。スロットル開度センサＳＷ２０は、スロットル弁４３の駆動モータに取り付けられている。
【0142】
その他、低圧燃料センサＳＷ２１は、燃料供給路６２における高圧燃料ポンプ６４１と燃料ポンプ６５との間に取り付けられている。第２の燃料温度センサＳＷ２２は、高圧燃料ポンプ６４１に取り付けられている。
【0143】
また、タンク圧センサＳＷ２３は、燃料タンク６３内のガス圧（タンク圧）を計測する。タンク圧センサＳＷ２３は、燃料タンク６３内に取り付けられている。
【0144】
ＥＣＵ１０は、これらのセンサＳＷ１－ＳＷ２３の信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断する。ＥＣＵ１０はまた、予め定められている制御ロジックに従って、各デバイスの制御量を演算する。制御ロジックは、メモリ１０２に記憶されている。
【0145】
ＥＣＵ１０は、制御量に係る電気信号を、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動Ｓ－ＶＴ２３、排気電動Ｓ－ＶＴ２４、燃料供給システム６１、スロットル弁４３、ＥＧＲ弁５４、過給機４４の電磁クラッチ４５、エアバイパス弁４８、スワールコントロール弁５６、及び、活性種供給装置２８に出力する。
【0146】
（ＳＰＣＣＩ燃焼のコンセプト）
エンジン１は、燃費の向上及び排出エミッション性能の向上を主目的として、所定の運転状態にある場合に、圧縮自己着火による燃焼を行う。圧縮開始前の燃焼室１７の中の温度がばらつくと、自己着火のタイミングが大きく変化する。そこで、エンジン１は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ燃焼を行う。
エンジン１は、燃費の向上及び排出エミッション性能の向上を主目的として、所定の運転状態にある場合に、圧縮自己着火による燃焼を行う。圧縮開始前の燃焼室１７の中の温度がばらつくと、自己着火のタイミングが大きく変化する。そこで、エンジン１は、ＳＩ燃焼とＣＩ燃焼とを組み合わせたＳＰＣＣＩ燃焼を行う。
【0147】
図５は、ＳＰＣＣＩ燃焼時における、燃焼室１７内の圧力変化３０１を例示している。図５の横軸は、クランク角である。図３は、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に相当する。ＳＰＣＣＩ燃焼は、次のような燃焼形態である。つまり、点火プラグ２５が、燃焼室１７の中の混合気に強制的に点火をすることによって、混合気が火炎伝播によりＳＩ燃焼を開始する。ＳＩ燃焼の開始後、（１）ＳＩ燃焼の発熱により燃焼室１７の中の温度が高くなりかつ、（２）火炎伝播により燃焼室１７の中の圧力が上昇することにより、自己着火タイミングθｃｉにおいて未燃混合気が自己着火し、ＣＩ燃焼をする。ＳＰＣＣＩ燃焼における圧力波形は、ＳＩ燃焼による山に、ＣＩ燃焼による山が積み重なったような形状になる。圧力波形は、自己着火タイミングθｃｉにおいて変曲点を有する。筒内圧センサＳＷ６が燃焼室１７内の圧力波形を計測することにより、ＥＣＵ１０は、その圧力波形の形状に基づいて、混合気が自己着火してＳＰＣＣＩ燃焼が行われたか否かを判断できる。
【0148】
ＳＩ燃料の燃焼量を調節することによって、圧縮開始前の燃焼室１７の中の温度のばらつきを吸収できる。ＥＣＵ１０が点火タイミングを調節することによって、ＳＩ燃焼の燃焼量が調節される。ＥＣＵ１０が点火タイミングを調節すれば、混合気は目標のタイミングで自己着火する。ＳＰＣＣＩ燃焼は、ＳＩ燃焼の燃焼量がＣＩ燃焼の開始タイミングをコントロールしている。
【0149】
（エンジンの運転領域）
図６は、エンジン１の制御マップ４０１を例示している。制御マップ４０１は、ＥＣＵ１０のメモリ１０２に記憶されている。ＥＣＵ１０は、制御マップ４０１に基づいて、エンジン１を運転する。
図６は、エンジン１の制御マップ４０１を例示している。制御マップ４０１は、ＥＣＵ１０のメモリ１０２に記憶されている。ＥＣＵ１０は、制御マップ４０１に基づいて、エンジン１を運転する。
【0150】
制御マップ４０１は、エンジン１の負荷及びエンジン１の回転数によって規定されている。制御マップ４０１は、領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３、及び、領域Ａ４の四つの領域に分かれる。領域Ａ１は、Ｎａよりも回転数が高い領域である。領域Ａ２は、回転数がＮａ以下の領域のうち、負荷がＬａよりも低い領域である。領域Ａ３は、回転数がＮａ以下の領域のうち、負荷がＬａ以上の領域である。尚、Ｌａは、エンジン１の最高負荷の１／２負荷としてもよい。領域Ａ４は、領域Ａ２内において、低負荷低回転側の特定の領域である。領域Ａ４は、エンジン１の全運転領域において、低回転低負荷の特定領域に相当する。尚、ここでいう「低回転」は、エンジン１の全運転領域を低回転側と高回転側とに二等分した場合の、低回転側に対応する。「低負荷」は、エンジン１の全運転領域を低負荷側と高負荷側とに二等分した場合の、低負荷側に対応する。
【0151】
エンジン１の負荷及び回転数によって定まる運転状態が、領域Ａ１内にある場合、ＥＣＵ１０は、ＳＩ燃焼を行うようにエンジン１を制御する。尚、混合気の空燃比（Ａ／Ｆ）は、理論空燃比又はほぼ理論空燃比である。混合気のＡ／Ｆは、三元触媒５１１及び５１３の浄化ウインドウに含まれればよい。尚、空燃比は、燃焼室１７の全体における平均の空燃比である。Ａ／Ｆは、燃焼室１７内における混合気の空気と燃料（第１燃料）との重量比と定義することができる。また、領域Ａ１における混合気の質量比率（Ｇ／Ｆ）は、理論空燃比よりもリーンである。言い換えると、領域Ａ１において、混合気のＧ／Ｆは、理論空燃比よりも大きい。
【0152】
なお、Ｇ／Ｆは、燃焼室１７内における混合気の全ガスと燃料（第１燃料）との重量比と定義することができる。ここでいう「全ガス」は、既燃ガスを含んだシリンダ１１内の吸気としてもよい（燃料以外の作動ガス）。領域Ａ１内におけるＧ／Ｆは、例えばガソリン使用時には１８以上５０以下としてもよい。
【0153】
エンジン１の運転状態が、領域Ａ２内にある場合、ＥＣＵ１０は、ＳＰＣＣＩ燃焼を行うようにエンジン１を制御する。尚、混合気のＡ／Ｆは、理論空燃比又はほぼ理論空燃比である。また、エンジン１の運転状態が領域Ａ２内にある場合、過給機４４はオフである。混合気のＧ／Ｆは、理論空燃比よりもリーンである。領域Ａ２内におけるＧ／Ｆは、例えばガソリン使用時には１８以上５０以下としてもよい。
【0154】
エンジン１の運転状態が、領域Ａ３内にある場合、ＥＣＵ１０は、ＳＰＣＣＩ燃焼を行うようにエンジン１を制御する。尚、混合気のＡ／Ｆは、理論空燃比又はほぼ理論空燃比である。また、エンジン１の運転状態が領域Ａ３内にある場合、過給機４４はオンである。混合気のＧ／Ｆは、理論空燃比よりもリーンである。領域Ａ３内におけるＧ／Ｆは、例えばガソリン使用時には１８以上５０以下としてもよい。
【0155】
なお、Ｇ／Ｆをリーンにするために、燃焼室１７内にＥＧＲガス（既燃ガス）を導入することができる。その際、ＥＧＲ弁５４を制御することで、燃焼室１７の中にＥＧＲガスを導入してもよい。具体的に、吸気電動Ｓ－ＶＴ２３及び排気電動Ｓ－ＶＴ２４は、排気上死点付近において、吸気弁２１及び排気弁２２の両方を開弁するポジティブオーバーラップ期間を設けることができる。これにより、内部ＥＧＲガスが燃焼室１７の中に導入される。また、ＥＧＲ通路５２を通じて、ＥＧＲクーラー５３によって冷却された排気ガスを、燃焼室１７の中に導入してもよい。これにより、内部ＥＧＲガスに比べて温度が低い外部ＥＧＲガスが、燃焼室１７の中に導入される。外部ＥＧＲガスは、燃焼室１７の中の温度を、適切な温度に調節する。エンジン１の負荷に応じてＥＧＲ弁５４を制御することで、ＥＧＲガスの量を調整してもよい。
【0156】
エンジン１の運転状態が、領域Ａ４内にある場合、ＥＣＵ１０は、ＳＰＣＣＩ燃焼を行うようにエンジン１を制御する。尚、混合気のＡ／Ｆは、理論空燃比よりもリーンである。燃焼室１７の全体における平均のＡ／Ｆは、例えば燃料にガソリンを用いた場合、３０以上４０以下である。エンジン１の運転状態が領域Ａ４内にある場合、過給機４４はオフである。また、エンジン１の運転状態が領域Ａ４内にある場合、ＥＣＵ１０はまた、吸気弁２１及び排気弁２２が共に開弁するオーバーラップ期間を設ける。内部ＥＧＲガスが燃焼室１７の中に導入される。これにより、燃焼室１７の中の温度が高くなる。エンジン１の負荷が低い領域Ａ４において、燃焼室１７の中の温度が高いことによりＳＰＣＣＩ燃焼のＣＩ燃焼が安定化する。
【0157】
ＥＣＵ１０のメモリ１０２は、領域Ａ１、領域Ａ２、領域Ａ３、及び、領域Ａ４の各領域について定められたベースセット（制御マップ）を記憶している。制御マップは、燃焼に関連する主な制御条件について、エンジン１の全運転領域における回転速度の高低、及びエンジン１の全運転領域における負荷の高低に対応した制御量の値を設定している。
【0158】
具体的に、制御マップは、燃料の噴射時期、燃料の噴射圧力、及び、吸気電動Ｓ－ＶＴ２３の位相角のそれぞれに関する制御量の値を少なくとも含んでいる。前述のように、各制御量の値は、回転速度の高低及び負荷の高低に対応して変動するように設定されている。ここで、吸気電動Ｓ－ＶＴ２３の位相角を制御することは、吸気弁２１の開弁時期（ＩＶＯ）を制御することに等しい。その他、制御マップは、点火タイミング、排気電動Ｓ－ＶＴ２４の位相角、及び、スワールコントロール弁５６の開度のそれぞれに関する制御量を含んでいてもよい。
【0159】
メモリ１０２はまた、燃焼室１７の中に実現される混合気の流動に関するパラメータを定めたベースセット（流動マップ）を含んでいる。流動マップは、各制御セットに対応して設定されている。流動マップは、少なくとも、シリンダ１１内に実現される渦の強さを特徴付けるパラメータ（以下、単に「渦の強さ」という）と、同じシリンダ１１内に実現される渦のスケールを特徴付けるパラメータ（以下、単に「渦のスケール」という）と、によって構成されている。渦の強さは、例えば流体の代表流速ｖ［ｍ／ｓ］としてもよい。渦のスケールは、例えば流体の代表長さ［ｍ］としてもよい。
【0160】
流動マップを構成する各パラメータの値は、吸気弁２１の開弁時期、燃料の噴射時期、及び燃料の噴射圧力の高低に対応して変動するように設定されている。なお、流動マップを用いる代わりに、吸気弁２１の開弁時期、燃料の噴射時期、及び燃料の噴射圧力を引数として渦の強さを算出するモデル（流動モデル）、並びに、吸気弁２１の開弁時期、燃料の噴射時期、及び燃料の噴射圧力を引数として、渦のスケールを算出するモデル（流動モデル）を用いてもよい。
【0161】
ＥＣＵ１０は、各種のセンサＳＷ１－ＳＷ２３の計測信号に基づいて、エンジン１の運転状態を判断する。ＥＣＵ１０はまた、エンジン１の運転状態と制御マップ４０１とに基づいて、対応する制御セットに従って、インジェクタ６、点火プラグ２５、吸気電動Ｓ－ＶＴ２３、排気電動Ｓ－ＶＴ２４、スワールコントロール弁５６、及び、活性種供給装置２８を制御する。
【0162】
例えば、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に応じて活性種供給装置２８に制御信号を入力することで、燃焼室１７内にオゾン等の活性種を供給する。より詳細には、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態が、所定のアシスト領域にあるか否かを判断する。その判断がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、火炎伝播をアシストすべく、活性種供給装置２８に活性種を生成させる。アシスト領域は、例えば図６の領域Ａ４としてもよいが、その設定には限定されない。図６のいずれかの領域において、Ｇ／Ｆ又はＡ／Ｆが理論空燃比よりも所定以上にリーンに設定されているときに、活性種供給装置２８に活性種を生成させてもよい。
【0163】
その際、ＥＣＵ１０は、エンジン１の運転状態に対応した供給指標に基づいて、活性種の供給量を調整してもよい。この供給指標は、エンジン１の運転状態に応じて定まるパラメータである。供給指標は、一サイクルあたりの、放電電極２８ａの放電回数及び放電時間の少なくとも一方によって構成することができる。
【0164】
このエンジン１はまた、前述したように、複数種の燃料に対応している。前述の制御マップは、所定の燃料性状を有する標準燃料に適した値となるように設定されている。この制御マップは、燃費及び排気エミッション性能が最適になるように設定されている。標準燃料は、例えば、特定のオクタン価を有するガソリン燃料としてもよい。標準燃料以外の他の燃料（異種燃料）に対応した制御量の値は、標準燃料に対応した制御マップに設定された値に基づいて算出することができる。
【0165】
そして、エンジン１は、異種燃料の燃焼に際し、各種のセンサＳＷ１－ＳＷ２３の計測信号に基づいて、標準燃料と同様の燃焼波形を実現するようなフィードバック制御を実行する。このフィードバック制御は、異種燃料の燃焼に際し、標準燃料と同様の乱流燃焼速度を実現しようとする制御に他ならない。このフィードバック制御は、混合気の希薄燃焼と密接に関係している。
【0166】
以下、Ａ／Ｆ又はＧ／ＦをリーンとしたＳＰＣＣＩ燃焼に関する制御について詳述する。その際、ＥＣＵ１０は、少なくとも筒内圧センサＳＷ６からの計測信号を受けると共に、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆを理論空燃比よりもリーンにした状態で混合気を燃焼させるように、燃料供給システム６１及びアクチュエータ（インジェクタ６及び吸気弁２１）に制御信号を出力する。
【0167】
（第１の基本概念）
本願発明者らは、乱流燃焼速度における火炎伸張の影響を検討した。そして、従来知られたPetersのモデル（N.Peters: J. Fluid Mech. (1999), vol.384, pp.107-132）に火炎伸張の影響を取り入れることで、以下の如きモデルを新たに提唱した。
