JP5273224B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents
内燃機関の空燃比制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5273224B2 JP5273224B2 JP2011186042A JP2011186042A JP5273224B2 JP 5273224 B2 JP5273224 B2 JP 5273224B2 JP 2011186042 A JP2011186042 A JP 2011186042A JP 2011186042 A JP2011186042 A JP 2011186042A JP 5273224 B2 JP5273224 B2 JP 5273224B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- correction coefficient
- learning correction
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
- F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
- F02D41/005—Controlling exhaust gas recirculation [EGR] according to engine operating conditions
- F02D41/0052—Feedback control of engine parameters, e.g. for control of air/fuel ratio or intake air amount
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D37/00—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for
- F02D37/02—Non-electrical conjoint control of two or more functions of engines, not otherwise provided for one of the functions being ignition
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/0002—Controlling intake air
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
- F02D41/1441—Plural sensors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/24—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means
- F02D41/2406—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents characterised by the use of digital means using essentially read only memories
- F02D41/2425—Particular ways of programming the data
- F02D41/2429—Methods of calibrating or learning
- F02D41/2451—Methods of calibrating or learning characterised by what is learned or calibrated
- F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。
複数の燃焼室と各燃焼室に対応して配置された燃料噴射弁とを備えた内燃機関の空燃比制御装置が特許文献1に記載されている。この空燃比制御装置では、各燃焼室に形成される混合気の空燃比が推定され、これら推定された空燃比の平均値が平均空燃比として算出され、この算出された平均空燃比が目標空燃比に設定され、各燃焼室に形成される混合気の空燃比が目標空燃比に一致するように各燃料噴射弁からそれぞれ対応する燃焼室に供給される燃料の量を補正することによって各燃焼室に形成される混合気の空燃比が目標空燃比に制御される。
ところで、燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを吸気通路に導入することによって排気ガスを燃焼室に導入する排気再循環装置が知られている。この排気再循環装置として、複数の燃焼室を備えた内燃機関において、燃焼室から排気通路に排出された排気ガスを各燃焼室に対応する吸気通路に導入することによって排気ガスを各燃焼室に個別に導入する排気再循環装置がある。内燃機関がこうした排気再循環装置を具備する場合、排気再循環装置の不具合により、たとえば、各燃焼室に排気ガスを導入しようとしたときに燃焼室の少なくとも1つに排気ガスが導入されない事態が発生すると、その燃焼室に吸入される空気の量が残りの燃焼室に吸入される空気の量よりも多くなることから、その燃焼室に形成される混合気の空燃比が残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも大きくなる(すなわち、リーンな空燃比になる)。一方、たとえば、各燃焼室に排気ガスを導入しないようにしたときに燃焼室の少なくとも1つに排気ガスが導入されてしまう事態が発生すると、その燃焼室に吸入される空気の量が残りの燃焼室に吸入される空気の量よりも少なくなることから、その燃焼室に形成される混合気の空燃比が残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも小さくなる(すなわち、リッチな空燃比になる)。
こうした状況下に特許文献1に記載の目標空燃比の設定に関する考え方が適用された場合、平均空燃比(すなわち、各燃焼室に形成される混合気の空燃比の平均値)が目標空燃比に設定され、この設定された目標空燃比に各燃焼室に形成される混合気の空燃比が制御されることになる。ところが、斯くして設定される目標空燃比は、たとえば、燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能(以下この性能を「排気エミッション性能」という)を高い性能に維持する目標空燃比であるとは言えない。なぜなら、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に生じたバラツキには、排気再循環装置の不具合に起因するバラツキが含まれているからである。
また、特許文献1に記載の空燃比制御装置では、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間のバラツキが解消されるように各燃焼室に供給される燃料の量を補正するための補正値が用意されている。したがって、排気再循環装置の不具合に起因して各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にバラツキが生じた場合、こうしたバラツキをも解消するように上記補正値が修正される。ところが、斯くして修正された補正値は、たとえば、排気エミッション性能を高い性能に維持するように各燃焼室に形成される混合気の空燃比(より具体的には、各燃焼室に供給される燃料の量)を補正する補正値であるとは言えない。なぜなら、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に生じたバラツキには、排気再循環装置の不具合に起因するバラツキが含まれているからである。
こうした事情に鑑み、本発明の目的は、内燃機関が上記排気再循環装置を具備する場合において、排気エミッション性能を高い性能に維持することができるように目標空燃比を設定し、あるいは、排気エミッション性能を高い性能に維持することができるように混合気の空燃比に関する補正値を設定し、これによって、排気エミッション性能を高い性能に維持することにある。
本願の発明は、燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段を具備する内燃機関の空燃比制御装置に関する。そして、本発明では、前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量がその目標量よりも少ない排気導入不足状態にあるときには、前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているか否かに応じて燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値が変更される。
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときには、各燃焼室に予め定められた量(以下この量を「所定量」ともいう)の排気ガスを導入しようとしても、少なくとも1つの燃焼室には、所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない。
ここで、各燃焼室に所定量の排気ガスを導入しようとしたときに、或る1つの燃焼室(以下この燃焼室を「特定の燃焼室」という)に所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない場合、特定の燃焼室に導入される排気ガスの量は、残りの燃焼室に導入される排気ガスの量よりも少なくなり、その結果、特定の燃焼室に吸入される空気の量は、残りの燃焼室に吸入される空気の量よりも多くなる。このため、特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比は、残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも大きくなる(すなわち、リーンになる)。あるいは、各燃焼室に吸入される空気の量以外の状況によっては、特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比が残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも小さくなる(すなわち、リッチになる)こともあり得る。いずれにせよ、各燃焼室に所定量の排気ガスを導入しようとしたときに特定の燃焼室に所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない場合、特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なることになる。
そして、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なるのは、排気導入制御が実行されているときである。つまり、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なるか否かは、排気導入制御が実行されているか否かによって決まる。
ここで、本発明では、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときには、排気導入制御が実行されているか否かに応じて燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値が変更される。このため、本発明によれば、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときであっても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
なお、上記発明において、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されているときには、前記排気導入制御が停止されてもよい。この場合、以下の効果が得られる。すなわち、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに排気導入制御が停止されていれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。したがって、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに、排気導入制御が停止されれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、本願の別の発明は、燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段を具備する内燃機関の空燃比制御装置に関する。そして、本発明では、前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量がその目標量よりも少ない排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更して混合気の空燃比が制御される。一方、本発明では、前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されていないときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないときの前記補正係数を用いて混合気の空燃比が制御される。
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なるか否かは、排気導入制御が実行されているか否かによって決まる。
ここで、本発明では、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されているときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更して混合気の空燃比が制御される。このため、本発明によれば、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されているときであっても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり、したがって、少なくとも1つの排気導入手段が所定量よりも少ない量の排気ガスしか燃焼室に導入することができないとしても、排気導入制御自体が実行されていないのであれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。すなわち、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されていないときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にバラツキを生じさせる原因は、そのときの補正係数に含まれる適切な補正係数に対する誤差である。そして、排気導入手段の全てが排気導入不足状態にないときの補正係数は、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されていないときに利用される補正係数として適切な補正係数であると言える。
ここで、本発明では、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されていないときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに排気導入手段の全てが排気導入不足状態にないときの補正係数を用いて混合気の空燃比が制御される。このため、本発明によれば、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されていないときにおいて、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
なお、上記発明において、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されているときには、前記排気導入制御が停止されてもよい。この場合、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに排気導入制御が停止されていれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。したがって、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されているときに、排気導入制御が停止されれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、本願のさらに別の発明は、燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段を具備する内燃機関の空燃比制御装置に関する。そして、本発明では、前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量がその目標量よりも少ない排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更して混合気の空燃比が制御される。また、本発明では、前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されておらず且つ混合気の空燃比をその目標値に制御するために混合気の空燃比を補正する補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっているときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに前記補正係数を用いて混合気の空燃比が制御される。一方、本発明では、前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっていないときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないときの前記補正係数を用いて混合気の空燃比が制御される。
本発明によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なるか否かは、排気導入制御が実行されているか否かによって決まる。
ここで、本発明では、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されているときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更して混合気の空燃比が制御される。このため、本発明によれば、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されているときであっても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり、したがって、少なくとも1つの排気導入手段が所定量よりも少ない量の排気ガスしか燃焼室に導入することができないとしても、排気導入制御自体が実行されていないのであれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。すなわち、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されていないときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にバラツキを生じさせる原因は、そのときの補正係数に含まれる適切な補正係数に対する誤差である。
ここで、本発明では、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されておらず且つ補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっているときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに上記補正係数を用いて混合気の空燃比が制御される。このため、本発明によれば、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されておらず且つ補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっているときにおいて、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
一方、本発明では、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されておらず且つ補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっていないときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに排気導入手段の全てが排気導入不足状態にないときの上記補正係数を用いて混合気の空燃比が制御される。上述したように、排気導入手段の全てが排気導入不足状態にないときの補正係数は、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されておらず且つ補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっていないときに利用される補正係数として適切な補正係数であると言える。したがって、本発明によれば、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されておらず且つ補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっていないときであっても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
なお、上記発明において、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されているときには、前記排気導入制御が停止されてもよい。この場合、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあるときに排気導入制御が停止されていれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。したがって、少なくとも1つの排気導入手段が排気導入不足状態にあり且つ排気導入制御が実行されているときに、排気導入制御が停止されれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明の第1実施形態の空燃比制御装置が適用された内燃機関が図1に示されている。図1に示されている内燃機関10は、火花点火式の内燃機関(いわゆるガソリンエンジン)である。図1において、11は燃料噴射弁、12は燃焼室、16はクランクポジションセンサ、17は点火栓、20は内燃機関の本体、80はアクセルペダル、81はアクセルペダル踏込量センサをそれぞれ示している。
また、図1において、30は吸気通路、31は吸気ポート、32は吸気マニホルド、34は吸気管、35はスロットル弁、36はスロットル弁35を駆動するためのアクチュエータ、37はエアフローメータ、38はエアクリーナ、40は排気通路、41は排気ポート、42は排気マニホルド、43は排気管、44は触媒コンバータ、46は空燃比センサ、48は空燃比センサ、50は排気再循環装置をそれぞれ示している。なお、吸気通路30は、吸気ポート31、吸気マニホルド32、および、吸気管34から構成されている。一方、排気通路40は、排気ポート41、排気マニホルド42、および、排気管43から構成されている。
電子制御装置90はマイクロコンピュータからなる。また、電子制御装置90はCPU(マイクロプロセッサ)91、ROM(リードオンリメモリ)92、RAM(ランダムアクセスメモリ)93、バックアップRAM94、および、インターフェース95を有する。これらCPU91、ROM92、RAM93、バックアップRAM94、および、インターフェース95は双方向バスによって互いに接続されている。
次に、上述した内燃機関の各構成要素についてさらに詳細に説明する。なお、以下の説明において「混合気」とは「燃焼室内に形成される空気と燃料とが混合されたガス」を意味し、「機関回転数」とは「内燃機関の回転数」を意味し、「スロットル弁開度」とは「スロットル弁の開度」を意味し、「吸入空気量」とは「燃焼室に吸入される空気の量」を意味し、「アクセルペダル踏込量」とは「アクセルペダルの踏込量」を意味し、「要求機関トルク」とは「内燃機関から出力されるトルクとして要求されるトルク」を意味する。
内燃機関10は、4つの燃焼室12と、4つの燃料噴射弁11と、を具備する。これら燃料噴射弁11は、その燃料噴射孔が各燃焼室12に対応する吸気ポート31内に露出するように内燃機関の本体20に取り付けられている。また、燃料噴射弁11は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、目標燃料噴射タイミングにおいて目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁11に噴射させるための指令信号を燃料噴射弁11に供給する。電子制御装置90から燃料噴射弁11に指令信号が供給されると、燃料噴射弁11は、それぞれ対応する吸気ポート31内に燃料を噴射する。
内燃機関10は、4つの点火栓17を具備する。これら点火栓17は、その放電電極がそれぞれ対応する燃焼室12内に露出するように内燃機関の本体20に取り付けられている。また、点火栓12は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、目標点火タイミングにおいて点火栓12に火花を発生させるための指令信号を点火栓12に供給する。電子制御装置90から点火栓17に指令信号が供給されると、点火栓12は、燃焼室12内の燃料を点火する。なお、燃焼室12内の燃料が点火栓17によって点火されると、燃焼室12内の燃料が燃焼し、ピストン(図示せず)およびコンロッド(図示せず)を介してクランクシャフト(図示せず)にトルクが出力される。
クランクポジションセンサ16は、内燃機関の出力軸、すなわち、クランクシャフト近傍に配置されている。また、クランクポジションセンサ16は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。クランクポジションセンサ16は、クランクシャフトの回転位相に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて機関回転数を算出する。
