(57)【要約】      （修正有）【課題】燃費を最小にする熱発生率重心位置を燃焼制御に用いるＤＰＦを備えた内燃機関において、熱発生率重心位置の変更のために燃焼制御パラメータを変更したときに、ＤＰＦのＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更する。【解決手段】アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する場合、ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度を、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度よりも大きくする。例えば、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる場合、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射量の減量の程度を、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射量の減量の程度よりも大きくする。【選択図】図６
2015010538.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＤＰＦを備え、燃焼制御に熱発生率重心位置を用いる内燃機関の制御装置において、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の減量を、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施する内燃機関の制御装置。
【請求項２】
ＤＰＦを備え、燃焼制御に熱発生率重心位置を用いる内燃機関の制御装置において、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる場合、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射量の減量の程度を、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射量の減量の程度よりも大きくする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い場合、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
ＤＰＦを備え、燃焼制御に熱発生率重心位置を用いる内燃機関の制御装置において、熱発生率重心位置の変更のためのアフター噴射に係る制御パラメータの変更を、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施する内燃機関の制御装置。
【請求項５】
ＤＰＦを備え、燃焼制御に熱発生率重心位置を用いる内燃機関の制御装置において、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する場合、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度を、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度よりも大きくする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い場合、アフター噴射に係る制御パラメータ以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する請求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記内燃機関が燃料を供給する燃料供給弁を前記ＤＰＦ上流の排気通路にさらに備える請求項１〜６のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
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または一定の範囲内のクランク角度に前記熱発生率重心位置を制御する請求項１〜７のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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２００３−５００５９６号公報
【特許文献４】特開平８−２３２８２０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、こうした燃焼制御によって熱発生率重心位置を目標位置に制御しているときに、熱発生率重心位置が目標位置よりも遅角している場合、熱発生率重心位置を進角させる必要がある。ところが、熱発生率重心位置の遅角のために燃焼制御パラメータを変更すると、ＰＭ排出量（すなわち、筒内から排気通路に排出される微粒子の量）が増大することがある。すると、ＰＭ堆積量（すなわち、ＤＰＦに堆積している微粒子の量）が増大し、その結果、ＤＰＦの圧力損失が増大してしまう。このことは、熱発生率重心位置が目標位置よりも進角している場合において、熱発生率重心位置を遅角させるときにも生じる可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明の目的は、ＤＰＦを備え、燃焼制御に熱発生率重心位置を用いる内燃機関において、熱発生率重心位置の変更のために燃焼制御パラメータを変更したときに、ＤＰＦのＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、ＤＰＦを備え、燃焼制御に熱発生率重心位置を用い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。
【０００８】
すなわち、図２に示されているように、熱発生率重心位置Ｇ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。
【０００９】
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に対応するクランク角度である。
【００１０】
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Ｇ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】
2015010538.tif 000003
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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Ｇ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】
2015010538.tif 000004
【００１５】
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】
2015010538.tif 000005
に基づく演算により取得される熱発生率重心位置Ｇである。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
そして、本発明の制御装置は、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の減量を、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施する。
【００１９】
アフター噴射が行われると、ＰＭ排出量が低減されることが知られている。ここで、アフター噴射量が多いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射量が減量されると、ＰＭ排出量が増大する。しかしながら、本発明では、アフター噴射量の減量は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合にのみ実施される。したがって、アフター噴射量の減量によってＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大が抑制される。したがって、本発明によれば、アフター噴射量の減量によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【００２０】
あるいは、本発明の別の制御装置は、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる場合、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射量の減量の程度を、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射量の減量の程度よりも大きくするものであってもよい。
【００２１】
この発明では、熱発生率重心位置を進角させる場合、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置が進角される。ここで、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合、アフター噴射量の減量の程度は大きい。したがって、ＰＭ排出量が大きく増大する。しかしながら、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるので、ＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大は抑制される。また、アフター噴射量の減量の程度が大きいので、熱発生率重心位置が大きく進角される。したがって、本発明によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射量の減量によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を大きく進角させることができる。
【００２２】
さらに、この発明では、熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低くても、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置が進角される。この場合、アフター噴射量の減量に起因してＰＭ排出量が増大する。しかしながら、アフター噴射量の減量の程度が小さいため、ＰＭ排出量の増大の程度も小さい。したがって、この発明によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときに、アフター噴射量の減量によって、ＰＭ堆積量の大幅な増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【００２３】
