JPH11280521A - エンジン制御装置 - Google Patents

エンジン制御装置

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JPH11280521A
JPH11280521A JP10079758A JP7975898A JPH11280521A JP H11280521 A JPH11280521 A JP H11280521A JP 10079758 A JP10079758 A JP 10079758A JP 7975898 A JP7975898 A JP 7975898A JP H11280521 A JPH11280521 A JP H11280521A
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JP
Japan
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value
air
engine
torque
partial pressure
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JP10079758A
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English (en)
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Yoichi Saito
陽一 斎藤
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Subaru Corp
Original Assignee
Fuji Heavy Industries Ltd
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Publication date
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】ドライバの操作に応じて設定される目標トルク
に対して実際に発生する出力トルクを予測し、予測した
出力トルクに適合した燃料噴射時期制御及び点火時期制
御を行ない、ドライバのアクセル操作に対する追従性を
向上させ、運転フィーリングの向上を図ることができる
エンジン制御装置を得ること。 【解決手段】 目標トルクを達成する吸気管内の圧力応
答値として設定された空気有効成分分圧の制御目標値と
センサ検出値又は理論計算値によって求めた実際の圧力
応答値である空気有効成分分圧値との比を用いて目標ト
ルクを補正することによって、目標トルクに対する実際
の出力トルクを予測して算出する予測トルク算出手段
と、該算出した予測トルクに適合した点火時期を算出
し、点火時期制御を行う点火時期制御手段とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン制御装置
に関し、特にアクセルペダルの操作とエンジン運転状態
とからエンジンに要求される目標トルクを求め、この目
標トルクを基準としたエンジン制御を行うエンジン制御
装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年における車両用エンジンのエンジン
制御として、アクセルペダルの操作とエンジン運転状態
とからエンジンに要求される出力トルクを算出し、この
出力トルクを基準として必要とされる吸入空気量及び燃
料噴射量を決定し、ドライバ（運転者）の要求に対する
応答性を向上させ、良好な走行性能を得る技術が種々提
案されている。本出願人により既に出願済みである特願
平９−２４７３１６号には、電子制御により開度調整可
能なスロットルバルブとＥＧＲバルブを用い、エンジン
に要求される出力トルク（以下、単に「目標トルク」と
いう）を達成するための吸入空気量や、適切なＥＧＲ量
をフィードバック制御によってより正確かつ総合的に制
御し、吸入空気量の最適化、ＥＧＲ量の最適化、及び燃
料噴射量の最適化を実現することができる技術が開示さ
れている。
【０００３】しかし、スロットルバルブやＥＧＲバルブ
は、制御部より出力された制御指令信号をアクチュエー
タが受けるまでのタイムラグや、機械的構造部分により
バルブが実際に動き出すまでのタイムラグ等のいわゆる
アクチュエータ応答遅れが存在し、これを完全に排除す
ることは困難である。
【０００４】また、吸気通路の形状等からスロットルバ
ルブやＥＧＲバルブの開閉動作によってその量が変化し
た吸入空気やＥＧＲガスが、シリンダ内に流入し実際に
燃焼され出力を発生するまでのタイムラグ等のいわゆる
吸気遅れが存在し、これを排除することも困難である。
【０００５】したがって、特に過渡運転状況下において
は、例えばステップ的に変化した目標トルクに基づいて
スロットルバルブやＥＧＲバルブを目標トルクを達成で
きる開度位置に正確に調整制御しても、実際の出力トル
クをステップ的に変化させることは困難であり、このよ
うな場合に実際に出力されるトルクは、実現できる目標
トルクに対して遅れたものとなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来は
このような場合であっても燃料噴射時期と点火時期は、
スロットルバルブ等の動作と同時に目標トルクを基準と
した値に制御されるため、過渡状況下において実際に実
現される出力トルクと適合せず、混合気の生成不良によ
る出力損失や未燃ガスの生成、点火時期のズレによりト
ルクの滑らかなつながりを阻害し、エンジン出力のもた
つき感やトルクショック等を生じさせ、ドライバの操作
とエンジン出力との関係が離れたものとなるおそれがあ
る。
【０００７】本発明は、上述した問題を解決すべくなさ
れたものであり、その目的は、ドライバの操作に応じて
設定される目標トルクに対して実際に実現される出力ト
ルクに適合した燃料噴射時期制御及び点火時期制御を行
なうことにより、ドライバのアクセル操作に対する出力
トルクの追従性を向上させ、運転フィーリングの向上を
図ることができるエンジン制御装置を提供することにあ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記不具合を解決するた
めに、請求項１の発明は、吸気通路に設けられ制御部か
らの制御信号に基づいてエンジンへの吸入空気量を制御
するスロットルバルブ制御手段と、アクセルペダルの踏
込量とエンジン動作状態とからエンジンに要求される出
力トルクを目標トルクとして設定する目標トルク設定手
段と、を備え、目標トルクに基づいてスロットルバルブ
制御手段を制御するエンジン制御装置において、目標ト
ルクに対して実際に実現されると予測される出力トルク
を予測トルクとして算出する予測トルク算出部と、算出
した予測トルクに基づいて点火時期を算出する点火時期
算出部と、を備えていることを特徴とする。
【０００９】したがって、予測トルク算出部は予測トル
クを算出し、点火時期制御手段は、この予測トルクに基
づいて設定した点火時期により点火制御を行う。予測ト
ルクとは、目標トルクに対して過渡運転時にスロットル
バルブ等の制御時から遅れて実際に実現される出力トル
クを、吸入空気量の変化やスロットルバルブの制御量に
基づいて予測した出力トルクをいう。これにより、実際
に実現される出力トルクに適合した点火時期にて点火を
行うことができ、点火時期のズレによるノッキングの発
生等を防止することができる。
【００１０】請求項２に記載の発明は、吸気通路に設け
られ制御部からの制御信号に基づいてエンジンへの吸入
空気量を制御するスロットルバルブ制御手段と、アクセ
ルペダルの踏込量とエンジン動作状態とからエンジンに
要求される出力トルクを目標トルクとして設定する目標
トルク設定手段と、を備え、目標トルクに基づいてスロ
ットルバルブ制御手段を制御するエンジン制御装置にお
いて、目標トルクに対して実際に実現されると予測され
る出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算
出部と、算出した予測トルクに基づいて燃料噴射時期を
算出する燃料噴射時期算出部と、を備えていることを特
徴とする。これにより、実際に実現される出力トルクに
適合した燃料噴射時期にて燃料噴射を行うことができ、
燃料噴射時期の早出・遅延を防止して混合気の生成不良
による出力損失や未燃ガスの生成等を防止することがで
きる。
【００１１】請求項３に記載の発明は、吸気通路に設け
られ制御部からの制御信号に基づいてエンジンへの吸入
空気量を制御するスロットルバルブ制御手段と、アクセ
ルペダルの踏込量とエンジン動作状態とからエンジンに
要求される出力トルクを目標トルクとして設定する目標
トルク設定手段と、を備え、目標トルクに基づいてスロ
ットルバルブ制御手段を制御するエンジン制御装置にお
いて、目標トルクに対して実際に実現されると予測され
る出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算
出部と、算出した予測トルクに基づいて点火時期を算出
する点火時期算出部と、算出した予測トルクに基づいて
燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出部と、を備え
ていることを特徴とする。これにより、実際に実現され
る出力トルクに適合した点火時期にて点火を行うことが
でき、かつ、実際に実現される出力トルクに適合した燃
料噴射時期にて燃料噴射を行うことができる。したがっ
て、点火時期のズレによるノッキングの発生等を防止す
ることができ、また、燃料噴射時期の早出・遅延を防止
して混合気の生成不良による出力損失や未燃ガスの生成
等を防止することができる。
【００１２】請求項４に記載の発明は、吸気通路のスロ
ットルバルブ下流側に位置する吸気管の管内圧力を検出
する吸気管内圧力検出手段と、吸気管内を通過する気体
の温度を検出する吸気温度検出手段と、スロットルバル
ブの上流側に設けられエンジンに吸入される新気空気量
を計測する新気空気量計測手段と、目標トルクに基づい
て燃料噴射量及びシリンダ内当量比の初期設定値を各々
設定する初期設定値設定手段と、初期設定値に基づいて
吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧の制御目標値
