以下、図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係る内燃機関の制御装置について説明する。本実施形態の制御装置1は、後述するように、図1に示す内燃機関(以下「エンジン」という)3の燃焼モードなどを制御するものであり、図2に示すECU2を備えている。このECU2は、後述する各種の制御処理を実行する。
エンジン3は、複数組の気筒3a及びピストン3b(1組のみ図示)を有する直列多気筒ガソリンエンジンであり、図示しない車両に搭載されている。このエンジン3は、第1燃料噴射弁11、第2燃料噴射弁12及び点火プラグ13(図2参照)を備えており、これらの2つ燃料噴射弁11,12及び点火プラグ13はいずれも、気筒3a毎に設けられている(いずれも1つのみ図示)。
第1燃料噴射弁11は、各気筒3aの吸気ポート内に燃料を噴射するように、吸気通路6の吸気マニホールド6aの分岐部に取り付けられており、第2燃料噴射弁12は、燃料を燃焼室内に直接噴射するようにシリンダヘッドに取り付けられている。
2つ燃料噴射弁11,12及び点火プラグ13はいずれも、ECU2に電気的に接続されており、後述するように、ECU2によって、2つの燃料噴射弁11,12による燃料の噴射量及び噴射時期と、点火プラグ13による混合気の点火時期とが制御される。それにより、後述するように、エンジン3は、燃焼モードを圧縮着火燃焼モードと火花点火燃焼モードとに切り換えて運転される。なお、以下の説明では、適宜、圧縮着火燃焼モードを「HCCI燃焼モード」、火花点火燃焼モードを「SI燃焼モード」という。
また、エンジン3は、気筒3a毎に設けられた吸気弁4及び排気弁5と、これらの弁4,5をそれぞれ開閉駆動する可変吸気動弁機構40及び可変排気動弁機構50と、スロットル弁機構14と、EGR機構15(外部EGR装置)などを備えている。
この可変吸気動弁機構40は、可変吸気カム位相機構41及び吸気リフト切換機構42を備えている。この可変吸気カム位相機構41は、吸気カムシャフト(図示せず)のクランクシャフト3cに対する相対的な位相(以下「吸気カム位相」という)CAINを無段階に進角側又は遅角側に変更するものであり、吸気カムシャフトの吸気スプロケット側の端部に設けられている。
この可変吸気カム位相機構41は、具体的には、本出願人が特開2000−227013号公報などで提案済みのものと同様に構成されているので、その詳細な説明は省略するが、吸気カム位相制御弁41a(図2参照)などを備えている。この可変吸気カム位相機構41は、ECU2により吸気カム位相制御弁41aが制御されることにより、吸気カム位相CAINを、所定の最遅角値と所定の最進角値との間で連続的に変化させる。それにより、吸気弁4のバルブタイミングは、図3に実線で示す最遅角タイミングと、図3に1点鎖線で示す最進角タイミングとの間で無段階に変更される。
この場合、吸気カム位相CAINの最遅角値は値0に設定され、最進角値は所定の正値に設定されており、そのため、吸気カム位相CAINが値0から増大するほど、吸気弁4のバルブタイミングが最遅角タイミングから進角側に変更される。
一方、吸気カムシャフトの可変吸気カム位相機構41と反対側の端部には、吸気カム角センサ32(図2参照)が設けられている。この吸気カム角センサ32(吸気カム位相取得手段)は、例えばマグネットロータ及びMREピックアップで構成されており、吸気カムシャフトの回転に伴い、パルス信号である吸気CAM信号を所定のカム角(例えば1゜)ごとにECU2に出力する。ECU2は、この吸気CAM信号及び後述するCRK信号に基づき、吸気カム位相CAINを算出する。
また、上述した吸気リフト切換機構42は、本出願人が特開2000−227013号公報などで既に提案したものと同様に構成されているので、その詳細な説明はここでは省略するが、吸気弁4の最大揚程(以下「吸気リフト」という)を2段階に変更するものであり、吸気カムシャフトに一体に設けられた低リフトカム及び高リフトカム(いずれも図示せず)と、ECU2に接続された吸気リフト制御弁42a(図2参照)などを備えている。
この吸気リフト切換機構42では、ECU2により吸気リフト制御弁42aが制御されることによって、吸気リフト切換機構42の動作モードが低リフトモード又は高リフトモードに切り換えられる。この低リフトモードでは、吸気カムシャフトが回転した際、吸気弁4は、低リフトカムのみによって開閉駆動され、それにより、吸気弁4は、図4に1点鎖線で示すように、所定の低リフトでかつ所定の開弁期間で開閉する。
一方、高リフトモードでは、吸気カムシャフトが回転した際、吸気弁4は、高リフトカムのみによって駆動されることで、図4に実線で示すように、低リフトモードのときよりも高い所定の高リフトでかつより長い開弁期間で開閉する。それにより、吸気通路6内のガスがより高い充填効率で気筒3a内に吸入される。
また、このエンジン3の場合、可変吸気動弁機構40及び可変排気動弁機構50の動作状態によっては、吸気弁4と排気弁5のオーバーラップが発生することなく、吸気弁4の閉弁後に吸気弁4及び排気弁5がいずれも閉弁状態に保持される期間、すなわちネガティブオーバーラップ期間が発生するように構成されている。この場合、ネガティブオーバーラップ期間が長いほど、気筒3a内に残留する既燃ガス量が増大することになる。なお、以下の説明では、既燃ガスを気筒3a内に残留させることを「内部EGR」といい、その残留する既燃ガスを「内部EGRガス」といい、その残留量を「内部EGR量」という。
以上の構成により、この可変吸気動弁機構40の場合、ネガティブオーバーラップ期間が発生する条件下では、ネガティブオーバーラップ期間は、吸気リフト切換機構42の動作モードが低リフトモードにあるときの方が、高リフトモードにあるときよりも長くなるとともに、吸気カム位相CAINが遅角側にあるほど、より長くなる。したがって、可変吸気動弁機構40の場合、吸気リフト切換機構42の動作モードが低リフトモードにあって、吸気カム位相CAINが前述した所定の最遅角位置にあるときに、内部EGR量が最も大きくなる。
一方、前述した可変排気動弁機構50は、可変排気カム位相機構51及び排気リフト切換機構52を備えている。この可変排気カム位相機構51(内部EGR装置)は、排気カムシャフト(図示せず)のクランクシャフト3cに対する相対的な位相(以下「排気カム位相」という)CAEXを無段階に進角側又は遅角側に変更するものであり、排気カムシャフトの排気スプロケット側の端部に設けられている。
この可変排気カム位相機構51は、具体的には、前述した可変吸気カム位相機構41と同様に構成されており、排気カム位相制御弁51a(図2参照)などを備えている。この可変排気カム位相機構51は、ECU2により排気カム位相制御弁51aが制御されることにより、排気カム位相CAEXを、所定の最遅角値と所定の最進角値との間で連続的に変化させる。それにより、排気弁4のバルブタイミングは、図3に実線で示す最遅角タイミングと、図3に1点鎖線で示す最進角タイミングとの間で無段階に変更される。
