CN105264210B - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种内燃机的控制装置，其在燃烧控制中使用了热释放率重心位置。该控制装置在内燃机冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，并在内燃机冷却水温低于基准冷却水温的情况下，将热释放率重心位置控制为与基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。

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
在专利文献1中，记载了一种柴油发动机的燃烧控制用闭环电子控制系统。在该专利文献1中，记载了如下内容，即，通过基于燃烧过程的重心及其基准值来改变燃料喷射，从而能够有效地对均质充量压缩点燃燃烧进行控制。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2009-209943号公报
专利文献2：日本特开2011-202629号公报
专利文献3：日本特开2003-500596号公报
专利文献4：日本特开平8-232820号公报
发明内容
发明所要解决的课题
另外，开发出了以耗油率的降低为目的的内燃机(以下，称为“内燃机”)的各种各样的控制装置。对此，由于影响耗油率的内燃机控制参数的种类较多，因此，至少需要根据内燃机负载来设定不同的目标值。对此，通过本申请的发明人们的研究而明确了如下内容，即，将耗油率设为最小的热释放率重心位置不依赖于内燃机负载而为固定。因此明确了如果将热释放率重心位置应用于燃烧控制中，则能够非常简便地以耗油率成为最小的方式对内燃机控制参数进行控制。
另外，耗油率较小是指，冷却损耗与排气损耗的总计值较小。即，耗油率较小是指，从燃烧室内部被传递至内燃机主体的热量较少，且与排气一起从燃烧室被排出的热量较少。因此，在内燃机暖机要求时将热释放率重心位置控制为基准位置(即，将耗油率设为最小的热释放率重心位置)的情况下，从燃烧室内部被传递至内燃机主体的热量较少，因此，内燃机暖机的进展可能会变慢。另一方面，由于在催化剂暖机要求时将热释放率重心位置控制为基准位置的情况下，与排气一起从燃烧室被排出的热量较少，因此，催化剂暖机的进行可能会变慢。无论采用哪种方式，为了在内燃机暖机要求时或者催化剂暖机要求时较早地使内燃机暖机或者催化剂暖机完毕，将热释放率重心位置控制为基准位置均并非优选。
因此，本发明的目的在于，在具备排气净化催化剂并在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置中，使内燃机或催化剂较早地暖机。
用于解决课题的方法
本发明涉及一种在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置。此处，热释放率重心位置是指以下的位置。
即，如图2所示，热释放率重心位置G为与如下区域A(图2的阴影部分)的几何学的重心Gg相对应的曲轴转角角度，所述区域A为，通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形W而被划定的区域。更具体而言，热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，在以横轴作为曲轴转角角度且以纵轴作为热释放率的坐标系中所描绘的热释放率的波形、和所述横轴所包围的区域。另外，所述横轴与所述纵轴为相互正交的轴。
如采用其他的说法，则热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，由将各循环中的曲轴转角角度设定于一个轴(例如，上述横轴)上且将热释放率设定于与所述一个轴正交的其他轴(例如，上述纵轴)上的曲线图(例如，上述坐标系)中所描绘的热释放率的波形、和所述一个轴所包围的区域。即，所述热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域。
如采用另外的其他说法，则热释放率重心位置为如下的特定曲轴转角角度G，所述特定曲轴转角角度为，将与从各循环中的任意的曲轴转角角度减去所述特定的曲轴转角角度所得到的值和所述任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积相对应的值，关于所述曲轴转角角度而进行积分(即，累计)所得到的值成为零的曲轴转角角度。即，热释放率重心位置为，下式(1)成立时的特定曲轴转角角度G。另外，特定曲轴转角角度为，在一个膨胀冲程中从燃烧开始起至燃烧结束之间的曲轴转角角度。
[数学式1]
如采用另外的其他说法，则热释放率重心位置为如下的特定曲轴转角角度，所述特定曲轴转角角度为，将与所述特定曲轴转角角度相比靠提前角侧的任意的曲轴转角角度与该特定曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差分和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度进行积分所得到的值，等于将与所述特定曲轴转角角度相比靠滞后角侧的任意的曲轴转角角度与该特定曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差分和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度进行积分所得到的值时的曲轴转角角度。
即，热释放率重心位置为如下的任意的曲轴转角角度，所述任意的曲轴转角角度为，与所述任意的曲轴转角角度相比靠提前角侧的各热释放率和分别与该热释放率对应的曲轴转角角度距离的乘积的总和，等于与所述任意的曲轴转角角度相比靠滞后角侧的各热释放率和分别与该热释放率对应的曲轴转角角度距离的乘积的总和时的曲轴转角角度。另外，所述曲轴转角角度距离为，所述任意的曲轴转角角度与各曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差。因此，在以热释放率重心位置作为支点、以曲轴转角角度距离作为距支点的距离、以热释放率作为力的情况下，支点的两侧的力矩(＝力×距离＝曲轴转角角度距离×热释放率)互为相等。
即，热释放率重心位置为如下的特定曲轴转角角度，所述特定曲轴转角角度为，从燃烧开始起至所述特定曲轴转角角度而将“燃烧开始后的任意的第一曲轴转角角度与特定曲轴转角角度之差的大小”和“所述任意的第一曲轴转角角度处的热释放率”的乘积关于曲轴转角角度进行积分(累计)所得到的值，等于从所述特定曲轴转角角度起至燃烧结束而将“所述特定曲轴转角角度后的任意的第二曲轴转角角度与所述特定曲轴转角角度之差的大小”和“所述任意的第二曲轴转角角度处的热释放率”的乘积关于曲轴转角角度进行积分(累计)所得到的值时的曲轴转角角度。
即，热释放率重心位置为，下式(2)成立时的特定曲轴转角角度G。在下式(2)中，“CAS”为“燃烧开始曲轴转角角度(即，燃烧开始的曲轴转角角度)”，“CAe”为“燃烧结束曲轴转角角度(即，燃烧结束的曲轴转角角度)”，“θ”为“任意的曲轴转角角度”，“dQ(θ)”为“任意的曲轴转角角度处的热释放率”。另外，特定曲轴转角角度为，在一个膨胀冲程中从燃烧开始起至燃烧结束之间的曲轴转角角度。
[数学式2]
如采用另外的其他说法，则热释放率重心位置为如下的热释放率重心位置G，所述热释放率重心位置G为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAS来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(3)的运算而取得的热释放率重心位置。
[数学式3]
即，热释放率重心位置为，在将任意的曲轴转角角度与燃烧开始曲轴转角角度之差和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度的积分值除以通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域的面积所得到的值上，加上该燃烧开始曲轴转角角度所得到的值。
即，热释放率重心位置为，在将曲轴转角角度距离和与其相对应的热释放率的乘积的关于曲轴转角角度的积分值除以通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域的面积所得到的值上，加上燃烧开始曲轴转角角度所得到的值。另外，曲轴转角角度距离为，燃烧开始曲轴转角角度与各曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差。
而且，本发明的控制装置具备控制部，所述控制部在内燃机冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，将所述热释放率重心位置控制为基准位置，而在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，从而在内燃机冷却水温低于基准冷却水温的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比而被提前。在热释放率重心位置为与基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度的情况下，与热释放率重心位置为基准位置的情况相比，冷却损耗增大。因此，由于从燃烧室内被传递至内燃机主体的热量增多，因此内燃机温度上升。因此，在内燃机冷却水温较低从而内燃机温度也较低时，能够使内燃机温度上升。
或者，本发明的控制装置在所述内燃机具备排气净化催化剂的情况下具备控制部，所述控制部在催化剂温度为基准催化剂温度以上的情况下，将所述热释放率重心位置控制为基准位置，而在所述催化剂温度低于所述基准催化剂温度的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，在催化剂温度低于基准催化剂温度的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比而被滞后。在热释放率重心位置为与基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度的情况下，与热释放率重心位置为基准位置的情况相比，排气损耗增大。因此，流入催化剂中的排气的温度增高，进而催化剂温度上升。因此，在催化剂温度较低时，能够使催化剂温度上升。
或者，本发明的控制装置在所述内燃机具备排气净化催化剂的情况下具备控制部，所述控制部在内燃机冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，将所述热释放率重心位置控制为基准位置，而在内燃机冷却水温低于重心位置切换温度的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，其中，所述重心位置切换温度为低于所述基准冷却水温的温度，此外在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温且为所述重心位置切换温度以上的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，在内燃机冷却水温与基准冷却水温相比而非常低的情况(即，内燃机冷却水温低于重心位置切换温度的情况)下，使热释放率重心位置与基准位置相比而被提前。因此，如上文所述，内燃机温度将上升。因此，在内燃机冷却水温极低因而内燃机温度也极低时，能够使内燃机温度上升。另一方面，在内燃机冷却水温与基准冷却水温相比而比较低的情况(即，内燃机冷却水温低于基准冷却水温且为重心位置切换温度以上的情况)下，使热释放率重心位置与基准位置相比而被滞后。因此，如上文所述，催化剂温度将上升。因此，在内燃机冷却水温较低因而催化剂温度也较低时，能够使催化剂温度上升。
另外，所述控制部也可以采用如下方式，即，在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，并在内燃机冷却水温高于预定冷却水温、且进气温度低于预定进气温度的情况下，通过废气再循环量的增量而将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，其中，所述预定冷却水温为低于所述基准冷却水温的温度，而在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，并在内燃机冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以上的情况下，或者，内燃机冷却水温为所述预定冷却水温以下的情况下，通过引燃喷射量的增量而将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，将获得以下的效果。即，由于当内燃机冷却水温较低时，内燃机温度也较低，从而燃烧性也较低，因此，即使废气再循环量被增量而使进气温度升高，燃烧性也不会变得较高，从而不会实现热释放率重心位置的提前。并且，尽管燃烧性较低，但当废气再循环量被增量时，被吸入到燃烧室中的新鲜气体的量(即，氧的量)减少。因此，也可能会发生失火。即，在该情况下，优选为，通过废气再循环量的增量以外的方法，使热释放率重心位置被提前。此外，由于在内燃机冷却水温较高(即，内燃机温度较高)且进气温度较高的情况下，燃烧性已经较高，因此，当废气再循环量被增量时，燃烧性反而降低，其结果为，不会实现热释放率重心位置的提前。并且，根据废气再循环量的增量的量，也可能会发生失火。即，在该情况下，优选为，通过废气再循环量的增量以外的方法，而使热释放率重心位置被提前。
然而，在内燃机冷却水温高于预定冷却水温且进气温度低于预定进气温度的情况(即，燃烧室内的温度未达到扩散燃烧所需的温度的情况)下，如果使废气再循环量增量，则存在进气温度上升且燃料的着火性被改善的情况。在该情况下，燃烧性升高。其结果为，由于热释放率重心位置被提前角，因而内燃机温度将上升。并且，通过废气再循环量的增量，会使NOX生成量减少。即，在内燃机冷却水温较高且进气温度较低的情况下，将同时实现内燃机温度的上升和NOX生成量的减少。
此外，在内燃机冷却水温低于预定冷却水温且进气温度为预定进气温度以下的情况下，或者，在内燃机冷却水温低于预定冷却水温且进气温度高于预定进气温度的情况下，或者，在内燃机冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以上的情况下，如果通过引燃喷射量的增量而使热释放率重心位置被提前，则内燃机温度将上升。因此，将同时实现内燃机温度的上升和失火的抑制。
