(57)【要約】【課題】内燃機関が過渡運転状態にある場合において、燃料噴射の制御精度を向上させることができ、それにより、燃焼音の抑制と排ガス特性の向上を実現することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関３の燃料噴射制御装置１はＥＣＵ２を備える。ＥＣＵ２は、混合気の当量比を表す第１当量比φ１を、新気量ＱＡＩＲを燃料噴射量ＱＩＮＪで割ることにより算出し（ステップ４３）、ＥＧＲ率ＲＥＧＲを第１当量比φ１で割ることにより、補正後ＥＧＲ率ＲＧＥＲ＿Ｆを算出し（ステップ４４）、内燃機関３が過渡運転状態にあるとき（ステップ４１がＹＥＳのとき）に、補正後ＥＧＲ率ＲＧＥＲ＿Ｆに基づいて、内燃機関３の燃料噴射を制御する（ステップ３２，３６，４５，４６）。【選択図】図６
2010185360.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気系内の排ガスの一部がＥＧＲ装置を介して吸気系に還流される内燃機関において、当該内燃機関の気筒内への燃料噴射を制御する内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
当該内燃機関の前記気筒内の混合気の当量比を表す当量比パラメータを算出する当量比パラメータ算出手段と、
前記ＥＧＲ装置による排ガスの還流率をＥＧＲ率として算出するＥＧＲ率算出手段と、
当該ＥＧＲ率を前記当量比パラメータを用いて補正することにより、補正後ＥＧＲ率を算出する補正後ＥＧＲ率算出手段と、
前記内燃機関の運転状態を表す運転状態パラメータを検出する運転状態パラメータ検出手段と、
当該運転状態パラメータに応じて、前記内燃機関が過渡運転状態にあるか否かを判定する過渡運転状態判定手段と、
当該過渡運転状態判定手段により前記内燃機関が過渡運転状態にあると判定されたときに、前記補正後ＥＧＲ率に基づいて、前記内燃機関の燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記排気系内の排ガスの空燃比を表す空燃比パラメータを検出する空燃比パラメータ検出手段と、
前記内燃機関の前記気筒内に吸入される新気量を検出する新気量検出手段と、
をさらに備え、
前記燃料噴射制御手段は、前記内燃機関の前記気筒内に噴射される燃料量を燃料噴射量として算出する燃料噴射量算出手段を有し、
前記当量比パラメータ算出手段は、前記新気量、前記燃料噴射量および理論空燃比に基づいて算出した第１当量比パラメータと、前記空燃比パラメータおよび理論空燃比に基づいて算出した第２当量比パラメータとの少なくとも一方を用いて、前記当量比パラメータを算出することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記排気系における排ガスの流速を表す排ガス流速パラメータを検出する排ガス流速パラメータ検出手段をさらに備え、
前記当量比パラメータ算出手段は、前記第１当量比パラメータと前記第２当量比パラメータの加重平均演算によって前記当量比パラメータを算出するとともに、前記排ガス流速パラメータが表す前記排ガスの流速が大きいほど、当該加重平均演算における前記第２当量比パラメータの重みをより大きい値に設定することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記排気系における排ガスの流速を表す排ガス流速パラメータを検出する排ガス流速パラメータ検出手段をさらに備え、
前記当量比パラメータ設定手段は、前記排ガス流速パラメータが表す前記排ガスの流速が所定の判定値よりも大きいときには、前記第２当量比パラメータを前記当量比パラメータとして用い、前記排ガス流速パラメータが表す前記排ガスの流速が所定の判定値以下のときには、前記第１当量比パラメータを前記当量比パラメータとして用いることを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射をＥＧＲ率に基づいて制御する内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の燃料噴射制御装置として、特許文献１に記載されたものが知られている。この内燃機関は、ディーゼルエンジンタイプのものであり、コモンレールに設けられた燃料噴射弁と、排気通路を流れる排ガスの一部を吸気通路側に還流するＥＧＲ制御弁などを備えている。この燃料噴射制御装置では、エンジン回転数および燃料噴射量に応じて、マップを検索することにより、基本主噴射時期ＴＭＩＴを算出し（ステップ１０２）、ＥＧＲ率の目標ＥＧＲ率に対する比ＲＥＧＲを算出し（ステップ１０７）、この比ＲＥＧＲなどを用いて、過渡補正値ＲＨｏｓが算出される（ステップ１０９）。そして、この過渡補正値に応じてマップを検索することにより、過渡補正量Ｈｈｏｓ（ＭＩＴ）を算出し（ステップ１１０）、この過渡補正量Ｈｈｏｓ（ＭＩＴ）などによって、基本主噴射時期ＴＭＩＴを補正することにより、主噴射時期の最終指令値ＴＭＩＴＦが算出される（ステップ１１２）。
【０００３】
また、上記の比ＲＥＧＲは、ＥＧＲ率をＥＧＲ制御弁の開度から算出し（段落［００２９］）、目標ＥＧＲ率を、エンジン回転数、燃料噴射量およびエンジン水温に応じて算出する（ステップ４１〜４４）とともに、ＥＧＲ率を目標ＥＧＲ率で割ることによって算出される（ステップ４５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１５５７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の燃料噴射制御装置によれば、ＥＧＲ率をＥＧＲ制御弁の開度から算出している関係上、内燃機関が過渡運転状態にある場合、排気ガスボリュームの急変に伴うＥＧＲ量の急変や、燃料の急変に伴う内部ＥＧＲ量の急変などに起因して、ＥＧＲ制御弁の開度と実際のＥＧＲ率との相関性が低下し、それによって、ＥＧＲ率の算出値がその実際値に対して乖離し、ＥＧＲ率の算出精度が低下してしまうことになる。その結果、内燃機関が過渡運転状態にある場合、主噴射時期の最終指令値ＴＭＩＴＦを適切に算出できなくなることで、燃焼音の増大や排ガス特性の悪化を招いてしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、内燃機関が過渡運転状態にある場合において、燃料噴射の制御精度を向上させることができ、それにより、燃焼音の抑制と排ガス特性の向上を実現することができる内燃機関の燃料噴射制御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】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、排気系（排気通路７）内の排ガスの一部がＥＧＲ装置８を介して吸気系（吸気通路５）に還流される内燃機関３において、内燃機関３の気筒３ａ内への燃料噴射を制御する内燃機関３の燃料噴射制御装置１であって、内燃機関３の気筒３ａ内の混合気の当量比を表す当量比パラメータ（第１当量比φ１、第２当量比φ２、平均当量比φｗｍ）を算出する当量比パラメータ算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４３，５３，６７）と、ＥＧＲ装置８による排ガスの還流率をＥＧＲ率ＲＥＧＲとして算出するＥＧＲ率算出手段（ＥＣＵ２、ステップ１４）と、ＥＧＲ率ＲＥＧＲを当量比パラメータを用いて補正することにより、