(57)【要約】【課題】燃料噴射手段を備えた排気系において、空燃比検出手段により検出される空燃比を補正することにより燃料噴射手段の噴射量を学習することができる装置を提供する。【解決手段】燃料噴射手段３の燃料噴射開始または噴射終了から十分な時間が経過したとすれば空燃比検出手段７により検出される空燃比が一定値に収束したであろう収束空燃比と，燃料噴射手段３から燃料が噴射されている期間または噴射が停止されている期間の終了時において空燃比検出手段７により検出される空燃比との差分（ΔＡ／Ｆ＝空燃比（Ｋ／（ｔ＋ａ）2））を予め求め、この差分を検出空燃比から加減算して燃料噴射手段から燃料が噴射されている期間または噴射が停止されている期間における空燃比を求めるので、制限されたＲｉｃｈ時間、Ｌｅａｎ時間であっても、広い運転領領域に亘って実際と近い空燃比を求めることができ、燃料噴射量の学習精度を向上できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に排気ガスを浄化する触媒を設置し、該触媒より上流に定常運転状態において燃料の噴射と停止とを繰返す燃料噴射手段を備えると共に前記触媒より下流の前記排気通路に空燃比検出手段を配置した排気系において、
前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて前記燃料噴射手段に対する燃料噴射量を指令する電子制御回路を設けると共に、
前記電子制御回路は、前記燃料噴射手段の燃料噴射開始又は噴射停止から十分な時間が経過した時点で前記空燃比検出手段により検出される一定値に収束した空燃比である収束空燃比と前記燃料噴射手段から燃料が噴射又は噴射停止されている期間の終了時において前記空燃比検出手段により検出される検出空燃比との差分を下式により予め求める学習演算部と、
前記学習演算部により求めた前記差分を前記検出空燃比から加減算して前記燃料噴射手段から燃料が噴射又は噴射停止されている期間における空燃比を求める補正演算部と、
を備えることを特徴とする燃料噴射装置。
差分＝検出空燃比（Ｋ／（ｔ＋ａ）2）
但し、前記式において、ｔは燃料噴射開始又は停止からの経過時間、Ｋ，ａは試験により求められる定数である。
【請求項２】
請求項１において、前記電子制御回路は、前記検出空燃比に対する前記差分の比率である空燃比スライド度合を求めると共に、
前記燃料噴射手段から燃料が噴射されている期間の終了時において前記空燃比検出手段により検出される最終空燃比と、
前記燃料噴射手段からの燃料噴射が停止されている期間の終了時において前記空燃比検出手段により検出される筒内空燃比を求め、
前記最終空燃比に対する前記筒内空燃比の比率である空燃比変化割合を求め、前記空燃比スライド度合と前記空燃比変化割合との関係を表す第１マップを求め、前記第１マップにより前記式の定数Ｋを予め求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項３】
請求項２において、前記電子制御回路は、前記検出空燃比に対する前記差分の比率である空燃比スライド度合を求めると共に、前記排気通路における排気流量を求め、前記空燃比スライド度合と前記排気流量との関係を表す第２マップを求め、前記第１マップ及び前記第２マップにより前記式の定数Ｋを予め求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【請求項４】
請求項１，２又は３において、前記式の定数ａは、前記燃料噴射手段から前記空燃比検出手段までの前記排気通路の距離又は容積を前記排気通路内の流速で除した値を指標として求めることを特徴とする燃料噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃料噴射装置に関する。詳しくは、空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて燃料噴射手段の噴射量を学習する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ディーゼルエンジンから排出される微粒子状物質については、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）で捕集して排出量を低減し、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣについては、酸化触媒や、ＮＯｘ吸蔵触媒を使用して浄化する排ガス後処理装置が開発されている。
