JP2009024685A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】凝縮水に起因する燃焼状態の悪化に適切に対応して内燃機関の運転状態が不安定になることを抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】複数の気筒２と、複数の気筒２にそれぞれ吸気を導くインテークマニホールド５と、排気通路４から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出してインテークマニホールド５よりも上流の吸気通路３に還流させるＥＧＲ装置１４と、を備えた内燃機関１に適用される制御装置において、インテークマニホールド５にはインテークマニホールド５に流入した吸気が＃１の気筒２に向かって流れるように吸気を方向付けて導く廻り込み防止壁５ａが設けられ、＃１の気筒２で発生するトルクと＃２〜＃４の気筒２で発生するトルクとの差が小さくなるように＃１の気筒２の燃料噴射時期を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、排気通路から排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えた内燃機関の制御装置に関する。

排気再循環通路に介装されて排気再循環通路を通過する排気を冷却装置で発生した凝縮水の吸気通路を介したエンジンへの流入を抑制すべく冷却装置の下流側の排気再循環通路とターボチャージャのタービンの下流側の排気通路とを連通するドレーン通路を備えるとともに排気再循環通路とドレーン通路との接続部に気液分離器が設けられ、エンジンがアイドリング状態のときはドレーン通路を開閉する開閉弁を開弁させ、エンジンがアイドリング状態ではないときはその開閉弁を閉弁させる排気再循環装置が知られている（特許文献１参照）。その他、本発明に関連する先行技術文献として特許文献２及び３が存在する。

特開２００６−２７４９６１号公報 特許第３６６６５８３号公報 特開２００３−０９７３６１号公報

特許文献１の装置に設けられている気液分離器などのようにガスから液体を分離する種々の装置があるが、ＥＧＲガスや吸気に伴って移動する凝縮水をそれらのガスから完全に分離することは困難である。そのため、発生した凝縮水の一部は内燃機関の気筒に流入する。気筒に凝縮水が流入すると凝縮水によって気筒の燃焼状態が悪化するため、内燃機関の運転状態が不安定になるおそれがある。

そこで、本発明は、凝縮水に起因する燃焼状態の悪化に適切に対応して内燃機関の運転状態が不安定になることを抑制することが可能な内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。

本発明の内燃機関の制御装置は、複数の気筒と、前記複数の気筒にそれぞれ吸気を導くインテークマニホールドと、排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して前記インテークマニホールドよりも上流の吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、を備えた内燃機関に適用される制御装置において、前記インテークマニホールドに設けられて前記インテークマニホールドに流入した吸気が前記複数の気筒のうちの一部の気筒に向かって流れるように吸気を方向付けて導く誘導手段と、前記一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差が小さくなるように前記一部の気筒の前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御する燃焼制御手段と、を備えることにより、上述した課題を解決する（請求項１）。

本発明の制御装置によれば、誘導手段によって一部の気筒に吸気を導くことにより、慣性を利用して吸気に含まれている凝縮水を一部の気筒に流入させ、残りの気筒への凝縮水の流入を抑制することができる。そして、燃焼制御手段は、この一部の気筒の燃焼制御パラメータを一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差が小さくなるように制御するので、内燃機関の運転状態が不安定になることを抑制できる。このように一部の気筒に凝縮水を導いて残りの気筒への凝縮水の流入を抑制した場合、その一部の気筒の燃焼状態のみが悪化するため、燃焼状態を改善させるべき制御対象の気筒を予め特定できる。そのため、凝縮水に起因する燃焼状態の悪化への対策を簡略化でき、その燃焼状態の悪化に適切に対応することができる。なお、本発明における吸気とは吸気通路を流れるガスを意味し、外部から吸い込まれた空気いわゆる新気とＥＧＲガスとが混合したものも含まれる。

