(57)【要約】  【課題】  燃焼室へ流入する新気量及び吸気量の推定精度を高める。  【解決手段】  Ｓ１では目標ＥＧＲ率に対する一次遅れ処理等によりＥＧＲ率予測値Ｒｅｇｒを推定する。Ｓ２ではＲｅｇｒに基づいて体積効率相当値Ｋｉｎを演算する。Ｓ３ではＲｅｇｒとＫｉｎの変化Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1とに基づいて、燃焼室へ流入する新気量予測値Ｑａｃを推定する。Ｓ４では、ＱａｃとＲｅｇｒとに基づいて、ＥＧＲガスを含む吸気量予測値Ｑｃｓｏ２を推定する。  【選択図】  図２
2005054657.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
吸気通路を通過する新気量の検出値を出力する新気量検出手段と、
体積効率相当値を演算する効率演算手段と、
上記新気量検出値と体積効率相当値の変化とに基づいて、燃焼室へ流入する新気量予測値を推定する新気量推定手段と、を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
上記新気量検出手段より下流で制御されるか、もしくは上記新気量検出手段より下流の状態に影響を与え、シリンダへ吸入される新気量へ影響を与える可変手段を有し、上記体積効率相当値の演算には、上記可変手段の作動状態を用いることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
目標ＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量へ向けて制御するＥＧＲ制御手段と、
上記目標ＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量に基づいてシリンダへ吸入されるガスのＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量を推定するＥＧＲ推定手段と、を有し、
上記効率演算手段は、上記シリンダへ吸入されるガスのＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量の予測値に基づいて体積効率相当値を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
上記ＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量の予測値と新気量予測値とに基づいて、燃焼室へ流入する総吸気量相当値の予測値を推定する総吸気量相当値推定手段を有することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
上記新気量検出手段と燃焼室との間の吸気通路に、過給機の圧縮機とインタークーラの少なくとも一つがが配設されていることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
Ｋｉｎ＝ｆ（Ｎｅ）×Ｇ（Ｒｅｇｒ）×Ｐｃｏｌ／Ｐａ  …（１）
Ｋｉｎ：体積効率相当値
Ｎｅ：エンジン回転数
Ｒｅｇｒ：ＥＧＲ率予測値
Ｐｃｏｌ：過給圧
Ｐａ：大気圧
上記効率演算手段は、上式（１）を用いて体積効率相当値を演算することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
【数１】
2005054657.tif 000007
Ｑａｃ：シリンダ吸入新気量予測値
Ｋｉｎ：体積効率相当値
Ｑａｃｂ：吸気量検出値
Ｑａｃn-1：Ｑａｃの前回算出値
Ｋｉｎn-1：Ｋｉｎの前回算出値
Ｎｅ：エンジン回転数
Ｖｃｏｌ：コレクタ容量
Ｖｅ：排気量
ｄＴ：演算間隔
上記新気量推定手段は、上式（２）及び（３）を用いて新気量予測値を推定することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
動弁機構を可変制御可能な可変動弁制御手段と、
動弁機構の作動状況を予測する手段と、を有し、
上記効率演算手段は、上記動弁機構の作動予測値に基づいて体積効率相当値を演算することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