【０００３】
そして、このような排ガス処理装置においては、ＤＰＦや触媒の作動排ガス温度を確保するために、燃料噴射手段から筒内に後噴射する技術の他に、排気通路にＮＯｘ吸蔵触媒（ＬＮＴ）を設置し、ＮＯｘ吸蔵触媒よりも上流の排気通路に燃料噴射手段を取り付けて、排気に燃料を噴射する技術が開発されている。
【特許文献１】特開２００６−２６６０９４号公報
【特許文献２】特許第３０３９１６２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述した通り、ＮＯｘ吸蔵触媒よりも上流に燃料噴射手段を取り付けて排気に燃料を噴射する技術が開発されており、この排気系における燃料噴射手段からの噴射量を、空燃比検出手段を用いて学習することが提案されている。
【０００５】
この場合に、定常運転状態において、燃料噴射手段から燃料噴射されている状態で検出された空燃比RichＡ／Ｆと、燃料噴射手段からの燃料噴射が停止した状態で検出された空燃比LeanＡ／Ｆと、をそれぞれ検出し、下式（１）により燃料噴射量を学習することが方法として考えられる。
【０００６】
燃料噴射量［ｍｍ3／ｓｔ］＝
吸入空気量［ｍｇ／ｓｔ］／RichＡ／Ｆ［−］／燃料密度［ｇ／ｃｍ3］
−吸入空気量［ｍｇ／ｓｔ］／LeanＡ／Ｆ［−］／燃料密度［ｇ／ｃｍ3］  …（１）
【０００７】
しかしながら、燃料噴射手段から噴射された燃料が空燃比検出手段で検出されるまでには触媒等が多数あり、空燃比検出手段で検出される空燃比が落ち着くまで、言い換えると、空燃比検出手段で検出される空燃比が一定値に収束するまでには時間がかかる。
【０００８】
尚、触媒温度や定常時間の制約から、燃料噴射手段から燃料を噴射する時間（Ｒｉｃｈ時間）や燃料噴射を停止した時間（Ｌｅａｎ時間）を長くすることはできない。
そのため正しい空燃比を検出することが難しく、特許文献１，２等に示す技術が開発されている。
【０００９】
例えば、特許文献１には、内燃機関の排気通路に設置した空燃比検出手段により検出した空燃比により内燃機関への燃料供給量をフィードバック制御する場合には空燃比検出手段の応答特性を補正することが開示されている。
また、特許文献２には、空燃比制御の応答特性を改善すべく、制御対象に近似したモデルを設定することが提案されている。
【００１０】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたものであり、触媒上流に燃料噴射手段を設置した排気系において、燃料噴射手段から燃料を噴射する時間や燃料噴射を停止した時間を長くすることなく、空燃比検出手段により検出される空燃比を補正することにより燃料噴射手段の噴射量を学習することができる装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する本発明の請求項１に係る燃料噴射装置は、排気通路に排気ガスを浄化する触媒を設置し、該触媒より上流に定常運転状態において燃料の噴射と停止とを繰返す燃料噴射手段を取り付けると共に前記触媒より下流の前記排気通路に空燃比検出手段を配置した排気系において、前記空燃比検出手段により検出された空燃比に基づいて前記燃料噴射手段に対する燃料噴射量を指令する電子制御回路を設けると共に、前記電子制御回路は、前記燃料噴射手段の燃料噴射開始又は噴射停止から十分な時間が経過した時点で前記空燃比検出手段により検出される一定値に収束した空燃比である収束空燃比と前記燃料噴射手段から燃料が噴射又は噴射停止されている期間の終了時において前記空燃比検出手段により検出される検出空燃比との差分を下式により予め求める学習演算部と、前記学習演算部により求めた前記差分を前記検出空燃比から加減算して前記燃料噴射手段から燃料が噴射又は噴射停止されている状態における空燃比を求める補正演算部とを備えることを特徴とする。
差分＝検出空燃比（Ｋ／（ｔ＋ａ）2）
