JPWO2012153403A1 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

本発明は燃料供給手段（２１）と目標燃料供給量設定手段と燃料噴射指令値提供手段と供給空気量検出手段（７１）と空燃比検出手段（７６Ｕ）と空燃比算出手段と排気成分濃度検出手段（７７）と排気成分濃度算出手段とを具備する内燃機関の制御装置に関する。本発明では空燃比検出手段によって検出される空燃比と空燃比算出手段によって算出される空燃比との間の偏差と排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間の偏差とが小さくなるように燃料供給指令値またはそれから把握される燃料供給量が補正されるとともに供給空気量検出手段によって検出される空気の量が補正される。

Description

本発明は内燃機関の制御装置に関する。

燃料噴射弁とエアフローメータと空燃比センサと電子制御装置とを備えた内燃機関が特許文献１に記載されている。燃料噴射弁は内燃機関の本体に配置されており、電子制御装置から燃料を噴射すべき旨の指令を受けると燃料を燃焼室内に噴射する。エアフローメータは内燃機関の吸気通路に配置されており、そこを通過する空気の量に対応する出力値を電子制御装置に出力する。電子制御装置はこの出力値に基づいてエアフローメータを通過する空気の量を算出する。なお、エアフローメータを通過した空気は燃焼室に吸入される。したがって、エアフローメータは燃焼室に吸入される空気の量（以下この量を「吸入空気量」という）を検出するものとも言える。空燃比センサは内燃機関の排気通路に配置されており、そこに到来する排気ガス中の酸素濃度に対応する出力値を電子制御装置に出力する。電子制御装置はこの出力値に基づいて燃焼室に形成される混合気の空燃比を算出する。したがって、空燃比センサは燃焼室に形成される混合気の空燃比（以下この空燃比を単に「混合気の空燃比」という）を検出するものであると言える。

ところで、実燃料噴射量（すなわち、燃料噴射弁から実際に噴射される燃料の量）と指令燃料噴射量（すなわち、電子制御装置から燃料噴射弁に対して噴射するよう指示される燃料の量）との間に誤差が生じる場合がある。また、実吸入空気量（すなわち、燃焼室に実際に吸入される空気の量）と検出吸入空気量（すなわち、エアフローメータによって検出される空気の量）との間にも誤差が生じる場合がある。実燃料噴射量と指令燃料噴射量との間に誤差が生じている場合において電子制御装置が実燃料噴射量と指令燃料噴射量との間に誤差がないことを前提にした制御を行っていると内燃機関の所期の性能が得られない可能性がある。また、実吸入空気量と検出吸入空気量との間に誤差が生じている場合において電子制御装置が実吸入空気量と検出吸入空気量との間に誤差がないことを前提にした制御を行っていると内燃機関の所期の性能が得られない可能性がある。

そこで、特許文献１に記載の内燃機関では、指令燃料噴射量と検出吸入空気量とを用いて混合気の空燃比を算出し（以下この算出された空燃比を「推定空燃比」という）、検出空燃比（すなわち、空燃比センサによって検出される空燃比）に対する推定空燃比の誤差を算出する。そして、この誤差を燃料噴射量誤差（すなわち、実燃料噴射量と指令燃料噴射量との間の誤差）に起因するものと推定される空燃比誤差と吸入空気量誤差（すなわち、実吸入空気量と検出吸入空気量との間の誤差）に起因するものと推定される空燃比誤差とに振り分ける。そして、斯くして振り分けられた燃料噴射量誤差に起因するものと推定される空燃比誤差を補償するように指令燃料噴射量を補正するとともに、斯くして振り分けられた吸入空気量誤差に起因するものと推定される空燃比誤差を補償するように検出吸入空気量を補正するようにしている。

特開２００７−２６２９４６号公報 特開平６−２９９８８６号公報

ところで、特許文献１に記載の内燃機関では、指令燃料噴射量を様々に変化させて内燃機関を運転させたうえで空燃比誤差（すなわち、検出空燃比に対する推定空燃比の誤差）のうち燃料噴射量誤差に起因する空燃比誤差の割合と吸入空気量誤差に起因する空燃比誤差の割合とを予め求め、これら割合を指令燃料噴射量の関数のマップの形で電子制御装置に記憶させておく。そして、機関運転中に指令燃料噴射量に応じて燃料噴射量誤差に起因する空燃比誤差の割合と吸入空気量誤差に起因する空燃比誤差の割合とをマップから取得する。そして、機関運転中に算出される空燃比誤差をこれら取得された割合を用いて燃料噴射量誤差に起因するものと推定される空燃比誤差と吸入空気量誤差に起因するものと推定される空燃比誤差とに振り分け、それぞれ振り分けられた空燃比誤差を補償するように指令燃料噴射量および検出吸入空気量を補正している。

ところが、特許文献１に記載の手法では、空燃比誤差を燃料噴射量に起因する空燃比誤差と吸入空気量誤差に起因する空燃比誤差とに振り分けるための割合が基準となる内燃機関（より具体的には、基準となる燃料噴射弁、エアフローメータ、空燃比センサなど）を用いて求められたものである。したがって、内燃機関の製造誤差（より具体的には、燃料噴射弁、エアフローメータ、空燃比センサなどの製造誤差）を考慮したとき、基準となる内燃機関を用いて求められた割合が個々の内燃機関に対して適切なものではない場合がある。また、個々の内燃機関の経時劣化（より具体的には、燃料噴射弁、エアフローメータ、空燃比センサなどの経時劣化）が生じたとき、基準となる内燃機関を用いて求められた割合が個々の内燃機関に対して適切なものではなくなる場合がある。

そして、これらの場合、実燃料噴射量に対する指令燃料噴射量の誤差に対して指令燃料噴射量の補正が過剰であったり或いは過小であったりするし、実吸入空気量に対する検出吸入空気量の誤差に対して検出吸入空気量の補正が過剰であったり或いは過小であったりする。

そこで、本発明の目的は実燃料噴射量に対する指令燃料供給量の誤差に対して燃料供給指令値を過不足なく補正するとともに実供給空気量に対する検出供給空気量の誤差に対して検出供給空気量を過不足なく補正することにある。

本願の発明は、燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、該燃料供給手段によって燃焼室に供給されるべき燃料の量を目標燃料供給量として設定する目標燃料供給量設定手段と、該目標燃料供給量設定手段によって設定される目標燃料供給量の燃料を前記燃料供給手段から燃焼室に供給させるための燃料供給指令値を目標燃料供給量に基づいて算出して該燃料供給指令値を前記燃料供給手段に与える燃料噴射指令値提供手段と、燃焼室に供給される空気の量を検出する供給空気量検出手段と、燃焼室に形成される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記燃料供給指令値から把握される燃料供給量と前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量とから燃焼室に形成される混合気の空燃比を算出する空燃比算出手段と、燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分の濃度を検出する排気成分濃度検出手段と、前記燃料供給指令値から把握される燃料噴射量と前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量とから燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分の濃度を算出する排気成分濃度算出手段と、を具備する内燃機関の制御装置に関する。

