(57)【要約】【課題】インテークマニホールドや排気還流管等の入口部及び出口部を有するガス流通管を通過するガスが、同入口部と出口部とでどれだけ温度変化を起こすかを考慮することで、同ガスの同出口部における温度をより精度良く推定し得る内燃機関のガス温度推定装置を提供すること。【解決手段】本装置は、インテークマニホールド３１に流入する新気とＥＧＲガスの各流量Ｇａａｃｔ，Ｇｅｇｒ、各温度Ｔａ，Ｔｅｇｒ、及び各比熱Ｃａｉｒ，Ｃｅｇｒと、これらのガスの混合ガス（新気＋ＥＧＲガス）である吸気の比熱Ｃａｖｅ及び流量Ｇａｌｌ＝Ｇａａｃｔ＋Ｇｅｇｒからインテークマニホールドと排気還流管５１の合流部の混合ガスの温度Ｔｂｉｎを求める。そして、このガスがインテークマニホールド内を通過するときに、温度Ｔｂｉｎから「熱伝達率ηｉｍ・（Ｔｂｉｎ−インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍ）」だけ温度が変化するとしてインテークマニホールド出口部の温度Ｔｂｏｕｔを求める。【選択図】  図３
2004150376.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関に備えられ入口部及び出口部を有するガス流通管に対して同入口部から流入するとともに同出口部から流出するガスの温度を推定する内燃機関のガス温度推定装置であって、
前記ガス流通管の入口部における前記ガスの温度である入口部ガス温度を取得する入口部ガス温度取得手段と、
前記ガスが前記ガス流通管の入口部から同ガス流通管の出口部に到達するまでの間に同ガスの温度がどれだけ変化するかを示す変化温度対応値を推定する変化温度対応値推定手段と、
前記取得された入口部ガス温度と前記推定された変化温度対応値とに基いて前記ガス流通管の出口部における前記ガスの温度である出口部ガス温度を推定する出口部ガス温度推定手段と、
を備えた内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、前記変化温度対応値推定手段は、前記ガスと前記ガス流通管との間での熱授受に基いて前記変化温度対応値を推定するように構成された内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記変化温度対応値推定手段は、前記ガスと前記ガス流通管との間での前記熱授受を表す値を、前記入口部ガス温度と同ガス流通管の壁温の差に同ガス流通管における熱伝達率を乗じることにより推定し、同推定した熱授受を表す値に基いて前記変化温度対応値を推定するように構成された内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項４】
請求項３に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記変化温度対応値推定手段は、前記熱伝達率を、前記ガス流通管内における前記ガスの流速に応じた値に基いて決定するように構成された内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項５】
請求項２に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記変化温度対応値推定手段は、前記ガスと前記ガス流通管との間での前記熱授受を表す値を、同ガスと同ガス流通管との間の受放熱エネルギーに基いて推定し、同推定した熱授受を表す値に基いて前記変化温度対応値を推定するように構成された内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項６】
請求項５に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記変化温度対応値推定手段は、前記受放熱エネルギーを、少なくとも前記入口部における前記ガスの温度と前記ガス流通管の壁温の差に基いて推定するように構成された内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記ガス流通管は前記内燃機関の吸気通路を構成する管であり、前記ガスは同管を介して同内燃機関のシリンダ内に吸入される吸気である内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項８】
請求項７に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記ガス流通管の入口部は同ガス流通管と前記内燃機関に設けられた排気還流管との接続部であり、
前記ガス流通管の出口部は同ガス流通管と前記内燃機関の燃焼室との接続部である内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項６の何れか一項に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記ガス流通管は前記内燃機関の排気還流管であり、前記ガスは同排気還流管を介して同内燃機関のシリンダ内に吸入されるＥＧＲガスである内燃機関のガス温度推定装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関のガス温度推定装置において、
前記ガス流通管の入口部は同ガス流通管と前記内燃機関の排気通路との接続部であり、
前記ガス流通管の出口部は同ガス流通管と前記内燃機関の吸気通路との接続部である内燃機関のガス温度推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、内燃機関のガス流通管（インテークマニホールド及び排気還流管等）を通過するガス（吸気及びＥＧＲガス等）の温度を推定する内燃機関のガス温度推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、内燃機関から排出される窒素酸化物（ＮＯｘ）等の量を低減するため、排ガスの一部を吸気通路に循環させるＥＧＲ装置を搭載した内燃機関が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この特許文献１に記載された装置は、内燃機関の各種制御に利用される燃焼室に流入する吸気の温度を精度良く推定することを目的として、ＥＧＲ通路との接続部よりも上流の吸気温度を測定し、この測定吸気温度、全吸気質量、排気還流量、及び排気還流温度に基いて、燃焼室に流入する吸気の温度を推定するようになっている。
【０００３】
より具体的に述べると、特許文献１に記載された装置は、測定吸気温度に応じた温度と新空気（新気）質量と新空気比熱とから吸入空気熱量を求める。また、排気還流の温度（ＥＧＲガス温度）と排気還流質量とＥＧＲガスの比熱とから吸入ＥＧＲ熱量を求める。そして、これらの熱量の和を全吸気質量及び吸気の比熱で除した値を求め、この値に基いて燃焼室に流入する吸気の温度を求めるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開２０００−３０３８９５号公報（第３−４頁、図１、図２）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の装置は、吸気管内を通過するガスが同吸気管との間で熱の授受を行い、同ガスの温度が変化するという事象を考慮していないので、燃焼室に流入する吸気の温度を精度良く推定することができないという問題がある。本発明の目的は、インテークマニホールドや排気還流管等の入口部及び出口部を有するガス流通管を通過するガスが、同入口部と出口部とでどれだけ温度変化を起こすかを考慮することで、同ガスの同出口部における温度をより精度良く推定し得る内燃機関のガス温度推定装置を提供することにある。
【０００６】
【本発明の概要】
本発明による内燃機関のガス温度推定装置は、内燃機関に備えられ入口部及び出口部を有するガス流通管に対して同入口部から流入するとともに同出口部から流出するガスの温度を推定する装置であって、前記ガス流通管の入口部における前記ガスの温度である入口部ガス温度を取得する入口部ガス温度取得手段と、前記ガスが前記ガス流通管の入口部から同ガス流通管の出口部に到達するまでの間に同ガスの温度がどれだけ変化するかを示す変化温度対応値を推定する変化温度対応値推定手段と、前記取得された入口部ガス温度と前記推定された変化温度対応値とに基いて前記ガス流通管の出口部における前記ガスの温度である出口部ガス温度を推定する出口部ガス温度推定手段と、を備えている。
【０００７】
これによれば、ガスがガス流通管の入口部から同ガス流通管の出口部に到達するまでの間に同ガスの温度がどれだけ変化するかを示す変化温度対応値が推定される。変化温度対応値は、ガスとガス流通管との温度差、ガスの流量、熱伝達率、或いはガス流通管のガス流れ方向の２点におけるガス温度の変化量等に応じて定めることができる。そして、本装置によれば、取得された入口部ガス温度と推定された変化温度対応値とに基いてガス流通管の出口部におけるガスの温度（出口部ガス温度）が推定される。従って、仮にガスがガス流通管により大きく冷却されるような場合であっても、同ガスの出口部における温度（出口部ガス温度）が精度良く推定され得る。
【０００８】
この場合、前記変化温度対応値推定手段は、前記ガスと前記ガス流通管との間での熱授受に基いて前記変化温度対応値を推定するように構成されることが好適である。
【０００９】
これによれば、ガスがガス流通管内を通過する間に生じる同ガスと同ガス流通管との間の熱の授受が変化温度対応値として求められ、同値が出口部ガス温度の推定に反映される。従って、精度良く出口部ガス温度を推定することができる。
【００１０】
更に、この場合、前記変化温度対応値推定手段は、前記ガスと前記ガス流通管との間での前記熱授受を表す値を、前記入口部ガス温度と同ガス流通管の壁温の差に同ガス流通管における熱伝達率を乗じることにより推定し、同推定した熱授受を表す値に基いて前記変化温度対応値を推定するように構成されることが好適である。
【００１１】
ガスとガス流通管との間の熱授受は、同ガスの入口部温度と同ガス流通管の壁温の差に強い相関（例えば、比例関係）がある。また、熱伝達率は、ガスとガス流通管壁との間の熱の授受、及びガス流通管壁と外部との間の熱の授受を適切に表すことが可能である。従って、上記構成によれば、前記熱授受を簡単で且つ精度良く推定することができ、前記変化温度対応値も精度良く推定することが可能となる。
【００１２】
この場合、前記変化温度対応値推定手段は、前記熱伝達率を、前記ガス流通管内における前記ガスの流速に応じた値に基いて決定するように構成されることが好適である。
【００１３】
ガスの流速に応じて前記熱の授受は大きく変動するから、上記構成により一層精度良く前記変化温度対応値を推定することが可能となる。
【００１４】
また、前記変化温度対応値推定手段は、前記ガスと前記ガス流通管との間での前記熱授受を表す値を、同ガスと同ガス流通管との間の受放熱エネルギーに基いて推定し、同推定した熱授受を表す値に基いて前記変化温度対応値を推定するように構成されることが好適である。この場合、前記変化温度対応値推定手段は、前記受放熱エネルギーを、少なくとも前記入口部における前記ガスの温度と前記ガス流通管の壁温の差（更には、同ガスの比熱、及び同ガスの流量に応じた値）に基いて推定するように構成されることが望ましい。
