(57)【要約】【課題】バイパス通路を備えたエンジンにおいて、吸気弁通過流量の算出精度を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】スロットルと、エアフローメータと、バイパス通路と、バイパス流量制御バルブとを備える内燃機関に対して設けられ、吸気バルブを通過する空気の流量である吸気バルブ通過空気流量を予測し、エアフローメータの出力からエアフローメータを通過した空気の流量であるエアフローメータ流量を計算し、バイパス通路に流れる空気の流量であるバイパス流量をバイパス流量制御バルブの開度に基づいて計算し、エアフローメータ流量とバイパス流量とから吸気通路に流れる空気の流量である吸気通路流量を計算し、スロットルを含む吸気システムの物理モデルを用いて吸気通路流量とバイパス流量とに基づき吸気バルブ通過空気流量を計算する。【選択図】図２
2015031181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路に配置されたスロットルと、前記スロットルの上流に取り付けられたエアフローメータと、前記スロットルをバイパスして前記エアフローメータの下流と吸気バルブの上流とを接続するバイパス通路と、前記バイパス通路に配置されたバイパス流量制御バルブとを備える内燃機関に対して設けられ、前記吸気バルブを通過する空気の流量である吸気バルブ通過空気流量を予測し、前記吸気バルブ通過空気流量に基づいて前記内燃機関を制御する制御装置において、
前記エアフローメータの出力から前記エアフローメータを通過した空気の流量であるエアフローメータ流量を計算するエアフローメータ流量計算手段と、
前記バイパス通路に流れる空気の流量であるバイパス流量を前記バイパス流量制御バルブの開度に基づいて計算するバイパス流量計算手段と、
前記エアフローメータ流量と前記バイパス流量とから前記吸気通路に流れる空気の流量である吸気通路流量を計算する吸気通路流量計算手段と、
前記スロットルを含む吸気システムの物理モデルを用いて前記吸気通路流量と前記バイパス流量とに基づき前記吸気バルブ通過空気流量を計算する吸気バルブ通過空気流量計算手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記吸気バルブ通過空気流量計算手段によって使用される前記物理モデルは、前記吸気通路の前記バイパス通路の分岐点から前記スロットルまでの吸気システムをモデル化した第１の物理モデルと、前記吸気通路の前記バイパス通路の合流点から前記吸気バルブまでの吸気システムをモデル化した第２の物理モデルとからなり、
前記吸気バルブ通過空気流量計算手段は、
前記第１の物理モデルを用いて前記吸気通路流量から前記スロットルを通過する空気の流量であるスロットル流量を計算する手段と、
前記第２の物理モデルを用いて前記スロットル流量と前記バイパス流量との合計流量から前記吸気バルブ通過空気流量を計算する手段と、
を含む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。
【請求項３】
前記バイパス流量計算手段は、
前記バイパス流量制御バルブの開度と流量との関係をモデル化したバイパス流量制御バルブモデルを用いて前記バイパス流量制御バルブを通過する空気の流量であるバイパス流量制御バルブ通過流量を計算する手段と、
前記エアフローメータの応答特性をモデル化したエアフローメータモデルを用いて前記バイパス流量制御バルブ通過流量を前記エアフローメータの計測値相当に変換し、変換後の流量を前記バイパス流量として出力する手段と、
を含む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。
【請求項４】
前記内燃機関は前記吸気通路にコンプレッサを備え、前記バイパス通路は前記コンプレッサの上流において前記吸気通路から分岐していることを特徴とする請求項１乃至３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】
この発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、過給エンジンにおいて、吸気弁を通過する空気の流量（以下、吸気弁通過流量という。）を計算するための物理モデルが知られている。この物理モデルは、吸気通路内の空気の挙動を物理的にモデル化したものである。以下、この物理モデルを用いた吸気弁通過流量の具体的な計算手法について説明する。
