特許 5994465 エンジンの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5994465

(24)【登録日】2016年9月2日

(45)【発行日】2016年9月21日

(54)【発明の名称】エンジンの制御装置

(51)【国際特許分類】

   F02D 45/00 20060101AFI20160908BHJP

【ＦＩ】

   F02D45/00 364D

   F02D45/00 360H

【請求項の数】10

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2012-173909(P2012-173909)

(22)【出願日】2012年8月6日

(65)【公開番号】特開2014-31782(P2014-31782A)

(43)【公開日】2014年2月20日

【審査請求日】2015年4月24日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006286

【氏名又は名称】三菱自動車工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100092978

【弁理士】

【氏名又は名称】真田 有

(72)【発明者】

【氏名】柴田 晃史

(72)【発明者】

【氏名】宮田 敏行

【審査官】 有賀 信

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００９−２７５６７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−１５８７７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１０−３３９１９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２７５６４３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−００４９１７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｆ０２Ｄ ４３／００─４５／００

Ｆ０２Ｄ ４１／００─４１／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

エンジンのスロットルバルブ部における上流圧及び下流圧の少なくとも何れか一方の実測値を検出する実測値検出手段と、
前記エンジンの最大トルク相当値に対する、前記エンジンに要求するトルクである目標トルク相当値の比を圧力比相当値として演算する圧力比相当値演算手段と、
前記実測値検出手段で検出された前記実測値と前記圧力比相当値演算手段で演算された前記圧力比相当値とに基づき、前記上流圧及び下流圧の少なくとも何れか他方の仮想値を演算する仮想値演算手段と
を備えたことを特徴とする、エンジンの制御装置。

【請求項2】

前記実測値検出手段が、前記上流圧及び前記下流圧の双方の実測値を検出するとともに、
前記実測値検出手段の故障時に、前記仮想値演算手段で演算された前記仮想値に基づき前記エンジンを制御する制御手段を備えた
ことを特徴とする、請求項１記載のエンジンの制御装置。

【請求項3】

前記実測値と前記仮想値との比較により前記実測値検出手段の故障を判定する判定手段を備えた
ことを特徴とする、請求項２記載のエンジンの制御装置。

【請求項4】

前記実測値検出手段が、前記上流圧として大気圧の実測値を検出し、
前記仮想値演算手段が、前記圧力比相当値と前記大気圧の実測値とに基づき、仮想インテークマニホールド圧を演算する
ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項5】

前記エンジンの吸気流量を検出する流量検出手段を備え、
前記仮想値演算手段が、前記流量検出手段で検出された前記吸気流量に基づき、前記他方の仮想値を演算する
ことを特徴とする、請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項6】

前記圧力比相当値演算手段が、前記エンジンに導入される空気量にて前記エンジンで発生するトルクを前記最大トルク相当値として演算するとともに、前記エンジンのアクセル操作量に基づいて設定される目標トルクを前記目標トルク相当値として演算する
ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項7】

前記圧力比相当値演算手段が、前記最大トルク相当値として前記エンジンの最大充填効率を用いるとともに、前記目標トルク相当値として前記エンジンに導入される空気量に基づいて演算される目標充填効率を用いて、前記圧力比相当値を演算する
ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項8】

前記圧力比相当値演算手段が、吸排気弁のバルブリフト量又はバルブタイミングに応じて前記最大トルク相当値を算出する
ことを特徴とする、請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項9】

前記圧力比相当値演算手段が、点火時期を最適点火時期としたときに前記エンジンで発生するトルクを前記最大トルク相当値として演算する
ことを特徴とする、請求項１〜８の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【請求項10】

前記圧力比相当値演算手段が、予め設定された所定空燃比での燃焼時に前記エンジンで発生する最大のトルクを前記最大トルク相当値として演算する
ことを特徴とする、請求項１〜９の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、スロットルバルブの開度制御に係るエンジンの制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年の車両に搭載されるエンジンには、大気圧を検出する大気圧センサーや、スロットルバルブよりも下流側に位置するインテークマニホールドの圧力を吸気圧として検出する吸気圧センサー等が設けられている。吸気圧は、エンジンの負荷に関係するパラメーターであり、大気圧は運転環境を表す代表的なパラメーターである。したがって、これらの圧力センサー類で検出される圧力情報は、エンジンの出力を精度よく制御するのに用いて好適である。

【0003】

一方、これらの圧力センサー類が故障し、あるいはその出力値に異常が生じると、エンジンの制御性が低下する。そこで、これらの圧力センサー類の故障，異常を適切に判定するためのさまざまな故障判定装置が開発されている。例えば、エンジンの運転モードと圧力センサー類の出力値との関係に基づいて、圧力センサー類の故障を判定するものが存在する（特許文献１参照）。また、吸気管圧力の推定値と実測値との比率や偏差量に基づいて故障判定を実施する技術も開発されている（特許文献２参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開2005-113809号公報

【特許文献2】特開2010-48125号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記のような従来技術は、単に圧力センサー類の故障を判定するものであり、実際に故障が発生したときにはエンジンの制御性を維持することができない。つまり、圧力センサー類の出力が不適切であることを判定することは可能であるものの、その不適切な出力の代わりとなる情報を得ることができない。したがって、エンジンの負荷や運転環境を精度よく把握することができなくなる可能性を払拭することができず、エンストやドライバビリティの悪化を避け難い。

【0006】

一方、このような課題に対し、エンジンのシミュレーションモデルを構築し、実制御のパラメーターに基づいて吸気系の圧力状態を予測することも考えられる。しかし、このようなシミュレーションモデルは車載の電子制御装置に計算させるには演算規模が大きく、かつコスト面からも実装が困難と考えられる。また、演算負荷が大きいことから、シミュレーション結果を短時間で得ることが難しく、リアルタイムでの実制御への応用，適用には課題が多い。

【0007】

本件の目的の一つは、上記のような課題に鑑み創案されたもので、圧力センサーの故障の有無に関わらず、制御の信頼性を向上させることができるようにしたエンジンの制御装置を提供することである。
なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術では得られない作用効果を奏することも本件の他の目的として位置づけることができる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

（１）ここで開示するエンジンの制御装置は、エンジンのスロットルバルブ部における上流圧及び下流圧の少なくとも何れか一方の実測値を検出する実測値検出手段と、前記エンジンの最大トルク相当値に対する、前記エンジンに要求するトルクである目標トルク相当値の比を圧力比相当値として演算する圧力比相当値演算手段とを備える。また、前記実測値検出手段で検出された前記実測値と前記圧力比相当値演算手段で演算された前記圧力比相当値とに基づき、前記上流圧及び下流圧の少なくとも何れか他方の仮想値を演算する仮想値演算手段を備える。

