JP2009002232A - 内燃機関のトルク制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、遠心過給機を備えた圧縮着火式の内燃機関が低大気圧下で運転される場合に、該内燃機関の発生トルクの低下を可及的に抑制することを課題とする。
【解決手段】本発明は、遠心過給機を備えた圧縮着火式の内燃機関が低大気圧下で運転される場合に、燃料噴射弁からアフター噴射を行うとともに、実過給圧と目標過給圧との差に基づいてアフター噴射時期および／またはアフター噴射量をフィードバック制御することにより、大気圧の低下に起因したトルクの低下を可及的に抑制するようにした。
【選択図】図５

Description

本発明は、内燃機関のトルクを制御する技術に関し、特に低気圧下におけるトルクの低下を抑制する技術に関する。

遠心過給機（ターボチャージャ）を備えた内燃機関が低大気圧下（高地など）で運転される場合は、過給圧が目標過給圧に達し難いため、内燃機関の発生トルクが要求トルクに達しない可能性がある。

これに対し、実際の空気密度に基づいて目標過給圧を調整することにより内燃機関の出力低下を抑制しようとする技術が提案されている（例えば、特許文献１を参照）。
特開２００６−２９２７９号公報 特開平８−３０３２９０号公報 特開２００４−２８０３０号公報 特開２００４−１６２６７５号公報 特開２００５−５４６０７号公報 特開２００５−２９１１７５号公報

ところで、大気圧が低下すると排気エネルギが小さくなるため、遠心過給機の出力が低下する。その結果、過給圧が目標過給圧まで上昇しない場合がある。そのような場合は、内燃機関が要求トルクを発生することができなくなる。これに対し、燃料噴射時期の遅角によって排気エネルギを増大させる方法も考えられる。

しかしながら、燃料噴射時期の遅角による排気エネルギの増加は僅かである。また、燃料噴射時期の遅角により内燃機関の発生トルクが却って低下することも懸念される。

本発明は、上記したような種々の実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、遠心過給機（ターボチャージャ）を備えた内燃機関のトルク制御システムにおいて、大気圧の低下に起因したトルク低下を可及的に抑制可能な技術の提供にある。

本発明は、上記した課題を解決するために、遠心過給機を備えた圧縮着火式内燃機関が低大気圧下で運転される場合に、燃料噴射弁からアフター噴射を行うことにより、内燃機関のトルク低下を招くことなく排気エネルギを増大させるようにした。

詳細には、本発明は、遠心過給機を備えた圧縮着火式内燃機関のトルク制御システムにおいて、大気圧を取得する取得手段と、前記取得手段により取得された大気圧が標準大気圧（１気圧）より低い時に、燃料噴射弁からアフター噴射を行わせる制御手段と、を備えるようにした。

本願発明者の知見によれば、アフター噴射による排気エネルギの増加量は、メイン噴射時期の遅角による排気エネルギの増加量を大きく上回る。このため、内燃機関が高地などの低大気圧下で運転される場合にアフター噴射が行われると、遠心過給機の出力低下を抑制することができる。よって、実際の過給圧が目標過給圧から懸け離れなくなる。その結果、内燃機関の発生トルクが要求トルクに対して過剰に低くなることも防止される。

尚、アフター噴射量および／またはアフター噴射時期は、取得手段が取得した大気圧に応じて決定されてもよい。排気エネルギは、大気圧が低くなるほど少なくなる。一方、アフター噴射量および／またはアフター噴射時期の遅角量が多くなるほど排気エネルギが増加する。よって、取得手段により取得された大気圧が低くなるほど、アフター噴射量および／またはアフター噴射時期の遅角量が増加されてもよい。

本発明に係る内燃機関のトルク制御システムは、遠心過給機により過給された吸気の圧力を検出する第１検出手段を更に備えるようにしてもよい。この場合、制御手段は、第１検出手段により検出された圧力が目標過給圧に対して低くなるほど、アフター噴射量を増加および／またはアフター噴射時期を遅角させるようにしてもよい。

