(57)【要約】【課題】排気中のすすの量を確実に低減し得るとともに、排気中のすすの量が悪化（増加）したことを正確に検出して報知できるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出し、排気中のすすの量が悪化したときは、それを抑制するようにエンジン制御パラメータ（例えば燃料噴射圧力）を変更（高く）する。また、かかる処理操作を行ってもすすの排出が抑制できないときは、その旨を報知する。【選択図】図３４
2013104317.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気中のすすの量を直接検出する手段と、
前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも大きくなったとき、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくなるように、
エンジンの制御パラメータを変更する手段と、
を備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、
燃料噴射圧力を高くする手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記燃料噴射圧力を高くする手段は、燃料供給系で行われる燃圧センサ検出値に基づく燃圧フィードバック制御においてエンジン運転状態に応じて設定される目標燃料圧力を高く設定し直すことにより、燃料噴射圧力を高くすることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、
燃料噴射時期を早期化する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、
燃料噴射回数を多くする手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、
ＥＧＲ量を少なくする手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、
シリンダ内空気量の充填効率が所定値より小さい場合は、燃料噴射圧力を高くし、
シリンダ内空気量の充填効率が所定値より大きい場合は、燃料噴射圧力を低くする燃料噴射圧力変更手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
前記エンジンの制御パラメータを変更する手段により、
前記制御パラメータを変更した後、所定時間が経過しても、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、
その旨を報知する手段を備えていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記燃料噴射圧力を高くする手段により、
燃料料噴射圧力を高くした後、所定時間が経過しても、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、
その旨を報知する手段を備えていることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記燃料噴射時期を早期化する手段により、
燃料噴射時期を早期化した後、所定時間が経過しても、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、
その旨を報知する手段を備えていることを特徴とする請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記燃料噴射回数を多くする手段により、
燃料噴射回数を多くした後、所定時間が経過しても、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、
その旨を報知する手段を備えていることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記ＥＧＲ量を少なくする手段により、
ＥＧＲ量を少なくした後、所定時間が経過しても、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、
その旨を報知する手段を備えていることを特徴とする請求項６に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記燃料圧力変更手段により、
燃料噴射圧力を変更した後、所定時間が経過しても、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、
その旨を報知する手段を備えていることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記排気中のすすの直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、
前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくなるように、
まず、燃料噴射圧力を高くし、それでも、すすの量が前記所定値よりも小さくならないときは、ＥＧＲ量を少なくし、それでも、すすの量が前記所定値よりも小さくならないときは、燃料噴射時期を早期化し、それでも、すすの量が前記所定値よりも小さくならないときは、燃料噴射回数を多くするようにされていることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１５】
排気中のすすの量を直接検出する手段は、すすの量として、すすの質量もしくはすすの個数を検出することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に係り、特に、排気性能（エミッション特性）の向上、より詳細には、エンジンから排出されるすすの量を低減し得るようにされたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地球環境問題を背景に、自動車に対して、低排気化が要求されている。特に近年、エンジンから排出されるすすの量（排気中のすすの量）の低減要求が強まっている。排気中のすすの量の低減化対策として、下記特許文献１には、すすの発生量を推定し、推定された発生量に基づいて、燃料噴射圧力を補正する方策が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−１３８６８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
