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JP2007064230A - Cylinder inflow emission gas amount computing device of internal combustion engine and air intake pathway inflow emission gas computing device - Google Patents

Cylinder inflow emission gas amount computing device of internal combustion engine and air intake pathway inflow emission gas computing device Download PDF

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JP2007064230A
JP2007064230A JP2006306668A JP2006306668A JP2007064230A JP 2007064230 A JP2007064230 A JP 2007064230A JP 2006306668 A JP2006306668 A JP 2006306668A JP 2006306668 A JP2006306668 A JP 2006306668A JP 2007064230 A JP2007064230 A JP 2007064230A
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JP
Japan
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exhaust gas
cylinder
egr
passage
amount
Prior art date
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JP2006306668A
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Japanese (ja)
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Daisuke Kobayashi
大介 小林
Harufumi Muto
晴文 武藤
Masahito Ebara
雅人 江原
Junichi Kako
純一 加古
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Toyota Motor Corp
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Toyota Motor Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately compute an amount of an emission gas flowing into a cylinder of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: An air intake pathway 13 and an emission gas pathway 19 are connected to each other via an emission gas recirculating pathway 21. Besides, an emission gas flow control valve 22 for controlling the amount of the emission gas flowing inside the emission gas recirculating pathway is arranged inside the emission gas recirculating pathway. A cylinder inflow emission gas amount that is the amount of the emission gas flowing into the cylinder 5 of the internal combustion engine is computed utilizing a passing emission gas amount that is the amount of the emission gas passing through the emission gas flow control valve. Further, the cylinder inflow emission gas amount is computed in consideration of a dead time corresponding to a time required for the emission gas that has passed through the emission gas flow control valve to reach the cylinder and of a following delay of a change in the cylinder inflow emission gas amount in relation to a change in the passing emission gas amount. This following delay is a primary delay and so a time constant and of dead time of the primary delay is allowed to change in response to an engine revolution speed. Therefore, the higher the engine revolution speed is, the smaller the primary delay and the dead are become. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の筒内流入排気ガス量算出装置、および、吸気通路内流入排気ガス量算出装置に関する。   The present invention relates to an in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device and an intake passage inflow exhaust gas amount calculation device for an internal combustion engine.

内燃機関の排気通路と吸気通路とを排気還流通路を介して接続すると共に、排気還流通路内を流れる排気ガスの流量を制御するための排気ガス流量制御弁を排気還流通路内に配置した内燃機関が、特許文献1に開示されている。この内燃機関では、気筒から排気通路に排出された排気ガスをこの排気還流通路を介して吸気通路に導入し、これにより、排気ガスを気筒内に再循環させることができる。
このように気筒内に排気ガスを再循環させる内燃機関では、例えば、空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を決定するために、気筒内に充填されているガス量に対して排気ガスが占める割合(いわゆる、EGR率)を算出している。
An internal combustion engine in which an exhaust passage and an intake passage of an internal combustion engine are connected via an exhaust recirculation passage, and an exhaust gas flow rate control valve for controlling the flow rate of exhaust gas flowing in the exhaust recirculation passage is disposed in the exhaust recirculation passage However, this is disclosed in Patent Document 1. In this internal combustion engine, the exhaust gas discharged from the cylinder to the exhaust passage is introduced into the intake passage through the exhaust recirculation passage, whereby the exhaust gas can be recirculated into the cylinder.
In an internal combustion engine that recirculates exhaust gas in the cylinder in this way, for example, in order to determine the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio, the exhaust gas is exhausted with respect to the gas amount filled in the cylinder. The ratio occupied by gas (so-called EGR rate) is calculated.

特許文献1では、定常運転時におけるEGR率をマップの形で予め求めておき、定常運転時においては、このマップからEGR率を求めるようにしている。また、特許文献1では、定常運転時におけるEGR率のマップから求まるEGR率を利用して、過渡運転時におけるEGR率を推定している。
具体的には、排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量を通過ガス量と称すると、排気ガス流量制御弁の目標の開度に関連して求まる通過ガス量に対する排気ガス流量制御弁の実際の開度に関連して求まる通過ガス量の比を、定常運転時におけるEGR率に乗じることによって、過渡運転時におけるEGR率を求めるようにしている。
In Patent Document 1, the EGR rate during steady operation is obtained in the form of a map in advance, and the EGR rate is obtained from this map during steady operation. Moreover, in patent document 1, the EGR rate at the time of transient operation is estimated using the EGR rate obtained from the map of the EGR rate at the time of steady operation.
Specifically, when the amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve is referred to as the passing gas amount, the exhaust gas flow control valve with respect to the passing gas amount obtained in relation to the target opening of the exhaust gas flow control valve. The EGR rate during transient operation is obtained by multiplying the EGR rate during steady operation by the ratio of the passing gas amount obtained in relation to the actual opening.

すなわち、排気ガス流量制御弁の目標の開度に関連して求まる通過ガス量をQtで表し、排気ガス流量制御弁の実際の開度に関連して求まる通過ガス量をQaで表し、定常運転時におけるEGR率をRcで表すとすると、特許文献1では、過渡運転時におけるEGR率Rを、R=Rc・Qa/Qtから求めるようにしている。
また、特許文献1では、排気ガス流量制御弁の開度を変更する命令が発せられてから、実際に、排気ガス流量制御弁の開度が目標の開度になるまでには、幾分かの遅れがあることに注目し、過渡運転時におけるEGR率として、この遅れ分だけ前に算出された過渡運転時におけるEGR率を利用するようにしている。
That is, the passage gas amount obtained in relation to the target opening of the exhaust gas flow control valve is represented by Qt, the passage gas amount obtained in association with the actual opening of the exhaust gas flow control valve is represented by Qa, and steady operation is performed. When the EGR rate at the time is represented by Rc, in Patent Document 1, the EGR rate R at the time of transient operation is obtained from R = Rc · Qa / Qt.
Further, in Patent Document 1, after an instruction to change the opening degree of the exhaust gas flow control valve is issued, there is some degree until the opening degree of the exhaust gas flow control valve actually reaches the target opening degree. The EGR rate at the time of transient operation calculated before this delay is used as the EGR rate at the time of transient operation.

特開平8−128359号公報JP-A-8-128359 特開2002−130039号公報JP 2002-130039 A 特開2001−41095号公報JP 2001-41095 A

特許文献1では、排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量を利用して、定常運転時におけるEGR率に基づいて、過渡運転時におけるEGR率を推定するものであって、気筒内に充填される排気ガスの量自体を直接求めるものではない。このため、過渡運転時におけるEGR率から気筒内に充填される排気ガスの量を推定した場合、その推定値の精度はあまり高くないと言える。
さらに、排気ガス流量制御弁の応答性にバラツキがある場合もあり、この場合には、排気ガス流量制御弁を通過するガス量自体の算出精度が低くなってしまう。
本発明の目的は、内燃機関の気筒内に流入する排気ガスの量を正確に算出することにある。
In Patent Document 1, the amount of exhaust gas that passes through the exhaust gas flow control valve is used to estimate the EGR rate during transient operation based on the EGR rate during steady operation, and the cylinder is filled. The amount of exhaust gas itself is not directly determined. For this reason, when the amount of exhaust gas charged in the cylinder is estimated from the EGR rate during the transient operation, it can be said that the accuracy of the estimated value is not so high.
Furthermore, there may be variations in the responsiveness of the exhaust gas flow control valve. In this case, the calculation accuracy of the gas amount itself passing through the exhaust gas flow control valve is lowered.
An object of the present invention is to accurately calculate the amount of exhaust gas flowing into a cylinder of an internal combustion engine.

上記課題を解決するために、1番目の発明では、吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に前記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、該内燃機関の気筒内に流入する排気ガスの量である筒内流入排気ガス量を、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を利用して算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが気筒に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する筒内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを考慮して、筒内流入排気ガス量を算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる。
上記課題を解決するために、2番目の発明では、吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に前記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を、該通過排気ガス量を変化させるパラメータを利用して算出し、該算出された通過排気ガス量を利用して、内燃機関の気筒内に流入する排気ガスの量である筒内流入排気ガス量を算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、前記パラメータの値を読み込み、該読込値に、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが気筒に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する筒内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを反映させ、該無駄時間と追従遅れが反映された読込値を利用して通過排気ガス量を算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる。
3番目の発明では、1または2番目の発明において、内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記算出された筒内流入排気ガス量に対する各気筒における実際の筒内流入排気ガス量の比を分配係数として予め求めておき、上記算出された筒内流入排気ガス量に該分配係数を乗ずることによって各気筒における筒内流入排気ガス量を算出する。
4番目の発明では、1〜3番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記追従遅れと無駄時間とが各気筒毎に設定されている。
5番目の発明では、1〜4番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて制御されて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記追従遅れの設定値および無駄時間の設定値が変更される。
6番目の発明では、上記通過排気ガス量を吸気通路内の圧力と該吸気通路内の圧力以外のパラメータとの関数でもって表された関数式を予め求めて記憶しておき、該関数式を利用して吸気通路内の圧力から通過排気ガス量を算出する1番目の発明において、内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記吸気通路内の圧力以外のパラメータを変更する。
In order to solve the above problems, in the first invention, an exhaust gas that connects an intake passage and an exhaust passage through an exhaust gas recirculation passage and controls the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage. In an internal combustion engine in which a flow rate control valve is disposed in the exhaust gas recirculation passage, an in-cylinder inflow exhaust gas amount that is an amount of exhaust gas flowing into the cylinder of the internal combustion engine is set to an exhaust gas that passes through the exhaust gas flow rate control valve. In the in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device that calculates the amount of passing exhaust gas that is the amount of gas, the dead time corresponding to the time it takes for the exhaust gas that has passed through the exhaust gas flow control valve to reach the cylinder In the in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device that calculates the in-cylinder inflow exhaust gas amount in consideration of the change in the in-cylinder inflow exhaust gas amount with respect to the change in the passing exhaust gas amount, A next delayed, the constant and the dead time when the first-order lag is changed in accordance with the engine rotational speed, the dead time is caused to decrease with decreasing high engine speed.
In order to solve the above problems, in a second aspect of the invention, an exhaust gas that connects an intake passage and an exhaust passage through an exhaust gas recirculation passage and controls the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage. In an internal combustion engine in which a flow control valve is disposed in an exhaust gas recirculation passage, a passing exhaust gas amount that is an amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve is used using a parameter that changes the passing exhaust gas amount. In-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device for calculating in-cylinder inflow exhaust gas amount, which is the amount of exhaust gas flowing into the cylinder of the internal combustion engine, using the calculated passing exhaust gas amount, The value of the parameter is read, and the read value corresponds to the dead time corresponding to the time taken for the exhaust gas that has passed through the exhaust gas flow control valve to reach the cylinder, and the change in the amount of exhaust gas that has passed. In the in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device that reflects the follow-up delay of the change in the in-flow exhaust gas amount and calculates the passing exhaust gas amount using the read value in which the dead time and the follow-up delay are reflected, The delay is a first-order delay, and the time constant of the first-order delay and the dead time are changed according to the engine speed, and the dead time is made smaller as the engine speed increases.
According to a third aspect, in the first or second aspect, the internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and a ratio of an actual in-cylinder inflow exhaust gas amount in each cylinder to the calculated in-cylinder inflow exhaust gas amount. Is calculated in advance as a distribution coefficient, and the in-cylinder inflow exhaust gas amount in each cylinder is calculated by multiplying the calculated in-cylinder inflow exhaust gas amount by the distribution coefficient.
In a fourth aspect, in any one of the first to third aspects, the internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and the follow-up delay and dead time are set for each cylinder.
According to a fifth aspect, in any one of the first to fourth aspects, the internal combustion engine is controlled according to the engine operating state to change the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve, or And means for changing the flow velocity of the gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage by changing the flow passage cross-sectional area of the intake passage controlled according to the engine operating state, and the passage volume Alternatively, the follow-up delay set value and the dead time set value are changed according to the gas flow rate.
In a sixth aspect of the invention, a function expression expressed as a function of the pressure in the intake passage and a parameter other than the pressure in the intake passage is obtained and stored in advance, and the function expression is stored. In the first invention that uses the pressure in the intake passage to calculate the passing exhaust gas amount, the internal combustion engine is controlled according to the engine operating state to change the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve. Means, or means for changing the flow velocity of the gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage by changing the cross-sectional area of the intake passage according to the engine operating state, and the passage volume Alternatively, parameters other than the pressure in the intake passage are changed according to the gas flow rate.

上記課題を解決するために、7番目の発明では、吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に上記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、吸気通路内に流入する排気ガスの量である吸気通路内流入排気ガス量を、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を利用して算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが吸気通路に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する吸気通路内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを考慮して、吸気通路内流入排気ガス量を算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる。
上記課題を解決するために、8番目の発明では、吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に上記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を、該通過排気ガス量を変化させるパラメータを利用して算出し、該算出された通過排気ガス量を利用して、吸気通路内に流入する排気ガスの量である吸気通路内流入排気ガス量を算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、前記パラメータの値を読み込み、該読込値に、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが吸気通路に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する吸気通路内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを反映させ、該無駄時間と追従遅れが反映された読込値を利用して通過排気ガス量を算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる。
9番目の発明では、7または8番目の発明において、内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記排気ガス再循環通路が各気筒にそれぞれ接続された吸気通路に接続されており、上記算出された吸気通路内流入排気ガス量に対する各気筒に接続された吸気通路への実際の吸気通路内流入排気ガス量の比を分配係数として予め求めておき、上記算出された吸気通路内流入排気ガス量に該分配係数を乗ずることによって各気筒に接続された吸気通路内への吸気通路内流入排気ガス量を算出する。
10番目の発明では、7〜9番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記追従遅れと無駄時間とが各気筒毎に設定されている。
11番目の発明では、7〜10番目の発明のいずれか1つにおいて、内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて制御されて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記追従遅れの設定値および無駄時間の設定値が変更される。
12番目の発明では、上記通過排気ガス量を吸気通路内の圧力と該吸気通路内の圧力以外のパラメータとの関数でもって表された関数式を予め求めて記憶しておき、該関数式を利用して吸気通路内の圧力から通過排気ガス量を算出する7番目の発明において、内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて制御されて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記吸気通路内の圧力以外のパラメータを変更する。
In order to solve the above problems, in the seventh aspect of the invention, an exhaust gas that connects an intake passage and an exhaust passage through an exhaust gas recirculation passage and controls the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage. In an internal combustion engine in which a flow control valve is disposed in the exhaust gas recirculation passage, the amount of exhaust gas flowing into the intake passage, which is the amount of exhaust gas flowing into the intake passage, is determined by the amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve. In the intake passage inflow exhaust gas amount calculation device that calculates the amount of exhaust gas passing through the exhaust gas, the dead time corresponding to the time it takes for the exhaust gas that has passed through the exhaust gas flow control valve to reach the intake passage And an intake passage inflow exhaust gas amount calculation device for calculating the intake passage inflow exhaust gas amount in consideration of a change in the intake passage inflow exhaust gas amount with respect to the change in the passing exhaust gas amount. In, the follow-up delay is a primary delay, the constant and the dead time when the first-order lag is changed in accordance with the engine rotational speed, the dead time is caused to decrease with decreasing high engine speed.
In order to solve the above problems, in an eighth aspect of the invention, an exhaust gas that connects an intake passage and an exhaust passage through an exhaust gas recirculation passage and controls the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage. In an internal combustion engine in which a flow control valve is disposed in an exhaust gas recirculation passage, a passing exhaust gas amount that is an amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve is used using a parameter that changes the passing exhaust gas amount. In the intake passage inflow exhaust gas amount calculation device for calculating the inflow exhaust gas amount in the intake passage, which is the amount of exhaust gas flowing into the intake passage, using the calculated passing exhaust gas amount, The value of the parameter is read, and a change in the dead time corresponding to the time taken for the exhaust gas that has passed through the exhaust gas flow control valve to reach the intake passage and the amount of the exhaust gas that has passed is read into the read value. An intake passage inflow exhaust gas amount calculation device that reflects a follow-up delay of a change in the amount of exhaust gas inflow into the intake passage and calculates a passing exhaust gas amount using a read value in which the dead time and the follow-up delay are reflected , The follow-up delay is a first-order delay, and the time constant of the first-order delay and the dead time are changed according to the engine speed, and the dead time is reduced as the engine speed increases.
According to a ninth aspect, in the seventh or eighth aspect, the internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and the exhaust gas recirculation passage is connected to an intake passage connected to each cylinder, and the above calculation is performed. The ratio of the actual intake passage inflow exhaust gas amount to the intake passage connected to each cylinder with respect to the intake passage inflow exhaust gas amount obtained in advance as a distribution coefficient is calculated in advance. The amount of exhaust gas flowing into the intake passage into the intake passage connected to each cylinder is calculated by multiplying the amount by the distribution coefficient.
According to a tenth aspect, in any one of the seventh to ninth aspects, the internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and the follow-up delay and the dead time are set for each cylinder.
According to an eleventh aspect, in any one of the seventh to tenth aspects, the internal combustion engine is controlled according to the engine operating state to change the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve, or And means for changing the flow velocity of the gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage by changing the flow passage cross-sectional area of the intake passage controlled according to the engine operating state, and the passage volume Alternatively, the follow-up delay set value and the dead time set value are changed according to the gas flow rate.
In a twelfth aspect of the invention, a function equation expressed as a function of the pressure in the intake passage and a parameter other than the pressure in the intake passage is obtained and stored in advance, and the function equation is stored. In the seventh aspect of the invention that uses the pressure in the intake passage to calculate the passing exhaust gas amount, the internal combustion engine is controlled according to the engine operating state to change the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve. Means, or means for changing the flow velocity of the gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage opened to the intake passage by changing the flow passage cross-sectional area of the intake passage controlled according to the engine operating state, Parameters other than the pressure in the intake passage are changed according to the passage volume or the gas flow rate.

1および2番目の発明によれば、無駄時間と追従遅れとが考慮された形で、筒内流入排気ガス量が直接算出されるので、この筒内流入排気ガス量の算出精度は高い。また、無駄時間と時定数とは機関回転数に依存するので、筒内流入排気ガス量の算出精度がより高い。
3番目の発明によれば、気筒毎の筒内流入排気ガス量にバラツキがある場合においても、各気筒に関して筒内流入排気ガス量の算出精度が高い。
4番目の発明によれば、気筒毎の無駄時間および追従遅れにバラツキがある場合においても、各気筒に関して筒内流入排気ガス量の算出精度が高い。
排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積が変わったり、吸気通路の流路断面積が変更せしめられることによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガス流速が変わったりすると、無駄時間および追従遅れも変わるが、5番目の発明によれば、こうした要素が考慮されることから、筒内流入排気ガス量の算出精度が高い。
6番目の発明によれば、通過排気ガス流量を吸気通路内の圧力と該吸気通路内の圧力以外のパラメータとの関数でもって表された関係式を利用して通過排気ガス量を算出する場合において、排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積、または、吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガス流速に応じて、吸気通路内の圧力以外のパラメータを変更するので、上記関係式から算出される通過排気ガス量の算出精度が高い。
According to the first and second aspects of the invention, the cylinder inflow exhaust gas amount is directly calculated in consideration of the dead time and the follow-up delay. Therefore, the calculation accuracy of the cylinder inflow exhaust gas amount is high. Further, since the dead time and the time constant depend on the engine speed, the calculation accuracy of the in-cylinder inflow exhaust gas amount is higher.
According to the third aspect of the invention, even when the in-cylinder inflow exhaust gas amount varies among the cylinders, the calculation accuracy of the in-cylinder inflow exhaust gas amount is high for each cylinder.
According to the fourth aspect, even when there is variation in the dead time and follow-up delay for each cylinder, the calculation accuracy of the in-cylinder inflow exhaust gas amount is high for each cylinder.
If the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve changes or the gas flow velocity near the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage changes due to the change of the cross-sectional area of the intake passage, Although the dead time and the follow-up delay also vary, according to the fifth aspect, such factors are taken into account, so that the calculation accuracy of the in-cylinder inflow exhaust gas amount is high.
According to the sixth aspect, when the passing exhaust gas flow rate is calculated using a relational expression expressed as a function of the pressure in the intake passage and a parameter other than the pressure in the intake passage. Therefore, parameters other than the pressure in the intake passage are changed according to the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve or the gas flow velocity in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage. The calculation accuracy of the passing exhaust gas amount calculated from the above relational expression is high.

7および8番目の発明によれば、無駄時間と追従遅れとが考慮された形で、吸気通路内流入排気ガス量が直接算出されるので、この吸気通路内流入排気ガス量の算出精度は高いと言える。また、無駄時間と時定数とは機関回転数に依存するので、吸気通路内流入排気ガス量の算出精度がより高い。
9番目の発明によれば、気筒毎の吸気通路内流入排気ガス量にバラツキがある場合においても、各気筒に関して吸気通路内流入排気ガス量の算出精度が高い。
10番目の発明によれば、気筒毎の無駄時間および追従遅れにバラツキがある場合においても、各気筒に関して吸気通路内流入排気ガス量の算出精度が高い。
排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積が変わったり、吸気通路の流路断面積が変更せしめられることによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガス流速が変わったりすると、無駄時間および追従遅れも変わるが、11番目の発明によれば、こうした要素が考慮されることから、吸気通路内流入排気ガス量の算出精度が高い。
12番目の発明によれば、通過排気ガス流量を吸気通路内の圧力と該吸気通路内の圧力以外のパラメータとの関数でもって表された関係式を利用して通過排気ガス量を算出する場合において、排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積、または、吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガス流速に応じて、吸気通路内の圧力以外のパラメータを変更するので、上記関係式から算出される通過排気ガス量の算出精度が高い。
According to the seventh and eighth aspects, since the exhaust gas amount flowing into the intake passage is directly calculated in consideration of the dead time and the follow-up delay, the calculation accuracy of the exhaust gas amount flowing into the intake passage is high. It can be said. Further, since the dead time and the time constant depend on the engine speed, the calculation accuracy of the inflow exhaust gas amount in the intake passage is higher.
According to the ninth aspect, even when there is a variation in the inflow exhaust gas amount in the intake passage for each cylinder, the calculation accuracy of the inflow exhaust gas amount in the intake passage is high for each cylinder.
According to the tenth aspect, even when there is variation in the dead time and follow-up delay for each cylinder, the calculation accuracy of the inflow exhaust gas amount in the intake passage is high for each cylinder.
If the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve changes, or if the gas flow velocity near the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage changes due to the change in the cross-sectional area of the intake passage, Although the dead time and follow-up delay also vary, according to the eleventh aspect, such factors are taken into account, so that the calculation accuracy of the amount of exhaust gas flowing into the intake passage is high.
According to the twelfth invention, when the passing exhaust gas flow rate is calculated using a relational expression expressed as a function of the pressure in the intake passage and a parameter other than the pressure in the intake passage. Therefore, parameters other than the pressure in the intake passage are changed according to the passage volume from the exhaust gas flow control valve to the intake valve or the gas flow velocity in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage. The calculation accuracy of the passing exhaust gas amount calculated from the above relational expression is high.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
図1は本発明が適用される内燃機関の全体図である。以下で説明では、筒内噴射型火花点火式内燃機関を例にとって説明するが、本発明は別の火花点火式内燃機関や圧縮自着火式内燃機関に適用可能である。
図1において、1は機関本体、2はシリンダブロック、3はピストン、4はシリンダヘッド、5は気筒(燃焼室)、6は吸気弁、7は吸気ポート、8は排気弁、9は排気ポート、10は点火プラグ、11は燃料噴射弁、12はキャビティをそれぞれ示している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine to which the present invention is applied. In the following description, a cylinder injection type spark ignition type internal combustion engine will be described as an example. However, the present invention can be applied to other spark ignition type internal combustion engines and compression self-ignition type internal combustion engines.
In FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a piston, 4 is a cylinder head, 5 is a cylinder (combustion chamber), 6 is an intake valve, 7 is an intake port, 8 is an exhaust valve, and 9 is an exhaust port. Reference numeral 10 denotes a spark plug, 11 denotes a fuel injection valve, and 12 denotes a cavity.

吸気ポート7は各気筒5毎に吸気枝管13を介してサージタンク14に連結される。サージタンク14は上流側吸気管15を介してエアクリーナ16に連結される。上流側吸気管15内には、ステップモータ17によって駆動されるスロットル弁18が配置される。
一方、排気ポート9は排気管19に連結される。排気管19は排気浄化装置20に連結される。
The intake port 7 is connected to the surge tank 14 via the intake branch pipe 13 for each cylinder 5. The surge tank 14 is connected to an air cleaner 16 via an upstream side intake pipe 15. A throttle valve 18 driven by a step motor 17 is disposed in the upstream side intake pipe 15.
On the other hand, the exhaust port 9 is connected to an exhaust pipe 19. The exhaust pipe 19 is connected to the exhaust purification device 20.

排気管19は、排気ガス再循環通路(以下、EGR通路と称す)を介して吸気枝管13に接続される。また、EGR通路21内には、EGR通路21内を流れる排気ガスの流量を制御するEGR制御弁22が配置される。内燃機関の気筒5から排出された排気ガスは、このEGR通路21を介して、再び、気筒内に導入される。本明細書では、このEGR通路21を介して気筒内に再循環される排気ガスをEGRガスとも称する。   The exhaust pipe 19 is connected to the intake branch pipe 13 via an exhaust gas recirculation passage (hereinafter referred to as an EGR passage). Further, an EGR control valve 22 that controls the flow rate of exhaust gas flowing through the EGR passage 21 is disposed in the EGR passage 21. Exhaust gas discharged from the cylinder 5 of the internal combustion engine is again introduced into the cylinder through the EGR passage 21. In the present specification, the exhaust gas recirculated into the cylinder through the EGR passage 21 is also referred to as EGR gas.

電子制御ユニット(ECU)31はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス32を介して相互に接続されたRAM(ランダムアクセスメモリ)33、ROM(リードオンリメモリ)34、CPU(マイクロプロセッサ)35、入力ポート36および出力ポート37を具備する。
吸気枝管13には、当該吸気枝管13内の圧力(以下、吸気管圧力と称す)を検出するための吸気管圧力センサ40が取り付けられる。吸気管圧力センサ40は、吸気管圧力に比例した出力電圧を発生し、この出力電圧は対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。
An electronic control unit (ECU) 31 comprises a digital computer, and is connected to each other via a bidirectional bus 32, a RAM (random access memory) 33, a ROM (read only memory) 34, a CPU (microprocessor) 35, an input. A port 36 and an output port 37 are provided.
An intake pipe pressure sensor 40 for detecting the pressure in the intake branch pipe 13 (hereinafter referred to as intake pipe pressure) is attached to the intake branch pipe 13. The intake pipe pressure sensor 40 generates an output voltage proportional to the intake pipe pressure, and this output voltage is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.

また、内燃機関は、スロットル弁18の開度を検出するためのスロットル開度センサ43と、内燃機関周囲の大気の圧力、または、上流側吸気管15に吸入される空気の圧力(吸気圧)を検出するための大気圧センサ44と、内燃機関周囲の大気の温度、または、上流側吸気管15に吸入される空気の温度(吸気温)を検出するための大気温センサ45とを具備する。これらセンサ44,45は、それぞれ、大気圧および大気温度に比例した出力電圧を発生し、これら出力電圧は対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。   The internal combustion engine also has a throttle opening sensor 43 for detecting the opening of the throttle valve 18, the atmospheric pressure around the internal combustion engine, or the pressure of the air taken into the upstream intake pipe 15 (intake pressure). And an atmospheric temperature sensor 45 for detecting the temperature of the atmosphere around the internal combustion engine or the temperature of the air taken into the upstream side intake pipe 15 (intake air temperature). . These sensors 44 and 45 generate output voltages proportional to the atmospheric pressure and the atmospheric temperature, respectively, and these output voltages are input to the input port 36 via the corresponding AD converters 38.

また、アクセルペダル46には、アクセルペダル46の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ47が接続される。負荷センサ47の出力電圧は、対応するAD変換器38を介して入力ポート36に入力される。
また、内燃機関はクランク角センサ48を具備する。クランク角センサ48は、例えば、クランクシャフトが30度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート36に入力される。CPU35は、クランク角センサ45の出力パルスから機関回転数を算出する。
A load sensor 47 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 46 is connected to the accelerator pedal 46. The output voltage of the load sensor 47 is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.
The internal combustion engine includes a crank angle sensor 48. For example, the crank angle sensor 48 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, and the output pulse is input to the input port 36. The CPU 35 calculates the engine speed from the output pulse of the crank angle sensor 45.

一方、出力ポート37は対応する駆動回路39を介して点火プラグ10、燃料噴射弁11、ステップモータ17、および、EGR制御弁22に接続される。なお、EGR制御弁22の開度は、出力ポート37からEGR制御弁22へ送られたステップ信号に基づいてECU31において算出される。   On the other hand, the output port 37 is connected to the spark plug 10, the fuel injection valve 11, the step motor 17, and the EGR control valve 22 via a corresponding drive circuit 39. The opening degree of the EGR control valve 22 is calculated in the ECU 31 based on a step signal sent from the output port 37 to the EGR control valve 22.

ところで、燃料噴射弁10から気筒5内に噴射すべき燃料の量(以下、単に、燃料噴射量と称す)は、気筒5内に充填された空気の量に基づいて、気筒5内の混合ガスの空燃比が目標空燃比となるように決定される。したがって、気筒5内の混合ガスの空燃比を正確に目標空燃比とするためには、気筒5内に充填された空気の量(以下、筒内充填空気量と称す)を正確に把握する必要がある。
ここで、筒内充填空気量を推定する方法としては、スロットル弁18を通過する空気の質量流量を検出するエアフローメータやその他のセンサを内燃機関に取り付けると共に、これらセンサの出力値を変数とする筒内充填空気量算出用のマップを予め用意しておき、センサの出力値とマップとから筒内充填空気量を推定する方法がある。
By the way, the amount of fuel to be injected into the cylinder 5 from the fuel injection valve 10 (hereinafter simply referred to as fuel injection amount) is based on the amount of air charged in the cylinder 5 and the mixed gas in the cylinder 5. The air-fuel ratio is determined to be the target air-fuel ratio. Therefore, in order to accurately set the air-fuel ratio of the mixed gas in the cylinder 5 to the target air-fuel ratio, it is necessary to accurately grasp the amount of air charged in the cylinder 5 (hereinafter referred to as in-cylinder charged air amount). There is.
Here, as a method for estimating the amount of air filled in the cylinder, an air flow meter for detecting the mass flow rate of air passing through the throttle valve 18 and other sensors are attached to the internal combustion engine, and the output values of these sensors are used as variables. There is a method of preparing a map for calculating the in-cylinder charged air amount in advance and estimating the in-cylinder charged air amount from the output value of the sensor and the map.

ところが、マップを利用して筒内充填空気量を推定する場合、筒内充填空気量を正確に推定するためには、マップの数やその引数を多くしなければならない。しかしながら、マップの数を多くすると、これらマップを記憶しておくROM34の記憶容量を大きくしなければならず、内燃機関のコストが高くなってしまう。
さらに、マップを利用して筒内充填空気量を推定する場合、内燃機関の機種ごと、あるいは、同機種の内燃機関であっても個々の内燃機関ごとに、マップを作成しなければならないので、マップの作成労力が大きくなる。
一方、筒内充填空気量をより正確に推定しようとして、マップの引数を多くすると、マップの作成労力が大幅に大きくなってしまう。
However, when estimating the in-cylinder charged air amount using a map, in order to accurately estimate the in-cylinder charged air amount, the number of maps and their arguments must be increased. However, if the number of maps is increased, the storage capacity of the ROM 34 for storing these maps must be increased, which increases the cost of the internal combustion engine.
Furthermore, when estimating the cylinder charge air amount using a map, it is necessary to create a map for each internal combustion engine model, or for each internal combustion engine even in the same model internal combustion engine. The map creation effort increases.
On the other hand, if the number of map arguments is increased in order to more accurately estimate the amount of air charged in the cylinder, the map creation labor is greatly increased.

そこで、マップの代わりに、モデルから導き出される式を利用した数値計算によって、筒内充填空気量を算出する方法が検討され、こうした方法が本願出願人によって既に出願されている(特願2001−316350号)。
この本願出願人によって既に出願されている方法は、気筒内に排気ガスが再循環されない内燃機関に適用される方法であるので、本実施形態のEGR装置付きの内燃機関にそのまま適用することはできないが、本実施形態に適用可能な後述する方法を理解する上で参考になると思われるので、まず、この本願出願人によって既に出願されている方法について説明する。
Therefore, a method for calculating the in-cylinder charged air amount by numerical calculation using an expression derived from a model instead of a map has been studied, and such a method has already been filed by the present applicant (Japanese Patent Application No. 2001-316350). issue).
Since the method already filed by the applicant of the present application is a method applied to an internal combustion engine in which exhaust gas is not recirculated in the cylinder, it cannot be directly applied to the internal combustion engine with the EGR device of this embodiment. However, since it will be helpful in understanding a method to be described later that can be applied to the present embodiment, a method already filed by the applicant of the present application will be described.