なお、上記制御装置は、たとえば、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い場合、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる。
【００２４】
アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更に起因するＰＭ排出量の増大の程度は、アフター噴射量の減量に起因するＰＭ排出量の増大の程度よりも小さい。したがって、この発明によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合においても、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【００２５】
また、本発明の制御装置は、熱発生率重心位置の変更のためのアフター噴射に係る制御パラメータの変更を、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施するものであってもよい。
【００２６】
上述したように、アフター噴射が行われると、ＰＭ排出量が低減される。そして、アフター噴射量が減量されると、ＰＭ排出量が増大する。また、アフター噴射時期が適切な時期（すなわち、ＰＭ排出量が少なくなるアフター噴射時期）に近いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射時期が適切な時期よりも進角されると、ＰＭ排出量が増大することがある。
【００２７】
しかしながら、この発明では、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射に係る制御パラメータの変更は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合にのみ実施される。したがって、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によってＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大が抑制される。したがって、この発明によれば、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【００２８】
あるいは、本発明の制御装置は、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する場合、前記ＤＰＦの温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度を、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度よりも大きくするものであってもよい。
【００２９】
この発明では、熱発生率重心位置を変更する場合、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置が変更される。ここで、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合、アフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度は大きい。したがって、ＰＭ排出量が大きく増大する可能性がある。しかしながら、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるので、ＰＭ排出量が大きく増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大は抑制される。また、アフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度が大きいので、熱発生率重心位置が大きく変更される。したがって、この発明によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を大きく変更することができる。
【００３０】
さらに、この発明では、熱発生率重心位置を変更する場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低くても、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置が変更される。この場合、アフター噴射に係る制御パラメータの変更に起因してＰＭ排出量が増大することがある。しかしながら、アフター噴射に係る制御パラメータの変更の程度が小さいため、ＰＭ排出量が増大したとしても、その増大の程度は小さい。したがって、この発明によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときに、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の大幅な増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することができる。
【００３１】
なお、上記制御装置は、たとえば、前記ＤＰＦの温度が前記ＰＭ燃焼温度よりも低い場合、アフター噴射に係る制御パラメータ以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する。
【００３２】
アフター噴射に係る制御パラメータ以外の燃焼制御パラメータの変更に起因するＰＭ排出量の増大の程度は、アフター噴射に係る制御パラメータの変更に起因するＰＭ排出量の増大の程度よりも小さい。したがって、この発明によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合において、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することができる。
【００３３】
また、前記内燃機関が燃料を供給する燃料供給弁を前記ＤＰＦ上流の排気通路にさらに備えていてもよい。これによれば、燃料供給弁から排気通路に燃料を供給することによって、燃料がＤＰＦに供給される。そして、ＤＰＦに供給された燃料は、ＤＰＦにて燃焼する。このため、ＤＰＦ温度をＰＭ燃焼温度に向けて上昇させることができる。
【００３４】
また、上記制御装置は、たとえば、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または一定の範囲内のクランク角度に前記熱発生率重心位置を制御する。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【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実施形態の重心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２実施形態の重心制御フローの一例を示している。
【図７】図７は第３実施形態の重心制御フローの一例を示している。
【図８】図８は第４実施形態の重心制御フローの一例を示している。
【図９】図９は第５実施形態の重心制御フローの一例を示している。
【図１０】図１０は第６実施形態の重心制御フローの一例を示している。
【図１１】図１１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１２】図１２（Ａ）は要求出力と目標噴射圧との関係を示し、図１２（Ｂ）は要求出力と目標噴射圧との関係を示している。
【図１３】図１３（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１３（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１４】図１４（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１４（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１５】図１５（Ａ）は燃焼中心位置と燃費上昇率との関係を示し、図１５（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。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
＜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、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。
【００３７】
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」）、４３はＨＣ添加弁、４４はＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）、４５は温度センサ、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。
【００３８】
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。
【００３９】
＜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。
【００４０】
＜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。
【００４１】
＜ＨＣ添加弁＞
ＨＣ添加弁４３は、触媒４２とＤＰＦ４４との間の排気管４１に取り付けられている。ＨＣ添加弁４３は、触媒４２とＤＰＦ４４との間の排気管４１にＨＣ（すなわち、炭化水素であり、特に、燃料）を添加（供給）する燃料供給弁である。別の言い方をすると、ＨＣ添加弁４３は、ＤＰＦ４４にＨＣを供給するためのものである。ＨＣ添加弁４３から排気管４１にＨＣが供給されると、ＨＣがＤＰＦ４４に供給されることになる。そして、ＤＰＦ４４に供給されたＨＣは、ＤＰＦ４４にて燃焼する。このため、ＤＰＦ温度をＰＭ燃焼温度に向けて上昇させることができる。なお、ＤＰＦ温度とは、ＤＰＦ４４の温度である。また、ＰＭ燃焼温度とは、ＤＰＦ４４に堆積しているＰＭ、または、ＤＰＦ４４に流入するＰＭが燃焼する温度である。
【００４２】
