JP2016061228A - 過給機付き内燃機関の制御装置及び過給機付き内燃機関の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】圧縮機とスロットル間の過給路の圧力であるスロットル上流圧を、より軽減された演算負荷で精度良く推定することができる過給機付き内燃機関の制御装置及び制御方法を提供する。【解決手段】全ての前記センサの出力から過給路への流入空気質量と、過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時のスロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、過給路上流の温度センサ及び気圧センサの出力から低運転負荷時のスロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じてスロットルバルブの上流空気質量を選択して各種のアクチュエータを制御する。【選択図】図３

Description

本発明は、内燃機関の吸気系に設けられた過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路におけるスロットルバルブの上流圧（以下、単にスロットル上流圧と称することがある。）を推定することができる過給機付き内燃機関の制御装置及び制御方法に関するものである。

従来から、内燃機関（以下、エンジンと称することがある。）の出力を向上させることを目的として過給機（以下、ターボチャージャーと称することがある。）付きのエンジン制御システムがあり、過給機の例としては、排気ガスの持つエネルギーによりタービンを高速回転させることで駆動する圧縮機をエンジンの吸気系に搭載するターボチャージャーや、クランク軸からベルト等を介して駆動する圧縮機をエンジンの吸気系に搭載するスーパーチャージャー等が知られている。

また、エンジン制御システムにおける吸入空気量の検出方法としては、従来からエアフローセンサ（ＡＦＳ）により検出する方式（以下、エアフローセンサ方式という。）と、インテークマニホールド（以下、インマニと称することがある。）内の圧力（以下、インマニ圧と称することがある。）に基づいて推定する、所謂、スピードデンシティ方式が知られている。

エアフローセンサ方式では、エアフローセンサの取り付け部を通過する空気流量（以下、エアフローセンサ吸入空気量と称することがある。）を直接計測しており、また、定常運転時にシリンダに入る空気流量（以下、シリンダ吸入空気量と称する。）はエアフローセンサ吸入空気量とほぼ等しくなることから、定常運転時のシリンダ吸入空気量の算出誤差はスピードデンシティ方式と比べて比較的小さいという特長がある。

エンジンの出力の調整は、一般に、空気吸入路に設けられたスロットルバルブ（以下、単にスロットル又はＴＨＶと称することがある。）を操作し、空気吸入路の開口面積を調整する事により行われる。スロットルバルブの開口面積、空気の流れに対するスロットルバルブの上流圧力と下流圧力、及びスロットルバルブの上流と下流の温度等の検出値を用いる事により、スロットルバルブを通過する空気の流量を物理的計算式に基づいて制御する事は可能であり、これは、一般に用いられている技術である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、このような技術においては、スロットルバルブの上流圧力を計測するセンサを設ける必要があり、部品点数が増加し、コストアップするという欠点がある。
一方、エアフローセンサ吸入空気量とシリンダ吸入空気量に基づいて、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路とインマニ部を合わせた領域の平均大気密度を算出し、インマニ圧と平均大気密度に基づいてスロットル上流圧を推定する技術がある。

特許第４２３７２１４号公報

しかしながら、上記のようなスロットル上流圧を推定する技術の場合には、複雑な計算を用いるため制御装置の演算負荷が増大するという課題があった。
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、過給機付き内燃機関の制御装置及び制御方法において、圧縮機とスロットルバルブ間の過給路の圧力であるスロットル上流圧を、より軽減された演算負荷で精度良く推定することを目的とする。

上記の目的を達成するため、本発明に係る過給機付き内燃機関の制御装置は、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じて前記スロットルバルブの上流空気質量を選択して各種のアクチュエータを制御する制御部とを備えたものである。

また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、各センサに接続された制御部とを備えた過給機付き内燃機関の制御方法であって、全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じて前記スロットルバルブの上流空気質量を選択して各種のアクチュエータを制御する過給機付き内燃機関の制御方法が提供される。

このように、過給機からスロットルバルブまでの領域全体の状態が、スロットルバルブの上流温度と大気密度（大気圧と吸気温とに因る）に強く関連しているとして演算を行っているので、小さな演算負荷で精度よくスロットル上流圧を推定することが可能になる。従って、スロットル上流圧推定値を用いて、例えば、スロットル制御やスロットル上流圧制御を行うことができる。また、スロットル上流圧センサのある過給機付きエンジン制御システム場合には、例えば、スロットル上流圧センサの故障判定に用いることもできる。

本発明の実施の形態１における過給機付き内燃機関の制御装置及び制御方法の概略的な構造図である。 本発明の実施の形態１における過給機付き内燃機関の制御装置及び制御方法に用いられる電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称することがある。）による制御系統を示すブロック図である。 本発明の実施の形態における過給機付き内燃機関の制御装置及び制御方法の各領域の空気の状態変化とそれに関連するパラメータ値を概略的に示した図である。 本発明の実施の形態１においてスロットル吸入空気質量を算出するための演算ブロック図である。 本発明の実施の形態１における圧縮機吸入空気質量を算出するための演算ブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるスロットル上流空気質量を算出するための演算ブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるスロットル上流圧を算出するための演算ブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるスロットル上流温を算出するための演算ブロック図である。 本発明の実施の形態１におけるＥＣＵ内の図４〜８の相互接続関係を示したブロック図である。

以下、図面を参照して本発明に係る過給機付き内燃機関の制御装置の実施の形態について説明する。

実施の形態１．
図１に示す本発明の実施の形態１において、エンジン１には、クランク角の回転に応じた電気信号（回転数信号）を生成するためのクランク角センサ１１が取り付けられている。また、エンジン１のシリンダ８には、それぞれ、吸気路を形成する吸気管２と、排気路を形成する排気管７が接続されている。

吸気管２の最上流部にはエアクリーナ３が取り付けられている。エアクリーナ３の下流側には、吸入空気流量に応じた電気信号を生成するエアフローセンサ１２と、吸入管２内の吸入空気温度に応じた電気信号を生成する吸入空気温度センサ（以下、吸気温センサと称することがある。）１３が一体又は別体に設けられている。なお、図１は両センサ１２、１３が一体に構成された例を示す。

