JP4591339B2 - Fuel control device for internal combustion engine - Google Patents

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

Description

この発明は、内燃機関の燃料制御装置に関し、特に、ポート噴射型の内燃機関の燃料噴射量を制御する燃料制御装置に適用して好適である。   The present invention relates to a fuel control device for an internal combustion engine, and is particularly suitable for application to a fuel control device that controls the fuel injection amount of a port injection type internal combustion engine.

ポート噴射型の内燃機関においては、吸気通路に配置された燃料噴射弁によって、吸気ポート内部に燃料が噴射される。このようにして噴射された燃料は、吸気バルブの開弁に伴い、筒内負圧が吸気ポートに導かれることにより、空気と共に筒内に吸入される。吸気ポートに噴射された燃料の一部は、その内壁などに付着する。定常状態ではその燃料付着量が一定となり、筒内に吸入される燃料の量は、噴射される燃料の量と等しくなる。   In a port injection type internal combustion engine, fuel is injected into an intake port by a fuel injection valve disposed in an intake passage. The fuel injected in this way is sucked into the cylinder together with air by introducing the in-cylinder negative pressure to the intake port as the intake valve opens. Part of the fuel injected into the intake port adheres to the inner wall and the like. In the steady state, the fuel adhesion amount is constant, and the amount of fuel sucked into the cylinder is equal to the amount of fuel injected.

ところが、内燃機関の過渡運転時には、吸入空気量や燃料噴射量が変化することにより、その燃料付着量にも増減が生ずる。そしてこの増減が生ずる間は、筒内に吸入される燃料の量と、噴射される燃料の量との間にずれが生ずる。したがって、過渡運転時に所望量の燃料を筒内に吸入させるためには、上記燃料付着量の増減が相殺されるように燃料噴射量を補正することが必要である。   However, during the transient operation of the internal combustion engine, the intake air amount and the fuel injection amount change, so that the fuel adhesion amount also increases or decreases. While this increase / decrease occurs, there is a difference between the amount of fuel sucked into the cylinder and the amount of fuel injected. Therefore, in order to suck a desired amount of fuel into the cylinder during the transient operation, it is necessary to correct the fuel injection amount so that the increase / decrease in the fuel adhesion amount is offset.

従来、例えば特開２００５−４８７１２号公報には、ポート噴射型の内燃機関において、燃料噴射量に上記補正を施す燃料噴射装置が開示されている。この装置は、具体的には、ポート付着燃料量、液体流入燃料量、および筒内付着燃料量を状態変数とする燃料挙動モデルを有している。燃料挙動モデルのパラメータは、内燃機関の運転状態により更新される。そして、この装置は、内燃機関の運転状態に応じて更新された燃料挙動モデルに従って燃料付着量を算出し、その算出量に基づいて燃料噴射量の補正を行うこととしている。   Conventionally, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2005-48712 discloses a fuel injection device that corrects the fuel injection amount in a port injection type internal combustion engine. Specifically, this apparatus has a fuel behavior model in which the port attached fuel amount, the liquid inflow fuel amount, and the in-cylinder attached fuel amount are state variables. The parameters of the fuel behavior model are updated according to the operating state of the internal combustion engine. This device calculates the fuel adhesion amount according to the fuel behavior model updated according to the operating state of the internal combustion engine, and corrects the fuel injection amount based on the calculated amount.

特開２００５−４８７１２号公報JP-A-2005-48712 特開２００４−１６２５８８号公報JP 2004-162588 A 特開平９−３０３１７３号公報JP-A-9-303173 特開平７−５４６８９号公報JP-A-7-54689

ところで、上記公報に記載されているように、吸気ポート壁面に付着する燃料の付着率、残留率といったパラメータは、吸気ポート壁面の温度と相関を有する。そして、このポート壁面温度は、ポート付近を流れる冷却水温と同じであるとして、水温センサにより検出される値をポート壁面温度として使用していた。しかしながら、冷却水はエンジン内部を循環しながら熱を吸収する。このため、厳密には、冷却水温はエンジン内部で一定ではなく、各気筒のポート壁面温度は異なる値となる。したがって、水温センサの出力に基づいて、一律に壁面温度を推定する従来の手法においては、各気筒のポート壁面温度を考慮して筒内の燃料量を求めることができないため、燃料噴射量を最適に制御することは困難であった。   By the way, as described in the above publication, parameters such as the adhesion rate and the residual rate of the fuel adhering to the intake port wall surface have a correlation with the temperature of the intake port wall surface. Then, assuming that the port wall surface temperature is the same as the cooling water temperature flowing in the vicinity of the port, the value detected by the water temperature sensor is used as the port wall surface temperature. However, the cooling water absorbs heat while circulating inside the engine. Therefore, strictly speaking, the coolant temperature is not constant inside the engine, and the port wall surface temperature of each cylinder has a different value. Therefore, in the conventional method of estimating the wall surface temperature uniformly based on the output of the water temperature sensor, the amount of fuel in the cylinder cannot be obtained in consideration of the port wall surface temperature of each cylinder. It was difficult to control.

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、内燃機関の各筒内における燃料量をそれぞれ正確に求め、内燃機関の燃料噴射量を最適に制御することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and it is an object of the present invention to accurately determine the amount of fuel in each cylinder of an internal combustion engine and optimally control the fuel injection amount of the internal combustion engine. .

また、第１の発明は、内燃機関の燃料制御装置であって、
吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁と、
各気筒のポート壁面温度が等しくなるように前記ポート壁面温度を気筒毎に制御するポート壁面温度制御手段と、
前記ポート壁面温度に基づいて、吸気ポートに付着するポート付着燃料量を推定するポート付着燃料量推定手段と、
前記ポート付着燃料量に基づいて、前記燃料噴射弁における燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
を備えることを特徴とする。 The first invention is a fuel control device for an internal combustion engine,
A fuel injection valve for injecting fuel into the intake port;
Port wall surface temperature control means for controlling the port wall surface temperature for each cylinder so that the port wall surface temperature of each cylinder becomes equal;
Based on the port wall surface temperature, a port attached fuel amount estimating means for estimating a port attached fuel amount attached to the intake port;
Fuel injection amount calculation means for calculating a fuel injection amount in the fuel injection valve based on the port attached fuel amount;
It is characterized by providing.

また、第２の発明は、第１の発明において、
前記ポート壁面温度制御手段は、冷却水温に基づいて、気筒毎に前記ポート壁面温度を制御することを特徴とする。 The second invention is the first invention, wherein
The port wall surface temperature control means controls the port wall surface temperature for each cylinder based on a coolant temperature.

また、第３の発明は、第１または２の発明において、
前記ポート壁面温度制御手段は、サーモスタット開度に基づいて、気筒毎に前記ポート壁面温度を制御することを特徴とする。 The third invention is the first or second invention, wherein
The port wall surface temperature control means controls the port wall surface temperature for each cylinder based on a thermostat opening degree.

また、第４の発明は、第１乃至３の何れか１つの発明において、
前記ポート付着燃料量推定手段は、
前記燃料噴射弁による燃料噴射量のうち吸気ポートに付着する割合を表したポート付着率を取得するポート付着率取得手段と、
吸気ポートに付着した燃料量のうち付着した状態で残留する割合を表したポート残留率を取得するポート残留率取得手段と、を含み、
前記ポート付着率、および前記ポート残留率に基づいて、前記ポート付着燃料量を気筒毎に推定することを特徴とする。 The fourth invention is the invention according to any one of the first to third inventions,
The port adhering fuel amount estimating means includes:
Port adhesion rate acquisition means for acquiring a port adhesion rate that represents a rate of adhesion to the intake port of the fuel injection amount by the fuel injection valve;
Port residual ratio acquisition means for acquiring a port residual ratio that represents a ratio of the fuel amount attached to the intake port remaining in the attached state,
The port attached fuel amount is estimated for each cylinder based on the port adhesion rate and the port residual rate.

第１の発明によれば、各気筒のポート壁面温度が同じ値になるように各気筒のポート壁面温度を気筒毎に制御することができる。そして、上記ポート壁面温度に基づいてポート付着燃料量を推定し、噴射すべき燃料量を算出することができる。このため、各気筒のポート壁面温度を同じ値に制御した上で、筒内の目標空燃比に対応した燃料噴射量を算出することができる。したがって、筒内の空燃比を高精度、かつ最適に制御することができる。 According to the first invention, the port wall surface temperature of each cylinder can be controlled for each cylinder so that the port wall surface temperature of each cylinder becomes the same value. Then, the amount of fuel attached to the port can be estimated based on the port wall surface temperature, and the amount of fuel to be injected can be calculated. Therefore, it is possible to calculate the fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio in the cylinder while controlling the port wall surface temperature of each cylinder to the same value. Therefore, the air-fuel ratio in the cylinder can be controlled with high accuracy and optimally.

第２の発明によれば、各気筒のポート壁面温度は、冷却水温に基づいて制御することができる。したがって、各気筒のポート壁面温度を同じ値に制御した上で、筒内の目標空燃比に対応した燃料噴射量を算出することができる。 According to the second invention, the port wall surface temperature of each cylinder can be controlled based on the coolant temperature. Therefore, it is possible to calculate the fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio in the cylinder while controlling the port wall surface temperature of each cylinder to the same value.

第３の発明によれば、各気筒のポート壁面温度は、サーモスタットの開度に基づいて制御することができる。したがって、各気筒のポート壁面温度を同じ値に制御した上で、筒内の目標空燃比に対応した燃料噴射量を算出することができる。 According to the third invention, the port wall surface temperature of each cylinder can be controlled based on the opening degree of the thermostat. Therefore, it is possible to calculate the fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio in the cylinder while controlling the port wall surface temperature of each cylinder to the same value.

第４の発明によれば、ポート付着燃料量は、ポート付着率と、ポート残留率に基づいて推定することができる。したがって、推定されたポート付着燃料量を用いて噴射すべき燃料量を算出することができる。 According to the fourth aspect of the invention, the amount of fuel attached to the port can be estimated based on the port attachment rate and the port residual rate. Therefore, the fuel amount to be injected can be calculated using the estimated port attached fuel amount.

以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the element which is common in each figure, and the overlapping description is abbreviate | omitted.

実施の形態１．
［実施の形態１の構成］
図１は、本発明の実施形態１の構成を説明するための図を示す。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は、上流側の端部にエアフィルタ１６を備えている。 Embodiment 1 FIG.
[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. The intake passage 12 includes an air filter 16 at an upstream end.

エアフィルタ１６の下流には、エアフロメータ１８が配置されている。エアフロメータ１８は、吸気通路１２を流れる吸入空気量Ｇａを検出するセンサである。エアフロメータ１８の下流には、スロットルバルブ２０が設けられている。また、スロットルバルブ２０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２２が配置されている。   An air flow meter 18 is disposed downstream of the air filter 16. The air flow meter 18 is a sensor that detects an intake air amount Ga that flows through the intake passage 12. A throttle valve 20 is provided downstream of the air flow meter 18. A throttle sensor 22 that detects the throttle opening degree TA is disposed in the vicinity of the throttle valve 20.

スロットルバルブ２０の下流には、サージタンク２２４が設けられている。また、サージタンク２４の更に下流には、内燃機関の吸気ポート２６に燃料を噴射するための燃料噴射弁２８が配置されている。   A surge tank 224 is provided downstream of the throttle valve 20. Further, a fuel injection valve 28 for injecting fuel into the intake port 26 of the internal combustion engine is disposed further downstream of the surge tank 24.

内燃機関１０は吸気バルブ３０を駆動する可変バルブタイミング（ＶＶＴ）機構３２、および排気バルブ３４を駆動するＶＶＴ機構３６を備えている。更に、内燃機関１０は、冷却水温ＴＨＷを検出する水温センサ３８、および機関回転数ＮＥを検出する回転数センサ４０を備えている。   The internal combustion engine 10 includes a variable valve timing (VVT) mechanism 32 that drives an intake valve 30 and a VVT mechanism 36 that drives an exhaust valve 34. Furthermore, the internal combustion engine 10 includes a water temperature sensor 38 that detects the coolant temperature THW, and a rotation speed sensor 40 that detects the engine speed NE.

本実施の形態のシステムは、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)５０を備えている。ＥＣＵ５０は、燃料噴射弁２８を駆動して、所望の燃料を噴射させることができると共に、ＶＶＴ機構３２、３６の状態を検出し、また、それらを適当に駆動することができる。   The system according to the present embodiment includes an ECU (Electronic Control Unit) 50. The ECU 50 can drive the fuel injection valve 28 to inject desired fuel, detect the state of the VVT mechanisms 32 and 36, and drive them appropriately.

次に、本実施の形態にかかる燃料挙動モデルについて説明する。図２は、吸気ポート２６近傍の拡大図である。以下、図２に示すように、燃料噴射弁２８から噴射される燃料の量を「燃料噴射量ｆｉ」、吸気ポート２６の壁面、または吸気バルブ３０の表面に付着する燃料の量を「燃料付着量ｆｗｐ」、筒内に吸入される燃料の量を「筒内流入燃料量ｆｃ」と記す。   Next, the fuel behavior model according to the present embodiment will be described. FIG. 2 is an enlarged view of the vicinity of the intake port 26. Hereinafter, as shown in FIG. 2, the amount of fuel injected from the fuel injection valve 28 is “fuel injection amount fi”, and the amount of fuel adhering to the wall surface of the intake port 26 or the surface of the intake valve 30 is “fuel attachment”. “Amount fwp”, and the amount of fuel sucked into the cylinder is referred to as “cylinder inflow fuel amount fc”.

図３は、本実施の形態の装置が用いる燃料挙動モデルを説明するための図である。この燃料挙動モデルは燃料噴射弁２８から噴射された後の燃料の挙動を表すモデルである。図３に示す残留率Ｒｐ、付着率Ｐｐ、および燃料量ｆｉ、ｆｗｐ、ｆｃは、何れも、その燃料挙動モデルにおいて用いられるパラメータである。以下、図３に基づいて残留率Ｒｐ、および付着率Ｐｐ、燃料量ｆｉ、ｆｗｐ、ｆｃの関係を説明する。   FIG. 3 is a diagram for explaining a fuel behavior model used by the apparatus of the present embodiment. This fuel behavior model is a model representing the behavior of fuel after being injected from the fuel injection valve 28. The residual rate Rp, the adhesion rate Pp, and the fuel amounts fi, fwp, and fc shown in FIG. 3 are all parameters used in the fuel behavior model. Hereinafter, the relationship between the residual rate Rp, the adhesion rate Pp, and the fuel amounts fi, fwp, and fc will be described with reference to FIG.