本願出願人によって既に出願されている方法は、図2に示したモデル(以下、筒内流入ガス量モデルと称す)から導き出される。
図2に示した筒内流入ガス量モデルM20は、スロットルモデルM21と、吸気管モデルM22と、吸気弁モデルM23とからなる。
The method already filed by the applicant of the present application is derived from the model shown in FIG. 2 (hereinafter referred to as a cylinder inflow gas amount model).
The cylinder inflow gas amount model M20 shown in FIG. 2 includes a throttle model M21, an intake pipe model M22, and an intake valve model M23.

スロットルモデルM21には、スロットル開度センサ43によって検出されたスロットル弁18の開度(スロットル開度)θtと、大気圧センサ45によって検出された大気圧Paと、大気温センサ44によって検出された大気温度Taと、吸気管モデルM22において算出される吸気枝管13内の圧力(以下、吸気管圧力と称す)Pmとが入力され、当該モデルM21において、これら入力されたパラメータから、単位時間当たりにスロットル弁18を通過する空気の流量(以下、スロットル弁通過空気流量と称す)mtが算出される。 The throttle model M21, the opening degree (throttle opening) theta t of the throttle valve 18 detected by a throttle opening sensor 43, the atmospheric pressure P a, which is detected by the atmospheric pressure sensor 45, detected by the atmospheric temperature sensor 44 and the atmospheric temperature T a, which is the pressure in the intake tube 13 calculated in the intake pipe model M22 (hereinafter, the intake pipe referred to as pressure) and P m are inputted, in the model M21, from these input parameters , the flow rate of air passing through the throttle valve 18 per unit time (hereinafter referred to as the throttle valve passing air flow rate) m t is calculated.

また、吸気管モデルM22には、上述したスロットルモデルM21において算出されたスロットル弁通過空気流量mtと、吸気弁モデルM23において算出される単位時間当たりに気筒5内に流入するガスの流量(以下、筒内流入ガス流量と称す)mcと、大気温度Taとが入力され、当該モデルM22において、これら入力されたパラメータから、吸気管圧力Pmと、吸気枝管13内のガスの温度(以下、吸気管温度と称す)Tmとが算出される。 The intake pipe model M22, the throttle valve passage air flow rate m t calculated at the throttle model M21 as described above, the flow rate of the gas flowing into the cylinder 5 to the per unit time calculated at the intake valve model M23 (hereinafter , it referred to as cylinder inflow gas flow rate) and m c, are input and the atmospheric temperature T a, in the model M22, from these input parameters, the intake pipe pressure P m, the temperature of the gas in the intake branch pipe 13 Tm (hereinafter referred to as intake pipe temperature) is calculated.

また、吸気弁モデルM23には、上述した吸気管モデルM22において算出された吸気管圧力Pmと、吸気管温度Tmと、大気温度Taとが入力され、当該モデルM23において、これら入力されたパラメータから、筒内流入ガス流量mcが算出される。
そして、この方法では、後述するように、筒内流入ガス流量mcを利用して気筒5内に流入したガスの量(以下、筒内充填ガス量と称す)Mcが算出される。
The intake valve model M23, the intake pipe pressure P m calculated at the intake pipe model M22 described above, the intake pipe temperature T m, is input and the atmospheric temperature T a, in the model M23, are those input The in-cylinder inflow gas flow rate mc is calculated from the obtained parameters.
Then, in this method, as described later, the amount of gas flowing by utilizing the cylinder inflow gas flow rate m c into the cylinder 5 (hereinafter, referred to as in-cylinder charged gas amount) M c is calculated.

図2から分かるように、筒内流入ガス量モデルM20では、各モデルにおいて算出されるパラメータ値が別のモデルに入力されるパラメータ値として利用されるので、筒内流入ガス量モデルM20に実際に入力されるパラメータ値は、スロットル開度θt、大気圧Pa、および、大気温度Taの3つのパラメータのみである。すなわち、この方法によれば、3つのパラメータから筒内充填ガス量Mcが算出されると言える。 As can be seen from FIG. 2, in the in-cylinder inflow gas amount model M20, the parameter value calculated in each model is used as a parameter value input to another model. parameter value is input, the throttle opening theta t, the atmospheric pressure P a, and is only three parameters of the atmospheric temperature T a. That is, according to this method, it can be said that the in-cylinder charged gas amount Mc is calculated from the three parameters.

次に、各モデルM21〜M23について詳細に説明する。
スロットルモデルM21では、大気圧Paと大気温度Taと吸気管圧力Pmとスロットル開度θtとを次式(1)に入力し、この式を解くことによって、スロットル弁通過空気流量mtが算出される。

Figure 2007064230
式(1)において、μtはスロットル弁における流量係数であり、スロットル開度θtの関数であって、図3に示したマップから定まる。また、Atはスロットル弁の開口断面積であり、スロットル開度θtの関数であって、図4に示したマップから定まる。なお、これら流量係数μtおよび開口断面積Atをまとめたμt・Atをスロットル開度θtの関数で1つのマップから求めるようにしてもよい。また、Rは気体定数に関する定数であり、いわゆる気体定数R*を1モル当たりの空気の質量Maで除算した値である(R=R*/Ma)。 Next, each of the models M21 to M23 will be described in detail.
In the throttle model M21, enter the atmospheric pressure P a and the atmospheric temperature T a and the intake pipe pressure P m and the throttle opening theta t in equation (1), by solving this equation, the throttle valve passage air flow rate m t is calculated.
Figure 2007064230
In the equation (1), μ t is a flow coefficient in the throttle valve, is a function of the throttle opening θ t , and is determined from the map shown in FIG. Also, A t is the cross-sectional area of the opening of the throttle valve, a function of the throttle opening theta t, determined from the map shown in FIG. It may be determined from a single map these flow coefficient mu t and the opening cross-sectional area A t summarizes mu t · A t as a function of the throttle opening theta t. Further, R is a constant related to a gas constant is a value obtained by dividing the mass M a of air per 1 mole of the so-called gas constant R * (R = R * / M a).

また、Φ(Pm/Pa)は、次式(2)に示したように、Pm/Paを変数とする関数である。

Figure 2007064230
式(2)において、κは比熱比であり、この方法では、一定値としている。 Further, Φ (P m / P a ) is a function having P m / P a as a variable, as shown in the following equation (2).
Figure 2007064230
In the equation (2), κ is a specific heat ratio, and is a constant value in this method.

なお、関数Φ(Pm/Pa)とPm/Paとの間には、図5に示したような関係がある。そこで、式(2)の代わりに、Pm/Paを変数とする関数Φ(Pm/Pa)算出用のマップをROM34に予め記憶しておき、Pm/Paとこのマップとから関数Φ(Pm/Pa)の値を算出するようにしてもよい。 Note that there is a relationship as shown in FIG. 5 between the function Φ (P m / P a ) and P m / P a . Therefore, instead of the equation (2), a map for calculating a function Φ (P m / P a ) having P m / P a as a variable is stored in the ROM 34 in advance, and P m / P a and this map From the above, the value of the function Φ (P m / P a ) may be calculated.

なお、これら式(1)および(2)は、スロットル弁18上流の空気の圧力を大気圧Paとし、スロットル弁18上流の空気の温度を大気温度Taとし、スロットル弁18を通過した空気の圧力を吸気管圧力Pmとして、スロットル弁18に関し、図6に示したようなモデルを基礎として、スロットル弁18上流の空気とスロットル弁18を通過した空気との間において質量保存則、エネルギ保存則、および、運動量保存則上成立する関係式、ならびに、気体の状態方程式、比熱比の定義式(κ=Cp/Cv)、および、マイヤーの関係式(Cp=Cv+R*)を利用して導き出される。ここで、Cpは定圧比熱であり、Cvは定量比熱であり、R*はいわゆる気体定数である。 Note that these equations (1) and (2), the air pressure of the throttle valve 18 upstream of the air and the atmospheric pressure P a, the temperature of the throttle valve 18 upstream of the air and the atmospheric temperature T a, passes through the throttle valve 18 6 is the intake pipe pressure P m , and the throttle valve 18 is based on the model as shown in FIG. 6, the law of conservation of mass, energy between the air upstream of the throttle valve 18 and the air that has passed through the throttle valve 18. Using the conservation equation and the relational expression established in the momentum conservation law, the equation of state of gas, the specific expression of the specific heat ratio (κ = Cp / Cv), and the Meyer's relational expression (Cp = Cv + R * ) Derived. Here, Cp is a constant pressure specific heat, Cv is a quantitative specific heat, and R * is a so-called gas constant.

次に、吸気管モデルM22について説明する。吸気管モデルM22では、スロットル弁通過空気流量mtと筒内流入ガス流量mcと大気温度Taとを次式(3)および(4)に入力し、これら式を解くことによって、吸気管圧力Pmおよび吸気管温度Tmが算出される。

Figure 2007064230
式(3)および(4)において、Vはスロットル弁18から吸気弁6までの吸気管15、サージタンク14、吸気枝管13、および、吸気ポート7(以下、これらまとめて、吸気管部分と称す)のトータルの容積であり、通常、一定値である。 Next, the intake pipe model M22 will be described. In the intake pipe model M22, by inputs the throttle valve passage air flow rate m t and the cylinder inflow gas flow rate m c and the atmospheric temperature T a to the following equation (3) and (4), solving these equations, the intake pipe The pressure P m and the intake pipe temperature T m are calculated.
Figure 2007064230
In equations (3) and (4), V is the intake pipe 15 from the throttle valve 18 to the intake valve 6, the surge tank 14, the intake branch pipe 13, and the intake port 7 (hereinafter collectively referred to as the intake pipe portion and Generally), and is a constant value.

なお、これら式(3)および(4)は、吸気管部分に関し、図7に示したようなモデルを基礎にして、吸気管部分に流入する空気と吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気との間において質量保存則、および、エネルギ保存則上成立する関係式から導き出される。   These equations (3) and (4) are related to the intake pipe portion, and the air flowing into the intake pipe portion and the air flowing out from the intake pipe portion and flowing into the cylinder are based on the model shown in FIG. It is derived from the relational expression that holds in the law of conservation of mass and the law of conservation of energy.

詳細には、吸気管部分内のトータルの空気量をMとすると、このトータルの空気量Mの時間的変化は、吸気管部分に流入する空気の流量(すなわち、スロットル弁通過空気流量)mtと吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気の流量(すなわち、筒内流入ガス流量)mcとの差に等しいことから、質量保存則上、次式(5)が成立する。

Figure 2007064230
そして、この式(5)と、気体の状態方程式(Pm・V=M・R*・Tm)とから、上記式(3)が導き出される。 Specifically, if the total air amount in the intake pipe portion is M, the temporal change in the total air amount M is the flow rate of air flowing into the intake pipe portion (that is, the throttle valve passage air flow rate) m t. and the flow rate of air flowing into the outflow to the cylinder from the intake pipe portion (i.e., the cylinder inflow gas flow rate) to be equal to the difference between m c, the mass conservation law, the following equation (5) is satisfied.
Figure 2007064230
Then, the equation (3) is derived from the equation (5) and the gas equation of state ( Pm · V = M · R * · T m ).

また、吸気管部分内の空気のエネルギ量M・Cv・Tmの時間的変化量は、吸気管部分に流入する空気のエネルギ量と吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気のエネルギ量との差に等しいことから、吸気管部分に流入する空気の温度を大気温度Taとし、吸気管部分から流出して気筒内に流入する空気の温度を吸気管温度Tmとすると、エネルギ保存則上、次式(6)が成立する。

Figure 2007064230
そして、この式(6)と、上述した気体の状態方程式とから、上記式(4)が導き出される。 Further, the temporal variation amount of energy M · Cv · T m of the air in the intake pipe portion, the energy of the air entering the outlet to the cylinder from the energy amount and the intake pipe of the air flowing into the intake pipe portion since equal to the difference between the amount and the temperature of the air flowing into the intake pipe portion and the atmospheric temperature T a, the temperature of the air flowing into the cylinder flows out from the intake pipe portion and the intake pipe temperature T m, the energy The following equation (6) is established on the conservation law.
Figure 2007064230
Then, the equation (4) is derived from the equation (6) and the above-described gas state equation.

次に、吸気弁モデルM23について説明する。吸気弁モデルM23では、吸気管圧力Pmと吸気管温度Tmと大気温度Taとを次式(7)に入力し、この式を解くことによって、筒内流入ガス流量mcが算出される。

Figure 2007064230
式(7)において、aおよびbは、機関回転数NEを変数として求まる値である。また、内燃機関において、吸気弁6の開弁タイミングまたは閉弁タイミングに相当するバルブタイミング、および、開弁時間に相当する作用角の少なくとも一方が変更可能となっている場合には、式(7)において、aおよびbは、機関回転数NEとバルブタイミングまたは位相角またはこれら両方とを変数として求まる値である。
別の云い方をすれば、式(7)において、aは比例係数であり、bは排気弁8の閉弁時に気筒5内に残存していたガスの量を表す値である。 Next, the intake valve model M23 will be described. In the intake valve model M23, the intake pipe pressure P m and the intake pipe temperature T m and the atmospheric temperature T a is input to the following equation (7), by solving this equation, the cylinder inflow gas flow rate m c is calculated The
Figure 2007064230
In Expression (7), a and b are values obtained using the engine speed NE as a variable. In the internal combustion engine, when at least one of the valve timing corresponding to the valve opening timing or the valve closing timing of the intake valve 6 and the operating angle corresponding to the valve opening time can be changed, the equation (7) ), A and b are values obtained by using the engine speed NE and the valve timing and / or the phase angle as variables.
In other words, in Equation (7), a is a proportional coefficient, and b is a value representing the amount of gas remaining in the cylinder 5 when the exhaust valve 8 is closed.

また、式(7)においては、機関運転状態が変化しているとき、すなわち、過渡運転時には、吸気管温度Tmが大きく変化することがあるので、この吸気管温度Tmの変化を補償するための補正係数として、理論および経験則から導かれたTa/Tmが用いられている。 In the formula (7), when the engine operating condition has changed, i.e., at the time of transient operation, since the intake pipe temperature T m may change significantly, to compensate for changes in the intake pipe temperature T m as a correction coefficient for, it is used T a / T m derived from theory and empirical rules.

なお、式(7)は、吸気弁6に関し、図8に示したようなモデルを基礎にして、筒内流入ガス流量mcを以下で詳細に説明するように吸気管圧力Pmに比例するとみなし、そして、理論および経験則から導き出される。
すなわち、筒内充填ガス量Mcは、吸気弁6の閉弁時に確定し且つ吸気弁6の閉弁時の気筒5内の圧力に比例する。ここで、吸気弁6の閉弁時の気筒5内の圧力は、吸気弁6上流の空気の圧力(すなわち、吸気管圧力)Pmに等しいとみなせるので、筒内充填ガス量Mcは吸気管圧力Pmに比例すると近似できる。
Note that equation (7) relates to the intake valve 6, and the basis of the model as shown in FIG. 8, to be proportional to the cylinder inflow gas flow rate m c to the intake pipe pressure P m as described in detail below Deemed and derived from theory and empirical rules.
That is, the in-cylinder charged gas amount M c is proportional to the pressure in the cylinder 5 at the time of closing of the valve closing finalized and the intake valve during 6 of the intake valve 6. Here, since the pressure in the cylinder 5 when the intake valve 6 is closed can be regarded as equal to the pressure of the air upstream of the intake valve 6 (that is, the intake pipe pressure) P m , the in-cylinder charged gas amount Mc is the intake air. It can be approximated to be proportional to the tube pressure P m .

一方、筒内充填ガス量Mcは、吸気弁6の開弁期間中において気筒5内に流入する空気の流量(筒内流入ガス流量)mcを、吸気弁6の開弁期間に亘って時間積分することによって求まる。すなわち、筒内充填ガス量Mcと筒内流入ガス流量mcとの間には、筒内流入ガス流量mcの時間積分値が筒内充填ガス量Mcであるという関係がある。
このように、筒内充填ガス量Mcが吸気管圧力Pmに比例し、且つ、筒内充填ガス量Mcと筒内流入ガス流量mcとの間に、筒内流入ガス流量mcの時間積分値が筒内充填ガス量Mcであるという関係があることから、筒内流入ガス流量mcも吸気管圧力Pmに比例するとみなせる。
On the other hand, the in-cylinder charged gas amount M c is the air flow rate (cylinder inflow gas flow rate) m c flowing into the cylinder 5 during the valve opening period of the intake valve 6 over the valve opening period of the intake valve 6. It is obtained by time integration. Namely, relationship that is between the in-cylinder charged gas amount M c and the cylinder inflow gas flow rate m c, the time integral value of the cylinder inflow gas flow rate m c is cylinder charged gas amount M c.
Thus, in-cylinder charged gas amount M c is proportional to the intake pipe pressure P m, and, between the in-cylinder charged gas amount M c and the cylinder inflow gas flow rate m c, the cylinder inflow gas flow rate m c It can be regarded as the time integral value of from that there is a relationship that a cylinder charged gas amount M c, also inflow gas flow rate m c-cylinder proportional to the intake pipe pressure P m.

したがって、この方法では、筒内流入ガス流量mcが吸気管圧力Pmに比例するとみなし、理論および経験則とから、式(7)が導き出されるのである。
なお、式(7)によって算出される筒内流入ガス流量mcは、単位時間当たりに吸気管部分から流出する空気の流量の平均値であるので、筒内流入ガス流量mcに、内燃機関の1サイクルにかかる時間を気筒数で割った時間をかけることによって、各気筒5における筒内充填ガス量Mcが算出される。
Therefore, in this method, it is assumed that the in-cylinder inflow gas flow rate mc is proportional to the intake pipe pressure P m , and Equation (7) is derived from theory and empirical rules.
Note that the cylinder inflow gas flow rate m c calculated by Equation (7) are the average value of the flow rate of air flowing out from the intake pipe portion per unit time, the cylinder inflow gas flow rate m c, the internal combustion engine by applying a time divided by the number of cylinders of the time required for one cycle, the in-cylinder charged gas amount M c in each cylinder 5 is calculated.

次に、このことについて、4つの気筒を備えた内燃機関を例にとって、図9を参照して説明する。
図9では、横軸がクランク角度であり、縦軸が単位時間当たりに吸気管部分から気筒5に流入する空気の量である。また、図9に示した例では、吸気行程が第1気筒♯1、第3気筒♯3、第4気筒♯4、第2気筒♯2の順で行われる。このように吸気行程が行われると、吸気管部分から各気筒5に流入する空気の流量は、図9において破線で示したように変化し、その結果、吸気管部分から流出する空気の流量は、図9において実線で示したように変化することになる。
Next, this will be described with reference to FIG. 9, taking an internal combustion engine having four cylinders as an example.
In FIG. 9, the horizontal axis is the crank angle, and the vertical axis is the amount of air flowing from the intake pipe portion into the cylinder 5 per unit time. In the example shown in FIG. 9, the intake stroke is performed in the order of the first cylinder # 1, the third cylinder # 3, the fourth cylinder # 4, and the second cylinder # 2. When the intake stroke is performed in this way, the flow rate of air flowing into each cylinder 5 from the intake pipe portion changes as indicated by the broken line in FIG. 9, and as a result, the flow rate of air flowing out from the intake pipe portion is 9 will change as indicated by the solid line in FIG.

そして、吸気管部分から流出する空気の流量(図9の実線)の平均値が筒内流入ガス流量mcであり、図9では、破線で示されている。したがって、各気筒5における筒内充填ガス量Mcは、筒内流入ガス流量mc(図9の破線)に、内燃機関の1サイクルにかかる時間(図9に示した例では、クランクシャフトが720°回転するのにかかる時間)を気筒数(図9に示した例では、4つ)で割った時間、すなわち、図9に示した例では、クランクシャフトが180°回転するのにかかる時間をかけることによって算出されるのである。そして、斯くして算出された各気筒5における筒内充填ガス量Mcは、例えば、図9の斜線に一致することになる。 The average value of the flow rate of air flowing out from the intake pipe portion (solid line in FIG. 9) is the in-cylinder inflow gas flow rate mc , and is indicated by a broken line in FIG. Therefore, the cylinder charge gas amount M c in each cylinder 5 is equal to the cylinder inflow gas flow rate m c (broken line in FIG. 9) and the time taken for one cycle of the internal combustion engine (in the example shown in FIG. Time taken to rotate 720 °) divided by the number of cylinders (four in the example shown in FIG. 9), that is, time taken for the crankshaft to rotate 180 ° in the example shown in FIG. It is calculated by applying. Then, the cylinder charged gas amount M c in each cylinder 5 calculated by Thus, for example, will correspond to the hatched in FIG.

次に、上述した筒内流入ガス量モデルM20を内燃機関に実装したときの筒内充填ガス量Mcの算出方法について説明する。
筒内充填ガス量Mcは、筒内流入ガス量モデルM20の各モデルの式(1)〜(4)および(7)から求められるが、これら5つの式は、内燃機関に実装されるときには、ECU31で処理可能なように離散化される。すなわち、時刻をtとし、計算間隔(計算周期)をΔtとすると、これら5つの式は、次式(8)〜(12)に離散化される。

Figure 2007064230
Next, a method of calculating the cylinder charged gas amount M c when the cylinder inflow gas amount model M20 described above is mounted on an internal combustion engine.
The in-cylinder charged gas amount Mc is obtained from the equations (1) to (4) and (7) of each model of the in-cylinder inflow gas amount model M20. These five equations are used when mounted on an internal combustion engine. , It is discretized so that it can be processed by the ECU 31. That is, assuming that the time is t and the calculation interval (calculation period) is Δt, these five expressions are discretized into the following expressions (8) to (12).
Figure 2007064230

このように離散化されて内燃機関に実装された筒内流入ガス量モデルM20によれば、スロットルモデルM21において算出される時刻tにおけるスロットル弁通過空気流量mt(t)と、吸気弁モデルM23において算出される時刻tにおける筒内流入ガス流量mc(t)と、時刻tにおける吸気管温度Tm(t)とを吸気管モデルM22の式(10)および(11)に入力し、これら式(10)および(11)を解くことによって、時刻(t+Δt)における吸気管圧力Pm(t+Δt)および吸気管温度Tm(t+Δt)が算出される。 According to the in-cylinder inflow gas amount model M20 discretized and mounted in the internal combustion engine, the throttle valve passing air flow rate m t (t) at time t calculated in the throttle model M21 and the intake valve model M23 The in-cylinder inflow gas flow rate m c (t) at time t and the intake pipe temperature T m (t) calculated at time t are input to the equations (10) and (11) of the intake pipe model M22. By solving Expressions (10) and (11), the intake pipe pressure P m (t + Δt) and the intake pipe temperature T m (t + Δt) at time (t + Δt) are calculated.

そして、吸気管モデルM22において算出された吸気管圧力Pm(t+Δt)と時刻tにおけるスロットル開度θt(t)とをスロットルモデルM21の式(8)および(9)に入力し、これら式を解くことによって、時刻(t+Δt)におけるスロットル弁通過空気流量mt(t+Δt)が算出される。
さらに、吸気管モデルM22において算出された吸気管圧力Pm(t+Δt)および吸気管温度Tm(t+Δt)を吸気弁モデルM23の式(12)に入力し、この式を解くことによって、時刻(t+Δt)における筒内流入ガス流量mc(t+Δt)が算出される。
Then, the intake pipe pressure P m (t + Δt) calculated in the intake pipe model M22 and the throttle opening θ t (t) at the time t are input to the equations (8) and (9) of the throttle model M21. Is calculated, the throttle valve passing air flow rate m t (t + Δt) at time (t + Δt) is calculated.
Further, the intake pipe pressure P m (t + Δt) and the intake pipe temperature T m (t + Δt) calculated in the intake pipe model M22 are input to the expression (12) of the intake valve model M23, and the time ( The cylinder inflow gas flow rate m c (t + Δt) at t + Δt) is calculated.

こうした計算を繰り返すことによって、任意の時刻における筒内流入ガス流量mcが算出される。そして、こうして算出された筒内流入ガス流量mcに、上述したように、1サイクルにかかる時間を気筒数で割った時間をかけることによって、任意の時刻における各気筒の筒内充填ガス量Mcが算出される。 By repeating such calculations, the cylinder inflow gas flow rate m c at any time is calculated. Then, the in-cylinder inflow gas flow rate m c thus calculated is multiplied by the time obtained by dividing the time taken for one cycle by the number of cylinders, as described above, so that the in-cylinder charged gas amount M of each cylinder at an arbitrary time is obtained. c is calculated.

なお、内燃機関の始動時、すなわち、時刻t=0においては、吸気管圧力Pmは大気圧Paと等しい(Pm(0)=Pa)とされ、一方、吸気管温度Tmは大気温度Taと等しい(Tm(0)=Ta)とされ、各モデルM21〜M23における計算が開始される。
また、上述した筒内流入ガス量モデルM20において使用される大気圧Paおよび大気温度Taとして、当該モデルM20の計算が開始されたときの大気圧および大気温度を常に用いてもよいし、時刻tにおける大気圧Pa(t)および大気温度Ta(t)を用いてもよい。
Incidentally, when the internal combustion engine is started, i.e., at time t = 0, the intake pipe pressure P m is equal to the atmospheric pressure P a (P m (0) = P a), whereas, the intake pipe temperature T m It is set equal to the atmospheric temperature T a (T m (0) = T a ), and calculation in each of the models M21 to M23 is started.
Further, as the atmospheric pressure P a and the atmospheric temperature T a is used in the cylinder inflow gas amount model M20 as described above, to always be using an atmospheric pressure and the atmospheric temperature when the calculation of the model M20 is started, Atmospheric pressure P a (t) and atmospheric temperature T a (t) at time t may be used.

次に、図1に示したEGR装置付の内燃機関に適用可能な筒内流入ガス量モデルについて説明する。
気筒内に流入するガス中の空気(新気)の流量を筒内流入新気流量mc-airと称すると、筒内流入新気流量mc-airは、次式(13)から求まる。

Figure 2007064230
式(13)において、mcは気筒内に流入するガスの流量である筒内流入ガス流量であり、mc-egrは気筒内に流入するガス中の排気ガスの流量である筒内流入EGRガス流量である。 Next, a cylinder inflow gas amount model applicable to the internal combustion engine with the EGR device shown in FIG. 1 will be described.
When referred to the flow rate of the cylinder inflow fresh air flow rate m c-air air in the gas flowing into the cylinder (fresh air), the cylinder inflow fresh air flow rate m c-air is found from the following equation (13).
Figure 2007064230
In Expression (13), m c is a cylinder inflow gas flow rate that is a flow rate of gas flowing into the cylinder, and m c-egr is a cylinder inflow EGR that is a flow rate of exhaust gas in the gas flowing into the cylinder. The gas flow rate.

ここで、定常運転時である場合(例えば、スロットル開度、EGR開度、機関回転数などがほぼ一定に維持されている場合)、EGR制御弁22を通過する排気ガスの流量(以下、EGR制御弁通過ガス流量と称す)megrと、筒内流入EGRガス流量mc-egrとは等しい(mc-egr=megr)。
このため、式(13)は、次式(14)に書き直せる。

Figure 2007064230
Here, when the engine is in steady operation (for example, when the throttle opening, EGR opening, engine speed, etc. are maintained substantially constant), the flow rate of exhaust gas passing through the EGR control valve 22 (hereinafter referred to as EGR). M egr ( referred to as control valve passage gas flow rate) and in-cylinder inflow EGR gas flow rate m c-egr are equal ( mc-egr = m egr ).
For this reason, Formula (13) can be rewritten to following Formula (14).
Figure 2007064230

したがって、筒内流入ガス流量mcとEGR制御弁通過ガス流量megrとが求まれば、筒内流入新気流量mc-airが求まり、したがって、吸気弁6の閉弁時に気筒5内に充填されている空気(新気)の量である筒内充填新気量Mc-airが求まる。
そこで、第1実施形態では、筒内流入ガス流量mcを算出するための筒内流入ガス量モデルとして、図10に示したモデルM10を用いる。
図10に示した筒内流入ガス量モデルM10は、スロットルモデルM11と、吸気管モデルM12と、吸気弁モデルM13と、EGR制御弁モデルM14とからなる。
Therefore, Motomare and the cylinder inflow gas flow rate m c and the EGR control valve passage gas flow rate m egr, Motomari is the cylinder inflow fresh air flow rate m c-air, therefore, the cylinder 5 at the time of closing of the intake valves 6 An in-cylinder charged fresh air amount Mc-air, which is the amount of air (fresh air) filled, is obtained.
Therefore, in the first embodiment, as the cylinder inflow gas amount model for calculating the cylinder inflow gas flow rate m c, using a model M10 shown in FIG. 10.
The cylinder inflow gas amount model M10 shown in FIG. 10 includes a throttle model M11, an intake pipe model M12, an intake valve model M13, and an EGR control valve model M14.

スロットルモデルM11は、図2に示したスロットルモデルM21と同じモデルであり、吸気弁モデルM13も、図2に示した吸気弁モデルM23と同じモデルであるので、詳細な説明は省略するが、簡単に説明すると、スロットルモデルM11では、スロットル開度θtと大気圧Paと大気温度Taと吸気管圧力Pmとを式(1)に入力し、この式を解くことによって、スロットル弁通過空気流量mtが算出され、吸気弁モデルM13では、大気温度Taと吸気管圧力Pmと吸気管温度Tmとを式(7)に入力し、この式を解くことによって、筒内流入ガス流量mcが算出される。 The throttle model M11 is the same model as the throttle model M21 shown in FIG. 2, and the intake valve model M13 is also the same model as the intake valve model M23 shown in FIG. to describe in, in the throttle model M11, and inputs the throttle opening theta t and the atmospheric pressure P a and the atmospheric temperature T a and the intake pipe pressure P m in the formula (1), by solving this equation, it passes the throttle valve calculated air flow rate m t is the intake valve model M13, inputs the atmospheric temperature T a and the intake pipe pressure P m and the intake pipe temperature T m in the formula (7), by solving this equation, the cylinder inflow A gas flow rate mc is calculated.

吸気管モデルM12には、スロットルモデルM11において算出されたスロットル弁通過空気流量mtと、吸気弁モデルM13において算出された筒内流入ガス流量mcと、大気温度Taと、EGR制御弁モデルM14において算出される単位時間当たりにEGR制御弁22を通過する排気ガスの流量(以下、EGR制御弁通過ガス流量と称す)megrとが入力され、当該モデルM12において、これら入力されたパラメータから吸気管圧力Pmおよび吸気管温度Tmが算出される。 The intake pipe model M12, the throttle valve passage air flow rate m t calculated at the throttle model M11, the cylinder inflow gas flow rate m c calculated at the intake valve model M13, the atmospheric temperature T a, EGR control valve model The flow rate of exhaust gas passing through the EGR control valve 22 per unit time calculated in M14 (hereinafter referred to as EGR control valve passage gas flow rate) m egr is input, and in the model M12, from these input parameters The intake pipe pressure P m and the intake pipe temperature T m are calculated.

また、EGR制御弁モデルM14には、EGR開度θeと大気圧Paと大気温度Taと吸気管モデルM12において算出された吸気管圧力Pmと排気温度Teとが入力され、当該モデルM15において、これら入力されたパラメータから、EGR制御弁通過ガス流量megrが算出される。
図10から分かるように、筒内流入ガス量モデルM10では、各モデルにおいて算出されるパラメータ値が別のモデルに入力されるパラメータ値として利用されるので、筒内流入ガス量モデルM10に実際に入力されるパラメータ値は、スロットル開度θt、EGR開度θe、大気圧Pa、および、大気温度Taの4つのパラメータのみである。すなわち、本実施形態によれば、これら4つのパラメータから筒内充填ガス量Mcが算出されると言える。
Further, the EGR control valve model M14 is an EGR opening degree theta e and the atmospheric pressure P a and the atmospheric temperature T a and the intake pipe pressure P m calculated at the intake pipe model M12 and the exhaust temperature T e is input, the In the model M15, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated from these input parameters.
As can be seen from FIG. 10, in the in-cylinder inflow gas amount model M10, the parameter value calculated in each model is used as a parameter value input to another model. parameter value is input, the throttle opening theta t, EGR opening degree theta e, the atmospheric pressure P a, and is only four parameters of the atmospheric temperature T a. That is, according to this embodiment, it can be said that the cylinder charge gas amount Mc is calculated from these four parameters.

次に、吸気管モデルM12およびEGR制御弁モデルM14について詳細に説明する。
吸気管モデルM12では、スロットル弁通過空気流量mtと筒内流入ガス流量mcと大気温度TaとEGR制御弁通過ガス流量megrと排気温度Teとを次式(15)および(16)に入力し、これら式を解くことによって、吸気管圧力Pmおよび吸気管温度Tmが算出される。

Figure 2007064230
式(15)および(16)においても、Vはスロットル弁18から吸気弁6までの吸気管部分の容積であり、通常、一定値である。 Next, the intake pipe model M12 and the EGR control valve model M14 will be described in detail.
In the intake pipe model M12, the throttle valve passage air flow rate m t and the cylinder inflow gas flow rate m c and the atmospheric temperature T a and the EGR control valve passage gas flow rate m egr by the following equation and an exhaust temperature T e (15) and (16 ) And solving these equations, the intake pipe pressure P m and the intake pipe temperature T m are calculated.
Figure 2007064230
Also in the equations (15) and (16), V is the volume of the intake pipe portion from the throttle valve 18 to the intake valve 6 and is usually a constant value.

なお、上述した吸気管モデルM22に関して説明したのと同様に、これら式(15)および(16)は、吸気管部分に関し、図11に示したようなモデルを基礎にして、吸気管部分に流入する空気と、吸気管部分に流入する排気ガスと、吸気管部分から流出して気筒内に流入するガスとの間において質量保存則、および、エネルギ保存則上成立する関係式から導き出される。   As described above with respect to the intake pipe model M22, these equations (15) and (16) relate to the intake pipe portion and flow into the intake pipe portion based on the model shown in FIG. It is derived from a relational expression that is established based on the law of conservation of mass and the law of conservation of energy among the air that flows, the exhaust gas that flows into the intake pipe portion, and the gas that flows out of the intake pipe portion and flows into the cylinder.

また、EGR制御弁モデルM14では、EGR開度θeと吸気管圧力Pmと排気圧Peと排気温度Teとを次式(17)に入力することによって、EGR制御弁通過ガス流量megrが算出される。

Figure 2007064230
式(17)において、μeはEGR制御弁22における流量係数であって、EGR開度θeの関数である。また、AeはEGR制御弁22の開口断面積であって、EGR開度θeの関数である。また、Rは気体定数に関する定数であり、いわゆる気体定数R*を1モル当たりの排気ガスの質量Meで除算した値である(Re=R*/Me)。 Further, the EGR control valve model M14, by inputting the EGR opening theta e and the intake pipe pressure P m and the exhaust pressure P e and the exhaust temperature T e in the following equation (17), the EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated.
Figure 2007064230
In the equation (17), μ e is a flow coefficient in the EGR control valve 22 and is a function of the EGR opening degree θ e . A e is the opening cross-sectional area of the EGR control valve 22 and is a function of the EGR opening degree θ e . Further, R is a constant related to a gas constant is a value obtained by dividing the mass M e of the exhaust gas per 1 mol of a so-called gas constant R * (R e = R * / M e).

また、PeはEGR制御弁22上流の排気ガスの圧力であり、TeはEGR制御弁22上流の排気ガスの温度である。
また、Φ(Pm/Pe)は、次式(18)に示したように、Pm/Peを変数とする関数である。

Figure 2007064230
この式(18)は、式(2)の変数Pm/Paを変数Pm/Peに置き換えたものである。したがって、κは比熱比であり、本実施形態では、一定値である。 Pe is the pressure of the exhaust gas upstream of the EGR control valve 22, and Te is the temperature of the exhaust gas upstream of the EGR control valve 22.
Further, Φ (P m / P e ) is a function having P m / P e as a variable, as shown in the following equation (18).
Figure 2007064230
This equation (18) is obtained by replacing the variable P m / P a in the equation (2) with the variable P m / P e . Therefore, κ is a specific heat ratio, and is a constant value in this embodiment.

また、関数Φ(Pm/Pe)とPm/Peとの間にも、図5に示したような関係がある。そこで、式(18)の代わりに、Pm/Peを変数とする関数Φ(Pm/Pe)算出用のマップをROM34に予め記憶しておき、Pm/Peとこのマップとから関数Φ(Pm/Pe)の値を算出するようにしてもよい。 Also, there is a relationship as shown in FIG. 5 between the function Φ (P m / P e ) and P m / P e . Therefore, instead of equation (18), stored in advance in the function Φ (P m / P e) map for calculating the ROM34 to variable P m / P e, and the map and P m / P e From the above, the value of the function Φ (P m / P e ) may be calculated.

なお、これら式(17)および(18)は、EGR制御弁22上流の排気ガスの圧力を排気圧Peとし、EGR制御弁22上流の排気ガスの温度を排気温度Teとし、EGR制御弁22を通過した排気ガスの圧力を吸気管圧力Pmとして、EGR制御弁に関し、図12に示したようなモデルを基礎にして、EGR制御弁22上流の排気ガスとEGR制御弁22を通過した排気ガスとの間において質量保存則、エネルギ保存則、および、運動量保存則上成立する関係式、ならびに、気体の状態方程式、比熱比の定義式、および、マイヤーの関係式を利用して導き出される。
すなわち、これら式(17)および(18)を導出する上での基本的な考え方は、スロットル弁通過空気流量を算出するための式(1)および(2)を導出する上での考え方と同様である。
Note that these equations (17) and (18), the pressure of the EGR control valve 22 upstream of the exhaust gas and the exhaust pressure P e, the temperature of the EGR control valve 22 upstream of the exhaust gas and the exhaust temperature T e, the EGR control valve as an intake pipe pressure P m and the pressure of the exhaust gas passing through the 22 relates EGR control valve, in the basic model shown in FIG. 12, has passed through the EGR control valve 22 upstream of the exhaust gas and the EGR control valve 22 It is derived by using the relational expression that is established with respect to the exhaust gas in terms of the law of conservation of mass, the law of conservation of energy, and the law of conservation of momentum, as well as the equation of state of gas, the definition of specific heat ratio, and the Meyer's relational expression. .
That is, the basic idea for deriving these equations (17) and (18) is the same as the idea for deriving equations (1) and (2) for calculating the throttle valve passage air flow rate. It is.

このように、本実施形態によれば、排気圧Peと排気温度Teと吸気管圧力PmとEGR開度θeとを計算式に入力し、数値計算することによって、EGR制御弁通過ガス流量が算出され、したがって、このときに利用されるマップの数が少なくなるので、マップの作成労力を大幅に低減できる。 Thus, according to this embodiment, by the high pressure P e and the exhaust temperature T e and the intake pipe pressure P m and the EGR opening theta e entered in the formula and numerical calculation, EGR control valve passage Since the gas flow rate is calculated and therefore the number of maps used at this time is reduced, the map creation effort can be greatly reduced.

次に、筒内流入ガス量モデルM10を内燃機関に実装したときの筒内充填新気量Mc-airの算出方法について説明する。
筒内充填新気量Mc-airは、筒内流入ガス量モデルM10の各モデルの式(1)(2)(7)および(15)〜(18)から求められるが、これら7つの式は、内燃機関に実装されるときには、ECU31で処理可能なように離散化される。すなわち、時刻をtとし、計算間隔(計算周期)をΔtとすると、式(1)(2)および(7)は、それぞれ、上記式(8)(9)および(12)に離散化される。
また、式(15)〜(18)は、それぞれ、次式(19)〜(22)に離散化される。

Figure 2007064230
Next, a method for calculating the in - cylinder charged fresh air amount Mc-air when the in-cylinder inflow gas amount model M10 is mounted on the internal combustion engine will be described.
The in-cylinder charged fresh air amount Mc-air is obtained from the equations (1), (2), (7), and (15) to (18) of each model of the in-cylinder inflow gas amount model M10. When being mounted on an internal combustion engine, it is discretized so that it can be processed by the ECU 31. That is, when time is t and calculation interval (calculation cycle) is Δt, equations (1), (2), and (7) are discretized into equations (8), (9), and (12), respectively. .
Moreover, Formula (15)-(18) is discretized by following Formula (19)-(22), respectively.
Figure 2007064230

また、排気圧Peおよび排気温度Teを算出するための式も次式(23)および(24)のように離散化される。これら式に関する詳細は後述する。

Figure 2007064230
Further, equations for calculating the exhaust pressure Pe and the exhaust temperature Te are also discretized as the following equations (23) and (24). Details regarding these equations will be described later.
Figure 2007064230

このように離散化されて内燃機関に実装された筒内流入ガス量モデルM10によれば、スロットルモデルM11において算出される時刻tにおけるスロットル弁通過空気流量mt(t)と、EGR制御弁モデルM14において算出される時刻tにおけるEGR制御弁通過ガス量megr(t)と、吸気弁モデルM13において算出される時刻tにおける筒内流入ガス流量mc(t)と、時刻tにおける排気温度Te(t)とを吸気管モデルM12の式(19)および(20)に入力し、これら式を解くことによって、時刻(t+Δt)における吸気管圧力Pm(t+Δt)および吸気管温度Tm(t+Δt)が算出される。 According to the in-cylinder inflow gas amount model M10 discretized and implemented in the internal combustion engine, the throttle valve passing air flow rate m t (t) at the time t calculated in the throttle model M11 and the EGR control valve model EGR control valve passage gas amount m egr (t) at time t calculated in M14, in-cylinder inflow gas flow rate m c (t) at time t calculated in intake valve model M13, and exhaust temperature T at time t e (t) is input to the equations (19) and (20) of the intake pipe model M12, and by solving these expressions, the intake pipe pressure P m (t + Δt) and the intake pipe temperature T m (at time (t + Δt)) t + Δt) is calculated.

そして、吸気管モデルM12において算出された時刻(t+Δt)における吸気管圧力Pm(t+Δt)と、同じく時刻(t+Δt)におけるスロットル開度θt(t+Δt)とをスロットルモデルM11の式(8)および(9)に入力し、これら式を解くことによって、時刻(t+Δt)におけるスロットル弁通過空気流量mt(t+Δt)が算出される。
さらに、吸気管モデルM12において算出された時刻(t+Δt)における吸気管圧力Pm(t+Δt)および吸気管温度Tm(t+Δt)を吸気弁モデルM13の式(12)に入力し、この式を解くことによって、時刻(t+Δt)における筒内流入ガス流量mc(t+Δt)が算出される。
Then, the intake pipe pressure P m (t + Δt) at the time (t + Δt) calculated in the intake pipe model M12 and the throttle opening θ t (t + Δt) at the same time (t + Δt) are expressed by the equation (8) of the throttle model M11 and By inputting into (9) and solving these equations, the throttle valve passing air flow rate m t (t + Δt) at time (t + Δt) is calculated.
Further, the intake pipe pressure P m (t + Δt) and the intake pipe temperature T m (t + Δt) at the time (t + Δt) calculated in the intake pipe model M12 are input to the expression (12) of the intake valve model M13, and this expression is solved. Thus, the in-cylinder inflow gas flow rate m c (t + Δt) at the time (t + Δt) is calculated.

そして、吸気管モデルM12において算出された時刻(t+Δt)における筒内流入ガス流量mc(t+Δt)と、前回のルーチンにおいてEGR制御弁モデルM14において算出された時刻tにおけるEGR制御弁通過ガス流量megr(t)とを式(14)に入力し、この式を解くことによって、時刻(t+Δt)における筒内流入新気流量mc-air(t+Δt)が算出される。 Then, the in-cylinder inflow gas flow rate m c (t + Δt) at the time (t + Δt) calculated in the intake pipe model M12 and the EGR control valve passage gas flow rate m at the time t calculated in the EGR control valve model M14 in the previous routine. By entering egr (t) into equation (14) and solving this equation, the cylinder inflow fresh air flow rate mc-air (t + Δt) at time (t + Δt) is calculated.

そして、吸気管モデルM12において算出された時刻(t+Δt)における吸気管圧力Pm(t+Δt)と、同じく時刻(t+Δt)における排気圧Pe(t+Δt)と、同じく時刻(t+Δt)におけるEGR開度θe(t+Δt)とをEGR制御弁モデルM14の式(21)および(22)に入力し、これら式を解くことによって、時刻(t+Δt)におけるEGR制御弁通過ガス流量megr(t+Δt)が算出される。
また、時刻(t+Δt)における機関負荷率KL(t+Δt)と、同じく時刻(t+Δt)における機関回転数NEとを式(23)に入力し、この式を解くことによって、時刻(t+Δt)における排気圧Pe(t+Δt)が算出される。
Then, the intake pipe pressure P m (t + Δt) at the time (t + Δt) calculated in the intake pipe model M12, the exhaust pressure Pe (t + Δt) at the same time (t + Δt), and the EGR opening θ at the same time (t + Δt). e (t + Δt) is input to the equations (21) and (22) of the EGR control valve model M14, and these equations are solved to calculate the EGR control valve passage gas flow rate m egr (t + Δt) at time (t + Δt). The
Further, the engine load factor KL (t + Δt) at time (t + Δt) and the engine speed NE at the same time (t + Δt) are input to equation (23), and the exhaust pressure at time (t + Δt) is solved by solving this equation. P e (t + Δt) is calculated.

また、時刻tにおけるEGR制御弁通過ガス流量megr(t)と、時刻(t+Δt)における機関回転数NE(t+Δt)とを式(24)に入力し、この式を解くことによって、時刻(t+Δt)における排気温度Te(t+Δt)が算出される。
こうして算出されたmc(t+Δt)、megr(t+Δt)、mt(t+Δt)は、再び、吸気管モデルM12の式(19)および(20)に入力される。
こうした計算を繰り返すことによって、任意に時刻における筒内流入新気流量mc-airが算出される。そして、こうして算出された筒内流入新気流量mc-airに、上述したように、1サイクルにかかる時間を気筒数で割った時間をかけることによって、任意の時刻における各気筒の筒内充填新気量Mc-airが算出される。
Further, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (t) at time t and the engine speed NE (t + Δt) at time (t + Δt) are input to equation (24), and by solving this equation, time (t + Δt) ) At the exhaust temperature T e (t + Δt).
The calculated m c (t + Δt), m egr (t + Δt), and m t (t + Δt) are again input to the equations (19) and (20) of the intake pipe model M12.
By repeating such calculation, the in-cylinder fresh air flow rate mc-air at the time is arbitrarily calculated. Then, as described above, the in - cylinder fresh air flow rate mc-air calculated in this way is multiplied by the number of cylinders divided by the time required for one cycle, so that the in-cylinder filling of each cylinder at an arbitrary time is performed. A fresh air amount Mc -air is calculated.

なお、内燃機関の始動時、すなわち、時刻t=0においては、吸気管圧力Pmは大気圧Paと等しい(Pm(0)=Pa)とされ、吸気管温度Tmおよび排気温度Teは大気温度Taと等しい(Tm(0)=Ta、Te(0)=Ta)とされ、各モデルM11〜M13における計算が開始される。
また、上述した筒内流入ガス量モデルM10において使用される大気圧Paおよび大気温度Taとして、当該モデルM10の計算が開始されたときの大気圧および大気温度を常に用いてもよいし、時刻tにおける大気圧Pa(t)および大気温度Ta(t)を用いてもよい。
Incidentally, when the internal combustion engine is started, i.e., at time t = 0, the intake pipe pressure P m is equal to the atmospheric pressure P a (P m (0) = P a), the intake pipe temperature T m and exhaust temperature T e is equal to the atmospheric temperature T a (T m (0) = T a, T e (0) = T a), is calculated for each model M11~M13 is started.
Further, as the atmospheric pressure P a and the atmospheric temperature T a is used in the cylinder inflow gas amount model M10 as described above, to always be using an atmospheric pressure and the atmospheric temperature when the calculation of the model M10 is started, Atmospheric pressure P a (t) and atmospheric temperature T a (t) at time t may be used.

また、本実施形態では、排気圧Pe、排気温度Te、吸気管圧力Pm、および、EGR開度θeの4つのパラメータを利用する式(17)から、EGR制御弁通過ガス流量megrが算出されるが、これら4つのパラメータを利用するが式(17)とは異なる式から、EGR制御弁通過ガス流量megrを求めてもよいし、あるいは、これら4つのパラメータを引数としたマップから、EGR制御弁通過ガス流量megrを求めてもよい。 Further, in the present embodiment, the exhaust pressure P e, the exhaust temperature T e, the intake pipe pressure P m, and, from equation (17) utilizing the four parameters of the EGR opening degree theta e, EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated, but these four parameters are used, but the EGR control valve passage gas flow rate m egr may be obtained from an equation different from equation (17), or these four parameters are used as arguments. The EGR control valve passage gas flow rate m egr may be obtained from the map.

また、本実施形態によれば、EGR制御弁通過ガス流量が精度良く算出されるので、このEGR制御弁通過ガス流量に基づいて算出される筒内充填新気量も精度高く算出され、したがって、空燃比を目標空燃比とするための燃料噴射量が精度良く算出される。
さらに、本実施形態に従って算出されるEGR制御弁通過ガス流量を利用して、EGR制御弁通過ガス量が目標値になるように、EGR開度をフィードバック制御するようにしてもよい。
Further, according to the present embodiment, since the EGR control valve passage gas flow rate is calculated with high accuracy, the in-cylinder charged fresh air amount calculated based on the EGR control valve passage gas flow rate is also calculated with high accuracy. The fuel injection amount for making the air-fuel ratio the target air-fuel ratio is calculated with high accuracy.
Furthermore, the EGR opening degree may be feedback-controlled using the EGR control valve passage gas flow rate calculated according to the present embodiment so that the EGR control valve passage gas amount becomes the target value.

次に、排気圧を算出するための式(23)の導出方法について説明する。
機関負荷率(%)とは、気筒の最大容積を標準状態において占めるガスの量(g)に対して実際に気筒に充填された空気の量(g)の比であり、次式(25)から求まる。

Figure 2007064230
式(25)において、Mc-airは吸気弁が閉弁したときに各気筒内に充填されている新気の量である筒内充填新気量(g)であり、DSPは内燃機関の排気量(リットル)であり、NCYLは気筒数であり、ρastdは標準状態(1気圧、25℃)における空気の密度(約1.2g/リットル)である。 Next, a method for deriving Equation (23) for calculating the exhaust pressure will be described.
The engine load factor (%) is the ratio of the amount of air (g) actually charged into the cylinder to the amount of gas (g) that occupies the maximum volume of the cylinder in the standard state. Obtained from
Figure 2007064230
In Expression (25), Mc-air is the in - cylinder charged fresh air amount (g) that is the amount of fresh air that is filled in each cylinder when the intake valve is closed, and DSP is the amount of fresh air in the internal combustion engine. It is the displacement (liter), NCYL is the number of cylinders, and ρ astd is the density of air (about 1.2 g / liter) in the standard state (1 atm, 25 ° C.).

機関負荷率KLと機関回転数NEと排気圧Peとの関係を示した図13を参照すると、機関負荷率KLが大きくなると排気圧Peが高くなり、機関回転数NEが高くなると排気圧Peが高くなることが分かる。そして、排気圧Peは、主に、これら機関負荷率KLと機関回転数NEとに大きく依存しているので、これら機関負荷率KLと機関回転数NEとから求まる排気圧の精度は比較的高い。 Referring to Figure 13 showing the relationship between the engine load factor KL and the engine speed NE and the exhaust pressure P e, the higher the the exhaust pressure P e engine load factor KL increases, the exhaust pressure engine speed NE increases P e is made it can be seen that high. Then, the exhaust pressure P e is primarily because highly dependent on the these engine load factor KL and the engine speed NE, the accuracy of the exhaust pressure obtained from these engine load factor KL and the engine speed NE is relatively high.

したがって、排気圧Peは、式(23)のように、機関負荷率KLと機関回転数NEとを変数とした関数f1(KL、NE)で表せる。第1実施形態では、この関数f1(KL、NE)を機関負荷率KLと機関回転数NEとを変数としてマップの形で予めROM34に記憶しておき、機関負荷率KLと機関回転数NEとこのマップとから排気圧Peを算出する。
これによれば、排気圧を検出するためのセンサを内燃機関に設ける必要がないので、内燃機関のコストを抑えつつ、排気圧を精度良く検出することができ、引いては、EGR制御弁通過ガス流量megrを精度良く算出することができる。
Therefore, the exhaust pressure P e, as in equation (23) can be expressed by a function f 1 that the engine load factor KL and the engine speed NE as variables (KL, NE). In the first embodiment, this function f 1 (KL, NE) is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map with the engine load factor KL and the engine speed NE as variables, and the engine load factor KL and the engine speed NE are stored. And the exhaust pressure Pe is calculated from this map.
According to this, since it is not necessary to provide a sensor for detecting the exhaust pressure in the internal combustion engine, it is possible to accurately detect the exhaust pressure while suppressing the cost of the internal combustion engine, and in turn, it passes through the EGR control valve. The gas flow rate m egr can be calculated with high accuracy.

また、EGR装置付きの内燃機関において、センサを用いずに、マップを用いて排気圧を検出する場合、通常、機関回転数、燃料噴射量、燃料点火時期、EGR率(気筒内に充填されたガス量(g)に対する排気ガスの量(g)の割合)といった多くのパラメータを引数としたマップを用いなければならなかった。ところが、本実施形態のように、機関負荷率をパラメータとすることによって、機関負荷率と機関回転数とを引数としたマップを用いればよいので、本実施形態によれば、マップの作成労力を削減できる。
もちろん、内燃機関のコストアップを問題としないのであれば、センサを用いて排気圧を検出するようにしてもよい。
Also, in an internal combustion engine with an EGR device, when exhaust pressure is detected using a map without using a sensor, usually the engine speed, fuel injection amount, fuel ignition timing, EGR rate (filled in the cylinder) A map having as arguments a number of parameters such as the ratio of the amount of exhaust gas (g) to the amount of gas (g)) had to be used. However, since the engine load factor and the engine speed may be used as parameters by using the engine load factor as a parameter as in this embodiment, the map creation effort can be reduced according to this embodiment. Can be reduced.
Of course, if there is no problem with increasing the cost of the internal combustion engine, the exhaust pressure may be detected using a sensor.

また、上述した関数f1から排気圧を算出する場合において、変数として、機関回転数NEの代わりに、筒内充填新気流量mc-airを用いてもよい。 Further, in the case of calculating the exhaust pressure from the function f 1 described above, the cylinder charge fresh air flow rate mc-air may be used as a variable instead of the engine speed NE.

次に、排気温度Teを算出するための式(24)の導出方法について説明する。
EGR通路21に新たに流入する排気ガスによってもたらされる熱量を入力熱量と称し、EGR通路21から大気に放出される熱量を放熱量と称すると、EGR制御弁通過ガス流量megrが多くなると、すなわち、EGR通路21に流入する排気ガスの量が多くなると、放熱量よりも入力熱量のほうが多くなる。したがって、EGR制御弁通路ガス流量megrが多くなると、排気温度は高くなる。
また、機関回転数が高くなると、気筒から排出される排気ガスの温度自体が高くなる。
すなわち、EGR制御弁通過ガス流量megrと機関回転数NEと排気温度Teとの関係は、図14に示したようになる。
Next, a method of deriving the equation for calculating the exhaust temperature T e (24).
When the amount of heat generated by the exhaust gas newly flowing into the EGR passage 21 is referred to as input heat amount, and the amount of heat released from the EGR passage 21 to the atmosphere is referred to as heat release amount, the EGR control valve passage gas flow rate m egr increases. When the amount of exhaust gas flowing into the EGR passage 21 increases, the amount of input heat becomes larger than the amount of heat released. Therefore, the exhaust gas temperature increases as the EGR control valve passage gas flow rate m egr increases.
Further, when the engine speed increases, the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder itself increases.
In other words, the relationship between the EGR control valve passage gas flow rate m egr and the engine speed NE and the exhaust temperature T e is as shown in FIG. 14.

そして、排気温度Teは、主に、これらEGR制御弁通過ガス流量megrと機関回転数NEとに大きく依存しているので、これらEGR制御弁通過ガス流量megrと機関回転数NEとから求まる排気温度の精度は比較的高い。
したがって、排気温度Teは、式(24)のように、EGR制御弁通過ガス流量megrと機関回転数NEとを変数とした関数f2(megr、NE)で表せる。第1実施形態では、この関数f2(megr、NE)をEGR制御弁通過ガス流量megrと機関回転数NEとを変数としてマップの形で予めROM34に記憶しておき、EGR制御弁通過ガス流量megrと機関回転数NEとこのマップとから排気温度Teを算出する。
Then, the exhaust temperature T e is mainly because it largely depends on the these EGR control valve passage gas flow rate m egr and the engine speed NE, these EGR control valve passage gas flow rate m egr and the engine speed NE The accuracy of the exhaust temperature required is relatively high.
Therefore, the exhaust temperature T e, as in equation (24), expressed by the EGR control valve passage gas flow rate m egr and the engine speed function has a NE as a variable f 2 (m egr, NE). In the first embodiment, this function f 2 (m egr , NE) is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map using the EGR control valve passage gas flow rate m egr and the engine speed NE as variables, and passed through the EGR control valve. The exhaust gas temperature Te is calculated from the gas flow rate m egr , the engine speed NE, and this map.

これによれば、排気温度を検出するためのセンサを内燃機関に設ける必要がないので、内燃機関のコストを抑えつつ、排気温度を精度良く検出することができ、引いては、EGR制御弁通過ガス流量megrを精度良く算出することができる。
もちろん、内燃機関のコストアップを問題にしないのであれば、センサを用いて排気温度を検出するようにしてもよい。
According to this, since it is not necessary to provide a sensor for detecting the exhaust gas temperature in the internal combustion engine, it is possible to detect the exhaust gas temperature accurately while suppressing the cost of the internal combustion engine. The gas flow rate m egr can be calculated with high accuracy.
Of course, if the increase in the cost of the internal combustion engine is not a problem, the exhaust temperature may be detected using a sensor.

また、上述したように、気筒から排出される排気ガスの温度は、機関回転数NEに応じて変化するので、機関回転数NEを引数とした一次元マップから排気ガスの温度を求めることができる。
しかしながら、EGR制御弁モデルM14においてEGR制御弁通過ガス流量megrを算出する場合、排気温度Teとして、気筒から排出される排気ガスの温度を用いるよりも、EGR制御弁22上流の排気ガスの温度を用いたほうが、EGR制御弁通過ガス流量megrを精度良く算出することができる。
本実施形態によれば、EGR制御弁通過ガス流量megrを算出するのに用いられる排気温度Teとして、EGR制御弁22上流の排気ガスの温度を用いることになるので、EGR制御弁通過ガス流量megrを精度良く算出することができる。
Further, as described above, since the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder changes according to the engine speed NE, the temperature of the exhaust gas can be obtained from a one-dimensional map using the engine speed NE as an argument. .
However, when calculating the EGR control valve passage gas flow rate m egr at the EGR control valve model M14, the exhaust temperature T e, rather than using the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinders, the EGR control valve 22 upstream of the exhaust gas The EGR control valve passage gas flow rate m egr can be calculated more accurately by using the temperature.
According to this embodiment, as the exhaust temperature T e used to calculate the EGR control valve passage gas flow rate m egr, it means using a temperature of the EGR control valve 22 upstream of the exhaust gas, the EGR control valve passage gas The flow rate m egr can be calculated with high accuracy.

また、上述した関数f2から排気温度を算出する場合において、変数として、機関回転数NEの代わりに、筒内充填新気流量mc-airを用いてもよい。 In addition, when calculating the exhaust gas temperature from the function f 2 described above, the in-cylinder charged fresh air flow rate mc-air may be used as a variable instead of the engine speed NE.

ところで、上述した実施形態では、定常運転時であることを前提にし、したがって、吸気管部分に流入する排気ガスの流量(以下、流入排気ガス分流量と称す)がEGR制御弁通過ガス流量に等しく、気筒内に流入する排気ガスの流量(以下、筒内流入排気ガス流量と称す)もEGR制御弁通過ガス流量に等しいとしている。   By the way, in the above-described embodiment, it is assumed that it is in steady operation, and therefore the flow rate of exhaust gas flowing into the intake pipe portion (hereinafter referred to as inflowing exhaust gas partial flow rate) is equal to the EGR control valve passage gas flow rate. The flow rate of exhaust gas flowing into the cylinder (hereinafter referred to as in-cylinder inflow exhaust gas flow rate) is also assumed to be equal to the EGR control valve passage gas flow rate.

しかしながら、過渡運転時において、例えば、EGR開度が変わり、EGR制御弁通過ガス流量が変わると、流入排気ガス分流量および筒内流入排気ガス流量は、一時的に、EGR制御弁通過ガス流量とは等しくなくなる。すなわち、これら流入排気ガス分流量および筒内流入排気ガス流量は、EGR制御弁通過ガス流量の変化に追従するものの、遅れて変化する。
したがって、過渡運転時において、上述した実施形態において算出される各パラメータ値の精度を高く維持するためには、流入排気ガス分流量や筒内流入排気ガス流量がEGR制御弁通過ガス流量の変化に遅れて変化することを考慮する必要がある。
However, during transient operation, for example, when the EGR opening changes and the EGR control valve passage gas flow rate changes, the inflow exhaust gas partial flow rate and the cylinder inflow exhaust gas flow rate are temporarily set to the EGR control valve passage gas flow rate. Are not equal. That is, these inflow exhaust gas partial flow rate and in-cylinder inflow exhaust gas flow rate follow the change in the EGR control valve passage gas flow rate, but change with a delay.
Therefore, in order to maintain high accuracy of the parameter values calculated in the above-described embodiment during the transient operation, the inflow exhaust gas partial flow rate and the inflow exhaust gas flow rate in the cylinder change in the flow rate of the EGR control valve passage gas. It is necessary to consider that it changes late.

EGR制御弁通過ガス流量が変わったときの流入排気ガス分流量を考察してみると、図15に示したように、流入排気ガス分流量megr-kは、EGR制御弁通過ガス流量megrが変わってから一定の時間Tdが経過するまでは変化せず、この一定の時間Tdが経過してから一次遅れを伴いつつEGR制御弁通過ガス流量megrに向かって変化する。 When considering the inflow exhaust gas partial flow rate when the EGR control valve passage gas flow rate changes, as shown in FIG. 15, the inflow exhaust gas partial flow rate m egr-k is equal to the EGR control valve passage gas flow rate m egr. It does not change until a certain time Td elapses after the change, and changes toward the EGR control valve passage gas flow rate m egr with a primary delay after the certain time Td elapses.

ここで、一定の時間Tdは、EGR制御弁22を通過した排気ガスが吸気管部分に到達するまでに要する時間であり、EGR制御弁22を通過した排気ガスの流速が速いほど、したがって、吸気管圧力が低いほど、したがって、機関回転数が大きいほど、短くなる。すなわち、一定の時間(以下、無駄時間と称す)Tdは、図16(A)に示したように、機関回転数の関数である。   Here, the fixed time Td is a time required for the exhaust gas that has passed through the EGR control valve 22 to reach the intake pipe portion, and the higher the flow rate of the exhaust gas that has passed through the EGR control valve 22, the more the intake air accordingly. The lower the tube pressure, and hence the shorter the engine speed, the shorter. That is, the fixed time (hereinafter referred to as dead time) Td is a function of the engine speed as shown in FIG.

一方、一次遅れの時定数τは、EGR制御弁22を通過した排気ガスの拡散のし易さを代表しており、EGR制御弁22を通過した排気ガスの流速が速いほど、したがって、吸気管圧力が低いほど、したがって、機関回転数が大きいほど、小さくなる。すなわち、時定数τも、図16(B)に示したように、機関回転数の関数である。   On the other hand, the time constant τ of the first-order lag represents the ease of diffusion of the exhaust gas that has passed through the EGR control valve 22, and the higher the flow rate of the exhaust gas that has passed through the EGR control valve 22, the higher the intake pipe. The lower the pressure, the smaller the engine speed. That is, the time constant τ is also a function of the engine speed as shown in FIG.

そこで、本実施形態では、無駄時間Td1を図16(A)に示したようなマップの形で予めROM34に記憶しておき、EGR制御弁通過ガス流量が変化したときには、機関回転数NEに基づいて無駄時間Td1を算出し、この無駄時間Td1が経過してから流入排気ガス分流量がEGR制御弁通過ガス流量に向かって変化を開始するものとして、流入排気ガス分流量を算出する。
そして、本実施形態では、時定数τ1を図16(B)に示したようなマップの形で予めROM34に記憶しておき、EGR制御弁通過ガス流量が変化したときには、機関回転数NEに基づいて時定数τ1を算出し、無駄時間Td1が経過してからこの時定数τ1でもってEGR制御弁通過ガス流量に向かって流入排気ガス分流量が変化するものとして、流入排気ガス分流量を算出する。
Therefore, in the present embodiment, the dead time Td1 is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map as shown in FIG. 16A, and when the EGR control valve passage gas flow rate changes, it is based on the engine speed NE. The dead time Td1 is calculated, and the inflow exhaust gas partial flow rate is calculated on the assumption that the inflow exhaust gas partial flow rate starts to change toward the EGR control valve passage gas flow rate after the dead time Td1 has elapsed.
In this embodiment, the time constant τ1 is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map as shown in FIG. 16B, and when the EGR control valve passage gas flow rate changes, the time constant τ1 is based on the engine speed NE. The time constant τ1 is calculated, and the inflowing exhaust gas partial flow rate is calculated on the assumption that the inflowing exhaust gas partial flow rate changes toward the EGR control valve passage gas flow rate with the time constant τ1 after the dead time Td1 elapses. .

具体的には、EGR制御弁通過ガス流量megrの算出周期をΔt(sec)で表し、EGR制御弁通過ガス流量megrの計算回数をkで表すとすると、k番目の計算ルーチンにおけるEGR制御弁通過ガス流量megr(k)を算出した後に、その時の機関回転数NEに基づいて図16(B)に示したようなマップから時定数τ1を読み込み、この時定数τ1を利用してEGR制御弁通過ガス流量megr(k)を次式(26)に従って一次遅れ処理して、k番目の計算ルーチンが行われた時の一次遅れを伴った流入排気ガス分流量m’egr-k(k)を算出する。
m’egr-k(k)=m’egr-k(k−1)+Δt/τ1・(megr(k)−m’egr-k(k−1) (26)
Specifically, represents the calculation period of the EGR control valve passage gas flow rate m egr at Delta] t (sec), the number of calculations of the EGR control valve passage gas flow rate m egr and represented by k, the EGR control in the k-th calculation routine After calculating the valve passing gas flow rate m egr (k), the time constant τ1 is read from the map as shown in FIG. 16B based on the engine speed NE at that time, and EGR is obtained using this time constant τ1. The control valve passage gas flow rate m egr (k) is subjected to the first order lag processing according to the following equation (26), and the inflow exhaust gas partial flow rate m ′ egr-k (with the first order lag when the k th calculation routine is performed. k) is calculated.
m ′ egr-k (k) = m ′ egr-k (k−1) + Δt / τ1 · (m egr (k) −m ′ egr-k (k−1) (26)

そして、同じくk番目の計算ルーチンが行われた時の機関回転数NEに基づいて図16(A)に示したようなマップから無駄時間Td1を読み込み、この無駄時間Td1を利用して次式(27)に従って無駄時間Td1に相当する無駄ルーチン回数Idx1を算出する。
Idx1=Td1/Δt (27)
Similarly, based on the engine speed NE when the k-th calculation routine is performed, the dead time Td1 is read from the map as shown in FIG. 16A, and the following equation ( 27) The number of wasted routines Idx1 corresponding to the wasted time Td1 is calculated.
Idx1 = Td1 / Δt (27)

次いで、この無駄ルーチン回数Idx1を利用して流入排気ガス分流量m’egr-k(k)を次式(28)に従って無駄時間処理して、k番目の計算ルーチンが行われた時の流入排気ガス分流量megr-k(k)を算出する。
egr-k(k)=m’egr-k(k−Idx1) (28)
Next, by using this waste routine frequency Idx1, the inflow exhaust gas partial flow rate m ' egr-k (k) is processed in the dead time according to the following equation (28), and the inflow exhaust gas when the kth calculation routine is performed. The gas partial flow rate m egr-k (k) is calculated.
m egr-k (k) = m ′ egr-k (k−Idx1) (28)

こうした流入排気ガス分流量に関する無駄時間および一次遅れの考え方は、筒内流入排気ガス流量に関しても同様に当てはまる。
すなわち、筒内流入排気ガス流量に関する無駄時間Td2を図17(A)に示したようなマップの形で予めROM34に記憶しておき、EGR制御弁通過ガス流量が変化したときには、機関回転数NEに基づいて無駄時間Td2を算出し、この無駄時間Td2が経過してから筒内流入排気ガス流量がEGR制御弁通過ガス流量に向かって変化を開始するものとして、筒内流入排気ガス流量を算出する。
The concept of dead time and first-order lag concerning the inflowing exhaust gas partial flow rate is similarly applied to the inflowing exhaust gas flow rate in the cylinder.
That is, the dead time Td2 relating to the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate is previously stored in the ROM 34 in the form of a map as shown in FIG. 17A, and when the EGR control valve passage gas flow rate changes, the engine speed NE The in-cylinder inflow exhaust gas flow rate is calculated on the assumption that the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate starts to change toward the EGR control valve passage gas flow rate after the dead time Td2 has elapsed. To do.

そして、筒内流入排気ガス流量に関する時定数τ2を図17(B)に示したようなマップの形で予めROM34に記憶しておき、EGR制御弁通過ガス流量が変化したときには、機関回転数NEに基づいて時定数τ2を算出し、無駄時間Td2が経過してからこの時定数τ2でもってEGR制御弁通過ガス流量に向かって筒内流入排気ガス流量が変化するものとして、筒内流入排気ガス流量を算出する。   Then, the time constant τ2 regarding the in-cylinder inflowing exhaust gas flow rate is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map as shown in FIG. 17B, and when the EGR control valve passage gas flow rate changes, the engine speed NE The time constant τ2 is calculated based on the above, and the cylinder inflow exhaust gas flow is assumed to change toward the EGR control valve passage gas flow rate with the time constant τ2 after the dead time Td2 elapses. Calculate the flow rate.

具体的には、k番目の計算ルーチンにおけるEGR制御弁通過ガス流量megr(k)を算出した後に、その時の機関回転数NEに基づいて図17(B)に示したようなマップから時定数τ2を読み込み、この時定数τ2を利用してEGR制御弁通過ガス流量megr(k)を次式(29)に従って一次遅れ処理して、k番目の計算ルーチンが行われた時の一次遅れを伴った筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(k)を算出する。
m’egr-egr(k)=m’egr-egr(k−1)+Δt/τ1・(megr(k)−m’egr-egr(k−1) (29)
Specifically, after calculating the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) in the kth calculation routine, the time constant is calculated from the map as shown in FIG. 17B based on the engine speed NE at that time. τ2 is read and the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) is subjected to the first order lag processing according to the following equation (29) using this time constant τ2 to obtain the first order lag when the kth calculation routine is performed. The in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr (k) is calculated.
m ′ egr-egr (k) = m ′ egr-egr (k−1) + Δt / τ1 · (m egr (k) −m ′ egr-egr (k−1) (29)

そして、同じくk番目の計算ルーチンが行われた時の機関回転数NEに基づいて図17(A)に示したようなマップから無駄時間Td2を読み込み、この無駄時間Td2を利用して次式(30)に従って無駄時間Td2に相当する無駄ルーチン回数Idx2を算出する。
Idx2=Td2/Δt (30)
Then, based on the engine speed NE when the k-th calculation routine is performed, the dead time Td2 is read from the map as shown in FIG. 17A, and the following equation ( 30) The number of wasted routine times Idx2 corresponding to the wasted time Td2 is calculated.
Idx2 = Td2 / Δt (30)

次いで、この無駄ルーチン回数Idxを利用して筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(k)を次式(31)に従って無駄時間処理して、k番目の計算ルーチンが行われた時の筒内流入排気ガス流量megr-egr(k)を算出する。
egr-egr(k)=m’egr-egr(k−Idx2) (31)
Next, the cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr (k) is processed in accordance with the following equation (31) using the waste routine frequency Idx, and the cylinder when the kth calculation routine is performed is performed. The inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (k) is calculated.
m egr-egr (k) = m ′ egr-egr (k−Idx2) (31)

なお、EGR制御弁22から気筒までの距離は、EGR制御弁22から吸気管部分までの距離よりも長いので、筒内流入排気ガス流量に関する無駄時間Td2は流入排気ガス分流量に関する無駄時間Td1よりも長い傾向にあり、筒内流入排気ガス流量に関する時定数τ2は流入排気ガス分流量に関する時定数τ1よりも大きい傾向にある。   Since the distance from the EGR control valve 22 to the cylinder is longer than the distance from the EGR control valve 22 to the intake pipe portion, the dead time Td2 related to the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate is greater than the dead time Td1 related to the inflow exhaust gas partial flow rate. The time constant τ2 related to the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate tends to be larger than the time constant τ1 related to the inflow exhaust gas partial flow rate.

図18に、上述したように、一次遅れ処理および無駄時間処理を利用して筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンの一例を示した。
図18に示したルーチンでは、始めに、ステップ10において、上述の式(17)に従ってEGR制御弁通過ガス流量megr(k)が算出される。続くステップ11において、機関回転数NEに基づいて図17(B)に示したようなマップから時定数τ2が読み込まれる。
FIG. 18 shows an example of a routine for calculating the in - cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr using the first-order lag process and the dead time process as described above.
In the routine shown in FIG. 18, first, in step 10, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) is calculated according to the above-described equation (17). In the following step 11, the time constant τ2 is read from the map as shown in FIG. 17B based on the engine speed NE.

そして、続くステップ12において、ステップ10にて算出されたEGR制御弁通過ガス流量megr(k)が一次遅れ処理されて、一次遅れを伴った筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(k)が算出される。すなわち、ここでは、上述の式(29)が利用される。
続くステップ13では、機関回転数NEに基づいて図17(A)に示したようなマップから無駄時間Td2が読み込まれる。そして、続くステップ14において、式(30)に従って無駄ルーチン回数Idx2が算出される。
Then, in the following step 12, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) calculated in step 10 is subjected to a first order lag process, and the cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr (k) with the first order lag is processed. ) Is calculated. That is, here, the above equation (29) is used.
In the following step 13, the dead time Td2 is read from the map as shown in FIG. 17A based on the engine speed NE. Then, in the following step 14, the waste routine count Idx2 is calculated according to the equation (30).

続くステップ15において、ステップ12にて算出された筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(k)が式(31)に従って無駄時間処理される。
なお、上述した実施形態では、機関回転数NEを変数として無駄時間Td(Td1,Td2)および時定数τ(τ1,τ2)を算出するようにしているが、詳細には、無駄時間Tdや時定数τは、クランクシャフトが360°回転するのにかかる時間にほぼ比例するので、例えば、図19に示したように、クランクシャフトが360°回転するのにかかる時間T360°を変数として、無駄時間Tdや時定数τのマップを作成するほうが好ましい。
In the following step 15, the cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr (k) calculated in step 12 is subjected to dead time processing according to the equation (31).
In the above-described embodiment, the dead time Td (Td1, Td2) and the time constant τ (τ1, τ2) are calculated using the engine speed NE as a variable. Since the constant τ is substantially proportional to the time required for the crankshaft to rotate 360 °, for example, as shown in FIG. 19, the time T360 ° required for the crankshaft to rotate 360 ° is used as a variable as a dead time. It is preferable to create a map of Td and time constant τ.

ところで、EGR制御弁通過ガス流量megrは、式(17)を参照すれば分かるように、種々のパラメータ、例えば、EGR制御弁22のステップ数、すなわち、EGR開度θeによって変化する。
したがって、EGR開度θeが変化したときに、このEGR開度θe自体を無駄時間処理し且つ遅れ処理(なまし処理)し、このように処理された後のEGR開度θeを上述した式(17)に入力することによって、EGR開度θeの変化に伴うEGR制御弁通過ガス流量megrの変化に対し、無駄時間と追従遅れとを反映させた形の流入排気ガス分流量megr-k、あるいは、筒内流入排気ガス流量megr-egrが得られる。
Incidentally, the EGR control valve passage gas flow rate m egr varies depending on various parameters, for example, the number of steps of the EGR control valve 22, that is, the EGR opening degree θ e , as can be seen from the equation (17).
Therefore, when the EGR opening degree θ e changes, the EGR opening degree θ e itself is subjected to dead time processing and delay processing (smoothing process), and the EGR opening degree θ e after such processing is determined as described above. by inputting the equation (17) that, EGR opening degree θ changes of the EGR control valve passage gas flow rate m egr with changes in e to the dead time and tracking lag and the inflow exhaust gas flow rate in the form reflecting the m egr-k or in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is obtained.

例えば、EGR開度θeが変化したときに、機関回転数NEに基づいて図20(A)に示したようなマップから無駄時間Td1を算出し、この無駄時間Td1が経過してからEGR開度θeを変化させ始め、そして、同じく機関回転数NEに基づいて図20(B)に示したようなマップからなまし数N1を算出し、このなまし数N1でもってEGR開度θeの変化をなまし処理し、このようになまし処理されたEGR開度θeに基づいて式(17)から流入排気ガス分流量megr-kを算出するようにしてもよい。 For example, when the EGR opening degree θ e changes, the dead time Td1 is calculated from the map as shown in FIG. 20A based on the engine speed NE, and after the dead time Td1 has elapsed, the EGR opening is started. degrees start of changing the theta e, and, also based on the engine speed NE to calculate a better number N1 such from the map such as shown in FIG. 20 (B), EGR opening degree theta e with this smoothed speed N1 May be calculated, and the inflowing exhaust gas partial flow rate m egr-k may be calculated from the equation (17) based on the EGR opening degree θ e thus smoothed .

具体的には、k番目の計算ルーチンが行われるときに、EGR開度θeが、例えば、値θe1から値θe2に変化したときには、その時の機関回転数NEに基づいて図20(B)に示したようなマップからなまし数N1を読み込み、このなまし数N1を利用してEGR開度θe2を次式(32)に従ってなまし処理し、k番目の計算ルーチンが行われた時の追従遅れを伴ったEGR開度θe’(k)を算出する。
θe’(k)={(N1−1)・θe(k−1)+θe2} (32)
Specifically, when the EGR opening degree θ e changes from a value θ e 1 to a value θ e 2 when the k-th calculation routine is performed, for example, based on the engine speed NE at that time, FIG. The smoothing number N1 is read from the map as shown in (B), the EGR opening θ e 2 is smoothed according to the following equation (32) using the smoothing number N1, and the k th calculation routine is The EGR opening θ e ′ (k) with a follow-up delay when it is performed is calculated.
θ e ′ (k) = {(N1-1) · θ e (k−1) + θ e 2} (32)

そして、同じくk番目の計算ルーチンが行われた時の機関回転数NEに基づいて図20(A)に示したようなマップから無駄時間Td1を読み込み、この無駄時間Td1を利用して次式(33)に従って無駄時間Td1に相当する無駄ルーチン回数Idx1を算出する。
Idx1=Td1/Δt (33)
Similarly, based on the engine speed NE when the k-th calculation routine is performed, a dead time Td1 is read from a map as shown in FIG. 20A, and the following equation ( 33) The number of wasted routine times Idx1 corresponding to the wasted time Td1 is calculated.
Idx1 = Td1 / Δt (33)

次いで、この無駄ルーチン回数Idx1を利用してEGR開度θe’(k)を次式(34)に従って無駄時間処理して、k番目の計算ルーチンが行われた時のEGR開度θe(k)を算出する。
θe(k)=θe’(k−Idx1) (34)
そして、このθe(k)を式(17)に入力して算出される値は、k番目の計算ルーチンが行われた時の真の流入排気ガス分流量megr-k(k)を表している。
Next, the EGR opening θ e ′ (k) is subjected to dead time processing according to the following equation (34) using the number of waste routines Idx1, and the EGR opening θ e ( k) is calculated.
θ e (k) = θ e '(k−Idx1) (34)
The value calculated by inputting this θ e (k) into the equation (17) represents the true inflow exhaust gas partial flow rate m egr-k (k) when the k-th calculation routine is performed. ing.

もちろん、これと同様の考え方が筒内流入排気ガス流量を算出する場合にも当てはまる。
すなわち、EGR開度θeが変化したときに、機関回転数NEに基づいて図21(A)に示したようなマップから無駄時間Td2を算出し、この無駄時間Td2が経過してからEGR開度θeを変化させ始め、そして、同じく機関回転数NEに基づいて図21(B)に示したようなマップからなまし数N2を算出し、このなまし数N2でもってEGR開度θeの変化をなまし処理し、このようになまし処理されたEGR開度θeに基づいて式(17)から筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するようにしてもよい。
Of course, the same concept applies to the case where the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate is calculated.
That is, when the EGR opening degree θ e changes, the dead time Td2 is calculated from the map as shown in FIG. 21A based on the engine speed NE, and after the dead time Td2 has elapsed, the EGR opening is started. The degree θ e is started to be changed, and the smoothing number N2 is calculated from the map as shown in FIG. 21B based on the engine speed NE, and the EGR opening degree θ e is calculated using the smoothing number N2. May be calculated, and the in - cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr may be calculated from the equation (17) based on the EGR opening θ e thus smoothed .

具体的には、k番目の計算ルーチンが行われるときに、EGR開度θeが、例えば、値θe1から値θe2に変化したときには、その時の機関回転数NEに基づいて図21(B)に示したようなマップからなまし数N2を読み込み、このなまし数N2を利用してEGR開度θe2を次式(35)に従ってなまし処理し、k番目の計算ルーチンが行われた時の追従遅れを伴ったEGR開度θe’(k)を算出する。
θe’(k)={(N2−1)・θe(k−1)+θe2} (35)
Specifically, when the EGR opening degree θ e changes from, for example, the value θ e 1 to the value θ e 2 when the k-th calculation routine is performed, FIG. 21 is based on the engine speed NE at that time. The smoothing number N2 is read from the map as shown in (B), the EGR opening θ e 2 is smoothed according to the following equation (35) using the smoothing number N2, and the k th calculation routine is The EGR opening degree θ e ′ (k) with a follow-up delay when it is performed is calculated.
θ e ′ (k) = {(N2-1) · θ e (k−1) + θ e 2} (35)

そして、同じくk番目の計算ルーチンが行われた時の機関回転数NEに基づいて図21(A)に示したようなマップから無駄時間Td2を読み込み、この無駄時間Td2を利用して次式(36)に従って無駄時間Td2に相当する無駄ルーチン回数Idx2を算出する。
Idx2=Td2/Δt (36)
Similarly, based on the engine speed NE when the k-th calculation routine is performed, the dead time Td2 is read from the map as shown in FIG. 21A, and the following equation ( 36) The number of wasted routines Idx2 corresponding to the wasted time Td2 is calculated according to 36).
Idx2 = Td2 / Δt (36)

次いで、この無駄ルーチン回数Idx2を利用してEGR開度θe’(k)を次式(37)に従って無駄時間処理して、k番目の計算ルーチンが行われた時のEGR開度θe(k)を算出する。
θe(k)=θe’(k−Idx2) (37)
そして、このθe(k)を式(17)に入力して算出される値は、k番目の計算ルーチンが行われた時の真の筒内流入排気ガス流量megr-egr(k)を表している。
なお、上述したなまし数の代わりに、上述した時定数τ1,τ2を利用してもよい。
Next, the EGR opening θ e ′ (k) is processed according to the following equation (37) using the waste routine frequency Idx2, and the EGR opening θ e ( k) is calculated.
θ e (k) = θ e '(k-Idx2) (37)
The value calculated by inputting this θ e (k) into the equation (17) is the true in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (k) when the k-th calculation routine is performed. Represents.
Note that the time constants τ1 and τ2 described above may be used instead of the number of annealing described above.

図22に、上述したように、なまし処理(追従遅れ処理)および無駄時間処理を利用して筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンの一例を示した。
図22に示したルーチンでは、始めに、ステップ20において、k番目の計算ルーチンにおけるEGR開度θe(k)が読み込まれる。続くステップ21において、機関回転数NEに基づいて図21(B)に示したようなマップからなまし数N2が読み込まれる。
FIG. 22 shows an example of a routine for calculating the in - cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr using the annealing process (following delay process) and the dead time process as described above.
In the routine shown in FIG. 22, first, in step 20, the EGR opening degree θ e (k) in the k-th calculation routine is read. In the following step 21, the smoothing number N2 is read from the map as shown in FIG. 21B based on the engine speed NE.

そして、続くステップ22において、ステップ20にて検出されたEGR開度θe(k)がなまし処理されて、追従遅れを反映させたEGR開度θ’e(k)が算出される。すなわち、ここでは、上述の式(35)が利用される。
続くステップ23では、機関回転数NEに基づいて図21(A)に示したようなマップから無駄時間Td2が読み込まれる。そして、続くステップ24において、式(36)に従って無駄ルーチン回数Idx2が算出される。
続くステップ25において、ステップ22にて算出された追従遅れを反映させたEGR開度θ’e(k)が式(37)に従って無駄時間処理される。そして、続くステップ26において、ステップ25にて算出されたθe(k)が上述の式(17)に入力され、筒内流入排気ガス流量megr-egr(k)が算出される。
In the subsequent step 22, the EGR opening degree θ e (k) detected in step 20 is subjected to a smoothing process to calculate the EGR opening degree θ ′ e (k) reflecting the follow-up delay. That is, here, the above equation (35) is used.
In the following step 23, the dead time Td2 is read from the map as shown in FIG. 21A based on the engine speed NE. In the following step 24, the number of waste routines Idx2 is calculated according to the equation (36).
In the following step 25, the EGR opening θ ′ e (k) reflecting the follow-up delay calculated in step 22 is subjected to dead time processing according to the equation (37). Then, in the following step 26, θ e (k) calculated in step 25 is input to the above-described equation (17), and the cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (k) is calculated.

ところで、上述の実施形態では、筒内流入排気ガス流量megr-egrを利用して、筒内流入新気量Mc-airを算出し、最終的には、この筒内流入新気量Mc-airに基づいて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量を決定している。言い換えると、上述の実施形態では、各気筒に関して、筒内流入排気ガス流量megr-egrが同じ値であることを前提として、燃料噴射量を決定していることになる。
ところが、EGR制御弁22から各気筒までの流路の形状やその他、様々な要因によって、実際の筒内流入排気ガス流量megr-egrが気筒毎に異なる場合がある。したがって、空燃比がより正確に目標空燃比となるように燃料噴射量を決定するためには、筒内流入排気ガス流量megr-egrが気筒毎に異なることを考慮すべきである。
By the way, in the above-described embodiment, the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is used to calculate the in - cylinder inflow fresh air amount Mc-air. The fuel injection amount is determined so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on c-air . In other words, in the above-described embodiment, the fuel injection amount is determined on the assumption that the in - cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is the same value for each cylinder.
However, the actual in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr may vary from cylinder to cylinder depending on the shape of the flow path from the EGR control valve 22 to each cylinder and various other factors. Therefore, in order to determine the fuel injection amount so that the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio more accurately, it should be considered that the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr differs for each cylinder.

そこで、上述の実施形態において算出される筒内流入排気ガス流量megr-egrに対する各気筒における実際の筒内流入排気ガス流量の比を分配係数として、予め実験等によって求め、あるいは、機関運転中に特定の条件が成立する毎に求め、上述の実施形態において算出される筒内流入排気ガス流量megr-egrにこの分配係数を乗じ、この分配係数が反映された後の筒内流入排気ガス流量megr-egrを利用して、各気筒に関して、燃料噴射量を決定するようにしてもよい。
この方法を採用すれば、空燃比がより正確に目標空燃比となる。
Therefore, the ratio of the actual in-cylinder inflow exhaust gas flow rate in each cylinder to the in - cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr calculated in the above-described embodiment is obtained in advance by experiments or the like as a distribution coefficient, or during engine operation The in-cylinder inflow exhaust gas after the distribution coefficient is reflected by multiplying the in - cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr calculated in the above-described embodiment by the distribution coefficient every time a specific condition is satisfied. The fuel injection amount may be determined for each cylinder using the flow rate m egr-egr .
If this method is adopted, the air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio more accurately.

なお、各気筒に関する分配係数は、例えば、以下のようにして、予め実験等によって求められ、あるいは、機関運転中に求められる。
すなわち、EGR率(筒内充填排気ガス量/筒内充填ガス量)が最も大きい運転状態において、EGR開度を一定とし且つスロットル開度を一定とした上で、各気筒において同じ量の燃料を噴射し、この時に各気筒から排出される排気ガスの空燃比を検出し、この排気ガスの空燃比の検出値に基づいて、各気筒における空燃比を推定する。
In addition, the distribution coefficient regarding each cylinder is calculated | required beforehand by experiment etc. as follows, or is calculated | required during engine operation, for example.
That is, in the operating state where the EGR rate (cylinder charged exhaust gas amount / cylinder charged gas amount) is the largest, the same amount of fuel is supplied to each cylinder while the EGR opening is kept constant and the throttle opening is kept constant. At this time, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from each cylinder is detected, and the air-fuel ratio in each cylinder is estimated based on the detected value of the air-fuel ratio of this exhaust gas.

ここで、空燃比がリーンであると推定された気筒に関しては、その気筒内に予想以上に空気が充填されており、したがって、その気筒内に予想したほど排気ガスが充填されていないことになる。この場合、この気筒に関する分配係数は1.0よりも小さくなる。詳細には、推定された空燃比に基づいてこの気筒に関する筒内流入排気ガス流量を逆算し、上述の実施形態にて算出される筒内流入排気ガス流量でこの逆算して算出される筒内流入排気ガス流量を除算すれば、この気筒に関する分配係数が算出される。
一方、空燃比がリッチであると推定された気筒に関しても、同様に考えれば、分配係数が算出可能であり、この場合、分配係数は1.0よりも大きくなる。
Here, regarding a cylinder whose air-fuel ratio is estimated to be lean, the cylinder is filled with air more than expected, and therefore the cylinder is not filled with exhaust gas as expected. . In this case, the distribution coefficient for this cylinder is less than 1.0. Specifically, the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate related to this cylinder is back-calculated based on the estimated air-fuel ratio, and the in-cylinder in-cylinder calculated by this back-calculation with the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate calculated in the above-described embodiment. By dividing the inflow exhaust gas flow rate, the distribution coefficient for this cylinder is calculated.
On the other hand, for the cylinders estimated to be rich in the air-fuel ratio, the distribution coefficient can be calculated in the same way, and in this case, the distribution coefficient is larger than 1.0.

図23に、上述したように、気筒毎の分配係数を考慮して筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンの一例を示した。以下のルーチンは、4つの気筒を備えている内燃機関に適用される。
図23に示したルーチンでは、始めに、ステップ30において、上述の式(17)に従ってEGR制御弁通過ガス流量megr(k)が算出される。続くステップ31において、機関回転数NEに基づいて図17(B)に示したようなマップから時定数τ2が読み込まれる。
FIG. 23 shows an example of a routine for calculating the cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr in consideration of the distribution coefficient for each cylinder as described above. The following routine is applied to an internal combustion engine having four cylinders.
In the routine shown in FIG. 23, first, in step 30, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) is calculated according to the above-described equation (17). In the following step 31, the time constant τ2 is read from the map as shown in FIG. 17B based on the engine speed NE.

そして、続くステップ32において、ステップ30にて算出されたEGR制御弁通過ガス流量megr(k)が一次遅れ処理されて、一次遅れを伴った筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(k)が算出される。すなわち、ここでは、上述の式(29)が利用される。
続くステップ33では、機関回転数NEに基づいて図17(A)に示したようなマップから無駄時間Td2が読み込まれる。そして、続くステップ34において、式(30)に従って無駄ルーチン回数Idx2が算出される。
In the subsequent step 32, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) calculated in step 30 is subjected to a first-order lag process, and the cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr (k ) Is calculated. That is, here, the above equation (29) is used.
In the following step 33, the dead time Td2 is read from the map as shown in FIG. 17A based on the engine speed NE. In subsequent step 34, the number of waste routines Idx2 is calculated according to the equation (30).

続くステップ35において、ステップ32にて算出された筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(k)が式(31)に従って無駄時間処理される。
そして、最後に、ステップ36において、次式(38)に従って、ステップ35にて算出された筒内流入排気ガス流量megr-egr(k)に、各気筒に関する分配係数K1〜K4が乗算され、各気筒に関する筒内流入排気ガス流量megr-egr(k)(1)〜(4)が算出される。
egr-egr(k)(1)=megr-egr(k)・K1
egr-egr(k)(2)=megr-egr(k)・K2
egr-egr(k)(3)=megr-egr(k)・K3
egr-egr(k)(4)=megr-egr(k)・K4 (38)
In the following step 35, the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr (k) calculated in step 32 is subjected to dead time processing according to the equation (31).
Finally, in step 36, the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (k) calculated in step 35 is multiplied by distribution coefficients K1 to K4 for each cylinder according to the following equation (38). In-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (k) (1) to (4) for each cylinder is calculated.
m egr-egr (k) (1) = m egr-egr (k) ・ K1
m egr-egr (k) (2) = m egr-egr (k) ・ K2
m egr-egr (k) (3) = m egr-egr (k) ・ K3
m egr-egr (k) (4) = m egr-egr (k) ・ K4 (38)

なお、式(38)において、megr-egr(k)(1)は第1気筒に関する筒内流入排気ガス流量であり、K1は第1気筒に関する分配係数であり、megr-egr(k)(2)は第2気筒に関する筒内流入排気ガス流量であり、K2は第2気筒に関する分配係数であり、megr-egr(k)(3)は第3気筒に関する筒内流入排気ガス流量であり、K3は第3気筒に関する分配係数であり、megr-egr(k)(4)は第4気筒に関する筒内流入排気ガス流量であり、K4は第4気筒に関する分配係数である。 In equation (38), m egr-egr (k) (1) is the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate for the first cylinder, K1 is the distribution coefficient for the first cylinder, and m egr-egr (k) (2) is the cylinder inflow exhaust gas flow rate for the second cylinder, K2 is the distribution coefficient for the second cylinder, and m egr-egr (k) (3) is the cylinder inflow exhaust gas flow rate for the third cylinder. Yes, K3 is the distribution coefficient for the third cylinder, m egr-egr (k) (4) is the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate for the fourth cylinder, and K4 is the distribution coefficient for the fourth cylinder.

ところで、上述の実施形態では、EGR制御弁22から各気筒までの流路の形状やその他、様々要因によって、実際の筒内流入排気ガス流量megr-egrが気筒毎に異なることを考慮して、各気筒毎の分配係数を求め、各気筒毎に筒内流入排気ガス流量megr-egrを求めたが、例えば、EGR制御弁22から各気筒までの流路長が非常に長く、ここでの流路抵抗が非常に大きい場合には、無駄時間や時定数、あるいは、なまし数も異なってくる。 By the way, in the above-described embodiment, considering that the actual in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr varies from cylinder to cylinder due to various factors such as the shape of the flow path from the EGR control valve 22 to each cylinder. The distribution coefficient for each cylinder is obtained, and the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is obtained for each cylinder. For example, the flow path length from the EGR control valve 22 to each cylinder is very long. When the flow path resistance is very large, the dead time, the time constant, and the number of annealing are different.

そこで、上述の実施形態にように、求められた筒内流入排気ガス流量megr-egrに分配係数を反映させるだけでなく、無駄時間や時定数、あるいは、なまし数に、分配係数を反映させてもよい。すなわち、より具体的には、上述の実施形態においては、求められた筒内流入排気ガス流量megr-egrにのみ分配係数を乗じているが、さらに、無駄時間および時定数、あるいは、なまし数に、各気筒に関して、同じ分配係数を乗じてもよい。
これによれば、より正確に、各気筒に関して、筒内流入排気ガス流量megr-egrが算出される。
Therefore, as in the above-described embodiment, not only the distribution coefficient is reflected in the obtained in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr but also the distribution coefficient is reflected in the dead time, the time constant, or the number of annealing. You may let them. That is, more specifically, in the above-described embodiment, only the obtained in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is multiplied by the distribution coefficient, but the dead time and time constant, or the annealing The number may be multiplied by the same distribution factor for each cylinder.
According to this, the cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is calculated more accurately for each cylinder.

図24に、無駄時間と時定数に各気筒毎の分配係数を反映させて各気筒における筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンの一例を示した。
図24に示したルーチンでは、始めに、ステップ40において、式(17)からEGR制御弁通過ガス流量megrが算出される。続くステップ41では、機関回転数NEに基づいて図17(B)に示したマップから時定数τ2が読み込まれる。続くステップ42では、機関回転数NEに基づいて図17(A)に示したマップから無駄時間Td2が読み込まれる。続くステップ43では、気筒の番号を示すパラメータcylに1が入力される。この場合、cyl=1となり、パラメータcylは第1気筒を示すこととなる。
FIG. 24 shows an example of a routine for calculating the cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr in each cylinder by reflecting the distribution coefficient for each cylinder in the dead time and the time constant.
In the routine shown in FIG. 24, first, in step 40, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated from the equation (17). In the following step 41, the time constant τ2 is read from the map shown in FIG. 17B based on the engine speed NE. In the subsequent step 42, the dead time Td2 is read from the map shown in FIG. 17A based on the engine speed NE. In the following step 43, 1 is input to the parameter cyl indicating the cylinder number. In this case, cyl = 1, and the parameter cyl indicates the first cylinder.

続くステップ44では、パラメータcylが気筒の総数Ncyl以下である(cyl≦Ncyl)か否かが判別される。ここで、cyl≦Ncylであると判別されたときには、ルーチンはステップ45に進んで、ここで、上述の式(17)からk番目の計算ルーチンにおけるEGR制御弁通過ガス流量megr(k)が算出される。 In the following step 44, it is determined whether or not the parameter cyl is less than or equal to the total number of cylinders Ncyl (cyl ≦ Ncyl). When it is determined that cyl ≦ Ncyl, the routine proceeds to step 45, where the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) in the kth calculation routine from the above equation (17) is obtained. Calculated.

続くステップ46で、以下の式(39)から対応の気筒に関する時定数τ2(cyl)、すなわち、パラメータcylが1であるときには第1気筒に関する時定数τ2(1)、パラメータcylが2であるときには第2気筒に関する時定数τ2(2)が算出される。
τ2(cyl)=K(cyl)・τ2 (39)
ここで、K(cyl)は各気筒に関する分配係数であり、例えば、パラメータcylが1であるときには第1気筒に関する分配係数K(1)であり、パラメータcylが2であるときには第2気筒に関する分配係数K(2)である。
In the following step 46, the time constant τ2 (cyl) related to the corresponding cylinder from the following equation (39), that is, when the parameter cyl is 1, the time constant τ2 (1) regarding the first cylinder and when the parameter cyl is 2. A time constant τ2 (2) for the second cylinder is calculated.
τ2 (cyl) = K (cyl) · τ2 (39)
Here, K (cyl) is a distribution coefficient for each cylinder. For example, when the parameter cyl is 1, the distribution coefficient is K (1) for the first cylinder, and when the parameter cyl is 2, the distribution is for the second cylinder. The coefficient K (2).

続くステップ47で、EGR制御弁通過ガス流量megr(k)が次式(40)に従って一次処理されて、k番目の計算ルーチンにおける対応の気筒に関する筒内流入排気ガス流量m’egr-egr(cyl)(k)が算出される。
m’egr-egr(cyl)(k)=m’egr-egr(cyl)(k−1)+Δt/τ2(cyl)・(megr(cyl)(k)−m’egr-egr(cyl)(k−1)) (40)
ここで、ΔtはEGR制御弁通過ガス流量の計算周期である。
In subsequent step 47, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (k) is subjected to primary processing according to the following equation (40), and the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m ′ egr-egr ( cyl) (k) is calculated.
m ′ egr-egr (cyl) (k) = m ′ egr-egr (cyl) (k−1) + Δt / τ2 (cyl) · (m egr (cyl) (k) −m ′ egr-egr (cyl) (K-1)) (40)
Here, Δt is a calculation cycle of the EGR control valve passage gas flow rate.

続くステップ48では、次式(41)に従って対応の気筒に関する無駄時間に相当する無駄ルーチン回数Idx2が算出される。
Idx2=K(cyl)・Td2/Δt (41)
続くステップ49では、k番目の計算ルーチンにおける対応する気筒に関する筒内流入排気ガス流量megr-egr(cyl)(k)が次式(42)から無駄時間処理された形で算出される。
egr-egr(cyl)(k)=m’egr-egr(cyl)(k−Idx2) (42)
In the following step 48, the number of wasted routines Idx2 corresponding to the wasted time for the corresponding cylinder is calculated according to the following equation (41).
Idx2 = K (cyl) · Td2 / Δt (41)
In the following step 49, the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (cyl) (k) related to the corresponding cylinder in the k-th calculation routine is calculated from the following equation (42) in the form of dead time processing.
m egr-egr (cyl) (k) = m ′ egr-egr (cyl) (k−Idx2) (42)

続くステップ50では、パラメータcylが1だけ増大され、ルーチンはステップ44に戻る。したがって、ルーチンがステップ50に到来したときに、パラメータcylが1である場合には、ステップ50において、パラメータcylが2とされ、ステップ44〜49が繰り返される。   In the following step 50, the parameter cyl is increased by 1, and the routine returns to step 44. Therefore, if the parameter cyl is 1 when the routine reaches step 50, the parameter cyl is set to 2 in step 50, and steps 44 to 49 are repeated.

そして、ルーチンがステップ50に到来したときに、パラメータcylが4である場合には、ステップ50において、パラメータcylが5とされ、ルーチンがステップ44に戻ったときに、このステップ44で、cyl>Ncylであると判別され、ルーチンはステップ51に進む。すなわち、ステップ44において、cyl>Ncylであると判別されたときには、全ての気筒に関して筒内流入排気ガス流量megr-egr(cyl)(k)が算出されたことになる。
なお、ステップ51では、パラメータcylに零が入力され、すなわち、パラメータcylがクリアされる。
なお、このルーチンは、Td2をTd1に変え、τ2をτ1に変えれば、各吸気枝管13に流入する流入排気ガス分流量megr-kを算出するためのルーチンとしても利用可能である。
If the parameter cyl is 4 when the routine arrives at step 50, the parameter cyl is set to 5 at step 50, and when the routine returns to step 44, at step 44, cyl> The routine proceeds to step 51 after being determined as Ncyl. That is, when it is determined in step 44 that cyl> Ncyl, the cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr (cyl) (k) is calculated for all the cylinders.
In step 51, zero is input to the parameter cyl, that is, the parameter cyl is cleared.
This routine can also be used as a routine for calculating the inflow exhaust gas partial flow rate m egr-k flowing into each intake branch pipe 13 by changing Td2 to Td1 and τ2 to τ1.

ところで、吸気弁の閉弁タイミングを変更するためのバルブタイミング変更機構を備えた内燃機関が知られている。例えば、或る1つのバルブタイミング変更機構では、吸気弁の閉弁タイミングを吸気下死点以降で変更可能となっている。
吸気弁が吸気下死点以降で閉弁する場合、いったん気筒内に流入したガスの一部が気筒内のピストンによってその気筒から吸気通路へと排出される。そして、このように気筒から吸気通路へと排出されるガス(以下、吹戻しガスとも称す)の量は、吸気弁が吸気下死点以降のいずれのタイミングで閉弁するかによって異なり、吸気弁が吸気下死点以降のより遅いタイミングで閉弁するほど多くなる。
By the way, an internal combustion engine provided with a valve timing changing mechanism for changing the closing timing of the intake valve is known. For example, in one valve timing changing mechanism, the closing timing of the intake valve can be changed after the intake bottom dead center.
When the intake valve closes after intake bottom dead center, part of the gas that has once flowed into the cylinder is discharged from the cylinder into the intake passage by the piston in the cylinder. The amount of gas discharged from the cylinder into the intake passage (hereinafter also referred to as blow-back gas) varies depending on the timing at which the intake valve closes after intake bottom dead center. Increases as the valve closes at a later timing after the intake bottom dead center.

すなわち、吸気弁の閉弁タイミングを吸気下死点以降で変更するバルブタイミング機構を備えた内燃機関では、このバルブタイミング機構によって吸気弁の閉弁タイミングが変更されると、吹戻しガス量が変化する。
ここで、このように気筒から吸気通路へとガスが排出される場合における吸気通路内での排気ガスの拡散について考えると、吹戻しガスの量が多いほど、吸気通路内での排気ガスの拡散が抑制される傾向にある。すなわち、吹戻しガスの量が多いほど、EGR制御弁22を通過して吸気通路内に流入した排気ガスの拡散が抑制される傾向にある。
すなわち、このことは、吹戻しガスの量が多いほど、すなわち、吸気弁の閉弁タイミングが遅いほど、上述の時定数τ2が大きくなることを意味する。
That is, in an internal combustion engine having a valve timing mechanism that changes the closing timing of the intake valve after intake bottom dead center, when the closing timing of the intake valve is changed by this valve timing mechanism, the amount of blowback gas changes. To do.
Here, considering the diffusion of exhaust gas in the intake passage when gas is exhausted from the cylinder to the intake passage in this way, the greater the amount of blowback gas, the more the exhaust gas diffuses in the intake passage. Tend to be suppressed. That is, as the amount of blowback gas increases, the diffusion of the exhaust gas that has passed through the EGR control valve 22 and entered the intake passage tends to be suppressed.
That is, this means that the time constant τ2 increases as the amount of blowback gas increases, that is, as the closing timing of the intake valve is delayed.

さらに、EGR通路21に関して考えると、EGR通路21内の圧力は吸気通路内の圧力よりも大幅に高いので、気筒から吸気通路へとガスが排出されたとしても、このガスがEGR通路21内に流入することはない。したがって、気筒から吸気通路へとガスが排出されたとしても、EGR制御弁22を通過した排気ガスが気筒に到達するのにかかる時間は、さほど、変わらない。
すなわち、このことは、吹戻しガスの量に関わらず、すなわち、吸気弁の閉弁タイミングの如何に関わらず、上述の無駄時間Td2はさほど変化しないことを意味する。
Further, when considering the EGR passage 21, the pressure in the EGR passage 21 is significantly higher than the pressure in the intake passage. Therefore, even if the gas is discharged from the cylinder to the intake passage, the gas enters the EGR passage 21. There is no inflow. Therefore, even if gas is discharged from the cylinder to the intake passage, the time taken for the exhaust gas that has passed through the EGR control valve 22 to reach the cylinder does not change much.
That is, this means that the above-described dead time Td2 does not change so much regardless of the amount of blowback gas, that is, regardless of the closing timing of the intake valve.

そこで、このように吸気弁の閉弁タイミングに応じて、上述の時定数τ2が変化することを考慮して、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点以降において変更可能となっている内燃機関においては、上述の実施形態において、図25(A)および(B)に示されているような関係でもって、吸気弁閉弁タイミングに応じて無駄時間Td2および時定数τ2を決定してもよい。   In view of this, the internal combustion engine in which the valve closing timing of the intake valve can be changed after the intake bottom dead center in consideration of the change in the time constant τ2 described above in accordance with the valve closing timing of the intake valve. In the above-described embodiment, the dead time Td2 and the time constant τ2 may be determined according to the intake valve closing timing with the relationship shown in FIGS. 25 (A) and (B). .

図25(A)に示されているように、ここでは、吸気弁の閉弁タイミングに相当する吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDC以降の如何なる角度にあっても、無駄時間Td2は一定となっている。
一方、図25(B)に示されているように、ここでは、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDC以降において遅い角度となるほど、時定数τ2は大きくなっている。
As shown in FIG. 25A, the dead time Td2 is used here regardless of the intake valve closing crank angle CA corresponding to the closing timing of the intake valve at any angle after the intake bottom dead center BDC. Is constant.
On the other hand, as shown in FIG. 25B, here, the time constant τ2 increases as the intake valve closing crank angle CA becomes a slower angle after the intake bottom dead center BDC.

なお、上述したように、無駄時間Td2や時定数τ2は機関回転数NEにも依存しているので、無駄時間Td2および時定数τ2を機関回転数NEと吸気弁閉弁タイミングとの関数として決定するようにしてもよい。
例えば、この場合、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点であるときにおける無駄時間Td2および時定数τ2を機関回転数NEを変数として、図17(A)および(B)に示されているようなマップの形で予め求めてROM34に記憶しておく。
As described above, since the dead time Td2 and the time constant τ2 also depend on the engine speed NE, the dead time Td2 and the time constant τ2 are determined as a function of the engine speed NE and the intake valve closing timing. You may make it do.
For example, in this case, FIGS. 17A and 17B show the dead time Td2 and the time constant τ2 when the closing timing of the intake valve is the intake bottom dead center, with the engine speed NE as a variable. Such a map is obtained in advance and stored in the ROM 34.

そして、無駄時間としては、機関回転数NEに基づいて図17(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td2に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図26(A)に示されているマップから求められる補正係数Ktdを乗じた値を用いる。この場合、図26(A)から分かるように、補正係数Ktdは、吸気弁閉弁クランク角度CAの如何に関わらず、1.0で一定であるので、実質的には、図17(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td2がそのまま用いられることになる。   The dead time is the dead time Td2 obtained from the map shown in FIG. 17A based on the engine speed NE, and the dead time Td2 shown in FIG. 26A based on the intake valve closing crank angle CA. A value obtained by multiplying the correction coefficient Ktd obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 26 (A), the correction coefficient Ktd is constant at 1.0 regardless of the intake valve closing crank angle CA. The dead time Td2 obtained from the map shown in FIG.

一方、時定数としては、機関回転数NEに基づいて図17(B)に示されているマップから求められた時定数τ2に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図26(B)に示されているマップから求められる補正係数Kτを乗じた値を用いる。この場合、図26(B)から分かるように、補正係数Kτは、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCにあるときには、1.0であり、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCよりも遅くなるほど、大きくなる値である。   On the other hand, the time constant is a time constant τ2 obtained from the map shown in FIG. 17B based on the engine speed NE, and the time constant shown in FIG. 26B based on the intake valve closing crank angle CA. A value multiplied by a correction coefficient Kτ obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 26B, the correction coefficient Kτ is 1.0 when the intake valve closing crank angle CA is at the intake bottom dead center BDC, and the intake valve closing crank angle CA is the intake air. The slower the lower dead center BDC, the larger the value.

なお、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点以降において変更可能となっている内燃機関では、図25(A)および(B)に示されている関係と同様な関係でもって、上述の無駄時間Td1および時定数τ1を決定するようにしてもよい。この場合、無駄時間Td1および時定数τ1は無駄時間Td2および時定数τ2よりも小さい値となる。   Note that in the internal combustion engine in which the intake valve closing timing can be changed after the intake bottom dead center, the above-described dead time has the same relationship as that shown in FIGS. 25 (A) and (B). Td1 and time constant τ1 may be determined. In this case, the dead time Td1 and the time constant τ1 are smaller than the dead time Td2 and the time constant τ2.

さらに、無駄時間Td1および時定数τ1を機関回転数NEと吸気弁閉弁タイミングとの関数として決定するようにしてもよい。
例えば、この場合、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点であるときにおける無駄時間Td1および時定数τ1を機関回転数NEを変数として、図16(A)および(B)に示されているようなマップの形で予め求めてROM34に記憶しておく。
Further, the dead time Td1 and the time constant τ1 may be determined as a function of the engine speed NE and the intake valve closing timing.
For example, in this case, as shown in FIGS. 16A and 16B, the dead time Td1 and the time constant τ1 when the intake valve closing timing is the intake bottom dead center are used with the engine speed NE as a variable. It is obtained in advance in the form of a simple map and stored in the ROM 34.

そして、無駄時間としては、機関回転数NEに基づいて図16(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td1に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図26(A)に示されているマップから求められる補正係数Ktdを乗じた値を用いる。この場合、図26(A)から分かるように、補正係数Ktdは、吸気弁閉弁クランク角度CAの如何に関わらず、1.0で一定であるので、実質的には、図16(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td1がそのまま用いられることになる。   The dead time is the dead time Td1 obtained from the map shown in FIG. 16A based on the engine speed NE, and the dead time Td1 shown in FIG. 26A based on the intake valve closing crank angle CA. A value obtained by multiplying the correction coefficient Ktd obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 26 (A), the correction coefficient Ktd is constant at 1.0 regardless of the intake valve closing crank angle CA. The dead time Td1 obtained from the map shown in FIG.

一方、時定数としては、機関回転数NEに基づいて図16(B)に示されているマップから求められた時定数τ1に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図26(B)に示されているマップから求められる補正係数Kτを乗じた値を用いる。この場合、図26(B)から分かるように、補正係数Kτは、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCにあるときには、1.0であり、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCよりも遅くなるほど、大きくなる値である。   On the other hand, the time constant is a time constant τ1 obtained from the map shown in FIG. 16B based on the engine speed NE, and the time constant shown in FIG. 26B based on the intake valve closing crank angle CA. A value multiplied by a correction coefficient Kτ obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 26B, the correction coefficient Kτ is 1.0 when the intake valve closing crank angle CA is at the intake bottom dead center BDC, and the intake valve closing crank angle CA is the intake air. The slower the lower dead center BDC, the larger the value.

ところで、吸気弁の閉弁タイミングを吸気下死点以前で変更するバルブタイミング機構を備えた内燃機関では、このバルブタイミング機構によって吸気弁の閉弁タイミングが変更されると、吹戻しガス量はほとんど零であるが、気筒内に充填されるトータルのガス量は変化する。
ここで、このように吹戻しガス量がほとんど零であると、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点以前において変化しても、この吸気弁の閉弁タイミングの変化は、吸気通路内での排気ガスの拡散には何ら影響しない。
すなわち、このことは、吸気弁の閉弁タイミングに関わらず、上述の時定数τ2は一定であることを意味する。
By the way, in an internal combustion engine equipped with a valve timing mechanism that changes the closing timing of the intake valve before the intake bottom dead center, when the closing timing of the intake valve is changed by this valve timing mechanism, the amount of blowback gas is almost the same. Although it is zero, the total amount of gas charged in the cylinder varies.
Here, when the amount of blowback gas is almost zero in this way, even if the closing timing of the intake valve changes before the intake bottom dead center, the change in the closing timing of the intake valve does not occur in the intake passage. Does not affect the diffusion of exhaust gas.
That is, this means that the above-mentioned time constant τ2 is constant regardless of the closing timing of the intake valve.

一方、気筒内に充填されるトータルのガス量が変化する場合におけるEGR制御弁22から気筒まで排気ガスが到達するのにかかる時間について考えると、気筒内に充填されるトータルのガス量が少ないほど、この時間は長くなる傾向にある。   On the other hand, when considering the time taken for the exhaust gas to reach the cylinder from the EGR control valve 22 when the total gas amount filled in the cylinder changes, the smaller the total gas amount filled in the cylinder, the smaller the total gas amount filled in the cylinder. This time tends to be longer.

すなわち、このことは、気筒内に充填されるトータルのガス量が少ないほど、すなわち、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点以前の範囲内で早いほど、上述の無駄時間Td2が長くなることを意味する。   That is, this means that the above-mentioned dead time Td2 becomes longer as the total amount of gas filled in the cylinder is smaller, that is, as the intake valve closing timing is earlier in the range before the intake bottom dead center. Means.

このように吸気弁の閉弁タイミングに応じて、上述の無駄時間Td2が変化することを考慮して、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点以前において変更可能となっている内燃機関においては、上述の実施形態において、図27(A)および(B)に示されているような関係でもって、吸気弁の閉弁タイミングに応じて無駄時間Td2および時定数τ2を決定してもよい。
図27(A)に示されているように、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDC以前において早い角度となるほど、無駄時間Td2は大きくなっている。
In the internal combustion engine in which the closing timing of the intake valve can be changed before the intake bottom dead center in consideration of the change in the dead time Td2 according to the closing timing of the intake valve. In the above-described embodiment, the dead time Td2 and the time constant τ2 may be determined according to the closing timing of the intake valve with the relationship as shown in FIGS. 27 (A) and (B).
As shown in FIG. 27A, the dead time Td2 increases as the intake valve closing crank angle CA becomes an earlier angle before the intake bottom dead center BDC.

一方、図27(B)に示されているように、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDC以前の如何なる角度にあっても、時定数τ2は一定となっている。
なお、上述したように、無駄時間Td2や時定数τ2は機関回転数NEにも依存しているので、無駄時間Td2および時定数τ2を機関回転数NEと吸気弁閉弁タイミングとの関数として決定するようにしてもよい。
例えば、この場合、吸気弁の閉弁タイミングが吸気下死点であるときにおける無駄時間Td2および時定数τ2を機関回転数NEを変数として、図17(A)および(B)に示されているようなマップの形で予め求めてROM34に記憶しておく。
On the other hand, as shown in FIG. 27B, the time constant τ2 is constant no matter what the intake valve closing crank angle CA is before the intake bottom dead center BDC.
As described above, since the dead time Td2 and the time constant τ2 also depend on the engine speed NE, the dead time Td2 and the time constant τ2 are determined as a function of the engine speed NE and the intake valve closing timing. You may make it do.
For example, in this case, FIGS. 17A and 17B show the dead time Td2 and the time constant τ2 when the closing timing of the intake valve is the intake bottom dead center, with the engine speed NE as a variable. Such a map is obtained in advance and stored in the ROM 34.

そして、無駄時間としては、機関回転数NEに基づいて図17(A)に示されているマップから求めた無駄時間Td2に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図28(A)に示されているマップから求められる補正係数Ktdを乗じた値を用いる。この場合、図28(A)から分かるように、補正係数Ktdは、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCにあるときには、1.0であり、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCよりも早くなるほど、大きくなる値である。   The dead time is shown as dead time Td2 obtained from the map shown in FIG. 17A based on the engine speed NE, and as shown in FIG. 28A based on the intake valve closing crank angle CA. A value obtained by multiplying the correction coefficient Ktd obtained from the map is used. In this case, as can be seen from FIG. 28A, the correction coefficient Ktd is 1.0 when the intake valve closing crank angle CA is at the intake bottom dead center BDC, and the intake valve closing crank angle CA is the intake air. The value becomes larger as it becomes earlier than the bottom dead center BDC.

一方、時定数としては、機関回転数NEに基づいて図17(B)に示されているマップから求められた時定数τ2に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図28(B)に示されているマップから求められる補正係数Kτを乗じた値を用いる。この場合、図28(B)から分かるように、補正係数Kτは、吸気弁閉弁クランク角度CAの如何に関わらず、1.0で一定であるので、実質的には、図17(B)に示されているマップから求められた時定数τ2がそのまま用いられることとになる。   On the other hand, the time constant is a time constant τ2 obtained from the map shown in FIG. 17B based on the engine speed NE, and the time constant shown in FIG. 28B based on the intake valve closing crank angle CA. A value multiplied by a correction coefficient Kτ obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 28 (B), the correction coefficient Kτ is constant at 1.0 irrespective of the intake valve closing crank angle CA. The time constant τ2 obtained from the map shown in FIG.

なお、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点以前において変更可能となっている内燃機関では、図27(A)および(B)に示されている関係と同様な関係でもって、上述の無駄時間Td1および時定数τ1を決定するようにしてもよい。この場合、無駄時間Td1および時定数τ1は無駄時間Td2および時定数τ2よりも小さい値となる。   In the internal combustion engine in which the intake valve closing timing can be changed before the intake bottom dead center, the above-described dead time has the same relationship as that shown in FIGS. 27 (A) and 27 (B). Td1 and time constant τ1 may be determined. In this case, the dead time Td1 and the time constant τ1 are smaller than the dead time Td2 and the time constant τ2.

さらに、無駄時間Td1および時定数τ1を機関回転数NEと吸気弁閉弁タイミングとの関数として決定するようにしてもよい。
例えば、この場合、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点であるときにおける無駄時間Td1および時定数τ1を機関回転数NEを変数として、図16(A)および(B)に示されているようなマップの形で予め求めてROM34に記憶しておく。
Further, the dead time Td1 and the time constant τ1 may be determined as a function of the engine speed NE and the intake valve closing timing.
For example, in this case, as shown in FIGS. 16A and 16B, the dead time Td1 and the time constant τ1 when the intake valve closing timing is the intake bottom dead center are used with the engine speed NE as a variable. It is obtained in advance in the form of a simple map and stored in the ROM 34.

そして、無駄時間としては、機関回転数NEに基づいて図16(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td1に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図28(A)に示されているマップから求められる補正係数Ktdを乗じた値を用いる。この場合、図28(A)から分かるように、補正係数Ktdは、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点BDCにあるときには、1.0であり、吸気弁閉弁クランク角度CAが吸気下死点よりも早くなるほど、大きくなる値である。   The dead time is the dead time Td1 obtained from the map shown in FIG. 16A based on the engine speed NE, and the dead time Td1 shown in FIG. 28A based on the intake valve closing crank angle CA. A value obtained by multiplying the correction coefficient Ktd obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 28A, the correction coefficient Ktd is 1.0 when the intake valve closing crank angle CA is at the intake bottom dead center BDC, and the intake valve closing crank angle CA is the intake air. The faster the bottom dead center, the larger the value.

一方、時定数としては、機関回転数NEに基づいて図16(B)に示されているマップから求められた時定数τ1に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図28(B)に示されているマップから求められる補正係数Kτを乗じた値を用いる。この場合、図28(B)から分かるように、補正係数Kτは、吸気弁閉弁クランク角度CAの如何に関わらず、1.0で一定であるので、実質的には、図16(B)に示されているマップから求められた時定数τ1がそのまま用いられる。   On the other hand, the time constant is a time constant τ1 obtained from the map shown in FIG. 16B based on the engine speed NE, and the time constant shown in FIG. 28B based on the intake valve closing crank angle CA. A value multiplied by a correction coefficient Kτ obtained from the map shown is used. In this case, as can be seen from FIG. 28 (B), the correction coefficient Kτ is constant at 1.0 irrespective of the intake valve closing crank angle CA. The time constant τ1 obtained from the map shown in FIG.

ところで、吸気弁閉弁タイミングを吸気下死点を跨いで変更可能なバルブタイミング機構を備えた内燃機関の知られている。こうしたバルブタイミング機構は、例えば、電磁的に吸気弁の開弁したり閉弁したりするメカニズムを採用している。
このように吸気下死点を跨いで吸気弁閉弁タイミングを変更可能な場合、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点以前で変更されるのか、あるいは、吸気下死点以降で変更されるのかによって、上述の無駄時間Td2および時定数τ2が異なってくる。
Incidentally, an internal combustion engine having a valve timing mechanism that can change the intake valve closing timing across the intake bottom dead center is known. Such a valve timing mechanism employs, for example, a mechanism that electromagnetically opens or closes the intake valve.
If the intake valve closing timing can be changed across the intake bottom dead center in this way, is the intake valve closing timing changed before the intake bottom dead center or after the intake bottom dead center? The above-described dead time Td2 and time constant τ2 differ.

ここで、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点以前で変更される場合においては、無駄時間Td2および時定数τ2は、図27に関連して説明したような傾向を示す。一方、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点以降で変更される場合においては、無駄時間Td2および時定数τ2は、図25に関連して説明したような傾向を示す。   Here, when the intake valve closing timing is changed before the intake bottom dead center, the dead time Td2 and the time constant τ2 show the tendency as described in relation to FIG. On the other hand, when the intake valve closing timing is changed after the intake bottom dead center, the dead time Td2 and the time constant τ2 show the tendency as described in relation to FIG.

そこで、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点を跨いで変更可能となっている内燃機関においては、上述の実施形態において、図29(A)および(B)に示されているような関係でもって、吸気弁閉弁タイミングに応じて無駄時間Td2および時定数τ2を決定してもよい。   Therefore, in the internal combustion engine in which the intake valve closing timing can be changed across the intake bottom dead center, the relationship shown in FIGS. 29A and 29B in the above-described embodiment. Therefore, the dead time Td2 and the time constant τ2 may be determined according to the intake valve closing timing.

図29(A)に示されているように、ここでは、吸気下死点BDC以前の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAが早い角度となるほど、無駄時間Td2は大きくなっており、吸気下死点BDC以降の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAに関わらず、無駄時間Td2は一定となっている。
一方、図29(B)に示されているように、ここでは、吸気下死点BDC以前の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAに関わらず、時定数τ2は一定となっており、吸気下死点BDC以降の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAが遅くなるほど、時定数τ2は大きくなっている。
なお、上述したように、無駄時間Td2や時定数τ2は機関回転数NEにも依存しているので、無駄時間Td2および時定数τ2を機関回転数NEと吸気弁閉弁タイミングとの関数として決定するようにしてもよい。
As shown in FIG. 29A, here, in the region before the intake bottom dead center BDC, the earlier the intake valve closing crank angle CA is, the larger the dead time Td2 is. In the area after the dead center BDC, the dead time Td2 is constant regardless of the intake valve closing crank angle CA.
On the other hand, as shown in FIG. 29B, here, in the region before the intake bottom dead center BDC, the time constant τ2 is constant regardless of the intake valve closing crank angle CA, and the intake air In the region after the bottom dead center BDC, the time constant τ2 increases as the intake valve closing crank angle CA becomes slower.
As described above, since the dead time Td2 and the time constant τ2 also depend on the engine speed NE, the dead time Td2 and the time constant τ2 are determined as a function of the engine speed NE and the intake valve closing timing. You may make it do.

例えば、この場合、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点であるときにおける無駄時間Td2および時定数τ2を機関回転数NEを変数として、図17(A)および(B)に示されているようなマップの形で予め求めてROM34に記憶しておく。   For example, in this case, as shown in FIGS. 17A and 17B, the dead time Td2 and the time constant τ2 when the intake valve closing timing is the intake bottom dead center are used with the engine speed NE as a variable. It is obtained in advance in the form of a simple map and stored in the ROM 34.

そして、無駄時間としては、機関回転数NEに基づいて図17(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td2に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図30(A)に示されているマップから求められる補正係数Ktdを乗じた値を用いる。ここで、図30(A)のマップでは、吸気下死点BDC以前の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAが早くなるほど、補正係数Ktdは大きくなり、吸気下死点BDC以降の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAの如何に関わらず、補正係数Ktdは、1.0で一定である。   The dead time is the dead time Td2 obtained from the map shown in FIG. 17A based on the engine speed NE, and the dead time Td2 shown in FIG. 30A based on the intake valve closing crank angle CA. A value obtained by multiplying the correction coefficient Ktd obtained from the map shown is used. Here, in the map of FIG. 30A, the correction coefficient Ktd increases as the intake valve closing crank angle CA increases in the region before the intake bottom dead center BDC, and in the region after the intake bottom dead center BDC, Regardless of the intake valve closing crank angle CA, the correction coefficient Ktd is constant at 1.0.

一方、時定数としては、機関回転数NEに基づいて図17(B)に示されているマップから求められた時定数τ2に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図30(B)に示されているマップから求められる補正係数Kτを乗じた値を用いる。ここで、図30(B)のマップでは、吸気下死点BDC以前の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAの如何に関わらず、補正係数Kτは、1.0で一定であり、吸気下死点BDC以降の領域では、吸気弁閉弁クランク角度CAが遅くなるほど、補正係数Kτは大きくなる。
なお、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点を跨いで変更可能となっている内燃機関では、図29(A)および(B)に示されている関係と同様な関係でもって、上述の無駄時間Td1および時定数τ1を決定するようにしてもよい。この場合、無駄時間Td1および時定数τ1は無駄時間Td2および時定数τ2よりも小さい値となる。
On the other hand, the time constant is a time constant τ2 obtained from the map shown in FIG. 17B based on the engine speed NE, and the time constant shown in FIG. 30B based on the intake valve closing crank angle CA. A value multiplied by a correction coefficient Kτ obtained from the map shown is used. Here, in the map of FIG. 30B, in the region before the intake bottom dead center BDC, the correction coefficient Kτ is constant at 1.0 regardless of the intake valve closing crank angle CA, and the intake In the area after the dead center BDC, the correction coefficient Kτ increases as the intake valve closing crank angle CA becomes slower.
Note that in the internal combustion engine in which the intake valve closing timing can be changed across the intake bottom dead center, the above-described waste is caused by the same relationship as that shown in FIGS. 29 (A) and 29 (B). The time Td1 and the time constant τ1 may be determined. In this case, the dead time Td1 and the time constant τ1 are smaller than the dead time Td2 and the time constant τ2.

さらに、無駄時間Td1および時定数τ1を機関回転数NEと吸気弁閉弁タイミングとの関数として決定するようにしてもよい。
例えば、この場合、吸気弁閉弁タイミングが吸気下死点であるときにおける無駄時間Td1および時定数τ1を機関回転数NEを変数として、図16(A)および(B)に示されているようなマップの形で予め求めてROM34に記憶しておく。
Further, the dead time Td1 and the time constant τ1 may be determined as a function of the engine speed NE and the intake valve closing timing.
For example, in this case, as shown in FIGS. 16A and 16B, the dead time Td1 and the time constant τ1 when the intake valve closing timing is the intake bottom dead center are used with the engine speed NE as a variable. It is obtained in advance in the form of a simple map and stored in the ROM 34.

そして、無駄時間としては、機関回転数NEに基づいて図16(A)に示されているマップから求められた無駄時間Td1に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図30(A)に示されているマップから求められる補正係数Ktdを乗じた値を用いる。   The dead time is the dead time Td1 obtained from the map shown in FIG. 16A based on the engine speed NE, and the dead time Td1 shown in FIG. 30A based on the intake valve closing crank angle CA. A value obtained by multiplying the correction coefficient Ktd obtained from the map shown is used.

一方、時定数としては、機関回転数NEに基づいて図16(B)に示されているマップから求められた時定数τ1に、吸気弁閉弁クランク角度CAに基づいて図30(B)に示されているマップから求められる補正係数Kτを乗じた値を用いる。   On the other hand, the time constant is a time constant τ1 obtained from the map shown in FIG. 16B based on the engine speed NE, and the time constant shown in FIG. 30B based on the intake valve closing crank angle CA. A value multiplied by a correction coefficient Kτ obtained from the map shown is used.

ところで、上述の実施形態では、EGR制御弁通過ガス流量megrを計算式、すなわち、式(17)および(18)を利用して算出しているが、本願発明者は、こうした計算式を利用しなくとも、比較的簡便にEGR制御弁通過ガス流量megrを算出する方法を考案した。したがって、上述の実施形態において、式(17)および(18)を利用する代わりに、以下に説明する方法を利用して、EGR制御弁通過ガス流量を算出してもよい。 Incidentally, in the above-described embodiment, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated using a calculation formula, that is, the formulas (17) and (18). The inventor of the present application uses such a calculation formula. Even if not, a method of calculating the EGR control valve passage gas flow rate m egr relatively easily was devised. Therefore, in the above-described embodiment, instead of using the equations (17) and (18), the EGR control valve passage gas flow rate may be calculated using the method described below.

筒内充填ガス量Mcは吸気弁6が閉弁したときの吸気管圧力Pmの一次関数式で表されることが知られている。すなわち、理論および経験則によれば、筒内充填ガス量Mcは吸気弁6が閉弁したときの筒内圧力に比例し、この筒内圧力は吸気弁6上流の混合ガス圧力、すなわち、吸気管圧力Pmにほぼ一致する。
EGRガスが供給されていないときには筒内に新気のみが充填されるので、このときの筒内充填新気量Mc-air、したがって、機関負荷率KLを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができる。すなわち、機関負荷率KLを簡単に且つ正確に求めることができる。
Cylinder charged gas amount M c is known to be expressed by a linear function of the intake pipe pressure P m of when the intake valve 6 is closed. That is, according to theory and empirical rule, the in-cylinder charged gas amount Mc is proportional to the in-cylinder pressure when the intake valve 6 is closed, and this in-cylinder pressure is the mixed gas pressure upstream of the intake valve 6, that is, It almost coincides with the intake pipe pressure P m .
When EGR gas is not supplied, only fresh air is filled into the cylinder, and therefore, the cylinder fresh charge amount M c-air at this time, and therefore the engine load factor KL, is expressed as a linear function equation of the intake pipe pressure P m. It can be expressed as That is, the engine load factor KL can be obtained easily and accurately.

ところが、EGRガスが供給されているときには状況が全く異なり、筒内には新気だけでなくEGRガスも充填される。このため、従来では、筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことは到底できないと考えられていたのである。
筒内充填EGRガス量Mc-egrを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができるならば、筒内充填ガス量Mcを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができ、筒内充填ガス量Mcが筒内充填新気量Mc-airと筒内充填EGRガス量Mc-egrとの和であることを考えれば、EGRガスが供給されているときの筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができる。
However, the situation is completely different when EGR gas is supplied, and not only fresh air but also EGR gas is filled in the cylinder. Therefore, in the conventional in-cylinder charging fresh air amount M c-air or, is the fact was thought absolutely impossible to represent the engine load factor KL by a linear function expression of the intake pipe pressure P m.
If it is possible to represent the in-cylinder charged EGR gas amount M c-egr by a linear function of the intake pipe pressure P m, it can represent a cylinder charged gas amount M c by a linear function of the intake pipe pressure P m , considering that cylinder charged gas amount M c is the sum of the cylinder charging fresh air amount M c-air and cylinder charged EGR gas amount M c-egr, cylinder when the EGR gas is being supplied The internal charge fresh air amount M c-air or the engine load factor KL can be expressed by a linear function expression of the intake pipe pressure P m .

しかしながら、従来では、筒内充填EGRガス量Mc-egrも吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができないと考えられていたのである。このことを図12および図31を参照しながら説明する。
まず、上述したように、EGR制御弁通過ガス流量megr(g/sec)は式(17)により表され、関数Φ(Pm/Pe)は、式(18)により表される。
However, in the conventional, cylinder charged EGR gas amount M c-egr is also had been considered can not be represented by a linear function expression of the intake pipe pressure P m. This will be described with reference to FIGS.
First, as described above, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (g / sec) is expressed by Expression (17), and the function Φ (P m / P e ) is expressed by Expression (18).

ここで、計算を簡単にするために排気圧Peが大気圧Paであるとすると、式(17)により表されるEGR制御弁通過ガス流量megrは図31のようになる。すなわち、EGR制御弁通過ガス流量megrは吸気管圧力Pmが小さいときにはほぼ一定に維持され、吸気管圧力Pmが高くなると図31においてNRで示されるように吸気管圧力Pmに対し非線形性を示しながら大気圧Paに向けて減少する。なお、この非線形性部分NRは式(17)のうちPe/√Teの部分および関数Φ(Pm/Pe)によるものである。 Here, the exhaust pressure P e in order to simplify the calculation when the atmospheric pressure P a, EGR control valve passage gas flow rate m egr represented by the formula (17) is as shown in FIG 31. That is, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is maintained substantially constant when the intake pipe pressure P m is small, and is nonlinear with respect to the intake pipe pressure P m as indicated by NR in FIG. 31 when the intake pipe pressure P m increases. It decreases toward the atmospheric pressure P a while showing sex. Note that the nonlinear portion NR is due to P e / √T e parts and functions Φ (P m / P e) of the formula (17).

したがって、EGR制御弁通過ガス流量megr、とりわけ非線形性部分NRを吸気管圧力Pmの一次関数式により表すことはできないものと考えられていたのである。もっとも、かなり多くの数の一次関数式を用いれば、EGR制御弁通過ガス流量megrを吸気管圧力Pmの一次関数式により表すことができると考えられる。しかしながら、この場合には、もはや機関負荷率KLを簡単に求めているとは言えない。 Therefore, it has been considered that the EGR control valve passage gas flow rate m egr , especially the nonlinear portion NR cannot be expressed by a linear function expression of the intake pipe pressure P m . However, if a considerably large number of linear function equations are used, it is considered that the EGR control valve passage gas flow rate m egr can be expressed by a linear function equation of the intake pipe pressure P m . However, in this case, the engine load factor KL can no longer be simply obtained.

ところが、本願発明者らによれば、EGR制御弁通過ガス流量megrを吸気管圧力Pmの2つの一次関数式で表すことができ、したがって、筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLを吸気管圧力Pmの2つの一次関数式で表すことができることが判明したのである。
すなわち、まず、図32に示されるように、排気温度Teは吸気管圧力Pmの増大に対し、排気圧Peが増大するよりも大幅に増大し、その結果、Pe/√Teを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができるのである。
However, according to the inventors of the present application, the EGR control valve passage gas flow rate m egr can be expressed by two linear function expressions of the intake pipe pressure P m , and therefore, the in-cylinder charged fresh air amount M c-air , or is the it has been found that it is possible to represent the engine load factor KL by two first-order function equation of the intake pipe pressure P m.
That is, first, as shown in FIG. 32, the exhaust temperature T e is to increase the intake pipe pressure P m, the exhaust pressure P e increases significantly than increases, as a result, P e / √T e the it can be expressed by a linear function expression of the intake pipe pressure P m.

また、関数Φ(Pm/Pe)も吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができるのである。これを図33を参照して説明する。排気圧Peが一定の大気圧Paに維持されるのではなく、吸気管圧力Pmに応じて変動することを考慮すると、図33(A)に示されるように、吸気管圧力PmがPm1のときの関数Φ(Pm/Pe)は大気圧Paに収束する曲線Ca上にあるのではなく、排気圧Pe1に収束する曲線C1上にあり、これがプロット(○)で表されている。同様に、Pm=Pm2(>Pm1)のときのΦ(Pm/Pe)は排気圧Pe2(>Pe1)に収束する曲線C2上にあり、Pm=Pm3(>Pm2)のときのΦ(Pm/Pe)は排気圧Pe3(>Pe2)に収束する曲線C3上にある。 The function Φ (P m / P e ) can also be expressed by a linear function expression of the intake pipe pressure P m . This will be described with reference to FIG. Considering that the exhaust pressure Pe is not maintained at a constant atmospheric pressure Pa but varies according to the intake pipe pressure P m , as shown in FIG. 33 (A), the intake pipe pressure P m The function Φ (P m / P e ) when is P m 1 is not on the curve C a that converges to the atmospheric pressure P a , but is on the curve C 1 that converges to the exhaust pressure P e 1, which is plotted (○) Similarly, Φ (P m / P e ) when P m = P m 2 (> P m 1) is on the curve C2 that converges to the exhaust pressure P e 2 (> P e 1), and P m = Φ (P m / P e ) when P m 3 (> P m 2) is on a curve C3 that converges to the exhaust pressure P e 3 (> P e 2).

このようにして得られるプロットは、図33(B)に示されるように、直線L2で結ぶことができる。したがって、関数Φ(Pm/Pe)は吸気管圧力Pmが小さいときには直線L1に相当する吸気管圧力Pmの一次関数式により、吸気管圧力Pmが大きいときには直線L2に相当する吸気管圧力Pmの一次関数式により表すことができ、斯くして吸気管圧力Pmの2つの一次関数式で表すことができることになる。すなわち、EGR制御弁通過ガス流量megrを吸気管圧力Pmの2つの一次関数式で表すことができるのである。 The plot obtained in this way can be connected by a straight line L2, as shown in FIG. Therefore, the function Φ (P m / P e) is a linear function of the intake pipe pressure P m corresponding to the straight line L1 when the intake pipe pressure P m is small, corresponds to the straight line L2 when the intake pipe pressure P m is greater intake can be represented by a linear function of the pipe pressure P m, it will be able to thus to represent in two linear functions of the intake pipe pressure P m. That is, the EGR control valve passage gas flow rate m egr can be expressed by two linear function expressions of the intake pipe pressure P m .

ここで、定常運転時には、EGR制御弁通過ガス流量megr(g/sec)と筒内流入EGRガス流量mc-egr(g/sec)とが互いに等しい。また、筒内充填EGRガス量Mc-egrは、筒内流入EGRガス流量mc-egrに、各気筒の吸気行程1回に要する時間、すなわち、内燃機関の1サイクルにかかる時間を気筒数で割った時間ΔT(sec)を乗算することにより得られるものである(Mc-egr=mc-egr・ΔT)。
そうすると、定常運転時の筒内充填EGRガス量Mc-egrを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができるということになる。
Here, during steady operation, the EGR control valve passage gas flow rate m egr (g / sec) and the in-cylinder inflow EGR gas flow rate m c-egr (g / sec) are equal to each other. The cylinder filling EGR gas amount M c-egr is calculated by adding the time required for one intake stroke of each cylinder to the cylinder inflow EGR gas flow rate m c-egr , that is, the time required for one cycle of the internal combustion engine. It is obtained by multiplying the time ΔT (sec) divided by (M c-egr = m c-egr · ΔT).
Then, the cylinder filling EGR gas amount M c-egr during steady operation can be expressed by a linear function expression of the intake pipe pressure P m .

したがって、定常運転時で且つEGRガスが供給されているときの筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLを吸気管圧力Pmの2つの一次関数式で表すことができるということになる。 Accordingly, the in-cylinder charged fresh air amount M c-air or the engine load factor KL during steady operation and when EGR gas is supplied can be expressed by two linear function expressions of the intake pipe pressure P m. It turns out that.

EGRガスが供給されているときの機関負荷率KLをKLonとすると、図34には、定常運転時(例えば、機関回転数NEおよびEGR開度θeがそれぞれ一定に保持されているとき)の機関負荷率KLonを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式の一例が示されている。図34に示されるように、機関負荷率KLonは、勾配が互いに異なり且つ接続点CPにおいて連続している、吸気管圧力Pmの2つの一次関数式により表される。すなわち、吸気管圧力Pmが小さいときには勾配e1の一次関数式によって、機関負荷率KLonが表され、吸気管圧力Pmが高いときには勾配e2の一次関数式によって、機関負荷率KLonが表される。 Assuming that the engine load factor KL when the EGR gas is supplied is KLon, FIG. 34 shows a state during steady operation (for example, when the engine speed NE and the EGR opening degree θ e are held constant). An example of two linear function expressions of the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLon is shown. As shown in FIG. 34, the engine load factor KLon, the slope is continuous in different and the connection point CP with each other is represented by two first-order function equation of the intake pipe pressure P m. That is, when the intake pipe pressure P m is small, the engine load factor KLon is expressed by a linear function equation of the gradient e1, and when the intake pipe pressure P m is high, the engine load factor KLon is expressed by a linear function equation of the gradient e2. .

ここで、2つの一次関数式の勾配をそれぞれe1,e2とし、接続点CPにおける吸気管圧力および機関負荷率をそれぞれd,rとすると、これら2つの一次関数式は次式により表すことができる。
KLon=e1・(Pm−d)+r …Pm≦d
KLon=e2・(Pm−d)+r …Pm>d
これらをひとまとめにして表すと次式(43)のようになる。
KLon=e・(Pm−d)+r (43)
e=e1 …Pm≦d
e=e2 …Pm>d
Here, assuming that the gradients of the two linear function equations are e1 and e2, respectively, and the intake pipe pressure and the engine load factor at the connection point CP are d and r, respectively, these two linear function equations can be expressed by the following equations. .
KLon = e1 · (P m −d) + r... P m ≦ d
KLon = e 2 · (P m −d) + r... P m > d
These are collectively expressed as the following equation (43).
KLon = e · (P m −d) + r (43)
e = e1 ... P m ≦ d
e = e2 ... P m> d

本実施形態では、定常運転時の機関負荷率KLonを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式が式(43)に示す形で予めROM34内に記憶されている。このようにすると、2つの一次関数式をe,d,rの3つのパラメータで表すことができる。すなわち、2つの一次関数式を表すために必要なパラメータの数を少なくすることができる。
この式(43)の各パラメータe,d,rは次式に基づいて算出される。
e1=e1*・ktha
e2=e2*・ktha
d=d*・ktha・kpa
r=r*・ktha・kpa
ここで、e1*,e2*,d*,r*はそれぞれ、機関周囲環境状態が予め定められた基準環境状態であるときの、勾配ならびに接続点における吸気管圧力および機関負荷率である。基準環境状態にはどのような状態を用いてもよいが、本実施形態では基準環境状態として標準状態(1気圧、25℃)が用いられている。
In this embodiment, two linear functions of the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLon at the time of steady state operation is stored in advance in the ROM34 in the form shown in equation (43). In this way, two linear function expressions can be represented by three parameters e, d, and r. That is, it is possible to reduce the number of parameters necessary to express two linear function expressions.
Each parameter e, d, r of this formula (43) is calculated based on the following formula.
e1 = e1 * · ktha
e2 = e2 * · ktha
d = d * · ktha · kpa
r = r * · ktha · kpa
Here, e1 * , e2 * , d * , and r * are the gradient, the intake pipe pressure and the engine load factor at the connection point, respectively, when the engine ambient environment is a predetermined reference environment. Any state may be used as the reference environment state, but in this embodiment, the standard state (1 atm, 25 ° C.) is used as the reference environment state.

一方、kthaは大気温度補正係数を、kpaは大気圧補正係数をそれぞれ表している。大気温度補正係数kthaは大気温センサ44により検出される実際の大気温度に応じ、基準環境状態における各パラメータe1*,e2*,d*,r*をそれぞれ補正するためのものであり、補正する必要がないときには1.0とされる。また、大気圧補正係数kpaは大気圧センサ45により検出される実際の大気圧に応じ、基準環境状態における各パラメータd*,r*をそれぞれ補正するためのものであり、補正する必要がないときには1.0とされる。 On the other hand, ktha represents an atmospheric temperature correction coefficient, and kpa represents an atmospheric pressure correction coefficient. The atmospheric temperature correction coefficient ktha is for correcting each parameter e1 * , e2 * , d * , r * in the reference environment state according to the actual atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature sensor 44, and is corrected. When there is no need, 1.0 is set. The atmospheric pressure correction coefficient kpa is used to correct the parameters d * and r * in the reference environment state according to the actual atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 45, and when correction is not necessary. 1.0.

したがって、大気温度補正係数kthaまたは大気圧補正係数kpaが実際の機関周囲環境状態を代表する代表値であるということを考えると、実際の機関周囲環境状態を代表する代表値に基づき、基準環境状態における各パラメータe1*,e2*,d*,r*を補正しているということになる。あるいは、実際の機関周囲環境状態を代表する代表値に基づき、基準環境状態における機関負荷率KLonを補正しているという見方もできる。 Therefore, considering that the atmospheric temperature correction coefficient ktha or the atmospheric pressure correction coefficient kpa is a representative value representative of the actual engine ambient environment condition, the reference environment condition is based on the representative value representative of the actual engine environment environment condition. This means that the parameters e1 * , e2 * , d * , and r * are corrected. Alternatively, it can be considered that the engine load factor KLon in the reference environmental state is corrected based on the representative value representative of the actual environmental environment surrounding the engine.

一方、式(17)におけるEGR制御弁22の開口断面積AeがEGR開度θeに依存し、機関充填効率が機関回転数NEに依存することを考慮して、本実施形態では、パラメータe*(e1*,e2*),d*,r*をEGR開度θeまたは機関回転数NEに応じて設定している。 On the other hand, in consideration of the fact that the opening cross-sectional area A e of the EGR control valve 22 in equation (17) depends on the EGR opening θ e and the engine charging efficiency depends on the engine speed NE, e * (e1 *, e2 * ), d *, and the r * is set according to the EGR opening theta e or the engine speed NE.

具体的に説明すると、勾配e1*は、図35(A)に示されるように、機関回転数NEが低いときには機関回転数NEが高くなるにつれて大きくなり、機関回転数NEが高いときには機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなり、さらに、EGR開度θeが大きくなるにつれて大きくなる。また、勾配e2*は、図35(B)に示されるように、機関回転数NEが低いときには機関回転数NEが高くなるにつれて大きくなり、機関回転数NEが高いときには機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなり、さらに、EGR開度θeが大きくなるにつれて大きくなる。これら勾配e1*,e2*は予め実験により求められており、それぞれ機関回転数NEおよびEGR開度θeの関数として図35(C)および(D)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。 Specifically, as shown in FIG. 35A, the gradient e1 * increases as the engine speed NE increases when the engine speed NE is low, and the engine speed NE when the engine speed NE is high. It becomes smaller as NE becomes higher, and further becomes larger as EGR opening degree θ e becomes larger. Further, as shown in FIG. 35B, the gradient e2 * increases as the engine speed NE increases when the engine speed NE is low, and the engine speed NE increases when the engine speed NE is high. It becomes smaller as the EGR opening degree θ e becomes larger. These gradients e1 *, e2 * are obtained by experiments in advance, advance in the ROM34 in the form of a map shown in FIG. 35 (C) and (D) as a function of the respective engine speed NE and EGR opening theta e It is remembered.

一方、接続点CPにおける吸気管圧力d*は、図36に示されるように、機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなる。接続点CPにおける吸気管圧力d*も予め実験により求められており、機関回転数NEの関数として図36に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。 On the other hand, the intake pipe pressure d * at the connection point CP decreases as the engine speed NE increases, as shown in FIG. The intake pipe pressure d * at the connection point CP is also obtained in advance by experiments and is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map shown in FIG. 36 as a function of the engine speed NE.

さらに、接続点CPにおける機関負荷率r*は、図37(A)に示されるように、機関回転数NEが低いときには機関回転数NEが高くなるにつれて大きくなり、機関回転数NEが高いときには機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなり、さらに、EGR開度θeが大きくなるにつれて小さくなる。接続点CPにおける機関負荷率r*も予め実験により求められており、機関回転数NEおよびEGR開度θeの関数として図37(B)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。 Further, as shown in FIG. 37A, the engine load factor r * at the connection point CP increases as the engine speed NE increases when the engine speed NE is low, and the engine load factor r * when the engine speed NE is high. It decreases as the rotational speed NE increases, and further decreases as the EGR opening degree θ e increases. Has been determined by the engine load factor r * also advance by experiments at the connection point CP, is stored in advance in the ROM34 in the form of a map shown in FIG. 37 (B) as a function of the engine speed NE and the EGR opening theta e Yes.

したがって、一般的に言うと、互いに異なる複数のEGR開度θeに対し、定常運転時における筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLonを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式がそれぞれ予め求められて記憶されているということになる。また、互いに異なる複数の機関回転数NEに対し、定常運転時における筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLonを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式が予め求められて記憶されているということにもなる。 Therefore, generally speaking, with respect to a plurality of different EGR openings θ e , the in-cylinder charged fresh air amount M c-air during steady operation or the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLon is 2 One linear function expression is obtained and stored in advance. Further, two linear function expressions of the in-cylinder charged fresh air amount M c-air during steady operation or the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLon are obtained in advance for a plurality of different engine speeds NE. It also means that it is remembered.

図38は一定の機関回転数NEで且つ様々なEGR開度θeにおける、定常運転時の機関負荷率KLonを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式の一例を示している。なお、図38における破線はEGRガスが供給されていないとき、すなわち、EGR開度θeがゼロのときの機関負荷率KLoffを示している。 Figure 38 is in and various EGR opening theta e at a constant engine speed NE, it shows an example of two linear functions of the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLon at the time of steady operation. The broken line in FIG. 38 indicates the engine load factor KLoff when EGR gas is not supplied, that is, when the EGR opening degree θ e is zero.

一方、上述したように、EGRガスが供給されていないときの機関負荷率KLoffを吸気管圧力Pmの一次関数式で表すことができる。図39には、定常運転時機(例えば、関回転数NEが一定に保持されているとき)の機関負荷率KLoffを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式の一例が示されている。本実施形態では、図39に示されるように、機関負荷率KLoffは、勾配が互いに異なり且つ接続点CPにおいて連続している、吸気管圧力Pmの2つの一次関数式により表される。すなわち、吸気管圧力Pmが小さいときには勾配a1の一次関数式によって機関負荷率KLoffが表され、吸気管圧力Pmが高いときには勾配a2の一次関数式によって機関負荷率KLoffが表される。 On the other hand, as described above, can represent the engine load factor KLoff when the EGR gas is not being supplied by a linear function expression of the intake pipe pressure P m. Figure 39 is a steady operation timing (e.g., function speed NE is when it is held constant) are shown an example of two linear functions of the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLoff of. In the present embodiment, as shown in FIG. 39, the engine load factor KLoff is the slope is continuous in different and the connection point CP with each other is represented by two first-order function equation of the intake pipe pressure P m. That is, when the intake pipe pressure P m is small, the engine load factor KLoff is expressed by a linear function equation of the gradient a1, and when the intake pipe pressure P m is high, the engine load factor KLoff is expressed by a linear function equation of the gradient a2.

ここで、2つの一次関数式の勾配をそれぞれa1,a2とし、接続点CPにおける吸気管圧力および機関負荷率をそれぞれd,cとすると、これら2つの一次関数式は次式により表すことができる。
KLoff=a1・(Pm−d)+c …Pm≦d
KLoff=a2・(Pm−d)+c …Pm>d
これらをひとまとめにして表すと次式(44)のようになる。
KLoff=a・(Pm−d)+c (44)
a=a1 …Pm≦d
a=a2 …Pm>d
Here, assuming that the slopes of the two linear function equations are a1 and a2, respectively, and the intake pipe pressure and the engine load factor at the connection point CP are d and c, respectively, these two linear function equations can be expressed by the following equations. .
KLoff = a1 · (P m -d ) + c ... P m ≦ d
KLoff = a 2 · (P m −d) + c... P m > d
These are collectively expressed as the following formula (44).
KLoff = a · (P m −d) + c (44)
a = a1 ... P m ≦ d
a = a2... P m > d

本実施形態では、定常運転時の機関負荷率KLoffを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式が式(44)に示す形で予めROM34内に記憶されている。なお、この場合の接続点CPにおける吸気管圧力dは、上述した機関負荷率KLonについての接続点CPにおける吸気管圧力dと同一である。したがって、パラメータの数をさらに少なくすることができる。もちろん、これら接続点CPにおける吸気管圧力を互いに異ならせることもできる。
この式(44)の各パラメータa,rは次式に基づいて算出される。
a1=a1*・ktha
a2=a2*・ktha
c=c*・ktha・kpa
ここで、a1*,a2*,c*はそれぞれ、機関周囲環境状態が上述した基準環境状態すなわち標準状態であるときの、勾配および接続点における機関負荷率である。
In this embodiment, two linear functions of the intake pipe pressure P m representing the engine load factor KLoff at the time of steady state operation is stored in advance in the ROM34 in the form shown in equation (44). In this case, the intake pipe pressure d at the connection point CP is the same as the intake pipe pressure d at the connection point CP for the engine load factor KLon described above. Therefore, the number of parameters can be further reduced. Of course, the intake pipe pressures at these connection points CP may be different from each other.
The parameters a and r in the equation (44) are calculated based on the following equations.
a1 = a1 * · ktha
a2 = a2 * · ktha
c = c * · ktha · kpa
Here, a1 * , a2 * , and c * are the engine load factor at the gradient and the connection point when the engine ambient environment state is the above-described reference environment state, that is, the standard state, respectively.

したがって、大気温度補正係数kthaまたは大気圧補正係数kpaが実際の機関周囲環境状態を代表する代表値であるということを考えると、実際の機関周囲環境状態を代表する代表値に基づき、基準環境状態における各パラメータa1*,a2*,c*を補正しているということになる。あるいは、実際の機関周囲環境状態を代表する代表値に基づき、基準環境状態における機関負荷率KLoffを補正しているという見方もできる。 Therefore, considering that the atmospheric temperature correction coefficient ktha or the atmospheric pressure correction coefficient kpa is a representative value representative of the actual engine ambient environment condition, the reference environment condition is based on the representative value representative of the actual engine environment environment condition. In other words, the parameters a1 * , a2 * , and c * are corrected. Alternatively, it can be considered that the engine load factor KLoff in the reference environment state is corrected based on the representative value representative of the actual engine ambient environment state.

一方、機関充填効率が機関回転数NEに依存することを考慮して、本実施形態では、パラメータa*(a1*,a2*),c*を機関回転数NEに応じて設定している。 On the other hand, in consideration of the fact that the engine charging efficiency depends on the engine speed NE, in this embodiment, the parameters a * (a1 * , a2 * ), c * are set according to the engine speed NE.

具体的に説明すると、勾配a1*は、図40(A)に示されるように、機関回転数NEが低いときには機関回転数NEが高くなるにつれて大きくなり、機関回転数NEが高いときには機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなる。また、勾配a2*は、図40(B)に示されるように、機関回転数NEが低いときには機関回転数NEが高くなるにつれて大きくなり、機関回転数NEが高いときには機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなる。これら勾配a1*,a2*は予め実験により求められており、それぞれ機関回転数NEの関数として図40(A)および(B)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。 More specifically, as shown in FIG. 40A, the gradient a1 * increases as the engine speed NE increases when the engine speed NE is low, and the engine speed NE when the engine speed NE is high. It becomes smaller as NE becomes higher. Further, as shown in FIG. 40B, the gradient a2 * increases as the engine speed NE increases when the engine speed NE is low, and the engine speed NE increases when the engine speed NE is high. As it gets smaller. These gradients a1 * and a2 * are obtained in advance by experiments and are stored in advance in the ROM 34 in the form of maps shown in FIGS. 40A and 40B as functions of the engine speed NE.

さらに、接続点CPにおける機関負荷率c*は、図41に示されるように、機関回転数NEが低いときには機関回転数NEが高くなるにつれて大きくなり、機関回転数NEが高いときには機関回転数NEが高くなるにつれて小さくなる。接続点CPにおける機関負荷率c*も予め実験により求められており、機関回転数NEの関数として図41に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。 Further, as shown in FIG. 41, the engine load factor c * at the connection point CP increases as the engine speed NE increases when the engine speed NE is low, and the engine speed NE when the engine speed NE is high. Becomes smaller as becomes higher. The engine load factor c * at the connection point CP is also obtained in advance by experiments, and is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map shown in FIG. 41 as a function of the engine speed NE.

したがって、一般的に言うと、互いに異なる複数の機関回転数NEに対し、定常運転時における筒内充填新気量Mc-air、または、機関負荷率KLoffを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式が予め求められて記憶されているということになる。
そうすると、吸気管圧力Pmを例えば圧力センサ39により検出すれば、この検出された吸気管圧力Pmから上述の式(43)または(44)を用いて機関負荷率KLonまたはKLoffを正確に且つ簡単に求めることができ、斯くして空燃比を目標空燃比に正確に且つ簡単に一致させることができることになる。
Therefore, generally speaking, for a plurality of engine speeds NE different from each other, two in-cylinder charged fresh air amount M c-air at the time of steady operation or intake pipe pressure P m representing engine load factor KLoff. This means that a linear function formula is obtained and stored in advance.
Then, by detecting the intake pipe pressure P m by, for example, a pressure sensor 39, equation (43) above from the detected intake pipe pressure P m or (44) accurately and the engine load factor KLon or KLoff using Thus, the air-fuel ratio can be easily determined, and the air-fuel ratio can be accurately and easily matched with the target air-fuel ratio.

このように機関負荷率KLon,KLoffを吸気管圧力Pmの一次関数式で表せるということは、機関負荷率KLon,KLoffと吸気管圧力Pmとの関係を表すマップを作成する必要がないことを意味しており、したがってまずマップの作成労力がなくされる。また、複雑な例えば微分方程式などを解く必要がないということも意味しており、したがってCPU35の計算負荷が軽減されることにもなる。 Thus the engine load factor KLon, that the KLoff expressed by a linear function of the intake pipe pressure P m is the engine load factor KLon, it is not necessary to create a map representing the relationship between the KLoff and the intake pipe pressure P m Therefore, the effort to create a map is eliminated first. It also means that it is not necessary to solve complicated differential equations, for example, so that the calculation load on the CPU 35 is reduced.

ところで、式(25)を参照すれば分かるように、機関負荷率KLは、筒内充填新気量Mc-airを表しているとも言える。ここで、EGRガスが供給されていないときには、筒内に新気のみが充填されることを考えると、EGRガスが供給されていないときの機関負荷率KLoffは、このとき筒内に充填されるガスの総量、すなわち、筒内充填ガス量Mcを表していると考えることができる。 By the way, as can be seen by referring to the equation (25), it can be said that the engine load factor KL represents the in-cylinder charged fresh air amount Mc-air . Here, when the EGR gas is not supplied, considering that only fresh air is filled into the cylinder, the engine load factor KLoff when the EGR gas is not supplied is filled into the cylinder at this time. the total amount of gas, i.e., can be considered to represent the in-cylinder charged gas amount M c.

ここで、EGRガスが供給されているときと供給されていないときとで筒内充填ガス量Mcが変わらないと考えると、EGRガスが供給されていないときの機関負荷率KLoffは、EGRガスが供給されていないときの筒内充填ガス量Mcだけでなく、EGRガスが供給されているときの筒内充填ガス量Mcをも表しているということになる。 Here, assuming that the in-cylinder charged gas amount Mc does not change between when the EGR gas is supplied and when the EGR gas is not supplied, the engine load factor KLoff when the EGR gas is not supplied is the EGR gas. There not only in-cylinder charged gas amount M c when not supplied, it comes to show respectively a cylinder charged gas amount M c when the EGR gas is supplied.

一方、定常運転時で且つEGRガスが供給されているときの筒内充填新気量Mc-airが機関負荷率KLonによって表されることは上述したとおりである。
したがって、EGRガスが供給されていないときの機関負荷率KLoffから、EGRガスが供給されているときの機関負荷率KLonを差し引いた結果ΔKL(=KLoff−KLon)は、定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrを表しているということになる。
On the other hand, as described above, the in - cylinder charged fresh air amount Mc -air during steady operation and when EGR gas is supplied is represented by the engine load factor KLon.
Therefore, the result ΔKL (= KLoff−KLon) obtained by subtracting the engine load factor KLon when the EGR gas is supplied from the engine load factor KLoff when the EGR gas is not supplied is the in-cylinder filling during the steady operation. This means that the EGR gas amount M c-egr is represented.