【０００３】
まず、エアフローメータの出力に基づいて、エアフローメータ流量が算出される。次に、算出されたエアフローメータ流量が上記物理モデル中においてインタークーラモデル、スロットルモデルの順に演算処理されて、スロットル流量が算出される。さらに、算出されたスロットル流量は、吸気管モデル及び吸気弁モデルの順に演算処理される。これにより、最終的に吸気弁通過流量が算出される。このように、上記の物理モデルでは、吸気通路の上流から下流に向かう順番でそれぞれのモデルによって演算処理が行われる。このため、エアフローメータの出力から吸気弁通過流量を算出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−１４４６０５号公報
【特許文献２】特許第３７６０７５７号公報
【特許文献３】特開平８−１１４１４３号公報
【特許文献４】特開平８−１４４８０９号公報
【特許文献５】特開平１１−０１４５０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１には、吸気通路において、スロットルバルブをバイパスするようにバイパス通路が設けられているエンジンが開示されている。上記の物理モデルは、スロットルをバイパスする空気については考慮されていないため、このようなエンジンに上記の物理モデルをそのまま用いても、吸気弁通過流量を精度良く算出できないことが懸念される。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、バイパス通路を備えたエンジンにおいて、吸気弁通過流量の算出精度を向上させることができる内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の制御装置であって、
吸気通路に配置されたスロットル（40）と、前記スロットル（40）の上流に取り付けられたエアフローメータ（50）と、前記スロットル（40）をバイパスして前記エアフローメータ（50）の下流と吸気バルブ（16）の上流とを接続するバイパス通路（46）と、前記バイパス通路（46）に配置されたバイパス流量制御バルブ（48）とを備える内燃機関に対して設けられ、前記吸気バルブ（16）を通過する空気の流量である吸気バルブ通過空気流量（ｍc）を予測し、前記吸気バルブ通過空気流量（ｍc）に基づいて前記内燃機関を制御する制御装置において、
前記エアフローメータ（50）の出力から前記エアフローメータを通過した空気の流量であるエアフローメータ流量（ｍafm）を計算するエアフローメータ流量計算手段（102）と、
前記バイパス通路に流れる空気の流量であるバイパス流量（ｍafmisc）を前記バイパス流量制御バルブの開度に基づいて計算するバイパス流量計算手段（104）と、
前記エアフローメータ流量（ｍafm）と前記バイパス流量（ｍafmisc）とから前記吸気通路に流れる空気の流量である吸気通路流量（ｍafmcmp）を計算する吸気通路流量計算手段（104）と、
前記スロットルを含む吸気システムの物理モデル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）を用いて前記吸気通路流量（ｍafmcmp）と前記バイパス流量（ｍafmisc）とに基づき前記吸気バルブ通過空気流量（ｍc）を計算する吸気バルブ通過空気流量計算手段（106）と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、
前記吸気バルブ通過空気流量計算手段によって使用される前記物理モデル（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３、Ｍ４）は、前記吸気通路の前記バイパス通路の分岐点から前記スロットルまでの吸気システムをモデル化した第１の物理モデル（Ｍ１、Ｍ２）と、前記吸気通路の前記バイパス通路の合流点から前記吸気バルブまでの吸気システムをモデル化した第２の物理モデル（Ｍ３、Ｍ４）とからなり、
前記吸気バルブ通過空気流量計算手段は、
前記第１の物理モデル（Ｍ１、Ｍ２）を用いて前記吸気通路流量から前記スロットルを通過する空気の流量であるスロットル流量（ｍt）を計算する手段と、
