(57)【要約】【課題】  要求トルクを含む実際の制御条件が設定された制御条件と異なっても、そのことに基因して生じるエミッションの悪化を抑制することである。【解決手段】  ＥＧＲバルブ４２を制御するための制御パラメータとなる状態量が目標値となるようにＥＧＲバルブ４２の操作量を設定するＥＣＵ５において、前記制御パラメータとなり得る複数の種類の状態量（例えば新気量、排気酸素濃度，吸気酸素濃度）のうち、制御条件が現在の制御条件を中心に所定範囲内でずれたとしたときに最もＥＧＲバルブ４２の操作量が小さくなる状態量を制御パラメータとして選択するようにする。実際の制御条件が予定されている制御条件からずれていても、そのことによるエミッションの発生を最小限に抑制する。【選択図】        図１
2005188392.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
噴射された燃料と混合気を形成するガスを調整するガス調整手段と、内燃機関の運転状態であって前記ガス調整手段の作動量に応じて変化する運転状態を示す状態量を検出するガス調整依存状態量検出手段と、この検出された状態量が、現在の要求トルクを含む制御条件に対して設定された前記状態量の目標値となるように、前記ガス調整手段の作動量を設定するガス調整制御を実行するガス調整制御手段とを有する内燃機関の制御装置において、
前記ガス調整依存状態量検出手段として、種類の異なる状態量を検出する複数のガス調整依存状態量検出手段を具備せしめるとともに、
前記ガス調整制御手段は、現在の制御条件に応じて、前記ガス調整制御を、前記複数の種類の状態量のうち、一の種類の状態量に基づくガス調整制御から他の種類の状態量に基づくガス調整制御に切替えるように設定したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の内燃機関の制御装置において、前記ガス調整制御手段は、現在の制御条件を含む所定の範囲内で制御条件を変化させたときに前記ガス調整手段の作動量のずれ量が最も小さな値となる種類の状態量に基づいて前記ガス調整制御を実行するように設定した内燃機関の制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記ガス調整制御手段は、前記状態量ごとに、現在の制御条件を含む所定の範囲内で前記状態量の仮想の目標値を演算する仮想目標値演算手段と、前記所定範囲内における、仮想目標値に対応する前記ガス調整手段の仮想の作動量のばらつきを演算する仮想作動量ばらつき演算手段とを具備せしめ、かつ、状態量の種類間で前記仮想作動量のばらつきを比較し、該作動量のばらつきが最も小さい種類の状態量に基づく前記ガス調整制御を選択する選択手段を具備せしめた内燃機関の制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の内燃機関の制御装置において、前記制御条件または前記内燃機関の運転状態に基づいて前記所定範囲を設定する所定範囲設定手段を具備せしめた内燃機関の制御装置。
【請求項５】
請求項２記載の内燃機関の制御装置において、前記ガス調整制御手段は、前記制御条件と前記状態量の種類とを対応付ける対応関係を記憶し、現在の制御条件に対応する種類の状態量に基づいて前記ガス調整制御を実行するように設定した内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御装置は、インジェクタなどの内燃機関の各部を制御し、燃料の噴射時期および噴射量を規定するインジェクタの開閉時期などを調整するもので、その制御部では、アクセルペダルの踏込み量や内燃機関の運転状態の検出結果に基づいて、噴射時期や噴射量などが設定される。また、噴射された燃料が適正な燃焼をするように、燃料と混合気を形成するガスが吸気スロットルバルブ、ＥＧＲバルブなどのガス調整手段により調整される。
【０００３】
ガス調整手段の制御は、ガス調整手段の作動量に応じて変化する運転状態の状態量を検出し、検出された状態量がその目標値となるようにガス調整手段の作動量を設定することでなされる。状態量の目標値はエミッションレベルが所期のレベルに抑制されることなどを考慮して設定される。制御部には、要求トルクを含む制御条件と前記状態量目標値との対応関係、例えばマップを記憶している。前記状態量としては、排気Ｏ2濃度、新気量、吸気Ｏ2濃度、吸気圧などが用いられる。
【０００４】