内燃機関の排気エネルギは、アフター噴射量が増加されるほど、および／またはアフター噴射時期が遅角されるほど増加する。このため、実際の過給圧が目標過給圧に対して低くなるほど、アフター噴射量および／またはアフター噴射時期の遅角量が増加されると、実際の過給圧を目標過給圧に近似させることが可能となる。

尚、アフター噴射量の変更とアフター噴射時期の変更とを組み合わせる場合は、アフター噴射量の増量に対してアフター噴射時期の遅角を優先させることが好ましい。これは、アフター噴射量の増加は燃費の悪化を招くからである。

例えば、実際の過給圧が目標過給圧より低い場合に、制御手段は、先ずアフター噴射量を一定量に保ちつつアフター噴射時期の遅角を行う。そして、アフター噴射時期の遅角量が限界に達しても実際の過給圧が目標過給圧まで上昇しない場合に、制御手段はアフター噴射量の増量を行うようにしてもよい。

また、制御手段は、実際の過給圧と目標過給圧との差が所定値以下である場合はアフター噴射時期の遅角により排気エネルギの増加を図り、実際の過給圧と目標過給圧との差が所定値を超えた場合はアフター噴射量の増量（又は、アフター噴射量の増量とアフター噴射時期の遅角）により排気エネルギの増加を図るようにしてもよい。

このようにアフター噴射量の増加に対してアフター噴射時期の遅角が優先されると、燃料消費量の増加を可及的に少なくすることができる。

次に、本発明に係る内燃機関のトルク制御システムは、大気の温度を検出する第２検出手段を更に備えるようにしてもよい。この場合、制御手段は、第２検出手段により検出された温度が低くなるほど、アフター噴射時期の遅角量を減少させるようにしてもよい。

大気温度が低い場合は、アフター噴射された燃料（以下、「アフター噴射燃料」と称する）が失火し易くなる。この現象は、アフター噴射時期が遅角されるほど顕著となる。よって、大気温度が低い場合にアフター噴射時期が大幅に遅角されると、内燃機関から排出される未燃燃料が増加する。これに対し、大気温度が低くなるほどアフター噴射時期の遅角量が少なく制限されると、アフター噴射燃料の失火を防止することができる。

また、大気温度が低い場合に、アフター噴射量が多くされると、未燃のまま排気系へ排出される燃料が増加する。よって、大気温度が低い場合は、アフター噴射量の増加量も少なく制限されることが好ましい。

本発明によれば、遠心過給機を備えた圧縮着火式の内燃機関が低大気圧下で運転される
場合に、該内燃機関の発生トルクの低下を可及的に抑制することができる。

以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。

＜実施例１＞
先ず、本発明の第１の実施例について図１〜図９に基づいて説明する。図１は、本発明に係る内燃機関のトルク制御システムの概略構成を示す図である。

図１に示す内燃機関１は、複数の気筒を有する圧縮着火式の内燃機関（ディーゼルエンジン）である。内燃機関１の各気筒２には、各気筒２内へ直接燃料を噴射可能な燃料噴射弁３が取り付けられている。燃料噴射弁３は、コモンレール３０において昇圧された燃料を気筒２内へ噴射する。

各気筒２には、吸気通路４が連通している。吸気通路４の途中には、遠心過給機（ターボチャージャ）５のコンプレッサハウジング５０とインタークーラ６が配置されている。インタークーラ６より下流の吸気通路４には、吸気絞り弁７が設けられる。また、各気筒２には、排気通路８が連通している。排気通路８の途中には、ターボチャージャ５のタービンハウジング５１と排気浄化装置９が配置されている。

吸気通路４へ吸入された空気（吸気）は、コンプレッサハウジング５０により圧縮される。コンプレッサハウジング５０により圧縮された吸気は、インタークーラ６で冷却された後に各気筒２内へ導入される。各気筒２内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁３から噴射された燃料とともに気筒２内で着火及び燃焼される。気筒２内で燃焼されたガス（既燃ガス）は、排気通路８へ排出される。排気通路８へ排出された排気は、タービンハウジング５１と排気浄化装置９を経由して大気中へ排出される。

