JP2003293821A - Controller for internal combustion engine - Google Patents

Controller for internal combustion engine

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JP2003293821A JP2002094562A JP2002094562A JP2003293821A JP 2003293821 A JP2003293821 A JP 2003293821A JP 2002094562 A JP2002094562 A JP 2002094562A JP 2002094562 A JP2002094562 A JP 2002094562A JP 2003293821 A JP2003293821 A JP 2003293821A
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淳 石井
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山口　　聡
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    • F02M26/45—Sensors specially adapted for EGR systems
    • F02M26/48—EGR valve position sensors

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a controller for an internal combustion engine which controls the internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation mechanism more properly by accurately estimating an amount of air (oxygen) in gas supplied to a combustion chamber of the internal combustion chamber by a small amount of calculations. <P>SOLUTION: The engine 1, an intake pipe 2, an exhaust pipe 4, the exhaust gas recirculation mechanism or the like are respectively modeled and a model of a whole system is constructed by a cylinder model 37, an intake pipe model 36, an exhaust pipe model 38, an EGR model 39 or the like. Parameters regarding gas energy calculation are used as parameters to be transferred between the models. A parameter λ indicating a ratio between air and combustion gases other than air is used as one of the parameters regarding the gas energy calculation. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、特に排気還流機構を備える内燃機関の制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an internal combustion engine, and more particularly to a control device for an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation mechanism.

【０００２】[0002]

【従来の技術】特開平６−２６３８３号公報には、ター
ボチャージャ及び排気還流機構を備えたディーゼル機関
の吸入空気量をできる限り正確に求めるために、機関回
転数、燃料量、排気還流率、並びにターボチャージャの
コンプレッサのパワー及びタービンのパワーとの比較に
基づいて、吸入空気量を推定する制御システムが提案さ
れている。2. Description of the Related Art Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 6-263383 discloses an engine speed, a fuel amount, an exhaust gas recirculation rate, in order to determine an intake air amount of a diesel engine equipped with a turbocharger and an exhaust gas recirculation mechanism as accurately as possible. Also, a control system for estimating the intake air amount based on a comparison between the power of a compressor of a turbocharger and the power of a turbine has been proposed.

【０００３】また計測自動制御学会論文集（Vol.35, N
o.2,230/237(1999)）に掲載された「エンジン制御系設
計・評価のための排気ガス再循環モデル」と題する論文
には、完全燃焼時の化学反応式にしたがって燃焼が進む
と仮定した燃焼系モデルを用いて、燃焼により生成され
るＣＯ2，Ｏ2，Ｈ2Ｏといった排気成分のそれぞれのモ
ル数を算出し、排気系モデル、排気環流系モデル、及び
吸気系モデルに適用することが示されている。The Institute of Instrument and Control Engineers (Vol.35, N
o.2,230 / 237 (1999)), the paper entitled "Exhaust gas recirculation model for engine control system design and evaluation" assumed that combustion proceeds according to the chemical reaction formula during complete combustion. Using the combustion system model, calculate the number of moles of each exhaust component such as CO 2 , O 2 , and H 2 O generated by combustion, and apply it to the exhaust system model, the exhaust gas recirculation system model, and the intake system model. It is shown.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】燃料に対する空気の比
率を理論空燃比より大きくして希薄燃焼を行う内燃機関
においては、燃焼室より排出される排気中にも比較的多
くの酸素が含まれている。その排気が排気還流機構を介
して燃焼室に環流されるため、燃焼室に実際に流入する
酸素の量は、新気として吸入される量より多くなる。上
記特開平６−２６３８３号公報に記載のシステムにおい
ては、排気還流率は考慮されているが、環流ガスに含ま
れるガス成分については考慮されていない。すなわち、
環流ガスに含まれる酸素の量を考慮した演算が行われな
いので、推定された吸入空気量に応じて最大燃料噴射量
を設定すると、燃料噴射量は実際に噴射可能な量よりを
少ない噴射量に制限されることになる。その結果、内燃
機関の十分な出力を得ることができず、運転性能を損な
うおそれがあった。In an internal combustion engine that performs lean combustion by making the ratio of air to fuel larger than the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust gas discharged from the combustion chamber also contains a relatively large amount of oxygen. There is. Since the exhaust gas is recirculated to the combustion chamber through the exhaust gas recirculation mechanism, the amount of oxygen that actually flows into the combustion chamber is larger than the amount that is taken in as fresh air. In the system described in JP-A-6-26383, the exhaust gas recirculation rate is taken into consideration, but the gas component contained in the reflux gas is not taken into consideration. That is,
Since the calculation considering the amount of oxygen contained in the reflux gas is not performed, if the maximum fuel injection amount is set according to the estimated intake air amount, the fuel injection amount will be less than the actual injectable amount. Will be limited to. As a result, a sufficient output of the internal combustion engine cannot be obtained, which may impair the driving performance.

【０００５】また排気還流機構より上流側に設けたエア
フローセンサで吸入空気量を実際に検出する場合も、排
気系から環流される空気量は検出されないので、同様に
実際に噴射可能な量よりも燃料供給量が制限される。さ
らに、上記論文集に掲載された論文に示された手法は、
排気中に含まれる成分毎にそれぞれモル数の移動を計算
する必要があるため、演算量が多くなりすぎる。したが
って、この手法はエンジン制御系設計評価のための手法
としては使用可能であるが、内燃機関のリアルタイム制
御には適していない。Further, even when the intake air amount is actually detected by the air flow sensor provided upstream of the exhaust gas recirculation mechanism, the amount of air recirculated from the exhaust system is not detected, so that the amount of air that is actually injected is higher than the actual injection amount. Fuel supply is limited. Furthermore, the method shown in the papers published in the above papers is
Since it is necessary to calculate the movement of the number of moles for each component contained in the exhaust gas, the calculation amount becomes too large. Therefore, this method can be used as a method for engine control system design evaluation, but is not suitable for real-time control of an internal combustion engine.

【０００６】本発明はかかる問題を解決するためになさ
れたものであり、排気還流機構を備えた内燃機関の燃焼
室に供給されるガス中の空気（酸素）の量を少ない演算
量で精度よく推定し、内燃機関をより適切に制御するこ
とができる内燃機関の制御装置を提供することを目的と
する。The present invention has been made to solve the above problems, and accurately and accurately calculates the amount of air (oxygen) in the gas supplied to the combustion chamber of an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation mechanism with a small amount of calculation. An object of the present invention is to provide a control device for an internal combustion engine that can estimate and control the internal combustion engine more appropriately.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、排気還流機構を備える内燃機
関に供給される空気量を推定する吸入空気量推定手段を
備え、推定される空気量に基づいて前記機関を制御する
内燃機関の制御装置において、前記吸入空気量推定手段
は、前記機関の吸気系をモデル化した吸気系モデル（３
６）と、前記機関の燃焼室をモデル化した燃焼室モデル
（３７）と、前記機関の排気系をモデル化した排気系モ
デル（３８）と、前記排気還流機構をモデル化した排気
還流系モデル（３９）とを含む機関システムモデルを用
いて、前記燃焼室に供給される空気量の推定を行い、前
記機関システムモデルでは、前記各モデルにおけるガス
組成を表すパラメータとして、空気と、前記燃焼室にお
ける完全燃焼によって生成される、空気以外の燃焼ガス
との比率（λ）を用いることを特徴とする。To achieve the above object, the invention according to claim 1 is provided with an intake air amount estimating means for estimating the amount of air supplied to an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation mechanism. In the control device for an internal combustion engine that controls the engine based on the air amount, the intake air amount estimating means models an intake system model of the engine (3
6), a combustion chamber model (37) that models the combustion chamber of the engine, an exhaust system model (38) that models the exhaust system of the engine, and an exhaust gas recirculation system model that models the exhaust gas recirculation mechanism. (39) is used to estimate the amount of air supplied to the combustion chamber, and in the engine system model, air and the combustion chamber are used as parameters representing the gas composition in each model. The ratio (λ) with the combustion gas other than air, which is generated by the complete combustion in (1), is used.

【０００８】この構成によれば、吸気系モデル、燃焼室
モデル、排気系モデル、及び排気還流系モデルを含む機
関システムモデルを用いて、機関燃焼室に供給される空
気量の推定が行われ、前記機関システムモデルでは、各
モデルにおけるガス組成を表すパラメータとして、空気
と、機関燃焼室における完全燃焼によって生成される、
空気以外の燃焼ガスとの比率が用いられる。すなわち、
従来のように排気中に含まれる各成分毎のモル数（複数
パラメータ）を用いずに、空気とそれ以外の燃焼ガスと
の比率（単一パラメータ）が用いられるので、排気還流
機構を介して接続された排気管及び吸気管内における空
気量を、少ない演算量で正確に推定することができ、機
関燃焼室に流入する空気量（酸素量）を正確に推定する
ことが可能となる。その結果、上記機関システムモデル
に基づいて推定される燃焼室流入空気量を、内燃機関の
リアルタイム制御に適用し、例えば燃料供給量の不足を
防止することができる。According to this structure, the amount of air supplied to the engine combustion chamber is estimated using the engine system model including the intake system model, the combustion chamber model, the exhaust system model, and the exhaust gas recirculation system model. In the engine system model, as a parameter representing the gas composition in each model, air and generated by complete combustion in the engine combustion chamber,
Ratios with combustion gases other than air are used. That is,
Since the ratio of air to other combustion gas (single parameter) is used instead of using the number of moles (multiple parameters) of each component contained in the exhaust gas as in the past, the exhaust gas recirculation mechanism is used. The amount of air in the connected exhaust pipe and intake pipe can be accurately estimated with a small amount of calculation, and the amount of air (oxygen amount) flowing into the engine combustion chamber can be accurately estimated. As a result, the combustion chamber inflow air amount estimated based on the engine system model can be applied to real-time control of the internal combustion engine, and for example, a shortage of the fuel supply amount can be prevented.

