JP2007231829A - Control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make exhaust emission appropriate by appropriately controlling the quantity of air flowing into a cylinder of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: Engine 10 is provided with EGR device for re-circulating part of exhaust gas as EGR gas to an intake system. ECU 50 performs EGR control controlling EGR quantity by adjusting opening of EGR valve 42. Also ECU 50 executes air quantity EGR control using normal air quantity map and learning of learning O2 concentration map in a low injection quantity range, and executes O2 concentration EGR control using learning O2 concentration map when abnormality of an air flow meter 35 occurs. The ECU 50 executes O2 concentration EGR control using normal O2 concentration map and learning of learning air quantity map in a middle and high injection quantity range, and executes learning EGR control using learning air quantity map when abnormality of A/F sensor 32 occurs. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関するものである。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

内燃機関において、排気特性の改善を意図して排気の一部を吸気系に還流させるＥＧＲ（排気還流）装置を備えたものが周知である。このＥＧＲ装置は、内燃機関の排気系と吸気系とを連通するＥＧＲ通路と、同ＥＧＲ通路の流路面積を調整するＥＧＲバルブとを備えている。そして、ＥＧＲバルブの開度が操作されることにより、ＥＧＲ通路を介して吸気系に還流される排気量（ＥＧＲ量）が制御される。このＥＧＲ装置によって排気の一部が吸気系に還流されると、吸気管を通じて吸入される空気量とＥＧＲ量とのバランス（すなわちＥＧＲ率）が調整され、それにより排気特性が改善される。   2. Description of the Related Art An internal combustion engine having an EGR (exhaust gas recirculation) device that recirculates part of exhaust gas to an intake system in order to improve exhaust characteristics is well known. The EGR device includes an EGR passage that communicates an exhaust system and an intake system of an internal combustion engine, and an EGR valve that adjusts the flow area of the EGR passage. Then, by operating the opening degree of the EGR valve, the exhaust amount (EGR amount) recirculated to the intake system via the EGR passage is controlled. When a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system by the EGR device, the balance between the amount of air sucked through the intake pipe and the EGR amount (that is, the EGR rate) is adjusted, thereby improving the exhaust characteristics.

ＥＧＲ量の制御では、内燃機関の運転状態を示す状態量が検出され、検出された実際の状態量が目標の状態量となるようにフィードバック制御が実施される。例えば、運転状態を示す状態量としては吸入空気量や排気Ｏ2濃度などが用いられている。このとき、これら状態量の目標値が、例えば要求トルクや燃料噴射量など内燃機関の負荷に相関するパラメータに応じて設定される。   In the control of the EGR amount, a state amount indicating the operating state of the internal combustion engine is detected, and feedback control is performed so that the detected actual state amount becomes the target state amount. For example, an intake air amount, exhaust O2 concentration, or the like is used as a state quantity indicating an operation state. At this time, the target values of these state quantities are set according to parameters correlated with the load of the internal combustion engine, such as required torque and fuel injection quantity.

ところで、燃料噴射弁においては作動ばらつきが生じることがあり、作動ばらつきが生じると燃料噴射量にばらつきが生じる。ここで、状態量の目標値が燃料噴射量に応じて設定される場合、燃料噴射量のばらつきにより状態量の目標値が正確な値からずれる。状態量の目標値が正確な値からずれると、状態量に基づいて制御されるＥＧＲバルブの作動量に誤差が生じる。したがって、ＥＧＲ量の制御精度が低下し、排気エミッションが悪化する。燃料噴射量の大きさに対しての状態量のずれの大きさは、制御パラメータとしてどの状態量を用いるかによって異なり、状態量のずれの大きさが異なるとＥＧＲバルブの作動量の誤差の大きさが異なる。   By the way, in the fuel injection valve, operation variation may occur, and when the operation variation occurs, the fuel injection amount varies. Here, when the target value of the state quantity is set according to the fuel injection quantity, the target value of the state quantity deviates from an accurate value due to variations in the fuel injection quantity. If the target value of the state quantity deviates from an accurate value, an error occurs in the operation amount of the EGR valve controlled based on the state quantity. Therefore, the control accuracy of the EGR amount is lowered, and the exhaust emission is deteriorated. The magnitude of the state quantity deviation with respect to the fuel injection quantity differs depending on which state quantity is used as the control parameter, and if the state quantity deviation is different, the EGR valve operating quantity error is large. Is different.

そこで、特許文献１では、ＥＧＲバルブの作動量の誤差が小さくなる状態量を用いてＥＧＲ量の制御を行うようにしている。例えば、要求トルクが大きい場合、すなわち燃料噴射量が大きい場合は状態量を排気Ｏ2濃度としてＥＧＲ量の制御を行い、それ以外の場合は状態量を吸入空気量などとしてＥＧＲ量の制御を行っている。これにより、ＥＧＲ量の制御精度の低下が抑制され、排気エミッションの悪化が抑制される。   Therefore, in Patent Document 1, the EGR amount is controlled using a state quantity that reduces an error in the operation amount of the EGR valve. For example, when the required torque is large, that is, when the fuel injection amount is large, the EGR amount is controlled with the state amount as the exhaust O2 concentration, and in other cases, the EGR amount is controlled with the state amount as the intake air amount. Yes. Thereby, the fall of the control precision of the amount of EGR is suppressed, and the deterioration of exhaust emission is suppressed.

かかる場合、例えば、排気Ｏ2濃度を検出するセンサが故障した場合には、状態量を排気Ｏ2濃度とするＥＧＲ制御を行うことができず、代わって、状態量を吸入空気量としてＥＧＲ制御が行われる。このとき、燃料噴射量が大きいため、状態量を排気Ｏ2濃度とした通常のＥＧＲ制御の精度に比べて、状態量を吸入空気量としたＥＧＲ量の制御精度が低下する。これにより、排気中のＰＭ（粒子状物質）などが増加して、排気エミッションが悪化するおそれがあった。
特開２００５−１８８３９２号公報 In such a case, for example, when a sensor for detecting the exhaust O2 concentration fails, EGR control using the state quantity as the exhaust O2 concentration cannot be performed, and instead, the EGR control is performed using the state quantity as the intake air amount. Is called. At this time, since the fuel injection amount is large, the control accuracy of the EGR amount using the state amount as the intake air amount is lower than the accuracy of the normal EGR control using the state amount as the exhaust O2 concentration. As a result, PM (particulate matter) and the like in the exhaust gas may increase and exhaust emission may deteriorate.
JP 2005-188392 A

本発明は、内燃機関の筒内に流入する空気量を適正に制御し、ひいては排気エミッションの適正化を実現することができる内燃機関の制御装置を提供することを主たる目的とするものである。   The main object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can appropriately control the amount of air flowing into the cylinder of the internal combustion engine, and thus can achieve optimization of exhaust emission.

