(57)【要約】【課題】シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値とシリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差を検出することの可能な装置を提供する。【解決手段】排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置（６）と、シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値を演算するＥＧＲ率予測値演算手段（４１）と、実際の排気中空気過剰率を検出する実排気中空気過剰率検出手段（３７）と、排気中空気過剰率予測値を演算する排気中空気過剰率予測値演算手段（４１）と、これら実際の排気中空気過剰率と排気中空気過剰率予測値とのずれに基づいて前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差を検出するＥＧＲ率誤差検出手段（４１）とを備える。【選択図】図１
2008106659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置と、
シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値を演算するＥＧＲ率予測値演算手段と、
実際の排気中空気過剰率を検出する実排気中空気過剰率検出手段と、
排気中空気過剰率予測値を演算する排気中空気過剰率予測値演算手段と、
これら実際の排気中空気過剰率と排気中空気過剰率予測値とのずれに基づいて前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差を検出するＥＧＲ率誤差検出手段と
を備えることを特徴とするＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項２】
前記排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率とのずれを、前記排気中空気過剰率予測値が変化する際に検出することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項３】
シリンダ流入空気過剰率予測値を演算するシリンダ流入空気過剰率予測値演算手段を備え、
このシリンダ流入空気過剰率予測値と前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値とに基づいて前記排気中空気過剰率予測値を演算することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項４】
前記シリンダ流入空気過剰率予測値または前記排気中空気過剰率予測値が減少している場合において、実際の排気中空気過剰率が排気中空気過剰率予測値よりも大きいとき、前記シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率は前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値よりも大きいと判断することを特徴とする請求項３に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項５】
前記シリンダ流入空気過剰率予測値または前記排気中空気過剰率予測値が減少している場合において、実際の排気中空気過剰率が排気中空気過剰率予測値よりも小さいとき、前記シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率は前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値よりも小さいと判断することを特徴とする請求項３に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項６】
前記シリンダ流入空気過剰率予測値または前記排気中空気過剰率予測値が増加している場合において、実際の排気中空気過剰率が排気中空気過剰率予測値よりも大きいとき、前記シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率は前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値よりも小さいと判断することを特徴とする請求項３に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項７】
前記シリンダ流入空気過剰率予測値または前記排気中空気過剰率予測値が増加している場合において、実際の排気中空気過剰率が排気中空気過剰率予測値よりも小さいとき、前記シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率は前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値よりも大きいと判断することを特徴とする請求項３に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項８】
前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差の検出を所定回数以上行い、その結果から最終的に前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差を決定することを特徴とする請求項１に記載のＥＧＲ率誤差検出装置。
【請求項９】
排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置と、
シリンダ流入空気過剰率予測値を演算するシリンダ流入空気過剰率予測値演算手段と、
実際の排気中空気過剰率を検出する実排気中空気過剰率検出手段と、
排気中空気過剰率予測値を演算する排気中空気過剰率予測値演算手段と、
これら実際の排気中空気過剰率と排気中空気過剰率予測値とのずれを演算するずれ演算手段と、
このずれに基づいてシリンダ流入空気過剰率の誤差量を演算するシリンダ流入空気過剰率誤差量演算手段と、
このシリンダ流入空気過剰率誤差量で前記シリンダ流入空気過剰率予測値を補正して実際のシリンダ流入空気過剰率を演算する実シリンダ流入空気過剰率演算手段と、
この実際のシリンダ流入空気過剰率と前記実際の排気中空気過剰率とに基づいてシリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率を演算する実ＥＧＲ率演算手段と
を備えることを特徴とする実ＥＧＲ率検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はＥＧＲ率誤差検出装置及び実ＥＧＲ率検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備えるディーゼルエンジンにおいて、シリンダ入口位置でのＥＧＲ率予測値を、
ＥＧＲ率予測値＝Ｑｃｙｌ ｅｇｒ／Ｑｃｙｌ ｗ          …（補１）
ただし、Ｑｃｙｌ ｅｇｒ：シリンダに吸入される気体のＥＧＲガス量、
Ｑｃｙｌ ｗ    ：シリンダに吸入される気体の新気量、
の式で定義し、このうち（補１）式右辺の分母であるシリンダに吸入される気体の新気量Ｑｃｙｌ ｗを、
Ｑｃｙｌ ｗ＝−（１／τ）・Ｑｃｙｌ ｗ＋（１／τ）・Ｑｗ
…（補２）
ただし、Ｑｗ：エアフローメータ位置の吸入空気量、
τ  ：吸気系の時定数、
の一次遅れ処理の式により、また（補１）式右辺の分子であるシリンダに吸入される気体のＥＧＲガス量Ｑｃｙｌ ｅｇｒを、
Ｑｃｙｌ ｅｇｒ＝−（１／τ）・Ｑｃｙｌ ｅｇｒ＋（１／τ）・Ｑｅｇｒ
…（補３）
ただし、Ｑｅｇｒ：ＥＧＲ弁部のＥＧＲガス量、
の一次遅れ処理の式によりそれぞれ算出するものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３１７５６８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記特許文献１の技術のようにシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値を算出させても、ＥＧＲ装置には製作バラツキや経時劣化があるため、これらの影響を受けてシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値の、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率からの誤差が生じ得る。
【０００４】
そこでシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差を検出することはできないかと、各種の実験を行ったところ、例えば図２に示したように、空気過剰率が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいときに排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとがどのように変化するのかを初めて見出した。
【０００５】
そこで本発明は、今回初めて見出した実験結果に基づき、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差を検出することの可能なまたはシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率を演算することの可能な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】
【０００６】
本発明は、排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備え、シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値（ＥＳＴ ＥＧＲ）を演算し、実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）を検出し、排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）を演算し、これら実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）と排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）とのずれに基づいて前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値（ＥＳＴ ＥＧＲ）と、シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差を検出するように構成する。
【０００７】
また、本発明は、排気の一部を吸気通路に還流するＥＧＲ装置を備え、シリンダ流入空気過剰率予測値（ＬＡＭＢＤＡ）を演算し、実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）を検出し、排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）を演算し、これら実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）と排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）とのずれ（ずれ量またはずれ面積）を演算し、このずれに基づいてシリンダ流入空気過剰率の誤差量（ＤＬＡＭＢ）を演算し、このシリンダ流入空気過剰率誤差量（ＤＬＡＭＢ）で前記シリンダ流入空気過剰率予測値（ＬＡＭＢＤＡ）を補正して実際のシリンダ流入空気過剰率（ｒＬＡＭＢＤＡ）を演算し、この実際のシリンダ流入空気過剰率（ｒＬＡＭＢＤＡ）と前記実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）とに基づいてシリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率（ｒＥＧＲ）を演算するように構成する。
【発明の効果】
【０００８】
排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率との間には、図１２〜図１５に示したように、空気過剰率の変化時（過渡時）にのみずれが生じることを初めて見出したことに対応し、本発明によれば、シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値（ＥＳＴ ＥＧＲ）を演算し、実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）を検出し、排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）を演算し、これら実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）と排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）とのずれに基づいて前記シリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値（ＥＳＴ ＥＧＲ）と、シリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率との誤差を検出するので、ＥＧＲ装置に製作バラツキや経時劣化が生じている場合においてもシリンダ入口位置近傍におけるＥＧＲ率予測値をシリンダ入口位置近傍における実値へと校正することが可能となった。
【０００９】
また、本発明によれば、シリンダ流入空気過剰率予測値（ＬＡＭＢＤＡ）を演算し、実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）を検出し、排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）を演算し、これら実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）と排気中空気過剰率予測値（ＥＳＴ ＡＢＹＦ）とのずれを演算し、このずれに基づいて、シリンダ流入空気過剰率の誤差量（ＤＬＡＭＢ）を演算し、このシリンダ流入空気過剰率誤差量（ＤＬＡＭＢ）で前記シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡを補正して実際のシリンダ流入空気過剰率（ｒＬＡＭＢＤＡ）を演算し、この実際のシリンダ流入空気過剰率（ｒＬＡＭＢＤＡ）と前記実際の排気中空気過剰率（ｒＡＢＹＦ）とに基づいてシリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率（ｒＥＧＲ）を演算するので、ＥＧＲ装置に製作バラツキや経時劣化が生じている場合においてもシリンダ入口位置近傍における実際のＥＧＲ率を精度良く求めることができることになった。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１１】
図１は、実ＥＧＲ率検出装置をディーゼルエンジンに適用した場合の概略構成を示している。
【００１２】
このエンジンでは、熱発生のパターンが単段燃焼となる、いわゆる低温予混合燃焼が行われる。ＮＯｘの生成は燃焼温度に大きく依存し、その低減には燃焼温度の低温化が有効である。低温予混合燃焼では、ＥＧＲによる酸素濃度の低減で、低温燃焼を実現するため、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、圧力制御弁５からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のＥＧＲ弁６（ＥＧＲ装置）を備えている。
【００１３】
圧力制御弁５は、コントロールユニット４１からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようにしている。たとえば、低回転速度低負荷域でＥＧＲ率を最大の１００パーセントとし、回転速度、負荷が高くなるに従い、ＥＧＲ率を減少させる。高負荷側では排気温度が上昇するため、多量のＥＧＲガスを還流すると、吸気温度の上昇によってＮＯｘ低減の効果が減少したり、噴射燃料の着火遅れ期間が短くなって予混合燃焼が実現できなくなる等のため、ＥＧＲ率を段階的に減少させている。
【００１４】
燃焼促進のため吸気ポート近傍の吸気通路に所定の切欠を有するスワールコントロールバルブ（図示しない）を備える。コントロールユニット４１により、このスワールコントロールバルブが低回転速度低負荷域で閉じられると、燃焼室に吸入される吸気の流速が高まり燃焼室にスワールが生成される。
【００１５】
燃焼室は大径トロイダル燃焼室（図示しない）である。これは、ピストンキャビティを、入口を絞らずピストンの冠面から底部まで円筒状に形成したもので、その底部中央には、圧縮行程後期にピストンキャビティの外部から旋回しながら流れ込むスワールに抵抗を与えないように、さらに空気と燃料の混合を良好にするため、円錐部が形成されている。この入口を絞らない円筒状のピストンキャビティにより、前述のスワールバルブ等によって生成されたスワールは、燃焼過程でピストンが下降していくのに伴い、ピストンキャビティ内からキャビティ外に拡散され、キャビティ外でもスワールが持続される。
