ホーム > 特許ランキング > 株式会社豊田自動織機
知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2025-01-14
(45)【発行日】2025-01-22
(54)【発明の名称】内燃機関の制御装置
(51)【国際特許分類】
F02D 41/04 20060101AFI20250115BHJP
F02D 41/26 20060101ALI20250115BHJP
F02D 41/40 20060101ALI20250115BHJP
【ＦＩ】
F02D41/04
F02D41/26
F02D41/40
【請求項の数】
2
(21)【出願番号】P 2021119324
(22)【出願日】2021-07-20
(65)【公開番号】P2023015516
(43)【公開日】2023-02-01
【審査請求日】2023-10-12
(73)【特許権者】
【識別番号】000003218
【氏名又は名称】株式会社豊田自動織機
(74)【代理人】
【識別番号】110001195
【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】山本 貴之
(72)【発明者】
【氏名】河内 隆史
【審査官】戸田 耕太郎
(56)【参考文献】
【文献】特開２００１－０５５９５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１１－１５９３８５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１５９００５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００６－０９０２３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１６３２５１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－１６１１７８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－０７９１３８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５８－１４３１３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－００９０３３（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ０２Ｄ ４１／０４
Ｆ０２Ｄ ４１／２６
Ｆ０２Ｄ ４１／４０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する多気筒圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、前記制御装置は、
前記燃料噴射弁による燃料噴射が終了した噴射終了時期を取得する噴射終了時期取得部と、
前記噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する噴射量算出部と、を備え、
前記噴射量算出部は、予め記憶されたマップから、負荷に応じて基本噴射量を算出するとともに、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側であるとき、算出された前記基本噴射量から所定値を減算した値を新たな基本噴射量として算出し、前記マップにおいて、対応する基本噴射量の値を新たな基本噴射量の値に書き換え、前記マップを更新することより、前記燃料噴射量を減少し、
前記所定クランク角は、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角である、内燃機関の制御装置。
【請求項2】
燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する多気筒圧縮自己着火式内燃機関の制御装置であって、
前記制御装置は、
前記燃料噴射弁による燃料噴射が終了した噴射終了時期を取得する噴射終了時期取得部と、
前記噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する噴射量算出部と、を備え、
前記噴射量算出部は、予め記憶されたマップから、負荷に応じて基本噴射量を算出するとともに、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側であるとき、算出された前記基本噴射量から所定値を減算した値を新たな基本噴射量として算出し、前記マップにおいて、対応する基本噴射量の値を新たな基本噴射量の値に書き換え、前記マップを更新することより、前記燃料噴射量を減少し、
前記所定クランク角は、前記噴射終了時期が前記所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角に対して、設定クランク角だけ進角側のクランク角である、内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、内燃機関の制御装置に関し、特に、圧縮自己着火式内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【0002】
