(57)【要約】【課題】ＥＧＲ弁開度切替時のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減する。【解決手段】ＥＧＲ弁を有する内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置において、ＥＧＲ弁の開度切替のときに、吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合と筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合とを算出し、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数とＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数とを算出し、吸気Ｏ２濃度に基づきＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積であるＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量を算出し、筒内流動に基づきＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積であるＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量を算出し、ＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量とＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量との和を、推定されたＮＯｘ生成量として用いる。【選択図】図６
2016211451.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁とを具備する内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置において、
前記気筒内に吸入されるガスに含まれる酸素の質量パーセント濃度である吸気Ｏ２濃度に基づきＮＯｘ生成量を推定するＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックと、
前記気筒内のガス流動である筒内流動に基づきＮＯｘ生成量を推定するＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックと、
吸気Ｏ２濃度に基づき、吸気Ｏ２濃度がＮＯｘの生成に寄与した割合である吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合と、筒内流動がＮＯｘの生成に寄与した割合である筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合とを算出するＮＯｘ生成寄与割合算出部と、
前記吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合と前記筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合とに基づき、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数と、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数とを算出する重み係数算出部と、
前記ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積であるＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量を算出するＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量算出部と、
前記ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積であるＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量を算出するＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量算出部と、
ＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量とＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量との和であるＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量を算出するＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部とを具備し、
前記ＥＧＲ弁の開度切替のときに、前記ＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部によって算出されたＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量を、推定されたＮＯｘ生成量として用いることを特徴とする内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はＥＧＲ弁を有する内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ＥＧＲ弁を有する内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置が知られている。この種の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置の例としては、例えば特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲを環流しないときに内燃機関の筒内で生成されるＮＯｘ生成量が求められ、定常運転時の値と見なされる。さらに、内燃機関の過渡状態において筒内で生成されるＮＯｘ生成率が求められる。
また、ＥＧＲ弁開度と弁開度判定値との差が正のときには、ＮＯｘ量マップ値にＮＯｘ生成率が乗算されて最終的な過渡状態でのＮＯｘ量が求められる。詳細には、ＥＧＲ弁開度が弁開度判定値以上のときには、吸気酸素濃度に基づいて求められたＮＯｘ生成率が推定モード切換部で選択され、過渡状態でのＮＯｘ量の算出に適用される。
一方、ＥＧＲ弁開度と弁開度判定値との差が０または負のときには、ＮＯｘ量マップ値に補正係数または１が乗算されて最終的な過渡状態でのＮＯｘ量が求められる。詳細には、ＥＧＲ弁開度が弁開度判定値未満のときには、ブースト圧マップ値と実ブースト圧とから求められた補正係数または１が推定モード切換部で選択され、過渡状態でのＮＯｘ量の算出に適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２８７４１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、開弁状態から閉弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後に吸気通路および気筒内に残留するＥＧＲガスが考慮されていない。また、閉弁状態から開弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後に、ＥＧＲガスがまだ気筒内に到達していないことが考慮されていない。そのため、特許文献１に記載された内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲ弁開度切替時にＮＯｘ生成量の推定誤差が生じてしまう。