ところで近年、排出されるエミッションの低減に対する要請は益々厳しくなっている。エミッションの低減を企図して高圧噴射化、マルチ噴射化が進んでいるが、次の問題がある。すなわち、噴射圧を高くすると相対的に噴射時間が短くなるため、インジェクタの開閉弁の誤差が噴射量の誤差に占める割合が大きくなる。また、マルチ噴射は各噴射の噴射量の合計が１回の燃焼行程に対応した噴射量となるが、噴射回数が増えるためにインジェクタの開閉弁の誤差が積算される。すると、要求トルクに対応する状態量目標値が、実際の発生トルクに適合する状態量と異なることになって、エミッションが悪化する。
【０００５】
下記特許文献１には、インジェクタの駆動開始から実際に開弁するまでのタイムラグを学習用の噴射により求めてインジェクタの噴射期間を指示するための駆動パルスの長さや出力時期に反映させるようにしたものが開示されている。
【特許文献１】特開２００１−９０５８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記特許文献１に記載の技術はインジェクタの特性を吸収する点で望ましいが、インジェクタの作動ばらつきが考慮されていない。これを図１９、図２０により説明する。図１９は要求トルクＴに対する新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧの特性を示すもので，新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧは一定ではなく、要求トルクＴに応じて変化する。運転状態（ＮＥ，Ｔ）のときの新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧをｆGA（ＮＥ，Ｔ）と表すものとする。このため、例えば要求トルクＴがＴ0のときに実際に噴射された燃料の噴射量がＴ0±ΔＴのトルクを発生し得る範囲でばらつくとすると、当該噴射量に対して適正な新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧは噴射量のばらつきに応じてＧＡ＿ＴＲＧ0（＝ｆGA（ＮＥ，Ｔ0））からずれることになる。このずれ量ΔＧＡ＿ＴＲＧは、例えば特性線が図例のように単調変化するものであれば、｜ｆGA（ＮＥ，Ｔ0＋ΔＴ）−ｆGA（ＮＥ，Ｔ0−ΔＴ）｜と見積もることができる。新気量は図２０のごとくＥＧＲ率に換算できるが、実際の燃料噴射量に対して必要な新気量がＧＡ＿ＴＲＧ0に対しずれると、新気量目標値をＧＡ＿ＴＲＧ0と設定したことにより収束するＥＧＲ率ＥＧＲ0と、実際の燃料噴射量に適合したＥＧＲ率との間でずれ量ΔＥＧＲを生じることになる。この結果、所期のエミッションレベルよりも悪化するおそれがある。
【０００７】
本発明は前記実情に鑑みなされたもので、エミッションを効果的に抑制することのできる内燃機関の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】
【０００８】
請求項１に記載の発明は、制御条件を変化させたときのガス調整手段の作動量のずれ量が、ガス調整制御に用いる状態量の種類によって異なるという、発明者らが得た知見に基づきなされたものである。請求項１記載の発明では、噴射された燃料と混合気を形成するガスを調整するガス調整手段と、内燃機関の運転状態であって前記ガス調整手段の作動量に応じて変化する運転状態を示す状態量を検出するガス調整依存状態量検出手段と、この検出された状態量が、現在の要求トルクを含む制御条件に対して設定された前記状態量の目標値となるように、前記ガス調整手段の作動量を設定するガス調整制御を実行するガス調整制御手段とを有する内燃機関の制御装置において、
前記ガス調整依存状態量検出手段として、種類の異なる状態量を検出する複数のガス調整依存状態量検出手段を具備せしめるとともに、
前記ガス調整制御手段は、現在の制御条件に応じて、前記ガス調整制御を、前記複数の種類の状態量のうち、一の種類の状態量に基づくガス調整制御から他の種類の状態量に基づくガス調整制御に切替えるように設定する。
【０００９】
内燃機関の各部の作動が制御条件に示されたものに対して誤差を有していても、ガス調整手段の作動量のずれ量の大きな一の種類の状態量に基づくガス調整制御から、ずれ量の小さい他の種類の状態量に基づくガス調整制御に切替えるようにすることで、状態量目標値に応じて設定されるガス調整手段の作動量の乖離の程度をより小さなものとし、エミッションの発生を最小限に抑制することができる。
【００１０】
