JP6332335B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6332335B2
JP6332335B2 JP2016115451A JP2016115451A JP6332335B2 JP 6332335 B2 JP6332335 B2 JP 6332335B2 JP 2016115451 A JP2016115451 A JP 2016115451A JP 2016115451 A JP2016115451 A JP 2016115451A JP 6332335 B2 JP6332335 B2 JP 6332335B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
combustion
fuel
limit
cylinder
rate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2016115451A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017219005A (ja
Inventor
真一郎 能川
真一郎 能川
紘晶 溝口
紘晶 溝口
入澤　泰之
泰之 入澤
慎太郎 堀田
慎太郎 堀田
雅典 林
雅典 林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2016115451A priority Critical patent/JP6332335B2/ja
Priority to AU2017202563A priority patent/AU2017202563B2/en
Priority to KR1020170069458A priority patent/KR101913945B1/ko
Priority to CA2969927A priority patent/CA2969927C/en
Priority to EP17174645.6A priority patent/EP3255267B1/en
Priority to US15/615,959 priority patent/US10221793B2/en
Priority to CN201710426043.XA priority patent/CN107489551B/zh
Publication of JP2017219005A publication Critical patent/JP2017219005A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6332335B2 publication Critical patent/JP6332335B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1473—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation method
    • F02D41/1475—Regulating the air fuel ratio at a value other than stoichiometry
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D19/00—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D19/06—Controlling engines characterised by their use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures peculiar to engines working with pluralities of fuels, e.g. alternatively with light and heavy fuel oil, other than engines indifferent to the fuel consumed
    • F02D19/0626—Measuring or estimating parameters related to the fuel supply system
    • F02D19/0634—Determining a density, viscosity, composition or concentration
    • F02D19/0636—Determining a density, viscosity, composition or concentration by estimation, i.e. without using direct measurements of a corresponding sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/0007—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for using electrical feedback
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/023—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the cylinder pressure
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D35/00—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for
    • F02D35/02—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions
    • F02D35/028—Controlling engines, dependent on conditions exterior or interior to engines, not otherwise provided for on interior conditions by determining the combustion timing or phasing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
    • F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065—Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072—Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0077—Control of the EGR valve or actuator, e.g. duty cycle, closed loop control of position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/141—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a feed-forward control element
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/06—Fuel or fuel supply system parameters
    • F02D2200/0611—Fuel type, fuel composition or fuel quality
    • F02D2200/0612—Fuel type, fuel composition or fuel quality determined by estimation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/30—Use of alternative fuels, e.g. biofuels
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Description

本発明は筒内圧センサを有する内燃機関の制御装置に関する。
従来から、希薄燃焼運転を実行する内燃機関が知られている。この種の内燃機関の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された内燃機関では、ガソリンを水蒸気改質することにより得られる燃料が非常に希薄な状況でも燃焼を実行することができる。さらに、特許文献１には、水蒸気改質の条件に応じて、水蒸気改質により得られる水素、一酸化炭素の組成比が非常に大きくなったり、水蒸気改質により得られるメタンの組成比が非常に大きくなったりする旨が記載されている。つまり、特許文献１には、水蒸気改質の条件に応じて、水蒸気改質により得られる燃料の性状が異なる旨が記載されている。
また、特許文献１に記載された内燃機関では、気筒に供給される燃料の組成が、改質触媒温度などに基づいて予測される。そのため、特許文献１に記載された内燃機関では、水蒸気改質により得られる燃料の性状が変化しても、変化後の燃料の組成を予測することにより、希薄燃焼運転を実行することができる。
特開２００７−２９７９５１号公報
ところで、特許文献１に記載された内燃機関では、気筒に供給される燃料の組成を予測するために、気筒に供給される燃料の主成分のうちの１つの成分のガス濃度をガス濃度センサによって検出すると共に、マップに基づいて残りの成分のガス濃度を算出しなければならない。
つまり、特許文献１に記載された内燃機関では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合、変化後の燃料の性状を把握しなければ、安定した燃焼を実現することができない。
前記問題点に鑑み、本発明は、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状（より詳細には、燃料の組成）を把握する必要なく、安定した燃焼を実現することができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
本発明によれば、気筒と、
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁とを具備し、
希薄燃焼運転を実行する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率を算出する燃焼限界空気過剰率算出部と、
前記燃焼限界空気過剰率に基づいて燃料噴射量フィードフォワード制御を実行する燃料噴射量制御部とを具備し、
前記燃焼限界空気過剰率算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど前記燃焼限界空気過剰率が大きくなる第１の関係に基づいて、前記燃焼限界空気過剰率を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
本発明者等の鋭意研究において、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下で、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化すると、気筒内における燃料の燃焼速度が変化することが、見い出された。詳細には、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下で、性状が異なる燃料ごとに、気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの異なる値が得られた。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、性状が異なる燃料ごとに、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値とすべき燃焼限界空気過剰率の値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、燃焼限界空気過剰率の値が大きくなることが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなったときには、燃焼限界空気過剰率を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、燃焼限界空気過剰率を大きい値に設定しなければエミッションが悪化することが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、気筒内における燃料の燃焼速度が小さくなったときには、燃焼限界空気過剰率を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化してトルク変動が生じることが、見い出された。
この点に鑑み、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界空気過剰率が大きくなる第１の関係に基づいて、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなったときに希薄燃焼運転中のエミッションが悪化したり、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が小さくなったときに希薄燃焼運転中にトルク変動が生じたりするおそれを抑制することができる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化を把握することによって、変化後の燃料を安定して燃焼させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記制御装置は、燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部を具備してもよい。前記燃料噴射量制御部は、前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいて燃料噴射量フィードバック制御を実行してもよい。また、理論空燃比よりもリーンな空気過剰率の値が前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されている前記燃料噴射量フィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに、燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比よりもリーンな空気過剰率の値に設定される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比に設定される場合よりも、燃料の性状の違いを明確に反映させた燃焼速度パラメータを算出することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比に設定される場合よりも、例えば、第１の燃料に関する燃焼速度パラメータの値と、第１の燃料とは異なる性状を有する第２の燃料に関する燃焼速度パラメータの値との差を大きくすることができ、それにより、性状が互いに異なる第１の燃料と第２の燃料とを識別するための分解能を向上させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値が、前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されることもできる。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が燃焼限界空気過剰率に設定される場合よりも、燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃焼速度が小さい燃料の燃焼速度パラメータを算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界空気過剰率算出部が、前記第１の関係に基づいて前記燃焼限界空気過剰率を算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、その燃焼速度パラメータと第１の関係とに基づいて燃焼限界空気過剰率が算出される。その結果、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界空気過剰率が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界空気過剰率が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界空気過剰率算出部が、前記第１の関係に基づいて前記燃焼限界空気過剰率を算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、その燃焼速度パラメータと第１の関係とに基づいて燃焼限界空気過剰率が算出される。その結果、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界空気過剰率が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界空気過剰率が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
さらに、本発明によれば、気筒と、
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁とを具備し、
希薄燃焼運転を実行する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部と、
前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいて燃料噴射量フィードバック制御を実行する燃料噴射量制御部とを具備し、
前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、前記燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなる第２の関係に基づいて、前記燃焼限界燃焼速度パラメータの値を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
上述したように、本発明者等の鋭意研究において、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下で、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化すると、気筒内における燃料の燃焼速度が変化することが、見い出された。詳細には、上述したように、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下で、性状が異なる燃料ごとに、気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの異なる値が得られた。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、性状が異なる燃料ごとに、燃料噴射量フィードバック制御目標値とすべき燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒内の燃料の燃焼速度が大きくなるほど、燃焼限界時（詳細には、燃焼限界まで空気過剰率を大きくした時）における気筒内の燃料の燃焼速度も大きくなることが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒内の燃料の燃焼速度が大きくなったときには、燃料噴射量フィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、燃料噴射量フィードバック制御目標値に相当する燃焼限界に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を大きい値に設定しなければエミッションが悪化することが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒内の燃料の燃焼速度が小さくなったときには、燃料噴射量フィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化してトルク変動が生じることが、見い出された。
この点に鑑み、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、気筒内における燃焼速度が大きい燃料ほど燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなる第２の関係に基づいて、燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなったときに希薄燃焼運転中のエミッションが悪化したり、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が小さくなったときに希薄燃焼運転中にトルク変動が生じたりするおそれを抑制することができる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化を把握することによって、変化後の燃料を安定して燃焼させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、理論空燃比よりもリーンな空気過剰率の値が前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されている前記燃料噴射量フィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに、燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比よりもリーンな空気過剰率の値に設定される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比に設定される場合よりも、燃料の性状の違いを明確に反映させた燃焼速度パラメータを算出することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比に設定される場合よりも、例えば、第１の燃料に関する燃焼速度パラメータの値と、第１の燃料とは異なる性状を有する第２の燃料に関する燃焼速度パラメータの値との差を大きくすることができ、それにより、性状が互いに異なる第１の燃料と第２の燃料とを識別するための分解能を向上させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値が、前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されることもできる。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が燃焼限界空気過剰率に設定される場合よりも、燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃焼速度が小さい燃料の燃焼速度パラメータを算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第２の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、その燃焼速度パラメータと第２の関係とに基づいて燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第２の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、その燃焼速度パラメータと第２の関係とに基づいて燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
また、本発明によれば、気筒と、
前記気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁とを具備し、
ＥＧＲ運転を実行する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値であってゼロより大きい値である燃焼限界ＥＧＲ率を算出する燃焼限界ＥＧＲ率算出部と、