＜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、ＨＣ添加弁４３、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、ＨＣ添加弁４３から排気管４１にＨＣを添加させるための信号、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、ＨＣ添加弁４３からのＨＣ供給、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。
【００４３】
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。
【００４４】
ＥＣＵ７０には、温度センサ４５、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。
【００４５】
温度センサ４５は、ＤＰＦ４４の下流の排気管４１に取り付けられ、ＤＰＦ４４から流出する排気の温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ＤＰＦ４４の温度を算出する。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。
【００４６】
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。
【００４７】
＜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。
【００４８】
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。
【００４９】
＜ＤＰＦ＞
ＤＰＦ４４は、排気中のパティキュレートマター（すなわち、煤などの微粒子であり、以下「ＰＭ」）を捕集するフィルタである。
【００５０】
＜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「重心制御」ともいう。
【００５１】
＜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Ｇ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。
【００５２】
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に対応するクランク角度である。
【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Ｇ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】
2015010538.tif 000006
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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Ｇ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】
2015010538.tif 000007
【００５８】
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】
2015010538.tif 000008
に基づく演算により取得される熱発生率重心位置Ｇである。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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】
2015010538.tif 000009
【００６２】
＜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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
＜第１実施形態の重心制御＞
第１実施形態の重心制御について説明する。第１実施形態の重心制御では、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。
【００６６】
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、重心制御では、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。
【００６７】
＜重心制御の効果＞
重心制御によれば、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。
【００６８】
なお、重心制御は、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、重心制御は、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。重心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。
【００６９】
また、重心制御は、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。
【００７０】
＜フィードバック制御による重心制御＞
フィードバック制御による重心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、重心制御の実行中、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。
【００７１】
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）。
【００７２】
＜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。
【００７３】
＜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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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。
【００７９】
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。
【００８０】
また、図３に示されているように、機関１０がＤＰＦ４４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。
【００８１】
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。
【００８２】
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。
【００８３】
＜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。
【００８４】
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。
【００８５】
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。
【００８６】
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。
【００８７】
＜フィードフォワード制御による重心制御＞
フィードフォワード制御による重心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、重心制御中、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。
【００８８】
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。
【００８９】
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。
【００９０】
そこで、フィードフォワード制御による重心制御において、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。
【００９１】
また、フィードフォワード制御による重心制御において、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重心制御において、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。
【００９２】
＜第１実施形態の具体的な重心制御＞
第１実施形態の具体的な重心制御について説明する。この制御では、熱発生率重心位置を進角させる場合（特に、熱発生率重心位置が目標位置よりも遅角しているときに熱発生率重心位置を目標位置に向かって進角させる場合）において、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときには、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメーの変更（すなわち、アフター噴射量の減量以外の上記熱発生率重心位置進角手段）によって熱発生率重心位置を進角させる。
【００９３】
別の言い方をすると、この制御では、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の減量を、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施しているとも言える。
【００９４】
なお、この制御では、熱発生率重心位置を遅角させる場合（特に、熱発生率重心位置が目標位置よりも進角しているときに熱発生率重心位置を目標位置に向かって遅角させる場合）、ＤＰＦ温度に係わらず、上記熱発生率重心位置遅角手段によって熱発生率重心位置を遅角させる。
【００９５】
＜第１実施形態の効果１＞
第１実施形態の重心制御の効果について説明する。アフター噴射が行われると、筒内にてＰＭが燃焼するので、ＰＭ排出量（すなわち、筒内から排気通路に排出されるＰＭの量）が低減されることが知られている。ここで、アフター噴射量が多いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射量が減量されると、ＰＭ排出量が増大する。すると、ＰＭ堆積量（すなわち、ＤＰＦ４４に堆積するＰＭ量）が増大し、ＤＰＦ４４の圧力損失が増大してしまう。
【００９６】