具体的に説明すると、例えば、図42に示されるように、Pm=Pm1のときにKLoff=KLoff1であって且つKLon=KLon1である場合には、定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrはΔKL(=KLoff1−KLon1)で表される。 Specifically, for example, as shown in FIG. 42, P m = if a KLoff = KLoff1 when P m 1 is and KLon = KLon1 is cylinder charged EGR gas during normal operation The quantity M c-egr is expressed by ΔKL (= KLoff1-KLon1).

したがって、定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrは次式(45)に基づいて算出できることになる。
c-egr=kegr1・ΔKL (45)
ここで、kegr1は機関負荷率KLから筒内充填EGRガス量Mc-egrへの変換係数を、KLoff,KLonは、それぞれ、上記式(43),(44)からそれぞれ算出される機関負荷率を表している。
Accordingly, the in-cylinder charged EGR gas amount M c-egr during steady operation can be calculated based on the following equation (45).
M c-egr = kegr1 · ΔKL (45)
Here, kegr1 is a conversion coefficient from the engine load factor KL to the in-cylinder charged EGR gas amount Mc -egr , and KLoff and KLon are engine load factors calculated from the above equations (43) and (44), respectively. Represents.

したがって、吸気管圧力Pmを上述した計算式によって算出し、あるいは、圧力センサによって検出すれば、この吸気管圧力Pmから上述の式(45)を用いて定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrを正確に且つ簡単に求めることができることになる。 Therefore, if the intake pipe pressure P m is calculated by the above-described calculation formula or is detected by the pressure sensor, the cylinder filling EGR gas at the time of steady operation is calculated from the intake pipe pressure P m by using the above-described formula (45). The quantity M c-egr can be determined accurately and easily.

ところで、上述したように、定常運転時にはEGR制御弁通過ガス流量megrと筒内吸入EGRガス量mc-egrとが互いに等しく、筒内充填EGRガス量Mc-egrは筒内吸入EGRガス量mc-egrとΔT(sec)との積で表される(Mc-egr=mc-egr・ΔT)。
したがって、上述した差ΔKLは定常運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrも表しているということになる。
Incidentally, as described above, during steady operation, the EGR control valve passage gas flow rate m egr and the cylinder intake EGR gas amount m c-egr are equal to each other, and the cylinder filling EGR gas amount M c-egr is equal to the cylinder intake EGR gas. It is represented by the product of the quantity m c-egr and ΔT (sec) (M c-egr = m c-egr · ΔT).
Therefore, the above-described difference ΔKL also represents the EGR control valve passage gas flow rate m egr during steady operation.

本実施形態では、次式(46)に基づいて定常運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrが算出される。
egr=kegr2・ΔKL (46)
ここで、kegr2は機関負荷率KLからEGR制御弁通過ガス流量megrへの変換係数を表し、KLoff,KLonは、ぞれぞれ、上記式(43),(44)からそれぞれ算出される機関負荷率を表している。
In the present embodiment, the EGR control valve passage gas flow rate m egr during steady operation is calculated based on the following equation (46).
m egr = kegr2 · ΔKL (46)
Here, kegr2 represents a conversion coefficient from the engine load factor KL to the EGR control valve passage gas flow rate m egr , and KLoff and KLon are engines calculated from the above equations (43) and (44), respectively. It represents the load factor.

これまで説明してきたように、上述の式(46)を用いて定常運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrが算出される。しかしながら、この式(46)を用いて過渡運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrを算出することもできる。
すなわち、EGR制御弁通過ガス流量megrはEGR制御弁22前後の圧力差、すなわち、排気圧Peと吸気管圧力Pmとの差に大きく依存し、過渡運転時におけるEGR制御弁22上流の排気圧Peおよび排気温度Teが定常運転時における排気圧Peおよび排気温度Teとそれほど変わらないと考えれば、定常運転時であろうと過渡運転時であろうと、吸気管圧力Pmが決まればEGR制御弁通過ガス流量megrが決まるのである。
As described so far, the EGR control valve passage gas flow rate m egr at the time of steady operation is calculated using the above equation (46). However, the EGR control valve passage gas flow rate m egr during transient operation can also be calculated using this equation (46).
That is, the EGR control valve passage gas flow rate m egr greatly depends on the pressure difference before and after the EGR control valve 22, that is, the difference between the exhaust pressure Pe and the intake pipe pressure P m, and is upstream of the EGR control valve 22 during transient operation. given the exhaust pressure P e and the exhaust temperature T e is not much different exhaust pressure P e and the exhaust temperature T e during steady-state operation, whether transient operation that it would be during the steady operation, the intake pipe pressure P m If determined, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is determined.

したがって、上述の式(46)を用いて吸気管圧力Pmから定常運転時および過渡運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrを正確に且つ簡単に求めることができることになる。この場合、定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrは定常運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrから算出することもできるし、上述の式(45)を用いて差ΔKLから算出することもできる。 Therefore, the EGR control valve passage gas flow rate m egr during steady operation and transient operation can be accurately and easily obtained from the intake pipe pressure P m using the above-described equation (46). In this case, the in-cylinder charged EGR gas amount M c-egr at the time of steady operation can be calculated from the EGR control valve passage gas flow rate m egr at the time of steady operation, or from the difference ΔKL using the above-described equation (45). It can also be calculated.

図43は上述した本実施形態におけるEGR制御弁通過ガス流量megrの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。 FIG. 43 shows a routine for calculating the EGR control valve passage gas flow rate m egr in this embodiment described above. This routine is executed by interruption every predetermined time.

図43を参照すると、まずステップ100では吸気管圧力Pm、機関回転数NE、およびEGR開度θeが読み込まれる。続くステップ101では、大気温度補正係数ktaおよび大気圧補正係数kpaが算出される。続くステップ102では、図36、図37(B)、および図41のマップから、基準環境状態のもとでの接続点CPにおける吸気管圧力d*および機関負荷率c*,r*が算出される。続くステップ103では、ktha,kpaによりd*,c*,r*を補正することにより、パラメータd,c,rが算出される。続くステップ104では、検出された吸気管圧力Pmが接続点における吸気管圧力d以下か否かが判別される。Pm≦dのときには次いでステップ105に進み、図35(C)および図40(A)のマップからa1*,e1*が算出される。続くステップ106では、勾配a*,e*がそれぞれa1*,e1*とされる。次いでステップ109に進む。これに対し、Pm>dのときには次いでステップ107に進み、図35(D)および図40(B)のマップからa2*,e2*が算出される。続くステップ108では、勾配a*,e*がそれぞれa2*,e2*とされる。次いでステップ109に進む。 Referring to FIG. 43, first, at step 100, the intake pipe pressure P m , the engine speed NE, and the EGR opening degree θ e are read. In the subsequent step 101, an atmospheric temperature correction coefficient k t a and an atmospheric pressure correction coefficient k p a are calculated. In the subsequent step 102, the intake pipe pressure d * and the engine load ratios c * and r * at the connection point CP under the reference environmental condition are calculated from the maps of FIGS. 36, 37 (B), and 41. The In the next step 103, parameters d, c, r are calculated by correcting d * , c * , r * by ktha, kpa. In step 104, the detected intake pipe pressure P m is whether following the intake pipe pressure d at the connection point is determined. When P m ≦ d, the routine proceeds to step 105, where a1 * and e1 * are calculated from the maps of FIG. 35 (C) and FIG. 40 (A). In the subsequent step 106, the gradients a * and e * are set to a1 * and e1 * , respectively. Next, the routine proceeds to step 109. On the other hand, when P m > d, the routine proceeds to step 107, where a2 * and e2 * are calculated from the maps of FIG. 35 (D) and FIG. 40 (B). In the following step 108, the gradients a * and e * are set to a2 * and e2 * , respectively. Next, the routine proceeds to step 109.

ステップ109では、ktha,kpaによりa*,e*を補正することにより、パラメータa,eが算出される。続くステップ110では、式(44)に基づいて機関負荷率KLoffが算出される(KLoff=a・(Pm−d)+c)。続くステップ111では、式(43)に基づいて機関負荷率KLonが算出される(KLon=e・(Pm−d)+r)。続くステップ112では差ΔKLが算出される(ΔKL=KLoff−KLon)。続くステップ113では、式(45)に基づいてEGR制御弁通過ガス流量megrが算出される(megr=kegr2・ΔKL)。 In step 109, parameters a and e are calculated by correcting a * and e * with ktha and kpa. In the subsequent step 110, the engine load factor KLoff is calculated based on the equation (44) (KLoff = a · (P m −d) + c). In the subsequent step 111, the engine load factor KLon is calculated based on the equation (43) (KLon = e · (P m −d) + r). In the following step 112, the difference ΔKL is calculated (ΔKL = KLoff−KLon). In the following step 113, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated based on the equation (45) (m egr = kegr2 · ΔKL).

上述の実施形態では、機関負荷率KLoff,KLonを、それぞれ、2つの一次関数式により表している。しかしながら、機関負荷率KLoff,KLonを、それぞれ、n個のm次関数式により表すこともできる(n,m=1,2…)。   In the above-described embodiment, the engine load factors KLoff and KLon are each represented by two linear function equations. However, the engine load factors KLoff and KLon can also be expressed by n m-order function equations (n, m = 1, 2,...), Respectively.

したがって、上述の実施形態では、定常運転時で且つEGRガスが供給されていないときの筒内充填新気量または機関負荷率KLoffを吸気管圧力Pmの関数式である第1の関数式により表すと共に第1の関数式を予め求めて記憶しておき、定常運転時で且つEGRガスが供給されているときの筒内充填新気量または機関負荷率KLonを吸気管圧力Pmの関数式である第2の関数式により表すと共に第2の関数式を予め求めて記憶しておき、前記求められた吸気管圧力Pmから前記第1および第2の関数式を用いてそれぞれ筒内充填新気量または機関負荷率KLoff,KLonを算出し、これら算出された筒内充填新気量または機関負荷率KLoff,KLonの差ΔKLを算出し、EGR制御弁通過ガス量megrを差ΔKLに基づいて算出しているということになる。 Thus, in the embodiment described above, the first function formula cylinder charging fresh air amount or the engine load factor KLoff when the EGR gas is not being supplied and at the time of steady operation which is a function expression of the intake pipe pressure P m the first function formula previously obtained is stored a function expression of the cylinder charging fresh air amount or the engine load factor KLon intake pipe pressure P m when and EGR gas in the time of steady state operation is supplied with representative And the second function equation is obtained and stored in advance, and the in-cylinder filling is performed from the obtained intake pipe pressure P m by using the first and second function equations. The fresh air amount or engine load factor KLoff, KLon is calculated, the difference ΔKL between the calculated in-cylinder charged fresh air amount or engine load factor KLoff, KLon is calculated, and the EGR control valve passage gas amount m egr is set to the difference ΔKL. Calculation based on And it comes to that.

さらに一般的に言うと、定常運転時で且つEGRガスが供給されていないときの筒内充填新気量または機関負荷率KLoffと、定常運転時で且つEGRガスが供給されているときの筒内充填新気量または機関負荷率KLonとの差ΔKLを吸気管圧力Pmの関数式により表すと共に、関数式を予め求めて記憶しておき、吸気管圧力Pmを求め、求められた吸気管圧力Pmから前記関数式を用いて前記差ΔKLを算出し、定常運転時および過渡運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrならびに定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrを、この差ΔKLに基づいて算出しているということになる。 More generally speaking, the in-cylinder charged fresh air amount or engine load factor KLoff at the time of steady operation and when EGR gas is not supplied, and the in-cylinder at the time of steady operation and when EGR gas is supplied The difference ΔKL from the charged fresh air amount or the engine load factor KLon is expressed by a function expression of the intake pipe pressure P m , and the function expression is obtained and stored in advance to obtain the intake pipe pressure P m, and the obtained intake pipe The difference ΔKL is calculated from the pressure P m using the functional equation, and the EGR control valve passage gas flow rate m egr during steady operation and transient operation, and the in-cylinder charged EGR gas amount M c-egr during steady operation, The calculation is based on this difference ΔKL.

次に、本発明の別の実施形態を説明する。
上述した差ΔKLはKLoffおよびKLonをそれぞれ表す式(44),(43)を用いて次式(47)のように表すことができる。
ΔKL=KLoff−KLon
=(a−e)・(Pm−d)+(c−r) (47)
ここで、(a−e)=h,(c−r)=iと置き換えると、式(47)は次のようになる。
ΔKL=h・(Pm−d)+i (48)
h=h1 …Pm≦d
h=h2 …Pm>d
Next, another embodiment of the present invention will be described.
The above-described difference ΔKL can be expressed as the following equation (47) using equations (44) and (43) representing KLoff and KLon, respectively.
ΔKL = KLoff−KLon
= (A-e) · ( P m -d) + (c-r) (47)
Here, when (a−e) = h and (c−r) = i are replaced, Equation (47) becomes as follows.
ΔKL = h · (P m −d) + i (48)
h = h1... P m ≦ d
h = h2... P m > d

したがって、差ΔKLは、図44に示されるように、勾配が互いに異なり且つ接続点CPにおいて連続している、吸気管圧力Pmの2つの一次関数式により表されることになる。すなわち、吸気管圧力Pmが小さいときには勾配h1の一次関数式により、吸気管圧力Pmが高いときには勾配h2の一次関数式により、差ΔKLが表される。 Therefore, as shown in FIG. 44, the difference ΔKL is expressed by two linear function expressions of the intake pipe pressure P m having different slopes and continuous at the connection point CP. That is, the difference ΔKL is expressed by a linear function expression of the gradient h1 when the intake pipe pressure P m is low, and by a linear function expression of the gradient h2 when the intake pipe pressure P m is high.

本実施形態では、差ΔKLを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式が式(48)に示す形で予めROM34内に記憶されている。このようにすると、パラメータの数をさらに少なくすることができる。
この式(48)の各パラメータh,d,iは次式に基づいて算出される。
h1=h1*・ktha
h2=h2*・ktha
i=i*・ktha・kpa
ここで、h1*,h2*,i*はそれぞれ、機関周囲環境状態が基準環境状態であるときの、勾配および接続点CPにおける差である。これらh1*,h2*,i*は予め実験により求められており、それぞれ機関回転数NEおよびEGR開度θeの関数として図45(A),(B),(C)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。なお、パラメータdは上述の実施形態と同様であるので説明を省略する。
In the present embodiment, two linear function expressions of the intake pipe pressure P m representing the difference ΔKL are stored in advance in the ROM 34 in the form shown in Expression (48). In this way, the number of parameters can be further reduced.
Each parameter h, d, i in the equation (48) is calculated based on the following equation.
h1 = h1 * · ktha
h2 = h2 * · ktha
i = i * · ktha · kpa
Here, h1 * , h2 * , and i * are the differences in the gradient and the connection point CP, respectively, when the engine ambient environment state is the reference environment state. These h1 *, h2 *, i * Figure 45 is obtained by experiment in advance, as a function of the engine speed NE and the EGR opening theta e respectively (A), (B), of a map shown in (C) Is stored in the ROM 34 in advance. The parameter d is the same as that in the above-described embodiment, and thus the description thereof is omitted.

したがって、一般的に言うと、互いに異なる複数のEGR開度θeに対し、差ΔKLを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式がそれぞれ予め求められて記憶されているということになる。また、互いに異なる複数の機関回転数NEに対し、差ΔKLを表す吸気管圧力Pmの2つの一次関数式が予め求められて記憶されているということにもなる。 Therefore, generally speaking, for a plurality of different EGR opening degrees θ e , two linear function expressions of the intake pipe pressure P m representing the difference ΔKL are respectively obtained and stored in advance. Also, different with respect to a plurality of engine speed NE, it becomes that the two linear functions of the intake pipe pressure P m representing the difference ΔKL are stored previously obtained one another.

図46は上述した本発明の別の実施形態におけるEGR制御弁通過ガス流量megrの算出ルーチンを示している。このルーチンは予め定められた設定時間毎の割り込みによって実行される。 FIG. 46 shows a calculation routine of the EGR control valve passage gas flow rate m egr in another embodiment of the present invention described above. This routine is executed by interruption every predetermined time.

図46を参照すると、まずステップ120では吸気管圧力Pm、機関回転数NE、およびEGR開度θeが読み込まれる。続くステップ121では、大気温度補正係数kthaおよび大気圧補正係数kpaが算出される。続くステップ122では、図36および図45(C)のマップから、基準環境状態のもとでの接続点CPにおける吸気管圧力d*および差i*が算出される。続くステップ123では、ktha,kpaによりd*,i*を補正することにより、パラメータd,iが算出される。続くステップ124では、検出された吸気管圧力Pmが接続点における吸気管圧力d以下か否かが判別される。Pm≦dのときには次いでステップ125に進み、図45(A)のマップからh1*が算出される。続くステップ126では、勾配h*がh1*とされる。次いでステップ129に進む。これに対し、Pm>dのときには次いでステップ127に進み、図45(B)のマップからh2*が算出される。続くステップ128では、勾配h*がh2*とされる。次いでステップ129に進む。 Referring to FIG. 46, first, at step 120, the intake pipe pressure P m , the engine speed NE, and the EGR opening degree θ e are read. In the following step 121, the atmospheric temperature correction coefficient ktha and the atmospheric pressure correction coefficient kpa are calculated. In the subsequent step 122, the intake pipe pressure d * and the difference i * at the connection point CP under the reference environmental condition are calculated from the maps of FIGS. 36 and 45C. In the following step 123, parameters d and i are calculated by correcting d * and i * with ktha and kpa. In step 124, the detected intake pipe pressure P m is whether following the intake pipe pressure d at the connection point is determined. When P m ≦ d, the routine proceeds to step 125, where h1 * is calculated from the map of FIG. In the following step 126, the gradient h * is set to h1 * . Next, the routine proceeds to step 129. On the other hand, when P m > d, the routine proceeds to step 127, where h2 * is calculated from the map of FIG. In the following step 128, the gradient h * is set to h2 * . Next, the routine proceeds to step 129.

ステップ129では、ktha,kpaによりh*を補正することにより、パラメータhが算出される。続くステップ130では、式(48)に基づいて差ΔKLが算出される(ΔKL=h・(Pm−d)+i)。続くステップ131では、式(46)に基づいてEGR制御弁通過ガス流量megrが算出される(megr=kegr2・ΔKL)。
ここで、EGR開度θeについて簡単に説明する。上述したように、EGR開度はEGR制御弁22のステップモータのステップ数STPで表され、すなわち、ステップ数STPがゼロになるとEGR制御弁22は閉弁し、ステップ数STPが大きくなるとEGR開度も大きくなる。
In step 129, the parameter h is calculated by correcting h * with ktha and kpa. In the following step 130, the difference ΔKL is calculated based on the equation (48) (ΔKL = h · (P m −d) + i). In the following step 131, the EGR control valve passage gas flow rate m egr is calculated based on the equation (46) (m egr = kegr2 · ΔKL).
Here, the EGR opening degree θ e will be briefly described. As described above, the EGR opening degree is represented by the step number STP of the step motor of the EGR control valve 22. That is, when the step number STP becomes zero, the EGR control valve 22 is closed, and when the step number STP increases, the EGR opening. The degree also increases.

ところが、実際には、図47に示されるようにステップ数STPがゼロから大きくなっても、EGR制御弁22は直ちに開弁せず、ステップ数STPがSTP1を越えるとようやくEGR制御弁22が開弁する。このため、ステップ数STPからSTP1だけ減算した結果(STP−STP1)でもって、EGR開度θeを表す必要がある。
また、EGR制御弁22には通常、製造誤差が含まれているので、ステップ数STPに対する実際のEGR開度θeが正規の開度からずれている恐れがある。そこで、図1に示される内燃機関では、実際のEGR開度を正規の開度に一致させるための補正係数kgを求め、この補正係数kgをステップ数STPに加算するようにしている。
However, in practice, as shown in FIG. 47, even when the step number STP increases from zero, the EGR control valve 22 does not open immediately, and when the step number STP exceeds STP1, the EGR control valve 22 is finally opened. I speak. For this reason, it is necessary to represent the EGR opening degree θ e by the result of subtracting STP1 from the step number STP (STP−STP1).
Further, the EGR control valve 22 usually because it contains manufacturing errors, there is a possibility that actual EGR opening theta e for the number of steps STP is deviated from the normal opening degree. Therefore, in the internal combustion engine shown in FIG. 1, a correction coefficient kg for making the actual EGR opening coincide with the normal opening is obtained, and this correction coefficient kg is added to the step number STP.

したがって、EGR開度θeは次式に基づいて表されることになる。
θe=STP−STP0+kg
ここで、STP0は図面公差中央品においてEGR制御弁22が開弁し始めるステップ数である。本実施形態では、このようにして算出されるEGR開度θeをマップの引数として用いている。
Therefore, the EGR opening degree θ e is expressed based on the following equation.
θ e = STP−STP0 + kg
Here, STP0 is the number of steps at which the EGR control valve 22 starts to open in the drawing tolerance center product. In the present embodiment, the EGR opening degree θ e calculated in this way is used as an argument of the map.

ところで、上述のように算出されるEGR制御弁通過ガス流量megrまたは定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrを、排気温度Teを考慮してさらに補正することもできる。 Incidentally, the in-cylinder charged EGR gas amount M c-egr at the calculated the EGR control valve passage gas flow rate m egr or during steady-state operation as described above may be further corrected in consideration of the exhaust temperature T e.

EGR制御弁通過ガス流量megrを補正する場合について説明すると、この場合のEGR制御弁通過ガス流量megrは例えば次式で表される。
egr=megr・kwu・krtd・kinc
ここで、kwuは暖機時補正係数を、krtdは遅角時補正係数を、kincは増量時補正係数を、それぞれ表している。
To describe a case of correcting the EGR control valve passage gas flow rate m egr, the EGR control valve passage gas flow rate m egr in this case is represented for example by the following equation.
m egr = m egr・ kwu ・ krtd ・ kinc
Here, kwu represents a warm-up correction coefficient, kr t d represents a retard correction coefficient, and kinc represents an increase correction coefficient.

暖機時補正係数kwuは機関暖機運転時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrを補正するためのものである。すなわち、暖機運転時には暖機運転完了後に比べて排気温度Teが低くなっており、その分だけEGR制御弁通過ガス流量megr(g/sec)が多くなる。上記式(43),(44)または式(48)を用いて算出されるEGR制御弁通過ガス流量megrは暖機運転完了後におけるEGR制御弁通過ガス流量であるので、これを補正する必要があるのである。 The warm-up correction coefficient kwu is for correcting the EGR control valve passage gas flow rate m egr during engine warm-up operation. That is, during the warm-up operation, the exhaust gas temperature Te is lower than after the completion of the warm-up operation, and the EGR control valve passage gas flow rate m egr (g / sec) increases accordingly. Since the EGR control valve passage gas flow rate m egr calculated using the above equation (43), (44) or equation (48) is the EGR control valve passage gas flow rate after completion of the warm-up operation, it is necessary to correct this. There is.

暖機時補正係数kwuは、図48(A)に示されるように、暖機の程度を表す機関冷却水温THWが高くなるにつれて小さくなり、暖機完了を表す温度TWU以上になると1.0に保持される。この暖機時補正係数kwuは図48(A)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。
一方、遅角時補正係数krtdは点火時期の遅角補正時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrを補正するためのものである。すなわち、遅角補正時には遅角補正が行われないときに比べて排気温度Teが高くなっており、その分だけEGR制御弁通過ガス流量megrが少なくなる。
As shown in FIG. 48 (A), the warm-up correction coefficient kwu decreases as the engine coolant temperature THW representing the degree of warm-up increases, and reaches 1.0 when the temperature TWU indicates the completion of warm-up. Retained. The warm-up correction coefficient kwu is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map shown in FIG.
On the other hand, the retard correction coefficient krtd is used to correct the EGR control valve passage gas flow rate m egr when the ignition timing is retarded. That is, the exhaust gas temperature Te is higher at the time of retard correction than at the time when the retard correction is not performed, and the EGR control valve passage gas flow rate m egr decreases accordingly.

遅角時補正係数krtdは、図48(B)に示されるように、遅角量RTDがゼロのときに1.0であり、遅角量RTDが大きくなるにつれて小さくなる。この遅角時補正係数krtdは図48(B)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。   As shown in FIG. 48B, the retardation correction coefficient krtd is 1.0 when the retardation amount RTD is zero, and decreases as the retardation amount RTD increases. The retardation correction coefficient krtd is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map shown in FIG.

さらに、増量時補正係数kincは燃料噴射量の増量補正時におけるEGR制御弁通過ガス流量megrを補正するためのものである。すなわち、増量補正時には増量補正が行われないときに比べて排気温度Teが低くなっており、その分だけEGR制御弁通過ガス流量megrが多くなる。
増量時補正係数kincは、図48(C)に示されるように、増量補正分Fincがゼロのときに1.0であり、増量補正分Fincが大きくなるにつれて大きくなる。この増量時補正係数kincは図48(C)に示されるマップの形で予めROM34内に記憶されている。
このようにすると、EGR制御弁通過ガス流量megrをさらに高精度で求めることができる。
Further, the increase correction coefficient kinc is used to correct the EGR control valve passage gas flow rate m egr when the fuel injection amount is increased. That is, the exhaust gas temperature Te is lower during the increase correction than when the increase correction is not performed, and the EGR control valve passage gas flow rate m egr increases accordingly.
As shown in FIG. 48C, the increase correction coefficient kinc is 1.0 when the increase correction Finc is zero, and increases as the increase correction Finc increases. This increase correction coefficient kinc is stored in advance in the ROM 34 in the form of a map shown in FIG.
In this way, the EGR control valve passage gas flow rate m egr can be obtained with higher accuracy.

なお、点火時期遅角補正または燃料増量補正が行われないときの排気温度Teを機関運転状態(例えば、機関回転数NEおよび要求負荷L)の関数として予め求めておき、実際の排気温度Teを検出または推定し、遅角補正または燃料増量補正が行われないときの排気温度Teと実際の排気温度Teとの差に基づいてEGR制御弁通過ガス流量megrを補正するようにしてもよい。定常運転時における筒内充填EGRガス量Mc-egrも同様であるので、説明を省略する。 Incidentally, the engine operating state the exhaust temperature T e when the ignition timing retard correction or fuel increasing correction is not performed (e.g., the engine speed NE and required load L) determined in advance as a function of the actual exhaust temperature T detecting or estimating e, so as to correct the EGR control valve passage gas flow rate m egr based on the difference between the actual exhaust temperature T e and the exhaust temperature T e when the retard correction or fuel increasing correction is not performed May be. The same is true for the in-cylinder charged EGR gas amount M c-egr during the steady operation, and a description thereof is omitted.

図1に示される内燃機関では上述したように、EGR制御弁22下流のEGR通路21が分岐されて各気筒の吸気枝管12にそれぞれ接続されている。この構成において、各気筒に供給されるEGRガスの量にばらつきが生ずるのを抑制するために、図49に示されるように、EGR制御弁22下流の各EGR通路21内に絞り23を設けることができる。   In the internal combustion engine shown in FIG. 1, as described above, the EGR passage 21 downstream of the EGR control valve 22 is branched and connected to the intake branch pipe 12 of each cylinder. In this configuration, in order to suppress variation in the amount of EGR gas supplied to each cylinder, as shown in FIG. 49, a throttle 23 is provided in each EGR passage 21 downstream of the EGR control valve 22. Can do.

この場合、まず、定常運転時であれば、絞り23を通過するEGRガスの流量である絞り通過ガス流量mchk(g/sec)はEGR制御弁通過ガス流量megrに一致する。したがって、これまでの説明からわかるように、定常運転時における絞り通過ガス流量mchkを差ΔKLに基づいて算出することができるということになる。なお、絞り通過ガス流量mchkは吸気管部分に流入するEGRガスの流量を表している。 In this case, first, during steady operation, the throttle passage gas flow rate mchk (g / sec), which is the flow rate of the EGR gas passing through the throttle 23, matches the EGR control valve passage gas flow rate m egr . Therefore, as can be seen from the above description, the throttle passage gas flow rate mchk during steady operation can be calculated based on the difference ΔKL. The throttle passage gas flow rate mchk represents the flow rate of the EGR gas flowing into the intake pipe portion.

一方、過渡運転時には、絞り通過ガス流量mchkはEGR制御弁通過ガス流量megrに必ずしも一致しない。しかしながら、EGR制御弁22から絞り23までのEGR通路21内の容積が比較的小さい場合には、mchkはmegrに概ね一致する。したがって、EGR制御弁22から絞り23までのEGR通路21内の容積が比較的小さい場合には、定常運転時であろうと過渡運転時であろうと、絞り通過ガス流量mchkを差ΔKLに基づいて算出できるということになる。 On the other hand, during transient operation, the throttle passage gas flow rate mchk does not necessarily match the EGR control valve passage gas flow rate m egr . However, when the volume in the EGR passage 21 from the EGR control valve 22 to the throttle 23 is relatively small, mchk substantially matches m egr . Accordingly, when the volume in the EGR passage 21 from the EGR control valve 22 to the throttle 23 is relatively small, the throttle passage gas flow rate mchk is calculated based on the difference ΔKL, whether in steady operation or transient operation. It will be possible.

これまで述べてきた本実施形態では、例えば、計算モデルを用いて推定された吸気管圧力Pm、あるいは、圧力センサ39により検出された吸気管圧力Pmから機関負荷率KLon,KLoffまたは差ΔKLを算出するようにしている。しかしながら、例えば、スロットル開度、またはスロットル弁17上流の吸気ダクト14内に配置されたエアフローメータの出力に基づき吸気管圧力Pmを推定し、この推定された吸気管圧力Pmから機関負荷率KLを算出することもできる。
ここで、スロットル開度に基づいて吸気管圧力Pmを推定する場合には、吸気管圧力Pmを、スロットル開度θtと、機関回転数NEと、EGR開度θeとの関数として予め求められ、これがマップの形で記憶される。
In the present embodiment described so far, for example, the engine load factor KLon, KLoff or the difference ΔKL from the intake pipe pressure P m estimated using the calculation model or the intake pipe pressure P m detected by the pressure sensor 39. Is calculated. However, for example, the intake pipe pressure P m is estimated based on the throttle opening or the output of an air flow meter arranged in the intake duct 14 upstream of the throttle valve 17, and the engine load factor is calculated from the estimated intake pipe pressure P m. KL can also be calculated.
Here, when the intake pipe pressure P m is estimated based on the throttle opening, the intake pipe pressure P m is a function of the throttle opening θ t , the engine speed NE, and the EGR opening θ e. It is obtained in advance and stored in the form of a map.

一方、エアフローメータの出力に基づいて吸気管圧力Pmを推定する場合、エアフローメータの検出精度などのために、推定された吸気管圧力Pmが、吸気管圧力Pmがとりうる最高圧Pmmaxを越える恐れがある。ところが、Pm>Pmmaxの領域では、図50(B)に示されるように、上述の式(43)で表される機関負荷率KLonが式(44)で表される機関負荷率KLoffよりも大きくなっている場合があり、この場合には、差ΔKLが負値になる。すなわち、推定された吸気管圧力Pmが最高圧Pmmaxを越えると、差ΔKLを正確に算出できなくなる恐れがある。 On the other hand, when the intake pipe pressure P m is estimated based on the output of the air flow meter, the estimated intake pipe pressure P m is the maximum pressure P that can be taken by the intake pipe pressure P m for the detection accuracy of the air flow meter. May exceed mmax . However, in the region where P m > P mmax , as shown in FIG. 50B, the engine load factor KLon expressed by the above equation (43) is more than the engine load factor KLoff expressed by the equation (44). In this case, the difference ΔKL becomes a negative value. In other words, the estimated intake pipe pressure P m is exceeds the maximum pressure P mmax, there may not be accurately calculating the difference [Delta] KL.

そこで、図50(A)に示されるように、Pm>Pmmaxの領域では、差ΔKLを一定値ΔKLCに保持すれば、このような不具合をなくすことができる。すなわち、推定された吸気管圧力Pmが最高圧Pmmaxを越えたときに、差ΔKLを正確に算出し続けることができるのである。 Therefore, as shown in FIG. 50A , in the region where P m > P mmax , such a problem can be eliminated if the difference ΔKL is held at a constant value ΔKLC. That is, when the estimated intake pipe pressure P m exceeds the maximum pressure P mmax, it is possible to continue to accurately calculate the difference [Delta] KL.

ところで、図51に示されているように、各気筒5に対応する吸気枝管13内に、隔壁24によって互いに分離された一対の吸気通路13a,13bが設けられ、一方の吸気通路13b内にスワール制御弁25が配置されている内燃機関が知られている。   Incidentally, as shown in FIG. 51, a pair of intake passages 13a and 13b separated from each other by a partition wall 24 are provided in the intake branch pipe 13 corresponding to each cylinder 5, and in one intake passage 13b. An internal combustion engine in which a swirl control valve 25 is arranged is known.