【０００５】
前記問題点に鑑み、本発明は、ＥＧＲ弁開度切替時のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減することができる内燃機関のＮＯｘ生成量推定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】
本発明によれば、気筒に接続された吸気通路と、
前記気筒に接続された排気通路と、
前記吸気通路と前記排気通路とを接続するＥＧＲ通路と、
前記ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁とを具備する内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置において、
前記気筒内に吸入されるガスに含まれる酸素の質量パーセント濃度である吸気Ｏ２濃度に基づきＮＯｘ生成量を推定するＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックと、
前記気筒内のガス流動である筒内流動に基づきＮＯｘ生成量を推定するＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックと、
吸気Ｏ２濃度に基づき、吸気Ｏ２濃度がＮＯｘの生成に寄与した割合である吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合と、筒内流動がＮＯｘの生成に寄与した割合である筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合とを算出するＮＯｘ生成寄与割合算出部と、
前記吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合と前記筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合とに基づき、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数と、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数とを算出する重み係数算出部と、
前記ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積であるＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量を算出するＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量算出部と、
前記ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積であるＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量を算出するＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量算出部と、
ＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量とＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量との和であるＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量を算出するＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部とを具備し、
前記ＥＧＲ弁の開度切替のときに、前記ＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部によって算出されたＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量を、推定されたＮＯｘ生成量として用いることを特徴とする内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置が提供される。
【０００７】
本発明の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、気筒内に吸入されるガスに含まれる酸素の質量パーセント濃度である吸気Ｏ２濃度に基づきＮＯｘ生成量を推定するＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックと、気筒内のガス流動である筒内流動に基づきＮＯｘ生成量を推定するＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックとが設けられている。
一般に、ＥＧＲ弁が開弁状態のときには、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックによってＮＯｘ生成量が推定され、ＥＧＲ弁が閉弁状態のときには、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックによってＮＯｘ生成量が推定される。
ところで、本発明者等の鋭意研究により、ＥＧＲ弁が閉弁状態のときであっても、開弁状態から閉弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後には、吸気通路および気筒内に残留ＥＧＲガスが存在するため、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックによって推定されるＮＯｘ生成量に大きい誤差が含まれることが見い出された。
また、本発明者等の鋭意研究により、ＥＧＲ弁が開弁状態のときであっても、閉弁状態から開弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後には、ＥＧＲガスが気筒内にまだ到達していないため、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックによって推定されるＮＯｘ生成量に大きい誤差が含まれることが見い出された。
そこで、本発明の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲ弁の開度切替のときに、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積と、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックにより推定されるＮＯｘ生成量とＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数との積との和であるＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量が、推定されたＮＯｘ生成量として用いられる。
