(57)【要約】      （修正有）【課題】熱発生率重心位置を用いた燃焼制御を行うことにより、燃費及びランニングコスト等を良好に維持しながらも、パティキュレートフィルタの故障時に大気中に排出されるＰＭの量が著しく増大しないようにすることが可能な機関制御装置を提供する。【解決手段】本発明の実施形態に係る機関制御装置（本装置）は、排気通路にパティキュレートフィルタ５４が配設された内燃機関１０に適用される。本装置は、パティキュレートフィルタが故障したと判定されていないときには「燃焼状態を示す指標値としての熱発生率重心位置」が負荷に依らず一定の基準クランク角度に等しくなるように、且つ、パティキュレートフィルタが故障したと判定されたときには熱発生率重心位置が「基準クランク角度よりも進角側の第１進角クランク角度」に等しくなるように、燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータ（例えば、メイン噴射時期）を変更する。【選択図】図４
2015004309.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路にパティキュレートフィルタが配設された内燃機関に適用される機関制御装置であって、前記機関に供給される燃料の燃焼状態を制御する制御部を備えた機関制御装置において、
前記制御部は、
前記パティキュレートフィルタが故障したか否かを判定するフィルタ故障判定部と、
前記機関の負荷が少なくとも第１閾値から同第１閾値よりも大きい第２閾値までの特定負荷範囲内にある場合、
前記パティキュレートフィルタが故障したと判定されていないときには前記燃焼状態を示す指標値としての熱発生率重心位置が前記負荷に依らず一定の基準クランク角度に等しくなるように、且つ、前記パティキュレートフィルタが故障したと判定されたときには前記熱発生率重心位置が前記基準クランク角度よりも進角側の第１進角クランク角度に等しくなるように、
前記燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータを変更する燃焼制御部と、
を含む機関制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の機関制御装置において、
前記フィルタ故障判定部は、前記排気通路であって前記パティキュレートフィルタよりも下流に配設されたパティキュレート検出センサを含み、前記パティキュレート検出センサにより検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値と所定の基準との差の大きさが正の判定閾値以上大きい場合、前記パティキュレートフィルタが異常であると判定するように構成された、機関制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の機関制御装置において、
前記燃焼制御部は、
前記パティキュレートフィルタが異常であると判定されたとき、前記ＰＭ相関値と前記基準値との差の大きさが大きくなるほど前記第１進角クランク角度をより進角側の値に移行させるように構成された機関制御装置。
【請求項４】
請求項２又は請求項３に記載の機関制御装置において、
前記フィルタ故障判定部は、前記パティキュレート検出センサが異常となったか否かを判定するセンサ異常判定部を含み、
前記燃焼制御部は、前記パティキュレート検出センサが異常となったと判定された場合、前記機関の負荷が少なくとも前記特定負荷範囲内にあるときに前記熱発生率重心位置が前記基準クランク角度よりも進角側の第２進角クランク角度に等しくなるように前記燃焼パラメータを変更する、機関制御装置。
【請求項５】
排気通路にパティキュレートフィルタが配設された内燃機関に適用される機関制御装置であって、前記機関に供給される燃料の燃焼状態を制御する制御部を備えた機関制御装置において、
前記制御部は、
前記排気通路であって前記パティキュレートフィルタよりも下流に配設されたパティキュレート検出センサと、
前記パティキュレート検出センサが異常となったか否かを判定するセンサ異常判定部と、
前記燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータを変更する燃焼制御部と、
を備え、
前記燃焼制御部は、
前記機関の負荷が少なくとも第１閾値から同第１閾値よりも大きい第２閾値までの特定負荷範囲内にある場合、
前記パティキュレート検出センサが異常であると判定されておらず且つ同パティキュレート検出センサにより検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値が基準値に対して正の判定閾値以上大きくないときには前記燃焼状態を示す指標値としての熱発生率重心位置が前記負荷に依らず一定の基準クランク角度に等しくなるように、
前記パティキュレート検出センサが異常であると判定されておらず且つ前記ＰＭ相関値が前記基準値に対して前記判定閾値以上大きいときには前記熱発生率重心位置が前記基準クランク角度よりも進角側の第１進角クランク角度に等しくなるように、且つ、
前記パティキュレート検出センサが異常であると判定されているときには前記熱発生率重心位置が前記基準クランク角度よりも進角側の第２進角クランク角度に等しくなるように、
前記燃焼パラメータを変更するように構成された、
機関制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載の機関制御装置において、
前記燃焼制御部は、
前記ＰＭ相関値と前記基準値との差の大きさが大きくなるほど前記第１進角クランク角度をより進角側の値に移行させるように構成された機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路にパティキュレートフィルタを備える内燃機関に適用され、前記機関における燃料の燃焼状態を制御する機関制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、ディーゼル機関等の内燃機関（以下、単に「機関」とも称呼する。）の運転時、燃料の燃焼によって生じるエネルギーの一部はクランクシャフトを回転させる仕事に変換されるが、残りは損失となる。この損失には、冷却損失、排気損失、吸気及び排気に伴って発生するポンプ損失、並びに、機械抵抗損失等が含まれる。このうち、冷却損失及び排気損失は、損失全体に対して大きな割合を占める。従って、内燃機関の燃費を改善させるためには冷却損失及び排気損失を減少させることが有効である。
【０００３】
しかしながら、一般に、冷却損失と排気損失とはトレードオフの関係にある。即ち、冷却損失を低下させれば排気損失が増加し、排気損失を低下させれば冷却損失が増加する。従って、冷却損失と排気損失との和が小さくなる燃焼状態を実現できれば、機関の燃費は改善される。
【０００４】
ところで、機関に供給される燃料（混合気）の燃焼状態は、燃料噴射時期及び過給圧等の「燃焼状態に影響を及ぼす多くのパラメータ」に応じて変化する。以下、燃焼状態に影響を及ぼすパラメータ（燃焼状態を変化させることが可能なパラメータ）は、単に「燃焼パラメータ」とも称呼される。ところが、複数の燃焼パラメータが各運転状態に対して適切な値（組み合わせ）となるように、各燃焼パラメータを実験及びシミュレーション等によって予め求めることは容易ではなく、且つ、莫大な適合時間を必要とする。そのため、燃焼パラメータを体系的に決定する手法が提案されている。
【０００５】
例えば、従来の制御装置の一つ（以下、「従来装置」とも称呼する。）は、「１回の燃焼行程中に発生する総熱量のうち、その半分の熱量が発生した時点のクランク角度（以下、「燃焼重心角度」と称呼する。）」を算出する。更に、従来装置は、その燃焼重心角度と所定の基準値とが乖離している場合、燃料噴射時期を補正することによって、或いは、ＥＧＲ率を調整して燃焼室（気筒）内の酸素濃度を調節することによって、燃焼重心角度を基準値と一致させている（例えば、特許文献１を参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−２０２６２９号公報
【発明の概要】
【０００７】
例えばディーゼル機関においては、１つのサイクルの燃焼に対して燃料を複数回噴射する多段噴射が行われる場合がある。より具体的に述べると、ディーゼル機関においては、主噴射（メイン噴射）に先立ちパイロット噴射が行なわれ、次いで、主噴射が行なわれる場合がある。更に、主噴射の後にアフター噴射が行われる場合がある。
【０００８】
パイロット噴射と主噴射とが行われる場合のクランク角度と熱発生率との関係は、例えば、図１１の（Ａ）の曲線Ｃ１により示された波形により表される。熱発生率とは、単位クランク角度（クランクシャフトの回転位置の単位変化量）あたりに混合気の燃焼により発生する熱の量、即ち、単位クランク角度あたりの熱発生量である。この波形は、以下「燃焼波形」とも称呼される。図１１の（Ａ）に示された波形は、クランク角度θ１にて開始されるパイロット噴射により極大値Ｌｐをとり、クランク角度θ２にて開始される主噴射により極大値Ｌｍをとっている。
【０００９】
更に、図１１の（Ｂ）は、クランク角度と、「曲線Ｃ１により示される燃焼によって発生した熱量の積算値の、総発生熱量に対する比率（発熱量比率）」と、の関係を示している。図１１の（Ｂ）に示した例において、前述した燃焼重心角度（発熱量比率が５０％となるクランク角度）はクランク角度θ３である。
【００１０】
これに対し、図１２の（Ａ）に実線Ｃ２により示したように、パイロット噴射の開始時期のみがクランク角度θ１からクランク角度θ０へとΔθだけ進角側に移動された場合、パイロット噴射の燃料の燃焼によって発熱が始まるクランク角度はクランク角度Δθだけ進角側に移動する。しかし、図１１の（Ａ）及び図１２の（Ａ）に示した燃焼においては、燃焼重心角度は主噴射の燃料の燃焼開始後（クランク角度θ２以後）である。従って、曲線Ｃ２により示される燃焼についての発熱量比率を示した図１２の（Ｂ）から理解されるように、燃焼重心角度はクランク角度θ３のままであって変化しない。即ち、パイロット噴射時期が進角側に移動することによって燃焼波形が変化しても、燃焼重心角度が変化しない場合がある。換言すると、燃焼重心角度は必ずしも各サイクルの燃焼状態を良好に反映する指標値ではない。