排気管７の下流部には、排気ガス浄化触媒２２が設けられている。排気ガス浄化触媒２２の上流側には、燃焼した燃料と空気の割合に応じた電気信号を生成する空燃比センサ２３が設けられている。

また、吸気管２と排気管７にて構成される吸排気系統には、圧縮機（コンプレッサ）３１及びタービン３２を備えている過給機（ターボチャージャー）３６が設けられている。タービン３２は、排気管７の排気ガス浄化触媒２２よりも上流側に設けられていて、排気管７内を流れる排気ガスによって回転駆動されるようになっている。圧縮機３１は、吸気管２のエアフローセンサ１２の下流側に設けられている。この圧縮機３１は、タービン３２の回転に伴って回転駆動されることで、吸気路内の空気を圧縮できるようになっている。

圧縮機３１の下流側には、主にアクセルオフ時に過給圧が高くなり過ぎないよう吸気管２に圧縮空気量を分流させるためのエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）３３が設けられている。エアバイパスバルブ３３の下流側には、圧縮機３１により断熱圧縮されて高温になった空気を冷却するためのインタークーラー（以下、Ｉ／Ｃと称することがある。）３０が設けられている。インタークーラー３０の下流側には、エンジン１に送られる空気量を調整するための電子制御式のスロットルバルブ４が設けられている。スロットルバルブ４には、その開度に応じた電気信号を生成するスロットル開度センサ１４が接続されている。

スロットルバルブ４の下流側には、吸気脈動を抑制するためのサージタンクを含むインマニ５が設けられている。インマニ５には、サージタンクからインマニに至る空間内の圧力及び温度に応じた電気信号を生成するインマニ圧センサ１５とインマニ温センサ１６が一体又は別体に設けられている。なお、図１では両センサ１５、１６が一体に構成された例が示されている。
インマニ５の下流のエンジン１側には、燃料を噴射するインジェクタ１７が設けられている。なおインジェクタ１７は、シリンダ８内に直接燃料を噴射するように設けてもよい。

シリンダ８には、エンジン１に吸入された空気とインジェクタ１７から噴射された燃料とを混合して生成される可燃混合気に点火するための点火プラグ１８と、この点火プラグ１８に火花を飛ばすための電流を供給する点火コイル１９とが設けられている。また、吸気路からシリンダ８内に導入される空気量を調節する吸気バルブ２０と、シリンダ８内からエンジン１の排気路に排出される空気量を調節する排気バルブ２１が設けられている。なお、吸気バルブ２０及び排気バルブ２１の双方又は何れか一方のカム軸にバルブ開閉のタイミングを可変するための可変バルブタイミング機構（ＶＶＴ）やバルブのリフト量を可変するための可変バルブリフト機構（ＶＶＬ）を設けてもよい。

排気バルブ２１の下流でタービン３２の上流側には、高回転高負荷で過給圧が増加してもエンジンを破損しないよう、排気バイパス通路３５に排気ガスを分流させるためのウェイストゲートバルブ３４が設けられている。ウェイストゲートバルブ３４を駆動する手段としては、ダイヤフラムにかかる圧力を制御する圧力式や、バルブ開度を直接駆動する電動式がある。一般に圧力式は過給圧が或る程度高くないとウェイストゲートバルブ３４を駆動できないが、電動式はこのような制限はなく、運転状態に拘わらずに駆動することができるので、圧縮機３１とスロットルバルブ４間の圧力であるスロットル上流圧の制御可能範囲が広いという特長がある。本実施の形態では電動式のウェイストゲートバルブ３４を用いるが、圧力式のものを用いた場合においても、全く同様の方法が適用できる。

図２に示す制御系統図において、電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００は周知のとおりＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等より成るマイクロコンピュータを主体として構成され、ＲＯＭに予め記憶された各種の制御プログラム（後述する（１）式〜（１２）式を含む。）を実行することで、その都度のエンジン１の運転状態に基づいてエンジン１の各種制御を実施する。すなわち、ＥＣＵ１００には、各種センサからの検出信号が入力され、この信号に基づいて目標スロットル開度、燃料噴射量、点火時期等を算出し、スロットルバルブ４、インジェクタ１７、点火コイル１９等を駆動するための信号を出力する。

具体的には、スロットル開度センサ１４、クランク角センサ１１、エアフローセンサ１２、吸気温センサ１３、インマニ圧センサ１５、及びインマニ温センサ１６からの電気信号がＥＣＵ１００に入力される。また、図１には示していないアクセル開度センサ４０や大気圧センサ９の信号も入力されるが、アクセル開度センサ９は運転席の足元に設置されているアクセルの操作量に応じた電気信号を生成するものであり、大気圧センサ９は大気圧に応じた電気信号を生成するもので、図１のエアクリーナ３の近傍に設置されている場合やＥＣＵ１００の基板上に設置されている場合等がある。

更に、前記センサ以外の他センサからも電気信号が入力される。他センサとしては、空燃比センサ２３や、例えばエンジン１のシリンダブロックの振動を検出するノックセンサ（図示せず）、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ（図示せず）、車速を検出する車速センサ（図示せず）、後述するスロットル上流温（Ｔ２）を検出するセンサ（図示せず）等が含まれている。
さらに、後述するように、スロットルバルブ４の上流側の温度（以下、スロットル上流温と称することがある。）については、演算で推定する他、実際にスロットルバルブ４の上流側に温度センサ（図示せず）を設けて検出してもよい。

また、ＥＣＵ１００の出力側には、スロットルバルブ４、インジェクタ１７、点火コイル１９、エアバイパスバルブ３３、及びウェイストゲートバルブ３４が接続されている。また、ＥＣＵ１００は、これらのアクチュエータ以外の他、アクチュエータも接続されている。他アクチュエータとしては、例えば吸気バルブ２０や排気バルブ２１に設置された可変バルブタイミング機構を駆動するためのアクチュエータ等が含まれる。

ＥＣＵ１００では、クランク角センサ１１からのクランク角周期に基づいて算出されるエンジン回転速度Ｎｅ及びアクセル開度センサ９に基づいて算出されるアクセル開度ＡＰから、ドライバが要求する目標出力トルクＴＲＱｔを算出する。更に、この目標出力トルクＴＲＱｔ達成するために必要な目標スロットル吸入空気量Ｑｔｈｔを算出するとともに、この目標スロットル吸入空気量Ｑｔｈｔを達成するために必要な目標スロットル開度ＴＰｔを算出し、これに基づいてスロットルバルブ４を駆動する。この目標スロットル開度ＴＰｔを精度良く達成するために、スロットル開度センサ１４からのスロットル開度ＴＰを用いてフィードバック制御（点線で図示）も実施される。

