(57)【要約】【課題】この発明は、内燃機関の制御装置に関し、高地走行時に燃焼が不安定になることを確実に抑制することを目的とする。【解決手段】高地における筒内圧（圧縮端圧力）の低下により、燃料噴霧の貫徹力が相対的に増大し、燃焼室壁面への燃料付着が増加することに起因して、燃焼が不安定となる。この燃焼不安定を、燃料噴射圧力の低減と、内部ＥＧＲ量の増量とを組み合わせることで補償する。大気圧の低下に応じて、まず、燃料噴射圧力を低下させていく。大気圧が更に低下した場合には、内部ＥＧＲ量の増量を組み合わせて実施する。燃料噴射圧力と内部ＥＧＲ量とは、それぞれ、大気圧に応じて制御する。【選択図】図５
2008121494.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を、燃料噴射条件を変更することによって補償する第１の大気圧低下補償手段と、
大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を、内部ＥＧＲ量を増量することによって補償する第２の大気圧低下補償手段と、
前記第１の大気圧低下補償手段による補償量と、前記第２の大気圧低下補償手段による補償量とを、大気圧に基づいて制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１の大気圧低下補償手段は、大気圧の低下に応じて燃料噴射圧力を低下させることと、大気圧の低下に応じて１サイクル中の燃料噴射回数を増やすこととの少なくとも一方を実施することによって、大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を補償することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記第１の大気圧低下補償手段による補償を前記第２の大気圧低下補償手段による補償に優先して実行させることを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記制御手段は、大気圧低下量が比較的小さい範囲においては、前記第２の大気圧低下補償手段による補償を実行させることなく前記第１の大気圧低下補償手段による補償を実行させ、更に大気圧低下量が大きくなった場合に記第２の大気圧低下補償手段による補償を実行させ始めることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第２の大気圧低下補償手段による内部ＥＧＲ量の増量に伴ってスモーク排出量が許容レベルを超えるおそれがある場合に、内部ＥＧＲ量を更に増量することにより、燃焼温度を、煤生成が抑制される温度以下に低下させる低温燃焼化手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御手段は、
大気圧と燃料噴射圧力とに基づいて、筒内ガス粘性の要求値を算出する筒内ガス粘性要求値算出手段と、
前記筒内ガス粘性要求値に基づいて、要求内部ＥＧＲ量を算出する要求内部ＥＧＲ量算出手段と、
を含み、前記要求内部ＥＧＲ量に基づいて内部ＥＧＲ量を制御することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項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】
ディーゼル機関を搭載した車両で高地を走行した場合、次のような問題が生ずることがある。高地では、大気圧が低いので、気筒内に吸入される空気の圧力が低くなり、よって圧縮端圧力も低くなる。そうすると、筒内に噴射された燃料噴霧の貫徹力が相対的に大きくなる。このため、燃料噴霧が拡散し過ぎて燃焼室壁面に衝突してしまうので、燃料が燃焼室壁面に付着し易くなる。その結果、混合気が良好に生成されにくくなり、燃焼が不安定化する傾向がある。とりわけ、燃料噴射量の少ない軽負荷時やアイドル時では、筒内雰囲気温度が低いため、燃料噴霧が元来気化しにくい。このため、高地における軽負荷時やアイドル時（以下「高地軽負荷時」という）には、燃焼が特に不安定になり易い。燃焼変動が大きくなると、失火やトルク変動が生じたり、ＨＣ排出量が増大したりする。
【０００３】
特開平６−２９９８９４号公報には、大気圧の低下に伴って燃料噴射圧力を低下させるようにした燃料噴射制御装置が開示されている。燃料噴射圧力を低下させると、燃料噴霧の貫徹力が抑制されるので、燃料の壁面付着を抑制することができる。
【０００４】