或者，本发明的控制装置具备控制部，所述控制部在内燃机暖机完毕的情况下，将所述热释放率重心位置控制为基准位置，而在要求了内燃机暖机的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，在要求了内燃机暖机的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。因此，如上文所述，内燃机温度将上升。因此，在要求了内燃机暖机的情况下，能够使内燃机较早地暖机。
或者，本发明的控制装置具备控制部，在所述内燃机具备排气净化催化剂的情况下且催化剂暖机已完毕的情况下，所述控制部将所述热释放率重心位置控制为基准位置，而在要求了催化剂暖机的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，在要求了催化剂暖机的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比靠滞后角。因此，如上文所述，催化剂温度将上升。因此，在要求了催化剂暖机的情况下，能够使催化剂较早地暖机。
或者，本发明的控制装置具备控制部，在所述内燃机具备排气净化催化剂的情况下且在内燃机暖机以及催化剂暖机已完毕的情况下，所述控制部将所述热释放率重心位置控制为基准位置，而在要求了内燃机暖机的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，并且在要求了催化剂暖机的情况下，将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，在要求了内燃机暖机的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。因此，如上文所述，内燃机温度将上升。因此，在要求了内燃机暖机的情况下，能够使内燃机较早地暖机。另一方面，在要求了催化剂暖机的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比而被滞后。因此，如上文所述，催化剂温度将上升。因此，在要求了催化剂暖机的情况下，能够使催化剂较早地暖机。
另外，所述控制部也可以采用如下方式，即，在要求了内燃机暖机的情况下，在内燃机冷却水温高于预定冷却水温且进气温度低于预定进气温度的情况下，通过废气再循环量的增量而将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，在内燃机冷却水温高于所述预定冷却水温且进气温度为所述预定进气温度以上的情况下，或者，在内燃机冷却水温为所述预定冷却水温以下的情况下，通过引燃喷射量的增量而将所述热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
通过采用这种方式，将获得以下的效果。即，由于当内燃机冷却水温较低时，内燃机温度也较低，从而燃烧性也较低，因此，即使废气再循环量被增量而使进气温度升高，燃烧性也不会变得较高，因此，不会实现热释放率重心位置的提前。并且，尽管燃烧性较低，当废气再循环量被增量时，被吸入到燃烧室中的新鲜气体的量(即，氧量)减少。因此，也可能会发生失火。即，在该情况下，优选为，通过废气再循环量的增量以外的方法，使热释放率重心位置被提前。此外，由于在冷却水温较高(即，内燃机温度较高)且进气温度较高的情况下，燃烧性已经较高，因此，当废气再循环量被增量时，燃烧性反而降低，其结果为，不会实现热释放率重心位置的提前。并且，根据废气再循环量的增加的量，也可能会发生失火。即，在该情况下，优选为，通过废气再循环量的增量以外的方法，而使热释放率重心位置被提前。
然而，在内燃机冷却水温高于预定冷却水温且进气温度低于预定进气温度的情况(即，燃烧室内的温度未达到扩散燃烧所需的温度的情况)下，如果使废气再循环量增量，则存在进气温度上升且燃料的着火性被改善的情况。在该情况下，燃烧性将升高。其结果为，由于使热释放率重心位置被提前，因而促进了内燃机暖机。并且，通过废气再循环量的增量也会使NOX生成量减少。即，在内燃机冷却水温较高且进气温度较低的情况下，将同时实现内燃机暖机的促进和NOX生成量的减少。
此外，在内燃机冷却水温低于预定冷却水温且进气温度为预定进气温度以下的情况下，或者，在内燃机冷却水温低于预定冷却水温且进气温度高于预定进气温度的情况下，或者，在内燃机冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以上的情况下，如果通过引燃喷射量的增量而使热释放率重心位置被提前，则促进了内燃机暖机。因此，将同时实现内燃机暖机的促进和失火的抑制。
此外，优选为，所述基准位置至少在内燃机负载处于预定的范围内的情况下，不依赖于内燃机负载、或者不依赖于内燃机转速、或者既不依赖于内燃机负载也不依赖于内燃机转速，而为固定的曲轴转角角度或者固定的范围内的曲轴转角角度。
附图说明
图1表示具备第一实施方式的控制装置的内燃机。
图2为用于对热释放率重心位置进行说明的图。
图3表示具备第一实施方式的控制装置的其他的内燃机。
图4表示用于对第一实施方式的内燃机暖机重心控制进行说明的时序图。
图5(A)表示内燃机负载与提前角位置的关系，图5(B)表示内燃机负载与滞后角位置的关系。
图6表示用于对第一实施方式的催化剂暖机重心控制进行说明的时序图。
图7表示第一实施方式的重心控制流程的一个示例。
图8表示第一实施方式的通常重心控制流程的一个示例。
图9表示第一实施方式的燃烧状态控制流程的一个示例。
图10表示用于对第二实施方式的重心控制进行说明的时序图。
图11表示第二实施方式的重心控制流程的一个示例。
图12(A)表示用于对第三实施方式的内燃机暖机重心控制中的提前方法进行说明的图，图12(B)表示用于对第三实施方式的催化剂暖机重心控制中的滞后方法进行说明的图。
图13表示用于对第三实施方式的内燃机暖机重心控制进行说明的时序图。
图14表示第三实施方式的重心控制流程的一个示例。
图15表示用于对燃烧波形与发动机声音的关系进行说明的图。
图16(A)表示要求输出与目标喷射压的关系，图16(B)表示要求输出与目标喷射压的关系。
图17(A)表示引燃喷射以特定的曲轴转角角度而被实施的情况下的、曲轴转角角度与发热量比率的关系，图17(B)表示引燃喷射以与所述特定的曲轴转角角度相比靠提前角侧的曲轴转角角度而被实施的情况下的、曲轴角度与发热量比率的关系。
图18(A)表示引燃喷射以所述特定的曲轴转角角度而被实施的情况下的、曲轴转角角度与热释放率的关系，图18(B)表示引燃喷射以所述提前角侧的曲轴转角角度而被实施的情况下的、曲轴转角角度与热释放率的关系。
图19(A)表示燃烧中心位置与耗油率上升率的关系，图19(B)表示热释放率重心位置与耗油率上升率的关系。
具体实施方式
＜第一实施方式＞
以下，参照附图，对本发明的实施方式进行说明。在图1中，图示了具备本发明的控制装置的第一实施方式的内燃机。该内燃机为，压缩自燃式的多气缸内燃机(所谓的柴油发动机)。另外，第一实施方式的内燃机为具有四个气缸(燃烧室)的内燃机。
在图1中，10表示内燃机(以下，称为“内燃机”)，20表示燃料喷射阀，21表示燃料泵，22表示储压室(共轨)，23表示燃料供给管，30表示进气歧管，31表示进气管，32表示节气门，33表示节气门作动器，34表示内部冷却器，35表示增压器，35A表示增压器的压缩机，35B表示增压器的涡轮，36表示空气滤清器，40表示排气歧管，41表示排气管，42表示排气净化催化剂(以下，称为“催化剂”)，43表示催化剂温度传感器，44表示DPF(柴油颗粒过滤器：Diesel particulate filter)，50表示废气再循环管，51表示废气再循环阀，52表示废气再循环冷却器，60表示节气门开度传感器，61表示空气流量计，62表示进气压传感器，63表示燃料压力传感器，64表示气缸压力传感器，65表示曲轴转角角度传感器，66表示废气再循环阀开度传感器，67表示水温传感器，68表示加速踏板踩踏量传感器，以及，70表示电子控制装置(以下，称为“ECU”)。
进气歧管30与进气管31构成进气通道。排气歧管40与排气管41构成排气通道。
＜废气再循环装置＞
废气再循环管50、废气再循环阀51和废气再循环冷却器52构成废气再循环装置(以下，称为“高压废气再循环装置)。该高压废气再循环装置为从排气歧管40向进气歧管30导入排气的装置。如采用其他的说法，则高压废气再循环装置为，从涡轮35B的上游的排气通道向压缩机35A的下游的进气通道导入排气的装置。
＜燃料喷射阀＞
燃料喷射阀20以向燃烧室直接喷射燃料的方式对应于各燃烧室而被安装在内燃机10上。因此，图1的内燃机10具备四个燃料喷射阀20。
＜ECU＞
ECU70与燃料喷射阀20、燃料泵21、节气门作动器33、内部冷却器34、涡轮35B、废气再循环阀51以及废气再循环冷却器52电连接。ECU70在内燃机运转过程中输出如下信号，所述信号为，用于从燃料喷射阀20喷射燃料的信号、用于对燃料泵21的动作状态进行控制从而控制燃料压力的信号、用于对节气门作动器33的动作状态进行控制从而控制节气门32的开度的信号、用于对内部冷却器34的冷却能力进行控制的信号、用于对涡轮35的喷嘴阀(未图示)或涡轮旁通阀(未图示)的动作状态进行控制从而控制增压的信号、用于对废气再循环阀51的动作状态进行控制从而控制该废气再循环阀51的开度的信号、以及用于对废气再循环冷却器52的冷却能力进行控制的信号。通过这些信号，从而对燃料喷射、燃料压力、节气门32的开度(进而为，废气再循环率、即进气量和/或废气再循环量)、内部冷却器34的冷却能力、增压、废气再循环阀51的开度(进而为，废气再循环率、即废气再循环量和/或进气量)、以及废气再循环冷却器52的冷却能力进行控制。
另外，燃料压力为，储压室22内的燃料的压力、或者燃料供给管23内的燃料的压力、或者储压室22与燃料喷射阀之间的燃料的压力(尤其是燃料喷射阀内的燃料的压力)。例如，在作为燃料喷射阀而使用附带燃料压力传感器的燃料喷射阀的情况下，燃料喷射阀内的压力能够通过该燃料喷射阀的燃料压力传感器而被检测出。增压为，通过压缩机35A而被压缩后的进气的压力。废气再循环率为，废气再循环量相对于被吸入到燃烧室中的气体量的比例。进气量为被吸入到燃烧室中的空气量。废气再循环量为，通过高压废气再循环装置而被导入到进气中的废气再循环气体的量。废气再循环气体为，通过高压废气再循环装置而被导入到进气中的排气。喷嘴阀为被设置在涡轮35的上游的阀，并且为通过对其转动位置进行控制从而能够对向涡轮35流入的排气量进行控制的阀。涡轮旁通阀为被设置于旁通通道上的阀，并且为通过对其开度进行控制从而能够对向涡轮35流入的排气量进行控制的阀，其中，所述旁通通道为用于使排气旁通于涡轮35的通道。
在ECU70上，还电连接有催化剂温度传感器43、空气流量计61、进气压传感器62、燃料压力传感器63、气缸压力传感器64、曲轴转角角度传感器65、废气再循环阀开度传感器66、水温传感器67、以及加速踏板踩踏量传感器68。
催化剂温度传感器43被安装在催化剂42中，并向ECU70发送与催化剂温度相对应的信号。ECU70基于该信号而对催化剂温度进行计算。空气流量计61向ECU70发送与进气量相对应的信号。ECU70基于该信号而对进气量进行计算。燃料压力传感器63向ECU70发送与燃料压力相对应的信号。ECU70基于该信号而对喷射压进行计算。气缸压力传感器64向ECU70发送与气缸压力相对应的信号。ECU70基于该信号而对热释放率进行计算。曲轴转角角度传感器65向ECU70发送与曲轴的旋转相位相对应的信号。ECU70基于该信号而对内燃机转速进行计算。废气再循环阀开度传感器66向ECU70发送与废气再循环阀51的开度相对应的信号。ECU70基于该信号而对废气再循环阀51的开度进行计算。水温传感器67向ECU70发送与内燃机冷却水温(即，对内燃机10进行冷却的冷却水的温度，以下，称为“冷却水温”)相对应的信号。ECU70基于该信号而对冷却水温进行计算。加速踏板踩踏量传感器68向ECU70发送与加速踏板的踩踏量相对应的信号。ECU70基于该信号而对内燃机负载进行计算。
另外，喷射压为从燃料喷射阀20被喷射的燃料的压力。气缸压力为燃烧室内的气体的压力。热释放率为热释放速度(即，每单位曲轴转角角度在燃烧室内所释放的热量)。
另外，也可以根据因燃烧而产生的离子电流来对热释放率进行计算。
＜排气净化催化剂＞
催化剂42具有对排气中的NOX(氮氧化物)进行净化的功能。更具体而言，催化剂42为如下的催化剂，即，在向其流入的排气的空燃比与理论空燃比相比为过稀时对排气中的NOX进行吸留，而在向其流入的排气的空燃比与理论空燃比相比为过浓时对被吸留于其中的NOX以及向其流入的排气中的NOX进行还原净化的NSR催化剂(即，NOX吸留还原催化剂)。催化剂42在其温度为预定温度以上时以预定净化率以上的净化率对NOX进行净化。
另外，本发明也能够应用于催化剂为NSR催化剂以外的催化剂的情况中。因此，催化剂42例如可以为三元催化剂，也可以为SCR催化剂，还可以为氧化催化剂。另外，三元催化剂为具有如下功能的催化剂，即，在向其流入的排气的空燃比为理论空燃比时以较高的净化率同时对排气中的NOX、CO(一氧化碳)、以及HC(未燃烧碳氢化合物)进行净化。该三元催化剂也在其温度为预定温度以上时以预定净化率以上的净化率对NOX、CO、以及HC进行净化。SCR催化剂为具有以氨作为还原剂而对NOX进行净化的功能的催化剂。该SCR催化剂也在其温度为预定温度以上时以预定净化率以上的净化率对NOX进行净化。氧化催化剂为对排气中的CO以及HC进行净化(氧化)的催化剂。该氧化催化剂也在其温度为预定温度以上时以预定净化率以上的净化率对CO以及HC进行净化。
＜DPF＞
DPF44为对排气中的颗粒物质(即，碳烟等微粒子)进行捕集的过滤器。
＜重心控制＞
在第一实施方式中，作为控制指标而使用热释放率重心位置。作为以该热释放率重心位置为控制指标来使用的控制，存在通常重心控制、内燃机暖机重心控制、以及催化剂暖机重心控制。
＜热释放率重心位置＞
对热释放率重心位置进行说明。热释放率重心位置是指以下的位置。即，如图2所示，热释放率重心位置G为与如下区域A(图2的阴影部分)的几何学的重心Gg相对应的曲轴转角角度，所述区域A为，通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形W而被划定的区域。更具体而言，热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，由以横轴作为曲轴转角角度且以纵轴作为热释放率的坐标系中所描绘的热释放率的波形、和所述横轴所包围的区域。另外，所述横轴与所述纵轴为相互正交的轴。