前記第２の物理モデル（Ｍ３、Ｍ４）を用いて前記スロットル流量（ｍt）と前記バイパス流量（ｍafmisc）との合計流量から前記吸気バルブ通過空気流量（ｍc）を計算する手段と、
を含むことを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、第１または第２の発明において、
前記バイパス流量計算手段は、
前記バイパス流量制御バルブの開度と流量との関係をモデル化したバイパス流量制御バルブモデル（Ｍ５）を用いて前記バイパス流量制御バルブを通過する空気の流量であるバイパス流量制御バルブ通過流量（ｍisc）を計算する手段と、
前記エアフローメータの応答特性をモデル化したエアフローメータモデル（Ｍ６）を用いて前記バイパス流量制御バルブ通過流量（ｍisc）を前記エアフローメータの計測値相当に変換し、変換後の流量を前記バイパス流量（ｍafmisc）として出力する手段と、
を含むことを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第１乃至第３の発明の何れかにおいて、前記内燃機関は前記吸気通路にコンプレッサを備え、前記バイパス通路は前記コンプレッサの上流において前記吸気通路から分岐していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、吸気弁通過流量の推定精度を向上させることができる。この結果、空燃比の制御性が向上し、エミッションを良好に維持できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態１のシステムの構成を説明するための概略構成図である。
【図２】本実施形態において、エンジンにおける空気の挙動をモデル化した空気量推定モデルを示す機能ブロック図である。
【図３】ＡＦＭ流量分割部を詳細に表した図である。
【図４】エンジンの減速時において、空気量推定モデルで算出された各種流量の変化を表した図である。
【図５】本実施形態における空気量推定モデルにより算出される各種流量の時系列の変化を表した図である。
【図６】比較例において、エンジンの空気の挙動をモデル化した空気量推定モデルを示す機能ブロック図である。
【図７】比較例における空気量推定モデルにより算出される各種流量の時系列の変化を表した図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
実施の形態１．
［実施の形態１のシステム構成］
図１は、本発明の実施の形態１のシステムの構成を説明するための概略構成図である。図１に示すシステムは、エンジン１０を備える。エンジン１０は、火花点火式の４サイクルエンジンであって、ＥＧＲ装置付きの過給エンジンである。通常、エンジン１０は複数の気筒で構成されるが、図１には１つの気筒のみが描かれている。本発明において、気筒数及び気筒配置はこれに限定されるものではない。
【００１４】
本実施形態では、過給機２３として、排気を利用して吸気を圧縮するターボチャージャが採用されている。過給機２３は、吸気通路１１に設けられるコンプレッサ２４と、排気通路１３に設けられるタービン２２とが軸を介在して連結される構造をとっている。
【００１５】
エンジン１０の燃焼室１４には、吸気通路１１が接続されている。燃焼室１４と吸気通路１１との接続部には、吸気弁１６が設けられている。吸気通路１１は、その入口にエアクリーナ２６を備えている。エアクリーナ２６の下流には、コンプレッサ２４が設けられている。コンプレッサ２４の下流には、インタークーラ３８が設けられている。インタークーラ３８の下流には、吸気通路１１における吸気の供給量を調節するためにスロットルバルブ４０が設けられている。
【００１６】
ここで、吸気通路１１を流れる吸気の説明をする。エアクリーナ２６から吸入された吸気は、コンプレッサ２４により圧縮された後、インタークーラ３８により冷却される。インタークーラ３８により冷却された吸気は、スロットルバルブ４０を通過した後、吸気通路１１の一部である吸気管４２に流入する。そして、吸気管４２に流入した吸気は、吸気弁１６が開弁することで、吸気管４２から燃焼室１４内へ取り込まれる。なお、本明細書における吸気管４２には、吸気マニホールドとサージタンクが含まれている。
