(57)【要約】【課題】単一の燃料噴射を行うと共に、排気還流率または過給圧の目標値からのずれに応じて噴射時期あるいは着火時期を制御するようにした予混合圧縮着火が可能な内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタを介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能なエンジン（内燃機関）において、過給機による実過給圧を検出し、検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように過給機の動作を制御すると共に、排気還流装置による実排気還流率を検出し、検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように排気還流装置の動作を制御し、さらに目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて目標着火時期あるいは目標噴射時期を制御する。【選択図】図２
2010156250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタを介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能な内燃機関において、前記内燃機関を過給する過給機と、前記内燃機関から排出される排気の一部を還流させる排気還流装置と、前記過給機による実過給圧を検出し、前記検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機の動作を制御する過給圧制御手段と、前記排気還流装置による実排気還流率を検出し、前記検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように前記排気還流装置の動作を制御する排気還流制御手段と、前記目標過給圧と実過給圧の偏差と前記目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記単一の燃料噴射の時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記燃料噴射時期制御手段は、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは前記単一の燃料噴射の時期を進角側に制御する一方、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が大きいときは前記単一の燃料噴射の時期を遅角側に制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射時期制御手段は、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が小さいときは前記単一の燃料噴射の時期を遅角側に制御する一方、前記目標排気還流率に対して前記実還流率が大きいときは前記単一の燃料噴射の時期を進角側に制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタを介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能な内燃機関において、前記内燃機関を過給する過給機と、前記内燃機関から排出される排気の一部を還流させる排気還流装置と、前記過給機による実過給圧を検出し、前記検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機の動作を制御する過給圧制御手段と、前記排気還流装置による実排気還流率を検出し、前記検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように前記排気還流装置の動作を制御する排気還流制御手段と、前記燃料の目標着火時期を算出する目標着火時期算出手段と、前記目標過給圧と実過給圧の偏差と前記目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記目標着火時期を補正する目標着火時期補正手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記目標着火時期補正手段は、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは前記目標着火時期を進角側に補正する一方、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が大きいときは前記目標着火時期を遅角側に補正することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記目標着火時期補正手段は、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が小さいときは前記目標着火時期を遅角側に補正する一方、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が大きいときは前記目標着火時期を進角側に補正することを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記燃料の目標噴射時期を算出する目標噴射時期算出手段を備えると共に、前記目標着火時期補正手段は、前記目標噴射時期を補正することで前記目標着火時期を補正することを特徴とする請求項４から６のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は内燃機関の制御装置に関し、より具体的には予混合圧縮着火が可能な内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
予混合圧縮着火（Premixed Charge Compression Ignition）が可能な内燃機関、即ち、燃料噴射時期を早期化することで混合気形成を促進する燃焼方式が採用可能な内燃機関（ディーゼル内燃機関）の制御装置としては、以下の特許文献１記載の技術が知られている。
