(57)【要約】【課題】ＥＧＲバルブの流量特性の個体差、経年変化の影響を、内燃機関本体の個体差、経年変化の影響を受け難い方法で学習し、還流排気ガスの流量の推定精度を向上させることができる内燃機関の制御装置及びその制御方法を提供する。【解決手段】マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎに基づいて酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２と、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ及び吸入空気流量Ｑａに基づいて酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを算出し、ＥＧＲバルブの開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出する開口面積学習値算出部５３と、学習後開口面積ＳｅｇｒＬに基づいて制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出する制御用還流排気ガス算出部６０と、を備えた内燃機関の制御装置５０。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気路及び排気路と、前記吸気路を開閉するスロットルバルブと、前記スロットルバルブの下流側の前記吸気路部分である吸気マニホールドに前記排気路から排気ガスを還流するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関の制御装置であって、
前記吸気マニホールド内の気体の酸素濃度であるマニホールド内酸素濃度、前記吸気路に吸入される吸入空気の流量である吸入空気流量、及び前記ＥＧＲバルブの開度を検出する運転状態検出部と、
前記マニホールド内酸素濃度に基づいて、前記吸入空気に対する前記吸気マニホールドに還流された前記排気ガスである還流排気ガスの比率である酸素濃度検出ＥＧＲ率を算出する酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部と、
前記酸素濃度検出ＥＧＲ率及び前記吸入空気流量に基づいて、前記還流排気ガスの流量である酸素濃度検出還流流量を算出し、前記酸素濃度検出還流流量を実現する前記ＥＧＲバルブの開口面積である酸素濃度検出開口面積を算出し、前記酸素濃度検出開口面積に基づいて、前記ＥＧＲバルブの開口面積の学習値を算出する開口面積学習値算出部と、
前記開口面積の学習値を用いて、現在の前記ＥＧＲバルブの開度に対応する前記ＥＧＲバルブの学習後開口面積を算出し、前記学習後開口面積に基づいて、前記内燃機関の制御に用いる制御用の前記還流排気ガスの流量を算出する制御用還流排気ガス算出部と、
を備えた内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部は、前記内燃機関の空燃比に基づいて、前記排気ガスの酸素濃度を算出し、前記マニホールド内酸素濃度及び前記排気ガスの酸素濃度に基づいて、前記酸素濃度検出ＥＧＲ率を算出する請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部は、前記空燃比が理論空燃比又はリッチである場合は、前記排気ガスの酸素濃度をゼロに設定し、前記空燃比がリーンである場合は、前記空燃比のリーン度合が増加するに従って、前記排気ガスの酸素濃度をゼロから増加させる請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部は、
前記空燃比が理論空燃比又はリッチである場合は、前記排気ガスの酸素濃度をゼロに設定し、
前記空燃比がリーンである場合は、前記排気ガスの酸素濃度をＯ２＿ｅｘとし、前記空燃比を理論空燃比で除算した空気過剰率をλとし、
Ｏ２＿ｅｘ＝２１×（λ−１）／（１００×λ＋７）
の算出式により前記排気ガスの酸素濃度を算出する請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部は、前記酸素濃度検出ＥＧＲ率をＲｅｇｒとし、前記マニホールド内酸素濃度をＯ２＿ｉｎとし、前記排気ガスの酸素濃度をＯ２＿ｅｘとし、標準値に予め設定された前記吸入空気の酸素濃度をＯ２＿ａｉｒとし、
Ｒｅｇｒ＝（Ｏ２＿ａｉｒ−Ｏ２＿ｉｎ）／（Ｏ２＿ａｉｒ−Ｏ２＿ｅｘ）
の算出式により前記酸素濃度検出ＥＧＲ率を算出する請求項２から４のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記運転状態検出部は、前記ＥＧＲバルブの前記排気路側の前記排気ガスの温度、及び前記ＥＧＲバルブの前記排気路側の前記排気ガスの圧力を検出し、
前記開口面積学習値算出部は、前記排気ガスの温度に基づいて、前記ＥＧＲバルブの前記排気路側の前記排気ガスの音速を算出し、前記排気ガスの温度及び前記排気ガスの圧力
に基づいて、前記ＥＧＲバルブの前記排気路側の前記排気ガスの密度を算出し、前記マニホールド圧、前記排気ガスの圧力、前記排気ガスの音速、前記排気ガスの密度、及び前記酸素濃度検出還流流量に基づいて前記酸素濃度検出開口面積を算出する請求項１から５のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記開口面積学習値算出部は、前記ＥＧＲバルブのベース開口面積と前記ＥＧＲバルブの開度との関係が予め設定されたベース開口特性データを用いて、現在の前記ＥＧＲバルブの開度に対応するベース開口面積を算出し、前記ベース開口面積と前記酸素濃度検出開口面積との比較結果に基づいて、前記開口面積の学習値を算出し、
前記制御用還流排気ガス算出部は、前記開口面積の学習値により前記ベース開口面積を補正して前記学習後開口面積を算出し、前記学習後開口面積、前記マニホールド圧、前記排気ガスの圧力、前記排気ガスの音速、及び前記排気ガスの密度に基づいて前記制御用の還流排気ガスの流量を算出する請求項６に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記開口面積学習値算出部は、前記ＥＧＲバルブの開度の動作点毎に前記開口面積の学習値を算出し、
前記制御用還流排気ガス算出部は、現在の前記ＥＧＲバルブの開度に対応する前記開口面積の学習値を用いて、前記制御用の還流排気ガスの流量を算出する請求項１から７のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記開口面積学習値算出部は、ＥＧＲ率の変化が小さい定常状態であると判定した場合は、前記開口面積の学習値の更新を許可し、前記ＥＧＲ率の変化が大きい過渡状態であると判定した場合は、前記開口面積の学習値の更新を禁止し、前記開口面積の学習値を保持する請求項１から８のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
前記制御用の還流排気ガスの流量に基づいた、点火時期の変化、前記ＥＧＲバルブの開度の変化、及び前記内燃機関の出力トルクの算出の少なくとも一つ以上を実行する還流量利用制御部を備えた請求項１から９のいずれか一項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
吸気路及び排気路と、前記吸気路を開閉するスロットルバルブと、前記スロットルバルブの下流側の前記吸気路部分である吸気マニホールドに前記排気路から排気ガスを還流するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関の制御方法であって、
前記吸気マニホールド内の気体の酸素濃度であるマニホールド内酸素濃度、前記吸気路に吸入される吸入空気の流量である吸入空気流量、及び前記ＥＧＲバルブの開度を検出する運転状態検出ステップと、
前記マニホールド内酸素濃度に基づいて、前記吸入空気に対する前記吸気マニホールドに還流された前記排気ガスである還流排気ガスの比率である酸素濃度検出ＥＧＲ率を算出する酸素濃度検出ＥＧＲ率算出ステップと、
前記酸素濃度検出ＥＧＲ率及び前記吸入空気流量に基づいて、前記還流排気ガスの流量である酸素濃度検出還流流量を算出し、前記酸素濃度検出還流流量を実現する前記ＥＧＲバルブの開口面積である酸素濃度検出開口面積を算出し、前記酸素濃度検出開口面積に基づいて、前記ＥＧＲバルブの開口面積の学習値を算出する開口面積学習値算出ステップと、
前記開口面積の学習値を用いて、現在の前記ＥＧＲバルブの開度に対応する前記ＥＧＲバルブの学習後開口面積を算出し、前記学習後開口面積に基づいて、前記内燃機関の制御に用いる制御用の前記還流排気ガスの流量を算出する制御用還流排気ガス算出ステップと、
を実行する内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、吸気路及び排気路と、前記吸気路を開閉するスロットルバルブと、前記スロットルバルブの下流側の前記吸気路部分である吸気マニホールドに前記排気路から排気ガスを還流するＥＧＲ流路と、ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関の制御装置及び制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関を良好に制御するためには、シリンダに吸入される空気量を精度良く算出し、シリンダ吸入空気量に応じて燃料供給量、及び点火時期を精度良く制御することが重要である。点火時期制御については、内燃機関の回転速度及びシリンダ吸入空気量のみならず、他の要因、例えば、内燃機関の冷却水温、ノック発生状況、燃料性状、ＥＧＲ(Exhaust Gas Recirculation)率に応じて、出力トルクが最大となる点火時期（ＭＢＴ：Minimum Spark Advance for Best Torque）等に、点火時期を変化させることが求められる。
【０００３】
ところで、ＥＧＲについては、排気路から吸気マニホールドに排気ガスを還流するＥＧＲ流路にＥＧＲバルブを設け、そのＥＧＲバルブの開度により、吸気マニホールドに還流される排気ガス量を制御する方法（以下、外部ＥＧＲと称す）と、吸気バルブ及び排気バルブの一方又は双方の開閉タイミングを可変化した可変バルブタイミング機構を設け、吸気バルブと排気バルブが同時に開いているバルブオーバーラップ期間を変化させることで、シリンダ内に残留する排気ガス量を制御する方法（以下、内部ＥＧＲと称す）がある。近年では、低燃費化、高出力化のために、外部ＥＧＲ機構及び内部ＥＧＲ機構の双方を備えた内燃機関が増加している。本願では、単にＥＧＲ、ＥＧＲ率と記載した場合は、外部ＥＧＲ、外部ＥＧＲ率を意味するものとする。
