WO2014081009A1

WO2014081009A1 - 内燃機関の制御装置

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Publication number: WO2014081009A1
Application number: PCT/JP2013/081491
Authority: WO
Inventors: 中島俊哉; 北野康司; 後藤勇; 鈴木直樹
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 2012-11-26
Filing date: 2013-11-22
Publication date: 2014-05-30
Also published as: CN104813010B; KR101716595B1; JP5867624B2; JPWO2014081009A1; EP2924268B1; BR112015012206B1; BR112015012206A2; EP2924268A1; KR20150069026A; US20150300283A1; EP2924268A4; RU2597252C1; US9617942B2; CN104813010A

Abstract

　内燃機関の制御装置１００は、筒内酸素濃度を取得する筒内酸素濃度取得部と、筒内温度を取得する筒内温度取得部と、筒内酸素濃度取得部によって取得された筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射時における目標筒内温度を取得する目標筒内温度取得部と、目標筒内温度取得部によって取得されたメイン噴射時における目標筒内温度と、筒内温度取得部によって取得された筒内温度との差に基づき、メイン噴射に先立って行われるパイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御する筒内酸素濃度制御を実行する筒内酸素濃度制御部と、を備える。

Description

内燃機関の制御装置

　本発明は、内燃機関の制御装置に関する。

　従来、内燃機関の制御装置として、メイン噴射に先立ってパイロット噴射を行う内燃機関の制御装置が知られている。このような制御装置として、例えば特許文献１には、パイロット噴射時の燃料の燃焼開始がメイン噴射の燃料の燃焼開始より前になるように、燃料のセタン価に基づいてパイロット噴射を制御する制御装置が開示されている。

特開２００４－３０８４４０号公報

　特許文献１に係る技術の場合、予め制御装置に適用可能なセタン価を設定しておき、この当初設定されたセタン価の範囲内でパイロット噴射を行うことが必要となる。そのため、当初設定されたセタン価よりも低いセタン価の燃料が使用された場合、特許文献１の技術では適切にパイロット噴射を制御することが困難である。したがって、特許文献１の技術では、低セタン価の燃料が使用された場合に内燃機関の燃焼状態が悪化する可能性がある。

　本発明は、低セタン価の燃料が使用された場合であっても内燃機関の燃焼状態が悪化することを抑制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。

　本発明に係る内燃機関の制御装置は、内燃機関の気筒内の酸素濃度である筒内酸素濃度を取得する筒内酸素濃度取得部と、前記気筒内の温度である筒内温度を取得する筒内温度取得部と、前記筒内酸素濃度取得部によって取得された前記筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射時における目標筒内温度を取得する目標筒内温度取得部と、前記目標筒内温度取得部によって取得された前記メイン噴射時における前記目標筒内温度と、前記筒内温度取得部によって取得された前記筒内温度との差に基づき、前記メイン噴射に先立って行われるパイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御する筒内酸素濃度制御を実行する筒内酸素濃度制御部と、を備える。

　本発明に係る内燃機関の制御装置によれば、メイン噴射時における目標筒内温度と筒内温度との差を減少させることができる。それにより、内燃機関の燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関の燃焼状態が悪化することを抑制できる。

　上記構成において、前記目標筒内温度取得部は、前記筒内酸素濃度取得部によって取得された前記筒内酸素濃度が高いほど、取得される前記目標筒内温度を低くしてもよい。

　筒内酸素濃度が高いほど、気筒内における燃焼による発熱量が増加するため、筒内温度も上昇する。そのため、筒内酸素濃度が高いほど、目標筒内温度は低くてもよい。したがって、この構成によれば、筒内酸素濃度に応じた適切な目標筒内温度を取得できる。

　上記構成において、前記目標筒内温度取得部は、前記内燃機関に使用される燃料のセタン価が低いほど、取得される前記目標筒内温度を高くしてもよい。

　セタン価が低いほど着火性が低くなるため目標筒内温度は高くすることが好ましい。したがって、この構成によれば、セタン価に応じた適切な目標筒内温度を取得できる。

　上記構成において、前記内燃機関は、吸気通路に配置されたスロットルと、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、を備え、前記筒内酸素濃度制御部は、前記パイロット噴射時の前記筒内酸素濃度を増大させる場合において、前記ＥＧＲバルブが開になり且つ前記スロットルの絞り量が所定値より大きい場合は、前記絞り量を減少させた後に前記ＥＧＲバルブを閉に制御してもよい。

　パイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させる場合において、ＥＧＲバルブが開になり且つスロットルの絞り量が所定値より大きい場合に、仮にスロットルの絞り量を減少させずにＥＧＲバルブを閉にした場合、吸気通路のスロットルよりも下流側が負圧になり、その結果、失火が生じる可能性がある。この点、この構成によれば、ＥＧＲバルブが開になり且つスロットルの絞り量が所定値より大きい場合には絞り量を減少させた後にＥＧＲバルブを閉に制御することから、失火の発生を抑制できる。

　上記構成において、前記筒内酸素濃度制御部は、前記内燃機関に使用される燃料のセタン価が所定値以下の場合に前記筒内酸素濃度制御を実行してもよい。

　上記構成は、前記筒内酸素濃度制御の実行時における前記筒内酸素濃度の増加量に応じて前記メイン噴射後の追加噴射時における燃料噴射量である追加噴射量を制御する追加噴射量制御部をさらに備えていてもよい。この構成によれば、筒内酸素濃度制御の実行時において筒内酸素濃度が増加した場合であっても、この筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射時における追加噴射量を制御することができる。それにより、筒内酸素濃度の増加に伴う排気温度低下を追加噴射による排気温度上昇によって補うことができる。その結果、内燃機関の排気浄化装置の性能低下を抑制できるため、排気エミッションの悪化を抑制できる。

　上記構成において、前記筒内酸素濃度制御部は、前記筒内温度取得部によって取得された前記筒内温度が前記目標筒内温度算出部によって算出された前記メイン噴射時における前記目標筒内温度よりも小さい場合には、該筒内温度が該目標筒内温度以上の場合に比較して、前記パイロット噴射時の前記筒内酸素濃度を増大させてもよい。

　上記構成において、前記筒内酸素濃度制御部は、前記パイロット噴射時の前記筒内酸素濃度を増大させるにあたり、前記気筒に流入する空気の量を増大させてもよい。

　本発明によれば、低セタン価の燃料が使用された場合であっても内燃機関の燃焼状態が悪化することを抑制できる内燃機関の制御装置を提供することができる。

図１は実施例１に係る内燃機関の一例を示す模式図である。図２は、実施例１に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図３（ａ）は、セタン価と燃焼状態指標とメイン噴射時の筒内温度との関係を示す模式図である。図３（ｂ）は筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を取得する際に用いられるマップを視覚化した図である。図３（ｃ）は、Ａ／Ｆ、空気量（Ｇａ）または筒内の酸素量に基づいて目標ＴＤＣ温度を取得する際に用いられるマップを視覚化した図である。図４（ａ）は、制御装置がスロットル、パイロット噴射量およびパイロット噴射時期を制御する場合の制御装置の機能ブロック図である。図４（ｂ）および図４（ｃ）は目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）の算出手法を説明するための図である。図５は、実施例１の変形例１に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図６（ａ）は、セタン価と燃焼状態指標とメイン噴射時の筒内温度との関係を示す模式図である。図６（ｂ）は実施例１の変形例１に係る目標筒内温度の取得の際に用いられるマップを視覚化した図である。図７は、実施例１の変形例２に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図８は、実施例１の変形例３に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図９は、実施例２に係る制御装置が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。図１０は、実施例２の変形例１に係る制御装置が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。図１１（ａ）は、実施例３に係る制御装置が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。図１１（ｂ）は、実施例３に係る筒内酸素濃度制御の実行時における気筒に流入する空気量の時間変化を模式的に示した図である。図１２（ａ）は、実施例３の変形例１に係る制御装置が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。図１２（ｂ）は空気量増量値のマップを視覚化した図である。図１３は、実施例４に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図１４（ａ）は、筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を取得する際に用いられるマップを視覚化した図である。図１４（ｂ）は、エアフロセンサが劣化した場合の失火の有無を模式的に示す図である。図１４（ｃ）は、Ａ／Ｆセンサが劣化した場合の失火の有無を模式的に示す図である。図１５は、実施例４の変形例１に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図１６は実施例５に係る内燃機関の一例を示す模式図である。図１７は、実施例５に係る制御装置が筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図１８は、排気温度と気筒内に流入する空気量との関係を模式的に示す図である。図１９は、実施例６に係る制御装置が筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図２０は、実施例７に係る制御装置が筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図２１は実施例８に係る内燃機関の一例を示す模式図である。図２２は実施例８に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図２３（ａ）は実施例８に係る目標筒内温度の算出の際に用いられるマップを視覚化した図である。図２３（ｂ）は目標筒内温度と内燃機関の燃費との関係を示す模式図である。図２４は実施例９に係る制御装置が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図２５は実施例９に係る目標筒内温度の算出の際に用いられるマップを視覚化した図である。

　以下、本発明を実施するための形態を説明する。

　本発明の実施例１に係る内燃機関の制御装置（以下、制御装置１００と称する）について説明する。まず、制御装置１００が適用される内燃機関の構成の一例について説明し、次いで制御装置１００の詳細について説明する。図１は、制御装置１００が適用される内燃機関５の一例を示す模式図である。図１に示す内燃機関５は車両に搭載されている。本実施例においては内燃機関５の一例として、圧縮着火式内燃機関を用いる。内燃機関５は、機関本体１０と、吸気通路２０と、排気通路２１と、スロットル２２と、燃料噴射弁３０と、コモンレール４０と、ポンプ４１と、ＥＧＲ（Ｅｘｈａｕｓｔ　Ｇａｓ　Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）通路５０と、ＥＧＲバルブ５１と、過給機６０と、インタークーラ７０と、各種センサと、制御装置１００とを備えている。

　機関本体１０は、気筒１１が形成されたシリンダブロックと、シリンダブロックの上部に配置されたシリンダヘッドと、気筒１１に配置されたピストンとを有している。本実施例において、気筒１１の数は複数（具体的には４つ）である。吸気通路２０は、下流側が分岐して各々の気筒１１に接続している。吸気通路２０のうち上流側の端部からは新気が流入する。排気通路２１は、上流側が分岐して各々の気筒１１に接続している。スロットル２２は、吸気通路２０に配置されている。スロットル２２は制御装置１００からの指示を受けて開閉することで、気筒１１に導入される空気量を調整する。

　燃料噴射弁３０、コモンレール４０およびポンプ４１は、配管によって連通されている。燃料タンク４２に貯留された燃料（本実施例では燃料として軽油を用いる）は、ポンプ４１によって圧送されてコモンレール４０に供給され、コモンレール４０において高圧になった後に燃料噴射弁３０に供給される。本実施例に係る燃料噴射弁３０は、各々の気筒１１に燃料を直接噴射するように機関本体１０に複数配置されている。なお燃料噴射弁３０の配置箇所は図１の構成に限定されるものではない。例えば燃料噴射弁３０は、吸気通路２０に燃料を噴射するように配置されていてもよい。

　ＥＧＲ通路５０は、気筒１１から排出された排気の一部を気筒１１に再循環させる通路である。これ以降、気筒１１に導入される排気をＥＧＲガスと称する。本実施例に係るＥＧＲ通路５０は、吸気通路２０の通路途中と排気通路２１の通路途中とを接続している。ＥＧＲバルブ５１は、ＥＧＲ通路５０に配置されている。ＥＧＲバルブ５１は、制御装置１００からの指示を受けて開閉することでＥＧＲガスの量を調整している。

　過給機６０は、内燃機関５に吸入される空気を圧縮する装置である。本実施例に係る過給機６０は、排気通路２１に配置されたタービン６１と、吸気通路２０に配置されたコンプレッサ６２とを備えている。タービン６１およびコンプレッサ６２は、連結部材によって連結されている。タービン６１が排気通路２１を通過する排気からの力を受けて回転した場合、タービン６１に連結されたコンプレッサ６２も回転する。コンプレッサ６２が回転することで、吸気通路２０の空気は圧縮される。それにより、気筒１１に流入する空気は過給される。インタークーラ７０は、吸気通路２０のコンプレッサ６２よりも下流側且つスロットル２２よりも上流側に配置されている。インタークーラ７０には冷媒が導入される。インタークーラ７０は、インタークーラ７０に導入された冷媒によって吸気通路２０の空気を冷却している。なお、インタークーラ７０に導入される冷媒の流量は、制御装置１００が制御している。

　図１には、各種センサの一例として、エアフロセンサ８０、温度センサ８１、Ａ／Ｆセンサ８２および筒内圧センサ８３が図示されている。エアフロセンサ８０は、吸気通路２０のコンプレッサ６２よりも上流側に配置されている。エアフロセンサ８０は、吸気通路２０の空気量（ｇ／ｓ）を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。制御装置１００は、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて気筒１１内に流入する空気量を取得する。温度センサ８１は、吸気通路２０のスロットル２２よりも下流側の部位に配置されている。温度センサ８１は、吸気通路２０の空気の温度を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。Ａ／Ｆセンサ８２は、排気通路２１のタービン６１よりも下流側の部位に配置されている。Ａ／Ｆセンサ８２は、排気通路２１の排気のＡ／Ｆ（空燃比）を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。筒内圧センサ８３は、機関本体１０に配置されている。筒内圧センサ８３は、気筒１１内の圧力である筒内圧を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。なお内燃機関５は、これらのセンサ以外にも、クランクポジションセンサ等、種々のセンサを備えている。

　制御装置１００は内燃機関５を制御する装置である。本実施例においては、制御装置１００の一例として、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）１０１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）１０２およびＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ　Ａｃｃｅｓｓ　Ｍｅｍｏｒｙ）１０３を備える電子制御装置（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）を用いる。ＣＰＵ１０１は制御処理や演算処理等を実行する装置であり、ＲＯＭ１０２およびＲＡＭ１０３はＣＰＵ１０１の動作に必要な情報を記憶する記憶部としての機能を有する装置である。なお後述する各フローチャートの各ステップは、ＣＰＵ１０１が実行する。

