(57)【要約】【課題】始動時に発生する吸気通路内壁流の影響等を考慮して、始動直後から燃焼空燃比を高精度かつ高ロバストに制御することのできるエンジンの制御装置を提供する。【解決手段】一サイクル毎に噴射燃料量を演算するようにされたエンジンの制御装置のであって、当該サイクルにおける各気筒における燃焼燃料量を直接的もしくは間接的に検出する燃焼燃料量手段と、当該サイクルにおける噴射燃料量と前記燃焼燃料量との差に基づいて、当該サイクルで発生した残留燃料量（未燃燃料量）を演算する残留燃料量演算手段とを備えいる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
あるサイクルにおける燃焼燃料量を直接的もしくは間接的に検出する燃焼燃料量検出手段と、当該サイクルにおける噴射燃料量と前記燃焼燃料量との差に基づいて、当該サイクルで発生した残留燃料量を演算する残留燃料量演算手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記残留燃料量演算手段は、少なくとも前サイクルにおける残留燃料量に基づいて、当該サイクルで発生した残留燃料量を演算することを特徴とする請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記残留燃料量に基づいて、次サイクル以降の噴射燃料量を演算もしくは補正する手段を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
燃料を噴射供給するための燃料噴射弁が吸気通路又は燃焼室に臨設されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記残留燃料量演算手段により、前記残留燃料量として、少なくとも吸気通路内又はシリンダ内に残留している燃料量が演算されるようになっていることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記残留燃料量演算手段により、クランクケース等の吸気管内及びシリンダ内以外に残留している残留燃料量が演算されるようになっていることを特徴とする請求項１から４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項７】
前記残留燃料量演算手段により、クランクケース等の吸気管内及びシリンダ内以外に残留している燃料量が含まれる前記残留燃料量が演算されるようになっていることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項８】
１サイクル目の燃焼燃料量を直接的もしくは間接的に検出する燃焼燃料量検出手段と、前記１サイクル目の噴射燃料量と前記１サイクル目の燃焼燃料量との差に基づいて、当該１サイクル目で発生した残留燃料量を演算する残留燃料量演算手段と、前記１サイクル目での残留燃料量に基づいて、２サイクル目以降の噴射燃料量を演算もしくは補正する噴射燃料量演算手段と、を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項９】
前記噴射燃料量演算手段、前記燃焼燃料量検出手段、及び前記残留燃料量演算手段は、それぞれ噴射燃料量、燃焼燃料量、及び残留燃料量を気筒別に演算ないし検出することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１０】
前記燃焼燃料量検出手段は、直接的もしくは間接的に検出された筒内燃焼圧、空燃比、及び筒内ガス温度のうちの少なくとも一つに基づいて前記燃焼燃料量を演算することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１１】
前記燃焼燃料量検出手段は、筒内圧センサ、エンジン回転数センサ、及び空燃比センサのうちの少なくとも一つから得られる検出信号に基づいて燃焼燃料量を演算することを特徴とする請求項１から９のいずれか一項にエンジンの制御装置。
【請求項１２】
前記燃焼燃料量検出手段は、少なくともエンジン回転数の角加速度に基づいて燃焼燃料量を演算することを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１３】
前記燃焼燃料量検出手段は、筒内ガス温度センサ及び／又は排気ガス温度センサから得られる検出信号に基づいて燃焼燃料量を演算することを特徴とする請求項１０に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１４】
前記残留燃料量のうち、次サイクルで燃焼室内に流入もしくは燃焼する燃料量を推定する次サイクル流入燃料量推定手段と、該推定手段により推定された次サイクルで流入もしくは燃焼する燃料量に基づいて、次サイクルで噴射すべき燃料量を演算する次サイクル噴射燃料量演算手段を備えていることを特徴とする請求項１から１３のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１５】
各気筒の吸気通路内に残留している燃料が次サイクルで燃焼室に流入する流入率を演算する次サイクル流入率演算手段と、各気筒の次サイクル流入燃料量を演算する目標次サイクル流入燃料量演算手段と、前記各気筒の目標次サイクル流入燃料量と前記各気筒の流入率とに基づいて、各気筒の次サイクルの目標吸気通路内総燃料量を演算する手段と、前記各気筒の目標吸気通路内総燃料量と前記各気筒の残留燃料の差に基づいて、各気筒の次サイクルで噴射すべき燃料量を演算する次サイクル噴射燃料量演算手段を備えていることを特徴とする請求項１から１４のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１６】
燃料の粘性及び／又は温度を直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前記次サイクル流入率演算手段は、前記次サイクル流入率を、前記燃料の粘性及び／又は温度に基づいて演算することを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１７】
吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前記次サイクル流入率演算手段は、前記次サイクル流入率を、前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度に基づいて演算することを特徴とする請求項１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１８】
前記次サイクル噴射燃料量演算手段は、次サイクルでの燃焼空燃比が所定の空燃比となるように次サイクル噴射燃料量を演算することを特徴とする請求項１４又は１５に記載のエンジンの制御装置。
【請求項１９】
当該サイクル残留燃料量演算手段は、当該サイクルで発生した各気筒の残留燃料量を、当該サイクル以降所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量とすることを特徴とする請求項１から１８のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２０】
前記１サイクル目で発生した各気筒の残留燃料量に基づいて、所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量を演算する平衡壁流量演算手段を備えていることを特徴とする請求項１９に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２１】
吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段と、前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度に基づいて壁流量減少値を演算する手段とを備え、前記平衡壁流量演算手段は、前記所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量を、前記１サイクル目に発生した各気筒の残留燃料量から前記壁流量減少値分だけ減量させた値とすることを特徴とする請求項２０に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２２】
前記平衡壁流量演算手段は、前記所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量を、前記１サイクル目で発生した各気筒の残留燃料量をサイクル数に応じて減量させた値とすることを特徴とする請求項２１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２３】
当該サイクルの平衡壁流量を演算する手段と、次サイクルの各気筒の目標空燃比を演算する手段と、次サイクルの各気筒の充填効率を演算する手段と、前記次サイクルの各気筒の目標空燃比と充填効率とに基づいて、次サイクルの各気筒の必要燃焼燃料量を演算する手段と、次サイクルの平衡壁流量を演算する手段と、を備え、前記噴射燃料量演算手段は、「前記必要燃焼燃料量」と「前記当該サイクルの平衡壁流量と次サイクルの平衡壁流量との差」との差を次サイクルの噴射燃料量とすることを特徴とする請求項１から２１のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２４】
前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段は、供給熱分を演算する手段と、放熱分を演算する手段と、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度の初期値を演算する手段と、前記初期値、供給熱分、及び放熱分に基づいて、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度推定値を更新する手段とを備えていることを特徴とする請求項１７又は２１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２５】
前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段は、前記燃焼燃料量に基づく基本発熱量を演算する手段と、燃焼空燃比に基づく燃焼空燃比感度補正量を演算する手段と、点火時期に基づく点火時期感度補正量を演算する手段と、熱容量及び熱伝達率を演算する手段と、前記基本発熱量、燃焼空燃比感度補正量、点火時期感度補正量、熱容量、熱伝達率に基づいて、供給熱分を演算する手段と、放熱分を演算する手段と、始動時水温に基づいて、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を初期値とする手段とを備えていることを特徴とする請求項２４に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２６】
１サイクル目の各気筒の噴射燃料量の大小に関わらず、２サイクル目以降から所定サイクルまでの燃焼空燃比あるいは排気空燃比が所定範囲内に収まるようにされていることを特徴とする請求項１から２５のいずれか一項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項２７】
請求項１から２６のいずれか一項に記載の制御装置を搭載した自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一サイクル毎に噴射燃料量を演算するようにされたエンジンの制御装置に係り、特に、始動時の空燃比制御精度向上に有効でロバストなエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、北米、欧州、国内等の自動車用エンジンの排ガス規制強化に伴い、エンジン排気エミッション特性の向上が強く要求されつつある。触媒の高性能化及び触媒制御の高精度化が進み、エンジンの排気エミッション特性は、始動時に排出されるものが支配的になっている。始動時の排気エミッション特性向上にも、空燃比制御の高精度化が有効である。しかし、例えば、吸気ポート噴射式のエンジン［以下MPI(Multi Point Injection)エンジン］では、始動時に噴射した燃料の一部もしくは大半がシリンダ（燃焼室）に流入(燃焼)せずに、吸気通路内で壁流化し、その後、時間経過と共に、燃焼室内に徐々に流入し排気エミッション特性を悪化させる。また、筒内噴射式エンジンにおいても、始動時に噴射した燃料の一部もしくは大半がシリンダ内（燃焼室内壁面、ピストン表面等）もしくはクランクケース内に残留し、その後、時間経過と共に、燃焼室内に流入・燃焼し、排気エミッション特性を悪化させる。このような事情から、下記特許文献１、２にも見られるように、始動時に発生する吸気通路内壁流の影響を考慮しつつ始動直後から燃焼空燃比を高精度に制御する技術が必要である。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−３４２８７４号公報
【特許文献２】特開平８−２６１０３７（特許３６８７１２８）号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に所載のエンジン制御装置では、始動後２サイクル目以降は、始動後サイクル数に応じて、予め決められた量だけ噴射燃料量を減量補正することが開示されている。しかし、この制御装置では、予め決められた量だけ減量補正しているので、１サイクル目の壁流燃料量が変化したとき空燃比制御精度が低下し、排気エミッション特性が悪化する。また、充填効率など運転条件が変化したときも同様である。すなわち、ロバスト性が低いという問題である。
【０００５】
前記特許文献２に所載のエンジン制御装置では、第二の始動後増量係数（増量係数）の初期値を始動完了時付着燃料量に基づいて決め、始動完了時付着燃料量は始動噴射燃料量と始動噴射燃料量のシリンダ（燃焼室）への吸入率とに基づいて決めるようになっている。しかしながら、この制御装置は、始動時噴射燃料量の燃焼室への吸入率から求めるものであり、すなわち、始動時噴射燃料量に燃焼室への吸入率を乗じて燃料吸入量を予測計算するものである。したがって、実際に吸入（燃焼）した燃料に基づくものではなく、吸入率の精度は、吸気弁の温度推定精度に大きく依存する。しかし、その推定精度の確保は、現行のセンサ（水温センサ、吸気温センサ）情報からは、吸気弁までの熱伝達特性が複雑であるので、非常に困難である。また、今後、動弁が一般化すると考えられ、吸排気弁の開閉時期・リフト量などによって、流入量は変化し、これを推定するのは、複雑な計算が必要となり、誤差要因も増える。さらに、吸入率は、ある燃料性状を前提に決められるため、燃料性状が変化したとき、吸入率を用いて吸入燃料量を推定すると誤差が発生する。このように予測計算では種々の条件変化に対応するのが難しく、ロバスト性が低いことが課題である。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、始動時に発生する吸気通路内壁流の影響等を考慮して、始動直後から燃焼空燃比を高精度かつ高ロバストに制御可能なエンジンの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成すべく、本発明に係るエンジンの制御装置の第１態様は、あるサイクルにおける燃焼燃料量を直接的もしくは間接的に検出する燃焼燃料量検出手段と、当該サイクルにおける噴射燃料量と前記燃焼燃料量との差に基づいて、当該サイクルで発生した残留燃料量を演算する残留燃料量演算手段とを備える（図１参照）。
