CN118679310A

CN118679310A - 内燃机控制装置

Info

Publication number: CN118679310A
Application number: CN202280091361.4A
Authority: CN
Inventors: 井上雅彦; 铃木邦彦
Original assignee: Hitachi Astemo Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2022-04-15
Filing date: 2022-04-15
Publication date: 2024-09-20
Also published as: WO2023199509A1; JPWO2023199509A1

Abstract

本发明提供一种内燃机控制装置，其基于流入多气缸内燃机的多个气缸的空气流量来控制燃料喷射量，该多气缸内燃机具有供来自各气缸的废气聚集在其中的排气管，所示内燃机控制装置包括控制部，其进行每个气缸的入口和出口处的燃料和空气各自的质量收支运算，根据各质量收支运算的结果来推算排气管的空燃比并推算各个气缸燃料质量比例，根据排气管的空燃比和各个气缸燃料质量比例来求取各个气缸的空燃比。

Description

内燃机控制装置

技术领域

本发明涉及基于空燃比控制内燃机的内燃机控制装置。

背景技术

近年来，为了应对汽车的排气限制强化，需要降低PN(Particulate Number：颗粒数量)排出量，为此采取了对策。在DI(Direct Injection：直接喷射)发动机中，在燃料喷射中使用燃料压力的高燃料压力化、多级喷射，但由于高燃料压力多级喷射的大量使用，多气缸发动机的每个气缸的喷射量产生偏差。由此，即使整体(发动机整体)的空燃比为理论(stoichiometric，化学计量)空燃比，也有可能根据气缸而成为浓(rich，富油)状态，PN恶化。

通常，在空燃比的测量中使用安装于排气管的空燃比传感器。但是，从各气缸排出的废气在排气管内混合，另外，废气到达空燃比传感器要花费时间，伴随有延迟。因此，采用空燃比传感器，不能直接检测出气缸间空燃比的偏差。

例如，在专利文献1中公开了如下方法：利用空燃比和空气量的传递函数，对使通向各气缸的多个排气通路集合而成的排气聚集部的气体交换模型的空燃比的延迟举动进行模拟。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-337194号公报

发明内容

发明要解决的技术问题

但是，当空气量和燃料量变化时，空燃比的延迟举动本身发生变化。因此，专利文献1记载的使用传递函数的方法，难以准确地模拟空燃比的延迟举动(延迟行为)。另外，在使用上述传递函数的方法中，为了求取模型常数而需要大量的拟合工时。

根据上述的状况，在采用多级喷射的多气缸发动机中，为了抑制气缸间的喷射量偏差，要求按每个气缸来高精度地计算空燃比的方法。

用于解决技术问题的计算手段

为了解决上述技术问题，本发明的一个方式的内燃机控制装置基于流入多气缸内燃机的多个气缸的空气流量来控制燃料喷射量，该多气缸内燃机具有供来自各个气缸的废气聚集在其中的排气管，所示内燃机控制装置包括控制部，其进行每个气缸的入口和出口处的燃料和空气各自的质量收支运算，根据各质量收支运算的结果来推算排气管的空燃比并推算各个气缸的燃料质量比例，根据排气管的空燃比和各个气缸的燃料质量比例来求取各个气缸的空燃比。

发明的效果

根据本发明的至少一个方式，对于采用多级喷射的多气缸发动机，能够按每个气缸高精度地计算空燃比，因此能够抑制气缸间的喷射量偏差。

上述以外的技术问题、结构和效果，通过以下的实施方式的说明变得清楚。

附图说明

图1是表示本发明的一个实施方式中的具有燃料喷射装置和包括ECU的控制装置的燃料喷射系统的一例的概略图。

图2是表示本发明的一个实施方式中的燃料喷射装置的内部结构的纵截面的例子的图。

图3是表示本发明的一个实施方式中的燃料喷射装置的驱动部结构的例子的截面放大图。

图4是表示本发明的一个实施方式中的发动机的气缸内和发动机周围的结构例的示意图。

图5是表示本发明的一个实施方式中的发动机的吸气系统和排气系统的一部分的结构图。

图6是用于说明排气管中的空燃比传感器输出的延迟的图。

图7是用于说明基于每个气缸的空气和燃料的推算空燃比的图。

图8是实现本发明的一个实施方式的各气缸空燃比控制的框图。

图9是用框线图表示用于构件控制模型的功能的概念图。

图10是说明利用状态空间模型描述吸气管内状态的方法的图。

图11是表示卡尔曼滤波器的内部结构例的框图。

图12是表示卡尔曼滤波器算法的例子的流程图。

图13是表示燃料喷射量的气缸间偏差引起的排气管内当量比的变化的例子的图表。

图14是表示各气缸燃料质量比例的推移(变化)的例子的图表。

图15是表示本发明的一个实施方式中的燃料喷射量的气缸间偏差引起的排气管内当量比举动的推算结果的例子、和各气缸当量比的推算结果的例子的图表。

图16是表示本发明的一个实施方式的各气缸空燃比的修正结果的例子的图表。

具体实施方式

以下，参照附图对用于实施本发明的方式(以下，称为“实施方式”)的例子进行说明。在本说明书和附图中，对相同的构成要素或者具有实质上相同的功能的构成要素标注相同的附图标记并省略重复的说明。

[燃料喷射系统的结构]

使用图1～图16对包括本发明的一个实施方式的燃料喷射控制装置和控制对象的燃料喷射装置的燃料喷射系统进行说明。

首先，使用图1对本实施方式中的燃料喷射系统进行说明。

图1是表示本实施方式中的燃料喷射系统的一例的概略图。图1所示的燃料喷射系统1是在向缸内直接喷射燃料的缸内直接喷射式发动机(内燃机的一例)中进行燃料喷射的系统，但燃料喷射系统不限于该例。在本说明书中，将缸内直接喷射式发动机简称为“发动机”。

本实施方式中的缸内直接喷射式发动机包括4个气缸108(发动机气缸)。燃料喷射系统1与4个气缸108对应地包括4个燃料喷射装置101A～101D和作为燃料喷射控制装置的一例的ECU(Engine Control Unit：发动机控制单元)104。ECU104包括中央处理单元(CPU)120和存储器121(存储介质的示例)。存储器121例如能够使用RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)等主存储装置、闪存等辅助存储装置来构成。在以下的说明中，在不需要区分燃料喷射装置101A～101D的情况下，将燃料喷射装置101A～101D称为燃料喷射装置101。

