(57)【要約】【課題】  ファイアリング中であるか否かに応じて燃料挙動パラメータを変更し、燃料付着量の推定精度を向上すること。【解決手段】  ＣＰＵ８１は、ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき（ステップ２１５）、ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP1及び燃料付着率マップMapR1を用いて燃料挙動シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータである燃料残留率P及び燃料付着率Rをそれぞれ決定し（ステップ２２０〜２４０）、これらにより燃料付着量fwを求める。一方、ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき、非ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP2及び燃料付着率マップMapR2を用いて前記燃料残留率P及び前記燃料付着率Rをそれぞれ決定し（ステップ２６５〜２８５）、これらにより燃料付着量fwを求める。【選択図】  図２
2005090325.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
燃料挙動パラメータを使用して前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルに基づいて前記吸気通路を構成する部材に付着した燃料量である燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段と、
前記機関の運転状態に基づいて同機関に要求される燃料量である要求燃料量を決定する要求燃料量決定手段と、
前記決定された要求燃料量と前記推定された燃料付着量とを前記シミュレーションモデルの逆モデルに適用して今回の吸気行程に対して前記燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように同燃料噴射手段に指示する燃料噴射指示手段と、
を備えた内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記燃料噴射手段から燃料を噴射して同噴射された燃料を燃焼させるファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定するファイアリング実行条件判定手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたときファイアリング実行中の前記機関の各運転状態に対して予め適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定するファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたときファイアリング非実行中の前記機関の各運転状態に対して適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記燃料噴射手段からの燃料噴射を停止する燃料噴射停止手段と、
を備えた燃料噴射量制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶したファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択するファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段と、
を含み、
前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶した非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された非ファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段と、
を含む燃料噴射量制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載の燃料噴射量制御装置において、
前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶したファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択するファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段と、
を含み、
前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータと非ファイアリング時用燃料挙動パラメータとの関係を予め記憶した燃料挙動パラメータ関係記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から燃料挙動パラメータを選択するとともに、同選択した燃料挙動パラメータと同取得された運転状態量に応じる前記燃料挙動パラメータ関係記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを算出する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ算出手段と、
を含む燃料噴射量制御装置。
【請求項４】
内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記機関の運転状態を表すとともに同機関に要求される燃料量を決定するために必要な要求燃料決定用運転状態量を取得する要求燃料決定用運転状態量取得手段と、
前記取得される要求燃料決定用運転状態量に基づいて定まる前記機関に要求される燃料量を要求燃料量として設定する要求燃料量設定手段と、
燃料挙動パラメータを使用したモデルであって前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルの逆モデルと、前記設定された要求燃料量と、を用いて、同燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
を備え、
前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように構成した内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記燃料噴射量決定手段は、
前記機関の気筒から前記吸気通路に吹き返されるガスの状態を表す吹き返しガス状態量を含む前記機関の運転状態を表す状態量であって前記燃料挙動パラメータを決定するための燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を取得する燃料挙動パラメータ決定用運転状態量取得手段と、
前記取得された燃料挙動パラメータ決定用運転状態量に基づいて前記逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータを決定する燃料挙動パラメータ決定手段と、
を含んでなる燃料噴射量制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の燃料噴射量制御装置において、
燃料挙動パラメータ決定用運転状態量取得手段は、
前記吹き返しガス状態量を取得する吹き返しガス状態量取得手段と、
前記吹き返しガス状態量以外の前記機関の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段と、
を含み、
前記燃料挙動パラメータ決定手段は、
実験的に予め求められた前記運転状態量と前記燃料挙動パラメータとの関係を記憶した燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記取得される運転状態量と前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された関係とから前記燃料挙動パラメータの基本値を決定する基本値決定手段と、
前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶してある運転状態量と燃料挙動パラメータとの前記関係を実験的に求めた際の前記取得された運転状態量に対する吹き返しガス状態量と、前記吹き返しガス状態量取得手段により取得された吹き返しガス状態量と、に基づいて、前記決定された燃料挙動パラメータの基本値を補正することにより前記逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータを決定する燃料挙動パラメータ補正手段と、
を含んでなる燃料噴射量制御装置。
【請求項６】
内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルを用いて、同燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
を備え、
前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように構成した内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記シミュレーションモデルは、
前記燃料噴射手段からの特定の気筒への今回の吸気行程に対する一回の燃料噴射により前記吸気通路を構成する部材に付着することなく今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非付着燃料量と、
前記今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁前に既に前記吸気通路を構成する部材に付着していた燃料のうち同今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非残留燃料量と、
前記特定の気筒の前回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入された後に前記吸気通路に戻される混合気に含まれる燃料の量である吸い戻し燃料量と、
に応じて前記特定の気筒の今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間終了時において同気筒に吸入される燃料量を推定するモデルである燃料噴射量制御装置。
【請求項７】
内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する気筒内燃料噴射手段と、
前記機関の運転状態を表すとともに前記気筒内燃料噴射手段からの燃料噴射開始タイミングを決定するための燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量を取得する燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量取得手段と、
