JPH11218043A - 内燃機関の燃料噴射量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 内燃機関の始動時や始動直後においても内燃
機関に供給される混合気の空燃比を簡単なモデルにより
精度よく制御することができる内燃機関の燃料噴射量制
御装置を提供する。 【解決手段】 シリンダ壁温Ｔｐに基づいて蒸発率Ｐを
算出し（ステップＳ３）、直接率ＡＦＷ及び持ち去り率
ＴＦＷに基づいて吸気ポート２’の内壁に付着する吸気
通路付着燃料量Ｆｗ（ステップＳ５）とシリンダ１’に
供給されるシリンダ燃料量Ｔｃｙｌ（ステップＳ６）と
を算出し、蒸発率Ｐ及びシリンダ燃料量Ｔｃｙｌに基づ
いてシリンダ１’の内壁に付着するシリンダ付着燃料量
Ｆｗｃｙｌを算出し（ステップＳ６）、エンジン１が要
求する要求燃料量Ｔｆｉｒｅ、吸気通路付着燃料量Ｆ
ｗ、シリンダ付着燃料量Ｔｃｙｌ、直接率ＡＦＷ及び持
ち去り率ＴＦＷに基づいて、燃料噴射弁６の燃料噴射量
Ｔｏｕｔを算出する（ステップＳ４）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関への燃料
噴射量を制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関
し、特に内燃機関の始動時及び始動直後における燃料噴
射量を適切に制御する内燃機関の燃料噴射量制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料噴射弁から吸気管内に噴射された噴
射燃料は、内燃機関のシリンダ（燃焼室）に直接流入す
るものと、一旦、吸気管内壁面に付着する過程を経てシ
リンダに流入するものとに分けられる。この吸気管内壁
面に付着した付着燃料量とその蒸発等によりシリンダに
吸入される持ち去り燃料量（付着減少量）とを予測し、
これらの予測量を考慮して燃料噴射量を決定する（燃料
輸送遅れ補正）ようにした内燃機関の燃料噴射量制御装
置は従来より知られている（例えば、特開平７−１６６
９２１号公報）。

【０００３】また、上記燃料噴射量制御装置において
は、吸気管内壁面に付着した付着燃料量は、前記付着減
少量が該壁面への付着増分量に対して所定の時間遅れを
もって追従すると考え、これを例えば１次遅れモデルと
して表現している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、内燃機
関の始動時や始動直後において、吸気管内ではそれほど
急激な温度変化がないが、吸気弁やシリンダ内において
は、始動直後の内燃機関のシリンダ内の燃料の燃焼によ
って急激な温度変化が生じ、その吸気弁やシリンダ内壁
に付着した燃料の気化及び霧化状態が始動後において急
激に変化するため、上記従来技術のように燃料の輸送遅
れを吸気管内のみの単純な１次遅れとして表現して燃料
輸送遅れ補正を行っただけでは、その補正を、内燃機関
の暖機完了後のように内燃機関の吸気管内壁温度、吸気
弁温度、シリンダ内壁温度等の内燃機関の運転パラメー
タが一定となる場合の空燃比制御には適合させることが
できても、内燃機関の始動時や始動直後のように特に吸
気弁温度やシリンダ内壁温度が急激に上昇する場合の空
燃比制御には適合させることができず、例えば、内燃機
関の始動直後において有害排出ガスであるＨＣ（炭化水
素）ガスを低減すべく空燃比を内燃機関失火限界までリ
ーン化させることができなかった。また、上記従来技術
の燃料輸送遅れ補正方法で吸気弁温度やシリンダ内壁温
度が急激に上昇する場合の空燃比制御を行おうとする
と、１次遅れのパラメータを時間と共に変化させて設定
（非線形モデル）しなければならず、パラメータの設定
等複雑な処理を必要とし且つ所要の空燃比制御性能を得
ることを得ることが困難であった。

【０００５】このように、上記従来の内燃機関の燃料噴
射量制御装置では、燃料が一旦シリンダ内壁面に付着し
てからある程度時間を経て燃焼するものを考慮しておら
ず、さらには、燃料の性状、即ち燃料がヘプタン、ペン
タン等を主成分とする軽質油か、ベンゼン等を主成分と
する重質油かの燃料の性状を考慮していないため、内燃
機関の低水温始動時や始動後のフューエルカット後等に
おける吸気系での燃料輸送遅れ補正の精度を適切なもの
とすることができなかった。

【０００６】本発明の目的は、内燃機関の始動時や始動
直後においても内燃機関に供給される混合気の空燃比を
簡単な燃料輸送遅れモデルを用いてしかも精度よく制御
することができる内燃機関の燃料噴射量制御装置を提供
することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、請求項１の内燃機関の燃料噴射量制御装置は、内燃
機関の吸気通路の内壁温度を推定する吸入通路壁温推定
手段と、前記推定された吸気通路の内壁温度に基づいて
前記吸気通路における付着燃料の輸送遅れを算出する吸
気通路輸送遅れ算出手段と、前記吸気通路における付着
燃料の輸送遅れに基づいて前記シリンダに供給される燃
料量を算出するシリンダ燃料量算出手段とを備える内燃
機関の燃料噴射量制御装置において、前記内燃機関のシ
リンダの内壁温度を推定するシリンダ壁温推定手段と、
前記推定されたシリンダの内壁温度に基づいて前記シリ
ンダ内の燃料の蒸発量を推定すると共に、前記推定され
た蒸発量に基づいて前記シリンダにおける付着燃料の輸
送遅れを算出するシリンダ輸送遅れ算出手段と、前記シ
リンダにおける付着燃料の輸送遅れに基づいて前記内燃
機関への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。

【０００８】この構成によれば、吸気通路の内壁温度に
基づく吸気通路における燃料輸送遅れ補正に加えて、シ
リンダ内の燃料の蒸発量に基づくシリンダ内における燃
料輸送遅れ補正を行うことができるので、内燃機関の始
動時や始動直後のように燃料輸送遅れが非線形である場
合においても、内燃機関に供給される混合気の空燃比を
簡単な燃料輸送遅れモデルを用いてしかも精度よく制御
することができる。その結果、例えば、内燃機関の始動
直後において、有害排出ガスであるＨＣ（炭化水素）ガ
スを低減すべく空燃比を内燃機関の失火限界までリーン
化させることができる。

【０００９】請求項２の内燃機関の燃料噴射量制御装置
は、請求項１の内燃機関の燃料噴射量制御装置におい
て、内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に比例する値に基
づいて前記内燃機関が要求する要求燃料量を算出する要
求燃料量算出手段をさらに備え、前記吸気通路輸送遅れ
算出手段は、前記推定された吸気通路の内壁温度に基づ
いて、前記吸気通路へ噴射される燃料のうち前記内燃機
関のシリンダに直接取り込まれる燃料の割合である直接
率、及び前記吸気通路の内壁に付着した燃料のうち少な
くとも蒸発により前記シリンダに直接取り込まれる燃料
の割合である持ち去り率を夫々算出する直接率持ち去り
率算出手段とを備え、前記シリンダ燃料量算出手段は、
前記直接率及び前記持ち去り率に基づいて前記吸気通路
の内壁に付着する吸気通路付着燃料量と前記シリンダに
供給される燃料量を算出するように構成されており、前
記シリンダ輸送遅れ算出手段は、前記推定されたシリン
ダの内壁温度に基づいて、前記シリンダに直接取り込ま
れた燃料又は前記シリンダの内壁に付着するシリンダ付
着燃料のうち当該シリンダ内で蒸発する燃料の割合であ
る蒸発率を算出する蒸発率算出手段と、前記蒸発率及び
前記シリンダに供給される燃料量に基づいて前記シリン
ダの内壁に付着するシリンダ付着燃料量を算出するシリ
ンダ付着燃料量算出手段とを備え、前記噴射燃料量算出
手段は、前記要求燃料量、前記吸気通路付着燃料量、前
記シリンダ付着燃料量、前記直接率及び前記持ち去り率
に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出するよ
うに構成されていることを特徴とする。