【０００３】
特許文献１記載の技術にあっては、予混合燃焼が行われているとき、ＥＧＲガス量あるいは過給圧が予混合燃焼に応じた所定排気量あるいは所定過給圧に足りていない場合、予混合燃焼時の燃料噴射を予混合燃焼時の燃料噴射時期に近いプレ噴射とそれより後のメイン噴射とに変更すると共に、プレ噴射の燃料噴射量をメイン噴射のそれよりも増加させるように構成している。
【特許文献１】特開２００６−４６２９９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の技術のように燃料噴射を分割して２段で行う燃料噴射は、燃料噴射を分割せずに１回で行う単一の燃料噴射に比し、予混合期間を多くとれないことから、予混合燃焼にとって好ましいものではない。
【０００５】
また、予混合燃焼は、通常燃焼（拡散燃焼）に比し、排気還流率や過給圧の目標値からのずれによる影響が大きいため、通常燃焼では問題がない程度のずれであっても、予混合燃焼では補正することが望ましい。特に、ずれによる影響は過渡運転時に顕著となる。
【０００６】
この発明の目的は上記した課題を解決し、単一の燃料噴射を行うと共に、排気還流率または過給圧の目標値からのずれに応じて噴射時期あるいは着火時期を制御するようにした予混合圧縮着火が可能な内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を解決するために、請求項１にあっては、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタを介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能な内燃機関において、前記内燃機関を過給する過給機と、前記内燃機関から排出される排気の一部を還流させる排気還流装置と、前記過給機による実過給圧を検出し、前記検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機の動作を制御する過給圧制御手段と、前記排気還流装置による実排気還流率を検出し、前記検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように前記排気還流装置の動作を制御する排気還流制御手段と、前記目標過給圧と実過給圧の偏差と前記目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記単一の燃料噴射の時期を制御する燃料噴射時期制御手段とを備える如く構成した。尚、ここで「燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能」とは、燃焼に用いる燃料の噴射が単一であることを意味し、ポスト噴射のように燃焼に寄与しない燃料噴射を除外するものではないことを意味する。
【０００８】
請求項２に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記燃料噴射時期制御手段は、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは前記単一の燃料噴射の時期を進角側に制御する一方、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が大きいときは前記単一の燃料噴射の時期を遅角側に制御する如く構成した。
【０００９】
請求項３に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記燃料噴射時期制御手段は、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が小さいときは前記単一の燃料噴射の時期を遅角側に制御する一方、前記目標排気還流率に対して前記実還流率が大きいときは前記単一の燃料噴射の時期を進角側に制御する如く構成した。
【００１０】
請求項４にあっては、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタを介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能な内燃機関において、前記内燃機関を過給する過給機と、前記内燃機関から排出される排気の一部を還流させる排気還流装置と、前記過給機による実過給圧を検出し、前記検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機の動作を制御する過給圧制御手段と、前記排気還流装置による実排気還流率を検出し、前記検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように前記排気還流装置の動作を制御する排気還流制御手段と、前記燃料の目標着火時期を算出する目標着火時期算出手段と、前記目標過給圧と実過給圧の偏差と前記目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記目標着火時期を補正する目標着火時期補正手段とを備える如く構成した。請求項１と同様、「燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能」とは、燃焼に用いる燃料の噴射が単一であることを意味し、ポスト噴射のように燃焼に寄与しない燃料噴射を除外するものではないことを意味する。
【００１１】
請求項５に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記目標着火時期補正手段は、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは前記目標着火時期を進角側に補正する一方、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が大きいときは前記目標着火時期を遅角側に補正する如く構成した。