【００１６】
エンジンにはコモンレール式の燃料噴射装置１０を備える。この燃料噴射装置１０は、主に燃料タンク、燃料供給通路、サプライポンプ１４、コモンレール（蓄圧室）１６、気筒毎に設けられるノズル１７からなり、サプライポンプ１４により加圧された燃料は燃料供給通路を介して蓄圧室１６にいったん蓄えられたあと、蓄圧室１６の高圧燃料が気筒数分のノズル１７に分配される。ノズル１７内に設けられる三方弁２５のＯＦＦからＯＮへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またＯＮ時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室１６の圧力が同じであれば、ＯＮ時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【００１７】
この燃料噴射装置１０にはさらに、蓄圧室圧力を調整するため、サプライポンプ１４から吐出された燃料を戻す通路に圧力調整弁を備える。この調整弁は通路の流路を開閉するもので、蓄圧室１６への燃料吐出量を調整することにより蓄圧室圧力を調整する。蓄圧室１６の燃料圧力（噴射圧）によって燃料噴射率が変化し、蓄圧室１６の燃料圧力が高くなるほど燃料噴射率が高くなる。
【００１８】
アクセル開度センサ３３、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ３４、気筒判別のためのセンサ３５、水温センサ３６からの信号が入力されるコントロールユニット４１では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて目標燃料噴射量と蓄圧室１６の目標圧力を演算し、圧力センサにより検出される蓄圧室圧力がこの目標圧力と一致するように上記の圧力調整弁を介して蓄圧室１６の燃料圧力をフィードバック制御する。
【００１９】
また、演算した目標燃料噴射量に対応して三方弁２５のＯＮ時間を制御するほか、三方弁２５のＯＮへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期を得るようにしている。たとえば、高ＥＧＲ率の低回転速度低負荷側で噴射燃料の着火遅れ期間が長くなるように燃料の噴射時期（噴射開始時期）をピストン上死点（ＴＤＣ）にまで遅延している。この遅延により、着火時期の燃焼室内の温度を低温状態にし、予混合燃焼比率を増大させることにより、高ＥＧＲ率域でのスモークの発生を抑える。これに対して、回転速度、負荷が高くなるにしたがい、噴射時期を進めている。これは、着火遅れの時間が一定であっても、着火遅れクランク角度（着火遅れの時間をクランク角度に換算した値）がエンジン回転速度の増加に比例して大きくなり、低ＥＧＲ率時に所定の着火時期を得るために、噴射時期を進めるのである。
【００２０】
さて、ＥＧＲ弁６よりシリンダ入口（燃焼室入口）までの間に空気ボリュームがあり、この空気ボリュームの影響を受けて、ＥＧＲ弁６位置でのＥＧＲ率の変化がシリンダ入口に到達するまでには応答遅れがあることを考慮し、目標ＥＧＲ率に対して一次遅れ処理の式によりシリンダ入口位置におけるＥＧＲ予測値を演算させていても、ＥＧＲ装置には製作バラツキがあり、また経時劣化が生じるため、これらの影響を受けてシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値の、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率からの誤差が生じ得る。
【００２１】
そこでシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値と、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差を検出することはできないかと、各種の実験を行ってみたところ、図２に示すような結果が得られた。すなわち、図２は、空気過剰率（シリンダ流入空気過剰率や排気中空気過剰率）が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいときに排気中空気過剰率の予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとがどのように変化するのかをモデル的に示している。
【００２２】
ここで、「シリンダ流入空気過剰率」とはシリンダ入口位置でのガスの空気過剰率のこと、また「排気中空気過剰率」とは排気通路に出たガスの空気過剰率のことである。このように、本発明では２つの異なる位置（シリンダ入口と排気通路）の空気過剰率を扱うものである。すなわち、シリンダ流入空気過剰率の予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さい側にずれていても、定常運転時であればシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲとシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡとから演算される排気中空気過剰率の予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと、空燃比センサ３７（実排気中空気過剰率検出手段）により検出される実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとが一致するため、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲにシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲより小さい側の誤差が生じていることや、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡに実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さい側の誤差が生じていることは分からないのであるが、シリンダ流入空気過剰率の予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さい側にずれている場合に、空気過剰率の減少中のあいだだけ排気中空気過剰率の予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦより小さい側にずれることが判明したのである（図２第４段目のｔ１よりｔ２までの期間参照）。
【００２３】
なぜ過渡時に限って排気中空気過剰率の予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦより小さい側にずれる現象が生じるかについて解析したところ、定常運転時には新気に含まれる酸素量とＥＧＲガス中に含まれる酸素量との合計（つまりシリンダに流入する総酸素量）と、排気通路に出ていく酸素量とがバランスしている（つまり同じ酸素量である）ため、定常運転時であればシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡとから演算される排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと、空燃比センサ３７により検出される実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとが一致するのであり、これに対して、空気過剰率の減少中（過渡時）にはシリンダに流入する総酸素量と排気通路に出ていく酸素量とがバランスしようとする変化が排気通路に出ていく酸素量に現れるため、空気過剰率の減少中には、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡとから演算される排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが、空燃比センサ３７により検出される実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦよりも小さくなって現れているものと本発明者は考えている。
【００２４】
