(57)【要約】  ディーゼルエンジンにおいて、メイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時に対応して目標酸素密度を設定しておき、この物理的着火遅れ期間の終了時における実酸素密度が上記目標酸素密度に一致するように制御パラメータを補正する。この制御パラメータは、吸気の過給圧、排気還流率、燃料噴射時期の順の優先順位で目標値が設定され、実酸素密度が目標酸素密度に一致するまで順位を下げながら各制御パラメータを補正していく。
2013061393.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁から気筒内に向けて噴射された燃料の自着火による燃焼を行う圧縮自着火式の内燃機関の制御装置において、
上記燃料噴射が実行された後の所定時期に対応して設定された筒内の目標酸素密度を目標値として、上記所定時期における筒内の実酸素密度を調整するように、吸気の過給圧、排気還流率、燃料噴射時期の順の優先順位でそれぞれの目標値を設定していく目標値設定手段を備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
上記目標値設定手段は、吸気の過給圧を目標値に補正したことで実酸素密度が目標酸素密度に一致した場合には排気還流率及び燃料噴射時期の補正を行わず、吸気の過給圧を目標値に補正しても実酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合には排気還流率を目標値に補正し、これによって実酸素密度が目標酸素密度に一致した場合には燃料噴射時期の補正を行わず、排気還流率を目標値に補正しても実酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合には燃料噴射時期を目標値に補正する構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
上記目標値設定手段は、吸気の過給圧の目標値を設定するに際し、上記実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には吸気の過給圧の目標値を吸気の過給圧を高くする側に設定し、排気還流率の目標値を設定するに際し、上記実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には排気還流率の目標値を排気還流率を低くする側に設定し、燃料噴射時期の目標値を設定するに際し、上記実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には燃料噴射時期の目標値を上記所定時期が筒内容積が小さくなる側となるよう設定する構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の内燃機関の制御装置において、
上記燃料噴射が実行された後の所定時期は、噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時であることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項４記載の内燃機関の制御装置において、
上記物理的着火遅れ期間の終了時は、燃料噴射時期、燃料噴射圧、吸気量、吸気圧、吸気温度に基づいて求められていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項４記載の内燃機関の制御装置において、
上記物理的着火遅れ期間の終了時は、上記噴射された燃料の噴霧内当量比が、所定の噴霧内可燃当量比を超えた後、この噴霧内可燃当量比まで低下した時点として求められていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
上記目標値設定手段は、上記吸気の過給圧を目標値に補正する場合に、その吸気の過給圧が目標値に達するまでの遅れに応じて排気還流率を変化させる構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項８】
請求項７記載の内燃機関の制御装置において、
上記目標値設定手段は、上記吸気の過給圧が目標値に達するまでの遅れが大きいほど、排気還流率を小さく設定する構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンに代表される圧縮自着火式内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、筒内の酸素密度の適正化を図るための対策に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１及び特許文献２に開示されているように、自動車等に搭載されるディーゼルエンジンの燃焼は、主として予混合燃焼及び拡散燃焼により成り立つことが知られている。具体的には、インジェクタから燃焼室内への燃料噴射が開始されると、先ず、燃料の気化拡散により可燃混合気が生成される（着火遅れ期間）。次に、この可燃混合気が燃焼室の数ヶ所でほぼ同時に自己着火し、急速に燃焼が進む（予混合燃焼）。そして、この予混合燃焼によって十分に温度上昇した燃焼室内に対し、燃料噴射が継続され、または、所定のインターバル（燃料噴射停止期間）を経て燃料噴射が開始されることで拡散燃焼が行われる。その後、燃料噴射が終了した後にも未燃燃料が存在するため、しばらくの間、熱発生が続けられる（後燃え期間）。【０００３】
ところで、近年、自動車の排気エミッション規制の強化（Ｅｕｒｏ６等）に伴い、混合気の燃焼を常に適正化し、これによって排気エミッションを改善すると共に、燃焼変動や失火を防止することの要求が高まっている。【０００４】
ディーゼルエンジンにおける燃焼悪化の原因の一つとして、環境条件が一般的な標準状態とは異なる状況になることが挙げられる。例えば、標高が高い高地での走行時、低外気温時、燃料のセタン価が標準的なものよりも低い場合などであって、このような条件の変化に伴い混合気の着火遅れが大きくなるなどして燃焼が悪化する可能性がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１０−１２７１７５号公報
【特許文献２】特開２０１０−２３６４６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところが、従来のディーゼルエンジンにあっては、燃焼状態に影響を与える制御パラメータである吸気の過給圧、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）率、燃料噴射時期それぞれの制御が互いに独立して行われている。つまり、上述の如く環境条件等が変化した場合には、各制御パラメータがそれぞれ独立して制御されることになる。これら制御パラメータは、一つの制御パラメータの制御値が変化すれば他の制御パラメータの制御値の最適値（例えば筒内の酸素密度を最適化するための最適値）も変化すると考えられるが、各制御パラメータがそれぞれ独立して制御されているため、環境条件等の変化に対して最適な各制御パラメータの制御値を得ることは困難であった。このため、これまで、排気エミッションの改善、失火の防止等を図る上で最適な各制御パラメータの制御値を得ることができていないのが実状であった。【０００７】
本発明は、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、内燃機関の複数の制御パラメータそれぞれの制御値の適正化を図ることができる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】
【０００８】
−発明の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、内燃機関における複数の制御パラメータを制御する場合において、筒内の酸素密度を対象として各制御パラメータの適正化を図るに際し、これら制御パラメータに制御の優先順位を付与して各制御パラメータを補正することによって所定時期における酸素密度を適正化し、これにより、筒内での燃焼状態の適正化が図れるようにしている。【０００９】
−解決手段−
具体的に、本発明は、燃料噴射弁から気筒内に向けて噴射された燃料の自着火による燃焼を行う圧縮自着火式の内燃機関の制御装置を前提とする。この内燃機関の制御装置に対し、上記燃料噴射が実行された後の所定時期に対応して設定された筒内の目標酸素密度を目標値として、上記所定時期における筒内の実酸素密度を調整するように、吸気の過給圧、排気還流率、燃料噴射時期の順の優先順位でそれぞれの目標値を設定していく目標値設定手段を備えさせている。【００１０】
上記優先順位が設定されていることによる具体的な動作手順としては、吸気の過給圧を目標値に補正したことで実酸素密度が目標酸素密度に一致した場合には排気還流率及び燃料噴射時期の補正を行わず、吸気の過給圧を目標値に補正しても実酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合には排気還流率を目標値に補正し、これによって実酸素密度が目標酸素密度に一致した場合には燃料噴射時期の補正を行わず、排気還流率を目標値に補正しても実酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合には燃料噴射時期を目標値に補正するようにしている。【００１１】
この際、「排気還流率の補正を行わない」とは、排気還流率の目標値への補正量が「０」とされる場合、及び、排気還流率の目標値が算出されない場合の両方を含む概念である。同様に、「燃料噴射時期の補正を行わない」とは、燃料噴射時期の目標値への補正量が「０」とされる場合、及び、燃料噴射時期の目標値が算出されない場合の両方を含む概念である。【００１２】
これら特定事項により、先ず、筒内の酸素密度に対する影響度の高い吸気の過給圧を補正することで目標酸素密度に対する実酸素密度の乖離の解消を確実に図る。また、この排気還流率の補正や燃料噴射時期の補正よりも吸気の過給圧の補正を優先したことで、排気還流率の補正に伴う排気エミッションの悪化や燃料噴射時期の補正による燃料消費率の悪化の懸念を招くことなく酸素密度の適正化を図ることが可能になる。また、吸気の過給圧を目標値に補正しても実酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合には排気還流率を目標値に補正することになる。この排気還流率の補正により筒内の酸素濃度を変化させ、それに伴って酸素密度を目標酸素密度に近付けることができる。また、排気還流率を目標値に補正しても実酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合には燃料噴射時期を目標値に補正することになる。この燃料噴射時期の補正により上記所定時期における筒内容積を適切に設定し、これによって酸素密度を目標酸素密度に近付けることができる。このようにして各制御パラメータに優先順位を与えて目標値を設定し、実酸素密度が目標酸素密度に一致するようにしている。これにより、排気エミッションの改善、失火の防止等を図る上で最適な各制御パラメータの制御値を得ることが可能になる。【００１３】
