JP2005069086A - 内燃機関の燃料噴射量劣化検出方法及び燃料噴射量劣化検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低温燃焼等が実行される内燃機関において確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行する。
【解決手段】 低温燃焼が行われるディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量の劣化検出時には低温燃焼実行を禁止し（Ｓ１１６）、燃料添加・アフター噴射を禁止して（Ｓ１１８）、通常燃焼を行わせることにより、燃料噴射量のずれ以外の燃焼性変動要因を排除することができる。このことにより低温燃焼以外の頻度がほとんどない状況でも確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。
【選択図】 図２

Description

本発明は内燃機関の燃料噴射量劣化検出方法及び燃料噴射量劣化検出装置に関する。

燃料噴射弁、例えばディーゼルエンジンなどのように燃料を高圧化して燃焼室内に噴射する燃料噴射弁においては経時劣化、例えばニードルとシート部との摩耗の進行により燃料噴射量指令値と実際の燃料噴射量とがずれる。このようなずれが生じるとエンジンにおいて所望とする燃焼性が得られず、燃焼騒音や排気エミッション上の問題を生じるおそれがある。

このためアイドル時において上記ずれ量の学習、いわゆる燃料噴射量劣化学習をすることにより劣化検出して補正量を設定し、この補正量を燃料噴射量指令値に反映させ、このことにより所望の燃焼性を達成しようとするシステムが提案されている（例えば特許文献１，２参照）。

一方、ディーゼルエンジンにおいて排気再循環量を通常燃焼状態よりも増大することでＰＭ（粒子状物質）の排出がほとんどなくなる低温燃焼を実行するシステムが存在する（例えば特許文献３参照）。
特開２００３−５６３８９号公報（第５−６頁、図３） 特開２００２−８９３３３号公報（第９−１１頁、図４−７） 特許第３０９２５６９号公報（第１３−１５頁、図２５−３０）

上述した２つのシステムを同一の内燃機関に適用した場合に、後者の低温燃焼が前者の劣化検出時に重複すると問題を生じることが判明した。すなわち、低温燃焼時には、アイドル状態であっても燃料噴射量の劣化以外の要因で燃焼性が変動しやすく、燃焼性の変動を燃料噴射量劣化として捉える劣化学習の精度が得られず、得られた学習値では適切な燃焼制御が困難である。

これを防止するためには通常燃焼時に学習することになるが、低温燃焼はアイドル時においてＰＭ低減、排気浄化触媒の床温保持あるいは燃費低減などの観点から実行するものであり、アイドル時に低温燃焼でない状態の頻度が極めて少なく、十分な劣化学習ができないことが判明した。

又、排気系に備えられた排気浄化触媒に対して、排気系の燃料添加弁からの燃料添加又は燃料噴射弁からのアフター噴射を実行する回復再生制御を実行している内燃機関においては、低温燃焼のごとく大量に排気再循環していない場合においても劣化学習時に燃焼性の変動が問題となることがある。すなわち排気再循環により内燃機関の燃焼性には関係しないはずの燃料添加あるいはアフター噴射の一部の燃料が内燃機関の燃焼室に回り込むことがあり、この回り込んだ燃料により燃焼性が変動するからである。このような状態を避けることによっても十分な劣化学習ができなくなる場合がある。

本発明は、燃料噴射量のずれ以外の要因を回避するチャンスが少なくても、燃焼性の変動を防止して確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することを目的とするものである。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出方法は、燃料噴射量指令値と燃焼性との相関関係に基づいて内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量の劣化を検出する燃料噴射量劣化検出方法であって、燃料噴射量の劣化検出時には、前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御を禁止することを特徴とする。

このように燃料噴射量の劣化検出時には前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御を禁止することにより、燃焼性の変動を生じる要因として、燃料噴射量のずれ以外の要因を排除することができる。このことにより燃料噴射量のずれ以外の要因を回避するチャンスが少なくても確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。

請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置は、内燃機関における燃料噴射量指令値と燃焼性との相関関係に基づいて燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量の劣化を検出する噴射劣化検出手段と、該噴射劣化検出手段にて燃料噴射量の劣化を検出する時には、前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御を禁止する禁止手段とを備えたことを特徴とする。

このように禁止手段は、噴射劣化検出手段にて燃料噴射量の劣化を検出する時には、前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御を禁止している。このことにより、燃焼性の変動を生じる要因として、燃料噴射量のずれ以外の要因を排除することができる。したがって燃料噴射量のずれ以外の要因を回避するチャンスが少なくても確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。

請求項３に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項２において、内燃機関が排気再循環機構を備えて内燃機関の運転状態に応じて排気再循環量を調節する排気再循環制御を実行する場合には、前記禁止手段が禁止対象とする前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御とは、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御であることを特徴とする。

前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御の例としては、排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御が挙げられる。禁止手段は、排気系から未燃ガスの再循環が生じるような内燃機関運転制御を禁止することで、燃焼性の変動を生じる要因として、燃料噴射量のずれ以外の要因を効果的に排除することができる。したがって燃料噴射量のずれ以外の要因を回避するチャンスが少なくても確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。

請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項３において、内燃機関の排気系に備えられた排気浄化触媒に対して排気系の燃料添加弁からの燃料添加又は燃料噴射弁からのアフター噴射を行う回復再生制御手段を有する場合には、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御とは、排気再循環時に行われる前記燃料添加又は前記アフター噴射であることを特徴とする。

排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御の例としては、排気再循環時に行われる燃料添加又はアフター噴射が挙げられる。禁止手段は、排気再循環時での燃料添加又はアフター噴射を禁止することで、燃焼性の変動を生じる要因として、燃料噴射量のずれ以外の要因を効果的に排除することができる。したがって燃料噴射量のずれ以外の要因を回避するチャンスが少なくても確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。

請求項５に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項３において、内燃機関の運転状態に応じて排気再循環量を調節することにより低温燃焼と通常燃焼とを実行する燃焼モード制御手段を有する場合には、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御とは、前記燃焼モード制御手段による低温燃焼の実行であることを特徴とする。

排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御の例としては、燃焼モード制御手段による低温燃焼の実行が挙げられる。禁止手段は、排気再循環制御の内でも特に大量の排気再循環を行う低温燃焼を禁止することで、燃焼性の変動を生じる要因として、燃料噴射量のずれ以外の要因を効果的に排除することができる。したがって燃料噴射量のずれ以外の要因を回避するチャンスが少なくても確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。

請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項５において、前記禁止手段は、低温燃焼の実行禁止に対して継続許可時間を設け、該継続許可時間経過時には、低温燃焼の実行禁止を解除し、前記噴射劣化検出手段は、前記継続許可時間経過時には、燃料噴射量の劣化検出を完了することを特徴とする。

このように継続許可時間を設けることにより、噴射劣化検出手段が燃料噴射量の劣化を検出する場合にも、一時的な低温燃焼の実行禁止で済むことになり、徒に低温燃焼の実行禁止を長引かせることがない。このため、低温燃焼の長所であるＰＭ低減、排気浄化触媒の床温保持あるいは燃費低減などの効果をほとんど減殺させることなく、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

請求項７に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項５において、内燃機関の出力に基づいて駆動されるエアコンが存在すると共に、前記禁止手段は、低温燃焼の実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止することを特徴とする。

尚、低温燃焼を禁止して通常燃焼を実行していても、エアコンの駆動がなされていた場合にはエアコンによる負荷自体が空調状態により変動しやすく内燃機関に対する負荷が不安定となる。したがって禁止手段は、低温燃焼の実行禁止と共にエアコン駆動を禁止することにより、燃料噴射量のずれ以外の要因で回転数などに現れる燃焼性変動を効果的に排除して、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