在燃料喷射系统1的各气缸108中设置有侧喷射用的燃料喷射装置101A～101D，使得雾状的燃料从其燃料喷射孔219(参照后述的图2)直接喷射到燃烧室107。贮存在未图示的燃料罐中的燃料被燃料泵106升压后经由高压配管115向轨道状的燃料配管105送出，从燃料配管105向各燃料喷射装置101A～101D发送。在燃料配管105的一个端部设置有测量燃料配管105内的燃料的压力的压力传感器102。

燃料配管105内的燃料压力，根据由燃料泵106喷出的燃料的流量与由各燃料喷射装置101向各燃烧室107内喷射的燃料的喷射量的平衡而变动。在本实施方式中，ECU104基于从压力传感器102输出的传感器信息(表示燃料压力值的信息)来控制燃料泵106的燃料的喷出量，以使燃料配管105内的燃料压力成为规定的目标压力值。

燃料喷射装置101进行的燃料的喷射，由从ECU104的CPU120(控制部的一例)送出的喷射脉冲来控制。例如，基于调节了脉冲宽度的喷射脉冲(脉冲信号)的指令，被输入到按每个燃料喷射装置101设置的驱动电路103。驱动电路103基于来自CPU120的指令(喷射脉冲)来决定驱动电流的波形，在基于脉冲宽度的时间向燃料喷射装置101供给上述波形的驱动电流。驱动电路103例如作为驱动IC(Integrated Circuit：集成电路)形成。

燃料喷射控制装置的控制部(ECU104的CPU120)在变更后述的一个燃烧循环中的燃料喷射时的喷射量时，基于喷射脉冲的脉冲宽度来变更驱动燃料喷射装置(燃料喷射装置101)的电流波形。这样，通过基于喷射脉冲的脉冲宽度来变更电流波形，能够调节燃料喷射装置喷射的燃料的喷射量。例如，通过变更向燃料喷射装置供给的驱动电流的电流值，使得燃料喷射阀(图2的阀体214)的提升(lift)量变化，能够调节喷射量。另外，通过变更从CPU120向驱动电路103送出的喷射脉冲的定时(关断/导通的切换)，能够调节燃料喷射装置喷射燃料的定时。

此外，驱动电路103有时也作为与ECU104一体的部件、电路板来安装。将驱动电路103与ECU104形成为一体的装置称为控制装置150。

接着，参照图2和图3对燃料喷射装置101和ECU104的结构和基本动作进行说明。

图2是表示燃料喷射装置101的内部结构的纵截面的例子的图。

图3是表示燃料喷射装置101的驱动部结构(可动件和阀体的附近)的例子的截面放大图。

ECU104的CPU120将表示发动机的状态的信号从各种传感器取入到ECU104，根据发动机的运转条件进行用于控制从燃料喷射装置101喷射的燃料的喷射量的喷射脉冲的宽度、驱动电流的电流值、喷射定时(timing)的运算。CPU120将与运算结果对应的喷射脉冲输出到驱动电路103。

ECU104包括用于取入来自各种传感器的信号的未图示的A/D转换器、I/O端口等。作为各种传感器，例如有测量发动机的冷却水的温度(发动机的环境温度的一例)的温度传感器、测量发动机的转速(旋转速度)的传感器(例如，检测发动机的未图示的曲轴的旋转角的传感器)、测量燃料配管105内的燃料压力的压力传感器102、和测量排气温度的排气温度传感器等。

从ECU104输出的喷射脉冲通过信号线110输入到驱动电路103。驱动电路103控制向燃料喷射装置101的螺线管205(线圈的一例)施加的电压，向螺线管205供给电流。ECU104能够通过通信线111与驱动电路103进行通信。ECU104能够根据向燃料喷射装置101供给的燃料的压力、运转条件等来切换由驱动电路103生成的驱动电流，或者变更驱动电流的设定值和输出驱动电流的时间的设定值。

图3所示的燃料喷射装置101是常闭阀型的电磁阀(电磁式燃料喷射装置)，包括作为线圈的一例的螺线管205、可动件202、固定芯207和大致棒状的阀体214(燃料喷射阀的一例)。燃料喷射装置101在螺线管205未通电的状态下，通过构成为第一弹簧的弹簧210对阀体214向闭阀方向(附图下方)施力，阀体214成为与阀座218紧贴的状态(闭阀状态)。

在闭阀状态下，利用构成为第二弹簧的复位弹簧212对可动件202作用朝向开阀方向的力。此时，由弹簧210作用于阀体214的力比由复位弹簧212产生的力大，因此可动件202的上端面202A与阀体214的凸缘部302接触，可动件202成为静止状态。

阀体214和可动件202构成为能够相对位移，均内包于喷嘴保持件201中。喷嘴保持件201在其内部具有成为复位弹簧212的弹簧座的端面303。弹簧210的施力，根据固定于固定芯207的内径的弹簧按压件224的压入量在组装时被调节。

在燃料喷射装置101中，由固定芯207、可动件202、喷嘴保持件201和壳体203构成磁回路。在可动件202与固定芯207之间设置有空隙301。在喷嘴保持件201的与空隙301对应的部分(空隙301的外周侧)形成有磁减弱部211，该磁减弱部211是在喷嘴保持件201的外周面形成周向的槽部而构成的。

螺线管205以卷绕于绕线架204的状态安装于喷嘴保持件201的外周侧。在喷嘴保持件201，在阀体214的阀座218侧的前端部的附近位置固定有引导杆215。通过这样的结构，阀体214通过阀体214的凸缘部302和固定芯207滑动的部位、以及阀体214和引导杆215滑动的部位这两个滑动部位，在阀轴方向(附图上下方向)上被引导而移动。

在喷嘴保持件201的前端部固定有形成有阀座218和燃料喷射孔219的喷嘴(orifice)216。根据这样的结构，通过阀体214的前端部与喷嘴216的阀座218接触，能够构成为将喷嘴保持件201与阀体214的前端部之间的内部空间(燃料通路)密封的状态(闭阀状态)。

从燃料配管105向燃料喷射装置101供给的燃料，在燃料喷射装置101为闭阀状态的情况下，通过燃料通路孔231而流动到阀体214的前端侧，但阀体214的阀座218侧的前端部分与喷嘴216的阀座218接触而将燃料喷射孔219密封。此时，燃料不从燃料喷射孔219向外部喷射。在燃料喷射装置101为闭阀状态的情况下，由于燃料压力而在阀体214的上部与下部之间产生差压，由于将燃料压力与阀座位置的受压面积相乘而求得的压力差及弹簧210的载荷，阀体214被向闭阀方向按压。