【００１５】
これによれば、ガスのエネルギーを表す一般式（エネルギー＝ガス比熱×ガスの質量（流量）×ガス温度）やエネルギー保存則等の物理理論に即して前記出口部ガス温度を推定することが可能となるので、同出口部ガス温度を精度良く推定することが可能となる。
【００１６】
上記何れかのガス温度推定装置において、前記ガス流通管は前記内燃機関の吸気通路を構成する管であり、前記ガスは同管を介して同内燃機関のシリンダ内に吸入される吸気であるものとすることができる。即ち、上記ガス温度推定装置は、内燃機関のインテークマニホールド等を流れるガスの温度を推定する装置として利用することができる。
【００１７】
この場合、前記ガス流通管の入口部は同ガス流通管と前記内燃機関に設けられた排気還流管との接続部であり、前記ガス流通管の出口部は同ガス流通管と前記内燃機関の燃焼室との接続部であることが好適である。
【００１８】
これによれば、内燃機関の燃焼室に吸入される新気とＥＧＲガスとの混合ガス（吸気）の同燃焼室への流入時における温度を精度良く推定することができる。
【００１９】
また、上記何れかのガス温度推定装置において、前記ガス流通管は前記内燃機関の排気還流管であり、前記ガスは同排気還流管を介して同内燃機関のシリンダ内に吸入されるＥＧＲガスであるものとすることができる。即ち、上記ガス温度推定装置は、内燃機関の排気還流管を流れるガス（ＥＧＲガス）の温度を推定する装置として利用することができる。
【００２０】
この場合、前記ガス流通管の入口部は同ガス流通管と前記内燃機関の排気通路との接続部であり、前記ガス流通管の出口部は同ガス流通管と前記内燃機関の吸気通路との接続部であることが好適である。
【００２１】
これによれば、ＥＧＲガスが内燃機関の吸気通路に流入する時における同ＥＧＲガスの温度を精度良く推定することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（１，第１実施形態）
以下、本発明によるＥＧＲ関係量推定装置及びＥＧＲ制御装置を含む内燃機関（ディーゼル機関）の制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置を４気筒内燃機関（ディーゼル機関）１０に適用したシステム全体の概略構成を示している。このシステムは、燃料供給系統を含むエンジン本体２０、エンジン本体２０の各気筒の燃焼室にガスを導入するための吸気系統３０、エンジン本体２０からの排ガスを放出するための排気系統４０、排気還流を行うためのＥＧＲ装置５０、及び電気制御装置６０を含んでいる。
【００２３】
エンジン本体２０の各気筒の上部には燃料噴射弁２１が配設されている。各燃料噴射弁２１は、電気制御装置６０と電気的に接続されていて、同電気制御装置６０からの駆動信号（指令燃料噴射量ｑｆｉｎに応じた指令信号）により所定時間だけ開弁し、これにより燃料タンクと接続された燃料噴射用ポンプ（図示省略）から供給される燃料を噴射するようになっている。
【００２４】
吸気系統３０は、エンジン本体２０の各気筒の燃焼室にそれぞれ接続されたインテークマニホールド３１、インテークマニホールド３１の上流側集合部に接続され同インテークマニホールド３１とともに吸気通路を構成する吸気管３２（インテークマニホールド３１及び吸気管３２を「吸気管」と総称することもある。）、吸気管３２内においてスロットル弁アクチュエータ３３ａにより同吸気管３２に回動可能に保持されたスロットル弁３３、スロットル弁３３の上流において吸気管３２に介装されたインタークーラー３４、同インタークーラー３４の上流において吸気管３２に介装されたターボチャージャ３５のコンプレッサ３５ａ、及び吸気管３２の先端部に配設されたエアクリーナ３６を含んでいる。
【００２５】
排気系統４０は、エンジン本体２０の各シリンダに接続されたエキゾーストマニホールド４１、エキゾーストマニホールド４１の下流側集合部に接続された排気管４２、排気管４２に配設されたターボチャージャ３５のタービン３５ｂ、ターボチャージャ絞り弁３５ｃ、及び排気管４２に介装されたディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、「ＤＰＮＲ」と称呼する。）４３を含んでいる。エキゾーストマニホールド４１及び排気管４２は排気通路を構成している。
【００２６】
ターボチャージャ絞り弁３５ｃは、電気制御装置６０と接続されていて、同電気制御装置６０からの駆動信号に応答してターボチャージャ３５の容量を実質的に可変とするようにタービン３５ｂに流入する排ガス通路面積を可変とする弁である。このターボチャージャ絞り弁３５ｃが閉じられてタービン３５ｂに流入する排ガス通路面積を小さくすると過給圧が上昇し、逆にターボチャージャ絞り弁３５ｃが開かれてタービン３５ｂに流入する排ガス通路面積を大きくすると過給圧が低下する。
【００２７】
ＤＰＮＲ４３は、コージライト等の多孔質材料から形成されたフィルタを内蔵し、通過する排ガス中のパティキュレートを細孔表面にて捕集するフィルタである。ＤＰＮＲ４３は、担体としてのアルミナに、カリウムＫ，ナトリウムＮａ，リチウムＬｉ，セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ，カルシウムＣａのようなアルカリ土類金属、及びランタンＬａ、イットリウムＹのような希土類金属から選ばれた少なくとも一つを白金とともに担持し、ＮＯｘを吸収した後に同吸収したＮＯｘを放出して還元する吸蔵還元型ＮＯｘ触媒としても機能するようになっている。
【００２８】
ＥＧＲ装置５０は、排ガスを還流させる通路（ＥＧＲ通路）を構成する排気還流管５１と、排気還流管５１に介装されたＥＧＲ制御弁５２と、排気還流管５１に介装されるとともにエンジン冷却水を冷媒として内部を通過するＥＧＲガスを冷却するＥＧＲクーラー５３とを備えている。排気還流管５１はタービン３５ｂの上流側排気通路（エキゾーストマニホールド４１）と接続された部分をＥＧＲガス（排ガス）の入口部とし、スロットル弁３３の下流側吸気通路（インテークマニホールド３１）と接続された部分をＥＧＲガスの出口部として、同入口部と出口部とを連通し、同入口部と同出口部の間をＥＧＲガスが通過するガス流通管を構成している。なお、ＥＧＲクーラー５３自体がガス通路を備え、排気還流管５１のガス通路が同ＥＧＲクーラー５３のガス通路と接続される形態では、これらのガス通路全体を構成する管をガス流通管と呼ぶ。
【００２９】
また、前記インテークマニホールド３１をガス流通管として考えた場合、その入口部は同インテークマニホールド３１と排気還流管５１との接続部ということになり、インテークマニホールド３１の出口部は同インテークマニホールド５１と内燃機関１０の燃焼室（シリンダ、気筒）とが接続された同燃焼室への吸気流入部（吸気弁により開閉される開口部）ということになる。
【００３０】
ＥＧＲ制御弁５２は電気制御装置６０と接続されていて、同電気制御装置６０からの駆動信号（ＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲ）に応答して再循環される排ガス量（排気還流量、ＥＧＲガス流量）を変更し、後述するようにＥＧＲ率を制御するようになっている。
【００３１】
電気制御装置６０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ６１、ＣＰＵ６１が実行するプログラム、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ６２、ＣＰＵ６１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ６３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ６４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース６５等からなるマイクロコンピュータである。
【００３２】
インターフェース６５は、吸気管３２に配置された熱線式エアフローメータ７１、インタークーラー３４とスロットル弁３３との間の吸気通路に設けられた新気温センサ（吸気温センサ）７２、スロットル弁３３の下流であって排気還流管５１が接続された部位よりも上流の吸気通路に配設された吸気圧センサ７３、エンジン回転速度センサ７４、水温センサ７５及びアクセル開度センサ７６と接続されていて、これらのセンサからの信号をＣＰＵ６１に供給するようになっている。また、インターフェース６５は、燃料噴射弁２１、スロットル弁アクチュエータ３３ａ、ターボチャージャ絞り弁３５ｃ、及びＥＧＲ制御弁５２と接続されていて、ＣＰＵ６１の指示に応じてこれらに駆動信号を送出するようになっている。
【００３３】
熱線式エアフローメータ７１は、エアクリーナ３６を介して吸気管３２内に新たに吸入された大気（即ち、新気）の質量流量（単位時間当りの吸入空気量、単位時間あたりの新気量）を計測し、同新気の質量流量に応じた信号（新気流量）Ｇａを発生するようになっている。新気温センサ７２は、エアクリーナ３６を介して吸気管３２内に吸入された新気の温度（即ち、新気温度）を検出し、同新気温度を表す信号Ｔａを発生するようになっている。吸気圧センサ７３は、吸気通路内の圧力（吸気圧、過給圧）を表す信号Ｐｂを発生するようになっている。
【００３４】
エンジン回転速度センサ７４は、エンジン１０の回転速度を検出し、エンジン回転速度ＮＥを表す信号を発生するとともに、各気筒の絶対クランク角度を検出し得るようになっている。水温センサ７５は、エンジン１０の冷却水温を検出し、同冷却水温を表す信号ＴＨＷを発生するようになっている。アクセル開度センサ７６は、アクセルペダルＡＰの操作量を検出し、アクセル開度（アクセル操作量）を表す信号Ａｃｃｐを発生するようになっている。
【００３５】
次に、上記のように構成された内燃機関の制御装置の作動について説明する。電気制御装置６０のＣＰＵ６１は、図２に機能ブロック図で示された各値を計算するためのプログラムを所定時間の経過毎に繰り返し実行し、実ＥＧＲ率Ｒａｃｔを計算するようになっている。以下、ブロック毎に説明を加える。なお、以下に述べる各値の幾つかは、図３に概念的に示されている。
【００３６】
＜実ＥＧＲ率Ｒａｃｔの取得＞
実ＥＧＲ率Ｒａｃｔは、エンジン１０のシリンダに吸入された単位時間あたりの実ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒ（実際のＥＧＲガス質量流量であって、以下、「ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒ」と称呼する。）を同エンジン１０に吸入された単位時間あたりの全ガス量Ｇｃｙｌ（実際の全ガス質量流量であって、以下、「全ガス流量Ｇｃｙｌ」又は「吸気量Ｇｃｙｌ」とも称呼する。）で除した値（Ｒａｃｔ＝Ｇｅｇｒ／Ｇｃｙｌ）である。ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒは、全ガス流量Ｇｃｙｌから、エンジン１０に吸入された単位時間あたりの新気量Ｇａａｃｔ（大気の質量、以下、「実新気流量Ｇａａｃｔ」と云う。）を減じた量である。従って、ＣＰＵ６１は、ブロックＢ１に示したように、下記（１）式に基づいて実ＥＧＲ率Ｒａｃｔを計算する。
