JP6677497B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Description

本発明は内燃機関を制御する制御装置に関する。

燃焼室内に燃料噴射弁により燃料を直接噴射する筒内噴射式内燃機関において、燃焼室の略中心上方から燃料室内に燃料を下向きに噴射するように燃料噴射弁を配置するスプレーガイド方式と呼ばれる技術が知られている。このスプレーガイド方式の筒内噴射式内燃機関では、点火プラグの先端部から噴霧範囲内に突出した接地電極が噴霧の一部を遮る障害物となる。したがって、接地電極の向きが変化すると、接地電極による噴霧遮りの影響が変化して噴霧形成状態が変化する。特に圧縮行程で燃料を噴射する成層燃焼モード、あるいは弱成層燃焼モードでは、点火プラグの付近に部分的に濃い混合気を形成して点火するため、接地電極の向きによって噴霧形成状態が変化すると、点火プラグ付近の混合気の形成状態が変化し、場合によっては燃焼状態が悪化する可能性がある。

したがって、特許文献１に記載の技術では、燃焼モードが成層燃焼モード、あるいは弱成層燃焼モードであり、かつ、気筒の燃焼状態の悪化が検出された場合に、燃料の噴射状態（分割噴射の実施や噴射開始時期など）や点火プラグの放電状態（総放電期間など）を制御し、燃料の燃焼状態の改善を図っている。

特開２００９−２４６８２号公報

特許文献１に開示される技術では、燃料噴射弁により噴射された燃料の噴霧が点火プラグに過剰に接触することで生じる燃料の燃焼悪化と、燃料の噴霧が点火プラグに届かないことによる燃料の燃焼悪化と、を区別する事無く一律に燃料の燃焼状態の改善を図っている。しかしながら、燃料噴射弁により噴射された燃料の噴霧が点火プラグに過剰に接触することによる燃料の燃焼悪化と、燃料の噴霧が点火プラグに届かないことによる燃料の燃焼悪化とでは、燃料の燃焼状態の改善方法は異なる。このため、特許文献１に開示される技術では、燃料噴射弁により噴射される燃料の噴霧と点火プラグで発生する放電との位置関係によっては、燃料の燃焼状態の改善効果が低くなるおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、燃料噴射弁により噴射される燃料の噴霧と点火プラグで発生する放電との位置関係に起因して燃料の燃焼状態が悪化することを抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。

本発明は、燃焼室内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁と、前記燃焼室内において電極間で放電させる点火プラグと、を備える内燃機関に適用される制御装置であって、前記点火プラグで放電を開始するタイミングを含む所定期間内に、前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させる噴射部と、前記噴射部により燃料噴射を開始させた後に、前記点火プラグに投入される電気エネルギの電気特性を検出する電気特性検出部と、前記電気特性検出部により検出された前記電気特性に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることで生じた前記点火プラグ付近の流体流動の強さを推測する流動推測部と前記流動推測部により推測された前記流体流動の強さに基づいて、前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射状態及び前記点火プラグにより放電させる放電状態の少なくとも一方を、燃料の燃焼状態が改善する方向に制御する制御部と、を備えることを特徴とする。

燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧が通過することで、通過した周囲の流体（空気や気化した燃料を含む）に流動が生じる。よって、点火プラグ周囲の流体流動が強い場合、点火プラグで生じた放電が吹き消えるおそれがある。その一方で、流体流動が弱い場合には、燃料噴射弁から噴射された燃料の噴霧が点火プラグで生じる放電から離れている状態が長くなり、放電期間内に満足に燃料と放電とが接触できず、燃料が不完全燃焼を生じるか、最悪の場合には失火を招くおそれがある。

これらの場合に備え、本制御装置には流動推測部が備わっており、電気特性検出部により検出された電気特性に基づいて、燃料噴射弁から燃料が噴射されることで生じた燃焼室内の流体流動の強さが推測される。そして、推測された流体流動の強さに基づいて、燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射状態及び点火プラグにより放電させる放電状態の少なくとも一方が、制御部により燃料の燃焼状態が改善する方向に制御される。流体流動の強さから、燃料噴射弁により噴射される燃料の噴霧と点火プラグで発生する放電との位置関係が推測できるため、燃料の噴霧と点火プラグで発生する放電との位置関係に応じた制御を行なうことができる。このため、燃料噴射弁により噴射される燃料の噴霧と点火プラグで発生する放電との位置関係に起因する燃料の燃焼状態の悪化を抑制する事が可能となる。

本実施形態に係る内燃機関及びその制御装置の模式図である。 図１に示されている点火回路ユニット周辺の概略的な回路図である。 噴射開始時期及び放電期間・電流の大きさを流体流動の強さ別に示す図である。 本実施形態に係る電子制御ユニットにより実行される制御フローチャートである。 燃料の噴霧と放電とが接触した際に変化する二次電圧を、流体流動の強さ別に示す図である。 強流動であるときに本制御を実施することで得られる効果を示す図である。 弱流動であるときに本制御を実施することで得られる効果を示す図である。

図１を参照すると、エンジンシステム１０は、火花点火式の内燃機関であるエンジン１１を備えている。エンジン１１の本体部を構成するエンジンブロック１１ａの内部には、燃焼室１１ｂ及びウォータージャケット１１ｃが形成されている。燃焼室１１ｂは、ピストン１２を往復移動可能に収容するように設けられている。ウォータージャケット１１ｃは、冷却液（冷却水ともいう）が通流可能な空間であって、燃焼室１１ｂの周囲を取り囲むように設けられている。

エンジンブロック１１ａの上部であるシリンダヘッドには、吸気ポート１３及び排気ポート１４が、燃焼室１１ｂと連通可能に形成されている。また、シリンダヘッドには、吸気ポート１３と燃焼室１１ｂとの連通状態を制御するための吸気バルブ１５と、排気ポート１４と燃焼室１１ｂとの連通状態を制御するための排気バルブ１６と、吸気バルブ１５及び排気バルブ１６を所定のタイミングで開閉動作させるためのバルブ駆動機構１７と、が設けられている。

さらに、エンジンブロック１１ａには、インジェクタ（燃料噴射弁に該当）１８及び点火プラグ１９が装着されている。本実施形態においては、インジェクタ１８は、点火プラグ１９の近傍に配置され、燃焼室１１ｂ内に燃料を直接噴射するように設けられている。点火プラグ１９は、燃焼室１１ｂ内にて燃料混合気を点火するように設けられている。

