CN107489551A - 内燃机的控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供内燃机的控制装置。在气缸(14’)内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀(26)喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，基于气缸(14’)内的燃料的燃烧速度越大则燃烧界限空气过剩率越大的第1关系，变更作为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率。在气缸(14’)内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀(26)喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，基于越是气缸(14’)内的燃烧速度大的燃料则与燃烧界限对应的气缸(14’)内的燃料的燃烧速度越大的第2关系，变更作为燃料喷射量反馈控制目标值的燃烧界限燃烧速度参数的值。

Description

内燃机的控制装置
技术领域
本发明涉及具有缸内压力传感器的内燃机的控制装置。
背景技术
以往，已知有执行稀薄燃烧运转的内燃机。作为这种内燃机的例子，例如有专利文献1所记载的内燃机。
在专利文献1所记载的内燃机中，即使在通过对汽油进行水蒸气改质而得到的燃料非常稀薄的状况下也能够执行燃烧。而且，在专利文献1中记载了，根据水蒸气改质的条件，通过水蒸气改质而得到的氢、一氧化碳的组成比会变得非常大，或者通过水蒸气改质而得到的甲烷的组成比会变得非常大。也就是说，在专利文献1中记载了，根据水蒸气改质的条件，通过水蒸气改质而得到的燃料的特性不同。
另外，在专利文献1所记载的内燃机中，向气缸供给的燃料的组成基于改质催化剂温度等来预测。因而，在专利文献1所记载的内燃机中，即使通过水蒸气改质而得到的燃料的特性发生变化，通过预测变化后的燃料的组成，也能够执行稀薄燃烧运转。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2007-297951号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在专利文献1所记载的内燃机中，为了预测向气缸供给的燃料的组成，必须利用气体浓度传感器检测向气缸供给的燃料的主成分中的一个成分的气体浓度，并且基于映射来算出余下的成分的气体浓度。
也就是说，在专利文献1所记载的内燃机中，在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，若不掌握变化后的燃料的特性，则无法实现稳定的燃烧。
鉴于所述问题点，本发明的目的在于提供一种即使在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性(更详细而言是燃料的组成)，能够实现稳定的燃烧的内燃机的控制装置。
用于解决课题的技术方案
根据本发明，提供一种内燃机的控制装置，所述内燃机具备气缸、检测所述气缸内的缸内压力的缸内压力传感器和燃料喷射阀，执行稀薄燃烧运转，
所述控制装置的特征在于，
所述控制装置构成为，
基于所述缸内压力算出表示所述气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数，
执行基于作为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率的燃料喷射量前馈控制及基于作为燃料喷射量反馈控制目标值的燃烧界限燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制中的至少一方，所述燃烧界限燃烧速度参数是表示与燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度的参数，并且，
在所述气缸内的燃料的燃烧速度伴随从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，执行基于下述第1关系的所述燃烧界限空气过剩率的变更及基于下述第2关系的所述燃烧界限燃烧速度参数的值的变更中的至少一方，所述第1关系是所述气缸内的燃料的燃烧速度越大则与所述燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度越大的关系，所述第2关系是所述气缸内的燃料的燃烧速度越大则所述燃烧界限空气过剩率越大的关系。
在本发明人等的锐意研究中发现了，在空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下，若从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化，则气缸内的燃料的燃烧速度发生变化。详细而言，在空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下，对于特性不同的燃料，得到了表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数的不同的值。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，对于特性不同的燃料，应该设为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率的值不同。同样，还发现了，对于特性不同的燃料，应该设为燃料喷射量反馈控制目标值的表示与燃烧界限(详细而言是空气过剩率大所引起的燃烧界限)对应的气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值不同。
详细而言，在本发明人等的锐意研究中发现了，伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化，气缸内的燃料的燃烧速度越大，则燃烧界限空气过剩率的值越大。同样，还发现了，伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化，非燃烧界限时的气缸内的燃料的燃烧速度越大，则燃烧界限时(详细而言是使空气过剩率增大至燃烧界限时)的气缸内的燃料的燃烧速度也越大。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变大时，即使将燃烧界限空气过剩率设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将燃烧界限空气过剩率设定为大的值，则排放会恶化。同样，还发现了，在非燃烧界限时的气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变大时，即使将相当于燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限(详细而言是空气过剩率大所引起的燃烧界限)对应的气缸内的燃料的燃烧速度设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将相当于燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸内的燃料的燃烧速度设定为大的值，则排放会恶化。
另外，在本发明人等的锐意研究中发现了，在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变小时，若不将燃烧界限空气过剩率设定为小的值，则燃烧恶化而产生转矩变动。同样，还发现了，在非燃烧界限时的气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变小时，若不将相当于燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸内的燃料的燃烧速度设定为小的值，则燃烧恶化而产生转矩变动。
鉴于这一点，在本发明的内燃机的控制装置中，在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，执行基于气缸内的燃料的燃烧速度越大则燃烧界限空气过剩率越大的第1关系的作为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率的变更及基于气缸内的燃料的燃烧速度越大则与燃烧界限(详细而言是空气过剩率大所引起的燃烧界限)对应的气缸内的燃料的燃烧速度越大的第2关系的作为燃料喷射量反馈控制目标值的表示与燃烧界限对应的气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值的变更中的至少一方。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，能够抑制在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变大时稀薄燃烧运转中的排放恶化，或者在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变小时在稀薄燃烧运转中产生转矩变动的可能性。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，即使在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
即，在本发明的内燃机的控制装置中，在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，无需如专利文献1所记载的内燃机那样掌握燃料的特性，通过掌握与燃料的特性的变化相伴的燃料的燃烧速度的变化，能够使变化后的燃料稳定地燃烧。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，在比理论空燃比稀的空气过剩率的值被设定为所述燃料喷射量反馈控制目标值的所述燃料喷射量反馈控制的执行中，所述控制装置基于所述缸内压力算出表示所述气缸内的燃料的燃烧速度的所述燃烧速度参数。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，在执行着用于基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制时，燃料喷射量反馈控制目标值被设定为比理论空燃比稀的空气过剩率的值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时燃料喷射量反馈控制目标值被设定为理论空燃比的情况相比，能够算出明确地反映了燃料的特性的差异的燃烧速度参数。
即，在本发明的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时燃料喷射量反馈控制目标值被设定为理论空燃比的情况相比，例如能够增大与第1燃料相关的燃烧速度参数的值和与具有不同于第1燃料的特性的第2燃料相关的燃烧速度参数的值之差，由此，能够提高用于识别特性相互不同的第1燃料和第2燃料的分辨能力。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，比所述燃烧界限空气过剩率浓的空气过剩率的值被设定为所述燃料喷射量反馈控制目标值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时燃料喷射量反馈控制目标值被设定为燃烧界限空气过剩率的情况相比，能够抑制燃烧变得不稳定的可能性。
即，在本发明的内燃机的控制装置中，能够抑制在执行着用于算出燃烧速度小的燃料的燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制时燃烧变得不稳定的可能性。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，每当实施供油时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第1关系算出所述燃烧界限空气过剩率或者基于所述第2关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，每当实施从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，算出燃烧速度参数。而且，每当实施从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，基于该燃烧速度参数和第1关系算出燃烧界限空气过剩率，或者基于该燃烧速度参数和第2关系算出燃烧界限燃烧速度参数。在因供油的实施而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限空气过剩率或燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与尽管因供油的实施而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化却不变更燃烧界限空气过剩率或燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，每当从所述内燃机上次停止时起经过从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性可能发生变化的预先设定的期间时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第1关系算出所述燃烧界限空气过剩率或者基于所述第2关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，每当从内燃机上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，算出燃烧速度参数。而且，每当从内燃机上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，基于该燃烧速度参数和第1关系算出燃烧界限空气过剩率，或者基于该燃烧速度参数和第2关系算出燃烧界限燃烧速度参数。在由于从内燃机上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限空气过剩率或燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与尽管由于从内燃机上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化却不变更燃烧界限空气过剩率或燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
另外，根据本发明，提供一种内燃机的控制装置，所述内燃机具备气缸、与所述气缸连接的进气通路、与所述气缸连接的排气通路、将所述进气通路与所述排气通路连接的EGR通路、配置于所述EGR通路的EGR阀、检测所述气缸内的缸内压力的缸内压力传感器和燃料喷射阀，并执行EGR运转，
所述控制装置的特征在于，
所述控制装置构成为，
基于所述缸内压力算出表示所述气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数，
执行基于作为EGR率前馈控制目标值且是大于零的值的燃烧界限EGR率的EGR率前馈控制及基于作为EGR率反馈控制目标值且与大于零的EGR率对应的燃烧界限燃烧速度参数的EGR率反馈控制中的至少一方，所述燃烧界限燃烧速度参数是表示与燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度的参数，并且，
在所述气缸内的燃料的燃烧速度伴随从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，执行基于下述第3关系的所述燃烧界限EGR率的变更及基于下述第4关系的所述燃烧界限燃烧速度参数的值的变更中的至少一方，所述第3关系是所述气缸内的燃料的燃烧速度越大则所述燃烧界限EGR率越大的关系，所述第4关系是所述气缸内的燃烧速度越大则与所述燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度越大的关系。