如采用其他的说法，则热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，由将各循环中的曲轴转角角度设定于一个轴(例如，上述横轴)上且将热释放率设定于与所述一个轴正交的其他轴(例如，上述纵轴)上的曲线图(例如，上述坐标系)中所描绘的热释放率的波形、和所述一个轴所包围的区域。即，所述热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域。
而且，如采用其他的说法，则热释放率重心位置为如下的特定曲轴转角角度，所述特定曲轴转角角度为，将与从各循环中的任意的曲轴转角角度减去特定的曲轴转角角度所得到的值和所述任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积相对应的值，关于所述曲轴转角角度而进行积分(即，累计)所得到的值成为零的曲轴转角角度。即，热释放率重心位置为，下式(1)成立时的特定曲轴转角角度G。另外，特定曲轴转角角度为，在一个膨胀冲程中从燃烧开始起至燃烧结束之间的曲轴转角角度。
[数学式4]
而且，如采用其他的说法，则热释放率重心位置为如下的特定曲轴转角角度，所述特定曲轴转角角度为，将与所述特定曲轴转角角度相比靠提前角侧的任意的曲轴转角角度与该特定曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差分和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度进行积分所得到的值，等于将与所述特定曲轴转角角度相比靠滞后角侧的任意的曲轴转角角度与该特定曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差分和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度进行积分所得到的值时的曲轴转角角度。
即，热释放率重心位置为如下的任意的曲轴转角角度，所述任意的曲轴转角角度为，与所述任意的曲轴转角角度相比靠提前角侧的各热释放率和分别与该热释放率对应的曲轴转角角度距离的乘积的总和，等于与所述任意的曲轴转角角度相比靠滞后角侧的各热释放率和分别与该热释放率对应的曲轴转角角度距离的乘积的总和时的曲轴转角角度。另外，所述曲轴转角角度距离为，所述任意的曲轴转角角度与各曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差。因此，在以热释放率重心位置作为支点、以曲轴转角角度距离作为距支点的距离、以热释放率作为力的情况下，支点的两侧的力矩(＝力×距离＝曲轴转角角度距离×热释放率)互为相等。
即，热释放率重心位置为如下的特定曲轴转角角度，所述特定曲轴转角角度为，从燃烧开始起至所述特定曲轴转角角度而将“燃烧开始后的任意的第一曲轴转角角度与特定曲轴转角角度之差的大小”和“所述任意的第一曲轴转角角度处的热释放率”的乘积关于曲轴转角角度进行积分(累计)所得到的值，等于从所述特定曲轴转角角度起至燃烧结束而将“所述特定曲轴转角角度后的任意的第二曲轴转角角度与所述特定曲轴转角角度之差的大小”和“所述任意的第二曲轴转角角度处的热释放率”的乘积关于曲轴转角角度进行积分(累计)所得到的值时的曲轴转角角度。
即，热释放率重心位置为，下式(2)成立时的特定曲轴转角角度G。在下式(2)中，“CAS”为“燃烧开始曲轴转角角度(即，燃烧开始的曲轴转角角度)”，“CAe”为“燃烧结束曲轴转角角度(即，燃烧结束的曲轴转角角度)”，“θ”为“任意的曲轴转角角度”，“dQ(θ)”为“任意的曲轴转角角度处的热释放率”。另外，特定曲轴转角角度为，在一个膨胀冲程中从燃烧开始起至燃烧结束之间的曲轴转角角度。
[数学式5]
而且，如采用其他的说法，则热释放率重心位置为如下的热释放率重心位置G，所述热释放率重心位置G为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAS来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(3)的运算而取得的热释放率重心位置。
[数学式6]
即，热释放率重心位置为，在将任意的曲轴转角角度与燃烧开始曲轴转角角度之差和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度的积分值除以通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域的面积所得到的值上，加上该燃烧开始曲轴转角角度所得到的值。
即，热释放率重心位置为，在将曲轴转角角度距离和与其相对应的热释放率的乘积的关于曲轴转角角度的积分值除以通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域的面积所得到的值上，加上燃烧开始曲轴转角角度所得到的值。另外，曲轴转角角度距离为，燃烧开始曲轴转角角度与各曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差。
另外，在参考的同时，热释放率重心位置处的热释放率dQG能够通过下式(4)来计算。
[数学式7]
＜燃烧开始正时以及燃烧结束正时＞
另外，在无法准确地知晓燃烧开始曲轴转角角度的情况下，也可以采用与燃烧开始曲轴转角角度相比可靠地处于提前角侧的曲轴转角角度，以作为燃烧开始曲轴转角角度。同样，在无法准确地知晓燃烧结束曲轴转角角度的情况下，也可以采用与燃烧结束曲轴转角角度相比可靠地处于滞后角侧的曲轴转角角度，以作为燃烧结束曲轴转角角度。
关于此点，在第一实施方式中，在热释放率重心位置的计算中所考虑的燃烧为引燃燃料、主燃料以及后燃料的燃烧，而次后燃料的燃烧并不被考虑在热释放率重心位置的计算中。另外，主喷射为在压缩上止点附近的正时所实施的燃料喷射。引燃喷射为在主喷射之前所实施的燃料喷射，并且至少为在使转矩产生的正时所实施的燃料喷射。后喷射为，为了排气温度的上升以及催化剂42的活性化而在主喷射之后所实施的燃料喷射，并且为至少在使转矩产生的正时所实施的燃料喷射。次后喷射为，在后喷射之后所实施的燃料喷射，更具体而言为，在压缩上止点后90°以后所实施的燃料喷射，通过该喷射所喷射的燃料的燃烧不会产生转矩。
因此，在无法准确地知晓燃烧开始曲轴转角角度的情况下，例如，也可以采用压缩上止点前20°以作为燃烧开始曲轴转角角度。此外，在无法准确地知晓燃烧结束曲轴转角角度的情况下，例如，也可以采用压缩上止点后90°以作为燃烧结束曲轴转角角度。
＜通常重心控制＞
对第一实施方式的通常重心控制进行说明。第一实施方式的通常重心控制在如下情况下被执行，即，在冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，或者，在内燃机具备排气净化催化剂时催化剂温度为基准催化剂温度以上的情况下。在该通常重心控制中，以使热释放率重心位置与基准位置(＝最佳曲轴转角角度)一致的方式而对内燃机控制参数的值(关于该内燃机控制参数将在下文中进行叙述)进行控制。当然，与此同时，以使要求输出(即，内燃机所要求的输出)从内燃机被输出的方式而对内燃机控制参数的值进行控制。
＜通常重心控制的效果＞
根据通常重心控制，可使耗油率降低。此外，由于用于实现使耗油率最小的燃烧状态的控制指标仅为热释放率重心位置这一个指标，因此，即使在内燃机控制参数存在多个的情况下，也能够通过较少的适合工时来决定可实现使耗油率成为最小的燃烧状态的内燃机控制参数的值。
另外，所述基准位置至少在内燃机负载处于预定的范围内的情况下，不依赖于内燃机负载、或者不依赖于内燃机转速、或者既不依赖于内燃机负载也不依赖于内燃机转速，而为固定的曲轴转角角度。因此，在通常重心控制中，不依赖于内燃机负载、或者不依赖于内燃机转速、或者既不依赖于内燃机负载也不依赖于内燃机转速，而将热释放率重心位置控制为固定的曲轴转角角度。所述基准位置例如为压缩上止点后7°。另外，由于在热释放率重心位置被控制为基准位置时耗油率成为最小，因此，也可以说基准位置为冷却损耗与排气损耗的总和成为最小的曲轴转角角度。
通常重心控制在既未执行后述的内燃机暖机重心控制也未执行催化剂暖机重心控制时，即，在未要求内燃机暖机且未要求催化剂暖机时被执行。此外，通常重心控制也可以不依赖于负载、即在所有的负载区域内被执行，也可以仅在负载处于预定的范围内的情况下被执行。此外，通常重心控制可以仅涉及一个燃烧室而被执行，也可以仅涉及一部分的燃烧室而被执行，还可以涉及所有的燃烧室而被执行。在通常重心控制涉及所有的燃烧室而被执行的情况下，耗油率的下降效果变得更大。
此外，通常重心控制可以为通过反馈控制而将热释放率重心位置控制为基准位置的控制，也可以为通过前馈控制而将热释放率重心位置控制为基准位置的控制。
＜通过反馈控制而实施的通常重心控制＞
对通过反馈控制的通常重心控制进行说明。在该情况下，通过实验等预先求出基准位置，并将该所求出的基准位置存储于ECU70中。而且，在通常重心控制的执行过程中，将被存储于ECU70中的基准位置设定为目标位置。而且，在计算出实际的热释放率重心位置，且该被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度时(或者，在被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠提前角侧预定角度以上的曲轴转角角度时)，使热释放率重心位置被滞后。
另一方面，被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度时(或者，被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠滞后角侧预定角度以上的曲轴转角角度时)，使热释放率重心位置被提前。如此，热释放率重心位置被反馈控制为目标位置(或者，热释放率重心位置以接近于目标位置的方式而被反馈控制)。
＜反馈控制的效果＞
据此，即使在未保持关于通过实验等而被预先求出的各内燃机运转状态下的各种内燃机控制参数的最佳组合的信息的情况下，或者在产生了内燃机的个体差以及随着时间经过的变化的情况下，也将以热释放率重心位置等于目标位置的方式对燃烧状态(即，内燃机控制参数的值)进行控制。其结果为，能够可靠地使耗油率降低。
＜热释放率重心位置的提前角方法＞
另外，作为对热释放率重心位置进行控制的内燃机控制参数(如采用其他的说法，则为对燃烧状态进行控制的燃烧控制参数)，例如可以采用主喷射正时、引燃喷射正时、伴随有引燃喷射的情况下的主喷射量、引燃喷射量、后喷射量、喷射压、增压、内部冷却器冷却能力、废气再循环冷却器冷却能力、涡流强度、以及翻转流强度中的一个或多个。另外，内部冷却器冷却能力例如能够根据是否使冷却介质旁通过内部冷却器的热交换器、或者根据穿过该热交换器的冷却介质的比例的变更来进行控制。同样，废气再循环冷却器冷却能力例如能够根据有无执行使冷却介质旁通过废气再循环冷却器的热交换器的控制、或者穿过该热交换器的冷却介质的比例的变更来进行控制。
而且，作为热释放率重心位置提前的方法(即，使热释放率重心位置被提前的方法)，例如能够采用主喷射正时的提前、引燃喷射正时的提前、伴随有引燃喷射的情况下的主喷射量的减量、引燃喷射量的增量、引燃喷射量的增量与主喷射量的减量的组合、后喷射量的减量、喷射压的增大、增压的增大、内部冷却器冷却能力的降低(例如，使冷却介质旁通过内部冷却器的热交换器的控制的执行、或者、穿过该热交换器的冷却介质的比例的减少)、废气再循环冷却器冷却能力的降低(例如，使冷却介质旁通过废气再循环冷却器的热交换器的控制的执行、或者、穿过该热交换器的冷却介质的比例的减少)、涡流强度的增大、以及翻转流强度的增大中的一个或多个。
另外，引燃喷射量的增量例如通过每一次引燃喷射的喷射量的增量、新的引燃喷射的追加(即，引燃喷射次数的增加)而实现。后喷射量的增量例如通过每一次后喷射的喷射量的增量、新的后喷射的追加(即，后喷射次数的增加)而实现。
此外，作为内燃机控制参数能够采用引燃热释放率重心位置。引燃热释放率重心位置为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度，所述区域为，通过引燃热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域。引燃热释放率为通过引燃喷射所喷射的燃料的燃烧处的热释放率。
而且，作为使引燃热释放率重心位置提前的方法，能够采用引燃喷射正时的提前角、与当前的引燃热释放率重心位置相比靠前的引燃喷射的次数的增加、以及与当前的引燃热释放率重心位置相比靠后的引燃喷射的次数的减少中的一个或多个。
喷射量为从燃料喷射阀所喷射的燃料的量。涡流为大致以气缸孔中心轴线为中心而在燃烧室内旋转的气流，翻转流为，大致以与气缸孔中心轴线垂直的线为中心而在燃烧室内旋转的气流。
此外，作为内燃机控制参数而能够采用废气再循环率(或者，废气再循环量)。此处，在冷却水温低于预定冷却水温(关于该预定冷却水温的详细内容将在下文中进行叙述)的情况下，或者，在进气温度高于预定进气温度(关于该预定进气温度的详细内容将在下文中进行叙述)的情况下，作为热释放率重心位置提前的方法而能够采用废气再循环率的降低。另一方面，在冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以下的情况下，作为热释放率重心位置提前的方法而能够采用废气再循环率的增大。另外，进气温度为向燃烧室流入的气体的温度，例如为进气歧管30内的气体的温度。
此外，如图3所示，在内燃机10具备从DPF44的下游的排气通道向压缩机35A的上游的进气通道导入排气的废气再循环装置(以下，称为“低压废气再循环装置”)的情况下，作为内燃机控制参数而能够采用总废气再循环率(或者、总废气再循环量)、高压废气再循环率(或者、高压废气再循环量)、以及、低压废气再循环率(或者、低压废气再循环量)中的一个或多个。此处，在冷却水温低于预定冷却水温的情况下，或者，在冷却水温高于预定冷却水温的情况下，作为热释放率重心位置提前的方法而能够采用总废气再循环率的降低、高压废气再循环率的降低、以及低压废气再循环率的增大中的一个或多个。另一方面，在冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以下的情况下，作为热释放率重心位置提前的方法而能够采用总废气再循环率的增大、高压废气再循环率的增大以及低压废气再循环率的降低。