請求項２記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記ガス調整制御手段は、現在の制御条件を含む所定の範囲内で制御条件を変化させたときに前記ガス調整手段の作動量のずれ量が最も小さな値となる種類の状態量に基づいて前記ガス調整制御を実行するように設定する。
【００１１】
前記内燃機関の各部の作動量のばらつきなどに基因した、実際に実現される制御条件のばらつきを擬制した制御条件の所定範囲内で、ガス調整手段の作動量の乖離の程度がより小さな種類の状態量に基づくガス調整制御に切替えることができる。
【００１２】
請求項３記載の発明では、請求項２の発明の構成において、前記ガス調整制御手段は、前記状態量ごとに、現在の制御条件を含む所定の範囲内で前記状態量の仮想の目標値を演算する仮想目標値演算手段と、前記所定範囲内における、仮想目標値に対応する前記ガス調整手段の仮想の作動量のばらつきを演算する仮想作動量ばらつき演算手段とを具備せしめ、かつ、状態量の種類間で前記仮想作動量のばらつきを比較し、該作動量のばらつきが最も小さい種類の状態量に基づく前記ガス調整制御を選択する選択手段を具備せしめる。
【００１３】
現在の制御条件のもとで、最適な種類の状態量に基づくガス調整制御を選択することができる。
【００１４】
請求項４記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記制御条件または前記内燃機関の運転状態に基づいて前記所定範囲を設定する所定範囲設定手段を具備せしめる。
【００１５】
制御条件が予定する内燃機関の各部の作動量に対する実際の作動量のばらつきは、制御条件や運転状態に応じて増減する。したがって、制御条件や運転状態に基づいて所定範囲を設定することで、現在の制御条件や運転状態に沿う、より適正な状態量の種類を選択することができる。
【００１６】
請求項５記載の発明では、請求項１の発明の構成において、前記ガス調整制御手段は、前記制御条件と前記状態量の種類とを対応付ける対応関係を記憶し、現在の制御条件に対応する種類の状態量に基づいて前記ガス調整制御を実行するように設定する。
【００１７】
予め設定した対応関係に基づいて状態量の種類を選択するだけでよいので、制御負担を軽減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（第１実施形態）
図１、図２に本発明の内燃機関の燃料制御装置を適用した圧縮着火式の内燃機関であるディーゼルエンジン（以下，適宜、単にエンジンという）の構成を示す。本実施形態は例えば自動車に適用したものである。複数の気筒を有するエンジン本体１の各気筒に１対１に対応してインジェクタ２１，２２，２３，２４が設けてあり、ＥＣＵ５の制御で、所定の時期に所定時間、開弁して燃料を噴射する。インジェクタ２１〜２４への燃料供給は例えばコモンレールからなされる。噴射された燃料の燃焼後の排ガスは、上流で全気筒と連通する排気マニホールド３３、排ガスを浄化する触媒３６が設けられた排気管３４を経て外気中に排出される。エンジン本体１は一般的な構成のもので、各気筒ごとに設けられた吸排気弁など図示しない構成を備えている。
【００１９】
燃料と混合気を形成するガスは吸気マニホールド３２から供給される。吸気マニホールド３２は、外気から新気を取り込むための吸気管３１と連通している。また、吸気マニホールド３２と排気マニホールド３３との間は、排気の一部を再循環せしめるＥＧＲ通路３５が接続されており、気筒への供給ガスは新気に加えて一部、排ガスが含められるようになっている。排気ガスの再循環量したがってＥＧＲ率はＥＧＲバルブ４２の開度調整でなされる。また、吸気管３１には吸気スロットルバルブ４１が設けられ，新気量を調整する。また、気筒から排出された排ガスの廃熱を利用して強制的に吸気せしめるターボチャージャ４３が付設されている。ターボチャージャ４３は吸気管３１のコンプレッサ４３１を駆動する排気管３４のタービン４３２における排ガスの流れを制御し、過給能力が可変である（以下，適宜、ターボチャージャ４３を可変ターボ４３という）。
【００２０】
ＥＣＵ５は、インジェクタ２１〜２４などのエンジンの各部の制御を、エンジン各部に設けられたセンサ類によって知られるエンジンの運転状態に基づいて実行する。かかるセンサ類として、機関回転数（以下，適宜、エンジン回転数という）を検出する回転数センサ６１、吸気スロットルバルブ４１の開度を検出するスロットルポジションセンサ６２、新気量を検出するエアフローメータ６３が設けられる。また、吸気マニホールド３２には、吸気圧を検出する吸気圧センサ６４、吸気のＯ2濃度を検出する吸気酸素濃度センサ６５、触媒３６の下流で排気管３４には排気中のＯ2濃度を検出する排気酸素濃度センサ６６が設けてある。前記コモンレールにはコモンレール内の燃料圧を検出する圧力センサが取付けられ、インジェクタ２１〜２４の噴射圧を検出可能である。また、図示のもの以外に一般的なエンジンに取付けられるセンサが設けられる。