一方、第１実施形態の重心制御では、アフター噴射量の減量は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合にのみ実施される。したがって、アフター噴射量の減量が実施されるときには、ＤＰＦ４４に堆積しているＰＭは燃焼し、また、ＤＰＦ４４に新たに流入するＰＭも燃焼する。このため、アフター噴射量の減量によってＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大が抑制される。したがって、第１実施形態の重心制御によれば、アフター噴射量の減量によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【００９７】
＜第１実施形態の効果２＞
第１実施形態の重心制御の別の効果について説明する。アフター噴射パラメータ（すなわち、アフター噴射に係る制御パラメータであり、たとえば、アフター噴射量およびアフター噴射時期である）の変更に起因する燃焼音の増大は、概して、その他の燃焼制御パラメータの変更に起因する燃焼音の増大よりも小さいことが知られている。第１実施形態では、熱発生率重心位置を進角させる場合において、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる。したがって、第１実施形態の重心制御によれば、アフター噴射量の減量によって、燃焼音の増大およびＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。なお、燃焼音とは、筒内での燃料の燃焼によって発生する音である。
【００９８】
＜第１実施形態の効果３＞
また、第１実施形態の重心制御では、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更（すなわち、アフター噴射量の減量以外の上記熱発生率重心位置進角手段）によって熱発生率重心位置が進角される。ここで、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更に起因するＰＭ排出量の増大の程度は、アフター噴射量の減量に起因するＰＭ排出量の増大の程度よりも小さい。したがって、第１実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合においても、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【００９９】
なお、第１実施形態の重心制御において、アフター噴射量を減量する場合、たとえば、基準となるアフター噴射量を予め設定しておき、この基準となるアフター噴射量から所定量だけ減量してもよいし、熱発生率重心位置と目標位置との間の差に応じた量（この量は、前記差が大きいほど多い量である）だけ基準となるアフター噴射量を減量してもよい。
【０１００】
また、第１実施形態の重心制御において、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる場合、アフター噴射量の減量とその他の燃焼制御パラメータの変更とを組み合わせて熱発生率重心位置を進角させるようにしてもよい。
【０１０１】
また、第１実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させるときにアフター噴射が行われていることを前提としている。しかしながら、熱発生率重心位置を進角させるときにアフター噴射が行われていないことがある場合には、熱発生率重心位置を進角させるときに、アフター噴射が行われている場合であって、且つ、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合に、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させ、その一方で、アフター噴射が行われていない場合には、ＤＰＦ温度に係わらず、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータ（もちろん、アフター噴射時期の進角は除かれる）の変更によって熱発生率重心位置を進角させることが好ましい。
【０１０２】
また、第１実施形態の重心制御において、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる場合、その減量の程度を、熱発生率重心位置が目標位置を越えて進角しない程度に制限することが好ましい。
【０１０３】
＜第１実施形態の重心制御フロー＞
第１実施形態の重心制御フローの一例について説明する。このフローが図４に示されている。このフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。
【０１０４】
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Ｇ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Ｇが目標位置Ｇｔよりも大きい（Ｇ＞Ｇｔ）か否か、すなわち、熱発生率重心位置Ｇが目標位置Ｇｔよりも遅角しているか否かが判別される。ここで、Ｇ＞Ｇｔであると判別されたときには、ステップ１２において、ＤＰＦ温度ＴｄがＰＭ燃焼温度Ｔｂ以上である（Ｔｄ≧Ｔｂ）か否かが判別される。ここで、Ｔｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ１３において、進角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御Ｉでは、アフター噴射量Ａａｉが減量される。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ１４において、進角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御ＩＩでは、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置が進角される。
【０１０５】
ステップ１１でＧ＞Ｇｔではないと判別されたときには、ステップ１５において、ステップ１０で算出された熱発生率重心位置Ｇが目標位置Ｇｔよりも小さい（Ｇ＜Ｇｔ）か否か、すなわち、熱発生率重心位置Ｇが目標位置Ｇｔよりも進角しているか否かが判別される。ここで、Ｇ＜Ｇｔであると判別されたときには、ステップ１６において、遅角制御が実行され、フローが終了する。遅角制御では、上記熱発生率重心位置遅角手段のいずれかによって、熱発生率重心位置が遅角される。一方、Ｇ＜Ｇｔ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。
【０１０６】
なお、図４のフローにおいて、フローがステップ１３に進んだときにアフター噴射が実行されていない場合もある。そこで、フローがステップ１３に進んだときにアフター噴射が実行されている場合にのみ進角制御Ｉ（すなわち、アフター噴射量の減量）が実行され、アフター噴射が実行されていない場合には、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置を進角させるようにすることが好ましい。
【０１０７】
＜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の一例について説明する。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。
【０１０８】
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、零以上であって１よりも小さい値である。
【０１０９】
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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
＜第２実施形態＞
第２実施形態の重心制御について説明する。なお、以下で説明されない第２実施形態の構成および制御は、それぞれ、第１実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第２実施形態の構成または制御に鑑みたときに第１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。
【０１１２】
第２実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させる場合において、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させるが、このときの減量の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合における熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の減量の程度よりも大きい。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときにも、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角されるが、このときの減量の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合における熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の減量の程度よりも小さい。
【０１１３】
別の言い方をすると、この制御では、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射量の減量の程度を、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射量の減量の程度よりも大きくしているとも言える。
【０１１４】
なお、この制御では、熱発生率重心位置を遅角させる場合、ＤＰＦ温度に係わらず、上記熱発生率重心位置遅角手段によって熱発生率重心位置を遅角させる。
【０１１５】
＜第２実施形態の効果１＞