【０００９】請求項２に記載の発明は、排気還流機構を
備える内燃機関に供給される空気量を推定する吸入空気
量推定手段を備え、推定される空気量に基づいて前記機
関を制御する内燃機関の制御装置において、前記吸入空
気量推定手段は、前記機関の吸気系をモデル化した吸気
系モデル（３６）と、前記機関の燃焼室をモデル化した
燃焼室モデル（３７）と、前記機関の排気系をモデル化
した排気系モデル（３８）と、前記排気還流機構をモデ
ル化した排気還流系モデル（３９）とを含む機関システ
ムモデルを用いて、前記燃焼室に供給される空気量の推
定を行い、前記機関システムモデルでは、前記各モデル
間で受け渡すパラメータとして、ガスエネルギーの算出
にかかるパラメータを用いることを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided an internal combustion engine which comprises an intake air amount estimating means for estimating the amount of air supplied to an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation mechanism, and which controls the engine based on the estimated air amount. In the engine control device, the intake air amount estimating means includes an intake system model (36) that models an intake system of the engine, a combustion chamber model (37) that models a combustion chamber of the engine, and the engine. Of the amount of air supplied to the combustion chamber by using an engine system model including an exhaust system model (38) modeling the exhaust system and an exhaust gas recirculation system model (39) modeling the exhaust gas recirculation mechanism. The engine system model is characterized by using parameters for calculating gas energy as parameters to be transferred between the models.

【００１０】この構成によれば、吸気系モデル、燃焼室
モデル、排気系モデル、及び排気還流系モデルを含む機
関システムモデルを用いて、機関燃焼室に供給される空
気量の推定が行われ、前記機関システムモデルでは、前
記各モデル間で受け渡すパラメータとして、ガスエネル
ギーの算出にかかるパラメータが用られる。ガスエネル
ギー算出にかかるパラメータを用いることにより、機関
システム内のガス挙動を正確に把握することができ、燃
焼室に供給される空気量の推定精度を向上させることが
できる。According to this configuration, the amount of air supplied to the engine combustion chamber is estimated using the engine system model including the intake system model, the combustion chamber model, the exhaust system model, and the exhaust gas recirculation system model. In the engine system model, parameters for calculating gas energy are used as parameters to be transferred between the models. By using the parameter related to the gas energy calculation, the gas behavior in the engine system can be accurately grasped, and the estimation accuracy of the air amount supplied to the combustion chamber can be improved.

【００１１】また前記燃焼ガスの組成を常に一定として
扱うことが望ましい。これにより、燃焼ガスの比熱を定
数として取り扱うことが可能となり、演算量の低減に寄
与する。Further, it is desirable that the composition of the combustion gas is always kept constant. As a result, the specific heat of the combustion gas can be treated as a constant, which contributes to a reduction in the amount of calculation.

【００１２】[0012]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明の一実施形態にかかる
内燃機関と、その制御装置の構成を示す図である。内燃
機関（以下「エンジン」という）１は、シリンダ内に燃
料を直接噴射する直噴式のエンジンであり、各気筒に燃
料噴射弁１１が設けられている。燃料噴射弁１１は、電
子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）２０に電気的
に接続されており、燃料噴射弁１１の開弁時間は、ＥＣ
Ｕ２０により制御される。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and a control system therefor according to one embodiment of the present invention. An internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 1 is a direct injection type engine that directly injects fuel into a cylinder, and a fuel injection valve 11 is provided in each cylinder. The fuel injection valve 11 is electrically connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 20, and the valve opening time of the fuel injection valve 11 is EC.
It is controlled by U20.

【００１３】エンジン１は、吸気管２，排気管４、及び
ターボチャージャ８を備えている。ターボチャージャ８
は、排気の運動エネルギーにより駆動されるタービン１
０と、タービン１０により回転駆動され、吸気の圧縮を
行うコンプレッサ９とを備えている。コンプレッサ９の
下流側には、圧縮された空気を冷却するインタークーラ
３が設けられている。The engine 1 comprises an intake pipe 2, an exhaust pipe 4, and a turbocharger 8. Turbocharger 8
Is a turbine 1 driven by kinetic energy of exhaust gas
0, and a compressor 9 that is driven to rotate by a turbine 10 and compresses intake air. An intercooler 3 that cools the compressed air is provided downstream of the compressor 9.

【００１４】タービン１０は、ノズル開度を変化させる
ことにより、タービン回転数（回転速度）を変更できる
ように構成されている。タービン１０のノズル開度は、
ＥＣＵ２０により電磁的に制御される。より具体的に
は、ＥＣＵ２０は、デューティ比可変の制御信号をター
ビン１０に供給し、これによってノズル開度を制御す
る。The turbine 10 is constructed so that the turbine rotation speed (rotation speed) can be changed by changing the nozzle opening. The nozzle opening of the turbine 10 is
It is electromagnetically controlled by the ECU 20. More specifically, the ECU 20 supplies a control signal with a variable duty ratio to the turbine 10 to control the nozzle opening.

【００１５】排気管４と吸気管２との間には、排気を吸
気管２に環流する排気還流通路５が設けられている。排
気還流通路５には、排気還流量を制御するための排気還
流弁（以下［ＥＧＲ弁」という）６が設けられている。
ＥＧＲ弁６は、ソレノイドを有する電磁弁であり、その
弁開度はＥＣＵ２０により制御される。ＥＧＲ弁６に
は、その弁開度（弁リフト量）ＬＡＣＴを検出するリフ
トセンサ７が設けられており、その検出信号はＥＣＵ２
０に供給される。排気還流通路５及びＥＧＲ弁６より、
排気還流機構が構成される。An exhaust gas recirculation passage 5 for circulating exhaust gas to the intake pipe 2 is provided between the exhaust pipe 4 and the intake pipe 2. The exhaust gas recirculation passage 5 is provided with an exhaust gas recirculation valve (hereinafter referred to as “EGR valve”) 6 for controlling the amount of exhaust gas recirculation.
The EGR valve 6 is a solenoid valve having a solenoid, and the valve opening degree thereof is controlled by the ECU 20. The EGR valve 6 is provided with a lift sensor 7 that detects the valve opening (valve lift amount) LACT, and the detection signal is the ECU 2
Supplied to zero. From the exhaust gas recirculation passage 5 and the EGR valve 6,
An exhaust gas recirculation mechanism is configured.

【００１６】エンジン１により駆動される車両のアクセ
ルペダル（図示せず）の踏み込み量ＡＰを検出するアク
セルセンサ２１、大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ２
２、大気温度ＴＡを検出する大気温度差センサ２３、及
びエンジン回転数（回転速度）Ｎｅを検出するエンジン
回転数センサ２４が設けられている。これらのセンサの
検出信号は、ＥＣＵ２０に供給される。An accelerator sensor 21 for detecting a depression amount AP of an accelerator pedal (not shown) of a vehicle driven by the engine 1 and an atmospheric pressure sensor 2 for detecting an atmospheric pressure PA.
2. An atmospheric temperature difference sensor 23 for detecting the atmospheric temperature TA and an engine speed sensor 24 for detecting the engine speed (rotation speed) Ne are provided. The detection signals of these sensors are supplied to the ECU 20.

【００１７】ＥＣＵ２０は、各種センサからの入力信号
波形を整形し、電圧レベルを所定レベルに修正し、アナ
ログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有す
る入力回路、中央演算処理ユニット（以下「ＣＰＵ」と
いう）、ＣＰＵで実行される各種演算プログラム及び演
算結果等を記憶する記憶回路、燃料噴射弁１１、ＥＧＲ
弁６などに駆動信号を供給する出力回路等から構成され
る。The ECU 20 shapes an input signal waveform from various sensors, corrects a voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, and the like, a central processing unit (hereinafter referred to as a central processing unit). "CPU"), a storage circuit for storing various calculation programs executed by the CPU and calculation results, the fuel injection valve 11, the EGR
It is composed of an output circuit for supplying a drive signal to the valve 6 and the like.

【００１８】ＥＣＵ２０は、アクセルセンサ２１により
検出されるアクセルの踏み込み量ＡＰに応じて燃料噴射
弁１１の開弁時間ＴＯＵＴを算出し、開弁時間ＴＯＵＴ
に応じた駆動信号を燃料噴射弁１１に供給する。燃料噴
射弁１１から噴射される燃料量は、燃料噴射時間ＴＯＵ
Ｔに比例するので、以下「燃料噴射量ＴＯＵＴ」とい
う。The ECU 20 calculates the valve opening time TOUT of the fuel injection valve 11 according to the accelerator depression amount AP detected by the accelerator sensor 21, and the valve opening time TOUT.
Is supplied to the fuel injection valve 11. The amount of fuel injected from the fuel injection valve 11 is determined by the fuel injection time TOU.
Since it is proportional to T, it is hereinafter referred to as "fuel injection amount TOUT".