上記目標値設定手段のより具体的な構成としては、吸気の過給圧の目標値を設定するに際し、上記実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には吸気の過給圧の目標値を吸気の過給圧を高くする側に設定し、排気還流率の目標値を設定するに際し、上記実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には排気還流率の目標値を排気還流率を低くする側に設定し、燃料噴射時期の目標値を設定するに際し、上記実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には燃料噴射時期の目標値を上記所定時期が筒内容積が小さくなる側となるよう設定する構成となっている。【００１４】
つまり、実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合に酸素密度を高める原理として、吸気の過給圧の補正にあっては、吸気の過給圧を高くすることで筒内の酸素量を増量して酸素密度を高くする。また、排気還流率の補正にあっては、排気還流率を低くすることで筒内の酸素濃度を高めて酸素密度を高くする。また、燃料噴射時期の補正にあっては、燃料噴射時期の目標値を上記所定時期が筒内容積が小さくなる側とし、筒内の単位容積当たりの酸素量を増加させることで酸素密度を高くする。【００１５】
上記燃料噴射が実行された後の所定時期として具体的には、噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時が挙げられる。【００１６】
このように噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時を基準として目標酸素密度を規定し、この時点における実酸素密度を目標酸素密度に近付けるように制御パラメータの目標値を設定する理由について以下に述べる。上記燃料の物理的着火遅れ期間は、燃料液滴の蒸発、混合に要する時間であり、筒内の酸素密度の影響を大きく受け、この酸素密度に応じて大きく変動する可能性のあるものである。これに対し、化学的着火遅れ期間は、物理的着火遅れ期間において蒸発、混合された燃料蒸気の化学的結合、分解かつ酸化発熱に要する時間であり、物理的着火遅れ期間の終了時の酸素密度の影響を大きく受け、この酸素密度に応じて変動する。つまり、噴射された燃料の燃焼状態は、物理的着火遅れ期間の終了時の酸素密度の影響を大きく受けることになる。このため、この噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時を基準として目標酸素密度を規定し、この時点における実際の酸素密度を目標酸素密度に近付けるように制御パラメータの目標値を設定することにより、噴射された燃料の燃焼状態を良好にできることになる。【００１７】
また、上記物理的着火遅れ期間の終了時を求めるための手段としては、燃料噴射時期、燃料噴射圧、吸気量、吸気圧、吸気温度に基づいて求めるようにしている。また、噴射された燃料の噴霧内当量比が、所定の噴霧内可燃当量比を超えた後、この噴霧内可燃当量比まで低下した時点を物理的着火遅れ期間の終了時として求めるようにしてもよい。【００１８】
このように噴霧内当量比によって物理的着火遅れ期間の終了時を求める場合、実際の噴霧の状態（着火のし易さを現す指標）を直接的に認識することで物理的着火遅れ期間の終了時を推定することができる。その結果、環境変化や運転過渡等が生じている場合であっても物理的着火遅れ期間の終了時を高い精度で推定することができる。【００１９】
また、上記目標値設定手段は、上記吸気の過給圧を目標値に補正する場合に、その吸気の過給圧が目標値に達するまでの遅れに応じて排気還流率を変化させる構成となっている。具体的には、上記吸気の過給圧が目標値に達するまでの遅れが大きいほど、排気還流率を小さく設定する構成となっている。【００２０】
吸気の過給圧が目標値に達するまでの遅れが生じている場合、その期間にあっては実酸素密度が目標酸素密度から乖離してしまう可能性がある。このことを考慮し、この遅れが生じている場合には、排気還流率を変化させることで、実酸素密度を目標酸素密度に近付けるようにしている。これにより、吸気の過給圧に遅れが生じている場合であっても、実酸素密度を迅速に目標酸素密度に近付けることが可能になる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明では、筒内の酸素密度を対象として各制御パラメータの適正化を図るに際し、これら制御パラメータに制御の優先順位を付与して各制御パラメータを補正している。このため、排気エミッションの改善、失火の防止等を図る上で最適な各制御パラメータの制御値を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は、実施形態に係るエンジン及びその制御系統の概略構成を示す図である。
【図２】図２は、ディーゼルエンジンの燃焼室及びその周辺部を示す断面図である。
【図３】図３は、ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、燃焼行程において理想的な燃焼が行われた場合の熱発生率（クランク軸の単位回転角度当たりの熱発生量）の変化及び燃料噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）の変化の一例を示す波形図である。
【図５】図５は、第１実施形態に係る酸素密度制御の手順の前半を示すフローチャート図である。
【図６】図６は、第１実施形態に係る酸素密度制御の手順の後半を示すフローチャート図である。
【図７】図７は、物理的着火遅れ期間終了時の推定動作の一例を説明するための図である。
【図８】図８は、酸素密度制御の実行に伴うクランク角度に対する酸素密度の変化状態を説明するための図である。
【図９】図９は、第２実施形態に係る酸素密度制御の手順を示すフローチャート図である。
【図１０】図１０は、第２実施形態に係る酸素密度制御における基本目標値算出動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１１】図１１は、第２実施形態に係る酸素密度制御における実酸素密度算出動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１２】図１２は、第２実施形態に係る酸素密度制御における最終目標過給圧算出動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１３】図１３は、第２実施形態に係る酸素密度制御における目標ＥＧＲ率算出動作の手順を示すフローチャート図である。
【図１４】図１４は、第２実施形態に係る酸素密度制御における最終噴射時期算出動作の手順を示すフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。
【００２４】
−エンジンの構成−
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の概略構成について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１及びその制御系統の概略構成図である。また、図２は、ディーゼルエンジンの燃焼室３及びその周辺部を示す断面図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、燃料供給系２、燃焼室３、吸気系６、排気系７等を主要部とするディーゼルエンジンシステムとして構成されている。
【００２６】
燃料供給系２は、サプライポンプ２１、コモンレール２２、インジェクタ（燃料噴射弁）２３、機関燃料通路２７等を備えて構成されている。
【００２７】
上記サプライポンプ２１は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後、機関燃料通路２７を介してコモンレール２２に供給する。コモンレール２２は、高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２３，２３，…に分配する。インジェクタ２３は、その内部に圧電素子（ピエゾ素子）を備え、適宜開弁して燃焼室３内に燃料を噴射供給するピエゾインジェクタにより構成されている。
【００２８】
吸気系６は、シリンダヘッド１５（図２参照）に形成された吸気ポート１５ａに接続される吸気マニホールド６３を備え、この吸気マニホールド６３に、吸気通路を構成する吸気管６４が接続されている。また、この吸気通路には、上流側から順にエアクリーナ６５、エアフローメータ４３、スロットルバルブ（吸気絞り弁）６２が配設されている。上記エアフローメータ４３は、エアクリーナ６５を介して吸気通路に流入される空気量に応じた電気信号を出力する。
【００２９】
排気系７は、シリンダヘッド１５に形成された排気ポート７１に接続される排気マニホールド７２を備え、この排気マニホールド７２に対して、排気通路を構成する排気管７３が接続されている。また、この排気通路には排気浄化装置７７が配設されている。この排気浄化装置７７には、触媒（ＮＯｘ吸蔵触媒または酸化触媒）及びＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）が備えられている。また、排気浄化装置７７としてはＤＰＮＲ触媒（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ触媒）が採用されていてもよい。
【００３０】
ここで、ディーゼルエンジンの燃焼室３及びその周辺部の構成について、図２を用いて説明する。この図２に示すように、エンジン本体の一部を構成するシリンダブロック１１には、各気筒（４気筒）毎に円筒状のシリンダボア１２が形成されており、各シリンダボア１２の内部にはピストン１３が上下方向に摺動可能に収容されている。
【００３１】
ピストン１３の頂面１３ａの上側には上記燃焼室３が形成されている。つまり、この燃焼室３は、シリンダブロック１１の上部に取り付けられたシリンダヘッド１５の下面と、シリンダボア１２の内壁面と、ピストン１３の頂面１３ａとにより区画形成されている。そして、ピストン１３の頂面１３ａの略中央部には、キャビティ（凹陥部）１３ｂが凹設されており、このキャビティ１３ｂも燃焼室３の一部を構成している。
【００３２】