在本发明人等的锐意研究中发现了，在EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下，若从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化，则气缸内的燃料的燃烧速度发生变化。详细而言，在EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下，对于特性不同的燃料，得到了表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数的不同的值。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，对于特性不同的燃料，应该设为EGR率前馈控制目标值的燃烧界限EGR率的值不同。同样，还发现了，对于特性不同的燃料，应该设为EGR率反馈控制目标值的表示与燃烧界限(详细而言是EGR率大所引起的燃烧界限)对应的气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值不同。
详细而言，在本发明人等的锐意研究中发现了，伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化，气缸内的燃料的燃烧速度越大，则燃烧界限EGR率的值越大。同样，还发现了，伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化，非燃烧界限时的气缸内的燃料的燃烧速度越大，则燃烧界限时(详细而言是使EGR率增大至燃烧界限时)的气缸内的燃料的燃烧速度也越大。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变大时，即使将燃烧界限EGR率设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将燃烧界限EGR率设定为大的值，则排放会恶化。同样，还发现了，在非燃烧界限时的气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变大时，即使将相当于EGR率反馈控制目标值的与燃烧界限(详细而言是EGR率大所引起的燃烧界限)对应的气缸内的燃料的燃烧速度设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将相当于EGR率反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸内的燃料的燃烧速度设定为大的值，则排放会恶化。
另外，在本发明人等的锐意研究中发现了，在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变小时，若不将燃烧界限EGR率设定为小的值，则燃烧会恶化。同样，还发现了，在非燃烧界限时的气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变小时，若不减小相当于EGR率反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸内的燃料的燃烧速度，则燃烧会恶化。
鉴于这一点，在本发明的内燃机的控制装置中，在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，执行基于气缸内的燃料的燃烧速度越大则燃烧界限EGR率越大的第3关系的作为EGR率前馈控制目标值且是大于零的值的燃烧界限EGR率的变更及基于气缸内的燃料的燃烧速度越大则与燃烧界限(详细而言是EGR率大所引起的燃烧界限)对应的气缸内的燃料的燃烧速度越大的第4关系的作为EGR率反馈控制目标值的表示与燃烧界限对应的气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数(详细而言是与大于零的EGR率对应的燃烧界限燃烧速度参数)的值的变更中的至少一方。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，能够抑制在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变大时EGR运转中的排放恶化，或者在气缸内的燃料的燃烧速度伴随从燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而变小时EGR运转中的燃烧恶化的可能性。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，即使在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
即，在本发明的内燃机的控制装置中，在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，无需如专利文献1所记载的内燃机那样掌握燃料的特性，通过掌握与燃料的特性的变化相伴的燃料的燃烧速度的变化，能够使变化后的燃料稳定地燃烧。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，在大于零的EGR率的值被设定为所述EGR率反馈控制目标值的所述EGR率反馈控制的执行中，所述控制装置基于所述缸内压力算出表示所述气缸内的燃料的燃烧速度的所述燃烧速度参数。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，在执行着用于基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数的EGR率反馈控制时，EGR率反馈控制目标值被设定为大于零的EGR率的值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时EGR率反馈控制目标值被设定为EGR率零的情况相比，能够算出明确地反映了燃料的特性的差异的燃烧速度参数。
即，在本发明的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时EGR率反馈控制目标值被设定为EGR率零的情况相比，例如能够增大与第1燃料相关的燃烧速度参数的值和与具有不同于第1燃料的特性的第2燃料相关的燃烧速度参数的值之差，由此，能够提高用于识别特性相互不同的第1燃料和第2燃料的分辨能力。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，小于所述燃烧界限EGR率的EGR率的值被设定为所述EGR率反馈控制目标值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力算出表示气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时EGR率反馈控制目标值被设定为燃烧界限EGR率的情况相比，能够抑制燃烧变得不稳定的可能性。
即，在本发明的内燃机的控制装置中，能够抑制在执行着用于算出燃烧速度小的燃料的燃烧速度参数的EGR率反馈控制时燃烧变得不稳定的可能性。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，每当实施供油时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第3关系算出所述燃烧界限EGR率或者基于所述第4关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，每当实施从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，算出燃烧速度参数。而且，每当实施从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，基于该燃烧速度参数和第3关系算出燃烧界限EGR率，或者基于该燃烧速度参数和第4关系算出燃烧界限燃烧速度参数。在因供油的实施而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限EGR率或燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与尽管因供油的实施而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化却不变更燃烧界限EGR率或燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
在本发明的内燃机的控制装置中，可以是，每当从所述内燃机上次停止时起经过从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性可能发生变化的预先设定的期间时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第3关系算出所述燃烧界限EGR率或者基于所述第4关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
也就是说，在本发明的内燃机的控制装置中，每当从内燃机上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，算出燃烧速度参数。而且，每当从内燃机上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，基于该燃烧速度参数和第3关系算出燃烧界限EGR率，或者基于该燃烧速度参数和第4关系算出燃烧界限燃烧速度参数。在由于从内燃机上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限EGR率或燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在本发明的内燃机的控制装置中，与尽管由于从内燃机上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸内的燃料的燃烧速度发生了变化却不变更燃烧界限EGR率或燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
发明效果
根据本发明，即使在从燃料喷射阀喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够实现稳定的燃烧。
附图说明
图1是应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的发动机***的概略结构图。
图2是图1中的ECU40的功能框图。
图3是示出包含表示气缸14’内的特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧速度参数的关系的图。
图4是用于说明为了执行稀薄燃烧运转而由第1实施方式的内燃机的控制装置执行的燃料喷射量控制的流程图。
图5是示出包含表示气缸14’内的特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧速度参数的关系的图。
图6是用于说明为了执行EGR运转而由第1实施方式的内燃机的控制装置执行的EGR阀控制的流程图。
图7是用于说明在本发明人等的锐意研究中确认到的现象的图。
图8是用于说明在取得燃料的燃烧速度时固定的空气过剩率的值的效果的图。
图9是用于说明为了执行稀薄燃烧运转而由第2实施方式的内燃机的控制装置执行的燃料喷射量控制的流程图。
图10是用于说明在取得燃料的燃烧速度时固定的EGR率的值的效果的图。
图11是用于说明为了执行EGR运转而由第3实施方式的内燃机的控制装置执行的EGR阀控制的流程图。
具体实施方式
以下，对本发明的内燃机的控制装置的第1实施方式进行说明。图1是应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的发动机***的概略结构图。图2是图1中的ECU40的功能框图。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的发动机***的图1所示的例子中，设置有内燃机10。在内燃机10的气缸14’内配置有活塞12。在气缸14’内的活塞12的顶部侧形成有燃烧室14。燃烧室14与进气通路16及排气通路18连通。
在构成进气通路16的一部分的进气口设置有开闭进气口的进气门20。也就是说，气缸14’和进气通路16经由进气门20而连接。而且，在构成排气通路18的一部分的排气口设置有开闭排气口的排气门22。也就是说，气缸14’和排气通路18经由排气门22而连接。另外，在进气通路16设置有节气门24。而且，在排气通路18配置有例如空气过剩率传感器32、例如三元催化剂34a、例如NOx吸藏还原催化剂34b和例如NOx选择还原催化剂34c。另外，设置有连接进气通路16和排气通路18的EGR通路36。在EGR通路36配置有EGR阀38。
虽然在图1中仅示出了一个气缸14’，但在图1所示的例子中，除了气缸14’以外还设置有其他气缸(未图示)。
在图1所示的例子中，对具有多个气缸的内燃机10应用第1实施方式的内燃机的控制装置，但在另一例中，也可以对仅具有一个气缸的内燃机应用第1实施方式的内燃机的控制装置。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，由空气过剩率传感器32检测空气过剩率，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而省略空气过剩率传感器32，例如如专利第3767063号公报的第0014段所记载那样，例如能够使用由后述的空气流量计44检测的吸入空气量和燃料喷射量来算出空气过剩率。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的发动机***的图1所示的例子中，在内燃机10的各气缸设置有用于向燃烧室14内(气缸14’内)直接喷射燃料的燃料喷射阀26和用于对混合气点火的火花塞28。而且，在各气缸组装有用于检测气缸内的燃烧压即缸内压力P的缸内压力传感器30。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，对多个气缸全都配置有缸内压力传感器30，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而设置配置有缸内压力传感器30的气缸和未配置缸内压力传感器30的气缸，根据在配置有缸内压力传感器30的气缸中由缸内压力传感器30检测到的缸内压力P，来推定未配置缸内压力传感器30的气缸的缸内压力P。
在图1所示的例子中，对从燃料喷射阀26向气缸14’内直接喷射燃料的内燃机10应用第1实施方式的内燃机的控制装置，但在另一例中，也可以对从燃料喷射阀向进气口内喷射燃料的内燃机应用第1实施方式的内燃机的控制装置。
另外，在图1所示的例子中，对设置有火花塞28的内燃机10应用第1实施方式的内燃机的控制装置，但在另一例中，也可以对未设置火花塞28的内燃机应用第1实施方式的内燃机的控制装置。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，在发动机***未设置涡轮增压器(未图示)，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而在发动机***设置有涡轮增压器。在发动机***设置有涡轮增压器的例子中，涡轮增压器的压缩机(未图示)配置于进气通路16中的比节气门24靠上游侧的部分，涡轮增压器的涡轮(未图示)配置于排气通路18。
详细而言，在应用第1实施方式的内燃机的控制装置且在发动机***设置有一个涡轮增压器的例子中，通过由EGR通路36将进气通路16中的比压缩机靠上游侧的部分和排气通路18中的比涡轮靠下游侧的部分连接，而构成低压EGR装置。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置且在发动机***设置有涡轮增压器的另一例中，通过由EGR通路36将进气通路16中的例如比节气门24靠下游侧的部分和排气通路18中的比涡轮靠上游侧的部分连接，而构成高压EGR装置。
第1实施方式的内燃机的控制装置对于具有低压EGR装置的发动机***、具有高压EGR装置的发动机***及具有低压EGR装置和高压EGR装置的发动机***均能应用。