【００１９】ＥＣＵ２０は、さらに、以下に詳述するエ
ンジンモデルに基づいて、エンジン１の吸入空気量の推
定値ＱＥを算出し、その吸入空気量推定値ＱＥに応じて
燃料噴射量の最大値ＴＯＵＴＭＡＸを算出し、燃料噴射
量ＴＯＵＴが吸入空気量に応じた最大値ＴＯＵＴＭＡＸ
を超えないように制御する。The ECU 20 further calculates an estimated value QE of the intake air amount of the engine 1 based on the engine model described in detail below, and the maximum value TOUTMAX of the fuel injection amount according to the estimated intake air amount QE. Is calculated, and the fuel injection amount TOUT is the maximum value TOUTMAX corresponding to the intake air amount.
Control not to exceed.

【００２０】ＥＣＵ２０は、さらに吸入空気量推定値Ｑ
Ｅに基づいて、排気還流量及び過給圧を決定し、ＥＧＲ
弁６のリフト量（開弁量）及びタービン１０のノズル開
度を制御する。The ECU 20 further determines the intake air amount estimated value Q.
The exhaust gas recirculation amount and the supercharging pressure are determined based on E, and the EGR
The lift amount (valve opening amount) of the valve 6 and the nozzle opening degree of the turbine 10 are controlled.

【００２１】本実施形態では、エンジン１、吸気管２、
インタークーラ３、排気管３、排気還流機構、及びター
ボチャージャ８からなるエンジンシステムのモデルを、
各構成要素毎のモデルの組み合わせで定義し、そのモデ
ルに基づいてエンジンシステム内のガスの挙動を推定し
ている。図２は、このエンジンシステムモデルの構成を
示すブロック図である。この図に示すように、エンジン
システムモデルは、ターボチャージャ８をモデル化した
ターボチャージャモデル３１と、インタークーラ３をモ
デル化したインタークーラモデル３５と、吸気管２をモ
デル化した吸気管モデル３６と、エンジン１をモデル化
したシリンダモデル３７と、排気管４をモデル化した排
気管モデル３８と、排気還流機構をモデル化したＥＧＲ
モデル３９とからなる。またターボチャージャモデル３
１は、コンプレッサ９をモデル化したコンプレッサモデ
ル３２と、タービン１０をモデル化したタービンモデル
３４と、タービン回転数を演算するためのタービン回転
数演算モデル３３とからなる。In this embodiment, the engine 1, the intake pipe 2,
The model of the engine system including the intercooler 3, the exhaust pipe 3, the exhaust gas recirculation mechanism, and the turbocharger 8 is
It is defined by a combination of models for each component, and the behavior of gas in the engine system is estimated based on the model. FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of this engine system model. As shown in this figure, the engine system model includes a turbocharger model 31 that models the turbocharger 8, an intercooler model 35 that models the intercooler 3, and an intake pipe model 36 that models the intake pipe 2. , A cylinder model 37 that models the engine 1, an exhaust pipe model 38 that models the exhaust pipe 4, and an EGR that models the exhaust gas recirculation mechanism.
Model 39 and. Also turbocharger model 3
Reference numeral 1 includes a compressor model 32 modeling the compressor 9, a turbine model 34 modeling the turbine 10, and a turbine rotation speed calculation model 33 for calculating the turbine rotation speed.

【００２２】図２に示した各構成要素のモデルは、分布
定数系の厳密モデルではなく、集中定数系の近似モデル
である。近似モデルによっても、十分な推定精度を得る
ことができることが確認されており、近似モデルを用い
ることにより、必要な演算量を大幅に低減することがで
きる。The model of each component shown in FIG. 2 is not a strict model of a distributed constant system, but an approximate model of a lumped constant system. It has been confirmed that sufficient estimation accuracy can be obtained also by the approximation model, and by using the approximation model, the required calculation amount can be significantly reduced.

【００２３】さらに図２に示すモデルでは、各構成要素
に対応するモデル間の入出力パラメータとして、各構成
要素間を流れるガスのエネルギーを算出にかかるパラメ
ータを採用した。すなわち、ガスエネルギーの算出に直
接かかわるガス質量流量、ガス成分比、及び温度と、質
量流量の算出に必要な圧力とを用いることとした。図２
に示すＧ、λ、Ｔ、及びＰが、それぞれ質量流量、ガス
成分比、温度、及び圧力を示している。なお、ターボチ
ャージャモデル３１の内部では、タービン回転数ＮＴ及
びトルクＭをパラメータとして用いている。タービンモ
デル３４では、ノズル開度に対応する有効開口面積ＳＮ
を入力パラメータとして用い、ＥＧＲモデル３９では、
ＥＧＲ弁６の開弁量に対応する有効開口面積ＳＥを入力
パラメータとして用いる。さらにシリンダモデル３７で
は、エンジン回転数Ｎｅ及び燃料供給流量ＧＦを入力パ
ラメータとして用いる。Further, in the model shown in FIG. 2, parameters for calculating the energy of the gas flowing between the respective constituent elements are adopted as the input / output parameters between the models corresponding to the respective constituent elements. That is, the gas mass flow rate, the gas component ratio, and the temperature, which are directly related to the calculation of the gas energy, and the pressure necessary for calculating the mass flow rate are used. Figure 2
G, λ, T, and P shown in (3) indicate the mass flow rate, gas component ratio, temperature, and pressure, respectively. Inside the turbocharger model 31, the turbine rotation speed NT and the torque M are used as parameters. In the turbine model 34, the effective opening area SN corresponding to the nozzle opening degree
Using as an input parameter, the EGR model 39
The effective opening area SE corresponding to the opening amount of the EGR valve 6 is used as an input parameter. Further, the cylinder model 37 uses the engine speed Ne and the fuel supply flow rate GF as input parameters.

【００２４】このように、各構成要素毎のモデルの組み
合わせによって全体のシステムモデルを構築し、エネル
ギー算出にかかるパラメータ（Ｇ、λ、Ｔ、Ｐ）を各モ
デル間の入出力パラメータとして用いることにより、モ
デルを再利用する際の利便性（再利用性）を高めること
ができる。すなわち、一度構築したモデルを他のシステ
ムに容易に適用することが可能となる。In this way, by constructing the entire system model by combining the models of the respective constituent elements, and using the parameters (G, λ, T, P) related to energy calculation as input / output parameters between the respective models. , It is possible to enhance the convenience (reusability) when reusing the model. That is, the model once constructed can be easily applied to another system.

【００２５】以下図２に示すエンジンシステムモデルを
より詳細に説明する。エンジンシステムを流れるガス
は、ターボチャージャ８による圧縮と膨張，インターク
ーラ３での冷却，シリンダ（エンジン１）での燃焼そし
て排気還流機構によるガス混合によって圧力，温度，ガ
ス成分がさまざまに変化する。そして、その変化は気体
状態方程式（式（１））で表す複数パラメータの従属的
な関係によって成り立っている。 ｐｖ＝ｍＲＴ （１） ここで、ｐは圧力［Ｐａ］、ｖは容積［ｍ3］、ｍは質
量［ｋｇ］、Ｒはガス定数［Ｊ／(ｋｇ・Ｋ)］、Ｔは温
度［Ｋ］である。The engine system model shown in FIG. 2 will be described in more detail below. The gas flowing through the engine system undergoes various changes in pressure, temperature and gas components due to compression and expansion by the turbocharger 8, cooling by the intercooler 3, combustion in the cylinder (engine 1) and gas mixing by the exhaust gas recirculation mechanism. The change is established by the dependent relationship of a plurality of parameters represented by the gas state equation (equation (1)). pv = mRT (1) where p is pressure [Pa], v is volume [m 3 ], m is mass [kg], R is gas constant [J / (kg · K)], and T is temperature [K]. ].

【００２６】エンジンシステムを構成する要素の機能に
よってさまざまに変化するガスの状態は，エネルギー保
存則と質量保存則の考え方を適用することで，例えばイ
ンタークーラ３での冷却は、物質交換が無いため熱エネ
ルギーの減少として捕らえることができ，また排気還流
によるガス混合は物質交換であるから、空気と環流ガス
がそれぞれ持つエネルギーと質量の加算として考えるこ
とができる。このようにガスを取り巻くさまざまな現象
をエネルギーと質量の単純な加減演算で表すことで，温
度や圧力といった測定可能な物理量に換算することが容
易になる。By applying the concept of the energy conservation law and the mass conservation law to the state of the gas which changes variously depending on the functions of the elements constituting the engine system, for example, in the cooling by the intercooler 3, there is no substance exchange. This can be regarded as a decrease in thermal energy, and since gas mixing due to exhaust gas recirculation is mass exchange, it can be considered as the addition of the energy and mass of air and circulating gas, respectively. By expressing various phenomena surrounding gas in this way by simple addition and subtraction calculations of energy and mass, it becomes easy to convert them into measurable physical quantities such as temperature and pressure.

【００２７】ガスのエネルギーは、下記式（２）で算出
されるエネルギー流量Ｈ［Ｊ／ｓ］として把握される。 Ｈ＝Ｇ・ｃP・Ｔ （２） ここで、Ｇは質量流量［ｋｇ／ｓ］、ｃPは定圧比熱
［Ｊ／(ｋｇ・Ｋ)］、Ｔは温度［Ｋ］である。The energy of gas is grasped as an energy flow rate H [J / s] calculated by the following equation (2). H = G · c P · T (2) where, G is the mass flow rate [kg / s], c P is the specific heat at constant pressure [J / (kg · K) ], T is the temperature [K].