この場合、排気カム位相CAEXの最遅角値は値0に設定され、最進角値は所定の正値に設定されており、そのため、排気カム位相CAEXが値0から増大するほど、排気弁5のバルブタイミングが最遅角タイミングからより進角側に変更される。
一方、排気カムシャフトの可変排気カム位相機構51と反対側の端部には、排気カム角センサ33(図2参照)が設けられている。この排気カム角センサ33(排気カム位相取得手段)は、前述した吸気カム角センサ32と同様に構成されており、排気カムシャフトの回転に伴い、パルス信号である排気CAM信号を所定のカム角(例えば1゜)ごとにECU2に出力する。ECU2は、この排気CAM信号及び後述するCRK信号に基づき、排気カム位相CAEXを算出する。
また、上述した排気リフト切換機構52は、排気弁5の最大揚程(以下「排気リフト」という)を2段階に変更するものである。この排気リフト切換機構52は、具体的には、前述した吸気リフト切換機構42と同様に構成されており、ECU2に接続された排気リフト制御弁52a(図2参照)などを備えている。
この排気リフト切換機構52の場合、ECU2により排気リフト制御弁52aが制御されることによって、その動作モードが低リフトモード又は高リフトモードに切り換えられる。この低リフトモードでは、排気カムシャフトが回転した際、排気弁4は、低速リフトカムのみによって開閉駆動され、それにより、排気弁4は、図4に1点鎖線で示すように、所定の低リフトでかつ所定の開弁期間で開閉する。
一方、高リフトモードでは、排気カムシャフトが回転した際、排気弁4は、高リフトカムのみによって駆動されることで、図4に実線で示すように、低リフトモードのときよりも高い所定の高リフトでかつより長い開弁期間で開閉する。
以上の構成により、この可変排気動弁機構50の場合、ネガティブオーバーラップ期間が発生する条件下では、ネガティブオーバーラップ期間は、排気リフト切換機構52の動作モードが低リフトモードにあるときの方が、高リフトモードにあるときよりも長くなるとともに、排気カム位相CAEXが進角側にあるほど、より長くなる。したがって、可変排気動弁機構50の場合、排気リフト切換機構52の動作モードが低リフトモードにあって、排気カム位相CAEXが前述した所定の最進角位置にあるときに、内部EGR量が最も大きくなる。
一方、前述したスロットル弁機構14は、吸気通路6を流れる新気量を変化させるものであり、スロットル弁14a及びこれを開閉駆動するTHアクチュエータ14bなどを備えている。スロットル弁14aは、吸気通路6の途中に回動自在に設けられており、当該回動に伴う開度の変化によりスロットル弁14aを通過する新気の流量を変化させる。THアクチュエータ14bは、ECU2に接続されたモータにギヤ機構(いずれも図示せず)を組み合わせたものであり、ECU2によって制御されることにより、スロットル弁14aの開度(以下「スロットル弁開度」という)THを変化させる。
また、前述したEGR機構15は、排気通路7内の排ガスの一部を吸気通路6側に還流させるものであり、吸気通路6及び排気通路7の間に接続されたEGR通路15aと、このEGR通路15aを開閉するEGR制御弁15bなどで構成されている。EGR通路15aの一端は、排気通路7の図示しない触媒装置よりも上流側の部位に開口し、他端は、吸気通路6のスロットル弁14aよりも下流側の、吸気マニホールド6aの吸気チャンバ6bに開口している。
EGR制御弁15bは、そのリフト(以下「EGRリフト」という)LACTが最大値と最小値との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成されており、ECU2に電気的に接続されている。ECU2は、EGR制御弁15bを介して、EGR通路15aの開度を変化させることにより、排ガスの還流量すなわちEGR量を制御する。なお、以下の説明では、EGR機構15によって排気を還流させることを「外部EGR」といい、その還流ガスを「外部EGRガス」といい、還流ガス量を「外部EGR量」という。
また、EGR制御弁15bには、EGRリフトセンサ31(図2参照)が設けられており、このEGRリフトセンサ31は、EGRリフトLACTを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
一方、図2に示すように、ECU2には、前述したセンサ31〜33に加えて、各種のセンサ20〜30が接続されている。このクランク角センサ20(排気カム位相取得手段、吸気カム位相取得手段)は、マグネットロータ及びMREピックアップで構成されており、クランクシャフト3cの回転に伴い、いずれもパルス信号であるCRK信号及びTDC信号をECU2に出力する。
このCRK信号は、所定クランク角(例えば1゜)毎に1パルスが出力され、ECU2は、このCRK信号に基づき、エンジン3の回転数(以下「エンジン回転数」という)NEを算出する。また、TDC信号は、各気筒のピストンが吸気行程のTDC位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に1パルスが出力される。
また、水温センサ21は、エンジン3のシリンダブロック内を循環する冷却水の温度であるエンジン水温TWを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
さらに、エアフローセンサ22は、熱線式エアフローメータで構成されており、吸気通路6のスロットル弁14aよりも上流側の入り口付近に配置されているとともに、吸気通路6内を流れる新気の質量流量(以下「新気量」という)Mairを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、このエアフローセンサ22の検出信号に基づき、新気量Mairを算出する。
一方、大気圧センサ23及び新気温センサ24は、吸気通路6の入り口付近に配置されており、この大気圧センサ23は、大気圧PAを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。また、新気温センサ24は、吸気通路6内を流れる新気の温度(以下「新気温」という)Tairを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
また、吸気圧センサ25及び吸気温センサ26は、吸気通路6の吸気チャンバ6bに設けられている。この吸気圧センサ25は、例えば半導体圧力センサなどで構成され、吸気チャンバ6b内の圧力(以下「吸気圧」という)Pinを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。この吸気圧Pinは、絶対圧として検出される。