　制御装置１００は、メイン噴射が実行されるように燃料噴射弁３０を制御する。また制御装置１００は、メイン噴射よりも前の時期に燃料を噴射するパイロット噴射が実行されるように燃料噴射弁３０を制御する。すなわちパイロット噴射は、メイン噴射に先立って行われる燃料噴射である。パイロット噴射が実行されることで、メイン噴射時の急激な燃焼圧や燃焼温度の上昇を抑制できる。また制御装置１００は、気筒１１内の酸素濃度である筒内酸素濃度を取得し、気筒１１内の温度である筒内温度を取得し、筒内酸素濃度に基づいてメイン噴射時における目標となる筒内温度である目標筒内温度を取得し、目標筒内温度と筒内温度との差に基づきパイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御する筒内酸素濃度制御を実行する。この筒内酸素濃度制御の詳細についてフローチャートを用いて説明すると次のようになる。

　図２は、制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１００は、パイロット噴射を実行する際（より具体的にはパイロット噴射の実行直前）に図２のフローチャートを実行する。制御装置１００は、図２のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。まず制御装置１００は、内燃機関５の燃料のセタン価（ＣＮ）を取得する（ステップＳ１０）。ここで、燃料の比重とセタン価とは反比例する傾向があるため、燃料の比重に基づいてセタン価を取得できる。そこで本実施例に係る制御装置１００はステップＳ１０において、燃料の比重に基づいてセタン価を取得する。この場合、内燃機関５は、燃料タンク４２に燃料の比重を検出する比重センサ（図示せず）を備えている。また記憶部には、燃料の比重とセタン価とを関連付けたマップが記憶されている。ステップＳ１０において制御装置１００は、比重センサの検出した燃料の比重に対応するセタン価をマップから取得することで、セタン価を取得している。なお制御装置１００によるセタン価の具体的な取得手法は、これに限定されるものではなく、公知の手法を用いることができる。

　次いで制御装置１００は、ステップＳ１０で取得されたセタン価が所定値以下であるか否かを判定する（ステップＳ２０）。本実施例においては、所定値として、セタン価がこの所定値以下の場合において仮に本実施例に係る筒内酸素濃度制御が実行されない場合に内燃機関５に失火が生じるような値を用いる。本実施例においては、この所定値の一例として、４８を用いる。なお所定値の具体的な値はこれに限定されるものではない。所定値は記憶部が記憶しておく。制御装置１００はステップＳ２０において、ステップＳ１０で取得されたセタン価が記憶部に記憶されている所定値以下であるか否かを判定している。

　ステップＳ２０において否定判定された場合（Ｎｏ）、制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。なお、この場合、制御装置１００は、スロットル２２の開度を所定開度に制御する（以下、この所定開度を、通常値と称する場合がある）。ステップＳ２０で肯定判定された場合（Ｙｅｓ）、制御装置１００は、内燃機関５の条件を取得する（ステップＳ３０）。内燃機関５の条件とは、後述するステップＳ４０の筒内酸素濃度の算出に必要な内燃機関５の条件を意味している。本実施例に係る制御装置１００はステップＳ３０において、内燃機関５の条件として、気筒１１内に流入する空気量および燃料噴射時期における燃焼室の容積を取得する。なお制御装置１００は、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて気筒１１内に流入する空気量を取得する。制御装置１００は、燃料噴射時期の燃焼室（ピストンとシリンダブロックとシリンダヘッドとによって囲まれた空間）の容積を、燃料噴射時期におけるピストンの位置に基づいて取得する。制御装置１００は、ピストンの位置をクランクポジションセンサが検出したクランク角に基づいて取得する。

　次いで制御装置１００は、気筒１１内の酸素濃度である筒内酸素濃度を取得する（ステップＳ４０）。本実施例に係る制御装置１００は、筒内酸素濃度として、気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度（ｍｏｌ／ｃｃ）を取得する。具体的には制御装置１００は、気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度を、気筒１１内に流入する空気量と燃料噴射時期における燃焼室の容積とに基づいて取得する。より具体的には制御装置１００は、ステップＳ３０で取得された気筒１１内に流入する空気量および燃料噴射時期の燃焼室の容積を用いて、下記式（１）に従って気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度を取得する。
気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度＝（気筒１１内に流入する空気量×０．２３）÷（３２×燃料噴射時期の燃焼室の容積）・・・（１）

　但し、筒内酸素濃度の具体的な取得手法はこれに限定されるものではない。例えば制御装置１００は、筒内酸素濃度を抽出可能なマップを用いて筒内酸素濃度を取得してもよい。また、内燃機関５が、筒内酸素濃度を直接検出できるセンサを備えている場合、制御装置１００は、このセンサの検出結果に基づいて筒内酸素濃度を取得してもよい。

　次いで制御装置１００は、ステップＳ４０で取得された筒内酸素濃度に基づいて、目標筒内温度を取得する（ステップＳ５０）。ステップＳ５０について、図３（ａ）および図３（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）は、セタン価と、内燃機関５の燃焼状態を示す指標（以下、燃焼状態指標と称する場合がある）と、メイン噴射時の筒内温度との関係を示す模式図である。図３（ａ）の縦軸は燃焼状態指標を示している。具体的には縦軸は、燃焼状態指標の一例として、排気中のＨＣ（ハイドロカーボン）量または着火遅れの度合いを示している。横軸はメイン噴射時の筒内温度を示している。

　図３（ａ）には、セタン価（ＣＮ）が４０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標を示す曲線と、セタン価が５０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標を示す曲線と、セタン価が８０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標を示す曲線とが図示されている。セタン価は、着火性を示す指標であり、その値が大きくなるほど着火し易くなり、その値が小さくなるほど着火遅れが生じ易くなる。着火遅れが生じるとＨＣ量も増える。図３（ａ）において、３本の曲線はいずれも横軸で右に行くほど、縦軸の値が小さくなっている。３本の曲線の縦軸の値は、メイン噴射時の筒内温度がＴ（℃）のときに所定値に収束している。

　図３（ａ）から、メイン噴射時の筒内温度が高いほど着火遅れは生じ難くなり、ＨＣ量も減少することが分る。また図３（ａ）から、セタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となる（具体的には着火遅れが一定となり且つＨＣ量も一定となる）メイン噴射時の筒内温度（Ｔ℃）が存在することが分る。

　本実施例に係る制御装置１００は図２のステップＳ５０において、このセタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となるメイン噴射時の筒内温度（Ｔ℃）を目標筒内温度として取得する。なお本願において、一定とは、値が全く変動しない厳密な意味での一定を含むのみならず、一定の範囲内（すなわち変動幅が所定範囲内）をも含んでいる。具体的には制御装置１００は、ステップＳ４０で取得した筒内酸素濃度に基づいて、この目標筒内温度を取得する。図３（ｂ）は、筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を取得する際に用いられるマップを視覚化した図である。図３（ｂ）に図示されている実線（以下、基準線と称する）は、セタン価の値によらずにＨＣ量が一定となる（一定の範囲内となる場合も含む）メイン噴射時の筒内温度を示している。図３（ｂ）は、筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度が低くなるように、目標筒内温度が筒内酸素濃度に関連付けて規定されたマップとなっている。図３（ｂ）のマップは、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、記憶部に記憶させておく。

　制御装置１００は、ステップＳ５０において、ステップＳ４０で取得した筒内酸素濃度に対応する目標筒内温度を記憶部のマップから抽出することで、目標筒内温度を取得している。例えば制御装置１００は、ステップＳ４０で取得した筒内酸素濃度がＤ（ｍｏｌ／ｃｃ）の場合、Ｔ（℃）を目標筒内温度として取得する。なお、このようにして取得された目標筒内温度は、セタン価の値によらずに燃焼状態指標（本実施例ではＨＣ）が一定となるメイン噴射時の筒内温度（Ｔ℃）となっている。なおステップＳ５０で用いられるマップは、図３（ｂ）に限定されるものではない。例えば、図３（ｂ）に図示されている基準線として、セタン価によらずに着火遅れ度合いが一定となる（一定の範囲内となる場合も含む）メイン噴射時の筒内温度を用いることもできる。

　なお制御装置１００は、ステップＳ５０において、目標筒内温度として、セタン価によらずに燃焼状態指標が一定となるメイン噴射時のＴＤＣ（上死点）温度（以下、目標ＴＤＣ温度と称する）を用いることもできる。さらに制御装置１００は、この目標ＴＤＣ温度を、筒内酸素濃度ではなく、Ａ／Ｆ、空気量（Ｇａ）または筒内の酸素量に基づいて取得することもできる。図３（ｃ）は、Ａ／Ｆ、空気量（Ｇａ）または筒内の酸素量に基づいて目標ＴＤＣ温度を取得する際に用いられるマップを視覚化した図である。図３（ｃ）に図示されている実線（基準線）は、セタン価によらずに着火遅れ度合いまたは着火時期が一定となる（一定の範囲内となる場合も含む）メイン噴射時の目標ＴＤＣ温度を示している。この場合、制御装置１００は、図２のステップＳ４０において、Ａ／Ｆ、空気量（Ｇａ）または筒内の酸素量を取得し、ステップＳ５０において、ステップＳ４０で取得された値に対応する目標ＴＤＣ温度を図３（ｃ）のマップから取得することになる。但し、本実施例に係る制御装置１００はステップＳ５０において図３（ｃ）のマップは用いずに、前述した図３（ｂ）のマップを用いて目標筒内温度を取得している。

　図２を参照して、ステップＳ５０の後に制御装置１００は、筒内温度を取得し、取得された筒内温度がステップＳ５０で取得された目標筒内温度より低いか否かを判定する（ステップＳ６０）。なおステップＳ６０で取得される筒内温度を、これ以降、実筒内温度と称する。この実筒内温度は、現時点における筒内温度である。制御装置１００による実筒内温度の具体的な取得手法は特に限定されるものではなく、公知の手法を適用することができる。本実施例に係る制御装置１００は、一例として、実筒内温度と相関を有する指標に基づいて実筒内温度を推定している。この指標の一例として、制御装置１００は吸気通路２０の空気の温度（空気温）および内燃機関５の負荷を用いている。なお空気温が高いほど実筒内温度は高くなり、負荷が高いほど実筒内温度も高くなる。この場合、制御装置１００の記憶部には、実筒内温度が空気温および負荷（本実施例では負荷の一例として回転数を用いる）に関連付けて規定されたマップが記憶されている。制御装置１００は、温度センサ８１の検出結果に基づいて吸気通路２０の空気温を取得し、クランクポジションセンサの検出結果に基づいて内燃機関５の回転数（ｒｐｍ）を取得する。制御装置１００は、取得された空気温および回転数に基づいて記憶部のマップから実筒内温度を抽出し、抽出された実筒内温度をステップＳ６０の実筒内温度として取得している。

　但し制御装置１００による実筒内温度の取得手法は上記手法に限定されるものではない。他の例を挙げると、例えば筒内圧と実筒内温度とは相関を有しているため、制御装置１００は、筒内圧センサ８３の検出した筒内圧に基づいて実筒内温度を推定することもできる。また、仮に内燃機関５が実筒内温度を直接検出できる温度センサを備えている場合、制御装置１００はこの温度センサの検出結果に基づいて実筒内温度を取得することもできる。

　ステップＳ６０において否定判定された場合、制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。この場合、制御装置１００は、スロットル２２の開度を通常値に制御する。ステップＳ６０において肯定判定された場合、制御装置１００は筒内酸素濃度を増大させる（ステップＳ７０）。具体的には制御装置１００は、気筒１１に吸入される空気量が増大するようにスロットル２２の開度を制御する。より具体的には制御装置１００は、スロットル２２の開度を通常値よりも大きくなるように制御することで、スロットル２２の絞り量を減少させて、気筒１１に吸入される空気量を増大させている。空気量が増大することで、パイロット噴射時の筒内酸素濃度は増大する。筒内酸素濃度が増大することで、気筒１１内における燃焼が活発化することから、実筒内温度が上昇する。それにより、メイン噴射時における目標筒内温度と実筒内温度との差を減少させることができる。すなわちステップＳ７０は、メイン噴射時における目標筒内温度と実筒内温度との差が減少するように、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御する筒内酸素濃度制御に相当する。次いで制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。

　なお、ステップＳ４０において筒内酸素濃度を取得する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、筒内酸素濃度を取得する筒内酸素濃度取得部に相当する。ステップＳ５０において目標筒内温度を取得する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、目標筒内温度取得部に相当する。ステップＳ６０において実筒内温度を取得する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、筒内温度を取得する筒内温度取得部に相当する。ステップＳ７０において筒内酸素濃度制御を実行する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、筒内酸素濃度制御部に相当する。具体的にはステップＳ７０を実行する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、筒内温度取得部によって取得された筒内温度が目標筒内温度算出部によって算出されたメイン噴射時における目標筒内温度よりも小さい場合に、この筒内温度がこの目標筒内温度以上の場合に比較してパイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させる筒内酸素濃度制御部に相当する。また、このステップＳ７０を実行する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させるにあたり、気筒１１に流入する空気の量を増大させる筒内酸素濃度制御部に相当する。

　本実施例に係る制御装置１００によれば、筒内酸素濃度制御が実行されることでメイン噴射時における目標筒内温度と筒内温度（実筒内温度）との差を減少させて筒内温度をメイン噴射時の目標筒内温度に近づけることができる。それにより、内燃機関５の燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。具体的には本実施例に係る制御装置１００によれば、内燃機関５のＨＣを一定にすることができる。また、失火の発生やドライバビリティの悪化も抑制できる。

　また図３（ｂ）で説明したように本実施例に係る目標筒内温度の取得の際に用いられるマップは、筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度が低くなるように、筒内酸素濃度と目標温度とが関連付けて規定されたマップとなっている。制御装置１００はこのようなマップを用いて目標筒内温度を取得しているため、結果的に、制御装置１００は筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度の値を低くしていることになる。すなわち、制御装置１００の目標筒内温度取得部は、筒内酸素濃度取得部によって取得された筒内酸素濃度が高いほど、取得される目標筒内温度の値を低くしている。ここで、筒内酸素濃度が高いほど、気筒１１内における燃焼による発熱量が増加するため、筒内温度も上昇する。そのため、筒内酸素濃度が高いほど、目標筒内温度は低くてもよい。したがって、この構成によれば、筒内酸素濃度に応じた適切な目標筒内温度を取得できる。その結果、筒内酸素濃度に応じて筒内酸素濃度制御を適切に実行できる。それにより、内燃機関５の燃焼状態の悪化を効果的に抑制できる。

