JP4508120B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
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Description

本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、特に、吸気弁の温度を推定する機能を備えた内燃機関の空燃比制御装置に関する。   The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine having a function of estimating the temperature of an intake valve.

吸気ポート内に燃料を噴射するポート噴射弁を備えた内燃機関においては、ポート噴射弁から噴射された燃料は、その一部が吸気弁の外側などに一旦付着し、その残りが新気と混合してそのまま筒内に吸入される。そして、吸気弁の外側に付着した燃料は、徐々に吸気ポート内に蒸発し、遅れて筒内に流入する。内燃機関が定常状態にある場合は、吸気弁に付着している燃料の量が一定値で平衡し、筒内に流入する燃料の量は噴射される燃料の量と等しくなる。   In an internal combustion engine equipped with a port injection valve that injects fuel into the intake port, part of the fuel injected from the port injection valve temporarily adheres to the outside of the intake valve and the rest mixes with fresh air. Then, it is sucked into the cylinder as it is. The fuel adhering to the outside of the intake valve gradually evaporates into the intake port and flows into the cylinder with a delay. When the internal combustion engine is in a steady state, the amount of fuel adhering to the intake valve is balanced at a constant value, and the amount of fuel flowing into the cylinder becomes equal to the amount of injected fuel.

ところが、内燃機関が過渡運転状態にある場合には、吸気弁に付着している燃料の量に増減が生ずる。そして、この増減が生ずる間は、筒内に流入する燃料の量と、噴射される燃料の量との間にずれが生ずる。従って、過渡運転状態において、筒内に吸入される燃料の量を高精度に制御するためには、吸気弁に付着している燃料の蒸発量を推定することが求められる。そして、吸気弁からの燃料蒸発量は吸気弁温度に依存するので、吸気弁からの燃料蒸発量を精度良く推定するためには、吸気弁温度を高い精度で推定することが求められる。   However, when the internal combustion engine is in a transient operation state, the amount of fuel adhering to the intake valve varies. While this increase / decrease occurs, there is a deviation between the amount of fuel flowing into the cylinder and the amount of fuel injected. Therefore, in the transient operation state, in order to control the amount of fuel sucked into the cylinder with high accuracy, it is required to estimate the evaporation amount of the fuel adhering to the intake valve. Since the fuel evaporation amount from the intake valve depends on the intake valve temperature, in order to accurately estimate the fuel evaporation amount from the intake valve, it is required to estimate the intake valve temperature with high accuracy.

特開平11−14507号公報には、燃焼系モデルにより演算した燃焼ガス温度に基づいて吸気弁温度を演算する装置が開示されている。しかしながら、同公報には、燃焼ガス温度に基づいて吸気弁温度を演算する具体的な方法については何ら開示されていない。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-14507 discloses an apparatus for calculating the intake valve temperature based on the combustion gas temperature calculated by the combustion system model. However, this publication does not disclose any specific method for calculating the intake valve temperature based on the combustion gas temperature.

特開平11−14507号公報Japanese Patent Laid-Open No. 11-14507 特開平8−177556号公報JP-A-8-177556 特開2000−257467号公報JP 2000-257467 A 特開平11−270399号公報JP 11-270399 A

ところで、内燃機関の燃料は、季節等に応じて異なる燃料性状のものが市場に供給されている。例えば、一般に、寒い季節には揮発性の良い軽質燃料が供給され、暑い季節には揮発性を抑えた重質燃料が供給される。燃料性状が異なれば、単位量当たりの発熱量も異なるので、燃焼ガスの温度にも違いが生ずる。このため、吸気弁が筒内のガスから受ける熱量も変化する。   By the way, the fuel of an internal combustion engine is supplied to the market with different fuel properties depending on the season. For example, generally, light fuel with good volatility is supplied in the cold season, and heavy fuel with reduced volatility is supplied in the hot season. If the fuel properties are different, the calorific value per unit amount is also different, so that the temperature of the combustion gas is also different. For this reason, the amount of heat that the intake valve receives from the gas in the cylinder also changes.

また、吸気弁は、筒内のガスから熱を受けるだけではなく、付着した燃料が蒸発するときには気化熱を奪われる。従って、吸気弁温度を精度良く推定するには、吸気弁から奪われる気化熱量についても精度良く推定する必要がある。そして、燃料性状が違えば、吸気弁からの蒸発量や単位量当たりの気化熱にも違いが生ずるので、吸気弁から奪われる気化熱量も変化する。   Further, the intake valve not only receives heat from the gas in the cylinder, but also loses heat of vaporization when the attached fuel evaporates. Therefore, in order to estimate the intake valve temperature with high accuracy, it is necessary to accurately estimate the heat of vaporization taken from the intake valve. If the fuel property is different, the amount of evaporation from the intake valve and the heat of vaporization per unit amount are also different, so the amount of heat of vapor taken from the intake valve also changes.

従来の空燃比制御装置においては、燃料性状が吸気弁温度に与える影響については考慮されておらず、吸気弁温度を必ずしも十分な精度で推定することができなかった。その結果、特に内燃機関の過渡運転状態などにおいては、筒内の空燃比を十分な精度で制御することができない場合があった。   In the conventional air-fuel ratio control device, the influence of the fuel property on the intake valve temperature is not considered, and the intake valve temperature cannot be estimated with sufficient accuracy. As a result, particularly in a transient operation state of the internal combustion engine, the air-fuel ratio in the cylinder may not be controlled with sufficient accuracy.

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、燃料性状の違いを考慮して、内燃機関の吸気弁温度を精度良く推定することのできる内燃機関の空燃比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 provides an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can accurately estimate the intake valve temperature of the internal combustion engine in consideration of the difference in fuel properties. The purpose is to provide.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の空燃比制御装置であって、
燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
前記燃料性状に基づいて、内燃機関の吸気弁が筒内の燃焼ガスから受ける燃焼ガス受熱量を算出する燃焼ガス受熱量算出手段と、
前記燃料性状に基づいて、前記吸気弁に付着した燃料が気化する際に前記吸気弁から持ち去られる気化熱量を算出する気化熱量算出手段と、
前記燃焼ガス受熱量と、前記気化熱量とに基づいて、前記吸気弁の温度を推定する吸気弁温度推定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine,
Fuel property determining means for determining the fuel property;
Combustion gas heat receiving amount calculating means for calculating the amount of heat received by the intake valve of the internal combustion engine from the combustion gas in the cylinder based on the fuel properties;
Based on the fuel properties, vaporization heat amount calculating means for calculating the amount of heat of vaporization removed from the intake valve when the fuel adhering to the intake valve is vaporized;
Intake valve temperature estimation means for estimating the temperature of the intake valve based on the combustion gas heat reception amount and the vaporization heat amount;
It is characterized by providing.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記燃焼ガス受熱量算出手段は、前記燃料性状に基づいて筒内ガスの温度を算出する筒内ガス温度算出手段を含み、前記筒内ガス温度に基づいて前記燃焼ガス受熱量を算出することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The combustion gas heat receiving amount calculating means includes in-cylinder gas temperature calculating means for calculating a temperature of in-cylinder gas based on the fuel property, and calculating the combustion gas heat receiving amount based on the in-cylinder gas temperature. Features.

また、第3の発明は、第1または第2の発明において、
前記吸気弁が、その周囲を流れる流動ガスから受ける流動ガス受熱量を算出する流動ガス受熱量算出手段と、
前記燃焼ガス受熱量、前記流動ガス受熱量、および前記気化熱量に基づいて、前記吸気弁が受ける総受熱量を算出する総受熱量算出手段と、
前記総受熱量に基づいて前記吸気弁の温度変化量を算出する温度変化量算出手段と、
前記吸気弁の初期温度を推定する初期温度推定手段と、
を更に備え、
前記吸気弁温度推定手段は、前記初期温度と、前記温度変化量とに基づいて、前記吸気弁の温度を推定することを特徴とする。
The third invention is the first or second invention, wherein
A flowing gas heat receiving amount calculating means for calculating a flowing gas heat receiving amount received from the flowing gas flowing around the intake valve;
A total heat reception amount calculating means for calculating a total heat reception amount received by the intake valve based on the combustion gas heat reception amount, the flowing gas heat reception amount, and the vaporization heat amount;
A temperature change amount calculating means for calculating a temperature change amount of the intake valve based on the total heat receiving amount;
An initial temperature estimating means for estimating an initial temperature of the intake valve;
Further comprising
The intake valve temperature estimation means estimates the temperature of the intake valve based on the initial temperature and the temperature change amount.

また、第4の発明は、第3の発明において、
前記吸気弁が、弁座からの伝達により受熱する接触面受熱量を算出する接触面受熱量算出手段を備え、
前記総受熱量算出手段は、前記燃焼ガス受熱量、前記流動ガス受熱量、および前記気化熱量に基づいて算出した受熱量に前記接触面受熱量を加えた値を前記総受熱量とすることを特徴とする。
Moreover, 4th invention is set in 3rd invention,
The intake valve includes a contact surface heat receiving amount calculation means for calculating a contact surface heat receiving amount received by transmission from the valve seat,
The total heat receiving amount calculating means sets the value obtained by adding the contact surface heat receiving amount to the heat receiving amount calculated based on the combustion gas heat receiving amount, the flowing gas heat receiving amount, and the vaporization heat amount, as the total heat receiving amount. Features.

