(57)【要約】  スロットルの操作を遅延させて将来の筒内空気量を予測する内燃機関の制御装置において、内燃機関の応答性と筒内空気量の予測精度とを両立させる。  要求ＫＬが入力されてから指示ＴＡが出力されるまでの演算過程に遅延時間ｔｄを設ける。燃料噴射量の演算タイミングが到来したら、現在よりも遅延時間ｔｄだけ将来に達成される実際ＫＬを、空気応答モデルを用いて予測する。そして、現在から吸気弁の閉タイミングまでの先読み時間ｔｆｗｄが遅延時間ｔｄを越える場合には、遅延時間ｔｄの経過時点から先読み時間ｔｆｗｄが経過するまでに生じる実際ＫＬの変化量を、ｔｄ後の予測ＫＬと目標ＫＬとの偏差をステップ入力値とする空気応答モデルを用いて予測する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒内空気量或いは筒内空気量に相関する物理量を制御量としてスロットルを操作する内燃機関の制御装置において、
入力された要求制御量に基づいてスロットルに出力する開度指令値を演算する開度指令値演算手段と、
前記要求制御量が入力されてから前記開度指令値が出力されるまでの演算過程に遅延時間を設ける遅延手段と、
所定の予測タイミングにおいて、将来の所定の被予測タイミングにて達される実際制御量を予測する予測手段と、
前記予測手段による前記被予測タイミングでの実際制御量の予測値に基づいて燃料噴射量を演算する燃料噴射量演算手段と、
を備え、
前記予測手段は、
前記予測タイミングよりも前記遅延時間だけ将来に達成される実際制御量を、要求制御量に対する実際制御量の応答特性を定義した計算モデルを用いて予測する第１の予測手段と、
前記予測タイミングから前記被予測タイミングまでの時間が前記遅延時間を越える場合に、前記遅延時間の経過時点から前記被予測タイミングにまでに生じる実際制御量の変化量を、前記第１の予測手段で予測された実際制御量を初期値とし、前記予測タイミングにおける要求制御量を目標値として、要求制御量に対する実際制御量の応答特性を定義した計算モデルを用いて予測する第２の予測手段と、
を含むことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記第１の予測手段で用いられる計算モデルは、遅れ要素モデルであることを特徴とする請求の範囲１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記第２の予測手段で用いられる計算モデルは、遅れ要素モデルであることを特徴とする請求の範囲１又は２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記被予測タイミングは、吸気弁の閉じタイミングであることを特徴とする請求の範囲１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記予測タイミングは、吸気弁の閉じタイミングよりも進角側に設定された所定のクランク角度の到達時点であり、
前記予測手段は、前記予測タイミングから前記被予測タイミングまでの時間が前記遅延時間を越えるかどうか機関回転数から判断することを特徴とする請求の範囲４記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記制御量は筒内空気の充填効率であることを特徴とする請求の範囲１乃至５の何れか１項に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、詳しくは、電子制御式のスロットルを備えた内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子制御式のスロットルを備えた内燃機関では、ドライバのアクセル操作量等に基づいてスロットル開度を設定し、設定したスロットル開度に従ってスロットルを操作することが行われている。このとき、スロットル開度を設定してからスロットルを操作するまでに遅延時間が設けられていると、実際のスロットル開度は設定したスロットル開度よりも遅延時間分だけ遅れて変化することになる。したがって、スロットルの遅延制御を行えば、その遅延時間分だけ将来のスロットル開度を遅延処理前のスロットル開度から予測することが可能になる。【０００３】