また、特開２０００−１２０４５７号公報には、大気圧に応じて吸気弁および排気弁の閉弁時期を可変制御することにより、内部ＥＧＲ量を制御し、失火を回避する技術が開示されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２９９８９４号公報
【特許文献２】特開２０００−１２０４５７号公報
【特許文献３】特開２００２−１２９９９１号公報
【特許文献４】特開２００３−２８６８７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、高度が高くなってくると、燃料噴射圧力を低下させる方法と、内部ＥＧＲ量を制御する方法との一方のみでは、高地軽負荷時の燃焼不安定を十分に改善することが実際上は困難となる場合もある。また、吸気弁および排気弁の閉弁時期を制御することで、内部ＥＧＲ量を制御すると、ポンプ損失の増加などにより、燃費が悪化し易いという問題もある。
【０００７】
この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、高地走行時に燃焼が不安定になることを確実に抑制することのできる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を、燃料噴射条件を変更することによって補償する第１の大気圧低下補償手段と、
大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を、内部ＥＧＲ量を増量することによって補償する第２の大気圧低下補償手段と、
前記第１の大気圧低下補償手段による補償量と、前記第２の大気圧低下補償手段による補償量とを、大気圧に基づいて制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記第１の大気圧低下補償手段は、大気圧の低下に応じて燃料噴射圧力を低下させることと、大気圧の低下に応じて１サイクル中の燃料噴射回数を増やすこととの少なくとも一方を実施することによって、大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を補償することを特徴とする。
【００１０】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記制御手段は、前記第１の大気圧低下補償手段による補償を前記第２の大気圧低下補償手段による補償に優先して実行させることを特徴とする。
【００１１】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、
前記制御手段は、大気圧低下量が比較的小さい範囲においては、前記第２の大気圧低下補償手段による補償を実行させることなく前記第１の大気圧低下補償手段による補償を実行させ、更に大気圧低下量が大きくなった場合に記第２の大気圧低下補償手段による補償を実行させ始めることを特徴とする。
【００１２】
また、第５の発明は、第１乃至第４の発明の何れかにおいて、
前記第２の大気圧低下補償手段による内部ＥＧＲ量の増量に伴ってスモーク排出量が許容レベルを超えるおそれがある場合に、内部ＥＧＲ量を更に増量することにより、燃焼温度を、煤生成が抑制される温度以下に低下させる低温燃焼化手段を更に備えることを特徴とする。
【００１３】
また、第６の発明は、第１乃至第５の発明の何れかにおいて、
前記制御手段は、
大気圧と燃料噴射圧力とに基づいて、筒内ガス粘性の要求値を算出する筒内ガス粘性要求値算出手段と、
前記筒内ガス粘性要求値に基づいて、要求内部ＥＧＲ量を算出する要求内部ＥＧＲ量算出手段と、
を含み、前記要求内部ＥＧＲ量に基づいて内部ＥＧＲ量を制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を、燃料噴射条件の変更と、内部ＥＧＲ量の増量とを組み合わせて補償する上で、それぞれの補償量を大気圧に基づいて適切に制御することができる。このため、大気圧の低い高地において燃焼が不安定になることを確実に回避することができるとともに、燃費悪化等の弊害を可及的に少なくすることができる。
【００１５】
