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JP4284906B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、ディーゼルエンジンの排ガス規制は益々厳しくなり、精度の良いEGR制御や噴射量制御の必要性が増大している。例えば、EGR制御では、EGR率の精度を上げるために、吸気系に設けられたエアフロメータによりシリンダに吸入される空気量を計測し、これを目標値に合わせ込むようにフィードバック制御する方法(エアフロメータF/B 制御)が量産化されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、加減速などの過渡状態では、実際にシリンダに入る空気量と、エアフロメータで計測される空気量とが異なるため、空気の伝送遅れを考慮した所謂モデルベース制御も種々検討されている。このモデルベース制御は、エアフロメータで計測された空気量信号を基に、これに空気の伝送遅れを物理的もしくは伝達関数的に算出し、過渡状態でシリンダに入る空気量を推定するものである。
【0004】
しかし、EGR経路から還流するEGR量は、EGR上流側(すなわちシリンダ出口側)の背圧によって大きく変化する。特に、ターボ付きエンジンでは、その背圧が大きく過渡的に変化するため、EGR量が変化し、それがEGR率の誤差となってしまう。特に、可変ターボ付きエンジンでは、その背圧変化が大きく、従来のエアフロメータF/B 制御や、それをベースとしたモデルベース制御では、EGR率を精度良く制御できず、スモークの発生などの悪影響を防ぐことができなかった。
【0005】
また、噴射量制御について言えば、ディーゼルエンジンの場合には、燃料噴射装置の製造公差や経時変化等によって噴射量が指令値と異なってしまい、燃料の過不足が発生し、スモークの発生やトルク不足といった問題が発生する。これを解決する試みとして、排気系に排気O2 濃度を検出するためのO2 センサを設置し、この排気O2 濃度によって燃料量をフィードバック制御する方法が検討されている。しかし、排気系にO2 センサを設置しているため、排気ガスがその設置位置に到達するまでに時間遅れが発生する。また、O2 センサ自体の化学的反応遅れのため、実際の排気O2 濃度とO2 センサで検出した排気O2 濃度とが異なり、制御精度、特に過渡時の制御精度が大幅に低下するという問題があった。
本発明は、上記事情に基づいて成されたもので、その目的は、応答性に優れ、且つ精度の良いEGR制御、及び噴射量制御を実現することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
(請求項1の手段)
本発明によれば、吸気圧センサより得られる吸気圧に基づいて、シリンダに流入する総ガス量が算出される。また、吸気圧センサより得られる吸気圧の時間変化分を吸気管内の圧力の時間変化分として代用することで、吸気管内の質量増分が算出されるとともに、算出された吸気管内の質量増分、および吸気量計測手段より計測される吸入空気量に基づいて、マニホールドに流入する新気量が算出される。さらに、吸気圧センサより得られる吸気圧の時間変化分に基づいて、マニホールド内の質量増分が算出されるとともに、算出されたマニホールド内の質量増分、算出された総ガス量、および算出された新気量を用いてマニホールドに流入するEGRガス量が算出される。このため、スロットルよりも上流側の吸気管内と、スロットルよりも下流側のマニホールド内とで個別に質量保存側を適用して、新気量およびEGRガス量を精度よく算出することができる。
また、高精度に算出された新気量およびEGRガス量に加えて、指令噴射量をも参酌することにより、毎噴射後の排気O2濃度を精度良く予測できる。そして、排気ガスのO2濃度が実際にセンサで検出される以前に排気O2濃度を予測できるので、噴射量制御またはEGR制御に用いた場合、応答良く制御することができる。
また、内燃機関の運転領域毎に排気O2濃度の目標値を持ち、排気O2濃度の予測値が目標値と一致する様に、EGRバルブをフィードバック制御する。
これにより、応答良く排気O2濃度を目標値に追従させることができるので、エミッションが向上する。
【0007】
(請求項2の手段)
本発明によれば、指令噴射量を用いて計算した時の排気O 濃度の予測値が、予め決められた目標値と一致する様に、噴射量を再計算して、指令噴射量を修正する。
これにより、毎回の噴射毎に排気O 濃度が制御可能となるので、排気O 濃度の制御性が向上し、エミッションを向上できる。
【0008】
(請求項の手段)
請求項1または2に記載した内燃機関の制御装置において、
排気O濃度予測手段は、指令噴射量によって消費されるO量を算出する消費O量算出手段を有している。
この場合、指令噴射量によって消費されるO量を算出することにより、噴射後の排気O濃度を精度良く算出することが可能である。
【0009】
(請求項の手段)
請求項1〜3に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
排気O濃度予測手段は、シリンダに流入するガス中(EGRガスを含む)のO量を、吸気通路内に吸入された新気中のO量とEGRガス中のO量とを用いて算出する。
これにより、シリンダに流入するO量を精度良く計算することができるので、排気O濃度の予測精度が向上する。
【0010】
(請求項の手段)
請求項に記載した内燃機関の制御装置において、
排気O濃度予測手段は、以前に算出した過去の排気O濃度の予測値を用いてEGRガス中のO量を算出する。
この場合、排気ガスのO濃度を実際にセンサで検出する場合と比較して、検出遅れの影響を受けることがないので、精度良く排気O濃度を予測することができる。
【0011】
(請求項の手段)
請求項1〜に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
排気通路に設置されて実際の排気O濃度を検出するOセンサを有し、排気O濃度の予測値が、定常状態でOセンサの出力値と一致する様に、学習機能を持たせている。
これにより、排気O濃度予測手段の誤差を小さくできるので、排気O濃度の予測精度が向上する。
【0012】
(請求項の手段)
請求項1〜に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
排気通路に設置されて実際の排気O濃度を検出するOセンサと、シリンダから排出された排気ガスの排気O濃度がOセンサで検出されるまでの時間的な遅れを補正するフィルタリング手段と、このフィルタリング手段にてフィルタリングを実施した後、排気O濃度の予測値がOセンサの出力値と一致する様に学習補正量を算出し、この学習補正量にて排気O濃度の予測値を補正する学習機能とを有することを特徴とする。
この構成によれば、フィルタリングを実施することにより、排気O濃度の予測値と実測値(Oセンサの出力値)との違いを精度良く検出できる。その結果、過渡時においても精度良い学習制御を実現できる。
【0013】
(請求項の手段)
請求項に記載した内燃機関の制御装置において、
