CN104813010A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

内燃机的控制装置(100)具备：缸内氧浓度取得部，其取得缸内氧浓度；缸内温度取得部，其取得缸内温度；目标缸内温度取得部，其根据通过缸内氧浓度取得部而取得的缸内氧浓度来取得主喷射时的目标缸内温度；缸内氧浓度控制部，其根据通过目标缸内温度取得部而取得的主喷射时的目标缸内温度与通过缸内温度取得部而取得的缸内温度之差来执行缸内氧浓度控制，所述缸内氧浓度控制为，对先于主喷射而被实施的引燃喷射时的缸内氧浓度进行控制。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及一种内燃机的控制装置。
背景技术
一直以来，作为内燃机的控制装置，已知有一种在主喷射之前实施引燃喷射的内燃机的控制装置。作为这样的控制装置，例如在专利文献1中公开了一种控制装置，其根据燃料的十六烷值来控制引燃喷射，从而使得引燃喷射时的燃料的燃烧开始变为在主喷射的燃料的燃烧开始之前。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2004-308440号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在应用专利文献1所涉及的技术的情况下，需要预先设定能够应用于控制装置的十六烷值，并在该初始设定的十六烷值的范围内实施引燃喷射。因此，在使用了小于初始设定的十六烷值的十六烷值的燃料的情况下，则难以通过专利文献1的技术来适当地控制引燃喷射。因此，在专利文献1的技术中，在使用了低十六烷值的燃料的情况下存在内燃机的燃烧状态发生恶化的可能性。
本发明的目的在于提供一种内燃机的控制装置，所述内燃机的控制装置即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下也能够对内燃机的燃烧状态发生恶化的情况进行抑制。
用于解决课题的方法
本发明所涉及的内燃机的控制装置具备：缸内氧浓度取得部，其取得作为内燃机的气缸内的氧浓度的缸内氧浓度；缸内温度取得部，其取得作为所述气缸内的温度的缸内温度；目标缸内温度取得部，其根据通过所述缸内氧浓度取得部而取得的所述缸内氧浓度来取得主喷射时的目标缸内温度；缸内氧浓度控制部，其根据通过所述目标缸内温度取得部而取得的所述主喷射时的所述目标缸内温度与通过所述缸内温度取得部而取得的所述缸内温度之差来执行缸内氧浓度控制，所述缸内氧浓度控制为，对先于所述主喷射而被实施的引燃喷射时的缸内氧浓度进行控制。
根据本发明所涉及的内燃机的控制装置，能够减小主喷射时的目标缸内温度与缸内温度的差。由此，即使在使用了低十六烷值的燃料来作为内燃机的燃料的情况下，也能够抑制内燃机的燃烧状态发生恶化的情况。
在上述结构中也可以采用如下方式，即，通过所述缸内氧浓度取得部而取得的所述缸内氧浓度越高，所述目标缸内温度取得部越降低所取得的所述目标缸内温度。
由于缸内氧浓度越高，则基于气缸内的燃烧的发热量越增加，因此缸内温度也会上升。因此也可以设为，缸内氧浓度越高则目标缸内温度越低。因此，根据该结构，能够取得对应于缸内氧浓度的合适的目标缸内温度。
在上述结构中也可以采用如下方式，即，所述内燃机中所使用的燃料的十六烷值越低，则所述目标缸内温度取得部越升高所取得的所述目标缸内温度。
由于十六烷值越低则点火性能越低，因此优选为升高目标缸内温度。因此，能够根据该结构来取得对应于十六烷值的合适的目标缸内温度。
在上述结构中，也可以采用如下方式，即，所述内燃机具备被配置于进气通道中的节气门和被配置于EGR(exhaust gas recirculation：废气再循环)通道中的EGR阀，在使所述引燃喷射时的所述缸内氧浓度增大的情况下，当所述EGR阀打开且所述节气门的节流量大于预定值时，所述缸内氧浓度控制部在使所述节流量减少之后将所述EGR阀控制为关闭。
在使引燃喷射时的缸内氧浓度增大的情况下，在于EGR阀开启且节气门的节流量大于预定值的情况下假设不减少节气门的节流量而将EGR阀设为关闭时，下游侧与进气通道的节气门相比将成为负压，其结果为，可能会产生失火。对于这一点，根据该结构，由于在于EGR阀开启且节气门的节流量大于预定值的情况下，在减少节流量之后将EGR阀控制为关闭，因此能够抑制失火的产生。
在上述结构中，也可以采用如下方式，即，所述缸内氧浓度控制部在所述内燃机中所使用的燃料的十六烷值在预定值以下的情况下执行所述缸内氧浓度控制。
上述结构还可以具备追加喷射量控制部，所述追加喷射量控制部根据执行所述缸内氧浓度控制时的所述缸内氧浓度的增加量而对作为所述主喷射后的追加喷射时的燃料喷射量的追加喷射量进行控制。根据该结构，即使在于执行缸内氧浓度控制时缸内氧浓度增加了的情况下，也能够根据该缸内氧浓度的增加量而对追加喷射时的追加喷射量进行控制。由此，能够通过有追加喷射所导致的排气温度上升来对伴随着缸内氧浓度的增加而发生的排气温度降低进行补正。其结果为，由于能够对内燃机的排气净化装置的性能降低进行抑制，因此能够抑制排气排放的恶化。
在上述结构中，也可以采用如下方式，即，所述缸内氧浓度控制部在通过所述缸内温度取得部而取得的所述缸内温度小于通过所述目标缸内温度计算部而计算出的所述主喷射时的所述目标缸内温度的情况下，与该缸内温度在该目标缸内温度以上的情况相比，使所述引燃喷射时的所述缸内氧浓度增大。
在上述结构中，也可以采用如下方式，即，所述缸内氧浓度控制部在使所述引燃喷射时的所述缸内氧浓度增大时，使流入所述气缸的空气的量增大。
发明效果
根据本发明，能够提供一种内燃机的控制装置，其即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下，也能够抑制内燃机的燃烧状态发生恶化的情况。
附图说明
图1为表示实施例一所涉及的内燃机的一个示例的模式图。
图2为表示实施例一所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图3(a)为表示十六烷值、燃烧状态指标、与主喷射时的缸内温度的关系的模式图。图3(b)为使根据缸内氧浓度而取得目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。图3(c)为，使根据A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量而取得目标TDC温度时所使用的映射图可视化的图。
图4(a)为控制装置对节气门、引燃喷射量以及引燃喷射正时进行控制的情况下的控制装置的功能框图。图4(b)以及图4(c)为用于对目标引燃发热量(△Qtrg)的计算方法进行说明的图。
图5为表示实施例一的改变例一所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图6(a)为表示十六烷值、燃烧状态指标、与主喷射时的缸内温度的关系的模式图。图6(b)为使取得实施例一的改变例一所涉及的目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。
图7为表示实施例一的改变例二所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图8为表示实施例一的改变例三所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图9为表示在实施例二所涉及的控制装置在执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。
图10为表示实施例二的改变例一所涉及的控制装置在执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。
图11(a)为表示实施例三所涉及的控制装置在执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。图11(b)为模式化地表示实施例三所涉及的执行缸内氧浓度控制时的流入气缸的空气量的时间变化的图。
图12(a)为表示在实施例三的改变例一所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。图12(b)为使空气量增量值的映射图可视化的图。
图13为表示实施例四所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图14(a)为使根据缸内氧浓度而取得目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。图14(b)为模式化地表示在空气流量传感器劣化了的情况下是否存在失火的图。图14(c)为模式化地表示在A/F传感器劣化了的情况下是否存在失火的图。
图15为表示实施例四的改变例一所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图16为表示实施例五所涉及的内燃机的一个示例的模式图。
图17为表示实施例五所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制时的流程图的一个示例。
图18为模式化地表示排气温度与流入气缸内的空气量的关系的图。
图19为表示实施例六所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制时的流程图的一个示例的图。
图20为表示实施例七所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制时的流程图的一个示例的图。
图21为表示实施例八所涉及的内燃机的一个示例的模式图。
图22为表示实施例八所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图23(a)为使实施例八所涉及的计算目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。图23(b)为表示目标缸内温度与内燃机的耗油率的关系的模式图。
图24为表示实施例九所涉及的控制装置执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。
图25为使实施例九所涉及的计算目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的方式进行说明。
实施例一
对本发明的实施例一所涉及的内燃机的控制装置(以下，称之为控制装置100)进行说明。首先，对应用了控制装置100的内燃机的结构的一个示例进行说明，接下来对控制装置100的详细情况进行说明。图1为表示应用了控制装置100的内燃机5的一个示例的模式图。图1所示的内燃机5被搭载于车辆上。在本实施例中作为内燃机5的一个示例而使用了压缩点火式内燃机。内燃机5具备内燃机主体10、进气通道20、排气通道21、节气门22、燃料喷射阀30、共轨40、泵41、EGR(Exhaust Gas Recirculation：废气再循环)通道50、EGR阀51、增压器60、内部冷却器70、各种传感器、控制装置100。
内燃机主体10具有形成有气缸11的气缸体、被配置于气缸体的上部的气缸盖、被配置于气缸11中的活塞。在本实施例中，气缸11的数目为多个(具体而言为四个)。进气通道20的下游侧分支并与各个气缸11连接。从进气通道20中的上游侧的端部流入有新气。排气通道21的上游侧分支并与各个气缸11连接。节气门22被配置在进气通道20上。节气门22通过接收来自控制装置100的指令而进行开闭，从而对被导入气缸11的空气量进行调整。
燃料喷射阀30、共轨40以及泵41通过配管而被连通。燃料罐42中所贮留的燃料(在本实施例中使用轻油来作为燃料)通过泵41而被供给压力，从而被供给至共轨40，并且在共轨40中成为高压后被供给至燃料喷射阀30。将本实施例所涉及的燃料喷射阀30在内燃机主体10中配置了多个以便对各个气缸11直接喷射燃料。另外，燃料喷射阀30的配置部位并不限定于图1的结构。例如也可以采用如下结构，即，燃料喷射阀30以向进气通道20喷射燃料的方式而配置。
EGR通道50为，使从气缸11排出的排气的一部分向气缸11进行再循环的通道。在此之后，将导入气缸11的排气称为EGR气体。本实施例所涉及的EGR通道50对进气通道20的通道中途与排气通道21的通道中途进行连接。EGR阀51被配置于EGR通道50上。EGR阀51通过接收来自控制装置100的指令而进行开闭从而对EGR气体的量进行调整。
增压器60为，对被吸入到内燃机5中的空气进行压缩的装置。本实施例所涉及的增压器60具备被配置在排气通道21中的涡轮61与被配置在进气通道20中的压缩机62。涡轮61以及压缩机62通过连结部件而被连结。在涡轮61接受来自通过排气通道21的排气的力而旋转了的情况下，与涡轮61连结的压缩机62也会旋转。并且压缩机62通过旋转来对进气通道20的空气进行压缩。由此，流入气缸11的空气被增压。内部冷却器70被配置于与进气通道20的压缩机62相比靠下游侧且与节气门22相比靠上游侧处。在内部冷却器70中被导入有制冷剂。并且内部冷却器70通过被导入到内部冷却器70中的制冷剂而对进气通道20的空气进行冷却。另外，控制装置100对被导入到内部冷却器70中的制冷剂的流量进行控制。