【００１０】この構成によれば、直接率及び持ち去り率
に基づいて吸気通路の内壁に付着する吸気通路付着燃料
量と前記シリンダに供給される燃料量を算出し、シリン
ダの内壁温度に基づいて蒸発率を算出し、蒸発率及びシ
リンダに供給される燃料量に基づいてシリンダの内壁に
付着するシリンダ付着燃料量を算出し、算出された内燃
機関が要求する要求燃料量、前記吸気通路付着燃料量、
前記シリンダ付着燃料量、前記直接率及び前記持ち去り
率に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量を算出す
る。即ち、直接率及び持ち去り率に基づく吸気通路付着
燃料による燃料輸送遅れ補正に加えて、シリンダ内の蒸
発率に基づくシリンダ内における燃料輸送遅れ補正を行
って燃料噴射量を算出することができるので、請求項１
の内燃機関の燃料噴射量制御装置による効果をより適切
に奏することができる。

【００１１】請求項３の内燃機関の燃料噴射量制御装置
は、請求項２の内燃機関の燃料噴射量制御装置におい
て、前記内燃機関に使用される燃料の性状を検出する燃
料性状検出手段をさらに備え、前記蒸発率算出手段は、
前記燃料性状検出手段により検出された前記燃料の性状
に基づいて前記蒸発率を算出することを特徴とする。

【００１２】この構成によれば、内燃機関に使用される
燃料の性状に基づいて蒸発率が算出されるので、シリン
ダ内での燃料輸送遅れ補正の精度を燃料の性状に応じて
適切なものとすることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１４】図１は、本発明の実施の形態に係る内燃機
関の燃料噴射制御装置の構成を示す全体構成図である。
同図において、１は例えば直列４シリンダを有する内燃
機関（以下単に「エンジン」という）であり、エンジン
１の吸気ポート２’（図２）に接続された吸気管２の途
中にはスロットル弁３が配されている。また、スロット
ル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）センサ４が連結
されており、該スロットル弁３の開度に応じた電気信号
を出力して電子コントロールユニット（以下、「ＥＣ
Ｕ」という）５へ供給する。

【００１５】燃料噴射弁６は、吸気管２の途中であって
エンジン１とスロットル弁３との間の図示しない吸気弁
の少し上流側に各シリンダ毎に設けられている。また、
燃料噴射弁６は燃料供給管７を介して燃料タンク９に接
続されており、燃料供給管７の途中には燃料ポンプ８が
設けられている、燃料噴射弁６はＥＣＵ５に電気的に接
続され、該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射の開弁時
間が制御される。

【００１６】さらに、燃料供給管７の途中には、燃料性
状検出手段としての燃料性状センサ１０が設けられてい
る。この燃料性状センサ１０は例えば圧電振動子、磁歪
振動子又は電磁誘導型振動子等からなる超音波の発信器
と受信器（いずれも図示せず）とを備えた超音波センサ
等によって構成されている。この燃料性状センサ１０は
燃料供給管７内を流れる燃料中に向けて発信器側から超
音波を発信しつつ、これを受信器側で受信することによ
り、超音波を発信して受信するまでの遅延時間に基づい
て燃料の密度を検出し、この密度に基づいて燃料性状、
即ち当該燃料が重質ガソリンか軽質ガソリンかを判定す
るものである。

【００１７】吸気管２の前記スロットル弁３の下流側に
は吸気管内絶対圧ＰＢＡを検出する吸気管内絶対圧セン
サ（ＰＢＡ）センサ１２、及び吸気温ＴＡを検出する吸
気温（ＴＡ）センサ１３が装着されている。さらに、エ
ンジン１のシリンダブロックの冷却水が充満したシリン
ダ周壁にはサーミスタ等からなるエンジン水温（ＴＷ）
センサ１４が挿着されている。

【００１８】また、エンジン１の図示しないカム軸周囲
またはクランク軸周囲には、エンジン回転数を検出する
回転数（ＮＥ）センサ１５が取付けられている。ＮＥセ
ンサ１５はエンジン１のクランク軸の１８０°回転毎に
所定のクランク角度位置でパルス（ＴＤＣ信号パルス）
を出力する。

【００１９】上記センサ１０、１２〜１５はＥＣＵ５に
接続され、それらの検出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００２０】排気管２１の途中には、排気濃度センサと
してのＯ2 センサ２２が装着されており、排気ガス中の
酸素濃度を検出しその検出値に応じた信号を出力してＥ
ＣＵ５へ供給する。排気管２１のＯ2 センサ２２の下流
には、排気ガス浄化装置である三元触媒２３が配設され
ており、該三元触媒２３により排気ガス中のＨＣ、Ｃ
Ｏ、ＮＯｘ等の有害成分の浄化作用が行われる。

【００２１】次に、排気還流機構（ＥＧＲ）について説
明する。

【００２２】吸気管２と排気管２１との間にはバイパス
状に排気還流路２５が設けられている。該排気還流路２
５は、その一端が前記Ｏ2 センサ２２より上流の排気管
２１に接続され、他端は吸気管２に接続されている。

【００２３】また、排気還流路２５の途中に排気還流量
制御弁（以下、ＥＧＲ弁という）２６が介装されてい
る。該ＥＧＲ弁２６は、弁室２７とダイヤフラム室２８
とからなるケーシング２９と、前記弁室２７内に位置し
て前記排気還流路２５が開閉可能となるように上下方向
に可動自在に配設された楔形状の弁体３０と、弁軸３１
を介して前記弁体３０と連結されたダイヤフラム３２
と、該ダイヤフラム３２を閉弁方向に付勢するばね３３
とから構成されている。また、ダイヤフラム室２８は、
ダイヤフラム３２を介して下側に画成される大気圧室３
４と上側に画成される負圧室３５とを備えている。

【００２４】また、大気室３４は通気口３４ａを介して
大気に連通される一方、負圧室３５は負圧連通路３６に
接続されている。すなわち、負圧連通路３６は吸気管２
に接続され、該吸気管２内の吸気管内絶対圧ＰＢＡが負
圧連通路３６を介して前記負圧室３５に導入されるよう
になっている。また、負圧連通路３６の途中には大気連
通路３７が接続され、該大気連通路３７の途中には圧力
調整弁３８が介装されている。該圧力調整弁３８は常閉
型の電磁弁からなり、大気圧または負圧が前記圧力調整
弁３８を介して前記ダイヤフラム室２８の負圧室３５内
に選択的に供給され、負圧室３５は所定の制御圧を発生
する。

【００２５】さらに、前記ＥＧＲ弁２６には弁開度（リ
フト）センサ３９が設けられており、該リフトセンサ３
９は前記ＥＧＲ弁２６の弁体３０の作動位置（弁リフト
量）を検出して、その検出信号を前記ＥＣＵ５に供給す
る。なお、上記ＥＧＲ制御はエンジン暖機完了後（例え
ば、エンジン冷却水温ＴＷが所定温度以上のとき）に実
行される。

【００２６】ＥＣＵ５は上述の各種センサからの入力信
号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、ア
ナログ信号値をデジタル信号値に変換する等の機能を有
する入力回路５ａと、中央演算処理回路（以下「ＣＰ
Ｕ」という）５ｂと、該ＣＰＵで実行する演算プログラ
ムや演算結果等を記憶する記憶手段５ｃと、前記燃料噴
射弁６、燃料ポンプ８及び圧力調整弁３８などに駆動信
号を供給する出力回路５ｄとを備えている。

【００２７】さらに、ＥＣＵ５は、いずれも後述する吸
気通路の吸気ポート２’（図２）における燃料輸送遅れ
補正とエンジン１のシリンダ１’（図３）における燃料
輸送遅れ補正とを行うべく、噴射燃料が付着する吸気ポ
ート２’の内壁温度（以下「ポート壁温」という）とシ
リンダ１’の内壁温度（以下「シリンダ壁温」という）
を推定して、これに基づいて燃料輸送遅れ補正に関する
各種パラメータを設定する。また、上述の各種エンジン
パラメータ信号に基づいて、Ｏ２センサ２２により検出
される排ガス中の酸素濃度に応じたフィードバック（Ｏ
２フィードバック）制御運転領域やオープンループ制御
運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別する。