さらに、吸気温センサ26(筒内ガス温度パラメータ取得手段)は、吸気チャンバ6b内の吸入ガスの温度(以下「吸気温」という)Tinを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
一方、排気圧センサ27、排気温センサ28及びLAFセンサ29は、排気通路7に設けられている。この排気圧センサ27は、排気通路7内の排ガスの圧力を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、この排気圧センサ27の検出信号に基づき、外部EGR圧Pegrを算出する。この外部EGR圧Pegrは、EGR制御弁15bの上流側の外部EGRガスの圧力に相当する。
また、排気温センサ28(筒内ガス温度パラメータ取得手段)は、排気通路7内の排ガスの温度を検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、この排気温センサ28の検出信号に基づき、内部EGR温Tex及び外部EGR温Tegrを算出する。この内部EGR温Texは、内部EGRガスの温度に相当し、外部EGR温Tegrは外部EGRガスの温度に相当する。
さらに、LAFセンサ29は、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排気通路7内を流れる排ガス中の酸素濃度をリニアに検出し、それを表す検出信号をECU2に出力する。ECU2は、このLAFセンサ29の検出信号の値に基づき、排ガス中の空燃比A/F、当量比KACT及び燃空比λなどを算出する。
また、アクセル開度センサ30は、図示しないアクセルペダルの操作量であるアクセル開度APを検出して、それを表す検出信号をECU2に出力する。
一方、ECU2は、CPU、RAM、ROM及びI/Oインターフェース(いずれも図示せず)などからなるマイクロコンピュータで構成されており、以上の各種のセンサ20〜33の検出信号などに基づき、エンジン3の運転状態に応じて、以下に述べるように、吸排気制御処理及び燃焼制御処理などを実行する。これらの制御処理により、エンジン3は、HCCI燃焼モードとSI燃焼モードとの間で切り換えて運転される。
このHCCI燃焼モードは、以下に述べるように、混合気を燃焼させるものである。すなわち、1回の燃焼サイクルにおいて、まず、第1燃料噴射弁11から燃料を吸気行程で噴射することにより、均質混合気を生成し、次いで、第2燃料噴射弁12から燃料を圧縮行程で極少量噴射することにより、成層混合気を点火プラグ13の付近に集中させ、かつその周囲を均質混合気で取り囲むように、混合気を生成する。
そして、点火プラグ13を介して、成層混合気を火花点火により火炎伝播燃焼させることによって、筒内温度を上昇させ、均質混合気を自己着火燃焼させる。この場合、HCCI燃焼モードでの混合気は、火花点火を行わなくても、圧縮自着火可能であるが、点火時期を適切なタイミングに制御するために、火花点火が実行される。
また、SI燃焼モードは、第1燃料噴射弁11から燃料を吸気行程で噴射することにより、均質混合気を生成し、これを点火プラグ13によって点火することにより燃焼させるものである。
なお、本実施形態では、ECU2が、SIモード切換条件判定手段、制御手段、応答遅れ時間算出手段、外部EGR制御手段、内部EGR制御手段、ガス状態判定手段、排気リフト制御手段、筒内ガス温度パラメータ取得手段、EGR率取得手段、排気カム位相取得手段、吸気カム位相取得手段、吸気カム位相制御手段、及び吸気リフト制御手段に相当する。
次に、図5を参照しながら、吸排気制御処理について説明する。この吸排気制御処理は、前述したスロットル弁機構14、EGR機構15、可変吸気動弁機構40及び可変排気動弁機構50を制御することによって、新気量、外部EGR量及び内部EGR量を制御するものであり、ECU2によって所定の制御周期ΔT(例えば10msec)で実行される。
同図に示すように、まず、ステップ1(図では「S1」と略す。以下同じ)で、燃焼モード判定処理を実行する。この燃焼モード判定処理は、燃焼モードとして、HCCI燃焼モードを実行すべきか、SI燃焼モードを実行すべきか、両者の間で切り換えるべきかを判定するものであり、具体的には、図6に示すように実行される。
同図に示すように、まず、ステップ10で、HCCIモード切換フラグF_CHANG_Hが「1」であるか否かを判別する。このHCCIモード切換フラグF_CHANG_Hは、燃焼モードをSI燃焼モードからHCCI燃焼モードに切り換えるHCCIモード切換条件が成立したか否かを表すものであり、その値は後述するように設定される。
ステップ10の判別結果がNOのときには、ステップ11に進み、SIモード切換フラグF_CHANG_Sが「1」であるか否かを判別する。このSIモード切換フラグF_CHANG_Sは、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに切り換えるSIモード切換条件が成立したか否かを表すものであり、その値は後述するように設定される。
ステップ11の判別結果がNOのときには、ステップ12に進み、要求トルクTRQ及びエンジン回転数NEに応じて、図7に示すマップを検索することにより、エンジン3の運転領域がHCCI燃焼モードを実行すべきHCCI領域(図中にハッチングで示す領域)にあるか否かを判別する。この要求トルクTRQは、燃焼制御処理において、エンジン回転数NE及びアクセル開度APに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
ステップ12の判別結果がYESで、エンジン3の運転領域がHCCI領域にあるときには、HCCI燃焼モードの実行条件が成立していると判定して、ステップ13に進み、それを表すために、HCCI燃焼モードフラグF_HCCIを「1」に設定する。
次いで、ステップ14に進み、HCCI燃焼モードフラグの前回値F_HCCIzが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、HCCI燃焼モードを継続して実行すべきであると判定して、そのまま本処理を終了する。
一方、ステップ14の判別結果がNOのときには、燃焼モードをSI燃焼モードからHCCI燃焼モードに切り換えるHCCIモード切換条件が成立したと判定して、ステップ15に進み、それを表すために、HCCIモード切換フラグF_CHANG_Hを「1」に設定した後、本処理を終了する。
一方、前述したステップ12の判別結果がNOで、エンジン3の運転領域がSI領域にあるときには、SI燃焼モードを実行すべきであると判定して、ステップ16に進み、それを表すために、HCCI燃焼モードフラグF_HCCIを「0」に設定する。
次いで、ステップ17に進み、HCCI燃焼モードフラグの前回値F_HCCIzが「0」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、SI燃焼モードを継続して実行すべきであると判定して、そのまま本処理を終了する。