【0009】

なお、前記圧力比相当値とは、前記スロットルバルブの上流圧に対する下流圧の比（圧力比）に相当する値である。また、前記実測値検出手段による前記実測値の検出対象に関して、何れかを『一方』と呼び、その『一方』でないものを『他方』と呼ぶ。
例えば、前記実測値が前記上流圧であるときには、それと前記圧力比相当値とを用いて前記下流圧の仮想値を演算する。また、前記実測値が前記下流圧であるときには、それと前記圧力比相当値とを用いて前記上流圧の仮想値を演算する。なお、前記実測値が前記上流圧及び前記下流圧の双方であるときには、前記上流圧及び前記下流圧のそれぞれについての仮想値を演算することができる。

【0010】

（２）また、前記実測値検出手段が、前記上流圧及び前記下流圧の双方の実測値を検出するとともに、
前記実測値検出手段の故障時に、前記仮想値演算手段で演算された前記仮想値に基づき前記エンジンを制御する制御手段を備えることが好ましい。
例えば、前記上流圧についての実測値を検出する実測値検出手段の故障時には、前記下流圧の実測値に基づいて前記上流圧の仮想値を演算し、これを前記上流圧の実測値の代わりに用いて前記エンジンを制御することが好ましい。

【0011】

（３）また、前記実測値と前記仮想値との比較により前記実測値検出手段の故障を判定する判定手段を備えることが好ましい。
例えば、前記仮想値演算手段が、前記下流圧の実測値に基づいて前記上流圧の仮想値を演算し、前記判定手段が、前記上流圧の実測値と前記上流圧の仮想値とを比較することが好ましい。この場合、前記実測値検出手段のうち、前記上流圧の検出に係る故障が判定される。

【0012】

（４）また、前記実測値検出手段が、前記上流圧として大気圧の実測値を検出し、前記仮想値演算手段が、前記圧力比相当値と前記大気圧の実測値とに基づき、仮想インテークマニホールド圧を演算することが好ましい。

【0013】

（５）また、前記エンジンの吸気流量を検出する流量検出手段を備え、前記仮想値演算手段が、前記流量検出手段で検出された前記吸気流量に基づき、前記他方の仮想値を演算することが好ましい。
すなわち、前記仮想値演算手段が、前記吸気流量，前記一方の実測値及び前記圧力比相当値に基づいて前記他方の仮想値を演算することが好ましい。

【0014】

（６）また、前記圧力比相当値演算手段が、前記エンジンに導入される空気量にて前記エンジンで発生するトルクを前記最大トルク相当値として演算するとともに、前記エンジンのアクセル操作量に基づいて設定される目標トルクを前記目標トルク相当値として演算することが好ましい。
この場合、前記エンジンで発生するトルクの大きさを基準として、前記圧力比相当値が演算されることになる。

【0015】

（７）あるいは、前記圧力比相当値演算手段が、前記最大トルク相当値として前記エンジンの最大充填効率を用いるとともに、前記目標トルク相当値として前記エンジンに導入される空気量に基づいて演算される目標充填効率を用いて、前記圧力比相当値を演算することが好ましい。
この場合、前記エンジンのシリンダーに吸入される空気量を基準として、前記圧力比相当値が演算されることになる。なお、上記（６）に記載の手法を併用して前記圧力比相当値を演算してもよい。

【0016】

（８）また、前記圧力比相当値演算手段が、吸排気弁の最大バルブリフト量又はバルブタイミングに応じて前記最大トルク相当値を算出することが好ましい。すなわち、演算時点での吸排気弁の制御状態で発生可能な最大のエンジントルクを前記最大トルク相当値として算出することが好ましい。

【0017】

（９）また、前記圧力比相当値演算手段が、点火時期を最適点火時期（すなわちMBT）としたときに前記エンジンで発生するトルクを前記最大トルク相当値として演算することが好ましい。なお、ノッキング防止の観点から前記点火時期を前記最適点火時期に設定できないような場合には、前記最適点火時期よりもやや遅角側の所定点火時期に点火した場合に発生するトルクを前記最大トルク相当値として演算してもよい。

【0018】

（１０）また、前記圧力比相当値演算手段が、予め設定された所定空燃比での燃焼時に前記エンジンで発生する最大のトルクを前記最大トルク相当値として演算することが好ましい。前記所定空燃比の具体例としては、ストイキ空燃比（例えば、空燃比14.7前後）や出力空燃比（例えば、12.0〜13.0の空燃比）とすることが考えられる。

【発明の効果】

【0019】

開示のエンジンの制御装置では、圧力比相当値と実測値とに基づいて仮想値が演算される。これにより、複雑な吸気系モデルを要しない簡素な演算構成で、理論上の吸気系圧力の大きさを把握することができる。したがって、実測値検出手段の故障の有無に関わらず、制御の信頼性を向上させることができる。
例えば、吸気系圧力の実測値を検出するセンサーの故障を判定することができるとともに、その故障時における実測値の代替として仮想値を利用することができる。あるいは、信頼性の低いセンサーを省略することができ、装置構成を簡素化しつつエンジンの制御性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】一実施形態に係るエンジンの制御装置のブロック構成及びこの制御装置が適用されたエンジンの構成を例示する図である。

【図2】本制御装置での演算内容を説明するためのブロック構成図である。

【図3】本制御装置に係る実充填効率，点火時期及びトルクの関係を例示するグラフである。

【図4】本制御装置で演算される最大トルクとエンジン回転速度との関係を例示するグラフである。

【図5】本制御装置に係る圧力比相当値と実際の圧力比との相関を説明するためのグラフであり、（ａ）は図示平均有効圧に基づいて演算された圧力比相当値を用いたもの、（ｂ）は充填効率に基づいて演算された圧力比相当値を用いたものである。

【図6】本制御装置で演算されるスロットルバルブの上流側の圧損と吸気流量との関係を例示するグラフである。

【図7】本制御装置による故障判定手法の一例を説明するためのグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0021】

図面を参照してエンジンの制御装置について説明する。なお、以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができるとともに、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることが可能である。

【0022】

［１．装置構成］
［１−１．エンジン］
本実施形態のエンジンの制御装置は、図１に示す車載のガソリンエンジン１０に適用される。ここでは、多気筒のエンジン１０に設けられた複数のシリンダーのうちの一つを示す。ピストン１６は、中空円筒状に形成されたシリンダー１９の内周面に沿って往復摺動自在に内装される。ピストン１６の上面とシリンダー１９の内周面及び頂面に囲まれた空間は、エンジンの燃焼室２６として機能する。ピストン１６の下部は、コネクティングロッドを介して、クランクシャフト１７の軸心から偏心した中心軸を持つクランクアームに連結される。これにより、ピストン１６の往復動作がクランクアームに伝達され、クランクシャフト１７の回転運動に変換される。