ディーゼルエンジンのように、燃料噴射弁から燃焼室に噴射した燃料を自着火により燃焼させる圧縮自己着火式内燃機関が知られている。たとえば、特開平１１－１５９３８５号公報には、燃料噴射開始時期と噴射終了時期の検出値から燃料噴射期間を算出し、燃料噴射開始時期と燃焼開始時期の検出値から着火遅れ期間を算出し、着火遅れ期間の方が燃料噴射期間より短いときに、燃料噴射期間が短くなるように燃料噴射圧力を増圧補正して、ＮＯｘ（窒素酸化物）とＰＭ（粒子状物質）を低減可能なディーゼルエンジンが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【文献】特開平１１－１５９３８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量が大きくなると、燃料噴射期間が長くなる。燃料噴射期間が長くなると、噴射終了時期が、クランク角の遅角側になる。噴射終了時期が遅角側になると、排気温度の上昇や、潤滑油へのスーツの混入が増大するなどの問題が発生する。
【0005】
燃料噴射弁には噴射特性のバラツキが存在し、また、劣化により噴射特性が変化する。このため、予め実験等を行い、排気温度の上昇や潤滑油へのスーツの混入が増大するなどの問題が発生し始める、噴射終了時期のクランク角（限界噴射終了時期）を求め、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して、噴射終了時期が限界噴射終了時期に収まるよう（噴射終了時期が限界噴射終了時期より遅角側にならないよう）、燃料噴射量を設定している。
【0006】
このように、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して燃料噴射量を設定しているので、燃料噴射量の大きさが制限され、内燃機関の出力が、本来得られるべき出力より低下するという問題がある。特許文献１には、この点について、開示されていない。
【0007】
本開示は、噴射終了時期が限界噴射終了時期に収まるよう（噴射終了時期が限界噴射終了時期より遅角側にならないよう）にしつつ、内燃機関の出力の増大を可能にすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本開示の内燃機関の制御装置は、燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁を有する圧縮自己着火式内燃機関の制御装置である。制御装置は、燃料噴射弁による燃料噴射が終了した噴射終了時期を取得する噴射終了時期取得部と、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する噴射量算出部と、を備える。
【0009】
この構成によれば、噴射量算出部は、噴射終了時期取得部が取得した噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少する。噴射終了時期を取得して、取得した噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、燃料噴射量を減少するので、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して、燃料噴射量を設定しなくとも、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることが可能になり（噴射終了時期を限界噴射終了時期より遅角側にならないようすることが可能になり）、内燃機関の出力を増大することができる。
【0010】
好ましくは、噴射量算出部は、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、負荷に応じて算出された基本噴射量を減少補正するよう構成してもよい。
【0011】
この構成によれば、基本噴射量を減少補正するというシンプルな手法で、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることが可能になる。
【0012】
好ましくは、噴射量算出部は、予め記憶されたマップから、負荷に応じて基本噴射量を算出するとともに、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側であるとき、マップを書き換えることにより、燃料噴射量を減少するよう構成されてもよい。
【0013】
この構成によれば、基本噴射量を算出するマップを書き換えることにより、燃料噴射量を減少しているので、燃料噴射弁の特性変化を加味したマップを得ることができる。
【0014】
好ましくは、所定クランク角は、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角であってよい。
【0015】
この構成によれば、燃料噴射量を、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることが可能な範囲で大きく設定することができ、内燃機関の出力を増大することができる。