另外，在图3的内燃机10中，总废气再循环率为废气再循环量相对于被吸入到燃烧室中的气体量的废气再循环量之比，高压废气再循环率为高压废气再循环量相对于总废气再循环量的比例，总废气再循环量为被吸入到燃烧室中的废气再循环气体的总量，高压废气再循环量为通过高压废气再循环装置而向进气导入的废气再循环气体的量，低压废气再循环率为低压废气再循环量相对于总废气再循环量的比例，低压废气再循环量为通过低压废气再循环装置而向进气导入的废气再循环气体的量。
此外，在图3中，45表示排气节流阀，46表示排气节流阀作动器，53表示废气再循环管，54表示废气再循环阀，69表示废气再循环阀开度传感器。ECU70与排气节流阀作动器46、以及废气再循环阀54电连接。ECU70对废气再循环阀54的动作状态进行控制并输出用于对该废气再循环阀54的开度进行控制的信号。根据该信号而对废气再循环阀54的开度(进而低压废气再循环率，进而总废气再循环率)进行控制。此外，ECU70对排气节流阀作动器46的动作状态进行控制并输出用于对排气节流阀45对开度进行控制的信号。根据该信号而对排气节流阀45的开度(进而为低压废气再循环率，再进而为总废气再循环率)进行控制。在ECU70上电连接有废气再循环阀开度传感器69。废气再循环阀开度传感器69向ECU70发送与废气再循环阀54的开度相对应的信号。ECU70基于该信号而对废气再循环阀54的开度进行计算。图3的内燃机的其他的结构与图1的内燃机的结构相同。
＜热释放率重心位置的滞后方法＞
作为热释放率重心位置的滞后方法(即，使热释放率重心位置为滞后角的方法),例如能够采用主喷射正时的滞后、引燃喷射正时的滞后、伴随有引燃喷射的情况下的主喷射量的增量、引燃喷射量的减量、引燃喷射量的减量与主喷射量的增量的组合、后喷射量的增量、喷射压的减小、增压的减小、内部冷却器冷却能力的增大(例如使冷却介质旁通过内部冷却器的热交换器的控制的停止、或者、穿过该热交换器的冷却介质的比例的增大)、废气再循环冷却器冷却能力的增大(例如使冷却介质旁通过废气再循环冷却器的热交换器的控制的停止、或者、穿过该热交换器的冷却介质的比例的增大)、涡流强度的降低、以及翻转流强度的降低。
引燃喷射量的减量例如通过在引燃喷射次数为固定的情况下一次的引燃喷射的喷射量的减量、在多次实施引燃喷射的情况下省略一部分的引燃喷射(即，引燃喷射次数的减少)、引燃喷射的停止等而实现。
此外，作为内燃机控制参数而能够采用引燃热释放率重心位置。而且，作为使引燃热释放率重心位置为滞后角的方法而能够采用引燃喷射正时的滞后角、与当前的引燃热释放率重心位置相比靠前的引燃喷射的次数的减少、以及与当前的引燃热释放率重心位置相比靠后的引燃喷射的次数的增加中的一个或多个。
此外，在冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度低于预定进气温度的情况下(关于这些预定冷却水温以及预定进气温度的详细内容将在下文中进行叙述)，或者，在冷却水温低于所述预定冷却水温且进气温度为所述预定进气温度以上的情况下，或者，在冷却水温低于所述预定冷却水温且进气温度低于所述预定进气温度的情况下，作为热释放率重心位置滞后方法而能够采用废气再循环率的增大。另一方面，在冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以下的情况下，作为热释放率重心位置滞后方法而能够采用废气再循环率的降低。
在图3的内燃机中，在冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度低于预定进气温度的情况下，或者，在冷却水温低于所述预定冷却水温且进气温度为所述预定进气温度以上的情况下，或者，在冷却水温低于所述预定冷却水温且进气温度低于所述预定进气温度的情况下，作为热释放率重心位置滞后方法而能够采用总废气再循环率的增大、高压废气再循环率的增大、以及低压废气再循环率的降低。另一方面，在冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以下的情况下，作为热释放率重心位置滞后方法而能够采用总废气再循环率的降低、高压废气再循环率的降低、以及低压废气再循环率的增大。
＜通过前馈控制的通常重心控制＞
对通过前馈控制实施的通常重心控制进行说明。在该情况下，基准位置通过实验等而被预先求出。而且，每个内燃机运转状态中能够实现基准位置的至少一个内燃机控制参数值(或者，多个内燃机控制参数值的组合)作为基准值，通过实验等而被预先求出。而且，该基准值(或者，这些基准值)以内燃机运转状态的函数的曲线图的形式而被存储于ECU70中。而且，在通常重心控制中，与内燃机运转状态相对应的基准值根据所述曲线图而被计算出，并将该所计算出的基准值设定为目标值。而且，各内燃机控制参数值被控制为所对应的目标值。如此，热释放率重心位置被控制为基准位置。
在该情况下，也可以以使各内燃机控制参数值与目标值一致的方式而对各内燃机控制参数进行反馈控制。
另外，即使内燃机控制参数的值被维持在目标值，内燃机转速越高则热释放率重心位置被滞后，相反，内燃机转速越低则热释放率重心位置被提前。
因此，在通过前馈控制实施的通常重心控制中可以采用如下方式，即，内燃机转速越高，则越使主喷射正时的目标值提前，使引燃喷射正时的目标值提前，使主喷射量的目标值减小，使引燃喷射量的目标值增大，使后喷射量的目标值减小，使喷射压的目标值增大，使增压的目标值增大，使内部冷却器冷却能力的目标值减小，使废气再循环冷却器冷却能力的目标值减小，使涡流强度的目标值增大，使翻转流强度的目标值增大。
此外，在通过前馈控制实施的通常重心控制中可以采用如下方式，即，在冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度低于预定进气温度的情况下，或者，在冷却水温低于所述预定冷却水温且进气温度为所述预定进气温度以上的情况下，或者，在冷却水温低于所述预定冷却水温且进气温度低于所述预定进气温度的情况下，内燃机转速越高，则越使废气再循环率的目标值增大，使总废气再循环率的目标值增大，使高压废气再循环率的目标值增大，使低压废气再循环率的目标值减小。此外，在通过前馈控制实施的通常重心控制中可以采用如下方式，即，在冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以下的情况下，内燃机转速越高，则越使总废气再循环率的目标值减小，使高压废气再循环率的目标值减小，使低压废气再循环率的目标值增大。
＜第一实施方式的内燃机暖机重心控制＞
对第一实施方式的内燃机暖机重心控制进行说明。在内燃机暖机重心控制中，热释放率重心位置被控制为提前角位置(即，与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度)。即，使热释放率重心位置与基准位置相比而被提前。而且，该内燃机暖机重心控制在内燃机冷却水温(即，用于对内燃机进行冷却的冷却水的温度，以下仅称为“冷却水温”)低于基准冷却水温的情况下被执行。而且，在冷却水温变为基准冷却水温以上的时间点结束，并执行通常重心控制。
＜第一实施方式的内燃机暖机重心控制的效果＞
根据第一实施方式的内燃机暖机重心控制，在冷却水温低于基准冷却水温的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比而被提前。在热释放率重心位置为与基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度的情况下，与热释放率重心位置为基准位置的情况相比，冷却损耗增大。因此，由于从燃烧室内部传递到内燃机主体的热量增多，因此能够使内燃机温度(即，内燃机主体的温度，尤其燃烧室周围的内燃机主体的温度)上升。
另外，如上文所述，由于能够通过内燃机暖机重心控制而使内燃机温度上升，因此内燃机温度较低，从而当以在要求内燃机暖机的情况下执行内燃机暖机重心控制的方式而对基准冷却水温进行设定时，可以获得能够使内燃机较早地暖机这样的有利效果。另外，在该情况下，作为所述基准冷却水温而对内燃机暖机完毕温度进行设定。此处，内燃机暖机完毕温度为，作为判断为内燃机暖机已完毕的阈值而被预先规定的温度。
而且，在作为所述基准冷却水温而对内燃机暖机完毕温度进行设定的情况下，也可以说，所述内燃机暖机重心控制在要求了内燃机暖机的时间点(即，检测出冷却水温低于内燃机暖机完毕温度的时间点)开始，并在内燃机暖机已完毕的时间点(即，检测出冷却水温为内燃机暖机完毕温度以上的时间点)结束。
换言之，内燃机暖机重心控制在内燃机暖机要求条件已成立的时间点(即，检测出冷却水温低于内燃机暖机完毕温度的时间点)开始，并在内燃机暖机完毕条件已成立的时间点(即，检测出冷却水温为内燃机暖机完毕温度以上的时间点)结束。另外，在该情况下，在内燃机暖机完毕条件成立的时间点，内燃机暖机要求条件变为不成立。即，内燃机暖机重心控制在要求内燃机暖机的期间或者在内燃机暖机要求条件成立的期间被执行。
在该情况下，例如，如图4所示，执行通常重心控制以及内燃机暖机重心控制。即，在时刻T0处，当检测出冷却水温低于内燃机暖机完毕温度(＝基准冷却水温)时，内燃机暖机要求条件成立。于是，执行内燃机暖机重心控制，并使热释放率重心位置与基准位置相比而被提前。在时刻T1处，当检测出冷却水温达到了内燃机暖机完毕温度时，内燃机暖机要求条件变为不成立。于是，使内燃机暖机重心控制结束，执行通常重心控制，并将热释放率重心位置控制为基准位置。
另外，在上述的内燃机暖机重心控制中，使用冷却水温。由于该冷却水温为代表内燃机温度的参数，因此，也可以代替冷却水温而使用内燃机温度本身，也可以使用与冷却水温以外的内燃机温度相关的参数(例如，内燃机的润滑油温度等)。
＜提前角位置的设定＞
所述提前角位置并不限定于特定的曲轴转角角度。在第一实施方式中，例如，如图5(A)所示，提前角位置被设定为，内燃机负载越小则越更靠提前角侧的曲轴转角角度。如采用其他的说法，则与相对较小的内燃机负载相对应的提前角位置为，与对应于相对较大的内燃机负载的提前角位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。提前角位置也可以被设定为，内燃机转速越低则越更靠提前角侧的曲轴转角角度。当然，提前角位置也可以不依赖于内燃机负载而被设定为固定的曲轴转角角度。
另外，在提前角位置被设定为内燃机负载越小则越靠提前角侧的曲轴转角角度的情况下，具有以下的效果。即，由于内燃机负载越小，则一次的膨胀冲程中的发热量越少，因此，内燃机传递热量(即，每单位时间从燃烧室内部向内燃机主体传递的热量)较少。另一方面，由于热释放率重心位置与基准位置相比被提前，则冷却损耗越大，因此，内燃机传递热量增多。因此，在提前角位置被设定为内燃机负载越小则越更靠提前角侧的曲轴转角角度的情况下，热释放率重心位置与基准位置相比进一步被提前，因此，内燃机传递热量增多，其结果为，能够使内燃机较早地暖机。
此外，在提前角位置被设定为内燃机转速越低则越更靠提前角侧的曲轴转角角度的情况下，具有以下的效果。即，内燃机转速越低，则内燃机传递热量越少。另一方面，热释放率重心位置与基准位置相比被提前，则冷却损耗越大。因此，在提前角位置被设定为内燃机转速越低则越更靠提前角侧的曲轴转角角度的情况下，热释放率重心位置与基准位置相比进一步被提前，因此，内燃机传递热量增多，其结果为，能够使内燃机较早地暖机。
此外，虽然可以在所有的内燃机负载的区域内设定提前角位置，但也可以仅在内燃机负载小于预定负载的区域内设定提前角位置。在该情况下，在内燃机暖机重心控制中，当内燃机负载为预定负载以上时，热释放率重心位置被控制为基准位置。即，实际上在内燃机负载为预定负载以上的情况下，不执行内燃机暖机重心控制(即，内燃机暖机要求条件变为不成立)，而执行通常重心控制。
另外，根据同时实现内燃机的提前暖机的确保与耗油率的降低的观点，优选为，仅在内燃机负载小于预定负载的区域内设定提前角位置。即，由于在内燃机负载较高的情况下，气缸内的发热量本身较大，因此，即使冷却损耗为固定，内燃机传递热量也将较大。因此，即便不使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后直至使耗油率降低，也可以使内燃机充分地暖机。因此，根据同时实现内燃机的提前暖机的确保与耗油率的降低的观点，也可以说，优选为，仅在内燃机负载小于预定负载的区域内设定提前角位置。
内燃机暖机重心控制可以为通过反馈控制而将热释放率重心位置控制为提前角位置的控制，也可以为通过前馈控制而将热释放率重心位置控制为提前角位置的控制。
＜通过反馈控制实施的内燃机暖机重心控制＞
对通过反馈控制实施的内燃机暖机重心控制进行说明。在该情况下，通过实验等预先求出提前角位置，并将该求出的提前角位置存储于ECU70中。而且，在内燃机暖机重心控制的执行过程中，将被存储于ECU70中的提前角位置设定为目标位置。而且，在计算出实际的热释放率重心位置，且该被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度时，使热释放率重心位置被滞后。另一方面，在被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度时，使热释放率重心位置被提前。如此，热释放率重心位置被反馈控制为目标位置(即，提前角位置)。
作为通过反馈控制实施的内燃机暖机重心控制中的内燃机控制参数，能够采用与通常重心控制关联并进行说明的内燃机控制参数中的一个或多个。
＜通过前馈控制实施的内燃机暖机重心控制＞
对通过前馈控制实施的内燃机暖机重心控制进行说明。在该情况下，通过实验等预先求出提前角位置。而且，能够实现该提前角位置的至少一个的内燃机控制参数值(或者，多个内燃机控制参数值的组合)通过实验等作为基准提前角值而被预先求出。而且，该基准提前角值(或者，这些基准提前角值)被存储于ECU70中。而且，在内燃机暖机重心控制中，将被存储于ECU70中的基准提前角值设定为目标值。而且，将各内燃机控制参数值控制为所对应的目标值。如此，热释放率重心位置被控制为提前角位置。
在该情况下，也可以以使各内燃机控制参数值与目标值一致的方式而对各内燃机控制参数进行反馈控制。作为通过前馈控制实施的内燃机暖机重心控制中的内燃机控制参数，能够采用与通常重心控制关联并进行说明的内燃机控制参数中的一个或多个。
＜第一实施方式的催化剂暖机重心控制＞