前記燃焼限界ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲバルブフィードフォワード制御を実行するＥＧＲバルブ制御部とを具備し、
前記燃焼限界ＥＧＲ率算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど前記燃焼限界ＥＧＲ率が大きくなる第３の関係に基づいて、前記燃焼限界ＥＧＲ率を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
本発明者等の鋭意研究において、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下で、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化すると、気筒内における燃料の燃焼速度が変化することが、見い出された。詳細には、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下で、性状が異なる燃料ごとに、気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの異なる値が得られた。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、性状が異なる燃料ごとに、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値とすべき燃焼限界ＥＧＲ率の値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、燃焼限界ＥＧＲ率の値が大きくなることが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなったときには、燃焼限界ＥＧＲ率を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、燃焼限界ＥＧＲ率を大きい値に設定しなければエミッションが悪化することが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、気筒内における燃料の燃焼速度が小さくなったときには、燃焼限界ＥＧＲ率を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化することが、見い出された。
この点に鑑み、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界ＥＧＲ率が大きくなる第３の関係に基づいて、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値であってゼロより大きい値である燃焼限界ＥＧＲ率が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなったときにＥＧＲ運転中のエミッションが悪化したり、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が小さくなったときにＥＧＲ運転中の燃焼が悪化したりするおそれを抑制することができる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化を把握することによって、変化後の燃料を安定して燃焼させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記制御装置は、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータであって、ゼロより大きいＥＧＲバルブ開度に対応する燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部を具備してもよい。前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいてＥＧＲバルブフィードバック制御を実行してもよい。また、ゼロよりも大きいＥＧＲ率の値が前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されている前記ＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がゼロよりも大きいＥＧＲ率の値に設定される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がＥＧＲ率ゼロに設定される場合よりも、燃料の性状の違いを明確に反映させた燃焼速度パラメータを算出することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がＥＧＲ率ゼロに設定される場合よりも、例えば、第１の燃料に関する燃焼速度パラメータの値と、第１の燃料とは異なる性状を有する第２の燃料に関する燃焼速度パラメータの値との差を大きくすることができ、それにより、性状が互いに異なる第１の燃料と第２の燃料とを識別するための分解能を向上させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値が、前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されることもできる。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値が燃焼限界ＥＧＲ率に設定される場合よりも、燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃焼速度が小さい燃料の燃焼速度パラメータを算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界ＥＧＲ率算出部が、前記第３の関係に基づいて前記燃焼限界ＥＧＲ率を算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、その燃焼速度パラメータと第３の関係とに基づいて燃焼限界ＥＧＲ率が算出される。その結果、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界ＥＧＲ率が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界ＥＧＲ率が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界ＥＧＲ率算出部が、前記第３の関係に基づいて前記燃焼限界ＥＧＲ率を算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、その燃焼速度パラメータと第３の関係とに基づいて燃焼限界ＥＧＲ率が算出される。その結果、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界ＥＧＲ率が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界ＥＧＲ率が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
さらに、本発明によれば、気筒と、
前記気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、
前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
燃料噴射弁とを具備し、
ＥＧＲ運転を実行する内燃機関の制御装置において、
前記制御装置は、
前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータであって、ゼロより大きいＥＧＲバルブ開度に対応する燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部と、
前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいてＥＧＲバルブフィードバック制御を実行するＥＧＲバルブ制御部とを具備し、
前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、前記燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなる第４の関係に基づいて、前記燃焼限界燃焼速度パラメータの値を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置が提供される。
上述したように、本発明者等の鋭意研究において、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下で、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化すると、気筒内における燃料の燃焼速度が変化することが、見い出された。詳細には、上述したように、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下で、性状が異なる燃料ごとに、気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの異なる値が得られた。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、性状が異なる燃料ごとに、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値とすべき燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒内の燃料の燃焼速度が大きくなるほど、燃焼限界時（詳細には、燃焼限界までＥＧＲ率を大きくした時）における気筒内の燃料の燃焼速度も大きくなることが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒内の燃料の燃焼速度が大きくなったときには、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値に相当する燃焼限界に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を大きい値に設定しなければエミッションが悪化することが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒内の燃料の燃焼速度が小さくなったときには、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を小さくしなければ燃焼が悪化することが、見い出された。
この点に鑑み、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、気筒内における燃焼速度が大きい燃料ほど燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなる第４の関係に基づいて、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータ（詳細には、ゼロより大きいＥＧＲバルブ開度に対応する燃焼限界燃焼速度パラメータ）の値が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなったときにＥＧＲ運転中のエミッションが悪化したり、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒内における燃料の燃焼速度が小さくなったときにＥＧＲ運転中の燃焼が悪化したりするおそれを抑制することができる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化を把握することによって、変化後の燃料を安定して燃焼させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、ゼロよりも大きいＥＧＲ率の値が前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されている前記ＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がゼロよりも大きいＥＧＲ率の値に設定される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がＥＧＲ率ゼロに設定される場合よりも、燃料の性状の違いを明確に反映させた燃焼速度パラメータを算出することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がＥＧＲ率ゼロに設定される場合よりも、例えば、第１の燃料に関する燃焼速度パラメータの値と、第１の燃料とは異なる性状を有する第２の燃料に関する燃焼速度パラメータの値との差を大きくすることができ、それにより、性状が互いに異なる第１の燃料と第２の燃料とを識別するための分解能を向上させることができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値が、前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されることもできる。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、筒内圧に基づいて気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値が燃焼限界ＥＧＲ率に設定される場合よりも、燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
すなわち、本発明の内燃機関の制御装置では、燃焼速度が小さい燃料の燃焼速度パラメータを算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第４の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、その燃焼速度パラメータと第４の関係とに基づいて燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、給油の実施によって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
本発明の内燃機関の制御装置では、前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第４の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することもできる。
つまり、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、燃焼速度パラメータが算出される。さらに、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、その燃焼速度パラメータと第４の関係とに基づいて燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、本発明の内燃機関の制御装置では、内燃機関の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
本発明によれば、燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、安定した燃焼を実現することができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。 図１中のＥＣＵ４０の機能的なブロック図である。 性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９と、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとの関係などを示した図である。 希薄燃焼運転を実行するために第１の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行される燃料噴射量制御を説明するためのフローチャートである。 性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９と、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとの関係などを示した図である。 ＥＧＲ運転を実行するために第１の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行されるＥＧＲバルブ制御を説明するためのフローチャートである。 本発明者等の鋭意研究において確認された現象を説明するための図である。 燃料の燃焼速度を取得するときに固定される空気過剰率の値の効果について説明するための図である。 希薄燃焼運転を実行するために第２の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行される燃料噴射量制御を説明するためのフローチャートである。 燃料の燃焼速度を取得するときに固定されるＥＧＲ率の値の効果について説明するための図である。 ＥＧＲ運転を実行するために第３の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行されるＥＧＲバルブ制御を説明するためのフローチャートである。
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの概略構成図である。図２は図１中のＥＣＵ４０の機能的なブロック図である。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図１に示す例では、内燃機関１０が設けられている。内燃機関１０の気筒１４’内には、ピストン１２が配置されている。気筒１４’内におけるピストン１２の頂部側には、燃焼室１４が形成されている。燃焼室１４には、吸気通路１６および排気通路１８が連通している。
吸気通路１６の一部を構成する吸気ポートには、吸気ポートを開閉する吸気弁２０が設けられている。つまり、気筒１４’と吸気通路１６とは、吸気弁２０を介して接続されている。さらに、排気通路１８の一部を構成する排気ポートには、排気ポートを開閉する排気弁２２が設けられている。つまり、気筒１４’と排気通路１８とは、排気弁２２を介して接続されている。また、吸気通路１６には、スロットルバルブ２４が設けられている。さらに、排気通路１８には、例えば空気過剰率センサ３２と、例えば三元触媒３４ａと、例えばＮＯｘ吸蔵還元触媒３４ｂと、例えばＮＯｘ選択還元触媒３４ｃとが配置されている。また、吸気通路１６と排気通路１８とを接続するＥＧＲ通路３６が設けられている。ＥＧＲ通路３６には、ＥＧＲバルブ３８が配置されている。
図１には、一つの気筒１４’のみが示されているが、図１に示す例では、気筒１４’以外にも、他の気筒（図示せず）が設けられている。
図１に示す例では、複数の気筒を有する内燃機関１０に対して第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、一つの気筒のみを有する内燃機関に対して第１の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、空気過剰率センサ３２によって空気過剰率が検出されるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、空気過剰率センサ３２を省略し、例えば特許第３７６７０６３号公報の段落００１４に記載されているように、例えば、後述するエアフローメータ４４によって検出される吸入空気量と、燃料噴射量とを用いて空気過剰率を算出することもできる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたエンジンシステムの図１に示す例では、内燃機関１０の各気筒に、燃焼室１４内（気筒１４’内）に燃料を直接噴射するための燃料噴射弁２６と、混合気に点火するための点火プラグ２８とが設けられている。さらに、各気筒には、気筒内の燃焼圧である筒内圧Ｐを検出するための筒内圧センサ３０が組み込まれている。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、複数の気筒のすべてに対して筒内圧センサ３０が配置されているが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、筒内圧センサ３０が配置されている気筒と、筒内圧センサ３０が配置されていない気筒とを設け、筒内圧センサ３０が配置されている気筒において筒内圧センサ３０によって検出された筒内圧Ｐから、筒内圧センサ３０が配置されていない気筒の筒内圧Ｐを推定することもできる。
図１に示す例では、燃料噴射弁２６から気筒１４’内に燃料が直接噴射される内燃機関１０に対して第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、燃料噴射弁から吸気ポート内に燃料が噴射される内燃機関に対して第１の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
また、図１に示す例では、点火プラグ２８が設けられている内燃機関１０に対して第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されているが、他の例では、点火プラグ２８が設けられていない内燃機関１０に対して第１の実施形態の内燃機関の制御装置を適用することもできる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、エンジンシステムにターボチャージャ（図示せず）が設けられていないが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、ターボチャージャをエンジンシステムに設けることもできる。ターボチャージャがエンジンシステムに設けられている例では、ターボチャージャのコンプレッサ（図示せず）が、吸気通路１６のうちのスロットルバルブ２４よりも上流側の部分に配置され、ターボチャージャのタービン（図示せず）が、排気通路１８に配置される。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用され、ターボチャージャがエンジンシステムに設けられている１つの例では、吸気通路１６のうちのコンプレッサよりも上流側の部分と、排気通路１８のうちのタービンよりも下流側の部分とをＥＧＲ通路３６によって接続することにより、低圧ＥＧＲ装置が構成される。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用され、ターボチャージャがエンジンシステムに設けられている他の例では、吸気通路１６のうちの例えばスロットルバルブ２４よりも下流側の部分と、排気通路１８のうちのタービンよりも上流側の部分とをＥＧＲ通路３６によって接続することにより、高圧ＥＧＲ装置が構成される。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置は、低圧ＥＧＲ装置を有するエンジンシステム、高圧ＥＧＲ装置を有するエンジンシステム、および、低圧ＥＧＲ装置ならびに高圧ＥＧＲ装置を有するエンジンシステムのいずれに対しても適用することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示すエンジンシステムは、制御装置として機能するＥＣＵ（電子制御ユニット）４０を備えている。ＥＣＵ４０の入力部には、上述した筒内圧センサ３０に加え、エンジン回転速度を取得するためのクランク角センサ４２、および、吸入空気量を計測するためのエアフローメータ４４等の内燃機関１０の運転状態を取得するための各種センサが接続されている。また、ＥＣＵ４０の出力部には、上述したスロットルバルブ２４、燃料噴射弁２６、点火プラグ２８、ＥＧＲバルブ３８等の内燃機関１０の運転を制御するための各種アクチュエータが接続されている。ＥＣＵ４０は、それらのセンサ出力と予め設定されたプログラムとに基づいて上記各種のアクチュエータを駆動することにより、燃料噴射量制御、ＥＧＲバルブ制御等のエンジン制御を行う。また、ＥＣＵ４０は、筒内圧センサ３０の出力信号を、クランク角と同期させてＡＤ変換して取得する機能を有している。これにより、ＡＤ変換の分解能が許す範囲で、任意のクランク角タイミングにおける筒内圧Ｐを検出することができる。
