(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
運転条件に応じた基本噴射量を演算する手段と、
目標燃空比相当量を演算する手段と、
この目標燃空比相当量で前記基本噴射量を補正する手段と、
冷却水温を検出する手段と、
吸気弁予測温度を演算する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値に代えて前記吸気弁予測温度を用いて参照することにより、平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量を演算する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値に代えて前記吸気弁予測温度を用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合を演算する手段と、
前記演算された平衡付着量とその時点での付着量との差を演算する手段と、
この差の付着量と前記演算された分量割合とに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度を演算する手段と、
この付着速度と前記その時点での付着量とを燃料噴射に同期して加算することにより付着量を更新する手段と、
前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記付着速度で補正して燃料噴射量を演算する手段と、
この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、
前記冷却水温の検出値と前記吸気弁予測温度との差を演算する手段と、
この温度差に応じた温度非平衡時の平衡付着量または分量割合を補正するための補正量を演算する手段と、
この温度非平衡時の補正量で前記演算された平衡付着量または前記演算された分量割合を補正する手段と、
前記温度差に応じて未燃分補正量を演算する手段と、
この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】
運転条件に応じた基本噴射量を演算する手段と、
目標燃空比相当量を演算する手段と、
この目標燃空比相当量で前記基本噴射量を補正する手段と、
冷却水温を検出する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値に代えて前記吸気弁予測温度を用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量を演算する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値に代えて前記吸気弁予測温度を用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合を演算する手段と、
前記演算された平衡付着量とその時点での付着量との差を演算する手段と、
この差の付着量と前記演算された分量割合とに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度を演算する手段と、
吸気弁予測温度を演算する手段と、
前記冷却水温の検出値とこの吸気弁予測温度との差を演算する手段と、
この温度差に応じた温度非平衡時の付着速度を補正するための補正量を演算する手段と、
この温度非平衡時の補正量で前記演算された付着速度を補正する手段と、
この補正された付着速度と前記その時点での付着量とを燃料噴射に同期して加算することにより付着量を更新する手段と、
前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記補正された付着速度で補正して燃料噴射量を演算する手段と、
この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、
前記温度差に応じて未燃分補正量を演算する手段と、
この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段と、を設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】
前記平衡付着量演算手段が、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値に代えて前記吸気弁予測温度を用いて参照することにより平衡付着倍率を演算する手段と、
この付着倍率と前記演算された基本噴射量と前記未燃分補正量により補正された目標燃空比相当量の積を平衡付着量として求める手段とからなることを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】
運転条件に応じた基本噴射量を演算する手段と、
目標燃空比相当量を演算する手段と、
この目標燃空比相当量で前記基本噴射量を補正する手段と、
冷却水温を検出する手段と、吸気弁予測温度を演算する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量を演算する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合を演算する手段と、
前記演算された平衡付着量とその時点での付着量との差を演算する手段と、
この差の付着量と前記演算された分量割合とに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度を演算する手段と、
この付着速度と前記その時点での付着量とを燃料噴射に同期して加算することにより付着量を更新する手段と、
前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記付着速度で補正して燃料噴射量を演算する手段と、
この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、前記冷却水温の検出値と前記吸気弁予測温度との差を演算する手段と、
この温度差に応じた温度非平衡時の平衡付着量または分量割合を補正するための補正量を演算する手段と、
この温度非平衡時の補正量で前記演算された平衡付着量または前記演算された分量割合を補正する手段と、
前記温度差に応じて未燃分補正量を演算する手段と、
この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】
運転条件に応じた基本噴射量を演算する手段と、
目標燃空比相当量を演算する手段と、
この目標燃空比相当量で前記基本噴射量を補正する手段と、
冷却水温を検出する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量を演算する手段と、
燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合を演算する手段と、
前記演算された平衡付着量とその時点での付着量との差を演算する手段と、
この差の付着量と前記演算された分量割合とに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度を演算する手段と、
吸気弁予測温度を演算する手段と、
前記冷却水温の検出値とこの吸気弁予測温度との差を演算する手段と、
この温度差に応じた温度非平衡時の付着速度を補正するための補正量を演算する手段と、
この温度非平衡時の補正量で前記演算された付着速度を補正する手段と、
この補正された付着速度と前記その時点での付着量とを燃料噴射に同期して加算することにより付着量を更新する手段と、
前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記補正された付着速度で補正して燃料噴射量を演算する手段と、
この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段と、
前記温度差に応じて未燃分補正量を演算する手段と、
この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段とを設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項６】
前記平衡付着量演算手段が、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより平衡付着倍率を演算する手段と、
この付着倍率と前記演算された基本噴射量と前記未燃分補正量により補正された目標燃空比相当量の積を平衡付着量として求める手段とからなることを特徴とする請求項４または５に記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項７】
