JP2009287410A - 内燃機関のＮＯｘ生成量推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】常に実際のＮＯx生成量に則した高精度のＮＯx生成量の推定を実現できる内燃機関のＮＯx生成量推定装置を提供する。
【解決手段】ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ以上のときには、吸気酸素濃度Ｄoxyから求めたＮＯx生成率Ｒを推定モード切換部４４で選択して乗算部４２でのＮＯx量Ｎの補正に適用し、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ未満のときには、ブースト圧マップ値Ｐmapと実ブースト圧Ｐとから求めた補正係数Ｋを推定モード切換部４４で選択して乗算部４２でのＮＯx量Ｎの補正に適用する。
【選択図】図２

Description

本発明は内燃機関の筒内で生成されて排気通路へと排出されるＮＯx生成量を推定する内燃機関のＮＯx生成量推定装置に関するものである。

内燃機関の筒内で生成されて排気通路へと排出されるＮＯx生成量は、内燃機関の各種制御を行うための重要な情報の一つとして利用されている。
例えば排気通路に排気浄化装置としてＳＣＲ触媒（アンモニア添加式ＮＯx触媒）を備えた内燃機関では、ＳＣＲ触媒の上流側に設けた噴射ノズルから排ガス中に尿素水を噴射して、排ガスの熱により尿素水から生成されたアンモニアをＳＣＲ触媒上に供給することにより排ガス中のＮＯxを選択還元している。尿素水の噴射量は、ＳＣＲ触媒に到達するＮＯx量（即ち、内燃機関の筒内で生成されたＮＯx量）に応じて過不足なく制御する必要があり、尿素水の不足はＮＯx浄化性能の低下に繋がり、尿素水の過剰は無駄な尿素水の消費やＳＣＲ触媒から一部のアンモニアが脱離してそのまま排出されるアンモニアスリップに繋がる。そこで、ＮＯx生成量を推定し、その推定値に対して過不足なく反応する量のアンモニアを生成できる尿素水の噴射量を導き出し、その噴射量に基づき噴射ノズルを制御している。

このように適切な尿素水の噴射、ひいてはＳＣＲ触媒による適切なＮＯx浄化の実現には、高精度のＮＯx生成量の推定が必要不可欠である。そこで、適切なＮＯx生成量を推定するための種々の手法が提案されている（例えば、特許文献１，２参照）。
上記特許文献１に記載されたＮＯx生成量推定装置は、ＥＧＲの導入に伴う吸気酸素濃度に応じてＮＯx生成量が変化する特性を有することに着目して、当該吸気酸素濃度に基づき内燃機関の過渡状態のＮＯx生成率を算出する一方、内燃機関の運転状態に基づき定常状態のＮＯx生成量を算出し、定常状態のＮＯx生成量を過渡状態のＮＯｘ生成率で補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出している。

また、上記特許文献２に記載されたＮＯx生成量推定装置は、内燃機関の負荷増加に伴って実ブースト圧が増加する過渡状態において、この実ブースト圧の増加特性に対して近似する特性でＮＯx生成量が増加する現象に着目して、内燃機関の運転状態から算出したブースト圧とセンサにより検出した実ブースト圧とから補正係数を求める一方、内燃機関の運転状態に基づき定常状態のＮＯx生成量を算出し、定常状態のＮＯx生成量を補正係数により補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出している。
特開２００６−２７４９０５号公報 特開２００６−２７４８４５号公報

しかしながら、本発明者が内燃機関の台上試験を実施して上記特許文献１，２の推定手法によるＮＯx生成量の推定精度を検証したところ、何れの手法でも、内燃機関の全ての運転領域で高精度のＮＯx生成量の推定は困難であることが判明した。
具体的には、吸気酸素濃度に基づきＮＯx生成量を算出する特許文献１の技術は、定常状態やそれに近い緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中にＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、機関負荷の増加に伴うＥＧＲカット時のようにＥＧＲ環流量が急変する過渡状態では、大きな推定誤差が生じてしまう欠点があった。これとは対照的に、実ブースト圧の変化を模擬してＮＯx生成量を算出する特許文献２の技術は、ＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態ではＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中には、特許文献１の技術ほどの推定精度は期待できなかった。

従って、例えば特許文献１の技術ではＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態において、特許文献２の技術では定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中において、それぞれ実際のＮＯx生成量とはかけ離れた不適切なＮＯx生成量が推定されてしまうことが判り、この推定値に基づいて内燃機関の制御、例えば上記ＳＣＲ触媒に対する尿素水の噴射制御が不適切に実行されてしまうという問題が生じた。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、常に実際のＮＯx生成量に則した高精度のＮＯx生成量の推定を実現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にある。

上記目的を達成するため、請求項１の発明は、内燃機関の運転状態に基づき定常状態において筒内で生成されるＮＯx生成量を算出する定常ＮＯx生成量算出手段と、筒内に供給される吸気酸素濃度に基づき、内燃機関の過渡状態において筒内で生成されるＮＯx生成率を算出する過渡ＮＯｘ生成率算出手段と、定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を過渡状態のＮＯｘ生成率で補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する過渡ＮＯx生成量算出手段と、内燃機関のＥＧＲ環流状態を判定するＥＧＲ環流状態判定手段と、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値以上のＥＧＲ環流量が判定されたときに、過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて吸気酸素濃度に基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる推定処理指令手段とを備えたものである。

従って、内燃機関の運転状態から定常状態のＮＯx生成量が定常ＮＯx生成量算出手段により算出されると共に、筒内への吸入酸素濃度に基づき過渡状態における筒内のＮＯx生成率が過渡ＮＯｘ生成率算出手段により算出され、この筒内のＮＯx生成率により定常状態のＮＯx生成量が過渡ＮＯx生成量算出手段により補正されて過渡状態のＮＯx生成量が算出される。

本発明者は、以上のＮＯx生成量の推定手法による推定精度を内燃機関の台上試験により検証したが、当該推定手法は、定常状態やそれに近い緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中にＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、機関負荷の増加に伴うＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態では、大きな推定誤差が生じてしまう特徴があるとの知見に至った。