本発明の制御装置の一形態において、前記誘導手段は、吸気とともに前記インテークマニホールドに流入した凝縮水が前記一部の気筒に導かれるように前記インテークマニホールドに設けられていてもよい（請求項２）。このように誘導手段を設けることにより、凝縮水をより確実に一部の気筒に流入させることができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記一部の気筒には、前記インテークマニホールドに接続されている吸気管の中心線の延長上に位置する気筒が設定されていてもよい（請求項３）。凝縮水はガスよりも重いため、インテークマニホールド内に流入したときの吸気の流れ方向に向かって移動する。そこで、このような位置の気筒を一部の気筒に設定することにより、慣性を利用して凝縮水を一部の気筒に導くことができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記誘導手段は、前記インテークマニホールドに流入した吸気の流れに応じて設けられる壁部であってもよい（請求項４）。この場合、複雑な機構を設けることなく壁部によって容易に吸気を一部の気筒に導くことができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記複数の気筒にそれぞれ設けられて気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁をさらに備え、前記燃焼制御手段は、前記燃料噴射弁の動作を制御して前記燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期、前記燃料噴射弁からのメイン燃料噴射に先立って前記メイン燃料噴射よりも少量の燃料が前記燃料噴射弁から噴射されるパイロット噴射において噴射される燃料量、及び前記パイロット噴射の回数の少なくともいずれか一つを前記燃焼制御パラメータとして制御してもよい（請求項５）。このように一部の気筒に供給する燃料量及び燃料量を変化させることにより、一部の気筒の燃焼状態を改善させ、一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差を小さくすることができる。なお、凝縮水の流入によって悪化した一部の気筒の燃焼状態は、燃料噴射時期を進角させることにより改善することができる。また、パイロット噴射の燃料量を増加させたり、パイロット噴射の回数を増加させたりすることによって着火性を改善できるので、これらによって燃焼状態を改善することができる。

本発明の制御装置の一形態において、前記内燃機関は、前記複数の気筒にそれぞれ設けられて気筒内を予熱可能なグロープラグをさらに備え、前記燃焼制御手段は、前記グロープラグの動作を制御して前記一部の気筒内の温度を前記燃焼制御パラメータとして制御してもよい（請求項６）。凝縮水が流入することによって気筒内の温度が低下するため、このようにグロープラグにて気筒内を予熱して気筒内の温度を制御することにより、一部の気筒の燃焼状態を改善できる。そのため、一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差を小さくすることができる。

本発明の制御装置の一形態においては、前記一部の気筒に吸気とともに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水量推定手段をさらに備え、前記燃焼制御手段は、前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水の量が多いほど前記一部の気筒で発生するトルクが増加するように前記燃焼制御パラメータの値を制御してもよい（請求項７）。このように一部の気筒に流入する凝縮水の量を推定し、その推定した量に基づいて燃焼制御パラメータの値を制御することにより、この値を適切に制御することができる。そのため、一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差をさらに小さくし、内燃機関の運転状態が不安定になることをさらに適切に抑制することができる。

この形態において、前記凝縮水量推定手段は、前記複数の気筒に供給された燃料量、前記ＥＧＲ装置にて還流されているＥＧＲガスの流量、及び前記インテークマニホールドに流入する吸気の温度に基づいて前記一部の気筒に吸気とともに流入する凝縮水の量を推定してもよい（請求項８）。ＥＧＲガスとして還流される排気の水分量は燃焼に使用された燃料量に基づいて推定できる。そのため、ＥＧＲガスの流量及びＥＧＲガスの水分量に基づいてインテークマニホールドに流入する吸気中の水分の量を推定できる。また、吸気の温度が低いほど吸気中の水分が凝縮し易くなる。従って、これらに基づいて一部の気筒に吸気とともに流入する凝縮水の量を推定することができる。

本発明の制御装置の一形態においては、前記一部の気筒に設けられ、前記一部の気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段をさらに備え、前記燃焼制御手段は、前記燃焼状態検出手段の検出結果に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を制御してもよい（請求項９）。このように一部の気筒の燃焼状態を検出し、その検出結果に基づいて一部の気筒の燃焼制御パラメータの値を制御することにより、この値を適切に制御することができる。そのため、内燃機関の運転状態が不安定になることを適切に抑制することができる。