上記ピストン１３は、コネクティングロッド１８によってエンジン出力軸であるクランクシャフトに連結されている。これにより、シリンダボア１２内でのピストン１３の往復移動がコネクティングロッド１８を介してクランクシャフトに伝達され、このクランクシャフトが回転することでエンジン出力が得られるようになっている。また、燃焼室３に向けてグロープラグ１９が配設されている。このグロープラグ１９は、エンジン１の始動直前に電流が流されることにより赤熱し、これに燃料噴霧の一部が吹きつけられることで着火、燃焼が促進される始動補助装置として機能する。
【００３３】
上記シリンダヘッド１５には、上記吸気ポート１５ａ及び上記排気ポート７１がそれぞれ形成されていると共に、吸気ポート１５ａを開閉する吸気バルブ１６及び排気ポート７１を開閉する排気バルブ１７が配設されている。また、シリンダヘッド１５には、燃焼室３の内部へ直接的に燃料を噴射する上記インジェクタ２３が取り付けられている。このインジェクタ２３は、シリンダ中心線Ｐに沿う起立姿勢で燃焼室３の略中央上部に配設されており、上記コモンレール２２から導入される燃料を燃焼室３に向けて所定のタイミングで噴射する。
【００３４】
更に、図１に示す如く、このエンジン１には、過給機（ターボチャージャ）５が設けられている。このターボチャージャ５は、タービンシャフト５１を介して連結されたタービンホイール５２及びコンプレッサホイール５３を備えている。コンプレッサホイール５３は吸気管６４内部に臨んで配置され、タービンホイール５２は排気管７３内部に臨んで配置されている。このためターボチャージャ５は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといった所謂過給動作を行うようになっている。本実施形態におけるターボチャージャ５は、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール５２側に可変ノズルベーン機構（図示省略）が設けられており、この可変ノズルベーン機構の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。
【００３５】
吸気系６の吸気管６４には、ターボチャージャ５での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ６１が設けられている。
【００３６】
また、エンジン１には、吸気系６と排気系７とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）８が設けられている。このＥＧＲ通路８は、排気の一部を適宜吸気系６に還流させて燃焼室３へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものである。また、このＥＧＲ通路８には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲバルブ８１と、ＥＧＲ通路８を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ８２とが設けられている。これらＥＧＲ通路８、ＥＧＲバルブ８１、ＥＧＲクーラ８２等によってＥＧＲ装置（排気還流装置）が構成されている。
【００３７】
−センサ類−
エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。
【００３８】
例えば、上記エアフローメータ４３は、吸気系６内のスロットルバルブ６２上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ４９は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ４８は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆ（空燃比）センサ４４は、排気系７の排気浄化装置７７の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ４５は、同じく排気系７の排気浄化装置７７の下流において排気ガスの温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ４１はコモンレール２２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ４２はスロットルバルブ６２の開度を検出する。
【００３９】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。図３に示すように、ＥＣＵ１００の入力回路には、上記レール圧センサ４１、スロットル開度センサ４２、エアフローメータ４３、Ａ／Ｆセンサ４４、排気温センサ４５、吸気圧センサ４８、吸気温センサ４９が接続されている。さらに、入力回路には、エンジン１の冷却水温に応じた検出信号を出力する水温センサ４６、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ４７、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力するクランクポジションセンサ４０などが接続されている。
【００４０】
一方、ＥＣＵ１００の出力回路には、上記サプライポンプ２１、インジェクタ２３、スロットルバルブ６２、ＥＧＲバルブ８１、及び、上記ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構（ノズルベーンの開度を調整するアクチュエータ）５４が接続されている。
【００４１】
そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサからの出力、その出力値を利用する演算式により求められた演算値、または、上記ＲＯＭに記憶された各種マップに基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。
【００４２】
例えば、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２３の燃料噴射制御として、パイロット噴射（副噴射）とメイン噴射（主噴射）とを実行する。
【００４３】
上記パイロット噴射は、インジェクタ２３からのメイン噴射に先立ち、予め少量の燃料を噴射する動作である。また、このパイロット噴射は、メイン噴射による燃料の着火遅れを抑制し、安定した拡散燃焼に導くための噴射動作であって、副噴射とも呼ばれる。また、本実施形態におけるパイロット噴射は、上述したメイン噴射による初期燃焼速度を抑制する機能ばかりでなく、気筒内温度を高める予熱機能をも有するものとなっている。つまり、このパイロット噴射の実行後、燃料噴射を一旦中断し、メイン噴射が開始されるまでの間に圧縮ガス温度（気筒内温度）を十分に高めて燃料の自着火温度（例えば１０００Ｋ）に到達させるようにし、これによってメイン噴射で噴射される燃料の着火性を良好に確保するようにしている。
【００４４】
上記メイン噴射は、エンジン１のトルク発生のための噴射動作（トルク発生用燃料の供給動作）である。このメイン噴射での噴射量は、基本的には、エンジン回転数、アクセル操作量、冷却水温度、吸気温度等の運転状態に応じ、要求トルクが得られるように決定される。例えば、エンジン回転数（クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいて算出されるエンジン回転数）が高いほど、また、アクセル操作量（アクセル開度センサ４７により検出されるアクセルペダルの踏み込み量）が大きいほど（アクセル開度が大きいほど）エンジン１のトルク要求値としては高く得られ、それに応じてメイン噴射での燃料噴射量としても多く設定されることになる。
【００４５】
このメイン噴射で噴射された燃料は、物理的着火遅れ期間及び化学的着火遅れ期間を経た後、燃焼を開始することになる。この際、上記パイロット噴射によって気筒内の予熱が適切に行われている場合には、メイン噴射で噴射された燃料の予混合燃焼は殆ど行われないことになり、大部分が拡散燃焼となる。その結果、メイン噴射の噴射タイミングを制御することがそのまま拡散燃焼の開始タイミングを制御することに略等しくなり、燃焼の制御性を大幅に改善することができる。
【００４６】
尚、上記物理的着火遅れは、燃料液滴の蒸発、混合に要する時間であり、燃焼場のガス温度等に左右される。一方、化学的着火遅れは、燃料蒸気の化学的結合、分解かつ酸化発熱に要する時間である。
【００４７】
具体的な燃料噴射形態の一例としては、ピストン１３が圧縮上死点に達する前に上記パイロット噴射（インジェクタ２３に形成された複数の噴孔からの燃料噴射）が実行され、燃料噴射が一旦停止された後、所定のインターバルを経て、ピストン１３が圧縮上死点近傍に達した時点で上記メイン噴射が実行されることになる。これにより燃料が自己着火によって燃焼し、この燃焼により発生したエネルギは、ピストン１３を下死点に向かって押し下げるための運動エネルギ（エンジン出力となるエネルギ）、燃焼室３内を温度上昇させる熱エネルギ、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１５を経て外部（例えば冷却水）に放熱される熱エネルギとなる。
【００４８】
ディーゼルエンジン１においては、ＮＯｘ発生量やスモーク発生量を削減することによる排気エミッションの改善、燃焼行程時の燃焼音の低減、エンジントルクの十分な確保といった各要求を連立することが重要である。これら要求を連立するための手法として、燃焼行程時における気筒内での熱発生率の変化状態（熱発生率波形で表される変化状態）を適切にコントロールすることが有効である。
【００４９】
図４の上段に示す波形は、横軸をクランク角度、縦軸を熱発生率とし、パイロット噴射及びメイン噴射で噴射された燃料の燃焼に係る理想的な熱発生率波形の一例を示している。図中のＴＤＣはピストン１３の圧縮上死点に対応したクランク角度位置を示している。また、図４の下段に示す波形は、インジェクタ２３から噴射される燃料の噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）波形を示している。
【００５０】
上記熱発生率波形としては、例えば、ピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）付近からメイン噴射で噴射された燃料の燃焼が開始され、ピストン１３の圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点）で熱発生率が極大値（ピーク値）に達し、更に、圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後２５度（ＡＴＤＣ２５°）の時点）で上記メイン噴射において噴射された燃料の燃焼が終了するようになっている。このような熱発生率の変化状態で混合気の燃焼を行わせるようにすれば、例えば圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点で気筒内の混合気のうちの５０％が燃焼を完了した状況となる。つまり、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点が燃焼重心となって、燃焼行程における総熱発生量の約５０％がＡＴＤＣ１０°までに発生し、高い熱効率でエンジン１を運転させることが可能となる。