【００１１】
実際に、発明者は、「燃焼重心角度と燃費悪化率との関係」を種々の「機関の負荷（要求トルク）及び機関回転速度」の組み合わせについて測定した。その結果を図１３に示す。図１３の曲線Ｈｂ１乃至曲線Ｈｂ３は、それぞれ、低回転速度且つ低負荷、中回転速度且つ中負荷、及び、高回転速度且つ高負荷の場合の測定結果である。図１３から理解されるように、発明者は、機関の負荷及び／又は機関回転速度が相違すると、燃費悪化率が最小となる燃焼重心角度（燃費が最良となる燃焼重心角度）も相違するとの知見を得た。換言すると、燃焼重心角度が一定の基準値に一致するように燃焼状態が制御されたとしても、機関の負荷及び／又は機関回転速度が相違すれば燃費悪化率が必ずしも最小とならないことが判明した。
【００１２】
そこで、発明者は、燃焼状態を表す指標値として、従来の燃焼重心角度の代わりに「熱発生率重心位置」に着目した。この熱発生率重心位置は、機関（気筒）に供給される燃料（従って、混合気）の燃焼により発生する熱の単位クランク角度あたりの量（熱発生率）により定まるクランク角度（クランクシャフト回転位置）であり、以下に述べるように種々の手法により定義される。なお、以下に述べる定義の何れを用いても熱発生率重心位置は一意に定まる。
【００１３】
（定義１）熱発生率重心位置Ｇｃは、図１（Ａ）に示したように、「クランク角度を横軸に設定し、且つ、熱発生率（単位クランク角度あたりの熱の発生量）を縦軸に設定した座標系（グラフ）」に描かれる熱発生率の波形と、前記横軸と、により囲まれる領域の幾何学的重心Ｇに対応するクランク角度である。
【００１４】
（定義２）熱発生率重心位置Ｇｃは、下記の（１）式を満たすクランク角度Ｇｃである。この（１）式において、ＣＡｓは燃料の燃焼が始まるクランク角度（燃焼開始クランク角度）であり、ＣＡｅは前記燃焼が終わるクランク角度（燃焼終了クランク角度）である。更に、θは任意のクランク角度であり、ｄＱ（θ）はクランク角度θにおける熱発生率である。即ち、熱発生率重心位置Ｇｃは、特定クランク角度（Ｇｃ）よりも進角側の任意のクランク角度（θ）と同特定クランク角度（Ｇｃ）とのクランク角度差分（Ｇｃ−θ）と、同任意のクランク角度における熱発生率（ｄＱ（θ））と、の積をクランク角度について積分して得られる値（下記（１）の左辺の値）と、前記特定クランク角度（Ｇｃ）よりも遅角側の任意のクランク角度（θ）と同特定クランク角度（Ｇｃ）とのクランク角度差分（θ−Ｇｃ）と、同任意のクランク角度における熱発生率（ｄＱ（θ））と、の積をクランク角度について積分して得られる値（下記（１）の右辺の値）と、が等しくなるような特定クランク角度である。
【数１】
2015004309.tif 000003
【００１５】
（定義２’）上記（１）式を変形すると下記の（２）式が得られる。従って、定義２について別の言い方をすると、熱発生率重心位置Ｇｃは、一つの燃焼行程についての燃焼開始クランク角度から燃焼終了クランク角度までの特定クランク角度であって、任意のクランク角度から特定クランク角度を減じて得られる値と、前記任意のクランク角度における熱発生率と、の積に対応した値を、燃焼開始クランク角度から燃焼終了クランク角度までクランク角度について積分（積算）して得られる値が「０」となるような特定クランク角度である。
【数２】
2015004309.tif 000004
【００１６】
（定義３）定義２及び定義２’に基づけば、熱発生率重心位置Ｇｃは、下記（３）式に則った演算により求められるクランク角度であると定義される。
【数３】
2015004309.tif 000005
【００１７】
（定義３’）
定義３に基づけば、熱発生率重心位置Ｇｃは、
任意のクランク角度と燃焼開始クランク角度との差（Ａ＝θ−ＣＡｓ）と、同任意のクランク角度における熱発生率（Ｂ＝ｄＱ（θ））と、の積（Ａ・Ｂ）のクランク角度についての積分値（上記（３）式の右辺第１項の分子）を、クランク角度に対する熱発生率の波形によって画定される領域の面積（上記（３）式の右辺第１項の分母）で割って得られる値に、前記燃焼開始クランク角度（ＣＡｓ）を加えることにより得られるクランク角度である、と定義される。
【００１８】
この熱発生率重心位置Ｇｃは、例えば、図１の（Ａ）に示した例においてはクランク角度θ３である。加えて、図１（Ｂ）に示したように、パイロット噴射の開始時期がクランク角度θ１からΔθｐだけ進角側へ移動されてクランク角度θ０に設定されると、熱発生率重心位置Ｇｃはクランク角度Δθｇだけ進角側へと移動してクランク角度θ３’となる。これらから理解されるように、熱発生率重心位置は、従来の燃焼状態の指標値である燃焼重心角度に比較して、燃焼状態をより正確に反映する指標値であると言える。
【００１９】
更に、発明者は、種々の機関回転速度と機関の負荷（要求トルク）との組合せについて熱発生率重心位置と燃費悪化率との関係を測定した。その結果を図２に示す。図２の、曲線Ｌｃ１乃至曲線Ｌｃ３は、それぞれ低回転速度且つ低負荷、中回転速度且つ中負荷、及び、高回転速度且つ高負荷の場合の測定結果である。図２から理解されるように、機関回転速度及び機関の負荷が相違した場合であっても、燃費悪化率が最小となる熱発生率重心位置は特定のクランク角度（図２の例においては圧縮上死点後７°）であった。更に、熱発生率重心位置がこの特定のクランク角度（例えば、圧縮上死点後７°）の近傍の値（図２の矢印Ａｒの範囲を参照。）にあれば、機関回転速度及び機関の負荷に拘わらず燃費悪化率は最小値近傍の略一定値となることが理解される。
【００２０】
これらから、発明者は、熱発生率重心位置は燃焼状態を良好に示す指標値であり、従って、熱発生率重心位置を負荷及び／又は機関回転速度に依らず一定に維持すること（そのような熱発生率重心位置が得られるように燃焼パラメータを設定すること）により機関の燃焼状態を特定の状態に維持できるとの知見を得た。更に、発明者は、熱発生率重心位置を「燃費悪化率が最小となるような（即ち、冷却損失と排気損失との和が最小となって、燃費が最も良くなるような）一定の目標クランク角度又はその近傍値」に維持すれば、機関の運転状態（負荷及び／又は機関回転速度）に依らず、機関の燃費を容易に改善することができるとの知見を得た。
【００２１】
ところで、内燃機関（特に、ディーゼル機関）からはパティキュレートマター（微粒子状物質、以下、「ＰＭ」と表記する。）が排出される。ＰＭは煤等を含む物質である。機関本体（気筒）から放出されるＰＭの量は、燃料の燃焼状態が不完全燃焼状態に近づくほど多くなる。
【００２２】
そこで、発明者は、熱発生率重心位置とＰＭの量との関係を調査した。その結果、図３の曲線Ｓ１により示したように、燃費悪化率と同様、熱発生率重心位置とＰＭの量とは機関の負荷及び／又は回転速度に依らず強い相関を有することが判明した。従って、発明者は、熱発生率重心位置を所定のクランク角度に一致させておけば、機関の負荷及び／又は回転速度に依らず「機関本体から排出されるＰＭの量」を微小な量に容易に制御できるとの知見を得た。
【００２３】
しかしながら、図３の曲線Ｓ２に示したように、燃費悪化率が最小となる熱発生率重心位置はクランク角度θａ０であり、機関本体から排出されるＰＭの量は熱発生率重心位置がクランク角度θａ０よりも進角されるほど（例えば、クランク角度θａ１）少なくなる。
【００２４】
その一方、大気中に放出されるＰＭの量を低減するため、内燃機関の排気通路にはパティキュレートフィルタ（例えば、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ））が配設されることが多い。パティキュレートフィルタは、正常であれば、機関本体から排出されるＰＭをある程度まで捕集することができる。従って、パティキュレートフィルタが正常である場合には、熱発生率重心位置を燃費が最良となるクランク角度又はその近傍値に維持しても、大気中に放出されるＰＭの量を極微量に維持することができる。しかしながら、このように燃費を優先させる熱発生率重心位置制御を実行すると、パティキュレートフィルタが万一故障した場合に大気中に放出されるＰＭの量が増大する恐れがある。
【００２５】
そこで、本発明の目的は、熱発生率重心位置を用いた燃焼制御を行うことにより、燃費及びランニングコスト等を良好に維持しながらも、パティキュレートフィルタの故障時に大気中に排出されるＰＭの量が著しく増大しないようにすることが可能な機関制御装置を提供することにある。
【００２６】
この目的を達成するための本発明による機関制御装置（以下、「本発明装置」とも称呼する。）は、排気通路にパティキュレートフィルタが配設された内燃機関に適用される。本発明装置は、前記機関に供給される燃料（従って、混合気）の燃焼状態を制御する制御部を備える。前記制御部はフィルタ故障判定部と燃焼制御部とを備える。
【００２７】
前記フィルタ故障判定部は、前記パティキュレートフィルタが故障したか否かを判定するようになっている。
【００２８】
前記燃焼制御部は、前記機関の負荷が少なくとも第１閾値から同第１閾値よりも大きい第２閾値までの特定負荷範囲内にある場合、以下に述べるように「燃焼状態を示す指標値としての熱発生率重心位置（前述した定義を参照。）」を制御する。具体的には、前記燃焼制御部は、前記燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータを変更する。燃焼パラメータについては後に詳述する。
【００２９】
なお、上記第１閾値は、機関がとり得る負荷のうちの最小値であってもよく、その最小値よりも大きい値であってもよい。また、上記第２閾値は、機関がとり得る負荷のうちの最大値であってもよく、その最大値よりも小さい値であってもよい。更に、燃焼状態を制御すること（燃焼パラメータを設定すること）は、燃焼パラメータをフィードフォワード制御及び／又はフィードバック制御により機関の運転状態に応じた適値に設定・変更することを意味する。
