(57)【要約】【課題】内燃機関の運転状態等に応じて変化する排気圧を適正に推定する。【解決手段】エンジン１０の吸気管１１にはインジェクタ１３が設けられ、排気管１５にはＡ／Ｆセンサ１６が設けられている。ＥＣＵ４０は、エンジン運転状態に基づいて燃料噴射量を制御する。また、ＥＣＵ４０は、エアフローメータ３２による検出空気量とその時の燃料噴射量とに基づいて、燃焼に供されたガスの空燃比を推定する。更に、ＥＣＵ４０は、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出し、該変化割合に基づいて排気圧を推定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に取り付けられ、排気を検出対象として特定成分の濃度に対応した出力を発生する空燃比センサと、
吸気通路を介して吸入される空気量を検出する空気量検出手段と、
内燃機関の運転状態に基づいて燃料供給量を制御する燃料量制御手段と、
前記空気量検出手段による検出空気量と前記燃料量制御手段による燃料供給量とに基づいて、燃焼に供されたガスの空燃比を推定する空燃比推定手段と、
前記空燃比推定手段による推定空燃比と前記空燃比センサの出力とに基づいて、空燃比に対するセンサ出力の変化割合を算出する変化割合算出手段と、
前記変化割合に基づいて排気圧を推定する排気圧推定手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項２】
前記変化割合算出手段は、複数のタイミングで互いに異なる複数の推定空燃比とそれら各々に対応する空燃比センサ出力とを取得し、それら取得データに基づいて空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出する請求項１に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項３】
空燃比を強制的に増加又は減少させるための空燃比変更手段を備え、
前記変化割合算出手段は、前記空燃比変更手段による空燃比の増減時において前記複数の推定空燃比とそれら各々に対応する空燃比センサ出力とを取得し、その複数の取得データに基づいて空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出する請求項２に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項４】
前記空燃比変更手段は、燃料供給量を所定幅で増減させることにより空燃比を増減させる請求項３に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項５】
その都度の空燃比を目標空燃比に一致させるよう燃料供給量又は吸入空気量をフィードバック制御する内燃機関制御システムに適用され、前記空燃比変更手段は、前記目標空燃比を所定幅で増減させることにより空燃比を増減させる請求項３に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項６】
前記空燃比変更手段は、内燃機関への吸入空気量を所定幅で増減させることにより空燃比を増減させる請求項３に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項７】
排気圧が大気圧とほぼ等しくなる内燃機関の運転状態下で前記排気圧推定手段により推定した排気圧を基に大気圧を算出する請求項１乃至６の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項８】
排気圧が既知の圧力となる状態において、前記変化割合算出手段により算出した変化割合と前記既知の排気圧に対応するよう予め規定した当該変化割合の基準値との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出するパラメータ校正手段を備えた請求項１乃至７の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項９】
大気圧を検出する大気圧検出手段を備え、前記パラメータ校正手段は、排気圧が大気圧となる内燃機関の運転状態下で、前記変化割合算出手段により算出した変化割合と前記大気圧検出手段による大気圧検出値に対応する変化割合基準値との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出する請求項８に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１０】
排気圧が既知の圧力となる状態において、前記排気圧推定手段による排気圧の推定値と前記既知の排気圧との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出するパラメータ校正手段を備えた請求項１乃至７の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１１】
大気圧を検出する大気圧検出手段を備え、前記パラメータ校正手段は、排気圧が大気圧となる内燃機関の運転状態下で、前記排気圧推定手段による排気圧の推定値と前記大気圧検出手段による大気圧検出値との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出する請求項１０に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１２】
前記内燃機関がアイドル運転状態である時に、排気圧が大気圧となる運転状態であると判定する請求項９又は１１に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１３】
吸気通路内の圧力を検出するための吸気圧力センサを備え、前記大気圧検出手段は、内燃機関の特定運転状態における前記吸気圧力センサの検出値を基に大気圧を検出する請求項９，１１又は１２に記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１４】
前記大気圧検出手段による大気圧の検出値を一旦記憶保持する構成において、前記パラメータ校正手段は、大気圧検出値の記憶後の車両走行距離が所定値以内であること、又は大気圧検出値の記憶後の経過時間が所定時間以内であることを条件に、前記補正パラメータの算出を許可する請求項９，１１乃至１３の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１５】
前記空燃比センサの出力の変動量が規定範囲外となる場合、前記パラメータ校正手段による補正パラメータの算出を禁止する請求項８乃至１４の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１６】
前記パラメータ校正手段による補正パラメータの算出を行った時と同様の機関運転状態で前記排気圧推定手段による排気圧の推定を実行する請求項８乃至１５の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１７】