本願発明者らは、乱流燃焼速度における火炎伸張の影響を検討した。そして、従来知られたPetersのモデル（N.Peters: J. Fluid Mech. (1999), vol.384, pp.107-132）に火炎伸張の影響を取り入れることで、以下の如きモデルを新たに提唱した。
【0168】
【数11】
【0169】
【数12】
【0170】
【数13】
【0171】
式（１）－（２）において、ＳＴは、乱流燃焼速度であり、ＳＬ
０は、前記Petersのモデル（以下、単に「周知モデル」という）で用いられた、火炎伸張を考慮していない周知の層流燃焼速度である。ＳＬ
０は、渦の流動（例えば、渦の強さ及び渦のスケール）ではなく、燃料性状、Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆ等、混合気それ自体の物性に依存する。
【0172】
ＳＬ
＊は、本願発明者らによって新たに提唱された、火炎伸張を考慮した局所燃焼速度である。ＳＬ
＊は、渦の流動と、混合気自体の物性との双方に依存する。式（１）において、従来はＳＬ
＊ではなくＳＬ
０が用いられていたところ、これをＳＬ
＊に置き換えたことが、周知モデルと、本願に係るモデルとの相違点である。
【0173】
その他、Ｒｅ、Ｋａ、Ｍａ及びηは、それぞれ、レイノルズ数、カルロビッツ数、マークシュタイン数及びストークスパラメータである。下式（４）に示すように、ストークスパラメータは、ＫａとＭａの積に依存する。レイノルズ数及びカルロビッツ数は、渦の流動と、混合気自体の物性との双方に依存する。マークシュタイン数は、燃料性状のみに依存する。
【0174】
【数14】
【0175】
また、式（１）のｆ（ｘ）は、下式（５）及び（６）のように記述される。
【0176】
【数15】
【0177】
【数16】
【0178】
上記ｆ（ｘ）において、ｌｅは前記渦のスケールであり、ｕ’は前記渦の強さである。また、νは未燃混合気の動粘性係数である。ｆ（ｘ）は、ｘに対して実質的に正の相関を有している。つまり、式（１）において乱流燃焼速度ＳＴを高めるためには、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めればよい。
【0179】
そして、層流燃焼速度ＳＬ
０とマークシュタイン数Ｍａとが混合気の物性に依存していることに鑑みると、燃料性状を同一条件下にした場合（同じ燃料を用いた場合）に局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めるためには、式（２）において、レイノルズ数Ｒｅを大きくすると同時に、同式においてカルロビッツ数Ｋａを小さくすればよいということに、本願発明者らは気付いた。
【0180】
図７は、ＳＰＣＣＩ燃焼を実行可能なエンジン１において、燃料性状、Ａ／Ｆ、Ｇ／Ｆ及びＥＧＲ率（燃焼室１７の中の全ガスに対するＥＧＲガスの比率）を同一条件下とした場合における、レイノルズ数及びカルロビッツ数と、乱流燃焼速度と、の関係を例示したコンター図である。
【0181】
図７の矢印Ａｌ１に示すように、レイノルズ数Ｒｅを大きくすることで、乱流燃焼速度を高めることができる。これは、従来から知られた知見である。しかしながら、図７の矢印Ａｌ２及びＡｌ３に示すように、レイノルズ数Ｒｅを大きくすると同時にカルロビッツ数Ｋａを小さくすることで、単にレイノルズ数Ｒｅのみを大きくする場合と比較して、乱流燃焼速度をさらに高めることが可能となる。このことは、本願発明者らによって新たに発見された知見である。
【0182】
特にＳＰＣＣＩ燃焼において乱流燃焼速度を高めることは、点火プラグ２５の点火タイミングから、ＳＩ燃焼を通じてＣＩ燃焼に至るまでの燃焼初期における燃焼速度の高速化に資する。
【0183】
同様に、異種燃料を用いた場合に、標準燃料使用時と比べて乱流燃焼速度が過度に大きい場合には、レイノルズ数Ｒｅを小さくすると同時にカルロビッツ数を大きくすることで、乱流燃焼速度を所望の値に低下させることができる。このことは、ＣＩ燃焼が想定よりも早いタイミングで実現されてしまうのを抑制するのに資する。
【0184】
また、レイノルズ数Ｒｅ及びカルロビッツ数の値を変更するには、渦の強さ及び渦のスケールに関連した制御量を変更すればよい。渦の強さ及び渦のスケールに関連した制御量には、例えば、吸気弁２１の開弁時期、燃料の噴射時期、及び、燃料の噴射タイミングが含まれる。
【0185】
ＥＣＵ１０は、シリンダ１１内に実現されている乱流燃焼速度を推定し、その推定値を所望の値に一致させる流動制御装置としても機能する。以下、流動制御装置としてのＥＣＵ１０の構成について説明する。
【0186】
（乱流燃焼速度の調整手順）
図８は、燃料の種類に応じて乱流燃焼速度を調整する流動制御装置の構成を例示している。この流動制御装置は、運転状態判定部１０４と、制御目標設定部１０５と、筒内性状推定部１０６と、相関量推定部１０７と、流動因子推定部１０８と、燃焼速度推定部１０９と、流動補正部１１０と、を備えている。これらの要素は、ＥＣＵ１０の機能ブロックである。流動制御装置は、エンジン１の運転中に、乱流燃焼速度の調整を逐次行う。以下、エンジン１の運転中に、燃焼室１７内で実際に燃焼されている燃料を「第１燃料」と呼称する。
図８は、燃料の種類に応じて乱流燃焼速度を調整する流動制御装置の構成を例示している。この流動制御装置は、運転状態判定部１０４と、制御目標設定部１０５と、筒内性状推定部１０６と、相関量推定部１０７と、流動因子推定部１０８と、燃焼速度推定部１０９と、流動補正部１１０と、を備えている。これらの要素は、ＥＣＵ１０の機能ブロックである。流動制御装置は、エンジン１の運転中に、乱流燃焼速度の調整を逐次行う。以下、エンジン１の運転中に、燃焼室１７内で実際に燃焼されている燃料を「第１燃料」と呼称する。
【0187】
－運転状態判定部１０４－
運転状態判定部１０４は、センサＳＷ１－ＳＷ２３の計測信号に基づいて、エンジン１の負荷及び回転数を設定する。運転状態判定部１０４が設定した負荷及び回転数と、前述した標準燃料用の制御マップとを制御目標設定部１０５が照合することで、インジェクタ６等、各アクチュエータの制御目標が設定される。ここでのアクチュエータは、エンジン１に取り付けられるものであって、燃料タンク６３から燃焼室１７内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するものである。アクチュエータには、吸気弁２１と、インジェクタ６と、が含まれ得る。
運転状態判定部１０４は、センサＳＷ１－ＳＷ２３の計測信号に基づいて、エンジン１の負荷及び回転数を設定する。運転状態判定部１０４が設定した負荷及び回転数と、前述した標準燃料用の制御マップとを制御目標設定部１０５が照合することで、インジェクタ６等、各アクチュエータの制御目標が設定される。ここでのアクチュエータは、エンジン１に取り付けられるものであって、燃料タンク６３から燃焼室１７内に供給される第１燃料により形成される混合気の流動を制御するものである。アクチュエータには、吸気弁２１と、インジェクタ６と、が含まれ得る。
【0188】
－筒内性状推定部１０６－
筒内性状推定部１０６は、センサＳＷ１－ＳＷ２３（特に筒内圧センサＳＷ６）の計測信号に基づいて、燃焼室１７内における第１燃料の燃料性状を推定する。具体的に、筒内性状推定部１０６は、筒内物性推定部１０６ａと、筒内状態推定部１０６ｂと、を有している。
筒内性状推定部１０６は、センサＳＷ１－ＳＷ２３（特に筒内圧センサＳＷ６）の計測信号に基づいて、燃焼室１７内における第１燃料の燃料性状を推定する。具体的に、筒内性状推定部１０６は、筒内物性推定部１０６ａと、筒内状態推定部１０６ｂと、を有している。
【0189】
筒内物性推定部１０６ａは、燃焼室１７内における第１燃料の物性を推定する。ここでいう「物性」には、第１燃料のＣ：Ｈ：Ｏ比、ガス組成等、第１燃料の燃料種を特徴付ける性質が含まれる。
【0190】
図９Ａは、筒内物性推定部１０６ａにおける入出力を例示している。筒内物性推定部１０６ａはまず、リニアＯ２センサ及びラムダＯ２センサの計測信号（空燃比センサ値）に基づいて、第１燃料の理論空燃比を推定する。
【0191】
一般に、燃料種に応じて、理論空燃比の値は変動する。理論空燃比の値が変動すると、例えば、ラムダＯ２センサの計測信号における変曲点の位置が変動する。つまり、ラムダＯ２センサ等の計測信号に基づいて理論空燃比の値を推測することで、その推測値から燃料種を推測することが可能となる。
【0192】
そこで、筒内物性推定部１０６ａは、推定した理論空燃比と、事前にメモリ１０２に記憶させたマップ又はモデルに基づいて、第１燃料の燃料性状を推測する。この推測結果は、筒内物性推定部１０６ａの外部に出力されるとともに、筒内物性推定部１０６ａにおける他の演算に用いられるようになっている。
【0193】
具体的に、筒内物性推定部１０６ａは、タンク圧センサＳＷ２３の計測信号（タンク圧センサ値）に基づいて、第１燃料の燃料気化率を算出する。筒内物性推定部１０６ａは、算出した燃料気化率と、リニアＯ２センサ及びラムダＯ２センサの計測信号に基づいて算出したＣ：Ｈ：Ｏ比と、に基づいて、第１燃料の分子数を推定する。筒内物性推定部１０６ａは、算出した分子数と、事前にメモリ１０２に記憶させたマップ（分子数毎にサザーランド係数、基準温度における粘度を記憶させたマップ）とを照合することで、所定の基準温度における動粘性係数を算出する。この算出は、いわゆるサザーランド式を用いて行われるようになっている。
【0194】
なお、基準温度は、後述の筒内温度の推定結果を用いてもよいし、６００Ｋ以上７００Ｋ以下、好ましくは６２５Ｋ以上６７５Ｋ以下、さらに好ましくは略６５０Ｋに設定された所定温度としてもよい。
【0195】
続いて、筒内物性推定部１０６ａは、算出した動粘性係数と、所定のシュミット数とから拡散係数Ｄを算出する。さらに、筒内物性推定部１０６ａは、算出した動粘性係数と、所定のプラントル数とから温度拡散係数αを算出する。シュミット数及びプラントル数は燃料種間で大きく変化しないことから、標準燃料（ガソリン）での値を流用することが許容される。筒内物性推定部１０６ａによって算出された３種の係数は、筒内物性推定部１０６ａの外部に出力されるようになっている。
【0196】
図９Ｂは、筒内状態推定部１０６ｂにおける入出力を例示している。筒内状態推定部１０６ｂは、燃焼室１７内における第１燃料の状態を推定する。ここでいう「状態」には、第１燃料によって燃焼室１７内に形成される混合気の圧力（筒内圧）、未燃混合気の温度（筒内温度）、及び混合気の密度（筒内密度）が含まれる。ここでいう筒内温度は、点火プラグ２５の点火前における筒内温度（つまり、燃焼室１７内における、未燃混合気の温度）をいう。
【0197】
具体的に、筒内状態推定部１０６ｂは、筒内圧センサＳＷ６の計測信号（筒内圧センサ値）に基づいて、筒内温度Ｔｕを推定する。より具体的には、筒内状態推定部１０６ｂは、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいて自己着火タイミングθｃｉと、質量燃焼割合が１０％になるクランク角θｍｆｂ１０とを演算し、それらθｃｉ及びθｍｆｂ１０に基づいて、筒内温度Ｔｕを推定する。筒内温度Ｔｕの推定方法の詳細は、本願出願人による特開２０２０－０１６１９９号公報に開示されている通りである。
【0198】
なお、自己着火タイミングθｃｉの代わりに、ＳＰＣＣＩ燃焼を試みたときに、ＳＩ燃焼後にＣＩ燃焼が生じる確率（ＣＩ確率）を用いてもよい。その場合の詳細は、本願出願人による特開２０２０－０１６２００号公報に開示されている通りである。
【0199】
続いて、筒内状態推定部１０６ｂは、計測した筒内圧と、推定した筒内温度と、気体の状態方程式とに基づいて、燃焼室１７内における混合気の密度（筒内密度）を算出する。筒内状態推定部１０６ｂによって算出された各物理量は、筒内状態推定部１０６ｂの外部に出力されるようになっている。
【0200】
なお、筒内物性推定部１０６ａによる推定結果は、燃料タンク６３内の燃料（つまり第１燃料）が変化しない限り一定に保たれる。一方、筒内状態推定部１０６ｂによる推定結果は、第１燃料が変化していない場合であったとしても、各アクチュエータの制御量を変化させることで変動することになる。
【0201】
また、筒内状態推定部１０６ｂは、第１燃料を燃焼させたときの燃料性状の代わりに、又はこれに加えて、標準燃料が燃焼（特に、ＳＰＣＣＩ燃焼）したと仮定したときの混合気の物性及び状態（以下、これを「標準性状」ともいう）を出力することもできる。
【0202】
そうした出力のために、ＥＣＵ１０は、標準燃料の燃料性状のうちの少なくとも一部を事前に記憶している。例えば、ＥＣＵ１０は、標準燃料のＣ：Ｈ：Ｏ比、ガス組成等、標準燃料の燃料種を特徴付ける性質を事前に記憶している。言い換えると、ＥＣＵ１０は、標準燃料の物性を事前に記憶している。筒内状態推定部１０６ｂは、その記憶内容に基づいて標準性状を推定し、これを出力することできる。後述の燃焼速度推定部１０９は、標準燃料の燃料性状を取得するとともに、その燃料性状に基づいて、標準燃料時の乱流燃焼速度（目標ＳＴ）を決定することができる。
【0203】
－相関量推定部１０７－
図９Ｃは、相関量推定部１０７における入出力を例示している。相関量推定部１０７は、筒内性状推定部１０６による判定結果に基づいて、燃焼室１７内における混合気のＡ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する。特に、本実施形態に係る相関量推定部１０７は、パラメータとしての層流燃焼速度ＳＬ ０を推定するように構成されている。
図９Ｃは、相関量推定部１０７における入出力を例示している。相関量推定部１０７は、筒内性状推定部１０６による判定結果に基づいて、燃焼室１７内における混合気のＡ／Ｆ及びＧ／Ｆと相関したパラメータを推定する。特に、本実施形態に係る相関量推定部１０７は、パラメータとしての層流燃焼速度ＳＬ ０を推定するように構成されている。