排気中のすすの量の低減要求は、次第に強くなりつつある。すすの発生プロセスは非常に複雑であり、従来におけるエンジンに付設されたセンサ類の情報に基づくすす発生量推定方式では、精度が十分ではなく、すす量低減要求を満足させることは難しい。さらに、予期せぬ排気中のすす量の悪化（増加）をオンボードで検出して報知する機能の装備要求も、次第に強くなってきており、同じく、従来センサを用いる推定方式では、これを満足させることは難しい。
【０００５】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、排気中のすすの量を確実に低減し得るとともに、排気中のすすの量が悪化（増加）したことを正確に検出して報知できるエンジン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】
【０００６】
上記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置の第１態様は、排気中のすすの量を直接検出する手段と、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも大きくなったとき、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくなるように、エンジンの制御パラメータを変更する手段と、を備えていることを特徴としている（図２６参照）。
【０００７】
この第１態様では、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出する。前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化（増加）したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、エンジンの制御パラメータを変更する手段とを備えるものである。
【０００８】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２態様は、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、前記エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射圧力を高くする手段を備えていることを特徴としている（図２７参照）。
【０００９】
すなわち、この第３態様では、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出し、前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、前記エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射圧力を高くする手段を備えるものである。
【００１０】
本発明に係るエンジンの制御装置の第３態様は、第２態様をより具体化したもので、前記燃料噴射圧力を高くする手段は、燃料供給系で行われる燃圧センサ検出値に基づく燃圧フィードバック制御においてエンジン運転状態に応じて設定される目標燃料圧力を高く設定し直すことにより、燃料噴射圧力を高くすることを特徴としている（図２８参照）。
【００１１】
ここで、通常、燃料噴射式（ボート噴射式、筒内噴射式のいずれも）エンジンでは、燃料ポンプや燃圧センサを備えた燃料供給系において、燃料噴射弁に供給される燃料の圧力を、エンジン運転状態に応じて設定される目標燃料圧力に収束一致させるべく、燃圧センサ検出値に基づく燃圧フィードバック制御が行われるので、前記燃料噴射圧力を高くする手段は、これを利用して、すすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、前記目標燃料圧力を高くするようにされる。
【００１２】
本発明に係るエンジンの制御装置の第４態様は、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、燃料噴射時期を早期化する手段を備えていることを特徴としている（図２９参照）。  
【００１３】
すなわち、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出する。前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、前記エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射時期を早期化する手段を備えるものである。
【００１４】
本発明に係るエンジンの制御装置の第５態様は、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、燃料噴射回数を多くする手段を備えていることを特徴としている（図３０参照）。
【００１５】
すなわち、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出する。前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、前記エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射回数を多くする手段を備えるものである。
【００１６】
本発明に係るエンジンの制御装置の第６態様は、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、ＥＧＲ量を少なくする手段を備えていることを特徴としている（図３１参照）。
【００１７】
すなわち、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出する。前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、ＥＧＲ量を少なくする手段とを備えるものである。ここに、ＥＧＲ量を少なくするには、例えば、排気通路と吸気通路とを結ぶ外部ＥＧＲ用のＥＧＲ通路にＥＧＲバルブを介装し、該ＥＧＲバルブの開度を制御することによりＥＧＲ量（排気還流量）を増減する、あるいは、例えば、吸気可変動弁及び／又は排気可変動弁を操作することにより、内部ＥＧＲ量を制御する、ことで実現する。
【００１８】
本発明に係るエンジンの制御装置の第７態様は、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より小さい場合は、燃料噴射圧力を高くし、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より大きい場合は、燃料噴射圧力を低くする燃料噴射圧力変更手段を備えていることを特徴としている（図３２参照）。
【００１９】