在图1中，作为各传感器的一个示例而图示了空气流量传感器80、温度传感器81、A/F传感器82以及缸内压力传感器83。空气流量传感器80被配置于与进气通道20的压缩机62相比靠上游侧。空气流量传感器80对进气通道20的空气量(g/s)进行检测，并将检测结果发送至控制装置100。控制装置100基于空气流量传感器80的检测结果而取得流入气缸11内的空气量。温度传感器81被配置于与进气通道20的节气门22相比靠下游侧的部位处。温度传感器81对进气通道20的空气的温度进行检测，并将检测结果发送至控制装置100。A/F传感器82被配置于与排气通道21的涡轮61相比靠下游侧的部位处。A/F传感器82对排气通道21的排气的A/F(空燃比)进行检测，并将检测结果发送至控制装置100。缸内压力传感器83被配置在内燃机主体10中。缸内压力传感器83对作为气缸11内的压力的缸内压力进行检测，并将检测结果发送至控制装置100。除了这些传感器以外，内燃机5还具备曲轴位置传感器等各种传感器。
控制装置100为对内燃机5进行控制的装置。在本实施例中，作为控制装置100的一个示例而使用了具备CPU(Central Processing Unit：中央处理器)101、ROM(Read Only Memory：只读存储器)102以及RAM(Random AccessMemory：随机存取存储器)103的电子控制装置(Electronic Control Unit：电子控制单元)。CPU101为执行控制处理与运算处理等的装置，ROM102以及RAM103为具有作为对CPU101的动作所需要的信息进行存储的存储部的功能的装置。另外后文所述的各流程的各步骤由CPU101来执行。
控制装置100对燃料喷射阀30进行控制以执行主喷射。此外，控制装置100对燃料喷射阀30进行控制以执行在主喷射之前的正时喷射燃料的引燃喷射。即，引燃喷射为在主喷射之前实施的燃料喷射。通过执行引燃喷射能够抑制主喷射时的急剧的燃烧压力与燃烧温度的上升。此外，控制装置100取得作为气缸11内的氧浓度的缸内氧浓度，并取得作为气缸11内的温度的缸内温度，且基于缸内氧浓度而取得成为主喷射时的目标的缸内温度、即目标缸内温度，并且，执行基于目标缸内温度与缸内温度的差来对引燃喷射时的缸内氧浓度进行控制的缸内氧浓度控制。如使用流程图来对该缸内氧浓度控制的详细情况进行说明则为如下情况。
图2为表示控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例。控制装置100在执行引燃喷射时(更具体而言为在引燃喷射的执行之前)，执行图2的流程图。控制装置100以预定周期而反复执行图2的流程图。首先，控制装置100取得内燃机5的燃料的十六烷值(CN：Cetane Number)(步骤S10)。在此，由于燃料的比重与十六烷值具有呈反比例的趋势，因此能够基于燃料的比重而取得十六烷值。因此本实施例所涉及的控制装置100在步骤S10中会基于燃料的比重而取得十六烷值。在该情况下，内燃机5具备在燃料罐42中对燃料的比重进行检测的比重传感器(未图示)。此外在存储部中，存储有关联了燃料的比重与十六烷值的映射图。在步骤S10中，控制装置100通过从映射图取得与比重传感器所检测到的燃料的比重相对应的十六烷值而取得十六烷值。另外由控制装置100所实施的十六烷值的具体的取得方法并不限定于此，而能够使用公知的方法。
接下来，控制装置100对在步骤S10中所取得的十六烷值是否在预定值以下进行判断(步骤S20)。在本实施例中，作为预定值而使用如下这样的值，即，在十六烷值在该预定值以下的情况下，假设未执行本实施例所涉及的缸内氧浓度控制时在内燃机5中会发生失火。在本实施例中，作为该预定值的一个示例而使用48。另外，预定值的具体值并不限定于此。预定值会预先由存储部存储。控制装置100在步骤S20中，对通过步骤S10所取得的十六烷值是否在存储部所存储的预定值以下进行判断。
在于步骤S20中判断为否定的情况下(否)，控制装置100会结束流程图的执行。另外，在该情况下，控制装置100会将节气门22的开度控制为预定开度(以下有时会将该预定开度称为通常值)。在于步骤S20中判断为肯定的情况下(是)，控制装置100会取得内燃机5的条件(步骤S30)。内燃机5的条件是指，后文所述的步骤S40的缸内氧浓度的计算中所需的内燃机5的条件。本实施例所涉及的控制装置100在步骤S30中，取得流入气缸11内的空气量以及燃料喷射正时处的燃烧室的容积来作为内燃机5的条件。另外，控制装置100基于空气流量传感器80的检测结果来取得流入气缸11内的空气量。控制装置100基于燃料喷射正时处的活塞的位置来取得燃料喷射正时处的燃烧室(由活塞、气缸体、气缸盖所围成的空间)的容积。控制装置100根据曲轴位置传感器所检测到的曲轴转角来取得活塞的位置。
接下来，控制装置100取得作为气缸11内的氧浓度的缸内氧浓度(步骤S40)。本实施例所涉及的控制装置100取得气缸11内的氧的mol浓度(mol/cc)来作为缸内氧浓度。具体而言，控制装置100基于流入气缸11内的空气量与燃料喷射正时处的燃烧室的容积来取得气缸11内的氧的mol浓度。更加具体而言，控制装置100使用在步骤S30中所取得的流入气缸11内的空气量以及燃料喷射正时处的燃烧室的容积，并根据下式(1)来取得气缸11内的氧的mol浓度。
气缸11内的氧的mol浓度＝(流入气缸11内的空气量×0.23)÷(32×燃料喷射正时处的燃烧室的容积)…(1)
然而，缸内氧浓度的具体的取得方法不限定于此。例如控制装置100也可以使用能够提取出缸内氧浓度的映射图来取得缸内氧浓度。此外，在内燃机5具备能够对缸内氧浓度实施直接检测的传感器的情况下，控制装置100也可以根据该传感器的检测结果来取得缸内氧浓度。
接下来控制装置100基于在步骤S40中所取得的缸内氧浓度来取得目标缸内温度(步骤S50)。使用图3(a)以及图3(b)来对步骤S50进行说明。图3(a)为对十六烷值、表示内燃机5的燃烧状态的指标(以下，有时也称之为燃烧状态指标)、和主喷射时的缸内温度之间的关系进行表示的模式图。图3(a)的纵轴表示燃烧状态指标。具体而言，纵轴作为燃烧状态指标的一个示例而表示排气中的HC(碳氢化合物)量或点火延迟的程度。横轴表示主喷射时的缸内温度。
在图3(a)中图示了表示使用了十六烷值(CN)为40的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为50的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为80的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线。十六烷值表示点火性能的指标，其值越大则越易点火，其值越小则越易产生点火延迟。当产生点火延迟时，HC量也会增加。在图3(a)中，三条曲线均为，在横轴上越向右则纵轴的值越小。三条曲线的纵轴的值在主喷射时的缸内温度为T(℃)时收敛于预定值。
从图3(a)可知，主喷射时的缸内温度越高，则点火延迟越难以产生，HC量也会越减少。此外从图3(a)还可知，存在有使燃烧状态指标无关乎十六烷值的值而为固定的(具体而言点火延迟为固定、且HC量也为固定)主喷射时的缸内温度(T℃)。
本实施例所涉及的控制装置100在图2的步骤S50中，取得使燃烧状态指标无关乎该十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度(T℃)来作为目标缸内温度。另外在本申请中，“固定”不仅包括数值完全不发生变动的较严格意义上的“固定”，也包括“在固定的范围内”的含义(即变动幅度在预定范围内)。具体而言，控制装置100根据在步骤S40中所取得的缸内氧浓度来取得该目标缸内温度。图3(b)为，在基于缸内氧浓度而取得目标缸内温度时所使用的将映射图可视化了的图。图3(b)所图示的实线(以下，称之为基准线)表示使HC量无关乎十六烷值的值而为固定的(也包括为固定的范围内的情况)主喷射时的缸内温度。图3(b)为，以缸内氧浓度越高则所取得的目标缸内温度越低的方式来将目标缸内温度与缸内氧浓度相关联，而规定的映射图。图3(b)的映射图预先通过实验、模拟等而求出，并预先存储于存储部中。
控制装置100通过在步骤S50中从存储部的映射图中提取出与在步骤S40中所取得的缸内氧浓度对应的目标缸内温度来取得目标缸内温度。例如控制装置100在于步骤S40中所取得的缸内氧浓度为D(mol/cc)的情况下，会取得T(℃)来作为目标缸内温度。另外，以这样的方式所取得的目标缸内温度为，使燃烧状态指标(本实施例中为HC)无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度(T℃)。另外，在步骤S50中所使用的映射图并不限定于图3(b)。例如，也能够使用使点火程度无关乎十六烷值而为固定的(也包括为一定范围内的情况)主喷射时的缸内温度来作为图3(b)中所图示的基准线。
另外，控制装置100在步骤S50中，也能够使用使燃烧状态指标无关乎十六烷值而为固定的主喷射时的TDC(上止点)温度(以下，称之为目标TDC温度)来作为目标缸内温度。并且，控制装置100也可以不基于缸内氧浓度，而是基于A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量来取得该目标TDC温度。图3(c)为，使基于A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量来取得目标TDC温度时所使用的映射图可视化的图。图3(c)中所图示的实线(基准线)表示使点火延迟程度或点火正时无关乎十六烷值而为固定(也包括为固定范围内的情况)的主喷射时的目标TDC温度。在该情况下，控制装置100在图2的步骤S40中取得A/F、空气量(Ga)或缸内的氧量，并在步骤S50中，从图3(c)的映射图取得与在步骤S40中所取得的值对应的目标TDC温度。但是，本实施例所涉及的控制装置100在步骤S50中不使用图3(c)的映射图，而使用前文所述的图3(b)的映射图来取得目标缸内温度。
参照图2，控制装置100在步骤S50之后取得缸内温度，并对所取得的缸内温度是否低于在步骤S50中所取得的目标缸内温度进行判断(步骤S60)。另外此后将在步骤S60中所取得的缸内温度称为实际缸内温度。该实际缸内温度为当前时间点下的缸内温度。由控制装置100所实施的实际缸内温度的具体的取得方法并未被特别限定，能够应用公知的方法。本实施例所涉及的控制装置100作为一个示例而根据与实际缸内温度有关的指标来推断实际缸内温度。作为该指标的一个示例，控制装置100使用了进气通道20的空气的温度(空气温度)以及内燃机5的负载。另外，空气温度越高，则实际缸内温度越高，负载越高，则实际缸内温度越高。在该情况下，在控制装置100的存储部中存储有，将实际缸内温度与空气温度以及负载(在本实施例中使用转速来作为负载的一个示例)相关联而规定的映射图。控制装置100基于温度传感器81的检测结果而取得进气通道20的空气温度，并基于曲轴位置传感器的检测结果而取得内燃机5的转速(rpm)。控制装置100基于取得的空气温以及转速而从存储部的映射图提取出实际缸内温度，并取得该提取出的实际缸内温度来作为步骤S60的实际缸内温度。
但是，由控制装置100所实施的实际缸内温度的取得方法不限定于上述方法。如列举其他示例，则例如由于缸内压力与实际缸内温度有关，因此控制装置100也能够基于缸内压力传感器83所检测出的缸内压力而对实际缸内温度进行推断。此外，在假设内燃机5具备能够对实际缸内温度进行直接检测的温度传感器的情况下，控制装置100能够基于该温度传感器的检测结果而取得实际缸内温度。
在于步骤S60中判断为否定的情况下，控制装置100结束流程图的执行。在该情况下，控制装置100会将节气门22的开度控制为通常值。在于步骤S60中判断为肯定的情况下，控制装置100会使缸内氧浓度增大(步骤S70)。具体而言，控制装置100控制节气门22的开度而使得气缸11所吸入的空气量增大。更加具体而言，控制装置100通过以大于通常值的方式来对节气门22的开度进行控制，从而使节气门22的节流量减少，进而使气缸11所吸入的空气量增大。通过使空气量增大来增大引燃喷射时的缸内氧浓度。通过使缸内氧浓度增大来使气缸11内的燃烧活跃化，从而使实际缸内温度上升。由此，能够使主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少。即，步骤S70相当于，对引燃喷射时的缸内氧浓度进行控制从而使得主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少的缸内氧浓度控制。接下来控制装置100结束流程图的执行。
另外，在步骤S40中取得缸内氧浓度的控制装置100的CPU101相当于取得缸内氧浓度的缸内氧浓度取得部。在步骤S50中取得目标缸内温度的控制装置100的CPU101相当于目标缸内温度取得部。在步骤S60中取得实际缸内温度的控制装置100的CPU101相当于取得缸内温度的缸内温度取得部。在步骤S70中执行缸内氧浓度控制的控制装置100的CPU101相当于缸内氧浓度控制部。具体而言，执行步骤S70的控制装置100的CPU101相当于，在由缸内温度取得部所取得的缸内温度小于由目标缸内温度计算部计算出的主喷射时的目标缸内温度的情况下，与该缸内温度在该目标缸内温度以上的情况相比而使引燃喷射时的缸内氧浓度增大的缸内氧浓度控制部。此外，执行该步骤S70的控制装置100的CPU101相当于在使引燃喷射时的缸内氧浓度增大时使流入气缸11的空气的量增大的缸内氧浓度控制部。
根据本实施例所涉及的控制装置100，能够通过执行缸内氧浓度控制来使主喷射时的目标缸内温度与缸内温度(实际缸内温度)的差减少，从而使缸内温度接近主喷射时的目标缸内温度。由此，即使在使用低十六烷值的燃料来作为内燃机5的燃料的情况下，也能够抑制内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况。具体而言，能够根据本实施例所涉及的控制装置100来使内燃机5的HC为固定。此外，能够抑制失火的发生与驾驶性能的恶化。
