JP4449603B2 - Fuel injection control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

この発明は、内燃機関の燃料噴射制御装置に係り、特に排出ガスの空燃比を精度良く制御するうえで好適な内燃機関の燃料噴射制御装置に関する。   The present invention relates to a fuel injection control device for an internal combustion engine, and more particularly to a fuel injection control device for an internal combustion engine suitable for accurately controlling an air-fuel ratio of exhaust gas.

車載用の内燃機関は、一般に、排出ガスの浄化を目的とした触媒を排気通路に備えている。この種の触媒は、排出ガスの空燃比が理論空燃比付近に維持されることにより、優れた浄化能力を発揮する。このため、車載用の内燃機関においては、排出ガスの空燃比を目標空燃比とするための制御が広く実行されている。   In-vehicle internal combustion engines generally include a catalyst for purifying exhaust gas in an exhaust passage. This type of catalyst exhibits an excellent purification capability by maintaining the air-fuel ratio of the exhaust gas in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio. For this reason, in an in-vehicle internal combustion engine, control for setting the air-fuel ratio of exhaust gas to the target air-fuel ratio is widely performed.

最も一般的な構成としては、吸入空気量を計測するためのエアフロメータを吸気通路に備え、かつ、排出ガスの空燃比を計測する空燃比センサを排気通路に備えるものが知られている。また、このような構成を有する内燃機関において実行される制御としては、吸入空気量を理論空燃比で除することにより基本の燃料噴射量を算出し、その基本の燃料噴射量を空燃比センサの出力に基づいて修正する空燃比フィードバック制御が典型的なものとして知られている。   As the most general configuration, an airflow meter for measuring the intake air amount is provided in the intake passage, and an air-fuel ratio sensor for measuring the air-fuel ratio of exhaust gas is provided in the exhaust passage. Further, as a control executed in the internal combustion engine having such a configuration, the basic fuel injection amount is calculated by dividing the intake air amount by the theoretical air fuel ratio, and the basic fuel injection amount is calculated by the air fuel ratio sensor. An air-fuel ratio feedback control that corrects based on the output is known as a typical one.

以上のような制御手法によれば、筒内に新たに吸入されるガスの空燃比を精度良く理論空燃比に制御することができる。そして、定常状態では、排出ガスの空燃比を精度良く理論空燃比とすることができる。ところが、筒内には、新規に吸入されるガスの他に、既燃ガスが存在していることがある。そして、内燃機関の運転状態が変化する過渡時においては、既燃ガスの空燃比と新規ガスの空燃比が一致しないのが通常である。   According to the control method as described above, the air-fuel ratio of the gas newly sucked into the cylinder can be accurately controlled to the stoichiometric air-fuel ratio. In the steady state, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be accurately set to the stoichiometric air-fuel ratio. However, burned gas may exist in the cylinder in addition to newly sucked gas. In a transient state where the operating state of the internal combustion engine changes, it is normal that the air-fuel ratio of the burned gas does not match the air-fuel ratio of the new gas.

このような状況下では、新規ガスの空燃比を理論空燃比に制御しても、筒内に存在するガスの空燃比を全体として理論空燃比とすることはできない。従って、この場合は、理論空燃比から外れた空燃比を有する排出ガスが筒内から排気通路へ排出されることとなる。このように、上述した典型的な制御の手法によっては、内燃機関の過渡運転時において、排気空燃比の精度を維持することが困難である。   Under such circumstances, even if the air-fuel ratio of the new gas is controlled to the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio of the gas existing in the cylinder cannot be made the stoichiometric air-fuel ratio as a whole. Therefore, in this case, exhaust gas having an air-fuel ratio that deviates from the stoichiometric air-fuel ratio is discharged from the cylinder to the exhaust passage. As described above, it is difficult to maintain the accuracy of the exhaust air-fuel ratio during the transient operation of the internal combustion engine, depending on the typical control method described above.

特開2002−21615号公報には、筒内ガスの空燃比を推定して、その推定の結果に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する手法が開示されている。より具体的には、ここには、筒内に吸入される新規ガスの空燃比と、筒内に残留する残留ガスの空燃比とに基づいて、筒内ガスの空燃比を推定し、その推定値に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する手法が開示されている。更に、ここには、筒内ガス空燃比の推定値を、排気通路に配置した空燃比センサの出力に基づいて補正する手法が開示されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-21615 discloses a method of estimating the air-fuel ratio of in-cylinder gas and performing feedback control of the fuel injection amount based on the estimation result. More specifically, here, the air-fuel ratio of the in-cylinder gas is estimated based on the air-fuel ratio of the new gas sucked into the cylinder and the air-fuel ratio of the residual gas remaining in the cylinder. A method for feedback control of the fuel injection amount based on the value is disclosed. Further, here, a method for correcting the estimated value of the in-cylinder gas air-fuel ratio based on the output of the air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage is disclosed.

上記公報に開示される手法によれば、筒内ガスの空燃比と目標空燃比との差を燃料噴射量に反映させることができる。このため、この手法によれば、上述した典型的な手法に比して、筒内ガスの制御精度を高めることができる。従って、この手法によれば、筒内から排出される排出ガスの空燃比精度を高めて、良好なエミッション特性を実現するうえで好適な状況を作り出すことができる。   According to the technique disclosed in the above publication, the difference between the air-fuel ratio of the in-cylinder gas and the target air-fuel ratio can be reflected in the fuel injection amount. For this reason, according to this method, the control accuracy of the in-cylinder gas can be increased as compared with the typical method described above. Therefore, according to this method, it is possible to improve the air-fuel ratio accuracy of the exhaust gas exhausted from the cylinder and create a favorable situation for realizing good emission characteristics.

特開2002−21615号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-21615 特開2002−30968号公報JP 2002-30968 A

しかしながら、上記公報に開示される手法は、筒内に吸入される新規ガスを目標空燃比とするための基本噴射量に、上記の偏差に応じて設定されるフィードバック補正係数を掛け合わせることにより燃料噴射量を算出するものである。つまり、この手法は、あくまで、筒内ガスの空燃比と目標空燃比との偏差に応じて、新規ガスの空燃比を一定の規則でリッチ化或いはリーン化するものである。   However, the technique disclosed in the above publication is based on the fuel injection by multiplying the basic injection amount for setting the new gas sucked into the cylinder to the target air-fuel ratio by the feedback correction coefficient set according to the deviation. The injection amount is calculated. That is, in this method, the air-fuel ratio of the new gas is enriched or leaned according to a certain rule according to the deviation between the air-fuel ratio of the in-cylinder gas and the target air-fuel ratio.

筒内における既燃ガスの割合と新規ガスの割合は、内燃機関の運転状態に応じて変化する。新規ガスの割合が大きい場合には、上記のリッチ化或いはリーン化により筒内ガスの空燃比は大きく変動する。一方、新規ガスの割合が小さい場合は、上記のリッチ化或いはリーン化に伴って、筒内ガスの空燃比には小さな変化しか生じない。このため、上記公報に開示される手法によっても、内燃機関の過渡運転時において、筒内ガスの空燃比、つまり、排出ガスの空燃比を正確に目標空燃比に一致させることは困難である。   The ratio of burned gas and the ratio of new gas in the cylinder change according to the operating state of the internal combustion engine. When the ratio of the new gas is large, the air-fuel ratio of the in-cylinder gas greatly varies due to the above enrichment or leaning. On the other hand, when the ratio of the new gas is small, only a small change occurs in the air-fuel ratio of the in-cylinder gas with the above enrichment or leaning. For this reason, even with the technique disclosed in the above publication, it is difficult to accurately match the air-fuel ratio of the in-cylinder gas, that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas, to the target air-fuel ratio during the transient operation of the internal combustion engine.

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、筒内から排出される排出ガスの空燃比を、内燃機関の過渡運転時においても正確に目標空燃比に制御することのできる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and is capable of accurately controlling the air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the cylinder to the target air-fuel ratio even during transient operation of the internal combustion engine. An object of the present invention is to provide a fuel injection control device for an internal combustion engine.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の燃料噴射制御装置であって、
吸気が開始される時点での筒内残留燃料量を算出する残留燃料量算出手段と、
前記筒内残留燃料量に基づいて、筒内から排出される排出ガスの空燃比が目標空燃比となるように、筒内流入要求燃料量を算出する流入要求燃料量算出手段と、
燃料噴射弁による燃料噴射量を、前記筒内流入要求燃料量に基づいて算出する燃料噴射量算出手段と、
吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出する残留ガス量検出手段と、
少なくとも1サイクル分の最新の目標空燃比を記憶する目標空燃比記憶手段とを備え、
前記残留燃料量算出手段は、現サイクルにおける前記筒内残留ガス量を前サイクルにおける目標空燃比で除することにより、前記筒内残留燃料量を算出することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is a fuel injection control device for an internal combustion engine,
A residual fuel amount calculating means for calculating an in-cylinder residual fuel amount at the time when intake starts,
An inflow required fuel amount calculating means for calculating an in-cylinder inflow required fuel amount based on the in-cylinder residual fuel amount so that an air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the cylinder becomes a target air-fuel ratio;
Fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount by the fuel injection valve based on the in-cylinder inflow required fuel amount;
A residual gas amount detecting means for calculating a residual gas amount in the cylinder at the time when intake is started;
A target air-fuel ratio storage means for storing the latest target air-fuel ratio for at least one cycle,
The residual fuel amount calculating means calculates the in-cylinder residual fuel amount by dividing the in-cylinder residual gas amount in the current cycle by the target air-fuel ratio in the previous cycle .

また、第2の発明は、第1の発明において、
吸気の終了時点での筒内ガス量を算出する筒内ガス量算出手段と、
現サイクルにおける前記筒内ガス量を現サイクルにおける目標空燃比で除した値を筒内必要燃料量として算出する筒内必要燃料量算出手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前記筒内必要燃料量から現サイクルにおける前記筒内残留燃料量を減ずることにより、前記筒内流入要求燃料量を算出することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
In-cylinder gas amount calculating means for calculating the in-cylinder gas amount at the end of intake,
In-cylinder required fuel amount calculating means for calculating a value obtained by dividing the in-cylinder gas amount in the current cycle by the target air-fuel ratio in the current cycle as a required cylinder fuel amount,
The inflow required fuel amount calculation means calculates the in-cylinder inflow required fuel amount by subtracting the in-cylinder residual fuel amount in the current cycle from the in-cylinder required fuel amount.

また、第3の発明は、第2の発明において、
吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出する残留ガス量検出手段と、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段とを備え、
前記筒内ガス量算出手段は、現サイクルの前記筒内残留ガス量と現サイクルの前記吸入空気量とを加算することにより前記筒内ガス量を算出することを特徴とする。
The third invention is the second invention, wherein
A residual gas amount detecting means for calculating a residual gas amount in the cylinder at the time when intake is started;
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount sucked into the cylinder,
The in-cylinder gas amount calculating means calculates the in-cylinder gas amount by adding the in-cylinder residual gas amount in the current cycle and the intake air amount in the current cycle.

また、第4の発明は、第1の発明において、
筒内から排出される排出ガス量を算出する排出ガス量算出手段と、
現サイクルにおける前記排出ガス量を現サイクルにおける目標空燃比で除することにより排出必要燃料量を算出する排出必要燃料量算出手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前記排出必要燃料量から現サイクルにおける筒内残留燃料量を減じた値に、次サイクルにおける筒内残留燃料量を加えることにより前記筒内流入要求燃料量を算出することを特徴とする。
Moreover, 4th invention is set in 1st invention,
An exhaust gas amount calculating means for calculating an exhaust gas amount discharged from the cylinder;
A required exhaust fuel amount calculating means for calculating the required fuel amount by dividing the exhaust gas amount in the current cycle by the target air-fuel ratio in the current cycle,
The inflow required fuel amount calculation means calculates the in-cylinder inflow required fuel amount by adding the in-cylinder residual fuel amount in the next cycle to a value obtained by subtracting the in-cylinder residual fuel amount in the current cycle from the required discharge fuel amount. It is characterized by doing.

また、第5の発明は、第4の発明において、
吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出する残留ガス量算出手段と、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段とを備え、
前記排出ガス量算出手段は、現サイクルの吸入空気量に現サイクルの筒内残留ガス量を加えた値から、次サイクルの筒内残留ガス量を減ずることにより前記排出ガス量を算出することを特徴とする。
The fifth invention is the fourth invention, wherein
A residual gas amount calculating means for calculating an in-cylinder residual gas amount at the time when intake starts,
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount sucked into the cylinder,
The exhaust gas amount calculating means calculates the exhaust gas amount by subtracting the in-cylinder residual gas amount in the next cycle from a value obtained by adding the in-cylinder residual gas amount in the current cycle to the intake air amount in the current cycle. Features.

また、第の発明は、第1乃至第の発明の何れかにおいて、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前サイクルの目標空燃比が理論空燃比であったか否かを判断するストイキ判断手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前サイクルの目標空燃比が理論空燃比であった場合は、前記吸入空気量を現サイクルの目標空燃比で除した値を前記筒内流入要求燃料量として算出することを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the cylinder;
Stoichiometric judgment means for judging whether or not the target air-fuel ratio of the previous cycle was the stoichiometric air-fuel ratio,
The inflow required fuel amount calculation means calculates, as the in-cylinder inflow required fuel amount, a value obtained by dividing the intake air amount by the target air fuel ratio of the current cycle when the target air fuel ratio of the previous cycle is the stoichiometric air fuel ratio. It is characterized by doing.

また、第の発明は、第1乃至第の発明の何れかにおいて、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前サイクルの目標空燃比と現サイクルの目標空燃比が同じであるか否かを判断する空燃比判断手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前サイクルの目標空燃比と現サイクルの目標空燃比が同じである場合は、前記吸入空気量を現サイクルの目標空燃比で除した値を前記筒内流入要求燃料量として算出することを特徴とする。
According to a seventh invention, in any one of the first to sixth inventions,
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the cylinder;
Air-fuel ratio determining means for determining whether or not the target air-fuel ratio of the previous cycle and the target air-fuel ratio of the current cycle are the same,
When the target air-fuel ratio in the previous cycle and the target air-fuel ratio in the current cycle are the same, the inflow required fuel amount calculation means calculates a value obtained by dividing the intake air amount by the target air-fuel ratio in the current cycle. It is calculated as a fuel amount.