而且，应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的发动机***具备作为控制装置发挥功能的ECU(电子控制单元)40。ECU40的输入部除了连接于上述的缸内压力传感器30之外，还连接于用于取得发动机转速的曲轴角传感器42及用于计测吸入空气量的空气流量计44等用于取得内燃机10的运转状态的各种传感器。另外，ECU40的输出部连接于上述的节气门24、燃料喷射阀26、火花塞28、EGR阀38等用于控制内燃机10的运转的各种致动器。ECU40通过基于这些传感器输出和预先设定的程序驱动上述各种致动器，来进行燃料喷射量控制、EGR阀控制等发动机控制。另外，ECU40具有使缸内压力传感器30的输出信号与曲轴角同步并进行AD变换而取得的功能。由此，能够在AD变换的分辨能力允许的范围检测任意的曲轴角定时的缸内压力P。
在具备缸内压力传感器30和曲轴角传感器42的图1所示的发动机***中，在内燃机10的各循环中，能够以曲轴角为基础来取得缸内压力数据(缸内压力波形)。并且，能够使用以公知的方法进行了绝对压力修正后的缸内压力波形，来算出燃烧质量比例MFB。
具体而言，能够使用缸内压力数据，例如按照以下的式1来算出任意的曲轴角θ下的气缸14’内的发热量Q。然后，能够使用算出的气缸14’内的发热量Q的数据，例如按照以下的式2来算出任意的曲轴角θ下的燃烧质量比例MFB[％]。因此，能够利用该式2来取得燃烧质量比例MFB成为预先设定的比例β[％]时的曲轴角(CAβ)。
在上述式1中，P是缸内压力，V是缸内容积，κ是缸内气体的比热比。另外，P0及V0是计算开始点θ0(相对于设想的燃烧开始点具有余裕而设定的压缩行程中(不过是进气门20关闭后)的预先设定的曲轴角θ)处的缸内压力及缸内容积。另外，在上述式2中，θsta是燃烧开始点(CA0)，θfin是燃烧结束点(CA100)。
也就是说，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，在ECU40中，基于由缸内压力传感器30检测的缸内压力P、缸内容积V和例如式1，算出发热量Q。另外，ECU40能够基于发热量Q和例如式2来算出燃烧质量比例MFB。而且，ECU40能够基于例如以下的式3来算出每单位曲轴角的发热量Q即热发生率(dQ/dθ)。
接着，对代表性的曲轴角进行说明。气缸14’内的燃烧在点火正时对混合气进行点火后伴随着着火延迟而开始。该燃烧开始点即燃烧质量比例MFB呈现上升的点相当于曲轴角CA0。从曲轴角CA0到燃烧质量比例MFB成为10％时的曲轴角CA10为止的曲轴角期间(CA0-CA10)相当于初期燃烧期间，从曲轴角CA10到燃烧质量比例MFB成为90％时的曲轴角CA90为止的曲轴角期间(CA10-CA90)相当于主燃烧期间。另外，燃烧质量比例MFB成为50％时的曲轴角CA50相当于燃烧重心位置。
作为内燃机的低燃耗技术，目标空气过剩率被设定为比理论空燃比(空气过剩率的值为1)稀的空气过剩率(空气过剩率的值大于1)的稀薄燃烧运转(稀燃运转)是有效的。空燃比越稀(也就是说，空气过剩率越大)，则燃料经济性越好，NOx排出量越减小。但是，若使空燃比过稀(也就是说，若使空气过剩率过大)，则燃烧恶化从而燃料经济性恶化。另一方面，转矩变动随着空燃比变稀(也就是说，随着空气过剩率变大)而逐渐变大，且当空燃比超过某值而变稀时(也就是说，当空气过剩率超过相当于该值的值时)急剧变大。
为了实现低燃耗及低NOx排出，可以说，监视内燃机10的状态，在驾驶性能不会恶化的范围内将空燃比控制得尽量稀(也就是说，将空气过剩率控制成尽量大的值)是优选的。
鉴于这一点，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，执行稀薄燃烧运转。
详细而言，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，为了执行稀薄燃烧运转，由缸内压力传感器30检测缸内压力P，由ECU40基于缸内压力P和例如式1算出发热量Q。另外，由ECU40基于发热量Q和例如式2算出燃烧质量比例MFB。
而且，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1及图2所示的例子中，为了执行稀薄燃烧运转，由ECU40的燃烧速度参数算出部40a算出从相当于点火正时的曲轴角SA到燃烧质量比例MFB成为例如10％时的曲轴角CA10为止的期间即曲轴角期间(SA-CA10)。
也就是说，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1及图2所示的例子中，为了执行稀薄燃烧运转，使用曲轴角期间(SA-CA10)作为表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。而且，曲轴角期间(SA-CA10)由燃烧速度参数算出部40a基于缸内压力P来算出。
详细而言，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1及图2所示的例子中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的燃烧速度大时，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10)的值变小。也就是说，燃烧的所需时间变短。另一方面，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的燃烧速度小时，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10)的值变大。也就是说，燃烧的所需时间变长。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1及图2所示的例子中，为了执行稀薄燃烧运转，由燃烧速度参数算出部40a基于缸内压力P来算出曲轴角期间(SA-CA10)，并将其用作表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此，为了稀薄燃烧运转而使用曲轴角期间(SA-CAα)(α是除了10以外的从0到100的任意值)作为表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。
或者，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的又一例中，也可以取代此，为了执行稀薄燃烧运转而由燃烧速度参数算出部40a基于缸内压力P算出上述的热发生率(dQ/dθ)的例如最大值，并将其用作表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。在该例子中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的燃烧速度大时，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃烧速度参数的热发生率(dQ/dθ)的最大值变大。另一方面，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的燃烧速度小时，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃烧速度参数的热发生率(dQ/dθ)的最大值变小。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在ECU40设置有对从燃料喷射阀26喷射的燃料的喷射量进行控制的燃料喷射量控制部40d。
详细而言，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在例如内燃机10的过渡运转时，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量前馈控制。在例如内燃机10的过渡运转时，使用由燃烧界限空气过剩率算出部40b算出的燃烧界限空气过剩率作为燃料喷射量前馈控制的目标值。燃烧界限空气过剩率表示与燃烧界限对应的空气过剩率(即，在燃烧不会恶化的范围内被设定为尽量大的值的空气过剩率)。也就是说，在例如内燃机10的过渡运转时，由燃料喷射量控制部40d执行基于燃烧界限空气过剩率的燃料喷射量前馈控制。
而且，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在例如内燃机10的稳定运转时，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量反馈控制。在例如内燃机10的稳定运转时，使用由燃烧界限燃烧速度参数算出部40c算出的燃烧界限燃烧速度参数作为燃料喷射量反馈控制的目标值。燃烧界限燃烧速度参数表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度(即，在燃烧不会恶化的范围内空气过剩率被设定为尽量大的值的状态下的燃料的燃烧速度)。也就是说，在例如内燃机10的稳定运转时，由燃料喷射量控制部40d执行基于燃烧界限燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制。
在本发明人等的锐意研究中发现了，在空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下，当从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性(更详细而言是燃料的组成)发生变化时，气缸14’内的燃料的燃烧速度会发生变化。详细而言，在空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下，对于特性不同的燃料，得到了表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数的不同的值。
图3是示出包含表示气缸14’内的特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧速度参数的关系的图。详细而言，图3(A)示出了应用于第1实施方式的内燃机的控制装置的燃烧速度参数与燃烧界限空气过剩率的关系，图3(B)示出了应用于第1实施方式的内燃机的控制装置的燃烧速度参数与燃烧界限燃烧速度参数的关系。
在图3所示的例子中，在空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下，气缸14’内的燃料F1的燃烧速度最大(也就是说，稀燃烧耐性最高)，燃料F2的燃烧速度第二大，燃料F3的燃烧速度第三大，燃料F4的燃烧速度第四大，燃料F5的燃烧速度第五大，燃料F6的燃烧速度第六大，燃料F7的燃烧速度第七大，燃料F8的燃烧速度第八大，燃料F9的燃烧速度最小。
也就是说，图3所示的例子中，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃料F1的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10)的值最小。也就是说，空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下的燃料F1的燃烧的所需时间最短。另外，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃料F9的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10)的值最大。也就是说，空气过剩率被固定为预先设定的值的运转条件下的燃料F9的燃烧的所需时间最长。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图3所示的例子中，在空气过剩率的值被固定为1.57的运转条件下取得燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(也就是说，算出作为燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10))，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以在空气过剩率的值被固定为1.57以外的任意值的运转条件下取得燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(也就是说，算出作为燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10))。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图3(A)所示，对于特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9，应该设为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率的值不同。
详细而言，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图3(A)的直线L1所示，伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化，气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大，则燃烧界限空气过剩率的值越大(即，位于图3(A)的左侧的燃料F1、F2的燃烧界限空气过剩率的值大于位于图3(A)的右侧的燃料F8、F9的燃烧界限空气过剩率的值)。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，在从燃料喷射阀26喷射气缸14’内的燃烧速度大的燃料F1、F2时，即使将燃烧界限空气过剩率设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将燃烧界限空气过剩率设定为大的值，则排放会恶化(也就是说，NOx排出量增加)。
另外，在本发明人等的锐意研究中发现了，在从燃料喷射阀26喷射气缸14’内的燃烧速度小的燃料F8、F9时，若不将燃烧界限空气过剩率设定为小的值，则燃烧恶化而产生转矩变动。
鉴于这一点，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图3(A)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而从例如值CS1变换为值CS2时，基于气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则燃烧界限空气过剩率越大的图3(A)的直线L1所示的第1关系，例如由燃烧界限空气过剩率算出部40b将作为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率从值λ1变更为值λ2。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS1变换为值CS2时燃烧界限空气过剩率被维持为值λ1而随之在稀薄燃烧运转中产生转矩变动的可能性。
具体而言，例如，当从燃料喷射阀26喷射的燃料从石蜡系的成分少的燃料变换为石蜡系的成分多的燃料时，气缸14’内的燃料的燃烧速度减小，燃烧速度参数例如从值CS1变化为值CS2。
而且，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图3(A)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS2变化为值CS1时，基于图3(A)的直线L1所示的第1关系，由例如燃烧界限空气过剩率算出部40b将烧界限空气过剩率从值λ2变更为值λ1。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS2变化为值CS1时燃烧界限空气过剩率被维持为值λ2而稀薄燃烧运转中的排放随之恶化的可能性。
具体而言，例如，当从燃料喷射阀26喷射的燃料从不含醇的燃料变化为包含醇的燃料时，气缸14’内的燃料的燃烧速度增加，燃烧速度参数例如从值CS2变化为值CS1。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，直线L1所示的第1关系通过例如实验等而预先求出，并存储于例如燃烧界限空气过剩率算出部40b的存储部40b1。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图3(A)所示的例子中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则燃烧界限空气过剩率越大的第1关系的手段，使用了例如近似的直线L1，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则燃烧界限空气过剩率越大的第1关系的手段，也可以使用例如映射等直线以外的任意手段。