請求項１に記載の発明において、内燃機関の吸気系より筒内に流入する空気量を調整する空気量調整手段（例えばＥＧＲ装置）と、吸気系の空気量を検出する空気量検出手段（エアフロメータ）と、内燃機関から排出される排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段（Ａ／Ｆセンサ）とを備えている。また、空気量制御を行うための制御手段として、吸気系への流入空気量をパラメータとする第１の制御特性を用いて空気量制御を行う第１の制御手段と、排気中の酸素濃度をパラメータとする第２の制御特性を用いて空気量制御を行う第２の制御手段とを備えており、それら各制御手段のいずれかを選択的に用いて空気量制御を実行する。そして特に、第１又は第２の制御手段のいずれかによる空気量制御を実行している場合に、その制御に併行して第１又は第２の制御手段のうち非実行の制御手段に関して制御特性の学習を行う。   In the first aspect of the invention, an air amount adjusting means (for example, an EGR device) that adjusts the amount of air flowing into the cylinder from the intake system of the internal combustion engine, and an air amount detecting means (air flow) that detects the air amount of the intake system. Meter) and oxygen concentration detection means (A / F sensor) for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine. In addition, as control means for performing air amount control, first control means for performing air amount control using a first control characteristic using the amount of air flowing into the intake system as a parameter, and oxygen concentration in the exhaust gas Second control means for performing air amount control using a second control characteristic as a parameter, and the air amount control is executed by selectively using any one of these control means. In particular, when the air amount control is executed by either the first or second control means, the control characteristic is related to the non-execution control means of the first or second control means in parallel with the control. To learn.

ここで、第１又は第２の制御手段のいずれかが選択的に用いられる場合には、優先的に通常用いられる一方の制御手段に比べ、他方の制御手段の制御精度が低い場合があると考えられる。このとき、上記の学習を実行することにより、通常は選択されない方の制御手段においても適正な制御特性を規定することができる。なおこの場合、学習後の制御特性は個体差や経時変化による制御ばらつきも解消できるものとなる。   Here, when either the first or second control means is selectively used, the control accuracy of the other control means may be lower than that of the one control means normally used preferentially. Conceivable. At this time, by executing the above learning, it is possible to define an appropriate control characteristic even in the control means that is not normally selected. In this case, the control characteristics after learning can eliminate control variations due to individual differences and changes with time.

仮に、第１又は第２の制御手段のいずれか一方の空気量制御が実行できなくなり、その代償として他方の制御手段が実行される場合であっても、空気量制御の精度低下を抑制することができる。故に、内燃機関の筒内に流入する空気量を適正に制御し、ひいては排気エミッションの適正化を実現することができる。   Even if the air amount control of one of the first and second control means cannot be executed, and the other control means is executed as a compensation, the reduction in the accuracy of the air amount control is suppressed. Can do. Therefore, it is possible to appropriately control the amount of air flowing into the cylinder of the internal combustion engine, and thus to achieve optimization of exhaust emission.

請求項２に記載の発明では、内燃機関の運転領域に応じて第１又は第２の制御手段を選択的に用いて前記空気量制御を実行する。   According to the second aspect of the present invention, the air amount control is executed by selectively using the first or second control means in accordance with the operating region of the internal combustion engine.

第１又は第２の制御手段による空気量制御の精度は、内燃機関の運転領域によって異なる。そのため、内燃機関の運転領域に応じて制御手段の切り替えが行われると良い。運転領域に適した制御手段により空気量制御が実行されることにより、適正に空気量制御を実行することができる。   The accuracy of the air amount control by the first or second control means varies depending on the operating region of the internal combustion engine. Therefore, it is preferable to switch the control means in accordance with the operating region of the internal combustion engine. By executing the air amount control by the control means suitable for the operation region, the air amount control can be appropriately executed.

請求項３に記載の発明では、内燃機関の低負荷領域では第１の制御手段による空気量制御を実行し、それ以外の負荷領域では第２の制御手段による空気量制御を実行する。   In the third aspect of the invention, the air amount control by the first control means is executed in the low load region of the internal combustion engine, and the air amount control by the second control means is executed in the other load regions.

第１の制御手段による空気量制御（吸入空気量をパラメータとする制御）と、第２の制御手段による空気量制御（排気酸素濃度をパラメータとする制御）とを比べると、低負荷領域では第１の制御手段の方が制御精度が高く、低負荷領域以外の領域では第２の制御手段の方が制御精度が高い。故に、低負荷領域では第１の制御手段により空気量制御が実行され、それ以外の負荷領域では第２の制御手段により空気量制御が実行されると良い。   Comparing the air amount control by the first control means (control using the intake air amount as a parameter) and the air amount control by the second control means (control using the exhaust oxygen concentration as a parameter), The first control means has higher control accuracy, and the second control means has higher control accuracy in regions other than the low load region. Therefore, it is preferable that the air amount control is executed by the first control unit in the low load region, and the air amount control is executed by the second control unit in the other load regions.

請求項４に記載の発明では、第１の制御手段による空気量制御時に、酸素濃度検出手段の検出値により第２の制御特性に関する学習を行い、第２の制御手段による空気量制御時に、空気量検出手段の検出値により第２の制御特性に関する学習を行う。   According to the fourth aspect of the present invention, when the air amount is controlled by the first control unit, learning is performed on the second control characteristic based on the detection value of the oxygen concentration detecting unit, and when the air amount is controlled by the second control unit, the air is controlled. Learning about the second control characteristic is performed based on the detection value of the amount detection means.

第１の制御手段により空気量制御が実行されている場合に、酸素濃度検出手段により検出された排気酸素濃度は、第１の制御手段に替えて第２の制御手段により空気量制御が実行された場合において、制御されるべき排気酸素濃度に相当する。検出された排気酸素濃度により第２の制御特性に関する学習が行われると、第１の制御手段に替えて第２の制御手段により空気量制御が実行される場合に、学習が行われた第２の制御特性を用いれば適正に空気量制御を実行することができる。   When the air amount control is executed by the first control means, the exhaust oxygen concentration detected by the oxygen concentration detection means is executed by the second control means instead of the first control means. Corresponds to the exhaust oxygen concentration to be controlled. When learning about the second control characteristic is performed based on the detected exhaust oxygen concentration, the second learning is performed when the air amount control is executed by the second control unit instead of the first control unit. If this control characteristic is used, the air amount control can be appropriately executed.

また、第２の制御手段により空気量制御が実行されている場合に、空気量検出手段により検出された吸入空気量は、第２の制御手段に替えて第１の制御手段により空気量制御が実行された場合において、制御されるべき吸入空気量に相当する。検出された吸入空気量により第１の制御特性に関する学習が行われると、第２の制御手段に替えて第１の制御手段により空気量制御が実行される場合に、学習が行われた第１の制御特性を用いれば適正に空気量制御を実行することができる。   Further, when the air amount control is executed by the second control means, the intake air amount detected by the air amount detection means is controlled by the first control means instead of the second control means. When executed, this corresponds to the amount of intake air to be controlled. When learning about the first control characteristic is performed based on the detected intake air amount, the learning is performed when the air amount control is executed by the first control unit instead of the second control unit. If this control characteristic is used, the air amount control can be appropriately executed.

請求項５に記載の発明では、第１及び第２の制御手段に関する異常をそれぞれ判定する手段を備えている。そして、第１又は第２のいずれかの制御手段が異常であると判定された場合に、学習手段により学習した制御特性を用いて空気量制御を実行する。   According to the fifth aspect of the present invention, there is provided means for respectively determining abnormality relating to the first and second control means. Then, when it is determined that either the first or second control means is abnormal, the air amount control is executed using the control characteristics learned by the learning means.

