JPH01271622A - Device for controlling fuel injection quantity of internal combustion engine with egr device - Google Patents

Device for controlling fuel injection quantity of internal combustion engine with egr device

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JPH01271622A
JPH01271622A JP63098873A JP9887388A JPH01271622A JP H01271622 A JPH01271622 A JP H01271622A JP 63098873 A JP63098873 A JP 63098873A JP 9887388 A JP9887388 A JP 9887388A JP H01271622 A JPH01271622 A JP H01271622A
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Japan
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amount
fuel
internal combustion
combustion engine
egr
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Application number
JP63098873A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinji Ikeda
愼治 池田
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Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F02D41/0065Specific aspects of external EGR control
    • F02D41/0072Estimating, calculating or determining the EGR rate, amount or flow

Abstract

PURPOSE:To conform an air-fuel ratio with a target air-fuel ratio by estimating the new-air partial pressure and exhaust-gas partial pressure of a mixture based on a recirculating exhaust gas quantity estimated from the behavior of an EGR value, the engine speed of an internal combustion engine, a pressure inside an intake air passage, and a new air temperature. CONSTITUTION:A first estimating means M8 estimates an exhaust gas quantity recirculated into an intake air passage M2 from the behavior of the EGR value of an EGR device M3 which is estimated by a behavior estimating means M7. Then, a second estimating means M9 estimates the new-air partial pressure and an exhaust-gas partial pressure of a mixture based on the estimated recirculating exhaust gas quantity, the engine speed of an internal combustion engine M5 detected by an operating condition detecting means M6, a pressure inside the intake air passage and an intake air temperature. From these, a new air quantity taken into a cylinder at the time of an intake stroke is calculated by a calculating means M10, and a corresponding fuel quantity is calculated by a calculating means M11. Thereby, an air-fuel ratio can be conformed with a target air fuel ratio.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、排気を吸気系に還流させるEGR装置(即ち
、排気再循環装置)を備えた内燃機関のシリンダ内に供
給される燃料混合気が所望の燃空比となるよう燃料噴射
弁からの燃料噴射量を制御するEGR装置付内燃機関の
燃料噴射量制御装置に関する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to a fuel mixture supplied into the cylinder of an internal combustion engine equipped with an EGR device (i.e., an exhaust gas recirculation device) that recirculates exhaust gas to the intake system. The present invention relates to a fuel injection amount control device for an internal combustion engine with an EGR device, which controls the amount of fuel injection from a fuel injection valve so that the fuel-air ratio becomes a desired fuel-air ratio.

[従来の技術] 従来車両用内燃機関においては、通常、排気中の有害成
分であるHC,Go、NOXを浄化するための三元触媒
が排気系に備えられている。またこの種の内燃機関では
、三元触媒による排気の浄化効率を良好な状態に維持す
るために、内燃機関に供給される燃料混合気の燃空比が
目標燃空比(通常、空気過剰率1)となるよう燃料噴射
弁からの燃料噴射量を制御する燃料噴射量制御装置が備
えられている。
[Prior Art] In conventional internal combustion engines for vehicles, the exhaust system is usually equipped with a three-way catalyst for purifying harmful components HC, Go, and NOX in the exhaust gas. In addition, in this type of internal combustion engine, in order to maintain the exhaust purification efficiency of the three-way catalyst in a good state, the fuel-air ratio of the fuel mixture supplied to the internal combustion engine is set to the target fuel-air ratio (usually the excess air ratio). 1) A fuel injection amount control device is provided that controls the amount of fuel injection from the fuel injection valve so as to achieve the following.

またこの燃料噴射量制御装置の一つとして、従来より、
内燃機関の回転速度とスロットルバルブより下流の吸気
通路内部の圧力(以下、吸気圧という。)とに基づき内
燃機関の負荷に応じた基本燃料噴射量を求め、その基本
燃料噴射量を、排気中の酸素濃度から燃空比を検出する
酸素センサの検出結果に応じて補正し、燃料噴射弁から
の燃料噴射量を決定するよう構成されたものが知られて
いる。
In addition, as one of the fuel injection amount control devices, conventionally,
The basic fuel injection amount according to the load of the internal combustion engine is determined based on the rotational speed of the internal combustion engine and the pressure inside the intake passage downstream of the throttle valve (hereinafter referred to as intake pressure), and the basic fuel injection amount is It is known that the fuel-air ratio is corrected according to the detection result of an oxygen sensor that detects the fuel-air ratio from the oxygen concentration of the fuel-air ratio, and determines the amount of fuel injected from the fuel injection valve.

一方内燃機関には、排気に含まれるNOx成分を低減す
るため、排気を吸気系に還流させ、燃料の最高燃焼温度
を低下するEGR装置を備えたものがある。
On the other hand, some internal combustion engines are equipped with an EGR device that recirculates the exhaust gas to the intake system and lowers the maximum combustion temperature of the fuel in order to reduce NOx components contained in the exhaust gas.

ところでEGR装置を備えた内燃機関では、EGR装置
の動作によって排気が吸気通路に還流されると、燃料噴
射量制御装置で内燃機関の回転速度と吸気圧とから求め
られる基本燃料噴射量が内燃機関の負荷に応じた値とな
らず、燃空比が目標燃空比から大きくずれるといったこ
とがある。つまり上記のように内燃機関の回転速度と吸
気圧とから基本燃料噴射量を算出する燃料噴射量制御装
置では、EGR装置が動作して排気が吸気通路に還流さ
れると、吸気圧がEGR装置により還流された排気とス
ロットルバルブを介して流入する空気(以下、新気とい
う)との混合量に対応した値となって、これに基づき算
出される基本燃料噴射量が新気量に対して多くなりすぎ
、燃空比が目標燃空比から大きくずれてしまうのである
By the way, in an internal combustion engine equipped with an EGR device, when exhaust gas is recirculated to the intake passage by the operation of the EGR device, the basic fuel injection amount determined from the rotational speed and intake pressure of the internal combustion engine is controlled by the fuel injection amount control device. In some cases, the fuel-air ratio does not correspond to the load, and the fuel-air ratio deviates significantly from the target fuel-air ratio. In other words, in the fuel injection amount control device that calculates the basic fuel injection amount from the rotational speed of the internal combustion engine and the intake pressure as described above, when the EGR device operates and exhaust gas is recirculated to the intake passage, the intake pressure changes to the EGR device. The value corresponds to the amount of mixture of the exhaust gas recirculated by the exhaust gas and the air flowing in through the throttle valve (hereinafter referred to as fresh air), and the basic fuel injection amount calculated based on this value is based on the amount of fresh air. If the amount increases too much, the fuel-air ratio will deviate greatly from the target fuel-air ratio.

そこで従来では、EGR装置作動時には、内燃機関の回
転速度と吸気圧とからEGR装置を介して吸気通路に還
流される排気量(以下、EGR量ともいう。)に応じた
基本燃料噴射量の補正値を求め、この補正値により基本
燃料噴射量を補正し、その補正された値を基本燃料噴射
量として燃料噴射制御を実行することが考えられている
。また車両が低地から高地に移動して大気圧が変化する
と、それに応じてEGRIが変動するので、基本燃料噴
射量の補正値のマツプを大気圧毎に複数個用意し、補正
値を求める際には補正値算出用のマツプを大気圧に応じ
て切り替えて使用するように構成することも考えられて
いる(例えば特開昭61−8443号)。
Therefore, conventionally, when the EGR device is activated, the basic fuel injection amount is corrected according to the amount of exhaust gas that is recirculated to the intake passage via the EGR device (hereinafter also referred to as EGR amount) based on the rotational speed of the internal combustion engine and the intake pressure. It has been considered to calculate the value, correct the basic fuel injection amount using this correction value, and execute fuel injection control using the corrected value as the basic fuel injection amount. In addition, when the vehicle moves from a lowland to a highland and the atmospheric pressure changes, EGRI changes accordingly, so prepare multiple maps of correction values for the basic fuel injection amount for each atmospheric pressure, and use them when calculating the correction value. It has also been considered to use a map for calculating correction values that is switched depending on the atmospheric pressure (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 8443/1983).

[発明が解決しようとする課題] ところが上記のように内燃機関の回転速度と吸気圧とか
ら基本燃料噴射量を求め、EGR装置作動時にはその基
本燃料噴射量を更に内燃機関の回転速度と吸気圧とから
求められる補正値により補正し、燃料噴射制御を行なう
装置では、EGRi置作装中の内燃機関の過渡運転時、
或はEGR装置の動作開始後或は動作停止後しばらくの
間、燃空比の制御精度が著しく低下するといった課題が
あった。
[Problems to be Solved by the Invention] However, as described above, the basic fuel injection amount is determined from the rotational speed and intake pressure of the internal combustion engine, and when the EGR system is activated, the basic fuel injection amount is further calculated based on the rotational speed and intake pressure of the internal combustion engine. In a device that performs fuel injection control by correcting with a correction value obtained from
Another problem is that the control accuracy of the fuel-air ratio deteriorates significantly for a while after the EGR device starts operating or stops operating.

これはEGR装置によって還流された排気が内燃機関の
シリンダ内に流入するまでに時間がががるためと、EG
R装置のEGR弁の応答遅れとによる。即ち燃料噴射弁
からの燃、料噴射量としては、内燃機関のシリンダ内に
流入する燃料混合気が目標燃空比となるよう、内燃機関
のシリンダ内に流入する新気量に応じて設定できればよ
いのであるが、従来では、単に内燃機関の回転速度と吸
気圧とに基づき排気と新気との混合気に対応した燃料噴
射量を求め、その値からEGR量に対応した燃料噴射量
を減量補正することで内燃機関への燃料噴射量を算出す
るよう構成され、排気と新気との混合気が実際に内燃機
関のシリンダ内に流入する迄の時間遅れ及びEGR弁の
応答遅れが全く考慮されていなかったので、EGR装置
作動時に内燃  。
This is because it takes time for the exhaust gas recirculated by the EGR device to flow into the cylinder of the internal combustion engine.
This is due to the response delay of the EGR valve of the R device. In other words, the amount of fuel injected from the fuel injection valve can be set according to the amount of fresh air flowing into the cylinders of the internal combustion engine so that the fuel mixture flowing into the cylinders of the internal combustion engine has the target fuel-air ratio. However, in the past, the fuel injection amount corresponding to the mixture of exhaust gas and fresh air was simply determined based on the rotational speed of the internal combustion engine and the intake pressure, and from that value, the fuel injection amount was reduced in accordance with the EGR amount. The system is configured to calculate the amount of fuel to be injected into the internal combustion engine through the correction, taking into account the time delay until the mixture of exhaust gas and fresh air actually flows into the cylinder of the internal combustion engine, and the response delay of the EGR valve. Because the EGR system was not installed, internal combustion occurred when the EGR system was activated.