【０００４】
また、近年では、内燃機関の出力トルクを指標として内燃機関を制御することが行われている。熱効率は、シリンダ吸入空気量及びＥＧＲ率に応じて変化するため、シリンダ吸入空気量及びＥＧＲ率に基づいて出力トルクを推定することが求められる。よって、点火時期を制御するためにも、出力トルクを推定するためにも、ＥＧＲ率を精度よく推定することが求められる。
【０００５】
ＥＧＲ率を推定する技術として、例えば、下記の特許文献１に記載された技術が既に知られている。特許文献１の技術では、ＥＧＲバルブの流量特性を用い、ＥＧＲバルブの開口面積に応じた還流排気ガスの流量ＱＡＣＴを推定すると共に、ＥＧＲバルブの流量特性を用い、ＥＧＲバルブの開口面積の指令値に応じた還流排気ガスの流量ＱＣＭＤを推定する。還流排気ガスの流量ＱＡＣＴ、ＱＣＭＤに基づいて、ＥＧＲ率を推定するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−２７９７７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の技術では、ＥＧＲバルブの流量特性の個体差、煤等の堆積物によるＥＧＲバルブの流量特性の経年変化等により、還流排気ガスの流量の推定精度が悪化し、ＥＧＲ率の推定精度が悪化するという問題があった。
【０００８】
推定精度を向上させるためには、ＥＧＲバルブの流量特性の変動を学習することが考えられる。この際、学習精度を向上させるために、内燃機関本体の個体差、経年変化の影響をできるだけ受け難い方法を用いることが望ましい。
【０００９】
そこで、ＥＧＲバルブの流量特性の個体差、経年変化の影響を、内燃機関本体の個体差、経年変化の影響を受け難い方法で学習し、還流排気ガスの流量の推定精度を向上させることができる内燃機関の制御装置及びその制御方法が求められる。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明に係る内燃機関の制御装置は、吸気路及び排気路と、前記吸気路を開閉するスロットルバルブと、前記スロットルバルブの下流側の前記吸気路部分である吸気マニホールドに前記排気路から排気ガスを還流するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関の制御装置であって、前記吸気マニホールド内の気体の酸素濃度であるマニホールド内酸素濃度、前記吸気路に吸入される吸入空気の流量である吸入空気流量、及び前記ＥＧＲバルブの開度を検出する運転状態検出部と、前記マニホールド内酸素濃度に基づいて、前記吸入空気に対する前記吸気マニホールドに還流された前記排気ガスである還流排気ガスの比率である酸素濃度検出ＥＧＲ率を算出する酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部と、前記酸素濃度検出ＥＧＲ率及び前記吸入空気流量に基づいて、前記還流排気ガスの流量である酸素濃度検出還流流量を算出し、前記酸素濃度検出還流流量を実現する前記ＥＧＲバルブの開口面積である酸素濃度検出開口面積を算出し、前記酸素濃度検出開口面積に基づいて、前記ＥＧＲバルブの開口面積の学習値を算出する開口面積学習値算出部と、前記開口面積の学習値を用いて、現在の前記ＥＧＲバルブの開度に対応する前記ＥＧＲバルブの学習後開口面積を算出し、前記学習後開口面積に基づいて、前記内燃機関の制御に用いる制御用の前記還流排気ガスの流量を算出する制御用還流排気ガス算出部と、を備えたものである。
【００１１】
また、本発明に係る内燃機関の制御方法は、吸気路及び排気路と、前記吸気路を開閉するスロットルバルブと、前記スロットルバルブの下流側の前記吸気路部分である吸気マニホールドに前記排気路から排気ガスを還流するＥＧＲ流路と、前記ＥＧＲ流路を開閉するＥＧＲバルブと、を備えた内燃機関の制御方法であって、前記吸気マニホールド内の気体の酸素濃度であるマニホールド内酸素濃度、前記吸気路に吸入される吸入空気の流量である吸入空気流量、及び前記ＥＧＲバルブの開度を検出する運転状態検出ステップと、前記マニホールド内酸素濃度に基づいて、前記吸入空気に対する前記吸気マニホールドに還流された前記排気ガスである還流排気ガスの比率である酸素濃度検出ＥＧＲ率を算出する酸素濃度検出ＥＧＲ率算出ステップと、前記酸素濃度検出ＥＧＲ率及び前記吸入空気流量に基づいて、前記還流排気ガスの流量である酸素濃度検出還流流量を算出し、前記酸素濃度検出還流流量を実現する前記ＥＧＲバルブの開口面積である酸素濃度検出開口面積を算出し、前記酸素濃度検出開口面積に基づいて、前記ＥＧＲバルブの開口面積の学習値を算出する開口面積学習値算出ステップと、前記開口面積の学習値を用いて、現在の前記ＥＧＲバルブの開度に対応する前記ＥＧＲバルブの学習後開口面積を算出し、前記学習後開口面積に基づいて、前記内燃機関の制御に用いる制御用の前記還流排気ガスの流量を算出する制御用還流排気ガス算出ステップと、を実行するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る内燃機関の制御装置及び制御方法によれば、内燃機関本体の個体差、経年変化の影響を受け難い、マニホールド内酸素濃度の検出値に基づいて、ＥＧＲ率（酸素濃度検出ＥＧＲ率）を算出するので、ＥＧＲ率の検出精度を向上させることができる。一方、マニホールド内酸素濃度は、吸気マニホールド内で吸入空気と還流排気ガスとが混合し、平均化された後の気体の酸素濃度であるため、酸素濃度検出ＥＧＲ率は、ＥＧＲバルブを通過している還流排気ガスの流量よりも応答が遅れた情報となっている。そのため、酸
素濃度検出ＥＧＲ率から、直接的に、応答遅れのない精度の良い還流排気ガスの流量を算出することは容易でない。そこで、酸素濃度検出ＥＧＲ率等に基づいて、応答性が要求されないＥＧＲバルブの開口面積の学習値を算出し、ＥＧＲバルブの学習後開口面積に基づいて、制御用の還流排気ガスの流量を算出することにより、応答遅れのない学習後の還流排気ガスの流量を算出することができる。従って、ＥＧＲバルブの流量特性の個体差、経年変化の影響を、内燃機関の個体差、経年変化の影響を受け難い方法で学習し、制御用の還流排気ガスの流量の推定精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態１に係る内燃機関及び制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る制御装置のブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る吸気マニホールド内の気体の分圧状態を示す図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る排気酸素濃度特性データの例を示す図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る排気酸素濃度特性データの例を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る制御装置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】
【００１４】
１．実施の形態１
実施の形態１に係る内燃機関１の制御装置５０（以下、単に制御装置５０と称す）について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る内燃機関１及び制御装置５０の概略構成図であり、図２は、本実施の形態に係る制御装置５０のブロック図である。内燃機関１及び制御装置５０は、車両に搭載され、内燃機関１は、車両（車輪）の駆動力源となる。
【００１５】
１−１．内燃機関１の構成
まず、内燃機関１の構成について説明する。内燃機関１は、空気と燃料の混合気を燃焼するシリンダ２５を有している。内燃機関１は、シリンダ２５に空気を供給する吸気路２３と、シリンダ２５で燃焼した排気ガスを排出する排気路１７とを備えている。内燃機関１は、吸気路２３を開閉するスロットルバルブ６を備えている。スロットルバルブ６は、制御装置５０により制御される電気モータにより開閉駆動される電子制御式スロットルバルブとされている。スロットルバルブ６には、スロットルバルブ６の開度に応じた電気信号を出力するスロットル開度センサ７が設けられている。
【００１６】
吸気路２３の最上流部には、吸気路２３に吸入された空気を浄化するエアクリーナ２４が設けられている。スロットルバルブ６の上流側の吸気路２３には、大気から吸気路２３に吸入される空気である吸入空気の流量に応じた電気信号を出力するエアフローセンサ３と、吸入空気の温度である吸入空気温度Ｔａに応じた電気信号を出力する吸入空気温度センサ４と、が設けられている。スロットルバルブ６の上流側の吸気路２３内の圧力は、大気圧と等しいとみなすことができる。吸気路２３の外部（例えば、制御装置５０の内部）には、吸入空気（本例では、大気）の圧力である吸入空気圧Ｐａに応じた電気信号を出力する吸入空気圧センサ２が設けられている。
【００１７】
なお、吸入空気温度センサ４は、エアフローセンサ３と一体化されてもよいし、別体化されてもよい。或いは、吸入空気温度センサ４は、吸入空気圧センサ２と同様に、吸気路２３の外部に設けられてもよいし、吸入空気圧センサ２は、吸入空気温度センサ４と同じ個所に設けられてもよい。いずれにしても、吸入空気圧センサ２、及び吸入空気温度センサ４は、吸気路２３に吸入される吸入空気が存在する場所であって、吸入空気の圧力が実質的に同じになる場所に設けられる。
【００１８】