スロットルの遅延制御は、空燃比の制御精度を高めるために用いられる。つまり、特開２００２−２０１９９８号公報に記載されているように、吸気バルブの閉タイミングにおけるスロットル開度を予測し、その予測スロットル開度から求められる筒内空気量に基づいて燃料噴射量が計算される。筒内空気量は吸気バルブの閉時点において確定するので、スロットルの遅延制御によってその時点でのスロットル開度を予測することによって、筒内空気量を精度良く予測することが可能となる。【０００４】
このように、スロットルの遅延制御を行うことには、空燃比の制御精度の点において利益がある。しかし、スロットルの動作を意図的に遅延させるものであるので、遅延時間を長くとってしまうと内燃機関の応答性を低下させてしまう。このため、内燃機関の応答性の観点からは遅延時間は可能なかぎり短いことが望ましいが、遅延時間を単純に短くすることは空燃比の制御精度の観点からは好ましくない。筒内空気量の正確な予測に基づいて燃料噴射量を計算するためには、少なくとも燃料噴射量の演算タイミングから吸気バルブの閉タイミングまでの時間が予測時間（先読み時間ともいう）として必要だからである。【０００５】
スロットルの遅延制御において内燃機関の応答性と空燃比の制御精度との両立を図るものとしては、例えば、特開２００３−１２０４０４号公報に記載された制御装置がある。この公報に記載の制御装置は、クランクシャフトが２７０度回転するのに要する時間を遅延時間とすることで、内燃機関の回転数に応じて遅延時間を変化させている。これによれば、前述の先読み時間を遅延時間として確実に確保することができるだけでなく、高回転域では遅延時間を短くして内燃機関の応答性を良好にすることができる。【０００６】
しかしながら、特開２００３−１２０４０４号公報に記載の制御装置では、遅延時間が機関回転数に依存するために、低回転域での内燃機関の応答性はどうしても低くなってしまう。高回転域のみならず低回転域でも内燃機関の応答性を良好にしたいならば、やはり、遅延時間の絶対的な短縮が必要であると考えられる。ただし、前述の先読み時間は機関回転数に応じて変化するので、遅延時間を絶対的に短くする場合には、必要な先読み時間よりも遅延時間が短くなってしまう状況が低回転域において発生することになる。内燃機関の応答性と空燃比の制御精度とを全運転域で両立させるためには、必要な先読み時間が遅延時間を越える場合において、筒内空気量を如何に精度良く予測できるかが重要となる。
【発明の開示】
【０００７】
本発明の目的は、スロットルの操作を遅延させて将来の筒内空気量を予測する内燃機関の制御装置において、内燃機関の応答性と筒内空気量の予測精度とを両立させることにある。
【０００８】
本発明にかかる制御装置は、筒内空気量或いは筒内空気量に相関する物理量を制御量としてスロットルを操作する制御装置である。筒内空気量に相関する物理量には、例えば、吸気管圧が含まれる。また、筒内空気量を無次元化した充填効率もそのような物理量の一つである。本発明にかかる制御装置は、これらの物理量を制御量とし、その要求値を達成するようにスロットルを操作する。
【０００９】