筒内圧センサ３０とクランク角センサ４２とを備える図１に示すエンジンシステムでは、内燃機関１０の各サイクルにおいて、クランク角ベースで筒内圧データ（筒内圧波形）を取得することができる。そして、公知の手法で絶対圧補正を行った後の筒内圧波形を用いて、燃焼質量割合ＭＦＢを算出することができる。
具体的には、筒内圧データを用いて、任意のクランク角θでの気筒１４’内の発熱量Ｑを例えば次の式１にしたがって算出することができる。そして、算出された気筒１４’内の発熱量Ｑのデータを用いて、任意のクランク角θにおける燃焼質量割合ＭＦＢ［％］を例えば次の式２にしたがって算出することができる。したがって、この式２を利用して、燃焼質量割合ＭＦＢが予め設定された割合β［％］となる時のクランク角（ＣＡβ）を取得することができる。
Figure 0006332335
Figure 0006332335
 上記式１において、Ｐは筒内圧、Ｖは筒内容積、κは筒内ガスの比熱比である。また、Ｐ０およびＶ０は、計算開始点θ０（想定される燃焼開始点に対して余裕をもって定められた圧縮行程中（ただし、吸気弁２０の閉弁後）の予め設定されたクランク角θ）での筒内圧および筒内容積である。また、上記式２において、θstaは燃焼開始点（ＣＡ０）であり、θfinは燃焼終了点（ＣＡ１００）である。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、ＥＣＵ４０において、筒内圧センサ３０により検出される筒内圧Ｐと、筒内容積Ｖと、例えば式１とに基づいて発熱量Ｑが算出される。また、ＥＣＵ４０は、発熱量Ｑと、例えば式２とに基づいて燃焼質量割合ＭＦＢを算出することができる。さらに、ＥＣＵ４０は、例えば次の式３に基づいて、単位クランク角当たりの発熱量Ｑである発熱率（ｄＱ／ｄθ）を算出することができる。
Figure 0006332335
次に、代表的なクランク角について説明する。気筒１４’内の燃焼は、点火時期にて混合気に点火を行った後に着火遅れを伴って開始する。この燃焼開始点、すなわち、燃焼質量割合ＭＦＢが立ち上がりを示す点がクランク角（ＣＡ０）に相当する。クランク角（ＣＡ０）から燃焼質量割合ＭＦＢが１０％となる時のクランク角（ＣＡ１０）までのクランク角期間（ＣＡ０−ＣＡ１０）が初期燃焼期間に相当し、クランク角（ＣＡ１０）から燃焼質量割合ＭＦＢが９０％となる時のクランク角（ＣＡ９０）までのクランク角期間（ＣＡ１０−ＣＡ９０）が主燃焼期間に相当する。また、燃焼質量割合ＭＦＢが５０％となる時のクランク角（ＣＡ５０）が燃焼重心位置に相当する。
内燃機関の低燃費技術としては、目標空気過剰率が理論空燃比（空気過剰率の値が１）よりもリーンな空気過剰率（空気過剰率の値が１よりも大きい）に設定される希薄燃焼運転（リーンバーン運転）が有効である。空燃比がリーンになるほど（つまり、空気過剰率が大きくなるほど）、燃費が良くなり、ＮＯｘ排出量が減少する。ただし、空燃比をリーンにし過ぎると（つまり、空気過剰率を大きくし過ぎると）、燃焼が悪化することで、燃費が悪化する。その一方で、トルク変動は、空燃比がリーンになるにつれて（つまり、空気過剰率が大きくなるにつれて）徐々に大きくなり、空燃比がある値を超えてリーンになると（つまり、空気過剰率がその値に相当する値を超えると）急激に大きくなる。
低燃費および低ＮＯｘ排出を実現するためには、内燃機関１０の状態を監視し、ドライバビリティが悪化しない範囲内で、できるだけリーンとなるように空燃比を制御する（つまり、できるだけ大きい値になるように空気過剰率を制御する）ことが好ましいといえる。
上述した点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、希薄燃焼運転が実行される。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、希薄燃焼運転を実行するために、筒内圧センサ３０によって筒内圧Ｐが検出され、ＥＣＵ４０により筒内圧Ｐと、例えば式１とに基づいて発熱量Ｑが算出される。また、ＥＣＵ４０によって、発熱量Ｑと、例えば式２とに基づいて燃焼質量割合ＭＦＢが算出される。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１および図２に示す例では、希薄燃焼運転を実行するために、点火時期に相当するクランク角（ＳＡ）から、燃焼質量割合ＭＦＢが例えば１０％になるときのクランク角（ＣＡ１０）になるまでの期間であるクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）が、ＥＣＵ４０（図１および図２参照）の燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出される。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１および図２に示す例では、希薄燃焼運転を実行するために、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとしてクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）が用いられる。さらに、クランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）が、筒内圧Ｐに基づき、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１および図２に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の燃焼速度が大きいとき、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の値は小さくなる。つまり、燃焼の所要時間が短くなる。一方、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の燃焼速度が小さいとき、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の値は大きくなる。つまり、燃焼の所要時間が長くなる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１および図２に示す例では、希薄燃焼運転を実行するために、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとして、クランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）が、燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）により筒内圧Ｐに基づいて算出されて用いられるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、希薄燃焼運転を実行するために、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとしてクランク角期間（ＳＡ−ＣＡα）（αは１０を除く、０から１００までの任意の値）を用いることもできる。
あるいは、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたさらに他の例では、代わりに、希薄燃焼運転を実行するために、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとして、上述した発熱率（ｄＱ／ｄθ）の例えば最大値を、燃焼速度パラメータ算出部４０ａにより筒内圧Ｐに基づいて算出して用いることもできる。この例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の燃焼速度が大きいとき、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃焼速度パラメータとしての発熱率（ｄＱ／ｄθ）の最大値は大きくなる。一方、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の燃焼速度が小さいとき、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃焼速度パラメータとしての発熱率（ｄＱ／ｄθ）の最大値は小さくなる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の噴射量を制御する燃料噴射量制御部４０ｄがＥＣＵ４０に設けられている。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、例えば内燃機関１０（図１参照）の過渡運転時に、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量フィードフォワード制御が実行される。例えば内燃機関１０の過渡運転時には、燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂによって算出される燃焼限界空気過剰率が、燃料噴射量フィードフォワード制御の目標値として用いられる。燃焼限界空気過剰率は、燃焼限界に対応する空気過剰率（すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、できるだけ大きい値に設定された空気過剰率）を示す。つまり、例えば内燃機関１０の過渡運転時には、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃焼限界空気過剰率に基づく燃料噴射量フィードフォワード制御が実行される。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、例えば内燃機関１０の定常運転時に、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。例えば内燃機関１０の定常運転時には、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃによって算出される燃焼限界燃焼速度パラメータが、燃料噴射量フィードバック制御の目標値として用いられる。燃焼限界燃焼速度パラメータは、燃焼限界に対応する気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度（すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、空気過剰率ができるだけ大きい値に設定された状態における燃料の燃焼速度）を示す。つまり、例えば内燃機関１０の定常運転時には、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃焼限界燃焼速度パラメータに基づく燃料噴射量フィードバック制御が実行される。
本発明者等の鋭意研究において、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下で、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状（より詳細には、燃料の組成）が変化すると、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度が変化することが、見い出された。詳細には、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下で、性状が異なる燃料ごとに、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの異なる値が得られた。
図３は性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９と、気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとの関係などを示した図である。詳細には、図３（Ａ）は第１の実施形態の内燃機関の制御装置に適用される燃焼速度パラメータと燃焼限界空気過剰率との関係を示しており、図３（Ｂ）は第１の実施形態の内燃機関の制御装置に適用される燃焼速度パラメータと燃焼限界燃焼速度パラメータとの関係を示している。
図３に示す例では、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下において、気筒１４’内における燃料Ｆ１の燃焼速度が最も大きく（つまり、リーン燃焼耐性が最も高く）、燃料Ｆ２の燃焼速度が２番目に大きく、燃料Ｆ３の燃焼速度が３番目に大きく、燃料Ｆ４の燃焼速度が４番目に大きく、燃料Ｆ５の燃焼速度が５番目に大きく、燃料Ｆ６の燃焼速度が６番目に大きく、燃料Ｆ７の燃焼速度が７番目に大きく、燃料Ｆ８の燃焼速度が８番目に大きく、燃料Ｆ９の燃焼速度が最も小さくなる。
つまり、図３に示す例では、燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出される燃料Ｆ１の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の値が最も小さい。つまり、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下における燃料Ｆ１の燃焼の所要時間が最も短い。また、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃料Ｆ９の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の値が最も大きい。つまり、空気過剰率が予め設定された値に固定された運転条件下における燃料Ｆ９の燃焼の所要時間が最も長い。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図３に示す例では、空気過剰率の値が１．５７に固定された運転条件下において燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が取得されている（つまり、燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）が算出されている）が、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、空気過剰率の値が１．５７以外の任意の値に固定された運転条件下において燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を取得する（つまり、燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）を算出する）こともできる。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、図３（Ａ）に示すように、性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９ごとに、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値とすべき燃焼限界空気過剰率の値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、図３（Ａ）に直線Ｌ１で示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど、燃焼限界空気過剰率の値が大きくなる（すなわち、図３（Ａ）の左側に位置する燃料Ｆ１、Ｆ２の燃焼限界空気過剰率の値が、図３（Ａ）の右側に位置する燃料Ｆ８、Ｆ９の燃焼限界空気過剰率の値よりも大きくなる）ことが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、気筒１４’内における燃焼速度が大きい燃料Ｆ１、Ｆ２が燃料噴射弁２６から噴射されるときには、燃焼限界空気過剰率を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、燃焼限界空気過剰率を大きい値に設定しなければエミッションが悪化する（つまり、ＮＯｘ排出量が増加する）ことが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、気筒１４’内における燃焼速度が小さい燃料Ｆ８、Ｆ９が燃料噴射弁２６から噴射されるときには、燃焼限界空気過剰率を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化してトルク変動が生じることが、見い出された。
この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図３（Ａ）に示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ１から値ＣＳ２に変化するときに、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界空気過剰率が大きくなる図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係に基づき、例えば燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂ（図２参照）によって、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率が値λ１から値λ２に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ１から値ＣＳ２に変化するときに燃焼限界空気過剰率が値λ１に維持されることに伴って、希薄燃焼運転中にトルク変動が生じてしまうおそれを抑制することができる。
具体的には、例えば、燃料噴射弁２６から噴射される燃料が、パラフィン系の成分が少ない燃料から、パラフィン系の成分が多い燃料に変化すると、気筒１４’内における燃料の燃焼速度が減少し、燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ１から値ＣＳ２に変化する。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図３（Ａ）に示すように、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ２から値ＣＳ１に変化するときに、図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係に基づき、例えば燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂによって、燃焼限界空気過剰率が値λ２から値λ１に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ２から値ＣＳ１に変化するときに燃焼限界空気過剰率が値λ２に維持されることに伴って、希薄燃焼運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
具体的には、例えば、燃料噴射弁２６から噴射される燃料が、アルコールを含まない燃料から、アルコールを含む燃料に変化すると、気筒１４’内における燃料の燃焼速度が増加し、燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ２から値ＣＳ１に変化する。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、直線Ｌ１（図３（Ａ）参照）で示す第１の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂの記憶部４０ｂ１に格納されている。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図３（Ａ）に示す例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界空気過剰率が大きくなる第１の関係を示すものとして、例えば近似された直線Ｌ１が用いられているが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界空気過剰率が大きくなる第１の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ１（図３（Ａ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射されている燃料が、燃料Ｆ３（図３（Ａ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ４（図３（Ａ）参照）であるのかを把握する必要がない。
同様に、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ２（図３（Ａ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６から噴射されている燃料が、燃料Ｆ５（図３（Ａ）参照）であるのか、燃料Ｆ６（図３（Ａ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ７（図３（Ａ）参照）であるのかを把握する必要がない。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化（詳細には、燃焼速度パラメータ（図３（Ａ）の横軸参照）の例えば値ＣＳ１から例えば値ＣＳ２への変化）を把握することによって、変化後の燃料を燃料噴射量フィードフォワード制御において安定して燃焼させることができる。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、図３（Ｂ）に示すように、性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９ごとに、燃料噴射量フィードバック制御目標値とすべき燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の横軸参照）が大きくなるほど、燃焼限界時（詳細には、燃焼限界まで空気過剰率を大きくした時）における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の縦軸参照）も大きくなる（すなわち、図３（Ｂ）の左側に位置する燃料Ｆ１、Ｆ２の燃焼限界時の燃料の燃焼速度が、図３（Ｂ）の右側に位置する燃料Ｆ８、Ｆ９の燃焼限界時の燃料の燃焼速度よりも大きくなる）ことが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁２６から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の横軸参照）が大きくなったときには、燃料噴射量フィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の縦軸参照）を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、燃料噴射量フィードバック制御目標値に相当する燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の縦軸参照）を大きい値に設定しなければエミッションが悪化することが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁２６から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の横軸参照）が小さくなったときには、燃料噴射量フィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の縦軸参照）を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化してトルク変動が生じることが、見い出された。