第２実施形態の重心制御の効果について説明する。第２実施形態では、熱発生率重心位置を進角させる場合、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置が進角される。ここで、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合、アフター噴射量の減量の程度は大きい。したがって、ＰＭ排出量が大きく増大する。しかしながら、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるので、ＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大は抑制される。また、アフター噴射量の減量の程度が大きいので、熱発生率重心位置が大きく進角される。したがって、第２実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射量の減量によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を大きく進角させることができる。
【０１１６】
＜第２実施形態の効果２＞
第２実施形態の重心制御の別の効果について説明する。第２実施形態では、熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低くても、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置が進角される。この場合、アフター噴射量の減量に起因してＰＭ排出量が増大する。しかしながら、アフター噴射量の減量の程度が小さいため、ＰＭ排出量の増大の程度も小さい。したがって、第２実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときに、アフター噴射量の減量によって、ＰＭ堆積量の大幅な増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【０１１７】
＜第２実施形態の効果３＞
第２実施形態の重心制御のさらに別の効果について説明する。上述したように、アフター噴射パラメータの変更に起因する燃焼音の増大は、概して、その他の燃焼制御パラメータの変更に起因する燃焼音の増大よりも小さい。第２実施形態では、アフター噴射量の減量によって熱発生率重心位置を進角させる。したがって、第２実施形態の重心制御によれば、アフター噴射量の減量によって、燃焼音の増大およびＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【０１１８】
＜第２実施形態の重心制御フロー＞
第２実施形態の重心制御フローの一例について説明する。このフローが図６に示されている。このフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。なお、図６のステップ３０〜ステップ３２、および、ステップ３５〜ステップ３６は、図４のステップ１０〜ステップ１２、および、ステップ１５〜ステップ１６と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１１９】
ステップ３２でＴｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ３３において、進角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御Ｉでは、アフター噴射量Ａａｉが減量され、その減量の程度は、進角制御ＩＩでのアフター噴射量Ａａｉの減量の程度よりも大きい。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ３４において、進角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御ＩＩでも、アフター噴射量Ａａｉが減量されるが、その減量の程度は、進角制御Ｉでのアフター噴射量の減量の程度よりも小さい。
【０１２０】
なお、図６のフローにおいて、フローがステップ３３またはステップ３４に進んだときにアフター噴射が実行されていない場合もある。そこで、フローがステップ３３またはステップ３４に進んだときにアフター噴射が実行されている場合にのみ進角制御Ｉまたは進角制御ＩＩ（すなわち、アフター噴射量の減量）が実行され、アフター噴射が実行されていない場合には、アフター噴射量の減量以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置を進角させるようにすることが好ましい。
【０１２１】
＜第３実施形態＞
第３実施形態の重心制御について説明する。なお、以下で説明されない第３実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第３実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記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。
【０１２２】
第３実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる。この場合のアフター噴射パラメータの変更は、たとえば、アフター噴射量の減量、または、アフター噴射時期の進角、または、これらの組合せである。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときには、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる。
【０１２３】
別の言い方をすると、この制御では、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射パラメータの変更を、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施しているとも言える。
【０１２４】
＜第３実施形態の効果１＞
第３実施形態の重心制御の効果について説明する。上述したように、アフター噴射が行われると、筒内にてＰＭが燃焼するので、ＰＭ排出量が低減されることが知られている。ここで、アフター噴射量が多いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射量が減量されると、ＰＭ排出量が増大する。また、アフター噴射時期が適切な時期（すなわち、ＰＭ排出量が少なくなるアフター噴射時期）に近いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射時期が適切な時期よりも進角されると、ＰＭ排出量が増大することがある。つまり、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射パラメータの変更が実施されると、ＰＭ堆積量が増大し、ＤＰＦ４４の圧力損失が増大してしまうことがある。
【０１２５】
一方、第３実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射パラメータの変更は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合にのみ実施される。したがって、アフター噴射パラメータの変更が実施されるときには、ＤＰＦ４４に堆積しているＰＭは燃焼し、また、ＤＰＦ４４に新たに流入するＰＭも燃焼する。このため、アフター噴射パラメータの変更によってＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大が抑制される。したがって、第３実施形態の重心制御によれば、アフター噴射パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【０１２６】
＜第３実施形態の効果２＞
第３実施形態の重心制御の別の効果について説明する。第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、第３実施形態の重心制御によれば、アフター噴射パラメータの変更によって、燃焼音の増大およびＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【０１２７】
なお、第１実施形態の重心制御において、アフター噴射パラメータの変更として、アフター噴射時期の進角が選択された場合、たとえば、基準となるアフター噴射時期を予め設定しておき、この基準となるアフター噴射時期から所定時間だけ進角してもよいし、熱発生率重心位置と目標位置との間の差に応じた時間（この時間は、前記差が大きいほど長い時間である）だけ基準となるアフター噴射時期を進角してもよい。
【０１２８】
また、第３実施形態の重心制御において、アフター噴射時期の進角によって熱発生率重心位置を進角させる場合、アフター噴射時期の進角とその他の燃焼制御パラメータの変更とを組み合わせて熱発生率重心位置を進角させるようにしてもよい。
【０１２９】
また、第３実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させるときにアフター噴射が行われていることを前提としている。しかしながら、熱発生率重心位置を進角させるときにアフター噴射が行われていないことがある場合には、熱発生率重心位置を進角させるときに、アフター噴射が行われている場合であって、且つ、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合に、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させ、その一方で、アフター噴射が行われていない場合には、ＤＰＦ温度に係わらず、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させることが好ましい。
【０１３０】
また、第３実施形態の重心制御において、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる場合、その変更の程度を、熱発生率重心位置が目標位置を越えて進角しない程度に制限することが好ましい。
【０１３１】
＜第３実施形態の重心制御フロー＞
第３実施形態の重心制御フローの一例について説明する。このフローが図７に示されている。このフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。なお、図７のステップ４０〜ステップ４２、および、ステップ４５〜ステップ４６は、図４のステップ１０〜ステップ１２、および、ステップ１５〜ステップ１６と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１３２】