【００２８】ガス成分によって変化する比熱は、ガス成
分とその質量割合によって決定される。特にＥＧＲ弁６
は、排気の還流量を常に調整するものであるから，空気
と排気の混合割合とともに比熱も常に変化する。そのた
めモデル計算においても吸気管２内のガス比熱は常に計
算する必要がある．The specific heat which changes depending on the gas component is determined by the gas component and its mass ratio. Especially EGR valve 6
Since the exhaust gas recirculation amount is constantly adjusted, the specific heat always changes with the mixing ratio of air and exhaust gas. Therefore, the gas specific heat in the intake pipe 2 must always be calculated in the model calculation.

【００２９】排気のうち燃焼によって発生したガスは，
二酸化炭素ＣＯ2と水Ｈ2Ｏのみを取り扱い、ＮＯｘ（窒
素酸化物），ＣＯ（一酸化炭素），ＨＣ（炭化水素）は
通常燃焼では微量であるため、除外した。また空気（Ｎ
2，Ｏ2）と燃料（ＣnＨm）が理想空燃比で反応した（燃
料が完全燃焼した）後に生成されるＣＯ2、Ｎ2（窒素）
およびＨ2Ｏをまとめて「燃焼ガス」と定義し，モデル
で扱うガスはこの燃焼ガスと空気の２種類のみとした。
燃焼ガスの成分は常に一定とし，その比熱Ｃcm bを定数
として取り扱うこととした。燃焼ガス比熱Ｃcmbは、下
記式（３）により算出される。Of the exhaust gas, the gas generated by combustion is
Only carbon dioxide CO 2 and water H 2 O were handled, and NOx (nitrogen oxide), CO (carbon monoxide), and HC (hydrocarbons) were excluded because they are minute amounts in normal combustion. Also air (N
CO 2 , N 2 (nitrogen) produced after the reaction of ( 2 , O 2 ) and the fuel (C n H m ) at the ideal air-fuel ratio (complete combustion of the fuel)
And H 2 O are collectively defined as “combustion gas”, and the gases handled in the model are only this combustion gas and air.
The composition of the combustion gas is always constant, and its specific heat C cm b is treated as a constant. The combustion gas specific heat C cmb is calculated by the following equation (3).

【００３０】[0030]

【数１】 [Equation 1]

【００３１】ここで、ｎは１モル燃料中の炭素含有量
［ｍｏｌ］、ＣＯ2は、二酸化炭素分子量［ｇ／ｍｏ
ｌ］、ｃCO2は二酸化炭素比熱［Ｊ／(ｋｇ・Ｋ)］、ｍ
は１モル燃料中の水素含有量［ｍｏｌ］、Ｈ2Ｏは水分
子量［ｇ／ｍｏｌ］、ｃH2Oは水（水蒸気）比熱［Ｊ／
(ｋｇ・Ｋ)］、χは空気中の酸素に対する窒素容量割
合、Ｎ 2は窒素分子量［ｇ／ｍｏｌ］、ｃN2は窒素比熱
［Ｊ／(ｋｇ・Ｋ)］である。Here, n is the carbon content in 1 mol fuel
[Mol], CO2Is the molecular weight of carbon dioxide [g / mo
l], cCO2Is the specific heat of carbon dioxide [J / (kgK)], m
Is hydrogen content [mol] in 1 mol fuel, H2O is water
Offspring amount [g / mol], cH2OIs the specific heat of water (steam) [J /
(kg ・ K)], χ is the nitrogen volume ratio to oxygen in the air
If N 2Is nitrogen molecular weight [g / mol], cN2Is nitrogen specific heat
[J / (kg · K)].

【００３２】このように，エンジンシステム内を流れる
ガスを空気と燃焼ガスの２つの成分のみとして取り扱う
ことで、常に変化する比熱の演算量を低減することがで
きる。空気と燃焼ガスの混合ガスの比熱ｃmixは、下記
式（４）により算出される。 ｃmix＝ｃair・（１−λ）＋ｃcmb・λ （４）As described above, by treating the gas flowing in the engine system as only two components, that is, air and combustion gas, it is possible to reduce the calculation amount of the specific heat which constantly changes. The specific heat c mix of the mixed gas of air and combustion gas is calculated by the following equation (4). c mix = c air · (1-λ) + c cmb · λ (4)

【００３３】ここで、ｃairは空気の比熱［Ｊ／(ｋｇ・
Ｋ)］、ｃcmbは燃焼ガスの比熱［Ｊ／(ｋｇ・Ｋ)］、λ
はガス成分質量比（全ガス量に対する燃焼ガス量の比
率）である。Here, c air is the specific heat of air [J / (kg ·
K)], c cmb is the specific heat of the combustion gas [J / (kg · K)], λ
Is a gas component mass ratio (ratio of combustion gas amount to total gas amount).

【００３４】次にターボチャージャモデル３１を構成す
るコンプレッサモデル３２について説明する。コンプレ
ッサモデル３２では、コンプレッサ上流圧力ＰC_in、コ
ンプレッサ下流圧力ＰC_out、コンプレッサ上流ガス温
度ＴC_in、タービン回転数Ｎtbからコンプレッサ上下流
の各ガス流量，成分比，下流ガス温度および圧縮に必要
な軸トルクを算出する。コンプレッサ上流ガス体積流量
Ｑcは，上下流の圧縮比ＰＲ（＝ＰC_out／ＰC_in）とタ
ービン回転数Ｎtbに応じて、図３（ａ）に示すＱcテー
ブルを検索して算出する（下記式（５））。Next, the compressor model 32 constituting the turbocharger model 31 will be described. In the compressor model 32, the compressor upstream pressure P C_in , the compressor downstream pressure P C_out , the compressor upstream gas temperature T C_in , the turbine rotation speed N tb, the gas flow rates of upstream and downstream of the compressor, the component ratios, the downstream gas temperature, and the shafts required for compression. Calculate the torque. The compressor upstream gas volume flow rate Qc is calculated by searching the Qc table shown in FIG. 3A according to the upstream / downstream compression ratio PR (= P C_out / P C_in ) and the turbine speed N tb (the following formula (5)).

【００３５】次に下記式（６）により、体積流量Ｑc
［ｍ3／ｓ］を質量流量ＧC_in［ｋｇ／ｓ］に変換す
る。また、コンプレッサは機能的に物質交換が無く、上
下流の各ガス流量および成分比は同じであるため、式
（６）及び（７）が成立する。Next, according to the following equation (6), the volume flow rate Qc
[ M 3 / s] is converted into mass flow rate G C_in [kg / s]. Further, since the compressor is functionally free of substance exchange and the gas flow rates and component ratios of the upstream and downstream gases are the same, equations (6) and (7) are established.

【００３６】[0036]

【数２】 ここで、ＲCはガス定数である。[Equation 2] Here, R C is a gas constant.

【００３７】コンプレッサ下流ガス温度ＴC_outは、空
気が圧縮されることで上昇するが、理想的な断熱圧縮に
比べて、実際は温度が高くなる傾向を示す。これを表す
ための無次元量として、コンプレッサの断熱効率ηCを
用いる。コンプレッサ断熱効率ηCは、圧縮比ＰＲ及び
体積流量ＱCに応じて図３（ｂ）に示すηCテーブルを検
索することにより算出される。この断熱効率ηCを下記
式（８）に適用して、コンプレッサ下流温度ＴC_outが
算出される。The compressor downstream gas temperature T C_out rises as air is compressed, but actually tends to be higher than the ideal adiabatic compression. The adiabatic efficiency η C of the compressor is used as a dimensionless quantity for expressing this. The compressor adiabatic efficiency η C is calculated by searching the η C table shown in FIG. 3B according to the compression ratio PR and the volume flow rate Q C. This adiabatic efficiency η C is applied to the following formula (8) to calculate the compressor downstream temperature T C_out .

【数３】 ここで、ＴC_inは、コンプレッサ上流温度、すなわち大
気温度ＴＡであり、ｋ Cは、コンプレッサ通過ガス、す
なわち空気の比熱比である。[Equation 3] Where TC_inIs the compressor upstream temperature,
Air temperature TA, k CIs the gas passing through the compressor,
That is, it is the specific heat ratio of air.

【００３８】ガスを圧縮するために用いた機械エネルギ
ーはエネルギーの保存則にもとづき、コンプレッサ上下
流のガスエネルギー差に等しいと考えられる。そこで、
下記式（９）により、圧縮に必要とする軸トルクＭ
C［Ｎｍ］が算出される。The mechanical energy used to compress the gas is considered to be equal to the gas energy difference upstream and downstream of the compressor based on the law of conservation of energy. Therefore,
The shaft torque M required for compression is calculated by the following equation (9).
C [Nm] is calculated.

【数４】 [Equation 4]

【００３９】ここで、ＧCは式（６）により算出される
コンプレッサ通過ガス質量流量［ｋｇ／ｓ］、ｃ
P_Cは、コンプレッサ通過ガス、すなわち空気の定圧比
熱［Ｊ／(ｋｇ・Ｋ)］である。Here, G C is the mass flow rate of gas passing through the compressor [kg / s], c calculated by the equation (6).
P_C is a constant pressure specific heat [J / (kg · K)] of the gas passing through the compressor, that is, air.