【０００８】
すなわち、当該サイクルの噴射燃料量のうち、燃焼に寄与しなかった残留燃料量（未燃燃料量）を、予測するのではなく、実燃焼燃料量を直接的もしくは間接的に検出し、噴射燃料量との差を演算することで、求めるものである。本態様によれば、実際に流入（燃焼）した燃料量を検出することで、残留燃料量を求めるので、吸気弁の温度推定精度の問題からも無縁であり、また、燃料性状変化にも対応することができる。したがって、始動時に発生する吸気通路内壁流の影響を高精度かつ高ロバストに抑制することが可能となる。
【０００９】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２態様では、第１態様に記載の残留燃料量演算手段が、少なくとも前サイクルにおける残留燃料量に基づいて、当該サイクルで発生した残留燃料量を演算するようにされる（図２参照）。
【００１０】
すなわち、当該サイクルの残留燃料量を、少なくとも前サイクルにおける残留燃料量を加味して決定するものである。
【００１１】
本発明に係るエンジンの制御装置の第３態様では、前記構成に加えて、前記残留燃料量に基づいて、次サイクル以降の噴射燃料量を演算もしくは補正する手段を備える（図３参照）。
【００１２】
すなわち、詳細は後述するが、残留燃料量に応じて、次サイクルで残留燃料量から燃焼室にに流入する燃料量が変わるため、それを考慮して、次サイクルの噴射燃料量を決める（演算もしくは補正する）ものである。
【００１３】
本発明に係るエンジンの制御装置の第４態様では、燃料を噴射供給するための燃料噴射弁は、吸気通路又は燃焼室に臨設される。
【００１４】
すなわち、制御対象とするエンジンは、いわゆる吸気ポート噴射式のものと筒内噴射式のものの両方を含むことを明記するものである。
【００１５】
本発明に係るエンジンの制御装置の第５態様では、前記残留燃料量演算手段により、前記残留燃料量として、少なくとも吸気通路内又はシリンダ内に残留している燃料量が演算されるように構成される。
【００１６】
すなわち、残留(未燃)燃料量は、吸気ポート噴射式エンジンでは、主に、吸気通路内（吸気ポート内壁面、吸気弁表面等）に、筒内噴射式エンジンでは、主に、シリンダ内（燃焼室内壁面、ピストン表面等）にそれぞれ残留するので、対象とする残留燃料量の素性を明記するものである。
【００１７】
本発明に係るエンジンの制御装置の第６態様では、前記残留燃料量演算手段により、クランクケース等の吸気管内及びシリンダ内以外に残留している残留燃料量が演算されるように構成されるか、もしくは、前記残留燃料量演算手段により、クランクケース等の吸気管内及びシリンダ内以外に残留している燃料量が含まれる前記残留燃料量（吸気通路内又はシリンダ内に残留している燃料量）が演算されるように構成される。
【００１８】
すなわち、上記第５態様の説明で述べたように、残留燃料は、主に、吸気通路内（吸気ポート内壁面、吸気弁表面等）もしくばシリンダ内（燃焼室内壁面、ピストン表面等）に発生するが、場合によっては、クランクケース等に、排出され、オイルも含めたエンジンの各部位に拡散することがある。したがって、残留燃料の発生箇所を、吸気通路内もしくはシリンダ内に限定せず、それ以外の拡散箇所を明記するものである。
【００１９】
本発明に係るエンジンの制御装置の第７態様では、１サイクル目の燃焼燃料量を直接的もしくは間接的に検出する燃焼燃料量検出手段と、前記１サイクル目の噴射燃料量と前記１サイクル目の燃焼燃料量との差に基づいて、当該１サイクル目で発生した残留燃料量を演算する残留燃料量演算手段と、前記１サイクル目での残留燃料量に基づいて、２サイクル目以降の噴射燃料量を演算もしくは補正する噴射燃料量演算手段と、を備える（図４参照）。
【００２０】
すなわち、前記した第１態様及び第３態様を、１サイクル目と２サイクル目以降に当てはめて、より具体的に述べたものである。１サイクル目に噴射燃料量と１サイクル目の燃焼燃料量の差から、１サイクル目に発生した残留燃料量を検出する。この１サイクル目に発生した残留燃料量の一部が、２サイクル目以降に、燃焼室内に流入するので、その影響を考慮して、２サイクル目以降の噴射燃料量を演算もしくは補正するものである。
【００２１】
本発明に係るエンジンの制御装置の第８態様では、前記噴射燃料量演算手段、前記燃焼燃料量検出手段、及び前記残留燃料量演算手段は、それぞれ噴射燃料量、燃焼燃料量、及び残留燃料量を気筒別に演算ないし検出するようにされる。
【００２２】
すなわち、請求項１〜７に記載の発明は、気筒別に実施することを明記するものである。ただし、残留燃料量がシリンダ内、クランクケースに及ぶ場合はその限りではなく、その残留燃料の影響度を抑制、相殺するべく気筒別に噴射燃料量を分配低減すとなどが考えられる。
【００２３】
本発明に係るエンジンの制御装置の第９態様では、前記燃焼燃料量検出手段は、直接的もしくは間接的に検出された筒内燃焼圧、空燃比、及び筒内ガス温度のうちの少なくとも一つに基づいて前記燃焼燃料量を演算するようにされる（図５参照）。
【００２４】
すなわち、燃焼室内の燃焼圧（図示平均有効圧）を直接的もしくは間接的に検出することで、燃焼燃料量を検出することが可能である。また、燃焼室内の燃焼空燃比を直接的もしくは間接的に検出することで、燃焼室内空気量（充填効率）に基づいて、燃焼燃料量を検出することが可能である。また、筒内ガス温度を直接的もしくは間接的に検出することで、筒内圧もしくは空燃比を推定することが可能であるので、同様に、燃焼燃料量を推定することが可能である。
【００２５】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１０態様では、前記燃焼燃料量検出手段は、筒内圧センサ、エンジン回転数センサ、及び空燃比センサのうちの少なくとも一つから得られる検出信号に基づいて燃焼燃料量を演算するようにされる（図６参照）。
【００２６】
すなわち、筒内圧を検出する手段として、筒内圧センサもしくはエンジン回転数センサを明記し、空燃比を検出する手段として、空燃比センサを明記するものである。
【００２７】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１１態様では、前記燃焼燃料量検出手段は、少なくともエンジン回転数の角加速度に基づいて燃焼燃料量を演算するようにされる。
【００２８】
すなわち、エンジン回転数の角加速度と筒内圧は相関を持つため、角加速度を演算することで、筒内圧を介して、燃焼燃料量を求めることが可能であることを明記するものである。
【００２９】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１２態様では、前記燃焼燃料量検出手段は、筒内ガス温度センサ及び／又は排気ガス温度センサから得られる検出信号に基づいて燃焼燃料量を演算するようにされる。
【００３０】