前記機関の運転状態を表すとともに前記気筒の今回のサイクルにおいて要求される要求燃料量fcact(k)を決定するための要求燃料量決定用運転状態量取得手段と、
前記気筒内燃料噴射手段によって前記気筒の今回のサイクルの吸気行程に対して噴射される燃料の量をfi(k)とし、同気筒の前回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉弁時点において前記機関の吸気通路に吹き返された混合気に含まれる燃料量をfg(k)とし、同気筒の今回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉弁時点において同機関の吸気通路に吹き返される混合気に含まれる燃料量をfg(k+1)とするとき、一回の吸気弁の開弁期間中に前記特定の気筒に噴射された燃料及び吸い込まれた燃料の合計量に対する吸気通路に戻される燃料の量の割合をｇとして、fcact(k)＝(1−g)・｛fi(k)+fg(k)｝及びfg(k+1)＝g・｛fi(k)+fg(k)｝なる式により表される燃料挙動を表すシミュレーションモデルを用いて同今回のサイクルの吸気行程に対して噴射される燃料の量fi(k)を決定する燃料噴射量決定手段と、
前記取得された燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量に基づいて前記気筒内燃料噴射手段から噴射される燃料の噴射開始タイミングを決定する燃料噴射開始タイミング決定手段と、
を備え、前記決定された燃料噴射量の燃料を前記気筒内燃料噴射手段から前記決定された燃料噴射開始タイミングにて噴射するように構成され、
更に、前記燃料噴射量決定手段は、
少なくとも前記燃料噴射開始タイミングに基づいて前記割合ｇを決定するように構成された燃料噴射量制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料噴射量制御装置に係り、特に燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルを利用して燃料噴射量を決定する内燃機関の燃料噴射量制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、吸気通路壁面や吸気弁の背面等の吸気通路を構成する部材（以下、「吸気通路構成部材」と称呼する。）へ付着する燃料の量を燃料挙動シミュレーションモデルに基づいて推定し、この推定した燃料付着量に応じて機関に供給される混合気の空燃比（以下、「機関の空燃比」と称呼する。）を目標空燃比に一致させるための燃料噴射量を決定する内燃機関の燃料噴射量制御装置が知られている（例えば、特許文献１を参照。）。
【特許文献１】特許第２７５４７４４号明細書（第３頁、第３図）
【０００３】
この種の装置における燃料挙動シミュレーションモデルによれば、fi(k)だけの燃料量の燃料を噴射した後の燃料付着量fw(k+1)は下記(1)式により求められる。
fw(k+1)＝R・fi(k)＋P・fw(k)  …(1)
【０００４】
図３に示したように、fw(k)はfi(k)の燃料量の燃料を噴射する前の燃料付着量、Pは吸気通路構成部材に既に付着していた燃料のうち一吸気行程を経た後に同吸気通路構成部材に付着したまま残留している燃料の割合（燃料残留率）、Rは噴射された燃料のうち吸気通路構成部材へ直接付着する燃料の割合（燃料付着率）である。燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒは、燃料挙動パラメータと呼ばれるパラメータである。
【０００５】
一方、今回の燃料噴射量fi(k)の燃料のうち気筒（燃焼室）内に吸入される燃料の量は(１−R)・fi(k)となり、既に付着している燃料の量（燃料付着量）fw(k)のうち気筒内に吸入される燃料量は(１−P)・fw(k)となる。そこで、fc(k)を今回の吸気行程において燃焼室内に吸入される混合気の空燃比が所定の目標空燃比と一致するために必要な燃料量（以下、「要求燃料量」と称呼する。）であるとすると、同混合気の空燃比を同目標空燃比とするためには、下記(2)式が成立するように今回の燃料噴射量fi(k)を求めればよいことになる。
fc(k)＝(1−R)・fi(k)＋(1−P)・fw(k)  …(2)
【０００６】
従って、実際には上記(2)式を変形した(3)式により今回の燃料噴射量fi(k)を求めればよい。この(3)式が燃料挙動シミュレーションモデルの逆モデルを表す式である。
fi(k)＝｛fc(k)−(1−P)・fw(k)｝／(1−R)  …(3)
【０００７】
ところで、燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒ（燃料挙動パラメータ）は、一般に次のようにして定められ、実際の運転において使用される。先ず、吸入空気量（又はスロットルバルブ開度）、機関の回転速度及び機関の冷却水温等の燃料挙動パラメータを決定するための運転状態量（以下、「燃料挙動パラメータ決定用運転状態量」と称呼する。）を一定に維持した定常運転状態にて機関を運転し、上記(1)式及び上記(3)式により燃料噴射量を決定する。
【０００８】
次に、上記決定された燃料噴射量の燃料を噴射するとともにそのときの空燃比を実測して、実測した空燃比と目標空燃比とが一致するように燃料挙動パラメータを変更する。そして、実測した空燃比と目標空燃比とが一致したとき、そのときの燃料挙動パラメータをそのときの燃料挙動パラメータ決定用運転状態量に対する燃料挙動パラメータとして決定する。決定された燃料挙動パラメータは、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を表すパラメータ（（以下、「燃料挙動パラメータ決定用運転状態量パラメータ」と称呼する。）、に対してマップ化（ルックアップ・テーブル化）され、ＲＯＭに記憶される。
【０００９】
実際の運転においては、実際の燃料挙動パラメータ決定用運転状態パラメータを取得し、取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態パラメータとＲＯＭに記憶しておいたマップとを用いてその時点の燃料挙動パラメータを決定する。
【００１０】
ところで、通常の内燃機関においては、吸気弁は排気行程後半において開弁するから、燃焼行程終了後のガスが吸気通路に吹き返される。一方、インジェクタから噴射された燃料が気筒内で燃焼される運転状態（以下、「ファイアリング実行中」と称呼する。）と燃料が気筒内で燃焼されていない運転状態（以下「ファイアリング非実行中」と称呼する。）とでは、吸気通路に吹き返されるガス温度も当然に異なる。従って、燃料付着量を決定する要因である吸気通路の温度等はファイアリング実行中とファイアリング非実行中とで大きく相違している。なお、ファイアリング非実行中の代表例としては、フューエルカット実行中（燃料噴射停止中）、始動中（燃料噴射はなされているが燃焼が行われていない状態）などが挙げられる。
【００１１】
しかしながら、上記燃料挙動パラメータは、ファイアリング実行中において適合されているから、ファイアリング非実行中においては適切な値となっていない。この結果、燃料付着量の推定精度が悪化し、特に、ファイアリング非実行中からファイアリング実行中に移行したときに燃料噴射量が不適切な値となり、実際の空燃比と目標空燃比との差が大きくなるという問題がある。
【００１２】
なお、このような問題の発生要因は、燃料挙動パラメータを適合したときの吹き返しガス温度や吹き返しガス圧力等の吹き返しガス状態量と、実際の吹き返しガス状態量との差に基づくものである。燃料挙動パラメータを適合したときの吹き返しガス状態量と実際の吹き返しガス状態量とは、ファイアリング実行中にあっても常に一致しているとは限らない。従って、燃料挙動パラメータは、ファイアリング実行中においても、不適切な値となる場合が生じる。
【発明の開示】
【００１３】
本発明の目的の一つは、燃料挙動パラメータを吸気通路の状態に応じた適切な値とすることを可能とし、以って、燃料付着量の推定精度を向上し得る燃料噴射量制御装置を提供することにある。
【００１４】
本発明による燃料噴射量制御装置は、
内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段、
燃料挙動パラメータを使用して前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルに基づいて前記吸気通路を構成する部材に付着した燃料量である燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段、
前記機関の運転状態に基づいて同機関に要求される燃料量である要求燃料量を決定する要求燃料量決定手段、
前記決定された要求燃料量と前記推定された燃料付着量とを前記シミュレーションモデルの逆モデルに適用して今回の吸気行程に対して前記燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段、及び
前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように同燃料噴射手段に指示する燃料噴射指示手段、
を備える。
【００１５】
更に、本発明の燃料噴射量制御装置は、
前記燃料噴射手段から燃料を噴射して同噴射された燃料を燃焼させるファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定するファイアリング実行条件判定手段、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたときファイアリング実行中の前記機関の各運転状態に対して予め適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定するファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたときファイアリング非実行中の前記機関の各運転状態に対して適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段、及び
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記燃料噴射手段からの燃料噴射を停止する燃料噴射停止手段、
を備えている。
【００１６】
これによれば、前記ファイアリング実行条件が成立してファイアリング実行中であれば、ファイアリング実行中において適合された燃料挙動パラメータが選択され、ファイアリング実行条件が成立しておらずファイアリング非実行中であれば、ファイアリング非実行中において適合された燃料挙動パラメータが選択される。従って、ファイアリング実行中であるか否かに関わらず、燃料挙動パラメータが適切な値となるので、燃料付着量が精度良く推定される。その結果、燃料噴射量が精度良く求められるので、機関の空燃比を目標空燃比に制御することが可能となる。