上述したように、燃料噴射量ｆｉは、燃料噴射弁２８から噴射された後、その一部が吸気ポート２６の壁面に付着し、その残部が筒内に吸入される。この際、吸気ポート２６等の内壁に付着する噴射の割合を「ポート付着率Ｒｐ」と定義すれば、図３に示すように、燃料噴射量ｆｉのうち筒内に吸入されることなくポートウェットの一部となる燃料は、「Ｒｐ×ｆｉ」で表されることなり、一方、筒内に吸入される燃料の量は「（１−Ｒｐ）×ｆｉ」で表されることとなる。   As described above, after the fuel injection amount fi is injected from the fuel injection valve 28, a part of the fuel injection amount fi adheres to the wall surface of the intake port 26 and the remaining part is sucked into the cylinder. At this time, if the ratio of the injection adhering to the inner wall of the intake port 26 or the like is defined as “port adhesion rate Rp”, the port wet is not sucked into the cylinder out of the fuel injection amount fi as shown in FIG. The fuel that becomes a part of is represented by “Rp × fi”, while the amount of fuel sucked into the cylinder is represented by “(1−Rp) × fi”.

筒内流入燃料量ｆｃには、上記の演算式ｆｉ×（１−Ｒｐ）で表される量の燃料量の他、吸気ポート２６等の内壁に付着していた燃料のうち、筒内へ流入した燃料量が含まれる。ここで、吸気工程の実行後にポートウェットが壁面等に付着したままの状態で残る割合を「ポート残留率Ｐｐ」とすれば、図３に示すように、吸気工程の開始時に存在していたポート壁面付着量は、その吸気工程の後には「Ｐｐ×ｆｗｐ」で表される量に減少していることになり、一方、その吸気工程の間には、「（１−Ｒｐ）×ｆｗｐ」で表される量の燃料がポートウェットの存在に起因して筒内に流入したことになる。   The in-cylinder inflow fuel amount fc flows into the cylinder out of the fuel amount of the amount expressed by the above equation fi × (1−Rp) and of the fuel adhering to the inner wall of the intake port 26 and the like. The amount of fuel used is included. Here, if the ratio of the port wet remaining on the wall surface or the like after the intake process is assumed to be “port residual ratio Pp”, the port that existed at the start of the intake process as shown in FIG. The amount of wall surface adhesion is reduced to the amount represented by “Pp × fwp” after the intake process, while “(1−Rp) × fwp” is applied during the intake process. The indicated amount of fuel has flowed into the cylinder due to the presence of port wet.

したがって、第ｋサイクルにおける噴射行程の開始時における吸気ポート２６のポート壁面付着量がｆｗｐ(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サイクルの終了後に発生している吸気ポート３０の壁面付着量（つまり、第ｋ＋１サイクルにおける壁面付着量）ｆｗｐ(ｋ＋１)、および第ｋサイクルにおける筒内流入要求量ｆｃ(ｋ)はポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐを用いて次式のように表すことができる。
ｆｗｐ(ｋ＋１)＝Ｐｐ×ｆｗｐ(ｋ)＋Ｒｐ×ｆｉ(ｋ) ・・・（１）
ｆｃ(ｋ)＝（１−Ｐｐ）×ｆｗｐ(ｋ)＋（１−Ｒｐ）×ｆｉ(ｋ) ・・・（２） Therefore, when the port wall surface adhering amount of the intake port 26 at the start of the injection stroke in the kth cycle is fwp (k) and the fuel injection amount in the kth cycle is fi (k), after the end of the kth cycle. The wall surface adhering amount of the intake port 30 (that is, the wall surface adhering amount in the (k + 1) th cycle) fwp (k + 1), and the in-cylinder inflow request amount fc (k) in the kth cycle are the port adhering rate Rp and the port residual amount. It can be expressed as the following equation using the rate Pp.
fwp (k + 1) = Pp × fwp (k) + Rp × fi (k) (1)
fc (k) = (1-Pp) * fwp (k) + (1-Rp) * fi (k) (2)

上記（２）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−Ｐｐ）×ｆｗｐ(ｋ)}／（１−Ｒｐ） ・・・（３） According to the above equation (2), 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-Pp) × fwp (k)} / (1-Rp) (3)

したがって、個々のサイクルにおいて、燃料噴射に先立って、上記ｆｃが目標値となるように燃料噴射量ｆｉを補正すれば、燃料付着量ｆｗｐの影響を排除して、常に所望の空燃比Ａ／Ｆを得ることが可能である。   Therefore, in each cycle, if the fuel injection amount fi is corrected so that the above fc becomes the target value prior to fuel injection, the influence of the fuel adhesion amount fwp is eliminated and the desired air-fuel ratio A / F is always maintained. It is possible to obtain

以上、説明したとおり、本実施の形態の装置においては、ポート付着率Ｒｐと、ポート残留率Ｐｐが判れば、上記（１）式にしたがって、個々のサイクルにおいて発生する燃料付着量ｆｗｐを精度よく算出することができる。そして、上記（３）式にしたがって、燃料噴射量ｆｉを算出することにより、高精度な燃料噴射量制御を実現することができる。   As described above, in the apparatus of the present embodiment, if the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp are known, the fuel adhesion amount fwp generated in each cycle can be accurately determined according to the above equation (1). Can be calculated. Then, by calculating the fuel injection amount fi according to the above equation (3), highly accurate fuel injection amount control can be realized.

ここで、ポート付着率Ｒｐや、ポート残留率Ｐｐは、例えば、内燃機関１０の運転状態との関係で定めた適合マップを予め準備しておき、そのマップを参照することで特定することが可能である。より具体的には、機関負荷ＫＬ、回転数センサ４０にて検出された機関回転数ＮＥ、吸気バルブ３０の開弁タイミング（バルブタイミングＶＴ）、吸気ポート２６の壁面温度Ｔｗなどをパラメータとした運転状態と、ポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐとの関係をマップ化しておき、個々のサイクルでは、ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、Ｔｗに対応する値をそのマップから読み取ることにより、Ｒｐ、およびＰｐを求めることができる。   Here, the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp can be specified by, for example, preparing a conformity map determined in advance in relation to the operating state of the internal combustion engine 10 and referring to the maps. It is. More specifically, the engine load KL, the engine speed NE detected by the speed sensor 40, the valve opening timing (valve timing VT) of the intake valve 30, the wall surface temperature Tw of the intake port 26, and the like are used as parameters. The relationship between the state, the port adhesion rate Rp, and the port residual rate Pp is mapped, and in each cycle, values corresponding to KL, NE, VT, and Tw are read from the map, so that Rp and Pp Can be requested.

また、前述のとおり、各気筒の吸気ポート壁面温度は同じ温度ではないため、水温センサの検出値をポート壁面温度として一律に推定することとすると、正しい値を推定することができない。したがって、各気筒のポート壁面温度Ｔｗをそれぞれ推定することができれば、より精度よくＲｐ、およびＰｐを求めることが可能である。   Further, as described above, since the intake port wall surface temperature of each cylinder is not the same temperature, if the detected value of the water temperature sensor is uniformly estimated as the port wall surface temperature, a correct value cannot be estimated. Therefore, if the port wall surface temperature Tw of each cylinder can be estimated, Rp and Pp can be obtained more accurately.

そこで、以下の式を用いて第ｎ気筒のポート壁温Ｔｗ(ｎ)を推定することとする。
Ｔｗ(ｎ)＝ＴＨＷ＋Ｔｗｈ(ｎ) （ｎ＝１、２、・・） ・・・（４）
ここで、Ｔｗｈ(ｎ)は第ｎ気筒の温度補正量であり、運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、ＴＨＷなど）に対応する値をマップから読み取ることにより求めることができる。これにより、第ｎ気筒のポート壁面温度Ｔｗ(ｎ)から、各気筒のポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐ求めることができ、高精度な燃料噴射量制御を実現することができる。 Therefore, the port wall temperature Tw (n) of the nth cylinder is estimated using the following equation.
Tw (n) = THW + Twh (n) (n = 1, 2,...) (4)
Here, Twh (n) is the temperature correction amount of the nth cylinder, and can be obtained by reading a value corresponding to the operating state (KL, NE, VT, THW, etc.) from the map. Thereby, the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp of each cylinder can be obtained from the port wall surface temperature Tw (n) of the nth cylinder, and highly accurate fuel injection amount control can be realized.

[実施の形態１における具体的処理]
図４は、上述した機能を実現するために、本実施の形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。図４に示すルーチンは内燃機関１０が１サイクル動作する毎に実行されるルーチンであり、ここではｋサイクルでのルーチンを示す。このルーチンでは、先ず、内燃機関１０の水温ＴＨＷが取得される（ステップ１００）。具体的には、ここでは、水温センサ３８の出力信号がＥＣＵ５０に供給される。 [Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 4 is a flowchart showing a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above-described function. The routine shown in FIG. 4 is a routine that is executed every time the internal combustion engine 10 operates for one cycle. Here, the routine in k cycles is shown. In this routine, first, the water temperature THW of the internal combustion engine 10 is acquired (step 100). Specifically, the output signal of the water temperature sensor 38 is supplied to the ECU 50 here.

次いで、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１０２）。具体的には、ここでは、エアフロメータ１８により検出された吸入空気量Ｇａ、スロットルセンサ２２により検出されたスロットル開度ＴＡ、回転数センサ４０にて検出された機関回転数ＮＥ、負荷率ＫＬ、バルブタイミングＶＴなどの出力信号がＥＣＵ５０に供給される。   Next, various parameters representing the current state of the internal combustion engine 10 are acquired (step 102). Specifically, here, the intake air amount Ga detected by the air flow meter 18, the throttle opening degree TA detected by the throttle sensor 22, the engine speed NE detected by the speed sensor 40, the load factor KL, Output signals such as valve timing VT are supplied to the ECU 50.

次に、各気筒のポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)が特定される（ステップ１０４）。前述のとおり、ポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)は運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、ＴＨＷなど）により特定される。ＥＣＵ５０は、ポート壁温補正量とこれら状態量との関係を規定したマップを記憶している。ここではそのマップに従って、上記ステップ１０２にて取得された各種状態量に対応するポート壁温補正量が気筒毎に特定される。   Next, the port wall temperature correction amount Twh (n) of each cylinder is specified (step 104). As described above, the port wall temperature correction amount Twh (n) is specified by the operation state (KL, NE, VT, THW, etc.). The ECU 50 stores a map that defines the relationship between the port wall temperature correction amount and these state quantities. Here, according to the map, the port wall temperature correction amounts corresponding to the various state quantities acquired in step 102 are specified for each cylinder.

図４に示すルーチンでは、次に、各気筒のポート壁温Ｔｗ(ｎ)が算出される（ステップ１０６）。具体的には、ここでは、ステップ１００にて取得された水温ＴＨＷと、ステップ１０４にて特定されたポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)とが、上記（４）式に代入されて各気筒のポート壁温Ｔｗ(ｎ)が算出される。   In the routine shown in FIG. 4, next, the port wall temperature Tw (n) of each cylinder is calculated (step 106). Specifically, here, the water temperature THW acquired in step 100 and the port wall temperature correction amount Twh (n) specified in step 104 are substituted into the above equation (4) to determine the cylinder temperature. The port wall temperature Tw (n) is calculated.

ＥＣＵ５０は、次に、ポート内制御パラメータであるポート残留率Ｒｐ、およびポート付着率Ｐｐを気筒毎に算出する（ステップ１０８）。前述のとおり、ポート残留率Ｒｐ、およびポート付着率Ｐｐは運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、ＴＨＷ、Ｔｗなど）により特定される。ＥＣＵ５０は、Ｐｐ、およびＲｐとこれら状態量との関係を規定したマップを記憶している。ここではそのマップに従って、上記ステップ１００乃至１０６にて取得された各種状態量に対応するＰｐ、およびＲｐが、気筒毎に特定される。   Next, the ECU 50 calculates the port residual ratio Rp and the port adhesion ratio Pp, which are the in-port control parameters, for each cylinder (step 108). As described above, the port residual rate Rp and the port adhesion rate Pp are specified by the operation state (KL, NE, VT, THW, Tw, etc.). The ECU 50 stores a map that defines the relationship between Pp and Rp and these state quantities. Here, according to the map, Pp and Rp corresponding to the various state quantities acquired in steps 100 to 106 are specified for each cylinder.

図４に示すルーチンでは、次に、第ｋサイクルにおける燃料付着量ｆｗｐ(ｋ)が気筒毎に算出される（ステップ１１０）。このステップにおいては、具体的には、上記ステップ１０８にて算出されたポート残留率Ｒｐ、およびポート付着率Ｐｐが、第ｋ−１サイクルにおける（１）式の演算に代入されて、第ｋサイクルにおける燃料付着量ｆｗｐ(ｋ)が算出される。   Next, in the routine shown in FIG. 4, the fuel adhesion amount fwp (k) in the k-th cycle is calculated for each cylinder (step 110). Specifically, in this step, the port residual ratio Rp and the port adhesion ratio Pp calculated in step 108 are substituted into the calculation of the equation (1) in the k−1th cycle, and the kth cycle. The fuel adhesion amount fwp (k) at is calculated.

次に、燃料噴射量の過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が気筒毎に算出される（ステップ１１２）。このステップにおいては、先ず、吸入空気量Ｇａ等に基づいて、空燃比Ａ／Ｆがストイキ近傍となるように基本噴射量ｆｉ０(ｋ)が算出される。次いで、第ｋサイクルにおける燃料噴射量ｆｉ(ｋ)が算出される。ここでは、具体的には、先ず、第ｋサイクルにおける筒内要求燃料量ｆｃ(ｋ)が、空燃比Ａ／Ｆがストイキとなるよう所定の値に設定される。そして、ｆｃ(ｋ)、ステップ１０８にて算出されたポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐ、および上記ステップ１１０にて算出された燃料付着量ｆｗｐ(ｋ)が上記（３）式に代入され、燃料噴射量ｆｉ(ｋ)が算出される。次いで、燃料噴射量ｆｉ(ｋ)から上記基本噴射量ｆｉ０(ｋ)を差し引くことにより、過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が算出される。本ステップでは、上記処理が気筒毎に行われる。 Next, a transient increase / decrease amount Δfi (k) of the fuel injection amount is calculated for each cylinder (step 112). In this step, first, the basic injection amount fi 0 (k) is calculated based on the intake air amount Ga and the like so that the air-fuel ratio A / F is close to the stoichiometric. Next, the fuel injection amount fi (k) in the k-th cycle is calculated. Specifically, first, the in-cylinder required fuel amount fc (k) in the k-th cycle is set to a predetermined value so that the air-fuel ratio A / F becomes stoichiometric. Then, fc (k), the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp calculated in step 108, and the fuel adhesion amount fwp (k) calculated in step 110 are substituted into the above equation (3). The fuel injection amount fi (k) is calculated. Next, a transient increase / decrease amount Δfi (k) is calculated by subtracting the basic injection amount fi 0 (k) from the fuel injection amount fi (k). In this step, the above processing is performed for each cylinder.

以上、本実施の形態１においては、第ｋサイクルにおける過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が算出され、本ルーチンは終了する。気筒毎に算出されたΔｆｉ(ｋ)は、基本噴射量ｆｉ０(ｋ)に加えられ、最終的な各気筒における燃料噴射量が決定する。 As described above, in the first embodiment, the transient increase / decrease amount Δfi (k) in the k-th cycle is calculated, and this routine ends. Δfi (k) calculated for each cylinder is added to the basic injection amount fi 0 (k) to determine the final fuel injection amount in each cylinder.

以上、説明したとおり、本実施の形態の装置によれば、各気筒のポート壁温がそれぞれ推定される。そして推定されたポート壁温に基づいて、各気筒の燃料噴射量が算出される。したがって、各気筒の温度差を考慮した、高精度な燃料噴射量制御を実現することができる。   As described above, according to the apparatus of the present embodiment, the port wall temperature of each cylinder is estimated. Based on the estimated port wall temperature, the fuel injection amount of each cylinder is calculated. Therefore, highly accurate fuel injection amount control that takes into account the temperature difference between the cylinders can be realized.

また、上述した実施の形態１においては、ポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐを、機関負荷ＫＬ、機関回転数ＮＥ、バルブタイミングＶＴ、および吸気ポート２６の壁面温度Ｔｗ(ｎ)などの運転状態との関係を記憶したマップを利用して特定することとしているが、その特定手法は上記マップに限られない。すなわち、ポート内ガスの圧力、温度、流速等のポート内状態量をパラメータとする公知の数式モデル演算に則って算出することとしてもよい。   Further, in the first embodiment described above, the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp are determined based on the engine load KL, the engine speed NE, the valve timing VT, the wall surface temperature Tw (n) of the intake port 26, and the like. Although the determination is made using a map storing the relationship with the state, the specifying method is not limited to the map. That is, it may be calculated in accordance with a well-known mathematical model calculation using in-port state quantities such as pressure, temperature, and flow velocity of the in-port gas as parameters.

実施の形態２．
［実施の形態２の構成］
図５、および６を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。図５は、本実施の形態のハードウェア構成を示す図である。図５に示す構成は内燃機関１０を備えている。尚、内燃機関１０は図１と同様の構成を有するため、かかる構成の記載、および説明は省略する。内燃機関１０は、更にサーモスタット４２、およびラジエター４４を有する。そして、図５に示すとおり、これらは内燃機関１０の有する冷却水通路４６ａに介装されている。また、サーモスタット４２と内燃機関１０との間にはバイパス通路４６ｂが設置されている。また、本実施の形態はＥＣＵ５０を有する。そしてＥＣＵ５０に後述する図６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.
[Configuration of Embodiment 2]
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a diagram illustrating a hardware configuration of the present embodiment. The configuration shown in FIG. 5 includes an internal combustion engine 10. Since the internal combustion engine 10 has the same configuration as that shown in FIG. 1, the description and description of the configuration are omitted. The internal combustion engine 10 further includes a thermostat 42 and a radiator 44. And as shown in FIG. 5, these are interposed in the cooling water passage 46a which the internal combustion engine 10 has. Further, a bypass passage 46 b is installed between the thermostat 42 and the internal combustion engine 10. Further, the present embodiment has an ECU 50. And it can implement | achieve by making ECU50 perform the routine shown in FIG. 6 mentioned later.

次に、サーモスタットの動作について説明する。図５に示すサーモスタット４２は、温度に応じて開閉する制御バルブを内部に有し、冷却水流路を制御することができる。つまり、冷却水温度が低い場合においては、制御バルブが閉じられ、内燃機関１０を通過した冷却水はバイパス通路４６ｂを介して循環する。これに対して、冷却水温度が高くなった場合においては、制御バルブが開弁し、冷却水は通路４６ａからラジエター４４を介して循環する。したがって、これらの装置によれば、内燃機関の早期暖機を実現し、かつ冷却水の温度を所望の状態に制御することができる。   Next, the operation of the thermostat will be described. The thermostat 42 shown in FIG. 5 has a control valve that opens and closes according to temperature, and can control the cooling water flow path. That is, when the cooling water temperature is low, the control valve is closed, and the cooling water that has passed through the internal combustion engine 10 circulates via the bypass passage 46b. On the other hand, when the cooling water temperature becomes high, the control valve is opened, and the cooling water circulates from the passage 46a through the radiator 44. Therefore, according to these devices, it is possible to realize early warm-up of the internal combustion engine and to control the temperature of the cooling water to a desired state.

［実施の形態２の特徴］
上述した実施の形態１では、内燃機関の冷却水温（ＴＨＷ）、および運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、など）が各気筒のポート壁温と相関を有するとして、マップに従って特定されたポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)に基づいて各気筒のポート壁温Ｔｗ(ｎ)を特定し、各気筒の温度差を考慮した高精度な燃料噴射制御を可能としている。これに対して、冷却水温はサーモスタットの動作によって変化するため、かかる動作が各気筒のポート壁温にも影響を与える。このため、サーモスタット開度を考慮することにより、気筒毎のポート壁温Ｔｗ(ｎ)の推定精度を高め、各気筒に噴射すべき燃料噴射量を精度よく算出することも可能である。 [Features of Embodiment 2]
In the above-described first embodiment, the coolant temperature (THW) of the internal combustion engine and the operating state (KL, NE, VT, etc.) are correlated with the port wall temperature of each cylinder, and the port wall temperature specified according to the map. Based on the correction amount Twh (n), the port wall temperature Tw (n) of each cylinder is specified, and highly accurate fuel injection control considering the temperature difference of each cylinder is enabled. On the other hand, since the cooling water temperature changes depending on the operation of the thermostat, this operation also affects the port wall temperature of each cylinder. For this reason, by considering the thermostat opening, it is possible to improve the estimation accuracy of the port wall temperature Tw (n) for each cylinder and accurately calculate the fuel injection amount to be injected into each cylinder.

つまり、サーモスタット４２の制御バルブが閉じた状態においては、内燃機関１０から流出する冷却水は、ラジエター４４を介さずバイパス通路４６ｂを介して機関内部を循環する。このため、内燃機関１０内部での冷却水の温度差が小さく、各気筒のポート壁温差も小さくなる。これに対して、サーモスタット４２の制御バルブが開き始めると、ラジエター４４にて冷却された冷却水（Cold）が、バイパス通路４６ｂを介して循環する冷却水に混入し、内燃機関１０内部を循環する。このため、内燃機関１０内部での冷却水温度差が大きく、各気筒のポート壁温差も大きくなる。   That is, in a state where the control valve of the thermostat 42 is closed, the cooling water flowing out from the internal combustion engine 10 circulates in the engine through the bypass passage 46b without passing through the radiator 44. For this reason, the temperature difference of the cooling water inside the internal combustion engine 10 is small, and the port wall temperature difference of each cylinder is also small. On the other hand, when the control valve of the thermostat 42 starts to open, the cooling water (Cold) cooled by the radiator 44 is mixed into the cooling water circulating through the bypass passage 46b and circulates inside the internal combustion engine 10. . For this reason, the coolant temperature difference in the internal combustion engine 10 is large, and the port wall temperature difference of each cylinder is also large.

ラジエターを介した冷却水（Cold）の混入量は上記制御バルブの開度に応じて変化する。このため、運転状態およびサーモスタット開度を考慮することにより、ポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)推定精度を高めることができる。したがって、運転状態およびサーモスタット開度とポート壁温補正量の関係を記憶したマップからポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)を特定し、最終的な各気筒のポート壁温を算出することができる。   The mixing amount of the cooling water (Cold) through the radiator changes according to the opening degree of the control valve. For this reason, the port wall temperature correction amount Twh (n) estimation accuracy can be increased by considering the operating state and the thermostat opening. Therefore, the port wall temperature correction amount Twh (n) can be specified from the map storing the relationship between the operating state, the thermostat opening and the port wall temperature correction amount, and the final port wall temperature of each cylinder can be calculated.

[実施の形態２における具体的処理]
図６は、上述した機能を実現するために、本実施の形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。図６に示すルーチンは内燃機関１０が１サイクル動作する毎に実行されるルーチンであり、ここではｋサイクルでのルーチンを示す。このルーチンでは、先ず、サーモスタット４２の制御バルブ開度Ｔｈａｎｇが取得される（ステップ２００）。前述のとおり、サーモスタットは温度に応じて開閉する弁である。このため、ここでは、水温センサ３８の出力信号に基づいて、バルブ開度が推定される。 [Specific Processing in Embodiment 2]
FIG. 6 is a flowchart showing a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above-described function. The routine shown in FIG. 6 is a routine that is executed every time the internal combustion engine 10 operates for one cycle. Here, a routine in k cycles is shown. In this routine, first, the control valve opening Thang of the thermostat 42 is acquired (step 200). As described above, the thermostat is a valve that opens and closes according to temperature. For this reason, the valve opening degree is estimated here based on the output signal of the water temperature sensor 38.

次いで、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２０２）。このステップにおいては、具体的には、図４に示すステップ１０２と同様の処理が実行される。   Next, various parameters representing the current state of the internal combustion engine 10 are acquired (step 202). Specifically, in this step, processing similar to that in step 102 shown in FIG. 4 is executed.

次に、各気筒のポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)が特定される（ステップ２０４）。前述のとおり、ポート壁温補正量Ｔｗｈ(ｎ)は運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、など）、およびサーモスタット４２の制御バルブ開度Ｔｈａｎｇにより特定される。ＥＣＵ５０は、ポート壁温補正量と、上記運転状態およびバルブ開度の関係を規定したマップを記憶している。ここでは、そのマップに従って、上記ステップ２００にて取得されたバルブ開度に対応するポート壁温補正量が気筒毎に特定される。   Next, the port wall temperature correction amount Twh (n) for each cylinder is specified (step 204). As described above, the port wall temperature correction amount Twh (n) is specified by the operating state (KL, NE, VT, etc.) and the control valve opening Thang of the thermostat 42. The ECU 50 stores a map that defines the relationship between the port wall temperature correction amount, the operation state, and the valve opening. Here, the port wall temperature correction amount corresponding to the valve opening obtained in step 200 is specified for each cylinder according to the map.

図４に示すルーチンでは、次に、各気筒のポート壁温Ｔｗ(ｎ)が算出される（ステップ２０６）。ＥＣＵ５０は、次に、ポート内制御パラメータであるポート残留率Ｒｐ、およびポート付着率Ｐｐを気筒毎に算出する（ステップ２０８）。そして、次に、第ｋサイクルにおける燃料付着量ｆｗｐ(ｋ)が気筒毎に算出される（ステップ２１０）。最後に、燃料噴射量の過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が気筒毎に算出される（ステップ２１２）。これらステップ２０６乃至２１２においては、具体的には、図４に示すステップ１０６乃至１１２と同様の処理が気筒毎に実行される。   In the routine shown in FIG. 4, next, the port wall temperature Tw (n) of each cylinder is calculated (step 206). Next, the ECU 50 calculates the port residual ratio Rp and the port adhesion ratio Pp, which are the in-port control parameters, for each cylinder (step 208). Next, the fuel adhesion amount fwp (k) in the k-th cycle is calculated for each cylinder (step 210). Finally, a transient increase / decrease amount Δfi (k) of the fuel injection amount is calculated for each cylinder (step 212). In these steps 206 to 212, specifically, the same processing as in steps 106 to 112 shown in FIG. 4 is executed for each cylinder.

以上、本実施の形態２においては、第ｋサイクルにおける過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が算出され、本ルーチンは終了する。気筒毎に算出されたΔｆｉ(ｋ)は、基本噴射量ｆｉ０(ｋ)に加えられ、最終的な各気筒における燃料噴射量が決定する。 As described above, in the second embodiment, the transient increase / decrease amount Δfi (k) in the k-th cycle is calculated, and this routine ends. Δfi (k) calculated for each cylinder is added to the basic injection amount fi 0 (k) to determine the final fuel injection amount in each cylinder.

以上、説明したとおり、本実施の形態の装置によれば、各気筒のポート壁温がサーモスタット開度に基づいて推定される。そして推定されたポート壁温に基づいて、各気筒の燃料噴射量が算出される。したがって、各気筒の温度差を考慮した、高精度な燃料噴射量制御を実現することができる。   As described above, according to the apparatus of the present embodiment, the port wall temperature of each cylinder is estimated based on the thermostat opening. Based on the estimated port wall temperature, the fuel injection amount of each cylinder is calculated. Therefore, highly accurate fuel injection amount control that takes into account the temperature difference between the cylinders can be realized.

また、上述した実施の形態２においては、ポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐを、機関負荷ＫＬ、機関回転数ＮＥ、バルブタイミングＶＴ、および吸気ポート２６の壁面温度Ｔｗ(ｎ)などの運転状態との関係を記憶したマップを利用して特定することとしているが、その特定手法は上記マップに限られない。すなわち、ポート内ガスの圧力、温度、流速等のポート内状態量をパラメータとする公知の数式モデル演算に則って算出することとしてもよい。   Further, in the above-described second embodiment, the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp are determined based on the engine load KL, the engine speed NE, the valve timing VT, the wall surface temperature Tw (n) of the intake port 26, and the like. Although the determination is made using a map storing the relationship with the state, the specifying method is not limited to the map. That is, it may be calculated in accordance with a well-known mathematical model calculation using in-port state quantities such as pressure, temperature, and flow velocity of the in-port gas as parameters.

また、上述した実施の形態２においては、サーモスタット開度を水温センサ３８の出力信号に基づいて推定することとしているが、サーモスタット開度を取得する手段はこれに限られない。すなわち、サーモスタットにセンサを設置し、直接開度を検出することとしてもよい。   In the second embodiment described above, the thermostat opening is estimated based on the output signal of the water temperature sensor 38, but means for acquiring the thermostat opening is not limited to this. That is, it is good also as detecting a direct opening degree by installing a sensor in a thermostat.

実施の形態３．
［実施の形態３の構成］
次に、図７、および８を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。本実施の形態のハードウェア構成は、図１に示すハードウェア構成に加えて、図７に示すポートヒータ４８を用いる。そして、ＥＣＵ５０に後述する図８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 3 FIG.
[Configuration of Embodiment 3]
Next, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. The hardware configuration of the present embodiment uses a port heater 48 shown in FIG. 7 in addition to the hardware configuration shown in FIG. And it is realizable by making ECU50 perform the routine shown in FIG. 8 mentioned later.

上述した実施の形態１では、各気筒のポート壁温Ｔｗをそれぞれ正確に推定し、かかる推定値に基づいて燃料噴射量ｆｉをそれぞれ算出することにより、各気筒の温度差を考慮した高精度な燃料噴射制御を可能としている。これに対して、各気筒のポート壁温を常に同じに制御することとすれば、かかるポート壁温に基づいて、すべての気筒に共通の燃料噴射量ｆｉを算出することが可能である。   In the first embodiment described above, the port wall temperature Tw of each cylinder is accurately estimated, and the fuel injection amount fi is calculated based on the estimated value. Fuel injection control is possible. On the other hand, if the port wall temperature of each cylinder is always controlled to be the same, the fuel injection amount fi common to all the cylinders can be calculated based on the port wall temperature.

図７は、本発明の実施形態３の構成を説明するための吸気ポート２６近傍の拡大図である。図７に示すとおり、ポートヒータ４８は、吸気ポート壁面の燃料が付着する部分に設置されている。ＥＣＵ５０はポートヒータ４８と接続されており、各気筒の温度が同じになるように、適当にヒータを駆動する。   FIG. 7 is an enlarged view of the vicinity of the intake port 26 for explaining the configuration of the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, the port heater 48 is installed at a portion of the intake port wall where the fuel adheres. The ECU 50 is connected to the port heater 48 and appropriately drives the heater so that the cylinders have the same temperature.

[実施の形態３における具体的処理]
図８は、上述した機能を実現するために、本実施の形態においてＥＣＵ５０が実行するルーチンを示すフローチャートである。図６に示すルーチンは内燃機関１０が１サイクル動作する毎に実行されるルーチンであり、ここではｋサイクルでのルーチンを示す。このルーチンでは、先ず、内燃機関１０の水温ＴＨＷが取得される（ステップ３００）。具体的には、ここでは、水温センサ３８の出力信号がＥＣＵ５０に供給される。 [Specific Processing in Embodiment 3]
FIG. 8 is a flowchart showing a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above-described function. The routine shown in FIG. 6 is a routine that is executed every time the internal combustion engine 10 operates for one cycle. Here, a routine in k cycles is shown. In this routine, first, the water temperature THW of the internal combustion engine 10 is acquired (step 300). Specifically, the output signal of the water temperature sensor 38 is supplied to the ECU 50 here.

次いで、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３０２）。具体的には、ここでは、吸入空気量Ｇａ、スロットル開度ＴＡ、機関回転数ＮＥ、負荷率ＫＬ、バルブタイミングＶＴなどの出力信号がＥＣＵ５０に供給される。   Next, various parameters representing the current state of the internal combustion engine 10 are acquired (step 302). Specifically, here, output signals such as the intake air amount Ga, the throttle opening degree TA, the engine speed NE, the load factor KL, and the valve timing VT are supplied to the ECU 50.

図８に示すルーチンでは、次に、各気筒のポートヒータ４８への通電量が算出される（ステップ３０４）。通電量は、ここでは各気筒のポート壁温がステップ３００にて検出された冷却水温と同じになるように、ステップ３０２にて特定された運転条件（Ｇａ、ＴＡ、ＫＬ、ＮＥ、ＶＴなど）に基づいて特定される。ＥＣＵ５０は、通電量とこれら状態量との関係を規定したマップを記憶している。ここではそのマップに従って、上記ステップ３０２にて取得された各種状態量に対応する通電量が、気筒毎に特定される。   Next, in the routine shown in FIG. 8, the energization amount to the port heater 48 of each cylinder is calculated (step 304). Here, the energization amount is the operating condition (Ga, TA, KL, NE, VT, etc.) specified in step 302 so that the port wall temperature of each cylinder is the same as the coolant temperature detected in step 300. Specified based on. The ECU 50 stores a map that defines the relationship between the energization amount and these state amounts. Here, according to the map, the energization amounts corresponding to the various state amounts acquired in step 302 are specified for each cylinder.

次に、ＥＣＵ５０は、算出された通電量に基づいて各気筒のポートヒータ４８を駆動する(ステップ３０６)。これにより、各気筒のポート壁温は常に水温ＴＨＷと同じ値になるように制御される。   Next, the ECU 50 drives the port heater 48 of each cylinder based on the calculated energization amount (step 306). Thus, the port wall temperature of each cylinder is controlled so as to always have the same value as the water temperature THW.

ＥＣＵ５０は、次に、ポート内制御パラメータであるポート残留率Ｒｐ、およびポート付着率Ｐｐを算出する（ステップ３０８）。ここでは、各ポート壁温（Ｔｗ）はすべて冷却水温ＴＨＷと同じ値であるとして、ポート残留率Ｒｐ、ポート付着率Ｐｐを算出する。前述のとおり、ポート残留率Ｒｐ、およびポート付着率Ｐｐは運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴ、ＴＨＷ、ＴＷなど）により特定される。ＥＣＵ５０は、Ｐｐ、およびＲｐとこれら状態量との関係を規定したマップを記憶している。ここではそのマップに従って、上記ステップ３００乃至３０２にて取得された各種状態量に対応するＰｐ、およびＲｐが特定される。   Next, the ECU 50 calculates a port residual rate Rp and a port adhesion rate Pp, which are in-port control parameters (step 308). Here, assuming that all the port wall temperatures (Tw) are the same values as the cooling water temperature THW, the port residual ratio Rp and the port adhesion ratio Pp are calculated. As described above, the port residual rate Rp and the port adhesion rate Pp are specified by the operation state (KL, NE, VT, THW, TW, etc.). The ECU 50 stores a map that defines the relationship between Pp and Rp and these state quantities. Here, according to the map, Pp and Rp corresponding to the various state quantities acquired in steps 300 to 302 are specified.

図８に示すルーチンでは、次に、第ｋサイクルにおける燃料付着量ｆｗｐ(ｋ)が算出される（ステップ３１０）。そして、燃料噴射量の過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が算出される（ステップ３１２）。これらステップ３１０、および３１２においては、具体的には、図４に示すステップ１１０、および１１２と同様の処理が気筒毎に実行される。
行される。 Next, in the routine shown in FIG. 8, the fuel adhesion amount fwp (k) in the k-th cycle is calculated (step 310). Then, a transient increase / decrease amount Δfi (k) of the fuel injection amount is calculated (step 312). In these steps 310 and 312, specifically, the same processing as in steps 110 and 112 shown in FIG. 4 is executed for each cylinder.
Is done.

以上、説明したとおり、第ｋサイクルにおける過渡増減量Δｆｉ(ｋ)が算出され、本ルーチンは終了する。算出されたΔｆｉ(ｋ)は、基本噴射量ｆｉ０(ｋ)に加えられ、最終的な燃料噴射量が決定する。 As described above, the transient increase / decrease amount Δfi (k) in the k-th cycle is calculated, and this routine ends. The calculated Δfi (k) is added to the basic injection amount fi 0 (k), and the final fuel injection amount is determined.

以上、説明したとおり、本実施の形態の装置によれば、ポートヒータ４８を駆動することにより、各気筒のポート壁温が冷却水温ＴＨＷと同じ値に制御される。このため、ポート壁温はすべての気筒において同じ値（水温）に推定され、燃料噴射量が算出される。したがって、各気筒の温度差を考慮することなく、高精度な燃料噴射量制御を実現することができる。   As described above, according to the apparatus of the present embodiment, by driving the port heater 48, the port wall temperature of each cylinder is controlled to the same value as the coolant temperature THW. For this reason, the port wall temperature is estimated to be the same value (water temperature) in all the cylinders, and the fuel injection amount is calculated. Therefore, highly accurate fuel injection amount control can be realized without considering the temperature difference between the cylinders.

ところで、上述した実施の形態３においては、冷却水温ＴＨＷ、および運転状態（ＫＬ、ＮＥ、ＶＴなど）のマップに従って通電量を特定し、ポートヒータ４８を駆動することとしているが、通電量の特定手法はこれに限られない。すなわち、実施の形態２と同様にサーモスタット開度を取得し、このサーモスタット開度および上記運転状態と、通電量の関係を記憶したマップを使用し、ポート壁温を水温値と同じ値にするための通電量を特定することとしてもよい。   In the third embodiment described above, the energization amount is specified in accordance with the map of the coolant temperature THW and the operation state (KL, NE, VT, etc.) and the port heater 48 is driven. The method is not limited to this. That is, in order to obtain the thermostat opening as in the second embodiment, and to use the map storing the relationship between the thermostat opening and the above operating state and the energization amount, the port wall temperature is set to the same value as the water temperature value. It is good also as specifying the amount of electricity supply.

また、上述した実施の形態３においては、ポート付着率Ｒｐ、およびポート残留率Ｐｐを、機関負荷ＫＬ、機関回転数ＮＥ、バルブタイミングＶＴ、および吸気ポート２６の壁面温度Ｔｗなどの運転状態との関係を記憶したマップを利用して特定することとしているが、その特定手法は上記マップに限られない。すなわち、ポート内ガスの圧力、温度、流速等のポート内状態量をパラメータとする公知の数式モデル演算に則って算出することとしてもよい。   Further, in the above-described third embodiment, the port adhesion rate Rp and the port residual rate Pp are determined from the operating conditions such as the engine load KL, the engine speed NE, the valve timing VT, and the wall surface temperature Tw of the intake port 26. Although the identification is performed using the map storing the relationship, the identification method is not limited to the map. That is, it may be calculated in accordance with a well-known mathematical model calculation using in-port state quantities such as pressure, temperature, and flow velocity of the in-port gas as parameters.

また、上述した実施の形態３においては、ポートヒータ４８を各ポート壁面に設置し、ポート壁面が冷却水温度ＴＨＷと同じ値になるように、ヒータを駆動することとしているが、上記ポート壁面の温度制御の手法は、ポートヒータに限られない。すなわち、ポートヒータに代えて、各ポート壁面に温水を流すことにより蓄熱を供給する蓄熱システムを設置し、各ポート壁面に流れる温水量を制御バルブ等により調整することにより温度制御を行うこととしてもよい。   In the third embodiment described above, the port heater 48 is installed on each port wall surface and the heater is driven so that the port wall surface has the same value as the cooling water temperature THW. The temperature control method is not limited to the port heater. That is, instead of the port heater, a heat storage system that supplies heat storage by flowing hot water to each port wall surface is installed, and temperature control is performed by adjusting the amount of hot water flowing to each port wall surface by a control valve or the like. Good.

また、上述した実施の形態３においては、ポートヒータ４８を各ポート壁面に設置し、ポート壁面が冷却水温度ＴＨＷと同じ値になるように、ヒータを駆動することとしているが、上記ポート壁面の制御温度は冷却水温と同じ値に限られない。すなわち、各気筒のポート壁温が同じ値に制御されれば、冷却水温と異なる値であっても、かかるポート壁温に基づいて、燃料噴射量を算出することができる。   In the third embodiment described above, the port heater 48 is installed on each port wall surface and the heater is driven so that the port wall surface has the same value as the cooling water temperature THW. The control temperature is not limited to the same value as the cooling water temperature. That is, if the port wall temperature of each cylinder is controlled to the same value, the fuel injection amount can be calculated based on the port wall temperature, even if the value is different from the cooling water temperature.

尚、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０４の処理を実
行することにより前記第１の発明における「ポート壁面温度制御手段」が、上記ステップ
３１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「ポート付着燃料量推定手段
」が、上記ステップ３１２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 third embodiment described above, the ECU 50 executes the process of step 304, so that the “port wall surface temperature control means” in the first invention executes the process of step 310. "port adherent fuel amount estimating means" in the first invention, "the fuel injection amount calculating means" of the invention by executing the process of step 312 is implemented, respectively.

また、上述した実施の形態３においては、ＥＣＵ５０が、上記ステップ３０６の処理を
実行することにより前記第４の発明における「ポート付着率取得手段」、および「ポート
残留率取得手段」が、それぞれ実現されている。 In the above-described third embodiment, the ECU 50 implements the “port adhesion rate acquisition unit” and the “port residual rate acquisition unit” in the fourth aspect of the invention by executing the processing of step 306. 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. 図１に示す内燃機関のポート近傍を拡大して表した図である。It is the figure which expanded and represented the port vicinity of the internal combustion engine shown in FIG. 本発明の燃料挙動モデルを説明するための模式図である。It is a schematic diagram for demonstrating the fuel behavior model of this invention. 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 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の構成を説明するために、ポート近傍を拡大して表した図である。It is the figure which expanded and represented the port vicinity in order to demonstrate the structure of 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.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 内燃機関
１２ 吸気通路
１４ 排気通路
１６ エアフィルタ
１８ エアフロメータ
２０ スロットルバルブ
２２ スロットルセンサ
２４ サージタンク
２６ 吸気ポート
２８ 燃料噴射弁
３８ 水温センサ
４０ 回転数センサ
４２ サーモスタット
４４ ラジエター
４６ 冷却水流路
４８ ポートヒータ
５０ ＥＣＵ(Electronic Control Unit)
ｆｉ 燃料噴射量
ｆｗｐ 燃料付着量
ｆｃ 筒内流入燃料量
Ｒｐ ポート付着率
Ｐｐ ポート残留率
Ｔｗ ポート壁温
Ｔｗｈ ポート壁温補正量
ｆｉ０ 基本噴射量
Δｆｉ 過渡増減量
Ｔｈａｎｇ サーモスタット開度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake passage 14 Exhaust passage 16 Air filter 18 Air flow meter 20 Throttle valve 22 Throttle sensor 24 Surge tank 26 Intake port 28 Fuel injection valve 38 Water temperature sensor 40 Rotation speed sensor 42 Thermostat 44 Radiator 46 Cooling water passage 48 Port heater 50 ECU (Electronic Control Unit)
fi Fuel injection amount fwp Fuel adhesion amount fc In-cylinder inflow fuel amount Rp Port adhesion rate Pp Port residual rate Tw Port wall temperature Twh Port wall temperature correction amount fi 0 Basic injection amount Δfi Transient increase / decrease amount Tang Thermostat opening

Claims (4)

吸気ポートに燃料を噴射する燃料噴射弁と、
各気筒のポート壁面温度が等しくなるように前記ポート壁面温度を気筒毎に制御するポート壁面温度制御手段と、
前記ポート壁面温度に基づいて、吸気ポートに付着するポート付着燃料量を推定するポート付着燃料量推定手段と、
前記ポート付着燃料量に基づいて、前記燃料噴射弁における燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。 A fuel injection valve for injecting fuel into the intake port;
Port wall surface temperature control means for controlling the port wall surface temperature for each cylinder so that the port wall surface temperature of each cylinder becomes equal;
Based on the port wall surface temperature, a port attached fuel amount estimating means for estimating a port attached fuel amount attached to the intake port;
Fuel injection amount calculation means for calculating a fuel injection amount in the fuel injection valve based on the port attached fuel amount;
A fuel control apparatus for an internal combustion engine, comprising: 前記ポート壁面温度制御手段は、冷却水温に基づいて、気筒毎に前記ポート壁面温度を制御することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の燃料制御装置。 Said port wall temperature control means, based on the coolant temperature, fuel control system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the controller controls the port wall surface temperature for each cylinder. 前記ポート壁面温度制御手段は、サーモスタット開度に基づいて、気筒毎に前記ポート壁面温度を制御することを特徴とする請求項１または２記載の内燃機関の燃料制御装置。 The fuel control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the port wall surface temperature control means controls the port wall surface temperature for each cylinder based on a thermostat opening. 前記ポート付着燃料量推定手段は、
前記燃料噴射弁による燃料噴射量のうち吸気ポートに付着する割合を表したポート付着率を取得するポート付着率取得手段と、
吸気ポートに付着した燃料量のうち付着した状態で残留する割合を表したポート残留率を取得するポート残留率取得手段と、を含み、
前記ポート付着率、および前記ポート残留率に基づいて、前記ポート付着燃料量を気筒毎に推定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項記載の内燃機関の燃料制御装置。 The port adhering fuel amount estimating means includes:
Port adhesion rate acquisition means for acquiring a port adhesion rate that represents a rate of adhesion to the intake port of the fuel injection amount by the fuel injection valve;
Port residual ratio acquisition means for acquiring a port residual ratio that represents a ratio of the fuel amount attached to the intake port remaining in the attached state,
Said port adhesion rate, and on the basis of the port remaining constant, the fuel control apparatus according to any one of the internal combustion engine according to claim 1, wherein the estimating the port adherent fuel amount for each cylinder.
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