一方、ステップ17の判別結果がNOのときには、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに切り換えるSIモード切換条件が成立したと判定して、ステップ18に進み、それを表すために、SIモード切換フラグF_CHANG_Sを「1」に設定した後、本処理を終了する。
図5に戻り、ステップ1で、以上のように燃焼モード判定処理を実行した後、ステップ2に進み、上述したSIモード切換フラグF_CHANG_Sが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、SIモード切換条件が成立しているときには、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに切り換えるためのSIモード切換制御処理を実行すべきであると判定して、ステップ3に進み、SIモード切換制御処理を実行した後、本処理を終了する。このSIモード切換制御処理の詳細については後述する。
一方、ステップ2の判別結果がNOのときには、ステップ4に進み、上述したHCCIモード切換フラグF_CHANG_Hが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、HCCIモード切換条件が成立しているときには、ステップ5に進み、HCCIモード切換制御処理を実行する。このHCCIモード切換制御処理の内容はここでは図示しないが、この制御処理では、トルク段差が発生することなく、燃焼モードがSI燃焼モードからHCCI燃焼モードに円滑に切り換わるように、スロットル弁機構14、EGR機構15、可変吸気動弁機構40及び可変排気動弁機構50が制御される。以上のように、ステップ5を実行した後、本処理を終了する。
一方、ステップ4の判別結果がNOのときには、ステップ6に進み、前述したHCCI燃焼モードフラグF_HCCIが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESのときには、エンジン3をHCCI燃焼モードで運転すべきであると判定して、ステップ7に進み、HCCI燃焼モード制御処理を実行する。このHCCI燃焼モード制御処理の内容はここでは図示しないが、この制御処理では、HCCI燃焼モードを適切に実行できるように、スロットル弁機構14、EGR機構15、可変吸気動弁機構40及び可変排気動弁機構50が制御される。以上のように、ステップ7を実行した後、本処理を終了する。
一方、ステップ6の判別結果がNOのときには、エンジン3をSI燃焼モードで運転すべきであると判定して、ステップ8に進み、SI燃焼モード制御処理を実行する。このSI燃焼モード制御処理の内容はここでは図示しないが、この制御処理では、SI燃焼モードを適切に実行できるように、スロットル弁機構14、EGR機構15、可変吸気動弁機構40及び可変排気動弁機構50が制御される。以上のように、ステップ8を実行した後、本処理を終了する。
次に、図8を参照しながら、前述したSIモード切換制御処理について説明する。この制御処理の場合、同図に示すように、まず、ステップ30で、パラメータ算出処理を実行する。このパラメータ算出処理は、以下に述べる各種のパラメータを算出するものであり、具体的には、図9に示すように実行される。
同図に示すように、まず、ステップ50で、遅延時間算出済みフラグF_CALが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、ステップ51に進み、遅延時間delay_Tを算出する。この遅延時間delay_Tは、新気及び外部EGRガスが気筒3a内に到達するのに要する時間、すなわち応答遅れ時間を表すものであり、具体的には、吸気マニホールド6aの容量、EGR通路15aの容量、吸気圧Pin及び外部EGR圧Pegrに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
次いで、ステップ52に進み、下式(1)により、遅延カウンタ用の判定値CTdelを算出する。
次に、遅延時間delay_Tを算出済みであることを表すために、ステップ53で、遅延時間算出済みフラグF_CALを「1」に設定した後、ステップ54に進む。このように、ステップ53で、遅延時間算出済みフラグF_CALが「1」に設定されると、前述したステップ50の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ54に進む。
以上のステップ50又は53に続くステップ54で、内部EGR率rEGRexを算出する。この内部EGR率rEGRexの算出処理は、具体的には、図10に示すように実行される。
同図に示すように、まず、ステップ70で、体積効率ηVを算出する。この体積効率ηVは、具体的には、エンジン回転数NE、吸気圧Pin、吸気カム位相CAIN及び排気カム位相CAEXに応じて、図示しないマップを検索することにより算出される。
次いで、ステップ71に進み、下式(2)により、最大吸入ガス量Mmaxを算出する。この最大吸入ガス量Mmaxは、現在の制御タイミングにおいて気筒3a内に吸入可能なガス量に相当する。
この式(2)において、Vcylは気筒3aの容量であり、Rは気体定数である。
次に、ステップ72で、下式(3)により、外部EGRガスの密度ρを算出する。
ステップ72に続くステップ73で、EGRリフトLACTに応じて、図示しないマップを検索することにより、流量関数CAegrを算出する。この流量関数CAegrは、EGR制御弁15bの有効開口面積と流体係数の積に相当する値である。
次いで、ステップ74に進み、下式(4)により、通過EGR量Qegrを算出する。この通過EGR量Qegrは、EGR制御弁15bを通過した外部EGRの質量流量に相当する。
この式(4)は、EGR制御弁15bをオリフィスと見なし、オリフィスの式を適用することで導出される。
次に、ステップ75で、下式(5)により、筒内吸入外部EGR量Megrを算出する。この筒内吸入外部EGR量Megrは、気筒3a内に流入したと推定される外部EGRの質量流量に相当する。
ステップ75に続くステップ76で、下式(6)により、内部EGR率rEGRexを算出した後、本処理を終了する。
図9に戻り、ステップ54で、内部EGR率rEGRexを以上のように算出した後、ステップ55に進み、下式(7)により、圧縮初期温度T1を算出する。この圧縮初期温度T1は、圧縮行程開始時における筒内ガスの温度に相当する。
次いで、ステップ56に進み、目標外部EGR率rEGR_trgを算出する。この目標外部EGR率rEGR_trgは、具体的には、エンジン回転数NE、要求トルクTRQ、エンジン水温TW、新気温Tair及び大気圧PAに応じて、図示しないマップを検索することにより算出されるとともに、HCCI燃焼モードのときよりも外部EGR量が増大するような値として算出される。