この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図３（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ１から値ＣＳ２に変化するときに、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の横軸参照）が大きくなるほど燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図３（Ｂ）の縦軸参照）が大きくなる図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係に基づき、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃ（図２参照）によって、燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ１’から値ＣＳ２’に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ１から値ＣＳ２に変化するときに燃焼限界燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ１’に維持されることに伴って、希薄燃焼運転中にトルク変動が生じてしまうおそれを抑制することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図３（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ２から値ＣＳ１に変化するときに、図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係に基づき、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃ（図２参照）によって、燃焼限界燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ２’から値ＣＳ１’に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ２から値ＣＳ１に変化するときに燃焼限界燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ２’に維持されることに伴って、希薄燃焼運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、直線Ｌ２（図３（Ｂ）参照）で示す第２の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃの記憶部４０ｃ１に格納されている。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図３（Ｂ）に示す例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなる第２の関係を示すものとして、例えば近似された直線Ｌ２が用いられているが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなる第２の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
上述したように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ１（図３（Ｂ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射されている燃料が、燃料Ｆ３（図３（Ｂ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ４（図３（Ｂ）参照）であるのかを把握する必要がない。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ２（図３（Ｂ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６から噴射されている燃料が、燃料Ｆ５（図３（Ｂ）参照）であるのか、燃料Ｆ６（図３（Ｂ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ７（図３（Ｂ）参照）であるのかを把握する必要がない。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化（詳細には、燃焼速度パラメータ（図３（Ｂ）の横軸参照）の例えば値ＣＳ１から例えば値ＣＳ２への変化）を把握することによって、変化後の燃料を燃料噴射量フィードバック制御において安定して燃焼させることができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、燃料噴射量フィードバック制御の実行中、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃焼速度パラメータに対応する実際の燃焼速度が、燃焼限界燃焼速度パラメータに対応する目標燃焼速度より小さいとき、実際の燃焼速度を目標燃焼速度まで増加させるために、例えば、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量が増加せしめられる。一方、燃料噴射量フィードバック制御の実行中、実際の燃焼速度が目標燃焼速度より大きいとき、実際の燃焼速度を目標燃焼速度まで減少させるために、例えば、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量が減少せしめられる。
図４は希薄燃焼運転を実行するために第１の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行される燃料噴射量制御を説明するためのフローチャートである。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、希薄燃焼運転を実行するときに、図４に示す処理が開始される。まず、ステップＳ１００では、燃料性状学習を実施する必要があるか否かが、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって判定される。
例えば給油が実施されたときには、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い。この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、給油が実施されたときに、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定される。
また、内燃機関１０（図１参照）の停止期間が長くなると、燃料が重質化し、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる。この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、例えば、内燃機関１０の前回の停止時から、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる予め設定された期間が経過したときに、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定される。
ステップＳ１００においてＹＥＳと判定されたときにはステップＳ１０１に進み、ステップＳ１００においてＮＯと判定されたときにはステップＳ１０５に進む。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、内燃機関１０の前回の停止時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化したか否かが推定されるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、前回の給油実施時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化したか否かを推定することもできる。
ステップＳ１０１では、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の学習が実施される。
詳細には、ステップＳ１０１における燃料性状学習の実施時には、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が予め設定された値に固定された状態で、燃料噴射量制御部４０ｄ（図２参照）によって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。さらに、その燃料噴射量フィードバック制御が実行されている状態で、例えば点火時期に相当するクランク角（ＳＡ）から、燃焼質量割合ＭＦＢが例えば１０％になるときのクランク角（ＣＡ１０）になるまでの期間であるクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）、発熱率（ｄＱ／ｄθ）の例えば最大値などのような、燃焼速度パラメータが燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出される。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、ステップＳ１０１の燃料性状学習の実施時に、例えば、燃焼速度パラメータの値ＣＳ１が、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される。
次いで、ステップＳ１０２では、ステップＳ１０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出された燃焼速度パラメータと、図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係とに基づき、燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂ（図２参照）によって、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率が算出される。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、ステップＳ１０２において、例えば、ステップＳ１０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出された燃焼速度パラメータの値ＣＳ１と、図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係とに基づき、燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂによって、燃焼限界空気過剰率の値λ１が算出される。
次いで、ステップＳ１０３では、ステップＳ１０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出された燃焼速度パラメータと、図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係とに基づき、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃ（図２参照）によって、燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、ステップＳ１０３において、例えば、ステップＳ１０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出された燃焼速度パラメータの値ＣＳ１と、図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係とに基づき、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃによって、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ１’が算出される。
次いで、ステップＳ１０４では、ステップＳ１０２において燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂ（図２参照）によって算出された燃焼限界空気過剰率と、ステップＳ１０３において燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃ（図２参照）によって算出された燃焼限界燃焼速度パラメータとが、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）のバックアップメモリ（図示せず）に格納される。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、ステップＳ１０４において、例えば、ステップＳ１０２において燃焼限界空気過剰率算出部４０ｂによって算出された燃焼限界空気過剰率の値λ１と、ステップＳ１０３において燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｃによって算出された燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ１’とがＥＣＵ４０のバックアップメモリに格納される。
次いで、ステップＳ１０５では、例えば内燃機関１０（図１参照）の過渡運転時に、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）のバックアップメモリ（図示せず）に格納された燃焼限界空気過剰率を目標値として、燃料噴射量制御部４０ｄ（図２参照）によって、燃料噴射量フィードフォワード制御が実行される。また、ステップＳ１０５では、例えば内燃機関１０の定常運転時に、例えばＥＣＵ４０のバックアップメモリに格納された燃焼限界燃焼速度パラメータを目標値として、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、ステップＳ１０５において、例えば内燃機関１０の過渡運転時に、例えば、燃焼限界空気過剰率の値λ１を目標値として、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量フィードフォワード制御が実行される。また、ステップＳ１０５において、例えば内燃機関１０の定常運転時に、例えば、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ１’を目標値として、燃料噴射量制御部４０ｄによって、燃料噴射量フィードバック制御が実行される。
詳細には、図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化しない場合には、ステップＳ１００においてＮＯと判定され続け、ステップＳ１０５において、燃焼限界空気過剰率の値λ１を目標値とする燃料噴射量フィードフォワード制御、または、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ１’を目標値とする燃料噴射量フィードバック制御が継続される。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に示す例では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化したときに、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ１０１において例えば変化後の燃焼速度パラメータの値ＣＳ２が算出される。さらに、ステップＳ１０２において例えば変化後の燃焼限界空気過剰率の値λ２が算出され、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値が、燃焼限界空気過剰率の値λ２に変更される。また、ステップＳ１０３において例えば燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ２’が算出され、燃料噴射量フィードバック制御目標値が、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ２’に変更される。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ１０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ１０２において、その燃焼速度パラメータと図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係とに基づいて燃焼限界空気過剰率が算出される。その結果、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界空気過剰率が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界空気過剰率が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ１０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ１０３において、その燃焼速度パラメータと図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係とに基づいて燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、内燃機関１０（図１参照）の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ１０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ１０２において、その燃焼速度パラメータと図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係とに基づいて燃焼限界空気過剰率が算出される。その結果、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界空気過剰率が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界空気過剰率が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、内燃機関１０（図１参照）の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、ステップＳ１００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ１０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ１０３において、その燃焼速度パラメータと図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係とに基づいて燃焼限界（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、希薄燃焼運転時に安定した燃焼を実現することができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値として、ステップＳ１０２において図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係に基づいて算出された燃焼限界空気過剰率が用いられ、燃料噴射量フィードバック制御目標値として、ステップＳ１０３において図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータが用いられるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値として、ステップＳ１０２において図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係に基づいて算出された燃焼限界空気過剰率を用い、燃料噴射量フィードバック制御目標値として、図４に示す例とは異なる値を用いることもできる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたさらに他の例では、代わりに、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値として、図４に示す例とは異なる値を用い、燃料噴射量フィードバック制御目標値として、ステップＳ１０３において図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータを用いることもできる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１に示す例では、エミッションを向上させるためにＥＧＲ運転が実行される。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、ＥＧＲバルブ３８の開度を制御するＥＧＲバルブ制御部４０ｇがＥＣＵ４０に設けられている。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、例えば内燃機関１０（図１参照）の過渡運転時に、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御が実行される。例えば内燃機関１０の過渡運転時には、燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅによって算出される燃焼限界ＥＧＲ率が、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御の目標値として用いられる。燃焼限界ＥＧＲ率は、燃焼限界に対応するＥＧＲ率（すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、できるだけ大きい値に設定されたＥＧＲ率）を示し、ゼロより大きい値である。つまり、例えば内燃機関１０の過渡運転時には、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、燃焼限界ＥＧＲ率に基づくＥＧＲバルブフィードフォワード制御が実行される。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、例えば内燃機関１０の定常運転時に、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブフィードバック制御が実行される。例えば内燃機関１０の定常運転時には、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆによって算出される燃焼限界燃焼速度パラメータが、ＥＧＲバルブフィードバック制御の目標値として用いられる。燃焼限界燃焼速度パラメータは、燃焼限界に対応する気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度（すなわち、燃焼が悪化しない範囲内で、ＥＧＲ率ができるだけ大きい値に設定された状態（つまり、ＥＧＲバルブ開度がゼロより大きい値に設定された状態）における燃料の燃焼速度）を示す。つまり、例えば内燃機関１０の定常運転時には、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、燃焼限界燃焼速度パラメータに基づくＥＧＲバルブフィードバック制御が実行される。
本発明者等の鋭意研究において、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下で、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化すると、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度が変化することが、見い出された。詳細には、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下で、性状が異なる燃料ごとに、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータの異なる値が得られた。
図５は性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９と、気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータとの関係などを示した図である。詳細には、図５（Ａ）は第１の実施形態の内燃機関の制御装置に適用される燃焼速度パラメータと燃焼限界ＥＧＲ率との関係を示しており、図５（Ｂ）は第１の実施形態の内燃機関の制御装置に適用される燃焼速度パラメータと燃焼限界燃焼速度パラメータとの関係を示している。
