(57)【要約】      （修正有）【課題】熱発生率重心位置の算出に用いられるパラメータに誤差があったとしても、熱発生率重心位置を正確に算出する。【解決手段】筒内圧に基づいて熱発生率ｄＱを算出し、該熱発生率に基づいて熱発生率重心位置を算出し、該熱発生率重心位置Ｇｃａを第１補正係数Ｋｃａと第２補正係数Ｋｈｒとを用いて補正し、該補正された熱発生率重心位置を用いて燃焼制御を実施する内燃機関の制御装置において、フューエルカット運転時に燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置と基準位置との偏差ΔＧｃａをゼロにする補正係数を第１補正係数として算出する補正係数算出と、フューエルカット運転時に燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置における熱発生率、または、このときの熱発生率重心点に対応する熱発生率と基準熱発生率との偏差ΔＧｈｒをゼロにする補正係数を第２補正係数として算出する補正係数算出と、の少なくとも一方が実施される。【選択図】図７
2015059543.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内圧に基づいて熱発生率を算出し、該熱発生率に基づいて熱発生率重心位置を算出し、該熱発生率重心位置を第１補正係数と第２補正係数とを用いて補正し、該補正された熱発生率重心位置を用いて燃焼制御を実施する制御部を具備する内燃機関の制御装置において、
第１所定量の燃料を第１所定タイミングで噴射する第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心位置が基準位置として予め定められた設定されているとともに、前記第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心位置での熱発生率、または、前記第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心点に対応する熱発生率が基準熱発生率として予め定められた設定されており、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第１燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置と前記基準位置との偏差をゼロにする補正係数を前記第１補正係数として算出する第１補正係数算出と、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第１燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置における熱発生率、または、このときの熱発生率重心点に対応する熱発生率と前記基準熱発生率との偏差をゼロにする補正係数を前記第２補正係数として算出する第２補正係数算出と、
の少なくとも一方を実施する重心位置補正係数算出部をさらに具備する、
制御装置。
【請求項２】
前記第１補正係数は、前記熱発生率重心位置の算出に用いられる重心位置算出パラメータを補正する係数であり、あるいは、前記熱発生率重心位置を算出する算出則を補正する係数である請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第２補正係数は、前記熱発生率重心位置の算出に用いられる重心位置算出パラメータを補正する係数であり、あるいは、前記熱発生率重心位置を算出する算出則を補正する係数である請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記重心位置算出パラメータは、筒内圧、クランク角度、機関回転数、機関負荷、吸入空気量、吸入空気温度、吸気圧、および、燃料噴射量、の少なくとも１つである請求項１〜３のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、燃料噴射に関する制御値を制御値補正係数を用いて補正し、該補正された制御値を用いて燃料噴射を実施し、
第２所定量の燃料を第２所定タイミングで噴射する第２燃料噴射を実施したときの前記内燃機関の発熱量変動量またはトルク変動量が基準変動量として予め定められた設定されており、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第２燃料噴射を実施し、このときの発熱量変動量または内燃機関のトルク変動量と前記基準変動量との偏差がゼロになるように前記制御値を補正する補正係数を前記制御値補正係数として算出する制御値補正係数算出部をさらに具備し、
前記重心位置補正係数算出部は、前記制御値補正係数算出部による前記制御値補正係数の算出後に、前記第１補正係数算出と前記第２補正係数算出との少なくとも一方を実施する請求項１〜４のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項６】
前記重心位置補正係数算出部は、前記第１補正係数算出と前記第２補正係数算出との一方のみを実施する請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項７】
少なくとも機関負荷が所定の範囲内にある場合において、前記制御部は、機関負荷に依らず、あるいは、機関回転数に依らず、あるいは、機関負荷にも機関回転数にも依らず、一定のクランク角度位置または一定の範囲内のクランク角度位置に前記熱発生率重心位置を制御する請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項８】
前記内燃機関は、１機関サイクル中に複数回の燃料噴射を実施する圧縮自着火内燃機関である請求項１〜７のいずれか１つに記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に、ディーゼルエンジンの燃焼制御用閉ループ電子制御システムが記載されている。この特許文献１には、燃焼プロセスの重心とその基準値とに基づいて燃料噴射を変更することによって、効率的に予混合圧縮自着火燃焼を制御することができる旨が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０９９４３号公報
【特許文献２】特開２０１１−２０２６２９号公報
【特許文献３】特開２０１１−１５７８５０号公報
【特許文献４】特開２０１０−２３６５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、燃費の低下を目的とした内燃機関（以下「機関」）の様々な制御装置が開発されている。これに関し、燃費に影響する機関制御パラメータの種類が多いことから、少なくとも、機関負荷に応じて異なる目標値を設定する必要があった。これに関し、本願の発明者らの研究により、燃費を最小にする熱発生率重心位置が機関負荷に依らず一定であることが判明した。したがって、熱発生率重心位置を燃焼制御に用いれば、燃費が最小になるように燃焼制御パラメータ（すなわち、筒内の燃焼形態に影響を与える機関制御パラメータ）を非常に簡便に制御することができることが判明した。
【０００５】
ところで、熱発生率重心位置の算出には、熱発生率およびクランク角度が用いられる。そして、熱発生率の算出には、筒内圧が用いられる。ここで、筒内圧は、筒内圧センサからの出力値に基づいて算出される。こうしたセンサでは、センサの出力機能自体、または、センサのハーネスの影響、または、センサの出力を送信する送信経路などに起因する出力誤差が生じることがある。つまり、こうしたセンサでは、センシング誤差（以下「検出誤差」）が生じることがある。さらに、こうしたセンサでは、その温度が高温になると、いわゆる熱ドリフトまたは熱歪の影響によって、検出誤差が生じることがある。そして、筒内圧センサに検出誤差があって、その出力値が実筒内圧に正確に対応した値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。また、クランク角度は、クランク角度センサからの出力値に基づいて算出される。したがって、クランク角度センサに検出誤差があって、その出力値が実クランク角度に正確に対応した値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。
【０００６】
このように、熱発生率重心位置の算出に用いられるパラメータに誤差があると、正確な熱発生率重心位置が算出されない。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、熱発生率重心位置の算出に用いられるパラメータに誤差があったとしても、熱発生率重心位置を正確に算出することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、筒内圧に基づいて熱発生率を算出し、該熱発生率に基づいて熱発生率重心位置を算出し、該熱発生率重心位置を第１補正係数と第２補正係数とを用いて補正し、該補正された熱発生率重心位置を用いて燃焼制御を実施する制御部を具備する内燃機関の制御装置に関する。ここで、熱発生率重心位置とは、以下の位置を意味する。
【０００９】
すなわち、図２に示されているように、熱発生率重心位置Ｇｃａは、クランク角度に対する熱発生率の波形Ｗによって画定される領域Ａ（図２の網掛け部分）の幾何学的重心点Ｇｇに対応するクランク角度である。より具体的には、熱発生率重心位置は、横軸をクランク角度とし且つ縦軸を熱発生率とした座標系において描かれる熱発生率の波形と前記横軸とによって囲まれる領域の幾何学的重心点に対応するクランク角度である。なお、前記横軸と前記縦軸とは互いに直交する軸である。
【００１０】
別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、各サイクルにおけるクランク角度を１つの軸（たとえば、上記横軸）に設定し且つ熱発生率を前記１つの軸に直交する他の軸（たとえば、上記縦軸）に設定したグラフ（たとえば、上記座標系）において描かれる熱発生率の波形と、前記１つの軸と、により囲まれる領域の幾何学的重心点に対応するクランク角度である。つまり、前記熱発生率重心位置は、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幾何学的重心点に対応するクランク角度である。
【００１１】
さらに別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、各サイクルにおける任意のクランク角度から特定の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、前記クランク角度について積分（すなわち、積算）して得られる値が０となる前記特定クランク角度である。すなわち、熱発生率重心位置は、下式（１）が成立するときの特定クランク角度Ｇｃａである。なお、特定クランク角度は、１つの膨張行程において燃焼開始から燃焼終了までの間のクランク角度である。
【数１】
2015059543.tif 000003
【００１２】
さらに別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、特定クランク角度よりも進角側の任意のクランク角度と同特定クランク角度とのクランク角度差分と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積をクランク角度について積分して得られる値と、前記特定クランク角度よりも遅角側の任意のクランク角度と同特定クランク角度とのクランク角度差分と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積をクランク角度について積分して得られる値と、が等しくなるときの前記特定クランク角度である。
【００１３】
すなわち、熱発生率重心位置は、任意のクランク角度よりも進角側の各熱発生率と該熱発生率にそれぞれ対応するクランク角度距離との積の総和が前記任意のクランク角度よりも遅角側の各熱発生率と該熱発生率にそれぞれ対応するクランク角度距離との積の総和に等しいときの前記任意のクランク角度である。なお、前記クランク角度距離は、前記任意のクランク角度と各クランク角度とのクランク角度差である。したがって、熱発生率重心位置を支点とし、クランク角度距離を支点からの距離とし、熱発生率を力とした場合、支点の両側のモーメント（＝力×距離＝クランク角度距離×熱発生率）が互いに等しくなっている。
【００１４】