スロットルを操作するため、本発明にかかる制御装置は、入力された要求制御量に基づいてスロットルに出力する開度指令値を演算する。その際、遅延手段によって、要求制御量が入力されてから開度指令値が出力されるまでの演算過程に遅延時間を設ける。遅延時間を設けることが可能な演算ステップとしては、要求制御量が入力されてから開度指令値の演算を開始するまで、開度指令値の演算の途中、開度指令値が算出されてからスロットルに出力されるまで等、複数のステップが存在する。本発明においては、これらの演算ステップのいずれに遅延時間を設けてもよい。また、遅延時間は固定値でもよいし、内燃機関の運転状態、例えば機関回転数に応じて変わる変数であってもよい。
【００１０】
また、本発明にかかる制御装置は、所定の予測タイミングにおいて、将来の所定の被予測タイミングにて達成される実際制御量を予測し、被予測タイミングでの実際制御量の予測値に基づいて燃料噴射量を演算する。制御量は筒内空気量或いは筒内空気量に相関する物理量であるので、その予測値からは、被予測タイミングにおける実際筒内空気量の予測値を得ることができる。被予測タイミングは、吸気弁の閉じタイミングに一致させるか、或いはその近傍に設定するのが好ましい。
【００１１】
そして、本発明にかかる制御装置の一つの特徴が、被予測タイミングにて達成される実際制御量の予測手段にある。その予測手段は、次の第１の予測手段と第２の予測手段とを含む。
【００１２】
第１の予測手段は、予測タイミングよりも遅延時間だけ将来に達成される実際制御量を、要求制御量に対する実際制御量の応答特性を定義した計算モデルを用いて予測する。この計算モデルは、空気の動的特性を数式で表した物理モデルでもよいが、単純な遅れ要素モデルとすることもできる。遅れ要素モデルは高次の遅れ要素を含んでもよいが、より演算負荷が小さい１次遅れ要素を用いることもできる。また、遅れ要素モデルはむだ時間を含むモデルであってもよい。
【００１３】
予測タイミングは任意であるが、吸気弁の閉じタイミングよりも進角側に設定された所定のクランク角度の到達時点とすることができる。その場合、被予測タイミングが吸気弁の閉じタイミングであれば、予測タイミングから被予測タイミングまでの時間は機関回転数によって変化し、低回転であるほど前記の時間は長くなる。このため、内燃機関の応答性を良好にすべく遅延時間を短くしたときには、被予測タイミングが遅延時間を越えたさらに先になる場合がある。その場合、被予測タイミングでの実際制御量の予測値に基づいた燃料噴射量の演算を可能にするためには、遅延時間を越えた先まで実際制御量の変化を予測する必要がある。
【００１４】
第２の予測手段は、予測タイミングから被予測タイミングまでの時間が遅延時間を越える場合に、遅延時間の経過時点から被予測タイミングにまでに生じる実際制御量の変化量を予測する手段である。遅延時間の経過時点までの実際制御量の変化は、要求制御量に対する実際制御量の応答特性を考慮することによって、入力される要求制御量から精度良く予測することができる。しかし、遅延時間を越える将来の実際制御量の変化に関しては、何らかの仮定が必要となる。そこで、第２の予測手段は、遅延時間の経過時点での実際制御量の予測値と目標値との間に差がある場合には、その差を埋めるように実際制御量が変化するものと仮定し、その仮定に基づいて被予測タイミングにおける実際制御量を予測する。遅延時間の経過時点での実際制御量の目標値とは、予測タイミングにおける要求制御量である。
【００１５】
具体的には、第２の予測手段は、第１の予測手段で予測された実際制御量を初期値とし、予測タイミングにおける要求制御量を目標値として、遅延時間の経過時点から被予測タイミングまでに生じる実際制御量の変化量を予測する。その予測には、要求制御量に対する実際制御量の応答特性を定義した計算モデルを利用する。この計算モデルとしては、遅れ要素モデル、より詳しくは、１次遅れや２次遅れなどの遅れ要素を用いたステップ応答モデルを用いることができる。その場合、前記の目標値と初期値との偏差、すなわち、予測タイミングにおける要求制御量と被予測タイミグにおける実際制御量の予測値との偏差がステップ入力値となる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態で実施されるスロットルの遅延制御について説明するための説明図である。