スロットルバルブ６の下流側の吸気路２３の部分は、吸気マニホールド１２とされている。吸気マニホールド１２の上流側の部分は、吸気脈動を抑制するサージタンク１１とされている。内燃機関１は、排気路１７から吸気マニホールド１２（本例では、サージタンク１１）に排気ガスを還流するＥＧＲ流路２１と、ＥＧＲ流路２１を開閉するＥＧＲバルブ２２と、を備えている。本実施の形態では、ＥＧＲ流路２１は、触媒１９の下流側の排気路１７の部分に接続されている。なお、ＥＧＲ流路２１は、触媒１９の上流側の排気路１７の部分に接続されてもよい。ＥＧＲバルブ２２は、制御装置５０により制御される電動モータ等の電動アクチュエータより開閉駆動される電子制御式ＥＧＲバルブとされている。ＥＧＲバルブ２２には、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに応じた電気信号を出力するＥＧＲ開度センサ２７が設けられている。サージタンク１１に還流された排気ガス（以下、還流排気ガスと称す）と、サージタンク１１に吸入された吸入空気は、サージタンク１１内で混合され、均一化される。なお、ＥＧＲは、Exhaust Gas Recirculationの頭文字で
ある。
【００１９】
吸気マニホールド１２には、吸気マニホールド１２内の気体の圧力であるマニホールド圧Ｐｂに応じた電気信号を出力するマニホールド圧センサ８と、吸気マニホールド１２内の気体の温度であるマニホールド温度Ｔｂに応じた電気信号を出力するマニホールド温度センサ９と、吸気マニホールド１２内の気体の酸素濃度であるマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎに応じた電気信号を出力するマニホールド酸素濃度センサ１０と、が設けられている。なお、マニホールド酸素濃度センサ１０により検出される酸素濃度は、体積濃度とされている。
【００２０】
なお、マニホールド温度センサ９及びマニホールド酸素濃度センサ１０は、マニホールド圧センサ８と一体化されてもよいし、別体化されてもよい。マニホールド温度センサ９及びマニホールド酸素濃度センサ１０は、吸気マニホールド１２とＥＧＲ流路２１との接続部よりも下流側に設けられており、吸入空気と還流排気ガスとが十分に混合した気体の温度と酸素濃度を検出可能なように構成されている。
【００２１】
吸気マニホールド１２の下流側の部分には、燃料を噴射するインジェクタ１３が設けられている。なお、インジェクタ１３は、シリンダ２５内に直接燃料を噴射するように設けられてもよい。
【００２２】
シリンダ２５の頂部には、空気と燃料の混合気に点火する点火プラグと、点火プラグに点火エネルギーを供給する点火コイル１６と、が設けられている。また、シリンダ２５の頂部には、吸気路２３からシリンダ２５内に吸入される吸入空気量を調節する吸気バルブ１４と、シリンダ内から排気路１７に排出される排気ガス量を調節する排気バルブ１５と、が設けられている。吸気バルブ１４には、そのバルブ開閉タイミングを可変にする吸気可変バルブタイミング機構が設けられている。排気バルブ１５には、そのバルブ開閉タイミングを可変にする排気可変バルブタイミング機構が設けられている。可変バルブタイミング機構１４、１５は、電動アクチュエータを有している。内燃機関１のクランク軸には、その回転角に応じた電気信号を出力するクランク角センサ２０が設けられている。
【００２３】
排気路１７には、排気ガス中の空気と燃料との比率である空燃比ＡＦ（Ａｉｒ／Ｆｕｅｌ）に応じた電気信号を出力する空燃比センサ１８が設けられている。また、排気路１７には、排気ガスを浄化する触媒１９が設けられている。触媒１９には、理論空燃比ＡＦ０近傍で浄化性能が高くなる三元触媒が用いられている。
【００２４】
１−２．制御装置５０の構成
次に、制御装置５０について説明する。
制御装置５０は、内燃機関１を制御対象とする制御装置である。図２に示すように、制御装置５０は、運転状態検出部５１、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２、開口面積学習値算出部５３、制御用還流排気ガス算出部５４、及び還流量利用制御部５５等の制御部を備えている。制御装置５０の各制御部５１〜５５等は、制御装置５０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置５０は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置
９０とデータのやり取りをする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３、及び演算処理装置９０が外部装置とデータ通信を行うための通信回路９４等を備えている。
【００２５】
演算処理装置９０として、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、ＩＣ（Integrated Circuit）等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）や、演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、各種のセンサやスイッチが接続され、これらセンサやスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。通信回路９４は、変速装置の制御装置８１等の他の車載用の電子機器等が通信線を介して接続され、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の通信プロトコルに基づいて有線通信を行う。
【００２６】
そして、制御装置５０が備える各制御部５１〜５５等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、出力回路９３、及び通信回路９４等の制御装置５０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部５１〜５５等が用いる特性データ、判定値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。
【００２７】
本実施の形態では、入力回路９２には、吸入空気圧センサ２、エアフローセンサ３、吸入空気温度センサ４、スロットル開度センサ７、マニホールド圧センサ８、マニホールド温度センサ９、マニホールド酸素濃度センサ１０、空燃比センサ１８、クランク角センサ２０、アクセルポジションセンサ２６、及びＥＧＲ開度センサ２７等が接続されている。出力回路９３には、スロットルバルブ６（電気モータ）、インジェクタ１３、吸気可変バルブタイミング機構１４、排気可変バルブタイミング機構１５、点火コイル１６、及びＥＧＲバルブ２２（電動アクチュエータ）等が接続されている。なお、制御装置５０には、図示していない各種のセンサ、スイッチ、及びアクチュエータ等が接続されている。
【００２８】
制御装置５０は、基本的な制御として、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、燃料噴射量、点火時期等を算出し、インジェクタ１３及び点火コイル１６等を駆動制御する。制御装置５０は、アクセルポジションセンサ２６の出力信号等に基づいて、運転者が要求している内燃機関１の出力トルクを算出し、当該要求出力トルクを実現する吸入空気量となるように、スロットルバルブ６等を制御する。この際、後述する、制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓに基づいて算出される内燃機関１の出力トルクが考慮されてもよい。具体的には、制御装置５０は、目標スロットル開度を算出し、スロットル開度センサ７の出力信号に基づき検出したスロットル開度が、目標スロットル開度に近づくように、スロットルバルブ６の電気モータを駆動制御する。
【００２９】
＜運転状態検出部５１＞
運転状態検出部５１は、内燃機関１及び車両の運転状態を検出する。運転状態検出部５１は、各種のセンサの出力信号等に基づいて各種の運転状態を検出する。運転状態検出部５１は、マニホールド圧Ｐｂ、マニホールド温度Ｔｂ、及びマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎを検出する。本実施の形態では、運転状態検出部５１は、マニホールド圧センサ８の出力信号に基づいてマニホールド圧Ｐｂを検出する。運転状態検出部５１は、マニホールド温度センサ９の出力信号に基づいてマニホールド温度Ｔｂを検出する。運転状態検出部５１は、マニホールド酸素濃度センサ１０の出力信号に基づいてマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎを検出する。
【００３０】
また、運転状態検出部５１は、吸入空気圧Ｐａ、吸入空気温度Ｔａを検出する。本実施の形態では、運転状態検出部５１は、吸入空気圧センサ２の出力信号に基づいて吸入空気圧Ｐａを検出する。運転状態検出部５１は、吸入空気温度センサ４の出力信号に基づいて吸入空気温度Ｔａを検出する。
【００３１】
また、運転状態検出部５１は、スロットル開度センサ７の出力信号に基づいてスロットル開度を検出し、ＥＧＲ開度センサ２７の出力信号に基づいてＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅを検出する。運転状態検出部５１は、空燃比センサ１８の出力信号に基づいて排気ガスの空燃比ＡＦを検出し、クランク角センサ２０の出力信号に基づいて内燃機関１の回転速度Ｎｅを検出し、アクセルポジションセンサ２６の出力信号に基づいてアクセル開度を検出する。
【００３２】
なお、ここでＥＧＲバルブを構成する電動モータの種類によっては、モータの通電制御出力状態よりＥＧＲバルブの開度を推定可能な場合は、ＥＧＲ開度センサ２７を設けずに、その開度推定値をＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅとしてもよい。
【００３３】
運転状態検出部５１は、エアフローセンサ３の出力信号に基づいて吸入空気流量Ｑａを検出する。運転状態検出部５１は、式（１）に示すように、吸入空気流量Ｑａ［ｇ／ｓ］に基づいて、１行程間（例えば、ＢＴＤＣ５ｄｅｇＣＡ間の期間）に吸気路２３（吸気マニホールド１２）に吸入される吸入空気量ＱＡ［ｇ／ｓｔｒｏｋｅ］を算出し、吸入空気量ＱＡに対して吸気マニホールド１２（サージタンク）の遅れを模擬した１次遅れフィルタ処理を行って、１行程間にシリンダ２５に吸入されるシリンダ吸入空気量ＱＡｃ［ｇ／ｓｔｒｏｋｅ］を算出する。運転状態検出部５１は、例えば、吸入空気流量Ｑａに１行程周期ΔＴを乗算して、吸入空気量ＱＡを算出する。
【数１】
2018145927.tif 000003