对第一实施方式的催化剂暖机重心控制进行说明。在催化剂暖机重心控制中，热释放率重心位置被控制为滞后角位置(即，与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度)。即，使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。而且，该催化剂暖机重心控制在催化剂温度低于基准催化剂温度的情况下被执行。而且，在催化剂温度变为基准催化剂温度以上的时间点结束，并执行通常重心控制。
＜第一实施方式的催化剂暖机重心控制的效果＞
根据第一实施方式的催化剂暖机重心控制，在催化剂温度低于基准催化剂温度的情况下，使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。在热释放率重心位置为与基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度的情况下，与热释放率重心位置为基准位置的情况相比，排气损耗增大。因此，由于向催化剂流入的排气的温度升高，因此能够使催化剂温度上升。
另外，如上文所述，由于能够通过催化剂暖机重心控制而使催化剂温度上升，因此催化剂温度较低，从而当以在要求催化剂暖机的情况下执行催化剂暖机重心控制的方式而对基准催化剂温度进行设定时，可以获得能够使催化剂较早地暖机这样的有利效果。另外，在该情况下，作为所述基准催化剂温度而对催化剂暖机完毕温度进行设定。此处，催化剂暖机完毕温度为，作为判断为催化剂暖机已完毕的阈值而被预先规定的温度，例如为排气净化催化剂的活性温度(即，排气净化催化剂的净化性能超过预定的性能时的催化剂温度)。
而且，在作为所述基准催化剂温度而对催化剂暖机完毕温度进行设定的情况下，也可以说，所述催化剂暖机重心控制在要求了催化剂暖机的时间点(即，检测出催化剂温度低于催化剂暖机完毕温度的时间点)开始，并在催化剂暖机已完毕的时间点(即，检测出催化剂温度为催化剂暖机完毕温度以上的时间点)结束。
换言之，催化剂暖机重心控制在催化剂暖机要求条件已成立的时间点(即，检测出催化剂温度低于催化剂暖机完毕温度的时间点)开始，并在催化剂暖机完毕条件已成立的时间点(即，检测出催化剂温度为催化剂暖机完毕温度以上的时间点)结束。另外，在该情况下，在催化剂暖机完毕条件已成立的时间点，催化剂暖机要求条件变为不成立。即，催化剂暖机重心控制在要求催化剂暖机的期间或者在催化剂暖机要求条件成立的期间被执行。
在该情况下，例如，如图6所示，执行通常重心控制以及催化剂暖机重心控制。即，在时刻T0处，当检测出催化剂温度低于催化剂暖机完毕温度(＝基准催化剂温度)时，催化剂暖机要求条件成立。于是，执行催化剂暖机重心控制，并使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。在时刻T1处，当检测出催化剂温度达到了催化剂暖机完毕温度时，催化剂暖机要求条件变为不成立。于是，催化剂暖机重心控制结束的同时，并且执行通常重心控制，并将热释放率重心位置控制为基准位置。
另外，催化剂温度可以为基于催化剂温度传感器63的信号而被计算出的催化剂温度(即，催化剂的温度本身)，也可以为从与催化剂温度相关的参数所推断出的催化剂温度。或者，还可以使用与所述催化剂温度相关的参数来代替该催化剂温度。
＜滞后角位置的设定＞
所述滞后角位置并不限定于特定的角度。在第一实施方式中，例如，如图5(B)所示，滞后角位置被设定为，内燃机负载越小则越靠滞后角侧的曲轴转角角度。如采用其他的说法，则与相对较小的内燃机负载相对应的滞后角位置为，与对应于相对较大的内燃机负载的滞后角位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度。另外，滞后角位置也可以被设定为，内燃机转速越低则越靠滞后角侧的曲轴转角角度。当然，滞后角位置也可以不依赖于内燃机负载而是被设定为固定的曲轴转角角度。
另外，在滞后角位置被设定为内燃机负载越小则越靠滞后角侧的曲轴转角角度的情况下，具有以下的效果。即，由于内燃机负载越小，则一次的膨胀冲程中的发热量越少，因此，排气传递热量(即，附着于排气中的每单位时间向催化剂传递的热量)较少。另一方面，由于热释放率重心位置与基准位置相比越靠滞后角，则排气损耗越大，因此，排气传递热量增多。因此，在滞后角位置被设定为内燃机负载越小越靠滞后角侧的曲轴转角角度的情况下，热释放率重心位置与基准位置相比进一步被滞后，因此，排气传递热量增多，其结果为，能够使催化剂较早地暖机。
此外，在滞后角位置被设定为内燃机转速越低则越靠滞后角侧的曲轴转角角度的情况下，具有以下的效果。即，内燃机转速越低，则排气传递热量越少。另一方面，热释放率重心位置与基准位置相比越被滞后，则排气损耗越大。因此，在滞后角位置被设定为内燃机转速越低则越靠滞后角侧的曲轴转角角度的情况下，热释放率重心位置与基准位置相比进一步被滞后，因此，排气传递热量增多，其结果为，能够使催化剂迅速地暖机。
此外，虽然可以在所有的内燃机负载的区域内设定滞后角位置，但也可以仅在内燃机负载小于预定负载的区域内设定滞后角位置。在该情况下，在催化剂暖机控制中，当内燃机负载为预定负载以上时，热释放率重心位置被控制为基准位置。即，实际上在内燃机负载为预定负载以上的情况下，不执行催化剂暖机重心控制(即，催化剂暖机要求条件变为不成立)，而执行通常重心控制。
另外，根据同时实现催化剂的提前暖机的确保与耗油率的降低的观点，优选为，仅在内燃机负载小于预定负载的区域内设定滞后角位置。即，由于在内燃机负载较高的情况下，气缸内的发热量本身较大，因此，即使排气损耗为固定，排气温度也将较高。因此，即便不使热释放率重心位置与基准位置相比而被滞后直至耗油率降低，也可以使催化剂充分地暖机。因此，根据同时实现催化剂的提前暖机的确保与耗油率的降低的观点，也可以说，优选为，仅在内燃机负载小于预定负载的区域内设定滞后角位置。
催化剂暖机重心控制可以为通过反馈控制而将热释放率重心位置控制为滞后角位置的控制，也可以为通过前馈控制而将热释放率重心位置控制为滞后角位置的控制。
＜通过反馈控制实施的催化剂暖机重心控制＞
对通过反馈控制实施的催化剂暖机重心控制进行说明。在该情况下，通过实验等预先求出滞后角位置，并将该求出的滞后角位置存储于ECU70中。而且，在催化剂暖机重心控制的执行过程中，将被存储于ECU70中的滞后角位置设定为目标位置。而且，在计算出实际的热释放率重心位置，且该被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度时，使热释放率重心位置被滞后。另一方面，在被计算出的热释放率重心位置处于与目标位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度时，使热释放率重心位置被提前。如此，热释放率重心位置被反馈控制为目标位置(即，滞后角位置)。
作为通过反馈控制实施的催化剂暖机重心控制中的内燃机控制参数，能够采用与通常重心控制关联并进行说明的内燃机控制参数中的一个或多个。
＜通过前馈控制实施的催化剂暖机重心控制＞
对通过前馈控制而实施的催化剂暖机重心控制进行说明。在该情况下，通过实验等预先求出滞后角位置。而且，能够实现该滞后角位置的至少一个内燃机控制参数值(或者，多个内燃机控制参数值的组合)作为基准滞后角值，通过实验等而被预先求出。而且，该基准滞后角值(或者，这些基准滞后角值)被存储于ECU70中。在催化剂暖机重心控制中，将被存储于ECU70中的基准滞后角值设定为目标值。而且，将各内燃机控制参数值控制为所对应的目标值。如此，热释放率重心位置被控制为滞后角位置。
在该情况下，也可以以使各内燃机控制参数值与目标值一致的方式而对各内燃机控制参数进行反馈控制。作为通过前馈控制实施的催化剂暖机重心控制中的内燃机控制参数，能够采用与通常重心控制关联并进行说明的内燃机控制参数中的一个或多个。
＜内燃机暖机要求与累计催化剂暖机要求＞
另外，在内燃机暖机要求条件以及催化剂暖机要求条件的条件同时成立时，例如，在内燃机温度差(即，此时的内燃机温度相对于内燃机暖机完毕温度的差)大于催化剂温度差(即，此时的催化剂温度相对于催化剂暖机完毕温度的差)的情况下，执行内燃机暖机重心控制，在催化剂温度差为内燃机温度差以上的情况下，执行催化剂暖机重心控制。或者，也可以采用如下方式，即，在通过排气净化催化剂而必须被净化的排气中的成分浓度(例如，NOX浓度、CO浓度、HC浓度等)高于预定浓度的情况下，执行催化剂暖机重心控制，在所述成分浓度为所述预定浓度以下的情况下，执行内燃机暖机重心控制。或者，也可以在两个条件成立时预先决定执行任意一个控制，并依赖于该决定而执行内燃机暖机重心控制以及催化剂暖机重心控制中的任意一个。
＜第一实施方式的重心控制流程＞
对第一实施方式的重心控制流程的一个示例进行说明。该流程在图7中被示出。图7的流程在内燃机启动开始时开始，或者，在内燃机运转过程中每经过预定时间时开始。
当图7的流程开始时，首先，在步骤10中，对内燃机暖机要求条件是否成立进行判断。此处，当判断为内燃机暖机要求条件成立时，在步骤11中，执行内燃机暖机重心控制，接下来，结束流程。即，使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。而且，在下一个的流程的执行时，只要在步骤10中判断为内燃机暖机要求条件成立，则继续执行内燃机暖机重心控制。此外，在步骤11的处理时执行了内燃机暖机重心控制以外的控制(即，通常重心控制或催化剂暖机重心控制)的情况下，结束该控制。
另一方面，在步骤10中，当判断为内燃机暖机要求条件不成立时，在步骤12中，对催化剂暖机要求条件是否成立进行判断。此处，当判断为催化剂暖机要求条件成立时，在步骤13中，执行催化剂暖机重心控制，接下来，结束流程。即，使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤10中判断为内燃机暖机要求条件不成立且在步骤12中判断为催化剂暖机要求条件成立，则继续执行催化剂暖机重心控制。此外，在步骤13的处理时执行了催化剂暖机重心控制以外的控制(即，通常重心控制或内燃机暖机重心控制)的情况下，结束该控制。
另一方面，在步骤12中，当判断为催化剂暖机要求条件不成立时，在步骤14中，执行通常重心控制，接下来，结束流程。即，将热释放率重心位置控制为基准位置。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤10中判断为内燃机暖机要求条件不成立且在步骤12中判断为催化剂暖机要求条件不成立，则继续执行通常重心控制。此外，在步骤14的处理时执行了通常重心控制以外的控制(即，内燃机暖机重心控制或催化剂暖机重心控制)的情况下，结束该控制。
＜第一实施方式的通常重心控制流程＞
对第一实施方式的通常重心控制流程的一个示例进行说明。该流程在图8中被示出。图8的流程例如在图7的步骤14中被执行。
当图8的流程开始时，首先，在步骤20中，对热释放率重心位置G进行计算。该热释放率重心位置G的计算方法如上文所述。接下来，在步骤21中，对由步骤20计算出的热释放率重心位置G是否小于基准位置Gb(G＜Gb)、即、当前的热释放率重心位置G是否与基准位置Gb相比被提前进行判断。此处，当判断为G＜Gb时，在步骤22中，将当前的目标喷射正时CAit与预定曲轴转角角度ΔCA相加所得到的值设定为新的目标喷射正时CAit，并结束流程。即，在步骤22中，使当前的目标喷射正时以预定曲轴转角角度而被滞后。另外，在该情况下，在步骤22中设定的目标喷射正时，燃料从燃料喷射阀喷射。
另一方面，在步骤21中，当判断为并非G＜Gb时，在步骤23中，对由步骤20计算出的热释放率重心位置G是否大于基准位置Gb(G＞Gb)、即当前的热释放率重心位置G是否与基准位置Gb相比被滞后进行判断。此处，当判断为G＞Gb时，在步骤23中，将从当前的目标喷射正时CAit减去预定曲轴转角角度ΔCA所得到的值设定为新的目标喷射正时CAit，并结束流程。即，在步骤24中，使当前的目标喷射正时以预定曲轴转角角度而被提前。另外，在该情况下，在步骤24中所设定的目标喷射正时，燃料从燃料喷射阀喷射。
另一方面，在步骤23中，当判断为并非G＞Gb时，直接使流程结束。即，在当前的热释放率重心位置处于基准重心的情况下，不变更当前的目标喷射正时而结束流程。当然，在该情况下，在当前的目标喷射正时，燃料从燃料喷射阀喷射。
＜第一实施方式的燃烧状态控制流程＞
对第一实施方式的燃烧状态控制流程的一个示例进行说明。该流程在图9中被示出。图9的流程在内燃机运转中每经过预定时间时被执行。另外，在以下的说明中，目标输出为“内燃机的输出的目标值”，目标喷射量为“从燃料喷射阀所喷射的燃料的量的目标值”，目标喷射压为“从燃料喷射阀所喷射的燃料的压力”，目标增压为“增压器的压缩机的下游侧的进气通道内的压力”，引燃喷射率为“在目标喷射量之中通过引燃喷射而喷射的燃料的量的比例”。
当图9的流程开始时，首先，在步骤30中，基于加速踏板踩踏量和车速而对要求输出Pr进行计算。接下来，在步骤31中，基于由步骤30计算出的要求输出Pr而对目标喷射量TAU进行计算。接下来，在步骤32中，基于由步骤30计算出的要求输出Pr而对目标喷射压Pit进行计算。接下来，在步骤33中，基于由步骤30计算出的要求输出Pr而对目标增压Pimt进行计算。接下来，在步骤34中，基于冷却水温和内燃机转速而对引燃喷射率α进行计算。另外，引燃喷射率α为0以上且小于1的值。
接下来，在步骤35中，基于由步骤31计算出的目标喷射量和由步骤34计算出的引燃喷射率α而对引燃喷射量TAUp以及主喷射量TAUm进行计算。此处，引燃喷射量TAUp为，目标喷射量TAU与引燃喷射率α相乘所得到的值(＝TAU×α)，主喷射量TAUm为，从目标喷射量TAU减去引燃喷射量所得到的值(＝TAU－TAUp＝TAU×(1－α))。
接下来，在步骤36中，基于由步骤30至步骤34计算出的要求输出Pr、目标喷射量TAU、目标喷射压Pit、目标增压Pimt、以及引燃喷射率α而对基准喷射正时CAib进行计算。该基准喷射正时CAib例如被用于图8的流程中的目标喷射正时的设定。
接下来，在步骤37中，以使喷射压成为由步骤32计算出的目标喷射压Pit的方式而对燃料加压泵的动作进行控制。接下来，在步骤38中，以使增压成为由步骤33计算出的目标增压Pimt的方式而对增压器的动作进行控制。
＜第二实施方式＞
对第二实施方式进行说明。在下文中未被说明的第二实施方式的结构以及控制分别与第一实施方式的结构以及控制相同，或者为在借鉴下文中所说明的第二实施方式的结构或控制时，理应从第一实施方式的结构或控制中导出的结构以及控制。