この形態において、前記燃焼状態検出手段は、前記一部の気筒の燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段、及び前記一部の気筒において燃料が燃焼した際に燃焼ガス中に発生するイオンを検出するイオン検出手段の少なくともいずれか一方であってもよい（請求項１０）。燃焼状態の変化は、気筒内において燃料が燃焼したときの圧力である燃焼圧や燃焼によって発生するイオンの量に現れる。そこで、これらを検出する検出手段を設けることによって一部の気筒の燃焼状態を検出すればよい。

以上に説明したように、本発明の制御装置によれば、複数の気筒のうちの一部の気筒に凝縮水を流入させることによって残りの気筒への凝縮水の流入を抑制できる。そして、凝縮水を流入させた一部の気筒の燃焼制御パラメータの値を制御して一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差を小さくするので、凝縮水に起因する燃焼状態の悪化に適切に対応して内燃機関の運転状態が不安定になることを抑制できる。

図１は、本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図である。図１の内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）１は、車両に走行用動力源として搭載されるディーゼルエンジンであり、複数（図１では４つ）の気筒２と、各気筒２にそれぞれ接続される吸気通路３及び排気通路４とを備えている。図１に示したように各気筒２には、それらの並び方向一端から他端側に向かって＃１〜＃４の気筒番号を付して区別する。吸気通路３の一部は各気筒２にそれぞれ吸気を導くインテークマニホールド５にて形成され、排気通路４の一部は各気筒２から排出された排気を集合させるエキゾーストマニホールド６にて形成されている。吸気通路３には、吸気濾過用のエアクリーナ７、吸入空気量に対応する信号を出力するエアフローメータ８、ターボ過給機９のコンプレッサ９ａ、吸気を冷却するためのインタークーラ１０、及び吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１１が設けられている。排気通路４には、ターボ過給機９のタービン９ｂ、及び排気を浄化するための排気浄化装置１２、１３が設けられている。排気浄化装置１２、１３としては、例えば排気中の粒子状物質（ＰＭ）を捕集するパティキュレートフィルタ、酸化触媒、三元触媒などが設けられる。

図２は、インテークマニホールド５の内部を拡大して示している。なお、図２では図２の下側からインテークマニホールド５に吸気が導かれるように図示している。図２に示したように＃１の気筒２は、インテークマニホールド５に接続されている吸気管３ａの中心線ＣＬの延長上に位置している。そして、インテークマニホールド５の内部には、インテークマニホールド５内に流入した吸気が＃１の気筒２に向かって流れるように吸気を方向付けて導く壁部としての廻り込み防止壁５ａが設けられている。そのため、＃１の気筒２が本発明の一部の気筒に対応し、＃２〜＃４の気筒２が本発明の残りの気筒に対応する。また、廻り込み防止壁５ａが本発明の誘導手段に対応する。周知のように吸気には吸気中の水分が凝縮して液滴となった凝縮水が含まれている。凝縮水は吸気のガス成分よりも重いため、このように廻り込み防止壁５ａを設けることにより図２に矢印Ａで示したように吸気とともにインテークマニホールド５に流入した凝縮水を慣性を利用して＃１の気筒２に導くことができる。そのため、＃２〜＃４の気筒２への凝縮水の流入を抑制し、＃１の気筒２に凝縮水を流入させることができる。