前記空燃比推定手段は、前記空気量検出手段による検出空気量と前記燃料量制御手段による燃料供給量とから算出した空燃比に対し、内燃機関への燃料供給が行われてからそれに対応する排気系での空燃比変化が現れるまでの遅れに相当する遅れ補正を実施して空燃比推定を実施する請求項１乃至１６の何れかに記載の内燃機関の排気圧推定装置。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れかに記載の排気圧推定装置と、内燃機関の排気を吸気系に再循環するＥＧＲ手段と、該ＥＧＲ手段によるＥＧＲ流量を推定するＥＧＲ流量推定手段とを具備した内燃機関制御システムにおいて、
前記排気圧推定手段による排気圧の推定値に基づいて、前記ＥＧＲ流量推定手段によるＥＧＲ流量の推定値を補正する手段を備えたことを特徴とする内燃機関制御システム。
【請求項１９】
請求項１乃至１７の何れかに記載の排気圧推定装置と、内燃機関の排気を吸気系に再循環するＥＧＲ手段と、所望とするＥＧＲ率を維持すべくＥＧＲ手段に設けたＥＧＲ弁の開度を制御するＥＧＲ開度制御手段とを具備した内燃機関制御システムにおいて、
前記排気圧推定手段による排気圧の推定値に基づいて、前記ＥＧＲ弁の開度を補正する手段を備えたことを特徴とする内燃機関制御システム。
【請求項２０】
請求項１乃至１７の何れかに記載の排気圧推定装置と、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置の上流に二次エアを供給する二次エア供給手段とを具備した内燃機関制御システムに適用され、
前記排気圧推定手段による排気圧の推定値に基づいて、前記二次エア供給手段を構成する二次エアバルブの開度を補正する手段を備えたことを特徴とする内燃機関制御システム。
【請求項２１】
請求項１乃至１７の何れかに記載の排気圧推定装置と、内燃機関の排気系に設けられた排気浄化装置の上流に二次エアを供給する二次エア供給手段とを具備した内燃機関制御システムに適用され、
二次エア供給時において、前記排気圧推定手段による排気圧の推定値に基づいて、前記二次エア供給手段の異常を検出する手段を備えたことを特徴とする内燃機関制御システム。
【請求項２２】
請求項１乃至１７の何れかに記載の排気圧推定装置と、前記内燃機関の排気系に設けた排気圧センサと、前記排気圧推定手段による排気圧推定値と前記排気圧センサによる排気圧検出値との比較により前記空燃比センサ又は前記排気圧センサの異常を検出する異常検出手段とを備えたことを特徴とする内燃機関制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気圧推定装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の従来技術として、例えば特許文献１では、排気中の有害物質の低減効果を高めるべく排気流動状態を制御する排気制御手段（触媒下流側に設けた密閉型開閉弁）を設けた構成において、内燃機関の排気管に設けた排気センサの出力に基づいて排気圧を推定すると共に、この推定結果に基づいて排気制御手段の異常を検出するようにしている。すなわち、排気空燃比と密閉型開閉弁の開閉状態とに対応するセンサ出力の規定値を実験等により予め求めておき、センサ出力が規定値になっているか否かにより、密閉型開閉弁の異常検出を行うようにしている。例えば、排気空燃比が所定のリッチ状態であって且つ密閉型開閉弁が閉状態である場合には排気圧は予め定めた所定の高圧に達している筈であることから、その時のセンサ出力が所定の判定値未満であれば、密閉型開閉弁が故障していると判定する。
【０００３】
しかしながら、上記特許文献１は、その都度の排気空燃比や密閉型開閉弁の開閉状態を前提として、その時本来のセンサ出力が得られるかどうかにより密閉型開閉弁の異常を検出することを目的とする技術であった。つまり、内燃機関の運転状態等に応じて排気圧が変化する場合にその排気圧を推定することは目的でなく、時々刻々変化する排気圧を適正に求めることの手法等は何ら開示されていない。従って、機関運転状態等に応じて変化する排気圧をその都度適切に推定することは不可能であった。
【特許文献１】特開２００２−２５６９５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、内燃機関の運転状態等に応じて変化する排気圧を適正に推定することができる内燃機関の排気圧推定装置を提供することを主たる目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明では、空気量検出手段による検出空気量と燃料量制御手段による燃料供給量とに基づいて、燃焼に供されたガスの空燃比を推定すると共に、その推定空燃比と前記空燃比センサの出力とに基づいて、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出する。そして、前記変化割合に基づいて排気圧を推定する。要するに、空燃比センサの出力は、空燃比センサ周囲の排気成分（実空燃比）に対して所定の変化割合で変化するが、当該変化割合は、空燃比センサの周囲圧力である排気圧に応じて変化する。それ故に、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を求めることにより、排気圧の推定が可能となる。この場合、内燃機関の運転状態等に応じて排気圧が時々刻々変化してもその排気圧を適正に推定することができる。なお、「空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合」は、図３に示すλ−素子電流特性で言えば、当該特性の傾きに相当する。
【０００６】
空燃比センサは、一般に排気中の酸素濃度に応じて出力を発生するものであり、理論空燃比（ストイキ）では酸素濃度＝０％となるためセンサ出力＝０となると考えられる。この場合、ストイキでセンサ出力＝０であると仮定すると、他の１点で推定空燃比と空燃比センサ出力とを取得すれば空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合の算出が可能となる。但し現実には、各コンポーネントの特性ばらつき等によりストイキにおいてセンサ出力＝０とならない。そこで、複数のタイミングで互いに異なる複数の推定空燃比とそれら各々に対応する空燃比センサ出力とを取得し、それら取得データに基づいて空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出すると良い。これにより、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合が精度良く算出でき、ひいては排気圧の推定精度が向上する。
【０００７】
通常の内燃機関の運転時には、空燃比は安定しておりさほど変化しないと考えられる。例えばストイキフィードバック制御が行われる場合は、空燃比＝ストイキで殆ど変化しない。従って、空燃比を強制的に増加又は減少させる手段を追加して、該空燃比の増減時において複数の推定空燃比とそれら各々に対応する空燃比センサ出力とを取得し、その複数の取得データに基づいて空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出するよう構成すると良い。これにより、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を好適に算出できる。