そこで、本請求項１の発明では、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値以上のＥＧＲ環流量が判定されたとき、換言すれば、ＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量の急変時を除いた定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中に、推定処理指令手段の指令に基づきＮＯx生成量の推定処理を実行するようにした。結果として、当該推定手法により高精度のＮＯx生成量の推定が期待できる定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中に限ってＮＯx生成量の推定処理が実行され、ＥＧＲ量が急変する過渡状態での不適切なＮＯx生成量の推定が未然に防止される。

請求項２の発明は、内燃機関の運転状態に基づき定常状態において筒内で生成されるＮＯx生成量を算出する定常ＮＯx生成量算出手段と、内燃機関の運転状態に基づき内燃機関の吸気流に関する吸気相関パラメータを算出する吸気相関パラメータ算出手段と、吸気相関パラメータの実測値を検出する実吸気相関パラメータ検出手段と、吸気相関パラメータ算出手段により算出された吸気相関パラメータと実吸気相関パラメータ検出手段により検出された実吸気相関パラメータとに基づき、定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する過渡ＮＯx生成量算出手段と、内燃機関のＥＧＲ環流状態を判定するＥＧＲ環流状態判定手段と、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値未満のＥＧＲ環流量が判定されたときに、過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて吸気相関パラメータに基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる推定処理指令手段とを備えたものである。

従って、内燃機関の運転状態から定常状態のＮＯx生成量が定常ＮＯx生成量算出手段により算出されると共に、内燃機関の運転状態から吸気相関パラメータ、例えばブースト圧、ブースト温度、吸入空気量等が吸気相関パラメータ算出手段により算出される一方、吸気相関パラメータの実測値が吸気相関パラメータ検出手段により検出され、これらの吸気相関パラメータと実吸気相関パラメータとに基づき定常状態のＮＯx生成量が過渡ＮＯx生成量算出手段により補正されて過渡状態のＮＯx生成量が算出される。

本発明者は、以上のＮＯx生成量の推定手法による推定精度を内燃機関の台上試験により検証したが、当該推定手法は、ＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態ではＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中には、それほどの推定精度は期待できない特徴があるとの知見に至った。
そこで、本請求項２の発明では、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値未満のＥＧＲ環流量が判定されたとき、換言すれば、ＥＧＲカット時のようにＥＧＲ環流量が急変する状況のときに、推定処理指令手段の指令に基づきＮＯx生成量の推定処理を実行するようにした。結果として、当該推定手法により高精度のＮＯx生成量の推定が期待できるＥＧＲ環流量が急変する過渡状態に限ってＮＯx生成量の推定処理が実行され、定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中における不適切なＮＯx生成量の推定が未然に防止される。

請求項３の発明は、内燃機関の運転状態に基づき定常状態において筒内で生成されるＮＯx生成量を算出する定常ＮＯx生成量算出手段と、筒内に供給される吸気酸素濃度に基づき、内燃機関の過渡状態において筒内で生成されるＮＯx生成率を算出する過渡ＮＯｘ生成率算出手段と、定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を過渡状態のＮＯx生成率で補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する第１の過渡ＮＯx生成量算出手段と、内燃機関の運転状態に基づき内燃機関の吸気流に関する吸気相関パラメータを算出する吸気相関パラメータ算出手段と、吸気相関パラメータの実測値を検出する実吸気相関パラメータ検出手段と、吸気相関パラメータ算出手段により算出された吸気相関パラメータと実吸気相関パラメータ検出手段により検出された実吸気相関パラメータとに基づき、定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する第２の過渡ＮＯx生成量算出手段と、内燃機関のＥＧＲ環流状態を判定するＥＧＲ環流状態判定手段と、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値以上のＥＧＲ環流量が判定されたときに、第１の過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて吸気酸素濃度に基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる一方、ＥＧＲ環流状態判定手段により所定値未満のＥＧＲ環流量が判定されたときに、第２の過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて吸気相関パラメータに基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる推定処理指令手段とを備えたものである。

従って、内燃機関の運転状態から定常状態のＮＯx生成量が定常ＮＯx生成量算出手段により算出されると共に、筒内への吸入酸素濃度に基づき過渡状態における筒内のＮＯx生成率が過渡ＮＯｘ生成率算出手段により算出され、この筒内のＮＯx生成率により定常状態のＮＯx生成量が第１の過渡ＮＯx生成量算出手段により補正されて過渡状態のＮＯx生成量が算出される。また、内燃機関の運転状態から吸気相関パラメータが吸気相関パラメータ算出手段により算出される一方、吸気相関パラメータの実測値が吸気相関パラメータ検出手段により検出され、これらの吸気相関パラメータと実吸気相関パラメータとにより定常状態のＮＯx生成量が第２の過渡ＮＯx生成量算出手段により補正されて過渡状態のＮＯx生成量が算出される。

本発明者は、以上の第１及び第２の過渡ＮＯx生成量算出手段の推定手法による推定精度を内燃機関の台上試験により検証したが、吸気酸素濃度に基づきＮＯx生成量を算出する第１の過渡ＮＯx生成量算出手段の推定手法は、定常状態やそれに近い緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中にＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、機関負荷の増加に伴うＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態では、大きな推定誤差が生じてしまう特徴があり、吸気相関パラメータに基づきＮＯx生成量を算出する第２の過渡ＮＯx生成量算出手段の推定手法は、これとは逆の特徴があるとの知見に至った。

そこで、本請求項３の発明では、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値以上のＥＧＲ環流量が判定されたとき、換言すれば、ＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量の急変時を除いた定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中が推測されるときに、第１の過渡ＮＯx生成量算出手段によりＮＯx生成量の推定処理を実行し、ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値未満のＥＧＲ環流量が判定されたとき、換言すれば、ＥＧＲカット時のようにＥＧＲ環流量が急変する状況が推測されるときに、第２の過渡ＮＯx生成量算出手段によりＮＯx生成量の推定処理を実行するようにした。結果として、ＥＧＲ環流状態に応じて高精度のＮＯx生成量の推定が期待できる推定手法が選択され、選択された推定手法によりＮＯx生成量の推定処理が実行されることにより、ＥＧＲ環流状態に対して不適切な推定手法の適用により不適切なＮＯx生成量の推定が未然に防止される。