また、第の発明は、第1乃至第の発明の何れかにおいて、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
筒内に吸入される新気ガスの空燃比精度を、筒内から排出される排出ガスの空燃比精度に優先させるべき燃焼優先状態が形成されているか否かを判断する状態判断手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前記燃焼優先状態の形成が認められる場合は、前記吸入空気量を現サイクルの目標空燃比で除した値を前記筒内流入要求燃料量として算出することを特徴とする。
Further, an eighth invention is any one of the first to seventh inventions,
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the cylinder;
And a state determining means for determining whether or not a combustion priority state that should give priority to the air-fuel ratio accuracy of the fresh gas sucked into the cylinder is prior to the air-fuel ratio accuracy of the exhaust gas discharged from the cylinder is provided. ,
The inflow required fuel amount calculation means calculates, as the in-cylinder inflow required fuel amount, a value obtained by dividing the intake air amount by the target air-fuel ratio of the current cycle when the formation of the combustion priority state is recognized. And

第1の発明によれば、吸気が開始される時点で生じている筒内残留燃料量を算出することができる。筒内残留燃料量が判ると、過渡運転時においても、筒内から排出される排出ガスの空燃比を目標空燃比とするために必要な筒内流入要求燃料量を正確に算出することができる。本発明によれば、その筒内流入要求燃料量に基づいて燃料噴射量が算出されるため、過渡運転時においても、排出ガスの空燃比を精度良く目標空燃比とすることができる。   According to the first aspect of the present invention, it is possible to calculate the in-cylinder residual fuel amount generated at the time when intake is started. If the in-cylinder residual fuel amount is known, it is possible to accurately calculate the in-cylinder inflow required fuel amount necessary for setting the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the cylinder to the target air-fuel ratio even during transient operation. . According to the present invention, since the fuel injection amount is calculated based on the in-cylinder inflow requested fuel amount, the air-fuel ratio of the exhaust gas can be accurately set to the target air-fuel ratio even during transient operation.

また、この発明によれば、吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出することができる。筒内残留ガスの空燃比は、前サイクルの目標空燃比に制御されている。本発明によれば、現サイクルの筒内残留ガス量として算出された値を、前サイクルの目標空燃比で除することにより、筒内残留燃料量を正確に算出することができる。 Further, according to this invention, it is possible to calculate the in-cylinder residual gas quantity at the time when the intake air is initiated. The air-fuel ratio of the in-cylinder residual gas is controlled to the target air-fuel ratio of the previous cycle. According to the present invention, the in-cylinder residual fuel amount can be accurately calculated by dividing the value calculated as the in-cylinder residual gas amount in the current cycle by the target air-fuel ratio in the previous cycle.

第2の発明によれば、吸気の終了時点での筒内ガス量を算出し、その値を目標空燃比で除することにより、筒内ガスを目標空燃比とするのに必要な燃料量、つまり、筒内必要燃料量を算出することができる。更に、本発明によれば、筒内必要燃料量から、既に筒内に存在している筒内残留燃料量を減ずることにより、筒内流入要求燃料量を正確に算出することができる。 According to the second aspect of the present invention, the amount of fuel required to bring the in-cylinder gas to the target air-fuel ratio by calculating the in-cylinder gas amount at the end of intake and dividing the value by the target air-fuel ratio; That is, the in-cylinder required fuel amount can be calculated. Further, according to the present invention, the in-cylinder inflow required fuel amount can be accurately calculated by subtracting the in-cylinder residual fuel amount already existing in the cylinder from the in-cylinder required fuel amount.

第3の発明によれば、吸気が開始される時点で筒内に既に存在している筒内残留ガス量に、吸気の過程で筒内に吸入される吸入空気量を加えることにより、筒内ガス量を正確に算出することができる。 According to the third aspect of the present invention, by adding the intake air amount sucked into the cylinder during the intake process to the cylinder residual gas amount already existing in the cylinder at the time when the intake is started, The amount of gas can be calculated accurately.

第4の発明によれば、筒内から排出される排出ガス量を算出し、その値を現サイクルの目標空燃比で除することにより、排出ガスを目標空燃比とするのに必要な燃料量、つまり、排出必要燃料量を算出することができる。筒内から排出される燃料量は、筒内に存在する全燃料量から、筒内に残留して次サイクルの筒内残留燃料量となる量を減じた値となる。一方、筒内の全燃料量は、現サイクルにおいて筒内に流入する燃料量と、現サイクルにおける筒内残留燃料量とを加えた値となる。従って、排出必要燃料量を実現する筒内流入要求燃料量は、排出必要燃料量から現サイクルの筒内残留燃料量を減じた値に、次サイクルの筒内残留燃料量を加えた値となる。本発明によれば、上記の演算規則に従うことにより、排出必要燃料量を正確に算出することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, the amount of fuel required to make the exhaust gas the target air-fuel ratio is calculated by calculating the amount of exhaust gas discharged from the cylinder and dividing the value by the target air-fuel ratio of the current cycle. That is, it is possible to calculate the required amount of fuel to be discharged. The amount of fuel discharged from the cylinder is a value obtained by subtracting the amount of fuel remaining in the cylinder and becoming the in-cylinder residual fuel quantity in the next cycle from the total fuel quantity existing in the cylinder. On the other hand, the total fuel amount in the cylinder is a value obtained by adding the fuel amount flowing into the cylinder in the current cycle and the in-cylinder residual fuel amount in the current cycle. Therefore, the in-cylinder inflow required fuel amount that realizes the required fuel amount is a value obtained by adding the in-cylinder residual fuel amount in the next cycle to the value obtained by subtracting the in-cylinder residual fuel amount in the current cycle from the required exhaust fuel amount. . According to the present invention, the amount of fuel required for emission can be accurately calculated by following the above calculation rules.

第5の発明によれば、吸気が開始される時点で既に存在している筒内残留ガス量(現サイクルの筒内残留ガス量)に、吸気の過程で筒内に吸入される吸入空気量を加えた値(筒内の全ガス量)から、次サイクルの筒内残留ガス量となる量を減ずることにより、筒内からの排出ガス量を正確に算出することができる。 According to the fifth aspect of the present invention, the in-cylinder residual gas amount (the in-cylinder residual gas amount in the current cycle) that already exists at the time when intake is started is added to the intake air amount that is drawn into the cylinder during the intake process. The amount of exhaust gas from the cylinder can be accurately calculated by subtracting the amount that becomes the cylinder residual gas amount in the next cycle from the value obtained by adding (the total gas amount in the cylinder).

の発明によれば、前サイクルの目標空燃比が理論空燃比であった場合は、吸入空気量を目標空燃比で除した値、つまり、新規ガスを目標空燃比とするための値を筒内流入要求燃料量として、燃料噴射量を算出することができる。内燃機関に対する現サイクルの要求が排気エミッションの低減である場合は、現サイクルの目標空燃比も理論空燃比となる。この場合、上記の算出手法によれば、排出ガスの空燃比を理論空燃比とする燃料噴射量を正確に算出することができる。内燃機関に対する現サイクルの要求が、排気エミッションの低減ではなく、所望の運転状態の実現である場合は、現サイクルの目標空燃比がその運転状態に応じた値に設定される。この際、上記の算出手法によれば、燃料噴射量は、既燃ガスの影響を無視して、新規ガスの空燃比がその目標空燃比となるように決定される。既燃ガスは燃焼にはさほど寄与しないため、内燃機関を所望の運転状態とするためには、筒内ガスの空燃比を正確に制御するより、むしろ、新規ガスの空燃比を正確に制御すること望ましい。本発明によれば、目標空燃比が理論空燃比から外れる状況下で、上記の要求を満たして良好な制御精度を実現することができる。 According to the sixth invention, when the target air-fuel ratio of the previous cycle is the stoichiometric air-fuel ratio, a value obtained by dividing the intake air amount by the target air-fuel ratio, that is, a value for setting the new gas as the target air-fuel ratio is obtained. The fuel injection amount can be calculated as the in-cylinder inflow required fuel amount. If the current cycle requirement for the internal combustion engine is to reduce exhaust emissions, the target air-fuel ratio for the current cycle is also the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, according to the above calculation method, the fuel injection amount in which the air-fuel ratio of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio can be accurately calculated. When the demand for the current cycle for the internal combustion engine is not the reduction of exhaust emission but the realization of a desired operating state, the target air-fuel ratio of the current cycle is set to a value corresponding to the operating state. At this time, according to the above calculation method, the fuel injection amount is determined so that the influence of the burned gas is ignored and the air-fuel ratio of the new gas becomes the target air-fuel ratio. Since burnt gas does not contribute much to combustion, in order to bring the internal combustion engine into a desired operating state, rather than accurately controlling the air-fuel ratio of the in-cylinder gas, the air-fuel ratio of the new gas is accurately controlled. It is desirable. According to the present invention, good control accuracy can be achieved by satisfying the above requirements under a situation where the target air-fuel ratio deviates from the stoichiometric air-fuel ratio.

の発明によれば、前サイクルの目標空燃比と現サイクルの目標空燃比が同じであった場合は、吸入空気量を目標空燃比で除した値、つまり、新規ガスを目標空燃比とするための値を筒内流入要求燃料量として、燃料噴射量を算出することができる。前サイクルから現サイクルにかけて目標空燃比が変化していない場合は、上記の算出手法により、排出ガスを目標空燃比とする燃料噴射量を算出することができる。このため、本発明によれば、排出ガスの空燃比を目標空燃比とするための演算負荷の低減を図ることができる。 According to the seventh invention, when the target air-fuel ratio of the previous cycle and the target air-fuel ratio of the current cycle are the same, the value obtained by dividing the intake air amount by the target air-fuel ratio, that is, the new gas is set to the target air-fuel ratio. The amount of fuel injection can be calculated using the in-cylinder inflow requested fuel amount. When the target air-fuel ratio has not changed from the previous cycle to the current cycle, the fuel injection amount with the exhaust gas as the target air-fuel ratio can be calculated by the above calculation method. Therefore, according to the present invention, it is possible to reduce the calculation load for setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to the target air-fuel ratio.

の発明によれば、新気ガスの空燃比精度を、排出ガスの空燃比精度に優先させるべき燃焼優先状態が形成されていると判断される場合には、新規ガスを目標空燃比とするための燃料噴射量を算出することができる。このため、本発明によれば、燃焼優先状態の形成下では、排気空燃比に捕らわれることなく、内燃機関を所望の運転状態とすることができる。 According to the eighth invention, when it is determined that the combustion priority state in which the air-fuel ratio accuracy of the fresh air gas should be prioritized over the air-fuel ratio accuracy of the exhaust gas is determined, the new gas is set to the target air-fuel ratio. It is possible to calculate the fuel injection amount for the purpose. Therefore, according to the present invention, the internal combustion engine can be brought into a desired operating state without being trapped by the exhaust air-fuel ratio under the formation of the combustion priority state.

実施の形態1.
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。図1に示す構成は、内燃機関10を備えている。内燃機関10には、吸気通路12および排気通路14が連通している。吸気通路12には、吸入空気量Gaを検出するためのエアフロメータ16が配置されている。エアフロメータ16の下流には、スロットルバルブ18が設けられている。また、スロットルバルブ18の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットルセンサ20が配置されている。吸気通路12には、更に、内燃機関10の吸気ポート22に燃料を噴射するための燃料噴射弁24が配置されている。
Embodiment 1 FIG.
[System Configuration of Embodiment 1]
FIG. 1 is a diagram for explaining the configuration of the first embodiment of the present invention. The configuration shown in FIG. 1 includes an internal combustion engine 10. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with the internal combustion engine 10. An air flow meter 16 for detecting an intake air amount Ga is disposed in the intake passage 12. A throttle valve 18 is provided downstream of the air flow meter 16. A throttle sensor 20 that detects the throttle opening degree TA is disposed in the vicinity of the throttle valve 18. A fuel injection valve 24 for injecting fuel into the intake port 22 of the internal combustion engine 10 is further disposed in the intake passage 12.

内燃機関10は、吸気弁26および排気弁28を備えている。吸気弁26および排気弁28には、それぞれ、それらの駆動源として可変バルブタイミング(VVT)機構30,32が連結されている。VVT機構30,32は、外部から供給される指令に応じて、それぞれ吸気弁26或いは排気弁28の開弁タイミングVTを変化させることができる。   The internal combustion engine 10 includes an intake valve 26 and an exhaust valve 28. The intake valve 26 and the exhaust valve 28 are connected to variable valve timing (VVT) mechanisms 30 and 32 as their drive sources, respectively. The VVT mechanisms 30 and 32 can change the valve opening timing VT of the intake valve 26 or the exhaust valve 28, respectively, according to a command supplied from the outside.

排気通路14には、排出ガスを浄化するための触媒34が配置されている。触媒34は、排出ガスの空燃比AFReが理論空燃比の近傍値に維持されることにより、長期安定的に排出ガスを浄化することができる。触媒34の上流には、空燃比センサ36が配置されている。空燃比センサ36は、内燃機関10から排出されてくる排出ガスの空燃比AFReに応じた出力を発するセンサである。   A catalyst 34 for purifying exhaust gas is disposed in the exhaust passage 14. The catalyst 34 can purify the exhaust gas stably for a long period of time by maintaining the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas at a value close to the theoretical air-fuel ratio. An air-fuel ratio sensor 36 is disposed upstream of the catalyst 34. The air-fuel ratio sensor 36 is a sensor that emits an output corresponding to the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10.

本実施形態のシステムは、ECU(Electronic Control Unit)40を備えている。ECU40には、上述した各種センサに加えて、冷却水温THWを検出する水温センサ42、機関回転数Neを検出する回転数センサ44などが接続されている。ECU40は、それらのセンサの出力等に基づいて、燃料噴射弁24やVVT30,32等のアクチュエータを駆動することができる。   The system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. In addition to the various sensors described above, the ECU 40 is connected to a water temperature sensor 42 that detects the cooling water temperature THW, a rotation speed sensor 44 that detects the engine rotation speed Ne, and the like. The ECU 40 can drive actuators such as the fuel injection valve 24 and the VVTs 30 and 32 based on the outputs of these sensors.

[実施の形態1における燃料噴射制御の考え方]
次に、図2を参照して、本発明の実施の形態1における燃料噴射制御の考え方について説明する。図2は、内燃機関10の目標空燃比AFRがリッチ空燃比(12.5)から理論空燃比(14.5)に変化した場合の現象を説明するための図である。
[Concept of fuel injection control in Embodiment 1]
Next, the concept of fuel injection control in Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining a phenomenon when the target air-fuel ratio AFR of the internal combustion engine 10 changes from the rich air-fuel ratio (12.5) to the stoichiometric air-fuel ratio (14.5).