前記未燃分補正量を前記冷却水温の検出値に応じて補正することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項８】
前記未燃分補正量をエンジンの負荷に応じて補正することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【請求項９】
前記未燃分補正量をエンジンの回転数に応じて補正することを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの空燃比制御装置、特に燃料を吸気弁に向けて噴射供給する場合にその吸気弁温度を予測し、その吸気弁予測温度を用いて過渡補正量を求めるものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンの加減速時における空燃比の目標値からのずれは、吸気マニホールドや吸気ポートに付着し、液状のまま壁面を伝ってシリンダへと流れ込む、いわゆる壁流燃料の量的変化に起因するものであり、この壁流燃料による過不足分を過渡補正量として燃料補正を行うものが各種提案されている。
【０００３】
このものでは、平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆとの２つの値を、エンジン負荷、エンジン回転数Ｎｅおよび冷却水温Ｔｗに基づいて予め定めておき、一定の演算式を用いて単位周期当たり（一噴射当たり）の付着量（これを付着速度という）Ｖｍｆを求め、この付着速度Ｖｍｆで基本噴射量Ｔｐを補正している。なお、上記の分量割合ＫｍｆはＭｆｈとその時点での付着量（予測変数である）Ｍｆの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の燃料を燃料噴射量の補正にどの程度反映させるのかを示す係数のことである。
【０００４】
しかしながら、吸気ポートに向けてでなく、吸気弁に向けて燃料を噴射する場合にも、冷却水温Ｔｗから演算される上記の平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆとを用いたのでは、特に冷間始動直後に空燃比誤差が生じる。このときの壁流燃料量は、壁流燃料の流れる吸気弁の温度に左右されるので、吸気弁温度と冷却水温Ｔｗとの温度差の分が壁流燃料の見積もり誤差となり、空燃比誤差として生じてくるのである。
【０００５】
そこで、特開平１−３０５１４２号公報の装置では吸気弁温度を予測し、その吸気弁予測温度を上記冷却水温Ｔｗに代えて用いることによってＭｆｈとＫｍｆとを求めるようにしている。吸気弁温度は、始動直後に冷却水温Ｔｗとほぼ等しく、暖機後は冷却水温Ｔｗより所定値だけ高い温度（たとえば約８０℃）に落ち着き、その変化は吸入空気量で定まる時定数に応じた一次遅れとなるので、平衡吸気弁温度Ｔｈと遅れ時定数ＳＰＴＦとを負荷と回転数とをパラメーターとして予め定めておき、これらから、
Ｔｆ＝Ｔｈ×ＳＰＴＦ＋Ｔｆ−１×（１−ＳＰＴＦ）            …（１）
ただし、Ｔｆ−１：Ｔｆの前回値
の式（つまり一次遅れの式）を用いて吸気弁予測温度Ｔｆを求めるのである。
【０００６】
ただし、実際の演算ロジック上では、始動時に冷却水温Ｔｗよりも所定値だけ低い温度から冷却水温Ｔｗに向かって一次遅れで収束する値（これを壁流補正用温度という）Ｔｗｆを始動時に与えている（特開平３−１３４２３７号公報参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記のＭｆｈとＫｍｆとを求めるためのデータは、もともと冷却水温Ｔｗを一定とし、吸気弁温度が冷却水温Ｔｗより所定値だけ高い温度に落ち着いた状態（つまり温度平衡状態）で適合させている。逆にいえば、温度非平衡状態でＭｆｈ、Ｋｍｆを適合することは事実上不可能なわけである。したがって、冷却水温Ｔｗの代わりに壁流補正用温度Ｔｗｆを用いてＭｆｈ、Ｋｍｆを求める際のＴｗｆも、本来なら平衡状態での温度でなければならない。
【０００８】
しかしながら、平衡状態での冷却水温に対して適合させているＭｆｈ、Ｋｍｆのデータを、冷却水温Ｔｗに代えて壁流補正用温度Ｔｗｆをそのまま用いるだけの上記装置では、疑似的に温度非平衡状態を扱うものとなっている。例を挙げれば、上記装置は、Ｔｗｆが４０℃での温度平衡状態（このときの冷却水温Ｔｗは４０℃）とＴｗｆが４０℃での温度非平衡状態（このときの冷却水温Ｔｗは４０℃とは異なる）とを同一状態として扱うことに相当し、そのために実際には壁流補正用温度Ｔｗｆが温度非平衡状態の連続となる始動直後に空燃比誤差が生じるのである。
【０００９】
このため、図１３に示すように、Ｔｗｆを用いたＭｆｈでは要求Ｍｆｈよりも不足し、またＴｗｆを用いたＫｍｆによるＭｆの変化では要求ＫｍｆによるＭｆ変化よりも応答が遅すぎることになったり、これとは逆にＭｆｈが過剰かつＭｆの応答が速すぎたりする。
【００１０】
さらに詳述すると、図２４に示したように、（１）は２０℃の温度平衡状態の、（２）は４０℃始動の、（３）は８０℃始動の各場合におけるＴｗｆの変化を示したものである。ただし、冷却水温Ｔｗは説明の便宜上一定とする。（１）では、Ｔｗｆが２０℃の温度平衡状態にあるので、温度平衡状態で適合しているＭｆｈ、Ｋｍｆのデーターをそのまま使用できる。しかしながら、（２）、（３）の場合には、平衡時のデーターに温度非平衡時の補正が必要となる。なお、（２）、（３）に示す同じ温度非平衡状態でも、○印の位置のＴｗｆとＴｗとの差が大きい（３）のほうがより大きな補正が必要となることはいうまでもない。
【００１１】
そこで、Ｍｆｈ、Ｋｍｆを求めるためのデータを温度平衡状態での冷却水温に対して適合している場合に、このデータを冷却水温の検出値Ｔｗに代えて吸気弁予測温度（あるいは壁流補正温度）を用いて参照することによりＭｆｈとＫｍｆを演算するとともに、ＴｗとＴｗｆとの差Ｄｔｗｆ（＝Ｔｗ−Ｔｗｆ）に応じた温度非平衡時の補正倍率Ｍｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓを演算し、このＭｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓで従来のＭｆｈ、Ｋｍｆを補正することにより、吸気弁予測温度（あるいは壁流補正温度）が温度非平衡状態の連続となる始動直後の空燃比の制御精度の向上を図るものを提案した（特願平７−１２００２６号参照）。この装置を以下先願装置という。
【００１２】
しかしながら、先願装置を実際にエンジンに適用してみると、冷間始動直後（温度非平衡状態）にスロットルバルブを大きく開いて加速を行ったとき、図２０に示すように、温度非平衡状態の加速前半は空燃比がフラットになり目的が達成できたものの、温度非平衡状態の加速後半で空燃比がリーンとなることが明らかとなってきた。そこで、温度を相違させて実験したところ低温になるほどこのリーン化分が顕著に現れることを見いだした。これを解析すると、そもそも温度非平衡状態で存在する未燃分の影響（壁流燃料は応答遅れがあるもののシリンダ内に必ず入ってほとんどが燃焼に寄与するに対して、未燃分にはたとえば未燃ＨＣとなる燃料分やシリンダ内からピストンリングの隙間を介してクランクケース内に出てオイル中に溶け込む燃料分があり、このような未燃分は燃焼に寄与することがない点で壁流燃料と相違する）のすべてを過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに負わせようとしたところに問題があることがわかったのである。すなわち、温度非平衡状態の加速前半でのリーン化分を防止するため、ＴｗとＴｗｆの温度差Ｄｔｗｆが大きいほど、補正倍率Ｍｆｈａｓを大きくすることによって温度非平衡状態の加速前半の平衡付着量を大きくし、かつ補正倍率によって温度非平衡状態の加速前半の分量割合を適切にしているので、温度非平衡状態の加速前半のＭｆｈ（図２０第３段目の実線参照）、Ｋａｔｈｏｓ（図２０第４段目の実線参照）がともに大きくなっている。そのあとＤｔｗｆが減少するにつれてＭｆｈが急激に減少してゆき、この減少していく平衡付着量Ｍｆｈに付着量Ｍｆ（第３段目の一点鎖線参照）が追いついた後、Ｋａｔｈｏｓ（下から第２段目参照）が負の値で大きな値となる（燃料の減量補正が行われる）ことからＫａｔｈｏｓが負の値となる期間に対応して空燃比がリーン化するのである。  そこでこの発明は、先願装置を、目標燃空比相当量により基本噴射量を補正するようにしているものに適用した場合に、温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じて未燃分補正量を演算し、この未燃分補正量で目標燃空比相当量を補正することにより、温度非平衡状態の過渡後半においても、空燃比をフラットにすることを目的とする。