【００４０】次にタービンモデル３４について説明す
る。タービンモデル３４は、可変ノズルを装備したもの
を想定し、タービン上流圧力Ｐtb_in、タービン下流圧
力Ｐtb_out、タービン上流ガス温度Ｔtb_in、タービン
回転数Ｎtb及びノズル開度（ノズル有効開口面積）Ａtb
から、タービン通過ガス流量Ｇtb（＝Ｇtb_in＝Ｇ
tb_out）、タービン下流ガス温度Ｔtb_out及び膨張によ
って得た軸トルクＭtbを算出する。ノズル有効開口面積
Ａtbは、ＥＣＵ２０から出力されるデューティ制御信号
のデューティ比に応じて予め設定されたテーブル（図示
せず）を参照して求められる。Next, the turbine model 34 will be described. Assuming that the turbine model 34 is equipped with a variable nozzle, the turbine upstream pressure P tb_in , the turbine downstream pressure P tb_out , the turbine upstream gas temperature T tb_in , the turbine speed N tb, and the nozzle opening (nozzle effective opening area) A tb
From the turbine passing gas flow rate G tb (= G tb_in = G
tb_out ), turbine downstream gas temperature T tb_out, and axial torque M tb obtained by expansion. The nozzle effective opening area Atb is obtained by referring to a table (not shown) preset according to the duty ratio of the duty control signal output from the ECU 20.

【００４１】タービン通過ガス流量Ｇtbは、コンプレッ
サと同様に特性テーブルより算出する方法もあるが，デ
ータ量削減を考えてベルヌーイの原理にもとづく物理式
により算出することとした。また、コンプレッサと同様
に上下流ガスの流量および成分比は同じであるとした。The gas flow rate G tb passing through the turbine may be calculated from a characteristic table as in the case of the compressor, but in consideration of reduction of the data amount, it is calculated by a physical formula based on Bernoulli's principle. Further, it is assumed that the flow rate and the component ratio of the upstream and downstream gas are the same as in the compressor.

【００４２】タービン通過ガス質量流量［ｋｇ／ｓ］
は、下記式（１０−１）または（１０−２）により算出
される。Mass flow rate of gas passing through turbine [kg / s]
Is calculated by the following formula (10-1) or (10-2).

【数５】 [Equation 5]

【００４３】ここで、Ｐtb_inはタービン上流圧、Ｐ
tb_outはタービン下流圧、ｋtbはタービン通過ガス比熱
比、Ｒtbはタービン通過ガス定数、Ｔtb_inはタービン
上流ガス温度である。Here, P tb_in is the turbine upstream pressure, P tb_in
tb_out is a turbine downstream pressure, k tb is a turbine passage gas specific heat ratio, R tb is a turbine passage gas constant, and T tb_in is a turbine upstream gas temperature.

【００４４】タービン通過ガス比熱比ｋtbは、タービン
通過ガスの定圧比熱と定容比熱の比であり、タービン通
過ガス、すなわち空気と燃焼ガスの混合ガスの比熱は、
前記式（４）により算出される。The turbine-passing gas specific heat ratio k tb is the ratio of the constant-pressure specific heat of the turbine-passing gas and the constant-volume specific heat, and the specific heat of the turbine-passing gas, that is, the mixed gas of air and combustion gas, is
It is calculated by the equation (4).

【００４５】下流ガス温度Ｔtb_outは、コンプレッサと
同様にタービンの断熱効率ηtbを用いて下記式（１２）
により算出される。The downstream gas temperature T tb_out is calculated by the following equation (12) using the adiabatic efficiency η tb of the turbine as in the compressor.
Is calculated by

【数６】 [Equation 6]

【００４６】タービンを回転させるための機械エネルギ
ーは、タービン上下流のガスエネルギーの差と等しいと
考えられる。そこで、下記式（１３）により、タービン
回転に必要とする軸トルクＭtbを算出する。The mechanical energy for rotating the turbine is considered to be equal to the difference in gas energy upstream and downstream of the turbine. Therefore, the shaft torque M tb required for turbine rotation is calculated by the following equation (13).

【００４７】[0047]

【数７】 ここで、ｃp_tbはタービン通過ガス定圧比熱であり、前
記式（４）により算出される。[Equation 7] Here, c p — tb is the specific heat of gas passing through the turbine, which is calculated by the above equation (4).

【００４８】次にタービン回転数演算モデル３３につい
て説明する。タービン回転数Ｎtbは、コンプレッサの軸
トルクＭcとタービンの軸トルクＭt bの差、及び回転軸
での摩擦トルクＭfを下記式（１４）に適用して算出さ
れる。Next, the turbine speed calculation model 33 will be described. The turbine speed N tb is calculated by applying the difference between the axial torque M c of the compressor and the axial torque M t b of the turbine and the friction torque M f at the rotating shaft to the following formula (14).

【数８】 ここで、Ｉtbはタービンの慣性モーメント［ｋｇ・
ｍ2］である。[Equation 8] Here, I tb is the moment of inertia of the turbine [kg ·
m 2 ].

【００４９】次にインタークーラモデル３５について説
明する。インタークーラモデル３５では、冷却効率
ηIC、インタークーラ上流ガス温度ＴIC_in、及び検出
される大気温度ＴＡを下記式（１５）に適用して、イン
タークーラ下流ガス温度ＴIC_outが算出される。冷却効
率ηICは、インタークーラ通過ガス流量ＧICに応じて図
４に示すテーブルを用いて算出される。 ＴIC_out＝（１−ηIC）・ＴIC_in＋ηIC・ＴＡ （１５）Next, the intercooler model 35 will be described. In the intercooler model 35, the cooling efficiency η IC , the intercooler upstream gas temperature T IC_in , and the detected atmospheric temperature TA are applied to the following equation (15) to calculate the intercooler downstream gas temperature T IC_out . The cooling efficiency η IC is calculated using the table shown in FIG. 4 according to the intercooler passing gas flow rate G IC . T IC_out = (1-η IC ) ・ T IC_in + η IC · TA (15)

【００５０】インタークーラでは物質交換が無いことか
ら，下流ガス流量および成分比は上流と等しい。また圧
力損失は無視できる程度に小さいので、上下流の各圧力
には変化が無いとする。Since there is no substance exchange in the intercooler, the downstream gas flow rate and the component ratio are equal to those in the upstream. Also, since the pressure loss is so small that it can be ignored, it is assumed that there is no change in the upstream and downstream pressures.

【００５１】次にＥＧＲモデル３９について説明する。
ＥＧＲモデル３９では、タービンモデルの可変ノズルと
同様に，ベルヌーイの原理を用いてＥＧＲ通過ガス流量
ＧEGR（＝ＧEGR_in＝ＧEGR_out）が下記式（１６−１）
または（１６−２）を用いて算出される。Next, the EGR model 39 will be described.
In the EGR model 39, as in the variable nozzle of the turbine model, the EGR passage gas flow rate G EGR (= GEGR_in = GEGR_out ) is calculated by the following equation (16-1) using the Bernoulli's principle.
Alternatively, it is calculated using (16-2).

【００５２】[0052]

【数９】 ここで、ＰEGR_inはＥＧＲ上流圧、ＰEGR_outはＥＧＲ
下流圧、ＡEGRはＥＧＲ弁有効開口面積、ｋEGRはＥＧＲ
通過ガス比熱比、ＲEGRはＥＧＲ通過ガス定数、Ｔ
EGR_inはＥＧＲタービン上流ガス温度である。ＥＧＲ通
過ガス比熱比ｋEGR及びＥＧＲ通過ガス定数ＲEGRは、そ
れぞれタービン通過ガス比熱比ｋtb及びタービン通過ガ
ス定数Ｒtbと等しい。また、ＥＧＲ弁有効開口面積Ａ
EGRは、検出されるＥＧＲ弁のリフト量ＬＡＣＴに応じ
て予め設定されたテーブル（図示せず）を用いて算出さ
れる。[Equation 9] Where P EGR_in is the EGR upstream pressure and P EGR_out is the EGR
Downstream pressure, A EGR is EGR valve effective opening area, k EGR is EGR
Specific heat ratio of passing gas, REGR is EGR passing gas constant, T
EGR_in is the EGR turbine upstream gas temperature. The EGR passage gas specific heat ratio k EGR and the EGR passage gas constant R EGR are equal to the turbine passage gas specific heat ratio k tb and the turbine passage gas constant R tb , respectively. In addition, the EGR valve effective opening area A
The EGR is calculated using a table (not shown) preset according to the detected lift amount LACT of the EGR valve.

【００５３】次に吸気管モデル３６及び排気管モデル３
８について説明する。吸気管２及び排気管４は、ともに
ガスが流出入する定容室として考える。管内の圧力Ｐch
と温度Ｔchは、流出入するガスエネルギーと質量バラン
スを考慮して、下記式（１８−１）〜（１８−４）によ
り算出される。Next, the intake pipe model 36 and the exhaust pipe model 3
8 will be described. Both the intake pipe 2 and the exhaust pipe 4 are considered as constant volume chambers through which gas flows in and out. Pressure in pipe P ch
And the temperature T ch are calculated by the following equations (18-1) to (18-4) in consideration of the gas energy flowing in and out and the mass balance.