である空気有効成分分圧制御目標値を設定する空気有効
成分分圧制御目標値設定手段と、計測した新気空気量に
基づいて吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧推定
値を算出する空気有効成分分圧推定値算出手段と、を備
え、予測トルク算出部は、空気有効成分分圧推定値と空
気有効成分分圧制御目標値との比を用いて目標トルクを
補正することにより予測トルクを算出することを特徴と
する。
【００１３】これによれば、本発明では、目標トルクに
基づいて燃料噴射量及びシリンダ内当量比をそれぞれ初
期設定し、これら初期設定値と管内圧力、管内温度、新
気空気量とを用いて吸気管内の空気有効成分分圧の制御
目標値を設定し、計測した新気空気量に基づいて吸気管
内の実際の空気有効成分分圧を推定する。そして、その
推定した値である空気有効成分分圧推定値と空気有効成
分分圧制御目標値との比を用いて目標トルクを補正する
ことにより予測トルクを算出する。これにより、予測ト
ルク算出部は、計測値に基づいた実測的な予測トルクを
算出する。
【００１４】請求項５に記載の発明は、吸気通路のスロ
ットルバルブ下流側に位置する吸気管の管内圧力を検出
する吸気管内圧力検出手段と、吸気管内を通過する気体
の温度を検出する吸気温度検出手段と、スロットルバル
ブの上流側に設けられエンジンに吸入される新気空気量
を計測する新気空気量計測手段と、目標トルクに基づい
て燃料噴射量及びシリンダ内当量比の初期設定値を各々
設定する初期設定値設定手段と、初期設定値に基づいて
吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧の制御目標値
である空気有効成分分圧制御目標値を設定する空気有効
成分分圧制御目標値設定手段と、スロットルバルブの制
御値に基づいて吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分
圧予測値を算出する空気有効成分分圧予測値算出手段
と、を備え、予測トルク算出部は、空気有効成分分圧予
測値と空気有効成分分圧制御目標値との比を用いて目標
トルクを補正することにより予測トルクを算出すること
を特徴とする。
【００１５】これによれば、本発明では、目標トルクに
基づいて燃料噴射量及びシリンダ内当量比をそれぞれ初
期設定し、これらの初期設定値と管内圧力、管内温度、
新気空気量とを用いて吸気管内の空気有効成分分圧の制
御目標値を設定し、スロットルバルブの制御値に基づい
て吸気管内の実際の空気有効成分分圧を予測する。そし
て、空気有効成分分圧予測値と空気有効成分分圧制御目
標値との比を用いて目標トルクを補正することにより予
測トルクを算出する。これにより、予測トルク算出部は
制御値に基づいた理論的な予測トルクを算出する。
【００１６】請求項６に記載の発明は、吸気通路のスロ
ットルバルブ下流側に位置する吸気管の管内圧力を検出
する吸気管内圧力検出手段と、吸気管内を通過する気体
の温度を検出する吸気温度検出手段と、スロットルバル
ブの上流側に設けられエンジンに吸入される新気空気量
を計測する新気空気量計測手段と、目標トルクに基づい
て燃料噴射量及びシリンダ内当量比の初期設定値を各々
設定する初期設定値設定手段と、初期設定値に基づいて
吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧の制御目標値
である空気有効成分分圧制御目標値を設定する空気有効
成分分圧制御目標値設定手段と、計測した新気空気量に
基づいて吸気管内の圧力応答値の空気有効成分分圧推定
値を算出する空気有効成分分圧推定値算出手段と、スロ
ットルバルブの制御値に基づいて吸気管内の圧力応答値
の空気有効成分分圧予測値を算出する空気有効成分分圧
予測値算出手段と、エンジンの運転状態が高負荷運転領
域内にあるか又は中・低負荷運転領域内にあるかを判断
するエンジン運転状態判断手段と、を備え、予測トルク
算出部は、エンジンの運転状態が高負荷運転領域内にあ
る場合は空気有効成分分圧推定値と空気有効成分分圧制
御目標値との比を用いて目標トルクを補正し、エンジン
運転状態が中・低負荷運転領域内にある場合は空気有効
成分分圧予測値と空気有効成分分圧制御目標値との比を
用いて目標トルクを補正することにより予測トルクを算
出することを特徴とする。
【００１７】これによれば、本発明では、目標トルクに
基づいて燃料噴射量及びシリンダ内当量比をそれぞれ初
期設定し、これらの初期設定値と管内圧力、管内温度、
新気空気量とを用いて吸気管内の空気有効成分分圧の制
御目標値を設定する。そして、計測した新気空気量に基
づいて吸気管内の実際の空気有効成分分圧を推定し、ま
た、スロットルバルブの制御値に基づいて吸気管内の実
際の空気有効成分分圧を予測する。そして、エンジンの
運転状態に応じて空気有効成分分圧推定値又は空気有効
成分分圧予測値のいずれかを適宜選択し、選択した値と
空気有効成分分圧制御目標値との比を用いて目標トルク
を補正することにより予測トルクを算出する。これによ
り、エンジンの運転状態に応じて精度の良い方の空気有
効成分分圧を用いて予測トルクを算出することができ、
予測トルクの精度をより向上させることができる。
【００１８】請求項７に記載の発明は、前記エンジン運
転状態判断手段は、吸気管の管内圧力が予め設定されて
いる基準値を超える場合は高負荷運転領域内にあると判
断し、管内圧力が基準値以下である場合には中・低負荷
運転領域内にあると判断することを特徴とする。また、
請求項８に記載の発明は、前記エンジン運転状態判断手
段は、アクセルペダルの踏込量が予め設定されている所
定量を超える場合は高負荷運転領域内にあると判断し、
踏込量が所定量以下である場合は中・低負荷運転領域内
にあると判断することを特徴とする。また、請求項９に
記載の発明は、前記エンジン運転状態判断手段は、管内
圧力が予め設定されている基準値を超える場合又はアク
セルペダルの踏込量が予め設定されている所定量を超え
る場合は高負荷運転領域内にあると判断することを特徴
とする。これによれば、吸気管の管内圧力とアクセルペ
ダルの踏込量の少なくとも一方を用いてエンジン運転状
態を判断する。これにより、エンジン運転状態を容易に
判断することができる。
【００１９】請求項１０に記載の発明は、前記エンジン
制御装置は、一端が排気通路と連通し他端が吸気通路に
連通するＥＧＲ通路の通路途中に設けられたＥＧＲ量を
制御するＥＧＲバルブを目標トルクに基づいて制御する
ＥＧＲバルブ制御手段を備えていることを特徴とする。
これによれば、ＥＧＲバルブ制御手段を備えた目標トル
クに対して吸気制御とＥＧＲ制御を行うエンジン制御装
置においても、同様に予測トルクを算出し、予測トルク
に基づいた点火時期や燃料噴射時期の制御を行うことが
できる。
【００２０】請求項１１に記載の発明は、前記エンジン
制御装置は、一端が排気通路と連通し他端が吸気通路に
連通するＥＧＲ通路の通路途中に設けられたＥＧＲ量を
制御するＥＧＲバルブを目標トルクに基づいて制御する
ＥＧＲバルブ制御手段を備え、初期設定値設定手段は、
目標トルクに基づいて燃料噴射量、シリンダ内当量比、
及びＥＧＲ率の初期設定値を各々設定することを特徴と
するこれによれば、ＥＧＲバルブ制御手段を備えた目標
トルクに対して吸気制御とＥＧＲ制御を行うエンジン制
御装置において、初期設定値設定手段は目標トルクに基
づいて燃料噴射量、シリンダ内当量比、及びＥＧＲ率を
それぞれ初期設定し、予測トルク算出部はこれらの初期
設定値を用いて算出される値に基づいて予測トルクを算
出する。これにより、ＥＧＲ量を考慮した予測トルクに
基づいた点火時期や燃料噴射時期の制御を行うことがで
きる。
【００２１】尚、上述の請求項に記載されている空気有
効成分分圧とは、吸気管内の圧力応答値を空気分圧とＥ
ＧＲガス分圧とに分けた場合（ＥＧＲ制御しない場合は
ＥＧＲガス分圧は０）における、空気分圧の有効成分分
を示す。
【００２２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図に基づいて説明する。
【００２３】図１は、本発明にかかるエンジン制御装置
が適用されるエンジン装置の全体構成説明図である。本
実施の形態におけるエンジン１は、自動車用エンジン、
例えば水平対向型エンジンであり、シリンダ内に直接燃
料を噴射する筒内噴射式エンジンである。
【００２４】図示したように、エンジン１には吸気通路
２及び排気通路３が各々連通されている。吸気通路２の
上流端は、吸気チャンバ４を介して図示していない車体
前方に開口しており、下流端はサージタンク５から分岐
した吸気管６によりエンジン１に接続され、吸気ポート
７を介して各燃焼室８と連通している。
【００２５】吸気通路２の上流側位置には、空気中の塵
埃を除去するエアクリーナ１２が設けられ、その下流側
位置には吸気通路２内を通過してエンジンに吸入される
吸入空気量Ｑを制御するスロットルバルブ１４が設けら
れている。スロットルバルブ１４は、後述する電子制御
ユニットからの制御信号に基づいてバルブ開度を変化さ
せるスロットルアクチュエータ１５を備えており、電子
制御スロットル（以下、単にＥＴＣという）１６を構成
している。また、吸気通路２には、ＥＴＣ１６をバイパ
スするＩＳＣ通路１７が設けられており、ＩＳＣ通路１
７の途中にはアイドリング時の吸入空気量を調整するた
めのＩＳＣバルブ１８が取付けられている。
【００２６】一方、排気通路３の上流側には各排気ポー
ト１０を介して各燃焼室８に連通する排気管１１が設け
られており、排気通路３の下流側には車体後部に取付け
られるマフラ９が接続されている。また、排気管１１と
マフラ９との間には排気ガスの浄化を行う例えば三元触
媒等の触媒２２が介装されている。
【００２７】そして、排気管１１と吸気管６の集合部と
の間を連通するＥＧＲ通路２４は、吸気管６及び排気管
１１よりも小径の流路面積をもって形成されており、こ
のＥＧＲ通路２４の途中にはステッピングモータを駆動
源として開閉制御され、ＥＧＲ通路２４の流路面積を変
化させるＥＧＲバルブ２５が取付けられている。
【００２８】また、シリンダヘッド２６には、燃焼室８
内に臨んで点火プラグ２８とインジェクタ１９が設けら
れている。点火プラグ２８は、イグナイタ２７及びイグ