吸気マニホルド32は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する吸気ポート31に接続されている。また、吸気マニホルド32は、その他端で吸気管34の一端に接続されている。
スロットル弁35は、吸気管34に配置されている。スロットル弁35には、その開度を変更するためのアクチュエータ(以下このアクチュエータを「スロットル弁アクチュエータ」という)36が接続されている。スロットル弁アクチュエータ36は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、スロットル弁開度を目標スロットル弁開度に制御するようにスロットル弁アクチュエータ36を駆動するための制御信号をスロットル弁アクチュエータ36に供給する。なお、スロットル弁開度が変更されると、スロットル弁35が配置された領域における吸気管34内の流路面積が変わる。これによって、スロットル弁35を通過する空気の量が変わり、ひいては、燃焼室に吸入される空気の量が変わる。
エアフローメータ37は、スロットル弁35よりも上流において吸気通路30(より具体的には、吸気管34)に配置されている。また、エアフローメータ37は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。エアフローメータ37は、そこを通過する空気の量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいてエアフローメータ37を通過する空気の量、ひいては、吸入空気量を算出する。
エアクリーナ38は、エアフローメータ37よりも上流において吸気通路30(より具体的には、吸気管34)に配置されている。
排気マニホルド42は、その一端で複数の管に分岐しており、これら分岐した管は、それぞれ対応する排気ポート41に接続されている。また、排気マニホルド42は、その他端で排気管43の一端に接続されている。排気管43は、その他端で外気に開放されている。
触媒コンバータ44は、排気通路40(より具体的には、排気管43に配置されている。また、触媒コンバータ44は、その内部に触媒45を収容している。この触媒45は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに排気ガス中の窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、および、未燃炭化水素(HC)を高い浄化率で同時に浄化することができるいわゆる三元触媒である。なお、排気ガスの空燃比とは、燃焼室12に供給された燃料の量(すなわち、燃料噴射量)に対する燃焼室12に吸入された空気の量(すなわち、吸入空気量)の比を意味する。
空燃比センサ(以下「上流側空燃比センサ」ともいう)46は、触媒コンバータ44よりも上流の排気通路40(より具体的には、排気管43)に取り付けられている。また、空燃比センサ46は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。空燃比センサ46は、そこに到来する排気ガスの空燃比に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて空燃比センサ46に到来する排気ガスの空燃比を算出する。したがって、空燃比センサ46は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであると言える。なお、空燃比センサ46は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであれば特定のセンサに制限されず、たとえば、空燃比センサ46として、図2(A)に示されている出力特性を有するいわゆる限界電流式の酸素濃度センサを採用することができる。この酸素濃度センサは、図2(A)に示されているように、そこに到来する排気ガスの空燃比が大きいほど大きい電流値を出力値として出力する。
空燃比センサ(以下「下流側空燃比センサ」ともいう)48は、触媒コンバータ44よりも下流の排気通路40(より具体的には、排気管43)に取り付けられている。また、空燃比センサ48は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。空燃比センサ48は、そこに到来する排気ガスの空燃比に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいて空燃比センサ48に到来する排気ガスの空燃比を算出する。したがって、空燃比センサ48は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであると言える。なお、空燃比センサ48は、そこに到来する排気ガスの空燃比を検出するセンサであれば特定のセンサに制限されず、たとえば、空燃比センサ48として、図2(B)に示されている出力特性を有するいわゆる起電力式の酸素濃度センサを採用することができる。この酸素濃度センサは、図2(B)に示されているように、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときに比較的大きい一定の電圧値を出力値として出力し、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときに比較的小さい一定の電圧値を出力値として出力する。そして、この酸素濃度センサは、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比であるときに上記比較的大きい一定の電圧値と上記比較的小さい一定の電圧値との中間の電圧値を出力値として出力する。したがって、この酸素濃度センサの出力値は、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比から理論空燃比よりもリーンな空燃比に変化するとき、上記比較的大きい一定の電圧値から上記比較的小さい一定の電圧値まで上記中間の電圧値を経由して一気に小さくなる。一方、この酸素濃度センサの出力値は、そこに到来する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比から理論空燃比よりもリッチな空燃比に変化するとき、上記比較的小さい一定の電圧値から上記比較的大きい一定の電圧値まで上記中間の電圧値を経由して一気に大きくなる。
排気再循環装置(以下「EGR装置」という)50は、燃焼室12から排気通路40に排出された排気ガスを吸気通路30に導入し、ひいては、燃焼室12に導入する装置である。EGR装置50は、排気再循環通路(以下「EGR通路」という)51と、排気再循環制御弁(以下「EGR制御弁」という)52と、排気再循環クーラ(以下「EGRクーラ」という)53と、を具備する。EGR通路51は、触媒コンバータ44よりも上流の排気通路40と各吸気ポート31とを接続している。EGR制御弁52は、EGR通路51に配置されている。また、EGR制御弁52は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。電子制御装置90は、EGR制御弁52の開度(以下この開度を「EGR制御弁開度」という)をその目標値(以下この目標値を「目標EGR制御弁開度」という)に制御するようにEGR制御弁52を駆動するための制御信号をEGR制御弁52に供給する。なお、EGR制御弁開度が変更されると、EGR制御弁52が配置された領域におけるEGR通路51内の流路面積が変わる。これによって、EGR制御弁52を通過する排気ガスの量が変わり、ひいては、各吸気ポート31に導入される排気ガスの量が変わる。また、EGR制御弁52は、4つの吸気ポート31に共通して1つだけ用意されており、4つの吸気ポート31に導入される排気ガスの量を一括して制御する。EGRクーラ53は、EGR制御弁52よりも上流のEGR通路51に配置されている。EGRクーラ53は、そこを通過する排気ガスを冷却する。
アクセルペダル踏込量センサ81は、アクセルペダル80に接続されている。また、アクセルペダル踏込量センサ81は、電子制御装置90のインターフェース95に電気的に接続されている。アクセルペダル踏込量センサ81は、アクセルペダル80の踏込量に対応する出力値を出力する。この出力値は、電子制御装置90に入力される。電子制御装置90は、この出力値に基づいてアクセルペダル80の踏込量、ひいては、要求機関トルクを算出する。
次に、第1実施形態のスロットル弁の制御について説明する。なお、以下の説明において「目標吸入空気量」とは「吸入空気量の目標値」を意味する。第1実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとによって規定される機関運転状態に応じて適切な吸入空気量が実験等によって予め求められる。そして、これら求められた吸入空気量が図3(A)に示されているように機関回転数NEと要求機関トルクTQrとの関数のマップの形で基準吸入空気量Gabとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準吸入空気量Gabが図3(A)のマップから取得される。そして、この取得された基準吸入空気量Gabが目標スロットル弁開度に設定される。そして、斯くして設定された目標吸入空気量の空気を燃焼室に吸入させるためのスロットル弁開度が目標スロットル弁開度として算出される。そして、スロットル弁を目標スロットル弁開度だけ開弁させるためにスロットル弁に供給されるべき制御信号が算出される。そして、この算出された制御信号がスロットル弁に供給される。斯くして、スロットル弁開度が目標スロットル弁開度に制御される。
次に、第1実施形態の点火栓の制御について説明する。なお、以下の説明において「点火タイミング」とは「点火栓によって燃焼室内に形成された混合気に点火するタイミング」を意味する。第1実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとによって規定される機関運転状態に応じて適切な点火タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた点火タイミングが図3(B)に示されているように機関回転数NEと要求機関トルクTQrとの関数のマップの形で基準点火タイミングTignbとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準点火タイミングTignbが図3(B)のマップから取得される。そして、この取得された基準点火タイミングTignbが目標点火タイミングに設定される。そして、斯くして設定された目標点火タイミングが到来したときに点火栓を作動させる指令信号が点火栓に供給される。斯くして、点火栓が目標点火タイミングにおいて作動せしめられる。
次に、第1実施形態のEGR制御弁の制御について説明する。なお、以下の説明において「EGR率」とは「各燃焼室に吸入されるガスの量(すなわち、各燃焼室に吸入される空気と排気ガスとの総量)に対する各燃焼室に吸入される排気ガスの量の比」を意味し、「目標EGR率」とは「EGR率の目標値」を意味する。第1実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとによって規定される機関運転状態に応じて適切なEGR率が実験等によって予め求められる。そして、これら求められたEGR率が図3(C)に示されているように機関回転数NEと要求機関トルクTQrとの関数のマップの形で基準EGR率Regrbとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準EGR率Regrbが図3(C)のマップから取得される。そして、この取得された基準EGR率Regrbが目標EGR率に設定される。そして、斯くして設定された目標EGR率を達成させるためのEGR制御弁開度が目標EGR制御弁開度として算出される。そして、EGR制御弁を目標EGR制御弁開度だけ開弁させるためにEGR制御弁に供給されるべき制御信号が算出される。そして、この算出された制御信号がEGR制御弁に供給される。斯くして、EGR制御弁開度が目標EGR制御弁開度に制御される。
次に、第1実施形態の燃料噴射弁の制御について説明する。なお、以下の説明において、「目標燃料噴射量」とは「燃料噴射弁から噴射される燃料の量の目標値」を意味し、「目標燃料噴射タイミング」とは「燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミング」を意味する。第1実施形態では、目標燃料噴射量が算出されるとともに、目標燃料噴射タイミングが設定される。これら目標燃料噴射量の算出および目標燃料噴射タイミングの設定については後述する。そして、目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁から噴射させるために燃料噴射弁に供給されるべき指令信号(以下この指令信号を「燃料噴射指令信号」という)が目標燃料噴射量に基づいて算出される。そして、目標燃料噴射タイミングが到来したときに燃料噴射指令信号が燃料噴射弁に供給される。斯くして、燃料噴射弁から燃料が噴射される。
次に、第1実施形態の目標燃料噴射量の算出について説明する。なお、以下の説明において、「機関運転状態」とは「内燃機関の運転状態」を意味し、「機関運転」とは「内燃機関の運転」を意味し、「燃料噴射量」とは「燃料噴射弁から噴射される燃料の量」を意味する。第1実施形態では、その時の吸入空気量とその時の目標空燃比とが取得される。そして、これら吸入空気量および目標空燃比を次式1に適用することによって、目標空燃比を達成するために必要な燃料噴射量である基準燃料噴射量Qbが算出される。すなわち、吸入空気量Gaを目標空燃比AFtで除算することによって、基準燃料噴射量Qbが算出される。
Qb=Ga/AFt …(1)
そして、その時のメインフィードバック補正係数(以下この補正係数を「メインFB補正係数」という)が取得される。そして、このメインFB補正係数および上式1によって算出された基準燃料噴射量Qbを次式2に適用することによって、目標燃料噴射量Qtが算出される。すなわち、基準燃料噴射量QbにメインFB補正係数Kqmを加算することによって、目標燃料噴射量Qtが算出される。
Qt=Qb+Kqm …(2)
なお、第1実施形態では、上述したように設定される目標燃料噴射量に従って燃料噴射量が制御されることによって、混合気の空燃比が目標空燃比にフィードバック制御されることになる。
次に、第1実施形態の目標燃料噴射タイミングの設定について説明する。なお、以下の説明において、「燃料噴射タイミング」とは「燃料噴射弁から燃料を噴射させるタイミング」を意味する。第1実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとによって規定される機関運転状態に応じて適切な燃料噴射タイミングが実験等によって予め求められる。そして、これら求められた燃料噴射タイミングが図4(A)に示されているように機関回転数NEと要求機関トルクTQrとの関数のマップの形で基準燃料噴射タイミングTinjbとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準燃料噴射タイミングTinjbが図4(A)のマップから取得される。そして、斯くして取得された基準燃料噴射タイミングTinjbが目標燃料噴射タイミングに設定される。
次に、第1実施形態のメインFB補正係数の算出について説明する。第1実施形態では、その時の上流側空燃比センサの出力値に基づいて混合気の空燃比(以下この空燃比を「上流側空燃比」という)が取得されるとともに、その時のサブフィードバック補正係数(以下この補正係数を「サブFB補正係数」という)が取得される。そして、これら上流側空燃比およびサブFB補正係数を次式3に適用することによって、補正された上流側空燃比(以下この上流側空燃比を「補正上流側空燃比」という)が算出される。すなわち、上流側空燃比AFuにサブFB補正係数Kqsを加算することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。
AFua=AFu+Kqs …(3)
そして、その時の目標空燃比が取得される。そして、この目標空燃比および上式3によって算出された補正上流側空燃比を次式4に適用することによって、目標空燃比に対する補正上流側空燃比の偏差(以下この偏差を「瞬時上流側空燃比偏差」という)が算出される。すなわち、目標空燃比AFtから補正上流側空燃比AFuaを減算することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。
ΔAFu=AFt−AFua …(4)
そして、上式4によって算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを次式5に適用することによって、メイン学習補正係数Kqmgが算出され、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが電子制御装置に記憶される。なお、次式5において、左辺の「Kqmg」が「今回算出されるメイン学習補正係数」であり、右辺の「Kqmg」は「次式5によって前回算出されたメイン学習補正係数」であり、「ΔAFu」は「上式4によって算出された瞬時上流側空燃比偏差」である。また、次式5において、「A」は「なまし度合を決定する係数」であり、所望のなまし度合に応じて「0」よりも大きく且つ「1」よりも小さい値に設定される。
Kqmg=A×ΔAFu+(1−A)×Kqmg …(5)
そして、上式4によって算出された瞬時上流側空燃比偏差および上式5によって算出されたメイン学習補正係数を次式6に適用することによって、メインFB補正係数が算出される。すなわち、係数Kpに瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを乗算して得られる値に係数Kiにメイン学習補正係数Kqmgを乗算して得られる値を加算することによって、メインFB補正係数Kqmが算出される。なお、次式6において、「Kpm」はいわゆるPI制御における「比例ゲイン」であり、「Kim」はいわゆるPI制御における「積分ゲイン」である。また、メイン学習補正係数は、目標空燃比に対する混合気の空燃比の定常的な偏差(以下この偏差を「定常空燃比偏差」という)を補償する補正係数である。
Kqm=Kpm×ΔAFu+Kim×Kqmg …(6)
次に、第1実施形態のサブFB補正係数の算出について説明する。第1実施形態では、その時の下流側空燃比センサの出力値に基づいて排気ガスの空燃比(以下この空燃比を「下流側空燃比」という)が取得されるとともに、その時の目標空燃比が取得される。そして、これら下流側空燃比および目標空燃比を次式7に適用することによって、目標空燃比に対する下流側空燃比の偏差(以下この偏差を「瞬時下流側空燃比偏差」という)が算出される。すなわち、目標空燃比AFtから下流側空燃比AFdを減算することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。
ΔAFd=AFt−AFd …(7)
そして、上式7によって算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを次式8に適用することによって、サブ学習補正係数Kqsgが算出される。なお、次式8において、左辺の「Kqsg」が「今回算出されるサブ学習補正係数」であり、右辺の「Kqsg」は「次式8によって前回算出されたサブ学習補正係数」であり、「ΔAFd」は「上式7によって算出された瞬時下流側空燃比偏差」である。また、次式8において、「B」は「なまし度合を決定する係数」であり、所望のなまし度合に応じて「0」よりも大きく且つ「1」よりも小さい値に設定される。また、サブ学習補正係数は、定常空燃比偏差を補償する補正係数である。
Kqsg=B×ΔAFd+(1−B)×Kqsg …(8)
そして、上式7によって算出された瞬時下流側空燃比偏差および上式8によって算出されたサブ学習補正係数を次式9に適用することによって、サブFB補正係数が算出される。すなわち、係数Kpに瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを乗算して得られる値に係数Kiにサブ学習補正係数Kqsgを乗算して得られる値を加算することによって、サブFB補正係数Kqsが算出される。なお、次式9において「Kps」はいわゆるPI制御における「比例ゲイン」であり、「Kis」はいわゆるPI制御における「積分ゲインである。
Ksm=Kps×ΔAFd+Kis×Kqsg …(9)
次に、第1実施形態の目標空燃比の設定について説明する。なお、以下の説明において「排気導入不足状態」とは「各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの燃焼室に導入される排気ガスの量が上記予め定められた量よりも少ない状態」を意味し、「EGR制御」とは「EGR装置によってEGRガスを燃焼室に導入する制御」を意味し、「メイン学習補正係数の誤差」とは「定常空燃比偏差を十分に補償することができるメイン学習補正係数に対する実際のメイン学習補正係数の誤差」を意味し、「サブ学習補正係数の誤差」とは「定常空燃比偏差を十分に補償することができるサブ学習補正係数に対するサブ学習補正係数の誤差」を意味する。
第1実施形態では、機関回転数と要求機関トルクとによって規定される機関運転状態に応じて適した混合気の空燃比が実験等によって予め求められる。そして、これら求められた混合気の空燃比が図4(B)に示されているように機関回転数NEと要求機関トルクTQrとの関数のマップの形で基準空燃比AFbとして電子制御装置に記憶されている。そして、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準空燃比AFbが図4(B)のマップから取得される。そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されているときには、メイン学習補正係数の誤差およびサブ学習補正係数の誤差を解消するように決定される修正(以下この修正を「排気導入不足時の第1の修正」という)が上記取得された基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されている間、上記排気導入不足時の第1の修正が上記取得される基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されていないときには、メイン学習補正係数の誤差およびサブ学習補正係数の誤差を解消するように決定される修正(以下この修正を「排気導入不足時の第2の修正」という)が上記取得された基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない間、上記排気導入不足時の第2の修正が上記取得される基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。
なお、第1実施形態において、排気導入不足状態とは、たとえば、或る特定の吸気ポートに接続されたEGR通路に排気ガス中の煤などが堆積することによって当該EGR通路が閉塞されることに起因して生じる状態である。
第1実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、EGR装置が排気導入不足状態にあるとき(以下これを「排気導入不足時」という)には、各燃焼室に予め定められた量(以下この量を「所定量」ともいう)の排気ガスを導入しようとしても、少なくとも1つの燃焼室には、所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない。
ここで、各燃焼室に所定量の排気ガスを導入しようとしたときに、或る1つの燃焼室(以下この燃焼室を「特定の燃焼室」という)に所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない場合、特定の燃焼室に導入される排気ガスの量は、残りの燃焼室に導入される排気ガスの量よりも少なくなり、その結果、特定の燃焼室に吸入される空気の量は、残りの燃焼室に吸入される空気の量よりも多くなる。このため、特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比は、残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも大きくなる(すなわち、リーンになる)。あるいは、各燃焼室に吸入される空気の量以外の状況によっては、特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比が残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも小さくなる(すなわち、リッチになる)こともあり得る。いずれにせよ、各燃焼室に所定量の排気ガスを導入しようとしたときに特定の燃焼室に所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない場合、特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なることになる。
ここで、第1実施形態のメイン学習補正係数は、瞬時上流側空燃比偏差に基づいて算出され、第1実施形態のサブ学習補正係数は、瞬時下流側空燃比偏差に基づいて算出される。したがって、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明した時点で算出されているメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数(以下、メイン学習補正係数およびサブ学習補正係数をまとめて「学習補正係数」という)は、上記特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なる状況下において算出された学習補正係数である可能性があり、したがって、この排気導入不足判明時点の学習補正係数には、定常空燃比偏差を十分に補償することができる学習補正係数(以下この学習補正係数を「適切な学習補正係数」という)に対して少なからず誤差がある可能性がある。このため、排気導入不足判明時点の学習補正係数を用いて算出された目標燃料噴射量に燃料噴射量が制御されたとしても、燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能(以下この性能を「排気エミッション性能」という)が高い性能に維持されない可能性がある。こうした状況下において、排気エミッション性能を高い性能に維持するための手段の1つとして、基準空燃比をそのまま目標空燃比に設定するのではなく、基準空燃比を修正し、この修正された基準空燃比を目標空燃比に設定するという手段がある。