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出する補正後ＥＧＲ率算出手段（ＥＣＵ２、ステップ４４，５４，６８）と、内燃機関３の運転状態を表す運転状態パラメータ（エンジン回転数ＮＥ、新気流量Ｑｉｎ、吸気圧ＰＢ、吸気温ＴＢ、アクセル開度ＡＰ）を検出する運転状態パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０、エアフローセンサ２１、吸気圧センサ２４、吸気温センサ２５、アクセル開度センサ２６）と、運転状態パラメータに応じて、内燃機関３が過渡運転状態にあるか否かを判定する過渡運転状態判定手段（ＥＣＵ２、ステップ２０〜２６）と、過渡運転状態判定手段により内燃機関３が過渡運転状態にあると判定されたときに、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆに基づいて、内燃機関３の燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段（ＥＣＵ２、ステップ３２，３６，４１〜４６，５１〜５６，６１〜７０）と、を備えることを特徴とする。
【０００８】
この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、内燃機関の気筒内の混合気の当量比を表す当量比パラメータが算出され、ＥＧＲ装置による排ガスの還流率がＥＧＲ率として算出され、ＥＧＲ率を当量比パラメータを用いて補正することにより、補正後ＥＧＲ率が算出され、内燃機関が過渡運転状態にあると判定されたときに、補正後ＥＧＲ率に基づいて、内燃機関の燃料噴射が制御される。前述したように、内燃機関が過渡運転状態にある場合、ＥＧＲ率の算出値がその実際値に対して乖離してしまう状態が発生するが、その一因として、過渡運転中、混合気の濃度変化に伴って還流ガス中の不活性ガス濃度が変化した際、その変化がＥＧＲ率の算出値に反映されるのに時間を要することが考えられる。この技術的観点に基づき、本出願人は、混合気の濃度を表す値として混合気の当量比に着目し、当量比を表す当量比パラメータを用いてＥＧＲ率の算出値を補正する手法を考案するとともに、ＥＧＲ率の算出値と、当量比パラメータとして当量比そのものを用いてＥＧＲ率の算出値を補正した値すなわち補正後ＥＧＲ率と、ＥＧＲ率の実際値とを比較する実験を行った。その結果、補正後ＥＧＲ率の方が、ＥＧＲ率の算出値と比べて、ＥＧＲ率の実際値に近くなり、より高い算出精度を確保できることが実証された（後述する図８〜１１，１３〜１６参照）。したがって、この燃料噴射制御装置によれば、内燃機関が過渡運転状態にあるときに、そのような補正後ＥＧＲ率に基づいて、燃料噴射が制御されるので、燃料噴射の制御精度を向上させることができ、それにより、燃焼音の抑制と排ガス特性の向上を実現することができる。
【０００９】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置１において、排気系（排気通路７）内の排ガスの空燃比を表す空燃比パラメータ（検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦ）を検出する空燃比パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、ＬＡＦセンサ２２）と、内燃機関３の気筒３ａ内に吸入される新気量ＱＡＩＲを検出する新気量検出手段（ＥＣＵ２、エアフローセンサ２１）と、をさらに備え、燃料噴射制御手段は、内燃機関３の気筒３ａ内に噴射される燃料量を燃料噴射量ＱＩＮＪとして算出する燃料噴射量算出手段（ＥＣＵ２、ステップ３０）を有し、当量比パラメータ算出手段は、新気量ＱＡＩＲ、燃料噴射量ＱＩＮＪおよび理論空燃比ＡＦ＿ＳＴＯに基づいて算出した第１当量比パラメータ（第１当量比φ１）と、空燃比パラメータ（検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦ）および理論空燃比ＡＦ＿ＳＴＯに基づいて算出した第２当量比パラメータ（第２当量比φ２）との少なくとも一方を用いて、当量比パラメータを算出することを特徴とする。
【００１０】
この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、新気量、燃料噴射量および理論空燃比に基づいて算出した第１当量比パラメータと、空燃比パラメータおよび理論空燃比に基づいて算出した第２当量比パラメータの少なくとも一方を用いて、当量比パラメータが算出される。ここで、第１当量比パラメータを用いて、当量比パラメータを算出した場合、第１当量比パラメータは、新気量および燃料噴射量に基づいて算出される関係上、排ガスの流速が小さく、低負荷運転のときには、新気量および燃料噴射量の変動度合が小さいことに起因して、当量比パラメータの算出結果として、良好な算出精度を確保できる一方、排ガスの流速が大きく、高負荷運転状態のときには、新気量および燃料噴射量の変動度合が大きくなることで、その算出精度が低下することになる。また、第２当量比パラメータを用いて、当量比パラメータを算出した場合、空燃比パラメータは、排ガスの実際の空燃比を表すものであるので、排ガスの流速が大きく、排ガスが空燃比パラメータ検出手段に迅速に到達するような運転状態のときには、当量比パラメータの算出結果として、良好な算出精度を確保できる一方、排ガスの流速が小さいときには、排ガスが空燃比パラメータ検出手段に到達するのに時間を要することで、算出精度が低下することになる。以上の理由により、第１当量比パラメータおよび第２当量比パラメータを用いて、当量比パラメータを算出した場合、排ガス流速が大きい領域では、第２当量比パラメータを用いた方が良好な算出精度を確保でき、排ガス流速が小さい領域では、第１当量比パラメータを用いた方が良好な算出精度を確保できることになる（後述する図８〜１１，１３〜１６参照）。したがって、第１当量比パラメータおよび第２当量比パラメータを用いて当量比パラメータを算出する際、以上のような第１および第２当量比パラメータの特性を適切に利用することによって、当量比パラメータの算出精度を向上させることができる。その結果、補正後ＥＧＲ率の算出精度をさらに向上させることができ、燃料噴射の制御精度をさらに向上させることができる（なお、本明細書における「運転状態パラメータの検出」および「空燃比パラメータの検出」は、センサなどによりこれらの値を直接検出することに限らず、これらの値を他のパラメータに基づいて算出することを含む）。
【００１１】
請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置において、排気系（排気通路７）における排ガスの流速を表す排ガス流速パラメータ（新気量ＱＡＩＲ）を検出する排ガス流速パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０、エアフローセンサ２１）をさらに備え、当量比パラメータ算出手段は、第１当量比パラメータ（第１当量比φ１）と第２当量比パラメータ（第２当量比φ２）の加重平均演算［式（１０）］によって当量比パラメータ（平均当量比φｗｍ）を算出するとともに、排ガス流速パラメータが表す排ガスの流速が大きいほど、加重平均演算における第２当量比パラメータ（第２当量比φ２）の重み（値１−Ｋｗｍ）をより大きい値に設定することを特徴とする。
【００１２】