ニッションコイル２９を介して給電された高電圧によっ
て、燃焼室８内の混合気に所定の点火時期にて強制着火
する。インジェクタ１９は、燃料噴射方向がピストンに
向けて設けられており、燃料ポンプ２０から燃料配管２
１を介して圧送供給された燃料を微粒化して燃焼室内に
直接噴射する。
【００２９】なお、図中、３０はエンジンのクランク軸
が所定のクランク軸角度をなす毎にパルス信号を出力す
るクランク角センサ、３２は図示しないアクセルペダル
の踏込量に応じた電圧信号を出力するアクセル開度セン
サを示す。
【００３０】また、３３は吸気管６内に生じた圧力に応
じた電圧信号を出力する吸気管圧力センサ、３４は吸気
管６内のガス温度に応じた電圧信号を出力する吸気管温
度センサ、３５は触媒２２の上流側における排気ガス中
の空燃比を電圧信号に変換して出力する空燃比センサ、
３６はスロットルバルブ１４を通過する空気流量を計測
する吸入空気量センサを示す。その他、本図に示された
部材のうち本願発明の機能と直接関連を有しないものに
ついてはその説明を省略する。
【００３１】そして、上記各センサからの検出信号は電
子制御ユニット（以下、単にＥＣＵという）４０に入力
され、ＥＣＵ４０からは各部材への駆動制御信号が出力
される。図２は、ＥＣＵ４０の概略構成説明図である。
ＥＣＵ４０は、図示したように、各センサからの信号を
入力する入力インタフェース４０ａ、各部材への駆動制
御信号を出力する出力インタフェース４０ｂ、主演算装
置としてのＣＰＵ４０ｃ、各部材を制御する制御プログ
ラムや予め設定された固定データを記憶するＲＯＭ４０
ｄ、各センサからの検出信号等を格納するＲＡＭ４０
ｅ、さらに学習データ等を格納するバックアップＲＡＭ
４０ｆ、タイマ４０ｇ等をバスライン４０ｈで相互に接
続してなるマイクロコンピュータシステムとして構成さ
れている。
【００３２】図３は、図２のＥＣＵ４０がその内部にて
エンジン制御に関して実現する各機能を示したものであ
り、エンジン運転状態を検出するための上記各センサが
接続されるとともに、エンジン制御のための各種アクチ
ュエータ類が接続されている。
【００３３】ＥＣＵ４０にはエンジン動作状態検出手段
としてクランク角センサ３０、アクセル開度センサ３
２、吸気管圧力センサ３３、吸気管温度センサ３４、空
燃比センサ３５、吸入空気量センサ３６の各入力信号路
が接続されており、また、点火手段３７、インジェクタ
１９、ＥＴＣ１６、ＥＧＲバルブ２５への出力信号路が
接続されている。尚、ここで点火手段３７は、イグナイ
タ２７、イグニッションコイル２９、点火プラグ２８等
によって構成されている。
【００３４】ＥＣＵ４０は、各センサ類からの信号を処
理してエンジン運転状態を検出する各種パラメータを算
出する機能として、エンジン回転数算出部４４、アクセ
ル開度算出部４５、マニホールド全圧算出部４６、吸入
管内ガス温度算出部４７、空燃比算出部４８、スロット
ル通過空気流量算出部４９を備えている。
【００３５】また、これら各種パラメータを用いて設定
した目標トルクを基準としたＥＴＣ１６とＥＧＲバルブ
２５の制御値の算出機能と、燃料噴射量を算出する機能
と、目標トルクに対して実際に実現される出力トルクを
予測した予測トルクを算出する機能を有するメイン制御
部５０を備えている。そして、更にＥＣＵ４０は、予測
トルクに基づいた燃料噴射時期及び点火時期を算出する
機能として噴射制御部７０と点火制御部８０を備えてい
る。
【００３６】エンジン回転数算出部４４ではクランク角
センサ３０からの出力パルス信号に基づいてエンジン回
転数Ｎｅが算出され、アクセル開度算出部４５では、ア
クセル開度センサ３２の出力電圧値に基づいてアクセル
ペダル（図示せず）の踏込量（アクセル操作量）Ｓが算
出され、マニホールド全圧算出部４６では、吸気管圧力
センサ３３の出力電圧値に基づいて吸気管圧力Ｐｍが算
出される。
【００３７】吸入管内ガス温度算出部４７では、吸気管
温度センサ３４の出力電圧値に基づいて吸気管内のガス
温度である吸気管内ガス温度Ｔｍが算出され、空燃比算
出部４８では空燃比センサ３５の出力電圧値に基づいて
空燃比λが算出される。また、スロットル通過空気流量
算出部４９では、吸入空気量センサ３６の出力電圧値に
基づいてスロットルバルブ１４を通過するスロットル通
過空気流量計測値Ｑａｖｅが算出される。これらの算出
された値はメイン制御部５０に入力される。
【００３８】次に、メイン制御部５０が有する上述の３
つの機能について、図４及び図５のブロック図に基づい
て説明する。図４は、目標トルクを基準としたＥＴＣ１
６とＥＧＲバルブ２５の制御値の算出機能と、燃料噴射
量の算出機能を説明するブロック図であり、図５は、予
測トルクの算出機能を説明するブロック図である。
【００３９】ＥＴＣ１６とＥＧＲバルブ２５の制御値の
算出機能と燃料噴射量の算出機能は、図４に示したよう
に、目標トルク設定手段５１、初期設定値算出手段５
２、制御目標値算出手段５３、推定値算出手段５４、フ
ィードバック制御量算出手段５５、予測値算出手段５
６、ＥＴＣ開度算出手段５７、ＥＧＲバルブ開度算出手
段５８、基本燃料噴射量算出手段５９、吸気系係数算出
手段６０、制御系係数算出手段６１により構成されてい
る。
【００４０】目標トルク設定手段５１は、エンジン回転
数Ｎｅとアクセル開度Ｓをパラメータとするデータマッ
プを備えており、このデータマップを補間計算付にて参
照することにより目標トルクＴｅｉを設定する。目標ト
ルクＴｅｉは、運転者がエンジンに要求する出力トルク
として認識され、エンジンはここで設定された目標トル
クＴｅｉを出力するように制御される。
【００４１】初期設定値算出手段５２は、基本燃料噴射
量、基本ＥＧＲ量、シリンダ内当量比の初期設定値を算
出するための、目標トルクＴｅｉとエンジン回転数Ｎｅ
をパラメータとするデータマップを各々備えており、こ
れらをそれぞれ補間計算付にて参照することにより基本
燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、基本ＥＧＲ量初期設定値
（ＥＧＲ率）ＥＧＲｉ、シリンダ内当量比初期設定値Ｆ
ＡＩｉを算出する。ここで、算出される初期設定値は、
エンジンが目標トルクＴｅｉを出力する際に要求される
値となる。
【００４２】制御目標値算出手段５３は、初期設定値算
出手段５２にて算出された初期設定値を用いて吸気管６
内の圧力応答目標値を空気有効成分分圧とＥＧＲガス有
効成分分圧とに分けて算出し、それぞれ制御目標値とし
て設定する。ここで設定される空気有効成分分圧制御目
標値ＰｍｏｓｉとＥＧＲガス有効成分分圧制御目標値Ｐ
ｍｅｅｓｉは、エンジンが目標トルクＴｅｉを実現する
際に要求される空気有効成分分圧とＥＧＲガス有効成分
分圧である。
【００４３】推定値算出部５４は、センサ類により検出
した検出値に基づいて空気有効成分分圧とＥＧＲガス有
効成分分圧の圧力応答値を算出し、それぞれの有効成分
分圧推定値として設定する。ここで設定される空気有効
成分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値
Ｐｍｅｅは、吸入空気量センサ等のセンサ値に基づいて
算出される値である。
【００４４】フィードバック制御量算出手段５５は、Ｅ
ＧＲガス有効成分分圧推定値ＰｍｅｅとＥＧＲガス有効
成分分圧制御目標値Ｐｍｅｅｓｉとの偏差をフィードバ
ックすることによりＥＧＲバルブ２５を通過させるＥＧ
Ｒ量であるＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅを算出
し、また、ＥＧＲバルブ通過ガス流量設定値Ｑｅに含ま
れる空気有効成分Ｑｅａ、及び、空気有効成分分圧推定
値Ｐｍｏと空気有効成分分圧の制御目標値Ｐｍｏｓｉと
の偏差をフィードバックすることによりスロットルバル
ブ１４を通過させる通過空気流量であるスロットルバル
ブ通過空気流量設定値Ｑａを算出する。
【００４５】ここで、有効成分、過不足成分について説
明する。まず、有効成分とは、目標値（初期設定値）に
呼応するための成分を示し、ＥＧＲガス有効成分は、制
御空燃比が当量（理論空燃比）であれば、ＥＧＲガス中
の非空気成分である不活性成分（理論空燃比での既燃ガ
スに相当する成分；H2O 、CO2 、N2等からなる）と同じ
値である。しかし、制御空燃比がリーンの場合には、当
量比分の空気を含み、ＥＧＲガス中の空気成分に不活性
成分を加えた値となる。
【００４６】また、過不足分とは、有効分に対する過不
足分を示し、定常状態では目標当量比と排気当量比とが
同じであるため、過不足は生じないが、過渡的にはこれ
から制御しようとする目標当量比と現在還流されてくる
ＥＧＲガスの排気当量比とが一致しないことが多く、目
標当量比＞排気当量比の場合には、還流されてくるＥＧ
Ｒガス中に過剰空気を生じる。従って、この過剰・不足
空気分をスロットルバルブ・ＥＧＲバルブの制御により
目標状態に制御するのである。
【００４７】図６は、本発明で採用する吸気系モデルを
示したものである。図示したように、エンジン１の吸気
管６の上流に設けられたスロットルバルブ１４を通過す
る新気分の流量（スロットル通過空気流量）Ｑａと、排
気管１１から吸気管６へのＥＧＲ通路２４に介装された
ＥＧＲバルブ２５を通過するＥＧＲガス流量（ＥＧＲバ
ルブ通過ガス流量）Ｑｅとが吸気管６内に供給され、エ
ンジン１のシリンダに流入している（シリンダ流入ガス
量Ｑｓ）とする吸気系モデルであり、スロットル通過空
気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとによって
吸気管容積を充填する分の空気量を見込むことにより、
アクセル操作量とエンジン回転数Ｎｅから設定した目標
トルクＴｅｉを実現することができる。
【００４８】吸気管６内の空気有効成分は、スロットル
バルブ１４を通過する新気分と、ＥＧＲバルブ２５を通
過するＥＧＲガス中の空気過不足成分との和から、シリ
ンダ内へ流入する空気有効成分を除いたものであり、ス
ロットル通過空気流量Ｑａ、ＥＧＲガス中の空気過不足
成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、吸気管６ａ内の空
気有効成分のシリンダ流入流量Ｑｓｏ、吸気管容積Ｖ
ｍ、吸気管内ガス温度Ｔｍ、空気有効成分の気体定数Ｒ
ａを用いて気体の状態方程式を適用すると、吸気管６内