ここで、ＫＣＣＡは、予め設定されたフィルタゲインである。（ｎ）は、今回の演算周期の値であることを表し、（ｎ−１）は、前回の演算周期の値であることを表す。
【００３４】
また、運転状態検出部５１は、シリンダ吸入空気量ＱＡｃを、標準大気状態の空気密度ρ０とシリンダ容積Ｖｃとを乗算した値で除算して、吸入空気の充填効率Ｅｃを算出する。充填効率Ｅｃは、シリンダ容積Ｖｃを満たす標準大気状態の空気質量(ρ０×Ｖｃ)に対するシリンダ吸入空気量ＱＡｃの比率である。なお、標準大気状態は、１ａｔｍ、２５℃である。
【数２】
2018145927.tif 000004
【００３５】
運転状態検出部５１は、ＥＧＲバルブ２２の排気路１７側の排気ガスの温度Ｔｅｘを検出する。本実施の形態では、運転状態検出部５１は、内燃機関１の回転速度Ｎｅと充填効率Ｅｃと排気ガスの温度Ｔｅｘとの関係が予め設定された排気ガス温度特性データを用いて、現在の内燃機関１の回転速度Ｎｅ及び充填効率Ｅｃに対応する排気ガスの温度Ｔｅｘを算出する。なお、排気路１７に温度センサが設けられ、運転状態検出部５１は、温度センサの出力信号に基づいて、排気ガスの温度Ｔｅｘを検出するように構成されてもよい。なお、各特性データには、データマップ、データテーブル、多項式、数式等が用いられる。
【００３６】
運転状態検出部５１は、ＥＧＲバルブ２２の排気路１７側の排気ガスの圧力Ｐｅｘを検出する。本実施の形態では、運転状態検出部５１は、内燃機関１の回転速度Ｎｅと充填効率Ｅｃと排気ガスの圧力Ｐｅｘとの関係が予め設定された排気ガス圧力特性データを用いて、現在の内燃機関１の回転速度Ｎｅ及び充填効率Ｅｃに対応する排気ガスの圧力Ｐｅｘを算出する。
【００３７】
＜酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２＞
酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎに基づいて、吸入空気に対する吸気マニホールド１２に還流された排気ガスの比率である酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する。酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２の詳細については後述する。
【００３８】
＜開口面積学習値算出部５３＞
開口面積学習値算出部５３は、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ及び吸入空気流量Ｑａに基づいて、還流排気ガスの流量である酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを算出する酸素濃度検出還流流量算出部５６を備えている。本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２により算出される酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒは、後述する式（１１）に示すように、吸入空気及び還流排気ガスの合計に対する還流排気ガスの比率である絶対ＥＧＲ率とされている。そこで、酸素濃度検出還流流量算出部５６は、式（３）に示すように、絶対ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを、吸入空気に対する還流排気ガスの比率である相対ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｒに変換した後、相対ＥＧＲ率Ｒｅｇｒｒに吸入空気流量Ｑａを乗算して酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを算出する。
【数３】
2018145927.tif 000005
【００３９】
開口面積学習値算出部５３は、酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを実現するＥＧＲバルブ２２の開口面積である酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘを算出する酸素濃度検出開口面積算出部５７と、酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘに基づいて、ＥＧＲバルブ２２の開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出する学習値算出部５８と、を備えている。
【００４０】
本実施の形態では、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、排気ガスの温度Ｔｅｘに基づいて、ＥＧＲバルブ２２の排気路１７側の排気ガスの音速Ａｅを算出する。また、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、排気ガスの温度Ｔｅｘ及び排気ガスの圧力Ｐｅｘに基づいて、ＥＧＲバルブ２２の排気路１７側の排気ガスの密度ρｅを算出する。そして、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、マニホールド圧Ｐｂ、排気ガスの圧力Ｐｅｘ、排気ガスの音速Ａｅ、排気ガスの密度ρｅ、及び酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘに基づいて酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘを算出する。
【００４１】
具体的には、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、ＥＧＲバルブ２２近傍の流れを絞り弁前後の流れと考えた、圧縮性流体における流体力学の理論式であるオリフィスの流量算出式を用いて、酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを実現する酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘを算出するように構成されている。絞り弁としたＥＧＲバルブ２２を流れる還流排気ガスの流量Ｑｅ［ｇ／ｓ］の理論式は、エネルギー保存則、等エントロピ流れの関係式、音速の関係式及び状態方程式より、式（４）のように導出される。
【数４】
2018145927.tif 000006
ここで、κは還流排気ガスの比熱比であり、予め設定された値が用いられる。Ｒは還流排気ガスのガス定数であり、予め設定された値が用いられる。ＳｅｇｒはＥＧＲバルブ２２の開口面積である。σｅは、ＥＧＲバルブ２２の上下流（前後）の圧力比Ｐｂ／Ｐｅｘに応じて変化する無次元流量定数である。
【００４２】
酸素濃度検出開口面積算出部５７は、式（４）の第２式を用い、排気ガスの温度Ｔｅｘに基づいて、排気ガスの音速Ａｅを算出する。また、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、式（４）の第３式を用い、排気ガスの温度Ｔｅｘ及び排気ガスの圧力Ｐｅｘに基づいて、排気ガスの密度ρｅを算出する。
【００４３】
また、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、排気ガスの圧力Ｐｅｘ及びマニホールド圧Ｐｂの圧力比Ｐｂ／Ｐｅｘと、無次元流量定数σｅとの関係が、式（４）の第４式に基づいて予め設定された流量定数特性データを用い、現在の排気ガスの圧力Ｐｅｘ及びマニホールド圧Ｐｂの圧力比Ｐｂ／Ｐｅｘに対応する無次元流量定数σｅを算出する。
【００４４】
そして、酸素濃度検出開口面積算出部５７は、式（４）の第１式を開口面積Ｓｅｇｒについて整理した式（５）に示すように、酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを、排気ガスの音速Ａｅ、密度ρｅ及び無次元流量定数σｅで除算して酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘを算出する。
【数５】
2018145927.tif 000007
【００４５】
学習値算出部５８は、ＥＧＲバルブ２２のベース開口面積ＳｅｇｒｂとＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅとの関係が予め設定されたベース開口特性データを用いて、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応するベース開口面積Ｓｅｇｒｂを算出する。そして、学習値算出部５８は、ベース開口面積Ｓｅｇｒｂと酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘとの比較結果に基づいて、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出する。
【００４６】
本実施の形態では、学習値算出部５８は、式（６）に示すように、酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘとベース開口面積Ｓｅｇｒｂとの開口面積の偏差ΔＳｅｇｒｏｘを算出し、開口面積の偏差ΔＳｅｇｒｏｘに対して平均化処理（本例では一次遅れフィルタ処理）を行った値を、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬとして算出し、不揮発性のＲＡＭ等の記憶装置９１に記憶する。
【数６】
2018145927.tif 000008
ここで、（ｎ）は、今回の演算周期の値であることを表し、（ｎ−１）は、前回の演算周期の値であることを表す。Ｋｓは、一次遅れフィルタ処理のフィルタゲインを表し、時定数に応じた値に予め設定されている。なお、一次遅れフィルタ処理の代わりに、例えば、移動平均処理等の平均化処理が行われてもよい。また、開口面積の偏差ΔＳｅｇｒｏｘの代わりに、開口面積の比率等が用いられてもよい。
【００４７】
平均化処理により、マニホールド酸素濃度センサ１０の応答遅れ、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが吸気マニホールド１２内混合後のＥＧＲ率であることによるＥＧＲバルブ２２を通過する還流排気ガスの流量との応答ズレ、及びその他の外乱要因等の影響を低減し、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬの安定性及び精度を向上させることができる。