すなわち、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出する。前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、燃料噴射圧力を変更するものである。
【００２０】
一般に、燃料噴射圧力を上げると、すすの量は減る傾向にあるが、シリンダ内空気量の充填効率が高くなると、必要燃料噴射量も多くなるため、燃料噴射圧力を上げると、燃料貫通力が高まり、燃料噴射量がピストン冠面、ピストン内壁に当たりやすくなり、これがすすの発生量を増加させることがある。したがって、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より小さいときは、燃料噴射圧力を高くし、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より大きいときは、燃料噴射圧力を低くすることで、排気中のすすの量の悪化の抑制を図るものである。
【００２１】
本発明に係るエンジンの制御装置の第８態様は、第１態様に従属するもので、前記エンジンの制御パラメータを変更する手段により、前記制御パラメータを変更した後、所定時間が経過しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、その旨を報知する手段を備えていることを特徴としている（図３３参照）。
【００２２】
すなわち、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出する。前記排気中のすすの量の直接検出値が、正常と判断する値よりも大きくなったとき、排気中のすすの量が悪化したとして、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくなるように、エンジンの制御パラメータを変更する。しかし、経時劣化など、エンジンに重大な異常が生じている場合は、エンジンの制御パラメータを変更しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくならないことがある。このときは、排気中のすすの量の悪化を抑制できないほどの異常が発生したとして、その旨を報知する手段を備えるものである。報知する手段としては、例えば、運転席のインパネに設けられた警告ランプ、表示器等とそれを点灯・表示させる制御部とで構成することができる。
【００２３】
以下、第９態様から第１３態様までは、第８態様と同趣旨のもので、エンジンの制御パラメータの一つを変更しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも小さくならないときは、その旨を報知する手段を備えるものである。
【００２４】
具体的には、本発明に係るエンジンの制御装置の第９態様は、第２態様に従属するもので、前記燃料噴射圧力を高くする手段により、燃料料噴射圧力を高くした後、所定時間が経過しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、その旨を報知する手段を備えていることを特徴としている（図３４参照）。
【００２５】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１０態様は、第４態様に従属するもので、前記燃料噴射時期を早期化する手段により、燃料噴射時期を早期化した後、所定時間が経過しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、その旨を報知する手段を備えていることを特徴としている（図３５参照）。
【００２６】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１１態様は、第５態様に従属するもので、前記燃料噴射回数を多くする手段により、燃料噴射回数を多くした後、所定時間が経過しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、その旨を報知する手段を備えていることを特徴としている（図３６参照）。
【００２７】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１２態様は、第６態様に従属するもので、前記ＥＧＲ量を少なくする手段により、ＥＧＲ量を少なくした後、所定時間が経過しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、その旨を報知する手段を備えていることを特徴としている（図３７参照）。
【００２８】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１３態様は、第７態様に従属するもので、前記燃料圧力変更手段により、燃料噴射圧力を変更した後、所定時間が経過しても、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくならない場合は、その旨を報知する手段を備えていることを特徴としている（図３８参照）。
【００２９】
一方、本発明に係るエンジンの制御装置の第１４態様は、第１態様に従属するもので、前記排気中のすすの直接検出値が前記所定値よりも多くなったとき、前記排気中のすすの量の直接検出値が前記所定値よりも小さくなるように、まず、燃料噴射圧力を高くし、それでも、すすの量が前記所定値よりも小さくならないときは、ＥＧＲ量を少なくし、それでも、すすの量が前記所定値よりも小さくならないときは、燃料噴射時期を早期化し、それでも、すすの量が前記所定値よりも小さくならないときは、燃料噴射回数を多くするようにされていることを特徴としている（図３９参照）。
【００３０】
このように、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、エンジンへの悪影響が少ないと思われる制御パラメータの順（燃料圧力、ＥＧＲ量、燃料噴射時期、燃料噴射回数の順）に変更補正を行うようにされるので、排気中のすすの量を一層確実に低減することが可能となる。
【００３１】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１５態様は、第１態様に従属するもので、排気中のすすの量を直接検出する手段は、すすの量として、すすの質量もしくはすすの個数を検出することを特徴としている（図４０参照）。
ここで、すすの量とは、すすの質量もしくはすすの個数であることを明記するものである。
【発明の効果】
【００３２】
本発明に係るエンジンの制御装置では、排気中のすすの量を直接検出する手段を用いて、排気中のすすの量を正確にリアルタイムに検出し、排気中のすすの量が悪化（増加）したときは、それを抑制するようにエンジン制御パラメータのいずれか（少なくとも一つ）を変更するので、排気中のすすの量の悪化を適時かつ適切に抑制することが可能となる。