吸気ポート１３には、吸気マニホールド２１ａが接続されている。また、吸気マニホールド２１ａよりも吸気通流方向における上流側には、サージタンク２１ｂが配置されている。排気ポート１４には、排気管２２が接続されている。

ＥＧＲ通路２３は、排気管２２とサージタンク２１ｂとを接続することで、排気管２２に排出された排気ガスの一部を吸気に導入可能に設けられている（ＥＧＲはＥｘｈａｕｓｔ Ｇａｓ Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎの略である）。ＥＧＲ通路２３には、ＥＧＲ制御バルブ２４が介装されている。ＥＧＲ制御バルブ２４は、その開度によってＥＧＲ率（燃焼室１１ｂ内に吸入される燃焼前のガスにおける排気ガスの混入割合）を制御可能に設けられている。

吸気管２１における、サージタンク２１ｂよりも吸気通流方向における上流側には、スロットルバルブ２５が介装されている。スロットルバルブ２５は、その開度が、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ２６の動作によって制御されるようになっている。また、吸気ポート１３の近傍には、スワール流やタンブル流を発生させるための気流制御バルブ２７が設けられている。

排気管２２には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒４１が設けられ、この触媒４１の上流側には排ガスを検出対象として混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ４０（リニアＡ／Ｆセンサ等）が設けられている。

エンジンシステム１０は、点火回路ユニット３１、電子制御ユニット３２等を備えている。

点火回路ユニット３１は、燃焼室１１ｂ内の燃料混合気に点火するための火花放電を点火プラグ１９にて発生させるように構成されている。電子制御ユニット３２は、いわゆるエンジンＥＣＵ（ＥＣＵはＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔの略である）であって、クランク角センサ３３等の各種センサの出力に基づいて取得したエンジン１１の運転状態（以下「エンジンパラメータ」と略称する。）に応じて、インジェクタ１８及び点火回路ユニット３１を含む各部の動作を制御するようになっている。

点火制御に関しては、電子制御ユニット３２は、取得したエンジンパラメータに基づいて、点火信号及びエネルギ投入期間信号を生成及び出力するようになっている。かかる点火信号及びエネルギ投入期間信号は、燃焼室１１ｂ内のガスの状態及び必要とされるエンジン１１の出力（これらはエンジンパラメータに応じて変化する）に応じた、最適な点火時期及び放電電流（点火放電電流）を規定するものである。よって、電子制御ユニット３２は、噴射部と、制御部とに該当する。このほか、電子制御ユニット３２は、電気特性検出部と、流動推測部とに該当する。

クランク角センサ３３は、エンジン１１の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するためのセンサである。このクランク角センサ３３は、エンジンブロック１１ａに装着されている。冷却水温センサ３４は、ウォータージャケット１１ｃ内を通流する冷却液の温度である冷却水温を検出（取得）するためのセンサであって、エンジンブロック１１ａに装着されている。

エアフローメータ３５は、吸入空気量（吸気管２１を通流して燃焼室１１ｂ内に導入される吸入空気の質量流量）を検出（取得）するためのセンサである。このエアフローメータ３５は、スロットルバルブ２５よりも吸気通流方向における上流側にて、吸気管２１に装着されている。吸気圧センサ３６は、吸気管２１内の圧力である吸気圧を検出（取得）するためのセンサであって、サージタンク２１ｂに装着されている。

スロットル開度センサ３７は、スロットルバルブ２５の開度（スロットル開度）に対応する出力を生じるセンサであって、スロットルアクチュエータ２６に内蔵されている。アクセルポジションセンサ３８は、アクセル操作量に対応する出力を生じるように設けられている。

＜点火回路ユニット周辺の構成＞
図２を参照すると、点火回路ユニット３１は、イグニッションコイル３１１（一次巻線３１１ａ及び二次巻線３１１ｂを含む）と、直流電源３１２と、第一スイッチング素子３１３と、エネルギ追加投入回路３２２と、ダイオード３１８ａ，３１８ｂ、及び３１８ｄと、ドライバ回路３１９と、を備えている。

上述のように、イグニッションコイル３１１は、一次巻線３１１ａと二次巻線３１１ｂとを備えている。このイグニッションコイル３１１は、周知の通り、一次巻線３１１ａを通流する一次電流の増減により、二次巻線３１１ｂにて二次電流を発生させるように構成されている。

一次巻線３１１ａの一端である高電圧側端子（非接地側端子とも称し得る）側には、直流電源３１２における非接地側出力端子（具体的には＋端子）が接続されている。一方、一次巻線３１１ａの他端である低電圧側端子（接地側端子とも称し得る）側は、第一スイッチング素子３１３を介して、接地側に接続されている。すなわち、直流電源３１２は、第一スイッチング素子３１３がオンされたときに、一次巻線３１１ａにて高電圧側端子側から低電圧側端子側に向かう方向の一次電流を通流させるように設けられている。

二次巻線３１１ｂにおける高電圧側端子（非接地側端子とも称し得る）側は、ダイオード３１８ａを介して、一次巻線３１１ａにおける高電圧側端子側に接続されている。このダイオード３１８ａは、一次巻線３１１ａにおける高電圧側端子側から二次巻線３１１ｂにおける高電圧側端子側に向かう方向の電流の通流を禁止するとともに、二次電流（放電電流）を点火プラグ１９から二次巻線３１１ｂに向かう（すなわち図中の電流Ｉ２が負の値となる）方向に規定すべく、そのアノードが二次巻線３１１ｂにおける高電圧側端子側に接続されている。

一方、二次巻線３１１ｂにおける低電圧側端子（接地側端子とも称し得る）側は、点火プラグ１９に接続されており、該低電圧側端子と点火プラグ１９を繋ぐ経路Ｌ１には、電圧検出用経路（二次電圧検出部に該当）Ｌ２が接続されている。この電圧検出用経路Ｌ２には、電圧検出用の抵抗体３２０，３２１が備えられている。抵抗体３２０の一端は、経路Ｌ１に接続され、他端は抵抗体３２１に接続されている。抵抗体３２１の一端は抵抗体３２０に接続され、他端は接地側に接続されている。また抵抗体３２０と抵抗体３２１との間のノード（図番号を略す）は、後述する電子制御ユニット３２に接続されている。このような電圧検出用経路Ｌ２によって、点火プラグ１９に印加される二次電圧Ｖ２が検出されるようになっている。