【図２】本発明の実施の形態で実施される筒内空気量の先読み方法を説明するための説明図である。
【図３】本発明の実施の形態としての内燃機関の制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示す制御装置において、遅延時間（ｔｄ）の経過後の筒内空気充填効率ＫＬの予測に用いる空気応答モデルの一例を示す図である。
【図５】図３に示す制御装置において、遅延時間（ｔｄ）が経過してから先読み時間（ｔｆｗｄ）が経過するまでの筒内空気充填効率ＫＬの変化量の予測に用いる空気応答モデルの一例を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本発明の実施の形態について図１乃至図５の各図を参照して説明する。【００１８】
まず、本実施の形態で実施されるスロットルの遅延制御について図１を用いて説明する。図１では、スロットルを操作するための制御量の変化が筒内空気量の変化となって現れるまでに実施される各処理を時系列に示すとともに、各処理の前後での信号の変化についても併せて示している。【００１９】
本実施の形態では、スロットルを操作するための制御量として、筒内空気充填効率（以下、ＫＬと表記する）が用いられる。制御装置は、その要求値である要求ＫＬを取得し、要求ＫＬを達成するようにスロットルを操作する。図１では、要求ＫＬがステップ的に増大した場合の各信号の変化について示している。要求ＫＬは、例えば、内燃機関に出力が要求されているトルクから計算される。なお、本実施の形態にかかるスロットルは電子制御式であり、スロットルモータによって駆動される。【００２０】
制御装置は、要求ＫＬを所定の遅延時間だけ遅らせたものを目標ＫＬとして設定する。目標ＫＬは実際に内燃機関に達成させるＫＬの目標値である。つまり、制御装置は、要求されているＫＬとスロットルの操作によって実際に達成させるＫＬとの間に、遅延時間だけの時間差を意図的に設ける。このような時間差を設けることがスロットルの遅延制御の特徴であり、設けた時間差は後述するように将来のＫＬの予測に用いられる。時間差である遅延時間の設定が長いほど、将来のＫＬの予測精度は良好になる反面、内燃機関の応答性は低下することになる。本実施の形態では遅延時間は固定とし、演算周期（例えば８msec）の４周期分を遅延時間として設定する。【００２１】
制御装置は、目標ＫＬをスロットル開度（以下、ＴＡと表記する）に変換する。その変換には、例えば、エアモデルの逆モデルを用いることができる。エアモデルは、スロットルの動作に対する吸入空気量の応答を流体力学等に基づいてモデル化し、それを数式で表したものである。エアモデルの逆モデルに目標ＫＬを入力することで、目標ＫＬを実現するためのＴＡが算出される。制御装置は、こうして算出したＴＡを指示ＴＡとしてスロットルに出力する。なお、図１に示す信号からは、目標ＫＬの達成に必要十分なＴＡに対して指示ＴＡを一旦オーバーシュートさせていることが読み取られる。これはＫＬの速やかな変化を促すための動作であって、このような動作を行うことで目標ＫＬの変化に対する実ＫＬの応答遅れをある程度補償することが可能となる。【００２２】
図１には、指示ＴＡに従ってスロットルを動作させたときの実際のＴＡの変化と、実ＴＡの変化によって達成される実ＫＬの変化とを併せて示している。指示ＴＡの変化に対して実ＴＡの変化には応答遅れがあり、実ＴＡの変化に対して実ＫＬの変化にはさらなる応答遅れがある。したがって、指示ＴＡをオーバーシュート的に動作させた場合であっても、目標ＫＬと実ＫＬとの間に応答遅れが生じることは避けられない。この場合の目標ＫＬと実ＫＬとの関係は、空気の動的特性を流体力学等の物理式によってモデル化した空気応答モデルを用いて表すことができる。しかし、そのような複雑なモデルを用いなくとも、より簡単な１次遅れ＋むだ時間モデルで表すこともできる。後述するように、本実施の形態では、空気の動的特性を１次遅れ＋むだ時間モデルで近似し、この簡易な空気応答モデルを将来のＫＬの予測に使用する。【００２３】