すなわち、筒内圧を検出する手段として、筒内ガス温度センサもしくは排ガス温度センサを明記するものである。
【００３１】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１３態様では、前記残留燃料量のうち、次サイクルで燃焼室内に流入もしくは燃焼する燃料量を推定する次サイクル流入燃料量推定手段と、該推定手段により推定された次サイクルで流入もしくは燃焼する燃料量に基づいて、次サイクルで噴射すべき燃料量を演算する次サイクル噴射燃料量演算手段を備える（図７参照）。
【００３２】
すなわち、前サイクルまでに発生した残留燃料量の一部が、次サイクルで、燃焼室内に流入する。その分を考慮して、次サイクルの燃焼燃料量が所望の量となるように、次サイクルで噴射する燃料量を演算するものである。
【００３３】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１４態様では、各気筒の吸気通路内に残留している燃料が次サイクルで燃焼室に流入する流入率を演算する次サイクル流入率演算手段と、各気筒の次サイクル流入燃料量を演算する目標次サイクル流入燃料量演算手段と、前記各気筒の目標次サイクル流入燃料量と前記各気筒の流入率とに基づいて、各気筒の次サイクルの目標吸気通路内総燃料量を演算する手段と、前記各気筒の目標吸気通路内総燃料量と前記各気筒の残留燃料の差に基づいて、各気筒の次サイクルで噴射すべき燃料量を演算する次サイクル噴射燃料量演算手段を備える（図８参照）。
【００３４】
すなわち、前サイクルまでの残留燃料量と次サイクルでの噴射燃料の和を、吸気通路内総燃料量とする。吸気通路内総燃料量のうち、燃焼室内に流入、燃焼する率を流入率で表す。このことから、目標次サイクル流入(燃焼)燃料量を先ず決め、次サイクルの流入率に基づいて、必要な（目標とする）次サイクル吸気通路内総燃料量を演算する。目標次サイクル吸気通路内総燃料量から前サイクルの残留燃料量を差を、次サイクルの噴射燃料量とするものである。
【００３５】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１５態様では、燃料の粘性及び／又は温度を直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前記次サイクル流入率演算手段は、前記次サイクル流入率を、前記燃料の粘性及び／又は温度に基づいて演算するようにされる（図９参照）。
【００３６】
すなわち、吸気通路内総燃料量の内、燃焼室内に流入する燃料量を決めるパラメータは主に２つある。１つ目は、燃料の粘性である。一般に、吸気通路内総燃料量は、力学的に安定な部分（平衡部分）と不安定な部分が存在し、吸気弁が開いたときに、不安定な部分が吸気流とともに、燃焼室内に流入する。２つ目は、燃料の温度である。燃料の温度に応じて、吸気通路内で気化する量が変化する。気化した燃料は、吸気弁が開いたときに、吸気流とともに、燃焼室内に流入する。以上から、流入率を燃料の粘性及び／又は燃料の温度に基づくことを明記するものである。
【００３７】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１６態様では、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段を備え、前記次サイクル流入率演算手段は、前記次サイクル流入率を、前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度に基づいて演算するようにされる（図１０参照）。
【００３８】
すなわち、第１４態様及び第１５態様で説明したように、流入率は、燃料粘性もしくは温度に主に依存する。燃料の粘性は燃料の温度により変化するので、燃料の温度が支配的要因となる。さらに燃料温度を決める熱源として、燃料と接している吸気弁表面及び吸気通路内壁面の温度が支配的であり、したがって、それを明記するものである。
【００３９】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１７態様では、前記次サイクル噴射燃料量演算手段は、次サイクルでの燃焼空燃比が所定の空燃比となるように次サイクル噴射燃料量を演算するようにされる。
【００４０】
すなわち、例えばＨＣ濃度などの排気エミッション特性は空燃比で支配的に決まるため、燃焼空燃比を最適とするように、噴射燃料量を決めることを明記するものである。
【００４１】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１８態様では、当該サイクル残留燃料量演算手段は、当該サイクルで発生した各気筒の残留燃料量を、当該サイクル以降所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量とするようにされる（図１１参照）。
【００４２】
すなわち、前述したように、一般に吸気通路内総燃料量は、力学的に安定な部分（平衡部分）と不安定な部分が存在し、吸気弁が開いたときに、不安定な部分が吸気流とともに、燃焼室内に流入する。このことから、当該サイクルで発生した各気筒の残留燃料量を、安定な部分として、平衡壁流(液膜量)として定義するものである。
【００４３】
本発明に係るエンジンの制御装置の第１９態様では、前記第１８態様の構成に加えて、前記１サイクル目で発生した各気筒の残留燃料量に基づいて、所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量を演算する平衡壁流量演算手段を備える（図１２参照）。
【００４４】
すなわち、具体的に１サイクル目における扱いを明記するものである。
【００４５】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２０態様では、前記した第１９態様の構成に加えて、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段と、前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度に基づいて壁流量減少値を演算する手段とを備え、前記平衡壁流量演算手段は、前記所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量を、前記１サイクル目に発生した各気筒の残留燃料量から前記壁流量減少値分だけ減量させた値とするようにされる（図１３参照）。
【００４６】
すなわち、前述のように、平衡壁流量(液膜量)は、燃料の粘性と温度に依存し、特に、温度に依存する。さらに温度が上昇するにつれ、粘性が弱まり、力学的に安定な燃料量が減少していく。したがって、吸気弁表面温度、吸気通路内壁面温度に基づいて、壁流量減少値を演算し、１サイクル目で演算した残留燃料量(=１サイクル目平衡壁流量)を、サイクル毎に補正することで、２サイクル以降の平衡壁流量を演算するものである。
【００４７】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２１態様では、前記した第２０態様の構成のもとで、前記平衡壁流量演算手段は、前記所定サイクルまでの各気筒の平衡壁流量を、前記１サイクル目で発生した各気筒の残留燃料量をサイクル数に応じて減量させた値とするようにされる（図１４参照）。
【００４８】