第一スイッチング素子３１３は、ＭＯＳゲート構造トランジスタであるＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、第一制御端子３１３Ｇと、第一電源側端子３１３Ｃと、第一接地側端子３１３Ｅと、を有している。第一スイッチング素子３１３の両端（第一電源側端子３１３Ｃと第一接地側端子３１３Ｅ）に、ダイオード３１８ｄが並列に接続されている。この第一スイッチング素子３１３は、第一制御端子３１３Ｇに入力された第一制御信号に基づいて、第一電源側端子３１３Ｃと第一接地側端子３１３Ｅとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。本実施形態においては、第一電源側端子３１３Ｃは、一次巻線３１１ａにおける低電圧側端子側に接続されている。また、第一接地側端子３１３Ｅは、接地側に接続されている。

エネルギ追加投入回路３２２は、第二スイッチング素子３１４と、第三スイッチング素子３１５と、エネルギ蓄積コイル３１６と、コンデンサ３１７と、ダイオード３１８ｃとで構成されている。

第二スイッチング素子３１４は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であって、第二制御端子３１４Ｇと、第二電源側端子３１４Ｄと、第二接地側端子３１４Ｓと、を有している。この第二スイッチング素子３１４は、第二制御端子３１４Ｇに入力された第二制御信号に基づいて、第二電源側端子３１４Ｄと第二接地側端子３１４Ｓとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。

本実施形態においては、第二接地側端子３１４Ｓは、ダイオード３１８ｂを介して、一次巻線３１１ａにおける低電圧側端子側に接続されている。このダイオード３１８ｂは、第二スイッチング素子３１４における第二接地側端子３１４Ｓから一次巻線３１１ａにおける低電圧側端子側に向かう方向の電流の通流を許容するように、そのアノードが第二接地側端子３１４Ｓに接続されている。

第三スイッチング素子３１５は、ＭＯＳゲート構造トランジスタであるＩＧＢＴであって、第三制御端子３１５Ｇと、第三電源側端子３１５Ｃと、第三接地側端子３１５Ｅと、を有している。この第三スイッチング素子３１５は、第三制御端子３１５Ｇに入力された第三制御信号に基づいて、第三電源側端子３１５Ｃと第三接地側端子３１５Ｅとの間の通電のオンオフを制御するように構成されている。

第三電源側端子３１５Ｃは、ダイオード３１８ｃを介して、第二スイッチング素子３１４における第二電源側端子３１４Ｄに接続されている。ダイオード３１８ｃは、第三スイッチング素子３１５における第三電源側端子３１５Ｃから第二スイッチング素子３１４における第二電源側端子３１４Ｄに向かう方向の電流の通流を許容するように、そのアノードが第三電源側端子３１５Ｃに接続されている。また、第三スイッチング素子３１５における第三接地側端子３１５Ｅは、接地側に接続されている。

エネルギ蓄積コイル３１６は、第三スイッチング素子３１５のオンによってエネルギを蓄積するように設けられたインダクタである。このエネルギ蓄積コイル３１６は、直流電源３１２における上述の非接地側出力端子と第三スイッチング素子３１５における第三電源側端子３１５Ｃとを接続する電力ラインに介装されている。

コンデンサ３１７は、接地側と直流電源３１２における上述の非接地側出力端子との間にて、エネルギ蓄積コイル３１６と直列接続されている。すなわち、コンデンサ３１７は、エネルギ蓄積コイル３１６に対して、第三スイッチング素子３１５と並列接続されている。このコンデンサ３１７は、第三スイッチング素子３１５のオフによって、エネルギを蓄積するように設けられている。

ドライバ回路３１９は、電子制御ユニット３２から出力されたエンジンパラメータ、点火信号及びエネルギ投入期間信号を受信するように、電子制御ユニット３２に接続されている。また、ドライバ回路３１９は、第一スイッチング素子３１３、第二スイッチング素子３１４、及び第三スイッチング素子３１５を制御するように、第一制御端子３１３Ｇ、第二制御端子３１４Ｇ及び第三制御端子３１５Ｇに接続されている。このドライバ回路３１９は、受信した点火信号及びエネルギ投入期間信号に基づいて、第一制御信号、第二制御信号、及び第三制御信号を、それぞれ第一制御端子３１３Ｇ、第二制御端子３１４Ｇ及び第三制御端子３１５Ｇに出力するように設けられている。

具体的には、ドライバ回路３１９は、点火プラグ１９の点火放電（これは第一スイッチング素子３１３のオフにより開始される）中に、コンデンサ３１７から蓄積エネルギを放出させる（これは第三スイッチング素子３１５のオフ及び第二スイッチング素子３１４のオンにより行われる）。この放出された蓄積エネルギは投入エネルギとなって、一次巻線３１１ａに対してその低電圧側端子側から供給される。これにより、点火放電中に供給された投入エネルギに起因した一次電流が一次巻線３１１ａに通流する。よって、二次巻線３１１ｂにて生じる二次電流に対して、一次電流の通流に伴う追加分が重畳される。このようにコンデンサ３１７の蓄積エネルギにより一次電流が順次追加され、これに対応して二次電流が順次追加されるため、点火放電を維持可能な程度に二次電流が良好に確保され、連続放電の実施が可能となる。

このような構成において、電子制御ユニット３２は、クランク角度（エンジン１１の回転速度）と要求トルク（負荷）とに応じて、成層燃焼モード（リーンモード）と均質燃焼モード（ストイキモード）との切替を実施する。リーンモードの運転領域は、ストイキモードの運転領域よりも低回転・低負荷側に設定されており、リーンモードでは、圧縮行程で後述のストイキモードよりも少ない燃料を筒内に直接噴射し、点火プラグ１９の近傍に成層混合気を形成して着火させる。一方、ストイキモードでは、吸気行程で筒内に燃料を直接噴射して均質混合気を形成して着火させる。要するに、リーンモードでは圧縮行程において燃料噴射が行われ、ストイキモードでは吸気行程において燃料噴射が行われる。

連続放電は、リーンモードにおいて実施される。具体的には、点火プラグ１９にて放電が生じるタイミングを含む所定期間内にインジェクタ１８により燃料が噴射された際に、点火プラグ１９に連続放電を実施させると定めた期間（以下、放電期間と呼称）中、連続放電が維持される。従来は、このような成層燃焼が実施され、且つ燃料の燃焼状態が悪化した場合に、燃料の噴射状態や点火プラグ１９にて発生している放電の状態（以下、放電状態と呼称）を制御することで、燃料の燃焼状態の悪化を抑制していた。なお、噴射状態とは、本来１回の燃料噴射で噴射される噴射量を分割する分割噴射の実施や、噴射開始時期などが該当し、放電状態とは、点火プラグ１９に流す二次電流の大きさや点火プラグ１９に放電を発生させている期間としての放電期間などが該当する。