請求項４の発明は、請求項３において、ＥＧＲ環流状態判定手段が、筒内に供給される吸気酸素濃度またはＥＧＲ弁開度を上記ＥＧＲ環流状態として判定し、推定処理指令手段が、吸気酸素濃度が予め設定された酸素濃度判定値未満のとき、またはＥＧＲ弁開度が予め設定された弁開度判定値以上のときに、第１の過渡ＮＯx生成量算出手段にＮＯx生成量の算出処理を実行させる一方、吸気酸素濃度が酸素濃度判定値以上のとき、またはＥＧＲ弁開度が弁開度判定値未満のときに、第２の過渡ＮＯx生成量算出手段にＮＯx生成量の算出処理を実行させるものである。

吸気酸素濃度及びＥＧＲ弁開度は共にＥＧＲ環流量と相関する指標であり、ＥＧＲ弁開度の増加に伴いＥＧＲ環流量が増加して吸気酸素濃度が減少し、ＥＧＲ弁開度の減少に伴いＥＧＲ環流量が減少して酸素濃度が増加する関係にある。従って、吸気酸素濃度が酸素濃度判定値未満のとき、及びＥＧＲ弁開度が弁開度判定値以上のときには、ＥＧＲ環流量が所定値以上であると見なせるため、第１の過渡ＮＯx生成量算出手段によりＮＯx生成量が算出され、一方、吸気酸素濃度が酸素濃度判定値以上のとき、及びＥＧＲ弁開度が弁開度判定値未満のときには、ＥＧＲ環流量が所定値未満であると見なせるため、第２の過渡ＮＯx生成量算出手段によりＮＯx生成量が算出される。そして、吸気酸素濃度やＥＧＲ弁開度は簡単に検出可能な指標であることから、ＥＧＲ環流量に応じた過渡ＮＯx生成量算出手段の切換を簡単な構成により実現可能となる。

請求項５の発明は、請求項４において、内燃機関の運転領域に基づき、吸気酸素濃度に基づく判定モードとＥＧＲ弁開度に基づく判定モードとを選択する判定モード選択手段を備え、推定処理指令手段が、判定モード選択手段により吸気酸素濃度に基づく判定モードが選択されたときに、吸気酸素濃度に応じてＮＯx生成量の算出処理を切り換え、判定モード選択手段によりＥＧＲ弁開度に基づく判定モードが選択されたときに、ＥＧＲ弁開度に応じてＮＯx生成量の算出処理を切り換えるものである。

吸気酸素濃度及びＥＧＲ弁開度は共にＥＧＲ環流量と相関する指標であるが、ＥＧＲ弁開度の増減に応じてＥＧＲ環流量が増減し、ＥＧＲ環流量の増減に応じて吸気酸素濃度が増減する相互関係から、ＥＧＲ環流量に先行して増減するＥＧＲ弁開度に基づけば、応答性の良好な判定が可能であり、ＥＧＲ環流量の増減を反映した吸気酸素濃度に基づけば、精度の高い判定が可能である。そこで、本請求項５の発明では、ＮＯx生成量の算出処理の切換に応答性と精度との何れが重要視されるかを考慮して、内燃機関の運転領域に応じて適用すべき判定モードを設定しておき、運転領域から選択した判定モードに基づきＮＯx生成量の算出処理を切り換えている。

これにより、第１及び第２の過渡ＮＯx生成量算出手段の間でＮＯx生成量の算出処理を切り換える際に、切換の応答性が要求される運転領域では、応答性の良好なＥＧＲ弁開度に基づく判定モードが適用され、それほど切換の応答性が要求されない運転領域では、判定精度の高い吸気酸素濃度に基づく判定モードが適用され、結果として、常に適切に過渡ＮＯx生成量算出手段を切換可能となる。

好ましくは、ＥＧＲ環流量が頻繁に増減する運転領域では、このＥＧＲ環流量の増減に追従して迅速にＮＯx生成量の算出処理を切り換えるべく、応答性の良好なＥＧＲ弁開度に基づく判定モードを適用し、ＥＧＲ環流量が安定した定常状態に近い運転領域では、判定精度の高い吸気酸素濃度に基づく判定モードを適用するように構成することが望ましい。このように構成すれば、一層適切な判定モードに基づきＮＯx生成量算出手段を切り換えることができる。

以上説明したように請求項１の発明の内燃機関のＮＯx排出量推定装置によれば、当該推定手法により高精度のＮＯx生成量の推定が期待できる定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中に限ってＮＯx生成量の推定処理を実行することにより、常に実際のＮＯx生成量に則した高精度のＮＯx生成量の推定を実現することができる。
請求項２の発明の内燃機関のＮＯx排出量推定装置によれば、当該推定手法により高精度のＮＯx生成量の推定が期待できるＥＧＲカット時のようなＥＧＲが急変する過渡状態に限ってＮＯx生成量の推定処理を実行することにより、常に実際のＮＯx生成量に則した高精度のＮＯx生成量の推定を実現することができる。

請求項３の発明の内燃機関のＮＯx排出量推定装置によれば、ＥＧＲ環流状態に応じて高精度のＮＯx生成量の推定が期待できる推定手法を選択し、選択した推定手法によりＮＯx生成量の推定処理が実行することにより、ＥＧＲ環流状態に関わらず常に実際のＮＯx生成量に則した高精度のＮＯx生成量の推定を実現することができる。
請求項４の発明の内燃機関のＮＯx排出量推定装置によれば、請求項３に加えて、ＥＧＲ環流量に応じた過渡ＮＯx生成量算出手段の切換を簡単な構成により実現でき、もって装置全体の構成を簡略化することができる。