請求項８に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項７において、前記禁止手段は、低温燃焼の実行禁止に対して継続許可時間を設け、該継続許可時間経過時には、低温燃焼の実行禁止及びエアコンの駆動禁止を解除し、前記噴射劣化検出手段は、前記継続許可時間経過時には、燃料噴射量の劣化検出を完了することを特徴とする。

このように継続許可時間を設けることにより、噴射劣化検出手段が燃料噴射量の劣化を検出する場合にも、一時的な低温燃焼の実行禁止及びエアコン駆動禁止で済むことになり、徒に低温燃焼の実行禁止及びエアコン駆動禁止を長引かせることがない。このため、低温燃焼の長所であるＰＭ低減、排気浄化触媒の床温保持あるいは燃費低減などの効果をほとんど減殺させることなく、更にエアコン駆動ができない状態が長引くことによる空調効果への影響を生じさせることなく、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

請求項９に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項６又は８において、前記禁止手段は、前記継続許可時間による低温燃焼の実行禁止を、同一の内燃機関継続運転期間においては、基準回数に制限していることを特徴とする。

継続許可時間による低温燃焼の実行禁止の回数についても、同一の内燃機関継続運転期間において基準回数に限定することにより、徒に低温燃焼の実行禁止、あるいは更にエアコン駆動禁止を行うことがない。このため低温燃焼による効果や空調効果への影響を一層小さくでき、かつ高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

請求項１０に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項９において、前記噴射劣化検出手段は、前記禁止手段により低温燃焼の実行禁止が基準回数実行された後は、前記燃焼モード制御手段による低温燃焼が実行されていない時に燃料噴射量の劣化検出を実行することを特徴とする。

尚、低温燃焼の実行禁止による燃料噴射量の劣化検出実行により一応の燃料噴射量の劣化検出がなされていれば、燃料噴射量制御の精度を維持できる。しかしこのような低温燃焼の実行禁止による燃料噴射量の劣化検出後についても、内燃機関の低温燃焼を制限しない状態にて劣化検出を実行できるチャンスがあれば、更に燃料噴射量劣化検出の精度を高めることができる。したがって低温燃焼の実行禁止による燃料噴射量の劣化検出が完了した後についても、噴射劣化検出手段にて、低温燃焼が実行されていない時に燃料噴射量の劣化検出を実行させることにより、より高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

請求項１１に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項５〜１０のいずれかにおいて、前記噴射劣化検出手段は、アイドル時又はアイドル安定時に限って燃料噴射量の劣化検出を実行することを特徴とする。

なお、噴射劣化検出手段は、燃料噴射量の劣化検出を実行する時期をアイドル時又はアイドル安定時とすることにより、負荷の安定した状態で燃料噴射量の劣化検出が可能となり、一層高精度な劣化検出ができる。

請求項１２に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項１１において、前記禁止手段は、内燃機関の回転数の低減に伴って非アイドル状態からアイドル状態に切り替わった時点又は該時点直前に、低温燃焼の実行を禁止する、又は低温燃焼の実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止することを特徴とする。

アイドルに準じた状態（冷却水温のみ低い場合）で低温燃焼が実行されている時にアイドル時となって強制的に低温燃焼の実行を禁止すると、燃焼音の低い低温燃焼から自動的に通常燃焼になることで燃焼音が突然に通常レベルになり、内燃機関の運転者に違和感を与えるおそれがある。このため、走行状態から停止することによるアイドル状態になった時や、始動直後の高回転状態からアイドル状態となった場合のごとく、内燃機関の回転数の低減に伴って非アイドル状態からアイドル状態に切り替わった時点又は該時点直前に低温燃焼の実行を禁止する。このようにすれば、アイドル状態となった直後は既に通常燃焼が行われており、低燃焼音状態から燃焼音の突然の上昇による違和感は生じない。したがって内燃機関の運転者に違和感を与えることなく、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

請求項１３に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項１１において、前記禁止手段は、アクセル操作がなされていない状態が基準時間継続した場合に、低温燃焼の実行を禁止する、又は低温燃焼の実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止することを特徴とする。

アクセル操作がなされていない状態が基準時間継続した状態は、内燃機関の回転低下を開始してアイドル状態に移行する操作がなされたと推定することができる。したがって予め低温燃焼実行を禁止しておくことにより、低温燃焼時の影響を予め排除する余裕が生じる。更に、低温燃焼実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止する場合にも、低温燃焼時の影響と共にエアコン停止時の影響を予め排除する余裕が生じる。このためアイドル時において、低温燃焼後の待機時間を短くでき、あるいは全く待機することなく燃料噴射量の劣化検出を開始できる。このことにより燃料噴射量の劣化検出も早期に終了することが可能となる。

請求項１４に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項５〜１３のいずれかにおいて、排気系に備えられた排気浄化触媒に対して排気系の燃料添加弁からの燃料添加又は燃料噴射弁からのアフター噴射する回復再生制御手段を有することを特徴とする。

低温燃焼時は特に大量の排気再循環が行われるので、燃料添加あるいはアフター噴射の一部の燃料が内燃機関の燃焼室に回り込む程度が大きくなる。したがって禁止手段は低温燃焼を禁止することで、燃料噴射量のずれ以外の要因を効果的に排除することができる。

請求項１５に記載の内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置では、請求項１４において、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御とは、前記燃焼モード制御手段による低温燃焼の実行、及び排気再循環時に行われる前記燃料添加又は前記アフター噴射であることを特徴とする。

排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御の例としては、低温燃焼に加えて、更に燃料添加又はアフター噴射を加えることができる。このことにより禁止手段は、低温燃焼を禁止するとともに、燃料添加又はアフター噴射も禁止することで、燃焼性の変動を生じる要因として、燃料噴射量のずれ以外の要因を一層効果的に排除することができる。

［実施の形態１］
図１は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及び制御装置の概略構成を表すブロック図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどのＮＯｘ吸蔵還元触媒を用いるエンジンにおいても適用できる。

ディーゼルエンジン２は複数気筒、ここでは４気筒＃１，＃２，＃３，＃４からなる。各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は吸気弁６にて開閉される吸気ポート８及び吸気マニホールド１０を介してサージタンク１２に連結されている。そしてサージタンク１２は、吸気経路１３を介して、インタークーラ１４及び過給機、ここでは排気ターボチャージャ１６のコンプレッサ１６ａの出口側に連結されている。コンプレッサ１６ａの入口側はエアクリーナ１８に連結されている。サージタンク１２には、排気再循環（以下、「ＥＧＲ」と称する）経路２０のＥＧＲガス供給口２０ａが開口している。そして、サージタンク１２とインタークーラ１４との間の吸気経路１３には、スロットル弁２２が配置され、コンプレッサ１６ａとエアクリーナ１８との間には吸入空気量センサ２４、及び吸気温センサ２６が配置されている。

各気筒＃１〜＃４の燃焼室４は排気弁２８にて開閉される排気ポート３０及び排気マニホールド３２を介して排気ターボチャージャ１６の排気タービン１６ｂの入口側に連結され、排気タービン１６ｂの出口側は排気経路３４に接続されている。尚、排気タービン１６ｂは排気マニホールド３２において第４気筒＃４側から排気を導入している。

