(57)【要約】【課題】内燃機関の冷損を高い精度で求め、その冷損に応じて制御パラメータの適正化を図ることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】各気筒それぞれにおける所定時間内の燃料積算噴射量および冷却水温度からシリンダ内面温度を推定し（ステップＳＴ２）、上記所定時間内の燃料積算噴射量および潤滑油温度からピストン頂面温度を推定する（ステップＳＴ３）。これらシリンダ内面温度およびピストン頂面温度から気筒毎の冷損指数基準値を算出し（ステップＳＴ４）、この冷損指数基準値、吸入ガス量、吸入ガス温度から気筒毎の冷損指数を算出する（ステップＳＴ５）。この冷損指数に基づき、エンジンの制御パラメータの補正を行う（ステップＳＴ６）。【選択図】図６
2013204521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射弁から気筒内に向けて噴射された燃料の燃焼により出力を発生する内燃機関の制御装置において、
所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量と冷却水温度とから推定されたシリンダ内面温度、および、所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量と潤滑油温度とから推定されたピストン表面温度に基づいて、一つの気筒における冷却損失の指標を求め、この冷却損失の指標に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行う構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、
上記内燃機関は複数の気筒を備え、それぞれの気筒に対して個別に燃料噴射弁から気筒内に向けて燃料が噴射されるようになっており、
上記冷却損失の指標は気筒毎に求められ、各気筒毎に、この冷却損失の指標に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行う構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の内燃機関の制御装置において、
上記所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量は、所定時間内において実際に気筒内に向けて噴射された燃料噴射タイミングそれぞれにおける燃料量に、重み係数を乗算することにより得られた積算噴射量として求められ、
上記重み係数は、上記シリンダ内面温度およびピストン表面温度の推定タイミングに近いタイミングで噴射された燃料噴射量に乗算されるものほど大きな値に設定されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項１、２または３記載の内燃機関の制御装置において、
上記冷却損失の指標に応じて補正される内燃機関制御パラメータは、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力、排気ガスを吸気系に還流する排気還流量、吸気の過給圧、グロープラグの通電期間のうちの少なくとも一つであることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
上記冷却損失の指標に基づいて、ピストンが圧縮上死点に達した時点での圧縮端温度、または、ピストンが所定位置に達した時点での筒内ガス温度を推定し、この推定値に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行う構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項６】
請求項１〜４のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
上記冷却損失の指標に基づいて、ピストンが圧縮上死点に達した時点での圧縮端圧力、または、ピストンが所定位置に達した時点での筒内圧力を推定し、この推定値に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行う構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうち何れか一つに記載の内燃機関の制御装置において、
上記内燃機関制御パラメータは、上記冷却損失の指標、吸入ガス量、および、吸入ガス温度から求められる冷損指数に応じて補正される構成となっていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジン等に代表される内燃機関の制御装置に係る。特に、本発明は、内燃機関の制御パラメータを適正化するための改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から周知のように、自動車用エンジン等として使用されるディーゼルエンジンでは、燃料消費率の改善、高いエンジントルクの確保、燃焼音の低減、排気エミッションの改善等を実現するために、エンジン回転数、アクセル操作量、冷却水温度、吸気温度に応じて、各種制御機器の制御量（制御パラメータ）が調整される。例えば、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」と呼ぶ場合もある）からの燃料噴射量や燃料噴射タイミングが調整される。また、ＮＯｘ排出量を削減することを目的として排気ガスを吸気系に還流させるＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）装置に備えられたＥＧＲバルブの開度を制御して排気還流率（ＥＧＲ率）が調整される。
【０００３】
例えば、下記の特許文献１には、検出された筒内圧力に応じて推定圧縮端温度（ピストンが圧縮上死点に達した時点での筒内温度）を算出し、目標圧縮端温度から推定圧縮端温度を減算した値に応じてパイロット噴射量を補正することが開示されている。また、下記の特許文献２には、冷却水温度に応じてパイロット噴射量を補正する場合に、その冷却水温度が低いほどパイロット噴射量を増量させることが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−７９６６号公報
【特許文献２】特開２００１−５５９４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述の如くエンジンの制御パラメータ（例えば燃料噴射時期やパイロット噴射量等）を補正する場合、上記冷却水が筒内の熱量を奪うことに起因する冷却損失（以下、「冷損」という場合もある）を考慮して制御パラメータの補正を行う必要がある。また、制御パラメータの制御量の最適値は、エンジン運転状態の履歴に応じて変動する。このため、冷却水温度のみで現在の筒内の温度環境を正確に認識することは難しく、筒内での燃焼状態の悪化を招くことのない制御量に予め調整するようにしている。例えば、車両減速状態からの再加速要求時（過渡時）に高い応答性をもってエンジン出力が得られるようにしておく等といったことが考慮されて各制御量が設定されている（例えば筒内の圧縮端温度が低い場合に着火遅れ期間が長くなり着火時期の遅れに伴って要求エンジン出力の発生タイミングに遅れが生じてしまうといったことのないように各制御量が設定されている）。このため、定常運転時にあっては制御パラメータの補正量が過剰になっている場合があり、燃料消費率の悪化、燃焼音の増大、排気エミッションの悪化等を招いてしまう可能性があった。
【０００６】
本発明の発明者らは、この点に鑑み、エンジンの冷損を高い精度で認識できれば、その冷損に応じた制御パラメータの補正を行うことで、過剰な補正が行われることなく、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善等を図ることができることに着目した。
【０００７】
そして、このエンジンの冷損は、エンジン運転状態の履歴、冷却水による冷損、潤滑油による冷損によって決定されることを見い出し本発明に至った。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、内燃機関の冷損を高い精度で求め、その冷損に応じて制御パラメータの適正化を図ることができる内燃機関の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
−発明の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、内燃機関の運転状態の履歴、冷却水による冷損、潤滑油による冷損によって内燃機関の気筒毎の冷損の指標となる値（冷損指数基準値）を求めるようにし、この指標に基づいて内燃機関の制御パラメータを調整することにより、その制御パラメータの最適化が図れるようにしている。
【００１０】
−解決手段−