なお、本発明において、燃料供給手段は燃焼室に燃料を供給する手段であれば如何なる手段でもよく、例えば、内燃機関の燃焼室内に燃料を直接噴射することによって燃料を燃焼室に供給する燃料噴射弁でもよいし、内燃機関の吸気ポートに燃料を噴射することによって燃料を燃焼室に供給する燃料噴射弁でもよい。また、本発明において、排気成分濃度検出手段は燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分の量を検出する手段を含む。

そして、本発明では、前記空燃比検出手段によって検出される空燃比と前記空燃比算出手段によって算出される空燃比との間の偏差と前記排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と前記排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間の偏差とが小さくなるように前記燃料供給指令値または該燃料供給指令値から把握される燃料供給量が補正されるとともに前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量が補正される。

本発明によれば、実燃料供給量（すなわち、燃料供給手段によって燃焼室に実際に供給される燃料の量）に対する指令燃料供給量（すなわち、燃料供給指令値から把握される燃料供給量）の誤差に対して燃料供給指令値またはそれから把握される燃料供給量が過不足なく補正されるとともに実供給空気量（すなわち、空気供給手段によって燃焼室に実際に供給される空気の量）に対する検出供給空気量（すなわち、供給空気量検出手段によって検出される空気の量）の誤差に対して検出吸入空気量が過不足なく補正される。以下この理由について説明する。

本発明では、空燃比算出手段による空燃比の算出には指令燃料供給量と検出供給空気量とが考慮されている。したがって、空燃比検出手段によって検出される空燃比（以下この空燃比を「検出空燃比」ともいう）と空燃比算出手段によって算出される空燃比（以下この空燃比を「算出空燃比」ともいう）との間の偏差にも指令燃料供給量と検出供給空気量とが考慮されていることになる。一方、排気成分濃度算出手段による特定成分の濃度の算出にも指令燃料供給量と検出供給空気量とが考慮されている。したがって、排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度（以下この濃度を「検出特性成分濃度」ともいう）と排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度（以下この濃度を「算出特定成分濃度」ともいう）との間の偏差にも指令燃料供給量と検出供給空気量とが考慮されていることになる。

つまり、本発明では、検出空燃比と算出空燃比との間の誤差にも検出特定成分濃度と算出特定成分濃度との間の偏差にも指令燃料供給量と検出供給空気量とが考慮されているのである。そして、指令燃料供給量はそれと実燃料供給量との間に誤差が生じている場合にその誤差を反映するものであり、検出供給空気量はそれと実供給空気量との間に誤差が生じている場合にその誤差を反映するものである。そして、これら誤差が小さくなるように指令燃料供給量（すなわち、燃料供給指令値）と検出供給空気量とを補正することによって実燃料供給量に対する指令燃料供給量の誤差および実供給空気量に対する検出供給空気量の誤差が小さくなる。

このとき、本発明では、指令燃料供給量と検出供給空気量という互いに性質の異なる２つのパラメータが補正の対象とされており、これら２つのパラメータの補正を律する規制として検出空燃比と算出空燃比との間の誤差を小さくするという規制と検出特定成分濃度と算出特定成分濃度との間の誤差を小さくするという規制という互いに性質の異なる２つの規制が採用されている。つまり、本発明では、２つのパラメータの補正に２つの規制が採用されているのである。したがって、本発明に従って燃料供給指令値（または、それから把握される燃料供給量）および検出供給空気量の補正が行われることによって実燃料供給量に対する指令燃料供給量の誤差に対して燃料供給指令値（または、それから把握される燃料供給量）が過不足なく補正されるとともに実供給空気量に対する検出供給空気量の誤差に対して検出供給空気量が過不足なく補正されるのである。

また、前記特定成分は燃焼室に供給される燃料の量と燃焼室に供給される空気の量とに応じてその濃度が変化する成分であれば如何なる成分でもよく、例えば、未燃炭化水素（未燃ＨＣ）でもよいし、一酸化炭素（ＣＯ）でもよい。しかしながら、燃焼室における燃料の燃焼によって生成される窒素酸化物（ＮＯｘ）の量（以下この量を「ＮＯｘ生成量」という）は燃料供給量および供給空気量の影響を大きく受ける。つまり、実燃料供給量に対する指令燃料供給量の誤差の変化に対するＮＯｘ生成量の感度および実供給空気量に対する検出供給空気量の誤差の変化に対するＮＯｘ生成量の感度が高い。したがって、検出排気成分濃度と算出排気成分濃度との間の誤差を燃料供給指令値および検出供給空気量の補正に用いる上記発明においては、燃料供給指令値をより確実に過不足なく補正するとともに検出供給空気量をより確実に過不足なく補正するという観点からは、前記特定成分が排気ガス中に含まれる窒素酸化物であると好ましい。

また、上記発明において、前記燃料供給手段によって供給される燃料の量に関する誤差を解消する補正値を燃料供給量補正値と称し、前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量に関する誤差を解消する補正値を供給空気量補正値と称したとき、これら燃料供給量補正値および供給空気量補正値を用いて前記空燃比検出手段によって検出される空燃比と前記空燃比算出手段によって算出される空燃比との間に成立する等式と前記排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と前記排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間に成立する等式とが構成され、これら２つの等式からなる連立方程式を解くことによって燃料供給量補正値および供給空気量補正値が算出され、前記燃料供給指令値または該燃料供給指令値から把握される燃料供給量が前記算出された燃料供給量補正値によって補正されるとともに前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量が前記算出された供給空気量補正値によって補正されることによって前記空燃比検出手段によって検出される空燃比と前記空燃比算出手段によって算出される空燃比との間の偏差と前記排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と前記排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間の偏差とが小さくされてもよい。

また、上記発明において、前記燃料供給手段に故障が生じていない場合に前記燃料供給指令値に対する補正量が取り得る範囲が燃料供給指令値補正許容範囲として設定され、前記燃料供給指令値に対する補正量が該燃料供給指令値補正許容範囲内にないときに前記燃料供給手段に故障が生じていると診断されるようにしてもよい。