【００１７】
本発明の一態様において、
前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶したファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択するファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段と、
を含み、
前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶した非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された非ファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段と、
を含んでいる。
【００１８】
これによれば、ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき、取得された運転状態量に基づいてファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータが選択される。一方、ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき、取得された運転状態量に基づいて非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された非ファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータが選択される。
【００１９】
本発明の他の態様において、
前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶したファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択するファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段と、
を含み、
前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータと非ファイアリング時用燃料挙動パラメータとの関係を予め記憶した燃料挙動パラメータ関係記憶手段と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から燃料挙動パラメータを選択するとともに、同選択した燃料挙動パラメータと同取得された運転状態量に応じる前記燃料挙動パラメータ関係記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを算出する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ算出手段と、
を含んでいる。
【００２０】
これによれば、ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき、取得された運転状態量に基づいてファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータが選択される。
【００２１】
一方、ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき、ファイアリング実行条件が成立している場合と同様、取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から燃料挙動パラメータが選択される。更に、取得された運転状態量に基づいて燃料挙動パラメータ関係記憶手段に記憶された関係を求め、この関係と前記選択された燃料挙動パラメータとに基づいて前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータが算出される。
【００２２】
本発明による他の燃料噴射量制御装置は、
内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記機関の運転状態を表すとともに同機関に要求される燃料量を決定するために必要な要求燃料決定用運転状態量を取得する要求燃料決定用運転状態量取得手段と、
前記取得される要求燃料決定用運転状態量に基づいて定まる前記機関に要求される燃料量を要求燃料量として設定する要求燃料量設定手段と、
燃料挙動パラメータを使用したモデルであって前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルの逆モデルと、前記設定された要求燃料量と、を用いて、同燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
を備え、
前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように構成した内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記燃料噴射量決定手段は、
前記機関の気筒から前記吸気通路に吹き返されるガスの状態を表す吹き返しガス状態量を含む前記機関の運転状態を表す状態量であって前記燃料挙動パラメータを決定するための燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を取得する燃料挙動パラメータ決定用運転状態量取得手段と、
前記取得された燃料挙動パラメータ決定用運転状態量に基づいて前記逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータを決定する燃料挙動パラメータ決定手段と、
を含んでいる。
【００２３】
上記構成によれば、吸気通路に吹き返されるガスの状態を表す吹き返しガス状態量を含む機関の運転状態を表す状態量であって前記燃料挙動パラメータを決定するための燃料挙動パラメータ決定用運転状態量が取得され、この取得された燃料挙動パラメータ決定用運転状態量に基づいて燃料挙動シミュレーションモデルの逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータが決定される。
【００２４】
吹き返しガス状態量は、例えば、燃焼行程終了後のガスの温度や流量である。吹き返しガス状態量は、吸気通路構成部材の温度等を大きく変化させるから燃料挙動パラメータに大きな変化をもたらす量である。吹き返しガス状態量は、ファイアリング実行中であるか否かに応じて大きく変動する。
【００２５】
従って、上記構成の燃料噴射量制御装置は、ファイアリング実行中であるか否か等の運転状態に関わらず、燃料挙動パラメータを適切な値に設定できるので、燃料付着量を精度良く推定することができる。その結果、燃料噴射量が精度良く求められるので、機関の空燃比を目標空燃比に制御することが可能となる。
【００２６】
この場合、
燃料挙動パラメータ決定用運転状態量取得手段は、
前記吹き返しガス状態量を取得する吹き返しガス状態量取得手段と、
前記吹き返しガス状態量以外の前記機関の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段と、
を含み、
前記燃料挙動パラメータ決定手段は、
実験的に予め求められた前記運転状態量と前記燃料挙動パラメータとの関係を記憶した燃料挙動パラメータ記憶手段と、
前記取得される運転状態量と前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された関係とから前記燃料挙動パラメータの基本値を決定する基本値決定手段と、
前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶してある運転状態量と燃料挙動パラメータとの前記関係を実験的に求めた際の前記取得された運転状態量に対する吹き返しガス状態量と、前記吹き返しガス状態量取得手段により取得された吹き返しガス状態量と、に基づいて、前記決定された燃料挙動パラメータの基本値を補正することにより前記逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータを決定する燃料挙動パラメータ補正手段と、
を含むことが好適である。
【００２７】
これによれば、吹き返しガス状態量以外の前記機関の運転状態を表す運転状態量と燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された関係とから燃料挙動パラメータの基本値が決定される。更に、前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶してある運転状態量と燃料挙動パラメータとの前記関係を実験的に求めた際の前記取得された運転状態量に対する吹き返しガス状態量と、前記吹き返しガス状態量取得手段により取得された吹き返しガス状態量と、に基づいて、前記決定された燃料挙動パラメータの基本値が補正され、これにより燃料挙動シミュレーションモデルの逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータが決定される。
【００２８】
即ち、前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶してある運転状態量と燃料挙動パラメータとの前記関係を実験的に求めた際の吹き返しガス状態量と、実際の吹き返しガス状態量との差異に基づいて逆モデルで使用される燃料挙動パラメータが決定される。従って、燃料挙動パラメータが適切な値となる。
【００２９】
本発明による他の燃料噴射量制御装置は、
内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段と、
前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルを用いて、同燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段と、
を備え、
前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように構成した内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記シミュレーションモデルは、
前記燃料噴射手段からの特定の気筒への今回の吸気行程に対する一回の燃料噴射により前記吸気通路を構成する部材に付着することなく今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非付着燃料量と、
前記今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁前に既に前記吸気通路を構成する部材に付着していた燃料のうち同今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非残留燃料量と、