ところで、適切な学習補正係数に対する排気導入不足判明時点の学習補正係数の誤差は、排気導入不足判明時点の学習補正係数がEGR制御の実行中に算出された係数であるのか否かに応じて異なる。したがって、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明した後に排気エミッション性能を高い性能に維持するための手段として、基準空燃比を修正し、この修正された基準空燃比を目標空燃比に設定するという手段を採用する場合、排気導入不足判明時点の学習補正係数がEGR制御の実行中に算出された係数であるのか否かに応じて、基準空燃比に対する修正を変える必要があるし、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明した後にEGR制御が実行されているか否かに応じて、基準空燃比に対する修正を変える必要もある。
ここで、第1実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明した時点(以下この時点を「排気導入不足判明時点」ともいう)でEGR制御が実行されている場合の基準空燃比に対する修正(すなわち、排気導入不足時の第1の修正)と排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていない場合の基準空燃比に対する修正(すなわち、排気導入不足時の第2の修正)とが互いに異なる。しかも、これら第1の修正および第2の修正は、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数の少なくとも一方の学習に関する誤差(以下この誤差を「排気導入不足判明時点の学習誤差」という)と、排気導入不足判明時点の混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する誤差(以下この誤差を「排気導入不足判明時点の空燃比FB制御誤差」という)と、排気導入不足判明時点において排気再循環装置が前記排気導入不足状態にあることに起因する排気エミッション性能の低下(以下この低下を「排気導入不足に起因する排気エミッション性能の低下」という)と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正である。すなわち、第1実施形態では、排気導入不足判明時点において、高い排気エミッション性能を得るという観点から適切な目標空燃比が設定され、斯くして設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比がフィードバック制御される。このため、第1実施形態によれば、排気導入不足判明時点において、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、第1実施形態では、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されている場合の基準空燃比に対する修正(すなわち、排気導入不足時の第1の修正)と排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されていない場合の基準空燃比に対する修正(すなわち、排気導入不足時の第2の修正)とが互いに異なる。しかも、これら第1の修正および第2の修正は、排気導入不足判明時点の学習誤差と、排気導入不足判明時点の空燃比FB制御誤差と、排気導入不足に起因する排気エミッション性能の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正である。すなわち、第1実施形態では、排気導入不足判明時点以降も、高い排気エミッション性能を得るという観点から適切な目標空燃比が設定され、斯くして設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比がフィードバック制御される。このため、第1実施形態によれば、排気導入不足判明時点以降も、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
なお、排気導入不足時の第1の修正による基準空燃比に対する修正の程度、すなわち、排気導入不足時の第1の修正による基準空燃比に対する修正量は、たとえば、単位時間当たりに各燃焼室に吸入される空気の量に応じて決定される量であってもよいし、所定時間に亘って各燃焼室に吸入された空気の量の積算値に応じて決定される量であってもよいし、上記所定量に対する上記特定の燃焼室に導入される排気ガスの量の偏差に応じて決定される量であってもよいし、機関回転数と各燃焼室に吸入されるガスの充填効率との組合せに応じて決定される量であってもよい。
同様に、排気導入不足時の第2の修正による基準空燃比に対する修正の程度、すなわち、排気導入不足時の第2の修正による基準空燃比に対する修正量は、たとえば、単位時間当たりに各燃焼室に吸入される空気の量に応じて決定される量であってもよいし、所定時間に亘って各燃焼室に吸入された空気の量の積算値に応じて決定される量であってもよいし、上記所定量に対する上記特定の燃焼室に導入される排気ガスの量の偏差に応じて決定される量であってもよいし、機関回転数と各燃焼室に吸入されるガスの充填効率との組合せに応じて決定される量であってもよい。
次に、第1実施形態のスロットル弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図5に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図5のルーチンが開始されると、始めに、ステップ10において、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとが取得される。次いで、ステップ11において、ステップ10で取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQrとに対応する基準吸入空気量Gabが図3(A)のマップから取得される。次いで、ステップ12において、ステップ11で取得された基準吸入空気量Gabが目標吸入空気量Gatに設定される。次いで、ステップ13において、ステップ12で設定された目標吸入空気量Gatの空気を燃焼室に吸入させるためのスロットル弁開度が目標スロットル弁開度Dthtとして算出される。次いで、ステップ14において、ステップ13で算出された目標スロットル弁開度Dthtだけスロットル弁を開弁させるためにスロットル弁に供給すべき制御信号Sthが算出されるとともに、算出された制御信号Sthがスロットル弁に供給され、ルーチンが終了する。
次に、第1実施形態の点火栓の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図6に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図6のルーチンが開始されると、始めに、ステップ20において、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとが取得される。次いで、ステップ21において、ステップJで取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQとに対応する基準点火タイミングTignbが図3(B)のマップから取得される。次いで、ステップ22において、ステップ21で取得された基準点火タイミングTignbが目標点火タイミングTigntに設定される。次いで、ステップ23において、ステップ22で設定された目標点火タイミングが到来したときに点火栓を作動させるための指令信号が点火栓に供給され、ルーチンが終了する。
次に、第1実施形態のEGR制御弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図7に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図7のルーチンが開始されると、始めに、ステップ30において、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとが取得される。次いで、ステップ31において、ステップ30で取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQrとに対応する基準EGR率Regrbが図3(C)のマップから取得される。次いで、ステップ32において、ステップ31で取得された基準EGR率Regrbが目標EGR率Regrtに設定される。次いで、ステップ33において、ステップ32で設定された目標EGR率Regrtを達成させるためのEGR制御弁開度が目標EGR制御弁開度Degrtとして算出される。次いで、ステップ34において、ステップ33で算出された目標EGR制御弁開度DegrtだけEGR制御弁を開弁させるためにEGR制御弁に供給すべき制御信号Segrが算出されるとともに、算出された制御信号SegrがEGR制御弁に供給され、ルーチンが終了する。
次に、第1実施形態の目標空燃比の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図8に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図8のルーチンが開始されると、始めに、ステップ100において、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとが取得される。次いで、ステップ101において、ステップ100で取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQrとに対応する基準空燃比AFbが図4(B)のマップから取得される。次いで、ステップ102において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ102において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ103に進む。一方、ステップ102において、Fs=1ではないと判別されたときには、ステップ106に進み、ステップ101で取得された基準空燃比AFbが目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ103に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ103において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンがステップ104に進み、ステップ101で取得された基準空燃比AFbに排気導入不足時の第1の補正係数Kafs1を乗算して得られる値(すなわち、基準空燃比AFbに排気導入不足時の第1の修正が施された値)が目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。一方、ステップ103において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンがステップ105に進み、ステップ101で取得された基準空燃比AFbに排気導入不足時の第2の補正係数Kafs2を乗算して得られる値(すなわち、基準空燃比AFbに排気導入不足時の第2の修正が施された値)が目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
次に、第1実施形態の燃料噴射弁の制御を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図9に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図9のルーチンが開始されると、始めに、ステップ40において、その時の機関回転数NE、その時の要求機関トルクTQr、その時の吸入空気量Ga、その時の目標空燃比AFt、および、その時のメインFB補正係数Kqmが取得される。次いで、ステップ41において、ステップ40で取得された吸入空気量Gaおよび目標空燃比AFtを上式1に適用することによって基準燃料噴射量Qbが算出される。次いで、ステップ42において、ステップ40で取得されたメインFB補正係数Kqmおよびステップ41で算出された基準燃料噴射量Qbを上式2に適用することによって目標燃料噴射弁Qtが算出される。次いで、ステップ42で算出された目標燃料噴射量Qtの燃料を燃料噴射弁から噴射させるために燃料噴射弁に供給されるべき指令信号Sinjが算出される。次いで、ステップ44において、ステップ40で取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQrとに対応する基準燃料噴射タイミングTinjbが図4(A)のマップから取得される。次いで、ステップ44で取得された基準燃料噴射タイミングTinjbが目標燃料噴射タイミングTinjtに設定される。次いで、ステップ46において、ステップ45で設定された目標燃料噴射タイミングTinjtが到来したときにステップ43で算出された指令信号Sinjが燃料噴射弁に供給され、ルーチンが終了する。
次に、第1実施形態のメインFB補正係数の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図10に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図10のルーチンが開始されると、始めに、ステップ130において、その時の目標空燃比AFt、その時の上流側空燃比AFu、その時のサブFB補正係数Kqs、および、その時のメイン学習補正係数Kqmgが取得される。次いで、ステップ131において、ステップ130で取得された上流側空燃比AFuおよびサブFB補正係数Kqsを上式3に適用することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。次いで、ステップ132において、ステップ130で取得された目標空燃比AFtおよびステップ131で算出された補正上流側空燃比AFuaを上式4に適用することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。次いで、ステップ133において、ステップ130で取得されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ132で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たなメイン学習補正係数Kqmgが算出されるとともに、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが最新のメイン学習補正係数として電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ134において、ステップ132で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuおよびステップ133で算出されたメイン学習補正係数Kqmgを上式6に適用することによって、新たなメインFB補正係数Kqmが算出され、ルーチンが終了する。
次に、第1実施形態のサブFB補正係数の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図11に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図11のルーチンが開始されると、始めに、ステップ160において、その時の目標空燃比AFt、その時の下流側空燃比AFd、および、その時のサブ学習補正係数Kqsgが取得される。次いで、ステップ161において、ステップ160で取得された目標空燃比AFtおよび下流側空燃比AFdを上式7に適用することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。次いで、ステップ162において、ステップ160で取得されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ161で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たなサブ学習補正係数Kqsgが算出されるとともに、この算出されたサブ学習補正係数Kqsgが最新のサブ学習補正係数として電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ163において、ステップ161で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdおよびステップ162で算出されたサブ学習補正係数Kqsgを上式9に適用することによって、新たなサブFB補正係数Kqsが算出され、ルーチンが終了する。
次に、第2実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第2実施形態の構成および制御は、第1実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第2実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成または制御である。第2実施形態では、第1実施形態において、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されているときには、上記取得された基準空燃比に予め定められた修正(すなわち、排気導入不足時の第1の修正)が施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、EGR制御が停止される。
第2実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、EGR装置が排気導入不足状態にあるときにEGR制御が停止されていれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。したがって、EGR制御が停止された状態でメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数の算出が継続されれば、斯くして算出される学習補正係数は、やがては、EGR装置が排気導入不足状態にあったとしても排気エミッション性能を高い性能に維持することができる学習補正係数に収束する。したがって、EGR装置が排気導入不足状態にあるときに、EGR制御が実行された状態で混合気の空燃比をフィードバック制御する場合よりも、EGR制御が停止された状態で混合気の空燃比をフィードバック制御する場合のほうが、排気エミッション性能をより高い性能に維持することができる可能性が高い。ここで、第2実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されている場合、EGR制御が停止されることから、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が停止された状態でメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数の算出が継続される。このため、第2実施形態によれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
次に、第2実施形態の目標空燃比の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図12に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図12のルーチンが開始されると、始めに、ステップ200において、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとが取得される。次いで、ステップ201において、ステップ200で取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQrとに対応する基準空燃比AFbが図4(B)のマップから取得される。次いで、ステップ202において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ202において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ203に進む。一方、ステップ202において、Fs=1ではないと判別されたときには、ルーチンがステップ208に進み、ステップ201で取得された基準空燃比AFbが目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ203に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ203において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンがステップ204に進む。一方、ステップ203において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンがステップ207に進み、ステップ201で取得された基準空燃比AFbに排気導入不足時の第2の補正係数Kafs2を乗算して得られる値(すなわち、基準空燃比AFbに排気導入不足時の第2の修正が施された値)が目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ204に進むと、ステップ201で取得された基準空燃比AFbに排気導入不足時の第1の補正係数Kafs1を乗算して得られる値(すなわち、基準空燃比AFbに排気導入不足時の第1の修正が施された値)が目標空燃比AFtに設定される。次いで、ステップ205において、EGR制御が停止される。次いで、ステップ206において、EGR制御フラグFegrがリセットされ(Fegr←0)、ルーチンが終了する。
なお、第2実施形態のメインFB補正係数の算出を実行するルーチンとして、たとえば、図10のルーチンを採用することができ、第2実施形態のサブFB補正係数の算出を実行するルーチンとして、たとえば、図11のルーチンを採用することができる。
次に、第3実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第3実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第3実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成または制御である。第3実施形態では、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準空燃比AFbが図4(B)のマップから取得される。そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定される。なお、この場合、その時々で算出されているメイン学習補正係数が基準燃料噴射量の補正に用いられるとともに、その時々で算出されているサブ学習補正係数が上流側空燃比の補正に用いられる。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されているときには、メイン学習補正係数の誤差およびサブ学習補正係数の誤差を解消するように決定される修正(以下この修正を「排気導入不足時の修正」という)が上記取得された基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。なお、この場合、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数が基準燃料噴射量の補正に用いられるとともに、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数が上流側空燃比の補正に用いられる。
そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されている間、上記排気導入不足時の修正が上記取得される基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。なお、この場合、その時々で算出されているメイン学習補正係数が基準燃料噴射量の補正に用いられるとともに、その時々で算出されているサブ学習補正係数が上流側空燃比の補正に用いられる。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、その時点で算出されているメイン学習補正係数の代わりに、EGR制御が実行されておらず且つEGR装置が排気導入不足状態にないとみなせる時点で算出されたメイン学習補正係数(以下このメイン学習補正係数を「正常時メイン学習補正係数」という)に基づいて新たなメイン学習補正係数が過渡メイン学習補正係数として算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。つまり、この場合、正常時メイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、過渡メイン学習補正係数)によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、この場合、排気導入不足判明時点では、その時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が算出される。
そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない間、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記正常時メイン学習補正係数を基礎として算出された過渡メイン学習補正係数に基づいて新たな過渡メイン学習補正係数が算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。つまり、この場合、正常時メイン学習補正係数を基礎として算出された過渡メイン学習補正係数に基づいて算出される過渡メイン学習補正係数によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、この場合、排気導入不足判明時点以降、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎として算出されるサブ学習補正係数がそのまま上流側空燃比を補正するためのサブ学習補正係数として用いられる。
