JP2009121356A

JP2009121356A - Air quantity estimating device for internal combustion engine

Info

Publication number: JP2009121356A
Application number: JP2007296545A
Authority: JP
Inventors: Rei Eiraku; 玲永楽; Yuichi Takemura; 優一竹村
Original assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Current assignee: Denso Corp; Toyota Motor Corp
Priority date: 2007-11-15
Filing date: 2007-11-15
Publication date: 2009-06-04
Anticipated expiration: 2027-11-15
Also published as: JP4892460B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an air quantity estimating device for internal combustion engine capable of accurately estimating the cylinder-inside air quantity in an internal combustion engine comprising a supercharger. <P>SOLUTION: This air quantity estimating device for internal combustion engine is used for an internal combustion engine having an intake path in which a compressor 91a and an inter cooler 45 are arranged. This device comprises physical models M2-M7 expressing action of air inside the intake path. At every computing point, this device estimates the pressure Pic by applying the pressure Pic of air inside the inter cooler, which is estimated at the last computing point, to the inter cooler model M5, and estimates the cylinder-inside air quantity KLfwd based on the estimated pressure Pic. In a light load operation, this device corrects the estimated pressure Pic so that the estimated pressure Pic approach the atmospheric pressure Pa detected by a pressure sensor 61. With this structure, in a light load operation, the estimated pressure Pic can be made to approach the real pressure. As a result, the cylinder-inside air quantity can be accurately estimated. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の気筒内に導入される空気の量を推定する装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for estimating the amount of air introduced into a cylinder of an internal combustion engine.

従来、吸気通路内の空気を圧縮する過給機と、過給機よりも下流側の吸気通路に配設されたインタークーラと、インタークーラよりも下流側の吸気通路に配設されたスロットル弁と、を備える内燃機関の燃焼室（気筒）に導入される空気の量である筒内空気量を推定する空気量推定装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
特開２００６−７０８８１号公報 Conventionally, a supercharger that compresses air in an intake passage, an intercooler disposed in an intake passage downstream of the supercharger, and a throttle valve disposed in an intake passage downstream of the intercooler There is known an air amount estimation device that estimates an in-cylinder air amount, which is an amount of air introduced into a combustion chamber (cylinder) of an internal combustion engine (see, for example, Patent Document 1).
JP 2006-70881 A

この空気量推定装置は、電子制御スロットル弁モデルと、インタークーラモデルと、スロットルモデルと、を用いて筒内空気量を推定する。
具体的には、空気量推定装置は、電子制御スロットル弁モデルを用いてスロットル弁開度（スロットル弁の開度）を推定する。 This air amount estimation device estimates an in-cylinder air amount using an electronically controlled throttle valve model, an intercooler model, and a throttle model.
Specifically, the air amount estimation device estimates the throttle valve opening (throttle valve opening) using an electronically controlled throttle valve model.

更に、空気量推定装置は、スロットルモデルにより推定されたスロットル通過空気流量（吸気通路のうちのスロットル弁の周囲を通過する空気の流量）をインタークーラモデルに適用することにより、インタークーラ内の空気の圧力であるインタークーラ内圧力（コンプレッサ下流圧力）を新たに推定する（更新する）。 Further, the air amount estimation device applies the air flow rate in the intercooler estimated by the throttle model (the flow rate of air passing around the throttle valve in the intake passage) to the intercooler model. The intercooler internal pressure (compressor downstream pressure), which is the pressure of the compressor, is newly estimated (updated).

加えて、空気量推定装置は、電子制御スロットル弁モデルにより推定されたスロットル弁開度と、インタークーラモデルにより推定されたインタークーラ内圧力と、をスロットルモデルに適用することにより、スロットル通過空気流量を新たに推定する。そして、空気量推定装置は、スロットルモデルにより推定されたスロットル通過空気流量に基づいて筒内空気量を推定する。 In addition, the air amount estimation device applies the throttle valve opening estimated by the electronically controlled throttle valve model and the intercooler internal pressure estimated by the intercooler model to the throttle model, so that the air flow rate through the throttle Is newly estimated. The air amount estimation device estimates the in-cylinder air amount based on the throttle passage air flow rate estimated by the throttle model.

ところで、吸気管、スロットル弁及びスロットル弁のアクチュエータ等の製品バラツキに起因して、スロットルモデルにより推定されるスロットル通過空気流量が実際のスロットル通過空気流量と比較的大きく相違する場合がある。この結果、インタークーラモデルによって推定されるインタークーラ内圧力も実際のインタークーラ内圧力と比較的大きく相違する。また、過給機等の製品バラツキに起因して、インタークーラモデルにより推定されるインタークーラ内圧力が実際のインタークーラ内圧力と比較的大きく相違する場合もある。 By the way, due to product variations such as the intake pipe, the throttle valve, and the actuator of the throttle valve, the throttle passage air flow rate estimated by the throttle model may be relatively different from the actual throttle passage air flow rate. As a result, the intercooler internal pressure estimated by the intercooler model is also relatively different from the actual intercooler internal pressure. Moreover, due to product variations such as a supercharger, the intercooler internal pressure estimated by the intercooler model may be relatively different from the actual intercooler internal pressure.

このような場合、推定されたインタークーラ内圧力に基づいて推定されるスロットル通過空気流量（スロットル通過空気流量の推定値）が実際のスロットル通過空気流量（スロットル通過空気流量の実際値）と比較的大きく相違するので、推定される筒内空気量が実際の筒内空気量と比較的大きく相違する。 In such a case, the throttle passage air flow rate (estimated value of the throttle passage air flow rate) estimated based on the estimated intercooler internal pressure is relatively different from the actual throttle passage air flow rate (actual value of the throttle passage air flow rate). Since there is a great difference, the estimated in-cylinder air amount is relatively different from the actual in-cylinder air amount.

また、軽負荷運転時には、過給機による過給（吸気通路内の空気の圧縮）は殆ど行われない。更に、スロットル弁開度は比較的小さい開度に設定される。従って、スロットル通過空気流量は少ない。従って、「スロットル通過空気流量の推定値」に対する「スロットル通過空気流量の推定値とスロットル通過空気流量の実際値との差（推定誤差）」の割合が高くなる。その結果、軽負荷運転時、推定されるインタークーラ内圧力が実際のインタークーラ内圧力と比較的大きく相違しやすい。 Further, during light load operation, supercharging (compression of air in the intake passage) by the supercharger is hardly performed. Furthermore, the throttle valve opening is set to a relatively small opening. Therefore, the flow rate of air passing through the throttle is small. Therefore, the ratio of “the difference between the estimated value of the throttle passage air flow rate and the actual value of the throttle passage air flow rate (estimation error)” to the “estimated value of the throttle passage air flow rate” increases. As a result, during light load operation, the estimated intercooler internal pressure tends to be relatively different from the actual intercooler internal pressure.

更に、推定されたインタークーラ内圧力に基づいてスロットル通過空気流量が推定されるので、一度、推定されるインタークーラ内圧力が実際のインタークーラ内圧力と比較的大きく相違する状態になると、その状態が継続しやすい。 Further, since the flow rate of air passing through the throttle is estimated based on the estimated intercooler internal pressure, once the estimated intercooler internal pressure becomes relatively different from the actual intercooler internal pressure, Is easy to continue.

従って、軽負荷運転時に、推定されたインタークーラ内圧力が実際のインタークーラ内圧力と比較的大きく相違してしまうと、軽負荷運転時以降（例えば、軽負荷運転から高負荷運転へ切り替わる急加速時）においても、推定されたインタークーラ内圧力が実際のインタークーラ内圧力と比較的大きく相違しやすい。即ち、上記従来の空気量推定装置によれば、軽負荷運転時及び軽負荷運転時以降の時点にて、インタークーラ内圧力の推定精度が比較的低くなることにより、筒内空気量の推定精度が比較的低くなる可能性が高いという問題があった。 Therefore, if the estimated intercooler internal pressure is relatively different from the actual intercooler internal pressure during light load operation, rapid acceleration after the light load operation (for example, switching from light load operation to high load operation). The estimated intercooler internal pressure tends to be relatively different from the actual intercooler internal pressure. That is, according to the conventional air amount estimation device, the estimation accuracy of the in-cylinder air amount is relatively low at the time of light load operation and after the light load operation, so that the estimation accuracy of the in-cylinder air amount is relatively low. There is a problem that there is a high possibility that the

その結果、例えば、この空気量推定装置により推定された筒内空気量に基づいて燃料噴射量を決定する制御装置においては、実際の筒内空気量に対して供給されるべき量と異なる量の燃料が燃焼室に供給される。従って、目標とする空燃比と相違する空燃比を有する混合ガスが燃焼する。従って、燃費が悪化する虞があった。また、排ガス中の有害成分が過度に多くなる（エミッションが悪化する）虞があった。 As a result, for example, in the control device that determines the fuel injection amount based on the in-cylinder air amount estimated by the air amount estimation device, an amount different from the amount to be supplied with respect to the actual in-cylinder air amount. Fuel is supplied to the combustion chamber. Accordingly, a mixed gas having an air / fuel ratio different from the target air / fuel ratio burns. Therefore, there is a possibility that the fuel consumption is deteriorated. Moreover, there is a possibility that harmful components in the exhaust gas are excessively increased (emissions are deteriorated).

本発明は上述した課題に対処するためになされたものであって、その目的は、過給機を備える内燃機関において、軽負荷運転時及び軽負荷運転時以降の時点においても筒内空気量の推定精度を比較的高く維持することが可能な内燃機関の空気量推定装置を提供することにある。 The present invention has been made to cope with the above-described problems, and an object of the present invention is to reduce the amount of in-cylinder air in an internal combustion engine including a supercharger even during light load operation and after light load operation. An object of the present invention is to provide an air amount estimation device for an internal combustion engine capable of maintaining a relatively high estimation accuracy.

かかる目的を達成するため本発明による内燃機関の空気量推定装置は、
外部から取り込んだ空気を気筒内に導入する吸気通路と、
前記吸気通路に配設され同吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサを有する過給機と、を備える内燃機関に適用される。 In order to achieve such an object, an air amount estimation device for an internal combustion engine according to the present invention comprises:
An intake passage for introducing air taken from outside into the cylinder;
The present invention is applied to an internal combustion engine that includes a supercharger that is disposed in the intake passage and has a compressor that compresses air in the intake passage.

前記空気量推定装置は、
前記吸気通路内の空気の挙動を表す物理モデルに基づいて前記コンプレッサよりも下流側の同吸気通路内の空気の圧力であるコンプレッサ下流圧力を推定し、同推定したコンプレッサ下流圧力に基づいて前記気筒内に導入されている空気の量である筒内空気量を推定する筒内空気量推定手段を備える。 The air amount estimation device includes:
Based on a physical model representing the behavior of air in the intake passage, a compressor downstream pressure, which is the pressure of air in the intake passage downstream of the compressor, is estimated, and the cylinder is based on the estimated compressor downstream pressure. In-cylinder air amount estimation means for estimating an in-cylinder air amount that is the amount of air introduced into the cylinder is provided.

更に、前記空気量推定装置は、
前記内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記内燃機関の外部における空気の圧力である大気圧を検出する大気圧検出手段と、を備える。 Furthermore, the air amount estimation device includes:
Operating state acquisition means for acquiring the operating state of the internal combustion engine;
And an atmospheric pressure detecting means for detecting an atmospheric pressure that is an air pressure outside the internal combustion engine.

加えて、前記筒内空気量推定手段は、所定の演算時点が到来する毎に同演算時点に応じて定められる推定時点の前記コンプレッサ下流圧力を前回の演算時点にて推定された同コンプレッサ下流圧力に基づいて推定するように構成され、且つ、前記取得された運転状態が所定の軽負荷閾値よりも軽負荷側の軽負荷運転領域内にある場合に同推定したコンプレッサ下流圧力を前記検出された大気圧に近づけるように同推定したコンプレッサ下流圧力を補正するように構成される。 In addition, the in-cylinder air amount estimation means uses the compressor downstream pressure estimated at the previous calculation time to calculate the compressor downstream pressure at the estimated time determined according to the calculation time every time a predetermined calculation time arrives. And the compressor downstream pressure estimated when the obtained operating state is within a light load operation region on the light load side from a predetermined light load threshold is detected. The compressor downstream pressure estimated to be close to the atmospheric pressure is corrected.

内燃機関の運転状態が軽負荷運転領域内にある場合（軽負荷運転時）、過給機による過給（吸気通路内の空気の圧縮）は殆ど行われない。従って、コンプレッサ下流圧力は、大気圧に略一致する。従って、上記構成のように、軽負荷運転時、推定されたコンプレッサ下流圧力を大気圧に近づけるように、推定されたコンプレッサ下流圧力を補正すれば、推定されたコンプレッサ下流圧力を実際のコンプレッサ下流圧力に近づけることができる。この結果、軽負荷運転時及び軽負荷運転時以降の時点にて、コンプレッサ下流圧力の推定精度を比較的高く維持することができるので、筒内空気量の推定精度を比較的高く維持することができる。 When the operating state of the internal combustion engine is in the light load operation region (during light load operation), supercharging by the supercharger (compression of air in the intake passage) is hardly performed. Therefore, the compressor downstream pressure substantially matches the atmospheric pressure. Accordingly, when the estimated compressor downstream pressure is corrected so that the estimated compressor downstream pressure approaches the atmospheric pressure during light load operation as in the above configuration, the estimated compressor downstream pressure is converted into the actual compressor downstream pressure. Can be approached. As a result, the estimation accuracy of the downstream pressure of the compressor can be maintained relatively high at the time of light load operation and after the light load operation, so that the estimation accuracy of the in-cylinder air amount can be maintained relatively high. it can.

以下、本発明による内燃機関の空気量推定装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の実施形態に係る前記空気量推定装置を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図１は、ある気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, an embodiment of an air amount estimating device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which the air amount estimation device according to an embodiment of the present invention is applied to a spark ignition type multi-cylinder (four-cylinder) internal combustion engine. Although FIG. 1 shows only a cross section of a certain cylinder, other cylinders have the same configuration.

この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０に燃料と空気とからなる混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０と、を含んでいる。 The internal combustion engine 10 includes a cylinder block portion 20 including a cylinder block, a cylinder block lower case, an oil pan, and the like, a cylinder head portion 30 fixed on the cylinder block portion 20, and fuel and air in the cylinder block portion 20. And an exhaust system 50 for releasing the exhaust gas from the cylinder block 20 to the outside.

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１、ピストン２２のヘッド及びシリンダヘッド部３０は、燃焼室２５を形成している。 The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 via the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The cylinder 21, the head of the piston 22 and the cylinder head part 30 form a combustion chamber 25.

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともにインテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ３９を備えている。 The cylinder head portion 30 includes an intake port 31 that communicates with the combustion chamber 25, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake cam shaft that drives the intake valve 32, and continuously changes the phase angle of the intake cam shaft. A variable intake timing device 33, an actuator 33a of the variable intake timing device 33, an exhaust port 34 communicating with the combustion chamber 25, an exhaust valve 35 for opening and closing the exhaust port 34, an exhaust camshaft 36 for driving the exhaust valve 35, an ignition plug 37, An igniter 38 including an ignition coil that generates a high voltage to be applied to the spark plug 37 and an injector 39 that injects fuel into the intake port 31 are provided.