【００４８】
或いは、学習値算出部５８は、酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘと、後述する学習後開口面積ＳｅｇｒＬとの比較結果に基づいて、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを増加又は減少させるように構成されてもよい。例えば、学習値算出部５８は、酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘが学習後開口面積ＳｅｇｒＬよりも大きい場合は、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを増加させ、酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘが学習後開口面積ＳｅｇｒＬよりも小さい場合は、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを減少させる。
【００４９】
また、学習値算出部５８は、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅの動作点毎に開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出するように構成されてもよい。例えば、学習値算出部５８は、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅが予め複数の区間に分割された開度区間毎に、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを不揮発性のＲＡＭ等の記憶装置９１に記憶しており、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応する開度区間の学習値ΔＳｅｇｒＬを記憶装置９１から読み出し、開口面積の偏差ΔＳｅｇｒｏｘにより更新する。すなわち、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬは、開度区間の数と同数設けられている。
【００５０】
学習値算出部５８は、ＥＧＲ率の変化が小さい定常状態であると判定した場合は、式（６）を用いた、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬの更新を許可し、ＥＧＲ率の変化が大きい過渡状態であると判定した場合は、式（６）を用いた、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬの更新を禁止し、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを保持する。例えば、学習値算出部５８は、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅの変化量が予め設定されたＥＧＲ判定値以下であり、且つスロットルバルブ６の開度の変化量が予め設定されたスロットル判定値以下である期間が、予め設定された判定期間経過している場合は、定常状態であると判定し、それ以外の場合は、過渡状態であると判定する。
【００５１】
このような、学習許可条件を設けることにより、マニホールド酸素濃度センサ１０の応答遅れ、及び酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが吸気マニホールド１２内混合後のＥＧＲ率であることによるＥＧＲバルブ２２を通過する還流排気ガスの流量との応答ズレ等の影響を低減し、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬの精度を向上させることができる。
【００５２】
＜制御用還流排気ガス算出部５４＞
制御用還流排気ガス算出部５４は、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを用いて、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応するＥＧＲバルブ２２の学習後開口面積ＳｅｇｒＬを算出する学習後開口面積算出部５９と、学習後開口面積ＳｅｇｒＬに基づいて、内燃機関１の制御に用いる制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出する制御用還流流量算出部６０と、を備えている。
【００５３】
マニホールド酸素濃度センサ１０の応答遅れ、及び酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが吸気マニホールド１２内混合後のＥＧＲ率であることにより応答が遅れる酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを直接用いずに、酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘに基づいて算出した開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを用いているので、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓに、上記の応答遅れが生じることを抑制しつつ、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓの算出精度を高めることができる。
【００５４】
本実施の形態では、学習後開口面積算出部５９は、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬによりベース開口面積Ｓｅｇｒｂを補正して学習後開口面積ＳｅｇｒＬを算出する。そして、制御用還流流量算出部６０は、学習後開口面積ＳｅｇｒＬ、マニホールド圧Ｐｂ、排気ガスの圧力Ｐｅｘ、排気ガスの音速Ａｅ、及び排気ガスの密度ρｅに基づいて制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出する。
【００５５】
学習後開口面積算出部５９は、式（７）に示すように、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応するベース開口面積Ｓｅｇｒｂに開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを加算した値を、学習後開口面積ＳｅｇｒＬとして算出する。学習後開口面積算出部５９は、学習値算出部５８と同様に、上述したベース開口特性データを用いて、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応するベース開口面積Ｓｅｇｒｂを算出する。なお、学習値算出部５８が算出したベース開口面積Ｓｅｇｒｂが用いられてもよい。
【数７】
2018145927.tif 000009
【００５６】
開口面積学習値算出部５３が、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅの動作点毎に開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出するように構成されている場合は、学習後開口面積算出部５９は、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応する開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを用いて、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出する。具体的には、学習後開口面積算出部５９は、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応する開度区間の学習値ΔＳｅｇｒＬを記憶装置９１から読み出して、読み出した学習値ΔＳｅｇｒＬを、ベース開口面積Ｓｅｇｒｂに加算した値を、学習後開口面積ＳｅｇｒＬとして算出する。
【００５７】
制御用還流流量算出部６０は、開口面積学習値算出部５３と同様に、式（４）のオリフィスの流量算出式を用いて、学習後開口面積ＳｅｇｒＬにより実現される制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出する。制御用還流流量算出部６０は、酸素濃度検出開口面積算出部５７と同様に、式（４）の第２式を用い、排気ガスの温度Ｔｅｘに基づいて、排気ガスの音速Ａｅを算出する。また、制御用還流流量算出部６０は、酸素濃度検出開口面積算出部５７と同様に、式（４）の第３式を用い、排気ガスの温度Ｔｅｘ及び排気ガスの圧力Ｐｅｘに基づいて、排気ガスの密度ρｅを算出する。また、制御用還流流量算出部６０は、酸素濃度検出開口面積算出部５７と同様に、上述した流量定数特性データを用い、現在の排気ガスの圧力Ｐｅｘ及びマニホールド圧Ｐｂの圧力比Ｐｂ／Ｐｅｘに対応する無次元流量定数σｅを算出する。なお、酸素濃度検出開口面積算出部５７が算出した排気ガスの音速Ａｅ、排気ガスの密度ρｅ、及び無次元流量定数σｅが用いられてもよい。
【００５８】
そして、制御用還流流量算出部６０は、式（４）の第１式に相当する式（８）を用い、学習後開口面積ＳｅｇｒＬに、排気ガスの音速Ａｅ、密度ρｅ及び無次元流量定数σｅを乗算した値を、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓとして算出する。
【数８】
2018145927.tif 000010
【００５９】
制御用還流排気ガス算出部５４は、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓに基づいて、制御用のＥＧＲ率Ｒｅｇｒｓを算出する制御用ＥＧＲ率算出部６１を備えている。制御用ＥＧＲ率算出部６１は、式（９）に示すように、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓ［ｇ／ｓ］に基づいて、１行程間（例えば、ＢＴＤＣ５ｄｅｇＣＡ間の期間）に吸気マニホールド１２に還流される還流排気ガス量ＱＥＳ［ｇ／ｓｔｒｏｋｅ］を算出し、還流排気ガス量ＱＥＳに対して吸気マニホールド１２（サージタンク）の遅れを模擬した１次遅れフィルタ処理を行って、１行程間にシリンダ２５に吸入される還流排気ガス量であるシリンダ吸入還流排気ガス量ＱＥＳｃ［ｇ／ｓｔｒｏｋｅ］を算出する。制御用ＥＧＲ率算出部６１は、例えば、制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓに１行程周期ΔＴを乗算して、還流排気ガス量ＱＥＳを算出する。 