ステップ４２でＴｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ４３において、進角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御Ｉでは、熱発生率重心位置が進角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更される。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ４４において、進角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御ＩＩでは、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置が進角される。
【０１３３】
なお、図７のフローにおいて、フローがステップ４３に進んだときにアフター噴射が実行されていない場合もある。そこで、フローがステップ４３に進んだときにアフター噴射が実行されている場合にのみ進角制御Ｉ（すなわち、アフター噴射パラメータの変更）が実行され、アフター噴射が実行されていない場合には、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置を進角させるようにすることが好ましい。
【０１３４】
＜第４実施形態＞
第４実施形態の重心制御について説明する。なお、以下で説明されない第４実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第４実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記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。
【０１３５】
第４実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させる場合において、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させるが、このときの変更の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合における熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射パラメータの変更の程度よりも大きい。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときにも、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角されるが、このときの変更の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合における熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の変更の程度よりも小さい。
【０１３６】
別の言い方をすると、この制御では、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射パラメータの変更の程度を、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射パラメータの変更の程度よりも大きくしていると言える。
【０１３７】
＜第４実施形態の効果１＞
第４実施形態の重心制御の効果について説明する。第４実施形態では、熱発生率重心位置を進角させる場合、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置が進角される。ここで、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合、アフター噴射パラメータの変更の程度は大きい。したがって、ＰＭ排出量が大きく増大する可能性がある。しかしながら、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるので、ＰＭ排出量が大きく増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大は抑制される。また、アフター噴射パラメータの変更の程度が大きいので、熱発生率重心位置が大きく進角される。したがって、第４実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を大きく進角させることができる。
【０１３８】
＜第４実施形態の効果２＞
第４実施形態の重心制御の別の効果について説明する。第４実施形態では、熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低くても、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置が進角される。この場合、アフター噴射パラメータの変更に起因してＰＭ排出量が増大することがある。しかしながら、アフター噴射パラメータの変更の程度が小さいため、ＰＭ排出量が増大したとしても、その増大の程度は小さい。したがって、第４実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときに、アフター噴射パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の大幅な増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【０１３９】
＜第４実施形態の効果３＞
第４実施形態の重心制御のさらに別の効果について説明する。第１実施形態に関連して説明したように、アフター噴射パラメータの変更に起因する燃焼音の増大は、概して、その他の燃焼制御パラメータの変更に起因する燃焼音の増大よりも小さいことが知られている。第４実施形態では、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる。したがって、第４実施形態の重心制御によれば、アフター噴射パラメータの変更によって、燃焼音の増大およびＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を進角させることができる。
【０１４０】
＜第４実施形態の重心制御フロー＞
第４実施形態の重心制御フローの一例について説明する。このフローが図８に示されている。このフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。なお、図８のステップ５０〜ステップ５２、および、ステップ５５〜ステップ５６は、図４のステップ１０〜ステップ１２、および、ステップ１５〜ステップ１６と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１４１】
ステップ５２でＴｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ５３において、進角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御Ｉでは、熱発生率重心位置が進角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更され、その変更の程度は、進角制御ＩＩでのアフター噴射パラメータＰａｉの変更の程度よりも大きい。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ５４において、進角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御ＩＩでも、熱発生率重心位置が進角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更されるが、その変更の程度は、進角制御Ｉでのアフター噴射パラメータの変更の程度よりも小さい。
【０１４２】
なお、図８のフローにおいて、フローがステップ５３またはステップ５４に進んだときにアフター噴射が実行されていない場合もある。そこで、フローがステップ５３またはステップ５４に進んだときにアフター噴射が実行されている場合にのみ進角制御Ｉまたは進角制御ＩＩ（すなわち、アフター噴射パラメータの変更）が実行され、アフター噴射が実行されていない場合には、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置を進角させるようにすることが好ましい。
【０１４３】
＜第５実施形態＞
第５実施形態の重心制御について説明する。なお、以下で説明されない第５実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第５実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記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。
【０１４４】
第５実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる。この場合のアフター噴射パラメータの変更は、たとえば、アフター噴射量の減量、または、アフター噴射時期の進角、または、これらの組合せである。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときには、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させる。
【０１４５】
一方、熱発生率重心位置を遅角させる場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角させる。この場合のアフター噴射パラメータの変更も、たとえば、アフター噴射量の増量、または、アフター噴射時期の遅角、または、これらの組合せである。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときには、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角させる。
【０１４６】
別の言い方をすると、この制御では、熱発生率重心位置の変更のためのアフター噴射パラメータの変更を、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である時に限定して実施しているとも言える。
【０１４７】
＜第５実施形態の効果１＞
第５実施形態の重心制御の効果について説明する。アフター噴射が行われると、筒内にてＰＭが燃焼するので、ＰＭ排出量が低減されることが知られている。ここで、アフター噴射量が多いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射量が減量されると、ＰＭ排出量が増大する。また、アフター噴射時期が適切な時期（すなわち、ＰＭ排出量が少なくなるアフター噴射時期）に近いほど、ＰＭ排出量の低減の程度は大きい傾向にある。したがって、アフター噴射量が増大されると、アフター噴射時期によっては、ＰＭ排出量が増大することがあるし、アフター噴射時期が適切な時期よりも進角または遅角されたりしても、ＰＭ排出量が増大することがある。つまり、熱発生率重心位置の進角または遅角のためのアフター噴射パラメータの変更が実施されると、ＰＭ堆積量が増大し、ＤＰＦ４４の圧力損失が増大してしまうことがある。