【００５４】[0054]

【数１０】 ここで、Ｇch_inは管内流入ガス質量流量、Ｇch_outは
管内流出ガス質量流量、Ｒchは管内ガス定数、ｍchは管
内滞留ガス質量、Ｔch_inは管内流入ガス温度、ｃv_ch
は管内滞留ガス定容比熱、ｃp_ch_inは管内流入ガス定
圧比熱、ｃp_chは管内滞留ガス定圧比熱、Ｖchは管内容
積、Ｐch(0)は管内圧力初期値である。[Equation 10] Here, G ch_in is the in-pipe gas mass flow rate, G ch_out is the in-pipe outflow gas mass flow rate, R ch is the in-pipe gas constant, m ch is the in-pipe residence gas mass, T ch_in is the in-pipe inflow gas temperature, and cv_ch
Is the constant volume specific heat of the retained gas in the pipe, c p_ch_in is the specific heat of the constant pressure of the inflowing gas in the pipe, c p_ch is the specific heat of the constant concentration of the retained gas in the pipe, V ch is the internal volume of the pipe, and P ch (0) is the initial value of the internal pressure of the pipe.

【００５５】また吸気管流出ガス成分比λch_outは、吸
気管内の空気と燃焼ガスが完全に混合したものと仮定し
て、下記式（１９）により算出される。吸気管流出ガス
成分比λch_outは、シリンダ吸入ガス成分比λcyl_inと
等しい。The intake pipe outflow gas component ratio λ ch_out is calculated by the following equation (19), assuming that the air in the intake pipe and the combustion gas are completely mixed. The intake pipe outflow gas component ratio λ ch_out is equal to the cylinder intake gas component ratio λ cyl_in .

【数１１】 [Equation 11]

【００５６】ここで、ｍch_cmbは吸気管内滞留燃焼ガス
質量、ｍch_airは吸気管内滞留空気質量、ｍch_cmb(0)
は吸気管内滞留燃焼ガス質量の初期値、ｍch_air(0)は
吸気管内滞留空気質量の初期値、Ｇch_inは吸気管流入
新気質量流量、Ｇcyl_in_airはシリンダ流入空気質量流
量、Ｇcyl_in_cmbはシリンダ流入燃焼ガス質量流量、Ｇ
EGR_airはＥＧＲ通過空気質量流量、ＧEGR_cmbはＥＧＲ
通過燃焼ガス質量流量である。Where mch_cmbIs stagnant combustion gas in the intake pipe
Mass, mch_airIs the mass of air retained in the intake pipe, mch_cmb(0)
Is the initial value of the mass of retained combustion gas in the intake pipe, mch_air(0) is
Initial value of accumulated air mass in intake pipe, Gch_inIs the intake pipe inflow
Fresh air mass flow rate, Gcyl_in_airIs the air mass flow into the cylinder
Quantity, Gcyl_in_cmbIs the mass flow rate of combustion gas flowing into the cylinder, G
EGR_airIs the mass flow rate of air passing through EGR, GEGR_cmbIs EGR
It is the mass flow rate of the passing combustion gas.

【００５７】また排気管流入ガス成分比（排気成分比）
λexは、下記式（２０）により算出される。ＥＧＲ通過
ガス成分比λEGR及びタービン通過ガス成分比λtbは、
排気成分比λexと等しい。Also, the ratio of gas components flowing into the exhaust pipe (ratio of exhaust gas components)
λ ex is calculated by the following equation (20). The EGR passage gas component ratio λ EGR and the turbine passage gas component ratio λ tb are
It is equal to the exhaust gas component ratio λ ex .

【数１２】 [Equation 12]

【００５８】ここで、ｍex_cmbは排気管内滞留燃焼ガス
質量、ｍex_airは排気管内滞留空気質量、ｍex_cmb(0)
は排気管内滞留燃焼ガス質量の初期値、ｍex_air(0)は
排気管内滞留空気質量の初期値、Ｇex_airは排気管流入
空気質量流量、Ｇex_cmbは排気管流入燃焼ガス質量流
量、ＧEGR_airはＥＧＲ通過空気質量流量、ＧEGR_cmbは
ＥＧＲ通過燃焼ガス質量流量、Ｇtb_airはタービン通過
空気質量流量、Ｇtb_cmbはタービン通過燃焼ガス質量流
量である。Here, m ex_cmb is the mass of stagnant combustion gas in the exhaust pipe, m ex_air is the mass of stagnant air in the exhaust pipe, m ex_cmb (0)
The initial value of the exhaust pipe retention combustion gas mass, m ex_air (0) is the initial value of the exhaust pipe dwell air mass, G ex_air exhaust pipe inlet air mass flow rate, G ex_cmb the exhaust pipe flowing a combustion gas mass flow rate, G EGR_air is EGR passage air mass flow rate, G EGR_cmb is EGR passage combustion gas mass flow rate, G tb_air is turbine passage air mass flow rate, G tb_cmb is turbine passage passage combustion gas mass flow rate.

【００５９】次にシリンダモデル３７について説明す
る。シリンンダモデル３７では、シリンダ流入ガスの圧
力Ｐcyl_in、温度Ｔcyl_in及び成分比、燃料流量
Ｇfuel、並びにエンジン回転数Ｎｅから、シリンダ流入
ガス質量流量Ｇcyl_in、排気ガス質量流量Ｇcyl_out、
排気温度Ｔcyl_out及び成分比λcyl_outを算出する。Next, the cylinder model 37 will be described. In the Cylinder model 37, from the cylinder inflow gas pressure P cyl_in , temperature T cyl_in and component ratio, fuel flow rate G fuel , and engine speed Ne, the cylinder inflow gas mass flow rate G cyl_in , exhaust gas mass flow rate G cyl_out ,
The exhaust temperature T cyl_out and the component ratio λ cyl_out are calculated.

【００６０】シリンダモデル３７では、気筒数やピスト
ンの往復運動による間欠的なガス流動は考慮せず、時間
ベースの定常流として表す。シリンダ流入ガス流量Ｇ
cyl_inは、シリンダ吸入体積効率ηv_cyl、シリンダ吸
入ガス圧力Ｐcyl_in、シリンダ吸入ガス温度Ｔcyl_in、
及びシリンダ排気量Ｖcyl_in［ｍ3］を、下記式（２
１）に適用して算出される。シリンダ吸入体積効率η
v_cylは、エンジン回転数Ｎｅに応じて図５に示すη
v_cylテーブルを検索することにより算出される。シリ
ンダ排気量Ｖcyl_inは、シリンダ形状により決まる定数
である。In the cylinder model 37, the intermittent gas flow due to the number of cylinders and the reciprocating motion of the piston is not taken into consideration, and it is expressed as a time-based steady flow. Cylinder inflow gas flow rate G
cyl_in is the cylinder intake volume efficiency η v_cyl , the cylinder intake gas pressure P cyl_in , the cylinder intake gas temperature T cyl_in ,
And the cylinder displacement V cyl_in [m 3 ] are expressed by the following equation (2)
Calculated by applying to 1). Cylinder suction volume efficiency η
v_cyl is η shown in FIG. 5 according to the engine speed Ne.
Calculated by searching the v_cyl table. The cylinder displacement V cyl_in is a constant determined by the cylinder shape.

【００６１】また、シリンダ流入空気流量Ｇcyl_in_air
は、ガス成分比λcyl_inを用いて、下記式（２２）によ
り算出される。シリンダ流入空気流量Ｇcyl_in_airが、
推定吸入空気量ＱＥに相当する。Further, the cylinder inflow air flow rate G cyl_in_air
Is calculated by the following equation (22) using the gas component ratio λ cyl — in. The cylinder inflow air flow rate G cyl_in_air is
This corresponds to the estimated intake air amount QE.

【００６２】[0062]

【数１３】 ここで、Ｒcyl_inはシリンダ吸入ガス定数である。[Equation 13] Here, R cyl_in is a cylinder intake gas constant.

【００６３】排気流量Ｇcyl_outは、下記式（２３）に
より、シリンダ流入ガス流量Ｇcyl_i nと燃料流量（燃料
噴射量）Ｇfuelの和として算出される。 Ｇcyl_out＝Ｇcyl_in＋Ｇfuel （２３）[0063] exhaust flow G Cyl_out is the following equation (23), the cylinder inflow gas flow rate G cyl_i n and fuel flow rate (fuel injection amount) is calculated as the sum of G Fuel. G cyl_out = G cyl_in + G fuel (23)

【００６４】排気ガスエネルギーは、吸入ガスエネルギ
ーと燃焼エネルギーの一部との合計と考えられる。燃焼
による熱エネルギーは発生した水が蒸気のままであると
仮定し、単位重量あたりに燃料が発生するエネルギーと
して低発熱量Ｈｕ［Ｊ／ｋｇ］を用いる．排気損失率η
ex_cylと定義した流入エネルギーと排気ガスエネルギー
の割合から、下記式（２４）により、排気温度Ｔ
cyl_outが算出される。排気損失率ηex_cylは、エンジ
ン回転数Ｎｅに応じて図６に示すηex_cylテーブルを検
索することにより算出される。The exhaust gas energy is considered to be the sum of the intake gas energy and a part of the combustion energy. As for the thermal energy of combustion, it is assumed that the generated water remains as steam, and the low calorific value Hu [J / kg] is used as the energy generated by the fuel per unit weight. Exhaust loss rate η
From the ratio of inflow energy and exhaust gas energy defined as ex_cyl , the exhaust temperature T is calculated by the following equation (24).
cyl_out is calculated. The exhaust loss rate η ex_cyl is calculated by searching the η ex_cyl table shown in FIG. 6 according to the engine speed Ne.