請求項５の発明の内燃機関のＮＯx排出量推定装置によれば、請求項４に加えて、内燃機関の運転領域に応じた適切な判定モードに基づきＮＯx生成量算出手段を切り換え、ひいてはＮＯx生成量の推定精度を向上することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明をディーゼル式内燃機関のＮＯx排出量推定装置に具体化した第１実施形態を説明する。
図１は本実施形態のディーゼル式内燃機関のＮＯx排出量推定装置を示す全体構成図であり、内燃機関１は直列６気筒機関として構成されている。内燃機関１の各気筒には燃料噴射弁２が設けられ、各燃料噴射弁２は共通のコモンレール３から加圧燃料を供給され、機関の運転状態に応じたタイミングで開弁して各気筒の筒内に燃料を噴射する。

内燃機関１の吸気側には吸気マニホールド４が装着され、吸気マニホールド４に接続された吸気通路５には、上流側よりエアクリーナ６、ターボチャージャ７のコンプレッサ７ａ、インタクーラ８、アクチュエータ９ａにより開閉駆動される吸気絞り弁９が設けられている。又、内燃機関１の排気側には排気マニホールド１０が装着され、排気マニホールド１０には上記コンプレッサ７ａと同軸上に連結されたターボチャージャ７のタービン７ｂが接続されている。タービン７ｂには排気通路１１が接続され、排気通路１１には上流側からアクチュエータ１２ａにより開閉駆動される排気絞り弁１２、前段酸化触媒１３、排気通路１１内に還元剤として尿素水を供給する噴射ノズル１４、加水分解触媒１５、ＳＣＲ触媒１６（アンモニア添加式ＮＯx触媒）、及び図示しない消音器が設けられている。

尚、排気通路１１の構成はこれに限らず、例えば排ガス中のパティキュレートを捕集するＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）や後段酸化触媒等を追加してもよい。
内燃機関１の運転中においてエアクリーナ６を経て吸気通路５内に導入された吸気はターボチャージャ７のコンプレッサ７ａにより加圧された後にインタクーラ８、吸気絞り弁９、吸気マニホールド４を経て各気筒に分配され、各気筒の吸気行程で筒内に導入される。筒内では所定のタイミングで燃料噴射弁２から燃料が噴射されて圧縮上死点近傍で着火・燃焼し、燃焼後の排ガスは排気マニホールド１０を経てタービン７ｂを回転駆動した後に排気絞り弁１２、前段酸化触媒１３、噴射ノズル１４、加水分解触媒１５、ＳＣＲ触媒１６、消音器を経て外部に排出される。

そして、噴射ノズル１４から供給された尿素水は排ガスと混合された状態で加水分解触媒１５に到達し、当該触媒１５上で次式(1)に示すように排ガス中のＨ_２Ｏと反応してＮＨ_３（アンモニア）に分解される。
（ＮＨ_２）_２ＣＯ＋Ｈ_２Ｏ→２ＮＨ_３＋ＣＯ_２………(1)
アンモニアは排ガスと共に下流側のＳＣＲ触媒１６に到達し、ＳＣＲ触媒１６上では例えば次式(2)に示すように排ガス中のＮＯxがアンモニアと反応して無害なＮ_２に還元され、以上のようにしてＮＯxの浄化が図られる。

４ＮＯ＋４ＮＨ_３＋Ｏ_２→４Ｎ_２＋６Ｈ_２Ｏ………(2)
一方、吸気通路５と排気マニホールド１０とはＥＧＲ通路１７により接続され、ＥＧＲ通路１７にはアクチュエータ１８ａにより開閉駆動されるＥＧＲ弁１８及びＥＧＲクーラ１９が設けられている。内燃機関１の運転中にはＥＧＲ弁１８の開度に応じて排気マニホールド１０側から吸気通路５側に排ガスの一部がＥＧＲガスとして還流される。

上記吸気絞り弁９、排気絞り弁１２、ＥＧＲ弁１８の各アクチュエータ９ａ，１２ａ，１８ａ、燃料噴射弁２、燃料ノズル１４等の各種デバイス類はＥＣＵ３１（電子コントロールユニット）の出力側に接続され、ＥＣＵ３１の入力側には内燃機関１の回転速度Ｎeを検出する回転速度センサ３２、ターボチャージャ７により加圧された吸気のブースト圧Ｐを検出するブースト圧センサ３３（実吸気相関パラメータ検出手段）、吸気通路５のＥＧＲ通路１７よりも下流側に設けられて、ＥＧＲガスと合流後の吸気中の酸素濃度Ｄoxyを検出する酸素濃度センサ３４（ＥＧＲ環流状態判定手段）、ＥＧＲ１８弁の開度θegrを検出する開度センサ３５（ＥＧＲ環流状態判定手段）等の各種センサ類が接続されている。例えばＥＣＵ３１は各種センサからの検出情報に基づいて燃料噴射弁２の噴射量、噴射圧、噴射時期を制御して内燃機関１を運転すると共に、各アクチュエータ９ａ，１２ａ，１８ａにより吸気絞り弁９、排気絞り弁１２、ＥＧＲ弁１８の開度を制御する。

更に、ＥＣＵ３１は上記ＳＣＲ触媒１６に到達するＮＯx量（即ち、内燃機関１の筒内で生成されたＮＯx量）に応じて過不足のないアンモニアをＳＣＲ触媒１６に供給すべく、内燃機関１の運転状態に基づき筒内で生成されたＮＯx量Ｎを推定し、ＮＯx量Ｎから求めた尿素供給量Ｓureaに基づき噴射ノズル１４から尿素水の供給を制御している。そして、本実施形態では、ＥＧＲ環流状態に応じて２種のＮＯx量Ｎの推定モードを選択的に適用しており、以下、当該推定処理について説明する。