具体的に、本発明は、燃料噴射弁から気筒内に向けて噴射された燃料の燃焼により出力を発生する内燃機関の制御装置を前提とする。この内燃機関の制御装置に対し、所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量と冷却水温度とから推定されたシリンダ内面温度、および、所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量と潤滑油温度とから推定されたピストン表面温度に基づいて、一つの気筒における冷却損失の指標を求め、この冷却損失の指標に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行う構成としている。
【００１１】
この特定事項により、冷却水による冷損をシリンダ内面温度の推定値より求めると共に、潤滑油による冷損をピストン表面温度の推定値より求める。そして、これら推定値から一つの気筒における冷却損失の指標を求めて、内燃機関制御パラメータの補正を行う。例えば、この指標に基づき、冷却損失が大きくなる状況である場合には、気筒内の温度上昇が図れるように（燃焼効率が高くなるように）内燃機関制御パラメータの補正が行われることになる。このようにして内燃機関制御パラメータの補正を行うことにより、一つの気筒における冷却損失を高い精度で求め、それを反映させた内燃機関制御パラメータの補正が行えることになる。その結果、現在の要求に適した内燃機関の運転状態が、制御パラメータを過剰に補正することなしに得られることになり、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善を図ることが可能になる。
【００１２】
具体的に、上記内燃機関が複数の気筒を備え、それぞれの気筒に対して個別に燃料噴射弁から気筒内に向けて燃料が噴射されるものに対し、上記冷却損失の指標を気筒毎に求め、各気筒毎に、この冷却損失の指標に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行う構成としている。
【００１３】
これにより、気筒毎に冷却水および潤滑油による冷損が異なっている場合であっても、個々の気筒に応じた冷却損失の指標が求められ、各気筒毎に内燃機関制御パラメータの補正が行われることになる。その結果、各気筒における燃料の燃焼状態の均等化を図ることができ、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善が図れるばかりでなく、気筒間バラツキの解消に伴って内燃機関の振動も抑制することができる。
【００１４】
上記所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量として、具体的には以下のようにして求められる。つまり、この燃料噴射量を、所定時間内において実際に気筒内に向けて噴射された燃料噴射タイミングそれぞれにおける燃料量に、重み係数を乗算することにより得られた積算噴射量として求める。そして、上記重み係数を、上記シリンダ内面温度およびピストン表面温度の推定タイミングに近いタイミングで噴射された燃料噴射量に乗算されるものほど大きな値に設定している。
【００１５】
このため、過去に遡るほど上記燃料噴射量（所定時間内における気筒内に向けての燃料噴射量；積算噴射量）に対する実際の燃料噴射量の影響度合いは小さくなる。このため、現在の内燃機関運転状態や直前の内燃機関運転状態の反映度合いを大きくした積算噴射量が求められることになる。その結果、筒内の残熱量を高い精度で認識しながら、シリンダ内面温度およびピストン表面温度を推定することができ、現在の内燃機関運転状態に適した制御パラメータの補正を行うことが可能になる。
【００１６】
上記冷却損失の指標に応じて補正される内燃機関制御パラメータとして具体的には、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧力、排気ガスを吸気系に還流する排気還流量、吸気の過給圧、グロープラグの通電期間のうちの少なくとも一つが挙げられる。
【００１７】
例えば、冷却水や潤滑油による冷損が大きい状況であって上記冷却損失の指標が大きく得られた場合には、燃料噴射時期を進角側に、燃料噴射量を増量側に、燃料噴射圧力を低圧側に、排気還流量を少なくする側に、吸気の過給圧を高圧側に、グロープラグの通電期間を長くする側にそれぞれ補正する。
【００１８】
また、上記内燃機関制御パラメータの補正を行う手法としては以下の２つも挙げられる。先ず、上記冷却損失の指標に基づいて、ピストンが圧縮上死点に達した時点での圧縮端温度、または、ピストンが所定位置に達した時点での筒内ガス温度を推定し、この推定値に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行うものである。
【００１９】
また、上記冷却損失の指標に基づいて、ピストンが圧縮上死点に達した時点での圧縮端圧力、または、ピストンが所定位置に達した時点での筒内圧力を推定し、この推定値に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行うものである。
【００２０】
上記内燃機関制御パラメータを補正するにあたっては、筒内へ導入される吸入ガスの状態量も考慮することが好ましい。具体的には、上記冷却損失の指標、吸入ガス量、および、吸入ガス温度から求められる冷損指数に応じて内燃機関制御パラメータを補正するものである。
【００２１】
これにより、冷却水や潤滑油による冷損ばかりでなく、筒内へ導入される吸入ガスの状態量（吸入ガス量、吸入ガス温度）に応じて内燃機関制御パラメータを補正することが可能になり、その補正量をより適切に得ることが可能になる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明では、シリンダ内面温度およびピストン表面温度に基づいて一つの気筒における冷却損失の指標を求め、この冷却損失の指標に応じて内燃機関制御パラメータの補正を行うようにしている。このため、冷却水による冷損および潤滑油による冷損それぞれを考慮した補正量を得ることができ、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係るエンジンおよびその制御系統の概略構成を示す図である。
【図２】ディーゼルエンジンの燃焼室およびその周辺部を示す断面図である。
【図３】ＥＣＵ等の制御系の構成を示すブロック図である。
【図４】燃焼行程において理想的な燃焼が行われた場合の熱発生率（クランク軸の単位回転角度当たりの熱発生量）の変化及び燃料噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）の変化の一例を示す波形図である。
【図５】燃料の燃焼期間における排気ガス温度、ボア内壁面温度、ヘッド下面温度、ピストン頂面温度それぞれの変化の一例を示す図である。
【図６】冷損指数による制御パラメータの補正手順を示すフローチャート図である。
【図７】図７（ａ）は噴射タイミング補正マップを、図７（ｂ）は噴射量補正マップを、図７（ｃ）は噴射圧補正マップを、図７（ｄ）はＥＧＲ率補正マップを、図７（ｅ）は過給圧補正マップを、図７（ｆ）はグロー通電期間補正マップをそれぞれ示す図である。
【図８】燃料噴射量の増量に伴う筒内ガス温度の変化の一例を示す図である。
【図９】各サイクルの燃料着火時期の推移を示す図である。
【図１０】燃焼行程時における気筒内での熱発生率の変化を示し、図１０（ａ）は実施形態において得られる熱発生率の変化の一例を示す図であり、図１０（ｂ）は従来技術における熱発生率の変化の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒（例えば直列４気筒）ディーゼルエンジン（圧縮自着火式内燃機関）に本発明を適用した場合について説明する。
【００２５】
−エンジンの構成−
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン（以下、単にエンジンという）の概略構成について説明する。図１は本実施形態に係るエンジン１及びその制御系統の概略構成図である。また、図２は、ディーゼルエンジン１の燃焼室３及びその周辺部を示す断面図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係るエンジン１は、燃料供給系２、燃焼室３、吸気系６、排気系７等を主要部とするディーゼルエンジンシステムとして構成されている。
【００２７】
燃料供給系２は、サプライポンプ２１、コモンレール２２、インジェクタ（燃料噴射弁）２３、機関燃料通路２７等を備えて構成されている。
【００２８】
上記サプライポンプ２１は、燃料タンクから燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を高圧にした後、機関燃料通路２７を介してコモンレール２２に供給する。コモンレール２２は、高圧燃料を所定圧力に保持（蓄圧）する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各インジェクタ２３，２３，…に分配する。インジェクタ２３は、その内部に圧電素子（ピエゾ素子）を備え、適宜開弁して燃焼室３内に燃料を噴射供給するピエゾインジェクタにより構成されている。