この排気経路３４には、排気浄化触媒が収納されている３つの触媒コンバータ３６，３８，４０が配置されている。最上流の第１触媒コンバータ３６にはＮＯｘ吸蔵還元触媒が収納されている。このＮＯｘ吸蔵還元触媒により、ディーゼルエンジンの通常の運転時において排気が酸化雰囲気（リーン）にある時には、ＮＯｘはＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵される。そして還元雰囲気（ストイキあるいはリッチ）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘがＮＯとして離脱しＨＣやＣＯにより還元される。このことによりＮＯｘの浄化を行っている。

そして中間に配置された第２触媒コンバータ３８にはモノリス構造に形成された壁部を有するフィルタが収納され、この壁部の微小孔を排気が通過するように構成されている。このフィルタ表面にＮＯｘ吸蔵還元触媒がコーティングされているので、前述したごとくにＮＯｘの浄化が行われる。更にフィルタ表面には排気中のＰＭが捕捉されるので、酸化雰囲気ではＮＯｘ吸蔵時に発生する活性酸素によりＰＭの酸化が開始され、更に周囲の過剰酸素によりＰＭ全体が酸化される。還元雰囲気（ストイキあるいはリッチ）ではＮＯｘ吸蔵還元触媒から発生する大量の活性酸素によりＰＭの酸化が促進される。このことによりＮＯｘの浄化と共にＰＭの浄化を実行している。

最下流の第３触媒コンバータ４０は、酸化触媒が収納され、ここではＨＣやＣＯが酸化されて浄化される。
尚、第１触媒コンバータ３６の上流には第１空燃比センサ４２が、第１触媒コンバータ３６と第２触媒コンバータ３８との間には第１排気温センサ４４が配置されている。又、第２触媒コンバータ３８と第３触媒コンバータ４０との間において、第２触媒コンバータ３８の近くには第２排気温センサ４６が、第３触媒コンバータ４０の近くには第２空燃比センサ４８が配置されている。

上記第１空燃比センサ４２と第２空燃比センサ４８とは、それぞれの位置で排気成分に基づいて排気の空燃比を検出し、空燃比に比例した電圧信号をリニアに出力するセンサである。又、第１排気温センサ４４と第２排気温センサ４６とはそれぞれの位置で排気温を検出するものである。

第２触媒コンバータ３８の上流側と下流側には差圧センサ５０の配管がそれぞれ設けられ、第２触媒コンバータ３８内部の目詰まりを検出するために、差圧センサ５０が第２触媒コンバータ３８の上下流での差圧を検出している。

尚、排気マニホールド３２には、ＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂが開口している。このＥＧＲガス吸入口２０ｂは第１気筒＃１側で開口しており、排気タービン１６ｂが排気を導入している第４気筒＃４側とは反対側である。

ＥＧＲ経路２０の途中にはＥＧＲ経路２０のＥＧＲガス吸入口２０ｂ側から、ＥＧＲガスを改質するための鉄系ＥＧＲ触媒５２が配置され、更にＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラ５４が設けられている。尚、ＥＧＲ触媒５２はＥＧＲクーラ５４の詰まりを防止する機能も有している。そしてＥＧＲガス供給口２０ａ側にはＥＧＲ弁５６が配置されている。これらＥＧＲ経路２０、ＥＧＲ触媒５２、ＥＧＲクーラ５４及びＥＧＲ弁５６が請求項における排気再循環機構であり、ＥＧＲ弁５６の開度調節によりＥＧＲガス供給口２０ａから吸気側へのＥＧＲガス供給量の調節が可能となる。

各気筒＃１〜＃４に配置されて、各燃焼室４内に直接燃料を噴射する燃料噴射弁５８は、燃料供給管５８ａを介してコモンレール６０に連結されている。このコモンレール６０内へは電気制御式の吐出量可変燃料ポンプ６２から燃料が供給され、燃料ポンプ６２からコモンレール６０内に供給された高圧燃料は各燃料供給管５８ａを介して各燃料噴射弁５８に分配供給される。尚、コモンレール６０には燃料圧力を検出するための燃料圧センサ６４が取り付けられている。

更に、燃料ポンプ６２からは別途、低圧燃料が燃料供給管６６を介して添加弁６８に供給されている。この添加弁６８は第４気筒＃４の排気ポート３０に設けられて、排気タービン１６ｂ側に向けて燃料を噴射することにより排気中に燃料を添加するものである。この燃料の添加により排気を一時的に還元雰囲気として第１触媒コンバータ３６及び第２触媒コンバータ３８に吸蔵されているＮＯｘを還元浄化している。更に第２触媒コンバータ３８内のＰＭの堆積程度に伴う前述したＰＭの浄化も実行している。又、触媒コンバータ３６，３８内のＮＯｘ吸蔵還元触媒の硫黄被毒（以下「Ｓ被毒」と称する）の程度に基づいて、添加弁６８から燃料を添加することでＮＯｘ吸蔵還元触媒を高温化してＮＯｘ吸蔵還元触媒をＳ被毒から回復させる処理も実行している。

電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」と称する）７０はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたデジタルコンピュータと、各装置を駆動するための駆動回路とを主体として構成されている。そしてＥＣＵ７０は前述した吸入空気量センサ２４、吸気温センサ２６、第１空燃比センサ４２、第１排気温センサ４４、第２排気温センサ４６、第２空燃比センサ４８、差圧センサ５０、ＥＧＲ弁５６内のＥＧＲ開度センサ、燃料圧センサ６４及びスロットル開度センサ２２ａの信号を読み込んでいる。更にアクセルペダル７２の踏み込み量を検出するアクセル開度センサ７４、及びディーゼルエンジン２の冷却水温度を検出する冷却水温センサ７６から信号を読み込んでいる。更に、クランク軸７８の回転数を検出するエンジン回転数センサ８０、クランク軸７８の回転位相あるいは吸気カムの回転位相を検出して気筒判別を行う気筒判別センサ８２から信号を読み込んでいる。又、車室内の空調を実行するエアコンの駆動有無を設定するエアコンスイッチ８４から、更に車軸やトランスミッションの出力側に設けられた車速センサ８６から信号を読み込んでいる。

そしてこれらの信号から得られるエンジン運転状態や操作状態に基づいて、ＥＣＵ７０は燃料噴射弁５８による燃料噴射時期制御や燃料噴射量制御を実行する。更にＥＧＲ弁５６の開度制御、モータ２２ｂによるスロットル開度制御、燃料ポンプ６２の吐出量制御、エアコン駆動制御、及び後述する燃料噴射量劣化検出処理を実行する。例えば、ＥＧＲ率がエンジン負荷（または燃料噴射量）とエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定される目標ＥＧＲ率となるようにスロットル開度センサ２２ａの信号から検出されるスロットル開度ＴＡとＥＧＲ開度（ＥＧＲ弁５６の開度）とが調節されるＥＧＲ制御が行われる。更にエンジン負荷（または燃料噴射量）とエンジン回転数ＮＥとに基づいて設定される目標吸入空気量（エンジン２の１回転当たりの目標値）となるようにＥＧＲ開度が調節される吸入空気量フィードバック制御が行われる。尚、ＥＣＵ７０が実行する燃焼モード制御としては、通常燃焼モード、低温燃焼モードとの２種類から選択した燃焼モードを運転状態に応じて実行する。ここで低温燃焼モードとは、大量の排気再循環量により燃焼温度の上昇を緩慢にしてＮＯｘとスモークとを同時低減させる燃焼モードである。本実施の形態では主として低負荷低回転領域にて実行している。これ以外の燃焼モードが通常のＥＧＲ制御（ＥＧＲしない場合も含める）を実行する通常燃焼モードである。