第２の発明によれば、燃料噴射条件の変更として、大気圧の低下に応じて燃料噴射圧力を低下させることと、大気圧の低下に応じて１サイクル中の燃料噴射回数を増やすこととの少なくとも一方を実施する。これにより、燃料噴霧の貫徹力を小さくすることができるので、燃焼室壁面への燃料付着を抑制することができ、また、燃料噴霧が過剰に拡散することを防止することができる。このため、大気圧の低下が燃焼安定性に及ぼす影響を効果的に補償することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、燃料噴射条件の変更による大気圧補償を内部ＥＧＲ量の増量による大気圧補償に優先して実行させることができる。内部ＥＧＲ量の増量は、例えばポンプ損失等の損失を伴うのに対し、燃料噴射条件の変更は、損失を伴うことがほとんどない。このため、燃料噴射条件の変更による大気圧補償を内部ＥＧＲ量の増量による大気圧補償に優先して実行することにより、高地での燃焼安定化を図る上で、燃費の悪化を最小限とすることができる。
【００１７】
第４の発明によれば、大気圧低下量が比較的小さい範囲においては、内部ＥＧＲ量の増量による大気圧補償を実行させることなく燃料噴射条件の変更による大気圧補償を実行させ、更に大気圧低下量が大きくなった場合に内部ＥＧＲ量の増量による大気圧補償を実行させ始めることを特徴とする。これにより、大気圧低下量に応じて、燃焼を確実に安定化することができるとともに、燃費の悪化を最小限とすることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、内部ＥＧＲ量の増量による大気圧補償に伴ってスモーク排出量が許容レベルを超えるおそれがある場合に、内部ＥＧＲ量を更に増量することにより、燃焼温度を、煤生成が抑制される温度以下に低下させて低温燃焼を行うことができる。これにより、高地において燃焼安定化を図る上で、スモークの排出をより確実に抑制することができる。
【００１９】
第６の発明によれば、内部ＥＧＲ量の増量による大気圧補償を行う場合に、大気圧と燃料噴射圧力とに基づいて筒内ガス粘性の要求値を算出し、その筒内ガス粘性要求値に基づいて要求内部ＥＧＲ量を算出し、その要求内部ＥＧＲ量に基づいて内部ＥＧＲ量を制御することができる。これにより、高地での燃焼を安定化させるために必要十分な最適な内部ＥＧＲ量を算出することができるので、内部ＥＧＲの増量に伴う燃費の悪化を最小限にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態について説明する。なお、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２１】
実施の形態１．
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、４サイクルのディーゼル機関１０を備えている。ディーゼル機関１０は、車両に搭載され、その動力源とされているものとする。本実施形態のディーゼル機関１０は、直列４気筒型であるが、本発明におけるディーゼル機関の気筒数および気筒配置はこれに限定されるものではない。
【００２２】
ディーゼル機関１０の各気筒には、燃料を筒内に直接噴射するインジェクタ１２が設置されている。各気筒のインジェクタ１２は、共通のコモンレール１４に接続されている。コモンレール１４内には、サプライポンプ１６によって加圧された高圧の燃料が貯留されている。そして、コモンレール１４内から、各インジェクタ１２へ、燃料が供給される。
【００２３】
インジェクタ１２は、１サイクル中に複数回、任意のタイミングで燃料を筒内に噴射することができる。すなわち、インジェクタ１２は、１サイクル中に、主たる燃料噴射（メイン噴射）に先立って、パイロット噴射を１回または複数回実施することができる。更に、インジェクタ１２は、メイン噴射の後に、アフター噴射、ポスト噴射などを実施することができるようになっていてもよい。
【００２４】
ディーゼル機関１０の排気通路１８は、排気マニホールド２０により枝分かれして、各気筒の排気ポート２２（図２参照）に接続されている。本実施形態のディーゼル機関１０は、ターボ過給機２４を備えている。排気通路１８は、ターボ過給機２４の排気タービンに接続されている。
【００２５】
排気通路１８の、ターボ過給機２４より下流側には、排気ガスを浄化するための触媒（排気浄化装置）２６が設けられている。触媒２６としては、例えば、酸化触媒、吸蔵還元型または選択還元型のＮＯｘ触媒、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）、ＤＰＮＲ（Diesel Particulate-NOx-Reduction system）のうちの一つ、またはこれらの組み合わせなどを用いることができる。
【００２６】