【0204】
周知のように、層流燃焼速度ＳＬ
０は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが理論空燃比よりも希薄側にあるときには、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが大きくなるほど低くなる。相関量推定部１０７は、少なくともＡ／Ｆ又はＧ／Ｆに関する傾向を反映したモデルに基づいて、層流燃焼速度ＳＬ
０を推定すればよい。
【0205】
一例として、本実施形態に係る相関量推定部１０７は、下式（７）で表されるモデルに基づいて、層流燃焼速度ＳＬ
０を推定する。
【0206】
【数17】
【0207】
上式において、λ０は温度Ｔ０での熱伝導率であり、Ｃｐは平均定圧比熱であり、Ｔ０は温度勾配最大時の温度であり、Ｔｂは断熱火炎温度であり、Ｔｕは筒内性状推定部１０６が推定した未燃混合気の温度であり、ρｕは筒内性状推定部１０６が推定した混合気の密度である。
【0208】
また、上式のωは、下式（８）のように記述することができる。
【0209】
【数18】
【0210】
上式において、Ａ、ｂ、ｃ、ｄ及びＥは正の定数であり、ｅ及びｆは負の定数である。また、Ｐは筒内圧センサＳＷ６が計測した筒内圧であり、[CO×OH]dはＣＯとＯＨの質量分率の積の最大値であり、[isobutyl index]はいわゆるアイソブチルインデックスであり、最後のファクターは、酸素／燃料体積比である。
【0211】
酸素／燃料体積比は、混合気のＡ／Ｆ及びＥＧＲ率、又は、混合気のＡ／Ｆ及びＧ／Ｆと、筒内性状推定部１０６が出力したＣ：Ｈ：Ｏ比及びガス組成と、に基づいて算出することができる。酸素／燃料体積比は、Ａ／Ｆがリーンになるほど大きくなる。定数ｆが負の値にあることから、層流燃焼速度ＳＬ
０は、Ａ／Ｆがリーンになるほど小さくなるようにモデル化されている。また前述のように、層流燃焼速度ＳＬ
０は、燃焼室１７内のガスがＥＧＲガスで希釈される程、つまりＧ／Ｆがリーンになるほど小さくなる。層流燃焼速度ＳＬ
０は、Ｇ／Ｆがリーンになるほど小さくなるようにモデル化されている。
【0212】
本願発明者らによって、第１０回先進エンジンシステムのモデリングと診断に関する国際会議（講演Ｎｏ．Ａ５－１）で発表されたように、式（７）及び（８）における酸素／燃料体積比以外の因子は、筒内性状推定部１０６が出力した筒内圧力、筒内温度、筒内温度、Ｃ：Ｈ：Ｏ比及びガス組成と、混合気（未燃混合気）のＡ／Ｆ及びＥＧＲ率（又は、Ａ／Ｆ及びＧ／Ｆ）と、に基づいて算出することができる。
【0213】
したがって、相関量推定部１０７は、筒内性状推定部１０６の出力と、制御マップに記憶されたＡ／Ｆ及びＥＧＲ率の値（例えば、標準燃料用に設定された値）と、に基づいて層流燃焼速度ＳＬ
０を算出し、それを相関量推定部１０７の外部に出力するようになっている。その際、相関量推定部１０７は、層流燃焼速度ＳＬ
０以外の一部の因子（特に、乱流燃焼速度ＳＴの算出に利用可能な燃料固有パラメータ）についても、外部に出力するようになっている。層流燃焼速度ＳＬ
０は、渦の強さ及びスケールに依存せず、混合気の性状にのみ依存して決まるようになっている。
【0214】
なお、相関量推定部１０７は、第１燃料の燃焼時の出力に加えて、又はこれに加えて、標準燃料が燃焼（特に、ＳＰＣＣＩ燃焼）したと仮定したときの層流燃焼速度ＳＬ
０及び燃料固有パラメータを出力することができる。標準燃料燃焼時の出力は、前記標準性状に基づいて算出可能である。
【0215】
－流動因子推定部１０８－
図９Ｄは、流動因子推定部１０８及び燃焼速度推定部１０９の入出力を例示している。流動因子推定部１０８は、筒内性状推定部１０６の出力と、エンジン１の運転状態とに基づいて、乱流燃焼速度ＳＴを特徴付ける無次元パラメータを算出する。
図９Ｄは、流動因子推定部１０８及び燃焼速度推定部１０９の入出力を例示している。流動因子推定部１０８は、筒内性状推定部１０６の出力と、エンジン１の運転状態とに基づいて、乱流燃焼速度ＳＴを特徴付ける無次元パラメータを算出する。
【0216】
具体的に、流動因子推定部１０８は、制御目標設定部１０５が設定した各制御目標と流動マップを照合することで、エンジン１の現運転状態に対応した渦の強さｕ’及び渦のスケールｌｅを読み込む。
【0217】
流動因子推定部１０８は、そうして読み込んだ渦の強さｕ’及び渦のスケールｌｅと、筒内性状推定部１０６が出力した動粘性係数νと、下式（９）とに基づいて、レイノルズ数Ｒｅを算出する。レイノルズ数Ｒｅは、渦の流動に関係したパラメータである。
【0218】
【数19】
【0219】
流動因子推定部１０８はまた、渦の強さｕ’、渦のスケールｌｅ及び動粘性係数νと、相関量推定部１０７が推定した層流燃焼速度ＳＬ
０と、下式（１０）とに基づいて、カルロビッツ数Ｋａを算出する。カルロビッツ数Ｋａは、渦の流動に関係したパラメータである。
【0220】
【数20】
【0221】
流動因子推定部１０８はまた、層流燃焼速度ＳＬ
０と、層流燃焼速度ＳＬ
０の算出に用いた燃料固有パラメータと、筒内性状推定部１０６が出力した筒内温度Ｔｕと、下式（１１）と、に基づいて、マークシュタイン数を算出することができる。
【0222】
【数21】
【0223】
上式（１１）において、γ１及びγ２は、筒内温度（未燃混合気の温度）Ｔｕに対する断熱火炎温度Ｔｂの比σに依存する関数である。パラメータＺｅ及び有効ルイス数Ｌｅｅｆｆは、本願発明者らによって第６０回燃焼シンポジウムの講演会（講演Ｎｏ．Ａ１２２）にて発表されたように、上記燃料固有パラメータと層流燃焼速度ＳＬ
０とに依存して決まるようになっている。
【0224】
なお、流動因子推定部１０８は、第１燃料の燃焼時の出力に代えて、又はこれに加えて、標準燃料が燃焼（特に、ＳＰＣＣＩ燃焼）したと仮定したときの無次元パラメータを出力することができる。標準燃料燃焼時の出力は、前記標準性状、並びに、該標準性状に基づいて算出された層流燃焼速度ＳＬ
０及び燃料固有パラメータに基づいて算出可能である。
【0225】
－燃焼速度推定部１０９－
燃焼速度推定部１０９は、筒内性状推定部１０６による推定結果に基づいて、燃焼室１７内における混合気の乱流燃焼速度ＳＴを推定する。
燃焼速度推定部１０９は、筒内性状推定部１０６による推定結果に基づいて、燃焼室１７内における混合気の乱流燃焼速度ＳＴを推定する。
【0226】
なお、「筒内性状推定部１０６による推定結果に基づいた推定」の語には、筒内性状推定部１０６による推定結果を直接的に用いた推定と、間接的に用いた推定と、直接的な使用と間接的な使用を併用した推定と、のいずれも含まれる。
【0227】
例えば、本実施形態に係る燃焼速度推定部１０９は、筒内性状推定部１０６が出力した動粘性係数νと、相関量推定部１０７が推定した層流燃焼速度ＳＬ
０と、流動因子推定部１０８が読み込んだ渦の強さｕ’及び渦のスケールｌｅと、流動因子推定部１０８が算出した三種の無次元パラメータＲｅ、Ｋａ及びＭａと、に基づいて、混合気の乱流燃焼速度ＳＴを推定する。
【0228】
具体的に、燃焼速度推定部１０９はまず、三種の無次元パラメータＲｅ、Ｋａ及びＭａと、層流燃焼速度ＳＬ
０と、前述の式（２）－（４）と、に基づいて、局所燃焼速度ＳＬ
＊を算出する。
【0229】
続いて、燃焼速度推定部１０９は、算出した局所燃焼速度ＳＬ
＊と、層流燃焼速度ＳＬ
０と、動粘性係数νと、渦の強さｕ’及び渦のスケールｌｅと、式（１）及び（５）－（６）と、に基づいて、乱流燃焼速度ＳＴを算出する。燃焼速度推定部１０９が算出した乱流燃焼速度ＳＴは、流動補正部１１０に入力される。
【0230】
なお、燃焼速度推定部１０９は、第１燃料の燃焼時の出力に代えて、又はこれに加えて、標準燃料が燃焼（特に、ＳＰＣＣＩ燃焼）したと仮定したときの乱流燃焼速度ＳＴ（以下、これを「標準燃焼速度」ともいう）を出力することができる。標準燃料燃焼時の出力は、前記標準性状、該標準性状に基づいて算出された層流燃焼速度ＳＬ
０、燃料固有パラメータ、及び、それらに基づいて算出された無次元パラメータに基づいて算出可能である。
【0231】
－流動補正部１１０－
流動補正部１１０は、前述の制御目標設定部１０５とともに流動制御部を構成する。流動制御部としての流動補正部１１０及び制御目標設定部１０５は、相関量推定部１０７及び燃焼速度推定部１０９それぞれの推定結果に基づいて、アクチュエータに制御信号を出力する。
流動補正部１１０は、前述の制御目標設定部１０５とともに流動制御部を構成する。流動制御部としての流動補正部１１０及び制御目標設定部１０５は、相関量推定部１０７及び燃焼速度推定部１０９それぞれの推定結果に基づいて、アクチュエータに制御信号を出力する。
【0232】
詳細には、流動補正部１１０の乱流補正部１１０ａは、乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合、パラメータ（層流燃焼速度ＳＬ
０）に対応したＡ／Ｆ又はＧ／Ｆが大きくなるほど、混合気のレイノルズ数Ｒｅをより大きくするとともに該混合気のカルロビッツ数Ｋａをより小さくするように、アクチュエータの制御目標を変更する。
【0233】
ここで、乱流補正部１１０ａは、目標速度として、燃焼速度推定部１０９による推定時とエンジン１の運転状態が同一であって、かつ標準燃料燃焼時における乱流燃焼速度ＳＴ（つまり、前述の「標準燃焼速度」）を用いてもよい。その場合、乱流補正部１１０ａは、標準燃料使用時におけるレイノルズ数Ｒｅと比べて現在のレイノルズ数Ｒｅを大きくするように、かつ、標準燃料使用時におけるカルロビッツ数Ｋａと比べて現在のカルロビッツ数Ｋａを小さくするように、各制御目標を変更すればよい。
【0234】
また、乱流燃焼速度ＳＴと目標速度を比較する前に、乱流補正部１１０ａは、筒内性状推定部１０６の推定結果に基づいて、燃料タンク６３に注がれている第１燃料が変化したか否かを判定してもよい。この判定がＮＯの場合、乱流補正部１１０ａは、乱流燃焼速度ＳＴと目標速度との比較をスキップしてもよい。
【0235】
また、ここでいうアクチュエータには、吸気電動Ｓ－ＶＴ２３と、インジェクタ６と、が含まれる。アクチュエータとしての吸気電動Ｓ－ＶＴ２３の制御目標には、吸気弁２１の開弁時期（ＩＶＯ）が含まれる。アクチュエータとしてのインジェクタ６の制御目標には、燃料の噴射時期が含まれる。また、後述の第２の制御目標として、インジェクタ６による燃料の噴射圧力も含まれる。
【0236】
つまり、本実施形態における制御目標は、燃焼室１７を開閉する吸気弁の開弁時期と、燃焼室１７内に第１燃料を噴射するインジェクタ６の噴射時期と、の少なくとも一方により構成されるようになっている。
【0237】
ここで、図１２Ａは、層流燃焼速度ＳＬ
０とＡ／Ｆ又はＧ／Ｆに対する、ＩＶＯの値を例示する図である。図１２Ｂは、ＩＶＯに対する、渦のスケールｌｅ、渦の強さｕ’、レイノルズ数Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａの大きさを例示する図である。また、図１３は、層流燃焼速度ＳＬ
０とＡ／Ｆ又はＧ／Ｆに対する、噴射圧力の値を例示する図であり、図１４は、層流燃焼速度ＳＬ
０とＡ／Ｆ又はＧ／Ｆに対する、噴射時期の値を例示する図である。
【0238】
図１２Ａ、図１２Ｂ及び図１４に例示するように、流動制御部を構成する乱流補正部１１０ａは、乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合、開弁時期の変更に際しては、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど（つまり、層流燃焼速度ＳＬ
０が低いほど）該開弁時期を遅角させ、噴射時期の変更に際しては、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど（つまり、層流燃焼速度ＳＬ
０が低いほど）該噴射時期を進角させるように構成されている。
【0239】
本願発明者らが、鋭意検討を重ねた結果得られた知見によれば、前述のように制御目標を変更することで、渦のスケールｌｅを、少なくとも渦の強さｕ’よりも急峻に高めることができる。
【0240】
図１０は、圧縮上死点後の排気行程終期におけるクランクアングルθに対する、カルロビッツ数Ｋａの大きさをプロットした図である。排気行程終期とは、排気行程を初期、中期及び終期に３分したときの終期をいう。図１０における三角印は、開弁時期（ＩＶＯ）を排気上死点に設定したときのカルロビッツ数Ｋａであり、丸印は、開弁時期（ＩＶＯ）を排気行程終期（例えば、ＴＤＣ後－３０°）に設定したときの渦のカルロビッツ数Ｋａである。
【0241】
丸印と三角印との比較から明らかなように、開弁時期を遅角させたときには、相対的に進角させたときと比べてカルロビッツ数Ｋａは小さくなる。これは、ＴＤＣ付近で吸気弁を開くと、そこよりも開弁時期を進角させたときと比べて吸入空気量が微減するのと引き換えに、下死点に向かってガスを引き込む力が相対的に大きくなり、その結果、混合気がなす渦のスケールが相対的に大きくなるからである。本願発明者らの検証によれば、その際、渦のスケールは、混合気がなす渦の強さよりも有意に大きくなる。その結果、カルロビッツ数Ｋａは小さくなる。
【0242】
もっとも、開弁時期をＴＤＣよりもさらに遅角させてしまうと、ガスを引き込む力がさらに大きくなる一方、吸入空気量が大きく減少してしまうため、熱効率の観点からは実用性に欠ける。
【0243】
そのため、本実施形態に係る乱流補正部１１０ａは、渦のスケールの調整に際し、排気行程終期から排気上死点までの範囲内で、吸気弁２１の開弁時期を変更するように構成してもよい。
【0244】