此外，如图3(b)所说明的那样，本实施例所涉及的在取得目标缸内温度时所使用的映射图为，以缸内氧浓度越高则取得的目标缸内温度越低的方式来将缸内氧浓度与目标温度相关联而规定的映射图。由于控制装置100使用这样的映射图来取得目标缸内温度，因而结果成为，缸内氧浓度越高，则控制装置100越降低所取得的目标缸内温度的值。即，由缸内氧浓度取得部取得的缸内氧浓度越高，则控制装置100的目标缸内温度取得部越降低所取得的目标缸内温度的值。在此，由于缸内氧浓度越高，则由气缸11内的燃烧所产生的发热量越会增加，因此缸内温度也会上升。因此，也可以为，缸内氧浓度越高则目标缸内温度越低。因此，能够根据该结构而取得与缸内氧浓度对应的适当的目标缸内温度。其结果为，能够根据缸内氧浓度来适当地执行缸内氧浓度控制。由此，能够有效地对内燃机5的燃烧状态的恶化进行抑制。
此外，控制装置100于十六烷值在预定值以下的情况下(在步骤S20中判断为肯定的情况下)执行缸内氧浓度控制(步骤S70)。根据该结构，能够在实际使用了容易使内燃机5的燃烧状态产生恶化的低十六烷值的燃料的情况下执行缸内氧浓度控制。
另外，也能够通过使引燃喷射量增大来使实际缸内温度上升，其结果为，可使实际缸内温度接近目标缸内温度。因此，控制装置100也可以在步骤S70中，代替控制节气门而使缸内氧浓度上升，例如通过使引燃喷射量(引燃喷射时的燃料喷射量)增大来使实际缸内温度上升。然而，由于考虑到缸内的氧浓度会对缸内的燃料的燃烧施以最大的影响，因此认为，通过控制缸内氧浓度来使实际缸内温度接近目标缸内温度最具效果。此外还考虑到，节气门22的控制对缸内氧浓度的控制最有效。因此，由于像本实施例那样在步骤S70中控制节气门22与控制引燃喷射量相比能够更有效地使实际缸内温度接近目标缸内温度，因此优选采用本实施例。
或者，控制装置100也能够在使用了低十六烷值的燃料的情况下，于对内燃机5的燃烧状态的恶化进行抑制时，对节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时实施整体上的控制。如对该情况下的控制装置100的控制进行说明则如下文所述。图4(a)为在控制装置100对节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时进行控制的情况下的控制装置100的功能框图。控制装置100取得内燃机5的条件、使用内燃机的环境条件以及十六烷值来作为输入信息(INPUT)。
控制装置100基于所取得的输入信息而执行前馈控制(F/F控制)。具体而言，控制装置100基于内燃机5的条件以及环境条件来取得主喷射时的目标缸内温度(Ttrg)。此外，控制装置100基于目标缸内温度来取得目标引燃发热量(△Qtrg)。此外，控制装置100取得通过所取得的十六烷值的燃料而执行引燃喷射时的发热量即引燃发热量(△Qpl)来作为输入信息。而且控制装置100将节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时(实施引燃喷射的正时)作为输出(OUTPUT)而进行控制，从而使引燃发热量(△Qpl)成为目标引燃发热量(△Qtrg)。
如对F/F控制以及OUTPUT进一步具体进行说明则如下文所述。首先，F/F控制中的目标缸内温度(Ttrg)的计算方法与图3(b)以及图2的步骤S50中所说明的方法相同。目标引燃发热量(△Qtrg)的计算方法如下文所述。图4(b)以及图4(c)为用于对目标引燃发热量(△Qtrg)的计算方法进行说明的图。具体而言，图4(b)模式化地表示缸内温度随时间的变化。此外图4(c)为将计算目标引燃发热量(△Qtrg)时所使用的映射图可视化了的图。在图4(b)中曲轴转角为CA1的正时为，执行了主喷射的正时。在图4(b)中通过虚线而图示的曲线200表示在主喷射时实际实施了燃烧的情况下的缸内温度。在图4(b)中通过实线而图示的曲线201表示在主喷射时发生失火而结果未实施燃烧的情况下的缸内温度。在图4(b)的曲线201上，曲轴转角CA1以后的正时的缸内温度为通过计算而取得的值。
参照图4(b)，在使用了低十六烷值的燃料的情况下，为了抑制失火的发生，需要在主喷射时使缸内温度以如下方式上升，即，使缸内温度上升对应于作为主喷射时(CA1)的曲线200与曲线201的差的△T(K)的量。因此控制装置100如图4(c)所示那样，对空气的质量与燃料的质量的总计值、即m(g)乘以△T(K)的值的乘积(即m△T)进行计算。而且，控制装置100将与所计算出的m△T对应的目标引燃发热量△Qtrg从图4(c)的映射图中提取出。如果能够使引燃发热量增大对应于该提取出的目标引燃发热量△Qtrg的量，则能够如图4(b)所示那样，与失火产生的曲线201相比而使缸内温度上升与△T对应的量，从而能够将缸内温度设为曲线200。
因此，控制装置100将节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时作为OUTPUT而进行控制，以使引燃发热量(△Qpl)成为从图4(c)的映射图中提取出的目标引燃发热量(△Qtrg)。在以这种方式对节气门22、引燃喷射量以及引燃喷射正时进行了控制的情况下，也能够对使用了低十六烷值的燃料的情况下的内燃机5的失火的发生进行抑制。即，即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下，也能够对内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况进行抑制。另外，图1～图3中所说明的本实施例所涉及的通过节气门22控制而实施的缸内氧浓度控制也可以与图4(a)中所说明的控制中的节气门22的控制组合而执行。具体而言，也可以在作为图4(a)的OUTPUT中的一个而对节气门22进行控制时，执行例如由图2的步骤S70所涉及的节气门22控制而实施的缸内氧浓度控制。
(改变例一)
接下来对实施例一的改变例一所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在替代图2而执行接下来所说明的图5的流程图这一点上，与实施例一所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图5为表示本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。图5在替代步骤S50而具备步骤S50a这一点上与实施例一所涉及的图2的流程图不同。在步骤S50a中，控制装置100(具体而言为控制装置100的目标缸内温度取得部)取得与十六烷值对应的目标缸内温度。具体而言控制装置100在步骤S50a中，基于在步骤S40中所取得的缸内氧浓度以及在步骤S10中所取得的十六烷值来取得使主喷射时的内燃机5的燃烧状态成为固定的目标缸内温度。
对步骤S50a的详细情况进行说明。图6(a)为对表示十六烷值与内燃机5的燃烧状态的指标(燃烧状态指标)与主喷射时的缸内温度的关系进行表示的模式图。在图6(a)中图示了表示使用了十六烷值(CN)为80的燃料的情况下的燃烧状态指标(HC量或点火延迟程度)的曲线、表示使用了十六烷值为40的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为30的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线、表示使用了十六烷值为20的燃料的情况下的燃烧状态指标的曲线。十六烷值为40以及80的曲线在缸内温度为T1的时间点汇合。十六烷值为30的曲线在缸内温度为T2的时间点与十六烷值为40以及80的曲线汇合，十六烷值为20的曲线在缸内温度为T3的时间点与其他的曲线汇合。
从图6(a)可知，在十六烷值极低的情况下(具体而言为，十六烷值低于40的情况)，能够使燃烧状态指标为固定的主喷射时的缸内温度与T1相比而向高温侧偏移。因此，即使在使用这样的十六烷值低于40的超低十六烷值的燃料的情况下，为了有效抑制燃烧状态的恶化，也可以说优选为燃料的十六烷值越低则越提高目标缸内温度。
因此，十六烷值越低，则控制装置100在步骤S50a中越提高目标缸内温度。图6(b)为，将取得本改变例所涉及的目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。在图6(b)中，作为基准线的一个示例而图示了十六烷值在40以上的情况下的基准线、十六烷值为30的情况下的基准线、与十六烷值为20的情况下的基准线。并且十六烷值的值越小，则这些基准线越位于上方。即，图6(b)的映射图为，以缸内氧浓度越高则所取得的目标缸内温度越低、且十六烷值越低则所取得的目标缸内温度越高的方式而将目标缸内温度与缸内氧浓度以及十六烷值相关联而规定的映射图。该映射图预先通过实验、模拟等而被求出，并预先存储于控制装置100的存储部中。
控制装置100在步骤S50a中选择与在步骤S10中所取得的十六烷值(CN)对应的基准线，并通过所选择的基准线来取得与在步骤S40中所取得的缸内氧浓度对应的目标缸内温度。如果使用图6(b)来对该一个示例进行说明、则如下文所述。例如，在于步骤S10中所取得的十六烷值为30的情况下，且在步骤S40中所取得的缸内氧浓度为D(mol/cc)的情况下，控制装置100取得T2(℃)来作为目标缸内温度。以这样的方式所取得的目标缸内温度为，缸内氧浓度越高则所述目标缸内温度越低，且十六烷值越低则所述目标缸内温度越高。而且控制装置100使用在该步骤S50a中所取得的目标缸内温度来执行步骤S60。另外，在于图6(b)的映射图中不存在与步骤S10中所取得的十六烷值直接对应的基准线的情况下，只要使控制装置100选择与步骤S10中所取得的十六烷值最接近的值的基准线即可。或者只要使控制装置100使用内设的值的基准线即可。
根据本改变例所涉及的控制装置100，除实施例一的效果之外还能够取得以下的效果。具体而言，由于十六烷值越低则点火性能越低，因此认为优选为提高目标缸内温度，根据控制装置100，由于在步骤S50a中，燃料的十六烷值越低则越提高所取得的目标缸内温度，因此能够取得与十六烷值对应的适合的目标缸内温度。由此能够根据控制装置100而更有效地对内燃机5的燃烧状态的恶化进行抑制。
(改变例二)
接下来对实施例一的改变例二所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在代替图2而执行接下来所说明的图7的流程图这一点上与实施例一所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图7为对本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例进行表示的图。图7在替代步骤S70而具备有步骤S70a这一点上与实施例一所涉及的图2的流程图不同。
在步骤S70a中，控制装置100(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度控制部)通过在使缸内氧浓度增大时，使被吸入到气缸11中的空气的温度(以下，有时也称之为进气温度)降低来使被吸入到气缸11中的空气中的氧浓度增大。在进气温度降低的情况下被吸入到气缸11的空气中的氧浓度(具体而言为摩尔浓度)增大是因为，由于进气温度的降低从而使被吸入到气缸11的空气的密度上升，其结果使得空气中的氧浓度上升。
具体而言，控制装置100在使步骤S70a所涉及的进气温度降低时，使向内部冷却器70导入的制冷剂的流量增加。更加具体而言，控制装置100通过使内部向冷却器70导入制冷剂的泵(图1中未图示)的转速增加来使导入内部冷却器70的制冷剂的流量增加。由于通过使内部冷却器70的制冷剂流量增加从而使内部冷却器70的进气冷却能力提高，因此能够使进气温度降低。然而步骤S70a的具体的执行方法并不限定于此。
在本改变例所涉及的控制装置100中也能够通过执行缸内氧浓度控制(步骤S70a)来使主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少。由此，即使在使用了低十六烷值的燃料来作为内燃机5的燃料的情况下，也能够抑制内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况。另外，实施例一的改变例一所涉及的控制装置100也可以执行本改变例所涉及的步骤S70a。
(改变例三)
接下来，对实施例一的改变例三所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在代替图2而执行接下来所说明的图8的流程图这一点上与实施例一所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图8为，表示本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。图8在替代步骤S70而具备步骤S70b这一点上与实施例一所涉及的图2的流程图不同。
存在活塞的位置越靠近上止点(TDC)，则缸内氧浓度越升高的趋势。因此，燃料的喷射正时越为接近上止点的正时，则越能够使燃料喷射时的缸内氧浓度增加。因此，控制装置100(具体而言，控制装置100的缸内氧浓度控制部)通过步骤S70b所涉及的缸内氧浓度控制而使引燃喷射正时与在步骤S20或步骤S60中被判断为否定的情况下的引燃喷射正时(即，未执行缸内氧浓度控制的情况下的引燃喷射正时，将其称为通常喷射正时)相比而靠近上止点。
具体而言，控制装置100使用与上止点相比而较早的正时来作为通常喷射正时。而且，控制装置100在步骤S70b中将引燃喷射设置在上止点。更加具体而言，控制装置100在步骤S70b中基于曲轴位置传感器的检测结果而取得曲轴转角(CA)，并以在所取得的曲轴转角为上止点的情况下执行引燃喷射的方式来控制燃料喷射阀30。然而步骤S70b的具体的执行方法并不被限定。