図２は尿素水の供給量Ｓureaを決定するためのＥＣＵ３１の処理を示すブロック図である。
まず、回転速度センサ３２により検出された機関回転速度Ｎe及び燃料噴射制御で適用している燃料噴射量ｑ（即ち、機関負荷）がＮＯx生成量算出部４１に入力され、ＮＯx生成量算出部４１では、所定のマップに従ってＥＧＲを環流しないときに内燃機関１の筒内で生成されるＮＯx生成量（以下、ＮＯx生成量マップ値Ｎmapと称する）が求められる（定常ＮＯx生成量算出手段）。当該マップは内燃機関１の台上試験を実施して、機関回転速度Ｎe及び燃料噴射量ｑ毎にＮＯx生成量を測定した試験結果に基づいて設定されたものであり、このマップから得られるＮＯx生成量マップ値Ｎmapは定常運転時の値と見なすことができる。算出したＮＯx生成量マップ値Ｎmapは乗算部４２に入力される。

一方、機関回転速度Ｎe及び酸素濃度センサ３４により検出された吸気酸素濃度Ｄoxyが過渡ＮＯx生成率算出部４３に入力され、過渡ＮＯx生成率算出部４３では、所定のマップから内燃機関１の過渡状態において筒内で生成されるＮＯx生成率Ｒが求められ（過渡ＮＯｘ生成率算出手段）、このＮＯx生成率Ｒは推定モード切換部４４に入力される。吸気酸素濃度ＤoxyとＮＯx生成率Ｒとの間には所定の関係が成立し、ＥＧＲ環流量の増加に応じて筒内への吸気酸素濃度Ｄoxyが低下し、これに伴う燃焼温度の低下によりＮＯx生成率Ｒが減少方向に変化する。両者の関係が内燃機関１の台上試験により求められてマップ設定され、このマップに基づいてＮＯx生成率Ｒが算出される。

一方、機関回転速度Ｎe及び燃料噴射量ｑはブースト圧算出部４５にも入力され、ブースト圧算出部４５では所定のマップからブースト圧（以下、ブースト圧マップ値Ｐmapと称する）が求められる（吸気相関パラメータ算出手段）。当該マップも内燃機関１の台上試験により設定されたものであり、ブースト圧マップ値Ｐmapは上記ＮＯx量マップ値Ｎmapと同じく定常運転時の値と見なすことができる。

ブースト圧マップ値Ｐmap及びブースト圧センサ３３により検出された実ブースト圧Ｐは補正係数算出部４６に入力され、補正係数算出部４６では次式(3)に従って補正係数Ｋが算出される。
Ｋ＝１−α（Ｐmap−Ｐ）／Ｐmap………(3)
ここに、αはブースト圧をＮＯx量に換算するための定数である。

算出された補正係数Ｋは係数切換部４７に入力され、係数切換部４７では、ブースト圧マップ値Ｐmapと実ブースト圧Ｐとの差が正（Ｐmap−Ｐ＞０）のときには上式(3)から算出した補正係数Ｋが選択されて上記推定モード切換部４４に出力され、一方、ブースト圧マップ値Ｐmapと実ブースト圧Ｐとの差が０または負（Ｐmap−Ｐ≦０）のときには補正係数Ｋとして１が選択されて推定モード切換部４４に出力される。

推定モード切換部４４では、開度センサ３５により検出されたＥＧＲ弁１８の開度θegrと所定値Ａ（弁開度判定値）との差が正（θegr−Ａ＞０）のときには、上記過渡ＮＯx生成率算出部４３からのＮＯx生成率Ｒが選択されて上記乗算部４２に出力され、ＥＧＲ弁開度θegrと所定値Ａとの差が０または負（θegr−Ａ≦０）のときには、上記係数切換部４７により選択された補正係数Ｋまたは１が選択されて乗算部４２に出力される（推定処理指令手段）。

乗算部４２では、推定モード切換部４４からＮＯx生成率Ｒが入力されたときには、ＮＯx量マップ値ＮmapにＮＯx生成率Ｒが乗算されて最終的な過渡状態でのＮＯx量Ｎが求められ（過渡ＮＯx生成量算出手段、第１の過渡ＮＯx生成量算出手段）、推定モード切換部４４から補正係数または１が入力されたときには、ＮＯx量マップ値Ｎmapに補正係数Ｋまたは１が乗算されて最終的な過渡状態でのＮＯx量Ｎが求められる（過渡ＮＯx生成量算出手段、第２の過渡ＮＯx生成量算出手段）。

算出されたＮＯx量Ｎは尿素供給量算出部４８に入力され、尿素供給量算出部４８では所定のマップに従ってＮＯx量Ｎから尿素の供給量Ｓureaが算出される。当該マップはＮＯx量ＮのＮＯxを還元するための過不足のない尿素供給量Ｓureaを算出可能なように設定されており、具体的には、尿素水から生成されるアンモニアが加水分解触媒１５上でＮＯxの還元作用を奏することから、ＮＯx量ＮのＮＯxを還元可能なアンモニアを加水分解触媒１５上で生成できるだけの過不足のない尿素水の量が尿素供給量Ｓureaとして算出される。

そして、算出された尿素供給量Ｓureaに基づいてＥＣＵ３１により噴射ノズル１４が制御されて、実際の尿素水の供給量が調整される。
次に、以上のＥＣＵ３１の処理に基づき実行される尿素水の供給状況について説明する。
ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ以上のときには、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づいて求められたＮＯx生成率Ｒが推定モード切換部４４で選択され、過渡状態でのＮＯx量Ｎの算出に適用される。当該処理は、ＥＧＲ導入に伴う吸気酸素濃度Ｄoxyに応じて筒内でのＮＯx生成量が変化する特性に着目したものであり（詳しくは特開２００６−２７４９０５号公報を参照）、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づき過渡状態でのＮＯx生成率Ｒを算出し、このＮＯx生成率Ｒにより定常状態でのＮＯx量マップ値Ｎmapを補正することにより過渡状態でのＮＯx生成量を推定している。