【００１３】
なお、本願発明とよく似た発明として、未燃分補正係数ＫｕｂをＴｆｂｙａに加えることなく、後述する（８）式のＴｆｂｙａをも用いてＭｆｈを計算するようにしたものをすでに提案しているが（特願平８−９６８５４号参照）、このものは、出力空燃比域からの減速時など目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時（目標空燃比の切換時）に、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに不足を生じて空燃比が一時的にオーバーリッチやオーバーリーンになることを避けることを目的とするもので、本願発明とは技術思想が異なっている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図２５に示すように、運転条件に応じた基本噴射量Ｔｐを演算する手段２１と、目標燃空比相当量を演算する手段２２と、この目標燃空比相当量で前記基本噴射量Ｔｐを補正する手段２３と、冷却水温を検出する手段２４と、吸気弁予測温度Ｔｆを演算する手段２５と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗに代えて前記吸気弁予測温度Ｔｆを用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量Ｍｆｈを演算する手段２６と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗに代えて前記吸気弁予測温度Ｔｆを用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合Ｋｍｆを演算する手段２７と、前記演算された平衡付着量Ｍｆｈとその時点での付着量Ｍｆとの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）を演算する手段２８と、この差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量と前記演算された分量割合Ｋｍｆとに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度Ｖｍｆを演算する手段２９と、この付着速度Ｖｍｆと前記その時点での付着量Ｍｆとを燃料噴射に同期して加算することにより付着量Ｍｆを更新する手段３０と、前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記付着速度Ｖｍｆで補正して燃料噴射量Ｔｉを演算する手段３１と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段３２とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、前記冷却水温の検出値Ｔｗと前記吸気弁予測温度Ｔｆとの差（Ｔｗ−Ｔｆ）を演算する手段３３と、この温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じた温度非平衡時の平衡付着量または分量割合を補正するための補正量を演算する手段３４と、この温度非平衡時の補正量（たとえば平衡付着量に対してＭｆｈａｓ、分量割合に対してＫｍｆａｓ）で前記演算された平衡付着量Ｍｆｈまたは前記演算された分量割合Ｋｍｆを補正する手段３５と、前記温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じて未燃分補正量を演算する手段３６と、この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段３７とを設けた。
【００１５】
第２の発明は、図２６に示すように、運転条件に応じた基本噴射量Ｔｐを演算する手段２１と、目標燃空比相当量を演算する手段２２と、この目標燃空比相当量で前記基本噴射量Ｔｐを補正する手段２３と、冷却水温を検出する手段２４と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗに代えて前記吸気弁予測温度Ｔｆを用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量Ｍｆｈを演算する手段２６と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗに代えて前記吸気弁予測温度Ｔｆを用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合Ｋｍｆを演算する手段２７と、前記演算された平衡付着量Ｍｆｈとその時点での付着量Ｍｆとの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）を演算する手段２８と、この差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量と前記演算された分量割合Ｋｍｆとに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度Ｖｍｆを演算する手段２９と、吸気弁予測温度Ｔｆを演算する手段２５と、前記冷却水温の検出値Ｔｗとこの吸気弁予測温度Ｔｆとの差（Ｔｗ−Ｔｆ）を演算する手段３３と、この温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じた温度非平衡時の付着速度Ｖｍｆを補正するための補正量Ｖｍｆａｓを演算する手段４１と、この温度非平衡時の補正量Ｖｍｆａｓで前記演算された付着速度Ｖｍｆを補正する手段４２と、この補正された付着速度Ｖｍｆと前記その時点での付着量Ｍｆとを燃料噴射に同期して加算することにより付着量Ｍｆを更新する手段３０と、前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記補正された付着速度Ｖｍｆで補正して燃料噴射量Ｔｉを演算する手段３１と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段３２と、前記温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じて未燃分補正量を演算する手段３６と、この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段３７とを設けた。
【００１６】
第３の発明では、第１または第２の発明において、前記平衡付着量演算手段２６は、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗに代えて前記吸気弁予測温度Ｔｆを用いて参照することにより平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏを演算する手段と、この付着倍率Ｍｆｈｔｖｏと前記演算された基本噴射量Ｔｐと前記未燃分補正量により補正された目標燃空比相当量の積を平衡付着量Ｍｆｈとして求める手段とからなる。
【００１７】
第４の発明では、図２７に示すように、運転条件に応じた基本噴射量Ｔｐを演算する手段２１と、目標燃空比相当量を演算する手段２２と、この目標燃空比相当量で前記基本噴射量Ｔｐを補正する手段２３と、冷却水温を検出する手段２４と、吸気弁予測温度Ｔｆを演算する手段２５と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量Ｍｆｈを演算する手段５１と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗを用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合Ｋｍｆを演算する手段５２と、前記演算された平衡付着量Ｍｆｈとその時点での付着量Ｍｆとの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）を演算する手段２８と、この差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量と前記演算された分量割合Ｋｍｆとに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度Ｖｍｆを演算する手段２９と、この付着速度Ｖｍｆと前記その時点での付着量Ｍｆとを燃料噴射に同期して加算することにより付着量Ｍｆを更新する手段３０と、前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記付着速度Ｖｍｆで補正して燃料噴射量Ｔｉを演算する手段３１と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段３２とを備えるエンジンの空燃比制御装置において、前記冷却水温の検出値Ｔｗと前記吸気弁予測温度Ｔｆとの差（Ｔｗ−Ｔｆ）を演算する手段３３と、この温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じた温度非平衡時の平衡付着量または分量割合を補正するための補正量を演算する手段３４と、この温度非平衡時の補正量（例えば平衡付着量に対してＭｆｈａｓ、分量割合に対してＫｍｆａｓ）で前記演算された平衡付着量Ｍｆｈまたは前記演算された分量割合Ｋｍｆを補正する手段３５と、前記温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じて未燃分補正量を演算する手段３６と、この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段３７とを設けた。