の空気有効成分分圧Ｐｍｏの時間変化量ｄＰｍｏ／ｄｔ
は、以下の（１）式にて表すことができる。
【００４９】 ｄＰｍｏ／ｄｔ＝（Ｑａ＋Ｑｅａ−Ｑｓｏ）・Ｒａ・Ｔｍ／Ｖｍ …（１） また、吸気管６内のＥＧＲガス有効成分は、ＥＧＲバル
ブ２５を通過するＥＧＲガス有効成分からシリンダ内へ
流入するＥＧＲガス有効成分を除いたものであり、同様
に、吸気管６内のＥＧＲガス有効成分分圧の時間変化量
ｄＰｍｅｅ／ｄｔは、ＥＧＲガス有効成分のＥＧＲバル
ブ通過流量Ｑｅｅ、ＥＧＲガス有効成分のシリンダ流入
流量Ｑｓｅｅ、ＥＧＲガス有効成分の気体定数Ｒｅによ
り、以下の（２）式で表すことができる。
【００５０】 ｄＰｍｅｅ／ｄｔ＝（Ｑｅｅ−Ｑｓｅｅ）・Ｒｅ・Ｔｍ／Ｖｍ …（２） 上記（１）式におけるＥＧＲガスの空気過不足成分のＥ
ＧＲバルブ通過流量Ｑｅａ、上記（２）式におけるＥＧ
Ｒガス有効成分のＥＧＲバルブ通過流量Ｑｅｅは、ＥＧ
Ｒバルブ通過ガス流量Ｑｅに、ＥＧＲバルブ２５入口に
おけるＥＧＲガスの当量比ＦＡＩとシリンダ内当量比の
初期設定値である目標当量比ＦＡＩＩとの比を適用する
ことにより、それぞれ、以下の（３）、（４）式のよう
に表すことができる。
【００５１】 Ｑｅａ＝（１−ＦＡＩ／ＦＡＩＩ）・Ｑｅ …（３） Ｑｅｅ＝（ＦＡＩ／ＦＡＩＩ）・Ｑｅ …（４） また、上記（１）式における空気有効成分のシリンダ流
入流量Ｑｓｏ、上記（２）式におけるＥＧＲガス有効成
分のシリンダ流入流量Ｑｓｅｅは、それぞれ、１気筒当
たりのストローク容積Ｖｓ、体積効率ηｖ、エンジンの
気筒数Ｌを用いて、以下の（５）（６）式で表すことが
できる。
【００５２】 Ｑｓｏ＝((Ｐｍｏ・Ｖｓ)/( Ｒａ・Ｔｍ))・ηｖ・( Ｎｅ・Ｌ/ １２０) …(5 ) Ｑｓｅｅ＝((Ｐｍｅｅ・Ｖｓ)/( Ｒｅ・Ｔｍ))・ηｖ・( Ｎｅ・Ｌ/ １２０）
…（６） したがって、上記（１）、（２）式に上記（３）〜
（６）式を適用して式中の一部を以下の（７）〜（９）
式で示す係数ａ、ｂａ、ｂｅで置き換え、上記（１）、
（２）式をマトリックス形式で記述すると、以下の（１
０）式で示すことができる。
【００５３】 ａ＝（Ｖｓ／Ｖｍ）・ηｖ・（Ｎｅ・Ｌ／１２０） …（７） ｂａ＝Ｒａ・Ｔｍ／Ｖｍ …（８） ｂｅ＝Ｒｅ・Ｔｍ／Ｖｍ …（９）
【００５４】
【数１】 フィードバック制御量算出手段５５は、以上の吸気系モ
デルを用いることにより、吸気管６内の空気有効成分分
圧推定値Ｐｍｏ及びＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍ
ｅｅの時間変化量に基づいて、スロットル通過空気流量
ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅとを算出する。
【００５５】予測値算出手段５６は、ＥＧＲガス有効成
分分圧と空気有効成分分圧の理論的な圧力応答値を算出
し、それぞれの有効成分分圧予測値として設定する。こ
こで設定される空気有効成分分圧予測値ＰｍｏｓとＥＧ
Ｒガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓは、ＥＴＣ１６及
びＥＧＲバルブ２５の制御値から予測されるスロットル
通過空気流量とＥＧＲバルブ通過ガス流量に基づいて算
出される値である。ここで算出された空気有効成分分圧
予測値ＰｍｏｓとＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅ
ｅｓは、フィードバック制御量算出手段５５にてスロッ
トル通過空気流量ＱａとＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ
の補正値として用いられ、また、後述する予測トルクＴ
ｅｓの算出や燃料噴射量の算出等に用いられる。
【００５６】ＥＴＣ開度指示値算出手段５７は、吸気管
６のマニホールド全圧Ｐｍとスロットル通過空気流量Ｑ
ａとに基づいてＥＴＣ１６に対する操作量としてのＥＴ
Ｃ開度指示値Ｓａを算出する。ＥＧＲバルブ開度指示値
算出手段５８は、マニホールド全圧ＰｍとＥＧＲバルブ
通過ガス流量Ｑｅとに基づいてＥＧＲバルブ２５の操作
量としてのＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを算出する。
【００５７】燃料噴射量算出手段５８は、空気有効成分
分圧推定値Ｐｍｏと空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓの
いずれか一方とシリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩｉと
に基づいて最終基本燃料噴射量Ｇｆｓを算出する。最終
基本燃料噴射量Ｇｆｓの算出には、センサ検出値から求
めた空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ、または制御値から
理論的に求めた空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓがエン
ジン運転状態に応じて適宜選択されて用いられる。これ
により、実際にシリンダ内に流入する吸入空気量に見合
った燃料噴射量となり、空燃比を目標空燃比に正確に維
持することができる。尚、吸気系係数算出手段６０は、
吸気系モデル係数を算出し、制御係数算出手段６１は、
フィードバック制御係数を算出する。
【００５８】次に、予測トルクの算出機能について図５
に基づいて説明する。予測トルクの算出機能は、図示し
たように、目標トルク設定手段５１、制御目標値算出手
段５３、推定値算出手段５４、予測値算出手段５６、及
び予測トルク算出手段６２により構成されている。
【００５９】予測トルク算出手段６２は、エンジン運転
状態に応じて選択される空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ
または空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓのいずれか一方
と、目標トルクＴｅｉ、空気有効成分分圧制御目標値Ｐ
ｍｏｓｉを用いて予測トルクＴｅｓを算出する。ここ
で、算出される予測トルクＴｅｓは、目標トルクＴｅｉ
に対して実際に実現される出力トルクを予測した値とな
る。
【００６０】次に、燃料噴射時期と点火時期の算出機能
について説明する。燃料噴射時期の算出は、図３に示し
たように、ＥＣＵ４０の燃料噴射制御部７０内に構成さ
れた燃料噴射時期算出手段７１によって行われる。燃料
噴射時期算出手段７１は、内部に予測トルクＴｅｓとエ
ンジン回転数Ｎｅとをパラメータとするデータマップを
備えており、これらのパラメータを用いてデータマップ
を補間計算付にて参照することにより燃料噴射時期を算
出する。ここで算出される燃料噴射時期Ｔｊは、目標ト
ルクＴｅｉを基準にしたものではなく予測トルクＴｅｓ
に見合った適切な燃料噴射時期であり、これにより、噴
射時期のずれによる不具合を防止することができる。
【００６１】尚、燃料噴射制御部７０は、燃料噴射時期
算出手段７１の他に、メイン制御部５０により算出され
た燃料噴射量Ｇｆｓを噴射させるためのインジェクタ１
９の駆動時間を算出する噴射パルス時間算出手段７２
と、噴射パルス時間及び噴射時期に基づいて噴射パルス
を発生させる噴射パルス発生部７３とを備えている。
【００６２】噴射パルス時間算出手段７２は、メイン制
御部５０で設定した燃料噴射量Ｇｆｓからインジェクタ
１９に対する操作量としての噴射パルス時間Ｔｏｕｔを
算出する。噴射パルス発生手段７３は、噴射パルス時間
Ｔｏｕｔと燃料噴射時期Ｔｊとを用いて噴射パルス発生
タイマを予め定めた特定のクランク角度でセットし、所
定のタイミングで噴射パルスをインジェクタ１０へ出力
する。
【００６３】点火時期の算出は、ＥＣＵ４０の点火時期
制御部８０内の点火時期算出手段８１によって行われ
る。点火時期算出手段８１は、内部に予測トルクＴｅｓ
とエンジン回転数Ｎｅとをパラメータとするデータマッ
プを備えており、これらのパラメータを用いてデータマ
ップを補間計算付にて参照することにより点火時期ＩＧ
を算出する。ここで算出される点火時期ＩＧは、目標ト
ルクＴｅｓを基準にしたものではなく予測トルクＴｅｉ
に見合った適切な点火時期であり、これにより、点火時
期のズレによる不具合を防止することができる。
【００６４】尚、点火時期制御部８０は、点火時期算出
部８１の他に点火時期に基づいて点火信号を発生させる
点火信号発生部８２を備えている。点火信号発生手段８
２は、点火時期ＩＧを用いて予め定めた特定のクランク
角度で点火パルス発生タイマをセットし、所定のタイミ
ングで点火信号をイグナイタ２７に出力し、点火コイル
２９を介して点火プラグ２８に放電を行わせる。
【００６５】次に、上記構成のエンジン装置により実施
される吸気・ＥＧＲ制御、燃料噴射量制御、燃料噴射時
期制御、点火時期制御について、図７〜図９のフローチ
ャートに基づいて説明する。
【００６６】図７は、図示しないイグニッションスイッ
チがＯＮされ、ＥＣＵ４０に電源が供給されてシステム
がリセットされたとき、割り込み実行される初期化ルー
チンである。まず最初に、ステップ（以下、単に「Ｓ」
という）１でＣＰＵ４０ｃを初期設定すると、Ｓ２で制
御データを初期設定し、Ｓ３で吸気管容積Ｖｍ、１気筒
当たりのストローク容積Ｖｓ、エンジンの気筒数Ｌ、空
気有効成分の気体定数Ｒａ、ＥＧＲガス有効成分の気体
定数Ｒｅ等の吸気系定数を設定し、本ルーチンを抜ける
（リターン）。
【００６７】図８は、図７の初期化ルーチンによりシス
テムイニシャライズした後に所定間隔のプログラムサイ
クル毎、例えば１０ｍｓｅｃ毎に実行される定期処理ル
ーチンであり、吸気・ＥＧＲ量の制御、燃料噴射量及び
燃料噴射時期、点火時期の制御を行うルーチンプログラ
ムを示したフローチャートである。まず最初に、Ｓ１０
では各センサにより検出した各センサ値に基づいて、ア
クセル開度Ｓ、マニホールド全圧Ｐｍ、吸気管６内のガ
ス温度Ｔｍ、スロットル通過空気流量計測値Ｑａｖｅ、
空燃比λ、エンジン回転数Ｎｅ等のエンジン運転状態を
判断する各種パラメータが算出される。
【００６８】Ｓ２０では、目標トルクＴｅｉの算出が行
われる。ここで、目標トルク設定手段５１は、Ｓ１０に
て算出したアクセル開度Ｓとエンジン回転数Ｎｅを用い