また、内燃機関１はＥＧＲ機構を備えている。ＥＧＲ機構は、タービンハウジング５１より上流の排気通路８からインタークーラ６より下流の吸気通路４へ排気の一部を導くＥＧＲ通路１０、ＥＧＲ通路１０の流路断面積を変更するＥＧＲ弁１１、及びＥＧＲ通路１０を流れる排気（高圧ＥＧＲガス）を冷却するＥＧＲクーラ１２を具備している。

このように構成された内燃機関１には、ＥＣＵ１３が併設されている。ＥＣＵ１３は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、バックアップＲＡＭ等からなる電子制御ユニットである。このＥＣＵ１３には、エアフローメータ１４、吸気温度センサ１５、吸気圧センサ１６、クランクポジションセンサ１７、大気圧センサ１８等の各種センサが電気的に接続されている。

エアフローメータ１４は、コンプレッサハウジング５０より上流の吸気通路４に配置され、大気中から吸気通路４へ流入する空気量を測定する。吸気温度センサ１５は、エアフローメータ１４近傍の吸気通路４に配置され、大気中から吸気通路４へ流入する空気の温度を測定する。吸気圧センサ１６は、吸気絞り弁７より下流の吸気通路４に配置され、吸気通路４内の圧力（インマニ圧力）を測定する。クランクポジションセンサ１７は、内燃機関１のクランクシャフトの回転位置を検出する。大気圧センサ１８は、大気圧を測定する。

大気圧センサ１８は、本発明に係る取得手段の一実施態様である。吸気圧センサ１６は、本発明に係る第１検出手段の一実施態様である。吸気温度センサ１５は、本発明に係る第２検出手段の一実施態様である。

ＥＣＵ１７は、上記した各種センサの測定値に基づいて既知の燃料噴射制御やＥＧＲ制御を行うとともに、本発明の要旨となるトルク制御を行う。以下、本実施例におけるトルク制御について説明する。

内燃機関１が高地等の低大気圧下で運転されると、内燃機関１の発生トルクが要求トルクを下回る可能性がある。これは、大気圧の低下により吸気の過給圧（吸気圧センサ１６の測定値）が目標吸気圧を下回ることに因ると考えられる。

図２は、大気圧と過給圧との関係を示す図である。図２に示す過給圧は、大気圧以外の条件が同等となる状況下で測定されたものである。図２において、過給圧は、大気圧が低くなるほど低下する。よって、内燃機関１が標準大気圧より低い大気圧下で運転される場合は、過給圧の低下によって内燃機関１の発生トルクが低下する。

これに対し、本実施例のトルク制御では、大気圧センサ１８の測定値が標準大気圧より低くなった場合に、内燃機関１の排気エネルギを増加させることにより、過給圧の低下を抑制するようにした。

内燃機関１の排気エネルギを増加させる方法として、燃料噴射弁３のメイン噴射時期を遅角させる方法が考えられる。ところで、メイン噴射時期の遅角による排気温度の上昇量は比較的少ない（図３を参照）。このため、排気温度の大幅な上昇を図るためには、メイン噴射時期の大幅な遅角が必要となる。

しかしながら、メイン噴射時期が大幅に遅角されると、燃料が失火する可能性がある。燃料が失火すると、排気温度や内燃機関１の発生トルクが却って低下するとともに、内燃機関１から排出される未燃燃料量が増加する可能性がある。

そこで、本実施例のトルク制御では、ＥＣＵ１３は、内燃機関１が低大気圧下で運転される時に、メイン噴射時期を遅角させずにアフター噴射を行うようにした。

図４は、アフター噴射量が一定である時のアフター噴射時期と排気温度との関係を示す図である。図４中の点Ｘは、アフター噴射が行われない場合の排気温度（以下、「ベース排気温度」と称する）を示している。