【００１８】
第５の発明は、図２８に示すように、運転条件に応じた基本噴射量Ｔｐを演算する手段２１と、目標燃空比相当量を演算する手段２２と、この目標燃空比相当量で前記基本噴射量Ｔｐを補正する手段２３と、冷却水温を検出する手段２４と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗを用いて参照することにより平衡状態における燃料の吸気管への付着量である平衡付着量Ｍｆｈを演算する手段５１と、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値Ｔｗを用いて参照することにより、その時点での吸気管への燃料の付着量が前記平衡付着量にどの程度の割合で接近するからの割合である分量割合Ｋｍｆを演算する手段２７と、前記演算された平衡付着量Ｍｆｈとその時点での付着量Ｍｆとの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）を演算する手段２８と、この差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量と前記演算された分量割合Ｋｍｆとに基づいて、燃料噴射弁の１回の噴射あたりに吸気管へ付着する付着量である付着速度Ｖｍｆを演算する手段２９と、吸気弁予測温度Ｔｆを演算する手段２５と、前記冷却水温の検出値Ｔｗとこの吸気弁予測温度Ｔｆとの差（Ｔｗ−Ｔｆ）を演算する手段３３と、この温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じた温度非平衡時の付着速度を補正するための補正量Ｖｍｆａｓを演算する手段４１と、この温度非平衡時の補正量Ｖｍｆａｓで前記演算された付着速度Ｖｍｆを補正する手段４２と、この補正された付着速度Ｖｍｆと前記その時点での付着量Ｍｆとを燃料噴射に同期して加算することにより付着量Ｍｆを更新する手段３０と、前記目標燃空比相当量により補正された基本噴射量をさらに前記補正された付着速度Ｖｍｆで補正して燃料噴射量Ｔｉを演算する手段３１と、この噴射量の燃料を吸気管に供給する手段３２と、前記温度差（Ｔｗ−Ｔｆ）に応じて未燃分補正量を演算する手段３６と、この未燃分補正量で前記目標燃空比相当量を補正する手段３７とを設けた。
【００１９】
第６の発明では、第４または第５の発明において、前記平衡付着量演算手段５１は、燃料の単位噴射量あたりの平衡付着量を温度平衡状態での冷却水温に対して適合したマップを、冷却水温の検出値を用いて参照することにより平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏを演算する手段と、この付着倍率Ｍｆｈｔｖｏと前記演算された基本噴射量Ｔｐと前記未燃分補正量により補正された目標燃空比相当量の積を平衡付着量Ｍｆｈとして求める手段とからなる。
【００２０】
第７の発明では、第１から第６までのいずれか一つ発明において前記未燃分補正量を前記冷却水温の検出値に応じて補正する。
【００２１】
第８の発明では、第１から第６までのいずれか一つの発明において前記未燃分補正量をエンジンの負荷に応じて補正する。
【００２２】
第９の発明では、第１から第６までのいずれか一つの発明において前記未燃分補正量をエンジンの回転数に応じて補正する。
【００２３】
【発明の効果】
平衡付着量や分量割合を求めるためのデータを温度平衡状態での冷却水温に対して適合しており、このデータを冷却水温の検出値の代わりに吸気弁予測温度を用いて参照することにより平衡付着量や分量割合を演算するのでは、実際に燃料が付着する部分の温度を考慮した平衡付着量や分量割合の演算は行えるものの、平衡付着量や分量割合を求めるためのデータを適合したときと実際に演算を行うときとでエンジンの温度状態が異なる（平衡と非平衡）点を考慮することができない。これに対して、第１の発明のうち先願装置と同じ部分では、冷却水温の検出値を用いて得られる平衡付着量、分量割合に対して温度非平衡時の補正量により補正するので、平衡付着量あるいは付着量が温度非平衡時の要求に合致するものとなり、始動直後の空燃比の制御精度の向上を図ることができる。すなわち、冷却水温と吸気弁予測温度の温度差による補正量によれば、上記の二点を同時に考慮することが可能となる。
【００２４】
また、第２の発明のうち先願装置と同じ部分では、平衡付着量と分量割合に対する非平衡時の補正量をともに適合する場合にくらべて、適合する要素が付着速度に対する１つの定数となるので、平衡付着量と分量割合の両方に対して温度非平衡時の補正量の適合作業を行う場合にくらべて適合工数が少なくて済む。
【００２５】
先願装置ではその一方で、温度非平衡状態での未燃分の影響を、付着速度（過渡補正量）のみで設定しているため、温度平衡時には空燃比がフラットになっても、温度非平衡状態の過渡後半で付着速度の減量に伴う空燃比のリーン化が現れる。これに対して、第１と第２の各発明では、冷却水温と吸気弁予測温度の温度差に応じた未燃分補正量により目標燃空比相当量が増量補正されるため、温度非平衡状態の加速前半では定常時噴射量（基本噴射量と目標燃空比相当量により定まる）を未燃分の影響を補正して大きくした分だけ先願装置の場合より付着速度（過渡補正量）が減量され、温度非平衡状態の加速後半では定常時噴射量の増量により付着速度の減量が埋め合わされる。つまり、温度非平衡状態での未燃分の影響を、付着速度（過渡補正量）だけでなく、定常噴射量にも分担させるようにしたことから、そのぶん温度非平衡状態の加速後半での空燃比がフラットになるのである。同様にして、温度非平衡状態でアクセルペダルを戻しての減速を行ったときにも、減速後半で空燃比がリーン化することが防止される。
【００２６】
第３と第６の各発明では、平衡付着量を未燃分の影響を考慮した目標燃空比相当量に比例させて求めることにより、未燃分の影響を考慮した過渡補正量が設定できるため、冷間始動時から温度平衡状態になるまでのあいだの空燃比をフラットにできる。
【００２７】
第４と第５の各発明では、平衡付着量と分量割合を冷却水温の検出値を用いて求めるので、このときには冷却水温の検出値と吸気弁予測温度の差だけ吸気弁予測温度を用いて平衡付着倍率を求める場合よりも平衡付着倍率が小さくなるものの、温度非平衡時の補正量（第４の発明ではＭｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓ、第５の発明ではＶｍｆａｓ）により、平衡付着量は適切に設定できる。他の発明と同様に未燃分補正により冷間始動時から温度平衡状態になるまでのあいだの空燃比をさらにフラットにすることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
図１において、吸入空気はエアクリーナから吸気管８を通り、燃料はコントロールユニット（図ではＣ／Ｕで略記）２よりの噴射信号に基づき燃料噴射弁７からエンジン１の吸気弁に向けて噴射される。シリンダ内で燃焼したガスは排気管９を通して触媒コンバータ１０に導入され、ここで燃焼ガス中の有害成分（ＣＯ、ＨＣ、ＮＯｘ）が三元触媒により清浄化されて排出される。
【００２９】
吸入空気の流量Ｑａはホットワイヤー式のエアフローメータ６により検出され、アクセルペダルと連動する吸気絞り弁５によってその流量が制御される。
【００３０】
エアフローメータ６からの空気量信号は、排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサ３、クランク角の基準位置信号（Ｒｅｆ信号）と角度信号とを出力するクランク角センサ４、ウォータージャケットの冷却水温Ｔｗを検出する水温センサ１１、スタータの作動を検出するスタータスイッチ１２からの信号とともに、コントロールユニット２に入力される。