また、第5の発明は、第3または第4の発明において、
前記流動ガス受熱量算出手段は、
吸気ポートから筒内へ向かって流れる吸入ガスに起因して生ずる吸入ガス受熱量を算出する吸入ガス受熱量算出手段と、
筒内から吸気ポートに逆流する吹き返しガスに起因して生ずる吹き返し受熱量を算出する吹き返し受熱量算出手段と、
前記吸入ガス受熱量および前記吹き返し受熱量に基づいて前記流動ガス受熱量を算出する最終受熱量算出手段と、
を含むことを特徴とする。
The fifth invention is the third or fourth invention, wherein
The flowing gas heat receiving amount calculating means includes:
Intake gas heat receiving amount calculating means for calculating an intake gas heat receiving amount generated due to the intake gas flowing from the intake port into the cylinder;
Blow-back heat reception amount calculation means for calculating a blow-back heat reception amount generated due to the blow-back gas flowing backward from the cylinder to the intake port;
A final heat receiving amount calculating means for calculating the flowing gas heat receiving amount based on the intake gas heat receiving amount and the blow back heat receiving amount;
It is characterized by including.

また、第6の発明は、第1乃至第5の発明の何れかにおいて、
前記吸気弁温度推定手段により推定された前記吸気弁の温度に基づいて、前記吸気弁に付着した燃料の挙動を推定することにより、筒内の空燃比を目標空燃比とするための燃料噴射量を算出する噴射量算出手段を更に備えることを特徴とする。
According to a sixth invention, in any one of the first to fifth inventions,
A fuel injection amount for setting the air-fuel ratio in the cylinder to the target air-fuel ratio by estimating the behavior of the fuel adhering to the intake valve based on the temperature of the intake valve estimated by the intake valve temperature estimating means An injection amount calculating means for calculating

第1の発明によれば、内燃機関の吸気弁が筒内の燃焼ガスから受ける燃焼ガス受熱量と、吸気弁に付着した燃料が気化する際に生ずる気化熱量とに基づいて吸気弁の温度を推定することができる。そして、その推定に際して、燃料性状の違いによる影響を燃焼ガス受熱量および気化熱量に反映させることができる。このため、第1の発明によれば、燃料性状の影響をも考慮に入れることができるので、吸気弁の温度を極めて高い精度で推定することができる。   According to the first invention, the temperature of the intake valve is determined based on the amount of heat received by the intake valve of the internal combustion engine from the combustion gas in the cylinder and the amount of heat generated when the fuel adhering to the intake valve is vaporized. Can be estimated. And in the estimation, the influence by the difference in fuel properties can be reflected in the amount of heat received by the combustion gas and the amount of heat of vaporization. For this reason, according to the first aspect, the influence of the fuel property can be taken into consideration, so that the temperature of the intake valve can be estimated with extremely high accuracy.

第2の発明によれば、燃料性状の違いによる影響を考慮に入れて、正確な筒内ガス温度を算出することができる。そして、その筒内ガス温度を基礎とすることにより、燃焼ガス受熱量を精度良く算出することができる。   According to the second aspect of the invention, it is possible to calculate an accurate in-cylinder gas temperature in consideration of the influence due to the difference in fuel properties. Then, based on the in-cylinder gas temperature, the amount of combustion gas heat received can be calculated with high accuracy.

第3の発明によれば、燃焼ガス受熱量および気化熱量に加えて、吸気弁がその周囲を流れる流動ガスから受ける流動ガス受熱量を算出した上で、それらに基づいて総受熱量を算出することができる。このため、第3の発明によれば、流動ガスの影響を正確に吸気弁温度に反映させることができ、吸気弁温度をより高い精度で推定することができる。   According to the third invention, in addition to the combustion gas heat reception amount and the vaporization heat amount, the flow gas heat reception amount that the intake valve receives from the flow gas flowing therearound is calculated, and then the total heat reception amount is calculated based on them. be able to. For this reason, according to the third aspect, the influence of the flowing gas can be accurately reflected in the intake valve temperature, and the intake valve temperature can be estimated with higher accuracy.

第4の発明によれば、吸気弁が、弁座から受ける接触面受熱量の影響をも吸気弁の温度に反映させることができる。   According to the fourth aspect of the invention, the influence of the contact surface heat received by the intake valve from the valve seat can also be reflected in the temperature of the intake valve.

第5の発明によれば、吸気ポートから筒内へ向かって流れる吸入ガスに起因する吸入ガス受熱量と、筒内からの吹き返しに起因する吹き返し受熱量とを区別して算出し、それらに基づいて流動ガス受熱量を算出することができる。このため、第5の発明によれば、流動ガス受熱量を精度良く算出することができ、その結果、吸気弁の温度をより高い精度で推定することができる。   According to the fifth aspect of the invention, the intake gas heat receiving amount due to the intake gas flowing from the intake port into the cylinder and the blow back heat receiving amount due to the blow back from the cylinder are distinguished and calculated, A flowing gas heat receiving amount can be calculated. For this reason, according to the fifth aspect of the present invention, the amount of flowing gas heat can be calculated with high accuracy, and as a result, the temperature of the intake valve can be estimated with higher accuracy.

第6の発明によれば、推定された吸気弁温度に基づいて吸気弁に付着した燃料の挙動を推定することにより、筒内の空燃比を目標空燃比とするための燃料噴射量を精度良く算出することができる。このため、暖機過程や過渡運転状態にある場合であっても、筒内の空燃比を高い精度で制御することができる。   According to the sixth invention, by estimating the behavior of the fuel adhering to the intake valve based on the estimated intake valve temperature, the fuel injection amount for making the in-cylinder air-fuel ratio the target air-fuel ratio can be accurately determined. Can be calculated. For this reason, the air-fuel ratio in the cylinder can be controlled with high accuracy even in a warm-up process or a transient operation state.

実施の形態1.
[システム構成の説明]
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本発明の実施の形態1のシステムは、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。
Embodiment 1 FIG.
[Description of system configuration]
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system according to the first embodiment of the present invention includes an internal combustion engine 10. An intake passage 12 and an exhaust passage 14 communicate with the internal combustion engine 10.

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が配置されている。また、スロットルバルブ18の更に下流には、吸気ポート内に燃料を噴射するためのインジェクタ20が配置されている。   An air flow meter 16 for detecting an intake air amount Ga is disposed in the intake passage 12. A throttle valve 18 is disposed downstream of the air flow meter 16. Further, an injector 20 for injecting fuel into the intake port is disposed further downstream of the throttle valve 18.

内燃機関10は、吸気通路12と筒内22との導通状態を制御するための吸気弁24を備えている。吸気弁24には、その駆動源として、可変動弁機構26が連結されている。可変動弁機構26は、開弁タイミング、作用角、およびリフト量を適当に変化させつつ吸気弁24を開閉動作させることができる。   The internal combustion engine 10 includes an intake valve 24 for controlling a conduction state between the intake passage 12 and the cylinder 22. A variable valve mechanism 26 is connected to the intake valve 24 as a drive source. The variable valve mechanism 26 can open and close the intake valve 24 while appropriately changing the valve opening timing, the operating angle, and the lift amount.

筒内22と排気通路14との間には、排気弁28が配置されている。排気弁28には、その駆動源として可変動弁機構30が連結されている。可変動弁機構30は、開弁タイミング、作用角、およびリフト量を適当に変化させつつ排気弁28を開閉動作させることができる。   An exhaust valve 28 is disposed between the cylinder 22 and the exhaust passage 14. A variable valve mechanism 30 is connected to the exhaust valve 28 as a drive source. The variable valve mechanism 30 can open and close the exhaust valve 28 while appropriately changing the valve opening timing, the operating angle, and the lift amount.

本実施形態のシステムは、上記の如く、吸気弁24および排気弁28を、それぞれ可変動弁機構26および30で駆動することとしているが、それらを駆動する機構は、これに限定されるものではない。すなわち、本実施形態のシステムにおいては、吸気弁24および排気弁28は、通常のカム機構により駆動されるものであってもよい。   In the system of this embodiment, as described above, the intake valve 24 and the exhaust valve 28 are driven by the variable valve mechanisms 26 and 30, respectively, but the mechanism for driving them is not limited to this. Absent. That is, in the system of the present embodiment, the intake valve 24 and the exhaust valve 28 may be driven by a normal cam mechanism.

内燃機関10には、機関回転数Neを検出するための回転角センサ32や、冷却水温Twを検出するための水温センサ34、吸気管圧力Pmを検出するための吸気圧センサ36が装着されている。そして、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、エアフロメータ16や回転角センサ32などを含む各種センサの出力が供給されている。ECU40は、それらのセンサ出力を基礎として、インジェクタ20や可変動弁機構26,30を含む各種アクチュエータを制御することができる。   The internal combustion engine 10 is equipped with a rotation angle sensor 32 for detecting the engine speed Ne, a water temperature sensor 34 for detecting the cooling water temperature Tw, and an intake pressure sensor 36 for detecting the intake pipe pressure Pm. Yes. The system of this embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 40. The ECU 40 is supplied with outputs from various sensors including the air flow meter 16 and the rotation angle sensor 32. The ECU 40 can control various actuators including the injector 20 and the variable valve mechanisms 26 and 30 based on the sensor outputs.

また、本実施形態のシステムは、内燃機関10に供給される燃料の性状を検出する燃料性状センサ38を備えている。本実施形態の燃料性状センサ38は、燃料の揮発性を検出するセンサである。燃料性状センサ38の配置箇所は、燃料タンク内、あるいは燃料タンクからインジェクタ20への燃料通路の途中とすることができる。   Further, the system of the present embodiment includes a fuel property sensor 38 that detects the property of the fuel supplied to the internal combustion engine 10. The fuel property sensor 38 of the present embodiment is a sensor that detects the volatility of the fuel. The location of the fuel property sensor 38 can be in the fuel tank or in the middle of the fuel passage from the fuel tank to the injector 20.