并且，当在燃料喷射装置101为闭阀状态时开始向螺线管205供给电流时，在磁回路产生磁场，磁通通过固定芯207与可动件202之间，磁吸引力作用于可动件202。在作用于可动件202的磁吸引力超过压力差和弹簧210的载荷的时刻，可动件202开始向去往固定芯207的方向位移。并且，伴随着可动件202的移动，阀体214开始开阀动作后，可动件202以接近固定芯207的方式移动，可动件202与固定芯207碰撞。

在可动件202与固定芯207碰撞之后，可动件202受到来自固定芯207的反作用力而进行反弹的动作，但因作用于可动件202的磁吸引力，可动件202被固定芯207吸引，最终停止而结束开阀动作。此时，通过复位弹簧212向固定铁心207的方向的力作用于可动件202，因此能够缩短直至反弹稳定为止的时间。由于反弹动作小，可动件202与固定芯207之间的间隙变大的时间变短，即使对于更短的脉冲宽度的喷射脉冲也能够进行稳定的动作。

像这样结束了开阀动作的可动件202和阀体214在开阀状态下静止。在开阀状态下，在阀体214与阀座218之间产生有间隙，燃料从燃料喷射孔219喷射。此外，通过燃料通路孔231供给的燃料，通过设置于固定芯207的中心孔和设置于可动件202的下部燃料通路孔305，向下游方向(燃料喷射孔219侧)流动。

之后，当切断对燃料喷射装置101的螺线管205的通电时，磁回路中产生的磁通消失，作用于可动件202的磁吸引力也消失。当像这样作用于可动件202的磁吸引力消失时，可动件202和阀体214由于弹簧210的载荷和压力差而被推回到与阀座218接触的闭阀位置。

另外，在阀体214从开阀状态成为闭阀状态时，在阀体214与阀座218接触之后，可动件202从阀体214分离而向闭阀方向移动，在运动了一定程度的时间之后，因复位弹簧212的作用而返回到闭阀状态的初始位置。即，在阀体214成为闭阀状态的瞬间，可动件202从阀体214离开。由此，能够将阀体214与阀座218碰撞的瞬间的可动部件的质量降低与可动件202的质量相应的量，因此能够减小可动部件(实质上为阀体214)与阀座218碰撞时的碰撞能量。因此，能够抑制因阀体214与阀座218碰撞而产生的阀体214的弹跳。

在本实施方式的燃料喷射装置101中，在开阀时可动件202与固定芯207碰撞的瞬间、和在闭阀时阀体214与阀座218碰撞的瞬间的短时间内，在阀体214与可动件202之间产生相对的位移。由此，能够抑制可动件202相对于固定芯207的弹跳、阀体214相对于阀座218的弹跳。

接着，参照图4对本实施方式中的发动机的气缸108内和发动机周围的结构进行说明。

图4是表示本实施方式中的缸内直接喷射式发动机的气缸108内和发动机周围的构成例的示意图。图4表示发动机的气缸108内的中心的概略截面的例子。

发动机包括燃料喷射装置101、火花塞604、吸气口607、排气口608、活塞609、进气阀(进气门)605和排气阀(排气门)610。此外，在包括两个进气阀605和两个排气阀610的通常的缸内直接喷射式发动机中，在通过气缸108内的中心轴的截面中，本来是看不到进气阀605和排气阀610的，但在图4中，为了便于说明，图示了进气阀605和排气阀610。

在发动机中，以从与吸气口607侧的活塞609的行程(stroke)方向交叉的方向(角度)向燃烧室107喷射燃料的方式配置有燃料喷射装置101。从燃料喷射装置101的喷嘴216的前端部向气缸108内(燃烧室107)喷射燃料。在缸内直接喷射式发动机中，向气缸108内直接喷射燃料。

在活塞609的火花塞604侧的面(冠面)，形成有比活塞609的火花塞604侧的上端部(图中右侧)低的腔室606(凹部)。该腔室606具有暂时保持由从吸气口607吸入的空气和从燃料喷射装置101喷射的燃料构成的混合气体的至少一部分的功能。

在此，在本实施方式中，腔室606是指在活塞609的火花塞604侧的冠面中距上端部最深(距火花塞604侧最远)的部分。腔室606形成在从火花塞604的负电极612与正电极613之间的中心间隙617在活塞609的行程方向(滑动方向)引出的单点划线的延长线618处于腔室606内的范围。中心间隙617是包含负电极612与正电极613之间的产生火花的点火位置的区域。

例如，腔室606在与行程方向垂直的方向上，从吸气口607侧(附图左侧)形成至比与通过火花塞604的中心间隙617的延长线618的交叉点靠排气口608侧(附图右侧)的范围。通过采用这样的结构，保持于腔室606中的混合气体位于火花塞604的中心间隙617的正下方(延长线618上)。通过这样的结构，能够将腔室606的混合气体推向火花塞604侧，通过火花塞604的点火而使混合气体有效地燃烧。

在吸气口607安装有将该吸气口607的上部流路(第一流路)620与下部流路(第二流路)611之间的空气的流动隔断的固定式的分隔壁602。在下部流路611的上游设置有进行下部流路611侧的开闭(开放/隔断)的阀601。该阀601构成为能够通过ECU104的CPU120来控制开阀/闭阀。在图4中，表示阀601闭阀着的状态。

接着，参照图5对发动机中的关于吸气和排气的结构的一部分进行说明。图5是表示包括图4所示的气缸108的发动机的吸气系统和排气系统的一部分的结构图。

空气从未图示的吸气口经由空气滤清器701、增压室704、中间冷却器705、节流阀706和吸气口607被吸入到发动机的气缸108内(燃烧室107)。设置于增压室704的入口的空气滤清器701去除吸入的空气中的垃圾，防止垃圾被吸入发动机。由此，能够抑制发动机内部磨损等。

在增压室704中设置了增压器702。增压器702包括：配置于吸气侧的压缩空气的压缩机702A；配置于排气侧，因废气的流动而旋转的涡轮702B；和连接压缩机702A与涡轮702B的轴707。在增压器702中，涡轮702B与废气的流速相应地旋转，进而经由轴707使压缩机702A旋转。其结果是，通过空气滤清器701后的空气因压缩机702A的旋转而被压缩并流向中间冷却器705侧。由此，能够增加流向发动机的燃烧室107的流入空气量，能够提高发动机的输出。

