(57)【要約】【課題】従来よりも精度良く内燃機関の充填空気量を求める技術を提供する。【解決手段】筒内空気充填量の演算モデル２２，２４は、吸気流量Ｍｓに基づいて推定吸気圧Ｐｅを求め、この推定吸気圧Ｐｅから充填空気量Ｍｃを求めるモデルである。較正実行部２６は、車両の運行中において、推定吸気圧Ｐｅと実測吸気圧Ｐｓとの関係に基づいてこの演算モデルを較正する。【選択図】  図３
2004263571.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両に搭載された内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼室に接続された吸気経路における新気の流量を測定するための流量センサと、
前記流量センサの測定値及び前記吸気経路内の圧力をパラメータとして含む演算モデルに従って前記燃焼室への充填空気量を演算する充填空気量演算部と、
前記吸気経路内の圧力を測定する圧力センサと、
前記流量センサの測定値と前記圧力センサの測定値とに基づいて前記演算モデルを較正する較正実行部と、
を備える制御装置。
【請求項２】
請求項１記載の制御装置であって、
前記演算モデルは、記前記流量センサの出力信号から前記吸気経路内の圧力を予測し、前記予測された圧力を利用して前記燃焼室への充填空気量を計算するモデルであり、
前記較正実行部は、前記予測された圧力と前記圧力センサで測定された圧力とが一致するように前記演算モデルの較正を実行する、制御装置。
【請求項３】
請求項２記載の制御装置であって、
前記内燃機関は、吸気弁の作用角を変更することによって前記吸気弁の位置における流路抵抗を変更可能な可変動弁機構を備えており、
前記演算モデルにおける前記吸気経路内の圧力と前記充填空気量との関係は、前記吸気弁の作用角を含む複数の運転パラメータで規定される運転条件に応じてそれぞれ設定されている、制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の制御装置であって、
前記較正実行部は、前記演算モデルの較正を実行することによって、前記吸気弁の作用角の大きさと前記吸気弁位置での流路抵抗との関係に関して生じている誤差を補償する、制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の制御装置であって、さらに、
前記燃焼室内に流入する燃料の供給量を制御するための燃料供給制御部と、
前記燃焼室に接続された排気経路に設けられた空燃比センサと、
を備えており、
前記較正実行部は、前記空燃比センサで測定された空燃比と、前記燃料供給制御部で設定された燃料供給量と、前記流量センサの出力信号に応じて決定される前記充填空気量と、が互いに整合するように、前記測定された空燃比に応じて前記流量センサを較正することが可能であり、前記流量センサの較正の後に前記演算モデルの較正を実行する、制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の制御装置であって、
前記較正実行部は、前記内燃機関の回転数と負荷とがそれぞれほぼ一定である期間に前記較正を実行する、制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両に搭載された内燃機関における充填空気量の演算技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の充填空気量を決定する方法としては、主として以下の２つの方法が利用されている。第１の方法は、吸気経路に設けられた流量センサ（「エアフローメータ」と呼ばれる）で測定された吸気流量を用いる方法である。第２の方法は、吸気経路に設けられた圧力センサで測定された圧力を用いる方法である。また、流量センサと圧力センサの両方を利用して充填空気量をより精度良く求める方法も提案されている（特許文献１）