異常が発生している制御手段による空気量制御は適正に実行されないと考えられる。したがって、空気量制御を実行する一方の制御手段が異常である場合、学習が行われた制御特性を用いて他方の制御手段による空気量制御が実行されることが望ましい。これにより、第１又は第２のいずれかの制御手段が異常であっても、適正に空気量制御を実行することができる。   It is considered that the air amount control by the control means in which an abnormality has occurred is not properly executed. Therefore, when one of the control means for executing the air amount control is abnormal, it is desirable that the air amount control by the other control means is executed using the learned control characteristic. Thereby, even if either the 1st or 2nd control means is abnormal, air quantity control can be performed appropriately.

請求項６に記載の発明では、内燃機関のＥＧＲ通路を介して流れるＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ弁を備えている。そして、前記空気量調整手段としてＥＧＲ弁を用いて空気量制御を実行する。ＥＧＲ弁の開度を調整することでＥＧＲ量を調整し、ＥＧＲ量を調整すると空気量を調整することができる。このため、ＥＧＲ弁によるＥＧＲ量制御を実行することにより、空気量制御を実行することができる。   The invention according to claim 6 includes an EGR valve for adjusting the amount of EGR flowing through the EGR passage of the internal combustion engine. Then, air amount control is executed using an EGR valve as the air amount adjusting means. The amount of air can be adjusted by adjusting the EGR amount by adjusting the opening of the EGR valve and adjusting the EGR amount. For this reason, air amount control can be performed by performing EGR amount control by an EGR valve.

請求項７に記載の発明では、内燃機関の吸気通路を介して流れる空気量を調整するためのスロットルバルブを備えている。前記空気量調整手段としてスロットルバルブを用いて空気量制御を実行する。スロットルバルブの開度を調整することにより空気量を調整することができる。このため、スロットルバルブの開度制御を実行することにより、空気量制御を実行することができる。   According to the seventh aspect of the present invention, a throttle valve for adjusting the amount of air flowing through the intake passage of the internal combustion engine is provided. Air amount control is executed using a throttle valve as the air amount adjusting means. The amount of air can be adjusted by adjusting the opening of the throttle valve. For this reason, the air amount control can be executed by executing the throttle valve opening control.

請求項８の記載の発明では、過給状態を可変とする可変式過給装置を備えている。そして、前記空気量調整手段として可変式過給装置を用いて空気量制御を実行する。過給状態を調整することにより空気量を調整することができる。このため、可変式過給装置により過給状態の制御を実行することにより、空気量制御を実行することができる。   The invention described in claim 8 includes a variable supercharging device that makes the supercharging state variable. And air quantity control is performed using a variable supercharging device as the air quantity adjusting means. The amount of air can be adjusted by adjusting the supercharging state. For this reason, air quantity control can be performed by performing control of a supercharging state with a variable supercharging device.

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施の形態は、内燃機関であるディーゼルエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと言う）を中枢として燃料噴射量の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of the invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, an engine control system is constructed for a diesel engine that is an internal combustion engine. In this control system, an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) is used as a center to control the fuel injection amount. We are going to carry out. First, an overall schematic configuration diagram of the engine control system will be described with reference to FIG.

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１にはＤＣモータ等のアクチュエータによって開度調節されるスロットルバルブ１２と、スロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１３とが設けられている。吸気管１１に通じる吸気ポートと排気管１４に通じる排気ポートとにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気とＥＧＲガスとの混合ガスが燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排気が排気管１４に排出される。燃焼室２３には燃料を噴射供給する電磁駆動式の燃料噴射弁２４が取り付けられている。   In the engine 10 shown in FIG. 1, the intake pipe 11 is provided with a throttle valve 12 whose opening is adjusted by an actuator such as a DC motor, and a throttle opening sensor 13 for detecting the throttle opening. An intake valve 21 and an exhaust valve 22 are respectively provided at the intake port leading to the intake pipe 11 and the exhaust port leading to the exhaust pipe 14, and when the intake valve 21 is opened, a mixed gas of air and EGR gas is discharged into the combustion chamber. The exhaust after combustion is discharged into the exhaust pipe 14 by the opening operation of the exhaust valve 22. An electromagnetically driven fuel injection valve 24 for supplying and supplying fuel is attached to the combustion chamber 23.

排気管１４には、排気中のＰＭを捕集するためのＤＰＦ（ディーゼルパティキュレートフィルタ）３１が設けられている。また、排気浄化装置としてＤＰＦ３１以外に、排気中のＮＯｘを浄化するＮＯｘ触媒や排気中のＨＣやＣＯを浄化する酸化触媒などが設けられても良い。ＤＰＦ３１の下流側には排気を検出対象として酸素濃度（以下、排気Ｏ2濃度という）を検出するためのＡ／Ｆセンサ３２が設けられている。   The exhaust pipe 14 is provided with a DPF (diesel particulate filter) 31 for collecting PM in the exhaust. In addition to the DPF 31, an NOx catalyst that purifies NOx in the exhaust, an oxidation catalyst that purifies HC and CO in the exhaust, and the like may be provided as the exhaust purification device. An A / F sensor 32 is provided on the downstream side of the DPF 31 to detect the oxygen concentration (hereinafter referred to as exhaust O2 concentration) using exhaust as a detection target.

本エンジン１０には、排気動力を利用して過給を行うためのターボチャージャが設けられている。ターボチャージャとして、吸気管１１には吸気コンプレッサ３３が設けられ、排気管１４には排気タービン３４が設けられている。ターボチャージャでは、排気管１４を流れる排気によって排気タービン３４が回転され、その回転力が吸気コンプレッサ３３に伝達される。そして、吸気コンプレッサ３３により、吸気管１１内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。   The engine 10 is provided with a turbocharger for supercharging using exhaust power. As a turbocharger, an intake air compressor 33 is provided in the intake pipe 11, and an exhaust turbine 34 is provided in the exhaust pipe 14. In the turbocharger, the exhaust turbine 34 is rotated by the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 14, and the rotational force is transmitted to the intake compressor 33. Then, the intake air flowing through the intake pipe 11 is compressed by the intake air compressor 33 and supercharging is performed.

吸気コンプレッサ３３の上流側には、吸気管１１最上流部のエアクリーナ（図示略）を通じて吸入される吸入空気量を検出するためのエアフロメータ３５が設けられている。その他本制御システムでは、エンジン１０の回転速度を検出する回転速度センサ３８や、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度）を検出するアクセルセンサ３９が設けられている。   On the upstream side of the intake compressor 33, an air flow meter 35 for detecting the intake air amount sucked through an air cleaner (not shown) at the most upstream portion of the intake pipe 11 is provided. In addition, this control system is provided with a rotation speed sensor 38 that detects the rotation speed of the engine 10 and an accelerator sensor 39 that detects the amount of depression of the accelerator pedal (accelerator opening) by the driver.