【0023】

シリンダー１９の頂面には、吸入空気を燃焼室２６内に供給するための吸気ポート１１と、燃焼室２６内で燃焼した後の排気を排出するための排気ポート１２とが穿孔形成される。また、吸気ポート１１，排気ポート１２の燃焼室２６側の端部には、吸気弁１４及び排気弁１５が設けられる。これらの吸気弁１４，排気弁１５は、エンジン１０の上部に設けられる可変動弁機構２７によって各々の動作を個別に制御される。また、シリンダー１９の頂部には、点火プラグ１３がその先端を燃焼室２６側に突出させた状態で設けられる。点火プラグ１３による点火時期は、後述するエンジン制御装置１で制御される。

【0024】

可変動弁機構２７は、吸気弁１４及び排気弁１５のそれぞれについて、最大バルブリフト量及びバルブタイミングを個別に、又は、連動させつつ変更する機構である。可変動弁機構２７は、ロッカアームの揺動量と揺動のタイミングとを変更する機構として、ＶＶＬ装置２７ａ及びＶＶＴ装置２７ｂを備える。

【0025】

ＶＶＬ装置２７ａは、吸気弁１４や排気弁１５の最大バルブリフト量を連続的に変更する機構である。このＶＶＬ装置２７ａは、カムシャフトに固定されたカムからロッカアームに伝達される揺動の大きさを変更する機能を有する。ロッカアームの揺動の大きさを変更するための具体的な構造は任意である。
ロッカシャフトに対する揺動部材の基準位置からの変位角のことを、制御角θ_VVLと呼ぶ。制御角θ_VVLは最大バルブリフト量に対応するパラメーターであり、制御角θ_VVLが大きいほど最大バルブリフト量が増大するように、揺動部材の基準位置が設定されているものとする。ＶＶＬ装置２７ａは、この制御角θ_VVLを調節することによって、最大バルブリフト量を任意の値に制御する。なお、ＶＶＬ装置２７ａで制御される制御角θ_VVLの情報は、エンジン制御装置１に伝達される。

【0026】

ＶＶＴ装置２７ｂは、吸気弁１４や排気弁１５の開閉のタイミング（バルブタイミング）を変更する機構である。このＶＶＴ装置２７ｂは、ロッカアームに揺動を生じさせるカム又はカムシャフトの回転位相を変更する機能を有する。カム又はカムシャフトの回転位相を変更することで、クランクシャフト１７の回転位相に対するロッカアームの揺動のタイミングを連続的に変化させる（ずらす）ことが可能となる。
基準となるカムシャフトの位相角から実際のカムシャフトの位相角がどの程度進角又は遅角しているかを示す角度の変化量のことを、位相角θ_VVTと呼ぶ。位相角θ_VVTは、バルブタイミングに対応するパラメーターである。ＶＶＴ装置２７ｂは、この位相角θ_VVTを調整することによって、バルブタイミングを任意に制御する。ＶＶＴ装置２７ｂで制御される位相角θ_VVTの情報は、エンジン制御装置１に伝達される。

【0027】

［１−２．吸排気系］
吸気ポート１１内には、燃料を噴射するインジェクター１８が設けられる。インジェクター１８から噴射される燃料量は、後述するエンジン制御装置１によって制御される。また、インジェクター１８よりも吸気流の上流側には、インテークマニホールド２０（以下、インマニと呼ぶ）が設けられる。このインマニ２０には、吸気ポート１１側へと流れる空気を一時的に溜めるためのサージタンク２１が設けられる。サージタンク２１よりも下流側のインマニ２０は、複数のシリンダー１９の吸気ポート１１に向かって分岐するように形成され、サージタンク２１はその分岐点に位置する。サージタンク２１は、各々のシリンダーで発生しうる吸気脈動や吸気干渉を緩和するように機能する。

【0028】

インマニ２０の上流側には、スロットルボディ２２が接続される。スロットルボディ２２の内部には電子制御式のスロットルバルブ２３が内蔵され、インマニ２０側へと流れる空気量がスロットルバルブ２３の開度（スロットル開度）に応じて調節される。このスロットル開度は、エンジン制御装置１によって制御される。
スロットルボディ２２のさらに上流側には吸気通路２４が接続され、吸気通路２４のさらに上流側にはエアフィルター２５が介装される。これにより、エアフィルター２５で濾過された新気が吸気通路２４及びインマニ２０を介してエンジン１０の各シリンダー１９に供給される。

【0029】

［１−３．検出系］
エンジン１０のクランクシャフト１７には、その回転速度Neを検出するエンジン回転速度センサー３１が設けられる。なお、回転速度Neの代わりにクランクシャフト１７の回転角を検出するセンサーを設け、この回転角に基づいてエンジン制御装置１の内部でエンジン１０の回転速度Neを演算する制御構成としてもよい。
スロットルバルブ２３よりも上流側の吸気通路２４上には、吸気流量Qを検出するエアフローセンサー３２が設けられる。また、スロットルバルブ２３の下流側には、サージタンク２１内の圧力を検出するインマニ圧センサー３３（インテークマニホールド圧センサー）が設けられる。以下、サージタンク２１内の圧力のことを単にインマニ圧P_IMと呼ぶ。

【0030】

エンジン制御装置１の内部又は車両の任意の位置には、大気圧センサー３４が設けられる。この大気圧センサー３４は大気の圧力（大気圧）P_BPを検出するものである。大気圧P_BPは、吸気通路２４の入口での圧力（エアフィルター２５よりも上流側の圧力）に相当する。また、車両の任意の位置（例えばアクセルペダルの近傍）には、アクセルペダルの踏み込み操作量（アクセル開度A_PS）を検出するアクセル開度センサー３５が設けられる。アクセル開度A_PSは、運転者の加速要求に対応するパラメーターであり、すなわちエンジン１０への出力要求に対応するものである。

【0031】

インマニ圧センサー３３で検出されるインマニ圧P_IMは、スロットルバルブ２３部の下流圧に相当する。また、大気圧センサー３４で検出される大気圧P_BPは、巨視的にはスロットルバルブ２３部の上流圧に相当する。ただし厳密には、スロットルバルブ２３よりも上流側の吸気通路２４で失われる圧損（圧力損失量）を大気圧P_BPから減じた値が、スロットルバルブ２３部の上流圧となる。本実施形態では、インマニ圧センサー３３，大気圧センサー３４のそれぞれが、スロットルバルブ２３部における下流圧，上流圧を検出する実測値検出手段として機能するが、演算上のスロットルバルブ２３部の上流圧は、大気圧センサー３４で検出された大気圧P_BPに圧損分の補正を加えたものとする。