在第二实施方式中，在冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，执行通常重心控制。此外，在冷却水温低于如下的重心位置切换温度的情况下，执行内燃机暖机重心控制，所述重心位置切换温度为低于基准冷却水温的温度。此外，在冷却水温低于基准冷却水温、且为重心位置切换温度以上的情况下，执行催化剂暖机重心控制。
在该情况下，例如，如图10所示，执行重心控制。即，在时刻T0处，当检测出冷却水温低于重心位置切换温度时，内燃机暖机要求条件成立。于是，内燃机暖机重心控制被执行，并使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。在时刻T1处，当检测出冷却水温达到了重心位置切换温度时，内燃机暖机要求条件变为不成立，并且催化剂暖机要求条件成立。于是，结束内燃机暖机重心控制，执行催化剂暖机重心控制，并使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。在时刻T2处，当检测出冷却水温达到了基准冷却水温时，催化剂暖机要求条件变为不成立。于是，使催化剂暖机重心控制结束，并且执行通常重心控制，并将热释放率重心位置控制为基准位置。
＜第二实施方式的效果＞
根据第二实施方式，在冷却水温与基准冷却水温相比而非常低的情况(即，冷却水温低于重心位置切换温度的情况)下，使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。因此，如上文所述，内燃机温度将上升。因此，在冷却水温非常低从而内燃机温度也非常低时，能够使内燃机温度上升。另一方面，在冷却水温与基准冷却水温相比而较低的情况(即，冷却水温低于基准冷却水温且为重心位置切换温度以上的情况)下，使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。因此，如上文所述，催化剂温度将上升。因此，在冷却水温较低从进而催化剂温度也较低时，能够使催化剂温度上升。
＜第二实施方式的重心控制流程＞
对第二实施方式的重心控制流程的一个示例进行说明。该流程在图11中被示出。图11的流程在内燃机启动开始时开始，或者，在内燃机运转过程中每经过预定时间时开始。
当图11的流程开始时，首先，在步骤40中，对冷却水温TW是否为基准冷却水温TWb以上(TW≥TWb)进行判断。此处，当判断为TW≥TWb时，在步骤41中，执行通常重心控制，接下来，结束流程。即，将热释放率重心位置控制为基准位置。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤40中判断为TW≥TWb，则继续执行通常重心控制。此外，在步骤41的处理时执行了通常重心控制以外的控制(即，内燃机暖机重心控制或催化剂暖机重心控制)的情况下，结束该控制。
另一方面，在步骤40中，当判断为并非TW≥TWb时，在步骤42中，对冷却水温TW是否低于重心位置切换温度TWs(TW＜TWs)进行判断。此处，当判断为TW＜TWs时，在步骤43中，执行内燃机暖机重心控制，接下来，结束流程。即，使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。而且，在下一个的流程的执行时，只要在步骤40中判断为并非TW≥TWb且在步骤42中判断为TW＜TWs，则继续执行内燃机暖机重心控制。此外，在步骤43的处理时执行了内燃机暖机重心控制以外的控制(即，通常重心控制或催化剂暖机重心控制)的情况下，结束该控制。
另一方面，在步骤42中，当判断为并非TW＜TWs时，在步骤44中，执行催化剂暖机重心控制，接下来，结束流程。即，使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤40中判断为并非TW≥TWb且在步骤42中判断为并非TW＜TWs，则继续执行催化剂暖机重心控制。此外，在步骤44的处理时执行了催化剂暖机重心控制以外的控制(即，通常重心控制或内燃机暖机重心控制)的情况下，结束该控制。
＜第三实施方式＞
对第三实施方式进行说明。在下文中未被说明的第三实施方式的结构以及控制分别与上述实施方式的结构以及控制相同，或者为在借鉴下文中所说明的第三实施方式的结构或控制时，理应从上述实施方式的结构或控制中导出的结构以及控制。
＜第三实施方式的内燃机暖机重心控制＞
对第三实施方式的内燃机暖机重心控制进行说明。在该控制中，如图12(A)所示，在冷却水温为预定冷却水温TWth以上且进气温度为预定进气温度TAth以下的情况下，通过废气再循环量的增量而将热释放率重心位置控制为提前角位置(即，与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度)。即，通过废气再循环量的增量而使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。
另一方面，在冷却水温低于所述预定冷却水温TWth的情况下，或者，进气温度高于所述预定进气温度TAth的情况下，通过引燃喷射量的增量而将热释放率重心位置控制为所述提前角位置。即，通过引燃喷射量的增量而使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。
所述预定冷却水温以及所述预定进气温度并没有特别限定。因此，可以是所述预定冷却水温与所述预定进气温度互为不同的温度，也可以为相同的温度。但是，预定冷却水温至少被设定为低于内燃机暖机完毕温度的温度。此外，预定冷却水温至少被设定为，在进气温度低于预定进气温度的情况下能够通过废气再循环量的增量而使燃烧性(即，燃烧室内的燃料的燃烧性)提高的冷却水温的下限值(或者，比该下限值高出预定温度的温度)。预定进气温度至少被设定为，在冷却水温为预定冷却水温以上的情况下能够通过废气再循环量的增量而使燃烧性提高的进气温度的上限值(或者，比该上限值低出预定温度的温度)。
此外，即使在冷却水温为所述预定冷却水温以上且进气温度为所述预定进气温度以下时，如果废气再循环量的增量的量过多，则有时新鲜气体量(即，被吸入到燃烧室中的空气的量)过度减少，从而燃烧性会降低。因此，在第三实施方式的内燃机暖机重心控制中，通过废气再循环量的增量而使热释放率重心位置提前的情况下的、废气再循环量的增量的量至少被设定为，能够通过废气再循环量的增量而使燃烧性提高的量的上限值(或者，比该上限值少预定量的量)。
根据第三实施方式，例如，如图13所示，执行通常重心控制以及内燃机暖机重心控制。即，在时刻T0处，当检测出冷却水温低于内燃机暖机完毕温度时，内燃机暖机要求条件成立。于是，执行内燃机暖机重心控制。此时，由于冷却水温低于预定冷却水温，因此通过引燃喷射量的增量而使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。
在时刻T1处，当检测出冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以下时，引燃喷射量返回至通常的喷射量，并通过废气再循环量的增量而使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。在时刻T2处，当检测出冷却水温达到了内燃机暖机完毕温度时，内燃机暖机要求条件变为不成立。于是，使内燃机暖机重心控制结束，并且执行通常重心控制，使废气再循环量返回至通常的废气再循环量，并且将热释放率重心位置控制为基准位置。
＜第三实施方式的内燃机暖机重心控制的效果＞
根据第三实施方式的内燃机暖机重心控制，将获得以下的效果。在进气温度较低的情况下燃烧性较低。因此，在一般情况下，如果使废气再循环量增量，则进气温度将升高，燃烧性也将提高。但是，如果进气温度较高而冷却水温较低(即，内燃机温度较低)，则燃烧性不会提高。即，在冷却水温较高且进气温度较低的情况下，如果使废气再循环量增量，则燃烧性将提高。根据第三实施方式的内燃机暖机重心控制，由于在冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以下的情况下，使废气再循环量增量，因此燃烧性将提高。其结果为，由于热释放率重心位置提前，因此促进了内燃机暖机。并且，通过废气再循环量的增量而使NOX生成量减少。即，根据第三实施方式的内燃机暖机重心控制，在冷却水温较高且进气温度较低的情况下，将同时实现内燃机暖机的促进与NOX生成量的减少。
另一方面，如上文所述，由于冷却水温较低(即，内燃机温度较低)则燃烧性也较低，因此，即使通过使废气再循环量增量从而使进气温度升高，燃烧性也不会升高，因此，无法实现热释放率重心位置的提前。并且，无论燃烧性是否较低，当废气再循环量被增量时，存在发生失火的可能性。即，在该情况下，优选为，通过废气再循环量的增量以外的方法而使热释放率重心位置被提前。此外，由于在冷却水温较高(即，内燃机温度较高)且进气温度较高的情况下，燃烧性已经较高，因此，当废气再循环量被增量时，燃烧性反而降低，其结果为，无法实现热释放率重心位置的提前。并且，根据废气再循环量的增量的量，也存在发生失火的可能性。即，在该情况下，优选为，通过废气再循环量的增量以外的方法，使热释放率重心位置被提前。根据第三实施方式的内燃机暖机重心控制，在冷却水温低于预定冷却水温且进气温度为预定进气温度以下的情况下，或者，在冷却水温低于预定冷却水温且进气温度高于预定进气温度的情况下，或者，在冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以上的情况下，通过引燃喷射量的增量而使热释放率重心位置被提前，从而促进了内燃机暖机。因此，将同时实现内燃机暖机的促进与失火的抑制。
＜第三实施方式的催化剂暖机重心控制＞
对第三实施方式的催化剂暖机重心控制进行说明。在该控制中，如图12(B)所示，无论冷却水温是否为预定冷却水温TWth以上且进气温度为预定进气温度TAth以下，通过引燃喷射量的减量而将热释放率重心位置控制为所述滞后角位置。即，通过引燃喷射量的减量而使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。
另外，在第三实施方式中，在冷却水温为预定冷却水温度TWth以上且进气温度为预定进气温度TAth以上的情况下，也可以通过废气再循环量的增量而使热释放率重心位置被滞后。
＜第三实施方式的重心控制流程＞
对第三实施方式的重心控制流程的一个示例进行说明。该流程在图14中被示出。图14的流程在内燃机启动开始时开始，或者，在内燃机运转过程中每经过预定时间时开始。
当图14的流程开始时，首先，在步骤50中，对内燃机暖机要求条件是否成立进行判断。此处，当判断为内燃机暖机要求条件成立时，在步骤51中，对冷却水温TW是否为预定冷却水温TWth以上且进气温度TA是否为预定进气温度TAth以下(TW≥TWth且TA≤TAth)进行判断。此处，当判断为TW≥TWth且TA≤TAth时，在步骤52中执行内燃机暖机重心控制1，接下来，结束流程。即，通过废气再循环量的增量而使热释放率重心位置与基准位置相比靠提前角。而且，在下一个的流程的执行时，只要在步骤10中判断为内燃机暖机要求条件成立、且在步骤51中判断为TW≥TWth且TA≤TAth，则继续执行内燃机暖机重心控制1。此外，在步骤52的处理时执行了内燃机暖机重心控制1以外的控制(即，通常重心控制、内燃机暖机重心控制2、催化剂暖机重心控制1或催化剂暖机重心控制2)的情况下，结束这些控制。
另一方面，在步骤51中，当判断为并非TW≥TWth且TA≤TAth时，在步骤53中，执行内燃机暖机重心控制2，接下来，结束流程。即，通过引燃喷射量的增量而使热释放率重心位置与基准位置相比被提前。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤10中判断为内燃机暖机要求条件成立且在步骤51中判断为并非TW≥TWth且TA≤TATth，则继续执行内燃机暖机重心控制2。此外，在步骤53的处理时执行了内燃机暖机重心控制2以外的控制的情况下，结束这些控制。
在步骤50中，当判断为内燃机暖机要求条件不成立时，在步骤54中，对催化剂暖机要求条件是否成立进行判断。此处，当判断为催化剂暖机要求条件成立时，在步骤13中，对冷却水温TW是否高于预定温度TWth(TW≥TWth且TA≤TAth)进行判断。此处，当判断为TW≥TWth且TA≤TAth时，在步骤56中，执行催化剂暖机重心控制1，接下来，结束流程。即，通过废气再循环量的减量而使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤50中判断为内燃机暖机要求条件不成立且在步骤54中判断为催化剂暖机要求条件成立且在步骤55中判断为TW≥TWth且TA≤TAth，则继续执行催化剂暖机重心控制1。此外，在步骤56的处理时执行了催化剂暖机重心控制1以外的控制的情况下，结束这些控制。
另一方面，在步骤55中，当判断为并非TW≥TWth且TA≤TAth时，在步骤57中，执行催化剂暖机重心控制2，接下来，结束流程。即，通过引燃喷射量的减量而使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤50中判断为内燃机暖机要求条件不成立且在步骤54中判断为催化剂暖机要求条件成立且在步骤55中判断为并非TW≥TWth且TA≤TAth，则继续执行催化剂暖机重心控制2。此外，在步骤57的处理时执行了催化剂暖机重心控制2以外的控制的情况下，结束这些控制。
在步骤54中，当判断为催化剂暖机要求条件不成立时，在步骤58中，执行通常重心控制，接下来，结束流程。即，将热释放率重心位置控制为基准位置。而且，在下一个流程的执行时，只要在步骤50中判断为内燃机暖机要求条件不成立且在步骤54中判断为催化剂暖机要求条件不成立，则继续执行通常重心控制。此外，在步骤58的处理时执行了通常重心控制以外的控制的情况下，结束这些控制。
＜实施方式的总结＞
如果对上述实施方式的内燃机的控制装置进行总结，则该控制装置为，在燃烧控制中使用热释放率重心位置G的内燃机的控制装置。而且，该控制装置具备控制部(ECU)70，所述控制部(ECU)70在内燃机冷却水温TW为基准冷却水温TWB以上的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，而在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)。