但し、前記式において、ｔは燃料噴射開始又は停止からの経過時間、Ｋ，ａは試験により求められる定数である。
【００１２】
上記課題を解決する本発明の請求項２に係る燃料噴射装置は、請求項１において、前記電子制御回路は、前記検出空燃比に対する前記差分の比率である空燃比スライド度合を求めると共に、前記燃料噴射手段から燃料が噴射されている期間の終了時において前記空燃比検出手段により検出される最終空燃比と、前記燃料噴射手段からの燃料噴射が停止されている期間の終了時において前記空燃比検出手段により検出される筒内空燃比を求め、前記最終空燃比に対する前記筒内空燃比の比率である空燃比変化割合を求め、前記空燃比スライド度合と前記空燃比変化割合との関係を表す第１マップを求め、前記第１マップにより前記式の定数Ｋを予め求めることを特徴とする。
【００１３】
上記課題を解決する本発明の請求項３に係る燃料噴射装置は、請求項２において、前記電子制御回路は、前記検出空燃比に対する前記差分の比率である空燃比スライド度合を求めると共に、前記排気通路における排気流量を求め、前記空燃比スライド度合と前記排気流量との関係を表す第２マップを求め、前記第１マップ及び前記第２マップにより前記式の定数Ｋを予め求めることを特徴とする。
【００１４】
上記課題を解決する本発明の請求項４に係る燃料噴射装置は、請求項１，２又は３において、前記式の定数ａは、前記燃料噴射手段から前記空燃比検出手段までの前記排気通路の距離又は容積を前記排気通路内の流速で除した値を指標として求めることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明によれば、空燃比検出手段により検出される空燃比の本来の落ち着き先である収束空燃比と検出空燃比との差分を数式により予め求め、この差分を検出空燃比から加減算するので、広い運転領領域に亘って実際と近い空燃比を求めることができ、燃料噴射量の学習精度を向上できる。
【００１６】
請求項２に係る発明によれば、空燃比スライド度合と空燃比変化割合との関係を表す第１マップを利用して定数Ｋを求めるので、収束空燃比と検出空燃比との差分を示す数式が確実に求められる。
【００１７】
請求項３に係る発明によれば、空燃比スライド度合と空燃比変化割合との関係を表す第１マップ及び空燃比スライド度合と前記排気流量との関係を表す第２マップを利用して定数Ｋを求めるので、収束空燃比と検出空燃比との差分を示す数式がより確実に求められる。
【００１８】
請求項４に係る発明によれば、燃料噴射手段から空燃比検出手段までの排気通路の距離又は容積を前記排気通路内の流速で除した値を指標として利用して定数ａを求めるので、収束空燃比と検出空燃比との差分を示す数式が一層確実に求められる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図１〜図４を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の燃料噴射装置の適用される排気レイアウトを示す概念図、図２は燃料噴射のＯＮ／ＯＦＦによる空燃比（Ａ／Ｆ）の変化を示すグラフ、図３は、空燃比検出手段により検出される空燃比の変化のイメージを示すグラフ、図４は検出Ａ／Ｆと収束Ａ／Ｆとの差分ΔＡ／Ｆと燃料噴射開始からの経過時間ｔとの関係を示すグラフである。
【００２０】
図１に示すように、エンジン１の排気管には、ターボチャージャー２、燃料噴射弁（排気管噴射弁）３、酸化触媒（ＤＯＣ）４、ＮＯｘ吸蔵触媒（ＬＮＴ）５、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）６、空燃比センサ（ＬＡＦＳ）７が順に設置されている。排気管噴射弁３とＤＯＣ４との間には温度センサ８が、ＮＯｘ吸蔵触媒５の直前には温度センサ９が、空燃比センサ７の対向する位置には温度センサ１０が配置されている。更に、ディーゼルパティキュレートフィルタ６の前後の差圧を検出する差圧センサ１１が設けられている。
【００２１】
排気管噴射弁３は、図２に示すように、燃料噴射と停止を一定時間毎に繰り返すものである。従って、排気管燃料噴射弁３から燃料が噴射されているＯＮ状態と、排気管燃料噴射弁３から燃料が噴射されていないＯＦＦ状態とが一定時間毎に繰り返されることになる。