市場には、一般に、寒い季節には揮発性の良い軽質燃料が供給され、暑い季節には揮発性を抑えた重質燃料が供給される。ECU40は、燃料性状センサ38の出力に基づいて、内燃機関10に供給される燃料の軽質・重質の度合いを判定することができる。   In general, the market is supplied with light fuel with good volatility in the cold season and heavy fuel with reduced volatility during the hot season. The ECU 40 can determine the degree of lightness / heavyness of the fuel supplied to the internal combustion engine 10 based on the output of the fuel property sensor 38.

[実施の形態1における吸気弁温度の推定手法]
内燃機関10の運転中は、インジェクタ20によって吸気ポート内に燃料が噴射される。インジェクタ20から噴射された燃料は、その一部が吸気弁24の外側に付着する。吸気弁24の外側に付着した燃料は、徐々に吸気ポート内に蒸発し、遅れて筒内22に流入する。内燃機関10が定常運転状態にある場合は、吸気弁24に新たに付着する燃料量と、吸気弁24から蒸発する燃料量とが平衡し、筒内22に流入する燃料の量は、インジェクタ20から噴射される燃料の量と等しくなる。
[Intake Valve Temperature Estimation Method in Embodiment 1]
During operation of the internal combustion engine 10, fuel is injected into the intake port by the injector 20. Part of the fuel injected from the injector 20 adheres to the outside of the intake valve 24. The fuel adhering to the outside of the intake valve 24 gradually evaporates into the intake port and flows into the cylinder 22 with a delay. When the internal combustion engine 10 is in a steady operation state, the amount of fuel newly attached to the intake valve 24 and the amount of fuel evaporated from the intake valve 24 are balanced, and the amount of fuel flowing into the cylinder 22 is determined by the injector 20. It becomes equal to the quantity of fuel injected from.

ところが、内燃機関が暖機過程にある場合や、過渡運転状態にある場合には、吸気弁24に付着している燃料の量に増減が生ずる。このため、筒内22に流入する燃料の量と、インジェクタ20から噴射される燃料の量とにずれが生ずる。このため、筒内22の空燃比を正確に制御するためには、筒内22に流入する燃料量を正確に把握することが要求される。   However, when the internal combustion engine is in a warm-up process or in a transient operation state, the amount of fuel adhering to the intake valve 24 increases or decreases. For this reason, a deviation occurs between the amount of fuel flowing into the cylinder 22 and the amount of fuel injected from the injector 20. For this reason, in order to accurately control the air-fuel ratio in the cylinder 22, it is required to accurately grasp the amount of fuel flowing into the cylinder 22.

筒内22に流入する燃料量を正確に把握するためには、吸気弁24に付着した燃料の挙動を精度良く推定することが必要である。具体的には、吸気弁24から蒸発する量と、吸気弁24に残留する量との割合を精度良く推定することが必要である。そして、その推定を精度良く行うためには、吸気弁24の温度を精度良く推定することが必要である。そこで、本実施形態のシステムは、以下に説明する手法で吸気弁24の温度推定を行うこととした。   In order to accurately grasp the amount of fuel flowing into the cylinder 22, it is necessary to accurately estimate the behavior of the fuel adhering to the intake valve 24. Specifically, it is necessary to accurately estimate the ratio between the amount evaporated from the intake valve 24 and the amount remaining in the intake valve 24. In order to accurately perform the estimation, it is necessary to accurately estimate the temperature of the intake valve 24. In view of this, the system of the present embodiment estimates the temperature of the intake valve 24 by the method described below.

図2(A)および図2(B)は、本実施形態のシステムが吸気弁24の温度Tvを算出する原理を説明するための図である。より具体的には、図2(A)は、閉弁中における吸気弁24の熱環境を説明するための図である。また、図2(B)は、開弁中における吸気弁の熱環境を説明するための図である。   2A and 2B are diagrams for explaining the principle by which the system of the present embodiment calculates the temperature Tv of the intake valve 24. FIG. More specifically, FIG. 2 (A) is a diagram for explaining the thermal environment of the intake valve 24 during valve closing. FIG. 2B is a view for explaining the thermal environment of the intake valve during valve opening.

図2(A)中に示す符号Qb、QsおよびQfは、それぞれ、燃焼ガス受熱量、接触面受熱量、および燃料気化熱量を示している。燃焼ガス受熱量Qbは、筒内22の燃焼ガスから吸気弁24に与えられる熱量である。接触面受熱量Qsは、弁座との機械的な接触面から吸気弁24に伝達される熱量である。また、燃料気化熱量Qfは、吸気弁24に付着した燃料が気化する際に持ち去られる熱量である。図2(A)に示すように、吸気弁24の閉弁中には、主として上述した3種類の熱量が吸気弁24とその周囲との間で授受される。   Symbols Qb, Qs, and Qf shown in FIG. 2A indicate the combustion gas heat reception amount, the contact surface heat reception amount, and the fuel vaporization heat amount, respectively. The combustion gas heat reception amount Qb is the amount of heat given from the combustion gas in the cylinder 22 to the intake valve 24. The contact surface heat receiving amount Qs is the amount of heat transferred to the intake valve 24 from the mechanical contact surface with the valve seat. Further, the fuel vaporization heat quantity Qf is a heat quantity taken away when the fuel adhering to the intake valve 24 is vaporized. As shown in FIG. 2A, during the closing of the intake valve 24, the above-described three types of heat are mainly transferred between the intake valve 24 and its surroundings.

図2(B)中に示す符号QginおよびQgbackは、それぞれ、吸気弁24の開弁に伴って生ずる吸入ガス受熱量、および吹き返し受熱量を示している。吸入ガス受熱量Qginは、吸気ポートから筒内22へ流入する新気と吸気弁24との間で授受される熱量である。一方、吹き返し受熱量Qgbackは、吸気弁24の開弁中に筒内22から吸気ポートに逆流する吹き返しガスに起因して生ずる受熱量である。図2(B)に示すように、吸気弁24の開弁中は、主として、それら2種類の熱量が吸気弁24とその周囲との間で授受される。以下、それらの受熱量を総称して、「流動ガス受熱量」と称す。   Symbols Qgin and Qgback shown in FIG. 2B indicate the intake gas heat reception amount and the blowback heat reception amount that are generated when the intake valve 24 is opened. The intake gas heat receiving amount Qgin is the amount of heat transferred between the fresh air flowing into the cylinder 22 from the intake port and the intake valve 24. On the other hand, the blowback heat reception amount Qgback is a heat reception amount generated due to the blowback gas flowing backward from the cylinder 22 to the intake port while the intake valve 24 is opened. As shown in FIG. 2B, during the opening of the intake valve 24, these two types of heat are mainly transferred between the intake valve 24 and its surroundings. Hereinafter, these heat reception amounts are collectively referred to as “fluid gas heat reception amount”.

吸気弁24の温度は、周囲の環境から熱を吸収することにより上昇し、周囲の環境に熱を放出することにより下降する。このため、吸気弁24の初期温度が判れば、その後の総受熱量を検知することにより吸気弁24の温度を推定することが可能である。そして、その推定を精度良く行うためには、上述した5種類の熱量を精度良く検知することが有効である。特に、図2(B)に示す流動ガス受熱量Qgin,Qgbackは、内燃機関10の運転状態に応じて大きく変化するため、吸気弁温度Tvを高い精度で推定するためには、その値を正確に求めることが重要である。   The temperature of the intake valve 24 rises by absorbing heat from the surrounding environment, and falls by releasing heat to the surrounding environment. For this reason, if the initial temperature of the intake valve 24 is known, it is possible to estimate the temperature of the intake valve 24 by detecting the total amount of heat received thereafter. And in order to perform the estimation with high accuracy, it is effective to detect the five types of heat amounts described above with high accuracy. In particular, since the flowing gas heat receiving amounts Qgin and Qgback shown in FIG. 2B vary greatly depending on the operating state of the internal combustion engine 10, the values are accurate to estimate the intake valve temperature Tv with high accuracy. It is important to ask for.

そこで、本実施形態では、内燃機関10の運転状態に基づいて、図2(A)に示す3種類の受熱量Qb,Qs,Qfと、図2(B)に示す流動ガス受熱量Qgin,Qgbackとを、それぞれ別個独立に推定し、それらを統合することにより吸気弁24が受ける総受熱量を精度良く算出することとした。そして、このようにして算出された総受熱量に基づいて、吸気弁温度Tvを精度良く推定することとした。   Therefore, in the present embodiment, based on the operating state of the internal combustion engine 10, three types of heat receiving amounts Qb, Qs, Qf shown in FIG. 2A and flowing gas heat receiving amounts Qgin, Qgback shown in FIG. Are calculated separately, and the total amount of heat received by the intake valve 24 is accurately calculated by integrating them. Then, the intake valve temperature Tv is accurately estimated based on the total amount of heat received thus calculated.

また、燃料の性状が異なれば、気化する速度や、単位量当たりの気化熱、燃焼したときの発熱量などが異なる。このため、上記の各受熱量の中には、燃料性状によって影響を受けるものがある。そこで、本実施形態では、燃料性状センサ38により燃料性状を検出し、その検出した燃料性状の影響も考慮に入れることによって、吸気弁温度Tvを更に精度良く推定することとした。   Also, if the fuel properties are different, the vaporization speed, the heat of vaporization per unit amount, the amount of heat generated when burned, and the like are different. For this reason, some of the amounts of heat received are affected by the fuel properties. Therefore, in the present embodiment, the fuel property is detected by the fuel property sensor 38, and the influence of the detected fuel property is taken into consideration, so that the intake valve temperature Tv is estimated with higher accuracy.

[実施の形態1における具体的処理]
図3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3に示すルーチンは、内燃機関10の始動開始と共に起動されるものとする。ここでは、先ず、その時点における冷却水温Twが吸気弁温度Tvの初期値として設定される(ステップ101)。内燃機関10が十分に長い時間停止すると、吸気弁温度Tvは、内燃機関10の温度、つまり、冷却水温Twに収束する。このため、内燃機関10の始動時には、本ステップ101の処理を行うことで、吸気弁温度Tvを精度良く推定することができる。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 3 is a flowchart of a routine executed in the present embodiment in order to realize the above function. The routine shown in FIG. 3 is started when the internal combustion engine 10 starts. Here, first, the coolant temperature Tw at that time is set as the initial value of the intake valve temperature Tv (step 101). When the internal combustion engine 10 is stopped for a sufficiently long time, the intake valve temperature Tv converges to the temperature of the internal combustion engine 10, that is, the cooling water temperature Tw. For this reason, when the internal combustion engine 10 is started, the process of step 101 can be performed to accurately estimate the intake valve temperature Tv.

次に、現在の内燃機関10の状態を表す各種のパラメータが計測される(ステップ102)。ここでは、具体的には、吸入空気量Ga、機関回転数Ne、機関負荷KL、空燃比A/Fに加えて、可変動弁機構26の状態(吸気弁24の開弁タイミングVT、リフト量VL、および作用角Vθ)などが検出される。空燃比A/Fとしては、ECU40が設定している目標空燃比の値、あるいは排気通路14に配置された空燃比センサ(図示せず)により検出された排気空燃比の値を用いることができる。   Next, various parameters representing the current state of the internal combustion engine 10 are measured (step 102). Specifically, in addition to the intake air amount Ga, the engine speed Ne, the engine load KL, and the air-fuel ratio A / F, the state of the variable valve mechanism 26 (the valve opening timing VT of the intake valve 24, the lift amount) VL and working angle Vθ) are detected. As the air-fuel ratio A / F, a target air-fuel ratio value set by the ECU 40 or an exhaust air-fuel ratio value detected by an air-fuel ratio sensor (not shown) arranged in the exhaust passage 14 can be used. .

上記ステップ102の処理に続いて、燃料性状センサ38の出力に基づき、内燃機関10に供給される燃料の性状、すなわち、燃料の軽質・重質の度合いが判定される(ステップ103)。   Subsequent to the processing of step 102, based on the output of the fuel property sensor 38, the property of the fuel supplied to the internal combustion engine 10, that is, the degree of lightness / heavyness of the fuel is determined (step 103).

次に、筒内22のガスの温度(代表温度)Tcが、以下に説明する方法により算出される(ステップ104)。なお、この筒内ガス温度Tcは、後述するように、燃焼ガス受熱量Qb等を求めるときの基礎として用いられる。   Next, the temperature (representative temperature) Tc of the gas in the cylinder 22 is calculated by the method described below (step 104). The in-cylinder gas temperature Tc is used as a basis for obtaining the combustion gas heat receiving amount Qb and the like as will be described later.

筒内ガス温度Tcは、内燃機関10の運転条件に応じて変化する。このため、筒内ガス温度Tcは、内燃機関10の運転条件の関数として求めることができる。本実施形態では、以下に示す演算式をその関数として、筒内ガス温度Tcが算出される。
Tc=K1*A/F+K2*Ne+K3*KL+K4*Ga+K5*VT+K6*Vθ ・・・(1)
The in-cylinder gas temperature Tc changes according to the operating conditions of the internal combustion engine 10. Therefore, the in-cylinder gas temperature Tc can be obtained as a function of the operating conditions of the internal combustion engine 10. In the present embodiment, the in-cylinder gas temperature Tc is calculated using the following arithmetic expression as a function thereof.
Tc = K1 * A / F + K2 * Ne + K3 * KL + K4 * Ga + K5 * VT + K6 * Vθ (1)

上記(1)式中、A/Fは空燃比、Neは機関回転数、Gaは吸入空気量、VTは吸気弁24の開弁タイミング、Vθは吸気弁24の作用角、K1〜K6は所定の係数である。   In the above equation (1), A / F is the air-fuel ratio, Ne is the engine speed, Ga is the intake air amount, VT is the opening timing of the intake valve 24, Vθ is the operating angle of the intake valve 24, and K1 to K6 are predetermined Is the coefficient.

燃料性状が異なると、単位量の燃料が燃焼したときの発熱量も異なる。図4(A)は、燃料性状と発熱量との関係を示した図である。同図に示すように、本実施形態では、燃料性状が軽質であるほど、発熱量が多くなる。なお、燃料性状と発熱量との関係は、燃料の種類等によって異なるので、必ずしも図4(A)のような関係となるとは限らない。   If the fuel properties are different, the amount of heat generated when a unit amount of fuel burns also differs. FIG. 4A is a diagram showing the relationship between the fuel property and the calorific value. As shown in the figure, in the present embodiment, the lighter the fuel property, the greater the amount of heat generated. Note that the relationship between the fuel property and the calorific value differs depending on the type of fuel and the like, and therefore the relationship as shown in FIG.

燃料性状の違いによって燃料の発熱量が異なると、筒内ガス温度Tcも異なることとなる。つまり、筒内ガス温度Tcは、燃料性状によっても変化する。このため、筒内ガス温度Tcを基礎として算出される燃焼ガス受熱量Qbも、燃料性状の影響を受けることとなる。   If the amount of heat generated by the fuel varies depending on the difference in fuel properties, the in-cylinder gas temperature Tc also varies. That is, the in-cylinder gas temperature Tc varies depending on the fuel properties. For this reason, the combustion gas heat receiving amount Qb calculated based on the in-cylinder gas temperature Tc is also affected by the fuel properties.

そこで、本実施形態では、燃料性状の影響を加味して、筒内ガス温度Tcを算出することとした。燃料性状の影響は、上記(1)式中の係数K1〜K6を燃料性状に応じて変化させることにより、筒内ガス温度Tcの算出値に加味することができる。そこで、本実施形態では、上記係数K1〜K6の各々と、燃料性状との関係を予め調査しておき、それらの関係に対応するマップをECU40に記憶しておくこととした。筒内ガス温度Tcを算出する際には、それらのマップに、上記ステップ103で取得された燃料性状の情報を照らし合わせることによって、まず係数K1〜K6が取得される。そして、その取得された係数K1〜K6と、上記ステップ102で取得された運転条件パラメータとを用いて、上記(1)式に従い、筒内ガス温度Tcが算出される。このような方法により、上記ステップ104では、燃料性状の影響も考慮に入れた、正確な筒内ガス温度Tcを求めることができる。   Therefore, in this embodiment, the in-cylinder gas temperature Tc is calculated in consideration of the influence of fuel properties. The influence of the fuel property can be added to the calculated value of the in-cylinder gas temperature Tc by changing the coefficients K1 to K6 in the equation (1) according to the fuel property. Therefore, in the present embodiment, the relationship between each of the coefficients K1 to K6 and the fuel properties is investigated in advance, and a map corresponding to the relationship is stored in the ECU 40. When calculating the in-cylinder gas temperature Tc, the coefficients K1 to K6 are first acquired by comparing the fuel property information acquired in step 103 with those maps. Then, the in-cylinder gas temperature Tc is calculated according to the above equation (1) using the acquired coefficients K1 to K6 and the operating condition parameter acquired in step 102. By such a method, in step 104, an accurate in-cylinder gas temperature Tc can be obtained in consideration of the influence of fuel properties.

上記ステップ104の処理に続いて、吸気弁24の開弁に伴って生ずる吹き返し量が判定値αより多量であるか否かが判別される(ステップ105)。吹き返し量は、内燃機関10の状態に基づいて、具体的には、例えば、内燃機関10の負荷KL、バルブオーバーラップ量VOL、および機関回転数NE等に基づいて推定することが可能である。   Subsequent to the process of step 104, it is determined whether or not the amount of blowback that occurs when the intake valve 24 is opened is greater than the determination value α (step 105). The blowback amount can be estimated based on the state of the internal combustion engine 10, specifically, for example, based on the load KL of the internal combustion engine 10, the valve overlap amount VOL, the engine speed NE, and the like.

図5(A)〜図5(C)は、吹き返し量と、負荷KL、バルブオーバーラップVOL、機関回転数NEとの関係を示した図である。本実施形態において、ECU40には、これらの関係に対応するマップが記憶されている。上記ステップ105においては、そのマップを参照することにより、現在の状況下で生ずると予測される吹き返し量が推定され、更に、その推定値が既定の判定値αより大きいかが判別される。   FIGS. 5A to 5C are diagrams showing the relationship between the blowback amount, the load KL, the valve overlap VOL, and the engine speed NE. In the present embodiment, the ECU 40 stores a map corresponding to these relationships. In step 105, the map is referenced to estimate the amount of blow-back that is predicted to occur under the current situation, and it is further determined whether the estimated value is greater than a predetermined determination value α.

判定値αは、流動ガス受熱量を求めるうえで、吹き返し受熱量Qgbackを考慮する必要があるか否かを判断するための値である。つまり、吹き返し受熱量Qgbackを考慮する必要がある程度に多量の吹き返しが発生しているかを判断するための値である。従って、吹き返し量>αの不成立が認められる場合、つまり、吹き返し量が判定値α以下である場合は、流動ガス受熱量を推定するにあたり、吹き返しの影響を考慮する必要がないと判断できる。この場合は、吸入ガス受熱量Qginを算出したうえで、その値がそのまま流動ガス受熱量とされる(ステップ106)。以下、ここで得られる流動ガス受熱量を、符号「Qg」を付して表すこととする。   The determination value α is a value for determining whether or not it is necessary to consider the blow back heat reception amount Qgback when obtaining the flowing gas heat reception amount. That is, it is a value for judging whether or not a large amount of blowback has occurred, and it is necessary to consider the blowback heat reception amount Qgback. Therefore, when it is recognized that the blowback amount> α is not satisfied, that is, when the blowback amount is equal to or less than the determination value α, it can be determined that it is not necessary to consider the influence of the blowback when estimating the flowing gas heat receiving amount. In this case, after calculating the intake gas heat receiving amount Qgin, the value is directly used as the flowing gas heat receiving amount (step 106). Hereinafter, the flowing gas heat receiving amount obtained here will be represented by the sign “Qg”.