【００５１】
このような理想的な熱発生率波形による燃焼が行われる状況にあっては、パイロット噴射によって気筒内の予熱が十分に行われ、この予熱により、メイン噴射で噴射された燃料は、噴射後、直ちに自着火温度以上の温度環境下に晒されることにより、上記物理的着火遅れ期間及び化学的着火遅れ期間を経て燃焼が開始されることになる。
【００５２】
尚、上述したパイロット噴射及びメイン噴射の他に、アフタ噴射やポスト噴射が必要に応じて行われる。これらの噴射の機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００５３】
また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲバルブ８１の開度を制御し、吸気マニホールド６３に向けての排気還流量（ＥＧＲ量）を調整する。このＥＧＲ量の調整（ＥＧＲ率の調整）の基本動作としては、予め実験やシミュレーション等によって作成されて上記ＲＯＭに記憶されたＥＧＲマップに従って行われる。このＥＧＲマップは、エンジン回転数（機関回転数）及びエンジン負荷（機関負荷）をパラメータとしてＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を決定するためのマップである。尚、後述する酸素密度制御においてＥＧＲ率の補正が行われる場合には、このＥＧＲマップから得られる値から外れた値でＥＧＲ量（ＥＧＲ率）が調整されることになる。
【００５４】
また、燃料噴射を実行する際の燃料噴射圧は、コモンレール２２の内圧により決定される。このコモンレール内圧として、一般に、コモンレール２２からインジェクタ２３へ供給される燃料圧力の目標値、即ち目標レール圧は、エンジン負荷が高くなるほど、及び、エンジン回転数が高くなるほど高いものとされる。この目標レール圧は例えば上記ＲＯＭに記憶された燃圧設定マップに従って設定される。尚、本実施形態では、エンジン負荷等に応じて燃料圧力が３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの間で調整されるようになっている。
【００５５】
本実施形態の特徴として、ＥＣＵ１００は、燃料噴射（メイン噴射）が実行された後の所定時期における筒内の酸素密度を最適化するための複数の制御パラメータの制御を行う。これら制御パラメータは、筒内の過給圧（吸気の過給圧）、ＥＧＲ率（排気還流率）、燃料噴射タイミング（燃料噴射時期）である。以下、この酸素密度の制御について説明する。
【００５６】
−酸素密度制御−
この酸素密度制御の概要としては、メイン噴射が開始された後の所定時期における筒内の酸素密度（以下、「実酸素密度」と呼ぶ）が、予め設定された目標酸素密度に一致するように（この目標酸素密度を目標値として実酸素密度を調整するように）過給圧、ＥＧＲ率、燃料噴射タイミングを調整する。また、これら制御パラメータである過給圧、ＥＧＲ率、燃料噴射タイミングには優先順位が付与されており、過給圧が第１の優先順位（最も優先順位が高い制御パラメータ）とされ、ＥＧＲ率が第２の優先順位（過給圧の次に優先順位が高い制御パラメータ）とされ、燃料噴射タイミングが第３の優先順位（最も優先順位が低い制御パラメータ）とされている。つまり、この優先順位で各制御パラメータの目標値が必要に応じて設定され（目標値設定手段による制御パラメータの目標値の設定）、その目標値が得られるように、この優先順位で制御パラメータの制御値を制御していく。
【００５７】
これら制御パラメータの制御値を目標値に一致させるための補正として具体的に、筒内の過給圧の補正に関しては、実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には、その過給圧を高くする側に補正される（例えば、上記ノズルベーンの開度が小さくなる側に補正される）。つまり、過給圧を高くすることで筒内の酸素量を増量して酸素密度を高くする。また、ＥＧＲ率の補正に関しては、実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には、そのＥＧＲ率が低くなる側に補正される（例えば、上記ＥＧＲバルブ８１の開度が小さくなる側に補正される）。つまり、ＥＧＲ率を低くすることで吸気系６における新気の導入割合を高め、筒内の酸素濃度を高めて酸素密度を高くする。更に、燃料噴射タイミングの補正に関しては、実酸素密度が目標酸素密度よりも低い場合には、その燃料噴射タイミングは上記所定時期（メイン噴射が開始された後の所定時期であって、上記目標酸素密度が設定されている時期）における筒内容積が小さくなる側に補正される。つまり、上記所定時期を筒内容積が小さくなる側にすることで吸気の圧縮度合いを高めて酸素密度を高くする。
【００５８】
次に、上述の如く優先順位が付与されている理由について述べる。
【００５９】
特に筒内の酸素密度に対する影響度の高い過給圧の補正を最も高い優先順位とすることで、目標酸素密度に対する実酸素密度の乖離の解消を確実に図るようにしている。また、ＥＧＲ率の補正に伴う排気エミッションの悪化（例えばＥＧＲ率を低下させることに伴うＮＯｘ発生量の増加）や燃料噴射タイミングの補正による燃料消費率の悪化（燃料噴射タイミングを遅角させることに伴う燃料消費量の増加）の懸念を招くことなく酸素密度の適正化を図るためにも、過給圧の補正が最も高い優先順位とされている。また、本実施形態では、燃料消費率の改善を優先するようにしており、このため燃料噴射タイミングの補正よりもＥＧＲ率の補正の優先順位を高くしている。
【００６０】
また、上記メイン噴射が実行された後の所定時期（上記実酸素密度を目標酸素密度に一致させる基準となる時期）は、このメイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時として規定される。
【００６１】
このようにメイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時を基準として目標酸素密度を規定し、この時点における実酸素密度を目標酸素密度に近付けるように上記制御パラメータを調整する理由について以下に述べる。
【００６２】
上記燃料の物理的着火遅れ期間は、燃料液滴の蒸発、混合に要する時間であり、筒内の酸素密度の影響を大きく受け、この酸素密度に応じて大きく変動する可能性のあるものである。これに対し、化学的着火遅れ期間は、物理的着火遅れ期間において蒸発、混合された燃料蒸気の化学的結合、分解かつ酸化発熱に要する時間であり、物理的着火遅れ期間の終了時の酸素密度の影響を大きく受け、この酸素密度に応じて変動する。つまり、メイン噴射で噴射された燃料の着火性は、物理的着火遅れ期間の終了時の酸素密度の影響を大きく受けることになる。このため、本実施形態では、このメイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時を基準として目標酸素密度を規定して、この時点における実酸素密度を目標酸素密度に近付けるように制御パラメータを調整することによって、燃焼状態を適正に制御することを可能にしている。
【００６３】
次に、具体的な酸素密度制御についての複数の実施形態を説明する。
【００６４】
（第１実施形態）
図５及び図６は第１実施形態に係る酸素密度制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン１の始動後、数ｍｓｅｃ毎、または、燃焼行程が行われる毎に繰り返して実行される。また、このフローチャートにあっては、過給圧、ＥＧＲ率、燃料噴射タイミングそれぞれの補正量が必要に応じて算出された後に、その補正量に従った各制御パラメータの制御が実行されることになる。つまり、各制御パラメータの補正量が算出される度に各制御パラメータ個々の制御を順に実行するのではなく、各制御パラメータの補正量が算出された後に、その補正量に従った各制御パラメータの制御が同時に実行されるものとなっている。
【００６５】
先ず、ステップＳＴ１において、エンジン１の状態量が読み込まれる。具体的には、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量（例えばメイン噴射での燃料噴射量であってエンジン負荷に相当）Ｑｆｉｎ、吸気の過給圧Ｐｉｍ、吸気温度Ｔｈｉｍ、燃料噴射圧（コモンレール内圧に相当）Ｐｃｒ、新気の吸気量Ｇａがそれぞれ読み込まれる。
【００６６】
エンジン回転数Ｎｅは上記クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいて算出される。燃料噴射量Ｑｆｉｎは上記アクセル開度センサ４７により検出されるアクセルペダルの踏み込み量や上記エンジン回転数Ｎｅ等に基づいて設定される燃料噴射量の指令値から認識される。吸気の過給圧Ｐｉｍは上記吸気圧センサ４８の出力信号に基づいて求められる。吸気温度Ｔｈｉｍは上記吸気温センサ４９の出力信号に基づいて求められる。燃料噴射圧Ｐｃｒは上記レール圧センサ４１の出力信号に基づいて求められる。新気の吸気量Ｇａは上記エアフローメータ４３の出力信号に基づいて求められる。
【００６７】
その後、ステップＳＴ２に移り、基本噴射時期Ａｉｎｊ、目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇ、基本目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇ、最大過給圧Ｐｉｍｍａｘ、最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎがそれぞれ求められる。
【００６８】
これらの値は、エンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑｆｉｎをパラメータとし上記ＲＯＭに予め記憶されたマップにより求められる。または、エンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑｆｉｎを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式）により算出するようにしてもよい。
【００６９】