て、目標トルク算出用データマップを補間計算付で参照
することによって、目標トルクＴｅｉを算出する。この
目標トルクＴｅｉは、ドライバがエンジンに要求する出
力としてとらえることができ、この目標トルクＴｅｉを
実現すべく、Ｓ３０以降の制御が行われる。
【００６９】Ｓ３０では、吸気系係数の算出が行われ
る。ここで、吸気系係数算出手段６０は、エンジン回転
数Ｎｅとマニホールド全圧Ｐｍをパラメータとするデー
タマップを参照することにより現在のエンジン運転状態
における体積効率ηｖを算出する。そして、次に、以下
の(11)〜(13)式により吸気系係数ｃａ、ｃｅ、ｄを算出
する。
【００７０】 ｃａ＝ａ/ ｂａ＝( Ｖｓ/(Ｒａ・ Ｔｍ))・ ηｖ・(Ｎｅ・ Ｌ/ １２０) …(11) ｃｅ＝ａ/ ｂｅ＝( Ｖｓ/(Ｒｅ・ Ｔｍ))・ ηｖ・(Ｎｅ・ Ｌ/ １２０) …(12) ｄ＝( Ｖｓ/(Ｒａ・ Ｔｍ))・ ηｖ …(13) ここで、ａ、ｂａ、ｂｅは、前述の(7) 〜(9) 式により
算出された吸気系係数であり、吸気管容積Ｖｍ、１気筒
当たりのストローク容積Ｖｓ、エンジンの気筒数Ｌ、空
気有効成分の気体定数Ｒａ、ＥＧＲガス有効成分の気体
定数Ｒｅは、Ｓ３（図７参照）にて設定された吸気系定
数である。
【００７１】Ｓ４０では、基本燃料噴射量、基本ＥＧＲ
量、シリンダ内当量比の初期設定値の算出が行われる。
ここで、初期設定値算出手段５２は、エンジン回転数Ｎ
ｅと目標トルクＴｅｉをパラメータとするそれぞれのデ
ータマップを補間計算付にてそれぞれ参照することによ
り、基本燃料噴射量初期設定値Ｇｆｉ、基本ＥＧＲ量初
期設定値ＥＧＲｉ、シリンダ内当量比初期設定値ＦＡＩ
ｉを算出する。
【００７２】Ｓ５０では、空気有効成分分圧とＥＧＲガ
ス有効成分分圧の制御目標値が算出される。ここで、制
御目標値設定手段５３は、Ｓ４０にて設定したシリンダ
内当量比初期設定値ＦＡＩｉからＥＧＲバルブ１４入口
におけるＥＧＲガスの当量比を推定した当量比推定値ｆ
ａｉを求める。
【００７３】そして、当量比推定値ｆａｉ、シリンダ内
当量比初期設定値ＦＡＩｉ、基本燃料噴射量初期設定値
Ｇｆｉ、基本ＥＧＲ量初期設定値ＥＧＲｉ、吸気系係数
ｄ、理論空燃比ＡＢＦｔから、以下の(14)〜(16)式によ
り、空気有効成分分圧目標値初期設定値Ｐｍｏｓｉ、Ｅ
ＧＲガス有効成分分圧目標値初期設定値Ｐｍｅｅｓｉ、
マニホールド全圧目標値初期設定値Ｐｍｓｉを算出し、
また、以下の(17)式により当量比推定値ｆａｉと当量比
設定値ＦＡＩｉとの比を、当量比係数ｒｆａｉとして算
出する。
【００７４】 Ｐｍｏｓｉ ＝( １/ ｄ)・ＧＦＩ・ ＡＢＦｔ/ ＦＡＩｉ …(14) Ｐｍｅｅｓｉ＝ＥＧＲｉ/(１- ＥＧＲｉ)・( Ｒｅ/ Ｒａ)・Ｐｍｏｓｉ …(15) Ｐｍｓｉ ＝Ｐｍｏｓｉ+ Ｐｍｅｅｓｉ …(16) ｒｆａｉ ＝ｆａｉ/ ＦＡＩｉ …(17) 上記当量比推定値ｆａｉは、空燃比センサ３５が広域型
空燃比センサである場合、実際の空燃比λより算出した
当量比算出値を用いることで最も優れた精度を得ること
ができるが、以下の(18)式に示すように、ＥＧＲ通路２
４で発生する燃焼ガスの輸送遅れ時間を考慮し、ｋ制御
周期前の当量比設定値ＦＡＩｉ(-k)から加重平均によ
り、当量比設定値ＦＡＩｉの一次遅れで当量比推定値ｆ
ａｉを算出しても良い。
【００７５】 ｆａｉ＝（１−ｑ）・ｆａｉ(-1)＋ｑ・ＦＡＩｉ(-k) …(18) 但し、ｑ：加重平均係数 上記(18)式による加重平均で当量比推定値ｆａｉを求め
る場合、加重平均係数ｑを予め設定した定数としても良
いが、厳密には、燃焼ガスの輸送遅れ時間は運転条件に
よって変化するため、一次遅れを運転条件で最適に設定
できるよう、加重平均係数ｑをマニホールド全圧Ｐｍよ
り設定し、ｋ制御周期前の当量比設定値ＦＡＩｉ
(-k)は、エンジン回転数Ｎｅとマニホールド全圧Ｐｍと
により設定した無駄時間に相当するｋ制御周期前の値と
することが望ましい。
【００７６】尚、簡易的には、以下の(19)式に示すよう
に、当量比設定値ＦＡＩｉを、そのまま当量比推定値ｆ
ａｉとして設定しても良い。
【００７７】ｆａｉ＝ＦＡＩｉ …(19) Ｓ６０では、センサ検出値に基づいた空気有効成分分圧
及びＥＧＲガス有効成分分圧の推定値が算出される。こ
こで、フィードバック制御量算出手段５５は、まず最初
に、空気有効成分分圧及びＥＧＲガス有効成分分圧の各
時間変化量を推定するため、吸気系モデルに従って、Ｅ
ＧＲガスの空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ及びＥ
ＧＲガス有効成分分圧モデル値Ｐｆｅｅをシリンダ内当
量比推定値ｒｆａｉに基づいて算出し、実際に計測した
スロットル通過空気流量によって吸入空気分の新気分圧
モデル値Ｐｆａを算出する。
【００７８】そして、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧
モデル値Ｐｆｅａと新気分圧モデル値Ｐｆａとの和を空
気有効成分分圧推定値Ｐｍｏとして算出し、ＥＧＲガス
の空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ、ＥＧＲガス有
効成分分圧モデル値Ｐｆｅｅ、新気分圧モデル値Ｐｆａ
の総和を吸気管内圧力の実測値であるマニホールド全圧
Ｐｍと一致させるべく、マニホールド全圧Ｐｍから空気
有効成分分圧推定値Ｐｍｏを減算した値をＥＧＲガス有
効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとして算出する。
【００７９】ここで、当量比ｒｆａｉを用いることによ
りＥＧＲガス有効成分分圧の推定精度を高めることがで
きると同時に、実際の吸入空気量から求めた新気分圧モ
デル値Ｐｆａを修正することなく各分圧の総和をマニホ
ールド全圧Ｐｍに一致させることによりＥＧＲ分のモデ
ル誤差を修正し、吸気温度、大気圧、バルブクリアラン
ス等の影響を排除して空気有効成分分圧の推定精度を向
上させることができる。
【００８０】具体的には、ＥＧＲガスの空気過不足成分
分圧モデル値Ｐｆｅａ、ＥＧＲガス有効成分分圧モデル
値Ｐｆｅｅは、吸気系係数ａ、ｂａ、ｂｅ、当量比係数
ｒｆａｉ、１制御周期前のＥＧＲバルブ通過ガス流量設
定値Ｑｅ(-1)、１制御周期前のＥＧＲガスのＰｆｅａ
(-1)、１制御周期前のＰｆｅｅ(-1)を用いて、以下の(2
0)、(21)式により算出される。
【００８１】 Ｐｆｅａ＝（１- ａ・ ｄｔ)・Ｐｆｅａ(-1)+ ( ｂａ・ ｄｔ)・( １- ｒｆａｉ)・Ｑｅ(-1)…(20) Ｐｆｅｅ＝（１- ａ・ ｄｔ)・Ｐｆｅｅ(-1)+ ( ｂｅ・ ｄｔ)・( １- ｒｆａｉ)・Ｑｅ(-1)…(21) また、吸入空気の新気分圧モデル値Ｐｆａは、吸入空気
量センサ８によって実際に計測したスロットル通過空気
流量計測値Ｑａｖｅを用い、以下の(22)式によって算出
される。
【００８２】 Ｐｆａ ＝( １- ａ・ ｄｔ)・Ｐｆａ(-1)+(ｂａ・ ｄｔ)・Ｑａｖｅ …(22) そして、空気有効成分分圧推定値ＰｍｏとＥＧＲガス有
効成分分圧推定値Ｐｍｅｅは、以下の(23)式と(24)式に
より算出される。
【００８３】Ｐｍｏ＝Ｐｆａ＋Ｐｆｅａ …(23) Ｐｍｅｅ＝Ｐｍ−Ｐｍｏ …(24) 尚、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏは、マニホールド全
圧Ｐｍから吸入空気の新気分圧モデル値Ｐｆａを減算し
たＥＧＲガス分圧と、ＥＧＲガスの空気過不足成分分圧
モデル値ＰｆｅａとＥＧＲガス有効成分分圧モデル値Ｐ
ｆｅｅとの和として導かれるＥＧＲガス分圧との比によ
ってＥＧＲガスの空気過不足成分分圧モデル値Ｐｆｅａ
を修正した以下の(25)式によって算出しても良い。
【００８４】 Ｐｍｏ＝Ｐｆａ+ Ｐｆｅａ・(Ｐｍ- Ｐｆａ)/( Ｐｆｅａ+ Ｐｆｅｅ) …(25) 但し、( Ｐｆｅａ+ Ｐｆｅｅ) ＝０でＥＧＲが実施され
ていないときには、(Ｐｍ−Ｐｆａ) ＝０であり、Ｐｍ
ｏ＝Ｐｆａとする。
【００８５】Ｓ７０では、空気有効成分分圧推定値Ｐｍ
ｏとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅとに基づい
たスロットル通過空気流量設定値Ｑａ、ＥＧＲバルブ通
過ガス流量設定値Ｑｅの算出が行われる。ここでは、ま
ず最初に制御係数算出手段６１の処理によりフィードバ
ック制御係数が算出される。具体的には、吸気系係数ｂ
ａ、ｂｅ、ｃａ、ｃｅと当量比係数ｒｆａｉを用いて、
以下の(26)〜(31)式によりフィードバック係数ｆ１、ｆ
２、ｈ１、ｈ２、ｇ１、ｇ２が算出される。
【００８６】 ｆ１＝( １/(ｂａ・ｄｔ))・ ｎ …(26) ｆ２＝( １/(ｒｆａｉ・ ｂｅ・ｄｔ))・ ｎ …(27) ｈ１＝ｃａ …(28) ｈ２＝ｃｅ/ ｒｆａｉ …(29) ｇ１＝ｍ/ Ｎｅ …(30) ｇ２＝ｍ/ Ｎｅ …(31) 但し、ｄｔ：制御周期 ｎ：重み係数（０＜ｎ＜１） ｍ：積分制御係数（ｍ≧０） そして、上述の吸気系モデルに従い、フィードバック制
御量算出手段５５の処理により、ＥＧＲバルブ通過ガス
流量初期設定値Ｑｅｉとスロットル通過空気流量初期設
定値Ｑａｉが算出される。
【００８７】ここで、ＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設
定値Ｑｅｉは、前述の吸気制御マネージャ５４による処
理で算出したＥＧＲガス有効成分分圧目標値初期設定値
ＰｍｅｅｓｉとＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅ
ｅ、及び、１制御周期前に後述するＳ８０にて算出され
たＥＧＲガス有効成分分圧誤差の時間積分値Ｉｍｅｅ
(-1)とを用いて、以下の(32)式により算出される。
【００８８】Ｑｅｉ＝ｈ２・ Ｐｍｅｅｓｉ- ｆ２・ Ｐｍ
ｅｅ+ ｇ２・ Ｉｍｅｅ(-1) …(32)上記(32)式で算出し
たＥＧＲバルブ通過ガス流量初期設定値Ｑｅｉは、必ず
しも実現可能な値ではないこともあるため、以下の(33)
式の範囲（０以上最大流量（Ｑｅ）MAX 以下の範囲）に
飽和させて制御可能（実現可能）な流量とし、この流量
をＥＧＲガス有効成分分圧推定値Ｐｍｅｅを用いたＥＧ
Ｒバルブ通過ガス流量Ｑｅとする。