そのため、本発明の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲ弁の開度切替のときに吸気通路および気筒内の残留ＥＧＲガスや気筒内に未到達のＥＧＲガスが考慮されることなく、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックおよびＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックのみによってＮＯｘ生成量が推定される場合よりも、ＥＧＲ弁開度切替時のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ＥＧＲ弁開度切替時のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置を示した概略構成図である。
【図２】一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法を示したフローチャートである。
【図３】気筒内に吸入されるガスに含まれる酸素の質量パーセント濃度である吸気Ｏ２濃度［ｗｔ％］とＮＯｘ生成の寄与割合［％］との関係を示した図である。
【図４】一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法の問題点を説明するための図である。
【図５】図６に示す手法によってＮＯｘ生成量を算出する必要があるときを説明するための図である。
【図６】ＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃと重み係数算出部２ｄとＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｅとＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｆとＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｇとの関係を示したブロック図である。
【図７】ＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃおよび重み係数算出部２ｄを説明するための図である。
【図８】吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合α［％］および筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合β［％］を説明するための図である。
【図９】第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置の効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置の第１の実施形態について説明する前に、一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法について説明する。図２は一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法を示したフローチャートである。図３は気筒内に吸入されるガスに含まれる酸素の質量パーセント濃度である吸気Ｏ２濃度［ｗｔ％］とＮＯｘ生成の寄与割合［％］との関係を示した図である。図３中の太い曲線は、吸気Ｏ２濃度がＮＯｘ生成に寄与する割合を示している。図３中の細い曲線は、気筒内のガス流動である筒内流動がＮＯｘ生成に寄与する割合を示している。
一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法では、図２に示すルーチンが開始されると、ステップＳ１０１において、ＥＧＲ弁開度が例えば１．５％以上であるか否かが判定される。ＹＥＳのときにはステップＳ１０２に進み、ＮＯのときにはステップＳ１０３に進む。「ＥＧＲ弁開度１．５％」は図３中の「現状の切り替え点」に対応している。
ステップＳ１０２では、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックにより、吸気Ｏ２濃度に基づいてＮＯｘ生成量が推定される。ステップＳ１０３では、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックにより、筒内流動に基づいてＮＯｘ生成量が推定される。
つまり、一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法では、ＥＧＲ弁開度が１．５％以上のとき、ステップＳ１０２において、図３中の「現状の切り替え点」よりも左側の吸気Ｏ２濃度のＮＯｘ生成寄与割合が考慮され、吸気Ｏ２濃度に基づいてＮＯｘ生成量が推定される。ステップＳ１０２のＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックでは、図３中の「現状の切り替え点」よりも左側の筒内流動のＮＯｘ生成寄与割合は考慮されない。
一方、ＥＧＲ弁開度が１．５％未満のとき、ステップＳ１０３において、図３中の「現状の切り替え点」よりも右側の筒内流動のＮＯｘ生成寄与割合が考慮され、筒内流動に基づいてＮＯｘ生成量が推定される。ステップＳ１０３のＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックでは、図３中の「現状の切り替え点」よりも右側の吸気Ｏ２濃度のＮＯｘ生成寄与割合は考慮されない。
【００１１】
図４は一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法の問題点を説明するための図である。詳細には、図４（Ａ）、図４（Ｂ）、図４（Ｃ）、図４（Ｄ）はＥＧＲ弁開度、気筒内のＥＧＲガス量、ＮＯｘ生成量の推定誤差、ロジックのタイムチャートである。
一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法が適用される図４に示す例では、ＥＧＲ弁が開弁状態から閉弁状態に切り替えられ、次いで、閉弁状態から開弁状態に切り替えられる。
詳細には、ＥＧＲ弁が開弁状態から閉弁状態に切り替えられ、ＥＧＲ弁開度（図４（Ａ）参照）がロジック切替開度（図４（Ａ）参照）（図２に示す例では、１．５％）に減少する時間ｔ１以前に、図２のステップＳ１０２が実行され、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック（図４（Ｄ）参照）が実行される。具体的には、筒内流動のＮＯｘ生成寄与割合が考慮されることなく、吸気Ｏ２濃度のＮＯｘ生成寄与割合のみが考慮され、ＮＯｘ生成量が推定される。
次いで、ＥＧＲ弁開度がロジック切替開度以下になっている時間ｔ１から時間ｔ４の間、図２のステップＳ１０３が実行され、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック（図４（Ｄ）参照）が実行される。具体的には、吸気Ｏ２濃度のＮＯｘ生成寄与割合が考慮されることなく、筒内流動のＮＯｘ生成寄与割合のみが考慮され、ＮＯｘ生成量が推定される。詳細には、図４に示す例では、時間ｔ２から時間ｔ３の間、ＥＧＲ弁開度がゼロになる。
次いで、ＥＧＲ弁が閉弁状態から開弁状態に切り替えられ、ＥＧＲ弁開度がロジック切替開度に増加する時間ｔ４以降に、図２のステップＳ１０２が実行され、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック（図４（Ｄ）参照）が実行される。具体的には、筒内流動のＮＯｘ生成寄与割合が考慮されることなく、吸気Ｏ２濃度のＮＯｘ生成寄与割合のみが考慮され、ＮＯｘ生成量が推定される。
【００１２】