図１１は、圧縮上死点後の排気行程終期におけるクランクアングルθに対する、レイノルズ数Ｒｅの大きさをプロットした図である。図１１における三角印は、開弁時期（ＩＶＯ）を排気上死点に設定したときのレイノルズ数Ｒｅであり、丸印は、開弁時期（ＩＶＯ）を排気行程終期（例えば、ＴＤＣ後－３０°）に設定したときのレイノルズ数Ｒｅである。
【0245】
前述のように、開弁時期を遅角させたときには、相対的に進角させたときと比べてレイノルズ数Ｒｅは大きくなる。これは、渦のスケールと渦の強さとが両方とも増加したことを受けて現れた傾向である。
【0246】
燃料の噴射時期についても同様である。吸気弁２１の開弁時期を超えない範囲内で噴射時期を遅角させると、下死点に向かって燃料を引き込む力が相対的に大きく作用することになり、その結果、混合気がなす渦のスケールが相対的に大きくなるからである。本願発明者らの検証によれば、その際、渦のスケールは、渦の強さよりも有意に大きくなる。その結果、カルロビッツ数Ｋａは小さくなる。
【0247】
同様に、噴射時期を遅角させたときには、相対的に進角させたときと比べてレイノルズ数Ｒｅは大きくなる。これは、渦のスケールと渦の強さとが両方とも増加したことを受けて現れた傾向である。
【0248】
また、インジェクタ６の燃料噴射圧力は、少なくともレイノルズ数Ｒｅを増減させる第２の制御目標を構成する。乱流補正部１１０ａは、乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合、制御目標の変更に加えて又は該制御目標の変更に代えて、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほど（つまり、層流燃焼速度ＳＬ
０が低いほど）混合気のレイノルズ数Ｒｅをより大きくするように噴射圧力を高める（図１３を参照）。
【0249】
乱流補正部１１０ａが噴射圧力を高めることで、燃焼室１７内に混合気が形成する渦の強さが高まる。それにより、混合気のレイノルズ数Ｒｅを高めることができる。
【0250】
乱流補正部１１０ａが制御目標及び／又は第２の制御目標を変更することで、流動マップを照合することで得られる渦の強さ及び渦のスケールが変化する。制御目標及び／又は第２の制御目標の変更により、筒内圧センサＳＷ６の計測信号、ひいては層流燃焼速度ＳＬ
０も変化することになる。これらが変化することで、シリンダ１１内に実現される乱流燃焼速度ＳＴが、目標速度に近づくように変更されることになる（つまり、フィードバック制御が実現されることになる）。これにより、第１燃料に異種燃料を用いた場合であっても、標準燃料を用いた場合と同様の燃焼波形を実現することができるようになる。
【0251】
なお、噴射時期の変更は、エミッション性能に若干の影響を及ぼす。噴射圧力の変更は、燃費性能に若干の影響を及ぼす。そこで、乱流補正部１１０ａは、乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期の優先順で、制御目標又は第２の制御目標の変更を実行してもよい。
【0252】
その際、乱流燃焼速度ＳＴと目標速度との差分、又は、層流燃焼速度ＳＬ
０の大きさに応じて、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期のうちの２つ以上を同時に変更してもよいし、それらを個別に変更してもよい。また、開弁時期が制御限界に至る前に噴射圧力の変更を開始するとともに、噴射圧力が制御限界に至る前に噴射時期の変更を開始するように構成してもよい。
【0253】
なお、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期の変更は、乱流燃焼速度ＳＴの調整に資するものの、これらのパラメータを変更するだけでは、必ずしも乱流燃焼速度ＳＴを目標速度まで調整できるとは限らない。
【0254】
そこで、流動補正部１１０の層流補正部１１０ｂは、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期を限界まで変更してもなお乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合には、燃焼室１７内における混合気の層流燃焼速度ＳＬ
０を高めるよう、燃焼室１７内での外部ＥＧＲ量に対する内部ＥＧＲ量の比率（内部ＥＧＲ比）を上昇させる。
【0255】
図１５は、乱流燃焼速度ＳＴの差分に対する、内部ＥＧＲ比の大きさを例示する図である。内部ＥＧＲ比の上昇量は、例えば、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期を限界まで変更したときに実現される乱流燃焼速度（図１５の制御後ＳＴ）と、前記目標速度（図１５の目標ＳＴ）と、の差分を算出し、その差分が大きいときには、小さい時に比してより高くなるように設定すればよい。内部ＥＧＲ比を高めることで、筒内温度Ｔｕが上昇する。式（８）に示すように、筒内温度Ｔｕを高めることで、層流燃焼速度ＳＬ
０を高めることができる。式（１）を参照して説明したように、層流燃焼速度ＳＬ
０を高めることで、乱流燃焼速度ＳＴを高めることが可能になる。
【0256】
なお、内部ＥＧＲ比の上昇は、例えば排気弁２２の２度開き量を増やすことで行ってもよいし、排気弁２２及び吸気弁２１を双方とも開弁されるオーバーラップ期間を縮小することで行ってもよい。
【0257】
また、前記差分を埋め合わせるのに要する層流燃焼速度ＳＬ
０の必要変化量と、その必要変化量の実現に要する２度開き量及びオーバーラップ期間（ひいては、それらの実現に要する吸気弁２１及び排気弁２２のバルブタイミング及びバルブリフト量）は、事前に設定されており、前記差分に対応したマップとして、メモリ１０２に記憶されている。
【0258】
また、流動補正部１１０の層流補正部１１０ｂは、内部ＥＧＲ比の変更に加えて、又は、内部ＥＧＲ比の変更に代えて、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期を限界まで変更してもなお乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合には、燃焼室１７内における混合気の層流燃焼速度ＳＬ
０を高めるよう、燃焼室１７内に供給される空気の量及び燃料量の少なくとも一方を介してＡ／Ｆ又はＧ／Ｆを減少させてもよい。
【0259】
Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの減少量は、内部ＥＧＲ比のケースと同様に、例えば、開弁時期、噴射圧力及び噴射時期を限界まで変更したときに実現される乱流燃焼速度（制御後ＳＴ）と、前記目標速度（目標ＳＴ）と、の差分を算出し、その差分が大きいときには、小さい時に比してより減少させるように設定すればよい。その際、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの減少量は、理論空燃比よりも小さくならないように設定することが好ましい。Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆを減少させることで、混合気がよりリーンになり、ひいては層流燃焼速度ＳＬ
０を高めることができる。そして、層流燃焼速度ＳＬ
０を高めることで、乱流燃焼速度ＳＴを高めることが可能になる。
【0260】
なお、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの減少は、例えばスロットル弁４３の開度を調整することで行ってもよいし、インジェクタ６からの燃料噴射量を減らすことで行ってもよい。
【0261】
また、前記差分を埋め合わせるのに要する層流燃焼速度ＳＬ
０の必要変化量と、その必要変化量の実現に要するスロットル弁４３の開度、及び燃料噴射量）は、事前に設定されており、前記差分に対応したマップとして、メモリ１０２に記憶されている。
【0262】
（第１の基本概念に対応した制御例）
以下、乱流燃焼速度ＳＴの調整に関してＥＣＵ１０が行う制御例について説明する。図１６Ａ～図１６Ｃは、乱流燃焼速度ＳＴの調整に関してＥＣＵ１０が行う制御を例示するフローチャートである。図１７は、開弁時期（ＩＶＯ）、噴射圧力及び噴射時期の優先順位について説明するための図である。
以下、乱流燃焼速度ＳＴの調整に関してＥＣＵ１０が行う制御例について説明する。図１６Ａ～図１６Ｃは、乱流燃焼速度ＳＴの調整に関してＥＣＵ１０が行う制御を例示するフローチャートである。図１７は、開弁時期（ＩＶＯ）、噴射圧力及び噴射時期の優先順位について説明するための図である。
【0263】
まず、図１６ＡのステップＳ１において、ＥＣＵ１０の制御目標設定部１０５が、標準燃料用の制御セットを読み込む。
【0264】
続くステップＳ２において、ＥＣＵ１０の運転状態判定部１０４が、各センサＳＷ１－ＳＷ２３の計測信号を読み込む。それに続くステップＳ３において、運転状態判定部１０４が、各計測信号に基づいて、エンジン１の現在の運転状態を判定する。
【0265】
続くステップＳ４において、制御目標設定部１０５が、ステップＳ２で判定した運転状態と、標準燃料用の制御セットと、を照合することで、標準燃料用の各制御目標を決定する。ここでの制御目標には、吸気弁２１の開弁時期と、インジェクタ６の噴射時期及び噴射圧力と、混合気の目標Ａ／Ｆ、目標Ｇ／Ｆ及び目標ＥＧＲ率（内部ＥＧＲ比の目標値を含む）と、点火プラグ２５の点火タイミングと、が含まれ得る。目標Ａ／Ｆと目標Ｇ／Ｆは、両者の少なくとも一方が含まれ得る。
【0266】
続くステップＳ５において、筒内性状推定部１０６が、ステップＳ２で読み込んだ計測信号に基づいて、標準燃料の燃焼を想定したときの筒内性状（標準性状）を推定する。
【0267】
具体的に、筒内物性推定部１０６ａは、各計測信号にかかわらず、標準燃料に対応した理論空燃比、ガス組成、Ｃ：Ｈ：Ｏ比、動粘性係数ν、拡散係数Ｄ及び温度拡散係数αを読み込む。一方、筒内状態推定部１０６ｂは、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいて、現在の筒内圧Ｐに対応した筒内温度Ｔ及び筒内密度ρｕを算出してもよい。
【0268】
続くステップＳ６において、相関量推定部１０７は、ステップＳ４で読み込んだ各制御目標（特に、目標Ａ／Ｆ（目標Ｇ／Ｆ）及び目標ＥＧＲ率）と、ステップＳ５で推定した標準性状とに基づいて、標準燃料の燃焼によって実現されると想定される層流燃焼速度ＳＬ
０を決定する。
【0269】
続くステップＳ７において、流動因子推定部１０８及び燃焼速度推定部１０９は、ステップＳ５で推定した標準性状と、ステップＳ６で推定した標準燃料想定時の層流燃焼速度ＳＬ
０と、標準燃料想定時の渦の強さ及び渦のスケールと、に基づいて、標準燃料の燃焼を想定したときの乱流燃焼速度（目標ＳＴ）を決定する。
【0270】
なお、ステップＳ７における乱流燃焼速度ＳＴの決定は、流動因子推定部１０８が推定したマークシュタイン数Ｍａ、カルロビッツ数Ｋａ及びレイノルズ数Ｒｅの値に基づいて行われる。それらの推定に際しては、標準燃料想定時の渦の強さ及び渦のスケールが用いられる。標準燃料想定時の渦の強さ及び渦のスケールは、ステップＳ４で決定された標準燃料想定時の制御目標を、流動マップと照合することで得られる。
【0271】
続くステップＳ８において、筒内性状推定部１０６が、ステップＳ２で読み込んだ計測信号に基づいて、実際に燃焼させた第１燃料に係る筒内性状（実性状）を推定する。仮に、第１燃料に標準燃料を用いた場合、実性状と前記標準性状とが一致することになる。
【0272】
具体的に、筒内物性推定部１０６ａは、各計測信号に基づいて、第１燃料に対応した理論空燃比、ガス組成、Ｃ：Ｈ：Ｏ比、動粘性係数ν、拡散係数Ｄ及び温度拡散係数αを推定する。一方、筒内状態推定部１０６ｂは、標準燃料の燃焼を想定したときと同様に、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいて、現在の筒内圧Ｐに対応した筒内温度Ｔ及び筒内密度ρｕを算出する。
【0273】
続くステップＳ９において、筒内性状推定部１０６が、ステップＳ８で推定した理論空燃比、ガス組成、Ｃ：Ｈ：Ｏ比、動粘性係数ν、拡散係数Ｄ及び温度拡散係数αと、ステップＳ５で読み込んだ理論空燃比、ガス組成、Ｃ：Ｈ：Ｏ比、動粘性係数ν、拡散係数Ｄ及び温度拡散係数αと、を比較することで、燃料タンク６３に注がれている燃料（第１燃料）が変化したか否かを判定する。
【0274】
ステップＳ９の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、燃料タンク６３には標準燃料が貯留していると判断する。この場合、ＥＣＵ１０は、制御ステップを図１６ＢのステップＳ２５へ進め、ステップＳ４で定めた制御目標のまま、エンジン１の運転を継続する。一方、ステップＳ１０の判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、燃料タンク６３に標準燃料以外の異種燃料が注がれたか、あるいは、標準燃料に異種燃料が混ざったものと判断する。この場合、ＥＣＵ１０は、制御ステップを図１６ＡのステップＳ１０へ進め、ステップＳ４で定めた制御目標を変更するための処理に進む。
【0275】
ステップＳ１０において、相関量推定部１０７は、ステップＳ４で読み込んだ各制御目標（特に、目標Ａ／Ｆ（目標Ｇ／Ｆ）及び目標ＥＧＲ率）と、ステップＳ８で推定した実性状とに基づいて、第１燃料の燃焼によって実現されたと考えられる層流燃焼速度（予測ＳＬ
０）を推定する。
【0276】
続くステップＳ１１において、流動因子推定部１０８及び燃焼速度推定部１０９は、ステップＳ９で推定した実性状と、ステップＳ１０で推定した第１燃料燃焼時の層流燃焼速度ＳＬ
０と、現時点の渦の強さ及び渦のスケールと、に基づいて、第１燃料の燃焼によって実現されたと考えられる乱流燃焼速度（予測ＳＴ）を推定する。
【0277】
なお、ステップＳ１１における乱流燃焼速度ＳＴの推定は、流動因子推定部１０８が推定したマークシュタイン数Ｍａ、カルロビッツ数Ｋａ及びレイノルズ数Ｒｅの値に基づいて行われる。具体的に、燃焼速度推定部１０９はまず、予測ＳＬ