また、本エンジン１０には、排気の一部をＥＧＲガスとして吸気系に還流させるためのＥＧＲ装置が設けられている。ＥＧＲ装置として、吸気管１１と排気管１４との間にはＥＧＲ配管４１が設けられ、そのＥＧＲ配管４１には電磁弁等によりなるＥＧＲ弁４２が設けられている。ＥＧＲ弁４２の開度が調節されることにより、ＥＧＲ配管４１を通じて吸気系に再循環される排気量（ＥＧＲ量）が調整される。すなわち、エンジン１０の吸気ポートに吸入される吸入空気量が調整される。ＥＧＲ配管４１には、当該配管内を通過するＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲクーラが設けられても良い。   Further, the engine 10 is provided with an EGR device for recirculating a part of the exhaust gas as EGR gas to the intake system. As an EGR device, an EGR pipe 41 is provided between the intake pipe 11 and the exhaust pipe 14, and an EGR valve 42 made of an electromagnetic valve or the like is provided in the EGR pipe 41. By adjusting the opening degree of the EGR valve 42, the exhaust amount (EGR amount) recirculated to the intake system through the EGR pipe 41 is adjusted. That is, the intake air amount sucked into the intake port of the engine 10 is adjusted. The EGR pipe 41 may be provided with an EGR cooler for cooling the EGR gas passing through the pipe.

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えた電子制御ユニットであり、ＥＣＵ５０には、上述した各種センサの検出信号が逐次入力される。そして、ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２４の燃料噴射制御などを適宜実施する。つまり、ＥＣＵ５０は、各種センサから検出したエンジン回転速度やアクセル操作量等のエンジン運転情報に基づいて最適な燃料噴射量及び噴射時期を決定し、それに応じた噴射制御信号により燃料噴射弁２４の駆動を制御する。また、エアフロメータ３５やＡ／Ｆセンサ３２の故障の有無を判定する機能を備える。   The ECU 50 is an electronic control unit that includes a known microcomputer including a CPU, ROM, RAM, EEPROM, and the like. Detection signals of the various sensors described above are sequentially input to the ECU 50. The ECU 50 executes various control programs stored in the ROM, thereby appropriately performing fuel injection control of the fuel injection valve 24 according to the engine operating state. That is, the ECU 50 determines the optimum fuel injection amount and injection timing based on engine operation information such as the engine rotation speed and the accelerator operation amount detected from various sensors, and drives the fuel injection valve 24 by an injection control signal corresponding thereto. To control. Moreover, the function which determines the presence or absence of the failure of the air flow meter 35 or the A / F sensor 32 is provided.

さらに、ＥＣＵ５０は、筒内に吸入する吸入空気量とＥＧＲ量とのバランス（すなわちＥＧＲ率）を最適に制御するべく、ＥＧＲ弁４２の開度を調節してＥＧＲ量を制御するＥＧＲ制御を行う。本実施の形態では、吸入空気量をパラメータとしてＥＧＲ開度を制御する「空気量ＥＧＲ制御」と、排気Ｏ2濃度をパラメータとしてＥＧＲ開度を制御する「Ｏ2濃度ＥＧＲ制御」とを選択的に実行することとしている。   Further, the ECU 50 performs EGR control for controlling the EGR amount by adjusting the opening of the EGR valve 42 in order to optimally control the balance between the intake air amount sucked into the cylinder and the EGR amount (that is, the EGR rate). . In the present embodiment, “air amount EGR control” for controlling the EGR opening with the intake air amount as a parameter and “O2 concentration EGR control” for controlling the EGR opening with the exhaust O2 concentration as a parameter are selectively executed. To do.

ここで、空気量ＥＧＲ制御では、燃料噴射弁２４の指令噴射量とエンジン回転速度とをパラメータとして吸入空気量の目標値（以下、目標空気量という）を規定した通常空気量マップを用い、目標空気量が算出される。そして、エアフロメータ３５の検出信号により算出された実際の吸入空気量（以下、実空気量という）が目標空気量となるように、ＥＧＲフィードバック制御が行われる。同様に、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御では、指令噴射量とエンジン回転速度とをパラメータとして排気Ｏ2濃度の目標値（以下、目標Ｏ2濃度という）を規定した通常Ｏ2濃度マップを用い、目標Ｏ2濃度が算出される。そして、Ａ／Ｆセンサの検出信号により算出された実際の排気Ｏ2濃度（以下、実Ｏ2濃度という）が目標Ｏ2濃度となるようＥＧＲフィードバック制御が行われる。通常空気量マップと通常Ｏ2濃度マップは適合等により規定され、ＥＣＵ５０内のＲＯＭに記憶されている。   Here, in the air amount EGR control, a normal air amount map that defines a target value of the intake air amount (hereinafter referred to as a target air amount) using the command injection amount of the fuel injection valve 24 and the engine speed as parameters is used. The amount of air is calculated. Then, EGR feedback control is performed so that the actual intake air amount (hereinafter referred to as the actual air amount) calculated from the detection signal of the air flow meter 35 becomes the target air amount. Similarly, in the O2 concentration EGR control, a target O2 concentration is calculated using a normal O2 concentration map that defines a target value of exhaust O2 concentration (hereinafter referred to as a target O2 concentration) using the command injection amount and the engine speed as parameters. The Then, EGR feedback control is performed so that the actual exhaust O2 concentration (hereinafter referred to as the actual O2 concentration) calculated from the detection signal of the A / F sensor becomes the target O2 concentration. The normal air amount map and the normal O2 concentration map are defined by conformance and the like, and are stored in the ROM in the ECU 50.

図２の（ａ）に指令噴射量と目標空気量及び目標Ｏ2濃度との特性を示す。図２の（ａ）によれば、指令噴射量が比較的大きい高噴射量領域では、目標Ｏ2濃度がほぼ一定とされている。目標Ｏ2濃度がほぼ一定とされていることに対応させて、指令噴射量の増加に応じて目標空気量が大きくされている。   FIG. 2A shows the characteristics of the command injection amount, the target air amount, and the target O2 concentration. According to FIG. 2A, the target O2 concentration is substantially constant in the high injection amount region where the command injection amount is relatively large. Corresponding to the fact that the target O2 concentration is substantially constant, the target air amount is increased as the command injection amount increases.

一方、指令噴射量が比較的小さい低噴射量領域では、目標Ｏ2濃度を一定に保とうとするとそれに応じて目標空気量を減少させなくてはならず、その際、吸入空気量を減少させすぎると空気量が不足して燃焼状態が悪化するおそれがある。このため、指令噴射量の減少に対して目標空気量が所定の値でほぼ一定とされている。目標空気量がほぼ一定とされていることに対応させて、指令噴射量の減少に応じて目標Ｏ2濃度が大きくされている。   On the other hand, in the low injection amount region where the command injection amount is relatively small, if the target O2 concentration is kept constant, the target air amount must be reduced accordingly, and if the intake air amount is reduced too much at that time, There is a risk that the amount of air is insufficient and the combustion state deteriorates. For this reason, the target air amount is substantially constant at a predetermined value with respect to the decrease in the command injection amount. Corresponding to the fact that the target air amount is substantially constant, the target O2 concentration is increased as the command injection amount decreases.