【0032】

ウォータージャケット又は冷却水循環路上の任意の位置には、エンジン冷却水の温度（冷却水温WT）を検出する冷却水温センサー３６が設けられる。また、エンジン１０のオイルパン又はエンジンオイルの循環経路上の任意の位置には、エンジンオイルの温度（油温OT）を検出する油温センサー３７が設けられる。これらの冷却水温WT及び油温OTは、無負荷損失（エンジン１０自体に内在する機械的な損失等）を把握するために用いられるパラメーターである。

【0033】

上記の各種センサー３１〜３７で取得された回転速度Ne，吸気流量Q，インマニ圧P_IM，大気圧P_BP，アクセル開度A_PS，冷却水温WT及び油温OTの各情報は、エンジン制御装置１に伝達される。本実施形態のエンジン制御装置１は、実測されたスロットルバルブ２３部の下流圧，上流圧のそれぞれに対応する仮想値を演算するとともに、その仮想値に基づいてエンジン１０を制御し、あるいはセンサー類の故障を判定する。

【0034】

［１−４．制御系］
上記のエンジン１０を搭載する車両には、エンジン制御装置１（Engine Electronic Control Unit，制御装置）が設けられる。このエンジン制御装置１は、例えばマイクロプロセッサやROM，RAM等を集積したLSIデバイスや組み込み電子デバイスとして構成され、車両に設けられた車載ネットワーク網の通信ラインに接続される。

【0035】

車載ネットワーク上には、例えばブレーキ制御装置，変速機制御装置，車両安定制御装置，空調制御装置，電装品制御装置といったさまざまな公知の電子制御装置が、互いに通信可能に接続される。エンジン制御装置１以外の電子制御装置のことを外部制御システムと呼び、外部制御システムによって制御される装置のことを外部負荷装置と呼ぶ。
エンジン制御装置１は、エンジン１０に関する点火系，燃料系，吸排気系及び動弁系といった広範なシステムを総合的に制御する電子制御装置であり、各シリンダー１９に供給される空気量や燃料噴射量，点火時期，最大バルブリフト量，バルブタイミング等を制御するものである。

【0036】

エンジン制御装置１の入力側には、図１に示すように、エンジン回転速度センサー３１，エアフローセンサー３２，インマニ圧センサー３３，大気圧センサー３４，アクセル開度センサー３５，冷却水温センサー３６及び油温センサー３７が接続される。また、エンジン制御装置１の出力側には、その制御対象である点火プラグ１３，インジェクター１８，スロットルバルブ２３，可変動弁機構２７等が接続される。

【0037】

［２．制御装置］
図１に示すように、エンジン制御装置１には、圧力比相当値演算部２，仮想値演算部３，判定部４及び制御部５が設けられる。これらの各要素は電子回路（ハードウェア）によって実現してもよく、ソフトウェアとしてプログラミングされたものとしてもよいし、あるいはこれらの機能のうちの一部をハードウェアとして設け、他部をソフトウェアとしたものであってもよい。

【0038】

［２−１．圧力比相当値演算部］
圧力比相当値演算部２（圧力比相当値演算手段）は、エンジン１０の吸気系の圧力比Cに相当する値である圧力比相当値Aを演算するものである。圧力比Cとは、スロットルバルブ２３の実際の上流圧に対する下流圧の割合を意味する。一方、圧力比相当値Aとは、実際の圧力比Cと強い相関を持つ値であって、エンジン１０の最大トルクに相当する値とその時点でのエンジン１０の目標トルクに相当する値とから算出される。図２に示すように、圧力比相当値演算部２には、最大トルク演算部２ａ，目標トルク演算部２ｂ及び比率演算部２ｃが設けられる。

【0039】

最大トルク演算部２ａは、エンジン１０の回転速度Neに基づいて、エンジン１０で発生しうる最大トルクPi_MAX又はこれに相当する相当値を演算するものである。一般に、エンジン１０で発生するトルクの大きさは、回転速度Neやシリンダーに導入された空気量，燃料噴射量，点火時期，最大バルブリフト量，バルブタイミング等に応じて変化する。エンジン１０の回転速度Neが所定値（一定）であるときに所定の空燃比で発生するトルクの大きさは、図３に示すようなグラフで表現される。空気量がQ₁であるとき、点火時期がT₁の場合にはエンジン１０が最大のトルクPi₁を出力する。点火時期に対するトルクの変動を曲線で示すと、上に凸の曲線となる。また、空気量がQ₂であるときの最大トルクはPi₂であり、そのトルクを出力するための点火時期はT₂である。

【0040】

最大トルク演算部２ａは、図３に示すような関係を踏まえて、その時点でのエンジン１０の運転状態で吸入空気量が最大であるときに発生するトルクの最大値（スロットル開度を全開にした状態でのトルク）を最大トルクPi_MAXとして演算する。例えば、図４中に実線で示すように、スロットル全開時における最大トルクPi_MAXと回転速度Neとの対応関係を定めたグラフや対応マップ，数式等を用いて、最大トルクPi_MAXを演算してもよい。ここで演算された最大トルクPi_MAXの値は、比率演算部２ｃに伝達される。

【0041】

図３中に示す点火時期T₁，T₂のように、ある空気量が導入されるエンジン１０で最大のトルクを発生させる点火時期のことを最適点火時期（MBT：Minimum spark advance for Best Torque）と呼ぶ。最適点火時期は、シリンダー１９に導入される空気量が多いほど遅角側（リタード側）に移動し、空気量が少ないほど進角側（アドバンス側）に移動する。また、最適点火時期は回転速度Neが低いほど遅角側に移動し、回転速度Neが高いほど進角側に移動する。

【0042】

最大トルク演算部２ａでの最大トルクPi_MAXの演算では、基本的には最適点火時期に点火した場合に発生するトルクが最大トルクPi_MAXとして演算される。ただし、エンジン１０のノッキング防止の観点から点火時期を最適点火時期に設定できないような場合には、最適点火時期よりもやや遅角側の所定点火時期に点火した場合に発生するトルクを最大トルクPi_MAXとして演算する。ノッキングは点火時期を遅らせるほど発生しにくくなるが、点火時期を遅らせるとエンジントルクが小さくなる。したがって、ほとんどノックが発生しない点火時期範囲のうち、最適点火時期に近い進角寄りに所定点火時期を設定することが好ましい。

【0043】

点火時期を変化させると、スロットル全開時における最大トルクPi_MAXと回転速度Neとの対応関係も変化し、図４中における実線グラフの位置及び形状が変化する。一方、図４中に破線で示すように、複数の点火時期に対応するグラフを予め設定しておくことで、点火時期に応じた最大トルクPi_MAXの演算が可能である。したがって、最大トルク演算部２ａが、回転速度Ne及び点火時期に応じて最大トルクPi_MAXを演算する構成としてもよい。