上記基本噴射時期Ａｉｎｊは、現在のエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑｆｉｎに応じて設定されるインジェクタ２３からのメイン噴射の噴射タイミングである。目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇは、上述した理想的な熱発生率波形を得るのに必要となる筒内の酸素密度であって、上記燃料の物理的着火遅れ期間の終了時における酸素密度の目標値として規定されている。基本目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇは、現在のエンジン回転数Ｎｅ及び燃料噴射量Ｑｆｉｎに応じて設定されるターボチャージャ５による過給圧であって、上記可変ノズルベーン機構５４の作動によるノズルベーンの開度を調整することによって設定される。最大過給圧Ｐｉｍｍａｘは、このターボチャージャ５による過給圧の最大値であって、例えば現在のエンジン運転状態において上記ノズルベーンの開度をその可動範囲の最小に設定した場合に得られる過給圧である。最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎは、上記ＥＧＲ装置により調整される筒内の酸素濃度の調整範囲の最小値であって、例えば現在のエンジン運転状態において上記ＥＧＲバルブ８１の開度を最大にした場合に得られる筒内の酸素濃度である。
【００７０】
以上のようにして各値を算出した後、ステップＳＴ３に移り、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎを算出する。この実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎは、筒内の実際の酸素濃度であって、新気の吸気量Ｇａ、吸気の過給圧Ｐｉｍ、吸気温度Ｔｈｉｍを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ｏ2ｃｏｎ＝ｆ（Ｇａ，Ｐｉｍ，Ｔｈｉｍ））により算出される。または、新気の吸気量Ｇａ、吸気の過給圧Ｐｉｍ、吸気温度Ｔｈｉｍをパラメータとするマップによって実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎを求めるようにしてもよい。
【００７１】
次に、ステップＳＴ４に移り、基準クランク角Ａｓｔｄを算出する。この基準クランク角Ａｓｔｄは、後述する実酸素密度Ｏ2ａｃｔを上記目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致させる基準となる時期であって、本実施形態では上述した如くメイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時として規定される。具体的に、この基準クランク角Ａｓｔｄは、基本噴射時期Ａｉｎｊ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ａｓｔｄ＝ｇ（Ａｉｎｊ，Ｐｃｒ，Ｏ2ｃｏｎ））により算出される。または、基本噴射時期Ａｉｎｊ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎをパラメータとするマップによって基準クランク角Ａｓｔｄを求めるようにしてもよい。
【００７２】
また、燃料の物理的着火遅れ期間の終了時期を求める手法として以下のものを適用してもよい。この手法は、出願番号ＰＣＴ／ＪＰ２０１０／０６７５４８号に記載されているものであって、燃料噴霧内における当量比に基づいて物理的着火遅れ期間の終了時を推定するものである。具体的に図７を用いて説明する。図７は、燃料噴射開始後における燃料の噴霧中における当量比（以下、「噴霧内当量比」と呼ぶ）の変化を示す図である。この図７に示すように、燃料噴射が開始された時点から、その噴射された燃料の噴霧内当量比が着火可能な値（噴霧内可燃当量比φtrg（例えば０．７））に達すると共に、その噴霧中の可燃蒸気量（噴霧内可燃蒸気量）が着火可能な値（必要最少可燃蒸気量）に達した後、上記噴霧内当量比が上記噴霧内可燃当量比以下に低下する時点までの期間が物理的着火遅れ期間であるとし、この噴霧内当量比が噴霧内可燃当量比以下に低下した時点を物理的着火遅れ期間の終了時（上記基準クランク角Ａｓｔｄ）であると推定するようになっている。上記噴霧内可燃当量比φtrgは上記の値に限定されるものではない。図７に示すように噴霧内当量比が変化する場合には、燃料噴射が開始されてから上記噴霧内当量比が噴霧内可燃当量比φtrgに達するまでの期間が図中のｔａであり、その後に、噴霧内当量比が噴霧内可燃当量比φtrgに低下するまでの期間が図中のｔｂであって、これらの和（ｔａ＋ｔｂ）が物理的着火遅れ期間として算出され、この期間ｔｂの終了時点が物理的着火遅れ期間の終了時であると推定されることになる。尚、噴霧内当量比の具体的な算出動作としては、噴霧中の燃料量（燃料噴射量指令値から求められる燃料量を噴孔数で除した量）をその噴霧の体積で除した値に基づいて求められる。また、噴霧の体積は周知の演算式（「広安の式」等）から算出される。
【００７３】
以上のようにして基準クランク角Ａｓｔｄを算出した後、ステップＳＴ５に移り、実酸素密度Ｏ2ａｃｔを算出する。この実酸素密度Ｏ2ａｃｔは、筒内の実際の酸素密度であって、基準クランク角Ａｓｔｄ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、吸気の過給圧Ｐｉｍを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ｏ2ａｃｔ＝ｈ（Ａｓｔｄ，Ｏ2ｃｏｎ，Ｐｉｍ））により算出される。または、基準クランク角Ａｓｔｄ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、吸気の過給圧Ｐｉｍをパラメータとするマップによって実酸素密度Ｏ2ａｃｔを求めるようにしてもよい。
【００７４】
以上のようにして実酸素密度Ｏ2ａｃｔを算出した後、ステップＳＴ６に移り、目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄを算出する。この目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄは、上記燃料の物理的着火遅れ期間の終了時において、実酸素密度Ｏ2ａｃｔを目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致させることを目的として求められる過給圧の補正量であって、その算出手順としては、先ず、上記実酸素密度Ｏ2ａｃｔから目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇを減算することで酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｐを求める（Ｏ2ｄｌｔｐ＝Ｏ2ａｃｔ−Ｏ2ｔｒｇ）。この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｐは、筒内の酸素密度の不足分に相当する値として算出される。そして、この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｐを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ｐｉｍａｄ＝ｊ（Ｏ2ｄｌｔｐ））により目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄを算出する。または、酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｐをパラメータとするマップによって目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄを求めるようにしてもよい。
【００７５】
次に、ステップＳＴ７に移り、補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆを算出する。この補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇは、上記目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄによって補正された補正後の吸気の目標過給圧であって、上記吸気の過給圧Ｐｉｍ、目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄ、基本目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇ、最大過給圧Ｐｉｍｍａｘを変数とする以下の演算式（１）によって算出される。
【００７６】
Ｐｉｍｔｒｇｆ＝
ｍｉｎ（ｍａｘ（Ｐｉｍ＋Ｐｉｍａｄ，Ｐｉｍｔｒｇ），Ｐｉｍｍａｘ）  …（１）
つまり、吸気の過給圧Ｐｉｍと目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄとの和と、基本目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇとを比較して、大きい側の値を求め、その値と最大過給圧Ｐｉｍｍａｘとを比較し、小さい側の値を補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆとして算出する。
【００７７】
または、上記吸気の過給圧Ｐｉｍ、目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄ、基本目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇ、最大過給圧Ｐｉｍｍａｘをパラメータとするマップによって補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆを求めるようにしてもよい。
【００７８】
そして、ステップＳＴ８に移り、過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗを算出する。この過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗは、上記過給圧を補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆに調整したと仮定した場合の筒内の酸素密度（実際には未だ過給圧の補正は行われていないため、ここで求められる酸素密度は推測値である）であって、基準クランク角Ａｓｔｄ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ｏ2ｈｗ＝ｋ（Ａｓｔｄ，Ｏ2ｃｏｎ，Ｐｉｍｔｒｇｆ））により算出される。または、基準クランク角Ａｓｔｄ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆをパラメータとするマップによって過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗを求めるようにしてもよい。
【００７９】