予測排気O濃度の変化率が所定以上の条件では、学習補正量の更新を禁止することを特徴とする。
一般的には、定常時に学習を行うのであるが、通常の運転では、定常時となる運転状態が限られており、特に低速高負荷といった領域では、定常状態になり難い。そこで、過渡時まで学習する場合には、どの範囲まで学習を許可するのかが重要となる。
【0014】
フィルタリングで誤差が生じるのは、排気O2 濃度の信号が急激に変化する場合である。そこで、予測排気O2 濃度の変化率が所定以上の条件では、フィルタリングの精度を保証できないので、学習補正量の更新を禁止することにより、所定の範囲内にて過渡状態における学習を実現することが可能である。
なお、ここで言う予測排気O2 濃度は、シリンダから排出される排気ガスの排気O2 濃度であっても良いし、フィルタリングした後の排気O2 濃度であっても良い。
【0015】
(請求項の手段)
請求項またはに記載した内燃機関の制御装置において、
シリンダから排出された排気ガスがOセンサに到達するまでの無駄時間及び時定数を、定常状態において噴射量を微小変化させたときのOセンサの出力値から検出することを特徴とする。
フィルタリングの要素である無駄時間と時定数は、内燃機関の運転条件毎に予め適合しておくが、内燃機関やOセンサにバラツキがあるので、運転中に補正できることが望ましい。これに対し、本発明によれば、定常状態にて噴射量を微小変化させることにより排気O濃度を微小変化させ、Oセンサがどれだけ遅れて反応を示すかが検出できるので、フィルタリングの精度を向上することができる。これにより、過渡時において精度良い学習が可能となる。
【0016】
(請求項10の手段)
請求項に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
排気通路に触媒が設けられ、その触媒の下流側にOセンサが設置されていることを特徴とする。
近年、NOx 触媒やディーゼルパティキュレートフィルタ等の触媒&後処理システムの装着が増加している。Oセンサは、圧力の影響を受けやすく、これらの後処理システムが装着されている場合、触媒等が圧損体となってセンサ近傍の圧力が上昇することから、Oセンサの検出精度が低下するという問題がある。 これに対し、本発明では、精度良く時々刻々の排気O濃度を予測し、遅れを補正するフィルタリングを用いることにより、触媒の下流側にOセンサを配置しても、精度良く学習補正にOセンサの出力値を用いることができる。
【0017】
(請求項11の手段)
請求項10に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
触媒制御のための燃料排気管添加、またはポスト噴射が行われた場合は、学習補正量の更新を禁止することを特徴とする。
触媒制御のために、所定の期間に排気管内へ燃料を添加する燃料排気管添加や、燃焼が終わった後にシリンダ内に燃料を噴射するポスト噴射等の技術が開発されている。
【0018】
しかし、これらの燃料成分がO2 センサの検出精度低下につながる虞がある。また、燃料添加により触媒内の化学反応が活発化することにより、触媒温度が上昇し、触媒内ですすの燃焼が行われると、O2 センサ近傍の排気O2 濃度がシリンダから排出された際の排気O2 濃度と異なってくる。このため、学習制御の精度を確保することが難しくなる。そこで、これらの触媒制御が行われた場合は、学習補正量の更新を禁止することにより、誤学習を防止できる。
【0019】
(請求項12の手段)
請求項11に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
学習補正量の絶対値が所定値以上の時は、Oセンサの異常と判断することを特徴とする。
センサは、検出精度を確保するために、センサ素子を600 〜800 ℃といった高温に保つ必要がある。また、被水によりセンサ素子が割れるといった故障を発生する可能性もある。これらの場合、間違った値を学習してしまう問題が生じる。そこで、学習補正量の絶対値が所定値以上の時は、Oセンサの異常と判断する。
【0020】
(請求項13の手段)
請求項12に記載した内燃機関の制御装置において、
センサの異常と判断された時は、学習機能による学習補正を禁止することを特徴とする。
予測排気O濃度は、モデル誤差を含んでいるものの、ある程度の精度は保証されている。従って、Oセンサの異常により学習補正を禁止しても、モデル予測値にて制御を実現できるので、排気O濃度を用いたEGR制御や噴射量制御に大きな影響を与えることを防止できる。
【0023】
(請求項14の手段)
請求項1〜13に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
指令噴射量を用いて計算した時の排気O濃度の予測値が、予め決められたリッチ側の限界値を超えない様に、指令噴射量に上限値を設定している。
これにより、噴射量の修正を最小限に抑えつつ、スモークの大幅な発生を未然に防ぐことができる。
【0024】
(請求項15の手段)
請求項14に記載した内燃機関の制御装置において、
リッチ側の限界値は、少なくとも内燃機関の回転数の関数である。
これにより、低回転時のトルクが必要な場合に、噴射量を修正する量を小さくできるので、加速性が向上する。
【0025】
【発明の実施の形態】
次に、本発明をディーゼルエンジンに適用した実施形態を図面に基づいて説明する。
図1はディーゼルエンジン1の制御システムを示す全体構成図である。
先ず、システムの全体構成を図1に基づいて説明する。
本システムは、排気の一部を吸気に戻すためのEGR機能(下述する)を備えるディーゼルエンジン(以下エンジン1と略す)に適用される。
【0026】
このエンジン1には、図示しないコモンレールに蓄圧されている高圧燃料を、エンジン1のシリンダヘッドに取り付けられたインジェクタ2から燃焼室1aに噴射するコモンレール式の噴射システムが採用されている。
EGR機能は、吸気通路3と排気通路4とを連通するEGR通路5と、このEGR通路5を還流する排気ガス量(EGR量)を調節するEGRバルブ6とで構成される。
【0027】
吸気通路3には、EGR通路5との接続点より上流側にエアフロメータ7と可変ターボ8のコンプレッサ8Aが設けられ、コンプレッサ8Aの下流にディーゼルスロットル9(以下スロットル9と呼ぶ)を具備している。更に、スロットル9より下流側には、吸気通路3内の吸気圧を検出する吸気圧センサ10と、吸気通路3内の空気温度を検出する吸気温センサ11が取り付けられている。なお、本実施例では、吸気通路3のスロットル9より上流側を吸気管3Aと呼び、スロットル9より下流側をマニホールド3Bと呼ぶ。
排気通路4には、EGR通路5との接続点より下流側に可変ターボ8の排気タービン8Bが設けられ、その排気タービン8Bより下流側には、排気ガスのO2 濃度を検出するO2 センサ12が取り付けられている。
【0028】
前記エアフロメータ7、吸気圧センサ10、吸気温センサ11、及びO2 センサ12で検出される空気系の各情報は、本システムの作動を制御する電子制御装置(以下ECU13と呼ぶ)に出力される。