前記特定の気筒の前回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入された後に前記吸気通路に戻される混合気に含まれる燃料の量である吸い戻し燃料量と、
に応じて前記特定の気筒の今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間終了時において同気筒に吸入される燃料量を推定するモデルである燃料噴射量制御装置である。
【００３０】
一般に、吸気弁は圧縮行程に入ってから閉弁されるから、吸気行程において気筒内に一旦吸入された混合気は吸気通路に吸い戻される。今回の特定の気筒の吸気行程に対する吸気弁の開弁期間中において同気筒内に一旦吸入された混合気に含まれる燃料量は、
（１）燃料噴射手段からの特定の気筒への一回の燃料噴射により前記吸気通路を構成する部材に付着することなく同気筒に一旦吸入される燃料の量である非付着燃料量と、
（２）今回の吸気行程に対する吸気弁の開弁前に前記吸気通路を構成する部材に既に付着していた燃料のうち同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非残留燃料量と、
（３）特定の気筒の前回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入された後に吸気通路に戻される混合気に含まれる燃料の量である吸い戻し燃料量と、
の総和である。
【００３１】
従って、これらの燃料量を考慮して構築された燃料挙動シミュレーションモデルを採用した上記構成を有する燃料噴射量制御装置は、特に、アトキンソンサイクルエンジンのように、吸気通路に吸い戻される混合気の量が大量となる機関の燃料噴射量を精度良く求めることができる。その結果、機関の空燃比を目標空燃比に制御することが可能となる。
【００３２】
本発明による他の燃料噴射量制御装置は、内燃機関の気筒内に燃料を直接噴射する気筒内燃料噴射手段を備える、所謂「直噴式エンジン」に適用される。この燃料噴射量制御装置は、更に、
前記機関の運転状態を表すとともに前記気筒内燃料噴射手段からの燃料噴射開始タイミングを決定するための燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量を取得する燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量取得手段と、
前記機関の運転状態を表すとともに前記気筒の今回のサイクルにおいて要求される要求燃料量fcact(k)を決定するための要求燃料量決定用運転状態量取得手段と、
前記気筒内燃料噴射手段によって前記気筒の今回のサイクルの吸気行程に対して噴射される燃料の量をfi(k)とし、同気筒の前回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉弁時点において同機関の吸気通路に吹き返された混合気に含まれる燃料量をfg(k)とし、同気筒の今回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉弁時点において同機関の吸気通路に吹き返される混合気に含まれる燃料量をfg(k+1)とするとき、一回の吸気弁の開弁期間中に前記特定の気筒に噴射された燃料及び吸い込まれた燃料の合計量に対する吸気通路に戻される燃料の量の割合をｇとして、fcact(k)＝(1−g)・｛fi(k)+fg(k)｝及びfg(k+1)＝g・｛fi(k)+fg(k)｝なる式により表される燃料挙動を表すシミュレーションモデルを用いて同今回のサイクルの吸気行程に対して噴射される燃料の量fi(k)を決定する燃料噴射量決定手段と、
前記取得された燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量に基づいて前記気筒内燃料噴射手段から噴射される燃料の噴射開始タイミングを決定する燃料噴射開始タイミング決定手段と、
を備え、前記決定された燃料噴射量の燃料を前記気筒内燃料噴射手段から前記決定された燃料噴射開始タイミングにて噴射するように構成され、
更に、前記燃料噴射量決定手段は、
少なくとも前記燃料噴射開始タイミングに基づいて前記割合ｇを決定するように構成されている。
【００３３】
直噴式エンジンにおいては、燃料噴射手段から噴射された燃料噴射量fi(k)の燃料が吸気通路に直接付着することはなく一旦は総べてが気筒内に存在する。更に、前回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉時までに吸気通路に戻されて同吸気通路中に存在している燃料量fg(k)の燃料は、今回の吸気弁の開弁期間中に一旦総べてが気筒内に吸入されると考えて良い。
【００３４】
このことから、今回のサイクルにおいて気筒に噴射された燃料及び気筒に吸い込まれた燃料の合計量はfi(k)+fg(k)であるから、その合計量に対する吸気通路に戻される燃料の量の割合をｇとすると、今回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉弁時において気筒に残存して燃焼に寄与する燃料の量は(1−g)・｛fi(k)+fg(k)｝となる。従って、要求燃料量fcact(k)の燃料をその気筒に供給するには、fcact(k)=(1−g)・｛fi(k)+fg(k)｝が成立するように燃料噴射量fi(k)を定めればよいことになる。また、前記割合ｇの定義から、今回のサイクルの吸気行程に対する吸気弁閉弁後において吸気通路に存在することになる燃料の量fg(k+1)は、fg(k+1)＝g・｛fi(k)+fg(k)｝なる式により求められる。
【００３５】
従って、これらの式により表されたシミュレーションモデルを採用した上記燃料噴射量制御装置は、直噴式エンジンの気筒で燃焼に寄与する燃料の量を適切にすることができるので、機関の空燃比を目標空燃比に制御することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
以下、本発明による内燃機関の燃料噴射量制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置を４サイクル火花点火式多気筒内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。なお、図１は、特定気筒の断面のみを示しているが、他の気筒も同様な構成を備えている。
【００３８】
この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００３９】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。
【００４０】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角及びリフト量を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８及び燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。
【００４１】
インジェクタ３９は、燃料圧力調整手段３９ａと接続されている。燃料圧力調整手段３９ａは、図示しない連通路によりスロットルバルブ４３の下流の吸気通路と連通されるとともに、図示しない燃料ポンプと接続されている。また、燃料圧力調整手段３９ａは、外部からの駆動信号により駆動される図示しない電磁駆動式リニア制御弁を備えている。燃料圧力調整手段３９ａは、これらにより、燃料圧力（燃料噴射圧力）を吸気管圧力よりも差圧Psaだけ高い圧力に維持するとともに、駆動信号に応じて差圧Psaを変更し得るようになっている。
【００４２】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットルバルブ４３及びスワールコントロールバルブ（以下、「ＳＣＶ」と称呼する。）４４を備えている。スロットルバルブ４３は、ＤＣモータからなるスロットルバルブアクチュエータ４３ａにより吸気管４１内で回転駆動されるようになっている。
【００４３】
ＳＣＶ４４は、前記スロットルバルブ４３よりも下流で前記インジェクタ３９よりも上流の位置にて前記吸気管４１に対し回動可能に支持されるとともに、ＤＣモータからなるＳＣＶアクチュエータ４４ａにより回転駆動されるようになっている。ＳＣＶ４４は、ＳＣＶアクチュエータ４４ａにより回転駆動されることにより、図示しないストレートポートを閉塞することで燃焼室２５内にスワールを発生させるようになっている。
【００４４】
インテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気ポート３１及び吸気弁３２等の吸気通路を構成する部材は「吸気通路構成部材」と称呼される。
【００４５】
排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１に接続されたエキゾーストパイプ５２、エキゾーストパイプ５２に介装された触媒コンバータ（三元触媒装置）５３、ＥＧＲガス通路５４及びＥＧＲガス通路５４に介装され同ＥＧＲガス通路５４を開放及び遮断するＥＧＲバルブ５５を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。
【００４６】
ＥＧＲガス通路５４は、排気ポート３４（排気通路）と、スロットルバルブ４３の下流側であってインジェクタ３９の上流側の吸気通路とを連通する連通路である。ＥＧＲガス通路５４は、ＥＧＲバルブ５５が開弁しているとき、排気通路を通過する排ガスの一部を吸気管４１内の負圧により吸気通路内に導入するようになっている。
【００４７】
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、吸気温センサ６２、大気圧センサ（スロットルバルブ上流圧センサ）６３、スロットルポジションセンサ６４、SCV開度センサ６５、カムポジションセンサ６６、クランクポジションセンサ６７、水温センサ６８、空燃比センサ６９及びアクセル開度センサ７１を備えている。
【００４８】
エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の質量流量Ｇａに応じた信号を出力するようになっている。吸気温センサ６２は、吸入空気の温度を検出し、吸気温度THAを表す信号を出力するようになっている。大気圧センサ６３は、スロットルバルブ４３の上流の圧力（即ち、大気圧）を検出し、スロットルバルブ上流圧力Paを表す信号を出力するようになっている。
【００４９】
スロットルポジションセンサ６４は、スロットルバルブ４３の開度（スロットルバルブ開度）を検出し、スロットルバルブ開度TAを表す信号を出力するようになっている。SCV開度センサ６５は、ＳＣＶ４４の開度を検出し、ＳＣＶ開度θivを表す信号を出力するようになっている。
【００５０】