【００８９】０≦Ｑｅ≦（Ｑｅ）MAX …(33) 上記最大ＥＧＲバルブ通過ガス流量（Ｑｅ）MAX は、マ
ニホールド全圧Ｐｍに基づいてマップ参照等により設定
される。
【００９０】更には、ＥＧＲバルブ通過ガス流量を制御
する場合、制御することのできる（変化させることので
きる）流量は、マニホールド全圧Ｐｍと１制御周期前の
ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ(-1)とによって制限され
るため、マニホールド全圧Ｐｍと１制御周期前のＥＧＲ
バルブ指示値Ｓｅ(-1)とから最大ＥＧＲバルブ通過ガス
流量変化量（ΔＱｅ）MAX を設定し、この最大ＥＧＲバ
ルブ通過ガス流量変化量（ΔＱｅ）MAX と１制御周期前
のＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ(-1)とによって以下の
(34)式で算出した最大ＥＧＲバルブ通過ガス流量（Ｑ
ｅ）MAX を用いることで、より正確なフィードバック制
御を実現することができる。
【００９１】 （Ｑｅ）MAX ＝Ｑｅ(-1)+ （ΔＱｅ）MAX …(34) そして、スロットル通過空気流量初期設定値Ｑａｉは、
ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅ、及び前述の制御目標値
算出手段５３による処理で算出したＰｍｏｓｉと空気有
効成分分圧推定値Ｐｍｏ、及び、１制御周期前に後述す
るＳ８０にて算出された空気有効成分分圧誤差の時間積
分値Ｉｍｏ(-1)とを用いて、以下の(35)式により算出さ
れる。
【００９２】 Ｑａｉ＝ｈ１・ Ｐｍｏｓｉ- ｆ１・ Ｐｍｏ -(１- ｒｆａｉ)・Ｑｅ+ ｇ１・ Ｉｍｏ …(35) そして、算出したスロットル通過空気流量初期設定値Ｑ
ａｉを以下の(36)式の範囲（０以上最大流量（Ｑａ）
MAX 以下の範囲）に飽和させてスロットル通過空気流量
Ｑａを定める。
【００９３】０≦Ｑａ≦（Ｑａ）MAX …(36) この場合においても、上記最大ＥＧＲバルブ通過ガス流
量（Ｑｅ）MAX の場合と同様、上記最大スロットル通過
空気流量（Ｑａ）MAX は、予め設定した定数としてもよ
く、制御可能な流量を考慮してマニホールド全圧Ｐｍに
基づいてマップ参照等により設定した値を用いても良
い。
【００９４】更に、マニホールド全圧Ｐｍと１制御周期
前のスロットルアクチュエータ指示値Ｓａ(-1)とによっ
て最大スロットル通過空気流量変化量（ΔＱａ）MAX を
設定し、この最大スロットル通過空気流量変化量（ΔＱ
ａ）MAX と１制御周期前のスロットル通過空気流量Ｑａ
(-1)とによって以下の(37)式で算出した最大スロットル
通過空気流量（Ｑａ）MAX を用いても良い。
【００９５】 （Ｑａ）MAX ＝Ｑａ(-1)＋（ΔＱａ）MAX …(37) Ｓ８０では、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ、及びＥ
ＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅｓが算出される。
ここでは、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓが予測値算
出手段５６により、１制御周期前の空気有効成分分圧予
測値Ｐｍｏｓ(-1)と空気有効成分分圧目標補正値Ｐｍｏ
ｈｓとを用いて以下の(38)式により算出される。
【００９６】 Ｐｍｏｓ ＝（１- ｎ）・Ｐｍｏｓ(-1)+ ｎ・ Ｐｍｏｈｓ …(38) また、同様に、ＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐｍｅｅ
ｓは、１制御周期前のＥＧＲガス有効成分分圧予測値Ｐ
ｍｅｅｓ(-1)とＥＧＲガス有効成分分圧目標補正値Ｐｍ
ｅｅｈｓとを用いて、以下の(39)式により算出される。
【００９７】 Ｐｍｅｅｓ＝( １- ｎ)・Ｐｍｅｅｓ(-1)+ ｎ・ Ｐｍｅｅｈｓ …(39) 上記(38)、(39)式における空気有効成分分圧目標補正値
Ｐｍｏｈｓは、スロットル通過空気流量Ｑａに相当する
圧力目標値であり、ＥＧＲガス有効成分分圧目標補正値
Ｐｍｅｅｈｓは、ＥＧＲバルブ通過ガス流量Ｑｅに相当
する圧力目標値であり、以下の(40)、(41)式により算出
される。
【００９８】 Ｐｍｏｈｓ ＝( １/ ｈ１)・( Ｑａ+(１- ｒｆａｉ)・ Ｑｅ+ ｆ１・ Ｐｍｏ- ｇ１・ Ｉｍｏ) …(4 0) Ｐｍｅｅｈｓ＝( １/ ｈ２)・( Ｑｅ+ ｆ２・ Ｐｍｅｅ- ｇ２・ Ｉｍｅｅ) …( 41) 上記(40)、(41)式における空気有効成分分圧誤差の時間
積分値Ｉｍｏ、及び、ＥＧＲガス有効成分分圧誤差の時
間積分値Ｉｍｅｅは、以下の(42)、(43)式によって算出
される。
【００９９】 Ｉｍｏ ＝Ｉｍｏ(-1) +(Ｐｍｏｓ(-k)- Ｐｍｏ)・ｄｔ …(42) Ｉｍｅｅ＝Ｉｍｅｅ(-1)+(Ｐｍｅｅｓ(-k)- Ｐｍｅｅ)・ｄｔ …(43) Ｓ９０では、ＥＴＣ１６のＥＴＣ開度指示値Ｓａの算出
が行われる。ここで、ＥＴＣ開度指示値算出手段５７
は、Ｓ７０にて求めたスロットル通過空気流量Ｑａとマ
ニホールド全圧Ｐｍとを用いてＥＴＣ開度指示値Ｓａを
算出し、制御信号としてＥＧＲバルブ２５に出力する。
【０１００】Ｓ１００では、ＥＧＲバルブ２５のバルブ
開度指示値Ｓｅの算出が行われる。ここで、ＥＧＲバル
ブ開度指示値算出手段５８は、Ｓ７０にて求めたＥＧＲ
バルブ通過ガス流量Ｑｅとマニホールド全圧Ｐｍとを用
いてＥＧＲバルブ開度指示値Ｓｅを算出し、制御信号と
してＥＧＲバルブ２５に出力する。このＳ９０及びＳ１
００の制御処理によって、ＥＴＣ１６及びＥＧＲバルブ
２５は、目標トルクを実現する吸入空気量及びＥＧＲ量
を得られる開度位置にそれぞれ制御される。
【０１０１】次に、Ｓ１１０では、最終基本燃料噴射量
の算出が行われる。ここでは、シリンダ内に流入する実
際の吸入空気量に対応した燃料噴射量の算出が行われ
る。すなわち、ＥＴＣ１６及びＥＧＲバルブ２５は、Ｓ
１００により目標トルクを実現する吸入空気量及びＥＧ
Ｒ量を得る開度位置に制御されるが、例えば、ステップ
的に開度位置が変化した場合等は実際の吸気管圧力の応
答はスロットルバルブ１４と燃焼室２７との離間距離及
び吸気管６の形状等に起因してステップ的には変化せ
ず、制御目標値に対して遅れを生ずる場合がある。した
がって、Ｓ１１０では実際にシリンダ内に吸入される空
気量に応じた燃料噴射量の算出が行われる。
【０１０２】ここで、基本燃料噴射量算出手段５９は、
上述のＳ６０及びＳ８０にて算出した２種類の吸気管圧
力応答値に基づく２種類の燃料噴射量を各々算出する。
そして、エンジン運転状態に応じて決定される燃料噴射
制御方式に対応して２つの燃料噴射量の内の一方を最終
燃料噴射量として採用する。
【０１０３】まず最初に、空気有効成分分圧推定値Ｐｍ
ｏに基づいたＬジェトロ型燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ｌと、空
気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓに基づいたＡ／Ｆ優先型
燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ａが、以下の(44)(45)式によって算
出される。
【０１０４】 Ｇｆｓ＿Ｌ＝ｄ・ Ｐｍｏ・ ＦＡＩｉ/ ＡＢＦｔ …(44) （ＡＢＦｔ：理論空燃比、ｄ：吸気系係数） Ｇｆｓ＿Ａ＝ｄ・ Ｐｍｏｓ・ ＦＡＩｉ/ ＡＢＦｔ …(45) （ＡＢＦｔ：理論空燃比、ｄ：吸気系係数） これら２つの燃料噴射量の内の一方を最終燃料噴射量と
して採用するために用いられる燃料噴射制御方式の決定
の判断は、以下の図９に示したルーチンによって行われ
る。
【０１０５】まず最初に、Ｓ２００では吸気管６内の圧
力状態に基づいた判定が行われ、Ｓ１０にて検出したマ
ニホールド全圧ＰｍとＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内に予
め設定されているマニホールド基準圧ＰｍLMとの比較判
定が行われる。ここで、マニホールド全圧Ｐｍがマニホ
ールド基準圧ＰｍLM以下の低い負圧状態にあると判定さ
れた場合（ＮＯ）は、更にアクセルペダルの操作状態に
基づいた判断をすべくＳ２１０へ移行する。また、マニ
ホールド全圧Ｐｍがマニホールド基準圧ＰｍLMよりも高
い負圧状態にあると判定された場合（ＹＥＳ）は、Ｓ２
３０へ移行する。
【０１０６】Ｓ２１０では、アクセルペダルの踏込量Ｓ
が予め設定された所定量よりも大きく踏み込まれた操作
状態にあるか否かが判定される。ここで、アクセル踏込
量ＳがＥＣＵ４０のＲＯＭ４０ｄ内に予め設定されてい
る基準アクセル踏込量ＳLMよりも大きい（ＹＥＳ）場合
には、Ｓ２３０へ移行する。また、アクセル開度Ｓが基
準アクセル踏込量ＳLM以下である場合（ＮＯ）にはＳ２
２０へ移行する。
【０１０７】Ｓ２２０では、エンジン運転状態が中・低
負荷運転領域内にあると判断され、燃料噴射制御方式は
Ａ／Ｆ優先型燃料噴射制御方式が選択される。また、Ｓ
２３０では、エンジン運転状態が高負荷運転領域内にあ
ると判断され、燃料噴射制御方式はＬジェトロ型燃料噴
射制御方式が選択される。そして、本ルーチンを抜ける
（リターン）。
【０１０８】そして、基本燃料噴射量算出手段５９は、
図９のルーチンによって選択された燃料噴射制御方式に
基づいて２種類の燃料噴射量の内の１つを最終燃料噴射
量として決定する。すなわち、Ｌジェトロ型燃料噴射制
御方式（高負荷運転領域）の場合は、空気有効成分分圧
推定値Ｐｍｏを用いたＬジェトロ型燃料噴射量Ｇｆｓ＿
Ｌを最終燃料噴射量Ｇｆｓとして選択し、Ａ／Ｆ優先型
燃料噴射制御方式（中・低負荷運転領域）の場合は空気
有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用いたＡ／Ｆ優先型燃料
噴射量Ｇｆｓ＿Ａを最終燃料噴射量Ｇｆｓとして選択す
る。
【０１０９】この理由について簡単に説明すると、空気
有効成分分圧推定値Ｐｍｏは、吸気管圧力センサ３３や
吸入空気量センサ３６等のセンサ類により検出したセン
サ検出値を用いて算出されるため、センサ遅れやセンサ
信号のノイズ処理による検出遅れがあり、特に中・低負
荷運転時において過渡的に吸入空気量の変化があった場