前述したように、第１当量比パラメータおよび第２当量比パラメータを用いて当量比パラメータを算出する場合、排ガスの流速が大きい領域では、第２当量比パラメータを用いた方が良好な算出精度を確保できる一方、排ガスの流速が小さい領域では、第１当量比パラメータを用いた方が良好な算出精度を確保できる。これに対して、この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、第１当量比パラメータと第２当量比パラメータの加重平均演算によって当量比パラメータが算出されるとともに、排ガス流速パラメータが表す排ガスの流速が大きいほど、加重平均演算における第２当量比パラメータの重みがより大きい値に設定されるので、排ガスの流速が大きいほど、算出された当量比パラメータに対する第２当量比パラメータの反映度合を高めることができ、それによって、当量比パラメータの算出精度をより一層、向上させることができる。その結果、補正後ＥＧＲ率の算出精度をより一層、向上させることができ、燃料噴射の制御精度をより一層、向上させることができる。
【００１３】
請求項４に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関３の燃料噴射制御装置において、排気系（排気通路７）における排ガスの流速を表す排ガス流速パラメータ（新気量ＱＡＩＲ）を検出する排ガス流速パラメータ検出手段（ＥＣＵ２、クランク角センサ２０、エアフローセンサ２１）をさらに備え、当量比パラメータ設定手段は、排ガス流速パラメータが表す排ガスの流速が所定の判定値よりも大きいとき（ＱＡＩＲ＞ＱＲＥＦのとき）には、第２当量比パラメータ（第２当量比φ２）を当量比パラメータとして用い［式（１０），（１２）］、排ガス流速パラメータが表す排ガスの流速が所定の判定値以下のとき（ＱＡＩＲ≦ＱＲＥＦのとき）には、第１当量比パラメータ（第１当量比φ１）を当量比パラメータとして用いる［式（１０），（１３）］ことを特徴とする。
【００１４】
前述したように、第１当量比パラメータおよび第２当量比パラメータを用いて当量比パラメータを算出する場合、排ガスの流速が大きい領域では、第２当量比パラメータを用いた方が良好な算出精度を確保できる一方、排ガスの流速が小さい領域では、第１当量比パラメータを用いた方が良好な算出精度を確保できる。これに対して、この内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、排ガス流速パラメータが表す排ガスの流速が所定の判定値よりも大きいときには、第２当量比パラメータが当量比パラメータとして用いられ、排ガス流速パラメータが表す排ガスの流速が所定の判定値以下のときには、第１当量比パラメータが当量比パラメータとして用いられるので、この所定の判定値を適切に設定することによって、当量比パラメータとして算出精度のよい方を用いることができる。その結果、補正後ＥＧＲ率の算出精度をより一層、向上させることができ、燃料噴射の制御精度をより一層、向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の第１実施形態に係る燃料噴射制御装置およびこれを適用した内燃機関の概略構成を示す図である。
【図２】所定の制御周期で実行される各種の制御処理を示すフローチャートである。
【図３】ＥＧＲ制御処理を示すフローチャートである。
【図４】運転状態判定処理を示すフローチャートである。
【図５】燃料噴射制御処理を示すフローチャートである。
【図６】噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理を示すフローチャートである。
【図７】噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【図８】急加速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図９】急減速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１０】緩やかな加速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１１】緩やかな減速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１２】第２実施形態の燃料噴射制御装置による噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理を示すフローチャートである。
【図１３】第２実施形態の燃料噴射制御を実行した際の急加速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１４】第２実施形態の燃料噴射制御処理を実行した際の急減速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１５】第２実施形態の燃料噴射制御処理を実行した際の緩やかな加速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１６】第２実施形態の燃料噴射制御処理を実行した際の緩やかな減速時におけるＥＧＲ率、補正後ＥＧＲ率および実測値の関係の一例を示すタイミングチャートである。
【図１７】第３実施形態の燃料噴射制御装置による噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理を示すフローチャートである。
【図１８】重み係数Ｋｗｍの算出に用いるマップの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。図１に示すように、本実施形態の燃料噴射制御装置１は、ＥＣＵ２を備えており、このＥＣＵ２は、内燃機関（以下「エンジン」という）３の燃料噴射制御処理などの各種の制御処理を実行する。
【００１７】
エンジン３は、図示しない車両に搭載されたディーゼルエンジンタイプのものであり、４組（１組のみ図示）の気筒３ａおよびピストン３ｂを備えている。このエンジン３のシリンダヘッド３ｃには、燃料噴射弁４が気筒３ａ毎に燃焼室に臨むように取り付けられている。
【００１８】
この燃料噴射弁４は、コモンレールを介して、高圧ポンプおよび燃料タンク（いずれも図示せず）に接続されている。高圧ポンプによって昇圧された燃料は、コモンレールを介して燃料噴射弁４に供給され、燃料噴射弁４から気筒３ａ内に噴射される。燃料噴射弁４の開弁時間および開弁タイミングすなわち燃料噴射量および燃料噴射時期は、ＥＣＵ２によって制御され、それにより、燃料噴射制御が実行される。
【００１９】
また、エンジン３には、クランク角センサ２０が設けられている。このクランク角センサ２０は、マグネットロータおよびＭＲＥピックアップで構成されており、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、いずれもパルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。このＣＲＫ信号は、所定クランク角（例えば１０゜）毎に１パルスが出力され、ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを算出する。
【００２０】
また、ＴＤＣ信号は、各気筒３ａのピストン３ｂが吸気行程のＴＤＣ位置よりも若干、手前の所定のクランク角位置にあることを表す信号であり、所定クランク角毎に１パルスが出力される。なお、本実施形態では、クランク角センサ２０が、運転状態パラメータ検出手段および排ガス流速パラメータ検出手段に相当し、エンジン回転数ＮＥが運転状態パラメータに相当する。
【００２１】