すなわち、第２０態様で説明したように、吸気弁表面温度及び吸気通路内表面温度の影響が、平衡壁流量を支配的に決めるが、当該温度を推定する場合は一定の推定アルゴリズムが必要である。そこで、より簡便に行う方法として、１サイクル目で演算した残留燃料量(=１サイクル目平衡壁流量)を、サイクル数に応じて、減量補正することで、２サイクル以降の平衡壁流量を演算するものである。これは、当該温度は始動後サイクル数に応じて、一般に単調増加することを前提にしてものである。
【００４９】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２２態様では、当該サイクルの平衡壁流量を演算する手段と、次サイクルの各気筒の目標空燃比を演算する手段と、次サイクルの各気筒の充填効率を演算する手段と、前記次サイクルの各気筒の目標空燃比と充填効率とに基づいて、次サイクルの各気筒の必要燃焼燃料量を演算する手段と、次サイクルの平衡壁流量を演算する手段と、を備え、前記噴射燃料量演算手段は、「前記必要燃焼燃料量」と「前記当該サイクルの平衡壁流量と次サイクルの平衡壁流量との差」との差を次サイクルの噴射燃料量とするようにされる（図１５参照）。
【００５０】
すなわち、当該サイクルの平衡壁流量と次サイクルでの平衡壁流量の差から、吸気通路内総燃料量の内、次サイクルで燃焼室内に流入、燃焼する量を演算する。
【００５１】
また、目標次サイクル流入(燃焼)燃料量を、目標空燃比と充填効率（空気量）から決め、前記平衡壁流量から流入する分との差分だけ、次サイクルの噴射燃料量とするものである。
【００５２】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２３態様では、第１６態様又は第２０態様の構成のもとで、前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段は、供給熱分を演算する手段と、放熱分を演算する手段と、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度の初期値を演算する手段と、前記初期値、供給熱分、及び放熱分に基づいて、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁面温度推定値を更新する手段とを備えるようにされる（図１６参照）。
【００５３】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２４態様では、第２３態様の構成のもとで、前記吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁表面温度を直接的もしくは間接的に検出する手段は、前記燃焼燃料量に基づく基本発熱量を演算する手段と、燃焼空燃比に基づく燃焼空燃比感度補正量を演算する手段と、点火時期に基づく点火時期感度補正量を演算する手段と、熱容量及び熱伝達率を演算する手段と、前記基本発熱量、燃焼空燃比感度補正量、点火時期感度補正量、熱容量、熱伝達率に基づいて、供給熱分を演算する手段と、放熱分を演算する手段と、始動時水温に基づいて、吸気弁表面温度及び／又は吸気通路内壁表面温度を初期値とする手段とを備える。
【００５４】
本発明に係るエンジンの制御装置の第２５態様では、１サイクル目の各気筒の噴射燃料量の大小に関わらず、２サイクル目以降から所定サイクルまでの燃焼空燃比あるいは排気空燃比が所定範囲内に収まるようにされる。
【００５５】
すなわち、前記した各態様によれば、１サイクル目の噴射燃料量の大小、すなわち、１サイクル目に発生した残留燃料量の大小に関わらず、２サイクル目以降の空燃比は、前記１サイクル目に発生した残留燃料量に応じて、所望の空燃比となるように噴射燃料量が制御される。より具体的には、１サイクル目の噴射燃料量の大小差よりも、２サイクル目以降の空燃比の大小差は小さくなる。この現象を明記するものである。
【００５６】
本発明に係る自動車は、前記第１態様から第２５態様うちのいずれかの制御装置を搭載していることを特徴としている。
【発明の効果】
【００５７】
以上のように、本発明に係るエンジンの制御装置では、始動時に発生する吸気通路内壁流の影響等を考慮しているので、始動直後から燃焼空燃比を高精度かつ高ロバストに制御することが可能となり、始動時の排気エミッション特性等を向上することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
【００５９】
図１８は、本発明に係るエンジンの制御装置の一実施形態（実施例１〜５で共通）を、それが適用された車載用エンジンの一例と共に示す概略構成図である。
【００６０】
図示のエンジン１０は、例えば４つの気筒＃１、＃２、＃３、＃４を有する多気筒エンジンであって、シリンダ１２と、このシリンダ１２の各気筒＃１、＃２、＃３、＃４内に摺動自在に嵌挿されたピストン１５と、を有し、該ピストン１５上方には燃焼室１７が画成され、この各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７には、それぞれ点火プラグ３５が臨設されている。
【００６１】
燃料の燃焼に供せられる空気は、吸気通路２０の始端部に設けられたエアクリーナ２１から取り入れられ、エアフローセンサ２４を通り、電制スロットル弁２５を通ってコレクタ２７に入り、このコレクタ２７から、吸気通路２０の下流部分を構成する分岐通路部２０Ａに分配されて、その下流端部分（吸気ポート２０ａ）に配在された吸気弁２８を介して各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７に吸入される。また、前記吸気通路２０の下流部分を形成する各分岐通路部２０Ａには、それぞれ吸気ポート２０ａ（吸気弁２８）向けて燃料を噴射する燃料噴射弁３０が配在されている。従って、本実施形態のエンジン１０は、吸気ポート噴射式であるが、本発明はこれに限られる訳ではなく、筒内噴射式のエンジンにも適用可能である。
【００６２】
前記吸気通路２０を通じて燃焼室１７に吸入された空気と燃料噴射弁３０から噴射された燃料との混合気は、点火プラグ３５による火花点火により燃焼せしめられ、その燃焼廃ガス（排気）は、燃焼室１７から排気弁４８が配設された排気ポート４０ａを介して排気通路４０の上流部分を形成する個別通路部４０Ａに排出され、その個別通路部４０Ａから排気集合部を通って排気通路４０の下流部分に備えられた三元触媒５０に流入して浄化された後、外部に排出される。
【００６３】
また、排気通路４０における三元触媒５０より下流側には酸素センサ５２が配在され、排気通路４０における触媒５０より上流側の排気集合部４０Ｂには、排気空燃比を検出する排気センサとしての空燃比センサ５１が配在されている。
【００６４】
前記空燃比センサ５１は、排気中に含まれる酸素の濃度に対して線形の出力特性を持つ。排気中の酸素濃度と空燃比の関係はほぼ線形になっており、したがって、酸素濃度を検出する空燃比センサ５１により排気空燃比を求めることが可能となる。コントロールユニット１００（後述）では、空燃比センサ５１からの信号に基づいて三元触媒５０上流の排気空燃比を求め、酸素センサ５２からの信号に基づいて三元触媒５０下流の酸素濃度もしくはストイキに対してリッチもしくはリーンであるかを求める。また、両センサ５１、５２の出力を用いて三元触媒５０の浄化効率が最適となるよう燃料噴射量（噴射燃料量）もしくは空気量を逐次補正するF/B制御を行う。
【００６５】
また、燃焼室１７から排気通路４０に排出された排気ガスの一部は、必要に応じてＥＧＲ通路４１を介して吸気通路２０に導入され、各気筒＃１、＃２、＃３、＃４の燃焼室１７に還流される。前記ＥＧＲ通路４１には、ＥＧＲ率を調整するためのＥＧＲバルブ４２が介装されている。