カムポジションセンサ６６は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するようになっている。クランクポジションセンサ６７は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度NEを表す。
【００５１】
水温センサ６８は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。空燃比センサ６９は、触媒コンバータ５３に流入する排ガス中の空燃比Ａ／Ｆに応じた信号を出力するようになっている。アクセル開度センサ７１は、運転者によって操作されるアクセルペダルの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００５２】
電気制御装置８０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ８１、ＣＰＵ８１が実行するプログラム、テーブル（マップ、関数）及び定数等を予め記憶したＲＯＭ８２、ＣＰＵ８１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ８３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ８４並びにＡＤコンバータを含むインターフェース８５等からなるマイクロコンピュータである。
【００５３】
インターフェース８５は、前記センサ６１〜６９，７１と接続され、ＣＰＵ８１にセンサ６１〜６９，７１からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ８１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９、燃料圧力調整手段３９ａ、スロットルバルブアクチュエータ４３ａ及びＳＣＶアクチュエータ４４ａに駆動信号を送出するようになっている。
【００５４】
（作動）
次に、上記のように構成された燃料噴射量制御装置の作動について説明する。ＣＰＵ８１は、機関１０のクランク角が、特定気筒（ここでは、第１気筒）の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の所定角度（例えば、BTDC90°であって吸気行程を迎える直前のクランク角度）になると、図２の燃料噴射制御ルーチンをステップ２００から開始するようになっている。なお、ＣＰＵ８１は、図２に示したルーチンと同一のルーチンを他の気筒のそれぞれに対しても同様なタイミングにて実行するようになっている。
【００５５】
次に、ＣＰＵ８１はステップ２０５に進み、第１気筒の燃焼室２５に吸入される吸入空気流量Ｑを、エアフローメータ６１が検出している吸入空気流量Ｇａを用いて下記(4)式に応じて求める。下記(4)式において、αは０〜１までの任意の係数である。
Ｑ＝α・Ｑ＋（１−α）・Ｇａ  …(4)
【００５６】
次いで、ＣＰＵ８１はステップ２１０に進み、前記吸入空気流量Ｑをエンジン回転速度NEで除した値に所定の係数ｋ１を乗じて、吸気行程を迎えようとしている第１気筒の燃焼室２５に吸入される空気量KLを求める。
【００５７】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ２１５にてファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定する。ファイアリング実行条件としては、フューエルカット実行条件が成立しておらず、且つ、機関始動中（始動のための燃料噴射を実行しているが燃焼が開始される前）でない場合などが挙げられる。この例では、ファイアリング実行条件が成立していることとフューエルカット実行条件が成立していることは等価であるとして説明すると、ステップ２１５においては、スロットルバルブ開度ＴＡが「０」であり、且つ、エンジン回転速度ＮＥが所定回転速度以上であるか否かが判定される。即ち、ステップ２１５では、減速時フューエルカット条件が成立しているか否かが判定される。
【００５８】
いま、ファイアリング実行条件が成立しているとして説明を続ける。この場合、ＣＰＵ８１は、ステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２２０に進み、燃料挙動パラメータの一つであるファイアリング時用燃料残留率Ｐ１を決定する。具体的に述べると、ＣＰＵ８１は、機関運転状態を表す量であって燃料挙動パラメータを決定するための機関運転状態量（以下「燃料挙動パラメータ決定用運転状態量」と称呼する。）を取得する。
【００５９】
この例において、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量は、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気流量Ｑ、吸気バルブの開弁タイミングＶＴ、吸気通路壁温Ｔwallである。吸気バルブ開弁タイミングＶＴは、エンジン回転速度ＮＥとスロットルバルブ開度ＴＡとに基づいて決定される値である。吸気通路壁温Ｔwallは、冷却水温ＴＨＷに基づいて定められる。この例では、吸気通路壁温Ｔwallは冷却水温ＴＨＷと等しい値に設定される。
【００６０】
そして、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８１内に記憶されているファイアリング時用の燃料残留率マップMapP1(NE,Q,VT,Twall)と前記取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点のファイアリング時用燃料残留率Ｐ１を決定する。
【００６１】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ２２５にて燃料挙動パラメータの一つであるファイアリング時用燃料付着率Ｒ１を決定する。即ち、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８１内に記憶されているファイアリング時用の燃料付着率マップMapR1(NE,Q,VT,Twall)と前記取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点のファイアリング時用燃料付着率Ｒ１を決定する。
【００６２】
燃料残留率マップMapP1(NE,Q,VT,Twall)及び燃料付着率マップMapR1(NE,Q,VT,Twall)は、ファイアリング時用燃料挙動パラメータマップ（テーブル）である。これらのマップは、次のようにして定められる。
【００６３】
先ず、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を一定に維持するように機関を運転しながら、上記(1)式及び上記(3)式により燃料噴射量を決定し、決定した燃料噴射量の燃料をインジェクタ３９から噴射する。(3)式における要求燃料量fc(k)は、空気量KLを目標空燃比Abyfrefで除することにより求められる。
【００６４】
次に、そのときの空燃比を実測し、実測した空燃比と目標空燃比とが一致するように燃料残留率Ｐ１及び燃料付着率Ｒ１を変更して行く。そして、実測した空燃比と目標空燃比とが一致したときの燃料残留率Ｐ１及び燃料付着率Ｒ１を、そのときの燃料挙動パラメータ決定用運転状態量に対応する燃料残留率Ｐ１及び燃料付着率Ｒ１として決定する。次いで、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を異なる量とするように機関を運転し、同様な実験を繰り返す。以上により、ファイアリング実行中に対して適合されたマップ値を有する燃料残留率マップMapP1(NE,Q,VT,Twall)及び燃料付着率マップMapR1(NE,Q,VT,Twall)が完成される。
【００６５】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ２３０に進んで空気量KLを目標空燃比Abyfref（例えば、理論空燃比である１４．７）で除することにより、第１気筒の燃焼室２５に吸入される混合気の空燃比を目標空燃比Abyfrefとするために必要な燃料量である要求燃料量fc(k)を算出する。なお、目標空燃比Abyfrefは、スロットルバルブ開度TA、エンジン回転速度NE及び冷却水温THW等の機関の運転状態パラメータに応じて変更されても良い。
【００６６】
ＣＰＵ８１は、続いてステップ２３５に進み、燃料挙動シミュレーションモデルの順モデル及び逆モデルにおいて使用する燃料残留率Ｐにファイアリング時用燃料残留率Ｐ１を設定し、ステップ２４０に進んで、燃料挙動シミュレーションモデルの順モデル及び逆モデルにおいて使用する燃料付着率Ｒにファイアリング時用燃料付着率Ｒ１を設定する。
【００６７】
次に、ＣＰＵ８１はステップ２４５にて、上述した(3)式と同じ下記(5)式により表される燃料挙動シミュレーションモデル（インジェクタ３９から噴射される燃料の挙動を表すシミュレーションモデル）の逆モデルに適用し、今回（のサイクル）の第１気筒の吸気行程に対して第１気筒に噴射すべき燃料量（燃料噴射量）fi(k)を決定する。
fi(k)＝｛fc(k)−(1−P)・fw(k)｝／(1−R)  …(5)
【００６８】
次いで、ＣＰＵ８１はステップ２５０に進み、決定した燃料噴射量fi(k)だけの燃料を第１気筒に対応するインジェクタ３９から噴射するように、同インジェクタ３９に指示信号を送出する。そして、ＣＰＵ８１は、ステップ２５５にて上述した(1)式と同じ下記(6)式により表される燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルに従って燃料付着量fw(k+1)を推定・更新し、ステップ２６０にて燃料付着量fw(k+1)を次回の本ルーチンの実行のために今回の燃料付着量fw(k)として格納する。その後、ＣＰＵ８１はステップ２９５にて本ルーチンを一旦終了する。
fw(k+1)＝P・fw(k)＋R・fi(k)  …(6)
【００６９】
(6)式は燃料の動的挙動を同機関の運転状態パラメータにより決定される燃料挙動パラメータを用いて表す燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルである。図３に示したように、燃料付着量fw(k)は、今回のサイクルの第１気筒の吸気行程に対する燃料噴射前における第１気筒の燃料付着量（第１気筒に対応する吸気通路構成部材に付着している燃料量）に対応した量である。燃料付着量fw(k+1)は、今回のサイクルの第１気筒の吸気行程に対する吸気弁開弁期間経過後における第１気筒の燃料付着量（即ち、次回のサイクルの第１気筒の吸気行程に対する燃料噴射前における第１気筒の燃料付着量）に対応した量である。
【００７０】
ＣＰＵ８１は、ファイアリング実行条件が成立している限り、上述したステップ２０５〜ステップ２６０の処理を繰り返し実行する。一方、ファイアリング実行条件が成立しなくなると、ＣＰＵ８１はステップ２１５に進んだとき、同ステップ２１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ２６５に進む。