一方、上記ステップ105において、吹き返し量>αの成立が認められた場合は、流動ガス受熱量を求める際に、吹き返しの影響を考慮する必要があると判断できる。この場合は、吸入ガス受熱量Qginと、吹き返し受熱量Qgbackとをそれぞれ算出したうえで、それらの和が流動ガス受熱量とされる(ステップ107)。以下、ここで得られる流動ガス流熱量については、符号「Qg'」を付して表すこととする。   On the other hand, if it is determined in step 105 that the blowback amount> α is established, it can be determined that the influence of the blowback needs to be taken into account when obtaining the flowing gas heat receiving amount. In this case, the intake gas heat receiving amount Qgin and the blow back heat receiving amount Qgback are calculated, and the sum of these is set as the flowing gas heat receiving amount (step 107). Hereinafter, the flowing gas flow heat quantity obtained here will be denoted by the sign “Qg ′”.

(吸入ガス受熱量Qginの算出手法の例)
上述した吸入ガス受熱量Qginは、例えば、以下に示す演算式により算出することが可能である。
Qgin=hgin・(Tin−Tv)・dtin
hgin=0.0404・(kg/Dv)・Revin0.868・(Dv/liftv)0.275
Revin=(ρg・Ug・Dv)/μg ・・・(2)
(Example of calculation method for intake gas heat reception Qgin)
The intake gas heat receiving amount Qgin described above can be calculated by, for example, the following arithmetic expression.
Qgin = hgin ・ (Tin−Tv) ・ dtin
hgin = 0.0404 ・ (kg / Dv) ・ Revin 0.868・ (Dv / liftv) 0.275
Revin = (ρg ・ Ug ・ Dv) / μg (2)

但し、上段の式中、hginは熱伝達率であり、中段の式により求めることができる。また、Tinは吸入ガスの温度であり、Tvは吸気弁温度であり、dtinは吸気弁24の周囲を吸入ガスが流通している時間である。Tinは吸入空気温度で代用することが可能である。Tvは、現時点での吸気弁温度の推定値を用いることができる。また、dtinは、機関回転数Ne、吸気弁24のリフト量VLおよび作用角Vθなどに基づいて求めることができる。   However, in the upper equation, hgin is a heat transfer coefficient and can be obtained by the intermediate equation. Further, Tin is the temperature of the intake gas, Tv is the intake valve temperature, and dtin is the time during which the intake gas is circulating around the intake valve 24. Tin can be substituted by the intake air temperature. As the Tv, an estimated value of the current intake valve temperature can be used. Dtin can be obtained based on the engine speed Ne, the lift amount VL of the intake valve 24, the operating angle Vθ, and the like.

中段の式において、kgは吸入ガスの熱伝達率であり、Dvは吸気弁24の径である。これらは何れも既知の値である。また、liftvは吸気弁24のリフト量であり、本実施形態では、可変動弁機構26の状態より検知することができる。そして、Revinは、下段の式により定義される値である。   In the middle equation, kg is the heat transfer coefficient of the intake gas, and Dv is the diameter of the intake valve 24. These are all known values. Further, liftv is the lift amount of the intake valve 24 and can be detected from the state of the variable valve mechanism 26 in the present embodiment. Revin is a value defined by the lower equation.

下段の式において、ρgは吸気ポートのガス密度であり、Ugは吸気ポートのガス流量である。ρgおよびUgは、吸気ポートの温度、吸入空気量Ga、吸気管圧力Pmなどに基づいて公知の手法で算出することができる。また、μgは吸入ガスの粘性係数であり、既知の値である。このため、吸入ガス受熱量Qginは、上記(2)式を用いることにより、演算により求めることが可能である。   In the lower equation, ρg is the gas density of the intake port, and Ug is the gas flow rate of the intake port. ρg and Ug can be calculated by a known method based on the temperature of the intake port, the intake air amount Ga, the intake pipe pressure Pm, and the like. Further, μg is a viscosity coefficient of inhaled gas, which is a known value. Therefore, the intake gas heat receiving amount Qgin can be obtained by calculation using the above equation (2).

(吹き返し受熱量Qgbackの算出手法の例)
吹き返し受熱量Qgbackは、例えば、以下に示す演算式により算出することが可能である。
Qgback=hgback・(Tback−Tv)・dtback
hgback=1.2・(kg/liftv)・Revback0.38・(2・liftv/Dv)0.62
Revback=(ρg・Ug・liftv)/μg ・・・(3)
(Example of calculation method for blowback heat reception Qgback)
The blow back heat receiving amount Qgback can be calculated by, for example, the following arithmetic expression.
Qgback = hgback ・ (Tback−Tv) ・ dtback
hgback = 1.2 · (kg / liftv) · Revback 0.38 · (2 · liftv / Dv) 0.62
Revback = (ρg ・ Ug ・ liftv) / μg (3)

但し、上段の式中、hgbackは熱伝達率であり、中段の式により求めることができる。また、Tbackは吹き返しガスの温度であり、dtbackは吸気弁24の周囲に吹き返しが生じている時間である。Tbackは、筒内ガス温度Tcで代用することが可能である。また、dtbackは、機関回転数Ne、吸気弁24の開弁タイミングVT、リフト量VLおよび作用角Vθなどに基づいて求めることができる。   However, in the upper equation, hgback is a heat transfer coefficient and can be obtained by the intermediate equation. Tback is the temperature of the blowback gas, and dtback is the time during which blowback occurs around the intake valve 24. Tback can be substituted by the in-cylinder gas temperature Tc. Further, dtback can be obtained based on the engine speed Ne, the valve opening timing VT of the intake valve 24, the lift amount VL, the working angle Vθ, and the like.

中段の式において、kgは吹き返しガスの熱伝達率であり、Dvは吸気弁24の径である。これらは何れも既知の値である。また、liftvは吸気弁24のリフト量であり、本実施形態では、可変動弁機構26の状態より検知することができる。そして、Revbackは、下段の式により定義される値である。   In the middle equation, kg is the heat transfer coefficient of the blown-back gas, and Dv is the diameter of the intake valve 24. These are all known values. Further, liftv is the lift amount of the intake valve 24 and can be detected from the state of the variable valve mechanism 26 in the present embodiment. Revback is a value defined by the lower equation.

下段の式において、ρgは吸気ポートのガス密度であり、Ugは吸気ポートのガス流量である。ρgおよびUgは、吸気ポートの温度、吸入空気量Ga、吸気管圧力Pmなどに基づいて公知の手法で算出することができる。また、μgは吸入ガスの粘性係数であり、既知の値である。このため、吹き返し受熱量Qgbackは、上記(3)式を用いることにより、演算により求めることが可能である。   In the lower equation, ρg is the gas density of the intake port, and Ug is the gas flow rate of the intake port. ρg and Ug can be calculated by a known method based on the temperature of the intake port, the intake air amount Ga, the intake pipe pressure Pm, and the like. Further, μg is a viscosity coefficient of inhaled gas, which is a known value. For this reason, the blow-back heat receiving amount Qgback can be obtained by calculation using the above equation (3).

上記ステップ106において求めるべき流動ガス受熱量Qgは、上記(2)式を用いることにより算出することができる。また、上記ステップ107において求めるべき流動ガス受熱量Qg'は、上記(2)式の算出結果と上記(3)式の算出結果とを加算することにより求めることが可能である。このように、流動ガス受熱量は、吹き返しの影響を考慮しない場合(Qg)も、その影響を考慮する場合(Qg')も演算により算出することが可能である。   The flowing gas heat receiving amount Qg to be obtained in the step 106 can be calculated by using the above equation (2). Further, the flowing gas heat receiving amount Qg ′ to be obtained in the above step 107 can be obtained by adding the calculation result of the above formula (2) and the calculation result of the above formula (3). In this way, the flowing gas heat receiving amount can be calculated by calculation both when the influence of blowback is not taken into account (Qg) and when the influence is taken into account (Qg ′).

(流動ガス受熱量Qg、Qg'の他の算出手法の例)
但し、流動ガス受熱量Qg、Qg'を求める手法は、上述したように演算式を用いる手法に限定されるものではない。つまり、吹き返しの影響を考慮しない流動ガス受熱量Qgは、機関回転数Ne、機関負荷KL、および吸気弁24の開弁タイミングVTなどをパラメータとして予めマップ化しておくことが可能である。同様に、吹き返しの影響を考慮した流動ガス受熱量Qg'についても予めマップ化しておくことが可能である。このため、それらのマップを予めECU40に記憶させたうえで、ステップ106および107では、それらのマップを参照することにより、流動ガス受熱量Qg或いはQg'を求めることとしてもよい。
(Examples of other calculation methods for fluid gas heat received Qg, Qg ')
However, the method for obtaining the flowing gas heat receiving amounts Qg and Qg ′ is not limited to the method using the arithmetic expression as described above. That is, the flowing gas heat receiving amount Qg that does not consider the influence of blowback can be mapped in advance using the engine speed Ne, the engine load KL, the valve opening timing VT of the intake valve 24, and the like as parameters. Similarly, it is possible to map the flowing gas heat receiving amount Qg ′ in consideration of the blowback effect in advance. For this reason, after these maps are stored in the ECU 40 in advance, in steps 106 and 107, the flow gas heat receiving amount Qg or Qg ′ may be obtained by referring to these maps.