【０１４８】
一方、第５実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置の進角または遅角のためのアフター噴射パラメータの変更は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合にのみ実施される。したがって、アフター噴射パラメータの変更が実施されるときには、ＤＰＦ４４に堆積しているＰＭは燃焼し、また、ＤＰＦ４４に新たに流入するＰＭも燃焼する。このため、アフター噴射パラメータの変更によってＰＭ排出量が増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大が抑制される。したがって、第５実施形態の重心制御によれば、アフター噴射パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することができる。
【０１４９】
＜第５実施形態の効果２＞
第５実施形態の重心制御の別の効果について説明する。第１実施形態に関連して説明した理由と同じ理由から、第５実施形態の重心制御によれば、アフター噴射パラメータの変更によって、燃焼音の増大およびＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することができる。
【０１５０】
なお、第５実施形態の重心制御において、アフター噴射パラメータの変更として、アフター噴射時期の遅角が選択された場合、たとえば、基準となるアフター噴射時期を予め設定しておき、この基準となるアフター噴射時期から所定時間だけ遅角してもよいし、熱発生率重心位置と目標位置との間の差に応じた時間（この時間は、前記差が大きいほど長い時間である）だけ基準となるアフター噴射時期を遅角してもよい。
【０１５１】
また、第５実施形態の重心制御において、アフター噴射量を増量する場合、たとえば、基準となるアフター噴射量を予め設定しておき、この基準となるアフター噴射量から所定量だけ増量してもよいし、熱発生率重心位置と目標位置との間の差に応じた量（この量は、前記差が大きいほど多い量である）だけ基準となるアフター噴射量を増量してもよい。
【０１５２】
また、第５実施形態の重心制御において、アフター噴射時期の遅角によって熱発生率重心位置を遅角させる場合、アフター噴射時期の遅角とその他の燃焼制御パラメータの変更とを組み合わせて熱発生率重心位置を遅角させるようにしてもよい。
【０１５３】
また、第５実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を遅角させるときにアフター噴射が行われていることを前提としている。しかしながら、熱発生率重心位置を遅角させるときにアフター噴射が行われていないことがある場合には、熱発生率重心位置を遅角させるときに、アフター噴射が行われている場合であって、且つ、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合に、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角させ、その一方で、アフター噴射が行われていない場合には、ＤＰＦ温度に係わらず、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角させることが好ましい。
【０１５４】
また、第５実施形態の重心制御において、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角させる場合、その変更の程度を、熱発生率重心位置が目標位置を越えて遅角しない程度に制限することが好ましい。
【０１５５】
＜第５実施形態の重心制御フロー＞
第５実施形態の重心制御フローの一例について説明する。このフローが図９に示されている。このフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。なお、図９のステップ６０〜ステップ６２、および、ステップ６５は、図４のステップ１０〜ステップ１２、および、ステップ１５と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１５６】
ステップ６２でＴｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ６３において、進角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御Ｉでは、熱発生率重心位置が進角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更される。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ６４において、進角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御ＩＩでは、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置が進角される。
【０１５７】
ステップ６５でＧ＜Ｇｔであると判別されたときには、ステップ６６において、ＤＰＦ温度ＴｄがＰＭ燃焼温度Ｔｂ以上である（Ｔｄ≧Ｔｂ）か否かが判別される。ここで、Ｔｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ６７において、遅角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、遅角制御Ｉでは、熱発生率重心位置が遅角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更される。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ６８において、遅角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、遅角制御ＩＩでは、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置が遅角される。
【０１５８】
なお、図９のフローにおいて、フローがステップ６３またはステップ６７に進んだときにアフター噴射が実行されていない場合もある。そこで、フローがステップ６３またはステップ６７に進んだときにアフター噴射が実行されている場合にのみ進角制御Ｉまたは遅角制御Ｉ（すなわち、アフター噴射パラメータの変更）が実行され、アフター噴射が実行されていない場合には、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置を進角または遅角させるようにすることが好ましい。
【０１５９】
＜第６実施形態＞
第６実施形態の重心制御について説明する。なお、以下で説明されない第６実施形態の構成および制御は、それぞれ、上記実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、以下で説明する第６実施形態の構成または制御に鑑みたときに上記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。
【０１６０】
第６実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を進角させる場合において、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角させるが、このときの変更の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合における熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射パラメータの変更の程度よりも大きい。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときにも、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を進角されるが、このときの変更の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合における熱発生率重心位置の進角のためのアフター噴射量の変更の程度よりも小さい。
【０１６１】
第６実施形態の重心制御では、熱発生率重心位置を遅角させる場合において、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角させるが、このときの変更の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い場合における熱発生率重心位置の遅角のためのアフター噴射パラメータの変更の程度よりも大きい。一方、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときにも、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を遅角されるが、このときの変更の程度は、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合における熱発生率重心位置の遅角のためのアフター噴射量の変更の程度よりも小さい。
【０１６２】
別の言い方をすると、アフター噴射に係る制御パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である時のアフター噴射パラメータの変更の程度を、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低い時のアフター噴射パラメータの変更の程度よりも大きくしていると言える。
【０１６３】
＜第６実施形態の効果１＞