　また、制御装置１００は、セタン価が所定値以下の場合（ステップＳ２０で肯定判定された場合）に筒内酸素濃度制御を実行している（ステップＳ７０）。この構成によれば、内燃機関５の燃焼状態の悪化が生じ易い低セタン価の燃料が実際に使用された場合に筒内酸素濃度制御を実行することができる。

　なおパイロット噴射量を増大させることによっても、実筒内温度を上昇させることは可能であり、その結果、実筒内温度を目標筒内温度に近づけることは可能である。そのため、制御装置１００は、ステップＳ７０においてスロットルを制御して筒内酸素濃度を上昇させる代わりに、例えばパイロット噴射量（パイロット噴射時における燃料噴射量）を増大させることで実筒内温度を上昇させてもよい。しかしながら、筒内における燃料の燃焼には、筒内の酸素濃度が最も大きな影響を及ぼすと考えられるため、筒内酸素濃度を制御することによって実筒内温度を目標筒内温度に近づけることが最も効果的であると考えられる。また筒内酸素濃度の制御には、スロットル２２の制御が最も有効であると考えられる。そのため、本実施例のようにステップＳ７０においてスロットル２２を制御する方が、パイロット噴射量を制御するよりも効果的に実筒内温度を目標筒内温度に近づけることができる点で好ましい。

　あるいは制御装置１００は、低セタン価の燃料が使用された場合における内燃機関５の燃焼状態の悪化を抑制するに当たり、スロットル２２、パイロット噴射量およびパイロット噴射時期を全体的に制御することも可能である。この場合の制御装置１００の制御について説明すると次のようになる。図４（ａ）は、制御装置１００がスロットル２２、パイロット噴射量およびパイロット噴射時期を制御する場合の制御装置１００の機能ブロック図である。制御装置１００は、入力情報（ＩＮＰＵＴ）として内燃機関５の条件、内燃機関が使用されている環境条件およびセタン価を取得する。

　制御装置１００は、取得された入力情報に基づいてフィードフォアード制御（Ｆ／Ｆ制御）を実行する。具体的には制御装置１００は、内燃機関５の条件および環境条件に基づいてメイン噴射時の目標筒内温度（Ｔｔｒｇ）を取得する。また制御装置１００は、目標筒内温度に基づいて目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）を取得する。また制御装置１００は、入力情報として取得されたセタン価の燃料でパイロット噴射が実行されたときにおける発熱量であるパイロット発熱量（△Ｑｐｌ）を取得する。そして制御装置１００は、パイロット発熱量（△Ｑｐｌ）が目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）になるように、出力（ＯＵＴＰＵＴ）としてスロットル２２、パイロット噴射量およびパイロット噴射時期（パイロット噴射を行う時期）を制御する。

　Ｆ／Ｆ制御およびＯＵＴＰＵＴについて、さらに具体的に説明すると次のようになる。まず、Ｆ／Ｆ制御における目標筒内温度（Ｔｔｒｇ）の算出手法は、図３（ｂ）および図２のステップＳ５０で説明した手法と同じである。目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）の算出手法は次のとおりである。図４（ｂ）および図４（ｃ）は目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）の算出手法を説明するための図である。具体的には図４（ｂ）は筒内温度の時間変化を模式的に示している。また図４（ｃ）は、目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）を算出する際に用いられるマップを視覚化した図である。図４（ｂ）においてクランク角がＣＡ１の時期は、メイン噴射が実行された時期である。図４（ｂ）において点線で図示された曲線２００は、メイン噴射時において実際に燃焼が行われた場合の筒内温度を示している。図４（ｂ）において実線で図示された曲線２０１は、メイン噴射時において失火が生じてしまい、その結果、燃焼が行われなかった場合の筒内温度を示している。図４（ｂ）の曲線２０１においてクランク角ＣＡ１以降の時期の筒内温度は、計算によって取得された値である。

　図４（ｂ）を参照して、低セタン価の燃料が使用された場合における失火の発生を抑制するためには、メイン噴射時（ＣＡ１）における曲線２００と曲線２０１との差である△Ｔ（Ｋ）の分、メイン噴射時において筒内温度を上昇させる必要がある。そこで制御装置１００は、図４（ｃ）に示すように、△Ｔ（Ｋ）の値に、空気の質量と燃料の質量との合計値であるｍ（ｇ）を掛けた値（すなわちｍ△Ｔ）を算出する。そして制御装置１００は、算出されたｍ△Ｔに対応する目標パイロット発熱量△Ｑｔｒｇを図４（ｃ）のマップから抽出する。この抽出された目標パイロット発熱量△Ｑｔｒｇ分、パイロット発熱量を増大させることができれば、図４（ｂ）に示すように失火が生じた曲線２０１よりも△Ｔ分、筒内温度を上昇させることができ、筒内温度を曲線２００のようにすることができる。

　そこで制御装置１００は、パイロット発熱量（△Ｑｐｌ）が図４（ｃ）のマップから抽出された目標パイロット発熱量（△Ｑｔｒｇ）になるようにＯＵＴＰＵＴとして、スロットル２２、パイロット噴射量およびパイロット噴射時期を制御している。このようにスロットル２２、パイロット噴射量およびパイロット噴射時期が制御された場合においても、低セタン価の燃料が使用された場合における内燃機関５の失火の発生を抑制できる。すなわち、低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。なお図１～図３において説明した本実施例に係るスロットル２２制御による筒内酸素濃度制御は、図４（ａ）で説明した制御のうちスロットル２２の制御に組み込まれて実行することもできる。具体的には図４（ａ）のＯＵＴＰＵＴの一つとしてスロットル２２を制御する際に、例えば図２のステップＳ７０に係るスロットル２２制御による筒内酸素濃度制御を実行することもできる。

（変形例１）
　続いて実施例１の変形例１に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本変形例に係る制御装置１００は、図２に代えて次に説明する図５のフローチャートを実行する点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本変形例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例１に係る制御装置１００と同じである。図５は、本変形例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図５は、ステップＳ５０に代えてステップＳ５０ａを備えている点において、実施例１に係る図２のフローチャートと異なっている。ステップＳ５０ａにおいて、制御装置１００（具体的には制御装置１００の目標筒内温度取得部）は、セタン価に応じた目標筒内温度を取得する。具体的には制御装置１００はステップＳ５０ａにおいて、ステップＳ４０で取得された筒内酸素濃度およびステップＳ１０で取得されたセタン価に基づいて、メイン噴射時における内燃機関５の燃焼状態が一定となるような目標筒内温度を取得している。

　ステップＳ５０ａの詳細について説明する。図６（ａ）は、セタン価と内燃機関５の燃焼状態を示す指標（燃焼状態指標）とメイン噴射時の筒内温度との関係を示す模式図である。図６（ａ）には、セタン価（ＣＮ）が８０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標（ＨＣ量または着火遅れ度合い）を示す曲線と、セタン価が４０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標を示す曲線と、セタン価が３０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標を示す曲線と、セタン価が２０の燃料が用いられた場合の燃焼状態指標を示す曲線とが図示されている。セタン価が４０および８０の曲線は筒内温度がＴ_１の時点で合流している。セタン価が３０の曲線は、筒内温度がＴ_２の時点でセタン価が４０および８０の曲線に合流し、セタン価が２０の曲線は筒内温度がＴ_３の時点で他の曲線に合流している。

　図６（ａ）から、セタン価が極めて低い場合（具体的にはセタン価が４０よりも低い場合）、燃焼状態指標を一定とすることができるメイン噴射時の筒内温度は、Ｔ_１よりも高温側にづれることが分る。したがって、このようなセタン価が４０よりも低い超低セタン価の燃料が使用される場合であっても、燃焼状態の悪化を効果的に抑制するためには、燃料のセタン価が低いほど目標筒内温度を高くすることが好ましいといえる。

　そこで制御装置１００は、ステップＳ５０ａにおいて、セタン価が低いほど目標筒内温度を高くしている。図６（ｂ）は本変形例に係る目標筒内温度の取得の際に用いられるマップを視覚化した図である。図６（ｂ）には、基準線の一例として、セタン価が４０以上の場合の基準線とセタン価が３０の場合の基準線とセタン価が２０の場合の基準線とが図示されている。これらの基準線は、セタン価の値が小さくなるほど上方に位置している。すなわち図６（ｂ）のマップは、筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度が低くなり且つセタン価が低いほど取得される目標筒内温度が高くなるように、目標筒内温度を筒内酸素濃度およびセタン価に関連付けて規定したマップとなっている。このマップは、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、制御装置１００の記憶部が記憶しておく。

　制御装置１００は、ステップＳ５０ａにおいて、ステップＳ１０で取得されたセタン価（ＣＮ）に対応する基準線を選択し、選択された基準線において、ステップＳ４０で取得された筒内酸素濃度に対応する目標筒内温度を取得する。この一例を図６（ｂ）を用いて説明すると次のようになる。例えば、ステップＳ１０で取得されたセタン価が３０の場合において、ステップＳ４０で取得された筒内酸素濃度がＤ（ｍｏｌ／ｃｃ）の場合、制御装置１００は、目標筒内温度としてＴ_２（℃）を取得することになる。このようにして取得される目標筒内温度は、筒内酸素濃度が高いほど低くなり且つセタン価が低いほど高くなる。そして制御装置１００は、このステップＳ５０ａで取得された目標筒内温度を用いてステップＳ６０を実行する。なお、ステップＳ１０で取得されたセタン価に直接対応する基準線が図６（ｂ）のマップにない場合には、制御装置１００は、ステップＳ１０で取得されたセタン価に最も近い値の基準線を選択すればよい。あるいは制御装置１００は、内挿した値の基準線を使用すればよい。

　本変形例に係る制御装置１００によれば、実施例１の効果に加えて以下の効果をさらに奏することができる。具体的には、セタン価が低いほど着火性が低くなるため目標筒内温度は高くすることが好ましいと考えられるところ、制御装置１００によれば、ステップＳ５０ａにおいて燃料のセタン価が低いほど取得される目標筒内温度を高くしているため、セタン価に応じた適切な目標筒内温度を取得することができる。それにより制御装置１００によれば、内燃機関５の燃焼状態の悪化をより効果的に抑制することができる。

（変形例２）
　続いて実施例１の変形例２に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本変形例に係る制御装置１００は、図２に代えて次に説明する図７のフローチャートを実行している点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本変形例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例１に係る制御装置１００と同じである。図７は、本変形例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図７は、ステップＳ７０に代えてステップＳ７０ａを備えている点において、実施例１に係る図２のフローチャートと異なっている。

　ステップＳ７０ａにおいて、制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度制御部）は、筒内酸素濃度を増大させるに当たり、気筒１１に吸入される空気の温度（以下、吸気温度と称する場合がある）を低下させることで、気筒１１に吸入される空気中の酸素濃度を増大させている。吸気温度が低下した場合に気筒１１に吸入される空気中の酸素濃度（具体的にはモル濃度）が増大するのは、吸気温度の低下によって気筒１１に吸入される空気の密度が上昇し、その結果、空気中の酸素濃度が上昇することによるものである。

　具体的には制御装置１００は、ステップＳ７０ａに係る吸気温度を低下させるに当たり、インタークーラ７０に導入される冷媒の流量を増加させている。より具体的には制御装置１００は、インタークーラ７０に冷媒を導入するポンプ（図１には図示されていない）の回転数を増加させることで、インタークーラ７０に導入される冷媒の流量を増加させている。インタークーラ７０の冷媒流量が増加することで、インタークーラ７０の吸気冷却能力が向上するため、吸気温度を低下させることができる。但しステップＳ７０ａの具体的な実行手法は、これに限定されるものではない。

　本変形例に係る制御装置１００においても、筒内酸素濃度制御（ステップＳ７０ａ）が実行されることで、メイン噴射時における目標筒内温度と実筒内温度との差を減少させることができる。それにより、内燃機関５の燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。なお、実施例１の変形例１に係る制御装置１００が、本変形例に係るステップＳ７０ａを実行してもよい。

（変形例３）
　続いて実施例１の変形例３に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本変形例に係る制御装置１００は、図２に代えて次に説明する図８のフローチャートを実行している点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本変形例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例１に係る制御装置１００と同じである。図８は、本変形例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図８は、ステップＳ７０に代えてステップＳ７０ｂを備えている点において、実施例１に係る図２のフローチャートと異なっている。

　ピストンの位置が上死点（ＴＤＣ）に近いほど、筒内酸素濃度は高くなる傾向がある。したがって、燃料の噴射時期が上死点に近い時期であるほど、燃料噴射時の筒内酸素濃度を増加させることができる。そこで、制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度制御部）は、ステップＳ７０ｂに係る筒内酸素濃度制御において、パイロット噴射時期を、ステップＳ２０またはステップＳ６０で否定判定される場合のパイロット噴射時期（すなわち、筒内酸素濃度制御が実行されない場合のパイロット噴射時期であり、これを通常噴射時期と称する）に比較して上死点に近づけている。

　具体的には制御装置１００は、通常噴射時期として、上死点よりも早い時期を用いている。そして制御装置１００は、ステップＳ７０ｂにおいて、パイロット噴射を上死点にしている。より具体的には制御装置１００はステップＳ７０ｂにおいて、クランクポジションセンサの検出結果に基づいてクランク角（ＣＡ）を取得し、取得されたクランク角が上死点の場合にパイロット噴射が実行されるように燃料噴射弁３０を制御している。但しステップＳ７０ｂの具体的な実行手法は、これに限定されるものではない。

　本変形例に係る制御装置１００においても、筒内酸素濃度制御（ステップＳ７０ｂ）が実行されることで、メイン噴射時における目標筒内温度と実筒内温度との差を減少させることができる。それにより、内燃機関５の燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。なお、実施例１の変形例１に係る制御装置１００が、本変形例に係るステップＳ７０ｂを実行してもよい。