【0016】
好ましくは、所定クランク角は、噴射終了時期が所定クランク角よりも遅角側になると、潤滑油へのスーツの混入が所定値以上になるクランク角に対して、設定クランク角だけ進角側のクランク角であってもよい。
【0017】
この構成によれば、設定クランク角だけ余裕を持って燃料噴射量を設定するので、噴射終了時期取得部の精度のバラツキが存在しても、確実に、噴射終了時期を限界噴射終了時期に収めることができる。
【発明の効果】
【0018】
本開示によれば、噴射終了時期が限界噴射終了時期に収まるようにしつつ、内燃機関の出力を増大することができる。
【図面の簡単な説明】
【0019】
【図1】本実施の形態に係わる内燃機関の全体構成図である。
【図2】噴射終了時期と潤滑油へのスーツ混入量の関係を示した図である。
【図3】内燃機関１の全負荷運転時における、燃料噴射量と噴射終了時期の関係を示す図である。
【図4】Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される、燃料噴射制御の処理を示すフローチャートである。
【図5】Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される、補正量算出制御の処理を示すフローチャートである。
【図6】本実施の形態における、内燃機関１の全負荷運転時における、燃料噴射量と噴射終了時期の関係を示す図である。
【図7】変形例において、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される基本噴射量更新制御の処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0020】
以下、本開示の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【0021】
図１は、本実施の形態に係わる内燃機関の全体構成図である。内燃機関１は、ディーゼルエンジンであり、エンジン本体１０のシリンダ（気筒）１２に形成された燃焼室に、燃料噴射弁（インジェクター）１４から燃料を噴射し、圧縮自己着火を行う内燃機関である。内燃機関１の吸気通路２０には、エアクリーナ２２、インタークーラ２４、および吸気絞り弁（電子制御スロットル）２６が設けられており、エアクリーナ２２で異物が除去された新気（空気）は、ターボ過給機３０のコンプレッサ３２で過給（圧縮）され、インタークーラ２４で冷却されて、吸気マニホールド２８に供給され、吸気ポートから各燃焼室に供給される。
【0022】
本実施の形態において、燃料噴射システムは、コモンレール式燃料噴射システム（蓄圧式燃料噴射装置）を採用しており、燃料タンク４０の燃料を高圧ポンプ４１によってコモンレール４２に供給し、コモンレール４２に蓄圧された高圧燃料を、燃料噴射弁１４から燃焼室に噴射する。
【0023】
燃料噴射弁１４は、燃焼室への燃料噴射を行う燃料噴射ノズル、燃料噴射ノズル内に収容されたノズルニードルを開弁方向に駆動する圧電素子、およびノズルニードルを閉弁方向に付勢するスプリング等のニードル付勢手段等から構成されており、圧電素子への通電および通電停止（ＯＮ／ＯＦＦ）により、燃料噴射が制御される。圧電素子に通電されてノズルニードルがノズルボデーの先端部に形成された複数個の噴射孔を開弁している間、コモンレール４２内に蓄圧された高圧燃料が燃焼室に噴射される。なお、燃料噴射弁１４には、コモンレール４２から噴射孔までの燃料通路内の燃圧を検出する燃圧センサ１６が設けられている。なお、ノズルニードルの開弁駆動は、電磁ソレノイド等を用いたものであってもよい。
【0024】
燃焼室から排出される排気（排気ガス）は、排気マニホールド５０に集められ、排気通路５２を介して、外気に放出される。排気通路５２には、上流側から、ターボ過給機３０のタービン３４、酸化触媒７０、ＤＰＦ（Diesel Particulate Filter）７２、選択還元触媒７４、酸化触媒７６が設けられている。酸化触媒７０は、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）を二酸化炭素（ＣＯ２）に酸化し、排気中の炭化水素（ＨＣ）を水（Ｈ２Ｏ）とＣＯ２に酸化する。また、排気中の一酸化窒素（ＮＯ）を二酸化窒素（ＮＯ２）に酸化する。
【0025】
ＤＰＦ７２は、排気中の微粒子を捕集し、捕集した微粒子を適宜燃焼除去することにより、浄化する。選択還元触媒（以下、ＳＣＲ（Selective Catalytic Reduction）触媒とも称する）７４は、排気中のＮＯｘを還元浄化する。酸化触媒７６は、ＳＣＲ触媒７４から排出された（スリップした）アンモニアを酸化して浄化する。
【0026】
ＳＣＲ触媒７４の上流の排気通路には、尿素添加弁（尿素水噴射インジェクター）８０が設けられ、尿素水タンク８２から図示しないポンプによって圧送される尿素水を、尿素添加弁８０から、ＳＣＲ触媒７４の上流の排気通路５２に噴射する。ＳＣＲ触媒７２の上流の排気通路に供給された尿素水は加水分解されて、アンモニアが生成され、このアンモニアを還元剤として、ＮＯｘが還元浄化される。
【0027】