そして触媒に対する制御処理を実行する触媒制御モードとしては、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード、ＮＯｘ還元制御モード、及び通常制御モードの４種類のモードが存在する。ＰＭ再生制御モードとは、特に第２触媒コンバータ３８内に堆積しているＰＭを燃焼させてＣＯ2とＨ2Ｏにして排出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射を継続的に繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）する。Ｓ被毒回復制御モードとは、第１触媒コンバータ３６及び第２触媒コンバータ３８内のＮＯｘ吸蔵還元触媒が硫黄被毒してＮＯｘの吸蔵能力が低下した場合に硫黄を放出させるモードである。このモードでは、添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射を継続的に繰り返して触媒床温を高温化（例えば６００〜７００℃）する。ＮＯｘ還元制御モードとは、第１触媒コンバータ３６及び第２触媒コンバータ３８内のＮＯｘ吸蔵還元触媒に吸蔵されたＮＯｘを、Ｎ2、ＣＯ2及びＨ2Ｏに還元して放出するモードである。このモードでは、添加弁６８からの比較的時間をおいた間欠的な燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射により触媒床温は比較的低温（例えば２５０〜５００℃）となる。これ以外の状態が通常制御モードとなり、この通常制御モードでは添加弁６８からの還元剤添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射はなされない。尚、ＰＭ再生制御モード、Ｓ被毒回復制御モード及びＮＯｘ還元制御モードの実行処理が請求項における回復再生制御手段としての処理に相当する。

そして、エアコンスイッチ８４によりエアコンオンに操作がなされていれば、クランク軸７８とエアコン用コンプレッサ８８とを電磁クラッチ９０にて係合することにより、エアコンを駆動させる処理を実行する。

図２，３は、ＥＣＵにより実行される燃料噴射量劣化検出許可判定処理を示すフローチャートである。この処理は一定時間、ここでは８ｍｓ毎の割り込みで実行される。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「Ｓ〜」で表す。

本処理が開始されると、まず始動後経過時間が経過判定基準時間以上であるか否かが判定される（Ｓ１０２）。始動直後ではアイドル時においても燃料噴射量指令値と燃焼性（ここではエンジン回転数ＮＥを燃焼性を表す物理量とする）との相関関係が高精度に得られる状態となっていないので、相関関係が高精度に得られる状態となるのを待機するための判定である。したがって始動後経過時間＜経過判定基準時間であれば（Ｓ１０２で「ＮＯ」）、このまま本処理を終了する。

始動後経過時間≧経過判定基準時間であれば（Ｓ１０２で「ＹＥＳ」）、次に強制学習が未完了か否かが判定される（Ｓ１０４）。ここで強制学習とは、燃料噴射量指令値と燃焼性との相関関係から燃料噴射弁５８による噴射量の劣化学習を、低温燃焼を禁止することにより強制的に実行する処理である。

ここで強制学習が未だ実行されていない状態であれば（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、次に強制学習許可前提条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１０６）。ここで強制学習許可前提条件は次に示すごとくである。

（Ａ１）アクセル開度ＡＣＣＰ＝０°である。
（Ａ２）エンジン回転数ＮＥが、６００ｒｐｍ≦ＮＥ＜１５００ｒｐｍである。
（Ａ３）暖機後（冷却水温ＴＨＷ≧８０℃）である。

（Ａ４）車速ＳＰＤ＝０ｋｍ／ｈである。
（Ａ５）学習許可時間内である。この学習許可時間は、強制学習の継続許可時間を示している。ここでは学習許可時間＝４ｓに設定されている。

上述した条件の内で（Ａ１）〜（Ａ４）はアイドル状態を判定する条件に相当する。
以上の（Ａ１）〜（Ａ５）の全条件の１つでも満足されていない場合には（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、初期化処理が実行される（Ｓ１０８）。この初期化処理とは、学習許可フラグを「ＯＦＦ」に設定すると共に、強制学習実行のために禁止していた低温燃焼及び燃料添加・アフター噴射を許可し、強制学習実行のためにエアコンカット要求していた場合にはエアコンカット要求を停止してエアコン駆動を許可する処理である。ここでアフター噴射とは、燃料噴射弁５８から膨張行程や排気行程にて燃料を噴射することで、燃焼室４から出る排気により第１触媒コンバータ３６や第２触媒コンバータ３８に燃料を供給する噴射形態である。

次に強制学習完了設定条件が成立したか否かが判定される（Ｓ１１０）。この強制学習完了設定条件は、次のいずれか１つの条件が該当した場合に成立する。
（Ｂ１）今回のトリップにおいて基準回数の強制学習が終了している。ここで基準回数＝「１」に設定してある。尚、基準回数は「１」以上の値でも良いが、本実施の形態では基準回数＝「１」であれば十分である。基準回数＝「１」であれば、低温燃焼やエアコンの駆動禁止が最も少ないので、低温燃焼によるＰＭ低減、排気浄化触媒の床温保持あるいは燃費低減などの効果をほとんど減殺させることなく、更に車両乗員に空調に対する違和感を与えることがない。

（Ｂ２）強制学習許可前提条件が成立しているが、減速後アイドル判定条件が成立しない。すなわち後述するステップＳ１１４にて「ＮＯ」と判定された場合である。［尚、この条件を設けずに、ステップＳ１１０では（Ｂ１）の条件のみ判定するようにしても良い。］
ここでは（Ｂ１），（Ｂ２）のいずれの条件も成立していないので（Ｓ１１０で「ＮＯ」）、このまま本処理を一旦終了する。

一方、強制学習許可前提条件（Ａ１）〜（Ａ５）の全条件が満足されている場合には（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）、次に減速後アイドル判定が成立しているか否かが判定される（Ｓ１１４）。この減速後アイドル判定とは車両走行状態から車両が停止してアイドル状態となった場合を判定するものである。すなわち、強制学習許可前提条件の内、アイドル状態を判定する（Ａ１）〜（Ａ４）の条件において、（Ａ３）の条件のみが満足されていない状態から（Ａ３）の条件が満足された状態となってアイドル状態と判定された場合には、強制学習を実行させずに完了させるための処理である。これはアイドル状態となる前に、既に低温燃焼が実行されている状態でアイドル状態と判断された場合に、低温燃焼禁止により低温燃焼から通常燃焼に移行するのを防止するためである。

したがって、ここで（Ａ３）の条件のみが満足されていない状態から強制学習許可前提条件が成立した（Ｓ１０６で「ＹＥＳ」）場合には、ステップＳ１１４では「ＮＯ」と判定されて、前述した強制学習完了設定条件が成立したか否かが判定される（Ｓ１１０）。そして前述したごとく（Ｂ２）の条件が満足されていることから（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、強制学習完了が設定される（Ｓ１１２）。こうして一旦本処理を終了する。

そして次の周期ではステップＳ１０２にて「ＹＥＳ」と判定された後、ステップＳ１０４の強制学習未完了判定では、前回にてステップＳ１１２の実行により強制学習完了が設定されているので、「ＮＯ」と判定されて次に通常学習許可前提条件が成立しているか否かの判定処理（Ｓ１３０）に移行する。ステップＳ１３０以下の処理については後述する。

減速後アイドル判定が成立する場合（Ｓ１１４で「ＹＥＳ」）について説明する。この場合には、まず低温燃焼の禁止を実行する（Ｓ１１６）。したがってＥＣＵ７０が別途実行している燃焼制御処理では、低温燃焼と通常燃焼との内で、通常燃焼のみが燃焼モードとして実行されるようになる。