また、本システムには、上記センサ類の他にも、エンジン1の回転角に同期して信号を出力する回転角センサ14、エンジン1の冷却水温を検出する水温センサ15、アクセルペダル16の踏み込み量からアクセル開度を検出するアクセル開度センサ17等が設けられ、それぞれ検出された各種情報がECU13に出力される。
【0029】
次に、本システムの制御方法を説明する。
(第1実施例)
図2はECU13による制御内容をブロック図に表したもので、排気O2 濃度予測計算、目標排気O2 濃度計算、噴射量修正計算、EGR操作量計算、及び学習補正量計算の5つのブロックから成る。
図3は、本システムの制御内容を説明する上で使用する各種記号を記した空気系統の図面である。
図4(A)、(B)はECU13の制御手順を示すフローチャートである。
【0030】
なお、図4(A)に示すメインルーチンは、噴射同期(Ne 同期)で噴射サイクル毎に計算される。噴射同期とすることで、噴射毎の排気O2 濃度を算出できるので、精度が向上し、エミッションが向上する。
一方、図4(B)に示すメインルーチンは、時間同期、例えば16ms毎に計算される。これは、EGRバルブ6の応答性が、エンジン回転数Ne にあまり依存しないためである。但し、図4(A)に示すルーチンの後(Step600 の後)に計算(噴射同期計算)しても問題はない。
【0031】
先ず、図4(A)に示すメインルーチンの内容を説明する。
Step100 (指令噴射量算出手段)…指令噴射量Qr を計算する。計算手順を示すフローチャートは省略するが、一般には、エンジン回転数Ne とアクセル開度のマップから算出される基本噴射量と、エアコン等に必要な駆動力を得るための噴射量との和によって求められる。
Step200 (排気O2 濃度予測手段)…シリンダ内の燃焼毎の排気O2 濃度を予測する。
【0032】
Step300 …Step200 の予測値に、後述するStep611 で算出される学習補正量を加算して精度を向上させる。
Step400 …目標排気O2 濃度を計算する。
Step500 …Step300 で算出した学習後の予測排気O2 濃度と、Step400 で算出した目標排気O2 濃度とを用いて噴射量を修正する。
Step600 …噴射量が修正された後の予測排気O2 濃度を実測の排気O2 濃度によって誤差学習を行う。この際、定常状態で積分学習を行うことにより、定常状態における精度が向上する。
【0033】
続いて、図4(A)のメインルーチンで行う各Stepの内容について詳述する。
a)図5はStep200 の処理手順を示すサブルーチンであり、更に図5に示す各Step毎の詳細な処理手順を図6〜図10の各フローチャートに示す。
Step210 …シリンダに流入するガス量Mcld を計算する。
具体的には、図6に示す様に、Step211 〜213 …吸気圧センサ10で検出される吸気圧Pm 、吸気温センサ11で検出される吸気温Tm 、及び回転数Ne を順次読み込んだ後、Step214 …体積効率ηをNe とPm との関数として算出し、Step215 …気体状態式とηからシリンダに流入するガス量Mcld を算出する。
なお、気体状態式に用いるRは気体定数であり、一定値で良い。
【0034】
Step220 …マニホールド3Bに流入する新気量MDth を計算する。
具体的には、図7に示す様に、Step221 〜223 …エアフロメータ7で計測される流量MAFM 、吸気圧Pm 、及び吸気温Tm を順次読み込んだ後、Step224 …吸気圧の変化分ΔPを算出し、Step225 …新気量MDth を算出する。ここでは、エアフロメータ7からスロットル9までの吸気管3A内の圧力をPm で代用し、吸気管3A内の質量増加分を気体状態式より計算し、下式▲1▼で表される吸気管3A内の質量保存則から新気量MDth を算出できる。
MAFM ×(2/気筒数)−MDth =ΔP・VIN/(Tm ・R)……▲1▼
【0035】
Step230 …マニホールド3Bに流入するEGRガス量MEGR を計算する。
具体的には、図8に示す様に、Step231 〜235 …Pm 、Tm 、ΔP、MDth 、及びMcld を順次読み込んだ後、Step236 …EGRガス量MEGR を算出する。即ち、マニホールド3B内の質量増加分を気体状態式より計算し、下式▲2▼で表されるマニホールド3B内の質量保存則からEGRガス量MEGR を算出する。
MDth +MEGR −Mcld =ΔP・Vm/(Tm ・R)………………▲2▼
【0036】
Step240 …シリンダに流入するガス中のO2 量O2-cld を計算する。
具体的には、図9に示す様に、Step241 〜243 …MDth 、MEGR 、及び過去のサイクルにおいて計算された修正後の排気O2 濃度Cex-c(i-n1)…(n1 サイクル前の修正後排気O2 濃度)を順次読み込み、Step244 …Cex-c(i-n1)をEGRガス中のO2 濃度CEGR としてメモリに格納する。
【0037】
なお、n1 はガスの流入遅れを考慮したもので、定数あるいはNe の関数でも良い。簡単には、Cex-cをなまし処理しても良い。また、精度を良くするためには、n1 を過去のEGRガス量MEGR の関数とすると良い。具体的には、EGR通路5(EGR管)の容積にガス密度を掛けて、それをサイクルあたりのEGRガス量(過去の値)で除する方法がある。
【0038】
続いて、Step245 …新気ガスとEGRガスとが混合する場所でのO2 濃度Cm-INを算出し、更にStep246 …シリンダに流入するガス中のO2 濃度Cm-cld を算出する。なお、n2 はガスの流入遅れを考慮したもので、定数あるいはNe の関数でも良い。また、Cm-INをなまし処理しても良い。
続いて、Step247 …シリンダ流入ガス量Mcld を読み込み、Step248 …Mcld とCm-cld との積によってシリンダ流入O2 量O2-cld を計算する。
【0039】
Step250 …モデル予測排気O2 濃度Cex-mdlを計算する。
具体的には、図10に示す様に、Step251 〜253 …Mcld 、O2-cld 、及び指令噴射量Qr を順次読み込んだ後、Step254 (消費O2 量算出手段)…指令噴射量Qr によって消費されるO2 量を計算する。
K1 (定数)は、単位燃料量当たりの消費O2 質量である。但し、燃焼形態により不完全燃焼する割合が大きい(1%以上)場合は、修正すると良い。
【0040】
更に、Step255 …モデル予測排気O2 濃度Cex-mdlを算出する。
具体的には、シリンダに流入する酸素量O2-cld から消費酸素量O2-qrを引いて残存酸素量を算出し、それをシリンダに流入するガス量Mcld と燃料量K2 ×Qr との和で除することによりCex-mdlを算出できる。なお、K2 は燃料密度で定数である。
【0041】
b)図11はStep300 の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step301 …上記Step255 で算出されたモデル予測排気O2 濃度Cex-mdlを読み込み、更にStep302 …後述するStep611 にて算出される学習補正量CLEARNを読み込んだ後、Step303 …Cex-mdlにCLEARNを加算して学習後の予測排気O2 濃度Cex-sを算出する。