【００６６】
そして、本実施形態の制御装置１においては、エンジン１０の種々の制御を行うため、マイクロコンピュータを内蔵するコントロールユニット１００が備えられている。
【００６７】
コントロールユニット１００は、基本的には、図１９に示される如くに、ＣＰＵ１０１、入力回路１０２、入出力ポート１０３、ＲＡＭ１０４、ＲＯＭ１０５等で構成される。
【００６８】
コントロールユニット１００には、入力信号として、エアフローセンサ２４により検出される吸入空気量に応じた信号、スロットルセンサ２８により検出されるスロットル弁２５の開度に応じた信号、クランク角センサ（回転数センサ）３７から得られるクランクシャフト１８の回転（エンジン回転数）・位相をあらわす信号（クランク角センサ３７からは、例えば、回転角１度及び１２０度毎に信号パルスが出力される）、排気通路４０における三元触媒５０より下流側に配在された酸素センサ５２からの、三元触媒５０下流の酸素濃度もしくはストイキに対してリッチもしくはリーンであるかを表す信号、排気通路４０における触媒５０より上流側に配在された空燃比センサ５１により検出される酸素濃度（空燃比）に応じた信号、シリンダ１２に配設された水温センサ１９により検出されるエンジン冷却水温に応じた信号、アクセルセンサ３６から得られるアクセルペダル３９の踏み込み量（運転者の要求トルクを示す）に応じた信号、各気筒に配設された筒内圧センサ５６から得られる各気筒内（燃焼室１７内）の圧力に応じた信号、各気筒に配設された筒内温度センサ５７から得られる気筒内（燃焼室１７内）の温度に応じた信号、吸気通路２０の上流端近くに配設された吸気温センサ２９から得られる吸気温（外気温）に応じた信号等が供給される。
【００６９】
コントロールユニット１００には、空燃比センサ５１、酸素センサ５２、スロットルセンサ３８、エアフローセンサ２４、クランク角センサ３７、水温センサ１６、アクセルセンサ３６、筒内圧センサ５６、筒内ガス温度センサ５７、吸気温センサ２９等の各センサからの信号が入力され、コントロールユニット１００は、前記各種の入力信号に基づいてエンジンの運転状態を認識し、この運転状態に基づいて、吸入空気量、燃料噴射量（噴射燃料量）、点火時期のエンジンの主要な操作量を演算する。コントロールユニット１００で演算された噴射燃料量は開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁駆動回路１１７から燃料噴射弁３０に送られる。また、コントロールユニット１００で演算された点火時期で点火されるよう駆動信号が点火出力回路１１６から点火プラグ３５に送られる。
【００７０】
より詳細には、コントロールユニット１００においては、入力回路１０２にてノイズ除去等の信号処理を行った後、入出力ポート１０３に送られる。入力ポートの値はＲＡＭ１０４に保管され、ＣＰＵ１０１内で演算処理される。演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ１０５に予め書き込まれている。制御プログラムに従って演算された各アクチュエータ操作量を表す値はＲＡＭ１０４に保管された後、入出力ポート１０３に送られる。
【００７１】
点火プラグ３５に対する駆動信号は点火出力回路１１６内の一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされる。点火時期はＯＮからＯＦＦになる時点である。入出力ポート１０３にセットされた点火プラグ３５用の信号は点火出力回路１１６で点火に必要な十分なエネルギーに増幅され点火プラグ３５に供給される。また、燃料噴射弁３０の駆動信号（開弁パルス信号）は開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ・ＯＦＦ信号がセットされ、燃料噴射弁駆動回路１１７で燃料噴射弁３０を開弁するのに十分なエネルギーに増幅されて燃料噴射弁３０に供給される。電制スロットル弁２５の目標開度を実現する駆動信号は、電制スロットル弁駆動回路１１８を経て、電制スロットル弁３０に送られる。
【００７２】
次に、コントロールユニット１００が実行する、主として燃料噴射（噴射燃料量）制御の実施例について具体的に説明する。
【００７３】
［実施例１：図２０〜図２４］
図２０は、実施例１（実施例２、３）の制御装置１Ａを示す制御システム図である。図示の制御装置１Ａのコントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されているように、基本噴射燃料量演算手段１２０、噴射燃料量補正係数演算手段１３０、燃焼燃料量検出手段１４０、残留燃料量演算手段１５０を備えている。基本噴射燃料量Tpに噴射燃料量補正係数演算手段１３０で気筒別に演算されるTp_hos1（補正係数）を乗じて、各気筒の燃焼空燃比が所望空燃比となるよう噴射燃料量(Ti)が気筒別に演算される。噴射燃料量補正係数演算手段１３０で演算されるTp_hos1の値は、特に、始動時の燃焼空燃比が所望空燃比（ストイキ近傍）となるように演算される。燃焼燃料量検出手段１４０では、エンジン回転数（角加速度）から燃焼燃料量を演算する。残留燃料量演算手段１５０では、前記燃焼燃料量及び噴射燃料量(Ti)から、残留燃料量を演算する。以下、基本噴射燃料量演算手段１２０、噴射燃料量補正係数演算手段１３０、燃焼燃料量検出手段１４０、及び残留燃料量演算手段１５０を詳細に説明する。
【００７４】
＜基本噴射燃料量演算手段１２０（図２１）＞
本演算手段１２０では、エンジン回転数(Ne)と吸入空気量(Qa)に基づき、任意の運転条件において目標トルクと目標空燃比を同時に実現する噴射燃料量を演算することを目的とする。具体的には図２１に示されるように、基本噴射燃料量(Tp)を演算する。図において、Cylは気筒数を表す。Ｋは、燃料噴射弁３０の仕様（燃料噴射パルス幅と噴射燃料量の関係）に基づき決める。基本噴射燃料量(Tp)は、理論空燃比相当燃料量を表すとともに、一気筒あたりの吸入空気量（充填効率）も表す。
【００７５】
＜噴射燃料量補正係数演算手段１３０（図２２）＞
本演算手段１３０では、噴射燃料量補正係数(Tp_hos1)を演算する。特に、始動時の燃料気化率が低い領域で、燃焼空燃比が所望空燃比（ストイキ近傍）となるように演算される。具体的には、図２２で示されるように、始動後経過時間、始動時水温に応じて演算される。Tp_hos1は、燃料気化率を補償するよう演算されるので、始動時水温に応じて、初期値が決まり、始動後経過時間に応じて、初期値から徐々に減少する値となる。
【００７６】
加えて、本噴射燃料量補正係数演算手段１３０では、後述する残留燃料量演算手段１５０により求められた１サイクル目（各気筒の最初の燃焼発生時）での残留燃料量に基づいて、前記噴射燃料量補正係数(Tp_hos1)を補正するようにされる。
【００７７】
＜燃焼燃料量検出手段１４０（図２３）＞
本検出手段１４０では、エンジン回転数(Ne)から、燃焼燃料量(Fuel_C)を求める。本検出手段１４０による燃焼燃料量(Fuel_C)の検出は、１サイクル目（各気筒の最初の燃焼発生時）のみ実行される。具体的には、図２３に示されるように、エンジン回転数Neから角加速度を求める。なお、角加速度を求める期間は、１サイクル目の燃料噴射により燃焼が発生する期間とするのが望ましい。より具体的には、膨張行程近傍が望ましい。角加速度と冷却水温(Twn)を引数として、マップを参照して、燃焼圧指数(P_ind_C)を求める。ここで、冷却水温(Twn)を参照するのは、摩擦損失分を考慮するためである。燃焼圧指数(P_ind_C)と基本噴射燃料量(Tp)とを乗じて、燃焼燃料量(Fuel_C)を求める。なお、燃焼圧指数(P_ind_C)は、実験から求めるのもよい。噴射燃料量（燃焼燃料量）を変化させてそのときの、角加速度を計測して、設定する。燃焼空燃比が理論空燃比時に１．０となるように設定すると扱いやすい。