言い替えると、空気過剰率の減少中における排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦの、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦからの下方へのずれ量は、定常運転時のシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡよりもシリンダ流入空気過剰率の誤差量ＤＲＡＭＢだけ小さいことに起因していると考えられる。この場合、空気過剰率の減少中における排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦの実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦからのずれ量として、例えば図２第４段目にハッチングしたずれ面積Ｓを演算すれば、このずれ面積Ｓに応じて実際のシリンダ流入空気過剰率からの誤差量ＤＬＡＭＢを求めることができる。シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡは演算値であるので、図２のモデル図の場合には、図２第３段目より、このシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡに誤差量ＤＬＡＭＢを加えることで、実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡを求めることができる。
【００２５】
また、実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡと、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲとの間には強い相関があるので、これらの関係をマップにしておけば（図１１参照）、上記のようにして求めた実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡと、空燃比センサ３７により検出可能な実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとからそのマップを検索することにより、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲを求めることができる。
【００２６】
なお、空気過剰率の減少中における排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦの実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦからのずれ量としては、図示のずれ面積Ｓに限られるものでなく、所定のタイミングにおける排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦの実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦからのずれ量を採用してもかまわない。
【００２７】
図２はモデル図であったが、実際には図１２〜図１５のようになる。ここで、図１２は空気過剰率がｔ１のタイミングより減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいときの、図１３は空気過剰率がｔ１のタイミングより減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより大きいときの、図１４は空気過剰率がｔ３より増加している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより大きいときの、図１５は空気過剰率がｔ３のタイミングより増加している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいときの、排気中空気過剰率の変化を示す各波形図である。
【００２８】
そして、図１２の場合を図２のモデル図にして具体的に説明したが、図１３〜図１５の残り３つの場合にも図１２の場合と同様に考えればよい。図１２〜図１５の４つの場合のいずれに該当するか否かは、例えば次のようにして判定すればよい。すなわち、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲ、シリンダ流入空気過剰率ＬＡＭＢＤＡ、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦのいずれか一つの空気過剰率に基づいて、空気過剰率が減少しているかそれとも増加しているかを判定できる。
【００２９】
また、その判定結果より空気過剰率が減少している場合であれば、その空気過剰率の減少中に排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとを比較し、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦより小さいときにはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいと（図１２参照）、この逆に排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦより大きいときにはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより大きいと（図１３参照）判定できる。また、上記の判定結果より空気過剰率が増加している場合であれば、その増加中に排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとを比較し、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦより小さいときにはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより大きいと（図１３参照）、この逆に排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦより大きいときにはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいと（図１４参照）判定できる。
【００３０】
コントロールユニット４１により実行されるこの制御を以下のフローチャートやブロック図に基づいて詳述する。
【００３１】
図３のフローチャートはシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率を演算するためのもので、一定時間毎（例えば１０ｍｓ毎）に実行する。ただし、図３のフローは図２（図１２）の場合だけを対象とするもので、図１３〜図１５の場合を対象とするフローの部分は省略している。
【００３２】
ステップ１ではエンジン回転速度ＮＥ、目標燃料噴射量ＱＦ、空燃比センサ３７により検出される実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦといった各種の信号を読み込む。空燃比センサ３７は排気通路２よりＥＧＲ通路４が分岐する点の上流側に設けても良いし、排気通路２よりＥＧＲ通路４が分岐する点の下流側に設けてもかまわない。排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦの検出範囲（例えば理論空燃比を中心とする所定の範囲）によっては空燃比センサに代えてＯ2センサを用いることができる。
【００３３】
ステップ２ではシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲを演算する。シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲの演算方法は特開２００２−３７１８８９号公報により公知である。簡単に説明すると、図４に示したように、エンジン回転速度ＮＥと目標燃料噴射量ＱＦとから所定のマップを検索することにより目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲを演算する。目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲの値としては、エンジンの使用頻度の高い領域、つまり低回転速度、低負荷（低噴射量）になるほど大きくなり、スモークが発生する高出力時には小さくなる値である。
【００３４】
この目標ＥＧＲ率ＴＥＧＲから次の式により一次遅れ処理を行ってシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲを演算する。
【００３５】
ＥＳＴ ＥＧＲ＝ＴＥＧＲ×ＫＫＩＮ＋ＥＳＴ ＥＧＲn-1（１−ＫＫＩＮ）
…（１）