【００３１】
コントロールユニット２では、エアフローメータ６により検出される吸入空気量とエンジン回転数Ｎｅとから基本噴射パルス幅Ｔｐを演算するとともに、加減速時にはこのＴｐに過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを加算することによって燃料補正を行っている。この過渡補正量Ｋａｔｈｏｓは、具体的には燃料壁流に対する補正分であるため、加減速時に限らず、燃料壁流が大きく変化する始動時にも働く。この場合に、壁流燃料量は壁流燃料が流れる部位の温度に大きく依存するので、噴射弁より吸気弁の傘裏部に向けて燃料のすべてを噴射する場合には（燃料の一部を噴射する場合にも）、吸気弁温度を予測し、この吸気弁予測温度Ｔｆを用いて過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを演算することになる。
【００３２】
吸気弁温度は始動直後に冷却水温Ｔｗとほぼ等しく、暖機後は冷却水温Ｔｗより所定値だけ高い温度（たとえば約８０℃）に落ち着き、その変化は吸入空気量で定まる時定数に応じた一次遅れとなる。このため、特開平１−３０５１４２号公報のように、吸気弁温度を予測するものが提案されているが、実際の演算ロジック上では、所定値だけＴｗより低い温度から始め、Ｔｗに向かって変化する値である壁流補正用温度Ｔｗｆを導入している。
【００３３】
これについて概説（詳細は特開平３−１３４２３７号公報参照）すると、図２のフローチャートは壁流補正用温度Ｔｗｆを演算するためのもので、タイマ同期によりたとえば１ｓｅｃごとに一度実行する。
【００３４】
ステップ１ではファイアリング時（燃焼時）であるかどうか判定し、そうでなければステップ２に進む。
【００３５】
ステップ２では現在の冷却水温Ｔｗから図３を内容とするテーブルを参照して壁流補正用温度の初期値Ｉｎｗｆｔを求める。同図において１点鎖線がＩｎｗｆｔ＝Ｔｗのラインであり、ここでは吸気弁に向けて燃料を噴射する構成であるため、吸気弁に向かう噴射燃料の割合に応じて、実線のようにＴｗよりも低い値となるように設定する。
【００３６】
ステップ３、４ではエンジンが非回転時にあるかどうか、スタートスイッチがＯＮであるかどうかをみて、エンジンが回転しておりかつスタートスイッチがＯＮにあることより始動直前にあると判断した場合、またはステップ３でエンジンが回転していないことよりエンスト時である判断した場合は、いずれもステップ５に進み、壁流補正用温度初期値Ｉｎｗｆｔを用いて壁流補正用温度Ｔｗｆを、
Ｔｗｆ＝Ｉｎｗｆｔ×ＥＮＳＴＳＰ＃＋Ｔｗｆ−１ｓｅｃ×（１−ＥＮＳＴＳＰ＃）        …（２）
ただし、Ｔｗｆ−１ｓｅｃ：１ｓｅｃ前のＴｗｆ
ＥＮＳＴＳＰ＃：始動前またはエンスト時の温度変化割合      （一定値）
の式により一次遅れで求め、図２のフローを終了する。
【００３７】
一方、ステップ１でファイアリング時であると判断すればステップ６、７で吸入空気量Ｑａから図４を内容とするテーブルを参照してファイアリング時の温度変化割合Ｆｌｔｓｐを求め、現在の冷却水温Ｔｗを用いてファイアリング時の壁流補正用温度Ｔｗｆを、
Ｔｗｆ＝Ｔｗ×Ｆｌｔｓｐ＋Ｔｗｆ−１ｓｅｃ×（１−Ｆｌｔｓｐ）            …（３）
の式により一次遅れで求め、図２のフローを終了する。
【００３８】
図４においてＱａが増すほどＦｌｔｓｐの値を大きくしているのは、Ｑａが大きくなるほど単位時間当たりの燃焼発生熱が大きくなり、燃料付着部への伝熱の速度が早くなるからである。
【００３９】
図５のフローチャートは壁流補正用温度の初期化のためのもので、ステップ１１では現在の冷却水温Ｔｗから壁流補正用温度の初期値Ｉｎｗｆｔを計算し、ステップ１２でＴｗｆ＝Ｉｎｗｆｔと置いている。
【００４０】
このようにして得られる壁流補正用温度Ｔｗｆは暖機中になると、図６の右半分に示したように冷却水温Ｔｗと一致することになるが、始動直後のＴｗｆは図６の左半分に示したように壁流補正用温度の初期値Ｉｎｗｆｔから始まって一次遅れで冷却水温Ｔｗに収束する。なお、図６の左半分は始動直後の、右半分は暖機中（図６の左半分の始動直後と同一水温で加速した場合）の各波形で、図中のＩｇ／ｓｗはイグニッションスイッチ、スタータ／ｓｗはスタータースイッチの略語である。
【００４１】
次に、図７のフローチャートは過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを演算するためのもので、このルーチンは１０ｍｓ周期で実行する。なお、図７のステップ２２、２３、２４、２６、２７は後述するため説明しない。
【００４２】
ステップ２１では、
Ｍｆｈ＝Ｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ                              …（４）
ただし、Ｔｐ：基本噴射パルス幅
Ｍｆｈｔｖｏ：付着倍率
の式により平衡付着量Ｍｆｈを計算する。
【００４３】
ここで、付着倍率Ｍｆｈｔｖｏは従来と同様にして求める。Ｍｆｈｔｖｏは単位基本噴射パルス幅当たりの平衡付着量のことであり、これは負荷（Ｔｐ）と回転数Ｎと冷却水温Ｔｗをパラメータとして適合されているので、その冷却水温Ｔｗの代わりに壁流補正用温度Ｔｗｆを用いて求める。
【００４４】
具体的には、Ｔｗｆの上下各基準温度ＴｗｆｉとＴｗｆｉ＋１（ｉは１から４（あるいは５）までの整数）に対する基準付着倍率データＭｆｈｔｗｆｉとＭｆｈｔｗｆｉ＋１を用い、Ｔｗｆ、Ｔｗｆｉ、Ｔｗｆｉ＋１による補間計算で求める。たとえば、Ｍｆｈｔｗｆ１、Ｍｆｈｔｗｆ２と、基準温度Ｔｗｆ１、Ｔｗｆ２、現在の壁流補正用温度Ｔｗｆを用いて
Ｍｆｈｔｖｏ＝Ｍｆｈｔｗｆ１＋（Ｍｆｈｔｗｆ２−Ｍｆｈｔｗｆ１）×（Ｔｗｆ１−Ｔｗｆ）／（Ｔｗｆ１−Ｔｗｆ２）    …（５）
の式（直線補間計算式）によりＭｆｈｔｖｏを計算する。
【００４５】
上記の基準付着倍率データＭｆｈｔｗｆｉは
Ｍｆｈｔｗｆｉ＝Ｍｆｈｑｉ×Ｍｆｈｎｉ                        …（６）
ただし、Ｍｆｈｑｉ：基準付着倍率負荷項
Ｍｆｈｎｉ：基準付着倍率回転項
の式により計算する。
【００４６】
ここで、Ｍｆｈｑｉのマップはα−Ｎ流量Ｑｈ０と冷却水温Ｔｗをパラメータとして適合されているので、その冷却水温Ｔｗの代わりに壁流補正用温度Ｔｗｆを用い、補間計算付きでそのマップを参照して求める。なお、Ｑｈ０は絞り弁開度ＴＶＯと回転数Ｎｅから求められる絞り弁部の空気流量で、既に公知のものである。Ｍｆｈｎｉは回転数Ｎから補間計算付きで所定のテーブルを参照して求める。ＭｆｈｑｉのマップとＭｆｈｎｉのテーブルは、後述するＫｍｆａｔのマップとＫｍｆｎのテーブルとともに、理論空燃比のときにマッチングしたデータが格納されている。
【００４７】
このようにして求めたＭｆｈに対して、現時点での付着量（予測変数）Ｍｆが１噴射当たりにどの程度の割合で接近するかの割合を表す係数（つまり分量割合）Ｋｍｆをステップ２５において基本分量割合Ｋｍｆａｔと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎの積から演算する。
【００４８】
ここで、Ｋｍｆａｔのマップは、α−Ｎ流量Ｑｈ０と冷却水温Ｔｗをパラメータとして適合されているので、その冷却水温Ｔｗの代わりに壁流補正用温度Ｔｗｆを用い、補間計算付きでそのマップを参照する。ＫｍｆｎはＮから補間計算付きで所定のテーブルを参照する。
【００４９】
このようにして求めた分量割合Ｋｍｆをステップ２８においてＭｆｈと現時点での付着量Ｍｆとの差に乗じる演算により、つまり
Ｖｍｆ＝（Ｍｆｈ−Ｍｆ）×Ｋｍｆ                          …（７）
の式により付着速度（１噴射当たりの付着量のこと）Ｖｍｆを求める。
【００５０】
ここで、Ｍｆはその時点での付着量の予測変数であり、したがって（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量は平衡付着量からの過不足量を示し、この値（Ｍｆｈ−Ｍｆ）が分量割合Ｋｍｆにてさらに補正されるのである。
【００５１】
このようにして付着速度Ｖｍｆを求めた後、ステップ２９、３０ではＶｍｆをさらに軽質燃料使用時における減速時のオーバーリーン防止のための補正率Ｇｈｆによって補正して過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを求め、図７のフローを終了する。
【００５２】