上述したように、上記発明によれば、実燃料供給量に対する指令燃料供給量の誤差に対して燃料供給指令値が過不足なく補正される。したがって、燃料供給指令値に対する補正量は実燃料供給量に対する指令燃料供給量の誤差を正確に表していることになる。したがって、燃料供給指令値に対する補正量に基づいて燃料供給手段の故障を診断すれば、燃料供給手段の故障をより正確に診断することができる。

また、上記発明において、前記供給空気量検出手段に故障が生じていない場合に前記検出供給空気量に対する補正量が取り得る範囲が検出供給空気量補正許容範囲として設定され、前記燃料供給指令値に対する補正量が該検出供給空気量補正許容範囲内にないときに前記供給空気量検出手段に故障が生じていると診断されるようにしてもよい。

上述したように、上記発明によれば、実供給空気量に対する検出供給空気量の誤差に対して検出供給空気量が過不足なく補正される。したがって、検出供給空気量に対する補正量は実供給空気量に対する検出供給空気量の誤差を正確に表していることになる。したがって、検出供給空気量に対する補正量に基づいて供給空気量検出手段の故障を診断すれば、供給空気量検出手段の故障をより正確に診断することができる。

本発明の制御装置が適用される内燃機関を示した図である。 （Ａ）はアクセルペダル開度Ｄａｃに基づいて目標燃料噴射量ＴＧＦを取得するために用いられるマップを示した図であり、（Ｂ）は燃料噴射量ＧＦと機関回転数Ｎとに基づいて目標スロットル弁開度を取得するために用いられるマップを示した図である。 本発明の燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出および学習を実行するルーチンの一例を示した図である。 本発明の燃料噴射弁およびエアフローメータの故障診断を実行するルーチンの一例を示した図である。

以下、図面を参照して本発明の内燃機関の制御装置の実施形態について説明する。本発明の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、内燃機関の本体（以下「機関本体」という）２０と、該機関本体の４つの燃焼室にそれぞれ対応して配置された燃料噴射弁２１と、該燃料噴射弁２１に燃料供給管２３を介して燃料を供給する燃料ポンプ２２とを具備する。また、内燃機関１０は、外部から燃焼室に空気を供給する吸気系３０と、燃焼室から排出される排気ガスを外部に排出する排気系４０とを具備する。また、内燃機関１０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）である。

吸気系３０は、吸気枝管３１と吸気管３２とを有する。なお、以下の説明において、吸気系３０を「吸気通路」と称することもある。吸気枝管３１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体２０内に形成された吸気ポート（図示せず）に接続されている。一方、吸気枝管３１の他方の端部は、吸気管３２に接続されている。吸気管３２内には、該吸気管内を流れる空気の量を制御するスロットル弁３３が配置されている。さらに、吸気管３２には、該吸気管内を流れる空気を冷却するインタークーラ３４が配置されている。さらに、吸気管３２の外部を臨む端部には、エアクリーナ３６が配置されている。

一方、排気系４０は、排気枝管４１と排気管４２とを有する。なお、以下の説明において、排気系４０を「排気通路」と称することもある。排気枝管４１の一方の端部（すなわち、枝部）は、各燃焼室に対応して機関本体２０内に形成された排気ポート（図示せず）に接続されている。一方、排気枝管４１の他方の端部は、排気管４２に接続されている。排気管４２には、排気ガス中の特定成分を浄化する排気浄化触媒４３Ａを内蔵した触媒コンバータ４３が配置されている。

また、排気浄化触媒４３Ａよりも上流側の排気管４２には、燃焼室から排出された排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力する酸素濃度センサ（以下この酸素濃度センサを「上流側酸素濃度センサ」という）７６Ｕが取り付けられている。一方、排気浄化触媒４３Ａよりも下流側の排気管４２には、排気浄化触媒４３Ａから流出する排気ガス中の酸素濃度に応じた出力値を出力する酸素濃度センサ（以下この酸素濃度センサを「下流側酸素濃度センサ」という）７６Ｄが取り付けられている。

また、排気浄化触媒４３Ａよりも上流側の排気管４２には、燃焼室から排出された排気ガス中のＮＯｘ（窒素酸化物）の濃度に応じた出力値を出力するセンサ（以下このセンサを「ＮＯｘセンサ」という）７７が取り付けられている。

また、エアクリーナ３６よりも下流の吸気管３２には、該吸気管内を流れる空気の流量（したがって、燃焼室に吸入される空気の流量であり、以下この流量を「吸入空気量」という）に応じた出力値を出力するエアフローメータ７１が取り付けられている。また、吸気枝管３１には、該吸気枝管内のガスの圧力（すなわち、吸気圧）に応じた出力値を出力する圧力センサ（以下「吸気圧センサ」という）７２が取り付けられている。また、機関本体２０には、クランクシャフトの回転位相に応じた出力値を出力するクランクポジションセンサ７４が取り付けられている。

また、内燃機関１０は、電子制御装置６０を具備する。電子制御装置６０は、マイクロプロセッサ（ＣＰＵ）６１と、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）６２と、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）６３と、バックアップＲＡＭ（Ｂａｃｋ ｕｐ ＲＡＭ）６４と、インターフェース６５とを有する。インターフェース６５には、燃料噴射弁２１、燃料ポンプ２２、および、スロットル弁３３が接続されており、これらの動作を制御する制御信号がインターフェース６５を介して電子制御装置６０から与えられる。また、インターフェース６５には、エアフローメータ７１、吸気圧センサ７２、クランクポジションセンサ７４、および、アクセルペダルＡＰの開度（すなわち、アクセルペダルＡＰの踏込量であって、以下これを「アクセルペダル開度」という）に応じた出力値を出力するアクセルペダル開度センサ７５、上流側酸素濃度センサ７６Ｕ、下流側酸素濃度センサ７６Ｄ、および、ＮＯｘセンサ７７も接続されており、エアフローメータ７１から出力される出力値、吸気圧センサ７２から出力される出力値、クランクポジションセンサ７４から出力される出力値、アクセルペダル開度センサ７５から出力される出力値、上流側酸素濃度センサ７６Ｕから出力される出力値、下流側酸素濃度センサ７６Ｄから出力される出力値、および、ＮＯｘセンサ７７から出力される出力値がインターフェース６５に入力される。