ディーゼル機関１０の吸気通路２８の入口付近には、エアクリーナ３０が設けられている。エアクリーナ３０を通って吸入された空気は、ターボ過給機２４の吸気圧縮機で圧縮された後、インタークーラ３２で冷却される。インタークーラ３２を通過した吸入空気は、吸気マニホールド３４により、各気筒の吸気ポート３５（図２参照）に分配される。
【００２７】
吸気通路２８の、インタークーラ３２と吸気マニホールド３４との間には、吸気絞り弁３６が設置されている。また、吸気通路２８の、エアクリーナ３０の下流近傍には、吸入空気量を検出するエアフローメータ３８が設置されている。
【００２８】
吸気通路２８の吸気マニホールド３４の近傍には、外部ＥＧＲ通路４０の一端が接続されている。外部ＥＧＲ通路４０の他端は、排気通路１８の排気マニホールド２０近傍に接続されている。本システムでは、この外部ＥＧＲ通路４０を通して、排気ガス（既燃ガス）の一部を吸気通路２８に還流させること、つまり外部ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)を行うことができる。
【００２９】
外部ＥＧＲ通路４０の途中には、外部ＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ４２が設けられている。外部ＥＧＲ通路４０におけるＥＧＲクーラ４２の下流には、ＥＧＲ弁４４が設けられている。このＥＧＲ弁４４の開度を変えることにより、外部ＥＧＲ通路４０を通る排気ガス量、すなわち外部ＥＧＲ量を調整することができる。
【００３０】
また、本システムにおいて、外部ＥＧＲ量は、ＥＧＲ弁４４の開度だけでなく、吸気絞り弁３６の開度によっても調整することができる。吸気絞り弁３６の開度を小さくして吸気を絞ると、吸気マニーホルド３４内の圧力（吸気管圧）が小さくなるので、背圧（排気管圧）との差圧が大きくなる。つまり、外部ＥＧＲ通路４０の前後の差圧が大きくなる。このため、外部ＥＧＲ量を多くすることができる。
【００３１】
そして、本実施形態のシステムは、アクセルペダルの踏み込み量（アクセル開度）を検出するアクセル開度センサ４８と、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）５０と、大気圧を検出する大気圧センサ６８とを更に備えている。ＥＣＵ５０には、上述した各種のセンサおよびアクチュエータが接続されている。ＥＣＵ５０は、各センサの出力に基づき、所定のプログラムに従って各アクチュエータを作動させることにより、ディーゼル機関１０の運転状態を制御する。
【００３２】
図２は、図１に示すシステムにおけるディーゼル機関１０の一つの気筒の断面を示す図である。以下、ディーゼル機関１０について更に説明する。図２に示すように、ディーゼル機関１０のクランク軸６０の近傍には、クランク軸６０の回転角度を検出するクランク角センサ６２が取り付けられている。このクランク角センサ６２は、ＥＣＵ５０に接続されている。クランク角センサ６２の出力から、機関回転速度を求めることができる。
【００３３】
また、ディーゼル機関１０には、吸気弁５２のバルブタイミングを可変とする吸気可変動弁機構５４と、排気弁５６のバルブタイミングを可変とする排気可変動弁機構５８とが備えられている。吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８は、それぞれ、ＥＣＵ５０に接続されている。
【００３４】
吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８の具体的な構造は、特に限定されず、例えば、バルブ作用角の中心位相を連続的に可変とする位相可変機構、バルブ作用角を連続的に可変とする作用角可変機構、あるいはその両方を兼ね備えた機構、更には電磁駆動弁など、公知の各機構を吸気可変動弁機構５４や排気可変動弁機構５８として利用することができる。
【００３５】
［実施の形態１の特徴］
前述したように、大気圧の低い高地において、特に軽負荷運転やアイドル運転が行われているとき（以下アイドル時を含めて「軽負荷時」という）には、インジェクタ１２から噴射された燃料が燃焼室壁面に付着し易くなり、その結果、燃焼が不安定になり易い。そこで、本実施形態では、高地軽負荷時に、燃焼を安定化させるため、平地（低地）にいるときより燃料噴射圧力を低くする噴射圧抑制制御と、平地にいるときより内部ＥＧＲ量を多くする内部ＥＧＲ増量制御とを行うこととした。
【００３６】