【００３７】
【数１】
2004150376.tif 000003
【００３８】
＜実新気流量Ｇａａｃｔの取得＞
（１）式で用いられる実新気流量Ｇａａｃｔは、エアフローメータ７１が計測した計測新気流量Ｇａよりも時間的に遅れて変化するから、同計測新気流量Ｇａに一次遅れ処理を施すことにより求められる値と略等しくなる。従って、ＣＰＵ６１は、計測新気流量Ｇａに対して一次遅れ処理を施すブロックＢ２に示した下記（２）式に基づいて実新気流量Ｇａａｃｔを計算する。αは０から１までの値を有する定数である。なお、Ｇａａｃｔ（ｎ）は今回の演算による実新気流量Ｇａａｃｔ、Ｇａａｃｔ（ｎ−１）は所定時間前に実行された前回の演算による実新気流量Ｇａａｃｔ、Ｇａ（ｎ）は今回の演算タイミングにおけるエアフローメータ７１の出力に基く計測新気流量Ｇａである。
【００３９】
【数２】
2004150376.tif 000004
【００４０】
＜全ガス流量Ｇｃｙｌの取得＞
（１）式の計算を行うために更に必要となる全ガス流量Ｇｃｙｌは、気体の状態方程式からも推察されるように、スロットル弁３３の下流の吸気管内の圧力（吸気圧）Ｐｂとエンジン１０のシリンダに吸入されるガスの温度（吸入ガス温度）Ｔｂｏｕｔとに応じた値となる。このエンジン１０のシリンダに吸入されるガスの温度Ｔｂｏｕｔは、以下、「インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔ」と称呼する。
【００４１】
実際には、全ガス流量Ｇｃｙｌはエンジン１０の気筒内に残留するガス量の影響も受ける。従って、ＣＰＵ６１は、ブロックＢ３に示したように、下記（３）式で示した実験式に基づいて実ＥＧＲ率Ｒａｃｔを計算する。（３）式において、ａ，ｂは実験により定められる適合定数であり、Ｔｂａｓｅはこれらの定数ａ，ｂを定めたときのインテークマニホールド出口部ガス温度（基準温度）である。また、（３）式で用いられる吸気圧（過給圧）Ｐｂは、吸気圧センサ７３から取得される。
【００４２】
【数３】
2004150376.tif 000005
【００４３】
＜実ガス温度Ｔｂｏｕｔの取得＞
（３）式の計算を行うためには、インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを取得する必要がある。ＣＰＵ６１は、ブロックＢ４に示したように、このインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを下記（４）式に従って計算する。
【００４４】
【数４】
2004150376.tif 000006
【００４５】
（４）式において、
Ｔｂｉｎは、図３に示したように、ＥＧＲ制御弁５２の出口側のインテークマニホールド３１の内部、即ち、ＥＧＲガスと新気とが混合された部位（以下、単に「合流部」又は「インテークマニホールド入口部」と称呼する。）の混合ガス温度であり、以下「インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎ」と称呼する。
Ｔｗａｌｌｉｍは、インテークマニホールド入口部から吸気弁までの間のインテークマニホールド３１の壁温であり、以下、「インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍ」と称呼する。
ηｉｍは、インテークマニホールド入口部からインテークマニホールド出口部（吸気弁により開閉される部分）までの間のインテークマニホールド（ガス流通管）３１における熱伝達率であり、以下、「インテークマニホールド熱伝達率ηｉｍ」と称呼する。
【００４６】
上記（４）式は、インテークマニホールド３１の壁面とシリンダに吸入されるガスとの間での熱の授受、及び同インテークマニホールド３１の壁面と外気（インテークマニホールド３１の外側の空気の温度）Ｔａｉｒとの間での熱の授受を考慮した式であって、これらの熱の授受を右辺第２項（ηｉｍ・（Ｔｂｉｎ−Ｔｗａｌｌｉｍ））で代表させた式である。この値（ηｉｍ・（Ｔｂｉｎ−Ｔｗａｌｌｉｍ））は、インテークマニホールド３１内を吸気（新気＋ＥＧＲガス）が通過する際に、吸気の温度がどれだけ変化するかを示す変化温度対応値である。
【００４７】
ガス（吸気）とガス流通管（インテークマニホールド３１）との間の熱授受は、同ガスの入口部温度と同ガス流通管の壁温の差に強い相関（例えば、比例関係）がある。また、熱伝達率は、ガスとガス流通管壁との間の熱の授受、及びガス流通管壁と外部との間の熱の授受を適切に表すことが可能である。従って、上記構成によれば、前記熱授受を簡単で且つ精度良く推定することができ、前記変化温度対応値も精度良く推定することが可能となる。
【００４８】
ところで、（４）式によりインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを取得するためには、同（４）式の右辺の各値（Ｔｂｉｎ，Ｔｗａｌｌｉｍ，ηｉｍ）を取得しなければならない。以下、順に説明する。
【００４９】
＜インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ５に示したように、インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎをエネルギー保存則に基く下記（５）式に従って計算する。
【００５０】
【数５】
2004150376.tif 000007
【００５１】
（５）式の右辺における各値について図３を参照しながら説明する。
Ｇａａｃｔは先に説明した実新気流量であり、前記ブロックＢ２により（２）式に従って求められる。
Ｔａは先に説明した新気温度であって新気温センサ７２により検出される。
Ｃａｉｒは新気の比熱（新気ガス比熱）であって予め与えられる定数である。
【００５２】
Ｇｅｇｒは先に説明したＥＧＲガス流量であり、後述する方法により求められる。
ＴｅｇｒはＥＧＲガスと新気とが合流部にて混合する直前のＥＧＲガス温度である。この温度Ｔｅｇｒを、以下「ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ」と称呼する。ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒは後述する方法により求められる。
ＣｅｇｒはＥＧＲガスの比熱（ＥＧＲガス比熱）であって予め与えられる定数である。
【００５３】
Ｇａｌｌは、ＥＧＲガスと新気とが混合したガスの総和量、即ち、実新気流量ＧａａｃｔとＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒとの和であって、以下、「インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌ」と称呼する。
Ｃａｖｅは、ＥＧＲガスと新気とが混合したガスの比熱（混合ガス比熱）であり、予め与えられる定数である。
【００５４】
（５）式によりインテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎを取得するためには、ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ、ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒ、インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌを取得しなければならない。従って、以下、更に順を追って説明する。
【００５５】
＜ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ６に示したように、ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを下記（６）式に従って計算する。
【００５６】
【数６】
2004150376.tif 000008
【００５７】
（６）式において、
Ｔｅｘは、排気還流管５１とエキゾーストマニホールド４１との接合部近傍の同排気還流管５１入口部におけるＥＧＲガス温度（即ち、エキゾーストマニホールド４１とＥＧＲ通路との接合部近傍での排ガス温度）であり、以下、「ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘ」と称呼する。
ηｅｇｒは、ＥＧＲ通路全体でのＥＧＲガスとＥＧＲ通路を構成する壁（この「壁」には、ＥＧＲガスが接触する排気還流管５１の壁及びＥＧＲクーラー５３の冷却壁とを含む。）との間の熱伝達率であり、以下、「ＥＧＲ通路熱伝達率」と称呼する。
Ｔｗａｌｌｅｇｒは、排気還流管５１等からなるＥＧＲ通路の壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒである。
【００５８】
上記（６）式は、ＥＧＲ通路の壁面とＥＧＲ通路を通過するＥＧＲガスとの間での熱の授受、及び同ＥＧＲ通路と外部との間での熱の授受を考慮した式であって、これらの熱の授受を右辺第２項（ηｅｇｒ・（Ｔｅｘ‐Ｔｗａｌｌｅｇｒ））で代表させた式である。この値（ηｅｇｒ・（Ｔｅｘ‐Ｔｗａｌｌｅｇｒ））は、排気還流管５１内をＥＧＲガスが通過する際に、ＥＧＲガスの温度がどれだけ変化するかを示す変化温度対応値である。
【００５９】
ガス（ＥＧＲガス）とガス流通管（排気還流管５１）との間の熱授受は、同ガスの入口部温度と同ガス流通管の壁温の差に強い相関（例えば、比例関係）がある。また、熱伝達率は、ガスとガス流通管壁との間の熱の授受、及びガス流通管壁と外部との間の熱の授受を適切に表すことが可能である。従って、上記構成によれば、前記熱授受を簡単で且つ精度良く推定することができ、前記ＥＧＲガスの変化温度対応値も精度良く推定することが可能となる。
【００６０】
ところで、（６）式によりＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを取得するためには、上記ＥＧＲ通路の壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒ、ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘ、及びＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒを取得しなければならない。以下、順に説明する。
【００６１】
＜ＥＧＲ通路の壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ７に示したように、水温センサ７５が検出する冷却水温ＴＨＷをＥＧＲ通路壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒとして取得する。なお、排気還流管５１にＥＧＲ壁温センサを取り付け、同ＥＧＲ壁温センサによりＥＧＲ通路壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒを直接検出してもよい。