ただし、ＫＫＩＮ：コレクタ容量分の時定数相当値、
ＥＳＴ ＥＧＲn-1：前回のＥＳＴ ＥＧＲ、
（１）式はＥＧＲ弁６位置よりシリンダ入口までには所定の空気ボリュームがあるため、ＥＧＲ弁６位置におけるＥＲＧ率の変化は遅れてシリンダ入口に到達するので、この遅れを一次遅れであるとみなして計算するものである。（１）式を具体的に演算させるには、例えば図５、図６のように簡単なブロック図を組めばよい。
【００３６】
ステップ３ではシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡを演算する。ここで、シリンダ流入空気過剰率とは、上記のようにシリンダ入口位置でのガスの空気過剰率のことである。
【００３７】
なお、上記のＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲをシリンダ入口位置で考えるため、同じシリンダ入口位置でのガスの空気過剰率（シリンダ流入空気過剰率）を考えるのであるが、基準とする位置はシリンダ入口位置に限られるものでなく、吸気ポート位置など（シリンダ入口位置近傍）でもかまわない。要は基準とする位置でＥＧＲ率と空気過剰率を考えればよい。
【００３８】
シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡの演算について説明すると、図７に示したように、エンジン回転速度ＮＥと目標燃料噴射量Ｑｆとから所定のマップを検索することにより、まずシリンダ流入空気過剰率基本値ＬＡＭＢＤＡ ０を演算する。シリンダ流入空気過剰率基本値ＬＡＭＢＤＡ ０の値としては、スモーク対策のため高負荷域でだけ空気過剰率に対する制限値を設定するのではなく、全ての運転条件（ＮＥ、ＱＦ）で最適なシリンダ流入空気過剰率基本値を設定している。すなわち、シリンダ流入空気過剰率基本値ＬＡＭＢＤＡ ０の値はエンジン回転速度が一定であれば基本燃料噴射量が大きくなるほど小さくなり、またエンジン回転速度が高いほど小さくなる値である。
【００３９】
このシリンダ流入空気過剰率基本値ＬＡＭＢＤＡ ０は目標値であるので、このシリンダ流入空気過剰率基本値ＬＡＭＢＤＡ ０から次の式により一次遅れ処理を行ってシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡを演算する。
【００４０】
ＬＡＭＢＤＡ＝ＬＡＭＢＤＡ ０×ＫＫＩＮ＋ＬＡＭＢＤＡn-1（１−ＫＫＩＮ）
…（２）
ただし、ＫＫＩＮ：コレクタ容量分の時定数相当値、
ＬＡＭＢＤＡn-1：前回のＬＡＭＢＤＡ、
（２）式は目標値としてのシリンダ流入空気過剰率基本値ＬＡＭＢＤＡ ０の加重平均値でシリンダ流入空気過剰率を予測するものである。
【００４１】
ステップ４では、このシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡと、上記のシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲとを用いて次式により排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを演算する。
【００４２】
ＥＳＴ ＡＢＹＦ＝ＬＡＭＢＤＡ＾２
／（ＬＡＭＢＤＡ＋ＥＳＴ ＥＧＲ×（ＬＡＭＢＤＡ−１）
…（３）
ここで、排気中空気過剰率とは上記のように排気通路に出たガスの空気過剰率のことである。
【００４３】
ディーゼルエンジンでは空気過多の状態（リーン状態）で運転されＥＧＲガス中に多くの新気量が含まれるため、（３）式はこのＥＧＲガス中の新気量分を含めた式である。言い替えると、ＥＧＲ作動域かつ定常運転時であれば、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡよりＥＧＲガス中の新気量の分だけ小さくなる。なお、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦの値そのものは、理論空燃比のときＥＳＴ ＡＢＹＦ＝１、リーン空燃比のときＥＳＴ ＡＢＹＦ＞１、リッチ空燃比のときＥＳＴ ＡＢＹＦ＜１となる値である。
【００４４】
（２）式、（３）式を演算させるには、例えば図８、図９のように簡単なブロック図を組めばよい。
【００４５】
ステップ５では減少中フラグをみる。今は減少中フラグ＝０であるとしてステップ６に進み、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡのいずれかに基づいて空気過剰率が減少を開始したか否かを判定する。排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦの値またはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡの値が減少を開始したか否かの判定方法は公知の手法に基づけばよい。例えば、今回の値と数回前の値との差（＝数回前の値−今回値）と第１所定値を比較し、その差が第１所定値以上であると空気過剰率が減少を開始したと判断する。
【００４６】
排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが減少を開始したときにはステップ７に進み、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが減少を開始したことを表すため減少中フラグ＝１とし（図２ではｔ１のタイミング）、ステップ８で次の式により実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦとのずれ面積Ｓを演算する。
【００４７】
Ｓ＝Ｓn-1＋（ｒＡＢＹＦ−ＥＳＴ ＡＢＹＦ）            …（４）
ただし、Ｓn-1：前回のＳ、
（４）式において前回のずれ面積であるＳn-1の初期値にはゼロを入れておく。
【００４８】
ここでは、空気過剰率が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいときを対象としているため（図２参照）、（４）式右辺第２項のように、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦから排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを差し引いている。
【００４９】
減少中フラグ＝１より次回にはステップ５よりステップ９に進み、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡの減少が終了したか否かを判定する。排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡの減少が終了したか否かの判定方法は公知の手法に基づけばよい。例えば、今回の値と数回前の値との差（＝数回前の値−今回値）と第２所定値を比較し、その差が第２所定値以上あれば減少はまだ終了していないと、また第２所定値未満に収まったとき減少が終了したと判断する。
【００５０】
排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが減少を終了していないときにはステップ８の操作を実行する。次回以降も排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが減少を終了していないときにはステップ８の操作を繰り返す。やがて排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡの減少が終了したときには図２第４段目のハッチング部分であるずれ面積Ｓの全てを演算しているので、このときにはステップ９よりステップ１０に進み、次回に備えて減少中フラグ＝０とした（図２ではｔ２のタイミング）後、ステップ１１で次の式によりずれ面積Ｓを積算する。
【００５１】
ＳＵＭＳ＝ＳＵＭＳn-1＋Ｓ                                …（５）
ただし、ＳＵＭＳ  ：ずれ面積積算値、
ＳＵＭＳn-1：前回のＳＵＭＳ、
（５）式において前回のずれ面積積算値であるＳＵＭＳn-1の初期値にはゼロを入れておく。
【００５２】
ステップ１２ではずれ面積の積算回数ｎ（初期値はゼロ）をカウントアップすると共に、次回に備えてずれ面積Ｓ＝０とし、ステップ１３で積算回数ｎと所定値（例えば３回）を比較する。積算回数ｎが所定値未満であるときはそのまま今回の処理を終了する。
【００５３】