(接触面受熱量Qsの算出)
図3に示すルーチンでは、次に、接触面受熱量Qsが算出される(ステップ108)。接触面受熱量Qsは、例えば、以下に示す演算式により算出することが可能である。
Qs=hs・(Tvs−Tv)・dts
hs=4130・(Pm/50000)0.6 ・・・(4)
(Calculation of contact surface heat reception Qs)
In the routine shown in FIG. 3, the contact surface heat receiving amount Qs is then calculated (step 108). The contact surface heat receiving amount Qs can be calculated by, for example, an arithmetic expression shown below.
Qs = hs ・ (Tvs−Tv) ・ dts
hs = 4130 · (Pm / 50000) 0.6 (4)

但し、上段の式中、hsは熱伝達率であり、下段の式により求めることができる。Tvsは弁座の温度であり、冷却水温Twで代用することができる。また、dtsは吸気弁24が弁座に着座している時間であり、ここでは、機関回転数Neと、吸気弁24の作用角Vθとに基づいて算出することができる。そして、下段の式におけるPmは、吸気管圧力である。   However, in the upper equation, hs is a heat transfer coefficient and can be obtained by the lower equation. Tvs is the temperature of the valve seat, and can be substituted by the cooling water temperature Tw. Dts is the time during which the intake valve 24 is seated on the valve seat, and can be calculated based on the engine speed Ne and the operating angle Vθ of the intake valve 24 here. Pm in the lower equation is the intake pipe pressure.

接触面受熱量Qsは、上記(4)式を用いることにより、内燃機関10の状態をパラメータとして演算により求めることが可能である。このため、上記ステップ108では、接触面受熱量Qsを正確に求めることができる。   The contact surface heat receiving amount Qs can be obtained by calculation using the state of the internal combustion engine 10 as a parameter by using the above equation (4). Therefore, in step 108, the contact surface heat receiving amount Qs can be accurately obtained.

但し、接触面受熱量Qsを求める手法は、上述したように演算式を用いる手法に限定されるものではない。つまり、吸気弁24が弁座から受ける単位時間当たりの熱量は、弁座の温度と吸気弁温度Tvとの差ΔTに対してほぼ一義的に決まる値である。そして、吸気弁24が弁座に着座している時間は、機関回転数Neおよび吸気弁24の作用角Vθの関数である。このため、接触面受熱量Qsは、上記温度差ΔTと機関回転数Neと作用角Vθとをパラメータとして、予めマップ化しておくことが可能である。このため、ステップ108では、そのマップに基づいて接触面受熱量Qsを求めることとしてもよい。   However, the method for obtaining the contact surface heat receiving amount Qs is not limited to the method using the arithmetic expression as described above. That is, the amount of heat per unit time that the intake valve 24 receives from the valve seat is a value that is almost uniquely determined with respect to the difference ΔT between the valve seat temperature and the intake valve temperature Tv. The time during which the intake valve 24 is seated on the valve seat is a function of the engine speed Ne and the operating angle Vθ of the intake valve 24. For this reason, the contact surface heat receiving amount Qs can be mapped in advance using the temperature difference ΔT, the engine speed Ne, and the operating angle Vθ as parameters. Therefore, in step 108, the contact surface heat receiving amount Qs may be obtained based on the map.

(燃料気化熱量Qfの算出)
図3に示すルーチンでは、次に、燃料気化熱量Qfが算出される(ステップ109)。燃料気化熱量Qfは、例えば、以下に示す演算式により算出することが可能である。
Qf=mf・{(Tv−Tf)・Cpf+Hf}・dtf ・・・(5)
(Calculation of fuel vaporization heat quantity Qf)
Next, in the routine shown in FIG. 3, the fuel vaporization heat quantity Qf is calculated (step 109). The fuel vaporization heat quantity Qf can be calculated by, for example, an arithmetic expression shown below.
Qf = mf · {(Tv−Tf) · Cpf + Hf} · dtf (5)

上記(5)式中、mfは燃料蒸発量である。Tfは燃料温度であり、その値は、例えば、始動時冷却水温に対応する固定値で近似することができる。また、Cpfは燃料比熱、Hfは燃料気化潜熱である。そして、dtfは、燃料の気化期間として考慮すべき時間であり、ここでは、機関回転数Neの関数として設定することができる。   In the above equation (5), mf is the fuel evaporation amount. Tf is the fuel temperature, and the value can be approximated by a fixed value corresponding to the cooling water temperature at the start, for example. Cpf is the specific heat of fuel, and Hf is the latent heat of fuel vaporization. Dtf is a time to be considered as the fuel vaporization period, and can be set here as a function of the engine speed Ne.

燃料蒸発量mfは、吸気弁24に向かって噴射される燃料の量、吸気弁温度Tv、更には吸気管圧力Pm等に基づいて求めることができる。また、燃料蒸発量mfは、燃料性状の影響も受ける。図4(B)は、燃料性状と、燃料蒸発量mfとの関係を示した図である。同図に示すように、燃料蒸発量mfは、揮発性の高い軽質な燃料ほど多くなり、揮発性を抑えた重質な燃料ほど少なくなる。   The fuel evaporation amount mf can be obtained based on the amount of fuel injected toward the intake valve 24, the intake valve temperature Tv, the intake pipe pressure Pm, and the like. The fuel evaporation amount mf is also affected by the fuel properties. FIG. 4B is a diagram showing the relationship between the fuel properties and the fuel evaporation amount mf. As shown in the figure, the fuel evaporation amount mf increases as the lighter fuel with higher volatility increases, and decreases as the heavier fuel with suppressed volatility.

本実施形態において、ECU40には、図4(B)に示すような関係に対応するマップが記憶されている。燃料蒸発量mfを算出する際には、そのマップに、上記ステップ103で取得された燃料性状の情報を照らし合わせることによって、まず補正係数が取得される。そして、その補正係数を、吸気弁24に向かって噴射される燃料の量、吸気弁温度Tv、吸気管圧力Pm等に基づいて求めた標準的な燃料蒸発量に乗算することにより、最終的な燃料蒸発量mfが算出される。   In the present embodiment, the ECU 40 stores a map corresponding to the relationship as shown in FIG. When calculating the fuel evaporation amount mf, the correction coefficient is first acquired by comparing the fuel property information acquired in step 103 with the map. Then, by multiplying the correction coefficient by the standard fuel evaporation amount obtained based on the amount of fuel injected toward the intake valve 24, the intake valve temperature Tv, the intake pipe pressure Pm, etc., the final result is obtained. A fuel evaporation amount mf is calculated.

燃料気化潜熱Hfや燃料比熱Cpfは、燃料性状に応じて定まる。図4(C)は、燃料性状と燃料気化潜熱Hfとの関係を示した図であり、図4(D)は、燃料性状と燃料比熱Cpfとの関係を示した図である。これらの図に示すように、燃料気化潜熱Hfや燃料比熱Cpfは、燃料性状が軽質であるほど小さく、重質であるほど大きくなる。本実施形態において、ECU40には、図4(C)および図4(D)に示すような関係に対応するマップが記憶されている。燃料気化潜熱Hfや燃料比熱Cpfを取得する際には、それらのマップに、上記ステップ103で取得された燃料性状の情報を照らし合わせることによって、燃料気化潜熱Hfや燃料比熱Cpfが算出される。   The fuel vaporization latent heat Hf and the fuel specific heat Cpf are determined according to the fuel properties. FIG. 4C is a diagram showing the relationship between the fuel properties and the fuel vaporization latent heat Hf, and FIG. 4D is a diagram showing the relationship between the fuel properties and the fuel specific heat Cpf. As shown in these figures, the fuel vaporization latent heat Hf and the fuel specific heat Cpf are smaller as the fuel property is lighter and larger as the fuel property is heavier. In the present embodiment, the ECU 40 stores a map corresponding to the relationship as shown in FIGS. 4C and 4D. When acquiring the fuel vaporization latent heat Hf and the fuel specific heat Cpf, the fuel vaporization latent heat Hf and the fuel specific heat Cpf are calculated by comparing the fuel property information acquired in step 103 with the maps.

このように、燃料気化熱量Qfは、内燃機関10の状態と、燃料性状とに基づいて、上記(5)式の演算を行うことにより、求めることが可能である。このため、上記ステップ109では、内燃機関10の状態に加えて、燃料性状をも考慮した、正確な燃料気化熱量Qfを求めることができる。   Thus, the fuel vaporization heat quantity Qf can be obtained by performing the calculation of the above equation (5) based on the state of the internal combustion engine 10 and the fuel properties. Therefore, in step 109, an accurate fuel vaporization heat quantity Qf can be obtained in consideration of the fuel properties in addition to the state of the internal combustion engine 10.

但し、燃料気化熱量Qfを求める手法は、上述したように演算式を用いる手法に限定されるものではない。つまり、燃料気化熱量Qfは、燃料噴射量と吸気弁温度Tvと燃料性状とをパラメータとして、予めマップ化しておくことが可能である。このため、ステップ109では、そのマップを参照して燃料気化熱量Qfを求めることとしてもよい。   However, the method for obtaining the fuel vaporization heat quantity Qf is not limited to the method using the arithmetic expression as described above. That is, the fuel vaporization heat quantity Qf can be mapped in advance using the fuel injection quantity, the intake valve temperature Tv, and the fuel property as parameters. Therefore, in step 109, the fuel vaporization heat quantity Qf may be obtained by referring to the map.