あるいは、第3実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、その時点で算出されているサブ学習補正係数の代わりに、EGR制御が実行されておらず且つEGR装置が排気導入不足状態にないとみなせる時点で算出されたサブ学習補正係数(以下このサブ学習補正係数を「正常時サブ学習補正係数」という)に基づいて新たなサブ学習補正係数が過渡サブ学習補正係数として算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いて上流側空燃比が補正される。つまり、この場合、結果として、正常時サブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、過渡サブ学習補正係数)によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、この場合、排気導入不足判明時点では、その時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が算出される。
そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない間、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記正常時サブ学習補正係数を基礎として算出された過渡サブ学習補正係数に基づいて新たな過渡サブ学習補正係数が算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いて上流側空燃比が補正される。つまり、この場合、結果として、正常時サブ学習補正係数を基礎として算出された過渡サブ学習補正係数に基づいて算出される過渡サブ学習補正係数によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、この場合、排気導入不足判明時点以降、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数を基礎として算出されるメイン学習補正係数がそのままメインFB補正係数を算出するためのメイン学習補正係数として用いられる。
あるいは、第3実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、その時点で算出されているメイン学習補正係数の代わりに、上記正常時メイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が過渡メイン学習補正係数として算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、その時点で算出されているサブ学習補正係数の代わりに、上記正常時サブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が過渡サブ学習補正係数として算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いて上流側空燃比が補正される。つまり、この場合、結果として、正常時メイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、過渡メイン学習補正係数)と正常時サブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、過渡サブ学習補正係数)とによって基準燃料噴射量が補正されることになる。
そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない間、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、上記正常時メイン学習補正係数を基礎として算出された過渡メイン学習補正係数に基づいて新たな過渡メイン学習補正係数が算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、上記正常時サブ学習補正係数を基礎として算出された過渡サブ学習補正係数に基づいて新たな過渡サブ学習補正係数が算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いて上流側空燃比が補正される。つまり、この場合、結果として、正常時メイン学習補正係数を基礎として算出された過渡メイン学習補正係数に基づいて算出される過渡メイン学習補正係数とサブ学習補正係数を基礎として算出された過渡サブ学習補正係数に基づいて算出される過渡サブ学習補正係数とによって基準燃料噴射量が補正されることになる。
第3実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数(以下、メイン学習補正係数およびサブ学習補正係数をまとめて「学習補正係数」という)は、上述したように、特定の燃焼室(すなわち、所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない燃焼室)に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なる状況下において算出された学習補正係数である可能性があり、したがって、排気導入不足判明時点の学習補正係数には、適切な学習補正係数に対して少なからず誤差がある可能性がある。このため、排気導入不足判明時点の学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正されたとしても、排気エミッション性能が高い性能に維持されない可能性がある。こうした状況下において、排気エミッション性能を高い性能に維持するための手段の1つとして、上述したように、基準空燃比をそのまま目標空燃比に設定するのではなく、基準空燃比を修正し、この修正された基準空燃比を目標空燃比に設定するという手段がある。しかしながら、本願の発明者の研究により、排気導入不足判明時点およびそれ以降において、EGR制御が実行されていないのであれば、基準燃料噴射量の補正に利用される学習補正係数に適切な工夫を施せば、排気エミッション性能を高い性能に維持することができることが判明した。
ここで、第3実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されている場合、排気導入不足判明時点の学習誤差と、排気導入不足判明時点の空燃比FB制御誤差と、排気導入不足に起因する排気エミッション性能の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正が基準空燃比に施され、この修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。すなわち、第3実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されている場合、高い排気エミッション性能を得るという観点から適切な目標空燃比が設定され、斯くして設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比がフィードバック制御される。このため、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されている場合において、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、第3実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されている限り、排気導入不足判明時点の学習誤差と、排気導入不足判明時点の空燃比FB制御誤差と、排気導入不足に起因する排気エミッション性能の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正が基準空燃比に施され、この修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。すなわち、第3実施形態では、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されている場合にも、高い排気エミッション性能を得るという観点から適切な目標空燃比が設定され、斯くして設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比がフィードバック制御される。このため、排気導入不足判明時点以降も、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、EGR装置が排気導入不足状態にあり、したがって、特定の燃焼室に所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されないとしても、EGR制御自体が実行されていないのであれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。すなわち、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にバラツキを生じさせる原因は、排気導入不足判明時点の学習補正係数に含まれる適切な学習補正係数に対する誤差である。そして、EGR装置が排気導入不足状態にあってもEGR制御が実行されていなければ、EGR制御が実行されておらず且つEGR装置が排気導入不足状態にないときに算出された学習補正係数は、排気導入不足判明時点で利用されるメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数として適切な学習補正係数であると言える。
ここで、第3実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていない場合、基準空燃比がそのまま目標空燃比に設定されるが、新たなメイン学習補正係数の算出の基礎となるメイン学習補正係数として、正常時メイン学習補正係数が採用され、この正常時メイン学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正され、あるいは、新たなサブ学習補正係数の算出の基礎となるサブ学習補正係数として、正常時サブ学習補正係数が採用され、この正常時サブ学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正され、あるいは、新たなメイン学習補正係数および新たなサブ学習補正係数の算出の基礎となるメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数として、正常時メイン学習補正係数および正常時サブ学習補正係数が採用され、これら正常時メイン学習補正係数および正常時サブ学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。このため、第3実施形態によれば、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていない場合において、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第3実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されない限り、正常時メイン学習補正係数または正常時サブ学習補正係数を基礎としてメイン学習補正係数またはサブ学習補正係数が算出され、斯くして算出されるメイン学習補正係数またはサブ学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。これによれば、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されていない場合においても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
次に、第3実施形態の目標空燃比の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図13に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。また、図13のステップ300〜ステップ303およびステップ306は、それぞれ、図8のステップ100〜ステップ103およびステップ106と同じであるので、これらステップの説明は省略する。図13のルーチンでは、ルーチンがステップ304に進むと、ステップ301で取得された基準空燃比AFbに排気導入不足時の修正Kafsを乗算して得られる値(すなわち、基準空燃比AFbに排気導入不足時の修正が施された値)が目標空燃比AFに設定され、ルーチンが終了する。一方、ルーチンがステップ305に進むと、ステップ301で取得された基準空燃比AFbが目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
次に、第3実施形態のメインFB補正係数の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図14に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図14のルーチンが開始されると、始めに、ステップ330において、その時の目標空燃比AFt、その時の上流側空燃比AFu、および、その時のサブFB補正係数Kqsが取得される。次いで、ステップ331において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ331において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ332に進む。一方、ステップ331において、Fs=1ではないと判別されたときには、ステップ333に進む。
ルーチンがステップ332に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ332において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ333に進む。一方、ステップ332において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ338に進む。
ルーチンがステップ333に進むと、本ルーチンの前回の実行時にステップ336で記憶されたメイン学習補正係数Kqmgが取得される。次いで、ステップ334において、ステップ330で取得された上流側空燃比AFuおよびサブFB補正係数Kqsを上式3に適用することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。次いで、ステップ335において、ステップ330で取得された目標空燃比AFtおよびステップ334で算出された補正上流側空燃比AFuaを上式4に適用することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。次いで、ステップ336において、ステップ333で取得されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ335で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たなメイン学習補正係数Kqmgが算出されるとともに、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが最新のメイン学習補正係数として電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ337において、ステップ335で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuおよびステップ336で算出されたメイン学習補正係数Kqmgを上式6に適用することによって、新たなメインFB補正係数Kqmが算出され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ338に進むと、ステップ333に進んでいたルーチンが初めてステップ338に進んだ場合には、正常時メイン学習補正係数Kqmgnがメイン学習補正係数Kqmgとして取得され、それ以外の場合には、本ルーチンの前回の実行時にステップ341で記憶された過渡メイン学習補正係数Kqmgkがメイン学習補正係数Kqmgとして取得される。次いで、ステップ339において、ステップ330で取得された上流側空燃比AFuおよびサブFB補正係数Kqsを上式3に適用することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。次いで、ステップ340において、ステップ330で取得された目標空燃比AFtおよびステップ339で算出された補正上流側空燃比AFuaを上式4に適用することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。次いで、ステップ341において、ステップ338で取得されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ340で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たなメイン学習補正係数Kqmgが算出されるとともに、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが最新の過渡メイン学習補正係数Kqmgkとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、過渡メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ342において、ステップ340で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuおよびステップ341で算出されたメイン学習補正係数Kqmgを上式6に適用することによって、新たなメインFB補正係数Kqmが算出され、ルーチンが終了する。
次に、第3実施形態のサブFB補正係数の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図15に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図15のルーチンが開始されると、始めに、ステップ360において、その時の目標空燃比AFt、および、その時の下流側空燃比AFdが取得される。次いで、ステップ361において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ361において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ362に進む。一方、ステップ361において、Fs=1ではないと判別されたときには、ステップ363に進む。
ルーチンがステップ362に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ362において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ363に進む。一方、ステップ362において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ367に進む。
ルーチンがステップ363に進むと、本ルーチンの前回の実行時にステップ365で記憶されたサブ学習補正係数Kqsgが取得される。次いで、ステップ364において、ステップ360で取得された目標空燃比AFtおよび下流側空燃比AFdを上式7に適用することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。次いで、ステップ365において、ステップ363で取得されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ364で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たなサブ学習補正係数Kqsgが算出されるとともに、この算出されたサブ学習補正係数Kqsgが最新のサブ学習補正係数として電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ366において、ステップ364で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdおよびステップ365で算出されたサブ学習補正係数Kqsgを上式9に適用することによって、新たなサブFB補正係数Kqsが算出され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ367に進むと、ステップ363に進んでいたルーチンが初めてステップ367に進んだ場合には、正常時サブ学習補正係数Kqsgnがサブ学習補正係数Kqsgとして取得され、それ以外の場合には、本ルーチンの前回の実行時にステップ369で記憶された過渡サブ学習補正係数Kqsgkがサブ学習補正係数Kqsgとして取得される。次いで、ステップ368において、ステップ360で取得された目標空燃比AFtおよび下流側空燃比AFdを上式7に適用することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。次いで、ステップ369において、ステップ367で取得されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ368で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たなサブ学習補正係数Kqsgが算出されるとともに、この算出されたサブ学習補正係数Kqsgが最新の過渡サブ学習補正係数Kqsgnとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、過渡サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ370において、ステップ368で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdおよびステップ369で算出されたサブ学習補正係数Kqsgを上式9に適用することによって、新たなサブFB補正係数Kqsが算出され、ルーチンが終了する。
次に、第4実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第4実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第4実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成または制御である。第4実施形態では、第3実施形態において、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されているときには、上記取得された基準空燃比に予め定められた修正(すなわち、排気導入不足時の修正)が施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、EGR制御が停止される。
第4実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、EGR装置が排気導入不足状態にあるときに、EGR制御が実行された状態で混合気の空燃比をフィードバック制御する場合よりも、EGR制御が停止された状態で混合気の空燃比をフィードバック制御する場合のほうが、排気エミッション性能をより高い性能に維持することができる可能性が高い。第4実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されている場合にEGR制御が停止されることから、EGR制御が停止された状態でメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数の算出が継続される。このため、第4実施形態によれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
次に、第4実施形態の目標空燃比の設定を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図16に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図16のルーチンが開始されると、始めに、ステップ400において、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとが取得される。次いで、ステップ401において、ステップ400で取得された機関回転数NEと要求機関トルクTQrとに対応する基準空燃比AFbが図4(B)のマップから取得される。次いで、ステップ402において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ402において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ403に進む。一方、ステップ402において、Fs=1ではないと判別されたときには、ルーチンがステップ408に進み、ステップ401で取得された基準空燃比AFbが目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ403に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ403において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンがステップ404に進む。一方、ステップ403において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンがステップ407に進み、ステップ401で取得された基準空燃比AFbが目標空燃比AFtに設定され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ404に進むと、ステップ401で取得された基準空燃比AFbに排気導入不足時の補正係数Kafsを乗算して得られる値(すなわち、基準空燃比AFbに排気導入不足時の修正が施された値)が目標空燃比AFtに設定される。次いで、ステップ405において、EGR制御が停止される。次いで、ステップ406において、EGR制御フラグFegrがリセットされ(Fegr←0)、ルーチンが終了する。
なお、第4実施形態のメインFB補正係数の算出を実行するルーチンとして、たとえば、図14のルーチンを採用することができ、第4実施形態のサブFB補正係数の算出を実行するルーチンとして、たとえば、図15のルーチンを採用することができる。