Ｋｉｎ＝ｆ（Ｎｅ）×Ｇ（Ｒｖｌｖ）×Ｐｃｏｌ／Ｐａ  …（５）
Ｋｉｎ：体積効率相当値
Ｎｅ：エンジン回転数
Ｒｖｌｖ：可変動弁実作動相当値
Ｐｃｏｌ：過給圧
Ｐａ：大気圧
上記効率演算手段は、上式（５）を用いて体積効率相当値を演算することを特徴とする請求項１,２,８のいずれかに記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
目標ＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量へ向けて制御するＥＧＲ制御手段と、
上記目標ＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量に基づいてシリンダへ吸入するＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量の予測値を推定するＥＧＲ推定手段と、
吸気通路を通過する新気量の検出値を出力する新気量検出手段と、
上記新気量検出値とＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量の予測値とに基づいて、燃焼室へ流入する新気量予測値を推定する新気量推定手段と、
上記新気量予測値とＥＧＲ率もしくはＥＧＲ量の予測値とに基づいて、燃焼室へ流入する総吸気量相当値の予測値を推定する総吸気量相当値推定手段と、を有することを特徴とするエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンの制御装置に関し、特に、燃焼室へ流入する新気量や吸気量の推定精度の向上を図る技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、例えばディーゼルエンジンでは、最大スモークリミット制御やＥＧＲ制御に、エアフロメータにより検出・出力される新気量の検出値が用いられる（特許文献１参照）。ガソリンエンジンでも同じように様々な制御に新気量検出値が利用される。
【特許文献１】特開２００１−１２３８７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、エアフロメータから燃焼室までの吸気通路のボリュームに起因して、エアフロメータにより検出される新気量検出値と、実際に燃焼室へ流入する新気量との間には、不可避的に応答遅れ・ディレイが存在する。特に、過給機を備えるエンジンでは、一般的に、過給機の圧縮機やインタークーラよりも上流側にエアフロメータが配設されるため、上記のボリュームが大きく、応答遅れが大きくなる傾向にある。このような応答遅れに起因して、新気量検出値を利用した燃料噴射量の設定等の制御精度が低下し、特に加速・減速時のような過渡期において、排気性能や動力性能等の低下を招くおそれがある。
【０００４】
また、ＥＧＲ装置を備えるエンジンでは、ＥＧＲガスがエアフロメータよりも下流側の吸気通路に導入されると、エアフロメータで検出される新気量検出値に対し、燃焼室へ流入する吸気量（吸気酸素量に相当）が増加するため、一般的には、ＥＧＲ率を考慮して燃焼室へ流入する吸気量予測値が推定される。しかしながら、ＥＧＲガスによる吸気量の変化が現れるまでには、上記のボリュームの影響でやはり応答遅れ・ディレイが存在するため、燃焼室へ流入する新気量や吸気量を精度良く推定することは非常に困難であった。
【０００５】
また、可変動弁付エンジンでは、その作動状態が変化している、特に過渡運転時は、エアフローメータが検出する新気量と実際にシリンダへ吸入されている吸気量は異なることになり、吸気量が決定される最重要となるパラメータ、例えば要求の噴射時期、点火時期等が適正に設定しにくく、空燃比の乱れや燃焼要求の相違により、上記と同様に排気や運転性に影響を与えることになることがわかった。
【０００６】
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、燃焼室へ流入する新気量（及び吸気量）の推定精度を著しく向上し得る新規なエンジンの制御装置を提供することを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