详细而言，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数例如是值CS1时从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F3还是燃料F4。
同样，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数例如是值CS2时从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F5还是燃料F6还是燃料F7。
也就是说，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，即使在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
即，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，无需如专利文献1所记载的内燃机那样掌握燃料的特性，通过掌握伴随燃料的特性的变化的燃料的燃烧速度的变化(详细而言，燃烧速度参数(参照图3(A)的横轴)从例如值CS1向例如值CS2的变化)，能够使变化后的燃料在燃料喷射量前馈控制中稳定地燃烧。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图3(B)所示，对于特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9，应该设为燃料喷射量反馈控制目标值的表示与燃烧界限(详细而言是空气过剩率大所导致的燃烧界限)对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值不同。
详细而言，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图3(B)的直线L2所示，伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化，非燃烧界限时的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(参照图3(B)的横轴)越大，则燃烧界限时(详细而言是将空气过剩率增大至燃烧界限时)的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(参照图3(B)的纵轴)也越大(即，位于图3(B)的左侧的燃料F1、F2的燃烧界限时的燃料的燃烧速度大于位于图3(B)的右侧的燃料F8、F9的燃烧界限时的燃料的燃烧速度)。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，在非燃烧界限时的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(参照图3(B)的横轴)伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化而变大时，即使将相当于燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限(详细而言是空气过剩率大所导致的燃烧界限)对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(参照图3(B)的纵轴)设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将相当于燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度设定为大的值，则排放会恶化。
另外，在本发明人等的锐意研究中发现了，在非燃烧界限时的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化而变小时，若不将相当于燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度设定为小的值，则燃烧恶化而产生转矩变动。
鉴于这一点，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图3(B)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS1变化为值CS2时，基于气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则与燃烧界限(详细而言是空气过剩率大所导致的燃烧界限)对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大的图3(B)的直线L2所示的第2关系，由例如燃烧界限燃烧速度参数算出部40c将作为燃料喷射量反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数从值CS1’变更为值CS2’。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS1变化为值CS2时燃烧界限燃烧速度参数被维持为值CS1’而随之在稀薄燃烧运转中产生转矩变动的可能性。
而且，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图3(B)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS2变化为值CS1时，基于图3(B)的直线L2所示的第2关系，由例如燃烧界限燃烧速度参数算出部40c将燃烧界限燃烧速度参数从值CS2’变更为值CS1’。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS2变化为值CS1时燃烧界限燃烧速度参数被维持为值CS2’而稀薄燃烧运转中的排放随之恶化的可能性。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，直线L2所示的第2关系通过例如实验等而预先求出，并存储于例如燃烧界限燃烧速度参数算出部40c的存储部40c1。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图3(B)所示的例子中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大的第2关系的手段，使用了例如近似的直线L2，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大的第2关系，也可以使用例如映射等直线以外的任意手段。
如上所述，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数例如是值CS1时从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F3还是燃料F4。
另外，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数例如是值CS2时从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F5还是燃料F6还是燃料F7。
也就是说，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，即使在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
即，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，无需如专利文献1所记载的内燃机那样掌握燃料的特性，通过掌握伴随燃料的特性的变化的燃料的燃烧速度的变化(详细而言是燃烧速度参数从例如值CS1向例如值CS2的变化)，能够使变化后的燃料在燃料喷射量反馈控制中稳定地燃烧。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在燃料喷射量反馈控制执行中，在与由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数对应的实际的燃烧速度小于与燃烧界限燃烧速度参数对应的目标燃烧速度时，为了使实际的燃烧速度增加至目标燃烧速度，例如由燃料喷射量控制部40d使燃料喷射量增加。另一方面，在燃料喷射量反馈控制执行中，在实际的燃烧速度大于目标燃烧速度时，为了使实际的燃烧速度减小至目标燃烧速度，例如由燃料喷射量控制部40d使燃料喷射量减小。
图4是用于说明为了执行稀薄燃烧运转而由第1实施方式的内燃机的控制装置执行的燃料喷射量控制的流程图。
在第1实施方式的内燃机的控制装置中，在执行稀薄燃烧运转时，开始图4所示的处理。首先，在步骤S100中，例如由ECU40判定是否需要实施燃料特性学习。
例如在实施了供油时，从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性高。鉴于这一点，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，在实施了供油时，在步骤S100中判定为是。
另外，当内燃机10的停止期间变长时，燃料重质化，从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性变高。鉴于这一点，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，例如在从内燃机10上次停止时起经过了从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性变高的预先设定的期间时，在步骤S100中判定为是。
在步骤S100中判定为是时，进入步骤S101，在步骤S100中判定为否时，进入步骤S105。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，基于内燃机10上次停止时以后的经过期间，来推定从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性是否发生了变化，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而基于上次供油实施时以后的经过期间，来推定从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性是否发生了变化。
在步骤S101中，例如由ECU40实施从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的学习。
详细而言，在步骤S101中的燃料特性学习的实施时，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为预先设定的值的状态下，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量反馈控制。而且，在执行着该燃料喷射量反馈控制的状态下，由燃烧速度参数算出部40a算出从例如相当于点火正时的曲轴角(SA)到燃烧质量比例MFB成为例如10％时的曲轴角(CA10)为止的期间即曲轴角期间(SA-CA10)、热发生率(dQ/dθ)的例如最大值等燃烧速度参数。
在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在步骤S101的燃料特性学习的实施时，例如由燃烧速度参数算出部40a算出燃烧速度参数的值CS1。
接着，在步骤S102中，基于在步骤S101中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数和图3(A)的直线L1所示的第1关系，由燃烧界限空气过剩率算出部40b算出作为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率。
在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在步骤S102中，例如基于在步骤S101中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数的值CS1和图3(A)的直线L1所示的第1关系，由燃烧界限空气过剩率算出部40b算出燃烧界限空气过剩率的值λ1。
接着，在步骤S103中，基于在步骤S101中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数和图3(B)的直线L2所示的第2关系，由燃烧界限燃烧速度参数算出部40c算出作为燃料喷射量反馈控制目标值的燃烧界限燃烧速度参数。
在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在步骤S103中，例如基于在步骤S101中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数的值CS1和图3(B)的直线L2所示的第2关系，由燃烧界限燃烧速度参数算出部40c算出燃烧界限燃烧速度参数的值CS1’。
接着，在步骤S104中，将在步骤S102中由燃烧界限空气过剩率算出部40b算出的燃烧界限空气过剩率和在步骤S103中由燃烧界限燃烧速度参数算出部40c算出的燃烧界限燃烧速度参数存储于例如ECU40的备份存储器(未图示)。
在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在步骤S104中，例如将在步骤S102中由燃烧界限空气过剩率算出部40b算出的燃烧界限空气过剩率的值λ1和在步骤S103中由燃烧界限燃烧速度参数算出部40c算出的燃烧界限燃烧速度参数的值CS1’存储于ECU40的备份存储器。
接着，在步骤S105中，在例如内燃机10的过渡运转时，将存储于例如ECU40的备份存储器的燃烧界限空气过剩率作为目标值，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量前馈控制。另外，在步骤S105中，在例如内燃机10的稳定运转时，将存储于例如ECU40的备份存储器的燃烧界限燃烧速度参数作为目标值，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量反馈控制。
在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在步骤S105中，在例如内燃机10的过渡运转时，例如将燃烧界限空气过剩率的值λ1作为目标值，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量前馈控制。另外，在步骤S105中，在例如内燃机10的稳定运转时，例如将燃烧界限燃烧速度参数的值CS1’作为目标值，由燃料喷射量控制部40d执行燃料喷射量反馈控制。
详细而言，在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性不变化的情况下，在步骤S100中持续判定为否，在步骤S105中持续进行以燃烧界限空气过剩率的值λ1为目标值的燃料喷射量前馈控制或以燃烧界限燃烧速度参数的值CS1’为目标值的燃料喷射量反馈控制。
在图3(A)及图3(B)所示的例子中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化时，在步骤S100中判定为是，在步骤S101中算出例如变化后的燃烧速度参数的值CS2。然后，在步骤S102中算出例如变化后的燃烧界限空气过剩率的值λ2，将燃料喷射量前馈控制目标值变更为燃烧界限空气过剩率的值λ2。另外，在步骤S103中算出例如燃烧界限燃烧速度参数的值CS2’，将燃料喷射量反馈控制目标值变更为燃烧界限燃烧速度参数的值CS2’。
也就是说，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，每当实施从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，在步骤S100中判定为是，在步骤S101中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S102中，基于该燃烧速度参数和图3(A)的直线L1所示的第1关系算出燃烧界限空气过剩率。在因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限空气过剩率。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，与尽管因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更燃烧界限空气过剩率的情况相比，能够在稀薄燃烧运转时实施稳定的燃烧。