此外，通过增压室704后的空气被压缩机702A压缩，因此温度上升。中间冷却器705对由压缩机702A压缩而温度上升了的空气进行冷却。

节流阀706调节从吸气口607向气缸108内(燃烧室107)流入的空气量。节流阀706的开度由ECU104基于未图示的加速器的开度等来控制。

在吸气口607设置有进气阀605。进气阀605(和排气阀610)相对于基准位置的提升量由ECU104控制。通过在规定的正时打开进气阀605，空气流入发动机的燃烧室107内。

在发动机的燃烧室107中，流入的空气与从燃料喷射装置101喷射的燃料混合而成为混合气体，通过火花塞604的点火，混合气体燃烧。通过该混合气体的燃烧而产生的力，经由活塞609和连杆(连接杆)711传递到未图示的曲轴。

在发动机设置有用于对发动机的热进行冷却并将其保持为适当温度的冷却装置。例如，在水冷式的冷却装置中，冷却水通过设置于发动机的气缸108的周围的水套(省略附图标记)，从而获取发动机所产生的热，维持适当温度。发动机的冷却水的温度(以下，称为发动机水温)由设置于水套的恒温器712调节。发动机水温是环境温度的一例。在恒温器712的上部安装有温度传感器用的耦合器。温度传感器(省略图示)经由耦合器检测恒温器712的电阻值的变化，将检测结果(输出信号)向ECU104输出。冷却水经由水套、恒温器712和散热器软管713被引导至未图示的散热器而散热。

在燃烧室107中混合气体燃烧而产生的废气在膨胀行程中排气阀610开阀时，通过排气口608，使增压器702的涡轮702B旋转。使涡轮702B旋转后的废气通过设置于排气管722的催化剂703，减少HC(烃)、NOx(氮氧化物)、CO(一氧化碳)而向外部排出。在多气缸发动机中，各气缸108的排气口608结合，从各气缸108排出的废气在集合后流入催化剂703。

催化剂703例如是具有由钯、铑和铂等制作的催化剂的三元催化剂。催化剂703通过利用催化剂产生还原反应和氧化反应来除去废气中包含的HC、NOx、CO。该催化剂703在温度低的情况下，还原能力低，因此例如在发动机起动时等低温的条件下，需要用于初期加热催化剂703的温度的燃烧(催化剂预热)。

另外，在图5所示的发动机结构中，在排气口608的下游且催化剂703的上游设置有空燃比传感器710。此外，在吸气管721的中间冷却器705与节流阀706之间设置有空气流量传感器708和检测吸气管721内的压力的吸气管压力传感器709。

另外，在图4和图5中，使用活塞609在气缸108内往复运动的往复式发动机进行了说明，但也可以是代替活塞由转子进行旋转运动的转子发动机。

如背景技术栏中所述，为了应对近年来的废气限制的强化，需要降低PN排出量。为了减少作为PN的产生因素的喷射燃料向燃烧室内壁面的附着，倾向于在一个循环中不进行一次燃料喷射，而采用分多次喷射燃料的多级喷射。通过多级喷射，一次的喷射量变少，因此喷雾的穿透(Penetration)(喷射时间)变短，具有抑制向相对壁的附着的效果。然而，由于大量使用多级喷射，在上述那样的燃料喷射装置的动作中产生个体间的微妙的差异，气缸间空燃比产生偏差。

如图6所示，通常，在空燃比的测量中使用安装于排气管722的空燃比传感器710。在此情况下，从各气缸排出的废气在排气管722内混合，另外，废气到达空燃比传感器710需要花费时间，伴随有延迟。在图6中，表示空燃比传感器710的检测值y_s(t-1)相对于流入排气管722的废气的空燃比u(t)产生了时间上的延迟的例子。例如，在利用专利文献1所记载的数学式(1)那样的二次延迟系统来近似排气聚集部中的空燃比的举动的情况下，空燃比的传递延迟在瞬态条件下发生变化。因此，为了高精度地推算空燃比，需要通过拟合来决定数学式(1)的系数k1～k4，但用于求取空燃比传递延迟模型的模型常数的拟合工时大量化。

[式1]

y,(t)＝kl*u(t-1)+k2*u(t-2)-k3*ys(t-1)-k4*y,(t-2)

针对这样的技术问题，在本发明中，提案有抑制由于多级喷射而产生的气缸间空燃比偏差的修正控制。在此，图7中表示在使燃烧循环以1号气缸、3号气缸、4号气缸和2号气缸的顺序循环的情况下，在某一时刻(在此为4号气缸的废气完全流到了空燃比传感器710的下游侧的状态)的排气管722内的应推算的空燃比。应推算的空燃比是从1号气缸、2号气缸和3号气缸聚集的废气中所包含的空气的质量与该废气所包含的燃料质量之比。图中，按每个气缸用斜线表示空气，用点表示燃料。通过图7所示的燃料和空气各自的质量收支运算和各气缸的燃料质量比例运算来模拟混合和延迟，由此能够高精度地推算每个气缸的空燃比偏差。

以下，对用于抑制本发明的一个实施方式的多级喷射的发动机中的气缸间空燃比偏差的各气缸空燃比控制进行详细说明。

[各气缸空燃比控制]

图8是表示本发明的一个实施方式的ECU104中的用于实现各气缸空燃比控制的功能的框图。ECU104的CPU120(图1和图2)读出并执行记录于存储器121的控制程序，由此实现图8所示的各框的功能。

ECU104包括气缸流入空气量运算部801、气缸燃料喷射量运算部802、各气缸空气质量收支运算部803、各气缸燃料质量收支运算部804、排气管空燃比推算部805和各气缸燃料质量比例运算部806。另外，ECU104包括卡尔曼滤波器807、各气缸空燃比推算部808和各气缸燃料喷射量修正部809。本实施方式的特征尤其在于，包括各气缸空气质量收支运算部803、各气缸燃料质量收支运算部804、排气管空燃比推算部805、各气缸燃料质量比例运算部806、卡尔曼滤波器807和各气缸空燃比推算部808。

在气缸流入空气量运算部801中，根据空气流量传感器708的检测值(流入空气量)、吸气管压力传感器709的检测值(吸气管压力)等吸气管内状态(未图示的进气歧管内状态)进行气缸流入空气量运算，向气缸燃料喷射量运算部802和各气缸空气质量收支运算部803输出运算结果。此外，在发动机包括EGR(Exhaust Gas Recirculation，废气再循环)系统的情况下，在气缸流入空气量运算中反映EGR率。