【００２１】
ＥＣＵ５で実行されるＥＧＲバルブ４２の制御について説明する。本ＥＣＵ５は、ＥＧＲバルブ４２の作動量であるＥＧＲ率を決定するための制御パラメータとなる状態量として、新気量、吸気Ｏ2濃度、および排気Ｏ2濃度を用い、これらの検出値が目標値となるようにＥＧＲ率が設定される。制御パラメータの目標値は、要求トルクを含む制御条件と、目標値とを対応付けるマップを記憶しており、該マップを参照して設定される。
【００２２】
新気量の目標値を算出する新気量目標値算出手段５２１、吸気酸素濃度目標値算出手段５２２、および、排気酸素濃度目標値算出手段５２３が設けてある。これはそれぞれ、エンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴが入力するとともに、要求トルク変化算出手段５１から後述する要求トルク変化ΔＴが入力している。要求トルク変化ΔＴは、要求トルクに応じて設定される燃料噴射指令値に基づいて作動するインジェクタ２１〜２４の作動ばらつきなどに基因するトルクのばらつきを擬制した要求トルクの変化量である。詳しくは後述するように、運転状態に応じて見積もられる。
【００２３】
新気量目標値算出手段５２１、吸気酸素濃度目標値算出手段５２２、排気酸素濃度目標値算出手段５３の各目標値はフィードバック量算出手段５４に入力する。フィードバック量算出手段５４は、前記目標値とともに、エアフローメータ６３、吸気酸素濃度センサ６５、排気酸素濃度センサ６６からそれぞれ検出された新気量、吸気Ｏ2濃度、および排気Ｏ2濃度が入力しており、検出新気量とその目標値との差分、検出吸気Ｏ2濃度とその目標値との差分、検出排気Ｏ2濃度とその目標値との差分に基づいてフィードバック量を演算するようになっている。フィードバック量の演算は新気量、吸気Ｏ2濃度、および排気Ｏ2濃度のいずれかでなされ、フィードバック量に基づいてＥＧＲバルブ操作量算出手段５５がＥＧＲバルブ４２の操作量を算出する。フィードバック量の算出は、古典制御（ＰＩＤ制御）のほか，現代制御（状態フィードバック）でもよい。
【００２４】
フィードバック量算出手段５４では前記のごとく３種類の状態量をＥＧＲバルブ４２の制御パラメータとしてフィードバック量を算出可能となっているが、いずれが有効となるかは、制御パラメータ選択手段５３により指定されるようになっている。制御パラメータ選択手段５３は算出された前記新気量目標値、吸気Ｏ2濃度目標値、および排気Ｏ2濃度目標値に基づいて新気量、吸気Ｏ2濃度、および排気Ｏ2濃度のうち、いずれをＥＧＲバルブ４２の制御パラメータとするかを選択する。
【００２５】
新気量目標値算出手段５２１で実行される処理を図３に示す。ステップＳ１０１ではＥＧＲバルブ４２の制御条件である現在のエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴが取り込まれる。ステップＳ１０２では、新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧをステップＳ１０１で取込んだエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴに基づいて算出する（式（１））。以下，エンジン回転数ｎｅ、要求トルクｔに基づいて算出される新気量目標値をｆGA（ｎｅ，ｔ）と表すものとする。算出は，マップを参照するなどの公知の手段を採用し得る。図４に要求トルクＴに対する新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧの特性を示す。
ＧＡ＿ＴＲＧ＝ｆGA（ＮＥ，Ｔ）・・・（１）
【００２６】
ステップＳ１０３では要求トルク変化ΔＴを取込む。ステップＳ１０４は仮想目標値演算手段としての処理で、運転状態（ｎｅ，ｔ）が（ＮＥ，Ｔ−ΔＴ）のときの新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧ´、（ＮＥ，Ｔ＋ΔＴ）のときの新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧ"を算出する（式（２−１），（２−２））。ＧＡ＿ＴＲＧ´、ＧＡ＿ＴＲＧ"はトルクＴからΔＴ変化させたときの仮想の新気量目標値である。
ＧＡ＿ＴＲＧ´＝ｆGA（ＮＥ，Ｔ−ΔＴ）・・・（２−１）