図８のフローチャートはこうして求められた過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを加味して最終的な燃料噴射パルス幅Ｔｉを演算する処理を示しており、これも１０ｍｓ周期で実行する。
【００５３】
ステップ４１ではそのときの吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅから所定の空燃比（たとえば理論空燃比）が得られる基本噴射パルス幅Ｔｐ（＝Ｋ・Ｑａ／Ｎｅ、ただしＫは定数）を求め、ステップ４２では目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを演算する。このＴｆｂｙａの演算については図９のフローチャートにより説明する。
【００５４】
ステップ５１、５２、５３ではそれぞれ燃空比補正係数Ｄｍｌ、水温増量補正係数Ｋｔｗ、始動後増量補正係数Ｋａｓを従来と同じに求め、ステップ５５において
Ｔｆｂｙａ＝Ｄｍｌ＋Ｋｔｗ＋Ｋａｓ                        …（８）
の式により目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを計算する。なお、ステップ５４の未燃分補正係数Ｋｕｂについては後述する。
【００５５】
ここで、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａは１．０を中心とする値で、たとえば冷間始動直後のアイドル時のとき（燃空比補正係数Ｄｍｌ＝１．０）、水温増量補正係数Ｋｔｗと始動後増量補正係数Ｋａｓとが０でない正の値を持つため目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．０より大きくなり、空燃比がリッチ側になってエンジン安定性が高められる。また、暖機終了後（Ｋｔｗ＝０、Ｋａｓ＝０）の高負荷時にはＤｍｌが１．０よりも大きな値（たとえば１．２）に切換わり、このときもリッチ側の空燃比（出力空燃比）で運転が行われる。さらに、リーン運転領域になったときには、燃空比補正係数Ｄｍｌがたとえば０．６６（空燃比でほぼ２２）となり、このリーン空燃比の運転により燃料消費が抑制される。
【００５６】
このようにして目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを演算したら図８に戻り、ステップ４３で
Ｔｉ＝（Ｔｐ＋Ｋａｔｈｏｓ）×Ｔｆｂｙａ×α×２＋Ｔｓ…（９）
ただし、α：空燃比フィードバック補正係数
Ｔｓ：無効噴射パルス幅
の式により燃料噴射弁に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉを計算し、このＴｉをステップ４４において出力レジスタにストアすることでクランク角センサの出力にしたがって所定の噴射タイミングでの噴射に備える。
【００５７】
（９）式の空燃比フィードバック補正係数αは制御空燃比が理論空燃比を中心とするいわゆるウィンドウに収まるようにＯ２センサ出力に基づいて演算される値、無効噴射パルス幅Ｔｓは噴射弁が噴射信号を受けてから実際に開弁するまでの作動遅れを補償するための値である。また、（９）式はシーケンシャル噴射（４気筒ではエンジン２回転毎に１回、各気筒の点火順序に合わせて噴射）の場合の式であるため、数字の２が入っている。
【００５８】
図１０のフローチャートは噴射タイミングに同期（具体的にはＲｅｆ信号同期）したフローチャートで、所定の噴射タイミングになると、ステップ６１において噴射を実行したあと、ステップ６２では、上記の（７）式で得た付着速度Ｖｍｆを用いて次回の処理時に用いる付着量Ｍｆを、
Ｍｆ＝Ｍｆ−１Ｒｅｆ＋Ｖｍｆ                                  …（１０）
の式により更新する。
【００５９】
（１０）式中のＭｆ−１Ｒｅｆは前回噴射終了時（エンジン２回転前）の付着量であり、これに今回の噴射時に加えられるＶｍｆを加算した値が今回の噴射終了時点での付着量Ｍｆ（左辺のＭｆ）となる。この付着量Ｍｆの値が次回のＶｍｆの演算時に用いられる。（１０）式の右辺のＭｆ−１Ｒｅｆが付着速度Ｖｍｆの演算直前の値であるのに対して（１０）式の左辺のＭｆはＶｍｆの演算直後の値である。したがって、内容的には（７）式のＭｆの値を（１０）式右辺のＭｆ−１Ｒｅｆに入れて（１０）式左辺のＭｆを計算することになる。（１０）式で左辺と右辺に付着量が出てくるのは、付着量を１噴射ごとにサイクリックに更新していく構成であるからである。
【００６０】
なお、Ｍｆの初期値Ｍｆｓは始動時の冷却水温Ｔｗに応じて求めている（Ｔｗが低いほどＭｆｓの値が大きくなる）。
【００６１】
さて、上記のＭｆｈｔｖｏとＫｍｆを求めるためのデータ（具体的には上記の基準付着倍率負荷項Ｍｆｈｑｉのマップデータと基本分量割合Ｋｍｆａｔのマップデータ）とは、温度平衡状態での冷却水温に対して適合している。逆にいえば、温度非平衡状態でＭｆｈｑｉやＫｍｆａｔを適合することは事実上不可能なわけである。したがって、冷却水温の代わりに壁流補正用温度Ｔｗｆを用いてＭｆｈｔｖｏ、Ｋｍｆを求める際のＴｗｆも、本来なら平衡状態での温度でなければならない。そのため、温度平衡状態での冷却水温に対して適合させているデータを、冷却水温に代えて壁流補正用温度Ｔｗｆ用いて参照するだけでは、ＭｆｈｔｖｏやＫｍｆを求めるためのデータを適合したときと実際にＭｆｈｔｖｏやＫｍｆの演算を行うときとでエンジンの温度状態が異なる点を考慮することができない。
【００６２】
これに対処するため先願装置（特願平７−１２００２６号参照）では、ＭｆｈとＫｍｆを求めるためのデータを温度平衡状態での冷却水温に対して適合している場合に、このデータを冷却水温に代えて壁流補正温度Ｔｗｆを用いて参照することによりＭｆｈとＫｍｆを演算するとともに、ＴｗとＴｗｆとの温度差（Ｔｗ−Ｔｗｆ）に応じた温度非平衡時の補正倍率を演算し、この温度非平衡時の補正倍率で前記演算されたＭｆｈとＫｍｆとを補正する。詳細には図７のフローチャートにおいてステップ２２、２３、２４、２６、２７を追加して設けている。
【００６３】
まず、図７のステップ２２ではＴｗとＴｗｆの温度差Ｄｔｗｆを演算し、ステップ２３、２４において、この温度差Ｄｔｗｆから図１１を内容とするテーブルを、補間計算付きで参照してＭｆｈに対する温度非平衡時の補正倍率Ｍｆｈａｓを求め、この補正倍率ＭｆｈａｓをＭｆｈ（ステップ２１で既に得ている）に乗算することによってＭｆｈを補正する。補正後の値はステップ２４において改めてＭｆｈとおく。
【００６４】
同様にしてステップ２６、２７で温度差Ｄｔｗｆから図１２を内容とするテーブルを参照してＫｍｆに対する温度非平衡時の補正倍率Ｋｍｆａｓを求め、この補正倍率ＫｍｆａｓをＫｍｆ（ステップ２５で既に得ている）に乗算することによってＫｍｆを補正し、補正後の値を改めてＫｍｆとおく。
【００６５】
ここで、Ｍｆｈａｓは図１１に示すように温度差Ｄｔｗｆが大きくなるほど大きくなる値、またＫｍｆａｓは図１２に示すように温度差Ｄｔｗｆが小さくなるほど１に近くなる値である。
【００６６】
なお、先願装置ではＤｔｗｆが大きくなるほどＫｍｆａｓが小さくなると記載したが、正確にはＫｍｆａｓは壁流の蒸発時定数のみで定まる値でなく、吸気ポート壁への付着率にも相関があるため、Ｄｔｗｆが大きくなるほどＫｍｆａｓが大きくなる（またはＤｔｗｆが大きくなるほどＫｍｆａｓが小さくなる）と一概にいうことはできない（図１２参照）。
【００６７】
このようなＭｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓの特性は図１３より導かれる。
【００６８】
図１３に示すように、Ｔｗｆを用いたときのＭｆｈと要求Ｍｆｈとのずれ、またＴｗｆを用いたときのＫｍｆと要求Ｋｍｆとのずれは、ともに始動直後に最も大きく、ＴｗとＴｗｆの温度差が小さくなるとともに減少するはずである。これは、始動直後にＴｗとＴｗｆの温度差が最も大きく始動後時間とともにその差が徐々に小さくなっているのに対応するのであり、ＴｗとＴｗｆの温度差が大きいほど吸気弁温度の非平衡状態の程度も大きいと推定するわけである。
【００６９】
ここで、非平衡状態のときのＭｆｈの要求が平衡状態のときの要求よりも大きくなる場合の先願装置の作用を図１４を参照しながら説明すると、第２段目、第３段目、第４段目において、細実線が従来例による、太実線が先願装置による波形図である。
【００７０】
従来例のようにＴｗｆを用いたＭｆｈでは温度平衡時の要求になるので、温度非平衡時の要求よりもＭｆｈが不足し、またＴｗｆを用いたＫｍｆにより与えられるＭｆでは、温度非平衡時の要求よりＭｆの変化が遅すぎる（応答が悪すぎる）ことになり、これによってＶｍｆが温度非平衡時の要求よりも不足して始動直後の空燃比（図ではＡ／Ｆで略記、図２０、図２１において同じ）がリーン側にずれている。