図５に示す例では、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下において、気筒１４’内における燃料Ｆ１の燃焼速度が最も大きく、燃料Ｆ２の燃焼速度が２番目に大きく、燃料Ｆ３の燃焼速度が３番目に大きく、燃料Ｆ４の燃焼速度が４番目に大きく、燃料Ｆ５の燃焼速度が５番目に大きく、燃料Ｆ６の燃焼速度が６番目に大きく、燃料Ｆ７の燃焼速度が７番目に大きく、燃料Ｆ８の燃焼速度が８番目に大きく、燃料Ｆ９の燃焼速度が最も小さくなる。
つまり、図５に示す例では、燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出される燃料Ｆ１の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の値が最も小さい。つまり、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下における燃料Ｆ１の燃焼の所要時間が最も短い。また、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃料Ｆ９の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）の値が最も大きい。つまり、ＥＧＲ率が予め設定された値に固定された運転条件下における燃料Ｆ９の燃焼の所要時間が最も長い。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図５に示す例では、ＥＧＲ率の値が２０％に固定され、空気過剰率の目標値が１に設定された運転条件下において燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が取得されている（つまり、燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）が算出されている）が、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、ＥＧＲ率の値が２０％以外の任意の値に固定された運転条件下において燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を取得する（つまり、燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度パラメータとしてのクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）を算出する）こともできる。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、図５（Ａ）に示すように、性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９ごとに、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値とすべき燃焼限界ＥＧＲ率の値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、図５（Ａ）に直線Ｌ３で示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど、燃焼限界ＥＧＲ率の値が大きくなる（すなわち、図５（Ａ）の左側に位置する燃料Ｆ１、Ｆ２の燃焼限界ＥＧＲ率の値が、図５（Ａ）の右側に位置する燃料Ｆ８、Ｆ９の燃焼限界ＥＧＲ率の値よりも大きくなる）ことが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、気筒１４’内における燃焼速度が大きい燃料Ｆ１、Ｆ２が燃料噴射弁２６から噴射されるときには、燃焼限界ＥＧＲ率を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、燃焼限界ＥＧＲ率を大きい値に設定しなければエミッションが悪化する（つまり、ＮＯｘ排出量が増加する）ことが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、気筒１４’内における燃焼速度が小さい燃料Ｆ８、Ｆ９が燃料噴射弁２６から噴射されるときには、燃焼限界ＥＧＲ率を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化することが、見い出された。
この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図５（Ａ）に示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ３から値ＣＳ４に変化するときに、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界ＥＧＲ率が大きくなる図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係に基づき、例えば燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅ（図２参照）によって、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値であってゼロより大きい値である燃焼限界ＥＧＲ率が値ＥＧＲ３から値ＥＧＲ４に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ３から値ＣＳ４に変化するときに燃焼限界ＥＧＲ率が値ＥＧＲ３に維持されることに伴って、ＥＧＲ運転中に燃焼が悪化してしまうおそれを抑制することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図５（Ａ）に示すように、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ４から値ＣＳ３に変化するときに、図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係に基づき、例えば燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅによって、燃焼限界ＥＧＲ率が値ＥＧＲ４から値ＥＧＲ３に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ４から値ＣＳ３に変化するときに燃焼限界ＥＧＲ率が値ＥＧＲ４に維持されることに伴って、ＥＧＲ運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、直線Ｌ３（図５（Ａ）参照）で示す第３の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅの記憶部４０ｅ１に格納されている。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図５（Ａ）に示す例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界ＥＧＲ率が大きくなる第３の関係を示すものとして、例えば近似された直線Ｌ３が用いられているが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界ＥＧＲ率が大きくなる第３の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ３（図５（Ａ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射されている燃料が、燃料Ｆ４（図５（Ａ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ５（図５（Ａ）参照）であるのかを把握する必要がない。
同様に、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ４（図５（Ａ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６から噴射されている燃料が、燃料Ｆ８（図５（Ａ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ９（図５（Ａ）参照）であるのかを把握する必要がない。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化（詳細には、燃焼速度パラメータ（図５（Ａ）の横軸参照）の例えば値ＣＳ３から例えば値ＣＳ４への変化）を把握することによって、変化後の燃料をＥＧＲバルブフィードフォワード制御において安定して燃焼させることができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御の実行中、実際のＥＧＲ率が、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値である燃焼限界ＥＧＲ率より小さいとき、実際のＥＧＲ率が目標値まで増加するように、例えばＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブ３８（図１参照）の開度が増加せしめられる。一方、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御の実行中、実際のＥＧＲ率が目標値より大きいとき、実際のＥＧＲ率が目標値まで減少するように、例えばＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブ３８の開度が減少せしめられる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、例えば特開２００１−１６４９９９号公報の段落０１６５から段落０１６７に記載された手法によって、実際のＥＧＲ率を算出することができる。詳細には、この例では、ＥＧＲ率が、例えば、内燃機関１０（図１参照）に吸入される吸気の総量（内燃機関１０に吸入される新気の量とＥＧＲガスの量との総和）と、エアフローメータ４４（図１参照）によって検出される新気の量とに基づいて算出される。具体的には、内燃機関１０に吸入される吸気の総量が、例えば、吸気通路１６（図１参照）に配置された圧力センサ（図示せず）によって検出される吸気圧と、内燃機関１０の固有の吸気管ベース充填効率とを積算することによって算出される。吸気管ベース充填効率は、エンジン回転速度の関数として表されるか、あるいは、例えば実験などによって予め求められる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、例えば特許第５６０１２３２号公報の段落００２９に記載された手法により、筒内圧センサ３０（図１参照）によって検出された筒内圧Ｐを利用し、実際のＥＧＲ率を算出することもできる。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、図５（Ｂ）に示すように、性状が異なる燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９ごとに、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値とすべき燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータの値が異なることが、見い出された。
詳細には、本発明者等の鋭意研究において、図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の横軸参照）が大きくなるほど、燃焼限界時（詳細には、燃焼限界までＥＧＲ率を大きくした時）における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の縦軸参照）も大きくなる（すなわち、図５（Ｂ）の左側に位置する燃料Ｆ１、Ｆ２の燃焼限界時の燃料の燃焼速度が、図５（Ｂ）の右側に位置する燃料Ｆ８、Ｆ９の燃焼限界時の燃料の燃焼速度よりも大きくなる）ことが、見い出された。
つまり、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁２６から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の横軸参照）が大きくなったときには、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の縦軸参照）を大きい値に設定しても燃焼が悪化せず、むしろ、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値に相当する燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の縦軸参照）を大きい値に設定しなければエミッションが悪化することが、見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究において、燃料噴射弁２６から噴射される燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の性状の変化に伴って、非燃焼限界時における気筒１４’内の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の横軸参照）が小さくなったときには、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値に相当する燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の縦軸参照）を小さい値に設定しなければ燃焼が悪化することが、見い出された。
この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図５（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ３から値ＣＳ４に変化するときに、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の横軸参照）が大きくなるほど燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度（図５（Ｂ）の縦軸参照）が大きくなる図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係に基づき、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆ（図２参照）によって、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界（詳細には、ＥＧＲ率が大きいことによる燃焼限界）に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ３’から値ＣＳ４’に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ３から値ＣＳ４に変化するときに燃焼限界燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ３’に維持されることに伴って、ＥＧＲ運転中に燃焼が悪化してしまうおそれを抑制することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、図５（Ｂ）に示すように、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の変化に伴って気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ４から値ＣＳ３に変化するときに、図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係に基づき、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆ（図２参照）によって、燃焼限界燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ４’から値ＣＳ３’に変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状の変化に伴って燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の横軸参照）が例えば値ＣＳ４から値ＣＳ３に変化するときに燃焼限界燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の縦軸参照）が値ＣＳ４’に維持されることに伴って、ＥＧＲ運転中のエミッションが悪化してしまうおそれを抑制することができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、直線Ｌ４（図５（Ｂ）参照）で示す第４の関係が、例えば実験などによって予め求められ、例えば燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆの記憶部４０ｆ１に格納されている。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図５（Ｂ）に示す例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなる第４の関係を示すものとして、例えば近似された直線Ｌ４が用いられているが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなるほど燃焼限界に対応する気筒１４’内における燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９の燃焼速度が大きくなる第４の関係を示すものとして、例えばマップなどのような直線以外の任意のものを用いることもできる。
上述したように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ３（図５（Ｂ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射されている燃料が、燃料Ｆ４（図５（Ｂ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ５（図５（Ｂ）参照）であるのかを把握する必要がない。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが例えば値ＣＳ４（図５（Ｂ）参照）であるときに、燃料噴射弁２６から噴射されている燃料が、燃料Ｆ８（図５（Ｂ）参照）であるのか、あるいは、燃料Ｆ９（図５（Ｂ）参照）であるのかを把握する必要がない。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合であっても、燃料の性状を把握する必要なく、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
すなわち、第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化した場合に、特許文献１に記載された内燃機関のように燃料の性状を把握する必要がなく、燃料の性状の変化に伴う燃料の燃焼速度の変化（詳細には、燃焼速度パラメータ（図５（Ｂ）の横軸参照）の例えば値ＣＳ３から例えば値ＣＳ４への変化）を把握することによって、変化後の燃料をＥＧＲバルブフィードバック制御において安定して燃焼させることができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図２に示す例では、ＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される燃焼速度パラメータに対応する実際の燃焼速度が、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータに対応する目標燃焼速度より小さいとき、実際の燃焼速度を目標燃焼速度まで増加させるために、例えば、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブ３８（図１参照）の開度が減少せしめられる。一方、ＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中、実際の燃焼速度が目標燃焼速度より大きいとき、実際の燃焼速度を目標燃焼速度まで減少させるために、例えば、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブ３８の開度が増加せしめられる。
図６はＥＧＲ運転を実行するために第１の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行されるＥＧＲバルブ制御を説明するためのフローチャートである。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置では、ＥＧＲ運転を実行するときに、図６に示す処理が開始される。まず、ステップＳ２００では、燃料性状学習を実施する必要があるか否かが、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって判定される。
例えば給油が実施されたときには、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い。この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、給油が実施されたときに、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定される。
また、内燃機関１０（図１参照）の停止期間が長くなると、燃料が重質化し、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる。この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、例えば、内燃機関１０の前回の停止時から、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる予め設定された期間が経過したときに、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定される。
ステップＳ２００においてＹＥＳと判定されたときにはステップＳ２０１に進み、ステップＳ２００においてＮＯと判定されたときにはステップＳ２０５に進む。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、内燃機関１０の前回の停止時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化したか否かが推定されるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、前回の給油実施時以降の経過期間に基づいて、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化したか否かを推定することもできる。
ステップＳ２０１では、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状の学習が実施される。
詳細には、ステップＳ２０１における燃料性状学習の実施時には、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率が予め設定された値に固定された状態で、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇ（図２参照）によって、ＥＧＲバルブフィードバック制御が実行される。さらに、そのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されている状態で、例えば点火時期に相当するクランク角（ＳＡ）から、燃焼質量割合ＭＦＢが例えば１０％になるときのクランク角（ＣＡ１０）になるまでの期間であるクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）、発熱率（ｄＱ／ｄθ）の例えば最大値などのような、燃焼速度パラメータが燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出される。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、ステップＳ２０１の燃料性状学習の実施時に、例えば、燃焼速度パラメータの値ＣＳ３が、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出される。