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通したインテークマニホールド４１、インテークマニホールド４１に連通したサージタンク４２、サージタンク４２に一端が接続された吸気ダクト４３、エアフィルタ４４、過給機９１のコンプレッサ９１ａ、インタークーラ４５、スロットル弁４６及びスロットル弁アクチュエータ４６ａを備えている。なお、インテークマニホールド４１、サージタンク４２及び吸気ダクト４３は、内燃機関１０の外部から取り込んだ空気を気筒内に導入する吸気通路を形成している。 The intake system 40 includes an intake manifold 41 communicating with the intake port 31, a surge tank 42 communicating with the intake manifold 41, an intake duct 43 having one end connected to the surge tank 42, an air filter 44, a compressor 91 a of the supercharger 91, An intercooler 45, a throttle valve 46, and a throttle valve actuator 46a are provided. The intake manifold 41, the surge tank 42, and the intake duct 43 form an intake passage through which air taken from the outside of the internal combustion engine 10 is introduced into the cylinder.

エアフィルタ４４は、吸気ダクト４３の最も上流側の端部（サージタンク４２に接続された端部と反対側の端部）に配設されている。
コンプレッサ９１ａは、エアフィルタ４４よりも下流側の位置にて吸気ダクト４３に配設されている。 The air filter 44 is disposed at the most upstream end (the end opposite to the end connected to the surge tank 42) of the intake duct 43.
The compressor 91 a is disposed in the intake duct 43 at a position downstream of the air filter 44.

インタークーラ４５は、コンプレッサ９１ａよりも下流側の位置にて吸気ダクト４３に配設されている。インタークーラ４５は、空冷式であって、吸気通路を通過する空気を内燃機関１０の外部の空気により冷却するようになっている。 The intercooler 45 is disposed in the intake duct 43 at a position downstream of the compressor 91a. The intercooler 45 is an air-cooling type, and cools air passing through the intake passage with air outside the internal combustion engine 10.

スロットル弁４６は、インタークーラ４５よりも下流側の位置にて吸気ダクト４３に配設されている。スロットル弁４６は吸気ダクト４３に回転可能に支持され、スロットル弁アクチュエータ４６ａにより駆動されることにより開度が調整できるようになっている。これにより、スロットル弁４６は、吸気ダクト４３の通路断面積を変更することにより吸気通路内を通過する空気の量を変更する。 The throttle valve 46 is disposed in the intake duct 43 at a position downstream of the intercooler 45. The throttle valve 46 is rotatably supported by the intake duct 43, and the opening degree can be adjusted by being driven by a throttle valve actuator 46a. Thereby, the throttle valve 46 changes the amount of air passing through the intake passage by changing the passage cross-sectional area of the intake duct 43.

ＤＣモータからなるスロットル弁アクチュエータ４６ａは、後述する電気制御装置７０が達成する電子制御スロットル弁ロジックにより送出される駆動信号に応じて、実際のスロットル弁開度θtaが目標スロットル弁開度θttとなるようにスロットル弁４６を駆動するようになっている。 In the throttle valve actuator 46a formed of a DC motor, the actual throttle valve opening degree θta becomes the target throttle valve opening degree θtt in accordance with a drive signal sent by an electronically controlled throttle valve logic achieved by an electric control device 70 described later. Thus, the throttle valve 46 is driven.

なお、コンプレッサ９１ａの出口（下流）からスロットル弁４６までの吸気通路及びインタークーラ４５は、インタークーラ部を構成している。また、スロットル弁４６から吸気弁３２までの吸気通路は、吸気管部を構成している。 The intake passage from the outlet (downstream) of the compressor 91a to the throttle valve 46 and the intercooler 45 constitute an intercooler section. Further, the intake passage from the throttle valve 46 to the intake valve 32 constitutes an intake pipe portion.

排気系統５０は、排気ポート３４に連通し排気ポート３４とともに排気通路を形成するエキゾーストマニホールドを含む排気管５１、排気管５１内に配設された過給機９１のタービン９１ｂ及びタービン９１ｂよりも下流側の位置にて排気管５１に配設された三元触媒装置５２を備えている。 The exhaust system 50 includes an exhaust pipe 51 including an exhaust manifold that communicates with the exhaust port 34 and forms an exhaust passage together with the exhaust port 34, a turbine 91 b of the supercharger 91 disposed in the exhaust pipe 51, and downstream of the turbine 91 b. A three-way catalyst device 52 disposed in the exhaust pipe 51 is provided at a position on the side.

このような配置により、過給機９１のタービン９１ｂは排ガスのエネルギーにより回転する。更に、タービン９１ｂは、シャフトを介して吸気系統４０のコンプレッサ９１ａと連結されている。これにより、吸気系統４０のコンプレッサ９１ａがタービン９１ｂと一体となって回転して吸気通路内の空気を圧縮する。即ち、過給機９１は、内燃機関１０に空気を過給するようになっている。 With such an arrangement, the turbine 91b of the supercharger 91 is rotated by the energy of the exhaust gas. Further, the turbine 91b is connected to the compressor 91a of the intake system 40 via a shaft. Thus, the compressor 91a of the intake system 40 rotates integrally with the turbine 91b to compress the air in the intake passage. That is, the supercharger 91 supercharges air to the internal combustion engine 10.

一方、このシステムは、大気圧検出手段としての圧力センサ６１、温度センサ６２、コンプレッサ回転速度センサ６３、カムポジションセンサ６４、運転状態取得手段の一部を構成するクランクポジションセンサ６５、アクセル開度センサ６６及び電気制御装置７０を備えている。 On the other hand, this system includes a pressure sensor 61 as an atmospheric pressure detection means, a temperature sensor 62, a compressor rotation speed sensor 63, a cam position sensor 64, a crank position sensor 65 constituting a part of the operation state acquisition means, and an accelerator opening sensor. 66 and an electric control device 70.

圧力センサ６１は、エアフィルタ４４とコンプレッサ９１ａとの間の吸気ダクト４３に配設されている。圧力センサ６１は、吸気ダクト４３内の空気の圧力を検出し、コンプレッサ９１ａの上流の吸気通路内の空気の圧力である吸気圧力Paを表す信号を出力するようになっている。なお、吸気圧力Paは、内燃機関１０の外部における空気の圧力である大気圧を表していると言うことができる。 The pressure sensor 61 is disposed in the intake duct 43 between the air filter 44 and the compressor 91a. The pressure sensor 61 detects the pressure of air in the intake duct 43 and outputs a signal representing the intake pressure Pa, which is the pressure of air in the intake passage upstream of the compressor 91a. It can be said that the intake pressure Pa represents atmospheric pressure, which is the pressure of air outside the internal combustion engine 10.

温度センサ６２は、エアフィルタ４４とコンプレッサ９１ａの間の吸気ダクト４３に配設されている。温度センサ６２は、吸気ダクト４３内の空気の温度を検出し、コンプレッサ９１ａの上流の吸気通路内の空気の温度である吸気温度Taを表す信号を出力するようになっている。 The temperature sensor 62 is disposed in the intake duct 43 between the air filter 44 and the compressor 91a. The temperature sensor 62 detects the temperature of the air in the intake duct 43 and outputs a signal representing the intake air temperature Ta, which is the temperature of the air in the intake passage upstream of the compressor 91a.

コンプレッサ回転速度センサ６３は、コンプレッサ９１ａの回転軸が３６０°回転する毎に信号を出力するようになっている。この信号は、１分間にコンプレッサ９１ａの回転軸が３６０°だけ回転する回数を表すコンプレッサ回転速度Ncmを取得するために使用される。 The compressor rotation speed sensor 63 outputs a signal every time the rotation shaft of the compressor 91a rotates 360 °. This signal is used to obtain a compressor rotation speed Ncm representing the number of rotations of the rotation shaft of the compressor 91a by 360 ° per minute.

カムポジションセンサ６４は、インテークカムシャフトが３６０°だけ回転する（即ち、クランク軸２４が７２０°だけ回転する）間に３回だけ生じるパルスを有する信号（Ｇ２信号）を出力するようになっている。この３つのパルスは、第１のパルスと、第１のパルスが生じてからインテークカムシャフトが９０°だけ回転する（即ち、クランク軸２４が１８０°だけ回転する）と生じる第２のパルスと、第２のパルスが生じてからインテークカムシャフトが９０°だけ回転すると生じる第３のパルスと、からなる。即ち、第３のパルスが生じてからインテークカムシャフトが１８０°だけ回転すると再び第１のパルスが生じる。 The cam position sensor 64 outputs a signal (G2 signal) having a pulse that occurs only three times while the intake camshaft rotates by 360 ° (that is, the crankshaft 24 rotates by 720 °). . The three pulses include a first pulse, a second pulse that occurs when the intake camshaft rotates 90 ° after the first pulse occurs (ie, the crankshaft 24 rotates 180 °), and And a third pulse generated when the intake camshaft rotates by 90 ° after the second pulse is generated. That is, when the intake camshaft rotates by 180 ° after the third pulse is generated, the first pulse is generated again.

クランクポジションセンサ６５は、クランク軸２４が１０°回転する毎に生じる幅狭のパルスを有するとともにクランク軸２４が３６０°回転する毎に生じる幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、１分間にクランク軸２４が３６０°だけ回転する回数を表すエンジン回転速度ＮＥを取得するために使用される。
アクセル開度センサ６６は、運転者によって操作されるアクセルペダル６７の操作量を検出し、アクセルペダルの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。 The crank position sensor 65 outputs a signal having a narrow pulse generated every time the crankshaft 24 rotates 10 ° and a wide pulse generated every time the crankshaft 24 rotates 360 °. This signal is used to obtain an engine speed NE that represents the number of times the crankshaft 24 rotates 360 ° per minute.
The accelerator opening sensor 66 detects the operation amount of the accelerator pedal 67 operated by the driver, and outputs a signal indicating the operation amount Accp of the accelerator pedal.

電気制御装置７０は、互いにバスにより接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するプログラム、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、定数等のデータを保持するようにそれらのデータを予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１の指示に応じてデータを一時的に保持するＲＡＭ７３、内燃機関１０が運転されている状態にてデータを記憶するとともに記憶したデータを内燃機関１０の運転が停止している間も保持するバックアップＲＡＭ７４及びＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。 The electrical control device 70 is connected to each other by a bus 71, a ROM 72 that stores data such as programs, tables (lookup tables, maps), constants, and the like that are stored in advance so as to hold data to be executed by the CPU 71. A RAM 73 that temporarily holds data according to the data, a backup RAM 74 that stores data while the internal combustion engine 10 is operating, and a backup RAM 74 and AD that holds the stored data while the operation of the internal combustion engine 10 is stopped A microcomputer including an interface 75 including a converter.

インターフェース７５は、前記センサ６１〜６６と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６６からの信号を供給するとともに、ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９及びスロットル弁アクチュエータ４６ａに駆動信号（指示信号）を送出するようになっている。 The interface 75 is connected to the sensors 61 to 66, supplies signals from the sensors 61 to 66 to the CPU 71, and in response to instructions from the CPU 71, the actuator 33a, the igniter 38, the injector 39, and the throttle valve of the variable intake timing device 33. A drive signal (instruction signal) is sent to the actuator 46a.

＜推定方法の概要＞
次に、上記のように構成された内燃機関の空気量推定装置による筒内空気量の推定方法の概要について説明する。 <Outline of estimation method>
Next, an outline of a method for estimating the in-cylinder air amount by the air amount estimating apparatus for an internal combustion engine configured as described above will be described.

この空気量推定装置が適用される内燃機関１０においては、インジェクタ３９は吸気弁３２よりも上流側に配置されているので、吸気弁閉弁時（吸気行程が終了する時点）までに燃料が噴射されなければならない。従って、気筒内に形成される混合気の空燃比を目標とする空燃比と一致させる噴射燃料量を決定するためには、この空気量推定装置は、燃料噴射前の所定の時点にて吸気弁閉弁時における筒内空気量を推定する必要がある。 In the internal combustion engine 10 to which this air amount estimation device is applied, the injector 39 is disposed upstream of the intake valve 32, so that fuel is injected before the intake valve is closed (at the time when the intake stroke ends). It must be. Accordingly, in order to determine the amount of fuel to be injected so that the air-fuel ratio of the air-fuel mixture formed in the cylinder matches the target air-fuel ratio, this air amount estimation device includes an intake valve at a predetermined time before fuel injection. It is necessary to estimate the in-cylinder air amount when the valve is closed.

そこで、この空気量推定装置は、エネルギー保存則、運動量保存則及び質量保存則等の物理法則に基づいて吸気通路内の空気の挙動を表すように構築された物理モデルを用いて、現時点よりも先の時点の筒内空気量を推定する。 Therefore, this air quantity estimation device uses a physical model constructed to represent the behavior of air in the intake passage based on physical laws such as the energy conservation law, the momentum conservation law, and the mass conservation law. Estimate the in-cylinder air amount at the previous time point.

具体的には、この空気量推定装置は、アクセルペダル操作量Accpに基づいて目標とするスロットル弁開度（暫定目標スロットル弁開度）θtt1を決定するとともに、遅延時間ＴＤだけ前の時点にて決定された暫定目標スロットル弁開度θtt1に実際のスロットル弁４６の開度を一致させるようにスロットル弁４６を制御する。これにより、空気量推定装置は、現時点から遅延時間ＴＤ後までのスロットル弁開度（予測スロットル弁開度）θte（即ち、現時点よりも先の時点のスロットル弁開度）を極めて高い精度にて推定することができる。 Specifically, the air amount estimation device determines a target throttle valve opening (provisional target throttle valve opening) θtt1 based on the accelerator pedal operation amount Accp, and at a time point before the delay time TD. The throttle valve 46 is controlled so that the actual opening degree of the throttle valve 46 coincides with the determined provisional target throttle valve opening degree θtt1. As a result, the air amount estimation device can determine the throttle valve opening (predicted throttle valve opening) θte (that is, the throttle valve opening earlier than the current time) from the current time to the time after the delay time TD with extremely high accuracy. Can be estimated.

更に、空気量推定装置は、所定の演算時点が到来する毎にその演算時点に応じて定められる現時点よりも先の推定時点のスロットル弁開度（予測スロットル弁開度）θteを推定し、推定したスロットル弁開度θteに基づいて、吸気通路のうちのスロットル弁４６の周囲を通過する空気の流量であるスロットル通過空気流量mtを推定する。 Furthermore, the air amount estimation device estimates the throttle valve opening (predicted throttle valve opening) θte at an estimated time earlier than the current time determined according to the calculation time every time a predetermined calculation time arrives, and estimates Based on the throttle valve opening θte, the throttle passage air flow rate mt, which is the flow rate of air passing around the throttle valve 46 in the intake passage, is estimated.

加えて、この空気量推定装置は、推定したスロットル通過空気流量mtと、前回の演算時点にて推定されたインタークーラ内の空気の圧力であるインタークーラ内圧力（即ち、コンプレッサ９１ａよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力であるコンプレッサ下流圧力）Picと、に基づいて、今回の演算時点に応じて定められた推定時点のインタークーラ内圧力Picを推定する。加えて、空気量推定装置は、推定したインタークーラ内圧力Picに基づいて筒内空気量（予測筒内空気量）KLfwdを推定する。 In addition, the air amount estimation device includes an estimated throttle passage air flow rate mt and an intercooler internal pressure that is the air pressure in the intercooler estimated at the time of the previous calculation (that is, downstream of the compressor 91a). The inter-cooler internal pressure Pic at the estimated time determined according to the current calculation time is estimated based on the compressor downstream pressure (Pic), which is the pressure of the air in the intake passage. In addition, the air amount estimation device estimates the in-cylinder air amount (predicted in-cylinder air amount) KLfwd based on the estimated intercooler internal pressure Pic.