【００７１】
ＣＰＵ８１は、ステップ２６５にて、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を取得するとともに、ＲＯＭ８１内に記憶されている非ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP2(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点の非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を決定する。
【００７２】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ２７０にて、ＲＯＭ８１内に記憶されている非ファイアリング時用の燃料付着率マップMapR2(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点の非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を決定する。
【００７３】
燃料残留率マップMapP2(NE,Q,VT,Twall)及び燃料付着率マップMapR2(NE,Q,VT,Twall)は、非ファイアリング時用燃料挙動パラメータマップ（テーブル）である。即ち、これらのマップは、ファイアリング非実行中（ここでは、フューエルカット中）における燃料付着量が上記(6)式によって精度良く推定されるように適合された燃料挙動パラメータを有するマップである。燃料付着量が精度良く推定されているか否かは、ファイアリング非実行中からファイアリング実行中に移行した直後において、(5)式により定まる燃料噴射量を噴射したとき、機関の空燃比が目標空燃比に良く一致するか否かにより確認することができる。
【００７４】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ２７５にて燃料噴射量fi(k)の値を「０」に設定し、ステップ２８０にて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用する燃料残留率Ｐに非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を設定するとともに、続くステップ２８５にて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用する燃料付着率Ｒに非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を設定する。
【００７５】
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ２５５及びステップ２６０にて燃料付着量fw(k)を推定・更新し、ステップ２９５にて本ルーチンを一旦終了する。ＣＰＵ８１は、以降、ファイアリング実行条件が成立しない限り、ステップ２００〜ステップ２１５、ステップ２６５〜２８５、ステップ２５５及びステップ２６０を繰り返し実行する。これにより、ファイリアリング非実行中には、非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ（燃料残留率Ｐ２及び燃料付着率Ｒ２）が使用されながら燃料付着量fw(k)が更新されて行く。
【００７６】
以上、説明したように、第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、
（１）内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段（インジェクタ３９）、
（２）燃料挙動パラメータを使用して前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルに基づいて前記吸気通路を構成する部材に付着した燃料量である燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段（ステップ２５５，ステップ２６０）、
（３）前記機関の運転状態に基づいて同機関に要求される燃料量である要求燃料量を決定する要求燃料量決定手段（ステップ２３０）、
（４）前記決定された要求燃料量と前記推定された燃料付着量とを前記シミュレーションモデルの逆モデルに適用して今回の吸気行程に対して前記燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段（ステップ２４５）、及び
（５）前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように同燃料噴射手段に指示する燃料噴射指示手段（ステップ２５０）、
を備える。
【００７７】
更に、この燃料噴射量制御装置は、
（６）前記燃料噴射手段から燃料を噴射して同噴射された燃料を燃焼させるファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定するファイアリング実行条件判定手段（ステップ２１５）、
（７）前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたときファイアリング実行中の前記機関の各運転状態に対して予め適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定するファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段（ステップ２２０、ステップ２３５、ステップ２２５、ステップ２４０）、
（８）前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたときファイアリング非実行中の前記機関の各運転状態に対して適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段（ステップ２６５、ステップ２８０、ステップ２７０及びステップ２８５）、並びに
（９）前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記燃料噴射手段からの燃料噴射を停止する燃料噴射停止手段（ステップ２７５）、
を備えている。
【００７８】
加えて、前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶したファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段（ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP1(NE,Q,VT,Twall)及びファイアリング時用の燃料付着率マップMapR1(NE,Q,VT,Twall)）と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択するファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段（ステップ２２０、ステップ２３５、ステップ２２５及びステップ２４０）と、を含み、
前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶した非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段（、非ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP2(NE,Q,VT,Twall)及び非ファイアリング時用の燃料付着率マップMapR2(NE,Q,VT,Twall)）と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された非ファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段（ステップ２６５、ステップ２８０、ステップ２７０及びステップ２８５）と、
を含んでいる。
【００７９】
ファイアリング実行中は気筒内で燃焼が行われる。従って、気筒から吸気通路に吹き返されたガスにより吸気通路の温度は比較的高くなるので、燃料付着量は比較的小さくなる。これに対し、フューエルカット中などのファイアリング非実行中は、気筒内で燃焼が行われない。従って、気筒から吸気通路に吹き返されるガスは低温であるから、吸気通路の温度は比較的低くなるので、燃料付着量は比較的大きくなる。従って、ファイアリング実行中に対して適合された燃料挙動パラメータは、ファイアリング非実行中において適正な値とならない。
【００８０】
これに対し、上記第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置によれば、燃料挙動パラメータがファイアリング中であるか否かに応じて変更される。即ち、機関の運転状態がファイアリング実行中であればファイアリング実行中において適合された燃料挙動パラメータ（残留率Ｐ１、付着率Ｒ１）が使用され、機関の運転状態がファイアリング非実行中であればファイアリング非実行中において適合された燃料挙動パラメータ（残留率Ｐ２、付着率Ｒ２）が使用される。従って、燃料挙動パラメータが常に適正な値となるので、燃料付着量の推定精度が向上する。その結果、燃料噴射量が適正な値となるので、実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。
【００８１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る燃料噴射量制御装置について説明する。この燃料噴射量制御装置は、ＣＰＵ８１が、図２に代わる図４のフローチャートにより示された燃料噴射制御ルーチンを実行する点のみにおいて第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置と相違している。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。なお、図２に示したステップと同一のステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、ＣＰＵ８１は、図４に示したルーチンと同一のルーチンを他の気筒のそれぞれに対しても同様なタイミングにて実行するようになっている。
【００８２】
ＣＰＵ８１は、機関１０のクランク角が、特定気筒（ここでは、第１気筒）の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の所定角度になると、図４の燃料噴射制御ルーチンをステップ４００から開始し、ステップ２０５にて空気流量Ｑを求めるとともに、ステップ２１０にて特定気筒の燃焼室２５に吸入される空気量ＫＬを求める。