また、ＥＣＵ１００では、エンジン回転速度Ｎｅ、エアフローセンサ１２からのエアフローセンサ吸入空気量Ｑａ、吸気温センサ１３からの吸気温Ｔａ、インマニ圧センサ１５からのインマニ圧Ｐｂ、インマニ温センサ１６からのインマニ温Ｔｂ、及び大気圧センサ９からの大気圧Ｐａに基づいて、後述する吸気系の物理モデルを用いて、圧縮機３１とスロットルバルブ４間の圧力であるスロットル上流圧Ｐ２及びスロットルバルブ４を通過するスロットル吸入空気量Ｑｔｈを算出する。

また、詳細説明は割愛するが、それらの値を用いて算出されたシリンダ吸入空気量Ｑｃに基づいて、適切な排気ガスや排気温度となる目標空燃比を実現する燃料噴射量Ｑｆとなるようインジェクタ１７が駆動され、更にノッキング等の異常燃焼が起こらない適切な点火時期ＩＧを実現するよう点火コイル１９が駆動される。なお、燃料噴射量Ｑｆの演算には、目標空燃比と空燃比センサ２３の出力値に基づくフィードバック制御も実施される。

また、前述の目標スロットル吸入空気量Ｑｔｈｔを精度良く達成するために、スロットル吸入空気量Ｑｔｈを用いて目標スロットル開度ＴＰｔのフィードバック制御も実施される。また、エアフローセンサ吸入空気量Ｑａやスロットル上流圧Ｐ２から、圧縮機駆動力Ｐｃを算出し、この圧縮機駆動力Ｐｃに基づいて吸気系圧力やエンジン出力が増大し過ぎることを防止するための目標ウェイストゲート開度ＷＧを算出し、ウェイストゲートバルブ３４を駆動するエンジン出力の制御も実施される（特許第５４２００１３号参照。）。また、意図しない過過給によりスロットル上流圧Ｐ２が高くなり過ぎないよう、エアバイパスバルブ開度を算出してエアバイパスバルブ３３を駆動する制御も実施される。

このようにして、ＥＣＵ１００においてエンジン制御が実施されているが、以下では、吸気系の物理モデルに基づいて、圧縮機３１−スロットルバルブ４間の圧力であるスロットル上流圧Ｐ２、シリンダ８に入るシリンダ吸入空気量Ｑｃ、及びスロットルバルブ４を通過するスロットル吸入空気量Ｑｔｈを算出する方法について、上記図１及び２とともに下記の図３〜８を参照して詳細に説明する。

まず、図３に示す本発明の実施の形態における過給機付き内燃機関の制御装置の各領域の空気の状態変化とそれを検出するセンサ類を、以下のように定義する。なお、ｎは行程数番号を表す。
Ｑｃｍｐ（ｎ）：圧縮機吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｇｃｍｐ（ｎ）：圧縮機吸入空気質量［ｇ］の１行程間の平均値
Ｑａ（ｎ） ：エアフローセンサ吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｑｔｈ（ｎ） ：スロットル吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｇｔｈ（ｎ） ：スロットル吸入空気質量［ｇ］の１行程間の平均値
Ｑｃ（ｎ） ：シリンダ吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｇ２（ｎ） ：スロットル上流（Ｖ２内）空気質量［ｇ］の１行程間の平均値
ΔＴ（ｎ） ：１行程間の時間［ｓ］
Ｖ２ ：Ｉ／Ｃ上流容積（圧縮機〜スロットルバルブの容積）［ｍ^３］
Ｐａ（ｎ） ：大気圧［ｋＰａ］の１行程間の平均値
Ｐ２（ｎ） :スロットル上流圧（推定値）［ｋＰａ］
Ｐｂ（ｎ） ：インマニ圧［ｋＰａ］の１行程間の平均値
Ｔａ（ｎ） ：吸気温［Ｋ］の１行程間の平均値
Ｔ２ｕ（ｎ） ：Ｉ／Ｃ上流温［Ｋ］の１行程間の平均値
Ｔ２（ｎ） ：スロットル上流温（Ｉ／Ｃ下流温）［Ｋ］の１行程間の平均値
Ｔｂ（ｎ） ：インマニ温［Ｋ］の１行程間の平均値
ρａ（ｎ） ：大気密度［ｇ／ｍ^３］の１行程間の平均値
以下の例では、スロットル上流圧はセンサによって計測しないので、１行程前にスロットル上流圧Ｐ２の推定値が算出されている（初回は初期値が当てられる。）ことを前提として以下に説明する。スロットル上流圧Ｐ２の推定値の算出については後述する。

図３の状態変化について説明する。まず、圧縮機３１の上流側（領域ａ）は大気に解放されており、基本的には大気圧Ｐａ（センサ計測値）及び吸気温Ｔａ（センサ計測値）となっている。厳密には、エアクリーナ３による圧力損失等も考えられるが、ここでは無視している。圧縮機３１では、可逆断熱変化により圧縮されるため、圧縮機の下流側であるインタークーラー上流側では、圧力及び温度が上昇し、大気密度も上昇する。続いてインタークーラー３０を通過するが、ここでの圧力損失を無視すると、インタークーラー３０の下流側であるスロットル上流側では温度のみが低下して大気密度が上昇する。

このように考えると、インタークーラー３０を通過する際の状態変化は等圧変化となるので、インタークーラー上流側でありスロットル上流側である圧縮機３１からスロットルバルブ４までの領域ｂ（以下、過給路と称することがある。）の圧力は共通してスロットル上流圧Ｐ２（推定値）となり、温度はインタークーラー上流側がインタークーラー上流温Ｔ２ｕ、スロットル上流側がスロットル上流温Ｔ２となる。

次にスロットルバルブ４を通過するが、ここでは絞られた後に膨張してインマニ５に溜まるため、スロットル前後の状態変化としては等温変化となり、圧力のみが低下して大気密度も低下する。但し、エンジン側からの受熱もあるので、温度は僅かに上昇する。その結果、領域ｃの圧力はインマニ圧Ｐｂ（センサ計測値）となり、温度はインマニ温Ｔｂ（センサ計測値）となる。

次に領域ｂの空気質量を算出する方法について説明する。領域ｂの空気質量は質量保存則より、下記の（１）式に基づいて算出する事ができる。ここで、圧縮機吸入空気質量、すなわち、領域ｂへの流入空気質量をＧｃｍｐ、スロットル吸入空気質量、すなわち、領域ｂからの流出空気質量をＧｔｈとする。

すなわち、領域ｂの空気質量は、領域ｂへの流入空気質量であるＧｃｍｐと領域ｂからの流出空気質量であるＧｔｈの収支演算を基に算出する事が出来る。
領域ｂへの流入空気質量であるＧｃｍｐはエアフローセンサ１２により計測される値Ｑａから算出される。エアフローセンサ１２により計測される空気量Ｑａは単位時間当たりの空気質量を計測し、ＥＣＵ１００に対し出力するものが一般的であるため、１行程間（ΔＴ）の流入空気質量は、下記の（２）式に基づいて算出する事ができる。ここで、圧縮機吸入空気量Ｑｃｍｐはエアフローセンサ吸入空気量Ｑａと実質的に等しいものと考えられる。

また、領域ｂからの流出空気質量であるＧｔｈは、スロットルバルブ４の前後における、所謂絞り式流量計の体積流量算出式（圧縮性流体の場合）を基に算出する事が可能であり、体積流量算出式は次式で表される。

ここで、スロットル吸入空気量（体積流量）をＱｔｈｖ［Ｌ／ｓ］、スロットル上流における音速をα２［ｍ／ｓ］、スロットルの有効開口面積をＣＡｔ［ｃｍ^２］とする。ここで、音速α２はスロットル上流温Ｔ２を基に周知の物理式から算出可能であり、有効開口面積ＣＡｔはスロットル開度センサ１４の値からスロットルバルブ４の有する特性を基に算出可能である。スロットルバルブ４は機差ばらつきを有しており予め設定されている特性値との差が生じるものであり、機差ばらつきの学習補正が行われた値が有効開口面積ＣＡｔとして用いられる。

領域ａの大気圧Ｐａ及び吸気温Ｔａはいずれもセンサ計測値であるので、下記の（４）式に示す状態方程式に基づいて、領域ａの大気密度である大気密度ρａを算出することができる。ここで、Ｒはガス定数である。

体積流量Ｑｔｈｖを基に下記の（５）式に基づいてスロットル吸入空気量（質量流量）Ｑｔｈが算出可能である。ここで、標準大気圧をＰ０［ｋＰａ］とし、標準温度をＴ０［Ｋ］とする。

領域ｂの流出空気質量である１行程間の流出空気質量Ｇｔｈ（ｎ）は下記の（６）式に基づいて算出する事ができる。

次にスロットル上流圧Ｐ２を算出する手法について説明する。前述の計算式を用いる事により、領域ｂの空気質量Ｇ２を計算する事が可能であり、領域ｂの圧力であるスロットル上流圧Ｐ２は下記の（７）式に基づいて算出する事ができる。ここで、Ｒはガス定数である。

領域ｂにはインタークーラー３０の上流側と下流側の２つの異なった状態を有しており、前述の通りそれらの領域により大気密度や温度が異なる事から、より正確なスロットル上流圧Ｐ２を算出するためには、それらの領域の空気質量や温度を個別に算出する必要がある。各領域に対して温度センサ等の状態を計測する手段を追加で装着すれば、状態方程式等を解く事により各領域の空気質量や圧力を正確に算出する事は可能であるが、センサの追加はコストアップを招くものである。

また、センサを追加せず、それらの領域の温度や空気質量等を状態方程式等の各種物理式を用いて推定する事も可能であるが、多くの複雑な計算を要し、その複雑な計算に含まれる誤差による最終算出結果への影響も大きくなる事が考えられる。このため、領域ｂ全体の状態が、インタークーラー３０からスロットルバルブ４までの温度Ｔ２と大気密度ρａに強く関連しているとして計算を行う事により、小さな演算負荷にて精度よくスロットル上流圧Ｐ２が算出可能になる。

次にエンジン１がアイドル運転やアクセルＯＦＦ減速等の吸入空気量が低い場合の領域ｂの空気質量を算出する手法について説明する。
前述の通り、タービン３２は排気ガスにより回転し、タービン３２に連動する圧縮機３１が回転する事により、スロットル上流の圧力は過給されている。従って、排気ガス量、すなわち、スロットル通過空気量の少ない領域ではタービンの回転数が低いため、圧縮機３１による過給がされず、圧縮機３１の下流（スロットル上流）の圧力は領域ａとほぼ同じ状態になり、この状態であれば領域ｂの温度や大気密度等の状態は圧縮機３１の上流とほぼ同じ状態であると考える事が出来るため、領域ｂの空気質量は下記の（８）式に基づいて算出する事が出来る。

前述のＧｃｍｐとＧｔｈの収支演算を用いた（１）式の演算手法であっても低負荷域における領域ｂの空気質量Ｇ２を算出する事は可能であるが、吸入空気量の少ない領域ではエアフローセンサ１２における吸入空気量の検出値の誤差が大きくなりやすい事が一般的に確認されている。このため、低負荷域の運転中は前述のＧｃｍｐとＧｔｈの収支演算を用いた手法にて領域ｂの空気質量Ｇ２を算出すると誤差が生じる事が考えられる。

そのため、エンジン１への吸入空気量Ｇｔｈにより、領域ｂの空気質量Ｇ２の算出方法を、前述の（１）式のＧｃｍｐとＧｔｈの収支演算を用いた手法と、前述の（８）式の大気密度を用いた手法とを切り替える事により、エアフローセンサ１２による吸入空気量検出誤差が大きくなる低負荷運転域であっても、その誤差の影響を受ける事無くスロットル上流圧Ｐ２を算出する事が出来る。