０、マークシュタイン数Ｍａ、カルロビッツ数Ｋａ及びレイノルズ数Ｒｅの値に基づいて、予測ＳＬ
０に対応した局所燃焼速度を推定する。その後、燃焼速度推定部１０９は、推定した局所燃焼速度と、予測ＳＬ
０と、動粘性係数νと、渦の強さｕ’及び渦のスケールｌｅと、に基づいて、予測ＳＴを推定する。
【0278】
それらの推定に際し、ステップＳ１１の初回実行時には、標準燃料想定時の渦の強さ及び渦のスケール（渦の強さ及びスケールの基準値）が用いられるようになっている。標準燃料想定時の渦の強さ及び渦のスケールとは、前述のように、ステップＳ４で決定された標準燃料想定時の制御目標を、流動マップと照合することで得られるものである。
【0279】
続いて、図１６ＢのステップＳ２１で、ＥＣＵ１０の流動補正部１１０は、予測ＳＴが目標ＳＴ以上か否かを判定する。この判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを図１６ＣのステップＳ４１に進める。ステップＳ２１の判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスをステップＳ２２に進める。
【0280】
ステップＳ２１から続くステップＳ２２において、ＥＣＵ１０は、点火プラグ２５の点火時期がＭＢＴ（Minimum Spark Advance for Best Torque）に設定されているか否かを判定する。
【0281】
ステップＳ２２の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを図１６ＢのステップＳ２３に進める。この場合、ステップＳ２３において、ＥＣＵ１０は、点火時期をＭＢＴに変更し、制御プロセスを図１６ＡのステップＳ２に戻す。この点火時期の変更に伴い、燃焼室１７内に実現される燃焼波形、ひいては筒内圧センサＳＷ６の計測信号が変化する。その変化を反映するように、図１６ＡのステップＳ２－Ｓ１１等を再び実行させる。
【0282】
一方、ステップＳ２２の判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスをステップＳ２４に進める。ステップＳ２４に進んだ場合、点火時期はＭＢＴに変更済みとなる。このステップＳ２４において、ＥＣＵ１０は、予測ＳＴが目標ＳＴに一致するか否かを判定する。
【0283】
ステップＳ２４の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを図１６ＢのステップＳ２６に進める。この場合、ＥＣＵ１０の層流補正部１１０ｂは、予測ＳＴが目標ＳＴに比べて過剰であると判断する。この場合、層流補正部１１０ｂは、レイノルズ数Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａを介した予測ＳＴの補正（渦の強さ及びスケールを介した予測ＳＴの補正）ではなく、層流燃焼速度ＳＬ
０を通じた予測ＳＴの補正を実行する。
【0284】
具体的に、ステップＳ２６において、層流補正部１１０ｂは、目標ＳＴに対する予測ＳＴの過剰分に基づいて、層流燃焼速度ＳＬ
０の要求減少量を演算する。この要求減少量は、前記過剰分が大きくなるほど大きくなる。なお、要求減少量の演算対象となる層流燃焼速度ＳＬ
０とは、ステップＳ１０で説明した予測ＳＬ
０である。
【0285】
続くステップＳ２７において、層流補正部１１０ｂは、ステップＳ２６で演算した要求減少量に基づいて、目標Ａ／Ｆ若しくは目標Ｇ／Ｆの増加（Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆリーン化）、及び／又は、内部ＥＧＲ比の減量を実行する。要求減少量が大きいときには、これが小さいときと比べて、目標Ａ／Ｆ又は目標Ｇ／Ｆの増加量は大きくなる。要求減少量が大きいときには、これが小さいときと比べて内部ＥＧＲ比の低下量は大きくなる。
【0286】
また、目標Ａ／Ｆ又は目標Ｇ／Ｆの増加は、これを減少させるときとは反対に、第１燃料の目標噴射量を減少させたり、スロットル弁４３の開度調整を通じて新気の充填量を増加させたりすることで実現可能である。内部ＥＧＲ比の減量は、これを増加させるときとは反対に、吸気弁２１と排気弁２２を両方とも開弁させるオーバーラップ期間を長くしたり、排気弁２２の２度開き量を小さくしたりすることで実現可能である。
【0287】
ＥＣＵ１０は、ステップＳ２７に係る処理の実行後、制御プロセスを図１６ＡのステップＳ２に戻す。目標Ａ／Ｆ（目標Ｇ／Ｆ）の増加及び／又は内部ＥＧＲの減量に伴い、燃焼室１７内に実現される燃焼波形、ひいては筒内圧センサＳＷ６の計測信号が変化する。その変化を反映するように、図１６ＡのステップＳ２－Ｓ１１等を再び実行させる。
【0288】
また、ステップＳ２４の判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを図１６ＢのステップＳ２５に進める。この場合、標準燃料と同じ乱流燃焼速度が実現されていると判断されるため、ＥＣＵ１０は、ステップＳ４で定めた制御目標のまま、エンジン１の運転を継続する。
【0289】
ＥＣＵ１０がステップＳ２１－Ｓ２７を繰り返すことで、予測ＳＴは目標ＳＴに収束するまで低下する。これにより、ＣＩ燃焼の過早化を抑制し、異種燃料であったとしても、標準燃料時で最適化されたタイミングでＣＩ燃焼を生じさせることができる。これにより、種々の燃料でＳＰＣＣＩ燃焼を実現する上で有利になる。
【0290】
一方、ステップＳ２１の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０の流動補正部１１０は、予測ＳＴが目標ＳＴに比べて不足していると判断する。この場合、流動補正部１１０は、レイノルズ数Ｒｅ及びカルロビッツ数を介した予測ＳＴの補正（渦の強さ及びスケールに係る実ＳＴの補正）と、予測ＳＬ
０を介した予測ＳＴの補正と、を組み合わせた処理を実行する。
【0291】
まず、ステップＳ２１の判定がＮＯの場合に続くステップＳ３１において、流動補正部１１０は、吸気弁２１の開弁時期（ＩＶＯ）、第１燃料の噴射圧力、及び、第１燃料の噴射時期がそれぞれ制御限界に達しているか否かを判定する。
【0292】
ここで、ＩＶＯは、排気行程終期から排気上死点以前までの範囲内で制御することができる。排気行程終期は、例えば、ＴＤＣ前（３０°－α）である。ここで、αは、０°以上５°以下のマージンである。
【0293】
噴射圧力は、例えば、（３０－β１）ＭＰａ以上（１２０－β２）ＭＰａ以下の範囲内で制御することができる。ここで、β１及びβ２は、０ＭＰａ以上５ＭＰａ以下のマージンである。
【0294】
噴射時期は、例えば、圧縮上死点以前からＩＶＯ以前までの範囲内で制御することができる。ＩＶＯよりも若干遅角側に設定してもよい。
【0295】
流動補正部１１０は、ＩＶＯが排気上死点に達し且つ噴射圧力が（１２０－β２）ＭＰａに達し且つ噴射時期がＩＶＯに達しているか否かを判定し、この判定がＹＥＳの場合にステップＳ４１の判定をＹＥＳと判定し、この判定がＮＯの場合にステップＳ４１の判定をＮＯと判定する。ステップＳ４１の判定がＮＯの場合、流動補正部１１０は、制御プロセスをステップＳ４２に進める。ステップＳ４１の判定がＹＥＳの場合、流動補正部１１０は、制御プロセスをステップＳ４３に進める。
【0296】
ステップＳ４２において、流動補正部１１０は、ＩＶＯ、噴射圧力及び噴射時期の優先順で各制御目標を変更し、図１６ＡのステップＳ２に制御プロセスを戻す。その際に変更される制御目標は、第１燃料用の制御目標、つまり図１６ＡのステップＳ１１で参照される制御目標である。標準燃料想定時の制御目標、つまり、同図のステップＳ６で参照される制御目標は、標準燃料に最適化された基本値のまま、変更されずに保持される。ＩＶＯ等の変更に伴い、燃焼室１７内に実現される燃焼波形、ひいては筒内圧センサＳＷ６の計測信号が変化する。その変化を反映するように、図１６ＡのステップＳ２－Ｓ１１等（特にステップＳ１０及びＳ１１）を再び実行させる。
【0297】
例えば流動補正部１１０は、層流燃焼速度ＳＬ
０が大きいほど、図１２Ａに示すようにＩＶＯを排気上死点に近接させる。ＩＶＯを変更することで、前記ステップＳ１１において流動マップを照合することで得られる渦のスケール及び強さが変更されることになる。
【0298】
また、ＩＶＯ、噴射圧力及び噴射時期のうち、どの制御因子をどれだけ変更するかの決定は、図１７に示すように、層流燃焼速度ＳＬ
０の大きさに基づいて行うことができる。なお、図１７における層流燃焼速度ＳＬ
０とは、ステップＳ１０で説明した予測ＳＬ
０である。
【0299】
例えば、予測ＳＴ≧目標ＳＴの場合、ステップＳ２６－Ｓ２７を用いて説明したように、層流燃焼速度ＳＬ
０を通じた乱流燃焼速度ＳＴの調整が実行されることになる。この場合、ＩＶＯ、噴射圧力力及び噴射時期は、変更されずに保持される。
【0300】
一方、予測ＳＴ＜目標ＳＴの場合、ＩＶＯ、噴射圧力及び噴射時期を通じた乱流燃焼速度ＳＴの調整が実行されることになる。この場合、予測ＳＴが目標ＳＴよりも若干小さい（Ｐ１≦Ａ／Ｆ＜Ｐ０）ときには、層流燃焼速度ＳＬ
０が小さくなるに従って、ＩＶＯを排気上死点に向けて徐々に変更する。実ＳＴが目標ＳＴよりもさらに小さい（Ｐ２≦Ａ／Ｆ＜Ｐ１）ときには、ＩＶＯに加えて噴射圧力が変更される。Ｐ２とＰ１の間隔は、各制御因子のマージンに基づいて定めることができる。噴射圧力は、層流燃焼速度ＳＬ
０が小さくなるに従って上昇する。
【0301】
そして、予測ＳＴが目標ＳＴよりもさらに小さい（Ｐ３≦Ａ／Ｆ＜Ｐ２）と、ＩＶＯは制御限界に達し、噴射圧力力のみが連続的に調整されることになる。そして、予測ＳＴが目標ＳＴよりもさらに小さい（Ｐ４≦Ａ／Ｆ＜Ｐ３）と、噴射圧力に加えて噴射時期が変更される。Ｐ４とＰ３の間隔は、各制御因子のマージンに基づいて定めることができる。噴射時期は、層流燃焼速度ＳＬ
０が小さくなるに従ってＩＶＯに近づいていく。
【0302】
そして、予測ＳＴが目標ＳＴよりもさらに小さい（Ｐ４≦Ａ／Ｆ＜Ｐ５）と、噴射圧力力も制御限界に達し、噴射時期のみが連続的に調整されることになる。そして、実ＳＴが目標ＳＴよりもさらに小さい（Ａ／Ｆ＜Ｐ５）と、噴射時期も制御限界に達する。ステップＳ４１の判定がＹＥＳとなるのは、図１７における“Ａ／Ｆ＜Ｐ５”の状況に相当している。
【0303】
なお、図１７を用いた上記説明は、Ａ／ＦをＧ／Ｆに置き換えても成立する。その場合、Ｐ１～Ｐ５等の具体的な数値を変更してもよい。
【0304】
ステップＳ４１の判定がＹＥＳの場合に進むステップＳ４３において、ＥＣＵ１０は、点火プラグ２５の点火時期がＭＢＴ（Minimum Spark Advance for Best Torque）に設定されているか否かを判定する。
【0305】
ステップＳ４３の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを図１６ＣのステップＳ４６に進める。この場合、ステップＳ４６において、ＥＣＵ１０は、点火時期をＭＢＴに変更し、制御プロセスを図１６ＡのステップＳ２に戻す。この場合、点火時期の変更に伴い、燃焼室１７内に実現される燃焼波形、ひいては筒内圧センサＳＷ６の計測信号が変化する。その変化を反映するように、図１６ＡのステップＳ２－Ｓ１１等を再び実行させる。
【0306】
一方、ステップＳ４３の判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスをステップＳ４４に進める。ステップＳ４４に進んだ場合、点火時期はＭＢＴに変更済みとなる。
【0307】
ステップＳ４４において、ＥＣＵ１０の層流補正部１１０ｂは、ＩＶＯ、噴射圧力力及び噴射時期がいずれも制御限界に達しているものの、それでもなお、実ＳＴが目標ＳＴに比べて不足していると判断する。この場合、層流補正部１１０ｂは、レイノルズ数Ｒｅ及びカルロビッツ数に着目した実ＳＴの補正（渦の強さ及びスケールに係る実ＳＴの補正）ではなく、層流燃焼速度ＳＬ
０を通じた実ＳＴの補正を実行する。
【0308】
具体的に、ステップＳ４４において、層流補正部１１０ｂは、目標ＳＴに対する実ＳＴの不足分に基づいて、層流燃焼速度ＳＬ
０の要求増加量を演算する。この要求増加量は、前記不足分が大きくなるほど大きくなる。なお、要求増加量の演算対象となる層流燃焼速度ＳＬ
０とは、ステップＳ１０で説明した予測ＳＬ
０である。
【0309】
続くステップＳ４５において、層流補正部１１０ｂは、ステップＳ４４で演算した要求増加量に基づいて、目標Ａ／Ｆ若しくは目標Ｇ／Ｆの減少（Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆリッチ化）、及び／又は、内部ＥＧＲ比の増量を実行する。要求増加量が大きいときには、これが小さいときと比べて、目標Ａ／Ｆ又は目標Ｇ／Ｆの減少量は大きくなる。要求増加量が大きいときには、これが小さいときと比べて内部ＥＧＲ比の増加量は大きくなる。
【0310】
また、目標Ａ／Ｆ又は目標Ｇ／Ｆの減少は、これを増加させるときとは反対に、第１燃料の目標噴射量を増加させたり、スロットル弁４３の開度調整を通じて新気の充填量を減少させたりすることで実現可能である。内部ＥＧＲ比の増量は、これを増加させるときとは反対に、吸気弁２１と排気弁２２を両方とも開弁させるオーバーラップ期間を短くしたり、排気弁２２の２度開き量を大きくしたりすることで実現可能である。
【0311】
ＥＣＵ１０は、ステップＳ４５に係る処理の実行後、制御プロセスを図１６ＡのステップＳ２に戻す。目標Ａ／Ｆ（又は目標Ｇ／Ｆ）の減少及び／又は内部ＥＧＲの増量に伴い、燃焼室１７内に実現される燃焼波形、ひいては筒内圧センサＳＷ６の計測信号が変化する。その変化を反映するように、図１６ＡのステップＳ２－Ｓ１１等を再び実行させる。
【0312】