在本改变例所涉及的控制装置100中也能够通过执行缸内氧浓度控制(步骤S70b)来使主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少。由此，即使在使用了低十六烷值的燃料来作为内燃机5的燃料的情况下，也能够抑制内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况。另外，实施例一的改变例一所涉及的控制装置100也可以执行本改变例所涉及的步骤S70b。
实施例二
接下来对本发明的实施例二所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本实施例所涉及的控制装置100(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度控制部)在代替实施例一所涉及的图2的步骤S70而执行接下来所说明的图9的流程图这一点上与实施例一所涉及的控制装置100不同。本实施例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图9为表示在本实施例所涉及的控制装置100在执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。另外控制装置100在于图2的步骤S60中被判断为肯定的情况下，执行图9的步骤S100。在步骤S100中，控制装置100对EGR气体是否被导入气缸11进行判断。由于在EGR阀51开启的情况下，EGR气体会被导入气缸11，因此具体而言控制装置100会在步骤S100中对EGR阀51是否处于开启进行判断。
在于步骤S100中被判断为肯定的情况下，控制装置100对节气门22的节流量是否大于预定值进行判断(步骤S110)。另外节气门22的节流量越大，则进气通道20的空气量越少，从而流入气缸11的空气量越少。在本实施例中，作为预定值而使用如下这样的节流量，即，假设在于节气门22的节流量大于该预定值的状态下使EGR阀51关闭的情况下，下游侧与进气通道20的节气门22相比为负压。将该预定值预先求出，并预先存储于存储部中。另外预定值并不限定于这样的值。此外，节气门22的节流量能够根据节气门22的开度来取得。
在于步骤S110中被判断为肯定的情况下，控制装置100通过减少节气门22的节流量来增大流入气缸11的空气量(步骤S120)。具体而言，在步骤S120中，控制装置100使节气门22的节流量与在图2的步骤S20中被判断为否定的情况下或在步骤S60中被判断为否定的情况下的节流量(以下，将该节流量称为通常节流量)相比而减少。通过执行步骤S120，从而缸内氧浓度也会增大。由此，目标缸内温度与实际缸内温度的差会减少，从而能够抑制内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况。
接下来控制装置100对流入气缸11的空气量是否与预定的基准空气量相比而不足进行判断(步骤S130)。在本实施例中，使用会产生失火的空气量来作为基准空气量。在此情况下，在流入气缸11的空气量与该基准空气量相比而不足的情况下会发生失火。预先求出基准空气量，并将其预先存储于存储部中。另外基准空气量并不限定于这样的会产生失火的空气量。
在步骤S130中被判断为肯定的情况下，控制装置100通过将EGR阀51控制为关闭来使流入气缸11的空气量增大(步骤S140)。另外，通过执行步骤S140也会使缸内氧浓度增大。由此，能够使目标缸内温度与实际缸内温度的差减少，从而对内燃机5的燃烧状态恶化进行抑制。接下来控制装置100结束流程图的执行。
在步骤S100中被判断为否定的情况下(即EGR阀51为关闭的情况下)，控制装置100会通过减少节气门22的节流量来使流入气缸11的空气量增大(步骤S150)。由于步骤S150的具体内容与步骤S120相同，因此省略说明。接下来控制装置100结束流程图的执行。
在步骤S110中被判断为否定的情况下(即节气门22的节流量为预定值以下的情况下)，控制装置100通过将EGR阀51控制为关闭来使流入气缸11的空气量增大(步骤S160)。由于步骤S160的具体内容与步骤S140相同，因此省略其说明。接下来控制装置100对流入气缸11的空气量是否不足进行判断(步骤S170)。由于步骤S170的具体的内容与步骤S130相同因此省略其说明。在于步骤S170中被判断为肯定的情况下，控制装置100通过减少节气门22的节流量来使流入气缸11的空气量增大(步骤S180)。由于步骤S180的具体内容与步骤S120相同，因此省略其说明。接下来控制装置100结束流程图的执行。在步骤S170中被判断为否定的情况下，控制装置100也会结束流程图的执行。
如以上所述，根据本实施例所涉及的控制装置100，在使引燃喷射时的缸内氧浓度增大时开启EGR阀51(在步骤S100中被判断为肯定的情况下)且节气门22的节流量大于预定值的情况下(在步骤S110中被判断为肯定的情况下)，通过在使节流量减少之后(步骤S120执行后)将EGR阀51控制为关闭(步骤S140)来使引燃喷射时的缸内氧浓度增大。在此，在假设于EGR阀51开启且节气门22的节流量大于预定值时不使节气门22的节流量减少且关闭EGR阀51的情况下，下游侧与进气通道20的节气门22相比会成为负压。其结果会产生失火。对于这一点，根据控制装置100，在EGR阀51开启且节气门22的节流量大于预定值的情况下，能够通过在使节流量减少后将EGR阀51控制为关闭来抑制失火的发生。另外，也可以由实施例一的改变例一所涉及的控制装置100来执行本实施例所涉及的缸内氧浓度增大控制。
(改变例一)
接下来对实施例二的改变例一所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在替代图9而执行以下所说明的图10的流程图这一点上与实施例二所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例二所涉及的控制装置100相同。图10为表示在本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。图10在替代步骤S110而具备有步骤S110a这一点上与图9的流程图不同。
在步骤S110a中，控制装置100(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度控制部)对排气通道21的排气的空燃比(A/F)是否小于预定值进行判断。在本改变例中，使用如下空燃比来作为预定值，即，在EGR阀51于假设空燃比小于该预定值的状态中关闭了的情况下，下游侧与进气通道20的节气门22相比而为负压。将该预定值预先求出，并预先存储于存储部中。另外预定值并不限定于这样的值。控制装置100在步骤S110a中对基于A/F传感器82的检测结果所取得的空燃比是否小于存储于存储部中的预定值进行判断。通过本改变例所涉及的控制装置100也能够取得与实施例二相同的效果。
实施例三
接下来，对本发明的实施例三所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本实施例所涉及的控制装置100(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度控制部)在执行实施例一所涉及的图2的步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制时，在执行接下来所说明的图11(a)的流程图这一点上与实施例一所涉及的控制装置100不同。本实施例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图11(a)为，表示在本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时对空气量进行控制时的流程图的一个示例的图。控制装置100在图2的步骤S60中被判断为肯定的情况下执行图11(a)的步骤S200。
在步骤S200中，控制装置100取得第一目标空气量(Gatrg)来作为流入气缸11的空气量的目标值。具体而言，控制装置100使用在执行图2的步骤S70的情况下流入气缸11的空气量来作为第一目标空气量。更加具体而言，控制装置100在步骤S200中，在图2的步骤S20中被判断为否定的情况下、或在步骤S60中被判断为否定的情况下，设定与流入气缸11的空气量相比而多出预定量的值的空气量来作为第一目标空气量。
接下来，控制装置100取得具有大于第一目标空气量的数值的第二目标空气量(Gatrg1)，来作为流入气缸11的空气量的目标值(步骤S210)。具体而言，控制装置100取得使预定系数(C(＞0))与在步骤S200中所取得的第一目标空气量进行了累计的值来作为第二目标空气量。接下来，控制装置100以使流入气缸11的空气量成为在步骤S210中所取得的第二目标空气量的方式来控制节气门22(步骤S220)。具体而言，控制装置100以节气门22的节流量成为与第二目标空气量对应的第一值的方式来对节气门22进行控制。
接下来，控制装置100对根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量(Ga)是否大于第一目标空气量进行判断(步骤S230)。在于步骤S230中被判断为否定的情况下，控制装置100执行步骤S210。即，执行步骤S220的控制直至根据空气流量传感器80的检测结果而取得的实际的空气量(Ga)大于第一目标空气量为止。在步骤S230中判断为肯定的情况下，控制装置100以使流入气缸11的空气量成为第一目标空气量的方式来对节气门22进行控制(步骤S240)。具体而言，控制装置100将节气门22的节流量控制为与第一目标空气量对应的第二值(其为与第一值相比而较高的值)。接下来，控制装置100结束流程图的执行。
图11(b)为模式化地表示执行本实施例所涉及的缸内氧浓度控制时的、流入气缸11的空气量的时间变化的图。图11(b)的纵轴表示流入气缸11的空气量，横轴表示时间。在纵轴上图示有第一目标空气量(Gatrg)与第二目标空气量(Gatrg1)。在执行了本实施例所涉及的缸内氧浓度控制的情况下，流入气缸11的空气量在最初成为大于第一目标空气量的第二目标空气量之后收敛于第一目标空气量。
如对本实施例所涉及的控制装置100的作用效果进行归纳，则如下文所述。首先根据本实施例所涉及的控制装置100，能够通过在缸内氧浓度控制中执行步骤S220或步骤S240来使流入气缸11的空气量增大。由此，能够使引燃喷射时的缸内氧浓度增大。其结果为，即使在使用了低十六烷值的燃料来作为内燃机5的燃料的情况下，也能够抑制内燃机5的燃烧状态发生恶化的情况。
此外，由于在通过节气门22而使空气量增大的控制中，从改变节气门22的开度起至实际上流入气缸11的空气量增大为止这一过程需要时间，因此其响应性未必良好。对于这一点，根据本实施例所涉及的控制装置100，在执行缸内氧浓度控制时，在最初将节气门22的节流量减少至与第二目标空气量对应的第一值之后(步骤S220)，将节流量控制为大于第一值的第二值(与第一目标空气量对应的节流量)(步骤S240)。由此，如在图11(b)中所说明的那样，能够在最初使流入气缸11内的空气量与第一目标空气量相比而增大之后，将其控制为第一目标空气量。其结果为，能够提高缸内氧浓度控制的响应性。由此，能够在使用了低十六烷值的燃料作为内燃机5的燃料的情况下有效地抑制内燃机5的燃烧状态的恶化。
另外，实施例一的改变例一所涉及的控制装置100还可以执行本实施例所涉及的缸内氧浓度控制。此外，实施例二所涉及的控制装置100或实施例二的改变例一所涉及的控制装置100还可以执行本实施例所涉及的缸内氧浓度控制。另外，在实施例二所涉及的控制装置100或实施例二的改变例一所涉及的控制装置100执行本实施例所涉及的缸内氧浓度控制的情况下，在执行步骤S120、步骤S150或步骤S180所涉及的节气门22的控制时，执行图11(a)的控制。
(改变例一)
接下来对实施例三的改变例一所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在代替执行图11(a)的流程图而执行以下所说明的图12(a)的流程图这一点上，与实施例三所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例三所涉及的控制装置100相同。图12(a)为表示在本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时控制空气量时的流程图的一个示例的图。在图12(a)中，在还具备步骤S201这一点与替代步骤S210而具备步骤S210a这一点上，与图11(a)的流程图不同。
控制装置100(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度控制部)在步骤S200之后接着执行步骤S201。在步骤S201中，控制装置100取得空气量增量值(Ga2)。图12(b)为将空气量增量值的映射图可视化了的图。图12(b)的纵轴表示空气量增量值，横轴表示在图2的步骤S50中所取得的目标缸内温度与在步骤S60中所取得的实际缸内温度的差(在本改变例中，有时称之为温度差)。图12(b)为，以温度差越大则空气量增量值越大的方式来将空气量增量值与温度差相关联而规定的映射图。将该映射图预先求出，并预先存储于控制装置100的存储部中。在图12(a)的步骤S201中，控制装置100以如下方式取得空气量增量值(Ga)，即，从图12(b)的映射图提取出对应于图2的步骤S50中所取得的目标缸内温度与步骤S60中所取得的实际缸内温度的差的空气量增量值。
控制装置100在步骤S201之后接着执行步骤S210a。控制装置100在步骤S210a中，取得将步骤S201中所取得的空气量增量值(Ga2)加上步骤S200中所取得的第一目标空气量的值所得的值，来作为第二目标空气量。以这样的方式所计算出的第二目标空气量为大于第一目标空气量的值。即，控制装置100根据目标缸内温度与实际缸内温度的差(温度差)来对第二目标空气量进行计算。