(燃焼ガス受熱量Qbの算出)
図3に示すルーチンでは、次に、燃焼ガス受熱量Qbが算出される(ステップ110)。燃焼ガス受熱量Qbは、例えば、以下に示す演算式により算出することが可能である。
Qb=hb・(Tc−Tv)・dtb
hb=0.013・Dc−0.2・Pc0.8・Uc0.8・Tc−0.53 ・・・(6)
(Calculation of combustion gas heat received Qb)
In the routine shown in FIG. 3, next, the combustion gas heat receiving amount Qb is calculated (step 110). The combustion gas heat receiving amount Qb can be calculated by, for example, an arithmetic expression shown below.
Qb = hb ・ (Tc−Tv) ・ dtb
hb = 0.013 · Dc −0.2 · Pc 0.8 · Uc 0.8 · Tc −0.53 (6)

但し、上段の式中、hbは熱伝達率であり、下段の式により求めることができる。上段および下段の式中、Tcは前述した筒内ガス温度である。また、上段の式中、dtbは、燃焼ガスの温度が吸気弁24に作用する時間であり、ここでは、機関回転数Neに基づいて算出することができる。   However, in the upper equation, hb is a heat transfer coefficient and can be obtained by the lower equation. In the upper and lower equations, Tc is the in-cylinder gas temperature described above. In the upper equation, dtb is the time during which the temperature of the combustion gas acts on the intake valve 24, and can be calculated based on the engine speed Ne here.

下段の式において、Dcはシリンダ径であり、既定の値として取り扱うことができる。Pcは筒内圧力であり、例えば、筒内圧センサにより実測することができる。また、Ucは、筒内22のガス流速であり、これは、内燃機関10の運転状態に基づいて公知の手法で推定することができる。   In the lower equation, Dc is the cylinder diameter and can be treated as a predetermined value. Pc is the in-cylinder pressure, and can be measured by, for example, an in-cylinder pressure sensor. Uc is the gas flow velocity in the cylinder 22 and can be estimated by a known method based on the operating state of the internal combustion engine 10.

このステップ110においては、上記ステップ104で算出された筒内ガス温度Tcを用いて、上記(6)式に従い、燃焼ガス受熱量Qbが算出される。ここで用いる筒内ガス温度Tcは、前述したように、燃料性状の影響についても考慮に入れることによって高精度に算出された値である。それゆえ、上記ステップ110の処理によれば、燃料性状の影響も考慮に入れた、正確な燃焼ガス受熱量Qbを求めることができる。   In this step 110, using the in-cylinder gas temperature Tc calculated in step 104, the combustion gas heat receiving amount Qb is calculated according to the above equation (6). As described above, the in-cylinder gas temperature Tc used here is a value calculated with high accuracy by taking into consideration the influence of fuel properties. Therefore, according to the processing of step 110, an accurate combustion gas heat receiving amount Qb can be obtained in consideration of the influence of the fuel properties.

但し、燃焼ガス受熱量Qbを求める手法は、上述したような筒内ガス温度Tcを含む演算式を用いる手法に限定されるものではない。つまり、燃焼ガス受熱量Qbは、機関回転数Ne、機関負荷KL、吸気弁24の開弁タイミングVT、燃料噴射量などの運転条件と、燃料性状とをパラメータとすることで、予めマップ化しておくことが可能である。このため、ステップ110では、そのマップを参照して燃焼ガス受熱量Qbを求めることとしてもよい。   However, the method for obtaining the combustion gas heat receiving amount Qb is not limited to the method using the arithmetic expression including the in-cylinder gas temperature Tc as described above. That is, the combustion gas heat reception amount Qb is mapped in advance by using the operating conditions such as the engine speed Ne, the engine load KL, the opening timing VT of the intake valve 24, the fuel injection amount, and the fuel properties as parameters. It is possible to leave. Therefore, in step 110, the combustion gas heat receiving amount Qb may be obtained with reference to the map.

(吸気弁温度Tvの更新)
上記の処理が終わると、次に、吸気弁温度Tvの更新処理が行われる(ステップ111)。ここでは、具体的には、先ず、今回の処理サイクルで得られた全ての受熱量に基づいて吸気弁24の総受熱量(QgまたはQg'+Qs−Qf+Qb)が算出される。次に、総受熱量を吸気弁24の比熱(既知であるものとする)で除することにより、今回の処理サイクルの間に生じた温度変化分ΔTvが算出される。最後に、現時点の吸気弁温度TvにΔTvを加えることにより、吸気弁温度Tvが最新値に更新される。
(Renewal of intake valve temperature Tv)
When the above process is completed, an update process for the intake valve temperature Tv is then performed (step 111). Specifically, first, the total heat receiving amount (Qg or Qg ′ + Qs−Qf + Qb) of the intake valve 24 is calculated based on all the heat receiving amounts obtained in the current processing cycle. Next, the total amount of heat received is divided by the specific heat of the intake valve 24 (assumed to be known), thereby calculating a temperature change ΔTv generated during the current processing cycle. Finally, by adding ΔTv to the current intake valve temperature Tv, the intake valve temperature Tv is updated to the latest value.

(燃料噴射量算出・燃料噴射実行)
以上のようにして最新の吸気弁温度Tvが求められたら、次に、その吸気弁温度Tvに基づいて、今回の作動サイクルにおいて吸気弁24から蒸発する燃料量と吸気弁24に残留する燃料量とが算出される(ステップ112)。この算出処理は、例えば、付着率・残留率によって表される公知の燃料挙動モデルを用いて行うことができる。
(Calculation of fuel injection amount and execution of fuel injection)
Once the latest intake valve temperature Tv is obtained as described above, the amount of fuel evaporated from the intake valve 24 and the amount of fuel remaining in the intake valve 24 in the current operation cycle is next based on the intake valve temperature Tv. Are calculated (step 112). This calculation process can be performed using, for example, a known fuel behavior model represented by the adhesion rate / residual rate.

吸気弁24から蒸発する燃料量および吸気弁24に残留する燃料量が算出されたら、次に、それらの値に基づいて、インジェクタ20から噴射すべき燃料量が算出される(ステップ113)。具体的には、まず、筒内22に実現される空燃比を目標空燃比とするために必要な、筒内22への燃料流入量が算出される。次いで、その筒内22への燃料流入量を実現するためにインジェクタ20から噴射することが必要な燃料の量が、吸気弁24から蒸発する燃料量および吸気弁24に残留する燃料量を算入した上で、公知の手法に基づき算出される。このようにして燃料噴射量が算出されたら、その算出された量の燃料をインジェクタ20から噴射する処理が実行される(ステップ114)。   Once the amount of fuel evaporated from the intake valve 24 and the amount of fuel remaining in the intake valve 24 are calculated, the amount of fuel to be injected from the injector 20 is then calculated based on those values (step 113). Specifically, first, the amount of fuel inflow into the cylinder 22 necessary for setting the air-fuel ratio realized in the cylinder 22 as the target air-fuel ratio is calculated. Next, the amount of fuel that needs to be injected from the injector 20 in order to realize the amount of fuel flowing into the cylinder 22 includes the amount of fuel that evaporates from the intake valve 24 and the amount of fuel that remains in the intake valve 24. Above, it calculates based on a well-known method. When the fuel injection amount is calculated in this way, a process for injecting the calculated amount of fuel from the injector 20 is executed (step 114).

以上説明した通り、図3に示すルーチンによれば、吸気弁温度Tvに影響を与える受熱量を、流動ガス受熱量QgまたはQg'、接触面受熱量Qs、燃料気化熱量Qf、および燃焼ガス受熱量Qbに分けて、それぞれ個別に推定することができる。   As described above, according to the routine shown in FIG. 3, the amount of heat received that affects the intake valve temperature Tv includes the flow gas received amount Qg or Qg ′, the contact surface received heat amount Qs, the fuel vaporized heat amount Qf, and the combustion gas received amount. It can be divided into heat quantity Qb and estimated individually.

特に、燃料性状の影響を受け易い燃料気化熱量Qfおよび燃焼ガス受熱量Qbについては、燃料性状センサ38により検出された燃料性状を反映させることにより、高精度に推定を行うことができる。   In particular, the fuel vaporization heat quantity Qf and the combustion gas heat reception quantity Qb that are easily affected by the fuel properties can be estimated with high accuracy by reflecting the fuel properties detected by the fuel property sensor 38.

このような更新の手法によれば、内燃機関10において生ずる様々な現象や、更には燃料性状の影響を、きめ細かく吸気弁温度Tvに反映させることができ、その推定精度を十分に高めることができる。このため、本実施形態のシステムによれば、吸気弁温度Tvを極めて高い精度で推定することが可能である。   According to such an updating method, various phenomena occurring in the internal combustion engine 10 and further the influence of fuel properties can be finely reflected in the intake valve temperature Tv, and the estimation accuracy can be sufficiently increased. . For this reason, according to the system of the present embodiment, the intake valve temperature Tv can be estimated with extremely high accuracy.

また、本実施形態では、流動ガス受熱量QgまたはQg'については、吹き返しの影響を考慮すべき場合と考慮する必要がない場合とを更に区別して推定することができる。そして、最終的には、それらの受熱量を統合して吸気弁温度Tvを更新することができる。   Further, in the present embodiment, the flowing gas heat receiving amount Qg or Qg ′ can be estimated by further distinguishing between the case where the influence of the blowback should be considered and the case where it is not necessary to consider. Finally, the intake valve temperature Tv can be updated by integrating the amounts of heat received.

そして、図3に示すルーチンによれば、そのような極めて高い精度で推定された吸気弁温度Tvを利用することにより、吸気弁24から蒸発する燃料量や吸気弁24に残留する燃料量を極めて高い精度で求めることができる。このため、内燃機関10が暖機過程にある場合や、過渡運転状態にある場合であっても、筒内22に流入する燃料の量を正確に算出することができる。よって、暖機過程や過渡運転状態においても、筒内22の空燃比を正確に制御することができる。   Then, according to the routine shown in FIG. 3, the amount of fuel evaporated from the intake valve 24 and the amount of fuel remaining in the intake valve 24 are extremely reduced by using the intake valve temperature Tv estimated with such extremely high accuracy. It can be obtained with high accuracy. For this reason, even when the internal combustion engine 10 is in a warm-up process or in a transient operation state, the amount of fuel flowing into the cylinder 22 can be accurately calculated. Therefore, the air-fuel ratio in the cylinder 22 can be accurately controlled even in the warm-up process or the transient operation state.