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−５００９０号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、流量センサや圧力センサなどの測定器は、個々の測定器毎にその特性がかなり異なる場合がある。また、流量センサまたは圧力センサの測定値から充填空気量を算出する際の精度も、内燃機関の構成要素の個体差による影響を受ける。さらに、内燃機関の使用開始時には正確に充填空気量を算出できていた場合にも、経年的な変化によって充填空気量の計算精度が低下してしまう場合がある。このように、従来は、内燃機関の充填空気量を必ずしも精度良く算出できない場合があった。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、従来よりも精度良く内燃機関の充填空気量を求めるための技術を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】
上記課題を解決するために、本発明による制御装置は、車両に搭載された内燃機関の制御装置であって、
前記内燃機関の燃焼室に接続された吸気経路における新気の流量を測定するための流量センサと、
前記流量センサの測定値及び前記吸気経路内の圧力をパラメータとして含む演算モデルに従って前記燃焼室への充填空気量を演算する充填空気量演算部と、
前記吸気経路内の圧力を測定する圧力センサと、
前記流量センサの測定値と前記圧力センサの測定値とに基づいて前記演算モデルを較正する較正実行部と、
を備える制御装置。
【０００７】
この装置によれば、流量センサと圧力センサの測定値に基づいて演算モデルの較正を行うので、内燃機関の構成要素の個体差や、経年変化による誤差を補償することができる。この結果、従来よりも精度良く充填空気量を求めることが可能である。
【０００８】
なお、前記演算モデルは、前記流量センサの出力信号から前記吸気経路内の圧力を予測し、前記予測された圧力を利用して前記燃焼室への充填空気量を計算するモデルであり、前記較正実行部は、前記予測された圧力と前記圧力センサで測定された圧力とが一致するように前記演算モデルの較正を実行するものとしてもよい。
【０００９】
このような演算モデルと較正実行部を用いると、予測圧力と、実測圧力との関係に応じて演算モデルを較正できるので、較正自体の精度を高めることができる。
【００１０】
前記内燃機関は、吸気弁の作用角を変更することによって前記吸気弁の位置における流路抵抗を変更可能な可変動弁機構を備えており、
前記演算モデルにおける前記吸気経路内の圧力と前記充填空気量との関係は、前記吸気弁の作用角を含む複数の運転パラメータで規定される運転条件に応じてそれぞれ設定されているものとしてもよい。
【００１１】
可変動弁機構を備えた内燃機関では、吸気弁の作用角と流路抵抗との関係が個体差や経年変化によって変化し易い傾向にあるので、演算モデルの較正を行うことによる充填空気量演算の精度向上効果が顕著である。
【００１２】
前記較正実行部は、前記演算モデルの較正を実行することによって、前記吸気弁の作用角の大きさと前記吸気弁位置での流路抵抗との関係に関して生じている誤差を補償するものとしてもよい。
【００１３】
この較正によれば、吸気弁位置における流路抵抗の経年変化を補償することが可能である。
【００１４】
上記制御装置は、さらに、
前記燃焼室内に流入する燃料の供給量を制御するための燃料供給制御部と、
前記燃焼室に接続された排気経路に設けられた空燃比センサと、
を備えており、
前記較正実行部は、前記空燃比センサで測定された空燃比と、前記燃料供給制御部で設定された燃料供給量と、前記流量センサの出力信号に応じて決定される前記充填空気量と、が互いに整合するように、前記測定された空燃比に応じて前記流量センサを較正することが可能であり、前記流量センサの較正の後に前記演算モデルの較正を実行するものとしてもよい。
【００１５】
この較正では、流量センサの誤差に起因する充填空気量演算の誤差を低減することが可能である。
【００１６】
前記較正実行部は、前記内燃機関の回転数と負荷とがそれぞれほぼ一定である期間に前記較正を実行するようにしてもよい。
【００１７】
このような期間に較正を実行すれば、正確な較正を行えるので、充填空気量の演算精度を確実に高めることができる。
【００１８】
なお、本発明は、種々の態様で実現することが可能であり、例えば、内燃機関の制御装置または制御方法、その制御装置を備えたエンジンや車両、その制御装置または制御方法の機能を実現するためのコンピュータプログラム、そのコンピュータプログラムを記録した記録媒体、等の態様で実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について、実施例に基づいて以下の順序で説明する。