在气缸燃料喷射量运算部802中，使用气缸流入空气量运算部801运算气缸流入空气量的运算结果和各气缸108的目标空燃比来运算每个气缸108的燃料喷射量。

在将每个气缸108的空气流量和燃料流量设为“入口流量”、将排出的混合气体流量设为“出口流量”的情况下，各气缸空气质量收支运算部803使用入口流量和出口流量来运算空气的质量收支。例如，各气缸空气质量收支运算部803基于气缸流入空气量运算部801的气缸流入空气量的运算结果，考虑排气管722中的废气的混合、延迟，进行每个气缸108的排气管722内的空气质量收支运算。废气的混合、延迟能够通过使用预先制作的模型进行模拟等，设定运转条件，按每个气缸108对于入口流量和出口流量计算空气质量和燃料质量来考虑。

各气缸燃料质量收支运算部804使用上述的入口流量和出口流量来运算燃料的质量收支。例如，各气缸燃料质量收支运算部804基于气缸燃料喷射量运算部802的气缸燃料喷射量的运算结果，考虑排气管722中的废气的混合、延迟，进行每个气缸108的排气管722内的燃料质量收支运算。如上所述，废气的混合、延迟能够通过使用预先制作的模型进行模拟等，设定运转条件，按每个气缸108对于入口流量和出口流量计算空气质量和燃料质量来考虑。例如，在各气缸108的燃料质量收支运算中，能够使用以下的数学式2。

[式2]

左边的(m_ex,fi点)是第i个气缸108的燃料质量收支，在本实施方式中，点表示质量流量[kg/s]。右边的(m_fi点)是流入第i个气缸108的燃料的质量流量[kg/s]。另外，(r_n×m_cat点)是从第i个气缸108排出到排气管722(催化剂703)的废气的质量流量[kg/s]。在此，r_i是后述的数学式5所示的各气缸燃料质量比例。(m_cat点)是排出到排气管722(催化剂703)的废气的质量流量[kg/s]。此外，在上述的各气缸108的空气质量收支运算中，能够将数学式2的燃料置换为空气来应用。

排气管722中的总质量收支运算能够使用以下的数学式3。(m_ex点)是全部气缸(即排气管722)的废气的质量流量。(m_ai点)是流入第i个气缸108的空气的质量流量。

[式3]

排气管空燃比推算部805基于排气管722的空气质量收支和燃料质量收支来推算排气管空燃比。例如，排气管空燃比推算部805使用各气缸空气质量收支运算部803的各气缸空气质量收支的运算结果、各气缸燃料质量收支运算部804的各气缸燃料质量收支的运算结果、和下面的数学式4，运算排气管722内的空燃比φ_ex。m_ex,fi是喷射到第i个气缸108的燃料质量。排气管空燃比的推算结果被输出到各气缸空燃比推算部808和卡尔曼滤波器807。

[式4]

各气缸燃料质量比例运算部806基于排气管722的空气质量收支和燃料质量收支来运算各气缸燃料质量比例。例如，各气缸燃料质量比例运算部806使用各气缸空气质量收支运算部803的各气缸空气质量收支的运算结果、各气缸燃料质量收支运算部804的各气缸燃料质量收支的运算结果和下面的数学式5，来推算相对于排气管722的燃料质量的各气缸108的燃料质量比例r_i。

[式5]

在本实施方式中，各气缸燃料质量比例运算部806的各气缸燃料质量比例的运算结果被反馈到各气缸燃料质量收支运算部804。由此，由各气缸燃料质量比例运算部806计算出的最新的各气缸燃料质量比例被反映到各气缸燃料质量收支运算部804中的每个气缸的燃料质量收支运算中。

向卡尔曼滤波器807作为输入变量输入由排气管空燃比推算部805求出的排气管空燃比推算结果，作为输出变量输入空燃比传感器710的实测值。另外，在卡尔曼滤波器807中，作为模型常数输入排气管容积，但是未记载箭头。排气管容积是关于延迟的参数。并且，卡尔曼滤波器807基于这些变量，作为状态变量输出排气管内的空气质量和排气管内的燃料质量，并向各气缸燃料质量比例运算部806发送。由此，各气缸燃料质量比例运算部806基于卡尔曼滤波器807的输出来修正各气缸燃料质量比例的运算结果，实现模型精度的改善。

各气缸空燃比推算部808，使用在任意气缸正时推算得到的排气管722内的空燃比的从排气门打开时机(也称为排气门打开正时)到排气门关闭时机(也称为排气门关闭正时)的变化量、和排气门关闭时机的该气缸108的由各气缸燃料质量比例推算部806推算出的各气缸燃料质量比例，来推算该气缸108的空燃比。例如，各气缸空燃比推算部808在某气缸正时使用由排气管空燃比推算部805推算得到的排气管空燃比φ_ex和由各气缸燃料质量比例计算部806计算出的各气缸燃料质量比例r_i，根据在EVO(排气门打开)和EVC(排气门关闭)的时间的排气管空燃比φ_evo,i及φ_evc,i和该气缸108的燃料质量比例，按每个气缸108推算空燃比φ_cyl,i。在各气缸空燃比的推算时，能够使用以下数学式6。在数学式6中，作为排气管空燃比，使用多个燃烧循环中的平均的排气管空燃比φ_ex,ave。

[式6]

各气缸燃料喷射量修正部809，使用各气缸空燃比推算部808的输出来修正每个气缸108的燃料喷射量。例如，各气缸燃料喷射量修正部809基于各气缸空燃比推算部808的每个气缸108的空燃比推算值与目标空燃比之差，按每个气缸108修正燃料喷射量，即决定燃料喷射装置101的喷射脉冲宽度。由此，ECU104能够按每个气缸108修正燃料喷射量，控制各燃烧室107内的燃烧。各气缸燃料喷射量的修正量能够由以下的数学式7定义。另外，各气缸燃料喷射量的修正结果被反馈到气缸燃料喷射量运算部802。并且，通过由气缸燃料喷射量运算部802修正气缸燃料喷射量，能够修正气缸间的空燃比偏差量。

[式7]

[控制模型]

接下来，对于在构建实现各气缸空燃比控制的控制模型时使用的功能，进行说明。

图9是用框线图表示在构建控制模型时使用的功能的概念图。推算器910基于输入变量、内部的状态变量和模型常数、由该模型常数规定的静态特性和动态特性，求取输出变量。由此，能够推算相对输入的输出举动、内部状态的举动。