【００６５】[0065]

【数１４】 ここで、ｃp_cyl_inはシリンダ吸入ガス定圧比熱、Ｇ
fuel_cは燃焼燃料質量流量、Ｇcyl_in_airはシリンダ吸
入空気質量流量、ＡＦは理論空燃比である。[Equation 14] Where c p_cyl_in is the specific heat of the cylinder suction gas constant pressure, G
fuel_c is the combustion fuel mass flow rate, G cyl_in_air is the cylinder intake air mass flow rate, and AF is the theoretical air-fuel ratio.

【００６６】また燃料流量Ｇfuelと理論空燃比ＡＦの
積、すなわち完全燃焼に必要な空気の最低必要量（Ｇ
fuel・ＡＦ）が、シリンダ吸入空気質量流量Ｇ
cyl_in_airより大きいときは、燃焼燃料質量流量Ｇ
fuel_cは、（Ｇcyl_in_air／ＡＦ）とし、燃料の一部
（Ｇfuel−Ｇcyl_in_air／ＡＦ）はそのまま排出され
る。一方、完全燃焼に必要な空気の最低必要量（Ｇfuel
・ＡＦ））が、シリンダ吸入空気質量流量Ｇ cyl_in_air
以下であるときは、噴射された燃料が全部燃焼するの
で、燃焼燃料質量流量Ｇfuel_cは燃料流量Ｇfuelと等し
くなる。Further, the fuel flow rate GfuelAnd the theoretical air-fuel ratio AF
Product, that is, the minimum required amount of air required for complete combustion (G
fuel・ AF) is the cylinder intake air mass flow rate G
cyl_in_airWhen it is larger, the combustion fuel mass flow rate G
fuel_cIs (Gcyl_in_air/ AF) and part of the fuel
(Gfuel-Gcyl_in_air/ AF) is discharged as it is
It On the other hand, the minimum required amount of air (Gfuel
・ AF)) is the cylinder intake air mass flow rate G cyl_in_air
When the following is true, all injected fuel will burn
And the combustion fuel mass flow rate Gfuel_cIs the fuel flow rate GfuelEquality
Become

【００６７】なお、上記式（２４）では、シリンダ壁か
ら流出入する熱エネルギーが考慮されていないため、実
際には温度補正値ＴＣを加算する必要がある。この温度
補正値ＴＣは、対象とするエンジン毎に実験により決定
される。In the above equation (24), since the thermal energy flowing in and out of the cylinder wall is not taken into consideration, it is actually necessary to add the temperature correction value TC. This temperature correction value TC is experimentally determined for each target engine.

【００６８】図７及び図８は、上述したエンジンシステ
ムモデルを用いて算出されるパラメータ値と、実測値と
を比較して示す図である。図７（ａ）には、実測時のエ
ンジン回転数Ｎｅ、ＥＧＲ弁のリフト量ＬＡＣＴ及びタ
ービンのノズル開度Ａtbの推移が示されている。同図
（ｂ）には、コンプレッサ通過ガス質量流量ＧCの演算
データ（実線）と、実測データ（破線）とが示されてい
る。また図８（ａ）には、吸気管内圧力（吸気管モデル
に対応するＰ ch）と排気管内圧力（排気管モデルに対応
するＰch）に対応するの演算データ（実線）と、実測デ
ータ（破線）とが示されている。同図（ｂ）には、排気
温度Ｔ cyl_out及び吸気温度Ｔcyl_inの演算データ（実
線）と、実測データ（破線）とが示されている。これら
の図から明らかなように、簡易化されたモデルでありな
がら、実測データを精度よく近似する演算データが得ら
れることがわかる。7 and 8 show the engine system described above.
Parameter values calculated using the
It is a figure which compares and shows. Figure 7 (a) shows
Engine speed Ne, lift amount LACT of EGR valve, and
The change in the nozzle opening degree Atb of the bin is shown. Same figure
(B) shows the mass flow rate G of the gas passing through the compressor.CArithmetic
Data (solid line) and measured data (dashed line) are shown.
It Further, FIG. 8A shows the pressure in the intake pipe (intake pipe model).
Corresponding to P ch) And exhaust pipe pressure (corresponding to exhaust pipe model)
Pch) Corresponding to the calculated data (solid line) and measured data
Data (dashed line). In the figure (b), exhaust
Temperature T cyl_outAnd intake air temperature Tcyl_inCalculated data of (actual
The line) and the measured data (broken line) are shown. these
As is clear from the figure above, it is not a simplified model.
However, the calculation data that accurately approximates the measured data was obtained.
You can see that

【００６９】以上のように本実施形態では、エンジンシ
ステムを構成する各構成要素のモデルの組み合わせとし
てシステム全体のモデルを構成し、かつ排気に含まれる
ガス組成を、二酸化炭素、窒素、酸素、水蒸気などの個
々の成分の比率（複数パラメータ）として扱わずに、空
気と燃焼ガスの比率（１つのパラメータ）として把握す
るようにしたので、排気還流機構を介して接続された排
気管及び吸気管内における空気量を比較的少ない演算量
で正確に推定することができる。したがって、エンジン
１の燃焼室（シリンダ）に流入する空気量（酸素量）を
正確に推定することが可能となる。その結果、上述した
モデルに基づいて推定されるシリンダ流入空気量を、エ
ンジンのリアルタイム制御に適用し、例えば燃料供給量
の不足を防止することができる。As described above, in the present embodiment, the model of the entire system is constructed as a combination of the models of the constituent elements of the engine system, and the gas composition contained in the exhaust gas is set to carbon dioxide, nitrogen, oxygen, steam. Since it is understood as the ratio of air and combustion gas (one parameter) instead of treating it as the ratio of individual components (multiple parameters) such as in the exhaust pipe and the intake pipe connected via the exhaust gas recirculation mechanism. The amount of air can be accurately estimated with a relatively small amount of calculation. Therefore, the amount of air (oxygen amount) flowing into the combustion chamber (cylinder) of the engine 1 can be accurately estimated. As a result, the cylinder inflow air amount estimated based on the above model can be applied to real-time control of the engine, and for example, a shortage of the fuel supply amount can be prevented.

【００７０】また上述したモデルは、各構成要素に対応
するモデル間で受け渡すパラメータとして、ガスエネル
ギーの算出にかかるパラメータ、すなわち質量流量、温
度、ガス成分比、及び圧力を用いるようにしたので、排
気還流機構のようなガス交換を発生させる構成要素だけ
でなく、ターボチャージャやインタークーラのようなガ
ス交換を伴わない構成要素を含むエンジンシステム内の
ガス挙動を正確に把握することができる。その結果、燃
焼室に供給される空気量の推定精度を向上させることが
できる。またシステムモデルを各構成要素に対応する複
数のモデルの組み合わせとして構成し、かつガスエネル
ギー算出にかかるパラメータを各モデル間で受け渡すよ
うにしたので、モデルの汎用性（再利用性）を高める効
果も得られる。Further, in the above-mentioned model, the parameters relating to the calculation of gas energy, that is, the mass flow rate, the temperature, the gas component ratio, and the pressure are used as the parameters to be transferred between the models corresponding to the respective constituent elements. It is possible to accurately grasp the gas behavior in the engine system including not only components such as an exhaust gas recirculation mechanism that generate gas exchange but also components such as a turbocharger and an intercooler that do not involve gas exchange. As a result, the estimation accuracy of the amount of air supplied to the combustion chamber can be improved. In addition, the system model is configured as a combination of multiple models corresponding to each component, and the parameters related to gas energy calculation are passed between the models, so that the versatility (reusability) of the models is improved. Can also be obtained.

【００７１】本実施形態では、ＥＣＵ２０が吸入空気量
推定手段を構成する。In the present embodiment, the ECU 20 constitutes the intake air amount estimating means.

【００７２】なお本発明は上述した実施形態に限るもの
ではなく、種々の変形が可能である。例えば、上述した
実施形態では、スロットル弁が設けられていないエンジ
ンシステムについてのモデルを示したが、スロットル弁
が設けられているエンジンについては、スロットル弁モ
デルを追加することにより、容易にモデル化することが
可能である。スロットル弁モデルでは、ＥＧＲモデルや
タービンモデルと同様の数式に、スロットル弁の有効開
口面積を適用することにより、通過ガス質量流量を算出
することができる。The present invention is not limited to the above-described embodiment, but various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, the model of the engine system not provided with the throttle valve is shown, but the engine provided with the throttle valve is easily modeled by adding the throttle valve model. It is possible. In the throttle valve model, the passing gas mass flow rate can be calculated by applying the effective opening area of the throttle valve to the same mathematical expressions as the EGR model and the turbine model.

【００７３】また吸入空気量を検出するエアフローセン
サを用いる場合には、上記システムモデルを用いてエア
フローセンサ出力に対応するパラメータを算出し、その
パラメータとエアフローセンサ出力とを比較することに
より、エアフローセンサの劣化または異常を判定するよ
うにしてもよい。When an air flow sensor for detecting the amount of intake air is used, a parameter corresponding to the output of the air flow sensor is calculated using the above system model, and the parameter is compared with the output of the air flow sensor to obtain the air flow sensor. May be determined.