次に、第5実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第5実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第5実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成または制御である。第5実施形態では、機関運転中、その時の機関回転数NEとその時の要求機関トルクTQrとに対応する基準空燃比AFbが図4(B)のマップから取得される。そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定される。なお、この場合、その時々で算出されているメイン学習補正係数が基準燃料噴射量の補正に用いられるとともに、その時々で算出されているサブ学習補正係数が上流側空燃比の補正に用いられる。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されているときには、メイン学習補正係数の誤差およびサブ学習補正係数の誤差を解消するように決定される修正(以下この修正を「排気導入不足時の修正」という)が上記取得された基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。なお、この場合、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数が基準燃料噴射量の補正に用いられるとともに、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数が上流側空燃比の補正に用いられる。
そして、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されている間、上記排気導入不足時の修正が上記取得される基準空燃比に施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。なお、ここでも、その時々で算出されているメイン学習補正係数が基準燃料噴射量の補正に用いられるとともに、その時々で算出されているサブ学習補正係数が上流側空燃比の補正に用いられる。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているメイン学習補正係数がEGR制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値(以下この値を「EGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値」という)になっているときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、その時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が継続メイン学習補正係数として算出され、該算出された継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。つまり、この場合、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、継続メイン学習補正係数)によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、この場合、その時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が算出され、該算出されたサブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記継続メイン学習補正係数に基づいて新たな継続メイン学習補正係数が算出され、該算出された継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。なお、ここでも、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎として算出されるサブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているメイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、正常時メイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が過渡メイン学習補正係数として算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。つまり、この場合、正常時メイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、過渡メイン学習補正係数)によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、ここでも、その時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が算出され、該算出されたサブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数を基礎にして算出されるメイン学習補正係数である継続メイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記過渡メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。なお、この場合、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数に基づいて算出されるサブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、継続メイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になったときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。なお、この場合、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数に基づいて算出されるサブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。なお、ここでも、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数に基づいて算出されるサブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
あるいは、第5実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているサブ学習補正係数がEGR制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値(以下この値を「EGR制御非実行時の定常空燃比補償値」という)になっているときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、その時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が継続サブ学習補正係数として算出され、該算出された継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。つまり、この場合、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、継続サブ学習補正係数)によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、この場合、その時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が算出され、該算出されたメイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記継続サブ学習補正係数に基づいて新たな継続サブ学習補正係数が算出され、該算出された継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。なお、ここでも、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎として算出されるメイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、正常時サブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が過渡サブ学習補正係数として算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。つまり、この場合、正常時サブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、過渡サブ学習補正係数)によって基準燃料噴射量が補正されることになる。なお、ここでも、その時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が算出され、該算出されたメイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。
そして、その後、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎にして算出されるサブ学習補正係数である継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記過渡サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな過渡サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。なお、この場合、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数に基づいて算出されるメイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。
そして、その後、継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になったときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。なお、この場合、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数に基づいて算出されるメイン学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。なお、ここでも、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数に基づいて算出されるメイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出される。
あるいは、第5実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっているときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、その時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が継続メイン学習補正係数として算出され、該算出された継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、その時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が継続サブ学習補正係数として算出され、該算出された継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。つまり、この場合、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、継続メイン学習補正係数)と排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、継続サブ学習補正係数)とによって基準燃料噴射量が補正されることになる。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、上記継続メイン学習補正係数に基づいて新たな継続メイン学習補正係数が算出され、該算出された継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、上記継続サブ学習補正係数に基づいて新たな継続サブ学習補正係数が算出され、該算出された継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているメイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっておらず且つ現時点で算出されているサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっているときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、正常時メイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が過渡メイン学習補正係数として算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、現時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が継続サブ学習補正係数として算出され、該算出された継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。つまり、この場合、正常時メイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、過渡メイン学習補正係数)と現時点で算出されているサブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、継続サブ学習補正係数)とによって基準燃料噴射量が補正されることになる。
そして、その後、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数を基礎にして算出されるメイン学習補正係数である継続メイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、上記過渡メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、上記継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、継続メイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になったときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているメイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっており且つ現時点で算出されているサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、現時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が継続メイン学習補正係数として算出され、該算出された継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、正常時サブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が過渡サブ学習補正係数として算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。つまり、この場合、現時点で算出されているメイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、継続メイン学習補正係数)と正常時サブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、過渡サブ学習補正係数)とによって基準燃料噴射量が補正されることになる。
そして、その後、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎にして算出されるサブ学習補正係数である継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、上記継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、上記過渡サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな過渡サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になったときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
一方、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されておらず且つ現時点で算出されているメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていないときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、正常時メイン学習補正係数に基づいて新たなメイン学習補正係数が過渡メイン学習補正係数として算出され、該算出された過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、正常時サブ学習補正係数に基づいて新たなサブ学習補正係数が過渡サブ学習補正係数として算出され、該算出された過渡サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。つまり、この場合、正常時メイン学習補正係数に基づいて算出される新たなメイン学習補正係数(すなわち、継続メイン学習補正係数)と正常時サブ学習補正係数に基づいて算出される新たなサブ学習補正係数(すなわち、過渡サブ学習補正係数)とによって基準燃料噴射量が補正されることになる。
そして、その後、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数を基礎として算出されるメイン学習補正係数である継続メイン学習補正係数およびサブ学習補正係数を基礎にして算出されるサブ学習補正係数である継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、上記過渡メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな過渡メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、上記過渡サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな過渡サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、継続メイン学習補正係数および継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になったときには、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
そして、その後、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明しており且つEGR制御が実行されていない限り、上記取得された基準空燃比が目標空燃比に設定され、継続メイン学習補正係数に基づいて算出される新たな継続メイン学習補正係数を用いてメインFB補正係数が算出されるとともに、継続サブ学習補正係数に基づいて算出される新たな継続サブ学習補正係数を用いてサブFB補正係数が算出される。
第5実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数(以下、メイン学習補正係数およびサブ補正係数をまとめて「学習補正係数」という)は、上述したように、特定の燃焼室(すなわち、所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されない燃焼室)に形成される混合気の空燃比と残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比とが互いに異なる状況下において算出された学習補正係数である可能性があり、したがって、排気導入不足判明時点の学習補正係数には、適切な学習補正係数に対して少なからず誤差がある可能性がある。このため、排気導入不足判明時点の学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正されたとしても、排気エミッション性能が高い性能に維持されない可能性がある。こうした状況下において、排気エミッション性能を高い性能に維持するための手段の1つとして、上述したように、基準空燃比をそのまま目標空燃比に設定するのではなく、基準空燃比を修正し、この修正された基準空燃比を目標空燃比に設定するという手段がある。しかしながら、本願の発明者の研究により、排気導入不足判明時点およびそれ以降において、EGR制御が実行されていないのであれば、混合気の空燃比のフィードバック制御に利用される学習補正係数に適切な工夫を施せば、排気エミッション性能を高い性能に維持することができることが判明した。
ここで、第5実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されている場合、排気導入不足判明時点の学習誤差と、排気導入不足判明時点の空燃比FB制御誤差と、排気導入不足に起因する排気エミッション性能の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正が基準空燃比に施され、この修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。すなわち、第5実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されている場合、高い排気エミッション性能を得るという観点から適切な目標空燃比が設定され、斯くして設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比がフィードバック制御される。このため、第5実施形態によれば、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されている場合において、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、第5実施形態では、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されている場合にも、排気導入不足判明時点の学習誤差と、排気導入不足判明時点の空燃比FB制御誤差と、排気導入不足に起因する排気エミッション性能の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正が基準空燃比に施され、この修正された基準空燃比が目標空燃比に設定される。すなわち、第5実施形態では、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されている場合にも、高い排気エミッション性能を得るという観点から適切な目標空燃比が設定され、斯くして設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比がフィードバック制御される。このため、第5実施形態によれば、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されている場合においても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
また、EGR装置が排気導入不足状態にあり、したがって、特定の燃焼室に所定量よりも少ない量の排気ガスしか導入されないとしても、EGR制御自体が実行されていないのであれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間に、各燃焼室に導入される排気ガスの量間のバラツキに起因するバラツキが生じることはない。すなわち、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、各燃焼室に形成される混合気の空燃比間にバラツキを生じさせる原因は、排気導入不足判明時点の学習補正係数に含まれる適切な学習補正係数に対する誤差である。言い方を変えれば、排気導入不足判明時点の学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっている場合、この学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正されたとしても、高い排気エミッション性能を得ることができる。
ここで、第5実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、その時点で算出されている学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっている場合、基準空燃比がそのまま目標空燃比に設定されるが、新たな学習補正係数の算出の基礎となる学習補正係数として、排気導入不足判明時点の学習補正係数が採用され、この学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。このため、第5実施形態によれば、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、その時点で算出されている学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっている場合において、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、それ以降、EGR制御が実行されない限り、排気導入不足判明時点の学習補正係数を基礎として学習補正係数が算出され、斯くして算出される学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。これによれば、排気導入不足判明時点以降、EGR制御が実行されていない場合においても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