Ａ．装置構成：
Ｂ．演算モデル較正の第１実施例：
Ｃ．演算モデル較正の第２実施例：
Ｄ．変形例：
【００２０】
Ａ．装置構成：
図１は、本発明の一実施例としての制御装置の構成を示している。この制御装置は、車両に搭載されたガソリンエンジン１００を制御する装置として構成されている。エンジン１００は、空気（新気）を燃焼室に供給するための吸気管１１０と、燃焼室から排気を外部に排出するための排気管１２０とを備えている。燃焼室には、燃料を燃焼室内に噴射する燃料噴射弁１０１と、燃焼室内の混合気を着火させるための点火プラグ１０２と、吸気弁１１２と、排気弁１２２とが設けられている。
【００２１】
吸気管１１０には、上流側から順に、吸気流量を測定するためのエアフローメータ１３０（流量センサ）と、吸気流量を調整するためのスロットル弁１３２と、サージタンク１３４とが設けられている。サージタンク１３４には、温度センサ１３６（吸気温センサ）と、圧力センサ１３８（吸気圧センサ）とが設けられている。サージタンク１３４の下流側の吸気経路は、複数の燃焼室に接続された多数の分岐管に別れているが、図１では簡略化されて１本の分岐管のみが描かれている。排気管１２０には、空燃比センサ１２６と、排気中の有害成分を除去するための触媒１２８とが設けられている。なお、エアフローメータ１３０や圧力センサ１３８は、他の位置に設けることも可能である。また、本実施例では、燃料を直接燃焼室内に噴射しているが、吸気管１１０に燃料を噴射するようにしてもよい。
【００２２】
エンジン１００の吸気動作と排気動作は、吸気弁１１２と排気弁１２２の開閉状態によって切り換えられる。吸気弁１１２と排気弁１２２には、その開閉タイミングを調整するための可変動弁機構１１４、１２４がそれぞれ設けられている。これらの可変動弁機構１１４、１２４は、開弁期間の大きさ（いわゆる作用角）と、開弁期間の位置（「開弁期間の位相」あるいは「ＶＶＴ（Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｖａｌｖｅ  Ｔｉｍｉｎｇ）位置」とも呼ぶ）とを変更である。このような可変動弁機構としては、例えば本出願人により開示された特開２００１−２６３０１５号公報に記載されたものを利用することができる。あるいは、電磁弁を用いて作用角と位相とを変更可能な可変動弁機構を利用することも可能である。
【００２３】
エンジン１００の運転は、制御ユニット１０によって制御される。制御ユニット１０は、内部にＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭを備えるマイクロコンピュータとして構成されている。この制御ユニット１０には、種々のセンサからの信号が供給されている。これらのセンサには、上述したセンサ１３６，１３８，１２６の他に、ノックセンサ１０４と、エンジン水温を検出する水温センサ１０６と、エンジン回転数を検出する回転数センサ１０８と、アクセルセンサ１０９と、が含まれている。
【００２４】
制御ユニット１０の図示しないメモリには、吸気弁１１２の開弁期間の位相（すなわちＶＶＴ位置）を設定するためのＶＶＴマップ１２と、吸気弁１１２の作用角を設定するための作用角マップ１４とが記憶されている。これらのマップは、エンジン１００の回転数や負荷、エンジン水温などに応じて可変動弁機構１１４，１２４や点火プラグ１０２の動作状態を設定するために使用される。制御ユニット１０のメモリには、さらに、燃料噴射弁１０１による燃焼室内への燃料供給量を制御するための燃料供給制御部１６と、燃焼室内に流入する空気量を算出するための筒内充填空気量演算部１８の機能を実行するプログラムが格納されている。
【００２５】
図２は、可変動弁機構１１４による吸気弁１１２の開弁／閉弁タイミングの調整の様子を示している。本実施例の可変動弁機構１１４では、開弁期間の大きさ（作用角）θは、弁軸のリフト量を変えることによって調整される。また、開弁期間の位相（開弁期間の中心）φは、可変動弁機構１１４が有するＶＶＴ機構（可変バルブタイミング機構）を用いて調整される。なお、この可変動弁機構１１４は、吸気弁１１２の作用角と、開弁期間の位相とを独立に変更可能である。従って、エンジン１００の運転状態に応じて、吸気弁１１２の作用角と、開弁期間の位相とがそれぞれ好ましい状態に設定される。排気弁１２２用の可変動弁機構１２４も、これと同じ特性を有している。