つまり、熱発生率重心位置は、「燃焼開始後の任意の第１クランク角度と特定クランク角度との差の大きさ」と「前記任意の第１クランク角度における熱発生率」との積を燃焼開始から前記特定クランク角度までクランク角度について積分（積算）した値が、「前記特定クランク角度後の任意の第２クランク角度と前記特定クランク角度との差の大きさ」と「前記任意の第２クランク角度における熱発生率」との積を前記特定クランク角度から燃焼終了までクランク角度について積分（積算）した値に等しくなるときの前記特定クランク角度である。
【００１５】
すなわち、熱発生率重心位置は、下式（２）が成立するときの特定クランク角度Ｇｃａである。下式（２）において、「ＣＡｓ」は「燃焼開始クランク角度（すなわち、燃焼が始まるクランク角度）」であり、「ＣＡｅ」は「燃焼終了クランク角度（すなわち、燃焼が終わるクランク角度）」であり、「θ」は「任意のクランク角度」であり、「ｄＱ（θ）」は「任意のクランク角度における熱発生率」である。なお、特定クランク角度は、１つの膨張行程において燃焼開始から燃焼終了までの間のクランク角度である。
【数２】
2015059543.tif 000004
【００１６】
さらに別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、各サイクルにおいて、燃料の燃焼が始まるクランク角度をＣＡｓにて表し、前記燃焼が終わるクランク角度をＣＡｅにて表し、任意のクランク角度をθにて表し、且つ、前記クランク角度θにおける熱発生率をｄＱ（θ）にて表すとき、下式（３）：
【数３】
2015059543.tif 000005
に基づく演算により取得される熱発生率重心位置Ｇｃａである。
【００１７】
すなわち、熱発生率重心位置は、任意のクランク角度と燃焼開始クランク角度との差と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積のクランク角度についての積分値を、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で割って得られる値に、同燃焼開始クランク角度を加えた値である。
【００１８】
つまり、熱発生率重心位置は、クランク角度距離とそれに対応する熱発生率との積のクランク角度についての積分値を、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で割って得られる値に燃焼開始クランク角度を加えた値である。なお、クランク角度距離は、燃焼開始クランク角度と各クランク角度とのクランク角度差である。
【００１９】
そして、本発明の制御装置では、第１所定量の燃料を第１所定タイミングで噴射する第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心位置が基準位置として予め定められた設定されているとともに、前記第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心位置での熱発生率、または、前記第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心点に対応する熱発生率が基準熱発生率として予め定められた設定されている。
【００２０】
そして、本発明の制御装置は、前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第１燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置と前記基準位置との偏差をゼロにする補正係数を前記第１補正係数として算出する第１補正係数算出と、前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第１燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置における熱発生率、または、このときの熱発生率重心点に対応する熱発生率と前記基準熱発生率との偏差をゼロにする補正係数を前記第２補正係数として算出する第２補正係数算出と、の少なくとも一方を実施する重心位置補正係数算出部をさらに具備する。
【００２１】
本発明によれば、熱発生率重心位置を正確に算出することができる。すなわち、熱発生率重心位置の算出には、熱発生率またはクランク角度または定数などのパラメータが重心位置算出パラメータとして用いられる。そして、本発明では、重心位置算出パラメータとして、熱発生率が用いられ、この熱発生率の算出には、筒内圧が用いられる。ここで、筒内圧は、たとえば、筒内圧センサからの出力値に基づいて算出される。したがって、筒内圧センサに検出誤差があって、その出力値が実筒内圧に正確に対応した値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。また、たとえば、重心位置算出パラメータとして、クランク角度が用いられる場合、クランク角度は、クランク角度センサからの出力値に基づいて算出される。したがって、クランク角度センサに検出誤差があって、その出力値が実クランク角度に正確に対応した値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。また、たとえば、重心位置算出パラメータとして、定数が用いられる場合、定数が適切な値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。
【００２２】
このように、重心位置算出パラメータに誤差があると、正確な熱発生率重心位置が算出されない。そして、こうした重心位置算出パラメータの誤差は、熱発生率重心点のずれとして表れる。つまり、算出された熱発生率重心位置のずれ、および、熱発生率重心位置における熱発生率のずれ、または、熱発生率重心点に対応する熱発生率のずれとして表れる。
【００２３】
本発明によれば、算出された熱発生率重心位置のずれ、および、熱発生率重心位置における熱発生率、または、重心点熱発生率のずれ（すなわち、熱発生率重心点に対応する熱発生率のずれ）に基づいて、熱発生率重心位置が補正される。このため、熱発生率重心位置を正確に算出することができるのである。
【００２４】
なお、要求負荷がゼロである機関運転の前後に同一の機関運転状態において算出される熱発生率重心位置が互いに異なる場合、本発明に従った補正係数の算出が実施されたものと推察される。
【００２５】
また、前記第１補正係数は、たとえば、前記熱発生率重心位置の算出に用いられる重心位置算出パラメータを補正する係数であり、あるいは、前記熱発生率重心位置を算出する算出則を補正する係数である。
【００２６】
また、前記第２補正係数は、たとえば、前記熱発生率重心位置の算出に用いられる重心位置算出パラメータを補正する係数であり、あるいは、前記熱発生率重心位置を算出する算出則を補正する係数である。
【００２７】
また、前記重心位置算出パラメータは、たとえば、筒内圧、クランク角度、機関回転数、機関負荷、吸入空気量、吸入空気温度、吸気圧、および、燃料噴射量、の少なくとも１つである。
【００２８】
また、前記制御部は、燃料噴射に関する制御値を制御値補正係数を用いて補正し、該補正された制御値を用いて燃料噴射を実施し、
第２所定量の燃料を第２所定タイミングで噴射する第２燃料噴射を実施したときの前記内燃機関の発熱量変動量またはトルク変動量が基準変動量として予め定められた設定されており、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第２燃料噴射を実施し、このときの発熱量変動量または内燃機関のトルク変動量と前記基準変動量との偏差がゼロになるように前記制御値を補正する補正係数を前記制御値補正係数として算出する制御値補正係数算出部をさらに具備し、
前記重心位置補正係数算出部は、前記制御値補正係数算出部による前記制御値補正係数の算出後に、前記第１補正係数算出と前記第２補正係数算出との少なくとも一方を実施するようにしてもよい。
【００２９】
また、前記重心位置補正係数算出部は、前記第１補正係数算出と前記第２補正係数算出との一方のみを実施するようにしてもよい。これによれば、熱発生率重心位置の補正の実施に伴う制御負荷の増大を抑制することができる。
【００３０】
また、前記制御装置は、少なくとも機関負荷が所定の範囲内にある場合において、たとえば、機関負荷に依らず、あるいは、機関回転数に依らず、あるいは、機関負荷にも機関回転数にも依らず、一定のクランク角度位置または一定の範囲内のクランク角度位置に前記熱発生率重心位置を制御する。
【００３１】
また、前記内燃機関は、たとえば、１機関サイクル中に複数回の燃料噴射を実施する圧縮自着火内燃機関である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】図１は、第１実施形態の制御装置を備えた内燃機関を示している。
【図２】図２は、熱発生率重心位置を説明するための図を示している。
【図３】図３は、第１実施形態の制御装置を備えた別の内燃機関を示している。
【図４】図４は、第１実施形態の熱発生率重心位置制御フローの一例を示している。
【図５】図５は、第１実施形態の燃焼状態制御フローの一例を示している。
【図６】図６は、第１実施形態の補正係数の算出を説明するためのタイムチャートを示している。
【図７】図７は、第１実施形態の補正係数の算出フローの一例を示している。
【図８】図８は、第２実施形態の補正係数の算出フローの一例を示している。
【図９】図９は、第３実施形態の補正係数の算出フローの一例を示している。
【図１０】図１０は、第４実施形態の補正係数の算出フローの一例を示している。
【図１１】図１１は、第５実施形態の補正係数の算出を説明するためのタイムチャートを示している。
【図１２】図１２は、第５実施形態の補正係数の算出フローの一例を示している。
【図１３】図１３は、第５実施形態の微少学習フローの一例を示している。
【図１４】図１４（Ａ）は、パイロット噴射が特定のクランク角度で行われた場合のクランク角度と発熱量比率との関係を示し、図１４（Ｂ）は、パイロット噴射が前記特定のクランク角度よりも進角側のクランク角度で行われた場合のクランク角度を発熱量比率との関係を示している。
【図１５】図１５（Ａ）は、パイロット噴射が前記特定のクランク角度で行われた場合のクランク角度と熱発生率との関係を示し、図１５（Ｂ）は、パイロット噴射が前記進角側のクランク角度で行われた場合のクランク角度と熱発生率との関係を示している。
【図１６】図１６（Ａ）は、燃焼中心位置と燃費上昇率との関係を示し、図１６（Ｂ）は、熱発生率重心位置と燃費上昇率との関係を示している。
【図１７】図１７は、燃焼波形とエンジン音との関係を説明するための図を示している。
【図１８】図１８（Ａ）は、要求出力と目標噴射圧との関係を示し、図１８（Ｂ）は、要求出力と目標噴射圧との関係を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
＜第１実施形態＞
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１に本発明の制御装置を備えた第１実施形態の内燃機関が示されている。この内燃機関は、１機関サイクル（すなわち、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、および、排気行程の４つの行程を含むサイクル）、より具体的には、１回の圧縮行程において、複数の燃料噴射を実施する圧縮自着火式の多気筒内燃機関（いわゆる、ディーゼルエンジン）である。なお、第１実施形態の内燃機関は、４つの気筒（燃焼室）を有する内燃機関である。
【００３４】
図１において、１０は内燃機関（以下「機関」）、２０は燃料噴射弁、２１は燃料ポンプ、２２は蓄圧室（コモンレール）、２３は燃料供給管、３０は吸気マニホルド、３１は吸気管、３２はスロットル弁、３３はスロットル弁アクチュエータ、３４はインタークーラ、３５は過給機、３５Ａは過給機のコンプレッサ、３５Ｂは過給機のタービン、３６はエアクリーナ、４０は排気マニホルド、４１は排気管、４２は排気浄化触媒（以下「触媒」）、５０はＥＧＲ管、５１はＥＧＲ弁、５２はＥＧＲクーラ、６０はスロットル弁開度センサ、６１はエアフローメータ、６２は吸気圧センサ、６３は燃圧センサ、６４は筒内圧センサ、６５はクランク角度センサ、６６はＥＧＲ弁開度センサ、６７は水温センサ、６８はアクセルペダル踏込量センサ、および、７０は電子制御装置（以下「ＥＣＵ」）を示している。