エンジン３の吸気通路５（吸気系）には、エアフローセンサ２１が設けられており、このエアフローセンサ２１は、吸気通路５内を流れる新気の流量（以下「新気流量」という）Ｑｉｎを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、この新気流量Ｑｉｎに基づき、後述するように、気筒３ａ内に吸入されると推定される新気量ＱＡＩＲを算出する。  
【００２２】
なお、本実施形態では、エアフローセンサ２１が、運転状態パラメータ検出手段、新気量検出手段および排ガス流速パラメータ検出手段に相当し、新気流量Ｑｉｎが運転状態パラメータに相当し、新気量ＱＡＩＲが排ガス流速パラメータに相当する。
【００２３】
一方、エンジン３の排気通路７（排気系）には、上流側から順に、ＬＡＦセンサ２２および排ガス浄化装置１０が設けられている。このＬＡＦセンサ２２は、ジルコニアおよび白金電極などで構成され、理論空燃比よりもリッチなリッチ領域から極リーン領域までの広範囲な空燃比の領域において、排気通路７内を流れる排ガス中の酸素濃度をリニアに検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。
【００２４】
ＥＣＵ２は、後述するように、このＬＡＦセンサ２２の検出信号に基づき、第１当量比φ１を算出する。なお、本実施形態では、ＬＡＦセンサ２２が空燃比パラメータ検出手段に相当し、第１当量比φ１が、当量比パラメータおよび第１当量比パラメータに相当する。
【００２５】
また、排ガス浄化装置１０は、排気ガス中の未燃成分やスート（すす）などを浄化するものであり、具体的には、ＤＰＦおよびＮＯｘ浄化触媒などで構成されている。
【００２６】
さらに、エンジン３には、ＥＧＲ装置８が設けられている。このＥＧＲ装置８は、排気通路７内の排ガスの一部を吸気通路５側に還流するものであり、吸気通路５および排気通路７の間に接続されたＥＧＲ通路８ａと、このＥＧＲ通路８ａを開閉するＥＧＲ制御弁８ｂなどで構成されている。ＥＧＲ通路８ａの一端は、排気通路７の上流側触媒１１よりも上流側の部位に開口し、他端は、吸気通路５のエアフローセンサ２１よりも下流側の部位に開口している。
【００２７】
ＥＧＲ制御弁８ｂは、そのリフトが最大値と最小値との間でリニアに変化するリニア電磁弁で構成され、ＥＣＵ２に電気的に接続されている。ＥＣＵ２は、ＥＧＲ制御弁８ｂを介して、ＥＧＲ通路８ａの開度を変化させることにより、排ガスの還流量を制御する。すなわち、ＥＧＲ制御処理を実行する。このＥＧＲ制御処理の具体的な内容については後述する。なお、以下の説明では、ＥＧＲ装置８による排ガスの還流量を「ＥＧＲ量」といい、排ガスの還流率を「ＥＧＲ率」という。
【００２８】
一方、ＥＣＵ２には、４つの筒内圧センサ２３（１つのみ図示）、吸気圧センサ２４、吸気温センサ２５、アクセル開度センサ２６および４つの車輪速センサ２７（１つのみ図示）が電気的に接続されている。４つの筒内圧センサ２３の各々は、圧電素子タイプのものであり、対応する気筒３ａ内の圧力すなわち筒内圧の変化に伴ってたわむことにより、筒内圧を表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、筒内圧センサ２３の検出信号に基づき、筒内圧ＰＣＹＬを算出する。
【００２９】
また、吸気圧センサ２４および吸気温センサ２５は、吸気集合管内の吸気通路５が各気筒３ａに向かって分岐する手前の部分に設けられており、吸気通路５内を流れる還流ガスを含む吸入空気の温度（以下「吸気温」という）ＴＢおよび圧力（以下「吸気圧」という）ＰＢを表す検出信号をＥＣＵ２にそれぞれ出力する。なお、本実施形態では、吸気圧センサ２４および吸気温センサ２５が運転状態パラメータ検出手段に相当し、吸気圧ＰＢおよび吸気温ＴＡが運転状態パラメータに相当する。
【００３０】
さらに、アクセル開度センサ２６は、車両の図示しないアクセルペダルの踏み込み量（以下「アクセル開度」という）ＡＰを検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。なお、本実施形態では、アクセル開度センサ２６が運転状態パラメータ検出手段に相当し、アクセル開度ＡＰが運転状態パラメータに相当する。また、４つの車輪速センサ２７の各々は、対応する車輪の回転速度を検出して、それを表す検出信号をＥＣＵ２に出力する。ＥＣＵ２は、これらの車輪速センサ２７の検出信号に基づいて、車速ＶＰを算出する。
【００３１】
一方、ＥＣＵ２は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＩ／Ｏインターフェース（いずれも図示せず）などからなるマイクロコンピュータで構成されており、前述した各種のセンサ２０〜２７の検出信号などに応じて、エンジン３の運転状態を判別するとともに、燃料噴射制御処理などの各種の制御処理などを実行する。その際、ＥＣＵ２は、算出した各種の値をＲＡＭ内に記憶する。
【００３２】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ２が、当量比パラメータ算出手段、ＥＧＲ率算出手段、補正後ＥＧＲ率算出手段、運転状態パラメータ検出手段、過渡運転状態判定手段、燃料噴射制御手段、空燃比パラメータ検出手段、新気量検出手段、燃料噴射量算出手段、および排ガス流速パラメータ検出手段に相当する。
【００３３】
以下、図２を参照しながら、ＥＣＵ２によって所定の制御周期（例えば１０ｍｓｅｃ）で実行される制御処理について説明する。この制御処理では、以下に述べるように、ＥＧＲ制御が実行されるとともに、エンジン３が過渡運転状態にあるか否かが判定される。
【００３４】
同図に示すように、この処理では、まず、ステップ１（図では「Ｓ１」と略す。以下同じ）で、ＲＡＭに記憶されている、エンジン回転数ＮＥ、新気流量Ｑｉｎ、筒内圧ＰＣＹＬ、吸気温ＴＢ、吸気圧ＰＢ、アクセル開度ＡＰおよび車速ＶＰなどの各種データを読み込む。
【００３５】
次いで、ステップ２に進み、要求トルクＴＲＱを算出する。この要求トルクＴＲＱの算出処理は、具体的には、以下に述べるように実行される。まず、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じて、図示しないマップを検索することにより、基本トルクを算出する。次いで、エンジン回転数ＮＥおよび新気量ＱＡＩＲに応じて、図示しないマップを検索することにより、リミット値を算出し、このリミット値を用いたリミット処理を基本トルクに施すことにより、要求トルクＴＲＱが算出される。
【００３６】
次に、ステップ３に進み、ＥＧＲ制御処理を実行する。このＥＧＲ制御処理は、具体的には図３に示すように実行される。まず、ステップ１０で、エンジン回転数ＮＥに応じて、図示しないマップを検索することにより、吸気効率ηを算出する。
【００３７】
次いで、ステップ１１に進み、下式（１）により、吸入空気量ＱＣＹＬを算出する。
【数１】
2010185360.tif 000003
この吸入空気量ＱＣＹＬは、気筒３ａ内に吸入されると推定される総ガス量、すなわち新気量と還流ガス量との和に相当するものであり、上式（１）において、Ｒは気体定数を、Ｖｃｙｌは気筒容積を、Ｎｃｙｌは気筒数をそれぞれ表している。
【００３８】
次に、ステップ１２に進み、下式（２）により、新気量ＱＡＩＲを算出する。
【数２】
2010185360.tif 000004
【００３９】
ステップ１２に続くステップ１３で、下式（３）により、ＥＧＲ量ＱＥＧＲを算出する。
【数３】