【００２９】
吸気系６は、シリンダヘッド１５（図２参照）に形成された吸気ポート１５ａに接続される吸気マニホールド６３を備え、この吸気マニホールド６３に、吸気通路を構成する吸気管６４が接続されている。また、この吸気通路には、上流側から順にエアクリーナ６５、エアフローメータ４３、吸気絞り弁（ディーゼルスロットル）６２が配設されている。上記エアフローメータ４３は、エアクリーナ６５を介して吸気通路に流入される空気量に応じた電気信号を出力する。
【００３０】
排気系７は、シリンダヘッド１５に形成された排気ポート７１に接続される排気マニホールド７２を備え、この排気マニホールド７２に対して、排気通路を構成する排気管７３が接続されている。また、この排気通路には排気浄化装置７７が配設されている。この排気浄化装置７７には、触媒（ＮＯｘ吸蔵触媒または酸化触媒）及びＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）が備えられている。また、排気浄化装置７７としてはＤＰＮＲ触媒（Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｔｉｃｕｌａｔｅ−ＮＯｘ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ触媒）が採用されていてもよい。
【００３１】
ここで、エンジン１の燃焼室３及びその周辺部の構成について、図２を用いて説明する。この図２に示すように、エンジン本体の一部を構成するシリンダブロック１１には、各気筒（４気筒）毎に円筒状のシリンダボア１２が形成されており、各シリンダボア１２の内部にはピストン１３が上下方向に摺動可能に収容されている。
【００３２】
ピストン１３の頂面１３ａの上側には上記燃焼室３が形成されている。つまり、この燃焼室３は、シリンダブロック１１の上部に取り付けられたシリンダヘッド１５の下面１５ｂと、シリンダボア１２の内壁面１２ａと、ピストン１３の頂面１３ａとにより区画形成されている。そして、ピストン１３の頂面１３ａの略中央部には、キャビティ（凹陥部）１３ｂが凹設されており、このキャビティ１３ｂも燃焼室３の一部を構成している。
【００３３】
上記ピストン１３は、コネクティングロッド１８によってエンジン出力軸であるクランクシャフトに連結されている。これにより、シリンダボア１２内でのピストン１３の往復移動がコネクティングロッド１８を介してクランクシャフトに伝達され、このクランクシャフトが回転することでエンジン出力が得られるようになっている。
【００３４】
また、上記ピストン１３は、潤滑油のオイルジェットによって冷却されるようになっている。具体的には、ピストン１３の内部に形成されたクーリングチャネル（オイルギャラリ）１３ｄの内部やピストン１３の下面に冷却用のオイルを、図示しないオイルジェットノズルから供給することによってピストン１３を冷却するようになっている（例えば特開２０００−３０３９０５号公報を参照）。このオイルジェットノズルから供給された潤滑油によってピストン１３の頂面１３ａを含むピストン１３の全体が冷却されることになる。
【００３５】
また、燃焼室３に向けてグロープラグ１９が配設されている。このグロープラグ１９は、エンジン１の始動直前に電流が流されることにより赤熱し（プレグローの実行）、これに燃料噴霧の一部が吹きつけられることで着火、燃焼が促進される始動補助装置として機能する。また、このグロープラグ１９は、エンジン１の始動中（クランキング中）、および、エンジン始動後（アフタグローの実行）においても必要に応じて使用される。例えば、筒内温度が低い（例えば７５０Ｋ以下である）場合や冷却水温度が低い場合の燃焼安定性を確保するべく通電されるようになっている。また、この通電期間は任意に調整可能となっている。
【００３６】
上記シリンダヘッド１５には、上記吸気ポート１５ａ及び上記排気ポート７１がそれぞれ形成されていると共に、吸気ポート１５ａを開閉する吸気バルブ１６及び排気ポート７１を開閉する排気バルブ１７が配設されている。また、シリンダヘッド１５には、燃焼室３の内部へ直接的に燃料を噴射する上記インジェクタ２３が取り付けられている。このインジェクタ２３は、シリンダ中心線Ｐに沿う起立姿勢で燃焼室３の略中央上部に配設されており、上記コモンレール２２から導入される燃料を燃焼室３に向けて所定のタイミングで噴射する。
【００３７】
更に、図１に示す如く、このエンジン１には、過給機（ターボチャージャ）５が設けられている。このターボチャージャ５は、タービンシャフト５１を介して連結されたタービンホイール５２及びコンプレッサホイール５３を備えている。コンプレッサホイール５３は吸気管６４内部に臨んで配置され、タービンホイール５２は排気管７３内部に臨んで配置されている。このためターボチャージャ５は、タービンホイール５２が受ける排気流（排気圧）を利用してコンプレッサホイール５３を回転させ、吸気圧を高めるといった所謂過給動作を行うようになっている。本実施形態におけるターボチャージャ５は、可変ノズル式ターボチャージャであって、タービンホイール５２側に可変ノズルベーン機構（図示省略）が設けられており、この可変ノズルベーン機構の開度を調整することにより、エンジン１の過給圧を調整することができる。
【００３８】
吸気系６の吸気管６４には、ターボチャージャ５での過給によって昇温した吸入空気を強制冷却するためのインタークーラ６１が設けられている。
【００３９】
また、エンジン１には、吸気系６と排気系７とを接続する排気還流通路（ＥＧＲ通路）８が設けられている。このＥＧＲ通路８は、排気の一部を適宜吸気系６に還流させて燃焼室３へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってＮＯｘ発生量を低減させるものである。また、このＥＧＲ通路８には、電子制御によって無段階に開閉され、同通路を流れる排気流量を自在に調整することができるＥＧＲバルブ８１と、ＥＧＲ通路８を通過（還流）する排気を冷却するためのＥＧＲクーラ８２とが設けられている。これらＥＧＲ通路８、ＥＧＲバルブ８１、ＥＧＲクーラ８２等によってＥＧＲ装置（排気還流装置）が構成されている。
【００４０】
−センサ類−
エンジン１の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン１の運転状態に関する信号を出力する。
【００４１】
例えば、上記エアフローメータ４３は、吸気系６内の吸気絞り弁６２上流において吸入空気の流量（吸入空気量）に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ４１はコモンレール２２内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ４２は吸気絞り弁６２の開度を検出する。吸気圧センサ４８は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ４９は、吸気マニホールド６３に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。Ａ／Ｆ（空燃比）センサ４４は、排気系７の排気浄化装置７７の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ４５は、同じく排気系７の排気浄化装置７７の下流において排気ガスの温度（排気温度）に応じた検出信号を出力する。
【００４２】
−ＥＣＵ−
ＥＣＵ１００は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなるマイクロコンピュータと入出力回路とを備えている。図３に示すように、ＥＣＵ１００の入力回路には、上記レール圧センサ４１、スロットル開度センサ４２、エアフローメータ４３、Ａ／Ｆセンサ４４、排気温センサ４５、吸気圧センサ４８、吸気温センサ４９が接続されている。さらに、入力回路には、エンジン１の冷却水温（上記シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５にそれぞれ形成されているウォータジャケット１１ａ，１５ｃ（図２を参照）を流れる冷却水の温度）に応じた検出信号を出力する水温センサ４６、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力するアクセル開度センサ４７、エンジン１の出力軸（クランクシャフト）が一定角度回転する毎に検出信号（パルス）を出力するクランクポジションセンサ４０などが接続されている。
【００４３】
一方、ＥＣＵ１００の出力回路には、上記サプライポンプ２１、インジェクタ２３、吸気絞り弁６２、ＥＧＲバルブ８１、及び、上記ターボチャージャ５の可変ノズルベーン機構（ノズルベーンの開度を調整するアクチュエータ）５４が接続されている。