ここで、燃料噴射弁２４では個体差や経時変化に起因した作動ばらつきが生じ、燃料噴射弁２４からの燃料噴射量がばらつくことがある。この場合、上記の図２の（ａ）のような特性によれば、噴射量ばらつきにより、高噴射量領域では吸入空気量にばらつきが生じ、低噴射量領域では噴射量ばらつきが生じると排気Ｏ2濃度にばらつきが生じる。したがって、噴射量ばらつきに起因して排気エミッションのばらつきが生じることがある。また、噴射量ばらつきを検出することができないため、吸入空気量ばらつきや排気Ｏ2濃度ばらつきが問題とされる。   Here, in the fuel injection valve 24, operation variations due to individual differences and changes with time occur, and the fuel injection amount from the fuel injection valve 24 may vary. In this case, according to the characteristic shown in FIG. 2A, when the injection amount varies, the intake air amount varies in the high injection amount region, and the injection amount variation occurs in the low injection amount region. Variation in density occurs. Therefore, the exhaust emission may vary due to the injection amount variation. In addition, since variation in injection amount cannot be detected, variation in intake air amount and variation in exhaust O2 concentration are problematic.

図２の（ｂ）に指令噴射量と排気エミッションのばらつきとの関係を示す。図２の（ｂ）において、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御に関して言えば、高噴射量領域では目標Ｏ2濃度がほぼ一定であるため、噴射量ばらつきが生じても排気エミッションはばらつかない。一方、低噴射量領域では目標Ｏ2濃度が変化するため、噴射量ばらつきが生じると排気エミッションがばらつく。空気量ＥＧＲ制御に関して言えば、低噴射量領域では目標空気量がほぼ一定であるため、噴射量ばらつきが生じても排気エミッションはばらつかないが、高噴射量領域では目標空気量が変化するため、噴射量ばらつきが生じると排気エミッションがばらつく。   FIG. 2B shows the relationship between the command injection amount and the variation in exhaust emission. In FIG. 2B, regarding the O2 concentration EGR control, since the target O2 concentration is substantially constant in the high injection amount region, the exhaust emission does not vary even if the injection amount varies. On the other hand, since the target O2 concentration changes in the low injection amount region, exhaust emission varies when the injection amount variation occurs. With regard to the air amount EGR control, the target air amount is almost constant in the low injection amount region, so that the exhaust emission does not vary even if the injection amount varies, but the target air amount changes in the high injection amount region. When the injection amount varies, the exhaust emission varies.

そこで、低噴射量領域では空気量ＥＧＲ制御を、中及び高噴射量領域ではＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行する。具体的には、空気量ＥＧＲ制御実行時の排気エミッションのばらつきの特性と、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御実行時の排気エミッションのばらつきの特性とが交差する点での指令噴射量を噴射量Ａとし、指令噴射量が噴射量Ａ未満であれば空気量ＥＧＲ制御を実行し、指令噴射量が噴射量Ａ以上であればＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行する。このように、指令噴射量の大きさに応じて空気量ＥＧＲ制御とＯ2濃度ＥＧＲ制御のいずれかを選択的に用いることにより、ＥＧＲ制御の精度低下を抑制できる。   Therefore, air amount EGR control is executed in the low injection amount region, and O2 concentration EGR control is executed in the middle and high injection amount regions. Specifically, the command injection amount at the point where the characteristic of the exhaust emission variation when the air amount EGR control is executed and the characteristic of the exhaust emission variation when the O2 concentration EGR control is intersected is defined as the injection amount A. If the injection amount is less than the injection amount A, the air amount EGR control is executed, and if the command injection amount is the injection amount A or more, the O2 concentration EGR control is executed. As described above, by selectively using either the air amount EGR control or the O2 concentration EGR control according to the magnitude of the command injection amount, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of the EGR control.

例えばエアフロメータ３５に故障などの不具合が発生した場合は、適正に空気量ＥＧＲ制御を実行することができないため、中及び高噴射量領域に加えて低噴射量領域でもＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行する。但し、低噴射量領域では、中及び高噴射量領域に比べてＯ2濃度ＥＧＲ制御の精度が低下する。また、Ａ／Ｆセンサ３２に故障などの不具合が発生し、適正にＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行することができない場合は、低噴射量領域に加えて中及び高噴射量領域でも空気量ＥＧＲ制御を実行する。但し、中及び高噴射領域では、低噴射量領域に比べて空気量ＥＧＲ制御の精度が低下する。ＥＧＲ制御の精度が低下すると、燃費が悪化したり、排気エミッションがばらついて排気中のＰＭやＮＯｘが増加することがある。因みに、排気中のＰＭが増加するとＰＭの燃焼除去（ＤＰＦ再生処理）が頻繁に行われる。そのため、燃費悪化やＤＰＦ３１の焼損等の不都合が生じるおそれがあった。   For example, when a trouble such as a failure occurs in the air flow meter 35, the air amount EGR control cannot be executed properly. Therefore, the O2 concentration EGR control is executed not only in the middle and high injection amount regions but also in the low injection amount region. . However, the accuracy of O2 concentration EGR control is lower in the low injection amount region than in the middle and high injection amount regions. In addition, when trouble such as a failure occurs in the A / F sensor 32 and the O2 concentration EGR control cannot be executed properly, the air amount EGR control is performed not only in the low injection amount region but also in the middle and high injection amount regions. Execute. However, the accuracy of the air amount EGR control is lower in the middle and high injection regions than in the low injection amount region. When the accuracy of the EGR control is lowered, fuel consumption may be deteriorated, or exhaust emission may vary and PM and NOx in the exhaust may increase. Incidentally, when PM in the exhaust gas increases, PM combustion removal (DPF regeneration processing) is frequently performed. For this reason, there is a possibility that inconvenience such as deterioration of fuel consumption and burning of the DPF 31 may occur.

そこで、本実施の形態では、あらかじめ設定した通常マップ（通常空気量マップ、通常Ｏ2濃度マップ）の他に、学習値の書き込みが可能な学習マップを作成する。学習マップは、空気量ＥＧＲ制御とＯ2濃度ＥＧＲ制御のそれぞれの制御に対応して作成され、実行中の空気量ＥＧＲ制御又はＯ2濃度ＥＧＲ制御のいずれかに不具合が発生した場合に、不具合が発生していないＥＧＲ制御に用いられる。   Therefore, in the present embodiment, a learning map in which a learning value can be written is created in addition to a normal map (normal air amount map, normal O2 concentration map) set in advance. The learning map is created corresponding to each of the air amount EGR control and the O2 concentration EGR control, and if a problem occurs in either the air amount EGR control or the O2 concentration EGR control that is being executed, a problem occurs. Used for EGR control that has not been performed.

具体的には、学習空気量マップは上述した通常空気量マップと同様、燃料噴射量とエンジン回転速度とをパラメータとして目標空気量を規定するものであり、学習Ｏ2濃度マップは、燃料噴射量とエンジン回転速度とをパラメータとして目標Ｏ2濃度を規定するものである。学習空気量マップ及び学習Ｏ2濃度マップは、ＥＣＵ５０内のＥＥＰＲＯＭなどに記憶され、適宜書き込みや読み込みが行われる。   Specifically, the learning air amount map defines the target air amount using the fuel injection amount and the engine speed as parameters, as in the normal air amount map described above. The learning O2 concentration map includes the fuel injection amount and the fuel injection amount. The target O2 concentration is defined using the engine speed as a parameter. The learning air amount map and the learning O2 concentration map are stored in an EEPROM or the like in the ECU 50, and are appropriately written and read.