　続いて本発明の実施例２に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本実施例に係る制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度制御部）は、実施例１に係る図２のステップＳ７０の代わりに次に説明する図９のフローチャートを実行している点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本実施例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例１に係る制御装置１００と同じである。図９は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。なお制御装置１００は、図２のステップＳ６０で肯定判定された場合に、図９のステップＳ１００を実行する。ステップＳ１００において制御装置１００は、ＥＧＲガスが気筒１１に導入されているか否かを判定する。ＥＧＲバルブ５１が開の場合にＥＧＲガスは気筒１１に導入されるため、ステップＳ１００において具体的には制御装置１００は、ＥＧＲバルブ５１が開になっているか否かを判定している。

　ステップＳ１００で肯定判定された場合、制御装置１００は、スロットル２２の絞り量が所定値より大きいか否かを判定する（ステップＳ１１０）。なおスロットル２２の絞り量が大きいほど、吸気通路２０の空気量は少なくなり、気筒１１に流入する空気量も少なくなる。本実施例においては、所定値として、仮にスロットル２２の絞り量がこの所定値よりも大きい状態でＥＧＲバルブ５１が閉になった場合に、吸気通路２０のスロットル２２よりも下流側が負圧になるような絞り量を用いる。この所定値は、予め求めておき、記憶部に記憶させておく。なお所定値は、このような値に限定されるものでない。なおスロットル２２の絞り量は、スロットル２２の開度に基づいて取得することができる。

　ステップＳ１１０で肯定判定された場合、制御装置１００は、スロットル２２の絞り量を減少させることで気筒１１に流入する空気量を増大させる（ステップＳ１２０）。具体的にはステップＳ１２０において制御装置１００は、スロットル２２の絞り量を図２のステップＳ２０で否定判定された場合またはステップＳ６０で否定判定された場合の絞り量（以下、この絞り量を通常絞り量と称する）よりも減少させる。ステップＳ１２０が実行されることで、筒内酸素濃度も増大する。それにより、目標筒内温度と実筒内温度との差が減少し、以って内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。

　次いで制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量が所定の基準空気量よりも不足するか否かを判定する（ステップＳ１３０）。本実施例においては、基準空気量として、失火が生じる空気量を用いる。この場合、気筒１１に流入する空気量がこの基準空気量よりも不足した場合、失火が生じることになる。基準空気量は予め求めておき、記憶部に記憶させておく。なお基準空気量は、このような失火が生じる空気量に限定されるものではない。

　ステップＳ１３０で肯定判定された場合、制御装置１００は、ＥＧＲバルブ５１を閉に制御することで気筒１１に流入する空気量を増大させる（ステップＳ１４０）。なお、ステップＳ１４０が実行されることによっても、筒内酸素濃度は増大する。それにより、目標筒内温度と実筒内温度との差が減少し、以って内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。次いで制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。

　ステップＳ１００において否定判定された場合（すなわちＥＧＲバルブ５１が閉になっている場合）、制御装置１００は、スロットル２２の絞り量を減少させることで気筒１１に流入する空気量を増大させる（ステップＳ１５０）。ステップＳ１５０の具体的内容は、ステップＳ１２０と同様であるため説明を省略する。次いで制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。

　ステップＳ１１０において否定判定された場合（すなわちスロットル２２の絞り量が所定値以下の場合）、制御装置１００は、ＥＧＲバルブ５１を閉に制御することで気筒１１に流入する空気量を増大させる（ステップＳ１６０）。ステップＳ１６０の具体的内容は、ステップＳ１４０と同様であるため説明を省略する。次いで制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量が不足するか否かを判定する（ステップＳ１７０）。ステップＳ１７０の具体的内容は、ステップＳ１３０と同様であるため説明を省略する。ステップＳ１７０で肯定判定された場合、制御装置１００は、スロットル２２の絞り量を減少させることで気筒１１に流入する空気量を増大させる（ステップＳ１８０）。ステップＳ１８０の具体的内容は、ステップＳ１２０と同様であるため説明を省略する。次いで制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。ステップＳ１７０で否定判定された場合にも制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。

　以上のように本実施例に係る制御装置１００によれば、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させる場合において、ＥＧＲバルブ５１が開になり（ステップＳ１００で肯定判定された場合）且つスロットル２２の絞り量が所定値より大きい場合（ステップＳ１１０で肯定判定された場合）は、絞り量を減少させた後（ステップＳ１２０の実行後）にＥＧＲバルブ５１を閉に制御することで（ステップＳ１４０）、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させている。ここで、ＥＧＲバルブ５１が開になり且つスロットル２２の絞り量が所定値より大きい場合に、仮にスロットル２２の絞り量を減少させずにＥＧＲバルブ５１を閉にした場合、吸気通路２０のスロットル２２よりも下流側が負圧になる可能性がある。その結果、失火が生じる可能性がある。この点、制御装置１００によれば、ＥＧＲバルブ５１が開になり且つスロットル２２の絞り量が所定値より大きい場合には絞り量を減少させた後にＥＧＲバルブ５１を閉に制御することから、失火の発生を抑制できる。なお、実施例１の変形例１に係る制御装置１００が本実施例に係る筒内酸素濃度増大制御を実行してもよい。

（変形例１）
　続いて実施例２の変形例１に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本変形例に係る制御装置１００は、図９に代えて以下に説明する図１０のフローチャートを実行する点において、実施例２に係る制御装置１００と異なっている。本変形例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例２に係る制御装置１００と同じである。図１０は、本変形例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。図１０は、ステップＳ１１０に代えてステップＳ１１０ａを備えている点において図９のフローチャートと異なっている。

　ステップＳ１１０ａにおいて制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度制御部）は、排気通路２１の排気の空燃比（Ａ／Ｆ）が所定値より小さいか否かを判定する。本変形例においては、所定値として、仮に空燃比がこの所定値よりも小さい状態でＥＧＲバルブ５１が閉になった場合に吸気通路２０のスロットル２２よりも下流側が負圧になるような空燃比を用いる。この所定値は、予め求めておき、記憶部に記憶させておく。なお所定値は、このような値に限定されるものでない。制御装置１００は、ステップＳ１１０ａにおいて、Ａ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空燃比が記憶部に記憶されている所定値より小さいか否かを判定している。本変形例に係る制御装置１００においても実施例２と同様の効果を奏することができる。

　続いて本発明の実施例３に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本実施例に係る制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度制御部）は、実施例１に係る図２のステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御の実行時おいて、次に説明する図１１（ａ）のフローチャートを実行する点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本実施例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例１に係る制御装置１００と同じである。図１１（ａ）は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１００は、図２のステップＳ６０で肯定判定された場合に、図１１（ａ）のステップＳ２００を実行する。

　ステップＳ２００において制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量の目標値として、第１目標空気量（Ｇａｔｒｇ）を取得する。具体的には制御装置１００は、第１目標空気量として、図２のステップＳ７０が実行される場合に気筒１１に流入する空気量を用いる。より具体的には制御装置１００はステップＳ２００において、図２のステップＳ２０で否定判定された場合またはステップＳ６０で否定判定された場合において気筒１１に流入する空気量よりも所定量多い値の空気量を第１目標空気量として設定する。

　次いで制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量の目標値として、第１目標空気量よりも大きい値を有する第２目標空気量（Ｇａｔｒｇ１）を取得する（ステップＳ２１０）。具体的には制御装置１００は、ステップＳ２００で取得した第１目標空気量に所定係数（Ｃ（＞０））を積算した値を第２目標空気量として取得する。次いで制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量がステップＳ２１０で取得された第２目標空気量になるようにスロットル２２を制御する（ステップＳ２２０）。具体的には制御装置１００は、スロットル２２の絞り量が第２目標空気量に対応した第１の値になるように、スロットル２２を制御する。

　次いで制御装置１００は、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量（Ｇａ）が第１目標空気量よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ２３０）。ステップＳ２３０で否定判定された場合、制御装置１００はステップＳ２１０を実行する。すなわちステップＳ２２０の制御は、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得された実際の空気量（Ｇａ）が第１目標空気量より大きくなるまで実行されている。ステップＳ２３０で肯定判定された場合、制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量が第１目標空気量になるようにスロットル２２を制御する（ステップＳ２４０）。具体的には制御装置１００は、スロットル２２の絞り量を第１目標空気量に対応した第２の値（これは、第１の値よりも高い値である）に制御する。次いで制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。

　図１１（ｂ）は、本実施例に係る筒内酸素濃度制御の実行時における気筒１１に流入する空気量の時間変化を模式的に示した図である。図１１（ｂ）の縦軸は気筒１１に流入する空気量を示し、横軸は時間を示している。縦軸には、第１目標空気量（Ｇａｔｒｇ）と第２目標空気量（Ｇａｔｒｇ１）とが図示されている。本実施例に係る筒内酸素濃度制御が実行された場合、気筒１１に流入する空気量は、最初、第１目標空気量よりも大きい第２目標空気量になった後に、第１目標空気量に収束している。

　本実施例に係る制御装置１００の作用効果をまとめると次のようになる。まず本実施例に係る制御装置１００によれば、筒内酸素濃度制御においてステップＳ２２０またはステップＳ２４０が実行されることで、気筒１１に流入する空気量を増大させることができる。それにより、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させることができる。その結果、内燃機関５の燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５の燃焼状態が悪化することを抑制できる。

　またスロットル２２によって空気量を増大させる制御は、スロットル２２の開度を変更してから実際に気筒１１に流入する空気量が増大するまでの間に時間を要するため、応答性が必ずしも良好とはいえない。この点、本実施例に係る制御装置１００によれば、筒内酸素濃度制御の実行時において最初にスロットル２２の絞り量を第２目標空気量に対応した第１の値に減少させた後に（ステップＳ２２０）、絞り量を第１の値よりも高い第２の値（第１目標空気量に対応した絞り量）に制御している（ステップＳ２４０）。それにより、図１１（ｂ）で説明したように、最初に気筒１１内に流入する空気量を第１目標空気量よりも増大させた後に第１目標空気量に制御することができる。その結果、筒内酸素濃度制御の応答性を向上させることができる。それにより、内燃機関５の燃料として低セタン価の燃料が使用された場合における内燃機関５の燃焼状態の悪化を効果的に抑制できる。

　なお実施例１の変形例１に係る制御装置１００が本実施例に係る筒内酸素濃度制御をさらに実行してもよい。また、実施例２に係る制御装置１００または実施例２の変形例１に係る制御装置１００が本実施例に係る筒内酸素濃度制御をさらに実行してもよい。なお実施例２に係る制御装置１００または実施例２の変形例１に係る制御装置１００が本実施例に係る筒内酸素濃度制御を実行する場合、ステップＳ１２０、ステップＳ１５０またはステップＳ１８０に係るスロットル２２の制御の際に、図１１（ａ）の制御を実行する。

（変形例１）
　続いて実施例３の変形例１に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本変形例に係る制御装置１００は、図１１（ａ）のフローチャートを実行する代わりに以下に説明する図１２（ａ）のフローチャートを実行する点において、実施例３に係る制御装置１００と異なっている。本変形例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例３に係る制御装置１００と同じである。図１２（ａ）は、本変形例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御の実行時に空気量を制御する際のフローチャートの一例を示す図である。図１２（ａ）は、ステップＳ２０１をさらに備えている点と、ステップＳ２１０に代えてステップＳ２１０ａを備えている点とにおいて図１１（ａ）のフローチャートと異なっている。

　制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度制御部）は、ステップＳ２００の次にステップＳ２０１を実行する。ステップＳ２０１において制御装置１００は、空気量増量値（Ｇａ２）を取得する。図１２（ｂ）は空気量増量値のマップを視覚化した図である。図１２（ｂ）の縦軸は空気量増量値を示し、横軸は、図２のステップＳ５０で取得された目標筒内温度とステップＳ６０で取得された実筒内温度との差（本変形例において、温度差と称する場合がある）を示している。図１２（ｂ）は、温度差が大きくなるほど空気量増量値が大きくなるように空気量増量値を温度差に関連付けて規定したマップとなっている。このマップは予め求めておき、制御装置１００の記憶部が記憶しておく。図１２（ａ）のステップＳ２０１において制御装置１００は、図２のステップＳ５０で取得された目標筒内温度とステップＳ６０で取得された実筒内温度との差に対応する空気量増量値を図１２（ｂ）のマップから抽出することで空気量増量値（Ｇａ）を取得している。

　ステップＳ２０１の次に制御装置１００はステップＳ２１０ａを実行する。ステップＳ２１０ａにおいて制御装置１００は、ステップＳ２００で取得した第１目標空気量にステップＳ２０１で取得した空気量増量値（Ｇａ２）を加算した値を第２目標空気量として取得する。このようにして算出された第２目標空気量は、第１目標空気量よりも大きな値となる。すなわち、制御装置１００は、目標筒内温度と実筒内温度との差（温度差）に基づいて第２目標空気量を算出している。

　本変形例に係る制御装置１００においても、実施例３と同様に筒内酸素濃度制御の応答性を向上させることができる。また本変形例に係る制御装置１００によれば、目標筒内温度と実筒内温度との差に基づいて第２目標空気量を算出していることから、目標筒内温度と実筒内温度との差に応じて筒内酸素濃度制御の応答性を効果的に向上させることができる。それにより、内燃機関５の燃焼状態の悪化をより効果的に抑制できる。

　なお実施例１の変形例１に係る制御装置１００が本変形例に係る筒内酸素濃度制御をさらに実行してもよい。また、実施例２に係る制御装置１００または実施例２の変形例１に係る制御装置１００が本変形例に係る筒内酸素濃度制御をさらに実行してもよい。

　続いて本発明の実施例４に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本実施例に係る制御装置１００は、実施例１に係る図２のフローチャートを実行する代わりに、次に説明する図１３のフローチャートを実行する点において、実施例１に係る制御装置１００と異なっている。本実施例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例１に係る制御装置１００と同じである。図１３は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図１３のフローチャートは、ステップＳ３１、ステップＳ３２およびステップＳ３３をさらに備えている点と、ステップＳ４０に代えてステップＳ４０ａを備えている点とにおいて、図２のフローチャートと異なっている。