【００６２】
＜ＥＧＲ通路入口部のＥＧＲガス温度Ｔｅｘの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ８及びブロックＢ９示したように、ＥＧＲ通路入口部のＥＧＲガス温度Ｔｅｘ（排ガス温度Ｔｅｘ）を下記（７）式に従って計算する。
【００６３】
【数７】
2004150376.tif 000009
【００６４】
（７）式において、
単位時間あたりの燃料噴射量Ｇｆは、図４のブロックＢＰ３に示したように、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥに基いて求められる。例えば、Ｇｆ＝ｋＧｆ・ｑｆｉｎ・ＮＥ（  ｋＧｆは定数）である。
実新気流量Ｇａａｃｔは、上述したブロックＢ２により（２）式に基いて求められる。
過給圧Ｐｂは、吸気圧Ｐｂであり、吸気圧センサ７３から取得される。
エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘは、後述する手法により求められる。
【００６５】
上記（７）式は、「ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘは、シリンダ内へ投入されるエネルギー（発熱量）と、同シリンダ内で発生した熱のガスへの伝達に大きく依存する。」という知見に基いている。シリンダ内へ投入されるエネルギーは燃料噴射量Ｇｆに強い相関がある。また、シリンダ内で発生した熱のガスへの伝達は、実新気流量Ｇａａｃｔ（実新気流量Ｇａａｃｔは発熱に寄与しない代わりに、排ガス温度を低下させるように機能する。）、又は、ガス比熱に関連した値である等量比Φに強い相関がある。そこで、（７）式では変数ＸＴｅｘに上記したような値を選択している。
【００６６】
なお、変数Ｘｔｅｘのひとつに使用されている値（過給圧Ｐｂ／エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘ）は、エキゾーストマニホールド４１内における排ガスの通過のし易さ（留まり易さ）を表している。排ガスがエキゾーストマニホールド４１内に留まるほど、同排ガスとエキゾーストマニホールド４１外部との間でより多くの熱が伝達される。従って、（過給圧Ｐｂ／エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘ）をパラメータとして導入することで、ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘの推定精度が高くなる。また、過給圧ＰｂはＥＧＲガス量と相関があり、且つ、ＥＧＲガス量が多ければ燃焼開始時の温度が高くなって排ガス温度Ｔｅｘ（ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘ）も高くなるので、過給圧Ｐｂをパラメータとして考慮することは、この点においても同排ガス温度Ｔｅｘの精度向上に寄与する。
【００６７】
（７）式の関数ｆＴｅｘと定数ａはエンジンの機種毎に決定される。以下は、関数ｆＴｅｘと定数ａを決定する手順の一例である。
（Ｓｔｅｐ１）  関数ｆＴｅｘと定数ａを決定すべきエンジンの運転条件を変更し、各エンジン状態量（Ｇｆ，  Ｇａａｃｔ，  Ｐｂ，  Ｐｅｘ，  Ｔｅｘ）を測定する。
（Ｓｔｅｐ２）  測定結果に基いて、変数ＸＴｅｘとＥＧＲガス温度Ｔｅｘの実測値との相関が高くなるように定数ａを決定する。なお、変数ＸＴｅｘに等量比Φを含む値を用いた場合には、定数ａの値の調整（決定）は省略される。
（Ｓｔｅｐ３）  決定された定数ａで決る変数ＸＴｅｘとＥＧＲガス温度Ｔｅｘの実測値とに基いて、関数ｆＴｅｘを決定する。
図５は、変数ＸＴｅｘとしてＧｆ・Φ・（Ｐｂ／Ｐｅｘ）を選択した場合の同変数ＸＴｅｘと実測されたＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘとの関係の一例を示している。この場合、関数ｆＴｅｘは、Ｔｅｘ＝ｆＴｅｘ（ＸＴｅｘ）＝５４５．９・ＸＴｅｘ０．３４８９となった。
【００６８】
＜エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘの取得＞
上記（７）式の変数ＸＴｅｘとしてエキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘを含む変数を使用する場合、同エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘを求める必要がある。ＣＰＵ６１は、機能ブロック図である図４に示したように、下記（８）式に従ってエキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘを算出する。
【００６９】
【数８】
2004150376.tif 000010
【００７０】
（８）式において、
燃料噴射量Ｇｆは、図４のブロックＢＰ３に示したように、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥに基いて求められる。
実新気流量Ｇａａｃｔは、上述したブロックＢ２により（２）式に従って求められる。
過給圧Ｐｂは、吸気圧Ｐｂであり、吸気圧センサ７３から取得される。
可変容量ターボチャージャ開度Ａｖｎは、図４のブロックＢＰ４内に示したように、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥを引数とするテーブルにより求める値である。ＣＰＵ６１は、ターボチャージャ絞り弁３５ｃの開度がこの値ＡＶｎに基いた値となるように、同ターボチャージャ絞り弁３５ｃに対して駆動信号を供給する。また、可変容量ターボチャージャ開度Ａｖｎは、ブロックＢＰ５にて定数ａｖｎが加えられ、上記（８）式の可変容量ターボチャージャ絞り係数Ｋｖｎに変換される。なお、後述するように、目標過給圧を設定して実際の過給圧が同目標過給圧となるように値ＡＶｎを決定してもよい。
【００７１】
上記（８）式は、「エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘは、シリンダ内に流入するガス量（Ｇａａｃｔ＋Ｇｆ）、可変容量ターボチャージャ絞り弁３５ｃの開度Ａｖｎ、及びターボチャージャ３５のタービン３５ｂの抵抗を表す過給圧に極めて強い相関を有する。」という知見に基いている。
【００７２】
（８）式の関数ｆＰｅｘと定数ａｖｎはエンジンの機種毎に決定される。以下は、関数ｆＰｅｘと定数ａｖｎを決定する手順の一例である。
（Ｓｔｅｐ１）  関数ｆＰｅｘと定数ａｖｎを決定すべきエンジンの運転条件を変更し、各エンジン状態量（Ｇｆ，  Ｇａａｃｔ，  Ｐｂ，  Ａｖｎ，  Ｐｅｘ）を測定する。
（Ｓｔｅｐ２）  測定結果に基いて、変数ＸＰｅｘとエキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘとの相関が高くなるように定数ａｖｎを決定する。
（Ｓｔｅｐ３）  決定された定数ａｖｎで決る変数ＸＰｅｘとエキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘの実測値とに基いて、関数ｆＰｅｘを決定する。
図６は、このようにして関数ｆＰｅｘを決定する際に使用した実測値の一例を示している。この例の場合、関数ｆＰｅｘは下記の（９）式のようになった。このように、本実施形態は、排気圧力センサを用いることなく排気圧力Ｐｅｘを求めることができ、装置のコストを低下させることができる。
【００７３】
【数９】
2004150376.tif 000011
【００７４】
以上により、（７）式の変数ＸＴｅｘを求めるための各値（Ｇｆ，Ｇａａｃｔ，Ｐｂ，Ｐｅｘ）が求められて変数ＸＴｅｘが決定される。従って、ＣＰＵ６１は、（７）式に従って計算を行い、ＥＧＲ通路入口部のＥＧＲガス温度Ｔｅｘ（排ガス温度Ｔｅｘ）を求める。一方、（６）式に従ってＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを求めるためには、更に、ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒを取得しなければならない。
【００７５】
＜ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ１０及びブロックＢ１１に示したように、ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒを下記（１０）式に従って計算する。
【００７６】
【数１０】
2004150376.tif 000012
【００７７】
（１０）式に示したように、ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒを求めるためにはＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒ（排気還流管５１内のＥＧＲガスの平均流速）が必要となる。このＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒは、ＥＧＲ制御弁５２の前後差圧を表している過給圧Ｐｂとエキゾーストマニホールド内ガス圧Ｐｅｘの差圧（Ｐｂ−Ｐｅｘ）とＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲとに基いて決定される。過給圧Ｐｂは上記吸気圧センサ７３から取得される。エキゾーストマニホールド内ガス圧Ｐｅｘは、図４に示したブロックＢＰ１により（８）式に従って求められる。ＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲはＣＰＵ６１のＥＧＲ制御弁５２への指令値である。この場合、ＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲに代えて、ＥＧＲ制御弁５２の開度（リフト量）を検出するセンサからの信号を用いてもよい。
【００７８】
なお、排気還流管５１内の適宜箇所にＥＧＲガス流速を計測する流速センサを設置し、同流速センサからＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒを取得してもよい。また、ＥＧＲクーラー５３よりもＥＧＲガスの流れの下流側であってＥＧＲ制御弁５２よりも上流側の排気還流管５１内に圧力センサを設置し、その圧力センサにより検出されるＥＧＲガス圧と過給圧Ｐｂとの差圧とＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲとに基いてＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒを求めてもよい。
【００７９】
（１０）式の関数ｆηｅｇｒはエンジンの機種毎に決定される。以下は、関数ｆηｅｇｒを決定する手順の一例である。
（Ｓｔｅｐ１）  関数ｆηｅｇｒを決定すべきエンジンの運転条件を変更し、各エンジン状態量（Ｖｅｇｒ，  ηｅｇｒ）を測定する。