推算器910将控制对象描述为正演问题，而在控制模型中需要求解反演问题。即，将输出变量作为目标值输入，输出用于实现该目标值的输入变量(控制量)的是控制器。在导出该控制器时，定义以下的功能框。

在此，变更推算器910的输入输出关系，构建观测器920。通过在框输入设定输入变量、输出变量和模型常数，并输出状态变量，能够构建观测器920。作为实现观测器920的方式之一，能够列举在本实施方式中采用的卡尔曼滤波器。

在本实施方式中，作为输入变量，例如设定气缸流入空气量、气缸燃料喷射量、排气管废气量。另外，作为状态变量，例如设定排气管内空气量、排气管内燃料量。另外，作为输出变量，例如设定排气管内空燃比。对排气管内空燃比设定空燃比传感器710的检测值。另外，作为模型常数，例如设定排气管容积。

[吸气管内状态的状态空间模型]

接着，说明用状态空间模型描述吸气管内状态的方法。

图10是记载了表示吸气管内状态的状态空间模型的数学式的图。根据欧拉一阶前向差分，将状态变量的时间微分如数学式(8)那样定义为离散式。

[式8]

这里，在x的右上方附加的脚标k(右上标k)表示在时间轴上离散化时的当前值。在此，使用了一阶精度的前向差分，但本发明并不限定于此。根据数学式(8)进行离散化，用下面的数学式(9)、(10)的状态空间模型进行描述。

[式9]

xk+1＝Ax+Bu*

[式10]

一Cxk

这里，在数学式(9)、(10)中，用字母表示的A、B和C分别是矩阵。x^k是状态矢量，u^k是输入矢量，y^k是输出矢量，分别由以下的数学式(11)、(12)、(13)给出。

[式11]

[式12]

[式13]

在排气管空燃比推算部805(图8)中，利用状态空间模型来整理状态方程式，将由数学式(11)～(13)定义的矢量交接给在卡尔曼滤波器807中执行的处理。

[卡尔曼滤波器的内部结构和卡尔曼滤波器算法]

接下来，参照图11和图12说明卡尔曼滤波器807的内部结构和卡尔曼滤波器算法。

图11是表示卡尔曼滤波器807的内部结构例的框图。图12是表示由卡尔曼滤波器807执行的卡尔曼滤波器算法的例子的流程图。

在本实施方式的系统中，采用了线性卡尔曼滤波器算法，但本发明并不限定于此。即，即使应用作为非线性卡尔曼滤波器而已知的扩展卡尔曼滤波器、集成卡尔曼滤波器等，也起到同样的效果。以下，关于作为各气缸空燃比修正控制的构成要素之一的卡尔曼滤波器807，说明算法和对本控制的适用方法。

卡尔曼滤波器807用状态方程式描述作为控制对象的吸气管内状态，将传感器测量信息规定为状态方程式的输出变量。并且，能够基于由输出变量规定的传感器测量信息，推算表示不能直接测量的吸气管内状态的状态变量(以下称为“内部状态变量”)。

如图12所示，在执行卡尔曼滤波器807时，ECU104的CPU120首先判断能否执行卡尔曼滤波器807(S1201)。作为能够执行的判断指标，考虑传感器状态、作为前提的状态方程式的预测范围。例如，作为传感器状态，在通过诊断判断为由于传感器的故障、断路而不能得到传感器输出、或者传感器劣化而在传感器输出中产生了不能允许的误差等的情况下，不能进行准确的滤波处理，因此不执行卡尔曼滤波器807。在状态方程式中作为对象的状态量在此是吸气管内压力和吸气管EGR率。在状态方程式的变量中的任一者超过预测范围(状态方程式可取的理论/物理范围)的情况下，即在状态方程式不能覆盖的区域，不能进行准确的滤波处理，因此不执行卡尔曼滤波器807。

CPU120在检测到这些状况的情况下，判断为不能执行卡尔曼滤波器807(S1201的否)而结束本处理，在判断为能够执行卡尔曼滤波器807(S1201的是)时，前进至步骤S1202。此外，CPU120也可以在判断为不能执行卡尔曼滤波器807时，设定对发动机系统的故障安全处理标志。

以下，具体表示在步骤S1202～S1206中执行的运算式。在卡尔曼滤波器807中，以包含由以下的数学式(14)、(15)定义的系统噪声Q和观测噪声R的状态方程式为前提。

[式14]

x(k+1)＝Ax(k)+Bu(k)+Q

[式15]

y(k))＝Cx(k)十R

这里，“k”表示离散时间的当前值。卡尔曼滤波器807的处理分为预测步骤和滤波步骤。在预测步骤中，根据输入变量和系统噪声Q，通过以下的数学式(16)、(17)计算(更新)内部状态变量矢量x和协方差矩阵P(S1202、S1203)。

[式16]

x(k|k-1)＝Ax(k-1|k-1)+Bu(k)

[式17]

P(k|k-1)＝AP(k-1|k-1)AT+Q

接着，在滤波步骤中，卡尔曼滤波器807通过以下数学式(18)计算由更新后的协方差矩阵P和观测噪声R规定的卡尔曼增益K(S1204)。此外，卡尔曼滤波器807可以采用在步骤S1203中计算协方差矩阵P的结构。

[式18]

并且，卡尔曼滤波器807使用卡尔曼增益K和观测数据(空燃比传感器710的检测值)，通过以下的数学式(19)、(20)再次更新内部状态变量矢量x和协方差矩阵P(S1205、S1206)。数学式(20)的字母“I”是单位矩阵。在步骤S1205、S1206的处理结束后，处理的次序返回步骤S1201。这样，能够利用实际的观测数据y(k)(空燃比传感器710的检测值)来修正内部状态变量矢量x和协方差矩阵P。

[式19]

x(k|k)＝x(k|k-1)+K(k)(y(k)-C(k)x(k|k-1))

[式20]

P(k|k)＝[I-K(k)C(k)]P(k|k-1)

通过以上的计算，能够基于能够测量的空燃比传感器710的输出信息来推算难以直接测量的内部状态变量x(k|k)的各气缸排气燃料质量和全部气缸排气质量的举动。在本实施方式中，将从卡尔曼滤波器807输出的内部状态变量的信息用于内部状态反馈控制即模型精度改善。

[测量结果]