【００１２】
請求項６に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記目標着火時期補正手段は、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が小さいときは前記目標着火時期を遅角側に補正する一方、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が大きいときは前記目標着火時期を進角側に補正する如く構成した。
【００１３】
請求項７に係る内燃機関の制御装置にあっては、前記燃料の目標噴射時期を算出する目標噴射時期算出手段を備えると共に、前記目標着火時期補正手段は、前記目標噴射時期を補正することで前記目標着火時期を補正する如く構成した。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１に係る内燃機関の制御装置にあっては、検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように過給機の動作を制御する過給圧制御手段と、検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように排気還流装置の動作を制御する排気還流制御手段とを備えると共に、目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて単一の燃料噴射の時期を制御する如く構成したので、単一の燃料噴射を行うことで、２段噴射に比して予混合期間を多くとれる分だけ、予混合燃焼を安定化することができる。また、目標過給圧と実過給圧の偏差または目標排気還流率と実排気還流率の偏差に応じて単一の燃料噴射の時期を制御することで、特に過渡時において燃焼状態の悪化や燃焼音（ＮＶ）あるいは燃焼変動による振動を抑制し、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００１５】
請求項２に係る内燃機関の制御装置にあっては、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは燃料噴射の時期を進角側に制御する一方、目標過給圧に対して実過給圧が大きいときは燃料噴射の時期を遅角側に制御する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は燃料噴射の時期を進角側に制御する一方、逆に目標過給圧に対して実過給圧が大きい負荷減少時は燃料噴射の時期を遅角側に制御することで、筒内の空燃比の変化に応じた噴射時期に設定することが可能となって混合気の濃度変化に応じた最適な燃料噴射時期を選択できるため、筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００１６】
請求項３に係る内燃機関の制御装置にあっては、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは単一の燃料噴射の時期を遅角側に制御する一方、目標排気還流率に対して実還流率が大きいときは単一の燃料噴射の時期を進角側に制御する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は燃料噴射の時期を遅角側に制御する一方、逆に目標排気還流率に対して実排気還流率が大きい負荷減少時は燃料噴射の時期を進角側に制御することで、同様に筒内の空燃比の変化に応じた噴射時期に設定することが可能となって混合気の濃度変化に応じた最適な燃料噴射時期を選択できるため、筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００１７】
請求項４に係る内燃機関の制御装置にあっては、検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機の動作を制御する過給圧制御手段と、検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように排気還流装置の動作を制御する排気還流制御手段と、燃料の目標着火時期を算出する目標着火時期算出手段とを備えると共に、目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて目標着火時期を補正する如く構成したので、単一の燃料噴射を行うことで、２段噴射に比して予混合期間を多くとれる分だけ、予混合燃焼を安定化することができる。また、目標過給圧と実過給圧の偏差または目標排気還流率と実排気還流率の偏差に応じて目標着火時期を補正することで、特に過渡時において燃焼状態の悪化や燃焼音（ＮＶ）あるいは燃焼変動による振動を抑制し、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００１８】
請求項５に係る内燃機関の制御装置にあっては、目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは目標着火時期を進角側に補正する一方、目標過給圧に対して実過給圧が大きいときは目標着火時期を遅角側に補正する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は目標着火時期を進角側に制御する一方、逆に目標過給圧に対して実過給圧が大きい負荷減少時は目標着火時期を遅角側に制御することで、請求項２と同様、筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００１９】
請求項６に係る内燃機関の制御装置にあっては、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは目標着火時期を遅角側に補正する一方、目標排気還流率に対して実排気還流率が大きいときは目標着火時期を進角側に補正する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は目標着火時期を遅角側に制御する一方、逆に目標排気還流率に対して実排気還流率が大きい負荷減少時は目標着火時期を進角側に制御することで、請求項３と同様に筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００２０】