【０００８】
空燃比を強制的に増減させるための空燃比変更手段として、次の（１）〜（３）の構成が考えられる。
（１）燃料供給量を所定幅で増減させることにより空燃比を増減させる。
（２）その都度の空燃比を目標空燃比に一致させるよう燃料供給量又は吸入空気量をフィードバック制御する内燃機関制御システムにおいて、目標空燃比を所定幅で増減させることにより空燃比を増減させる。
（３）内燃機関への吸入空気量を所定幅で増減させることにより空燃比を増減させる。
【０００９】
上記の各構成のうち、（２）によれば特に、空燃比フィードバック制御を継続したまま空燃比を強制的に増減させることができる。つまり、空燃比フィードバック制御を実施する構成では、空燃比を強制的に増減させるべく燃料供給量を増減しても、その燃料供給量の増減が空燃比フィードバックで吸収されてしまい、所望とする空燃比の変動を得るには空燃比フィードバックを中断させる必要が生じる。これに対し、上記（２）によれば空燃比フィードバックの中断が強いられないというメリットがある。一方で、希薄燃焼（リーンバーン）が行われる内燃機関や成層燃焼が行われる筒内噴射式内燃機関などでは、内燃機関への燃料供給量（噴射量）を変化させるとトルク段差が生じるおそれがあるため空気量を変化させた方が良いと考えられる。
【００１０】
例えば、内燃機関がアイドル運転状態である時には、排気管に設置した触媒での圧損が最小になり、排気圧が概ね大気圧に一致する。それ故に、排気圧が大気圧とほぼ等しくなる内燃機関の運転状態下（例えばアイドル状態）で排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）を基に大気圧を算出することが可能となる。これにより、仮に車両走行に伴い高度が相違し大気圧が変化したとしてもその都度の大気圧を求めることができる。
【００１１】
空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合（変化割合算出手段の算出値）と排気圧との関係は、空燃比センサや各コンポーネントの特性ばらつき等により崩れる場合があると考えられる。そこで、空燃比センサや各コンポーネントの特性ばらつき等に追従させるべく、排気圧推定に用いる補正パラメータを適時更新すると良い。
【００１２】
具体的には、排気圧が既知の圧力となる状態において、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合（変化割合算出手段により算出した変化割合）と前記既知の排気圧に対応するよう予め規定した当該変化割合の基準値との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出すると良い。又は、排気圧が既知の圧力となる状態において、前記変化割合に基づいて推定した排気圧（排気圧推定手段により推定した排気圧）と前記既知の排気圧との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出すると良い。つまり、排気圧が既知の圧力となる状態では、空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合（変化割合算出手段により算出した変化割合）と基準値との直接比較、又は排気圧推定値と既知の排気圧（例えば大気圧）との直接比較が可能となり、補正パラメータが比較的容易に算出できる。このとき、補正パラメータを用いて排気圧を推定することにより、その推定精度が向上する。
【００１３】
かかる場合において、前述したように空燃比を強制的に増減させると良く、該空燃比の増減時において複数の推定空燃比とそれら各々に対応する空燃比センサ出力とを取得し、当該取得データを基に空燃比に対する空燃比センサ出力の変化割合を算出する。そして、排気圧が既知の圧力となる状態において、前記変化割合の算出値（変化割合算出手段により算出した変化割合）と既知の排気圧に対応するよう予め規定した当該変化割合の基準値との比較により、或いは排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）と既知の排気圧との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出すると良い。こうして空燃比を強制的に増減させることにより、補正パラメータの算出機会を確実に得ることができ、補正パラメータの算出が好適に実施できる。
【００１４】
排気圧が既知の圧力となる状態として、排気圧が大気圧となる状態が想定できる。この場合、排気圧が大気圧となる内燃機関の運転状態下で、前記変化割合算出手段により算出した変化割合と大気圧検出手段による大気圧検出値に対応する変化割合基準値との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出すると良い。又は、排気圧が大気圧となる内燃機関の運転状態下で、前記排気圧推定手段による排気圧の推定値と大気圧検出手段による大気圧検出値との比較により、排気圧推定に用いる補正パラメータを算出すると良い。
【００１５】
内燃機関がアイドル運転状態である時には、排気管に設置した触媒での圧損が最小になり、排気圧が概ね大気圧に一致する。よって、内燃機関のアイドル時において、排気圧が大気圧になる運転状態であると判定すると良い。
【００１６】
また、内燃機関の特定運転状態において、吸気圧力センサの検出値を基に大気圧を検出すると良い。これにより、大気圧センサを備えていないシステムであっても、補正パラメータの算出が可能となる。内燃機関の特定運転状態としては、内燃機関が回転停止している状態（始動前状態）や、吸気通路に設けたスロットルバルブが全開となっている状態などが考えられる。
【００１７】
大気圧検出手段による大気圧の検出値を一旦記憶保持する構成では、大気圧検出値の記憶後に車両が山道などを走行して大気圧が変化したり、車両走行しなくても気候変化などにより大気圧が変化したりすると、現実の大気圧と大気圧記憶値とが相違し、補正パラメータの算出精度が低下する。それ故に、大気圧検出値の記憶後の車両走行距離が所定値以内であること、又は大気圧検出値の記憶後の経過時間が所定時間以内であることを条件に、補正パラメータの算出を許可すると良い。これにより、補正パラメータの算出精度が維持できる。
【００１８】
空燃比センサ出力が不安定な場合には補正パラメータが誤って算出される可能性がある。それ故に、空燃比センサ出力の変動量が規定範囲外となる場合に前記パラメータ校正手段による補正パラメータの算出を禁止すると良い。
【００１９】
また、補正パラメータの算出を行った時と同様の機関運転状態で排気圧の推定を実行すると良い。これにより、機関運転状態毎に特定のエラー要因（例えば、吸気配管における継ぎ目等での空気の流出入など）が生じるとしても、そのエラー要因がキャンセルできる。従って、同じ運転状態で補正パラメータの算出後、どれだけ排気圧が変化したかを把握することができる。例えば、排気圧＝大気圧となる機関運転状態で補正パラメータの算出と排気圧の推定とを実施する場合には、大気圧がどれだけ変化したかを把握することができる。