【００３３】
また、かかる処理操作を行っても、排気中のすすの量の悪化が抑制できない場合は、排気中のすすの量が悪化したことを報知するようになすことにより、運転者等により何らかの対策が採られる可能性が高くなり、結果として、すすが大気に放出される量をさらに抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明に係る制御装置の一実施形態(実施例１〜７）を、それが適用されたエンジンと共に示す概略構成図。
【図２】実施例１〜７におけるコントロールユニットの内部構成図。
【図３】実施例１の制御システム図。
【図４】実施例１における燃料圧力制御手段の一例を示すブロック図。
【図５】実施例２の制御システム図。
【図６】実施例２における燃料噴射時期演算手段の一例を示すブロック図。
【図７】実施例３の制御システム図。
【図８】実施例３及び実施例６における基本燃料噴射量演算手段の一例を示すブロック図。
【図９】実施例３における燃料噴射回数演算手段の一例を示すブロック図。
【図１０】実施例３及び実施例６における燃料噴射量演算手段の一例を示すブロック図。
【図１１】実施例３における燃料噴射時期演算手段の一例を示すブロック図。
【図１２】実施例４の制御システム図。
【図１３】実施例４におけるＥＧＲ量制御手段の一例を示すブロック図。
【図１４】実施例５の制御システム図。
【図１５】実施例５におけるシリンダ内空気量充填効率演算手段の一例を示すブロック図。
【図１６】実施例５における燃料圧力制御手段の一例を示すブロック図。
【図１７】実施例６の制御システム図。
【図１８】実施例６における制御方式選択フラグ演算手段の一例を示すブロック図。
【図１９】実施例６における燃料圧力制御手段の一例を示すブロック図。
【図２０】実施例６におけるＥＧＲ量制御手段の一例を示すブロック図。
【図２１】実施例６における燃料噴射時期演算手段の一例を示すブロック図。
【図２２】実施例６における燃料噴射回数演算手段の一例を示すブロック図。
【図２３】実施例７の制御システム図。
【図２４】実施例７における燃料圧力制御手段の一例を示すブロック図。
【図２５】実施例７における異常判定手段の一例を示すブロック図。
【図２６】本発明に係る制御装置の第１態様の説明に供される図。
【図２７】本発明に係る制御装置の第２態様の説明に供される図。
【図２８】本発明に係る制御装置の第３態様の説明に供される図。
【図２９】本発明に係る制御装置の第４態様の説明に供される図。
【図３０】本発明に係る制御装置の第５態様の説明に供される図。
【図３１】本発明に係る制御装置の第６態様の説明に供される図。
【図３２】本発明に係る制御装置の第７態様の説明に供される図。
【図３３】本発明に係る制御装置の第８態様の説明に供される図。
【図３４】本発明に係る制御装置の第９態様の説明に供される図。
【図３５】本発明に係る制御装置の第１０態様の説明に供される図。
【図３６】本発明に係る制御装置の第１１態様の説明に供される図。
【図３７】本発明に係る制御装置の第１２態様の説明に供される図。
【図３８】本発明に係る制御装置の第１３態様の説明に供される図。
【図３９】本発明に係る制御装置の第１４態様の説明に供される図。
【図４０】本発明に係る制御装置の第１５態様の説明に供される図。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下、本発明のエンジンの制御装置の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明に係るエンジンの制御装置の実施形態(実施例１〜７で共通)を、それが適用された車載用エンジンの一例と共に示す概略構成図である。
【００３６】
図において、多気筒（ここでは４気筒）で構成されるエンジン９において、外部からの空気はエアクリーナ１を通過し、吸気通路４、コレクタ５、吸気マニホールド（多岐管）４ａ、吸気弁４１を経てシリンダ（ピストン４４上方に画成される燃焼室４３）内に吸入される。吸入空気量は電制スロットル３により調節される。エアフローセンサ２では吸入空気量が検出される。また、吸気温センサ２９で、吸気温が検出される。クランク軸４５に添設されたクランク角センサ１５では、クランク軸の回転角１０゜毎の信号と燃焼周期毎の信号が出力される。水温センサ１４はエンジンの冷却水温度を検出する。またアクセル開度センサ１３は、アクセル６の踏み込み量を検出し、それによって運転者の要求トルクを検出する。
【００３７】
アクセル開度センサ１３、エアフローセンサ２、吸気温センサ２９、電制スロットル３に取り付けられたスロットル弁開度センサ１７、クランク角センサ１５、水温センサ１４のそれぞれの信号は、後述のコントロールユニット（ＥＣＵ）１００に送られ、これらセンサ出力からエンジンの運転状態を得て、吸入空気量、燃料噴射量、点火時期のエンジンの主要な操作量が最適に演算される。
【００３８】
コントロールユニット１００内で演算された目標空気量は、目標スロットル開度→電制スロットル駆動信号に変換され、電制スロットル３に送られる。燃料噴射量は開弁パルス信号に変換され、筒内噴射式の形態をとる燃料噴射弁(インジェクタ)７に送られる。またコントロールユニット１００で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火プラグ８に送られる。
【００３９】
噴射された燃料は吸気マニホールドからの空気と混合されてシリンダ（燃焼室４３）内で混合気を形成する。混合気は所定の点火時期で点火プラグ８から発生される火花により点火されて爆発燃焼し、その燃焼圧によりピストン４４を押し下げてエンジンの回転駆動力となる。爆発後の排気は、排気弁４２、排気マニホールド等の排気通路１０を経て三元触媒１１に送り込まれる。ＥＧＲ（排気還流）通路１８を通って排気の一部は吸気側に還流される。還流量はＥＧＲバルブ１９によって制御される。
【００４０】
排気弁４２と三元触媒１１と間には、触媒上流空燃比センサ１２及び排気中のすすの量を検出するすすセンサ２０とが配備されている。触媒上流空燃比センサ１２及びすすセンサ２０から得られる検出信号は、コントロールユニット１００に送られる。また、燃料噴射弁７に燃料を供給するための燃料供給系は、燃料ポンプ３２や燃料配管等で構成され、燃料配管には燃料圧力センサ３１が配在されている。燃料圧力センサ３１の出力も、コントロールユニット１００に送られ、コントロールユニット１００は、燃料圧力センサ３１の検出値に基づいて、燃料圧力（検出圧力）が適切な圧力（エンジンの運転状態に応じて設定される目標燃料圧力）となるように燃料ポンプ３２の吐出圧（吐出量）をフィードバック制御する。
【００４１】