【００２６】
Ｂ．演算モデル較正の第１実施例：
図３は、筒内充填空気量演算部１８の構成を示すブロック図である。筒内充填空気量演算部１８は、吸気配管モデル２２と、吸気弁モデル２４と、較正実行部２６とを含んでいる。吸気配管モデル２２は、エアフローメータ１３０の出力信号Ｍｓに基づいて、サージタンク１３４における吸気圧の推定値Ｐｅ（以下、「推定吸気圧」と呼ぶ）を求めるためのモデルである。吸気弁モデル２４は、この推定吸気圧Ｐｅに基づいて、筒内充填空気量Ｍｃを求めるためのモデルである。ここで、「筒内充填空気量Ｍｃ」とは、燃焼室の１回の燃焼サイクルにおいて燃焼室内に導入される空気量を意味している。較正実行部２６は、圧力センサ１３８で測定された吸気圧Ｐｓ（「実測吸気圧」と呼ぶ）と、吸気配管モデル２２で得られた推定吸気圧Ｐｅとに基づいて、吸気弁モデル２４の較正を実行する。
【００２７】
図４は、吸気配管モデル２２と吸気弁モデル２４の一例を示している。この吸気配管モデル２２は、吸気流量Ｍｓの他に、前回計算時の筒内充填空気量Ｍｃ＃（後述する）と、吸気温度Ｔｓとを入力として、推定吸気圧Ｐｅを求めている。吸気配管モデルは、例えば次の（１）式で表すことができる。
【００２８】
【数１】
2004263571.tif 000003
【００２９】
ここで、Ｐｅは推定吸気圧、ｔは時間、Ｒは気体定数、Ｔｓは吸気温度、Ｖはエアフローメータ１３０以降の吸気管１１０の全容積、Ｍｓはエアフローメータ１３０で測定された吸気流量（モル／秒）、Ｍｃは筒内充填空気量を単位時間当たりの流量（モル／秒）に換算した値である。（１）式を積分すると、推定吸気圧Ｐｅは（２）式で与えられる。
【００３０】
【数２】
2004263571.tif 000004
【００３１】
ここで、ｋは定数、Δｔは（２）式による計算を実行する周期、Ｍｃ＃は前回計算時の筒内吸気流入量、Ｐｅ＃は前回計算時の推定吸気圧である。（２）式の右辺の値はそれぞれ既知なので、（２）式に従って推定吸気圧Ｐｅを一定の時間Δｔ毎に算出することができる。
【００３２】
なお、吸気温度Ｔｓは吸気管１１０に設けられた温度センサ１３６（図１）で実測することが好ましいが、外気温を測定する他の温度センサの測定値を、吸気温度Ｔｓとして使用してもよい。
【００３３】
吸気弁モデル２４は、推定吸気圧Ｐｅと充填効率ηｃ  との関係を示すマップを有している。すなわち、吸気配管モデル２２から与えられた推定吸気圧Ｐｅを吸気弁モデル２４に入力すると、充填効率ηｃ  を得ることができる。よく知られているように、充填効率ηｃ  は（３）式に従っており、筒内充填空気量Ｍｃに比例する。
【００３４】
【数３】
2004263571.tif 000005
【００３５】
ここで、ｋｃ  は定数である。推定吸気圧Ｐｅと充填効率ηｃ  との関係を示すマップは、運転条件（Ｎｅｎ，θ，φ）に応じて複数枚用意されており、運転条件に応じた適切なマップが選択されて使用される。この実施例では、吸気弁モデル２４で使用する運転条件は、エンジン回転数Ｎｅｎと、吸気弁１１２の作用角θおよび位相φ（図２）と、の３つの運転パラメータで規定されている。
【００３６】
図４（Ｂ）は、作用角θをパラメータとした吸気弁モデル２４のマップの一例を示している。ここでは、作用角θ毎に、推定吸気圧Ｐｅと充填効率ηｃ  との関係が設定されている。このようなマップを用いることによって、推定吸気圧Ｐｅから充填効率ηｃ  を求めることができる。
【００３７】
なお、吸気弁モデル２４において、充填効率ηｃ  はパラメータＰｅ，Ｎｅｎ，θ，φに依存するので、この充填効率ηｃ  は、次の（４）式で示すようにこれらのパラメータの関数である。
【００３８】
【数４】
2004263571.tif 000006
【００３９】
筒内充填空気量Ｍｃは、例えば以下の（５）式で書き表すことができる。
【００４０】
【数５】
2004263571.tif 000007
【００４１】