請求項７に係る内燃機関の制御装置にあっては、燃料の目標噴射時期を算出する目標噴射時期算出手段を備えると共に、目標噴射時期を補正することで目標着火時期を補正する如く構成したので、上記した効果に加え、目標着火時期を容易に補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の制御装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例】
【００２２】
図１は、この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。
【００２３】
図１において、符号１０は車両（図示せず）に駆動源として搭載される内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は、予混合圧縮着火（Premixed Charge Compression Ignition）による予混合燃焼と、通常の拡散燃焼（通常燃焼）とが可能なディーゼルエンジンからなる。
【００２４】
符号１０ａはシリンダブロックとシリンダヘッド（共に図示せず）からなるエンジン本体を示す。エンジン１０は４気筒を備え、エアクリーナ１２から吸入された吸気は吸気管１４を流れる。
【００２５】
吸気管１４の適宜位置にはインテークシャッタ（吸気絞り装置）１６が配置される。インテークシャッタ１６はバルブ１６ａと、それに接続される電動モータなどのアクチュエータ１６ｂを備える。インテークシャッタ１６において、駆動回路（図示せず）を介してアクチュエータ１６ｂが駆動されるとき、それに応じてバルブ１６ａが閉鎖方向に駆動されて吸気管１４の開度を絞り方向に調整し、そこを通過する吸気の量を減少させる。
【００２６】
吸気管１４を流れる吸気はその下流の吸気マニホルド２０を通ってそれぞれの気筒に至り、吸気バルブ（図示せず）が開弁すると共に、ピストン（図示せず）が下降するとき、シリンダブロックとシリンダヘッドで画成された各気筒の燃焼室（図示せず）に吸入される。吸入された空気はピストンが上昇するとき圧縮されて高温となる。
【００２７】
燃料タンク（図示せず）に貯留された燃料（軽油）はポンプおよびコモンレール（共に図示せず）を介して各気筒の燃焼室を臨む位置に配置されたインジェクタ（燃料噴射弁）２２に供給され、インジェクタ２２が駆動回路（図示せず）を介して駆動（開弁）されるとき、燃焼室に噴射され、圧縮されて高温となった吸入空気に触れて自然着火して燃焼する。
【００２８】
それによってピストンは下方に駆動された後、再び上昇し、排気バルブ（図示せず）が開弁するとき、排気（既燃ガス）を排気マニホルド２４に排出する。排気はその下流の排気管２６を流れる。
【００２９】
排気管２６には排気還流（Exhaust Gas Recirculation）装置３０が設けられる。排気還流装置３０は、排気管２６を吸気管１４に接続する排気還流（ＥＧＲ）管３０ａと、排気還流管３０ａに設けられる排気還流（ＥＧＲ）弁３０ｂからなる。
【００３０】
排気還流弁３０ｂはダイアフラム（図示せず）を備え、電磁弁で開閉される負圧供給通路（図示せず）を介して負圧が導入されるとき、リフトして排気還流管３０ａを開放させる。負圧供給回路の開度は電磁弁をデユーティ比制御することで調節され、それによって排気還流弁３０ｂの弁体のリフト量（開度）が変えられ、排気還流率（排気還流量）が調整される。
【００３１】
また、排気管２６において排気還流管３０ａの接続位置の下流には、過給機３２が設けられる。過給機３２はターボチャージャからなり、排気管２６に配置されたタービン３２ａと、吸気管１４に配置されたコンプレッサ３２ｂを備える。
【００３２】
コンプレッサ３２ｂはタービン３２ａにシャフト３２ｃによって連結され、タービン３２ａが排気によって回転させられるとき、それに応じて駆動されてエアクリーナ１２から吸入されて吸気管１４を流れる吸気を圧縮して燃焼室に供給（過給）する。タービン３２ａには可変ベーン３２ａ１が複数枚取り付けられ、可変ベーン３２ａ１はアクチュエータ３２ａ２に機械的に連結される。
【００３３】
排気還流弁３０ｂと同様、アクチュエータ３２ａ２はダイアフラムを備え、電磁弁で開閉される負圧供給通路を介して負圧が導入されるとき、可変ベーン３２ａ１を張り出し方向に回動させる。負圧供給回路の開度は電磁弁をデユーティ比制御することで調節され、それによって可変ベーン３２ａ１の張り出し角度が変えられ、圧縮された空気の供給量が調整される。
【００３４】
吸気管１４においてコンプレッサ３２ｂの下流には、水冷式のインタークーラ３４が設けられる。インタークーラ３４は、過給機３２の動作によって吸気の温度が上昇したとき、吸気を冷却する。
【００３５】
また、排気管２６において過給機３２の配置位置の下流には、白金などからなる酸化触媒装置（図に「ＣＡＴ」と示す）３６が配置される。酸化触媒装置３６は、排気中の未燃ＨＣを酸化して除去する。酸化触媒装置３６の下流にはＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）４０が配置され、排気中の微粒子物質（Particulate）を捕集する。
【００３６】
ＤＰＦ４０の下流にはＮＯｘ触媒装置４２が設けられ、リーンな酸化雰囲気下において排気中のＮＯｘを捕捉し、リッチな還元雰囲気下において還元する。排気はＮＯｘ触媒装置４２を通った後、サイレンサ、テールパイプなど（全て図示せず）を流れてエンジン１０の外部に放出される。
【００３７】
エンジン１０のクランク軸（図示せず）の付近には複数組の電磁ピックアップからなるクランク角センサ４４が配置され、気筒判別信号を出力すると共に、４気筒のそれぞれのＴＤＣあるいはその付近でＴＤＣ信号を出力し、さらに１度などの所定クランク角度ごとにＣＲＫ信号を出力する。