図１に戻ってエンジン１の説明を続ける。エンジン１は排気通路４から排気の一部を取り出して吸気通路３に還流させるＥＧＲ装置１４を備えている。ＥＧＲ装置１４は、排気通路４と吸気通路３とを連通する第１ＥＧＲ通路２０及び第２ＥＧＲ通路２１を備えている。図１に示したように第１ＥＧＲ通路２０は排気浄化装置１０より下流の排気通路４とコンプレッサ７ａより上流の吸気通路３とを連通している。一方、第２ＥＧＲ通路２１はタービン７ｂより上流の排気通路４とコンプレッサ７ａより下流の吸気通路３とを連通している。そのため、ＥＧＲガスは、インテークマニホールド５よりも上流の吸気通路３に還流される。第１ＥＧＲ通路２０には、吸気通路４に還流される排気（以下、ＥＧＲガスと称することがある。）を冷却するための第１ＥＧＲクーラ２２、及び第１ＥＧＲ通路２０を介して吸気通路４に導かれるＥＧＲガス（以下、第１ＥＧＲガスと称することがある。）の流量を調整するための第１ＥＧＲ弁２３が設けられている。第２ＥＧＲ通路２１には、ＥＧＲガスを冷却するための第２ＥＧＲクーラ２４及び、第２ＥＧＲ通路２１を介して吸気通路４に導かれるＥＧＲガス（以下、第２ＥＧＲガスと称することがある。）の流量を調整するために高圧ＥＧＲ弁としての第２ＥＧＲ弁２５が設けられている。

各気筒２には、気筒２内に燃料を噴射するための燃料噴射弁としてのインジェクタ３０が設けられている。各インジェクタ３０は、インジェクタ３０に供給される高圧の燃料が蓄えられるコモンレール３１に接続されている。

各インジェクタ３０の動作は、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）４０にてそれぞれ制御される。ＥＣＵ４０は、マイクロプロセッサ及びその動作に必要なＲＡＭ、ＲＯＭ等の周辺機器を含んだコンピュータとして構成され、エンジン１に設けられた各種のセンサの出力信号に基づいてエンジン１の運転状態を制御する周知のコンピュータユニットである。ＥＣＵ４０は、例えばエンジン１の回転数及び吸入空気量に基づいて各気筒２に供給すべき燃料量（以下、燃料噴射量と称することがある。）を算出し、算出した燃料噴射量の燃料が各気筒２内に適切な時期に噴射されるように各インジェクタ３０の動作を制御する。ＥＣＵ４０に接続されるセンサとしては、例えばエンジン１の機関回転速度（回転数）に対応する信号を出力するクランク角センサ４１及びエアフローメータ８等がある。その他にもＥＣＵ４０には各種センサが接続されるが、それらの図示は省略した。

図２に示したようにエンジン１では、廻り込み防止壁５ａによって吸気に含まれる凝縮水を＃１の気筒２に流入させ、＃２〜＃４の気筒２への流入を抑制することができる。この場合、流入させた凝縮水によって＃１の気筒２の燃焼状態が＃２〜＃４の各気筒２の燃焼状態よりも悪化し、＃１の気筒２で発生するトルクが＃２〜＃４の各気筒２で発生するトルクよりも低下する。そこで、ＥＣＵ４０は、＃１の気筒２で発生するトルクと＃２〜＃４の各気筒２で発生するトルクとの差が小さくなるように＃１の気筒２に燃料を供給する燃料噴射時期を制御して＃１の気筒２の燃焼状態を改善する。図３は、このように＃１の気筒２の燃料噴射時期を制御するべくＥＣＵ４０がエンジン１の運転中に所定の周期で繰り返し実行する燃焼制御ルーチンを示している。図３の制御ルーチンを実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の燃焼制御手段として機能する。