另外，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，每当实施从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，在步骤S100中判定为是，在步骤S101中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S103中，基于该燃烧速度参数和图3(B)的直线L2所示的第2关系算出表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数。在因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，与尽管因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
而且，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，每当从内燃机10上次停止时经过预先设定的期间而从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，在步骤S100中判定为是，在步骤S101中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S102中，基于该燃烧速度参数和图3(A)的直线L1所示的第1关系算出燃烧界限空气过剩率。在因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限空气过剩率。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，与尽管因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更燃烧界限空气过剩率的情况相比，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
另外，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，每当从内燃机10上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，在步骤S100中判定为是，在步骤S101中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S103中，基于该燃烧速度参数和图3(B)的直线L2所示的第2关系算出表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数。在因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，与尽管因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在稀薄燃烧运转时实现稳定的燃烧。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，作为燃料喷射量前馈控制目标值，使用在步骤S102中基于图3(A)的直线L1所示的第1关系算出的燃烧界限空气过剩率，作为燃料喷射量反馈控制目标值，使用在步骤S103中基于图3(B)的直线L2所示的第2关系算出的燃烧界限燃烧速度参数，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此，作为燃料喷射量前馈控制目标值，使用在步骤S102中基于图3(A)的直线L1所示的第1关系算出的燃烧界限空气过剩率，作为燃料喷射量反馈控制目标值，使用与图4所示的例子不同的值。
另外，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此，作为燃料喷射量前馈控制目标值，使用与图4所示的例子不同的值，作为燃料喷射量反馈控制目标值，使用在步骤S103中基于图3(B)的直线L2所示的第2关系算出的燃烧界限燃烧速度参数。
而且，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1所示的例子中，为了提高排放而执行EGR运转。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在ECU40设置有控制EGR阀38的开度的EGR阀控制部40g。
详细而言，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在例如内燃机10的过渡运转时，由EGR阀控制部40g执行EGR率前馈控制。在例如内燃机10的过渡运转时，使用由燃烧界限EGR率算出部40e算出的燃烧界限EGR率作为EGR率前馈控制的目标值。燃烧界限EGR率表示与燃烧界限对应的EGR率(即，在燃烧不会恶化的范围内被设定为尽量大的值的EGR率)，是大于零的值。也就是说，在例如内燃机10的过渡运转时，由EGR阀控制部40g执行基于燃烧界限EGR率的EGR率前馈控制。
而且，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在例如内燃机10的稳定运转时，由EGR阀控制部40g执行EGR率反馈控制。在例如内燃机10的稳定运转时，使用由燃烧界限燃烧速度参数算出部40f算出的燃烧界限燃烧速度参数作为EGR率反馈控制的目标值。燃烧界限燃烧速度参数表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料的燃烧速度(即，在燃烧不会恶化的范围内EGR率被设定为尽量大的值的状态(也就是说，EGR阀开度被设定为大于零的值的状态)下的燃料的燃烧速度)。也就是说，在例如内燃机10的稳定运转时，由EGR阀控制部40g执行基于燃烧界限燃烧速度参数的EGR率反馈控制。
在本发明人等的锐意研究中发现了，在EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下，当从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化时，气缸14’内的燃料的燃烧速度发生变化。详细而言，在EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下，对于特性不同的燃料，得到了表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数的不同的值。
图5是示出包含表示气缸14’内的特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧速度参数的关系的图。详细而言，图5(A)示出了应用于第1实施方式的内燃机的控制装置的燃烧速度参数与燃烧界限EGR率的关系，图5(B)示出了应用于第1实施方式的内燃机的控制装置的燃烧速度参数与燃烧界限燃烧速度参数的关系。
在图5所示的例子中，在EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下，气缸14’内的燃料F1的燃烧速度最大，燃料F2的燃烧速度第二大，燃料F3的燃烧速度第三大，燃料F4的燃烧速度第四大，燃料F5的燃烧速度第五大，燃料F6的燃烧速度第六大，燃料F7的燃烧速度第七大，燃料F8的燃烧速度第八大，燃料F9的燃烧速度最小。
也就是说，在图5所示的例子中，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃料F1的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10)的值最小。也就是说，EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下的燃料F1的燃烧的所需时间最短。另外，由燃烧速度参数算出部40a算出的作为燃料F9的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10)的值最大。也就是说，EGR率被固定为预先设定的值的运转条件下的燃料F9的燃烧的所需时间最长。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图5所示的例子中，在EGR率的值被固定为20％且空气过剩率的目标值被设定为1的运转条件下取得燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(也就是说，算出作为燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10))，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以在EGR率的值被固定为20％以外的任意的值的运转条件下取得燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(也就是说，算出作为燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度参数的曲轴角期间(SA-CA10))。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图5(A)所示，对于特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9，应该设为EGR率前馈控制目标值的燃烧界限EGR率的值不同。
详细而言，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图5(A)的直线L3所示，伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化，气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大，则燃烧界限EGR率的值越大(即，位于图5(A)的左侧的燃料F1、F2的燃烧界限EGR率的值大于位于图5(A)的右侧的燃料F8、F9的燃烧界限EGR率的值)。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，在从燃料喷射阀26喷射气缸14’内的燃烧速度大的燃料F1、F2时，即使将燃烧界限EGR率设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将燃烧界限EGR率设定为大的值，则排放会恶化(也就是说，NOx排出量增加)。
另外，在本发明人等的锐意研究中发现了，在从燃料喷射阀26喷射气缸14’内的燃烧速度小的燃料F8、F9时，若不将燃烧界限EGR率设定为小的值，则燃烧会恶化。
鉴于这一点，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图5(A)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS3变化为值CS4时，基于气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则燃烧界限EGR率越大的图5(A)的直线L3所示的第3关系，由例如燃烧界限EGR率算出部40e将作为EGR率前馈控制目标值且是大于零的值的燃烧界限EGR率从值EGR3变更为值EGR4。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS3变化为值CS4时燃烧界限EGR率被维持为值EGR3而随之在EGR运转中燃烧恶化的可能性。
而且，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图5(A)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS4变化为值CS3时，基于图5(A)的直线L3所示的第3关系，由例如燃烧界限EGR率算出部40e将燃烧界限EGR率从值EGR4变更为值EGR3。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS4变化为值CS3时燃烧界限EGR率被维持为值EGR4而EGR运转中的排放随之恶化的可能性。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，直线L3所示的第3关系通过例如实验等而预先求出，并存储于例如燃烧界限EGR率算出部40e的存储部40e1。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图5(A)所示的例子中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则燃烧界限EGR率越大的第3关系的手段，使用了例如近似的直线L3，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则燃烧界限EGR率越大的第3关系的手段，也可以使用例如映射等直线以外的任意手段。
详细而言，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数为例如值CS3时，从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F4还是燃料F5。
同样，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数为例如值CS4时，从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F8还是燃料F9。
也就是说，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，即使在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
即，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，无需如专利文献1所记载的内燃机那样掌握燃料的特性，通过掌握伴随燃料的特性的变化的燃料的燃烧速度的变化(详细而言，燃烧速度参数(参照图5(A)的横轴)从例如值CS3向例如值CS4的变化)，能够使变化后的燃料在EGR率前馈控制中稳定地燃烧。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在EGR率前馈控制的执行中，在实际的EGR率小于作为EGR率前馈控制目标值的燃烧界限EGR率时，以使实际的EGR率增加至目标值的方式，由例如EGR阀控制部40g使EGR阀38的开度增加。另一方面，在EGR率前馈控制的执行中，在实际的EGR率大于目标值时，以使实际的EGR率减小至目标值的方式，由例如EGR阀控制部40g使EGR阀38的开度减小。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，可以通过例如日本特开2001-164999号公报的第0165段至第0167段所记载的方法，来算出实际的EGR率。详细而言，在该例子中，EGR率例如基于向内燃机10吸入的进气的总量(向内燃机10吸入的新气的量与EGR气体的量的总和)和由空气流量计44检测的新气的量来算出。具体而言，向内燃机10吸入的进气的总量例如通过将由配置于进气通路16的压力传感器(未图示)检测的进气压与内燃机10固有的进气管基础填充效率相乘来算出。进气管基础填充效率表示为发动机转速的函数，或者通过例如实验等而预先求出。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而通过例如日本特许第5601232号公报的第0029段所记载的方法，利用由缸内压力传感器30检测到的缸内压力P来算出实际的EGR率。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图5(B)所示，对于特性不同的燃料F1、F2、…、F8、F9，应该设为EGR率反馈控制目标值的表示与燃烧界限(详细而言是EGR率大所引起的燃烧界限)对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数的值不同。