図２は、コントロールユニット１００の内部構成を示したものである。コントロールユニット１００には、エアフローセンサ２、触媒上流空燃比センサ１２、アクセル開度センサ１３、水温センサ１４、クランク角センサ１５、スロットル弁開度センサ１７、すすセンサ２０、吸気温センサ２９、燃料圧力センサ３１の各センサから得られる信号が入力され、入力回路２４にてノイズ除去等の信号処理を行った後、入出力ポート２５に送られる。入出力ポート２５の値はＲＡＭ２３に保管され、ＣＰＵ２１内で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ２２に予め書き込まれている。
【００４２】
制御プログラムに従って演算された各アクチュエータ操作量を表す値はＲＡＭ２３に保管された後、入出力ポート２５に送られる。点火プラグの作動信号は点火出力回路内の一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時である。出力ポートにセットされた点火プラグ用の信号は点火信号出力回路２６で燃焼に必要な十分なエネルギーに増幅され点火プラグ８に供給される。また燃料噴射弁の駆動信号は開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路２７で燃料噴射弁を開くに十分なエネルギーに増幅され燃料噴射弁７に送られる。電制スロットル３の目標開度を実現する駆動信号は、電制スロットル駆動回路２８を経て、電制スロットル３に送られる。燃料圧力を制御するためのデューティ信号は、燃料ポンプ制御回路３０を経て、燃料ポンプ３２に送られる。
次に、コントロールユニット１００が実行する処理内容を実施例毎に具体的に説明する。
【００４３】
[実施例１：図３]
図３は、実施例１の制御システム図である。
本実施例１では、すすセンサ２０により検出される排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも多くなったとき、前記エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射圧力を高くするようにされる。より詳細には、燃料供給系で行われる燃圧センサ検出値に基づく燃圧フィードバック制御においてエンジン運転状態に応じて設定される目標燃料圧力を高く設定し直すことにより、燃料噴射圧力を高くするようにされる。具体的には、下記燃料圧力制御手段１１０により燃料噴射圧力を高くするようにされる。
【００４４】
＜燃料圧力制御手段１１０（図４）＞
燃料圧力制御手段１１０では、RdPf(燃料ポンプ制御デューティ比)を演算する。具体的には、図４に示される。
・Pm(すす量)が、Pm≧K1_Pmのとき、TgPf_hos（目標燃料圧力補正値）は、
TgPf_hosの前回値にd1_Pfを加えた値とする。ただし、上限値は、L_Pf_hosとする。
Pm＜K1_Pmのとき、TgPf_hosは０とする。
・TgPf0（目標燃料圧力基本値）は、エンジン運転状態パラメータであるNe（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TgPf0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・TgPf0にTgPf_hosを加えた値をTgPf（目標燃料圧力）とする。
・Pf（燃料圧力）とTgPfの差から、ＰＩ制御により、RdPf（燃料ポンプ制御デューティ比）を求める。
K1_Pm、d1_Pf 、L_Pf_hos、M_TgPf0の各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００４５】
このように、本実施例では、すすセンサ２０により排気中のすすの量を直接、正確かつリアルタイムで検出し、排気中のすすの量が悪化（増加）したときは、エンジン制御パラメータの一つである燃料噴射圧力を高くするようにされるので、排気中のすすの量の悪化を適時かつ適切に抑制することが可能となる。
【００４６】
[実施例２：図５]
実施例２では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射時期を早期化するようにされる。
【００４７】
具体的には、下記燃料噴射時期演算手段１２０を備える。
＜燃料噴射時期演算手段１２０（図６）＞
本燃料噴射時期演算手段１２０では、TITMG（燃料噴射時期）を演算する。具体的には、図６に示される。
・Pm(すす量)が、Pm≧K2_Pmのとき、TITMG_hos（燃料噴射時期補正値）は、TITMG_hosの前回値にd2_TITMGを加えた値とする。ただし、上限値は、L_TITMG_hosとする。
Pm＜K2_Pmのとき、TITMG_hosは０とする。
・TITMG0（燃料噴射時期基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TITMG0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・TITMG0からTITMG_hosを引いた値をTITMG（燃料噴射時期）とする。
K2_Pm、d2_TITMG 、L_TITMG_hos、M_TITMG0の各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００４８】
このように、本実施例では、排気中のすすの量が悪化（増加）したときは、エンジン制御パラメータの一つである燃料噴射時期を早期化するようにされるので、排気中のすすの量の悪化を適時かつ適切に抑制することが可能となる。
【００４９】
[実施例３：図７]
実施例３では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、燃料噴射回数を増やすようにされる。
具体的には、下記の各手段を備える。
・ 基本燃料噴射量演算手段１３０（図８）
・燃料噴射回数演算手段１４０（図９）
・燃料噴射量演算手段１５０（図１０）
・燃料噴射時期演算手段１６０（図１１）
で構成される。
【００５０】
ここでは、基本燃料噴射量演算手段で、基本燃料噴射量（Tp0）を演算する。燃料噴射回数演算手段では、すすの量（Pm）に基づいて、燃料噴射回数（N_T1）を演算する。燃料噴射量演算手段で、Tp0とN_T1に基づいて、燃料噴射量（TI_k）を演算する。燃料噴射時期演算手段では、N_T1に基づいて、燃料噴射時期（TITMG_k）を演算する。以下、詳細を述べる。
【００５１】
＜基本燃料噴射量演算手段１３０（図８）＞
本演算手段１３０では、Tp0(基本燃料噴射量)を演算する。具体的には、図８に示される式で演算する。ここに、Cylは気筒数を表す。Ｋ0は、インジェクタの仕様（燃料噴射パルス幅と燃料噴射量の関係）に基づき決める。
【００５２】