より具体的には、図2(A)は、筒内に流入する新規ガスの空燃比AFRcが目標空燃比AFRと一致するように燃料噴射量fiを変化させた場合の現象を説明するための図である。一方、図2(B)は、筒内から排出される排出ガスの空燃比AFReが目標空燃比AFRと一致するように燃料噴射量fiを変化させた場合の現象を説明するための図である。   More specifically, FIG. 2 (A) is for explaining the phenomenon when the fuel injection amount fi is changed so that the air-fuel ratio AFRc of the new gas flowing into the cylinder matches the target air-fuel ratio AFR. FIG. On the other hand, FIG. 2B is a diagram for explaining a phenomenon when the fuel injection amount fi is changed so that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas discharged from the cylinder matches the target air-fuel ratio AFR. .

燃料噴射量fiを算出する手法としては、吸入空気量Gaの実測値を目標空燃比AFRで除することにより基本の筒内流入要求燃料量fcbase=Ga/AFRを算出し、その値に修正を加えることにより燃料噴射量fiを得る手法が一般的である。この手法によれば、目標空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に変化した場合に、図2(A)に示すような現象が実現されることがある。   As a method for calculating the fuel injection amount fi, the basic in-cylinder inflow required fuel amount fcbase = Ga / AFR is calculated by dividing the measured value of the intake air amount Ga by the target air-fuel ratio AFR, and the value is corrected. A method of obtaining the fuel injection amount fi by adding is common. According to this method, when the target air-fuel ratio changes from the rich air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, a phenomenon as shown in FIG.

すなわち、図2(A)は、目標空燃比AFRがリッチ空燃比から理論空燃比に変化した時点で、内燃機関10の筒内にリッチ空燃比の残留ガスが残存していた状態を示している。筒内に残留ガス残存している場合、排出ガスの空燃比AFReは、新規ガスと筒内残留ガスとの混合ガスの空燃比となる。従って、この場合、新規ガスの空燃比AFRcが理論空燃比であっても、排出ガスの空燃比は、リッチに偏った値(例えば13.0)となる。   That is, FIG. 2A shows a state in which the rich air-fuel ratio residual gas remains in the cylinder of the internal combustion engine 10 when the target air-fuel ratio AFR changes from the rich air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio. . When the residual gas remains in the cylinder, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas becomes the air-fuel ratio of the mixed gas of the new gas and the residual gas in the cylinder. Therefore, in this case, even if the air-fuel ratio AFRc of the new gas is the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio of the exhaust gas becomes a richly biased value (for example, 13.0).

内燃機関10において、目標空燃比を理論空燃比とするのは、触媒34の浄化能力を長期安定的に維持して、良好なエミッション特性を得るためである。このため、目標空燃比が理論空燃比とされる状況下では、多くの場合、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比、つまり、理論空燃比に一致させることが望まれる。そして、上述した一般的な手法によっては、必ずしもこの要求を的確に満たすことができない。   In the internal combustion engine 10, the target air-fuel ratio is set to the stoichiometric air-fuel ratio in order to maintain the purification ability of the catalyst 34 stably for a long period of time and obtain good emission characteristics. For this reason, in a situation where the target air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, it is often desirable to make the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas coincide with the target air-fuel ratio, that is, the stoichiometric air-fuel ratio. In addition, the above-described general method cannot always satisfy this requirement accurately.

図2(B)は、目標空燃比AFRがリッチ空燃比から理論空燃比に変化した直後に、排出ガスの空燃比AFReを理論空燃比とするための条件の一例を示した図である。すなわち、図2(B)は、目標空燃比がリッチ空燃比から理論空燃比に変化した直後に、リッチな筒内残留ガスの存在を前提として、新規ガスの空燃比AFRcをリーン空燃比(ここでは15.5)とした状態を示している。   FIG. 2B is a diagram showing an example of conditions for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the stoichiometric air-fuel ratio immediately after the target air-fuel ratio AFR changes from the rich air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio. That is, FIG. 2 (B) shows that the air-fuel ratio AFRc of the new gas is set to the lean air-fuel ratio (here, immediately after the target air-fuel ratio changes from the rich air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, assuming the presence of rich in-cylinder residual gas. Shows the state of 15.5).

リッチな筒内残留ガスが存在している場合に、新規ガスの空燃比を適切にリーン化することができれば、筒内ガスの空燃比を全体として理論空燃比とすることができ、その結果、図2(B)に示すように、排出ガスの空燃比AFReを理論空燃比とすることができる。そこで、本実施形態のシステムでは、筒内残留ガスの影響を考慮して、より厳密には、筒内に残留する燃料量を考慮して、排出ガスの空燃比AFReが目標空燃比AFRとなるように、燃料噴射量fiを算出することを原則とした。   If the air-fuel ratio of the new gas can be appropriately made lean when the rich in-cylinder residual gas exists, the air-fuel ratio of the in-cylinder gas can be made the stoichiometric air-fuel ratio as a whole, and as a result, As shown in FIG. 2B, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas can be made the stoichiometric air-fuel ratio. Therefore, in the system of the present embodiment, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas becomes the target air-fuel ratio AFR in consideration of the influence of the residual gas in the cylinder and, more strictly, in consideration of the amount of fuel remaining in the cylinder. In principle, the fuel injection amount fi is calculated.

[燃料噴射量fiの算出手法]
(筒内流入要求燃料量fcの算出手法)
本実施形態のシステムは、所望の運転状態を実現するために筒内に流入させるべき燃料量(以下、「筒内流入要求燃料量fc」と称す)を算出したうえで、その筒内流入要求燃料量fcを発生させるのに必要な燃料量を燃料噴射量fiとして算出することとしている。ここでは、先ず、筒内流入要求燃料量fcの算出手法について説明する。
[Calculation method of fuel injection amount fi]
(Calculation method of in-cylinder inflow required fuel amount fc)
The system of the present embodiment calculates the amount of fuel to be flown into the cylinder in order to realize a desired operating state (hereinafter referred to as “cylinder inflow required fuel amount fc”), and then requests the inflow in the cylinder. The fuel amount necessary to generate the fuel amount fc is calculated as the fuel injection amount fi. Here, first, a method of calculating the in-cylinder inflow requested fuel amount fc will be described.

図3は、本実施形態における筒内流入要求燃料量fcの算出手法を説明するための図である。図3において、符号「fw」は、噴射された燃料のうち、吸気ポート22や吸気弁26に付着して筒内に吸入されない燃料の量を表している。また、符号「Gr」および「fr」は、それぞれ、各サイクルの吸気開始の時点で筒内に残留しているガス量および燃料量を表している。以下、これらをそれぞれ「筒内残留ガス量Gr」および「筒内残留燃料量fr」と称す。   FIG. 3 is a diagram for explaining a method for calculating the in-cylinder inflow requested fuel amount fc in the present embodiment. In FIG. 3, the symbol “fw” represents the amount of injected fuel that adheres to the intake port 22 and the intake valve 26 and is not sucked into the cylinder. The symbols “Gr” and “fr” represent the gas amount and fuel amount remaining in the cylinder at the start of intake of each cycle, respectively. These are hereinafter referred to as “cylinder residual gas amount Gr” and “cylinder residual fuel amount fr”, respectively.

内燃機関10の筒内に流入する新規ガスの量は、吸入空気量Gaとして検知することができる。従って、新規ガスの空燃比AFRcは、筒内流入要求燃料量fcを用いて、次式のように表すことができる。
AFRc=Ga/fc ・・・(1)
The amount of new gas flowing into the cylinder of the internal combustion engine 10 can be detected as the intake air amount Ga. Therefore, the air-fuel ratio AFRc of the new gas can be expressed by the following equation using the in-cylinder inflow required fuel amount fc.
AFRc = Ga / fc (1)

上記(1)式より、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFRとするための筒内流入要求燃料量fcは、次式により表されることになる。
fc=Ga/AFRc
=Ga/AFR ・・・(2)
From the above equation (1), the in-cylinder inflow required fuel amount fc for setting the air-fuel ratio AFRc of the new gas to the target air-fuel ratio AFR is expressed by the following equation.
fc = Ga / AFRc
= Ga / AFR (2)

筒内から排出される排出ガスの空燃比AFReは、吸気が終了した時点での筒内ガスの空燃比と等しいと見なすことができる。そして、吸気の終了時点では、筒内に存在する燃料量がfc+frとなり、また、筒内に存在するガス量がGa+Grとなる。このため、排出ガスの空燃比AFReは次式のように表すことができる。
AFRe=(Ga+Gr)/(fc+fr) ・・・(3)
It can be considered that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas discharged from the cylinder is equal to the air-fuel ratio of the cylinder gas at the time when the intake is completed. At the end of intake, the amount of fuel existing in the cylinder becomes fc + fr, and the amount of gas existing in the cylinder becomes Ga + Gr. For this reason, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas can be expressed as the following equation.
AFRe = (Ga + Gr) / (fc + fr) (3)

上記(3)式より、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRとするための筒内流入要求燃料量fcは、以下のように表されることになる。
fc=(Ga+Gr)/AFRe-fr
=(Ga+Gr)/AFR-fr ・・・(4)
From the above equation (3), the in-cylinder inflow required fuel amount fc for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR is expressed as follows.
fc = (Ga + Gr) / AFRe-fr
= (Ga + Gr) / AFR-fr (4)

(4)式により算出される筒内流入要求燃料量fcと、(2)式により算出される筒内流入要求燃料量fcとは、AFR=Gr/frが成立しない限り異なった値となる。つまり、(4)式により得られるfcと(2)式により得られるfcとは、目標空燃比AFRが一定である場合には同じ値になるが、その値が変化する過渡運転時には異なった値となる。以下、これらを区別するために、(4)式により算出される筒内流入要求量を符号「fc´」により表すこととする。   The in-cylinder inflow required fuel amount fc calculated by the equation (4) and the in-cylinder inflow required fuel amount fc calculated by the equation (2) are different values unless AFR = Gr / fr is satisfied. In other words, fc obtained by equation (4) and fc obtained by equation (2) have the same value when the target air-fuel ratio AFR is constant, but different values during transient operation where the value changes. It becomes. Hereinafter, in order to distinguish between them, the in-cylinder inflow request amount calculated by the equation (4) is represented by a symbol “fc ′”.

上記(4)式によれば、筒内流入要求燃料量fc´は、吸入空気量Gaと目標空燃比AFRに加えて、筒内残留ガス量Grと筒内残留燃料量frが判れば算出することができる。筒内残留ガス量Grおよび筒内残留燃料量frは、何れも、内燃機関10の運転状態に対して相関を有している。このため、例えば、それらと内燃機関10の運転状態との関係を事前に把握しておけば、筒内残留ガス量Grおよび筒内残留燃料量frは何れも車両上で推定することが可能である。そして、それらが推定されれば、上記(4)式に従って、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRとするための筒内流入要求燃料fc´を算出することが可能である。   According to the above equation (4), the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ is calculated if the in-cylinder residual gas amount Gr and the in-cylinder residual fuel amount fr are known in addition to the intake air amount Ga and the target air-fuel ratio AFR. be able to. Both the in-cylinder residual gas amount Gr and the in-cylinder residual fuel amount fr have a correlation with the operation state of the internal combustion engine 10. Therefore, for example, if the relationship between them and the operating state of the internal combustion engine 10 is grasped in advance, both the in-cylinder residual gas amount Gr and the in-cylinder residual fuel amount fr can be estimated on the vehicle. is there. If these are estimated, it is possible to calculate the in-cylinder inflow requested fuel fc ′ for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR according to the above equation (4).

(燃料噴射量fiの算出手法)
次に、筒内流入要求燃料量fcに基づいて、燃料噴射量fiを算出する手法の一例を説明する。図4は、燃料噴射量fiと筒内流入要求燃料量fcとの関係を表す燃料挙動モデルを説明するための図である。本実施形態のシステムは、このモデルを前提として、筒内流入要求燃料量fcに対応する燃料噴射量fiを算出する。
(Calculation method of fuel injection amount fi)
Next, an example of a method for calculating the fuel injection amount fi based on the in-cylinder inflow requested fuel amount fc will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining a fuel behavior model representing the relationship between the fuel injection amount fi and the in-cylinder inflow requested fuel amount fc. The system of the present embodiment calculates the fuel injection amount fi corresponding to the in-cylinder inflow requested fuel amount fc on the assumption of this model.

燃料噴射弁24から噴射された燃料は、その一部が吸気ポート22の壁面や吸気弁26に付着し、その残部が筒内に流入する。噴射された燃料が壁面等に付着する割合を「付着率R」とすると、新たに噴射された燃料のうち、壁面等に付着する燃料の量は「R*fi」で表されることとなる。一方、噴射燃料のうち、筒内に吸入される燃料の量は「(1-R)*fi」で表されることとなる。   Part of the fuel injected from the fuel injection valve 24 adheres to the wall surface of the intake port 22 and the intake valve 26, and the remaining part flows into the cylinder. Assuming that the rate at which the injected fuel adheres to the wall surface, etc., is “attachment rate R”, the amount of fuel that adheres to the wall surface etc. among the newly injected fuel will be represented by “R * fi”. . On the other hand, of the injected fuel, the amount of fuel sucked into the cylinder is represented by “(1-R) * fi”.

内燃機関10の筒内には、燃料噴射弁24から直接的に供給される燃料「(1-R)×fi」に加えて、壁面付着燃料の気化により生じた気化燃料が流入する。壁面付着燃料が壁面等に付着したままの状態で残る割合を「残留率P」とすれば、前サイクルにおいて生じていた壁面付着量fwのうち、「P*fw」で表される量は、壁面付着燃料のまま残ることとなり、一方、「(1-P)*fw」で表される量の燃料が筒内に吸入されることとなる。   In addition to the fuel “(1-R) × fi” directly supplied from the fuel injection valve 24, vaporized fuel generated by vaporization of the wall-attached fuel flows into the cylinder of the internal combustion engine 10. Assuming that the rate of remaining fuel adhering to the wall surface etc. is `` residual rate P '', the amount of wall adhering amount fw that occurred in the previous cycle is expressed as `` P * fw '' On the other hand, the amount of fuel represented by “(1-P) * fw” is sucked into the cylinder.