本実施の形態では、内燃機関１の制御装置として、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００を備える。Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、処理プログラム等を記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリ１０２、各種信号を入出力するための入出力ポート（図示せず）等を含み、メモリ（ＲＯＭおよびＲＡＭ）１０２に記憶された情報、各種センサからの情報に基づいて、所定の演算処理を実行し、燃料噴射弁１４等を制御する。
【0028】
各種センサは、たとえば、燃圧センサ１６、アクセル開度センサ１２１、クランク角センサ１２２、冷却水温センサ１２３、等である。燃圧センサ１６は、コモンレール４２から噴射孔までの燃料通路内の燃圧Ｐを検出する。アクセル開度センサ１２１は、アクセルペダル操作量（アクセル開度）ＡＰを検出する。クランク角センサ１２２は、内燃機関１のクランク角ＣＡを検出する。冷却水温センサ１２３は、内燃機関１の冷却水温度ＴＨＷを検出する。
【0029】
燃料噴射弁１４から噴射される燃料噴射量が大きくなると、燃料噴射期間（燃料噴射弁１４の開弁期間）が長くなる。燃料噴射期間が長くなると、噴射終了時期が、クランク角の遅角側になる。図２は、噴射終了時期と潤滑油へのスーツ混入量の関係を示した図である。図２において、横軸は噴射終了時期であり、上死点後（ＡＴＤＣ（After Top Dead Center）のクランク角（ＣＡ）を示している。縦軸は潤滑油のスーツ濃度である。図２に示すように、噴射終了時期がクランク角Ｃｍより遅角側になると、潤滑油のスーツ濃度（油中スーツ量）が大きくなる。また、噴射終了時期が遅角側になると、排気温度も上昇する。なお、油中スーツ量が上昇し始めるクランク角Ｃｍを、限界噴射終了時期Ｃｍとも称する。
【0030】
図３は、内燃機関１の全負荷運転時における、燃料噴射量と噴射終了時期の関係を示す図である。図３において、上段は、燃料噴射弁１４の噴射指令を示しており、噴射指令がＯＮのとき圧電素子に通電され、燃料噴射弁１４の噴射孔が開弁し、燃料が噴射される。図３において、下段は、燃料噴射の噴射率を示している。図３に示す例では、パイロット噴射、メイン噴射の２段噴射がなされており、最初にパイロット噴射を実行し、続いてメイン噴射が実行される。噴射指令がＯＮとなり圧電素子に通電されると、噴射遅れのあと噴射孔から燃料が噴射され、噴射指令がＯＦＦとなり通電が停止すると、遅れを伴って燃料噴射が停止する。図３の下段において、噴射率で囲まれた面積が燃料噴射量に相当する。
【0031】
燃料噴射量が大きいほど、内燃機関１は大きな出力を発生することができる。したがって、ＷＯＴ（Wide Open Throttle）時等、内燃機関１が全負荷運転されているとき、燃料噴射量は可能な限り大きくすることが望ましい。しかしながら、燃料噴射弁１４には噴射特性のバラツキが存在し、また、劣化によって噴射特性が変化する。このため、燃料噴射弁１４の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して余裕代Ａを設定し、噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍより余裕代Ａだけ進角側になるような噴射期間（通電期間）Ｔｐを求め、全負荷運転時の燃料噴射量を設定している。これにより、燃料噴射弁１４の噴射特性のバラツキおよび特性変化があっても、噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍに収まるよう（噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍより遅角側にならないよう）、燃料噴射量を設定することができる。
【0032】
このように燃料噴射量を設定すると、図３の斜線部に示すように、余裕代Ａに相当する燃料噴射量分だけ、燃料噴射量が制限されるため、全負荷運転時の内燃機関１の出力が低下し、内燃機関１の性能を有効活用できない。
【0033】
本実施の形態では、噴射終了時期を取得し、噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍより遅角側になるような状態では、燃料噴射量を減少することにより、噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍに収まるよう（噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍより遅角側にならないよう）にしつつ、内燃機関１の出力を増大可能にする。
【0034】