本発明者等の鋭意研究により、図４（Ａ）に示すように、時間ｔ１以降のＥＧＲ弁が閉弁状態のときであっても、開弁状態から閉弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後には、図４（Ｂ）に示すように、吸気通路および気筒内に残留ＥＧＲガスが存在するため、図４（Ｃ）に示すように、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックによって推定されるＮＯｘ生成量に大きい推定誤差が含まれることが見い出された。
さらに、本発明者等の鋭意研究により、図４（Ａ）に示すように、時間ｔ４以降のＥＧＲ弁が開弁状態のときであっても、閉弁状態から開弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後には、図４（Ｂ）に示すように、ＥＧＲガスが気筒内にまだ到達していないため、図４（Ｃ）に示すように、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックによって推定されるＮＯｘ生成量に大きい推定誤差が含まれることが見い出された。
つまり、一般的な内燃機関のＮＯｘ生成量推定方法が適用される図４に示す例では、ＥＧＲ弁開度（図４参照）に基づいて、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック（図４（Ｄ）参照）およびＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック（図４（Ｄ）参照）のいずれか一方が選択され、ＮＯｘ生成に関係する状態量の寄与率の連続的な変化が無視されている。具体的には、開弁状態から閉弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後に吸気通路および気筒内に残留するＥＧＲガスの存在が無視され、閉弁状態から開弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後に気筒内にまだ到達していないＥＧＲガスの存在が無視されている。そのため、図４（Ｃ）および図４（Ｄ）に示すように、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックからＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックへの切替直後、および、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジックからＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジックへの切替直後にＮＯｘ生成量の推定誤差が大きくなってしまう。
【００１３】
以下、本発明の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置の第１の実施形態について説明する。図１は第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置を示した概略構成図である。
第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置が適用される内燃機関では、気筒（図示せず）に接続された吸気通路（図示せず）と、気筒に接続された排気通路（図示せず）と、吸気通路と排気通路とを接続するＥＧＲ通路（図示せず）と、ＥＧＲ通路に配置されたＥＧＲ弁１（図１参照）とが設けられている。
図１に示す例では、制御装置（ＥＣＵ）２が、ＮＯｘ生成量推定装置として機能する。
第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、図１に示すように、気筒内に吸入されるガスに含まれる酸素の質量パーセント濃度である吸気Ｏ２濃度に基づきＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］を推定するＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａが設けられている。ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａでは、例えば下記の式１に基づいて燃料１ｇあたりＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］が算出（推定）される。
【００１４】
燃料１ｇあたりＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］＝ｅｘｐ＾Ａ×（吸気Ｏ２濃度［ｗｔ％］）＾Ｂ×（平均噴射時期［ＣＡ］）＾Ｃ×（燃料噴射量［ｍｍ３／ｓｔ］）＾Ｄ×（エンジン回転速度［ｒｐｍ］）＾Ｅ・・・（式１）
式１において、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅは予め実験などにおいて適合された数値である。
【００１５】
さらに、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、図１に示すように、気筒内のガス流動である筒内流動に基づきＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］を推定するＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂが設けられている。ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂでは、筒内流動が考慮され、例えば下記の式２から式４に基づいて燃料１ｇあたりＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］が算出（推定）される。
【００１６】
筒内流動が小さい場合（スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）（図示せず）が設けられている例では、ＳＣＶが全開の場合）
燃料１ｇあたりＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］＝ｅｘｐ＾Ｆ×（平均噴射時期［ＣＡ］）＾Ｇ×（燃料噴射量［ｍｍ３／ｓｔ］）＾Ｈ×（エンジン回転速度［ｒｐｍ］）＾Ｉ×ｐｉｍ補正マップ・・・（式２）
【００１７】
筒内流動が中程度の場合（スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）（図示せず）が設けられている例では、ＳＣＶ開度が中間開度の場合）
燃料１ｇあたりＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］＝ｅｘｐ＾Ｊ×（平均噴射時期［ＣＡ］）＾Ｋ×（燃料噴射量［ｍｍ３／ｓｔ］）＾Ｌ×（エンジン回転速度［ｒｐｍ］）＾Ｍ×ｐｉｍ補正マップ・・・（式３）
【００１８】
筒内流動が大きい場合（スワールコントロールバルブ（ＳＣＶ）（図示せず）が設けられている例では、ＳＣＶが全閉の場合）
燃料１ｇあたりＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］＝ｅｘｐ＾Ｎ×（平均噴射時期［ＣＡ］）＾Ｏ×（燃料噴射量［ｍｍ３／ｓｔ］）＾Ｐ×（エンジン回転速度［ｒｐｍ］）＾Ｑ×ｐｉｍ補正マップ・・・（式４）