一方、第5実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない場合、基準空燃比がそのまま目標空燃比に設定されるが、新たなメイン学習補正係数の算出の基礎となるメイン学習補正係数として、正常時メイン学習補正係数が採用され、この正常時メイン学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。上述したように、EGR装置が排気導入不足状態にあってもEGR制御が実行されていなければ、正常時メイン学習補正係数は、排気導入不足判明時点で利用されるメイン学習補正係数として適切なメイン学習補正係数であると言える。したがって、第5実施形態によれば、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない場合であっても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されず且つ継続メイン学習補正係数(すなわち、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数を基礎として算出されるメイン学習補正係数)がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値にならない限り、過渡メイン学習補正係数(すなわち、正常時メイン学習補正係数を基礎として算出されるメイン学習補正係数)を用いて基準燃料噴射量が補正される。これによれば、それ以降も、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されておらず且つ継続メイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になった場合、基準空燃比がそのまま目標空燃比に設定されるが、継続メイン学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。この時点での継続メイン学習補正係数は、排気導入不足判明時点以降、排気導入不足判明時点のメイン学習補正係数を基礎として算出されたメイン学習補正係数である。したがって、この時点での継続メイン学習補正係数は、EGR装置が排気導入不足状態にあり且つEGR制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償するメイン学習補正係数として適切なメイン学習補正係数であると言える。したがって、これによれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されない限り、継続メイン学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。このため、それ以降も、より高い排気エミッション性能が維持されるという効果を得ることができる。
また、第5実施形態では、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない場合、基準空燃比がそのまま目標空燃比に設定されるが、新たなサブ学習補正係数の算出の基礎となるサ学習補正係数として、正常時サブ学習補正係数が採用され、この正常時サブ学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。上述したように、EGR装置が排気導入不足状態にあってもEGR制御が実行されていなければ、正常時サブ学習補正係数は、排気導入不足判明時点で利用されるサブ学習補正係数として適切なサブ学習補正係数であると言える。したがって、第5実施形態によれば、排気導入不足判明時点でEGR制御が実行されていないときに、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっていない場合であっても、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されず且つ継続サブ学習補正係数(すなわち、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎として算出されるサブ学習補正係数)がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値にならない限り、過渡サブ学習補正係数(すなわち、正常時サブ学習補正係数を基礎として算出されるサブ学習補正係数)を用いて基準燃料噴射量が補正される。これによれば、それ以降も、排気エミッション性能が高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されておらず且つ継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になった場合、基準空燃比がそのまま目標空燃比に設定されるが、継続サブ学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。この時点での継続サブ学習補正係数は、排気導入不足判明時点以降、排気導入不足判明時点のサブ学習補正係数を基礎として算出されたサブ学習補正係数である。したがって、この時点での継続サブ学習補正係数は、EGR装置が排気導入不足状態にあり且つEGR制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償するサブ学習補正係数として適切なサブ学習補正係数であると言える。したがって、これによれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
さらに、第5実施形態では、それ以降、EGR制御が実行されない限り、継続サブ学習補正係数を用いて基準燃料噴射量が補正される。このため、それ以降も、より高い排気エミッション性能が維持されるという効果を得ることができる。
なお、第5実施形態の目標空燃比の設定を実行するルーチンとして、たとえば、図13のルーチンを採用することができる。
次に、第5実施形態のメインFB補正係数の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図17および図18に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に実行されるルーチンである。図17および図18のルーチンが開始されると、始めに、ステップ530において、その時の目標空燃比AFt、その時の上流側空燃比AFu、および、その時のサブFB補正係数Kqsが取得される。次いで、ステップ531において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ531において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ532に進む。一方、ステップ531において、Fs=1ではないと判別されたときには、ステップ533に進む。
ルーチンがステップ532に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ532において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ533に進む。一方、ステップ532において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ538に進む。
ルーチンがステップ533に進むと、本ルーチンの前回の実行時にステップ536で記憶されたメイン学習補正係数Kqmgが取得される。次いで、ステップ534において、ステップ530で取得された上流側空燃比AFuおよびサブFB補正係数Kqsを上式3に適用することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。次いで、ステップ535において、ステップ530で取得された目標空燃比AFtおよびステップ534で算出された補正上流側空燃比AFuaを上式4に適用することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。次いで、ステップ536において、ステップ533で取得されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ535で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たなメイン学習補正係数Kqmgが算出されるとともに、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが最新のメイン学習補正係数として電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ537において、ステップ535で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuおよびステップ536で算出されたメイン学習補正係数Kqmgを上式6に適用することによって、新たなメインFB補正係数Kqmが算出され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ538に進むと、今回のルーチンがステップ548を実行したルーチンの次に実行されたルーチンでなければ、現時点で算出されているメイン学習補正係数Kqmgの学習が完了しているか否か(すなわち、同メイン学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっているか否か)が判別され、今回のルーチンがステップ548を実行したルーチンの次に実行されたルーチンであれば、前回のルーチンの実行時にステップ548で記憶された継続メイン学習補正係数Kqmgcの学習が完了しているか否か(すなわち、同継続メイン学習補正係数KqmgcがEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっているか否か)が判別される。ここで、現時点で算出されているメイン学習補正係数Kqmgの学習が完了していると判別されたとき、あるいは、前回のルーチンの実行時にステップ548で記憶された継続メイン学習補正係数Kqmgcの学習が完了していると判別されたときには、ルーチンはステップ539に進む。一方、現時点で算出されているメイン学習補正係数Kqmgの学習が完了していないと判別されたとき、あるいは、前回のルーチンの実行時にステップ548で記憶された継続メイン学習補正係数Kqmgcの学習が完了していないと判別されたときには、ルーチンはステップ544に進む。
ステップ538において現時点で算出されているメイン学習補正係数Kqmgの学習が完了していると判別され、ルーチンがステップ539に進んだ場合には、現時点で算出されているメイン学習補正係数Kqmgが取得され、ステップ538において前回のルーチンの実行時にステップ548で記憶された継続メイン学習補正係数Kqmgcの学習が完了していると判別され、ルーチンがステップ539に進んだ場合には、前回のルーチンの実行時にステップ548で記憶された継続メイン学習補正係数Kqmgcがメイン学習補正係数Kqmgとして取得される。次いで、ステップ540において、ステップ530で取得された上流側空燃比AFuおよびサブFB補正係数Kqsを上式3に適用することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。次いで、ステップ541において、ステップ530で取得された目標空燃比AFtおよびステップ540で算出された補正上流側空燃比AFuaを上式4に適用することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。次いで、ステップ542において、ステップ539で取得されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ541で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たなメイン学習補正係数Kqmgが算出されるとともに、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが最新のメイン学習補正係数Kqmgkとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ543において、ステップ541で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuおよびステップ542で算出されたメイン学習補正係数Kqmgを上式6に適用することによって、新たなメインFB補正係数Kqmが算出され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ544に進むと、ステップ531からステップ533に進んでいたルーチン、または、ステップ532からステップ533に進んでいたルーチン、または、ステップ538からステップ539に進んでいたルーチンが初めてステップ544に進んだ場合には、正常時メイン学習補正係数Kqmgnがメイン学習補正係数Kqmgとして取得され、それ以外の場合には、本ルーチンの前回の実行時にステップ547で記憶された過渡メイン学習補正係数Kqmgkがメイン学習補正係数Kqmgとして取得される。次いで、ステップ545において、ステップ530で取得された上流側空燃比AFuおよびサブFB補正係数Kqsを上式3に適用することによって、補正上流側空燃比AFuaが算出される。次いで、ステップ546において、ステップ530で取得された目標空燃比AFtおよびステップ545で算出された補正上流側空燃比AFuaを上式4に適用することによって、瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuが算出される。次いで、ステップ547において、ステップ544で取得されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ546で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たなメイン学習補正係数Kqmgが算出されるとともに、この算出されたメイン学習補正係数Kqmgが最新の過渡メイン学習補正係数Kqmgkとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、過渡メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ548において、ステップ531からステップ533に進んでいたルーチン、または、ステップ532からステップ533に進んでいたルーチンが初めてステップ544に進んだ場合には、前回のルーチンの実行時にステップ536で記憶されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ546で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、ステップ538からステップ539に進んでいたルーチンが初めてステップ544に進んだ場合には、前回のルーチンの実行時にステップ542で記憶されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ546で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、それ以外の場合には、前回のルーチンの実行時に当該ステップ548で算出されたメイン学習補正係数Kqmgおよびステップ546で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuを上式5に適用することによって、新たな継続メイン学習補正係数Kqmgcが算出されるとともに、この算出された継続メイン学習補正係数Kqmgcが最新の継続メイン学習補正係数Kqmgcとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、継続メイン学習補正係数が更新される。次いで、ステップ546で算出された瞬時上流側空燃比偏差ΔAFuおよびステップ547で算出されたメイン学習補正係数Kqmgを上式6に適用することによって、新たなメインFB補正係数Kqmが算出され、ルーチンが終了する。
次に、第5実施形態のサブFB補正係数の算出を実行するルーチンの一例について説明する。このルーチンの一例が図19および図20に示されている。なお、このルーチンは、所定時間が経過する毎に開始されるルーチンである。図19および図20のルーチンが開始されると、始めに、ステップ560において、その時の目標空燃比AFt、および、その時の下流側空燃比AFdが取得される。次いで、ステップ561において、排気導入不足フラグFsがセットされている(Fs=1)か否かが判別される。この排気導入不足フラグFsは、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにセットされ、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明していないときにリセットされているフラグである。ステップ561において、Fs=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ562に進む。一方、ステップ561において、Fs=1ではないと判別されたときには、ステップ563に進む。
ルーチンがステップ562に進むと、EGR制御フラグFegrがセットされている(Fegr=1)か否かが判別される。このEGR制御フラグFegrは、EGR制御が開始されたときにセットされ、EGR制御が停止されたときにリセットされるフラグである。ステップ562において、Fegr=1であると判別されたときには、ルーチンはステップ563に進む。一方、ステップ562において、Fegr=1ではないと判別されたときには、ルーチンはステップ567に進む。
ルーチンがステップ563に進むと、本ルーチンの前回の実行時にステップ565で記憶されたサブ学習補正係数Kqsgが取得される。次いで、ステップ564において、ステップ560で取得された目標空燃比AFtおよび下流側空燃比AFdを上式7に適用することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。次いで、ステップ565において、ステップ563で取得されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ564で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たなサブ学習補正係数Kqsgが算出されるとともに、この算出されたサブ学習補正係数Kqsgが最新のサブ学習補正係数として電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ566において、ステップ564で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdおよびステップ565で算出されたサブ学習補正係数Kqsgを上式9に適用することによって、新たなサブFB補正係数Kqsが算出され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ567に進むと、今回のルーチンがステップ575を実行したルーチンの次に実行されたルーチンでなければ、現時点で算出されているサブ学習補正係数Kqsgの学習が完了しているか否か(すなわち、同サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっているか否か)が判別され、今回のルーチンがステップ575を実行したルーチンの次に実行されたルーチンであれば、前回のルーチンの実行時にすなわちS15で記憶された継続サブ学習補正係数Kqsgcの学習が完了しているか否か(すなわち、同継続サブ学習補正係数がEGR制御非実行時の定常空燃比偏差補償値になっているか否か)が判別される。ここで、現時点で算出されているサブ学習補正係数Kqsgの学習が完了していると判別されたとき、あるいは、前回のルーチンの実行時にステップ575で記憶された継続サブ学習補正係数Kqsgcの学習が完了していると判別されたときには、ルーチンはステップ568に進む。一方、現時点で算出されているサブ学習補正係数Kqsgの学習が完了していないと判別されたとき、あるいは、前回のルーチンの実行時にステップ575で記憶された継続サブ学習補正係数Kqsgcの学習が完了していないと判別されたときには、ルーチンはステップ572に進む。
ステップ567において現時点で算出されているサブ学習補正係数Kqsgの学習が完了していると判別され、ルーチンがステップ568に進んだ場合には、現時点で算出されているサブ学習補正係数Kqsgが取得され、ステップ567において前回のルーチンの実行時にステップ575で記憶された継続サブ学習補正係数Kqsgcの学習が完了していると判別され、ルーチンがステップ568に進んだ場合には、前回のルーチンの実行時にステップ575で記憶された継続サブ学習補正係数Kqsgcがサブ学習補正係数Kqsgとして取得される。次いで、ステップ569において、ステップ560で取得された目標空燃比AFtおよび下流側空燃比AFdを上式7に適用することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。次いで、ステップ570において、ステップ568で取得されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ569で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たなサブ学習補正係数Kqsgが算出されるとともに、この算出されたサブ学習補正係数Kqsgが最新のサブ学習補正係数Kqsgとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ571において、ステップ569で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdおよびステップ570で算出されたサブ学習補正係数Kqsgを上式9に適用することによって、新たなサブFB補正係数Kqsが算出され、ルーチンが終了する。
ルーチンがステップ572に進むと、ステップ561からステップ563に進んでいたルーチン、または、ステップ562からステップ533に進んでいたルーチン、または、ステップ537からステップ08に進んでいたルーチンが初めてステップ572に進んだ場合には、正常サブ学習補正係数Kqmsnがサブ学習補正係数Kqsgとして取得され、それ以外の場合には、本ルーチンの前回の実行時にステップ574で記憶された過渡サブ学習補正係数Kqsgkがサブ学習補正係数Kqsgとして取得される。次いで、ステップ573において、ステップ560で取得された目標空燃比AFtおよび下流側空燃比AFdを上式7に適用することによって、瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdが算出される。次いで、ステップ574において、ステップ572で取得されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ573で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たなサブ学習補正係数Kqsgが算出されるとともに、この算出されたサブ学習補正係数Kqsgが最新の過渡サブ学習補正係数Kqsgkとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ575において、ステップ561からステップ563に進んでいたルーチン、または、ステップ562からステップ563に進んでいたルーチンが初めてステップ575に進んだ場合には、前回のルーチンの実行時にステップ565で記憶されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ573で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、ステップ567からステップ568に進んでいたルーチンが初めてステップ575に進んだ場合には、前回のルーチンの実行時にステップ570で記憶されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ573で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、それ以外の場合には、前回のルーチンの実行時に当該ステップ575で算出されたサブ学習補正係数Kqsgおよびステップ573で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdを上式8に適用することによって、新たな継続サブ学習補正係数Kqsgcが算出されるとともに、この算出された継続サブ学習補正係数Kqsgcが最新の継続サブ学習補正係数Kqsgcとして電子制御装置に記憶される。つまり、これによって、継続サブ学習補正係数が更新される。次いで、ステップ576において、ステップ573で算出された瞬時下流側空燃比偏差ΔAFdおよびステップ574で算出されたサブ学習補正係数Kqsgを上式9に適用することによって、新たなサブFB補正係数Kqsが算出され、ルーチンが終了する。
次に、第6実施形態について説明する。なお、以下で説明されない第6実施形態の構成および制御は、上述した実施形態の構成および制御と同じであるか、あるいは、第6実施形態に具現化された本発明の技術思想に鑑みたときに当然に導き出される構成または制御である。第6実施形態では、第5実施形態において、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されているときには、上記取得された基準空燃比に予め定められた修正(以下この修正を「排気導入不足時の修正」という)が施され、該修正された基準空燃比が目標空燃比に設定されるとともに、EGR制御が停止される。