このようにして算出された過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗが目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致する状況である場合（一致すると推定される場合）には、後述するステップＳＴ９〜ステップＳＴ１３におけるＥＧＲ率の補正量及び燃料噴射時期の補正量は共に「０」となる。これに対し、過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗが目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致しない状況である場合（一致しないと推定される場合）、例えば、ターボチャージャ５の過給限界（回転数の限界、熱的な限界、ノズルベーン開度の限界）によって、過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗが目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに達していない場合には、先ず、ＥＧＲ率の補正量が算出され、この算出されたＥＧＲ率の補正量でＥＧＲ率を補正したと仮定した場合に、その補正後の実酸素密度（後述するＥＧＲ補正後酸素密度Ｏ2ｈｗｅ）が目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致する状況である場合（一致すると推定される場合）には、燃料噴射時期の補正量は「０」となる。一方、補正後の実酸素密度が目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致しない状況である場合（一致しないと推定される場合）には燃料噴射時期の補正値が算出されることになる。
【００８０】
尚、上記ＥＧＲ率は、基本的には、筒内の酸素濃度を所定値に維持するように（上記ＥＧＲマップに従った所定値に維持するように）制御されるため、仮に上記過給圧の補正によって筒内の酸素密度が調整され、これに伴って筒内の酸素濃度が変動する場合には、この変動を解消するように制御される（ＥＧＲバルブ８１の開度が制御される）。例えば、過給圧の補正によって筒内の酸素密度が高められて筒内の酸素濃度が上昇する場合には、ＥＧＲバルブ８１の開度が大きくなる側に制御されて酸素濃度を一定に維持するようになっている。このため、後述するＥＧＲ率の補正においては、この酸素濃度を一定に維持するように調整されたＥＧＲ率（補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆに応じて過給圧が変更されることに伴って変化するＥＧＲ率の推定値）を基準として補正量が求められることになる。以下、ＥＧＲ率及び燃料噴射時期の補正について説明する。
【００８１】
先ず、ステップＳＴ９において、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆを算出する。この酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆは、上記燃料の物理的着火遅れ期間の終了時において、実酸素密度Ｏ2ａｃｔを目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致させることを目的として求められる酸素濃度の目標値であって、その算出手順としては、先ず、上記過給圧補正後酸素密度Ｏ2ｈｗから目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇを減算することで酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅを求める（Ｏ2ｄｌｔｅ＝Ｏ2ｈｗ−Ｏ2ｔｒｇ）。この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅは、上述した目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄで過給圧を補正したと仮定した場合における筒内の酸素密度の不足分に相当する値として算出される。そして、この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、空気中の酸素質量割合（０．２３）、最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎを変数とする以下の演算式（２）によって酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆが算出される。
【００８２】
Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ＝ｍａｘ（ｍｉｎ（ｍ（Ｏ2ｄｌｔｅ）＋Ｏ2ｃｏｎ，０．２３），Ｏ2ｃｏｎｍｉｎ  …（２）
つまり、酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅを変数とする演算の算出値と実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎとの和と「０．２３」とを比較して、小さい側の値を求め、その値と最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎとを比較し、大きい側の値を酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆとして算出する。
【００８３】
または、上記酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、空気中の酸素質量割合、最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎをパラメータとするマップによって酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆを求めるようにしてもよい。
【００８４】
そして、ステップＳＴ１０に移り、補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇｆを算出する。この補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇｆは、上記酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆを目標とした酸素濃度の補正量を得るための目標ＥＧＲ率であって、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆｉｎを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ｅｇｒｔｒｇｆ＝ｎ（Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ，Ｎｅ，Ｑｆｉｎ））により算出される。または、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆｉｎをパラメータとするマップによって補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇｆを求めるようにしてもよい。
【００８５】
次に、ステップＳＴ１１に移り、ＥＧＲ補正後酸素密度Ｏ2ｈｗｅを算出する。このＥＧＲ補正後酸素密度Ｏ2ｈｗｅは、上記ＥＧＲ率を上記補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇｆに調整したと仮定した場合の筒内の酸素密度（実際には未だＥＧＲ率の補正は行われていないため、ここで求められる酸素密度は推測値である）であって、基準クランク角Ａｓｔｄ、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ、補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇｆを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ｏ2ｈｗｅ＝ｏ（Ａｓｔｄ，Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ，Ｅｇｒｔｒｇｆ））により算出される。または、基準クランク角Ａｓｔｄ、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ、補正後目標ＥＧＲ率ＥｇｒｔｒｇｆをパラメータとするマップによってＥＧＲ補正後酸素密度Ｏ2ｈｗｅを求めるようにしてもよい。
【００８６】
次に、ステップＳＴ１２に移り、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐを算出する。この基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐは、上記基準クランク角である物理的着火遅れ期間の終了時を燃料消費タイミングによって補正するための補正量であって、その算出手順としては、先ず、上記ＥＧＲ補正後酸素密度Ｏ2ｈｗｅから目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇを減算することで酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａを求める（Ｏ2ｄｌｔａ＝Ｏ2ｈｗｅ−Ｏ2ｔｒｇ）。この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａは、上述した過給圧の補正及びＥＧＲ率の補正が行われたと仮定した場合における筒内の酸素密度の不足分に相当する値として算出される。そして、この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ａｃｏｍｐ＝ｐ（Ｏ2ｄｌｔａ））により基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐを算出する。または、酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａをパラメータとするマップによって基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐを求めるようにしてもよい。この際、上記基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐは、過給圧の補正及びＥＧＲ率の補正を行った後における筒内の酸素密度の不足分に相当する値として算出される。
【００８７】