【００７１】
これに対して先願装置では、Ｔｗに代えてＴｗｆを用いて得られるＭｆｈ、Ｋｍｆに対して温度非平衡時の補正倍率Ｍｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓにより補正、つまりＭｆｈがＭｆｈａｓにより温度平衡時の要求よりも大きくなる側に、かつＫｍｆがＫｍｆａｓによりＭｆの応答性が温度平衡時の要求よりも大きくなる側に補正するので、Ｍｆｈ、Ｍｆとも温度非平衡時の要求に合致するものとなり、Ｖｍｆが温度非平衡時の要求に近づいて始動直後の空燃比のリーン化を防ぐことができる。
【００７２】
なお、図１２で前述したように、Ｋｍｆａｓが１より小さい場合においても、Ｍｆｈａｓで増量されるＭｆｈによりＭｆの応答が速くなることはいうまでもない。実際にも始動直後は吸気ポート壁流にとられる燃料が多く、Ｍｆの変化が速いものとなっている。
【００７３】
さて、先願装置を実際にエンジンに適用してみると、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを基本噴射パルス幅Ｔｐに乗算することによってＴｐを補正している場合に、温度非平衡状態の加速直後は空燃比がフラットになるものの、図２０に示すように、温度非平衡状態の加速後半で空燃比がリーンとなることが明らかとなった。
【００７４】
これに対処するため第１実施形態では、未燃分補正係数Ｋｕｂを新たに導入し、この未燃分補正係数Ｋｕｂで目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを補正するとともに、この補正されたＴｆｂｙａをもパラメータとして平衡付着量Ｍｆｈを演算する。
【００７５】
詳細には、図９に示したＴｆｂｙａの演算ルーチンおいてステップ５４を追加し、かつステップ５５を変更するとともに、図７に示したＫａｔｈｏｓの演算ルーチンにおいてステップ２１を変更する。また、この変更に合わせて、図８に示したＴｉの演算ルーチンにおいてステップ４３を変更する。
【００７６】
まず、図９のステップ５４では未燃分補正係数Ｋｕｂを演算する。このＫｕｂの演算については図１５のフローチャートにより説明する。
【００７７】
ステップ７１では、温度差Ｄｔｗｆ（＝Ｔｗ−Ｔｗｆ）より補間計算付きで図１６を内容とするテーブルを参照して未燃分補正係数の基本値Ｋｕｂ０を求める。たとえば、吸気弁温度は冷却水温Ｔｗにほぼ８０℃を加えた値が平衡温度であるため、Ｔｗｆの初期値は−８０℃で設定している。したがって、図１６に示したように、始動直後の温度差Ｄｔｗｆは８０℃であり、このときのＫｕｂ０を最大値（１．０より小さな値）とし、温度平衡時（つまりＤｔｗｆ＝０のとき）にＫｕｂ０が０となるようにしている。
【００７８】
ステップ７２、７３、７４ではそれぞれ冷却水温Ｔｗ、基本噴射パルス幅Ｔｐ、回転数Ｎｅより図１７、図１８、図１９を内容とするテーブルを参照して水温補正率Ｋｕｂａｓ、負荷補正率Ｋｕｂｔｐ、回転補正率Ｋｕｂｎを求め、ステップ７５において
Ｋｕｂ＝Ｋｕｂ０×Ｋｕｂａｓ×Ｋｕｂｔｐ×Ｋｕｂｎ      …（１１）
の式により未燃分補正係数Ｋｕｂを計算する。なお、これらテーブル参照も補間計算付きである。
【００７９】
ここで、未燃分補正係数の基本値Ｋｕｂ０は所定の冷却水温、負荷、回転数の条件で適合しているため、この条件と異なる冷却水温、負荷、回転数となったときは、Ｋｕｂ０の値が不適切となる。たとえば、適合時の冷却水温より高くなれば未燃分が減るので、図１７のように冷却水温Ｔｗが高くなるほどＫｕｂａｓの値を小さくするのである。同様にして、負荷が小さくなるほど未燃分が減るのに合わせてＫｕｂｔｐを図１８のように、また回転数が上昇するほど未燃分が減るのに合わせてＫｕｂｎを図１９のように与えている。
【００８０】
このようにして未燃分補正係数Ｋｕｂの演算を終了したら図９に戻り、ステップ５５で上記の（８）式に代えて、
Ｔｆｂｙａ＝Ｄｍｌ＋Ｋｔｗ＋Ｋａｓ＋Ｋｕｂ              …（１２）
の式により目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを計算する。
【００８１】
ＴｆｂｙａとＴｐは定常時噴射量を定める値であり、（１２）式により未燃分補正係数Ｋｕｂ加えることによって、冷間始動時の温度非平衡状態では、Ｄｔｗｆが０でない正の値をとって、定常時噴射量を増量するのである。
【００８２】
また、図７のステップ２１では上記の（４）式に代えて
Ｍｆｈ＝Ｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｔｆｂｙａ                  …（１３）
ただし、Ｔｐ：基本噴射パルス幅
Ｔｆｂｙａ：目標燃空比相当量
Ｍｆｈｔｖｏ：付着倍率
の式により平衡付着量Ｍｆｈを計算し、これに合わせて図８のステップ４３では上記の（９）式に代えて、
Ｔｉ＝（Ｔｐ×Ｔｆｂｙａ＋Ｋａｔｈｏｓ）×α×２＋Ｔｓ…（１４）
ただし、α：空燃比フィードバック補正係数
Ｔｓ：無効噴射パルス幅
の式により燃料噴射弁に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉを計算する。
【００８３】
付着倍率Ｍｆｈｔｖｏを求めるためのデータは、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ＝１．０に対するマッチングデータであるため、このマッチングデータを用いて得られる平衡付着量はＴｆｂｙａ＝１．０に対しては適切であっても、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．０以外の値であるときにはその差の分だけ平衡付着量Ｍｆｈの演算に誤差が生じること、また平衡付着量ＭｆｈはＴｆｂｙａにほぼ比例することから、（１３）式に示したように、Ｔｆｂｙａ＝１．０に対する値（Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ）をＴｆｂｙａ倍することによって、そのときのＴｆｂｙａに対応して過不足なく平衡付着量Ｍｆｈを与えるのである。
【００８４】
また、（１４）式では（９）式と相違して過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに対して目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを乗算していない。これは、（１３）式により目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをすでに平衡付着量Ｍｆｈの計算に用いているからである。
【００８５】
ここで、本発明の作用を図２１を参照しながら説明する。
【００８６】
先願装置では温度非平衡状態での未燃分の影響をＫａｔｈｏｓのみで設定しているため、温度非平衡状態の加速前半には空燃比がフラットになっても、温度非平衡状態の加速後半で空燃比のリーン化が現れることを前述した。
【００８７】
これに対し、本発明では、温度差Ｄｔｗｆ（＝Ｔｗ−Ｔｗｆ）に応じた未燃分補正係数の基本値Ｋｕｂ０によりＴｆｂｙａが増量補正されるため定常時噴射量（Ｔｐ×Ｔｆｂｙａにより定まる）が先願装置の場合（図２１最下段の破線参照）より増量されることによりＭｆｈが先願装置の場合より小さくなり、Ｋａｔｈｏｓによる増量が先願装置での温度非平衡状態の加速前半より抑制されている。ただし、ＭｆｈをＴｆｂｙａに比例させている分だけ大きくなるので、Ｍｆｈはある程度は大きくなっている。このようにして温度非平衡状態の加速前半でのＫａｔｈｏｓによる増量が小さくなると、温度非平衡状態の加速後半におけるＫａｔｈｏｓによる減量も小さくなる。このように、温度非平衡状態に応じた未燃分補正を行うことで、Ｔｐ×Ｔｆｂｙａの増量分によりＫａｔｈｏｓの減量を埋め合わせることができ、冷間始動時から温度平衡状態になるまでのあいだの空燃比（第２段目の実線参照）がフラットになるのである。
【００８８】
言い換えると、本発明では、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに未燃分補正係数Ｋｕｂの基本値Ｋｕｂ０を加えることで、定常時噴射量に対する未燃分補正を行うとともに、そのＫｕｂ０が加えられたＴｆｂｙａに応じてＭｆｈを演算させることにより、過渡補正量に対する未燃分補正をも行う（未燃分補正を定常噴射量と過渡補正量とに分けて行う）のである。この結果、本発明では、温度が大きく変化する非平衡状態での未燃分の影響に即して定常時噴射量と過渡補正量を設定することができるので、冷間始動時より温度平衡時に達するまでのあいだも、空燃比をフラットに保つことができる。