【0042】
c)図12(a) はStep400 の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step401 〜402 …Ne とQr を読み込んだ後、Step403 …図12(b) に示すマップから目標排気O2 濃度Cex-trgを算出する。
例えば、図中でNe =N1 、Qr =Q1 の時、マップ検索によりβが算出される。ここで、マップ中に埋められている目標排気O2 濃度Cex-trgは、エンジン1より排出されるO2 濃度を運転域毎に常に良好なエミッション、燃費、ドライバビリティ等が得られる様に、予め実験で求めた値である。続いて、Step404 …Step403 で求めたβを目標排気O2 濃度Cex-trgとしてメモリに格納する。
【0043】
d)図13はStep500 の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step501 〜502 …学習後の予測排気O2 濃度Cex-sと目標排気O2 濃度Cex-trgとを読み込んだ後、Step503 …両者の偏差ΔCexを算出する。
続いて、Step504 …指令噴射量Qrを入力した後、Step505 …ΔCexが0より大きいか否かを判定する。ΔCex>0の場合、つまりCex-sの方がCex-trgより小さい場合は、Step506 〜508 …噴射量の修正を行う。
【0044】
具体的には、Step506 …シリンダに流入するガス量Mcld を入力した後、Step507 …目標排気O2 濃度Cex-trgと一致するように噴射修正量ΔQを算出する。
なお、Step507 の式は、Step254 及びStep255 の式から消費酸素量O2-qrを消去し、Mcld ≫K2 ×Qr という仮定のもと、両辺をQr にて微分することにより導くことができる。
続いて、Step508 …指令噴射量Qr と噴射修正量ΔQから修正後の噴射量Qc を算出する。更に、排気O2 濃度は、目標排気O2 濃度Cex-trgに一致するように噴射量を変更したことから、Step509 …目標排気O2 濃度Cex-trgを噴射量修正後の排気O2 濃度Cex-cとしてメモリに格納する。
【0045】
一方、上記Step505 …ΔCex≦0の場合は、Step510 〜512 …噴射量の修正を行う。ここでは、Step506 〜508 と同様であるが、噴射量を増量側に修正することになるので、係数α(=0〜1)にて、その修正量を軽減する。これは、ドライバーが要求する以上のトルクとなることを防ぐためである。
なお、係数αは、エミッションとドラビリとの関係から事前に適合しておく。ドラビリを優先するのであれば、αは小さくなるし、エミッションを優先するのであれば、αは大きくなる。
【0046】
Step510 〜512 の処理を具体的に説明する。
Step510 …シリンダに流入するガス量Mcld を入力した後、Step511 …噴射修正量ΔQを計算し、Step512 …指令噴射量Qr と噴射修正量ΔQから修正後の噴射量Qc を算出する。更に、Step513 …噴射量修正後の排気O2 濃度Cex-cをメモリに格納する。このStep513 は、学習後の予測排気O2 濃度Cex-sと目標排気O2 濃度Cex-trgの間をαにて内分する値である。
【0047】
e)図14はStep600 の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step601 〜604 …上記Step500 で算出した噴射量修正後の排気O2 濃度Cex-c、O2 センサ12の出力値Cex-sensor 、Qc 及びNe を順次読み込んだ後、Step605 …学習領域を判定する。この学習領域の一例を図15に示す。
続いて、Step606 …学習領域から学習値(学習補正量)を読み出し、Step607 〜609 …定常状態か否かを判定する。但し、これは、定常状態を判定する一例である。
【0048】
このStep607 〜609 の処理について図16を参照して説明する。
なお、図中に示すQo 、Qc 、to は適合値であり、例えばQo =3mm3/st、Qc =3mm3/st、to =3[s] 等とすると良い。また、Step608 の(60/Ne )×(2/気筒数)は噴射サイクル毎の時間間隔であり、Step610 のKI は積分定数(例えば0.05等)である。
【0049】
Step607 …判定開始時の噴射量Qc-start から噴射量Qc が所定範囲内(Qc-start −Qo 〜Qc-start +Qo )にあるか否かを判定する。
Step608 …カウンタtc を噴射サイクル毎の時間間隔分増大させる。
Step609 …tc が所定時間to 以上となったとき定常状態と判定する。
なお、Step607 の判定結果がNOの時は、Step612 …噴射量Qc を判定開始時の噴射量Qc-start に置き換えた後、Step613 …カウンタtc をリセット(0に戻す)してスタートへ戻る。
【0050】
次に、図4(B)に示すメインルーチンの内容を説明する。
Step1100…現在のエンジン1の運転状態に対応した基本EGRV操作量(EGRバルブの基本制御電流)を計算する。
Step1200…基本EGRV操作量に対する排気O2 F/B 補正量(以下F/B 補正量と呼ぶ)を計算する。
Step1300…基本EGRV操作量にF/B 補正量を加えて最終EGRV操作量を計算する。
【0051】
続いて、図4(B)のメインルーチンで行う各Stepの内容について詳述する。
a)図17はStep1100の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step1101〜1102…Ne とQr を読み込んだ後、Step1103…図17(b) に示すマップより基本EGRV操作量を算出する。例えば、図中でNe =N2 、Qr =Q2 の時、マップ検索によりαが算出される。ここで、マップ中に埋められている基本EGRV操作量は、制御システムの初期中心品にて、エミッション、燃費、ドライバビリティ等がエンジン1の運転域毎に理想値となる様に、予め実験にてEGR率を設定して求めた値である。
その後、Step1104…Step1103で求めたαを基本EGRV操作量IEBSE としてメモリに格納する。
【0052】
b)図18はStep1200の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step1201〜1202…目標排気O2 濃度Cex-trgと学習後の予測排気O2 濃度Cex-sとを読み込んだ後、Step1203…F/B 量IEO2FBを計算する。この計算には、一般的な比例積分制御(PI制御)や状態量F/B 制御等が考えられる。
c)図19はStep1300の処理手順を示すサブルーチンである。
ここでは、Step1301〜1302…F/B 量IEO2FBと基本EGRV操作量IEBSE を読み込んだ後、Step1303…両者を加算して最終EGRV操作量IEFIN を求める。