そのため、排気管内における空燃比は、図２に概略的に示す通り、排気管燃料噴射弁３から燃料が噴射されているＯＮ状態のときには、RichＡ／Ｆとなり、排気管燃料噴射弁３から燃料が噴射されていないＯＦＦ状態ときには、LeanＡ／Ｆとなる。
【００２２】
空燃比センサ７は、排気管噴射弁３の下流側における排気管内の空燃比を時系列的に測定するものである。
ここで、燃料噴射弁から燃料が噴射されている期間（つまり、Rich時間）の終了時において空燃比センサ７により検出される空燃比を最終Ａ／Ｆと呼び、燃料噴射弁からの燃料の噴射が停止されている期間（つまり、Lean時間）の終了時において空燃比センサ７により検出される空燃比を筒内Ａ／Ｆと呼ぶものとする。
【００２３】
空燃比センサ７により検出される空燃比は、電子制御回路（ＥＣＵ）１２に入力され、電子制御回路１２は、下式（１）に基づいて、排気管噴射弁３に対して排気管噴射量を指示する。排気管噴射量は、詳細は後述するが、図１０に示す噴射量学習ルーチン及び空燃比補正量算出ルーチンを経て補正（推定）される空燃比を代入して算出する。
排気管噴射量［ｍｍ3／ｓｔ］＝
吸入空気量［ｍｇ／ｓｔ］／RichＡ／Ｆ［−］／燃料密度［ｇ／ｃｍ3］
−吸入空気量［ｍｇ／ｓｔ］／LeanＡ／Ｆ［−］／燃料密度［ｇ／ｃｍ3］  …（１）
【００２４】
上述した通り、排気管噴射弁３から空燃比センサ１３の間の排気管には、酸化触媒４、ＮＯｘ吸蔵触媒５、ディーゼルパティキュレートフィルタ６が存在するため、空燃比センサ７で検出される空燃比が落ち着くまで、言い換えると、一定値に収束するまでには時間がかかる。
そのため、空燃比センサ７で検出される空燃比は、図２に示すようなRichＡ／Ｆ、LeanＡ／Ｆとは正確には一致しないことになる。
【００２５】
即ち、空燃比は、図３に示すように、燃料噴射開始からの経過時間ｔに伴い、筒内Ａ／Ｆから急激に減少し、燃料が噴射されている期間（Rich時間）の最終時において最終Ａ／Ｆへと徐々に減少し、燃料噴射が停止された後は、最終Ａ／Ｆから急激に増大する（尚、図３は、空燃比センサにより検出される空燃比の変化のイメージに過ぎない。）。
【００２６】
ここで、仮に、燃料噴射開始から十分な時間ｔが経過しても燃料噴射を停止しないとすると、空燃比は、図３図中点線で示すように最終Ａ／Ｆから更に徐々に減少して、一定値に収束してゆくことになる。そこで、その値を収束Ａ／Ｆとすると、最終Ａ／Ｆと収束Ａ／Ｆとの差分（ΔＡ／Ｆ）は燃料噴射開始からの経過時間ｔの関数であると考えられる。
【００２７】
本発明は、上述した知見に基づくものであり、要するに、図３に示すように、燃料噴射開始から十分な時間ｔが経過したとすると、空燃比は一定値に収束してゆくので、その値を収束Ａ／Ｆとし、収束Ａ／Ｆと最終Ａ／Ｆとの差分（ΔＡ／Ｆ）を燃料噴射開始からの経過時間ｔの関数として近似しようとするものである。
ここで、発明者らの試験によると、最終Ａ／Ｆと収束Ａ／Ｆとの差分（ΔＡ／Ｆ）は、図４に示すように、燃料噴射開始からの経過時間ｔが０の時に最大となり、燃料噴射開始からの経過時間ｔが大きくなるに従い、経過時間ｔの二乗に反比例して小さくなることが判明した。つまり、差分（ΔＡ／Ｆ）は、（２）式で表されることになる。
ΔＡ／Ｆ＝Ａ／Ｆ（Ｋ／（ｔ＋ａ）2）          …（２）
【００２８】
但し、上式におけるｔは、燃料噴射開始からの経過時間であり、また、Ａ／Ｆは燃料噴射弁から燃料が噴射されている期間（Rich時間）の終了時において空燃比センサにより検出される検出Ａ／Ｆ（この場合は最終Ａ／Ｆ）であり、更に、Ｋ，ａは試験により求められる定数である。
従って、（１）式におけるRichＡ／Ｆとして、最終Ａ／Ｆから差分（ΔＡ／Ｆ）を減算した値を代入することにより、正確な排気管噴射量が求められることになる。
【００２９】
また、燃料噴射弁からの燃料の噴射が停止されている期間（Lean時間）についても、燃料噴射弁から燃料が噴射されている期間（Rich時間）と同様に、空燃比センサ７で検出される空燃比が落ち着くまで、言い換えると、一定値に収束するまでには時間がかかる。
