(57)【要約】【課題】閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量をより正確に求める。【解決手段】推定時期Ｅにおいて、吸気弁閉弁時期Ｖｉにおける吸気弁圧力Ｐｍ＿ｆｗｄを推定し（ｉ）、Ｐｍ＿ｆｗｄに基づいて閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄを算出する（ｉｉ）。また、推定時期Ｅにおける現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔを算出し（ｉｉｉ）、Ｐｍ＿ａｃｔに基づいて現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔを算出し（ｉｖ）、ｍｅｇｒ＿ａｃｔに基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍを算出する（ｖ）。到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも長いときには、ｔｄとｔｆｗｄとの差Δｔｆだけ前に算出されたｍｅｇｒｓｍ（ｖ’）に基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを算出し（ｖｉｉ’）、ｍｃ＿ｆｗｄ及びｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄから閉弁時筒内吸入新気ガス流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄを算出する。【選択図】      図５
2004197613.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットル弁下流の吸気管と排気管とを排気ガス再循環通路を介し互いに接続して排気ガス再循環ガスを筒内に供給するようにした内燃機関において、予め定められた計算時期において、スロットル弁下流の吸気管内の圧力である吸気管圧力であって、吸気弁閉弁時期における吸気管圧力である閉弁時吸気管圧力を予測すると共に、吸気弁閉弁時期に筒内に到達して吸入される排気ガス再循環ガスの量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を該予測された閉弁時吸気管圧力に基づいて推定する手段と、前記計算時期に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが筒内に到達するのに要する時間である到達必要時間が、前記計算時期から吸気弁閉弁時期までの計算閉弁時間間隔よりも長いか否かを判断する手段と、を具備し、該到達必要時間が該計算閉弁時間間隔よりも長いときには、前記予測された閉弁時吸気管圧力に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するのを禁止するようにした排気ガス再循環ガス量推定装置。
【請求項２】
現時点における吸気管圧力である現時点吸気管圧力を繰り返し求めると共に、現時点に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが吸気弁閉弁時期に筒内に到達したと仮定したときの閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値を、該現時点吸気管圧力に基づいて繰り返し推定し記憶しておく手段と、を更に具備し、前記到達必要時間が前記計算閉弁時間間隔よりも長いときには、記憶されている閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値のうち、吸気弁閉弁時期から前記到達必要時間だけ遡った時点での現時点吸気管圧力に基づき推定された閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するようにした請求項１に記載の内燃機関の排気ガス再循環ガス量推定装置。
【請求項３】
前記計算時期において該計算時期における吸気管圧力である計算時吸気管圧力を求める手段を更に具備し、前記到達必要時間が前記計算閉弁時間間隔よりも短いときには、前記予測された閉弁時吸気管圧力と該計算時吸気管圧力とに基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するようにした請求項１又は２に記載の内燃機関の排気ガス再循環ガス量推定装置。
【請求項４】
スロットル弁下流の吸気管と排気管とを排気ガス再循環通路を介し互いに接続して排気ガス再循環ガスを筒内に供給するようにした内燃機関において、予め定められた計算時期において、スロットル弁下流の吸気管内の圧力である吸気管圧力であって、該計算時期における吸気管圧力である計算時吸気管圧力を求める手段と、吸気弁閉弁時期に筒内に到達して吸入される排気ガス再循環ガスの量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量であって、前記計算時期に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが吸気弁閉弁時期に筒内に到達したと仮定したときの閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値を、該計算時吸気管圧力に基づいて推定する手段と、該閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定する手段と、前記計算時期に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが筒内に到達するのに要する時間である到達必要時間が、前記計算時期から吸気弁閉弁時期までの計算閉弁時間間隔よりも長いか否かを判断する手段と、を具備し、該到達必要時間が該計算閉弁時間間隔よりも長いときには、前記閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するのを禁止するようにした排気ガス再循環ガス量推定装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関の排気ガス再循環ガス量推定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、スロットル弁下流の吸気管と排気管とを排気ガス再循環通路を介し互いに接続して排気ガス再循環ガスを筒内に供給するようにした内燃機関が知られている。
【０００３】
一方、スロットル弁下流の吸気管内の圧力である吸気管圧力であって、吸気弁閉弁時期における吸気管圧力である閉弁時吸気管圧力を予測し、吸気弁閉弁時期に筒内に到達して吸入される新気の量である閉弁時筒内吸入新気量をこの予測された閉弁時吸気管圧力に基づいて推定するようにした内燃機関が公知である（特許文献１参照）。この内燃機関では、スロットル弁下流の吸気管内に流入する排気ガス再循環ガスの影響を考慮して閉弁時吸気管圧力を予測し、閉弁時筒内吸入新気量を推定するようにしている。（特許文献１の第三実施形態参照）
【特許文献１】
特開２００２−１４７２７９号公報
【特許文献２】
特開２０００−２７６９２号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、閉弁時吸気管圧力を予測するということは或る時間だけ先の吸気管圧力を求めることであり、機関過渡運転時には閉弁時吸気管圧力を必ずしも正確に予測することができない。そうすると、予測された閉弁時吸気管圧力に基づく限り、閉弁時筒内吸入新気量も正確に推定できない恐れがあるということになる。
【０００５】
ここで、吸気弁閉弁時期に筒内に到達して吸入される排気ガス再循環ガスの量を閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量と称すると、予測された閉弁時吸気管圧力に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定する場合にも同じことが言える。
【０００６】
即ち、閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量をできる限り、予測された閉弁時吸気管圧力に基づかないで推定するのが好ましいということになる。
【０００７】
そこで本発明の目的は、閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量をより正確に求めることができる内燃機関の排気ガス再循環ガス量推定装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するために１番目の発明によれば、スロットル弁下流の吸気管と排気管とを排気ガス再循環通路を介し互いに接続して排気ガス再循環ガスを筒内に供給するようにした内燃機関において、予め定められた計算時期において、スロットル弁下流の吸気管内の圧力である吸気管圧力であって、吸気弁閉弁時期における吸気管圧力である閉弁時吸気管圧力を予測すると共に、吸気弁閉弁時期に筒内に到達して吸入される排気ガス再循環ガスの量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を該予測された閉弁時吸気管圧力に基づいて推定する手段と、前記計算時期に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが筒内に到達するのに要する時間である到達必要時間が、前記計算時期から吸気弁閉弁時期までの計算閉弁時間間隔よりも長いか否かを判断する手段と、を具備し、該到達必要時間が該計算閉弁時間間隔よりも長いときには、前記予測された閉弁時吸気管圧力に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するのを禁止するようにしている。
【０００９】
また、２番目の発明によれば１番目の発明において、現時点における吸気管圧力である現時点吸気管圧力を繰り返し求めると共に、現時点に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが吸気弁閉弁時期に筒内に到達したと仮定したときの閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値を、該現時点吸気管圧力に基づいて繰り返し推定し記憶しておく手段と、を更に具備し、前記到達必要時間が前記計算閉弁時間間隔よりも長いときには、記憶されている閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値のうち、吸気弁閉弁時期から前記到達必要時間だけ遡った時点での現時点吸気管圧力に基づき推定された閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するようにしている。