次に、ステップＳＴ１３に移り、補正後噴射時期Ａｉｎｊｆを算出する。この補正後噴射時期Ａｉｎｊｆは、燃料消費タイミングを上記基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐで補正した場合の燃料消費タイミングであって、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐ、基本噴射時期Ａｉｎｊ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ａｉｎｊｆ＝ｑ（Ａｃｏｍｐ，Ａｉｎｊ，Ｐｃｒ，Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆ））により算出される。または、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐ、基本噴射時期Ａｉｎｊ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆをパラメータとするマップによって補正後噴射時期Ａｉｎｊｆを求めるようにしてもよい。
【００８８】
このようにして算出された補正後噴射時期Ａｉｎｊｆは、メイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時を上記基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐで補正されたクランク角度位置に設定するためのものとなり、この補正後噴射時期Ａｉｎｊｆに従ってメイン噴射が実行されることにより、上記基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐで補正されたクランク角度位置に燃料の物理的着火遅れ期間の終了時が一致することになる。より具体的には、筒内の酸素密度が低い場合には、上記燃料の物理的着火遅れ期間の終了時が筒内容積が小さくなる側に変更されて、この燃料の物理的着火遅れ期間の終了時での酸素密度が高められることになる。つまり、補正前の物理的着火遅れ期間の終了時がピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも進角側であった場合には、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐとしては遅角側への補正量が算出されて補正後噴射時期Ａｉｎｊｆは遅角側に設定される。逆に、補正前の物理的着火遅れ期間の終了時がピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）よりも遅角側であった場合には、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐとしては進角側への補正量が算出されて補正後噴射時期Ａｉｎｊｆは進角側に設定される。
【００８９】
以上のようにして算出された各制御パラメータ（過給圧、ＥＧＲ率、燃料噴射時期）の補正は、上記物理的着火遅れ期間の終了時が算出された気筒の次に燃焼行程を行う気筒における吸気行程及び燃焼行程に反映させたり、同一気筒（物理的着火遅れ期間の終了時が算出された気筒）における次の吸気行程及び燃焼行程（４気筒エンジンの場合には４回先の吸気行程及び燃焼行程）での制御パラメータの補正に反映させたりすることができる。また、吸気バルブ１６の閉弁時点でのガス状態やその気筒に対する各燃料噴射形態から物理的着火遅れ期間の終了時を推定することで、その気筒（物理的着火遅れ期間の終了時が推定された気筒）における吸気行程及び燃焼行程での制御パラメータに反映させるようにしてもよい。
【００９０】
図８は、上述した酸素密度制御の実行に伴うクランク角度に対する酸素密度の変化状態を説明するための図である。この図８は、クランク角度の変化に伴う筒内の酸素密度の変化の一例を示している。図中のタイミングＣＡ１が燃料の物理的着火遅れ期間の終了時におけるクランク角度であり、Ｏ2ｔｒｇが目標酸素密度となっている。酸素密度制御における過給圧の補正及びＥＧＲ率の補正では、この図８における酸素密度の変化波形が縦軸に沿う方向に移動する。例えば図中に一点鎖線で示すように酸素密度が変化している状態（タイミングＣＡ１での酸素密度が不足している状態）で、過給圧を補正することにより、タイミングＣＡ１での酸素密度が上昇し、図中の二点鎖線で示す状態となり、更に、ＥＧＲ率を補正することで、タイミングＣＡ１での酸素密度が更に上昇し、図中の実線で示す状態にすることができる。これにより上記タイミングＣＡ１での酸素密度を目標酸素密度に一致させることができる。
【００９１】
また、図中に一点鎖線で示すように酸素密度が変化している状態から過給圧の補正のみで、図中の実線で示す状態にすることができる場合には、ＥＧＲ率の補正及び燃料噴射時期の補正は行われないことになる。
【００９２】
更に、過給圧の補正及びＥＧＲ率の補正を行っても、上記タイミングＣＡ１での酸素密度が目標酸素密度に一致しない場合、例えば図中の二点鎖線で示す状態では、燃料噴射時期の補正が行われることで、物理的着火遅れ期間の終了時が変化することになり、例えばその時点が図中のタイミングＣＡ１からタイミングＣＡ２に移動することで、このタイミングＣＡ２（物理的着火遅れ期間の終了時点）での酸素密度を目標酸素密度に一致させることができる。
【００９３】
以上の説明してきたように、本実施形態では、過給圧、ＥＧＲ率、燃料噴射時期が優先順位をもって補正される動作が繰り返されることにより、メイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時における実酸素密度Ｏ2ａｃｔが目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致することになり、このメイン噴射で噴射された燃料の着火性が良好に得られて理想的な燃焼状態（例えば図４に示したような熱発生率波形が得られる燃焼状態）を得ることが可能となる。その結果、ＮＯｘ発生量やスモーク発生量を削減することによる排気エミッションの改善、燃焼行程時の燃焼音の低減、エンジントルクの十分な確保、燃料消費率の改善といった各要求を連立することが可能となる。
【００９４】
（第２実施形態）
次に、第２実施形態について説明する。この第２実施形態は、上述した如く実酸素密度Ｏ2ａｃｔを目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致させるべく過給圧の補正指示を行った場合の過給遅れ（所謂、ターボラグ）を考慮して実酸素密度Ｏ2ａｃｔを目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに近付けるようにするものである。
【００９５】
図９〜図１４は本実施形態に係る酸素密度制御の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、エンジン１の始動後、数ｍｓｅｃ毎、または、燃焼行程が行われる毎に繰り返して実行される。
【００９６】
先ず、ステップＳＴ２１（図９）において基本目標値の算出が行われる。この基本目標値の算出動作の詳細を図１０のフローチャートに示す。この図１０のフローチャートでは、先ず、ステップＳＴ４１において、エンジン１の状態量が読み込まれる。具体的には、エンジン回転数Ｎｅ、燃料噴射量Ｑｆｉｎがそれぞれ読み込まれる。
【００９７】
その後、ステップＳＴ４２に移り、基本噴射時期Ａｉｎｊ、目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇ、基本目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇ、最大過給圧Ｐｉｍｍａｘ、最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎがそれぞれ求められる。これらの算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ２と同様にして行われる。
【００９８】
以上の基本目標値の算出が行われた後、ステップＳＴ２２（図９）に移り、実酸素密度の算出が行われる。この実酸素密度の算出動作の詳細を図１１のフローチャートに示す。この図１１のフローチャートでは、先ず、ステップＳＴ５１において、筒内のガス状態量が読み込まれる。具体的には、新気の吸気量Ｇａ、吸気の過給圧Ｐｉｍ、吸気温度Ｔｈｉｍ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、がそれぞれ読み込まれる。
【００９９】
その後、ステップＳＴ５２に移り、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎを算出する。この実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎの算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ３と同様にして行われる。
【０１００】
また、ステップＳＴ５３では、基準クランク角Ａｓｔｄの算出が行われる。この基準クランク角Ａｓｔｄの算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ４と同様にして行われる。
【０１０１】
更に、ステップＳＴ５４では、実酸素密度Ｏ2ａｃｔの算出が行われる。この実酸素密度Ｏ2ａｃｔの算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ５と同様にして行われる。
【０１０２】
以上の実酸素密度の算出が行われた後、ステップＳＴ２３（図９）に移り、最終目標過給圧の算出が行われる。この最終目標過給圧の算出動作の詳細を図１２のフローチャートに示す。この図１２のフローチャートでは、先ず、ステップＳＴ６１において、目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄの算出が行われる。この目標過給圧補正量Ｐｉｍａｄの算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ６と同様にして行われる。
【０１０３】
また、ステップＳＴ６２では、補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆの算出が行われる。この補正後目標過給圧Ｐｉｍｔｒｇｆの算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ７と同様にして行われる。
【０１０４】
以上の最終目標過給圧の算出が行われた後、ステップＳＴ２４（図９）に移り、最終目標過給圧をセットする（過給圧の補正を実行する）。
【０１０５】
その後、ステップＳＴ２５に移り、上記セットされた最終目標過給圧で吸気を過給した場合における実酸素密度の算出が行われる。この実酸素密度の算出は、上述した第１実施形態において図５で示したフローチャートのステップＳＴ８と同様にして行われる。
【０１０６】