吸気通路を通過する新気量の検出値を出力するエアフロメータ等の新気量検出手段と、体積効率相当値を演算する効率演算手段と、を有する。上記新気量検出値と体積効率相当値の変化とに基づいて、燃焼室へ流入する新気量予測値を推定する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、加速・減速等の過渡期を含めて、燃焼室へ流入する新気量予測値の推定精度を著しく向上することができる。従って、新気量予測値を利用した燃料噴射量の設定等の制御精度が向上し、ひいては排気性能や動力性能等を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
図１は、この発明が適用されるディーゼルエンジン１の全体的構成を示している。このディーゼルエンジン１は、比較的多量の排気還流（ＥＧＲ）を行うもので、排気通路２と吸気通路３のコレクタ部３ａとを結ぶＥＧＲ通路４に、例えばステッピングモータにて開度が連続的に可変制御可能なＥＧＲ弁６を備えている。上記ＥＧＲ弁６の開度は、エンジンコントロールユニット５によって制御され、運転条件に応じた所定のＥＧＲ率を得るようになっている。つまり、目標ＥＧＲ率へ向けてＥＧＲ率を可変制御するように、ＥＧＲ弁６の開度が可変制御される（ＥＧＲ制御手段）。たとえば、低速低負荷域ではＥＧＲ率が最大となり、回転速度、負荷が高くなるに従い、ＥＧＲ率が減少していく。
【００１０】
上記吸気通路３の吸気ポート近傍には、運転条件に応じてシリンダの燃焼室１９内にスワールを生成するスワールコントロールバルブ９が設けられている。このスワールコントロールバルブ９は、図示せぬアクチュエータを介して上記コントロールユニットの制御信号に応じて開閉駆動されるもので、例えば低速低負荷域で閉じられ、燃焼室１９内にスワールが生成される。
【００１１】
ディーゼルエンジン１は、コモンレール式の燃料噴射装置１０を備えている。このコモンレール式の燃料噴射装置１０においては、サプライポンプ１１により加圧された燃料が高圧燃料供給通路１２を介して蓄圧室（コモンレール）１３にいったん蓄えられたあと、この蓄圧室１３から各気筒の燃料噴射ノズル１４に分配され、各燃料噴射ノズル１４の開閉に応じてそれぞれ噴射される。上記蓄圧室１３内の燃料圧力は、図示せぬプレッシャレギュレータによって可変的に調整されるようになっており、蓄圧室１３には、燃料圧力を検出するために燃料圧力センサ１５が設けられている。さらに、燃料温度を検出する燃料温度センサ１６がサプライポンプ１１の上流側に配置されている。なお、燃焼室１９には、公知のグロープラグ１８が配置されている。
【００１２】
また、このディーゼルエンジン１は、排気タービン２２とコンプレッサ２３とを同軸上に備えたターボ過給機２１を有している。上記排気タービン２２は、排気通路２のＥＧＲ通路４分岐点より下流側に位置し、かつこの排気タービン２２のスクロール入口に、容量調整手段としての可変ノズル２４を備えた容量可変型の構成となっている。すなわち、可変ノズル２４の開度を小さくした状態では、低速域のような排気流量の少ない条件に適した小容量の特性となり、可変ノズル２４の開度を大きくした状態では、高速域のような排気流量の多い条件に適した大容量の特性となる。上記可変ノズル２４は、制御圧力（制御負圧）に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ２５によって駆動され、かつ上記制御圧力は、デューティ制御される圧力制御弁２６を介して生成される。なお、上記排気タービン２２の上流側に、排気空燃比を検出する広域型の空燃比センサ１７が配置されている。
【００１３】