即ち、燃料噴射停止から十分な時間ｔが経過しても燃料噴射を開始しないとすると、空燃比は、筒内Ａ／Ｆから徐々に増大して一定値に収束してゆくことになる。そこで、その値を収束Ａ／Ｆとすると、筒内Ａ／Ｆと収束Ａ／Ｆとの差分（ΔＡ／Ｆ）は燃料噴射停止からの経過時間ｔの関数であると考えられる。
【００３０】
そこで、本発明は、燃料噴射停止から十分な時間ｔが経過したとすると、空燃比は一定値に収束してゆくので、その値を収束Ａ／Ｆとし、収束Ａ／Ｆと筒内Ａ／Ｆとの差分（ΔＡ／Ｆ）を燃料噴射停止からの経過時間ｔの関数として近似しようとするものである。
ここで、発明者らの試験によると、筒内Ａ／Ｆと収束Ａ／Ｆとの差分（ΔＡ／Ｆ）は、燃料噴射停止からの経過時間ｔが０の時に最大となり、燃料噴射停止からの経過時間ｔが大きくなるに従い、経過時間ｔの二乗に反比例して小さくなることが判明した。つまり、図４と同じであり、差分ΔＡ／Ｆは、以下の（２）式で表されることになる。
ΔＡ／Ｆ＝Ａ／Ｆ（Ｋ／（ｔ＋ａ）2）          …（２）
【００３１】
但し、上式におけるｔは、燃料噴射停止からの経過時間であり、また、Ａ／Ｆは燃料噴射弁からの燃料噴射が停止されている期間（Lean時間）の終了時において空燃比センサにより検出される検出Ａ／Ｆ（この場合は筒内Ａ／Ｆ）であり、更に、Ｋ，ａは試験により求められる定数である。
従って、（１）式におけるLeanＡ／Ｆとして、筒内Ａ／Ｆに差分（ΔＡ／Ｆ）を加算した値を代入することにより正確な排気管噴射量が求められることになる。
【実施例１】
【００３２】
実施例１は、（２）式における定数Ｋを特定するための試験に関するものである。本実施例では、以下の条件で試験を行った。
【００３３】
＜１．試験方法＞
＜１．１排気系レイアウト＞
排気系レイアウトは、図１と同様に、エンジンの排気管に、ターボチャージャー（Ｔ／Ｃ）、酸化触媒（ａｇｅｄ：経時劣化させたもの）、Ｎｏｘトラップ触媒（ａｇｅｄ：経時劣化させたもの）、ＤＰＦ（ａｇｅｄ：経時劣化させたもの）を順に配置し、更に、酸化触媒の上流に排気管噴射弁、ＤＰＦの下流にＬＡＦＳをそれぞれ設置した。
【００３４】
＜１．２運転条件＞
運転条件は、排気管に噴射した燃料が燃えきるように、排気温度を意図的に上昇させたキャリブレーションに沿って運転した。
【００３５】
＜１．３試験条件＞
目標Ａ／Ｆ＝（エアフロセンサによる吸入空気量）／（目標筒内噴射量＋目標排気管噴射量）が１５になるように排気管噴射量を決め、スパイク状に排気管噴射する。
スパイクは、噴射期間及び周期は３秒及び１０秒の２種類で噴き、スパイクの直前とスパイク終了間際のＡ／Ｆを検出する。
噴射期間及び周期３秒と１０秒とで、スパイク直前のＡ／Ｆ（LeanＡ／Ｆ）の差およびスパイク終了間際のＡ／Ｆ（RichＡ／Ｆ）の差を求める。
【００３６】
即ち、噴射開始後３秒のＡ／Ｆと噴射開始後１０秒のＡ／Ｆとの差（ｄＡ／Ｆ(R)）を求めると共に、噴射終了後３秒のＡ／Ｆと噴射終了後１０秒のＡ／Ｆとの差（ｄＡ／Ｆ(L)）を求める。
また、その差（ｄＡ／Ｆ(L)）をスパイク直前のＡ／Ｆ（LeanＡ／Ｆ）で除することによりA／Fスライド度合(L)を求めると共に、その差（ｄＡ／Ｆ(R)）をスパイク終了間際のＡ／Ｆ（RichＡ／Ｆ）で除することによりA／Fスライド度合(R)を求める。
【００３７】
即ち、
RichＡ／Ｆ＝ａ
ｄＡ／Ｆ(R)＝ｂ
と置き、
A／Fスライド度合(R)＝ｃ＝（ｂ／ａ）＝（ｄＡ／Ｆ(R)／RichＡ／Ｆ）
と算出し、
LeanＡ／Ｆ＝ｄ
ｄＡ／Ｆ(L)＝ｅ
と置き、
A／Fスライド度合(L)＝ｆ＝（ｅ／ｄ）＝（ｄＡ／Ｆ(L)／LeanＡ／Ｆ）
として算出するものである。
【００３８】
更に、スパイク終了間際のＡ／Ｆ（RichＡ／Ｆ）に対するスパイク直前のＡ／Ｆ（LeanＡ／Ｆ）の割合をA／F変化割合として求める。
A／F変化割合＝ｇ＝（ｄ／ａ）＝（LeanＡ／Ｆ／RichＡ／Ｆ）
これらの試験を回転数１０００ｒｐｍ〜２２５０ｒｐｍの６水準、トルク２０Ｎｍ〜１６０Ｎｍの３水準（６×３＝１８運転条件）にて実施した。その結果を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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【００４０】