【００３５】
吸気マニホルド３０と吸気管３１とは、吸気通路を構成する。排気マニホルド４０と排気管４１とは、排気通路を構成する。
【００３６】
＜ＥＧＲ装置＞
ＥＧＲ管５０とＥＧＲ弁５１とＥＧＲクーラ５２とは、ＥＧＲ装置（以下「高圧ＥＧＲ装置」）を構成する。この高圧ＥＧＲ装置は、排気マニホルド４０から吸気マニホルド３０に排気を導入する装置である。別の言い方をすると、高圧ＥＧＲ装置は、タービン３５Ｂの上流の排気通路からコンプレッサ３５Ａの下流の吸気通路に排気を導入する装置である。
【００３７】
＜燃料噴射弁＞
燃料噴射弁２０は、燃焼室に燃料を直接噴射するように各燃焼室に対応して機関１０に取り付けられている。したがって、図１の機関１０は４つの燃料噴射弁２０を備える。
【００３８】
＜ＥＣＵ＞
ＥＣＵ７０は、燃料噴射弁２０、燃料ポンプ２１、スロットル弁アクチュエータ３３、インタークーラ３４、タービン３５Ｂ、ＥＧＲ弁５１、および、ＥＧＲクーラ５２に電気的に接続されている。ＥＣＵ７０は、機関運転中、燃料噴射弁２０から燃料を噴射させるための信号、燃料ポンプ２１の動作状態を制御して燃圧を制御するための信号、スロットル弁アクチュエータ３３の動作状態を制御してスロットル弁３２の開度を制御するための信号、インタークーラ３４の冷却能力を制御するための信号、タービン３５のノズルベーン（図示せず）またはタービンバイパス弁（図示せず）の動作状態を制御して過給圧を制御するための信号、ＥＧＲ弁５１の動作状態を制御して当該ＥＧＲ弁５１の開度を制御するための信号、および、ＥＧＲクーラ５２の冷却能力を制御するための信号を出力する。これら信号によって、燃料噴射、燃圧、スロットル弁３２の開度（ひいては、ＥＧＲ率、すなわち、吸気量および／またはＥＧＲ量）、インタークーラ３４の冷却能力、過給圧、ＥＧＲ弁５１の開度（ひいては、ＥＧＲ率、すなわち、ＥＧＲ量および／または吸気量）、および、ＥＧＲクーラ５２の冷却能力が制御される。
【００３９】
なお、燃圧は、蓄圧室２２内の燃料の圧力、または、燃料供給管２３内の燃料の圧力、または、蓄圧室２２と燃料噴射弁との間の燃料の圧力（特に、燃料噴射弁内の燃料の圧力）である。たとえば、燃料噴射弁として燃圧センサ付きの燃料噴射弁が用いられている場合、燃料噴射弁内の圧力は、当該燃料噴射弁の燃圧センサによって検出可能である。過給圧は、コンプレッサ３５Ａによって圧縮された後の吸気の圧力である。ＥＧＲ率は、燃焼室に吸入されるガス量に対するＥＧＲ量の比である。吸気量は、燃焼室に吸入される空気の量である。ＥＧＲ量は、高圧ＥＧＲ装置によって吸気に導入されるＥＧＲガスの量である。ＥＧＲガスは、高圧ＥＧＲ装置によって吸気に導入される排気である。ノズルベーンは、タービン３５の上流に設けられるベーンであり、その回動位置が制御されることによってタービン３５に流入する排気量を制御することができるベーンである。タービンバイパス弁は、排気にタービン３５をバイパスさせるためのバイパス通路に設けられる弁であり、その開度が制御されることによってタービン３５に流入する排気量を制御することができる弁である。
【００４０】
ＥＣＵ７０には、エアフローメータ６１、吸気圧センサ６２、燃圧センサ６３、筒内圧センサ６４、クランク角度センサ６５、ＥＧＲ弁開度センサ６６、水温センサ６７、および、アクセルペダル踏込量センサ６８も電気的に接続されている。
【００４１】
エアフローメータ６１は、吸気量に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいて吸気量を算出する。燃圧センサ６３は、燃圧に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいて噴射圧を算出する。筒内圧センサ６４は、筒内圧に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいて熱発生率を算出する。クランク角度センサ６５は、クランクシャフトの回転位相に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいて機関回転数を算出する。ＥＧＲ弁開度センサ６６は、ＥＧＲ弁５１の開度に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいてＥＧＲ弁５１の開度を算出する。水温センサ６７は、機関冷却水温（すなわち、機関１０を冷却する冷却水の温度であり、以下「冷却水温」）に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいて冷却水温を算出する。アクセルペダル踏込量センサ６８は、アクセルペダルの踏込量に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいて機関負荷を算出する。
【００４２】
なお、噴射圧は、燃料噴射弁２０から噴射される燃料の圧力である。筒内圧は、燃焼室内のガスの圧力である。熱発生率は、熱発生速度（すなわち、単位クランク角度当たりに燃焼室内で発生する熱量）である。なお、熱発生率は、燃焼に起因して発生するイオン電流に基づいて算出されてもよい。
【００４３】
＜排気浄化触媒＞
触媒４２は、排気中のＮＯｘ（窒素酸化物）を浄化する機能を有する。より具体的には、触媒４２は、そこに流入する排気の空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには排気中のＮＯｘを吸蔵し、そこに流入する排気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときにそこに吸蔵されているＮＯｘおよびそこに流入する排気中のＮＯｘを還元浄化するＮＳＲ触媒（すなわち、ＮＯｘ吸蔵還元触媒）である。触媒４２は、その温度が所定温度以上であるときに所定浄化率以上の浄化率でもってＮＯｘを浄化する。
【００４４】
なお、本発明は、触媒がＮＳＲ触媒以外の触媒である場合にも適用可能である。したがって、触媒４２は、たとえば、三元触媒であってもよいし、ＳＣＲ触媒であってもよいし、酸化触媒であってもよい。なお、三元触媒は、そこに流入する排気の空燃比が理論空燃比であるときに排気中のＮＯｘ、ＣＯ（一酸化炭素）、および、ＨＣ（未燃炭化水素）を同時に高い浄化率でもって浄化する機能を有する触媒である。この三元触媒も、その温度が所定温度以上であるときに所定浄化率以上の浄化率でもってＮＯｘ、ＣＯ、および、ＨＣを浄化する。ＳＣＲ触媒は、アンモニアを還元剤としてＮＯｘを浄化する機能を有する触媒である。このＳＣＲ触媒も、その温度が所定温度以上であるときに所定浄化率以上の浄化率でもってＮＯｘを浄化する。酸化触媒は、排気中のＣＯおよびＨＣを浄化（酸化）する触媒である。この酸化触媒も、その温度が所定温度以上であるときに所定浄化率以上の浄化率でもってＣＯおよびＨＣを浄化する。
【００４５】
＜燃焼制御＞
第１実施形態では、制御指標として、燃焼制御に熱発生率重心位置が用いられる。以下、この熱発生率重心位置を用いる燃焼制御を「熱発生率重心位置制御」ともいう。
【００４６】
＜熱発生率重心位置＞
熱発生率重心位置について説明する。熱発生率重心位置とは、以下の位置を意味する。すなわち、図２に示されているように、熱発生率重心位置Ｇｃａは、クランク角度に対する熱発生率の波形Ｗによって画定される領域Ａ（図２の網掛け部分）の幾何学的重心点Ｇｇに対応するクランク角度である。より具体的には、熱発生率重心位置は、横軸をクランク角度とし且つ縦軸を熱発生率とした座標系において描かれる熱発生率の波形と前記横軸とによって囲まれる領域の幾何学的重心点に対応するクランク角度である。なお、前記横軸と前記縦軸とは互いに直交する軸である。
【００４７】
別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、各サイクルにおけるクランク角度を１つの軸（たとえば、上記横軸）に設定し且つ熱発生率を前記１つの軸に直交する他の軸（たとえば、上記縦軸）に設定したグラフ（たとえば、上記座標系）において描かれる熱発生率の波形と、前記１つの軸と、により囲まれる領域の幾何学的重心点に対応するクランク角度である。つまり、前記熱発生率重心位置は、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幾何学的重心点に対応するクランク角度である。
【００４８】
さらに別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、各サイクルにおける任意のクランク角度から特定の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、前記クランク角度について積分（すなわち、積算）して得られる値が０となる前記特定クランク角度である。すなわち、熱発生率重心位置は、下式（１）が成立するときの特定クランク角度Ｇｃａである。なお、特定クランク角度は、１つの膨張行程において燃焼開始から燃焼終了までの間のクランク角度である。
【数４】
2015059543.tif 000006
【００４９】
さらに別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、特定クランク角度よりも進角側の任意のクランク角度と同特定クランク角度とのクランク角度差分と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積をクランク角度について積分して得られる値と、前記特定クランク角度よりも遅角側の任意のクランク角度と同特定クランク角度とのクランク角度差分と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積をクランク角度について積分して得られる値と、が等しくなるときの前記特定クランク角度である。
【００５０】
すなわち、熱発生率重心位置は、任意のクランク角度よりも進角側の各熱発生率と該熱発生率にそれぞれ対応するクランク角度距離との積の総和が前記任意のクランク角度よりも遅角側の各熱発生率と該熱発生率にそれぞれ対応するクランク角度距離との積の総和に等しいときの前記任意のクランク角度である。なお、前記クランク角度距離は、前記任意のクランク角度と各クランク角度とのクランク角度差である。したがって、熱発生率重心位置を支点とし、クランク角度距離を支点からの距離とし、熱発生率を力とした場合、支点の両側のモーメント（＝力×距離＝クランク角度距離×熱発生率）が互いに等しくなっている。
【００５１】
つまり、熱発生率重心位置は、「燃焼開始後の任意の第１クランク角度と特定クランク角度との差の大きさ」と「前記任意の第１クランク角度における熱発生率」との積を燃焼開始から前記特定クランク角度までクランク角度について積分（積算）した値が、「前記特定クランク角度後の任意の第２クランク角度と前記特定クランク角度との差の大きさ」と「前記任意の第２クランク角度における熱発生率」との積を前記特定クランク角度から燃焼終了までクランク角度について積分（積算）した値に等しくなるときの前記特定クランク角度である。
【００５２】
すなわち、熱発生率重心位置は、下式（２）が成立するときの特定クランク角度Ｇｃａである。下式（２）において、「ＣＡｓ」は「燃焼開始クランク角度（すなわち、燃焼が始まるクランク角度）」であり、「ＣＡｅ」は「燃焼終了クランク角度（すなわち、燃焼が終わるクランク角度）」であり、「θ」は「任意のクランク角度」であり、「ｄＱ（θ）」は「任意のクランク角度における熱発生率」である。なお、特定クランク角度は、１つの膨張行程において燃焼開始から燃焼終了までの間のクランク角度である。
【数５】
2015059543.tif 000007
【００５３】
さらに別の言い方をすると、熱発生率重心位置は、各サイクルにおいて、燃料の燃焼が始まるクランク角度をＣＡｓにて表し、前記燃焼が終わるクランク角度をＣＡｅにて表し、任意のクランク角度をθにて表し、且つ、前記クランク角度θにおける熱発生率をｄＱ（θ）にて表すとき、下式（３）：
【数６】
2015059543.tif 000008
に基づく演算により取得される熱発生率重心位置Ｇｃａである。
【００５４】
すなわち、熱発生率重心位置は、任意のクランク角度と燃焼開始クランク角度との差と、同任意のクランク角度における熱発生率と、の積のクランク角度についての積分値を、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で割って得られる値に、同燃焼開始クランク角度を加えた値である。