本実施の形態で実施される将来ＫＬの予測の方法は、目標ＫＬ或いは要求ＫＬから直接に将来ＫＬを予測することに一つの特徴がある。すなわち、従来のように、将来のスロットル開度を予測してから将来ＫＬの予測値を算出するといった方法は採らない。これは、スロットル開度の予測値からＫＬの予測値を算出するのに必要な演算工数を削減するとともに、以下の説明によって明らかになるように、将来ＫＬの予測誤差をより低減できるようにするためである。【００２４】
本実施の形態で実施される将来ＫＬの予測の方法は、図２を用いて説明することができる。図２には、要求ＫＬの時間変化と、目標ＫＬの時間変化とを併せて示している。前述のように、要求ＫＬを遅延時間（図中に“ｔｄ”で示す時間）だけ遅らせたものが目標ＫＬである。図２に示す各線のうち太い実線で示すのが現在までに既知となっている情報であり、細い二点鎖線で示すのが現在のところは未知の情報である。【００２５】
また、図２中には、目標ＫＬに従ってスロットルを操作したときの実際のＫＬの時間変化（目標ＫＬに対する実ＫＬ応答）と、仮に要求ＫＬに従ってスロットルを操作したならば達成される実際のＫＬの時間変化（要求ＫＬに対する実ＫＬ応答）とを併せて示している。目標ＫＬに対する実ＫＬ応答は、前述の簡易な空気応答モデル（１次遅れ＋むだ時間モデル）を用いることによって、目標ＫＬの時間変化から算出することができる。要求ＫＬに対する実ＫＬ応答は、同じ空気応答モデルを用いることによって、要求ＫＬの時間変化から算出することができる。【００２６】
図２における現在は予測タイミングであって、具体的には、燃料噴射量の演算タイミングである。ここでは、クランクシャフトの回転角度が所定角度に到達した時点で燃料噴射量が演算されるものとする。そして、現在から図中に“ｔｆｗｄ”で示す時間が経過した時点が被予測タイミングであって、具体的には、吸気弁の閉タイミングである。燃料噴射量の正確な計算のためには、吸気弁の閉タイミングにおいて確定する筒内空気量（ここではＫＬ）を予測する必要がある。ｔｆｗｄは、燃料噴射量の正確な計算のために必要なＫＬの先読み時間である。【００２７】
図２では、設定した遅延時間ｔｄが必要な先読み時間ｔｆｗｄよりも短い場合を示している。燃料噴射量の演算タイミングも吸気弁の閉タイミングもクランク角度に関連付けられているので、先読み時間ｔｆｗｄは機関回転数に応じて変化する。このため、低回転域では、図２に示すように遅延時間ｔｄが必要な先読み時間ｔｆｗｄよりも短くなる状況が発生する。この場合、既知の情報は現在から遅延時間ｔｄの経過後までであるので、遅延時間ｔｄの経過後からさらに先読み時間ｔｆｗｄが経過するまでの実ＫＬの変化を予測することが必要となる。【００２８】
遅延時間ｔｄを越える将来の実際ＫＬの変化を予測するためには、何らかの仮定が必要となる。本実施の形態では、遅延時間ｔｄの経過時点での目標ＫＬの値（現在の要求ＫＬの値に等しい）が遅延時間ｔｄの経過後もそのまま目標値として用いられ、それに従ってスロットルが操作されるものと仮定する。図２に示すように、実際には目標ＫＬはさらに変化する可能性はあるが、遅延時間ｔｄの経過時点での目標ＫＬに予測を固定することで、平均的には目標ＫＬの予測値と実際値とのずれを最小限に抑えることができる。【００２９】