次に、ステップ57で、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標圧縮初期温度T1_trgを算出する。
ステップ57に続くステップ58で、下式(8)により、目標吸気温Tin_trgを算出する。
次いで、ステップ59に進み、下式(9)により、目標内部EGR率rEGRex_trgを算出した後、本処理を終了する。
図8に戻り、ステップ30で、パラメータ算出処理を以上のように実行した後、ステップ31に進み、遅延終了フラグF_TIMEUPが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOのときには、ステップ32に進み、SIモード切換フラグの前回値F_CHANG_Szが「0」であるか否かを判別する。
この判別結果がYESのとき、すなわち今回の制御タイミングが前述したSIモード切換条件が成立直後のタイミングであるときには、ステップ33に進み、遅延カウンタの計数値CTを値0に設定する。
一方、ステップ32の判別結果がNOのとき、すなわち今回の制御タイミングがSIモード切換条件の成立後における2回目以降のタイミングであるときには、ステップ34に進み、遅延カウンタの計数値CTをその前回値CTzと値1の和CTz+1に設定する。すなわち、遅延カウンタの計数値CTを値1インクリメントする。
以上のステップ33又は34に続くステップ35で、遅延カウンタの計数値CTが前述した判定値CTdel以上であるか否かを判定する。この判別結果がNOで、前述した遅延時間delay_Tに相当する時間が経過していないときには、ステップ38に進み、TH制御処理を実行する。
このTH制御処理においては、図示しないが、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQなどに応じて、目標開度を算出し、この目標開度に対応する制御入力信号がTHアクチュエータ14bに供給される。それにより、スロットル弁開度THが目標開度になるように制御される。この目標開度は、HCCI燃焼モードのときよりも新気量が減少するような値として算出される。
ステップ38で、以上のようにTH制御処理を実行した後、ステップ39に進み、外部EGR制御処理を実行する。この外部EGR制御処理においては、図示しないが、前述した目標外部EGR率rEGR_trgに対応する制御入力信号がEGR制御弁15bに供給される。それにより、実際の外部EGR率が目標外部EGR率rEGR_trgになるように制御される。
ステップ39で、以上のように外部EGR制御処理を実行した後、本処理を終了する。
一方、制御の進行に伴い、前述した遅延時間delay_Tに相当する時間が経過すると、前述したステップ35の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ36に進み、遅延時間delay_Tに相当する時間が経過したことを表すために、遅延終了フラグF_TIMEUPを「1」に設定した後、ステップ37に進む。
このように、ステップ36で遅延終了フラグF_TIMEUPが「1」に設定されると、前述したステップ31の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ37に進む。
以上のステップ31又は36に続くステップ37で、位相&リフト制御処理を実行する。この位相&リフト制御処理は、前述した可変吸気カム位相機構41、吸気リフト切換機構42、可変排気カム位相機構51及び排気リフト切換機構52を制御するものであり、具体的には、図11に示すように実行される。なお、以下の説明では、可変吸気カム位相機構41、吸気リフト切換機構42、可変排気カム位相機構51及び排気リフト切換機構52をまとめて、「4つの可変機構41,42,51,52」という。
同図に示すように、まず、ステップ80で、排気側高リフトモードフラグF_EXLIFT_Hが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がNOで、排気リフト切換機構52の動作モードが低リフトモードであるときには、ステップ81に進み、目標内部EGR率rEGRex_trgに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標排気カム位相CAEX_trgを算出する。この目標排気カム位相CAEX_trgは、HCCI燃焼モードからSI燃焼モードに移行するのに適した値、すなわち内部EGR量が減少するような値として算出される。
次いで、ステップ82に進み、目標排気カム位相CAEX_trgに対応する制御入力信号を排気カム位相制御弁51aに供給することにより、排気カム位相CAEXが目標排気カム位相CAEX_trgになるように、可変排気カム位相機構51を制御する。
次に、ステップ83で、圧縮初期温度T1が所定の判定値T1refよりも低くなったか否かを判定する。この判定値T1refは、混合気の圧縮着火燃焼を維持可能な圧縮初期温度T1の下限値に設定されている。
ステップ83の判別結果がNOのときには、ステップ84に進み、下式(10)により、EGR率rEGRallを算出する。このEGR率rEGRallは、気筒3a内の総EGR量と総ガス量との比率に相当する。
次いで、ステップ85に進み、EGR率rEGRallが所定値rREFよりも大きいか否かを判別する。この所定値rREFは、混合気の圧縮着火燃焼を維持可能なEGR率rEGRallの上限値に設定されている。
このステップ85の判別結果がNOのときには、ステップ86に進み、下式(11)により、排気カム位相偏差DCAEXを算出する。
次に、ステップ87で、排気カム位相偏差DCAEXが所定値Drefよりも小さいか否かを判別する。この所定値Drefは値0に近い正値に設定されている。
このステップ87の判別結果がNOのとき、すなわちステップ83,85,87の判別結果がいずれもNOのときには、気筒3a内の混合気が圧縮着火燃焼を維持可能な状態にあると判定して、そのまま本処理を終了する。
一方、ステップ83,85,87のいずれかの判別結果がYESのときには、混合気の圧縮着火燃焼が維持不能な状態になり、混合気の火花点火燃焼に移行すべきであると判定して、ステップ88に進み、排気リフト切換機構52の動作モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換わるように、排気リフト切換機構52を制御する。
次いで、ステップ89に進み、排気リフト切換機構52の動作モードが高リフトモードに切り換えられたことを表すために、排気側高リフトモードフラグF_EXLIFT_Hを「1」に設定した後、本処理を終了する。
ステップ89で、以上のように排気側高リフトモードフラグF_EXLIFT_Hが「1」に設定されると、前述したステップ80の判別結果がYESとなり、その場合には、ステップ90に進み、吸気側制御処理を実行する。