ところで、内燃機関１０の運転状態が軽負荷運転領域内にある場合（軽負荷運転時）、コンプレッサ９１ａによる過給（吸気通路内の空気の圧縮）は殆ど行われない。従って、インタークーラ内圧力Picは、吸気圧力Paに略一致する。そこで、空気量推定装置は、軽負荷運転時、上記推定したインタークーラ内圧力Picを検出された吸気圧力Paに近づけるように上記推定したインタークーラ内圧力Picを補正する。 By the way, when the operating state of the internal combustion engine 10 is in the light load operation region (during light load operation), supercharging (compression of air in the intake passage) by the compressor 91a is hardly performed. Therefore, the intercooler internal pressure Pic substantially matches the intake pressure Pa. Therefore, during the light load operation, the air amount estimation device corrects the estimated intercooler internal pressure Pic so that the estimated intercooler internal pressure Pic approaches the detected intake pressure Pa.

これにより、推定されたインタークーラ内圧力Picを実際のインタークーラ内圧力に近づけることができる。この結果、軽負荷運転時及び軽負荷運転時以降の時点にて、インタークーラ内圧力Picの推定精度を比較的高く維持することができるので、筒内空気量KLfwdの推定精度を比較的高く維持することができる。 Thereby, the estimated intercooler internal pressure Pic can be brought close to the actual intercooler internal pressure. As a result, the estimation accuracy of the intercooler internal pressure Pic can be maintained relatively high during light load operation and after the light load operation, so that the estimation accuracy of the in-cylinder air amount KLfwd is maintained relatively high. can do.

より具体的に述べると、この空気量推定装置は、機能ブロック図である図２に示したように、電子制御スロットル弁モデルＭ１を備えるとともに、上記物理法則に基づいて構築された物理モデル（空気モデル）として、スロットルモデルＭ２、吸気弁モデルＭ３、コンプレッサモデルＭ４、インタークーラモデルＭ５、吸気管モデルＭ６及び吸気弁モデルＭ７を備えている。また、この空気量推定装置は、電子制御スロットル弁ロジックＡ１を備えている。 More specifically, as shown in FIG. 2 which is a functional block diagram, the air amount estimation device includes an electronically controlled throttle valve model M1 and a physical model (air) constructed based on the physical law. As models), a throttle model M2, an intake valve model M3, a compressor model M4, an intercooler model M5, an intake pipe model M6, and an intake valve model M7 are provided. The air amount estimation device includes an electronic control throttle valve logic A1.

後述するように、上記空気モデル（モデルＭ２〜Ｍ７）を表す上記物理法則に基づいて導き出された数式（以下、「一般化された数式」とも言う。）の一部は、吸気管部内の空気の圧力Pm及び温度Tm、並びに、インタークーラ部内の空気の圧力Pic及び温度Ticに関する時間微分項を含む。上記空気モデルは、マイクロコンピュータによる計算が可能となるように上記時間微分項を含む数式を離散化し、離散化された数式と、ある時点における物理量として推定された物理量と、に基づいて、その時点より所定の微小時間（タイムステップΔt）後の（先の）時点における物理量を推定する。 As will be described later, a part of a mathematical formula (hereinafter also referred to as “generalized mathematical formula”) derived based on the physical law representing the air model (models M2 to M7) is part of the air in the intake pipe portion. And a time differential term relating to the pressure Pic and the temperature Tic of the air in the intercooler section. The air model discretizes the mathematical expression including the time derivative term so that the calculation by the microcomputer is possible, and based on the discretized mathematical expression and the physical quantity estimated as the physical quantity at a certain time, Further, a physical quantity at a (previous) time after a predetermined minute time (time step Δt) is estimated.

そして、空気モデルは、このような推定を繰り返すことにより、更に先の時点の物理量を推定する。即ち、空気モデルは、反復して物理量の推定を行うことにより、上記微小時間毎の物理量を順次推定するものである。なお、以下の説明において、物理量を表す変数のうちの(k-1)が付された変数は、k-1回目の（前回の）演算時点にて推定された物理量を表す変数である。また、物理量を表す変数のうちの(k)が付された変数は、k回目の（今回の）演算時点にて推定された物理量を表す変数である。 And an air model estimates the physical quantity of the further previous time by repeating such estimation. In other words, the air model repeatedly estimates the physical quantity every minute time by repeatedly estimating the physical quantity. In the following description, among the variables representing physical quantities, the variables with (k-1) are variables representing physical quantities estimated at the k-1th (previous) computation time. Of the variables representing the physical quantity, the variable with (k) is a variable representing the physical quantity estimated at the k-th (current) computation time.

＜モデル及びロジック＞
以下、具体的に、各モデルＭ１〜Ｍ７及びロジックＡ１について説明する。なお、以下に述べるスロットルモデルＭ２、吸気弁モデルＭ３、コンプレッサモデルＭ４、インタークーラモデルＭ５、吸気管モデルＭ６及び吸気弁モデルＭ７を表す式の導出方法は周知であるため（特開２００１−４１０９５号公報、特開２００３−１８４６１３号公報及び特開２００６−７０８８１号公報を参照。）、本明細書においては詳細な説明を省略する。 <Model and logic>
Hereinafter, the models M1 to M7 and the logic A1 will be specifically described. It should be noted that a method for deriving expressions representing the throttle model M2, the intake valve model M3, the compressor model M4, the intercooler model M5, the intake pipe model M6, and the intake valve model M7 described below is well known (Japanese Patent Laid-Open No. 2001-41095). (See Japanese Patent Laid-Open No. 2003-184613 and Japanese Patent Laid-Open No. 2006-70881), and detailed description is omitted in this specification.

（電子制御スロットル弁ロジックＡ１）
電子制御スロットル弁ロジックＡ１は、アクセルペダル操作量Accpと暫定目標スロットル弁開度θtt1との関係であって暫定目標スロットル弁開度θtt1がアクセルペダル操作量Accpに関して単調に増加する関係を規定するテーブルMapθtt1を備えている。 (Electronic control throttle valve logic A1)
The electronically controlled throttle valve logic A1 is a table that defines the relationship between the accelerator pedal operation amount Accp and the provisional target throttle valve opening θtt1, and the provisional target throttle valve opening θtt1 monotonically increasing with respect to the accelerator pedal operation amount Accp. Mapθtt1 is provided.

電子制御スロットル弁ロジックＡ１は、テーブルMapθtt1と、検出されたアクセルペダル操作量Accpと、に基づいて暫定目標スロットル弁開度θtt1（＝Mapθtt1(Accp)）を所定の演算周期ΔTt１（本例では、２ｍｓ）の経過毎に決定するようになっている。更に、電子制御スロットル弁ロジックＡ１は、現時点よりも所定の遅延時間ＴＤ（本例では、３２ｍｓ）だけ先の時点のスロットル弁開度の目標値（目標スロットル弁開度）θttを現時点にて決定された暫定目標スロットル弁開度θtt1に設定するようになっている。 The electronically controlled throttle valve logic A1 sets the provisional target throttle valve opening θtt1 (= Mapθtt1 (Accp)) based on the table Mapθtt1 and the detected accelerator pedal operation amount Accp to a predetermined calculation cycle ΔTt1 (in this example, 2 ms). Further, the electronically controlled throttle valve logic A1 determines the target value (target throttle valve opening) θtt of the throttle valve opening at a time point ahead of the current time point by a predetermined delay time TD (in this example, 32 ms). The provisional target throttle valve opening θtt1 is set.

換言すると、電子制御スロットル弁ロジックＡ１は、現時点の目標スロットル弁開度θttを現時点よりも遅延時間ＴＤだけ前の時点にて決定された暫定目標スロットル弁開度θtt1に設定するようになっている。そして、電子制御スロットル弁ロジックＡ１は、設定された現時点の目標スロットル弁開度θttに応じた駆動信号をスロットル弁アクチュエータ４６ａに対して送出するようになっている。 In other words, the electronically controlled throttle valve logic A1 sets the current target throttle valve opening θtt to the provisional target throttle valve opening θtt1 determined at a time point before the current time by the delay time TD. . The electronically controlled throttle valve logic A1 is configured to send a drive signal corresponding to the set current target throttle valve opening θtt to the throttle valve actuator 46a.

（電子制御スロットル弁モデルＭ１）
電子制御スロットル弁モデルＭ１は、電子制御スロットル弁ロジックＡ１により設定された現時点よりも遅延時間ＴＤだけ先の時点までの目標スロットル弁開度θttに基づいて現時点から（現時点よりも）遅延時間ＴＤだけ先の時点までのスロットル弁開度（予測スロットル弁開度）θteを推定するようになっている。 (Electronic control throttle valve model M1)
The electronically controlled throttle valve model M1 has a delay time TD from the current time point (from the current time point) based on the target throttle valve opening θtt up to a time point that is earlier than the current time point set by the electronically controlled throttle valve logic A1. The throttle valve opening (predicted throttle valve opening) θte up to the previous time point is estimated.

ところで、電子制御スロットル弁ロジックＡ１から上記駆動信号がスロットル弁アクチュエータ４６ａに対して送出されると、スロットル弁アクチュエータ４６ａの作動の遅れやスロットル弁４６の慣性などにより、実際のスロットル弁開度θtaは、ある遅れを伴って目標スロットル弁開度θttに追従する。そこで、電子制御スロットル弁モデルＭ１は、下記(1)式に基づいて遅延時間ＴＤ後の時点におけるスロットル弁開度を推定（予測）する（図３を参照。）。
θte(k)＝θte(k-1)＋ΔTt１・ｆ（θtt(k)，θte(k-1)) …(1) By the way, when the drive signal is sent from the electronically controlled throttle valve logic A1 to the throttle valve actuator 46a, the actual throttle valve opening θta is caused by the delay in the operation of the throttle valve actuator 46a, the inertia of the throttle valve 46, and the like. It follows the target throttle valve opening θtt with a certain delay. Therefore, the electronically controlled throttle valve model M1 estimates (predicts) the throttle valve opening at the time after the delay time TD based on the following equation (1) (see FIG. 3).
θte (k) = θte (k-1) + ΔTt1 · f (θtt (k), θte (k-1)) (1)

上記(1)式において、θte(k)は今回の演算時点にて新たに推定される予測スロットル弁開度θteであり、θtt(k)は今回の演算時点にて新たに設定された目標スロットル弁開度θttであり、θte(k-1)は今回の演算時点にて既に推定されていた予測スロットル弁開度θte（即ち、前回の演算時点にて新たに推定された予測スロットル弁開度θte）である。また、関数ｆ(θtt,θte)は、θttとθteとの差Δθ（＝θtt−θte)が大きくなるにつれて大きい値をとる関数（Δθに関して単調増加する関数ｆ）である。 In the above formula (1), θte (k) is the predicted throttle valve opening θte newly estimated at the current calculation time, and θtt (k) is the target throttle newly set at the current calculation time. Is the valve opening θtt, and θte (k-1) is the predicted throttle valve opening θte that has already been estimated at the time of the current calculation (that is, the predicted throttle valve opening that is newly estimated at the time of the previous calculation) θte). The function f (θtt, θte) is a function that takes a larger value as the difference Δθ (= θtt−θte) between θtt and θte increases (function f that increases monotonously with respect to Δθ).

このように、電子制御スロットル弁モデルＭ１は、今回の演算時点にて現時点から遅延時間ＴＤ後の時点（第１時点）の目標スロットル弁開度θttを新たに決定するとともに、第１時点のスロットル弁開度θteを新たに推定し、現時点から第１時点までの目標スロットル弁開度θttと予測スロットル弁開度θteとを、現時点からの時間経過に対応させた形でＲＡＭ７３に保持（記憶）させる。 As described above, the electronically controlled throttle valve model M1 newly determines the target throttle valve opening degree θtt at the time point (first time point) after the delay time TD from the current time point at the current calculation time point, and the throttle at the first time point. The valve opening θte is newly estimated, and the target throttle valve opening θtt and the predicted throttle valve opening θte from the current time to the first time are held (stored) in the RAM 73 in a form corresponding to the passage of time from the current time. Let

なお、上記駆動信号がスロットル弁アクチュエータ４６ａに対して送出された時点から殆ど遅れることなく実際のスロットル弁開度θtaが目標スロットル弁開度θttに一致する場合には、上記(1)式に代えて式（θte(k)＝θtt(k)）を用いてスロットル弁開度を推定してもよい。 When the actual throttle valve opening θta matches the target throttle valve opening θtt with almost no delay from the time when the drive signal is sent to the throttle valve actuator 46a, the above equation (1) is substituted. The throttle valve opening may be estimated using the equation (θte (k) = θtt (k)).

（スロットルモデルＭ２）
スロットルモデルＭ２は、本モデルを表す一般化された数式であり、エネルギー保存則、運動量保存則、質量保存則及び状態方程式等の物理法則に基づいて導出された下記(2)式及び下記(3)式に基づいて、吸気通路のうちのスロットル弁４６の周囲を通過する空気の流量（スロットル通過空気流量）mtを推定するモデルである。下記(2)式において、Ct（θt）はスロットル弁開度θtに応じて変化する流量係数、At（θt）はスロットル弁開度θtに応じて変化するスロットル開口断面積（吸気通路内のスロットル弁４６の周囲の開口断面積）、Picはインタークーラ部内の空気の圧力であるインタークーラ内圧力（即ち、コンプレッサ９１ａよりも下流側の吸気通路内の空気の圧力であるコンプレッサ下流圧力）、Pmは吸気管部内の空気の圧力である吸気管内圧力、Ticはインタークーラ部内の空気の温度であるインタークーラ内温度、Rは気体定数及びκは空気の比熱比（以下、κを一定値として扱う。）である。 (Throttle model M2)
The throttle model M2 is a generalized mathematical expression that represents this model. The throttle model M2 is derived from physical laws such as energy conservation law, momentum conservation law, mass conservation law, and state equation, and the following formula (2) and (3 ) Is a model for estimating the flow rate of air (throttle passage air flow rate) mt passing through the periphery of the throttle valve 46 in the intake passage. In the following equation (2), Ct (θt) is a flow coefficient that changes according to the throttle valve opening θt, and At (θt) is a throttle opening cross-sectional area that changes according to the throttle valve opening θt (the throttle in the intake passage) The cross-sectional area of the opening around the valve 46), Pic is the intercooler internal pressure which is the pressure of the air in the intercooler section (that is, the compressor downstream pressure which is the pressure of the air in the intake passage downstream of the compressor 91a), Pm Is the pressure in the intake pipe, which is the pressure of the air in the intake pipe section, Tic is the temperature in the intercooler, which is the temperature of the air in the intercooler section, R is the gas constant, and κ is the specific heat ratio of air (hereinafter, κ is treated as a constant value) .)