次いで、ステップＳ２０２では、ステップＳ２０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出された燃焼速度パラメータと、図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係とに基づき、燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅ（図２参照）によって、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値であってゼロより大きい値である燃焼限界ＥＧＲ率が算出される。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、ステップＳ２０２において、例えば、ステップＳ２０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出された燃焼速度パラメータの値ＣＳ３と、図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係とに基づき、燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅによって、燃焼限界ＥＧＲ率の値ＥＧＲ３が算出される。
次いで、ステップＳ２０３では、ステップＳ２０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって算出された燃焼速度パラメータと、図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係とに基づき、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆ（図２参照）によって、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、ステップＳ２０３において、例えば、ステップＳ２０１において燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって算出された燃焼速度パラメータの値ＣＳ３と、図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係とに基づき、燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆによって、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ３’が算出される。
次いで、ステップＳ２０４では、ステップＳ２０２において燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅ（図２参照）によって算出された燃焼限界ＥＧＲ率と、ステップＳ１０３において燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆ（図２参照）によって算出された燃焼限界燃焼速度パラメータとが、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）のバックアップメモリ（図示せず）に格納される。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、ステップＳ２０４において、例えば、ステップＳ２０２において燃焼限界ＥＧＲ率算出部４０ｅによって算出された燃焼限界ＥＧＲ率の値ＥＧＲ３と、ステップＳ２０３において燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部４０ｆによって算出された燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ３’とがＥＣＵ４０のバックアップメモリに格納される。
次いで、ステップＳ２０５では、例えば内燃機関１０（図１参照）の過渡運転時に、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）のバックアップメモリ（図示せず）に格納された燃焼限界ＥＧＲ率を目標値として、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇ（図２参照）によって、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御が実行される。また、ステップＳ２０５では、例えば内燃機関１０の定常運転時に、例えばＥＣＵ４０のバックアップメモリに格納された燃焼限界燃焼速度パラメータを目標値として、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブフィードバック制御が実行される。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、ステップＳ２０５において、例えば内燃機関１０の過渡運転時に、例えば、燃焼限界ＥＧＲ率の値ＥＧＲ３を目標値として、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御が実行される。また、ステップＳ２０５において、例えば内燃機関１０の定常運転時に、例えば、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ３’を目標値として、ＥＧＲバルブ制御部４０ｇによって、ＥＧＲバルブフィードバック制御が実行される。
詳細には、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化しない場合には、ステップＳ２００においてＮＯと判定され続け、ステップＳ２０５において、燃焼限界ＥＧＲ率の値ＥＧＲ３を目標値とするＥＧＲバルブフィードフォワード制御、または、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ３’を目標値とするＥＧＲバルブフィードバック制御が継続される。
図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示す例では、燃料噴射弁２６から噴射される燃料の性状が変化したときに、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２０１において例えば変化後の燃焼速度パラメータの値ＣＳ４が算出される。さらに、ステップＳ２０２において例えば変化後の燃焼限界ＥＧＲ率の値ＥＧＲ４が算出され、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値が、燃焼限界ＥＧＲ率の値ＥＧＲ４に変更される。また、ステップＳ２０３において例えば燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ４’が算出され、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値が、燃焼限界燃焼速度パラメータの値ＣＳ４’に変更される。
つまり、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ２０２において、その燃焼速度パラメータと図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係とに基づいて燃焼限界ＥＧＲ率が算出される。その結果、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界ＥＧＲ率が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界ＥＧＲ率が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高い給油が実施される毎に、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ２０３において、その燃焼速度パラメータと図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係とに基づいて燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、給油の実施によって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、内燃機関１０（図１参照）の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ２０２において、その燃焼速度パラメータと図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係とに基づいて燃焼限界ＥＧＲ率が算出される。その結果、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界ＥＧＲ率が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界ＥＧＲ率が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、内燃機関１０（図１参照）の前回の停止時から予め設定された期間が経過し、燃料噴射弁２６（図１参照）から噴射される燃料の性状が変化する可能性が高くなる毎に、ステップＳ２００においてＹＥＳと判定され、ステップＳ２０１において、気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。さらに、ステップＳ２０３において、その燃焼速度パラメータと図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係とに基づいて燃焼限界燃焼速度パラメータが算出される。その結果、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化した場合には、燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更される。
そのため、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、内燃機関１０の前回の停止時から予め設定された期間が経過したことによって気筒１４’内における燃料の燃焼速度が変化したにもかかわらず燃焼限界燃焼速度パラメータの値が変更されない場合よりも、ＥＧＲ運転時に安定した燃焼を実現することができる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値として、ステップＳ２０２において図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係に基づいて算出された燃焼限界ＥＧＲ率が用いられ、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として、ステップＳ２０３において図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータが用いられるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値として、ステップＳ２０２において図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係に基づいて算出された燃焼限界ＥＧＲ率を用い、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として、図６に示す例とは異なる値を用いることもできる。
また、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用されたさらに他の例では、代わりに、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値として、図６に示す例とは異なる値を用い、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として、ステップＳ２０３において図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータを用いることもできる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図１および図６に示す例では、ＥＧＲ通路３６（図１参照）およびＥＧＲバルブ３８（図１参照）が設けられ、ステップＳ２０５（図６参照）においてＥＧＲバルブ制御が実行されるが、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、ＥＧＲ通路３６およびＥＧＲバルブ３８を省略することもできる。
上述したように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４および図６に示す例では、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値として、ステップＳ１０２（図４参照）において図３（Ａ）に直線Ｌ１で示す第１の関係に基づいて算出された燃焼限界空気過剰率が用いられ、燃料噴射量フィードバック制御目標値として、ステップＳ１０３（図４参照）において図３（Ｂ）に直線Ｌ２で示す第２の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータが用いられ、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値として、ステップＳ２０２（図６参照）において図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係に基づいて算出された燃焼限界ＥＧＲ率が用いられ、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として、ステップＳ２０３（図６参照）において図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータが用いられる。
第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された他の例では、代わりに、燃料噴射量フィードフォワード制御目標値として、図４に示す例とは異なる値を用い、燃料噴射量フィードバック制御目標値として、図４に示す例とは異なる値を用い、ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値として、ステップＳ２０２において図５（Ａ）に直線Ｌ３で示す第３の関係に基づいて算出された燃焼限界ＥＧＲ率を用い、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として、ステップＳ２０３において図５（Ｂ）に直線Ｌ４で示す第４の関係に基づいて算出された燃焼限界燃焼速度パラメータを用いることもできる。
図７は本発明者等の鋭意研究において確認された現象を説明するための図である。詳細には、図７（Ａ）は空気過剰率と図示平均有効圧（ＩＭＥＰ（Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ Ｍｅａｎ Ｅｆｆｅｃｔｉｖｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ））の変動率（ＣＯＶ（ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ ｏｆ ｖａｒｉａｎｃｅ））との関係を示している。図７（Ｂ）は空気過剰率と燃焼速度パラメータとの関係を示している。
図７（Ａ）において、点ＰＡは、燃料ＦＡの燃焼限界空気過剰率（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界における空気過剰率）の値λａを決めるための点を示している。つまり、図７（Ａ）に示す例では、空気過剰率の値を大きくしていくと、燃料ＦＡの図示平均有効圧の変動率が増加し始める点ＰＡにおける空気過剰率の値λａを、燃料ＦＡの燃焼限界空気過剰率と定めている。さらに、図７（Ｂ）は、空気過剰率が値λａに固定された運転条件下において、燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）によって、燃料ＦＡの燃焼速度パラメータの値ＣＳａが算出されることを示している。
同様に、図７（Ａ）において、点ＰＢは、燃料ＦＡとは性状が異なる燃料ＦＢの燃焼限界空気過剰率（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界における空気過剰率）の値λｂを決めるための点を示している。さらに、図７（Ｂ）に示すように、空気過剰率が値λｂに固定された運転条件下において、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって、燃料ＦＢの燃焼速度パラメータの値ＣＳｂが算出される。
また、図７（Ａ）において、点ＰＣは、燃料ＦＡ、ＦＢとは性状が異なる燃料ＦＣの燃焼限界空気過剰率（詳細には、空気過剰率が大きいことによる燃焼限界における空気過剰率）の値λｃを決めるための点を示している。さらに、図７（Ｂ）に示すように、空気過剰率が値λｃに固定された運転条件下において、燃焼速度パラメータ算出部４０ａによって、燃料ＦＣの燃焼速度パラメータの値ＣＳｃが算出される。
上述した手法と同様の手法を用いることにより、燃焼速度パラメータと燃焼限界空気過剰率との関係を示す図３（Ａ）中の燃料Ｆ１、Ｆ２、…、Ｆ８、Ｆ９を示す各点がプロットされている。
図７（Ｂ）に示す例では、例えば空気過剰率が値λａに固定された運転条件下において、燃料ＦＡの燃焼速度が最も小さく、燃料ＦＢの燃焼速度が２番目に小さく、燃料ＦＣの燃焼速度が最も大きい。
図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、燃焼速度が最も大きい燃料ＦＣの燃焼限界空気過剰率の値λｃが最も大きくなり、燃焼速度が２番目に大きい燃料ＦＢの燃焼限界空気過剰率の値λｂが２番目に大きくなり、燃焼速度が最も小さい燃料ＦＡの燃焼限界空気過剰率の値λａが最も小さくなる。
さらに、図７（Ａ）および図７（Ｂ）に示すように、燃焼速度が最も大きい燃料ＦＣの燃焼限界時（詳細には、燃焼限界まで空気過剰率を大きくした時）における燃焼速度（燃焼速度パラメータの値ＣＳｃ）が最も大きくなり、燃焼速度が２番目に大きい燃料ＦＢの燃焼限界時における燃焼速度（燃焼速度パラメータの値ＣＳｂ）が２番目に大きくなり、燃焼速度が最も小さい燃料ＦＡの燃焼限界時における燃焼速度（燃焼速度パラメータの値ＣＳａ）が最も小さくなる。
つまり、燃料ＦＡ、ＦＢ、ＦＣの性状が異なれば、燃焼限界時（詳細には、燃焼限界まで空気過剰率を大きくした時）における燃料ＦＡ、ＦＢ、ＦＣの燃焼速度も異なることが、本発明者等の鋭意研究において見い出された。そのため、燃料の性状に応じた、図４に示す燃料噴射量制御が必要になる。
さらに、本発明者等の鋭意研究において、燃料の性状が異なれば、燃焼限界までＥＧＲ率を大きくした時における燃料の燃焼速度も異なることが見い出された。そのため、燃料の性状に応じた、図６に示すＥＧＲバルブ制御が必要になる。
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第２の実施形態について説明する。
第２の実施形態の内燃機関の制御装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の内燃機関の制御装置とほぼ同様に構成されている。従って、第２の実施形態の内燃機関の制御装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の内燃機関の制御装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図８は燃料の燃焼速度を取得するときに固定される空気過剰率の値の効果について説明するための図である。図８において、横軸は燃料性状学習の実施時に燃料噴射量フィードバック制御目標値として固定される空気過剰率を示しており、縦軸は燃焼速度パラメータを示している。
上述したように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図４に示す例では、ステップＳ１０１において燃料性状学習が実施される。詳細には、ステップＳ１０１において、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が予め設定された値に固定された状態で、燃料噴射量フィードバック制御が実行され、さらに、その状態で、例えばクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）などのような、燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。
燃料性状学習が実施されるとき、図８に示すように、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率の値が１．０に固定される場合には、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が１．０より大きい値λｔに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度が大きくなる。つまり、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率の値が１．０に固定される場合には、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が１．０より大きい値λｔに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼の所要時間が短くなる。そのため、燃料Ｆａの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｂの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｃの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｄの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｅの燃焼の所要時間との差が小さくなる。
その結果、燃料性状学習が実施されるとき、図８に示すように、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率の値が１．０に固定される場合には、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が１．０より大きい値λｔに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度の違いを識別するための分解能が小さくなる。
一方、燃料性状学習が実施されるとき、図８に示すように、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が１．０より大きい値λｔに固定される場合には、空気過剰率の値が１．０に固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度が小さくなる。つまり、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼の所要時間が長くなる。そのため、燃料Ｆａの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｂの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｃの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｄの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｅの燃焼の所要時間との差が大きくなる。
その結果、燃料性状学習が実施されるとき、図８に示すように、燃料噴射量フィードバック制御目標値として空気過剰率が１．０より大きい値λｔに固定される場合には、空気過剰率の値が１．０に固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度の違いを識別するための分解能が大きくなる。