ＧＡ＿ＴＲＧ"＝ｆGA（ＮＥ，Ｔ＋ΔＴ）・・・（２−２）
【００２７】
ステップＳ１０５は仮想作動量ばらつき演算手段としての処理で、ＥＧＲ率のずれ量（以下，適宜、ＥＧＲずれ量という）ΔＥＧＲGaを算出する（式（３））。ＥＧＲずれ量ΔＥＧＲGaは、新気量をＥＧＲバルブの制御に用いる制御パラメータとして用いたときに、現在の運転状態を中心にして所定の範囲である±ΔＴの範囲で要求トルクを変化させたときの仮想のＥＧＲ率のばらつきである。エンジン回転数ｎｅ、要求トルクｔ、新気量ｇａに基づいて算出されるＥＧＲ率ＥＧＲGaをｆEGR_GA（ｎｅ，ｔ，ｇａ）と表すものとする。算出は，マップを参照するなどの公知の手段を採用し得る。図５に新気量Ｇaに対するＥＧＲ率ＥＧＲGaの特性を示す。算出後、本フローは終了する。なお、ステップＳ１０２で算出された新気量目標値ＧＡ＿ＴＲＧはフィードバック量算出手段５４に出力される。また、ステップＳ１０５で算出されたＥＧＲずれ量ΔＥＧＲGaは制御パラメータ選択手段５３に出力される。
ΔＥＧＲGa
＝｜ｆEGR_GA（ＮＥ，Ｔ，ＧＡ＿ＴＲＧ´）−ｆEGR_GA（ＮＥ，Ｔ，ＧＡ＿ＴＲＧ"）｜・・（３）
【００２８】
吸気酸素濃度目標値算出手段５２２で実行される処理を図６に示す。ステップＳ２０１では現在のエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴが取り込まれる。ステップＳ２０２では、吸気酸素濃度目標値ＩＮＯ2＿ＴＲＧをステップＳ２０１で取込んだエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴに基づいて算出する（式（４））。以下，エンジン回転数ｎｅ、要求トルクｔに基づいて算出される吸気酸素濃度目標値をｆINO2（ｎｅ，ｔ）と表すものとする。算出は，マップを参照するなどの公知の手段を採用し得る。図７に要求トルクＴに対する吸気酸素濃度目標値ＩＮＯ2＿ＴＲＧの特性を示す。
ＩＮＯ2＿ＴＲＧ＝ｆINO2（ＮＥ，Ｔ）・・・（４）
【００２９】
ステップＳ２０３では前記要求トルク変化ΔＴを取込む。ステップＳ２０４は仮想目標値演算手段としての処理で、運転状態（ｎｅ，ｔ）が（ＮＥ，Ｔ−ΔＴ）のときの吸気酸素濃度目標値ＩＮＯ2＿ＴＲＧ´、（ＮＥ，Ｔ＋ΔＴ）のときの吸気酸素濃度目標値ＩＮＯ2＿ＴＲＧ"を算出する（式（５−１），（５−２））。ＩＮＯ2＿ＴＲＧ´、ＩＮＯ2＿ＴＲＧ"はトルクＴからΔＴ変化させたときの仮想の吸気酸素濃度目標値である。
ＩＮＯ2＿ＴＲＧ´＝ｆINO2（ＮＥ，Ｔ−ΔＴ）・・・（５−１）
ＩＮＯ2＿ＴＲＧ"＝ｆINO2（ＮＥ，Ｔ＋ΔＴ）・・・（５−２）
【００３０】
ステップＳ２０５は仮想作動量ばらつき演算手段としての処理で、ＥＧＲずれ量ΔＥＧＲINO2を算出する（式（６））。ＥＧＲずれ量ΔＥＧＲINO2は、吸気酸素濃度をＥＧＲバルブの制御に用いる制御パラメータとして用いたときに、現在の運転状態を中心にして所定の範囲である±ΔＴの範囲で要求トルクを変化させたときの仮想のＥＧＲ率のばらつきである。エンジン回転数ｎｅ、要求トルクｔ、吸気酸素濃度ｉｎｏ2に基づいて算出されるＥＧＲ率ＥＧＲINO2をｆEGR_ INO2（ｎｅ，ｔ，ｉｎｏ2）と表すものとする。算出は，マップを参照するなどの公知の手段を採用し得る。図8に吸気酸素濃度ＩＮＯ2に対するＥＧＲ率ＥＧＲINO2の特性を示す。算出後、本フローは終了する。なお、ステップＳ２０２で算出された吸気酸素濃度目標値ＩＮＯ2＿ＴＲＧはフィードバック量算出手段５４に出力される。また、ステップＳ２０５で算出されたＥＧＲずれ量ΔＥＧＲINO2は制御パラメータ選択手段５３に出力される。
ΔＥＧＲINO2
＝｜ｆEGR_ INO2（ＮＥ，Ｔ，ＩＮＯ2＿ＴＲＧ´）
−ｆEGR_ INO2（ＮＥ，Ｔ，ＩＮＯ2＿ＴＲＧ"）｜・・・（６）
【００３１】
排気酸素濃度目標値算出手段５２３で実行される処理を図９に示す。ステップＳ３０１では現在のエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴが取り込まれる。ステップＳ３０２では、排気酸素濃度目標値ＥＸＯ2＿ＴＲＧをステップＳ３０１で取込んだエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴに基づいて算出する（式（７））。以下，エンジン回転数ｎｅ、要求トルクｔに基づいて算出される排気酸素濃度目標値をｆEXO2（ｎｅ，ｔ）と表すものとする。算出は，マップを参照するなどの公知の手段を採用し得る。図１０に要求トルクＴに対する排気酸素濃度目標値ＥＸＯ2＿ＴＲＧの特性を示す。