【００１０】
また、３番目の発明によれば１番目又は２番目の発明において、前記計算時期において該計算時期における吸気管圧力である計算時吸気管圧力を求める手段を更に具備し、前記到達必要時間が前記計算閉弁時間間隔よりも短いときには、前記予測された閉弁時吸気管圧力と該計算時吸気管圧力とに基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するようにしている。
【００１１】
また、前記課題を解決するために４番目の発明によれば、スロットル弁下流の吸気管と排気管とを排気ガス再循環通路を介し互いに接続して排気ガス再循環ガスを筒内に供給するようにした内燃機関において、予め定められた計算時期において、スロットル弁下流の吸気管内の圧力である吸気管圧力であって、該計算時期における吸気管圧力である計算時吸気管圧力を求める手段と、吸気弁閉弁時期に筒内に到達して吸入される排気ガス再循環ガスの量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量であって、前記計算時期に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが吸気弁閉弁時期に筒内に到達したと仮定したときの閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量である閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値を、該計算時吸気管圧力に基づいて推定する手段と、該閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定する手段と、前記計算時期に排気ガス再循環通路から吸気管内に吸入された排気ガス再循環ガスが筒内に到達するのに要する時間である到達必要時間が、前記計算時期から吸気弁閉弁時期までの計算閉弁時間間隔よりも長いか否かを判断する手段と、を具備し、該到達必要時間が該計算閉弁時間間隔よりも長いときには、前記閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量仮定値に基づいて閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量を推定するのを禁止するようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
図１は本発明を火花点火式内燃機関に適用した場合を示している。しかしながら、本発明を圧縮着火式内燃機関に適用することもできる。
【００１３】
図１を参照すると、１は例えば四つの気筒を備えた機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポート、１０は点火栓、１１は燃料噴射弁をそれぞれ示す。吸気ポート７は対応する吸気枝管１２を介してサージタンク１３に連結され、サージタンク１３は吸気ダクト１４を介してエアクリーナ１５に連結される。吸気ダクト１４内にはステップモータ１６により駆動される電子制御式スロットル弁１７が配置される。なお、本明細書では、スロットル弁１７下流の吸気ダクト、サージタンク１３、吸気枝管１２、及び吸気ポート７を吸気管と称する場合がある。
【００１４】
一方、排気ポート１１は排気マニホルド１８及び排気管１９を介して触媒コンバータ２０に連結され、この触媒コンバータ２０は図示しないマフラを介して大気に連通される。
【００１５】
排気マニホルド１８と各吸気枝管１２とは排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）供給管２１を介して互いに連結され、ＥＧＲ供給管２１内には電気制御式ＥＧＲ制御弁２２が配置される。図１に示される内燃機関では図２に示されるように、ＥＧＲ制御弁２２下流のＥＧＲ供給管２１がＥＧＲ枝管２３に分岐され、各ＥＧＲ枝管２３がそれぞれ対応する吸気枝管１２に接続されている。また、各ＥＧＲ枝管２３の出口端部には各気筒に供給されるＥＧＲガスの量にばらつきが生ずるのを抑制するために、絞り２４が設けられている。なお、ＥＧＲ制御弁２２はステップモータを備えており、このステップモータのステップ数ＳＴＰが大きくなるとＥＧＲ制御弁２２の開度が大きくなる。即ち、ステップ数ＳＴＰはＥＧＲ制御弁２２の開度を表している。
【００１６】
また、吸気弁６を駆動するための駆動装置２５は吸気弁６の開閉弁動作、即ち例えば開閉弁時期を変更可能であり、従って吸気弁６と排気弁８とが同時に開弁しているオーバラップ期間が変更可能になっている。本発明による実施例では、吸気弁６の開閉弁時期が最遅角されたときにゼロとなり、吸気弁６の開閉弁時期が進角されるにつれて大きくなる値ＶＴでもって、吸気弁６の開閉弁時期が表されている。
【００１７】
電子制御ユニット３０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス３１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３４、入力ポート３５及び出力ポート３６を具備する。スロットル弁１７上流の吸気ダクト１４内には吸気ダクト１４内を流通する新気の流量を検出するためのエアフローメータ３９が取り付けられる。また、スロットル弁１７にはスロットル開度θｔを検出するためのスロットル開度センサ４０が取り付けられる。更に、アクセルペダル４１にはアクセルペダル４１の踏み込み量ＤＥＰを検出するための負荷センサ４２が接続される。アクセルペダル４１の踏み込み量は要求負荷を表している。更に、エアフローメータ３９には大気温度Ｔａ（Ｋ）を検出するための大気温センサ４４が設けられ、吸気ダクト１４内には大気圧Ｐａ（ｋＰａ）を検出するための大気圧センサ４５が取り付けられる。これらセンサ３９，４０，４２，４４，４５の出力信号はそれぞれ対応するＡＤ変換器３７を介して入力ポート３５に入力される。更に入力ポート３５にはクランクシャフトが例えば３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ４３が接続される。ＣＰＵ３４ではクランク角センサ４３の出力パルスに基づいて機関回転数ＮＥ及びクランク角ＣＡが算出される。一方、出力ポート３６は対応する駆動回路３８を介して点火栓１０、燃料噴射弁１１、ステップモータ１６、ＥＧＲ制御弁２２、及び吸気弁駆動装置２５にそれぞれ接続され、これらは電子制御ユニット３０からの出力信号に基づいて制御される。なお、図１に示される内燃機関では、＃１−＃３−＃４−＃２の順に燃料噴射が行われる。
【００１８】
図１に示される内燃機関では、燃料噴射量ＱＦは例えば次式に基づいて算出される。
【００１９】
ＱＦ＝ｋＡＦ・ＫＬ
ここで、ｋＡＦは空燃比設定係数を、ＫＬは機関負荷率（％）をそれぞれ示している。
【００２０】
空燃比設定係数ｋＡＦは目標空燃比を表す係数であり、目標空燃比が大きくなると即ちリーンになると小さくなり、目標空燃比が小さくなると即ちリッチになると大きくなる。この空燃比設定係数ｋＡＦは機関運転状態例えば要求負荷及び機関回転数の関数として予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００２１】
一方、機関負荷率ＫＬは各気筒の筒内に充填された新気の量を表すものであり、例えば次式により定義される。
【００２２】
【数１】
2004197613.tif 000003
【００２３】
ここで、Ｍｃ＿ａｉｒは吸気弁６が開弁し次いで閉弁したときに各気筒の筒内に充填されている新気の量である筒内充填新気量（ｇ）を、ＤＳＰは機関の排気量（リットル）を、ＮＣＹＬは気筒数を、ρａｓｔｄは標準状態（１気圧、２５℃）における空気の密度（約１．２ｇ／リットル）を、それぞれ示している。また、ｋｋは各定数をひとまとめにしたものを表しており、筒内充填新気量Ｍｃ＿ａｉｒは次式のように表されることになる。
【００２４】
Ｍｃ＿ａｉｒ＝ＫＬ／ｋｋ
更に、吸気弁閉弁時期に筒内に吸入される新気の流量を閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ（ｇ／ｓｅｃ）とすると、筒内充填新気量Ｍｃ＿ａｉｒは次式のようにも表される。
【００２５】
Ｍｃ＿ａｉｒ＝ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ・ｔｉｖ
ここで、ｔｉｖは各気筒において吸気行程１回に要する時間（ｓｅｃ）を表している。
【００２６】
従って、実際の空燃比を目標空燃比に正確に一致させるためには、機関負荷率ＫＬ又は筒内充填新気量Ｍｃ＿ａｉｒ又は閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄを正確に求ればよいことになる。以下では、閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄを求める場合を例にとって説明することにする。
【００２７】
まず、一般的な話をすると、筒内に吸入される新気及びＥＧＲガスの総流量を筒内吸入ガス流量ｍｃ（ｇ／ｓｅｃ）とし、筒内に吸入される新気の流量を筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ（ｇ／ｓｅｃ）とし、筒内に吸入されるＥＧＲガスの流量を筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ（ｇ／ｓｅｃ）とすると、次式が成立する。
【００２８】
ｍｃ＝ｍｃ＿ａｉｒ＋ｍｃ＿ｅｇｒ
その上で、吸気弁閉弁時期における筒内吸入ガス流量ｍｃを閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄ（ｇ／ｓｅｃ）とし、吸気弁閉弁時期における筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒを閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｇ／ｓｅｃ）とすると、次式が成立する。
【００２９】
ｍｃ＿ｆｗｄ＝ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ＋ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ
そこで本発明による実施例では、閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄと閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄとを推定し、次式（１）を用いて閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄを推定するようにしている。