図３の燃焼制御ルーチンにおいてＥＣＵ４０は、まずステップＳ１１でエンジン１の運転状態を取得する。エンジン１の運転状態としては、例えばエンジン１の回転数、吸入空気量、第１ＥＧＲガスの流量、第２ＥＧＲガスの流量、インテークマニホールド５に流入する吸気の温度、及び各気筒２から排出される排気の流量等が取得される。第１ＥＧＲガスの流量は、例えば第１ＥＧＲ通路２０に流量センサを設けて検出してもよいし、第１ＥＧＲ弁２３の開度及び吸入空気量等に基づいて推定してもよい。第２ＥＧＲガスの流量も同様に取得すればよい。吸気温度は、インテークマニホールド５に吸気温度に対応する信号を出力する温度センサをインタークーラ１０よりも下流の吸気通路３に設けて検出してもよいし、エンジン１の回転数及び吸入空気量に基づいて推定してもよい。排気の流量は、例えば吸入空気量及び燃料噴射量に基づいて推定すればよい。続くステップＳ１２においてＥＣＵ４０は、燃料噴射量を算出する。この燃料噴射量の算出は、エンジン１の回転数及び吸入空気量に基づいて算出する周知の算出方法で行えばよい。そのため詳細な説明は省略する。

次のステップＳ１３においてＥＣＵ４０は、算出した燃料噴射量、第１ＥＧＲガスの流量、第２ＥＧＲガスの流量、及び吸気温度に基づいて＃１の気筒２に流入する凝縮水の量を推定する。図４〜図６を参照して凝縮水量の推定方法について説明する。ＥＣＵ４０は、まず燃料噴射量に基づいて排気に含まれる水分の量（以下、排気中の水分量と称することがある。）を推定する。図４は、燃料噴射量と排気中の水分量との関係の一例を示している。排気中の水分は主に燃料の燃焼によって発生するため、燃料噴射量が増加するほど排気中の水分量は増加すると考えられる。そこで、図４に示した関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ４０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照して排気中の水分量を推定する。次にＥＣＵ４０は、推定した排気中の水分量、第１ＥＧＲガスの流量及び第２ＥＧＲガスの流量に基づいて吸気通路３にＥＧＲガスとともに導かれる水分の量（以下、還流水分量と称することがある。）を推定する。図５に一例を示したように吸気通路３に還流されるＥＧＲガスの量、すなわち第１ＥＧＲガスの流量と第２ＥＧＲガスの流量を合計した流量（以下、合計ＥＧＲガス量と称することがある。）が多いほど還流水分量は多くなる。周知のように排気のうちＥＧＲガスとして吸気通路３に還流される割合は、合計ＥＧＲガス量を排気の流量で割った値であるＥＧＲ率で表される。そこで、ＥＣＵ４０は、合計ＥＧＲガス量を排気の流量で割ってＥＧＲ率を算出し、その算出したＥＧＲ率と推定した排気中の水分量とを掛けて還流水分量を算出する。なお、吸気に含まれる水分の殆どは還流されたＥＧＲガスに含まれている水分であるため、インテークマニホールド５に流入する吸気の水分の量と還流水分量とは略同じと考えられる。その後、ＥＣＵ４０は、還流水分量に基づいて凝縮水量を推算する。周知のように吸気温度が低いほど水分が凝縮し易くなるため、吸気温度が低いほど凝縮する水分の量が多くなる。そこで、図６に一例を示した吸気温度と吸気中の水分のうち凝縮して凝縮水となる水分の割合を示す凝縮水発生率との関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ４０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップに基づいて凝縮水発生率を算出する。そして算出した凝縮水発生率と還流水分量を掛けることにより、凝縮水量を算出する。この処理を実行することにより、ＥＣＵ４０が本発明の凝縮水量推定手段として機能する。

続くステップＳ１４においてＥＣＵ４０は、推定した凝縮水量に基づいて燃料噴射時期の補正量を算出する。周知のように燃料噴射時期を進角させることにより、気筒２で発生するトルクを増加させることができる。そこで、推定した凝縮水量が多いほど燃料噴射時期がより進角されるように補正量を設定する。そのため、この補正量は燃料噴射時期の進角量である。図７は、凝縮水量と補正量との関係の一例を示している。図７に示したように凝縮水量が多いほど補正量、すなわち進角量が大きく算出される。補正量は、図７に示した関係を予め実験などにより求めてＥＣＵ４０のＲＯＭにマップとして記憶させておき、このマップを参照して算出すればよい。