ＥＸＯ2＿ＴＲＧ＝ｆEXO2（ＮＥ，Ｔ）・・・（７）
【００３２】
ステップＳ３０３では前記要求トルク変化ΔＴを取込む。ステップＳ３０４は仮想目標値演算手段としての処理で、運転状態（ｎｅ，ｔ）が（ＮＥ，Ｔ−ΔＴ）のときの排気酸素濃度目標値ＥＸＯ2＿ＴＲＧ´、（ＮＥ，Ｔ＋ΔＴ）のときの排気酸素濃度目標値ＥＸＯ2＿ＴＲＧ"を算出する（式（８−１），（８−２））。ＥＸＯ2＿ＴＲＧ´、ＥＸＯ2＿ＴＲＧ"はトルクＴからΔＴ変化させたときの仮想の排気酸素濃度目標値である。
ＥＸＯ2＿ＴＲＧ´＝ｆEXO2（ＮＥ，Ｔ−ΔＴ）・・・（８−１）
ＥＸＯ2＿ＴＲＧ"＝ｆEXO2（ＮＥ，Ｔ＋ΔＴ）・・・（８−２）
【００３３】
ステップＳ３０５は仮想作動量ばらつき演算手段としての処理で、排気酸素濃度ベースＥＧＲずれ量ΔＥＧＲEXO2を算出する（式（９））。ＥＧＲずれ量ΔＥＧＲEXO2は、排気酸素濃度をＥＧＲバルブの制御に用いる制御パラメータとして用いたときに、現在の運転状態を中心にして所定の範囲である±ΔＴの範囲で要求トルクを変化させたときの仮想のＥＧＲ率のばらつきである。エンジン回転数ｎｅ、要求トルクｔ、排気酸素濃度ｅｘｏ2に基づいて算出されるＥＧＲ率ＥＧＲEXO2をｆEGR_ EXO2（ｎｅ，ｔ，ｅｘｏ2）と表すものとする。算出は，マップを参照するなどの公知の手段を採用し得る。図１１に吸気酸素濃度ＥＸＯ2に対するＥＧＲ率ＥＧＲEXO2の特性を示す。算出後、本フローは終了する。なお、ステップＳ３０２で算出された排気酸素濃度目標値ＥＸＯ2＿ＴＲＧはフィードバック量算出手段５４に出力される。また、ステップＳ３０５で算出されたＥＧＲずれ量ΔＥＧＲEXO2は制御パラメータ選択手段５３に出力される。
ΔＥＧＲEXO2
＝｜ｆEGR_ EXO2（ＮＥ，Ｔ，ＥＸＯ2＿ＴＲＧ´）
−ｆEGR_ EXO2（ＮＥ，Ｔ，ＥＸＯ2＿ＴＲＧ"）｜・・・（９）
【００３４】
図１２に制御パラメータ選択手段５３における処理を示す。ステップＳ４０１では、前記ＥＧＲずれ量ΔＥＧＲGa，ΔＥＧＲINO2，ΔＥＧＲEXO2を取込む。ステップＳ４０２では以下のように制御パラメータを新気量、吸気酸素濃度、および排気酸素濃度のうちから選択する。すなわち、３つのＥＧＲずれ量ΔＥＧＲGa，ΔＥＧＲINO2，ΔＥＧＲEXO2のうちの最小値が新気量ベースのＥＧＲずれ量ΔＥＧＲGaか否かを判断し、肯定判断されると、制御パラメータは新気量とする。否定判断されると、２つのずれ量ΔＥＧＲINO2，ΔＥＧＲEXO2のうちの最小値が吸気酸素濃度ベースのＥＧＲずれ量ΔＥＧＲINO2か否かを判断し、肯定判断されると、制御パラメータは吸気酸素濃度とする。否定判断されると、制御パラメータは排気酸素濃度とする。制御パラメータが設定されると本フローは終了となる。
【００３５】
図１３に要求トルクに対するＥＧＲずれ量の特性の一例を示す。図中には、３種類の状態量（新気量、吸気酸素濃度、排気酸素濃度）のうち、要求トルクに対応して制御パラメータとして選択されるものを併せて示している。このように、要求トルクＴに応じてＥＧＲずれ量の最も小さな状態量が制御パラメータとして選択されていくことになる。
【００３６】
これにより、要求トルクに対応した燃料の噴射量指令値と、実際の噴射量とで誤差が生じても、実際の噴射量のもとではより多くのＥＧＲバルブ開度の調整が必要になる制御パラメータではなく、最も小さなＥＧＲバルブ開度の調整で済む制御パラメータのもとでＥＧＲバルブ４２の制御がなされるので、前記誤差に基因したエミッションの発生を抑制することができる。
【００３７】
さて、前記ＥＧＲずれ量ΔＥＧＲGa，ΔＥＧＲINO2，ΔＥＧＲEXO2は実際の燃料噴射量の誤差に基因して生じる要求されるＥＧＲ率のばらつきを擬制したものであるが、前記のごとく要求トルク変化の大きさに依存する。ＥＧＲずれ量を十分に正確に見積もることができれば、制御パラメータの選択もより適正なものとなる。次に、要求トルク変化ΔＴを算出する所定範囲設定手段である要求トルク変化算出手段５１について説明する。図１４は要求トルク変化算出手段５１で実行される処理を示すもので，要求トルクなどに基づいて演算された噴射期間を入力として噴射期間ばらつきマップにしたがって噴射期間ばらつきを演算する。噴射期間ばらつきは噴射期間に依存するからである。演算された噴射期間ばらつきおよび噴射圧を入力として噴射量ずれマップにしたがって１噴射当たりの噴射量ずれを演算する。ここで、１噴射は１回の開弁と閉弁に対応した噴射である。マルチ噴射の場合にはマルチ噴射を構成する噴射の回数だけ噴射量ずれが重なるので、１噴射当たりの噴射量ずれにマルチ噴射回数が乗じられて、当該燃焼行程における噴射量ばらつき量を得る。次いで、噴射量ばらつき量に噴射量−トルク変換係数を乗じて要求トルク変化ΔＴとする。噴射量とトルクとは略比例関係にあるからである。このように、噴射量ばらつきを規定する、噴射期間などの制御条件、噴射圧、マルチ噴射回数などの運転状態に基づいて要求トルク変化ΔＴを演算するので、適正な要求トルク変化ΔＴを与えることができる。