ＥＣＵ１０がステップＳ４１－Ｓ４６を繰り返すことで、予測ＳＴは目標ＳＴに収束するまで増加する。これにより、ＣＩ燃焼の遅れを抑制し、異種燃料であったとしても、標準燃料時で最適化されたタイミングでＣＩ燃焼を生じさせることができる。これにより、種々の燃料でＳＰＣＣＩ燃焼を実現する上で有利になる。
【0313】
（第２の基本概念）
ここまでに説明したように、ＥＣＵ１０は、乱流燃焼速度ＳＴの算出に際し、層流燃焼速度ＳＬ ０及び局所燃焼速度ＳＬ ＊を用いるようになっている。例えば局所燃焼速度ＳＬ ＊を算出するためのモデルについては、前述の式（２）を参照して説明した通りである。
ここまでに説明したように、ＥＣＵ１０は、乱流燃焼速度ＳＴの算出に際し、層流燃焼速度ＳＬ ０及び局所燃焼速度ＳＬ ＊を用いるようになっている。例えば局所燃焼速度ＳＬ ＊を算出するためのモデルについては、前述の式（２）を参照して説明した通りである。
【0314】
【0315】
【数22】
【0316】
式（１２）において、Ｘ１は、活性種の影響を反映した乗算項（以下、「第１乗算項」ともいう）であり、Ｙは、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの希薄限界の影響を反映した加算項である。Ｘ２は、活性種の供給及びリーン限界以外の一般誤差を反映した乗算項（以下、「第２乗算項」ともいう）である。
【0317】
ＥＣＵ１０は、乱流燃焼速度ＳＴの推定値（予測ＳＴ）と、乱流燃焼速度ＳＴの実測値（実測ＳＴ）との誤差を監視するとともに、その誤差をゼロに近づけるように、式（２）に示したモデルを修正する。モデルの修正は、式（１２）に例示したように、第１乗算項Ｘ１及び第２乗算項Ｘ２の値をそれぞれ１から変化させたり、加算項Ｙの値を０から変化させることで行われるようになっている。
【0318】
なお、活性種、リーン限界及び一般誤差の影響をすべて考慮することは、必須ではない。例えば、活性種供給装置２８が取り付けられていないエンジン１の場合、第１乗算項Ｘ１の値は、１のまま固定されることになる。
【0319】
ＥＣＵ１０は、シリンダ１１内に実現されている乱流燃焼速度を実測し、その実測値（実測ＳＴ）に基づいて式（２）のモデルを修正するモデル修正装置としても機能する。以下、モデル修正装置としてのＥＣＵ１０の構成について説明する。
【0320】
（局所燃焼速度のモデル修正手順）
図１９は、前記モデル修正装置の構成を例示している。このモデル修正装置は、燃焼速度計測部１２１と、速度誤差判定部１２２と、活性種補正部１２３と、リミット判定部１２４と、リミット補正部１２５と、一般誤差補正部１２６と、を有している。なお、モデル修正装置の構成は、図１９に示すものには限定されない。モデル修正装置は、活性種補正部１２３と、リミット判定部１２４及びリミット補正部１２５と、のうちの少なくとも１つを有していればよい。
図１９は、前記モデル修正装置の構成を例示している。このモデル修正装置は、燃焼速度計測部１２１と、速度誤差判定部１２２と、活性種補正部１２３と、リミット判定部１２４と、リミット補正部１２５と、一般誤差補正部１２６と、を有している。なお、モデル修正装置の構成は、図１９に示すものには限定されない。モデル修正装置は、活性種補正部１２３と、リミット判定部１２４及びリミット補正部１２５と、のうちの少なくとも１つを有していればよい。
【0321】
モデル修正装置としてのＥＣＵ１０は、式（１２）に例示したように、局所燃焼速度ＳＬ
＊の算出モデルを修正する。算出モデルの修正は、図１６Ａ～図１６Ｄに例示したフロートは独立して行われるようになっている。算出モデルの修正結果は、図１６ＡのステップＳ１１等、局所燃焼速度ＳＬ
＊が算出される処理に、リアルタイムで反映されるようになっている。
【0322】
－燃焼速度計測部１２１－
燃焼速度計測部１２１は、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいて、燃焼室１７内に生じた乱流燃焼速度（実測ＳＴ）を計測する。一般に、筒内圧センサＳＷ６の計測値は、燃焼室１７内における熱発生率と関連している。ＳＰＣＣＩ燃焼の場合、燃焼初期の熱発生率（例えば、ＳＩ燃焼が主体となる期間内の熱発生率）は、乱流燃焼速度の大きさと関連している。こうした関連性に基づいて、燃焼速度計測部１２１によって実測ＳＴが計測される。
燃焼速度計測部１２１は、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいて、燃焼室１７内に生じた乱流燃焼速度（実測ＳＴ）を計測する。一般に、筒内圧センサＳＷ６の計測値は、燃焼室１７内における熱発生率と関連している。ＳＰＣＣＩ燃焼の場合、燃焼初期の熱発生率（例えば、ＳＩ燃焼が主体となる期間内の熱発生率）は、乱流燃焼速度の大きさと関連している。こうした関連性に基づいて、燃焼速度計測部１２１によって実測ＳＴが計測される。
【0323】
具体的に、ＥＣＵ１０のメモリ１０２は、筒内圧センサＳＷ６の計測値と、実測ＳＴと、を関連付けたマップ又はモデルを事前に記憶している。ＥＣＵ１０は、そのマップ又はモデルに筒内圧センサＳＷ６の計測値を入力することで、実測ＳＴを取得する。
【0324】
－速度誤差判定部１２２－
速度誤差判定部１２２は、燃焼速度推定部１０９による乱流燃焼速度の推定値（予測ＳＴ）と、燃焼速度計測部１２１による乱流燃焼速度の計測値（実測ＳＴ）と、の差を特徴づけるパラメータを算出する。本実施形態では、そうしたパラメータに、両者の差分が用いられてる。速度誤差判定部１２２は、その差分の大きさ及び符号に基づいて、活性種補正部１２３、リミット補正部１２５及び／又は一般誤差補正部１２６によるモデル修正の要否を判定する。以下、この差分を「速度誤差ΔＳ」ともいう。
速度誤差判定部１２２は、燃焼速度推定部１０９による乱流燃焼速度の推定値（予測ＳＴ）と、燃焼速度計測部１２１による乱流燃焼速度の計測値（実測ＳＴ）と、の差を特徴づけるパラメータを算出する。本実施形態では、そうしたパラメータに、両者の差分が用いられてる。速度誤差判定部１２２は、その差分の大きさ及び符号に基づいて、活性種補正部１２３、リミット補正部１２５及び／又は一般誤差補正部１２６によるモデル修正の要否を判定する。以下、この差分を「速度誤差ΔＳ」ともいう。
【0325】
本実施形態に係る速度誤差判定部１２２は、速度誤差ΔＳの絶対値が所定の閾値以上の場合に、活性種補正部１２３若しくは一般誤差補正部１２６による乗算補正、又は、リミット補正部１２５による加算補正を実行するように判定する。本実施形態では「速度誤差ΔＳ＝予測ＳＴ－実測ＳＴ」と定義されているものの、そうした定義は一例に過ぎない。
【0326】
そして、乗算補正又は加算補正の要否の判定に際し、速度誤差判定部１２２は、予測ＳＴが実測ＳＴよりも大きい（速い）場合（ΔＳ＞０の場合）には、閾値として第１閾値Ｔ１を参照する。第１閾値Ｔ１は、図２０に示すように本実施形態ではゼロに設定されている。つまり、予測ＳＴが実測ＳＴよりも大きい場合、速度誤差判定部１２２は、速度誤差ΔＳの絶対値にかかわらず、加算補正又は乗算補正を実行すべきと判断する。
【0327】
また、速度誤差判定部１２２は、予測ＳＴが実測ＳＴよりも小さい（遅い）場合（ΔＳ＜０の場合）には、閾値として、第１閾値Ｔ１とは異なる絶対値（例えば、第１閾値Ｔ１よりも大きな絶対値）を有する第２閾値Ｔ２を参照する。第２閾値Ｔ２は、図２０に示すように本実施形態では負の値（＜０）に設定されている。つまり、予測ＳＴが実測ＳＴよりも小さい場合、速度誤差判定部１２２は、速度誤差ΔＳの絶対値が第２閾値Ｔ２を超えたことを条件に、加算補正又は乗算補正を実行すべきと判断する。
【0328】
このように、速度誤差判定部１２２は、速度誤差ΔＳと比較される閾値を、速度誤差ΔＳが正の場合と、負の場合とで異ならせるように構成されている。このような構成は、図２１に示す数値実験に基づいて、本願発明者らによって新たに想到されたものである。
【0329】
図２１の横軸は、予測ＳＴと実測ＳＴとのズレに起因した、混合気の燃焼期間の変化率［％］を例示している。燃焼期間の変化率（以下、単に「変化率」という）が正とは、予測ＳＴが実測ＳＴよりも速いことに起因して、予測ＳＴに対応した燃焼期間が、実測ＳＴに対応した燃焼期間よりも短くなっていることを意味している。また、燃焼期間の変化率が負とは、予測ＳＴが実測ＳＴよりも遅いことに起因して、予測ＳＴに対応した燃焼期間が、実測ＳＴに対応した燃焼期間よりも長くなっていることを意味している。変化率の絶対値は、速度誤差ΔＳの絶対値が大きくなるにしたがって大きくなる。
【0330】
一方、図２１の縦軸は、エンジンの図示平均有効圧（ＩＭＥＰ）、回転数及び空燃比を同一条件下にした場合における、燃焼期間の変化率に応じた熱効率の変化率［％］を例示している。熱効率の変化率が負であることは、熱効率が低下していることを意味している。熱効率の低下は、混合気の燃焼期間の変化、すなわち予測ＳＴと実測ＳＴとのズレに起因していると考えられる。
【0331】
例えば、図２１に示す３つの曲線は、いずれも、ＩＭＥＰが６５０［ＫＰａ］、回転数が２０００［ｒｐｍ］、ラムダ値が２．０の条件下で数値実験から得られたものである。
【0332】
また、図２１の各曲線は、所望の燃焼期間を例示している。例えば図２１の実線は、他の曲線と比べて燃焼期間が短い例を示しており、同図の鎖線は、他の曲線と比べて燃焼期間が長い例を示している。図２１の破線は、他の２本の曲線に対して燃焼期間が中間の値となる例を示している。
【0333】
本願発明者らは、図２１の各曲線に基づいて、各燃焼期間に共通した特性を見いだした。すなわち、燃焼期間の変化率が正の場合、その変化率の絶対値にかかわらず、熱効率は直ちに低下を開始する。一方、燃焼期間の変化率が負の場合、その変化率の絶対値がある程度大きくなった後、熱効率は有意に低下し始めるようになっている。
【0334】
このような非対称的な振る舞いは、燃焼期間短縮による排気損失の低下（ＰＶ線図が立ち上がるため仕事量が増加）とＭＢＴから遠ざかることによる仕事量の低下のバランスに由来するものと考えられる。
【0335】
すなわち、速度誤差ΔＳが正の場合、速度誤差ΔＳの絶対値の大きさにかかわらず、即座に加算補正又は乗算補正を実行すると好都合である。一方、速度誤差ΔＳが負の場合、その速度誤差ΔＳの絶対値がある程度大きくなった後に、加算補正又は乗算補正を実行すると好都合である。前述した速度誤差判定部１２２の構成は、こうした知見を反映したものとなっている。
【0336】
－活性種補正部１２３－
図２２は、活性種の供給量に対する、第１乗算項Ｘ１の値を例示する図である。図２２の横軸は、活性種供給装置２８による活性種の供給量を示しており、同図の縦軸は、活性種の供給量に対応した第１乗算項Ｘ１の値を示している。また、図２２の鎖線は、速度誤差ΔＳが負の場合を例示しており、同図の実線は、速度誤差ΔＳが正の場合を例示している。
図２２は、活性種の供給量に対する、第１乗算項Ｘ１の値を例示する図である。図２２の横軸は、活性種供給装置２８による活性種の供給量を示しており、同図の縦軸は、活性種の供給量に対応した第１乗算項Ｘ１の値を示している。また、図２２の鎖線は、速度誤差ΔＳが負の場合を例示しており、同図の実線は、速度誤差ΔＳが正の場合を例示している。
【0337】
活性種補正部１２３は、活性種供給装置２８によって活性種が供給されている場合、予測ＳＴを実測ＳＴに近づけるように、式（２）の右辺に対して乗算補正を行う。この乗算補正は、式（１２）における第１乗算項Ｘ１を、１以外の値に設定することに相当する。
【0338】
式（５）及び式（６）に関して説明したように、乱流燃焼速度ＳＴを高めるためには、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めればよい。そこで、本実施形態では、速度誤差ΔＳが正の場合、つまり、予測ＳＴが実測ＳＴよりも遅い場合、活性種補正部１２３は、第１乗算項Ｘ１を１よりも大きな値に設定する。第１乗算項Ｘ１を１よりも大きな値に設定することで、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めることができる。そのことで、予測ＳＴをより速くすることができる。
【0339】
一方、予測ＳＴが実測ＳＴよりも速い場合、活性種補正部１２３は、第１乗算項Ｘ１を１よりも小さな値に設定する。第１乗算項Ｘ１を１よりも小さな値に設定することで、局所燃焼速度ＳＬ
＊を低下させることができる。そのことで、予測ＳＴをより遅くすることができる。
【0340】
また、図２２に例示するように、第１乗算項Ｘ１の絶対値は、燃焼室１７内への活性種の供給量が増えるにしたがって増加する。つまり、図２２に示したように、ＥＣＵ１０のメモリ１０２は、速度誤差ΔＳの符号別に、活性種の供給量と、第１乗算項Ｘ１とを関連付けたマップを事前に記憶している。ＥＣＵ１０は、そのマップに速度誤差ΔＳの符号と、活性種の供給量と、を入力することで、第１乗算項Ｘ１を取得する。
【0341】
つまり、活性種の供給量が増えれば増えるほど、予測ＳＴと実測ＳＴとのずれが大きくなると考えられるから、ずれが大きくなるほど第１乗算項Ｘ１の絶対値を大きくすることで、予測ＳＴと実測ＳＴとのずれを減らす上で有利になる。
【0342】
なお、活性種の供給量を特徴づけるパラメータとして、前述の供給指標を用いてもよい。例えば、供給指標に放電電極２８ａの放電時間を用いた場合、前述のマップは、放電電極２８ａの放電時間と、第１乗算項Ｘ１とを関連付けたものとなる。
【0343】
さらに詳細には、図２２に例示するように、第１乗算項Ｘ１の絶対値は、燃焼室１７内への活性種の供給量（供給指標）を引数とした対数関数となる。このことは、図２３及び図２４に示す数値実験に基づいて、本願発明者らによって新たに想到されたものである。
【0344】
【0345】
【0346】
例えば、図２３に示す各プロットは、ラムダ値が１、筒内圧が２．５［ＭＰａ］、筒内温度が６５０［Ｋ］の条件下で得られたものである。一方、図２４に示す各プロットは、ラムダ値が０．６、筒内圧が２．５［ＭＰａ］、筒内温度が６５０［Ｋ］の条件下で得られたものである。また、図２３及び図２４に示す各プロットは、９１ＲＯＮ相当のレギュラーガソリンについて得られたものである。