ところで、リーンモードを実施する場合、インジェクタ１８により噴射される燃料の噴霧と点火プラグ１９で発生する放電との位置関係に起因して燃料の燃焼状態が悪化することがある。例えば、インジェクタ１８により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９で発生させた放電に過剰に接触すると、酸素不足により不完全燃焼を起こし、最悪の場合には失火を招くおそれがある。このインジェクタ１８により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９で発生させた放電に過剰に接触する状態は、インジェクタ１８から燃料が噴射されることで生じる流体の流動（以下、流体流動と呼称）が強い（以下、強流動と呼称）ときに生じることが多い。このような強流動である状況では、上記問題以外にも点火プラグ１９で発生させた放電の吹き消えが生じるおそれがある。なお、本実施形態における流体とは、燃焼室内を流れる空気や気化した燃料を指している。

一方で、点火プラグ１９で放電を発生させたときに、まだインジェクタ１８により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９から離れている場合を想定する。このような状態は、流体流動が弱い（以下、弱流動と呼称）ときに生じることが多い。よって、インジェクタ１８から噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９で発生している放電から離れている状態が長くなり、放電が生じる放電期間内に満足に燃料の噴霧と火花放電とが接触できず、燃料が不完全燃焼を生じるか、最悪の場合には失火を招くおそれがある。

従来技術では、上記問題に対しての配慮がなされておらず、その対策が困難である。よって、本実施形態に係る電子制御ユニット３２は、エンジン１１が始動されるたびに設定される放電状態を、燃料を燃焼させにくい環境を想定して設定する（以下、初期設定と呼称）。具体的には、図３に記載されるように、強流動である場合でも放電を発生させられるように、通常時よりも点火プラグ１９に流す二次電流を高く設定する。また、弱流動であり、インジェクタ１８から噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９で発生している放電から離れている状態が長い場合に備え、点火プラグ１９により放電させる期間（以下、放電期間と呼称）を通常時よりも延長して設定する。これにより、どのような状況でも燃料を燃焼させられる状態とした上で、インジェクタ１８から燃料が噴射されることで生じる流体流動の大きさを推測し、推測された流体流動の強さに応じて、燃料を噴射させたときの燃料の噴射状態及び点火プラグ１９により放電させる放電状態の少なくとも一方を最適な状態に変更する。

例えば、図３に記載されるように、強流動であると推測された場合には、インジェクタ１８により燃料が噴射開始される時期（以下、噴射開始時期と呼称）を進角制御する。これにより、早期にインジェクタ１８から燃料が噴射されるため、点火プラグ１９に放電を発生させるときには、インジェクタ１８から燃料が噴射されることで生じる流体流動は弱まっていることが想定される。

弱流動であると推測された場合には、点火プラグ１９に流す二次電流を小さく、かつ放電期間を進角側に延長制御する。点火プラグ１９に流す二次電流を小さく制御するのは、流体流動が弱いことから、点火プラグ１９に生じる放電アーク（放電プラズマ）が吹き消えるおそれが低いためである。ただし、弱流動なので、インジェクタ１８から噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９で生じる放電アークから離れている状態が長くなる。よって、放電期間を進角側に延長制御することで、早期に点火プラグ１９に放電アークを発生させ、点火プラグ１９周囲に生じている流体流動により放電アークを円弧状に伸長させる。これによりインジェクタ１８から噴射された燃料の噴霧に伸長した放電アークを接触させることが可能となる。また、放電期間を延長することで、放電が終了するまでの間に噴射された燃料の噴霧が満足に放電と接触することができる。

流体流動が強くも弱くもない（以下、中間流動と呼称）と推測された場合には、強流動時よりも放電の吹き消えが生じにくく、弱流動時よりも放電の吹き消えが生じやすいと想定される。このため、点火プラグ１９に流す二次電流を初期設定時の二次電流よりも小さく、弱流動時に設定される二次電流よりも大きく設定する。また、点火プラグ１９に放電を発生させたタイミングで、燃料の噴霧が点火プラグ１９に接触することが想定される為、放電期間を初期設定時の放電期間及び強流動時に設定される放電期間のいずれよりも短く設定する。これにより、点火プラグ１９に流すエネルギを最低限に抑えることが可能となる。

本実施形態では、電子制御ユニット３２により後述する図４の点火プラグ１９の補正制御を実行する。図４に示す点火プラグ１９の補正制御は、電子制御ユニット３２が電源オンしている期間中に電子制御ユニット３２によって１燃焼サイクルが実施されるたびに繰り返し実行される。

本制御が起動されると、まずステップＳ１０１にて、アクセルポジションセンサ３８により検出されたアクセル操作量と、クランク角センサ３３により検出されたクランク角を読み込む。そして、ステップＳ１０２に進む。

ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１で読み込んだアクセル操作量からエンジン１１の負荷を算出する。また、クランク角よりエンジン１１の回転速度を算出する。クランク角とエンジン１１の回転速度とは相関関係があるため、その関係に基づいてエンジン１１の回転速度を算出する。そしてステップＳ１０３に進み、ステップＳ１０２で算出したエンジン１１の負荷と回転速度とに基づいて、運転マップから実行すべき運転モードを参照する。そしてステップＳ１０４では、ステップＳ１０３の結果に基づいて、現在の運転状態がリーンモードを実施すべき状態であるか否かを判定する。本実施形態において、リーンモードとは、いわゆる成層燃焼モードのことである。現在の運転状態がリーンモードを実施すべき運転状態である（低〜中回転速度・低〜中要求トルクである）と判定した場合には（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５では、参照している運転マップから、圧縮行程のどの時期にインジェクタ１８より燃料を噴射開始させるかその噴射開始時期を設定する。また、同様に参照している運転マップから、圧縮行程のどの時期に点火プラグ１９に放電を生じさせるかその点火時期と、点火プラグ１９に流す二次電流の大きさを設定する。このとき、現在の運転状態と類似の運転状態において既に後述の流体流動の強さに応じた噴射状態又は放電状態の補正処理（ステップＳ１１０、ステップＳ１１３、ステップＳ１１５のいずれか１つの処理に該当）を実施している場合には、その補正処理後の設定を適用する。もし、現在の運転状態と類似の運転状態における流体流動の強さに応じた噴射状態又は放電状態の補正処理を実施していない場合には、前述の初期設定とする。そして、ステップＳ１０６に進む。