【００３０】
前記燃焼制御部は、前記パティキュレートフィルタが故障したと判定されていないときには、前記熱発生率重心位置が前記負荷に依らず一定の基準クランク角度に等しくなるように燃焼状態を制御する。
前記燃焼制御部は、前記パティキュレートフィルタが故障したと判定されたときには、前記熱発生率重心位置が「前記基準クランク角度よりも進角側の第１進角クランク角度」に等しくなるように燃焼状態を制御する。前記基準クランク角度と前記第１進角クランク角度の差は一定クランク角度であってもよく、機関運転状態（後述するパティキュレート検出センサにより検出されるパティキュレートマターの量に相関を有する値＝ＰＭ相関値）に応じて変化してもよい。
【００３１】
本発明装置によれば、パティキュレートフィルタが故障していない場合、熱発生率重心位置を、「燃費が最良となるクランク角度、及び、例えば、機関がＮＯｘを低減するためにＳＣＲ触媒を搭載している場合にＳＣＲ触媒に供給しなければならない尿素水の量と燃料消費量とにより定まるトータル・ランニングコスト（機関が搭載された車両の走行に要する実質的費用）が最小となるようなクランク角度等」の「所定の基準クランク角度」に設定することにより、大気中に放出されるＰＭの量を極めて微量に維持しながら燃費及び／又はランニングコストを効果的に改善することができる。
【００３２】
その一方、パティキュレートフィルタが故障した場合、熱発生率重心位置が基準クランク角度（例えば、図３のθａ０を参照。）から第１進角クランク角度（例えば、図３のθａ１を参照。）へと進角させられる。その結果、燃費及び／又はランニングコストは僅かに悪化するものの、機関本体から排出されるＰＭの量が低減するので、結果として大気中に放出されるＰＭの量が増大することを防止することができる。しかも、前述したように、熱発生率重心位置と機関本体から排出されるＰＭの量とは機関の負荷及び／又は機関回転速度に依らず実質的に１：１の関係を有するから、パティキュレートフィルタが故障した場合であっても大気中に放出されるＰＭの量を機関の負荷及び／又は機関回転速度に依らず極めて僅かな量に精度良く制御することができる。
【００３３】
本発明装置の一態様において、前記フィルタ故障判定部は、前記排気通路であって前記パティキュレートフィルタよりも下流に配設されたパティキュレート検出センサを含むことができる。更に、前記フィルタ故障判定部は、前記パティキュレート検出センサにより検出されるパティキュレートマターの量に相関を有する値（ＰＭ相関値）が基準値（想定値）に対して正の判定閾値以上大きい場合、前記パティキュレートフィルタが異常であると判定するように構成される。これによれば、簡単な構成でパティキュレートフィルタの故障を検出することができる。
【００３４】
この場合、前記燃焼制御部は、前記パティキュレートフィルタが異常であると判定されたとき、前記ＰＭ相関値と前記基準値との差の大きさが大きくなるほど前記第１進角クランク角度をより進角側の値に移行させるように構成されることが好ましい。これによれば、燃費及び／又はランニングコストの悪化を最小限に抑えながらも、大気中に放出されるＰＭの量が過大にならないようにすることができる。
【００３５】
更に、本発明装置の前記一態様において、前記フィルタ故障判定部は、前記パティキュレート検出センサが異常となったか否かを判定するセンサ異常判定部を含む。そして、前記燃焼制御部は、前記パティキュレート検出センサが異常となったと判定された場合、前記機関の負荷が少なくとも前記特定負荷範囲内にあるときに「前記熱発生率重心位置が前記基準クランク角度よりも進角側の第２進角クランク角度に等しくなるように」前記燃焼パラメータを変更する。この第２進角クランク角度は前記第１クランク角度よりも進角側のクランク角度でもよく、遅角側のクランク角度でもよい。
【００３６】
パティキュレート検出センサの出力を用いてパティキュレートフィルタの故障を検出している場合、パティキュレート検出センサが異常となると、もはやパティキュレートフィルタの故障を検出することができない。そこで、本発明装置の一態様においては、上述したように、パティキュレート検出センサが異常となったと判定された場合には熱発生率重心位置が第２進角クランク角度へと進角させられる。これにより、ＰＭの大気中への放出量が増大することを未然に防止することができる。
【００３７】
本発明装置の一態様における制御部は、
前記排気通路であって前記パティキュレートフィルタよりも下流に配設されたパティキュレート検出センサと、
前記パティキュレート検出センサが異常となったか否かを判定するセンサ異常判定部と、
前記燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータを変更する燃焼制御部と、
を備える。
【００３８】
更に、前記燃焼制御部は、
前記機関の負荷が少なくとも第１閾値から同第１閾値よりも大きい第２閾値までの特定負荷範囲内にある場合、
（１）前記パティキュレート検出センサが異常であると判定されておらず且つ同パティキュレート検出センサにより検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値が基準値に対して正の判定閾値以上大きくないときには前記熱発生率重心位置が前記負荷に依らず一定の基準クランク角度に等しくなるように、
（２）前記パティキュレート検出センサが異常であると判定されておらず且つ前記ＰＭ相関値が前記基準値に対して前記判定閾値以上大きいときには前記熱発生率重心位置が「前記基準クランク角度よりも進角側の第１進角クランク角度」に等しくなるように、且つ、
（３）前記パティキュレート検出センサが異常であると判定されているときには前記熱発生率重心位置が「前記基準クランク角度よりも進角側の第２進角クランク角度」に等しくなるように、
前記燃焼パラメータを変更するように構成された、
機関制御装置、
であると言うことができる。
【００３９】
この装置によれば、パティキュレート検出センサが正常であり、且つ、ＰＭ相関値から基準値を減じた値が正の判定閾値以上でないとき、熱発生率重心位置が負荷に依らず一定の基準クランク角度に等しくなる。従って、燃費又はランニングコストを最良に維持することが可能となる。
【００４０】
これに対し、パティキュレート検出センサが正常であり、ＰＭ相関値から基準値を減じた値が正の判定閾値以上となった場合（即ち、パティキュレートフィルタから流出して大気中に放出されるＰＭの量が多い場合）、前記熱発生率重心位置が第１進角クランク角度へと進角させられる。この第１進角クランク角度は、ＰＭ相関値から基準値を減じた値が大きくなるほど「より進角側のクランク角度」となることが望ましい。これによれば、燃費及び／又はランニングコストの悪化を最小限に抑えながらも、大気中に放出されるＰＭの量が過大にならないようにすることができる。
【００４１】
更に、パティキュレート検出センサが異常である場合、熱発生率重心位置が第２進角クランク角度へと進角させられる。その結果、大気中に放出されるＰＭの量が増大することを未然に防止することができる。
【００４２】
本発明の他の目的、他の特徴及び付随する利点は、以下の図面を参照しつつ記述される本発明の各実施形態についての説明から容易に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、熱発生率重心位置（熱発生率重心クランク角度）を説明するためのグラフであり、（Ａ）は所定のタイミングにてパイロット噴射及び主噴射が行なわれた場合の燃焼波形を示し、（Ｂ）は（Ａ）に比べてパイロット噴射が進角された場合の燃焼波形を示す。
【図２】図２は、機関回転速度及び機関の負荷の組合せ毎の、熱発生率重心位置と燃費悪化率との関係を表したグラフである。
【図３】図３は、熱発生率重心位置と機関本体から排出されるＰＭの量（スモーク変化率）との関係、及び、熱発生率重心位置と燃費悪化率との関係を示したグラフである。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係る機関制御装置、及び、その機関制御装置が適用される内燃機関の概略構成図である。
【図５】図５は、図４に示したパティキュレート検出センサ（ＰＭセンサ）の素子部の拡大図である。
【図６】図６の（Ａ）はＰＭセンサに堆積したＰＭの量とＰＭセンサの出力値との関係を示すグラフであり、図６の（Ｂ）はＰＭセンサのリセット制御（ＰＭ燃焼除去）の継続時間とＰＭセンサの抵抗値との関係を示すグラフである。
【図７】図７は、機関の負荷と目標熱発生率重心位置との関係を示したグラフである。
【図８】図８は、図４に示した機関制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図９】図９は、図４に示した機関制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】図１０は、図４に示した機関制御装置のＣＰＵが実行するルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】図１１は、燃焼重心角度を説明するためのグラフである。
【図１２】図１２は、燃焼重心角度を説明するためのグラフである。
【図１３】図１３は、燃焼重心角度と燃費悪化率との関係を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態に係る機関制御装置（以下、「本装置」とも称呼する。）について説明する。
【００４５】
（構成）
本装置は、図４に示した内燃機関（機関）１０に適用される。機関１０は、多気筒（本例では直列４気筒）・４サイクル・ピストン往復動型・ディーゼル機関である。機関１０は、機関本体部２０、燃料供給システム３０、吸気システム４０、排気システム５０及びＥＧＲシステム６０を含んでいる。
【００４６】