合に検出遅れを生じやすく、検出遅れ分の誤差が空燃比
の誤差に繋がるおそれがある。
【０１１０】しかし、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ
は、センサ類により実際に検出したセンサ検出値を用い
て求めているために絶対的な精度が良く、また、高負荷
運転領域においては吸気管６のスロットルバルブ前後の
差圧（以下、単に吸気管差圧という）が小さいため、検
出遅れ分の誤差を許容することができるという利点を有
している。したがって、高負荷運転領域において精度の
高い空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏを用いることによっ
て、より正確な燃料噴射量を算出することができる。こ
のため、高負荷運転領域においては、Ｌジェトロ型燃料
噴射量Ｇｆｓ＿Ｌが用いられる。
【０１１１】一方、空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓ
は、ＥＴＣ１６及びＥＧＲバルブ２５の開度指示値に基
づいた理論的な計算値に基づいて算出されるため、空気
有効成分分圧推定値Ｐｍｏのようなセンサによる検出遅
れが無く、吸入空気量の過渡的な変化における精度が良
いという利点を有している。
【０１１２】しかし、高負荷運転時においては吸気管差
圧は小さいため、ＥＴＣ１６によりスロットルバルブ１
４のスロットル開度を精密に開度制御しても計算値通り
の吸入空気量をシリンダ内に吸入させることが困難であ
り、このような場合に吸入空気量の誤差を含み易く、空
燃比の誤差に繋がるおそれがある。したがって、中・低
負荷運転領域において精度が良く、また検出遅れによる
誤差が生じない空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓを用い
ることによって、正確な燃料噴射量を迅速に算出するこ
とができる。このため、中・低負荷運転領域において
は、Ａ／Ｆ優先型燃料噴射量Ｇｆｓ＿Ａが用いられる。
このように、空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏと空気有効
成分分圧予測値Ｐｍｏｓとが各々有する利点を生かした
燃料噴射量Ｇｆｓの算出を行うことによって、最適な燃
料噴射量を得ることができる。
【０１１３】次に、定期処理ルーチンのＳ１２０以降で
は、目標トルクに対して実際に発生する出力トルクを予
測トルクとして算出し、その予測トルクに対応した燃料
噴射時期ＴＪ、及び点火時期ＩＧの算出が行われる。Ｓ
１２０では、予測トルク算出手段６２の処理により、予
測トルクＴｅｓの算出が行われる。ここで、予測トルク
Ｔｅｓは、吸気管６内の実際の圧力応答値と目標トルク
を達成すべく設定された最終的な制御目標とされる圧力
応答値との比を用いて、目標トルクＴｅｉを補正するこ
とによって算出される。
【０１１４】そして、その際に用いられる実際の空気有
効成分分圧は、最終燃料噴射量Ｇｆｓの算出と同様に精
度の高い予測トルクを算出すべく、Ｓ２２０（図９参
照）にて選択された燃料噴射制御方式により選択され
る。すなわち、燃料噴射制御方式がＬジェトロ型方式で
ある場合には空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏが用いら
れ、Ａ／Ｆ優先型方式である場合には空気有効成分分圧
予測値Ｐｍｏｓが用いられる。
【０１１５】具体的には、以下の(46)、(47)式により算
出される。
【０１１６】 Ｔｅｓ＝Ｔｅｉ×（Ｐｍｏ／Ｐｍｏｓｉ） …(46) Ｔｅｓ＝Ｔｅｉ×（Ｐｍｏｓ／Ｐｍｏｓｉ） …(47) 上記(46)、(47)式に示したように、予測トルクＴｅｓ
は、目標トルクＴｅｉを空気有効成分分圧推定値Ｐｍｏ
若しくは空気有効成分分圧予測値Ｐｍｏｓと空気有効成
分分圧制御目標値Ｐｍｏｓｉとの比によって補正するこ
とによって算出される。これにより、高精度の予測トル
クＴｅｓを得ることができる。
【０１１７】Ｓ１３０では、燃料噴射時期算出手段７１
の処理により最終燃料噴射時期Ｔｊの算出が行われる。
燃料噴射時期算出手段７１は、予測トルクＴｅｓとエン
ジン回転数Ｎｅに基づいてデータマップを補間計算付に
て参照することにより、最終燃料噴射時期Ｔｊを算出す
る。この最終燃料噴射時期Ｔｊを用いることにより、目
標トルクに合わせた燃料噴射時期ではなく実際に出力さ
れる予測トルクに適合した噴射時期で燃料を噴射するこ
とができ、特に過渡時における燃料噴射時期の制御性を
向上することができる。
【０１１８】Ｓ１４０では、点火時期算出手段８１の処
理により予測トルクＴｅｓとエンジン回転数Ｎｅをパラ
メータとするデータマップを補間計算付にて参照するこ
とにより最終点火時期ＩＧが算出される。この最終点火
時期ＩＧを用いることにより、目標トルクに合わせた点
火時期ではなく実際に出力される予測トルクに適合した
点火時期で点火を行うことができ、特に過渡時における
点火時期の制御性を向上することができる。
【０１１９】したがって、過渡運転状況下においても、
燃料噴射時期と点火時期を実際に実現される出力トルク
と適合させることができ、トルクの滑らかなつながりを
実現することができ、操作者の操作とエンジン出力の関
係を一定のものとすることができる。以上の制御を行っ
た後に本定期処理ルーチンを抜ける（リターン）。
【０１２０】上記に述べた制御により、目標トルクに対
応して空気有効成分とＥＧＲガス有効成分とを推定しな
がら吸気制御及びＥＧＲ制御を行い、応答遅れを補償し
つつフィードバックを行うことでその制御応答性を向上
させ、スロットル系の操作結果として生じる実際の吸入
空気量に対応した燃料噴射量を供給する燃料噴射量制御
を行い、かつ目標トルクに対して実際に発生する出力ト
ルクを予測トルクとして算出し、燃料噴射時期及び点火
時期を予測トルクに適合させることによって、実際の出
力トルクに適合した燃料噴射時期制御及び点火時期制御
を行うことができる。
【０１２１】尚、本発明は、上述の実施の形態に限定さ
れるものではなく、発明の要旨内にて種々の変更が可能
である。例えば、上述の実施の形態では、シリンダ内に
燃料を直接噴射する筒内噴射型エンジンを用いた例を示
したが、これに限定されるものではなく、通常の吸気マ
ニホールドに燃料を噴射するタイプのエンジンにおいて
も、適用することができる。
【０１２２】また、本実施の形態では、目標トルクに対
応して空気有効成分とＥＧＲガス有効成分とを推定しな
がら吸気制御及びＥＧＲ制御を行う例を用いて説明した
が、これに限定されるものでなく、ＥＧＲ制御を行わな
い又はＥＧＲバルブを設置していないエンジンにも適用
することができる。これらの場合には、ＥＧＲバルブ通
過ガス流量Ｑｅを０、すなわち、マニホールド全圧ｐｍ
が新気分圧モデル値Ｐｆａ、空気有効成分分圧推定値Ｐ
ｍｏと等しいものとして、スロットル通過空気流量Ｑａ
とによりスロットル開度Ｓａを算出すると共に、予測ト
ルクを求めることでＥＧＲ制御を行わない又はＥＧＲバ
ルブを設置していないエンジンにも適用できる。
【０１２３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るエン
ジン制御装置によれば、操作者の操作に応じて設定され
る目標トルクに対して実際に発生する出力トルクを予測
し、予測した出力トルクに適合した燃料噴射時期制御及
び点火時期制御を行うことで、特に過渡運転時における
実際の出力トルクと点火時期及び燃料噴射時期のズレを
防止することができ、結果として操作者のアクセル操作
に対する追従性を向上させ、運転フィーリングの向上を
図ることができる等優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるエンジン制御装置が適用される
エンジン装置の全体構成説明図である。
【図２】ＥＣＵの概略構成説明図である。
【図３】電子制御ユニットがその内部にてエンジン制御
に関して実現する各機能を概略的に説明する説明図であ
る。
【図４】ＥＴＣとＥＧＲバルブの制御値の算出機能と燃
料噴射量の算出機能を説明するブロック図である。
【図５】予測トルクを算出機能を説明するブロック図で
ある。
【図６】本発明で採用する吸気系モデルを示したもので
ある。
【図７】エンジン始動動作時に割り込み実行される初期
化ルーチンである。
【図８】吸気・ＥＧＲ量の制御、燃料噴射量、燃料噴射
時期、点火時期の制御を行うルーチンプログラムであ
る。
【図９】燃料噴射制御方式を決定するルーチンを示すフ
ローチャートである。
【符号の説明】
１４ スロットルバルブ １６ 電子制御スロットル装置（ＥＴＣ：吸入空気量制
御手段） １９ インジェクタ ２４ ＥＧＲ通路 ２５ ＥＧＲバルブ ３２ アクセル開度センサ ３３ 吸気管圧力センサ ３４ 吸気温度センサ ３５ 空燃比センサ ３６ 吸入空気量センサ ５０ 電子制御ユニット（制御部） ５１ 目標トルク設定手段 ６２ 予測トルク算出手段（予測トルク算出部） ６３ 点火時期設定部 ７０ 燃料噴射制御部（燃料噴射時期算出部） ８０ 点火時期制御部（点火時期算出部） Ｔｅｉ 目標トルク Ｔｅｓ 予測トルク Ｓ アクセル開度

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 吸気通路に設けられ制御部からの制御信
    号に基づいてエンジンへの吸入空気量を制御するスロッ
    トルバルブ制御手段と、アクセルペダルの踏込量とエン
    ジン動作状態とからエンジンに要求される出力トルクを
    目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、を備
    え、前記目標トルクに基づいて前記スロットルバルブ制
    御手段を制御するエンジン制御装置において、 前記目標トルクに対して実際に実現されると予測される
    出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算出
    部と、該算出した予測トルクに基づいて点火時期を算出
    する点火時期算出部と、を備えていることを特徴とする
    エンジン制御装置。
  2. 【請求項２】 吸気通路に設けられ制御部からの制御信
    号に基づいてエンジンへの吸入空気量を制御するスロッ