次にＮＯｘ還元、ＰＭ再生、あるいはＳ被毒回復の各触媒制御モード実行時に実際に添加弁６８から燃料が添加されていたり、燃料噴射弁５８からアフター噴射がなされている場合があるので、燃料添加及びアフター噴射を共に禁止する（Ｓ１１８）。これは添加弁６８からの添加燃料が大量である場合、あるいはアフター噴射量がなされている場合には、これらの燃料が一部、ＥＧＲ経路２０により吸気中に導入されて、エンジン２の燃焼性に影響するので、この影響を防止するためである。ただし添加燃料が全くＥＧＲガス吸入口２０ｂから吸い込まれない位置に添加弁６８が配置されている構成を採用した場合には添加弁６８からの燃料添加は禁止しなくても良い。

次にエアコン非駆動状態か否かがＥＣＵ７０が別途実行しているエアコン駆動制御側のエアコン駆動情報に基づいて判定される（Ｓ１２０）。この時、実際にエアコンが駆動していなければ（Ｓ１２０で「ＹＥＳ」）、エアコン駆動要求（ここでは、エアコンスイッチ８４のオフからオンへの操作）があるか否かが判定される（Ｓ１２４）。この判定は特に強制学習中のエアコン駆動要求を判定するものである。ここでエアコン駆動要求がなければ（Ｓ１２４で「ＮＯ」）、次に、燃料添加及びアフター噴射の両者が停止されてから基準時間（ここでは２０ｓ）を経過したか否かが判定される（Ｓ１２６）。基準時間を経過していなければ（Ｓ１２６で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。既に基準時間を経過していれば、あるいはステップＳ１２６にて「ＮＯ」と判定される状態が継続した後に基準時間が経過すれば（Ｓ１２６で「ＹＥＳ」）、学習許可フラグに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１２８）。こうして一旦本処理を終了する。そして次の周期以降は、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１４，Ｓ１２０で「ＹＥＳ」と判定され、Ｓ１２４で「ＮＯ」と判定され、Ｓ１２６にて「ＹＥＳ」と判定されている限り、学習許可フラグ＝「ＯＮ」（Ｓ１２８）が継続する。

又、ステップＳ１２０の判定にてエアコンが駆動していれば（Ｓ１２０で「ＮＯ」）、エアコン駆動制御に対してエアコンカット要求がなされる（Ｓ１２２）。このことによりエアコン駆動制御側では、直ちに電磁クラッチ９０を解放して、エンジン２に対するエアコン用コンプレッサ８８による負荷を解消する。そして一旦本処理を終了する。

そして次の周期で、ステップＳ１２０に至ると、エアコンは非駆動状態となっているので、ステップＳ１２０では「ＹＥＳ」と判定される。そしてエアコン駆動要求がなければ（Ｓ１２４で「ＮＯ」）、燃料添加及びアフター噴射の両者が停止されてから基準時間を経過したか否かが判定される（Ｓ１２６）。ここで前述したごとく基準時間の経過後、あるいは既に経過していれば（Ｓ１２６で「ＹＥＳ」）、学習許可フラグに「ＯＮ」が設定され（Ｓ１２８）、一旦本処理を終了する。そして次の周期以降は、ステップＳ１０２，Ｓ１０４，Ｓ１０６，Ｓ１１４，Ｓ１２０で「ＹＥＳ」と判定され、Ｓ１２４で「ＮＯ」と判定され、Ｓ１２６にて「ＹＥＳ」と判定されている限り、学習許可フラグ＝「ＯＮ」（Ｓ１２８）が継続する。このように強制学習を開始しようとした場合に、エアコンが駆動していれば一旦エアコンの駆動を停止することになる。

尚、学習許可フラグ＝「ＯＮ」（Ｓ１２８）の継続中に、エアコンスイッチ８４がオフからオンに切り替えられた場合にも、ステップＳ１２０にて「ＹＥＳ」と判定される。しかし、この場合にはエアコン駆動要求であるので（Ｓ１２４で「ＹＥＳ」）、前述した初期化処理実行（Ｓ１０８）がなされ、低温燃焼、燃料添加・アフター噴射及びエアコン駆動が実行可能となり、学習許可フラグは「ＯＦＦ」に戻される。そして今回のトリップにおいて１回の強制学習が終了しているので強制学習完了設定条件が成立し（Ｓ１１０で「ＹＥＳ」）、強制学習完了設定（Ｓ１１２）が実行されるので、次の周期ではステップＳ１０４にて「ＮＯ」と判定されることで、これ以上の強制学習継続は禁止されることになる。

又、走行開始などにより前記（Ａ１），（Ａ２），（Ａ４）のいずれかの条件が成立しなくなった場合、あるいは学習許可時間（ここでは４ｓ）が経過して前記（Ａ５）の条件が成立しなくなる場合がある。この場合には（Ｓ１０６で「ＮＯ」）、同様にステップＳ１０８，Ｓ１１２の実行により次の周期ではステップＳ１０４にて「ＮＯ」と判定されることで、これ以上の強制学習継続は禁止されることになる。

次に強制学習が完了した後（Ｓ１０４で「ＮＯ」）の処理について説明する。この場合には、通常学習許可前提条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１３０）。ここで通常学習許可前提条件は次に示すごとくである。

（Ｃ１）アイドル安定状態である。すなわち前記（Ａ１）〜（Ａ４）の条件が満足されていると共に、エンジン回転数ＮＥの変動が小さくなり安定している状態にある。
（Ｃ２）アイドル安定状態が基準時間継続した後のＰＭ再生あるいはＳ被毒回復のいずれかの触媒制御モード実行時であり、低温燃焼は実行していない。

（Ｃ３）学習許可時間内である。この学習許可時間は、通常学習の継続許可時間を示している。ここでは強制学習時と同じく、学習許可時間＝４ｓに設定されている。尚、強制学習時の学習許可時間よりも長く設定しても、又、短く設定しても良い。

（Ｃ４）今回のアイドル安定状態時において通常学習が未完了である。
以上の（Ｃ１）〜（Ｃ４）の１つでも満足されていない場合には（Ｓ１３０で「ＮＯ」）、初期化処理が実行される（Ｓ１３２）。この初期化処理とは、学習許可フラグを「ＯＦＦ」に設定すると共に、通常学習実行のために禁止していた燃料添加・アフター噴射を許可し、通常学習実行のためにエアコンカット要求していた場合にはエアコンカット要求を停止してエアコン駆動を許可する処理である。そして本処理を一旦終了する。

一方、通常学習許可前提条件（Ｃ１）〜（Ｃ４）の全条件が満足されている場合には（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、次にＰＭ再生あるいはＳ被毒回復時においては通常継続的に添加弁６８からの燃料添加や燃料噴射弁５８によるアフター噴射がされるので、燃料添加及びアフター噴射を禁止する（Ｓ１３３）。これは前記ステップＳ１１８にて述べたごとくＥＧＲによる影響を排除するためである。

次にエアコン非駆動状態か否かが判定される（Ｓ１３４）。この時、エアコンが駆動していなければ（Ｓ１３４で「ＹＥＳ」）、エアコン駆動要求か否かが判定される（Ｓ１３８）。この判定は特に通常学習中のエアコン駆動要求を判定するものである。ここでエアコン駆動要求がなければ（Ｓ１３８で「ＮＯ」）、次に、燃料添加及びアフター噴射の両者が停止されてから基準時間（ここでは２０ｓ）を経過したか否かが判定される（Ｓ１４０）。基準時間を経過していなければ（Ｓ１４０で「ＮＯ」）、このまま一旦本処理を終了する。既に基準時間を経過していれば、あるいはステップＳ１４０にて「ＮＯ」と判定される状態が継続した後に基準時間が経過すれば（Ｓ１４０で「ＹＥＳ」）、学習許可フラグに「ＯＮ」が設定される（Ｓ１４２）。こうして一旦本処理を終了する。そして次の周期以降は、ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」、Ｓ１０４で「ＮＯ」、Ｓ１３０，Ｓ１３４で「ＹＥＳ」、Ｓ１３８で「ＮＯ」、Ｓ１４０で「ＹＥＳ」と判定されている限り、学習許可フラグ＝「ＯＮ」（Ｓ１４２）が継続する。