【００２０】
内燃機関の燃料供給が行われてからそれに対応する排気系での空燃比変化が現れるまでには遅れが存在する。それ故、空気量検出手段による検出空気量と燃料量制御手段による燃料供給量とから算出した空燃比に対し、内燃機関への燃料供給が行われてからそれに対応する排気系での空燃比変化が現れるまでの遅れに相当する遅れ補正を実施して空燃比推定を実施すると良い。これにより、推定空燃比と空燃比センサ出力との変化位相を合わせることができ、排気圧推定の精度が向上する。
【００２１】
上記の如く求めた排気圧の推定値は以下のように活用することが可能である。例えば、ＥＧＲ手段を備えた内燃機関において、ＥＧＲ手段によるＥＧＲ流量を推定する場合に、排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）に基づいてＥＧＲ流量の推定値を補正したり、所望とするＥＧＲ率を維持すべくＥＧＲ弁の開度を制御する場合に、排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正したりすると良い。ＥＧＲ流量は排気圧によって変化するが、排気圧の変化に関係なくＥＧＲ流量が精度良く算出できる。また、排気圧に応じてＥＧＲ弁の開度を制御することにより、適正なＥＧＲ制御が可能となり、排気圧に関係なく所望とするＥＧＲ率を維持することができる。
【００２２】
また、二次エア供給手段を具備した内燃機関において、排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）に基づいて、二次エア供給手段を構成する二次エアバルブの開度を補正すると良い。二次エア流量は排気圧によって変化するが、排気圧に応じて二次エアバルブの開度を制御することにより、適正量の二次エアを排気系に供給することができる。
【００２３】
また、二次エア供給時において、排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）に基づいて、二次エア供給手段の異常を検出すると良い。例えば、二次エア供給を実施しているにもかかわらず、排気圧の推定値が上昇しなければ、二次エアポンプや弁部材等の二次エア供給手段が故障していると判定する。
【００２４】
また、内燃機関の排気系に排気圧センサを設けたシステムでは、排気圧の推定値（排気圧推定手段により推定した排気圧）と排気圧センサによる排気圧検出値との比較により空燃比センサ又は排気圧センサの異常を検出すると良い。またこの場合、通常時は排気圧センサの検出結果を基に排気圧を求め、排気圧センサの異常発生時において排気圧推定値を代用する構成としても良い。これにより、基本として排気圧センサの検出結果を用いる構成において、排気圧センサ異常時にも排気圧を知ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。図１は、エンジン制御システムの概要を示す構成図である。図１において、エンジン１０は多気筒ガソリンエンジンであり、吸気管１１にはスロットルバルブ１２が設けられ、その下流側の吸気ポート近傍にはインジェクタ１３が設けられている。インジェクタ１３から燃料が噴射されるとその噴射燃料と空気とにより混合気が形成され、該混合気がエンジン燃焼室にて燃焼に供された後、排気が排気管１５に排出される。排気管１５には、空燃比を検出するためのＡ／Ｆセンサ１６が配設されている。また、ＥＧＲ手段として、吸気管１１と排気管１５との間とを接続するようにしてＥＧＲ通路１７が設けられており、そのＥＧＲ通路１７の途中にＥＧＲ弁１８が設けられている。
【００２６】
ここで、Ａ／Ｆセンサ１６の構成を図２を用いて説明する。本Ａ／Ｆセンサ１６は積層型構造のセンサ素子を有するものであり、図２にはセンサ素子の断面構成を示す。実際には当該センサ素子は図２の紙面直交方向に延びる長尺状をなし、素子全体がハウジングや素子カバー内に収容される構成となっている。
【００２７】
Ａ／Ｆセンサ１６（センサ素子）は、固体電解質層２１、拡散抵抗層２２、遮蔽層２３及び絶縁層２４を有し、これらが図の上下に積層されて構成されている。長方形板状の固体電解質層２１は部分安定化ジルコニア製のシートであり、その固体電解質層２１を挟んで上下一対の電極２５，２６が対向配置されている。電極２５，２６は白金Ｐｔ等により形成されている。拡散抵抗層２２は電極２５へ排気を導入するための多孔質シートからなり、遮蔽層２３は排気の透過を抑制するための緻密層からなる。これら各層２２，２３は何れもアルミナ、ジルコニア等のセラミックスをシート成形法等により成形したものであるが、ポロシティの平均孔径及び気孔率の違いによりガス透過率が相違するものとなっている。
【００２８】
絶縁層２４はアルミナ、ジルコニア等のセラミックスからなり、電極２６に対面する部位には大気ダクト２７が形成されている。また、同絶縁層２４には白金Ｐｔ等により形成されたヒータ２８が埋設されている。ヒータ２８は、バッテリ電源からの通電により発熱する線状の発熱体よりなり、その発熱により素子全体を加熱する。ヒータ２８は、絶縁層２４に埋設される構成（センサ素子に内蔵される構成）以外に、センサ素子に外付けされる構成であっても良い。
【００２９】
上記Ａ／Ｆセンサ１６において、その周囲の排気は拡散抵抗層２２の側方部位から導入されて拡散層側電極２５に達する。排気がリーン雰囲気の場合、排気中の酸素は電極２５，２６間の電圧印加により拡散層側電極２５で分解され、イオン化されて固体電解質層２１を通過した後、大気側電極２６より大気ダクト２７に排出される。このとき、大気側電極２６→拡散層側電極２５の向きに素子電流が流れる。また、排気がリッチ雰囲気の場合、逆に大気ダクト２７内の酸素が大気側電極２６で分解され、イオン化されて固体電解質層２１を通過した後、拡散層側電極２５より排出される。そして、排気中のＨＣやＣＯ等の未燃成分と触媒反応する。このとき、拡散層側電極２５→大気側電極２６の向きに素子電流が流れる。
【００３０】
ＥＣＵ（電子制御ユニット）４０は、周知の通りＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、該ＥＣＵ４０には前記Ａ／Ｆセンサ１６やその他、エンジン回転数を検出するための回転数センサ３１、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ（空気量検出手段）３２、吸気管内圧力を検出するための吸気管圧力センサ３３、吸気温度を検出するための吸気温センサ３４、エンジン冷却水の温度を検出するための水温センサ３５など、各種センサの検出信号等が入力される。ＥＣＵ４０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、その都度のエンジン運転状態に応じてエンジン１０の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ４０は、随時入力される各種の検出信号に基づいて燃料噴射量、点火時期等を演算し、それを基にインジェクタ１３、点火装置等の駆動を制御する。特に燃料噴射制御に関しては、Ａ／Ｆセンサ１６に流れる素子電流（センサ出力）に基づいて空燃比を検出すると共にその検出空燃比が目標空燃比に一致するよう燃料噴射量をフィードバック制御するようにしている。