図４は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される、燃料噴射制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、内燃機関１の作動中（イグニッションスイッチがＯＮされてから、イグニッションスイッチがＯＦＦされるまでの間）、繰り返し処理される。ステップ（以下、ステップをＳと略す）１０では、ＤＰＦ７２を再生中であるか否かを判定する。ＤＰＦ７２で捕集した微粒子を燃焼除去する、ＤＰＦ７２の再生中には、燃料噴射時期をリタードして排気行程噴射等を行い、排気温度を上昇するので、噴射終了時期が、限界噴射終了時期Ｃｍより遅角側になる。したがって、ＤＰＦ７２が再生中であり、Ｓ１０で肯定判定されると、今回のルーチンを終了する。（この場合、ＤＰＦ７２再生用の燃料噴射制御の処理が別途実行される。）ＤＰＦ７２が再生中でない場合は、否定判定されＳ１１へ進む。
【0035】
Ｓ１１では、アクセル開度ＡＰとエンジン回転速度ＮＥに基づいて、噴射段数を算出する。なお、エンジン回転速度ＮＥは、クランク角センサ１２２で検出したクランク角ＣＡに基づいて算出することができる。
【0036】
続くＳ１２では、アクセル開度ＡＰとエンジン回転速度ＮＥに基づいて、基本噴射量Ｑを算出する。基本噴射量Ｑは、アクセル開度ＡＰとエンジン回転速度ＮＥをパラメータとしたマップとして、メモリ１０２に記憶されている。なお、アクセル開度ＡＰとエンジン回転速度ＮＥをパラメータとした最適噴射マップに、噴射段数と基本噴射量が規定されている場合、Ｓ１１とＳ１２は同時に処理されてもよい。
【0037】
Ｓ１３では、目標噴射量Ｑｆを算出する。たとえば、目標噴射量Ｑｆを「目標噴射量Ｑｆ＝Ｑ＋Ｑｔ＋Ｑａ－Ｑｈ」として算出する。ここで、Ｑｔは暖機補正量であり、冷却水温度ＴＨＷに基づいて算出される。Ｑａは加速補正量であり、アクセル開度ＡＰの変化量ΔＡＰに基づいて算出される。Ｑｈは噴射時期補正量であり、後述する補正量算出制御（図５）で算出される。なお、内燃機関１の暖機完了後には「暖機補正量Ｑｔ＝０」とされ、アクセル開度ＡＰの変化量ΔＡＰが所定値以下の場合には、「加速補正量Ｑａ＝０」とされる。
【0038】
続くＳ１４では、エンジン回転速度ＮＥと目標噴射量Ｑｆとによって、噴射開始時期Ｔを算出する。そして、Ｓ１５において、コモンレール４２内の燃料圧力Ｐｃ、エンジン回転速度ＮＥ、および、目標噴射量Ｑｆに基づいて、噴射期間（通電期間）Ｔｐを算出し、今回のルーチンを終了する。
【0039】
燃料噴射制御の処理によって、噴射開始時期Ｔおよび噴射期間Ｔｐが算出されると、噴射開始時期Ｔから噴射期間Ｔｐが終了するまで、噴射指令がＯＮとなる。これにより、噴射弁駆動回路（図示せず）を介して、噴射指令がＯＮの間、燃料噴射弁１４の駆動用アクチュエータ（圧電素子等）に通電が行われ、燃料噴射弁１４から燃料が噴射される。なお、噴射開始時期Ｔおよび噴射期間Ｔｐは各噴射段毎に算出され、Ｓ１１で算出する噴射段数の中に、目標噴射量Ｑｆの各噴射段への配分率が（情報として）含まれていてよい。
【0040】
Ｓ１２において、基本噴射量Ｑを、アクセル開度ＡＰとエンジン回転速度ＮＥに基づいて算出しているが、所謂トルクディマンド制御によって基本噴射量Ｑを算出してもよい。たとえば、アクセル開度ＡＰとエンジン回転速度ＮＥとから要求軸トルクを算出し、この要求軸トルクに、内燃機関１の消費トルクを加算して要求図示トルク（燃焼圧トルク）を求め、この要求図示トルクに基づいて、基本噴射量Ｑを算出してもよい。いずれの場合であっても、内燃機関１の負荷に応じた基本噴射量Ｑが算出される。
【0041】
図５は、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される、補正量算出制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、内燃機関１の作動中、繰り返し処理される。Ｓ２０において、ＤＰＦ７２が再生中か否かを判定する。ＤＰＦ７２が再生中の場合は、肯定判定され、今回のルーチンを終了する。ＤＰＦ７２が再生中でない場合は、否定判定されＳ２１へ進む。
【0042】
Ｓ２１では、噴射終了時期Ｔｅを取得する。本実施の形態では、燃圧センサ１６で検出した、コモンレール４２から噴射孔までの燃料通路内の燃圧Ｐを用いて、噴射終了時期Ｔｅを算出する。たとえば、噴射指令がＯＦＦに伴う燃圧Ｐの上昇時において、燃圧Ｐの微分値が極大になるタイミングに基づいて、噴射終了時期Ｔｅを算出する。なお、燃圧Ｐの微分値を用いて噴射終了時期Ｔｅを算出する手法は公知であるので、その詳細な説明を省略する。（たとえば、特開２０１９－６５７２１号公報を参照）
続くＳ２２では、Ｓ２１で取得した噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上であるか否かを判定する。本実施の形態において、Ｓ２１で取得する噴射終了時期Ｔｅは、ＡＴＤＣのクランク角ＣＡの値として取得され、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより大きい場合は、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍよりも遅角側である。なお、所定クランク角Ｔｃｍは、限界噴射終了時期Ｃｍに対して、余裕代ａだけ進角側の値である。余裕代ａは、たとえば、噴射終了時期Ｔｅの算出バラツキを考慮して設定され、図３における余裕代Ａより小さい値として、予め実験等によって設定される。