ここで、上記(2)式の右辺の流量係数Ct（θt）及びスロットル開口断面積At（θt）の積Ct（θt）・At（θt）は、スロットル弁開度θtに基づいて決定できることが経験的に知られている。そこで、スロットルモデルＭ２は、スロットル弁開度θtと、値Ct（θt）・At（θt）と、の関係を規定するテーブルMapCTATをＲＯＭ７２に保持させていて、そのテーブルMapCTATと、電子制御スロットル弁モデルＭ１により推定された予測スロットル弁開度θt(k-1)（＝θte）と、に基づいて値Ct（θt）・At（θt）（＝MapCTAT(θt(k-1))）を求める。 Here, the product Ct (θt) · At (θt) of the flow coefficient Ct (θt) and the throttle opening cross-sectional area At (θt) on the right side of the above equation (2) can be determined based on the throttle valve opening θt. Known empirically. Therefore, the throttle model M2 has a table MapCTAT that defines the relationship between the throttle valve opening θt and the values Ct (θt) · At (θt) stored in the ROM 72. The table MapCTAT and the electronically controlled throttle valve Based on the predicted throttle valve opening θt (k-1) (= θte) estimated by the model M1, the value Ct (θt) · At (θt) (= MapCTAT (θt (k-1))) is obtained. .

更に、スロットルモデルＭ２は、値Pm/Picと値Φ(Pm/Pic)との関係を規定するテーブルMapΦをＲＯＭ７２に保持させていて、後述する吸気管モデルＭ６によりk-1回目（前回）の演算時点にて推定された吸気管内圧力Pm(k-1)を後述するインタークーラモデルＭ５によりk-1回目の演算時点にて推定されたインタークーラ内圧力Pic(k-1)により除した値Pm(k-1)/Pic(k-1)と、前記テーブルMapΦと、から値Φ(Pm(k-1)/Pic(k-1))（＝MapΦ(Pm(k-1)/Pic(k-1))）を求める。 Further, the throttle model M2 holds a table MapΦ for defining the relationship between the value Pm / Pic and the value Φ (Pm / Pic) in the ROM 72, and the k-1th (previous) time is determined by the intake pipe model M6 described later. The value obtained by dividing the intake pipe pressure Pm (k-1) estimated at the calculation time by the intercooler internal pressure Pic (k-1) estimated at the k-1th calculation time by the intercooler model M5 described later. From Pm (k-1) / Pic (k-1) and the table MapΦ, the value Φ (Pm (k-1) / Pic (k-1)) (= MapΦ (Pm (k-1) / Pic) (k-1))).

スロットルモデルＭ２は、以上のように求めた値Φ(Pm(k-1)/Pic(k-1))と、後述するインタークーラモデルＭ５によりk-1回目の演算時点にて推定されたインタークーラ内圧力Pic(k-1)及びインタークーラ内温度Tic(k-1)と、を上記(2)式に適用してスロットル通過空気流量mt(k-1)を求める。 The throttle model M2 is calculated by the value Φ (Pm (k-1) / Pic (k-1)) obtained as described above and the inter-cooler model M5, which will be described later, estimated at the k-1th calculation time point. Applying the cooler internal pressure Pic (k-1) and the intercooler internal temperature Tic (k-1) to the above equation (2), the throttle passage air flow rate mt (k-1) is obtained.

（吸気弁モデルＭ３）
吸気弁モデルＭ３は、吸気管部内の空気の圧力である吸気管内圧力Pm及び吸気管部内の空気の温度である吸気管内温度Tm等から吸気弁３２の周囲を通過して気筒内に流入する空気の流量である筒内流入空気流量mcを推定するモデルである。吸気行程（吸気弁３２の閉弁時も含む）における気筒内（シリンダ２１内、燃焼室２５内）の圧力は吸気弁３２の上流の圧力、即ち、吸気管内圧力Pmとみなすことができるので、筒内流入空気流量mcは吸気弁閉弁時の吸気管内圧力Pmに比例すると考えることができる。そこで、吸気弁モデルＭ３は、筒内流入空気流量mcを、本モデルを表す一般化された数式であり、経験則に基づく下記(4)式にしたがって求める。
mc＝（Ta/Tm）・（c・Pm−d） …(4) (Intake valve model M3)
The intake valve model M3 has air that flows around the intake valve 32 from the intake pipe pressure Pm, which is the pressure of the air in the intake pipe, and the intake pipe temperature Tm, which is the temperature of the air in the intake pipe, into the cylinder. This is a model for estimating the in-cylinder inflow air flow rate mc, which is the flow rate of. Since the pressure in the cylinder (in the cylinder 21 and in the combustion chamber 25) in the intake stroke (including when the intake valve 32 is closed) can be regarded as the pressure upstream of the intake valve 32, that is, the intake pipe pressure Pm. The in-cylinder inflow air flow rate mc can be considered to be proportional to the intake pipe pressure Pm when the intake valve is closed. In view of this, the intake valve model M3 is a generalized mathematical expression that represents the in-cylinder inflow air flow rate mc according to the following equation (4) based on an empirical rule.
mc = (Ta / Tm) ・ (c ・ Pm−d) (4)

上記(4)式において、値cは比例係数及び値dは気筒内に残存していた既燃ガス量を反映した値である。値cは、エンジン回転速度ＮＥ及び吸気弁３２の開閉タイミングＶＴと値cとの関係を規定するテーブルMapC、現時点のエンジン回転速度ＮＥ及び現時点の吸気弁３２の開閉タイミングＶＴから求めることができる(c=MapC(NE,VT))。同様に、値dは、エンジン回転速度ＮＥ及び吸気弁３２の開閉タイミングＶＴと値dとの関係を規定するテーブルMapD、現時点のエンジン回転速度ＮＥ及び現時点の吸気弁３２の開閉タイミングＶＴから求めることができる(d=MapD(NE,VT))。 In the above equation (4), the value c is a proportional coefficient, and the value d is a value reflecting the amount of burnt gas remaining in the cylinder. The value c can be obtained from the table MapC that defines the relationship between the engine speed NE and the opening / closing timing VT of the intake valve 32 and the value c, the current engine speed NE, and the current opening / closing timing VT of the intake valve 32 ( c = MapC (NE, VT)). Similarly, the value d is obtained from the table MapD that defines the relationship between the engine speed NE and the opening / closing timing VT of the intake valve 32 and the value d, the current engine speed NE, and the current opening / closing timing VT of the intake valve 32. (D = MapD (NE, VT)).

吸気弁モデルＭ３は、後述する吸気管モデルＭ６によりk-1回目の演算時点にて推定された吸気管内圧力Pm(k-1)及び吸気管内温度Tm(k-1)と、現時点の吸気温度Taと、を上記(4)式に適用し、筒内流入空気流量mc(k-1)を推定する。 The intake valve model M3 includes the intake pipe pressure Pm (k-1) and the intake pipe temperature Tm (k-1) estimated at the time of the (k-1) th calculation by the intake pipe model M6 described later, and the current intake air temperature. Ta is applied to the above equation (4) to estimate the in-cylinder inflow air flow rate mc (k-1).

（コンプレッサモデルＭ４）
コンプレッサモデルＭ４は、インタークーラ内圧力Pic、コンプレッサ回転速度Ncm等に基づいて、コンプレッサ９１ａから流出する空気（インタークーラ４５に供給される空気）の流量（コンプレッサ流出空気流量）mcm及びインタークーラ４５に供給される空気が過給機９１のコンプレッサ９１ａを通過する際に単位時間あたりにコンプレッサ９１ａにより与えられるコンプレッサ付与エネルギーEcmを推定するモデルである。 (Compressor model M4)
The compressor model M4 has a flow rate (compressor outflow air flow rate) mcm of air flowing out from the compressor 91a (compressor outflow air flow rate) mcm and the intercooler 45 based on the intercooler internal pressure Pic, the compressor rotation speed Ncm, and the like. This is a model for estimating the compressor applied energy Ecm given by the compressor 91a per unit time when the supplied air passes through the compressor 91a of the supercharger 91.

先ず、本モデルにより推定されるコンプレッサ流出空気流量mcmについて説明する。コンプレッサ流出空気流量mcmは、インタークーラ内圧力Picを吸気圧力Paで除した値Pic/Paと、コンプレッサ回転速度Ncmと、に基づいて推定できることが経験的に知られている。従って、コンプレッサ流出空気流量mcmは、インタークーラ内圧力Picを吸気圧力Paで除した値Pic/Pa及びコンプレッサ回転速度Ncmとコンプレッサ流出空気流量mcmとの関係を規定するテーブルMapMCM、インタークーラ内圧力Picを吸気圧力Paで除した値Pic/Pa及びコンプレッサ回転速度Ncmに基づいて求められる。 First, the compressor outflow air flow rate mcm estimated by this model will be described. It is empirically known that the compressor outflow air flow rate mcm can be estimated based on the value Pic / Pa obtained by dividing the intercooler internal pressure Pic by the intake pressure Pa and the compressor rotation speed Ncm. Therefore, the compressor outflow air flow rate mcm is the value Pic / Pa obtained by dividing the intercooler internal pressure Pic by the intake pressure Pa, and the table MapMCM that defines the relationship between the compressor rotation speed Ncm and the compressor outflow air flow rate mcm, the intercooler internal pressure Pic Is obtained by dividing the value by the intake pressure Pa, Pic / Pa, and the compressor rotation speed Ncm.

コンプレッサモデルＭ４は、後述するインタークーラモデルＭ５によりk-1回目の演算時点にて推定されたインタークーラ内圧力Pic(k-1)を現時点の吸気圧力Paで除した値Pic(k-1)/Paと、コンプレッサ回転速度センサ６３からの信号に基づいて別途算出されている最新の（現時点の）コンプレッサ回転速度Ncmと、上記テーブルMapMCMと、からコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)（＝MapMCM(Pic(k-1)/Pa,Ncm)）を推定する。 The compressor model M4 is a value Pic (k-1) obtained by dividing the intercooler internal pressure Pic (k-1) estimated at the time of the (k-1) th calculation by the intercooler model M5 described later by the current intake pressure Pa. Compressor outflow air flow rate mcm (k-1) (=) from the latest (current) compressor rotation speed Ncm calculated separately based on / Pa, and the signal from the compressor rotation speed sensor 63, and the table MapMCM. MapMCM (Pic (k-1) / Pa, Ncm)) is estimated.

次に、本モデルにより推定されるコンプレッサ付与エネルギーEcmについて説明する。コンプレッサ付与エネルギーEcmは、本モデルの一部を表す一般化された数式であり、エネルギー保存則に基づいた下記(5)式、コンプレッサ効率η、コンプレッサ流出空気流量mcm、インタークーラ内圧力Picを吸気圧力Paで除した値Pic/Pa及び吸気温度Taにより求められる。 Next, the compressor imparted energy Ecm estimated by this model will be described. Compressor imparted energy Ecm is a generalized formula that represents a part of this model.The following formula (5) based on the law of conservation of energy, compressor efficiency η, compressor outflow air flow rate mcm, and intercooler internal pressure Pic are taken in. It is obtained from the value Pic / Pa divided by the pressure Pa and the intake air temperature Ta.

ここで、Cpは空気の定圧比熱である。また、コンプレッサ効率ηは、コンプレッサ流出空気流量mcmと、コンプレッサ回転速度Ncmと、に基づいて推定できることが経験的に知られている。従って、コンプレッサ効率ηは、コンプレッサ流出空気流量mcm及びコンプレッサ回転速度Ncmとコンプレッサ効率ηとの関係を規定するテーブルMapETA、コンプレッサ流出空気流量mcm及びコンプレッサ回転速度Ncmに基づいて求められる。 Here, Cp is the constant pressure specific heat of air. Further, it is empirically known that the compressor efficiency η can be estimated based on the compressor outflow air flow rate mcm and the compressor rotation speed Ncm. Therefore, the compressor efficiency η is obtained based on the table MapETA that defines the relationship between the compressor outflow air flow rate mcm and the compressor rotation speed Ncm and the compressor efficiency η, the compressor outflow air flow rate mcm and the compressor rotation speed Ncm.

コンプレッサモデルＭ４は、上記推定されたコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)と、現時点のコンプレッサ回転速度Ncmと、上記テーブルMapETAと、からコンプレッサ効率η(k-1)（＝MapETA(mcm(k-1),Ncm)）を推定する。 The compressor model M4 calculates the compressor efficiency η (k-1) (= MapETA (mcm (k-1)) from the estimated compressor outflow air flow rate mcm (k-1), the current compressor rotation speed Ncm, and the table MapETA. -1), Ncm)).

そして、コンプレッサモデルＭ４は、推定されたコンプレッサ効率η(k-1)と、上記推定されたコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)と、後述するインタークーラモデルＭ５によりk-1回目の演算時点にて推定されたインタークーラ内圧力Pic(k-1)を現時点の吸気圧力Paにより除した値Pic(k-1)/Paと、現時点の吸気温度Taと、を上記(5)式に適用してコンプレッサ付与エネルギーEcm(k-1)を推定する。 The compressor model M4 calculates the k-1th calculation time point based on the estimated compressor efficiency η (k-1), the estimated compressor outflow air flow rate mcm (k-1), and the intercooler model M5 described later. The value Pic (k-1) / Pa obtained by dividing the intercooler internal pressure Pic (k-1) estimated in step 1 by the current intake pressure Pa and the current intake air temperature Ta are applied to the above equation (5). Then, the compressor imparted energy Ecm (k-1) is estimated.

（インタークーラモデルＭ５）
インタークーラモデルＭ５は、本モデルを表す一般化された数式であり、質量保存則及びエネルギー保存則に基づいた下記(6)式及び下記(7)式、吸気温度Ta、インタークーラ部に流入する空気の流量（即ち、コンプレッサ流出空気流量）mcm、コンプレッサ付与エネルギーEcm及びインタークーラ部から流出する空気の流量（即ち、スロットル通過空気流量）mtから、インタークーラ内圧力Pic及びインタークーラ内温度Ticを求めるモデルである。なお、下記(6)式及び下記(7)式において、Vicはインタークーラ部の容積である。
d(Pic/Tic）/dt＝(R/Vic)・(mcm−mt) …(6)
dPic/dt＝κ・(R/Vic)・(mcm・Ta−mt・Tic)
＋(κ−1)/(Vic)・(Ecm−K・(Tic−Ta)) …(7) (Intercooler model M5)
The intercooler model M5 is a generalized mathematical expression representing this model, and the following equations (6) and (7) based on the law of conservation of mass and the law of conservation of energy, intake air temperature Ta, and flow into the intercooler section. The intercooler internal pressure Pic and intercooler internal temperature Tic are calculated from the air flow rate (that is, compressor outflow air flow rate) mcm, the compressor applied energy Ecm, and the flow rate of air flowing out from the intercooler (that is, air flow rate through the throttle) mt. This is the model we want. In the following formulas (6) and (7), Vic is the volume of the intercooler part.
d (Pic / Tic) / dt = (R / Vic) ・ (mcm−mt) (6)
dPic / dt = κ ・ (R / Vic) ・ (mcm ・ Ta−mt ・ Tic)
+ (Κ−1) / (Vic) ・ (Ecm−K ・ (Tic−Ta)) (7)

ここで、Kは、インタークーラ４５内の空気が接するインタークーラ４５の壁面の表面積と、インタークーラ４５内の空気とインタークーラ４５の壁面との間の熱伝達率と、の積に応じた値である。インタークーラモデルＭ５は、コンプレッサモデルＭ４により取得されたコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)及びコンプレッサ付与エネルギーEcm(k-1)と、スロットルモデルＭ２により取得されたスロットル通過空気流量mt(k-1)と、現時点の吸気温度Taと、を上記(6)式及び上記(7)式の右辺に適用する。そして、(6)式及び(7)式に基づく計算を行って、最新のインタークーラ内圧力Pic(k)及びインタークーラ内温度Tic(k)を推定する。 Here, K is a value corresponding to the product of the surface area of the wall surface of the intercooler 45 in contact with the air in the intercooler 45 and the heat transfer coefficient between the air in the intercooler 45 and the wall surface of the intercooler 45. It is. The intercooler model M5 includes the compressor outflow air flow rate mcm (k-1) and the compressor applied energy Ecm (k-1) acquired by the compressor model M4, and the throttle passing air flow rate mt (k-) acquired by the throttle model M2. 1) and the current intake air temperature Ta are applied to the right side of the above equation (6) and the above equation (7). Then, the latest intercooler internal pressure Pic (k) and intercooler internal temperature Tic (k) are estimated by performing calculations based on the equations (6) and (7).