従って、第kサイクルの開始時(例えば、吸気行程の開始時)における壁面付着量がfw(k)であり、第kサイクルにおける燃料噴射量がfi(k)である場合、第k+1サイクルにおける壁面付着量fw(k+1)は、次式(5)のように表すことができる。また、第kサイクルにおいて筒内に流入する燃料の量fc(k)は、次式(6)のように表すことができる。
fw(k+1)=P*fw(k)+R*fi(k) ・・・(5)
fc(k)=(1-P)*fw(k)+(1-R)*fi(k) ・・・(6)
Accordingly, when the wall surface adhesion amount at the start of the kth cycle (for example, at the start of the intake stroke) is fw (k) and the fuel injection amount at the kth cycle is fi (k), the (k + 1) th cycle The wall surface adhesion amount fw (k + 1) in can be expressed as the following equation (5). Further, the amount of fuel fc (k) flowing into the cylinder in the k-th cycle can be expressed as the following equation (6).
fw (k + 1) = P * fw (k) + R * fi (k) (5)
fc (k) = (1-P) * fw (k) + (1-R) * fi (k) (6)

上記(6)式によれば、fc(k)の燃料を筒内に流入させるために必要な燃料噴射量fi(k)は、以下のように表すことができる。
fi(k)={fc(k)-(1-P)*fw(k)}/(1-R) ・・・(7)
According to the above equation (6), the fuel injection amount fi (k) necessary for flowing the fuel of fc (k) into the cylinder can be expressed as follows.
fi (k) = {fc (k)-(1-P) * fw (k)} / (1-R) (7)

燃料の付着率Rおよび残留率Pは、内燃機関10の運転状態に対して相関を有している。このため、例えば、それらと内燃機関10の運転状態との関係を事前に把握しておけば、付着率Rおよび残留率Pは、何れも車両上で推定することが可能である。そして、それらが推定されれば、上記(7)式に従って、筒内流入要求燃料量fcを生じさせるための燃料噴射量fiを算出することができる。   The fuel adhesion rate R and the residual rate P have a correlation with the operating state of the internal combustion engine 10. Therefore, for example, if the relationship between them and the operating state of the internal combustion engine 10 is grasped in advance, both the adhesion rate R and the residual rate P can be estimated on the vehicle. If these are estimated, the fuel injection amount fi for generating the in-cylinder inflow requested fuel amount fc can be calculated according to the above equation (7).

本実施形態のシステムは、内燃機関10の過渡運転時には、上記(4)式に従って、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比とするための筒内流入要求燃料量fc´を算出し、その筒内流入要求燃料量fc´を上記(7)式に代入することにより燃料噴射量fi(k)を算出する。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の過渡運転時においても、排出ガスの空燃比AFReを精度良く目標空燃比AFRに制御することが可能である。   In the transient operation of the internal combustion engine 10, the system according to the present embodiment calculates the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio according to the above equation (4). The fuel injection amount fi (k) is calculated by substituting the inflow required fuel amount fc ′ into the above equation (7). Therefore, according to the system of the present embodiment, it is possible to accurately control the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR even during the transient operation of the internal combustion engine 10.

[実施の形態1における具体的処理]
図5は、上記の機能を実現するために本実施形態において実行されるルーチンのフローチャートである。図5に示すルーチンは、内燃機関10の気筒毎に実行される。また、個々の気筒に関するルーチンは、内燃機関10が1サイクル動作する毎に、より具体的には、対象とする気筒において燃料噴射が開始される前の所定クランク角が実現される毎に起動されるものとする。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 5 is a flowchart of a routine executed in the present embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 5 is executed for each cylinder of the internal combustion engine 10. The routine for each cylinder is started every time the internal combustion engine 10 operates for one cycle, more specifically, every time a predetermined crank angle is realized before fuel injection is started in the target cylinder. Shall be.

図5に示すルーチンでは、先ず、現在の内燃機関10の状態を表す各種のパラメータが取得される(ステップ100)。具体的には、ここでは、機関負荷KL(Ga、Ne、TAなどから算出)、機関回転数Ne、吸気弁26の開閉タイミングVT、ポート内壁面温度Tw(THWから推定)、および目標空燃比AFRなどが取得される。   In the routine shown in FIG. 5, first, various parameters representing the current state of the internal combustion engine 10 are acquired (step 100). Specifically, here, engine load KL (calculated from Ga, Ne, TA, etc.), engine speed Ne, intake valve 26 opening / closing timing VT, port inner wall surface temperature Tw (estimated from THW), and target air-fuel ratio AFR etc. are acquired.

図5に示すルーチンでは、次に、残留率Pの算出と、付着率Rの算出とが実行される。ECU40は、壁面付着燃料の残留率Pを、機関負荷KL、機関回転数Ne、吸気弁26の開閉タイミングVT、およびポート内壁面温度Twとの関係で定めたマップを記憶している。ここでは、そのマップを参照して、現在の運転状態に応じた残留率Pが算出される(ステップ102)。   In the routine shown in FIG. 5, next, calculation of the residual rate P and calculation of the adhesion rate R are executed. The ECU 40 stores a map in which the residual rate P of the wall-attached fuel is determined in relation to the engine load KL, the engine speed Ne, the intake valve 26 opening / closing timing VT, and the port inner wall surface temperature Tw. Here, the residual rate P corresponding to the current operating state is calculated with reference to the map (step 102).

ECU50は、また、燃料の付着率Rを、機関負荷KL、機関回転数Ne、吸気弁26の開閉タイミングVT、およびポート内壁面温度Twとの関係で定めたマップを記憶している。ここでは、そのマップを参照することにより、現在の運転状態に応じた付着率Rが算出される(ステップ104)。   The ECU 50 also stores a map in which the fuel adhesion rate R is determined in relation to the engine load KL, the engine speed Ne, the intake valve 26 opening / closing timing VT, and the port inner wall surface temperature Tw. Here, by referring to the map, the adhesion rate R corresponding to the current operating state is calculated (step 104).

次に、前サイクル(「k-1サイクル」とする)の目標空燃比AFR(k-1)が理論空燃比であったか否かが判別される(ステップ106)。その結果、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)が理論空燃比であったと判別された場合は、現サイクル(「kサイクル」とする)の目標空燃比AFR(k)が如何なる値であるかによらず、以後ステップ108以降の処理が実行される。   Next, it is determined whether or not the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle (referred to as "k-1 cycle") was the stoichiometric air-fuel ratio (step 106). As a result, if it is determined that the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle is the stoichiometric air-fuel ratio, what value is the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle (referred to as “k cycle”)? Regardless of whether or not there is, the processing after step 108 is executed.

ここで、現サイクルの目標空燃比AFR(k)が理論空燃比であった場合は、前サイクルから現サイクルにかけて目標空燃比AFRが変わっていないと判断することができる。つまり、この場合は、目標空燃比AFRが一定であり、現サイクルの筒内残留ガス量Gr(k)と筒内残留燃料量fr(k)との比、つまり、現サイクルにおける筒内残留ガスの空燃比Gr(k)/fr(k)が、現サイクルの目標空燃比AFR(k)と一致していると判断することができる。そして、この場合は、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFR(k)とすれば、筒内ガスの空燃比を、つまり、排出ガスの空燃比AFReを、目標空燃比AFR(k)とすることが可能である(上記(2)式および(4)式参照)。   Here, when the target air-fuel ratio AFR (k) in the current cycle is the stoichiometric air-fuel ratio, it can be determined that the target air-fuel ratio AFR has not changed from the previous cycle to the current cycle. That is, in this case, the target air-fuel ratio AFR is constant, and the ratio between the in-cylinder residual gas amount Gr (k) and the in-cylinder residual fuel amount fr (k) in the current cycle, that is, the in-cylinder residual gas in the current cycle. Therefore, it can be determined that the air-fuel ratio Gr (k) / fr (k) of the engine is equal to the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle. In this case, if the air-fuel ratio AFRc of the new gas is set to the target air-fuel ratio AFR (k), the air-fuel ratio of the in-cylinder gas, that is, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas is set to the target air-fuel ratio AFR (k). (Refer to the above formulas (2) and (4)).

一方、現サイクルの目標空燃比AFR(k)が理論空燃比でなかった場合は、内燃機関10に対して、エミッションを度外視して運転状態を制御するべき要求が生じたと判断できる。理論空燃比に制御された既燃ガス中には、燃料の未燃成分も酸素も残らない。従って、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)が理論空燃比であった場合は、筒内残留ガスは何ら燃焼には寄与しない。このような状況下で迅速に所望の運転状態を実現するためには、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFR(k)に制御することが適切である。   On the other hand, when the target air-fuel ratio AFR (k) in the current cycle is not the stoichiometric air-fuel ratio, it can be determined that a request for controlling the operating state without considering emissions is generated for the internal combustion engine 10. In the burned gas controlled to the stoichiometric air-fuel ratio, no unburned components of fuel and oxygen remain. Therefore, when the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle is the stoichiometric air-fuel ratio, the in-cylinder residual gas does not contribute to combustion at all. In order to quickly realize a desired operating state under such circumstances, it is appropriate to control the air / fuel ratio AFRc of the new gas to the target air / fuel ratio AFR (k).

以上説明した通り、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)が理論空燃比であった場合は、現サイクルの目標空燃比AFR(k)が如何なる値であっても、現サイクルでは、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFR(k)に制御するべき要求が生ずる。このため、上記ステップ106において、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)が理論空燃比であったと判断された場合は、上記(2)式に従って、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFR(k)とするための筒内流入要求燃料量fc(k)=Ga(k)/AFR(k)が算出される(ステップ108)。   As explained above, when the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle is the stoichiometric air-fuel ratio, no matter what the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle is, There is a need to control the gas air-fuel ratio AFRc to the target air-fuel ratio AFR (k). Therefore, if it is determined in step 106 that the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle is the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio AFRc of the new gas is set to the target air-fuel ratio according to the above equation (2). The in-cylinder inflow required fuel amount fc (k) = Ga (k) / AFR (k) for calculating AFR (k) is calculated (step 108).

その後、上記(7)式に従って、現サイクルの筒内流入要求燃料量fc(k)を実現するための燃料噴射量fi(k)が算出される(ステップ110)。次いで、上記(5)式に従って、次サイクルの壁面付着燃料量fw(k+1)が算出される(ステップ112)。ECU40は、上記の処理により算出された燃料噴射量fi(k)が実現されるように燃料噴射弁24を制御する。その結果、新規ガスの空燃比AFRcが目標空燃比AFR(k)となり、所望の運転状態が実現される。   Thereafter, the fuel injection amount fi (k) for realizing the in-cylinder inflow required fuel amount fc (k) in the current cycle is calculated according to the above equation (7) (step 110). Next, the wall-attached fuel amount fw (k + 1) for the next cycle is calculated according to the above equation (5) (step 112). The ECU 40 controls the fuel injection valve 24 so that the fuel injection amount fi (k) calculated by the above processing is realized. As a result, the air / fuel ratio AFRc of the new gas becomes the target air / fuel ratio AFR (k), and a desired operation state is realized.

図5に示すルーチン中、ステップ106において、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)が理論空燃比でないと判別された場合は、次に、現サイクルの目標空燃比AFR(k)が前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)と同じであるかが判別される(ステップ114)。それらが同じであった場合は、筒内残留ガスの空燃比Gr(k)/fr(k)が、現サイクルの目標空燃比AFR(k)と等しく、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFR(k)とすれば、排出ガスの空燃比AFReが目標空燃比AFR(k)と等しくなると判断できる。従って、この場合も、以後、ステップ108以降の処理が実行される。   In the routine shown in FIG. 5, if it is determined in step 106 that the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle is not the stoichiometric air-fuel ratio, the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle is It is determined whether the cycle is the same as the target air-fuel ratio AFR (k-1) (step 114). If they are the same, the air-fuel ratio Gr (k) / fr (k) of the in-cylinder residual gas is equal to the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle, and the air-fuel ratio AFRc of the new gas is set to the target air-fuel ratio. If AFR (k) is set, it can be determined that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas is equal to the target air-fuel ratio AFR (k). Therefore, also in this case, the processing after step 108 is executed.

以上の処理によれば、内燃機関10の定常運転時において、排出ガスの空燃比AFReを、簡単な処理により正確に目標空燃比AFRとすることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、ECU40の演算負荷を不当に過大とすることなく、優れたエミッション特性を実現することができる。   According to the above processing, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas can be accurately set to the target air-fuel ratio AFR by simple processing during the steady operation of the internal combustion engine 10. For this reason, according to the system of the present embodiment, excellent emission characteristics can be realized without unduly excessively increasing the calculation load of the ECU 40.

図5に示すルーチン中、ステップ114において、現サイクルの目標空燃比AFR(k)が前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)と同じでないと判別された場合は、内燃機関10が過渡状態にあり、筒内残留ガスの空燃比Gr(k)/fr(k)が、現サイクルの目標空燃比AFR(k)と一致しないと判断できる。つまり、この場合は、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFR(k)としても、排出ガスの空燃比AFReが目標空燃比AFR(k)にはならないと判断できる。   In the routine shown in FIG. 5, if it is determined in step 114 that the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle is not the same as the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle, the internal combustion engine 10 is in a transient state. Therefore, it can be determined that the air-fuel ratio Gr (k) / fr (k) of the in-cylinder residual gas does not match the target air-fuel ratio AFR (k) of the current cycle. That is, in this case, even if the air-fuel ratio AFRc of the new gas is set to the target air-fuel ratio AFR (k), it can be determined that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas does not become the target air-fuel ratio AFR (k).

本実施形態のシステムは、このような状況下では、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRに合わせることにより、良好なエミッション特性を実現することとしている。このために、上記114において否定的判断がなされた場合は、先ず、現サイクルにおける吸入空気量Ga(k)、筒内残留ガス量Gr(k)、および目標空燃比AFR(k)が検知される(ステップ116)。   Under such circumstances, the system of the present embodiment achieves good emission characteristics by matching the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR. Therefore, if a negative determination is made in 114 above, first, the intake air amount Ga (k), the in-cylinder residual gas amount Gr (k), and the target air-fuel ratio AFR (k) in the current cycle are detected. (Step 116).

吸入空気量Ga(k)および目標空燃比AFR(k)については、上記ステップ100において取得した値を読み出すことで検知することができる。ECU40は、内燃機関の運転状態と筒内残留ガス量Grとの関係を定めたマップを記憶している。このため、筒内残留ガス量Gr(k)は、そのマップを参照することにより検知することができる。   The intake air amount Ga (k) and the target air-fuel ratio AFR (k) can be detected by reading the values acquired in step 100 above. The ECU 40 stores a map that defines the relationship between the operating state of the internal combustion engine and the in-cylinder residual gas amount Gr. Therefore, the in-cylinder residual gas amount Gr (k) can be detected by referring to the map.

次に、現サイクルにおける筒内残留燃料量fr(k)が算出される(ステップ118)。現サイクルにおける筒内残留ガスの空燃比は、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)と等しいと見なすことができる。従って、現サイクルにおける筒内残留ガス量fr(k)は、現サイクルの筒内残留ガス量Gr(k)と前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)とを用いて、次式のように表すことができる。
fr(k)=Gr(k)/AFR(k-1) ・・・(8)
Next, the in-cylinder residual fuel amount fr (k) in the current cycle is calculated (step 118). It can be considered that the air-fuel ratio of the in-cylinder residual gas in the current cycle is equal to the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle. Therefore, the in-cylinder residual gas amount fr (k) in the current cycle is expressed by the following equation using the in-cylinder residual gas amount Gr (k) in the current cycle and the target air-fuel ratio AFR (k-1) in the previous cycle. Can be expressed as
fr (k) = Gr (k) / AFR (k-1) (8)

ECU40は、少なくとも過去最新の目標空燃比AFRを記憶しておく機能を有しており、現サイクルにおいて、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)を読み出すことができる。上記ステップ118では、そのようにして読み出したAFR(k-1)と、マップから読み出したGr(k)とを(8)式に代入することにより、現サイクルの筒内残留燃料量fr(k)が算出される。   The ECU 40 has a function of storing at least the latest target air-fuel ratio AFR in the past, and can read the target air-fuel ratio AFR (k-1) of the previous cycle in the current cycle. In step 118, the in-cylinder residual fuel amount fr (k) of the current cycle is substituted by substituting the AFR (k-1) read out in this way and the Gr (k) read out from the map into the equation (8). ) Is calculated.

図5に示すルーチンでは、次に、筒内残留燃料量fr(k)の影響を考慮して、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFR(k)とするための筒内流入要求燃料量fc´(k)が算出される(ステップ120)。具体的には、ここでは、吸入空気量Ga(k)、筒内残留ガス量Gr(k)、目標空燃比AFR(k)、および筒内残留燃料量fr(k)を上記(4)式に代入することにより、現サイクルの筒内流入要求燃料量fc´(k)=(Ga(k)+Gr(k))/AFR(k)-fr(k)が算出される。   In the routine shown in FIG. 5, next, in-cylinder inflow required fuel amount for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR (k) in consideration of the influence of the in-cylinder residual fuel amount fr (k). fc ′ (k) is calculated (step 120). Specifically, here, the intake air amount Ga (k), the in-cylinder residual gas amount Gr (k), the target air-fuel ratio AFR (k), and the in-cylinder residual fuel amount fr (k) are expressed by the above equation (4). By substituting into, the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ (k) = (Ga (k) + Gr (k)) / AFR (k) −fr (k) in the current cycle is calculated.

ステップ120の処理が実行された場合は、そこで算出された筒内流入要求燃料量fc´(k)が、以後ステップ110において上記(7)式に代入される。その結果、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFR(k)に合わせることのできる燃料噴射量fi(k)が算出される。特に、上記の処理によれば、目標空燃比AFRが理論空燃比でない値から理論空燃比に戻された場合に、その後迅速に排出ガスの空燃比AFReを理論空燃比に戻すことができる。このため、本実施形態のシステムによれば、過渡運転時におけるエミッション特性の悪化を十分に抑制することができる。   When the process of step 120 is executed, the in-cylinder inflow requested fuel amount fc ′ (k) calculated there is substituted into the above equation (7) in step 110 thereafter. As a result, a fuel injection amount fi (k) that can match the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas with the target air-fuel ratio AFR (k) is calculated. In particular, according to the above processing, when the target air-fuel ratio AFR is returned to the stoichiometric air-fuel ratio from a value that is not the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas can be quickly returned to the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, according to the system of the present embodiment, it is possible to sufficiently suppress the deterioration of the emission characteristics during the transient operation.

ところで、上述した実施の形態1においては、筒内流入要求燃料量fcまたはfc´に基づいて燃料噴射量fiを算出する手法が、図4に示す燃料挙動モデル(PRモデル)を前提とする手法に限定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、筒内流入要求燃料量fcまたはfc´を基礎として燃料噴射量fiを算出する手法は、如何なる方法であってもよい。この点は、以下に説明する他の実施形態についても同様である。   In the first embodiment described above, the method for calculating the fuel injection amount fi based on the in-cylinder inflow requested fuel amount fc or fc ′ is based on the fuel behavior model (PR model) shown in FIG. However, the present invention is not limited to this. In other words, any method may be used for calculating the fuel injection amount fi based on the in-cylinder inflow required fuel amount fc or fc ′. This also applies to other embodiments described below.

また、上述した実施の形態1においては、燃料噴射の手法がポート噴射の手法に限定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、筒内噴射式の内燃機関10に対して適用することも可能である。この点も、以下に記述する他の実施形態について同様である。   In Embodiment 1 described above, the fuel injection method is limited to the port injection method, but the present invention is not limited to this. That is, the present invention can also be applied to the cylinder injection internal combustion engine 10. This also applies to other embodiments described below.

また、上述した実施の形態1においては、ステップ114において否定的判定がなされた場合は、常に排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFR(k)とするための燃料噴射量fi(k)を算出することとしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFR(k)とするための処理は、現サイクルの目標空燃比AFR(k)が理論空燃比である場合に限って実行することとしてもよい。以上の変形が可能である点は、以下に説明する他の実施形態についても同様である。   In Embodiment 1 described above, if a negative determination is made in step 114, the fuel injection amount fi (k) for always setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR (k) is set. Although the calculation is made, the present invention is not limited to this. That is, the process for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR (k) may be executed only when the target air-fuel ratio AFR (k) in the current cycle is the stoichiometric air-fuel ratio. The points that can be modified as described above are the same in other embodiments described below.

尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ118の処理を実行することにより前記第1の発明における「残留燃料量算出手段」が、ステップ120の処理を実行することにより前記第1の発明における「流入要求燃料量算出手段」が、ステップ110の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料噴射量算出手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 40 executes the process of step 118, so that the “residual fuel amount calculating means” in the first invention executes the process of step 120. By executing the processing of step 110, the “fuel injection amount calculating means” according to the first aspect of the present invention is realized by the “inflow required fuel amount calculating means” according to the present invention.

また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ116の処理を実行することにより前記第1の発明における「残留ガス量検出手段」が、前サイクルの目標空燃比AFR(k-1)を記憶しておくことにより前記第1の発明における「目標空燃比記憶手段」が、ステップ118の処理を実行することにより前記第1の発明における「残留燃料量算出手段」が、それぞれ実現されている。 Further, in the first embodiment described above, the ECU 40 executes the process of step 116, whereby the “residual gas amount detecting means” in the first aspect of the invention is the target air-fuel ratio AFR (k−1) of the previous cycle. By storing the above, the “target air-fuel ratio storage means” in the first invention is realized, and the “residual fuel amount calculation means” in the first invention is realized by executing the processing of step 118. Yes.

また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ120において「Ga(k)+Gr(k)」なる演算を行うことにより前記第2の発明における「筒内ガス量算出手段」が、その算出値を用いて「{Ga(k)+Gr(k)}/AFR(k)」なる演算を行うことにより前記第2の発明における「筒内必要燃料量算出手段」が、更にその算出値を用いて「{Ga(k)+Gr(k)}/AFR(k)-fr(k)」なる演算を行うことにより前記第2の発明における「流入要求燃料量算出手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment described above, the ECU 40 performs the calculation “Ga (k) + Gr (k)” in step 120, whereby the “in-cylinder gas amount calculating means” in the second invention is By calculating “{Ga (k) + Gr (k)} / AFR (k)” using the calculated value, the “in-cylinder required fuel amount calculating means” in the second aspect of the invention further calculates the value. By performing the calculation “{Ga (k) + Gr (k)} / AFR (k) −fr (k)” using the values, the “inflow required fuel amount calculating means” in the second invention is It has been realized.

また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ116の処理を実行することにより前記第3の発明における「残留ガス量検出手段」および「吸入空気量検知手段」が、ステップ120において「Ga(k)+Gr(k)」なる演算を行うことにより前記第3の発明における「筒内ガス量算出手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment described above, the ECU 40 executes the processing of step 116, whereby the “residual gas amount detecting means” and the “intake air amount detecting means” in the third aspect of the invention are changed to “ By performing the calculation “Ga (k) + Gr (k)”, the “in-cylinder gas amount calculating means” in the third aspect of the present invention is realized.

また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ100の処理を実行することにより前記第の発明における「吸入空気量検知手段」が、ステップ106の処理を実行することにより前記第の発明における「ストイキ判断手段」が、ステップ108の処理を実行することにより前記第の発明における「流入要求燃料量算出手段」が、それぞれ実現されている。 In the first embodiment described above, the by ECU40 is, the "intake air amount detection means" in the invention of the sixth by executing the processing in step 100, performs the process of step 106 Sixth The “stoichiometric judgment means” in the present invention implements the “inflow required fuel amount calculating means” in the sixth invention by executing the processing of step 108.

更に、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ100の処理を実行することにより前記第の発明における「吸入空気量検知手段」が、ステップ114の処理を実行することにより前記第の発明における「空燃比判断手段」が、ステップ108の処理を実行することにより前記第の発明における「流入要求燃料量算出手段」が、それぞれ実現されている。 Further, in the first embodiment described above, ECU 40 is, the second by the "intake air amount detection means" in the invention of the seventh by executing the processing in step 100, performs the process of step 114 7 The “air-fuel ratio determining means” in the present invention implements the “inflow required fuel amount calculating means” in the seventh aspect by executing the processing of step 108.

実施の形態2.
次に、図6および図7を参照して、本発明の実施の形態2について説明する。本実施形態のシステムは、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRに一致させるための筒内流入要求燃料量fc´の算出方法が異なる点を除いて、実施の形態1のシステムと同様である。このシステムは、図1に示すシステム構成において、ECU40に、後述する図7に示すルーチンを実行させることにより実現することができる。
Embodiment 2. FIG.
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 6 and FIG. The system according to the present embodiment is the same as the system according to the first embodiment except that the calculation method of the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ for making the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas coincide with the target air-fuel ratio AFR is different. is there. This system can be realized by causing the ECU 40 to execute a routine shown in FIG. 7 described later in the system configuration shown in FIG.

[実施の形態2における筒内流入要求燃料量fc´の算出手法]
図6は、本実施形態における筒内流入要求燃料量fc´の算出手法を説明するための図である。図6において、符号「Gex」は、1サイクルの運転に伴って筒内から排出される排出ガスの流量である。また、符号「fex」は、所望の噴射制御が実現された場合に、その排出ガスと共に排出される燃料の量である。以下、これらをそれぞれ「排出ガス量Gex」および「排出必要燃料量fex」と称す。
[Calculation Method for In-Cylinder Inflow Required Fuel Amount fc ′ in Embodiment 2]
FIG. 6 is a diagram for explaining a method for calculating the in-cylinder inflow requested fuel amount fc ′ in the present embodiment. In FIG. 6, the symbol “Gex” is the flow rate of the exhaust gas discharged from the cylinder during one cycle of operation. Further, the symbol “fex” is the amount of fuel discharged together with the exhaust gas when desired injection control is realized. Hereinafter, these are referred to as “exhaust gas amount Gex” and “required exhaust fuel amount fex”, respectively.

現サイクル(kサイクルとする)の開始時にGr(k)で表される筒内残留ガス量が生じており、現サイクルの吸気行程中にGa(k)で表される空気量が吸入されたとすると、現サイクルの吸気行程終了時における筒内総ガス量はGa(k)+Gr(k)で表される量となる。内燃機関10の排気行程では、筒内総ガス量Ga(k)+Gr(k)の一部が排出ガス量として排出され、その残部が次サイクルの筒内残留ガス量Gr(k+1)となる。従って、現サイクルの排出ガス量Gex(k)は、次式のように表すことができる。
Gex(k)=Ga(k)+Gr(k)-Gr(k+1) ・・・(9)
In-cylinder residual gas amount represented by Gr (k) occurs at the start of the current cycle (k cycle), and the air amount represented by Ga (k) is inhaled during the intake stroke of the current cycle. Then, the in-cylinder total gas amount at the end of the intake stroke of the current cycle is an amount represented by Ga (k) + Gr (k). In the exhaust stroke of the internal combustion engine 10, a part of the total cylinder gas amount Ga (k) + Gr (k) is discharged as the exhaust gas amount, and the remaining part is the cylinder residual gas amount Gr (k + 1) in the next cycle. It becomes. Therefore, the exhaust gas amount Gex (k) in the current cycle can be expressed as the following equation.
Gex (k) = Ga (k) + Gr (k) -Gr (k + 1) (9)

他方、現サイクルの開始時における筒内残留燃料量がfr(k)であり、現サイクルの終了時における筒内残留燃料量、つまり、次サイクルの筒内残留燃料量がfr(k+1)であるとすれば、現サイクル中に筒内に流入する燃料量fc´(k)と、現サイクル中における排出必要燃料量fex(k)との関係は、次式のように表すことができる。
fex(k)=fc´(k)+fr(k)-fr(k+1) ・・・(10)
On the other hand, the in-cylinder residual fuel amount at the start of the current cycle is fr (k), and the in-cylinder residual fuel amount at the end of the current cycle, that is, the in-cylinder residual fuel amount in the next cycle is fr (k + 1). If so, the relationship between the fuel amount fc ′ (k) flowing into the cylinder during the current cycle and the required fuel amount fex (k) during the current cycle can be expressed as the following equation. .
fex (k) = fc´ (k) + fr (k) -fr (k + 1) (10)

更に、現サイクルにおける排出ガスの空燃比AFRe(k)は、排出ガス量Gex(k)と排出必要燃料量fex(k)とを用いて次式のように表すことができる。
AFRe(k)=Gex(k)/fex(k) ・・・(11)
Further, the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas in the current cycle can be expressed as follows using the exhaust gas amount Gex (k) and the required fuel amount fex (k).
AFRe (k) = Gex (k) / fex (k) (11)

従って、現サイクルにおける排出ガスの空燃比AFRe(k)を目標空燃比AFR(k)とするための条件は、以下のように表すことができる。
AFR(k)=Gex(k)/fex(k)
={Ga(k)+Gr(k)-Gr(k+1)}/{fc´(k)+fr(k)-fr(k+1)} ・・・(12)
Therefore, the conditions for setting the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas in the current cycle to the target air-fuel ratio AFR (k) can be expressed as follows.
AFR (k) = Gex (k) / fex (k)
= {Ga (k) + Gr (k) -Gr (k + 1)} / {fc '(k) + fr (k) -fr (k + 1)} (12)

上記(12)式は、以下のように整理することができる。
fc´(k)={Ga(k)+Gr(k)-Gr(k+1)}/AFR(k)-fr(k)+fr(k+1) ・・・(13)
The above equation (12) can be organized as follows.
fc ′ (k) = {Ga (k) + Gr (k) −Gr (k + 1)} / AFR (k) −fr (k) + fr (k + 1) (13)

つまり、現サイクルにおける排出ガスの空燃比AFRe(k)を目標空燃比AFR(k)とするための条件は、現サイクル中に筒内に流入する燃料量fc´(k)を上記(13)式で表される値とすることなる。換言すると、現サイクルにおける筒内流入要求燃料量fc´(k)を、上記(13)式に従って算出すれば、現サイクルにおける排出ガスの空燃比AFRe(k)を目標空燃比AFR(k)に一致させることが可能となる。   That is, the condition for setting the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas in the current cycle to the target air-fuel ratio AFR (k) is that the fuel amount fc ′ (k) flowing into the cylinder during the current cycle is the above (13). It will be a value represented by an expression. In other words, if the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ (k) in the current cycle is calculated according to the above equation (13), the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas in the current cycle becomes the target air-fuel ratio AFR (k). It is possible to match.