低噴射量領域で空気量ＥＧＲ制御が実行されている場合、Ａ／Ｆセンサ３２により実Ｏ2濃度を検出する。このとき、実Ｏ2濃度の検出値は、空気量ＥＧＲ制御に替えてＯ2濃度ＥＧＲ制御が実行された場合において、制御されるべき目標Ｏ2濃度に相当する。したがって、この実Ｏ2濃度に基づいて学習Ｏ2濃度マップの学習を行うことで、学習Ｏ2濃度マップを噴射量ばらつきに対応したものとすることができる。   When the air amount EGR control is executed in the low injection amount region, the actual O2 concentration is detected by the A / F sensor 32. At this time, the detected value of the actual O2 concentration corresponds to the target O2 concentration to be controlled when the O2 concentration EGR control is executed instead of the air amount EGR control. Therefore, by learning the learning O2 concentration map based on the actual O2 concentration, the learning O2 concentration map can be made to correspond to the injection amount variation.

一方、高噴射量領域でＯ2濃度ＥＧＲ制御が実行されている場合、エアフロメータ３５により実空気量を検出する。このとき、実空気量の検出値は、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御に替えて空気量ＥＧＲ制御が実行された場合において、制御されるべき目標空気量に相当する。したがって、この実空気量に基づいて学習空気量マップの学習を行うことで、学習Ｏ2濃度マップを噴射量ばらつきに対応したものとすることができる。   On the other hand, when the O2 concentration EGR control is executed in the high injection amount region, the air flow meter 35 detects the actual air amount. At this time, the detected value of the actual air amount corresponds to the target air amount to be controlled when the air amount EGR control is executed instead of the O2 concentration EGR control. Therefore, by learning the learning air amount map based on the actual air amount, the learning O2 concentration map can be made to correspond to the injection amount variation.

図３は、ＥＧＲ制御処理を示すフローチャートである。本処理は所定の時間周期でＥＣＵ５０により繰り返し実行される。なお、以下の説明では、エアフロメータ３５やＡ／Ｆセンサ３２が正常である場合の通常のＥＧＲ制御について先に説明し、その後、エアフロメータやＡ／Ｆセンサ３２に異常が発生した場合のＥＧＲ制御について説明する。   FIG. 3 is a flowchart showing the EGR control process. This process is repeatedly executed by the ECU 50 at a predetermined time period. In the following description, normal EGR control when the air flow meter 35 and the A / F sensor 32 are normal will be described first, and then EGR when an abnormality occurs in the air flow meter and the A / F sensor 32 is described. Control will be described.

図３において、ステップＳ１０１では、ＥＧＲ制御が実行中であるか否かを判定する。続く、ステップＳ１０２では、指令噴射量が噴射量Ａ未満であるか否かを判定する。ここで、例えばエンジン１０の全負荷運転時での指令燃料噴射量が５０〜６０ｍｍ3／ｓｔであれば、噴射量Ａを１０ｍｍ3／ｓｔとする。指令噴射量が噴射量Ａ未満である場合、つまり低噴射量領域である場合は、ステップＳ１０３に進む。   In FIG. 3, in step S101, it is determined whether or not EGR control is being executed. In step S102, it is determined whether or not the command injection amount is less than the injection amount A. Here, for example, if the command fuel injection amount during full load operation of the engine 10 is 50 to 60 mm 3 / st, the injection amount A is set to 10 mm 3 / st. If the command injection amount is less than the injection amount A, that is, if it is in the low injection amount region, the process proceeds to step S103.

ステップＳ１０３では、エアフロメータ３５によって正常に吸入空気量の検出がなされているか否かを判定する。このとき、エアフロメータ３５が正常かどうかの判定処理は図示しない別処理により行われ、例えば、スロットルバルブ１２の開度調節が行われた時などにおいて、その開度変化に追従してエアフロメータ３５の検出値が変化しなければエアフロメータ３５が正常ではないと判定されるようになっている。エアフロメータ３５が正常である場合は、ステップＳ１０４に進む。   In step S103, it is determined whether or not the intake air amount is normally detected by the air flow meter 35. At this time, the process for determining whether or not the air flow meter 35 is normal is performed by a separate process (not shown). For example, when the opening degree of the throttle valve 12 is adjusted, the air flow meter 35 follows the change in the opening degree. If the detected value does not change, it is determined that the air flow meter 35 is not normal. If the air flow meter 35 is normal, the process proceeds to step S104.

ステップＳ１０４では、通常の空気量ＥＧＲ制御を実行する。ここでは、通常空気量マップを用いて目標空気量を算出するとともに、エアフロメータ３５の検出信号により実空気量を算出する。そして、目標空気量と実空気量との空気量偏差に基づいてＥＧＲ制御のデューティ比を算出し、その制御デューティ比によりＥＧＲ弁４２の開度を制御する。このようにして通常のＥＧＲフィードバック制御を行う。   In step S104, normal air amount EGR control is executed. Here, the target air amount is calculated using the normal air amount map, and the actual air amount is calculated from the detection signal of the air flow meter 35. Then, the duty ratio of EGR control is calculated based on the air amount deviation between the target air amount and the actual air amount, and the opening degree of the EGR valve 42 is controlled by the control duty ratio. In this way, normal EGR feedback control is performed.

次いで、ステップＳ１０５では、学習Ｏ2濃度マップの学習を行う。詳しくは図４の（ａ）に示すように、ステップＳ２０１において、Ａ／Ｆセンサ３２の検出信号により実Ｏ2濃度を算出する。すなわち、空気量ＥＧＲ制御が実行されている状態での実Ｏ2濃度を算出する。ステップＳ２０２では、実Ｏ2濃度のなまし処理を行い、なまし処理後の値を今回更新する学習値とする。ステップＳ２０３では、学習Ｏ2濃度マップの更新を行う。なまし後の値により学習マップを更新することによりノイズの影響を受けない学習マップとすることができる。   In step S105, learning O2 concentration map is learned. Specifically, as shown in FIG. 4A, the actual O2 concentration is calculated from the detection signal of the A / F sensor 32 in step S201. That is, the actual O2 concentration in a state where the air amount EGR control is being executed is calculated. In step S202, the actual O2 concentration annealing process is performed, and the value after the annealing process is set as a learning value to be updated this time. In step S203, the learning O2 concentration map is updated. By updating the learning map with the values after annealing, it is possible to obtain a learning map that is not affected by noise.

ステップＳ１０２がＮＯ判定の場合、つまり中及び高噴射量領域である場合は、ステップＳ１１０に進み、Ａ／Ｆセンサ３２によって正常に排気Ｏ2濃度の検出がなされているか否かを判定する。このとき、Ａ／Ｆセンサ３２が正常かどうかの判定処理は図示しない別処理により行われ、例えば、指令噴射量が変化した時やスロットルバルブ１２の開度調節が行われた時などにおいて、それらの変化に追従してＡ／Ｆセンサの検出値が変化しなければＡ／Ｆセンサ３２が正常でないと判定されるようになっている。Ａ／Ｆセンサ３２が正常である場合は、ステップＳ１１１に進む。   If NO in step S102, that is, if the injection range is the middle or high injection amount, the process proceeds to step S110, where it is determined whether the exhaust gas O2 concentration is normally detected by the A / F sensor 32 or not. At this time, the determination process of whether the A / F sensor 32 is normal is performed by a separate process (not shown). For example, when the command injection amount is changed or the opening degree of the throttle valve 12 is adjusted, If the detection value of the A / F sensor does not change following this change, it is determined that the A / F sensor 32 is not normal. If the A / F sensor 32 is normal, the process proceeds to step S111.