ステップＳ１０６では、ステップＳ１０５にて設定された噴射開始時期に基づいて、インジェクタ１８に燃料を噴射させる。同様に、ステップＳ１０５にて設定された点火時期に基づいて、点火プラグ１９に放電を発生させる。ステップＳ１０７では、現在の運転状態と類似の運転状態における流体流動の強さを既に推測した（強流動推測フラグ、中間流動推測フラグ、弱流動推測フラグのいずれかを記憶した）か否かを判定する。現在の運転状態と類似の運転状態における流体流動の強さを既に推測したと判定した場合には（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、本制御を終了する。現在の運転状態と類似の運転状態における流体流動の強さをまだ推測していないと判定した場合には（Ｓ１０７：ＮＯ）、ステップＳ１０８に進む。

ステップＳ１０８では、電圧検出用経路Ｌ２に点火プラグ１９に印加される二次電圧Ｖ２を検出させる。これは、流体流動の強さを推測するための処理である。

例えば、強流動である場合には、点火プラグ１９で発生した放電アークが円弧状に伸長し、それに伴い放電を維持するために必要な二次電圧Ｖ２は負の方向に大きくなる（二次電圧Ｖ２の絶対値が大きくなる）。一方で、弱流動である場合には、点火プラグ１９で発生した放電アークは円弧状に伸びるまでに時間がかかり、点火プラグ１９の電極間で生じる放電アークの長さが比較的短くなるため、二次電圧Ｖ２は負の方向に小さくなる。つまり、流体流動の強さは、点火プラグ１９に印加される二次電圧Ｖ２の大きさから推測することができる。ただし、流体流動の強さの推測を行う際には、二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークを判定対象に絞る。これは、点火プラグ１９の初回放電時はエネルギを多く必要とする為、流体流動の強さに関係なく、測定される二次電圧Ｖ２の一回目のピークは第一閾値Ｖｈよりも小さくなるおそれがあるためである（図５参照）。また、燃料の噴霧が点火プラグ１９に生じた火花放電と接触し、燃料が燃焼を生じた際にも、二次電圧Ｖ２は第一閾値Ｖｈを超えて大きくなるおそれがあるため、流体流動の強さを推測する期間を限定する。したがって、ステップＳ１０９以降の流体流動の強さを推測する処理にて用いられる二次電圧Ｖ２は、燃料が噴射されてから所定時間（例えば５°ＣＡ）が経過するまでの第一判定期間内に検出された一回目のピークを除いた二次電圧Ｖ２である。

以上より、本実施形態において、流体流動の強さを推測する処理は以下の通りとなる。図５右図に記載されるように、第一判定期間内に、検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第一閾値Ｖｈよりも小さくなった（ピークの絶対値が第一閾値Ｖｈの絶対値よりも大きくなった）場合には、高流動であると推測する。図５左図に記載されるように、第一判定期間内に、検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第二閾値Ｖｌよりも大きくなった（ピークの絶対値が第二閾値Ｖｌの絶対値よりも小さくなった）場合には、低流動であると推測する。図５中央図に記載されるように、第一判定期間内に、検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが、第一閾値Ｖｈよりも大きく、第二閾値Ｖｌよりも小さくなった場合には、中間流動であると推測する。なお、第二閾値Ｖｌは第一閾値Ｖｈよりも大きく設定する。

図４に記載のフローチャートの説明に戻る。ステップＳ１０９にて、ステップＳ１０８で検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが、燃料が噴射されてから所定時間が経過するまでの間に第一閾値Ｖｈよりも小さくなったか否かを判定する。燃料が噴射されてから所定時間が経過するまでの間に、二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第一閾値Ｖｈよりも小さくなったと判定した場合には（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、ステップＳ１１０に進み、噴射開始時期をより早い時期（進角側）に制御する。そして、ステップＳ１１１に進み、強流動であると推測したことを示す強流動推測フラグを記憶して、本制御を終了する。

二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第一閾値Ｖｈよりも大きくなったと判定した場合には（Ｓ１０９：ＮＯ）、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第二閾値Ｖｌよりも大きくなったか否かを判定する。二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第二閾値Ｖｌよりも大きくなったと判定した場合には（Ｓ１１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１１３に進み、点火プラグ１９に流す二次電流を小さく、且つ、放電期間を進角側に延長する。そして、ステップＳ１１４に進み、弱流動であると推測したことを示す弱流動推測フラグを記憶して、本制御を終了する。

二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第二閾値Ｖｌよりも小さくなったと判定した場合には（Ｓ１１２：ＮＯ）、ステップＳ１１５に進み、点火プラグ１９に流す二次電流を初期設定時よりも小さく、且つ弱流動時に設定される二次電流よりも大きく設定する。また、放電期間を初期設定時よりも短く、且つ強流動時に設定される放電時間よりも短く設定する。そしてステップＳ１１６に進み、中間流動であると推測したことを示す中間流動推測フラグを記憶して、本制御を終了する。

現在の運転状態がリーンモードを実施すべきではない運転状態である（高回転速度・高要求トルクである）と判定した場合には（Ｓ１０４：ＮＯ）、ステップＳ１１７に進む。ステップＳ１１７では、ステップＳ１１１、ステップＳ１１４、及びステップＳ１１６の内いずれか１つの流動推測フラグを記憶している場合に、記憶している流動推測フラグをリセットし、ステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、ストイキ（均質燃焼）モードを実行し、本制御を終了する。

なお、本制御において決定された流体流動の強さに応じた処理内容は、リーンモードが継続する限り、次回の燃焼サイクル以降に適用される。

上記構成により、本実施形態に係る電子制御ユニット３２は、以下の効果を奏する。

・強流動であると推測された場合には、噴射開始時期が進角制御される。これにより、早期にインジェクタ１８から燃料が噴射されるため、点火プラグ１９で放電を発生させるときには、流体流動は弱まっている。したがって、点火プラグ１９で発生している放電の吹き消えを抑制し、ひいては燃料の燃焼状態を改善する事が可能となる。