此外，如果对上述实施方式的内燃机的控制装置进行总结，则该控制装置为，具备排气净化催化剂42、44并在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置。而且，具备控制部(ECU)70，所述控制部(ECU)70在催化剂温度为基准催化剂温度以上的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，而在催化剂温度低于所述基准催化剂温度的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度(滞后角位置)。
另外，如果对上述实施方式的内燃机的控制装置进行总结，则控制装置为，具备排气净化催化剂42、44并在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置。而且，具备控制部(ECU)70，所述控制部(ECU)70在内燃机冷却水温TW为基准冷却水温TWb上的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，而在内燃机冷却水温TW低于重心位置切换温度TWS的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)，其中，所述重心位置切换温度TWS为低于所述基准冷却水温的温度，而在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温且为所述重心位置切换温度以上的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度(滞后角位置)。
另外，在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，且在内燃机冷却水温TW为低于所述基准冷却水温TWb的预定冷却水温度TWth以上且进气温度TA为预定进气温度TAth以下的情况下，上述实施方式的控制部(ECU)70通过废气再循环量的增量而将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)，而在内燃机冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，且在内燃机冷却水温低于所述预定冷却水温的情况下，或者，在进气温度高于所述预定进气温度的情况下，通过引燃喷射量的增量而将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)。
另外，如果对上述实施方式的内燃机的控制装置进行总结，则该控制装置为，在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置。而且，该控制装置具备控制部(ECU)70，所述控制部(ECU)70在内燃机暖机完毕的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，而在要求了内燃机暖机的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)。
另外，如果对上述实施方式的内燃机的控制装置进行总结，则该控制装置为，具备排气净化催化剂42、44并在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置。而且，该控制装置具备控制部(ECU)70，所述控制部(ECU)70在催化剂暖机完毕的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，而在要求了催化剂暖机的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度(滞后角位置)。
另外，如果对上述实施方式的内燃机的控制装置进行总结，则该控制装置为，具备排气净化催化剂42、44并在燃烧控制中使用热释放率重心位置的内燃机的控制装置。而且，该控制装置具备控制部(ECU)70，所述控制部(ECU)70在内燃机暖机以及催化剂暖机完毕的情况下，将热释放率重心位置控制为基准位置，而在要求了内燃机暖机的情况下，将热释放率重心位置控制为与基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)，而在要求了催化剂暖机的情况下，将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度(滞后角位置)。
此处，不仅包括在使用热释放率重心位置的内燃机上将热释放率重心位置本身用于燃烧控制中，从而以使热释放率重心位置与基准位置一致的方式而对内燃机控制参数值进行控制的内燃机，而且包括预先准备将热释放率重心位置控制为基准位置的内燃机控制参数值并在该值上对内燃机控制参数值进行控制的内燃机。
另外，在要求了内燃机暖机的情况下，并在内燃机冷却水温TW为预定冷却水温TWth以上且进气温度TA为预定进气温度TAth以下的情况下，上述实施方式的控制部(ECU)70通过废气再循环量的增量而将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)，而在内燃机冷却水温低于所述预定冷却水温的情况下，或者，在进气温度高于所述预定进气温度的情况下，通过引燃喷射量的增量而将热释放率重心位置控制为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度(提前角位置)。
此外，在上述实施方式中，基准位置至少在内燃机负载处于预定的范围内的情况下，不依赖于内燃机负载、或者不依赖于内燃机转速、或者既不依赖于内燃机负载也不依赖于内燃机转速，而为固定的曲轴转角角度。当然，在上述实施方式中，基准位置也可以不依赖于内燃机负载、或者不依赖于内燃机转速、或者既不依赖于内燃机负载也不依赖于内燃机转速，而为耗油率上升率成为最小值附近的值的固定的范围内的曲轴转角角度。例如，在上述实施方式中，基准位置也可以被设定为，内燃机的运转成本成为最小的固定的曲轴转角角度。
＜通常重心控制与燃烧重心控制的比较＞
另外，已知在燃烧控制中使用燃烧中心位置的内燃机。此处，燃烧中心位置为，在一次的膨胀冲程中所产生的总热量之中、产生了其一半的热量的时间点的曲轴转角角度。而且，在使用了该燃烧中心位置的控制中，例如以燃烧中心位置成为预定位置的方式对燃料喷射正时或废气再循环率进行控制。
另外，图17(A)表示在引燃喷射正时为曲轴转角角度θ1的情况下的、曲轴转角角度与热释放量比率之间的关系，图17(B)表示在引燃喷射正时为曲轴转角角度θ0的情况下的、曲轴转角角度与热释放量比率之间的关系。此处，热释放量比率为，从燃烧开始至各曲轴转角角度之前所产生的热量的累计值相对于在一次的膨胀冲程中所产生的总热量的比率。此外，曲轴转角角度θ0为，与曲轴转角角度θ1相比靠提前角侧的曲轴转角角度。此外，在图17(A)和图17(B)中，主喷射正时以及后喷射正时相同。
从这些图17(A)以及图17(B)可知，尽管图17(B)的情况下的引燃喷射正时与图17(A)的情况下的引燃喷射正时相比以角度ΔθP而被提前，但燃烧中心位置为相同的曲轴转角角度θ3。因此，不能说燃烧中心位置一定为准确地反映各循环的燃烧的方式的指标。
另一方面，图18(A)表示在与图17(A)的情况相同的正时内实施了引燃喷射、主喷射以及后喷射的情况下的、曲轴转角角度与热释放率之间的关系，图18(B)表示在与图17(B)的情况相同的正时内实施了引燃喷射、主喷射以及后喷射的情况下的、曲轴转角角度与热释放率之间的关系。从这些图18(A)以及图18(B)可知，当图18(B)的情况下的引燃喷射正时与图18(A)的情况下的引燃喷射正时相比以角度ΔθP而被提前角时，图18(B)的情况下的热释放率重心位置成为与图18(A)的情况下的热释放率重心位置相比以角度ΔθG而被提前角的角度。因此，可以说热释放率重心位置是与燃烧中心位置相比准确地反映各循环的燃烧的方式的指标。
图19(A)表示燃烧中心位置与耗油率上升率之间的关系。在图19(A)中，曲线HL表示低负载低旋转时的关系，曲线HM表示中负载中旋转时的关系，曲线HH表示高负载高旋转时的关系。另一方面，图19(B)表示热释放率重心位置与耗油率上升率之间的关系。在图19(B)中，曲线GL表示低负载低旋转时的关系，曲线GM表示中负载中旋转时的关系，曲线GH表示高负载高旋转时的关系。
从图19(A)可知，当内燃机转速不同时，耗油率上升率成为最小的燃烧中心位置也会不同。即，即使以使燃烧中心位置与固定的基准值一致的方式而控制了燃烧状态，如果内燃机转速不同，则耗油率上升率不会变得最小。
另一方面，从图19(B)可知，即使在内燃机转速不同的情况下，耗油率上升率成为最小的热释放率重心位置变为固定的曲轴转角角度(尤其为压缩上止点后曲轴转角角度7°)。即，如果以使热释放率重心位置与固定的曲轴转角角度(尤其为压缩上止点后曲轴转角角度7°)一致的方式而对燃烧状态进行控制，则即使内燃机转速不同，耗油率上升率也会变为最小。上述实施方式的通常重心控制为，基于这样的见解而将热释放率重心位置控制为耗油率上升率成为最小的曲轴转角角度(尤其为压缩上止点后曲轴转角角度7°)的控制。
＜发动机声音＞
另外，在发动机声音(即，从内燃机被放出的声音)的频率成分与时间同时变化的情况下，存在使人的听感感到不快的趋势。发动机声音的频率成分与气缸压力变化速度(即，每单位时间气缸压力的变化量)相关。此处，由于在主燃烧(即，通过主喷射所喷射的燃料的燃烧)刚开始之后气缸压力急剧上升，因此，气缸压力变化速度最大。因此，只要主燃烧刚刚开始后的气缸压力变化速度在各循环间为固定，则发动机声音的听感将提高。另一方面，任意的曲轴转角角度处的气缸压力变化速度与其曲轴转角角度处的燃烧波形的斜度相关。因此，如果各循环的燃烧波形的形状互为相似，则主燃烧刚刚开始后的气缸压力变化速度在各循环间成为固定，其结果为，发动机声音的听感将提高。
图15的曲线S为输出较小时的燃烧波形，图15的曲线L为输出较大时的燃烧波形。无论在哪一个燃烧波形中，热释放率均通过引燃燃料(即，通过引燃喷射所喷射的燃料)的燃烧暂时增大而成为峰值，之后，在减少而成为了极小之后，通过主燃料(即，通过主喷射所喷射的燃料)的燃烧而再次增大,从而成为峰值。
图15的单点划线IS为，输出较小时的主燃烧(即，主燃料的燃烧)刚刚开始后的燃烧波形S的切线，其斜率等于主燃烧刚刚开始后的燃烧波形S的斜率、即主燃烧刚刚开始后的热释放率的增加率。另一方面，图15的单点划线IL为，输出较大时的主燃烧刚刚开始后的燃烧波形L的切线，其斜率等于主燃烧刚刚开始后的燃烧波形L的斜率、即主燃烧刚刚开始后的热释放率的增加率。
此处，要求输出增大，在燃烧波形从燃烧波形S变化为燃烧波形L时，如果燃烧波形L的斜率IL等于燃烧波形S的斜率IS，则与并不是这样的情况相比，发动机声音的听感较好。
因此，在上述实施方式中，也可以采用如下方式，即，在变更内燃机控制参数值的情况下，以使各循环的主燃烧刚刚开始后的热释放率的增加率成为固定的方式，而对内燃机控制参数值进行变更。尤其，如图16所示，在要求输出为固定的情况下，也可以不依赖于内燃机转速，而以喷射压及增压中的至少一方被维持为固定的方式而对内燃机控制参数的值进行变更。或者，如图16所示，也可以采用如下方式，即，以使喷射压及增压中的至少一方与要求输出成正比例的方式对内燃机控制参数值进行变更。由此，同时实现耗油率的降低与发动机声音的听感的提高。
＜通常重心控制的一个示例＞
对通常重心控制的一个示例进行说明。在该示例中，使要求输出向内燃机输出且使热释放率重心位置与基准位置一致的主喷射正时与引燃喷射正时对于每个要求输出、喷射量(或者引燃喷射量及主喷射量)、喷射压、以及增压而通过实验等而被预先求出，这些主喷射正时以及引燃喷射正时以要求输出、喷射量(或者主喷射量以及引燃喷射量)、喷射压以及增压的函数的曲线图(以下，称为“喷射正时曲线图”)的形式而被存储于ECU70中。
而且，在通常重心控制中，对用于输出要求输出所需的喷射量(以下，称为“目标喷射量”)进行设定。而且，基于目标喷射量而对目标引燃喷射量与目标主喷射量进行设定。另外，目标引燃喷射量相对于目标喷射量的比率例如基于冷却水温(即，内燃机温度)以及内燃机转速而被确定。此外，基于要求输出并根据图16(A)来设定目标喷射压，并且基于要求输出并根据图16(B)来设定目标增压。
而且，基于要求输出、目标喷射量(或者目标引燃喷射量以及目标主喷射量)、目标喷射压以及目标增压，并根据所述喷射正时曲线图，来设定目标引燃喷射正时以及目标主喷射正时。
此处，在使热释放率重心位置与基准位置相比靠提前角的情况(或者，在使热释放率重心位置与基准位置相比以预定值以上靠提前角的情况)下，使所述被设定的目标引燃喷射正时以及目标主喷射正时为滞后角。此时的滞后角量可以为固定量，也可以为与热释放率重心位置相对于基准位置的偏移量相关的量。而且，在这些被设为滞后角的目标引燃喷射正时以及目标主喷射正时内分别实施引燃喷射以及主喷射。
另一方面，在使热释放率重心位置与基准位置相比被滞后的情况(或者，在使热释放率重心位置与基准位置相比被提前的情况)下，使所述被设定的目标引燃喷射正时以及目标主喷射正时被提前。此时的提前量可以为固定量，也可以为与热释放率重心位置相对于基准位置的偏移量相关的量。而且，在这些被设为提前角的目标引燃喷射正时以及目标主喷射正时内实施引燃喷射以及主喷射。
在该示例中，也可以采用如下方式，即，对喷射量的上限值进行设定，并将目标喷射量限制为该上限值。该喷射量的上限值为，例如，内燃机中的烟产生量被抑制为预定量以下的喷射量的上限值、和内燃机转矩被抑制为车辆的驱动系统等的容许值以下的喷射量的上限值之中的较低一方的上限值。
另外，本发明能够应用在不实施引燃喷射而仅实施主喷射及后喷射的情况，或者，在不实施后喷射而仅实施引燃喷射及主喷射的情况，或者既不实施引燃喷射也不实施后喷射而仅实施主喷射的情况。

Claims (19)

1.一种控制装置，其为内燃机的控制装置，所述控制装置的特征在于，具备：
电子控制装置，其被构成为，在所述内燃机的冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，以使所述内燃机的热释放率重心位置成为基准位置的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的热释放率重心位置Gc而进行计算，所述热释放率重心位置Gc为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAs来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(1)的运算而取得的热释放率重心位置，