【００１７】
また、燃焼室１４には、排気通路１３が接続されている。燃焼室１４と排気通路１３の接続部には、排気弁１８が設けられている。排気弁１８が開弁することで、燃焼室１４内で発生したガスが排気通路１３に排出される。そして、この排気によりタービン２２が回転する。タービン２２が回転することにより、軸を介してコンプレッサ２４が回転して過給が行われている。
【００１８】
本実施形態におけるＥＧＲ装置３１は、ＥＧＲ通路２９、ＥＧＲクーラ３０、及びＥＧＲバルブ３２から構成されている。ＥＧＲ通路２９は、タービン２２の下流の排気通路１３を入口とし、コンプレッサ２４の上流の吸気通路１１を出口とするように設けられている。ＥＧＲ通路２９内には、排気を冷却するためのＥＧＲクーラ３０が設けられている。さらに、ＥＧＲ通路２９には、冷却した排気をＥＧＲガスとして吸気通路１１に供給する際に、その供給するガスの量を調節するためにＥＧＲバルブ３２が設けられている。ＥＧＲガスは、ＥＧＲ通路２９の出口がコンプレッサ２４の上流にあるため、エアクリーナ２６からの吸気と共にコンプレッサ２４により圧縮される。
【００１９】
エンジン１０には、バイパス通路４６が設けられている。バイパス通路４６は、コンプレッサ２４の上流において吸気通路１１から分岐している。具体的には、バイパス通路４６は、エアクリーナ２６とコンプレッサ２４との間の吸気通路１１を入口とし、吸気管４２と吸気弁１６との間の吸気通路１１を出口とする構造をとっている。さらに、バイパス通路４６の入口は、ＥＧＲ通路２９の出口より上流に設けられている。このため、バイパス通路４６内には、エアクリーナ２６から吸入された新気のみが通過するようになっている。また、バイパス通路４６内には、新気の供給量を調節するためのバイパス流量制御バルブ４８が設けられている。
【００２０】
吸気通路１１には、エンジン１０の運転状態を把握するための各種センサが取り付けられている。エアクリーナ２６の下流側には、吸気通路１１に吸入された新気の流量を把握するためにエアフローメータ（以下、ＡＦＭともいう。）５０が取り付けられている。コンプレッサ２４とインタークーラ３８との間には、過給圧センサ３６が取り付けられている。スロットルバルブ４０の近傍には、スロットルバルブ４０の開度を把握するためにスロットルポジションセンサ（不図示）が取り付けられている。吸気管４２内には、吸気管温度センサ４４が取り付けられている。
【００２１】
実施の形態１のシステムの構成は、エンジン１０の運転状態を制御するＥＣＵ１００（Engine Control Unit）を備える。ＥＣＵ１００の入力側には、エアフローメータ５０、過給圧センサ３６、吸気管温度センサ４４、クランク角センサ（不図示）、スロットルポジションセンサ（不図示）、等の各種センサがそれぞれ接続される。ＥＣＵ１００は、上記の各種センサが出力した信号に基づいて、エンジン１０の運転状態を検知する。具体的には、ＥＣＵ１００は、エアフローメータ５０及びクランク角センサが出力した信号から、吸入空気量を検出する。また、ＥＣＵ１００は、クランク角センサの出力した信号から、エンジン回転数を検出する。
【００２２】
一方、ＥＣＵ１００の出力側には、吸気弁１６、排気弁１８、ＥＧＲバルブ３２、スロットルバルブ４０、バイパス流量制御バルブ４８等のアクチュエータがそれぞれ接続される。ＥＣＵ１００は、運転状態に応じて、各種アクチュエータを操作するための信号を出力する。例えば、ＥＣＵ１００は、目的とするＥＧＲ量をコンプレッサ２４上流の吸気通路１１に供給するために、ＥＧＲバルブ３２の開度を調節する。また、ＥＣＵ１００は、スロットルバルブ４０の開度を操作して、スロットル流量を調節する。また、ＥＣＵ１００は、バイパス通路４６から燃焼室１４へ新気を供給するに際して、バイパス流量制御バルブ４８の開度を操作して、バイパス流量を調節する。
【００２３】
本実施形態のエンジン１０における空気の挙動について説明する。図１のシステムの構成によれば、スロットルバルブ４０を通ってから燃焼室１４へ供給される吸気にはＥＧＲガスが含まれている。一方、バイパス通路４６から燃焼室１４へ供給される補助空気にはＥＧＲガスが含まれていない、つまりバイパス通路４６からは新気のみを供給できる。そして、吸気通路１１からの吸気とバイパス通路４６からの補助空気とが、吸気管４２と吸気弁１６との間の吸気通路１１で混合される。こうして混合された空気が、最終的に、燃焼室１４内へ供給される。バイパス通路４６から新気を供給する例を以下に説明する。