【数９】
2018145927.tif 000011
ここで、ＫＣＣＡは、予め設定されたフィルタゲインであり、式（１）のものと同じ値を用いることができる。
【００６０】
制御用ＥＧＲ率算出部６１は、シリンダ吸入空気量ＱＡｃ及びシリンダ吸入還流排気ガス量ＱＥＳｃに基づいて制御用のＥＧＲ率Ｒｅｇｒｓを算出する。本実施の形態では、制御用ＥＧＲ率算出部６１は、式（１０）に示すように、制御用のＥＧＲ率Ｒｅｇｒｓとして、シリンダ吸入還流排気ガス量ＱＥＳｃをシリンダ吸入空気量ＱＡｃで除算した相対ＥＧＲ率を算出する。なお、絶対ＥＧＲ率が算出されてもよい。
【数１０】
2018145927.tif 000012
【００６１】
＜還流量利用制御部５５＞
還流量利用制御部５５は、制御用還流排気ガス算出部５４が算出した制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓを利用した内燃機関１の制御を行う。本実施形態では、還流量利用制御部５５は、制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓに基づいた、点火時期の変化、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅの変化、及び内燃機関１の出力トルクの算出の少なくとも一つ以上を実行するように構成されている。
【００６２】
例えば、還流量利用制御部５５は、内燃機関１の回転速度Ｎｅ、充填効率Ｅｃ、及び制御用のＥＧＲ率Ｒｅｇｒｓに基づいて点火時期を算出する。また、還流量利用制御部５５は、内燃機関１の回転速度Ｎｅ及び充填効率Ｅｃ等の運転状態に基づいて、目標ＥＧＲ率を算出し、制御用のＥＧＲ率Ｒｅｇｒｓが目標ＥＧＲ率に近づくように、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅを増加又は減少させる。制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓの算出精度の向上により、点火時期の設定精度、ＥＧＲ率の制御精度を向上させることができ、内燃機関１の燃焼状態、出力トルク、熱効率、及びＮＯｘ発生量等の制御精度を向上させることができる。
【００６３】
また、還流量利用制御部５５は、内燃機関１の回転速度Ｎｅ、充填効率Ｅｃ、及び制御用のＥＧＲ率Ｒｅｇｒｓに基づいて熱効率を算出する。そして、還流量利用制御部５５は、シリンダ２５に供給された燃料の発熱量に熱効率を乗算して図示平均有効圧を算出し、図示平均有効圧に基づいて内燃機関１の出力トルクを算出する。還流量利用制御部５５は、内燃機関１の出力トルクに基づいて、点火時期、吸入空気量、還流排ガス量を変化したり、内燃機関１の出力トルクを、変速装置の制御装置８１等の他の制御装置に伝達して、車両全体のトルク制御に利用させたりする。
【００６４】
１−２−１．酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２の詳細説明
次に、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２について詳細に説明する。
本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒは、絶対ＥＧＲ率とされており、吸気マニホールド１２内の気体に対する、吸気マニホールド１２内に還流された排気ガス（還流排気ガス）の比率である。なお、以下では、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを、単にＥＧＲ率Ｒｅｇｒとも称す。ＥＧＲ率Ｒｅｇｒは、式（１１）に示すように、吸気マニホールド１２内の気体の圧力であるマニホールド圧Ｐｂに対する吸気マニホールド１２内に還流された還流排気ガスの分圧Ｐ＿ｅｇｒの比率により算出できる。
【数１１】
2018145927.tif 000013
【００６５】
図４に、排気ガスを吸気マニホールド１２に還流させた場合の、吸気マニホールド１２内の気体の分圧状態を示す。吸気マニホールド１２内の気体は、大気から吸気マニホールド１２内に吸入された吸入空気と、吸気マニホールド１２内に還流された還流排気ガスとの混合気体である。ここで、吸気マニホールド１２内に吸入された吸入空気の分圧をＰ＿
ｎｅｗとしている。
【００６６】
吸気マニホールド１２内の気体の酸素分圧Ｐｂ＿ｏ２は、式（１２）に示すように、間接的には、吸気マニホールド１２内に吸入された吸入空気の酸素分圧（Ｐ＿ｎｅｗ・φｏ２＿ａｉｒ）と、吸気マニホールド１２内に還流された還流排気ガスの酸素分圧（Ｐ＿ｅｇｒ・φｏ２＿ｅｘ）と、を合計して算出でき、直接的には、マニホールド圧Ｐｂにマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］を乗算して算出できる。ここで、吸気マニホールド１２内の吸入空気の酸素分圧は、マニホールド圧中の吸入空気の分圧Ｐ＿ｎｅｗに大気の酸素濃度φｏ２＿ａｉｒ［ｖｏｌ％］を乗算して算出できる。吸気マニホールド１２内の還流排気ガスの酸素分圧は、マニホールド圧中の還流排気ガスの分圧Ｐ＿ｅｇｒに排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を乗算して算出できる。なお、各酸素濃度は、体積濃度である。
【数１２】
2018145927.tif 000014
【００６７】
式（１２）をＰｂ・φｏ２＿ｉｎで除算した後、整理すると、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する式（１３）が導出される。式（１３）から、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］に基づいて、ＥＧＲ率Ｒｅｇｒが算出できることがわかる。
【数１３】
2018145927.tif 000015
【００６８】
そこで、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］に基づいて、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出するように構成されている。
【００６９】
この構成によれば、内燃機関１本体の個体差、経年変化の影響を受け難い、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎの検出値に基づいて、ＥＧＲ率（酸素濃度検出ＥＧＲ率）を算出するので、ＥＧＲ率の検出精度を向上させることができる。一方、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎは、吸気マニホールド１２内で吸入空気と還流排気ガスとが混合し、平均化された後の気体の酸素濃度であるため、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒは、ＥＧＲバルブ２２を通過している還流排気ガスの流量よりも応答が遅れた情報となっている。そのため、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒから、直接的に、応答遅れのない、精度の良い還流排気ガスの流量を算出することは容易でない。そこで、上述したように、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ等に基づいて、応答性が要求されないＥＧＲバルブ２２の開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出し、学習後開口面積ＳｅｇｒＬに基づいて、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出することにより、応答遅れのない学習後の還流排気ガスの流量を算出することができる。従って、ＥＧＲバルブ２２の流量特性の個体差、経年変化の影響を、
内燃機関本体の個体差、経年変化の影響を受け難い方法で学習し、制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓの推定精度を向上させることができる。
【００７０】
本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、式（１４）の算出式を用い、検出したマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］に基づいて、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出するように構成されている。ここで、大気の酸素濃度φｏ２＿ａｉｒ［ｖｏｌ％］は、標準値として２１［ｖｏｌ％］に予め設定されている。
【数１４】
2018145927.tif 000016
【００７１】
排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］は、燃焼によって大気よりも大幅に低くなっているため、０、又は０付近の予め設定された固定値に設定されてもよい。この場合でも、式（１４）の分母において、大気の酸素濃度φｏ２＿ａｉｒの２１に対して、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］は小さくなるため、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの算出精度が大幅に悪化することが抑制される。
【００７２】