本実施形態では、コモンレール１４内の圧力（レール圧）が、インジェクタ１２からの燃料噴射圧力に等しい。よって、燃料噴射圧力を低下させるには、レール圧が低下するように、サプライポンプ１６等を制御すればよい。高地軽負荷時に、燃料噴射圧力を低下させると、噴霧の貫徹力が小さくなるので、燃焼室壁面への燃料付着を抑制することができる。よって、燃焼を安定化させることができる。
【００３７】
内部ＥＧＲは、例えば、吸気弁５２および排気弁５６の開弁期間に正または負のバルブオーバーラップを設ける方法によって、実行することができる。以下、図３を参照して、負のバルブオーバーラップを設ける場合を例に説明する。図３中の細線は通常時のバルブリフトであり、太線は負のバルブオーバーラップを設けた場合のバルブリフトである。負のバルブオーバーラップを大きくするほど、内部ＥＧＲ量を多くすることができる。図３に示す例では、排気弁５６の作用角を一定でその中心位相を進角し、吸気弁５２の作用角を一定でその中心位相を遅角しているが、それらの作用角を変化させても良い。また、排気弁５６と吸気弁５２と両方のバルブタイミングを変更することは必ずしも必要ではなく、何れか一方のバルブタイミングを変更することで負のバルブオーバーラップを設けるようにしても良い。
【００３８】
内部ＥＧＲを行うと、高温の既燃ガスが筒内に残留するので、圧縮行程開始前の筒内ガス温度が高くなり、よって圧縮端温度（圧縮上死点付近の筒内ガス温度）も高くすることができる。このため、燃料の着火性を向上することができる。また、圧縮端温度が高くなると、筒内ガスの粘性も高くなる。このため、燃料噴霧の過拡散を抑制することができ、燃焼室壁面への燃料付着を抑制することができる。このようなことから、高地軽負荷時に、内部ＥＧＲ量を多くすることにより、燃焼を安定化させることができる。
【００３９】
図４は、高地軽負荷時の燃焼を安定化させるべく、本実施形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンのフローチャートである。本ルーチンは、所定時間毎に実行されるものとする。図４に示すルーチンによれば、まず、大気圧センサ６８により検出される大気圧が取得される（ステップ１００）。次いで、レール圧（燃料噴射圧力）を低下させる噴射圧抑制制御が実施される（ステップ１０２）。
【００４０】
図５は、横軸に車両走行地点の高度をとり、縦軸に軽負荷時におけるレール圧および内部ＥＧＲ量をとった図である。図５中、横軸の左端は、平地（低地）に相当する高度である。上記ステップ１０２では、図５に示すようなレール圧が実現されるように、上記ステップ１００で取得された大気圧に基づき、ＥＣＵ５０に予め記憶されたマップに従って、レール圧が制御される。すなわち、平地から次第に高度が上昇し、大気圧が徐々に低くなっていった場合、それに伴ってレール圧を徐々に低下させる。そして、レール圧が所定の下限値まで低下した場合には、それ以上高度が上昇しても、レール圧はその下限値に維持される。なお、レール圧の下限値は、インジェクタ１２等の燃料噴射系の特性などに応じて決定される。
【００４１】
図４に示すルーチンによれば、上記ステップ１０２の処理に続いて、燃焼の安定性が判定される（ステップ１０４）。燃焼の安定性は、例えば、クランク角センサ６２の出力に基づいて回転変動（機関回転速度の変動）を検出することによって判定することができる。つまり、回転変動の値が許容値より小さければ、燃焼が安定しており、許容値より大きければ燃焼が不安定であると判定することができる。
【００４２】
上記ステップ１０４において、燃焼が安定していると判定された場合には、内部ＥＧＲを導入することなく、そのまま今回の処理サイクルが終了される。大気圧低下量が比較的小さい場合には、内部ＥＧＲを導入しなくても、燃料噴射圧力（レール圧）の低減によって、燃焼を十分に安定化させることができる。このため、本実施形態では、図５に示すように、大気圧低下量が比較的小さい場合、つまり、ある程度の高度までは、内部ＥＧＲは導入されない。
【００４３】
一方、上記ステップ１０４において、燃焼が不安定であると判定された場合には、以下のようにして、内部ＥＧＲを導入する内部ＥＧＲ増量制御が実施される。燃焼を安定させるには、インジェクタ１２から噴射される燃料噴霧の過拡散を抑制し、燃料噴霧の拡散を適度な度合いにすることが必要である。そこで、そのために必要な噴霧拡散抑制力を計算する処理がまず実施される（ステップ１０６）。具体的には、現在のレール圧と大気圧とから、燃料噴霧の貫徹力が算出され、その貫徹力に応じて、必要な噴霧拡散抑制力が算出される。