ここで、Ｔｓは吸気温度、Ｔｃは筒内ガス温度、ｋａ，ｋｂは係数である。これらの係数ｋａ，ｋｂは、運転条件（Ｎｅｎ，θ，φ）に応じてそれぞれ適した値に設定される。（５）式を用いる場合には、吸気温度Ｔｓや筒内ガス温度Ｔｃの測定値または推定値と、運転条件に応じて決定されるパラメータｋａ，ｋｂとを用いて、推定吸気圧Ｐｅから充填効率ηｃ  を算出することが可能である。
【００４２】
筒内充填空気量Ｍｃは、上記（２）式と（５）式を用いて演算することが可能である。この場合には、まず、（２）式の吸気配管モデル２２に従って推定吸気圧Ｐｅを算出する。この際、前回計算時において（５）式の吸気弁モデル２４に従って得られた筒内充填空気量Ｍｃ＃の値が利用される。そして、この推定吸気圧Ｐｅを用いて、（５）式の吸気弁モデル２４に従って今回の筒内充填空気量Ｍｃ（または充填効率ηｃ  ）が算出される。
【００４３】
上記の説明から理解できるように、本実施例の演算モデルでは、吸気配管モデル２２による推定吸気圧Ｐｅの演算は、吸気弁モデル２４による演算結果Ｍｃ＃を利用している。従って、吸気弁モデル２４に誤差が発生していると、推定吸気圧Ｐｅの値にも誤差が生じることになる。
【００４４】
ところで、吸気弁モデル２４は、可変動弁機構を有する吸気弁を利用する場合には、経年的に変化する可能性が高い。この理由の１つは、吸気弁の弁体と燃焼室の吸気口との間の隙間にデポジットが付着し、この結果、弁開度と流路抵抗との関係が変わってしまうことにある。このような弁位置における流路抵抗の経年変化は、特に作用角θ（図２）が小さい運転状態において影響が大きい。一方、可変動弁機構を備えていない通常の吸排気弁（オン／オフ動作のみを行う弁）では、作用角θが変更できないので、このような問題は少ない。従って、弁位置における流路抵抗の経年変化は、可変動弁機構においてより大きな問題となる。
【００４５】
また、作用角θを変更可能な可変動弁機構の中には、図２に例示したようにリフト量の変更に応じて作用角θが変更される第１のタイプと、リフト量の最大値が一定に維持されて作用角θのみが変更される第２のタイプとが存在する。弁位置における流路抵抗の経年変化は、特にこの第１のタイプの可変動弁機構において特に顕著である。
【００４６】
このように、エンジンの吸気系の経年変化によって、吸気配管モデル２２や吸気弁モデル２４に誤差を生じる場合がある。また、エンジンの個体差や、センサ１３０，１３８の個体差によっても吸気配管モデル２２や吸気弁モデル２４に誤差が生じる場合がある。そこで、本実施例では、これらのモデル２２，２４を車両の運転中に較正することによって、その誤差を補償している。
【００４７】
図５は、第１実施例において筒内充填空気量Ｍｃの演算モデルの較正を実行するルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。
【００４８】
ステップＳ１では、較正実行部２６が、エンジン１００の運転が定常状態にあるか否かを判断する。ここで、「定常状態」とは、エンジン１００の回転数と負荷（トルク）とがそれぞれほぼ一定であることを意味する。具体的には、所定の時間間隔（例えば約３秒）の間に、エンジンの回転数と負荷とがそれらの平均値の±５％の範囲に収まっている場合に、「定常状態」にあると判定することができる。
【００４９】
定常状態に無い場合には図５のルーチンを終了し、一方、定常状態にある場合にはステップＳ２以降の較正処理を実行する。ステップＳ２では、エアフローメータ１３０で測定された吸気流量Ｍｓ（図３）に基づいて吸気配管モデル２２に従って推定吸気圧Ｐｅを求め、これと、圧力センサ１３８で測定された実測吸気圧Ｐｓとを比較する。そして、推定吸気圧Ｐｅが実測吸気圧Ｐｓ未満の場合にはステップＳ４の較正処理を実行し、推定吸気圧Ｐｅが実測吸気圧Ｐｓを越える場合にはステップＳ５の較正処理を実行する。
【００５０】