次のステップＳ１５においてＥＣＵ４０は、＃１の気筒２の燃料噴射時期を算出した補正量で補正する。上述したようにこの補正量は進角量であるため、この補正によって燃料噴射時期が進角される。その後、今回の制御ルーチンを終了する。なお、ステップＳ１５で補正された＃１の気筒２の燃料噴射時期はＥＣＵ４０のＲＡＭに記憶され、ＥＣＵ４０が各インジェクタ３０の動作を制御するために図３の制御ルーチンとは別に実行するルーチンにおいて使用される。

このように＃１の気筒２に流入する凝縮水量に基づいて＃１の気筒２の燃料噴射時期を補正することにより、凝縮水の流入によって悪化した燃焼状態を改善させ、＃１の気筒２で発生するトルクと凝縮水が殆ど流入しない＃２〜＃４の気筒２で発生するトルクとの差を小さくすることができる。そのため、エンジン１の運転状態が不安定になることを抑制できる。

＃１の気筒２の燃焼状態を改善するために制御する燃焼制御パラメータは、燃料噴射時期に限定されない。例えば、インジェクタ３０から燃料噴射量の燃料が分けて噴射され、メイン燃料噴射に先立ってメイン燃料噴射よりも少量の燃料を噴射するパイロット噴射が行われる場合は、燃料噴射時期に代えてそのパイロット噴射時に噴射する燃料量を制御して＃１の気筒２の燃焼状態を改善してもよい。周知のようにパイロット噴射時の燃料量を増加させることにより気筒２で発生するトルクを増加させることができる。そこで、パイロット噴射時の燃料量で燃焼状態を改善する場合は＃１の気筒２に流入する凝縮水量が多いほどパイロット噴射時の燃料量が増加するようにこの燃料量を補正する。この場合、パイロット噴射時の燃料量が本発明の燃焼制御パラメータに相当する。

また、＃１の気筒２の燃焼状態はパイロット噴射の回数を変化させることによっても制御でき、この回数を増加させるほど気筒２で発生するトルクを増加させることができる。そこで、＃１の気筒２に流入する凝縮水量が多いほどパイロット噴射の回数が増加するようにこの回数を補正してもよい。なお、メイン燃料噴射時に噴射する燃料量とパイロット噴射時に噴射する燃料量とを合計した燃料量は燃料噴射量に制御する必要があるため、パイロット噴射の回数を増加させる場合にはその回数に制限が設けられる。周知のようにインジェクタ３０から噴射させることが可能な燃料量には下限値が存在する。そこで、例えば、その下限値の燃料量で補正した回数のパイロット噴射を行ってもメイン燃料噴射時にインジェクタ３０から適切な量の燃料を噴射させることが可能な回数を上限値として設定する。この場合、パイロット噴射の回数が本発明の燃焼制御パラメータに相当する。

さらに、＃１の気筒２に気筒２内を予熱することが可能なグロープラグを設け、このグロープラグで気筒２内の温度を制御して＃１の気筒２の燃焼状態を改善してもよい。この場合、＃１の気筒２に流入する凝縮水量が多いほどグロープラグの動作時間を長くして気筒２内の温度を上昇させる。この場合、気筒２内の温度が本発明の燃焼制御パラメータに相当する。

＃１の気筒２の燃焼改善は、燃料噴射時期、パイロット噴射時の燃料量、パイロット噴射の回数、及びグロープラグの動作時間の各パラメータの制御を組み合わせて行ってもよい。この場合、いずれのパラメータから制御すべきか優先順位を設け、この優先順位に従ってこれらのパラメータを順に制御すればよい。