【００３０】
ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ＝ｍｃ＿ｆｗｄ−ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ      …（１）
本発明による実施例では、閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄが予め定められた計算時間間隔Δｔ毎に繰り返し推定される。その上で、予め定められた燃料噴射量ＱＦの計算時期になると、その直前に推定された閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄを用いて燃料噴射量ＱＦが算出される。即ち、図３において矢印Ｅで示される時期において閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄがそれぞれ推定され、矢印Ｆｊ（ｊ＝１，２，３，４）で示されるｊ番気筒の燃料噴射量算出時期になると、その直前に推定された閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄを用いて燃料噴射量ＱＦが算出される。従って、計算時間間隔Δｔ毎に推定される閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄには燃料噴射量ＱＦの算出のために用いられるものもあれば、そうでないものもあるということになる。このようにすると、閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄをより正確に推定することができる。
【００３１】
この場合、吸気弁閉弁時期というのは次に燃料噴射量を算出すべき気筒の吸気弁閉弁時期である。即ち、ｊ番気筒の吸気弁閉弁時期が矢印Ｖｊ（ｊ＝１，２，３，４）で示される図３を参照すると、例えば１番気筒の燃料噴射量ＱＦが算出された後（Ｆ１）３番気筒の燃料噴射量ＱＦが算出されるまで（Ｆ３）の間においては、３番気筒の吸気弁閉弁時期Ｖ３における閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄが推定され、３番気筒の燃料噴射量ＱＦが算出された後（Ｆ３）４番気筒の燃料噴射量ＱＦが算出されるまで（Ｆ４）の間においては、４番気筒の吸気弁閉弁時期Ｖ４における閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄが推定される。
【００３２】
ここで、閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄの推定時期Ｅから吸気弁閉弁時期Ｖｊまでの時間間隔を計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄと称すると、各推定時期Ｅにおいて、各推定時期Ｅから計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄだけ先の時点での筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒを予測しているということになる。
【００３３】
次に、図４及び図５を参照して各推定時期Ｅにおいて行われる筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒの推定方法を、まず概略的に説明する。本発明による実施例では、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを推定するために二種類の方法が採用されている。
【００３４】
なお、吸気管ＩＭ内の圧力を吸気管圧力Ｐｍ（ｋＰａ）とし、吸気管ＩＭ内の温度を吸気管圧力（Ｋ）Ｔｍとする（図６参照）。その上で、推定時期Ｅにおける吸気管圧力Ｐｍ及び吸気管温度Ｔｍをそれぞれ現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔ及び現時点吸気管温度Ｔｍ＿ａｃｔとし、吸気弁閉弁時期Ｖｊにおける吸気管圧力Ｐｍ及び吸気管温度Ｔｍをそれぞれ閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄ及び閉弁時吸気管温度Ｔｍ＿ｆｗｄとする。一方、絞り２４を通過して吸気管ＩＭ内に吸入されるＥＧＲガスの流量を吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ（ｇ／ｓｅｃ）とし、推定時期Ｅにおける吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒを現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔとし、吸気弁閉弁時期Ｖｊにおける吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒを閉弁時吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄとする。
【００３５】
まず図４を参照すると、各推定時期Ｅにおいて、計算閉弁時間間隔ｔｆｗだけ先の吸気弁閉弁時期Ｖｊにおける閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄが推定される（ｉ）。次いで、この閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄに基づいて閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄが推定される（ｉｉ）。
【００３６】
また、各推定時期Ｅにおいて、現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔが更に算出され（ｉｉｉ）、この現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔに基づいて現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔが算出される（ｉｖ）。吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスは吸気管ＩＭ内を拡散しながら進行した後に筒内に到達して吸入される。ここで、ＥＧＲガスが吸気管ＩＭ内に吸入されてから筒内に到達するまでに必要な時間を到達必要時間ｔｄと称すると、次いで推定時期Ｅから到達必要時間ｔｄだけ経過したときの筒内吸入ＥＧＲ流量ｍｅｇｒであるｍｅｇｒｓｍが現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔに基づいて算出される（ｖ）。
【００３７】
推定時期Ｅから到達必要時間ｔｄだけ経過した時点が吸気弁閉弁時期Ｖｊにちょうど一致するならば、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄは上述したｍｅｇｒｓｍで表されることになる。ところが、必ずしもそうではなく、従ってｍｅｇｒｓｍは、推定時期Ｅに吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスが吸気弁閉弁時期Ｖｊに筒内に到達したと仮定したときの筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒを表していると考えることができる。以下では、ｍｅｇｒｓｍを閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値と称することにする。
【００３８】
ここで、到達必要時間ｔｄと計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄに着目すると、計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄは図３からわかるように推定時期Ｅによって変化し、例えば機関回転数ＮＥや吸気弁開閉弁時期ＶＴによっても変化しうる。また、到達必要時間ｔｄも後述するように例えば機関回転数ＮＥによって変化しうる。従って、到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも短い場合もあれば長い場合もあるということになる。
【００３９】
図４に示される例では、到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも短くなっており、即ち推定時期Ｅに吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスが吸気弁閉弁時期Ｖｊよりも前に筒内に到達する。この場合、本発明による実施例では、吸気弁閉弁時期Ｖｊにおける吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒである閉弁時吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄが閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄ及び閉弁時吸気管温度Ｔｍ＿ｆｗｄに基づいて推定される（ｖｉ）。次いで、この閉弁時吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄと、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍとに基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄが推定される（ｖｉｉ）。
【００４０】
このように、この場合には、予測された閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄに基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄが推定されるということになる。
【００４１】
最後に、閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄ及び閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄに基づき、上述の式（１）を用いて閉弁時筒内吸入新気流量仮定値ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄが算出される（ｖｉｉｉ）。
【００４２】