2010185360.tif 000005
【００４０】
次いで、ステップ１４に進み、下式（４）により、ＥＧＲ率ＲＥＧＲを算出する。
【数４】
2010185360.tif 000006
【００４１】
次に、ステップ１５で、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＱに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲ＿ＣＭＤを算出する。
【００４２】
ステップ１５に続くステップ１６で、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲ＿ＣＭＤに収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズム（例えば応答指定型制御アルゴリズム）により、制御入力Ｕ＿ＥＧＲを算出する。
【００４３】
次いで、ステップ１７に進み、制御入力Ｕ＿ＥＥＧＲに対応する駆動信号をＥＧＲ制御弁８ｂに出力した後、本処理を終了する。これにより、ＥＧＲ量ＱＥＧＲが目標ＥＧＲ量ＱＥＧＲ＿ＣＭＤに収束するようにフィードバック制御される。
【００４４】
図２に戻り、ステップ３のＥＧＲ制御処理を以上のように実行した後、ステップ４に進み、運転状態判定処理を以下に述べるように実行する。その後、本処理を終了する。
【００４５】
次に、図４を参照しながら、上記ステップ４の運転状態判定処理の内容について説明する。同図に示すように、この処理では、まず、ステップ２０で、ＥＧＲ量偏差ＤＱＥＧＲを、目標ＥＧＲ量とＥＧＲ量との偏差の絶対値｜ＱＥＧＲ＿ＣＭＤ−ＱＥＧＲ｜に設定する。
【００４６】
次いで、ステップ２１に進み、ＮＥ１＜ＮＥ＜ＮＥ２が成立しているか否かを判別する。これらの値ＮＥ１，ＮＥ２は、ＮＥ１＜ＮＥ２が成立するようなエンジン回転数ＮＥの所定値である。
【００４７】
このステップ２１の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ２２に進み、ＶＰ１＜ＶＰ＜ＶＰ２が成立しているか否かを判別する。これらの値ＶＰ１，ＶＰ２は、ＶＰ１＜ＶＰ２が成立するような車速ＶＰの所定値である。
【００４８】
このステップ２２の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ２３に進み、ＴＲＱ１＜ＴＲＱ＜ＴＲＱ２が成立しているか否かを判別する。これらの値ＴＲＱ１，ＴＲＱ２は、ＴＲＱ１＜ＴＲＱ２が成立するような要求トルクＴＲＱの所定値である。
【００４９】
このステップ２３の判別結果がＹＥＳのときには、ステップ２４に進み、ＥＧＲ量偏差ＤＱＥＧＲが所定値ＤＱＥＧＲ１よりも小さいか否かを判別する。この所定値ＤＱＥＧＲ１は、正の一定値に設定される。
【００５０】
このステップ２４の判別結果がＹＥＳのとき、すなわちステップ２１〜２４のすべての判別結果がＹＥＳのときには、エンジン３が過渡運転状態にないと判定して、ステップ２５に進み、それを表すために、過渡運転フラグＦ＿ＴＲＡＮＳを「０」に設定した後、本処理を終了する。
【００５１】
一方、ステップ２１〜２４のいずれかの判別結果がＮＯのときには、エンジン３が過渡運転状態にあると判定して、ステップ２６に進み、それを表すために、過渡運転フラグＦ＿ＴＲＡＮＳを「１」に設定する。その後、本処理を終了する。
【００５２】
次に、図５を参照しながら、ＥＣＵ２によって実行される燃料噴射制御処理について説明する。この燃料噴射制御処理は、以下に述べるように、燃料噴射量ＱＩＮＪおよび燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを算出するものであり、ＴＤＣ信号の発生に同期する制御タイミングで実行される。なお、燃料噴射量ＱＩＮＪは主燃料の噴射量に、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪは主燃料の噴射時期にそれぞれ相当するものであり、図５の燃料噴射制御処理では、説明の便宜上、副燃料（例えばパイロット燃料）の噴射量および噴射時期の算出内容が省略されている。
【００５３】
同図に示すように、この制御処理では、まず、ステップ３０で、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＱに応じて、図示しないマップを検索することにより、燃料噴射量ＱＩＮＪを算出する。
【００５４】
次いで、ステップ３１に進み、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＱに応じて、図示しないマップを検索することにより、基本噴射時期ＣＡＩＮＪ＿ＭＡＰを算出する。
【００５５】
次に、ステップ３２で、噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲを算出する。この噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理は、具体的には図６に示すように実行される。同図に示すように、この算出処理では、まず、ステップ４０で、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＱに応じて、図示しないマップを検索することにより、目標ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿ＣＭＤを算出する。
【００５６】
次いで、ステップ４１に進み、前述した過渡運転フラグＦ＿ＴＲＡＮＳが「１」であるか否かを判別する。この判別結果がＹＥＳで、エンジン３が過渡運転状態にあるときには、ステップ４２に進み、下式（５）により、算出空燃比ＡＦ＿ＥＣＵを算出する。
【数５】
2010185360.tif 000007
【００５７】
次に、ステップ４３で、下式（６）により、第１当量比φ１を算出する。
【数６】
2010185360.tif 000008
ここで、ＡＦ＿ＳＴＯは理論空燃比（ディーゼルエンジンの場合、値１４．５）を表している。
【００５８】
ステップ４３に続くステップ４４で、下式（７）により、補正後ＥＧＲ率を算出する。
【数７】
2010185360.tif 000009
【００５９】
次いで、ステップ４５に進み、ＥＧＲ率偏差ＤＲＥＧＲを、目標ＥＧＲ率と補正後ＥＧＲ率との偏差（ＲＥＧＲ＿ＣＭＤ−ＲＥＧＲ＿Ｆ）に設定する。
【００６０】
次に、ステップ４６で、ＥＧＲ率偏差ＤＲＥＧＲに応じて、図７に示すマップを検索することにより、噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲを算出する。このマップでは、ＥＧＲ率偏差ＤＲＥＧＲが大きいほど、噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲがより大きい値に設定されている。これは、目標ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿ＣＭＤに対する補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆの乖離度合が大きいほど、混合気の燃焼速度がより速くなるので、それに応じて、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪをより遅角側に補正するためである。以上のように、ステップ４６で、噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲを算出した後、本処理を終了する。