在本改变例所涉及的控制装置100中，与实施例三同样，能够使缸内氧浓度控制的响应性提高。此外根据本改变例所涉及的控制装置100，由于根据目标缸内温度与实际缸内温度的差而对第二目标空气量进行了计算，从而能够根据目标缸内温度与实际缸内温度的差而有效提高缸内氧浓度控制的响应性。由此，能够进一步有效地抑制内燃机5的燃烧状态的恶化。
另外，实施例一的改变例一所涉及的控制装置100还可以执行本改变例所涉及的缸内氧浓度控制。此外，实施例二所涉及的控制装置100或实施例二的改变例一所涉及的控制装置100还可以执行本改变例所涉及的缸内氧浓度控制。
实施例四
接下来对本发明的实施例四所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本实施例所涉及的控制装置100在替代执行实施例一所涉及的图2的流程图而执行接下来所说明的图13的流程图这一点上，与实施例一所涉及的控制装置100不同。本实施例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例一所涉及的控制装置100相同。图13为表示本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。图13的流程图在还具备步骤S31、步骤S32以及步骤S33这一点上、以及替代步骤S40而具有步骤S40a这一点上，与图2的流程图不同。
控制装置100在步骤S31中(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度取得部)根据空气流量传感器80的检测结果来取得流入气缸11的空气量(以下，有时简称为空气量)，并根据A/F传感器82的检测结果来取得空气量，并且对根据空气流量传感器80的检测结果所取得的空气量是否大于根据A/F传感器82的检测结果所取得的空气量进行判断。另外，控制装置100取得燃料喷射阀30的燃料喷射量乘以A/F传感器82所检测出的A/F所得的值来作为流入气缸11的空气量。然而，根据A/F传感器82的检测结果而取得流入气缸11的空气量的具体方法并不限定于此，能够使用公知的其他的方法。
在此认为，在内燃机5的运转状态处于稳定时执行步骤S31的情况与在内燃机5的运转状态处于过渡时执行步骤S31的情况相比，步骤S31的判断精度较高。因此，控制装置100在内燃机5的运转状态处于稳定时的情况下执行步骤S31。具体而言，控制装置100在节气门22的开度的每单位时间的变化量在预定值以下的情况下判断为处于稳定时，并执行步骤S31。
在步骤S31中判断为肯定的情况下(即，在根据A/F传感器82的检测结果而取得的空气量一方较小的情况下)，控制装置100采用根据A/F传感器82的检测结果而取得的空气量(步骤S32)。接下来控制装置100使用在步骤S32中所采用的空气量来对缸内氧浓度进行计算(步骤S40a)。具体而言，控制装置100使用在步骤S32中所采用的空气量并依据图2的步骤S40中所说明的式(1)来对缸内氧浓度进行计算。在步骤S31中判断为否定的情况下(即，在根据空气流量传感器80的检测结果所取得的空气量一方较小的情况下)，控制装置100采用根据空气流量传感器80的检测结果所取得的空气量(步骤S33)。接下来，控制装置100使用在步骤S33中所采用的空气量来对缸内氧浓度进行计算(步骤S40a)。
由于在本实施例所涉及的控制装置100中也执行步骤S70，因此能够取得与实施例一相同的作用效果。并且根据本实施例所涉及的控制装置100，缸内氧浓度取得部采用根据空气流量传感器80的检测结果所取得的空气量与根据A/F传感器82的检测结果所取得的空气量中较小的一方来计算缸内氧浓度(步骤S31～步骤S40a)。在下文中对基于该本实施例所涉及的缸内氧浓度计算而获得的作用效果进行说明。
首先，作为比较例，不执行本实施例所涉及的步骤S31～步骤S33，而在步骤S40a中，假想一种一直使用根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量来计算缸内氧浓度的控制装置(将该控制装置称为比较例所涉及的控制装置)。在比较例所涉及的控制装置中，认为在假设空气流量传感器80劣化了的情况下，根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量为与实际的空气量不同的值。其结果为，使用根据劣化了的空气流量传感器80而取得的空气量所计算出的缸内氧浓度与根据未劣化的空气流量传感器80而取得的缸内氧浓度(即真实缸内氧浓度)不同。其结果为，根据缸内氧浓度所取得的目标缸内温度也与真实的目标缸内温度不同。
在此，作为空气流量传感器80劣化了的结果，例举为根据空气流量传感器80的检测结果所取得的空气量与实际的空气量相比增加了的情况，若将上述的比较例所涉及的控制装置的问题更加具体地进行说明，则为如下情况。图14(a)为与图3(b)同样的图，即为将根据缸内氧浓度而取得目标缸内温度时所使用的映射图可视化了的图。图14(a)的横轴的缸内氧浓度(A)为，使用根据未劣化的空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量所计算出的缸内氧浓度。图14(a)的横轴的缸内氧浓度(B)为，使用根据劣化了的空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量所计算出的缸内氧浓度。
作为空气流量传感器80劣化了的结果，在根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量与实际的空气量相比而增加了的情况下，使用根据劣化了的空气流量传感器80而取得的空气量所获得的缸内氧浓度(B)大于使用根据未劣化的空气流量传感器80而取得的空气量所或得的缸内氧浓度(A)。其结果为，在比较例所涉及的控制装置根据图14(a)的映射图而计算出目标缸内温度的情况下，在空气流量传感器80劣化了的情况下所计算出的目标缸内温度(B1)一方与在空气流量传感器80未劣化的情况下所计算出的目标缸内温度(A1)相比而较低。这样，在比较例所涉及的控制装置使用低于真实目标缸内温度(A1)的目标缸内温度(B1)而执行了步骤S60以及步骤S70的情况下，内燃机5中会发生失火。在像这样的比较例所涉及的控制装置的情况下，存在空气流量传感器80发生了劣化的情况下在内燃机5中发生失火这样的问题。根据本实施例所涉及的控制装置100，如接下来所说明那样能够解决该问题。
图14(b)模式化地表示在空气流量传感器80与A/F传感器82之中的空气流量传感器80劣化了的情况下是否发生了失火。图14(c)模式化地表示在空气流量传感器80与A/F传感器82之中的A/F传感器82劣化了的情况下是否发生了失火。在图14(b)以及图14(c)中，在与表示空气量的真值(真实的空气量)的横轴相比靠上侧的区域(即，根据传感器的检测结果而取得的空气量大于真实空气量的区域)为内燃机5中发生失火的区域(失火侧)。在图14(b)以及图14(c)中，横轴以下的区域为内燃机5中未发生失火的区域(安全侧)。
如图14(b)所示，即使在空气流量传感器80劣化从而根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量大于真值或小于真值的情况下，只要采用空气流量传感器80的检测结果与A/F传感器82的检测结果之中较小一方的值，便能够抑制在内燃机5中发生失火的情况。如图14(c)所示那样，在A/F传感器82劣化从而根据A/F传感器82的检测结果而取得的空气量大于真值或小于真值的情况下，只要采用空气流量传感器80的检测结果与A/F传感器82的检测结果中较小一方的值便能够抑制内燃机5中发生失火的情况。即，只要在根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量与根据A/F传感器82的检测结果而取得的空气量之中，采用较小一方的空气量来对缸内氧浓度进行计算，则即使假设空气流量传感器80或A/F传感器82劣化也能够抑制内燃机5中发生失火的情况。
根据本实施例所涉及的控制装置100，在步骤S31～步骤S40a中，由于在根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量与根据A/F传感器82的检测结果而取得的空气量之中采用较小一方来计算缸内氧浓度，因此即使在空气流量传感器80或A/F传感器82劣化了的情况下也能够抑制内燃机5中发生失火的情况。
另外实施例一的改变例一、改变例二、改变例三、实施例二、实施例二的改变例一、实施例三以及实施例三的改变例一所涉及的控制装置也可以分别执行本实施例所涉及的缸内氧浓度的取得方法(图13的步骤S31～步骤S40a)。
(改变例一)
接下来，对实施例四的改变例一所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本改变例所涉及的控制装置100在替代图13的流程图而执行以下所说明的图15的流程图这一点上，与实施例四所涉及的控制装置100不同。本改变例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例四所涉及的控制装置100相同。图15为表示本改变例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例。图15在替代步骤S31而具备步骤S31a这一点、与替代步骤S32而具备步骤S32a这一点上与图13的流程图不同。
步骤S31a以及步骤S32a在替代A/F传感器82而使用了缸内压力传感器83这一点上，与图13的步骤S31以及步骤S32不同。在此，流入气缸11的空气量也能够根据除空气流量传感器80以及A/F传感器82之外的、缸内压力传感器83所检测的缸内压力来取得。因此，控制装置100替代A/F传感器82而使用了缸内压力传感器83。另外，根据缸内压力传感器83的检测结果来取得流入气缸11的空气量的具体方法并没有被特别限定，由于能够应用公知的方法，因此省略其详细说明。
在步骤S31a中，控制装置100(具体而言为，控制装置100的缸内氧浓度取得部)对根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量是否大于根据缸内压力传感器83的检测结果而取得的空气量进行判断。在步骤S31a中被判断为肯定的情况下，控制装置100采用根据缸内压力传感器83的检测结果而取得的空气量(步骤S32a)。接下来，控制装置100使用在步骤S32a中采用的空气量来对缸内氧浓度进行计算(步骤S40a)。在步骤S31a中被判断为否定的情况下，控制装置100执行步骤S33。接下来控制装置100使用在步骤S33中所采用的空气量来对缸内氧浓度进行计算(步骤S40a)。
由于在本改变例所涉及的控制装置100中，也在根据空气流量传感器80的检测结果而取得的空气量与根据缸内压力传感器83的检测结果而取得的空气量之中采用较小一方来对缸内氧浓度进行计算(步骤S31a～步骤S40a)，因此即使在空气流量传感器80或者缸内压力传感器83劣化了的情况下，也能够对内燃机5中发生失火的情况进行抑制。
另外，实施例一的改变例一、改变例二、改变例三、实施例二、实施例二的改变例一、实施例三以及实施例三的改变例一所涉及的控制装置也可以分别执行本改变例所涉及的缸内氧浓度的取得方法(图15的步骤S31a～步骤S40a)。
实施例五
接下来，对本发明的实施例五所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。图16为对应用了本实施例所涉及的控制装置100的内燃机5a的一个示例进行表示的模式图。图16所示的内燃机5a在另外具备温度传感器84、排气净化装置110以及燃料添加阀120这一点上与图1所示的内燃机5不同。此外，图16所示的内燃机5a在具备A/F传感器82以及缸内压力传感器83这一点上也与内燃机5不同。另外，内燃机5a的结构并不限定于图16的结构，例如内燃机5a也可以另外具备A/F传感器82以及缸内压力传感器83。温度传感器84被配置于与排气通道21的涡轮61相比靠上游侧的部位处。温度传感器84对排气的温度进行检测，并将检测结果向控制装置100传递。另外，温度传感器84的配置位置并不限定于图16所示的位置。
排气净化装置110为对排气通道21的排气进行净化的装置。本实施例所涉及的排气净化装置110具备排气净化用的催化剂111与DPF(DieselParticulate Filter：柴油颗粒过滤器)112。在本实施例中，催化剂111被配置于与排气通道21的涡轮61相比靠下游侧。DPF112被配置于与排气通道21的催化剂111相比靠下游侧。在本实施例中，使用氧化催化剂来作为催化剂111的一个示例。DPF112为对PM(颗粒状物质)进行捕集的过滤器。燃料添加阀120被局部性地配置于排气通道21之中的涡轮61与排气净化装置110之间。燃料添加阀120接收控制装置100的指令而向排气通道21中的与排气净化装置110相比靠上游侧添加燃料。
本实施例所涉及的控制装置100根据执行缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量来执行追加喷射量控制，所述追加喷射量控制对作为主喷射后的追加喷射时的燃料喷射量的追加喷射量进行控制。如果使用流程图来对本实施例所涉及的缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制的详细情况进行说明，则为如下情况。