【００３８】
図１５（Ａ）、図１５（Ｂ）は本内燃機関の制御装置（本発明）と新気量のみをＥＧＲバルブ４２を制御するための制御パラメータとした従来技術とでエミッションを比較するもので、劣化したインジェクタのように作動ばらつきが大きなものがあっても、本発明（図１５（Ａ））によれは従来技術（図１５（Ｂ））に比してＰＭおよびＮＯxのいずれも突出しないレベルに抑えることができる。
【００３９】
なお、インジェクタ２１〜２４の経時変化によって噴射量指令値と実噴射量との誤差の大きさが漸次、増大するが、予め経時変化に基因して変わっていく誤差の傾向を反映させることで、さらに要求トルク変化を正確に把握することができる。この一例を図１６に示す。この要求トルク変化算出手段は基本的には図１４のものと同じで、図１４のものとの相違点を中心に説明する。
【００４０】
積算運転距離を入力として影響係数マップにしたがい影響係数を演算する。影響係数は積算運転距離が噴射期間ばらつきの増大に寄与する係数で、噴射期間ばらつきマップから得られる噴射期間ばらつきに影響係数を乗じることで、インジェクタ２１〜２４の経時変化後の噴射期間ばらつきとなるように設定してある。積算運転距離はトリップメータを制御するＥＣＵから受信する。インジェクタ２１〜２４の経時変化は機関回転に比して十分にゆっくりと進行するから、積算運転距離の受信は高い頻度で行う必要はない。イグニッションオンに対応して行うようにしてもよい。所定の運転距離ごとに段階的に影響係数を更新していくのでもよい。これにより、影響係数要求トルクと実噴射量にて得られるトルクとの偏差をより正確に見積もることができる。
【００４１】
なお、影響係数マップは積算運転距離と影響係数とを対応付けるマップとしているが、積算運転距離に代えて積算運転時間、積算噴射回数、積算噴射量、積算エンジン回転数でもよい。これらは時間とともに、また、インジェクタ２１〜２４の作動回数とともに増加する変数だからである。
【００４２】
なお、要求トルクに対する新気量目標値などの状態量目標値の特性、および状態量目標値に対するＥＧＲ率の特性は滑らかで単調変化する特性線となるため、トルクの所定範囲[Ｔ−ΔＴ，Ｔ＋ΔＴ]を規定するＴ−ΔＴのときおよびＴ＋ΔＴのときにおけるＥＧＲ率の差分を、前記所定範囲内のＥＧＲずれ量としているが、より正確には、前記所定範囲内で３点以上、例えばＴ−ΔＴ，Ｔ＋ΔＴに加えて中央Ｔを加えた点の最大値と最小値の差分を、前記所定範囲内のＥＧＲずれ量とするのがよい。
【００４３】
（第２実施形態）
図１７に第２実施形態になる内燃機関の制御装置のＥＣＵで実行されるＥＧＲバルブの制御を示す。基本的な構成は第１実施形態と同じで、相違点はＥＧＲバルブの制御における制御パラメータの選択処理である。第１実施形態との相違点を中心に説明する。ステップＳ５０１ではエンジン回転数ＮＥおよび要求トルクＴを取込む。ステップＳ５０２では制御パラメータを制御パラメータ選択マップにしたがって選択する。制御パラメータ選択マップは、予め標準的な要求トルク変化ΔＴを使って第１実施形態のＥＧＲずれ量を算出しておき、新気量、吸気酸素濃度、排気酸素濃度のうちＥＧＲずれ量が最も小さな状態量を制御パラメータとして与えたマップである。
【００４４】
本実施形態によれば、随時、制御パラメータの選択にあたりＥＧＲずれ量の算出や比較をしないので、演算負荷を軽減することができる。
【００４５】
なお、本発明は前記各実施形態のものに限らず、種々の実施形態が可能である。例えば、ＥＧＲバルブ４２の制御パラメータとして選択される状態量は、新気量、吸気酸素濃度、排気酸素濃度の３種類ではなく２種類でもよいし、ＥＧＲ率を変えると変化する状態量であれば、前記３種類の状態量に追加、若しくは入れ替えることができる。また、ガス調整手段もＥＧＲバルブに限られるものではない。前記図１８のものは、ガス調整手段として可変ターボ４３を用いるものである。制御パラメータは、新気量と、吸気圧センサ６４で検出される吸気圧とのうち、いずれかが用いられる。これらの検出値が目標値になるようにフィードバック量算出手段５４Ａで可変ターボ４３の操作量のフィードバック量が算出される。フィードバック量をもとに、可変ターボ操作量算出手段５５Ａで可変ターボ４３の操作量が算出される。前記目標値は、可変新気量目標値とともに、吸気圧の目標値が、吸気圧目標値算出手段５２４でエンジン回転数ＮＥ、要求トルクＴおよび要求トルク変化ΔＴに基づいて算出されるようになっている。そして、制御パラメータ選択手段５３Ａで、新気量と吸気圧とのうちから、制御パラメータを選択するようになっている。選択は、第１実施形態のごとく、各制御パラメータについての可変ターボ４３の操作量のずれ量の小さい方が選択される。