【００３８】
エンジン１０の吸気管１４においてエアクリーナ１２の付近には温度検出素子を備えたエアフローメータ４６が配置され、エアクリーナ１２から吸入される空気（吸気）量（エンジン負荷を示す）と温度（吸気温あるいは外気温）ＴＡに応じた信号を出力すると共に、冷却水通路（図示せず）の付近には水温センサ５０が配置され、エンジン冷却水温ＴＷに応じた信号を出力する。
【００３９】
エンジン１０の吸気管１４において過給機３２のコンプレッサ３２ｂの下流には吸気圧センサ５２が配置され、コンプレッサ３２ｂの下流の吸気の圧力、即ち、過給圧に応じた信号を出力すると共に、排気還流装置３０の排気還流弁３０ｂにはリフトセンサ５４が配置され、弁体のリフト量、換言すれば排気還流弁３０ｂの開度に応じた信号を出力する。
【００４０】
エンジン１０のシリンダヘッドには、各気筒の燃焼室を臨む位置に筒内圧センサ５６が４気筒で合計４個配置される（１個のみ図示）。筒内圧センサ５６はそれぞれ圧電素子で構成されてグロープラグと一体型の構造を有し、各気筒の筒内圧（燃焼室の圧力）の変化量（以下「筒内圧変化量ＤＰＶ」という）を示す信号を出力する。
【００４１】
また、エンジン１０が搭載される車両の運転席（図示せず）の床面に配置されたアクセルペダル６０の付近にはアクセル開度センサ６２が配置され、アクセル開度（エンジン負荷を示す）ＡＰに応じた信号を出力する。
【００４２】
上記したセンサ群の出力は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）７０に送られる。
【００４３】
図示は省略するが、ＥＣＵ７０はＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭおよび入出力回路からなるマイクロコンピュータから構成される。ＥＣＵ７０は、入力回路を介して入力したセンサ群の出力の中、クランク角センサ４４から出力されるＣＲＫ信号の間隔を時間計測してエンジン回転数ＮＥを検出（算出）する。
【００４４】
また、ＥＣＵ７０は後述する如く、運転状態、より具体的にはエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱ（エンジン回転数ＮＥとアクセル開度ＡＰから予め設定された特性（マップ）を検索して算出）に応じて燃料の噴射時期などを制御する。
【００４５】
尚、エンジン１０においては中回転以下の中低負荷領域（極低負荷領域を除く）では予混合燃焼が行われると共に、それ以外の領域では通常燃焼（拡散燃焼あるいはディーゼル燃焼）が行われる。
【００４６】
予混合燃焼は予混合圧縮着火（ＰＣＣＩ）、即ち、燃料を吸気行程から圧縮行程にかけて噴射することで、通常燃焼は燃料を圧縮行程で噴射することで行われる。
【００４７】
この実施例においては、予混合圧縮着火は吸気行程から圧縮行程にかけて単一の燃料噴射を行うことで実行される。尚、ここで「単一の燃料噴射」とは「燃焼に寄与する噴射」を意味し、ポスト噴射のように燃焼に寄与しない燃料噴射を除外するものではない。
【００４８】
この発明の特徴はその予混合圧縮着火の噴射あるいは着火時期の制御にあるので、以下その点に焦点をおいて説明する。
【００４９】
図２は図１に示すＥＣＵ７０の動作、より具体的には予混合圧縮着火の噴射・着火時期制御を示すブロック図である。
【００５０】
以下説明すると、ＥＣＵ７０においてはブロック７０ａで運転状態、より具体的にはエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱに応じてマップ７０ａ１が検索され、検索値から目標着火時期（単一の燃料噴射で噴射される燃料の着火時期の目標値）がクランク角度位置で算出される。
【００５１】
算出された目標着火時期は加算段７０ｂに送られ、そこで排気還流率目標着火時期補正量が加算される。
【００５２】
図３は排気還流率目標着火時期補正量を算出する排気還流率補正ブロック７０ｃの詳細を示すブロック図である。
【００５３】
図示の如く、排気還流率補正ブロック７０ｃは排気還流率制御ブロック７０ｃ１を備える。排気還流率制御ブロック７０ｃ１は、リフトセンサ５４を通じて排気還流装置３０による実排気還流率を検出し、検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように排気還流装置３０の動作、より具体的には排気還流弁３０ｂの動作を制御する。
【００５４】
また、排気還流率制御ブロック７０ｃ１は、目標排気還流率と実排気還流率の偏差を噴射時期に変換し、変換された噴射時期に基づいて排気還流率目標着火時期補正量を算出する算出ブロック７０ｃ２と、変換された噴射時期に基づいて排気還流率噴射時期補正量を算出する算出ブロック７０ｃ３とを備える。
【００５５】
算出ブロック７０ｃ２は、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは目標着火時期を遅角側に補正する一方、目標排気還流率に対して実排気還流率が大きいときは目標着火時期を進角側に補正するように、排気還流率目標着火時期補正量を算出する。
【００５６】
図２の説明に戻ると、加算段７０ｂの出力は加算段７０ｄに送られ、そこで過給圧目標着火時期補正量が加算される。
【００５７】
図４は過給圧目標着火時期補正量を算出する過給圧補正ブロック７０ｅの詳細を示すブロック図である。
【００５８】
図示の如く、過給圧補正ブロック７０ｅは過給圧制御ブロック７０ｅ１を備える。過給圧制御ブロック７０ｅ１は、吸気圧センサ５２を通じて過給機３２による実過給圧を検出し、検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように過給機３２の動作、より具体的にはアクチュエータ３２ａ２の動作を制御する。
【００５９】