上述した点に鑑み、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料性状学習の実施時、つまり、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図３（Ａ）および図３（Ｂ）の横軸参照）を算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに、燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比（空気過剰率の値が１）よりもリーンな空気過剰率の値λｔ（＞１．０）に設定される。
そのため、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比（空気過剰率の値が１）に設定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの性状の違いを明確に反映させた燃焼速度パラメータを算出することができる。
すなわち、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が理論空燃比（空気過剰率の値が１）に設定される場合よりも、例えば、燃料Ｆａ（図８参照）に関する燃焼速度パラメータの値と、燃料Ｆａとは異なる性状を有する燃料Ｆｂ（図８参照）に関する燃焼速度パラメータの値との差を大きくすることができ、それにより、性状が互いに異なる燃料Ｆａと燃料Ｆｂとを識別するための分解能を向上させることができる。
一方、燃料性状学習の実施時に固定される空気過剰率が、例えば、燃焼速度が大きい燃料Ｆｅ（図８参照）の燃焼限界空気過剰率に設定されている場合には、燃焼速度が小さい燃料Ｆａ（図８参照）が燃料性状学習の対象になったときに、燃料Ｆａの燃焼が不安定になってしまい、燃料Ｆａの燃料性状学習を適切に実施できないおそれがある。
この点に鑑み、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅ（図８参照）の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに、燃料噴射量フィードバック制御目標値が、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値（つまり、最もリッチな燃料Ｆａの燃焼限界空気過剰率よりもさらにリッチな空気過剰率の値）に設定される。
そのため、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときに燃料噴射量フィードバック制御目標値が燃焼限界空気過剰率に設定される場合よりも、燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
すなわち、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃焼速度が小さい燃料Ｆａの燃焼速度パラメータを算出するための燃料噴射量フィードバック制御が実行されているときに燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
図９は希薄燃焼運転を実行するために第２の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行される燃料噴射量制御を説明するためのフローチャートである。
第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、希薄燃焼運転を実行するときに、図９に示す処理が開始される。まず、ステップＳ１０では、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）のバックアップメモリ（図示せず）がクリアされ、バックアップメモリに格納されていた燃焼限界空気過剰率と、燃焼限界燃焼速度パラメータとが消去された後、燃料性状学習が未実施であるか否かが、例えばＥＣＵ４０によって判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ１２に進み、ＮＯのときにはステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、給油が実施された後、燃料性状学習が未実施であるか否かが、例えばＥＣＵ４０によって判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ１２に進み、ＮＯのときには図４のステップＳ１０５に進む。
つまり、第２の実施形態の内燃機関の制御装置では、ステップＳ１０およびステップＳ１１において、燃料性状学習を実施する必要があるか否かが判定され、燃料性状学習を実施する必要があるときにはステップＳ１２に進み、燃料性状学習を実施する必要がないときには図４のステップＳ１０５に進む。
詳細には、燃料性状学習が実施されることなく図４のステップＳ１０５に進むときには、図４のステップＳ１０５において、希薄燃焼運転は実行されない。
ステップＳ１２では、燃料性状学習用の状態の設定が可能か否かが、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって判定される。
つまり、ステップＳ１２では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施する燃料噴射量フィードバック制御を実行するために、理論空燃比よりもリーンであって燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値λｔ（図８参照）を燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定することができるか否かが判定される。
ＹＥＳのときにはステップＳ１３に進み、ＮＯのときには図４のステップＳ１０５に進む。例えば、内燃機関１０（図１参照）の暖機完了前には、ステップＳ１２においてＮＯと判定され、燃料性状学習が実施されない。
ステップＳ１３では、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって、燃料性状学習用の状態の設定が実行される。
つまり、ステップＳ１３では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施する燃料噴射量フィードバック制御を実行するために、理論空燃比よりもリーンであって燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値λｔ（図８参照）が燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定される。
次いで、図４のステップＳ１０１では、理論空燃比よりもリーンであって燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値λｔが燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されている燃料噴射量フィードバック制御の実行中に、燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）により、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図３（Ａ）および図３（Ｂ）の横軸参照）が算出され、燃料性状学習が実施される。
詳細には、燃料性状学習を実施するための燃料噴射量フィードバック制御中における燃料の燃焼速度は、燃料性状学習実施後の燃料噴射量フィードバック制御中における燃料の燃焼速度よりも大きくなる。
以下、本発明の内燃機関の制御装置の第３の実施形態について説明する。
第３の実施形態の内燃機関の制御装置は、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の内燃機関の制御装置とほぼ同様に構成されている。従って、第３の実施形態の内燃機関の制御装置によれば、後述する点を除き、上述した第１の実施形態の内燃機関の制御装置とほぼ同様の効果を奏することができる。
図１０は燃料の燃焼速度を取得するときに固定されるＥＧＲ率の値の効果について説明するための図である。図１０において、横軸は燃料性状学習の実施時にＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として固定されるＥＧＲ率を示しており、縦軸は燃焼速度パラメータを示している。
上述したように、第１の実施形態の内燃機関の制御装置が適用された図６に示す例では、ステップＳ２０１において燃料性状学習が実施される。詳細には、ステップＳ２０１において、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率が予め設定された値に固定された状態で、ＥＧＲバルブフィードバック制御が実行され、さらに、その状態で、例えばクランク角期間（ＳＡ−ＣＡ１０）などのような、燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出される。
燃料性状学習が実施されるとき、図１０に示すように、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率の値がゼロに固定される場合には、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率がゼロより大きい値ＥＧＲｔに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度が大きくなる。つまり、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率の値がゼロに固定される場合には、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率がゼロより大きい値ＥＧＲｔに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼の所要時間が短くなる。そのため、燃料Ｆａの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｂの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｃの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｄの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｅの燃焼の所要時間との差が小さくなる。
その結果、燃料性状学習が実施されるとき、図１０に示すように、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率の値がゼロに固定される場合には、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率がゼロより大きい値ＥＧＲｔに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度の違いを識別するための分解能が小さくなる。
一方、燃料性状学習が実施されるとき、図１０に示すように、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率がゼロより大きい値ＥＧＲｔに固定される場合には、ＥＧＲ率の値がゼロに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度が小さくなる。つまり、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼の所要時間が長くなる。そのため、燃料Ｆａの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｂの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｃの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｄの燃焼の所要時間と、燃料Ｆｅの燃焼の所要時間との差が大きくなる。
その結果、燃料性状学習が実施されるとき、図１０に示すように、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値としてＥＧＲ率がゼロより大きい値ＥＧＲｔに固定される場合には、ＥＧＲ率の値がゼロに固定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度の違いを識別するための分解能が大きくなる。
上述した点に鑑み、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃料性状学習の実施時、つまり、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図５（Ａ）および図５（Ｂ）の横軸参照）を算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がゼロよりも大きいＥＧＲ率の値ＥＧＲｔ（＞０）に設定される。
そのため、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がＥＧＲ率ゼロ設定される場合よりも、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの性状の違いを明確に反映させた燃焼速度パラメータを算出することができる。
すなわち、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値がＥＧＲ率ゼロに設定される場合よりも、例えば、燃料Ｆａ（図１０参照）に関する燃焼速度パラメータの値と、燃料Ｆａとは異なる性状を有する燃料Ｆｂ（図１０参照）に関する燃焼速度パラメータの値との差を大きくすることができ、それにより、性状が互いに異なる燃料Ｆａと燃料Ｆｂとを識別するための分解能を向上させることができる。
一方、燃料性状学習の実施時に固定されるＥＧＲ率が、例えば、燃焼速度が大きい燃料Ｆｅ（図１０参照）の燃焼限界ＥＧＲ率に設定されている場合には、燃焼速度が小さい燃料Ｆａ（図１０参照）が燃料性状学習の対象になったときに、燃料Ｆａの燃焼が不安定になってしまい、燃料Ｆａの燃料性状学習を適切に実施できないおそれがある。
この点に鑑み、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅ（図１０参照）の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値が、燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値（つまり、最も小さい燃料Ｆａの燃焼限界ＥＧＲ率よりもさらに小さいＥＧＲ率の値）に設定される。
そのため、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料Ｆａ、Ｆｂ、Ｆｃ、Ｆｄ、Ｆｅの燃焼速度を示す燃焼速度パラメータが算出されるときにＥＧＲバルブフィードバック制御目標値が燃焼限界ＥＧＲ率に設定される場合よりも、燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
すなわち、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、燃焼速度が小さい燃料Ｆａの燃焼速度パラメータを算出するためのＥＧＲバルブフィードバック制御が実行されているときに燃焼が不安定になってしまうおそれを抑制することができる。
図１１はＥＧＲ運転を実行するために第３の実施形態の内燃機関の制御装置によって実行されるＥＧＲバルブ制御を説明するためのフローチャートである。
第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、ＥＧＲ運転を実行するときに、図１１に示す処理が開始される。まず、ステップＳ２０では、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）のバックアップメモリ（図示せず）がクリアされ、バックアップメモリに格納されていた燃焼限界ＥＧＲ率と、燃焼限界燃焼速度パラメータとが消去された後、燃料性状学習が未実施であるか否かが、例えばＥＣＵ４０によって判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ２２に進み、ＮＯのときにはステップＳ２１に進む。
ステップＳ２１では、給油が実施された後、燃料性状学習が未実施であるか否かが、例えばＥＣＵ４０によって判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ２２に進み、ＮＯのときには図６のステップＳ２０５に進む。
つまり、第３の実施形態の内燃機関の制御装置では、ステップＳ２０およびステップＳ２１において、燃料性状学習を実施する必要があるか否かが判定され、燃料性状学習を実施する必要があるときにはステップＳ２２に進み、燃料性状学習を実施する必要がないときには図６のステップＳ２０５に進む。
詳細には、燃料性状学習が実施されることなく図６のステップＳ２０５に進むときには、図６のステップＳ２０５において、ＥＧＲ率を大きくするＥＧＲ運転は実行されない。
ステップＳ２２では、燃料性状学習用の状態の設定が可能か否かが、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって判定される。
つまり、ステップＳ２２では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施するＥＧＲバルブフィードバック制御を実行するために、ゼロよりも大きくかつ燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値ＥＧＲｔ（図１０参照）をＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定することができるか否かが判定される。
ＹＥＳのときにはステップＳ２３に進み、ＮＯのときには図６のステップＳ２０５に進む。例えば、内燃機関１０（図１参照）の暖機完了前には、ステップＳ２２においてＮＯと判定され、燃料性状学習が実施されない。
ステップＳ２３では、例えばＥＣＵ４０（図１および図２参照）によって、燃料性状学習用の状態の設定が実行される。
つまり、ステップＳ２３では、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’（図１参照）内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出して燃料性状学習を実施するＥＧＲバルブフィードバック制御を実行するために、ゼロよりも大きくかつ燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値ＥＧＲｔ（図１０参照）がＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定される。
次いで、図６のステップＳ２０１では、ゼロよりも大きくかつ燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値ＥＧＲｔがＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されているＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中に、燃焼速度パラメータ算出部４０ａ（図２参照）により、筒内圧Ｐに基づいて気筒１４’内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータ（図５（Ａ）および図５（Ｂ）の横軸参照）が算出され、燃料性状学習が実施される。
詳細には、燃料性状学習を実施するためのＥＧＲバルブフィードバック制御中における燃料の燃焼速度は、燃料性状学習実施後のＥＧＲバルブフィードバック制御中における燃料の燃焼速度よりも大きくなる。
第４の実施形態では、上述した第１から第３の実施形態ならびに各例を適宜組み合わせることもできる。
１０ 内燃機関
１２ ピストン
１４ 燃焼室
１４’ 気筒
１６ 吸気通路
１８ 排気通路
２０ 吸気弁
２２ 排気弁
２４ スロットルバルブ
２６ 燃料噴射弁
２８ 点火プラグ
３０ 筒内圧センサ
３２ 空気過剰率センサ
３４ａ 三元触媒
３４ｂ ＮＯｘ吸蔵還元触媒
３４ｃ ＮＯｘ選択還元触媒
３６ ＥＧＲ通路
３８ ＥＧＲバルブ
４０ ＥＣＵ
４０ａ 燃焼速度パラメータ算出部
４０ｂ 燃焼限界空気過剰率算出部
４０ｂ１ 記憶部
４０ｃ 燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部
４０ｃ１ 記憶部
４０ｄ 燃料噴射量制御部
４０ｅ 燃焼限界ＥＧＲ率算出部
４０ｅ１ 記憶部
４０ｆ 燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部
４０ｆ１ 記憶部
４０ｇ ＥＧＲバルブ制御部
４２ クランク角センサ
４４ エアフローメータ

Claims (20)

  1. 気筒と、
    前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
    燃料噴射弁とを具備し、
    希薄燃焼運転を実行する内燃機関の制御装置において、
    前記制御装置は、
    前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
    燃料噴射量フィードフォワード制御目標値である燃焼限界空気過剰率を算出する燃焼限界空気過剰率算出部と、
    前記燃焼限界空気過剰率に基づいて燃料噴射量フィードフォワード制御を実行する燃料噴射量制御部とを具備し、
    前記燃焼限界空気過剰率算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど前記燃焼限界空気過剰率が大きくなる第１の関係に基づいて、前記燃焼限界空気過剰率を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 前記制御装置は、燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部を具備し、
    前記燃料噴射量制御部は、前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいて燃料噴射量フィードバック制御を実行し、
    理論空燃比よりもリーンな空気過剰率の値が前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されている前記燃料噴射量フィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
  3. 前記燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値が、前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
  4. 給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界空気過剰率算出部が、前記第１の関係に基づいて前記燃焼限界空気過剰率を算出することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  5. 前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界空気過剰率算出部が、前記第１の関係に基づいて前記燃焼限界空気過剰率を算出することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  6. 気筒と、
    前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
    燃料噴射弁とを具備し、
    希薄燃焼運転を実行する内燃機関の制御装置において、
    前記制御装置は、
    前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