【0044】

また、空燃比に関しては、その時点での実際の空燃比ではなく予め設定された所定空燃比である場合を想定して最大トルクPi_MAXを演算することが好ましい。例えば、実際の空燃比がリーン空燃比であったとしても、ストイキ空燃比（14.7前後の空燃比）や出力空燃比（高出力が得られる12.0〜13.0の空燃比）でのエンジン出力の推定値を最大トルクPi_MAXとして演算することが考えられる。

【0045】

最大トルクPi_MAXの演算時の前提となる空燃比が異なれば、点火時期が異なる場合と同様に、演算される最大トルクPi_MAXの値も異なるものとなる。一方、図４中に破線で示すように、複数の空燃比に対応するグラフを予め設定しておくことで、空燃比に応じた最大トルクPi_MAXの演算が可能である。したがって、最大トルク演算部２ａが、回転速度Ne及び空燃比に応じて最大トルクPi_MAXを演算する構成としてもよい。

【0046】

さらに、吸気弁１４や排気弁１５の最大バルブリフト量やバルブタイミングに関しても同様であり、最適なバルブタイミングや最適な最大バルブリフト量（すなわち、最も大きいトルクをエンジンに発生させる最大バルブリフト量やバルブタイミング）であるときの最大トルクPi_MAXを演算してもよいし、あるいはその時点での最大バルブリフト量，バルブタイミングにおいてエンジン１０で発生する最大トルクPi_MAXを演算してもよい。この場合も、図４中に破線で示すように、複数の最大バルブリフト量，バルブタイミングに対応するグラフを予め設定しておくことで、最大バルブリフト量やバルブタイミングに応じた最大トルクPi_MAXの演算が可能である。したがって、最大トルク演算部２ａが、回転速度Neと最大バルブリフト量，バルブタイミングとに応じて最大トルクPi_MAXを演算する構成としてもよい。

【0047】

目標トルク演算部２ｂは、回転速度Ne，アクセル開度A_PS，無負荷損失等に基づいて目標トルクPi_TGTを演算するものである。この目標トルクPi_TGTは、例えば車両のドライバーや外部負荷装置がエンジン１０に要求しているトルクに相当するものであり、エンジン１０が出力すべきトルクの目標値を図示平均有効圧Piに換算した値である。ここには、回転速度Ne，アクセル開度A_PS，無負荷損失等と目標トルクPi_TGTとの対応マップや数式，関係式が予め設定されているものとする。目標トルク演算部２ｂはこのような関係に基づいて目標トルクPi_TGTを演算する。ここで演算された目標トルクPi_TGTの値は、比率演算部２ｃに伝達される。

【0048】

比率演算部２ｃは、最大トルク演算部２ａで演算された最大トルクPi_MAXと目標トルク演算部２ｂで演算された目標トルクPi_TGTとに基づき、圧力比相当値Aを演算するものである。圧力比相当値Aは、以下の式１に示すように、最大トルクPi_MAXに対する目標トルクPi_TGTの比として与えられる。ここで演算された圧力比相当値Aは、仮想値演算部３に伝達される。
圧力比相当値A＝(目標トルクPi_TGT/最大トルクPi_MAX) …（式１）

【0049】

圧力比相当値Aと実際のスロットルバルブ２３部の圧力比Cとの関係をグラフ化して図５（ａ）に示す。このグラフは、回転速度Ne，点火時期及び空燃比を一定とし、吸気弁１４の最大バルブリフト量を変化させた場合のそれぞれの圧力比相当値Aと圧力比Cとの関係をプロットしたものである。グラフの横軸，縦軸はそれぞれ圧力比相当値A，圧力比Cであり、点線状に配置された白丸は圧力比相当値Aと圧力比Cとが同一値となる点（C=Aの直線グラフ上の点）を示す。

【0050】

このグラフでは、吸気弁１４の最大バルブリフト量をL₁，L₂，L₃，L₄の四段階で順に増大させたときの結果が細破線，細実線，太破線，太実線で表現されている。四つのグラフはそれぞれ、点線状の白丸にほぼ沿った形状をなしている。つまり、圧力比相当値Aと圧力比Cとの間には、最大バルブリフト量に依存しない相関が認められ、圧力比相当値Aを圧力比Cの代替パラメーターとして用いることが可能である。

【0051】

［２−２．仮想値演算部］
仮想値演算部３（仮想値演算手段）は、圧力比相当値演算部２で求められた圧力比相当値Aと吸気系圧力の実測値（すなわちインマニ圧P_IM及び大気圧P_BP）とに基づき、それぞれの圧力の仮想値を演算するものである。図２に示すように、仮想値演算部３には、圧力損失演算部３ａ，仮想インマニ圧演算部３ｂ及び仮想大気圧演算部３ｃが設けられる。

【0052】

圧力損失演算部３ａは、スロットルバルブ２３よりも上流側の吸気通路２４で失われる圧損P_LOSS（圧力損失量）を演算するものである。ここには、吸気流量Qと圧損P_LOSSとの対応マップや数式，関係式が予め設定されており、圧力損失演算部３ａはこのような関係に基づいて圧損P_LOSSを演算する。吸気流量Qと圧損P_LOSSとの対応関係は、図６に示すように、例えば圧損P_LOSSが吸気流量Qの二乗に比例するような関係である。なお、外気温度や大気圧P_BPを考慮して、より正確に圧損P_LOSSを演算する構成としてもよい。ここで演算された圧損P_LOSSの値は、仮想インマニ圧演算部３ｂ及び仮想大気圧演算部３ｃに伝達される。

【0053】

仮想インマニ圧演算部３ｂは、実測された大気圧P_BPと圧力比相当値Aとから推定される理論上のインマニ圧である仮想インマニ圧VP_IMを演算するものである。ここでは、以下の式２に従って仮想インマニ圧VP_IMが演算される。大気圧P_BPから圧損P_LOSSを減じたものはスロットルバルブ２３の上流圧に対応し、これに圧力比相当値Aを乗じたものが仮想インマニ圧VP_IMとされる。ここで演算された仮想インマニ圧VP_IMの値は、判定部４及び制御部５に伝達される。

【0054】

【数1】

【0055】

仮想大気圧演算部３ｃは、実測されたインマニ圧P_IMと圧力比相当値Aとから推定される理論上の大気圧である仮想大気圧VP_BPを演算するものである。ここでは、以下の式３に従って仮想大気圧VP_BPが演算される。インマニ圧P_IMを圧力比相当値Aで除した値は、スロットルバルブ２３の上流圧に対応し、これに圧損P_LOSSを加算した値が仮想大気圧VP_BPとされる。ここで演算された仮想大気圧VP_BPの値は、判定部４及び制御部５に伝達される。