【００２４】
例えば、エンジン１０の減速時、ＥＧＲガスを高い比率で含んだ吸気が燃焼室１４に流入して酸素濃度が低下することでエンジン１０が失火することがある。これを防止するため、バイパス流量制御バルブ４８が開弁する。これにより、燃焼室１４に補助空気として新気を直接流入させることができる。この結果、エンジン１０の減速時の失火を防止することができる。
【００２５】
［空気量推定モデルの構成］
図２は、本実施形態において、エンジン１０における空気の挙動をモデル化した空気量推定モデルを示す機能ブロック図である。図２に示す空気量推定モデルは、ＡＦＭ流量計算部１０２、ＡＦＭ流量分割部１０４、吸気弁通過流量計算部１０６を備えている。吸気弁通過流量計算部１０６は、インタークーラモデルＭ１、スロットルモデルＭ２、吸気管モデルＭ３、及び吸気弁モデルＭ４によって構成されている。
【００２６】
まず、吸気弁通過流量計算部１０６が備えている各モデルの構成と機能について説明する。
【００２７】
インタークーラモデルＭ１は、吸気通路１１におけるインタークーラ３８内の空気に関する保存則に基づいて構築された物理モデルである。インタークーラモデルＭ１としては、具体的には、エネルギー保存則に基づいた下記の式（１）と流量保存則に基づいた下記の式（２）とが用いられている。ここで、Ｐｉｃはインタークーラ３８内の圧力（以下、インタークーラ圧力）、Ｔｉｃはインタークーラ温度、Ｖｉｃはインタークーラ容積、Ｒは気体定数、κは比熱比、ｍａｆｍｃｍｐはコンプレッサ２４を通過する流量（以下、コンプレッサ流量）、ｍｔはスロットルを通過するガスの流量（以下、スロットル流量）、そして、Ｔａは大気温度である。インタークーラモデルＭ１では、コンプレッサ流量ｍａｆｍｃｍｐ、スロットル流量ｍｔ等が入力され、式（１）及び式（２）に従ってインタークーラ圧力Ｐｉｃが算出される。なお、図１のシステムにはエアバイパスバルブが備えられるが、ここでは、エアバイパスバルブは閉じているものと仮定する。
【００２８】
【数１】
2015031181.tif 000003
【００２９】
【数２】
2015031181.tif 000004
【００３０】
スロットルモデルＭ２としては、下記の式（３）及び式（４）に示す絞りの式が用いられる。ここで、μは流量係数、Ａｔはスロットル開度がＴＡの時の開口面積、Ｐｍは吸気管圧力である。また、Ｐｍ／Ｐｉｃは、スロットルの前後の圧力比である。スロットルモデルＭ２では、スロットル開度ＴＡ、インタークーラ圧力Ｐｉｃ、吸気管圧力Ｐｍ等が入力され、式（３）及び式（４）に従ってスロットル流量ｍｔが算出される。
【００３１】
【数３】
2015031181.tif 000005
【００３２】
【数４】
2015031181.tif 000006
【００３３】
吸気管モデルＭ３は、吸気管内の空気に関する保存則に基づいて構築された物理モデルである。吸気管モデルＭ３としては、具体的には、エネルギー保存則に基づいた下記の式（５）と流量保存則に基づいた下記の式（６）とが用いられている。ｍｃは吸気弁を通って気筒内に吸入されるガスの流量（以下、吸気弁通過流量）、そして、Ｔｍは吸気管温度である。吸気管モデルＭ３では、スロットル流量ｍｔ、吸気弁通過流量ｍｃ等が入力され、式（５）及び式（６）に従って吸気管圧力Ｐｍが算出される。なお、図１のシステムにはＥＧＲバルブ３２が備えられるが、ここでは、ＥＧＲバルブ３２は閉じているものと仮定する。
【００３４】
【数５】
2015031181.tif 000007
【００３５】
【数６】
2015031181.tif 000008
【００３６】
吸気弁モデルＭ４は、吸気弁通過流量ｍｃと吸気管圧力Ｐｍとの関係について調べた実験ベースのモデルである。吸気弁通過流量ｍｃと吸気管圧力Ｐｍとの関係は直線で近似することができる。このため、吸気弁モデルＭ４としては、具体的には、経験則に基づいた下記の式（７）が用いられている。式（７）におけるａ及びｂはエンジン回転数に応じて定まる定数である。吸気弁モデルＭ４では、吸気管圧力Ｐｍが入力され、式（７）に従って吸気弁通過流量ｍｃが算出される。
【００３７】
【数７】