【００４４】
続いて、上記ステップ１０６で算出された必要な噴霧拡散抑制力を得るために要求される筒内ガスの粘性が算出される（ステップ１０８）。筒内ガスの粘性が高いほど、噴霧拡散抑制力は大きくなる。ここでは、この関係を利用して、筒内ガス粘性の要求値が算出される。
【００４５】
そして、上記ステップ１０８で算出された筒内ガス粘性の要求値に基づいて、次のようにして、内部ＥＧＲが導入される（ステップ１１０）。圧縮端温度が高いほど、筒内ガス粘性が高くなる関係があるので、まず、筒内ガス粘性の要求値から、必要な圧縮端温度が求められる。圧縮端温度は、圧縮開始前筒内温度に断熱圧縮変化の計算を施すことによって求められる。そして、圧縮開始前筒内温度は、内部ＥＧＲ量と相関している。よって、必要な圧縮端温度から逆算することにより、必要な内部ＥＧＲ量を求めることができる。ステップ１１０では、そのようにして求められた要求内部ＥＧＲ量が得られるような吸気弁５２および排気弁５６のバルブタイミングが実現されるように、吸気可変動弁機構５４および排気可変動弁機構５８が制御される。これにより、必要な量の内部ＥＧＲが実際に導入され、その結果、上記ステップ１０６で算出された、必要な噴霧拡散抑制力を得ることができる。よって、燃料噴霧の過拡散が確実に防止され、燃焼室壁面への燃料付着が抑制される。また、圧縮端温度の上昇により、着火性も向上する。これらのことから、燃焼を安定化することができる。
【００４６】
以上説明した図４に示すルーチンの処理によれば、燃焼噴射圧力の低下量と内部ＥＧＲ量の増加量とを大気圧に応じて的確に制御することができる。このため、その両者の相乗効果により、高地軽負荷時においても燃焼を確実に安定させることができる。よって、失火、トルク変動増大、ＨＣ排出などを確実に抑制することができる。
【００４７】
ところで、内部ＥＧＲを実施する際には、何らかの損失（例えば負のバルブオーバーラップを設ける場合であれば、ポンプ損失）を伴うのが普通である。本実施形態では、大気圧に応じて内部ＥＧＲ量を適量に制御することができるので、損失を最小限としつつ、燃焼安定化が図れる。特に、本実施形態では、上述したように、大気圧低下量が比較的小さい場合、つまり標高がそれほど高くない場合には、内部ＥＧＲを導入することなく、燃料噴射圧力の低下のみで対応することとしている。このため、燃費の悪化を最小限としつつ、高地での燃焼を安定化することができる。
【００４８】
なお、図５に示すように、本発明では、ある高度以上において、内部ＥＧＲ量を上記ステップ１１０で算出した量よりも更に増量することにより、低温燃焼化を図るようにしてもよい。本実施形態では、燃料噴射圧力の低下によって噴霧の粒径がアップしていることに加えて、高度が高くなるほど、筒内の酸素が少なくなり、且つ内部ＥＧＲ量が多くなるので、スモークが出易くなる。このため、図４に示すルーチンの処理では、ある高度以上になると、スモーク排出量が許容レベルに収まらなくなる場合も考えられる。そこで、そのような場合には、内部ＥＧＲ量を更に増量して、筒内ガスの比熱をさらに増大させることにより、燃焼温度を、煤生成が抑制される温度以下に低くすることが好ましい。このようにして低温燃焼化を図ることにより、高度が特に高くなった場合であっても、スモークの排出を確実に抑えることができる。なお、本実施形態は、軽負荷時の燃焼安定化を対象としているので、低温燃焼化に必要な大量の内部ＥＧＲを行うことは十分可能である。
【００４９】
図６は、平地と高地における筒内ガス量を説明するための図である。以下、図６を参照して、本実施形態の効果について更に説明する。図６に示すように、平地では、筒内は空気と外部ＥＧＲガスによって占められている。一方、高地において、何らの補正を行わずに平地と同様の制御を行った場合には、左から２番目の棒グラフのように、筒内の空気と外部ＥＧＲガスとが同じ割合で減少するので、空気が不足する。そこで、従来においては、右から２番目の棒グラフのように、外部ＥＧＲ率を少なくすることで平地と同程度の空気量を確保し、燃焼安定化を図ろうとしている。しかしながら、この場合には、外部ＥＧＲの減量によってＮＯｘ排出量が増加するとともに、筒内ガス密度低下によって噴霧の過拡散が助長され、十分な燃焼安定化効果が得られない。これに対し、本実施形態では、一番右の棒グラフのように、外部ＥＧＲに代えて内部ＥＧＲを導入することにより、圧縮端温度をアップすることができ、着火性の向上と、筒内ガス粘性アップによる噴霧過拡散防止効果が得られるので、燃焼を確実に安定化することができる。