【００３１】
ところで、Ａ／Ｆセンサ１６に流れる素子電流と実際の空燃比（実λ）とは基本的に図３の関係にあり、基準特性（実線）として示すように実λ＝１．０（ストイキ）では素子電流＝０Ａとなり、実λがリーンになるほど素子電流が大きくなる。但しこの場合、排気圧が変化すると同一の空燃比であっても素子電流が大小変化し、λ−素子電流特性の傾きが変化する。すなわち、図３に示すλ−素子電流特性の傾きは、実λの変化に対する素子電流の変化割合であり、この変化割合が排気圧に応じて変化する。これは、排気圧が大きくなると排気成分の拡散速度が大きくなるため、空燃比リーン時には素子電流が正側に増加し、空燃比リッチ時には素子電流が負側に増加するためであると考えられる。かかる場合、排気圧が大きいとλ−素子電流特性の傾きが増大し、排気圧が小さいと同傾きが減少することとなる。
【００３２】
本実施の形態では、排気圧に応じてλ−素子電流特性の傾きが変化することに着目し、逆にλ−素子電流特性の傾きを求めることによりその都度の排気圧を推定する。すなわち、エアフローメータ３２により検出した吸入空気量とその都度の燃料噴射量とから実際に燃焼に供されたガスのλ値（＝吸入空気量／燃料噴射量）を推定すると共に、同じタイミングでＡ／Ｆセンサ１６の素子電流を計測する。なおこのとき、燃料噴射量が変化してから、排気管１５でのλ変化が現れるまでにはむだ時間と遅れが存在する。従って、前記λ値（＝吸入空気量／燃料噴射量）に対して遅れ補正を実施し、その値を推定λとしている。そして、推定λと素子電流の計測値とからλ−素子電流特性の傾きを算出し、更にその傾きから排気圧を推定する。
【００３３】
但し、実際のシステムでは、センサばらつきや各コンポーネントの特性ばらつきなどに起因して、推定λ＝１．０（ストイキ）であっても必ずしも素子電流＝０Ａとならないと考えられる。例えば、エアフローメータ３２の検出誤差やエアフローメータ下流側の吸気管の継ぎ目等で空気流入又は流出が生じていると、推定λ≠実λとなる。すなわち、推定λ（演算値）＝１．０であっても実λが１．０とならず、その結果素子電流≠０Ａとなる。それ故に、図４のように横軸を推定λとすると、図示のような特性ばらつきが生じる（図４の特性Ａ，Ｂとなる）。
【００３４】
この場合、図３に示すように、推定λ＝実λであって、推定λ＝１．０（ストイキ）で素子電流＝０Ａとなることを想定した場合とは異なり、１点の空燃比（ストイキ以外の空燃比）で推定λとセンサ素子電流とを求めるだけではλ−素子電流特性の傾きを求めることができない。そのため、互いに異なる複数の空燃比で推定λとセンサ素子電流とを求め、その複数の推定λとセンサ素子電流とからλ−素子電流特性の傾きを求めることとしている。例えば、２点の空燃比での計測結果からλ−素子電流特性の傾きを求める場合には、それら２点間のλ変化量Δλと素子電流変化量ΔＩとの比により傾きを求める。また、３点以上の空燃比での計測結果からλ−素子電流特性の傾きを求める場合には、最小２乗法等を用いて傾きを求める。当然ながら、推定λ及び素子電流の計測点が多いほど傾き演算の精度が高められる。但し、λ−素子電流特性は、厳密には全領域で直線となるものではない。そのため、リニアにならない領域でのλ値を用いる制御システムの場合には、最小２乗法での近似ではなく、曲線近似すると良い。これにより、λ−素子電流特性の傾きを高精度に求めることができる。
【００３５】
具体的には、図５に示すように、例えば推定λがλ１，λ２，λ３となる時のセンサ素子電流を計測すると共に、各計測点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３のデータ（推定λ、素子電流）を基に、λ−素子電流特性の傾きを算出する。
【００３６】
また本実施の形態では、その都度のλ−素子電流特性の傾きが基本特性からどの程度外れているかを補正係数Ｃ（補正パラメータ）として求めることとしており、この補正係数Ｃを算出すべくパラメータ校正処理を実行する。ここでは、排気圧が既知の状態において算出したλ−素子電流特性の傾きと、既知の排気圧に対応するよう予め規定した前記傾きの基準値とを比較して補正係数Ｃを算出する。具体的には、エンジン１０のアイドル運転状態やスロットルバルブの全開時など排気圧＝大気圧となる状態でλ−素子電流特性の傾きＫ１を算出すると共に、排気圧＝大気圧とした時のλ−素子電流特性の傾き基準値Ｋbaseを算出し、Ｋ１／Ｋbaseにより補正係数Ｃを算出する。
【００３７】
なお、λ−素子電流特性の傾きと排気圧との関係は例えば図６のように定義されており、その関係を示すテーブルデータがＥＣＵ４０のＲＯＭ内に格納されている。
【００３８】
次に、ＥＣＵ４０により実行される排気圧推定に関する処理プログラムを図７〜図１１のフローチャートを基に説明する。図７は大気圧記憶処理を示すフローチャート、図８，図９はパラメータ校正処理を示すフローチャート、図１０，図１１は排気圧推定処理を示すフローチャートである。
【００３９】
さて、イグニッションスイッチ（以下、ＩＧスイッチともいう）のＯＮ操作に伴うＥＣＵ４０への電源投入時には図７の処理が起動され、この処理において、吸気管圧力センサ３３により大気圧が検出され、その検出値がＲＡＭ等に記憶保持される。但し図７の処理はスタータ始動前に行われる。
【００４０】
図７において、先ずステップＳ１０１〜Ｓ１０３では、大気圧の記憶条件を判定する。すなわち、ステップＳ１０１では、吸気管圧力センサ３３が正常であるか否かを判別する。ステップＳ１０２では、バッテリ電圧が所定範囲内にあるか否かを判別する。ステップＳ１０３では、吸気管圧力センサ３３の電圧変動が所定値未満であるか否かを判別する。ステップＳ１０１〜Ｓ１０３の何れかがＮＯの場合、ステップＳ１０４に進み、大気圧記憶値としてバックアップ値を設定する。続くステップＳ１０５では、大気圧記憶済みフラグを０とする。
【００４１】
また、ステップＳ１０１〜Ｓ１０３が全てＹＥＳの場合、吸気管圧力センサ３３により正常に吸気管圧力（ここでは大気圧）が検出できるとして大気圧検出を実施する。すなわち、ステップＳ１０６では、吸気管圧力センサ３３により検出した吸気管圧力をＭ回サンプリングし、その平均値を大気圧として記憶する。ステップＳ１０７では、大気圧記憶後の走行距離を計測するための走行距離カウンタをリセットする。ステップＳ１０８では、大気圧記憶後の経過時間を計測するための経過時間カウンタをリセットする。ステップＳ１０９では、大気圧記憶済みフラグを１とする。
【００４２】
なお、走行距離カウンタは、ＩＧスイッチ＝ＯＮ状態での定時演算処理において車速の積分により更新される。また、経過時間カウンタは、同定時演算処理において逐次カウントアップされる。
【００４３】
また、図８，図９に示すパラメータ校正処理はＥＣＵ４０により所定時間毎に繰り返し実行される。先ずステップＳ２０１〜Ｓ２０８では、パラメータ校正の実行条件を判定する。すなわち、