【００８９】
なお、温度非平衡状態の減速時は、温度非平衡状態の加速時と若干異なる面がある。先願装置において温度非平衡状態の加速時との対比で考えた場合、温度非平衡状態の減速後半で空燃比がリッチになりそうであるが、そうはならず温度非平衡状態の減速後半に空燃比がリーン化する。これは、先願装置において図２２に示したように、温度非平衡状態の加速と減速を考えた場合、減速時のＭｆｈが温度平衡状態より増量側にくるため、減速後半でＫａｔｈｏｓ＞０にならない（つまり減速時には減量補正しか発生しない）からである。この温度非平衡状態の減速後半での空燃比のリーン化についても、本発明の未燃分補正により防止できる。ただし、Ｋｕｂの導入されていない先願装置においても、温度非平衡状態の減速時にＫｍｆを適切に設定することによりこの温度非平衡状態の減速後半の空燃比のリーン化を防止できる。したがって、先願装置との作用の違いは、特に温度非平衡状態の加速時に現れることになる。
【００９０】
また、未燃分補正係数の基本値Ｋｕｂ０は所定の冷却水温、負荷、回転数の条件で適合しているため、この条件と異なる冷却水温、負荷、回転数となったときには、Ｋｕｂ０の値が不適切となるのであるが、本発明では、適合時の冷却水温より高くなるほど未燃分が減るのに合わせて冷却水温Ｔｗが高くなるほど基本値Ｋｕｂ０を小さくする側に補正するので、適合時の冷却水温と異なる冷却水温のときでも、未燃分補正係数Ｋｕｂを精度良く与えることができる。同様にして、負荷が小さくなるほど未燃分が減るのに合わせて負荷が小さくなるほど基本値Ｋｕｂ０を小さくする側に、また回転数が上昇するほど未燃分が減るのに合わせて回転数が大きくなるほど基本値Ｋｕｂ０を小さくする側に補正するので、適合時の負荷や回転数と異なる負荷や回転数のときにも、未燃分補正係数Ｋｕｂが不適切となることがない。
【００９１】
図２３のフローチャートは第２実施形態で、第１実施形態の図７に対応する。図７と同一の部分には同一のステップ番号をつけている。
【００９２】
この実施形態は、第１実施形態と相違して、Ｋｍｆに対する温度非平衡時の補正倍率Ｋｍｆａｓだけを導入（つまり図７のステップ２３、２４がない）した先願装置に、本発明を適用したものである。第１実施形態で説明したように、温度非平衡状態では未燃分補正係数Ｋｕｂの分だけ目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを介して平衡付着量Ｍｆｈが大きくなるのであるから、未燃分補正係数Ｋｕｂの分だけ目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを介して定常噴射量（Ｔｐ×Ｔｆｂｙａにより定まる）を先願装置より大きくするだけでも、第１実施形態と同様の作用効果が得られるのである。
【００９３】
フローチャートには図示しないが、第３実施形態は、先願装置（Ｍｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓを導入するもの）に対して未燃分補正係数Ｋｕｂを目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに加えることにより、温度非平衡状態での定常時噴射量に未燃分補正を施すようにしたものである。つまり第１実施形態と相違して、未燃分補正係数Ｋｕｂを加えた目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをもパラメータとしては平衡付着量Ｍｆｈを演算しないが、Ｍｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓの各補正量を先願装置の値と変えることにより、他の実施形態と同様の効果が得られる。
【００９４】
本発明の前提とする先願装置は、
▲１▼Ｍｆｈに対する温度非平衡時の補正倍率ＭｆｈａｓとＫｍｆに対する温度非平衡時の補正倍率Ｋｍｆａｓをともに導入するもの（図７参照）、
▲２▼Ｋｍｆに対する温度非平衡時の補正倍率Ｋｍｆａｓだけを導入するもの（図２３参照）
で説明したが、
▲３▼Ｖｍｆに対する温度非平衡時の補正倍率Ｖｍｆａｓを導入するもの（先願装置の第４実施例）
を本発明の前提とする先願装置としてもかまわない。
【００９５】
また、実施形態ではＭｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓを、温度差Ｄｔｗｆをパラメータとして割り付けるもので説明したが、
▲４▼Ｍｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓ、Ｖｍｆａｓを、温度差Ｄｔｗｆのほかに、Ｔｗ、Ｔｗｆ、始動時水温のいずれか一つをパラメータとして割り付けるもの、
▲５▼Ｍｆｈａｓ、Ｋｍｆａｓ、Ｖｍｆａｓを、温度差Ｄｔｗｆのほかに、エンジンの負荷をパラメータとして割り付けるもの
を本発明の前提とする先願装置として用いることができることはいうまでもない。
【００９６】
実施形態では吸気弁予測温度としての壁流補正温度Ｔｗｆで説明したが、上記（１）式の吸気弁予測温度Ｔｆそのものを用いることができることはいうまでもない。
【００９７】
ところで、実施形態ではＭｆｈｔｖｏを冷却水温Ｔｗの代わりにＴｗｆを用いて求めているが、Ｔｗを用いて求めてもかまわない。このときにはＴｗ−Ｔｗｆの分だけＴｗｆを用いてＭｆｈｔｖｏを求める場合よりもＭｆｈｔｖｏ（Ｍｆｈ）が小さくなるので、ＭｆｈａｓまたはＫｍｆａｓの値を他の実施形態とは異なる値に設定することにより、他の実施形態と同様に冷間始動時から温度平衡状態になるまでのあいだの空燃比をフラットにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御システム図である。
【図２】壁流補正用温度Ｔｗｆの演算を説明するためのフローチャートである。
【図３】壁流補正用温度の初期値Ｉｎｗｆｔの特性図である。
【図４】ファイアリング時の温度変化割合Ｆｌｔｓｐの特性図である。
【図５】壁流補正用温度の初期化を説明するためのフローチャートである。
【図６】始動直後と暖機中の壁流補正用温度Ｔｗｆの変化を説明するための波形図である。
【図７】過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの演算を説明するためのフローチャートである。
【図８】燃料噴射パルス幅Ｔｉの演算を説明するためのフローチャートである。
【図９】目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１０】噴射タイミングに同期するフローチャートである。
【図１１】Ｍｆｈに対する温度非平衡時補正倍率Ｍｆｈａｓの特性図である。
【図１２】Ｋｍｆに対する温度非平衡時補正倍率Ｋｍｆａｓの特性図である。
【図１３】先願装置の作用を説明するための波形図である。
【図１４】先願装置の作用を説明するための波形図である。
【図１５】未燃分補正係数Ｋｕｂの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１６】未燃分補正係数の基本値Ｋｕｂ０の特性図である。
【図１７】水温補正項Ｋｕｂａｓの特性図である。
【図１８】負荷補正項Ｋｕｂｔｐの特性図である。
【図１９】回転補正項Ｋｕｂｎの特性図である。
【図２０】先願装置の作用を説明するための波形図である。
【図２１】第１実施形態の作用を説明するための波形図である。
【図２２】第１実施形態の作用を説明するための波形図である。
【図２３】第２実施形態の過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの演算を説明するためのフローチャートである。
【図２４】従来例の作用を説明するための波形図である。
【図２５】第１の発明のクレーム対応図である。
【図２６】第２の発明のクレーム対応図である。
【図２７】第４の発明のクレーム対応図である。
【図２８】第５の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
１  エンジン本体
２  コントロールユニット
４  クランク角センサ
６  エアフローメータ
７  燃料噴射弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003564876.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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