その後に再び、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが減少したときにステップ５〜１２の操作を繰り返すと、２回目のずれ面積Ｓが演算され、この２回目のずれ面積Ｓがずれ面積積算値ＳＵＭＳに積算され、積算回数ｎ＝２となる。それでもまだｎ＝２であるため、その後に再び、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが減少したときにステップ５〜１２の操作を繰り返すと、３回目のずれ面積Ｓが演算され、この３回目のずれ面積Ｓがずれ面積積算値ＳＵＭＳに積算され、積算回数ｎ＝３となる。このときには、ステップ１３よりステップ１４に進み、ずれ面積積算値ＳＵＭＳを所定値（＝３）で除算することにより、つまり次式によりずれ面積平均値ＡＶＥＳを演算する。
【００５４】
ＡＶＥＳ＝ＳＵＭＳ／３                                  …（６）
ステップ１５ではこのずれ面積平均値ＡＶＥＳから図１０を内容とするテーブルを検索することにより、シリンダ流入空気過剰率の誤差量ＤＬＡＭＢを演算する。図１０に示したように、シリンダ流入空気過剰率の誤差量ＤＬＡＭＢはずれ面積平均値ＡＶＥＳが大きくなるほど大きくなる値である。
【００５５】
ステップ１６ではこのようにして演算したシリンダ流入空気過剰率の誤差量ＤＬＡＭＢをシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡに加算した値を実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡとして、つまり次式により実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡを演算する。
【００５６】
ｒＬＡＭＢＤＡ＝ＬＡＭＢＤＡ＋ＤＬＡＭＢ                …（７）
（７）式右辺のように、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡに誤差量ＤＬＡＭＢを加算するのは、図３のフローが、図２に示したように、空気過剰率が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡが実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡより小さいときを対象としているためである。つまり、図２のモデル図では、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡよりも実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡのほうが大きいので、実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡを求めるには、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡに誤差量ＤＬＡＭＢを加算する必要があるからである。
【００５７】
これで、実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡを求めることができたので、ステップ１７ではこの求めた実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＤＡとそのときの（つまり実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＤＡを求めたタイミングでの）実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとから図１１を内容とするマップを検索することにより、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲを演算する。図１１に示したようにシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲは、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが同じであれば、実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＤＡが大きくなるほど大きくなり、また実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＤＡが同じであれば、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが大きくなるほど小さくなる値である。
【００５８】
最後にステップ１８では次回に備えて積算回数ｎ＝０とすると共に、ずれ面積平均値ＡＶＥＳ＝０として今回の処理を終了する。
【００５９】
ここで、本実施形態の作用効果を説明する。
【００６０】
本実施形態（請求項９に記載の発明）によれば、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡを演算し（図３のステップ３参照）、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦを検出し（図３のステップ１参照）、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを演算し（図３のステップ４参照）、これら実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦとのずれ面積平均値ＡＶＥＳ（ずれ）を演算し（図３のステップ８、１１、１４参照）、このずれ面積平均値ＡＶＥＳに基づいてシリンダ流入空気過剰率の誤差量ＤＬＡＭＢを演算し（図３のステップ１５参照）、このシリンダ流入空気過剰率誤差量ＤＬＡＭＢでシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡを補正して実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡを演算し（図３のステップ１６参照）、この実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡと、この実際のシリンダ流入空気過剰率ｒＬＡＭＢＤＡを演算したタイミングでの実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとに基づいてシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲを演算する（図３のステップ１７参照）ので、ＥＧＲ装置に製作バラツキや経時劣化が生じている場合においてもシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率を精度良く求めることができることになった。
【００６１】
次に、図１６のフローチャートは第２実施形態のシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率誤差を検出するためのもので、一定時間毎（例えば１００ｍｓ毎）に実行する。第１実施形態の図３と同一部分には同一の番号を付けている。演算周期は１００ｍｓとしているが、図３に合わせて１０ｍｓとしてもかまわない。
【００６２】
ステップ１ではエンジン回転速度ＮＥ、目標燃料噴射量ＱＦ、空燃比センサ３７により検出される実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦといった各種の信号を読み込み、ステップ２、３、４で、図３のステップ２、３、４と同じに、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲ、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡ及び排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを演算する。
【００６３】
ステップ２１では、図３のステップ５、６と同様に、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡのいずれかに基づいて空気過剰率が減少しているか否かをみる。空気過剰率が減少している場合にはステップ２２に進み実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを比較する。
【００６４】