なお、電子制御装置６０はエアフローメータ７１の出力値に基づいて吸入空気量を算出し、吸気圧センサ７２の出力値に基づいて吸気圧を算出し、クランクポジションセンサ７４の出力値に基づいて機関回転数（すなわち、内燃機関の回転数）を算出し、アクセルペダル開度センサ７５の出力値に基づいてアクセルペダル開度を算出し、上流側酸素濃度センサ７６Ｕの出力値に基づいて燃焼室から排出される排気ガスであって排気浄化触媒４３Ａに流入する前の排気ガスの空燃比（つまり、燃焼室内に形成される混合気の空燃比）を算出し、下流側酸素濃度センサ７６Ｄの出力値に基づいて排気浄化触媒４３Ａから流出する排気ガスの空燃比を算出する。なお、上流側酸素濃度センサ７６Ｕは燃焼室内に形成される混合気の空燃比を検出するものであると言えることから、以下の説明では上流側酸素濃度センサを単に「空燃比センサ」と称することとする。

次に、本発明の様々な制御の実施形態について説明する。なお、以下の説明において「機関運転」は「内燃機関の運転」であり、「燃料噴射量」は「燃料噴射弁から噴射される燃料の量」であり、「実燃料噴射量」は「燃料噴射弁から実際に噴射される燃料の量」である。

まず、本発明の燃料噴射弁の制御の１つの実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態では、アクセルペダル開度に応じて適切な燃料噴射量が実験等によって予め求められ、これら燃料噴射量が図２（Ａ）に示されているようにアクセルペダル開度Ｄａｃの関数のマップの形で目標燃料噴射量ＴＧＦ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、アクセルペダル開度Ｄａｃに応じて図２（Ａ）のマップから目標燃料噴射量ＴＧＦが取得される。そして、取得された目標燃料噴射量ＴＧＦの燃料を燃料噴射弁に噴射させるために必要な燃料噴射弁の開弁時間（以下この開弁時間を「目標開弁時間」という）が算出される。そして、算出された開弁時間だけ燃料噴射弁を開弁させるための指令値（以下この指令値を「燃料噴射指令値」という）が燃料噴射弁に与えられる。

次に、スロットル弁の制御に関する本発明の実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態では、図１に示されている内燃機関において燃料噴射量と機関回転数とに応じた適切なスロットル弁開度（すなわち、スロットル弁の開度）が予め実験等によって求められ、これら求められたスロットル弁開度が図２（Ｂ）に示されているように目標スロットル弁開度ＴＤｔｈとして燃料噴射量ＧＦと機関回転数Ｎとの関数のマップの形で電子制御装置６０に記憶されている。そして、機関運転中、燃料噴射量ＧＦと機関回転数Ｎとに基づいて図２（Ｂ）のマップから目標スロットル弁開度ＴＤｔｈが取得される。そして、この取得された目標スロットル弁開度ＴＤｔｈだけスロットル弁が開弁するようにスロットル弁の開度が制御される。なお、図２（Ｂ）のマップでは、燃料噴射量ＧＦが多いほど目標スロットル弁開度ＴＤｔｈが大きくなり、機関回転数Ｎが大きいほど目標スロットル弁開度ＴＤｔｈが大きくなっている。また、この実施形態では、図２（Ｂ）のマップから目標スロットル弁開度ＴＤｔｈを取得するために利用される燃料噴射量ＧＦとして目標燃料噴射量ＴＧＦ（すなわち、図２（Ａ）のマップから取得される目標燃料噴射量ＴＧＦ）が採用される。

次に、本発明の燃料噴射指令値の補正の１つの実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態では、標準的な特性を備えた燃料噴射弁（以下この燃料噴射弁を「基準燃料噴射弁」という）を基準としたときに目標燃料噴射量の燃料を当該基準燃料噴射弁から噴射させることができる燃料噴射指令値を算出することができる関数を予め実験等によって求めておき、機関運転中、目標燃料噴射量をこの関数に適用することによって燃料噴射指令値が算出される。したがって、燃料噴射弁の特性が基準燃料噴射弁の特性に一致する限りにおいては、上記関数によって算出される燃料噴射指令値を燃料噴射弁に与えれば、目標燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されることになる。つまり、実燃料噴射量が目標燃料噴射量に一致することになる。しかしながら、燃料噴射弁の製造誤差などに起因して燃料噴射弁の特性が基準燃料噴射弁の特性に一致していない場合、あるいは、燃料噴射弁の経時劣化などに起因して燃料噴射弁の特性が基準燃料噴射弁に一致しなくなった場合、上記関数によって算出される燃料噴射指令値を燃料噴射弁に与えたとしても、目標燃料噴射量の燃料が燃料噴射弁から噴射されないことになる。つまり、実燃料噴射量が目標燃料噴射量に一致しないことになる。

そこで、本発明の１つの実施形態では、機関運転中、目標燃料噴射量に対する実燃料噴射量のずれを表す燃料噴射量補正値（この詳細については後述する）が算出され、上記関数によって算出される燃料噴射指令値にこの算出された燃料噴射量補正値の逆数を乗算することによって燃料噴射指令値が補正され、この補正された燃料噴射指令値が最終的な燃料噴射指令値として燃料噴射弁に与えられる。これにより、実燃料噴射量が目標燃料噴射量に一致するように、あるいは、少なくとも、実燃料噴射量が目標燃料噴射量に近づくようにしている。

なお、本発明に従って補正された燃料噴射指令値は実燃料供給量を目標燃料噴射量に近づけるために利用されるだけでなく、内燃機関が燃料噴射量を１つのパラメータとして利用する制御を実行するようになっている場合において燃料噴射量を把握するために利用されてもよい。

次に、本発明の検出吸入空気量の補正の１つの実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態では、標準的な特性を備えたエアフローメータ（以下このエアフローメータを「基準エアフローメータ」という）を基準としたときにエアフローメータの出力値を実際の吸入空気量に換算する関数を予め実験等によって求めておき、機関運転中、エアフローメータの出力値をこの関数に適用することによって吸入空気量が検出吸入空気量として算出される。したがって、エアフローメータの特性が基準エアフローメータの特性に一致する限りにおいては、上記関数によって算出される検出吸入空気量は実際の吸入空気量に一致することになる。しかしながら、エアフローメータの製造誤差などに起因してエアフローメータの特性が基準エアフローメータの特性に一致していない場合、あるいは、エアフローメータの経時劣化などに起因してエアフローメータの特性が基準エアフローメータに一致しなくなった場合、上記関数によって算出される検出吸入空気量が実際の吸入空気量に一致しないことになる。

そこで、本発明の１つの実施形態では、機関運転中、実際の吸入空気量に対する検出吸入空気量のずれを表す吸入空気量補正値（この詳細については後述する）が算出され、上記関数によって算出される検出吸入空気量にこの算出された吸入空気量補正値を乗算することによって検出吸入空気量が補正され、この補正された検出吸入空気量が最終的な検出吸入空気量とされる。これにより、検出吸入空気量が実際の吸入空気量に一致するように、あるいは、少なくとも、検出吸入空気量が実際の吸入空気量に近づくようにしている。