また、過給圧制御ブロック７０ｅ１は、目標過給圧と実過給圧の偏差を噴射時期に変換し、変換された噴射時期に基づいて過給圧目標着火時期補正量を算出する算出ブロック７０ｅ２と、変換された噴射時期に基づいて過給圧噴射時期補正量を算出する算出ブロック７０ｅ３とを備える。
【００６０】
算出ブロック７０ｅ２は、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは目標着火時期を進角側に補正する一方、目標過給圧に対して実過給圧が大きいときは目標着火時期を遅角側に補正するように、過給圧目標着火時期補正量を算出する。
【００６１】
図２の説明に戻ると、加算段７０ｄの出力は減算段７０ｆに送られ、そこで実着火時期との偏差が算出される。
【００６２】
即ち、筒内圧センサ５６の出力とクランク角センサ４４のＴＤＣ信号とＣＲＫ信号は熱発生率算出ブロック７０ｇに送られ、そこで次式に従って単位クランク角度、例えばクランク角１度当たりの熱発生率が算出される。
ｄＱθ=（κ・Ｐθ・１０００・ｄＶθ＋ｄＰθ・１０００・Ｖθ）／（κ―１）
【００６３】
上記において、κ：比熱比（例えば１．３４）、Ｐθ：筒内圧（筒内圧変化量ＤＰＶから算出）、ｄＶθ：単位クランク角度当たりの気筒の燃焼室の容積の変化率（ＣＲＫ信号から算出）、ｄＰθ：筒内圧変化率（筒内圧変化量とＣＲＫ信号から算出）、Ｖθ：気筒の燃焼室の容積（ＴＤＣ信号とＣＲＫ信号から算出）である。
【００６４】
熱発生率算出ブロック７０ｇで算出された単位クランク角度当たりの熱発生率は、実着火時期算出ブロック７０ｈに送られる。実着火時期算出ブロック７０ｈにはクランク角センサ４４のＴＤＣ信号とＣＲＫ信号も入力される。
【００６５】
実着火時期算出ブロック７０ｈは、入力された単位クランク角度当たりの熱発生率を積分して気筒の燃焼室における熱発生量を算出すると共に、ＴＤＣ信号とＣＲＫ信号に基づき、エンジン１０の１燃焼サイクルにおいて熱発生量が総熱発生量の１／２になったときのクランク角度位置を実着火時期（気筒の燃焼室内の燃料の実際の着火時期）として算出する。
【００６６】
実着火時期算出ブロック７０ｈで算出された実着火時期は減算段７０ｆに送られ、そこで目標着火時期との偏差が算出される。
【００６７】
減算段７０ｆで算出された偏差はＦＢ（フィードバック）補正量算出ブロック７０ｉに送られ、そこで実着火時期が目標着火時期に収束するように噴射時期のフィードバック補正量が算出される。噴射時期のフィードバック補正量は、例えば実着火時期が目標着火時期よりも遅いときは、燃料が燃焼し難いと判断されて進角側に算出される。
【００６８】
ＦＢ補正量算出ブロック７０ｉで算出されたフィードバック補正量は加算段７０ｊに送られる。
【００６９】
他方、ブロック７０ｍでは運転状態、より具体的にはエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱに応じてマップ７０ｍ１が検索され、検索値から目標噴射時期（燃料の気筒燃焼室への噴射時期の目標値）が算出される。目標噴射時期は、単一の燃料噴射の時期として算出される。
【００７０】
目標噴射時期は、インジェクタ２２の開弁開始時期を示すクランク角度位置で算出される。尚、図示しない処理ルーチンにおいてエンジン回転数ＮＥと要求トルクＴＲＱに応じて噴射量も算出される。
【００７１】
算出された目標噴射時期は加算段７０ｎに送られ、そこで排気還流率噴射時期補正量が加算される。図３を参照して説明したように、排気還流率噴射時期補正量は、排気還流率補正ブロック７０ｃにおいて目標排気還流率と実排気還流率の偏差に基づいて算出ブロック７０ｃ３で算出される。
【００７２】
より具体的には、算出ブロック７０ｃ３では、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは目標噴射時期（単一の燃料噴射の時期の目標値）を遅角側に制御する一方、目標排気還流率に対して実還流率が大きいときは目標噴射時期を進角側に制御するように、排気還流率噴射時期補正量が算出される。
【００７３】
加算段７０ｎの出力は加算段７０ｏに送られ、そこで過給圧噴射時期補正量が加算される。同様に図３を参照して説明したように、過給圧噴射時期補正量は、過給圧補正ブロック７０ｅにおいて目標過給圧と実過給圧の偏差に応じて算出ブロック７０ｅ３で算出される。
【００７４】
より具体的には、算出ブロック７０ｅ３では、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは目標噴射時期（単一の燃料噴射の時期の目標値）を進角側に制御する一方、目標過給圧に対して実過給圧が大きいときは目標噴射時期を遅角側に制御するように、過給圧噴射時期補正量が算出される。
【００７５】
加算段７０ｏの出力は加算段７０ｊに送られ、そこでＦＢ補正量に加算される。加算段７０ｊの出力は最終噴射時期算出ブロック７０ｐに送られ、そこで加算段７０ｊの出力から最終噴射時期が算出される。
【００７６】
上記した如く、この実施例にあっては、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ２２を介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能なエンジン（内燃機関）１０において、前記エンジン（内燃機関）１０を過給する過給機３２と、前記エンジン（内燃機関）１０から排出される排気の一部を還流させる排気還流装置３０と、前記過給機３２による実過給圧を検出し、前記検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機３２の動作を制御する過給圧制御手段（ＥＣＵ７０、過給圧制御ブロック７０ｅ１）と、前記排気還流装置３０による実排気還流率を検出し、前記検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように前記排気還流装置３０の動作を制御する排気還流制御手段（ＥＣＵ７０、排気還流率制御ブロック７０ｃ１）と、前記目標過給圧と実過給圧の偏差と前記目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて目標噴射時期（前記単一の燃料噴射の時期の目標値）を制御する燃料噴射時期制御手段（ＥＣＵ７０、算出ブロック７０ｅ３，７０ｃ３）とを備える如く構成したので、単一の燃料噴射を行うことで、２段噴射に比して予混合期間を多くとれる分だけ、予混合燃焼を安定化することができる。