図６は、ステップＳ４，Ｓ５における較正処理の一例を示す説明図である。この図は吸気弁モデル２４の特性を示しており、横軸は吸気圧Ｐｅ、縦軸は充填効率ηｃ  である。較正処理が行われる場合には、エンジン１００は定常状態にあるので、エアフローメータ１３０によって測定された吸気流量Ｍｓは、筒内充填空気量Ｍｃに比例する。そこで、充填効率ηｃ  の値は、エアフローメータ１３０で得られた吸気流量Ｍｓを所定の定数で除算することによって得ることができる。推定吸気圧Ｐｅを上記（２）式で求めるときには、この充填効率ηｃ  （＝Ｍｃ／ｋｃ）を用いるので、吸気弁モデル２４における推定吸気圧Ｐｅと充填効率ηｃ  との関係は、補正前の初期特性（実線で示す）上にある。しかし、実測吸気圧Ｐｓは、この推定吸気圧Ｐｅと一致しない場合がある。そこで、ステップＳ４，Ｓ５では、推定吸気圧Ｐｅが実測吸気圧Ｐｓと一致するように、吸気弁モデル２４の特性を補正している。具体的には、図６の例のように、推定吸気圧Ｐｅが実測吸気圧Ｐｓ未満の場合には、ステップＳ４において、推定吸気圧Ｐｅを上昇させる方向に吸気弁モデル２４を修正する。一方、推定吸気圧Ｐｅが実測吸気圧Ｐｓを越える場合には、ステップＳ５において、推定吸気圧Ｐｅを低下させる方向に吸気弁モデル２４を修正する。なお、本実施例では、吸気弁モデル２４は上記（５）式で表されるので、吸気弁モデル２４の較正は、係数ｋａ，ｋｂを修正することを意味している。
【００５１】
ステップＳ６では、こうして較正された吸気弁モデル２４を、そのときの運転条件別に記憶する。具体的には、（５）式の係数ｋａ，ｋｂが、図５のルーチンを実行したときの運転条件に対応付けられて、制御ユニット１０内の図示しない不揮発性メモリに格納される。これ以降は較正後のモデルが使用されるので、筒内充填空気量Ｍｃをより精度良く求めることができる。また、車両の運転時には、エンジンの回転数や負荷が徐々に変化していることが多い。このような場合にも、較正後のモデル２２，２４を利用すれば、エアフローメータ１３０による実測吸気流量Ｍｓに基づいて、筒内充填空気量Ｍｃを正しく演算することが可能である。
【００５２】
なお、ある運転条件で行った筒内空気量演算モデルの較正内容を、これと近似する他の運転条件に対する係数ｋａ，ｋｂに適用するようにしてもよい。例えば、筒内空気量演算モデル２２，２４の特性が、３つの運転パラメータ（エンジン回転数Ｎｅｎ，吸気弁の作用角θ，吸気弁の開弁期間の位相φ）で規定される運転条件に対応付けられているときに、各運転パラメータの±１０％以内の範囲にある他の運転条件における筒内空気量演算モデルの特性を、同一またはほぼ同一の補正量だけ較正しても良い。こうすれば、近似した他の運転条件における筒内空気量演算モデルを適切に較正することが可能である。
【００５３】
以上のように、第１実施例では、車両の運転中においてエンジンがほぼ定常運転状態にあるときに、推定吸気圧Ｐｅと実測吸気圧Ｐｓとの比較に基づいて筒内充填空気量演算モデルを較正するようにしたので、エンジンやセンサなどの構成部品の個体差や、弁位置における流路抵抗の経年変化などに起因する誤差を補償することができる。この結果、各車両毎に、筒内充填空気量の測定精度を向上させることが可能である。
【００５４】
Ｃ．演算モデル較正の第２実施例：
図７は、第２実施例において筒内充填空気量Ｍｃの演算モデルの較正を実行するルーチンを示すフローチャートである。このルーチンは、図５に示した第１実施例のルーチンのステップＳ１とステップＳ２との間にステップＳ１０を追加したものである。
【００５５】
ステップＳ１０では、エアフローメータ１３０で測定される吸気流量Ｍｓが補正される。具体的には、定常運転状態において、空燃比センサ１２６（図１）で測定された空燃比と、燃料噴射弁１０１による燃料噴射量と、エアフローメータ１３０で測定された吸気流量Ｍｓ（＝Ｍｃ）とが整合するように、エアフローメータ１３０が較正される。ステップＳ２以降の処理では、こうして補正されたエアフローメータ１３０による実測吸気流量Ｍｓを用いて、第１実施例と同様に、筒内充填空気量モデルの較正が実行される。
【００５６】
図８は、エアフローメータ１３０による実測吸気流量Ｍｓの誤差に起因する推定吸気圧Ｐｅの算出誤差を示している。ここでは、エンジンは定常運転状態にあると仮定しているので、エアフローメータ１３０での実測吸気流量Ｍｓは、筒内充填空気量Ｍｃ（すなわち充填効率ηｃ  ）に比例する。図３，図４で説明したように、吸気配管モデル２２で得られる推定吸気圧Ｐｅは、この実測吸気流量Ｍｓに基づいて決定される。従って、実測吸気流量Ｍｓが真の値からずれていると、推定吸気圧Ｐｅに誤差（ずれ）が生じる。この推定吸気圧Ｐｅのずれは、通常運転時における筒内充填空気量Ｍｃの演算誤差を生じさせる。そこで、第２実施例では、筒内充填空気量Ｍｃの演算モデルを較正する前に、正確な吸気流量Ｍｓが得られるようにエアフローメータ１３０を較正している。この結果、筒内充填空気量Ｍｃをより精度良く演算することが可能である。