接着，参照图13～图16对本实施方式的各种测量结果或模拟结果进行说明。

首先，参照图13，对于燃料喷射量的气缸间偏差引起的排气管内当量比(理论空燃比/空燃比)的变化的例子进行说明。

图13是表示每个气缸的燃料喷射量存在偏差的情况下的当量比的变化的例子的图表。在图13中，横轴表示时间，纵轴表示排气管内当量比。在图13左侧的“偏差1”中，对于各气缸的燃料喷射量的指令值(目标值)，1号气缸具有“-10％”的喷射量偏差、2号气缸具有“0％”的喷射量偏差、3号气缸具有“+10％”的喷射量偏差、4号气缸具有“0％”的喷射量偏差，表示图表所示的当量比的变化。在此，各气缸的喷射量偏差，为各气缸的燃料喷射量的指令值(目标值)与在各气缸喷射了的燃料之差(变动率)。在图13右侧的“偏差2”中，1号气缸具有“-10％”的喷射量偏差、2号气缸具有“0％”的喷射量偏差、3号气缸具有“0％”的喷射量偏差、4号气缸具有“+10％”的喷射量偏差，同样，当量比如图表所示地发生变化。

另外，在各个图表中按照气缸顺序1-3-4-2的顺序图示了EVO、EVC的时间，能够观察各个时间的变化量。在此，“偏差1”的3号气缸和“偏差2”的4号气缸同样具有“+10％”的偏差，但在各自的EVC中观察到的峰值产生差异。

接着，参照图14来说明各气缸的燃料质量比例的推移的例子。

图14是表示各气缸燃料质量比例的推移的例子的图表，表示关于图13的“偏差1”和“偏差2”的各气缸燃料质量比例的推移的例子。在图14中，横轴表示时间，纵轴表示各气缸燃料质量比例。

在图14中，实线表示1号气缸的燃料质量比例，双点划线表示2号气缸的燃料质量比例，虚线表示3号气缸的燃料质量比例，单点划线表示4号气缸的燃料质量比例。由于每个气缸的燃料喷射量的偏差，各气缸燃料质量比例的波形产生差异。

[排气管内当量比举动和气缸当量比的推算结果]

接着，参照图15对燃料喷射量的气缸间偏差引起的排气管内当量比举动的推算结果的例子、和各气缸当量比的推算结果的例子进行说明。

图15是表示本发明的一个实施方式中的燃料喷射量的气缸间偏差引起的排气管内当量比举动的推算结果的例子、和各气缸当量比的推算结果的例子的图表。在图15中，表示了关于图13和图14的“偏差1”和“偏差2”的各种当量比的推算结果，横轴表示时间，纵轴表示排气管内当量比和各气缸当量比。排气管内当量比的推算结果能够根据由排气管空燃比推算部805运算得到的排气管空燃比的推算值和理论空燃比而得到。另外，各气缸当量比的推算结果根据由各气缸空燃比推算部808运算得到的各气缸空燃比的推算值和理论空燃比而得到。

在图15中，排气管内当量比举动的推算结果分别作为由折线所示的变化而获得，各气缸当量比的推算结果分别为柱状图所示那样的值。

[各气缸空燃比的修正结果]

接下来，参照图16说明基于各气缸空燃比控制的修正结果的例子。

图16是表示本发明的一个实施方式中的各气缸空燃比的修正结果的例子的图表(曲线图)。在图16中，表示了关于图13和图14的“偏差1”和“偏差2”的各气缸空燃比的修正结果，横轴表示时间，纵轴表示排气管内当量比。基于各气缸空燃比控制的修正结果，是在各气缸燃料喷射量修正部809中按每个气缸实施了燃料喷射量的修正的结果，相当于由各气缸空燃比推算部808获得的各气缸空燃比的推算值。

在图16中，分别用虚线和实线表示修正前和修正后的排气管内当量比。“偏差1”、“偏差2”均在修正前产生的排气管内的空燃比的变动幅度，在修正后得到抑制。例如，在“偏差1”，空燃比变动幅度从5.5％降低到1％。另外，在“偏差2”，空燃比变动幅度从5.7％降低到2％。

如上所述，本实施方式的内燃机控制装置(例如，ECU104或控制装置150)，是基于流入到具有来自各气缸108的废气聚集的排气管722的多气缸内燃机(例如，多气缸的缸内直接喷射式发动机)的多个气缸108中的空气流量来控制燃料喷射量的内燃机控制装置。该内燃机控制装置包括控制部(例如CPU120)，该控制部进行每个气缸108的入口和出口的燃料和空气各自的质量收支运算(各气缸空气质量收支运算、各气缸燃料质量收支运算)，根据各质量收支运算的结果来推算排气管722的空燃比并且推算各气缸燃料质量比例，根据排气管722的空燃比和各气缸燃料质量比例来求取各气缸108的空燃比。

根据本实施方式的内燃机控制装置，通过实施每个气缸的燃料和空气的收支运算和质量比例运算，能够模拟来自多个气缸的废气的混合和延迟。由此，在本实施方式中，能够高精度地推算每个气缸的空燃比，其结果是，能够抑制多级喷射导致的空燃比(燃料喷射量)的气缸间偏差。因此，能够降低PN，应对近年来的废气限制。另外，在本实施方式中，不需要大的拟合工时就能够高精度地推算每个气缸的空燃比。

另外，在本实施方式的内燃机控制装置(例如，ECU104或控制装置150)中，控制部(CPU120)包括：使用各气缸空燃比推算部(各气缸空燃比推算部808)的输出来修正该气缸的燃料喷射量的燃料喷射量修正部(各气缸燃料喷射量修正部809)。这样，在本实施方式中，通过使用推算出的高精度的各气缸空燃比，各气缸的燃料喷射量修正(燃料喷射量控制)的精度提高。

另外，在本实施方式的内燃机控制装置(例如，ECU104或控制装置150)中，控制部(CPU120)构成为，基于排气管空燃比推算部(各气缸空燃比推算部808)的输出和设置于排气管的空燃比传感器(空燃比传感器710)的检测值，修正各个气缸的燃料质量比例的推算值。例如，控制部使用从卡尔曼滤波器(卡尔曼滤波器807)输出的状态变量，来修正各气缸的燃料质量比例的推算值，该卡尔曼滤波器将由排气管空燃比推算部推算出的排气管空燃比和空燃比传感器的检测值作为输入。

根据本实施方式的内燃机控制装置，通过使用卡尔曼滤波器，能够在考虑传感器误差、系统误差的影响的情况下，基于空燃比传感器的实测结果进行模型推算结果(例如，各气缸的燃料质量比例)的修正。并且，在本实施方式中，通过利用空燃比传感器的实测结果来修正模型推算结果，能够提高鲁棒性(robustness，稳健性)。