一方、図５は到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも長い場合を示している。この場合でも、閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄが推定され（ｉ）、このＰｍ＿ｆｗｄに基づいて閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄが推定される（ｉｉ）。また、現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔが更に算出され（ｉｉｉ）、このＰｍ＿ａｃｔに基づいて現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔが算出される（ｉｖ）。
【００４３】
図５に示されるように、到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも長いということは、推定時期Ｅに吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスが吸気弁６に到達したときに既に吸気弁６が閉弁しているということを意味しており、この推定時期Ｅに吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスは閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄに寄与しない。図４に示されるｔｄ＜ｔｆｗｄの場合とは状況が全く異なるのである。
【００４４】
そこで本発明による実施例では、ｔｄ＞ｔｆｗｄのときには、このとき算出された現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔ又は閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍに基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを推定しないようにしている。
【００４５】
図５に示される例では、到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも時間差Δｔｆ（＝｜ｔｆｗｄ−ｔｄ｜）だけ長くなっている。ここで、到達必要時間ｔｄが短時間のうちに大幅に変動しないと考えれば、推定時期Ｅから時間差Δｔｆだけ以前に吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスは吸気弁閉弁時期Ｖｊに筒内に到達する。
【００４６】
即ち、推定時期Ｅから時間差Δｔｆだけ遡った時点において算出され記憶されている閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍ（ｖ’）は吸気弁閉弁時期Ｖｊにおける筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ、即ち閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを表しているということになる。
【００４７】
そこで本発明による実施例では、ｔｄ＞ｔｆｗｄのときには、推定時期Ｅから時間差Δｔｆだけ前に算出され記憶されている閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍを、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄとしている（ｖｉｉ’）。次いで、閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄが推定される（ｖｉｉｉ）。
【００４８】
このように、ｔｄ＞ｔｆｗｄのときには、予測された閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄ又は閉弁時吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄに基づくことなく、現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔに基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄが推定される。或る時間だけ先の圧力よりも、現時点の圧力のほうがより精度よく求めることができ、そうすると、現時点圧力Ｐｍ＿ａｃｔに基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを推定すればより精度よく閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを求めることができることになる。
【００４９】
別の見方をすると、到達必要時間ｔｄと計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄとの長短に応じて、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄの算出方法を選択的に切り替えているということにもなる。具体的には、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄを予測された閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄに基づいて推定するか、予測された閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄに基づくことなく推定するかが切り替えられるのである。
【００５０】
次に、閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄの推定方法を詳しく説明する。
【００５１】
本発明による実施例では、図７に示される吸気モデルＭＤを用いて閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄが推定される。この吸気モデルＭＤは次の４つのモデル、ＭＤＶ，ＭＤＣＲＴ，ＭＤＣＲＴＳＭ，ＭＤＡＦＭから構成されている。なお、以下では吸気管圧力Ｐｍと吸気管温度Ｔｍとの比Ｐｍ／Ｔｍを圧力温度比ｐｂｙｔと称している。
【００５２】
モデルＭＤＶでは、吸気管モデルと、吸気弁モデルと、電子スロットルモデルと、スロットルモデルと、ＥＧＲモデルとを用いて、吸弁閉弁時期における吸気管圧力ｐｍｖ、吸気管温度ｔｍｖ、及び圧力温度比ｐｂｙｔｖが算出される。
【００５３】
一方、モデルＭＤＣＲＴでは、吸気管モデルと、吸気弁モデルと、スロットルモデルと、ＥＧＲモデルとを用いて、現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔ、吸気管温度ｔｍｃｒｔ、及び圧力温度比ｐｂｔｃｒｔが算出される。
【００５４】
また、モデルＭＤＣＲＴＳＭでは、吸気管モデルと、吸気弁モデルと、ＡＦＭモデルとを用いて、現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔｓｍ、吸気管温度ｔｍｃｒｔｓｍ、及び圧力温度比ｐｂｔｃｒｔｓｍが算出される。
【００５５】
更に、モデルＭＤＡＦＭでは、吸気管モデルと、吸気弁モデルと、ＥＧＲモデルとを用いて、現時点における吸気管圧力ｐｍａｆｍ、吸気管温度ｔｍａｆｍ、及び圧力温度比ｐｂｔａｆｍが算出される。
【００５６】
まず、吸気管モデル、吸気弁モデル、スロットルモデル、及びＥＧＲモデルについて説明する。
【００５７】
吸気管モデルについて説明する。この吸気管モデルでは、吸気管圧力Ｐｍ、吸気管温度Ｔｍ、及び圧力温度比Ｐｍ／Ｔｍが算出される。
【００５８】
本発明による実施例の吸気管モデルでは、吸気管ＩＭについての質量保存則及びエネルギ保存則に着目している。即ち、図６に示されるように、スロットル弁１７を通過して吸気管ＩＭ内に流入する新気の流量をスロットル弁通過新気流量ｍｔ（ｇ／ｓｅｃ）とすると、ＥＧＲ枝管２３の絞り２４を通過して吸気管ＩＭ内に流入する新気及びＥＧＲガスの流量は吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒであり、吸気弁６を通過して吸気管ＩＭから流出し筒内に吸入される新気及びＥＧＲガスの流量は筒内吸入ガス流量ｍｃであるから、吸気管ＩＭについての質量保存則及びエネルギ保存則は次式（２）（３）でそれぞれ表される。
【００５９】
【数２】
2004197613.tif 000004
【００６０】
ここで、Ｍｍは吸気管ＩＭ内に存在する新気及びＥＧＲガスの質量（ｇ）を、ｔは時間を、Ｖｍは吸気管ＩＭの容積（ｍ３）を、Ｒは気体定数を、Ｔｅは排気マニホルド１８内の排気ガスの温度である排気管温度（Ｋ）を、それぞれ表している。更に、Ｃｖは新気の定容比熱を、Ｃｐは新気の定圧比熱をそれぞれ表している。厳密に言えば、新気のみの場合か、ＥＧＲガスのみの場合か、又は新気とＥＧＲガスの混合ガスの場合かによって、これら定容比熱及び定圧比熱は互いに異なる値とすべきである。しかしながら、これら定容比熱Ｃｖ及び定圧比熱Ｃｐを新気のものとして取り扱っても実用上は差し支えないことが確認されている。
【００６１】
その上で、状態方程式（Ｐｍ・Ｖｍ＝Ｍｍ・Ｒ・Ｔｍ）、マイヤーの関係式（Ｃｐ＝Ｃｖ＋Ｒ）、及び比熱比κ（＝Ｃｐ／Ｃｖ）を用いると、上述の式（２）（３）はそれぞれ次式（４）（５）のように書き換えられる。
【００６２】
【数３】
2004197613.tif 000005
【００６３】
従って、これら式（４）（５）を逐次解いていけば、吸気管圧力Ｐｍ及び圧力温度比Ｐｍ／Ｔｍを算出することができ、更に吸気管温度Ｔｍを算出することができる（Ｔｍ＝Ｐｍ／（Ｐｍ／Ｔｍ））。実際の計算では式（４）（５）は計算時間間隔Δｔ及び計算回数を表すパラメータｋを用いて次式（６）（７）のように表される。
【００６４】
【数４】
2004197613.tif 000006
【００６５】
ここで、比熱比κ、気体定数Ｒ、及び吸気管容積Ｖｍは一定値であり、大気温度Ｔａは大気温センサ４４により検出される。一方、排気管温度Ｔｅはセンサなどにより検出することもできるが、排気管温度Ｔｅは機関回転数ＮＥ及び吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒに依存し、即ち図８（Ａ）に示されるように機関回転数ＮＥが高くなるにつれて高くなり、吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒが多くなるにつれて高くなる。そこで本発明による実施例では、排気管温度Ｔｅを機関回転数ＮＥ及び吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒの関数として予め実験により求めて図８（Ｂ）に示されるマップの形でＲＯＭ３２内に記憶しておき、このマップを用いて排気管温度Ｔｅを算出するようにしている。