なお、表１においては、Rich A／Fは噴射開始後３秒のＡ／Ｆであり、Lean A／Fは噴射終了後３秒のＡ／Ｆである。また、dA／F(R)は噴射開始３秒後と１０秒後でのＡ／Ｆの差、dA／F(L)は噴射終了３秒後と１０秒後でのＡ／Ｆの差である。
そして、噴射期間及び周期が３秒のときには、Rich A／Fが最終A／Fであり、Lean A／Fが筒内A／Fとなる。
【００４１】
更に、図１１に示すように、噴射開始（終了）後１０秒でＬＡＦＳにより検出されるA／Fが落ち着いたものもの、つまり、一定値に収束したものと想定した。
即ち、表１において、dA／F(R)は、排気管噴射弁の燃料噴射開始から十分な時間（＝噴射開始後１０秒）が経過してＬＡＦＳにより検出される空燃比が一定値に収束したであろう収束空燃比と、排気管噴射弁から燃料が噴射されている期間の終了時（＝噴射開始後３秒）においてＬＡＦＳにより検出される最終A／F（Rich A／F）と、の差分（ΔＡ／Ｆ）に相当するものとした。
【００４２】
同様に、dA／F(L)は、排気管噴射弁の燃料噴射停止から十分な時間（＝噴射終了後１０秒）が経過してＬＡＦＳにより検出される空燃比が一定値に収束したであろう収束空燃比と、排気管噴射弁から燃料噴射が停止されている期間の終了時（＝噴射終了後３秒）においてＬＡＦＳにより検出される筒内A／F（Lean A／F）と、の差分（ΔＡ／Ｆ）に相当するものとした。
まとめると、以下の通り、A／Fスライド度合(R)は、Rich A／Fに対するdA／F(R)の比率であり、A／Fスライド度合(L)は、Lean A／Fに対するdA／F(L)の比率であり、A／F変化割合は、Rich A／Fに対するLean A／Fの比率である。
A／Fスライド度合(R)＝（ｄＡ／Ｆ(R)／RichＡ／Ｆ）
A／Fスライド度合(L)＝（ｄＡ／Ｆ(L)／LeanＡ／Ｆ）
A／F変化割合＝（LeanＡ／Ｆ／RichＡ／Ｆ）
【００４３】
このようにして求めた２種類のA/Fスライド度合は、何れも、A/F変化割合が大きくなれば、当然大きくなると考えられる。
そこで、図５に示すように、A／Fスライド度合(R)をA／F変化割合に対してプロットしたマップを作成し、同様に、図６に示すように、A／Fスライド度合(L)をA／F変化割合に対してプロットしたマップを作成した。
その結果、図５及び図６に示されるマップでは、A／F変化割合が大きくなるほど、A／Fスライド度合(R)、A／Fスライド度合(L)が大きくなるという相関があることが確認できた。
【００４４】
しかし、図５及び図６に示されるマップでは、同じようなA/F変化割合に対して、異なるA/Fスライド度合が存在していることが判明した。その原因として排気流量が関係していると推測される。
そこで、図７に示すように、A／Fスライド度合(R)を排気流量に対してプロットしたマップを作成し、同様に、図８に示すように、A／Fスライド度合(L)を排気流量に対してプロットしたマップ作成した。
その結果、図７及び図８のマップに示されるように、排気流量が大きくなるほど、A／Fスライド度合(R)、A／Fスライド度合(L)が小さくなるという相関があることが判った。
【００４５】
よって、図５及び図６に示されるA／Fスライド度合とA/F変化割合との関係を、図７及び図８に示すA/Fスライド度合と排気流量との関係式で補正することで近似の精度を高めることができる。但し、Rich時間からLean時間へ移行する時とLean時間からRich時間へ移行する時では挙動が異なる為、それぞれのマップを別に用意して、それぞれに適した定数Kを求める。
【００４６】
具体的には、（２）式に示す通り、定数Ｋが大きくなるほど、ΔＡ／Ｆが大きくなるので、排気流量およびA/F変化割合を引数として１次元マップを作成し、
Ｋ=(排気流量からマップ引きした値)・(Ａ／Ｆ変化割合からマップ引きした値)
として、１次元マップは、排気流量が少なくなるほど、また、Ａ／Ｆ変化割合が大きくなるほど、値が大きくなるように、それぞれ設定した。
【００４７】
そして、A／Fスライド度合(R)、A／Fスライド度合(L)が違うので、Rich時間からLean時間へ移行するときと、Lean時間からRich時間へ移行するときとそれぞれ１次元マップを２枚持ち別の定数Ｋを計算するようにした。