ただし、エンジンの運転状態（Ｇｔｈ）が高負荷域から低負荷域へ移行により空気質量Ｇ２の計算方法の切り替えを行った際にはスロットル上流圧Ｐ２算出に用いる空気質量Ｇ２の値に段差が生じる事が考えられる。段差が生じた場合にはエンジン運転性能や運転フィーリングへの影響が考えられる。そのため、スロットル上流圧Ｐ２を１次フィルタ等によるフィルタ処理を行う事により、その段差の回避を行うことが好ましい。

フィルタ処理の方法としては、移動平均や１次フィルタ等多くの種類があるが、エンジンの吸気系は１次遅れ要素である事が知られているため、演算処理への負担も小さく一般的なフィルタ処理である１次フィルタ処理を行う事により、その段差を実際の圧力挙動に近い状態になます事（平滑化）が可能である。フィルタゲインについては、空気質量Ｇ２と流入空気質量Ｇｃｍｐに対する流出空気質量Ｇｔｈの割合に相関するものと考えられる。その関係を下記の（９）式に示す。（９）式の関係を用いてフィルタゲインを設定する事によりエンジンの運転状態に適したフィルタゲインＦＧの設定を行う事ができる。

次にエンジンがスロットル全開等の吸入空気量が高い場合の領域ｂの空気質量を算出する手法について説明する。スロットル吸入空気量Ｑｔｈｖは、スロットルバルブの有効開口面積ＣＡｔを基に（３）式により算出されるが、最大吸入空気量は、エンジン回転数Ｎｅとインマニ圧Ｐｂと排気量による制限を受けるため、特に低いエンジン回転数でのスロットル高開度域では実際に流れている吸入空気量は（３）式により算出される吸入空気量Ｑｔｈｖよりも少ない値になる。

この様な運転状態では、流出空気質量Ｇｔｈは実際の値よりも大きな値になるため、（１）式からスロットル上流の空気質量Ｇ２は減少し、スロットル上流圧Ｐ２は実際よりも低い値に算出される事になる。空気の流れを考えるとスロットル上流圧Ｐ２とインマニ圧Ｐｂとの関係は、Ｐ２≧Ｐｂが物理的に成立するので、領域ｂの圧力Ｐ２はＰｂ以上であると考える事ができる。よって、領域ｂの空気質量Ｇ２の下限値（クリップ値）Ｇ２ｌｉｍは、下記の（１０）式に基づいて算出する事ができる。

ここで、Ｘはスロットル全開時でも生じるスロットル上流圧Ｐ２とインマニ圧Ｐｂの差圧を想定したオフセット値である。この下限クリップ値Ｇ２ｌｉｍにより領域ｂの空気質量の下限クリップを行う事により、スロットル高開度域でも精度よくスロットル上流圧を算出する事が出来る。

ここで、スロットル上流温Ｔ２を計測せずに推定値を算出する手法について説明する。
領域ｂにおけるインタークーラー下流部は、インタークーラー３０を通過するので温度は低下するが、この温度低下量はインタークーラーの冷却能力や冷却のための外気による影響が大きく、単純に見積もることは難しい。そこで、スロットルバルブ４の前後は等温変化であるが僅かな温度変化を伴うことに着目し、センサ計測値であるインマニ温Ｔｂに基づいて、例えば下記の（１１）式に基づいて近似することができる。

なお、暫定的には、Ｋａ＝１．０、Ｋｂ＝０．０としておいても良いが、計測結果より近似係数を求めることでより精度を向上できる。
ただし、前述のエンジン運転状態による領域ｂの空気質量Ｇ２の算出過程における切替（図６のＢ６０５）を行う際には、その切替に合わせて低負荷域運転時にはスロットル上流温Ｔ２の推定値は吸気温Ｔａに切り替えを行う。この切替により運転状態に適したスロットル上流温Ｔ２を算出する事が出来る。このスロットル上流温Ｔ２についても切り替えによる段差が生じる事が考えられるため、フィルタ処理を行ってもよい。

次に、ＥＣＵ１００内でこの吸気系の物理モデルに基づき実際に実行される演算過程について、図４〜９を参照して具体的に説明する。以下の説明は、スロットル上流圧の推定値Ｐ２が１行程前に算出されていることを前提とする。この演算の初回は、スロットル上流圧Ｐ２の初期値が設定される。

図４〜８に示される演算過程は、エンジン１の回転と同期したクランクシャフトの所定のクランク角（例えば、ＢＴＤＣ５ｄｅｇＣＡ）毎に実行される割り込み処理（以下、Ｂ０５割込処理）内において処理される。また、以下の演算にはセンサにより検出した値の１行程間の平均値を用いるものがあるが、これは、センサ出力値を予め決められた間隔（例えば、１ｍｓ又は１０ｄｅｇＣＡ）毎に検出しておき、前回のＢ０５割込処理開始時から今回のＢ０５割込処理開始時の間における全センサ検出値の平均値を算出するようにしておけば得ることができる。

まず、図４に示すスロットル吸入空気質量Ｇｔｈ、すなわち、領域ｂからの流出空気質量Ｇｔｈを算出する過程について説明する。
ブロックＢ４０１では、（４）式に基づいて、大気圧Ｐａ（ｎ）及び吸気温Ｔａ（ｎ）から大気密度ρａ（ｎ）を算出する。ブロックＢ４０２では、（３）式に基づいて、１行程前の（又は初期値の）スロットル上流圧Ｐ２、インマニ圧Ｐｂ、スロットル有効開口面積ＣＡｔ、及びスロットル上流温Ｔ２（これは後述するように、ブロックＢ８０１〜Ｂ８０３で求められる。）からスロットル吸入空気量（体積流量）Ｑｔｈｖを算出する。

次にブロックＢ４０３では、（５）式に基づいて、スロットル吸入空気量（体積流量）Ｑｔｈｖ、１行程前のスロットル上流圧Ｐ２、スロットル上流温Ｔ２、及び大気密度ρａからスロットル吸入空気量（質量流量）Ｑｔｈを算出する。次にブロックＢ４０４では、（６）式に基づいて、スロットル吸入空気量（質量流量）Ｑｔｈ及び１行程間の時間ΔＴからスロットル吸入空気質量、すなわち、領域ｂからの流出空気質量Ｇｔｈを算出する。