【００６６】
更に、式（４）（５）又は式（６）（７）における筒内吸入ガス流量ｍｃは吸気弁モデルにより算出される。次に、この吸気弁モデルについて説明する。
【００６７】
本願発明者らによれば、筒内吸入ガス流量ｍｃと吸気管圧力Ｐｍとの関係を、勾配が互いに異なりかつ接続点において連続している二つの一次関数式で表せることが確認されている。即ち、図９に示されるように、二つの勾配をｋｉａ１，ｋｉａ２とし、接続点ＣＰｉにおける吸気管圧力及び筒内吸入ガス流量をそれぞれｋｉｂ，ｋｉｃとすると、この場合の筒内吸入ガス流量ｍｃは次式（８）のように表される。
【００６８】
ｍｃ＝ｋｉａ１・（Ｐｍ−ｋｉｂ）＋ｋｉｃ      …Ｐｍ≦ｋｉｂ
＝ｋｉａ２・（Ｐｍ−ｋｉｂ）＋ｋｉｃ      …Ｐｍ＞ｋｉｂ      …（８）
ここで、ｋｉａ１，ｋｉａ２，ｋｉｂ，ｋｉｃはパラメータをそれぞれ表している。パラメータｋｉａ１，ｋｉａ２，ｋｉｃはそれぞれ機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴの関数として、ｋｉｂは機関回転数ＮＥの関数として、それぞれ予め実験により求められており、図１０（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）（Ｄ）に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００６９】
従って、式（６）（７）からわかるように、吸気管圧力Ｐｍ及び圧力温度比Ｐｍ／Ｔｍを用いて筒内吸入ガス流量ｍｃが算出され、算出された筒内吸入ガス流量ｍｃを用いて次回の吸気管圧力Ｐｍ及び圧力温度比Ｐｍ／Ｔｍが算出される。
【００７０】
次に、スロットルモデルについて説明する。このスロットルモデルでは、スロットル弁通過新気流量ｍｔが算出される。
【００７１】
図１１に示されるように、スロットル弁１７上流の圧力及び温度を大気圧Ｐａ及び大気温度Ｔａとし、スロットル弁１７下流の圧力及び温度を吸気管圧力Ｐｍ及び吸気管温度Ｔｍと考えると、スロットル弁通過新気流量ｍｔはスロットル弁１７を通過する新気の線速度ｖｔ（ｍ／ｓｅｃ）を用いて次式（９）のように表される。
【００７２】
ｍｔ＝μｔ・Ａｔ・ｖｔ・ρｍ      …（９）
ここで、μｔはスロットル弁１７における流量係数を、Ａｔはスロットル弁１７の開口面積（ｍ２）を、ρｍはスロットル弁１７下流即ち吸気管ＩＭ内における新気の密度（ｋｇ／ｍ３）を、それぞれ表している。
【００７３】
また、スロットル弁１７の前後における新気についてのエネルギ保存則は次式（１０）で表される。
【００７４】
ｖ２／２＋Ｃｐ・Ｔｍ＝Ｃｐ・Ｔａ      …（１０）
更に、スロットル弁１７の無限遠上流では吸気管断面積が無限大でありかつ新気流速がゼロであることを考えると、スロットル弁１７前後における新気についての運動量保存則は次式（１１）で表される。
【００７５】
ρｍ・ｖ２＝Ｐａ−Ｐｍ      …（１１）
従って、スロットル弁１７上流における状態方程式（Ｐａ＝ρａ・Ｒ・Ｔａ、ここでρａはスロットル弁１７上流即ち大気における新気の密度（ｋｇ／ｍ３））、及びスロットル弁１７下流における状態方程式（Ｐｍ＝ρｍ・Ｒ・Ｔｍ）と、上述の式（９）（１０）（１１）とから、スロットル弁通過新気流量ｍｔは次式（１２）により表される。
【００７６】
【数５】
2004197613.tif 000007
【００７７】
なお、流量係数μｔ及び開口面積Ａｔはそれぞれスロットル開度θｔの関数として実験により予め求められており、図１２（Ａ）（Ｂ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００７８】
次に、ＥＧＲモデルについて説明する。このＥＧＲモデルでは、吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒが算出される。
【００７９】
図６に示されるように、ＥＧＲ制御弁２２を通過するＥＧＲガスの流量を制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖ（ｇ／ｓｅｃ）とすると、吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒはこの制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖに一致すると考えることができる。従って、制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖを算出すればよいということになる。
【００８０】
本願発明者らによれば、機関定常運転時でかつＥＧＲガスが供給されているときの筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｎと、吸気管圧力Ｐｍとの関係を、勾配が互いに異なりかつ接続点において連続している二つの一次関数式で表せることが確認されている。即ち、図１３（Ａ）に示されるように、二つの勾配をｋａ＿ｏｎ１，ｋａ＿ｏｎ２とし、接続点ＣＰｏｎにおける吸気管圧力及び筒内吸入新気流量をそれぞれｋｂ，ｋｃ＿ｏｎとすると、この場合の筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｎは次式（１３）のように表される。
【００８１】
ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｎ＝ｋａ＿ｏｎ１・（Ｐｍ−ｋｂ）＋ｋｃ＿ｏｎ      …Ｐｍ≦ｋｂ
＝ｋａ＿ｏｎ２・（Ｐｍ−ｋｂ）＋ｋｃ＿ｏｎ      …Ｐｍ＞ｋｂ      …（１３）
ここで、ｋａ＿ｏｎ１，ｋａ＿ｏｎ２はそれぞれ、機関回転数ＮＥ、吸気弁開閉弁時期ＶＴ、及びＥＧＲ制御弁２２の開度を表すステップ数ＳＴＰの関数であり、ｋｂは機関回転数ＮＥの関数であり、ｋｃ＿ｏｎは機関回転数ＮＥ、吸気弁開閉弁時期ＶＴ、及びステップ数ＳＴＰの関数である。
【００８２】
同様に、機関定常運転時でかつＥＧＲガスが供給されていないときの筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆと、吸気管圧力Ｐｍとの関係も、勾配が互いに異なりかつ接続点において連続している二つの一次関数式で表せることが確認されている。即ち、図１３（Ａ）に示されるように、二つの勾配をｋａ＿ｏｆｆ１，ｋａ＿ｏｆｆ２とし、接続点ＣＰｏｆｆにおける吸気管圧力及び筒内吸入新気流量をそれぞれｋｂ，ｋｃｏｆｆとすると、この場合の筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆは次式（１４）のように表される。
【００８３】
ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆ＝ｋａ＿ｏｆｆ１・（Ｐｍ−ｋｂ）＋ｋｃ＿ｏｆｆ…Ｐｍ≦ｋｂ
＝ｋａ＿ｏｆｆ２・（Ｐｍ−ｋｂ）＋ｋｃ＿ｏｆｆ…Ｐｍ＞ｋｂ      …（１４）
ここで、ｋａ＿ｏｆｆ１，ｋａ＿ｏｆｆ２，ｋｃ＿ｏｆｆはそれぞれ、機関回転数ＮＥの関数である。なお、式（１３）におけるｋｂと式（１４）におけるｋｂとを互いに異ならせてもよい。
【００８４】
ＥＧＲガスが供給されていないときには、筒内に新気のみが充填されるということを考えると、ＥＧＲガスが供給されていないときの筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆはこのとき筒内に吸入されるガスの総量、即ち筒内吸入ガス流量ｍｃを表していると考えることができる。
【００８５】
ここで、ＥＧＲガスが供給されているときと供給されていないときとで筒内吸入ガス流量ｍｃが変わらないと考えると、ＥＧＲガスが供給されていないときの筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆは、ＥＧＲガスが供給されていないときの筒内吸入ガス流量ｍｃだけでなく、ＥＧＲガスが供給されているときの筒内吸入ガス流量ｍｃをも表しているということになる。
【００８６】
従って、ＥＧＲガスが供給されていないときの筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆから、ＥＧＲガスが供給されているときの筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｎを差し引いた結果Δｍｃ＿ａｉｒ（＝ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｆｆ−ｍｃ＿ａｉｒ＿ｏｎ）は、定常運転時において筒内に吸入されるＥＧＲガスの量である筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ（ｇ／ｓｅｃ）を表しているということになる。
【００８７】
その上で、定常運転時には、制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖは筒内吸入ＥＧＲガス量ｍｃ＿ｅｇｒに一致する。従って、上述した差Δｍｃ＿ａｉｒは定常運転時における制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖをも表しているということになる。
【００８８】
更に、この差Δｍｃ＿ａｉｒは過渡運転時における制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖをも表している。即ち、制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖはＥＧＲ制御弁２２前後の圧力差、即ち排気管圧力Ｐｅと吸気管圧力Ｐｍとの差に大きく依存し、過渡運転時におけるＥＧＲ制御弁２２上流の排気圧Ｐｅ及び排気温Ｔｅが定常運転時におけるＰｅ及びＴｅとそれほど変わらないと考えれば、定常運転時であろうと過渡運転時であろうと、吸気管圧力Ｐｍが決まれば制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖが決まるのである。
【００８９】
このように、差Δｍｃ＿ａｉｒは定常運転時であろうと過渡運転時であろうと、制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖを表しており、従って吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒを表している。
【００９０】
ここで、（ｋａ＿ｏｆｆ１−ｋａ＿ｏｎ１）をｋｄ１とし、（ｋａ＿ｏｆｆ２−ｋａ＿ｏｎ２）をｋｄ２とし、（ｋｃ＿ｏｆｆ−ｋｃ＿ｏｎ）をｋｅとすれば、差Δｍｃ＿ａｉｒ即ち吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒは次式（１５）で表される。