<变形例>

此外，作为上述的本实施方式的ECU104进行的修正控制或诊断控制，能够考虑如下的方式。

在ECU104的控制部(CPU120)中构成为，按每个燃料压力学习各个气缸的燃料质量比例的推算值的修正。由此，ECU104能够适当地考虑伴随燃料压力而发生的每个气缸的喷射量偏差来推算每个气缸的空燃比。

另外，在ECU104的控制部(CPU120)中构成为，将各个气缸的燃料质量比例的推算值的修正平均地反映到多级喷射的各级。由此，ECU104能够减小用于气缸间的喷射量偏差修正的喷射期间修正量。

另外，在ECU104的控制部(CPU120)中构成为，将各个气缸的燃料质量比例的推算值的修正加入多级喷射中的燃料喷射量的比例最大的级。由此，ECU104能够防止因对多级喷射中的燃料喷射量的比例最小的级进行修正而产生的喷射期间的过小化。

另外，在ECU104的控制部(CPU120)中构成为，在实施各个气缸的燃料质量比例的推算值的修正时，在通过修正而使得多级喷射的总燃料喷射量为规定值以下的情况下，减少多级喷射的喷射次数。由此，ECU104能够在喷射量偏差修正时防止喷射期间的过小化。

另外，在ECU104的控制部(CPU120)中，在各个气缸的燃料质量比例的推算值的修正量成为规定值以上的情况下诊断为异常，向仪表板(instrument panel)、外部终端等警告切换为故障安全控制或者进行燃料喷射装置的更换。由此，ECU104在燃料喷射系统发生了异常的情况下，能够适当地实施异常诊断和故障安全控制。

并且，本发明并不限于上述的一个实施方式，只要不脱离权利要求书所记载的本发明的主旨，当然能够采取其他各种应用例、变形例。例如，上述的一个实施方式是为了容易理解地说明本发明而详细且具体地说明了内燃机系统的结构的实施方式，不一定限定于具有所说明的全部的构成要素。另外，对于一个实施方式的结构的一部分，还能够进行其他构成要素的追加或置换、删除。

在上述的一个实施方式中，说明了将本发明应用于包括增压器的发动机系统的例子，但本发明不限于该例。例如，如果制作不包括增压器的发动机系统的控制模型，则能够将本发明应用于没有增压器的发动机系统。另外，例如，如果制作具有EGR系统的发动机系统的控制模型，则能够将本发明应用于具有EGR系统的发动机系统。

另外，上述的各结构、功能、处理部等的一部分或全部，也可以通过例如用集成电路进行设计等而用硬件来实现。作为硬件，可以使用FPGA(Field Programmable GateArray：现场可编程门阵列)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit：专用集成电路)等广义的处理器设备。

此外，在图12所示的流程图中，可以在不影响处理结果的范围内并行执行多个处理，或者可以改变处理顺序。

另外，在上述的一个实施方式中，控制线、信息线表示认为说明上需要的线，未必表示了产品上的全部的控制线、信息线。实际上也可以认为几乎全部的构成要素相互连接。

附图标记的说明

1…燃料喷射系统、101…燃料喷射装置、108…气缸、104…ECU、150…控制装置、120…CPU、121…存储器、710…空燃比传感器、721…吸气管、722…排气管、801…气缸流入空气量运算部、802…气缸燃料喷射量运算部、803…各气缸空气质量收支运算部、804…各气缸燃料质量收支运算部、805…排气管空燃比推算部、806…各气缸燃料质量比例运算部、807…卡尔曼滤波器、808…各气缸空燃比推算部、809…各气缸燃料喷射量修正部。

Claims

1.一种内燃机控制装置，其基于流入多气缸内燃机的多个气缸的空气流量来控制燃料喷射量，所述多气缸内燃机具有供来自各气缸的废气聚集在其中的排气管，所述内燃机控制装置的特征在于，包括：

控制部，其进行每个气缸的入口和出口处的燃料和空气各自的质量收支运算，根据各质量收支运算的结果来推算所述排气管的空燃比并推算各个气缸的燃料质量比例，根据所述排气管的所述空燃比和所述各个气缸的燃料质量比例来求取各个气缸的空燃比。

2.根据权利要求1所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部包括：

空气质量收支运算部，其在将每个气缸的空气流量和燃料流量作为入口流量、并将排出的混合气体流量作为出口流量的情况下，使用所述入口流量和所述出口流量来运算空气的质量收支；

燃料质量收支运算部，其使用所述入口流量和所述出口流量来运算燃料的质量收支；

排气管空燃比推算部，其基于所述空气质量收支和所述燃料质量收支来推算排气管内的空燃比；

燃料质量比例推算部，其基于所述空气质量收支和所述燃料质量收支来推算各个气缸的燃料质量相对于排气管的燃料质量的比例；和

各气缸空燃比推算部，其使用在任意的气缸正时推算出的排气管内的空燃比从排气门打开时机到排气门关闭时机的变化量、和所述排气门关闭时机的该气缸的由所述燃料质量比例推算部推算出的燃料质量比例，来推算该气缸的空燃比。

3.根据权利要求2所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部包括：使用所述各气缸空燃比推算部的输出来修正该气缸的燃料喷射量的燃料喷射量修正部。

4.根据权利要求3所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部基于所述排气管空燃比推算部的输出和设置于所述排气管的空燃比传感器的检测值，修正各个气缸的所述燃料质量比例的推算值。

5.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部使用从卡尔曼滤波器输出的状态变量来修正各个气缸的所述燃料质量比例的推算值，所述卡尔曼滤波器以由所述排气管空燃比推算部推算出的排气管空燃比和所述空燃比传感器的检测值为输入。

6.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部按每个燃料压力来学习各个气缸的所述燃料质量比例的推算值的修正。

7.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部将各个气缸的所述燃料质量比例的推算值的修正平均地反映到多级喷射的各级。

8.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部将各个气缸的所述燃料质量比例的推算值的修正施加到多级喷射中的燃料喷射量的比例最大的级。

9.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部在实施各个气缸的所述燃料质量比例的推算值的修正时，在通过修正使多级喷射的总燃料喷射量成为规定值以下的情况下，减少多级喷射的喷射次数。

10.根据权利要求4所述的内燃机控制装置，其特征在于：

所述控制部在各个气缸的所述燃料质量比例的推算值的修正量成为规定值以上的情况下诊断为异常，发出切换为故障安全控制或更换燃料喷射装置的警告。