（Ｓｔｅｐ２）  測定結果に基いて、関数ｆηｅｇｒを決定する。
図７は、このようにして関数ｆηｅｇｒを決定する際に使用した実測値の一例を示している。この場合、関数ｆηｅｇｒは、下記の（１１）式のようになった。
【００８０】
【数１１】
2004150376.tif 000013
【００８１】
なお、上記（１１）式において、ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒはＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒの関数として求められているが、後述する（１３）式により求められるＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒの関数として求めることもできる。さらに、ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒは、下記（１２）式に示したように、水温ＴＨＷを変数として加えて、ＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒ又はＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒと、水温ＴＨＷとに基いて決定することで、より精度を向上することができる。
【００８２】
【数１２】
2004150376.tif 000014
【００８３】
以上により、ブロックＢ６による（６）式に従う計算に必要なＥＧＲ入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘ、ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒ、及びＥＧＲ通路壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒが得られるので、同（６）式によりＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが求められる。この段階において、（５）式の計算を行うために更に求める必要がある変数は、ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒ及びインテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌである。これらは、次のようにして求められる。
【００８４】
＜ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒの取得＞
ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒは、ＥＧＲ制御弁５２の前後差圧（Ｐｅｘ−Ｐｂ）とＥＧＲ制御弁５２の開度を表すＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲとにより求めることができる。即ち、ＣＰＵ６１は、ブロックＢ１２に示したように、ＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒを下記（１３）式に従って計算する。
【００８５】
【数１３】
2004150376.tif 000015
【００８６】
（１３）式において、エキゾーストマニホールド内ガス圧Ｐｅｘは、図４のブロックＢＰ１により上記（８）式に従って求められる。過給圧Ｐｂは上記吸気圧センサ７３から取得される。ＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲはＣＰＵ６１のＥＧＲ制御弁５２への指令値である。この場合、ＥＧＲ制御弁開度指令値ＳＥＧＲに代えて、ＥＧＲ制御弁５２の開度（リフト量）を検出するセンサからの信号を用いてもよい。
【００８７】
＜インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌ＞
インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌは、上述したように、実新気流量ＧａａｃｔとＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒとの和である。ＣＰＵ６１は、ブロックＢ１３に示したように、インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌを下記（１４）式に従って計算する。
【００８８】
【数１４】
2004150376.tif 000016
【００８９】
（１４）式における実新気流量ＧａａｃｔはブロックＢ２により上記（２）式に基いて求められる。ＥＧＲガス流量ＧｅｇｒはブロックＢ１２により上記（１３）式に基いて求められる。
【００９０】
以上により、上記（５）式に従う計算に必要な各値が求められるので、ＣＰＵ６１はブロックＢ５により同（５）式に基いてインテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎを求める。一方、この段階において、（４）式（ブロックＢ４）によりインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを求めるために必要な変数は、インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍ、及びインテークマニホールド熱伝達率ηｉｍである。これらは、次のようにして求められる。
【００９１】
＜インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍの取得＞
インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍは、水温センサ７５が検出する冷却水温ＴＨＷと相関が強い。従って、ＣＰＵ６１は、ブロックＢ１４により、冷却水温ＴＨＷの増大とともに増大する関数ｆ１Ｔｗａｌｌｉｍを使用して下記（１５）式に従ってインテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍを計算する。
【００９２】
【数１５】
2004150376.tif 000017
【００９３】
＜インテークマニホールド熱伝達率ηｉｍの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ１５及びブロックＢ１６に示したように、インテークマニホールド熱伝達率ηｉｍを下記（１６）式に従って計算する。
【００９４】
【数１６】
2004150376.tif 000018
【００９５】
（１６）式において、Ｖｉｍはインテークマニホールド内ガス流速である。このインテークマニホールド内ガス流速Ｖｉｍは、インテークマニホールド３１の形状が既知であるから、上記（１６）式に示したように、インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌに基いて求めることができる。インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌは、ブロックＢ１３により上記（１４）式に従って求められる。
【００９６】
なお、インテークマニホールド内ガス流速Ｖｉｍは、インテークマニホールド３１に流量センサを配設し、同流量センサの出力から直接取得してもよい。一方、（１６）式の関数ｆηｉｍはインテークマニホールド内ガス流速Ｖｉｍを変数としているが、これに代えて、インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌを変数としてもよい。
【００９７】
上記（１６）式は、「インテークマニホールド熱伝達率ηｉｍは、インテークマニホールド３１内のガス流速Ｖｉｍに大きく影響を受ける。」という知見に基いている。なお、（１６）式においては、冷却水温ＴＨＷをも変数としてインテークマニホールド熱伝達率ηｉｍを求めているが、冷却水温ＴＨＷを省略して単にインテークマニホールド内ガス流速Ｖｉｍの関数（ηｉｍ＝ｆηｉｍ（Ｖｉｍ））、又はインテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌの関数（ηｉｍ＝ｆηｉｍ（Ｇａｌｌ））としてインテークマニホールド熱伝達率ηｉｍを求めて求めてもよい。
【００９８】
関数ｆηｉｍはエンジンの機種毎に異なるので、その都度実測値との比較に基いて決定する。あるエンジンに対する実測値の例を図８に示す。図８の例では、下記（１７）式に示すように関数ｆηｉｍが決定される。
【００９９】
【数１７】
2004150376.tif 000019
【０１００】
以上により、上記（４）式に従う計算に必要な各値（Ｔｂｉｎ，ηｉｍ，Ｔｗａｌｌｉｍ）が求められるので、ＣＰＵ６１はブロックＢ４により同（４）式に基いてインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを求める。従って、ＣＰＵ６１はブロックＢ３により（３）式に基いてエンジン１０に吸入された単位時間あたりの全ガス流量Ｇｃｙｌを求め、その結果、ブロックＢ１により（１）式に基いて実ＥＧＲ率Ｒａｃｔを求める。
【０１０１】
次に、このように取得される各値を用いたエンジン１０の各種制御について説明する。
【０１０２】
＜燃料噴射量及び燃料噴射時期制御＞
ＣＰＵ６１は、図９にフローチャートにより示した燃料噴射量及び燃料噴射時期を制御するためのルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ６１はステップ９００から処理を開始し、ステップ９０５に進んでアクセル開度Ａｃｃｐ、エンジン回転速度ＮＥ、及び図１０に示したテーブル（マップ）Ｍａｐｑｆｉｎから指令燃料噴射量ｑｆｉｎを求める。テーブルＭａｐｑｆｉｎは、アクセル開度Ａｃｃｐ及びエンジン回転速度ＮＥと指令燃料噴射量ｑｆｉｎとの関係を規定するテーブルであり、ＲＯＭ６２内に格納されている。
【０１０３】
次いで、ＣＰＵ６１はステップ９１０に進み、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ、エンジン回転速度ＮＥ、及び図１１に示したテーブルＭａｐｆｉｎｊから基本燃料噴射時期ｆｉｎｊを決定する。テーブルＭａｐｆｉｎｊは、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥと基本燃料噴射時期ｆｉｎｊとの関係を規定するテーブルであり、ＲＯＭ６２内に格納されている。
【０１０４】
その後、ＣＰＵ６１はステップ９１５に進んで、インテークマニホールド出口部ガス温度基準値Ｔｂｏｕｔｒｅｆを、指令燃料噴射量ｑｆｉ、エンジン回転速度ＮＥ、及び図１２に示したテーブルＭａｐＴｂｏｕｔｒｅｆから決定する。テーブルＭａｐＴｂｏｕｔｒｅｆは、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥとインテークマニホールド出口部ガス温度基準値Ｔｂｏｕｔｒｅｆとの関係を規定するテーブルであり、ＲＯＭ６２内に格納されている。このインテークマニホールド出口部ガス温度基準値Ｔｂｏｕｔｒｅｆは、指令燃料噴射量ｑｆｉｎとエンジン回転速度ＮＥとの組み合わせに対して図１１に示した基本噴射時期ｆｉｎｊを決定したときのインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔである。