要するに、A／Fスライド度合(R)については、図５及び図７に示すマップに基づく１次元マップを持ち、この一次元マップによる定数Ｋ（以下、Ｋ最終という）を計算するのである。また、A／Fスライド度合(L)については、図６及び図８に示すマップに基づく１次元マップを持ち、この一次元マップによる定数Ｋ（以下、Ｋ筒内という）を計算するのである。
【００４８】
このように説明したように、２つの相関から導いたA/Fスライド度合を定数として式（２）の計算式に適用するので、ΔA/Fを適切に算出し、正確な「空燃比の落ち着き値、つまり、空燃比の収束値」を推定することが可能となった。
尚、Rich時間からLean時間へ移行する時は、差分（ΔA/F）を筒内A/Fへ加算し、Lean時間からRich時間へ移行する時は最終A/F値から差分（ΔA/F）減算して推定することになる。
【実施例２】
【００４９】
実施例２は、（２）式における定数ａに関するものであり、図９を参照して説明する。
即ち、図９には、噴射開始からの経過時間とＬＡＦＳにより検出される空燃比の実測値が実線で示されている。
【００５０】
図９に示す空燃比の実測値は、噴射開始時（経過時間ｔ＝０）のときには、約２４．９であり、時間ｔの経過に伴って急激に減少し、多少の振動を伴いながら、数秒程度で約１７．６に落ち着く。
一方、下式（３）は、上式（２）において、定数ａ＝０．６としたものである。
ΔＡ／Ｆ＝Ａ／Ｆ（Ｋ／（ｔ＋０．６）2）          …（３）
そして、上式（３）において、Ａ／Ｆ＝１７．６としたときの、ΔＡ／Ｆを計算し、更に、ΔＡ／ＦをＡ／Ｆに加えた計算結果（ΔＡ／Ｆ＋Ａ／Ｆ）を図９において一点鎖線で示した。また、その計算結果を表２に示す。
【００５１】
【表２】
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【００５２】
図９中の一点鎖線で示す計算結果は、ｔ＝−０．６で極限（無限大）となるが、実線で示す実測値に良く近似したものとなっている。
要するに、上式（２）における定数ａを０．６として設定することにより、ＬＡＦＳにより検出される空燃比に良く近似する結果が得られることになる。
尚、図９及び表２に示す計算結果は、ある条件下における一例であって、定数ａは０．６に限定されるものではない。上式（２）における定数ａは、一般的には、試験により定められるものである。
【００５３】
定数ａは、排気管噴射弁とＬＡＦＳとの間の排気管の距離又は容積の増大に伴って大きくなり、また、排気管の流速によって減少すると推測されるので、例えば、排気管噴射弁とＬＡＦＳとの間の排気管の距離又は容積を排気管の流速で除した値を指標として求めることができると考えられる。
【実施例３】
【００５４】
実施例１は、図１における電子制御回路１２の具体的な構成に関するものである。
即ち、電子制御回路１２は、図１０に示す噴射量学習ルーチン及び空燃比補正量算出ルーチンにより実現されるものである。
【００５５】
先ず、排気管噴射弁から燃料を噴射する期間を終了させ（ステップＳ１）、燃料を噴射する期間を終了して一定時間経過した後における筒内Ａ／Ｆを検出する（ステップＳ２）。燃料を噴射する期間が終了して筒内Ａ／Ｆを検出するまでの経過時間ｔを記録する（ステップＳ８）。
【００５６】
次いで、学習用として、排気管噴射弁からの燃料噴射を開始し（ステップＳ３）、燃料噴射を開始して一定時間経過後における最終Ａ／Ｆを検出する（ステップＳ４）。燃料噴射を開始して最終Ａ／Ｆを検出するまでの経過時間ｔを記録する（ステップＳ９）。
引き続き、吸入空気量を検出し（ステップＳ５）、排気管噴射量を算出する（ステップＳ６）。
【００５７】
そして、ステップＳ２で検出した筒内Ａ／Ｆ及びステップＳ４で検出した最終Ａ／Ｆに基づいて、Ａ／Ｆ変化割合を算出し（ステップＳ１０）、Ａ／Ｆ変化割合とA／Fスライド度合(R)との関係、Ａ／Ｆ変化割合とA／Fスライド度合(L)との関係を示す２種類のマップを予め用意しておく。
【００５８】