【0053】
(第1実施例の効果)
上述した本システムでは、吸入空気量MAFM 、吸気圧Pm 、及び指令噴射量Qr に基づいて、シリンダ内の燃焼毎の排気O2 濃度を算出している。この方法によれば、排気通路4に取り付けられたO2 センサ12で排気O2 濃度を検出する場合と比較して、排気ガスがO2 センサ12に到達するまでに発生する時間遅れや、O2 センサ12自体の化学的反応遅れが無いため、精度良く排気O2 濃度を予測できる。
従って、予測された排気O2 濃度に応じてEGR制御もしくは噴射量制御を行うことにより、O2 センサ12で検出される排気O2 濃度に基づいて噴射量制御もしくはEGR制御を行う場合より、応答性に優れ、且つ制御精度、特に過渡時の制御精度が大幅に向上する。
【0054】
(第2実施例)
図20はECU13による制御内容をブロック図に表したもので、第1実施例(図2)と比較して、噴射量修正計算ブロックの入力に、目標排気O2 濃度ではなく、限界排気O2 濃度が用いられる点で異なる。この限界排気O2 濃度は、加速時等に排気O2 濃度が低くなると、スモークが増大することから、その限界値を示す濃度である。この限界排気O2 濃度よりリッチ側(即ち、排気O2 濃度が低い側)にならない様に、噴射量を制御すれば、スモークを低減できる。
【0055】
図21(A)、(B)はECU13の制御手順を示すフローチャートであり、第1実施例(図4)と比較して、Step400AとStep500Aが異なっている。
Step400A…限界排気O2 濃度は、図22に示す様に、回転数Ne と許容スモークをパラメータとするマップから求められる。即ち、スモークは、回転数の関数であるので、限界排気O2 濃度を回転数の関数とすれば、精度が向上し、所望のスモーク濃度限界のぎりぎりまで噴射量を噴くことができる。
図23はマップの一例である。このマップは、エンジン形状によって異なるが、それほど大きく変化するものではないので、適合が容易である。
【0056】
Step500A…この処理手順(サブルーチン)を図24のフローチャートに示す。
ここでは、第1実施例(図13)と比較して、Step502A、503A、509Aが変更点である。つまり、Step502A…Step400Aで求めた限界排気O2 濃度Cex-guardを読み込み、Step503A…その限界排気O2 濃度Cex-guardと学習後の予測排気O2 濃度Cex-sとの偏差ΔCexを算出する。
その後、ΔCexが0より大きい場合は、Step509A…限界排気O2 濃度Cex-guardを噴射量修正後の排気O2 濃度Cex-cとしてメモリに格納する。
なお、ΔCex≦0の場合は、α(係数)=0とする。これで、限界排気O2 濃度よりもリッチ側の時のみ噴射量が修正される。
【0057】
この第2実施例の動作例を図25に示す。
図中の上から順に、アクセル開度(1) 、指令噴射量(2) 、エアフロメータ流量(3) 、吸気圧(4) 、学習後の予測排気O2 濃度(5) 、修正後の噴射量(6) 、及び過渡スモーク(7) を示している。
この動作例では、加速時等にアクセル開度が増加した場合に、(5) 学習後の予測排気O2 濃度が限界排気O2 濃度よりリッチ側(排気O2 濃度が低い側)になると、(6) 噴射量が修正され、修正前の噴射量より減量される。その結果、(7) 噴射量を修正しない場合と比較して、過渡時のスモークを低減できる。
【0058】
(第3実施例)
本実施例は、シリンダから排出された排気ガスの排気O2 濃度がO2 センサ12で検出されるまでの時間的な遅れを補正するフィルタリング手段を有する一例である。
図26はECU13の制御内容をブロック図に表したものであり、第1実施例に対して制御ブロック2000及び2100を追加すると共に、第1実施例の制御ブロック600 に示す学習量計算の内容を変更して制御ブロック2200に置き換えている。
なお、制御ブロック200 〜500 及び1100〜1300は第1実施例と同じであるので、説明を省略する。
【0059】
先ず、制御ブロック2000(フィルタリング)の処理内容を図27(a) に示すフローチャートに基づいて説明する。
Step2001…上述のStep500 で算出した噴射量修正後の排気O2 濃度Cex-cを読み込む。
Step2002…Qc 及びNe を読み込む。
Step2003…Qc とNe のマップから時定数TA 及び無駄時間TB を求める。
なお、フィルタリングの要素である時定数TA と無駄時間TB は、エンジン1の運転条件毎に予め適合しておく。ここでは、シリンダからO2 センサ12までの限られた範囲での適合なので、時定数TA と無駄時間TB によるフィルタリングだけでも精度良く適合できる。
【0060】
Step2004…Step2003で求めた時定数TA と無駄時間TB を用いて、シリンダから排出された排気ガスの排気O2 濃度がO2 センサ12で検出されるまでの時間的な遅れをフィルタリングする。ここでは、無駄時間と一次遅れとでフィルタリングする例を示している。
なお、Step2004のfA は、時定数TA 及び無駄時間TB によりフィルタリングする関数であり、例えば図27(b) に示す機能を有する。
【0061】
次に、制御ブロック2100(学習禁止判定)の処理内容を図28に示すフローチャートに基づいて説明する。
Step2101…噴射量修正後の排気O2 濃度Cex-cを読み込む。
Step2102…読み込んだ排気O2 濃度Cex-cを微分する。微分のやり方は、例えば、所定時間内の変化量をその時間で割るといった差分などで代用できる。但し、差分はノイズが生じ易いので、差分値をなまし処理して用いても良い。
【0062】
Step2103…Step2102で求めた微分値の絶対値|ΔCex-c|が所定値ΔCex-maxより大きいか否かを判定する。なお、所定値は、必要とするフィルタリングの精度により決まる。例えば、5%/sなどの値である。
Step2104…|ΔCex-c|が所定値より大きい場合(判定結果がYES )は、フィルタリングの精度を保証できないので、学習禁止フラグをONとする。
Step2105…|ΔCex-c|が所定値より小さい場合(判定結果がNO)は、学習禁止フラブをOFF とする。
【0063】
次に、制御ブロック2200(学習量計算)の処理内容を図29に示すフローチャートに基づいて説明する。
Step2201〜2204…上記Step2004でフィルタリングしたCex-cc 、O2 センサ12の出力値Cex-sensor 、Qc 及びNe を順次読み込む。
Step2205…マップ(図15参照)から学習領域を判定する。
Step2206…学習領域から学習値(学習補正量)CLEARNを読み出す。
【0064】
Step2207…上記Step2104及び2105の処理結果に基づいて学習禁止フラグを判定する。
Step2208…学習禁止フラグがOFF の時(判定結果YES )は、排気O2 濃度の実測値であるCex-sensor と、フィルタリングした後のCex-cc (センサ位置予測排気O2 濃度)とから積分学習を行う。
Step2209…Step2208で積分学習した値を学習値CLEARN(X) として更新する。