2015031181.tif 000009
【００３８】
次に、図３を用いて、ＡＦＭ流量分割部１０４について説明する。
【００３９】
図３は、ＡＦＭ流量分割部１０４を詳細に表した図である。ＡＦＭ流量分割部１０４は、バイパス流量制御バルブモデルＭ５及びエアフローメータモデルＭ６を備えている。
【００４０】
バイパス流量制御バルブモデルＭ５は、バイパス流量制御バルブ４８の開度と流量との関係に基づいて構築された物理モデルである。バイパス流量制御バルブモデルＭ５としては、具体的には、下記の式（８）が用いられている。バイパス流量制御バルブモデルＭ５には、図３に示すように各種計算値が入力される。ここで、μは流量係数、ＡＩＳＣはバイパス流量制御バルブ４８の開口面積、Ｒは気体定数、Ｐｍはインマニ圧力、ＰＡＣエアクリーナ後圧力、Ｔａは大気温度である。バイパス流量制御バルブモデルＭ５では、式（８）に従ってバイパス流量制御バルブ通過流量ｍＩＳＣが算出される。
【００４１】
【数８】
2015031181.tif 000010
【００４２】
エアフローメータモデルＭ６は、エアフローメータ５０の応答特性をモデル化したものであって、エアフローメータモデルＭ６を用いて、バイパス流量制御バルブモデルＭ５で算出されたバイパス流量制御バルブ通過流量ｍＩＳＣを、エアフローメータ５０の計測値相当に変換する。これにより、エアフローメータ５０の応答遅れ分だけの時間遅れを持つ空気流量が得られる。このようにして、エアフローメータモデルＭ６では、バイパス流量ｍａｆｍｉｓｃが算出される。
【００４３】
エアフローメータモデルＭ６で算出されたバイパス流量は、ＡＦＭ流量分割部１０４から吸気弁通過流量計算部１０６の吸気管モデルＭ３へ入力される。
【００４４】
また、図３のＡＦＭ流量分割部１０４においてＸで示す計算部では、ＡＦＭ流量計算部１０２で算出されたエアフローメータ流量と、エアフローメータモデルＭ６で算出されたバイパス流量との差分が算出される。この差分がコンプレッサ流量ｍａｆｍｃｍｐである。算出されたコンプレッサ流量は、吸気弁通過流量計算部１０６のインタークーラモデルＭ１に入力される。
【００４５】
次に、図４を用いて、エンジン１０の減速時においてエアフローメータ流量、コンプレッサ流量、そしてバイパス流量のそれぞれがどのように変化するかについて説明する。
【００４６】
図４は、エンジン１０の減速時において、空気量推定モデルで算出された各種流量の変化を表した図である。図４の縦軸はエアフローメータ流量ｍａｆｍ、コンプレッサ流量ｍａｆｍｃｍｐ、そしてバイパス流量ｍａｆｍｉｓｃのそれぞれの流量を、横軸は時間を示している。
【００４７】
エンジン１０が減速すると、スロットルバルブ４０が閉弁するため、図４に示すようにエアフローメータ流量ｍａｆｍが減少する。また、エンジン１０が減速を始めると、失火を防ぐためにバイパス流量制御バルブ４８が開弁するため、図４が示すようにバイパス流量ｍａｆｍｉｓｃがオーバーシュート気味に増加し、その後一定量に制御される。この一定量の制御は、バイパス流量制御バルブ４８によって行われる。エアフローメータ流量ｍａｆｍとバイパス流量ｍａｆｍｉｓｃとの差分がコンプレッサ流量ｍａｆｍｃｍｐとなる。
【００４８】
［吸気弁通過流量の推定精度の向上］
本実施形態の空気量推定モデルによる吸気弁通過流量の推定精度の向上について説明するために、まず図６及び図７を用いて比較例の説明を行う。
【００４９】
図６は、比較例において、エンジンの空気の挙動をモデル化した空気量推定モデルを示す機能ブロック図である。比較例における空気量推定モデルには、本実施形態における空気量推定モデルが備えているＡＦＭ流量分割部１０４がない。このため、エアフローメータ流量がそのままインタークーラモデルＭ１に入力されることになる。なお、比較例と本実施形態とは、ＡＦＭ流量分割部１０４を備えているか否かにのみ差異があり、エンジンの構成は同一である。
【００５０】
図７は、比較例における空気量推定モデルにより算出される各種流量の時系列の変化を表した図である。なお、図７の（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）で示すそれぞれの流量は、比較例における空気量推定モデルで算出された流量である。
【００５１】