機関本体部２０は、シリンダブロック、シリンダヘッド及びクランクケース等を含む本体（機関本体）２１を含む。本体２１には、４つの気筒（燃焼室）２２が形成されている。各気筒２２の上部には燃料噴射弁（インジェクタ）２３が配設されている。燃料噴射弁２３は、後述する電子制御ユニット（ＥＣＵ）７０の指示に応答して開弁し、気筒内に燃料を直接噴射するようになっている。
【００４７】
燃料供給システム３０は、燃料加圧ポンプ（サプライポンプ）３１と、燃料送出管３２と、コモンレール（蓄圧室）３３と、を含む。燃料加圧ポンプ３１の吐出口は燃料送出管３２に接続されている。燃料送出管３２はコモンレール３３に接続されている。コモンレール３３は燃料噴射弁２３に接続されている。
【００４８】
燃料加圧ポンプ３１は、図示しない燃料タンクに貯留されている燃料を汲み上げた後に加圧し、その加圧された高圧燃料を燃料送出管３２を通してコモンレール３３へ供給するようになっている。燃料加圧ポンプ３１は、機関１０のクランクシャフトに連動する駆動軸により作動する。燃料加圧ポンプ３１は、ＥＣＵ７０の指示に応答し、コモンレール３３内の燃料の圧力（即ち、燃料噴射圧、コモンレール圧）を調整できるようになっている。
【００４９】
吸気システム４０は、インテークマニホールド４１、吸気管４２、エアクリーナ４３、過給機４４のコンプレッサ４４ａ、インタークーラ４５、スロットル弁４６、スロットル弁アクチュエータ４７を含んでいる。
【００５０】
インテークマニホールド４１は各気筒に接続された枝部と、枝部が集合した集合部と、を含む。吸気管４２はインテークマニホールド４１の集合部に接続されている。インテークマニホールド４１及び吸気管４２は吸気通路を構成している。吸気管４２には、吸入空気の流れの上流から下流に向け、エアクリーナ４３、コンプレッサ４４ａ、インタークーラ４５及びスロットル弁４６が順に配設されている。スロットル弁アクチュエータ４７は、ＥＣＵ７０の指示に応じてスロットル弁４６の開度を変更するようになっている。
【００５１】
インタークーラ４５は、吸気温度を低下するようになっている。インタークーラ４５は、図示しないバイパス通路及びそのバイパス通路に介装されたバイパスバルブを備える。更に、インタークーラ４５は図示しない冷却機との間で通流する冷却水（冷媒）量を調整できるようになっている。従って、インタークーラ４５は、ＥＣＵ７０の指示に応答してバイパスバルブの開度及び／又は冷却水量を調整することにより、インタークーラ４５の冷却効率（インタークーラ４５の流入ガスの温度とインタークーラ４５の流出ガスの温度との比により表される効率）を変更できるようになっている。
【００５２】
排気システム５０は、エキゾーストマニホールド５１、排気管５２、過給機４４のタービン４４ｂ、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ）５３、及び、ディーゼル・パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）５４を含んでいる。
【００５３】
エキゾーストマニホールド５１は各気筒に接続された枝部と、枝部が集合した集合部と、を含む。排気管５２はエキゾーストマニホールド５１の集合部に接続されている。エキゾーストマニホールド５１及び排気管５２は排気通路を構成している。排気管５２には、排ガスの流れの上流から下流に向け、タービン４４ｂ、ＤＯＣ５３及びＤＰＦ５４が配設されている。
【００５４】
過給機４４は周知の可変容量型過給機であり、そのタービン４４ｂには図示しない複数のノズルベーン（可変ノズル）が設けられている。このノズルベーンは、ＥＣＵ７０の指示に応じて開度が変更され、その結果、過給圧が変更（制御）されるようになっている。なお、過給機４４のタービン４４ｂは、図示しない「タービン４４ｂのバイパス通路、及び、そのバイパス通路に設けられたバイパスバルブ」を備えていてもよく、このバイパスバルブ開度がＥＣＵ７０の指示に応じて変更されることにより過給圧が変更されてもよい。即ち、本明細書において「過給機４４を制御する」とは、ノズルベーンの角度及び／又はバイパスバルブの開度を変更することによって過給圧を変更することを意味する。
【００５５】
ＤＯＣ５３は、ハニカム構造体のセラミック製担持体の表面に酸化触媒を担持している。ＤＯＣ５３は、排ガス中の未燃ガス（ＨＣ、ＣＯ）を触媒反応により燃焼する。即ち、ＤＯＣ５３により、ＨＣは水とＣＯ２に酸化され、ＣＯはＣＯ２に酸化される。この燃焼により、排気温度が上昇するので、ＤＰＦ５４の温度（床温）も上昇する。
【００５６】
ＤＰＦ５４は、炭素からなる煤及びこれに付着した有機物を含むＰＭ（パティキュレートマター）を捕集する周知の「ハニカム構造ワォールフロー型パティキュレートフィルタ」である。即ち、ＤＰＦ５４は、コーディライト等の多孔質耐熱性セラミックスにより形成される複数のガス流路を備えている。ＤＰＦ５４は、隣接するガス流路を隔てる隔壁を通過する排気に含まれるＰＭを、その隔壁の細孔表面にて捕集する。
【００５７】
ＤＰＦ５４の温度が所定温度（例えば、６００℃〜６５０℃）に上昇されると、ＤＰＦ５４に捕集されたＰＭが燃焼しＤＰＦ５４から除去される。即ち、ＤＰＦ５４は、昇温されることにより再生され、連続して使用することができる。ＤＰＦ５４の昇温は、例えば、メイン噴射及びアフター噴射の後に実行されるポスト噴射（及び／又は、排気通路のＤＯＣ５３の上流に燃料を添加する添加燃料供給）により実現される。即ち、未燃燃料をＤＯＣ５３に供給し、この燃料を触媒反応によって燃焼・発熱させることによってＤＰＦ５４に流入する排ガスの温度を上昇させ、以て、ＤＰＦ５４の温度を上昇させてＤＰＦ５４のＰＭを燃焼・除去する。ＰＭを燃焼して除去することによりＤＰＦ５４を再生させる制御は「ＤＰＦ再生制御」とも称呼される。
【００５８】
ＥＣＵ７０は、ＤＰＦ５４に捕集された（堆積した）ＰＭの量（以下、「ＤＰＦのＰＭ堆積量」と称呼する。）を周知の手法により推定している。例えば、ＥＣＵ７０は、ＤＰＦ５４の前後差圧Ｐｄを検出する図示しない差圧センサを備え、その差圧センサにより検出される差圧Ｐｄに基づいてＤＰＦのＰＭ堆積量を推定する。ＤＰＦのＰＭ堆積量が大きくなるほど差圧Ｐｄは増大する。代替として、ＤＰＦのＰＭ堆積量は、前回のＰＭ再生制御終了後からの機関の空気量の積算値、或いは、メイン燃料噴射量の積算値に基づいて推定されることもできる。ＥＣＵ７０は、そのＤＰＦのＰＭ堆積量が制御開始許容量ＰＭｔｈ以上となったときＤＰＦ再生制御を実行する。このＤＰＦ再生制御において「ＤＰＦ５４の温度を上昇するためにＤＰＦ５４に加えられるエネルギー」は、本例においては、ポスト噴射される燃料によりもたらされる。ＤＰＦ再生制御は、例えば、所定時間或いは差圧Ｐｄが制御終了閾値以下になるまで行われる。
【００５９】
ＤＰＦ再生制御において、ＥＣＵ７０は、排気通路のＤＰＦ５４の上流に配設された図示しない温度センサの検出値に基づくセンサ検出温度が目標温度に一致するようにポスト噴射量をフィードバック制御する。
【００６０】
ＥＧＲシステム６０は、排気還流管６１、ＥＧＲ制御弁６２及びＥＧＲクーラ６３を含んでいる。
排気還流管６１は、排気通路（エキゾーストマニホールド５１）であってタービン４４ｂよりも上流位置と、吸気通路（インテークマニホールド４１）であってスロットル弁４６の下流位置と、を連通している。排気還流管６１はＥＧＲガス通路を構成している。
ＥＧＲ制御弁６２は排気還流管６１に配設されている。ＥＧＲ制御弁６２は、ＥＣＵ７０からの指示に応答してＥＧＲガス通路の通路断面積を変更することにより、排気通路から吸気通路へと再循環される排ガス量（ＥＧＲガス量）を変更し得るようになっている。
【００６１】
ＥＧＲクーラ６３は排気還流管６１に介装され、排気還流管６１を通過するＥＧＲガスの温度を低下するようになっている。ＥＧＲクーラ６３は、図示しないバイパス通路及びそのバイパス通路に介装されたバイパスバルブを備える。更に、ＥＧＲクーラ６３は図示しない冷却機との間で通流する冷却水（冷媒）量を調整できるようになっている。従って、ＥＧＲクーラ６３は、ＥＣＵ７０の指示に応答してバイパスバルブ開度及び／又は冷却水量を調整することにより、ＥＧＲクーラ６３の冷却効率（ＥＧＲクーラ６３の流入ガスの温度とＥＧＲクーラ６３の流出ガスの温度との比により表される効率）を変更できるようになっている。
【００６２】
ＥＣＵ７０は、周知のマイクロコンピュータを含む電子回路であり、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ及びインターフェース等を含む。ＥＣＵ７０は、以下に述べるセンサ類と接続されていて、これらのセンサからの信号を受信（入力）するようになっている。更に、ＥＣＵ７０は、各種アクチュエータに指示（駆動）信号を送出するようになっている。
【００６３】
ＥＣＵ７０は、エアフローメータ７１、スロットル弁開度センサ７２、吸気管圧力センサ７３、燃料圧力センサ７４、筒内圧センサ７５、クランク角度センサ７６、ＥＧＲ制御弁開度センサ７７、水温センサ７８、及び、パティキュレート検出センサ７９と接続されている。
【００６４】
エアフローメータ７１は吸気通路内を通過する吸入空気（ＥＧＲガスを含まない新気）の質量流量（吸入空気量）を測定し、その吸入空気量Ｇａを表す信号を出力する。更に、エアフローメータ７１は吸入空気の温度（吸気温）を検出し、その吸気温ＴＨＡを表す信号を出力する。
スロットル弁開度センサ７２はスロットル弁開度を検出し、スロットル弁開度ＴＡを表す信号を出力する。
吸気管圧力センサ７３は、吸気通路内であってスロットル弁４６よりも下流の吸気管内のガスの圧力（吸気管圧力）Ｐｉｍを表す信号を出力する。吸気管圧力Ｐｉｍは過給圧であると言うこともできる。
【００６５】
燃料圧力センサ７４は、コモンレール（蓄圧室）３３内の燃料の圧力（燃料圧力、燃料噴射圧、コモンレール圧）を検出し、燃料噴射圧Ｆｐを表す信号を出力する。
筒内圧センサ７５は、各気筒（燃焼室）に対応するように配設されている。筒内圧センサ７５は、対応する気筒内の圧力（即ち、筒内圧）を検出し、筒内圧Ｐｃを表す信号を出力する。