【００９１】
ｍｅｇｒ＝ｋｄ１・（Ｐｍ−ｋｂ）＋ｋｅ      …Ｐｍ≦ｋｂ
＝ｋｄ２・（Ｐｍ−ｋｂ）＋ｋｅ      …Ｐｍ＞ｋｂ      …（１５）
この場合の吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒが図１３（Ｂ）に示されている。本発明による実施例では、勾配ｋｄ１，ｋｄ２及び接続点ＣＰにおける吸気管吸入ガス流量ｋｅは機関回転数ＮＥ、吸気弁開閉弁時期ＶＴ、及びＥＧＲ制御弁開度ＳＴＰの関数として、接続点ＣＰにおける吸気管圧力ｋｂは機関回転数ＮＥの関数として、それぞれ予め実験により求められて図１４（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）及び図１５に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されており、式（１５）を用いて吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒが算出される。
【００９２】
なお、式（１５）からわかるように、差Δｍｃ＿ａｉｒないし制御弁通過ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖないし吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒも、勾配が互いに異なりかつ接続点において連続している二つの一次関数式で表されるということになる。
【００９３】
次に、図７を参照しながら各モデルＭＤＶ，ＭＤＣＲＴ，ＭＤＣＲＴＳＭ，ＭＤＡＦＭについて説明する。
【００９４】
まず、モデルＭＤＶについて説明すると、モデルＭＤＶのスロットル弁モデルでは、モデルＭＤＶの吸気管モデルにより算出された吸気弁閉弁時期における吸気管圧力ｐｍｖと、吸気弁閉弁時期におけるスロットル開度θｔである閉弁時スロットル開度θｔｖと、現時点における機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、吸気弁閉弁時期におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔｖが算出される。即ち、式（１２）において、ｍｔがｍｔｖとされ、流量係数μｔ及び開口面積Ａｔを算出するためのθｔがθｔｖとされ、Ｐｍがｐｍｖとされる。なお、機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴを吸気弁閉弁時期における値ではなく現時点における値としても差し支えない。
【００９５】
ここで、電子スロットルモデルについて簡単に説明する。本発明による実施例では、アクセルペダル４１の踏み込み量ＤＥＰに基づいて基本目標スロットル開度θｔｔｇｔｂが算出され、予め定められた遅延時間ｔｄｌｙだけ経過するとこの基本目標スロットル開度θｔｔｇｔｂが目標スロットル開度θｔｔｇｔとされ、実際のスロットル開度θｔがこの目標スロットル開度θｔｔｇｔに一致するようにスロットル弁１７が制御される。
【００９６】
即ち、図１６に示されるように、目標スロットル開度θｔｔｇｔはアクセルペダル４１の踏み込み量ＤＥＰの変化に対して遅延時間ｔｄｌｙだけ遅延して変化せしめられる。このようにすると、現時点における目標スロットル開度θｔｔｇｔと、現時点から遅延時間ｔｄｌｙだけ先の時点における目標スロットル開度θｔｔｇｔとがわかっているので、現時点から遅延時間ｔｄｌｙだけ先の時点までの間に、スロットル開度θｔがどのように変化するかがわかることになる。ここで、遅延時間ｔｄｌｙは計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄがとりうる値よりも長く設定されている。
【００９７】
そこで電子スロットルモデルでは、現時点即ち推定時期における目標スロットル開度θｔｔｇｔと、現時点から遅延時間ｔｄｌｙだけ先の目標スロットル開度θｔｔｇｔとに基づき、吸気弁閉弁時期即ち現時点から計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄだけ先の時期におけるスロットル開度θｔｖを算出するようにしている。なお、基本目標スロットル開度θｔｔｇｔｂはアクセルペダル４１の踏み込み量ＤＥＰの関数として図１７に示すマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【００９８】
モデルＭＤＶの吸気弁モデルでは、モデルＭＤＶの吸気管モデルにより算出された吸気弁閉弁時期における吸気管圧力ｐｍｖと、現時点における機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、吸気弁閉弁時期における筒内吸入ガス流量ｍｃｖが算出される。即ち、式（８）において、ｍｃがｍｃｖとされ、Ｐｍがｐｍｖとされる。
【００９９】
また、モデルＭＤＶのＥＧＲモデルでは、モデルＭＤＶの吸気管モデルにより算出された吸気弁閉弁時期における吸気管圧力ｐｍｖと、現時点におけるＥＧＲ制御弁開度ＳＴＰ、機関回転数ＮＥ、及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、吸気弁閉弁時期における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖが算出される。即ち、式（１５）において、ｍｅｇｒがｍｅｇｒｖとされ、Ｐｍがｐｍｖとされる。
【０１００】
更に、モデルＭＤＶの吸気管モデルでは、モデルＭＤＶのスロットルモデルにより算出された吸気弁閉弁時期におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔｖと、モデルＭＤＶのＥＧＲモデルにより算出された吸気弁閉弁時期における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｖと、モデルＭＤＶの吸気弁モデルにより算出された吸気弁閉弁時期における筒内吸入ガス流量ｍｃｖとにより、吸気弁閉弁時期における吸気管圧力ｐｍｖ、吸気管温度ｔｍｖ、及び圧力温度比ｐｂｙｔｖが算出される。即ち、式（６）（７）においてＰｍがｐｍｖとされ、Ｔｍがｔｍｖとされ、Ｐｍ／Ｔｍがｐｂｙｔｖとされ、ｍｔがｍｔｖとされ、ｍｅｇｒがｍｅｇｒｖとされ、ｍｃがｍｃｖとされる。
【０１０１】
次に、モデルＭＤＣＲＴについて説明する。モデルＭＤＣＲＴのスロットル弁モデルでは、モデルＭＤＣＲＴの吸気管モデルにより算出された現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔと、現時点におけるスロットル開度θｔ、機関回転数ＮＥ、及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、現時点におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔｃｒｔが算出される。即ち、式（１２）において、ｍｔがｍｔｃｒｔとされ、流量係数μｔ及び開口面積Ａｔを算出するためのθｔがスロットル開度センサ４０により検出されたθｔとされ、Ｐｍがｐｍｃｒｔとされる。
【０１０２】
モデルＭＤＣＲＴの吸気弁モデルでは、モデルＭＤＣＲＴの吸気管モデルにより算出された現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔと、現時点における機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、現時点における筒内吸入ガス流量ｍｃｃｒｔが算出される。即ち、式（８）において、ｍｃがｍｃｃｒｔとされ、Ｐｍがｐｍｃｒｔとされる。
【０１０３】
また、モデルＭＤＣＲＴのＥＧＲモデルでは、モデルＭＤＣＲＴの吸気管モデルにより算出された現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔと、現時点におけるＥＧＲ制御弁開度ＳＴＰ、機関回転数ＮＥ、及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、現時点における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｃｒｔが算出される。即ち、式（１５）において、ｍｅｇｒがｍｅｇｒｃｒｔとされ、Ｐｍがｐｍｃｒｔとされる。
【０１０４】
更に、モデルＭＤＣＲＴの吸気管モデルでは、モデルＭＤＣＲＴのスロットルモデルにより算出された現時点におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔｃｒｔと、モデルＭＤＣＲＴのＥＧＲモデルにより算出された現時点における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｃｒｔと、モデルＭＤＣＲＴの吸気弁モデルにより算出された現時点における筒内吸入ガス流量ｍｃｃｒｔとにより、現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔ、吸気管温度ｔｍｃｒｔ、及び圧力温度比ｐｂｙｔｃｒｔが算出される。即ち、式（６）（７）においてＰｍがｐｍｃｒｔとされ、Ｔｍがｔｍｃｒｔとされ、Ｐｍ／Ｔｍがｐｂｙｔｃｒｔとされ、ｍｔがｍｔｃｒｔとされ、ｍｅｇｒがｍｅｇｒｃｒｔとされ、ｍｃがｍｃｃｒｔとされる。
【０１０５】
このようにモデルＭＤＣＲＴにより算出されるｍｔｃｒｔ，ｐｍｃｒｔなどは、現時点における機関運転状態を表すθｔ，ＳＴＰ，ＮＥ，ＶＴに基づいて算出された値である。
【０１０６】
次に、モデルＭＤＣＲＴＳＭについて説明する。モデルＭＤＣＲＴＳＭの吸気弁モデルでは、モデルＭＤＣＲＴＳＭの吸気管モデルにより算出された現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔと、現時点における機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、現時点における筒内吸入ガス流量ｍｃｃｒｔｓｍが算出される。即ち、式（８）において、ｍｃがｍｃｃｒｔｓｍとされ、Ｐｍがｐｍｃｒｔｓｍとされる。
【０１０７】