【００７８】
＜残留燃料量演算手段１５０（図２４）＞
本演算手段１５０では、残留燃料量(Fuel_R)を求める。具体的には、図２４に示されるように、前記した噴射燃料量(Ti)と燃焼燃料量(Fuel_C)との差から、残留燃料量(Fuel_R)を求める。本演算手段１５０による残留燃料量(Fuel_R)の演算も気筒別に行う。ここで求められた１サイクル目の残留燃料量(Fuel_R)は、噴射燃料量補正係数演算手段１３０において、噴射燃料量補正係数(Tp_hos1)の演算に用いられる。
【００７９】
以上のように、実施例１においては、１サイクル目の噴射燃料量(Ti)のうち、燃焼に寄与しなかった未燃燃料量である残留燃料量（Fuel_R）を、予測するのではなく、実燃焼燃料量(Fuel_C)を検出して、噴射燃料量(Ti)との差を演算することで、求めるものである。このように、実際に流入（燃焼）した燃料量を検出して残留燃料量を求めることから、吸気弁の温度推定精度の問題からも無縁であり、また、燃料性状変化にも対応することができる。したがって、始動時に発生する吸気通路内壁流の影響を高精度かつ高ロバストに抑制することが可能となる。
【００８０】
なお、実施例１（後述する実施例２〜５も）では、角加速度から燃焼圧を求めて、燃焼燃料量を検出する方式としたが、そのほか、図１８に示されるように、筒内圧センサ５６により燃焼圧を直接検出して、燃焼燃料量を求めてもよい。また、空燃比センサ５１が正常動作可能である（活性化している）場合は、空燃比と吸入空気量から、燃焼燃料量を求めてもよい。また、筒内ガス温度センサ５７により検出される筒内ガス温度から、燃焼燃料量を求めてもよい。
【００８１】
［実施例２：図２５、図２６］
前記した実施例１では、１サイクル目のみの残留燃料量（Fuel_R）を検出したが、本実施例２では、２サイクル目以降の残留燃料量も検出する。
【００８２】
本実施例２では、前記した実施例１における燃焼燃料量検出手段１４０及び残留燃料量演算手段１５０の構成機能が異なるだけで、他の手段は略同様な構成であるので、以下においては、構成機能が異なる燃焼燃料量検出手段２４０及び残留燃料量演算手段２５０を重点的に説明する。
【００８３】
＜燃焼燃料量検出手段２４０（図２５）＞
本検出手段２４０では、エンジン回転数(Ne)から、燃焼燃料量(Fuel_C)を求める。本検出手段２４０による燃焼燃料量(Fuel_C)の検出は、各気筒の燃焼発生時（サイクル毎）に実行される。具体的には、図２５に示されるように、エンジン回転数(Ne)から角加速度を求める。なお、角加速度を求める期間は燃焼が発生する期間とするのが望ましい。より具体的には、膨張行程近傍が望ましい。回転数(Ne)と冷却水温(Twn)を引数として、マップを参照して、摩擦・慣性補正係数を求める。ここで、冷却水温を参照するのは、摩擦損失分を考慮するためである。回転数(Ne)を参照するのは、慣性分を考慮するためである。
【００８４】
角加速度と摩擦・慣性補正係数を引数として、マップを参照して燃焼圧指数(P_ind_C)を求める。燃焼圧指数(P_ind_C)を基本噴射燃料量(Tp)を乗じて、燃焼燃料量(Fuel_C)を求める。なお、燃焼圧指数(P_ind_C)は、実験から求めるのもよい。噴射燃料量（燃焼燃料量）を変化させてそのときの、角加速度を計測して、設定する。燃焼空燃比が理論空燃比時に１．０となるように設定すると扱いやすい。
【００８５】
＜残留燃料量演算手段２５０（図２６）＞
本演算手段２５０では、残留燃料量(Fuel_R)を各気筒の燃焼発生時（サイクル毎）にそれぞれ求める。具体的には、図２６に示されるように、噴射燃料量(Ti)と燃焼燃料量(Fuel_C)との差から、当該サイクル発生残留燃料量(Fuel_R)を求める。それを積算し、総残留燃料量(Fuel_R_T)とする。
【００８６】
以上のように、実施例２においては、２サイクル目以降においても、そのときの残留燃料量に応じて燃焼室１７に流入する燃料量が変わることを考慮して、次サイクルの噴射燃料量を決めるようにされる。つまり、当該サイクルでの噴射燃料量(Ti)と燃焼燃料量(Fuel_C)との差から、当該サイクル発生残留燃料量(Fuel_R)を求めるとともに、それを積算して、総残留燃料量(Fuel_R_T)を求め、この総残留燃料量(Fuel_R_T)を用いて次サイクルの噴射燃料量(Ti)を設定するようにされるので、噴射燃料量(Ti)がより適正なものとなる。
【００８７】
［実施例３：図２７、図２８］
前記した実施例２では、２サイクル目以降の残留燃料量を燃焼燃料量（角加速度）を用いて検出したが、本実施例３では、１サイクル目の残留燃料量は燃焼燃料量から求め、２サイクル目以降の残留燃料量は、吸気弁２８の表面温度から求める。
【００８８】
本実施例３では、前記した実施例１、２における残留燃料量演算手段１５０、２５０の構成機能が異なるだけで、他の手段は略同様な構成であるので、以下においては、構成機能が異なる燃焼燃料量検出手段３５０（及びこの手段３５０内に含まれる吸気弁表面温度推定手段３５５）を重点的に説明する。
【００８９】
＜残留燃料量演算手段３５０（図２７）＞
本演算手段３５０では、残留燃料量(Fuel_R)を各気筒の燃焼発生時（サイクル毎）にそれぞれ求める。残留燃料量(Fuel_R)を求める。本演算手段も気筒別に演算する。具体的には、図２７（Ａ）に示されるように、１サイクル目のみ、噴射燃料量(Ti)と燃焼燃料量(Fuel_C)との差から、残留燃料量(Fuel_R)を求め、これを１サイクル目の平衡壁流燃料量(Fuel_R_T)とする。２サイクル目以降は、各気筒の燃焼発生周期毎に、平衡壁流燃料量(Fuel_R_T)から、平衡壁流減算値(d_Fuel_R_T)を減算し、新たな、平衡壁流燃料量(Fuel_R_T)とする。平衡壁流量減算値(d_Fuel_R_T)は、吸気弁表面温度推定手段３５５により求められる吸気弁表面温度推定値を引数としてマップを参照して求める。
【００９０】
なお、図２７（Ｂ）示されるように、前記平衡壁流量減算値(d_Fuel_R_T)は、初爆発生後のサイクル数から簡易的に求めてもよい。
【００９１】
＜吸気弁表面温度推定手段３５５（図２８）＞
吸気弁表面温度推定手段３５５では、図２８に示されるように、燃焼燃料量(Fuel_C)を引数として、マップを参照して、基本発熱量を求める。基本発熱量に、燃焼空燃比補正係数、点火時期補正係数を乗じ、さらに、熱容量係数、熱伝導係数を乗じて、供給分熱量とする。燃焼空燃比補正係数は、基本噴射燃料量(Tp)と燃焼燃料量(Ti)の比、すなわち空燃比を引数としてマップを参照して求める。点火時期補正係数は、点火時期(ADV)を引数としてマップを参照して求める。放熱分は、水温(Twn)を引数としてマップ参照して求める。始動時水温を引数としてマップ参照して、吸気弁表面温度推定値の初期値を求める。その後、燃焼発生毎に、供給分と放熱分の収支演算を行い、吸気弁表目温度推定値を更新する。なお各マップ値は、実験から求めるのもよい。
【００９２】
［実施例４：図２９、図３０］
前記した実施例１〜３では、残留燃料量（平衡壁流量）を求めた。本実施例４では、残留燃料（平衡壁流量）の影響を考慮しつつ、燃焼燃料量（燃焼室内流入燃料量）を所望の値とする噴射燃料量を実現する方式について述べる。
【００９３】
図２９は、実施例４の制御装置１Ｂを示す制御システム図である。図示の制御装置１Ｂのコントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されているように、実施例１のもの（図２４）と同じ構成機能を持つ基本噴射燃料量演算手段１２０、実施例１〜３のものとは構成機能が異なる噴射燃料量補正係数演算手段４３０、実施例２のもの（図２５）と同じ構成機能を持つ燃焼燃料量検出手段２４０、同じく実施例２のもの（図２６）と同じ構成機能を持つ残留燃料量演算手段２５０を備えている。
【００９４】
ここでは、基本噴射燃料量Tpに噴射燃料量補正係数演算手段４３０で気筒毎に演算されるTp_hos1を加えて、各気筒の燃焼空燃比が所望空燃比となるよう噴射燃料量Tiが気筒別に演算される。噴射燃料量補正係数演算手段４３０で演算されるTp_hos1の値は、特に始動時に発生する残留燃料（平衡壁流量）の影響を考慮しつつ、燃焼燃料量（燃焼室内流入燃料量）を所望の値とするよう決められる。残留燃料量演算手段２５０では、燃焼燃料量及び噴射燃料量から、残留燃料量を演算する。
【００９５】
次に、実施例１〜３のものとは構成機能が異なる燃焼燃料量検出手段３５０を説明する。
【００９６】
＜噴射燃料量補正係数演算手段４３０（図３０）＞
本演算手段４３０では、噴射燃料量補正量Tp_hos1を演算する。特に始動時に発生する残留燃料（平衡壁流量）の影響を考慮しつつ、燃焼燃料量（燃焼室内流入燃料量）を所望の値とするよう決められる。具体的には、図３０で示されるように、１サイクル目は、始動時水温に応じて増量補正値（噴射燃料量補正係数Tp_hos1）が演算される。２サイクル目以降は、残留燃料量の前回値と今回値の差だけ減量補正量（噴射燃料量補正係数Tp_hos1）が演算される。すなわち、残留燃料量は、１サイクル目がもっとも多く、２サイクル目以降は徐々に減少し、その分、燃焼室内に流入し、燃焼室内空燃比をリッチ化させる。その分を、噴射燃料量を予め減量補正することで、燃焼室内の空燃比を最適化するのものである。
【００９７】
［実施例５：図３１］
前記した実施例４では、２サイクル目以降の残留燃料量を燃焼燃料量（角加速度）を用いて検出し、その影響を考慮しつつ、燃焼燃料量を所望の値とする噴射燃料量を実現する方式について述べた。本実施例５では、１サイクル目の残留燃料量は燃焼燃料量から求めて、２サイクル目以降の残留燃料量は、吸気弁表面温度から求める。
【００９８】
図３１は、実施例５の制御装置１Ｃを示す制御システム図である。図示の制御装置１Ｃのコントロールユニット１００は、機能ブロック図で示されているように、実施例１のもの（図２１）と同じ構成機能を持つ基本噴射燃料量演算手段１２０、実施例４のもの（図２２）と同じ構成機能を持つ噴射燃料量補正係数演算手段１３０、実施例１のもの（図２３）と同じ構成機能を持つ燃焼燃料量検出手段１４０、実施例３のもの（図２７）と同じ構成機能を持つ残留燃料量演算手段３５０を備えている。
【００９９】
各手段１２０、４３０、１４０、３５０の説明は既述であるので省略する。
【０１００】
本実施例５のように、１サイクル目の残留燃料量を燃焼燃料量から求めて、２サイクル目以降の残留燃料量は吸気弁表面温度から求めるようにしても、前述した実施例と略同様な作用効果が得られる。
【０１０１】
なお、上述した実施例１〜５では、いずれも、残留燃料の発生箇所を、吸気通路２０内（吸気ポート２０ａ内壁面、吸気弁２８表面等）としているが、残留燃料の発生箇所が、シリンダ内（燃焼室１７の内壁面、ピストン１５の表面等）やクランクケース等である場合においても、本発明を適用可能であることを付言しておく。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明に係る制御装置の第１態様の説明に供される図。
【図２】本発明に係る制御装置の第２態様の説明に供される図。
【図３】本発明に係る制御装置の第３態様の説明に供される図。
【図４】本発明に係る制御装置の第７態様の説明に供される図。
【図５】本発明に係る制御装置の第９態様の説明に供される図。
【図６】本発明に係る制御装置の第１０〜１２態様の説明に供される図。
【図７】本発明に係る制御装置の第１３態様の説明に供される図。
【図８】本発明に係る制御装置の第１４態様の説明に供される図。
【図９】本発明に係る制御装置の第１５態様の説明に供される図。
【図１０】本発明に係る制御装置の第１６態様の説明に供される図。
【図１１】本発明に係る制御装置の第１８態様の説明に供される図。
【図１２】本発明に係る制御装置の第１９態様の説明に供される図。
【図１３】本発明に係る制御装置の第２０態様の説明に供される図。
【図１４】本発明に係る制御装置の第２１態様の説明に供される図。
【図１５】本発明に係る制御装置の第２２態様の説明に供される図。
【図１６】本発明に係る制御装置の第２３態様の説明に供される図。
【図１７】本発明に係る制御装置の第２４態様の説明に供される図。
【図１８】本発明に係る制御装置の一実施形態を、それが適用されたエンジンと共に示す概略構成図。
【図１９】図１８に示されるコントロールユニットの内部構成を示す図。
【図２０】実施例１の制御システム図。
【図２１】実施例１の基本噴射燃料量演算手段の説明に供される図。
【図２２】実施例１の噴射燃料量補正係数演算手段の説明に供される図。
【図２３】実施例１の燃焼燃料量検出手段の説明に供される図。
【図２４】実施例１の残留燃料量演算手段の説明に供される図。
【図２５】実施例２の燃焼燃料量検出手段の説明に供される図。
【図２６】実施例２の残留燃料量演算手段の説明に供される図。
【図２７】実施例３の残留燃料量演算手段の説明に供される図。
【図２８】図２７に示される吸気弁表面温度推定手段の説明に供される図。
【図２９】実施例４の制御システム図。
【図３０】実施例４の噴射燃料量補正係数演算手段の説明に供される図。
【図３１】実施例５の制御システム図。
【符号の説明】
【０１０３】
１Ａ、１Ｂ、１Ｃ  制御装置
１０    エンジン
１２    シリンダ
１５    ピストン
１７    燃焼室
１９    水温センサ
２０    吸気通路
２０ａ  吸気ポート
２４    エアフローセンサ
２８    吸気弁
３０    燃料噴射弁
３５    点火プラグ
３６    アクセルセンサ
５０    三元触媒
５１    空燃比センサ
５２    酸素センサ
５６    筒内圧センサ
５７    筒内ガス温度センサ
１００  コントロールユニット
１２０  基本噴射燃料量演算手段
１３０、４３０  噴射燃料量補正係数演算手段
１４０、２４０  燃焼燃料量検出手段
１５０、２５０、３５０  残留燃料量演算手段  
【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】
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【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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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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