この吸気側制御処理は、可変吸気カム位相機構41及び吸気リフト切換機構42を制御するものであり、具体的には、図12に示すように実行される。同図に示すように、まず、ステップ100で、エンジン回転数NE及び要求トルクTRQに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標吸気カム位相CAIN_trgを算出する。
次いで、ステップ101に進み、目標吸気カム位相CAIN_trgに対応する制御入力信号を吸気カム位相制御弁41aに供給することにより、吸気カム位相CAINが目標吸気カム位相CAIN_trgになるように、可変吸気カム位相機構41を制御する。
次に、ステップ102で、下式(12)により、吸気カム位相偏差DCAINを算出する。
ステップ102に続くステップ103で、吸気カム位相偏差DCAINが所定値Dref2よりも小さいか否かを判別する。この所定値Dref2は値0に近い正値に設定されている。この判別結果がNOのときには、そのまま本処理を終了する。
一方、ステップ103の判別結果がYESで、吸気カム位相CAINが目標吸気カム位相CAIN_trg付近に収束したときには、ステップ104に進み、吸気リフト切換機構42の動作モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換わるように、吸気リフト切換機構42を制御する。
次いで、ステップ105に進み、SIモード切換制御処理を終了すべきであると判定して、前述した4つのフラグF_CHANG_H,F_CHANG_S,F_TIMEUP,F_CALをいずれも「0」に設定した後、本処理を終了する。このように、2つのフラグF_CHANG_H,F_CHANG_Sがいずれも「0」に設定されると、前述したステップ2,4の判別結果がいずれもNOとなることによって、HCCI燃焼モードフラグF_HCCIの値に基づいて、HCCI燃焼モード制御処理又はSI燃焼モード制御処理が実行される。
図11に戻り、ステップ90で、以上のように吸気側制御処理を実行した後、図11の位相&リフト制御処理を終了する。図8に戻り、ステップ37で、以上のように位相&リフト制御処理を実行した後、前述したように、ステップ38,39を実行する。その後、図8のSIモード切換制御処理を終了する。以上のように、図8のSIモード切換制御処理では、その制御開始と同時に、TH制御処理及び外部EGR制御処理が開始されるとともに、制御開始タイミングから、遅延時間delay_Tに相当する時間が経過したタイミングで、位相&リフト制御処理が実行される。これは、TH制御処理及び外部EGR制御処理は、位相&リフト制御処理と比べて、後述するように、応答遅れを生じるので、この応答遅れを補償するためである。
次に、図13を参照しながら、前述した燃焼制御処理について説明する。この燃焼制御処理は、以下に述べるように、第1燃料噴射弁11及び第2燃料噴射弁12による燃料噴射量及び噴射時期と、点火プラグ13による混合気の点火時期を制御するものであり、ECU2によってTDC信号の発生タイミングに同期して実行される。
同図に示すように、この制御処理の場合、まず、ステップ110で、前述したSIモード切換フラグF_CHANG_Sが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、前述したSIモード切換条件が成立しているときには、ステップ111に進み、前述した排気側高リフトモードフラグF_EXLIFT_Hが「1」であるか否かを判別する。
この判別結果がNOで、排気リフト切換機構52の動作モードが低リフトモードであるときには、ステップ112に進み、SIモード切換用の燃料制御処理を実行する。この制御処理では、図示しないが、トルク変動やトルク段差の発生を抑制しながら、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに適切に切り換えることができるように、2つの燃料噴射弁11,12における燃料噴射量及び噴射時期が制御される。
ステップ112で、以上のようにSIモード切換用の燃料制御処理を実行した後、ステップ113に進み、SIモード切換用の点火時期制御処理を実行する。この制御処理では、図示しないが、トルク変動やトルク段差の発生を抑制しながら、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに適切に切り換えることができるように、点火プラグ13による混合気の点火時期が制御される。ステップ113で、以上のようにSIモード切換用の点火時期制御処理を実行した後、本処理を終了する。
一方、ステップ111の判別結果がYESで、排気リフト切換機構52の動作モードが高リフトモードになっているときには、ステップ120に進み、SI燃焼モード用の燃料制御処理を実行する。この制御処理では、図示しないが、エンジン3をSI燃焼モードで適切に運転できるように、2つの燃料噴射弁11,12における燃料噴射量及び噴射時期が制御される。
ステップ120で、以上のようにSI燃焼モード用の燃料制御処理を実行した後、ステップ121に進み、SI燃焼モード用の点火時期制御処理を実行する。この制御処理では、図示しないが、エンジン3をSI燃焼モードで適切に運転できるように、点火プラグ13による混合気の点火時期が制御される。ステップ121で、以上のようにSI燃焼モード用の点火時期制御処理を実行した後、本処理を終了する。
一方、前述したステップ110の判別結果がNOのときには、ステップ114に進み、前述したHCCIモード切換フラグF_CHANG_Hが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、前述したHCCIモード切換条件が成立しているときには、ステップ115に進み、HCCIモード切換用の燃料制御処理を実行する。
この制御処理では、図示しないが、燃焼モードをSI燃焼モードからHCCI燃焼モードに適切に切り換えることができるように、2つの燃料噴射弁11,12における燃料噴射量及び噴射時期が制御される。
ステップ115で、以上のようにHCCIモード切換用の燃料制御処理を実行した後、ステップ116に進み、HCCIモード切換用の点火時期制御処理を実行する。この制御処理では、図示しないが、燃焼モードをSI燃焼モードからHCCI燃焼モードに適切に切り換えることができるように、点火プラグ13による混合気の点火時期が制御される。ステップ116で、以上のようにHCCIモード切換用の点火時期制御処理を実行した後、本処理を終了する。
一方、前述したステップ114の判別結果がNOのときには、ステップ117に進み、前述したHCCI燃焼モードフラグF_HCCIが「1」であるか否かを判別する。この判別結果がYESで、エンジン3をHCCI燃焼モードで運転すべきであるときには、ステップ118に進み、HCCI燃焼モード用の燃料制御処理を実行する。