図７の（ａ）は、比較例におけるバイパス流量制御バルブ４８の開閉を表している。バイパス流量制御バルブ４８が開弁した時点から、バイパス流量、ＡＦＭ流量、そして吸気弁流量のそれぞれが変化する。
【００５２】
図７の（ｂ）は、比較例におけるコンプレッサ流量の変化を示している。コンプレッサ流量は、バイパス流量制御バルブ４８の開閉に影響を受けることなく、一定である。
【００５３】
図７の（ｃ）は、比較例におけるバイパス流量の変化を示している。比較例におけるバイパス流量の変化は、バイパス流量制御バルブ４８の開閉と連動している。
【００５４】
図７の（ｄ）は、比較例におけるＡＦＭ（エアフローメータ）流量の変化を示している。
【００５５】
図７の（ｅ）は、比較例における吸気弁通過流量の変化を示している。図７の（ｅ）が示すように、吸気弁流量の実際の値（破線）に比べて、吸気弁流量の計算値（実線）の上昇が遅れている。これは、吸気弁流量の実際の値はバイパス流量制御バルブ４８が開弁したときに補助空気が流入するため上昇するが、計算値はこの補助空気分が考慮されていないためである。
【００５６】
次に、本実施形態の空気量推定モデルによる吸気弁通過流量の推定精度について、図５を用いて、比較例との相違点を中心に説明する。
【００５７】
図５は、本実施形態における空気量推定モデルにより算出される各種流量の時系列の変化を表した図である。
【００５８】
図５の（ｃ）は、本実施形態におけるバイパス流量の変化を示している。図５の（ｃ）における実線は、エアフローメータモデルＭ６が算出するバイパス流量である。図５の（ｃ）における破線は、バイパス流量制御バルブモデルＭ５が算出するバイパス流量制御バルブ通過流量である。バイパス流量は、バイパス流量制御バルブ通過流量と比べて、上昇がゆるやかである。これは、エアフローメータモデルＭ６において、バイパス流量制御バルブ通過流量がエアフローメータ相当に変換されるためである。
【００５９】
図５の（ｅ）は、本実施形態における吸気弁通過流量の変化を示している。図５の（ｅ）には、吸気弁通過流量の実際の値と計算値とが同一の変化をする様子が示されている。このように、本実施形態における空気量推定モデルによれば、比較例が示すような吸気弁通過流量の実際の値と計算値とのズレが発生しない。このため、吸気弁通過流量の推定精度を向上させることができる。この結果、空燃比の制御性が向上し、エミッションを良好に維持できる。
【００６０】
また、本実施形態の空気量推定モデルは、吸気通路１１とバイパス通路４６とにおいて、長さ、管径、及びそれぞれの通路に付属しているアクチュエータ（コンプレッサ、Ｉ／Ｃ、スロットルバルブなど）が異なる場合でも適用することができる。
【００６１】
なお、本実施形態においては、ＡＦＭ流量計算部１０２が前記第１の発明による「エアフローメータ流量計算手段」に、ＡＦＭ流量分割部１０４が前記第１の発明による「バイパス流量計算手段」及び「吸気通路流量計算手段」に、吸気弁通過流量計算部１０６が前記第１の発明による「吸気バルブ通過空気流量計算手段」に、インタークーラモデルＭ１及びスロットルモデルＭ２が前記第２の発明による「第１の物理モデル」に、吸気管モデルＭ３及び吸気弁モデルＭ４が前記第２の発明による「第２の物理モデル」に、それぞれ相当している。
【符号の説明】
【００６２】
１０  エンジン
１１  吸気通路
１６  吸気弁
２４  コンプレッサ
３６  過給圧センサ
３８  インタークーラ
４０  スロットルバルブ
４２  吸気管
４４  吸気管温度センサ
４６  バイパス通路
４８  バイパス流量制御バルブ
５０  エアフローメータ
１００  ＥＣＵ
１０２  ＡＦＭ流量計算部
１０４  ＡＦＭ流量分割部
１０６  吸気弁通過流量計算部
Ｍ１  インタークーラモデル
Ｍ２  スロットルモデル
Ｍ３  吸気管モデル
Ｍ４  吸気弁モデル
Ｍ５  バイパス流量制御バルブモデル
Ｍ６  エアフローメータモデル
【図１】
2015031181.tif 000011
【図２】
2015031181.tif 000012
【図３】
2015031181.tif 000013
【図４】
2015031181.tif 000014
【図５】
2015031181.tif 000015
【図６】
2015031181.tif 000016
【図７】
2015031181.tif 000017