【００７４】[0074]

【発明の効果】以上詳述したように請求項１に記載の発
明によれば、吸気系モデル、燃焼室モデル、排気系モデ
ル、及び排気還流系モデルを含む機関システムモデルを
用いて、機関燃焼室に供給される空気量の推定が行わ
れ、前記機関システムモデルでは、各モデルにおけるガ
ス組成を表すパラメータとして、空気と、機関燃焼室に
おける完全燃焼によって生成される、空気以外の燃焼ガ
スとの比率が用いられる。すなわち、従来のように排気
中に含まれる各成分毎のモル数（複数パラメータ）を用
いずに、空気とそれ以外の燃焼ガスとの比率（単一パラ
メータ）が用いられるので、排気還流機構を介して接続
された排気管及び吸気管内における空気量を、少ない演
算量で正確に推定することができ、機関燃焼室に流入す
る空気量（酸素量）を正確に推定することが可能とな
る。その結果、上記機関システムモデルに基づいて推定
される燃焼室流入空気量を、内燃機関のリアルタイム制
御に適用し、例えば燃料供給量の不足を防止することが
できる。As described in detail above, according to the invention described in claim 1, the engine combustion is performed by using the engine system model including the intake system model, the combustion chamber model, the exhaust system model, and the exhaust gas recirculation system model. The amount of air supplied to the chamber is estimated, and in the engine system model, as a parameter representing the gas composition in each model, air and combustion gas other than air generated by complete combustion in the engine combustion chamber Ratios are used. That is, since the ratio of air to other combustion gas (single parameter) is used instead of using the number of moles (multiple parameters) of each component contained in the exhaust gas as in the conventional case, the exhaust gas recirculation mechanism is used. It is possible to accurately estimate the air amount in the exhaust pipe and the intake pipe connected via the small amount of calculation, and it is possible to accurately estimate the air amount (oxygen amount) flowing into the engine combustion chamber. As a result, the combustion chamber inflow air amount estimated based on the engine system model can be applied to real-time control of the internal combustion engine, and for example, a shortage of the fuel supply amount can be prevented.

【００７５】請求項２に記載の発明によれば、吸気系モ
デル、燃焼室モデル、排気系モデル、及び排気還流系モ
デルを含む機関システムモデルを用いて、機関燃焼室に
供給される空気量の推定が行われ、前記機関システムモ
デルでは、前記各モデル間で受け渡すパラメータとし
て、ガスエネルギーの算出にかかるパラメータが用られ
る。ガスエネルギー算出にかかるパラメータを用いるこ
とにより、機関システム内のガス挙動を正確に把握する
ことができ、燃焼室に供給される空気量の推定精度を向
上させることができる。According to the second aspect of the present invention, the engine system model including the intake system model, the combustion chamber model, the exhaust system model, and the exhaust gas recirculation system model is used to determine the amount of air supplied to the engine combustion chamber. The estimation is performed, and in the engine system model, parameters related to gas energy calculation are used as parameters to be transferred between the models. By using the parameter related to the gas energy calculation, the gas behavior in the engine system can be accurately grasped, and the estimation accuracy of the air amount supplied to the combustion chamber can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその
制御装置の構成を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an internal combustion engine and its control device according to an embodiment of the present invention.

【図２】図１に示す内燃機関をモデル化した機関システ
ムモデルの構成を示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of an engine system model that models the internal combustion engine shown in FIG.

【図３】図２に示すコンプレッサモデルでの演算に使用
されるテーブルを示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a table used for calculation in the compressor model shown in FIG.

【図４】図２に示すインタークーラモデルでの演算に使
用されるテーブルを示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a table used for calculation in the intercooler model shown in FIG. 2.

【図５】図２に示すシリンダモデルでの演算に使用され
るテーブルを示す図である。5 is a diagram showing a table used for calculation in the cylinder model shown in FIG.

【図６】図２に示すシリンダモデルでの演算に使用され
るテーブルを示す図である。6 is a diagram showing a table used for calculation in the cylinder model shown in FIG.

【図７】モデルを用いた演算データと実測データとを比
較して示すタイムチャートである。FIG. 7 is a time chart showing a comparison between calculation data using a model and actual measurement data.

【図８】モデルを用いた演算データと実測データとを比
較して示すタイムチャートである。FIG. 8 is a time chart showing a comparison between calculation data using a model and actual measurement data.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ 内燃機関 ２ 吸気管 ４ 排気管 ５ 排気還流通路 ６ 排気還流弁 ７ リフトセンサ １１ 燃料噴射弁 ２０ 電子制御ユニット（吸入空気量推定手段） ２１ アクセルセンサ ２２ 大気圧センサ ２３ 大気温度センサ ２４ エンジン回転数センサ ３６ 吸気管モデル（吸気系モデル） ３７ シリンダモデル（燃焼室モデル） ３６ 排気管モデル（排気系モデル） ３９ ＥＧＲモデル（排気環流系モデル） 1 Internal combustion engine 2 intake pipe 4 exhaust pipe 5 Exhaust gas recirculation passage 6 Exhaust gas recirculation valve 7 Lift sensor 11 Fuel injection valve 20 Electronic control unit (intake air amount estimation means) 21 Accelerator sensor 22 Atmospheric pressure sensor 23 Air temperature sensor 24 Engine speed sensor 36 Intake pipe model (intake system model) 37 cylinder model (combustion chamber model) 36 Exhaust pipe model (exhaust system model) 39 EGR model (exhaust gas recirculation system model)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋上 栄二 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 石井 淳 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 (72)発明者 山口 聡 埼玉県和光市中央１丁目４番１号 株式会 社本田技術研究所内 Ｆターム(参考） 3G062 AA04 AA05 EA10 ED01 ED04 ED10 FA02 FA04 FA05 FA23 GA06 GA12 GA13 GA15 GA21 3G084 AA03 BA08 BA13 BA20 DA04 DA10 EA04 EA11 EB00 FA01 FA02 FA10 FA13 FA33 FA37 3G301 HA01 HA04 HA06 HA11 HA13 JA11 JA21 LB01 LC01 MA11 NA09 NB03 ND45 NE01 NE06 PA09Z PA10Z PB03Z PD15Z PE01Z PF03Z    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Eiji Hashigami             1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture             Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Jun Ishii             1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture             Inside Honda Research Laboratory (72) Inventor Satoshi Yamaguchi             1-4-1 Chuo Stock Market, Wako City, Saitama Prefecture             Inside Honda Research Laboratory F-term (reference) 3G062 AA04 AA05 EA10 ED01 ED04                       ED10 FA02 FA04 FA05 FA23                       GA06 GA12 GA13 GA15 GA21                 3G084 AA03 BA08 BA13 BA20 DA04                       DA10 EA04 EA11 EB00 FA01                       FA02 FA10 FA13 FA33 FA37                 3G301 HA01 HA04 HA06 HA11 HA13                       JA11 JA21 LB01 LC01 MA11                       NA09 NB03 ND45 NE01 NE06                       PA09Z PA10Z PB03Z PD15Z                       PE01Z PF03Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 排気還流機構を備える内燃機関に供給さ
れる空気量を推定する吸入空気量推定手段を備え、推定
される空気量に基づいて前記機関を制御する内燃機関の
制御装置において、 前記吸入空気量推定手段は、前記機関の吸気系をモデル
化した吸気系モデルと、前記機関の燃焼室をモデル化し
た燃焼室モデルと、前記機関の排気系をモデル化した排
気系モデルと、前記排気還流機構をモデル化した排気還
流系モデルとを含む機関システムモデルを用いて、前記
燃焼室に供給される空気量の推定を行い、前記機関シス
テムモデルでは、前記各モデルにおけるガス組成を表す
パラメータとして、空気と、前記燃焼室における完全燃
焼によって生成される、空気以外の燃焼ガスとの比率を
用いることを特徴とする内燃機関の制御装置。1. A control device for an internal combustion engine, comprising: an intake air amount estimating means for estimating the amount of air supplied to an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation mechanism; and controlling the engine based on the estimated air amount, The intake air amount estimating means includes an intake system model that models the intake system of the engine, a combustion chamber model that models the combustion chamber of the engine, an exhaust system model that models the exhaust system of the engine, An engine system model including an exhaust gas recirculation system model and an exhaust gas recirculation system model is used to estimate the amount of air supplied to the combustion chamber, and in the engine system model, a parameter representing the gas composition in each model As a control device for an internal combustion engine, a ratio of air to combustion gas other than air generated by complete combustion in the combustion chamber is used as the above. 【請求項２】 排気還流機構を備える内燃機関に供給さ
れる空気量を推定する吸入空気量推定手段を備え、推定
される空気量に基づいて前記機関を制御する内燃機関の
制御装置において、 前記吸入空気量推定手段は、前記機関の吸気系をモデル
化した吸気系モデルと、前記機関の燃焼室をモデル化し
た燃焼室モデルと、前記機関の排気系をモデル化した排
気系モデルと、前記排気還流機構をモデル化した排気還
流系モデルとを含む機関システムモデルを用いて、前記
燃焼室に供給される空気量の推定を行い、前記機関シス
テムモデルでは、前記各モデル間で受け渡すパラメータ
として、ガスエネルギーの算出にかかるパラメータを用
いることを特徴とする内燃機関の制御装置。2. A control device for an internal combustion engine, comprising: an intake air amount estimating means for estimating an amount of air supplied to an internal combustion engine having an exhaust gas recirculation mechanism; and controlling the engine based on the estimated air amount. The intake air amount estimating means is an intake system model that models the intake system of the engine, a combustion chamber model that models the combustion chamber of the engine, an exhaust system model that models the exhaust system of the engine, Using an engine system model including an exhaust gas recirculation system modeled with an exhaust gas recirculation mechanism, the amount of air supplied to the combustion chamber is estimated, and in the engine system model, as a parameter to be transferred between the models. A control device for an internal combustion engine, which uses a parameter for calculating gas energy.
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