式２から式４において、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉ、Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、Ｏ、Ｐ、Ｑは予め実験などにおいて適合された数値である。また、ｐｉｍ（吸気圧）補正マップ（図示せず）は予め実験などにおいて適合されたマップである。
【００１９】
また、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、図１に示すように、吸気Ｏ２濃度（図８参照）に基づき、吸気Ｏ２濃度がＮＯｘの生成に寄与した割合である吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合（図８の縦軸）α［％］（図８参照）と、筒内流動（図８参照）がＮＯｘの生成に寄与した割合である筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合（図８の縦軸）β［％］（図８参照）とを算出するＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃが設けられている。
第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃにおいて吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合α［％］および筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合β［％］を算出するために、吸気Ｏ２濃度のＮＯｘ生成寄与割合変化を表す統計モデル（図示せず）が用いられる。
図８は吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合α［％］および筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合β［％］を説明するための図である。
図８に示す例では、ＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃによって、例えば吸気Ｏ２濃度［ｗｔ％］（図８の横軸）が２１［ｗｔ％］のときにおける吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合α［％］と筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合β［％］とが算出される。
【００２０】
さらに、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、図１に示すように、吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合α［％］（図７参照）と筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合β［％］（図７参照）とに基づき、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数σ（図７参照）と、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数（１−σ）（図７参照）とを算出する重み係数算出部２ｄが設けられている。
図７はＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃおよび重み係数算出部２ｄを説明するための図である。
図７に示す例では、ＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃによって算出された吸気Ｏ２濃度ＮＯｘ生成寄与割合α［％］と筒内流動ＮＯｘ生成寄与割合β［％］とに基づき、重み係数算出部２ｄによって、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数σ（＝α／（α＋β））が算出されると共に、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数（１−σ）（＝β／（α＋β）が算出される。
【００２１】
また、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、図１に示すように、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａにより推定されるＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］とＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数σとの積であるＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ）［ｇ／ｇ］を算出するＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｅが設けられている。
さらに、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂにより推定されるＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］とＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック重み係数（１−σ）との積であるＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量（ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］を算出するＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｆが設けられている。
また、ＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ）［ｇ／ｇ］とＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量（ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］との和であるＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ＋ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］を算出するＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｇが設けられている。
図６はＮＯｘ生成寄与割合算出部２ｃと重み係数算出部２ｄとＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｅとＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｆとＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部２ｇとの関係を示したブロック図である。