次に図５に示す圧縮機吸入空気質量Ｇｃｍｐ、すなわち、領域ｂへの流入空気質量Ｇｃｍｐを算出する過程について説明する。
ブロックＢ５０１では、（２）式に基づいて、圧縮機吸入空気量Ｑｃｍｐ及び１行程間の時間ΔＴから圧縮機吸入空気質量、すなわち、領域ｂへの流入空気質量Ｇｃｍｐを算出する。ここで、圧縮機吸入空気量Ｑｃｍｐは、エアフローセンサ１２で計測されるエアフローセンサ吸入空気量Ｑａと等しいものと考えられる。

次に図６に示すスロットル上流空気質量Ｇ２を算出する過程について説明する。
ブロックＢ６０１では、（１）式に基づいて、１行程前のスロットル上流空気質量Ｇ２（ｎ−１）、並びに現行程の流入空気質量Ｇｃｍｐ（ｎ）及び流出空気質量Ｇｔｈ（ｎ）からスロットル上流空気質量Ｇ２ａを算出する。ブロックＢ６０２では、（１０）式に基づいて、インマニ圧Ｐｂ及びスロットル上流温Ｔ２からスロットル上流空気質量下限値Ｇ２ｌｉｍを算出する。この算出に用いられる値Ｘは予め設定された値であり、スロットル全開時のスロットル上流圧とインマニ圧Ｐｂとの差圧に相当する値が設定され、単一のパラメータによる設定でも、エンジン回転数を用いたテーブルによる設定等でもよい。

ブロックＢ６０３では、ブロックＢ６０１からのＧ２ａと、ブロックＢ６０２からのＧ２ｌｉｍとの比較を行い、値の大きい方をＧ２ｂとして出力する。ブロックＢ６０４では、（８）式に基づいて、大気密度ρａと過給路容積Ｖ２から低負荷時のスロットル上流空気質量Ｇ２ａｔｍが算出される。

ブロックＢ６０５では、エンジンの運転負荷状態による出力切替が行われ、例えばスロットル吸入空気量Ｑｔｈを用いて切替判定を行い、スロットル吸入空気量Ｑｔｈが予め決めた閾値以下であれば低負荷域判定成立として低負荷側であるＧ２ａｔｍをスロットル上流空気質量Ｇ２として出力し、低負荷域判定不成立の場合はＧ２ｂを選択してスロットル上流空気質量Ｇ２として出力する。低負荷域判定に使用される閾値は圧縮機３１の下流側であるスロットル上流圧がほぼ大気圧の状態である事を判定できる値に設定され、単一のパラメータによる設定値でも、エンジン回転数を用いたテーブルによる設定値等でもよい。

次に図７に示すスロットル上流圧Ｐ２を算出する過程について説明する。
ブロックＢ７０１では、（７）式に基づいて、スロットル上流空気質量Ｇ２からＰ２ａを算出する。ブロックＢ７０２では、スロットル上流空気質量Ｇ２、流入空気質量Ｇｃｍｐ、及び流出空気質量ＧｔｈからフィルタゲインＦＧを算出する。このフィルタゲインＦＧは、例えば、（９）式に示す流出空気量Ｇｔｈとスロットル上流空気質量Ｇ２＋流入空気質量Ｇｃｍｐとの相関を有するものであるため、Ｇｔｈ／（Ｇ２＋Ｇｃｍｐ）の計算結果を用いた値から計算式にて算出してもよいし、Ｇｔｈ／（Ｇ２＋Ｇｃｍｐ）の計算結果にて割り当てられるテーブルで設定を行ってもよい。

計算式にて算出する場合は、例えば、下記の（１２）式を用いた１次フィルタを行う場合であれば、（１−Ｇｔｈ／（Ｇ２＋Ｇｃｍｐ））の計算結果をフィルタゲインＦＧに使用すれば、エンジン運転負荷状態に連動してフィルタゲインＦＧを調整する事が可能である。

ブロックＢ７０３ではＰ２ａ及びフィルタゲインＦＧからフィルタ処理を行ってスロットル上流圧Ｐ２を算出する。フィルタ処理としては、ローパスフィルタ処理や、過去数行程間の値に対して単純な移動平均値を算出する処理や、加重移動平均値（過去数行程間の個々のデータに対して異なる重みをつけた平均値）を算出する処理を用いてもよい。フィルタ処理方法に応じてブロックＢ７０２にて設定されるフィルタゲインＦＧの設定値をフィルタ処理方法に適した値に合わせる必要がある。

次に図８に示すスロットル上流温Ｔ２を推定える演算過程について説明する。
ブロックＢ８０１では、（１１）式に基づいて、インマニ温ＴｂからＴ２ａを算出する。ブロックＢ８０２は、前記ブロックＢ６０５と同じＧｔｈによるタイミングにて切替選択が行われるものであり、低負荷域判定成立時は低負荷側である吸気温ＴａをＴ２ｂとして選択出力し、低負荷域判定不成立の場合はＴ２ａをＴ２ｂとして選択出力する。ブロックＢ８０３ではフィルタ処理が施され、Ｔ２ｂからスロットル上流温Ｔ２が算出される。

フィルタ処理としては、ローパスフィルタ処理や、過去数行程間の値に対して単純な移動平均値を算出する処理や、加重移動平均値（過去数行程間の個々のデータに対して異なる重みをつけた平均値）を算出する処理を用いてもよい。フィルタ処理に使用されるフィルタゲインは予め設定されており、単一のパラメータによる設定でも、他の情報を用いたテーブルによる設定等でもよい。

図９はＥＣＵ１００における図４〜８で説明した各ブロックの繋がりを示したものである。なお、図４〜８に示されていないブロックＢ９０１はスロットル上流温Ｔ２を基に音速α２を算出する。温度に対する音速の関係は周知の物理現象であるため関係式等の詳細の説明は割愛する。演算処理の軽減のためスロットル上流温Ｔ２に対する音速α２の関係をテーブルにより設定し算出してもよい。ブロックＢ９０２はスロットル開度ＴＰを基にスロットルの有効開口面積ＣＡｔを算出する。

有効開口面積ＣＡｔはスロットルバルブ４の有する特性を基に算出可能であるが、スロットルバルブ４は機差ばらつきを有しており予め設定されている特性値との差が生じるものであり、機差ばらつきの学習補正が行われた値が有効開口面積ＣＡｔとして用いられる。ブロックＢ９０３はクランク角センサ１１の信号を基に所定のクランク角（例えば、ＢＴＤＣ５ｄｅｇＣＡ）毎の周期時間を計測する。