また、上記排気タービン２２下流側の排気通路２には、排気中のＣＯやＨＣ等を酸化する酸化触媒２７と、ＮＯｘの処理を行うＮＯｘトラップ触媒２８と、が順に配置されている。上記ＮＯｘトラップ触媒２８は、流入する排気の排気空燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸着し、流入する排気の酸素濃度を低下させると、吸着していたＮＯｘを放出して触媒作用により浄化処理するものである。上記ＮＯｘトラップ触媒２８の下流側には、さらに、排気微粒子（ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｍａｔｔｅｒ：ＰＭ）を捕集除去する触媒付きの微粒子捕集フィルタ（Ｄｉｅｓｅｌ  ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  ｆｉｌｔｅｒ：ＤＰＦ）２９が設けられている。この微粒子捕集フィルタ２９としては、例えば、コーディエライト等のフィルタ材料にハニカム状の多数の微細な通路を形成するととともに、その端部を交互に閉塞してなるウォールフローハニカム構造（いわゆる目封じ型）のフィルタが用いられている。上記微粒子捕集フィルタ２９の入口側および出口側には、それぞれ入口側および出口側での排気温度を検出するフィルタ入口側温度センサ３０、フィルタ出口側温度センサ３１が、配置されている。さらに、排気微粒子の堆積に伴い微粒子捕集フィルタ２９の圧力損失が変化するので、微粒子捕集フィルタ２９の入口側と出口側との間の圧力差を検出する差圧センサ３２が設けられている。圧力差を直接に検出する差圧センサ３２に代えて、入口側および出口側にそれぞれ圧力センサを設けて圧力差を求めることも勿論可能である。なお、上記微粒子捕集フィルタ２９のさらに下流側には、図示せぬ排気消音器が配置されている。
【００１４】
また、吸気通路３に介装された上記コンプレッサ２３の上流側には、吸気通路３を通過する新気量を検出・出力するエアフロメータ３５が配設され、さらにその上流に、エアクリーナ３６が位置している。上記エアクリーナ３６の入口側には、外気圧つまり大気圧を検出する大気圧センサ３７が配置されている。上記コンプレッサ２３とコレクタ部３ａとの間には、過給された高温の空気を冷却するインタークーラ３８が設けられている。
【００１５】
さらに、上記吸気通路３のコレクタ部３ａ入口側に、新気量を制限する吸気絞弁４１が介装されている。この吸気絞弁４１は、ステッピングモータ等からなるアクチュエータ４２を介して、エンジンコントロールユニット５の制御信号により開閉駆動される。また、上記コレクタ部３ａには、過給圧を検出する過給圧センサ４４と、吸気温度を検出する吸気温度センサ４５と、が設けられている。
【００１６】
上記燃料噴射装置１０の噴射量や噴射時期、ＥＧＲ弁６の開度、可変ノズル２４の開度、などを制御するエンジンコントロールユニット５には、上述のセンサ類のほかに、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセル開度センサ４６、エンジン回転数を検出する回転数センサ４７、冷却水温度を検出する水温センサ４８、などのセンサ類の検出信号が入力されている。
【００１７】
図２は、燃焼室１９へ流入する新気量予測値Ｑａｃ及び総吸気量相当値の予測値である吸気量予測値（吸入酸素量予測値）Ｑｃｓｏ２の演算処理の流れを示すフローチャートである。このルーチンは、例えばエンジンコントロールユニット５により所定期間毎（例えば所定のクランク角毎あるいは１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。
【００１８】
Ｓ（ステップ）１では、目標ＥＧＲ率等に基づいて、ＥＧＲ率予測値Ｒｅｇｒを演算・推定する（ＥＧＲ推定手段）。上記の特開２００１−１２３８７３号公報にも詳しく記載されているように、目標ＥＧＲ率は機関回転数，目標燃料噴射量及び水温等に基づいてマップ・テーブル検索等により演算される。この目標ＥＧＲ率へ向けてＥＧＲ弁６の開度が制御される。但し、ＥＧＲ通路４やコレクタ部３ａの容積（ボリューム）等に起因するＥＧＲガスの応答遅れにより、ＥＧＲ率が急激に変化する過渡期には、実際のＥＧＲ率が目標ＥＧＲ率に対して遅れて追従する。そこで、目標ＥＧＲを利用した周知の一次遅れ処理やディレイ処理によりＥＧＲ率の予測値Ｒｅｇｒを求めている。
【００１９】
Ｓ２では、  次式（１）により機関の体積効率や充填効率に相当する体積効率相当値Ｋｉｎを演算する（効率演算手段）。
【００２０】