図４に示すように、燃料噴射弁３がメイン噴射の後にアフター噴射を行うと、アフター噴射燃料とともにメイン噴射燃料の燃え残りが燃焼するため、排気温度がベース排気温度に対して大幅に上昇する。その際の排気温度の上昇量は、アフター噴射時期が遅角されるほど多くなる。

よって、ＥＣＵ１３は、大気圧センサ１８の測定値（大気圧）が低くなるほどアフター噴射時期を遅角させることが望ましい。このようにアフター噴射時期が決定されると、大気圧の低下に起因した過給圧の低下が抑制される。その結果、低大気圧下において内燃機関１の発生トルクが大幅に低下しなくなる。

また、ＥＣＵ１３は、アフター噴射実行後の実際の過給圧（吸気圧センサ１６の測定値）に基づいてアフター噴射時期をフィードバック制御してもよい。すなわち、ＥＣＵ１３は、アフター噴射実行後における実際の過給圧（以下、「実過給圧」と証する）が目標過給圧と一致するようにアフター噴射時期を補正してもよい。

具体的には、ＥＣＵ１３は、アフター噴射実行後の実過給圧が目標過給圧より低い場合はアフター噴射時期の遅角量を増量補正し、アフター噴射実行後の実過給圧が目標過給圧
より高い場合はアフター噴射時期の遅角量を減量補正してもよい。その際の補正量は、実過給圧と目標過給圧との差に応じて決定されることが好ましい。

このように実過給圧と目標過給圧との差に応じてアフター噴射時期がフィードバック制御されると、実過給圧と目標過給圧との差が可及的に小さくなる。その結果、内燃機関１の発生トルクと要求トルクとの差も可及的に小さくなる。

ところで、吸気温度（大気温度）が低い時にアフター噴射時期が大幅に遅角されると、アフター噴射燃料が失火する可能性がある。アフター噴射燃料が失火すると、内燃機関１から排出される未燃燃料量が増加して排気エミッションの悪化を招く。

このため、アフター噴射時期に対し、吸気温度センサ１５の測定値（大気温度）に応じた遅角限界値（ガード値）を設定することが好ましい。このようにアフター噴射時期の遅角量が制限されると、排気エミッションの悪化を回避しつつ排気エネルギを可及的に増加させることが可能となる。

以下、本実施例におけるトルク制御の実行手順について図５に沿って説明する。図５は、トルク制御ルーチンを示すフローチャートである。トルク制御ルーチンは、予めＥＣＵ１３のＲＯＭに記憶されており、ＥＣＵ１３によって周期的に実行される。

図５のトルク制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は、先ずＳ１０１において大気圧センサ１８の測定値（大気圧）ＡＰを読み込む。

Ｓ１０２では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０１で読み込まれた大気圧ＡＰが標準大気圧ＳＡＰより低いか否かを判別する。Ｓ１０２において否定判定された場合（ＡＰ＝ＳＡＰ）は、ＥＣＵ１３は本ルーチンの実行を終了する。一方、Ｓ１０２において肯定判定された場合（ＡＰ＜ＳＡＰ）は、Ｓ１０３へ進む。

Ｓ１０３では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０１で読み込まれた大気圧ＡＰをパラメータとして基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂ（ＣＡＡＴＤＣ）を決定する。その際、ＥＣＵ１３は、図６に示すようなマップに基づいて基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂを決定してもよい。図６に示すマップは、大気圧ＡＰが標準大気圧ＳＡＰである場合はアフター噴射が行われず、大気圧ＡＰが標準大気圧ＳＡＰより低い場合は大気圧ＡＰが低くなるほど基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂが遅角されるように定められている。

Ｓ１０４では、ＥＣＵ１３は、フィードバック補正係数△αを演算する。具体的には、ＥＣＵ１３は、図７に示すようなフィードバック制御ルーチンに基づいてフィードバック補正係数△αを演算する。

フィードバック制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は、先ずＳ２０１においてアフター噴射実行中であるか否かを判別する。Ｓ２０１において肯定判定された場合は、ＥＣＵ１３は、Ｓ２０２へ進む。