【００５７】
なお、エアフローメータ１３０（一般には吸気流量センサ）の較正は、空燃比センサ１２６以外のセンサの出力に基づいて行ってもよい。例えば、トルクセンサ（図示せず）で測定されたトルクに基づいて吸気流量センサの較正を行っても良い。
【００５８】
Ｄ．変形例：
なお、この発明は上記の実施例や実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能であり、例えば次のような変形も可能である。
【００５９】
Ｄ１．変形例：１
上記各実施例で利用した筒内充填空気量モデルの式（１）〜（５）は単なる一例であり、これ以外の種々のモデルを採用することが可能である。また、筒内充填空気量モデルに対応付けられる運転条件を規定する運転パラメータとしては、上述した３つのパラメータ（エンジン回転数Ｎｅｎ，吸気弁の作用角θ，吸気弁の開弁期間の位相φ）以外の他のパラメータを利用することも可能である。例えば、排気弁の作用角やその開弁期間の位相も、運転条件を運転パラメータとして利用することができる。
【００６０】
Ｄ２．変形例：２
上記実施例では、エアフローメータ１３０の実測吸気流量Ｍｓから、圧力センサ１３８で測定される吸気圧Ｐｓの推定値Ｐｅを求め、この推定値Ｐｅから筒内充填空気量Ｍｃを演算するモデルを用いていたが、これ以外の演算モデルを利用することも可能である。すなわち、筒内充填空気量の演算モデルとしては、流量センサで測定された流量以外のパラメータから吸気経路内の圧力を推定し、推定された圧力と流量センサの測定値とをパラメータとして筒内充填空気量を演算するモデルを利用することができる。
【００６１】
また、上記実施例では、演算モデルの較正は、エアフローメータ１３０の実測吸気流量Ｍｓから、圧力センサ１３８で測定される吸気圧Ｐｓの予測値Ｐｅを求め、これらの圧力Ｐｓ，Ｐｅに基づいて行っていたが、これ以外の方法で演算モデルを較正することも可能である。より一般的に言えば、吸気流量を測定するための流量センサの出力信号と、吸気配管の圧力を測定するための圧力センサの出力信号とに基づいて、筒内充填空気量の演算モデルの較正を実行するものとしてもよい。このような演算モデルの較正は、エンジンがほぼ定常運転状態にあるときに行うことが好ましいが、一般には車両の運行中に行うことが可能である。
【００６２】
Ｄ３．変形例：３
本発明は、可変動弁機構を備えた内燃機関に限らず、開弁特性を変更できない内燃機関にも適用可能である。但し、第１実施例で説明したように、本発明は、特に、可変動弁機構を備えた内燃機関において特に効果が顕著である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例としての制御装置の構成を示す概念図。
【図２】可変動弁機構１１４による吸気弁１１２の開弁／閉弁タイミングの調整の様子を示す図。
【図３】筒内充填空気量演算部１８の構成を示すブロック図。
【図４】吸気配管モデル２２と吸気弁モデル２４の一例を示す説明図。
【図５】第１実施例におけるモデルの較正手順を示すフローチャート。
【図６】ステップＳ４，Ｓ５における較正処理の一例を示す説明図。
【図７】第２実施例におけるモデルの較正手順を示すフローチャート。
【図８】エアフローメータ１３０による実測吸気流量Ｍｓの誤差に起因する推定吸気圧Ｐｅの算出誤差を示す説明図。
【符号の説明】
１０…制御ユニット
１２…ＶＶＴマップ
１４…作用角マップ
１６…燃料供給制御部
１８…筒内充填空気量演算部
２２…吸気配管モデル
２４…吸気弁モデル
２６…較正実行部
１００…ガソリンエンジン
１０１…燃料噴射弁
１０２…点火プラグ
１０４…ノックセンサ
１０６…水温センサ
１０８…回転数センサ
１０９…アクセルセンサ
１１０…吸気管
１１２…吸気弁
１１４…可変動弁機構
１２０…排気管
１２２…排気弁
１２４…可変動弁機構
１２６…空燃比センサ
１２８…触媒
１３０…エアフローメータ
１３２…スロットル弁
１３４…サージタンク
１３６…温度センサ
１３８…圧力センサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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