【００４４】
そして、ＥＣＵ１００は、上記した各種センサからの出力、その出力値を利用する演算式により求められた演算値、または、上記ＲＯＭに記憶された各種マップに基づいて、エンジン１の各種制御を実行する。
【００４５】
例えば、ＥＣＵ１００は、インジェクタ２３の燃料噴射制御として、パイロット噴射（副噴射）とメイン噴射（主噴射）とを実行する。
【００４６】
上記パイロット噴射は、インジェクタ２３からのメイン噴射に先立ち、予め少量の燃料を噴射する動作である。また、このパイロット噴射は、メイン噴射による燃料の着火遅れを抑制し、安定した拡散燃焼に導くための噴射動作であって、副噴射とも呼ばれる。また、本実施形態におけるパイロット噴射は、上述したメイン噴射による初期燃焼速度を抑制する機能ばかりでなく、気筒内温度を高める予熱機能をも有するものとなっている。つまり、このパイロット噴射の実行後、燃料噴射を一旦中断し、メイン噴射が開始されるまでの間に圧縮ガス温度（気筒内温度）を十分に高めて燃料の自着火温度（例えば９００Ｋ）に到達させるようにし、これによってメイン噴射で噴射される燃料の着火性を良好に確保するようにしている。また、このパイロット噴射の基本噴射量および基本噴射タイミングは、予め実験またはシミュレーションによってエンジン運転状態に応じた値として設定されている。なお、このパイロット噴射の基本噴射量および基本噴射タイミングに対して、後述する冷損指数に応じた補正量だけ補正されて最終噴射量および最終噴射タイミングが決定されることになる。詳しくは後述する。
【００４７】
上記メイン噴射は、エンジン１のトルク発生のための噴射動作（トルク発生用燃料の供給動作）である。このメイン噴射での噴射量は、基本的には、エンジン回転数、アクセル操作量、冷却水温度、吸気温度等の運転状態に応じ、要求トルクが得られるように決定される。例えば、エンジン回転数（クランクポジションセンサ４０の検出値に基づいて算出されるエンジン回転数）が高いほど、また、アクセル操作量（アクセル開度センサ４７により検出されるアクセルペダルの踏み込み量）が大きいほど（アクセル開度が大きいほど）エンジン１のトルク要求値としては高く得られ、それに応じてメイン噴射での燃料噴射量としても多く設定されることになる。また、このメイン噴射の基本噴射タイミングは、予め実験またはシミュレーションによってエンジン運転状態に応じた値として設定されている。なお、このメイン噴射の基本噴射タイミングに対して、後述する冷損指数に応じた補正量だけ補正されて最終噴射タイミングが決定されることになる。これについても詳しくは後述する。
【００４８】
このメイン噴射で噴射された燃料は、物理的着火遅れ期間及び化学的着火遅れ期間を経た後、燃焼を開始することになる。この際、上記パイロット噴射によって気筒内の予熱が適切に行われている場合には、メイン噴射で噴射された燃料の予混合燃焼は殆ど行われないことになり、大部分が拡散燃焼となる。その結果、メイン噴射の噴射タイミングを制御することがそのまま拡散燃焼の開始タイミングを制御することに略等しくなり、燃焼の制御性を大幅に改善することができる。
【００４９】
尚、上記物理的着火遅れは、燃料液滴の蒸発、混合に要する時間であり、燃焼場のガス温度等に左右される。一方、化学的着火遅れは、燃料蒸気の化学的結合、分解かつ酸化発熱に要する時間である。
【００５０】
具体的な燃料噴射形態の一例としては、ピストン１３が圧縮上死点に達する前に上記パイロット噴射（インジェクタ２３に形成された複数の噴孔からの燃料噴射）が実行され、燃料噴射が一旦停止された後、所定のインターバルを経て、ピストン１３が圧縮上死点近傍に達した時点で上記メイン噴射が実行されることになる。これにより燃料が自己着火によって燃焼し、この燃焼により発生したエネルギは、ピストン１３を下死点に向かって押し下げるための運動エネルギ（エンジン出力となるエネルギ）、燃焼室３内を温度上昇させる熱エネルギ、シリンダブロック１１やシリンダヘッド１５を経て外部（例えば冷却水）に放熱される熱エネルギとなる。
【００５１】
ディーゼルエンジン１においては、ＮＯｘ発生量やスモーク発生量を削減することによる排気エミッションの改善、燃焼行程時の燃焼音の低減、エンジントルクの十分な確保といった各要求を連立することが重要である。これら要求を連立するための手法として、燃焼行程時における気筒内での熱発生率の変化状態（熱発生率波形で表される変化状態）を適切にコントロールすることが有効である。
【００５２】
図４の上段に示す波形は、横軸をクランク角度、縦軸を熱発生率とし、パイロット噴射及びメイン噴射で噴射された燃料の燃焼に係る理想的な熱発生率波形の一例を示している。図中のＴＤＣはピストン１３の圧縮上死点に対応したクランク角度位置を示している。また、図４の下段に示す波形は、インジェクタ２３から噴射される燃料の噴射率（クランク軸の単位回転角度当たりの燃料噴射量）波形を示している。
【００５３】
上記熱発生率波形としては、例えば、ピストン１３の圧縮上死点（ＴＤＣ）付近からメイン噴射で噴射された燃料の燃焼が開始され、ピストン１３の圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点）で熱発生率が極大値（ピーク値）に達し、更に、圧縮上死点後の所定ピストン位置（例えば、圧縮上死点後２５度（ＡＴＤＣ２５°）の時点）で上記メイン噴射において噴射された燃料の燃焼が終了するようになっている。このような熱発生率の変化状態で混合気の燃焼を行わせるようにすれば、例えば圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点で気筒内の混合気のうちの５０％が燃焼を完了した状況となる。つまり、圧縮上死点後１０度（ＡＴＤＣ１０°）の時点が燃焼重心となって、燃焼行程における総熱発生量の約５０％がＡＴＤＣ１０°までに発生し、高い熱効率でエンジン１を運転させることが可能となる。上記各値は、これに限定されるものではなく、エンジン１の機種毎に理想的な熱発生率波形は異なるため、これら各値も機種毎に異なったものとなる。
【００５４】
このような理想的な熱発生率波形による燃焼が行われる状況にあっては、パイロット噴射によって気筒内の予熱が十分に行われ、この予熱により、メイン噴射で噴射された燃料は、噴射後、直ちに自着火温度以上の温度環境下に晒されることにより、上記物理的着火遅れ期間及び化学的着火遅れ期間を経て燃焼が開始されることになる。
【００５５】
尚、上述したパイロット噴射及びメイン噴射の他に、アフタ噴射やポスト噴射が必要に応じて行われる。これらの噴射の機能は周知であるため、ここでの説明は省略する。
【００５６】
また、ＥＣＵ１００は、エンジン１の運転状態に応じてＥＧＲバルブ８１の開度を制御し、吸気マニホールド６３に向けての排気還流量（ＥＧＲ量）を調整する。このＥＧＲ量の調整（ＥＧＲ率の調整）の基本動作としては、予め実験やシミュレーション等によって作成されて上記ＲＯＭに記憶されたＥＧＲマップに従って行われる。このＥＧＲマップは、エンジン回転数（機関回転数）及びエンジン負荷（機関負荷）をパラメータとしてＥＧＲ量（ＥＧＲ率）を決定するためのマップである。このようにしてＥＧＲマップにしたがって決定されたＥＧＲ率に対しても、後述する冷損指数に応じた補正量だけ補正され、これにより最終ＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率）が決定されることになる。
【００５７】
また、燃料噴射を実行する際の燃料噴射圧は、コモンレール２２の内圧により決定される。このコモンレール内圧として、一般に、コモンレール２２からインジェクタ２３へ供給される燃料圧力の目標値は、エンジン負荷が高くなるほど、及び、エンジン回転数が高くなるほど高いものとされる。このレール圧は例えば上記ＲＯＭに記憶された燃圧設定マップに従って設定される。尚、本実施形態では、エンジン負荷等に応じて燃料圧力が３０ＭＰａ〜２００ＭＰａの間で調整されるようになっている。このようにして決定された燃料噴射圧に対しても、後述する冷損指数に応じた補正量だけ補正され、これにより最終燃料噴射圧（目標燃料噴射圧）が決定されることになる。
【００５８】
本実施形態の特徴として、ＥＣＵ１００は、各気筒毎における冷却損失（冷損）として、冷却水による冷損および潤滑油による冷損それぞれを個別に考慮し、この各気筒毎の冷損に基づいて各種制御パラメータを補正するようにしている。以下、この各気筒毎における冷損の指標となる値の算出動作およびその指標に基づく各種制御パラメータの補正動作について説明する。
【００５９】
−冷損の指標となる値の概念−
先ず、各気筒毎の冷損の指標となる値の概念について説明する。この値は、インジェクタ２３からの燃料噴射量の履歴、シリンダボア内壁面１２ａの温度、シリンダヘッド下面１５ｂの温度、および、ピストン頂面１３ａの温度等により求められる。以下、上記シリンダボア１２の内壁面温度およびシリンダ下面の温度を総称して「シリンダ内面温度」と呼ぶこととする。
【００６０】