＜燃料噴射回数演算手段１４０（図９）＞
本演算手段１４０では、N_TI（燃料噴射回数）を演算する。具体的には、図９に示される。
・Pm(すす量)が、Pm≧K3_Pmのとき、N_TI（燃料噴射回数）は、N_TI_hosとする。
Pm＜K3_Pmのとき、N_TIは１とする。
N_TI_hosの設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００５３】
＜燃料噴射量演算手段１５０（図１０）＞
本演算手段では、TI_k（k回目の燃料噴射量）を演算する。具体的には、図１０に示される。
・ N_TI からテーブルT_r_kを参照して、r_k（k回目の燃料噴射量重み係数）を求める。
Tp0にr_kを乗じて、TI_k（k回目の燃料噴射量）を求める。
T_r_kの設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。なお、N_TI＝１のときは、r_kは、１となる。
【００５４】
＜燃料噴射時期制御手段１６０（図１１）＞
本演算手段では、TITMG_k（k回目の燃料噴射時期）を演算する。具体的には、図１１に示される。
・N_TI からテーブルT_TITMG_kを参照して、TITMG_k（k回目の燃料噴射時期）を求める。
T_TITMG_kの設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００５５】
このように、本実施例では、排気中のすすの量が悪化（増加）したときは、エンジン制御パラメータの一つである燃料噴射回数を増やすようにされるので、排気中のすすの量の悪化を適時かつ適切に抑制することが可能となる。
【００５６】
[実施例４：図１２]
実施例３では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、ＥＧＲバルブ１９が介装されたＥＧＲ通路１８を介して排気側から吸気側へ還流するＥＧＲ量を減らすようにされる。
【００５７】
具体的には、下記ＥＧＲ量制御手段２１０を備える。
＜ＥＧＲ量制御手段２１０（図１３）＞
本ＥＧＲ量制御手段２１０では、TITMG（燃料噴射時期）を演算する。具体的には、図１３に示される。
・Pm(すす量)が、Pm≧K4_Pmのとき、TgEGR_hos（目標ＥＧＲ率補正値）は、TgEGR_hosの前回値にd4_TgEGRを加えた値とする。ただし、上限値は、L_TgEGR_hosとする。
Pm＜K4_Pmのとき、TgEGR_hosは０とする。
・TgEGR0(目標ＥＧＲ率基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TgEGR0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・ TgEGR0からTgEGR_hosを引いた値をTgEGR0(目標ＥＧＲ率）とする。
・ TgEGRとTpからマップM_RdEGRを参照した値をRdEGR（EGRバルブ制御デューティ比）とする。
K4_Pm、d4_TgEGR 、L_TgEGR_hos、M_TgEGR0、M_RdEGRの各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００５８】
このように、本実施例では、排気中のすすの量が悪化（増加）したときは、エンジン制御パラメータの一つであるＥＧＲ量を減らすようにされるので、排気中のすすの量の悪化を適時かつ適切に抑制することが可能となる。
【００５９】
[実施例５：図１４]
前述した実施例１では、すすセンサ２０により検出される排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも多くなったとき、前記エンジンの制御パラメータの一つである燃料噴射圧力を高くするようにされているが、本実施例５では、排気中のすすの量の直接検出値が所定値よりも多くなったとき、シリンダ内空気量充填効率に基づいて、燃料圧力を上げるかもしくは下げるようにする。
【００６０】
具体的には、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より小さい場合は、燃料噴射圧力を高くし、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より大きい場合は、燃料噴射圧力を低くすべく、下記シリンダ内空気量充填効率演算手段２２０及び燃料圧力制御手段２３０を備える。
【００６１】
＜シリンダ内空気量充填効率演算手段２２０（図１５）＞
本演算手段２２０では、Ita_cyl（シリンダ内空気量充填効率演算手段）を演算する。具体的には、図１５に示される式で演算する。ここに、Cylは気筒数を表す。Max_Airは、シリンダ内空気量１００％充填相当値である。
【００６２】
＜燃料圧力制御手段２３０（図１６）＞
本制御手段２３０では、RdPf(燃料ポンプ制御デューティ比)を演算する。具体的には、図１６に示される。
・ Pm(すす量)が、Pm≧K5_Pmのとき、TgPf_hos（目標燃料圧力補正値）は、
・Ita_cyl≧K5_Ita_cylのとき、
TgPf_hosの前回値からd5a_Pfを引いた値とする。ただし、下限値は、La_Pf_hosとする。
・Ita_cyl＜K5_Ita_cylのとき、
TgPf_hosの前回値にd5b_Pfを加えた値とする。ただし、上限値は、Lb_Pf_hosとする。
・Pm(すす量)が、Pm＜K5_Pmのとき、TgPf_hosは０とする。
・TgPf0（目標燃料圧力基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TgPf0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・TgPf0にTgPf_hosを加えた値をTgPf（目標燃料圧力）とする。
・Pf（燃料圧力）とTgPfの差から、ＰＩ制御により、RdPf（燃料ポンプ制御デューティ比）を求める。
K5_Pm、d5_Pfa、d5_Pfb 、La_Pf_hos 、Lb_Pf_hos、M_TgPf0の各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００６３】
このように、本実施例では、排気中のすすの量が悪化（増加）したときは、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より小さい場合は、燃料噴射圧力を高くし、シリンダ内空気量の充填効率が所定値より大きい場合は、燃料噴射圧力を低くするようにされるので、排気中のすすの量の悪化を適時かつ適切に抑制することが可能となる。
【００６４】
[実施例６：図１７]