【0065】
以上の様に、本実施例では、フィルタリングした後の予測排気O2 濃度とO2 センサの出力値との比較から学習値を算出しているので、過渡時においても精度良い学習制御を実現できる。
但し、フィルタリングで誤差が生じるのは、排気O2 濃度の信号が急激に変化する場合である。そこで、予測排気O2 濃度の変化率が所定以上の条件(Step2103の判定で|ΔCex-c|が所定値より大きい場合)では、フィルタリングの精度を保証できないので、学習補正量の更新を禁止することにより、所定の範囲内にて過渡状態における学習を実現することが可能である。
【0066】
(第4実施例)
本実施例は、シリンダから排出された排気ガスがO2 センサ12に到達するまでの無駄時間及び時定数を、定常状態において噴射量を微小変化させたときのO2 センサ12の出力値から検出する方法を示す一例であり、その処理手順を図30(a) のフローチャートに示す。
Step3000…定常判定を行う。これは、例えば先の|ΔCex-c|が所定時間t0 の間、所定値A以下であるかどうかで判定する(図30(b) 参照)。他にも、所定時間内の噴射量の変化幅が所定値以内かつ回転数の変化幅が所定値以内といった方法でも良い。
【0067】
Step3001…噴射量を微小量だけ増量する(図30(c) 参照)。なお、増量が多いとトルクに影響が出るので、例えば1mm3/stとすると良い。
Step3002…噴射量を増量してから|ΔCex-c|が所定値Bに達するまでの経過時間t1 を検出する(図30(d) 参照)。この時間t1 は、噴射量の変化によるシリンダでの排気O2 濃度の変化がO2 センサ12で検出されるまでの無駄時間である。
【0068】
Step3003…噴射量を増量してから|ΔCex-c|が所定値Cに達するまでの経過時間t2 を検出する(図30(e) 参照)。
Step3004…t2 及び(t2 −t1 )から予め適合した時定数マップと無駄時間マップの値を修正する。修正方法は略すが、例えば無駄時間マップの値とt1 との比を補正係数とする方法が考えられる。なお、(t2 −t1 )は、O2 センサ12での無駄時間を検出するものである。
【0069】
フィルタリングの要素である無駄時間と時定数は、エンジン1の運転条件毎に予め適合しておくが、エンジン1やO2 センサ12にバラツキがあるので、運転中に補正できることが望ましい。これに対し、本実施例の方法によれば、定常状態にて噴射量を微小変化させることにより排気O2 濃度を微小変化させて、O2 センサ12がどれだけ遅れて反応を示すかが検出できるので、第3実施例に示したフィルタリングの精度を向上することができ、過渡時において精度良い学習が可能となる。
【0070】
(第5実施例)
本実施例は、図31に示す様に、排気通路4に触媒18またはディーゼルパティキュレートフィルタ等が設けられ、その触媒18の下流側にO2 センサ12を設置した一例である。
触媒18の下流側にO2 センサ12を設置すると、触媒18が圧損体となってセンサ近傍の圧力が上昇することから、O2 センサ12の検出精度が低下するという問題がある。
これに対し、本実施例では、精度良く時々刻々の排気O2 濃度を予測し、シリンダからO2 センサ12までの遅れを補正するフィルタリングを実施することにより、触媒18の下流側にO2 センサ12を配置しても、精度良く学習補正にO2 センサ12の出力値を用いることができる。
【0071】
(第6実施例)
本実施例は、触媒制御のためにポスト噴射が実施された場合の一例であり、その処理手順を図32のフローチャートに示す。
なお、本実施例の処理は、上述の図28に示すStep2101より以前(スタートとStep2101との間)に実施されるものである。
Step3101…ポスト噴射が実施された後、所定時間経過したか否かを判定する。
Step3102…所定時間経過している場合(判定結果YES )は、学習禁止フラグをOFF にする。これは、ポスト噴射が終了しても、触媒内で残留した未燃の燃料が酸化を続ける場合があるので、学習禁止フラグの解除(OFF )は、ポスト噴射が終了して所定時間以上たった後に行うと学習精度が向上する。
【0072】
Step3103…所定時間経過していない場合(判定結果NO)は、学習禁止フラグをONにする。
なお、本実施例は、ポスト噴射の代わりに、燃料排気管添加を実施する場合にも適用できる。燃料排気管添加は、図31に示す様に、排気通路4に設置された燃料添加弁19より排気通路4内へ燃料が添加される。
【0073】
この様に、ポスト噴射あるいは燃料排気管添加を実施すると、これらの燃料成分がO2 センサ12の検出精度低下につながる虞がある。また、燃料添加により触媒18内の化学反応が活発化することにより、触媒温度が上昇し、触媒18内ですすの燃焼が行われると、O2 センサ12近傍の排気O2 濃度がシリンダから排出された際の排気O2 濃度と異なってくる。このため、学習制御の精度を確保することが難しくなる。そこで、これらの触媒制御が行われた場合は、所定時間経過するまで学習値(学習補正量)の更新を禁止することにより、誤学習を防止できる。
【0074】
(第7実施例)
本実施例は、学習値の絶対値に基づいてO2 センサ12の異常を判定し、異常と判定された時は、学習補正を禁止する場合の一例であり、その処理手順を図33のフローチャートに示す。
なお、本実施例の処理は、図14に示すStep611 の後に続いて実施されるものである。
【0075】
Step3201…Step611 で更新された学習値の絶対値が所定値CERROR-MAX より大きいか否かを判定する。
Step3202…学習値の絶対値が所定値より大きい場合(判定結果YES )は、O2 センサ異常フラグをONとする。
Step3203…学習値CLEARN(X) をゼロにして、学習量が反映されないようにする。これは、図26に示す制御ブロック300 の中で学習量を反映しないようにしても良い。
【0076】
2 センサ12は、検出精度を確保するために、センサ素子を600 〜800 ℃といった高温に保つ必要がある。また、被水によりセンサ素子が割れるといった故障を発生する可能性もある。これらの場合、間違った値を学習してしまう問題が生じる。そこで、学習値の絶対値が所定値より大きい時は、O2 センサ12の異常と判断して学習補正を禁止する。但し、予測排気O2 濃度は、モデル誤差を含んでいるものの、ある程度の精度は保証されている。従って、O2 センサ12の異常により学習補正を禁止しても、モデル予測値にて制御を実現できるので、排気O2 濃度を用いたEGR制御や噴射量制御に大きな影響を与えることを防止できる。
【0077】
上記の実施例は、本発明をディーゼルエンジン1に適用しているが、EGR機能を有するガソリンエンジンにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】ディーゼルエンジンの制御システムを示す全体構成図である。
【図2】ECUによる制御内容を示すブロック図である(第1実施例)。
【図3】本システムの制御内容を説明する上で使用する各種記号を記した空気系統の図面である。
【図4】ECUの制御手順を示すフローチャートである(第1実施例)。