実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも大きいときにはステップ２３に進み、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも大きいと判断する（図１２参照）。これに対して、空気過剰率が減少している場合において、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも小さいときにはステップ２１、２２よりステップ２４に進んで、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも小さいと判断する（図１３参照）。
【００６５】
また、ステップ２２で実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが等しいときにはそのまま今回の処理を終了する。
【００６６】
一方、ステップ２１で空気過剰率が減少していない場合にはステップ２５に進み排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦまたはシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡに基づいて空気過剰率が増加しているか否かをみる。空気過剰率が増加している場合にはステップ２６に進み実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを比較する。
【００６７】
実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも大きいときにはステップ２７に進み、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも小さいと判断する（図１４参照）。これに対して、空気過剰率が増加している場合において、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも小さいときにはステップ２５、２６よりステップ２８に進んで、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも大きいと判断する（図１５参照）。
【００６８】
また、ステップ２６で実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが等しいときにはそのまま今回の処理を終了する。
【００６９】
ステップ２５で空気過剰率が増加していない場合、つまり空気過剰率が減少も増加もしてない場合には、そのまま今回の処理を終了する。
【００７０】
このようにして、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲがシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも大きいか小さいかを判断できる、つまりのシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲの、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲからの誤差を検出できることになると、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲをシリンダ入口位置における実値へと校正することができる。すなわち、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲがシリンダ入口近傍におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも大きいと判断したときには、その判断したタイミングでのシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲにはシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率からの減少誤差が生じているのであるから、その判断したタイミングでのシリンダ入口位置におけるＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲに所定値を加算した値をシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率校正値として用いることができる。同様にして、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲがシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも小さいと判断したときには、その判断したタイミングでのシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲにシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率からの増大誤差が生じているのであるから、その判断したタイミングでのシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲから所定値を差し引いた値をシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率校正値として用いることができる。
【００７１】
ここで、第２実施形態の作用効果を説明する。
【００７２】
排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとの間には、図１２〜図１５に示したように、空気過剰率が変化するとき（過渡時）にのみずれが生じることを初めて見出したことに対応し、第２実施形態（請求項１に記載の発明）によれば、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値（ＥＳＴ ＥＧＲ）を演算し（図１６のステップ２参照）、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦを検出し（図１６のステップ１参照）、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを演算し（図１６のステップ４参照）、これら実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦと排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦとのずれに基づいてシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差を検出している。
【００７３】
この場合に、誤差検出として、第２実施形態（請求項４、５、６、７に記載の発明）によれば、空気過剰率（シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡまたは排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦ）が減少している場合において、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも大きいとき、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも大きいと判断し（図１６のステップ２１、２２、２３参照）、つまりその判断したタイミングでのＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲには実際のＥＧＲ率からの減少誤差が生じていると判断し、空気過剰率が減少している場合において、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも小さいとき、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも小さいと判断し（図１６のステップ２１、２２、２４参照）、つまりその判断したタイミングでのＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲには実際のＥＧＲ率からの増大誤差が生じていると判断し、空気過剰率が増加している場合において、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも大きいとき、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも小さいと判断し（図１６のステップ２１、２５、２６、２７参照）、つまりその判断したタイミングでのＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲには実際のＥＧＲ率からの増大誤差が生じていると判断し、空気過剰率が増加している場合において、実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦが排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦよりも小さいとき、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲはシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲよりも大きい（図１６のステップ２１、２５、２６、２８参照）と判断する、つまりその判断したタイミングでのＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲには実際のＥＧＲ率からの減少誤差が生じていると判断している。