【００６１】
一方、ステップ４１の判別結果がＮＯで、エンジン３が過渡運転状態にないときには、ステップ４７に進み、ＥＧＲ率偏差ＤＲＥＧＲを、目標ＥＧＲ率とＥＧＲ率との偏差（ＲＥＧＲ＿ＣＭＤ−ＲＥＧＲ）に設定する。次いで、前述したように、ステップ４６を実行した後、本処理を終了する。
【００６２】
図５に戻り、ステップ３２で以上のように噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲを算出した後、ステップ３３に進み、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴＲＱに応じて、図示しないマップを検索することにより、基本着火時期ＣＡＦ＿ＭＡＰを算出する。
【００６３】
次いで、ステップ３４に進み、目標着火時期ＣＡＦ＿ＣＭＤを、基本着火時期と噴射時期補正値の和ＣＡＦ＿ＭＡＰ＋ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲに設定する。
【００６４】
次に、ステップ３５で、実着火時期ＣＡＦが目標着火時期ＣＡＦ＿ＣＭＤに収束するように、所定のフィードバック制御アルゴリズム（例えば応答指定型制御アルゴリズム）により、フィードバック補正値ＣＡＩＮＪ＿ＦＢを算出する。なお、この実着火時期ＣＡＦは、筒内圧ＰＣＹＬに基づいて算出される。
【００６５】
ステップ３５に続くステップ３６で、燃料噴射時期ＣＡＩＮＪを、以上のように算出した３つの値の和（ＣＡＩＮＪ＿ＭＡＰ＋ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲ＋ＣＡＩＮＪ＿ＦＢ）に設定する。その後、本処理を終了する。
【００６６】
以上のように、第１実施形態の燃料噴射制御装置１では、新気量ＱＡＩＲを燃料噴射量ＱＩＮＪで割ることにより、算出空燃比ＡＦ＿ＥＣＵを算出し、理論空燃比ＡＦ＿ＳＴＯを算出空燃比ＡＦ＿ＥＣＵで割ることにより、第１当量比φ１を算出し、ＥＧＲ率ＲＥＧＲを第１当量比φ１で割ることにより、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出するとともに、この補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを用いて燃料噴射制御が実行される。
【００６７】
ここで、エンジン３の過渡運転中、吸気集合管の集合部における排ガスのＣＯ２濃度と、排気集合管の集合部における排ガスのＣＯ２濃度を、ＣＯ２濃度計を用いて実際に計測し、これらの計測値に基づいて、ＥＧＲ率の実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴを算出すると同時に、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿ＦおよびＥＧＲ率ＲＥＧＲを算出する実験を行ったところ、図８〜１１に示す実験結果が得られた。なお、これらの図８〜１１の場合、細い実線で示す曲線が実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴを、太い実線で示す曲線が補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを、破線で示す曲線がＥＧＲ率ＲＥＧＲをそれぞれ表している。
【００６８】
これらの図８〜１１を参照すると明らかなように、急加減速中や緩やかな加減速中などの過渡運転状態では、ＥＧＲ率ＲＥＧＲは、実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴから大きく乖離してしまうのに対して、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆは、ＥＧＲ率ＲＥＧＲと比べて、実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴに対する乖離度合が小さく、高い算出精度を確保できていることが判る。
【００６９】
また、図８，９と図１０，１１を比較すると明らかなように、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆの場合、緩やかな加減速中のときの算出値の方が、急加減速中のときよりも実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴに対する乖離度合が小さく、より高い算出精度を確保できていることが判る。これは、第１当量比φ１が新気量ＱＡＩＲおよび燃料噴射量ＱＩＮＪを用いて算出される関係上、緩やかな加減速中で、新気量ＱＡＩＲおよび燃料噴射量ＱＩＮＪの変動度合が小さいときの方が、急加減速中で、新気量ＱＡＩＲおよび燃料噴射量ＱＩＮＪの変動度合が大きいときよりも、第１当量比φ１の算出精度が高くなり、結果的に、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆの算出精度が高くなることによる。
【００７０】
したがって、第１実施形態の燃料噴射制御装置１によれば、エンジン３が過渡運転状態にある場合、以上のような補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを用いて、燃料噴射制御が実行されるので、ＥＧＲ率ＲＥＧＲをそのまま用いて燃料噴射制御を実行した場合と比べて、燃料噴射の制御精度を向上させることができる。それにより、燃焼音の抑制と排ガス特性の向上を実現することができる。
【００７１】
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。本実施形態の燃料噴射制御装置は、第１実施形態の燃料噴射制御装置１と比較すると、前述した噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理の内容が異なっている点以外は、第１実施形態の燃料噴射制御装置１と同様に構成されているので、以下、図１２を参照しながら、本実施形態の噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理について説明する。
【００７２】
同図と前述した第１実施形態の図６を比較すると明らかなように、この算出処理の場合、ステップ５２〜５４以外の各ステップの内容は、図６の算出処理と同じように構成されているので、以下、図６の算出処理と異なる点を中心として説明する。
【００７３】
図１２に示すように、この算出処理では、ステップ５１の判別結果がＹＥＳで、エンジン３が過渡運転状態にある場合、ステップ５２で、ＬＡＦセンサ２２の検出信号の値に応じて、図示しないマップを検索することにより、検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦを算出する。なお、本実施形態では、検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦが空燃比パラメータに相当する。
【００７４】
次いで、ステップ５３に進み、下式（８）により、第２当量比φ２を算出する。なお、本実施形態では、第２当量比φ２が、当量比パラメータおよび第２当量比パラメータに相当する。
【数８】
2010185360.tif 000010
【００７５】
ステップ５３に続くステップ５４で、下式（９）により、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出する。