Ｓ２０２では、ＥＣＵ１３は、吸気圧センサ１６の測定値（実過給圧）ＣＰを読み込む。

Ｓ２０３では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ２０２で読み込まれた実過給圧ＣＰが目標過給圧ＣＰｔｒｇより低いか否かを判別する。Ｓ２０３において肯定判定された場合（ＣＰ＜ＣＰｔｒｇ）は、ＥＣＵ１３はＳ２０４へ進む。

Ｓ２０４では、ＥＣＵ１３は、目標過給圧ＣＰｔｒｇと実過給圧ＣＰとの差（＝ＣＰｔｒｇ−ＣＰ）に基づいてフィードバック補正係数△αを演算する。例えば、ＥＣＵ１３は、図８に示すようなマップに基づいてフィードバック補正係数△αを求めてもよい。図８に示すマップは、目標過給圧ＣＰｔｒｇと実過給圧ＣＰとの差（＝ＣＰｔｒｇ−ＣＰ）が大きくなるほどフィードバック補正係数△αが大きな値となるように定められる。

また、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ２０１又は前記Ｓ２０３で否定判定された場合はＳ２０５へ進む。Ｓ２０５では、ＥＣＵ１３は、フィードバック補正係数△αを“０”に設定する。

ここで図５のトルク制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０５において基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂを前記Ｓ１０４で算出されたフィードバック補正係数△αにより補正する。具体的には、ＥＣＵ１３は、基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂにフィードバック補正係数△αを加算する。

Ｓ１０６では、ＥＣＵ１３は、吸気温度センサ１５の測定値（大気温度）Ｔｍｐａを読み込む。

Ｓ１０７では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０６で読み込まれた大気温度Ｔｍｐａに基づいてアフター噴射時期の遅角限界値（遅角量の上限値）Ｔｍａｘ（ＣＡＡＴＤＣ）を求める。その際、ＥＣＵ１３は、図９に示すようなマップに基づいて遅角限界値Ｔｍａｘを決定するようにしてもよい。図９に示すマップは、大気温度Ｔｍｐａが低くなるほど遅角限界値Ｔｍａｘが小さくなる（遅角量が少なくなる）ように定められている。尚、遅角限界値Ｔｍａｘと大気温度Ｔｍｐａとの関係は、予め実験的に求めておくことが好適である。

Ｓ１０８では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０５で求められた基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂと前記Ｓ１０７で求められた遅角限界値Ｔｍａｘを比較する。すなわち、ＥＣＵ１３は、前記基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂが前記遅角限界値Ｔｍａｘ以下であるか否か（言い換えれば、基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂが遅角限界値Ｔｍａｘ以前であるか否か）を判別する。

前記Ｓ１０８において肯定判定された場合（Ｔａｉｎｊｂ≦Ｔｍａｘ）は、ＥＣＵ１３はＳ１０９へ進む。Ｓ１０９では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０５で求められた基本アフター噴射時期Ｔａｉｎｊｂをアフター噴射時期Ｔａｉｎｊに定める。

一方、前記Ｓ１０８において否定判定された場合（Ｔａｉｎｊｂ＞Ｔｍａｘ）は、ＥＣＵ１３はＳ１１０へ進む。Ｓ１１０では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ１０７で求められた遅角限界値Ｔｍａｘをアフター噴射時期Ｔａｉｎｊに定める。

このようにＥＣＵ１３が図５及び図７のルーチンを実行することにより、本発明に係る制御手段が実現される。従って、本実施例によれば、内燃機関１が高地等の低大気圧下で運転される時に、吸気の過給圧が目標過給圧から大幅に低減することが抑制される。その結果、内燃機関１の発生トルクは要求トルクから大幅に低下しなくなる。また、大気温度Ｔｍｐａに応じてアフター噴射時期の遅角量が制限されるため、排気エミッションの悪化も防止することが可能となる。

尚、本実施例では、内燃機関１が低大気圧下で運転される時に、メイン噴射時期を遅角させずにアフター噴射を行う例について述べたが、アフター噴射時期の遅角によってトルクの低下を補償しきれない場合にはメイン噴射時期の遅角が併用されてもよい。