【００２８】なお、本実施例の形態では、ＴＡセンサ１
３がＰＢＡセンサ１２の下流側の吸気管２の管壁に装着
された場合を示しているが、ＴＡセンサ１３の装着場所
としてはこれに限定されず、例えばスロットル弁３の上
流側等であってもよい。但し、ＴＡセンサ１３の装着場
所に応じて後述する中間比率係数Ｘ０を変更する必要が
ある。

【００２９】以下、吸気ポート２’における燃料輸送遅
れ補正とシリンダ１’における燃料遅れ補正について説
明する。

【００３０】上記各燃料輸送遅れ補正に関する具体的な
実施例を説明する前に、まず上記各燃料輸送遅れ補正の
原理について図２〜図４を用いて説明する。

【００３１】図２は、吸気ポート２’における燃料噴射
量Ｔｏｕｔとシリンダ燃料量Ｔｃｙｌとの関係を示す概
念図である。

【００３２】図中のＴｏｕｔは、あるエンジン運転サイ
クルで燃料噴射弁６から吸気ポート２’へ噴射された燃
料噴射量であり、この燃料噴射量Ｔｏｕｔのうち、（Ａ
ＦＷ×Ｔｏｕｔ）に相当する量が吸気ポート２’の壁面
に付着せずに直接シリンダ１’に供給され、残りの量が
前回サイクルまでにポート壁面に付着している壁面付着
燃料量Ｆｗ中に付着増分量Ｆｗｉｎとして取り込まれ
る。ここで、ＡＦＷは後述する図１２の処理で算出され
る直接率であり、あるエンジン運転サイクル中に噴射さ
れた燃料量（Ｔｏｕｔ）のうちそのサイクル中に直接シ
リンダ１’に吸入すべき燃料量の割合を示すもので、０
＜ＡＦＷ＜１で与えられる。

【００３３】そして、前記した（ＡＦＷ×Ｔｏｕｔ）
と、壁面付着燃料量Ｆｗから持ち去られる付着減少量Ｆ
ｗｏｕｔとを加えた値が、実際にシリンダ１’内に供給
されるシリンダ燃料量Ｔｃｙｌとなる。

【００３４】図３は、シリンダ１’におけるシリンダ燃
料量Ｔｃｙｌと要求燃料量Ｔｆｉｒｅとの関係を示す概
念図である。

【００３５】図中のＴｃｙｌは、あるエンジン運転サイ
クルで実際に吸気孔１’ａを介してシリンダ１’内に供
給されるシリンダ燃料量であり、このシリンダ燃料量Ｔ
ｃｙｌのうち、（Ｐ×Ｔｃｙｌ）に相当する量がシリン
ダ１’の壁面に付着せずに燃焼してシリンダ１’の排気
孔１’ｂから排出され、残りの量が前回サイクルまでに
壁面に付着している壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ中に付着
増量分Ｆｗｃｙｌｉｎとして取り込まれる。ここで、Ｐ
は後述する図１１のテーブルから決定される蒸発率であ
り、あるエンジン運転サイクル中にシリンダ１’内に吸
入された燃料（Ｔｃｙｌ）のうちそのサイクル中にシリ
ンダ１’内で蒸発する燃料量の割合を示すもので、０＜
Ｐ＜１で与えられる。また、この蒸発率Ｐは、前回まで
にシリンダ１’の壁面に付着している燃料（Ｆｗｃｙ
ｌ）のうち、今回サイクル中に蒸発する燃料量の割合で
もある。

【００３６】そして、前記した（Ｐ×Ｔｃｙｌ）と、壁
面付着燃料量Ｆｗｃｙｌから持ち去られる（蒸発した）
Ｆｗｃｙｌｏｕｔとを加えた値が、実際にシリンダ１’
内で燃焼して排気孔１’ｂから排出される要求燃料量Ｔ
ｆｉｒｅである。

【００３７】次に、上記燃料輸送遅れの補正の方法を説
明する。

【００３８】まず、吸気ポート２’における燃料輸送遅
れ補正について説明する。この方法は、例えば特開昭５
８−８２３８号（特公平３−５９２５５号）公報等に開
示されるものであり、上記直接率ＡＦＷのほかに、前回
までにポート壁面に付着した燃料（Ｆｗ）のうち、今回
サイクル中に蒸発等によりシリンダ１’に吸入される燃
料量の割合である持ち去り率ＴＦＷ（０＜ＴＦＷ＜１）
を用いるものである。（ＡＦＷ×Ｔｏｕｔ）が吸気ポー
ト２’の壁面に付着せずに直接シリンダ１’に供給され
る量となり、（（１−ＡＦＷ）×Ｔｏｕｔ）が付着増分
量Ｆｗｉｎとなる。また、付着減少量（持ち去り量）Ｆ
ｗｏｕｔは今回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗ
のうち、（ＴＦＷ×Ｆｗ）であると考える方式である。

【００３９】上記したようにシリンダ燃料量Ｔｃｙｌ
は、 Ｔｃｙｌ＝ＡＦＷ×Ｔｏｕｔ＋Ｆｗｏｕｔ ……（１） で表される。また、上記したように、付着増分量Ｆｗｉ
ｎ及び付着減少量Ｆｗｏｕｔは、 Ｆｗｉｎ＝（１−ＡＦＷ）×Ｔｏｕｔ ……（２） Ｆｗｏｕｔ＝ＴＦＷ×Ｆｗ ……（３） で表され、今回の壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ）は、前回ま
での壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ−１）に対して付着増分量
Ｆｗｉｎ（ｋ）と付着減少量Ｆｗｏｕｔ（ｋ）との偏差
だけ増減するので、 Ｆｗ（ｋ）＝Ｆｗ（ｋ−１）＋Ｆｗｉｎ（ｋ）−Ｆｗｏｕｔ（ｋ） ＝Ｆｗ（ｋ−１） ＋（１−ＡＦＷ（ｋ））×Ｔｏｕｔ（ｋ）−ＴＦＷ（ｋ）×Ｆｗ（ｋ−１） ＝（１−ＡＦＷ（ｋ））×Ｔｏｕｔ（ｋ） ＋（１−ＴＦＷ（ｋ））×Ｆｗ（ｋ−１）……（４） となる。

【００４０】また、同様にシリンダ１’の燃料輸送遅れ
補正について説明する。上記したように、（Ｐ×Ｔｃｙ
ｌ）がシリンダ１’の壁面に付着せずに燃焼して直接排
気孔１’ｂから排出される燃料量であり、（１−Ｐ）×
Ｔｃｙｌが付着増分量Ｆｗｃｙｌｉｎとなる。また、付
着減少量（持ち去り量）Ｆｗｃｙｌｏｕｔは、今回サイ
クル開始時点の壁面付着燃料量ＦｗｃｙｌのうちＰ×Ｆ
ｗｃｙｌであると考える。

【００４１】上記したように、要求燃料量Ｔｆｉｒｅ
は、 Ｔｆｉｒｅ＝Ｐ×Ｔｃｙｌ＋Ｆｗｃｙｌｏｕｔ ……（５） で表される。ここで、 Ｆｗｃｙｌｉｎ＝（１−Ｐ）×Ｔｃｙｌ ……（６） Ｆｗｃｙｌｏｕｔ＝Ｐ×Ｆｗｃｙｌ ……（７） であり、今回の壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ）は、前
回までの壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）に対して
付着増分量Ｆｃｙｌｗｉｎ（ｋ）と付着減少量Ｆｗｃｙ
ｌｏｕｔ（ｋ）との偏差だけ増減するので、 Ｆｗｃｙｌ（ｋ） ＝Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）＋Ｆｗｃｙｌｉｎ（ｋ）−Ｆｗｃｙｌｏｕｔ（ｋ） ＝Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）＋（１−Ｐ（ｋ））×Ｔｃｙｌ（ｋ） −Ｐ（ｋ）×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１） ＝（１−Ｐ（ｋ））×（Ｔｃｙｌ（ｋ）＋Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１））……（８） となる。