続くＳ２２では、Ｓ２１で取得した噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上であるか否かを判定する。本実施の形態において、Ｓ２１で取得する噴射終了時期Ｔｅは、ＡＴＤＣのクランク角ＣＡの値として取得され、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより大きい場合は、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍよりも遅角側である。なお、所定クランク角Ｔｃｍは、限界噴射終了時期Ｃｍに対して、余裕代ａだけ進角側の値である。余裕代ａは、たとえば、噴射終了時期Ｔｅの算出バラツキを考慮して設定され、図３における余裕代Ａより小さい値として、予め実験等によって設定される。
【0043】
噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上であり、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上に遅角側である場合、Ｓ２２で肯定判定されＳ２３へ進む。噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ未満であり、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより進角側である場合、Ｓ２２で否定判定されＳ２４へ進む。
【0044】
Ｓ２３では、噴射時期補正量Ｑｈに所定値αを加算して、今回のルーチンを終了する。Ｓ２４では、噴射時期補正量Ｑｈが０以下か否かを判定する。Ｓ２４において、噴射時期補正量Ｑｈが０より大きい場合は、否定判定されＳ１５へ進み、噴射時期補正量Ｑｈが０以下の場合は、肯定判定されＳ２６へ進む。
【0045】
Ｓ２５では、噴射時期補正量Ｑｈから所定値βを減算し、今回のルーチンを終了する。Ｓ２６では、噴射時期補正量Ｑｈを０に設定し、今回のルーチンを終了する。
【0046】
本実施の形態では、補正量算出制御において、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上に遅角側であるとき、噴射時期補正量Ｑｈが大きくなるよう算出される（Ｓ２３）。そして、燃料噴射制御において、基本噴射量Ｑから噴射時期補正量Ｑｈを減算することにより、目標噴射量Ｑｆを算出している（Ｓ１３）。したがって、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍよりも遅角側であるとき、目標噴射量Ｑｆが減少し、噴射期間Ｔｐが短くなる。そして、噴射期間Ｔｐが短くなり、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより進角側になると、噴射時期補正量Ｑｈが小さくなるよう算出され、最終的に０に設定される（Ｓ２４～Ｓ２６）。
【0047】
図６は、本実施の形態における、内燃機関１の全負荷運転時における、燃料噴射量と噴射終了時期の関係を示す図である。図６において、上段は、燃料噴射弁１４の噴射指令を示しており、下段は、燃料噴射の噴射率を示している。本実施の形態では、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍよりも遅角側になった場合、目標噴射量Ｑｆを減少して噴射期間Ｔｐが短くなるよう制御している。したがって、図６に示すよう、余裕代ａを、燃料噴射弁１４の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味した余裕代Ａ（図３参照）より小さくして、所定クランク角Ｔｃｍを設定しても、噴射終了時期Ｔｅを限界噴射終了時期Ｃｍに収めることができる（噴射終了時期が限界噴射終了時期Ｃｍより遅角側にならないようにすることができる）。したがって、燃料噴射弁１４の噴射特性のバラツキおよび特性変化を加味して燃料噴射量を設定しなくとも、余裕代ａに相当する燃料噴射分（図６の斜線部参照）だけ燃料噴射量を制限すればよく、従来に対して燃料噴射量を増加することができるので、内燃機関１の出力を増大でき、内燃機関１の性能を有効活用できる。
【0048】
上記実施の形態では、余裕代ａを噴射終了時期Ｔｅの算出バラツキを考慮して設定していた。しかし、噴射終了時期Ｔｅの算出精度が高い場合には、余裕代ａを０としてもよい（余裕代ａはなくてもよい）。たとえば、燃料噴射弁１４のノズルニードルにストロークセンサ（変位センサ）を設け、ノズルニードルが噴射孔を閉弁したことを検知可能な構成とすれば、噴射終了時期Ｔｅを精度よく検知できる。この場合、余裕代ａを０として、所定クランク角Ｔｃｍを限界噴射終了時期Ｃｍとしてもよい。なお、この場合であっても、燃料噴射制御の制御バラツキを考慮して、余裕代ａよりも小さい余裕代を用いて、所定クランク角Ｔｃｍを設定するようにしてもよい。
【0049】
（変形例）
上記実施の形態では、噴射時期補正量Ｑｈを算出し、基本噴射量Ｑを減少補正することにより、目標噴射量Ｑｆを求めていた。しかし、燃料噴射量（目標噴射量Ｑｆ）を減少する構成は、これに限られない。