更に、インタークーラモデルＭ５は、電子制御スロットル弁モデルＭ１により推定された予測スロットル弁開度θt(k)（＝θte）及び現時点のエンジン回転速度ＮＥからなる内燃機関１０の運転状態が所定の軽負荷閾値よりも軽負荷側の軽負荷運転領域内にある軽負荷運転状態が所定期間以上継続しているか否かを判定する。そして、インタークーラモデルＭ５は、軽負荷運転状態が所定期間以上継続している場合、推定した最新のインタークーラ内圧力Pic(k)を圧力センサ６１により検出された吸気圧力Paに近づけるように、推定した最新のインタークーラ内圧力Pic(k)を補正する。 Further, the intercooler model M5 has a predetermined light operating condition of the internal combustion engine 10 that includes the predicted throttle valve opening θt (k) (= θte) estimated by the electronically controlled throttle valve model M1 and the current engine speed NE. It is determined whether or not the light load operation state in the light load operation region on the light load side from the load threshold is continued for a predetermined period or more. The intercooler model M5 is configured to bring the estimated latest intercooler internal pressure Pic (k) close to the intake pressure Pa detected by the pressure sensor 61 when the light load operation state continues for a predetermined period or longer. The latest estimated intercooler pressure Pic (k) is corrected.

（吸気管モデルＭ６）
吸気管モデルＭ６は、本モデルを表す一般化された数式であり、質量保存則及びエネルギー保存則に基づいた下記(8)式及び下記(9)式、吸気管部に流入する空気の流量（即ち、スロットル通過空気流量）mt、インタークーラ内温度Tic及び吸気管部から流出する空気の流量（即ち、筒内流入空気流量）mcから、吸気管内圧力Pm及び吸気管内温度Tmを求めるモデルである。なお、下記(8)式及び下記(9)式において、Vmは吸気管部（スロットル弁４６から吸気弁３２までの吸気通路）の容積である。
d(Pm/Tm）/dt＝(R/Vm)・(mt−mc) …(8)
dPm/dt＝κ・(R/Vm)・(mt・Tic−mc・Tm) …(9) (Intake pipe model M6)
The intake pipe model M6 is a generalized mathematical expression representing this model. The following equations (8) and (9) based on the law of conservation of mass and the law of conservation of energy, and the flow rate of air flowing into the intake pipe ( That is, this is a model for obtaining the intake pipe pressure Pm and the intake pipe temperature Tm from the throttle passage air flow rate mt, the intercooler internal temperature Tic, and the flow rate of air flowing out of the intake pipe (ie, the in-cylinder inflow air flow rate) mc. . In the following formulas (8) and (9), Vm is the volume of the intake pipe portion (the intake passage from the throttle valve 46 to the intake valve 32).
d (Pm / Tm) / dt = (R / Vm) ・ (mt−mc) (8)
dPm / dt = κ ・ (R / Vm) ・ (mt ・ Tic−mc ・ Tm) (9)

吸気管モデルＭ６は、スロットルモデルＭ２により取得されたスロットル通過空気流量mt(k-1)と、吸気弁モデルＭ３により取得された筒内流入空気流量mc(k-1)と、インタークーラモデルＭ５により今回の演算時点にて推定された（最新の）インタークーラ内温度Tic(k)と、を上記(8)式及び上記(9)式の右辺に適用する。そして、(8)式及び(9)式に基づく計算を行って、最新の吸気管内圧力Pm(k)及び吸気管内温度Tm(k)を推定する。 The intake pipe model M6 includes a throttle passage air flow rate mt (k-1) acquired by the throttle model M2, a cylinder inflow air flow rate mc (k-1) acquired by the intake valve model M3, and an intercooler model M5. Thus, the (latest) intercooler internal temperature Tic (k) estimated at the time of the current calculation is applied to the right side of the above equations (8) and (9). Then, the latest intake pipe pressure Pm (k) and intake pipe temperature Tm (k) are estimated by performing calculations based on the expressions (8) and (9).

（吸気弁モデルＭ７）
吸気弁モデルＭ７は、上述の吸気弁モデルＭ３と同様のモデルを含んでいる。吸気弁モデルＭ７においては、上記吸気管モデルＭ６が推定した最新の吸気管内圧力Pm(k)及び吸気管内温度Tm(k)と、現時点の吸気温度Taと、を本モデルを表す一般化された数式であり上記経験則に基づく(4)式（mc＝（Ta/Tm）・（c・Pm−d））に適用して最新の筒内流入空気流量mc(k)を求める。そして、吸気弁モデルＭ７は、求めた筒内流入空気流量mc(k)に現時点のエンジン回転速度ＮＥ及び現時点の吸気弁３２の開閉タイミングＶＴから算出される吸気弁３２が開弁してから閉弁するまでの時間Tintを乗じることにより筒内空気量（予測筒内空気量）KLfwdを推定する。 (Intake valve model M7)
The intake valve model M7 includes a model similar to the intake valve model M3 described above. In the intake valve model M7, the latest intake pipe pressure Pm (k) and intake pipe temperature Tm (k) estimated by the intake pipe model M6 and the current intake air temperature Ta are generalized to represent this model. The latest in-cylinder inflow air flow rate mc (k) is obtained by applying the equation (4) (mc = (Ta / Tm) · (c · Pm−d)) based on the above empirical rule. The intake valve model M7 is closed after the intake valve 32 calculated from the current engine rotational speed NE and the current opening / closing timing VT of the intake valve 32 is added to the obtained in-cylinder inflow air flow rate mc (k). The in-cylinder air amount (predicted in-cylinder air amount) KLfwd is estimated by multiplying the time Tint until valved.

＜実際の作動＞
次に、電気制御装置７０の実際の作動について、図４〜図１１を参照しながら説明する。 <Actual operation>
Next, the actual operation of the electric control device 70 will be described with reference to FIGS.

（スロットル弁開度推定）
ＣＰＵ７１は、図４にフローチャートにより示したスロットル弁開度推定ルーチンを所定の演算周期ΔTt１（本例では、２ｍｓ）の経過（演算時点が到来する）毎に実行するようになっている。なお、図４のルーチンの処理が実行されることは、上記電子制御スロットル弁モデルＭ１及び上記電子制御スロットル弁ロジックＡ１の機能が達成されることに対応している。 (Throttle valve opening estimation)
The CPU 71 executes the throttle valve opening estimation routine shown by the flowchart in FIG. 4 every elapse of a predetermined calculation cycle ΔTt1 (2 ms in this example) (the time of calculation comes). The execution of the routine of FIG. 4 corresponds to the achievement of the functions of the electronic control throttle valve model M1 and the electronic control throttle valve logic A1.

また、このスロットル弁開度推定ルーチンの処理の詳細については、特開２００６−７０８８１号公報に記載されているため、本明細書においては概略のみを説明する。なお、後述する図５のルーチン、図６のルーチン及び図８のルーチンについても同様である。 Further, details of the processing of the throttle valve opening estimation routine are described in Japanese Patent Laid-Open No. 2006-70881, and therefore only an outline will be described in this specification. The same applies to the routine of FIG. 5, the routine of FIG. 6, and the routine of FIG.

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、ステップ４０５〜ステップ４２５の処理を実行することにより、現時点から時間ｉ・ΔTt１経過後の時点の目標スロットル弁開度θtt(i)を、前回の演算時点にてその時点から時間(ｉ＋1)・ΔTt１経過後の時点の目標スロットル弁開度として設定された値θtt(i+1)に設定する。ここで、値ｉは、０〜ntdly−１の整数である。また、遅延回数ntdlyは、遅延時間ＴＤ（本例では、３２ｍｓ）を上記演算周期ΔTt１により除した値（本例では、１６）である。即ち、目標スロットル弁開度θtt(1)〜θtt(ntdly)は、値の順序を維持しながら目標スロットル弁開度θtt(0)〜θtt(ntdly-1)にシフトさせられる。 Therefore, when the predetermined timing is reached, the CPU 71 executes the processing from step 405 to step 425 to obtain the target throttle valve opening θtt (i) at the time point after the elapse of time i · ΔTt1 from the current time point as the previous calculation time point. Is set to the value θtt (i + 1) set as the target throttle valve opening after the time (i + 1) · ΔTt1 has elapsed. Here, the value i is an integer from 0 to ntdly-1. The number of delays ntdly is a value (16 in this example) obtained by dividing the delay time TD (32 ms in this example) by the calculation cycle ΔTt1. That is, the target throttle valve openings θtt (1) to θtt (ntdly) are shifted to the target throttle valve openings θtt (0) to θtt (ntdly-1) while maintaining the order of the values.

同様に、ＣＰＵ７１は、現時点から時間ｉ・ΔTt１経過後の時点の予測スロットル弁開度θte(i)を、前回の演算時点にてその時点から時間(ｉ＋1)・ΔTt１経過後の時点の予測スロットル弁開度として設定された値θte(i+1)に設定する。即ち、予測スロットル弁開度θte(1)〜θte(ntdly)も、値の順序を維持しながら予測スロットル弁開度θte(0)〜θte(ntdly-1)にシフトさせられる。 Similarly, the CPU 71 calculates the predicted throttle valve opening θte (i) at the time after the time i · ΔTt1 has elapsed from the current time, and the predicted throttle valve at the time after the time (i + 1) · ΔTt1 has elapsed since the time of the previous calculation. The value θte (i + 1) set as the valve opening is set. That is, the predicted throttle valve openings θte (1) to θte (ntdly) are also shifted to the predicted throttle valve openings θte (0) to θte (ntdly-1) while maintaining the order of the values.

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４３０にて、現時点のアクセルペダル操作量Accpと、上記テーブルMapθtt1と、に基づいて今回の暫定目標スロットル弁開度θtt1を求め、求めた暫定目標スロットル弁開度θtt1を現時点から遅延時間ＴＤ後の時点（第１時点）の目標スロットル弁開度θttとするために目標スロットル弁開度θtt(ntdly)に設定する。 Next, in step 430, the CPU 71 obtains the current temporary target throttle valve opening θtt1 based on the current accelerator pedal operation amount Accp and the table Mapθtt1, and obtains the obtained temporary target throttle valve opening θtt1 at the current time. Is set to the target throttle valve opening degree θtt (ntdly) in order to obtain the target throttle valve opening degree θtt at the time point after the delay time TD (first time point).

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ４３５にて、前回の演算時点にてその時点から遅延時間ＴＤ後の予測スロットル弁開度θteとして推定された予測スロットル弁開度θte(ntdly-1)と、上記ステップ４３０にて遅延時間ＴＤ後の目標スロットル弁開度θttとして設定された目標スロットル弁開度θtt(ntdly)と、上記(1)式（の右辺）に基づくステップ４３５内に示した式と、に基づいて現時点から遅延時間ＴＤ後の予測スロットル弁開度θte(ntdly)を算出する。 In step 435, the CPU 71 predicts the predicted throttle valve opening θte (ntdly−1) estimated as the predicted throttle valve opening θte after the delay time TD from the time of the previous calculation, and the above step 430. Based on the target throttle valve opening degree θtt (ntdly) set as the target throttle valve opening degree θtt after the delay time TD and the expression shown in step 435 based on the above expression (1) (right side). Then, the predicted throttle valve opening θte (ntdly) after the delay time TD from the present time is calculated.

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ４４０にて、実際のスロットル弁開度θtaが目標スロットル弁開度θtt(0)に一致するようにスロットル弁アクチュエータ４６ａに対して駆動信号を送出し、続くステップ４９５にて本ルーチンを一旦終了する。即ち、今回の演算時点にて目標スロットル弁開度θtt(ntdly)に設定された値は、今後において本ルーチンが遅延回数ntdlyだけ繰り返して実行されたとき（遅延時間ＴＤ後）にθtt(0)に設定され、その値に応じた駆動信号がスロットル弁アクチュエータ４６ａに対して出力される。 Next, in step 440, the CPU 71 sends a drive signal to the throttle valve actuator 46a so that the actual throttle valve opening θta matches the target throttle valve opening θtt (0), and in subsequent step 495. This routine is temporarily terminated. That is, the value set for the target throttle valve opening θtt (ntdly) at the time of the current calculation is the same as θtt (0) when this routine is repeatedly executed in the future by the number of delay times ntdly (after the delay time TD). And a drive signal corresponding to the value is output to the throttle valve actuator 46a.

（筒内空気量推定）
一方、ＣＰＵ７１は、図５にフローチャートにより示した筒内空気量推定ルーチンを所定の演算周期ΔTt２（本例では、８ｍｓ）の経過（演算時点が到来する）毎に実行するようになっている。なお、図５のルーチンの処理が実行されることは、筒内空気量推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。 (In-cylinder air volume estimation)
On the other hand, the CPU 71 executes the in-cylinder air amount estimation routine shown in the flowchart of FIG. 5 every elapse of a predetermined calculation cycle ΔTt2 (8 ms in this example) (the time of calculation comes). Note that the execution of the routine of FIG. 5 corresponds to the achievement of part of the function of the cylinder air amount estimation means.

従って、所定のタイミングになると、ＣＰＵ７１は、ステップ５０５に進んで上記スロットルモデルＭ２によりスロットル通過空気流量mt(k-1)を求めるため、図６にフローチャートにより示したルーチンを実行する。 Therefore, when the predetermined timing is reached, the CPU 71 proceeds to step 505 to execute the routine shown by the flowchart in FIG. 6 in order to obtain the throttle passage air flow rate mt (k−1) by the throttle model M2.

ＣＰＵ７１は、ステップ６０５にて、図４のスロットル弁開度推定ルーチンにより設定されている予測スロットル弁開度θte(i)（ｉは、０〜ntdlyの整数）から、現時点よりも所定の時間間隔Δt0だけ後の時点と最も近い時点のスロットル弁開度として推定された予測スロットル弁開度θte(m)を予測スロットル弁開度θt(k)として読み込む（取得する）。 In step 605, the CPU 71 determines a predetermined time interval from the current time based on the predicted throttle valve opening θte (i) (i is an integer of 0 to ntdly) set by the throttle valve opening estimation routine of FIG. The predicted throttle valve opening degree θte (m) estimated as the throttle valve opening degree closest to the time point after Δt0 is read (obtained) as the predicted throttle valve opening degree θt (k).

ここで、時間間隔Δt0は、特定の気筒の燃料噴射開始時期前の所定の燃料噴射量決定時点（燃料噴射量を決定する必要がある最終の時点、本例では、特定の気筒のクランク角が吸気行程開始時点（その気筒の吸気弁３２の開弁時）近傍の上死点（吸気上死点）よりも７５°だけ進角したクランク角に一致した時点）から吸気行程終了時点（その気筒の吸気弁３２の閉弁時）までの時間である。また、値kは図５のルーチンの実行が開始される毎に「１」が加算される整数であり、図５のルーチンの実行が開始された回数を表すようになっている。 Here, the time interval Δt0 is a predetermined fuel injection amount determination time before the fuel injection start timing of a specific cylinder (the final time when the fuel injection amount needs to be determined, in this example, the crank angle of the specific cylinder is From the start of the intake stroke (when the intake valve 32 of the cylinder is opened) to the end of the intake stroke from the top dead center (increase the crank angle advanced by 75 ° from the intake top dead center) Until the intake valve 32 is closed). The value k is an integer to which “1” is added every time execution of the routine of FIG. 5 is started, and represents the number of times of execution of the routine of FIG.