また、モデルＭＤＣＲＴＳＭの吸気管モデルでは、モデルＭＤＣＲＴＳＭのＡＦＭモデルにより算出された現時点におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔｃｒｔｓｍと、上述したモデルＭＤＣＲＴのＥＧＲモデルにより算出された現時点における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒｃｒｔと、モデルＭＤＣＲＴＳＭの吸気弁モデルにより算出された現時点における筒内吸入ガス流量ｍｃｃｒｔｓｍとにより、現時点における吸気管圧力ｐｍｃｒｔｓｍ、吸気管温度ｔｍｃｒｔｓｍ、及び圧力温度比ｐｂｙｔｃｒｔｓｍが算出される。即ち、式（６）（７）においてＰｍがｐｍｃｒｔｓｍとされ、Ｔｍがｔｍｃｒｔｓｍとされ、Ｐｍ／Ｔｍがｐｂｙｔｃｒｔｓｍとされ、ｍｔがｍｔｃｒｔｓｍとされ、ｍｅｇｒがｍｅｇｒｃｒｔｓｍとされ、ｍｃがｍｃｃｒｔｓｍとされる。
【０１０８】
ここで、ＡＦＭモデルについて説明する。まず、本発明による実施例では、エアフローメータ３９の出力電圧ＶＡＦＭに基づいて現時点におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔａｆｍが算出される。このスロットル弁通過新気流量ｍｔａｆｍは図１８に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【０１０９】
ＡＦＭモデルでは、実際のスロットル弁通過新気流量がモデルＭＤＣＲＴのスロットルモデルにより算出されたスロットル弁通過新気流量ｍｔｃｒｔであると仮定したときの、エアフローメータ３９の出力電圧ＶＡＦＭに基づき算出されるスロットル弁通過新気流量ｍｔｃｒｔｓｍが算出される。
【０１１０】
もう少し詳しく説明すると、エアフローメータ３９は吸気ダクト１４内を流通する新気の一部が導かれるバイパス通路と、バイパス通路内に配置された吸気温度検出用抵抗及び加熱用抵抗とを備えている。これら抵抗は図１９に示されるように、アルミナからなりかつ周囲に白金線が巻き付けられたボビン３９ａを具備し、このボビン３９ａはリード線３９ｂを介して支持体３９ｃにより支持されている。ボビン３９ａ上の白金線３９ｂはガラスコーティングにより覆われている。
【０１１１】
加熱用抵抗には、吸気温度検出用抵抗と加熱用抵抗間の温度差が一定に維持されるように電力が印加される。即ち、エアフローメータ３９を通過する新気の量が例えば増大すると、吸気温度検出用抵抗から新気への放熱量が増大し、その分だけ加熱用抵抗への印加電力が増大する。従って、加熱用抵抗への印加電力に基づき、エアフローメータ３９を通過する新気の量がわかることになる。
【０１１２】
この場合、特に新気とガラスコーティング３９ｄ間、及び新気と支持体３９ｃ間の熱伝導に起因して吸気温度検出用抵抗から新気への放熱には遅れがあり、従ってエアフローメータ３９の出力には応答遅れが存在しうる。ＡＦＭモデルではこの応答遅れを考慮してスロットル弁通過新気流量ｍｔｃｒｔｓｍを算出している。
【０１１３】
次に、モデルＭＤＡＦＭについて説明する。モデルＭＤＡＦＭの吸気弁モデルでは、モデルＭＤＡＦＭの吸気管モデルにより算出された現時点における吸気管圧力ｐｍａｆｍと、現時点における機関回転数ＮＥ及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、現時点における筒内吸入ガス流量ｍｃａｆｍが算出される。即ち、式（８）において、ｍｃがｍｃａｆｍとされ、Ｐｍがｐｍａｆｍとされる。
【０１１４】
また、モデルＭＤＡＦＭのＥＧＲモデルでは、上述した現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔと、現時点におけるＥＧＲ制御弁開度ＳＴＰ、機関回転数ＮＥ、及び吸気弁開閉弁時期ＶＴとにより、現時点における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒａｆｍが算出される。即ち、式（１５）において、ｍｅｇｒがｍｅｇｒａｆｍとされ、ＰｍがＰｍ＿ａｃｔとされる。
【０１１５】
更に、モデルＭＤＡＦＭの吸気管モデルでは、図１８に示されるマップからエアフローメータ３９の出力電圧ＶＡＦＭに基づき算出された現時点におけるスロットル弁通過新気流量ｍｔａｆｍと、モデルＭＤＡＦＭのＥＧＲモデルにより算出された現時点における吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒａｆｍと、モデルＭＤＡＦＭの吸気弁モデルにより算出された現時点における筒内吸入ガス流量ｍｃａｆｍとにより、現時点における吸気管圧力ｐｍａｆｍ、吸気管温度ｔｍａｆｍ、及び圧力温度比ｐｂｙｔａｆｍが算出される。即ち、式（６）（７）においてＰｍがｐｍａｆｍとされ、Ｔｍがｔｍａｆｍとされ、Ｐｍ／Ｔｍがｐｂｙｔａｆｍとされ、ｍｔがｍｔａｆｍとされ、ｍｅｇｒがｍｅｇｒａｆｍとされ、ｍｃがｍｃａｆｍとされる。
【０１１６】
吸気モデルＭＤでは次式に基づいて閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄが算出される。
【０１１７】
Ｐｍ＿ｆｗｄ＝ｐｍｖ−（ｐｍｃｒｔｓｍ−ｐｍａｆｍ）
このように、ｐｍｖではなく、ｐｍｖから、ｐｍｃｒｔｓｍからｐｍａｆｍを減算した結果だけ減算したものが閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄとされる。このようにしているのは次の理由による。
【０１１８】
即ち、上述したモデルでは様々な仮定のもとに計算が行われ、従って各モデルの計算結果には誤差が含まれている恐れがある。ところが、この誤差は差（ｐｍｃｒｔｓｍ−ｐｍａｆｍ）によって表され、従ってｐｍｖから（ｐｍｃｒｔｓｍ−ｐｍａｆｍ）だけ減算した結果は正確に閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄを表しているということになる。
【０１１９】
そこで本発明による実施例では、まずｐｍｖを算出した上で、最終的な閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄを算出するようにしている。
【０１２０】
同様にして、現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔは次式に基づいて算出される。
【０１２１】
Ｐｍ＿ａｃｔ＝ｐｍｃｒｔ−（ｐｍｃｒｔｓｍ−ｐｍａｆｍ）
更に、閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄと閉弁時吸気管温度Ｔｍ＿ｆｗｄとの比Ｐｍ＿ｆｗｄ／Ｔｍ＿ｆｗｄ、及び現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔと現時点吸気管温度Ｔｍ＿ａｃｔとの比Ｐｍ＿ａｃｔ／Ｔｍ＿ａｃｔは次式で表される。
【０１２２】
Ｐｍ＿ｆｗｄ／Ｔｍ＿ｆｗｄ＝ｐｂｙｔｖ−（ｐｂｙｔｃｒｔｓｍ−ｐｂｙｔａｆｍ）
Ｐｍ＿ａｃｔ／Ｔｍ＿ａｃｔ＝ｐｂｙｔｃｒｔ−（ｐｂｙｔｃｒｔｓｍ−ｐｂｙｔａｆｍ）
次いで、このようにして算出された閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄにより、上述した吸気弁モデルを用いて閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄが算出される。即ち、式（８）において、ｍｃがｍｃ＿ｆｗｄとされ、ＰｍがＰｍ＿ｆｗｄとされる（図４及び図５の（ｉｉ）参照）。
【０１２３】
また、現時点吸気管圧力Ｐｍ＿ａｃｔにより、上述したＥＧＲモデルを用いて現時点吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔが算出される。この現時点吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔは上述したモデルＭＤＡＦＭのＥＧＲモデルで算出されるｍｅｇｒａｆｍに一致しており、そこでこのｍｅｇｒａｆｍがｍｅｇｒ＿ａｃｔとされる。
【０１２４】
次いで、現時点吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔを一次遅れ処理することにより閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍが算出される。即ち、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍが次式（１６）に基づいて算出される（図４及び図５の（ｖ）参照）。
【０１２５】
【数６】
2004197613.tif 000008
【０１２６】
ここで、τは時定数を表している。この時定数τは機関回転数ＮＥの関数として図２０に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。
【０１２７】
次いで、到達必要時間ｔｄが機関回転数ＮＥに基づいて算出される。この到達必要時間ｔｄは機関回転数ＮＥの関数として図２１に示されるマップの形で予めＲＯＭ３２内に記憶されている。また、推定時期Ｅにおけるクランク角と吸気弁閉弁時期Ｖｉにおけるクランク角との差と、機関回転数ＮＥとに基づいて計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄが算出される。
【０１２８】
次いで、到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄよりも長いか否かが判別される。図４に示されるようにｔｄ＜ｔｆｗｄのときには、閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄによりＥＧＲモデルを用いて閉弁時吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄが算出される（図４の（ｖｉ）参照）。この閉弁時吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄは上述したモデルＭＤＶのＥＧＲモデルで算出されるｍｅｇｒｖに一致しており、そこでこのｍｅｇｒｖがｍｅｇｒ＿ｆｗｄとされる。
【０１２９】
次いで、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍと閉弁時吸気管吸入ＥＧＲガス流量ｍｅｇｒ＿ｆｗｄとに基づいて、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄが推定される（図４の（ｖｉｉ）参照）。
【０１３０】
図２２を参照して具体的に説明すると、上述したように、推定時期Ｅから到達必要時間ｔｄだけ経過した時期Ｘにおける閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄはｍｅｇｒｓｍであると考えることができる。一方、吸気弁閉弁時期Ｖｉにおける機関運転状態がその後も継続されると考えれば、吸気弁閉弁時期Ｖｉの後の筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒは、吸気弁閉弁時期Ｖｉにおいて吸気管ＩＭ内に吸入されたＥＧＲガスの流量、即ちｍｅｇｒ＿ｆｗｄに収束する。