【００６６】
クランク角度センサ７６は、機関１０の図示しないクランクシャフトの回転位置（即ち、クランク角度）に応じた信号を出力する。ＥＣＵ７０は、このクランク角度センサ７６及び図示しないカムポジションセンサからの信号に基づいて、所定の気筒の圧縮上死点を基準とした機関１０のクランク角度（絶対クランク角度）を取得する。更に、ＥＣＵ７０は、クランク角度センサ７６からの信号に基づいて、機関回転速度Ｎｅを取得する。
【００６７】
ＥＧＲ制御弁開度センサ７７は、ＥＧＲ制御弁６２の開度を検出し、その開度を表す信号Ｖegrを出力する。
水温センサ７８は、機関１０の冷却水の温度（冷却水温度）を検出し、冷却水温ＴＨＷを表す信号を出力する。
【００６８】
パティキュレート検出センサ（以下、「ＰＭセンサ」と称呼する。）７９は、堆積したＰＭの量に応じて出力値（抵抗値）Ｒが変化する周知のセンサである（例えば、特開２００９−１４４５７７号公報、特開２０１２−１２７２６８号公報及び特開２０１２−７７７１６号公報等を参照。）。
【００６９】
簡単に述べると、図５の（Ａ）に示したように、ＰＭセンサ７９の素子部は、絶縁体７９ａの表面に一対の櫛歯電極７９ｂ、７９ｃを有している。櫛歯電極７９ｂ、７９ｃは、互いに接触しないように、それらの歯の部分が一定の間隔を隔てて対向するように配置されている。絶縁体７９ａにはヒータ（ＰＭ除去部）７９ｄが埋設されている。
【００７０】
櫛歯電極７９ｂと櫛歯電極７９ｃとの間には図示しない電源回路を介して所定の電圧（一定電圧）が印加され、その回路に流れる電流を検出することにより櫛歯電極７９ｂと櫛歯電極７９ｃとの間の抵抗値Ｒが検出されるようになっている。この抵抗値ＲがＰＭセンサ７９の出力値Ｒである。更に、ヒータ７９ｄにも図示しない電源回路から電力が供給されるようになっている。
【００７１】
ＰＭセンサ７９はＤＰＦ５４の下流に配設されている。従って、ＰＭセンサ７９の素子部を拡大した図５の（Ｂ）に示したように、ＤＰＦ５４から流出したＰＭは絶縁体７９ａの表面に付着する。この結果、ＰＭの付着量（堆積量）が大きくなるほど、櫛歯電極７９ｂと櫛歯電極７９ｃとの間の抵抗値が低下する。
【００７２】
従って、図６の（Ａ）に示したように、ＰＭセンサに堆積するＰＭの量が多くなるほどＰＭセンサ７９の抵抗値（ＰＭセンサ７９の出力値）は低下する。更に、図６の（Ｂ）に示したように、ヒータ７９ｄが通電されることによりＰＭが燃焼除去されるにつれてＰＭセンサ７９の抵抗値は増大する。なお、図６の（Ａ）及び（Ｂ）において、実線は正常なＰＭセンサ７９の抵抗値を示し、破線は抵抗値が過大となる異常な特性のＰＭセンサ７９の抵抗値を示し、一点鎖線は抵抗値が過小となる異常な特性のＰＭセンサ７９の抵抗値を示している。
【００７３】
ＥＣＵ７０は、ＤＰＦ再生制御を開始すると同時にヒータ７９ｄを所定時間だけ通電させる。これにより、ＰＭセンサ７９に堆積したＰＭが燃焼・除去する。このＰＭセンサ７９のＰＭの燃焼・除去は「ＰＭセンサのリセット制御」と称呼される。ＰＭセンサのリセット制御は、所定時間の経過毎、或いは、機関１０の運転積算時間が所定時間に達する毎、或いは、吸入空気量Ｇａの積算値が所定値に達する毎に実行されてもよい。
【００７４】
再び、図１を参照すると、ＥＣＵ７０は、アクセル開度センサ８１及び車速センサ８２と接続されている。
アクセル開度センサ８１は、図示しないアクセルペダルの開度（アクセルペダル操作量）を検出し、アクセルペダル開度Ａｃｃｐを表す信号を出力する。
車速センサ８２は、機関１０が搭載された車両の走行速度を検出し、その走行速度（車速）Ｓｐｄを表す信号を出力する。
【００７５】
（燃焼制御の概要）
次に、本装置が行う燃焼制御の概要について説明する。本装置は、前述した定義によって規定される熱発生率重心位置が所定の目標熱発生率重心位置（以下、単に、「目標重心位置」とも称呼する。）となるように燃焼制御を行なう（即ち、燃焼パラメータを設定・変更する。）。目標熱発生率重心位置は、目標熱発生率重心角度又は目標クランク角度とも称呼される。なお、熱発生率重心位置は、燃焼波形が同じであれば、前述した何れの定義によっても同じクランク角度に定まる。
【００７６】
本装置においては、熱発生率重心位置が種々の目標重心位置と一致するように機関の運転状態（機関の負荷及び機関回転速度等）に対して燃焼パラメータが予め定められ且つＲＯＭに記憶されている。本装置は、実際の機関の運転状態と目標重心位置とに応じてＲＯＭから燃焼パラメータを読み出し、その燃焼パラメータを使用した燃焼制御（即ち、フィードフォワード制御）によって熱発生率重心位置を目標重心位置に一致させる。更に、本装置は、実際の熱発生率重心位置を筒内圧センサ７５が検出する筒内圧Ｐｃに基づいて推定し、その推定した熱発生率重心位置が目標重心位置と一致するように燃焼パラメータをフィードバック制御する。但し、係るフィードバック制御は必ずしも必須ではない。更に、フィードフォワード制御は実行せず、フィードバック制御のみにより熱発生率重心位置を目標重心位置と一致させてもよい。
【００７７】
ところで、発明者の実験によれば、図３の（Ｂ）に示したように、熱発生率重心位置と燃費悪化率とは機関の負荷及び機関回転速度（機関の運転状態）に依らず実質的に１対１の関係があることが判明した。更に、発明者は、熱発生率重心位置を「燃費悪化率が最小となるような一定のクランク角度θａ０（又はその近傍のクランク角度）」に維持すれば、運転状態が変化しても燃費を良好な値に維持できるとの知見を得た。以下、「燃費悪化率が最小となるような一定のクランク角度θａ０（又はその近傍のクランク角度）」を便宜上「燃費最良クランク角度θａ０」とも称呼する。
【００７８】
一方、図３の（Ａ）に示したように、熱発生率重心位置とスモーク変化率とは、機関の負荷及び機関回転速度に依らず実質的に１対１の関係があり、スモーク変化率は熱発生率重心位置が進角側になるほど小さくなることが判明した。なお、スモーク変化率は、機関本体２１（気筒２２）から排出される排ガスにおける煤の濃度の相対的な量を示す。即ち、スモーク変化率は、「本体２１からの排ガス中の煤の基準濃度」に対する「本体２１からの排ガス中の煤の実際の濃度」の比である。煤の量はＰＭの量と強い相関があるから、スモーク変化率が大きいほど本体２１から排出されるＰＭ量は多い。
【００７９】
更に、発明者は、図３の（Ａ）及び（Ｂ）から、熱発生率重心位置が「燃費最良クランク角度θａ０」に維持されたとしても、本体２１から排出されるＰＭの量はそれ程多くならないとの知見を得た（点Ｐ１及び点Ｑ１を参照。）。
【００８０】
以上の知見に基づき、本装置は、図７に示したように、（機関の負荷が少なくとも第１負荷Ｐem１と第２負荷Ｐem２との間にある場合）機関の負荷及び機関回転速度に拘わらず熱発生率重心位置を「燃費最良クランク角度θａ０」に維持する。通常の状態においては、ＤＰＦ５４は正常に機能しＰＭを除去（捕集）する。その結果、本装置は、ＰＭの大気中への放出量を極めて微量に維持しながら燃費を運転状態に拘わらず良好な値に維持することができる。
【００８１】
なお、機関の負荷が第１閾値Ｐem１よりも小さい場合においては、機関の暖機等を目的として熱発生率重心位置は燃費最良クランク角度θａ０よりも進角側に変更されることが望ましい場合があり、或いは、ＤＯＣ５３等の暖機を目的として熱発生率重心位置は燃費最良クランク角度θａ０よりも遅角側に変更されることが望ましい場合がある。更に、機関の負荷が第１閾値Ｐem１よりも大きい第２閾値Ｐem２よりも大きい場合、筒内圧の最大値が過大になることを回避するため、及び／又は、過給機等の保護を図るため、熱発生率重心位置は燃費最良クランク角度θａ０よりも遅角側に変更されることが望ましい場合がある。換言すると、本装置は、機関の負荷が少なくとも第１閾値Ｐem１から第２閾値Ｐem２までの特定負荷範囲にある場合、熱発生率重心位置が燃費最良クランク角度θａ０と一致するように、燃焼パラメータを設定・変更する。以下、図７に示したように、機関の負荷が少なくとも第１閾値Ｐem１から第２閾値Ｐem２までの特定負荷範囲にある場合に一定の燃費最良クランク角度θａ０となっている目標重心位置Ｇｃｔｇｔを、基準クランク角度Ｇｃ０とも称呼する。
【００８２】
他方、ＤＰＦ５４が故障した場合（例えば、ＤＰＦ５４の本体が割れた場合）、ＤＰＦ５４はＰＭを良好に除去（捕集）できないから、大気中に放出されるＰＭの量が増大する虞がある。そこで、発明者は、ＤＰＦ５４が故障した場合には熱発生率重心位置（目標重心位置）を「基準クランク角度Ｇｃ０を第１進角量ΔＧ１だけ進角させた第１進角クランク角度Ｇｃ１」に設定し、それによって本体２１から排出されるＰＭ量を低減させるべきであるとの知見を得た。
【００８３】
そこで、本装置は、ＤＰＦ５４が故障しているか否かを判定し、ＤＰＦ５４が故障していると判定した場合に目標重心位置Ｇｃｔｇｔを第１進角クランク角度Ｇｃ１に設定する。その結果、少なくとも機関の負荷が特定負荷範囲にある場合、目標重心位置Ｇｃｔｇｔは第１クランク角度θａ１となる。従って、図３からも理解されるように、本体２１から排出されるＰＭの量が減少するから、本装置はＤＰＦ５４が故障している場合であっても「ＰＭの大気への放出量が増大すること」を未然に防ぐことができる。
【００８４】
なお、機関の負荷が少なくとも特定負荷範囲（第１閾値Ｐem１〜第２閾値Ｐem２）内にあるときの基準クランク角度Ｇｃ０は、機関１０のランニングコストが最小となる一定のクランク角度θａ０’であってもよい。例えば、機関１０が尿素ＳＣＲを搭載している場合、大気中へのＮＯｘの排出量を減少させるために尿素ＳＣＲに尿素水が供給される。この尿素水の供給量は機関１０の本体２１から排出されるＮＯｘの量が多いほど多くなる。一方、本体２１から排出されるＮＯｘの量は、機関の負荷及び機関回転速度に依らず、熱発生率重心位置が進角するほど大きくなる。従って、燃費、燃料の単価、尿素水消費量及び尿素水の単価等を考慮することにより、ランニングコストが最小となる熱発生率重心位置θａ０’を定めることができる。