第６実施形態の重心制御の効果について説明する。第６実施形態では、熱発生率重心位置を変更する場合、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置が変更される。ここで、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上である場合、アフター噴射パラメータの変更の程度は大きい。したがって、ＰＭ排出量が大きく増大する可能性がある。しかしながら、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるので、ＰＭ排出量が大きく増大したとしても、ＰＭ堆積量の増大は抑制される。また、アフター噴射パラメータの変更の程度が大きいので、熱発生率重心位置が大きく変更される。したがって、第６実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度以上であるときには、アフター噴射パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を大きく変更することができる。
【０１６４】
＜第６実施形態の効果２＞
第６実施形態の重心制御の別の効果について説明する。第６実施形態では、熱発生率重心位置を変更する場合、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低くても、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置が変更される。この場合、アフター噴射パラメータの変更に起因してＰＭ排出量が増大することがある。しかしながら、アフター噴射パラメータの変更の程度が小さいため、ＰＭ排出量が増大したとしても、その増大の程度は小さい。したがって、第６実施形態の重心制御によれば、ＤＰＦ温度がＰＭ燃焼温度よりも低いときに、アフター噴射パラメータの変更によって、ＰＭ堆積量の大幅な増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することができる。
【０１６５】
＜第６実施形態の効果３＞
第６実施形態の重心制御のさらに別の効果について説明する。第１実施形態に関連して説明したように、アフター噴射パラメータの変更に起因する燃焼音の増大は、概して、その他の燃焼制御パラメータの変更に起因する燃焼音の増大よりも小さいことが知られている。第６実施形態では、アフター噴射パラメータの変更によって熱発生率重心位置を変更する。したがって、第６実施形態の重心制御によれば、アフター噴射パラメータの変更によって、燃焼音の増大およびＰＭ堆積量の増大が抑制された状態で、熱発生率重心位置を変更することができる。
【０１６６】
＜第６実施形態の重心制御フロー＞
第６実施形態の重心制御フローの一例について説明する。このフローが図１０に示されている。このフローは、機関運転中、所定時間が経過する毎に実行される。なお、図１０のステップ７０〜ステップ７２、および、ステップ７５は、図４のステップ１０〜ステップ１２、および、ステップ１５と同じであるので、これらステップの説明は省略する。
【０１６７】
ステップ７２でＴｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ７３において、進角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御Ｉでは、熱発生率重心位置が進角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更され、その変更の程度は、進角制御ＩＩでのアフター噴射パラメータＰａｉの変更の程度よりも大きい。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ７４において、進角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、進角制御ＩＩでも、熱発生率重心位置が進角するようにアフター噴射パラメータが変更されるが、その変更の程度は、進角制御Ｉでのアフター噴射パラメータの変更の程度よりも小さい。
【０１６８】
ステップ７５でＧ＜Ｇｔであると判別されたときには、ステップ７６において、ＤＰＦ温度ＴｄがＰＭ燃焼温度Ｔｂ以上である（Ｔｄ≧Ｔｂ）か否かが判別される。ここで、Ｔｄ≧Ｔｂであると判別されたときには、ステップ７７において、遅角制御Ｉが実行され、フローが終了する。上述したように、遅角制御Ｉでは、熱発生率重心位置が遅角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更され、その変更の程度は、遅角制御ＩＩでのアフター噴射パラメータＰａｉの変更の程度よりも大きい。一方、Ｔｄ≧Ｔｂではないと判別されたときには、ステップ７８において、遅角制御ＩＩが実行され、フローが終了する。上述したように、遅角制御ＩＩでも、熱発生率重心位置が遅角するようにアフター噴射パラメータＰａｉが変更され、その変更の程度は、遅角制御Ｉでのアフター噴射パラメータＰａｉの変更の程度よりも小さい。
【０１６９】
なお、図１０のフローにおいて、フローがステップ７３またはステップ７４またはステップ７７またはステップ７８に進んだときにアフター噴射が実行されていない場合もある。そこで、フローがこれらステップに進んだときにアフター噴射が実行されている場合にのみ進角制御Ｉまたは進角制御ＩＩまたは遅角制御Ｉまたは遅角制御ＩＩ（すなわち、アフター噴射パラメータの変更）が実行され、アフター噴射が実行されていない場合には、アフター噴射パラメータの変更以外の燃焼制御パラメータの変更によって、熱発生率重心位置を進角または遅角させるようにすることが好ましい。
【０１７０】
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。
【０１７１】
＜重心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。
【０１７２】
ところで、図１３（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１３（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１３（Ａ）においもて、図１３（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。
【０１７３】
これら図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）から分かるように、図１３（Ｂ）の場合のパイロット噴射時期が図１３（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。
【０１７４】
一方、図１４（Ａ）は、図１３（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１４（Ｂ）は、図１３（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と、図１４（Ｂ）の場合の熱発生率重心位置は、図１４（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。
【０１７５】
図１５（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１５（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１５（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１５（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。
【０１７６】
図１５（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。
【０１７７】
一方、図１５（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。上記実施形態の重心制御は、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。
【０１７８】
＜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。
【０１７９】
図１１の曲線Ｓは、出力が小さいときの燃焼波形であり、図１１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。
【０１８０】
図１１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１１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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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１２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１２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。
【０１８３】
＜重心制御の一例＞
重心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。
【０１８４】
そして、重心制御中、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１２（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１２（Ｂ）から目標過給圧が設定される。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【符号の説明】
【０１９０】
１０…内燃機関、２０…燃料噴射弁、４３…ＨＣ添加弁、４４…ＤＰＦ、４５…温度センサ
【図１】
2015010538.tif 000010
【図２】
2015010538.tif 000011
【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】
2015010538.tif 000016
【図８】
2015010538.tif 000017
【図９】
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【図１０】
2015010538.tif 000019
【図１１】
2015010538.tif 000020
【図１２】
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【図１３】
2015010538.tif 000022
【図１４】
2015010538.tif 000023
【図１５】
2015010538.tif 000024