【０１３１】
従って、吸気弁閉弁時期Ｖｉにおける筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄは、筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒがｍｅｇｒｓｍからｍｅｇｒ＿ｆｗｄまで増大する際の、時期Ｘから時間Δｔｆ（＝ｔｆｗｄ−ｔｄ）だけ経過したときの値であるということになる。
【０１３２】
従って、この場合の閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄは次式に基づいて算出することができる。
【０１３３】
【数７】
2004197613.tif 000009
【０１３４】
これに対し、図５に示されるようにｔｄ＞ｔｆｗｄのときには、時間差Δｔｆ（＝ｔｄ−ｔｆｗｄ）に相当する計算回数Ｉｄｘが次式に基づいて算出される。
【０１３５】
Ｉｄｘ＝ｒｏｕｎｄ（Δｔｆ／Δｔ）
ここでｒｏｕｎｄ（ｘ）はｘを四捨五入した値を求める関数を表している。
【０１３６】
その上で、今回の計算回数からＩｄｘだけ前に算出され記憶されている閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍが閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄとされる。即ち、ｋ回目の計算における閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）は次式（１７）のように表される。
【０１３７】
ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）＝ｍｅｇｒｓｍ（ｋ−Ｉｄｘ）      …（１７）
図２３は本発明による実施例の機関負荷率ＫＬ算出ルーチンを示している。このルーチンは上述した計算時間間隔Δｔ毎の割り込みによって実行される。
【０１３８】
図２３を参照すると、まずステップ１００では、パラメータｋが１だけインクリメントされる。続くステップ１０１ではモデルＭＤＣＲＴによりｐｍｃｒｔ（ｋ）及びｐｂｙｔｃｒｔ（ｋ）が算出され、続くステップ１０２ではモデルＭＤＣＲＴＳＭによりｐｍｃｒｔｓｍ（ｋ）及びｐｂｙｔｃｒｔｓｍ（ｋ）が算出される。続くステップ１０３ではモデルＭＤＡＦＭによりｐｍａｆｍ（ｋ）及びｐｂｙｔａｆｍ（ｋ）が算出され、続くステップ１０４ではモデルＭＤＶによりｐｍｖ（ｋ）及びｐｂｙｔｖ（ｋ）が算出される。
【０１３９】
続くステップ１０５では、次式に基づいて閉弁時吸気管圧力Ｐｍ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。
【０１４０】
Ｐｍ＿ｆｗｄ（ｋ）＝ｐｍｖ（ｋ）−（ｐｍｃｒｔｓｍ（ｋ）−ｐｍａｆｍ（ｋ））
続くステップ１０６では、次式に基づいてＰｍ＿ｆｗｄ（ｋ）／Ｔｍ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。
【０１４１】
Ｐｍ＿ｆｗｄ（ｋ）／Ｔｍ＿ｆｗｄ（ｋ）＝ｐｂｙｔｖ（ｋ）−（ｐｙｂｔｃｒｔｓｍ（ｋ）−ｐｂｙｔａｆｍ（ｋ））
続くステップ１０７では、次式に基づいて閉弁時吸気管温度Ｔｍ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。
【０１４２】
Ｔｍ＿ｆｗｄ（ｋ）＝Ｐｍ＿ｆｗｄ／（Ｐｍ＿ｆｗｄ（ｋ）／Ｔｍ＿ｆｗｄ（ｋ））
続くステップ１０８では、吸気弁モデルにより閉弁時筒内吸入ガス流量ｍｃ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。続くステップ１０９では、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）の算出ルーチンが実行される。このルーチンは図２４に示されている。
【０１４３】
図２４を参照すると、まずステップ１２０では、図２１のマップから到達必要時間ｔｄが算出され、続くステップ１２１では計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄが算出される。続くステップ１２２では図２０のマップから上述した式（１６）の時定数τが算出される。続くステップ１２３では、モデルＭＤＡＦＭのＥＧＲモデルで算出されたｍｅｇｒａｆｍが現時点吸気管吸入ガス流量ｍｅｇｒ＿ａｃｔ（ｋ）とされる。続くステップ１２４では、閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量仮定値ｍｅｇｒｓｍ（ｋ）が上述の式（１６）に基づいて算出される。
【０１４４】
続くステップ１２５では、到達必要時間ｔｄが計算閉弁時間間隔ｔｆｗｄ以上か否かが判別される。ｔｄ＜ｔｆｗｄのときには次いでステップ１２６に進み、時間差Δｔｆが算出される（＝ｔｆｗｄ−ｔｄ）。続くステップ１２７では、次式に基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。
【０１４５】
【数８】
2004197613.tif 000010
【０１４６】
これに対し、ｔｄ≧ｔｆｗｄのときにはステップ１２５からステップ１２８に進み、時間差Δｔｆが算出される（＝ｔｄ−ｔｆｗｄ）。続くステップ１２９では、時間差Δｔｆに相当する計算回数Ｉｄｘが算出される（Ｉｄｘ＝ｒｏｕｎｄ（Δｔｆ／Δｔ））。続くステップ１３０では、上述した式（１７）に基づいて閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。
【０１４７】
再び図２３を参照すると、ステップ１１０では次式に基づいて閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ（ｋ）が算出される。
【０１４８】
ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ（ｋ）＝ｍｃ＿ｆｗｄ（ｋ）−ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）
続くステップ１１１では吸気行程１回に要する時間ｔｉｖが算出され、続くステップ１１２では閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ（ｋ）にｔｉｖを乗算することにより筒内充填新気量Ｍｃ＿ａｉｒが算出される（Ｍｃ＿ａｉｒ＝ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄ（ｋ）・ｔｉｖ）。続くステップ１１３では筒内充填新気量Ｍｃ＿ａｉｒに上述した定数ｋｋを乗算することにより機関負荷率ＫＬが算出される（ＫＬ＝ｋｋ・Ｍｃ＿ａｉｒ）。図示しない燃料噴射量算出ルーチンでは、燃料噴射量算出時期になると、上述した空燃比設定係数ｋＡＦが算出され、機関負荷率ＫＬに空燃比設定係数ｋＡＦを乗算することにより燃料噴射量ＱＦが算出される（ＱＦ＝ｋＡＦ・ＫＬ）。
【０１４９】
【発明の効果】
閉弁時筒内吸入排気ガス再循環ガス量をより正確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】内燃機関の全体図である。
【図２】ＥＧＲ枝管の詳細図である。
【図３】推定時期Ｅ及び吸気弁閉弁時期Ｖｉを説明するための図である。
【図４】閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄの推定方法を説明するための図である。
【図５】閉弁時筒内吸入新気流量ｍｃ＿ａｉｒ＿ｆｗｄの推定方法を説明するための図である。
【図６】各パラメータを説明するための図である。
【図７】吸気モデルＭＤを示す図である。
【図８】排気管温度Ｔｅを示す線図である。
【図９】筒内吸入ガス流量ｍｃを示す線図である。
【図１０】パラメータｋｉａ１，ｋｉａ２，ｋｉｂ，ｋｉｃを示す線図である。
【図１１】スロットルモデルを説明するための図である。
【図１２】スロットル弁の流量係数μｔ及び開口面積Ａｔを示す線図である。
【図１３】ＥＧＲモデルを説明するための図である。
【図１４】パラメータｋｄ１，ｋｄ２，ｋｅを示す線図である。
【図１５】パラメータｋｂを示す線図である。
【図１６】電子スロットルモデルを説明するための図である。
【図１７】基本目標スロットル開度θｔｔｇｔｂを示す線図である。
【図１８】ｍｔａｆｍを示す線図である。
【図１９】エアフローメータの部分詳細図である。
【図２０】時定数τを示す線図である。
【図２１】到達必要時間ｔｄを示す線図である。
【図２２】閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒの推定方法を説明するための図である。
【図２３】機関負荷率ＫＬの算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図２４】閉弁時筒内吸入ＥＧＲガス流量ｍｃ＿ｅｇｒ＿ｆｗｄ（ｋ）の算出ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
１…機関本体
１２…吸気枝管
１７…スロットル弁
２２…ＥＧＲ制御弁
２３…ＥＧＲ枝管
【図１】
2004197613.tif 000011
【図２】
2004197613.tif 000012
【図３】
2004197613.tif 000013
【図４】
2004197613.tif 000014
【図５】
2004197613.tif 000015
【図６】
2004197613.tif 000016
【図７】
2004197613.tif 000017
【図８】
2004197613.tif 000018
【図９】
2004197613.tif 000019
【図１０】
2004197613.tif 000020
【図１１】
2004197613.tif 000021
【図１２】
2004197613.tif 000022
【図１３】
2004197613.tif 000023
【図１４】
2004197613.tif 000024
【図１５】
2004197613.tif 000025
【図１６】
2004197613.tif 000026
【図１７】
2004197613.tif 000027
【図１８】
2004197613.tif 000028
【図１９】
2004197613.tif 000029
【図２０】
2004197613.tif 000030
【図２１】
2004197613.tif 000031
【図２２】
2004197613.tif 000032
【図２３】
2004197613.tif 000033
【図２４】
2004197613.tif 000034