ステップＳ１１１では、通常のＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行する。ここでは、通常Ｏ2濃度マップを用いて目標Ｏ2濃度を算出するとともに、Ａ／Ｆセンサ３２により実Ｏ2濃度を算出する。そして、目標Ｏ2濃度と実Ｏ2濃度とのＯ2濃度偏差に基づいてＥＧＲ制御のデューティ比を算出し、その制御デューティ比によりＥＧＲ弁４２の開度を制御する。このようにして通常のＥＧＲフィードバック制御を行う。   In step S111, normal O2 concentration EGR control is executed. Here, the target O2 concentration is calculated using the normal O2 concentration map, and the actual O2 concentration is calculated by the A / F sensor 32. Then, the duty ratio of EGR control is calculated based on the O2 concentration deviation between the target O2 concentration and the actual O2 concentration, and the opening degree of the EGR valve 42 is controlled by the control duty ratio. In this way, normal EGR feedback control is performed.

次いで、ステップＳ１１２では、学習空気量マップの学習を行う。詳しくは図４の（ｂ）に示すように、ステップＳ３０１において、エアフロメータ３５の検出信号により実空気量を算出する。すなわち、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御が実行されている状態での実空気量を算出する。ステップＳ３０２では、実空気量のなまし処理を行い、なまし処理後の値を今回更新する学習値とする。ステップＳ３０３では、学習空気量マップの更新を行う。   Next, in step S112, learning of the learning air amount map is performed. Specifically, as shown in FIG. 4B, the actual air amount is calculated from the detection signal of the air flow meter 35 in step S301. That is, the actual air amount when the O2 concentration EGR control is being executed is calculated. In step S302, the actual air amount is smoothed, and the value after the smoothing is set as a learning value to be updated this time. In step S303, the learning air amount map is updated.

次に、エアフロメータ３５に異常が発生した場合のＥＧＲ制御について説明する。ステップＳ１０３がＮＯ判定の場合、すなわちエアフロメータ３５に異常が発生した場合は、ステップＳ１０６に進み、学習Ｏ2濃度マップの読み出しを行う。続くステップＳ１０７では、学習Ｏ2濃度マップを用いてＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行する。ここでは、学習Ｏ2濃度マップを用いて目標Ｏ2濃度を算出し、算出した目標Ｏ2濃度に基づいてＥＧＲフィードバック制御を行う。   Next, EGR control when an abnormality occurs in the air flow meter 35 will be described. If step S103 is NO, that is, if an abnormality has occurred in the air flow meter 35, the process proceeds to step S106, where the learning O2 concentration map is read. In the subsequent step S107, the O2 concentration EGR control is executed using the learning O2 concentration map. Here, the target O2 concentration is calculated using the learning O2 concentration map, and EGR feedback control is performed based on the calculated target O2 concentration.

次いで、Ａ／Ｆセンサ３２に異常が発生した場合のＥＧＲ制御について説明する。ステップＳ１１０がＮＯ判定の場合、すなわちＡ／Ｆセンサ３２に異常が発生した場合は、ステップＳ１１３に進み、学習空気量マップの読み出しを行う。続くステップＳ１１４では、学習空気量マップを用いて空気量ＥＧＲ制御を実行する。ここでは、学習空気量マップを用いて目標空気量を算出し、算出した目標空気量にＥＧＲフィードバック制御を行う。   Next, EGR control when an abnormality occurs in the A / F sensor 32 will be described. If step S110 is NO, that is, if an abnormality has occurred in the A / F sensor 32, the process proceeds to step S113, and the learning air amount map is read. In the following step S114, air amount EGR control is executed using the learning air amount map. Here, the target air amount is calculated using the learning air amount map, and EGR feedback control is performed on the calculated target air amount.

以上詳述した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。   According to the embodiment described above in detail, the following excellent effects can be obtained.

吸気量ＥＧＲ制御又はＯ2濃度ＥＧＲ制御をエンジン１０の運転領域に応じて、選択的に用いてＥＧＲ制御を実行するようにした。これにより、いずれの運転領域でも適正にＥＧＲ制御を実行できる。したがって、エンジン１０の筒内に流入する空気量を適正に制御し、ひいては排気エミッションの適正化を実現することができる。   The intake air amount EGR control or the O2 concentration EGR control is selectively used according to the operation region of the engine 10 to execute the EGR control. Thereby, EGR control can be appropriately executed in any operation region. Therefore, it is possible to appropriately control the amount of air flowing into the cylinder of the engine 10 and thus to achieve proper exhaust emission.

吸気量ＥＧＲ制御の実行時に学習Ｏ2濃度マップの学習を行い、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御の実行時に学習空気量マップの学習を行うようにした。低噴射量領域において、吸気量ＥＧＲ制御に替えて、学習Ｏ2濃度マップを用いたＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行することにより、低噴射量領域でも適正にＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行することができる。また、中及び高噴射量領域において、Ｏ2濃度ＥＧＲ制御に替えて、学習空気量マップを用いた空気量ＥＧＲ制御を実行することにより、中及び高噴射領域でも適正に空気量ＥＧＲ制御を実行することができる。   The learning O2 concentration map is learned when the intake air amount EGR control is executed, and the learning air amount map is learned when the O2 concentration EGR control is executed. By executing the O2 concentration EGR control using the learning O2 concentration map instead of the intake air amount EGR control in the low injection amount region, the O2 concentration EGR control can be appropriately executed even in the low injection amount region. In addition, the air amount EGR control is appropriately executed even in the middle and high injection regions by executing the air amount EGR control using the learning air amount map instead of the O2 concentration EGR control in the middle and high injection amount regions. be able to.

エアフロメータ３５が異常であると判定された場合、低噴射量領域では学習Ｏ2濃度マップを用いＯ2濃度ＥＧＲ制御を実行するようにし、Ａ／Ｆセンサ３２が異常であると判定された場合、中及び高噴射量領域では学習空気量マップを用い空気量ＥＧＲ制御を実行するようにした。これにより、エアフロメータ３５又はＡ／Ｆセンサ３２のいずれかが異常であっても、適正にＥＧＲ制御を実行することができる。   When it is determined that the air flow meter 35 is abnormal, the O2 concentration EGR control is executed using the learning O2 concentration map in the low injection amount region, and when it is determined that the A / F sensor 32 is abnormal, In the high injection amount region, the air amount EGR control is executed using the learning air amount map. Thereby, even if either the air flow meter 35 or the A / F sensor 32 is abnormal, the EGR control can be appropriately executed.

上記実施の形態では、空気量ＥＧＲ制御及びＯ2濃度ＥＧＲ制御において、適合等によりあらかじめ規定したマップ（通常空気量マップ及び通常Ｏ2濃度マップ）と、学習処理により適時更新するマップ（学習空気量マップ及び学習Ｏ2濃度マップ）との２種類のマップを用意した。そのうち、前者のマップのみを用意し、そのマップを対象に学習を行うようにしても良い。   In the above embodiment, in the air amount EGR control and the O2 concentration EGR control, a map (normal air amount map and normal O2 concentration map) defined in advance by adaptation or the like and a map (learning air amount map and Two types of maps (learning O2 concentration map) were prepared. Of these, only the former map may be prepared, and learning may be performed on the map.