详细而言，在本发明人等的锐意研究中发现了，如图5(B)的直线L4所示，伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化，非燃烧界限时的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(参照图5(B)的横轴)越大，则燃烧界限时(详细而言是使EGR率增大至燃烧界限时)的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度(参照图5(B)的纵轴)也越大(即，位于图5(B)的左侧的燃料F1、F2的燃烧界限时的燃料的燃烧速度大于位于图5(B)的右侧的燃料F8、F9的燃烧界限时的燃料的燃烧速度)。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，在非燃烧界限时的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化而变大时，即使将相当于EGR率反馈控制目标值的与燃烧界限(详细而言是EGR率大所引起的燃烧界限)对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度设定为大的值，燃烧也不恶化，不如说是，若不将相当于EGR率反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度设定为大的值，则排放会恶化。
另外，在本发明人等的锐意研究中发现了，在非燃烧界限时的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料F1、F2、…、F8、F9的特性的变化而变小时，若不将相当于EGR率反馈控制目标值的与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度设定为小的值，则燃烧会恶化。
鉴于这一点，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图5(B)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS3变化为值CS4时，基于气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则与燃烧界限(详细而言是EGR率大所引起的燃烧界限)对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大的图5(B)的直线L4所示的第4关系，由例如燃烧界限燃烧速度参数算出部40f将作为EGR率反馈控制目标值的表示与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度的燃烧界限燃烧速度参数从值CS3’变更为值CS4’。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS3变化为值CS4时燃烧界限燃烧速度参数被维持为值CS3’而随之在EGR运转中燃烧恶化的可能性。
而且，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，如图5(B)所示，在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS4变化为值CS3时，基于图5(B)的直线L4所示的第4关系，由例如燃烧界限燃烧速度参数算出部40f将燃烧界限燃烧速度参数从值CS4’变更为值CS3’。
因而，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在燃烧速度参数伴随从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的变化而例如从值CS4变化为值CS3时燃烧界限燃烧速度参数被维持为值CS4’而随之EGR运转中的排放恶化的可能性。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，直线L4所示的第4关系通过例如实验等而预先求出，并存储于例如燃烧界限燃烧速度参数算出部40f的存储部40f1。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图5(B)所示的例子中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大的第4关系的手段，使用了例如近似的直线L4，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，作为表示气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大则与燃烧界限对应的气缸14’内的燃料F1、F2、…、F8、F9的燃烧速度越大的第4关系的手段，也可以使用例如映射等直线以外的任意手段。
如上所述，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数为例如值CS3时，从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F4还是燃料F5。
另外，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，无需掌握在表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数为例如值CS4时，从燃料喷射阀26喷射的燃料是燃料F8还是燃料F9。
也就是说，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，即使在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，也无需掌握燃料的特性，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
即，在第1实施方式的内燃机的控制装置中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化的情况下，无需如专利文献1所记载的内燃机那样掌握燃料的特性，通过掌握伴随燃料的特性的变化的燃料的燃烧速度的变化(详细而言是燃烧速度参数从例如值CS3向例如值CS4变化)，能够使变化后的燃料在EGR率反馈控制中稳定地燃烧。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图2所示的例子中，在EGR率反馈控制的执行中，在与由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数对应的实际的燃烧速度小于与作为EGR率反馈控制目标值的燃烧界限燃烧速度参数对应的目标燃烧速度时，为了使实际的燃烧速度增加至目标燃烧速度，例如，由EGR阀控制部40g使EGR阀38的开度减小。另一方面，在EGR率反馈控制的执行中，在实际的燃烧速度大于目标燃烧速度时，为了使实际的燃烧速度减小至目标燃烧速度，例如，由EGR阀控制部40g使EGR阀38的开度增加。
图6是用于说明为了执行EGR运转而由第1实施方式的内燃机的控制装置执行的EGR阀控制的流程图。
在第1实施方式的内燃机的控制装置中，在执行EGR运转时，开始图6所的处理。首先，在步骤S200中，由例如ECU40判定是否需要实施燃料特性学习。
在实施了例如供油时，从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性高。鉴于这一点，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，在实施了供油时，在步骤S200中判定为是。
另外，当内燃机10的停止期间变长时，燃料重质化，从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高。鉴于这一点，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，例如，在从内燃机10上次停止时起经过了从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高的预先设定的期间时，在步骤S200中判定为是。
在步骤S200中判定为是时，进入步骤S201，在步骤S200中判定为否时，进入步骤S205。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，基于内燃机10上次停止时以后的经过期间，来推定从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性是否发生了变化，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而基于上次实施供油时以后的经过期间，来推定从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性是否发生了变化。
在步骤S201中，由例如ECU40实施从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性的学习。
详细而言，在步骤S201中实施燃料特性学习时，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为预先设定的值的状态下，由EGR阀控制部40g执行EGR率反馈控制。而且，在执行着该EGR率反馈控制的状态下，由燃烧速度参数算出部40a算出从例如相当于点火正时的曲轴角(SA)到燃烧质量比例MFB成为例如10％时的曲轴角(CA10)为止的期间即曲轴角期间(SA-CA10)、热发生率(dQ/dθ)的例如最大值等燃烧速度参数。
在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在步骤S201中实施燃料特性学习时，例如，由燃烧速度参数算出部40a算出燃烧速度参数的值CS3。
接着，在步骤S202中，基于在步骤S201中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数和图5(A)的直线L3所示的第3关系，由燃烧界限EGR率算出部40e算出作为EGR率前馈控制目标值且是大于零的值的燃烧界限EGR率。
在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在步骤S202中，例如基于在步骤S201中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数的值CS3和图5(A)的直线L3所示的第3关系，由燃烧界限EGR率算出部40e算出燃烧界限EGR率的值EGR3。
接着，在步骤S203中，基于在步骤S201中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数和图5(B)的直线L4所示的第4关系，由燃烧界限燃烧速度参数算出部40f算出作为EGR率反馈控制目标值的燃烧界限燃烧速度参数。
在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在步骤S203中，例如基于在步骤S201中由燃烧速度参数算出部40a算出的燃烧速度参数的值CS3和图5(B)的直线L4所示的第4关系，由燃烧界限燃烧速度参数算出部40f算出燃烧界限燃烧速度参数的值CS3’。
接着，在步骤S204中，将在步骤S202中由燃烧界限EGR率算出部40e算出的燃烧界限EGR率和在步骤S203中由燃烧界限燃烧速度参数算出部40f算出的燃烧界限燃烧速度参数存储于例如ECU40的备份存储器。
在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在步骤S204中例如将在步骤S202中由燃烧界限EGR率算出部40e算出的燃烧界限EGR率的值EGR3和在步骤S203中由燃烧界限燃烧速度参数算出部40f算出的燃烧界限燃烧速度参数的值CS3’存储于ECU40的备份存储器。
接着，在步骤S205中，在例如内燃机10的过渡运转时，将存储于例如ECU40的备份存储器的燃烧界限EGR率作为目标值，由EGR阀控制部40g执行EGR率前馈控制。另外，在步骤S205中，在例如内燃机10的稳定运转时，将存储于例如ECU40的备份存储器的燃烧界限燃烧速度参数作为目标值，由EGR阀控制部40g执行EGR率反馈控制。
在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在步骤S205中，在例如内燃机10的过渡运转时，例如将燃烧界限EGR率的值EGR3作为目标值，由EGR阀控制部40g执行EGR率前馈控制。另外，在步骤S205中，在例如内燃机10的稳定运转时，例如将燃烧界限燃烧速度参数的值CS3’作为目标值，由EGR阀控制部40g执行EGR率反馈控制。
详细而言，在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性不发生变化的情况下，在步骤S200中持续判定为否，在步骤S205中持续执行将燃烧界限EGR率的值EGR3作为目标值的EGR率前馈控制或将燃烧界限燃烧速度参数的值CS3’作为目标值的EGR率反馈控制。
在图5(A)及图5(B)所示的例子中，在从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生了变化时，在步骤S200中判定为是，在步骤S201中算出例如变化后的燃烧速度参数的值CS4。然后，在步骤S202中算出例如变化后的燃烧界限EGR率的值EGR4，将EGR率前馈控制目标值变更为燃烧界限EGR率的值EGR4。另外，在步骤S203中算出例如燃烧界限燃烧速度参数的值CS4’，将EGR率反馈控制目标值变更为燃烧界限燃烧速度参数的值CS4’。
也就是说，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，每当实施从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，在步骤S200中判定为是，在步骤S201中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S202中，基于该燃烧速度参数和图5(A)的直线L3所示的第3关系算出燃烧界限EGR率。在因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限EGR率。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，与尽管因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更燃烧界限EGR率的情况相比，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
另外，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，每当实施从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性高的供油时，在步骤S200中判定为是，在步骤S201中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S203中，基于该燃烧速度参数和图5(B)的直线L4所示的第4关系算出燃烧界限燃烧速度参数。在因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，与尽管因供油的实施而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
而且，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，每当从内燃机10上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，在步骤S200中判定为是，在步骤S201中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。然后，在步骤S202中，基于该燃烧速度参数和图5(A)的直线L3所示的第3关系算出燃烧界限EGR率。在因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限EGR率。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，与尽管因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更燃烧界限EGR率的情况相比，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