【００５５】
つまり、熱発生率重心位置は、クランク角度距離とそれに対応する熱発生率との積のクランク角度についての積分値を、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で割って得られる値に燃焼開始クランク角度を加えた値である。なお、クランク角度距離は、燃焼開始クランク角度と各クランク角度とのクランク角度差である。
【００５６】
なお、参考ながら、熱発生率重心位置における熱発生率ｄＱＧは、下式（４）によって算出可能である。
【数７】
2015059543.tif 000009
【００５７】
＜燃焼開始時期および燃焼終了時期＞
なお、燃焼開始クランク角度を正確に知ることができない場合、燃焼開始クランク角度よりも確実に進角側にあるクランク角度を、燃焼開始クランク角度として採用してもよい。同様に、燃焼終了クランク角度を正確に知ることができない場合、燃焼終了クランク角度よりも確実に遅角側にあるクランク角度を、燃焼終了クランク角度として採用してもよい。
【００５８】
これに関し、第１実施形態では、熱発生率重心位置の算出に考慮される燃焼は、パイロット燃料、メイン燃料、および、アフター燃料の燃焼であり、ポスト燃料の燃焼は、熱発生率重心位置の算出には考慮されない。なお、メイン噴射は、圧縮上死点近傍の時期で行われる燃料噴射である。パイロット噴射は、メイン噴射の前に行われる燃料噴射であり、少なくとも、トルクを発生させる時期で行われる燃料噴射である。アフター噴射は、排気温度の上昇および触媒４２の活性化のためにメイン噴射の後に行われる燃料噴射であり、少なくとも、トルクを発生させる時期で行われる燃料噴射である。ポスト噴射は、アフター噴射の後に行われる燃料噴射、より具体的には、圧縮上死点後９０°以降に行われる燃料噴射であり、この噴射によって噴射された燃料の燃焼によるトルクの発生はない。
【００５９】
そこで、燃焼開始クランク角度を正確に知ることができない場合、たとえば、圧縮上死点前２０°を燃焼開始クランク角度として採用してもよい。また、燃焼終了クランク角度を正確に知ることができない場合、たとえば、圧縮上死点後９０°を燃焼終了クランク角度として採用してもよい。
【００６０】
＜第１実施形態の熱発生率重心位置制御＞
第１実施形態の熱発生率重心位置制御について説明する。この制御では、上述した算出則に従って熱発生率重心位置が算出される。そして、算出された熱発生率重心位置が目標位置（＝最適クランク角度）に一致するように、燃焼制御パラメータの値（この燃焼制御パラメータについては、後述する）が制御される。もちろん、これと同時に、要求出力（すなわち、機関に要求される出力）が機関から出力されるように燃焼制御パラメータの値が制御される。
【００６１】
なお、前記目標位置は、少なくとも機関負荷が所定の範囲内にある場合、機関負荷に依らず、あるいは、機関回転数に依らず、あるいは、機関負荷にも機関回転数にも依らず、一定のクランク角度である。したがって、熱発生率重心位置制御では、機関負荷に依らず、あるいは、機関回転数に依らず、あるいは、機関負荷にも機関回転数にも依らず、熱発生率重心位置が一定のクランク角度に制御される。前記目標位置は、たとえば、圧縮上死点後７°である。なお、熱発生率重心位置が目標位置に制御されたときに燃費が最小となることから、目標位置は、冷却損失と排気損失との総和が最小になるクランク角度であるとも言える。
【００６２】
＜第１実施形態の熱発生率重心位置制御の効果＞
第１実施形態の熱発生率重心位置制御によれば、燃費が低下する。また、燃費を最小にする燃焼状態を達成するための制御指標が熱発生率重心位置という１つだけの指標であるので、燃焼制御パラメータが多数存在する場合においても、燃費が最小となる燃焼状態を達成し得る燃焼制御パラメータの値を少ない適合工数によって決定することができる。
【００６３】
なお、熱発生率重心位置制御は、負荷に依らず、つまり、全ての負荷領域で実行されてもよいし、負荷が所定の範囲内にある場合のみ実行されてもよい。また、熱発生率重心位置制御は、１つの燃焼室に関してのみ実行されてもよいし、一部の燃焼室に関してのみ実行されてもよいし、全ての燃焼室に関して実行されてもよい。熱発生率重心位置制御が全ての燃焼室に関して実行される場合、燃費の低下効果がより大きくなる。
【００６４】
また、熱発生率重心位置制御は、フィードバック制御によって熱発生率重心位置を目標位置に制御する制御であっても、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位置に制御する制御であってもよい。
【００６５】
＜フィードバック制御による熱発生率重心位置制御＞
フィードバック制御による熱発生率重心位置制御について説明する。この場合、目標位置が実験などによって予め求められ、この求められた目標位置がＥＣＵ７０に記憶されている。そして、熱発生率重心位置制御の実行中、ＥＣＵ７０に記憶されている目標位置が目標位置に設定される。そして、実際の熱発生率重心位置が算出され、この算出された熱発生率重心位置が目標位置よりも進角側のクランク角度にあるとき（あるいは、算出された熱発生率重心位置が目標位置よりも所定角度以上に進角側のクランク角度にあるとき）には、熱発生率重心位置が遅角される。
【００６６】
一方、算出された熱発生率重心位置が目標位置よりも遅角側のクランク角度にあるとき（あるいは、算出された熱発生率重心位置が目標位置よりも所定角度以上に遅角側のクランク角度にあるとき）には、熱発生率重心位置が進角される。斯くして、熱発生率重心位置が目標位置にフィードバック制御される（あるいは、熱発生率重心位置が目標位置に近づくようにフィードバック制御される）。
【００６７】
＜フィードバック制御の効果＞
これによれば、実験などによって予め求められた各機関運転状態における各種の燃焼制御パラメータの最適な組合せに関する情報を保持していない場合であっても、あるいは、機関の個体差および経年変化が生じた場合であっても、熱発生率重心位置が目標位置に等しくなるように燃焼状態（すなわち、燃焼制御パラメータの値）が制御される。その結果、燃費を確実に低下させることができる。
【００６８】
＜熱発生率重心位置の進角手段＞
なお、熱発生率重心位置を制御する燃焼制御パラメータ（別の言い方をすると、燃焼状態を制御する燃焼制御パラメータ）として、たとえば、メイン噴射時期、パイロット噴射時期、パイロット噴射を伴う場合におけるメイン噴射量、パイロット噴射量、アフター噴射量、噴射圧、過給圧、インタークーラ冷却能力、ＥＧＲクーラ冷却能力、スワール強度、および、タンブル強度の１つ又は複数を採用可能である。なお、インタークーラ冷却能力は、たとえば、冷却媒体にインタークーラの熱交換器をバイパスさせるか否か、あるいは、当該熱交換器を通過する冷却媒体の割合の変更によって制御可能である。同様に、ＥＧＲクーラ冷却能力は、たとえば、冷却媒体にＥＧＲクーラの熱交換器をバイパスさせる制御の実行の有無、あるいは、当該熱交換器を通過する冷却媒体の割合の変更によって制御可能である。
【００６９】
そして、熱発生率重心位置進角手段（すなわち、熱発生率重心位置を進角させる手段）として、たとえば、メイン噴射時期の進角、パイロット噴射時期の進角、パイロット噴射を伴う場合におけるメイン噴射量の減量、パイロット噴射量の増量、パイロット噴射量の増量とメイン噴射量の減量との組合せ、アフター噴射量の減量、噴射圧の増大、過給圧の増大、インタークーラ冷却能力の低減（たとえば、冷却媒体にインタークーラの熱交換器をバイパスさせる制御の実行、または、当該熱交換器を通過する冷却媒体の割合の低減）、ＥＧＲクーラ冷却能力の低減（たとえば、冷却媒体にＥＧＲクーラの熱交換器をバイパスさせる制御の実行、または、当該熱交換器を通過する冷却媒体の割合の低減）、スワール強度の増大、および、タンブル強度の増大の１つ又は複数を採用可能である。
【００７０】
なお、パイロット噴射量の増量は、たとえば、パイロット噴射１回当たりの噴射量の増量、新たなパイロット噴射の追加（すなわち、パイロット噴射回数の増加）によって達成される。アフター噴射量の増量は、たとえば、アフター噴射１回当たりの噴射量の増量、新たなアフター噴射の追加（すなわち、アフター噴射回数の増加）によって達成される。
【００７１】
また、燃焼制御パラメータとして、パイロット熱発生率重心位置を採用可能である。パイロット熱発生率重心位置とは、クランク角度に対するパイロット熱発生率の波形によって画定される領域の幾何学的重心点に対応するクランク角度である。パイロット熱発生率とは、パイロット噴射によって噴射された燃料の燃焼における熱発生率である。
【００７２】
そして、パイロット熱発生率重心位置を進角させる手段として、パイロット噴射時期の進角、現在のパイロット熱発生率重心位置よりも前のパイロット噴射の回数の増加、および、現在のパイロット熱発生率重心位置よりも後のパイロット噴射の回数の減少の１つ又は複数を採用可能である。
【００７３】
噴射量は、燃料噴射弁から噴射される燃料の量である。スワールは、概ねシリンダボア中心軸線を中心にして燃焼室内で旋回するガスの流れであり、タンブルは、概ねシリンダボア中心軸線に垂直な線を中心にして燃焼室内で旋回するガスの流れである。
【００７４】
また、燃焼制御パラメータとして、ＥＧＲ率（または、ＥＧＲ量）を採用可能である。この場合、熱発生率重心位置進角手段として、ＥＧＲ率の低減を採用可能である。
【００７５】
また、図３に示されているように、機関１０が触媒４２の下流の排気通路からコンプレッサ３５Ａの上流の吸気通路に排気を導入するＥＧＲ装置（以下「低圧ＥＧＲ装置」）を具備する場合、燃焼制御パラメータとして、トータルＥＧＲ率（または、トータルＥＧＲ量）、高圧ＥＧＲ率（または、高圧ＥＧＲ量）、および、低圧ＥＧＲ率（または、低圧ＥＧＲ量）の１つ又は複数を採用可能である。この場合、熱発生率重心位置進角手段として、トータルＥＧＲ率の低減、高圧ＥＧＲ率の低減、および、低圧ＥＧＲ率の増大の１つ又は複数を採用可能である。
【００７６】
なお、図３の機関１０において、トータルＥＧＲ率は燃焼室に吸入されるガス量に対するＥＧＲ量の比であり、高圧ＥＧＲ率はトータルＥＧＲ量に対する高圧ＥＧＲ量の比であり、トータルＥＧＲ量は燃焼室に吸入されるＥＧＲガスの総量であり、高圧ＥＧＲ量は高圧ＥＧＲ装置によって吸気に導入されるＥＧＲガスの量であり、低圧ＥＧＲ率はトータルＥＧＲ量に対する低圧ＥＧＲ量の比であり、低圧ＥＧＲ量は低圧ＥＧＲ装置によって吸気に導入されるＥＧＲガスの量である。
【００７７】
また、図３において、４６は排気絞り弁、４７は排気絞り弁アクチュエータ、５３はＥＧＲ管、５４はＥＧＲ弁、６９はＥＧＲ弁開度センサを示している。ＥＣＵ７０は、排気絞り弁アクチュエータ４７、および、ＥＧＲ弁５４に電気的に接続されている。ＥＣＵ７０は、ＥＧＲ弁５４の動作状態を制御して当該ＥＧＲ弁５４の開度を制御するための信号を出力する。この信号によって、ＥＧＲ弁５４の開度（ひいては、低圧ＥＧＲ率、ひいては、トータルＥＧＲ率）が制御される。また、ＥＣＵ７０は、排気絞り弁アクチュエータ４７の動作状態を制御して排気絞り弁４６の開度を制御するための信号を出力する。この信号によって、排気絞り弁４６の開度（ひいては、低圧ＥＧＲ率、ひいては、トータルＥＧＲ率）が制御される。ＥＣＵ７０には、ＥＧＲ弁開度センサ６９が電気的に接続されている。ＥＧＲ弁開度センサ６９は、ＥＧＲ弁５４の開度に対応する信号をＥＣＵ７０に送信する。ＥＣＵ７０は、この信号に基づいてＥＧＲ弁５４の開度を算出する。図３の機関のその他の構成は、図１の機関の構成と同じである。
【００７８】
＜熱発生率重心位置の遅角手段＞
熱発生率重心位置遅角手段（すなわち、熱発生率重心位置を遅角させる手段）として、たとえば、メイン噴射時期の遅角、パイロット噴射時期の遅角、パイロット噴射を伴う場合におけるメイン噴射量の増量、パイロット噴射量の減量、パイロット噴射量の減量とメイン噴射量の増量との組合せ、アフター噴射量の増量、噴射圧の低減、過給圧の低減、インタークーラ冷却能力の増大（たとえば、冷却媒体にインタークーラの熱交換器をバイパスさせる制御の停止、または、当該熱交換器を通過する冷却媒体の割合の増大）、ＥＧＲクーラ冷却能力の増大（たとえば、冷却媒体にＥＧＲクーラの熱交換器をバイパスさせる制御の停止、または、当該熱交換器を通過する冷却媒体の割合の増大）、スワール強度の低減、および、タンブル強度の低減を採用可能である。
【００７９】