数学式1
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的废气再循环量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的引燃喷射量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温、且所述内燃机的冷却水温为重心位置切换温度以上、且进气温度为预定进气温度以下的情况下，使所述废气再循环量增加以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，其中，所述重心位置切换温度为低于所述基准冷却水温的温度，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温、且所述内燃机的冷却水温低于所述重心位置切换温度的情况下，或者，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温、且进气温度高于所述预定进气温度的情况下，使所述引燃喷射量增量以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
3.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述基准位置至少在所述内燃机的负载处于预定的范围内的情况下，不依赖于所述内燃机的负载、或者不依赖于所述内燃机转速、或者既不依赖于所述内燃机的负载也不依赖于转速，而为固定的曲轴转角角度或者固定范围内的曲轴转角角度。
4.如权利要求2所述的控制装置，其中，
所述基准位置至少在所述内燃机的负载处于预定的范围内的情况下，不依赖于所述内燃机的负载、或者不依赖于所述内燃机转速、或者既不依赖于所述内燃机的负载也不依赖于转速，而为固定的曲轴转角角度或者固定范围内的曲轴转角角度。
5.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度而进行计算，所述区域为，由将各循环中的曲轴转角角度设定于一个轴上且将热释放率设定于与所述一个轴正交的其他轴上的曲线图中所描绘的热释放率的波形、和所述一个轴所包围的区域。
6.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为与如下区域的几何学的重心相对应的曲轴转角角度而进行计算，所述区域为，通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域。
7.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的特定曲轴转角角度而进行计算，所述特定曲轴转角角度为，将与从各循环中的任意的曲轴转角角度减去所述特定的曲轴转角角度所得到的值和所述任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积相对应的值，关于所述曲轴转角角度而进行积分所得到的值成为零的曲轴转角角度。
8.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的特定曲轴转角角度而进行计算，所述特定曲轴转角角度为，将与所述特定曲轴转角角度相比靠提前角侧的任意的曲轴转角角度与该特定曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差分和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度进行积分所得到的值，等于将与所述特定曲轴转角角度相比靠滞后角侧的任意的曲轴转角角度与该特定曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差分和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积关于曲轴转角角度进行积分所得到的值时的曲轴转角角度。
9.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的任意的曲轴转角角度而进行计算，所述任意的曲轴转角角度为，与所述任意的曲轴转角角度相比靠提前角侧的各热释放率和分别与该热释放率对应的曲轴转角角度距离的乘积的总和，等于与所述任意的曲轴转角角度相比靠滞后角侧的各热释放率和分别与该热释放率对应的曲轴转角角度距离的乘积的总和时的曲轴转角角度，所述曲轴转角角度距离为，所述任意的曲轴转角角度与各曲轴转角角度之间的曲轴转角角度差。
10.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的值而进行计算，所述值为，在将任意的曲轴转角角度与燃烧开始曲轴转角角度之差和该任意的曲轴转角角度处的热释放率的乘积的关于曲轴转角角度的积分值除以通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域的面积所得到的值上，加上该燃烧开始曲轴转角角度所得到的值。
11.如权利要求1至4中的任意一项所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的值而进行计算，所述值为，在将曲轴转角角度距离和与其相对应的热释放率的乘积的关于曲轴转角角度的积分值除以通过热释放率相对于曲轴转角角度的波形而被划定的区域的面积所得到的值上，加上燃烧开始曲轴转角角度所得到的值，所述曲轴转角角度距离为，燃烧开始曲轴转角角度与各曲轴转角角度的曲轴转角角度差。
12.一种控制装置，其为内燃机的控制装置，所述内燃机具备排气净化催化剂，所述控制装置的特征在于，具备：
电子控制装置，其被构成为，在所述排气净化催化剂的温度为基准催化剂温度以上的情况下，以使所述内燃机的热释放率重心位置成为基准位置的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的热释放率重心位置Gc而进行计算，所述热释放率重心位置Gc为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAs来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(1)的运算而取得的热释放率重心位置，
数学式1
所述电子控制装置被构成为，在所述排气净化催化剂的温度低于所述基准催化剂温度的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制。
13.一种控制装置，其为内燃机的控制装置，所述内燃机具备排气净化催化剂，所述控制装置的特征在于，具备：
电子控制装置，其被构成为，在所述内燃机的冷却水温为基准冷却水温以上的情况下，以使所述内燃机的热释放率重心位置成为基准位置的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的热释放率重心位置Gc而进行计算，所述热释放率重心位置Gc为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAs来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(1)的运算而取得的热释放率重心位置，
数学式1
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于重心位置切换温度的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制，其中，所述重心位置切换温度为低于所述基准冷却水温的温度，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温为所述重心位置切换温度以上的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制。
14.如权利要求13所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的废气再循环量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的引燃喷射量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温、且所述内燃机的冷却水温为重心位置切换温度以上、且进气温度为预定进气温度以下的情况下，使所述废气再循环量增加以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，其中，所述重心位置切换温度为低于所述基准冷却水温的温度，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温、且所述内燃机的冷却水温低于所述重心位置切换温度的情况下，或者，在所述内燃机的冷却水温低于所述基准冷却水温、且进气温度高于所述预定进气温度的情况下，使所述引燃喷射量增量以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
15.一种控制装置，其为内燃机的控制装置，所述控制装置的特征在于，具备：
电子控制装置，其被构成为，在所述内燃机的暖机完毕的情况下，以使所述内燃机的热释放率重心位置成为基准位置的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的热释放率重心位置Gc而进行计算，所述热释放率重心位置Gc为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAs来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(1)的运算而取得的热释放率重心位置，
数学式1
所述电子控制装置被构成为，在要求了所述内燃机的内燃机暖机的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度位置的方式对所述内燃机进行控制。
16.如权利要求15所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的废气再循环量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的引燃喷射量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，在要求了所述内燃机的暖机的情况下，在所述内燃机的冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以下的情况下，使所述废气再循环量增加以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述预定冷却水温的情况下、或者在进气温度高于所述预定进气温度的情况下，使所述引燃喷射量增量以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
17.一种控制装置，其为内燃机的控制装置，所述内燃机具备排气净化催化剂，所述控制装置的特征在于，具备：
电子控制装置，其被构成为，在所述排气净化催化剂的暖机已完毕的情况下，以使所述内燃机的热释放率重心位置成为基准位置的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的热释放率重心位置Gc而进行计算，所述热释放率重心位置Gc为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAs来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(1)的运算而取得的热释放率重心位置，
数学式1
所述电子控制装置被构成为，在要求了所述排气净化催化剂的暖机的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制。
18.一种控制装置，其为内燃机的控制装置，所述内燃机具备排气净化催化剂，所述控制装置的特征在于，具备：
电子控制装置，其被构成为，在所述内燃机的暖机以及所述排气净化催化剂的暖机已完毕的情况下，以使热释放率重心位置成为基准位置的曲轴转角角度的方式对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，将所述热释放率重心位置作为如下的热释放率重心位置Gc而进行计算，所述热释放率重心位置Gc为，在各循环中，在燃料燃烧开始的曲轴转角角度由CAs来表示、所述燃烧结束的曲轴转角角度由CAe来表示、任意的曲轴转角角度由θ来表示、且所述曲轴转角角度θ处的热释放率由dQ(θ)来表示时，通过基于下式(1)的运算而取得的热释放率重心位置，
数学式1
所述电子控制装置被构成为，在要求了所述内燃机的暖机的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度位置的方式而对所述内燃机进行控制，
所述电子控制装置被构成为，在要求了所述排气净化催化剂的暖机的情况下，以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠滞后角侧的曲轴转角角度的方式而对所述内燃机进行控制。
19.如权利要求18所述的控制装置，其中，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的废气再循环量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，对所述内燃机的引燃喷射量进行控制，
所述电子控制装置被构成为，在要求了所述内燃机的暖机的情况下，在所述内燃机的冷却水温为预定冷却水温以上且进气温度为预定进气温度以下的情况下，使所述废气再循环量增加以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度，
所述电子控制装置被构成为，在所述内燃机的冷却水温低于所述预定冷却水温的情况下、或者进气温度高于所述预定进气温度的情况下，使所述引燃喷射量增量以使所述热释放率重心位置成为与所述基准位置相比靠提前角侧的曲轴转角角度。
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