    トルバルブ制御手段と、アクセルペダルの踏込量とエン
    ジン動作状態とからエンジンに要求される出力トルクを
    目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、を備
    え、前記目標トルクに基づいて前記スロットルバルブ制
    御手段を制御するエンジン制御装置において、 前記目標トルクに対して実際に実現されると予測される
    出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算出
    部と、該算出した予測トルクに基づいて燃料噴射時期を
    算出する燃料噴射時期算出部と、を備えていることを特
    徴とするエンジン制御装置。
  3. 【請求項３】 吸気通路に設けられ制御部からの制御信
    号に基づいてエンジンへの吸入空気量を制御するスロッ
    トルバルブ制御手段と、アクセルペダルの踏込量とエン
    ジン動作状態とからエンジンに要求される出力トルクを
    目標トルクとして設定する目標トルク設定手段と、を備
    え、前記目標トルクに基づいて前記スロットルバルブ制
    御手段を制御するエンジン制御装置において、 前記目標トルクに対して実際に実現されると予測される
    出力トルクを予測トルクとして算出する予測トルク算出
    部と、該算出した予測トルクに基づいて点火時期を算出
    する点火時期算出部と、該算出した予測トルクに基づい
    て燃料噴射時期を算出する燃料噴射時期算出部と、を備
    えていることを特徴とするエンジン制御装置。
  4. 【請求項４】 前記吸気通路の前記スロットルバルブ下
    流側に位置する吸気管の管内圧力を検出する吸気管内圧
    力検出手段と、 前記吸気管内を通過する気体の温度を検出する吸気温度
    検出手段と、 前記スロットルバルブの上流側に設けられ前記エンジン
    に吸入される新気空気量を計測する新気空気量計測手段
    と、 前記目標トルクに基づいて燃料噴射量及びシリンダ内当
    量比の初期設定値を各々設定する初期設定値設定手段
    と、 該初期設定値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空
    気有効成分分圧の制御目標値である空気有効成分分圧制
    御目標値を設定する空気有効成分分圧制御目標値設定手
    段と、 前記計測した新気空気量に基づいて前記吸気管内の圧力
    応答値の空気有効成分分圧推定値を算出する空気有効成
    分分圧推定値算出手段と、を備え、 前記予測トルク算出部は、前記空気有効成分分圧推定値
    と前記空気有効成分分圧制御目標値との比を用いて前記
    目標トルクを補正することにより前記予測トルクを算出
    することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
    エンジン制御装置。
  5. 【請求項５】 前記吸気通路の前記スロットルバルブ下
    流側に位置する吸気管の管内圧力を検出する吸気管内圧
    力検出手段と、 前記吸気管内を通過する気体の温度を検出する吸気温度
    検出手段と、 前記スロットルバルブの上流側に設けられ前記エンジン
    に吸入される新気空気量を計測する新気空気量計測手段
    と、 前記目標トルクに基づいて燃料噴射量及びシリンダ内当
    量比の初期設定値を各々設定する初期設定値設定手段
    と、 該初期設定値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空
    気有効成分分圧の制御目標値である空気有効成分分圧制
    御目標値を設定する空気有効成分分圧制御目標値設定手
    段と、 前記スロットルバルブの制御値に基づいて前記吸気管内
    の圧力応答値の空気有効成分分圧予測値を算出する空気
    有効成分分圧予測値算出手段と、を備え、 前記予測トルク算出部は、前記空気有効成分分圧予測値
    と前記空気有効成分分圧制御目標値との比を用いて前記
    目標トルクを補正することにより前記予測トルクを算出
    することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
    エンジン制御装置。
  6. 【請求項６】 前記吸気通路の前記スロットルバルブ下
    流側に位置する吸気管の管内圧力を検出する吸気管内圧
    力検出手段と、 前記吸気管内を通過する気体の温度を検出する吸気温度
    検出手段と、 前記スロットルバルブの上流側に設けられ前記エンジン
    に吸入される新気空気量を計測する新気空気量計測手段
    と、 前記目標トルクに基づいて燃料噴射量及びシリンダ内当
    量比の初期設定値を各々設定する初期設定値設定手段
    と、 該初期設定値に基づいて前記吸気管内の圧力応答値の空
    気有効成分分圧の制御目標値である空気有効成分分圧制
    御目標値を設定する空気有効成分分圧制御目標値設定手
    段と、 前記計測した新気空気量に基づいて前記吸気管内の圧力
    応答値の空気有効成分分圧推定値を算出する空気有効成
    分分圧推定値算出手段と、 前記スロットルバルブの制御値に基づいて前記吸気管内
    の圧力応答値の空気有効成分分圧予測値を算出する空気
    有効成分分圧予測値算出手段と、 前記エンジンの運転状態が高負荷運転領域内にあるか又
    は中・低負荷運転領域内にあるかを判断するエンジン運
    転状態判断手段と、を備え、 前記予測トルク算出部は、前記エンジンの運転状態が高
    負荷運転領域内にある場合は前記空気有効成分分圧推定
    値と前記空気有効成分分圧制御目標値との比を用いて前
    記目標トルクを補正し、前記エンジン運転状態が中・低
    負荷運転領域内にある場合は前記空気有効成分分圧予測
    値と前記空気有効成分分圧制御目標値との比を用いて前
    記目標トルクを補正することにより前記予測トルクを算
    出することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載
    のエンジン制御装置。
  7. 【請求項７】 前記エンジン運転状態判断手段は、 前記吸気管の管内圧力が予め設定されている基準値を超
    える場合は高負荷運転領域内にあると判断し、前記管内
    圧力が前記基準値以下である場合には中・低負荷運転領
    域内にあると判断することを特徴とする請求項６に記載
    のエンジン制御装置。
  8. 【請求項８】 前記エンジン運転状態判断手段は、 前記アクセルペダルの踏込量が予め設定されている所定
    量を超える場合は高負荷運転領域内にあると判断し、前
    記踏込量が前記所定量以下である場合は中・低負荷運転
    領域内にあると判断することを特徴とする請求項６に記
    載のエンジン制御装置。
  9. 【請求項９】 前記エンジン運転状態判断手段は、 前記管内圧力が予め設定されている基準値を超える場合
    又は前記アクセルペダルの踏込量が予め設定されている
    所定量を超える場合は高負荷運転領域内にあると判断す
    ることを特徴とする請求項６に記載のエンジン制御装
    置。
  10. 【請求項１０】 前記エンジン制御装置は、一端が排気
    通路と連通し他端が前記吸気通路に連通するＥＧＲ通路
    の通路途中に設けられたＥＧＲ量を制御するＥＧＲバル
    ブを前記目標トルクに基づいて制御するＥＧＲバルブ制
    御手段を備えていることを特徴とする請求項１〜９のい
    ずれかに記載のエンジン制御装置。
  11. 【請求項１１】 前記エンジン制御装置は、一端が排気
    通路と連通し他端が前記吸気通路に連通するＥＧＲ通路
    の通路途中に設けられたＥＧＲ量を制御するＥＧＲバル
    ブを前記目標トルクに基づいて制御するＥＧＲバルブ制
    御手段を備え、 前記初期設定値設定手段は、前記目標トルクに基づいて
    燃料噴射量、シリンダ内当量比、及びＥＧＲ率の初期設
    定値を各々設定することを特徴とする請求項４〜９のい
    ずれかに記載のエンジン制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007064136A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃料噴射制御装置
CN111912798A (zh) * 2019-05-09 2020-11-10 株式会社堀场Stec 吸光分析系统、程序存储介质以及吸光度测量方法
KR20220135114A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 주식회사 현대케피코 고부하 운전 시 배기가스 재순환 장치 제어 방법 및 시스템, 그리고 그 시스템을 포함하는 내연기관 차량

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007064136A (ja) * 2005-09-01 2007-03-15 Nissan Motor Co Ltd エンジンの燃料噴射制御装置
CN111912798A (zh) * 2019-05-09 2020-11-10 株式会社堀场Stec 吸光分析系统、程序存储介质以及吸光度测量方法
KR20220135114A (ko) * 2021-03-29 2022-10-06 주식회사 현대케피코 고부하 운전 시 배기가스 재순환 장치 제어 방법 및 시스템, 그리고 그 시스템을 포함하는 내연기관 차량
US11754009B2 (en) 2021-03-29 2023-09-12 Hyundai Kefico Corporation Method and system for controlling EGR device in high-load driving, and internal combustion engine vehicle including the system

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