なお、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］と酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとの関係が予め設定されたＥＧＲ率特性データを用い、現在のマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］に対応する酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出するように構成されてもよい。ＥＧＲ率特性データは、式（１４）に基づいて予め設定されてもよいし、実験値に基づいて予め設定されてもよい。
【００７３】
＜空燃比に基づく排気ガスの酸素濃度の算出＞
排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］は、内燃機関１の空燃比ＡＦに応じて変化する。酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの算出精度を向上するためには、内燃機関１の空燃比ＡＦに応じて排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を変化させることが望ましい。
【００７４】
本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、内燃機関１の空燃比ＡＦに基づいて、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を算出し、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］及び排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］に基づいて、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出するように構成されている。
【００７５】
この構成によれば、空燃比ＡＦに応じて排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を変化させ、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの算出精度を向上させることができる。
【００７６】
本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、空燃比センサ１８により検出した空燃比ＡＦに基づいて、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を算出する。或いは、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、燃料噴射量を算出する際に用いる燃料補正係数に基づいて算出した空燃比ＡＦを用いてもよい。例えば、燃料補正係数は、理論空燃比となるように算出された基本燃料噴射量に対して乗算される補正係数とされ、理論空燃比（例えば、１４．７）を燃料補正係数で除算した値が、空燃比ＡＦとして算出される。
【００７７】
酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、式（１４）の算出式を用い、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］及び排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］に基づいて、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する。或いは、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部
５２は、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］と排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］と酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒとの関係が予め設定されたＥＧＲ率特性データを用いて、現在のマニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］及び排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］に対応する酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出するように構成されてもよい。ＥＧＲ率特性データは、式（１４）に基づいて予め設定されてもよいし、実験値に基づいて予め設定されてもよい。
【００７８】
＜排気ガスの酸素濃度＞
以下で、燃焼化学反応式における各分子のモル数、及び各気体の分圧に着目して、それらと酸素濃度及びＥＧＲ率Ｒｅｇｒとの関係式を導出する。内燃機関１の燃料を、例えばガソリンとした場合の炭化水素の燃焼化学反応式は、式（１５）で表される。
【数１５】
2018145927.tif 000017
【００７９】
ガソリンの平均分子式をＣ７Ｈ１４と仮定し、空気の組成を「酸素(Ｏ２)：窒素(Ｎ２)＝２１：７９」と仮定する。ガソリンと空気との比率である空燃比ＡＦが理論空燃比ＡＦ０である条件（λ＝１）で、ガソリンで完全燃焼した場合の燃焼化学反応式は、式（１６）で表される。
【数１６】
2018145927.tif 000018
【００８０】
空燃比ＡＦがリッチである条件（λ＜１）で、全ての酸素が消費され、ガソリンが燃焼した場合の燃焼化学反応式は、式（１７）で表される。
【数１７】
2018145927.tif 000019
【００８１】
空燃比ＡＦがリーンである条件（λ＞１）で、全てのガソリンが燃焼した場合の燃焼化学反応式は、式（１８）で表される。
【数１８】
2018145927.tif 000020
【００８２】
なお、式（１６）、式（１７）、式（１８）は、還流排気ガスを考慮していない、純粋
な燃焼化学反応式である。空気過剰率λは、式（１９）に示すように、空燃比ＡＦを理論空燃比ＡＦ０（例えば、１４．７）で除算した比率である。λ＝１であれば、空燃比ＡＦが理論空燃比ＡＦ０であり、λ＜１であれば、空燃比ＡＦがリッチであり、λ＞１であれば、空燃比ＡＦがリーンである。
【数１９】
2018145927.tif 000021
【００８３】
式（２０）及び図５に示すように、理論空燃比（λ＝１）及びリッチ（λ＜１）の場合は、式（１６）、式（１７）の右辺にＯ２がなく、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］にゼロを設定することができる。リーン（λ＞１）の場合は、式（１８）の右辺における、各気体分子の合計モル数に対するＯ２のモル数の比を、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］に設定することができる。
【数２０】
2018145927.tif 000022
【００８４】
酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、図５の例に示すように、空燃比ＡＦが理論空燃比（λ＝１）又はリッチ（λ＜１）である場合は、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］をゼロに設定し、空燃比ＡＦがリーン（λ＞１）である場合は、空燃比ＡＦのリーン度合が増加するに従って、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］をゼロから増加させるように構成されている。
【００８５】
この構成によれば、空燃比ＡＦが理論空燃比、リッチ、又はリーンであるかに応じて、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を精度よく算出することができる。本実施の形態では、排気ガスは、触媒１９の下流側の排気路１７から還流されるように構成されており、シリンダ２５から排出された排気ガスに未燃の燃料が含まれている場合でも、触媒１９で酸化（燃焼）され、理論空燃比及びリッチの場合は、排気ガスの酸素濃度はゼロに近くなる。よって、上記の構成のように、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］をゼロに設定しても、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒの算出精度を維持できる。
【００８６】
本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、空燃比ＡＦがリーン（λ＞１）である場合は、式（２０）の第２式の算出式により、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を算出するように構成されている。この構成によれば、式（１８）のリーンの場合の化学反応式のモル数比から導出した式により、リーンの場合の酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを精度よく算出できる。
【００８７】
或いは、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、空燃比ＡＦと排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］との関係が予め設定された図５の例のような排気酸素濃度特性データを用い、現在の空燃比ＡＦに対応する排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を設定するように構成されてもよい。排気酸素濃度特性データは、式（２０）に基づいて予め
設定されてもよいし、実験値に基づいて予め設定されてもよい。
【００８８】
また、排気ガスが、触媒１９の上流側の排気路１７から還流されるように構成されている場合は、未燃燃料が触媒１９により酸化されないので、理論空燃比及びリッチの場合でも、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］がゼロよりも高くなり、リーンの場合は、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］は式（２０）の第２式よりも高くなる。
【００８９】