第6実施形態によれば、以下の効果が得られる。すなわち、上述したように、EGR装置が排気導入不足状態にあるときに、EGR制御が実行された状態で混合気の空燃比をフィードバック制御する場合よりも、EGR制御が停止された状態で混合気の空燃比をフィードバック制御する場合のほうが、排気エミッション性能をより高い性能に維持することができる可能性が高い。第6実施形態では、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときにEGR制御が実行されている場合にEGR制御が停止されることから、EGR制御が停止された状態でメイン学習補正係数およびサブ学習補正係数の算出が継続される。このため、第6実施形態によれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されるという効果を得ることができる。
なお、第6実施形態の目標空燃比の設定を実行するルーチンとして、たとえば、図16のルーチンを採用することができ、第6実施形態のメインFB補正係数の算出を実行するルーチンとして、たとえば、図17および図18のルーチンを採用することができ、第6実施形態のサブFB補正係数の算出を実行するルーチンとして、たとえば、図19および図20のルーチンを採用することができる。
次に、上述した実施形態において、EGR装置が排気導入不足状態にあるか否かを判定する方法の一例について説明する。なお、以下の説明において「クランク角度」とは「クランクシャフトの回転角度」を意味し、「第1気筒」とは「図1において、一番下に図示されている燃焼室」を意味し、「第4気筒」とは「図1において、一番上に図示されている燃焼室」を意味し、「第2気筒」とは「図1において、第1気筒の直ぐ上に図示されている燃焼室」を意味し、「第3気筒」とは「図1において、第4気筒の直ぐ下に図示されている燃焼室」を意味する。
上述した実施形態の内燃機関では、各燃焼室においてクランク角度180°ずつずれたタイミングで第1気筒♯1、第4気筒♯4、第3気筒♯3、第2気筒♯2の順に排気行程が順次行われるようになっている。したがって、各燃焼室から排気ガスがクランク角度180°ずつずれて順次排出され、これら排気ガスが上流側空燃比センサに順次到達することになる。したがって、上流側空燃比センサは、概ね、第1気筒♯1から排出された排気ガスの空燃比、第4気筒♯4から排出された排気ガスの空燃比、第3気筒♯3から排出された排気ガスの空燃比、そして、第2気筒♯2から排出された排気ガスの空燃比を順次検出することになる。
ここで、上述した実施形態の空燃比制御によれば、各燃焼室に形成される混合気の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御しようとする場合、各燃焼室に形成される混合気の空燃比は、結果的には、理論空燃比よりもリッチな空燃比にされたり理論空燃比よりもリーンな空燃比にされたりすることによって全体として理論空燃比にフィードバック制御される。このため、全ての燃料噴射弁が正常である場合、上流側空燃比センサが出力する出力値(以下この出力値を「上流側空燃比センサ出力値」という)は、図21(A)に示されているように、理論空燃比に対応する上流側空燃比センサ出力値を跨いで比較的小さい幅で上下動を繰り返すことになる。
一方、第1気筒♯1に対応する燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合があって、残りの気筒♯2〜♯4に対応する燃料噴射弁が正常である場合、上流側空燃比センサ出力値は、図21(B)に示されているように、推移する。すなわち、異常のある燃料噴射弁に対応する第1気筒♯1に形成される混合気の空燃比は、理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になっていることから、第1気筒♯1から排出される排気ガスの空燃比も理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になっている。このため、第1気筒♯1から排出された排気ガスが上流側空燃比センサに到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、第1気筒♯1から排出された排気ガスの空燃比(すなわち、理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比)に対応する出力値に向かって一気に小さくなる。そして、上述した実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比に対応する出力値になったとき(すなわち、上流側空燃比センサが理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比を検出したとき)、全ての燃料噴射弁における燃料噴射量が大幅に減量せしめられ、第4気筒♯4、第3気筒♯3、および、第2気筒♯2に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になる。このため、これら第4気筒♯4〜第2気筒♯2から排出された排気ガスが上流側空燃比センサに到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、これら気筒♯4〜♯2から排出された排気ガスの空燃比(すなわち、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比)に対応する出力値に向かって一気に大きくなる。そして、上述した実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリーンな空燃比に対応する出力値になったとき(すなわち、上流側空燃比センサが理論空燃比よりもリーンな空燃比を検出したとき)、全ての燃料噴射弁における燃料噴射量が増量せしめられ、再び、第1気筒♯1に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になる。このため、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合がある場合、図21(B)に示されているように、上流側空燃比センサ出力値は、理論空燃比に対応する出力値を跨いで比較的大きい幅で上下動を繰り返すことになる。
一方、第1気筒♯1に対応する燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない不具合があって、残りの気筒♯2〜♯4に対応する燃料噴射弁が正常である場合、上流側空燃比センサ出力値は、図21(C)に示されているように推移する。すなわち、異常のある燃料噴射弁に対応する第1気筒♯1に形成される混合気の空燃比は、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になっていることから、第1気筒♯1から排出される排気ガスの空燃比も理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になっている。このため、第1気筒♯1から排出された排気ガスが上流側空燃比センサに到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、第1気筒♯1から排出された排気ガスの空燃比(すなわち、理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比)に対応する出力値に向かって一気に大きくなる。そして、上述した実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比に対応する出力値になったとき(すなわち、上流側空燃比センサが理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比を検出したとき)、全ての燃料噴射弁における燃料噴射量が大幅に増量せしめられ、第4気筒♯4、第3気筒♯3、および、第2気筒♯2に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比になる。このため、これら第4気筒♯4〜第2気筒♯2から排出された排気ガスが上流側空燃比センサに到達したとき、上流側空燃比センサ出力値は、これら気筒♯4〜♯2から排出された排気ガスの空燃比(すなわち、理論空燃比よりも大幅にリッチな空燃比)に対応する出力値に向かって一気に小さくなる。そして、上述した実施形態の空燃比制御によれば、上流側空燃比センサ出力値が理論空燃比よりもリッチな空燃比に対応する出力値になったとき(すなわち、上流側空燃比センサが理論空燃比よりもリッチな空燃比を検出したとき)、全ての燃料噴射弁における燃料噴射量が減量せしめられ、再び、第1気筒♯1に形成される混合気の空燃比が理論空燃比よりも大幅にリーンな空燃比になる。このため、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう不具合がある場合、図21(C)に示されているように、上流側空燃比センサ出力値は、理論空燃比に対応する出力値を跨いで比較的大きい幅で上下動を繰り返すことになる。
このように、或る特定の燃料噴射弁に異常がある場合の上流側空燃比センサ出力値の推移は、全ての燃料噴射弁が正常である場合の上流側空燃比センサ出力値の推移とは大きく異なる。
特に、全ての燃料噴射弁が正常である場合、図21(A)に示されているように、上流側空燃比センサに到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾き(以下この平均の傾きを単に「傾き」という)は、比較的小さい傾きα1である。一方、上流側空燃比センサに到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの平均の傾き(以下この平均の傾きも単に「傾き」という)は、比較的小さい傾きα2である。そして、この場合、これら傾きα1の絶対値と傾きα2の絶対値とは略等しい。
一方、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう異常がある場合、図21(B)に示されているように、上流側空燃比センサに到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい傾きα3である。一方、上流側空燃比センサに到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい傾きα4である。そして、この場合、傾きα3の絶対値は、傾きα4の絶対値よりも若干大きい。
一方、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常がある場合、図21(C)に示されているように、上流側空燃比センサに到達する排気ガスの空燃比がリーン側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい値α5である。一方、上流側空燃比センサに到達する排気ガスの空燃比がリッチ側に向かって変化するのに伴って上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに、上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの傾きは、比較的大きい傾きα6である。そして、この場合、傾きα5の絶対値は、傾きα6の絶対値よりも若干大きい。
したがって、たとえば、上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに辿るライン(以下このラインを「減少ライン」という)の傾き(図21では、傾きα1、α3、α6)の絶対値が全ての燃料噴射弁が正常である場合に上流側空燃比センサ出力値が小さくなるときに辿るライン(以下このラインを「正常減少ライン」という)の傾き(図21では、傾きα1)の絶対値よりも大きいか否か、あるいは、上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに辿るライン(以下このラインを「上昇ライン」という)の傾き(図21では、傾きα2、α4、α5)の絶対値が全ての燃料噴射弁が正常である場合に上流側空燃比センサ出力値が大きくなるときに辿るライン(以下このラインを「正常上昇ライン」という)の傾き(図21では、傾きα2)の絶対値よりも大きいか否か、そして、減少ラインの傾きの絶対値(図21では、傾きα1、α3、α6)の絶対値と上昇ラインの傾き(図21では、傾きα2、α4、α5)の絶対値とのいずれが大きいか、によって、全ての燃料噴射弁が正常であるのか、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射しない異常があるのか、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料を噴射してしまう異常があるのか、を判定することができるはずである。つまり、気筒間空燃比インバランス状態の有無を判定することができるはずである。
ところが、全ての燃料噴射弁が正常である場合であっても、EGR装置が排気導入不足状態にある場合、或る特定の燃焼室に導入される排気ガスの量が残りの燃焼室に導入される排気ガスの量よりも少なくなることから、上記特定の燃焼室に形成される混合気の空燃比が残りの燃焼室に形成される混合気の空燃比よりも大きくなる(すなわち、リーンな空燃比になる)。この場合、上流側空燃比センサ出力値は、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常がある場合に上流側空燃比センサ出力値が辿るライン(図21(C)に示されているライン)と同様のラインを辿ることになる。このため、上昇ラインの傾き(図21の傾きα5)の絶対値が正常上昇ラインの傾き(図21の傾きα2)の絶対値よりも大きく、あるいは、減少ラインの傾き(図21の傾きα6)の絶対値が正常減少ラインの傾き(図21の傾きα1)の絶対値よりも大きく、且つ、上昇ラインの傾きの絶対値(図21の傾きα5)が減少ラインの傾き(図21の傾きα6)の絶対値よりも大きいとしても、気筒間空燃比インバランス状態が生じているとは断定することができない。
そこで、本方法では、EGR制御が実行されているときの上昇ライン(以下この上昇ラインを「EGR制御実行時の上昇ライン」という)の傾きとEGR制御が実行されていないときの上昇ラインの傾き(以下この上昇ラインを「EGR制御非実行時の上昇ライン」という)とが取得される。そして、EGR制御実行時の上昇ラインの傾きの絶対値とEGR制御非実行時の上昇ラインの傾きの絶対値とが等しい或いは略等しいときには、EGR制御が実行されていても実行されていなくても、上昇ラインの傾きの絶対値に変化がない或いは殆ど変化がないのであるから、このときには、EGR装置が排気導入不足状態にないと判定される。そして、さらに、EGR制御が実行されているとき(あるいは、EGR制御が実行されていないとき)に、上昇ラインの傾きと減少ラインの傾きとが取得される。そして、上昇ラインの傾きの絶対値が正常上昇ラインの傾きの絶対値よりも大きく、あるいは、減少ラインの傾きの絶対値が正常減少ラインの傾きの絶対値よりも大きく、且つ、上昇ラインの傾きの絶対値が減少ラインの傾きの絶対値よりも大きいときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定される。より具体的には、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常があると判定される。一方、上昇ラインの傾きの絶対値が正常上昇ラインの傾きの絶対値よりも大きく、あるいは、減少ラインの傾きの絶対値が正常減少ラインの傾きの絶対値よりも大きく、且つ、上昇ラインの傾きの絶対値が減少ラインの傾きの絶対値よりも小さいときにも、気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定される。より具体的には、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう異常があると判定される。もちろん、上昇ラインの傾きの絶対値が正常上昇ラインの傾きの絶対値に等しく或いは略等しく、あるいは、減少ラインの傾きの絶対値が正常減少ラインの傾きの絶対値に等しく或いは略等しいときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定され、または、上昇ラインの傾きの絶対値が減少ラインの傾きの絶対値に等しく或いは略等しいときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定される。
一方、EGR制御実行時の上昇ラインの傾きの絶対値がEGR制御非実行時の上昇ラインの傾きの絶対値よりも大きいときには、EGR制御の実行に起因して上昇ラインの傾きの絶対値が大きくなっている(つまり、EGR制御が実行されているときのEGR装置の動作に不具合がある)のであるから、このときには、EGR装置が排気導入不足状態にあると判定される。
あるいは、本方法では、EGR制御が実行されているときの減少ライン(以下この減少ラインを「EGR制御実行時の減少ライン」という)の傾きとEGR制御が実行されていないときの減少ライン(以下この減少ラインを「EGR制御非実行時の減少ライン」という)の傾きとが取得される。そして、EGR制御実行時の減少ラインの傾きの絶対値とEGR制御非実行時の減少ラインの傾きの絶対値とが等しい或いは略等しいときには、EGR制御が実行されていても実行されていなくても、減少ラインの傾きの絶対値に変化がない或いは殆ど変化がないのであるから、このときには、EGR装置が排気導入不足状態にないと判定される。そして、さらに、EGR制御が実行されているとき(あるいは、EGR制御が実行されていないとき)に、上昇ラインの傾きと減少ラインの傾きとが取得される。そして、上昇ラインの傾きの絶対値が正常上昇ラインの傾きの絶対値よりも大きく、あるいは、減少ラインの傾きの絶対値が正常減少ラインの傾きの絶対値よりも大きく、且つ、上昇ラインの傾きの絶対値が減少ラインの傾きの絶対値よりも大きいときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定される。より具体的には、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも少ない量の燃料しか噴射されない異常があると判定される。一方、上昇ラインの傾きの絶対値が正常上昇ラインの傾きの絶対値よりも大きく、あるいは、減少ラインの傾きの絶対値が正常減少ラインの傾きの絶対値よりも大きく、且つ、上昇ラインの傾きの絶対値が減少ラインの傾きの絶対値よりも小さいときにも、気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定される。より具体的には、或る特定の燃料噴射弁に指令燃料噴射量よりも多い量の燃料が噴射されてしまう異常があると判定される。もちろん、上昇ラインの傾きの絶対値が正常上昇ラインの傾きの絶対値に等しく或いは略等しく、あるいは、減少ラインの傾きの絶対値が正常減少ラインの傾きの絶対値に等しく或いは略等しいときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定され、または、上昇ラインの傾きの絶対値が減少ラインの傾きの絶対値に等しく或いは略等しいときには、気筒間空燃比インバランス状態が生じていないと判定される。
一方、EGR制御実行時の減少ラインの傾きの絶対値がEGR制御非実行時の減少ラインの傾きの絶対値よりも大きいときには、EGR制御の実行に起因して減少ラインの傾きの絶対値が大きくなっている(つまり、EGR制御が実行されているときのEGR装置の動作に不具合がある)のであるから、このときには、EGR装置が排気導入不足状態にあると判定される。
なお、上述した方法では、EGR制御実行時の上昇ラインの傾きとEGR制御非実行時の上昇ラインの傾きとを用いて、あるいは、EGR制御実行時の減少ラインの傾きとEGR制御非実行時の減少ラインの傾きとを用いて、EGR装置が排気導入不足状態にあるか否かが判定される。しかしながら、本発明では、EGR制御が実行されているときに上流側空燃比センサが辿るラインから得られるパラメータとEGR制御が実行されていないときに上流側空燃比センサが辿るラインから得られるパラメータとを用いて、EGR装置が排気導入不足状態にあるのか否かが判定されればよい。
また、目標空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるとき、図21(A)に示されている上流側空燃比センサ出力値の推移に対応する上流側空燃比センサ出力値の推移は、図22(A)に示されている推移となり、図21(B)に示されている上流側空燃比センサ出力値の推移に対応する上流側空燃比センサ出力値の推移は、図22(B)に示されている推移となり、図21(C)に示されている上流側空燃比センサ出力値の推移は、図22(C)に示されている推移となる。つまり、目標空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときの上流側空燃比センサ出力値が辿るラインは、目標空燃比が理論空燃比である場合の上流側空燃比センサ出力値が辿るラインに対して全体的にリッチ側に移動している点を除いて、目標空燃比が理論空燃比である場合の上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの形状と同じ形状を有する。したがって、上述した方法は、目標空燃比が理論空燃比よりもリッチな空燃比であるときに、気筒間空燃比インバランス状態が生じているか否か、EGR装置が排気導入不足状態にあるか否かを判定する方法としても利用可能である。
また、目標空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときの上流側空燃比センサ出力値が辿るラインは、図示していないが、目標空燃比が理論空燃比である場合の上流側空燃比センサ出力値が辿るラインに対して全体的にリーン側に移動している点を除いて、目標空燃比が理論空燃比である場合の上流側空燃比センサ出力値が辿るラインの形状と同じ形状を有する。したがって、上述した方法は、目標空燃比が理論空燃比よりもリーンな空燃比であるときに、気筒間空燃比インバランス状態が生じているか否か、EGR装置が排気導入不足状態にあるか否かを判定する方法としても利用可能である。
この方法を採用することによって、EGR装置が排気導入不足状態にあるのか否かを正確に判定することができるとともに、気筒間空燃比インバランス状態が生じていることを正確に判定することができる。さらに、気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定されたときに、当該気筒間空燃比インバランス状態が解消されるように各燃料噴射弁に関する目標燃料噴射量を補正すれば、排気エミッション性能がより高い性能に維持されることになる。
なお、上記方法が採用される場合において、気筒間空燃比インバランス状態が生じていると判定され、この判定結果に応じて当該気筒間空燃比インバランス状態が解消された後に、EGR装置が排気導入不足状態にあることが判明したときには、排気導入不足時の第1の修正または排気導入不足時の第2の修正による基準空燃比に対する修正の程度、すなわち、排気導入不足時の第1の修正または排気導入不足時の第2の修正による基準空燃比に対する修正量は、たとえば、各燃料噴射弁に関する燃料噴射量間に生じているバラツキの程度に応じて決定される量であってもよい。
また、上述した実施形態は、本発明を火花点火式の内燃機関に適用した実施形態である。しかしながら、本発明は、圧縮自着火式の内燃機関(いわゆるディーゼルエンジン)にも適用可能である。
ところで、本発明の制御装置を他の観点から述べると、本発明の制御装置は下記(1)〜(4)のようにも説明され得る。
(1)複数の燃焼室を具備する内燃機関の空燃比制御装置であって、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値である目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差が小さくなるように混合気の空燃比を決定する状態量を補正するための瞬時補正係数を前記瞬時空燃比偏差に基づいて算出するとともに、目標空燃比に対する混合気の空燃比の定常的な偏差である定常空燃比偏差が補償されるように前記状態量を補正するための学習補正係数を前記瞬時空燃比偏差と現時点で既に算出されている学習補正係数とに基づいて算出し、前記状態量に関して予め定められた基準状態量を前記瞬時補正係数と前記学習補正係数とによって補正することによって目標状態量を算出し、前記状態量を目標状態量に制御することによって混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段をさらに具備し、
各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの排気導入手段が対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量が前記予め定められた量よりも少ない状態である排気導入不足状態にあることが判明していないときには、予め定められた基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される第1の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されている間は、前記第1の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されていないときには、前記第1の修正とは異なる第2の修正であって現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される第2の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間は、前記第2の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置。
燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段をさらに具備し、
各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの排気導入手段が対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量が前記予め定められた量よりも少ない状態である排気導入不足状態にあることが判明していないときには、予め定められた基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される第1の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されている間は、前記第1の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されていないときには、前記第1の修正とは異なる第2の修正であって現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される第2の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間は、前記第2の修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置。