　ステップＳ３１において制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度取得部）は、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて気筒１１に流入する空気量（以下、空気量と略称する場合がある）を取得するとともにＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて空気量を取得し、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量がＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空気量よりも大きいか否かを判定する。なお制御装置１００は、Ａ／Ｆセンサ８２の検出したＡ／Ｆに燃料噴射弁３０の燃料噴射量を掛けた値を、気筒１１に流入する空気量として取得する。但しＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて気筒１１に流入する空気量を取得する具体的な手法は、これに限定されるものではなく、公知の他の手法を用いることができる。

　ここで、内燃機関５の運転状態が定常時の場合にステップＳ３１が実行される場合の方が、内燃機関５の運転状態が過渡時の場合にステップＳ３１が実行される場合に比較して、ステップＳ３１の判定精度は高くなると考えられる。そこで制御装置１００は、内燃機関５の運転状態が定常時の場合にステップＳ３１を実行する。具体的には制御装置１００は、スロットル２２の開度の単位時間当たりの変化量が所定値以下の場合に定常時であると判定し、ステップＳ３１を実行する。

　ステップＳ３１において肯定判定された場合（つまりＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空気量の方が小さい場合）、制御装置１００はＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空気量を採用する（ステップＳ３２）。次いで制御装置１００は、ステップＳ３２で採用された空気量を用いて筒内酸素濃度を算出する（ステップＳ４０ａ）。具体的には制御装置１００は、ステップＳ３２で採用された空気量を用いて、図２のステップＳ４０で説明した式（１）に従って筒内酸素濃度を算出する。ステップＳ３１において否定判定された場合（つまりエアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量の方が小さい場合）、制御装置１００はエアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量を採用する（ステップＳ３３）。次いで制御装置１００は、ステップＳ３３で採用された空気量を用いて筒内酸素濃度を算出する（ステップＳ４０ａ）。

　本実施例に係る制御装置１００においてもステップＳ７０が実行されることから、実施例１と同様の作用効果を奏することができる。さらに本実施例に係る制御装置１００によれば、筒内酸素濃度取得部はエアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量とＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空気量のうち小さい方を採用して筒内酸素濃度を算出している（ステップＳ３１～ステップＳ４０ａ）。この本実施例に係る筒内酸素濃度算出による作用効果について以下に説明する。

　まず、比較例として、本実施例に係るステップＳ３１～ステップＳ３３を実行せずに、ステップＳ４０ａにおいて、常にエアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得された空気量を用いて筒内酸素濃度を算出する制御装置を想定する（この制御装置を、比較例に係る制御装置と称する）。比較例に係る制御装置において、仮にエアフロセンサ８０が劣化した場合、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得される空気量は、実際の空気量と異なる値になると考えられる。その結果、劣化したエアフロセンサ８０に基づいて取得された空気量を用いて算出された筒内酸素濃度は、劣化していないエアフロセンサ８０に基づいて取得された筒内酸素濃度（つまり真の筒内酸素濃度）と異なる。その結果、筒内酸素濃度に基づいて取得される目標筒内温度も、真の目標筒内温度と異なる。

　ここで、エアフロセンサ８０が劣化した結果、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得される空気量が実際の空気量よりも増加した場合を例に挙げて、上述した比較例に係る制御装置の問題点をより具体的に説明すると次のようになる。図１４（ａ）は、図３（ｂ）と同様の図であり、筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を取得する際に用いられるマップを視覚化した図である。図１４（ａ）の横軸の筒内酸素濃度（Ａ）は、劣化していないエアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得された空気量を用いて算出された筒内酸素濃度である。図１４（ａ）の横軸の筒内酸素濃度（Ｂ）は、劣化したエアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得された空気量を用いて算出された筒内酸素濃度である。

　エアフロセンサ８０が劣化した結果、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得される空気量が実際の空気量よりも増加した場合、劣化したエアフロセンサ８０に基づいて取得された空気量を用いて取得される筒内酸素濃度（Ｂ）は、劣化していないエアフロセンサ８０に基づいて取得された空気量を用いて取得される筒内酸素濃度（Ａ）よりも大きくなる。その結果、比較例に係る制御装置が図１４（ａ）のマップに基づいて目標筒内温度を算出した場合、エアフロセンサ８０が劣化した場合に算出される目標筒内温度（Ｂ_１）の方がエアフロセンサ８０が劣化していない場合に算出される目標筒内温度（Ａ_１）よりも低くなる。このような、真の目標筒内温度（Ａ_１）よりも低い目標筒内温度（Ｂ_１）を用いて比較例に係る制御装置がステップＳ６０およびステップＳ７０を実行した場合、内燃機関５に失火が生じるおそれがある。このように比較例に係る制御装置の場合、エアフロセンサ８０が劣化した場合に内燃機関５に失火が生じるおそれがあるという問題点がある。本実施例に係る制御装置１００によれば、次に説明するように、この問題点を解決することができる。

　図１４（ｂ）は、エアフロセンサ８０とＡ／Ｆセンサ８２とのうちエアフロセンサ８０が劣化した場合の失火の有無を模式的に示している。図１４（ｃ）は、エアフロセンサ８０とＡ／Ｆセンサ８２とのうちＡ／Ｆセンサ８２が劣化した場合の失火の有無を模式的に示している。図１４（ｂ）および図１４（ｃ）において、空気量の真値（真の空気量）を示す横軸よりも上側の領域（すなわち、センサの検出結果に基づいて取得した空気量が真の空気量よりも大きい領域）が、内燃機関５に失火が生じる領域（失火側）である。図１４（ｂ）および図１４（ｃ）において、横軸以下の領域が内燃機関５に失火が生じない領域（安全側）である。

　図１４（ｂ）に示すように、エアフロセンサ８０が劣化して、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得された空気量が真値よりも大きくなるまたは小さくなった場合であっても、エアフロセンサ８０の検出結果とＡ／Ｆセンサ８２の検出結果とのうち小さい方の値を採用すれば、内燃機関５に失火が生じることは抑制できる。図１４（ｃ）に示すように、Ａ／Ｆセンサ８２が劣化して、Ａ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得された空気量が真値よりも大きくなるまたは小さくなった場合であっても、エアフロセンサ８０の検出結果とＡ／Ｆセンサ８２の検出結果とのうち小さい方の値を採用すれば内燃機関５に失火が生じることは抑制できる。すなわち、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量とＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空気量とのうち、小さい方の空気量を採用して筒内酸素濃度を算出すれば、仮にエアフロセンサ８０またはＡ／Ｆセンサ８２が劣化していたとしても内燃機関５に失火が生じることを抑制できるのである。

　本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ３１～ステップＳ４０ａにおいて、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量とＡ／Ｆセンサ８２の検出結果に基づいて取得した空気量のうち小さい方を採用して筒内酸素濃度を算出していることから、エアフロセンサ８０またはＡ／Ｆセンサ８２が劣化した場合であっても内燃機関５に失火が生じることを抑制できる。

　なお実施例１の変形例１、変形例２、変形例３、実施例２、実施例２の変形例１、実施例３および実施例３の変形例１に係る制御装置が、それぞれ本実施例に係る筒内酸素濃度の取得手法（図１３のステップＳ３１～ステップＳ４０ａ）を実行してもよい。

（変形例１）
　続いて実施例４の変形例１に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本変形例に係る制御装置１００は、図１３のフローチャートを実行する代わりに以下に説明する図１５のフローチャートを実行する点において、実施例４に係る制御装置１００と異なっている。本変形例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例４に係る制御装置１００と同じである。図１５は、本変形例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図１５は、ステップＳ３１に代えてステップＳ３１ａを備えている点と、ステップＳ３２に代えてステップＳ３２ａを備えている点とにおいて、図１３のフローチャートと異なっている。

　ステップＳ３１ａおよびステップＳ３２ａは、Ａ／Ｆセンサ８２の代わりに筒内圧センサ８３が用いられている点において、図１３のステップＳ３１およびステップＳ３２と異なっている。ここで、気筒１１に流入する空気量は、エアフロセンサ８０およびＡ／Ｆセンサ８２の他に、筒内圧センサ８３の検出する筒内圧に基づいても取得することができる。そこで制御装置１００は、Ａ／Ｆセンサ８２に代えて筒内圧センサ８３を用いている。なお筒内圧センサ８３の検出結果に基づいて気筒１１に流入する空気量を取得する具体的な手法は、特に限定されるものではなく、公知の手法を適用することができるため、詳細な説明は省略する。

　ステップＳ３１ａにおいて制御装置１００（具体的には制御装置１００の筒内酸素濃度取得部）は、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量が、筒内圧センサ８３の検出結果に基づいて取得した空気量よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３１ａにおいて肯定判定された場合、制御装置１００は筒内圧センサ８３の検出結果に基づいて取得した空気量を採用する（ステップＳ３２ａ）。次いで制御装置１００は、ステップＳ３２ａで採用された空気量を用いて筒内酸素濃度を算出する（ステップＳ４０ａ）。ステップＳ３１ａにおいて否定判定された場合、制御装置１００はステップＳ３３を実行する。次いで制御装置１００は、ステップＳ３３で採用された空気量を用いて筒内酸素濃度を算出する（ステップＳ４０ａ）。

　本変形例に係る制御装置１００においても、エアフロセンサ８０の検出結果に基づいて取得した空気量と筒内圧センサ８３の検出結果に基づいて取得した空気量のうち小さい方を採用して筒内酸素濃度を算出している（ステップＳ３１ａ～ステップＳ４０ａ）ことから、エアフロセンサ８０または筒内圧センサ８３が劣化した場合であっても内燃機関５に失火が生じることを抑制できる。

　なお実施例１の変形例１、変形例２、変形例３、実施例２、実施例２の変形例１、実施例３および実施例３の変形例１に係る制御装置が、それぞれ本変形例に係る筒内酸素濃度の取得手法（図１５のステップＳ３１ａ～ステップＳ４０ａ）を実行してもよい。

　続いて本発明の実施例５に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。図１６は本実施例に係る制御装置１００が適用される内燃機関５ａの一例を示す模式図である。図１６に示す内燃機関５ａは、温度センサ８４、排気浄化装置１１０および燃料添加弁１２０をさらに備えている点において、図１に示す内燃機関５と異なっている。また、図１６に示す内燃機関５ａは、Ａ／Ｆセンサ８２および筒内圧センサ８３を備えていない点においても内燃機関５と異なっている。なお、内燃機関５ａの構成は図１６の構成に限定されるものではなく、例えば内燃機関５ａはさらにＡ／Ｆセンサ８２および筒内圧センサ８３を備えていてもよい。温度センサ８４は、排気通路２１のタービン６１よりも上流側の部位に配置されている。温度センサ８４は、排気の温度を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。なお、温度センサ８４の配置箇所は図１６に示す箇所に限定されるものではない。

　排気浄化装置１１０は、排気通路２１の排気を浄化する装置である。本実施例に係る排気浄化装置１１０は、排気浄化用の触媒１１１と、ＤＰＦ（Ｄｉｅｓｅｌ　Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｆｉｌｔｅｒ：ディーゼルパティキュレートフィルタ）１１２とを備えている。本実施例において触媒１１１は、排気通路２１のタービン６１よりも下流側に配置されている。ＤＰＦ１１２は排気通路２１の触媒１１１よりも下流側に配置されている。本実施例においては触媒１１１の一例として酸化触媒を用いる。ＤＰＦ１１２は、ＰＭ（粒子状物質）を捕集するフィルタである。燃料添加弁１２０は、排気通路２１のうちタービン６１と排気浄化装置１１０との間に部分に配置されている。燃料添加弁１２０は、制御装置１００の指示を受けて排気通路２１の排気浄化装置１１０よりも上流側に燃料を添加する。

　本実施例に係る制御装置１００は、筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じてメイン噴射後の追加噴射時における燃料噴射量である追加噴射量を制御する追加噴射量制御を実行する。本実施例に係る筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御の詳細についてフローチャートを用いて説明すると次のようになる。

　図１７は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。本実施例に係る制御装置１００は、図１７のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。図１７のフローチャートは、ステップＳ８０～ステップＳ８３をさらに備えている点において、図２に示すフローチャートと異なっている。本実施例に係る制御装置１００は、ステップＳ７０の実行後にステップＳ８０を実行する。

　ステップＳ８０において制御装置１００は、排気浄化装置１１０の再生処理の開始条件であるＰＭ再生条件を満たすか否かを判定する。本実施例に係る制御装置１００はステップＳ８０において、排気浄化装置１１０のＤＰＦ１１２に堆積したＰＭの量（堆積量）と相関を有する指標が所定値以上となったか否かを判定し、この指標が所定値以上となった場合にＰＭ再生条件を満たすと判定する。制御装置１００は、この指標の一例として、前回、後述するステップＳ８２に係る再生処理を実行した時からの車両の走行距離を用いる。したがってステップＳ８０において制御装置１００は、前回の再生処理実行時からの車両の走行距離が所定値以上となったか否かを判定し、所定値以上となった場合にＰＭ再生条件を満たすと判定している。所定値としては、ＤＰＦ１１２のＰＭの堆積量がこの所定値以上となった場合にＤＰＦ１１２のＰＭを除去する再生処理を実行した方が好ましいと考えられる値を用いることができる。この所定値は、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、記憶部に記憶させておく。

　なお、ステップＳ８０の具体的内容は上記の内容に限定されるものではない。他の例を挙げると、内燃機関５ａがＤＰＦ１１２のＰＭ堆積量を検出可能なセンサを例えばＤＰＦ１１２に備えている場合、制御装置１００はこのセンサの検出結果を取得することでＰＭ堆積量を取得し、取得されたＰＭ堆積量が所定値以上となったか否かを判定することもできる。

　ステップＳ８０で否定判定された場合、制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ８０で肯定判定された場合、制御装置１００は、燃料添加弁１２０による燃料添加の開始条件である燃料添加条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ８１）。ステップＳ８１の具体的内容は次のとおりである。まず、排気温度が低温の場合に燃料添加弁１２０から燃料を添加しても、ＤＰＦ１１２に付着した燃料の燃焼は効果的に行われず、その結果、排気浄化装置１１０の再生は効果的に行われないと考えられる。そこで本実施例に係る制御装置１００はステップＳ８１において、排気温度が、排気浄化装置１１０の再生を効果的に行えると考えられる所定値以上であるか否かを判定し、排気温度が所定値以上の場合に燃料添加条件を満たすと判定する。