【００８５】
（実際の作動）
＜フィードフォワード制御＞
次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ（以下、単に「ＣＰＵ」と表記する。）が実際に行う処理について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図８にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図８のステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、熱発生率重心位置Ｇｃの基準クランク角度Ｇｃ０を、機関の負荷（及び機関回転速度）と、図７の実線により示したデータを記憶しているルックアップテーブルと、から決定する。従って、機関の負荷が少なくとも特定負荷範囲（第１閾値Ｐem１〜第２閾値Ｐem２）内であれば、基準クランク角度Ｇｃ０は一定の燃費最良クランク角度θａ０となる。ＣＰＵは、決定した基準クランク角度Ｇｃ０を目標重心位置Ｇｃｔｇｔとして設定する。
【００８６】
次に、ＣＰＵはステップ８１０に進み、ＰＭセンサ７９が異常であると判定されているか否かを判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵはＰＭセンサ異常フラグの値が「１」であるか否かを判定する。ＰＭセンサ７９が異常であるか否かは別途判定されている。ＰＭセンサ７９の異常判定方法については後述する。
【００８７】
いま、ＰＭセンサ７９が正常であると仮定する。即ち、ＰＭセンサ７９が異常であると判定されていないためにＰＭセンサ異常フラグの値が「０」であると仮定する。この場合、ＣＰＵはステップ８１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８１５に進み、ＰＭセンサ７９の出力値（抵抗値）Ｒと図６の（Ａ）における実線のデータを記憶しているルックアップテーブルとに基づいてＰＭセンサ７９に現時点において堆積しているＰＭ堆積量今回値ＳＰＭを取得する。
【００８８】
次に、ＣＰＵはステップ８２０に進み、単位時間あたりのＰＭ堆積変化量ΔＰＭを取得する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ＰＭ堆積量今回値ＳＰＭからＰＭ堆積量前回値ＳＰＭoldを減じることによりＰＭ堆積変化量ΔＰＭを算出する。ＰＭ堆積量前回値ＳＰＭoldは、次のステップ８２５から理解されるように、本ルーチンが前回実行されたときのＰＭ堆積量今回値ＳＰＭである。即ち、ＰＭ堆積量前回値ＳＰＭoldは所定時間（単位時間）前のＰＭセンサ７９へのＰＭ堆積量である。次いで、ＣＰＵはステップ８２５に進み、ステップ８１５にて求めたＰＭ堆積量今回値ＳＰＭを次回の計算に備えてＰＭ堆積量前回値ＳＰＭoldとして記憶する。
【００８９】
次に、ＣＰＵはステップ８３０に進み、ＤＰＦ５４が故障しているか否か（ＤＰＦ５４が異常であるか否か）を判定する。より具体的に述べると、ＣＰＵは、ＰＭ堆積変化量ΔＰＭから基準値（基準ＰＭ排出量、想定ＰＭ排出量）ΔＰＭtgtを減じた値が所定の異常判定閾値αｔｈ以上であるか否かを判定する。換言すると、ＣＰＵは、ＰＭ堆積変化量ΔＰＭ（ＰＭセンサ７９により検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値）が基準値ΔＰＭtgtに対して正の判定閾値αｔｈ以上大きいか否かを判定する。基準値ΔＰＭtgtは、ＤＰＦ５４が正常であるときに単位時間あたりに「ＤＰＦ５４の下流に排出され且つＰＭセンサ７９に堆積するであろうＰＭの量（単位時間あたりのＰＭ堆積量）」の予測値である。なお、基準値ΔＰＭtgtは、一定値であってもよく、或いは、機関の運転状態に基づいて定められる値であってあってもよい。即ち、基準値ΔＰＭtgtは、機関の負荷又は燃料噴射量、機関回転速度、ＤＰＦ５４の再生制御終了後からの時間又は同再生制御終了後からの吸入空気量の積算値等に基づいて変化する値であってもよい。
【００９０】
ＤＰＦ５４が故障していなければ、ＰＭ堆積変化量ΔＰＭから基準値ΔＰＭtgtを減じた値は異常判定閾値αｔｈ未満である。この場合、ＣＰＵはステップ８３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ８３５に進む。そして、ＣＰＵはステップ８３５にて、目標重心位置Ｇctgt、機関の負荷及び機関回転速度と、ＲＯＭに予め格納してあるルックアップテーブルと、から燃焼パラメータ（本例においては、メイン噴射時期ＣＭinj）を読み出し、その燃焼パラメータを用いて機関１０の燃焼制御を行う。この結果、熱発生率重心位置は基準クランク角度Ｇｃ０に一致させられる。
【００９１】
これに対し、ＣＰＵがステップ８３０の処理を実行する時点において、ＤＰＦ５４が故障していると、ＰＭ堆積変化量ΔＰＭから基準値ΔＰＭtgtを減じた値が異常判定閾値αｔｈ以上となる。この場合、ＣＰＵはステップ８３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８４０に進み、第１進角量ΔＧ１を決定する。
【００９２】
より具体的に述べると、ＣＰＵは、ＰＭ堆積変化量ΔＰＭから基準値ΔＰＭtgtを減じた値Ｅｒを図８のステップ８４０内に記載したルックアップテーブルに適用することにより、第１進角量ΔＧ１を決定する。このルックアップテーブルによれば、第１進角量ΔＧ１は値Ｅｒが異常判定閾値αｔｈよりも小さいときには「０」となり、値Ｅｒが異常判定閾値αｔｈよりも大きい範囲において大きくなるほど「０」から徐々に大きくなる値として求められる。なお、第１進角量ΔＧ１は所定の一定値であってもよい。
【００９３】
次に、ＣＰＵはステップ８４５に進み、基準クランク角度Ｇｃ０を第１進角量ΔＧ１だけ進角したクランク角度（即ち、第１進角クランク角度）Ｇｃ１を目標重心位置Ｇctgtとして設定する。その後、ＣＰＵはステップ８３５を経由して、本ルーチンを一旦終了する。この結果、熱発生率重心位置は第１進角クランク角度Ｇｃ１に一致させられる。
【００９４】
次に、ＰＭセンサ７９が異常であると判定されていて、ＰＭセンサ異常フラグの値が「１」であると仮定する。この場合、ＣＰＵがステップ８１０に進むと、ＣＰＵはそのステップ８１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８５０に進む。ＣＰＵはステップ８５０にて、基準クランク角度Ｇｃ０を第２進角量ΔＧ２だけ進角したクランク角度（即ち、第２進角クランク角度）Ｇｃ２を目標重心位置Ｇctgtとして設定する。第２進角量ΔＧ２は所定の一定値である。その後、ＣＰＵはステップ８３５を経由して、本ルーチンを一旦終了する。この結果、熱発生率重心位置は第２進角クランク角度Ｇｃ２に一致させられる。
【００９５】
＜フィードバック制御＞
ＣＰＵは、任意の気筒のクランク角度が７２０°経過する毎に図９にフローチャートにより示した「熱発生率重心位置のフィードバック制御ルーチン」をその任意の気筒に対して実行するようになっている。即ち、ＣＰＵは、図９にフローチャートにより示した「熱発生率重心位置のフィードバック制御ルーチン」を各気筒毎に実行する。
【００９６】
このルーチンにより、実際の熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtと等しくなるように、主噴射の噴射時期ＣＭinjがフィードバック制御により調整される。なお、クランク角度θは、着目している気筒の圧縮上死点後のクランク角度（ＡＴＤＣ  ｄｅｇ）によって表される。従って、圧縮上死点よりも進角側のクランク角度θは負の値となる。
【００９７】
具体的には、ある気筒のクランク角度がその気筒の吸気上死点に一致すると、ＣＰＵは図９のステップ９００から処理を開始してステップ９１０に進み、その気筒（着目気筒）の直近の１サイクルにおける筒内圧Ｐｃに基づいてクランク角度θ［ｄｅｇＡＴＤＣ］に対する単位クランク角度あたりの発熱量である熱発生率ｄＱ（θ）［Ｊ／ｄｅｇＡＴＤＣ］を周知の手法に基づいて算出する（例えば、特開２００５−５４７５３号公報、及び、特開２００７−２８５１９４号公報等を参照。）。なお、ＣＰＵは、単位クランク角度が経過する毎に各気筒の筒内圧Ｐｃを取得し、その筒内圧Ｐｃをその筒内圧Ｐｃが取得された気筒及びその気筒のクランク角度に対応付けてＲＡＭ内に記憶するようになっている。
【００９８】
次いで、ＣＰＵは熱発生率ｄＱ（θ）を下記の（４）式に適用することにより、熱発生率重心位置Ｇｃを取得・推定する。実際には、熱発生率重心位置Ｇｃは、（４）式をデジタル演算式に変換した式に基づいて計算される。（４）式において、ＣＡｓは燃焼開始クランク角度であり、ＣＡｅは燃焼終了クランク角度である。なお、（４）式のＣＡｓに代えて燃焼開始クランク角度よりも十分に早いクランク角度が（４）式による計算に採用され、且つ、ＣＡｅに代えて燃焼終了クランク角度よりも十分に遅いクランク角度が（４）式による計算に採用されてもよい。
【数４】
2015004309.tif 000006
【００９９】
次に、ＣＰＵはステップ９２０に進み、図８のルーチンにより設定されている目標重心位置Ｇｃtgtを読み出す。次に、ＣＰＵはステップ９３０に進み、熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtに対して正の微小角度Δθｓ以上遅角側であるか否かを判定する。熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtに対して正の微小角度Δθｓ以上遅角側である場合、ＣＰＵはそのステップ９３０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９４０に進み、ステップ９１０にて熱発生率重心位置Ｇｃを算出した気筒（着目気筒）の主噴射の噴射時期ＣＭinjを所定の微小角度ΔＣＡだけ進角する。これにより、着目気筒の熱発生率重心位置Ｇｃが僅かに進角側に移動するので、目標重心位置Ｇｃtgtに近づく。その後、ＣＰＵはステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１００】