更に、排気管流量である排気流量を算出し（ステップＳ１２）、排気流量とA／Fスライド度合(R)との関係、排気流量とA／Fスライド度合(L)との関係を示す２種類のマップを予め用意しておく。
【００５９】
また、A／Fスライド度合(L)に関しては、A/F変化割合とA／Fスライド度合(L)との関係を示すマップ及び排気流量とA／Fスライド度合(L)との関係を示すマップから、下式（４）に基づき、Ｋ筒内を計算した（ステップＳ１１）。
Ｋ筒内=(排気流量からマップ引きした値)・(A/F変化割合からマップ引きした値)  …(4）
【００６０】
同様に、A／Fスライド度合(R)に関しては、A/F変化割合とA／Fスライド度合(R)との関係を示すマップ及び排気流量とA／Fスライド度合(R)との関係を示すマップから、下式（５）に基づき、Ｋ最終を計算した（ステップＳ１３）。
Ｋ最終=(排気流量からマップ引きした値)・(A/F変化割合からマップ引きした値)  …(5)
【００６１】
上述した通り、学習が完了したか否かを判定し（ステップＳ６）、学習が完了した場合には終了し、学習が完了していない場合は、ステップＳ１以降を繰り返す。
更に、ステップＳ８にて記録した経過時間ｔ及びステップＳ１１にて算出したＫ筒内を、上式（２）に代入することにより、下式（６）に示すように、差分（ΔA/F筒内）を算出した（ステップＳ１４）。差分（ΔA/F筒内）は、Rich時間からLean時間へ移行する時の空燃比補正量であり、差分（ΔA/F筒内）を筒内A/Fへ加算して、Lean時間における空燃比を補正（推定）する。
ΔＡ／Ｆ筒内＝Ａ／Ｆ（Ｋ筒内／（ｔ＋ａ）2）          …（６）
【００６２】
同様に、ステップＳ９にて記録した経過時間ｔ及びステップＳ１３にて算出したＫ最終を、上式（２）に代入することにより、下式（７）に示すように、差分（ΔA/F最終）を算出した（ステップＳ１５）。差分（ΔA/F最終）は、Lean時間からRich時間へ移行する時の空燃比補正量であり、差分（ΔA/F最終）を最終A/F値から減算してRich時間における空燃比を補正（推定）する。
ΔＡ／Ｆ最終＝Ａ／Ｆ（Ｋ最終／（ｔ＋ａ）2）          …（７）
【産業上の利用可能性】
【００６３】
本発明は、空燃比センサにより検出された空燃比に基づいて排気管噴射弁の噴射量を学習する装置として広く産業上利用可能なものである。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】本発明の燃料噴射装置の適用される排気レイアウトを示す概念図である。
【図２】燃料噴射のＯＮ／ＯＦＦによる空燃比（Ａ／Ｆ）の変化を示すグラフである。
【図３】空燃比センサにより検出される空燃比の変化のイメージを示すグラフである。
【図４】差分ΔＡ／Ｆと燃料噴射開始からの経過時間ｔとの関係を示すグラフである。
【図５】Rich A／Fから求めたA／Fスライド度合(R)とA／F変化割合との関係を表すマップである。
【図６】Lean A／Fから求めたA／Fスライド度合(L)とA／F変化割合との関係を表すマップである。
【図７】Rich A／Fから求めたA／Fスライド度合(R)と排気流量との関係を表すマップである。
【図８】Lean A／Fから求めたA／Fスライド度合(L)と排気流量との関係を表すマップである。
【図９】ＬＡＦＳにより実測された空燃比及び式（３）による計算値と経過時間との関係を示すグラフである。
【図１０】噴射量学習ルーチン及び空燃比補正量算出ルーチンを示す説明図である。
【図１１】dA／F(R)は噴射開始３秒後と１０秒後でのＡ／Ｆの差であることを示すグラフである。
【符号の説明】
【００６５】
１  エンジン
２  ターボチャージャー
３  燃料噴射弁（排気管噴射弁）
４  酸化触媒（ＤＯＣ）
５  ＮＯｘ吸蔵触媒（ＬＮＴ）
６  ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
７  空燃比センサ（ＬＡＦＳ）
８，９，１０  温度センサ
１１  差圧センサ
１２  電子制御回路（ＥＣＵ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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