なお、パイロット噴射量の減量は、たとえば、パイロット噴射回数が一定である場合において１回のパイロット噴射の噴射量の減量、パイロット噴射が複数回行われる場合において一部のパイロット噴射の省略（すなわち、パイロット噴射回数の減少）、パイロット噴射の停止などによって達成される。
【００８０】
また、燃焼制御パラメータとして、パイロット熱発生率重心位置を採用可能である。そして、パイロット熱発生率重心位置を遅角させる手段として、パイロット噴射時期の遅角、現在のパイロット熱発生率重心位置よりも前のパイロット噴射の回数の減少、および、現在のパイロット熱発生率重心位置よりも後のパイロット噴射の回数の増加の１つ又は複数を採用可能である。
【００８１】
また、熱発生率重心位置遅角手段として、ＥＧＲ率の増大を採用可能である。図３の機関では、熱発生率重心位置遅角手段として、トータルＥＧＲ率の増大、高圧ＥＧＲ率の増大、および、低圧ＥＧＲ率の低減を採用可能である。
【００８２】
＜フィードフォワード制御による熱発生率重心位置制御＞
フィードフォワード制御による熱発生率重心位置制御について説明する。この場合、目標位置が実験などによって予め求められる。そして、機関運転状態ごとにこの目標位置を達成可能な少なくとも１つの燃焼制御パラメータの値（または、複数の燃焼制御パラメータの値の組合せ）が実験などによって基準値として予め求められる。そして、この基準値（または、これら基準値）が機関運転状態の関数のマップの形でＥＣＵ７０に記憶される。そして、熱発生率重心位置制御中、機関運転状態に応じた基準値が前記マップから算出され、この算出された基準値が目標値に設定される。そして、各燃焼制御パラメータの値が対応する目標値に制御される。斯くして、熱発生率重心位置が目標位置に制御される。
【００８３】
この場合、各燃焼制御パラメータの値が目標値に一致するように、各燃焼制御パラメータをフィードバック制御してもよい。
【００８４】
なお、燃焼制御パラメータの値が目標値に維持されていたとしても、機関回転数が高くなるほど熱発生率重心位置が遅角し、逆に、機関回転数が低くなるほど熱発生率重心位置が進角する。
【００８５】
そこで、フィードフォワード制御による熱発生率重心位置制御において、機関回転数が高くなるほど、メイン噴射時期の目標値を進角させ、パイロット噴射時期の目標値を進角させ、メイン噴射量の目標値を小さくし、パイロット噴射量の目標値を大きくし、アフター噴射量の目標値を小さくし、噴射圧の目標値を大きくし、過給圧の目標値を大きくし、インタークーラ冷却能力の目標値を小さくし、ＥＧＲクーラ冷却能力の目標値を小さくし、スワール強度の目標値を大きくし、タンブル強度の目標値を大きくしてもよい。
【００８６】
また、フィードフォワード制御による熱発生率重心位置制御において、冷却水温が所定冷却水温以上であり且つ吸気温度が所定吸気温度よりも低い場合、または、冷却水温が前記所定冷却水温よりも低く且つ吸気温度が前記所定吸気温度以上である場合、または、冷却水温が前記所定冷却水温よりも低く且つ吸気温度が前記所定吸気温度よりも低い場合、機関回転数が高いほど、ＥＧＲ率の目標値を大きくし、トータルＥＧＲ率の目標値を大きくし、高圧ＥＧＲ率の目標値を大きくし、低圧ＥＧＲ率の目標値を小さくしてもよい。また、フィードフォワード制御による熱発生率重心位置制御において、冷却水温が前記所定冷却水温以上であり且つ吸気温度が前記所定吸気温度以下である場合、機関回転数が高いほど、トータルＥＧＲ率の目標値を小さくし、高圧ＥＧＲ率の目標値を小さくし、低圧ＥＧＲ率の目標値を大きくしてもよい。
【００８７】
＜第１実施形態の熱発生率重心位置制御フロー＞
第１実施形態の熱発生率重心位置制御フローについて説明する。このフローの一例が図４に示されている。図４のフローが開始されると、始めに、ステップ１０において、熱発生率重心位置Ｇｃａが算出される。次いで、ステップ１１において、ステップ１０で算出された熱発生率重心位置Ｇｃａが目標位置Ｇｃａｔよりも遅角している（Ｇｃａ＞Ｇｃａｔ）か否かが判別される。ここで、Ｇｃａ＞Ｇｃａｔであると判別されたときには、フローはステップ１２に進み、熱発生率重心位置を進角させるための進角制御が実施され、その後、フローは終了する。一方、Ｇｃａ＞Ｇｃａｔではないと判別されたときには、フローはステップ１３に進む。
【００８８】
ステップ１３では、ステップ１０で算出された熱発生率重心位置Ｇｃａが目標位置Ｇｃａｔよりも進角している（Ｇｃａ＜Ｇｃａｔ）か否かが判別される。ここで、Ｇｃａ＜Ｇｃａｔであると判別されたときには、フローはステップ１４に進み、熱発生率重心位置を遅角させるための遅角制御が実施され、その後、フローは終了する。一方、Ｇｃａ＜Ｇｃａｔではないと判別されたときには、フローはそのまま終了する。
【００８９】
＜第１実施形態の燃焼状態制御フロー＞
第１実施形態の燃焼状態制御フローについて説明する。このフローが図５に示されている。図５のフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。なお、以下の説明において、目標出力は「機関の出力の目標値」であり、目標噴射量は「燃料噴射弁から噴射される燃料の量の目標値」であり、目標噴射圧は「燃料噴射弁から噴射される燃料の圧力」であり、目標過給圧は「過給機のコンプレッサの下流側の吸気通路内の圧力」であり、パイロット噴射率は「目標噴射量のうちパイロット噴射によって噴射される燃料の量の割合」である。
【００９０】
図５のフローが開始されると、始めに、ステップ２０において、アクセルペダル踏込量と車速とに基づいて要求出力Ｐｒが算出される。次いで、ステップ２１において、ステップ２０で算出された要求出力Ｐｒに基づいて目標噴射量ＴＡＵが算出される。次いで、ステップ２２において、ステップ２０で算出された要求出力Ｐｒに基づいて目標噴射圧Ｐｉｔが算出される。次いで、ステップ２３において、ステップ２０で算出された要求出力Ｐｒに基づいて目標過給圧Ｐｉｍｔが算出される。次いで、ステップ２４において、冷却水温と機関回転数とに基づいてパイロット噴射率αが算出される。なお、パイロット噴射率αは、ゼロ以上であって１よりも小さい値である。
【００９１】
次いで、ステップ２５において、ステップ２１で算出された目標噴射量とステップ２４で算出されたパイロット噴射率αとに基づいてパイロット噴射量ＴＡＵｐおよびメイン噴射量ＴＡＵｍが算出されるとともに、アフター噴射量ＴＡＵａが算出される。ここで、パイロット噴射量ＴＡＵｐは、目標噴射量ＴＡＵにパイロット噴射率αを乗算した値（＝ＴＡＵ×α）であり、メイン噴射量ＴＡＵｍは、目標噴射量ＴＡＵからパイロット噴射量を減算した値（＝ＴＡＵ−ＴＡＵｐ＝ＴＡＵ×（１−α））である。
【００９２】
次いで、ステップ２６において、ステップ２０〜ステップ２４で算出された要求出力Ｐｒ、目標噴射量ＴＡＵ、目標噴射圧Ｐｉｔ、目標過給圧Ｐｉｍｔ、および、パイロット噴射率αに基づいてメイン噴射時期ＣＡｍ、パイロット噴射時期ＣＡｐ、および、アフター噴射時期ＣＡａが算出される。次いで、ステップ２９において、噴射圧がステップ２２で算出された目標噴射圧Ｐｉｔとなるように燃料加圧ポンプの動作が制御される。次いで、ステップ２８において、過給圧がステップ２３で算出された目標過給圧Ｐｉｍｔとなるように過給機の動作が制御される。
【００９３】
＜第１実施形態の熱発生率重心位置補正制御＞
第１実施形態の熱発生率重心位置補正制御について説明する。この制御では、後述する補正係数算出制御によって算出される補正係数によって、重心位置算出パラメータが補正される。なお、重心位置算出パラメータとは、熱発生率重心位置の算出に用いられるパラメータであって、第１実施形態では、熱発生率、または、クランク角度位置である。また、第１実施形態では、補正係数によって補正された重心位置算出パラメータを用いて、上記熱発生率重心位置の算出則に従って熱発生率重心位置が算出される。
【００９４】
＜第１実施形態の適用範囲＞
＜重心位置算出パラメータ１＞
なお、熱発生率は、筒内圧を用いて算出される。したがって、上記補正係数によって補正されるべき重心位置算出パラメータとして、筒内圧を採用してもよい。
【００９５】
＜重心位置算出パラメータ２＞
また、機関回転数、または、機関負荷、または、吸入空気量、または、吸入空気温度、または、吸気圧、または、燃料噴射量が、重心位置算出パラメータとして、熱発生率重心位置の算出に用いられている場合、上記補正係数によって補正されるべき重心位置算出パラメータとして、これら重心位置算出パラメータを採用してもよい。
【００９６】
＜重心位置算出パラメータ３＞
また、熱発生率重心位置の算出則に定数が用いられている場合、上記補正係数によって補正されるべき重心位置算出パラメータとして、この定数を採用してもよい。
【００９７】
＜補正の対象＞
また、補正されていない重心位置算出パラメータまたは定数を用いて上記算出則に従って算出された熱発生率重心位置を補正するようにしてもよい。もちろん、補正された重心位置算出パラメータまたは定数を用いて上記算出則に従って算出された熱発生率重心位置を補正するようにしてもよい。
【００９８】
＜補正の解釈＞
また、第１実施形態に従った補正係数による重心位置算出パラメータの補正は、熱発生率重心位置の補正であるとも言える。
【００９９】
＜第１実施形態の補正係数算出制御＞
第１実施形態の補正係数算出制御について説明する。この制御は、上記補正係数を算出する制御である。なお、以下の説明において、目標噴射量とは、燃料噴射弁から噴射させる燃料の量の目標値である。また、微少噴射量とは、トルクを発生させない程度の燃料噴射量（または、トルクの変動が極めて小さい燃料噴射量、または、機関回転数の変動を発生させない程度の燃料噴射量、または、機関回転数の変動が極めて小さい燃料噴射量）である。
【０１００】
第１実施形態では、重心位置算出パラメータに誤差がない状態において、微少噴射量の燃料が所定タイミングで燃料噴射弁から噴射されたときの熱発生率重心位置と熱発生率重心点（図２に参照符号Ｑｇで示されている点）に対応する熱発生率（以下「重心点熱発生率」）とが、それぞれ、実験等によって予め求められている。そして、これら熱発生率重心位置と重心点熱発生率とが、それぞれ、基準位置および基準熱発生率としてＥＣＵに記憶されている。
【０１０１】
そして、第１実施形態の補正係数算出制御は、要求負荷がゼロであるときに実施される。この制御が実施されると、目標噴射量が微少噴射量に設定される。すると、燃料噴射弁から微少噴射量の燃料が噴射される。そして、このときの熱発生率重心位置および重心点熱発生率が算出される。そして、算出された熱発生率重心位置と基準位置との偏差（以下「重心位置偏差」）と、算出された重心点熱発生率と基準熱発生率との偏差（以下「熱発生率偏差」）と、が算出される。
【０１０２】
そして、重心位置偏差が所定重心位置偏差以上である場合、この偏差をゼロにするための補正係数（以下「重心位置補正係数」）が、上記補正係数として算出される。また、熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合、この偏差をゼロにするための補正係数（以下「熱発生率補正係数」）が、上記補正係数として算出される。もちろん、重心位置偏差が所定重心位置偏差以上であり且つ熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合には、重心位置補正係数および熱発生率補正係数が、上記補正係数として算出される。
【０１０３】
なお、斯くして算出される補正係数は、上記熱発生率重心位置の算出則に用いられる熱発生率またはクランク角度を補正する係数である。
【０１０４】
＜補正係数の具体例＞
なお、上記補正係数算出制御において、算出された熱発生率重心位置が基準位置よりも小さい（進角側にある）場合、重心位置補正係数は、より大きい熱発生率重心位置が算出されるように重心位置算出パラメータを補正する係数として算出される。もちろん、算出された熱発生率重心位置が基準位置よりも大きい（遅角側にある）場合、重心位置補正係数は、より小さい熱発生率重心位置が算出されるように重心位置算出パラメータを補正する係数として算出される。
【０１０５】
また、上記補正係数算出制御において、算出された重心点熱発生率が基準熱発生率よりも小さい場合、熱発生率補正係数は、より大きい重心点熱発生率が算出されるように重心位置算出パラメータを補正する係数として算出される。もちろん、算出された重心点熱発生率が基準熱発生率よりも大きい場合、熱発生率補正係数は、より小さい重心点熱発生率が算出されるように重心位置算出パラメータを補正する係数として算出される。