尚、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ103の処理を実行することにより前記第1の発明における「燃料性状判定手段」が、ステップ104および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「燃焼ガス受熱量算出手段」が、ステップ109の処理を実行することにより前記第1の発明における「気化熱量算出手段」が、上記ステップ111の処理を実行することにより前記第1の発明における「吸気弁温度推定手段」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 103, so that the “fuel property determination means” in the first invention executes the processes of steps 104 and 110. When the “combustion gas heat receiving amount calculating means” in the first aspect of the invention executes the processing of step 109, the “vaporization heat amount calculating means” of the first aspect of the invention executes the processing of step 111 above. The “intake valve temperature estimating means” in the invention is realized respectively.

また、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ104の処理を実行することにより前記第2の発明における「筒内ガス温度算出手段」が、ステップ101の処理を実行することにより前記第3の発明における「初期温度推定手段」が、ステップ106または107の処理を実行することにより前記第3の発明における「流動ガス受熱量算出手段」が、上記ステップ111の処理を実行することにより前記第3の発明における「総受熱量算出手段」および「温度変化量算出手段」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 104, so that the “in-cylinder gas temperature calculating means” in the second aspect of the invention executes the process of step 101. The “initial temperature estimating means” in the third invention executes the process of step 106 or 107, and the “fluid gas heat receiving amount calculating means” in the third invention executes the process of step 111 above. The “total heat receiving amount calculating means” and the “temperature change amount calculating means” in the third invention are realized.

更に、上述した実施の形態1においては、ECU40が、ステップ108の処理を実行することにより前記第4の発明における「接触面受熱量算出手段」が、ステップ106において吸入ガス受熱量Qginを算出することにより前記第5の発明における「吸入ガス受熱量算出手段」が、ステップ107において吹き返し受熱量Qgbackを算出することにより前記第5の発明における「吹き返し受熱量算出手段」が、ステップ106または107において、流動ガス受熱量QgまたはQg'を算出することにより前記第5の発明における「最終受熱量算出手段」が、ステップ112および113の処理を実行することにより前記第6の発明における「噴射量算出手段」が、それぞれ実現されている。   Furthermore, in the first embodiment described above, the ECU 40 executes the process of step 108, whereby the “contact surface heat receiving amount calculating means” in the fourth invention calculates the intake gas heat receiving amount Qgin in step 106. Accordingly, the “suction gas heat receiving amount calculating means” in the fifth invention calculates the blow back heat receiving amount Qgback in step 107, whereby the “blow back heat receiving amount calculating means” in the fifth invention is determined in step 106 or 107. By calculating the flowing gas heat receiving amount Qg or Qg ′, the “final heat receiving amount calculating means” in the fifth invention performs the processing of steps 112 and 113 to perform the “injection amount calculating” in the sixth invention. Each means is realized.

なお、上述した実施の形態1においては、燃料性状センサ38を設け、その出力に基づいて燃料性状を判定することとしているが、本発明における燃料性状判定方法はこのような方法に限定されるものではない。例えば、本発明では、内燃機関10の運転状態を検出するセンサの出力等を基礎とした推定を行うことによって燃料性状を判定する、公知の手法を用いることとしてもよい。そのような燃料性状判定方法としては、例えば、特開平11−270399号公報に記載された方法が挙げられる。   In the first embodiment described above, the fuel property sensor 38 is provided and the fuel property is determined based on the output, but the fuel property determination method in the present invention is limited to such a method. is not. For example, in the present invention, a known method may be used in which the fuel property is determined by performing estimation based on the output of a sensor that detects the operating state of the internal combustion engine 10 or the like. As such a fuel property determination method, for example, a method described in JP-A-11-270399 is cited.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1のシステムが吸気弁温度Tvを算出する手法を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the method in which the system of Embodiment 1 of this invention calculates intake valve temperature Tv. 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. 燃料性状と、発熱量、燃料蒸発量mf、燃料気化潜熱Hf、燃料比熱Cpfとの関係を示した図である。FIG. 4 is a diagram showing the relationship between fuel properties, heat generation amount, fuel evaporation amount mf, fuel vaporization latent heat Hf, and fuel specific heat Cpf. 吹き返し量と、負荷KL、バルブオーバーラップVOL、機関回転数NEとの関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the amount of blowbacks, load KL, valve overlap VOL, and engine speed NE.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 吸気通路
14 排気通路
24 吸気弁
26,30 可変動弁機構
28 排気弁
38 燃料性状センサ
40 ECU(Electronic Control Unit)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 24 Intake valve 26, 30 Variable valve mechanism 28 Exhaust valve 38 Fuel property sensor 40 ECU (Electronic Control Unit)

Claims (4)

燃料性状を判定する燃料性状判定手段と、
前記燃料性状に基づいて、内燃機関の吸気弁が筒内の燃焼ガスから受ける燃焼ガス受熱量を算出する燃焼ガス受熱量算出手段と、
前記燃料性状に基づいて、前記吸気弁に付着した燃料が気化する際に前記吸気弁から持ち去られる気化熱量を算出する気化熱量算出手段と、
前記吸気弁が、その周囲を流れる流動ガスから受ける流動ガス受熱量を算出する流動ガス受熱量算出手段と、
前記燃焼ガス受熱量、前記流動ガス受熱量、および前記気化熱量に基づいて、前記吸気弁が受ける総受熱量を算出する総受熱量算出手段と、
前記総受熱量に基づいて前記吸気弁の温度変化量を算出する温度変化量算出手段と、
前記吸気弁の初期温度を推定する初期温度推定手段と、
前記初期温度と、前記温度変化量とに基づいて、前記吸気弁の温度を推定する吸気弁温度推定手段と、
を備え、
前記流動ガス受熱量算出手段は、
吸気ポートから筒内へ向かって流れる吸入ガスに起因して生ずる吸入ガス受熱量を算出する吸入ガス受熱量算出手段と、
筒内から吸気ポートに逆流する吹き返しガスに起因して生ずる吹き返し受熱量を算出する吹き返し受熱量算出手段と、
前記吸入ガス受熱量および前記吹き返し受熱量に基づいて前記流動ガス受熱量を算出する最終受熱量算出手段と、
を含むことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
Fuel property determining means for determining the fuel property;
Combustion gas heat receiving amount calculating means for calculating a combustion gas heat receiving amount received from the combustion gas in the cylinder by the intake valve of the internal combustion engine based on the fuel property;
Based on the fuel properties, vaporization heat amount calculating means for calculating the heat of vaporization removed from the intake valve when the fuel adhering to the intake valve is vaporized;
A flowing gas heat receiving amount calculating means for calculating a flowing gas heat receiving amount received from the flowing gas flowing around the intake valve;
A total heat reception amount calculating means for calculating a total heat reception amount received by the intake valve based on the combustion gas heat reception amount, the flowing gas heat reception amount, and the vaporization heat amount;
A temperature change amount calculating means for calculating a temperature change amount of the intake valve based on the total heat receiving amount;
An initial temperature estimating means for estimating an initial temperature of the intake valve;
Intake valve temperature estimating means for estimating the temperature of the intake valve based on the initial temperature and the amount of temperature change;
With
The flowing gas heat receiving amount calculating means includes:
Intake gas heat receiving amount calculating means for calculating an intake gas heat receiving amount generated due to the intake gas flowing from the intake port into the cylinder;
Blow-back heat reception amount calculation means for calculating a blow-back heat reception amount generated due to the blow-back gas flowing backward from the cylinder to the intake port;
A final heat receiving amount calculating means for calculating the flowing gas heat receiving amount based on the intake gas heat receiving amount and the blow back heat receiving amount;
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine , comprising:
前記燃焼ガス受熱量算出手段は、前記燃料性状に基づいて筒内ガスの温度を算出する筒内ガス温度算出手段を含み、前記筒内ガス温度に基づいて前記燃焼ガス受熱量を算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The combustion gas heat receiving amount calculating means includes in-cylinder gas temperature calculating means for calculating a temperature of in-cylinder gas based on the fuel property, and calculating the combustion gas heat receiving amount based on the in-cylinder gas temperature. 2. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein 前記吸気弁が、弁座からの伝達により受熱する接触面受熱量を算出する接触面受熱量算出手段を備え、
前記総受熱量算出手段は、前記燃焼ガス受熱量、前記流動ガス受熱量、および前記気化熱量に基づいて算出した受熱量に前記接触面受熱量を加えた値を前記総受熱量とすることを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の空燃比制御装置。
The intake valve includes a contact surface heat receiving amount calculation means for calculating a contact surface heat receiving amount received by transmission from the valve seat,
The total heat receiving amount calculating means sets the value obtained by adding the contact surface heat receiving amount to the heat receiving amount calculated based on the combustion gas heat receiving amount, the flowing gas heat receiving amount, and the vaporization heat amount, as the total heat receiving amount. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, characterized by the above.
前記吸気弁温度推定手段により推定された前記吸気弁の温度に基づいて、前記吸気弁に付着した燃料の挙動を推定することにより、筒内の空燃比を目標空燃比とするための燃料噴射量を算出する噴射量算出手段を更に備え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空燃比制御装置。 A fuel injection amount for setting the air-fuel ratio in the cylinder to the target air-fuel ratio by estimating the behavior of the fuel adhering to the intake valve based on the temperature of the intake valve estimated by the intake valve temperature estimating means The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3 , further comprising an injection amount calculation means for calculating
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