以下、本明細書においては、前回の演算時点（本ルーチンをk-1回目に実行している時点）においてステップ６０５にて読み込んだ予測スロットル弁開度θt(k-1)に対応する時点（前回の演算時点に応じて定められる推定時点）を前回推定時点t1と呼び、今回の演算時点（本ルーチンをk回目に実行している時点）においてステップ６０５にて読み込んだ予測スロットル弁開度θt(k)に対応する時点（今回の演算時点に応じて定められる推定時点）を今回推定時点t2と呼ぶ（第１時点、時間間隔Δt0、前回推定時点t1及び今回推定時点t2の関係を示した模式図である図７を参照。）。
なお、ステップ６０５の処理が実行されることは、運転状態取得手段の機能の一部が達成されることに対応している。 Hereinafter, in this specification, the time corresponding to the predicted throttle valve opening θt (k−1) read in step 605 at the previous calculation time (the time when this routine is executed for the (k−1) th time) ( The estimated time determined in accordance with the previous calculation time) is called the previous estimated time t1, and the predicted throttle valve opening θt read in step 605 at the current calculation time (when this routine is executed k-th time). The time point corresponding to (k) (the estimated time point determined according to the current calculation time point) is referred to as the current estimated time point t2 (the relationship between the first time point, the time interval Δt0, the previous estimated time point t1, and the current estimated time point t2 is shown. (See FIG. 7, which is a schematic diagram.)
Note that the execution of the processing of step 605 corresponds to the achievement of part of the function of the operating state acquisition means.

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ６１０〜ステップ６２０の処理を実行することにより、前回の演算時点にて上記ステップ６０５にて設定された予測スロットル弁開度θt(k-1)と、上記テーブルMapCTATと、上記テーブルMapΦと、上記スロットルモデルＭ２を表す(2)式に基づくステップ６２０内に示した式と、前回の演算時点にて後述するステップ５２５にて推定された前回推定時点t1の吸気管内圧力Pm(k-1)と、前回の演算時点にて後述するステップ５２０にて推定された前回推定時点t1のインタークーラ内圧力Pic(k-1)及びインタークーラ内温度Tic(k-1)と、に基づいて前回推定時点t1のスロットル通過空気流量mt(k-1)を求め、ステップ６９５を経由して図５のステップ５１０に進む。 And CPU71 performs the process of step 610-step 620, predicted throttle valve opening (theta) t (k-1) set in said step 605 at the time of the last calculation, said table MapCTAT, The equation shown in step 620 based on the table MapΦ and the equation (2) representing the throttle model M2, and the intake pipe pressure Pm at the previous estimated time t1 estimated in step 525 described later at the previous calculation time (k-1), the intercooler internal pressure Pic (k-1) and the intercooler internal temperature Tic (k-1) at the previous estimated time t1 estimated in step 520 described later at the time of the previous calculation, Based on the above, the throttle passage air flow rate mt (k−1) at the previous estimated time t1 is obtained, and the process proceeds to step 510 in FIG.

ＣＰＵ７１は、ステップ５１０にて、上記テーブルMapCと、上記テーブルMapDと、現時点のエンジン回転速度（即ち、クランクポジションセンサ６５からの信号に基づいて別途算出されている最新のエンジン回転速度）ＮＥ及び現時点の吸気弁３２の開閉タイミングＶＴと、上記吸気弁モデルＭ３を表す(4)式に基づくステップ５１０内に示した式と、前回の演算時点にて後述するステップ５２５にて推定された前回推定時点t1の吸気管内圧力Pm(k-1)及び吸気管内温度Tm(k-1)と、現時点の（現時点にて温度センサ６２により検出された）吸気温度Taと、に基づいて前回推定時点t1の筒内流入空気流量mc(k-1)を求める。 In step 510, the CPU 71 determines that the table MapC, the table MapD, the current engine speed (that is, the latest engine speed calculated separately based on the signal from the crank position sensor 65) NE and the current time. The opening / closing timing VT of the intake valve 32, the expression shown in step 510 based on the expression (4) representing the intake valve model M3, and the previous estimated time estimated in step 525 described later at the previous calculation time Based on the intake pipe pressure Pm (k-1) and the intake pipe temperature Tm (k-1) at t1 and the intake air temperature Ta at the present time (detected by the temperature sensor 62 at the present time), The in-cylinder inflow air flow rate mc (k-1) is obtained.

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５１５に進んで上記コンプレッサモデルＭ４によりコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)及びコンプレッサ付与エネルギーEcm(k-1)を求めるため、図８にフローチャートにより示したルーチンを実行する。 Next, the CPU 71 proceeds to step 515 and executes the routine shown by the flowchart in FIG. 8 in order to obtain the compressor outflow air flow rate mcm (k-1) and the compressor imparted energy Ecm (k-1) by the compressor model M4. .

ＣＰＵ７１は、ステップ８０５及びステップ８１０の処理を実行することにより、上記テーブルMapMCMと、現時点のコンプレッサ回転速度Ncmと、現時点の（現時点にて圧力センサ６１により検出された）吸気圧力Paと、前回の演算時点にて後述するステップ５２０にて推定された前回推定時点t1のインタークーラ内圧力Pic(k-1)と、に基づいて前回推定時点t1のコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)を求める。 The CPU 71 executes the processing of step 805 and step 810, thereby the table MapMCM, the current compressor rotation speed Ncm, the current intake pressure Pa (detected by the pressure sensor 61 at the present time), and the previous time Based on the inter-cooler internal pressure Pic (k-1) at the previous estimated time t1 estimated in step 520 described later at the time of calculation, the compressor outflow air flow rate mcm (k-1) at the previous estimated time t1 is obtained. .

更に、ＣＰＵ７１は、ステップ８１５及びステップ８２０の処理を実行することにより、コンプレッサモデルＭ４の一部を表す上記(5)式に基づくステップ８２０内に示した式と、上記テーブルMapETAと、上記ステップ８１０にて求められたコンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)と、現時点のコンプレッサ回転速度Ncmと、現時点の吸気圧力Paと、前回の演算時点にて後述するステップ５２０にて推定された前回推定時点t1のインタークーラ内圧力Pic(k-1)と、現時点の吸気温度Taと、に基づいて前回推定時点t1のコンプレッサ付与エネルギーEcm(k-1)を求め、ステップ８９５を経由して図５のステップ５２０に進む。 Further, the CPU 71 executes the processing of step 815 and step 820 to thereby execute the equation shown in step 820 based on the equation (5) representing a part of the compressor model M4, the table MapETA, and the step 810. Compressor outflow air flow rate mcm (k-1) obtained at step 1, the current compressor rotation speed Ncm, the current intake pressure Pa, and the previous estimated time estimated in step 520 described later at the previous calculation time. Based on the intercooler internal pressure Pic (k-1) at t1 and the current intake air temperature Ta, the compressor imparted energy Ecm (k-1) at the previous estimated time t1 is obtained, and the process proceeds to step 895 as shown in FIG. Proceed to step 520.

ＣＰＵ７１は、ステップ５２０にて、上記インタークーラモデルＭ５を表す(6)式及び(7)式を離散化したステップ５２０内に示した式（差分方程式）と、上記ステップ５０５及びステップ５１５にてそれぞれ求めたスロットル通過空気流量mt(k-1)、コンプレッサ流出空気流量mcm(k-1)及びコンプレッサ付与エネルギーEcm(k-1)と、に基づいて、今回推定時点t2のインタークーラ内圧力Pic(k)と、インタークーラ内圧力Pic(k)を今回推定時点t2のインタークーラ内温度Tic(k)により除した値Pic/Tic(k)と、を求める。 In step 520, the CPU 71 discretizes the equations (6) and (7) representing the intercooler model M5 in step 520, and in steps 505 and 515, respectively. Based on the obtained throttle passage air flow rate mt (k-1), compressor outflow air flow rate mcm (k-1), and compressor applied energy Ecm (k-1), the intercooler internal pressure Pic ( k) and a value Pic / Tic (k) obtained by dividing the intercooler internal pressure Pic (k) by the intercooler internal temperature Tic (k) at the current estimation time t2.

なお、ΔｔはインタークーラモデルＭ５及び吸気管モデルＭ６に基づく計算において使用される離散間隔を示し、式（Δｔ＝t2−t1）により表される。即ち、ステップ５２０においては、前回推定時点t1におけるインタークーラ内圧力Pic(k-1)及びインタークーラ内温度Tic(k-1)に基づいて、今回推定時点t2におけるインタークーラ内圧力Pic(k)及びインタークーラ内温度Tic(k)が推定される。 Note that Δt represents a discrete interval used in the calculation based on the intercooler model M5 and the intake pipe model M6, and is represented by an equation (Δt = t2−t1). That is, in step 520, based on the intercooler internal pressure Pic (k-1) and the intercooler internal temperature Tic (k-1) at the previous estimated time t1, the intercooler internal pressure Pic (k) at the current estimated time t2. And the intercooler internal temperature Tic (k) is estimated.

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ５２５にて、上記吸気管モデルＭ６を表す(8)式及び(9)式を離散化したステップ５２５内に示した式（差分方程式）と、上記ステップ５０５及びステップ５１０にてそれぞれ求めたスロットル通過空気流量mt(k-1)及び筒内流入空気流量mc(k-1)と、前回の演算時点にてステップ５２０にて推定された前回推定時点t1のインタークーラ内温度Tic(k-1)と、に基づいて、今回推定時点t2の吸気管内圧力Pm(k)と、吸気管内圧力Pm(k)を今回推定時点t2の吸気管内温度Tm(k)により除した値Pm/Tm(k)と、を求める。即ち、ステップ５２５においては、前回推定時点t1における吸気管内圧力Pm(k-1)及び吸気管内温度Tm(k-1)に基づいて、今回推定時点t2における吸気管内圧力Pm(k)及び吸気管内温度Tm(k)が推定される。 Next, in step 525, the CPU 71 determines that the equation (difference equation) shown in step 525 obtained by discretizing the equations (8) and (9) representing the intake pipe model M6, and the steps 505 and 510 described above. The inter-cooler temperature at the previous estimated time t1 estimated at step 520 at the time of the previous calculation, and the throttle passage air flow rate mt (k-1) and the in-cylinder inflow air flow rate mc (k-1) obtained respectively. Based on Tic (k-1), the value obtained by dividing the intake pipe pressure Pm (k) at the current estimated time t2 and the intake pipe pressure Pm (k) by the intake pipe internal temperature Tm (k) at the current estimated time t2. Pm / Tm (k) is obtained. That is, in step 525, based on the intake pipe pressure Pm (k-1) and the intake pipe temperature Tm (k-1) at the previous estimated time t1, the intake pipe pressure Pm (k) and the intake pipe inside at the current estimated time t2 are calculated. The temperature Tm (k) is estimated.

更に、ＣＰＵ７１は、ステップ５３０にて、上記吸気弁モデルＭ７を表す(4)式に基づくステップ５３０内に示した式と、上記ステップ５２５にて求められた今回推定時点t2の吸気管内圧力Pm(k)及び吸気管内温度Tm(k)と、に基づいて今回推定時点t2の筒内流入空気流量mc(k)を求める。 Further, in step 530, the CPU 71 calculates the expression shown in step 530 based on the expression (4) representing the intake valve model M7 and the intake pipe pressure Pm () at the current estimated time t2 obtained in step 525. Based on k) and the intake pipe temperature Tm (k), the in-cylinder inflow air flow rate mc (k) at the current estimated time t2 is obtained.

そして、ＣＰＵ７１は、ステップ５３５にて、現時点のエンジン回転速度ＮＥと、現時点の吸気弁３２の開閉タイミングＶＴと、により吸気弁開弁時間（吸気弁３２が開弁してから閉弁するまでの時間）Tintを算出し、続くステップ５４０にて上記今回推定時点t2の筒内流入空気流量mc(k)に吸気弁開弁時間Tintを乗じることにより予測筒内空気量KLfwdを算出し、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。 In step 535, the CPU 71 determines the intake valve opening time (from the time the intake valve 32 is opened until the valve is closed) based on the current engine speed NE and the current opening / closing timing VT of the intake valve 32. Time) Tint is calculated, and in step 540, the predicted in-cylinder air amount KLfwd is calculated by multiplying the in-cylinder inflow air flow rate mc (k) at the current estimated time t2 by the intake valve opening time Tint, and step 595 Proceed to to end the present routine.

以上のように算出される予測筒内空気量KLfwdについて、更に、説明する。ここで、説明の便宜上、図５の筒内空気量推定ルーチンの演算周期ΔTt２がクランク軸２４が３６０°回転する時間よりも十分に短い場合であって、且つ、上記時間間隔Δt0が大きく変化しない場合を考える。 The predicted in-cylinder air amount KLfwd calculated as described above will be further described. Here, for convenience of explanation, the calculation period ΔTt2 of the cylinder air amount estimation routine of FIG. 5 is sufficiently shorter than the time during which the crankshaft 24 rotates 360 °, and the time interval Δt0 does not change significantly. Think about the case.

このとき、今回推定時点t2は、上述した筒内空気量推定ルーチンの実行が繰り返される毎に略演算周期ΔTt２だけ先の時点へと移行していく。そして、上記燃料噴射量決定時点にて本ルーチンが実行されると、今回推定時点t2は上記吸気行程終了時点（上記特定の気筒の吸気弁３２の閉弁時）と略一致する。従って、この時点にて算出される予測筒内空気量KLfwdは、上記吸気行程終了時点の筒内空気量の推定値となっている。 At this time, the current estimation time point t2 shifts to the previous time point by approximately the calculation cycle ΔTt2 every time the execution of the above-described in-cylinder air amount estimation routine is repeated. When this routine is executed at the fuel injection amount determination time, the current estimated time t2 substantially coincides with the intake stroke end time (when the intake valve 32 of the specific cylinder is closed). Therefore, the predicted in-cylinder air amount KLfwd calculated at this time is an estimated value of the in-cylinder air amount at the end of the intake stroke.

（インタークーラ内圧力補正）
一方、ＣＰＵ７１は、図９にフローチャートにより示したインタークーラ内圧力補正ルーチンを、図５の筒内空気量推定ルーチンに続いて実行するようになっている。なお、図９のルーチンの処理が実行されることは、筒内空気量推定手段の機能の一部が達成されることに対応している。 (Intercooler internal pressure correction)
On the other hand, the CPU 71 executes the intercooler pressure correction routine shown in the flowchart of FIG. 9 following the in-cylinder air amount estimation routine of FIG. Note that the execution of the routine of FIG. 9 corresponds to the achievement of part of the function of the cylinder air amount estimation means.

従って、筒内空気量推定ルーチンの実行が終了すると、ＣＰＵ７１は、ステップ９００から処理を開始してステップ９０５に進み、クランクポジションセンサ６５からの信号に基づいて別途算出されている最新のエンジン回転速度ＮＥを読み込む。なお、ステップ９０５の処理が実行されることは、運転状態取得手段の機能の一部が達成されることに対応している。 Therefore, when the execution of the in-cylinder air amount estimation routine is completed, the CPU 71 starts the process from step 900 and proceeds to step 905, and the latest engine speed calculated separately based on the signal from the crank position sensor 65. NE is read. Note that the execution of the processing of step 905 corresponds to the achievement of part of the function of the operating state acquisition means.