图17为表示本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制时的流程图的一个示例的图。本实施例所涉及的控制装置100以预定周期而反复执行图17的流程图。图17的流程图在另外具备步骤S80～步骤S83这一点上与图2所示的流程图不同。本实施例所涉及的控制装置100在执行步骤S70后执行步骤S80。
在步骤S80中，控制装置100对是否满足作为排气净化装置110的再生处理的开始条件的PM再生条件进行判断。本实施例所涉及的控制装置100在步骤S80中，对与堆积在排气净化装置110的DPF112之中的PM的量(堆积量)有关的指标是否在预定值以上进行判断，并且在该指标成为预定值以上的情况下判断为满足PM再生条件。控制装置100使用从上一次执行了后文所述的步骤S82所涉及的再生处理时起的车辆的行驶距离来作为该指标的一个示例。因此在步骤S80中，控制装置100对从上一次执行再生处理时起的车辆的行驶距离是否为预定值以上进行判断，并且在为预定值以上的情况下判断为满足PM再生条件。作为预定值能够使用如下的数值，即，在DPF112的PM的堆积量在该预定值以上的情况下认为优选执行除去DPF112的PM的再生处理。该预定值预先通过实验、模拟等而求出，并预先存储于存储部中。
另外，步骤S80的具体的内容并不限定于上述的内容。如列举其他示例，则在内燃机5a例如于DPF112中具备能够对DPF112的PM堆积量进行检测的传感器的情况下，控制装置100能够通过取得该传感器的检测结果来取得PM堆积量，并对所取得的PM堆积量是否为预定值以上进行判断。
在步骤S80中被判断为否定的情况下，控制装置100结束执行流程图。在步骤S80中被判断为肯定的情况下，控制装置100对是否满足作为由燃料添加阀120所实施的燃料添加的开始条件的燃料添加条件进行判断(步骤S81)。步骤S81的具体内容如下。首先，在排气温度为低温的情况下即使从燃料添加阀120添加燃料，也不会有效实施附着于DPF112的燃料的燃烧，其结果认为，未有效实施排气净化装置110的再生。因此本实施例所涉及的控制装置100在步骤S81中，对排气温度是否在预定值以上进行判断，所述预定值为，被认为能够有效实施排气净化装置110的再生的值，并且在排气温度为预定值以上的情况下判断为满足燃料添加条件。
另外，预定值的具体值并未被特别限定，能够适当地使用被认为能够通过后文所述的步骤S82所涉及的燃料添加的执行而有效实施排气净化装置110的再生的温度。该预定值通过预先实验、模拟等而被适当求出，并使其预先存储于存储部中。在本实施例中，作为预定值的一个示例而设为使用200℃。即，本实施例所涉及的控制装置100在步骤S81中对排气温度是否在200℃以上进行判断。另外，控制装置100根据温度传感器84的检测结果来取得排气温度。然而基于控制装置100的排气温度的取得方法并不限定于此，例如控制装置100也可以根据与排气温度有关的指标(例如内燃机5a的负载，具体而言为，内燃机5a的转速、来自燃料喷射阀30的燃料喷射量等)来取得排气温度。
在步骤S81中被判断为肯定的情况下，控制装置100对燃料添加阀120进行控制以使得燃料从燃料添加阀120喷射(步骤S82)。通过执行步骤S82来使附着于DPF112上的PM燃烧从而被除去。具体而言，使从燃料添加阀120喷射的燃料附着于催化剂111上，并在催化剂111上促进燃料的燃烧。其结果为，能够使流入DPF112的排气的温度上升。由此，能够将附着于DPF112的PM燃烧除去。其结果为，能够实现DPF112的再生。在步骤S82之后控制装置100结束流程图的执行。
在步骤S81中被判断为否定的情况下，控制装置100执行追加喷射量控制(步骤S83)。具体而言，控制装置100在步骤S83中，根据执行步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量来控制追加喷射量。如果使用附图来说明在步骤S81中被判断为否定的情况下执行步骤S70的意义，则为如下情况。
图18为模式化地表示排气温度与流入气缸11内的空气量的关系的图。另外虽然图18的纵轴为排气温度，但也能够替换为催化剂温度。图18所示的实线表示随着流入气缸11内的空气量的增加而发生的排气温度的变化。另外，该实线实际上会根据内燃机主体10的负载而上下浮动。图18的温度Tx为在步骤S81的判断处理中所使用的预定值(本实施例中为200℃)。从图18的实线可知，流入气缸11内的空气量越增加则排气温度越具有降低的趋势。因此，存在如下情况，即，在通过执行图17的步骤S70而使流入气缸11内的空气量增大的情况下排气温度会降低并变为低于Tx。通过该步骤S70的执行而使流入气缸11内的空气量增大的结果为，排气温度低于预定值(Tx)的情况相当于在步骤S81中被判断为否定的情况。因此，控制装置100在由于执行了步骤S70从而使排气温度低于预定值(Tx)的情况下(即在步骤S81中被判断为否定的情况)，通过执行步骤S83所涉及的追加喷射量控制而使排气温度增加。
如果在主喷射后从燃料喷射阀30喷射燃料，则追加喷射的具体的种类不会被特别限定。作为追加喷射的具体示例，能够使用次后喷射以及后喷射中的至少一方。次后喷射以及后喷射均为在与主喷射相比而靠后的预定正时从燃料喷射阀30喷射燃料的喷射方式。此外，在后喷射与次后喷射中，后喷射一方在与次后喷射相比而靠前的正时(接近主喷射的正时)被执行。本实施例所涉及的控制装置100实施次后喷射来作为追加喷射的一个示例。
具体而言，步骤S83以如下方式被执行。首先，控制装置100使用节气门22的节流量的减少量来作为与执行步骤S70时的缸内氧浓度的增加量有关的参数。控制装置100的存储部对将节气门22的节流量的减少量与追加喷射量相关联而规定的映射图预先进行存储。该映射图以节气门22的节流量的减少量越大(即，缸内氧浓度的增加量越大)则追加喷射量越增加的方式来将节气门22的节流量的减少量与追加喷射量相关联而规定。控制装置100在步骤S83中，从映射图取得执行步骤S70时的与节气门22的节流量的减少量对应的追加喷射量，并以所取得的追加喷射量的燃料在次后喷射时从燃料喷射阀30喷射的方式来对燃料喷射阀30进行控制。通过以这样的方式来执行步骤S83，其结果为，越通过步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制而使缸内氧浓度增加，则越使步骤S83所涉及的追加喷射量增加。如此，控制装置100根据执行缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量来控制追加喷射量。
另外在步骤S83中，控制装置100也可以替代次后喷射而执行后喷射来作为追加喷射，还可以一起执行次后喷射与后喷射来作为追加喷射。在替代次后喷射而执行后喷射以作为追加喷射的情况下，控制装置100只要以根据执行缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量而使后喷射时的喷射量(其相当于追加喷射量)增加的方式来控制燃料喷射阀30即可。此外，在一起执行次后喷射与后喷射以作为追加喷射的情况下，控制装置100只要以根据执行缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量而使次后喷射时的喷射量以及后喷射时的喷射量中的至少一方(其相当于追加喷射量)增加的方式来控制燃料喷射阀30即可。
此外，步骤S83所涉及的追加喷射量控制的具体的执行方法并不限定于上述的方法。作为步骤S83的其他示例而列举了如下示例。首先，步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制以步骤S60所涉及的目标缸内温度与实际缸内温度的差越大、则缸内氧浓度越增加的方式而被执行。因此，控制装置100也可以在步骤S83中，以步骤S60所涉及的目标缸内温度与实际缸内温度的差越大则追加喷射量越增加的方式来控制燃料喷射阀30。在该情况下，其结果为，控制装置100根据执行缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量来控制追加喷射量。另外在该情况下，在控制装置100的存储部中存储有将目标缸内温度和实际缸内温度的差、与追加喷射量相关联而规定的映射图，控制装置100通过参照该映射图来执行步骤S83所涉及的追加喷射量控制。
或者，作为步骤S83的其他的示例还可以列举出如下示例。具体而言，控制装置100在依据预定的数学式(以下，称之为追加喷射的数学式)来执行追加喷射的情况下，替代使用上述那样的映射图来执行步骤S83，而通过将预定的补正项导入追加喷射的数学式来执行步骤S83。具体而言，控制装置100在步骤S83中，对追加喷射的数学式追加如下的补正项，即，使追加喷射量根据执行步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量而增加的补正项。在该情况下，控制装置100也能够根据执行缸内氧浓度控制时的缸内氧浓度的增加量来控制追加喷射量。
控制装置100在步骤S83之后执行步骤S82。在步骤S82之后控制装置100结束流程图的执行。这样，本实施例所涉及的控制装置100在通过执行步骤S70而使排气温度与预定值(Tx)相比而下降了的情况下(在步骤S81中被判断为否定的情况下)，在执行了步骤S83所涉及的追加喷射量控制(在本实施例中为后喷射)的基础上执行步骤S82所涉及的燃料添加。
另外，在步骤S83中执行追加喷射量控制的控制装置100的CPU101相当于追加喷射量控制部。
根据本实施例所涉及的控制装置100，能够通过执行缸内氧浓度控制来使主喷射时的目标缸内温度与缸内温度(实际缸内温度)的差减少，从而使缸内温度接近主喷射时的目标缸内温度。由此，即使在使用了低十六烷值的燃料来作为内燃机5a的燃料的情况下，也能够抑制内燃机5a的燃烧状态恶化的情况。具体而言，根据控制装置100，由于使用了使主喷射时的内燃机5a的燃烧状态固定的缸内温度来作为目标缸内温度(步骤S50)，从而即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下也能够使内燃机5a的燃烧状态固定。更加具体而言，能够使内燃机5a的HC固定。此外，能够抑制失火的发生与驾驶性能的恶化。
此外，根据控制装置100，即使在于执行缸内氧浓度控制时缸内氧浓度增加了的情况下(即空燃比成为过稀的情况下)，也能够根据该缸内氧浓度的增加量来控制追加喷射时的追加喷射量(步骤S83)。由此，能够通过基于追加喷射的排气温度上升来对随着缸内氧浓度的增加而使排气温度降低的情况进行补正。其结果为，能够抑制排气净化装置110的性能下降。由此，能够抑制排气排放的恶化。如上所述，根据本实施例所涉及的控制装置100，即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下也能够抑制内燃机5a的燃烧状态发生恶化的情况，且能够抑制排气排放的恶化。
此外，如图3(b)中所说明的那样，在取得本实施例所涉及的目标缸内温度时所使用的映射图为，以缸内氧浓度越高则取得的目标缸内温度越低的方式来将缸内氧浓度与目标温度相关联而规定的映射图。由于本实施例所涉及的控制装置100使用这样的映射图来取得目标缸内温度，因此其结果为，控制装置100缸内氧浓度越高，则控制装置100所取得的目标缸内温度的值越低。即，通过缸内氧浓度取得部而取得的缸内氧浓度越高，则控制装置100的目标缸内温度取得部将所取得的目标缸内温度的值设为越低。在此，由于缸内氧浓度越高，则气缸11内的基于燃烧的发热量越增加，因此缸内温度也会上升。因此也可以为，缸内氧浓度越高则目标缸内温度越低。因此，根据该结构，能够取得对应于缸内氧浓度的较合适的目标缸内温度。其结果为，能够根据缸内氧浓度而适当地执行缸内氧浓度控制。由此，能够有效地抑制内燃机5a的燃烧状态的恶化。
此外，本实施例所涉及的控制装置100在十六烷值在预定值以下的情况下(在步骤S20中被判断为肯定的情况下)执行缸内氧浓度控制(步骤S70)。根据该结构，能够在实际上使用了易于使内燃机5a的燃烧状态的恶化发生的低十六烷值的燃料的情况下，执行缸内氧浓度控制。
实施例六
接下来对本发明的实施例六所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本实施例所涉及的控制装置100在替代图17的流程图而执行接下来所说明的图19的流程图这一点上与实施例五所涉及的控制装置100不同。本实施例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例五所涉及的控制装置100相同。另外，应用了本实施例所涉及的控制装置100的内燃机5a的硬件结构与图16相同。图19为对本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制时的流程图的一个示例进行表示的图。图19在替代步骤S80而具备步骤S80a这一点、替代步骤S81而具备步骤S81a这一点、以及未具备步骤S82这一点上与图17不同。
控制装置100在步骤S80a中对内燃机5a是否处于通常燃烧时进行判断。本实施例所涉及的控制装置100使用未实施用于使堆积于DPF112的PM燃烧的燃料喷射控制之时来作为通常燃烧时的一个示例。
在步骤S80a中被判断为否定的情况下，控制装置100结束流程图的执行。在步骤S80a中被判断为肯定的情况下，控制装置100执行步骤S81a。在步骤S81a中，控制装置100对排气温度是否在催化剂活性温度(催化剂111活化的温度)以上进行判断。在本实施例中，使用200℃来作为催化剂活性温度的一个示例。存储部预先对该催化剂活性温度进行存储。即，在步骤S81a中，控制装置100对根据温度传感器84的检测结果所取得的排气温度是否在存储部中所存储的催化剂活性温度(200℃)以上进行判断。