これに対し、ＣＰＵがステップ９３０の処理を実行する時点において、熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtに対して正の微小角度Δθｓ以上遅角側でない場合、ＣＰＵはそのステップ９３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９５０に進み、熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtに対して正の微小角度Δθｓ以上進角側であるか否かを判定する。
【０１０１】
熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtに対して正の微小角度Δθｓ以上進角側である場合、ＣＰＵはステップ９５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９６０に進み、ステップ９１０にて熱発生率重心位置Ｇｃを算出した気筒（着目気筒）の主噴射の噴射時期ＣＭinjを所定の微小角度ΔＣＡだけ遅角する。これにより、着目気筒の熱発生率重心位置Ｇｃが僅かに遅角側に移動するので、目標重心位置Ｇｃtgtに近づく。その後、ＣＰＵはステップ９９５に進み、本ルーチンを一旦終了する。
【０１０２】
更に、ＣＰＵがステップ９５０の処理を実行する時点において、熱発生率重心位置Ｇｃが目標重心位置Ｇｃtgtに対して正の微小角度Δθｓ以上進角側でなければ、熱発生率重心位置Ｇｃと目標重心位置Ｇｃtgtとの差の大きさは微小角度Δθｓ未満である。この場合、ＣＰＵはステップ９５０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ９９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。即ち、ステップ９１０にて熱発生率重心位置Ｇｃを算出した気筒の主噴射の噴射時期ＣＭinjは修正されない。
【０１０３】
なお、ＣＰＵは、ステップ９００とステップ９１０との間に、「アクセルペダル開度Ａｃｃｐと機関回転速度Ｎｅとにより規定される現時点の運転状態が、所定時間前における運転状態と同一であるか否かを判定する」ステップを実行してもよい。そして、ＣＰＵは、現時点の運転状態が所定時間前における運転状態と同一であると判定される場合にステップ９１０以降に進み、現時点の運転状態が所定時間前における運転状態と同一でないと判定される場合にはステップ９９５に直接進んでもよい。
【０１０４】
これによれば、運転状態が変化していない場合にのみ熱発生率重心位置Ｇｃのフィードバック制御を行い、運転状態が変化した場合には一度フィードフォワード制御にて燃焼パラメータを設定し直した後にフィードバック制御を行うことができる。
【０１０５】
＜ＰＭセンサの異常判定＞
次に、ＰＭセンサ７９の異常判定を行うためにＣＰＵが実行する処理について説明する。ＣＰＵは、所定時間が経過する毎に図１０にフローチャートにより示したルーチンを実行するようになっている。
【０１０６】
従って、適当なタイミングになると、ＣＰＵは図１０のステップ１０００から処理を開始してステップ１０１０に進み、ＰＭセンサ異常フラグの値が「０」であるか否かを判定する。このとき、ＰＭセンサ異常フラグの値が「１」であると（即ち、既にＰＭセンサ７９が異常であると判定されていると）、ＣＰＵはステップ１０１０にて「Ｎｏ」と判定し、ステップ１０９５に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０７】
これに対し、ＰＭセンサ異常フラグの値が「０」であると、ＣＰＵはステップ１０１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ１０２０に進み、ＰＭセンサ７９の出力値（抵抗値）Ｒが実質的に「０」であるか否かを判定する（「０」に極めて近い閾値Ｒ０ｔｈ未満であるか否かを判定する。）。
【０１０８】
図６の（Ａ）に示したように、ＰＭセンサ７９に多量のＰＭが堆積しても、ＰＭセンサ７９の出力値Ｒは実質的に「０」にはならない。従って、ＰＭセンサ７９の出力値Ｒが実質的に「０」であれば、ＰＭセンサ７９は異常である（短絡故障が発生している）と判定することができる。そこで、ＣＰＵは、ＰＭセンサ７９の出力値Ｒが実質的に「０」であれば、ＰＭセンサ７９が異常であると判定し、ステップ１０２０からステップ１０５０に進んでＰＭセンサ異常フラグの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１０９】
これに対し、ＰＭセンサ７９の出力値Ｒが実質的に「０」でなければ、ＣＰＵはステップ１０２０からステップ１０３０に進み、ＰＭセンサのリセット制御が終了してからの吸入空気量Ｇａの積算値が所定値に到達した時点においてＰＭセンサ７９の出力値Ｒを取得し、その出力値Ｒが正常範囲ΔＲｔｈ内（Ｒ０ｔｈ以上且つＲ０ｔｈ＋ΔＲ未満）であるか否かを判定する。ＰＭセンサのリセット制御が終了してからの吸入空気量Ｇａの積算値が所定値に到達した時点は、ＰＭセンサ７９へのＰＭ堆積量が十分に大きい値Ａに達した時点である。
【０１１０】
図６の（Ａ）に示したように、ＰＭセンサ７９へのＰＭ堆積量が値Ａに達した時点において、ＰＭセンサ７９が正常であれば、その出力値Ｒは正常範囲ΔＲｔｈ内にあるはずである。そこで、ＣＰＵは、吸入空気量Ｇａの積算値が所定値に到達した時点においてＰＭセンサ７９の出力値Ｒが正常範囲ΔＲｔｈ内になければ、ＰＭセンサ７９が異常であると判定し、ステップ１０３０からステップ１０５０に進んでＰＭセンサ異常フラグの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１１１】
これに対し、吸入空気量Ｇａの積算値が所定値に到達した時点においてＰＭセンサ７９の出力値Ｒが正常範囲ΔＲｔｈ内であれば、ＣＰＵはステップ１０３０からステップ１０４０に進み、ＰＭセンサ７９のリセット制御開始から所定時間ｔ１が経過した時点からの一定時間（ｔ２−ｔ１）における出力値（抵抗値）Ｒの変化量Ｘが正常範囲内であるか否かを判定する。
【０１１２】
図６の（Ｂ）に示したように、リセット制御中であってリセット制御終了直前の時期（時刻ｔ１〜ｔ２）における出力値（抵抗値）Ｒの変化量Ｘは、ＰＭセンサ７９が異常であると過大な値Ｘ１となるか、又は、過小な値Ｘ３となる。そこで、ＣＰＵは、変化量Ｘが正常範囲内になければ、ＰＭセンサ７９が異常であると判定し、ステップ１０４０からステップ１０５０に進んでＰＭセンサ異常フラグの値を「１」に設定する。その後、ＣＰＵはステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。これに対し、変化量Ｘが正常範囲内であれば、ＣＰＵはステップ１０４０からステップ１０９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。
【０１１３】
以上、説明したように、本装置は、機関１０に供給される燃料の燃焼状態を制御する制御部を備え、その制御部は、
前記パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ５４）が故障したか否かを判定するフィルタ故障判定部（図８のステップ８３０）と、
前記機関の負荷が少なくとも第１閾値Ｐem１から同第１閾値よりも大きい第２閾値Ｐem２までの特定負荷範囲内にある場合、
（１）前記パティキュレートフィルタが故障したと判定されていないときには前記燃焼状態を示す指標値としての熱発生率重心位置が前記負荷に依らず一定の基準クランク角度（Ｇｃ０、θａ０）に等しくなるように（図８のステップ８０５、ステップ８１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ８１５乃至ステップ８２５、ステップ８３０での「Ｎｏ」との判定、及び、ステップ８３５を参照。）、且つ、（２）前記パティキュレートフィルタが故障したと判定されたときには前記熱発生率重心位置が前記基準クランク角度（Ｇｃ０）よりも進角側の第１進角クランク角度（Ｇｃ１、θａ１）に等しくなるように（図８のステップ８０５、ステップ８１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ８１５乃至ステップ８２５、ステップ８３０での「Ｙｅｓ」との判定、ステップ８４０、ステップ８４５及びステップ８３５を参照。）、
前記燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータ（例えば、メイン噴射時期ＣＭinj）を変更する燃焼制御部と、
を含む。
【０１１４】
従って、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ５４）が故障していない場合には、熱発生率重心位置Ｇｃを燃費が最良となるクランク角度（θａ０、Ｇｃ０）又はその近傍値に維持できるので、燃費が改善され、且つ、大気中に放出されるＰＭの量を極微量に維持することができる。
【０１１５】
一方、パティキュレートフィルタ（ＤＰＦ５４）が故障した場合には、熱発生率重心位置Ｇｃが「基準クランク角度Ｇｃ０よりも進角側の第１進角クランク角度Ｇｃ１」に設定される。この結果、本体２１から排出されるＰＭ量が減少するので、「ＤＰＦ５４の故障時に大気中に放出されるＰＭの量が増大する程度」を小さくすることができる。
【０１１６】