　なお所定値の具体的な値は特に限定されるものではなく、後述するステップＳ８２に係る燃料添加の実行によって排気浄化装置１１０の再生を効果的に行えると考えられる温度を適宜用いることができる。この所定値は、予め実験、シミュレーション等によって適宜求めておき、記憶部に記憶させておく。本実施例においては所定値の一例として２００℃を用いることとする。すなわち本実施例に係る制御装置１００はステップＳ８１において、排気温度が２００℃以上であるか否かを判定している。なお制御装置１００は、排気温度を温度センサ８４の検出結果に基づいて取得する。但し制御装置１００による排気温度の取得手法は、これに限定されるものではなく、例えば制御装置１００は、排気温度と相関を有する指標（例えば内燃機関５ａの負荷、具体的には内燃機関５ａの回転数、燃料噴射弁３０からの燃料噴射量等）に基づいて排気温度を取得してもよい。

　ステップＳ８１で肯定判定された場合、制御装置１００は、燃料添加弁１２０から燃料が噴射されるように燃料添加弁１２０を制御する（ステップＳ８２）。ステップＳ８２が実行されることで、ＤＰＦ１１２に付着したＰＭが燃焼して除去される。具体的には、燃料添加弁１２０から噴射された燃料が触媒１１１に付着し、触媒１１１上において燃料の燃焼が促進される。その結果、ＤＰＦ１１２に流入する排気の温度を上昇させることができる。それにより、ＤＰＦ１１２に付着したＰＭを燃焼除去させることができる。その結果、ＤＰＦ１１２の再生を図ることができる。ステップＳ８２の後に制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。

　ステップＳ８１で否定判定された場合、制御装置１００は追加噴射量制御を実行する（ステップＳ８３）。具体的には制御装置１００はステップＳ８３において、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射量を制御する。ステップＳ８１で否定判定された場合にステップＳ７０が実行される意義について図を用いて説明すると次のようになる。

　図１８は、排気温度と気筒１１内に流入する空気量との関係を模式的に示す図である。なお図１８の縦軸は排気温度になっているが、触媒温度に置き換えることもできる。図１８に示されている実線は、気筒１１内に流入する空気量の増加に伴う排気温度の変化を示している。なお、この実線は、実際には、機関本体１０の負荷に応じて上下動する。図１８の温度Ｔｘは、ステップＳ８１の判定処理で用いられる所定値（本実施例では２００℃）である。図１８の実線から分るように、排気温度は、気筒１１内に流入する空気量が増加するほど低下する傾向がある。したがって、図１７のステップＳ７０が実行されることで気筒１１内に流入する空気量が増大した場合、排気温度が低下してＴｘよりも低くなる場合がある。このステップＳ７０の実行によって気筒１１内に流入する空気量が増大した結果、排気温度が所定値（Ｔｘ）よりも低下した場合が、ステップＳ８１で否定判定された場合に相当する。そこで、制御装置１００は、ステップＳ７０が実行されたことで排気温度が所定値（Ｔｘ）より低くなった場合（すなわちステップＳ８１で否定判定された場合）に、ステップＳ８３に係る追加噴射量制御を実行することで排気温度を増加させている。

　追加噴射の具体的種類は、メイン噴射後に燃料噴射弁３０から燃料を噴射するものであれば特に限定されるものではない。追加噴射の具体例として、ポスト噴射およびアフタ噴射の少なくとも一方を用いることができる。ポスト噴射およびアフタ噴射は共にメイン噴射よりも後の所定時期に燃料噴射弁３０から燃料を噴射する噴射態様である。またアフタ噴射とポスト噴射とでは、アフタ噴射の方がポスト噴射よりも前の時期（メイン噴射に近い時期）に実行される。本実施例に係る制御装置１００は、追加噴射の一例として、ポスト噴射を行う。

　ステップＳ８３は具体的には次のように実行される。まず制御装置１００は、ステップＳ７０の実行時における筒内酸素濃度の増加量と相関を有するパラメータとして、スロットル２２の絞り量の減少量を用いる。制御装置１００の記憶部は、スロットル２２の絞り量の減少量と追加噴射量とを関連付けて規定したマップを記憶しておく。このマップは、スロットル２２の絞り量の減少量が大きくなるほど（つまり、筒内酸素濃度の増加量が大きくなるほど）、追加噴射量が増加するように、スロットル２２の絞り量の減少量と追加噴射量とを関連付けて規定している。ステップＳ８３において制御装置１００は、ステップＳ７０の実行時におけるスロットル２２の絞り量の減少量に対応する追加噴射量をマップから取得し、取得された追加噴射量の燃料が燃料噴射弁３０からポスト噴射時に噴射されるように燃料噴射弁３０を制御する。このようにステップＳ８３が実行されることで、結果的には、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御において筒内酸素濃度が増加するほどステップＳ８３に係る追加噴射量も増加することになる。このようにして制御装置１００は、筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射量を制御している。

　なおステップＳ８３において制御装置１００は追加噴射として、ポスト噴射に代えてアフタ噴射を実行してもよく、ポスト噴射とともにアフタ噴射を実行してもよい。追加噴射としてポスト噴射に代えてアフタ噴射を実行する場合、制御装置１００は、筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じてアフタ噴射時の噴射量（これが追加噴射量に相当する）が増加するように燃料噴射弁３０を制御すればよい。また追加噴射としてポスト噴射とともにアフタ噴射を実行する場合、制御装置１００は、筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じてポスト噴射時の噴射量およびアフタ噴射時の噴射量の少なくとも一方（これが追加噴射量に相当する）が増加するように燃料噴射弁３０を制御すればよい。

　またステップＳ８３に係る追加噴射量制御の具体的な実行手法は、上記の手法に限定されるものではない。ステップＳ８３の他の例として次のものが挙げられる。まず、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御は、ステップＳ６０に係る目標筒内温度と実筒内温度との差が大きいほど筒内酸素濃度が増加するように実行される。そこで、制御装置１００はステップＳ８３において、ステップＳ６０に係る目標筒内温度と実筒内温度との差が大きいほど追加噴射量が増加するように燃料噴射弁３０を制御してもよい。この場合にも結果的には、制御装置１００は、筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射量を制御していることになる。なおこの場合、制御装置１００の記憶部には、目標筒内温度と実筒内温度との差と、追加噴射量とを関連付けて規定したマップが記憶されており、制御装置１００はこのマップを参照することでステップＳ８３に係る追加噴射量制御を実行する。

　あるいはステップＳ８３の他の例として次のものも挙げられる。具体的には制御装置１００が所定の数式（以下、追加噴射の数式と称する）に従って追加噴射を実行する場合には、上述したようなマップを用いてステップＳ８３を実行する代わりに、追加噴射の数式に所定の補正項を導入することでステップＳ８３を実行する。具体的には制御装置１００はステップＳ８３において、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射量が増加するような補正項を、追加噴射の数式に追加する。この場合にも制御装置１００は、筒内酸素濃度制御の実行時における筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射量を制御することができる。

　ステップＳ８３の後に制御装置１００はステップＳ８２を実行する。ステップＳ８２の後に制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。このように本実施例に係る制御装置１００は、ステップＳ７０の実行によって排気温度が所定値（Ｔｘ）よりも低下した場合（ステップＳ８１で否定判定された場合）にステップＳ８３に係る追加噴射量制御（本実施例ではポスト噴射）を実行した上でステップＳ８２に係る燃料添加を実行している。

　なお、ステップＳ８３において追加噴射量制御を実行する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、追加噴射量制御部に相当する。

　本実施例に係る制御装置１００によれば、筒内酸素濃度制御が実行されることでメイン噴射時における目標筒内温度と筒内温度（実筒内温度）との差を減少させて筒内温度をメイン噴射時の目標筒内温度に近づけることができる。それにより、内燃機関５ａの燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５ａの燃焼状態が悪化することを抑制できる。具体的には制御装置１００によれば、目標筒内温度としてメイン噴射時における内燃機関５ａの燃焼状態が一定となるような筒内温度を用いていることから（ステップＳ５０）、低セタン価の燃料が使用された場合であっても内燃機関５ａの燃焼状態を一定にすることができる。より具体的には、内燃機関５ａのＨＣを一定にすることができる。また、失火の発生やドライバビリティの悪化も抑制できる。

　また制御装置１００によれば、筒内酸素濃度制御の実行時において筒内酸素濃度が増加した場合であっても（つまり空燃比がリーンになった場合であっても）、この筒内酸素濃度の増加量に応じて追加噴射時における追加噴射量を制御することができる（ステップＳ８３）。それにより、筒内酸素濃度の増加に伴う排気温度低下を追加噴射による排気温度上昇によって補うことができる。その結果、排気浄化装置１１０の性能低下を抑制できる。それにより、排気エミッションの悪化を抑制できる。以上のように本実施例に係る制御装置１００によれば、低セタン価の燃料が使用された場合であっても内燃機関５ａの燃焼状態が悪化することを抑制でき且つ排気エミッションの悪化も抑制できる。

　また図３（ｂ）で説明したように本実施例に係る目標筒内温度の取得の際に用いられるマップは、筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度が低くなるように、筒内酸素濃度と目標温度とが関連付けて規定されたマップとなっている。本実施例に係る制御装置１００はこのようなマップを用いて目標筒内温度を取得しているため、結果的に、制御装置１００は筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度の値を低くしている。すなわち、制御装置１００の目標筒内温度取得部は、筒内酸素濃度取得部によって取得された筒内酸素濃度が高いほど、取得される目標筒内温度の値を低くしている。ここで、筒内酸素濃度が高いほど、気筒１１内における燃焼による発熱量が増加するため、筒内温度も上昇する。そのため、筒内酸素濃度が高いほど、目標筒内温度は低くてもよい。したがって、この構成によれば、筒内酸素濃度に応じた適切な目標筒内温度を取得することができる。その結果、筒内酸素濃度に応じて筒内酸素濃度制御を適切に実行することができる。それにより、内燃機関５ａの燃焼状態の悪化を効果的に抑制できる。

　また、本実施例に係る制御装置１００は、セタン価が所定値以下の場合（ステップＳ２０で肯定判定された場合）に筒内酸素濃度制御を実行している（ステップＳ７０）。この構成によれば、内燃機関５ａの燃焼状態の悪化が生じ易い低セタン価の燃料が実際に使用された場合に筒内酸素濃度制御を実行することができる。

　続いて本発明の実施例６に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本実施例に係る制御装置１００は、図１７のフローチャートの代わりに次に説明する図１９のフローチャートを実行する点で、実施例５に係る制御装置１００と異なっている。本実施例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例５に係る制御装置１００と同じである。なお本実施例に係る制御装置１００が適用される内燃機関５ａのハードウエア構成は図１６と同じである。図１９は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図１９は、ステップＳ８０に代えてステップＳ８０ａを備えている点と、ステップＳ８１に代えてステップＳ８１ａを備えている点と、ステップＳ８２を備えていない点とにおいて、図１７と異なっている。

　ステップＳ８０ａにおいて制御装置１００は、内燃機関５ａが通常燃焼時であるか否かを判定する。本実施例に係る制御装置１００は、通常燃焼時の一例として、ＤＰＦ１１２に堆積したＰＭの燃焼のための燃料噴射制御が行われていないときを用いる。

　ステップＳ８０ａで否定判定された場合、制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ８０ａで肯定判定された場合、制御装置１００はステップＳ８１ａを実行する。ステップＳ８１ａにおいて制御装置１００は、排気温度が触媒活性温度（触媒１１１が活性化する温度）以上であるか否かを判定する。本実施例においては、触媒活性温度の一例として２００℃を用いる。この触媒活性温度は記憶部が記憶しておく。すなわちステップＳ８１ａにおいて制御装置１００は、温度センサ８４の検出結果に基づいて取得した排気温度が記憶部に記憶されている触媒活性温度（２００℃）以上であるか否かを判定している。

　ステップＳ８１ａで肯定判定された場合（排気温度が触媒活性温度以上の場合）、制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。ステップＳ８１ａで否定判定された場合（排気温度が触媒活性温度より低い場合）、制御装置１００はステップＳ８３を実行する。ステップＳ８３は図１７のステップＳ８３と同様である。すなわち本実施例に係る制御装置１００の追加噴射量制御部は、ステップＳ８３に係る追加噴射量制御を排気温度が触媒活性温度より低い場合に実行している。ステップＳ８３の後に制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。

　本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御が実行されることから、内燃機関５ａの燃料として低セタン価の燃料が使用された場合であっても、内燃機関５ａの燃焼状態が悪化することを抑制できる。また本実施例に係る制御装置１００によれば、筒内酸素濃度制御の実行により排気温度が触媒活性温度より低くなった場合であっても（ステップＳ８１ａで否定判定された場合）、ステップＳ８３に係る追加噴射量制御の実行によって排気温度を上昇させることができる。それにより、触媒１１１を活性化させることができるため触媒１１１の性能を十分に発揮させることができる。その結果、ＨＣ、ＣＯ等の浄化を促進させることができる。それにより、低セタン価の燃料が使用された場合であっても排気エミッションの悪化を抑制できる。

　続いて本発明の実施例７に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本実施例に係る制御装置１００は、実施例５に係る図１７に代えて次に説明する図２０のフローチャートを実行する点において、実施例５に係る制御装置１００と異なっている。本実施例に係る制御装置１００のその他の構成は実施例５に係る制御装置１００と同じである。なお本実施例に係る制御装置１００が適用される内燃機関５ａのハードウエア構成は図１６と同じである。図２０は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御および追加噴射量制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図２０は、ステップＳ５０に代えてステップＳ５０ａを備えている点において、図１７と異なっている。