Ｋｉｎ＝ｆ（Ｎｅ）×Ｇ（Ｒｅｇｒ）×Ｐｃｏｌ／Ｐａ  …（１）
なお、Ｎｅは回転数センサ４７により検出されるエンジン回転数であり、Ｐｃｏｌは過給圧センサ４４により検出される過給圧であり、Ｐａは大気圧である。ｆ（Ｎｅ）は、機関回転数Ｎｅに基づくテーブル検索等により得られる係数である。Ｇ（Ｒｅｇｒ）は、Ｒｅｇｒに基づくテーブル検索等により得られる係数であり、Ｒｅｇｒが高くなるほどＧ（Ｒｅｇｒ）が小さくなるように設定される。つまり、エンジン回転数Ｎｅ，過給圧Ｐｃｏｌ及びＥＧＲ率予測値Ｒｅｇｒに基づいて、体積効率相当値Ｋｉｎを演算している。
【００２１】
Ｓ３では、次式（２），（３）式により、燃焼室１９へ流入する新気量予測値Ｑａｃ、すなわちＥＧＲガスを除く吸入新気量を算出・推定する（新気量推定手段）。
【００２２】
【数２】
2005054657.tif 000003
【００２３】
なお、Ｑａｃn-1はＱａｃの前回算出値、Ｋｉｎn-1はＫｉｎの前回算出値、Ｑａｃｂはエアフロメータ３５により検出される新気量検出値、Ｖｅは排気量、ｄＴは演算間隔（図２のルーチンの実行間隔）である。Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1が体積効率相当値の変化（率）に相当する。
【００２４】
つまり、新気量検出値Ｑａｃｂや体積効率相当値の変化Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1等に基づいてＱａｃを推定している。言い換えると、前回算出値Ｑａｃn-1，Ｋｉｎn-1を利用した一次遅れ式（２）によりＱａｃを求めている。式（２）から明らかなように、Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1が大きいときほど、Ｑａｃが大きくなるようにしている。また、前回算出値の比Ｑａｃn-1／Ｋｉｎn-1が大きくなるほどＱａｃが大きくなるようにしている。
【００２５】
Ｓ４では、次式（４）により燃焼室１９へ流入するＥＧＲガスを含めた吸気量の予測値（吸入酸素量予測値）Ｑｃｓｏ２を演算・推定する（総吸気量相当値推定手段）。
【００２６】
【数３】
2005054657.tif 000004
【００２７】
つまり、Ｑａｃ，Ｒｅｇｒ及び空燃比λ0に基づいてＱｃｓｏ２を推定している。このようにして求められたＱａｃやＱｃｓｏ２は、様々な制御処理に利用される。例えばＱｃｓｏ２は目標燃料噴射量の設定処理や空燃比制御等に用いられる。
【００２８】
図３〜５は、実ＥＧＲ率（ＥＧＲ率予測値）が急激に減少する加速過渡期近傍のタイムチャートであり、０．０［ｓｅｃ］のタイミングが加速開始時期に相当する。特性Ｌ１は、ＥＧＲ率（ＥＧＲガス量／新気量×１００）が０％の場合、つまりＥＧＲガスが導入されていないＥＧＲ無し特性を示している。このＥＧＲ無し特性Ｌ１は、当然のことながらＥＧＲガスに起因する応答遅れのない特性であり、ＥＧＲガスを導入している場合の目標特性に相当する。Ｌ２は、ＱａｃやＱｃｓｏ２の設定処理に上述した本実施例に係る制御を適用しておらず、一般的な制御処理によりＱａｃやＱｃｓｏ２を推定した従来特性を示している。特性Ｌ３は、ＱａｃやＱｃｓｏ２の設定処理に上述した本実施例の制御を適用した実施特性を示している。特性４は、実際に燃焼室１９へ導入される新気量や吸気量に対応している。つまり、実特性４は目標となる特性に対応している。符号Ｍ１で囲んだ範囲が、概ね加速によりＥＧＲ率が急激に減少する加速過渡期に相当する。
【００２９】
従来特性Ｌ２では、ＥＧＲ率が低下する加速過渡期Ｍ１に、図３に示すように目標となるＥＧＲ無し特性Ｌ１に比して、空燃比が一時的にリーン側へずれてしまう。つまり、図４に示すように、加速過渡期Ｍ１に、Ｑａｃが目標となる実特性Ｌ４に対して低くなるとともに、Ｑｃｓｏ２が目標となるＥＧＲ無し特性Ｌ１に対して低くなる。このため、燃料噴射量も目標となる実特性Ｌ１に対して低くなり、図５に示すように、目標となるＥＧＲ無し特性Ｌ１に対して加速度Ｇが不足してしまう。つまり、加速過渡期Ｍ１に加速不足を生じてしまう。
【００３０】