具体的に、筒内温度を低下させる要因である冷損としては、上記冷却水（上記ウォータジャケット１１ａ，１５ｃを流れる冷却水）の冷却効果による冷損、および、潤滑油（上記オイルジェットノズルから供給される潤滑油）の冷却効果による冷損が挙げられる。
【００６１】
そして、冷却水が冷却対象とするものは、シリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５であり、シリンダブロック１１では上記シリンダボア内壁面１２ａが筒内に臨んでおり、シリンダヘッド１５では上記シリンダヘッド下面１５ｂが筒内に臨んでいる。つまり、冷却水によって冷却されるシリンダブロック１１およびシリンダヘッド１５にあっては、シリンダボア内壁面１２ａおよびシリンダヘッド下面１５ｂの温度が、上記冷却水による冷損によって変化し、筒内での燃焼状態に影響を与えることになる。
【００６２】
一方、潤滑油が冷却対象とするものは、ピストン１３であり、このピストン１３ではピストン頂面１３ａが筒内に臨んでいる。つまり、潤滑油によって冷却されるピストン１３にあっては、ピストン頂面１３ａの温度が、上記潤滑油による冷損によって変化し、筒内での燃焼状態に影響を与えることになる。
【００６３】
また、上記シリンダ内面温度、および、ピストン頂面１３ａの温度（以下、「ピストン頂面温度」という）は、それぞれエンジン運転状態の履歴に応じた筒内の残熱量と上記冷損によって決まる。また、エンジン運転状態の履歴に応じた筒内の残熱量は、所定期間内での燃料の総噴射量（筒内の温度上昇に寄与した燃料量）によって決まる。このため、シリンダ内面温度は、所定期間内での燃料の総噴射量と、冷却水温度とに基づいて推定することができる。また、ピストン頂面温度は、所定期間内での燃料の総噴射量と、潤滑油温度とに基づいて推定することができる。
【００６４】
図５は、燃料の燃焼期間（図中の期間Ｔａ）における排気ガス温度（実線）、ボア内壁面温度（破線）、ヘッド下面温度（一点鎖線）、ピストン頂面温度（二点鎖線）それぞれの変化の一例を示している。このように、燃料の燃焼に伴う排気ガス温度の上昇に対して僅かな遅れをもってボア内壁面温度、ヘッド下面温度、ピストン頂面温度は上昇していき、且つそれぞれの温度は、冷却水の冷却効果による冷損および潤滑油の冷却効果による冷損に応じて互いに異なる値となり、それぞれが筒内での燃焼に与える影響が異なることになる。つまり、冷却水による冷損と潤滑油による冷損とはそれぞれ燃焼に与える影響が互いに異なっている。そこで、本実施形態では、これら冷損に応じて変化するシリンダ内面温度およびピストン頂面温度を個別に求める（推定する）ようにしている。
【００６５】
本実施形態では、このようにして求められた（推定された）シリンダ内面温度およびピストン頂面温度から、上記各気筒毎における冷損に対応する指標となる冷損指数基準値を算出し、この冷損指数基準値および吸入ガスの状態量に基づいて各種制御機器の制御量（制御パラメータ）を調整するようにしている。
【００６６】
−制御量の調整−
次に、上記冷損に対応する指標となる冷損指数基準値の算出手順、および、その冷損指数基準値を用いた各種制御機器の制御量（制御パラメータ）の補正動作について図６のフローチャートに沿って具体的に説明する。この図６に示すフローチャートは、図示しないイグニッションスイッチ（スタートスイッチ）がＯＮされてエンジン１が始動した後、所定時間毎に実行される。
【００６７】
まず、ステップＳＴ１において、各気筒毎における所定時間内の積算噴射量の算出が行われる。ここでは、各気筒それぞれにおけるインジェクタ２３からの各燃料噴射量をＱｖ（ｉ，ｊ）で表し、その燃料噴射が実行された時刻をＺｉｔ（ｉ，ｊ）で表す。「ｉ」は気筒番号であり、４気筒エンジンの場合には、「ｉ」は「１〜４」の値となる。また、「ｊ」は噴射サイクルであり、直前に実行された燃料噴射における噴射サイクルを「１」とし、その燃料噴射よりも１回前に実行された（同一気筒で実行された）燃料噴射における噴射サイクルを「２」とし、所定時間前に実行された（同一気筒において例えば５ｍｉｎ以内の期間で最も先行された）燃料噴射における噴射サイクルを「ｊ」とする。また、ここで対象とする燃料噴射は、筒内の残熱量に影響を与える（筒内での熱源となる）燃料噴射（例えば上記パイロット噴射及びメイン噴射）である。
【００６８】
このため、ある気筒で燃料噴射が実行された場合には、その気筒においては、燃料噴射量Ｑｖ（ｉ，ｊ）の「ｊ」が一つずつ加算（インクリメント）されることになる。つまり、ｉ番気筒で燃料噴射が実行された場合には、今回実行された燃料噴射での燃料噴射量はＱｖ（ｉ，１）となり、同一気筒において前回実行された燃料噴射量はＱｖ（ｉ，１）からＱｖ（ｉ，２）に変更され、同一気筒において前々回実行された燃料噴射量はＱｖ（ｉ，２）からＱｖ（ｉ，３）に変更される。つまり、燃料噴射量はＱｖ（ｉ，ｊ）からＱｖ（ｉ，ｊ＋１）に変更される。
【００６９】
同様に、ある気筒で燃料噴射が実行された場合に、その気筒におけるその燃料噴射時刻Ｚｉｔ（ｉ，ｊ）の「ｊ」が一つずつ加算（インクリメント）されることになる。つまり、ｉ番気筒で燃料噴射が実行された場合には、その燃料噴射時刻はＺｉｔ（ｉ，１）となり、同一気筒において前回実行された燃料噴射時刻はＺｉｔ（ｉ，１）からＺｉｔ（ｉ，２）に変更され、同一気筒において前々回実行された燃料噴射時刻はＺｉｔ（ｉ，２）からＺｉｔ（ｉ，３）に変更される。つまり、燃料噴射時刻はＺｉｔ（ｉ，ｊ）からＺｉｔ（ｉ，ｊ＋１）に変更される。
【００７０】
そして、以下の式（１）を満たす「ｊ」の最大値を求め、Ｚｉｔ（ｉ，１）からＺｉｔ（ｉ，ｊ）までの期間を、今回の総燃料噴射量積算期間として設定する。
【００７１】
Ｚｉｔ（ｉ，１）−Ｚｉｔ（ｉ，ｊ）≦ＺｉｔＢ    ・・・（１）
この式（１）における「Ｂ」は、総燃料噴射量積算期間を設定するための値であって例えば５ｍｉｎに相当する値が設定される。この値はこれに限定されるものではなく、適宜設定される。
【００７２】
そして、上述の如く設定された総燃料噴射量積算期間におけるｉ番気筒の各燃料噴射の噴射量Ｑｖ（ｉ，１）〜Ｑｖ（ｉ，ｊ）それぞれに所定の履歴重み係数Ｋ（ｉ）を乗算した総和である積算噴射量ＳＱ（ｉ）を以下の式（２）によって算出する。
【００７３】
ＳＱ（ｉ）＝Ｑｖ（ｉ，１）・Ｋ（１）＋Ｑｖ（ｉ，２）・Ｋ（２）＋…＋Ｑｖ（ｉ，ｊ−１）・Ｋ（ｊ−１）＋Ｑｖ（ｉ，ｊ）・Ｋ（ｊ）    ・・・（２）
なお、上記履歴重み係数Ｋ（ｉ）は「ｉ」が小さい値であるほど大きな値として設定される。つまり、過去に遡るほど積算噴射量ＳＱ（ｉ）に対する燃料噴射量の影響度合いを小さくし、現在のエンジン運転状態や直前のエンジン運転状態の反映度合いを大きくした積算噴射量ＳＱ（ｉ）が求められるようになっている。なお、この履歴重み係数Ｋ（ｉ）は、予め実験やシミュレーションによってエンジン１の機種毎に設定されるものである。例えば、この積算噴射量ＳＱ（ｉ）は、筒内の残熱量に相関のある値として求められるため、シリンダブロック１１やピストン１３の熱容量が小さいエンジンの場合には、これらの熱容量が大きいエンジンの場合に比べて各履歴重み係数Ｋ（１）〜Ｋ（ｉ）は小さい値として設定される。これにより、筒内の残熱量が少ない状態での熱量に相当する積算噴射量ＳＱ（ｉ）が求められることになる。
【００７４】
以上の動作が、何れかの気筒で１回の燃料噴射が実行される度に行われ、その気筒での積算噴射量ＳＱ（ｉ）が算出される。
【００７５】
このようにして、燃料噴射が実行された気筒における積算噴射量ＳＱ（ｉ）を算出した後、ステップＳＴ２に移り、シリンダ内面温度の推定を行う。
【００７６】
このシリンダ内面温度の推定動作では、上記水温センサ４６により検出される冷却水温度Ｔｈｗおよび上記積算噴射量ＳＱ（ｉ）を変数とする関数ｆ（Ｔｈｗ，ＳＱ（ｉ））によりシリンダ内面温度Ｔｗａｌｌ（ｉ）を算出する。この関数ｆ（Ｔｈｗ，ＳＱ（ｉ））は、予め実験やシミュレーションによって得られ、上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。また、冷却水温度Ｔｈｗおよび積算噴射量ＳＱ（ｉ）からシリンダ内面温度Ｔｗａｌｌ（ｉ）を求めるマップを上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておくようにしてもよい。
【００７７】
その後、ステップＳＴ３では、ピストン頂面温度の推定を行う。
【００７８】
このピストン頂面温度の推定動作では、まず、潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）の算出を行う。この潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）は、上記水温センサ４６により検出される冷却水温度Ｔｈｗから算出される。具体的には、潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）は、冷却水温度Ｔｈｗの上昇速度に対して遅れ（１次応答遅れ）をもって上昇するものであるため、上記冷却水温度Ｔｈｗおよび遅れ係数Ｔｈｏ（ｎ−１）を変数とする演算式により算出される。