【０１０６】
＜補正対象１＞
なお、熱発生率は、筒内圧を用いて算出される。したがって、上記補正係数は、熱発生率重心位置の算出に用いられる筒内圧を補正する係数であってもよい。
【０１０７】
＜補正対象２＞
また、機関回転数、または、機関負荷、または、吸入空気量、または、吸入空気温度、または、吸気圧、または、燃料噴射量が、重心位置算出パラメータとして、熱発生率重心位置の算出に用いられている場合、上記補正係数は、これら重心位置算出パラメータを補正する係数であってもよい。
【０１０８】
＜補正対象３＞
また、熱発生率重心位置の算出則に定数が用いられている場合、上記補正係数は、この定数を補正する係数であってもよい。
【０１０９】
＜補正対象４＞
また、上記補正係数は、補正されていない重心位置算出パラメータまたは定数を用いて上記算出則に従って算出された熱発生率重心位置を補正する係数であってもよい。もちろん、上記補正係数は、補正された重心位置算出パラメータまたは定数を用いて上記算出則に従って算出された熱発生率重心位置を補正する係数であってもよい。
【０１１０】
＜補正の解釈＞
また、第１実施形態に従った補正係数の算出は、熱発生率重心位置を補正する補正係数の算出であるとも言える。
【０１１１】
＜補正係数の補正・更新＞
また、上記補正係数が既に算出されている場合における第１実施形態に従った補正係数の算出は、既に算出されている補正係数の補正または更新であるとも言える。
【０１１２】
＜補正係数算出制御の実施条件＞
また、第１実施形態では、補正係数算出制御の実施条件として、要求負荷がゼロであることが採用されているが、この実施条件として、たとえば、フューエルカット運転が実施されていることを採用することができる。なお、フューエルカット運転とは、トルクを発生させるための燃料噴射を実施しない内燃機関の運転である。
【０１１３】
また、内燃機関の動力と電動機の動力とを適宜組み合わせて動力を出力するハイブリッドシステムが知られている。そして、第１実施形態は、このハイブリッドシステムにも適用可能である。この場合、補正係数算出制御の実施条件として、ハイブリッドシステムの要求負荷がゼロであるか否かに係わらず、あるいは、電動機の要求負荷がゼロであるか否かに係わらず、内燃機関の要求負荷がゼロであることを採用することができる。
【０１１４】
＜重心位置熱発生率＞
また、第１実施形態において、重心点熱発生率の代わりに、熱発生率重心位置における熱発生率を熱発生率補正係数の算出に用いてもよい。この場合、重心位置算出パラメータに誤差がない状態において、微少噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されたときの熱発生率重心位置における熱発生率（以下「重心位置熱発生率」）が、実験等によって予め求められ、この重心位置熱発生率が基準熱発生率としてＥＣＵに記憶される。そして、要求負荷がゼロであるときに上記補正係数算出制御が実施され、燃料噴射弁から微少噴射量の燃料が噴射されると、このときの重心位置熱発生率が算出される。そして、算出された重心位置熱発生率と基準熱発生率との偏差（以下「熱発生率偏差」）が算出される。そして、熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合、この偏差をゼロにするための補正係数が熱発生率補正係数として算出される。
【０１１５】
＜タイムチャート＞
第１実施形態の補正係数の算出について図６を参照して説明する。なお、以下の説明において、フューエルカット要求フラグとは、要求負荷がゼロになったときにセットされ、トルクが要求されたとき（すなわち、要求負荷がゼロではないとき）にリセットされるフラグである。また、補正係数算出実施フラグとは、重心位置補正係数または熱発生率補正係数の算出の実施が要求されたときにセットされ、所望の補正係数が算出されたときにリセットされるフラグである。
【０１１６】
図６に示されているように、時刻Ｔ０以前では、要求負荷がゼロではないので、目標噴射量が要求負荷に応じた量（この量は、ゼロよりも大きい）に設定されている。また、フューエルカット要求フラグも補正係数算出実施フラグもリセットされている。そして、時刻Ｔ０において、要求負荷がゼロになる。すると、フューエルカット要求フラグがセットされ、目標噴射量がゼロとされる。そして、時刻Ｔ１において、補正係数算出実施フラグがセットされる。すると、補正係数の算出が実施される。このとき、微少噴射量が目標噴射量に設定される。そして、時刻Ｔ２において補正係数算出実施フラグがリセットされるまで、補正係数の算出が実施される。時刻Ｔ２において、補正係数の算出が終了されると、目標噴射量がゼロとされる。そして、時刻Ｔ３において、要求負荷がゼロではなくなると、フューエルカット要求フラグがリセットされ、要求負荷に応じた量（この量は、ゼロよりも大きい）が目標噴射量として設定される。
【０１１７】
＜第１実施形態の熱発生率重心位置補正制御の利点＞
第１実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、熱発生率重心位置を正確に算出することができる。すなわち、第１実施形態では、熱発生率重心位置の算出に熱発生率およびクランク角度が用いられる。そして、熱発生率の算出には、筒内圧が用いられる。ここで、筒内圧は、筒内圧センサからの出力値に基づいて算出される。したがって、筒内圧センサに検出誤差があって、その出力値が実筒内圧に正確に対応した値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。また、クランク角度は、クランク角度センサからの出力値に基づいて算出される。したがって、クランク角度センサに検出誤差があって、その出力値が実クランク角度に正確に対応した値ではないと、正確な熱発生率重心位置が算出されない。そして、こうした筒内圧センサの検出誤差およびクランク角度センサの検出誤差は、熱発生率重心点のずれとして表れる。つまり、算出された熱発生率重心位置のずれ、および、熱発生率重心点に対応する熱発生率（すなわち、図２に参照符号Ｑｇで示されている重心点熱発生率）のずれとして表れる。
【０１１８】
第１実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、算出された熱発生率重心位置のずれ、および、重心点熱発生率のずれに基づいて、重心位置算出パラメータ（つまり、筒内圧センサの出力値に基づいて算出される筒内圧を用いて算出される熱発生率、および、クランク角度センサの出力値に基づいて算出されるクランク角度）が補正される。このため、熱発生率重心位置を正確に算出することができるのである。
【０１１９】
＜第１実施形態の補正係数算出フロー＞
第１実施形態の補正係数算出フローについて説明する。このフローの一例が図７に示されている。図７のフローが開始されると、始めに、ステップ３０において、フューエルカット要求フラグＦｆｃがセットされている（Ｆｆｃ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｆｃ＝１であると判別されたときには、フローはステップ３１に進む。一方、Ｆｆｃ＝１ではないと判別されたときには、フローはそのまま終了する。
【０１２０】
ステップ３１では、微少噴射量Ｑｍが目標噴射量Ｑｔとして設定される。次いで、ステップ３２において、重心位置偏差ΔＧｃａの絶対値が所定重心位置偏差ΔＧｃａｔｈ以上である（｜ΔＧｃａ｜≧ΔＧｃａｔｈ）か否かが判別される。ここで、｜ΔＧｃａ｜≧ΔＧｃａｔｈであると判別されたときには、フローはステップ３３に進み、重心位置補正係数Ｋｃａが算出され、その後、フローはステップ３４に進む。一方、｜ΔＧｃａ｜≧ΔＧｃａｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ３５に進む。
【０１２１】
ステップ３５では、熱発生率偏差ΔＧｈｒの絶対値が所定熱発生率偏差ΔＧｈｒｔｈ以上である（｜ΔＧｈｒ｜≧ΔＧｈｒｔｈ）か否かが判別される。ここで、｜ΔＧｈｒ｜≧ΔＧｈｒｔｈであると判別されたときには、フローはステップ３６に進み、熱発生率補正係数Ｋｈｒが算出され、その後、フローはステップ３４に進む。一方、｜ΔＧｈｒ｜≧ΔＧｈｒｔｈではないと判別されたときには、フローはそのまま終了する。
【０１２２】
ステップ３４では、目標噴射量がゼロとされ、その後、フローは終了する。
【０１２３】
＜第２実施形態＞
第２実施形態について説明する。なお、以下で説明する幾つかの実施形態について、説明されていない各実施形態の構成および制御は、それぞれ、本明細書中で説明されている他の実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、各実施形態の構成または制御に鑑みたときにその他の実施形態の構成または制御から当然に導き出される構成および制御である。
【０１２４】
＜第２実施形態の補正係数算出制御＞
第２実施形態の補正係数算出制御について説明する。この制御は、要求負荷がゼロであるときに実施される。この制御が実施されると、目標噴射量が微少噴射量に設定される。すると、燃料噴射弁から微少噴射量の燃料が噴射される。そして、このときの熱発生率重心位置および重心点熱発生率が算出される。そして、重心位置偏差と熱発生率偏差とが算出される。そして、重心位置偏差が所定重心位置偏差以上であって且つ熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合、これら偏差をゼロにするための重心位置補正係数および熱発生率補正係数が算出される。
【０１２５】
＜第２実施形態の熱発生率重心位置補正制御の利点＞
第２実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、熱発生率重心位置を正確に算出することができる。さらに、第２実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、熱発生率重心位置と重心点熱発生率との両方にずれがあり、したがって、算出される熱発生率重心位置のずれを補正すべき要請が高い場合に限り、熱発生率重心位置のずれが補正される。このため、補正制御の実施に伴うＥＣＵの負荷の増大を抑制することができる。
【０１２６】
＜第２実施形態の補正係数算出フロー＞
第２実施形態の補正係数算出フローについて説明する。このフローの一例が図８に示されている。図８のフローが開始されると、始めに、ステップ４０において、フューエルカット要求フラグＦｆｃがセットされている（Ｆｆｃ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｆｃ＝１であると判別されたときには、フローはステップ４１に進む。一方、Ｆｆｃ＝１ではないと判別されたときには、フローはそのまま終了する。
【０１２７】
ステップ４１では、微少噴射量Ｑｍが目標噴射量Ｑｔとして設定される。次いで、ステップ４２において、重心位置偏差ΔＧｃａの絶対値が所定重心位置偏差ΔＧｃａｔｈ以上である（｜ΔＧｃａ｜≧ΔＧｃａｔｈ）か否かが判別される。ここで、｜ΔＧｃａ｜≧ΔＧｃａｔｈであると判別されたときには、フローはステップ４３に進む。一方、｜ΔＧｃａ｜≧ΔＧｃａｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ４５に進む。
【０１２８】
ステップ４３では、熱発生率偏差ΔＧｈｒの絶対値が所定熱発生率偏差ΔＧｈｒｔｈ以上である（｜ΔＧｈｒ｜≧ΔＧｈｒｔｈ）か否かが判別される。ここで、｜ΔＧｈｒ｜≧ΔＧｈｒｔｈであると判別されたときには、フローはステップ４４に進み、重心位置補正係数Ｋｃａおよび熱発生率補正係数Ｋｈｒが算出され、その後、フローはステップ４５に進む。一方、｜ΔＧｈｒ｜≧ΔＧｈｒｔｈではないと判別されたときには、フローはステップ４５に進む。
【０１２９】
ステップ４５では、目標噴射量がゼロとされ、その後、フローは終了する。
【０１３０】
＜第３実施形態の補正係数算出制御＞
第３実施形態の補正係数算出制御について説明する。この制御は、要求負荷がゼロであるときに実施される。この制御が実施されると、目標噴射量が微少噴射量に設定される。すると、燃料噴射弁から微少噴射量の燃料が噴射される。そして、このときの熱発生率重心位置と重心点熱発生率とが算出される。そして、重心位置偏差と熱発生率偏差とが算出される。そして、重心位置偏差が所定重心位置偏差以上であって且つ熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合、重心位置偏差をゼロにするための重心位置補正係数が算出される。