実際に燃料の燃焼状態が改善された結果が、図６に示されている。図６上図は、インジェクタ１８から燃料が噴射されたことで生じる流体流動が強い状況下で、インジェクタ１８により燃料が噴射される時期を様々に変更することで、燃料の燃焼状態がいかに変化したかを表した図である。図６上図の縦軸に記載の燃焼変動率は、燃料を燃焼させた際に生じるトルクにどれだけのばらつきが生じたかを表したものである。具体的には、対象とする流体流動の強さが発生するように噴射率などを調整し、任意の噴射開始時期にてインジェクタ１８に燃料を噴射させる。そして、噴射された燃料が燃焼した際に生じるトルク変動値を複数回算出し、その標準偏差を演算する。一方で、燃料を燃焼させやすい環境下（例えば、中間流動環境下）で、任意の噴射開始時期にてインジェクタ１８に燃料を噴射させる。そして、噴射された燃料が燃焼した際に生じるトルク変動値を複数回（本データは、４００回）算出し、各回で生じたトルク変動値の平均（平均トルク）を算出する。そして、標準偏差を算出した平均トルクで割る。これにより得られた値が燃焼変動率に該当する。

図６上図では、噴射開始時期を通常の噴射開始時期（ベース噴射開始時期）よりも遅角制御することで、燃料の燃焼により生じるトルク変動のばらつきが大きくなっていることが示されている。これは、燃料が不完全燃焼しているためと考えられる。その一方で、噴射開始時期をベース噴射開始時期よりも進角制御することで、燃料の燃焼により生じるトルク変動のばらつきが収まっていることが示されている。このことから、燃料の噴射開始時期を進角させることで燃料の燃焼状態を安定化させられることが分かる。

図６下図では、強流動である環境下において実際に燃料を燃焼させる途中で失火が生じたか、その失火発生率が噴射開始時期を変更することでどのように変化したかを表している。図６下図では、ベース噴射開始時期から遅角側は失火が発生していることに対し、ベース噴射開始時期よりも進角させることで、失火発生率は０％となったことが示されている。失火発生率が０％となったときの点火プラグ１９付近の流体流動の強さは、中間流動に相当する流体流動の強さであったことが発明者らにより確認されている。よって、強流動であると推測した場合に噴射開始時期を進角することで、点火プラグ１９付近の流体流動の強さを弱めることができるので、点火プラグ１９で発生させた放電が吹き消えることなく、安定して燃料を燃焼させることが可能となる。

・流体流動が弱いと推測された場合には、点火プラグ１９に流す二次電流を減少させる。これにより、点火プラグ１９で放電を発生させた際の点火エネルギを節約することができる。

・流体流動が弱いと推測された場合には、放電期間が延長される。これにより、燃料の噴霧が放電に満足して接触することができ、より確実に燃料を燃焼させることが可能となる。この放電期間を延長することについて、実際に燃料の燃焼状態が改善された結果が図７に示されている。図７上図は、インジェクタ１８から燃料が噴射されたことで生じる流体流動が弱い状況下で放電期間を様々に変更することで、燃料の燃焼状態がいかに変化したかを表した図である。図７上図では、放電期間が延長されるほど、燃料を燃焼させることで生じるトルク変動のばらつきが小さくなっており、燃料の燃焼状態が実際に改善されていることが示されている。図７下図は、弱流動である環境下において、放電期間を変更することで失火発生率がどのように変化したかを表している。図７下図では、放電期間が延長されるほど、失火発生率が減少していることが示されており、最終的には失火発生率を０％とすることができている。

・流体流動が弱いと推測された場合には、放電期間が進角側に延長されることで、早期に点火プラグ１９に放電を発生させている。これにより、点火プラグ１９周囲に生じている流体流動により放電アークを円弧状に伸長させることで、インジェクタ１８から噴射された燃料の噴霧に伸長した放電アークを接触させることができ、燃料と放電アークとの接触頻度を増やすことが可能となる。

・流体流動が中間流動であると推測された場合には、放電期間は強流動時に設定される放電期間及び弱流動時に設定される放電期間よりも短く設定される。また、点火プラグ１９に流す二次電流は、強流動時に点火プラグ１９に流す二次電流よりも低く、弱流動時に点火プラグ１９に流す二次電流よりも高く設定される。これにより、点火プラグ１９で放電を発生させるために必要な二次電流を最低限に抑えることが可能となる。

・燃料が噴射されてから所定時間が経過するまでの間に、二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークがどれほど大きくなったかを判定することで、流体流動の強さをより正確に推測することが可能となる。

・運転状態がリーンモードとなるたび初回の処理で、インジェクタ１８から燃料が噴射されることで生じた流体流動の強さが推測され、その流体流動の強さに基づいて、燃料の燃焼が改善される方向に制御が実施される。これにより、特に失火が懸念されるリーンモードである場合に本制御が実施されることで、流体流動の強さに起因する燃料の失火を抑制する事が可能となる。

なお、上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。

・上記実施形態では、リーンモード時に流体流動の強さに応じた補正制御を実施していた。上記実施形態におけるリーンモードは成層燃焼モードを指していたが、これに限らず弱成層燃焼モードをリーンモードとした場合でも、流体流動の強さに応じた補正制御を実施してもよい。なお、弱成層燃焼モードでは、吸気行程と圧縮行程とで二回燃料噴射が実施されるが、本補正制御の対象となる燃料噴射は圧縮行程時に実施される燃料噴射である。また、リーンモード時に限らず、例えばストイキモード実施時に流体流動の強さに応じた補正制御を実施してもよい。ただし、上記実施形態におけるストイキモードのような吸気行程においての燃料噴射では、本補正制御の実施が困難である。したがって、本補正制御の実施対象は、圧縮行程において燃料を噴射して均質混合気を形成するストイキモードに限られる。

・上記実施形態では、インジェクタ１８は点火プラグ１９の近傍に配置されていた。このことについて、燃焼室１１ｂ内へ燃焼室１１ｂの側方から燃焼を噴射するようにインジェクタ１８が配置されてもよい。

・上記実施形態では、リーンモードを実施している状態で、エンジン１１の運転状態に関わらず、一律に本補正制御を実施していた。このことについて、リーンモードであることに加えて、要求トルク及び回転速度に基づいて運転領域を複数に区分し、区分した領域ごとに流体流動の強さに応じた補正制御を実施してもよい。例えば、高負荷・高回転領域と中負荷・中回転領域と低負荷・低回転領域とに区分し、その区分した領域ごとに流体流動の強さを推測してもよい。