なお、本発明に従って補正された検出吸入空気量は、例えば、内燃機関が検出吸入空気量を１つのパラメータとして利用する制御を実行するようになっている場合において利用される。

次に、本発明の燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出の１つの実施形態について説明する。本発明の１つの実施形態では、機関運転中、次式１と次式２とからなる連立方程式を解くことによって燃料噴射量補正値の瞬時値ＸＦＩおよび吸入空気量補正値の瞬時値ＸＡＩが算出される。式１において「ＡＦｄ」は「検出空燃比（つまり、空燃比センサによって検出される混合気の空燃比）」であり、「ＡＦｅ」は「推定空燃比」である。また、式２において「ＮＯＸｄ」は「検出ＮＯｘ濃度」であり、「Ｆｎｏｘ」は「燃料噴射量と吸入空気量とから排気ガス中のＮＯｘ濃度を算出するためのモデルまたは関数」であり、「ＧＦｅ」は「指令燃料噴射量（つまり、今回の目標燃料噴射量に基づいて算出された燃料噴射指令値から把握される燃料噴射量」であり、「ＧＡｄ」は「検出吸入空気量」である。

ＡＦｄ＝ＡＦｅ×ＸＡＩ／ＸＦＩ …（１）
ＮＯＸｄ＝Ｆｎｏｘ（ＧＦｅ×ＸＦＩ，ＧＡｄ×ＸＡＩ） …（２）

なお、式１で用いられる推定空燃比ＡＦｅは次式３に従って算出される。式３において「ＧＡｄ」は「検出吸入空気量」であり、「ＧＦｅ」は「指令燃料噴射量（つまり、今回の目標燃料噴射量に基づいて算出された燃料噴射指令値から把握される燃料噴射量）」である。

ＡＦｅ＝ＧＡｄ／ＧＦｅ …（３）

そして、次式４に従って燃料噴射量補正値ＸＦが算出されるとともに次式５に従って吸入空気量補正値ＸＡが算出される。なお、式４において「ＸＦＧ」は「現在の機関運転状態に応じて取得される燃料噴射量補正値の学習値」であり、「ＸＦＩ」は「今回算出された燃料噴射量補正値の瞬時値」である。また、式５において「ＸＡＧ」は「現在の機関運転状態に応じて取得される燃料噴射量補正値の学習値」であり、「ＸＡＩ」は「今回算出された吸入空気量補正値の瞬時値」である。

ＸＦ＝ＸＦＧ＋ＸＦＩ …（４）
ＸＡ＝ＸＡＧ＋ＸＡＩ …（５）

なお、斯くして燃料噴射量補正値が新たに算出されると、今回新たに算出された燃料噴射量補正値が現在の機関運転状態に対応する燃料噴射量補正値の学習値として電子制御装置に記憶される。つまり、現在の機関運転状態に対応する燃料噴射量補正値の学習値が更新される。また、斯くして吸入空気量補正値が新たに算出されると、今回新たに算出された吸入空気量補正値が現在の機関運転状態に対応する吸入空気量補正値の学習値として電子制御装置に記憶される。つまり、現在の機関運転状態に対応する吸入空気量補正値の学習値が更新される。

次に、上述したように算出される燃料噴射量補正値によって燃料噴射指令値を補正することによって実際の燃料噴射量が目標燃料噴射量に一致する（あるいは、実際の燃料噴射量が目標燃料噴射量に近づく）とともに上述したように算出される吸入空気量補正値によって検出吸入空気量を補正することによって検出吸入空気量が実際の吸入空気量に一致する（あるいは、検出吸入空気量が実際の吸入空気量に近づく）理由について説明する。

実際の吸入空気量を「ＧＡａ」で表し、検出吸入空気量を「ＧＡｄ」で表したとき、次式６で表されているように実際の吸入空気量を検出吸入空気量で除算して得られる値ＸＡを吸入空気量検出誤差（すなわち、実際の吸入空気量に対する検出吸入空気量の誤差）であると定義する。また、実際の燃料噴射量を「ＧＦａ」で表し、指令燃料噴射量（つまり、今回の目標燃料噴射量に基づいて算出される燃料噴射指令値から把握される燃料噴射量）を「ＧＦｅ」で表したとき、次式７で表されているように実際の燃料噴射量を目標燃料噴射量で除算して得られる値ＸＦを燃料噴射量誤差（すなわち、目標燃料噴射量に対する実際の燃料噴射量の誤差）であると定義する。また、検出吸入空気量を「ＧＡｄ」で表し、指令燃料噴射量を「ＧＦｅ」で表したとき、次式８に示されているように検出吸入空気量を指令燃料噴射量で除算して得られる値ＡＦｅを推定空燃比であると定義する。また、指令燃料噴射量を「ＧＦｅ」で表し、検出吸入空気量を「ＧＡｄ」で表したとき、次式９に従って算出される値ＮＯＸｅを「推定ＮＯｘ濃度」と定義する。

ＸＡ＝ＧＡａ／ＧＡｄ …（６）
ＸＦ＝ＧＦａ／ＧＦｅ …（７）
ＡＦｅ＝ＧＡｄ／ＧＦｅ …（８）
ＮＯＸｅ＝Ｆｎｏｘ（ＧＦｅ，ＧＡｄ） …（９）

吸入空気量検出誤差ＸＡ、燃料噴射量誤差ＸＦ、推定空燃比ＡＦｅ、および、推定ＮＯｘ濃度ＮＯＸｅを上述したように定義した場合、実際の空燃比ＡＦａと推定空燃比ＡＦｅとの間には次式１０の関係が成立し、検出ＮＯｘ濃度（つまり、実際のＮＯｘ濃度）ＮＯＸｄと推定ＮＯｘ濃度ＮＯＸｅとの間には次式１１の関係が成立する。

ＡＦａ＝ＡＦｅ×ＸＡ／ＸＦ …（１０）
ＮＯＸａ＝Ｆｎｏｘ（ＧＦｅ×ＸＦ，ＧＡｄ×ＸＡ） …（１１）

したがって、式１０と式１１とからなる連立方程式を解くことによって燃料噴射量誤差ＸＦおよび吸入空気量検出誤差ＸＡを算出することができる。そして、式１０は式１に対応し、式１１は式２に対応するのであるから、式１０と式１１とからなる連立方程式（つまり、式１と式２とからなる連立方程式）を解くことによって得られる燃料噴射量誤差ＸＦが実際の燃料噴射量を目標燃料噴射量に一致させる補正値（つまり、燃料噴射量補正値）であり、式１０と式１１とからなる連立方程式（つまり、式１と式２とからなる連立方程式）を解くことによって得られる吸入空気量検出誤差ＸＡが検出吸入空気量を実際の吸入空気量に一致させる補正値（つまり、吸入空気量補正値）であることになる。