【数９】
2010185360.tif 000011
【００７６】
次いで、ステップ５５，５６を、前述したステップ４５，４６と同様に実行した後、本処理を終了する。
【００７７】
以上のように、第２実施形態の噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理では、ＬＡＦセンサ２２の検出信号の値に応じて、検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦを算出し、理論空燃比ＡＦ＿ＳＴＯを検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦで割ることにより、第２当量比φ２を算出し、ＥＧＲ率ＲＥＧＲを第２当量比φ２で割ることにより、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出するとともに、この補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを用いて燃料噴射制御が実行される。
【００７８】
ここで、前述した実験手法により、エンジン３の過渡運転中、ＥＧＲ率の実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴを算出すると同時に、第２実施形態の算出手法により補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出し、ＥＧＲ率ＲＥＧＲを算出したところ、図１３〜１６に示す実験結果が得られた。なお、これらの図１３〜１６の場合、細い実線で示す曲線が実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴを、太い実線で示す曲線が補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを、破線で示す曲線がＥＧＲ率ＲＥＧＲをそれぞれ表している。
【００７９】
これらの図１３〜１６を参照すると明らかなように、急加減速中や緩やかな加減速中などの過渡運転状態では、ＥＧＲ率ＲＥＧＲは、実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴから大きく乖離してしまうのに対して、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆは、ＥＧＲ率ＲＥＧＲと比べて、実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴに対する乖離度合が小さく、高い算出精度を確保できていることが判る。
【００８０】
また、図１３，１４と図１５，１６を比較すると明らかなように、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆは、急加減速中のときの算出値の方が、緩やかな加減速中のときよりも実測値ＲＥＧＲ＿ＡＣＴに対する乖離度合が小さく、より高い算出精度を確保できていることが判る。これは、第２当量比φ２が、ＬＡＦセンサ２２の検出信号の値に基づいて算出される関係上、急加減速中で排ガスの流速が大きいときの方が、緩やかな加減速中で排ガスの流速が小さいときと比べて、排ガスがＬＡＦセンサ２２により迅速に到達することで、第１当量比φ１の算出精度が高くなり、結果的に、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆの算出精度が高くなることによる。
【００８１】
したがって、第２実施形態の燃料噴射制御装置によれば、エンジン３が過渡運転状態にある場合、以上のような補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを用いて、燃料噴射制御が実行されるので、ＥＧＲ率ＲＥＧＲをそのまま用いて燃料噴射制御を実行した場合と比べて、燃料噴射の制御精度を向上させることができる。それにより、第１実施形態の燃料噴射制御装置１と同様に、燃焼音の抑制と排ガス特性の向上を実現することができる。
【００８２】
次に、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の燃料噴射制御装置について説明する。本実施形態の燃料噴射制御装置は、第１実施形態の燃料噴射制御装置１と比較すると、前述した噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理の内容が異なっている点以外は、第１実施形態の燃料噴射制御装置１と同様に構成されているので、以下、図１７を参照しながら、本実施形態の噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理について説明する。
【００８３】
同図と前述した第１実施形態の図６を比較すると明らかなように、この算出処理の場合、ステップ６４〜６８以外の各ステップの内容は、図６の算出処理と同じように構成されているので、以下、図６の算出処理と異なる点を中心として説明する。
【００８４】
図１７に示すように、この算出処理では、ステップ６１の判別結果がＹＥＳで、エンジン３が過渡運転状態にある場合、ステップ６２，６３で、前述した図６のステップ４２，４３と同じ手法により、算出空燃比ＡＦ＿ＥＣＵおよび第１当量比φ１をそれぞれ算出する。
【００８５】
次いで、ステップ６４，６５で、前述した図１２のステップ５２，５３と同じ手法により、検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦおよび第２当量比φ２をそれぞれ算出する。その後、ステップ６６に進み、新気量ＱＡＩＲに応じて、図１８に示すマップを検索することにより、重み係数Ｋｗｍを算出する。このマップでは、新気量ＱＡＩＲが大きいほど、重み係数Ｋｗｍがより小さい値に設定されている。この理由については後述する。
【００８６】
ステップ６６に続くステップ６７で、下式（１０）により、平均当量比φｗｍを算出する。
【数１０】
2010185360.tif 000012
【００８７】
上式（１０）に示すように、平均当量比φｗｍは、第１当量比φ１と第２当量比φ２の加重平均演算によって算出されるとともに、第１当量比φ１の重みは値Ｋｗｍに、第２当量比φ２の重みは値（１−Ｋｗｍ）にそれぞれ設定されている。この理由については後述する。なお、本実施形態では、平均当量比φｗｍが当量比パラメータに相当する。
【００８８】
次いで、ステップ６８に進み、下式（１１）により、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出する。
【数１１】
2010185360.tif 000013
【００８９】
次に、ステップ６９，７０を、前述した図６のステップ４５，４６と同様に実行した後、本処理を終了する。
【００９０】
以上のように、第３実施形態の噴射時期補正値ＣＡＩＮＪ＿ＥＧＲの算出処理では、第１当量比φ１および第２当量比φ２の加重平均演算により、平均当量比φｗｍを算出し、これでＥＧＲ率ＲＥＧＲを割ることにより、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出するとともに、この補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを用いて、燃料噴射制御が実行される。
【００９１】