実施例１〜５では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、燃料圧力、燃料噴射時期、燃料噴射回数、ＥＧＲ量のみをそれぞれ変更した。実施例６では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、エンジンの制御パラメータを、エンジンへの悪影響が少ない順、すなわち、燃料圧力、ＥＧＲ量、燃料噴射時期、燃料噴射回数、の順番で変更する（まず、燃料噴射圧力を高くし、それでも、すすの量が所定値よりも小さくならないときは、ＥＧＲ量を少なくし、それでも、すすの量が所定値よりも小さくならないときは、燃料噴射時期を早期化し、それでも、すすの量が所定値よりも小さくならないときは、燃料噴射回数を多くする）。
【００６５】
具体的には、下記の各手段を備える。
・制御方式選択フラグ演算手段３１０（図１８）
・燃料圧力制御手段３２０（図１９）
・ＥＧＲ量制御手段３３０（図２０）
・燃料噴射時期演算手段３４０（図２１）
・燃料噴射回数演算手段３５０（図２２）
・燃料噴射量演算手段１５０（図１０）
・基本燃料噴射量演算手段１３０（図８）
【００６６】
制御方式選択フラグ演算手段３２０（図１８）でf_mode（制御方式選択フラグ）で演算する。f_modeの値に基づいて、燃料圧力制御手段３２０（図１９）、ＥＧＲ量制御手段３３０（図２０）、燃料噴射時期演算手段３４０（図２１）、燃料噴射回数演算手段３５０（図２２）でそれぞれ、RdPf（燃料ポンプ制御デューティ比）、RdEGR（EGRバルブ制御デューティ比）、TITMG（燃料噴射時期）、TI_k（k回目の燃料噴射量）を演算する。以下、詳細を述べる。
【００６７】
＜制御方式選択フラグ演算手段３１０（図１８）＞
本演算手段３１０では、f_mode（制御方式選択フラグ）を演算する。具体的には、図１８に示される。
・f_modeの初期値は0とする。
・f_mode_z=0かつPm≧K1_Pmのとき、f_mode=1とする。
・f_mode_z=1かつPm≧K1_Pmの状態がK1_P回継続したとき、f_mode=2とする。
・f_mode_z=2かつPm≧K2_Pmの状態がK2_P回継続したとき、f_mode=3とする。
・f_mode_z=3かつPm≧K3_Pmの状態がK3_P回継続したとき、f_mode=4とする。
K1_Pm、K2_Pm、K3_Pmの各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００６８】
＜燃料圧力制御手段３２０（図１９）＞
本制御手段３２０では、RdPf(燃料ポンプ制御デューティ比)を演算する。具体的には、図１９に示される。
・Pm(すす量)がPm≧K1_Pmかつf_mode=1のとき、TgPf_hos（目標燃料圧力補正値）は、TgPf_hosの前回値にd1_Pfを加えた値とする。ただし、上限値は、L_Pf_hosとする。
Pm＜K1_Pmのとき、TgPf_hosは０とする。
・TgPf0（目標燃料圧力基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TgPf0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・TgPf0にTgPf_hosを加えた値をTgPf（目標燃料圧力）とする。
・Pf（燃料圧力）とTgPfの差から、ＰＩ制御により、RdPf（燃料ポンプ制御デューティ比）を求める。
K1_Pm、d1_Pf 、L_Pf_hos、M_TgPf0の各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。なお、f_mode=1からf_mode=2に変わると、TgPf_hosは０となるが、前回値を維持する仕様とするのも良い。
【００６９】
＜ＥＧＲ量制御手段３３０（図２０）＞
本制御手段３３０では、RdEGR（EGRバルブ制御デューティ比）を演算する。具体的には、図２０に示される。
・Pm(すす量)がPm≧K4_Pmかつf_mode=2のとき、TgEGR_hos（目標ＥＧＲ率補正値）は、TgEGR_hosの前回値にd4_TgEGRを加えた値とする。ただし、上限値は、L_TgEGR_hosとする。
Pm＜K4_Pmのとき、TgEGR_hosは０とする。
・TgEGR0(目標ＥＧＲ率基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TgEGR0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・ TgEGR0からTgEGR_hosを引いた値をTgEGR0(目標ＥＧＲ率）とする。
・ TgEGRとTpからマップM_RdEGRを参照した値をRdEGR（EGRバルブ制御デューティ比）とする。
K4_Pm、d4_TgEGR 、L_TgEGR_hos、M_TgEGR0、M_RdEGRの各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。なお、f_mode=2からf_mode=3に変わると、TgEGR_hosは０となるが、前回値を維持する仕様とするのも良い。
【００７０】
＜燃料噴射時期制御手段３４０（図２１）＞
本制御手段３４０では、TITMG（燃料噴射時期）を演算する。具体的には、図２１に示される。
・Pm(すす量)がPm≧K2_Pmかつf_mode=3のとき、TITMG_hos（燃料噴射時期補正値）は、TITMG_hosの前回値にd2_TITMGを加えた値とする。ただし、上限値は、L_TITMG_hosとする。
Pm＜K2_Pmのとき、TITMG_hosは０とする。
・TITMG0（燃料噴射時期基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TITMG0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・Pm(すす量)がPm＜K3_Pmもしくはf_mode≠4のとき、
TITMG0からTITMG_hosを引いた値をTITMG（燃料噴射時期）とする。
・Pm(すす量)がPm≧K3_Pmかつf_mode＝4のとき、
N_TI からテーブルT_TITMG_kを参照して、TITMG_k（k回目の燃料噴射時期）を求める。
K2_Pm、d2_TITMG 、L_TITMG_hos、M_TITMG0、T_TITMG_kの各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００７１】
＜燃料噴射回数演算手段３５０（図２２）＞
本演算手段３５０では、N_TI（燃料噴射回数）を演算する。具体的には、図２２に示される。
・Pm(すす量)がPm≧K3_Pmかつf_mode=4のとき、N_TI（燃料噴射回数）は、N_TI_hosとする。それ以外のとき、N_TIは１とする。