(2)複数の燃焼室を具備する内燃機関の空燃比制御装置であって、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値である目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差が小さくなるように混合気の空燃比を決定する状態量を補正するための瞬時補正係数を前記瞬時空燃比偏差に基づいて算出するとともに、目標空燃比に対する混合気の空燃比の定常的な偏差である定常空燃比偏差が補償されるように前記状態量を補正するための学習補正係数を前記瞬時空燃比偏差と現時点で既に算出されている学習補正係数とに基づいて算出し、前記状態量に関して予め定められた基準状態量を前記瞬時補正係数と前記学習補正係数とによって補正することによって目標状態量を算出し、前記状態量を目標状態量に制御することによって混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段をさらに具備し、
各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの排気導入手段が対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量が前記予め定められた量よりも少ない状態である排気導入不足状態にあることが判明していないときには、予め定められた基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されている間、前記修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されていないときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないとみなせる時点で算出された学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を過渡学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている過渡学習補正係数とに基づいて新たな過渡学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置。
燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段をさらに具備し、
各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの排気導入手段が対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量が前記予め定められた量よりも少ない状態である排気導入不足状態にあることが判明していないときには、予め定められた基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されている間、前記修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されていないときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないとみなせる時点で算出された学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を過渡学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている過渡学習補正係数とに基づいて新たな過渡学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置。
(3)複数の燃焼室を具備する内燃機関の空燃比制御装置であって、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値である目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差が小さくなるように混合気の空燃比を決定する状態量を補正するための瞬時補正係数を前記瞬時空燃比偏差に基づいて算出するとともに、目標空燃比に対する混合気の空燃比の定常的な偏差である定常空燃比偏差が補償されるように前記状態量を補正するための学習補正係数を前記瞬時空燃比偏差と現時点で既に算出されている学習補正係数とに基づいて算出し、前記状態量に関して予め定められた基準状態量を前記瞬時補正係数と前記学習補正係数とによって補正することによって目標状態量を算出し、前記状態量を目標状態量に制御することによって混合気の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段をさらに具備し、
各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの排気導入手段が対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量が前記予め定められた量よりも少ない状態である排気導入不足状態にあることが判明していないときには、予め定められた基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を継続学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されている間、前記修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されておらず且つ現時点で算出されている学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になっているときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を継続学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されておらず且つ現時点で算出されている学習補正係数である排気導入不足判明時点の学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になっていないときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないとみなせる時点で算出された学習補正係数である正常時学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を過渡学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記排気導入不足判明時点の学習補正係数を基礎として算出される学習補正係数である継続学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になっていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と前記正常時学習補正係数を基礎として算出される学習補正係数である過渡学習補正係数とに基づいて新たな過渡学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、前記継続学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になったときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置。
燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段をさらに具備し、
各燃焼室に予め定められた量の排気ガスが導入されるべきときに少なくとも1つの排気導入手段が対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量が前記予め定められた量よりも少ない状態である排気導入不足状態にあることが判明していないときには、予め定められた基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、現時点で算出されている学習補正係数の学習に関する誤差と、混合気の空燃比のフィードバック制御全体に関する現時点の誤差と、前記排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることに起因する燃焼室から排出される排気ガス中のエミッションに関する性能の現時点の低下と、の少なくとも1つを考慮して決定される修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を継続学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されている間、前記修正を前記基準空燃比に施し、該修正された基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されておらず且つ現時点で算出されている学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になっているときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を継続学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されておらず且つ現時点で算出されている学習補正係数である排気導入不足判明時点の学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になっていないときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないとみなせる時点で算出された学習補正係数である正常時学習補正係数とに基づいて新たな学習補正係数を過渡学習補正係数として算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記排気導入不足判明時点の学習補正係数を基礎として算出される学習補正係数である継続学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になっていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と前記正常時学習補正係数を基礎として算出される学習補正係数である過渡学習補正係数とに基づいて新たな過渡学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および過渡学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、前記継続学習補正係数が前記排気導入制御が実行されていないときの定常空燃比偏差を補償する値になったときには、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御し、
その後、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明しており且つ前記排気導入制御が実行されていない間、前記基準空燃比を目標空燃比に設定し、該設定された目標空燃比に対する混合気の空燃比の現時点の偏差である瞬時空燃比偏差に基づいて瞬時補正係数を算出するとともに、前記瞬時空燃比偏差と現時点で算出されている継続学習補正係数とに基づいて新たな継続学習補正係数を算出し、これら算出された瞬時補正係数および継続学習補正係数によって前記基準状態量を補正することによって目標状態量を算出し、該算出された目標状態量に基づいて混合気の空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置。
(4)上記(1)〜(3)のいずれか1つに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、少なくとも1つの排気導入手段が前記排気導入不足状態にあることが判明したときに前記排気導入制御が実行されているときには、前記排気導入制御が停止される内燃機関の空燃比制御装置。
10…内燃機関、11…燃料噴射弁、12…燃焼室、30…吸気通路、31…吸気ポート、40…排気通路、50…排気再循環装置(EGR装置)、51…排気再循環通路(EGR通路)、52…排気再循環制御弁(EGR制御弁)、90…電子制御装置
Claims (4)
- 燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段を具備する内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量がその目標量よりも少ない排気導入不足状態にあるときには、前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているか否かに応じて燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更する内燃機関の空燃比制御装置。 - 燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段を具備する内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量がその目標量よりも少ない排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更して混合気の空燃比を制御し、
前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されていないときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないときの補正係数を用いて混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置。 - 燃焼室から排気通路に排出される排気ガスを各燃焼室に個別に導入する複数の排気導入手段を具備する内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが対応する燃焼室に導入可能な排気ガスの量がその目標量よりも少ない排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入手段によって燃焼室に排気ガスを導入する排気導入制御が実行されているときには、燃焼室に形成される混合気の空燃比の目標値を変更して混合気の空燃比を制御し、
前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されておらず且つ混合気の空燃比をその目標値に制御するために混合気の空燃比を補正する補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっているときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに前記補正係数を用いて混合気の空燃比を制御し、
前記排気導入手段のうちの少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されておらず且つ前記補正係数が定常的な空燃比の偏差を補償する値になっていないときには、混合気の空燃比の目標値の変更を行わずに前記排気導入手段の全てが前記排気導入不足状態にないときの前記補正係数を用いて混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置。 - 請求項1〜3のいずれか1つに記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記排気導入手段の少なくとも1つが前記排気導入不足状態にあり且つ前記排気導入制御が実行されているときには、前記排気導入制御が停止される内燃機関の空燃比制御装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011186042A JP5273224B2 (ja) | 2011-08-29 | 2011-08-29 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
US13/595,485 US8635993B2 (en) | 2011-08-29 | 2012-08-27 | Air-fuel ratio control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011186042A JP5273224B2 (ja) | 2011-08-29 | 2011-08-29 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2013047484A JP2013047484A (ja) | 2013-03-07 |
JP5273224B2 true JP5273224B2 (ja) | 2013-08-28 |
Family
ID=47744834
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011186042A Expired - Fee Related JP5273224B2 (ja) | 2011-08-29 | 2011-08-29 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US8635993B2 (ja) |
JP (1) | JP5273224B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9002565B2 (en) | 2003-03-20 | 2015-04-07 | Agjunction Llc | GNSS and optical guidance and machine control |
JP6451492B2 (ja) * | 2015-05-15 | 2019-01-16 | トヨタ自動車株式会社 | エンジン装置 |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5806506A (en) * | 1996-08-01 | 1998-09-15 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Cylinder-by-cylinder air-fuel ratio-estimating system for internal combustion engines |
JP2004245118A (ja) * | 2003-02-13 | 2004-09-02 | Nissan Motor Co Ltd | Egr装置の診断装置及びegr装置の制御装置 |
US7027910B1 (en) * | 2005-01-13 | 2006-04-11 | General Motors Corporation | Individual cylinder controller for four-cylinder engine |
DE102005034690B3 (de) * | 2005-07-25 | 2007-01-04 | Siemens Ag | Verfahren und Vorrichtung zum Anpassen des Erfassens eines Messsignals einer Abgassonde |
US7497210B2 (en) * | 2006-04-13 | 2009-03-03 | Denso Corporation | Air-fuel ratio detection apparatus of internal combustion engine |
JP4706590B2 (ja) * | 2006-08-08 | 2011-06-22 | 株式会社デンソー | 内燃機関の気筒別空燃比制御装置 |
US7519467B2 (en) * | 2006-08-08 | 2009-04-14 | Denso Corporation | Cylinder air-fuel ratio controller for internal combustion engine |
JP2008309065A (ja) * | 2007-06-14 | 2008-12-25 | Denso Corp | 内燃機関の異常診断装置及び制御システム |
JP4525729B2 (ja) * | 2007-10-26 | 2010-08-18 | 株式会社デンソー | Egr分配ばらつき検出装置 |
JP5333058B2 (ja) * | 2009-08-27 | 2013-11-06 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の空燃比気筒間インバランス判定装置 |
JP5018902B2 (ja) | 2010-01-18 | 2012-09-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関装置および内燃機関の制御方法並びに車両 |
JP5234143B2 (ja) * | 2011-06-28 | 2013-07-10 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の診断装置 |
JP5348190B2 (ja) * | 2011-06-29 | 2013-11-20 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2011
- 2011-08-29 JP JP2011186042A patent/JP5273224B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
2012
- 2012-08-27 US US13/595,485 patent/US8635993B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2013047484A (ja) | 2013-03-07 |
US8635993B2 (en) | 2014-01-28 |
US20130054114A1 (en) | 2013-02-28 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4089601B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP5083583B1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP5093406B1 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4957559B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP2011027059A (ja) | エンジンの制御装置 | |
US8443656B2 (en) | Inter-cylinder air-fuel ratio imbalance abnormality detection device for multi-cylinder internal combustion engine and abnormality detection method therefor | |
JP2010169038A (ja) | 多気筒内燃機関の気筒間空燃比ばらつき判定装置 | |
JP5617616B2 (ja) | 多気筒内燃機関の制御装置 | |
JP4007384B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP5267600B2 (ja) | 多気筒内燃機関の制御装置 | |
US7874143B2 (en) | Air-fuel ratio control apparatus of internal combustion engine and control method thereof | |
CN104220735B (zh) | 内燃机的控制装置 | |
JP5273224B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP5790419B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2009144574A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP5637125B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
US8949000B2 (en) | Control device and control method for internal combustion engine | |
JP5644342B2 (ja) | 多気筒内燃機関の制御装置 | |
JP4792453B2 (ja) | 吸入空気量検出装置 | |
JP5260770B2 (ja) | エンジンの制御装置 | |
JP5236578B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4367273B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2009144568A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JPWO2005085616A1 (ja) | 多気筒内燃機関の吸気制御装置 | |
JP2004132265A (ja) | 内燃機関の制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20130416 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20130429 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 5273224 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |