JP2015224611A - 内燃機関の空気量算出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気弁モデルに関する学習を適正に実施し、ひいては空気量の算出精度を向上させる。【解決手段】ＥＣＵ５０は、吸気弁３１を通じて燃焼室２２内に空気が流入する挙動を模擬した吸気弁モデルを用い、吸気管圧力Ｐｍに基づいて筒内流入空気量Ｇｎを算出する。また特に、ＥＣＵ５０は、エアフロメータ１２の検出結果に基づいて吸入空気量Ｇａを算出するとともに、吸入空気量Ｇａが燃焼室２２内への実際の流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定する。そして、吸入空気量Ｇａが実際の流入空気量に一致する状況下であると判定された場合に、筒内流入空気量Ｇｎと吸入空気量Ｇａとの比較に基づいて学習値を算出する。【選択図】 図１

Description

本発明は、内燃機関の空気量算出装置に関するものである。

内燃機関の筒内流入空気量を算出する手法は種々提案されており、その１つとして、吸気弁モデルを用い、吸気管圧力に基づいて筒内流入空気量を算出するものが知られている（例えば特許文献１参照）。この吸気弁モデルを用いた算出手法では、内燃機関の体積効率ηｖの特性を考慮して、吸気弁の開放に伴い生じる空気の筒内流入量を算出するものとしている。

特開２０１２−２６３１８号公報

また、内燃機関においては製造公差や耐久劣化に起因する特性ずれが生じるため、吸気弁モデルに関して学習を実施することが考えられる。この場合、吸気管に設けたエアフロメータの検出結果から算出した吸入空気量と、吸気弁モデルを用いて算出した筒内流入空気量との比較に基づいて、空気量補正値としての学習値を算出することが考えられる。

しかしながら、内燃機関において運転状態が様々に変化することを考慮すると、空気量学習を実施する上で、エアフロ検出値に基づく吸入空気量を真の空気量とすることができない場合があると考えられる。つまり、エアフロメータよりも下流側で空気流入が生じると、エアフロ検出値に基づく吸入空気量と、吸気弁モデルに基づく筒内流入空気量とが対にならず、それに起因して学習の精度が確保できなくなる。そして、学習精度の低下により空気量の算出精度が低下する。

本発明は、吸気弁モデルに関する学習を適正に実施し、ひいては空気量の算出精度を向上させることができる内燃機関の空気量算出装置を提供することを主たる目的とするものである。

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。

本発明における内燃機関の空気量算出装置は、吸気弁を通じて燃焼室内に空気が流入する挙動を模擬した吸気弁モデルを用い、吸気管内の圧力である吸気管圧力（Ｐｍ）に基づいて、燃焼室内に流入する空気量である筒内流入空気量（Ｇｎ）を算出することを前提にする。そして、吸気管に設けた空気量検出センサ（１２）の検出結果に基づいて、当該吸気管内を流れる吸入空気量（Ｇａ）を算出する吸入空気量算出手段と、前記吸入空気量算出手段により算出した吸入空気量が、燃焼室内に実際に流入する流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定する判定手段と、前記吸入空気量が前記実際の流入空気量に一致する状況下であると判定された場合に、前記吸気弁モデルを用いて算出した筒内流入空気量と、前記吸入空気量算出手段により算出した吸入空気量との比較に基づいて、前記筒内流入空気量と前記吸気弁モデルの特性値との少なくともいずれかを補正するための学習値を算出する学習手段と、を備えることを特徴とする。

空気量検出センサの検出結果から算出した吸入空気量と吸気弁モデルを用いて算出した筒内流入空気量とを比較することで、空気量学習が可能となる。この場合、例えば吸気弁に関して製造公差や耐久劣化に起因してバルブリフト量のずれが生じても、そのずれ分に相当する空気量誤差の抑制が可能となる。また特に、上記構成では、空気量検出センサの検出結果から算出した吸入空気量が、燃焼室内への実際の流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定し、一致する場合に、吸入空気量（検出値）と筒内流入空気量（モデル算出値）との比較に基づいて学習を実施する構成とした。そのため、空気量検出センサの検出地点よりも下流側で空気流入が生じた場合にそれに起因して学習精度が低下するといった不都合を抑制できる。その結果、吸気弁モデルに関する学習を適正に実施し、ひいては空気量の算出精度を向上させることができる。