上記実施の形態では、噴射時期補正量Ｑｈを算出し、基本噴射量Ｑを減少補正することにより、目標噴射量Ｑｆを求めていた。しかし、燃料噴射量（目標噴射量Ｑｆ）を減少する構成は、これに限られない。
【0050】
図７は、変形例において、Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ１００で実行される基本噴射量更新制御の処理を示すフローチャートである。このフローチャートは、内燃機関１の作動中、繰り返し処理される。Ｓ３０において、ＤＰＦ７２が再生中か否かを判定する。ＤＰＦ７２が再生中の場合は、肯定判定され、今回のルーチンを終了する。ＤＰＦ７２が再生中でない場合は、否定判定されＳ３１へ進む。
【0051】
Ｓ３１では、図６のＳ２１と同様に、噴射終了時期Ｔｅを取得したあとＳ３２へ進む。Ｓ３２では、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上であるか否かを判定する。噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ未満であり、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより進角側である場合、Ｓ３２で否定判定され、今回のルーチンを終了する。
【0052】
噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上であり、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上に遅角側である場合、Ｓ３２で肯定判定されＳ３３へ進む。Ｓ３３では、Ｓ３１で取得した噴射終了時期Ｔｅの燃料噴射における基本噴射量Ｑから所定値γを減算した値を、新たな基本噴射量Ｑとして算出する。そして、基本噴射量を算出するマップにおいて、対応する基本噴射量Ｑの値を、新たな基本噴射量Ｑの値に書き換え、マップを更新したあと、今回のルーチンを終了する。
【0053】
この変形例においても、図４の燃料噴射制御により、燃料噴射弁１４から燃料噴射が実行される。なお、変形例では、噴射時期補正量Ｑｈを算出しないので、Ｓ１３において、目標噴射量Ｑｆは、「Ｑｆ＝Ｑ＋Ｑｔ＋Ｑａ」として算出される。
【0054】
この変形例によれば、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより遅角側であるとき、基本噴射量を算出するマップにおいて、対応する基本噴射量Ｑの値が新たな基本噴射量Ｑに書き換えられることにより、基本噴射量Ｑが小さな値になる。したがって、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍよりも遅角側になった場合、目標噴射量Ｑｆが減少して噴射期間Ｔｐが短くなるよう制御され、上記実施の形態と同様の作用効果を奏する。また、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍ以上に遅角側になった際の基本噴射量Ｑの値が、小さな値に書き換えられ、マップが更新されるので、燃料噴射弁１４の特性変化を加味したマップを得ることができる。更新後のマップを用いて、基本噴射量Ｑを算出するので、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより遅角側になることを、抑止できる。
【0055】
上記実施の形態、および変形例では、ＤＰＦ７２が再生中でないとき、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより遅角側であるか否かを判定し、燃料噴射量の減少補正等を実行していた。噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより遅角側になるのは、内燃機関１の負荷が大きく、燃料噴射量が大きな場合に限られる。したがって、ＤＰＦ７２が再生中でないとの条件に加え、内燃機関１の負荷が高い状態、たとえば、「アクセル開度ＡＰが所定値（たとえば、９０％）以上のとき」の条件が成立した場合に、噴射終了時期Ｔｅが所定クランク角Ｔｃｍより遅角側であるか否かを判定するようにしてもよい。
【0056】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0057】
１ 内燃機関、１０ エンジン本体、１２ シリンダ（気筒）、１４ 燃料噴射弁、１６ 燃圧センサ、２０ 吸気通路、２２ エアクリーナ、２４ インタークーラ、２６ 吸気絞り弁、２８ 給気マニホールド、３０ ターボ過給機、３２ コンプレッサ、３４ タービン、４０ 燃料タンク、４１ 高圧ポンプ、４２ コモンレール、５０ 排気マニホールド、５２ 排気通路、５４ バイパス通路、７０ 酸化触媒、７２ ＤＰＦ、７４ 選択還元触媒（ＳＣＲ触媒）、７６ 酸化触媒、８０ 尿素添加弁、８２ 尿素水タンク、１００ Ｅ／Ｇ－ＥＣＵ、１０１ ＣＰＵ、１０２ メモリ、１２１ アクセル開度センサ、１２２ クランク角センサ、１２３ 冷却水温センサ。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】