上記(13)式中、吸入空気量Ga(k)は実測により取得することができる。目標空燃比AFR(k)は、内燃機関10に対する要求に応じて定められる値である。また、筒内残留ガス量Gr(k)、Gr(k+1)並びに筒内残留燃料量fr(k)、fr(k+1)は、内燃機関10の運転状態に基づいて推定することができる。このため、ECU40は、上記(13)式を用いて、現サイクルの排出ガスの空燃比AFRe(k)を目標空燃比AFR(k)とするための筒内流入要求燃料量fc´(k)を正確に算出することができる。   In the above equation (13), the intake air amount Ga (k) can be obtained by actual measurement. The target air-fuel ratio AFR (k) is a value determined according to a request for the internal combustion engine 10. Further, the in-cylinder residual gas amounts Gr (k) and Gr (k + 1) and the in-cylinder residual fuel amounts fr (k) and fr (k + 1) can be estimated based on the operating state of the internal combustion engine 10. it can. Therefore, the ECU 40 uses the above equation (13) to calculate the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ (k) for setting the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas in the current cycle to the target air-fuel ratio AFR (k). Can be calculated accurately.

[実施の形態2における具体的処理]
図7は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU40により実行されるルーチンのフローチャートである。図7に示すルーチンは、ステップ116〜120が、それぞれステップ122〜126に置き換えられている点を除き、図5に示すルーチンと同様である。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 7 is a flowchart of a routine executed by the ECU 40 in the present embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 7 is the same as the routine shown in FIG. 5 except that steps 116 to 120 are replaced with steps 122 to 126, respectively.

すなわち、図7に示すルーチンによれば、ステップ114の条件の不成立が認められた場合に、Ga(k)、Gr(k)およびAFR(k)に加えて、次サイクルの筒内残留ガス量Gr(k+1)が取得される(ステップ122)。次サイクルの筒内残留ガス量Gr(k+1)は、現サイクルの筒内残留ガス量Gr(k)と同様に、内燃機関10の運転状態と筒内残留ガス量Grとの関係を定めたマップを参照することにより取得することができる。   That is, according to the routine shown in FIG. 7, in the case where the condition in step 114 is not satisfied, in addition to Ga (k), Gr (k), and AFR (k), the in-cylinder residual gas amount in the next cycle Gr (k + 1) is acquired (step 122). The cylinder residual gas amount Gr (k + 1) in the next cycle defines the relationship between the operating state of the internal combustion engine 10 and the cylinder residual gas amount Gr, as in the cylinder residual gas amount Gr (k) in the current cycle. Can be obtained by referring to the map.

次に、現サイクルの筒内残留燃料量fr(k)に加えて次サイクルの筒内残留燃料量fr(k+1)が算出される(ステップ124)。次サイクルの筒内残留燃料量fr(k+1)は、上記(8)式に従って、次サイクルの筒内残留ガス量Gr(k+1)を現サイクルの目標空燃比AFR(k)で除することにより算出することができる(fr(k+1)=Gr(k+1)/AFR(k))。   Next, in-cylinder residual fuel amount fr (k + 1) in the next cycle is calculated in addition to the in-cylinder residual fuel amount fr (k) in the current cycle (step 124). The in-cylinder residual fuel amount fr (k + 1) in the next cycle is calculated by dividing the in-cylinder residual gas amount Gr (k + 1) in the next cycle by the target air-fuel ratio AFR (k) in the current cycle according to the above equation (8). (Fr (k + 1) = Gr (k + 1) / AFR (k)).

次いで、上記ステップ122および124の処理により取得したパラメータを上記(13)式に代入することにより、筒内流入要求燃料量fc´(k)が算出される(ステップ126)。   Next, the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ (k) is calculated by substituting the parameters acquired by the processing of steps 122 and 124 into the above equation (13) (step 126).

以上の処理によれば、サイクル毎に生ずる筒内残留燃料量frを考慮することでサイクル毎の排出必要燃料量fexを正確に把握し、そのうえで、排出ガス量Gexと排出必要燃料量fexとの比が目標空燃比AFRとなるように筒内流入要求燃料量fc´を求めることができる。このため、本実施形態のシステムによっても、実施の形態1の場合と同様に、内燃機関10の過渡運転時において、排出ガスの空燃比AFReを正確に目標空燃比AFRに一致させるための燃料噴射量fiを算出することができる。   According to the above processing, the in-cylinder residual fuel amount fr generated for each cycle is taken into account to accurately grasp the required fuel amount fex for each cycle, and then, the exhaust gas amount Gex and the required fuel amount fex The in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ can be obtained so that the ratio becomes the target air-fuel ratio AFR. Therefore, also in the system of the present embodiment, as in the case of the first embodiment, the fuel injection for accurately matching the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas with the target air-fuel ratio AFR during the transient operation of the internal combustion engine 10 The quantity fi can be calculated.

尚、上述した実施の形態2においては、ECU40が、ステップ122において筒内残留ガス量Gr(k)およびGr(k+1)を算出することにより前記第4の発明における「排出ガス量算出手段」が、ステップ126において「Ga(k)+Gr(k)-Gr(k+1)}/AFR(k)」なる演算を行うことにより前記第4の発明における「排出必要燃料量算出手段」が、その結果得られた値を用いて(13)式の演算を完遂することにより前記第4の発明における「流入要求燃料量算出手段」がそれぞれ実現されている。 In the second embodiment described above, the ECU 40 calculates the in-cylinder residual gas amounts Gr (k) and Gr (k + 1) in step 122, whereby the “exhaust gas amount calculating means in the fourth aspect of the invention”. ”Is calculated as“ Ga (k) + Gr (k) −Gr (k + 1)} / AFR (k) ”in step 126 to obtain“ required exhaust fuel amount calculation means ”in the fourth aspect of the invention. However, the “required inflow required fuel amount calculating means” in the fourth aspect of the present invention is realized by completing the calculation of equation (13) using the value obtained as a result.

また、上述した実施の形態2においては、ECU40が、ステップ122においてGr(k)およびGr(k+1)を検出することにより前記第5の発明における「残留ガス量算出手段」が、ステップ122においてGa(k)を検出することにより前記第5の発明における「吸入空気量検知手段」が、ステップ126において「Ga(k)+Gr(k)-Gr(k+1)」なる演算を行うことにより前記第5の発明における「排出ガス量算出手段」が、それぞれ実現されている。 In the second embodiment described above, the ECU 40 detects Gr (k) and Gr (k + 1) in step 122, so that the “residual gas amount calculating means” in the fifth aspect of the invention is step 122. In step 126, the “intake air amount detecting means” in the fifth aspect of the invention detects Ga (k) in step 126, and calculates “Ga (k) + Gr (k) −Gr (k + 1)”. Thus, the “exhaust gas amount calculating means” in the fifth aspect of the invention is realized.

実施の形態3.
[実施の形態3の特徴]
次に、図8および図9を参照して、本発明の実施の形態3について説明する。図8は、本実施形態のシステムの構成上の特徴、および本実施形態における燃料噴射制御の考え方を説明するための図である。より具体的には、図8(A)は、本実施形態のシステムにおいて、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFRに制御した場合の現象を説明するための図である。また、図8(B)は、本実施形態のシステムにおいて、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRに制御した場合の状態を表した図である。
Embodiment 3 FIG.
[Features of Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 8 and FIG. FIG. 8 is a diagram for explaining the characteristics of the system configuration of the present embodiment and the concept of fuel injection control in the present embodiment. More specifically, FIG. 8A is a diagram for explaining a phenomenon when the air-fuel ratio AFRc of the new gas is controlled to the target air-fuel ratio AFR in the system of the present embodiment. FIG. 8B is a diagram showing a state when the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas is controlled to the target air-fuel ratio AFR in the system of the present embodiment.

図8(A)および図8(B)に示すように、本実施形態のシステムは、EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路50およびEGR弁52を備えている。この点を除いて、本実施形態のシステムは、実施の形態1のシステムと同様のハードウェア構成を有している。EGR通路50は、一端が排気通路14に連通し、他端が吸気通路12に連通している。EGR弁52は、EGR通路50の途中に配置されており、ECU40(図1参照)に制御されることにより、所望の開度を実現することができる。   As shown in FIGS. 8A and 8B, the system of this embodiment includes an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 50 and an EGR valve 52. Except for this point, the system of the present embodiment has the same hardware configuration as the system of the first embodiment. The EGR passage 50 has one end communicating with the exhaust passage 14 and the other end communicating with the intake passage 12. The EGR valve 52 is arranged in the middle of the EGR passage 50, and can achieve a desired opening degree by being controlled by the ECU 40 (see FIG. 1).

内燃機関10の運転中は、排気通路14の圧力が吸気通路12の圧力に比して高くなる。このため、EGR弁52を開くと、排気通路中の既燃ガスを吸気通路12に還流させることができる。既燃ガスを吸気通路12に還流させると、新規ガスと共に既燃ガスを筒内に流入させることができる。新規ガス中に適量の既燃ガスを混ぜると、筒内の燃焼温度を適度に下げてNOxの発生量を抑制することができる。ECU40は、内燃機関10の運転中に、必要に応じて、適用の既燃ガスが筒内に流入するようにEGR弁52を制御する。   During operation of the internal combustion engine 10, the pressure in the exhaust passage 14 is higher than the pressure in the intake passage 12. For this reason, when the EGR valve 52 is opened, the burned gas in the exhaust passage can be recirculated to the intake passage 12. When the burned gas is recirculated to the intake passage 12, the burned gas can flow into the cylinder together with the new gas. When an appropriate amount of burned gas is mixed in the new gas, the in-cylinder combustion temperature can be lowered appropriately to suppress the amount of NOx generated. The ECU 40 controls the EGR valve 52 so that the applied burned gas flows into the cylinder as needed during operation of the internal combustion engine 10.

以上説明した通り、EGR通路50およびEGR弁52によれば、内燃機関10の外部を通して排気通路14中の既燃ガスを筒内10に循環させることができる。内燃機関10においては、排気通路14に排出されなかった既燃ガスや、一旦は排気通路14に排出されたがバルブオーバーラップの間に再び筒内に吸い戻された既燃ガスなどが筒内に残存することがある。以下、これらを区別するために、前者を「外部EGR」と称し、後者を「内部EGR」と称することとする。   As described above, according to the EGR passage 50 and the EGR valve 52, the burned gas in the exhaust passage 14 can be circulated into the cylinder 10 through the outside of the internal combustion engine 10. In the internal combustion engine 10, burned gas that has not been discharged into the exhaust passage 14, burned gas that has been once discharged into the exhaust passage 14, but is sucked back into the cylinder during the valve overlap, and the like. May remain. Hereinafter, in order to distinguish these, the former is referred to as “external EGR” and the latter is referred to as “internal EGR”.

上述した実施の形態1のシステムは、内部EGRにより生ずる筒内残留燃料量frの影響を考慮することにより、排出ガスの空燃比精度を高めようとするものである。これに対して、外部EGRの機能を有するシステムにおいて、実施の形態1の場合と同様に、排出ガスの空燃比を精度良く制御しようとすれば、外部EGRにより筒内に供給される筒内EGR燃料量fegrを考慮して燃料噴射制御を行う必要がある。   The system of the first embodiment described above is intended to improve the air-fuel ratio accuracy of exhaust gas by taking into consideration the influence of the in-cylinder residual fuel amount fr caused by the internal EGR. On the other hand, in the system having the function of the external EGR, as in the case of the first embodiment, if the air-fuel ratio of the exhaust gas is to be controlled with high accuracy, the in-cylinder EGR supplied into the cylinder by the external EGR It is necessary to perform fuel injection control in consideration of the fuel amount fegr.

すなわち、図8(A)は、目標空燃比AFRがリッチ空燃比(例えば12.5)から理論空燃比に変化した際に、筒内EGR燃料量fegrの影響を考慮することなく、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比に追従させた場合を例示している。この場合、新規ガスの空燃比AFRcが理論空燃比であっても、筒内には、その新規ガスと共にリッチなEGRガスが流入するため、排出ガスの空燃比AFReはリッチに偏った値(例えば13.0)となる。   That is, FIG. 8A shows that when the target air-fuel ratio AFR changes from the rich air-fuel ratio (for example, 12.5) to the stoichiometric air-fuel ratio, the influence of the in-cylinder EGR fuel amount fegr is not taken into consideration. The case where the air-fuel ratio AFRc is made to follow the target air-fuel ratio is illustrated. In this case, even if the air-fuel ratio AFRc of the new gas is the stoichiometric air-fuel ratio, since the rich EGR gas flows into the cylinder together with the new gas, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas is richly biased (for example, 13.0).

一方、図8(B)は、目標空燃比AFRがリッチ空燃比から理論空燃比に変化した直後に、筒内EGR燃料量fegrの影響を考慮して、新規ガスの空燃比AFRcがリーン空燃比(ここでは15.5)となるように燃料噴射量fiを制御した場合を例示している。ここでは、リーンな新規ガスとリッチなEGRガスとが筒内で混合されることにより、排出ガスの空燃比AFReが理論空燃比とされている。本実施形態のシステムは、原則として、その状態が形成されるように燃料噴射量fiを算出する点に特徴を有している。   On the other hand, FIG. 8B shows that immediately after the target air-fuel ratio AFR changes from the rich air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio AFRc of the new gas becomes the lean air-fuel ratio in consideration of the influence of the in-cylinder EGR fuel amount fegr. The case where the fuel injection amount fi is controlled to be (here 15.5) is illustrated. Here, the lean new gas and the rich EGR gas are mixed in the cylinder, so that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas is the stoichiometric air-fuel ratio. The system of the present embodiment is characterized in that, in principle, the fuel injection amount fi is calculated so that the state is formed.