図４〜９で示した演算を行う事によりスロットル上流圧Ｐ２の算出が行われるが、スロットル上流圧Ｐ２算出の上流の演算にてスロットル上流圧Ｐ２が使用されている。これには、前述の如く、１行程前のスロットル上流圧Ｐ２を用いればよい。また、１行程前のスロットル上流圧Ｐ２を用いる場合はブロックＢ４０２にて圧力比の計算に用いるインマニ圧Ｐｂも１行程前の値を用いる必要がある。

このように、図４〜８で示した演算順序で計算を行えば、吸気系の物理モデルをＥＣＵ１００内に実装してエンジン制御システム内で用いることが可能となり、このようにして算出したスロットル上流圧Ｐ２を用いることで、ターボチャージャー付きのエンジン制御システムにおいて、スロットル開度、スロットル吸入空気量、出力トルク等を精度良く制御することができるようになる。

以上のように、本実施の形態ではターボチャージャー付きのエンジン制御システムに、本発明の吸気系の物理モデルを適用することで、スロットル上流圧Ｐ２を推定できることを説明した。この推定Ｐ２を用いることで、スロットル上流圧センサのないシステムにおいても、スロットル吸入空気量等を精度良く算出することができる。また、スロットル上流圧センサのあるシステムにおいては、推定Ｐ２を用いてスロットル上流圧センサの故障診断等に適用することもできる。

１：エンジン、２：吸気管、３：エアクリーナ、４：スロットルバルブ（ＴＨＶ）、５：インマニ、７：排気管、８：シリンダ、１１：クランク角センサ、１２：エアフローセンサ（ＡＦＳ）、１３：吸気温センサ、１４：スロットル開度センサ、１５：インマニ圧センサ、１６：インマニ温センサ、１７：インジェクタ、１８：点火プラグ、１９：点火コイル、２０：吸気バルブ、２１：排気バルブ、２２：排気ガス浄化触媒、２３：空燃比センサ、３０：インタークーラー（Ｉ／Ｃ）、３１：圧縮機、３２：タービン、３３：エアバイパスバルブ（ＡＢＶ）、３４：ウェイストゲートバルブ、３６：ターボチャージャー（過給機）、１００：電子制御ユニット（ＥＣＵ）。

上記の目的を達成するため、本発明に係る過給機付き内燃機関の制御装置は、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じて前記スロットルバルブの上流空気質量を選択し、この選択された前記上流空気質量及び前記第２の温度センサによって検出された第２の温度に基づき前記スロットルバルブの上流圧を算出して各種のアクチュエータを制御する制御部とを備えたものである。

また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、各センサに接続された制御部とを備えた過給機付き内燃機関の制御方法であって、全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じて前記スロットルバルブの上流空気質量を選択し、この選択された前記上流空気質量及び前記第２の温度センサによって検出された第２の温度に基づき前記スロットルバルブの上流圧を算出して各種のアクチュエータを制御する過給機付き内燃機関の制御方法が提供される。

まず、図３に示す本発明の実施の形態における過給機付き内燃機関の制御装置の各領域の空気の状態変化とそれを検出するセンサ類を、以下のように定義する。なお、ｎはエンジンの行程数番号を表す。
Ｑｃｍｐ（ｎ）：圧縮機吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｇｃｍｐ（ｎ）：圧縮機吸入空気質量［ｇ］の１行程間の平均値
Ｑａ（ｎ） ：エアフローセンサ吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｑｔｈ（ｎ） ：スロットル吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｇｔｈ（ｎ） ：スロットル吸入空気質量［ｇ］の１行程間の平均値
Ｑｃ（ｎ） ：シリンダ吸入空気量［ｇ／ｓ］の１行程間の平均値
Ｇ２（ｎ） ：スロットル上流（Ｖ２内）空気質量［ｇ］の１行程間の平均値
ΔＴ（ｎ） ：１行程間の時間［ｓ］
Ｖ２ ：Ｉ／Ｃ上流容積（圧縮機〜スロットルバルブの容積）［ｍ^３］
Ｐａ（ｎ） ：大気圧［ｋＰａ］の１行程間の平均値
Ｐ２（ｎ） :スロットル上流圧（推定値）［ｋＰａ］
Ｐｂ（ｎ） ：インマニ圧［ｋＰａ］の１行程間の平均値
Ｔａ（ｎ） ：吸気温［Ｋ］の１行程間の平均値
Ｔ２ｕ（ｎ） ：Ｉ／Ｃ上流温［Ｋ］の１行程間の平均値
Ｔ２（ｎ） ：スロットル上流温（Ｉ／Ｃ下流温）［Ｋ］の１行程間の平均値
Ｔｂ（ｎ） ：インマニ温［Ｋ］の１行程間の平均値
ρａ（ｎ） ：大気密度［ｇ／ｍ^３］の１行程間の平均値
以下の例では、スロットル上流圧はセンサによって計測しないので、１行程前にスロットル上流圧Ｐ２の推定値が算出されている（初回は初期値が当てられる。）ことを前提として以下に説明する。スロットル上流圧Ｐ２の推定値の算出については後述する。

上記の目的を達成するため、本発明に係る過給機付き内燃機関の制御装置は、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出し、両空気質量と、内燃機関の１行程前の前記過給路におけるスロットル上流空気質量から高運転負荷時のスロットル上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時のスロットル上流空気質量を算出し、前記内燃機関の運転負荷状態に応じて前記高運転負荷時又は低運転負荷時のスロットル上流空気質量のいずれかを選択し、この選択されたスロットル上流空気質量及び前記過給路におけるスロットル上流温に略等しい前記第２の温度センサによって検出された第２の温度(Tb)に基づき前記過給路におけるスロットル上流圧を算出して各種のアクチュエータを制御する制御部とを備えたものである。