　ステップＳ５０ａにおいて、制御装置１００（具体的には制御装置１００の目標筒内温度取得部）は、セタン価に応じた目標筒内温度を取得している。具体的には制御装置１００は、ステップＳ５０ａにおいて、ステップＳ４０で取得された筒内酸素濃度に加えてステップＳ１０で取得されたセタン価に基づいて、メイン噴射時における内燃機関５ａの燃焼状態が一定となるような目標筒内温度を取得している。より具体的には制御装置１００は、ステップＳ５０ａにおいて、セタン価が低いほど目標筒内温度を高くしている。なお、このステップＳ５０ａは、前述した図５のステップＳ５０ａと同じである。したがって、図２０のステップＳ５０ａのこれ以上詳細な説明は省略する。

　本実施例に係る制御装置１００によれば、実施例５に係るステップＳ５０に代えてステップＳ５０ａを実行している点以外、実施例５と同様の制御処理を実行しているため、実施例５と同じ効果を奏することができる。さらに本実施例に係る制御装置１００によれば、実施例５の効果に加えて以下の効果を奏することができる。具体的には、セタン価が低いほど着火性が低くなるため目標筒内温度は高くすることが好ましいと考えられるところ、本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ５０ａにおいて燃料のセタン価が低いほど取得される目標筒内温度を高くしているため、セタン価に応じた適切な目標筒内温度を取得することができる。それにより内燃機関５ａの燃焼状態の悪化をより効果的に抑制できる。

　なお実施例６に係る制御装置１００が図１９のフローチャートのステップＳ５０に代えて本実施例に係るステップＳ５０ａを実行してもよい。

　続いて本発明の実施例８に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。図２１は本実施例に係る制御装置１００が適用される内燃機関５ｂの一例を示す模式図である。図２１に示す内燃機関５ｂは、燃料酸素濃度検出器８６をさらに備えている点において、図１に示す実施例１に係る内燃機関５と異なっている。なお、図２１には、図１に図示されていなかったクランクポジションセンサ８５が図示されている。また、図２１に示す内燃機関５ｂは、Ａ／Ｆセンサ８２および筒内圧センサ８３を備えていない点においても内燃機関５と異なっている。なお、内燃機関５ｂの構成は図２１の構成に限定されるものではなく、例えば内燃機関５ｂはさらにＡ／Ｆセンサ８２および筒内圧センサ８３を備えていてもよい。

　燃料酸素濃度検出器８６は、内燃機関５ｂの燃料の酸素濃度である燃料酸素濃度またはこの燃料酸素濃度と相関を有する指標を検出する機器である。本実施例に係る燃料酸素濃度検出器８６は、燃料タンク４２に貯留されている燃料の酸素濃度を検出し、検出結果を制御装置１００に伝える。但し、燃料酸素濃度検出器８６が検出する燃料酸素濃度の具体的な検出箇所は、燃料酸素濃度を検出できる箇所であれば、本実施例のような燃料タンク４２の燃料に限定されるものではない。

　燃料酸素濃度検出器８６としては、例えば赤外分光法（ＦＴＩＲ）によって燃料の酸素濃度を検出する機器等のような、燃料の酸素濃度を検出する公知のセンサ機器を用いることができる。あるいは燃料酸素濃度は次の手法によっても検出することができる。まず、バイオ燃料やアルコール含有燃料等のように燃料に酸素を含む燃料（含酸素燃料と称する）の濃度が高いほど、すなわち本実施例においては軽油に含まれる含酸素燃料の濃度が高いほど、燃料酸素濃度は高くなる傾向がある。そこで、燃料酸素濃度検出器８６として、軽油における含酸素燃料の濃度を検出する濃度センサを用いることもできる。この場合、制御装置１００は濃度センサの検出結果に基づいて軽油における含酸素燃料の濃度を取得し、取得した含酸素燃料の濃度に基づいて燃料酸素濃度を取得すればよい。なお、含酸素燃料の濃度から燃料酸素濃度を取得する手法としては、含酸素燃料の濃度と燃料酸素濃度とを関連付けて規定したマップに基づいて燃料酸素濃度を取得する手法、含酸素燃料の燃料から燃料酸素濃度を算出するための関係式を用いて燃料酸素濃度を取得する手法等、種々の手法を用いることができる。

　図２２は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。制御装置１００は、パイロット噴射を実行する際、より具体的にはパイロット噴射の実行直前に図２２のフローチャートを実行する。制御装置１００は、図２２のフローチャートを所定周期で繰り返し実行する。図２２のフローチャートは、ステップＳ５をさらに備えている点と、ステップＳ４０に代えてステップＳ４０ｂを備えている点と、ステップＳ５０に代えてステップＳ５０ｂを備えている点とにおいて、図２に示す実施例１に係るフローチャートと異なっている。

　ステップＳ５において制御装置１００は、燃料酸素濃度を取得する。具体的には本実施例に係る制御装置１００は、燃料酸素濃度検出器８６の検出結果を取得することで、燃料酸素濃度を取得する。ステップＳ５の後に制御装置１００はステップＳ１０を実行する。

　ステップＳ４０ｂにおいて制御装置１００は、気筒１１内の酸素濃度である筒内酸素濃度を算出する。本実施例に係る制御装置１００は、筒内酸素濃度として、気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度（ｍｏｌ／ｃｃ）を取得する。具体的には制御装置１００は、気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度を、燃料に含まれる酸素量である燃料酸素量と、気筒１１内に流入する空気量と、燃料噴射時期における燃焼室の容積とに基づいて取得する。より具体的には制御装置１００は、下記式（２）に基づいて気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度を取得する。
気筒１１内の酸素のｍｏｌ濃度＝（（燃料酸素量＋気筒１１内に流入する空気量）×０．２３））÷（３２×燃料噴射時期の燃焼室の容積）・・・（２）

　なお制御装置１００は、式（２）の燃料酸素量をステップＳ５で取得した燃料酸素濃度に基づいて算出する。具体的には制御装置１００は、ステップＳ５で取得した燃料酸素濃度に、パイロット噴射時において噴射される燃料量を積算した値を式（２）の燃料酸素量として用いる。また制御装置１００は、式（２）の気筒１１内に流入する空気量として、ステップＳ３０で取得した空気量（すなわち、パイロット噴射直前の吸気行程時において気筒１１内に流入する空気量）を用いる。制御装置１００は、式（２）の燃料噴射時期の燃焼室の容積として、ステップＳ３０で取得した燃焼室の容積（すなわち、パイロット噴射実行時期における燃焼室の容積）を用いる。なお式（２）から分るように、本実施例に係るステップＳ４０ｂで算出される筒内酸素濃度は、燃料酸素濃度が高く、その結果、燃料酸素量が高くなるほど、高い値を採ることになる。

　次いで制御装置１００は、メイン噴射時における目標筒内温度を算出する（ステップＳ５０ｂ）。ステップＳ５０ｂの詳細について図を用いて説明すると次のようになる。まず、実施例１に係る図３（ａ）で説明したように、セタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となる（具体的には着火遅れが一定となり且つＨＣ量も一定となる）メイン噴射時の筒内温度（Ｔ℃）が存在する。本実施例に係る制御装置１００は図２２のステップＳ５０ｂにおいて、このセタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となるメイン噴射時の筒内温度（Ｔ℃）をメイン噴射時の目標筒内温度として算出する。具体的には制御装置１００は、ステップＳ４０ｂで算出した筒内酸素濃度に基づいて、この目標筒内温度を算出する。ステップＳ５０ｂにおいて筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を算出するにあたり、具体的には本実施例に係る制御装置１００は次に説明するようなマップを用いて目標筒内温度を算出する。

　図２３（ａ）は、本実施例に係る目標筒内温度の算出の際に用いられるマップを視覚化した図である。図２３（ａ）に図示されているライン３００は、セタン価の値によらずにＨＣ量が一定となるメイン噴射時の筒内温度を示している。なお、図２３（ａ）に図示されているライン３００としては、セタン価によらずに着火遅れ度合いが一定となるメイン噴射時の筒内温度を用いることもできる。図２３（ａ）のライン３００は、筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度が低くなっている。このように本実施例に係る図２３（ａ）のマップは、筒内酸素濃度が高いほど取得される目標筒内温度が低くなるように、目標筒内温度が筒内酸素濃度に関連付けて規定されたマップである。このマップは、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、記憶部に記憶させておく。

　制御装置１００は、ステップＳ５０ｂにおいて、ステップＳ４０ｂで算出された筒内酸素濃度に対応する目標筒内温度を記憶部のマップから抽出することで、目標筒内温度を算出している。例えば制御装置１００は、ステップＳ４０ｂで算出された筒内酸素濃度がＤ_１の場合、Ｔ_１を目標筒内温度として取得し、筒内酸素濃度がＤ_２の場合、Ｔ_２を目標筒内温度として算出する。前述したように式（２）に基づいて算出される筒内酸素濃度は、燃料酸素濃度が高く、その結果、燃料酸素量が高くなるほど高い値を採るため、図２３（ａ）のマップにおいて、Ｄ_１よりもＤ_２の方が燃料酸素濃度が高くなっている。したがって、図２３（ａ）のマップに基づいて算出される目標筒内温度は、燃料酸素濃度が高いほど、低い値を採ることになる。すなわち、本実施例に係る制御装置１００は、燃料酸素濃度が高いほど、算出される目標筒内温度を低くしている。

　ここで、本実施例に係る制御装置１００は、上述したように筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を算出しているが、式（２）において前述したように、本実施例においては、この筒内酸素濃度の算出に際して、ステップＳ５で取得された燃料酸素濃度が用いられている。したがって、本実施例に係る制御装置１００は、燃料酸素濃度を含む所定のパラメータ（具体的には、燃料酸素濃度に加えて、式（２）に係る気筒１１内に流入する空気量および燃料噴射時期の燃焼室の容積）に基づいて目標筒内温度を取得しているといえる。すなわち、本実施例においては、筒内酸素濃度が燃料酸素濃度を考慮して算出された値となっており、この筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度が算出されているため、結果的に目標筒内温度も燃料酸素濃度を考慮して算出された値となっている。

　なお、制御装置１００による目標筒内温度の算出は、上述したようなマップに基づいて目標筒内温度を算出する手法に限定されるものではない。例えば制御装置１００は、筒内酸素濃度と目標筒内温度との関係を規定した所定の関係式を用いて、筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を算出してもよい。

　図２２を参照して、ステップＳ５０ｂの後に制御装置１００は、実筒内温度を取得するとともに、取得された実筒内温度がステップＳ５０ｂで取得された目標筒内温度より低いか否かを判定する（ステップＳ６０）。このステップＳ６０は図２のステップＳ６０と同様であるため、詳細な説明は省略する。ステップＳ６０において実筒内温度が目標筒内温度よりも低いと判定されなかった場合（Ｎｏの場合）、制御装置１００はフローチャートの実行を終了する。この場合、制御装置１００は、スロットル２２の開度を通常値に制御する。そして制御装置１００はパイロット噴射を実行する。

　ステップＳ６０において実筒内温度が目標筒内温度よりも低いと判定された場合（Ｙｅｓの場合）、制御装置１００は、気筒１１に流入する空気量が増大するようにスロットル２２の開度を制御する（ステップＳ７０）。具体的には制御装置１００は、スロットル２２の開度を通常値（ステップＳ６０でＮｏと判定された場合のスロットル２２の開度）よりも大きくなるように制御することで、スロットル２２の絞り量を減少させて、気筒１１に流入する空気量を増大させる。気筒１１に流入する空気量が増大することで、パイロット噴射時の筒内酸素濃度は増大する。なお、このステップＳ７０は図２のステップＳ７０と同様であるため、これ以上詳細な説明は省略する。

　すなわち、本実施例に係る制御装置１００は、実筒内温度が目標筒内温度よりも小さい場合に（ステップＳ６０でＹｅｓの場合）、実筒内温度が目標筒内温度以上の場合（ステップＳ６０でＮｏの場合）に比較して、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させている。このように本実施例に係る制御装置１００は、目標筒内温度と実筒内温度との差に基づいてメイン噴射に先立って行われるパイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御している。ステップＳ７０が本実施例に係る筒内酸素濃度制御に相当する。

　ステップＳ７０が実行されて筒内酸素濃度が増大することで、気筒１１内における燃焼が活発化することから、実筒内温度が上昇する。それにより、メイン噴射時における目標筒内温度と実筒内温度との差を減少させることができる。すなわち、実筒内温度を、燃料酸素濃度を含むパラメータによって算出された目標筒内温度に近づけることができる。ステップＳ７０の後に制御装置１００は、フローチャートの実行を終了する。そして制御装置１００はパイロット噴射を実行する。

　なお、ステップＳ５において燃料酸素濃度を取得する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、燃料酸素濃度を取得する燃料酸素濃度取得部に相当する。ステップＳ５０ｂにおいて目標筒内温度を取得する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、燃料酸素濃度を含む所定のパラメータに基づいてメイン噴射時における目標筒内温度を算出する目標筒内温度算出部に相当する。ステップＳ６０において実筒内温度を取得する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、筒内温度を取得する筒内温度取得部に相当する。ステップＳ７０において筒内酸素濃度制御を実行する制御装置１００のＣＰＵ１０１は、目標筒内温度算出部によって算出されたメイン噴射時における目標筒内温度と筒内温度取得部によって取得された筒内温度との差に基づいて、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御する筒内酸素濃度制御を実行する筒内酸素濃度制御部に相当する。

　続いて本実施例に係る制御装置１００の作用効果について説明する。この説明の前に本実施例に特有の課題について説明する。まず、内燃機関５ｂの燃料として含酸素燃料が用いられた場合、燃料中の酸素濃度は含酸素燃料が用いられない場合に比較して高くなる。この場合において、仮に燃料中の酸素濃度が当初想定していた酸素濃度よりも高くなった場合、筒内温度が当初の想定値よりも高くなり過ぎる可能性がある。その結果、内燃機関５ｂのエミッションが悪化し、また燃焼騒音も悪化する可能性がある。

　これに対して本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ５０ｂにおいて説明したように、目標筒内温度の算出の際に用いられるパラメータが燃料酸素濃度を含んでいることから、本実施例に係る目標筒内温度は燃料酸素濃度を考慮して算出された温度であるといえる。その結果、本実施例に係る制御装置１００によれば、この燃料酸素濃度を考慮して算出された目標筒内温度と、筒内温度取得部によって取得された筒内温度（実筒内温度）との差に基づいてパイロット噴射時の筒内酸素濃度が制御されている。それにより、燃料として低セタン価の含酸素燃料が用いられた場合であっても、内燃機関５ｂのエミッションや燃焼騒音が悪化することを抑制できる。