ここで、第１当量比φ１の場合、前述したように、新気量ＱＡＩＲおよび燃料噴射量ＱＩＮＪを用いて算出される関係上、緩やかな加減速中で新気量ＱＡＩＲおよび燃料噴射量ＱＩＮＪの変動度合が小さいときの方が、急加減速中で新気量ＱＡＩＲおよび燃料噴射量ＱＩＮＪの変動度合が大きいときよりも、その算出精度が高くなるという特性を備えている。一方、第２当量比φ２の場合、前述したように、ＬＡＦセンサ２２の検出信号の値に基づいて算出される関係上、急加減速中で排ガスの流速が大きいときの方が、緩やかな加減速中で排ガスの流速が小さいときと比べて、排ガスがＬＡＦセンサ２２により迅速に到達することで、その算出精度が高くなるという特性を備えている。そのため、平均当量比φｗｍを算出する際、排ガスの流速が大きいときには、第２当量比φ２の重みを大きくかつ第１当量比φ１の重みを小さくするとともに、排ガスの流速が小さいときには、第２当量比φ２の重みを小さくしかつ第１当量比φ１の重みを大きくすることによって、平均当量比φｗｍの算出精度が向上することになる。
【００９２】
以上の理由により、重み係数Ｋｗｍが前述した図１８に示す傾向に設定されているとともに、平均当量比φｗｍの演算式（１０）では、第１当量比φ１および第２当量比φ２の重みがそれぞれ、値Ｋｗｍ，（１−Ｋｗｍ）にそれぞれ設定されている。
【００９３】
したがって、第３実施形態の燃料噴射制御装置によれば、エンジン３が過渡運転状態にある場合、以上のように算出した補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを用いて、燃料噴射制御が実行されるので、ＥＧＲ率ＲＥＧＲをそのまま用いて燃料噴射制御を実行した場合と比べて、燃料噴射の制御精度を向上させることができる。それにより、第１実施形態の燃料噴射制御装置１と同様に、燃焼音の抑制と排ガス特性の向上を実現することができる。これに加えて、平均当量比φｗｍを用いて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆが算出されるので、第１当量比φ１および第２当量比φ２の一方のみを用いて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出した場合と比べて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆの算出精度をさらに向上させることができる。その結果、燃料噴射の制御精度をさらに向上させることができる。
【００９４】
なお、第３実施形態は、前述したステップ６６で、図１８に示すマップを検索することにより、重み係数Ｋｗｍを算出した例であるが、この手法に代えて、ステップ６６で、下式（１２），（１３）により、重み係数Ｋｗｍを算出してもよい。
【００９５】
【数１２】
2010185360.tif 000014
ここで、ＱＲＥＦは所定の判定値である。
【００９６】
以上の式（１２），（１３）を用いて、重み係数Ｋｗｍを算出した場合、ＱＡＩＲ＞ＱＲＥＦのときにはφｗｍ＝φ２となり、ＱＡＩＲ≦ＱＲＥＦのときにはφｗｍ＝φ１となる。したがって、所定の判定値ＱＲＥＦを適切に設定することにより、排ガスの流速が大きく、第２当量比φ２の方が第１当量比φ１よりも算出精度が高くなる領域では、そのような第２当量比φ２を用いて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出することができるとともに、排ガスの流速が小さく、第１当量比φ１の方が第２当量比φ２よりも算出精度が高くなる領域では、そのような第１当量比φ１を用いて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出することができる。その結果、第１当量比φ１および第２当量比φ２のうちのより算出精度の高い方を用いて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出できるので、第１当量比φ１および第２当量比φ２の一方のみを用いて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆを算出した場合と比べて、補正後ＥＧＲ率ＲＥＧＲ＿Ｆの算出精度をさらに向上させることができる。その結果、燃料噴射の制御精度をさらに向上させることができる。
【００９７】
なお、以上の各実施形態は、当量比パラメータとして、当量比を用いた例であるが、本発明の当量比パラメータはこれに限らず、当量比を表すものであればよい。例えば、当量比パラメータとして、空気過剰率λを用いてもよい。
【００９８】
また、各実施形態は、運転状態パラメータとして、エンジン回転数ＮＥ、アクセル開度ＡＰ、新気流量Ｑｉｎ、吸気温ＴＢおよび吸気圧ＰＢを用いた例であるが、本発明の運転状態パラメータはこれに限らず、エンジン３の運転状態を表すものであればよい。例えば、運転状態パラメータとして、エンジン３が過給機付きの場合には、過給圧を用いてもよい。
【００９９】
さらに、各実施形態は、空燃比パラメータとして、検出空燃比ＡＦ＿ＬＡＦを用いた例であるが、本発明の空燃比パラメータはこれに限らず、排気系の排ガスの空燃比を表すものであればよい。例えば、空燃比パラメータとして、排ガス中の酸素濃度を用いてもよい。
【０１００】
一方、各実施形態は、排ガス流速パラメータとして、新気量ＱＡＩＲを用いた例であるが、本発明の排ガス流速パラメータはこれに限らず、排ガスの流速を表すものであればよい。例えば、排ガス流速パラメータとして、排ガスの流速自体を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１０１】
１  燃料噴射制御装置
２  ＥＣＵ（当量比パラメータ算出手段、ＥＧＲ率算出手段、補正後ＥＧＲ率算出手        段、運転状態パラメータ検出手段、過渡運転状態判定手段、燃料噴射制御手段、        空燃比パラメータ検出手段、新気量検出手段、燃料噴射量算出手段、排ガス流速        パラメータ検出手段）
３  内燃機関
３ａ  気筒
５  吸気通路（吸気系）
７  排気通路（排気系）
８  ＥＧＲ装置
２０  クランク角センサ（運転状態パラメータ検出手段、排ガス流速パラメータ検出手        段）
２１  エアフローセンサ（運転状態パラメータ検出手段、新気量検出手段、排ガス流速        パラメータ検出手段）
２２  ＬＡＦセンサ（空燃比パラメータ検出手段）
２４  吸気圧センサ（運転状態パラメータ検出手段）
２５  吸気温センサ（運転状態パラメータ検出手段）
２６  アクセル開度センサ（運転状態パラメータ検出手段）
ＮＥ  エンジン回転数（運転状態パラメータ）
Ｑｉｎ  新気流量（運転状態パラメータ）
ＰＢ  吸気圧（運転状態パラメータ）
ＴＢ  吸気温（運転状態パラメータ）
ＡＰ  アクセル開度（運転状態パラメータ）
φ１  第１当量比（当量比パラメータ、第１当量比パラメータ）
φ２  第２当量比（当量比パラメータ、第２当量比パラメータ）
φｗｍ  平均当量比（当量比パラメータ）
ＲＥＧＲ  ＥＧＲ率
ＲＥＧＲ＿Ｆ  補正後ＥＧＲ率
ＡＦ＿ＬＡＦ  検出空燃比（空燃比パラメータ）
ＱＡＩＲ  新気量（排ガス流速パラメータ）
ＱＲＥＦ  所定の判定値
ＱＩＮＪ  燃料噴射量
ＡＦ＿ＳＴＯ  理論空燃比
Ｋｗｍ  重み係数（重み）
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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