また、上記の目的を達成するため、本発明によれば、過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、各センサに接続された制御部とを備えた過給機付き内燃機関の制御方法であって、全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出し、両空気質量と、前記内燃機関の１行程前の前記過給路におけるスロットル上流空気質量から高運転負荷時のスロットル上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時のスロットル上流空気質量を算出し、前記内燃機関の運転負荷状態に応じて前記高運転負荷時又は低運転負荷時のスロットル上流空気質量のいずれかを選択し、この選択されたスロットル上流空気質量及び前記過給路におけるスロットル上流温に略等しい前記第２の温度センサによって検出された第２の温度に基づき前記過給路におけるスロットル上流圧を算出して各種のアクチュエータを制御する過給機付き内燃機関の制御方法が提供される。

Claims (18)

1. 過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、
   前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、
   全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じて前記スロットルバルブの上流空気質量を選択して各種のアクチュエータを制御する制御部とを備えた
   過給機付き内燃機関の制御装置。
2. 前記第１の温度センサが、前記圧縮機に接続された吸気管の吸気温を検出する吸気温センサであり、
   前記第１の気圧センサが、環境大気圧を検出する大気圧センサと、前記吸気管の吸入空気量を検出する吸入空気量センサとを含み、
   前記第２の温度センサが、前記スロットルバルブ下流のインマニ部の温度を検出するインマニ温センサであり、
   前記第２の気圧センサが、前記インマニ部の圧力を検出するインマニ圧センサであり、
   前記制御部は、
   １行程前に求めた第１のスロットル上流圧と前記インマニ圧とスロットル上流温と前記大気圧と前記吸気温と前記吸入空気量と１行程前に求めた第１のスロットル上流空気質量とから第２のスロットル上流空気質量を算出する第１部と、
   前記第２のスロットル上流空気質量と、前記大気圧及び前記吸気温から算出した第３のスロットル上流空気質量とのいずれか一方を内燃機関の運転負荷状態に応じて切替選択して第４のスロットル上流空気質量とする第２部と、
   前記第４のスロットル上流空気質量と前記スロットル上流温とから第２のスロットル上流圧を算出する第３部とを有する
   請求項１に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
3. 前記スロットル上流温が、前記インマニ温又はこのインマニ温に線形近似させた温度である
   請求項２に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
4. 前記スロットル上流温が、前記スロットルバルブの上流側に設けられたセンサで検出された温度である
   請求項２に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
5. 前記制御部は、前記インマニ温又はこのインマニ温を線形近似した温度と前記吸気温のいずれかを前記内燃機関の運転負荷状態に同期して切替選択し前記スロットル上流温とする第４部をさらに有する
   請求項３に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
6. 前記制御部は、前記インマニ圧と前記スロットル上流温とから前記スロットル上流空気質量の下限値を算出し、この下限値と前記第２のスロットル上流空気質量との大きい方を選択する第５部をさらに有する
   請求項２に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
7. 前記第３部は、
   前記第２スロットル上流圧に対してなまし処理を施す１次フィルタを含む
   請求項２に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
8. 前記第４部は、
   前記切替選択した前記スロットル上流温に対してなまし処理を施すフィルタを含む
   請求項５に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
9. 前記内燃機関の運転負荷状態は、
   前記スロットルバルブの吸入空気量である
   請求項２に記載の過給機付き内燃機関の制御装置。
10. 過給機の圧縮機からスロットルバルブに至る過給路の上流に設けた第１の温度センサ及び第１の気圧センサと、
    前記過給路の下流に設けた第２の温度センサ及び第２の気圧センサと、
    各センサに接続された制御部とを備えた過給機付き内燃機関の制御方法であって、
    全ての前記センサの出力から前記過給路への流入空気質量と前記過給路からの流出空気質量とを算出して両空気質量から高運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出するとともに、前記第１の温度センサ及び第１の気圧センサの出力から低運転負荷時の前記スロットルバルブの上流空気質量を算出し、内燃機関の運転負荷状態に応じて前記スロットルバルブの上流空気質量を選択して各種のアクチュエータを制御する
    過給機付き内燃機関の制御方法。
11. 前記第１の温度センサが、前記圧縮機に接続された吸気管の吸気温を検出する吸気温センサであり、
    前記第１の気圧センサが、環境大気圧を検出する大気圧センサと、前記吸気管の吸入空気量を検出する吸入空気量センサとを含み、
    前記第２の温度センサが、前記スロットルバルブ下流のインマニ部の温度を検出するインマニ温センサであり、
    前記第２の気圧センサが、前記インマニ部の圧力を検出するインマニ圧センサであり、
    前記制御部は、
    １行程前に求めた第１のスロットル上流圧と前記インマニ圧とスロットル上流温と前記大気圧と前記吸気温と前記吸入空気量と１行程前に求めた第１のスロットル上流空気質量とから第２のスロットル上流空気質量を算出する第１ステップと、
    前記第２のスロットル上流空気質量と、前記大気圧及び前記吸気温から算出した第３のスロットル上流空気質量とのいずれか一方を内燃機関の運転負荷状態に応じて切替選択して第４のスロットル上流空気質量とする第２ステップと、
    前記第４のスロットル上流空気質量と前記スロットル上流温とから第２のスロットル上流圧を算出する第３ステップとを有し、
    前記制御部は、前記第２のスロットル上流圧に基づいて各種アクチュエータの制御を行う
    請求項１０に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
12. 前記スロットル上流温が、前記インマニ温又はこのインマニ温に線形近似させた温度である
    請求項１１に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
13. 前記スロットル上流温が、前記スロットルバルブの上流側に設けられたセンサで検出された温度である
    請求項１１に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
14. 前記インマニ温又はこのインマニ温を線形近似した温度と前記吸気温のいずれかを前記内燃機関の運転負荷状態に同期して切替選択し前記スロットル上流温とする第４ステップをさらに有する
    請求項１２に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
15. 前記インマニ圧と前記スロットル上流温とから前記スロットル上流空気質量の下限値を算出し、この下限値と前記第２のスロットル上流空気質量との大きい方を選択する第５ステップをさらに有する
    請求項１１に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
16. 前記第３ステップは、
    前記第２スロットル上流圧に対してなまし処理を施すステップを含む
    請求項１１に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
17. 前記第４ステップは、
    前記切替選択した前記スロットル上流温に対してなまし処理を施すステップをさらに含む
    請求項１４に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。
18. 前記内燃機関の運転負荷状態は、
    前記スロットルバルブの吸入空気量である
    請求項１１に記載の過給機付き内燃機関の制御方法。

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