　より具体的には本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ７０で説明したように、筒内温度取得部によって取得された筒内温度（実筒内温度）が目標筒内温度算出部によって算出されたメイン噴射時における目標筒内温度よりも小さい場合に、筒内温度が目標筒内温度以上の場合に比較してパイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させていることから、筒内温度を、燃料酸素濃度を考慮して算出された目標筒内温度に近づけることができる。その結果、燃料として低セタン価の含酸素燃料が用いられた場合であっても、筒内温度が上昇し過ぎることを抑制して、エミッションの悪化や燃焼騒音の悪化を抑制できる。

　また本実施例に係る制御装置１００によれば、図２３（ａ）において説明したように、目標筒内温度としてセタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となるメイン噴射時の筒内温度が用いられていることから、低セタン価の燃料が用いられた場合におけるエミッションの悪化を確実に抑制できる。

　また本実施例に係る制御装置１００によれば、式（２）に基づいて算出された筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を算出しているため、燃費の悪化を最小限に抑えることができる。この理由は次のとおりである。図２３（ｂ）は、目標筒内温度と内燃機関５ｂの燃費との関係を示す模式図である。図２３（ｂ）の横軸は目標筒内温度を示し、縦軸は燃費の悪化度合いを示している。図２３（ｂ）が示すように、目標筒内温度が高くなるほど燃費が悪化する傾向がある。したがって、例えば低セタン価の燃料が用いられた場合のエミッションの悪化を抑制するために目標筒内温度を単に高めに設定した場合（つまり、本実施例のような算出式に基づかずに目標筒内温度を単に高めに設定した場合）、低セタン価の燃料が用いられた場合のエミッションの悪化は抑制できるかもしれない。しかしながらこの場合、燃費が悪化する可能性がある。これに対して本実施例によれば、前述したように、式（２）に基づいて算出された筒内酸素濃度に基づいて目標筒内温度を算出しているため、燃費の悪化を抑制できる。

　また本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ７０においてパイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させるにあたり、気筒１１に流入する空気の量を増大させている。ここで、パイロット噴射量（パイロット噴射時の燃料噴射量）を増大させることによっても、実筒内温度を上昇させることは可能であり、その結果、実筒内温度を目標筒内温度に近づけることは可能である。そのため、制御装置１００は、ステップＳ７０においてスロットル２２の制御によって気筒１１に流入する空気の量を増大させる代わりに、例えばパイロット噴射量を増大させることで実筒内温度を上昇させてもよい。しかしながら、筒内における燃料の燃焼は筒内酸素濃度の影響を大きく受けると考えられ、この筒内酸素濃度の制御にはスロットル２２による空気量の制御が特に効果的な手法であると考えられる。そのため、本実施例のようにスロットル２２の制御によって気筒１１に流入する空気の量を制御する場合の方がパイロット噴射量を増大させる場合よりも、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を効果的に増大させることができ、以って実筒内温度を目標筒内温度に効果的に近づけることができる点で好ましいといえる。

　また本実施例に係る制御装置１００によれば、図２３（ａ）において説明したように、燃料酸素濃度が高いほど算出される目標筒内温度を低くしている。ここで、燃料酸素濃度が高いほど、気筒１１内における燃焼による発熱量が増加するため、筒内温度も上昇する。そのため、燃料酸素濃度が高いほど、目標筒内温度は低くてもよい。したがって、この構成によれば、燃料酸素濃度に応じた適切な目標筒内温度を算出することができる。それにより、内燃機関５ｂのエミッションや燃焼騒音の悪化を燃料酸素濃度に応じて効果的に抑制できる。

　また本実施例に係る制御装置１００によれば、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御はセタン価が所定値以下の場合（具体的にはステップＳ２０でＹｅｓと判定された場合）に実行されている。この構成によれば、内燃機関５ｂに失火が生じるほど低いセタン価の燃料が実際に用いられた場合に筒内酸素濃度制御を実行することができる。

　続いて本発明の実施例９に係る内燃機関の制御装置１００について説明する。本実施例に係る制御装置１００のハードウエア構成および本実施例に係る制御装置１００が適用される内燃機関５ｂのハードウエア構成は、実施例８の図２１に示す制御装置１００および内燃機関５ｂと同様である。本実施例に係る制御装置１００は、図２２に代えて次に説明する図２４のフローチャートを実行する点において、実施例８に係る制御装置１００と異なっている。図２４は、本実施例に係る制御装置１００が筒内酸素濃度制御を実行する際のフローチャートの一例を示す図である。図２４は、ステップＳ４０ｂに代えてステップＳ４０ｃを備えている点と、ステップＳ５０ｂに代えてステップＳ５０ｃを備えている点とにおいて、図２２のフローチャートと異なっている。

　ステップＳ４０ｃにおいて制御装置１００は、気筒１１内に流入する空気量と燃料噴射時期の燃焼室の容積とに基づいて筒内酸素濃度を算出する。具体的には制御装置１００は、実施例１において前述した式（１）に基づいて筒内酸素濃度を算出する。この式（１）は、右辺の分子に燃料酸素量が含まれていない点において、実施例８に係る式（２）と異なっている。すなわち本実施例に係る制御装置１００は、ステップＳ５で取得された燃料酸素濃度を用いずに筒内酸素濃度を算出している。

　ステップＳ４０ｃの後に制御装置１００は、ステップＳ５０ｃを実行する。ステップＳ５０ｃにおいて制御装置１００は、メイン噴射時における目標筒内温度を算出する。本実施例に係るステップＳ５０ｃは、セタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となるメイン噴射時の筒内温度（Ｔ℃）が目標筒内温度として算出される点は、実施例８に係るステップＳ５０ｂと同じであるが、この目標筒内温度の算出手法が実施例８に係るステップＳ５０ｂと異なっている。

　図２５は、本実施例に係る目標筒内温度の算出の際に用いられるマップを視覚化した図である。図２５に図示されているライン３０１は、燃料酸素濃度がＡの場合において、セタン価の値によらずにＨＣ量が一定となるメイン噴射時の筒内温度を示している。またライン３０２は、燃料酸素濃度がＢ（これはＡよりも大きい値である）の場合において、セタン価の値によらずにＨＣ量が一定となるメイン噴射時の筒内温度を示している。ライン３０１およびライン３０２は、共に、筒内酸素濃度が高くなるほど目標筒内温度が低くなっている。またライン３０２はライン３０１よりも縦軸で下方に位置している。したがって、図２５のマップは、筒内酸素濃度が高くなるほど算出される目標筒内温度が低くなり且つ燃料酸素濃度が高いほど算出される目標筒内温度が低くなるように、目標筒内温度が筒内酸素濃度および燃料酸素濃度に関連付けて規定されたマップとなっている。図２５のマップは、予め実験、シミュレーション等によって求めておき、記憶部に記憶させておく。

　本実施例に係る制御装置１００は、ステップＳ５０ｃにおいて、ステップＳ５で取得された燃料酸素濃度に対応するラインを図２５のマップから選択し、選択されたラインにおいて、ステップＳ４０ｃで算出された筒内酸素濃度に対応する目標筒内温度を抽出することで、目標筒内温度を算出している。例えば制御装置１００は、ステップＳ５において取得された燃料酸素濃度がＡの場合、図２５のライン３０１を選択する。そして制御装置１００は、ステップＳ４０ｃで算出された筒内酸素濃度がＤの場合、Ｔ_ａを目標筒内温度として取得する。一方、制御装置１００は、ステップＳ５において取得された燃料酸素濃度がＢ（＞Ａ）の場合、図２５のライン３０２を選択する。そして制御装置１００は、ステップＳ４０ｃで算出された筒内酸素濃度がＤの場合、Ｔ_ｂを目標筒内温度として取得する。

　なお、図２５には２本のラインのみ図示されているが、実際には、予想される燃料酸素濃度に対応するように、もっと多くのラインを設定しておくことが好ましい。なお、このように多数のラインを設定していた場合であっても、ステップＳ５において取得された燃料酸素濃度に直接対応するラインが図２５のマップにない場合も考えられる。しかしながら、この場合には、例えば制御装置１００はステップＳ５において取得された燃料酸素濃度の値に最も近い値のラインを選択すればよい。

　以上のように本実施例に係る制御装置１００は、ステップＳ５０ｃに係る目標筒内温度の算出の際に用いられる所定のパラメータとして、筒内酸素濃度（これは、本実施例では燃料酸素濃度を用いずに算出された筒内酸素濃度である）に加えて燃料酸素濃度を用いている。すなわち本実施例においても、目標筒内温度の算出に用いられる所定のパラメータは燃料酸素濃度を含んでいる。具体的には目標筒内温度の算出に用いられる所定のパラメータとして、燃料酸素濃度と、式（１）で用いられている気筒１１内に流入する空気量と、燃料噴射時期の燃焼室の容積とを用いている。また図２５のマップは、燃料酸素濃度が高いほど、算出される目標筒内温度が低くなっているため、本実施例においても制御装置１００は、燃料酸素濃度が高いほど算出される目標筒内温度を低くしている。

　本実施例に係る制御装置１００においても、実施例８と同様の作用効果を奏することができる。具体的には本実施例に係る制御装置１００においても、燃料酸素濃度を考慮して算出された目標筒内温度と、筒内温度取得部によって取得された筒内温度（実筒内温度）との差に基づいてパイロット噴射時の筒内酸素濃度が制御されていることから、燃料として低セタン価の含酸素燃料が用いられた場合であっても、内燃機関５ｂのエミッションや燃焼騒音の悪化を抑制できる。また本実施例においても目標筒内温度としてセタン価の値によらずに燃焼状態指標が一定となるメイン噴射時の筒内温度が用いられていることから、低セタン価の燃料が用いられた場合におけるエミッションの悪化を確実に抑制できる。また本実施例に係る制御装置１００によれば、式（１）に基づいて算出された筒内酸素濃度とステップＳ５で取得された燃料酸素濃度とに基づいて目標筒内温度を算出しているため、実施例８に係る図２３（ｂ）で説明したのと同様の理由によって、目標筒内温度を単に高めに設定するような場合に比較して燃費の悪化を抑制できる。

　また本実施例に係る制御装置１００においても、ステップＳ７０においてパイロット噴射時の筒内酸素濃度を増大させるにあたり、気筒１１に流入する空気の量を増大させていることから、パイロット噴射時の筒内酸素濃度を効果的に増大させることができ、以って実筒内温度を目標筒内温度に効果的に近づけることができる。また本実施例に係る制御装置１００においても、ステップＳ５０ｃにおいて、燃料酸素濃度が高いほど算出される目標筒内温度を低くしていることから、燃料酸素濃度に応じた適切な目標筒内温度を算出することができる。それにより、内燃機関５ｂのエミッションや燃焼騒音の悪化を燃料酸素濃度に応じて効果的に抑制できる。また本実施例においても、ステップＳ７０に係る筒内酸素濃度制御がセタン価が所定値以下の場合（ステップＳ２０でＹｅｓと判定された場合）に実行されていることから、内燃機関５ｂに失火が生じるほど低いセタン価の燃料が実際に用いられた場合に筒内酸素濃度制御を実行することができる。

　以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

　　５　内燃機関
　１０　機関本体
　１１　気筒
　２０　吸気通路
　２１　排気通路
　２２　スロットル
　３０　燃料噴射弁
　４０　コモンレール
　５０　ＥＧＲ通路
　５１　ＥＧＲバルブ
　６０　過給機
　７０　インタークーラ
　１００　制御装置

Claims

　内燃機関の気筒内の酸素濃度である筒内酸素濃度を取得する筒内酸素濃度取得部と、
　前記気筒内の温度である筒内温度を取得する筒内温度取得部と、
　前記筒内酸素濃度取得部によって取得された前記筒内酸素濃度に基づいて、メイン噴射時における目標筒内温度を取得する目標筒内温度取得部と、
　前記目標筒内温度取得部によって取得された前記メイン噴射時における前記目標筒内温度と、前記筒内温度取得部によって取得された前記筒内温度との差に基づき、前記メイン噴射に先立って行われるパイロット噴射時の筒内酸素濃度を制御する筒内酸素濃度制御を実行する筒内酸素濃度制御部と、を備える内燃機関の制御装置。
　前記目標筒内温度取得部は、前記筒内酸素濃度取得部によって取得された前記筒内酸素濃度が高いほど、取得される前記目標筒内温度を低くする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
　前記目標筒内温度取得部は、前記内燃機関に使用される燃料のセタン価が低いほど、取得される前記目標筒内温度を高くする請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
　前記内燃機関は、吸気通路に配置されたスロットルと、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲバルブと、を備え、
　前記筒内酸素濃度制御部は、前記パイロット噴射時の前記筒内酸素濃度を増大させる場合において、前記ＥＧＲバルブが開になり且つ前記スロットルの絞り量が所定値より大きい場合は、前記絞り量を減少させた後に前記ＥＧＲバルブを閉に制御する請求項１～３のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
　前記筒内酸素濃度制御部は、前記内燃機関に使用される燃料のセタン価が所定値以下の場合に前記筒内酸素濃度制御を実行する請求項１～４のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
　前記筒内酸素濃度制御の実行時における前記筒内酸素濃度の増加量に応じて前記メイン噴射後の追加噴射時における燃料噴射量である追加噴射量を制御する追加噴射量制御部をさらに備える請求項１記載の内燃機関の制御装置。
　前記筒内酸素濃度制御部は、前記筒内温度取得部によって取得された前記筒内温度が前記目標筒内温度算出部によって算出された前記メイン噴射時における前記目標筒内温度よりも小さい場合には、該筒内温度が該目標筒内温度以上の場合に比較して、前記パイロット噴射時の前記筒内酸素濃度を増大させる請求項１～６のいずれか１項に記載の内燃機関の制御装置。
　前記筒内酸素濃度制御部は、前記パイロット噴射時の前記筒内酸素濃度を増大させるにあたり、前記気筒に流入する空気の量を増大させる請求項７記載の内燃機関の制御装置。