上記実施の形態では、空気量ＥＧＲ制御及びＯ2濃度ＥＧＲ制御のそれぞれに関する異常判定として、エアフロメータ３５及びＡ／Ｆセンサ３２についての異常判定を行ったが、これに限らない。例えば、学習マップの学習処理についての異常判定など、ＥＧＲ制御についての異常判定を行っても良い。   In the above embodiment, the abnormality determination for the air flow meter 35 and the A / F sensor 32 is performed as the abnormality determination for each of the air amount EGR control and the O2 concentration EGR control. However, the present invention is not limited to this. For example, you may perform abnormality determination about EGR control, such as abnormality determination about the learning process of a learning map.

上記実施の形態では、ＥＧＲ弁４２の開度を調節することにより吸入空気量の制御を実行したが、スロットルバルブ１２の開度を調節することにより吸入空気量の制御を実行しても良い。   In the above embodiment, the intake air amount is controlled by adjusting the opening of the EGR valve 42. However, the intake air amount may be controlled by adjusting the opening of the throttle valve 12.

また、ターボチャージャとして、タービン容量を可変とする可変式ノズルターボ（ＶＮＴ）を用いることも可能である。かかる構成では、排気タービン３４の羽根角を調整可能とし、羽根角を変更することで過給状態が調整可能となる。このため、吸入空気量を制御することができる。   Further, as the turbocharger, a variable nozzle turbo (VNT) having a variable turbine capacity can be used. In such a configuration, the blade angle of the exhaust turbine 34 can be adjusted, and the supercharging state can be adjusted by changing the blade angle. For this reason, the amount of intake air can be controlled.

本実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。It is a block diagram which shows the outline of the engine control system in this Embodiment. 吸入空気量及び排気Ｏ2濃度の特性を示す図である。It is a figure which shows the characteristic of intake air amount and exhaust gas O2 density | concentration. ＥＧＲ制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows an EGR control process. 学習処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a learning process.

符号の説明Explanation of symbols

１０…エンジン、１２…スロットルバルブ、２３…燃焼室、３２…Ａ／Ｆセンサ、３３…吸気コンプレッサ、３４…排気タービン、３５…エアフロメータ、４１…ＥＧＲ配管、４２…ＥＧＲ弁、５０…第１の制御手段、第２の制御手段、学習手段としてのＥＣＵ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 12 ... Throttle valve, 23 ... Combustion chamber, 32 ... A / F sensor, 33 ... Intake compressor, 34 ... Exhaust turbine, 35 ... Air flow meter, 41 ... EGR piping, 42 ... EGR valve, 50 ... 1st Control means, second control means, ECU as learning means.

Claims (8)

内燃機関の吸気系より筒内に流入する空気量を調整する空気量調整手段と、
前記吸気系の空気量を検出する空気量検出手段と、
前記内燃機関から排出される排気中の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段と、
前記空気量検出手段により検出される空気量をパラメータとする第１の制御特性を用い、前記空気量調整手段による空気量制御を実行する第１の制御手段と、
前記酸素濃度検出手段により検出される酸素濃度をパラメータとする第２の制御特性を用い、前記空気量調整手段による空気量制御を実行する第２の制御手段とを備え、
前記第１又は第２の制御手段のいずれかを選択的に用いて前記空気量制御を実行するようにした内燃機関の制御装置において、
前記第１又は第２の制御手段のいずれかによる前記空気量制御を実行している場合に、該制御手段による制御に併行して、前記第１又は第２の制御手段のうち非実行の制御手段に関して制御特性の学習を行う学習手段を備えたことを特徴とする内燃機関の制御装置。 An air amount adjusting means for adjusting the amount of air flowing into the cylinder from the intake system of the internal combustion engine;
An air amount detecting means for detecting the air amount of the intake system;
Oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration in the exhaust discharged from the internal combustion engine;
First control means for performing air amount control by the air amount adjusting means using a first control characteristic having the air amount detected by the air amount detecting means as a parameter;
Using a second control characteristic using the oxygen concentration detected by the oxygen concentration detection means as a parameter, and a second control means for executing air amount control by the air amount adjustment means,
In the control apparatus for an internal combustion engine, wherein the air amount control is executed by selectively using either the first control means or the second control means.
When the air amount control is executed by either the first control means or the second control means, the non-executed control of the first or second control means is performed in parallel with the control by the control means. A control device for an internal combustion engine, comprising learning means for learning control characteristics with respect to the means. 前記内燃機関の運転領域に応じて前記第１又は第２の制御手段を選択的に用い、前記空気量制御を実行することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。   2. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air amount control is executed by selectively using the first or second control means in accordance with an operating region of the internal combustion engine. 前記内燃機関の低負荷領域では前記第１の制御手段による前記空気量制御を実行し、それ以外の負荷領域では前記第２の制御手段による前記空気量制御を実行することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。   The air amount control by the first control means is executed in a low load region of the internal combustion engine, and the air amount control by the second control means is executed in other load regions. The control apparatus for an internal combustion engine according to 1 or 2. 前記学習手段は、前記第１の制御手段による空気量制御時に、前記酸素濃度検出手段の検出値により前記第２の制御特性に関する学習を行い、前記第２の制御手段による空気量制御時に、前記空気量検出手段の検出値により前記第１の制御特性に関する学習を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   The learning means learns the second control characteristic based on a detection value of the oxygen concentration detecting means when the air amount is controlled by the first control means, and when the air amount is controlled by the second control means, The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein learning about the first control characteristic is performed based on a detection value of an air amount detection means. 前記第１及び第２の制御手段に関する異常をそれぞれ判定する手段を備え、前記第１又は第２のいずれかの制御手段が異常であると判定された場合に、前記学習手段により学習した制御特性を用いて前記空気量制御を実行することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   And a control characteristic learned by the learning means when it is determined that either the first or second control means is abnormal. The control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the air amount control is executed by using an engine. 前記内燃機関のＥＧＲ通路を介して流れるＥＧＲ量を調整するためのＥＧＲ弁を備え、
前記空気量調整手段として前記ＥＧＲ弁を用いて前記空気量制御を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 An EGR valve for adjusting the amount of EGR flowing through the EGR passage of the internal combustion engine;
6. The control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air amount control is executed using the EGR valve as the air amount adjusting means. 前記内燃機関の吸気通路を介して流れる空気量を調整するためのスロットルバルブを備え、
前記空気量調整手段として前記スロットルバルブを用いて前記空気量制御を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。 A throttle valve for adjusting the amount of air flowing through the intake passage of the internal combustion engine;
6. The control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the air amount control is executed using the throttle valve as the air amount adjusting means. 過給状態を可変とする可変式過給装置を備え、前記空気量調整手段として前記可変式過給装置を用いて前記空気量制御を実行することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。   6. A variable supercharging device that makes a supercharging state variable, and performing the air amount control by using the variable supercharging device as the air amount adjusting means. The control apparatus of the internal combustion engine described in 1.
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