一方、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ未満のときには、ブースト圧マップ値Ｐmapと実ブースト圧Ｐとから求められた補正係数Ｋまたは１が推定モード切換部４４で選択され、過渡状態でのＮＯx量Ｎの算出に適用される。当該処理は、内燃機関１の負荷増加に伴って実ブースト圧Ｐが増加する過渡状態において、この実ブースト圧Ｐの増加特性に対して近似する特性で実際のＮＯx量が増加する現象に着目したものであり（詳しくは特開２００６−２７４８４５号公報を参照）、ブースト圧マップ値Ｐmapと実ブースト圧Ｐとから補正係数Ｋを算出し、この補正係数Ｋにより定常状態でのＮＯx量マップ値Ｎmapを補正することにより、過渡状態でのＮＯx量Ｎを推定している。

但し、補正係数ＫがＮＯx量マップ値Ｎmapの補正に適用されるのは、ブースト圧マップ値Ｐmapと実ブースト圧Ｐとの差が正となる加速時（機関回転速度Ｎeや燃料噴射量ｑの増加時）に限られ、定常状態は勿論、減速時にもＮＯx量マップ値Ｎmapは実ＮＯx量とそれほど食い違いを生じないことを鑑みて、ＮＯx量マップ値ＮmapがそのままＮＯx量Ｎとして設定される。但し、これに限ることはなく、減速時において加速時と同様の推定処理を行ってもよい。

また、実ＮＯx量と近似する増加特性を有する指標であればブースト圧Ｐに限ることはなく、例えばブースト圧Ｐに代えてブースト温度や吸入空気量を適用してもよい。
本発明者は、以上の吸気酸素濃度Ｄoxyに基づくＮＯx量Ｎの推定精度、及び実ブースト圧Ｐの変化を模擬したＮＯx量Ｎの推定精度を内燃機関１の台上試験により検証したが、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づくＮＯx量Ｎの推定モードは、定常状態やそれに近い緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中にＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、機関負荷の増加に伴うＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態では、大きな推定誤差が生じてしまう特徴があり、これとは対照的に、実ブースト圧Ｐの変化を模擬するＮＯx量Ｎの推定モードは、ＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量が急変する過渡状態ではＮＯx生成量を高い精度で推定可能な反面、定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中には、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードほどの推定精度が期待できないという特徴があるとの知見に至った。

図３は内燃機関１の運転状態を変化させて、実ＮＯx量（太い実線で示す）に対する吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モード（一点鎖線で示す）及び実ブースト圧Ｐに基づく推定モード（破線で示す）によるＮＯx量Ｎの推定状況を表したタイムチャートである。
ＥＧＲ環流量が急変するＥＧＲカット時には、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードでは大きな推定誤差が発生しており、これに対して実ブースト圧Ｐに基づく推定モードによれば実ＮＯx量に則したＮＯx量Ｎの推定が行われており、このような状況では実ブースト圧Ｐの変化を模擬した推定モードが適することが判る。一方、緩加速時（緩やかな過渡状態に相当）には、実ブースト圧Ｐに基づく推定モードでは大きな推定誤差が発生しており、これに対して吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードによれば実ＮＯx量に則したＮＯx量Ｎの推定が行われており、このような状況では吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードが適することが判る。なお、このタイムチャートでは明確に表れていないが、当然ながら定常状態では吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードが適することが推測できる。

そして、これらの相反する２種の運転状態は筒内へのＥＧＲ環流量に基づき判別可能なことに着目し、本実施形態では、ＥＧＲ環流量と相関するＥＧＲ弁開度θegrを指標として、何れの運転状態であるかを判別している。具体的には、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ以上の場合（ＥＧＲ環流量が大）には、ＥＧＲカット時のようなＥＧＲ環流量の急変時を除いた定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中と推測できるため、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づくＮＯx量Ｎの推定モードが適用される。また、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ未満の場合（ＥＧＲ環流量が小または０）には、ＥＧＲカット時のようにＥＧＲ環流量が急変する状況と推測できるため、実ブースト圧Ｐの変化を模擬するＮＯx量Ｎの推定モードが適用される。当然ながら所定値Ａは、双方の運転状態の境界付近でも適する側の推定モードが選択されるように設定されている。

これにより、ＥＧＲ弁開度θegrに応じて高精度のＮＯx量Ｎの推定が期待できる推定モードが選択され、選択された推定モードによりＮＯx量Ｎの推定処理が実行される。結果として、ＥＧＲ環流状態に対して不適切な推定モードの適用により不適切なＮＯx量Ｎが推定される事態を回避して、ＥＧＲ環流状態に関わらず実際のＮＯx生成量に則した高精度のＮＯx量Ｎの推定を実現でき、ひいては推定したＮＯx量Ｎに基づき尿素水の尿素供給量Ｓureaを最適制御することができる。従って、ＳＣＲ触媒１６のＮＯx浄化性能を最大限に発揮させてテールパイプからのＮＯx排出量を低減できると共に、無駄な尿素水の消費を抑制することができる。

なお、本実施形態では、推定モード切換部４４でＥＧＲ弁開度θegrに基づき推定モードを切り換えたが、ＥＧＲ環流状態（ひてはＥＧＲ環流量）と相関する指標はこれに限ることはなく、例えば吸気酸素濃度Ｄoxy（酸素濃度判定値）を適用してもよい。この別例について概述すると、図２に破線で示すように、推定モード切換部４４には、ＥＧＲ弁開度θegrに代えて吸気酸素濃度Ｄoxyが入力され、所定値Ｂと吸気酸素濃度Ｄoxyとの差が正（Ｂ−Ｄoxy＞０）のとき、即ち、吸気酸素濃度Ｄoxyが所定値Ｂ未満の場合（ＥＧＲ環流量が大）には、定常状態や緩やかな過渡状態でのＥＧＲ実行中であるとして、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づくＮＯx量Ｎの推定モードが適用され、所定値Ｂと吸気酸素濃度Ｄoxyとの差が０または負（Ｂ−Ｄoxy≦０）のとき、即ち、吸気酸素濃度Ｄoxyが所定値Ｂ以上の場合（ＥＧＲ環流量が小）には、ＥＧＲカット時のようにＥＧＲ環流量が急変しているとして、実ブースト圧Ｐの変化を模擬するＮＯx量Ｎの推定モードが適用される。以上の構成でも重複する説明はしないが、本実施形態と同様の作用効果が得られる。