又、ステップＳ１３４の判定にてエアコンが駆動していれば（Ｓ１３４で「ＮＯ」）、エアコン駆動制御に対してエアコンカット要求がなされる（Ｓ１３６）。このことによりエアコン駆動制御側では、直ちに電磁クラッチ９０を解放して、エンジン２に対するエアコン用コンプレッサ８８による負荷を解消する。そして一旦本処理を終了する。

そして次の周期で、ステップＳ１３４に至ると、エアコンは非駆動状態となっているので、ステップＳ１３４では「ＹＥＳ」と判定される。そしてエアコン駆動要求がなければ（Ｓ１３８で「ＮＯ」）、燃料添加及びアフター噴射の両者が停止されてから基準時間を経過したか否かが判定される（Ｓ１４０）。ここで前述したごとく基準時間の経過後、あるいは既に経過していれば（Ｓ１４０で「ＹＥＳ」）、学習許可フラグに「ＯＮ」が設定され（Ｓ１４２）、一旦本処理を終了する。そして次の周期以降は、ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」、Ｓ１０４で「ＮＯ」、Ｓ１３０，Ｓ１３４で「ＹＥＳ」、Ｓ１３８で「ＮＯ」、Ｓ１４０で「ＹＥＳ」と判定されている限り、学習許可フラグ＝「ＯＮ」（Ｓ１４２）が継続する。このように通常学習を開始しようとした場合に、エアコンが駆動していれば一旦エアコンの駆動を停止することになる。

尚、学習許可フラグ＝「ＯＮ」（Ｓ１４２）の継続中に、エアコンスイッチ８４がオフからオンに切り替えられた場合にも、ステップＳ１３４にて「ＹＥＳ」と判定される。しかし、この場合にはエアコン駆動要求であるので（Ｓ１３８で「ＹＥＳ」）、前述した初期化処理実行（Ｓ１３２）がなされ、燃料添加・アフター噴射及びエアコン駆動が実行可能となり、学習許可フラグは「ＯＦＦ」に戻される。このことにより今回のアイドル安定状態においては通常学習が終了したので、通常学習許可前提条件の（Ｃ４）が成立しなくなり（Ｓ１３０で「ＮＯ」）、以後の制御周期では初期化処理（Ｓ１３２）が継続する。又、（Ｃ１）、（Ｃ２）、（Ｃ３）のいずれかの条件が不成立となった場合も、初期化処理（Ｓ１３２）が実行されるので、通常学習はなされなくなる。

しかし、新たにアイドル安定状態となり、再度、通常学習許可前提条件（Ｃ１）〜（Ｃ４）の全条件が成立すれば（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、同一トリップでも再度、通常学習が可能となる。

次に上述した燃料噴射量劣化検出許可判定処理（図２，３）による学習許可フラグの設定に応じて実行される燃料噴射量劣化学習処理を図４のフローチャートに示す。本処理は一定周期、ここでは２５６ｍｓの周期で繰り返し実行される処理である。

本処理が開始されると、まず学習前提条件が成立しているか否かが判定される（Ｓ１５２）。ここで学習前提条件とは次の条件である。
（Ｄ１）アイドル安定時である。

（Ｄ２）エアコンの駆動後、基準時間（例えば２ｓ）が経過している。この条件により前記燃料噴射量劣化検出許可判定処理（図２，３）のステップＳ１２２，Ｓ１３６のエアコンカット要求によりエアコン駆動が停止された後も、直ちに燃料噴射量劣化学習が行われるのではなく、基準時間後に燃料噴射量劣化学習が行われることになる。

（Ｄ３）学習許可フラグ＝「ＯＮ」である。
これらの条件（Ｄ１）〜（Ｄ３）の１つでも不成立であれば（Ｓ１５２で「ＮＯ」）、実質的な燃料噴射量劣化学習はなされずに本処理を一旦終了する。

これらの条件（Ｄ１）〜（Ｄ３）が全て成立した場合には（Ｓ１５２で「ＹＥＳ」）、燃料噴射量劣化学習が開始される（Ｓ１５４）。
燃料噴射量劣化学習はアイドル時の燃料噴射量指令値と燃焼性との相関関係に基づいて学習される。具体的な燃料噴射量劣化学習としては各種の手法（例えば前記特許文献１，２参照）が挙げられる。例えば次のような燃料噴射量劣化学習手法が用いられる。すなわち車両出荷直後には、エンジン２の各稼動部の摺り合わせによるエンジンフリクションの低下が生じる。こうしたエンジンフリクションの低下が生じれば、アイドル時の目標回転数の維持に必要な燃料噴射量が低下する。このため、エンジンフリクションの低下に応じてアイドル時の燃料噴射量指令値は徐々に低下する。その後、燃料噴射弁５８の長期使用に応じて摩耗による経時劣化が進み、その噴射効率が変化する。この経時劣化によって、今度は噴射量指令値は徐々に上昇する。これは燃料噴射弁５８の使用が長期化することで、燃料噴射弁５８内のニードルとシート部との接触部が摩耗して、ニードルは製造当初よりもシート部側に下降するようになる。このため開弁時にニードルの上昇が遅れ燃料噴射の開始が遅れるようになり、噴射効率の低下、すなわち同一の燃料噴射量でも開弁時間として設定される燃料噴射量指令値が大きくなる。

したがってアイドル時の燃料噴射量指令値に対する燃料噴射弁５８の経時劣化の影響分は、エンジンフリクションの低下によってアイドル時の燃料噴射量指令値が最小値となった時からの燃料噴射量指令値の増大分に相当する。本実施の形態では、まずアイドル時の燃料噴射量指令値の最小値を基準値Ｑｓｔｄとして設定する。そしてこの基準値Ｑｓｔｄが得られた時のアイドル時の燃料噴射量指令値（ここでは平均アイドル噴射量Ｑａｖｅを使用）と基準値Ｑｓｔｄとの差分ΔＱ（ΔＱ＝Ｑａｖｅ−Ｑｓｔｄ）を、燃料噴射弁５８の経時劣化を表す劣化補正学習値Ｑｄｔｃｍとして求めている。このようにして燃料噴射量劣化学習が実行され、得られた劣化補正学習値Ｑｄｔｃｍにより、エンジン２の各運転領域における燃料噴射量指令値が補正される。

尚、燃料噴射量劣化学習中においても、学習前提条件（Ｄ１）〜（Ｄ３）の１つでも不成立となると（Ｓ１５２で「ＮＯ」）、直ちに燃料噴射量劣化学習（Ｓ１５４）は停止する。そして停止直前の劣化補正学習値Ｑｄｔｃｍが、次の通常学習あるいは次のトリップの強制学習や通常学習まではＥＣＵ７０内に備えられたバックアップＲＡＭやフラッシュメモリなどに記憶されるとともに、燃料噴射量の補正に用いられる。