N_TI_hosの設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００７２】
＜燃料噴射量演算手段１５０（図１０）＞
本演算手段１５０では、TI_k（k回目の燃料噴射量）を演算する。具体的には、図１０に示されるが、実施例３と同じなので説明は省略する。
【００７３】
＜基本燃料噴射量演算手段１３０（図８）＞
本演算手段１３０では、Tp0（基本燃料噴射量）を演算する。具体的には、図８に示されるが、実施例３と同じなので説明は省略する。
【００７４】
このように、本実施例では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、エンジンへの悪影響が少ないと思われる制御パラメータの順（燃料圧力、ＥＧＲ量、燃料噴射時期、燃料噴射回数の順）に変更補正を行うようにされるので、排気中のすすの量を一層確実に低減することが可能となる。
【００７５】
[実施例７：図２３]
実施例１〜６では、排気中のすすの量が所定値を越えたとき、排気中のすすの量の悪化を抑制すべく、各エンジン制御パラメータを変更した。実施例７では、各エンジン制御パラメータを変更しても、排気中のすすの量の悪化が抑制できないとき、その旨を報知するようにした。
具体的には、燃料圧力制御手段４１０及び異常判定手段４２０を備える。
以下、詳細を述べる。
【００７６】
＜燃料圧力制御手段４１０（図２４）＞
本制御手段４１０では、RdPf(燃料ポンプ制御デューティ比)を演算する。具体的には、図２４に示される。
・ Pm(すす量)が、Pm≧K1_Pmのとき、f_seigyo(すす抑制制御フラグ)を１とする。
TgPf_hos（目標燃料圧力補正値）は、
f_seigyo=1のとき、TgPf_hosの前回値にd1_Pfを加えた値とする。ただし、上限値は、L_Pf_hosとする。
f_seigyo=０のとき、Pm＜K1_Pmのとき、TgPf_hosは０とする。
・TgPf0（目標燃料圧力基本値）は、Ne（回転速度）とTp（シリンダ内空気量相当値）からマップM_TgPf0を参照した値とする。Tpの演算方法は、公知で一般的技術なので、ここでは省略する。
・TgPf0にTgPf_hosを加えた値をTgPf（目標燃料圧力）とする。
・Pf（燃料圧力）とTgPfの差から、ＰＩ制御により、RdPf（燃料ポンプ制御デューティ比）を求める。
K1_Pm、d1_Pf 、L_Pf_hos、M_TgPf0の各設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００７７】
＜異常判定手段４２０（図２５）＞
本判定手段４２０では、f_MIL（異常発生フラグ）を演算する。具体的には、図２５に示される。
・f_MILの初期値は０とする。
・ f_seigyo=1かつTgPf_hos=≧L_Pf_hosの状態がK1_P回継続したとき、f_MIL=1とする。
L_Pf_hosの設定値は、実機試験等から最適な値を決めるのが良い。
【００７８】
なお、本実施例では、燃料圧力を制御対象として、異常判定する方式としたが、燃料噴射時期、燃料噴射回数、ＥＧＲ量を制御対象として、すす量が下がらないとき、異常判定を行うようにしてもよいことは勿論である。
【００７９】
本実施例では、エンジン制御パラメータ（例えば燃料圧力）を変更しても、排気中のすすの量の悪化が抑制できないとき、その旨を報知することにより、運転者等により何らかの対策が採られる可能性が高いので、結果として、すすが大気に放出される量をさらに抑えることができる。
【符号の説明】
【００８０】
１  エアクリーナ
２  エアフローセンサ
３  電制スロットル
４  吸気通路  
５  コレクタ
６  アクセル
７  燃料噴射弁
８  点火プラグ
９  エンジン
１０  排気通路
１１  三元触媒
１２  触媒上流空燃比センサ
１３  アクセル開度センサ
１４  水温センサ  
１５  クランク角センサ
１７  スロットル弁開度センサ
１８  ＥＧＲ通路
１９  ＥＧＲバルブ
２０  すすセンサ
２９  吸気温センサ
３１  燃料圧力センサ
３２  燃料ポンプ
１００  コントロールユニット
【図１】
2013104317.tif 000003
【図２】
2013104317.tif 000004
【図３】
2013104317.tif 000005
【図４】
2013104317.tif 000006
【図５】
2013104317.tif 000007
【図６】
2013104317.tif 000008
【図７】
2013104317.tif 000009
【図８】
2013104317.tif 000010
【図９】
2013104317.tif 000011
【図１０】
2013104317.tif 000012
【図１１】
2013104317.tif 000013
【図１２】
2013104317.tif 000014
【図１３】
2013104317.tif 000015
【図１４】
2013104317.tif 000016
【図１５】
2013104317.tif 000017
【図１６】
2013104317.tif 000018
【図１７】
2013104317.tif 000019
【図１８】
2013104317.tif 000020
【図１９】
2013104317.tif 000021
【図２０】
2013104317.tif 000022
【図２１】
2013104317.tif 000023
【図２２】
2013104317.tif 000024
【図２３】
2013104317.tif 000025
【図２４】
2013104317.tif 000026
【図２５】
2013104317.tif 000027
【図２６】
2013104317.tif 000028
【図２７】
2013104317.tif 000029
【図２８】
2013104317.tif 000030
【図２９】
2013104317.tif 000031
【図３０】
2013104317.tif 000032
【図３１】
2013104317.tif 000033
【図３２】
2013104317.tif 000034
【図３３】
2013104317.tif 000035
【図３４】
2013104317.tif 000036
【図３５】
2013104317.tif 000037
【図３６】
2013104317.tif 000038
【図３７】
2013104317.tif 000039
【図３８】
2013104317.tif 000040
【図３９】
2013104317.tif 000041
【図４０】
2013104317.tif 000042