・上記実施形態において、強流動であると推測された場合には噴射開始時期が進角制御されていた。このことについて、強流動であると推測された場合には点火プラグ１９により放電が開始される時期（以下、放電開始時期と呼称）を遅角制御してもよい。これにより、放電開始時期が遅くなるため、点火プラグ１９で放電を発生させるときには、点火プラグ１９付近の流体流動は弱まっている。よって、点火プラグ１９で発生している放電の吹き消えを抑制する事が可能となる。

・上記実施形態において、弱流動であると推測された場合には点火プラグ１９に流す二次電流を減少させていた。このことについて、必ずしも弱流動時に点火プラグ１９に流す二次電流を減少させる必要はない。

・上記実施形態において、中間流動であると推測された場合には放電期間を強流動時に設定される放電期間及び弱流動時に設定される放電期間のいずれよりも短く設定していた。このことについて、必ずしも強流動時に設定される放電期間及び弱流動時に設定される放電期間のいずれよりも、中間流動時に設定される放電期間を短く設定する必要はない。例えば、弱流動時に設定される放電期間よりも長く設定してもよい。

・上記実施形態では、中間流動であると推測された場合には点火プラグ１９に流す二次電流を、強流動時に点火プラグ１９に流す二次電流よりも低く、弱流動時に点火プラグ１９に流す二次電流よりも高く設定していた。このことについて、必ずしも上記設定とする必要はない。ただし、弱流動時に点火プラグ１９に流す二次電流よりも低く設定すると、点火プラグ１９に発生させた放電が吹き消えるおそれがあるため、二次電流を高く設定することに限る。具体的には、強流動時に点火プラグ１９に流す二次電流よりも高く設定してもよい。

・上記実施形態では、補正制御時に決定された処理内容（例えば、強流動であると推測された場合には、噴射開始時期を進角に制御するなど）は、次回の燃焼サイクル以降に適用されるとしていた。このことについて、現在の燃焼サイクルから推測された流体流動の強さに応じた処理を実施してもよい。ただし、現在の燃焼サイクルから流体流動の強さに応じた処理を実施する場合には、既にインジェクタ１８から燃料が噴射され、点火プラグ１９では放電が発生しているため、上記実施形態における補正制御は適切ではないおそれがある。よって、流体流動の強さに応じた処理内容を変更する。

具体的には、強流動であると推測された場合には、現在点火プラグ１９にて発生している放電を停止させ、所定時間が経過した後に放電を再度開始させる。これにより、放電開始時期を遅角制御するという前述の別例と同様の効果を得ることが可能となる。弱流動であると推測された場合には、二次電流を時間経過に伴って減衰させ、且つ、放電期間を遅角側に延長制御する。これにより、点火プラグ１９に流すエネルギを少なく抑えることができ、かつ、放電期間を延長することで、燃料の噴霧が放電と接触する機会を増やすことができる。中間流動であると推測された場合には、二次電流を時間経過に伴って減衰させ、さらに放電を終了させる時期を進角制御する。これにより、放電を早期に終了させることができるため、点火プラグ１９に過剰なエネルギを投入せずにすむ。

本別例において、強流動であると推測された場合には、現在点火プラグ１９にて発生している放電を停止させ、所定時間が経過した後に放電を再度開始させていた。このことについて、点火プラグ１９に再度放電を発生させる場合に点火プラグ１９周囲の流体流動が未だ強い可能性を考慮して、再度放電させる際には停止させた放電時に点火プラグ１９に流した二次電流よりも大きな二次電流を流すこととしてもよい。これにより、流体流動による放電の吹き消えを抑制することができ、より確実に点火プラグ１９で発生させた放電を維持することが可能となる。

・上記実施形態では、点火プラグ１９にて連続放電を生じさせていた。このことについて、点火プラグ１９にて火花放電を複数回生じさせる多重放電を実施してもよい。連続放電では、放電期間を設け、その放電期間を経過した後に放電を終了させていた。多重放電を実施する場合には、この放電期間に代えて、放電期間が経過するだけの放電回数を設定し、放電回数だけ点火プラグ１９に放電を発生させた後に放電を終了させてもよい。

・上記実施形態では、電圧検出用経路Ｌ２により検出された二次電圧Ｖ２に基づいて、流体流動の強さを推測していた。このことについて、二次電圧Ｖ２を検出する代わりに二次電流を検出し、検出した二次電流に基づいて流体流動の強さを推測してもよい。

・上記実施形態では、電圧検出用経路Ｌ２により検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークに基づいて、流体流動の強さを推測していた。このことについて、検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークの絶対値を算出し、算出された二次電圧Ｖ２の絶対値に基づいて流体流動の強さを推測してもよい。この場合、第一閾値Ｖｈ及び第二閾値Ｖｌもまた、それぞれの絶対値が比較判定に用いられる。

・上記実施形態では、電圧検出用経路Ｌ２により検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第一閾値Ｖｈよりも低くなった場合に、強流動であると推測していた。また、電圧検出用経路Ｌ２により検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第二閾値Ｖｌよりも大きくなった場合に、低流動であると推測していた。そして、電圧検出用経路Ｌ２により検出された二次電圧Ｖ２の二回目以降のピークが第一閾値Ｖｈよりも大きく、且つ、第二閾値Ｖｌよりも大きくなった場合に、中間流動であると推測していた。

流体流動の強さを推測する方法は、上記方法に限る必要はない。例えば、第二判定期間を設け、この判定期間における二次電圧Ｖ２の変化量（例えば傾き）の絶対値が第一所定変化量よりも大きい場合に、強流動であると推測してもよい。インジェクタ１８により噴射された燃料の噴霧が点火プラグ１９の放電と接触すると、二次電圧Ｖ２の絶対値が連続して大きくなる。この接触頻度が過剰に多い場合に、第二判定期間において二次電圧Ｖ２に第一所定変化量よりも大きな変化が生じる。一方で、第二判定期間内における二次電圧Ｖ２の変化量の絶対値が第二所定変化量よりも小さい場合には、弱流動であると推測してもよい。これは、第二判定期間内に燃料の噴霧が放電に接触することがなく、二次電圧Ｖ２に第二所定変化量を超えるほど大きな変化が生じないためである。また、第二判定期間内における二次電圧Ｖ２の変化量の絶対値が第一所定変化量よりも小さく、且つ、第二所定変化量よりも大きい場合には、中間流動であると推測してもよい。中間流動である場合、噴射された燃料は放電に接触しているが、その接触頻度は強流動ほどに過剰ではないことが想定される。このため、二次電圧Ｖ２の変化量の絶対値は第一所定変化量よりも小さく、且つ、燃料の噴霧が放電に接触している分、第二所定変化量よりも大きくなる。