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図。 吸気管圧力Ｐｍと筒内流入空気量Ｇｎとの関係を示す図。 Ｐｍ，Ｎｅと空気量補正値との関係を示す図。 空気量算出処理の概要を示す機能ブロック図。 学習処理を示すフローチャート。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、車両に搭載される多気筒４サイクルガソリンエンジン（内燃機関）を制御対象とし、当該エンジンにおける各種アクチュエータの電子制御を実施するものとしている。まず、図１によりエンジン制御システムの全体概略構成を説明する。なお、図１においては直噴式エンジンを示すが、その噴射形式は限定されず、ポート噴射式エンジンであってもよい。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の上流部には吸入空気量を検出するためのエアフロメータ１２が設けられている。エアフロメータ１２の下流側には、ＤＣモータ等のスロットルアクチュエータ１３によって開度調節されるスロットル弁１４が設けられており、該スロットル弁１４の開度（スロットル開度）はスロットルアクチュエータ１３に内蔵されたスロットル開度センサにより検出される。スロットル弁１４の下流側にはサージタンク１６が設けられ、このサージタンク１６には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１７が設けられている。サージタンク１６には、エンジン１０の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド１８が接続されている。

シリンダブロック２０には電磁駆動式のインジェクタ２１が設けられており、該インジェクタ２１により燃焼室２２内に燃料が直接噴射される。インジェクタ２１に対しては、図示しない高圧ポンプと燃料配管（デリバリパイプ）とを通じて高圧燃料が供給されるようになっている。なお、高圧ポンプは、例えば１０〜２０ＭＰａ程度に燃料圧を高圧化する。

また、吸気管１１においてスロットル弁１４の下流側には、燃料タンク２４内で発生した蒸発燃料を吸気通路内に放出する蒸発燃料処理装置が設けられている。この蒸発燃料処理装置は、活性炭などの吸着材が充填されたキャニスタ２５と、キャニスタ２５と吸気管１１とを接続するパージ配管２６と、パージ配管２６の途中に設けられたパージ制御弁２７とを備えている。キャニスタ２５に蒸発燃料が吸着された状態では、パージ制御弁２７の開放に伴い蒸発燃料が吸気管１１内に放出される。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートには、それぞれ図示しないカム軸の回転に応じて開閉動作する吸気弁３１及び排気弁３２が設けられている。吸気弁３１の開動作により吸入空気が燃焼室２２内に導入され、排気弁３２の開動作により燃焼後の排気が排気管３５に排出される。吸気弁３１及び排気弁３２には、それら各弁の開閉時期（バルブタイミング）を可変とする可変動弁装置３３，３４が設けられている。可変動弁装置３３，３４は、エンジン１０のクランク軸と吸排気の各カム軸との相対回転位相を調整するものであり、所定の基準位置に対して進角側及び遅角側への位相調整が可能となっている。可変動弁装置３３，３４としては油圧駆動式又は電動式の可変動弁機構が用いられる。

エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒に点火プラグ３６が取り付けられており、点火プラグ３６には、図示しない点火コイル等を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ３６の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２２内において燃料が着火されて燃焼に供される。

排気管３５には、排気を浄化する排気浄化手段としての触媒３７が設けられている。触媒３７は例えば三元触媒である。また、排気管３５において触媒３７の上流側には空燃比センサ３８が設けられている。その他に、シリンダブロック２０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ４１や、エンジン１０の所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角度センサ４２が取り付けられている。

サージタンク１６と排気管３５とはＥＧＲ配管４５を介して接続されており、このＥＧＲ配管４５の途中に電磁駆動式のＥＧＲ弁４６が設けられている。なお、ＥＧＲ配管４５の排気側接続部位は触媒３７の下流側であってもよい。ＥＧＲ弁４６の開度（ＥＧＲ開度）を調節することにより、排気管３５から吸気通路側に再循環される排気の量（ＥＧＲガス量）が制御されるようになっている。

上述した各種センサの出力は、エンジン制御を司る電子制御ユニット（以下、ＥＣＵ５０という）に入力される。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて、インジェクタ２１の燃料噴射量や燃料噴射時期、点火プラグ３６の点火時期等を制御するとともに、吸気側及び排気側の可変動弁装置３３，３４を駆動させて吸気弁３１及び排気弁３２の開閉時期を適宜制御する。その他、ＥＣＵ５０は、パージ制御弁２７を開放させてキャニスタ２５の吸着燃料を吸気管１１内に適宜放出させたり、ＥＧＲ弁４６を開放させてＥＧＲを実施したりする。

また本実施形態では、吸気弁３１を通じて燃焼室２２内に空気が流入する挙動を模擬した吸気弁モデルを用い、吸気管圧力Ｐｍに基づいて、燃焼室２２内に流入する空気量である筒内流入空気量Ｇｎを算出することとしている。この筒内流入空気量Ｇｎは、燃料噴射量制御やトルク制御等に用いられる。吸気弁モデルは、エンジン１０の体積効率ηｖを考慮し構築されたものであり、例えば図２に示すような相関関係に基づき筒内流入空気量Ｇｎが算出される。なお、吸気温度、エンジン回転速度、吸気弁３１の開閉時期をパラメータとして加えて筒内流入空気量Ｇｎを算出するものであってもよい。

ところで、吸気弁３１においては、製造公差や耐久劣化（例えば、カム山の摩耗、デポジットの付着等）に起因してバルブリフト量のずれが生じることが考えられる。例えば、吸気弁３１のバルブリフト量が小さくなる方向にずれた場合には、そのずれ量に応じて、実際の流入空気量が少なくなる。そしてこれにより、吸気弁モデルにおいて筒内流入空気量Ｇｎの算出誤差が生じることが懸念される。そこで本実施形態では、こうした筒内流入空気量Ｇｎの算出誤差を抑制すべく、吸気弁モデルに関する学習を実施する。具体的には、吸気弁３１に関する製造公差や耐久劣化に起因する流入空気量ずれを補正するための空気量補正値を学習処理により求め、その空気量補正値を用いて、吸気弁モデルの出力である筒内流入空気量Ｇｎを補正する。

また、燃焼室２２内への流入空気量は、吸気マニホールド１８及び燃焼室２２の圧力差と吸気抵抗とに応じたものになるため、バルブリフト量が小さくなる側にずれるか大きくなる側にずれるかに応じて、及び、そのずれ量がどれほどであるかに応じて、流入空気量のずれの特性が決まる。ただし、バルブリフト量のずれが生じている場合において、エンジン運転状態を表す各種パラメータのうち特定のパラメータに関しては、値の大小にかかわらず流入空気量のずれの方向が同一になるのに対し、その特定のパラメータ以外に関しては、流入空気量のずれの方向が同一にならないと考えられる。

例えば吸気管圧力Ｐｍとエンジン回転速度Ｎｅとについて考察する。バルブリフト量のずれが生じている場合において、吸気管圧力Ｐｍに関しては、Ｐｍ値の大小にかかわらず流入空気量のずれの方向が同一になる。これに対し、エンジン回転速度Ｎｅに関しては、Ｎｅ値の大小に応じて流入空気量のずれの方向が相違する。そのため、吸気管圧力Ｐｍをパラメータにすると、そのＰｍ全領域において定められるべき空気量補正値は図３（ａ）のようになる。また、エンジン回転速度Ｎｅをパラメータにすると、そのＮｅ全領域において定められるべき空気量補正値は図３（ｂ）のようになる。

つまり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、吸気管圧力Ｐｍと空気量補正値との関係は線形又は略線形になるのに対し、エンジン回転速度Ｎｅと空気量補正値との関係は非線形になる。そこで本実施形態では、流入空気量のずれの方向が全領域で同一になるＰｍと、流入空気量のずれの方向が全領域で同一とならないＮｅとについて、学習点の数を相違させており、Ｐｍの学習点をｎ１点（例えばｎ１＝３）、Ｎｅの学習点をｎ１点よりも多いｎ２点（例えばｎ２＝１０）としている。ただし、ｎ１≧２であるとよい。

また、学習処理では、吸気弁モデルにより算出した筒内流入空気量Ｇｎと、エアフロメータ１２の検出結果から算出した吸入空気量Ｇａとの比較により空気量補正値を算出するが、例えば吸気通路においてエアフロメータ１２よりも下流側で空気流入が生じる場合には筒内流入空気量Ｇｎと吸入空気量Ｇａとの直接の比較が不可になる。そのため本実施形態では、吸入空気量Ｇａが、燃焼室２２内への実際の流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定し、一致する状況下であると判定した場合に、筒内流入空気量Ｇｎと吸入空気量Ｇａとの比較に基づいて空気量補正値を算出する。

図４は、空気量算出処理の概要を示す機能ブロック図であり、同図に示す各機能はＥＣＵ５０により実現されるものとなっている。

流入空気量算出部Ｍ１１は、吸気弁モデルを用いて構成されており、吸気管圧力Ｐｍに基づいて筒内流入空気量Ｇｎを算出する。吸気管圧力Ｐｍは、吸気管圧力センサ１７により検出された検出値である以外に、吸気マニホールド１８内を空気が流れる際の挙動を模擬したインマニモデルを用いて推定した推定値であってもよい。なお、吸気温度、エンジン回転速度、吸気弁３１の開閉時期をパラメータとして加えることも可能である。

補正部Ｍ１２は、流入空気量算出部Ｍ１１で算出した筒内流入空気量Ｇｎを、空気量補正値である学習値Ｋにより補正し、補正後空気量Ｇｎａを算出する。この補正後空気量Ｇｎａが燃料噴射量制御やトルク制御等に用いられる。学習値Ｋは、初期値を１とし、学習処理により適宜更新される値である。詳しくは後述する。

また、空気量観測部Ｍ１３は、エアフロメータ１２の検出結果に基づいて、吸気管１１内を流れる吸入空気量Ｇａを算出する。この吸入空気量Ｇａは、エンジン回転速度Ｎｅ等に基づいて、気筒ごとの空気量として算出されるとよい。偏差算出部Ｍ１４は、補正部Ｍ１２で算出した補正後空気量Ｇｎａと、空気量観測部Ｍ１３で算出した吸入空気量Ｇａとの差である空気量偏差ΔＧを算出する。

学習部Ｍ１５は、空気量偏差ΔＧに基づいて、複数の学習領域ごとに学習値Ｋを算出し、その学習値Ｋを所定のバックアップ用メモリ（例えばＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリ）記憶する。具体的には、複数のＮｅ格子点ｘと複数のＰｍ格子点ｙとからなる学習領域（ｘ，ｙ）を定めておき、エンジン運転時において学習領域ごとに学習値Ｋの算出（更新）を適宜実施する。この場合、エンジン回転速度Ｎｅについて例えば１０点のＮｅ格子点ｘが定められているとともに、吸気管圧力Ｐｍについて例えば３点のＰｍ格子点が定められている。３点のＰｍ格子点は、例えば低負荷点、中負荷点、高負荷点である。

図５は、学習処理を示すフローチャートであり、本処理はＥＣＵ５０により所定周期で繰り返し実施される。

図５において、ステップＳ１１では、学習実施条件の成否を判定する。この場合、学習実施条件には、
・エンジン回転速度の変動量（所定時間内の変動量）が所定値以下であること、
・吸気管圧力の変動量（所定時間内の変動量）が所定値以下であること、
が含まれ、これらがすべて成立する場合に、学習実施条件が成立していると判定される。

また、ステップＳ１２では、吸気通路においてエアフロメータ１２の下流側で空気流入が生じていないか否かを判定する。これは、エアフロメータ１２の検出値により算出した吸入空気量Ｇａが燃焼室２２内への実際の流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定する処理に相当し、さらに言えば、その吸入空気量Ｇａと吸気モデルで算出した筒内流入空気量Ｇｎとの比較が可能であるか否かを判定するための処理である。この場合、例えば蒸発燃料のパージが実施されていれば、ステップＳ１２が否定される。その他に、ＥＧＲが実施されている場合にステップＳ１２が否定されるようにしてもよい。

そして、ステップＳ１１，Ｓ１２が共にＹＥＳであれば後続のステップＳ１３に進み、ステップＳ１１，Ｓ１２のいずれかがＮＯであればそのまま処理を終了する。ステップＳ１３では、エンジン回転速度Ｎｅと吸気管圧力Ｐｍとから今現在の学習領域（ｘ，ｙ）を算出する。この学習領域は、上述したｎ１個のＰｍ学習点、ｎ２個のＮｅ学習点により定められた領域である。

また、ステップＳ１４では、エアフロメータ１２の検出値により算出した吸入空気量Ｇａと吸気モデルで算出した筒内流入空気量Ｇｎとを取得するとともに、そのＧａ，Ｇｎにより空気量偏差ΔＧを算出する。この場合、筒内流入空気量Ｇｎは、これまでに算出した学習値Ｋを反映した空気量、すなわち補正後空気量Ｇｎａであるとよい。続くステップＳ１５では、空気量偏差ΔＧが所定値以上であるか否かを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６〜Ｓ１８では、所定の学習更新量ｄｅ１，ｄｅ２（ｄｅ１＜ｄｅ２）を用いて学習値Ｋ［ｘ，ｙ］の更新処理を実施する。この場合、空気量偏差ΔＧの大きさに応じて更新速度の変更が行われるようになっており、ΔＧが比較的小さい場合には、小さい方の学習更新量ｄｅ１を用い、ΔＧが比較的大きい場合には、大きい方の学習更新量ｄｅ２を用いることとしている。

具体的には、ステップＳ１６では、ΔＧ≧所定値となる状態下（ステップＳ１５がＹＥＳの状態下）で、空気量偏差ΔＧの符号が所定時間以上同一であるか否かを判定する。この場合、空気量偏差ΔＧが比較的小さければ、ΔＧの符号が所定時間以上同一になることはなく、ステップＳ１６がＮＯとなる。一方、空気量偏差ΔＧが比較的大きければ、ΔＧの符号が所定時間以上同一になり、ステップＳ１６がＹＥＳとなる。そして、ステップＳ１６がＮＯであれば学習更新量ｄｅ１を用いて学習値Ｋ［ｘ，ｙ］を更新し（ステップＳ１７）、ステップＳ１６がＹＥＳであれば学習更新量ｄｅ２を用いて学習値Ｋ［ｘ，ｙ］を更新する（ステップＳ１８）。

上記のステップＳ１６〜Ｓ１８では、ΔＧ≧所定値の状態になった後に、その状態が解消されるまで学習値Ｋ［ｘ，ｙ］の更新が実施される。

そして、ステップＳ１９では、ΔＧが収束し学習が完了した学習値をメモリに記憶する。このとき、複数の学習領域における各吸気管圧力Ｐｍでの学習値の算出が完了している場合には、同一のＮｅ学習点における各Ｐｍ学習点での学習値から、中央値となる最終学習値を算出し、それをメモリに記憶するとよい。ここで、３点（低負荷、中負荷、高負荷）の学習値うち中央となる学習値をそのまま最終の学習値としてもよいし、３点の学習値の平均値を中央値としそれを最終の学習値としてもよい。

以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。

エアフロメータ１２の検出結果から算出した吸入空気量Ｇａと吸気弁モデルを用いて算出した筒内流入空気量Ｇｎとの比較により空気量学習を実施する構成において、吸入空気量Ｇａが燃焼室２２内への実際の流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定し、一致する場合に、吸入空気量（検出値）と筒内流入空気量（モデル算出値）との比較に基づいて学習を実施するようにした。そのため、エアフロメータ１２の検出地点よりも下流側で空気流入が生じた場合にそれに起因して学習精度が低下するといった不都合を抑制できる。その結果、吸気弁モデルに関する学習を適正に実施し、ひいては空気量の算出精度を向上させることができる。

キャニスタ２５からの燃料パージやＥＧＲが実施されている状態では、吸気通路においてエアフロ下流側での空気流入が生じる。そのため、筒内流入空気量Ｇｎとして算出されるべき値と、エアフロ検出値により算出した吸入空気量Ｇａとが一致しなくなる。この点、キャニスタ２５からの燃料パージやＥＧＲが実施されている状態では学習を実施しない構成にしたため、学習処理を適正に実施できる。

バルブリフト量のずれに起因する筒内流入空気量のずれが生じている場合、その空気量のずれ分は、吸気管圧力Ｐｍを変数とする場合とエンジン回転速度Ｎｅを変数とする場合とで特性（感度）が異なる。この点を考慮して、Ｐｍの学習点をｎ１点、Ｎｅの学習点をｎ１点よりも多いｎ２点とした。これにより、学習領域の少数化を図りつつ、空気量算出にとって適正な学習処理を実施できる。

既述のとおり流入空気量のずれの方向に関して、吸気管圧力Ｐｍについては全領域で方向が同一になり、同一のＮｅで見れば、各Ｐｍ学習点での学習値は互いに近いものとなる。この場合、３点の学習値から１つの学習値（中央値）を求め、それを最終の学習値にすることで、学習値はエンジン回転速度Ｎｅのみに対応するゲインを有するものになる。つまり、学習値の反映はＮｅのみで対応可能となる。これにより、学習値の反映を簡易に実施できるようになる。

（他の実施形態）
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。

・複数の学習領域を、吸気弁３１の開閉時期（ＶＶＴ進角値）をパラメータとして定めておく構成であってもよい。つまり、複数の学習領域を、吸気管圧力Ｐｍ、エンジン回転速度Ｎｅ及びＶＶＴ進角値により定めておき、各学習領域について学習値を算出する。この場合、Ｐｍの学習点の点数をｎ１、Ｎｅの学習点の点数をｎ２、ＶＶＴ進角値の学習点の点数をｎ３とする場合、それらをｎ１＜ｎ２、ｎ１＜ｎ３としている。

要するに、吸気弁３１の開閉時期（ＶＶＴ進角値）に関しても、エンジン回転速度Ｎｅと同様、吸気管圧力Ｐｍを変数とする場合と比べて特性（感度）が異なるものとなる。この点、ＶＶＴ進角値をパラメータとして含む場合の学習点をｎ３点（例えばｎ３＝１０）としたため、やはり空気量算出にとって適正な学習処理を実施できる。

・上記実施形態では、図４において偏差算出部Ｍ１４が、補正部Ｍ１２で算出した補正後空気量Ｇｎａを用いて空気量偏差ΔＧを算出する構成としたが、これを変更し、偏差算出部Ｍ１４が、流入空気量算出部Ｍ１１で算出した筒内流入空気量Ｇｎを用いて空気量偏差ΔＧを算出する構成としてもよい。そして、学習部Ｍ１５は、上記同様、空気量偏差ΔＧに基づいて複数の学習領域ごとに学習値Ｋを算出する。

・吸入空気量Ｇａが燃焼室２２内への実際の流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定する手段として、以下の手段を採用してもよい。各々に吸気通路が分岐して接続される複数のバンク（気筒群）を有するＶ型エンジンにおいて、吸気通路の分岐位置よりも上流側の吸気集合部に設けられたエアフロメータを備えるとともに、複数のバンクの全てを稼動状態とする全筒運転、及び、複数のバンクのうち１つを稼動状態とし、他を吸排気休止の状態とする休筒運転を切り替える気筒休止機構を備える構成とする。そして、気筒休止機構により休筒運転が実施されている場合に、吸入空気量Ｇａが燃焼室２２内への実際の流入空気量に一致する状況下にあると判定する。

・学習手段が、吸気弁モデルの特性値を補正するための学習値を算出する構成であってもよい。具体的には、モデル演算の係数の値を学習したりする。この場合、図２に示す関係について言えば特性線のオフセット変更やゲイン変更が実施されるとよい。また、筒内流入空気量（モデル算出値）を補正する学習値と、吸気弁モデルの特性値を補正する学習値との両方を算出する構成であってもよい。

１０…エンジン（内燃機関）、１１…吸気管、１２…エアフロメータ（空気量検出センサ）、２２…燃焼室、３１…吸気弁、５０…ＥＣＵ（吸入空気量算出手段、判定手段、学習手段）。

Claims (5)

1. 吸気管（１１）を流れる空気を燃料と共に燃焼させる燃焼室（２２）と、該燃焼室に通じる吸気ポートに設けられ、開放されることで前記燃焼室内に空気を流入させる吸気弁（３１）とを備える内燃機関（１０）に適用され、
   前記吸気弁を通じて前記燃焼室内に空気が流入する挙動を模擬した吸気弁モデルを用い、前記吸気管内の圧力である吸気管圧力（Ｐｍ）に基づいて、前記燃焼室内に流入する空気量である筒内流入空気量（Ｇｎ）を算出する内燃機関の空気量算出装置であって、
   前記吸気管に設けた空気量検出センサ（１２）の検出結果に基づいて、当該吸気管内を流れる吸入空気量（Ｇａ）を算出する吸入空気量算出手段と、
   前記吸入空気量算出手段により算出した吸入空気量が、前記燃焼室内に実際に流入する流入空気量に一致する状況下にあるか否かを判定する判定手段と、
   前記吸入空気量が前記実際の流入空気量に一致する状況下であると判定された場合に、前記吸気弁モデルを用いて算出した筒内流入空気量と、前記吸入空気量算出手段により算出した吸入空気量との比較に基づいて、前記筒内流入空気量と前記吸気弁モデルの特性値との少なくともいずれかを補正するための学習値を算出する学習手段と、
   を備えることを特徴とする内燃機関の空気量算出装置。
2. 前記判定手段は、キャニスタ（２５）に吸着した蒸発燃料を吸気通路に放出するパージ処理が実施されていないこと、及びＥＧＲ手段（４６等）により吸気通路へのＥＧＲガスの導入が行われていないことの少なくともいずれかに基づいて、前記吸入空気量が前記実際の流入空気量に一致する状況下であるか否かを判定する請求項１に記載の内燃機関の空気量算出装置。
3. 前記学習手段は、吸気管圧力と機関回転速度とをパラメータとする複数の学習領域においてそれぞれ前記学習値を算出するものであり、
   前記複数の学習領域として定められる吸気管圧力の点数ｎ１と機関回転速度の点数ｎ２は、ｎ１＜ｎ２である請求項１又は２に記載の内燃機関の空気量算出装置。
4. 前記学習手段は、前記複数の学習領域における各吸気管圧力での学習値の算出が完了した後、同一の機関回転速度における各吸気管圧力での学習値から、中央値となる最終学習値を算出する請求項３に記載の内燃機関の空気量算出装置。
5. 前記複数の学習領域は、前記吸気弁の開閉時期をパラメータとして含めて定められるものであり、
   前記複数の学習領域として定められる前記開閉時期の点数ｎ３は、前記吸気管圧力の点数ｎ１よりも多くなっている請求項３又は４に記載の内燃機関の空気量算出装置。

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