これに対し、実施特性Ｌ３は、図３に示すように、ＥＧＲ率が低下する加速過渡期Ｍ１に、従来特性Ｌ２のように一時的に空燃比がリーン側へずれることがなく、加速過渡期Ｍ１を含めて、目標となるＥＧＲ無し特性Ｌ１とほぼ一致する。つまり、図４に示すように、加速過渡期Ｍ１を含めて、Ｑａｃが目標となる実特性Ｌ４にほぼ一致するとともに、Ｑｃｓｏ２が目標となるＥＧＲ無し特性Ｌ１に精度良く一致する。このように実施特性Ｌ３では、ＥＧＲ率の変動による精度の低下がほぼ解消されており、ＱａｃやＱｃｓｏ２の推定精度が著しく向上する。このため、Ｑｃｓｏ２を利用して設定される燃料噴射量が、目標となるＥＧＲ無し特性Ｌ１にほぼ一致し、図５に示すように、ＥＧＲ無し特性Ｌ１とほぼ同様の良好な加速特性を得ることができる。
図７は、燃焼室１９へ流入する新気量予測値Ｑａｃ及び吸気量予測値（吸入酸素量予測値）Ｑｃｓｏ２の演算処理の流れを示す本発明の他の実施例のフローチャートである。このルーチンは、例えばエンジンコントロールユニット５により所定期間毎（例えば所定のクランク角毎あるいは１０ｍｓ毎）に繰り返し実行される。
【００３１】
Ｓ（ステップ）１１では、目標可変動弁作動形態、例えば吸気バルブのリフト量等に基づいて、制御回路アクチュエータの作動遅れ等を考慮した実際の作動形態予測値もしくはリフトセンサのどで検知した作動形態Ｒｖｌｖを演算・推定もしくは検知する（可変動弁作動形態推定手段）。目標の作動形態は機関回転数，目標燃料噴射量及び水温等に基づいてマップ・テーブル検索等により演算される。この目標作動形態へ向けてアクチュエータが駆動され制御される。但し、アクチュエータは油圧回路を介して作動形態を変化させる、もしくは電磁駆動で動作させるが、そこには多少なりとも応答遅れが存在し、指令値が急激に変化する過渡期には、実際の作動形態が目標作動形態に対して遅れて追従する。そこで、目標作動形態の周知の一次遅れ処理やディレイ処理により作動形態の予測値Ｒｖｌｖを求めている。
【００３２】
Ｓ１２では、  次式（５）により機関の体積効率や充填効率に相当する体積効率相当値Ｋｉｎを演算する（効率演算手段）。
【００３３】
Ｋｉｎ＝ｆ（Ｎｅ）×Ｇ（Ｒｖｌｖ）×Ｐｃｏｌ／Ｐａ  …（５）
なお、Ｎｅは回転数センサ４７により検出されるエンジン回転数であり、Ｐｃｏｌは吸気圧センサ４４、もしくはそれ相当の予測値により検出される吸気圧であり、Ｐａは大気圧である。ｆ（Ｎｅ）は、機関回転数Ｎｅに基づくテーブル検索等により得られる係数である。Ｇ（Ｒｖｌｖ）は、Ｒｖｌｖに基づくテーブル検索等により得られる係数であり、例えばＲｖｌｖが吸気弁作動形態のリフト量を示す場合は、Ｒｖｌｖが大きくなるほどＧ（Ｒｖｌｖ）が大きくなるように設定される。つまり、エンジン回転数Ｎｅ，吸気圧Ｐｃｏｌ及び可変動弁作動様態予測値Ｒｖｌｖに基づいて、体積効率相当値Ｋｉｎを演算している。
【００３４】
Ｓ１３では、次式（２），（３）式により、燃焼室１９へ流入する新気量予測値Ｑａｃ、すなわちＥＧＲガスを除く吸入新気量を算出・推定する（新気量推定手段）。
【００３５】
【数４】
2005054657.tif 000005
【００３６】
なお、Ｑａｃn-1はＱａｃの前回算出値、Ｋｉｎn-1はＫｉｎの前回算出値、Ｑａｃｂはエアフロメータ３５により検出される新気量検出値、Ｖｅは排気量、ｄＴは演算間隔（図２のルーチンの実行間隔）である。Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1が体積効率相当値の変化（率）に相当する。
【００３７】
つまり、新気量検出値Ｑａｃｂや体積効率相当値の変化Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1等に基づいてＱａｃを推定している。言い換えると、前回算出値Ｑａｃn-1，Ｋｉｎn-1を利用した一次遅れ式（２）によりＱａｃを求めている。式（２）から明らかなように、Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1が大きいときほど、Ｑａｃが大きくなるようにしている。また、前回算出値の比Ｑａｃn-1／Ｋｉｎn-1が大きくなるほどＱａｃが大きくなるようにしている。
【００３８】
【数５】
2005054657.tif 000006
【００３９】
このようにして求められたＱａｃは、様々な制御処理に利用され、空燃比制御、噴射時期、点火時期等に用いられる。
【００４０】
以上のように本実施例では、ＥＧＲ率予測値Ｒｅｇｒを利用して体積効率相当値Ｋｉｎを演算し、このＫｉｎの変化Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1に基づいて新気量予測値Ｑａｃを推定している。詳しくは、Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1が大きくなるほどＱａｃを大きくなり、Ｋｉｎ／Ｋｉｎn-1が小さくなるほどＱａｃを小さくしている。従って、特にＥＧＲ率が大きく変動する過渡期におけるＱａｃの推定精度が向上する。また、このＱａｃとＲｅｇｒとに基づいて吸気量予測値Ｑｃｓｏ２を推定することにより、Ｑｃｓｏ２の推定精度も向上することができる。従って、これらＱａｃやＱｃｓｏ２を利用する燃料噴射量の設定処理等の制御精度が向上し、排気性能や動力性能などが向上する。
【００４１】
図１に示すように、新気量検出手段としてのエアフロメータ３５と燃焼室１９との間の吸気通路３に、ターボ圧縮機２１のコンプレッサ２３，インタークーラ３８，吸気絞弁４１，コレクタ部３ａ及びスワールコントロールバルブ９等の多くの部品が配設されていると、エアフロメータ３５と燃焼室１９との間の吸気通路３のボリュームが不可避的に大きくなるため、これまでは新気量及び吸気量の正確な推定が非常に困難であった。本実施例によれば、このようなものでも新気量や吸気量の推定精度を向上することができ、特に有用である。
【００４２】
図６を参照して、破線の特性は予測値を示し、実線の特性は実際の値を示している。ＥＧＲ率の予測値Ｒｅｇｒは、特に過渡期には実際のＥＧＲ率（実線の特性）に対して誤差を生じるおそれがある。本実施例では、Ｒｅｇｒを用いて新気量予測値Ｑａｃを算出し、このＱａｃと再びＲｅｇｒとを用いてＱｃｓｏ２を算出しており、Ｑｃｓｏ２におけるＲｅｇｒの誤差の影響が相殺・軽減されるようにしている。従って、過渡期を含めて、吸気量予測値Ｑｃｓｏ２と実際の吸気量との誤差が十分に小さいものとなり、Ｑｃｓｏ２の推定精度が向上し、このＱｃｓｏ２を用いた最大噴射量設定やλ制御の制御精度が向上する。
【００４３】
以上のように本発明を具体的な実施例に基づいて説明してきたが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変形・変更を含むものである。例えば、本実施例ではディーゼルエンジンに本発明を適用しているが、ガソリンエンジンにも同様に本発明を適用することができる。また、本実施例ではＥＧＲ率予測値、もしくは可変動弁作動形態に基づいて体積効率相当値を演算しているが、スワールコントロールバルブ９の開度，を変更するシステムへも単独に用いるか又は併用して体積効率相当値を求めるようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の一実施例が適用されるディーゼルエンジンを示す概略構成図。
【図２】本発明の一実施例の新気量予測値及び吸気量予測値の演算処理の流れを示すフローチャート。
【図３】加速過渡期近傍の空燃比特性を示すタイムチャート。
【図４】加速過渡期近傍のＥＧＲ率，新気量，吸気量及び燃料噴射量の特性を示すタイムチャート。
【図５】加速過渡期近傍の加速特性を示すタイムチャート。
【図６】本実施例の作用説明図。
【図７】本発明の他の実施例の新気量予測値及び吸気量予測値の演算処理の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００４５】
１…ディーゼルエンジン
５…エンジンコントロールユニット
６…ＥＧＲ弁（ＥＧＲ制御手段）
２１…ターボ過給機
２３…コンプレッサ
３５…エアフロメータ（新気量検出手段）
３８…インタークーラ
【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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