このように、第二判定期間内における二次電圧Ｖ２の変化量に基づいても、燃料が噴射されることで生じる流体流動の強さを正確に推測することができる。

１１…エンジン、１１ｂ…燃焼室、１８…インジェクタ、１９…点火プラグ、３２…電子制御ユニット。

Claims (12)

1. 燃焼室（１１ｂ）内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（１８）と、
   前記燃焼室内において電極間で放電させる点火プラグ（１９）と、
   前記点火プラグに印加される二次電圧を検出する二次電圧検出部（Ｌ２）と、
   を備える内燃機関（１１）に適用される制御装置（３２）であって、
   前記点火プラグで放電を開始するタイミングを含む所定期間内に、前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させる噴射部と、
   前記噴射部により燃料噴射を開始させた後に、前記二次電圧検出部により検出された前記二次電圧を取得する電気特性検出部と、
   前記電気特性検出部により取得された前記二次電圧に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることで生じた前記点火プラグ付近の流体流動の強さを推測する流動推測部と、
   前記流動推測部により推測された前記流体流動の強さに基づいて、前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射状態及び前記点火プラグにより放電させる放電状態の少なくとも一方を、燃料の燃焼状態が改善する方向に制御する制御部と、
   を備え、
   前記流動推測部は、前記噴射部により前記燃料噴射弁に燃料を噴射させてから第一判定期間内に前記電気特性検出部により取得された前記二次電圧の二回目以降のピークの絶対値が第一閾値よりも大きい場合に、前記流体流動が強い強流動であると推測し、前記噴射部により前記燃料噴射弁に燃料を噴射させてから前記第一判定期間内に前記電気特性検出部により取得された前記二次電圧の二回目以降のピークの絶対値が第一閾値よりも小さく設定された第二閾値よりも小さい場合に、前記流体流動が弱い弱流動であると推測し、
   前記制御部は、前記流動推測部により前記流体流動が強い強流動であると推測された場合に、前記強流動が弱まる時期に前記点火プラグで放電させられるように、前記噴射状態及び前記放電状態の少なくとも一方を制御し、前記流動推測部により前記流体流動が弱い弱流動であると推測された場合に、前記点火プラグにより放電させる期間としての放電期間を延長することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 燃焼室（１１ｂ）内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁（１８）と、
   前記燃焼室内において電極間で放電させる点火プラグ（１９）と、
   前記点火プラグに印加される二次電圧を検出する二次電圧検出部（Ｌ２）と、
   を備える内燃機関（１１）に適用される制御装置（３２）であって、
   前記点火プラグで放電を開始するタイミングを含む所定期間内に、前記燃料噴射弁により前記燃料を噴射させる噴射部と、
   前記噴射部により燃料噴射を開始させた後に、前記二次電圧検出部により検出された前記二次電圧を取得する電気特性検出部と、
   前記電気特性検出部により取得された前記二次電圧に基づいて、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることで生じた前記点火プラグ付近の流体流動の強さを推測する流動推測部と、
   前記流動推測部により推測された前記流体流動の強さに基づいて、前記燃料噴射弁により燃料を噴射させる噴射状態及び前記点火プラグにより放電させる放電状態の少なくとも一方を、燃料の燃焼状態が改善する方向に制御する制御部と、
   を備え、
   前記流動推測部は、前記電気特性検出部により取得された前記二次電圧の第二判定期間内における変化量の絶対値が第一所定変化量よりも大きい場合に、前記流体流動が強い強流動であると推測し、前記電気特性検出部により取得された前記二次電圧の前記第二判定期間内における変化量の絶対値が前記第一所定変化量よりも小さく設定された第二所定変化量よりも小さい場合に、前記流体流動が弱い弱流動であると推測し、
   前記制御部は、前記流動推測部により前記流体流動が強い強流動であると推測された場合に、前記強流動が弱まる時期に前記点火プラグで放電させられるように、前記噴射状態及び前記放電状態の少なくとも一方を制御し、前記流動推測部により前記流体流動が弱い弱流動であると推測された場合に、前記点火プラグにより放電させる期間としての放電期間を延長することを特徴とする内燃機関の制御装置。
3. 前記制御部は、前記流動推測部により前記強流動であると推測された場合に、前記燃料噴射弁から燃料が噴射される時期を進角制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記制御部は、前記流動推測部により前記強流動であると推測された場合に、前記点火プラグに前記放電を発生させる時期を遅角制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記制御部は、前記流動推測部により前記強流動であると推測された場合に、前記点火プラグで発生している前記放電を停止させ、所定時間が経過した後に、前記点火プラグに再放電を発生させることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記制御部は、前記点火プラグに前記再放電を発生させる際に、停止させた前記放電時に前記点火プラグに流した二次電流よりも大きい二次電流が流れるように制御することを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記制御部は、前記流動推測部により前記弱流動であると推測された場合に、前記点火プラグに流す二次電流を減少させることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記制御部は、前記流動推測部により前記弱流動であると推測された場合に、前記放電期間を進角側に延長することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記制御部は、前記流動推測部により前記流体流動が強い強流動と前記流体流動が弱い弱流動との間の中間流動であると推測された場合に、前記点火プラグにより放電させる期間としての放電期間を、前記強流動時に設定される前記放電期間及び前記弱流動に設定される前記放電期間のいずれよりも短く設定することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
10. 前記制御部は、前記流動推測部により前記流体流動が強い強流動と前記流体流動が弱い弱流動との間の中間流動であると推測された場合に、前記点火プラグに流す二次電流を、前記強流動時に前記点火プラグに流す前記二次電流よりも低く、前記弱流動時に前記点火プラグに流す前記二次電流よりも高く設定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
11. 前記流動推測部は、前記内燃機関の運転領域は複数領域に区分し、該区分した領域毎に、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることで生じた前記流体流動の大きさを推測することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
12. 前記内燃機関は、運転状況に応じて理論空燃比よりも空気過剰な状態で混合気を燃焼させるリーンモードで運転するよう制御され、
    前記流動推測部は、前記リーンモードとなるたびに、前記燃料噴射弁から燃料が噴射されることで生じた前記流体流動の大きさを推測することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。