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ９１０に進んで、上記ステップ６０５にて読み込んだ予測スロットル弁開度θt(k)及び上記ステップ９０５にて読み込んだエンジン回転速度ＮＥと、図１０に示した運転領域マップと、に基づいて内燃機関１０の運転状態が軽負荷運転領域Ｒ１内にあるか否かを判定する。ここで、内燃機関１０の運転状態は、予測スロットル弁開度θt(k)及びエンジン回転速度ＮＥにより表される。なお、内燃機関１０の運転状態は、アクセルペダル操作量Accp及びエンジン回転速度ＮＥにより表されていてもよい。 Next, the CPU 71 proceeds to step 910 where the predicted throttle valve opening degree θt (k) read in step 605 and the engine speed NE read in step 905, and the operation region map shown in FIG. Based on the above, it is determined whether or not the operation state of the internal combustion engine 10 is in the light load operation region R1. Here, the operating state of the internal combustion engine 10 is represented by the predicted throttle valve opening θt (k) and the engine rotational speed NE. The operating state of the internal combustion engine 10 may be represented by an accelerator pedal operation amount Accp and an engine rotational speed NE.

図１０に示したように、運転領域は、軽負荷運転領域Ｒ１と中高負荷運転領域Ｒ２とからなる。軽負荷運転領域Ｒ１は、任意のエンジン回転速度ＮＥに対して予測スロットル弁開度θtが所定の軽負荷閾値（直線Ｌ１）よりも小さくなる運転領域である。一方、中高負荷運転領域Ｒ２は、軽負荷運転領域Ｒ１以外の領域である。 As shown in FIG. 10, the operation region includes a light load operation region R1 and a medium / high load operation region R2. The light load operation region R1 is an operation region in which the predicted throttle valve opening degree θt becomes smaller than a predetermined light load threshold (straight line L1) with respect to an arbitrary engine speed NE. On the other hand, the medium and high load operation region R2 is a region other than the light load operation region R1.

いま、運転者がアクセルペダル６７を操作することによりアクセルペダル操作量Accpが減少し、その結果、図１１に示したように、時点ｔａにて、予測スロットル弁開度θtが第１の予測スロットル弁開度θt1から軽負荷閾値θtthよりも小さい第２の予測スロットル弁開度θt2へ減少することにより、内燃機関１０の運転状態が中高負荷運転領域Ｒ２から軽負荷運転領域Ｒ１へ移行する場合を想定する。先ず、この場合において、時点ｔａよりも前の時点から説明する。 Now, when the driver operates the accelerator pedal 67, the accelerator pedal operation amount Accp decreases, and as a result, as shown in FIG. 11, the predicted throttle valve opening θt becomes the first predicted throttle at the time ta. A case in which the operating state of the internal combustion engine 10 shifts from the medium to high load operation region R2 to the light load operation region R1 by decreasing from the valve opening θt1 to the second predicted throttle valve opening θt2 that is smaller than the light load threshold θtth. Suppose. First, in this case, a description will be given from a time point before the time point ta.

この時点では、予測スロットル弁開度θtは第１の予測スロットル弁開度θt1である。即ち、内燃機関１０の運転状態は、中高負荷運転領域Ｒ２内にある。従って、ＣＰＵ７１はステップ９１０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９１５に進み、軽負荷運転連続回数Ｃｋの値を「０」に設定する。ここで、軽負荷運転連続回数Ｃｋは、内燃機関１０の運転状態が軽負荷運転領域Ｒ１内にあると連続して判定された回数を表す整数である。 At this time, the predicted throttle valve opening θt is the first predicted throttle valve opening θt1. That is, the operating state of the internal combustion engine 10 is in the medium to high load operation region R2. Accordingly, the CPU 71 makes a “No” determination at step 910 to proceed to step 915 to set the value of the continuous light load operation count Ck to “0”. Here, the light load operation continuous number Ck is an integer representing the number of times that the operation state of the internal combustion engine 10 is continuously determined to be within the light load operation region R1.

次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ９２０に進んで、軽負荷運転連続回数Ｃｋが閾値回数Ｃｋｔｈよりも多いか否かを判定する。本例では、閾値回数Ｃｋｔｈは、「１０」に設定されている。 Next, the CPU 71 proceeds to step 920 to determine whether or not the light load operation continuous number of times Ck is larger than the threshold number of times Ckth. In this example, the threshold number Ckth is set to “10”.

この時点では、軽負荷運転連続回数Ｃｋの値は「０」に設定されている。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９５に直接進み、本ルーチンを一旦終了する。 At this time, the value of the continuous light load operation count Ck is set to “0”. Therefore, the CPU 71 makes a “No” determination at step 920 to directly proceed to step 995 to end the present routine tentatively.

その後、時点ｔａになると、予測スロットル弁開度θtは、第２の予測スロットル弁開度θt2となる。即ち、内燃機関１０の運転状態は、軽負荷運転領域Ｒ１内の運転状態となる。 Thereafter, at the time point ta, the predicted throttle valve opening degree θt becomes the second predicted throttle valve opening degree θt2. That is, the operating state of the internal combustion engine 10 is an operating state in the light load operating region R1.

従って、この時点ｔａにてＣＰＵ７１がステップ９１０に進んだとき、ＣＰＵ７１は、ステップ９１０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９２５に進み、軽負荷運転連続回数Ｃｋに「１」を加えた値Ｃｋ＋１に軽負荷運転連続回数Ｃｋを設定する。 Accordingly, when the CPU 71 proceeds to step 910 at this time ta, the CPU 71 determines “Yes” in step 910 and proceeds to step 925 to add a value Ck + 1 obtained by adding “1” to the light load continuous operation count Ck. Is set to the number of continuous light load operation Ck.

次いで、ＣＰＵ７１は、軽負荷運転連続回数Ｃｋが閾値回数Ｃｋｔｈよりも多いか否かを判定するステップ９２０に進んで、ステップ９２０にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９５に進み、このルーチンを一旦終了する。 Next, the CPU 71 proceeds to step 920 to determine whether or not the light load operation continuous number of times Ck is larger than the threshold number of times Ckth, determines “No” in step 920, proceeds to step 995, and temporarily executes this routine. finish.

このような処理は、軽負荷運転連続回数Ｃｋが閾値回数Ｃｋｔｈよりも多くなるまで繰り返し実行される。 Such a process is repeatedly executed until the light load operation continuous number of times Ck becomes larger than the threshold number of times Ckth.

ところで、この状態においては、スロットル弁開度θtaが十分に小さいので、過給機９１による過給（吸気通路内の空気の圧縮）は殆ど行われない。従って、実際のインタークーラ内圧力は、大気圧へ徐々に近づいていく。また、筒内空気量推定ルーチンが実行されることにより推定されるインタークーラ内圧力Pic(k)も、吸気圧力（大気圧）Paへ向けて徐々に低下する。 By the way, in this state, since the throttle valve opening degree θta is sufficiently small, supercharging (compression of air in the intake passage) by the supercharger 91 is hardly performed. Therefore, the actual intercooler pressure gradually approaches the atmospheric pressure. Further, the intercooler internal pressure Pic (k) estimated by executing the in-cylinder air amount estimation routine also gradually decreases toward the intake pressure (atmospheric pressure) Pa.

ここでは、スロットル弁アクチュエータ４６ａの製品ばらつきにより、推定されるインタークーラ内圧力Pic(k)が、図１１に示したように、吸気圧力Paよりも比較的大きい誤差εだけ高い第２のインタークーラ内圧力Pic2までしか低下しない場合を想定して説明を続ける。 Here, the second intercooler in which the estimated intercooler internal pressure Pic (k) is higher than the intake pressure Pa by a relatively large error ε as shown in FIG. 11 due to product variations in the throttle valve actuator 46a. The description will be continued assuming the case where the pressure only decreases to the internal pressure Pic2.

そして、時点ｔｂになると、ＣＰＵ７１が上記ステップ９２５の処理を実行したとき、軽負荷運転連続回数Ｃｋは「１１」に設定される。従って、ＣＰＵ７１は、軽負荷運転連続回数Ｃｋが閾値回数Ｃｋｔｈよりも多いか否かを判定するステップ９２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９３０に進む。 At time tb, when the CPU 71 executes the process of step 925, the light load operation continuous number Ck is set to “11”. Accordingly, the CPU 71 determines “Yes” in step 920 to determine whether or not the light load operation continuous number of times Ck is larger than the threshold number of times Ckth, and proceeds to step 930.

ステップ９３０にて、ＣＰＵ７１は、圧力センサ６１により検出された吸気圧力Paを読み込む。次いで、ＣＰＵ７１は、ステップ９３５に進んで、上記ステップ５２０にて推定された最新のインタークーラ内圧力Pic(k)から上記ステップ９３０にて読み込んだ吸気圧力Paを減じた値Pic(k)−Paが所定の第１閾値αよりも大きいか否かを判定する。ここで、第１閾値αは、正の値であって極めて小さい値である。 In step 930, the CPU 71 reads the intake pressure Pa detected by the pressure sensor 61. Next, the CPU 71 proceeds to step 935 to subtract the value Pic (k) −Pa obtained by subtracting the intake pressure Pa read in step 930 from the latest intercooler internal pressure Pic (k) estimated in step 520. Is greater than a predetermined first threshold value α. Here, the first threshold value α is a positive value and a very small value.

上記仮定に従えば、インタークーラ内圧力Pic(k)は、吸気圧力Paよりも誤差εだけ高い。従って、この状態においては、値Pic(k)−Paは第１閾値αよりも大きい。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ９３５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９４０に進み、インタークーラ内圧力Pic(k)から所定の変化量ΔPを減じた値Pic(k)−ΔPに、インタークーラ内圧力Pic(k)を設定する。
そして、ＣＰＵ７１はステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。 According to the above assumption, the intercooler internal pressure Pic (k) is higher than the intake pressure Pa by an error ε. Therefore, in this state, the value Pic (k) −Pa is larger than the first threshold value α. Accordingly, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 935 to proceed to step 940 to obtain a value Pic (k) −ΔP obtained by subtracting a predetermined change ΔP from the intercooler internal pressure Pic (k). Set the pressure Pic (k).
Then, the CPU 71 proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

このような処理は、値Pic(k)−Paが第１閾値α以下となる（即ち、インタークーラ内圧力Pic(k)が十分に吸気圧力Paに近づけられる）まで繰り返し実行される。 Such processing is repeatedly executed until the value Pic (k) −Pa becomes equal to or less than the first threshold value α (that is, the intercooler internal pressure Pic (k) is sufficiently close to the intake pressure Pa).

そして、時点ｔｃになると、図５の筒内空気量推定ルーチンにより推定されるインタークーラ内圧力Pic(k)は、値Pa＋α以下となる。この時点ｔｃにて、ＣＰＵ７１がステップ９３５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、ステップ９３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４５に進む。 At time tc, the intercooler internal pressure Pic (k) estimated by the in-cylinder air amount estimation routine of FIG. 5 becomes equal to or less than the value Pa + α. When the CPU 71 proceeds to step 935 at this time point tc, the CPU 71 determines “No” in step 935 and proceeds to step 945.

ＣＰＵ７１は、ステップ９４５にて、上記ステップ５２０にて推定された最新のインタークーラ内圧力Pic(k)から上記ステップ９３０にて読み込んだ吸気圧力Paを減じた値Pic(k)−Paが所定の第２閾値βよりも小さいか否かを判定する。ここで、第２閾値βは、負の値であって、その大きさ（絶対値）が極めて小さい値である。 In step 945, the CPU 71 obtains a value Pic (k) -Pa obtained by subtracting the intake pressure Pa read in step 930 from the latest intercooler internal pressure Pic (k) estimated in step 520. It is determined whether it is smaller than the second threshold β. Here, the second threshold value β is a negative value, and its magnitude (absolute value) is a very small value.

この時点では、インタークーラ内圧力Pic(k)は、吸気圧力Paよりも僅かに大きい。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ９４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９５に直接進み、このルーチンを一旦終了する。 At this time, the intercooler internal pressure Pic (k) is slightly larger than the intake pressure Pa. Therefore, the CPU 71 makes a “No” determination at step 945 to directly proceed to step 995 to end this routine once.

このように、軽負荷運転時、推定されたインタークーラ内圧力Pic(k)（コンプレッサ下流圧力）を大気圧としての吸気圧力Paに近づけるように、推定されたインタークーラ内圧力Pic(k)が補正される。 In this way, during the light load operation, the estimated intercooler internal pressure Pic (k) is set so that the estimated intercooler internal pressure Pic (k) (compressor downstream pressure) approaches the intake pressure Pa as the atmospheric pressure. It is corrected.

次に、時点ｔｂにて、スロットル弁アクチュエータ４６ａの製品ばらつきにより、推定されるインタークーラ内圧力Pic(k)が、吸気圧力Paよりも比較的大きい誤差εだけ低い第３のインタークーラ内圧力Pic3となっている場合を想定して説明を続ける。 Next, at time point tb, a third intercooler internal pressure Pic3 in which the estimated intercooler internal pressure Pic (k) is lower than the intake air pressure Pa by a relatively large error ε due to product variations of the throttle valve actuator 46a. The explanation will be continued assuming the case.

この場合、時点ｔｂにて、ＣＰＵ７１が図９のインタークーラ内圧力補正ルーチンの処理を開始してステップ９３５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、ステップ９３５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９４５に進む。 In this case, when the CPU 71 starts the process of the intercooler pressure correction routine of FIG. 9 and proceeds to step 935 at time tb, the CPU 71 determines “No” in step 935 and proceeds to step 945. .

ＣＰＵ７１は、ステップ９４５にて、上記ステップ５２０にて推定された最新のインタークーラ内圧力Pic(k)から上記ステップ９３０にて読み込んだ吸気圧力Paを減じた値Pic(k)−Paが第２閾値βよりも小さいか否かを判定する。 In step 945, the CPU 71 obtains a value Pic (k) −Pa obtained by subtracting the intake pressure Pa read in step 930 from the latest intercooler internal pressure Pic (k) estimated in step 520. It is determined whether or not it is smaller than the threshold value β.

上記仮定に従えば、インタークーラ内圧力Pic(k)は、吸気圧力Paよりも誤差εだけ低い。従って、この状態においては、値Pic(k)−Paは第２閾値βよりも小さい（即ち、値Pic(k)−Paは負の値であって、その大きさは第２閾値βの大きさよりも大きい）。従って、ＣＰＵ７１は、ステップ９４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ９５０に進み、インタークーラ内圧力Pic(k)に所定の変化量ΔPを加えた値Pic(k)＋ΔPに、インタークーラ内圧力Pic(k)を設定する。
そして、ＣＰＵ７１はステップ９９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。 According to the above assumption, the intercooler internal pressure Pic (k) is lower than the intake pressure Pa by an error ε. Therefore, in this state, the value Pic (k) −Pa is smaller than the second threshold value β (that is, the value Pic (k) −Pa is a negative value, and the magnitude thereof is the magnitude of the second threshold value β). Bigger than). Accordingly, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 945 to proceed to step 950, where the intercooler internal pressure is added to a value Pic (k) + ΔP obtained by adding a predetermined change amount ΔP to the intercooler internal pressure Pic (k). Set Pic (k).
Then, the CPU 71 proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

このような処理は、値Pic(k)−Paが第２閾値β以上となる（即ち、インタークーラ内圧力Pic(k)が十分に吸気圧力Paに近づけられる）まで繰り返し実行される。 Such processing is repeatedly executed until the value Pic (k) −Pa is equal to or greater than the second threshold value β (that is, the intercooler internal pressure Pic (k) is sufficiently close to the intake pressure Pa).