【００７７】
また、算出ブロック７０ｅ３，７０ｃ３は、目標過給圧と実過給圧の偏差または目標排気還流率と実排気還流率の偏差、より具体的にはその両者に応じて単一の燃料噴射の時期を制御することで、特に過渡時において燃焼状態の悪化や燃焼音（ＮＶ）あるいは燃焼変動による振動を抑制し、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００７８】
また、算出ブロック（前記燃料噴射時期制御手段）７０ｅ３は、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは前記目標噴射時期（単一の燃料噴射の時期の目標値）を進角側に制御する一方、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が大きいときは前記目標噴射時期（単一の燃料噴射の時期の目標値）を遅角側に制御、より具体的には制御するように過給圧噴射時期補正量を算出する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。
【００７９】
即ち、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は目標噴射時期（燃料噴射の時期）を進角側に制御する一方、逆に目標過給圧に対して実過給圧が大きい負荷減少時は目標噴射時期（燃料噴射の時期）を遅角側に制御することで、筒内の空燃比の変化に応じた噴射時期に設定することが可能となって混合気の濃度変化に応じた最適な燃料噴射時期を選択できるため、筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００８０】
図５は負荷上昇時の過給遅れによる筒内圧上昇率の変化、図６は負荷減少時の過給遅れによる筒内圧上昇率の変化を示すシミュレーションデータ図である。図５と図６から明らかな如く、目標過給圧に対する実過給圧の応答遅れに起因して筒内圧上昇率は大きく変動する。
【００８１】
図７（ａ）はこの実施例の過給圧噴射時期補正量による補正をしない場合、図７（ｂ）はその補正をした場合を示すシミュレーションデータ図である。図７（ａ）と図７（ｂ）の対比から、この補正によって特に過渡時において燃焼状態の悪化や燃焼音（ＮＶ）あるいは燃焼変動による振動を抑制し、良好な予混合燃焼を実現されていることが見てとれよう。
【００８２】
また、算出ブロック（前記燃料噴射時期制御手段）７０ｃ３は、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が小さいときは前記目標噴射時期（単一の燃料噴射の時期の目標値）を遅角側に制御する一方、前記目標排気還流率に対して前記実還流率が大きいときは前記目標噴射時期（単一の燃料噴射の時期の目標値）を進角側に制御、より具体的には制御するように排気還流率噴射時期補正量を算出する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は目標噴射時期（燃料噴射の時期）を遅角側に制御する一方、逆に目標排気還流率に対して実排気還流率が大きい負荷減少時は目標噴射時期（燃料噴射の時期）を進角側に制御するように排気還流率噴射時期補正量を算出することで、図示は省略するが、前記したのと同様に筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００８３】
この実施例にあっては、また、燃焼室内に燃料を噴射するインジェクタ２２を介して燃焼に寄与する単一の燃料噴射により予混合圧縮着火が可能なエンジン（内燃機関）１０において、前記エンジン（内燃機関）１０を過給する過給機３２と、前記エンジン（内燃機関）１０から排出される排気の一部を還流させる排気還流装置３０と、前記過給機３２による実過給圧を検出し、前記検出された実過給圧と目標過給圧の偏差が減少するように前記過給機３２の動作を制御する過給圧制御手段（ＥＣＵ７０、過給圧制御ブロック７０ｅ１）と、前記排気還流装置３０による実排気還流率を検出し、前記検出された実排気還流率と目標排気還流率の偏差が減少するように前記排気還流装置３０の動作を制御する排気還流制御手段（ＥＣＵ７０、排気還流率制御ブロック７０ｃ１）と、前記燃料の目標着火時期を算出する目標着火時期算出手段（ＥＣＵ７０、ブロック７０ａ）と、前記目標過給圧と実過給圧の偏差と前記目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記目標着火時期を補正する目標着火時期補正手段（ＥＣＵ７０、算出ブロック７０ｅ２，７０ｃ２）とを備える如く構成したので、単一の燃料噴射を行うことで、２段噴射に比して予混合期間を多くとれる分だけ、予混合燃焼を安定化することができる。
【００８４】
また、目標過給圧と実過給圧の偏差または目標排気還流率と実排気還流率の偏差に応じて目標着火時期を補正することで、特に過渡時において燃焼状態の悪化や燃焼音（ＮＶ）あるいは燃焼変動による振動を抑制し、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００８５】