【００７９】
そして、上記算出された潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）および上記積算噴射量ＳＱ（ｉ）を変数とする関数ｇ（Ｔｈｏ（ｎ），ＳＱ（ｉ））によりピストン頂面温度Ｔｐｉｓ（ｉ）を算出する。この関数ｇ（Ｔｈｏ（ｎ），ＳＱ（ｉ））も、予め実験やシミュレーションによって得られ、上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。また、潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）および積算噴射量ＳＱ（ｉ）からピストン頂面温度Ｔｐｉｓ（ｉ）を求めるマップを上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておくようにしてもよい。なお、潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）を直接的に検出可能な油温センサが備えられている場合には、この油温センサによって検出された潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）を変数として関数ｇ（Ｔｈｏ（ｎ），ＳＱ（ｉ））によりピストン頂面温度Ｔｐｉｓ（ｉ）を算出することになる。つまり、上記潤滑油温度Ｔｈｏ（ｎ）の上昇遅れ（１次応答遅れ）を考慮する必要がなくなる。
【００８０】
以上のようにしてシリンダ内面温度Ｔｗａｌｌ（ｉ）およびピストン頂面温度Ｔｐｉｓ（ｉ）を算出した後、ステップＳＴ４に移り、気筒毎の冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）を算出する。具体的には、上記シリンダ内面温度Ｔｗａｌｌ（ｉ）およびピストン頂面温度Ｔｐｉｓ（ｉ）を変数とする関数ｈ（Ｔｗａｌｌ（ｉ），Ｔｐｉｓ（ｉ））により気筒毎の冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）を算出する。この関数ｈ（Ｔｗａｌｌ（ｉ），Ｔｐｉｓ（ｉ））は、予め実験やシミュレーションによって得られ、上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。また、シリンダ内面温度Ｔｗａｌｌ（ｉ）およびピストン頂面温度Ｔｐｉｓ（ｉ）から冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）を求めるマップを上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておくようにしてもよい。
【００８１】
この冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）は、上述した冷却水による冷損および潤滑油による冷損に対応する指標となる値である。つまり、冷損が大きいほど、この冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）としては大きな値が算出されることになる。
【００８２】
その後、ステップＳＴ５に移り、気筒毎の冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）を算出する。具体的には、上記冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）、吸入ガス量Ｇｃｙｌ、吸入ガス温度Ｔｈｉｍを変数とする関数ｋ（Ｌｓｃ（ｉ），Ｇｃｙｌ，Ｔｈｉｍ）により気筒毎の冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）を算出する。上記吸入ガス量Ｇｃｙｌは、上記エアフローメータ４３によって検出される吸入空気量および上記ＥＧＲバルブ８１の開度等によって推定される排気還流量（ＥＧＲガス量）に応じて求められる。また、吸入ガス温度Ｔｈｉｍは、上記吸気温センサ４９によって検出される。この関数ｋ（Ｌｓｃ（ｉ），Ｇｃｙｌ，Ｔｈｉｍ）も、予め実験やシミュレーションによって得られ、上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されている。また、冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）、吸入ガス量Ｇｃｙｌ、吸入ガス温度Ｔｈｉｍから冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）を求めるマップを上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶させておくようにしてもよい。そして、上記冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）は、冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）が大きいほど、吸入ガス温度Ｔｈｉｍが低いほど、また、その吸入ガス量Ｇｃｙｌが多いほど大きな値として算出されることになる。
【００８３】
このようにして冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が算出された後、ステップＳＴ６に移り、この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じてエンジン１の各制御パラメータの補正を行う。具体的な補正について以下に述べる。
【００８４】
（燃料噴射時期）
燃料噴射時期の補正としては、例えば冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど（冷損が大きく気筒内温度が低下しやすい状況に相当）、上記パイロット噴射時期およびメイン噴射時期を進角側に補正する。つまり、上記基本噴射タイミングに対して冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正量だけ補正が行われ、それを最終噴射タイミングとして決定する。この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正値は、図７（ａ）に示す噴射タイミング補正マップから求められる。この噴射タイミング補正マップは、予め実験やシミュレーションによって作成されて上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど噴射時期を進角側に補正する補正値が得られるものとなっている。
【００８５】
（燃料噴射量）
燃料噴射量の補正としては、例えば冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、上記パイロット噴射量を増量側に補正する。つまり、上記基本噴射量に対して冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正量だけ補正が行われ、それを最終噴射量として決定する。この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正値は、図７（ｂ）に示す噴射量補正マップから求められる。この噴射量補正マップも、予め実験やシミュレーションによって作成されて上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほどパイロット噴射量を増量側に補正する補正値が得られるものとなっている。
【００８６】
図８は、このパイロット噴射量の増量補正を行った場合の筒内ガス温度（例えばメイン噴射開始時点における筒内ガス温度）の変化の一例を示している。この図８から明らかなように、同一エンジン水温（冷却水温）であっても、噴射量の増量補正を行った場合（一点鎖線、破線、実線の順で燃料噴射量が増量されている）には筒内ガス温度が上昇し、メイン噴射での着火性が良好になって燃焼の安定化を図ることが可能となる。
【００８７】
（燃料噴射圧）
燃料噴射圧の補正としては、例えば冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、上記燃料噴射圧を低圧側に補正する。つまり、上記エンジン負荷等に応じて設定される燃料噴射圧に対して冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正量だけ補正が行われ、それを最終燃料噴射圧（目標燃料噴射圧）として決定する。このように冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど（例えばシリンダボア内壁面１２ａの温度が低いほど）、上記燃料噴射圧を低圧側に補正することにより、インジェクタ２３から噴射された燃料がシリンダボア内壁面１２ａに到達し難くなるようにする。これは、シリンダボア内壁面１２ａの温度が低い場合、シリンダボア内壁面１２ａに付着した燃料は蒸発し難く、その量が多くなると燃料によるオイル（潤滑油）の希釈が進んでしまうことになるため、これを防止するべく、燃料噴射圧を低圧側に補正するものである。