【０１０５】
次いで、ＣＰＵ６１は、ステップ９２０に進んで、噴射時期補正値Δθを、前記決定したインテークマニホールド出口部ガス温度基準値Ｔｂｏｕｔｒｅｆと図２に示したブロックＢ４により求められている実際のインテークマニホールド出口部ガス温Ｔｂｏｕｔとの差（Ｔｂｏｕｔｒｅｆ−Ｔｂｏｕｔ）と図１３に示したテーブルＭａｐΔθとから決定する。テーブルＭａｐΔθは、差（Ｔｂｏｕｔｒｅｆ−Ｔｂｏｕｔ）と噴射時期補正値Δθとの関係を規定するテーブルであり、ＲＯＭ６２内に格納されている。
【０１０６】
次いで、ＣＰＵ６１はステップ９２５に進み、基本噴射時期ｆｉｎｊを噴射時期補正値Δθで補正して最終噴射時期ｆｉｎｊｆｉｎａｌを決定する。このように、上記ステップ９１５〜９２５により、インテークマニホールド出口部ガス温Ｔｂｏｕｔに応じて噴射時期が補正されることになる。この場合、図１３から明らかなように、インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔがインテークマニホールド出口部ガス温度基準値Ｔｂｏｕｔｒｅｆより高くなるほど噴射時期補正値Δθが負の大きな値となって最終噴射時期ｆｉｎｊｆｉｎａｌが遅角側となり、インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔがインテークマニホールド出口部ガス温度基準値Ｔｂｏｕｔｒｅｆより低くなるほど噴射時期補正値Δθは正の大きな値となって最終噴射時期ｆｉｎｊｆｉｎａｌが進角側に移行される。
【０１０７】
このように噴射時期を決定するのは、インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔが高いときは同温度Ｔｂｏｕｔが低いときよりも燃料の着火性が良好であるから、燃料噴射時期を遅角しても着火性に問題がなく、ＮＯｘの排出量を低減することができるからである。一方、インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔが低いときは燃料の着火性が悪化するから、燃料噴射時期を進角して着火性を確保するためである。これにより、エンジン１０の出力性能の向上及びＮＯｘ排出量の低減が達成され得る。
【０１０８】
そして、ＣＰＵ６１は、続くステップ９３０にて現時点が上記決定された最終燃料噴射時期ｆｉｎｊｆｉｎａｌと一致しているか否かを判定し、一致している場合はステップ９３５に進んで上記決定された指令燃料噴射量ｑｆｉｎの燃料を噴射時期が到来しているシリンダの燃料噴射弁２１から噴射し、ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。また、ステップ９３０にて「Ｎｏ」と判定される場合、直接ステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以上により、燃料噴射量と燃料噴射時期の制御が達成される。
【０１０９】
＜ＥＧＲ制御＞
次に、ＥＧＲ率制御について説明する。ＣＰＵ６１は、図１４にフローチャートにより示したＥＧＲ率を制御するためのルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ６１はステップ１４００から処理を開始し、ステップ１４０５に進んで、その時点の指令燃料噴射量ｑｆｉｎ、その時点のエンジン回転速度ＮＥ、及び同ステップ内に示したテーブルＭａｐＯ２ｔｇｔから目標吸気酸素濃度Ｏ２ｔｇｔを決定する。テーブルＭａｐＯ２ｔｇｔは、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥと、目標吸気酸素濃度Ｏ２ｔｇｔとの関係を規定するテーブルであり、ＲＯＭ６２内に格納されている。
【０１１０】
次に、ＣＰＵ６１はステップ１４１０にて指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥから単位時間当りの供給燃料量Ｑを求め、続くステップ１４１５にて空気過剰率λを同ステップ中に記載した式（λ＝ｋλ・Ｇａａｃｔ／Ｑ）により求める。ｋλは定数である。次いで、ＣＰＵ６１はステップ１４２０にて目標ＥＧＲ率Ｒｔｇｔを、上記ステップ１４０５にて決定した目標吸気酸素濃度Ｏ２ｔｇｔ、上記ステップ１４２０にて求めた空気過剰率λ、及び同ステップ１４２０内に記載した式（Ｒｔｇｔ＝λ・（ｐ・Ｏ２ｔｇｔ＋ｑ）、  ｐ及びｑは定数）に基いて求める。なお、吸気酸素濃度、ＥＧＲ率、及び空気過剰率との関係は、例えば、特開平１０−１４１１４７号公報に詳細に開示されている。
【０１１１】
次いで、ＣＰＵ６１はステップ１４２５にて、図２に示したブロックＢ１にて求めた実ＥＧＲ率Ｒａｃｔが前記ステップ１４２０にて求めた目標ＥＧＲ率Ｒｔｇｔより大きいか否かを判定し、同ステップ１４２５にて「Ｙｅｓ」と判定される場合、ステップ１４３０に進んでＥＧＲ制御弁５２を所定の開度だけ閉じ、ＥＧＲ率を減少させてステップ１４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。他方、ステップ１４２５にて「Ｎｏ」と判定される場合、ＣＰＵ６１はステップ１４３５に進んでＥＧＲ制御弁５２を所定の開度だけ開き、ＥＧＲ率を増大させてステップ１４９５に進む。以上により、実際の酸素吸気濃度が目標酸素吸気濃度Ｏ２ｔｇｔに一致するようにＥＧＲ率が制御され、ＮＯｘの排出量低減及びスモークの低減が達成される。
【０１１２】
なお、上述した図１４に示したルーチンによるＥＧＲ率制御においては、目標酸素吸気濃度Ｏ２ｔｇｔを求め、この目標酸素吸気濃度Ｏ２ｔｇｔを目標ＥＧＲ率Ｒｔｇｔに変換することによりＥＧＲ率を制御していたが、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥと目標ＥＧＲ率Ｒｔｇｔとの関係を規定した図１５に示したテーブルＭａｐＲｔｇｔ、実際の指令燃料噴射量ｑｆｉｎ、及び実際のエンジン回転速度ＮＥから直接目標ＥＧＲ率Ｒｔｇｔを求めて、実際のＥＧＲ率Ｒａｃｔが同目標ＥＧＲ率Ｒｔｇｔと一致するようにＥＧＲ制御弁５２の開度を制御してもよい。
【０１１３】
＜過給圧制御＞
次に、過給圧制御について説明する。ＣＰＵ６１は、図示しない過給圧制御のためのルーチンを所定時間の経過毎に繰り返し実行し、同所定時間の経過毎に、その時点の指令燃料噴射量ｑｆｉｎ、その時点のエンジン回転速度ＮＥ、及び図１６示したテーブルＭａｐＰｂｔｇｔから目標過給圧Ｐｂｔｇｔを決定する。テーブルＭａｐＰｂｔｇｔは、指令燃料噴射量ｑｆｉｎ及びエンジン回転速度ＮＥと、目標過給圧Ｐｂｔｇｔとの関係を規定するテーブルであり、ＲＯＭ６２内に格納されている。
【０１１４】
そして、ＣＰＵ６１は、決定された目標過給圧Ｐｂｔｇｔと吸気圧センサ７３から取得される実際の過給圧Ｐｂとを比較し、同目標過給圧Ｐｂｔｇｔと同実際の過給圧Ｐｂとが一致するようにターボチャージャ絞り弁３５ｃの開度を制御する。このようにして、過給圧制御が実行される。
【０１１５】
以上、説明したように、第１実施形態にかかる内燃機関の制御装置によれば、ＥＧＲガスと排気還流管５１との間の熱の授受が考慮されてＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが推定されるので、同温度Ｔｅｇｒを精度良く推定することができる。同様に、新気とＥＧＲガスとの混合ガス（吸気）とインテークマニホールド３１との間の熱の授受が考慮されてインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔが推定されるので、同温度Ｔｂｏｕｔを精度良く推定することができる。
【０１１６】
また、本装置は、熱伝達率ηｉｍ及びηｅｒを、それぞれと相関の強いインテークマニホールド内ガス流速Ｖｉｍ及びＥＧＲガス流速Ｖｅｇｒに基いて求めているので、同熱伝達率ηｉｍ及びηｅｒを精度良く求めることができる。
【０１１７】
（２，第２実施形態）
次に、本発明による内燃機関の制御装置の第２実施形態について説明する。第２実施形態は、図１７に示した機能ブロック図の一点鎖線により囲まれた部分、即ち、ＥＧＲガスと新気とが混合する直前の同ＥＧＲガス温度である「ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒ」を求める方法及びそのための構成のみが、第１実施形態と異なっている。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１１８】
＜ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ２０に示したように、ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを下記（１８）式に従って計算する。（１８）式は、ガスのエネルギーを表す一般的な式である。
【０１１９】
【数１８】
2004150376.tif 000020
【０１２０】
（１８）式において、
Ｅｅｇｒは、ＥＧＲガスと新気とが合流部にて混合する直前のＥＧＲガスのエネルギーである。このエネルギーを、以下「ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒ」と称呼する。ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒは、後述する方法により求められる。
Ｃｅｇｒは、上記（５）式においても使用したＥＧＲガスの比熱（ＥＧＲガス比熱）であって予め与えられる定数である。
Ｇｅｇｒは、上述したブロックＢ１２により上記（１３）式に従って求められるＥＧＲガス流量である。
以下、（１８）式の計算に必要なＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒの求め方について述べる。
【０１２１】
＜ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ２１に示したように、ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒを下記（１９）式に従って計算する。
【０１２２】
【数１９】
2004150376.tif 000021
【０１２３】
（１９）式において、
Ｅｅｇｒｐｒｅは、ＥＧＲガスのＥＧＲ通路入口部におけるエネルギーであり、以下、「ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒｐｒｅ」と称呼する。ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒｐｒｅは、後述する（２０）式により求められる。