    燃料噴射量フィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部と、
    前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいて燃料噴射量フィードバック制御を実行する燃料噴射量制御部とを具備し、
    前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、前記燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなる第２の関係に基づいて、前記燃焼限界燃焼速度パラメータの値を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 理論空燃比よりもリーンな空気過剰率の値が前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されている前記燃料噴射量フィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
  8. 燃焼限界空気過剰率よりもリッチな空気過剰率の値が、前記燃料噴射量フィードバック制御目標値として設定されることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
  9. 給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第２の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項６〜８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  10. 前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第２の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項６〜９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  11. 気筒と、
    前記気筒に接続された吸気通路と、
    前記気筒に接続された排気通路と、
    前記吸気通路と前記排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
    前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、
    前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
    燃料噴射弁とを具備し、
    ＥＧＲ運転を実行する内燃機関の制御装置において、
    前記制御装置は、
    前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
    ＥＧＲバルブフィードフォワード制御目標値であってゼロより大きい値である燃焼限界ＥＧＲ率を算出する燃焼限界ＥＧＲ率算出部と、
    前記燃焼限界ＥＧＲ率に基づいてＥＧＲバルブフィードフォワード制御を実行するＥＧＲバルブ制御部とを具備し、
    前記燃焼限界ＥＧＲ率算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど前記燃焼限界ＥＧＲ率が大きくなる第３の関係に基づいて、前記燃焼限界ＥＧＲ率を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  12. 前記制御装置は、ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータであって、ゼロより大きいＥＧＲバルブ開度に対応する燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部を具備し、
    前記ＥＧＲバルブ制御部は、前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいてＥＧＲバルブフィードバック制御を実行し、
    ゼロよりも大きいＥＧＲ率の値が前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されている前記ＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項１１に記載の内燃機関の制御装置。
  13. 前記燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値が、前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されることを特徴とする請求項１２に記載の内燃機関の制御装置。
  14. 給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界ＥＧＲ率算出部が、前記第３の関係に基づいて前記燃焼限界ＥＧＲ率を算出することを特徴とする請求項１１〜１３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  15. 前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界ＥＧＲ率算出部が、前記第３の関係に基づいて前記燃焼限界ＥＧＲ率を算出することを特徴とする請求項１１〜１４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  16. 気筒と、
    前記気筒に接続された吸気通路と、
    前記気筒に接続された排気通路と、
    前記吸気通路と前記排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
    前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、
    前記気筒内の燃焼圧である筒内圧を検出する筒内圧センサと、
    燃料噴射弁とを具備し、
    ＥＧＲ運転を実行する内燃機関の制御装置において、
    前記制御装置は、
    前記筒内圧に基づいて、前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼速度パラメータを算出する燃焼速度パラメータ算出部と、
    ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値である燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度を示す燃焼限界燃焼速度パラメータであって、ゼロより大きいＥＧＲバルブ開度に対応する燃焼限界燃焼速度パラメータを算出する燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部と、
    前記燃焼限界燃焼速度パラメータに基づいてＥＧＲバルブフィードバック制御を実行するＥＧＲバルブ制御部とを具備し、
    前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部は、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状の変化に伴って前記気筒内における燃料の燃焼速度が変化するときに、前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなるほど、前記燃焼限界に対応する前記気筒内における燃料の燃焼速度が大きくなる第４の関係に基づいて、前記燃焼限界燃焼速度パラメータの値を変更することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  17. ゼロよりも大きいＥＧＲ率の値が前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されている前記ＥＧＲバルブフィードバック制御の実行中に、前記燃焼速度パラメータ算出部は、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項１６に記載の内燃機関の制御装置。
  18. 燃焼限界ＥＧＲ率よりも小さいＥＧＲ率の値が、前記ＥＧＲバルブフィードバック制御目標値として設定されることを特徴とする請求項１７に記載の内燃機関の制御装置。
  19. 給油が実施される毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第４の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項１６〜１８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
  20. 前記内燃機関の前回の停止時から、前記燃料噴射弁から噴射される燃料の性状が変化する可能性がある予め設定された期間が経過する毎に、前記燃焼速度パラメータ算出部が、前記筒内圧に基づいて前記燃焼速度パラメータを算出すると共に、前記燃焼限界燃焼速度パラメータ算出部が、前記第４の関係に基づいて前記燃焼限界燃焼速度パラメータを算出することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
JP2016115451A 2016-06-09 2016-06-09 内燃機関の制御装置 Expired - Fee Related JP6332335B2 (ja)

Priority Applications (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016115451A JP6332335B2 (ja) 2016-06-09 2016-06-09 内燃機関の制御装置
AU2017202563A AU2017202563B2 (en) 2016-06-09 2017-04-19 Controller for internal combustion engine
KR1020170069458A KR101913945B1 (ko) 2016-06-09 2017-06-05 내연 기관의 제어 장치
CA2969927A CA2969927C (en) 2016-06-09 2017-06-06 Controller for internal combustion engine
EP17174645.6A EP3255267B1 (en) 2016-06-09 2017-06-07 Controller for internal combustion engine
US15/615,959 US10221793B2 (en) 2016-06-09 2017-06-07 Controller for internal combustion engine
CN201710426043.XA CN107489551B (zh) 2016-06-09 2017-06-08 内燃机的控制装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016115451A JP6332335B2 (ja) 2016-06-09 2016-06-09 内燃機関の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017219005A JP2017219005A (ja) 2017-12-14
JP6332335B2 true JP6332335B2 (ja) 2018-05-30

Family

ID=59021394

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016115451A Expired - Fee Related JP6332335B2 (ja) 2016-06-09 2016-06-09 内燃機関の制御装置

Country Status (7)

Country Link
US (1) US10221793B2 (ja)
EP (1) EP3255267B1 (ja)
JP (1) JP6332335B2 (ja)
KR (1) KR101913945B1 (ja)
CN (1) CN107489551B (ja)
AU (1) AU2017202563B2 (ja)
CA (1) CA2969927C (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6313814B2 (ja) * 2016-06-21 2018-04-18 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
CN109268159B (zh) * 2018-09-18 2020-08-18 吉林大学 稀薄燃烧汽油机燃空比系统控制方法
DE102019207252A1 (de) * 2018-11-14 2020-05-14 Vitesco Technologies GmbH Erfassung von zylinderindividuellen Brennverlaufsparameterwerten für einen Verbrennungsmotor
WO2021011528A1 (en) 2019-07-15 2021-01-21 The Research Foundation For The State University Of New York Method for control of advanced combustion through split direct injection of high heat of vaporization fuel or water fuel mixtures
US20240068423A1 (en) * 2021-04-19 2024-02-29 Hitachi Astemo, Ltd. Control Device for Internal Combustion Engine

Family Cites Families (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS561232B2 (ja) 1972-11-22 1981-01-12
US4736724A (en) * 1986-12-01 1988-04-12 Ford Motor Company Adaptive lean limit air fuel control using combustion pressure sensor feedback
US4942848A (en) 1987-04-30 1990-07-24 Nissan Motor Co., Ltd. Air-fuel ratio control system for automotive internal combustion engine or the like with fuel type discrimination capabilities
JPH06100149B2 (ja) 1987-08-06 1994-12-12 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JPH06100148B2 (ja) 1987-04-30 1994-12-12 日産自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US5592919A (en) * 1993-12-17 1997-01-14 Fuji Jukogyo Kabushiki Kaisha Electronic control system for an engine and the method thereof
JP3767063B2 (ja) 1997-02-07 2006-04-19 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3897869B2 (ja) * 1997-09-11 2007-03-28 富士重工業株式会社 エンジンの制御装置
DE19952096C2 (de) * 1999-10-29 2001-10-11 Daimler Chrysler Ag Brennkraftmaschine mit Kompressionszündung
JP2001164999A (ja) 1999-12-14 2001-06-19 Toyota Motor Corp 排気再循環装置の詰まり検出装置
JP2005146930A (ja) 2003-11-12 2005-06-09 Nissan Motor Co Ltd エンジンの空燃比制御装置
JP4243601B2 (ja) * 2005-07-14 2009-03-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の制御装置
JP4654952B2 (ja) * 2006-03-17 2011-03-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の出力制御装置
JP2007297951A (ja) 2006-04-28 2007-11-15 Toyota Central Res & Dev Lab Inc ガス燃料内燃機関
DE102007013119A1 (de) * 2007-03-13 2008-09-18 Fev Motorentechnik Gmbh Einspritzverfahren und zugehörige Verbrennungskraftmaschine
JP4442623B2 (ja) * 2007-03-14 2010-03-31 株式会社日立製作所 エンジンの制御装置
DE102007023900A1 (de) * 2007-05-23 2008-11-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung einer Kraftstoffzusammensetzung
DE102007023899A1 (de) * 2007-05-23 2008-11-27 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Bestimmung der Zusammensetzung eines Kraftstoffgemischs
DE102007027484A1 (de) * 2007-06-14 2008-12-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Ermittlung des Durchbrennverhaltens eines Dieselkraftstoffes
JP4788797B2 (ja) * 2009-03-31 2011-10-05 マツダ株式会社 過給機付き直噴エンジン
US20110010074A1 (en) * 2009-07-09 2011-01-13 Visteon Global Technologies, Inc. Methods Of Controlling An Internal Combustion Engine Including Multiple Fuels And Multiple Injectors
JP5282847B2 (ja) 2010-03-23 2013-09-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関におけるｅｇｒ率の特定方法及び内燃機関の制御装置
CN102893002B (zh) * 2010-05-10 2015-07-22 丰田自动车株式会社 内燃机的控制装置
US8720416B2 (en) * 2011-01-25 2014-05-13 Southwest Research Institute Methods and apparatus to detect and inhibit low-speed pre-ignition in an engine
JP5874686B2 (ja) * 2013-05-31 2016-03-02 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
CN105874190B (zh) * 2013-11-14 2019-01-08 丰田自动车株式会社 用于内燃机的控制器
JP2015094339A (ja) 2013-11-14 2015-05-18 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CA2969927C (en) 2018-08-14
KR20170139451A (ko) 2017-12-19
KR101913945B1 (ko) 2018-10-31
AU2017202563B2 (en) 2019-06-20
AU2017202563A1 (en) 2018-01-04
JP2017219005A (ja) 2017-12-14
EP3255267A1 (en) 2017-12-13
CN107489551B (zh) 2021-01-08
CA2969927A1 (en) 2017-12-09
US10221793B2 (en) 2019-03-05
US20170356377A1 (en) 2017-12-14
EP3255267B1 (en) 2019-03-27
CN107489551A (zh) 2017-12-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6332335B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6044518B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6481659B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP4835076B2 (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
WO2010113331A1 (ja) 内燃機関用燃料のアルコール濃度対応値取得装置
JP5910651B2 (ja) 内燃機関の空燃比検出装置
US8789357B2 (en) Catalyst deterioration detection apparatus and method
JP5904197B2 (ja) 内燃機関の診断装置
JP2008025406A (ja) 内燃機関の制御装置
JP5867441B2 (ja) 内燃機関の制御装置
JP6740588B2 (ja) 燃料噴射制御装置
JP4863119B2 (ja) 内燃機関の運転制御方法および装置
JP2009275617A (ja) 内燃機関の制御装置
JP4936138B2 (ja) 混合燃料の性状判定方法および装置ならびに内燃機関の運転制御方法および装置
JP4211700B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5400700B2 (ja) 内燃機関の燃料噴射制御装置
JP5469269B1 (ja) 火花点火式内燃機関の制御装置
JP6003770B2 (ja) 火花点火式エンジンの制御装置
JP2009185721A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2011127543A (ja) ガスエンジン制御装置
JP2006144642A (ja) 内燃機関の制御装置および制御方法
JP2017141745A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2007297969A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2009030532A (ja) 内燃機関の燃料セタン価検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180403

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180416

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6332335

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees