"過給エンジンの筒内吸入空気量を予測し、その予測値に基づいて前記過給エンジンを制御する制御装置において、現時点よりも所定時間先の時点におけるスロットル開度の予測値を取得する手段と、前記過給エンジンの物理モデルを用いて、スロットル開度の前記予測値から過給圧の予測値を計算する手段と、過給圧センサによる過給圧の計測値を取得する手段と、スロットル開度センサによるスロットル開度の計測値を取得する手段と、前記物理モデルを用いて、スロットル開度の前記計測値から過給圧の推定値を計算する手段と、過給圧の前記計測値と前記推定値との差分を計算し、当該差分を補正量として過給圧の前記予測値を補正する手段と、過給圧の前記補正された予測値とスロットル開度の前記予測値とに基づいて筒内吸入空気量の前記予測値を計算する手段と、を備えることを特徴とする過給エンジンの制御装置。前記の筒内吸入空気量の予測値を計算する手段は、前記物理モデルの一部を構成する第1のサブモデルを用いて、過給圧の前記補正された予測値とスロットル開度の前記予測値とから吸気マニホールド圧の予測値を計算する手段と、流量センサによる吸気流量の計測値を取得する手段と、前記物理モデルの一部を構成する第2のサブモデルを用いて、吸気流量の前記計測値から吸気マニホールド圧の第1の推定値を計算する手段と、前記流量センサの応答モデルと前記第2のサブモデルとを用いて、過給圧の前記推定値を計算する過程において前記物理モデルで計算される所定の吸気通路内流量の値から吸気マニホールド圧の第2の推定値を計算する手段と、吸気マニホールド圧の前記第1の推定値と前記第2の推定値との差分を計算し、当該差分を補正量として吸気マニホールド圧の前記予測値を補正する手段と、を備え、吸気マニホールド圧の前記補正された予測値に基づいて筒内吸入空気量の前記予測値を計算するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載の過給エンジンの制御装置。前記の筒内吸入空気量の予測値を計算する手段は、前記第1のサブモデルを用いて、過給圧の前記計測値とスロットル開度の前記計測値とから吸気マニホールド圧の第3の推定値を計算する手段と、吸気マニホールド圧の前記第3の推定値と、過給圧の前記推定値を計算する過程において前記物理モデルで計算される吸気マニホールド圧の第4の推定値との差分を計算し、当該差分を補正量として吸気マニホールド圧の前記補正された予測値をさらに補正する手段と、をさらに備え、吸気マニホールド圧の前記さらに補正された予測値に基づいて筒内吸入空気量の前記予測値を計算するように構成されていることを特徴とする請求項2に記載の過給エンジンの制御装置。本発明の実施の形態について図を参照して説明する。本実施の形態の制御装置が適用される過給エンジンは、スロットルによる空気量の調整によってトルクを制御する火花点火式の4サイクルレシプロエンジンである。本実施の形態の過給エンジンが備える過給機は、吸気通路に配置されたコンプレッサを排気通路に配置されたタービンの回転によって駆動するターボ式の過給機である。タービンにはその開度を能動的に制御することのできるウエストゲートバルブが付設されている。コンプレッサとスロットルとの間には、コンプレッサによる圧縮によって温度が上昇した空気を冷却するためのインタークーラが設けられている。また、本実施の形態の過給エンジンは、各気筒の吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射型のエンジンでもある。本実施の形態の制御装置は、過給エンジンを制御するECUElectronicControlUnitの機能の一部として実現される。ECUには、流量センサであるエアフローメータ、過給圧センサ、スロットル開度センサ等の各種のセンサから、エンジンの運転状態や運転条件に関する様々な情報や信号が入力される。ECUは、それら情報や信号に基づいてスロットルやウエストゲートバルブ等の各種のアクチュエータを操作する。制御装置としてのECUは、筒内吸入空気量を予測する機能を有している。ポート噴射型エンジンの場合、吸気弁が閉弁して筒内吸入空気量が確定するよりも前に必要な燃料噴射量を計算し、燃料噴射を開始しなければならない。このため、燃料噴射量を計算する時点において、将来確定する筒内吸入空気量を予測することが必要とされる。ECUによる筒内吸入空気量の予測には、プログラムされている筒内吸入空気量予測モデルが用いられる。筒内吸入空気量予測モデルは、過給エンジンにおける空気の挙動を物理的にモデル化したものであって、その概要は図1、図2、図3及び図4の各ブロック図によって表される。図1-図4に示すように、本実施の形態で用いられる筒内吸入空気量予測モデルは、符号2,4,6,8,10,12,14,16,18で示される8つの計算ブロックから構成されている。以下、図1から順に、各図に示す計算ブロックの構成と機能について説明する。図1には3つの計算ブロック2,4,6が示されている。計算ブロック2は、スロットル開度の予測値から将来の時点における過給圧の予測値を計算するための計算ブロックである。スロットル開度の予測値は、ECUにより別途実施されるスロットルディレイ制御において、アクセル操作量に基づき決定された目標スロットル開度から先読みされる。本実施の形態では、現時点よりも所定制御周期分だけ将来の時点におけるスロットル開度が目標スロットル開度から予測されているものとする。計算ブロック2は1つの物理モデルであり、複数の要素モデル、すなわち、ターボ回転数モデルM1、コンプレッサモデルM2、インタークーラモデルM3、スロットルモデルM4、吸気管モデルM5、及び吸気弁モデルM6によって構成されている。以下、計算ブロック2が備えるこれら要素モデルの内容について説明する。ただし、これらの要素モデルはそれぞれに公知であり、また、それ自体は本発明における特徴点ではないことから、数式やマップ等の各要素モデルの詳細については記載を省略する。ターボ回転数モデルM1は、ターボ過給機の回転挙動のモデルであって、吸気弁流量とウエストゲートバルブ開度とターボ回転数との間に成り立つ関係がモデル化されている。ターボ回転数モデルM1は、数式或いは実験データに基づくマップによって構成されている。ターボ回転数モデルM1では、ウエストゲートバルブの操作量から推定されたウエストゲートバルブ開度wgvと、後述する吸気弁モデルM6で算出された吸気弁流量mcとが入力され、それらの入力情報からターボ回転数Ntbが算出される。コンプレッサモデルM2は、ターボ過給機のコンプレッサのモデルであって、ターボ回転数と過給圧とコンプレッサ流量との間に成り立つ関係がモデル化されている。コンプレッサモデルM2は、数式或いは実験データに基づくマップによって構成されている。コンプレッサモデルM2では、ターボ回転数モデルM1で算出されたターボ回転数Ntbと、後述するインタークーラモデルM3で算出された過給圧Pic等の情報が入力され、それらの入力情報からスロットル流量mtが算出される。吸気管モデルM5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M5としては、具体的にはエネルギー保存則の式と流量保存則の式とが用いられている。吸気管モデルM5では、スロットルモデルM4で算出されたスロットル流量mt、及び後述する吸気弁モデルM6で算出された吸気弁流量mc等の情報が入力され、それらの入力情報から吸気管圧Pmが算出される。吸気弁モデルM6は、吸気弁流量と吸気管圧との関係について調べた実験ベースのモデルである。実験で得られた経験則により、吸気弁モデルM6においては吸入空気量と吸気管圧との関係が直線で近似されている。その直線の方程式の係数は定数ではなく、エンジン回転数、ウエストゲートバルブ開度、吸気弁のバルブタイミング、排気弁のバルブタイミング等によって決まる変数である。吸気弁モデルM6では、吸気管モデルM5で算出された吸気管圧Pmの他、エンジン回転数NE、ウエストゲートバルブ開度wgv、吸気弁のバルブタイミングInVT、排気弁のバルブタイミングExVT等の情報が入力され、それらの入力情報から吸気弁流量mcが算出される。ECUは、計算ブロック2で計算される各種パラメータのうち、インタークーラモデルM3で算出された過給圧epicvlvを取り出す。この過給圧epicvlvは、スロットル開度の予測値eta0から計算されたものであり、所定制御周期分だけ将来の時点における過給圧の予測値である。ECUは、取り出した過給圧予測値epicvlvを後述する計算ブロック6に入力する。計算ブロック4は、スロットル開度センサによるスロットル開度の計測値から現時点における過給圧の推定値を計算するための計算ブロックである。計算ブロック4は、前述の計算ブロック2と同構成の物理モデルであって、ターボ回転数モデルM1、コンプレッサモデルM2、インタークーラモデルM3、スロットルモデルM4、吸気管モデルM5、及び吸気弁モデルM6によって構成されている。これらの要素モデルM1,M2,M3,M4,M5,M6間における情報の入出力は、計算ブロック2におけるそれと共通している。ただし、計算ブロック4では、スロットル開度センサによるスロットル開度の計測値TAがスロットルモデルM4に入力される。ECUは、計算ブロック4で計算される各種パラメータのうち、インタークーラモデルM3で算出された過給圧epiccrtと、吸気管モデルM5で算出された吸気管圧epmcrtと、コンプレッサモデルM2で算出されたコンプレッサ流量mcpcrtとを取り出す。過給圧epiccrtは、現時点でのスロットル開度の計測値TAから計算されたものであり、現時点における過給圧の推定値である。同様に、吸気管圧epmcrtは現時点における吸気管圧の推定値であり、コンプレッサ流量mcpcrtは現時点におけるコンプレッサ流量の推定値である。ECUは、取り出した過給圧推定値epiccrtは次に説明する計算ブロック6に入力し、吸気管圧推定値epmcrtは後述する計算ブロック14に入力し、コンプレッサ流量推定値mcpcrtは後述する計算ブロック18に入力する。計算ブロック6には、計算ブロック2で計算された過給圧予測値epicvlvと計算ブロック4で計算された過給圧推定値epiccrtとに加え、過給圧センサによる過給圧の計測値gapicが入力される。計算ブロック6では、過給圧計測値gapicと過給圧推定値epiccrtとの差分が計算され、その差分が過給圧予測値epicvlvに加算される。補正後の過給圧予測値epicvlv2は、次の式1によって表される。過給圧センサによる過給圧計測値gapicと計算ブロック4で計算された過給圧推定値epiccrtとはどちらも同時刻における過給圧を示している。したがって、理論的には両者は一致するはずであるが、計算ブロック4を構成する物理モデルがモデル化誤差を有する場合には、過給圧計測値gapicと過給圧推定値epiccrtとの間には差分が生じる。この差分は、定常過渡を問わずモデル化誤差に対する補正量として利用することができる。式1では、この差分を補正量として過給圧予測値epicvlvが補正される。定常運転時にはスロットル開度の計測値TAと予測値eta0とが等しくなることから、過給圧予測値epicvlvは過給圧推定値epiccrtに一致する。結果、式1から分かるように、定常運転時には補正後の過給圧予測値epicvlv2と過給圧計測値gapicとを一致させることができる。これにより、過渡運転時においても過給圧予測値が実際の値から大きく乖離することを防ぐことができ、筒内吸入空気量予測のモデル化誤差に対するロバスト性が高められる。ECUは、計算ブロック6で算出された補正後の過給圧予測値epicvlv2を取り出し、図2に示す計算ブロック8に入力する。図2には4つの計算ブロック8,10,12,14が示されている。計算ブロック8は、補正後の過給圧予測値とスロットル開度の予測値とから吸気管圧の予測値を計算するための計算ブロックである。計算ブロック8は、計算ブロック2の物理モデルの一部を構成するサブモデル第1のサブモデルであって、スロットルモデルM4、吸気管モデルM5、及び吸気弁モデルM6によって構成されている。これらの要素モデルM4,M5,M6間における情報の入出力は、計算ブロック2におけるそれと共通している。ただし、計算ブロック8では、補正後の過給圧予測値epicvlv2とスロットル開度予測値eta0とがスロットルモデルM4に入力される。ECUは、計算ブロック8で計算される各種パラメータのうち、吸気管モデルM5で算出された吸気管圧epmvlv2を取り出す。この吸気管圧epmvlv2は、スロットル開度の予測値eta0と過給圧の予測値epicvlv2とから計算されたものであり、所定制御周期分だけ将来の時点における吸気管圧の予測値である。ECUは、取り出した吸気管圧予測値epmvlv2を後述する計算ブロック10に入力する。計算ブロック10には、計算ブロック8で計算された吸気管圧予測値epmvlv2に加え、後述する計算ブロック16で計算される吸気管圧推定値epmafmと、後述する計算ブロック18で計算される吸気管圧推定値epmcrtsmとが入力される。計算ブロック10では、第1の推定値である吸気管圧推定値epmafmと第2の推定値である吸気管圧推定値epmcrtsmとの差分が計算され、その差分が吸気管圧予測値epmvlv2に加算される。ここで、計算ブロック16の構成は図3に示されている。計算ブロック16は、エアフローメータによる吸気流量の計測値から吸気管圧の推定値を計算するための計算ブロックである。計算ブロック16は、計算ブロック2の物理モデルの一部を構成するサブモデル第2のサブモデルであって、インタークーラモデルM3、スロットルモデルM4、吸気管モデルM5、及び吸気弁モデルM6によって構成されている。これらの要素モデルM3,M4,M5,M6間における情報の入出力は、計算ブロック2におけるそれと共通している。ただし、計算ブロック16では、エアフローメータによる吸気流量の計測値egaafmがインタークーラモデルM3に入力される。そして、吸気流量計測値egaafmに基づいて現時点における吸気管圧推定値epmafmが算出される。計算ブロック18の構成は図4に示されている。計算ブロック18は、物理モデルにより推定したエアフローメータの出力値から吸気管圧の推定値を計算するための計算ブロックである。計算ブロック18は、前述の計算ブロック16が備えるインタークーラモデルM3、スロットルモデルM4、吸気管モデルM5、及び吸気弁モデルM6に加えて、エアフローメータモデルM7を含んでいる。エアフローメータは固有の応答特性に基づく応答遅れを有している。エアフローメータモデルM7は、エアフローメータの応答特性をシミュレートしたモデルであり、入力された吸気通路内流量に対してエアフローメータの応答遅れ分のディレイ処理を施す。計算ブロック18のエアフローメータモデルM7には、計算ブロック4のコンプレッサモデルM2で算出されたコンプレッサ流量mcpcrtが入力される。エアフローメータモデルM7でディレイ処理されたコンプレッサ流量mcpcrtsmはインタークーラモデルM3に入力される。計算ブロック18では、ディレイ処理後のコンプレッサ流量mcpcrtsmに基づいて現時点における吸気管圧推定値epmcrtsmが算出される。計算ブロック18で計算されるディレイ処理後のコンプレッサ流量mcpcrtsmは、理論的にはエアフローメータによる吸気流量の計測値egaafmに一致するはずである。しかし、実際には、ディレイ処理後のコンプレッサ流量mcpcrtsmと吸気流量計測値egaafmとの間には、モデル化誤差に起因する流量誤差が存在する。このため、計算ブロック16で計算された吸気管圧推定値epmafmと、計算ブロック18で計算された吸気管圧推定値epmcrtsmとの間には差分が生じる。この差分は、ディレイ処理後のコンプレッサ流量mcpcrtsmが吸気流量計測値egaafmに対して持っている流量誤差を吸気管圧の誤差に換算した値であるとみなすことができる。図2に示す計算ブロック10では、上記の差分を補正量として吸気管圧予測値epmvlv2に加算する。補正後の吸気管圧予測値epmfwdは、次の式2によって表される。ECUは、計算ブロック10で計算された補正後の吸気管圧予測値epmfwdを計算ブロック14に入力する。計算ブロック14には、計算ブロック10で計算された補正後の吸気管圧予測値epmfwdに加え、後述する計算ブロック12で計算される吸気管圧推定値epmcrt2と、計算ブロック4の吸気管モデルM5で算出された吸気管圧推定値epmcrtとが入力される。計算ブロック14では、第3の推定値である吸気管圧推定値epmcrt2と第4の推定値である吸気管圧推定値epmcrtとの差分が計算され、その差分が補正後の吸気管圧予測値epmfwdから減算される。計算ブロック12は、過給圧センサによる過給圧の計測値とスロットル開度センサによるスロットル開度の計測値とから吸気管圧の推定値を計算するための計算ブロックである。計算ブロック12は、前述の計算ブロック8と同構成のサブモデルであって、スロットルモデルM4、吸気管モデルM5、及び吸気弁モデルM6によって構成されている。これらの要素モデルM4,M5,M6間における情報の入出力は、計算ブロック8におけるそれと共通している。ただし、計算ブロック12では、過給圧計測値gapicとスロットル開度計測値TAとがスロットルモデルM4に入力される。そして、それらの情報に基づいて現時点における吸気管圧推定値epmcrt2が算出される。過給圧センサによる過給圧計測値gapicと計算ブロック4で計算された過給圧推定値epiccrtとの間に誤差が生じている状況では、計算ブロック14に入力される吸気管圧推定値epmcrt2と吸気管圧推定値epmcrtとの間にも差分が生じる。この差分は、過給圧推定値epiccrtが過給圧計測値gapicに対して持っている誤差を吸気管圧の誤差に換算した値であるとみなすことができる。計算ブロック14では、上記の差分を補正量として吸気管圧予測値epmfwdから減算する。再補正後の吸気管圧予測値epmfwd2は、次の式3によって表される。定常運転時にはスロットル開度の計測値TAと予測値eta0とが等しくなり、また、過給圧予測値epicvlv2と過給圧計測値gapicとが等しくなることから、同構成のモデルを用いて計算される吸気管圧予測値epmvlv2と第3の推定値である吸気管圧推定値epmcrt2とは一致する。また、定常運転時には計算ブロック18で計算される過給圧推定値epiccrtsmと計算ブロック4で計算される過給圧推定値epiccrtとが等しくなることから、第2の推定値である吸気管圧推定値epmcrtsmと第4の推定値である吸気管圧推定値epmcrtとは一致する。結果、式3から分かるように、定常運転時には、再補正後の吸気管圧予測値epmfwd2とエアフローメータによる計測値に基づく吸気管圧推定値epmafmとを一致させることができる。これにより、過渡運転時においても吸気管圧予測値が実際の値から大きく乖離することを防ぐことができ、筒内吸入空気量予測のモデル化誤差に対するロバスト性がさらに高められる。ECUは、計算ブロック14で算出された再補正後の吸気管圧予測値epmfwd2を吸気弁モデルM6に入力する。吸気弁モデルM6では再補正後の吸気管圧予測値epmfwd2から吸気弁流量eklfwd2が算出される。この吸気弁流量eklfwd2は、所定制御周期分だけ将来の時点における吸気弁流量の予測値である。ECUは、燃料噴射量の計算タイミングが到来したとき、吸気弁流量予測値eklfwd2に基づいて吸気弁の閉弁時点において予測される筒内吸入空気量を算出する。そして、筒内吸入空気量の予測値と目標空燃比とを用いて必要な燃料噴射量を計算する。その他.本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施の形態で用いている要素モデルは、そのうちのいくつかを統合して1つのモデルとしてもよい。また、本発明はポート噴射型エンジンだけでなく、ポート噴射と筒内直接噴射の両方を併用可能なエンジンにも適用可能である。また、ターボ過給機のみならず機械式過給機を備えた過給エンジンにも本発明を適用可能である。"