Ｅｅｇｒｐａｓｓは、ＥＧＲガスがＥＧＲ通路を通過するときに失う（又は得る）熱授受に伴う受放熱エネルギーであり、以下「ＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓ」と称呼する。ＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓは後述する（２１）式により求められる。
このように、（１９）式は、「ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒは、ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒｐｒｅから、ＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓを減じたエネルギーである。」というエネルギー保存則に従う知見に基いている。以下、ＥＧＲ通路入口部におけるエネルギーＥｅｇｒｐｒｅとＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓの求め方を順に説明する。
【０１２４】
＜ＥＧＲ通路入口部におけるＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒｐｒｅの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ２２に示したように、ＥＧＲ通路入口部におけるＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒｐｒｅを下記（２０）式に従って計算する。（２０）式は、ガスのエネルギーを表す一般的な式である。
【０１２５】
【数２０】
2004150376.tif 000022
【０１２６】
（２０）式において、
Ｔｅｇｒｐｒｅは、ＥＧＲ通路入口部におけるＥＧＲガス温度Ｔｅｘのことである。この温度は、排気還流管５１とエキゾーストマニホールド４１との接合部付近のガス温度を計測する排気温センサを配設し、同センサの出力に基いて求める。また、上述した（７）式等を用いて計算により求めてもよい。（２０）式で用いるＥＧＲガス流量Ｇｅｇｒは、上述したブロックＢ１２により（１３）式に基いて求められる。
【０１２７】
＜ＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ２３に示したように、ＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓを下記（２１）式に従って計算する。（２１）式は経験則による式である。
【０１２８】
【数２１】
2004150376.tif 000023
【０１２９】
（２１）式における指数ａはエンジン機種毎に異なるので、同エンジン機種毎に実測値との比較により決定する。あるエンジン機種に対しての実験によれば、指数ａは０．７であった。上記（２１）式ではＥＧＲ通路壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒとして冷却水温ＴＨＷが代用されているが、ＥＧＲ通路壁温を検出する温度センサを配設し、同温度センサからＥＧＲ通路壁温Ｔｗａｌｌｅｇｒを直接取得して（２１）式に適用してもよい。
【０１３０】
このように、（２０）式によりＥＧＲ通路入口部におけるＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒｐｒｅが、（２１）式によりＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓが、それぞれ求められるので、（１９）式によりＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒが求められる。従って、（１８）式によりＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒが求められる。
【０１３１】
以上、説明したように、第２実施形態にかかる内燃機関の制御装置は、変化温度対応値推定手段としてのブロックＢ２３が、ＥＧＲガスと排気還流管５１との間での熱授受を表す値を、同ＥＧＲガスと同排気還流管５１との間の受放熱エネルギー基いてＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓとして推定し、同ブロックＢ２３で推定した熱授受を表す値に基いて前記変化温度対応値（この場合、ＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓである。）を推定する。
【０１３２】
これによれば、ブロックＢ２０，Ｂ２２等からも理解できるように、ガスのエネルギーを表す一般式（エネルギー＝ガス比熱×ガスの質量（流量）×ガス温度）やエネルギー保存則等の物理理論に即して前記出口部ガス温度を推定することが可能となるので、ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｇｒを精度良く推定することが可能となる。
【０１３３】
（３，第３実施形態）
次に、本発明による内燃機関の制御装置の第３実施形態について説明する。第３実施形態は、図１８に示した機能ブロック図の一点鎖線により囲まれた部分、即ち、図１７に示したブロックＢ２１により求められたＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒに基いてインテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎを求める方法及びそのための構成のみが、第２実施形態と異なっている。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１３４】
＜インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ３０に示したように、インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎを下記（２２）式に従って計算する。（２２）式は、インテークマニホールド３１に流入するガスのエネルギーについての一般式に基いてインテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎを計算する式である。
【０１３５】
【数２２】
2004150376.tif 000024
【０１３６】
（２２）式において、
Ｅｉｎｉｍは、インテークマニホールド入口部における全ガスのエネルギーであり、以下、「インテークマニホールド入口部ガスエネルギーＥｉｎｉｍ」と称呼する。このインテークマニホールド入口部ガスエネルギーＥｉｎｉｍは、下記（２３）式により表されるように、インテークマニホールド入口部に流入した新気のエネルギーＥｓｈｉｎｋｉとＥＧＲガスのエネルギーＥｅｇｒ（ＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒ）との和である。
Ｇａｌｌ及びＣａｖｅは、上記（５）式に関連して述べた通りである。
【０１３７】
【数２３】
2004150376.tif 000025
【０１３８】
（２３）式のＥＧＲ通路出口部ＥＧＲガスエネルギーＥｅｇｒは、第２実施形態において説明したブロックＢ２１〜Ｂ２３により（１９）式〜（２１）式に基いて求められる。新気のエネルギーＥｓｈｉｎｋｉは、ブロックＢ３２によりガスのエネルギーについての一般式である下記（２４）式により求められる。
【０１３９】
【数２４】
2004150376.tif 000026
【０１４０】
（２４）式において、
Ｇａａｃｔは、前述した実新気流量であり、ブロックＢ２により（２）式に従って求められる。
Ｔａは、前述した新気温度であって新気温センサ７２により検出される。
Ｃａｉｒは、前述した新気の比熱（新気ガス比熱）であって予め与えられる定数である。
【０１４１】
従って、（２４）式により新気のエネルギーＥｓｈｉｎｋｉが求められるので、（２３）式によりインテークマニホールド入口部ガスエネルギーＥｉｎｉｍが求められ、その結果、（２２）式の計算に必要な変数が決定される。そして、ＣＰＵ６１は、ブロックＢ３０により（２２）式に従って計算を行い、インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎを取得する。
【０１４２】
以上、説明したように、第３実施形態の装置は、第２実施形態と同様、変化温度対応値推定手段としてのブロックＢ２３が、ＥＧＲガスと排気還流管５１との間での熱授受を表す値を、同ＥＧＲガスと同排気還流管５１との間の受放熱エネルギーに基いてＥＧＲ通路内熱伝達量Ｅｅｇｒｐａｓｓとして推定する。
【０１４３】
これによれば、ブロックＢ２０，Ｂ２２，Ｂ３０，Ｂ３１等からも理解できるように、ガスのエネルギーを表す一般式やエネルギー保存則等の物理理論に即してガス温度を推定することが可能となる。
【０１４４】
（４，第４実施形態）
次に、本発明による内燃機関の制御装置の第４実施形態について説明する。第４実施形態は、図１９に示した機能ブロック図の一点鎖線により囲まれた部分、即ち、「インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔ」を求める方法及びそのための構成のみが、第１実施形態と異なっている。従って、以下、この相違点を中心として説明する。
【０１４５】
＜インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ４１に示したように、インテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを下記（２５）式に従って計算する。（２５）式は、ガスのエネルギーを表す一般的な式である。
【０１４６】
【数２５】
2004150376.tif 000027
【０１４７】
（２５）式において、
Ｅｉｎｃｙｌは、シリンダに流入するガスのエネルギーであり、以下、「シリンダ流入ガスエネルギーＥｉｎｃｙｌ」と称呼する。このシリンダ流入ガスエネルギーＥｉｎｃｙｌは、後述する方法により求められる。インテークマニホールド入口部ガス流量Ｇａｌｌは、ブロックＢ１３により上記数１４に基いて求められる。混合ガス比熱Ｃａｖｅは、予め与えられる定数である。
【０１４８】
＜シリンダ流入ガスエネルギーＥｉｎｃｙｌの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ４２に示したように、下記（２６）式によりシリンダ流入ガスエネルギーＥｉｎｃｙｌを取得する。
【０１４９】
【数２６】
2004150376.tif 000028
【０１５０】
（２６）式は、インテークマニホールド入口部ガスエネルギーＥｉｎｉｍから、同インテークマニホールド入口部に流入したガスがシリンダ内に吸入されるまでにインテークマニホールド３１内で放熱する（又は、受熱する）熱エネルギーＥｄｅｌｔａを減じることにより、シリンダ流入ガスエネルギーＥｉｎｃｙｌを求めるエネルギー保存則に従う式である。インテークマニホールド３１内で放熱する熱エネルギーＥｄｅｌｔａを、以下、簡単に「インテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａ」と称呼する。インテークマニホールド入口部ガスエネルギーＥｉｎｉｍ及びインテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａは、以下の方法により求められる。