更に、前記フィルタ故障判定部は、前記排気通路であって前記パティキュレートフィルタよりも下流に配設されたパティキュレート検出センサ（ＰＭセンサ７９）を含み、前記パティキュレート検出センサにより検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値（ΔＰＭ）が基準値（ΔＰＭtgt）に対して正の判定閾値（αｔｈ）以上大きい場合、前記パティキュレートフィルタが異常であると判定するように構成されている（図８のステップ８１５乃至ステップ８３０を参照。）。
【０１１７】
加えて、前記燃焼制御部は、前記パティキュレートフィルタが異常であると判定されたとき、前記ＰＭ相関値と前記基準値との差の大きさ（Ｅｒ＝ΔＰＭ−ΔＰＭtgt）が大きくなるほど前記第１進角クランク角度Ｇｃ１をより進角側の値に移行させる（図８のステップ８４０を参照。）。これによれば、ＰＭの大気への放出量の増大を適正に抑制することができる。
【０１１８】
更に、本装置において、
前記フィルタ故障判定部は、前記パティキュレート検出センサ（ＰＭセンサ７９）が異常となったか否かを判定するセンサ異常判定部（図８のステップ８１０及び図１０のルーチン）を含み、
前記燃焼制御部は、前記パティキュレート検出センサが異常となったと判定された場合（図８のステップ８１０での「Ｙｅｓ」との判定を参照。）、前記機関１０の負荷が少なくとも前記特定負荷範囲（Ｐem１〜Ｐem２）内にあるときに前記熱発生率重心位置Ｇｃが「前記基準クランク角度Ｇｃ０よりも進角側の第２進角クランク角度Ｇｃ２」に等しくなるように前記燃焼パラメータを変更する（図８のステップ８５０及びステップ８３５を参照。）。
【０１１９】
従って、ＰＭセンサ７９が異常となった場合、本体２１から排出されるＰＭ量が減少するので、そのときに万一ＤＰＦ５４が故障していても、大気中に放出されるＰＭの量が増大する程度を小さくすることができる。
【０１２０】
本装置は、次に述べる装置であると言うこともできる。
即ち、本装置は、
機関１０に供給される燃料の燃焼状態を制御する制御部を備えた機関制御装置であり、
前記制御部は、
ＰＭセンサ７９と、
ＰＭセンサ７９が異常となったか否かを判定するセンサ異常判定部（図８のステップ８１０及び図１０のルーチン）と、
前記燃焼状態を変化させることが可能な燃焼パラメータを変更する燃焼制御部（図８及び図９のルーチン）と、
を備える。
【０１２１】
そして、前記燃焼制御部は、
前記機関１０の負荷が少なくとも第１閾値Ｐem１から第２閾値Ｐem２までの特定負荷範囲内にある場合、
ＰＭセンサ７９が異常であると判定されておらず且つＰＭセンサ７９により検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値（ΔＰＭ）が基準値（ΔＰＭtgt）に対して正の判定閾値（αｔｈ）以上大きくないときには「前記燃焼状態を示す指標値としての熱発生率重心位置Gc」が前記負荷に依らず一定の基準クランク角度（Ｇｃ０、θａ０）に等しくなるように（ステップ８１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ８３０での「Ｎｏ」との判定を参照。）、
ＰＭセンサ７９が異常であると判定されておらず且つ前記ＰＭ相関値が前記基準値に対して前記判定閾値以上大きいときには前記熱発生率重心位置が「前記基準クランク角度よりも進角側の第１進角クランク角度Ｇｃ１（θａ１）」に等しくなるように（ステップ８１０での「Ｎｏ」との判定、ステップ８３０での「Ｙｅｓ」との判定、ステップ８４０及びステップ８４５を参照。）、且つ、
ＰＭセンサ７９が異常であると判定されているときには前記熱発生率重心位置が「前記基準クランク角度よりも進角側の第２進角クランク角度Ｇｃ２（θａ２）」に等しくなるように（ステップ８１０での「Ｙｅｓ」との判定、及び、ステップ８５０を参照。）、
前記燃焼パラメータを変更するように構成されている（ステップ８３５を参照。）。
【０１２２】
この場合、前記燃焼制御部は、
前記ＰＭ相関値と前記基準値との差の大きさ（Ｅｒ＝ΔＰＭ−ΔＰＭtgt）が大きくなるほど前記第１進角クランク角度Ｇｃ１をより進角側の値に移行させる（図８のステップ８４０を参照。）。これによれば、ＰＭの大気への放出量の増大を適正に抑制することができる。
【０１２３】
本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、図８のステップ８１５乃至ステップ８２５において、ＣＰＵは、「ＰＭセンサ７９により検出されるパティキュレートマターの量に相関を有するＰＭ相関値」として、ＰＭセンサ７９の出力値（抵抗値）Ｒそのものを採用してもよい。この場合、基準値Ｒｓｔは、ＤＰＦ５４の再生制御終了後からの機関の運転状態に基づいて定められる。そして、ＰＭセンサ７９の出力値（抵抗値）Ｒと基準値Ｒｓｔとの差が正の判定閾値以上であるか否かをステップ８３０にて判定し、この判定が肯定判定であるとき、ＣＰＵはＤＰＦ５４が故障していると判定してもよい。
【０１２４】
更に、機関１０が、ＤＰＦ５４の上流に配設された上流側温度センサと、ＤＰＦ５４の下流側に配設された下流側温度センサとを備える場合、ＣＰＵは、ＤＰＦ５４の再生制御の開始直後において上流側温度センサにより検出される上流側ガス温度と下流側温度センサにより検出される下流側ガス温度との差が所定値未満であるとき、ＤＰＦ５４が故障していると判定してもよい。
【０１２５】
加えて、本装置は、燃焼パラメータとして以下に述べる値の一つ以上を採用することもできる。
【０１２６】
（１）主噴射（メイン噴射）の時期
（２）燃料噴射弁が燃料を噴射するときの圧力である燃料噴射圧
（３）主噴射よりも進角側にて行われる燃料噴射であるパイロット噴射の燃料噴射量
（４）パイロット噴射の回数
（５）パイロット噴射の時期
（６）各パイロット噴射の燃料噴射量
（７）主噴射よりも遅角側にて行われる燃料噴射であるアフター噴射の噴射量
（８）過給機４４による過給圧
（９）インタークーラ４５の冷却効率（冷却能力）
（１０）吸入空気に対するＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率（又は、ＥＧＲガスの量）
（１１）ＥＧＲクーラ６３の冷却効率（冷却能力）
（１２）気筒内のスワール流の強度（例えば、スワールコントロールバルブの開度）
【０１２７】
なお、熱発生率重心位置Ｇｃを進角させる場合には、本装置は以下の動作を行えばよい。
（１ａ）本装置は、主噴射の時期を進角側に移動させる。
（２ａ）本装置は、燃料噴射圧を増加させる。
（３ａ）本装置は、パイロット噴射の燃料噴射量を増加させる。
（４ａ）本装置は、パイロット噴射のみに関して決まる「パイロット噴射の熱発生率重心角度」が進角側へ移動するようにパイロット噴射の回数を変更する。
（５ａ）本装置は、パイロット噴射の熱発生率重心角度が進角側へ移動するようにパイロット噴射の時期を変更する。
（６ａ）本装置は、パイロット噴射の熱発生率重心角度が進角側へ移動するように各パイロット噴射の燃料噴射量を変更する。
（７ａ）本装置は、アフター噴射の噴射量を減少する、若しくは、アフター噴射を行わない。
（８ａ）本装置は、過給圧を増加させる。
（９ａ）本装置は、インタークーラ４５のバイパスバルブ開度を増大するか、或いは、冷却水量を減少させることにより、インタークーラ４５の冷却効率を低下させる。
（１０ａ）本装置は、ＥＧＲ制御弁６２の開度を減少させる（ＥＧＲガス通路の通路断面積を減少させる）ことにより、ＥＧＲ率を低下させる（ＥＧＲ量を減少させる。）。
（１１ａ）本装置は、ＥＧＲクーラ６３のバイパスバルブ開度を増大するか、或いは、冷却水量を減少させることにより、ＥＧＲクーラ６３の冷却効率を低下させる。
（１２ａ）本装置は、スワール流の強度を増大させる。
【０１２８】
熱発生率重心位置Ｇｃを遅角させる場合には、本装置は以下の動作を行えばよい。
（１ｂ）本装置は、主噴射の時期を遅角側に移動させる。
（２ｂ）本装置は、燃料噴射圧を減少させる。
（３ｂ）本装置は、パイロット噴射の燃料噴射量を減少させる。
（４ｂ）本装置は、パイロット噴射のみに関して決まる「パイロット噴射の熱発生率重心角度」が遅角側へ移動するようにパイロット噴射の回数を変更する。
（５ｂ）本装置は、パイロット噴射の熱発生率重心角度が遅角側へ移動するようにパイロット噴射の時期を変更する。
（６ｂ）本装置は、パイロット噴射の熱発生率重心角度が遅角側へ移動するように各パイロット噴射の燃料噴射量を変更する。
（７ｂ）本装置は、アフター噴射の噴射量を増大する。
（８ｂ）本装置は、過給圧を減少させる。
（９ｂ）本装置は、インタークーラ４５のバイパスバルブ開度を減少するか、或いは、冷却水量を増大させることにより、インタークーラ４５の冷却効率を上昇させる。
（１０ｂ）本装置は、ＥＧＲ制御弁６２の開度を増大させる（ＥＧＲガス通路の通路断面積を増大させる）ことにより、ＥＧＲ率を上昇させる（ＥＧＲ量を増大させる。）。
（１１ｂ）本装置は、ＥＧＲクーラ６３のバイパスバルブ開度を減少するか、或いは、冷却水量を増大させることにより、ＥＧＲクーラの冷却効率を上昇させる。
（１２ｂ）本装置は、スワール流の強度を低下させる。
【０１２９】
更に、上記実施形態において、目標熱発生率重心位置は総ての気筒に対して共通であったが、機関の形式によっては気筒間で相違する値であってもよい。
【符号の説明】
【０１３０】
１０…内燃機関、２０…機関本体部、２１…機関本体、２２…気筒、２３…燃料噴射弁、５１…エキゾーストマニホールド、５２…排気管、５４…ディーゼル・パティキュレートフィルタ、７０…電子制御ユニット、７９…パティキュレート検出センサ（ＰＭセンサ）。
【図１】
2015004309.tif 000007
【図２】
2015004309.tif 000008
【図３】
2015004309.tif 000009
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2015004309.tif 000017
【図１２】
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【図１３】
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