そして、時点ｔｃになると、図５の筒内空気量推定ルーチンにより推定されるインタークーラ内圧力Pic(k)は、値Pa＋β以上となる。従って、この時点ｔｃにて、ＣＰＵ７１がステップ９４５に進んだとき、ＣＰＵ７１は、ステップ９４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ９９５に直接進み、このルーチンを一旦終了する。 At time tc, the intercooler internal pressure Pic (k) estimated by the in-cylinder air amount estimation routine of FIG. 5 becomes equal to or greater than the value Pa + β. Accordingly, when the CPU 71 proceeds to step 945 at this time point tc, the CPU 71 makes a “No” determination at step 945 to directly proceed to step 995 to end this routine once.

従って、インタークーラ内圧力Pic(k)が実際のインタークーラ内圧力に近づけられる。これにより、ＣＰＵ７１が図６のステップ６１５及びステップ６２０の処理を実行することによりインタークーラ内圧力Pic(k-1)に基づいて算出されるスロットル通過空気流量mt(k-1)も実際のスロットル通過空気流量に近づけられる。この結果、吸気管内圧力Pm(k)及び吸気管内温度Tm(k)のそれぞれが実際の吸気管内圧力及び実際の吸気管内温度に近づけられるので、ステップ５４０にて推定される筒内空気量KLfwdも実際の筒内空気量に近づけられる。 Accordingly, the intercooler internal pressure Pic (k) is brought close to the actual intercooler internal pressure. As a result, the CPU 71 executes the processing of step 615 and step 620 of FIG. 6 so that the throttle passage air flow rate mt (k−1) calculated based on the intercooler internal pressure Pic (k−1) is also the actual throttle. It is close to the passing air flow rate. As a result, each of the intake pipe pressure Pm (k) and the intake pipe temperature Tm (k) is brought close to the actual intake pipe pressure and the actual intake pipe temperature, so that the in-cylinder air amount KLfwd estimated in step 540 is also obtained. It can be brought close to the actual in-cylinder air amount.

以上、説明したように、本発明による内燃機関の空気量推定装置の実施形態によれば、軽負荷運転時、推定されたインタークーラ内圧力Pic(k)（コンプレッサ下流圧力）を大気圧としての吸気圧力Paに近づけるように、推定されたインタークーラ内圧力Pic(k)が補正される。これにより、推定されたインタークーラ内圧力Pic(k)を実際のインタークーラ内圧力に近づけることができる。この結果、軽負荷運転時及び軽負荷運転時以降の時点にて、インタークーラ内圧力の推定精度を比較的高く維持することができるので、筒内空気量KLfwdの推定精度を比較的高く維持することができる。 As described above, according to the embodiment of the air amount estimation device for an internal combustion engine according to the present invention, the estimated intercooler internal pressure Pic (k) (compressor downstream pressure) is set to the atmospheric pressure during light load operation. The estimated intercooler internal pressure Pic (k) is corrected so as to approach the intake pressure Pa. Thereby, the estimated intercooler internal pressure Pic (k) can be brought close to the actual intercooler internal pressure. As a result, the estimation accuracy of the intercooler internal pressure can be maintained relatively high at the time of light load operation and after the light load operation, so that the estimation accuracy of the in-cylinder air amount KLfwd is maintained relatively high. be able to.

従って、軽負荷運転が継続した後（例えば、図１１の時点ｔｃの直後等）に、運転者によりアクセルペダル６７が踏み込まれることによりスロットル弁開度が急速に大きくされる場合であっても、インタークーラ内圧力の推定精度が比較的高く維持されているので、筒内空気量KLfwdを比較的高い精度にて推定することができる。 Therefore, even if the throttle valve opening is rapidly increased by the accelerator pedal 67 being depressed by the driver after the light load operation is continued (for example, immediately after the time point tc in FIG. 11), Since the estimation accuracy of the intercooler internal pressure is maintained at a relatively high level, the in-cylinder air amount KLfwd can be estimated with a relatively high level of accuracy.

なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、過給機をターボ式過給機としていたが、機械式又は電気式の過給機とすることもできる。また、上記実施形態に係る空気量推定装置は、インタークーラを備えていない内燃機関に適用されてもよい。 In addition, this invention is not limited to the said embodiment, A various modification can be employ | adopted within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the turbocharger is a turbocharger. However, a mechanical or electric supercharger may be used. Further, the air amount estimation device according to the above embodiment may be applied to an internal combustion engine that does not include an intercooler.

更に、上記実施形態は、インタークーラ内圧力Pic(k)を吸気圧力Paに近づけるために、推定されたインタークーラ内圧力Pic(k)を直接補正するように構成されていたが（ステップ９４０及びステップ９５０を参照。）、インタークーラ内圧力に影響を及ぼす他の物理量を補正するように構成されていてもよい。インタークーラ内圧力に影響を及ぼす他の物理量は、例えば、コンプレッサ流出空気流量mcm、コンプレッサ付与エネルギーEcm及び吸気温度Taのうちの少なくとも１つであってもよい。 Furthermore, the above embodiment is configured to directly correct the estimated intercooler internal pressure Pic (k) in order to bring the intercooler internal pressure Pic (k) close to the intake pressure Pa (steps 940 and 940). (See step 950), and may be configured to correct other physical quantities that affect the intercooler pressure. Another physical quantity that affects the intercooler internal pressure may be, for example, at least one of the compressor outflow air flow rate mcm, the compressor applied energy Ecm, and the intake air temperature Ta.

また、上記実施形態は、
外部から取り込んだ空気を気筒内に導入する吸気通路（吸気ダクト４３）と、
前記吸気通路に配設され同吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサ９１ａを有する過給機９１と、
前記コンプレッサ９１ａよりも下流側の位置にて前記吸気通路に配設され同吸気通路内の空気を冷却するインタークーラ４５と、
前記インタークーラ４５よりも下流側の位置にて前記吸気通路に配設され且つ開度を変更することにより同吸気通路内を通過する空気の量を変更するスロットル弁４６と、
を備える内燃機関１０に適用され、
前記スロットル弁４６の開度θtを取得するとともに、前記吸気通路内の空気の挙動を表す物理モデルＭ２〜Ｍ７と同取得したスロットル弁の開度θtとに基づいて前記インタークーラ４５内の空気の圧力であるインタークーラ内圧力Picを推定し、同推定したインタークーラ内圧力Picに基づいて前記気筒内に導入されている空気の量である筒内空気量KLfwdを推定する筒内空気量推定手段を備える内燃機関の空気量推定装置であって、
前記内燃機関１０の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記内燃機関１０の外部における空気の圧力である大気圧Paを検出する大気圧検出手段と、を備え、
前記筒内空気量推定手段は、所定の演算時点が到来する（演算周期ΔTt２が経過する）毎に同演算時点に応じて定められる推定時点t2の前記インタークーラ内圧力Pic(k)を前回の演算時点にて推定された同インタークーラ内圧力Pic(k-1)に基づいて推定するように構成され、且つ、前記取得された運転状態が所定の軽負荷閾値よりも軽負荷側の軽負荷運転領域Ｒ１内にある場合に同推定したインタークーラ内圧力Pic(k)を前記検出された大気圧Paに近づけるように同推定したインタークーラ内圧力Pic(k)を補正するように構成された内燃機関の空気量推定装置である、と言うこともできる。 In the above embodiment,
An intake passage (intake duct 43) for introducing air taken from outside into the cylinder;
A supercharger 91 having a compressor 91a disposed in the intake passage and compressing the air in the intake passage;
An intercooler 45 disposed in the intake passage at a position downstream of the compressor 91a and cooling air in the intake passage;
A throttle valve 46 disposed in the intake passage at a position downstream of the intercooler 45 and changing the amount of air passing through the intake passage by changing the opening;
Applied to an internal combustion engine 10 comprising:
The opening θt of the throttle valve 46 is acquired, and the physical models M2 to M7 representing the behavior of air in the intake passage and the acquired opening θt of the throttle valve based on the acquired opening θt of the throttle valve. In-cylinder air amount estimation means for estimating an intercooler internal pressure Pic, which is a pressure, and estimating an in-cylinder air amount KLfwd, which is the amount of air introduced into the cylinder, based on the estimated intercooler internal pressure Pic An air amount estimation device for an internal combustion engine comprising:
Operating state acquisition means for acquiring the operating state of the internal combustion engine 10;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure Pa, which is the pressure of air outside the internal combustion engine 10, and
The in-cylinder air amount estimating means calculates the intercooler internal pressure Pic (k) at the estimated time t2 determined according to the calculation time every time a predetermined calculation time arrives (the calculation cycle ΔTt2 elapses). It is configured to estimate based on the intercooler internal pressure Pic (k-1) estimated at the time of calculation, and the obtained operating state is a light load on a light load side from a predetermined light load threshold. The intercooler internal pressure Pic (k) is corrected so as to be close to the detected atmospheric pressure Pa when the estimated intercooler internal pressure Pic (k) is within the operation region R1. It can also be said that this is an air amount estimation device for an internal combustion engine.

本発明の実施形態に係る空気量推定装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a system in which an air amount estimation device according to an embodiment of the present invention is applied to a spark ignition type multi-cylinder internal combustion engine. スロットル弁開度を制御するとともに筒内空気量を推定するためのロジック及び各種モデルの機能ブロック図である。FIG. 6 is a functional block diagram of logic and various models for controlling the throttle valve opening and estimating the in-cylinder air amount. 暫定目標スロットル弁開度、目標スロットル弁開度及び予測スロットル弁開度の変化を示したタイムチャートである。5 is a time chart showing changes in a provisional target throttle valve opening, a target throttle valve opening, and a predicted throttle valve opening. 図１に示したＣＰＵが実行するスロットル弁開度を推定するためのプログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program for estimating the throttle valve opening degree which CPU shown in FIG. 1 performs. 図１に示したＣＰＵが実行する筒内空気量を推定するためのプログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program for estimating the in-cylinder air quantity which CPU shown in FIG. 1 performs. 図１に示したＣＰＵが実行するスロットル通過空気流量を推定するためのプログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program for estimating the throttle passage air flow rate which CPU shown in FIG. 1 performs. 第１時点、時間間隔Δt0、前回推定時点t1及び今回推定時点t2の関係を示した模式図である。It is the schematic diagram which showed the relationship between 1st time, time interval (DELTA) t0, last estimation time t1, and this time estimation time t2. 図１に示したＣＰＵが実行するコンプレッサ流出空気流量及びコンプレッサ付与エネルギーを推定するためのプログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program for estimating the compressor outflow air flow volume and compressor provision energy which CPU shown in FIG. 1 performs. 図１に示したＣＰＵが実行するインタークーラ内圧力を補正するためのプログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program for correct | amending the intercooler internal pressure which CPU shown in FIG. 1 performs. 図１に示したＣＰＵが図９のフローチャートを実行する際に参照する運転領域マップである。FIG. 10 is an operation region map that the CPU shown in FIG. 1 refers to when executing the flowchart of FIG. 9. 中負荷運転から軽負荷運転へ移行した場合における、予測スロットル弁開度、インタークーラ内圧力及び軽負荷運転連続回数の変化を示したタイムチャートである。6 is a time chart showing changes in the predicted throttle valve opening, intercooler internal pressure, and the number of continuous light load operations when transitioning from medium load operation to light load operation.

符号の説明Explanation of symbols

１０…内燃機関、２１…シリンダ、２２…ピストン、２４…クランク軸、２５…燃焼室、３２…吸気弁、４０…吸気系統、４３…吸気ダクト、４５…インタークーラ、４６…スロットル弁、４６ａ…スロットル弁アクチュエータ、６１…圧力センサ、６３…コンプレッサ回転速度センサ、６５…クランクポジションセンサ、６６…アクセル開度センサ、６７…アクセルペダル、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ、７３…ＲＡＭ、９１…過給機、９１ａ…コンプレッサ、９１ｂ…タービン。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 21 ... Cylinder, 22 ... Piston, 24 ... Crankshaft, 25 ... Combustion chamber, 32 ... Intake valve, 40 ... Intake system, 43 ... Intake duct, 45 ... Intercooler, 46 ... Throttle valve, 46a ... Throttle valve actuator, 61 ... Pressure sensor, 63 ... Compressor rotation speed sensor, 65 ... Crank position sensor, 66 ... Accelerator opening sensor, 67 ... Accelerator pedal, 70 ... Electric controller, 71 ... CPU, 73 ... RAM, 91 ... Supercharger, 91a ... compressor, 91b ... turbine.

Claims

外部から取り込んだ空気を気筒内に導入する吸気通路と、
前記吸気通路に配設され同吸気通路内の空気を圧縮するコンプレッサを有する過給機と、
を備える内燃機関に適用され、
前記吸気通路内の空気の挙動を表す物理モデルに基づいて前記コンプレッサよりも下流側の同吸気通路内の空気の圧力であるコンプレッサ下流圧力を推定し、同推定したコンプレッサ下流圧力に基づいて前記気筒内に導入されている空気の量である筒内空気量を推定する筒内空気量推定手段を備える内燃機関の空気量推定装置であって、
前記内燃機関の運転状態を取得する運転状態取得手段と、
前記内燃機関の外部における空気の圧力である大気圧を検出する大気圧検出手段と、を備え、
前記筒内空気量推定手段は、所定の演算時点が到来する毎に同演算時点に応じて定められる推定時点の前記コンプレッサ下流圧力を前回の演算時点にて推定された同コンプレッサ下流圧力に基づいて推定するように構成され、且つ、前記取得された運転状態が所定の軽負荷閾値よりも軽負荷側の軽負荷運転領域内にある場合に同推定したコンプレッサ下流圧力を前記検出された大気圧に近づけるように同推定したコンプレッサ下流圧力を補正するように構成された内燃機関の空気量推定装置。 An intake passage for introducing air taken from outside into the cylinder;
A supercharger having a compressor disposed in the intake passage and compressing air in the intake passage;
Applied to an internal combustion engine comprising:
Based on a physical model representing the behavior of air in the intake passage, a compressor downstream pressure, which is the pressure of air in the intake passage downstream of the compressor, is estimated, and the cylinder is based on the estimated compressor downstream pressure. An air amount estimation device for an internal combustion engine comprising in-cylinder air amount estimation means for estimating an in-cylinder air amount that is the amount of air introduced into
Operating state acquisition means for acquiring the operating state of the internal combustion engine;
Atmospheric pressure detection means for detecting atmospheric pressure, which is the pressure of air outside the internal combustion engine,
The in-cylinder air amount estimation means calculates the compressor downstream pressure at the estimated time determined according to the calculation time every time a predetermined calculation time arrives, based on the compressor downstream pressure estimated at the previous calculation time. The compressor downstream pressure is configured to be estimated, and the estimated downstream pressure of the compressor is set to the detected atmospheric pressure when the obtained operation state is in a light load operation region on a light load side from a predetermined light load threshold. An air amount estimation device for an internal combustion engine configured to correct a compressor downstream pressure that is estimated to approach the compressor.