【００４６】
ガス調整手段はこの他にも、吸気スロットルバルブ４１、吸排気バルブの開閉弁時期を調整する可変バルブタイミング機構、排気スロットルバルブなどが用いられ得る。これらは、噴射された燃料と混合気を形成するガスの量や組成を調整するものだからである。
【００４７】
また、ガス調整手段を制御するための制御パラメータとなる状態量は、ガス調整手段の作動量に応じて変化する状態量であればよく、前記新気量などのほか，吸気量、ＥＧＲ率、エンジンの運転状態から所定のモデルにしたがって知られる推定値などを用い得る。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置を適用した第１実施形態になるディーゼルエンジンの構成図である。
【図２】前記内燃機関の制御装置を構成するＥＣＵで実行される制御機能の要部を示すブロック図である。
【図３】前記制御機能の要部を説明する第１のフローチャートである。
【図４】前記制御機能の要部を説明する第１のグラフである。
【図５】前記制御機能の要部を説明する第２のグラフである。
【図６】前記制御機能の要部を説明する第２のフローチャートである。
【図７】前記制御機能の要部を説明する第３のグラフである。
【図８】前記制御機能の要部を説明する第４のグラフである。
【図９】前記制御機能の要部を説明する第３のフローチャートである。
【図１０】前記制御機能の要部を説明する第５のグラフである。
【図１１】前記制御機能の要部を説明する第６のグラフである。
【図１２】前記制御機能の要部を説明する第４のフローチャートである。
【図１３】前記制御機能の要部を説明する第７のグラフである。
【図１４】前記制御機能の要部を示す図である。
【図１５】（Ａ）は前記内燃機関の制御装置の作用を説明するグラフであり、（Ｂ）は前記内燃機関の制御装置と比較する従来の技術を説明するグラフである。
【図１６】本発明の内燃機関の制御装置の変形例を示す図である。
【図１７】本発明の第２実施形態になる内燃機関の制御装置のＥＣＵで実行される制御機能を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の内燃機関の制御装置の別の変形例を示す図である。
【図１９】従来の内燃機関の制御装置の課題を説明する第１のグラフである。
【図２０】従来の内燃機関の制御装置の課題を説明する第２のグラフである。
【符号の説明】
【００４９】
１  エンジン本体
２１，２２，２３，２４  インジェクタ  ３１  吸気管
３２  吸気マニホールド
３３  排気マニホールド
３４  排気管
３５  ＥＧＲ通路
３６  触媒
４１  吸気スロットルバルブ
４２  ＥＧＲバルブ（ガス調整手段）
４３  ターボチャージャ
５  ＥＣＵ（ガス調整制御手段）
５１  要求トルク変化算出手段（所定範囲設定手段）
５２１  新気量目標値算出手段（仮想目標値演算手段、仮想作動量ばらつき演算手段）
５２２  吸気酸素濃度目標値算出手段（仮想目標値演算手段、仮想作動量ばらつき演算手段）
５２３  排気酸素濃度目標値算出手段（仮想目標値演算手段、仮想作動量ばらつき演算手段）
５３  制御パラメータ選択手段（選択手段）
６１  回転数センサ
６３  エアフローメータ（ガス調整依存状態量検出手段）
６４  吸気圧センサ
６５  吸気酸素濃度センサ（ガス調整依存状態量検出手段）
６６  排気酸素濃度センサ（ガス調整依存状態量検出手段）
【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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【図１９】
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【図２０】
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