この際、ターボチャージャ５に過給遅れが生じている場合には、この実酸素密度の算出動作において算出された実酸素密度にも過給遅れに伴う遅れが生じる。このため、以下に述べるＥＧＲ率の補正や燃料噴射時期の補正は、このターボチャージャ５に過給遅れに伴う実酸素密度の変化（実酸素密度の上昇）の遅れを考慮した補正値が算出されるようになっている。以下、具体的に説明する。
【０１０７】
ステップＳＴ２６では、目標ＥＧＲ率の算出が行われる。この目標ＥＧＲ率の算出動作の詳細を図１３のフローチャートに示す。この図１３のフローチャートでは、先ず、ステップＳＴ７１において、酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆを算出する。この酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆは、上記燃料の物理的着火遅れ期間の終了時において、実酸素密度Ｏ2ａｃｔを目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇに一致させることを目的として求められる酸素濃度の目標値であって、その算出手順としては、先ず、上記実酸素密度Ｏ2ａｃｔから目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇを減算することで酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅを求める（Ｏ2ｄｌｔｅ＝Ｏ2ａｃｔ−Ｏ2ｔｒｇ）。この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅは、上述した過給圧補正後における筒内の酸素密度の不足分（酸素密度の変化の遅れを含む不足分）に相当する値として算出される。そして、この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、空気中の酸素質量割合（０．２３）、最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎを変数とする上記の演算式（２）によって酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆが算出される。
【０１０８】
または、上記酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔｅ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎ、空気中の酸素質量割合、最低酸素濃度Ｏ2ｃｏｎｍｉｎをパラメータとするマップによって酸素濃度目標値Ｏ2ｃｏｎｔｒｇｆを求めるようにしてもよい。
【０１０９】
そして、ステップＳＴ７２に移り、補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇｆを算出する。この補正後目標ＥＧＲ率Ｅｇｒｔｒｇの算出は、上述した第１実施形態において図６で示したフローチャートのステップＳＴ１０と同様にして行われる。
【０１１０】
以上の目標ＥＧＲ率の算出が行われた後、ステップＳＴ２７（図９）に移り、目標ＥＧＲ率をセットする（ＥＧＲ率の補正を実行する）。
【０１１１】
その後、ステップＳＴ２７に移り、上記セットされた目標ＥＧＲ率で排気を還流した場合における実酸素密度の算出が行われる。この実酸素密度の算出は、上述した第１実施形態において図６で示したフローチャートのステップＳＴ１１と同様にして行われる。
【０１１２】
その後、ステップＳＴ２９に移り、最終噴射時期の算出が行われる。この最終噴射時期の算出動作の詳細を図１４のフローチャートに示す。この図１４のフローチャートでは、先ず、ステップＳＴ８１において、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐを算出する。この基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐの算出手順としては、先ず、上記実酸素密度Ｏ2ａｃｔから目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇを減算することで酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａを求める（Ｏ2ｄｌｔａ＝Ｏ2ａｃｔ−Ｏ2ｔｒｇ）。この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａは、上述した過給圧の補正後及びＥＧＲ率の補正後における筒内の酸素密度の不足分に相当する値として算出される。そして、この酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ａｃｏｍｐ＝ｐ（Ｏ2ｄｌｔａ））により基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐを算出する。または、酸素密度偏差Ｏ2ｄｌｔａをパラメータとするマップによって基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐを求めるようにしてもよい。この際、上記基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐは、過給圧の補正及びＥＧＲ率の補正を行った後における筒内の酸素密度の不足分に相当する値として算出される。
【０１１３】
次に、ステップＳＴ８２に移り、最終噴射時期Ａｉｎｊｆを算出する。この最終噴射時期Ａｉｎｊｆは、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐ、基準クランク角Ａｓｔｄ、基本噴射時期Ａｉｎｊ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎを変数とする演算式（予め上記ＲＯＭに記憶された演算式；Ａｉｎｊｆ＝ｑ（Ａｃｏｍｐ，Ａｓｔｄ，Ａｉｎｊ，Ｐｃｒ，Ｏ2ｃｏｎ））により算出される。または、基準クランク角補正量Ａｃｏｍｐ、基準クランク角Ａｓｔｄ、基本噴射時期Ａｉｎｊ、燃料噴射圧Ｐｃｒ、実酸素濃度Ｏ2ｃｏｎをパラメータとするマップによって補正後噴射時期Ａｉｎｊｆを求めるようにしてもよい。
【０１１４】
以上の最終噴射時期Ａｉｎｊｆの算出が行われた後、ステップＳＴ３０（図９）に移り、最終噴射時期をセットする（噴射時期の補正を実行する）。
【０１１５】
以上の動作が繰り返され、上記第１実施形態の場合と同様に、メイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時における酸素密度が目標酸素密度に一致することになり、このメイン噴射で噴射された燃料の着火性が良好に得られて理想的な燃焼状態を得ることが可能となる。その結果、ＮＯｘ発生量やスモーク発生量を削減することによる排気エミッションの改善、燃焼行程時の燃焼音の低減、エンジントルクの十分な確保、燃料消費率の改善といった各要求を連立することが可能となる。
【０１１６】
−他の実施形態−
以上説明した各実施形態は、自動車に搭載される直列４気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明した。本発明は、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式（直列型エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジン等の別）についても特に限定されるものではない。
【０１１７】
また、上記各実施形態では、メイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時を基準クランク角Ａｓｔｄとして、目標酸素密度Ｏ2ｔｒｇを規定していた。基準クランク角Ａｓｔｄとしてはこれに限定されるものではなく、メイン噴射で噴射された燃料の物理的着火遅れ期間の終了時に対して所定クランク角度だけ進角側または遅角側を基準クランク角Ａｓｔｄとして規定したり、化学的着火遅れ期間を基準として基準クランク角Ａｓｔｄを規定するようにしてもよい。また、メイン噴射の開始後、所定クランク角度だけクランクシャフトが回転した時点や所定時間だけ経過した時点を基準クランク角Ａｓｔｄとして規定するようにしてもよい。
【０１１８】
更に、上記第２実施形態では、実酸素密度を算出することによってターボチャージャ５に過給遅れが生じていることを求めるようにしていた。これに限らず、上記吸気圧センサ４８の出力信号に基づいてターボチャージャ５に過給遅れが生じていることを求めるようにしてもよい。
【０１１９】
また、上記各実施形態では、通電期間においてのみ全開の開弁状態となることにより燃料噴射率を変更するピエゾインジェクタ２３を適用したエンジン１について説明したが、本発明は、可変噴射率インジェクタを適用したエンジンへの適用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１２０】
本発明は、自動車に搭載されるコモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジンにおいて、筒内の酸素密度を適正化する制御に適用可能である。
【符号の説明】
【０１２１】
１              エンジン（内燃機関）
１２            シリンダボア
２３            インジェクタ（燃料噴射弁）
１００          ＥＣＵ
Ａｓｔｄ        基準クランク角（所定時期）
Ｏ2ｔｒｇ       目標酸素密度
Ｏ2ａｃｔ       実酸素密度
Ｐｉｍｔｒｇｆ  補正後目標過給圧
Ｅｇｒｔｒｇｆ  補正後目標ＥＧＲ率
Ａｉｎｊｆ      補正後噴射時期
【図１】
2013061393.tif 000003
【図２】
2013061393.tif 000004
【図３】
2013061393.tif 000005
【図４】
2013061393.tif 000006
【図５】
2013061393.tif 000007
【図６】
2013061393.tif 000008
【図７】
2013061393.tif 000009
【図８】
2013061393.tif 000010
【図９】
2013061393.tif 000011
【図１０】
2013061393.tif 000012
【図１１】
2013061393.tif 000013
【図１２】
2013061393.tif 000014
【図１３】
2013061393.tif 000015
【図１４】
2013061393.tif 000016
【国際調査報告】
2013061393.tif 000017
2013061393.tif 000018
2013061393.tif 000019
2013061393.tif 000020