本実施の形態による処理の一例を図５，６のタイミングチャートに示す。図５は燃料噴射量劣化の強制学習を実行した場合を示している。運転者がアクセルペダル７２を完全に戻すことによりエンジン回転数ＮＥが減速してアイドル状態となり、更に強制学習許可前提条件及び減速後アイドル判定が成立する（ｔ０）。すると低温燃焼と燃料添加・アフター噴射が禁止され、エアコンが停止される。そして既に２０ｓより以前には燃料添加・アフター噴射は実行されていない状態であるので、直ちに学習許可フラグが「ＯＮ」に設定される。そして、この後、アイドル安定となる（ｔ１）が、エアコンの駆動停止後に２ｓ経過するまで待機し、その後、燃料噴射量劣化の強制学習が開始される（ｔ２）。そして学習許可フラグ＝「ＯＮ」の期間が４ｓに達したところで（ｔ３）、学習許可フラグ＝「ＯＦＦ」とされて、強制学習は完了し、エアコンは元の駆動状態に戻され、低温燃焼と燃料添加・アフター噴射が許可される。尚、エアコンが駆動していない状態で学習許可フラグ＝「ＯＮ」となった場合、４ｓ（ｔ０〜ｔ３）以内にエアコン駆動要求が有れば、直ちに学習許可フラグ＝「ＯＦＦ」とされて、強制学習は完了あるいは未実行とされ、低温燃焼と燃料添加・アフター噴射が許可される。そしてエアコンは駆動される。

図６は燃料噴射量劣化の通常学習を実行した場合を示している。アイドル時の低温燃焼時にアイドル安定状態となり（ｔ１０）、その後、触媒制御側の処理によりＰＭ再生モードが実行される（ｔ１１）。このＰＭ再生モードにおいては添加あるいはアフター噴射が繰り返し継続的に行われるが、通常学習許可前提条件が成立したことにより（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、燃料添加及びアフター噴射が禁止され、エアコンの駆動が停止される。そして燃料添加及びアフター噴射の停止から２０ｓ後に学習許可フラグが「ＯＮ」に設定される（ｔ１２）。このことにより燃料噴射量劣化の通常学習が開始される。そして学習許可フラグ＝「ＯＮ」の期間が４ｓ（ｔ１２〜ｔ１４）に達する前に低温燃焼モードが開始されたので（ｔ１３）、直ちに学習許可フラグ＝「ＯＦＦ」とされて、通常学習は終了し、エアコンは元の駆動状態に戻される。尚、エアコンが駆動していない状態で通常学習許可前提条件が成立した場合には（Ｓ１３０で「ＹＥＳ」）、２４ｓ（ｔ１１〜ｔ１４）以内にエアコン駆動要求が有れば、通常学習は完了あるいは未実行とされ、燃料添加・アフター噴射が許可される。そしてエアコンは駆動される。

上述した構成において、請求項との関係は、ＥＣＵ７０が実行する上述した燃焼モード制御が燃焼モード制御手段としての処理に相当し、燃料噴射量劣化検出許可判定処理（図２，３）及び燃料噴射量劣化学習処理（図４）が燃料噴射量劣化検出方法及び燃料噴射量劣化検出装置としての処理に相当する。この内で、ステップＳ１３０〜Ｓ１４２及び燃料噴射量劣化学習処理（図４）が噴射劣化検出手段としての処理に、ステップＳ１０６〜Ｓ１１６，Ｓ１２０〜Ｓ１２８が禁止手段としての処理に相当する。

以上説明した本実施の形態１によれば、以下の効果が得られる。
（イ）．本実施の形態では低温燃焼が行われるエンジン２において、燃料噴射量の劣化検出時には低温燃焼の実行を禁止して通常燃焼を行わせることにより、燃料噴射量のずれ以外の燃焼性変動要因を排除することができる。このことにより低温燃焼以外の頻度がほとんどない状況でも、確実に高精度な燃料噴射量の劣化検出を実行することができる。

（ロ）．低温燃焼実行禁止と共に、エンジン２の出力に基づくエアコン駆動を禁止している。このことによりエアコン駆動に伴ってエンジン回転数ＮＥに現れる燃焼性変動を効果的に排除して、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

（ハ）．上記低温燃焼実行禁止に対して継続許可時間を設けて、継続許可時間経過時には、低温燃焼実行禁止及びエアコン駆動禁止を解除し、燃料噴射量劣化検出を完了している。このように継続許可時間を設けることにより、燃料噴射量劣化学習を実行する場合にも、一時的な低温燃焼実行禁止及びエアコン駆動禁止で済むことになり、徒に低温燃焼実行禁止及びエアコン駆動禁止を長引かせることがない。このため低温燃焼の長所であるＰＭ低減、排気浄化触媒の床温保持あるいは燃費低減などの効果をほとんど減殺させることなく、更にエアコン駆動ができない状態が長引くことによる空調効果への影響を生じさせることなく、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

（ニ）．継続許可時間による低温燃焼実行禁止の回数は、同一の内燃機関継続運転期間において基準回数（本実施の形態では１回）に限定することにより、徒に低温燃焼実行禁止、あるいは更にエアコン駆動禁止を繰り返し行うことがない。このため低温燃焼による効果や空調効果への影響を生じさせることなく、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

（ホ）．低温燃焼実行禁止による燃料噴射量劣化学習の完了により一応の燃料噴射量の劣化検出がなされていれば、燃料噴射量制御の精度を維持できる。しかし低温燃焼実行禁止による燃料噴射量劣化検出後についても、エンジン２の低温燃焼を制限しない状態にて燃料噴射量劣化学習を実行できるチャンスがあれば、一層、燃料噴射量劣化学習の精度を高めることができる。このため低温燃焼が実行されていない低頻度の機会を捉えて、燃料噴射量の劣化検出を実行している。このことにより、一層、高精度な燃料噴射量劣化学習を可能とすることができる。

（へ）．本実施の形態では、低温燃焼実行を禁止しての強制学習は、走行状態から停止することによるアイドル状態になった時や、始動直後の高回転状態からアイドル状態となった場合のごとく、エンジン回転数ＮＥの低減に伴って非アイドル状態からアイドル状態に切り替わった時点に限っている（Ｓ１１４）。このことによりアイドル状態となった直後から通常燃焼が行われることになり、その状態で強制学習が行われることになる。このため、単に水温が８０℃以上になったことのみでアイドル状態と判定されて低温燃焼が禁止される場合を排除できるので、燃焼音の低い低温燃焼から自動的に通常燃焼となって燃焼音が通常レベルに高まることが防止できる。したがって燃焼音の突然の上昇による違和感を車両運転者等に与えることなく、高精度な燃料噴射量の劣化検出を可能とすることができる。

（ト）．学習を実行するに際して燃料添加及びアフター噴射を共に禁止している（Ｓ１１８，Ｓ１３３）。このことにより添加弁６８からの添加燃料あるいは燃料噴射弁５８によるアフター噴射の燃料が一部、ＥＧＲ経路２０により吸気中に導入されて、エンジン２の燃焼性に影響するのを防止できる。こうして燃料噴射量のずれ以外の燃焼性変動要因を一層効果的に排除することができる。

［その他の実施の形態］
（ａ）．前記実施の形態のステップＳ１０６における条件の内、（Ａ４）条件「車速ＳＰＤ＝０ｋｍ／ｈ」を削除し、（Ａ１）条件を、「アクセル開度ＡＣＣＰ＝０°が基準時間継続している」としても良い。

このことにより低温燃焼禁止、燃料添加・アフター噴射及びエアコン駆動停止が早期に実行されることになる。したがって車速ＳＰＤ＝０ｋｍ／ｈの条件を含むアイドル安定時では、低温燃焼、燃料添加・アフター噴射及びエアコン駆動停止における影響が無くなるまでの待機時間が短くなり、あるいは全く待機時間を設ける必要が無くなる。このことにより高精度な強制学習を早期に開始でき早期に終了することが可能となる。