・ステップＳ２０１では、パラメータ校正が実施／未実施の何れであるかを表す校正済みフラグが０（校正未実施）であるか否かを判別する。
・ステップＳ２０２では、大気圧記憶済みフラグが１であるか否かを判別する。
・ステップＳ２０３では、大気圧記憶後の走行距離カウンタが所定値未満であるか否かを判別する。所定値は例えば数ｋｍ程度である。
・ステップＳ２０４では、大気圧記憶後の経過時間カウンタが所定値未満であるか否かを判別する。所定値は例えば数１０分程度である。
・ステップＳ２０５では、今現在アイドル運転状態であるか否かを判別する。
・ステップＳ２０６では、Ａ／Ｆセンサ１６が活性済みであるか否かを判別する。
・ステップＳ２０７では、センサ素子電流の変動量が所定範囲内あるか否かを判別する。
・ステップＳ２０８では、エンジン始動後、所定時間が経過したか否かを判別する。
【００４４】
ステップＳ２０１〜Ｓ２０８の何れかがＮＯの場合、ステップＳ２０９に進み、空燃比を強制的に変更するための各パラメータを初期化する。すなわち、目標λステップ後時間、目標λステップ回数、目標λシフト量をそれぞれ０とし、その後本処理を終了する。
【００４５】
また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０８が全てＹＥＳの場合、図９のステップＳ２１０に進み、空燃比を強制的に変更するための空燃比変更処理を実行する。この空燃比変更処理では、目標λ（目標空燃比）を所定幅ずつ多段階でリーン側に変化させ、その空燃比変化時において燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流の各データを記憶するようにしている。
【００４６】
詳細には、ステップＳ２１０では、目標λステップ回数が所定値Ｎ以上であるか否かを判別する。そして、ＮＯであればステップＳ２１１に進み、目標λステップ後時間が所定値以上であるか否かを判別する。ステップＳ２１１がＮＯの場合、ステップＳ２１２に進み、目標λステップ後時間をインクリメントする。また、ステップＳ２１１がＹＥＳの場合、ステップＳ２１３に進み、その時の燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流の各データをＲＡＭに記憶する。また、続くステップＳ２１４では、空燃比フィードバック制御における目標λに加算するための目標λシフト量の前回値に所定のステップ量Δλを加算し、目標λシフト量の今回値を算出する。更に、ステップＳ２１５では目標λステップ後時間を０にクリアし、ステップＳ２１６では目標λステップ回数をインクリメントする。
【００４７】
そして、ステップＳ２１０がＹＥＳになると、ステップＳ２１７では、前記ステップＳ２１３で記憶したＮ回分の各データ（燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流）を用いて、最小２乗法等によりλ−素子電流特性の傾きＫ１を算出する。なおこのとき、燃料噴射量と吸入空気量との商（＝吸入空気量／燃料噴射量）が算出されると共に、その商に対して、燃料噴射から排気空燃比が変化するまでの遅れに相当する遅れ補正が施されることで推定λが算出される。そして、推定λとセンサ素子電流との関係から傾きＫ１が算出される。
【００４８】
その後、ステップＳ２１８では、前記図７の処理で記憶した大気圧を用い、その大気圧に対応するλ−素子電流特性の傾き基準値Ｋbaseを算出する。このとき、前記図６の関係（テーブルデータ）を用い、排気圧＝大気圧記憶値とした時のλ−素子電流特性の傾きが傾き基準値Ｋbaseとして算出される。続くステップＳ２１９では、λ−素子電流特性の傾きデータＫ１，Ｋbaseに基づいて補正係数Ｃを算出する（Ｃ＝Ｋ１／Ｋbase）。その後、ステップＳ２２０では、校正済みフラグに１をセットし、続くステップＳ２２１では、目標λシフト量を０とする。なお、前記算出した補正係数Ｃは、スタンバイＲＡＭ等のバックアップメモリに記憶保持されると良い。
【００４９】
また、図１０，図１１に示す排気圧推定処理はＥＣＵ４０により所定時間毎に繰り返し実行される。先ずステップＳ３０１〜Ｓ３０５では、排気圧推定の実行条件を判定する。すなわち、
・ステップＳ３０１では、校正済みフラグが１（校正完了）であるか否かを判別する。
・ステップＳ３０２では、今現在アイドル運転状態であるか否かを判別する。
・ステップＳ３０３では、Ａ／Ｆセンサ１６が活性済みであるか否かを判別する。
・ステップＳ３０４では、エンジン始動後、所定時間が経過したか否かを判別する。
・ステップＳ３０５では、排気圧の前回推定時から所定時間以上が経過したか否かを判別する。
【００５０】
ステップＳ３０１〜Ｓ３０５の何れかがＮＯの場合、ステップＳ３０６に進み、空燃比を強制的に変更するための各パラメータを初期化する。すなわち、目標λステップ後時間、目標λステップ回数、目標λシフト量をそれぞれ０とし、その後本処理を終了する。
【００５１】
また、ステップＳ３０１〜Ｓ３０５が全てＹＥＳの場合、図１１のステップＳ３０７に進み、空燃比を強制的に変更するための空燃比変更処理を実行する。この空燃比変更処理は、前記図９のステップＳ２１０〜Ｓ２１６の処理と同じ処理であって、目標λ（目標空燃比）を所定幅ずつ多段階でリーン側に変化させ、その空燃比変化時において燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流の各データを記憶するようにしている。
【００５２】
すなわち、ステップＳ３０７では、目標λステップ回数が所定値Ｎ以上であるか否かを判別する。そして、ＮＯであればステップＳ３０８に進み、目標λステップ後時間が所定値以上であるか否かを判別する。ステップＳ３０８がＮＯの場合、ステップＳ３０９に進み、目標λステップ後時間をインクリメントする。また、ステップＳ３０８がＹＥＳの場合、ステップＳ３１０に進み、その時の燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流の各データをＲＡＭに記憶する。また、続くステップＳ３１１では、目標λシフト量の前回値に所定のステップ量Δλを加算し、目標λシフト量の今回値を算出する。更に、ステップＳ３１２では目標λステップ後時間を０にクリアし、ステップＳ３１３では目標λステップ回数をインクリメントする。
【００５３】
そして、ステップＳ３０７がＹＥＳになると、ステップＳ３１４では、前記ステップＳ３１０で記憶したＮ回分の各データ（燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流）を用いて、最小２乗法等によりλ−素子電流特性の傾きＫ２を算出する。なおこのとき、燃料噴射量と吸入空気量との商（＝吸入空気量／燃料噴射量）が算出されると共に、その商に対して、燃料噴射から排気空燃比が変化するまでの遅れに相当する遅れ補正が施されることで推定λが算出される。そして、推定λとセンサ素子電流との関係から傾きＫ２が算出される。
【００５４】
その後、ステップＳ３１５では、ステップＳ３１４で算出したλ−素子電流特性の傾きＫ２を前記パラメータ校正処理で算出した補正係数Ｃにより補正して補正後傾きＫ３を算出する（Ｋ３＝Ｋ２／Ｃ）。このとき、補正後傾きＫ３は基準特性に相当する傾きとなる。そして、ステップＳ３１６では、前記図６の関係（テーブルデータ）を用い、補正後傾きＫ３に基づいて排気圧を算出する。最後に、ステップＳ３１７では、目標λシフト量を０とする。
【００５５】
かかる場合、本排気圧推定処理は、排気圧＝大気圧となるエンジン運転状態下（アイドル状態）で実施されているため、ステップＳ３１６での算出値は実質大気圧となる。つまり、上記排気圧推定処理によれば、その都度の大気圧推定が可能となる。
【００５６】
図１２は、排気圧推定の概要を説明するためのタイムチャートである。
【００５７】
図１２において、ＩＧスイッチのＯＮ操作に伴いタイミングｔ１〜ｔ２の期間では大気圧記憶処理が行われ、タイミングｔ２で大気圧記憶済みフラグに１がセットされる。その後、タイミングｔ３では、スタータモータによるエンジン始動が開始され、それに伴いエンジンが始動する。
【００５８】
その後、タイミングｔ４〜ｔ５の期間では、大気圧記憶済みフラグ＝１であること、アイドル運転状態であること等、パラメータ校正の実行条件が成立することによりパラメータ校正処理が実行される。このとき、目標λが所定時間毎に多段階でリーン側に変更され、その目標λ変更に伴い燃料噴射量が減量補正される。そして、タイミングｔ５では、各段階の目標λでの燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流を基にλ−素子電流特性の傾きＫ１が算出されると共に、傾き基準値Ｋbaseとの比較により補正係数Ｃが算出される。またタイミングｔ５では、校正済みフラグに１がセットされる。
【００５９】
また、タイミングｔ６〜ｔ７の期間では、校正済みフラグ＝１であること、アイドル運転状態であること等、排気圧推定の実行条件が成立することにより排気圧推定処理が実行される。このとき、前記パラメータ校正時と同様に、目標λが所定時間毎に多段階でリーン側に変更され、その目標λ変更に伴い燃料噴射量が減量補正される。そして、タイミングｔ７では、各段階の目標λでの燃料噴射量、吸入空気量及びセンサ素子電流を基にλ−素子電流特性の傾きＫ２が算出されると共に、前記補正係数Ｃにより補正後傾きＫ３が算出され、その補正後傾きＫ３に基づいて排気圧が推定される。
【００６０】
因みに、車両が山道などを走行して高度が上昇すると、大気圧が低下しそれに伴い排気圧も低下する。排気圧が低下すると、λに対する素子電流の変化割合が小さくなる。この場合、空燃比フィードバック制御では、素子電流が所定値になるよう燃料噴射量が調整されるため、排気圧推定時における燃料噴射量の変化（減少分）が高度上昇前に比べて大きくなる（図１２に一点鎖線で示す「高地」部分参照）。
【００６１】
上記の如く求めた排気圧の推定値に基づいてＥＧＲ流量の推定値を補正すると良い。具体的には、図１３のブロック図に示すように、ＥＧＲ量推定手段６１は、エンジン運転状態等に基づいてＥＧＲ量推定値を算出し、圧力補正係数算出手段６２は、排気圧推定値に基づいて圧力補正係数を算出する。このとき、例えば図１４の関係を用い、排気圧推定値が低いほど小さくなり、排気圧推定値が高いほど大きくなるよう圧力補正係数を算出する。そして、ＥＧＲ量推定値と圧力補正係数との乗算により最終のＥＧＲ量推定値を算出する。
【００６２】
つまり、ＥＧＲ量は排気圧によって変化するが、該ＥＧＲ量を排気圧推定値に基づいて補正することにより、ＥＧＲ量が正確に求められる。
【００６３】
また、所望とするＥＧＲ率を維持すべくＥＧＲ弁の開度を制御する構成において、排気圧の推定値に基づいてＥＧＲ弁の開度を補正するようにしても良い。これにより、排気圧が変化しても、所望とするＥＧＲ率を維持することができる。
【００６４】
その他、二次エア供給手段を具備したエンジンにおいて、排気圧の推定値に基づいて二次エアバルブの開度を補正するようにしても良い。二次エア供給手段の詳細な構成の図示は省略するが、簡単に説明すると、排気管１５において触媒装置よりも上流側に二次エア配管が接続され、その二次エア配管に二次エアバルブ（弁部材）と二次エアポンプとが配設されている。そして、二次エアバルブの開度調整により二次エア流量が調整される。この場合、二次エア流量は排気圧によって変化するが、排気圧に応じて二次エアバルブの開度を制御することにより、適正量の二次エアが排気系に供給される。
【００６５】
また、二次エア供給時において、排気圧の推定値に基づいて、二次エア供給手段の異常を検出すると良い。例えば、二次エア供給を実施しているにもかかわらず、排気圧の推定値が上昇しなければ、二次エアポンプや二次エアバルブ等の二次エア供給手段が故障していると判定する。
【００６６】
以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００６７】
λ−素子電流特性の傾き（λに対するＡ／Ｆセンサ出力の変化割合）を算出し、該傾きに基づいて排気圧を推定する構成としたため、エンジン運転状態等に応じて時々刻々変化する排気圧を適正に推定することが可能となる。この場合、排気圧＝大気圧となるエンジン運転状態で排気圧推定を実施する構成としたため、実質的に大気圧が推定できることとなる。
【００６８】
空燃比を強制的に変化させる構成を設け、その空燃比変化時の推定λとセンサ素子電流とからλ−素子電流特性の傾きを算出する構成としたため、例えばストイキ付近で空燃比フィードバック制御が行われている場合にもλ−素子電流特性の傾きを適切に算出することができる。また、Ａ／Ｆセンサ１６や各コンポーネントの特性ばらつきなどが存在したとしても、λ−素子電流特性の傾きを適切に算出することができる。従って、排気圧の推定精度が向上する。なお、燃料噴射量ではなく目標空燃比を変化させる構成であるため、空燃比フィードバック制御を継続したまま空燃比を強制的に増減させることができる。つまり、空燃比フィードバック制御を実施する構成では、空燃比を強制的に増減させるべく燃料噴射量を変化させても、その燃料量の変化が空燃比フィードバックで吸収されてしまうため、所望とする空燃比の変動を得るには空燃比フィードバックを中断させる必要が生じる。これに対し、本実施の形態の構成によれば空燃比フィードバックの中断が強いられないというメリットがある。また、空燃比をある程度大きく変化させることにより良好なＳ／Ｎを確保できる。
【００６９】
推定λを算出する際、燃料噴射から排気空燃比が変化するまでの遅れを考慮して遅れ補正を実施するようにしたため、推定λとセンサ素子電流との変化位相を合わせることができ、排気圧推定の精度が向上する。
【００７０】
パラメータ校正処理として基準特性との差異を表す補正係数Ｃを算出し、その補正係数Ｃを用いてλ−素子電流特性の傾きを補正する構成としたため、基準特性に即して排気圧を推定することができ、その推定精度が向上する。かかる場合、空燃比が強制的に変更されるため、λ−素子電流特性の傾きが適切に算出され、補正係数Ｃの算出が好適に実施できる。
【００７１】