【００４２】また、前記（１）式から、シリンダ燃料量
Ｔｃｙｌ（ｋ）は、ＡＦＷ（ｋ）×Ｔｏｕｔ（ｋ）とＦ
ｗｏｕｔ（ｋ）との合計であるので、 Ｔｃｙｌ（ｋ）＝ＡＦＷ（ｋ）×Ｔｏｕｔ（ｋ）＋Ｆｗｏｕｔ（ｋ） ＝ＡＦＷ（ｋ）×Ｔｏｕｔ（ｋ）＋ＴＦＷ（ｋ）×Ｆｗ（ｋ−１） ……（９） となる。ここで、（８）式に（９）式を代入すると、 Ｆｗｃｙｌ（ｋ）＝（１−Ｐ（ｋ））×（ＡＦＷ（ｋ）×Ｔｏｕｔ（ｋ） ＋ＴＦＷ（ｋ）×Ｆｗ（ｋ−１）＋Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）） ……（10） を得ることができる。

【００４３】また、前記（５）式から、要求燃料量Ｔｆ
ｉｒｅ（ｋ）は、（Ｐ（ｋ）×Ｔｃｙｌ（ｋ））とＦｗ
ｃｙｌｏｕｔ（ｋ）との合計であるので、 Ｔｆｉｒｅ（ｋ）＝Ｐ（ｋ）×Ｔｃｙｌ（ｋ）＋Ｆｗｃｙｌｏｕｔ（ｋ） ＝Ｐ（ｋ）×Ｔｃｙｌ（ｋ）＋Ｐ（ｋ）×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１） ＝Ｐ（ｋ）×（Ｔｃｙｌ（ｋ）＋Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）） ……（11） となる。ここで、（11）式に（９）式を代入してＴｃｙ
ｌ（ｋ）を消去し、Ｔｏｕｔ（ｋ）について解くと、 Ｔｏｕｔ（ｋ）＝（（Ｔｆｉｒｅ（ｋ）−Ｐ（ｋ）×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）） ／Ｐ（ｋ） −ＴＦＷ（ｋ）×Ｆｗ（ｋ−１））／ＡＦＷ（ｋ） ……（12） となるので、この（12）式により、燃料噴射量Ｔｏｕｔ
（ｋ）を求めることができる。

【００４４】ここで、（12）式の右辺の要求燃料量Ｔｆ
ｉｒｅ（ｋ）は、 Ｔｆｉｒｅ（ｋ）＝Ｔｉ×ＫＯ２×Ｋｔｏｔａｌ ……（13） で求められる。

【００４５】但し、Ｔｉは基本燃料噴射量のマップ値、
ＫＯ２はＯ２センサ２２の出力に基づく空燃比補正係
数、Ｋｔｏｔａｌはエンジン水温ＴＷに応じて設定され
るエンジン水温補正係数Ｋｔｗ、排気環流実行中に排気
環流量に応じて設定されるＥＧＲ補正係数等のフィード
フォワード系補正係数をすべて乗算することにより算出
される補正係数である。

【００４６】図４は、上記燃料輸送遅れ補正の方式をモ
デル化した図である。

【００４７】同図の吸気ポート付着による燃料輸送遅れ
補正では、あるサイクルｋで燃料噴射弁６から噴射され
た噴射燃料量Ｔｏｕｔ（ｋ）は乗算部６１でＡＦＷ
（ｋ）（直接率）倍される一方、乗算部６２で（１−Ａ
ＦＷ（ｋ））倍される。乗算部６１の出力は（ＡＦＷ
（ｋ）×Ｔｏｕｔ（ｋ））となり、これが加算部６３へ
供給されて、入力に対して持ち去り率ＴＦＷ（ｋ）を乗
算する乗算部６４の出力である今回の付着減少量Ｆｗｏ
ｕｔ（ｋ） に加算されて今回のシリンダ燃料量Ｔｃｙ
ｌ（ｋ）となる。

【００４８】前述したように本方式においては、乗算部
６４の出力である今回の付着減少量Ｆｗｏｕｔ（ｋ）は
前回まで蓄積された今回サイクル開始時点の壁面付着燃
料量Ｆｗ（ｋ−１）うちの（ＴＦＷ（ｋ）×Ｆｗ（ｋ−
１））であると考えるので、乗算部６４の入力には、今
回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ−１）が
供給されることになる。そして、その壁面付着燃料量Ｆ
ｗ（ｋ−１）が乗算部６５で（１−ＴＦＷ（ｋ））倍さ
れて加算部６６へ供給される。

【００４９】一方、乗算部６２の出力は付着増分量Ｆｗ
ｉｎであり、上記（２）式に相当するＦｗｉｎ（ｋ）＝
（１−ＡＦＷ（ｋ））×Ｔｏｕｔ（ｋ）となる。これが
更に前記加算部６６に供給され、前記乗算部６５の出力
である（１−ＴＦＷ（ｋ））×Ｆｗ（ｋ−１）と加算さ
れる。また、乗算部６４，６５の入力である今回サイク
ル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ）は、入力を１サ
イクル（１ＴＤＣ）遅延するサイクル遅延部６７の出力
であるので、このサイクル遅延部６７に入力されるもの
は、次回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗ
（ｋ）、つまり今回サイクル終了時点の壁面付着燃料量
となる。

【００５０】すなわち、前回までに蓄積された今回サイ
クル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ−１） から、
（ＴＦＷ（ｋ）×Ｆｗ（ｋ−１））に相当する量が乗算
部６４の出力となって持ち去られ、持ち去られずに残っ
た量である（１−ＴＦＷ（ｋ））×Ｆｗ（ｋ−１）が加
算部６６によって乗算部６２の出力である今回の付着増
分量Ｆｗｉｎ（ｋ）と加算される。

【００５１】従って、加算部６６の出力である今回サイ
クル終了時点の壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ）は、 Ｆｗ（ｋ）＝Ｆｗｉｎ（ｋ）＋（１−ＴＦＷ（ｋ））×Ｆｗ（ｋ−１） ＝（１−ＡＦＷ（ｋ））×Ｔｏｕｔ（ｋ） ＋（１−ＴＦＷ（ｋ））×Ｆｗ（ｋ−１） …… （14） で表わされる。

【００５２】次いで、図４のシリンダ付着による燃料輸
送遅れ補正では、あるサイクルｋでシリンダ１’に吸入
されたシリンダ燃料量Ｔｃｙｌ（ｋ）は乗算部７１でＰ
（ｋ）（蒸発率）倍される一方、乗算部７２で（１−Ｐ
（ｋ））倍される。乗算部７１の出力は（Ｐ（ｋ）×Ｔ
ｃｙｌ（ｋ））となり、これが加算部７３へ供給され
て、入力に対して蒸発率Ｐ（ｋ）を乗算する乗算部７４
の出力である今回の付着減少量Ｆｗｃｙｌｏｕｔ（ｋ）
に加算されて今回の要求燃料量Ｔｆｉｒｅ（ｋ）とな
る。

【００５３】前述したように本方式においては、乗算部
７４の出力である今回の付着減少量Ｆｗｃｙｌｏｕｔ
（ｋ）は前回まで蓄積された今回サイクル開始時点の壁
面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）うちの（Ｐ（ｋ）×
Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１））であると考えるので、乗算部７
４の入力には、今回サイクル開始時点の壁面付着燃料量
Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１） が供給されることになる。そし
て、その壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）が乗算部
７５で（１−Ｐ（ｋ））倍されて加算部７６へ供給され
る。

【００５４】一方、乗算部７２の出力は付着増分量Ｆｗ
ｃｙｌｉｎであり、上記（６）式に相当するＦｗｃｙｌ
ｉｎ（ｋ）＝（１−Ｐ（ｋ））×Ｔｃｙｌ（ｋ）とな
る。これが更に前記加算部７６に供給され、前記乗算部
７５の出力である（１−Ｐ（ｋ））×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−
１）と加算される。また、乗算部７４，７５の入力であ
る今回サイクル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ
（ｋ−１）は、入力を１サイクル（１ＴＤＣ）遅延する
サイクル遅延部７７の出力であるので、このサイクル遅
延部７７に入力されるものは、次回サイクル開始時点の
壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ）、つまり今回サイクル
終了時点の壁面付着燃料量となる。