この制御処理では、図示しないが、エンジン3をHCCI燃焼モードで適切に運転できるように、2つの燃料噴射弁11,12における燃料噴射量及び噴射時期が制御される。ステップ118で、以上のようにHCCI燃焼モード用の燃料制御処理を実行した後、ステップ119に進み、HCCI燃焼モード用の点火時期制御処理を実行する。
この制御処理では、図示しないが、エンジン3をHCCI燃焼モードで適切に運転できるように、点火プラグ13による混合気の点火時期が制御される。ステップ119で、以上のようにHCCI燃焼モード用の点火時期制御処理を実行した後、本処理を終了する。
一方、ステップ117の判別結果がNOで、エンジン3をSI燃焼モードで運転すべきであるときには、前述したように、ステップ120,121を実行した後、本処理を終了する。
次に、図14を参照しながら、本実施形態の制御装置1による各種の制御処理を、以上のように実行したときの制御結果について説明する。同図は、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに切り換えたときの制御結果の一例(以下「本制御例」という)を示している。同図において、値Mallは、気筒3a内の総ガス量を、値Mex_actは実際の内部EGR量を、値Megr_actは、実際の外部EGR量をそれぞれ示しており、図中の破線で示す曲線は、気筒3a内の総EGR量を示している。
同図に示すように、HCCI燃焼モードの実行中、時刻t1で、エンジン3の運転領域がHCCI領域からSI領域に変化すると、前述したステップ16で、HCCI燃焼モードフラグF_HCCIが「0」に設定され、さらに、前述したステップ17の判別結果がNOとなることで、SIモード切換フラグF_CHANG_Sが「1」に設定される。それにより、図8のSIモード切換制御処理において、ステップ38,39のTH制御処理及び外部EGR制御処理が開始されることで、時間の経過に伴って、スロットル弁開度THが減少するとともに、EGRリフトLACTが増大する。
そして、時刻t1から遅延時間delay_Tに相当する時間が経過したタイミング(時刻t2)で、外部EGRガスが気筒3a内に到達し、実際の外部EGR量Megr_actが増大し始める。これと同時に、遅延終了フラグF_TIMEUPが「1」に設定されることで、ステップ37の位相&リフト制御処理が開始される。それにより、排気カム位相CAEXが遅角側に制御されることによって、ネガティブオーバーラップ期間が減少し、実際の内部EGR量Mex_actが減少する。これに加えて、時刻t2以降、ステップ112,113のSIモード切換用の燃料制御処理及び点火時期制御処理が実行されることで、空燃比A/Fがよりリッチ側の値に変化する。
そして、時刻t3で、前述したステップ83,85,87のいずれかの判別結果がYESとなることで、排気リフト切換機構52の動作モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられ、前述した排気側高リフトモードフラグF_EXLIFT_Hが「1」に設定される。それにより、時刻t3以降、ステップ90の吸気側制御処理が実行されることで、吸気カム位相CAINが進角側に制御され、総ガス量MallがSI燃焼モードに適した値に変化する。これに加えて、時刻t3以降、ステップ120,121のSI燃焼モード用の燃料制御処理及び点火時期制御処理が実行されることで、空燃比A/FがSI燃焼モードに適した値に制御される。
そして、時刻t4で、前述したステップ103の判別結果がYESとなることで、吸気リフト切換機構42の動作モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられると同時に、SIモード切換フラグF_CHANG_S及び遅延終了フラグF_TIMEUPが「0」にリセットされる。そして、時刻t4以降、エンジン3がSI燃焼モードで運転される。
以上のように、本実施形態の制御装置1によれば、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに切り換えるSIモード切換条件が成立したときに、SIモード切換制御処理が実行される。このSIモード切換制御処理では、SIモード切換条件の成立タイミングで、スロットル弁機構14を制御するTH制御処理と、EGR機構15を制御する外部EGR制御処理とが同時に開始される。さらに、SIモード切換条件が成立したタイミングから、遅延時間delay_Tに相当する時間が経過したタイミングで、前述した4つの可変機構41,42,51,52を制御する位相&リフト制御処理が実行される。これは以下の理由による。
一般に、スロットル弁機構14を制御した場合、新気は吸気通路6を介して気筒3a内に到達する関係上、気筒3a内の新気量が変化するタイミングは、4つの可変機構41,42,51,52を制御したときの内部EGR量及び吸入ガス量の変化タイミングよりも遅くなる。すなわち、スロットル弁機構14の制御は、4つの可変機構41,42,51,52の制御に対して、応答遅れ特性を備えている。これに加えて、EGR機構15を制御した場合にも、外部EGRガスが、EGR通路15a及び吸気通路6を介して気筒3a内に到達する関係上、気筒3a内の外部EGR量が変化するタイミングは、4つの可変機構41,42,51,52を制御したときの内部EGR量の変化タイミングよりも遅くなる。すなわち、EGR機構15の制御も、スロットル弁機構14の制御と同様に、4つの可変機構41,42,51,52の制御に対して、応答遅れ特性を備えている。
そのため、スロットル弁機構14及びEGR機構15の制御開始タイミングと、4つの可変機構41,42,51,52の制御開始タイミングとを同時に設定した場合には、スロットル弁機構14及びEGR機構15の応答遅れに起因して、新気及び外部EGRガスが気筒3a内に到達していない状態で、内部EGR量の制御が開始されてしまうことで、気筒3a内のEGR量及びEGR率を精度よく制御することができず、その制御精度が低下してしまう。その結果、トルク変動やトルク段差を生じるおそれがある。
これに対して、前述したように、本実施形態の制御装置1によれば、SIモード切換条件の成立タイミングで、TH制御処理及び外部EGR制御処理を同時に開始するとともに、そのタイミングから遅延時間delay_Tに相当する時間が経過したタイミングで、位相&リフト制御処理が実行されるので、スロットル弁機構14及びEGR機構15の応答遅れを補償しながら、新気及び外部EGRガスが気筒3a内に到達するタイミングと、内部EGR量の制御開始タイミングとを一致させることができる。それにより、外部EGR量の制御処理と内部EGR量の制御処理を互いに協調させながら、気筒3a内の総EGR量を制御することができ、EGR制御の精度を向上させることができる。それにより、SIモード切換制御を実行する際、トルク変動やトルク段差の発生を抑制することができ、運転性及び商品性を向上させることができる。