【００７４】
このようにして、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲの、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率からの誤差検出を行うことができることとなった結果、ＥＧＲ装置に製作バラツキや経時劣化が生じている場合においても、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲをシリンダ入口位置における実値へと校正することが可能となった。
【００７５】
シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲがシリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲからずれていることの影響が現れるのは過渡条件のみであることに対応し、第２実施形態（請求項２に記載の発明）によれば、シリンダ入口位置における排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦと、シリンダ入口位置における実際の排気中空気過剰率ｒＡＢＹＦとのずれを、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦが変化する際（加速時または減速時）に検出するので（図１６のステップ２１、２５参照）、ＥＧＲ装置に製作バラツキや経時劣化が生じている場合においても、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率ｒＥＧＲとの誤差を正確に検出できる。
【００７６】
第２実施形態（請求項３に記載の発明）によれば、シリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡを演算するシリンダ流入空気過剰率予測値演算手段を備え（図１６のステップ３参照）、このシリンダ流入空気過剰率予測値ＬＡＭＢＤＡとシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲとに基づいて排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを演算する（図１６のステップ４参照）ので、新たなセンサを追加することなく、排気中空気過剰率予測値ＥＳＴ ＡＢＹＦを演算することができる。
【００７７】
第２実施形態でも、基準とする位置をシリンダ位置としているが、吸気ポート位置などシリンダ位置近傍であればかまわない。
【００７８】
第２実施形態では、さらにシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差の検出を所定回数以上行い、その結果から最終的にシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差を決定するようにすることができる（請求項８に記載の発明）。こうすることで、シリンダ入口位置におけるＥＧＲ率予測値ＥＳＴ ＥＧＲと、シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率との誤差の誤検出を防止できる。
【００７９】
実施形態では、ＥＧＲ装置を備え、理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転を行うディーゼルエンジンの場合で説明したが、ＥＧＲ装置を備え、所定の運転域では理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転を行う直噴ガソリンエンジンに対しても本発明の適用がある。
【００８０】
請求項１に記載の排気中空気過剰率予測値演算手段の機能は図１６のステップ４により、ＥＧＲ率誤差検出手段の機能は図１６のステップ２２、２３、２４、２６、２７、２８によりそれぞれ果たされている。
【００８１】
請求項９に記載のシリンダ流入空気過剰率予測値演算手段の機能は図３のステップ３により、排気中空気過剰率予測値演算手段の機能は図３のステップ４により、ずれ演算手段の機能は図３のステップ８、１１、１４により、シリンダ流入空気過剰率誤差量演算手段の機能は図３のステップ１５により、実シリンダ流入空気過剰率演算手段の機能は図３のステップ１６により、実ＥＧＲ率演算手段の機能は図３のステップ１７によりそれぞれ果たされている。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の第１実施形態の実ＥＧＲ率検出装置の概略構成図。
【図２】空気過剰率が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値が実際のシリンダ流入空気過剰率より小さいときの排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率の変化を示すモデル波形図。
【図３】シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率の演算を説明するためのフローチャート。
【図４】目標ＥＧＲ率演算のブロック図。
【図５】遅れ処理のブロック図。
【図６】遅れ処理のブロック図。
【図７】シリンダ流入空気過剰率基本値演算のブロック図。
【図８】遅れ処理のブロック図。
【図９】排気中空気過剰率予測値演算のブロック図。
【図１０】シリンダ流入空気過剰率誤差量の特性図。
【図１１】シリンダ入口位置における実際のＥＧＲ率の特性図。
【図１２】空気過剰率が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値が実際のシリンダ流入空気過剰率より小さいときの排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率の変化を示す波形図。
【図１３】空気過剰率が減少している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値が実際のシリンダ流入空気過剰率より大きいときの排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率の変化を示す波形図。
【図１４】空気過剰率が増加している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値が実際のシリンダ流入空気過剰率より大きいときの排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率の変化を示す波形図。
【図１５】空気過剰率が増加している場合においてシリンダ流入空気過剰率予測値が実際のシリンダ流入空気過剰率より小さいときの排気中空気過剰率予測値と実際の排気中空気過剰率の変化を示す波形図。
【図１６】第２実施形態のシリンダ入口位置におけるＥＧＲ率誤差の検出を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００８３】
６  ＥＧＲ弁（ＥＧＲ装置）
３７  空燃比センサ（実排気中空気過剰率検出手段）
４１  エンジンコントロールユニット
【図１】
2008106659.tif 000003
【図２】
2008106659.tif 000004
【図３】
2008106659.tif 000005
【図４】
2008106659.tif 000006
【図５】
2008106659.tif 000007
【図６】
2008106659.tif 000008
【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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