【００８８】
この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた燃料噴射圧の補正値は、図７（ｃ）に示す噴射圧補正マップから求められる。この噴射圧補正マップも、予め実験やシミュレーションによって作成されて上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど燃料噴射圧を低圧側に補正する補正値が得られるものとなっている。
【００８９】
（ＥＧＲ率）
ＥＧＲ率の補正としては、例えば冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、目標ＥＧＲ率（吸入ガス中における排気還流量の割合）を低くする側に補正する。つまり、上記ＥＧＲマップにしたがって決定されたＥＧＲ率に対して冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正量だけ補正が行われ、それを最終ＥＧＲ率（目標ＥＧＲ率）として決定する。このように冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、上記目標ＥＧＲ率を低い側に補正することにより、燃焼場での燃焼温度を高く維持し、燃焼効率の向上が図れるようにしている。
【００９０】
この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた目標ＥＧＲ率の補正値は、図７（ｄ）に示すＥＧＲ率補正マップから求められる。このＥＧＲ率補正マップも、予め実験やシミュレーションによって作成されて上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほどＥＧＲ率を低い側に補正する補正値が得られるものとなっている。
【００９１】
なお、ここでは冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じて目標ＥＧＲ率を補正するようにしたが、吸気系における目標酸素濃度や、ＥＧＲ制御量（上記ＥＧＲバルブ８１の制御量）を補正するようにしてもよい。つまり、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、目標酸素濃度を高い側に補正したり、ＥＧＲバルブ８１の開度を小さい側に補正したりしてもよい。
【００９２】
（過給圧）
上記ターボチャージャ５での過給圧の補正としては、例えば冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、目標過給圧を高くする側に補正する。つまり、上記エンジン回転速度やアクセル開度等に応じて設定される基本過給圧に対して冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正量だけ補正が行われ、それを最終過給圧（目標過給圧）として決定する。このように冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、上記目標過給圧を高い側に補正することにより、燃焼効率の向上が図れるようにしている。
【００９３】
この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた目標過給圧の補正値は、図７（ｅ）に示す過給圧補正マップから求められる。この過給圧補正マップも、予め実験やシミュレーションによって作成されて上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど目標過給圧を高くする側に補正する補正値が得られるものとなっている。
【００９４】
なお、ここでは冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じて目標過給圧を補正するようにしたが、ターボ制御量（上記可変ノズルベーン機構５４のベーン開度）を補正するようにしてもよい。つまり、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、可変ノズルベーン機構５４のベーン開度を小さい側に補正するものである。
【００９５】
（グロー通電期間）
上記グロープラグ１９におけるエンジン始動後の通電期間（アフタグローの実行期間）の補正としては、例えば冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、通電期間を長くする側に補正する。つまり、冷却水温度が所定温度以下であることでアフタグローを実行する場合に、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた補正量だけ通電期間の補正が行われ、それを最終通電期間として決定する。このように冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど、上記通電期間を長くする側に補正することにより、燃焼の安定化が図れるようにしている。
【００９６】
この冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた通電期間の補正値は、図７（ｆ）に示すグロー通電期間補正マップから求められる。このグロー通電期間補正マップも、予め実験やシミュレーションによって作成されて上記ＥＣＵ１００のＲＯＭに記憶されており、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きいほど通電期間を長くする側に補正する補正値が得られるものとなっている。
【００９７】
以上のように、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧、ＥＧＲ率、過給圧、グロー通電期間を、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じて補正することにより、エンジン運転状態の履歴に応じた筒内の残熱量、冷却水による冷損（シリンダの冷損）、潤滑油による冷損（ピストンの冷損）に応じた各種制御パラメータの適正化を図ることができる。その結果、現在の要求（例えば要求トルク）に適したエンジン運転状態が、制御パラメータを過剰に補正することなしに得られることになり、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善を図ることが可能になる。
【００９８】
また、本実施形態によれば、気筒毎に冷却水および潤滑油による冷損が異なっている場合であっても、各気筒それぞれに対して冷損指数基準値および冷損指数が求められて、各気筒毎に制御パラメータの補正が行われる。このため、各気筒における燃料の燃焼状態の均等化を図ることができ、気筒間バラツキの解消に伴ってエンジン１の振動も抑制することができる。
【００９９】
図９は、エンジン１の運転開始から、または、エンジン負荷が変化してからの各サイクルの燃料着火時期の推移を示す図であって、従来技術（冷却水温度のみに応じて各種制御パラメータを補正するもの）における燃料着火時期の推移を破線で、本実施形態における燃料着火時期の推移を実線でそれぞれ示している。これら波形は、実験またはシミュレーションによって求められたものである。
【０１００】
この図９から明らかなように、従来技術にあっては、燃料着火時期が収束するまでの期間（最適な燃料着火時期（燃料消費率の改善や排気エミッションの改善が図れる燃料着火時期）が得られるまでの期間）が比較的長くなっている（図中の期間Ｔｂを参照）。このため、この最適な燃料着火時期が得られるまでの期間にあっては、燃料消費率の悪化、燃焼音の増大、排気エミッションの悪化が懸念されることになる。
【０１０１】
これに対し、本実施形態では、最適な燃料着火時期に急速に収束している。このため、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善等を図ることが可能なエンジン運転状態を早期に得ることが可能となっている。
【０１０２】
図１０は、燃焼行程時における気筒内での熱発生率の変化を示し、図１０（ａ）は本実施形態において得られる熱発生率の変化の一例を示している。この図１０（ａ）における二点鎖線はエンジン１の運転開始時点における熱発生率の変化を示し、実線はエンジン１の運転開始後、数サイクル後の時点における熱発生率の変化を示している。一方、図１０（ｂ）は従来技術（冷却水温度のみに応じて各種制御パラメータを補正するもの）における熱発生率の変化の一例を示している。この図１０（ｂ）における二点鎖線はエンジン１の運転開始時点における熱発生率の変化を示し、一点鎖線はエンジン１の運転開始後、数サイクル後の時点における熱発生率の変化を示している。また、破線は、更に数サイクル後の時点における熱発生率の変化を示し、実線は、更に数サイクル後の時点における熱発生率の変化を示している。