【0347】
図２３と図２４から見て取れるように、局所燃焼速度の増加割合は、ＯＨラジカルの添加量を引数とした対数関数に類似した振る舞いとなる。こうした対数関数に類似した振る舞いは、ＯＨラジカル添加は主に燃焼初期の化学反応に寄与するため、燃焼速度の化学反応に対する寄与が限定的であることに由来するものと考えられる。
【0348】
－リミット判定部１２４－
一般に、燃料組成が相違すると、その自着火特性も相違する。自着火特性が相違すると、Ａ／Ｆのリーン限界も相違することが近年の研究でわかっている。Ａ／Ｆがリーン限界付近にある場合、自着火特性が混合気の燃焼速度に影響を及ぼす可能性がある。Ｇ／Ｆのリーン限界、ＥＧＲの上限（いわゆるＥＧＲ限界）についても、同様に燃焼速度に影響を及ぼす可能性がある。
一般に、燃料組成が相違すると、その自着火特性も相違する。自着火特性が相違すると、Ａ／Ｆのリーン限界も相違することが近年の研究でわかっている。Ａ／Ｆがリーン限界付近にある場合、自着火特性が混合気の燃焼速度に影響を及ぼす可能性がある。Ｇ／Ｆのリーン限界、ＥＧＲの上限（いわゆるＥＧＲ限界）についても、同様に燃焼速度に影響を及ぼす可能性がある。
【0349】
そうした影響を考慮するための準備段階として、リミット判定部１２４は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが所定の限界領域に到達しているか否かを判断する。詳細には、リミット判定部１２４は、筒内性状推定部１０６による推定結果（例えば実性状）に基づいて、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの上限値を取得する。この処理は、例えば、実性状と、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの上限値と、を関連付けたマップに基づいて行ってもよい。
【0350】
そして、リミット判定部１２４は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆの上限値を中央値とした所定範囲（例えば、上限値±数％の範囲）内に、現在のＡ／Ｆ又はＧ／Ｆが収まっているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、リミット判定部１２４は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達していると判断する。なお、リミット判定部１２４による処理は、Ａ／Ｆに代えて空気過剰率（λ）について行ってもよいし、Ｇ／Ｆに代えてＥＧＲ率について行ってもよい。
【0351】
－リミット補正部１２５－
リミット補正部１２５は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達している場合に、予測ＳＴを実測ＳＴに近づけるように、式（２）の右辺に対して加算補正を行う。この加算補正は、式（１２）における加算項Ｙを、０以外の値に設定することに相当する。Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達しているか否かの判断は、前述のリミット判定部１２４によって行われる。
リミット補正部１２５は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達している場合に、予測ＳＴを実測ＳＴに近づけるように、式（２）の右辺に対して加算補正を行う。この加算補正は、式（１２）における加算項Ｙを、０以外の値に設定することに相当する。Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達しているか否かの判断は、前述のリミット判定部１２４によって行われる。
【0352】
式（５）及び式（６）に関して説明したように、乱流燃焼速度ＳＴを高めるためには、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めればよい。そこで、本実施形態では、速度誤差ΔＳが正の場合、つまり、予測ＳＴが実測ＳＴよりも遅い場合、リミット補正部１２５は、加算項Ｙを０よりも大きな値に設定する。加算項Ｙを０よりも大きな値に設定することで、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めることができる。そのことで、予測ＳＴをより速くすることができる。
【0353】
一方、予測ＳＴが実測ＳＴよりも速い場合、リミット補正部１２５は、加算項Ｙを０りも小さな値に設定する。加算項Ｙを０よりも小さな値に設定することで、局所燃焼速度ＳＬ
＊を低下させることができる。そのことで、予測ＳＴをより遅くすることができる。
【0354】
また、図２５に例示するように、加算項Ｙの絶対値は、Ａ／Ｆ若しくはＧ／Ｆ（又は空燃比若しくはＥＧＲ率）の高低にかかわらず定数とされている。つまり、加算項Ｙは、リーン限界又はＥＧＲ限界付近においてのみ考慮される因子であり、リーン限界又はＥＧＲ限界から離れた運転状態では考慮されない因子である。したがって、図２５の限界値Ｌｌに示すように、リーン限界又はＥＧＲ限界付近で加算項Ｙの値を最適化すれば十分であり、図２５の原点Ｌ０（理論空燃比）付近における値を詳細に設定する必要はない。
【0355】
－一般誤差補正部１２６－
一般誤差補正部１２６は、活性種供給装置２８によって活性種が供給されておらず、かつＡ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達していない場合、予測ＳＴを実測ＳＴに近づけるように、式（２）の右辺に対して乗算補正を行う。この乗算補正は、式（２２）における第２乗算項Ｘ２を、１以外の値に設定することに相当する。
一般誤差補正部１２６は、活性種供給装置２８によって活性種が供給されておらず、かつＡ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達していない場合、予測ＳＴを実測ＳＴに近づけるように、式（２）の右辺に対して乗算補正を行う。この乗算補正は、式（２２）における第２乗算項Ｘ２を、１以外の値に設定することに相当する。
【0356】
式（５）及び式（６）に関して説明したように、乱流燃焼速度ＳＴを高めるためには、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めればよい。そこで、本実施形態では、速度誤差ΔＳが正の場合、つまり、予測ＳＴが実測ＳＴよりも遅い場合、一般誤差補正部１２６は、第２乗算項Ｘ２を１よりも大きな値に設定する（図２６参照）。第２乗算項Ｘ２を１よりも大きな値に設定することで、局所燃焼速度ＳＬ
＊を高めることができる。そのことで、予測ＳＴをより速くすることができる。
【0357】
一方、予測ＳＴが実測ＳＴよりも速い場合、一般誤差補正部１２６は、第２乗算項Ｘ２を１よりも小さな値に設定する（図２６参照）。第２乗算項Ｘ２を１よりも小さな値に設定することで、局所燃焼速度ＳＬ
＊を低下させることができる。そのことで、予測ＳＴをより遅くすることができる。
【0358】
なお、図２６は、例示にすぎない。第２乗算項Ｘ２は、少なくとも速度誤差ΔＳが負の場合に１以上となり、速度誤差ΔＳが正の場合に１以下となればよい。図２６の横軸についても、速度誤差ΔＳの大きさそのものとしてもよいし、速度誤差ΔＳと正又は負の相関を有するパラメータとしてもよい。
【0359】
【0360】
まず、図２７のステップＳ１０１において、ＥＣＵ１０の速度誤差判定部１２２が、速度誤差ΔＳを算出する。具体的に、このステップＳ１０１において、ＥＣＵ１０の燃焼速度計測部１２１が実測ＳＴを計測する。速度誤差判定部１２２は、燃焼速度計測部１２１によって計測された実測ＳＴと、その計測と並行して算出された予測ＳＴと、をそれぞれ読み込んで、速度誤差ΔＳ（＝予測ＳＴ－実測ＳＴ）を算出する。
【0361】
続くステップＳ１０２において、速度誤差判定部１２２が、速度誤差ΔＳが第１閾値Ｔ１よりも小さいか、あるいは、第２閾値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、熱効率への影響を無視できるほどに速度誤差ΔＳが小さく、モデル修正の必要はないと判断される。したがって、ステップＳ１０２の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、モデル修正に関する処理は不要と判断し、図２７及び図２８に示す制御プロセスを終了する。この場合、ＥＣＵ１０は、図２７のステップＳ１０１から始まる各処理を、再び実行することになる。
【0362】
一方、ステップＳ１０２の判定がＹＥＳの場合、熱効率への影響を無視できないほど速度誤差ΔＳが大きく、モデル修正の必要があると判断される。この場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスをステップＳ１０３に進める。すなわち、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０２の判定がＹＥＳになるまで、速度誤差ΔＳの監視を繰り返し行うようになっている。
【0363】
続くステップＳ１０３において、ＥＣＵ１０は、燃焼室１７内への活性種の供給が行われているか否か、すなわち、活性種供給装置２８が作動しているか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４～ステップＳ１０６の処理をスキップし、制御プロセスをステップＳ１０７に進める。
【0364】
一方、ステップＳ１０３の判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１０４において活性種の供給を一時停止した後、制御プロセスをステップＳ１０５に進める。制御プロセスにステップＳ１０４を経由させることで、モデル修正が必要となった要因が、活性種の供給に由来するか否かを判断することができる。
【0365】
ステップＳ１０５において、ステップＳ１０１と同様の手順に従って速度誤差ΔＳを算出する。続くステップＳ１０６において、速度誤差判定部１２２が、再算出された速度誤差ΔＳが第１閾値Ｔ１よりも小さいか、あるいは、第２閾値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、ステップＳ１０２でＹＥＳと判定された要因が、活性種の供給であり、リーン限界、ＥＧＲ限界又は一般誤差ではないと判断される。この場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを、図２８のステップＳ１１０に進める。
【0366】
一方、ステップＳ１０６の判定がＹＥＳの場合、ステップＳ１０２でＹＥＳと判定された要因が、活性種の供給ではなく、リーン限界、ＥＧＲ限界又は一般誤差であると判断される。この場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスを、ステップＳ１０７に進める。
【0367】
続くステップＳ１０７において、ＥＣＵ１０のリミット判定部１２４が、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリミット付近にあるか否か（限界領域に到達しているか否か）を判定する。この判定がＹＥＳの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスをステップＳ１０８に進める。一方、ステップＳ１０７の判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、制御プロセスをステップＳ１０９に進める。
【0368】
ステップＳ１０８において、ＥＣＵ１０のリミット補正部１２５が、例えば図２５に示した振る舞いに従って、加算項Ｙの値を非ゼロの値に設定する。これにより、リーン限界又はＥＧＲ限界に起因した速度誤差ΔＳが補正されるように、乱流燃焼速度ＳＴを算出するためのモデル式が修正される（式（２）及び（１２）を参照）。
【0369】
一方、ステップＳ１０９において、ＥＣＵ１０の一般誤差補正部１２６が、例えば図２５に示した振る舞いに従って、第２乗算項Ｘ２の値を１から異ならせるように設定する。これにより、活性種、リーン限界又はＥＧＲ限界以外の要因による速度誤差ΔＳが補正されるように、乱流燃焼速度ＳＴを算出するためのモデル式が修正される（式（２）及び（１２）を参照）。
【0370】
ステップＳ１０８又はステップＳ１０９から続くステップＳ１１０において、ＥＣＵ１０は、活性種の供給が一時停止されたか否か、すなわちステップＳ１０４の処理を経由したか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、ＥＣＵ１０は、活性種の影響を検証する処理は不要と判断し、図２７及び図２８に示す制御プロセスを終了する。この場合、ＥＣＵ１０は、図２７のステップＳ１０１から始まる各処理を、再び実行することになる。
【0371】
一方、ステップＳ１１０の判定がＹＥＳの場合、速度誤差ΔＳへの活性種の影響を検証すべきと判断する。この場合、ＥＣＵ１０は、ステップＳ１１１において活性種供給の一時停止を解除した後、続くステップＳ１１２において、ステップＳ１０１と同様の手順に従って速度誤差ΔＳを算出する。
【0372】
続くステップＳ１１３において、速度誤差判定部１２２が、再算出された速度誤差ΔＳが第１閾値Ｔ１よりも小さいか、あるいは、第２閾値Ｔ２よりも大きいか否かを判定する。この判定がＮＯの場合、活性種の供給は速度誤差ΔＳにさほど影響しておらず、リーン限界、ＥＧＲ限界又は一般誤差に関するモデル式の修正によって、速度誤差ΔＳが十分に減少したものと判断される。この場合、ＥＣＵ１０は、活性種の影響を取り入れるような追加の処理は不要と判断し、図２７及び図２８に示す制御プロセスを終了する。この場合、ＥＣＵ１０は、図２７のステップＳ１０１から始まる各処理を、再び実行することになる。