【００８３】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ２２０にてファイアリング時用燃料残留率Ｐ１を決定し、ステップ２２５にてファイアリング時用燃料付着率Ｒ１を求める。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ２１５にてファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定する。
【００８４】
いま、ファイアリング実行条件が成立しているとして説明を続ける。この場合、ＣＰＵ８１は、ステップ２１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ２３０に進み、第１気筒に対する要求燃料量fc(k)を算出する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ２３５に進み、燃料挙動シミュレーションの順モデル及び逆モデルにおいて使用する燃料残留率Ｐにファイアリング時用燃料残留率Ｐ１を設定し、ステップ２４０に進んで、燃料挙動シミュレーションモデルの順モデル及び逆モデルにおいて使用する燃料付着率Ｒにファイアリング時用燃料付着率Ｒ１を設定する。
【００８５】
次に、ＣＰＵ８１はステップ２４５にて、上述した(5)式により表される燃料挙動シミュレーションモデルの逆モデルを用いて第１気筒に対する燃料噴射量fi(k)を決定し、ステップ２５０にて、決定した燃料噴射量fi(k)だけの燃料を第１気筒に対応するインジェクタ３９から噴射するように、同インジェクタ３９に指示信号を送出する。
【００８６】
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ２５５にて上述した(6)式により表される燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにより燃料付着量fw(k+1)を推定・更新し、ステップ２６０にて燃料付着量fw(k+1)を次回の本ルーチンの実行のために今回の燃料付着量fw(k)として格納する。その後、ＣＰＵ８１はステップ２９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【００８７】
ＣＰＵ８１は、ファイアリング実行条件が成立している限り、上述したステップの処理を繰り返し実行する。一方、ファイアリング実行条件が成立しなくなると、ＣＰＵ８１はステップ２１５に進んだとき、同ステップ２１５にて「Ｎｏ」と判定してステップ４０５に進む。
【００８８】
ＣＰＵ８１は、ステップ４０５にて、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を取得するとともに、ＲＯＭ８１内に記憶されている燃料残留率補正係数マップMapkp(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点の燃料残留率補正係数kpを決定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ４１０にて上記ステップ２２０にて求めたファイアリング時用燃料残留率Ｐ１に燃料残留率補正係数kpを乗じることにより、非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を求める。
【００８９】
燃料残留率補正係数マップMapkp(NE,Q,VT,Twall)の各係数kpの値は、ある燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に対して上述した実験により定められた非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を、その燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に対して実験により定められたファイアリング時用燃料残留率Ｐ１で除することにより求めらる値である。
【００９０】
更に、ＣＰＵ８１は、ステップ４１５にて、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を取得するとともに、ＲＯＭ８１内に記憶されている燃料付着率補正係数マップMapkr(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点の燃料付着率補正係数krを決定する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ４２０にて上記ステップ２２５にて求めたファイアリング時用燃料付着率Ｒ１に燃料付着率補正係数krを乗じることにより、非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を求める。
【００９１】
燃料付着率補正係数マップMapkr(NE,Q,VT,Twall)の各係数krの値は、ある燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に対して上述した実験により定められた非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を、その燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に対して実験により定められたファイアリング時用燃料付着率Ｒ１で除することにより求められる値である。
【００９２】
次に、ＣＰＵ８１はステップ４２５にて燃料噴射量fi(k)の値を「０」に設定し、ステップ４３０にて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用する燃料残留率Ｐに非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を設定するとともに、続くステップ４３５にて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用する燃料付着率Ｒに非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を設定する。
【００９３】
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ２５５及びステップ２６０にて燃料付着量fw(k)を推定し、ステップ４９５にて本ルーチンを一旦終了する。ＣＰＵ８１は、以降、ファイアリング条件が成立しない限り、ステップ２０５、２１０、２２０、２２５、２１５、４０５〜４３５、２５５及び２６０を繰り返し実行する。これにより、非ファイリアリング時には、非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ（燃料残留Ｐ２及び燃料付着率Ｒ２）が使用されながら燃料付着量fw(k)が更新されて行く。
【００９４】
以上、説明したように、第２実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、
（１）内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段（インジェクタ３９）、
（２）燃料挙動パラメータを使用して前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルに基づいて前記吸気通路を構成する部材に付着した燃料量である燃料付着量を推定する燃料付着量推定手段（ステップ２５５，ステップ２６０）、
（３）前記機関の運転状態に基づいて同機関に要求される燃料量である要求燃料量を決定する要求燃料量決定手段（ステップ２３０）、
（４）前記決定された要求燃料量と前記推定された燃料付着量とを前記シミュレーションモデルの逆モデルに適用して今回の吸気行程に対して前記燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段（ステップ２４５）、及び
（５）前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように同燃料噴射手段に指示する燃料噴射指示手段（ステップ２５０）、
を備える。
【００９５】
更に、この燃料噴射量制御装置は、
（６）前記燃料噴射手段から燃料を噴射して同噴射された燃料を燃焼させるファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定するファイアリング実行条件判定手段（ステップ２１５）、
（７）前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたときファイアリング実行中の前記機関の各運転状態に対して予め適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定するファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段（ステップ２２０、ステップ２３５、ステップ２２５、ステップ２４０）
（８）前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたときファイアリング非実行中の前記機関の各運転状態に対して適合された燃料挙動パラメータの中から同機関の実際の運転状態に応じた燃料挙動パラメータを選択し、同選択した燃料挙動パラメータを前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータとして設定する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段（ステップ２２０、ステップ２２５、ステップ４０５〜ステップ４２０、ステップ４３０及びステップ４３５）、並びに
（９）前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記燃料噴射手段からの燃料噴射を停止する燃料噴射停止手段（ステップ４２５）、
を備えている。
【００９６】
加えて、前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータを予め記憶したファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段（ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP1(NE,Q,VT,Twall)及びファイアリング時用の燃料付着率マップMapR1(NE,Q,VT,Twall)）と、
前記ファイアリング実行条件が成立していると判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを選択するファイアリング時用燃料挙動パラメータ選択手段（ステップ２２０、ステップ２３５、ステップ２２５及びステップ２４０）と、を含み、
前記非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ設定手段は、