【０１０３】
このように、従来技術にあっては、熱発生率が収束して理想的な熱発生率波形が得られるまでの期間を長く要している。このため、燃料消費率の悪化、燃焼音の増大、排気エミッションの悪化が懸念される期間が長くなっている。
【０１０４】
これに対し、本実施形態では、理想的な熱発生率波形を早期に得ることが可能となっている。このため、燃料消費率の改善、燃焼音の低減、排気エミッションの改善等を図ることが可能なエンジン運転状態を早期に得ることが可能である。
【０１０５】
なお、本実施形態では、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じて、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧、ＥＧＲ率、過給圧、グロー通電期間の全てに対して補正を行うようにしていた。これに限らず、燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧、ＥＧＲ率、過給圧、グロー通電期間のうちの何れか一つ、または、複数を冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じて補正するようにしてもよい。また、上記以外の制御パラメータを上記冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じて補正するようにしてもよい。
【０１０６】
（変形例１）
次に、変形例１について説明する。本変形例は、上記冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた制御パラメータの補正動作が上述した実施形態のものと異なっている。したがって、ここでは、制御パラメータの補正動作についてのみ説明する。
【０１０７】
具体的には、上記冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に基づいて圧縮端温度（ピストン１３が圧縮上死点に達した時点での筒内温度）または所定クランク角度での筒内温度（ピストン１３が所定位置に達した時点（例えばクランク角度で圧縮上死点前３０°の位置）での筒内温度）を推定し、この推定値から上記燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧、ＥＧＲ率、過給圧、グロー通電期間の少なくとも一つを補正するようにしている。この場合、筒内温度が低いほど、上記実施形態において冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きい場合と同様の制御（例えば燃料噴射時期の進角補正や、燃料噴射量の増量補正等）が行われることになる。
【０１０８】
なお、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）から圧縮端温度または所定クランク角度での筒内温度を推定するための手法としては、予め実験やシミュレーションによって、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）と圧縮端温度との関係、または、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）と所定クランク角度での筒内温度との関係を求めておき、それをマップ化して上記ＲＯＭに記憶させておく。そして、このマップに冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に当て嵌めることにより、圧縮端温度または所定クランク角度での筒内温度を求めるようにする。
【０１０９】
（変形例２）
次に、変形例２について説明する。本変形例は、上記冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に応じた制御パラメータの補正動作が上述した実施形態および変形例１のものと異なっている。したがって、ここでも、制御パラメータの補正動作についてのみ説明する。
【０１１０】
具体的には、上記冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に基づいて圧縮端圧力（ピストン１３が圧縮上死点に達した時点での筒内圧力）または所定クランク角度での筒内圧力（ピストン１３が所定位置に達した時点（例えばクランク角度で圧縮上死点前３０°の位置）での筒内圧力）を推定し、この推定値から上記燃料噴射時期、燃料噴射量、燃料噴射圧、ＥＧＲ率、過給圧、グロー通電期間の少なくとも一つを補正するようにしている。この場合、筒内圧力が低いほど、上記実施形態において冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）が大きい場合と同様の制御が行われることになる。
【０１１１】
なお、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）から圧縮端圧力または所定クランク角度での筒内圧力を推定するための手法としては、予め実験やシミュレーションによって、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）と圧縮端圧力との関係、または、冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）と所定クランク角度での筒内圧力との関係を求めておき、それをマップ化して上記ＲＯＭに記憶させておく。そして、このマップに冷損指数Ｌｓｃｆ（ｉ）に当て嵌めることにより、圧縮端圧力または所定クランク角度での筒内圧力を求めるようにする。
【０１１２】
−他の実施形態−
以上説明した実施形態および各変形例では、直列４気筒ディーゼルエンジンに本発明を適用した場合について説明したが、本発明は、気筒数やエンジン形式（直列型エンジン、Ｖ型エンジン、水平対向型エンジン等の別）については特に限定されるものではない。また、ディーゼルエンジンに限らず、ガソリンエンジンに対しても本発明は適用可能である。
【０１１３】
また、上記実施形態および各変形例では、「シリンダ内面温度」として、シリンダボア内壁面１２ａおよびシリンダヘッド下面１５ｂ両方の温度を対象としていた。本発明はこれに限らず、一方の温度（例えばシリンダボア内壁面１２ａの温度）のみをシリンダ内面温度として扱うように上記関数ｆ（Ｔｈｗ，ＳＱ（ｉ））を設定して冷損指数基準値Ｌｓｃ（ｉ）を算出するようにしてもよい。
【０１１４】
また、上記実施形態および各変形例では、通電期間においてのみ全開の開弁状態となることにより燃料噴射率を変更するピエゾインジェクタ２３を適用したエンジン１について説明したが、本発明は、可変噴射率インジェクタを適用したエンジンへの適用も可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、自動車に搭載されるコモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジンにおける制御パラメータの補正制御に適用可能である。
【符号の説明】
【０１１６】
１                  エンジン（内燃機関）
１１ａ              ウォータジャケット
１２                シリンダボア
１２ａ              シリンダボア内壁面
１３                ピストン
１３ａ              ピストン頂面
１５                シリンダヘッド
１５ｂ              シリンダヘッド下面
１５ｃ              ウォータジャケット
２３                インジェクタ（燃料噴射弁）
３                  燃焼室
４６                水温センサ
４８                吸気圧センサ
４９                吸気温センサ
１００              ＥＣＵ
Ｔｈｗ             冷却水温度
Ｔｈｏ（ｎ）       潤滑油温度
ＳＱ（ｉ）          積算噴射量
Ｔｗａｌｌ（ｉ）   シリンダ内面温度
Ｔｐｉｓ（ｉ）     ピストン頂面温度
Ｌｓｃ（ｉ）        冷損指数基準値
Ｌｓｃｆ（ｉ）      冷損指数
【図１】
2013204521.tif 000003
【図２】
2013204521.tif 000004
【図３】
2013204521.tif 000005
【図４】
2013204521.tif 000006
【図５】
2013204521.tif 000007
【図６】
2013204521.tif 000008
【図７】
2013204521.tif 000009
【図８】
2013204521.tif 000010
【図９】
2013204521.tif 000011
【図１０】
2013204521.tif 000012