（ｂ）．前記実施の形態においては強制学習時及び通常学習時にエアコンの駆動を禁止しているが、エアコンが設けられていなければ、エアコン駆動禁止の処理はなされない。ここでエアコンは直接エンジン２により駆動されるもののみでなく、間接的にエンジン２により駆動されるものも含む。例えばバッテリを電源として電動モータによりエアコンコンプレッサを回転させるものが挙げられる。

（ｃ）．前記実施の形態のエンジン２には添加弁６８が設けられて直接排気中に還元剤としての燃料を添加できるように構成されていたが、添加弁６８を設けずに燃料噴射弁５８からのアフター噴射のみによって、前述した各種の触媒制御モードを実現する構成でも良い。

（ｄ）．前記実施の形態のステップＳ１５２において、学習前提条件の内の（Ｄ１）条件は、「アイドル安定時である」であったが「アイドル時である」でも良い。
（ｅ）．前記実施の形態においては強制学習時には低温燃焼と燃料添加・アフター噴射とを禁止していたが、ＥＧＲの量よりもＥＧＲによる燃料の回り込みが燃料噴射量のずれ以外の燃焼性変動要因として大きく影響する場合には、低温燃焼を禁止せずに、燃料添加やアフター噴射を禁止するものとしても良い。

又、燃料添加やアフター噴射の有無よりも、ＥＧＲの量の方が、燃料噴射量のずれ以外の燃焼性変動要因として大きく影響する場合には、燃料添加やアフター噴射を禁止せずに、低温燃焼を禁止するものとしても良い。

実施の形態１としての車両用ディーゼルエンジン及び制御装置の概略構成を表すブロック図。 実施の形態１のＥＣＵが実行する燃料噴射量劣化検出許可判定処理のフローチャート。 同じく燃料噴射量劣化検出許可判定処理のフローチャート。 同じく燃料噴射量劣化学習処理のフローチャート。 同じく処理の一例を示すタイミングチャート。 同じく処理の一例を示すタイミングチャート。

符号の説明

２…ディーゼルエンジン、４…燃焼室、６…吸気弁、８…吸気ポート、１０…吸気マニホールド、１２…サージタンク、１３…吸気経路、１４…インタークーラ、１６…排気ターボチャージャ、１６ａ…コンプレッサ、１６ｂ…排気タービン、１８…エアクリーナ、２０…ＥＧＲ経路、２０ａ…ＥＧＲガス供給口、２０ｂ…ＥＧＲガス吸入口、２２…スロットル弁、２２ａ…スロットル開度センサ、２２ｂ…モータ、２４…吸入空気量センサ、２６…吸気温センサ、２８…排気弁、３０…排気ポート、３２…排気マニホールド、３４…排気経路、３６，３８，４０…触媒コンバータ、４２…第１空燃比センサ、４４…第１排気温センサ、４６…第２排気温センサ、４８…第２空燃比センサ、５０…差圧センサ、５２…ＥＧＲ触媒、５４…ＥＧＲクーラ、５６…ＥＧＲ弁、５８…燃料噴射弁、５８ａ…燃料供給管、６０…コモンレール、６２…燃料ポンプ、６４…燃料圧センサ、６６…燃料供給管、６８…添加弁、７０…ＥＣＵ、７２…アクセルペダル、７４…アクセル開度センサ、７６…冷却水温センサ、７８…クランク軸、８０…エンジン回転数センサ、８２…気筒判別センサ、８４…エアコンスイッチ、８６…車速センサ、８８…エアコン用コンプレッサ、９０…電磁クラッチ。

Claims (15)

1. 燃料噴射量指令値と燃焼性との相関関係に基づいて内燃機関の燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量の劣化を検出する燃料噴射量劣化検出方法であって、
   燃料噴射量の劣化検出時には、前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出方法。
2. 内燃機関における燃料噴射量指令値と燃焼性との相関関係に基づいて燃料噴射弁から噴射される燃料噴射量の劣化を検出する噴射劣化検出手段と、
   該噴射劣化検出手段にて燃料噴射量の劣化を検出する時には、前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御を禁止する禁止手段と、
   を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
3. 請求項２において、内燃機関が排気再循環機構を備えて内燃機関の運転状態に応じて排気再循環量を調節する排気再循環制御を実行する場合には、前記禁止手段が禁止対象とする前記相関関係の変動を生じる内燃機関運転制御とは、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御であることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
4. 請求項３において、内燃機関の排気系に備えられた排気浄化触媒に対して排気系の燃料添加弁からの燃料添加又は燃料噴射弁からのアフター噴射を行う回復再生制御手段を有する場合には、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御とは、排気再循環時に行われる前記燃料添加又は前記アフター噴射であることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
5. 請求項３において、内燃機関の運転状態に応じて排気再循環量を調節することにより低温燃焼と通常燃焼とを実行する燃焼モード制御手段を有する場合には、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御とは、前記燃焼モード制御手段による低温燃焼の実行であることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
6. 請求項５において、前記禁止手段は、低温燃焼の実行禁止に対して継続許可時間を設け、該継続許可時間経過時には、低温燃焼の実行禁止を解除し、前記噴射劣化検出手段は、前記継続許可時間経過時には、燃料噴射量の劣化検出を完了することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
7. 請求項５において、内燃機関の出力に基づいて駆動されるエアコンが存在すると共に、前記禁止手段は、低温燃焼の実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
8. 請求項７において、前記禁止手段は、低温燃焼の実行禁止に対して継続許可時間を設け、該継続許可時間経過時には、低温燃焼の実行禁止及びエアコンの駆動禁止を解除し、前記噴射劣化検出手段は、前記継続許可時間経過時には、燃料噴射量の劣化検出を完了することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
9. 請求項６又は８において、前記禁止手段は、前記継続許可時間による低温燃焼の実行禁止を、同一の内燃機関継続運転期間においては、基準回数に制限していることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
10. 請求項９において、前記噴射劣化検出手段は、前記禁止手段により低温燃焼の実行禁止が基準回数実行された後は、前記燃焼モード制御手段による低温燃焼が実行されていない時に燃料噴射量の劣化検出を実行することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
11. 請求項５〜１０のいずれかにおいて、前記噴射劣化検出手段は、アイドル時又はアイドル安定時に限って燃料噴射量の劣化検出を実行することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
12. 請求項１１において、前記禁止手段は、内燃機関の回転数の低減に伴って非アイドル状態からアイドル状態に切り替わった時点又は該時点直前に、低温燃焼の実行を禁止する、又は低温燃焼の実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
13. 請求項１１において、前記禁止手段は、アクセル操作がなされていない状態が基準時間継続した場合に、低温燃焼の実行を禁止する、又は低温燃焼の実行禁止と共に前記エアコンの駆動を禁止することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
14. 請求項５〜１３のいずれかにおいて、排気系に備えられた排気浄化触媒に対して排気系の燃料添加弁からの燃料添加又は燃料噴射弁からのアフター噴射する回復再生制御手段を有することを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。
15. 請求項１４において、前記排気再循環機構により内燃機関の排気系から未燃ガスの再循環が生じる内燃機関運転制御とは、前記燃焼モード制御手段による低温燃焼の実行、及び排気再循環時に行われる前記燃料添加又は前記アフター噴射であることを特徴とする内燃機関の燃料噴射量劣化検出装置。

Images