図３の燃焼制御ルーチンでは推定した凝縮水量に応じて燃料噴射時期の補正量を算出したが、気筒内の燃焼状態に対応して変化する物理量を検出可能なセンサを＃１の気筒２に設け、このセンサの検出結果に基づいて補正量を算出してもよい。気筒内の燃焼状態に対応して変化する物理量としては、例えば気筒２内において燃料が燃焼したときの圧力、いわゆる燃焼圧がある。周知のように燃焼圧は燃焼状態が悪化すると低下する。そこで、図８に示したように＃１の気筒２に燃焼圧に対応する信号を出力する燃焼圧検出手段としての燃焼圧センサ５０を設け、その燃焼圧センサ５０の検出結果に基づいて燃料噴射時期を補正してもよい。この補正量の算出方法としては、例えばエンジン１の運転状態とその運転状態において検出されるべき目標燃焼圧との対応関係を予め求めておき、燃焼圧センサ５０にて検出された燃焼圧とエンジン１の運転状態に基づいて設定された目標燃焼圧との差に基づいて補正量を算出すればよい。この場合、燃焼圧センサ５０が本発明の燃焼状態検出手段に相当する。

燃焼圧の他に気筒内の燃焼状態に対応して変化する物理量としては、燃料が燃焼した際に発生するイオンの量が知られている。そこで、＃１の気筒２にこのイオンの量を検出するイオン検出手段としてのイオン検出センサを燃焼圧センサ５０の代わりに設け、このイオン検出センサの検出結果に基づいて燃料噴射時期の補正量を算出してもよい。この場合、イオン検出センサが本発明の燃焼状態検出手段として機能する。

燃焼圧センサ又はイオン検出センサの検出結果に基づいて制御すべき燃焼制御パラメータは燃料噴射時期に限定されない。上述したようにパイロット噴射時の燃料量、パイロット噴射の回数、及びグロープラグの動作時間の各パラメータを変更しても＃１の気筒２の燃焼状態を改善できるので、燃焼圧センサ又はイオン検出センサの検出結果に基づいてこれらのパラメータの値を制御してもよい。

本発明は、上述した形態に限定されることなく、種々の形態にて実施することができる。例えば、本発明はディーゼルエンジンに限らず、ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してよい。また、本発明は、気筒内の燃料混合気に点火プラグで点火する火花点火式内燃機関に適用してもよい。火花点火式内燃機関では点火時期を変化させることによっても燃焼状態を変化させることができるので、この点火時期を制御して凝縮水を流入させた気筒の燃焼状態を改善してもよい。本発明が適用される内燃機関の気筒の数は４つに限定されない。複数の気筒を有する内燃機関、例えば３、６、８、１０、１２気筒の内燃機関に適用してよい。また、気筒が直列に配置されている内燃機関に限定されず、Ｖ型内燃機関に本発明を適用してもよい。

吸気を方向付けて導くことによって凝縮水を積極的に流入させる気筒（以下、導入気筒と称することがある。）は＃１の気筒に限定されず、他の気筒が設定されてもよい。導入気筒には凝縮水を流入させ易い位置の気筒を適宜設定すればよい。導入気筒には、例えばインテークマニホールドに接続されている吸気管からの吸気の流入方向の延長上に位置する気筒を設定すればよい。このような気筒は、例えばインテークマニホールドに接続されている吸気管の接続位置及び接続角度などに応じて決まるため、吸気管の接続状態に応じて設定すればよい。また、インテークマニホールド内に設ける廻り込み防止壁は、設定した導入気筒に応じて形状、数、及び設置位置を適宜変更してよい。さらに、流入する凝縮水の量を調整することが可能であれば、複数の気筒を導入気筒に設定してよい。例えば、吸気中の凝縮水を半分ずつ流入させることが可能であれば、２つの気筒を導入気筒に設定してよい。

本発明の一形態に係る制御装置が組み込まれた内燃機関の概略を示す図。 インテークマニホールドの内部を拡大して示す図。 ＥＣＵが実行する燃焼制御ルーチンを示すフローチャート。 燃料噴射量と排気中の水分量との関係の一例を示す図。 合計ＥＧＲガス量と還流水分量との関係の一例を示す図。 吸気温度と凝縮水発生率との関係の一例を示す図。 凝縮水量と補正量との関係の一例を示す図。 本発明の制御装置の変形例を示す図。