【0056】

【数2】

【0057】

［２−３．判定部］
判定部４（判定手段）は、上記の実測値と仮想値とに基づいて圧力系センサーの故障を判定するものである。判定部４には、図２に示すように、インマニ圧センサー判定部４ａと大気圧センサー判定部４ｂとが設けられる。
インマニ圧センサー判定部４ａは、インマニ圧P_IMと仮想インマニ圧VP_IMとを比較して、インマニ圧センサー３３の故障を判定するものである。ここでは、インマニ圧P_IMと仮想インマニ圧VP_IMとの差が大きいほど、インマニ圧センサー３３の故障の可能性が高いものと判定される。

【0058】

例えば、仮想インマニ圧VP_IMを中心とした所定誤差Xの範囲内にインマニ圧P_IMの値が入っているときに、インマニ圧センサー３３は正常である（故障していない）と判定される。一方、インマニ圧P_IMの値が仮想インマニ圧VP_IMに所定誤差Xを加算した値よりも大きい場合や、仮想インマニ圧VP_IMから所定誤差Xを減算した値よりも小さい場合、あるいはそれらの状態が所定時間継続した場合には、インマニ圧センサー３３が故障したと判定される。インマニ圧センサー３３の故障判定の結果は制御部５に伝達される。

【0059】

なお、図７は仮想インマニ圧VP_IMを横軸とし、インマニ圧P_IMを縦軸としたグラフである。このグラフ上で、仮想インマニ圧VP_IM及びインマニ圧P_IMの組み合わせが斜線領域内にある場合に、インマニ圧センサー３３が故障したと判定することができる。あるいは、斜線領域内にある状態が所定時間継続した場合に、インマニ圧センサー３３が故障したと判定してもよい。

【0060】

大気圧センサー判定部４ｂは、大気圧P_BPと仮想大気圧VP_BPとを比較して、大気圧センサー３４の故障を判定するものである。ここでの判定手法はインマニ圧センサー判定部４ａでの判定手法と同様であり、大気圧P_BPと仮想大気圧VP_BPとの差が大きいほど、大気圧センサー３４の故障の可能性が高いものと判定される。

【0061】

例えば、仮想大気圧VP_BPを中心とした所定誤差Yの範囲内に大気圧P_BPの値が入っているときに、大気圧センサー３４は正常である（故障していない）と判定される。一方、大気圧P_BPの値が仮想大気圧VP_BPに所定誤差Yを加算した値よりも大きい場合や、仮想大気圧VP_BPから所定誤差Yを減算した値よりも小さい場合、あるいはそれらの状態が所定時間継続した場合には、大気圧センサー３４が故障したと判定される。大気圧センサー３４の故障判定の結果は制御部５に伝達される。

【0062】

［２−４．制御部］
制御部５（制御手段）は、インマニ圧P_IM，大気圧P_BP，仮想インマニ圧VP_IM及び仮想大気圧VP_BPに基づき、エンジン１０の出力を制御するものである。ここでは、判定部４でインマニ圧センサー３３が故障したと判定された場合には、インマニ圧P_IMの代わりに仮想インマニ圧VP_IMが使用されて、エンジン１０が制御される。また、判定部４で大気圧センサー３４が故障したと判定された場合には、大気圧P_BPの代わりに仮想大気圧VP_BPが使用されて、エンジン１０が制御される。これらの圧力情報の具体的な使用方法は種々考えられるが、本実施形態ではこれらの圧力情報が無負荷損失の演算に用いられる場合と、目標スロットル開度の演算に用いられる場合との二通りについて説明する。

【0063】

（Ａ）無負荷損失とはエンジン１０の無負荷状態での損失である。無負荷損失には、機械摩擦損失や吸気損失，排気損失等が含まれる。本実施形態では、無負荷状態での損失に相当するトルクのことを無負荷損失と呼ぶ。制御部５は、アイドリング状態でエンジン１０の出力軸に対して負荷として作用するトルクを無負荷損失として演算する。
制御部５は、エンジン１０の回転速度Neとサージタンク２１部の相対圧ΔPとに基づき、無負荷損失を演算する。ここでは、例えば予め設定された回転速度Ne，相対圧ΔP及び無負荷損失の対応マップや数式等に基づいて、無負荷損失が演算される。ここで演算された無負荷損失の値は、アイドリング時や通常走行時の目標トルクPi_TGTの演算に使用される。なお、ここで演算された無負荷損失を冷却水温WT及び油温OTで補正する演算構成としてもよい。

【0064】

インマニ圧センサー３３及び大気圧センサー３４がともに故障していない場合、サージタンク２１部の相対圧ΔPは、以下の式４に示すように、大気圧P_BPからインマニ圧P_IMを減じた値とされる。一方、インマニ圧センサー３３が故障していると判定されている場合の相対圧ΔPは、以下の式５に示すように、大気圧P_BPから仮想インマニ圧VP_IMを減じた値とされる。また、大気圧センサー３４が故障していると判定されている場合の相対圧ΔPは、以下の式６に示すように、仮想大気圧VP_BPからインマニ圧P_IMを減じた値とされる。

【0065】

相対圧ΔP＝(大気圧P_BP−インマニ圧P_IM) …（式４）
相対圧ΔP＝(大気圧P_BP−仮想インマニ圧VP_IM) …（式５）
相対圧ΔP＝(仮想大気圧VP_BP−インマニ圧P_IM) …（式６）

【0066】

このようにして得られた相対圧ΔPに基づいて無負荷損失が演算され、その無負荷損失が目標トルクPi_TGTに反映される。したがって、インマニ圧センサー３３や大気圧センサー３４の故障の有無に関わらず、適切な目標トルクPi_TGTが算出されることになり、エンジン１０の制御性が向上する。

【0067】

（Ｂ）また、制御部５は、目標トルク演算部２ｂで演算された目標トルクPi_TGTに基づき、スロットルバルブ２３のスロットル開度を制御する。ここでは、エンジン１０が目標トルクPi_TGTを出力するために要する空気量が目標空気量として演算されるとともに、その目標空気量に基づいてスロットルバルブ２３を通過させるべき吸気の目標流量が演算される。また、吸気系の圧力状態に基づいてスロットルバルブ２３部における吸気の流速Vが演算され、目標流量と流速Vとからスロットル開度が演算される。流速Vは、スロットルバルブ２３部の圧力比Cに基づいて演算される。

【0068】

インマニ圧センサー３３及び大気圧センサー３４がともに故障していない場合、制御部５は以下の式７に示すように、大気圧P_BP，インマニ圧P_IM及び圧損P_LOSSに基づいて、スロットルバルブ２３部の圧力比Cを演算する。一方、インマニ圧センサー３３が故障していると判定されている場合には、式８に示すように、式７中のインマニ圧P_IMの代わりに仮想インマニ圧VP_IMを用いて圧力比Cを演算する。また、大気圧センサー３４が故障していると判定されている場合には、式９に示すように、式７中の大気圧P_BPの代わりに仮想大気圧VP_BPを用いて圧力比Cを演算する。