補正係数Ｃの算出を行った時と同様のエンジン運転状態（例えばアイドル状態）で排気圧の推定を実行するようにしたため、エンジン運転状態毎に特定のエラー要因（例えば、吸気配管における継ぎ目等での空気の流出入など）が生じるとしても、そのエラー要因がキャンセルできる。従って、例えば大気圧がどれだけ変化したかなどを把握することが可能となる。
【００７２】
大気圧記憶後の車両走行距離が所定値以内であること、大気圧記憶後の経過時間が所定時間以内であることを条件に、補正パラメータの算出を許可するようにしたため、大気圧変化に起因する補正係数Ｃ（補正パラメータ）の算出精度低下が抑制できる。
【００７３】
また、センサ素子電流（空燃比センサ出力）の変動量が規定範囲外となる場合に補正係数Ｃの算出が禁じられるため、不確かなセンサ素子電流により補正係数Ｃが誤って算出されるといった不都合が抑制できる。
【００７４】
なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。
【００７５】
パラメータ校正処理におけるパラメータ校正の実行条件（図８のステップＳ２０１〜Ｓ２０８）や、排気圧推定処理における排気圧推定の実行条件（図１０のステップＳ３０１〜Ｓ３０５）を適宜変更することも可能である。例えば、パラメータ校正処理において、大気圧記憶後の走行距離は条件とせず、大気圧記憶後の経過時間だけを条件としても良い。また、排気圧推定処理において、校正済みフラグの判別処理を無くしても良い。すなわち、前記図８，９によるパラメータ校正が実施済みか未実施かにかかわらず排気圧推定を実施する。この場合、パラメータ校正が完了していない状態で排気圧推定が行われることもあり得るが、その際は前回までにバックアップＲＡＭ等に記憶保持された補正係数Ｃを用いて排気圧推定を実施すれば良い。
【００７６】
上記実施の形態では、排気圧＝大気圧となるエンジン運転状態下（アイドル状態）で排気圧推定を実施したが、任意のエンジン運転状態で排気圧推定を実施しても良い。
【００７７】
上記実施の形態では、パラメータ校正時や排気圧推定時において空燃比を強制的に増加又は減少させるための構成として、目標λをリーン側に多段階で変更したが、この構成を変更しても良い。例えば、目標λをリッチ側に変更する構成としたり、目標λに代えて燃料噴射量を増加側又は減少側に変更する構成としたり、吸入空気量を増加側又は減少側に変更する構成としたりしても良い。なお、その都度の空燃比を目標空燃比に一致させるよう吸入空気量をフィードバック制御する構成において、吸入空気量を増加側又は減少側に変更しても良い。希薄燃焼（リーンバーン）が行われるエンジンや成層燃焼が行われる筒内噴射式エンジンなどでは、燃料噴射量を変化させるとトルク段差が生じるおそれがあるため空気量を変化させた方が良いと考えられる。
【００７８】
空燃比を強制的に増加又は減少させるための処理内容を、パラメータ校正時と排気圧推定時とで変更しても良い。例えば、排気圧推定時において、目標λを変更するステップ数をパラメータ校正時の同ステップ数よりも少なくしたり、変更目標λの保持時間（目標λステップ後時間）をパラメータ校正時の同時間よりも短くしたりしても良い。これにより、排気圧推定の所要時間が短縮できる。
【００７９】
空燃比を強制的に増加又は減少させて排気圧の推定を実施すること以外に、何らか別の要求により空燃比がストイキ以外の空燃比になる時に排気圧の推定を実施するようにしても良い。例えば、触媒の劣化検出処理などで目標空燃比がリーン側又はリッチ側に振幅操作される場合に、その時の推定λとセンサ素子電流とからλ−素子電流特性の傾き（λに対する空燃比センサ出力の変化割合）を算出し、その傾きに基づいて排気圧を推定する。
【００８０】
上記実施の形態では、排気圧＝大気圧となるエンジン運転状態において、λ−素子電流特性の傾き（λに対する空燃比センサ出力の変化割合）と大気圧対応の基準の傾き（変化割合の基準値）との比較により補正パラメータを算出したが、これを変更する。例えば、排気圧＝大気圧となるエンジン運転状態において、排気圧の推定値と大気圧との比較により補正パラメータを算出する構成としても良い。
【００８１】
上記実施の形態では、エンジン始動前（回転前）において吸気管圧力センサ３３により大気圧を検出し、その大気圧検出値を使ってパラメータ校正を実施したが、これに代えて、大気圧センサなどの大気圧検出手段を設け、該大気圧センサなどにより検出した大気圧を使ってパラメータ校正を実施しても良い。この場合、大気圧の検出機会が増えることから、パラメータ校正を繰り返し実施することが可能となる。
【００８２】
Ａ／Ｆセンサ１６の異常時には排気圧の推定が不可能となるため、排気圧≒大気圧となるエンジン運転状態での吸気管圧力センサ３３の検出値を排気圧（＝大気圧）として代用することも可能である。
【００８３】
エンジン排気系に排気圧センサを設けたシステムであっても良い。この場合、排気圧の推定値と排気圧センサによる排気圧検出値との比較によりＡ／Ｆセンサ又は排気圧センサの異常（故障）を検出する。またこの場合、通常時は排気圧センサの検出結果を基に排気圧を求め、排気圧センサの異常発生時において排気圧推定値を代用する。これにより、基本として排気圧センサの検出結果を用いる構成において、排気圧センサ異常時にも排気圧を知ることができる。
【００８４】
空燃比センサとして、前記図２の構成のＡ／Ｆセンサ以外のセンサを適用することも可能である。例えば、排気中の酸素濃度とＮＯｘ濃度とを同時に検出可能な複合型のガスセンサを用いることも可能である。要は、排気を検出対象として空燃比が検出可能なセンサであれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００８５】
【図１】発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。
【図２】Ａ／Ｆセンサの構成を示す断面図である。
【図３】Ａ／Ｆセンサのλ−素子電流特性を示す図である。
【図４】Ａ／Ｆセンサのλ−素子電流特性を示す図である。
【図５】Ａ／Ｆセンサのλ−素子電流特性を示す図である。
【図６】λ−素子電流特性の傾きと排気圧との関係を示す図である。
【図７】大気圧記憶処理を示すフローチャートである。
【図８】パラメータ校正処理を示すフローチャートである。
【図９】図８に引き続き、パラメータ校正処理を示すフローチャートである。
【図１０】排気圧推定処理を示すフローチャートである。
【図１１】図１０に引き続き、排気圧推定処理を示すフローチャートである。
【図１２】排気圧推定の概要を説明するためのタイムチャートである。
【図１３】ＥＧＲ量推定の概要を示すブロック図である。
【図１４】排気圧推定値と圧力補正係数との関係を示す図である。
【符号の説明】
【００８６】
１０…エンジン、１１…吸気管、１３…インジェクタ、１５…排気管、１６…Ａ／Ｆセンサ、１７…ＥＧＲ通路、１８…ＥＧＲ弁、４０…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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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