【図5】排気O2 濃度を求めるための手順を示すフローチャートである。
【図6】シリンダ流入ガス量の計算手順を示すフローチャートである。
【図7】マニホールド流入新気量の計算手順を示すフローチャートである。
【図8】マニホールド流入EGRガス量の計算手順を示すフローチャートである。
【図9】シリンダ流入O2 量の計算手順を示すフローチャートである。
【図10】排気O2 濃度の計算手順を示すフローチャートである。
【図11】学習後予測排気O2 濃度を求めるための手順を示すフローチャートである。
【図12】目標排気O2 濃度を求めるための手順を示すフローチャート(a) とマップ(b) である。
【図13】噴射量を修正するための手順を示すフローチャートである。
【図14】モデル誤差を学習計算するための手順を示すフローチャートである。
【図15】学習領域を示すマップである。
【図16】定常状態の説明図である。
【図17】基本EGRV操作量の計算手順を示すフローチャート(a) とマップ(b) である。
【図18】排気O2 F/B 補正量の計算手順を示すフローチャートである。
【図19】最終EGRV操作量の計算手順を示すフローチャートである。
【図20】ECUによる制御内容を示すブロック図である(第2実施例)。
【図21】ECUの制御手順を示すフローチャートである(第2実施例)。
【図22】限界排気O2 濃度の求め方を図式化した図面である。
【図23】限界排気O2 濃度と回転数との相関を示すマップである。
【図24】噴射量を修正するための手順を示すフローチャートである。
【図25】第2実施例の動作例を示すタイムチャートである。
【図26】ECUによる制御内容を示すブロック図である(第3実施例)。
【図27】フィルタリングの処理手順を示すフローチャートである(第3実施例)。
【図28】学習禁止判定の処理手順を示すフローチャートである(第3実施例)。
【図29】学習量計算の処理手順を示すフローチャートである(第3実施例)。
【図30】無駄時間と時定数を求めるための処理手順を示すフローチャート(a) と説明図(b) 〜(e) である(第4実施例)。
【図31】ディーゼルエンジンの制御システムを示す全体構成図である(第5、6実施例)。
【図32】ポスト噴射が実施された場合の処理手順を示すフローチャートである(第6実施例)。
【図33】O2 センサが異常と判定された時に学習補正を禁止する場合の処理手順を示すフローチャートである(第7実施例)。
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン(内燃機関)
3 吸気通路
3A 吸気管(吸気通路)
3B マニホールド(吸気通路)
4 排気通路
5 EGR通路(EGR機能)
6 EGRバルブ(EGR機能)
7 エアフロメータ(吸気量計測手段)
10 吸気圧センサ
12 O2 センサ
13 ECU(制御装置)
18 触媒

Claims (15)

  1. 排気の一部を吸気に還流させるEGR機能と、マニホールドよりも上流側に配されるスロットルとを有し、可変ターボによってシリンダへの吸気が促進される内燃機関の制御装置であって、
    前記スロットルよりも上流側に配されて、前記スロットルよりも上流側の吸気管に吸入される吸入空気量を計測する吸気量計測手段と、
    前記スロットルよりも下流側に配されて、吸気通路内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、
    前記スロットルよりも下流側に配されて、前記吸気通路内の空気温度を検出する吸気温センサと、
    前記内燃機関の回転角に同期して信号を出力する回転角センサと、
    少なくとも前記内燃機関の運転状態に基づいて指令噴射量を算出する指令噴射量算出手段と、
    前記吸気圧センサより得られる吸気圧、前記吸気温センサより得られる吸気温、前記回転角センサより得られる回転数、前記シリンダの容積および気体状態式の気体定数を用いて前記シリンダに流入する総ガス量を算出するシリンダ流入ガス量算出手段と、
    前記吸気量計測手段から前記スロットルまでの前記吸気通路の空間を前記吸気管と呼ぶときに、前記吸気圧センサより得られる吸気圧の時間変化分を前記吸気管内の圧力の時間変化分として代用し、代用により得られる前記吸気管内の圧力の時間変化分、前記吸気温センサより得られる吸気温、前記吸気管の容積および気体状態式の気体定数を用いて前記吸気管内の質量増分を算出するとともに、算出された前記吸気管内の質量増分、および前記吸気量計測手段より計測される吸入空気量を用いて前記マニホールドに流入する新気量を算出するマニホールド流入新気量算出手段と、
    前記スロットルから前記シリンダの入口までの前記吸気通路の空間を前記マニホールドと呼ぶときに、前記吸気圧センサより得られる吸気圧の時間変化分、前記吸気温センサより得られる吸気温、前記マニホールドの容積および気体状態式の気体定数を用いて前記マニホールド内の質量増分を算出するとともに、算出された前記マニホールド内の質量増分、前記シリンダ流入ガス量算出手段により算出された総ガス量、および前記マニホールド流入新気量算出手段により算出された新気量を用いて前記マニホールドに流入するEGRガス量を算出するマニホールド流入EGRガス量算出手段と、
    少なくとも、前記マニホールド流入新気量算出手段により算出された新気量、前記マニホールド流入EGRガス量算出手段により算出されたEGRガス量、および前記指令噴射量を用いて、前記シリンダ内の燃焼毎の排気O2濃度を予測する排気O2濃度予測手段とを有し、
    この排気O2濃度予測手段で予測された予測排気O2濃度に応じて、前記EGR機能に具備されるEGRバルブもしくは燃料噴射量の少なくとも一つを制御し、
    前記内燃機関の運転領域毎に排気O2濃度の目標値を持ち、前記予測排気O2濃度が前記目標値と一致する様に、前記EGRバルブをフィードバック制御することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 排気の一部を吸気に還流させるEGR機能と、マニホールドよりも上流側に配されるスロットルとを有し、可変ターボによってシリンダへの吸気が促進される内燃機関の制御装置であって、
    前記スロットルよりも上流側に配されて、前記スロットルよりも上流側の吸気管に吸入される吸入空気量を計測する吸気量計測手段と、
    前記スロットルよりも下流側に配されて、吸気通路内の吸気圧を検出する吸気圧センサと、
    前記スロットルよりも下流側に配されて、前記吸気通路内の空気温度を検出する吸気温センサと、
    前記内燃機関の回転角に同期して信号を出力する回転角センサと、
    少なくとも前記内燃機関の運転状態に基づいて指令噴射量を算出する指令噴射量算出手段と、
    前記吸気圧センサより得られる吸気圧、前記吸気温センサより得られる吸気温、前記回転角センサより得られる回転数、前記シリンダの容積および気体状態式の気体定数を用いて前記シリンダに流入する総ガス量を算出するシリンダ流入ガス量算出手段と、