＜実施例２＞
次に、本発明の第２の実施例について図１０〜図１５に基づいて説明する。ここでは、前述した第１の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。

前述した第１の実施例では大気圧に応じてアフター噴射時期を変更することにより実過給圧を目標過給圧に近づける例について述べたが、本実施例では大気圧に応じてアフター噴射量を変更することにより実過給圧を目標過給圧に近づける例について述べる。

図１０は、アフター噴射時期が一定である時のアフター噴射量と排気温度との関係を示す図である。図１０中の点Ｙは、アフター噴射が行われない場合の排気温度（ベース排気温度）を示している。

図１０に示すように、アフター噴射による排気温度の上昇量は、アフター噴射量が多くなるほど多くなる。よって、大気圧センサ１８の測定値（大気圧）が低くなるほどアフター噴射量が増加されると、大気圧の低下に起因した過給圧の低下が抑制される。その結果、低大気圧下において内燃機関１の発生トルクが大幅に低下しなくなる。

また、ＥＣＵ１３は、アフター噴射実行後の実過給圧に基づいてアフター噴射量をフィードバック制御してもよい。すなわち、ＥＣＵ１３は、アフター噴射実行後における実過給圧が目標過給圧と一致するようにアフター噴射量を補正してもよい。

具体的には、ＥＣＵ１３は、アフター噴射実行後の実過給圧が目標過給圧より低い場合はアフター噴射量を増量補正し、アフター噴射実行後の実過給圧が目標過給圧より高い場合はアフター噴射量を減量補正するようにしてもよい。その際の補正量は、実過給圧と目標過給圧との差が大きくなるほど多くされることが好ましい。

このように実過給圧と目標過給圧との差に応じてアフター噴射量がフィードバック制御されると、実過給圧と目標過給圧との差が可及的に小さくなる。その結果、内燃機関１の発生トルクと要求トルクとの差が可及的に小さくなるとともに、アフター噴射量が必要最小限に抑えられる。

ところで、吸気温度（大気温度）が低い時にアフター噴射量が大幅に増量されると、アフター噴射燃料が燃焼しきれずに未燃のまま内燃機関１から排出されるようになる。その結果、内燃機関１の排気エミッションが悪化する可能性がある。

このため、アフター噴射量に対し、吸気温度センサ１５の測定値（大気温度）に応じた上限量を設定することが好ましい。このようにアフター噴射量が制限されると、排気エミッションの悪化を回避しつつ排気エネルギを可及的に増加させることが可能となる。

以下、本実施例におけるトルク制御の実行手順について図１１に沿って説明する。図１１は、トルク制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、図１１において前述した第１の実施例のトルク制御ルーチン（図５を参照）と同様の処理については同一の符号が付されている。

図１１のトルク制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０２において肯定判定した時にＳ３０１へ進む。Ｓ３０１では、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０１で読み込まれた大気圧ＡＰをパラメータとして基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂを演算する。その際、ＥＣＵ１３は、図１２に示すようなマップに基づいて基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂを決定してもよい。図１２に示すマップは、大気圧ＡＰが標準大気圧ＳＡＰである場合はアフター噴射が
行われず、大気圧ＡＰが標準大気圧ＳＡＰより低い場合は大気圧ＡＰが低くなるほど基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂが多くなるように定められている。

ＥＣＵ１３は、Ｓ３０１の実行後にＳ３０２へ進む。Ｓ３０２では、ＥＣＵ１３は、フィードバック補正係数△βを演算する。具体的には、ＥＣＵ１３は、図１３に示すようなフィードバック制御ルーチンに基づいてフィードバック補正係数△βを演算する。図１３において、前述した第１の実施例のフィードバック制御ルーチン（図７を参照）と同様の処理については同一の符号が付されている。