[実施の形態3における具体的処理]
図9は、上記の機能を実現するために本実施形態において実行されるルーチンのフローチャートである。図9に示すルーチンは、ステップ116〜120が、それぞれステップ130〜134に置き換えられている点を除き、図5に示すルーチンと同様である。
[Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 9 is a flowchart of a routine executed in the present embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 9 is the same as the routine shown in FIG. 5 except that steps 116 to 120 are replaced with steps 130 to 134, respectively.

すなわち、図9に示すルーチンによれば、ステップ114の条件の不成立が認められた場合に、現サイクルの吸入空気量Ga(k)および目標空燃比AFR(k)に加えて、現サイクルにおける筒内EGRガス量Gegr(k)が取得される(ステップ130)。筒内EGRガス量Gegr(k)は、内燃機関10の運転状態に基づいて、予め決められた規則に従って決定される値である。ここでは、その規則に従って決定された筒内EGRガス量Gegr(k)が取得される。   That is, according to the routine shown in FIG. 9, in the case where the condition in step 114 is not satisfied, the cylinder in the current cycle is added to the intake air amount Ga (k) and the target air-fuel ratio AFR (k) in the current cycle. The internal EGR gas amount Gegr (k) is acquired (step 130). The in-cylinder EGR gas amount Gegr (k) is a value determined according to a predetermined rule based on the operating state of the internal combustion engine 10. Here, the in-cylinder EGR gas amount Gegr (k) determined according to the rule is acquired.

次に、外部EGRに起因して筒内に流入する既燃燃料量、つまり、現サイクルにおける筒内EGR燃料量fegr(k)が算出される(ステップ132)。筒内EGR燃料量fegr(k)は、筒内EGRガス量Gegr(k)を、現サイクル中に筒内に流入するEGRガスの空燃比AFRegr(k)で除することにより、以下のように算出することができる。
fegr(k)=Gegr(k)/AFRegr(k) ・・・(14)
Next, the amount of burned fuel that flows into the cylinder due to the external EGR, that is, the in-cylinder EGR fuel amount fegr (k) in the current cycle is calculated (step 132). The in-cylinder EGR fuel amount fegr (k) is obtained by dividing the in-cylinder EGR gas amount Gegr (k) by the air-fuel ratio AFRegr (k) of the EGR gas flowing into the cylinder during the current cycle as follows: Can be calculated.
fegr (k) = Gegr (k) / AFRegr (k) (14)

ここで、現サイクルにおけるEGRガスの空燃比AFRegr(k)は、EGRガスの搬送に要するサイクル数degr分だけ、現時点から遡ったサイクル(k-degrサイクル)において、筒内から排気通路14に排出された排出ガスである。このため、その空燃比AFRegr(k)は、第k-degrサイクルにおける目標空燃比AFR(k-degr)と見なすことができる。   Here, the air-fuel ratio AFRegr (k) of the EGR gas in the current cycle is discharged from the cylinder to the exhaust passage 14 in a cycle (k-degr cycle) retroactive from the present time by the number of cycles required for the EGR gas transfer. Exhaust gas. Therefore, the air-fuel ratio AFRegr (k) can be regarded as the target air-fuel ratio AFR (k-degr) in the k-degr cycle.

EGRガスの搬送に要するサイクル数degrは、内燃機関10の運転状態履歴より正確に推定することができる。また、本実施形態におけるECU40は、過去の目標空燃比AFR(k-i)を十分な数だけ記憶している。このため、ECU40は、上記ステップ132において、第k-degrサイクルにおける目標空燃比AFR(k-degr)を読み出したうえで、そのAFR(k-degr)により現サイクルの筒内EGRガス量Gegr(k)を除することにより、現サイクルにおける筒内EGR燃料量fegr(k)を以下のように算出することができる。
fegr(k)=Gegr(k)/AFR(k-degr) ・・・(15)
The number of cycles degr required for transporting the EGR gas can be accurately estimated from the operating state history of the internal combustion engine 10. Further, the ECU 40 in the present embodiment stores a sufficient number of past target air-fuel ratios AFR (ki). For this reason, the ECU 40 reads the target air-fuel ratio AFR (k-degr) in the k-degr cycle in the above step 132, and then uses the AFR (k-degr) to determine the in-cylinder EGR gas amount Gegr ( By dividing k), the in-cylinder EGR fuel amount fegr (k) in the current cycle can be calculated as follows.
fegr (k) = Gegr (k) / AFR (k-degr) (15)

図9に示すルーチンでは、次に、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFR(k)とするための筒内要求燃料量fc´(k)が算出される(ステップ134)。現サイクルの吸気終了時点での筒内総ガス量はGa(k)+Gegr(k)と表すことができる。また、現サイクル中に筒内に流入する噴射燃料がfc´(k)であるとすれば、現サイクルの吸気終了時点での筒内総燃料量はfc´(k)+fegr(k)と表すことができる。   In the routine shown in FIG. 9, next, the in-cylinder required fuel amount fc ′ (k) for setting the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR (k) is calculated (step 134). The total in-cylinder gas amount at the end of intake of the current cycle can be expressed as Ga (k) + Gegr (k). Further, if the injected fuel flowing into the cylinder during the current cycle is fc ′ (k), the total in-cylinder fuel amount at the end of intake of the current cycle is fc ′ (k) + fegr (k). Can be represented.

このため、筒内から排出される排出ガスの空燃比AFRe(k)を目標空燃比AFR(k)とするための条件は、以下のように表すことができる。
AFR(k)=AFRe(k)
={Ga(k)+Gegr(k)}/{fc´(k)+fegr(k)} ・・・(16)
Therefore, the conditions for setting the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas discharged from the cylinder to the target air-fuel ratio AFR (k) can be expressed as follows.
AFR (k) = AFRe (k)
= {Ga (k) + Gegr (k)} / {fc´ (k) + fegr (k)} (16)

上記(16)式を整理すると、排出ガスの空燃比AFRe(k)を目標空燃比AFR(k)とするために筒内に流入させるべき噴射燃料の量fc´(k)は、つまり、その条件を満たすために現サイクルにおいて設定するべき筒内流入要求燃料量fc´(k)は、以下のように表すことができる。
fc´(k)= {Ga(k)+Gegr(k)}/AFR(k)-fegr(k) ・・・(17)
If the above equation (16) is rearranged, the amount fc ′ (k) of the injected fuel to be flown into the cylinder in order to set the air-fuel ratio AFRe (k) of the exhaust gas to the target air-fuel ratio AFR (k), that is, The in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ (k) to be set in the current cycle in order to satisfy the condition can be expressed as follows.
fc´ (k) = {Ga (k) + Gegr (k)} / AFR (k) -fegr (k) (17)

上記ステップ134において、ECU40は、上記(17)式に、現サイクルにおける吸入空気量Ga(k)、筒内EGRガス量Gegr(k)、目標空燃比AFR(k)、および筒内EGR燃料量fegr(k)を代入することにより、筒内流入要求燃料量fc´(k)を算出する。以上の処理によれば、外部EGRの実行中において、筒内EGR燃料量fegrを考慮することにより、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRに一致させるための筒内流入要求燃料量fc´を正確に算出することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、外部EGRの実行中においても、実施の形態1または2の場合と同様に、内燃機関10の過渡運転中に、排出ガスの空燃比AFReを正確に目標空燃比AFRに一致させるための燃料噴射量fiを算出することができる。   In step 134, the ECU 40 adds the intake air amount Ga (k), the in-cylinder EGR gas amount Gegr (k), the target air-fuel ratio AFR (k), and the in-cylinder EGR fuel amount in the current cycle to the above equation (17). By substituting fegr (k), the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ (k) is calculated. According to the above processing, the in-cylinder inflow required fuel amount fc ′ for making the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas coincide with the target air-fuel ratio AFR by considering the in-cylinder EGR fuel amount fegr during execution of the external EGR. Can be calculated accurately. Therefore, according to the system of the present embodiment, the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas is accurately set during the transient operation of the internal combustion engine 10 even during execution of the external EGR, as in the case of the first or second embodiment. It is possible to calculate the fuel injection amount fi for making it coincide with the target air-fuel ratio AFR.

実施の形態4.
[実施の形態4の特徴]
次に、図10および図11を参照して、本発明の実施の形態4について説明する。図10は、内燃機関10の過渡運転時における新規ガスの空燃比AFRcと排出ガスの空燃比AFReを対比して表した図である。より具体的には、図10(A)は、目標空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比に変化させ、かつ、新規ガスの空燃比AFRcがその変化に追従するように燃料噴射量fiを制御した場合の現象を説明するための図である。一方、図10(B)は、目標空燃比をリッチ空燃比から理論空燃比に変化させ、かつ、排出ガスの空燃比AFReがその変化に追従するように燃料噴射量fiを制御した場合の現象を説明するための図である。
Embodiment 4 FIG.
[Features of Embodiment 4]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 10 and FIG. FIG. 10 is a diagram showing the air-fuel ratio AFRc of the new gas and the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas in comparison with the transient operation of the internal combustion engine 10. More specifically, FIG. 10A shows that the target air-fuel ratio is changed from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio, and the fuel injection amount fi is controlled so that the air-fuel ratio AFRc of the new gas follows the change. It is a figure for demonstrating the phenomenon at the time of doing. On the other hand, FIG. 10B shows a phenomenon when the target air-fuel ratio is changed from the rich air-fuel ratio to the stoichiometric air-fuel ratio and the fuel injection amount fi is controlled so that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas follows the change. It is a figure for demonstrating.

図10(A)に示すように、内燃機関10の過渡運転時には、目標空燃比AFRの変化に対して、新規ガスの空燃比AFRcと排出ガスの空燃比AFReが異なる変化を示す。具体的には、それらは、最終的には同じ値に収束するものの、変化の過程においては、新規ガスの空燃比AFRcが排出ガスの空燃比AFReに比して急激な変化を示す。このため、図10(B)に示すように、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRに追従させるべく燃料噴射量fiを制御した場合は、新規ガスの空燃比AFRcが、目標空燃比AFRに対して大きなオーバーシュートを示し易い。   As shown in FIG. 10 (A), during the transient operation of the internal combustion engine 10, the air-fuel ratio AFRc of the new gas and the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas are different with respect to the change of the target air-fuel ratio AFR. Specifically, they eventually converge to the same value, but in the process of change, the air-fuel ratio AFRc of the new gas changes more rapidly than the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas. Therefore, as shown in FIG. 10B, when the fuel injection amount fi is controlled so that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas follows the target air-fuel ratio AFR, the air-fuel ratio AFRc of the new gas becomes the target air-fuel ratio AFR. It is easy to show a large overshoot.

上述した実施の形態1乃至3のシステムでは、内燃機関10の過渡運転時には、原則として、排出ガスの空燃比AFReが目標空燃比AFRと一致するように燃料噴射量fiを算出することとしている。しかしながら、内燃機関10に対しては、排出ガスの空燃比精度に優先して、新規ガスの空燃比精度を高めることが要求されることがある。以下、この要求を「燃焼優先要求」と称す。また、その要求とは逆の要求、つまり、排出ガスの空燃比精度を新規ガスの空燃比精度に優先して高めるべき要求を「排気優先要求」と称す。   In the systems of the first to third embodiments described above, during the transient operation of the internal combustion engine 10, in principle, the fuel injection amount fi is calculated so that the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas matches the target air-fuel ratio AFR. However, the internal combustion engine 10 may be required to improve the air-fuel ratio accuracy of the new gas in preference to the air-fuel ratio accuracy of the exhaust gas. Hereinafter, this request is referred to as “combustion priority request”. Further, a request opposite to the request, that is, a request to increase the air-fuel ratio accuracy of the exhaust gas in preference to the air-fuel ratio accuracy of the new gas is referred to as an “exhaust priority request”.

燃焼優先要求は、筒内での燃焼を安定化させるべき状況下、或いは、筒内での燃焼状態を正確に制御すべき状況下で発生する。具体的には、内燃機関10の始動時、フューエルカットからの復帰直後、ドラビリ優先モードでの運転中、および燃費優先モードでの運転中などに燃焼優先要求が生ずる。   The combustion priority request is generated under a situation where the combustion in the cylinder is to be stabilized, or under a situation where the combustion state in the cylinder is to be accurately controlled. Specifically, a combustion priority request is generated when the internal combustion engine 10 is started, immediately after returning from a fuel cut, during operation in the drive priority mode, and during operation in the fuel efficiency priority mode.

一方、排気優先要求は、エミッション特性を良好に保つべき状況下、或いは、触媒34に対して所望の空燃比に制御された排出ガスを流入させるべき状況下において発生する。具体的には、エミッションの低減が望まれる内燃機関10の暖機時、触媒34の被毒解除のために実行されるリッチスパイク制御時などに排気優先要求が生ずる。   On the other hand, the exhaust priority request is generated under a situation where the emission characteristics should be kept good, or under a situation where an exhaust gas controlled to have a desired air-fuel ratio should flow into the catalyst 34. Specifically, an exhaust priority request is generated at the time of warming up of the internal combustion engine 10 for which emission reduction is desired, at the time of rich spike control executed for releasing the poisoning of the catalyst 34, or the like.

実施の形態1乃至3のシステムでは、燃焼優先要求の発生する状況下でも、過渡運転時には、原則として排気優先の手法で燃料噴射量fiが算出される。このため、これらのシステムによると、始動時やフューエルカットからの復帰直後において、内燃機関10の運転状態が不安定となり、また、ドラビリを優先すべき状況下で良好なレスポンスが得られないといった事態が生じ得る。   In the systems of the first to third embodiments, the fuel injection amount fi is calculated in principle by the exhaust priority method during transient operation even under the situation where the combustion priority request occurs. For this reason, according to these systems, the operating state of the internal combustion engine 10 becomes unstable at the time of starting or immediately after returning from the fuel cut, and a good response cannot be obtained under a situation where driving is prioritized. Can occur.

そこで、本実施形態のシステムでは、内燃機関10の運転中に、燃焼優先要求が生じているか否かを逐次監視し、その発生の有無に応じて、燃料噴射量fiの算出手法を切り換えることとした。より具体的には、燃焼優先要求が生じている場合には、常に新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFRに一致させる手法により燃料噴射量fiを算出し、その要求が生じていない場合に限り、排出ガスの空燃比AFReを目標空燃比AFRに一致させるための算出手法を用いることとした。   Therefore, in the system of the present embodiment, during the operation of the internal combustion engine 10, whether or not the combustion priority request is generated is successively monitored, and the calculation method of the fuel injection amount fi is switched according to the presence or absence of the generation. did. More specifically, when there is a combustion priority request, the fuel injection amount fi is always calculated by a method in which the air-fuel ratio AFRc of the new gas matches the target air-fuel ratio AFR. As long as the calculation method for matching the air-fuel ratio AFRe of the exhaust gas with the target air-fuel ratio AFR is used.