このスワール制御弁25は、例えば、機関低負荷運転時に閉弁され、機関高負荷運転時に開弁される。図51(A)に示したように、スワール制御弁25が開弁されると、両吸気通路13a,13bからガスが気筒5内に流入し、したがって、気筒5内に十分な量の新気が供給される。一方、図51(B)に示したように、スワール制御弁25が閉弁されると、一方の吸気通路13aからのみガスが気筒5内に流入し、斯くして、気筒5内にシリンダ軸線周りの旋回流が形成される。   For example, the swirl control valve 25 is closed during engine low load operation and opened during engine high load operation. As shown in FIG. 51 (A), when the swirl control valve 25 is opened, gas flows into the cylinder 5 from both intake passages 13a and 13b, and therefore a sufficient amount of fresh air enters the cylinder 5. Is supplied. On the other hand, as shown in FIG. 51 (B), when the swirl control valve 25 is closed, the gas flows into the cylinder 5 only from one intake passage 13a. A surrounding swirl flow is formed.

ここで、スワール制御弁25が閉弁されると、上述したように、ガスは一方の吸気通路13aのみから気筒5内に流入するようになるので、EGR制御弁22から気筒5までの流路の容積は、スワール制御弁25が開弁されている場合に比べて、小さくなる。
また、スワール制御弁25が閉弁されると、EGR通路21の出口近傍におけるガスの流速が速くなる。特に、図51に示されているように、EGR通路21が隔壁24によって分離された領域において吸気通路13aに接続されている場合には、スワール制御弁25が閉弁されたときのEGR通路21の出口近傍におけるガス流速の上昇は大きい。
Here, when the swirl control valve 25 is closed, as described above, the gas flows into the cylinder 5 from only one of the intake passages 13a, so the flow path from the EGR control valve 22 to the cylinder 5 Is smaller than the case where the swirl control valve 25 is opened.
Further, when the swirl control valve 25 is closed, the gas flow velocity in the vicinity of the outlet of the EGR passage 21 is increased. In particular, as shown in FIG. 51, when the EGR passage 21 is connected to the intake passage 13a in the region separated by the partition wall 24, the EGR passage 21 when the swirl control valve 25 is closed. The increase in gas flow velocity in the vicinity of the outlet of the gas is large.

このように、スワール制御弁25が閉弁されると、スワール制御弁25が開弁されている場合に比べて、EGR制御弁22から気筒5までの流路の容積は小さくなり、且つ、EGR通路21の出口近傍のガスの流速が速くなるので、排気ガスがEGR制御弁22を通過してから気筒5に到達するのにかかる時間は短くなり、且つ、EGR制御弁22下流のEGR通路21内および吸気通路13a内における排気ガスの拡散が促進される。
すなわち、このことは、スワール制御弁25が閉弁されると、スワール制御弁25が開弁されている場合に比べて、上述の無駄時間Td2が短くなり、且つ、上述の時定数τ2が小さくなる。
Thus, when the swirl control valve 25 is closed, the volume of the flow path from the EGR control valve 22 to the cylinder 5 becomes smaller than when the swirl control valve 25 is opened, and the EGR Since the flow velocity of the gas in the vicinity of the outlet of the passage 21 is increased, the time required for the exhaust gas to reach the cylinder 5 after passing through the EGR control valve 22 is shortened, and the EGR passage 21 downstream of the EGR control valve 22 is used. The diffusion of exhaust gas in the inside and the intake passage 13a is promoted.
That is, this means that when the swirl control valve 25 is closed, the above-described dead time Td2 is shortened and the above-described time constant τ2 is small as compared with the case where the swirl control valve 25 is opened. Become.

そこで、内燃機関がスワール制御弁25を備えている場合においては、上述の実施形態において、スワール制御弁25が開弁された状態を基準にして、機関回転数NEを変数とした無駄時間Td2および時定数τ2のマップを予め実験等で求めてROM34に記憶しておき、スワール制御弁25が開弁されているときには、このマップから機関回転数NEに基づいて求まる無駄時間Td2および時定数τ2を用いて、筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出する。 Therefore, when the internal combustion engine includes the swirl control valve 25, in the above-described embodiment, the dead time Td2 with the engine speed NE as a variable based on the state where the swirl control valve 25 is opened and A map of the time constant τ2 is obtained in advance by experiments or the like and stored in the ROM 34. When the swirl control valve 25 is opened, a dead time Td2 and a time constant τ2 obtained from this map based on the engine speed NE are obtained. In-cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is calculated.

ここでの無駄時間Td2および時定数τ2のマップは、それぞれ、図17(a)および(B)のような形になる。
一方、スワール制御弁25が閉弁されたときには、図17(A)および(B)に示したマップから機関回転数NEに基づいて無駄時間Td2および時定数τ2を求め、これら無駄時間Td2および時定数τ2に1.0よりも小さい補正係数を乗じて算出した無駄時間Td2および時定数τ2を用いて、筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出する。
これによれば、内燃機関がスワール制御弁を備えている場合にも、より正確に筒内流入排気ガス流量を算出することができる。
The maps of the dead time Td2 and the time constant τ2 here are in the form as shown in FIGS. 17A and 17B, respectively.
On the other hand, when the swirl control valve 25 is closed, the dead time Td2 and the time constant τ2 are obtained from the map shown in FIGS. 17A and 17B based on the engine speed NE, and these dead time Td2 and hour The cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr is calculated using the dead time Td2 calculated by multiplying the constant τ2 by a correction coefficient smaller than 1.0 and the time constant τ2.
According to this, even when the internal combustion engine includes a swirl control valve, the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate can be calculated more accurately.

なお、この技術思想は、より一般的に言うと、機関運転状態に応じてEGR制御弁から吸気弁までの通路容積が変更せしめられ、あるいは、機関運転状態に応じて吸気通路の流路断面積が変更せしめられることによって吸気通路へ開口するEGR通路の出口近傍のガス流速が変更せしめられるようになっている内燃機関にも、等しく適用可能である。   More generally speaking, the technical idea is that the passage volume from the EGR control valve to the intake valve is changed according to the engine operating state, or the flow passage cross-sectional area of the intake passage is changed according to the engine operating state. The present invention is equally applicable to an internal combustion engine in which the gas flow velocity in the vicinity of the outlet of the EGR passage that opens to the intake passage is changed.

ところで、図51に示したようにスワール制御弁を備えた内燃機関において、スワール制御弁が閉弁されると、上述したように、スワール制御弁が開弁されている場合に比べて、EGR制御弁から気筒までの流路の容積が小さくなり、且つ、EGR通路の出口近傍のガスの流速が速くなるので、筒内に充填されるEGRガス量は多くなる。
すなわち、スワール制御弁が閉弁されると、筒内に充填されるEGRガス量が多くなるので、逆に、筒内に充填される新気の量が少なくなり、したがって、機関負荷率が小さくなる。
By the way, in the internal combustion engine provided with the swirl control valve as shown in FIG. 51, when the swirl control valve is closed, as described above, the EGR control is performed as compared with the case where the swirl control valve is opened. Since the volume of the flow path from the valve to the cylinder is reduced and the flow velocity of the gas in the vicinity of the outlet of the EGR passage is increased, the amount of EGR gas filled in the cylinder is increased.
That is, when the swirl control valve is closed, the amount of EGR gas charged in the cylinder increases, and conversely, the amount of fresh air charged in the cylinder decreases, and therefore the engine load factor is small. Become.

したがって、内燃機関がスワール制御弁を備えている場合において、上述の式(43)を利用してEGRガスが気筒内に供給されている時の機関負荷率KLonを算出するときには、スワール制御弁が開弁しているか閉弁しているかによって、筒内に充填されるEGRガスの量が異なることを考慮するのが好ましい。   Therefore, when the internal combustion engine is provided with the swirl control valve, when calculating the engine load factor KLon when the EGR gas is supplied into the cylinder using the above equation (43), the swirl control valve is It is preferable to consider that the amount of EGR gas filled in the cylinder varies depending on whether the valve is opened or closed.

そこで、内燃機関がスワール制御弁25を備えている場合においては、上述の実施形態において、スワール制御弁25が開弁された状態を基準として、式(43)で用いられるパラメータe(e1*,e2*),d*,r*を設定するためのマップを実験等で求めてROM34に記憶しておき、スワール制御弁25が開弁されているときには、これらマップから各パラメータe(e1*,e2*),d*,r*を求め、これらパラメータに基づいて式(43)から機関負荷率KLonを算出する。 Therefore, in the case where the internal combustion engine includes the swirl control valve 25, in the above-described embodiment, the parameter e (e1 * ,) used in the equation (43) is based on the state in which the swirl control valve 25 is opened. A map for setting e2 * ), d * , r * is obtained by experiment or the like and stored in the ROM 34. When the swirl control valve 25 is opened, each parameter e (e1 * , e2 * ), d * , r * are obtained, and the engine load factor KLon is calculated from the equation (43) based on these parameters.

一方、スワール制御弁25が閉弁されたときには、上述のマッから各パラメータe(e1*,e2*),d*,r*を求め、これらパラメータの少なくとも一方に1.0よりも大きい補正係数を乗じて算出したパラメータに基づいて式(43)から機関負荷率KLonを算出する。
これによれば、内燃機関がスワール制御弁を備えている場合にも、より正確に機関負荷率KLonを算出することができる。
なお、この技術思想は、より一般的に言うと、機関運転状態に応じてEGR制御弁から吸気弁までの通路容積が変更せしめられ、あるいは、機関運転状態に応じて吸気通路の流路断面積が変更せしめられることによって吸気通路へ開口するEGR通路の出口近傍のガス流速が変更せしめられるようになっている内燃機関にも、等しく適用可能である。
On the other hand, when the swirl control valve 25 is closed, the parameters e (e1 * , e2 * ), d * , r * are obtained from the above-mentioned map, and a correction coefficient larger than 1.0 is set in at least one of these parameters. The engine load factor KLon is calculated from the equation (43) based on the parameter calculated by multiplying.
According to this, even when the internal combustion engine includes a swirl control valve, the engine load factor KLon can be calculated more accurately.
More generally speaking, the technical idea is that the passage volume from the EGR control valve to the intake valve is changed according to the engine operating state, or the flow passage cross-sectional area of the intake passage is changed according to the engine operating state. The present invention is equally applicable to an internal combustion engine in which the gas flow velocity in the vicinity of the outlet of the EGR passage that opens to the intake passage is changed.

また、筒内流入排気ガス流量を算出するのではなく、筒内流入新気流量を直接算出している場合には、スワール制御弁が閉弁されており且つ筒内流入排気ガス流量が多くなるときには、筒内流入新気流量が、スワール制御弁が開弁されている場合に比べて、早く少なくなるように補正するようにしてもよい。
また、上述の式(43)および(44)において、パラメータd*は、上述の実施形態では、式(43)および(44)において同じマップから求まる値としているが、式(43)にて用いられるパラメータd*と式(44)にて用いられるパラメータd*とを別のマップから求まる値としてもよい。
なお、流量に時間をかければ量が算出されることから、上述の実施形態において流量とは、実質的に、量をも意味するものである。
In addition, when the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate is calculated directly instead of the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate, the swirl control valve is closed and the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate increases. In some cases, the in-cylinder fresh air flow rate may be corrected so as to decrease earlier than when the swirl control valve is opened.
Further, in the above formulas (43) and (44), the parameter d * is a value obtained from the same map in formulas (43) and (44) in the above embodiment, but is used in formula (43). The parameter d * used and the parameter d * used in the equation (44) may be values obtained from different maps.
In addition, since the amount is calculated if time is taken for the flow rate, the flow rate in the above-described embodiment substantially means the amount.

また、本発明は、特に、EGR通路を介して吸気枝管に供給された排気ガスが、そこに溜まるようにEGR通路が吸気枝管(あるいは、吸気ポート)に接続されている内燃機関に適用されると、有利である。   The present invention is particularly applicable to an internal combustion engine in which the EGR passage is connected to the intake branch pipe (or intake port) so that the exhaust gas supplied to the intake branch pipe via the EGR passage is accumulated there. This is advantageous.

本発明の制御装置を備えた内燃機関全体を示す図である。It is a figure which shows the whole internal combustion engine provided with the control apparatus of this invention. EGR装置を備えていない内燃機関に適用可能な筒内流入ガス量モデルを示す図である。It is a figure which shows the cylinder inflow gas amount model applicable to the internal combustion engine which is not equipped with an EGR apparatus. スロットル開度と流量係数との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between a throttle opening and a flow coefficient. スロットル開度と開口断面積との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between throttle opening and opening cross-sectional area. 関数Φ(Pm/Pa)を示す図である。Is a diagram showing the function Φ a (P m / P a). スロットルモデルの基本概念を示す図である。It is a figure which shows the basic concept of a throttle model. EGR装置を備えていない内燃機関に適用可能な吸気管モデルの基本概念を示す図である。It is a figure which shows the basic concept of the intake pipe model applicable to the internal combustion engine which is not equipped with an EGR apparatus. 吸気弁モデルの基本概念を示す図である。It is a figure which shows the basic concept of an intake valve model. 筒内充填ガス量および筒内流入ガス流量の定義に関する図である。It is a figure regarding the definition of the cylinder filling gas amount and the cylinder inflow gas flow rate. EGR装置を備えた内燃機関に適用可能な本発明の筒内流入ガス量モデルを示す図である。It is a figure which shows the cylinder inflow gas amount model of this invention applicable to an internal combustion engine provided with the EGR apparatus. EGR装置を備えた内燃機関に適用可能な吸気管モデルの基本概念を示す図である。It is a figure which shows the basic concept of the intake pipe model applicable to the internal combustion engine provided with the EGR apparatus. EGR制御弁通過ガス流量の算出における基本概念を示す図である。It is a figure which shows the basic concept in calculation of an EGR control valve passage gas flow rate. 機関負荷率と排気圧との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between an engine load factor and exhaust pressure. EGR制御弁通過ガス流量と排気温度との関係を表した図である。It is a figure showing the relationship between an EGR control valve passage gas flow rate and exhaust temperature. EGR制御弁通過ガス流量が変化したときの流入排気ガス分流量の変化を示す図である。It is a figure which shows the change of an inflow exhaust gas partial flow rate when an EGR control valve passage gas flow rate changes. 流入排気ガス分流量に関する無駄時間Td1と時定数τ1とを示す図である。It is a figure which shows the dead time Td1 regarding the inflow exhaust gas partial flow rate, and time constant (tau) 1. 筒内流入排気ガス流量に関する無駄時間Td2と時定数τ2とを示す図である。It is a figure which shows the dead time Td2 regarding the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate, and time constant (tau) 2. 筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a routine for calculating a cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr . 無駄時間Tdと時定数τとを示す図である。It is a figure which shows dead time Td and time constant (tau). 流入排気ガス分流量に関する無駄時間Td1となまし数N1とを示す図である。It is a figure which shows the dead time Td1 regarding the inflow exhaust gas partial flow rate, and the number N1 of annealing. 筒内流入排気ガス流量に関する無駄時間Td2となまし数N2とを示す図である。It is a figure which shows the dead time Td2 regarding the in-cylinder inflow exhaust gas flow rate, and the number of annealing N2. 筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a routine for calculating a cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr . 気筒毎の分配係数を考慮して筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a routine for calculating a cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr in consideration of a distribution coefficient for each cylinder. 気筒毎の分配係数ならびに無駄時間および時定数を考慮して筒内流入排気ガス流量megr-egrを算出するためのルーチンを示すフローチャートである。7 is a flowchart showing a routine for calculating a cylinder inflow exhaust gas flow rate m egr-egr in consideration of a distribution coefficient for each cylinder, a dead time, and a time constant. 吸気弁閉弁タイミングCAと無駄時間Td2および時定数τ2との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between intake valve closing timing CA, dead time Td2, and time constant (tau) 2. 吸気弁閉弁タイミングCAと無駄時間Td2に関する補正係数Ktdおよび時定数τ2に関する補正係数Kτとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the correction coefficient Ktd regarding the intake valve closing timing CA, the dead time Td2, and the correction coefficient Kτ regarding the time constant τ2. 吸気弁閉弁タイミングCAと無駄時間Td2および時定数τ2との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between intake valve closing timing CA, dead time Td2, and time constant (tau) 2. 吸気弁閉弁タイミングCAと無駄時間Td2に関する補正係数Ktdおよび時定数τ2に関する補正係数Kτとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the correction coefficient Ktd regarding the intake valve closing timing CA, the dead time Td2, and the correction coefficient Kτ regarding the time constant τ2. 吸気弁閉弁タイミングCAと無駄時間Td2および時定数τ2との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between intake valve closing timing CA, dead time Td2, and time constant (tau) 2. 吸気弁閉弁タイミングCAと無駄時間Td2に関する補正係数Ktdおよび時定数τ2に関する補正係数Kτとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the correction coefficient Ktd regarding the intake valve closing timing CA, the dead time Td2, and the correction coefficient Kτ regarding the time constant τ2. EGR制御弁通過ガス量megrを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the EGR control valve passage gas amount m egr . 排気圧Pe、排気温度Te、およびPe/√Teを示す線図である。Exhaust pressure P e, is a graph showing the exhaust temperature T e, and P e / √T e. 関数Φ(Pm/Pe)を示す線図である。It is a diagram which shows a function ( Pm / Pe ). 機関負荷率KLonと吸気管圧力Pmとの関係の一例を示す線図である。Is a diagram showing an example of a relationship between the engine load factor KLon and the intake pipe pressure P m. 勾配e1,e2を示す線図である。It is a diagram which shows gradient e1, e2. 接続点における吸気管圧力dを示す線図である。It is a diagram which shows the intake pipe pressure d in a connection point. 接続点における機関負荷率rを示す線図である。It is a diagram which shows the engine load factor r in a connection point. 機関負荷率KLonと吸気管圧力Pmとの関係の一例を示す線図である。Is a diagram showing an example of a relationship between the engine load factor KLon and the intake pipe pressure P m. 機関負荷率KLoffと吸気管圧力Pmとの関係の一例を示す線図である。Is a diagram showing an example of a relationship between the engine load ratio KLoff and the intake pipe pressure P m. 勾配a1,a2を示す線図である。It is a diagram which shows gradient a1, a2. 接続点における機関負荷率cを示す線図である。It is a diagram which shows the engine load factor c in a connection point. 差ΔKLを説明するための線図である。It is a diagram for demonstrating difference (DELTA) KL. EGR制御弁通過ガス流量megrの算出ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation routine of the EGR control valve passage gas flow rate m egr . 差ΔKLと吸気管圧力Pmとの関係の一例を示す線図である。Is a diagram showing an example of the relationship between the difference ΔKL the intake pipe pressure P m. 勾配h1,h2および接続点における差iを示す線図である。It is a diagram which shows the difference i in gradient h1, h2 and a connection point. 本発明の別の実施形態による、EGR制御弁通過ガス流量megrの算出ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the calculation routine of the EGR control valve passage gas flow rate m egr by another embodiment of this invention. EGR開度θeとステップ数STPとの関係を示す線図である。It is a graph showing the relationship between the EGR opening degree theta e and the number of steps STP. 各種補正係数を示す線図である。It is a diagram which shows various correction coefficients. 本発明のさらに別の実施形態を示す内燃機関の部分図である。FIG. 6 is a partial view of an internal combustion engine showing still another embodiment of the present invention. 吸気管圧力Pmが最高圧Pmmaxを越えたときの機関負荷率KLを示す線図である。Intake pipe pressure P m is a diagram showing the engine load factor KL when exceeding the maximum pressure P mmax. スワール制御弁を備えた内燃機関の吸気枝管を示す図である。It is a figure which shows the intake branch pipe of the internal combustion engine provided with the swirl control valve.

符号の説明Explanation of symbols

1 機関本体
5 燃焼室
6 吸気弁
7 吸気ポート
8 排気弁
11 燃料噴射弁
13 吸気管
18 スロットル弁
22 EGR制御弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine main body 5 Combustion chamber 6 Intake valve 7 Intake port 8 Exhaust valve 11 Fuel injection valve 13 Intake pipe 18 Throttle valve 22 EGR control valve

Claims (12)

吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に前記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、該内燃機関の気筒内に流入する排気ガスの量である筒内流入排気ガス量を、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を利用して算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが気筒に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する筒内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを考慮して、筒内流入排気ガス量を算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、
上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる筒内流入排気ガス量算出装置。
An internal combustion engine in which an intake gas passage and an exhaust passage are connected via an exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas flow rate control valve for controlling the flow rate of exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage is disposed in the exhaust gas recirculation passage In the engine, the in-cylinder inflow exhaust gas amount that is the amount of exhaust gas flowing into the cylinder of the internal combustion engine is calculated using the passing exhaust gas amount that is the amount of exhaust gas that passes through the exhaust gas flow control valve In the in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation apparatus, the in-cylinder inflow exhaust gas with respect to the dead time corresponding to the time taken for the exhaust gas that has passed through the exhaust gas flow control valve to reach the cylinder and the change in the amount of exhaust gas passing through the cylinder In the in-cylinder inflow exhaust gas amount calculating device that calculates the inflow in-cylinder gas amount in consideration of the follow-up delay of the change in the gas amount,
The follow-up delay is a first-order delay, the time constant of the first-order delay and the dead time are changed according to the engine speed, and the dead time is calculated as the engine speed increases. apparatus.
吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に前記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を、該通過排気ガス量を変化させるパラメータを利用して算出し、該算出された通過排気ガス量を利用して、内燃機関の気筒内に流入する排気ガスの量である筒内流入排気ガス量を算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、前記パラメータの値を読み込み、該読込値に、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが気筒に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する筒内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを反映させ、該無駄時間と追従遅れが反映された読込値を利用して通過排気ガス量を算出する筒内流入排気ガス量算出装置において、
上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる筒内流入排気ガス量算出装置。
An internal combustion engine in which an intake gas passage and an exhaust passage are connected via an exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas flow rate control valve for controlling the flow rate of exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage is disposed in the exhaust gas recirculation passage In the engine, a passing exhaust gas amount that is the amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve is calculated using a parameter that changes the passing exhaust gas amount, and the calculated passing exhaust gas amount is used. Then, in the in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device that calculates the in-cylinder inflow exhaust gas amount that is the amount of exhaust gas flowing into the cylinder of the internal combustion engine, the value of the parameter is read, and the read value is used as the exhaust value. Reflects the dead time corresponding to the time it takes for the exhaust gas that has passed through the gas flow control valve to reach the cylinder, and the follow-up delay of the change in the in-cylinder inflow exhaust gas amount with respect to the change in the passing exhaust gas amount. In the cylinder inflow exhaust gas amount calculation device which calculates the passing exhaust gas amount by using the read value in which the dead time and tracking lag are reflected,
The follow-up delay is a first-order delay, the time constant of the first-order delay and the dead time are changed according to the engine speed, and the dead time is calculated as the engine speed increases. apparatus.
内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記算出された筒内流入排気ガス量に対する各気筒における実際の筒内流入排気ガス量の比を分配係数として予め求めておき、上記算出された筒内流入排気ガス量に該分配係数を乗ずることによって各気筒における筒内流入排気ガス量を算出する請求項1または2に記載の筒内流入排気ガス量算出装置。   An internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and a ratio of an actual in-cylinder inflow exhaust gas amount in each cylinder to the calculated in-cylinder inflow exhaust gas amount is obtained in advance as a distribution coefficient, and the calculated cylinder The in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device according to claim 1 or 2, wherein the inflow cylinder exhaust gas amount in each cylinder is calculated by multiplying the inflow exhaust gas amount by the distribution coefficient. 内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記追従遅れと無駄時間とが各気筒毎に設定されている請求項1〜3のいずれか1つに記載の筒内流入排気ガス量算出装置。   The in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and the follow-up delay and the dead time are set for each cylinder. 内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて制御されて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記追従遅れの設定値および無駄時間の設定値が変更される請求項1〜4のいずれか1つに記載の筒内流入排気ガス量算出装置。   The internal combustion engine is controlled according to the engine operating state to change the passage volume from the exhaust gas flow rate control valve to the intake valve, or is controlled according to the engine operating state to change the flow passage sectional area of the intake passage. Means for changing the flow rate of the gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage, and the set value of the following delay and the set time of the dead time according to the passage volume or the flow rate of the gas. The in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device according to any one of claims 1 to 4, wherein is changed. 上記通過排気ガス量を吸気通路内の圧力と該吸気通路内の圧力以外のパラメータとの関数でもって表された関数式を予め求めて記憶しておき、該関数式を利用して吸気通路内の圧力から通過排気ガス量を算出する請求項1に記載の内燃機関の筒内流入排気ガス量算出装置において、内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記吸気通路内の圧力以外のパラメータを変更する筒内流入排気ガス量算出装置。   A function equation expressed as a function of the pressure in the intake passage and a parameter other than the pressure in the intake passage is obtained in advance and stored, and the function equation is used to store the passing exhaust gas amount in the intake passage. 2. The in-cylinder inflow exhaust gas amount calculation device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas amount passing through the internal combustion engine is controlled in accordance with an engine operating state and the intake valve is controlled from the exhaust gas flow rate control valve. Means for changing the flow volume of the exhaust gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage by changing the cross-sectional area of the intake passage according to the engine operating state A cylinder inflow exhaust gas amount calculation device that changes parameters other than the pressure in the intake passage according to the passage volume or the gas flow rate. 吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に上記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、吸気通路内に流入する排気ガスの量である吸気通路内流入排気ガス量を、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を利用して算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが吸気通路に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する吸気通路内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを考慮して、吸気通路内流入排気ガス量を算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、
上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる吸気通路内流入排気ガス量算出装置。
An internal combustion engine in which an exhaust gas recirculation passage is connected to the intake passage and the exhaust passage and an exhaust gas flow rate control valve for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage is disposed in the exhaust gas recirculation passage In an engine, an intake air amount, which is an amount of exhaust gas flowing into the intake passage, is calculated using a passing exhaust gas amount, which is an amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve. In the in-passage exhaust gas amount calculation device, a dead time corresponding to a time taken for the exhaust gas that has passed through the exhaust gas flow control valve to reach the intake passage, and an inflow into the intake passage with respect to the change in the passing exhaust gas amount In the intake passage inflow exhaust gas amount calculation device for calculating the inflow exhaust gas amount in the intake passage in consideration of the follow-up delay of the change in the exhaust gas amount,
The follow-up delay is a primary delay, the time constant of the primary delay and the dead time are changed according to the engine speed, and the dead time is reduced as the engine speed increases. Calculation device.
吸気通路と排気通路とを排気ガス再循環通路を介して接続すると共に上記排気ガス再循環通路内を流れる排気ガスの流量を制御する排気ガス流量制御弁を排気ガス再循環通路内に配置した内燃機関において、前記排気ガス流量制御弁を通過する排気ガスの量である通過排気ガス量を、該通過排気ガス量を変化させるパラメータを利用して算出し、該算出された通過排気ガス量を利用して、吸気通路内に流入する排気ガスの量である吸気通路内流入排気ガス量を算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、前記パラメータの値を読み込み、該読込値に、前記排気ガス流量制御弁を通過した排気ガスが吸気通路に到達するのにかかる時間に相当する無駄時間と、前記通過排気ガス量の変化に対する吸気通路内流入排気ガス量の変化の追従遅れとを反映させ、該無駄時間と追従遅れが反映された読込値を利用して通過排気ガス量を算出する吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、
上記追従遅れが一次遅れであり、該一次遅れの時定数と上記無駄時間とが機関回転数に応じて変更され、該無駄時間は機関回転数が高くなるほど小さくせしめられる吸気通路内流入排気ガス量算出装置。
An internal combustion engine in which an exhaust gas recirculation passage is connected to the intake passage and the exhaust passage and an exhaust gas flow rate control valve for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust gas recirculation passage is disposed in the exhaust gas recirculation passage In the engine, a passing exhaust gas amount that is the amount of exhaust gas passing through the exhaust gas flow control valve is calculated using a parameter that changes the passing exhaust gas amount, and the calculated passing exhaust gas amount is used. Then, in the intake passage inflow exhaust gas amount calculation device for calculating the inflow exhaust gas amount in the intake passage, which is the amount of exhaust gas flowing into the intake passage, the value of the parameter is read, and the exhaust value The dead time corresponding to the time it takes for the exhaust gas that has passed through the gas flow control valve to reach the intake passage, and the change in the amount of exhaust gas flowing into the intake passage with respect to the change in the amount of exhaust gas that has passed through are added. A delay to reflect, in the dead time and the intake passage inflow exhaust gas amount calculation device which calculates the passing exhaust gas amount by using the read value following delay is reflected,
The follow-up delay is a primary delay, the time constant of the primary delay and the dead time are changed according to the engine speed, and the dead time is reduced as the engine speed increases. Calculation device.
内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記排気ガス再循環通路が各気筒にそれぞれ接続された吸気通路に接続されており、上記算出された吸気通路内流入排気ガス量に対する各気筒に接続された吸気通路への実際の吸気通路内流入排気ガス量の比を分配係数として予め求めておき、上記算出された吸気通路内流入排気ガス量に該分配係数を乗ずることによって各気筒に接続された吸気通路内への吸気通路内流入排気ガス量を算出する請求項7または8に記載の吸気通路内流入排気ガス量算出装置。   The internal combustion engine has a plurality of cylinders, and the exhaust gas recirculation passage is connected to an intake passage connected to each cylinder, and is connected to each cylinder corresponding to the calculated exhaust gas amount in the intake passage. A ratio of the actual intake passage inflow exhaust gas amount to the intake passage thus obtained is obtained in advance as a distribution coefficient, and the calculated intake air passage exhaust gas amount is multiplied by the distribution coefficient to connect to each cylinder. The intake passage inflow exhaust gas amount calculation device according to claim 7 or 8, wherein the exhaust passage inflow exhaust gas amount into the intake passage is calculated. 内燃機関が複数個の気筒を備えており、上記追従遅れと無駄時間とが各気筒毎に設定されている請求項7〜9のいずれか1つに記載の吸気通路内流入排気ガス量算出装置。   The intake passage inflow exhaust gas amount calculation device according to any one of claims 7 to 9, wherein the internal combustion engine includes a plurality of cylinders, and the follow-up delay and the dead time are set for each cylinder. . 内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて制御されて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記追従遅れの設定値および無駄時間の設定値が変更される請求項7〜10のいずれか1つに記載の吸気通路内流入排気ガス量算出装置。   The internal combustion engine is controlled according to the engine operating state to change the passage volume from the exhaust gas flow rate control valve to the intake valve, or is controlled according to the engine operating state to change the flow passage sectional area of the intake passage. Means for changing the flow rate of the gas in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage, and the set value of the following delay and the set time of the dead time according to the passage volume or the flow rate of the gas. The apparatus for calculating an inflow exhaust gas amount in an intake passage according to any one of claims 7 to 10, wherein is changed. 上記通過排気ガス量を吸気通路内の圧力と該吸気通路内の圧力以外のパラメータとの関数でもって表された関数式を予め求めて記憶しておき、該関数式を利用して吸気通路内の圧力から通過排気ガス量を算出する請求項7に記載の吸気通路内流入排気ガス量算出装置において、内燃機関が機関運転状態に応じて制御されて上記排気ガス流量制御弁から吸気弁までの通路容積を変更せしめる手段、または、機関運転状態に応じて制御されて吸気通路の流路断面積を変更することによって吸気通路へ開口する排気ガス再循環通路の開口近傍のガスの流速を変更せしめる手段を具備し、前記通路容積またはガスの流速に応じて上記吸気通路内の圧力以外のパラメータを変更する吸気通路内流入排気ガス量算出装置。   A function equation expressed as a function of the pressure in the intake passage and a parameter other than the pressure in the intake passage is obtained in advance and stored, and the function equation is used to store the passing exhaust gas amount in the intake passage. 8. An apparatus for calculating an exhaust gas amount flowing into an intake passage according to claim 7, wherein the internal combustion engine is controlled in accordance with an engine operating state to calculate the exhaust gas amount passing through from the pressure of the exhaust gas flow control valve to the intake valve. A means for changing the passage volume, or a gas flow velocity in the vicinity of the opening of the exhaust gas recirculation passage that opens to the intake passage by changing the cross-sectional area of the intake passage controlled according to the engine operating state. An intake passage inflow exhaust gas amount calculation device comprising means for changing a parameter other than the pressure in the intake passage according to the passage volume or the gas flow rate.
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