また、本実施形態では、外部ＥＧＲを少なくする（またはゼロとする）ので、吸気温度を低下させることができ、その結果、充填効率を向上することができる。このため、図６に示すように、上記従来例よりも筒内ガス量を多くすることができ、燃料噴霧の過拡散をより効果的に防止することができる。更に、内部ＥＧＲを導入する際、負のバルブオーバーラップとし、吸気弁開時期を上死点より後にした場合には、ピストンスピードが速いときに吸気弁５２が開くようにすることができるので、動的に吸気を促進することができ、充填効率を更に高めることができる。
【００５０】
ところで、上述した実施の形態１では、燃料噴射圧力を低下させることで噴霧の過拡散を防止するようにしているが、１サイクル中の燃料噴射回数を増やすことによっても、噴霧の過拡散を防止することができる。つまり、１サイクルに必要な燃料を複数回に分割して噴射することにより、１回当たりの噴射量が少なくなるので、噴霧の貫徹力を小さくすることができるからである。本発明では、このことを利用して、噴霧の過拡散を抑制し、燃焼の安定化を図るようにしても良い。すなわち、上記ステップ１０２において、燃料噴射圧力を低下させることに代えて、あるいは燃料噴射圧力を低下させることと共に、１サイクル中の燃料噴射回数を増やすようにしても良い。例えば、高度が上昇するのに伴って、噴射回数を１回（メイン噴射のみ）、２回（パイロット噴射＋メイン噴射）、３回（パイロット噴射２回＋メイン噴射）と増やしていくようにしてもよい。
【００５１】
なお、上述した実施の形態１においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ１０２の処理を実行することにより前記第１および第２の発明における「第１の大気圧低下補償手段」が、上記ステップ１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第２の大気圧低下補償手段」が、図４に示すルーチンの処理の処理を実行することにより前記第１乃至第４および第６の発明における「制御手段」が、ある高度以上において内部ＥＧＲ量を上記ステップ１１０で算出した量よりも更に増量して低温燃焼化を図ることにより前記第５の発明における「低温燃焼化手段」が、それぞれ実現されている。
【００５２】
また、上述した実施の形態では、本発明をディーゼル機関（圧縮着火内燃機関）の制御に適用した場合について説明したが、本発明は、ディーゼル機関の制御に限定されるものではなく、ガソリン機関（火花点火内燃機関）その他の各種の内燃機関の制御に適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態１のシステム構成を説明するための図である。
【図２】図１に示すシステムにおけるディーゼルエンジンの一つの気筒の断面を示す図である。
【図３】負のバルブオーバーラップを設ける場合のバルブリフトを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行されるルーチンのフローチャートである。
【図５】横軸に車両走行地点の高度をとり、縦軸に軽負荷時におけるレール圧および内部ＥＧＲ量をとった図である。
【図６】平地と高地における筒内ガス量を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  ディーゼル機関
１２  インジェクタ
１４  コモンレール
１８  排気通路
２０  排気マニホールド
２２  排気ポート
２４  ターボ過給機
２６  触媒
２８  吸気通路
３４  吸気マニホールド
３５  吸気ポート
３６  吸気絞り弁
３８  エアフローメータ
４０  外部ＥＧＲ通路
４４  ＥＧＲ弁
５０  ＥＣＵ
５２  吸気弁
５４  吸気可変動弁機構
５６  排気弁
５８  排気可変動弁機構
６２  クランク角センサ
６４  ピストン
【図１】
2008121494.tif 000003
【図２】
2008121494.tif 000004
【図３】
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【図４】
2008121494.tif 000006
【図５】
2008121494.tif 000007
【図６】
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