フィードバック制御ルーチンにおいて、ＥＣＵ１３は、Ｓ２０３で肯定判定された場合にＳ４０１へ進む。Ｓ４０１では、ＥＣＵ１３は、目標過給圧ＣＰｔｒｇと実過給圧ＣＰとの差（＝ＣＰｔｒｇ−ＣＰ）に基づいてフィードバック補正係数△βを演算する。例えば、ＥＣＵ１３は、図１４に示すようなマップに基づいてフィードバック補正係数△βを求めてもよい。図１４に示すマップは、目標過給圧ＣＰｔｒｇと実過給圧ＣＰとの差（＝ＣＰｔｒｇ−ＣＰ）が大きくなるほどフィードバック補正係数△βが大きな値となるように定められる。

また、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ２０１又は前記Ｓ２０３で否定判定された場合はＳ４０２へ進む。Ｓ４０２では、ＥＣＵ１３は、フィードバック補正係数△βを“０”に設定する。

ここで図１１のトルク制御ルーチンに戻り、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０３において基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂを前記Ｓ３０２で算出されたフィードバック補正係数△βにより補正する。具体的には、ＥＣＵ１３は、基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂにフィードバック補正係数△βを加算する。

ＥＣＵ１３は、Ｓ３０３の処理を実行すると、Ｓ１０６へ進む。次いで、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０６の処理を実行した後にＳ３０４へ進む。

Ｓ３０４では、ＥＣＵ１３は、Ｓ１０６で読み込まれた大気温度Ｔｍｐａに基づいてアフター噴射量の上限量Ｑａｍａｘを求める。その際、ＥＣＵ１３は、図１５に示すようなマップに基づいて上限量Ｑａｍａｘを決定するようにしてもよい。図１５に示すマップは、大気温度Ｔｍｐａが低くなるほど上限量Ｑａｍａｘが少なくなるように定められている。尚、上限量Ｑａｍａｘと大気温度Ｔｍｐａとの関係は、予め実験的に求めておくことが好適である。

ＥＣＵ１３は、Ｓ３０４の処理を実行し終えると、Ｓ３０５へ進む。Ｓ３０５では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３０３で求められた基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂと前記Ｓ３０４で求められた上限量Ｑａｍａｘを比較する。すなわち、ＥＣＵ１３は、前記基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂが前記上限量Ｑａｍａｘ以下であるか否かを判別する。

前記Ｓ３０５において肯定判定された場合（Ｑａｉｎｊｂ≦Ｑａｍａｘ）は、ＥＣＵ１３は、Ｓ３０６へ進む。Ｓ３０６では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３０３で求められた基本アフター噴射量Ｑａｉｎｊｂをアフター噴射量Ｑａｉｎｊに定める。

一方、前記Ｓ３０５において否定判定された場合（Ｑａｉｎｊｂ＞Ｑａｍａｘ）は、ＥＣＵ１３はＳ３０７へ進む。Ｓ３０７では、ＥＣＵ１３は、前記Ｓ３０４で求められた上限量Ｑａｍａｘをアフター噴射量Ｑａｉｎｊに定める。

このようにＥＣＵ１３が図１１及び図１３のルーチンを実行すると、内燃機関１が高地
等の低大気圧下で運転される時に吸気の過給圧が目標過給圧から大幅に低減しなくなる。その結果、内燃機関１の発生トルクは要求トルクから大幅に低下しなくなる。また、大気温度Ｔｍｐａに応じてアフター噴射量が制限されるため、排気エミッションの悪化も防止することが可能となる。

以上述べた第１及び第２の実施例は可能な限り組み合わせることができる。その際、ＥＣＵ１３は、可能な限りアフター噴射時期の遅角のみで過給圧の上昇を図ることが好ましい。

例えば、ＥＣＵ１３は、実過給圧が目標過給圧段より低い場合に、先ずアフター噴射量を一定量に保ちつつアフター噴射時期の遅角を行う。そして、アフター噴射時期が遅角限界値に達しても実過給圧が目標過給圧まで上昇しなければ、ＥＣＵ１３はアフター噴射量の増量を行うようにしてもよい。