上述した実施形態によれば、燃料噴射弁の燃料噴射量誤差に対して燃料噴射指令値が過不足なく補正されるとともにエアフローメータの検出吸入空気量誤差に対して検出吸入空気量が過不足なく補正される。以下この理由について説明する。

上式１は検出空燃比と推定空燃比とに関して成立する等式であり、上式２は検出ＮＯｘ濃度と推定ＮＯｘ濃度とに関して成立する等式である。したがって、これら等式は互いに性質の異なる等式である。また、上式１の推定空燃比は指令燃料噴射量と検出吸入空気量とから算出され、上式２の推定ＮＯｘ濃度も指令燃料噴射量と検出吸入空気量とから算出される。そして、これら指令燃料噴射量と検出吸入空気量とは互いに性質の異なるパラメータである。このように、上述した実施形態では、互いに性質の異なる２つのパラメータを補正する補正値の算出に互いに性質の異なる２つの等式が採用される。つまり、上式１および上式２の等式が燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を規制するものであるから、上述した実施形態では、互いに性質の異なる２つのパラメータを補正する補正値の算出に互いに性質の異なる２つの規制が採用されていると言える。したがって、上述した実施形態に従って算出される燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値による燃料噴射指令値および検出吸入空気量の補正が行われることによって燃料噴射弁の燃料噴射量誤差に対して燃料噴射指令値が過不足なく補正されるとともにエアフローメータの検出吸入空気量誤差に対して検出吸入空気量が過不足なく補正されるのである。

また、燃料噴射量だけが補正されると内燃機関の出力トルクが大きく変動してしまう。しかしながら、上述した実施形態によれば、上述した実施形態によれば、燃料噴射量だけでなく吸入空気量も補正される。したがって、内燃機関の出力トルクが大きく変動してしまうことが抑制される。

なお、上述した実施形態において上式１と上式２とからなる連立方程式を解くことによって算出される燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値は検出空燃比と推定空燃比との間の偏差と検出ＮＯｘ濃度と推定ＮＯｘ濃度との間の偏差とを同時に「０」にするか或いは少なくとも小さくする補正値であると言える。

次に、本発明の燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出および学習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は図３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たびに実行されるルーチンである。

図３のルーチンが開始されると、ステップ１００において、機関回転数Ｎ、目標燃料噴射量ＴＧＦ、検出吸入空気量ＧＡｄ、指令燃料噴射量ＧＦｅ、検出空燃比ＡＦｄ、および、検出ＮＯｘ濃度ＮＯＸｄ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Ｎと目標燃料噴射量ＴＧＦとによって規定される機関運転状態に対応する燃料噴射量補正値の学習値ＸＦＧおよび吸入空気量補正値の学習値ＸＡＧが取得される。次いで、ステップ１０２において、ステップ１００で取得された検出吸入空気量ＧＡｄおよび指令燃料噴射量ＧＦｅを上式３に適用することによって推定空燃比ＡＦｅが算出される。次いで、ステップ１０３において、ステップ１０２で算出された推定空燃比ＡＦｅを上式１に適用するとともにステップ１００で取得された検出吸入空気量ＧＡｄおよび指令燃料噴射量ＧＦｅを上式２に適用することによって連立方程式が作成される。次いで、ステップ１０４において、ステップ１０３で作成された連立方程式を解くことによって燃料噴射量補正値の瞬時値ＸＦＩおよび吸入空気量補正値の瞬時値ＸＡＩが算出される。次いで、ステップ１０５において、ステップ１０１で取得された燃料噴射量補正値の学習値ＸＦＧとステップ１０４で算出された燃料噴射量補正値の瞬時値ＸＦＩとを上式４に適用することによって燃料噴射量補正値ＸＦが算出されるとともに、ステップ１０１で取得された吸入空気量補正値の学習値ＸＡＧとステップ１０４で算出された吸入空気量補正値の瞬時値ＸＡＩとを上式５に適用することによって吸入空気量補正値ＸＡが算出される。次いで、ステップ１０６において、ステップ１０５で算出された燃料噴射量補正値ＸＦおよび吸入空気量補正値ＸＡがステップ１００で取得された機関回転数Ｎと目標燃料噴射量ＴＧＦとによって規定される機関運転状態に対応する燃料噴射量補正値の学習値ＸＦＧおよび吸入空気量補正値の学習値ＸＡＧとして電子制御装置に記憶され（つまり、燃料噴射量補正値ＸＦおよび吸入空気量補正値ＸＡが学習され）、ルーチンが終了する。

ところで、上述した実施形態において、燃料噴射弁に故障が生じていない場合に燃料噴射量補正値の学習値として取り得る範囲を予め設定しておき、燃料噴射量補正値の学習値がこの予め設定された範囲内にないときに燃料噴射弁に故障が生じていると診断するようにしてもよい。ここで、これによれば、燃料噴射弁の故障をより正確に診断することができる。すなわち、燃料噴射量補正値の学習値は燃料噴射弁の燃料噴射量誤差を正確に表している。したがって、こうした燃料噴射弁の燃料噴射量誤差を正確に表しているパラメータである燃料噴射量補正値の学習値を利用して燃料噴射弁の故障診断を行うのであるから、燃料噴射弁の故障をより正確に診断することができるのである。また、燃料噴射量補正値の学習値には排気エミッション特性の低下が反映される。したがって、こうした排気エミッション特性の低下が反映されたパラメータである燃料噴射量補正値の学習値を利用して燃料噴射弁の故障診断を行うのであるから、排気エミッション特性が低下した状態においても燃料噴射弁の故障を正確に診断することができ、ひいては、燃料噴射弁の故障の程度が大きくなる前に燃料噴射弁の故障を確実に診断することができるとも言える。

また、上述した実施形態において、エアフローメータに故障が生じていない場合に吸入空気量補正値の学習値として取り得る範囲を予め設定しておき、吸入空気量補正値の学習値がこの予め設定された範囲内にないときにエアフローメータに故障が生じていると診断するようにしてもよい。これによれば、エアフローメータの故障をより正確に診断することができる。すなわち、吸入空気量補正値の学習値はエアフローメータの検出吸入空気量誤差を正確に表している。したがって、こうしたエアフローメータの検出吸入空気量誤差を正確に表しているパラメータである吸入空気量補正値の学習値を利用してエアフローメータの故障診断を行うのであるから、エアフローメータの故障をより正確に診断することができるのである。また、吸入空気量補正値の学習値には排気エミッション特性の低下が反映される。したがって、こうした排気エミッション特性の低下が反映されたパラメータである吸入空気量補正値の学習値を利用してエアフローメータの故障診断を行うのであるから、排気エミッション特性が低下した状態においてもエアフローメータの故障を正確に診断することができ、ひいては、エアフローメータの故障の程度が大きくなる前にエアフローメータの故障を確実に診断することができるとも言える。