【0069】

【数3】

【0070】

制御部５は、上記の演算で得られた圧力比Cに基づいて吸気の流速Vを演算する。制御部５には、例えば圧力比C及び流速Vの対応関係が規定されたマップや数式と、目標流量及び流速Vとスロットル開度との対応関係が規定されたマップや数式とが記録されている。これらに基づいて圧力比Cから流速Vが演算され、スロットル開度が演算される。
したがって、インマニ圧センサー３３や大気圧センサー３４の故障の有無に関わらず、適切なスロットル開度が演算されることになり、エンジン１０の制御性が向上する。

【0071】

［３．作用，効果］
図５（ａ）に示すように、圧力比相当値Aにはスロットルバルブ２３部の圧力比Cとの相関が認められる。この相関を踏まえて、上述のエンジン制御装置１ではインマニ圧P_IMから仮想大気圧VP_BPが演算され、大気圧P_BPから仮想インマニ圧VP_IMが演算される。仮想インマニ圧VP_IMは、実際の大気圧P_BPと圧力比相当値Aとから得られた値であることから、実際のインマニ圧P_IMと同じ特性を持つパラメーターとなり、大気圧センサー３４の出力が適正である限り、インマニ圧P_IMに近い理論値となる。同様に、仮想大気圧VP_BPは、実際の大気圧P_BPと同じ特性を持つパラメーターとなり、インマニ圧センサー３３の出力が適正である限り、大気圧P_BPに近い理論値となる。

【0072】

（１）このように、上記のエンジン制御装置１では、圧力比相当値Aと実測値とに基づいて仮想値が演算される。これにより、複雑な吸気系モデルを要しない簡素な演算構成で、理論上の吸気系圧力の大きさを精度よく推定することができる。したがって、インマニ圧センサー３３や大気圧センサー３４の故障の有無に関わらず、制御の信頼性を向上させることができる。
また、インマニ圧P_IM及び大気圧P_BPのうちの何れか一方を実測すれば、他方の仮想値を取得できるため、インマニ圧センサー３３，大気圧センサー３４の何れか一方を省略することも可能であり、コストダウンを図ることができる。なお、信頼性の低いセンサーを省略することで、制御の信頼性を向上させることも可能である。

【0073】

（２）また、上記のエンジン制御装置１では、インマニ圧P_IMと大気圧P_BPとがともに実測され、それぞれの仮想値である仮想インマニ圧VP_IMと仮想大気圧VP_BPとが演算されている。これにより、故障時における実測値の代替として仮想値を利用することができる。例えば、インマニ圧センサー３３が故障した場合には、大気圧センサー３４の実測値から仮想インマニ圧VP_IMを求めてインマニ圧P_IMの代用として、無負荷損失やスロットル開度を演算することができ、故障前と変わらないエンジン１０の運転状態を維持することができる。したがって、エンジン１０のフェイルセーフ機能を向上させることができ、制御の信頼性を向上させることができる。

【0074】

（３）また、上記のエンジン制御装置１では、インマニ圧センサー３３で検出されたインマニ圧P_IMと仮想インマニ圧VP_IMとを比較することで、インマニ圧センサー３３の故障を精度よく判定することができる。例えば、インマニ圧P_IMが通常の変動範囲内にある状態であっても、仮想インマニ圧VP_IMとの差が大きい場合には、インマニ圧センサー３３が故障したと判定することができ、判定精度を向上させることができる。同様に、大気圧センサー３４で検出された大気圧P_BPと仮想大気圧VP_BPとを比較することで、大気圧センサー３４の故障を精度よく判定することができる。

【0075】

（４）なお、大気圧センサー３４を省略した場合であっても、インマニ圧センサー３３があれば仮想大気圧VP_BPを求めることが可能である。一方、インマニ圧センサー３３で検出される圧力は、吸気通路２４を通過してきた吸気の圧力であることから、実際の大気圧の変動に対してやや遅れて変動する。このような吸気遅れは、エンジン１０の制御性を低下させうる。

【0076】

これに対して、上記のエンジン制御装置１では、大気圧センサー３４を省略することなく搭載しているため、吸気遅れに伴う仮想値の演算誤差の発生やエンジン１０の制御性の低下を抑制することができる。なお、大気圧P_BPの実測値を用いることで、無負荷損失の値を高精度に演算することができ、圧力比相当値Aの演算精度を向上させることができるという利点もある。

【0077】

（５）また、上記のエンジン制御装置１では、スロットルバルブ２３の上流圧に対応する圧力として、大気圧P_BPから圧損P_LOSSを減じたものが用いられるとともに、吸気流量Qに基づいて圧損P_LOSSが演算されている。これにより、スロットルバルブ２３よりも上流側の吸気通路２４での圧力降下量を精度よく把握することができ、仮想インマニ圧VP_IMや仮想大気圧VP_BPの演算精度を向上させることができる。

【0078】

（６）また、圧力比相当値Aの演算手法に関して、上記のエンジン制御装置１では、その時点での最大トルクPi_MAXと目標トルクPi_TGTとを用いて圧力比相当値Aを演算している。これらの最大トルクPi_MAX，目標トルクPi_TGTは、例えば燃料の噴射量や噴射時期，点火時期の制御といった吸気量制御以外のトルクベース制御でも使用されうるパラメーターであるため、演算値の転用や他の制御への再利用が容易であり、制御プログラムやアルゴリズムの簡素化が容易であるという利点がある。

【0079】

［４．変形例］
［４−１．充填効率を用いた圧力比相当値の演算］
上述した実施形態に関わらず、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。本実施形態の各構成は、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせてもよい。
上述のエンジン制御装置１では、エンジン１０の最大トルクPi_MAX及び目標トルクPi_TGTを用いて圧力比相当値Aを演算しているが、トルクの代わりにシリンダー１９内に導入される空気量を用いることで同様の演算を行うことも可能である。

【0080】

例えば、上述の実施形態の最大トルクPi_MAX及び目標トルクPi_TGTの代わりに、最大充填効率Ec_MAX及び目標充填効率Ec_TGTを用いて第二圧力比相当値Bを演算し、この第二圧力比相当値Bを圧力比Cの代替パラメーターとして用いることが考えられる。最大充填効率Ec_MAXとは、上述の実施形態における最大トルクPi_MAXに対応する充填効率Ecであり、エンジン１０で最大トルクPi_MAXを発生させるのに要求される空気量に基づいて算出される充填効率Ec（スロットル開度を全開にした時の充填効率Ec）である。また、目標充填効率Ec_TGTは目標トルクPi_TGTに対応する充填効率Ecであり、エンジン１０で目標トルクPi_TGTを発生させるのに要求される空気量に基づいて算出される充填効率Ecである。これらのパラメーターを用いて、最大充填効率Ec_MAXに対する目標充填効率Ec_TGTの比を第二圧力比相当値B（B=Ec_TGT/Ec_MAX）とすることができる。