そこで、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、図６の例に示すように、空燃比ＡＦが理論空燃比（λ＝１）又はリッチ（λ＜１）である場合は、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］をゼロより大きい値に設定し、空燃比ＡＦがリーン（λ＞１）である場合は、空燃比ＡＦのリーン度合が増加するに従って、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を増加させるように構成されてもよい。この場合は、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、図６の例に示すような、予め設定された排気酸素濃度特性データを用い、現在の空燃比ＡＦに対応する排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を設定する。排気酸素濃度特性データは、実験値に基づいて予め設定される。
【００９０】
また、排気ガスの酸素濃度は、内燃機関１の回転速度Ｎｅ、充填効率Ｅｃ、及びＥＧＲ率等の運転状態に応じて変化する。そのため、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、運転状態毎に予め設定された排気酸素濃度特性データを用い、現在の運転状態及び空燃比ＡＦに対応する排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を設定するように構成されてもよい。
【００９１】
１−２−２．フローチャート
本実施の形態に係る制御装置５０の処理の手順（内燃機関１の制御方法）について、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。図７のフローチャートの処理は、演算処理装置９０が記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行することにより、例えば一定の演算周期毎に繰り返し実行される。
【００９２】
ステップＳ０１で、運転状態検出部５１は、上記のように、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ、吸入空気流量Ｑａ、及びＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅ等の各種の内燃機関１の運転状態を検出する運転状態検出処理（運転状態検出ステップ）を実行する。
【００９３】
次に、ステップＳ０２で、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、上記のように、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎに基づいて、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出する酸素濃度検出ＥＧＲ率算出処理（酸素濃度検出ＥＧＲ率算出ステップ）を実行する。本実施の形態では、酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部５２は、上記のように、内燃機関１の空燃比ＡＦに基づいて、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］を算出し、マニホールド内酸素濃度φｏ２＿ｉｎ［ｖｏｌ％］及び排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］に基づいて、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒを算出するように構成されている。
【００９４】
ステップＳ０３で、開口面積学習値算出部５３は、上記のように、酸素濃度検出ＥＧＲ率Ｒｅｇｒ及び吸入空気流量Ｑａに基づいて、酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを算出し、酸素濃度検出還流流量Ｑｅｏｘを実現するＥＧＲバルブ２２の開口面積である酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘを算出し、酸素濃度検出開口面積Ｓｅｇｒｏｘに基づいて、ＥＧＲバルブ２２の開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを算出する開口面積学習値算出処理（開口面積学習値算出ステップ）を実行する。
【００９５】
ステップＳ０４で、制御用還流排気ガス算出部５４は、上記のように、開口面積の学習値ΔＳｅｇｒＬを用いて、現在のＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅに対応するＥＧＲバルブ２
２の学習後開口面積ＳｅｇｒＬを算出し、学習後開口面積ＳｅｇｒＬに基づいて、内燃機関１の制御に用いる制御用の還流排気ガスの流量Ｑｅｓを算出する制御用還流排気ガス算出処理（制御用還流排気ガス算出ステップ）を実行する。
【００９６】
ステップＳ０５で、還流量利用制御部５５は、上記のように、制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓを利用した内燃機関１の制御を行う還流量利用制御処理（還流量利用制御ステップ）を実行する。
【００９７】
〔その他の実施の形態〕
最後に、本発明のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
【００９８】
（１）上記の実施の形態１においては、内燃機関１の燃料としてガソリンが用いられる場合を考え、ガソリンの平均分子式及び空気の組成を式（１６）から式（１８）のように仮定した場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、ガソリンの平均分子式及び空気の組成に、より厳密な値を用いて、化学反応式、及び化学反応式における各分子のモル数を変更し、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］の算出に用いる式（２０）の第２式の各定数の設定値等を変更してもよい。また、内燃機関１の燃料として、ガソリン以外の燃料、例えば、軽油、アルコール、又は天然ガス等が用いられ、燃料の種類に応じて燃料の平均分子式が変更されると共に、化学反応式及び化学反応式における各分子のモル数が変更され、排気ガスの酸素濃度φｏ２＿ｅｘ［ｖｏｌ％］の算出に用いる式（２０）の第２式の各定数の設定値等を変更してもよい。
【００９９】
（２）上記の実施の形態１においては、内燃機関１は、自然吸気の内燃機関とされている場合を例として説明した。しかし、内燃機関１は、ターボチャージャー又はスーパーチャージャー等の過給機を備えた内燃機関とされてもよい。
【０１００】
（３）上記の実施の形態１においては、還流量利用制御部５５は、上記のように、制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓに基づいた、点火時期の変化、ＥＧＲバルブ２２の開度Ｏｅの変化、及び内燃機関１の出力トルクの算出の少なくとも一つ以上を実行するように構成されている場合を例として説明した。しかし、本発明の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、還流量利用制御部５５は、これら以外の制御、例えば、吸入空気量の制御、可変バルブタイミング機構において吸気バルブ１４及び排気バルブ１５の一方又は双方のバルブ開閉タイミングを変化させる制御等に、制御用の還流排気ガス流量Ｑｅｓを用いるように構成されてもよい。
【０１０１】
なお、本発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略したりすることが可能である。
【符号の説明】
【０１０２】
１  内燃機関、２  吸入空気圧センサ、３  エアフローセンサ、４  吸入空気温度センサ、７  スロットル開度センサ、８  マニホールド圧センサ、９  マニホールド温度センサ、１０  マニホールド酸素濃度センサ、１２  吸気マニホールド、１６  点火コイル、１７  排気路、１８  空燃比センサ、１９  触媒、２１  ＥＧＲ流路、２２  ＥＧＲバルブ、２３  吸気路、２７  ＥＧＲ開度センサ、５０  内燃機関の制御装置、５１  運転状態検出部、５２  酸素濃度検出ＥＧＲ率算出部、５３  開口面積学習値算出部、５４  制御用還流排気ガス算出部、５５  還流量利用制御部、５６  酸素濃度検出還流流量算出部、５７  酸素濃度検出開口面積算出部、５８  学習値算出部、５９  学習後開口面積算出部、６０  制御用還流流量算出部、６１  制御用ＥＧＲ率算出部、８１  変速装置の制御装
置、ΔＳｅｇｒＬ  開口面積の学習値、ΔＳｅｇｒｏｘ  開口面積の偏差、λ  空気過剰率、ρｅ  排気ガスの密度、σｅ  無次元流量定数、φｏ２＿ａｉｒ  大気の酸素濃度、φｏ２＿ｅｘ  排気ガスの酸素濃度、φｏ２＿ｉｎ  マニホールド内酸素濃度、ＡＦ  空燃比、ＡＦ０  理論空燃比、Ａｅ  排気ガスの音速、Ｏｅ  ＥＧＲバルブの開度、Ｐ＿ｅｇｒ  還流排気ガスの分圧、Ｐ＿ｎｅｗ  吸入空気の分圧、Ｐｂ  マニホールド圧、Ｐｂ＿ｏ２  酸素分圧、Ｐｅｘ  排気ガスの圧力、ＱＡ  吸入空気量、ＱＡｃ  シリンダ吸入空気量、ＱＥＳ  還流排気ガス量、ＱＥＳｃ  シリンダ吸入還流排気ガス量、Ｑａ  吸入空気流量、Ｑｅ  還流排気ガスの流量、Ｑｅｏｘ  酸素濃度検出還流流量、Ｑｅｓ  還流排気ガス流量、Ｒｅｇｒ  酸素濃度検出ＥＧＲ率、Ｒｅｇｒｒ  相対ＥＧＲ率、Ｒｅｇｒｓ  制御用のＥＧＲ率、Ｓｅｇｒ  ＥＧＲバルブの開口面積、ＳｅｇｒＬ  ＥＧＲバルブの学習後開口面積、Ｓｅｇｒｂ  ＥＧＲバルブのベース開口面積、Ｓｅｇｒｏｘ  ＥＧＲバルブの酸素濃度検出開口面積、Ｔｂ  マニホールド温度、Ｔｅｘ  排気ガスの温度
【図１】
2018145927.tif 000023
【図２】
2018145927.tif 000024
【図３】
2018145927.tif 000025
【図４】
2018145927.tif 000026
【図５】
2018145927.tif 000027
【図６】
2018145927.tif 000028
【図７】
2018145927.tif 000029