また、前記算出ブロック（目標着火時期補正手段）７０ｅ２は、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が小さいときは前記目標着火時期を進角側に補正する一方、前記目標過給圧に対して前記実過給圧が大きいときは前記目標着火時期を遅角側に補正、より具体的には補正するように過給圧目標着火時期補正量を算出する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標過給圧に対して実過給圧が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は目標着火時期を進角側に制御する一方、逆に目標過給圧に対して実過給圧が大きい負荷減少時は目標着火時期を遅角側に制御することで、図７に示す如く、前記したのと同様に筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００８６】
また、前記算出ブロック（目標着火時期補正手段）７０ｃ２は、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が小さいときは前記目標着火時期を遅角側に補正する一方、前記目標排気還流率に対して前記実排気還流率が大きいときは前記目標着火時期を進角側に補正、より具体的には補正するように排気還流率目標着火時期補正量を算出する如く構成したので、上記した効果を一層良く得ることができる。即ち、目標排気還流率に対して実排気還流率が小さいときは、換言すれば負荷上昇時は目標着火時期を遅角側に補正する一方、逆に目標排気還流率に対して実排気還流率が大きい負荷減少時は目標着火時期を進角側に補正することで、先に述べたと同様に筒内圧の過大な変動による燃焼音の悪化および失火を防止することができ、良好な予混合燃焼を実現することができる。
【００８７】
また、前記燃料の目標噴射時期を算出するブロック（目標噴射時期算出手段）７０ｍを備えると共に、前記目標着火時期補正手段（ＥＣＵ７０、算出ブロック７０ｅ２，７０ｃ２）は、加算段７０ｎ，７０ｏにおいて前記目標噴射時期を補正することで、ブロック７０ａなどで算出される前記目標着火時期を補正する如く構成したので、上記した効果に加え、目標着火時期を容易に補正することができる。
【００８８】
尚、図２においては目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の両方に応じて目標着火時期を補正するように構成されるが、上記した記載から明らかな如く、目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記目標着火時期を補正するようにしても良い。
【００８９】
また、図２においては目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の両方に応じて目標噴射時期（単一の燃料の噴射の時期の目標値）を補正するように構成されるが、上記した記載から明らかな如く、目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて前記目標噴射時期を補正するようにしても良い。
【００９０】
さらに、図２においては目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差に応じて目標着火時期と目標噴射時期の両方を補正するように構成されるが、上記した記載から明らかな如く、目標過給圧と実過給圧の偏差と目標排気還流率と実排気還流率の偏差の少なくともいずれかに応じて目標着火時期と目標噴射時期の少なくともいずれかを補正するようにしても良い。
【００９１】
さらに、上記において排気還流率から目標着火時期補正量および噴射時期補正量を算出したが、排気還流量あるいは新気量から算出しても良い。
【００９２】
さらに、上記において実排気還流量をリフトセンサ５４の出力から検出したが、他の検出手段を用いても良く、さらには検出手段と演算で求めても良い。
【００９３】
さらに、この発明を車両用のエンジンを例にとって説明したが、この発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶用推進機関用エンジンにも適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１に示すＥＣＵ（電子制御ユニット）の動作を機能的に示すブロック図である。
【図３】図２の排気還流率目標着火時期補正量などを算出する排気還流率補正ブロックの詳細を示すブロック図である。
【図４】図２の過給圧目標着火時期補正量などを算出する過給圧補正ブロックの詳細を示すブロック図である。
【図５】図１に示す内燃機関の負荷上昇時の過給遅れによる筒内圧上昇率の変化を示すシミュレーションデータ図である。
【図６】図１に示す内燃機関の負荷減少時の過給遅れによる筒内圧上昇率の変化を示すシミュレーションデータ図である。
【図７】この実施例の過給圧噴射時期補正量による補正をしない場合とした場合を示すシミュレーションデータ図である。
【符号の説明】
【００９５】
１０  エンジン（内燃機関）、２２  インジェクタ、２６  排気管、３０  排気還流装置、３０ａ  排気還流管、３０ｂ  排気還流弁、３２  過給機、３２ａ２  アクチュエータ、４４  クランク角センサ、４６  エアフローメータ、５２  吸気圧センサ、５４  リフトセンサ、５６  筒内圧センサ、６２  アクセル開度センサ、７０  ＥＣＵ（電子制御ユニット）、７０ａ，７０ｍ  ブロック、７０ｂ，７０ｄ，７０ｊ，７０ｎ，７０ｏ  加算段、７０ｃ  排気還流率補正ブロック、７０ｃ１  排気還流率制御ブロック、７０ｃ２，７０ｃ３，７０ｅ２，７０ｅ３  算出ブロック、７０ｅ  過給圧補正ブロック、７０ｅ１  過給圧制御ブロック、７０ｆ  減算段、  ７０ｇ  熱発生率算出ブロック、７０ｈ  実着火時期算出ブロック、７０ｉ  ＦＢ補正量算出ブロック、７０ｐ  最終噴射時期算出ブロック
【図１】
2010156250.tif 000003
【図２】
2010156250.tif 000004
【図３】
2010156250.tif 000005
【図４】
2010156250.tif 000006
【図５】
2010156250.tif 000007
【図６】
2010156250.tif 000008
【図７】
2010156250.tif 000009