【０１５１】
＜インテークマニホールド入口部における全ガスのエネルギーＥｉｎｉｍの取得＞
（２６）式の計算のためには、インテークマニホールド入口部における全ガスのエネルギーＥｉｎｉｍを求める必要がある。ＣＰＵ６１は、この全ガスのエネルギーＥｉｎｉｍを、ブロックＢ４３によりエネルギーについての一般式である下記（２７）式に従って求める。なお、インテークマニホールド入口部における全ガスのエネルギーＥｉｎｉｍは、上述した図１８のブロックＢ３０により求めることもできる。
【０１５２】
【数２７】
2004150376.tif 000029
【０１５３】
（２７）式において、インテークマニホールド入口部ガス流量ＧａｌｌはブロックＢ１３により上記数１４に基いて求められる。混合ガス比熱Ｃａｖｅは予め与えられる定数である。また、インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎは、上述したブロックＢ５により上記（５）式に基いて求められる。
【０１５４】
＜インテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａの取得＞
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ４４にてインテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａを求める。以下、ブロックＢ４４の詳細を示した図２０を参照しながら説明する。
【０１５５】
ＣＰＵ６１は、ブロックＢ４４中のブロックＢ５１に示したように、下記（２８）式に従ってインテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａを計算する。
【０１５６】
【数２８】
2004150376.tif 000030
【０１５７】
（２８）式において、
Ｔｄｅｌｔａは、インテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎとインテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍとの差であり、ブロックＢ５２により下記（２９）式に従って求められる。
【０１５８】
【数２９】
2004150376.tif 000031
【０１５９】
（２９）式におけるインテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍは、上記（１５）式により求められるが、ここでは、ブロックＢ５３及びブロックＢ５４により、下記（３０）式に従って求める。
【０１６０】
【数３０】
2004150376.tif 000032
【０１６１】
（３０）式において、
Ｅｉｎｉｍは、上述したように、インテークマニホールド入口部における全ガスのエネルギーであり、図１９のブロックＢ４３により上記（２７）式に従って計算された値を用いる。
Ｇａｌｌは、上述したように、インテークマニホールド入口部ガス量であり、ブロックＢ１３により上記数１４に基いて求められる。
【０１６２】
関数ｆ２Ｔｗａｌｌｉｍはエンジンの機種毎に異なるので、その都度実測値との比較に基いて決定する。あるエンジンに対する実測値の例を図２１に示す。図２１の例では、下記（３１）式に示すように関数ｆ２Ｔｗａｌｌｉｍが決定される。
【０１６３】
【数３１】
2004150376.tif 000033
【０１６４】
以上により、インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍが求められるので、（２９）式によりインテークマニホールド入口部ガス温度Ｔｂｉｎとインテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍとの差Ｔｄｅｌｔａが求められる。また、（２８）式の関数ｆＥｄｅｌｔａも、エンジンの機種毎に異なるので、その都度実測値との比較に基いて決定する。あるエンジンに対する実測値の例を図２２に示す。図２２の例では、下記（３２）式に示すように関数ｆＥｄｅｌｔａが決定される。
【０１６５】
【数３２】
2004150376.tif 000034
【０１６６】
これにより、インテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａが求められ、一方、（２７）式によりインテークマニホールド入口部における全ガスのエネルギーＥｉｎｉｍが求められるので、（２６）式によってシリンダ流入ガスエネルギーＥｉｎｃｙｌが求められる。従って、（２５）式によりインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔが求められる。
【０１６７】
以上、説明したように、第４実施形態にかかる内燃機関の制御装置は、変化温度対応値推定手段としてのブロックＢ４４が、吸気とインテークマニホールド３１との間での熱授受を表す値を、同吸気と同インテークマニホールド３１との間の受放熱エネルギー基いてエネルギーＥｄｅｌｔａとして推定し、ブロックＢ４４で推定した熱授受を表す値に基いて前記変化温度対応値（この場合、エネルギーＥｄｅｌｔａ）を推定する。
【０１６８】
これによれば、ブロックＢ４１，Ｂ４２等からも理解できるように、ガスのエネルギーを表す一般式やエネルギー保存則等の物理理論に即してインテークマニホールド出口部ガス温度Ｔｂｏｕｔを推定することが可能となるので、同温度Ｔｂｏｕｔを精度良く推定することが可能となる。
【０１６９】
以上、本発明による内燃機関の制御装置の各実施形態について説明してきたが、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る内燃機関の制御装置を４気筒内燃機関（ディーゼル機関）に適用したシステム全体の概略構成図である。
【図２】図１に示したＣＰＵが実行するプログラムの内容を表した機能ブロック図である。
【図３】図１に示したＣＰＵが計算する値を説明するための図である。
【図４】図１に示したＣＰＵが実行するプログラムの内容を表した機能ブロック図である。
【図５】ＥＧＲ通路入口部ＥＧＲガス温度Ｔｅｘを求めるための関数ｆＴｅｘを決定する際に使用した実測値の一例を示すグラフである。
【図６】エキゾーストマニホールド内ガス圧力Ｐｅｘを求めるための関数ｆＰｅｘを決定する際に使用した実測値の一例を示すグラフである。
【図７】ＥＧＲ通路熱伝達率ηｅｇｒを求めるための関数ｆηｅｇｒを決定する際に使用した実測値の一例を示すグラフである。
【図８】インテークマニホールド熱伝達率ηｉｍを求めるための関数ｆηｉｍを決定する際に使用した実測値の一例を示すグラフである。
【図９】図１に示したＣＰＵが実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図１０】図１に示したＣＰＵが図９に示したプログラムを実行する際に参照する指令燃料噴射量を決定するためのテーブルである。
【図１１】図１に示したＣＰＵが図９に示したプログラムを実行する際に参照する基本噴射時期を決定するためのテーブルである。
【図１２】図１に示したＣＰＵが図９に示したプログラムを実行する際に参照するインテークマニホールド出口部ガス温度基準値を決定するためのテーブルである。
【図１３】図１に示したＣＰＵが図９に示したプログラムを実行する際に参照する噴射時期補正値を決定するためのテーブルである。
【図１４】図１に示したＣＰＵが実行するプログラムを示したフローチャートである。
【図１５】第１実施形態の変形例に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが目標ＥＧＲ率を決定する際に参照するテーブルである。
【図１６】図１に示したＣＰＵが目標過給圧を決定するために参照するテーブルである。
【図１７】本発明の第２実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの内容を表した機能ブロック図である。
【図１８】本発明の第３実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの内容を表した機能ブロック図である。
【図１９】本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの内容を表した機能ブロック図である。
【図２０】本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置のＣＰＵが実行するプログラムの内容を表した機能ブロック図である。
【図２１】本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置において、インテークマニホールド壁温Ｔｗａｌｌｉｍを求めるための関数ｆ２Ｔｗａｌｌｉｍを決定する際に使用した実測値の一例を示すグラフである。
【図２２】本発明の第４実施形態に係る内燃機関の制御装置において、インテークマニホールド内受放熱エネルギーＥｄｅｌｔａを求めるための関数ｆＥｄｅｌｔａを決定する際に使用した実測値の一例を示すグラフである。
【図２３】ＥＧＲ通路内熱伝達量の実測値と計算値とを示したグラフである。
【符号の説明】
２１…燃料噴射弁、３１…インテークマニホールド、３２…吸気管、３３…スロットル弁、３５…ターボチャージャ、４１…エキゾーストマニホールド、４２…排気管、４３…ＤＰＮＲ、５０…ＥＧＲ装置、５１…排気還流管、５２…ＥＧＲ制御弁、６０…電気制御装置。
【図１】
2004150376.tif 000035
【図２】
2004150376.tif 000036
【図３】
2004150376.tif 000037
【図４】
2004150376.tif 000038
【図５】
2004150376.tif 000039
【図６】
2004150376.tif 000040
【図７】
2004150376.tif 000041
【図８】
2004150376.tif 000042
【図９】
2004150376.tif 000043
【図１０】
2004150376.tif 000044
【図１１】
2004150376.tif 000045
【図１２】
2004150376.tif 000046
【図１３】
2004150376.tif 000047
【図１４】
2004150376.tif 000048
【図１５】
2004150376.tif 000049
【図１６】
2004150376.tif 000050
【図１７】
2004150376.tif 000051
【図１８】
2004150376.tif 000052
【図１９】
2004150376.tif 000053
【図２０】
2004150376.tif 000054
【図２１】
2004150376.tif 000055
【図２２】
2004150376.tif 000056
【図２３】
2004150376.tif 000057