機関が過渡運転され、EGR量が急変した場合や、EG
R装置の動作開始時、或は動作停止時の燃料噴射量が、
内燃機関のシリンダ内に実際に流入する新気量に対応し
た値とならず、燃空比が目標燃空比から大きくずれてし
まうのである。
If the engine is operated transiently and the EGR amount changes suddenly, or if the EGR
The fuel injection amount when the R device starts operating or stops operating is
The value does not correspond to the amount of fresh air actually flowing into the cylinders of the internal combustion engine, and the fuel-air ratio deviates significantly from the target fuel-air ratio.

上述した課題を解決するものとして、本願出願人は、特
願昭62−209772号等により、還流される排気の
流入遅れを考慮した発明や提案を為した。しかしこれら
の発明や提案は、EGR弁の応答遅れをも考慮したもの
とは言い難かった。
In order to solve the above-mentioned problems, the applicant of the present application has made inventions and proposals in Japanese Patent Application No. 62-209772 that take into consideration the inflow delay of the recirculated exhaust gas. However, it is difficult to say that these inventions and proposals take into consideration the response delay of the EGR valve.

そこで本発明は、EGR装置の動作状態或は内燃機関の
運転状態に影響されず、常に内燃機関のシリンダ内に流
入する新気量に対応して燃料噴射弁からの燃料噴射量を
制御することができるEGR装置付内燃機関の燃料噴射
量制御装置を提供することを目的としてなされた。
Therefore, the present invention has a method of controlling the amount of fuel injected from the fuel injection valve in accordance with the amount of fresh air that always flows into the cylinder of the internal combustion engine without being affected by the operating state of the EGR device or the operating state of the internal combustion engine. The purpose of this invention is to provide a fuel injection amount control device for an internal combustion engine equipped with an EGR device.

[課題を解決するための手段] 即ち上記目的を達するためになされた本発明の構成は、
第1図に例示する如く、 排気をスロットルバルブM1より下流の吸気通路M2に
還流させるEGR装置M3を備え、該EGR装置M3に
より還流された排気と上記スロットルバルブM1を介し
て流入する新気との混合気がシリンダM4内に吸入され
るEGR装置付内燃機関M5の燃料噴射量制御装置であ
って、上記内燃機関M5の回転速度ω、上記吸気通路M
2内部の圧力P1及び上記スロットルバルブM1を介し
て流入する新気の温度7−iを検出する運転状態検出手
段M6と、 少なくとも上記運転状態検出手段M6で検出された内燃
機関M5の吸気通路M2内部の圧力Pに基づき上記EG
R装置M3のEGRバルブの挙動を挙動推定手段M7に
より捉え、このEGRバルブの挙動から上記吸気通路M
2に還流される排気の量meを推定する第1の推定手段
M8と、該第1の推定手段M8で推定された排気量me
と、上記運転状態検出手段M6で検出された内燃機関M
5の回転速度ω、吸気通路M2内部の圧力P、及び新気
温度Tiとに基づ゛き、上記吸気通路M2内に存在する
混合気の新気分圧Pi及び排気分圧peを推定する第2
の推定手段M9と、該第2の推定手段M9で推定された
新気分圧P:及び排気分圧Peから、吸気行程時にシリ
ンダM4内に吸入される新気量mcを算出する新気間算
出手段MIOと、 該新気間算出手段M10で算出された新気量mCと予め
設定された目標燃空比λrとを乗算して、吸気行程時に
上記シリンダM4内に供給すべき燃料量me・λrを算
出する燃料量算出手段M11と、 該算出された燃料i1mc・λrに応じて燃料噴射弁M
12を駆動し、燃料供給を行なう燃料噴射制御手段M1
3と、 を備えたことを特徴とするEGR装置付内燃機関の燃料
噴射量制御装置を要旨としている。
[Means for solving the problem] That is, the configuration of the present invention made to achieve the above object is as follows:
As illustrated in FIG. 1, it is equipped with an EGR device M3 that recirculates exhaust gas to the intake passage M2 downstream from the throttle valve M1, and combines the exhaust gas recirculated by the EGR device M3 with fresh air flowing in through the throttle valve M1. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine M5 equipped with an EGR device in which a mixture of air and air is taken into a cylinder M4, the rotational speed ω of the internal combustion engine M5, the intake passage M
2 an operating state detecting means M6 for detecting an internal pressure P1 and a temperature 7-i of fresh air flowing in through the throttle valve M1; and an intake passage M2 of the internal combustion engine M5 detected by at least the operating state detecting means M6. Based on the internal pressure P, the above EG
The behavior of the EGR valve of the R device M3 is captured by the behavior estimation means M7, and from the behavior of the EGR valve, the above-mentioned intake passage M
a first estimating means M8 for estimating the amount me of exhaust gas recirculated to
and the internal combustion engine M detected by the operating state detection means M6.
5, the pressure P inside the intake passage M2, and the fresh air temperature Ti. 2
fresh air pressure calculation for calculating the fresh air amount mc sucked into the cylinder M4 during the intake stroke from the fresh partial pressure P estimated by the second estimation means M9 and the exhaust partial pressure Pe. The means MIO multiplies the fresh air amount mC calculated by the fresh air interval calculation means M10 by a preset target fuel-air ratio λr to determine the fuel amount me・ to be supplied into the cylinder M4 during the intake stroke. A fuel amount calculation means M11 that calculates λr, and a fuel injection valve M according to the calculated fuel i1mc·λr.
Fuel injection control means M1 that drives 12 and supplies fuel.
3, and a fuel injection amount control device for an internal combustion engine equipped with an EGR device.

ここで、第1の推定手段M8の挙動推定手段M7は、内
燃機関M5の吸気通路M2内部の圧力Pに基づきEGR
装置M3のEGRバルブの挙動を捉える(推定する)も
のであればよく、吸気通路M2内部の圧力Pに関連させ
てEGRバルブのリフト量を推定するよう構成すること
等が考えられる。
Here, the behavior estimating means M7 of the first estimating means M8 performs EGR estimation based on the pressure P inside the intake passage M2 of the internal combustion engine M5.
Any device that captures (estimates) the behavior of the EGR valve of the device M3 may be used, and it may be configured to estimate the lift amount of the EGR valve in relation to the pressure P inside the intake passage M2.

次に第2の推定手段M9は、上記第1の推定手段M8で
推定されたEGR量meと、運転状態検出手段M6で検
出された回転速度ω、吸気圧P1及び新気温度Tiとか
ら、吸気通路M2内に存在する混合気の新気分圧Pi及
び排気分圧Peを推定するためのもので、後述のように
新気及び排気の質量保存式と内燃機関におけるエネルギ
ー保存則とから求められる、新気分圧P1と排気分圧P
eとを状態変数とする状態方程式に基づき設計すること
ができる。
Next, the second estimating means M9 calculates, from the EGR amount me estimated by the first estimating means M8, the rotational speed ω, the intake pressure P1 and the fresh air temperature Ti detected by the operating state detecting means M6. This is for estimating the fresh partial pressure Pi of the air-fuel mixture existing in the intake passage M2 and the exhaust partial pressure Pe, which are determined from the mass conservation equation for fresh air and exhaust gas and the energy conservation law for internal combustion engines, as described later. , new partial pressure P1 and exhaust partial pressure P
It can be designed based on a state equation in which e is a state variable.

また新気量篩出手段MIOは、上記第2の推定手段M9
で推定された吸気通路M2内での新気分圧Pi及び排気
分圧Peから、吸気行程時にシリンダM4内に流入する
新気量mcを算出するためのもので、後述のように内燃
機関におけるエネルギー保存則から求められる演剛式に
より構成することができる。
Further, the fresh air amount sieving means MIO includes the second estimating means M9.
This is to calculate the amount of fresh air flowing into the cylinder M4 during the intake stroke from the fresh partial pressure Pi in the intake passage M2 and the exhaust partial pressure Pe estimated in It can be constructed using a rigid expression obtained from conservation laws.

次に燃料噴射制御手段M13は、内燃機関M5の吸気行
程時に、燃料量算出手段M11で算出された量の燃料が
内燃機関M5のシリンダM4内に流入するよう燃料噴射
弁M12を駆動し、燃料噴射制御を行なうもので、内燃
機関M2の吸気行程毎に上記算出された燃料量に応じた
時間燃料噴射弁M12を開弁するよう構成すればよい。
Next, the fuel injection control means M13 drives the fuel injection valve M12 so that the amount of fuel calculated by the fuel amount calculation means M11 flows into the cylinder M4 of the internal combustion engine M5 during the intake stroke of the internal combustion engine M5. The fuel injection valve M12 may be configured to perform injection control, and to open the fuel injection valve M12 for a time corresponding to the calculated fuel amount in each intake stroke of the internal combustion engine M2.

尚この場合、燃料噴射弁M12から噴射された燃料はそ
のまま全て内燃機関M2のシリンダM4内に流入せず、
その一部は吸気通路M2内に付着し、また吸気通路M2
内部で蒸発燃料として残ることから、その付着燃料量や
蒸発燃料量等を考慮して、燃料噴射弁M12からの燃料
噴射量(即ち燃料噴射弁M12の開弁時間)を制御する
ことが望まれる。
In this case, all of the fuel injected from the fuel injection valve M12 does not directly flow into the cylinder M4 of the internal combustion engine M2;
A part of it adheres to the inside of the intake passage M2, and also
Since it remains as evaporated fuel inside, it is desirable to control the amount of fuel injected from the fuel injection valve M12 (i.e., the opening time of the fuel injection valve M12) by considering the amount of adhering fuel, the amount of evaporated fuel, etc. .

上記第2の推定手段M9を構成するための物理モデルは
、次のように求めることができる。
A physical model for configuring the second estimating means M9 can be obtained as follows.

まずEGR装置M3を介して吸気通路M2に還流される
排気とスロットルバルブM1を介して吸気通路M2に流
入する新気とが吸気通路M2内部でサージタンクにより
均一に混合されるものと仮定すると、吸気通路M2内部
での新気量の変化は、新気の質量保存式により次式(1
)の如く記述できる。
First, it is assumed that the exhaust gas recirculated to the intake passage M2 via the EGR device M3 and the fresh air flowing into the intake passage M2 via the throttle valve M1 are uniformly mixed by the surge tank inside the intake passage M2. The change in the amount of fresh air inside the intake passage M2 is expressed by the following formula (1
) can be written as follows.

V/Ci 2− d Pi/d t=’hnt −’?
nc−(1)(但し、■:スロットルバルブからシリン
ダ迄の吸気通路内容積、C1:新気中の音速、Pi:新
気分圧、柘t:スロットルバルプから吸気通路への新気
流量、’tnc:吸気通路からシリンダへの新気流量) 同様に、吸気通路M2内部での排気量(即ちEGR量)
の変化は、排気の質量保存式により次式(2)の如く記
述できる。
V/Ci 2- d Pi/d t='hnt-'?
nc-(1) (However, ■: Internal volume of the intake passage from the throttle valve to the cylinder, C1: Speed of sound in fresh air, Pi: Fresh partial pressure, TS: Flow rate of fresh air from the throttle valve to the intake passage, ' tnc: Fresh air flow rate from the intake passage to the cylinder) Similarly, the exhaust amount inside the intake passage M2 (i.e. EGR amount)
The change in can be described as shown in the following equation (2) using the exhaust mass conservation equation.

V/ Ce 2− d pe/d t−′rne−Tr
+ce−(2)(但し、Ce:排気中の音速、Pe:排
気分圧、’hle:EGR装置から吸気通路への排気流
量、’)nce:吸気通路からシリンダへの排気流量)
一方、吸気行程時にシリンダM4内に流入する新気量を
mc 、同じく排気量をm Ce、スロットルバルブM
1を介して吸気通路M2に流入する新気の温度をTi 
、E<3R装置M3を介して吸気通路M2内に還流され
る排気温度Te、シリンダ壁面からの伝熱量をqwとし
、内燃機関M5の吸気行程においてエネルギー保存則を
適用すると、吸気行程時にピストンが上死点から下死点
に移動する間にシリンダM12内に蓄えられるエネルギ
ー(即ちピストンが下死点に移動したときのエネルギー
とピストンが上死点にあるときのエネルギーの差)は、
吸気行程時にシリンダM4内に流入する混合気(即ち新
気及び排気)が持つエネルギーとシリンダ壁面壁面から
受ける熱量の和からピストン移動による損失分を差し引
いたものに等しいことから、次式(3)の如く記述でき
る。
V/ Ce 2- d pe/d t-'rne-Tr
+ce-(2) (Ce: Sound velocity during exhaust, Pe: Exhaust partial pressure, 'hle: Exhaust flow rate from the EGR device to the intake passage, ')nce: Exhaust flow rate from the intake passage to the cylinder)
On the other hand, the amount of fresh air flowing into cylinder M4 during the intake stroke is mc, the displacement is mCe, and the throttle valve M
The temperature of fresh air flowing into the intake passage M2 through Ti
,E The energy stored in the cylinder M12 while moving from top dead center to bottom dead center (i.e. the difference between the energy when the piston moves to bottom dead center and the energy when the piston is at top dead center) is:
Since it is equal to the sum of the energy of the air-fuel mixture (that is, fresh air and exhaust gas) flowing into cylinder M4 during the intake stroke and the amount of heat received from the cylinder wall surface minus the loss due to piston movement, the following equation (3) is obtained. It can be written as follows.

(1/Kc−1) φP−Vc−(1/Kr−1) +
1Pr −Vt= (Ki/K1−1)・Ri ′・T
i  −mc+ (Kr/K 1−1) φRe −T
e −mce+qW −f:j P −dV     
  ・・・(3)(但し、P:吸気通路内の圧力(即ち
吸気圧)、Prニジリンダ内残留ガス圧力、■=吸気通
路容積、vt :ピストン上死点でのシリンダ容積、■
C:ピストン下死点でのシリンダ容積、R1:新気(即
ち大気)のガス定数、Re:排気のガス定数、KC:混
合気の比熱比、Kr:残留ガス(=排気)の比熱比、K
i :新気の比熱比) 上記(3)式において、吸気圧Pを同一として、新気温
度Tiが基準温度TiOで、EGR装置M3による排気
の還流がなされていないとき(即ちmCe−Q)のシリ
ンダ内への新気の流入!mc @mCOとすると、上式
(3)は次式(4)の如くなる。
(1/Kc-1) φP-Vc-(1/Kr-1) +
1Pr -Vt= (Ki/K1-1)・Ri'・T
i −mc+ (Kr/K 1-1) φRe −T
e −mce+qW −f:j P −dV
...(3) (However, P: Pressure in the intake passage (i.e. intake pressure), Pr residual gas pressure in the cylinder, ■=Intake passage volume, vt: Cylinder volume at the piston top dead center, ■
C: Cylinder volume at piston bottom dead center, R1: Gas constant of fresh air (i.e., atmosphere), Re: Gas constant of exhaust gas, KC: Specific heat ratio of air-fuel mixture, Kr: Specific heat ratio of residual gas (=exhaust gas), K
i: specific heat ratio of fresh air) In the above equation (3), when the intake pressure P is the same, the fresh air temperature Ti is the reference temperature TiO, and the exhaust gas is not recirculated by the EGR device M3 (i.e. mCe-Q) Fresh air flows into the cylinder! When mc @mCO, the above equation (3) becomes the following equation (4).

(1/KC’−1)−P−VC −(1/K 1−1) ・Pr’ ・V t= (Ki
/K1−1)・Ri  −Tio−mc。
(1/KC'-1)-P-VC-(1/K 1-1) ・Pr' ・V t= (Ki
/K1-1)・Ri-Tio-mc.

+QW −f、’、’ P−dV      ・・・(
4)ここで上式(4)において、KC’=KCSPr’
=prとし、両辺を夫々(3)式の両辺から差し引くと
、次式(5)が得られる。
+QW -f,','P-dV...(
4) Here, in the above formula (4), KC'=KCSPr'
=pr and subtracting both sides from both sides of equation (3), the following equation (5) is obtained.

(Ki /K1−1> ・Ri  ・Ti  −mc+
 (Kr /Kr−1) ・Re −Te −mce=
 (Ki /K1−1 ) ・Ri  −Tio−mc
o−(5)一方、吸気通路M2での新気1mcの容積を
Viとすると、排気量meの容積もViであるから、シ
リンダM4内に流入する新気及び排気のエネルギーは、
各々、次式(6)及び(7)の如く記述できる。
(Ki /K1-1> ・Ri ・Ti −mc+
(Kr /Kr-1) ・Re −Te −mce=
(Ki /K1-1) ・Ri-Tio-mc
o-(5) On the other hand, if the volume of 1 mc of fresh air in the intake passage M2 is Vi, the volume of the displacement me is also Vi, so the energy of the fresh air and exhaust gas flowing into the cylinder M4 is:
Each can be described as shown in the following equations (6) and (7).

pi−Vi=mc−Ri  −T   ・・16)Pe
・■i=mCe−Re−T ・・・(7)従って上式(
6)及び(7)から、シリンダM4内に流入する排気5
1mceは、次式(8)の如く記述できる。
pi-Vi=mc-Ri-T...16) Pe
・■i=mCe-Re-T...(7) Therefore, the above formula (
6) and (7), the exhaust gas 5 flowing into the cylinder M4
1mce can be written as in the following equation (8).

mce−mc  (Ri  −Pe /Re ΦPi 
) ・・・(8)この(8)式を上記(5)式に代入す
ると、次式(9)が得られる。
mce-mc (Ri-Pe /Re ΦPi
)...(8) By substituting this equation (8) into the above equation (5), the following equation (9) is obtained.

mc ((Kr /Kr−1> ・Ri −Ti +(
Kr /Kr−1) Re * Te ・(Ri /R
e )(Pe/Pi ))= (Ki /K1−1) 
・Ri  −Ti0− mco−(9) そしてこの(9)式を整理すると、吸気行程時にシリン
ダM4内に流入する新気量mCを求めるための次式(1
0)が得られる。
mc ((Kr /Kr-1> ・Ri −Ti +(
Kr /Kr-1) Re * Te ・(Ri /R
e)(Pe/Pi))=(Ki/K1-1)
・Ri −Ti0− mco− (9) Then, rearranging this equation (9), the following equation (1
0) is obtained.

mc =mco/ ((Ti /Tio> +Kr  
(Ki−1)Te −Pe/Ki  (Kr−1>Ti
o−Pi )  ・・・尚上記新気量算出手段M10は
この(10)式を用いて構成することができる。
mc =mco/ ((Ti /Tio> +Kr
(Ki-1)Te −Pe/Ki (Kr-1>Ti
o-Pi) ...The fresh air amount calculation means M10 can be configured using this equation (10).

次に内燃機関M5の回転速度をωとし、1吸気行程を1
80degとすると、吸気行程の時間6丁は、 ΔT=30/ω        ・・・(11)となる
。また上記(1)式において、 Pi  (k+1 >=Pi  (t+八へ) ・・・
(12)Pi  (k ) =Pi  (t)    
  ・・・(13)とすると(1)式は次式(14)の
如く記述できる。
Next, let the rotational speed of the internal combustion engine M5 be ω, and one intake stroke is 1
If it is 80deg, the intake stroke time is ΔT=30/ω (11). In addition, in the above formula (1), Pi (k+1 >= Pi (to t+8)...
(12) Pi (k) = Pi (t)
...(13), then equation (1) can be written as the following equation (14).

Pi (k+1 ) =Pi (k)+ (Ci 2/
V) f、”’箱・dt  (Ci 2/V) ft″
’tr+c −d t−(14)また上式(14)にお
いて、 f:4′Ltnc −dt =mc (k)     
−(15)を伽t−dt=30和t (k)/ω(k)
・・・(16)となる。従ってこの(15)及び(16
)式から、(14)式(即ち(1)式は、次式(17)
の如く記述できる。
Pi (k+1) = Pi (k)+ (Ci 2/
V) f, "'Box・dt (Ci 2/V) ft"
'tr+c -d t- (14) Also, in the above equation (14), f:4'Ltnc -dt =mc (k)
−(15) is t−dt=30sum t(k)/ω(k)
...(16). Therefore, these (15) and (16)
), equation (14) (i.e., equation (1) becomes the following equation (17)
It can be written as follows.

Pi  (k+1 ) −pi  (k)+3Q−Ci
 2−’)nt(k)/V”(i) (k)−Ci 2
 −mC(k)/V−(17)一方上記(2)式におい
て、 Pe  (k+1)=Pe  (t+Δt )   −
(1B>Pe  (k)=Pe  (t)      
 −(19)とするとく2)式は次式(20)の如く記
述できる。
Pi (k+1) -pi (k)+3Q-Ci
2-')nt(k)/V”(i) (k)-Ci 2
-mC(k)/V- (17) On the other hand, in the above equation (2), Pe (k+1)=Pe (t+Δt) -
(1B>Pe (k)=Pe (t)
-(19), equation 2) can be written as the following equation (20).

Pe (k+1)−Pe (k)+ (Ce 2 /V
) e””h>e−dt −(Ci 2/V) f、”
慟ce−dt  ・(20)また上式(20)において
、 f:”rne −dt =me (k)     −(
21)、/””’1nce −d t  =mce  
          −(22)となる。従ってこの(
21)及び(22)式から、(20)式(即ち(2)式
)は、次式(23)の如く記述できる。
Pe (k+1)−Pe (k)+ (Ce 2 /V
) e""h>e-dt - (Ci 2/V) f,"
ce-dt ・(20) Also, in the above equation (20), f:”rne-dt =me (k) −(
21), /””'1nce −d t =mce
−(22). Therefore this (
From equations (21) and (22), equation (20) (ie, equation (2)) can be written as shown in equation (23) below.

Pe  (k+1)=l)e  (k)+Ce 2−m
e (k)/V−Ce 2− mce (k)/V  
  −(23)従って上式(17)、(23) 、及び
(8)により、第2の推定手段M9を構成するための新
気分圧Piと排気分圧peとを状態変数とする状態方程
式が次式(24)の如く得られる。
Pe (k+1)=l)e (k)+Ce 2-m
e (k)/V-Ce 2-mce (k)/V
-(23) Therefore, from the above equations (17), (23), and (8), a state equation with fresh partial pressure Pi and exhaust partial pressure pe as state variables for configuring the second estimating means M9 can be obtained. It is obtained as shown in the following equation (24).

また、P (k)=Pi  (k)+Pe  (k)・
(25)の状態方程式が成立する。
Also, P (k)=Pi (k)+Pe (k)・
The state equation (25) is established.

[作用] このように構成された本発明の燃料噴射量制御装置にお
いては、第1の推定手段M8が、少なくとも吸気圧Pを
用いてEGR装置M3のEGRパルプの挙動を挙動推定
手段M7により捉え、このEGRバルブの挙動からEG
R装置M3を介して吸気系に還流される排気m(即ちE
GR量)meを推定し、第2の推定手段M9がその推定
されたE G R最meと、運転状態検出手段M6で検
出された内燃機関M5の回転速度ω、吸気圧P及び新気
温度Tiから吸気系内部での新気分圧Pi及び排気分圧
Peを推定する。すると新気間算出手段M’IOが、第
2の推定手段M9の推定結果、即ち吸気行程時に内燃機
関M5のシリンダM4内に流入する新気量mcを算出し
、燃料量算出手段M11がその算出された新気量mcと
予め設定された目標燃空比λrとを乗算して、吸気行程
時にシリンダM4内に供給すべき燃料量を算出する。そ
して燃料噴射制御手段M13がその算出された燃料量に
応じて燃料噴射弁12を駆動し、燃料噴射制御を実行す
る。
[Operation] In the fuel injection amount control device of the present invention configured as described above, the first estimating means M8 uses at least the intake pressure P to capture the behavior of the EGR pulp of the EGR device M3 using the behavior estimating means M7. , From the behavior of this EGR valve, the EGR
Exhaust gas m (i.e. E
The second estimating means M9 estimates the estimated EGR amount, the rotational speed ω of the internal combustion engine M5, the intake pressure P, and the fresh air temperature detected by the operating state detecting means M6. A new partial pressure Pi inside the intake system and an exhaust partial pressure Pe are estimated from Ti. Then, the fresh air space calculating means M'IO calculates the estimation result of the second estimating means M9, that is, the fresh air amount mc flowing into the cylinder M4 of the internal combustion engine M5 during the intake stroke, and the fuel amount calculating means M11 calculates the fresh air amount mc flowing into the cylinder M4 of the internal combustion engine M5 during the intake stroke. The calculated amount of fresh air mc is multiplied by a preset target fuel-air ratio λr to calculate the amount of fuel to be supplied into the cylinder M4 during the intake stroke. Then, the fuel injection control means M13 drives the fuel injection valve 12 according to the calculated fuel amount to execute fuel injection control.

[実施例] 以下本発明の実施例を図面と共に説明する。[Example] Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

まず第2図は本発明が適用されたEGR装置付内燃機関
2及びその周辺装置の構成を表す概略構成図である。
First, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an internal combustion engine 2 with an EGR device and its peripheral devices to which the present invention is applied.

図において4はエアクリーナ6を介して空気を吸入する
吸気管を表し、この吸気管4には、吸気通路4a内へ流
入する新気量をυtmlするためのスロットルバルブ8
、吸気の脈動を抑えるためのサージタンク10、その内
部の圧力(吸気圧力)Pを検出する吸気圧センサ12、
スロットルバルブ8を介して吸気通路4a内に流入する
新気の温度Tiを検出する新気量センサ14及びスロッ
トルバルブ8の開度を検出するスロットル開度センサ1
6が備えられている。
In the figure, numeral 4 represents an intake pipe that sucks air through an air cleaner 6, and this intake pipe 4 has a throttle valve 8 for reducing the amount of fresh air flowing into the intake passage 4a by υtml.
, a surge tank 10 for suppressing intake pulsation, an intake pressure sensor 12 for detecting the internal pressure (intake pressure) P,
A fresh air amount sensor 14 that detects the temperature Ti of fresh air flowing into the intake passage 4a through the throttle valve 8, and a throttle opening sensor 1 that detects the opening of the throttle valve 8.
6 is provided.

一方18は排気管で、排気中の酸素濃度から内燃機関2
のシリンダ2a内に流入した燃料混合気の燃空比λを検
出するための酸素センサ20や、排気を浄化するための
三元触媒コンバータ22が備えられている。また排気管
18には、内燃機関暖機後の所定運転条件下で排気をサ
ージタンク10に還流させるEGR装置24が設けられ
ている。
On the other hand, 18 is an exhaust pipe, and from the oxygen concentration in the exhaust gas, the internal combustion engine 2
An oxygen sensor 20 for detecting the fuel-air ratio λ of the fuel mixture that has flowed into the cylinder 2a, and a three-way catalytic converter 22 for purifying exhaust gas are provided. Further, the exhaust pipe 18 is provided with an EGR device 24 that recirculates exhaust gas to the surge tank 10 under predetermined operating conditions after warming up the internal combustion engine.

EGR装置24は、排気管18とサージタンク10とを
結ぶ排気通路を開閉するEGRバルブ26、このEGR
バルブ26に加える負圧を調整してEGR量を制御する
調圧弁28、及び、この調圧弁28で調用潰れた負圧の
通路を開閉し、EGRパルプ26による排気の還流を禁
止或は許可するEGR許可バルブ30から構成されてい
る。
The EGR device 24 includes an EGR valve 26 that opens and closes an exhaust passage connecting the exhaust pipe 18 and the surge tank 10;
A pressure regulating valve 28 adjusts the negative pressure applied to the valve 26 to control the EGR amount, and the pressure regulating valve 28 opens and closes a passage for the collapsed negative pressure to prohibit or permit the recirculation of exhaust gas by the EGR pulp 26. It consists of an EGR permission valve 30.

即ちEGRバルブ26の定圧室26aと排気管18、及
び弁室26bとサージタンク10、をそれぞれ連通する
と共に、弁室26i)とダイヤフラム26Cを介して接
続されるダイヤフラム室26dを、EGR許可バルブ3
0を介して調圧弁28の上部室28aに接続することに
より、ダイヤフラム26Cと接続された弁体26eを、
EGR許可バルブ30を介して調圧弁28から伝達され
る負圧に応じて図中上下方向に移動させ、これによって
排気管18とサージタンク14との間の排気通路を開閉
するようされている。
That is, the constant pressure chamber 26a of the EGR valve 26 and the exhaust pipe 18, and the valve chamber 26b and the surge tank 10 are communicated with each other, and the diaphragm chamber 26d, which is connected to the valve chamber 26i) via the diaphragm 26C, is connected to the EGR permission valve 3.
0 to the upper chamber 28a of the pressure regulating valve 28, the valve body 26e connected to the diaphragm 26C is connected to the upper chamber 28a of the pressure regulating valve 28.
It is moved up and down in the figure in response to the negative pressure transmitted from the pressure regulating valve 28 via the EGR permission valve 30, thereby opening and closing the exhaust passage between the exhaust pipe 18 and the surge tank 14.

また調圧弁28は、EGR許可バルブ30を介してEG
Rバルブ26のダイヤフラム室26d及びサージタンク
10に連通される上部室28a。
In addition, the pressure regulating valve 28
An upper chamber 28a communicates with the diaphragm chamber 26d of the R valve 26 and the surge tank 10.

EGRパルプ26の定圧室26aに連通される定圧室2
8b1及びスロットルバルブ8の取り付は位置より若干
上流側の吸気管4に形成されたEGRボート4bに連通
されるダイヤフラム室28C1から構成されており、ス
ロットルバルブ8の開度がEGRポート4bの位置より
小さいときにはダイヤフラム室28Cが大気圧程度の大
きな圧力となって上部室28aとダイヤフラム室28C
とが連通され、逆にスロットルバルブ8の開度がEGR
ボート4bの位置より大きくなったときにはサージタン
ク10内の負圧によってダイヤフラム室28Cの圧力が
低下し、上部室28aとダイヤフラム室28Cとが遮断
される。
Constant pressure chamber 2 communicating with constant pressure chamber 26a of EGR pulp 26
The installation of the throttle valve 8b1 and the throttle valve 8 consists of a diaphragm chamber 28C1 that communicates with the EGR boat 4b formed in the intake pipe 4 slightly upstream from the position, and the opening degree of the throttle valve 8 is adjusted to the position of the EGR port 4b. When it is smaller, the pressure in the diaphragm chamber 28C becomes as high as atmospheric pressure, and the upper chamber 28a and the diaphragm chamber 28C
and conversely, the opening of the throttle valve 8 is EGR.
When it becomes larger than the position of the boat 4b, the pressure in the diaphragm chamber 28C decreases due to the negative pressure in the surge tank 10, and the upper chamber 28a and the diaphragm chamber 28C are cut off.

このため、EGR許可バルブ30が駆動され、調圧弁2
8の上部室28aとEGRパルプ26のダイヤフラム室
26bとが連通されるとく即ちEGR制御の実行許可が
なされると)、スロットルバルブ10が所定開度以上と
なったとき、EGRバルブ26のダイヤフラム室26C
にサージタンク10内の負圧が伝達され、これに応じて
弁体26eが動作して、排気還流量、即ちEGR量が制
御されることとなる。
Therefore, the EGR permission valve 30 is driven, and the pressure regulating valve 2
When the upper chamber 28a of the EGR valve 8 and the diaphragm chamber 26b of the EGR pulp 26 are communicated with each other (that is, permission to execute EGR control is given), and when the throttle valve 10 reaches a predetermined opening degree or more, the diaphragm chamber 26b of the EGR valve 26 26C
The negative pressure in the surge tank 10 is transmitted to the valve body 26e, and the valve body 26e operates accordingly, thereby controlling the amount of exhaust gas recirculation, that is, the amount of EGR.

一方当該内燃機関2には、その運転状態を検出するため
のセンサとして、上述の吸気圧センサ12、新気量セン
サ14、スロットル開度センサ16、及び酸素センサ2
0の他、デイストリビュータ32の回転から内燃機関2
の回転速度ωを検出する回転速度センサ34、同じくデ
ィストリビュータ32の回転から内燃機関2への燃料噴
射タイミングを検出するためのクランク角センサ36、
及び内燃機関2のウォータジャケットに取り付けられ、
冷却水温Tを検出する水温センサ38が備えられている
。尚ディストリビュータ32はイグナイタ40からの高
電圧を所定の点火タイミングで点火プラグ42に印加す
るためのものである。
On the other hand, the internal combustion engine 2 includes the above-mentioned intake pressure sensor 12, fresh air amount sensor 14, throttle opening sensor 16, and oxygen sensor 2 as sensors for detecting its operating state.
0, internal combustion engine 2 from the rotation of the distributor 32
a rotational speed sensor 34 for detecting the rotational speed ω of the distributor 32; a crank angle sensor 36 for detecting the fuel injection timing to the internal combustion engine 2 from the rotation of the distributor 32;
and attached to the water jacket of the internal combustion engine 2,
A water temperature sensor 38 for detecting cooling water temperature T is provided. The distributor 32 is for applying the high voltage from the igniter 40 to the spark plug 42 at a predetermined ignition timing.

上記各センサからの検出信号は、マイクロコンピュータ
を中心とする論理演算回路として構成された電子制御回
路50に出力される。
Detection signals from each of the above sensors are output to an electronic control circuit 50 configured as a logic operation circuit centered on a microcomputer.

電子制御回路50は、内燃機関2のシリンダ2a内に流
入する燃料混合気の燃空比λが内燃機関2の運転状態に
応じて設定される目標燃空比λrになるよう燃料噴射弁
52からの燃料噴射量qをフィードバック制御する燃料
噴射量制御、及び所定時間毎に内燃機関2の運転状態が
所定のEGR実行条件を満足しているか否かを判断し、
EGR制御条件成立時に上記EGR許可バルブ30を駆
動してEGR装置24によるEGR制御を許可するEG
R許可制御を実行するためのもので、従来より周知のよ
うに、予め設定された制御70グラムにしたがって上記
制御のための演算処理を実行するCPU60.CPLJ
60で演算処理を実行するのに必要な制御プログラムや
初期データが予め記録されたROM62、同じ<CPU
60で演算処理を実行するのに用いられるデータが一時
的に読み書きされるRAM64、上記各センサがらの検
出信号を入力するための入力ポートロ6、及びCPU6
0での演算結果に応じて燃料噴射弁52やEGR許可バ
ルブ30に駆動信号を出力するための出力ポートロ8、
等から構成されている。
The electronic control circuit 50 controls the fuel injection valve 52 so that the fuel-air ratio λ of the fuel mixture flowing into the cylinder 2a of the internal combustion engine 2 becomes a target fuel-air ratio λr set according to the operating state of the internal combustion engine 2. fuel injection amount control that performs feedback control on the fuel injection amount q, and determines whether the operating state of the internal combustion engine 2 satisfies predetermined EGR execution conditions at predetermined time intervals;
An EG that drives the EGR permission valve 30 to permit EGR control by the EGR device 24 when EGR control conditions are satisfied.
This is for executing the R permission control, and as is conventionally known, the CPU 60. C.P.L.J.
A ROM 62 in which the control programs and initial data necessary to execute arithmetic processing in the 60 are pre-recorded, the same <CPU
A RAM 64 into which data used to execute arithmetic processing is temporarily read and written, an input port 6 for inputting detection signals from each of the above-mentioned sensors, and a CPU 6.
an output port 8 for outputting a drive signal to the fuel injection valve 52 and the EGR permission valve 30 according to the calculation result at 0;
It is composed of etc.

次に上記電子制御回路50で実行される燃料噴射量制御
の制御系について第3図及び第4図に示すブロックダイ
ヤフラムを用いて説明する。尚、第3図及び第4図は制
御系を示す図であって、ハード的な構成を示すものでは
なく、実際には第5図のフローチャートに示した一連の
プログラムの実行により、離散系として実現される。
Next, a control system for fuel injection amount control executed by the electronic control circuit 50 will be explained using block diaphragms shown in FIGS. 3 and 4. Note that Figures 3 and 4 are diagrams showing the control system, and do not show the hardware configuration.Actually, by executing a series of programs shown in the flowchart in Figure 5, it is possible to control the system as a discrete system. Realized.

第3図に示すように、本実施例の燃料噴射量制御系では
、まず第1演算部P1で、上記各センサにより検出され
たスロットル開度θ、新気温度Ti、吸気圧力P、及び
回転速度ωに基づき内燃機関2の吸気行程時にシリンダ
2a内に流入する新気量mcが算出される。この第1演
算部P1は、前述の第1の推定手段M8、第2の推定手
段M9及び新気間算出手段MIOに相当するもので、よ
り具体的には後述の第4図に示す如く表される。
As shown in FIG. 3, in the fuel injection amount control system of this embodiment, first, the first calculation unit P1 calculates the throttle opening degree θ, fresh air temperature Ti, intake pressure P, and rotation speed detected by the above-mentioned sensors. The amount of fresh air mc flowing into the cylinder 2a during the intake stroke of the internal combustion engine 2 is calculated based on the speed ω. This first calculation unit P1 corresponds to the above-mentioned first estimating means M8, second estimating means M9, and fresh air interval calculating means MIO, and more specifically, as shown in FIG. be done.

この第1演算部P1で算出された新気量mcは、前述の
燃料量算出手段M10としての第1乗算部P2に出力さ
れ、内燃機関2の運転状態に応じて設定される目標燃空
比λ「に乗算される。即ち、シリンダ2a内に流入する
新気量mcと目標燃空比λrとを乗算することで、内燃
機関2の吸気行程時にシリンダ2a内に供給すべき燃料
量、即ち目標燃料供給量mcλr@算出するのである。
The fresh air amount mc calculated by the first calculation section P1 is output to the first multiplication section P2 as the fuel amount calculation means M10 described above, and the target fuel-air ratio is set according to the operating state of the internal combustion engine 2. In other words, by multiplying the amount of fresh air flowing into the cylinder 2a by the target fuel-air ratio λr, the amount of fuel to be supplied into the cylinder 2a during the intake stroke of the internal combustion engine 2, i.e. The target fuel supply amount mcλr@ is calculated.

また第1演算部P1で算出された新気量mcは、第2乗
算部P3にも出力される。第2乗算部P3は、新気量m
cに、酸素センサ20により検出されるシリンダ2a内
に流入した燃料混合気の燃空比λを乗算して、前回の吸
気行程時にシリンダ2a内に実際に流入した燃料量(実
燃料供給りmC・λを算出する。
The fresh air amount mc calculated by the first calculation section P1 is also output to the second multiplication section P3. The second multiplier P3 has a fresh air amount m
c is multiplied by the fuel-air ratio λ of the fuel mixture that has flowed into the cylinder 2a detected by the oxygen sensor 20 to calculate the amount of fuel that actually flowed into the cylinder 2a during the previous intake stroke (actual fuel supply mC).・Calculate λ.

次に第1乗算部P2で算出された目標燃料供給量mc 
・λr、及び第2乗算部P3で算出された実燃料供給量
mc ・λは、ともにlit差算出部P4に出力され、
その目標値と実測値との偏差mc(λ−λr)が算出さ
れる。そしてその算出結果は逐次加算部P5で逐次加算
され、その算出結果には係数f3乗算部P6で予め設定
された係数f3が乗算される。また第1乗算部P1で算
出された目標燃料供給量mc ・λrは係数f4乗算部
P7にも出力され、予め設定された係数f4が乗算され
る。
Next, the target fuel supply amount mc calculated by the first multiplier P2
・λr and the actual fuel supply amount mc calculated by the second multiplication section P3. ・λ are both output to the lit difference calculation section P4,
A deviation mc (λ-λr) between the target value and the actual measurement value is calculated. Then, the calculation results are sequentially added in a sequential addition section P5, and the calculation results are multiplied by a preset coefficient f3 in a coefficient f3 multiplication section P6. The target fuel supply amount mc·λr calculated by the first multiplier P1 is also output to the coefficient f4 multiplier P7, and multiplied by a preset coefficient f4.

一方水温センサ38で検出された冷却水温T、吸気圧セ
ンサ12により検出された吸気圧P、回転速度センサ3
4により検出される内燃機関2の回転速度ω、第2乗算
部P3で算出された実燃料供給量mc ・λ、及び燃料
噴射弁52からの前回の燃料噴射Wkqとが第2演算部
P8に入力される。
On the other hand, the cooling water temperature T detected by the water temperature sensor 38, the intake pressure P detected by the intake pressure sensor 12, and the rotation speed sensor 3
The rotation speed ω of the internal combustion engine 2 detected by 4, the actual fuel supply amount mc·λ calculated by the second multiplier P3, and the previous fuel injection Wkq from the fuel injection valve 52 are sent to the second calculation unit P8. is input.

この第2演算部P8では、その入力された冷却水温Tか
ら吸気通路4a内での飽和蒸気圧PSを求め、その値と
吸気圧Pとから吸気通路4aの壁面に付着した燃料の蒸
発!lVf @算出する。またその算出された燃料蒸発
量Vfは、内燃機関2の回転速度ωによって除算される
。そしてその除算結果Vf/ωは、係数f5乗算部P9
に入力され、予め設定された係数f5が乗算される。
This second calculation section P8 calculates the saturated vapor pressure PS in the intake passage 4a from the input cooling water temperature T, and calculates the evaporation of the fuel attached to the wall of the intake passage 4a from that value and the intake pressure P. Calculate lVf @. Further, the calculated fuel evaporation amount Vf is divided by the rotational speed ω of the internal combustion engine 2. The division result Vf/ω is the coefficient f5 multiplier P9
is input and multiplied by a preset coefficient f5.

次に、内燃機関における燃料挙動を表す物理モテルに基
づき設定された演算式を用いて、実燃料量mcλと、除
算結果Vf/ωと、燃料噴射」q係数で1乗算部P10
及び係数で2乗算部P11で係数f1及びf2が乗算さ
れる。
Next, using an arithmetic expression set based on a physical model representing fuel behavior in an internal combustion engine, the actual fuel amount mcλ, the division result Vf/ω, and the fuel injection q coefficient are multiplied by 1 at a unit P10.
The coefficients f1 and f2 are multiplied by the coefficients f1 and f2 in the squaring unit P11.

そしてこれら乗算部P10及びPllからの乗算結果は
、他の乗算部P6、P7、P9での乗算結果と共に、加
算部P12〜P15で加算され、これによって燃料噴射
弁32からの燃料噴射量qが決定される。
The multiplication results from these multipliers P10 and Pll are added together with the multiplication results from other multipliers P6, P7, and P9 in adders P12 to P15, thereby increasing the fuel injection amount q from the fuel injection valve 32. It is determined.

このような本実施例の制御系は、吸気通路4a内壁面へ
の付着燃料lfwと吸気通路4a内での蒸発燃料量fv
とを状態変数として内燃機関2における燃料挙動を表す
物理モテルに則って、設計されたものである。尚、この
制御系設計のための物理モテル及びその設計方法につい
ての説明は割愛する。この種の制御系の設計方法として
は、例えば、古田勝久著「実システムのデジタル制御」
システムと制御、Vol、2B、ω0.12(1984
年)計測自動制御学会等に詳しい。
The control system of this embodiment as described above controls the amount of fuel lfw attached to the inner wall surface of the intake passage 4a and the amount of evaporated fuel fv within the intake passage 4a.
It is designed in accordance with a physical model that expresses the fuel behavior in the internal combustion engine 2 using the state variable as the state variable. Note that a description of the physical model for designing this control system and its design method will be omitted. An example of a design method for this type of control system is "Digital Control of Actual Systems" by Katsuhisa Furuta.
System and Control, Vol, 2B, ω0.12 (1984
2000) Familiar with the Society of Instrument and Control Engineers, etc.

ここで、シリンダ2a内に流入する新気量mcは、EG
R装置24による排気の還流がなければ、吸気圧Pと内
燃機関2の回転速度ωとから容易に算出することができ
る。しかし本実施例ではEGR装置24の動作によって
吸気通路4a内に排気が還流されるので、吸気圧Pと回
転速度ωとからはシリンダ2a内に流入する新気量mC
@算出することができない。このため本実施例では、前
述の(10)及び(24)式等に基づき、シリンダ2a
内に流入する新気量mcを算出するための第1演算部P
1を設計し、これに基づきEGR装置24の動作状態に
関係なくシリンダ2a内に流入する新気量mcを正確に
算出できるようにされている。
Here, the amount of fresh air mc flowing into the cylinder 2a is EG
If there is no recirculation of exhaust gas by the R device 24, it can be easily calculated from the intake pressure P and the rotational speed ω of the internal combustion engine 2. However, in this embodiment, since the exhaust gas is recirculated into the intake passage 4a by the operation of the EGR device 24, the amount of fresh air flowing into the cylinder 2a mC based on the intake pressure P and the rotational speed ω.
@Cannot be calculated. Therefore, in this embodiment, based on the above-mentioned equations (10) and (24), the cylinder 2a
A first calculation unit P for calculating the amount of fresh air flowing into the
1, and based on this design, the amount of fresh air mc flowing into the cylinder 2a can be accurately calculated regardless of the operating state of the EGR device 24.

以下、この第1演算部P1の構成について第4図に基づ
き説明する。
Hereinafter, the configuration of this first calculation section P1 will be explained based on FIG. 4.

図に示す如く第1演算部P1は、 吸気圧Pと回転速度ωとをパラメータとするマツプまた
は演算式を用いて、新気温度Tiが基準温度T toで
、EGR装置24の動作が停止していると仮定した場合
にシリンダ2a内に流入する新気@(以下、新気量基準
値という。)mcoを算出する新気間基準値算出部P2
1と、 内燃機関2の回転速度ω及び吸気圧Pに基づきEGR装
置24を介して吸気通路4a内に還流される排気量(即
ちEGRI> meを推定するEGR量推定部P22と
、 EGR量推定部P22で推定されたEGR1me1前回
この第1演算部P1で推定した吸気通路4a内での排気
分圧Pe、新気分圧P1及び新気量mcに基づき吸気通
路4a内での排気分圧Peを推定する排気分圧推定部P
23と、 排気分圧推定部P23で推定された排気分圧Peと吸気
圧Pとから吸気通路4a内での新気分圧Piを算出する
新気分圧算出部P24と、新気温度T1、及び上記各部
で推定又は算出された新気量基準値m co、排気分圧
Pe、新気分圧Piに基づき吸気行程時にシリンダ2a
内に流入する新気量mcを算出する新気量基準値P25
と、から構成されている。
As shown in the figure, the first calculation unit P1 uses a map or calculation formula using the intake pressure P and the rotational speed ω as parameters to determine whether the EGR device 24 stops operating when the fresh air temperature Ti is the reference temperature Tto. Fresh air reference value calculation unit P2 that calculates fresh air @ (hereinafter referred to as fresh air amount reference value) mco flowing into the cylinder 2a when it is assumed that
1, an EGR amount estimation unit P22 that estimates the amount of exhaust gas recirculated into the intake passage 4a via the EGR device 24 based on the rotational speed ω and the intake pressure P of the internal combustion engine 2 (i.e., EGRI>me); EGR1me1 estimated in section P22 Exhaust partial pressure Pe in the intake passage 4a is calculated based on the exhaust partial pressure Pe in the intake passage 4a previously estimated in this first calculating part P1, the new partial pressure P1, and the fresh air amount mc. Estimating exhaust partial pressure estimating part P
23, a new partial pressure calculating unit P24 that calculates a new partial pressure Pi in the intake passage 4a from the exhaust gas partial pressure Pe and the intake pressure P estimated by the exhaust partial pressure estimating unit P23, a fresh air temperature T1, and During the intake stroke, the cylinder 2a is
Fresh air amount reference value P25 for calculating the amount of fresh air flowing into the interior mc
It is composed of and.

EGR量推定部P22は前述の第1推定手段M8に相当
し、次のように構成されている。
The EGR amount estimating section P22 corresponds to the first estimating means M8 described above, and is configured as follows.

EGRパルプ26の弁体26eは、前述したように、サ
ージタンク10内の負圧(吸気圧力P)に応じて動作(
挙動)するが、その挙動は吸気圧力Pに対して一次応答
遅れと仮定される。従って、ダイヤフラム26cの断面
積をS、ダイヤフラム26cのばね定数をに1とすると
、弁体26eのリフト量1は、 1=P−3・<1−6”>/に1  ・・・(30)こ
こで、αは系固有の時定数を示す。
As mentioned above, the valve body 26e of the EGR pulp 26 operates according to the negative pressure (intake pressure P) in the surge tank 10.
behavior), but its behavior is assumed to be a first-order response delay with respect to the intake pressure P. Therefore, if the cross-sectional area of the diaphragm 26c is S and the spring constant of the diaphragm 26c is 1, then the lift amount 1 of the valve body 26e is 1=P-3・<1-6″>/1...(30 ) Here, α represents a time constant specific to the system.

これにより、EGRバルブ26を介してのEGR量me
は、次式(31)のように定める(推定する)ことがで
きる。
As a result, the EGR amount me via the EGR valve 26
can be determined (estimated) as shown in the following equation (31).

畠e=に2−P−s−<1−e> −石巧ゝ下・・・(
31) 上記(31)式において、K2はバネ定数に1等を含む
系固有の同定された糸数を示し、PBは回転速度ωと吸
気圧力Pとのマツプより定められる排気圧力を示す。
Hatake e = 2-P-s-<1-e> -Ishi Takumi lower...(
31) In the above equation (31), K2 indicates the identified number of threads unique to the system including 1 in the spring constant, and PB indicates the exhaust pressure determined from the map of rotational speed ω and intake pressure P.

次に排気分圧推定部P23及び新気分圧算出部P24は
、前述の第2の推定手段M9に相当し、前述の(24)
式及び(25)式に基づき構成されたものである。
Next, the exhaust partial pressure estimating section P23 and the new partial pressure calculating section P24 correspond to the above-mentioned second estimating means M9, and the above-mentioned (24)
It is constructed based on the formula and formula (25).

即ち、上記(24)、(25)式を夫々次式(32)、
(33)式とすると、 Xc(k+1)=  +C−XC(k)+ fc  −
uc(k)−(32)ycth)= ec −XC(k
)         −(33)となるが、[+c  
ec]は可観測ではない。しかしく24)式は通常安定
であるため、初期状態PeOがわかっておれば、Pe 
 (k)を知ることができる。また当該内燃機関2の始
動後EGR制御条件が成立するまでの間はEGR装置が
動作されず、排気分圧peの初期値peoは0である。
That is, the above equations (24) and (25) are transformed into the following equations (32) and
Using formula (33), Xc(k+1)= +C-XC(k)+fc-
uc(k)-(32)ycth)=ec-XC(k
) −(33), but [+c
ec] is not observable. However, since equation 24) is usually stable, if the initial state PeO is known, then Pe
(k) can be known. Further, the EGR device is not operated after the internal combustion engine 2 is started until the EGR control conditions are satisfied, and the initial value peo of the exhaust partial pressure pe is zero.

このため本実施例では、まず排気分圧推定部P23で次
式(34)を用いて排気分圧Peを求め、Pe =Pe
 +Ce 2−me/V −Ce2・R1−mC/■・Re−Pi=pe  +に
3 −me  −に4  ◆ pe  −mc/Pi・
・・(34) (但し、K3.に4は定数) その後新気分圧算出部P24で次式(35)を用いて新
気分圧Piを算出するよう構成されている。
Therefore, in this embodiment, the exhaust partial pressure estimator P23 first calculates the exhaust partial pressure Pe using the following equation (34), and calculates Pe = Pe
+Ce 2-me/V -Ce2・R1-mC/■・Re-Pi=pe +3 to −me −4 ◆ pe −mc/Pi・
...(34) (However, 4 is a constant in K3.) After that, the new partial pressure calculation unit P24 is configured to calculate the new partial pressure Pi using the following equation (35).

Pi =P−Pe          −(35)また
新気量算出部P25は前述の新気量算出手段MIOに相
当し、前述の(10)式に基づき構成されている。
Pi = P-Pe - (35) Also, the fresh air amount calculating section P25 corresponds to the above-mentioned fresh air amount calculating means MIO, and is configured based on the above-mentioned equation (10).

即ち(10)式において、Tioは新気の基準温度で、
新気の比熱比Kr、排気の比熱比Ki、及び排気温度T
eは、略一定であるので、この新気量算出部P25では
次式(10) ’を用いて新気量mCを算出するよう構
成されている。
That is, in equation (10), Tio is the reference temperature of fresh air,
Fresh air specific heat ratio Kr, exhaust specific heat ratio Ki, and exhaust temperature T
Since e is approximately constant, the fresh air amount calculating section P25 is configured to calculate the fresh air amount mC using the following equation (10)'.

mc =mco/ (K5− Ti 十に6 ・Pe 
/Pi )・−(10)’ (但し、K5 、に6は定数) 次に電子制御回路30で実行される燃料噴射制御を第5
図に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、以
下の説明では現在の処理において扱われる量を添字(k
)で表す。
mc = mco/ (K5- Ti 10 to 6 ・Pe
/Pi)・−(10)' (However, K5 and 6 are constants.) Next, the fuel injection control executed by the electronic control circuit 30 is
This will be explained based on the flowchart shown in the figure. In the following explanation, the amount handled in the current process is expressed as the subscript (k
).

当該燃料噴射制御は内燃機関2の運転開始と共に起動さ
れ、内燃機関2の運転中常時繰り返し実行される。
The fuel injection control is activated when the internal combustion engine 2 starts operating, and is constantly repeatedly executed while the internal combustion engine 2 is operating.

処理が開始されると、まずステップ100を実燃料噴射
量qの値を初期設定し、ステップ110で実燃料量mC
・λと目標燃料量mc ・λ「との偏差の積分値Smλ
をOに設定する。また続くステップ120では、吸気圧
センサ12を用いて吸気通路4a内の圧力(即ち吸気圧
)P(k)を計測し、次ステツプ130で、排気分圧P
eoの値をOに設定する。
When the process starts, first, in step 100, the value of the actual fuel injection amount q is initialized, and in step 110, the actual fuel amount mC is set.
・Integral value of deviation between λ and target fuel amount mc ・λ" Smλ
Set to O. In the subsequent step 120, the pressure inside the intake passage 4a (that is, the intake pressure) P(k) is measured using the intake pressure sensor 12, and in the next step 130, the exhaust partial pressure P(k) is measured.
Set the value of eo to O.

このようにしてステップ100乃至ステップ130にお
いて各種初期化の処理が実行されると、続くステップ1
40を実行し、前述の各種センサからの出力信号に基づ
き、燃空比λ(k)、吸気圧P(k)、新気温度Ti 
(k)、内燃機関2の回転速度ω(k)、冷却水温T(
k)及びスロットル開度θ(k)を求め、ステップ15
0に移行する。
When various initialization processes are executed in steps 100 to 130 in this way, the following step 1
40 is executed, and based on the output signals from the various sensors described above, the fuel-air ratio λ(k), intake pressure P(k), and fresh air temperature Ti are determined.
(k), rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2, cooling water temperature T(
k) and throttle opening θ(k), and step 15
Transition to 0.

ステップ150では、上記ステップ140で求めた吸気
圧P(k)と回転速度ω(k)とから、前述の(31)
式を用いてEGR量meを算出する。また続くステップ
160では、上記ステップ130又は前回この処理を実
行した際求められた吸気通路4a内での排気分圧peo
と上記ステップ140で求めた吸気圧P(k)とから、
前述の(35)式を用いて新気分圧Piを算出する。
In step 150, the above-mentioned (31) is calculated from the intake pressure P(k) and rotational speed ω(k) obtained in step 140.
The EGR amount me is calculated using the formula. In the subsequent step 160, the exhaust gas partial pressure peo in the intake passage 4a obtained in step 130 or the previous execution of this process is determined.
From the intake pressure P(k) obtained in step 140 above,
A new partial pressure Pi is calculated using the above-mentioned equation (35).

次のステップ170では、上記ステップ140で求めた
吸気圧P(k)及び内燃機関2の回転速度ω(k)に基
づき、新気量基準値mco(k)を算出する新気量基準
値痺出部P21としての処理を実行する。また続くステ
ップ180では、ステップ170で求めた新気量基準値
mco(k)、ステップ130又は前回この処理を実行
した際求められた吸気通路4a内での排気分圧peo、
ステップ140で求めた新気温度Ti  (k)、及び
ステップ160で求めた新気分圧Pi (k)に基づき
、前述の(10)°式を用いて吸気行程時にシリンダ内
に流入する新気量mc  (k)を算出する新気量基準
値P25としての処理を実行し、ステップ190に移行
する。
In the next step 170, a fresh air amount reference value mco(k) is calculated based on the intake pressure P(k) and the rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2 obtained in the above step 140. Processing as the output section P21 is executed. In the subsequent step 180, the fresh air amount reference value mco(k) obtained in step 170, the exhaust partial pressure peo in the intake passage 4a obtained in step 130 or the previous time this process was executed,
Based on the fresh air temperature Ti (k) obtained in step 140 and the new partial pressure Pi (k) obtained in step 160, the amount of fresh air flowing into the cylinder during the intake stroke using the above-mentioned formula (10) Processing as a fresh air amount reference value P25 for calculating mc (k) is executed, and the process moves to step 190.

そしてステップ190では、ステップ140で求めた吸
気圧P(k)と、内燃1a関2の回転速度ω(k)とに
基づき、内燃機関2の負荷に応じた目標燃空比λrを算
出する。
Then, in step 190, a target fuel-air ratio λr corresponding to the load of the internal combustion engine 2 is calculated based on the intake pressure P(k) obtained in step 140 and the rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2a.

尚ステップ190では、通常、燃料混合気の空気過剰率
が1(即ち理論空燃比)となるよう目標燃空比λrが設
定され、内燃機関2の高負荷運転時等には燃料を通常よ
り増量して内燃機関の出力を上げるため、目標燃空比λ
rがリッチ側に設定され、内燃機関2の軽負荷運転時に
は、燃料を通常より減量して燃費を向上するため、目標
燃空比λrがリーン側に設定される。
In step 190, the target fuel-air ratio λr is normally set so that the excess air ratio of the fuel mixture is 1 (that is, the stoichiometric air-fuel ratio), and when the internal combustion engine 2 is operating under high load, the amount of fuel is increased more than usual. In order to increase the output of the internal combustion engine, the target fuel-air ratio λ
r is set to the rich side, and when the internal combustion engine 2 is operated under a light load, the target fuel-air ratio λr is set to the lean side in order to reduce fuel consumption compared to normal and improve fuel efficiency.

ステップ190で目標燃空比λr(k)が設定されると
、今度はステップ200に移行し、ステップ140で求
めた冷却水温T(k)に基づき吸気通路4a内壁面での
飽和蒸気圧PS(k)を求め、その値と吸気圧P(k)
とから吸気通路4a内壁面に付着した燃料の蒸発量Vf
(k)を算出し、更にその算出結果を内燃機関2の回転
速度ω(k)で除算することで、前回の吸気行程から次
の吸気行程迄の間に吸気通路4a壁面からの燃料の蒸発
量■fw(k)(即ち、Vf(k)/ω(k))を算出
する、第2演痺部P8としての処理を実行する。また続
くステップ210では、ステップ140で求めた燃空比
λ(k)とステップ180で求めた新気量mc(k)と
を乗算して、前回の吸気行程時にシリンダ2a内に流入
した実燃料量mcλ(k)を算出する、第2乗算部P3
としての処理を実行し、ステップ220に移行する。
Once the target fuel-air ratio λr(k) is set in step 190, the process moves to step 200, where the saturated vapor pressure PS( k), and calculate its value and intake pressure P(k)
The amount of evaporation Vf of fuel adhering to the inner wall surface of the intake passage 4a
By calculating (k) and further dividing the calculation result by the rotational speed ω(k) of the internal combustion engine 2, it is possible to calculate the amount of fuel that evaporates from the wall surface of the intake passage 4a between the previous intake stroke and the next intake stroke. Processing as the second numbing section P8 is executed to calculate the quantity fw(k) (ie, Vf(k)/ω(k)). In the subsequent step 210, the fuel-air ratio λ(k) obtained in step 140 is multiplied by the fresh air amount mc(k) obtained in step 180, and the actual fuel that flowed into the cylinder 2a during the previous intake stroke is calculated. A second multiplier P3 that calculates the quantity mcλ(k)
Then, the process moves to step 220.

ステップ220は、上記ステップ210で求めた実燃料
量mc ・λ(k)と、前回の燃料噴射量qと、上記ス
テップ200で求めた吸気通路4a内壁面からの燃料蒸
発量■fw(k)と、前回求めた付着燃料量fwo及び
蒸発燃料量fvoと、に基づき付着燃料量fw(k)及
び蒸発燃料量fv(k)を推定する処理を実行する。
Step 220 calculates the actual fuel amount mc λ(k) obtained in step 210, the previous fuel injection amount q, and the amount of fuel evaporation from the inner wall surface of the intake passage 4a obtained in step 200 fw(k). A process of estimating the amount of adhering fuel fw(k) and the amount of evaporative fuel fv(k) is executed based on the amount of adhering fuel fwo and the amount of evaporated fuel fvo determined last time.

このようにステップ220で付着燃料1fw及び蒸発燃
料量fvが推定されると、今度は続くステップ230に
移行し、上記ステップ180で算出した新気量me  
(k)とステップ190で求めた目標燃空比λr(k)
とを乗算して、シリンダ2a内に流入する目標燃料量m
c ・λr(k)を算出する。第1乗算部P2としての
処理を実行した後、ステップ240に移行する。
Once the adhering fuel 1fw and the evaporated fuel amount fv are estimated in step 220 in this way, the process moves to the following step 230, and the fresh air amount me calculated in step 180 is
(k) and the target fuel-air ratio λr(k) obtained in step 190
The target fuel amount m flowing into the cylinder 2a is obtained by multiplying by
Calculate c·λr(k). After executing the processing as the first multiplier P2, the process moves to step 240.

ステップ240では、前回この処理を実行した際に求め
た実燃料量mc ・λ(k)と目標燃料量mC・λr(
k)との偏差の積分値3mλと、上記ステップ220で
推定された付着燃料量fw(k)及び蒸発燃料量fv(
k)と、ステップ230で求めた目標燃料量mc ・λ
r(k)と、ステップ200で求めた燃料蒸発量vfw
(k)とから、燃料噴射量q(k)を算出し、ステップ
250に移行する。
In step 240, the actual fuel amount mc・λ(k) obtained when this process was executed last time and the target fuel amount mC・λr(
k), the amount of adhered fuel fw(k) and the amount of evaporated fuel fv(
k) and the target fuel amount mc・λ found in step 230
r(k) and the fuel evaporation amount vfw found in step 200
(k), the fuel injection amount q(k) is calculated, and the process moves to step 250.

するとステップ250では、クランク角センサ36から
の検出信号に基づき決定される燃料噴射タイミングで、
上記ステップ240で算出された燃料噴射量Q(k)に
応じた時間燃料噴射弁52を開弁して実際に燃料噴射を
行なう、燃料噴射制御が実行される。
Then, in step 250, at the fuel injection timing determined based on the detection signal from the crank angle sensor 36,
Fuel injection control is executed in which the fuel injection valve 52 is opened for a time corresponding to the fuel injection amount Q(k) calculated in step 240 to actually perform fuel injection.

ステップ250で燃料噴射制御が実行され、内燃機関2
への燃料供給が一旦終了すると、次にステップ260に
移行し、ステップ150で求めたEGR量me(k)、
ステップ160で求めた新気分圧p+rk)、ステップ
180で求めた新気量mc(k)、及び前回の処理実行
の際に求めた排気分圧Peoに基づき、前述の(34)
式を用いて排気分圧Pelを算出し、ステップ270に
移行する。
Fuel injection control is executed in step 250, and the internal combustion engine 2
Once the fuel supply to is finished, the process moves to step 260, where the EGR amount me(k) obtained in step 150,
Based on the fresh air partial pressure p+rk) obtained in step 160, the fresh air amount mc(k) obtained in step 180, and the exhaust partial pressure Peo obtained during the previous process execution, the above-mentioned (34)
The exhaust partial pressure Pel is calculated using the formula, and the process moves to step 270.

そして続くステップ270では、上記ステップ260の
算出結果petを夫々、次回の処理実行のために、Pe
Oとして設定し、ステップ280に移行する。
Then, in the following step 270, the calculation result pet of the above step 260 is used for the next processing execution.
0, and the process moves to step 280.

またステップ280では、上記ステップ210で求めた
実燃料1mc ・λ(k)とステップ230で求めた目
標燃料量mc ・λr (k)との偏差を、前回求めた
積分値smλに加算して積分値3mλを求める、逐次加
算部P5としての処理を実行し、ステップ290に移行
する。
Further, in step 280, the deviation between the actual fuel amount 1mc λ (k) obtained in step 210 and the target fuel amount mc ・λr (k) obtained in step 230 is added to the previously obtained integral value smλ, and the integral is calculated. The process as the sequential addition unit P5 is executed to obtain the value 3mλ, and the process moves to step 290.

そしてステップ290では、次回の処理で付着燃料fi
f*及び蒸発燃料量fvを推定するために用いる付着燃
料量及び蒸発燃料量の基準値fvo、fvoとして、ス
テップ220で設定された付着燃料量fw(k)及び蒸
発燃料量fv(k)を設定し、再度ステップ140に移
行する。
Then, in step 290, the adhering fuel fi will be removed in the next process.
The adhering fuel amount fw(k) and the evaporative fuel amount fv(k) set in step 220 are used as the reference values fvo, fvo for the adhering fuel amount and evaporative fuel amount used to estimate f* and the evaporative fuel amount fv. settings, and then proceed to step 140 again.

以上、詳細に説明した本実施例によると、燃料噴射」q
を算出するためのEGRImeは、EGRバルブ26の
弁体26eの挙動に基づき算出される。これにより、弁
体26eの応答遅れ、及び還流される排気の流入遅れに
拘わらず、EGR量meを正確に算出することができ、
空燃比を目標空燃比に一致させることができるという優
れた効果を奏し、排気エミッションや燃費あるいはドラ
イバビリティの一層の改善を行なうことができる。
According to this embodiment described in detail above, fuel injection
EGRIme for calculating is calculated based on the behavior of the valve body 26e of the EGR valve 26. As a result, the EGR amount me can be accurately calculated regardless of the response delay of the valve body 26e and the inflow delay of the recirculated exhaust gas.
This has the excellent effect of making the air-fuel ratio match the target air-fuel ratio, making it possible to further improve exhaust emissions, fuel efficiency, and drivability.

また、EGR量meは、前述の(31)式に従い内燃機
関の回転速度ωと吸気圧力Pとをパラメータとして算出
することができるので、物理モデルに基づき算出される
構成に比して、そのプログラム容量を小さく抑えること
ができるといった効果も奏する。
In addition, since the EGR amount me can be calculated using the rotational speed ω of the internal combustion engine and the intake pressure P as parameters according to the above-mentioned equation (31), the EGR amount me is Another effect is that the capacity can be kept small.

更に、車両が異なる場合でも、係数に1.に2あるいは
定数α、S等を同定するだけでよく、極めて汎用性が高
いといった優れた効果も有する。
Furthermore, even if the vehicles are different, the coefficient is 1. It is only necessary to identify 2 or the constants α, S, etc., and it has an excellent effect of being extremely versatile.

次に、本発明の第2実施例について説明する。Next, a second embodiment of the present invention will be described.

第2実施例は、前述の排気分圧peを求める状態方程式
(34)式として、次式(4o)式を用いるよう構成さ
れている。
The second embodiment is configured to use the following equation (4o) as the state equation (34) for determining the exhaust partial pressure pe.

Pe =Pe +に3−me+に5 ”Ga ”KEG
−・・ここで、K5は系固有の同定された係数、KEG
は回転速度ωと吸気圧力Pとのマツプより求められるE
GR率、Gaは内燃機関2の回転速度ωと吸気圧Pとを
パラメータとするマツプより求められるシリンダ2a内
に吸入された前回の新気量、を各々示す。
Pe = Pe + to 3-me+ to 5 “Ga” KEG
-...where K5 is the system-specific identified coefficient, KEG
is E obtained from the map of rotational speed ω and intake pressure P
The GR rate and Ga each indicate the previous amount of fresh air taken into the cylinder 2a, which is determined from a map using the rotational speed ω of the internal combustion engine 2 and the intake pressure P as parameters.

第2実施例においては、前回の新気量(3aはマツプよ
り算出されるので、第1実施例と同様の効果を有する他
、−層その構成を簡易にすることができるという効果を
奏する。
In the second embodiment, since the previous fresh air amount (3a) is calculated from the map, it not only has the same effect as the first embodiment, but also has the advantage that the structure of the layer can be simplified.

1皿り旦里 本発明のEGR装置付内燃機関の燃料噴射量制御装置は
、EGR弁の応答遅れ、及び還流される排気の流入遅れ
に拘わらず、還流される排気量を正確に算出することが
でき、空燃比を目標空燃比に一致させることができると
いう優れた効果を奏する。
The fuel injection amount control device for an internal combustion engine with an EGR device of the present invention accurately calculates the amount of recirculated exhaust gas regardless of the response delay of the EGR valve and the inflow delay of the recirculated exhaust gas. This has the excellent effect of making the air-fuel ratio match the target air-fuel ratio.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の構成を表すブロック図、第2図は実施
例の内燃機関及びその周辺装置を表す概略構成図、第3
図は電子制御回路内の燃料噴射制御系を示すブロックダ
イヤグラム、第4図は第3図における第1演算部P1を
表すブロックダイヤグラム、第5図は電子制御回路で実
行される燃料噴射制御を表すフローチャート、である。 Ml、8・・・スロットルバルブ M2.4a・・・吸気通路 M3、M24・・・EGR装置 M4.2a・・・シリンダ M5.2・・・内燃機関M
6・・・運転状態検出手段 12・・・吸気圧センサ1
4・・・新気量センサ 34・・・回転速度センサM7
・・・挙動推定手段 M8・・・第1の推定手段 M9・・・第2の推定手段
M10・・・新気量算出手段 Mll・・・燃料量算出手段 Ml2・・・燃料噴射弁 Ml3・・・燃料噴射制御手
段50・・・電子制御回路 代理人  弁理士  定立 勉(ほか2名)M 5 図
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic configuration diagram showing an internal combustion engine and its peripheral devices, and FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the present invention.
The figure is a block diagram showing the fuel injection control system in the electronic control circuit, FIG. 4 is a block diagram showing the first calculation section P1 in FIG. 3, and FIG. 5 is a block diagram showing the fuel injection control executed by the electronic control circuit. It is a flowchart. Ml, 8... Throttle valve M2.4a... Intake passage M3, M24... EGR device M4.2a... Cylinder M5.2... Internal combustion engine M
6... Operating state detection means 12... Intake pressure sensor 1
4... Fresh air amount sensor 34... Rotation speed sensor M7
...Behavior estimation means M8...First estimation means M9...Second estimation means M10...Fresh air amount calculation means Mll...Fuel amount calculation means Ml2...Fuel injection valve Ml3. ...Fuel injection control means 50...Electronic control circuit agent Patent attorney Tsutomu Sadate (and 2 others) M5 Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 排気をスロットルバルブより下流の吸気通路に還流させ
るEGR装置を備え、該EGR装置により還流された排
気と上記スロットルバルブを介して流入する新気との混
合気がシリンダ内に吸入されるEGR装置付内燃機関の
燃料噴射量制御装置であって、 上記内燃機関の回転速度、上記吸気通路内部の圧力、及
び上記スロットルバルブを介して流入する新気の温度を
検出する運転状態検出手段と、少なくとも上記運転状態
検出手段で検出された内燃機関の吸気通路内部の圧力に
基づき上記EGR装置のEGRバルブの挙動を挙動推定
手段により捉え、このEGRバルブの挙動から上記吸気
通路に還流される排気の量を推定する第1の推定手段と
、 該第1の推定手段で推定された排気量と、上記運転状態
検出手段で検出された内燃機関の回転速度、吸気通路内
部の圧力、及び新気温度とを用いて、上記吸気通路内に
存在する混合気の新気分圧及び排気分圧を推定する第2
の推定手段と、該第2の推定手段で推定された新気分圧
及び排気分圧から、吸気行程時にシリンダ内に吸入され
る新気量を算出する新気量算出手段と、 該新気量算出手段で算出された新気量と予め設定された
目標燃空比とを乗算して、吸気行程時に上記シリンダ内
に供給すべき燃料量を算出する燃料量算出手段と、 該算出された燃料量に応じて燃料噴射弁を駆動し、燃料
供給を行なう燃料噴射制御手段と、を備えたことを特徴
とするEGR装置付内燃機関の燃料噴射量制御装置。
[Scope of Claims] An EGR device is provided that recirculates exhaust gas to an intake passage downstream of a throttle valve, and a mixture of the exhaust gas recirculated by the EGR device and fresh air flowing in through the throttle valve enters the cylinder. An intake fuel injection amount control device for an internal combustion engine with an EGR device, the operating state detecting the rotational speed of the internal combustion engine, the pressure inside the intake passage, and the temperature of fresh air flowing in through the throttle valve. The behavior of the EGR valve of the EGR device is captured by the behavior estimation means based on the pressure inside the intake passage of the internal combustion engine detected by the detection means and at least the operating state detection means, and the flow is returned to the intake passage based on the behavior of the EGR valve. a first estimating means for estimating the amount of exhaust gas to be emitted; the displacement estimated by the first estimating means; the rotational speed of the internal combustion engine detected by the operating state detecting means; and the pressure inside the intake passage; and the fresh air temperature to estimate the fresh partial pressure of the air-fuel mixture existing in the intake passage and the exhaust partial pressure.
and fresh air amount calculation means for calculating the amount of fresh air sucked into the cylinder during the intake stroke from the fresh partial pressure and the exhaust partial pressure estimated by the second estimating means; a fuel amount calculation means for calculating the amount of fuel to be supplied into the cylinder during the intake stroke by multiplying the fresh air amount calculated by the calculation means and a preset target fuel-air ratio; and the calculated fuel 1. A fuel injection amount control device for an internal combustion engine with an EGR device, comprising: fuel injection control means for supplying fuel by driving a fuel injection valve according to the amount of fuel injection.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1996038660A1 (en) * 1995-06-02 1996-12-05 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Excess air factor detecting device and excess air factor controlling device for an engine

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WO1996038660A1 (en) * 1995-06-02 1996-12-05 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Excess air factor detecting device and excess air factor controlling device for an engine
US5704340A (en) * 1995-06-02 1998-01-06 Mitsubishi Jidosha Kogyo Kabushiki Kaisha Excess air rate detecting apparatus and an excess air rate control apparatus for an engine

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