次に、本発明の燃料噴射弁およびエアフローメータの故障診断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４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たびに実行されるルーチンである。

図４のルーチンが開始されると、始めに、ステップ２００において、最も新しく学習された燃料噴射量補正値の学習値ＸＦＧおよび吸入空気量補正値の学習値ＸＡＧが取得される。次いで、ステップ２０１において、ステップ２００で取得された燃料噴射量補正値の学習値ＸＦＧが下限値ＸＦＧｍｉｎと上限値ＸＦＧｍａｘとによって確定される範囲内にある（ＸＦＧｍｉｎ≦ＸＦＧ≦ＸＦＧｍａｘ）か否かが判別される。ここで、ＸＦＧｍｉｎ≦ＸＦＧ≦ＸＦＧｍａｘであると判別されたときには、ルーチンはそのままステップ２０２に進む。一方、ＸＦＧｍｉｎ≦ＸＦＧ≦ＸＦＧｍａｘではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２０３に進み、燃料噴射弁に故障が生じている旨を表示し、その後、ステップ２０２に進む。ルーチンがステップ２０２に進むと、ステップ２００で取得された吸入空気量補正値の学習値ＸＡＧが下限値ＸＡＧｍｉｎと上限値ＸＡＧｍａｘとによって確定される範囲内にある（ＸＡＧｍｉｎ≦ＸＡＧ≦ＸＡＧｍａｘ）か否かが判別される。ここで、ＸＡＧｍｉｎ≦ＸＡＧ≦ＸＡＧｍａｘであると判別されたときには、ルーチンはそのまま終了する。一方、ＸＡＧｍｉｎ≦ＸＡＧ≦ＸＡＧｍａｘではないと判別されたときには、ルーチンはステップ２０４に進み、エアフローメータに故障が生じている旨を表示し、その後、ルーチンが終了する。

また、上述した実施形態において、燃料噴射量補正値に関する上限値および下限値を設け、燃料噴射量補正値をこれら上限値および下限値に制限してもよいし、吸入空気量補正値に関する上限値および下限値を設け、吸入空気量補正値をこれら上限値および下限値に制限してもよい。これによれば、燃料噴射弁の燃料噴射量誤差およびエアフローメータの吸入空気量検出誤差以外の構成要素の誤差（例えば、空燃比センサの空燃比検出誤差またはＮＯｘセンサのＮＯｘ濃度検出誤差）に起因する空燃比誤差を燃料噴射量補正値または吸入空気量補正値に反映させてしまうことを回避することができ、学習値を安定させることができる。また、燃料噴射量補正値に関する上限値および下限値を設ける場合、これら上限値および下限値として燃料噴射弁の劣化または機差またはこれら両方に起因して発生しうる誤差に基づいて算出される上限値および下限値を採用可能である。また、吸入空気量補正値に関する上限値および下限値を設ける場合、これら上限値および下限値としてエアフローメータの劣化または機差またはこれら両方に起因して発生しうる誤差に基づいて算出される上限値および下限値を採用可能である。

また、上述した実施形態において、燃料噴射量補正値による燃料噴射指令値の補正および吸入空気量補正値による検出吸入空気量の補正がＮＯｘなどの排気エミッションに何ら影響を及ぼしていない或いはほとんど影響を及ぼしていないことが明らかである場合、あるいは、燃料噴射弁の燃料噴射量誤差が基準となる特性からの燃料噴射弁の特性の定常的なずれに起因するものではなく、１サイクル中の或いは複数のサイクル中の複数の燃料噴射間におけるバラツキであることが明らかである場合、あるいは、検出空燃比に対する推定空燃比の誤差が空燃比センサの空燃比検出誤差、または、ＮＯｘセンサのＮＯｘ濃度検出誤差、または、ＮＯｘ濃度推定モデルのＮＯｘ濃度推定誤差に起因するものであることが明らかである場合、燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の学習を禁止するようにしてもよい。これによれば、燃料噴射量補正値による燃料噴射指令値の過剰な補正を抑制することができるとともに吸入空気量補正値による検出吸入空気量の過剰な補正を抑制することができ、したがって、燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の補正対象である燃料噴射指令値および検出吸入空気量を用いた制御を安定させることができ、したがって、排気エミッション特性を安定させることができる。

また、上述した実施形態において、燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出に適した機関運転状態を予め設定しておき、機関運転状態がこの予め設定された機関運転状態にあるときには燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出を行い、機関運転状態がこの予め設定された機関運転状態にないときには燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出を行わないようにしてもよい。これによれば、不適切な燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出を回避することができ、排気エミッション特性を安定させることができる。

なお、燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値の算出に適した機関運転状態とは、例えば、空燃比センサの温度がその活性温度に達していること、ＮＯｘセンサの温度がその活性温度に達していること、空燃比センサ周りの雰囲気の状態（例えば、空燃比センサ周りの排気ガスの圧力、または、空燃比センサ周りの排気ガス中の酸素濃度）が空燃比センサによる空燃比の検出を可能とする範囲内の状態であること、ＮＯｘセンサ周りの雰囲気の状態（例えば、ＮＯｘセンサ周りの排気ガスの圧力、または、ＮＯｘセンサ周りの排気ガス中の酸素濃度）がＮＯｘセンサによるＮＯｘ濃度の検出を可能とする範囲内の状態であること、機関回転数、または、吸気圧、または、吸入空気量が空燃比センサによる空燃比の検出の可否、または、空燃比センサによる空燃比の検出の精度の観点から許容される範囲内の機関回転数、または、吸気圧、または、吸入空気量であること、機関回転数、または、吸気圧、または、吸入空気量がＮＯｘセンサによるＮＯｘ濃度の検出の可否、または、ＮＯｘセンサによるＮＯｘ濃度の検出の精度の観点から許容される範囲内の機関回転数、または、吸気圧、または、吸入空気量であること、機関運転状態が式１および式２が成立する機関運転状態にあることといった条件の１つまたはそれ以上を満たす機関運転状態である。

また、上述した実施形態は排気ガス中のＮＯｘ濃度を用いて燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を算出する実施形態である。しかしながら、本発明は排気ガス中のＮＯｘ量を用いて燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を算出する場合にも適用可能である。