【０１３１】
＜第３実施形態の熱発生率重心位置補正制御の利点＞
第３実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、熱発生率重心位置を正確に算出することができる。また、第２実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、補正制御の実施に伴うＥＣＵの負荷の増大を抑制することができる。さらに、熱発生率重心位置と重心点熱発生率との両方にずれがあっても、重心位置偏差がゼロになるように重心位置算出パラメータを補正すれば、正確な熱発生率重心位置の算出に十分な場合がある。この場合において、第３実施形態の補正制御によれば、熱発生率補正係数が算出されることなく、熱発生率重心位置補正係数のみが算出される。このため、補正制御の実施に伴うＥＣＵの負荷の増大をより抑制することができる。
【０１３２】
＜第３実施形態の補正係数算出フロー＞
第３実施形態の補正係数算出フローについて説明する。このフローの一例が図９に示されている。なお、図９のフローのステップ５０〜Ｅ３、および、ステップ５５は、それぞれ、図８のフローのステップ４０〜Ｄ３、および、ステップ４５と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１３３】
図９のフローのステップ５４では、重心位置補正係数Ｋｃａが算出され、その後、フローはステップ５５に進む。
【０１３４】
＜第４実施形態の補正係数算出制御＞
第４実施形態の補正係数算出制御について説明する。この制御は、要求負荷がゼロであるときに実施される。この制御が実施されると、目標噴射量が微少噴射量に設定される。すると、燃料噴射弁から微少噴射量の燃料が噴射される。そして、このときの熱発生率重心位置と重心点熱発生率とが算出される。そして、重心位置偏差と熱発生率偏差とが算出される。そして、重心位置偏差が所定重心位置偏差以上であって且つ熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合、熱発生率偏差をゼロにするための熱発生率補正係数が算出される。
【０１３５】
＜第４実施形態の熱発生率重心位置補正制御の利点＞
第４実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、熱発生率重心位置を正確に算出することができる。また、第２実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、補正制御の実施に伴うＥＣＵの負荷の増大を抑制することができる。さらに、熱発生率重心位置と重心点熱発生率との両方にずれがあっても、熱発生率偏差がゼロになるように重心位置算出パラメータを補正すれば、正確な熱発生率重心位置の算出に十分な場合がある。この場合において、第４実施形態の補正制御によれば、熱発生率重心位置補正係数が算出されることなく、熱発生率補正係数のみが算出される。このため、補正制御の実施に伴うＥＣＵの負荷の増大をより抑制することができる。
【０１３６】
＜第４実施形態の補正係数算出フロー＞
第４実施形態の補正係数算出フローについて説明する。このフローの一例が図１０に示されている。なお、図１０のフローのステップ６０〜Ｆ３、および、ステップ６５は、それぞれ、図８のフローのステップ４０〜Ｄ３、および、ステップ４５と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１３７】
図１０のフローのステップ６４では、熱発生率補正係数Ｋｈｒが算出され、その後、フローはステップ６５に進む。
【０１３８】
＜第５実施形態の補正係数算出制御＞
第５実施形態の補正係数算出制御について説明する。なお、以下の説明において、実噴射量ずれとは、目標噴射量に対する実噴射量のずれである。ここで、実噴射量とは、燃料噴射弁から実際に噴射される燃料の量であり、目標噴射量とは、燃料噴射弁から噴射すべき燃料の量の目標値である。また、微少学習噴射量とは、発熱量が極めて小さい燃料噴射量である。発熱量とは、燃焼室内の燃料の燃焼によって発生する熱量である。
【０１３９】
第５実施形態では、実噴射量ずれがない状態において、微少学習噴射量の燃料が所定タイミングで燃料噴射弁から噴射されたときの発熱量の変動量が、実験等によって予め求められている。そして、この発熱量の変動量が、基準変動量としてＥＣＵに記憶されている。
【０１４０】
そして、第５実施形態の補正係数算出制御は、要求負荷がゼロであるときに実施される。この制御が実施されると、まず、微少学習が実施される。この微少学習が実施されると、目標噴射量が微少学習噴射量に設定される。すると、燃料噴射弁から微少学習噴射量の燃料が噴射される。そして、このときの発熱量の変動量が算出される。そして、算出された発熱量の変動量が基準変動量に一致しない場合、目標噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されるように燃料噴射弁の開弁時間（特に、燃料噴射弁の通電時間）を補正する噴射補正係数が算出される。そして、以後、斯くして算出された噴射補正係数によって、燃料噴射弁の開弁時間を補正したうえで、燃料噴射が実施される。
【０１４１】
次いで、第５実施形態の補正係数算出制御では、目標噴射量が微少噴射量に設定される。すると、燃料噴射弁から微少噴射量の燃料が噴射される。そして、このときの熱発生率重心位置と重心点熱発生率とが算出される。そして、重心位置偏差と熱発生率偏差とが算出される。そして、重心位置偏差が所定重心位置偏差以上である場合、重心位置補正係数が算出される。また、熱発生率偏差が所定熱発生率偏差以上である場合、熱発生率補正係数が算出される。
【０１４２】
つまり、第５実施形態では、微少学習の実施によって、実噴射量のずれを補正したうえで、補正係数の算出が実施される。
【０１４３】
＜第５実施形態の適用範囲＞
＜噴射補正係数の具体例＞
なお、上記微少学習において、算出された発熱量の変動量が基準変動量よりも小さい場合、噴射補正係数は、燃料噴射弁の開弁時間が長くなるように燃料噴射弁の通電時間を補正する係数として算出される。もちろん、算出された発熱量の変動量が基準変動量よりも大きい場合、噴射補正係数は、燃料噴射弁の開弁時間が少なくなるように燃料噴射弁の通電時間を補正する係数として算出される。
【０１４４】
＜発熱量の変動量＞
また、発熱量の変動量の代わりに、機関回転数の変動量、または、トルクの変動量を用いてもよい。なお、この場合、微少学習噴射量は、機関回転数の変動が極めて小さい燃料噴射量、または、トルクの変動が極めて小さい燃料噴射量である。
【０１４５】
＜タイムチャート＞
第５実施形態の補正係数算出制御について図１１を参照して説明する。図１１に示されているように、時刻Ｔ０以前では、要求負荷がゼロではないので、目標噴射量が要求負荷に応じた量（この量は、ゼロよりも大きい）に設定されている。また、フューエルカット要求フラグも補正係数算出実施フラグもリセットされている。そして、時刻Ｔ０において、要求負荷がゼロになる。すると、フューエルカット要求フラグがセットされ、目標噴射量がゼロとされる。そして、時刻Ｔ１において、補正係数算出実施フラグがセットされる。すると、補正係数の算出が実施される。このとき、微少学習噴射量が目標噴射量に設定され、微少学習が実施される。そして、時刻Ｔ３において、微少学習が終了される。次いで、時刻Ｔ４において、微少噴射量が目標噴射量に設定される。そして、時刻Ｔ５において補正係数算出実施フラグがリセットされるまで、補正係数の算出が実施される。時刻Ｔ５において、補正係数の算出が終了されると、目標噴射量がゼロとされる。そして、時刻Ｔ５において、要求負荷がゼロではなくなると、フューエルカット要求フラグがリセットされ、要求負荷に応じた量（この量は、ゼロよりも大きい）が目標噴射量として設定される。
【０１４６】
＜第５実施形態の熱発生率重心位置補正制御の利点＞
第５実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、熱発生率重心位置を正確に算出することができる。さらに、第５実施形態の熱発生率重心位置補正制御によれば、熱発生率重心位置補正係数および熱発生率補正係数の算出の前に、微少学習が実施される。したがって、噴射量ずれが解消された状態で、熱発生率重心位置補正係数および熱発生率補正係数が算出される。このため、熱発生率重心位置をより正確に算出することができる。
【０１４７】
＜第５実施形態の補正係数算出フロー＞
第５実施形態の補正係数算出フローについて説明する。このフローの一例が図１２に示されている。なお、図１２のフローのステップ７１〜Ｇ６は、それぞれ、図８のフローのステップ４１〜Ｄ６と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１４８】
図１２のフローが開始されると、始めに、ステップ７０において、フューエルカット要求フラグＦｆｃがセットされている（Ｆｆｃ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆｆｃ＝１であると判別されたときには、フローはステップ７０Ａに進み、微少学習が実施され、その後、フローはステップ７１む。一方、Ｆｆｃ＝１ではないと判別されたときには、フローはそのまま終了する。
【０１４９】
ステップ７０Ａの微少学習は、図１３に示されているフローに従って実施される。図１３のフローが開始されると、始めに、ステップ８０において、微少学習噴射量Ｑｍｇが目標噴射量として設定される。次いで、ステップ８１において、機関回転数の変動量ΔＮＥが基準変動量ΔＮＥｇに等しい（ΔＮＥ＝ΔＮＥｇ）か否かが判別される。ここで、ΔＮＥ＝ΔＮＥｇであると判別されたときには、フローはステップ８２に進む。一方、ΔＮＥ＝ΔＮＥｇではないと判別されたときには、フローはステップ８３に進み、噴射補正係数Ｋｉｎｊが算出され、その後、フローはステップ８２に進む。
【０１５０】
なお、ステップ８３では、機関回転数の変動量ΔＮＥが基準変動量ΔＮＥｇよりも大きい場合、燃料噴射弁にリッチずれ（すなわち、実噴射量が目標噴射量よりも多い噴射量ずれ）が生じていると推察されるので、目標噴射量に応じて設定される燃料噴射弁の開弁時間を短くする噴射補正係数が算出される。一方、機関回転数の変動量ΔＮＥが基準変動量ΔＮＥｇよりも小さい場合、燃料噴射弁にリーンずれ（すなわち、実噴射量が目標噴射量よりも少ない噴射量ずれ）が生じていると推察されるので、目標噴射量に応じて設定される燃料噴射弁の開弁時間を長くする噴射補正係数が算出される。
【０１５１】
ステップ８２では、目標噴射量がゼロとされ、その後、フローは終了する。
【０１５２】
なお、上記実施形態では、目標位置は、少なくとも機関負荷が所定の範囲内にある場合において、機関負荷に依らず、あるいは、機関回転数に依らず、あるいは、機関負荷にも機関回転数にも依らず、一定のクランク角度位置である。しかしながら、上記実施形態において、目標位置は、機関負荷に依らず、あるいは、機関回転数に依らず、あるいは、機関負荷にも機関回転数にも依らず、燃費上昇率が最小値近傍の値となる一定の範囲内のクランク角度位置であってもよい。たとえば、上記実施形態において、目標位置は、内燃機関のランニングコストが最小となる一定のクランク角度に設定されてもよい。
【０１５３】
＜熱発生率重心位置制御と燃焼重心制御との比較＞
ところで、燃焼制御に燃焼中心位置を用いる内燃機関が知られている。ここで、燃焼中心位置とは、１つの膨張行程において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である。そして、この燃焼中心位置を用いた制御では、燃焼中心位置が所定位置となるように、たとえば、燃料噴射時期やＥＧＲ率が制御される。
【０１５４】
ところで、図１４（Ａ）は、パイロット噴射時期がクランク角度θ１である場合のクランク角度と熱発生量比率との関係を示し、図１４（Ｂ）は、パイロット噴射時期がクランク角度θ０である場合のクランク角度と熱発生量比率との関係を示している。ここで、熱発生量比率とは、１つの膨張行程において発生する総熱量に対する、燃焼開始から各クランク角度までに発生した熱量の積算値の比率である。また、クランク角度θ０は、クランク角度θ１よりも進角側のクランク角度である。また、図１４（Ａ）において、図１４（Ｂ）においても、メイン噴射時期およびアフター噴射時期は同じである。