[実施の形態4における具体的手法]
図11は、上記の機能を実現するために本実施形態において実行されるルーチンのフローチャートである。図11に示すルーチンは、ステップ102および104の後にステップ140が挿入されている点を除き、図5に示すルーチンと同様である。
[Specific Method in Embodiment 4]
FIG. 11 is a flowchart of a routine executed in the present embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 11 is the same as the routine shown in FIG. 5 except that step 140 is inserted after steps 102 and 104.

すなわち、図11に示すルーチンによれば、ステップ102および104の処理により残留率Pおよび付着率Rが算出された後に、燃焼優先要求が生じているか否かが判別される(ステップ140)。ECU40は、燃焼優先要求の生ずる運転状態を予め記憶しており、ここでは、それらの運転状態が実現されているか否かを判断する。   That is, according to the routine shown in FIG. 11, after the residual rate P and the adhesion rate R are calculated by the processing of steps 102 and 104, it is determined whether or not a combustion priority request has occurred (step 140). The ECU 40 stores in advance operation states in which a combustion priority request is generated, and here, it is determined whether or not those operation states are realized.

上記の判別により、燃焼優先要求の発生が認められた場合は、以後、無条件でステップ108以降の処理が実行される。この場合、新規ガスの空燃比AFRcを目標空燃比AFRとするための燃料噴射量fiが算出され(ステップ108〜112)、その結果、燃焼優先の運転状態が実現される。   If the generation of the combustion priority request is recognized as a result of the above determination, the processing after step 108 is executed unconditionally. In this case, the fuel injection amount fi for setting the air-fuel ratio AFRc of the new gas to the target air-fuel ratio AFR is calculated (steps 108 to 112), and as a result, the combustion-priority operating state is realized.

一方、上記ステップ140において、燃焼優先要求が生じて以内と判別された場合は、ステップ106以降の処理が実行される。この場合、以後、実施の形態1の場合と同様の手順で燃料噴射量fiが算出される。   On the other hand, if it is determined in step 140 that the combustion priority request has been made, it is determined that the process after step 106 is executed. In this case, thereafter, the fuel injection amount fi is calculated in the same procedure as in the first embodiment.

以上の処理によれば、燃焼優先要求が生じている場合には、その要求を満たす手法で燃料噴射量fiを算出し、一方、燃焼優先要求が生じていない場合には、実施の形態1の場合と同様の規則に従い、必要に応じて排気優先の手順で燃料噴射量fiを算出することができる。このため、本実施形態のシステムによれば、内燃機関10の特性を適切に切り換えて、その動作特性を総合的に改善することができる。   According to the above processing, when the combustion priority request has occurred, the fuel injection amount fi is calculated by a method that satisfies the request, while when the combustion priority request has not occurred, the fuel injection amount fi of the first embodiment is calculated. According to the same rules as in the case, the fuel injection amount fi can be calculated according to the exhaust priority procedure as necessary. For this reason, according to the system of this embodiment, the characteristic of the internal combustion engine 10 can be switched appropriately, and the operation characteristic can be improved comprehensively.

ところで、上述した実施の形態4においては、燃料噴射量fiの算出手法を切り換える制御を、実施の形態1の制御手法に組み合わせることとしているが、その組み合わせの対象は、実施の形態1の制御手法に限定されるものではない。すなわち、燃料噴射量fiの算出手法を切り換える制御は、実施の形態2或いは3における制御手法と組み合わせることとしてもよい。   By the way, in Embodiment 4 mentioned above, it is supposed that the control which switches the calculation method of fuel injection quantity fi is combined with the control method of Embodiment 1, but the object of the combination is the control method of Embodiment 1. It is not limited to. That is, the control for switching the calculation method of the fuel injection amount fi may be combined with the control method in the second or third embodiment.

また、上述した実施の形態4においては、燃焼優先要求の発生のみを監視して、排気優先要求の発生は監視しないこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、排気優先要求の発生を監視したうえで、その発生が認められる場合には、無条件でステップ116以降の処理を実行させることとしてもよい。   Further, in Embodiment 4 described above, only the generation of the combustion priority request is monitored and the generation of the exhaust priority request is not monitored, but the present invention is not limited to this. That is, after the generation of the exhaust priority request is monitored, if the generation is recognized, the processing after step 116 may be executed unconditionally.

尚、上述した実施の形態4においては、ECU40が、図11に示すステップ100の処理を実行することにより前記第の発明における「吸入空気量検知手段」が、ステップ140の処理を実行することにより前記第の発明における「状態判断手段」が、ステップ140の処理に続いてステップ108および110の処理を実行することにより前記第の発明における「流入要求燃料量算出手段」が、それぞれ実現されている。
In the above-described fourth embodiment, the ECU 40 executes the process of step 100 shown in FIG. 11 so that the “intake air amount detecting means” in the eighth invention executes the process of step 140. wherein the "state determining means" in the eighth aspect, the "inflow demand fuel amount calculation means" in the eighth aspect of the present invention by following the process of step 140 executes the processing of steps 108 and 110, respectively implemented by Has been.

本発明の実施の形態1の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における燃料噴射制御の考え方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the concept of the fuel-injection control in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1における筒内流入要求燃料量fcの算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of the cylinder inflow request | requirement fuel amount fc in Embodiment 1 of this invention. 燃料噴射量fiと筒内流入要求燃料量fcとの関係を表す燃料挙動モデルを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the fuel behavior model showing the relationship between fuel injection quantity fi and in-cylinder inflow request | requirement fuel amount fc. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2における筒内流入要求燃料量fc´の算出手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the calculation method of in-cylinder inflow required fuel amount fc 'in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態3のシステムの構成上の特徴、および本発明の実施の形態3における燃料噴射制御の考え方を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the characteristic on the structure of the system of Embodiment 3 of this invention, and the concept of the fuel-injection control in Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態3において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 3 of the present invention. 内燃機関の過渡運転時における新規ガスの空燃比AFRcと排出ガスの空燃比AFReを対比して表した図である。FIG. 6 is a diagram showing a comparison between an air-fuel ratio AFRc of a new gas and an air-fuel ratio AFRe of exhaust gas during a transient operation of the internal combustion engine. 本発明の実施の形態4において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 4 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
16 エアフロメータ
24 燃料噴射弁
26 吸気弁
28 排気弁
40 ECU(Electronic Control Unit)
AFR 目標空燃比
AFRc 新規ガスの空燃比
AFRe 排出ガスの空燃比
Ga 吸入空気量
fi 燃料噴射量
fw 壁面付着燃料
fc,fc´ 筒内流入要求燃料量
Gr 筒内残留ガス量
fr 筒内残留燃料量
P 残留率
R 付着率
Gex 排出ガス量
fex 排出必要燃料量
Gegr 筒内EGRガス量
fegr 筒内EGR燃料量
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 16 Air flow meter 24 Fuel injection valve 26 Intake valve 28 Exhaust valve 40 ECU (Electronic Control Unit)
AFR target air-fuel ratio
AFRc Air-fuel ratio of new gas
AFRe exhaust gas air-fuel ratio
Ga intake air volume
fi Fuel injection amount
fw Fuel on the wall
fc, fc´ In-cylinder inflow required fuel amount
Gr In-cylinder residual gas volume
fr Residual fuel amount in cylinder
P Residual rate
R adhesion rate
Gex emissions
fex required fuel amount
Gegr EGR gas amount in cylinder
fegr EGR fuel amount in cylinder

Claims (8)

吸気が開始される時点での筒内残留燃料量を算出する残留燃料量算出手段と、
前記筒内残留燃料量に基づいて、筒内から排出される排出ガスの空燃比が目標空燃比となるように、筒内流入要求燃料量を算出する流入要求燃料量算出手段と、
燃料噴射弁による燃料噴射量を、前記筒内流入要求燃料量に基づいて算出する燃料噴射量算出手段と、
吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出する残留ガス量検出手段と、
少なくとも1サイクル分の最新の目標空燃比を記憶する目標空燃比記憶手段とを備え、
前記残留燃料量算出手段は、現サイクルにおける前記筒内残留ガス量を前サイクルにおける目標空燃比で除することにより、前記筒内残留燃料量を算出することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
A residual fuel amount calculating means for calculating an in-cylinder residual fuel amount at the time when intake starts,
An inflow required fuel amount calculating means for calculating an in-cylinder inflow required fuel amount based on the in-cylinder residual fuel amount so that an air-fuel ratio of exhaust gas discharged from the cylinder becomes a target air-fuel ratio;
Fuel injection amount calculating means for calculating a fuel injection amount by the fuel injection valve based on the in-cylinder inflow required fuel amount;
A residual gas amount detecting means for calculating a residual gas amount in the cylinder at the time when intake is started;
A target air-fuel ratio storage means for storing the latest target air-fuel ratio for at least one cycle,
The fuel injection control for an internal combustion engine, wherein the residual fuel amount calculation means calculates the in-cylinder residual fuel amount by dividing the in-cylinder residual gas amount in the current cycle by a target air-fuel ratio in the previous cycle. apparatus.
吸気の終了時点での筒内ガス量を算出する筒内ガス量算出手段と、
現サイクルにおける前記筒内ガス量を現サイクルにおける目標空燃比で除した値を筒内必要燃料量として算出する筒内必要燃料量算出手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前記筒内必要燃料量から現サイクルにおける前記筒内残留燃料量を減ずることにより、前記筒内流入要求燃料量を算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
In-cylinder gas amount calculating means for calculating the in-cylinder gas amount at the end of intake,
In-cylinder required fuel amount calculating means for calculating a value obtained by dividing the in-cylinder gas amount in the current cycle by the target air-fuel ratio in the current cycle as a required cylinder fuel amount,
2. The in-cylinder inflow required fuel amount is calculated by subtracting the in-cylinder residual fuel amount in a current cycle from the in-cylinder required fuel amount, wherein the inflow required fuel amount calculation unit calculates the in-cylinder inflow required fuel amount. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出する残留ガス量検出手段と、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段とを備え、
前記筒内ガス量算出手段は、現サイクルの前記筒内残留ガス量と現サイクルの前記吸入空気量とを加算することにより前記筒内ガス量を算出することを特徴とする請求項2記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
A residual gas amount detecting means for calculating a residual gas amount in the cylinder at the time when intake is started;
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount sucked into the cylinder,
The in-cylinder gas amount calculation means calculates the in-cylinder gas amount by adding the in-cylinder residual gas amount in the current cycle and the intake air amount in the current cycle. A fuel injection control device for an internal combustion engine.
筒内から排出される排出ガス量を算出する排出ガス量算出手段と、
現サイクルにおける前記排出ガス量を現サイクルにおける目標空燃比で除することにより排出必要燃料量を算出する排出必要燃料量算出手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前記排出必要燃料量から現サイクルにおける筒内残留燃料量を減じた値に、次サイクルにおける筒内残留燃料量を加えることにより前記筒内流入要求燃料量を算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
An exhaust gas amount calculating means for calculating an exhaust gas amount discharged from the cylinder;
A required exhaust fuel amount calculating means for calculating the required fuel amount by dividing the exhaust gas amount in the current cycle by the target air-fuel ratio in the current cycle,
The inflow required fuel amount calculation means calculates the in-cylinder inflow required fuel amount by adding the in-cylinder residual fuel amount in the next cycle to a value obtained by subtracting the in-cylinder residual fuel amount in the current cycle from the required discharge fuel amount. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein:
吸気が開始される時点での筒内残留ガス量を算出する残留ガス量算出手段と、
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段とを備え、
前記排出ガス量算出手段は、現サイクルの吸入空気量に現サイクルの筒内残留ガス量を加えた値から、次サイクルの筒内残留ガス量を減ずることにより前記排出ガス量を算出することを特徴とする請求項4記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
A residual gas amount calculating means for calculating an in-cylinder residual gas amount at the time when intake starts,
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount sucked into the cylinder,
The exhaust gas amount calculating means calculates the exhaust gas amount by subtracting the in-cylinder residual gas amount in the next cycle from a value obtained by adding the in-cylinder residual gas amount in the current cycle to the intake air amount in the current cycle. 5. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the fuel injection control device is an internal combustion engine.
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前サイクルの目標空燃比が理論空燃比であったか否かを判断するストイキ判断手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前サイクルの目標空燃比が理論空燃比であった場合は、前記吸入空気量を現サイクルの目標空燃比で除した値を前記筒内流入要求燃料量として算出することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the cylinder;
Stoichiometric judgment means for judging whether or not the target air-fuel ratio of the previous cycle was the stoichiometric air-fuel ratio,
The inflow required fuel amount calculation means calculates, as the in-cylinder inflow required fuel amount, a value obtained by dividing the intake air amount by the target air fuel ratio of the current cycle when the target air fuel ratio of the previous cycle is the stoichiometric air fuel ratio. The fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 5 , wherein:
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
前サイクルの目標空燃比と現サイクルの目標空燃比が同じであるか否かを判断する空燃比判断手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前サイクルの目標空燃比と現サイクルの目標空燃比が同じである場合は、前記吸入空気量を現サイクルの目標空燃比で除した値を前記筒内流入要求燃料量として算出することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the cylinder;
Air-fuel ratio determining means for determining whether or not the target air-fuel ratio of the previous cycle and the target air-fuel ratio of the current cycle are the same,
When the target air-fuel ratio in the previous cycle and the target air-fuel ratio in the current cycle are the same, the inflow required fuel amount calculation means calculates a value obtained by dividing the intake air amount by the target air-fuel ratio in the current cycle. the fuel injection control device according to any one of the internal combustion engine according to claim 1 to 6, characterized in that calculated as the amount of fuel.
筒内に吸入される吸入空気量を検知する吸入空気量検知手段と、
筒内に吸入される新気ガスの空燃比精度を、筒内から排出される排出ガスの空燃比精度に優先させるべき燃焼優先状態が形成されているか否かを判断する状態判断手段とを備え、
前記流入要求燃料量算出手段は、前記燃焼優先状態の形成が認められる場合は、前記吸入空気量を現サイクルの目標空燃比で除した値を前記筒内流入要求燃料量として算出することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
Intake air amount detection means for detecting the amount of intake air sucked into the cylinder;
And a state determining means for determining whether or not a combustion priority state that should give priority to the air-fuel ratio accuracy of the fresh gas sucked into the cylinder is prior to the air-fuel ratio accuracy of the exhaust gas discharged from the cylinder is provided. ,
The inflow required fuel amount calculation means calculates, as the in-cylinder inflow required fuel amount, a value obtained by dividing the intake air amount by the target air-fuel ratio of the current cycle when the formation of the combustion priority state is recognized. A fuel injection control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 7 .
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