また、ＥＣＵ１３は、実過給圧と目標過給圧との差が所定値以下である場合はアフター噴射時期の遅角のみにより実過給圧の上昇を図り、実過給圧と目標過給圧との差が所定値を超えた場合はアフター噴射量の増量により実過給圧の上昇を図るようにしてもよい。

このようにアフター噴射量の増加に対してアフター噴射時期の遅角が優先されると、アフター噴射の実施に起因した燃費の悪化を可及的に抑制することができる。

さらに、ＥＣＵ１９は、アフター噴射時期の遅角及びアフター噴射量の増量によってトルクの低下を補償できない場合は、メイン噴射時期の遅角を併用してもよい。

内燃機関のトルク制御システムの概略構成を示す図である。 大気圧と過給圧との相関を示す図である。 メイン噴射時期と排気温度との相関を示す図である。 アフター噴射時期と排気温度との相関を示す図である。 第１の実施例におけるトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 基本アフター噴射時期を決定するためのマップを示す図である。 第１の実施例におけるフィードバック制御ルーチンを示すフローチャートである。 第１の実施例におけるフィードバック補正係数を決定するためのマップを示す図である。 遅角限界値を決定するためのマップを示す図である。 アフター噴射量と排気温度との相関を示す図である。 第２の実施例におけるトルク制御ルーチンを示すフローチャートである。 基本アフター噴射量を決定するためのマップを示す図である。 第２の実施例におけるフィードバック制御ルーチンを示すフローチャートである。 第２の実施例におけるフィードバック補正係数を決定するためのマップを示す図である。 上限量を決定するためのマップを示す図である。

符号の説明

１・・・・・内燃機関
２・・・・・気筒
３・・・・・燃料噴射弁
４・・・・・吸気通路
５・・・・・遠心過給機（ターボチャージャ）
６・・・・・インタークーラ
７・・・・・吸気絞り弁
８・・・・・排気通路
９・・・・・排気浄化装置
１０・・・・ＥＧＲ通路
１１・・・・ＥＧＲ弁
１２・・・・ＥＧＲクーラ
１３・・・・ＥＣＵ
１４・・・・エアフローメータ
１５・・・・吸気温度センサ（第２検出手段）
１６・・・・吸気圧センサ（第１検出手段）
１７・・・・クランクポジションセンサ
１８・・・・大気圧センサ（取得手段）
３０・・・・コモンレール
５０・・・・コンプレッサハウジング
５１・・・・タービンハウジング

Claims (7)

1. 遠心過給機を備えた圧縮着火式内燃機関のトルク制御システムにおいて、
   大気圧を取得する取得手段と、
   前記取得手段により取得された大気圧が標準大気圧より低い時に、燃料噴射弁からアフター噴射を行わせる制御手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。
2. 請求項１において、前記制御手段は、前記取得手段により取得された大気圧が標準大気圧に比して低くなるほど、アフター噴射量を増加および／またはアフター噴射時期を遅角させることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。
3. 請求項１又は２において、遠心過給機により圧縮された吸気の圧力を検出する第１検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記第１検出手段により検出された圧力が目標過給圧に対して低くなるほど、アフター噴射量を増加させることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。
4. 請求項１又は２において、遠心過給機により圧縮された吸気の圧力を検出する第１検出手段を更に備え、
   前記第１検出手段により検出された圧力が目標過給圧に対して低くなるほど、アフター噴射時期を遅角させることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。
5. 請求項１又は２において、遠心過給機により圧縮された吸気の圧力を検出する第１検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記第１検出手段により検出された圧力が目標過給圧に対して低くなるほど、アフター噴射量を増加させるとともにアフター噴射時期の遅角量を増加させることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。
6. 請求項２，４，５の何れか１項において、大気の温度を検出する第２検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記第２検出手段により検出された温度が低くなるほど、アフター噴射時期の遅角量を減少させることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。
7. 請求項２，３，５の何れか１項において、大気の温度を検出する第２検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記第２検出手段により検出された温度が低くなるほど、アフター噴射量の増加量を減少させることを特徴とする内燃機関のトルク制御システム。

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