【０１５５】
これら図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）から分かるように、図１４（Ｂ）の場合のパイロット噴射時期が図１４（Ａ）の場合のパイロット噴射時期よりも角度Δθｐだけ進角されているにもかかわらず、燃焼中心位置は、同じクランク角度θ３である。したがって、燃焼中心位置は、必ずしも、各サイクルの燃焼の形態を正確に反映する指標とは言えない。
【０１５６】
一方、図１５（Ａ）は、図１４（Ａ）の場合と同じ時期において、パイロット噴射、メイン噴射、および、アフター噴射が行われた場合のクランク角度と熱発生率との関係を示し、図１５（Ｂ）は、図１４（Ｂ）の場合と同じ時期において、パイロット噴射、メイン噴射、および、アフター噴射が行われた場合のクランク角度と熱発生率との関係を示している。これら図１５（Ａ）および図１５（Ｂ）から分かるように、図１５（Ｂ）の場合のパイロット噴射時期が図１５（Ａ）の場合のパイロット噴射時期よりも角度Δθｐだけ進角されていると、図１５（Ｂ）の場合の熱発生率重心位置は、図１５（Ａ）の場合の熱発生率重心位置よりも角度Δθｇだけ進角側の角度となる。したがって、熱発生率重心位置は、燃焼中心位置に比べて、各サイクルの燃焼の形態を正確に反映する指標であると言える。
【０１５７】
図１６（Ａ）は、燃焼中心位置と燃費上昇率との関係を示している。図１６（Ａ）において、曲線ＨＬは、低負荷低回転時の関係を示し、曲線ＨＭは、中負荷中回転時の関係を示し、曲線ＨＨは、高負荷高回転時の関係を示している。一方、図１６（Ｂ）は、熱発生率重心位置と燃費上昇率との関係を示している。図１６（Ｂ）において、曲線ＧＬは、低負荷低回転時の関係を示し、曲線ＧＭは、中負荷中回転時の関係を示し、曲線ＧＨは、高負荷高回転時の関係を示している。
【０１５８】
図１６（Ａ）から分かるように、機関回転数が異なると、燃費上昇率が最小となる燃焼中心位置も異なる。つまり、燃焼中心位置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、機関回転数が異なれば、燃費上昇率は最小にならない。
【０１５９】
一方、図１６（Ｂ）から分かるように、機関回転数が異なる場合であっても、燃費上昇率が最小となる熱発生率重心位置は一定のクランク角度（特に、圧縮上死点後クランク角度７°）となる。つまり、熱発生率重心位置が一定のクランク角度（特に、圧縮上死点後クランク角度７°）に一致するように燃焼状態が制御されれば、機関回転数が異なったとしても、燃費上昇率は最小となる。上記実施形態の熱発生率重心位置制御は、こうした知見に基づいて、燃費上昇率が最小となるクランク角度（特に、圧縮上死点後クランク角度７°）に熱発生率重心位置を制御するものである。
【０１６０】
＜エンジン音＞
ところで、エンジン音（すなわち、内燃機関から放出される音）の周波数成分が時間と共に変化する場合、人の聴感はその音を不快と感じる傾向がある。エンジン音の周波数成分は、筒内圧変化速度（すなわち、筒内圧の単位時間当たりの変化量）に相関を有する。ここで、主燃焼（すなわち、メイン噴射によって噴射された燃料の燃焼）の開始直後は、筒内圧の上昇が急峻であるため、筒内圧変化速度が最も大きい。したがって、主燃焼開始直後の筒内圧変化速度が各サイクル間で一定であれば、エンジン音の聴感が向上する。一方、任意のクランク角度での筒内圧変化速度は、そのクランク角度での燃焼波形の傾きに相関を有する。したがって、各サイクルの燃焼波形の形状が互いに相似していれば、主燃焼開始直後の筒内圧変化速度は、各サイクル間で一定となり、その結果、エンジン音の聴覚が向上する。
【０１６１】
図１７の曲線Ｓは、出力が小さいときの燃焼波形であり、図１７の曲線Ｌは、出力が大きいときの燃焼波形である。いずれの燃焼波形においても、熱発生率は、パイロット燃料（すなわち、パイロット噴射によって噴射された燃料）の燃焼によって一旦増大してピークとなり、その後、減少して極小となった後、メイン燃料（すなわち、メイン噴射によって噴射された燃料）の燃焼によって再び増大してピークとなる。
【０１６２】
図１７の一点鎖線ＩＳは、出力が小さいときのメイン燃焼（すなわち、メイン燃料の燃焼）の開始直後の燃焼波形Ｓの接線であり、その傾きは、メイン燃焼の開始直後の燃焼波形Ｓの傾き、すなわち、メイン燃焼の開始直後の熱発生率の増加率に等しい。一方、図１７の一点鎖線ＩＬは、出力が大きいときのメイン燃焼の開始直後の燃焼波形Ｌの接線であり、その傾きは、メイン年商の開始直後の燃焼波形Ｌの傾き、すなわち、メイン年商の開始直後の熱発生率の増加率に等しい。
【０１６３】
ここで、要求出力が大きくなり、燃焼波形が燃焼波形Ｓから燃焼波形Ｌに変化したときに、燃焼波形Ｌの傾きＩＬが燃焼波形Ｓの傾きＩＳに等しければ、そうでない場合に比べて、エンジン音の聴感が良い。
【０１６４】
そこで、上記実施形態において、燃焼制御パラメータの値を変更する場合、各サイクルのメイン燃焼開始直後の熱発生率の増加率が一定となるように、燃焼制御パラメータの値を変更するようにしてもよい。特に、図１８に示されているように、要求出力が一定である場合、機関回転数に依らず、噴射圧および過給圧の少なくとも一方が一定に維持されるように燃焼制御パラメータの値を変更するようにしてもよい。あるいは、図１８に示されているように、噴射圧および過給圧の少なくとも一方が要求出力に比例するように燃焼制御パラメータの値を変更するようにしてもよい。これによれば、燃費の低下とエンジン音の聴感の向上とが同時に達成される。
【０１６５】
＜熱発生率重心位置制御の一例＞
熱発生率重心位置制御の一例について説明する。この例では、要求出力を機関に出力させ且つ熱発生率重心位置を目標位置に一致させるメイン噴射時期とパイロット噴射時期とが、要求出力、噴射量（あるいは、パイロット噴射量およびメイン噴射量）、噴射圧、および、過給圧ごとに実験などによって予め求められ、これらメイン噴射時期およびパイロット噴射時期が要求出力、噴射量（あるいは、メイン噴射量およびパイロット噴射量）、噴射圧、および、過給圧の関数のマップ（以下「噴射時期マップ」）の形でＥＣＵ７０に記憶されている。
【０１６６】
そして、熱発生率重心位置制御中、要求出力を出力させるために必要な噴射量（以下「目標噴射量」）が設定される。そして、目標噴射量に基づいて目標パイロット噴射量と目標メイン噴射量とが設定される。なお、目標噴射量に対する目標パイロット噴射量の比率は、たとえば、冷却水温（すなわち、機関温度）および機関回転数に基づいて決定される。また、要求出力に基づいて図１８（Ａ）から目標噴射圧が設定されるとともに、要求出力に基づいて図１８（Ｂ）から目標過給圧が設定される。
【０１６７】
そして、要求出力、目標噴射量（あるいは、目標パイロット噴射量および目標メイン噴射量）、目標噴射圧、および、目標過給圧に基づいて、前記噴射時期マップから目標パイロット噴射時期および目標メイン噴射時期が設定される。
【０１６８】
ここで、熱発生率重心位置が目標位置よりも進角している場合（あるいは、熱発生率重心位置が目標位置よりも所定値以上に進角している場合）、前記設定された目標パイロット噴射時期および目標メイン噴射時期が遅角される。このときの遅角量は、一定量でもよいし、目標位置に対する熱発生率重心位置のズレ量に相関を有する量でもよい。そして、これら遅角された目標パイロット噴射時期および目標メイン噴射時期にパイロット噴射およびメイン噴射がそれぞれ行われる。
【０１６９】
一方、熱発生率重心位置が目標位置よりも遅角している場合（あるいは、熱発生率重心位置が目標位置よりも進角している場合）、前記設定された目標パイロット噴射時期および目標メイン噴射時期が進角される。このときの進角量は、一定量でもよいし、目標位置に対する熱重心位置のズレ量に相関を有する量でもよい。そして、これら進角された目標パイロット噴射時期および目標メイン噴射時期にパイロット噴射およびメイン噴射が行われる。
【０１７０】
この例において、噴射量の上限値を設定し、目標噴射量をこの上限値に制限するようにしてもよい。この噴射量の上限値は、たとえば、機関におけるスモーク発生量が所定量以下に抑制される噴射量の上限値と、機関トルクが車両の駆動系統などの許容値以下に抑制される噴射量の上限値と、のうちの低い方の上限値である。
【０１７１】
なお、本発明は、パイロット噴射を行わず、メイン噴射およびアフター噴射のみを行う場合、あるいは、アフター噴射を行わず、パイロット噴射およびメイン噴射のみを行う場合、パイロット噴射もアフター噴射も行わず、メイン噴射のみを行う場合にも適用可能である。
【０１７２】
＜実施形態の総括＞
以上説明した実施形態を総括すると、上記実施形態は、筒内圧に基づいて熱発生率を算出し、該熱発生率に基づいて熱発生率重心位置を算出し、該熱発生率重心位置を第１補正係数（たとえば、上記実施形態の重心位置補正係数）と第２補正係数（たとえば、上記実施形態の熱発生率補正係数）とを用いて補正し、該補正された熱発生率重心位置を用いて燃焼制御を実施する制御部を具備する内燃機関の制御装置において、
第１所定量の燃料（たとえば、上記実施形態の微少噴射量）を第１所定タイミング（たとえば、上記実施形態の所定タイミング）で噴射する第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心位置が基準位置として予め定められた設定されているとともに、前記第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心位置での熱発生率、または、前記第１燃料噴射を実施したときの熱発生率重心点に対応する熱発生率が基準熱発生率として予め定められた設定されており、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第１燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置と前記基準位置との偏差をゼロにする補正係数を前記第１補正係数として算出する第１補正係数算出と、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第１燃料噴射を実施し、このときの熱発生率重心位置における熱発生率、または、このときの熱発生率重心点に対応する熱発生率と前記基準熱発生率との偏差をゼロにする補正係数を前記第２補正係数として算出する第２補正係数算出と、
の少なくとも一方を実施する重心位置補正係数算出部をさらに具備する、実施形態であると言える。
【０１７３】
また、上記実施形態は、前記制御部が、燃料噴射に関する制御値（たとえば、上記実施形態の燃料噴射弁の開弁時間、特に、燃料噴射弁の通電時間）を制御値補正係数（たとえば、上記実施形態の噴射補正係数）を用いて補正し、該補正された制御値を用いて燃料噴射を実施し、
第２所定量（たとえば、上記実施形態の微少学習噴射量）の燃料を第２所定タイミング（上記実施形態の所定タイミング）で噴射する第２燃料噴射を実施したときの前記内燃機関の発熱量変動量またはトルク変動量が基準変動量として予め定められた設定されており、
前記内燃機関の要求負荷がゼロであるときに前記第２燃料噴射を実施し、このときの発熱量変動量または内燃機関のトルク変動量と前記基準変動量との偏差がゼロになるように前記制御値を補正する補正係数を前記制御値補正係数として算出する制御値補正係数算出部をさらに具備し、
前記重心位置補正係数算出部は、前記制御値補正係数算出部による前記制御値補正係数の算出後に、前記第１補正係数算出と前記第２補正係数算出との少なくとも一方を実施する、実施形態であると言える。
【符号の説明】
【０１７４】
１０…内燃機関、２０…燃料噴射弁、６４…筒内圧センサ、６５…クランク角度センサ、７０…ＥＣＵ（電子制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【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】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
2015059543.tif 000024
【図１６】
2015059543.tif 000025
【図１７】
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【図１８】
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