【００５５】すなわち、前回までに蓄積された今回サイ
クル開始時点の壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ）から、
（Ｐ（ｋ）×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１））に相当する量が乗
算部７４の出力となって持ち去られ、持ち去られずに残
った量である（１−Ｐ（ｋ））×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）
が加算部７６によって乗算部７２の出力である今回の付
着増分量Ｆｗｃｙｌｉｎ（ｋ）（＝（１−Ｐ（ｋ））×
Ｔｃｙｌ（ｋ））と加算される。

【００５６】従って、加算部７６の出力である今回サイ
クル終了時点の壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ）は、 Ｆｗｃｙｌ（ｋ） ＝（１−Ｐ（ｋ））×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）＋Ｆｗｃｙｌｉｎ（ｋ） ＝（１−Ｐ（ｋ））×Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）＋（１−Ｐ（ｋ））×Ｔｃｙｌ（ ｋ） ＝（１−Ｐ（ｋ））×（Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）＋Ｔｃｙｌ（ｋ）） … …（15）で表される。

【００５７】以下、燃料噴射弁６の燃料噴射量（Ｔｏｕ
ｔ）の算出処理を図５を用いて説明する。

【００５８】図５は、燃料噴射量（Ｔｏｕｔ）の算出処
理のプログラムを示す。

【００５９】まず、ステップＳ１で、下記のポート壁温
推定装置によりポート壁温ＴＣを推定する（吸入通路壁
温推定手段）。

【００６０】図６は、ポート壁温推定装置の構成を示す
ブロック図である。

【００６１】このポート壁温推定装置は、入力パラメー
タとしてＥＧＲ還流率、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジ
ン回転数ＮＥ、エンジン水温ＴＷ、及び吸気温ＴＡを用
い、これらのパラメータからポート壁温ＴＣを推定する
ものである。

【００６２】吸気温ＴＡは、吸気温補正処理８１へ供給
され、該手段８１はＴＡセンサ１３の検出値の応答遅れ
を補正する。このＴＡセンサ１３の応答遅れは、ＴＡセ
ンサ１３自体が有する熱容量により、吸気温の急激な変
化に対してＴＡセンサ１３の出力値が迅速に反応するこ
とができないことに起因して生ずる。

【００６３】このような特性を考慮して、次式（16）に
よりＴＡセンサ１３の応答遅れを補正する。

【００６４】 ＴＡ’＝ＴＡｎ−１＋Ｋ×（ＴＡｎ−ＴＡｎ−１） ……（16） すなわち、ＴＡセンサ１３の今回の出力値ＴＡｎと前回
の出力値ＴＡｎ−１との偏差に対して、所定の修正係数
Ｋを乗算し、その結果に前回の出力値ＴＡｎ−１を加え
た値が補正された補正吸気温度ＴＡ’となる。

【００６５】そして、補正吸気温度ＴＡ’とエンジン水
温ＴＷとに基づいて目標壁温推定処理８２を行う。すな
わち、目標壁温推定処理８２は、目標壁温ＴＣｏｂｊを
補正吸気温度ＴＡ’とエンジン水温ＴＷとの中間の温度
として次式（17）で算出し、その中間（内分）比率は中
点係数Ｘを用いて決定する。

【００６６】 ＴＣｏｂｊ＝Ｘ×ＴＡ’＋（１−Ｘ）ＴＷ ……（17） ここで、中点係数Ｘは、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエンジ
ン回転数ＮＥとから求まる吸入空気流量［ｌ／ｍｉｎ］
を主要素とし且つＥＧＲ還流率を加味して次式（18）に
示すように算出する（中点係数算出処理８３）。

【００６７】 Ｘ＝Ｘ０×Ｋｘ ……（18） なお、Ｘ０はエンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡで与えられる図示しないＮＥ−ＰＢマップを検索し
て決定される中間比率係数であり、０＜Ｘ０＜１に設定
される。また、Ｋｘは、ＥＧＲのリフト量ＬＡＣＴで与
えられる図示しないＫｘテーブルを検索して決定される
中間比率補正係数である。

【００６８】このようにして求められた中点係数Ｘは、
吸気管内絶対圧ＰＢＡ及びエンジン回転数ＮＥに対して
図７に示すような傾向を示す。

【００６９】上述の中間比率は、吸気管内絶対圧ＰＢＡ
とエンジン回転数ＮＥとから求まる吸入空気流率を主要
素として決定したが、この点について説明する。

【００７０】例えば、吸気管内絶対圧ＰＢＡ及びエンジ
ン回転数ＮＥが高いとき、つまりエンジンが高負荷且つ
高回転であるときほど単位時間当りの吸入空気量が増え
てくるので、エンジンが冷やされ、ポート壁温は低下し
て吸気温度に近づく。逆に、エンジンが低負荷あるいは
低回転であるほど単位時間当りの吸入空気量が減少して
くるので、エンジンの発熱の影響を大きく受けて、ポー
ト壁温はエンジン水温ＴＷの近辺まで上昇する。

【００７１】本実施の形態では、このようなポート壁温
の特性を考慮して、吸入空気流率Ｘ０を主要素にして、
補正吸気温度ＴＡ’とエンジン水温ＴＷとの中間の温度
として算出される目標壁温ＴＣｏｂｊの中間の内分比率
を決定しているので、目標壁温ＴＣｏｂｊを正確に求め
ることができる。

【００７２】さらに、上述の中間の内分比率の決定にＥ
ＧＲ還流率Ｋｘを加味したのは、吸気側よりも排気側の
ほうが温度が高いので、ＥＧＲ還流率が高いほどポート
壁温は上昇することになる。本実施の形態ではこの点も
考慮して、ＥＧＲ還流率Ｋｘが大きいほど高温側へ推移
するように前記内分比率を決定しているので、より正確
に目標壁温ＴＣｏｂｊを求めることができる。

【００７３】また、エンジン運転状態の過渡時において
は実際のポート壁温ＴＣには応答遅れが生じ得る。

【００７４】図８は、過渡時のポート壁温ＴＣの応答遅
れを示す図であり、スロットル弁３を全開→全閉→全開
にした場合のポート壁温ＴＣ、エンジン水温ＴＷ、及び
吸気温ＴＡの推移を示すものである。なお、ポート壁温
ＴＣ及び吸気温ＴＡの測定はそれぞれ応答遅れのないセ
ンサを用いて行っている。

【００７５】同図において、エンジンが暖機完了状態
（エンジン水温ＴＷが８０℃以上）にあるときにスロッ
トル弁３が全開であると、外気（−１０℃程度）が多量
に流入してくるので、ポート壁温ＴＣは低温（２〜３
℃）で推移している。その後、スロットル弁３が全閉に
なると、エンジンの発熱の影響を受けてポート壁温ＴＣ
は大きく上昇する。この時のポート壁温ＴＣの上昇傾向
は、吸気ポート２’の熱容量によって直ぐには上昇せ
ず、スロットル弁３が全閉になった時点からある程度の
時間遅れｔＤをもって上昇して安定値（３０℃程度）に
達する。

【００７６】すなわち、上記図８の例を本実施の形態の
ポート壁温推定装置に当て嵌めて説明すると、上述した
ように目標壁温ＴＣｏｂｊは、エンジン水温ＴＷと補正
吸気温度ＴＡ’とで基本的に決定される。このエンジン
水温ＴＷ及び補正吸気温度ＴＡ’は定常的なものであ
り、その中間の内分比率は、吸気管内絶対圧ＰＢＡとエ
ンジン回転数ＮＥとを主要素として変化する。従って、
スロットル弁３を全開から全閉にする過渡時において
は、急激に吸気管内絶対圧ＰＢＡが低下して目標壁温Ｔ
Ｃｏｂｊが高温側に設定される。このとき、上記の応答
遅れ（時間遅れｔＤ）を考慮して、目標壁温ＴＣｏｂｊ
に対して１次遅れ処理８４を施して最終的な予測ポート
壁温ＴＣを算出するものである。