符号の説明

１ 内燃機関
２ 気筒
３ 吸気通路
４ 排気通路
５ インテークマニホールド
５ａ 廻り込み防止壁（誘導手段、壁部）
１４ ＥＧＲ装置
３０ インジェクタ（燃料噴射弁）
４０ エンジンコントロールユニット（燃焼制御手段、凝縮水量推定手段）
５０ 燃焼圧センサ（燃焼圧検出手段、燃焼状態検出手段）

Claims (10)

1. 複数の気筒と、前記複数の気筒にそれぞれ吸気を導くインテークマニホールドと、排気通路から排気の一部をＥＧＲガスとして取り出して前記インテークマニホールドよりも上流の吸気通路に還流させるＥＧＲ装置と、を備えた内燃機関に適用される制御装置において、
   前記インテークマニホールドに設けられて前記インテークマニホールドに流入した吸気が前記複数の気筒のうちの一部の気筒に向かって流れるように吸気を方向付けて導く誘導手段と、前記一部の気筒で発生するトルクと残りの気筒で発生するトルクとの差が小さくなるように前記一部の気筒の前記内燃機関の燃焼状態に影響する燃焼制御パラメータの値を制御する燃焼制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 前記誘導手段は、吸気とともに前記インテークマニホールドに流入した凝縮水が前記一部の気筒に導かれるように前記インテークマニホールドに設けられていることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記一部の気筒には、前記インテークマニホールドに接続されている吸気管の中心線の延長上に位置する気筒が設定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記誘導手段は、前記インテークマニホールドに流入した吸気の流れに応じて設けられる壁部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記内燃機関は、前記複数の気筒にそれぞれ設けられて気筒内に燃料を噴射する燃料噴射弁をさらに備え、
   前記燃焼制御手段は、前記燃料噴射弁の動作を制御して前記燃料噴射弁から燃料が噴射される燃料噴射時期、前記燃料噴射弁からのメイン燃料噴射に先立って前記メイン燃料噴射よりも少量の燃料が前記燃料噴射弁から噴射されるパイロット噴射において噴射される燃料量、及び前記パイロット噴射の回数の少なくともいずれか一つを前記燃焼制御パラメータとして制御することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
6. 前記内燃機関は、前記複数の気筒にそれぞれ設けられて気筒内を予熱可能なグロープラグをさらに備え、
   前記燃焼制御手段は、前記グロープラグの動作を制御して前記一部の気筒内の温度を前記燃焼制御パラメータとして制御することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
7. 前記一部の気筒に吸気とともに流入する凝縮水の量を推定する凝縮水量推定手段をさらに備え、
   前記燃焼制御手段は、前記凝縮水量推定手段により推定された凝縮水の量が多いほど前記一部の気筒で発生するトルクが増加するように前記燃焼制御パラメータの値を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
8. 前記凝縮水量推定手段は、前記複数の気筒に供給された燃料量、前記ＥＧＲ装置にて還流されているＥＧＲガスの流量、及び前記インテークマニホールドに流入する吸気の温度に基づいて前記一部の気筒に吸気とともに流入する凝縮水の量を推定することを特徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。
9. 前記一部の気筒に設けられ、前記一部の気筒の燃焼状態を検出する燃焼状態検出手段をさらに備え、
   前記燃焼制御手段は、前記燃焼状態検出手段の検出結果に基づいて前記燃焼制御パラメータの値を制御することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
10. 前記燃焼状態検出手段は、前記一部の気筒の燃焼圧を検出する燃焼圧検出手段、及び前記一部の気筒において燃料が燃焼した際に燃焼ガス中に発生するイオンを検出するイオン検出手段の少なくともいずれか一方であることを特徴とする請求項９に記載の内燃機関の制御装置。

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