上述の仮定によれば、遅延時間ｔｄの経過時点での実際ＫＬの予測値と目標値との間に差がある場合には、その差を埋めるように実際ＫＬは変化することになる。そこで、本実施の形態では、遅延時間ｔｄの経過時点での実際ＫＬの予測値（ｔｄ後の予測ＫＬ）を初期値とし、予測タイミングである現在の要求ＫＬ（ｔｄ後の目標ＫＬ）を目標値として、遅延時間ｔｄの経過時点から先読み時間ｔｆｗｄが経過するまでに生じる実ＫＬの変化量を予測する。その予測には空気応答モデルを用いることができる。ただし、ここで用いる空気応答モデルは、１次遅れ要素とむだ時間とを含むステップ応答モデルである。その時定数やむだ時間には、前述の１次遅れ＋むだ時間モデルのものを流用することができる。このステップ応答モデルに、ｔｄ後の目標ＫＬと予測ＫＬとの偏差をステップ的に入力することによって、遅延時間ｔｄの経過時点から先読み時間ｔｆｗｄが経過するまでに生じる実ＫＬの変化量の予測値が算出される。【００３０】
図２中に破線で示すＫＬの時間変化は、上述の方法で予測された将来の実ＫＬの変化を例示したものである。図２からも分かるように、吸気弁の閉タイミングにおける実ＫＬの予測値（ｔｆｗｄ後の先読みＫＬ）と実ＫＬの実際値（先読み目標）とは必ずしも一致しない可能性がある。しかし、上述のように、遅延時間ｔｄの経過時点での目標ＫＬを目標値とし、空気の応答性を考慮して実ＫＬの変化を予測しているので、予測結果が大きくはずれてしまうようなことは避けられる。また、遅延時間ｔｄの経過時点での目標ＫＬに収束するとの前提で実ＫＬの変化を予測しているので、実ＫＬの予測値がオーバーシュートしてしまうことも避けられる。【００３１】
次に、上述した将来ＫＬの予測方法を実施するための制御装置の構成について説明する。図３は、本実施の形態の制御装置の構成を示すブロック図である。以下、図３を用いて本実施の形態の制御装置の構成について説明する。【００３２】
制御装置６は、スロットル２の操作に関係する計算要素として、遅延回路８とエア逆モデル１０とを備えている。要求ＫＬを遅延回路８によって遅延処理した信号が目標ＫＬとなる。そして、目標ＫＬをエア逆モデル１０によって変換した信号が指示ＴＡとしてスロットル２に出力される。【００３３】
一方、燃料噴射装置４の操作に関係する計算要素としては、制御装置６は空気応答モデル１２，空気応答モデル１４及び演算回路１６を備えている。前述のように、将来ＫＬの予測に空気応答モデルを用いることは本実施の形態の特徴の一つでもある。図４は制御装置６で用いる空気応答モデル１２の構成の具体例を示す図であり、図５は空気応答モデル１４の構成の具体例を示す図である。【００３４】
制御装置６は、取得した要求ＫＬを空気応答モデル１２によって処理し、処理前の要求ＫＬと処理後の要求ＫＬとの偏差を算出する。要求ＫＬは、遅延時間ｔｄが経過した時点での目標ＫＬでもある。図４に示すように、空気応答モデル１２は時定数Ｔとむだ時間Ｌとで定義される１次遅れ＋むだ時間モデルである。時定数Ｔ及びむだ時間Ｌはそれぞれ実験データからの適合によって決定することができる。このような構成の空気応答モデル１２によって現在の要求ＫＬ（すなわち、ｔｄ後の目標ＫＬ）を処理することによって、遅延時間ｔｄが経過した時点での実際ＫＬの予測値（ｔｄ後の予測ＫＬ）が算出される。したがって、前述の偏差は、遅延時間ｔｄの経過後の目標ＫＬと予測ＫＬとの偏差を意味する。【００３５】
制御装置６は、次に、遅延時間ｔｄの経過後の目標ＫＬと予測ＫＬとの偏差を空気応答モデル１４によって処理し、処理後の信号を遅延時間ｔｄの経過後の予測ＫＬに加算する。図５に示すように、空気応答モデル１４はステップ応答モデルであって、“１−ｅ−ｕ”によって定義される空気応答係数を計算し、この空気応答係数をステップ入力値に乗算して得られる信号を出力する。ここで用いられるステップ入力値は、燃料噴射量の演算タイミングから遅延時間ｔｄの経過時点での目標ＫＬと予測ＫＬとの偏差である。