另外，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，每当从内燃机10上次停止时起经过预先设定的期间而从燃料喷射阀26喷射的燃料的特性发生变化的可能性升高时，在步骤S200中判定为是，在步骤S201中算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。而且，在步骤S203中，基于该燃烧速度参数和图5(B)的直线L4所示的第4关系算出燃烧界限燃烧速度参数。在因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化的情况下，变更燃烧界限燃烧速度参数的值。
因而，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，与尽管因从内燃机10上次停止时起经过了预先设定的期间而气缸14’内的燃料的燃烧速度发生了变化，却不变更燃烧界限燃烧速度参数的值的情况相比，能够在EGR运转时实现稳定的燃烧。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，作为EGR率前馈控制目标值，使用在步骤S202中基于图5(A)的直线L3所示的第3关系算出的燃烧界限EGR率，作为EGR率反馈控制目标值，使用在步骤S203中基于图5(B)的直线L4所示的第4关系算出的燃烧界限燃烧速度参数，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此，作为EGR率前馈控制目标值，使用在步骤S202中基于图5(A)的直线L3所示的第3关系算出的燃烧界限EGR率，作为EGR率反馈控制目标值，使用与图6所示的例子不同的值。
另外，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的又一例中，也可以取代此，作为EGR率前馈控制目标值，使用与图6所示的例子不同的值，作为EGR率反馈控制目标值，使用在步骤S203中基于图5(B)的直线L4所示的第4关系算出的燃烧界限燃烧速度参数。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图1及图6所示的例子中，设置有EGR通路36及EGR阀38，在步骤S205中执行EGR阀控制，但在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此而省略EGR通路36及EGR阀38。
如上所述，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4及图6所示的例子中，作为燃料喷射量前馈控制目标值，使用在步骤S102中基于图3(A)的直线L1所示的第1关系算出的燃烧界限空气过剩率，作为燃料喷射量反馈控制目标值，使用在步骤S103中基于图3(B)的直线L2所示的第2关系算出的燃烧界限燃烧速度参数，作为EGR率前馈控制目标值，使用在步骤S202中基于图5(A)的直线L3所示的第3关系算出的燃烧界限EGR率，作为EGR率反馈控制目标值，使用在步骤S203中基于图5(B)的直线L4所示的第4关系算出的燃烧界限燃烧速度参数。
在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的另一例中，也可以取代此，作为燃料喷射量前馈控制目标值，使用与图4所示的例子不同的值，作为燃料喷射量反馈控制目标值，使用与图4所示的例子不同的值，作为EGR率前馈控制目标值，使用在步骤S202中基于图5(A)的直线L3所示的第3关系算出的燃烧界限EGR率，作为EGR率反馈控制目标值，使用在步骤S203中基于图5(B)的直线L4所示的第4关系算出的燃烧界限燃烧速度参数。
图7是用于说明在本发明人等的锐意研究中确认到的现象的图。详细而言，图7(A)示出了空气过剩率与图示平均有效压(IMEP(Indicated Mean Effective Pressure))的变动率(COV(coefficient of variance))的关系。图7(B)示出了空气过剩率与燃烧速度参数的关系。
在图7(A)中，点PA表示用于决定燃料FA的燃烧界限空气过剩率(详细而言是空气过剩率大所引起的燃烧界限下的空气过剩率)的值λa的点。也就是说，在图7(A)所示的例子中，将若逐渐增大空气过剩率的值则燃料FA的图示平均有效压的变动率开始增加的点PA处的空气过剩率的值λa设定为燃料FA的燃烧界限空气过剩率。而且，图7(B)表示在空气过剩率被固定为值λa的运转条件下由燃烧速度参数算出部40a算出燃料FA的燃烧速度参数的值CSa。
同样，在图7(A)中，点PB表示用于决定特性与燃料FA不同的燃料FB的燃烧界限空气过剩率的值λb的点。而且，如图7(B)所示，在空气过剩率被固定为值λb的运转条件下，由燃烧速度参数算出部40a算出燃料FB的燃烧速度参数的值CSb。
另外，在图7(A)中，点PC表示用于决定特性与燃料FA、FB不同的燃料FC的燃烧界限空气过剩率的值λc。而且，如图7(B)所示，在空气过剩率被固定为值λc的运转条件下，由燃烧速度参数算出部40a算出燃料FC的燃烧速度参数的值CSc。
通过使用与上述方法同样的方法，来描绘表示燃烧速度参数与燃烧界限空气过剩率的关系的图3(A)中的燃料F1、F2、…、F8、F9的各点。
在图7(B)所示的例子中，在例如空气过剩率被固定为值λa的运转条件下，燃料FA的燃烧速度最小，燃料FB的燃烧速度第二小，燃料FC的燃烧速度最大。
如图7(A)及图7(B)所示，燃烧速度最大的燃料FC的燃烧界限空气过剩率的值λc最大，燃烧速度第二大的燃料FB的燃烧界限空气过剩率的值λb第二大，燃烧速度最小的燃料FA的燃烧界限空气过剩率的值λa最小。
而且，如图7(A)及图7(B)所示，燃烧速度最大的燃料FC的燃烧界限时(详细而言是使空气过剩率增大至燃烧界限时)的燃烧速度(燃烧速度参数的值CSc)最大，燃烧速度第二大的燃料FB的燃烧界限时的燃烧速度(燃烧速度参数的值CSb)第二大，燃烧速度最小的燃料FA的燃烧界限时的燃烧速度(燃烧速度参数的值CSa)最小。
也就是说，在本发明人等的锐意研究中发现了，若燃料FA、FB、FC的特性不同，则燃烧界限时(详细而言是使空气过剩率增大至燃烧界限时)的燃料FA、FB、FC的燃烧速度也不同。因而，需要进行与燃料的特性相应的图4所示的燃料喷射量控制。
而且，在本发明人等的锐意研究中发现了，若燃料的特性不同，则使EGR率增大至燃烧界限时的燃料的燃烧速度也不同。因而，需要进行与燃料的特性相应的图6所示的EGR阀控制。
以下，对本发明的内燃机的控制装置的第2实施方式进行说明。
第2实施方式的内燃机的控制装置除了后述的点之外，与上述的第1实施方式的内燃机的控制装置大致同样地构成。因此，根据第2实施方式的内燃机的控制装置，除了后述的点之外，能够起到与上述的第1实施方式的内燃机的控制装置大致同样的效果。
图8是用于对在取得燃料的燃烧速度时被固定的空气过剩率的值的效果进行说明的图。在图8中，横轴表示在实施燃料特性学习时作为燃料喷射量反馈控制目标值而固定的空气过剩率，纵轴表示燃烧速度参数。
如上所述，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图4所示的例子中，在步骤S101中实施燃料特性学习。详细而言，在步骤S101中，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为预先设定的值的状态下，执行燃料喷射量反馈控制，而且，在该状态下，算出例如曲轴角期间(SA-CA10)等表示燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。
在实施燃料特性学习时，如图8所示，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率的值固定为1.0的情况下，与作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为大于1.0的值λt的情况相比，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度变大。也就是说，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率的值固定为1.0的情况下，与作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为大于1.0的值λt的情况相比，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧的所需时间变短。因而，燃料Fa的燃烧的所需时间、燃料Fb的燃烧的所需时间、燃料Fc的燃烧的所需时间、燃料Fd的燃烧的所需时间以及燃料Fe的燃烧的所需时间之差变小。
其结果，在实施燃料特性学习时，如图8所示，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率的值固定为1.0的情况下，与作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为大于1.0的值λt的情况相比，用于识别燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的差异的分辨能力变小。
另一方面，在实施燃料特性学习时，如图8所示，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为大于1.0的值λt的情况下，与将空气过剩率的值固定为1.0的情况相比，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度变小。也就是说，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧的所需时间变长。因而，燃料Fa的燃烧的所需时间、燃料Fb的燃烧的所需时间、燃料Fc的燃烧的所需时间、燃料Fd的燃烧的所需时间以及燃料Fe的燃烧的所需时间之差变大。
其结果，在实施燃料特性学习时，如图8所示，在作为燃料喷射量反馈控制目标值而将空气过剩率固定为大于1.0的值λt的情况下，与将空气过剩率的值固定为1.0的情况相比，用于识别燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的差异的分辨能力变大。
鉴于上述点，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，在实施燃料特性学习时，也就是说，在执行用于基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数(参照图3(A)及图3(B)的横轴)的燃料喷射量反馈控制时，将燃料喷射量反馈控制目标值设定为比理论空燃比(空气过剩率的值为1)稀的空气过剩率的值λt(>1.0)。
因而，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时将燃料喷射量反馈控制目标值设定为理论空燃比(空气过剩率的值为1)的情况相比，能够算出明确地反映了燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的特性的差异的燃烧速度参数。
即，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时燃料喷射量反馈控制目标值被设定为理论空燃比(空气过剩率的值为1)的情况相比，例如能够增大与燃料Fa相关的燃烧速度参数的值和与具有不同于燃料Fa的特性的燃料Fb相关的燃烧速度参数的值之差，由此，能够提高用于识别特性相互不同的燃料Fa和燃料Fb的分辨能力。
另一方面，在实施燃料特性学习时固定的空气过剩率例如被设定为燃烧速度大的燃料Fe的燃烧界限空气过剩率的情况下，在燃烧速度小的燃料Fa成为了燃料特性学习的对象时，燃料Fa的燃烧会变得不稳定，可能会无法合适地实施燃料Fa的燃料特性学习。
鉴于这一点，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，在执行着用于基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制时，将燃料喷射量反馈控制目标值设定为比燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧界限空气过剩率浓的空气过剩率的值(也就是说，比最浓的燃料Fa的燃烧界限空气过剩率还要浓的空气过剩率的值)。
因而，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的燃烧速度参数时燃料喷射量反馈控制目标值被设定为燃烧界限空气过剩率的情况相比，能够抑制燃烧变得不稳定的可能性。
即，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在执行着用于算出燃烧速度小的燃料Fa的燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制时燃烧变得不稳定的可能性。
图9是用于说明书为了执行稀薄燃烧运转而由第2实施方式的内燃机的控制装置执行的燃料喷射量控制的流程图。
在第2实施方式的内燃机的控制装置中，在执行稀薄燃烧运转时，开始图9所示的处理。首先，在步骤S10中，由例如ECU40判定在清除例如ECU40的备份存储器而存储于备份存储器的燃烧界限空气过剩率和燃烧界限燃烧速度参数被抹掉之后是否未实施燃料特性学习。在是的情况下进入步骤S12，在否的情况下进入步骤S11。
在步骤S11中，由例如ECU40判定在实施了供油后是否未实施燃料特性学习。在是的情况下进入步骤S12，在否的情况下进入图4的步骤S105。
也就是说，在第2实施方式的内燃机的控制装置中，在步骤S10及步骤S11中判定是否需要实施燃料特性学习，在需要实施燃料特性学习时进入步骤S12，在无需实施燃料特性学习时进入图4的步骤S105。
详细而言，在不实施燃料特性学习而进入图4的步骤S105时，在图4的步骤S105中不执行稀薄燃烧运转。
在步骤S12中，由例如ECU40判定是否能够进行燃料特性学习用的状态的设定。
也就是说，在步骤S12中，判定是否能够为了执行基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数来实施燃料特性学习的燃料喷射量反馈控制，而将比理论空燃比稀且比燃烧界限空气过剩率浓的空气过剩率的值λt设定为燃料喷射量反馈控制目标值。
在是的情况下进入步骤S13，在否的情况下进入图4的步骤S105。例如，在内燃机10的预热完成前，在步骤S12中判定为否，不实施燃料特性学习。
在步骤S13中，由例如ECU40执行燃料特性学习用的状态的设定。
也就是说，在步骤S13中，为了执行基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数来实施燃料特性学习的燃料喷射量反馈控制，而将比理论空燃比稀且比燃烧界限空气过剩率浓的空气过剩率的值λt设定为燃料喷射量反馈控制目标值。
接着，在图4的步骤S101中，在比理论空燃比稀且比燃烧界限空气过剩率浓的空气过剩率的值λt被设定为燃料喷射量反馈控制目标值的燃料喷射量反馈控制的执行中，由燃烧速度参数算出部40a基于缸内压力P来算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数(参照图3(A)及图3(B)的横轴)，实施燃料特性学习。
详细而言，用于实施燃料特性学习的燃料喷射量反馈控制中的燃料的燃烧速度大于燃料特性学习实施后的燃料喷射量反馈控制中的燃料的燃烧速度。
以下，对本发明的内燃机的控制装置的第3实施方式进行说明。
第3实施方式的内燃机的控制装置除了后述的点之外，与上述的第1实施方式的内燃机的控制装置大致同样地构成。因此，根据第3实施方式的内燃机的控制装置，除了后述的点之外，能够起到与上述的第1实施方式的内燃机的控制装置大致同样的效果。
图10是用于对在取得燃料的燃烧速度时固定的EGR率的值的效果进行说明的图。在图10中，横轴表示在实施燃料特性学习时被固定为EGR率反馈控制目标值的EGR率，纵轴表示燃烧速度参数。