在步骤S81a中被判断为肯定的情况下(排气温度在催化剂活性温度以上的情况下)，控制装置100结束流程图的执行。在步骤S81a中被判断为否定的情况下(排气温度与催化剂活性温度相比较低的情况)，控制装置100执行步骤S83。步骤S83与图17的步骤S83相同。即，本实施例所涉及的控制装置100的追加喷射量控制部在排气温度低于催化剂活性温度的情况下执行步骤S83所涉及的追加喷射量控制。在步骤S83之后，控制装置100结束流程图的执行。
根据本实施例所涉及的控制装置100，由于执行步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制，因此即使在使用了低十六烷值的燃料来作为内燃机5a的燃料的情况下，也能够抑制内燃机5a的燃烧状态发生恶化的情况。此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，即使在由于缸内氧浓度控制的执行从而使排气温度成为与催化剂活性温度相比而较低的情况下(在步骤S81a中被判断为否定的情况下)，也能够通过执行步骤S83所涉及的追加喷射量控制而使排气温度上升。由此，由于能够使催化剂111活化，因此能够充分发挥催化剂111的性能。其结果为，能够促进HC、CO等的净化。由此，即使在使用了低十六烷值的燃料的情况下也能够抑制排气排放的恶化。
实施例七
接下来，对本发明的实施例七所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本实施例所涉及的控制装置100在替代实施例五所涉及的图17而执行接下来所说明的图20的流程图这一点上与实施例五所涉及的控制装置100不同。本实施例所涉及的控制装置100的其他的结构与实施例五所涉及的控制装置100相同。另外，应用了本实施例所涉及的控制装置100的内燃机5a的硬件结构与图16相同。图20为对本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制以及追加喷射量控制时的流程图的一个示例进行表示的图。图20在替代步骤S50而具备步骤S50a这一点上与图17不同。
在步骤S50a中，控制装置100(具体而言，控制装置100的目标缸内温度取得部)取得对应于十六烷值的目标缸内温度。具体而言，控制装置100在步骤S50a中，除了根据步骤S40中所取得的缸内氧浓度之外，还根据步骤S10中所取得的十六烷值来取得使主喷射时的内燃机5a的燃烧状态成为固定的目标缸内温度。更加具体而言，在步骤S50a中，十六烷值越低，则控制装置100将目标缸内温度设为越高。另外，该步骤S50a与前文所述的图5的步骤S50a相同。因此，省略对图20的步骤S50a的更加详细的说明。
根据本实施例所涉及的控制装置100，由于除了替代实施例五所涉及的步骤S50而执行步骤S50a这一点以外均执行与实施例五相同的控制处理，因此能够取得与实施例五相同的效果。并且根据本实施例所涉及的控制装置100，除了取得实施例五的效果之外，还能够取得以下的效果。具体而言，考虑到由于十六烷值越低则点火性能越低，因此优选为将目标缸内温度设为较高，根据本实施例所涉及的控制装置100，由于在步骤S50a中，燃料的十六烷值越低则将所取得的目标缸内温度设为越高，因此能够取得对应于十六烷值的适合的目标缸内温度。由此，能够更有效地抑制内燃机5a的燃烧状态的恶化。
另外，实施例六所涉及的控制装置100也可以替代图19的流程图的步骤S50而执行本实施例所涉及的步骤S50a。
实施例八
接下来，对本发明的实施例八所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。图21为表示应用了本实施例所涉及的控制装置100的内燃机5b的一个示例的模式图。图21所示的内燃机5b在还具备燃料氧浓度检测器86这一点上与图1所示的实施例一所涉及的内燃机5不同。另外，在图21中图示了图1中未图示的曲轴位置传感器85。此外，图21所示的内燃机5b在不具备A/F传感器82以及缸内压力传感器83这一点上也与内燃机5不同。另外，内燃机5b的结构并不限定于图21的结构，例如，内燃机5b也可以还具备A/F传感器82以及缸内压力传感器83。
燃料氧浓度检测器86为对作为内燃机5b的燃料的氧浓度的燃料氧浓度、或对与该燃料氧浓度有关的指标进行检测的设备。本实施例所涉及的燃料氧浓度检测器86对贮留于燃料罐42中的燃料的氧浓度进行检测，并将检测结果传递至控制装置100。然而，只要燃料氧浓度检测器86所检测的燃料氧浓度的具体的检测部位为能够检测出燃料氧浓度的部位，则并不限定于本实施例这样的燃料罐42中的燃料。
作为燃料氧浓度检测器86，例如能够使用通过红外分光法(Fouriertransform infrared spectroscopy)来对燃料的氧浓度进行检测的设备等的、对燃料的氧浓度进行检测的公知的传感器设备。或者也能够通过如下的方法来对燃料氧浓度进行检测。首先，像生物燃料与含有酒精的燃料等那样的、在燃料中包含氧的燃料(称之为含氧燃料)的浓度越高，即在本实施例中为轻油中所包含的含氧燃料的浓度越高，则燃料氧浓度越具有成为较高的倾向。因此，也能够使用对轻油中的含氧燃料的浓度进行检测的浓度传感器来作为燃料氧浓度检测器86。在该情况下，控制装置100只要根据浓度传感器的检测结果来取得轻油中的含氧燃料的浓度，并根据所取得的含氧燃料的浓度来取得燃料氧浓度即可。另外，作为根据含氧燃料的浓度来取得燃料氧浓度的方法，能够使用如下方法，即，根据将含氧燃料的浓度与燃料氧浓度相关联而规定的映射图来取得燃料氧浓度的方法、使用用于根据含氧燃料的燃料来对燃料氧浓度进行计算的关系式来取得燃料氧浓度的方法等的各种方法。
图22为表示本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。控制装置100在执行引燃喷射时，更加具体而言为在执行引燃喷射之前执行图22的流程图。控制装置100以预定周期而反复执行图22的流程图。图22的流程图在还具备步骤S5这一点、替代步骤S40而具备步骤S40b这一点、以及替代步骤S50而具备步骤S50b这一点上，与图2所示的实施例一所涉及的流程图不同。
在步骤S5中，控制装置100取得燃料氧浓度。具体而言，本实施例所涉及的控制装置100通过取得燃料氧浓度检测器86的检测结果来取得燃料氧浓度。并且，在步骤S5之后，控制装置100执行步骤S10。
在步骤S40b中，控制装置100对作为气缸11内的氧浓度的缸内氧浓度进行计算。本实施例所涉及的控制装置100取得气缸11内的氧的mol浓度(mol/cc)来作为缸内氧浓度。具体而言，控制装置100根据作为燃料中所含有的氧量的燃料氧量、流入气缸11内的空气量、与燃料喷射正时处的燃烧室的容积来取得气缸11内的氧的mol浓度。更加具体而言，控制装置100根据下述式(2)来取得气缸11内的氧的mol浓度。
气缸11内的氧的mol浓度＝((燃料氧量+流入气缸11内的空气量)×0.23))÷(32×燃料喷射正时处的燃烧室的容积)…(2)
另外，控制装置100根据在步骤S5中所取得的燃料氧浓度来对式(2)的燃料氧量进行计算。具体而言，控制装置100使用在引燃喷射时所喷射的燃料量与在步骤S5中所取得的燃料氧浓度进行乘法运算而得到的值作为式(2)的燃料氧量。此外，控制装置100使用在步骤S30中所取得的空气量(即，在引燃喷射之前的进气行程时流入气缸11内的空气量)来作为式(2)的流入气缸11内的空气量。控制装置100使用在步骤S30中所取得的燃烧室的容积(即，引燃喷射执行正时处的燃烧室的容积)来作为式(2)的燃料喷射正时处的燃烧室的容积。另外，从式(2)可知，在本实施例所涉及的步骤S40b中所计算出的缸内氧浓度的燃料氧浓度较高，其结果为，燃料氧量越高，则越采用较高的值。
接下来，控制装置100对主喷射时的目标缸内温度进行计算(步骤S50b)。如果使用附图来对步骤S50b的详细情况进行说明则为如下情况。首先，如通过实施例一所涉及的图3(a)而说明的那样，存在使燃烧状态指标无关乎十六烷值的值而为固定(具体而言，点火延迟为固定、且HC量也为固定)的主喷射时的缸内温度(T℃)。本实施例所涉及的控制装置100在图22的步骤S50b中，计算出使燃烧状态指标无关乎该十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度(T℃)，来作为主喷射时的目标缸内温度。具体而言，控制装置100根据在步骤S40b中所计算出的缸内氧浓度来计算该目标缸内温度。在于步骤S50b中根据缸内氧浓度来对目标缸内温度进行计算时，具体而言，本实施例所涉及的控制装置100使用接下来所说明的映射图来对目标缸内温度进行计算。
图23(a)为使计算本实施例所涉及的目标缸内温度时所使用的映射图可视化的图。图23(a)中所图示的线300表示使HC量无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度。另外，也能够使用使点火延迟程度无关乎十六烷值而为固定的主喷射时的缸内温度来作为图23(a)中所图示的线300。图23(a)的线300为，缸内氧浓度越高则所取得的目标缸内温度越低。这样，本实施例所涉及的图23(a)的映射图为，以缸内氧浓度越高则所取得的目标缸内温度越低的方式来使目标缸内温度与缸内氧浓度相关联而规定的映射图。该映射图预先通过实验、模拟等而求出，并预先存储于存储部中。
控制装置100在步骤S50b中，通过从存储部的映射图提取出与在步骤S40b中所计算出的缸内氧浓度对应的目标缸内温度来对目标缸内温度进行计算。例如，控制装置100在步骤S40b中所计算出的缸内氧浓度为D1的情况下，取得T1来作为目标缸内温度，而在缸内氧浓度为D2的情况下，计算出T2来作为目标缸内温度。如前文所述，根据式(2)而计算出的缸内氧浓度的燃料氧浓度较高，从而其结果为，由于燃料氧量越高则越采取较高的值，因此在图23(a)的映射图中，与D1相比D2一方的燃料氧浓度较高。因此，根据图23(a)的映射图而计算出的目标缸内温度在燃料氧浓度越高时越采用较低的值。即，本实施例所涉及的控制装置100在燃料氧浓度越高时越降低所计算出的目标缸内温度。
在此，虽然本实施例所涉及的控制装置100如上文所述根据缸内氧浓度而对目标缸内温度进行了计算，然而在式(2)中，如前文所述那样，在本实施例中对该缸内氧浓度计算时使用了在步骤S5中所取得的燃料氧浓度。因此，可以说本实施例所涉及的控制装置100是根据包括燃料氧浓度在内的预定的参数(具体而言，除了燃料氧浓度之外，还根据式(2)所涉及的流入气缸11内的空气量以及燃料喷射正时处的燃烧室的容积)来取得目标缸内温度的。即，在本实施例中，由于缸内氧浓度是考虑到燃料氧浓度而计算出的值，并根据该缸内氧浓度而对目标缸内温度进行了计算，因而其结果为，目标缸内温度也成为考虑到燃料氧浓度而计算出的值。
另外，由控制装置100所实施的目标缸内温度的计算并不限定于根据上述那样的映射图而对目标缸内温度进行计算的方法。例如，控制装置100也可以使用规定了缸内氧浓度与目标缸内温度的关系的预定的关系式，从而根据缸内氧浓度来对目标缸内温度进行计算。
控制装置100参照图22而在步骤S50b之后取得实际缸内温度，并且对所取得的实际缸内温度是否低于在步骤S50b中所取得的目标缸内温度进行判断(步骤S60)。由于该步骤S60与图2的步骤S60相同，因此省略其详细说明。在步骤S60中并未判断为实际缸内温度低于目标缸内温度的情况下(“否”的情况下)，控制装置100结束流程图的执行。在该情况下，控制装置100将节气门22的开度控制为通常值。而且控制装置100执行引燃喷射。
在步骤S60中判断为实际缸内温度低于目标缸内温度的情况下(“是”的情况下)，控制装置100以使流入气缸11的空气量增大的方式来控制节气门22的开度(步骤S70)。具体而言，控制装置100通过将节气门22的开度控制为大于通常值(在步骤S60中被判断为“否”的情况下的节气门22的开度)来减少节气门22的节流量，从而使流入气缸11的空气量增大。通过使流入气缸11的空气量增大，从而使引燃喷射时的缸内氧浓度增大。另外，由于该步骤S70与图2的步骤S70相同，因此省略更加详细的说明。
即，本实施例所涉及的控制装置100在实际缸内温度小于目标缸内温度的情况下(在步骤S60中为“是”的情况下)，与实际缸内温度在目标缸内温度以上的情况(在步骤S60中为“否”的情况下)相比而使引燃喷射时的缸内氧浓度增大。如此，本实施例所涉及的控制装置100根据目标缸内温度与实际缸内温度的差而在主喷射之前实施引燃喷射时对缸内氧浓度进行控制。步骤S70相当于本实施例所涉及的缸内氧浓度控制。
由于通过执行步骤S70而使缸内氧浓度增大，从而使气缸11内的燃烧活跃化，因此实际缸内温度上升。由此，能够使主喷射时的目标缸内温度与实际缸内温度的差减少。即，能够使实际缸内温度接近通过包括燃料氧浓度在内的参数而计算出的目标缸内温度。在步骤S70之后，控制装置100结束流程图的执行。并且控制装置100执行引燃喷射。
另外，在步骤S5中取得燃料氧浓度的控制装置100的CPU101相当于取得燃料氧浓度的燃料氧浓度取得部。在步骤S50b中取得目标缸内温度的控制装置100的CPU101相当于根据包括燃料氧浓度在内的预定的参数来对主喷射时的目标缸内温度进行计算的目标缸内温度计算部。在步骤S60中取得实际缸内温度的控制装置100的CPU101相当于取得缸内温度的缸内温度取得部。在步骤S70中执行缸内氧浓度控制的控制装置100的CPU101相当于缸内氧浓度控制部，所述缸内氧浓度控制部根据通过目标缸内温度计算部而计算出的主喷射时的目标缸内温度与通过缸内温度取得部而取得的缸内温度的差，来执行控制引燃喷射时的缸内氧浓度的缸内氧浓度控制。
接下来，对本实施例所涉及的控制装置100的作用效果进行说明。在该说明之前对本实施例所特有的课题进行说明。首先，在使用含氧燃料来作为内燃机5b的燃料的情况下，燃料中的氧浓度与未使用含氧燃料的情况相比而较高。在该情况下假设燃料中的氧浓度与最初假想的氧浓度相比而成为较高的情况下，存在缸内温度与最初的假想值相比而过高的可能性。其结果为，存在内燃机5b的排放恶化而且燃烧噪音也发生恶化的可能性。