    前記吸気量計測手段から前記スロットルまでの前記吸気通路の空間を前記吸気管と呼ぶときに、前記吸気圧センサより得られる吸気圧の時間変化分を前記吸気管内の圧力の時間変化分として代用し、代用により得られる前記吸気管内の圧力の時間変化分、前記吸気温センサより得られる吸気温、前記吸気管の容積および気体状態式の気体定数を用いて前記吸気管内の質量増分を算出するとともに、算出された前記吸気管内の質量増分、および前記吸気量計測手段より計測される吸入空気量を用いて前記マニホールドに流入する新気量を算出するマニホールド流入新気量算出手段と、
    前記スロットルから前記シリンダの入口までの前記吸気通路の空間を前記マニホールドと呼ぶときに、前記吸気圧センサより得られる吸気圧の時間変化分、前記吸気温センサより得られる吸気温、前記マニホールドの容積および気体状態式の気体定数を用いて前記マニホールド内の質量増分を算出するとともに、算出された前記マニホールド内の質量増分、前記シリンダ流入ガス量算出手段により算出された総ガス量、および前記マニホールド流入新気量算出手段により算出された新気量を用いて前記マニホールドに流入するEGRガス量を算出するマニホールド流入EGRガス量算出手段と、
    少なくとも、前記マニホールド流入新気量算出手段により算出された新気量、前記マニホールド流入EGRガス量算出手段により算出されたEGRガス量、および前記指令噴射量を用いて、前記シリンダ内の燃焼毎の排気O2濃度を予測する排気O2濃度予測手段とを有し、
    この排気O2濃度予測手段で予測された予測排気O2濃度に応じて、前記EGR機能に具備されるEGRバルブもしくは燃料噴射量の少なくとも一つを制御し、
    前記指令噴射量を用いて計算した時の前記予測排気O2濃度が、予め決められた目標値と一致する様に、噴射量を再計算して、前記指令噴射量を修正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  3. 請求項1または2に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記排気O濃度予測手段は、前記指令噴射量によって消費されるO 量を算出する消費O 量算出手段を有していることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  4. 請求項1〜3に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記排気O濃度予測手段は、前記シリンダに流入するガス中(EGRガスを含む)のO 量を、前記吸気通路内に吸入された新気中のO 量とEGRガス中のO 量とを用いて算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  5. 請求項4に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記排気O 濃度予測手段は、以前に算出した過去の排気O 濃度の予測値を用いて前記EGRガス中のO 量を算出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  6. 請求項1〜に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
    排気通路に設置されて実際の排気O濃度を検出するOセンサを有し、
    前記排気O 濃度の予測値が、定常状態で前記O センサの出力値と一致する様に、学習機能を持たせたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  7. 請求項1〜5に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
    排気通路に設置されて実際の排気O 濃度を検出するO センサと、
    前記シリンダから排出された排気ガスの排気O 濃度が前記O センサで検出されるまでの時間的な遅れを補正するフィルタリング手段と、
    このフィルタリング手段にてフィルタリングを実施した後、前記排気O 濃度の予測値が前記O センサの出力値と一致する様に学習補正量を算出し、この学習補正量にて前記排気O 濃度の予測値を補正する学習機能とを有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  8. 請求項7に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記予測排気O 濃度の変化率が所定以上の条件では、前記学習補正量の更新を禁止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  9. 請求項7または8に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記シリンダから排出された排気ガスが前記O センサに到達するまでの無駄時間及び時定数を、定常状態において噴射量を微小変化させたときの前記O センサの出力値から検出することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  10. 請求項〜9に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
    前記排気通路に触媒が設けられ、その触媒の下流側に前記O センサが設置されていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  11. 請求項10に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
    触媒制御のための燃料排気管添加、またはポスト噴射が行われた場合は、前記学習補正量の更新を禁止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  12. 請求項7〜11に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
    前記学習補正量の絶対値が所定値以上の時は、前記O センサの異常と判断することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  13. 請求項12に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記O センサの異常と判断された時は、前記学習機能による学習補正を禁止することを特徴とする内燃機関の制御装置。
  14. 請求項1〜13に記載した何れかの内燃機関の制御装置において、
    前記指令噴射量を用いて計算した時の前記排気O濃度の予測値が、予め決められたリッチ側の限界値を超えない様に、前記指令噴射量に上限値を設定していることを特徴とする内燃機関の制御装置。
  15. 請求項14に記載した内燃機関の制御装置において、
    前記リッチ側の限界値は、少なくとも前記内燃機関の回転数の関数であることを特徴とする内燃機関の制御装置
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