【0373】
一方、ステップＳ１１３の判定がＹＥＳの場合、活性種の供給が速度誤差ΔＳに有意に影響しており、リーン限界、ＥＧＲ限界又は一般誤差に関するモデル式の修正だけでは不十分であると判断される。この場合、ＥＣＵ１０は、活性種の影響を取り入れるような追加の処理が必要と判断し、制御プロセスをステップＳ１１４に進める。
【0374】
ステップＳ１１４において、ＥＣＵ１０の活性種補正部１２３が、例えば図２２に示した振る舞いに従って、第１乗算項Ｘ１の値を１から異ならせるように設定する。これにより、活性種の供給に起因した速度誤差ΔＳが補正されるように、乱流燃焼速度ＳＴを算出するためのモデル式が修正される（式（２）及び（１２）を参照）。
【0375】
（異種燃料の希薄燃焼について）
以上説明したように、流動制御部を構成する流動補正部１１０は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほどレイノルズ数をより大きくしかつカルロビッツ数をより小さくするように、アクチュエータの制御目標を変更する（図７及び図１７等参照）。これにより、ガソリン等の標準燃料とは異なる異種燃料を燃焼させる場合であっても、レイノルズ数のみを大きくする場合と比べて、初期の火炎速度を効率的に高めることができる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現することができる。
以上説明したように、流動制御部を構成する流動補正部１１０は、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆがリーンになるほどレイノルズ数をより大きくしかつカルロビッツ数をより小さくするように、アクチュエータの制御目標を変更する（図７及び図１７等参照）。これにより、ガソリン等の標準燃料とは異なる異種燃料を燃焼させる場合であっても、レイノルズ数のみを大きくする場合と比べて、初期の火炎速度を効率的に高めることができる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現することができる。
【0376】
また、図１２Ａ、図１２Ｂ、図１４及び図１７に例示したようにＩＶＯ及び噴射時期を変更することで、熱効率を確保しつつ、レイノルズ数を大きくしかつカルロビッツ数を小さくすることが可能になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0377】
また、図１３及び図１７に例示したように噴射圧力を変更することで、混合気によって燃焼室１７内に形成される渦の強さを高めることができる。これにより、レイノルズ数をより大きくする上で有利になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0378】
また、本願発明者らが鋭意検討を重ねた結果によれば、噴射時期の変更は、エミッション性能に若干の影響を及ぼす。噴射圧力の変更は、燃費性能に若干の影響を及ぼす。そこで、図１７に例示したように優先順位を設定することで、エミッション性能、及び、燃費性能の順番で、各性能を可能な限り確保することができる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0379】
ＩＶＯ、前記噴射圧力及び前記噴射時期には、所定の制御限界が存在するものと考えられる。そこで、これらの因子が制御限界に達してもなお、乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合には、層流燃焼速度ＳＬ
０を高めることで、乱流燃焼速度ＳＴの上昇を図る。式（７）及び（８）に例示したように、筒内温度Ｔｕの上昇は、層流燃焼速度ＳＬ
０の上昇に資する。ゆえに、内部ＥＧＲ量の比率を通じて筒内温度Ｔｕを上昇させることで、乱流燃焼速度ＳＴを上昇させることが可能になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0380】
開弁時期、前記噴射圧力及び前記噴射時期には、所定の制御限界が存在するものと考えられる。そこで、これらの因子が制御限界に達してもなお乱流燃焼速度ＳＴが目標速度を下まわる場合には、層流燃焼速度ＳＬ
０を高めることで、乱流燃焼速度ＳＴの上昇を図る。前述のように、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆのリーン化は、層流燃焼速度ＳＬ
０の上昇に資する。ゆえに、内部ＥＧＲ量の比率を通じて筒内温度Ｔｕを上昇させることで、乱流燃焼速度ＳＴを上昇させることが可能になる。これにより、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現する上で有利になる。
【0381】
また、計測部には、燃焼室１７内の筒内圧を検出する筒内圧センサＳＷ６が含まれる。そして、図１６Ａ－図１６Ｃに例示したように、流動制御部（流動補正部１１０及び制御目標設定部１０５）は、筒内圧センサＳＷ６の検出結果を参照することで、乱流燃焼速度（予測ＳＴ）を目標速度（目標ＳＴ）に一致させるよう、乱流燃焼速度（予測ＳＴ）をフィードバック制御する、
これによれば、流動制御部としての流動補正部１１０及び制御目標設定部１０５は、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいたフィードバック制御を通じて、乱流燃焼速度（実ＳＴ）を目標速度（目標ＳＴ）に一致させる。これにより、多種燃料による希薄燃焼時であっても、より適切な乱流燃焼速度（予測ＳＴ）を実現することができる。
これによれば、流動制御部としての流動補正部１１０及び制御目標設定部１０５は、筒内圧センサＳＷ６の計測信号に基づいたフィードバック制御を通じて、乱流燃焼速度（実ＳＴ）を目標速度（目標ＳＴ）に一致させる。これにより、多種燃料による希薄燃焼時であっても、より適切な乱流燃焼速度（予測ＳＴ）を実現することができる。
【0382】
さらに、式（１）～（６）に例示したモデル式を用いることで、火炎伸張を考慮した局所燃焼速度ＳＬ
＊を適切に推定し、多種燃料に対応させた希薄燃焼を実現するように、レイノルズ数Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａを適切に調整することが可能になる。
【0383】
また、図４を用いて説明したように、燃焼室１７の中にオゾン、ラジカル等の活性種を供給することで、火炎伝播を促進することができる。しかしながら、活性種を供給することは、混合気の物性を調整することに他ならない。混合気の物性を調整することは、層流燃焼速度ＳＬ
０に影響を与え得るため、乱流燃焼速度ＳＴの推定値にずれを招き得る。そうしたずれの発生は、レイノルズ数及Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａを適切に調整するには不都合である。
【0384】
これに対し、式（２２）を用いて説明したような乗算補正を行うことで、前述の如きずれを縮小することができる。それにより、レイノルズ数及Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａを適切に調整する上で有利になる。
【0385】
さらに、活性種の供給は、層流燃焼速度ＳＬ
０、ひいては局所燃焼速度ＳＬ
＊の高低にかかわらず影響し得ると考えられる。そのため、式（２２）に示すような乗算補正を行うことで、局所燃焼速度ＳＬ
＊の高低にかかわらず、活性種の影響を考慮することができる。
【0386】
また一般に、活性種を多く供給すればするほど、混合気の燃え易さへの影響が大きくなると考えられる。そこで、図２２を用いて説明したように、活性種の供給量に応じて第１乗算項Ｘ１）の値を変化させることで、活性種を供給することの影響を、より適切に考慮することができる。
【0387】
また、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域付近まで到達している場合（いわゆるリーン限界又はＥＧＲ限界付近に達している場合）、空気又はＥＧＲガスによる燃料の希釈に起因して、その燃焼速度が遅くなるものと考えられる。しかし、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域付近では、この燃焼速度の遅くなり具合は通常とは異なり、こうした影響は層流燃焼速度モデルに反映されていない。よって、こうした影響は、乱流燃焼速度ＳＴの推定値にずれを招き得る。そうしたずれの発生は、レイノルズ数及Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａを適切に調整するには不都合である。
【0388】
これに対し、式（２２）を用いて説明したような加算補正を行うことで、前述の如きずれを縮小することができる。それにより、レイノルズ数及Ｒｅ及びカルロビッツ数Ｋａを適切に調整する上で有利になる。
【0389】
さらに、Ａ／Ｆ又はＧ／Ｆが限界領域に到達している場合、燃料が十分に希釈された結果、層流燃焼速度ＳＬ
０、ひいては局所燃焼速度ＳＬ
＊は下限付近の値になると考えられる。つまり、空気又はＥＧＲガスによる燃料の希釈は、局所燃焼速度ＳＬ
＊が下限付近の値にあるときのみに影響し得ると考えられる。一方、式（２２）のような加算項Ｙは、局所燃焼速度ＳＬ
＊に係数を乗じる場合と比較して、局所燃焼速度ＳＬ
＊の高低に応じて影響度合いは変化し得る。
【0390】
そこで、式（２２）に示すような加算補正を行うことで、局所燃焼速度ＳＬ
＊の全域ではなく、当該速度が十分に低い場合にのみ、補正の影響を及ぼすことができる。
【0391】
また、式（２２）に例示したように、活性種の供給、リーン限界又はＥＧＲ限界以外の要因による一般誤差の影響を、乱流燃焼速度ＳＴの推定に反映させることができる。それにより、レイノルズ数Ｒｅ数及びカルロビッツ数Ｋａを適切に調整する上で有利になる。なお、ここでいう「一般誤差」とは、例えば、ＥＧＲガスの組成に起因した誤差としてもよい。「ＥＧＲガスの組成に起因した誤差」とは、例えば、ＥＧＲガス中のＮＯｘの含有率又は含有量としてもよい。
【0392】
また一般に、予測ＳＴが実測ＳＴよりも大きいときと小さいときとで、エンジン１の燃焼波形、ひいては熱効率に与える影響は相違することになる。そこで、図２０に例示したようにゼロ点に対して非対称な閾値Ｔ１，Ｔ２を用いることで、熱効率に与える影響が比較的大きいと考えられる場合には、より小さな閾値を用いる一方、熱効率に与える影響が比較的小さいと考えられる場合には、より大きな閾値を用いることができる。これにより、より適切なタイミングでモデル修正を行うことが可能になる。
【0393】
＜他の実施形態＞
前記実施形態では、予測ＳＴと実測ＳＴとの差を特徴づけるパラメータとして、「速度誤差ΔＳ＝予測ＳＴ－実測ＳＴ」と定義された両者の差分が用いられていたが、差分の定義は、これに限定されない。例えば、「速度誤差ΔＳ＝実測ＳＴ－予測ＳＴ」としてもよい。この場合、図２０、図２２、図２５及び図２６等、ΔＳの符号に関連したパラメータが、正負反転することになる。
前記実施形態では、予測ＳＴと実測ＳＴとの差を特徴づけるパラメータとして、「速度誤差ΔＳ＝予測ＳＴ－実測ＳＴ」と定義された両者の差分が用いられていたが、差分の定義は、これに限定されない。例えば、「速度誤差ΔＳ＝実測ＳＴ－予測ＳＴ」としてもよい。この場合、図２０、図２２、図２５及び図２６等、ΔＳの符号に関連したパラメータが、正負反転することになる。
【0394】
また、予測ＳＴ及び実測ＳＴの差を特徴づけるパラメータとして、両者の比率を用いてもよい。つまり、予測ＳＴ及び実測ＳＴの差を直接表したパラメータを用いてもよいし、予測ＳＴ及び実測ＳＴの差に対して正又は負の相関を有するパラメータを用いてもよい。
【0395】
また既に説明したように、活性種の供給、リーン限界、ＥＧＲ限界及び一般誤差の影響を全て取り入れることは、必須ではない。例えば、リーン限界及びＥＧＲ限界の影響のみを考慮すべく、第１乗算項Ｘ１と第２乗算項Ｘ２を双方とも１に固定して加算項Ｘ１のみを可変にしたり、活性種の供給の影響のみを考慮すべく、第１乗算項Ｘ１のみを可変にしたりしてもよい。
【符号の説明】
【0396】
１ エンジン
６ インジェクタ（アクチュエータ）
２８ 活性種供給装置
１０ ＥＣＵ（制御部）
１０５ 制御目標設定部（流動制御部）
１０６ 筒内性状推定部
１０７ 相関量推定部
１１０ 流動補正部（流動制御部）
１２１ 燃焼速度計測部
１２２ 速度誤差判定部
１２３ 活性種補正部
１２５ リミット補正部
１２６ 一般誤差補正部
２１ 吸気弁（アクチュエータ）
１７ 燃焼室
６１ 燃料供給システム
６３ 燃料タンク
ＳＷ６ 筒内圧センサ
６ インジェクタ（アクチュエータ）
２８ 活性種供給装置
１０ ＥＣＵ（制御部）
１０５ 制御目標設定部（流動制御部）
１０６ 筒内性状推定部
１０７ 相関量推定部
１１０ 流動補正部（流動制御部）
１２１ 燃焼速度計測部
１２２ 速度誤差判定部
１２３ 活性種補正部
１２５ リミット補正部
１２６ 一般誤差補正部
２１ 吸気弁（アクチュエータ）
１７ 燃焼室
６１ 燃料供給システム
６３ 燃料タンク
ＳＷ６ 筒内圧センサ
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9A】
【図9B】
【図9C】
【図9D】
【図10】
【図11】
【図12A】
【図12B】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16A】
【図16B】
【図16C】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】
【図23】
【図24】
【図25】
【図26】
【図27】
【図28】