【0081】

ここで、本発明者らによる試験を通して確認された第二圧力比相当値Bと実際のスロットルバルブ２３部の圧力比Cとの関係を、図５（ｂ）に例示する。このグラフは、図５（ａ）と同様に、エンジン１０の回転速度Ne及び空燃比を一定とし、吸気弁１４の最大バルブリフト量を変化させた場合のそれぞれの第二圧力比相当値Bと圧力比Cとの関係をプロットしたものである。

【0082】

最大バルブリフト量が異なる四つのグラフは、何れも点線状の白丸に沿った形状をなしており、第二圧力比相当値Bと圧力比Cとの間には最大バルブリフト量に依存しない相関が認められる。したがって、圧力比Cの代わりに第二圧力比相当値Bを用いた場合にも、上述の実施形態と同様の作用，効果を奏するものとなる。

【0083】

なお、この場合、上述の実施形態における最大トルク演算部２ａが、最大トルクPi_MAXに相当する最大充填効率Ec_MAXを演算する制御構成とすればよい。最大充填効率Ec_MAXは、エンジン１０の回転速度Ne及び吸気流量Qのほか、燃料噴射量，点火時期，最大バルブリフト量，バルブタイミング等に基づいて演算される。あるいは、最大トルクPi_MAXと最大充填効率Ec_MAXとの対応関係を規定したマップ，数式等に基づいて、最大トルクPi_MAXから最大充填効率Ec_MAXを求めてもよい。

【0084】

また、目標トルク演算部２ｂは、目標トルクPi_TGTに相当する目標充填効率Ec_TGTを演算する制御構成とすればよい。例えば、回転速度Ne，アクセル開度A_PS，無負荷損失等に基づいて目標充填効率Ec_TGTを演算してもよいし、目標トルクPi_TGTと目標充填効率Ec_TGTとの対応関係を規定したマップ，数式等に基づいて、目標トルクPi_TGTから目標充填効率Ec_TGTを求めてもよい。

【0085】

これらの最大充填効率Ec_MAX，目標充填効率Ec_TGTを用いて、比率演算部２ｃが、最大充填効率Ec_MAXに対する目標充填効率Ec_TGTの比率を第二圧力比相当値Bとして演算する。これ以降の演算では圧力比相当値Aの代わりに上記の第二圧力比相当値Bを用いることで、上述の実施形態と同様に仮想値を演算することができ、あるいは圧力センサー類の故障判定を実施することができる。また、第二圧力比相当値Bと圧力比Cとの相関を利用することで、エンジン１０のさまざまな運転状態に対応した複雑なマップやテーブルが不要となり、スロットル開度の演算に係るデータを記憶するROM容量を削減することができる。

【0086】

［４−２．その他］
上述の実施形態では、図７に示すように、実測値と仮想値との差が例えば所定誤差X以上大きい場合に、その実測値を実測したセンサーが故障したものと判定される制御を例示したが、具体的な故障判定の手法はこれに限定されない。例えば、センサーが正常であると判定される範囲の幅をそのときの実測値に応じて変更してもよい。あるいは、所定誤差Xの値を固定値ではなく、他のパラメーターに応じて設定される変数としてもよい。

【0087】

また、上述実施形態では、おもに図４に示すようなエンジン回転速度Neと最大トルクPi_MAXとの関係に着目して最大トルクPi_MAXの演算手法を説明した。しかしながら、エンジン１０の最大トルクPi_MAXはエンジン回転速度Neだけでなく、前述の通り点火時期や最大バルブリフト量，バルブタイミング，空燃比に応じて変化する。したがって、最大トルク演算部２ａで最大トルクPi_MAXを演算する時点での最大バルブリフト量，バルブタイミングに応じて、その最大トルクPi_MAXを算出又は補正する構成としてもよい。これにより、圧力比相当値Aと圧力比Cとの相関をより高めることができ、スロットルバルブ２３の制御性をより向上させることができるとともに、制御の信頼性を向上させることができる。

【0088】

一方、たとえ演算時点の最大バルブリフト量，バルブタイミングを使わなくても、圧力比相当値Aと圧力比Cとの相関は確保される。例えば、図５（ａ），（ｂ）に示すように、圧力比相当値Aと圧力比Cとの相関や、第二圧力比相当値Bと圧力比Cとの相関は、最大バルブリフト量に依存しない。したがって、最大トルクPi_MAXの演算に実際の制御角θ_VVLや位相角θ_VVTを常に反映させる必要があるわけではない。

【0089】

また、点火時期や空燃比に関しても同様であり、これらのパラメーターに応じて最大トルクPi_MAXを演算することで、より正確な最大トルクPi_MAXの値を把握することができ、圧力比相当値Aと圧力比Cとの相関をより高めることができる。したがって、制御の信頼性を向上させることができる。

【0090】

なお、演算時点の点火時期での最大トルクPi_MAXを演算する構成としてもよいし、最適点火時期に点火した場合に発生するトルクを最大トルクPi_MAXとする構成であってもよいし、ノッキングの可能性を考慮して点火時期を最適点火時期からやや遅らせた場合に発生するトルクを最大トルクPi_MAXとする構成であってもよい。圧力比相当値Aと圧力比Cとの相関が最も強化されるのは、最適点火時期に点火した場合であるが、他の場合であっても圧力比相当値Aと圧力比Cとの間に相関を認めることができる。

【0091】

また、上述の実施形態では、図示平均有効圧Piで表現された最大トルクPi_MAX及び目標トルクPi_TGTを用いて圧力比相当値Aを演算するものを例示したが、具体的な圧力比相当値Aの演算手法はこれに限定されない。例えば、図示平均有効圧Piの代わりに正味平均有効圧Peやクランクシャフト１７に生じるトルク値を用いて圧力比相当値Aを演算してもよい。また、上述の変形例における充填効率Ecの代わりに空気量（空気の体積，質量）や体積効率，吸気流量等を用いて第二圧力比相当値Bを演算してもよい。

【符号の説明】

【0092】

１ エンジン制御装置
２ 圧力比相当値演算部（圧力比相当値演算手段）
３ 仮想値演算部（仮想値演算手段）
４ 判定部（判定手段）
５ 制御部（制御手段）
３２ エアフローセンサー（流量検出手段）
３３ インマニ圧センサー（実測値検出手段）
３４ 大気圧センサー（実測値検出手段）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】