【００７７】この１次遅れ処理８４では、次式（19）に
より予測ポート壁温の今回値ＴＣｎをその前回値ＴＣｎ
−１と目標壁温ＴＣｏｂｊとの中間に求める。

【００７８】 ＴＣｎ＝β×ＴＣｎ−１＋（１−β）×ＴＣｏｂｊ ……（19） 但し、β：ＴＣの応答遅れを考慮したなまし時定数 図９は、上記ポート壁温ＴＣの算出処理の具体的な処理
手順を示すプログラムを示す。

【００７９】まず、ステップＳ１０１では、エンジン運
転状態が始動モードであるか否かを判別し、始動時であ
ってその答が肯定（ＹＥＳ）となるときには、この時の
エンジン水温ＴＷを予測ポート壁温ＴＣとして設定し
（ステップＳ１０２）、本ルーチンを終了する。

【００８０】一方、始動モード後であって前記ステップ
Ｓ１０１の答が否定（ＮＯ）となるときには上記ＮＥ−
ＰＢマップより中間比率係数Ｘ０を検索し（ステップＳ
１０３）、続いて上記（18）式により該中間比率係数Ｘ
０をＥＧＲ還流率で補正して中点係数Ｘを算出する（ス
テップＳ１０４）。

【００８１】さらに、ステップＳ１０５において、上記
（17）式により目標壁温ＴＣｏｂｊを算出し、さらにス
テップＳ１０６で上記（19）式により最終的な予測ポー
ト壁温ＴＣを求めて、本ルーチンを終了する。

【００８２】上記吸気ポート壁温推定処理によれば、補
正吸気温ＴＡ’とエンジン水温ＴＷとの中間温度を吸入
空気量及びＥＧＲ還流率に応じた中間（内分）比率で内
分することにより、ポート壁温の特性を的確に把握して
算出された目標壁温ＴＣｏｂｊを定常状態のポート壁温
として算出し、この目標壁温ＴＣｏｂｊに対して１次遅
れ処理８４を施して過渡時のポート壁温を算出するの
で、エンジンの全ての運転状態においてより正確にポー
ト壁温を推定することができる。そして、このように正
確に推定されたポート壁温ＴＣを用いて、後述する燃料
輸送遅れ補正のパラメータ（本実施の形態では、上記し
た直接率ＡＦＷと持ち去り率ＴＦＷ）を算出することに
より、エンジン１のあらゆる運転状態において燃料輸送
遅れ補正を高精度に行うことができる。

【００８３】図５に戻り、ステップＳ２で、エンジン１
のシリンダ壁温Ｔｐを推定する（シリンダ壁温推定手
段）。

【００８４】本ステップＳ２においては、内燃機関の始
動モード時に次式（20）によりシリンダ壁温Ｔｐを算出
する。

【００８５】 Ｔｐ＝Ｔｐ０＋（８００−Ｔｐ０）×（１−ＥＸＰ（−ＴＤＣ数／Ｔｐ０） ……（20） ここで、Ｔｐ０は、シリンダ壁温Ｔｐの初期値であり、
この初期値Ｔｐ０はエンジン水温ＴＷに応じて図１０の
Ｔｐ０テーブルを検索することにより算出される。

【００８６】次いで、ステップＳ３で、前記蒸発率Ｐ
（ｋ）を算出する（シリンダ輸送遅れ算出手段、蒸発率
算出手段）。

【００８７】蒸発率Ｐ（ｋ）は、シリンダ壁温Ｔｐに応
じて図１１のＰ（ｋ）テーブルを検索することにより算
出される。図１１において、曲線ａは軽質ガソリン（５
０％分留温度が約１００℃）の蒸発率特性を示し、曲線
ｂは重質ガソリン（５０％分留温度が約１１５℃）の蒸
発率特性を示す。

【００８８】図１１のテーブルによる検索では、燃料性
状センサ１０によって検出された燃料供給管７内を流れ
る燃料の密度に基づいて、当該燃料が重質ガソリンか軽
質ガソリンかを判定して、この判定結果により該当曲線
が選択される。これにより、吸気ポート２’に噴射され
る燃料の性状に基づいて蒸発率Ｐ（ｋ）を持ち換えるの
で、燃料の性状に応じた適切な蒸発率Ｐ（ｋ）を求める
ことができる。

【００８９】さらに、図５に戻り、ステップＳ４で、エ
ンジン１の要求燃料量Ｔｆｉｒｅを前記（13）式により
算出し（要求燃料量算出手段）、直接率ＡＦＷ（ｋ）と
持ち去り率ＴＦＷ（ｋ）を後述する図１２及び図１５の
処理により算出し（吸気通路輸送遅れ算出手段、直接率
持ち去り率算出手段）、さらに、前記（12）式により燃
料噴射量Ｔｏｕｔを算出する（燃料噴射量算出手段）。

【００９０】(12）式の右辺の各項のうち、Ｆｗ（ｋ−
１）は前回ルーチンにおける後述するステップＳ５で、
Ｆｗｃｙｌ（ｋ−１）は前回ルーチンにおける後述する
ステップＳ６で夫々算出され、Ｐ（ｋ）は上記ステップ
Ｓ３で決定され、Ｔｆｉｒｅ、ＡＦＷ（ｋ）、ＴＦＷ
（ｋ）は本ステップＳ４で算出される。

【００９１】次いで、ステップＳ５で、前記（４）式に
より、ステップＳ４で算出したＡＦＷ（ｋ）値、ＴＦＷ
（ｋ）値、Ｔｏｕｔ（ｋ）値及び前回値Ｆｗ（ｋ−１）
から吸気ポート２’における壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ）
を算出する（シリンダ燃料量算出手段）。

【００９２】さらに、ステップＳ６で、前記（９）式に
より、ステップＳ４で算出したＡＦＷ（ｋ）値、ＴＦＷ
（ｋ）値、Ｔｏｕｔ（ｋ）値及びＦｗ（ｋ−１）値から
Ｔｃｙｌ（ｋ）値を算出し（シリンダ燃料量算出手
段）、次いで、このＴｃｙｌ（ｋ）値と、ステップＳ３
で算出されたＰ（ｋ）とから、シリンダ１’における壁
面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ）を算出して（シリンダ輸
送遅れ算出手段、シリンダ付着燃料量算出手段）、本ル
ーチンを終了する。

【００９３】以上のようにして算出された燃料噴射量Ｔ
ｏｕｔ、シリンダ燃料量Ｔｃｙｌ、及びこれらに基づく
空燃比は図１７に示すような傾向を示す。図１７では、
燃料噴射量Ｔｏｕｔは曲線ｌで、シリンダ燃料量Ｔｃｙ
ｌは曲線ｍで、空燃比は曲線ｎで夫々示される。エンジ
ン１が始動してから約１秒後にＴｏｕｔ値がピークを示
した後、約２秒後に極小値をとる。その間空燃比はリー
ン状態から理論空燃比に向かって漸減して空燃比がリッ
チ状態になるのを防止することができ、その結果、エン
ジン１の始動時や始動直後において、空燃比をリーン状
態に保持して有害排出ガスであるＨＣ（炭化水素）ガス
を低減することができる。

【００９４】比較のために、吸気ポート付着による燃料
輸送遅れ補正のみを考慮した従来の手法により算出され
た燃料噴射量Ｔｏｕｔ、シリンダ燃料量Ｔｃｙｌ、及び
これらに基づく空燃比は図１８に示すような傾向を示
す。図１８では、燃料噴射量Ｔｏｕｔは曲線ｌ’で、シ
リンダ燃料量Ｔｃｙｌは曲線ｍ’で、空燃比は曲線ｎ’
で夫々示される。この従来の手法においては、エンジン
１が始動してから約２乃至３秒後に空燃比がリッチ状態
になり、その結果、有害排出ガスであるＨＣ（炭化水
素）ガスが増大する。

【００９５】図１２は、燃料輸送遅れ補正に用いられる
直接率ＡＦＷの算出処理を示すプログラムのフローチャ
ートである。

【００９６】まず、ステップＳ１１１で、エンジンが始
動モードであるか否かを判別し、始動モードであるとき
には、直接率ＡＦＷがエンジン水温ＴＷが高くなるほど
大きい値に設定されている図示しないＡＦＷＣＲテーブ
ルを検索し、その時のエンジン水温ＴＷに応じて始動時
直接率ＡＦＷＣＲを決定する。次いで、直接率ＡＦＷを
ＡＦＷＣＲ値に設定し（ステップＳ１１３）、後述する
直接率ＡＦＷの下限値ＡＦＷＬＴＬをＡＦＷＣＲ値に設
定し（ステップＳ１１４）、後述するＣＫＡＦＷを
「０」に設定して（ステップＳ１１５）、本ルーチンを
終了する。

【００９７】一方、始動モード後であって前記ステップ
Ｓ１１１の答が否定（ＮＯ）となるときには、ステップ
Ｓ１１６に進んで、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶
対圧ＰＢＡに応じて通常運転モード用のＡＦＷ０マップ
（図示しない）を検索し、通常運転モード領域用の基本
直接率ＡＦＷ０を決定する。さらに、ステップＳ１１７
で、上記図５ステップＳ１の予測ポート壁温ＴＣの算出
処理で算出された予測ポート壁温ＴＣとエンジン回転数
ＮＥに応じたＫＡＦＷマップ（図１３）から直接率補正
係数ＫＡＦＷを検索し、続くステップＳ１１８では次式
（21）より直接率ＡＦＷを算出する。

【００９８】 ＡＦＷ＝ＡＦＷ０×ＫＡＦＷ ……（21） なお、上記ＫＡＦＷマップは、図１３に示すように０＜
ＫＡＦＷ＜１で、予測ポート壁温ＴＣが高くなるほど大
きい値（ポート壁温ＴＣが８０℃のときには１となる）
に設定される。

【００９９】さらに、ステップＳ１１９では、直接率Ａ
ＦＷの下限値ＡＦＷＬＴＬを算出し、続くステップＳ１
２０〜Ｓ１２３では、直接率ＡＦＷのリミットチェック
を行う、すなわち直接率ＡＦＷが下限値ＡＦＷＬＴＬ以
下のときは当該下限値をＡＦＷＬＴＬに、上限値ＡＦＷ
ＬＴＨ以上のときは当該上限値ＡＦＷＬＴＨに夫々設定
（ＡＦＷＬＭＴＬ≦ＡＦＷ≦ＡＦＷＬＭＴＨ）して本ル
ーチンを終了する。このようにして算出された直接率Ａ
ＦＷは図１４に示すように傾向を示す。

【０１００】図１５は、燃料輸送遅れ補正に用いられる
持ち去り率ＴＦＷの算出処理を示すフローチャートであ
る。

【０１０１】まず、ステップＳ１３１では、エンジン１
が始動モードであるか否かを判別し、始動モードである
ときには、ステップＳ１３２に進み、持ち去り率ＴＦＷ
がエンジン水温ＴＷが高くなるほど大きい値に設定され
ている図示しないＴＦＷＣＲテーブルを検索し、その時
のエンジン水温ＴＷに応じて始動時持ち去り率ＴＦＷＣ
Ｒを決定する。次いで、持ち去り率ＴＦＷをＴＦＷＣＲ
値に設定して（ステップＳ１３３）、本ルーチンを終了
する。

【０１０２】一方、始動モード後であって前記ステップ
Ｓ１３１の答が否定（ＮＯ）となるときには、ステップ
Ｓ１３４に進んで、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶
対圧ＰＢＡに応じて通常運転モード用のＴＦＷ０マップ
（図示しない）を検索し、通常運転モード領域用の基本
持ち去り率ＴＦＷ０を決定する。さらに、ステップＳ１
３５で、上記図５のステップＳ１で算出された予測ポー
ト壁温ＴＣとエンジン回転数ＮＥを用いたＫＴＦＷマッ
プ（図１３）から持ち去り率補正係数ＫＴＦＷを検索
し、続くステップＳ１３６では次式（22）より持ち去り
率ＫＦＷを算出する。

【０１０３】 ＴＦＷ＝ＴＦＷ０×ＫＴＦＷ ……（22） なお、上記ＫＴＦＷマップは、図１３に示すように０＜
ＫＴＦＷ＜１で、予測ポート壁温ＴＣが高くなるほど大
きい値（ポート壁温ＴＣが８０℃のときには１となる）
に設定される。

【０１０４】続くステップＳ１３７〜Ｓ１４０では、持
ち去り率ＴＦＷのリミットチェックを行う、すなわち上
記ステップＳ１２０からＳ１２３と同様にして持ち去り
率ＴＦＷを下限値ＴＦＷＬＭＴＬと上限値ＴＦＷＬＭＴ
Ｈの範囲内に設定（ＴＦＷＬＭＴＬ≦ＴＦＷ≦ＴＦＷＬ
ＭＴＨ）して本ルーチンを終了する。このようにして算
出された持ち去り率ＴＦＷは図１６に示すように傾向を
示す。

【０１０５】本発明の実施の形態によれば、シリンダ壁
温Ｔｐに基づいて蒸発率Ｐを算出し（ステップＳ３）、
直接率ＡＦＷ及び持ち去り率ＴＦＷに基づいて吸気ポー
ト２’の内壁に付着する吸気通路付着燃料量Ｆｗ（ステ
ップＳ５）とシリンダ１’に供給されるシリンダ燃料量
Ｔｃｙｌ（ステップＳ６）とを算出し、蒸発率Ｐ及びシ
リンダ燃料量Ｔｃｙｌに基づいてシリンダ１’の内壁に
付着するシリンダ付着燃料量Ｆｗｃｙｌを算出し（ステ
ップＳ６）、エンジン１が要求する要求燃料量Ｔｆｉｒ
ｅ、前記吸気通路付着燃料量Ｆｗ、前記シリンダ付着燃
料量Ｔｃｙｌ、前記直接率ＡＦＷ及び前記持ち去り率Ｔ
ＦＷに基づいて、燃料噴射弁６の燃料噴射量Ｔｏｕｔを
算出する（ステップＳ４）。即ち、直接率ＡＦＷ及び持
ち去り率ＴＦＷに基づく吸気通路付着燃料Ｆｗによる燃
料輸送遅れ補正に加えて、シリンダ１’内の蒸発率Ｐに
基づくシリンダ１’内における燃料輸送遅れ補正を行っ
て燃料噴射量Ｔｏｕｔを算出することができるので、エ
ンジン１の始動時や始動直後のように燃料輸送遅れが非
線形である場合においても、エンジン１に供給される混
合気の空燃比を簡単な燃料輸送遅れモデルを用いてしか
も精度よく制御することができる。その結果、例えば、
エンジン１の始動直後において、有害排出ガスであるＨ
Ｃ（炭化水素）ガスを低減すべく空燃比をエンジン１の
失火限界までリーン化させることができる。

【０１０６】上記実施の形態においては、燃料輸送遅れ
補正の方式を図４のようにモデル化しているが、図１９
に示すようにモデル化してもよい。図１９のモデルにお
いて、図４のモデルと同じ構成要素には同じ参照番号を
付してその説明を省略する。図４のモデルと異なるのは
以下の点のみである。

【０１０７】即ち、図１９のモデルにおいて、乗算部７
４ａの倍率を蒸発率Ｐ（ｋ−１）としている。これは、
前回までにシリンダ１’の壁面に付着している燃料（Ｆ
ｗｃｙｌ）に対する蒸発率として前回サイクルのものＰ
（ｋ−１）を適用するものである。

【０１０８】図１９のモデルの場合における、吸気ポー
トにおける壁面付着燃料量Ｆｗ（ｋ）、シリンダ付着に
おける壁面付着燃料量Ｆｗｃｙｌ（ｋ）、シリンダ燃料
量Ｔｃｙｌ（ｋ）、要求燃料量Ｔｆｉｒｅ（ｋ）、燃料
噴射量Ｔｏｕｔ（ｋ）は、前記実施の形態と同様の手法
で算出することができる。