空気応答係数に係るｕの値は、図５中に示すように、遅延時間ｔｄの経過時点から先読み時間ｔｆｗｄの経過時点までの所要時間をむだ時間Ｌで補正した予測時間（ｔｆｗｄ−Ｌ−ｔｄ）と時定数Ｔとの比である。時定数Ｔ及びむだ時間Ｌはそれぞれ実験データからの適合によって決定することができる。このような構成の空気応答モデル１４によって前述の偏差を処理にすることによって、遅延時間ｔｄの経過時点から先読み時間ｔｆｗｄが経過するまでに生じる実ＫＬの変化量の予測値（ｔｄ後からｔｆｗｄ後までの予測ＫＬ変化量）が算出される。したがって、空気応答モデル１４による処理後の信号を遅延時間ｔｄの経過後の予測ＫＬに加算して得られる信号は、先読み時間ｔｆｗｄの経過時点での予測ＫＬ、すなわち、吸気弁の閉タイミングにおける実ＫＬの予測値を意味する。【００３６】
制御装置６は、予測した将来ＫＬ、すなわち、吸気弁の閉タイミングにおける予測ＫＬを演算回路１６で処理し、所望の空燃比を実現するための燃料噴射量を算出する。そして、演算回路１６で算出された燃料噴射量が指示燃料噴射量として燃料噴射装置４に出力される。【００３７】
なお、先にも述べた通り、図３に示す制御装置６の構成は、先読み時間ｔｆｗｄが遅延時間ｔｄを越える場合の将来ＫＬの予測方法を実現するための構成である。先読み時間ｔｆｗｄが遅延時間ｔｄよりも短い場合には、空気応答モデル１２のみを用いて将来ＫＬを予測することができる。つまり、現在（燃料噴射量の演算タイミング）を基準として遅延時間ｔｄと先読み時間ｔｆｗｄとの差分（ｔｄ−ｔｆｗｄ）だけ過去の時点における要求ＫＬを空気応答モデル１２で処理した信号が、吸気弁の閉タイミングにおける実ＫＬの予測値となる。なお、先読み時間ｔｆｗｄが遅延時間ｔｄを超えるかどうかは、機関回転数が所定回転数よりも低いかどうかで判断することができる。【００３８】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、以下のように変形して実施してもよい。【００３９】
上述の実施の形態では、ＫＬ、すなわち、筒内空気の充填効率を制御量としてスロットルを操作しているが、筒内空気量そのものやそれに関係する物理量である吸気管圧を制御量として用いてもよい。【００４０】
遅延処理にかかる遅延時間ｔｄは一定値でなくてもよい。例えば、機関回転数に応じて遅延時間ｔｄの長さを変化させてもよい。また、制御装置６内の信号伝達経路上における遅延回路８の位置はエア逆モデル１０の上流側には限定されない。エア逆モデル１０の下流に遅延回路８を位置させてもよいし、エア逆モデル１０の内部に遅延回路８を位置させてもよい。つまり、要求ＫＬが入力されてから指示ＴＡが出力されるまでの演算過程のどこかに遅延時間ｔｄが設けられていればよい。【００４１】
また、上述の実施の形態では予測タイミングである燃料噴射量の演算タイミングをクランク角度に関連付けているが、任意のタイミングに設定することもできる。【００４２】
また、空気応答モデル１２はむだ時間を考慮せずに１次遅れ要素のみのモデルとしてもよいし、２次遅れモデルや２次遅れ＋むだ時間モデルとしてもよい。さらには、より厳密な物理式を用いたモデルとしてもよい。各空気応答モデル１２，１４による計算において指数関数等の関数による演算の実装が困難な場合には、マップを用いた演算で代用することも可能である。
【符号の説明】
【００４３】
６  制御装置
１２  空気応答モデル
１４  空気応答モデル
ｔｄ  遅延時間
ｔｆｗｄ  先読み時間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
2010095209.tif 000008
2010095209.tif 000009
2010095209.tif 000010
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