ところで、ＥＧＲ弁開度θegrと吸気酸素濃度Ｄoxyとは共にＥＧＲ環流量と相関する指標であるが、ＥＧＲ環流量との相互関係に起因して、ＮＯx量Ｎの推定モードを切り換える際の判定処理に利害得失を有する。即ち、ＥＧＲ環流量の増減は、ＥＧＲ弁開度θegrの増減に応じてＥＧＲ環流量が増減し、ＥＧＲ環流量の増減に応じて吸気酸素濃度Ｄoxyが増減する過程を経て行われるため、ＥＧＲ環流量に先行して増減するＥＧＲ弁開度θegrに基づけば、応答性の良好な判定が可能であり、ＥＧＲ環流量の増減を反映した吸気酸素濃度Ｄoxyに基づけば、より精度の高い判定が可能である。そして、推定モードの切換に何れの要件が重要視されるかは内燃機関１の運転領域に応じて相違するため、ＥＧＲ弁開度θegr及び吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく判定処理を判定モードとして設定しておき、運転状態に応じて双方の判定モードを切り換えることが望ましい。そこで、この判定モードの切換処理についての具体例を、第２実施形態として以下に説明する。
［第２実施形態］
本実施形態の全体的な構成は図１に示した第１実施形態のものと同様であり、相違点は、図４のブロック図に示すように、ＥＧＲ弁開度θegr及び吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく判定モードを切り換える構成を追加した点にある。そこで、第１実施形態と同一構成の箇所は同一部材番号を付して説明を省略し、相違点を重点的に説明する。

判定モード切換部５１には、ＥＧＲ環流量と相関する指標としてＥＧＲ弁開度θegr及び吸気酸素濃度Ｄoxyが入力されると共に、運転領域判定部５２から機関回転速度Ｎe及び燃料噴射量ｑに応じた内燃機関１の運転領域に関する情報が入力されている。具体的な運転領域情報としては、例えば定常状態や緩やかな過渡状態とＥＧＲカット時のような急激な過渡状態とを判別する情報が設定されており、何れの運転領域にあるかが運転領域判定部５２で判別され、判別結果が運転領域情報として判定モード切換部５１に入力される。

判定モード切換部５１では、定常状態や緩やかな過渡状態であるとする運転領域情報が入力されたときには、吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく判定モードが選択され、急激な過渡状態であるとする運転領域情報が入力されたときには、ＥＧＲ弁開度θegrに基づく判定モードが選択される（判定モード選択手段）。選択された判定モードに対応する指標が推定モード切換部４４に入力され、推定モード切換部４４では入力された指標、即ち、ＥＧＲ弁開度θegrまたは吸気酸素濃度Ｄoxyに基づき、第１実施形態で述べた推定モードの切換が実行されることにより、ＮＯx生成率Ｒ或いは補正係数Ｋや１が選択されて乗算部４２でのＮＯx量マップ値Ｎmapの補正に適用される。

ＥＧＲカット時のような急激な過渡状態では、急激なＥＧＲ環流量の増減に追従して迅速に推定モードを切り換える必要があるが、応答性の良好なＥＧＲ弁開度θegrに基づく判定モードが適用されることで、この要請に対応することができ、また、定常状態や緩やかな過渡状態ではＥＧＲ環流量が安定しており、それほど推定モードを切り換える際の応答性は要求されないため、吸気酸素濃度に基づく判定モードの適用により判定精度を高めることができる。これにより、常に適切な判定モードに基づきＮＯx量Ｎの推定モードを適切に切換可能となり、ひいてはＮＯx量Ｎの推定精度を一層向上することができる。

例えば図３に示した緩加速時には、上記のように実ブースト圧Ｐに基づく推定モードに切り換えるべきであるが、ＥＧＲ弁開度θegrに基づく判定モードを適用した場合には、僅かな外乱等の影響により吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードが選択されてＮＯx量Ｎの推定精度を低下させてしまう可能性もある。本実施形態では、このような緩加速は緩やかな過渡状態に該当することから、判定精度が高い吸気酸素の濃度に基づく判定モードが選択され、当該判定モードに基づき実ブースト圧Ｐに基づく推定モードに切り換えられるため、推定精度の低下を未然に防止することができる。

加えて、ＥＧＲ弁開度θegrや吸気酸素濃度Ｄoxyはセンサ３４，３５により簡単に検出可能な指標であることから、ＥＧＲ環流状態に応じたＮＯx量Ｎの推定モードの切換を簡単な構成により実現でき、もって装置全体の構成を簡略化できるという効果も得られる。
以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記各実施形態では、ＳＣＲ触媒１６に適切な量のアンモニアを供給可能な尿素供給量Ｓureaの算出処理にＮＯx量Ｎを適用したが、ＮＯx量Ｎの用途はこれに限ることはなく種々の用途に利用可能であり、例えば吸蔵型ＮＯx触媒に吸蔵されたＮＯx量を推定するためにＮＯx量Ｎを適用してもよい。

また、上記各実施形態では、ＥＧＲ弁開度θegrに応じて吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードと実ブースト圧Ｐに基づく推定モードとを切り換えたが、必ずしも双方の推定モードを共に実行する必要はなく、何れか一方の推定モードにとって高精度の推定が期待できるＥＧＲ環流状態になったときに、該当する推定モードを行ってもよい。例えば、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ以上のときに吸気酸素濃度Ｄoxyに基づく推定モードを実行し、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ未満のときには推定処理を中断してもよい。同様に、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ未満のときに実ブースト圧Ｐに基づく推定モードを実行し、ＥＧＲ弁開度θegrが所定値Ａ以上のときには推定処理を中断してもよい。