【０１０９】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
内燃機関の燃料噴射量制御装置によれば、吸気通路の内
壁温度に基づく吸気通路における燃料輸送遅れ補正に加
えて、シリンダ内の燃料の蒸発量に基づくシリンダ内に
おける燃料輸送遅れ補正を行うことができるので、内燃
機関の始動時や始動直後のように燃料輸送遅れが非線形
である場合においても、内燃機関に供給される混合気の
空燃比を簡単な燃料輸送遅れモデルを用いてしかも精度
よく制御することができる。その結果、例えば、内燃機
関の始動直後において、有害排出ガスであるＨＣ（炭化
水素）ガスを低減すべく空燃比を内燃機関の失火限界ま
でリーン化させることができる。

【０１１０】請求項２の内燃機関の燃料噴射量制御装置
によれば、直接率及び持ち去り率に基づいて吸気通路の
内壁に付着する吸気通路付着燃料量と前記シリンダに供
給される燃料量を算出し、シリンダの内壁温度に基づい
て蒸発率を算出し、蒸発率及びシリンダに供給される燃
料量に基づいてシリンダの内壁に付着するシリンダ付着
燃料量を算出し、算出された内燃機関が要求する要求燃
料量、前記吸気通路付着燃料量、前記シリンダ付着燃料
量、前記直接率及び前記持ち去り率に基づいて、前記燃
料噴射弁の燃料噴射量を算出する。即ち、直接率及び持
ち去り率に基づく吸気通路付着燃料による燃料輸送遅れ
補正に加えて、シリンダ内の蒸発率に基づくシリンダ内
における燃料輸送遅れ補正を行って燃料噴射量を算出す
ることができるので、請求項１の内燃機関の燃料噴射量
制御装置による効果をより適切に奏することができる。

【０１１１】請求項３の内燃機関の燃料噴射量制御装置
によれば、内燃機関に使用される燃料の性状に基づいて
蒸発率が算出されるので、シリンダ内での燃料輸送遅れ
補正の精度を燃料の性状に応じて適切なものとすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴射
制御装置の構成を示す全体構成図である。

【図２】吸気ポート付着における燃料噴射量Ｔｏｕｔと
シリンダ燃料量Ｔｃｙｌとの関係を示す概念図である。

【図３】シリンダ付着におけるシリンダ燃料量Ｔｃｙｌ
と要求燃料量Ｔｆｉｒｅとの関係を示す概念図である。

【図４】燃料輸送遅れ補正の方式をモデル化した図であ
る。

【図５】燃料噴射量（Ｔｏｕｔ）の算出処理のプログラ
ムを示す。

【図６】ポート壁温推定装置の構成を示すブロック図で
ある。

【図７】中点係数Ｘの傾向を示す図である。

【図８】過渡時のポート壁温ＴＣの応答遅れを示す図で
あり、

【図９】ポート壁温ＴＣの算出処理の具体的な処理手順
を示すプログラムを示すフローチャートである。

【図１０】エンジン水温ＴＷに応じたシリンダ壁温Ｔｐ
の初期値Ｔｐ０のテーブル値を示すグラフである。

【図１１】シリンダ壁温Ｔｐに応じた蒸発率Ｐ（ｋ）の
テーブル値を示すグラフである。

【図１２】燃料輸送遅れ補正に用いられる直接率ＡＦＷ
の算出処理を示すプログラムのフローチャートである。

【図１３】ＫＡＦＷ、ＫＴＦＷマップを示す図である。

【図１４】直接率ＡＦＷの傾向を示す図である。

【図１５】燃料輸送遅れ補正に用いられる持ち去り率Ｔ
ＦＷの算出処理を示すプログラムのフローチャートであ
る。

【図１６】持ち去り率ＴＦＷの傾向を示す図である。

【図１７】本発明の実施の形態に係る内燃機関の燃料噴
射制御装置による効果を説明する図である。

【図１８】従来の内燃機関の燃料噴射制御装置による効
果を説明する図である。

【図１９】燃料輸送遅れ補正の他の方式をモデル化した
図である。

【符号の説明】

１ 内燃エンジン １’ シリンダ ２ 吸気管 ２’ 吸気ポート ５ ＥＣＵ（吸入通路壁温推定手段、シリンダ壁温推
定手段、吸気通路輸送遅れ算出手段、シリンダ燃料量算
出手段、シリンダ輸送遅れ算出手段、燃料噴射量算出手
段、要求燃料量算出手段、直接率持ち去り率算出手段、
蒸発率算出手段、シリンダ付着燃料量算出手段） ６ 燃料噴射弁 １０ 燃料性状センサ（燃料性状検出手段） ２２ Ｏ２センサ ２６ ＥＧＲ弁

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の吸気通路の内壁温度を推定す
   る吸入通路壁温推定手段と、前記推定された吸気通路の
   内壁温度に基づいて前記吸気通路における付着燃料の輸
   送遅れを算出する吸気通路輸送遅れ算出手段と、前記吸
   気通路における付着燃料の輸送遅れに基づいて前記シリ
   ンダに供給される燃料量を算出するシリンダ燃料量算出
   手段とを備える内燃機関の燃料噴射量制御装置におい
   て、前記内燃機関のシリンダの内壁温度を推定するシリ
   ンダ壁温推定手段と、前記推定されたシリンダの内壁温
   度に基づいて前記シリンダ内の燃料の蒸発量を推定する
   と共に、前記推定された蒸発量に基づいて前記シリンダ
   における付着燃料の輸送遅れを算出するシリンダ輸送遅
   れ算出手段と、前記シリンダにおける付着燃料の輸送遅
   れに基づいて前記内燃機関への燃料噴射量を算出する燃
   料噴射量算出手段とを備える内燃機関の燃料噴射制御装
   置。
2. 【請求項２】 内燃機関の排気ガス中の酸素濃度に比例
   する値に基づいて前記内燃機関が要求する要求燃料量を
   算出する要求燃料量算出手段をさらに備え、前記吸気通
   路輸送遅れ算出手段は、前記推定された吸気通路の内壁
   温度に基づいて、前記吸気通路へ噴射される燃料のうち
   前記内燃機関のシリンダに直接取り込まれる燃料の割合
   である直接率、及び前記吸気通路の内壁に付着した燃料
   のうち少なくとも蒸発により前記シリンダに直接取り込
   まれる燃料の割合である持ち去り率を夫々算出する直接
   率持ち去り率算出手段とを備え、前記シリンダ燃料量算
   出手段は、前記直接率及び前記持ち去り率に基づいて前
   記吸気通路の内壁に付着する吸気通路付着燃料量と前記
   シリンダに供給される燃料量を算出するように構成され
   ており、前記シリンダ輸送遅れ算出手段は、前記推定さ
   れたシリンダの内壁温度に基づいて、前記シリンダに直
   接取り込まれた燃料又は前記シリンダの内壁に付着する
   シリンダ付着燃料のうち当該シリンダ内で蒸発する燃料
   量の割合である蒸発率を算出する蒸発率算出手段と、前
   記蒸発率及び前記シリンダに供給される燃料量に基づい
   て前記シリンダの内壁に付着するシリンダ付着燃料量を
   算出するシリンダ付着燃料量算出手段とを備え、前記噴
   射燃料量算出手段は、前記要求燃料量、前記吸気通路付
   着燃料量、前記シリンダ付着燃料量、前記直接率及び前
   記持ち去り率に基づいて、前記燃料噴射弁の燃料噴射量
   を算出するように構成されていることを特徴とする請求
   項１記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。
3. 【請求項３】 前記内燃機関に使用される燃料の性状を
   検出する燃料性状検出手段をさらに備え、前記蒸発率算
   出手段は、前記燃料性状検出手段により検出された前記
   燃料の性状に基づいて前記蒸発率を算出することを特徴
   とする請求項２記載の内燃機関の燃料噴射量制御装置。