第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａによって算出されるＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］およびＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂによって算出されるＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］のいずれか一方が択一的に用いられるのではなく、図６に示す手法によって算出されるＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ＋ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］が、下記のときに、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａによって算出されるＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］またはＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂによって算出されるＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］の代わりに用いられる。
【００２２】
図５は図６に示す手法によってＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ＋ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］を算出する必要があるときを説明するための図である。
ＥＧＲ弁１（図１参照）の閉弁状態のとき（詳細には、開度が小さいとき）に、図５（Ａ）の吸気Ｏ２濃度曲線が考慮されることなく、図５（Ａ）の筒内流動曲線のみが考慮され、図５（Ｂ）に示すようにＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂによってＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］が一律に算出されると、開弁状態から閉弁状態へのＥＧＲ弁１の開度切替直後（図４（Ｂ）の時間ｔ１以降）に吸気通路および気筒内に残留するＥＧＲガスが考慮されないことになる。その結果、図４（Ｃ）に示すように、時間ｔ１以降にＮＯｘ生成量の推定誤差が生じてしまう。
つまり、開弁状態から閉弁状態へのＥＧＲ弁１の開度切替直後（図４（Ｂ）の時間ｔ１以降）においては、図５（Ａ）に示すように「ＥＧＲ弁全閉」の状態であっても、吸気Ｏ２濃度がＮＯｘ生成量に与える影響が大きいと言える。
また、ＥＧＲ弁１の開弁状態のときに、図５（Ａ）の筒内流動曲線が考慮されることなく、図５（Ａ）の吸気Ｏ２濃度曲線のみが考慮され、図５（Ｂ）に示すようにＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａによってＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］が一律に算出されると、閉弁状態から開弁状態へのＥＧＲ弁の開度切替直後（図４（Ｂ）の時間ｔ４以降）に、気筒内にまだ到達していないＥＧＲガスが考慮されないことになる。その結果、図４（Ｃ）に示すように、時間ｔ４以降にＮＯｘ生成量の推定誤差が生じてしまう。
【００２３】
この点に鑑み、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲ弁１（図１参照）の開度切替のときに、図５（Ａ）および図５（Ｃ）に示すように吸気Ｏ２濃度曲線および筒内流動曲線の両方が考慮され、図６に示す手法によって算出されるＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ＋ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］が用いられる。
また、ＥＧＲ弁１の開弁状態のときであって、気筒内にまだ到達していないＥＧＲガスを考慮する必要がなくなった後には、ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック２ａによって算出されるＮＯｘ生成量ＡＡ［ｇ／ｇ］が用いられる。
さらに、ＥＧＲ弁１の閉弁状態のときであって、吸気通路および気筒内に残留するＥＧＲガスを考慮する必要がなくなった後には、ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック２ｂによって算出されるＮＯｘ生成量ＢＢ［ｇ／ｇ］が用いられる。
【００２４】
図９は第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置の効果を説明するための図である。
上述したように、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ＥＧＲ弁１（図１参照）の開度切替のときに、図５（Ａ）および図５（Ｃ）に示すように吸気Ｏ２濃度曲線および筒内流動曲線の両方が考慮され、図６に示す手法によって算出されるＮＯｘ生成量（ＡＡ×σ＋ＢＢ×（１−σ））［ｇ／ｇ］が用いられるため、ＥＧＲ弁開度切替時のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減することができる。
詳細には、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、吸気通路および気筒内に残留するＥＧＲガスが考慮されるため、図９（Ｃ）中に矢印で示すように、時間ｔ１以降のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減することができる。
さらに、第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、気筒内に遅れて到達するＥＧＲガスが考慮されるため、図９（Ｃ）中に矢印で示すように、時間ｔ４以降のＮＯｘ生成量の推定誤差を低減することができる。
【００２５】
各国排気規制が強化される中、例えばディーゼルエンジンのＮＯｘ生成量の推定は、触媒制御やＯＢＤ（Ｏｎ  Ｂｏａｒｄ  Ｄｉａｇｎｏｓｉｓ）に使用されるため、精度向上が求められている。従来の推定ロジックでは、ＮＯｘ生成量の推定を行う際に、状態の変化に合わせてＮＯｘ生成量を算出するための影響因子を選択し、推定ロジックを切り替えるなどの工夫により推定精度向上が図られてきた。しかし、従来の手法では、ロジックの切替時の過渡状態を表してはおらず、図４（Ｃ）に示すようにロジック切替時に推定誤差が増加してしまっていた。
第１の実施形態の内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置では、ロジック切替時に切替前後の推定式にある重みをもたせて滑らかに切り替えることにより、過渡状態下の推定誤差を低減し、ＮＯｘ生成量の推定精度を向上させることができる。
【００２６】
第２の実施形態では、上述した第１の実施形態および各例を適宜組み合わせることもできる。
【符号の説明】
【００２７】
１  ＥＧＲ弁
２  制御装置
２ａ  ＥＧＲ有ＮＯｘ生成量推定ロジック
２ｂ  ＥＧＲ無ＮＯｘ生成量推定ロジック
２ｃ  ＮＯｘ生成寄与割合算出部
２ｄ  重み係数算出部
２ｅ  ＥＧＲ有重み付けＮＯｘ生成量算出部
２ｆ  ＥＧＲ無重み付けＮＯｘ生成量算出部
２ｇ  ＥＧＲ切替重み付けＮＯｘ生成量算出部
【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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