実施形態のディーゼル式内燃機関のＮＯx排出量推定装置を示す全体構成図である。 第１実施形態の尿素水の供給量を決定するためのＥＣＵの処理を示すブロック図である。 実ＮＯx量に対する各推定モードによるＮＯx量の推定状況を示すタイムチャートである。 第２実施形態の尿素水の供給量を決定するためのＥＣＵの処理を示すブロック図である。

符号の説明

１ 内燃機関
３３ ブースト圧センサ（実吸気相関パラメータ検出手段）
３４ 酸素濃度センサ（ＥＧＲ環流状態判定手段）
３５ 開度センサ（ＥＧＲ環流状態判定手段）
４１ ＮＯx生成量算出部（定常ＮＯx生成量算出手段）
４２ 推定処理指令手段（過渡ＮＯx生成量算出手段、
第１の過渡ＮＯx生成量算出手段、第２の過渡ＮＯx生成量算出手段）
４３ 過渡ＮＯx生成率算出部（過渡ＮＯｘ生成率算出手段）
４４ 推定モード切換部（推定処理指令手段）
４５ ブースト圧算出部（吸気相関パラメータ算出手段）
５１ 判定モード切換部（判定モード選択手段）

Claims (5)

1. 内燃機関の運転状態に基づき定常状態において筒内で生成されるＮＯx生成量を算出する定常ＮＯx生成量算出手段と、
   上記筒内に供給される吸気酸素濃度に基づき、上記内燃機関の過渡状態において上記筒内で生成されるＮＯx生成率を算出する過渡ＮＯｘ生成率算出手段と、
   上記定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を上記過渡状態のＮＯｘ生成率で補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する過渡ＮＯx生成量算出手段と、
   上記内燃機関のＥＧＲ環流状態を判定するＥＧＲ環流状態判定手段と、
   上記ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値以上のＥＧＲ環流量が判定されたときに、上記過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて上記吸気酸素濃度に基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる推定処理指令手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関のＮＯx生成量推定装置。
2. 内燃機関の運転状態に基づき定常状態において筒内で生成されるＮＯx生成量を算出する定常ＮＯx生成量算出手段と、
   上記内燃機関の運転状態に基づき該内燃機関の吸気流に関する吸気相関パラメータを算出する吸気相関パラメータ算出手段と、
   上記吸気相関パラメータの実測値を検出する実吸気相関パラメータ検出手段と、
   上記吸気相関パラメータ算出手段により算出された吸気相関パラメータと上記実吸気相関パラメータ検出手段により検出された実吸気相関パラメータとに基づき、上記定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する過渡ＮＯx生成量算出手段と、
   上記内燃機関のＥＧＲ環流状態を判定するＥＧＲ環流状態判定手段と、
   上記ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値未満のＥＧＲ環流量が判定されたときに、上記過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて上記吸気相関パラメータに基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる推定処理指令手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関のＮＯx生成量推定装置。
3. 内燃機関の運転状態に基づき定常状態において筒内で生成されるＮＯx生成量を算出する定常ＮＯx生成量算出手段と、
   上記筒内に供給される吸気酸素濃度に基づき、上記内燃機関の過渡状態において上記筒内で生成されるＮＯx生成率を算出する過渡ＮＯｘ生成率算出手段と、
   上記定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を上記過渡状態のＮＯx生成率で補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する第１の過渡ＮＯx生成量算出手段と、
   上記内燃機関の運転状態に基づき該内燃機関の吸気流に関する吸気相関パラメータを算出する吸気相関パラメータ算出手段と、
   上記吸気相関パラメータの実測値を検出する実吸気相関パラメータ検出手段と、
   上記吸気相関パラメータ算出手段により算出された吸気相関パラメータと上記実吸気相関パラメータ検出手段により検出された実吸気相関パラメータとに基づき、上記定常ＮＯx生成量算出手段により算出された定常状態のＮＯx生成量を補正して過渡状態のＮＯx生成量を算出する第２の過渡ＮＯx生成量算出手段と、
   上記内燃機関のＥＧＲ環流状態を判定するＥＧＲ環流状態判定手段と、
   上記ＥＧＲ環流状態判定手段により予め設定された所定値以上のＥＧＲ環流量が判定されたときに、上記第１の過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて上記吸気酸素濃度に基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる一方、上記ＥＧＲ環流状態判定手段により上記所定値未満のＥＧＲ環流量が判定されたときに、上記第２の過渡ＮＯx生成量算出手段を作動させて上記吸気相関パラメータに基づくＮＯx生成量の算出処理を実行させる推定処理指令手段と
   を備えたことを特徴とする内燃機関のＮＯx生成量推定装置。
4. 上記ＥＧＲ環流状態判定手段は、上記筒内に供給される吸気酸素濃度またはＥＧＲ弁開度を上記ＥＧＲ環流状態として判定し、
   上記推定処理指令手段は、上記吸気酸素濃度が予め設定された酸素濃度判定値未満のとき、または上記ＥＧＲ弁開度が予め設定された弁開度判定値以上のときに、上記第１の過渡ＮＯx生成量算出手段にＮＯx生成量の算出処理を実行させる一方、上記吸気酸素濃度が酸素濃度判定値以上のとき、または上記ＥＧＲ弁開度が弁開度判定値未満のときに、上記第２の過渡ＮＯx生成量算出手段にＮＯx生成量の算出処理を実行させることを特徴とする請求項３記載の内燃機関のＮＯx生成量推定装置。
5. 上記内燃機関の運転領域に基づき、上記吸気酸素濃度に基づく判定モードとＥＧＲ弁開度に基づく判定モードとを選択する判定モード選択手段を備え、
   上記推定処理指令手段は、上記判定モード選択手段により上記吸気酸素濃度に基づく判定モードが選択されたときに、上記吸気酸素濃度に応じて上記ＮＯx生成量の算出処理を切り換え、上記判定モード選択手段により上記ＥＧＲ弁開度に基づく判定モードが選択されたときに、上記ＥＧＲ弁開度に応じて上記ＮＯx生成量の算出処理を切り換えることを特徴とする請求項４記載の内燃機関のＮＯx生成量推定装置。

Images