如上所述，在应用了第1实施方式的内燃机的控制装置的图6所示的例子中，在步骤S201中实施燃料特性学习。详细而言，在步骤S201中，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为预先设定的值的状态下，执行EGR率反馈控制，而且，在该状态下，算出例如曲轴角期间(SA-CA10)等表示燃料的燃烧速度的燃烧速度参数。
在实施燃料特性学习时，如图10所示，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率的值固定为零的情况下，与作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为大于零的值EGRt的情况相比，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度变大。也就是说，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率的值固定为零的情况下，与作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为大于零的值EGRt的情况相比，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧的所需时间变短。因而，燃料Fa的燃烧的所需时间、燃料Fb的燃烧的所需时间、燃料Fc的燃烧的所需时间、燃料Fd的燃烧的所需时间以及燃料Fe的燃烧的所需时间之差变小。
其结果，在实施燃料特性学习时，如图10所示，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率的值固定为零的情况下，与作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为大于零的值EGRt的情况相比，用于识别燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的差异的分辨能力变小。
另一方面，在实施燃料特性学习时，如图10所示，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为大于零的值EGRt的情况下，与EGR率的值被固定为零的情况相比，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度变小。也就是说，燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧的所需时间变长。因而，燃料Fa的燃烧的所需时间、燃料Fb的燃烧的所需时间、燃料Fc的燃烧的所需时间、燃料Fd的燃烧的所需时间以及燃料Fe的燃烧的所需时间之差变大。
其结果，在实施燃料特性学习时，如图10所示，在作为EGR率反馈控制目标值而将EGR率固定为大于零的值EGRt的情况下，与EGR率的值被固定为零的情况相比，用于识别燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的差异的分辨能力变大。
鉴于上述点，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，在实施燃料特性学习时，也就是说，在执行着用于基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数(参照图5(A)及图5(B)的横轴)的EGR率反馈控制时，将EGR率反馈控制目标值设定为大于零的EGR率的值EGRt。
因而，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时EGR率反馈控制目标值被设定为EGR率零的情况相比，能够算出明确地反映了燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的特性的差异的燃烧速度参数。
即，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数时EGR率反馈控制目标值被设定为EGR率零的情况相比，例如能够增大与燃料Fa相关的燃烧速度参数的值和与具有不同于燃料Fa的特性的燃料Fb相关的燃烧速度参数的值之差，由此，能够提高用于识别特性相互不同的燃料Fa和燃料Fb的分辨能力。
另一方面，在实施燃料特性学习时固定的EGR率例如被设定为燃烧速度大的燃料Fe的燃烧界限EGR率的情况下，在燃烧速度小的燃料Fa成为了燃料特性学习的对象时，燃料Fa的燃烧会变得不稳定，可能会无法合适地实施燃料Fa的燃料特性学习。
鉴于这一点，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，在执行着用于基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的燃烧速度参数的EGR率反馈控制时，将EGR率反馈控制目标值设定为比燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧界限EGR率小的EGR率的值(也就是说，比最小的燃料Fa的燃烧界限EGR率还要小的EGR率的值)。
因而，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，与在基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料Fa、Fb、Fc、Fd、Fe的燃烧速度的燃烧速度参数时EGR率反馈控制目标值被设定为燃烧界限EGR率的情况相比，能够抑制燃烧变得不稳定的可能性。
即，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，能够抑制在执行着用于算出燃烧速度小的燃料Fa的燃烧速度参数的EGR率反馈控制时燃烧变得不稳定的可能性。
图11是用于说明为了执行EGR运转而由第3实施方式的内燃机的控制装置执行的EGR阀控制的流程图。
在第3实施方式的内燃机的控制装置中，在执行EGR运转时，开始图11所示的处理。首先，在步骤S20中，由例如ECU40判定在清除例如ECU40的备份存储器而存储于备份存储器的燃烧界限EGR率和燃烧界限燃烧速度参数被抹掉之后是否未实施燃料特性学习。在是的情况下进入步骤S22，在否的情况下进入步骤S21。
在步骤S21中，由例如ECU40判定在实施了供油后是否未实施燃料特性学习。在是的情况下进入步骤S22，在否的情况下进入图6的步骤S205。
也就是说，在第3实施方式的内燃机的控制装置中，在步骤S20及步骤S21中判定是否需要实施燃料特性学习，在需要实施燃料特性学习时进入步骤S22，在无需实施燃料特性学习时进入图6的步骤S205。
详细而言，在不实施燃料特性学习而进入图6的步骤S205时，在图6的步骤S205中不执行增大EGR率的EGR运转。
在步骤S22中，由例如ECU40判定是否能够进行燃料特性学习用的状态的设定。
也就是说，在步骤S22中，判定是否能够为了执行基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数来实施燃料特性学习的EGR率反馈控制，而将大于零且小于燃烧界限EGR率的EGR率的值EGRt设定为EGR率反馈控制目标值。
在是的情况下进入步骤S23，在否的情况下进入图6的步骤S205。例如，在内燃机10的预热完成前，在步骤S22中判定为否，不实施燃料特性学习。
在步骤S23中，由例如ECU40执行燃料特性学习用的状态的设定。
也就是说，在步骤S23中，为了执行基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数来实施燃料特性学习的EGR率反馈控制，而将大于零且小于燃烧界限EGR率的EGR率的值EGRt设定为EGR率反馈控制目标值。
接着，在图6的步骤S201中，在大于零且小于燃烧界限EGR率的EGR率的值EGRt被设定为EGR率反馈控制目标值的EGR率反馈控制的执行中，由燃烧速度参数算出部40a基于缸内压力P算出表示气缸14’内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数(参照图5(A)及图5(B)的横轴)，实施燃料特性学习。
详细而言，用于实施燃料特性学习的EGR率反馈控制中的燃料的燃烧速度大于燃料特性学习实施后的EGR率反馈控制中的燃料的燃烧速度。
在第4实施方式中，也可以将上述的第1至第3实施方式以及各例适当组合。
标号说明
10 内燃机
12 活塞
14 燃烧室
14’ 气缸
16 进气通路
18 排气通路
20 进气门
22 排气门
24 节气门
26 燃料喷射阀
28 火花塞
30 缸内压力传感器
32 空气过剩率传感器
34a 三元催化剂
34b NOx吸藏还原催化剂
34c NOx选择还原催化剂
36 EGR通路
38 EGR阀
40 ECU
40a 燃烧速度参数算出部
40b 燃烧界限空气过剩率算出部
40b1 存储部
40c 燃烧界限燃烧速度参数算出部
40c1 存储部
40d 燃料喷射量控制部
40e 燃烧界限EGR率算出部
40e1 存储部
40f 燃烧界限燃烧速度参数算出部
40f1 存储部
40g EGR阀控制部
42 曲轴角传感器
44 空气流量计

Claims (14)

1.一种内燃机的控制装置，
所述内燃机具备：
气缸；
检测所述气缸内的缸内压力的缸内压力传感器；和
燃料喷射阀，
并执行稀薄燃烧运转，
所述控制装置的特征在于，
所述控制装置构成为，
基于所述缸内压力算出表示所述气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数，
执行基于作为燃料喷射量前馈控制目标值的燃烧界限空气过剩率的燃料喷射量前馈控制及基于作为燃料喷射量反馈控制目标值的燃烧界限燃烧速度参数的燃料喷射量反馈控制中的至少一方，所述燃烧界限燃烧速度参数是表示与燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度的参数，并且，
在所述气缸内的燃料的燃烧速度伴随从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，执行基于下述第1关系的所述燃烧界限空气过剩率的变更及基于下述第2关系的所述燃烧界限燃烧速度参数的值的变更中的至少一方，所述第1关系是所述气缸内的燃料的燃烧速度越大则所述燃烧界限空气过剩率越大的关系，所述第2关系是所述气缸内的燃烧速度越大则与所述燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度越大的关系。
2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在比理论空燃比稀的空气过剩率的值被设定为所述燃料喷射量反馈控制目标值的所述燃料喷射量反馈控制的执行中，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数。
3.根据权利要求2所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
比所述燃烧界限空气过剩率浓的空气过剩率的值被设定为所述燃料喷射量反馈控制目标值。
4.根据权利要求1～3中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当实施供油时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第1关系算出所述燃烧界限空气过剩率。
5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当从所述内燃机上次停止时起经过从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性可能发生变化的预先设定的期间时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第1关系算出所述燃烧界限空气过剩率。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当实施供油时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第2关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当从所述内燃机上次停止时起经过从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性可能发生变化的预先设定的期间时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第2关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
8.一种内燃机的控制装置，
所述内燃机具备：
气缸；
与所述气缸连接的进气通路；
与所述气缸连接的排气通路；
将所述进气通路与所述排气通路连接的EGR通路；
配置于所述EGR通路的EGR阀；
检测所述气缸内的缸内压力的缸内压力传感器；和
燃料喷射阀，
并执行EGR运转，
所述控制装置的特征在于，
所述控制装置构成为，
基于所述缸内压力算出表示所述气缸内的燃料的燃烧速度的燃烧速度参数，
执行基于作为EGR率前馈控制目标值且是大于零的值的燃烧界限EGR率的EGR率前馈控制及基于作为EGR率反馈控制目标值且与大于零的EGR率对应的燃烧界限燃烧速度参数的EGR率反馈控制中的至少一方，所述燃烧界限燃烧速度参数是表示与燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度的参数，并且，
在所述气缸内的燃料的燃烧速度伴随从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性的变化而发生变化时，执行基于下述第3关系的所述燃烧界限EGR率的变更及基于下述第4关系的所述燃烧界限燃烧速度参数的值的变更中的至少一方，所述第3关系是所述气缸内的燃料的燃烧速度越大则所述燃烧界限EGR率越大的关系，所述第4关系是所述气缸内的燃烧速度越大则与所述燃烧界限对应的所述气缸内的燃料的燃烧速度越大的关系。
9.根据权利要求8所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
在大于零的EGR率的值被设定为所述EGR率反馈控制目标值的所述EGR率反馈控制的执行中，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数。
10.根据权利要求9所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
小于所述燃烧界限EGR率的EGR率的值被设定为所述EGR率反馈控制目标值。
11.根据权利要求8～10中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当实施供油时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第3关系算出所述燃烧界限EGR率。
12.根据权利要求8～11中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当从所述内燃机上次停止时起经过从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性可能发生变化的预先设定的期间时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第3关系算出所述燃烧界限EGR率。
13.根据权利要求8～12中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当实施供油时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第4关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
14.根据权利要求8～13中任一项所述的内燃机的控制装置，其特征在于，
每当从所述内燃机上次停止时起经过从所述燃料喷射阀喷射的燃料的特性可能发生变化的预先设定的期间时，所述控制装置基于所述缸内压力算出所述燃烧速度参数，并且基于所述第4关系算出所述燃烧界限燃烧速度参数。
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