また、位相&リフト制御処理では、まず、排気カム位相CAEXが目標排気カム位相CAEX_trgになるように、可変排気カム位相機構51が制御され、その制御中、圧縮初期温度T1が所定の判定値T1refよりも低くなったとき、EGR率rEGRallが所定値rREFよりも大きいとき、又は、排気カム位相偏差DCAEXが所定値Drefよりも小さくなったときに、気筒3a内のガス状態がSI燃焼モードを実行すべき状態になったと判定され、排気リフト切換機構52の動作モードが、低リフトモードから高リフトモードに切り換えられる。
この場合、圧縮初期温度T1及びEGR率rEGRallはいずれも、気筒3a内のガス状態が圧縮着火燃焼に適した状態にあるか否かという点に対して、極めて高い相関性を有している。さらに、目標内部EGR率rEGRex_trgが前述した式(9)によって算出され、この目標内部EGR率rEGRex_trgに応じて、目標排気カム位相CAEX_trgが算出される関係上、この目標排気カム位相CAEX_trgは、HCCI燃焼モードからSI燃焼モードに移行するのに適した値として算出される。そのため、排気カム位相偏差DCAEXが所定値Drefよりも小さいときには、内部EGR量が減少し、圧縮着火燃焼に適していない状態、すなわちSI燃焼モードを実行すべき状態になっていることになる。したがって、上記の判定手法により、SI燃焼モードを実行すべき状態になっているか否かを精度よく判定することができる。
また、排気リフト切換機構52の動作モードを、低リフトモードから高リフトモードに切り換えた場合、ネガティブオーバーラップ期間を迅速に短縮でき、内部EGR量を迅速に低減することができるので、気筒3a内のガス状態がSI燃焼モードを実行すべき状態になったタイミングで、内部EGR量をSI燃焼モードに適した値に迅速に変更することができる。
さらに、位相&リフト制御処理では、排気リフト切換機構52の動作モードが、低リフトモードから高リフトモードに切り換えられた以降、目標吸気カム位相CAIN_trgがSI燃焼モードに適した値として算出され、吸気カム位相CAINが目標吸気カム位相CAIN_trgになるように、可変排気カム位相機構51が制御される。このように吸気カム位相CAINを制御することにより、気筒3a内に吸入される総ガス量を、SI燃焼モードに適した値に迅速に変更することができる。
これに加えて、位相&リフト制御処理では、吸気カム位相偏差DCAINが所定値Dref2よりも小さくなり、吸気カム位相CAINが目標吸気カム位相CAIN_trg付近に収束したときに、吸気リフト切換機構42の動作モードが低リフトモードから高リフトモードに切り換えられる。それにより、気筒3a内に吸入される総ガス量が火花点火燃焼に適した値に変更されたタイミングにおいて、吸気リフトを、SI燃焼モードに適した充填効率が得られるように迅速に変更することができる。以上のように、位相&リフト制御処理においては、4つの可変機構41,42,51,52を制御することによって、トルク変動やトルク段差の発生を抑制しながら、燃焼モードをHCCI燃焼モードからSI燃焼モードに移行することができる。それにより、トルク変動やトルク段差の発生をさらに精度よく抑制することができ、運転性及び商品性をさらに向上させることができる。
なお、実施形態は、筒内ガス温度パラメータとして、圧縮初期温度T1を用いた例であるが、本発明の筒内ガス温度パラメータはこれに限らず、気筒内のガス温度を表すものであればよい。例えば、筒内ガス温度パラメータとして、圧縮端温度を用いてもよい。その場合には、圧縮端温度を、各種のエンジンパラメータに基づいて、圧縮初期温度T1と同様の手法により算出し、前述したステップ83で、圧縮端温度が所定値を上回っているか否かを判別するとともに、圧縮端温度が所定値を上回っているときに、ステップ88に進むように構成すればよい。
また、実施形態では、前述したステップ85において、EGR率rEGRallが所定値rREFを上回っているか否かを判別したが、これに代えて、LAFセンサ29の検出信号に基づいて算出した空燃比A/Fが所定値を下回っているか否か、又はLAFセンサ29の検出信号に基づいて算出した当量比KACT(又は燃空比λ)が所定値を上回っているか否かを判別するように構成してもよい。このように構成した場合でも、実施形態と同様の作用効果を得ることができる。このように構成した場合、LAFセンサ29及びECU2が空燃比パラメータ取得手段に相当し、空燃比AF、当量比KACT及び燃空比λが空燃比パラメータに相当する。
さらに、実施形態は、内部EGR温Texを排気温センサ28の検出信号に基づいて算出した例であるが、内部EGR温Texの算出手法はこれに限らず、その他の手法を用いてもよい。例えば、エンジン回転数NE、要求トルクTRQ及び点火時期IGなどの各種のパラメータを変数とするモデル式を用いて、内部EGR温Texを算出したり、筒内圧センサを用いて、筒内圧を検出し、この筒内圧を気体の状態方程式に適用することにより、内部EGR温Texを算出したりしてもよい。
一方、実施形態は、排気カム位相と目標排気カム位相との差分として、排気カム位相偏差DCAEXを用いた例であるが、排気カム位相と目標排気カム位相との差分として、例えば、排気カム位相CAEX及び目標排気カム位相CAEX_trgの一方と他方の偏差(すなわち、CAEX−CAEX_trg又はCAEX_trg−CAEX)を用いてもよい。その場合には、所定範囲として、−Dref<偏差<Drefを用いればよい。
また、実施形態は、吸気カム位相と目標吸気カム位相との差分として、吸気カム位相偏差DCAINを用いた例であるが、吸気カム位相と目標吸気カム位相との差分として、例えば、吸気カム位相CAIN及び目標吸気カム位相CAIN_trgの一方と他方の偏差(すなわち、CAIN−CAIN_trg又はCAIN_trg−CAIN)を用いてもよい。その場合には、所定範囲として、−Dref2<偏差<Dref2を用いればよい。
さらに、実施形態は、内部EGR装置として、可変排気カム位相機構51を用いた例であるが、本発明の内部EGR装置はこれに限らず、内部EGR量を変更できるものであればよい。例えば、内部EGR装置として、排気弁5及び/又は吸気弁4の最大揚程及び開弁期間を同時に無段階に変更できる可変バルブタイミング機構を用いてもよい。さらに、内部EGR装置として、可変吸気カム位相機構41を用いてもよい。
一方、実施形態は、本発明の制御装置1を車両用の内燃機関3に適用した例であるが、本発明の制御装置は、これに限らず、船舶用の内燃機関や、他の産業機器用の内燃機関にも適用可能であることは言うまでもない。
また、実施形態は、可変吸気カム位相機構41及び可変排気カム位相機構51として、油圧駆動式のものを用いた例であるが、可変吸気カム位相機構41及び可変排気カム位相機構51として、電気モータを駆動源とする電動式のものを用いてもよい。