また、上述した実施形態は排気ガス中のＮＯｘ濃度を用いて燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を算出する実施形態である。しかしながら、本発明は排気ガス中のＮＯｘ濃度に代えて排気ガス中の未燃炭化水素（ＨＣ）の濃度または一酸化炭素（ＣＯ）の濃度を用いて燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を算出する場合にも適用可能である。つまり、本発明は広くは排気ガス中の特定成分の濃度を用いて燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を算出する場合に適用可能である。また、本発明は広くは排気ガス中の特定成分の量を用いて燃料噴射量補正値および吸入空気量補正値を算出する場合に適用可能である。なお、ここでの特定成分はその濃度が燃料噴射量と吸入空気量とに応じて変化するものである。

なお、燃料噴射弁は電子制御装置から燃料を噴射すべき指令を受けると燃料を燃焼室内に噴射する。したがって、燃料噴射弁は燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段であると言える。また、エアフローメータは燃焼室に供給される空気の量に対応する出力値を電子制御装置に出力する。そして、電子制御装置はこの出力値に基づいて燃焼室に供給される空気の量を算出する。したがって、エアフローメータは供給空気量検出手段であると言える。また、空燃比センサはそこに到来する排気ガス中の酸素濃度に対応する出力値を電子制御装置に出力する。そして、電子制御装置はこの出力値に基づいて燃焼室に形成される混合気の空燃比を算出する。したがって、空燃比センサは空燃比検出手段であると言える。ＮＯｘセンサはそこに到来する排気ガス中のＮＯｘ濃度に対応する出力値を電子制御装置に出力する。そして、電子制御装置はこの出力値に基づいて排気ガス中のＮＯｘ濃度を算出する。したがって、ＮＯｘセンサはＮＯｘ濃度検出手段であると言える。また、ＮＯｘを排気ガス中の特定成分であると捉えれば、ＮＯｘセンサは排気ガス中の特定成分の濃度を検出する排気成分濃度検出手段であるとも言える。

また、電子制御装置は燃料噴射弁によって燃焼室に噴射されるべき燃料の量を目標燃料噴射量として設定する。したがって、電子制御装置は目標燃料噴射量設定手段としての機能を備えていると言える。また、電子制御装置は目標燃料噴射量の燃料を燃料噴射弁から燃焼室に噴射させるための燃料噴射指令値を目標燃料噴射量に基づいて算出して該燃料噴射指令値を燃料噴射弁に与える。したがって、電子制御装置は燃料噴射指令値提供手段としての機能を備えていると言える。また、電子制御装置は燃料噴射量と吸入空気量とから燃焼室に形成される混合気の空燃比を算出する。したがって、電子制御装置は空燃比算出手段としての機能を備えていると言える。また、電子制御装置は燃料噴射量と吸入空気量とから燃焼室から排出される排気ガス中のＮＯｘ濃度を算出する。したがって、電子制御装置はＮＯｘ濃度算出手段としての機能を備えていると言える。また、ＮＯｘを排気ガス中の特定成分であると捉えれば、電子制御装置は燃料噴射量と吸入空気量とから燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分の濃度を算出する排気成分算出手段としての機能を備えているとも言える。

また、上述した実施形態は圧縮自着火式の内燃機関に本発明を適用した実施形態である。しかしながら、本発明は火花点火式の内燃機関にも適用可能である。

Claims (5)

1. 燃焼室に燃料を供給する燃料供給手段と、該燃料供給手段によって燃焼室に供給されるべき燃料の量を目標燃料供給量として設定する目標燃料供給量設定手段と、該目標燃料供給量設定手段によって設定される目標燃料供給量の燃料を前記燃料供給手段から燃焼室に供給させるための燃料供給指令値を目標燃料供給量に基づいて算出して該燃料供給指令値を前記燃料供給手段に与える燃料噴射指令値提供手段と、燃焼室に供給される空気の量を検出する供給空気量検出手段と、燃焼室に形成される混合気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記燃料供給指令値から把握される燃料供給量と前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量とから燃焼室に形成される混合気の空燃比を算出する空燃比算出手段と、燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分の濃度を検出する排気成分濃度検出手段と、前記燃料供給指令値から把握される燃料噴射量と前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量とから燃焼室から排出される排気ガス中の特定成分の濃度を算出する排気成分濃度算出手段と、を具備する内燃機関の制御装置において、
   前記空燃比検出手段によって検出される空燃比と前記空燃比算出手段によって算出される空燃比との間の偏差と前記排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と前記排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間の偏差とが小さくなるように前記燃料供給指令値または該燃料供給指令値から把握される燃料供給量が補正されるとともに前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量が補正される内燃機関の制御装置。
2. 前記特定成分が排気ガス中に含まれる窒素酸化物である請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
3. 前記燃料供給手段によって供給される燃料の量に関する誤差を解消する補正値を燃料供給量補正値と称し、前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量に関する誤差を解消する補正値を供給空気量補正値と称したとき、これら燃料供給量補正値および供給空気量補正値を用いて前記空燃比検出手段によって検出される空燃比と前記空燃比算出手段によって算出される空燃比との間に成立する等式と前記排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と前記排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間に成立する等式とが構成され、これら２つの等式からなる連立方程式を解くことによって燃料供給量補正値および供給空気量補正値が算出され、前記燃料供給指令値または該燃料供給指令値から把握される燃料供給量が前記算出された燃料供給量補正値によって補正されるとともに前記供給空気量検出手段によって検出される空気の量が前記算出された供給空気量補正値によって補正されることによって前記空燃比検出手段によって検出される空燃比と前記空燃比算出手段によって算出される空燃比との間の偏差と前記排気成分濃度検出手段によって検出される特定成分の濃度と前記排気成分濃度算出手段によって算出される特定成分の濃度との間の偏差とが小さくされる請求項１または２に記載の内燃機関の制御装置。
4. 前記燃料供給手段に故障が生じていない場合に前記燃料供給指令値に対する補正量が取り得る範囲が燃料供給指令値補正許容範囲として設定され、前記燃料供給指令値に対する補正量が該燃料供給指令値補正許容範囲内にないときに前記燃料供給手段に故障が生じていると診断される請求項１〜３のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
5. 前記供給空気量検出手段に故障が生じていない場合に前記検出供給空気量に対する補正量が取り得る範囲が検出供給空気量補正許容範囲として設定され、前記燃料供給指令値に対する補正量が該検出供給空気量補正許容範囲内にないときに前記供給空気量検出手段に故障が生じていると診断される請求項１〜４のいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。

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