与此相对，根据本实施例所涉及的控制装置100，如在步骤S50b中所说明的那样，由于在计算目标缸内温度时所使用的参数包括燃料氧浓度，因此可以说本实施例所涉及的目标缸内温度是考虑到燃料氧浓度而被计算出的温度。其结果为，根据本实施例所涉及的控制装置100，将会根据考虑到该燃料氧浓度而计算出的目标缸内温度与通过缸内温度取得部而取得的缸内温度(实际缸内温度)的差来控制引燃喷射时的缸内氧浓度。由此，即使在使用了低十六烷值的含氧燃料来作为燃料的情况下，也能够抑制内燃机5b的排放与燃烧噪音发生恶化的情况。
更加具体而言，根据本实施例所涉及的控制装置100，如通过步骤S70所说明的那样，由于在通过缸内温度取得部而取得的缸内温度(实际缸内温度)小于通过目标缸内温度计算部而计算出的主喷射时的目标缸内温度的情况下，与缸内温度在目标缸内温度以上的情况相比较使引燃喷射时的缸内氧浓度增大，因此能够使缸内温度接近考虑燃料氧浓度而计算出的目标缸内温度。其结果，即使在使用了低十六烷值的含氧燃料来作为燃料的情况下，也能够对缸内温度过于上升的情况进行抑制，从而能够对排放恶化与燃烧噪音恶化进行抑制。
此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，如在图23(a)中所说明的那样，由于使用了使燃烧状态指标无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度来作为目标缸内温度，因此能够切实地抑制使用了低十六烷值的燃料的情况下的排放的恶化。
此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，由于根据基于式(2)所计算出的缸内氧浓度来对目标缸内温度进行计算，因此能够将耗油率恶化抑制为最小。其理由如下述内容所述。图23(b)为表示目标缸内温度与内燃机5b的耗油率的关系的模式图。图23(b)的横轴表示目标缸内温度，纵轴表示耗油率的恶化程度。如图23(b)所示，目标缸内温度越变高则耗油率越具有恶化的倾向。因此，例如在为了抑制使用了低十六烷值的燃料的情况下的排放的恶化而仅将目标缸内温度设定为较高的情况下(即，在不基于本实施例那样的计算式而单纯地将目标缸内温度设定为较高的情况下)，也许也能够抑制使用了低十六烷值的燃料的情况下的排放的恶化。然而在该情况下，存在耗油率恶化的可能性。相对于此，根据本实施例，如前文所述，由于根据基于式(2)而计算出的缸内氧浓度而对目标缸内温度进行了计算，因此能够抑制耗油率的恶化。
此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，当在步骤S70中使引燃喷射时的缸内氧浓度增大时，也会使流入气缸11的空气的量增大。在此，也可通过使引燃喷射量(引燃喷射时的燃料喷射量)增大来使实际缸内温度上升，其结果为，能够使实际缸内温度接近目标缸内温度。因此，控制装置100也可以在步骤S70中替代通过节气门22的控制而使流入气缸11的空气的量增大的方式，而例如可以通过使引燃喷射量增大来使实际缸内温度上升。然而，考虑到缸内的燃料的燃烧会较大程度地受到缸内氧浓度的影响，从而认为，对于该缸内氧浓度的控制，基于节气门22的空气量的控制为特别有效的方法。因此可以认为，像本实施例这样，在通过节气门22的控制而对流入气缸11的空气的量进行控制的情况下，与使引燃喷射量增大的情况相比，能够有效地增大引燃喷射时的缸内氧浓度，从而能够有效地使实际缸内温度接近目标缸内温度，从而优选采用此方式。
此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，如在图23(a)中所说明的那样，燃料氧浓度越高则将计算出的目标缸内温度设为越低。在此，由于燃料氧浓度越高，基于则气缸11内的燃烧的发热量越增加，因此缸内温度也会上升。因此也可以设为，燃料氧浓度越高则目标缸内温度越低。因此，根据该结构，能够对与燃料氧浓度对应的合适的目标缸内温度进行计算。由此，能够根据燃料氧浓度而有效地抑制内燃机5b的排放与燃烧噪音的恶化。
此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制在十六烷值在预定值以下的情况下(具体而言，在步骤S20中被判断为“是”的情况)被执行。根据该结构，能够在内燃机5b中实际上使用了数值低至会产生失火的十六烷值的燃料的情况下执行缸内氧浓度控制。
实施例九
接下来，对本发明的实施例九所涉及的内燃机的控制装置100进行说明。本实施例所涉及的控制装置100的硬件结构、以及应用了本实施例所涉及的控制装置100的内燃机5b的硬件结构，与实施例八的图21所示的控制装置100以及内燃机5b相同。本实施例所涉及的控制装置100在替代图22而执行接下来所说明的图24的流程图这一点上与实施例八所涉及的控制装置100不同。图24为表示本实施例所涉及的控制装置100执行缸内氧浓度控制时的流程图的一个示例的图。图24在替代步骤S40b而具备步骤S40c这一点、以及替代步骤S50b而具备步骤S50c这一点上与图22的流程图不同。
在步骤S40c中，控制装置100根据流入气缸11内的空气量与燃料喷射正时处的燃烧室的容积来对缸内氧浓度进行计算。具体而言，控制装置100在实施例一中根据前文所述的式(1)来对缸内氧浓度进行计算。该式(1)在右边的分子中包括燃料氧量这一点上与实施例八所涉及的式(2)不同。即，本实施例所涉及的控制装置100在不应用步骤S5中所取得的燃料氧浓度的条件下对缸内氧浓度进行计算。
在步骤S40c之后，控制装置100执行步骤S50c。在步骤S50c中，控制装置100对主喷射时的目标缸内温度进行计算。虽然本实施例所涉及的步骤S50c在计算出使燃烧状态指标无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度(T℃)来作为目标缸内温度这一点上与实施例八所涉及的步骤S50b相同，但该目标缸内温度的计算方法与实施例八所涉及的步骤S50b不同。
图25为，将本实施例所涉及的目标缸内温度的计算时所使用的映射图可视化的图。图25中所图示的线301在燃料氧浓度为A的情况下表示使HC量无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度。此外，线302在燃料氧浓度为B(其为大于A的值)的情况下，表示使HC量无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度。线301以及线302均为，缸内氧浓度越高则目标缸内温度越低。此外，线302与线301相比而在纵轴上位于下方。因此，图25的映射图为，以缸内氧浓度越高则所计算出的目标缸内温度越低、且燃料氧浓度越高则所计算出的目标缸内温度越低的方式来将目标缸内温度与缸内氧浓度以及燃料氧浓度相关联而规定的映射图。图25的映射图预先通过实验、模拟等而被求出，并预先存储于存储部中。
本实施例所涉及的控制装置100在步骤S50c中，从图25的映射图选择与在步骤S5中所取得的燃料氧浓度对应的线，并且通过在所选择的线上提取出与在步骤S40c中所计算出的缸内氧浓度对应的目标缸内温度来计算目标缸内温度。例如控制装置100在步骤S5中所取得的燃料氧浓度为A的情况下，会选择图25的线301。并且，控制装置100在步骤S40c中所计算出的缸内氧浓度为D的情况下，会取得Ta来作为目标缸内温度。另一方面，控制装置100在步骤S5中所取得的燃料氧浓度为B(＞A)的情况下，会选择图25的线302。并且控制装置100在步骤S40c中所计算出的缸内氧浓度为D的情况下，会取得Tb来作为目标缸内温度。
另外，虽然在图25中仅图示有两个线，然而实际上优选为以与予想的燃料氧浓度对应的方式而设定更多的线。另外，即使在像这样设定了多个线的情况下，也认为会出现图25的映射图中不存在与在步骤S5中所取得的燃料氧浓度直接对应的线的情况。然而，在该情况下，例如控制装置100只要选择与在步骤S5中所取得的燃料氧浓度的值最接近的值的线即可。
如以上所述，本实施例所涉及的控制装置100除缸内氧浓度(其为于本实施例中未使用燃料氧浓度而计算出的缸内氧浓度)以外还使用燃料氧浓度来作为步骤S50c所涉及的计算目标缸内温度时所使用的预定的参数。即，在本实施例中，计算目标缸内温度所使用的预定的参数中也包括燃料氧浓度。具体而言，作为计算目标缸内温度所使用的预定的参数，使用了燃料氧浓度、式(1)中所使用的流入气缸11内的空气量、燃料喷射正时处的燃烧室的容积。此外，由于在图25的映射图中为，燃料氧浓度越高则所计算出的目标缸内温度越低，因此在本实施例中也为，燃料氧浓度越高则控制装置100越降低计算出的目标缸内温度。
本实施例所涉及的控制装置100也能够取得与实施例八同样的作用效果。具体而言，由于在本实施例所涉及的控制装置100中也为，根据考虑燃料氧浓度而计算出的目标缸内温度、与通过缸内温度取得部所取得的缸内温度(实际缸内温度)的差来控制引燃喷射时的缸内氧浓度，从而即使在使用了低十六烷值的含氧燃料来作为燃料的情况下，也能够抑制内燃机5b的排放与燃烧噪音的恶化。此外，在本实施例中，由于使用了使燃烧状态指标无关乎十六烷值的值而为固定的主喷射时的缸内温度来作为目标缸内温度，从而能够切实地抑制使用了低十六烷值的燃料的情况下的排放的恶化。此外，根据本实施例所涉及的控制装置100，由于根据基于式(1)而计算出的缸内氧浓度与在步骤S5中所取得的燃料氧浓度而对目标缸内温度进行计算，因此基于与实施例八所涉及的图23(b)中所说明的内容相同的理由，从而与单纯地将目标缸内温度设定为较高的情况相比能够抑制耗油率的恶化。
此外，通过本实施例所涉及的控制装置100，由于在于步骤S70中使引燃喷射时的缸内氧浓度增大时会使流入气缸11的空气的量增大，因此能够有效地使引燃喷射时的缸内氧浓度增大，从而能够有效地使实际缸内温度接近目标缸内温度。此外，由于本实施例所涉及的控制装置100在步骤S50c中也为，燃料氧浓度越高则将所计算出的目标缸内温度设为越低，从而能够计算出与燃料氧浓度对应的合适的目标缸内温度。由此，能够根据燃料氧浓度而有效地抑制内燃机5b的排放与燃烧噪音的恶化。此外在本实施例中，由于在十六烷值在预定值以下的情况下(在步骤S20中被判断为“是”的情况下)执行步骤S70所涉及的缸内氧浓度控制，能够在内燃机5b中实际上使用了数值低至会产生失火的十六烷值的燃料的情况下执行缸内氧浓度控制。
虽然以上对本发明优选的实施方式进行了详细叙述，然而本发明并不限定于所述特定的实施方式，而能够在专利权利要求书所记载的本发明的主旨的范围内实施各种改变、变更。
符号说明
5：内燃机；
10：内燃机主体；
11：气缸；
20：进气通道；
21：排气通道；
22：节气门；
30：燃料喷射阀；
40：共轨；
50：EGR通道；
51：EGR阀；
60：增压器；
70：内部冷却器；
100：控制装置。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，具备：
缸内氧浓度取得部，其取得作为内燃机的气缸内的氧浓度的缸内氧浓度；
缸内温度取得部，其取得作为所述气缸内的温度的缸内温度；
目标缸内温度取得部，其根据通过所述缸内氧浓度取得部而取得的所述缸内氧浓度来取得主喷射时的目标缸内温度；
缸内氧浓度控制部，其根据通过所述目标缸内温度取得部而取得的所述主喷射时的所述目标缸内温度与通过所述缸内温度取得部而取得的所述缸内温度之差来执行缸内氧浓度控制，所述缸内氧浓度控制为，对先于所述主喷射而被实施的引燃喷射时的缸内氧浓度进行控制。
2.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
通过所述缸内氧浓度取得部而取得的所述缸内氧浓度越高，所述目标缸内温度取得部越降低所取得的所述目标缸内温度。
3.如权利要求1或2所述的内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机中所使用的燃料的十六烷值越低，则所述目标缸内温度取得部越升高所述目标缸内温度。
4.如权利要求1至3中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述内燃机具备被配置于进气通道中的节气门和被配置于废气再循环通道中的废气再循环阀，
在使所述引燃喷射时的所述缸内氧浓度增大的情况下，当所述废气再循环阀打开且所述节气门的节流量大于预定值时，所述缸内氧浓度控制部在使所述节流量减少之后将所述废气再循环阀控制为关闭。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述缸内氧浓度控制部在所述内燃机中所使用的燃料的十六烷值在预定值以下的情况下执行所述缸内氧浓度控制。
6.如权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，
还具备追加喷射量控制部，其根据所述缸内氧浓度控制的执行时的所述缸内氧浓度的增加量来对追加喷射量进行控制，所述追加喷射量为，所述主喷射后的追加喷射时的燃料喷射量。
7.如权利要求1至6中的任意一项所述的内燃机的控制装置，其中，
所述缸内氧浓度控制部在通过所述缸内温度取得部而取得的所述缸内温度小于通过所述目标缸内温度计算部而计算出的所述主喷射时的所述目标缸内温度的情况下，与该缸内温度在该目标缸内温度以上的情况相比，使所述引燃喷射时的所述缸内氧浓度增大。
8.如权利要求7所述的内燃机的控制装置，其中，
所述缸内氧浓度控制部在使所述引燃喷射时的所述缸内氧浓度增大时，使流入所述气缸的空气的量增大。
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