前記機関の運転状態を表す所定の運転状態量に対するファイアリング時用燃料挙動パラメータと非ファイアリング時用燃料挙動パラメータとの関係を予め記憶した燃料挙動パラメータ関係記憶手段（燃料残留率補正係数マップMapkp(NE,Q,VT,Twall)及び燃料付着率補正係数マップMapkr(NE,Q,VT,Twall)）と、
前記ファイアリング実行条件が成立していないと判定されたとき前記機関の実際の運転状態量を所得し、同取得された運転状態量に基づいて前記ファイアリング時用燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶されたファイアリング時用燃料挙動パラメータの中から燃料挙動パラメータを選択するとともに、同選択した燃料挙動パラメータと同取得された運転状態量に応じる前記燃料挙動パラメータ関係記憶手段に記憶された関係とに基づいて前記シミュレーションモデルにて使用する燃料挙動パラメータを算出する非ファイアリング時用燃料挙動パラメータ算出手段（ステップ４０５〜ステップ４２０、ステップ４３０及びステップ４３５）と、を含んでいる。
【００９７】
従って、第２実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置と同様に、機関の運転状態がファイアリング実行中であればファイアリング実行中において適合された燃料挙動パラメータが使用され、機関の運転状態がファイアリング非実行中であればファイアリング非実行中において適合された燃料挙動パラメータが使用される。従って、燃料挙動パラメータが常に適切な値となるので、燃料付着量の推定精度が向上する。その結果、燃料噴射量がより適正な値となるので、実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。
【００９８】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る燃料噴射量制御装置について説明する。この燃料噴射量制御装置は、図１に示した内燃機関及び図示しない電気モータを駆動源として備えた車両に適用される。電気モータ及び内燃機関１０は、図示しない動力伝達切換装置を介して、駆動輪に選択的に駆動力を伝達するようになっている。
【００９９】
この燃料噴射量制御装置は、ファイアリング実行条件が成立していないとき、運転状態に応じて異なる燃料挙動パラメータを設定する装置である。この燃料噴射量制御装置は、ＣＰＵ８１が、図２のステップ２６５〜２８５に代えて、図５に示したステップを実行する点のみにおいて第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置と相違している。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。
【０１００】
ＣＰＵ８１は、図２に示したステップ２１５にてファイアリング実行条件が成立しているか否かを判定する。この場合、ファイアリング非実行条件としての減速フューエルカット条件、始動中制御条件及びモータリング実行条件の何れかが成立しているとき、ファイアリング実行条件は不成立となる。モータリングとは、機関に対する燃料噴射が停止され、電気モータによって車両が駆動されている状態を言う。
【０１０１】
いま、ファイアリング実行条件が成立していないとして説明を続けると、ＣＰＵ８１は、図２に示したステップ２１５から図５に示したステップ５０５に進んで、減速時フューエルカット条件が成立しているか否かを判定する。減速時フューエルカット条件は、上記ステップ２１５に関連して説明したとおりである。
【０１０２】
いま、減速時フューエルカット条件が成立しているとして説明を続けると、ＣＰＵ８１はステップ５０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５１０に進み、同ステップ５１０にて燃料挙動パラメータ決定用運転状態量NE,Q,VT,Twallを取得するとともに、ＲＯＭ８１内に記憶されている減速フューエルカット時用の燃料残留率マップMapPfc(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点の非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を決定する。
【０１０３】
次いで、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８１内に記憶されている減速フューエルカット時用の燃料付着率マップMapRfc(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量NE,Q,VT,Twallとに基づいて、その時点の非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を決定する。
【０１０４】
減速フューエルカット時用の燃料残留率マップMapPfc(NE,Q,VT,Twall)及び減速フューエルカット時用の燃料付着率マップMapRfc(NE,Q,VT,Twall)は、機関の運転状態を減速に伴うフューエルカット状態としたときに適合された燃料残留率及び燃料付着率を燃料挙動パラメータ決定用運転状態量NE,Q,VT,Twallに関してマップ化したものである。
【０１０５】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ５２０にて燃料噴射量fi(k)の値を「０」に設定する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ４３０にて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用する燃料残留率Ｐに非ファイアリング時用燃料残留率Ｐ２を設定するとともに、続くステップ４３５にて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用する燃料付着率Ｒに非ファイアリング時用燃料付着率Ｒ２を設定し、図２のステップ２５５へと進む。
【０１０６】
この結果、図２のステップ２５５及びステップ２６０により、減速フューエルカット時に対して適合された燃料挙動パラメータ（燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒ）が燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用されることにより、減速フューエルカット時の燃料付着量fw(k)が精度良く推定される。
【０１０７】
次に、減速時フューエルカット条件が成立していないが、機関が始動中（機関始動のための燃料噴射は実行されているが、燃焼が開始される前）である場合について説明する。この場合、ＣＰＵ８１はステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５２５に進み、機関が始動中であるか否かを判定する。
【０１０８】
現時点で、機関は始動中である。従って、ＣＰＵ８１はステップ５２５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ５３０に進み、同ステップ５３０にて燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)を取得するとともに、ＲＯＭ８１内に記憶されている始動中用の燃料残留率マップMapPst(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量とに基づいて、その時点の始動中用燃料残留率Ｐ２を決定する。
【０１０９】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ５３５にてＲＯＭ８１内に記憶されている始動中用の燃料付着率マップMapRst(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)とに基づいて、その時点の始動中用燃料率Ｒ２を決定する。
【０１１０】
始動中用の燃料残留率マップMapPst(NE,Q,VT,Twall)及び始動中用の燃料付着率マップMapRst(NE,Q,VT,Twall)は、機関の運転状態を始動中としたときに適合された燃料残留率及び燃料付着率を燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に関してマップ化したものである。
【０１１１】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ５４０にて燃料噴射量fi(k)の値を始動時燃料噴射量fstartに設定し、続くステップ５４５にて燃料噴射量fi(k)だけの燃料を第１気筒に対応するインジェクタ３９から噴射するように、同インジェクタ３９に指示信号を送出する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ４３０及びステップ４３５を経由して図２のステップ２５５へと進む。
【０１１２】
この結果、図２のステップ２５５及びステップ２６０により、始動中に対して適合された燃料挙動パラメータ（燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒ）が燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用されることにより、始動中における燃料付着量fw(k)が精度良く推定される。
【０１１３】
次に、減速時フューエルカット条件が不成立であり、且つ、機関が始動中でない場合について説明する。この場合、機関には燃料が供給されず、車両は電気モータにより駆動されている状態（モータリング状態）にある。
【０１１４】
このとき、ＣＰＵ８１はステップ５０５及びステップ５２５の何れのステップにおいても「Ｎｏ」と判定してステップ５５０に進み、同ステップ５５０にて燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)を取得するとともに、ＲＯＭ８１内に記憶されているモータリング中用の燃料残留率マップMapPmo(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)とに基づいて、その時点のモータリング中用燃料残留率Ｐ２を決定する。
【０１１５】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ５５５にてＲＯＭ８１内に記憶されているモータリング中用の燃料付着率マップMapRmo(NE,Q,VT,Twall)と取得した燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)とに基づいて、その時点のモータリング中用燃料付着率Ｒ２を決定する。
【０１１６】
モータリング中用の燃料残留率マップMapPmo(NE,Q,VT,Twall)及びモータリング中用の燃料付着率マップMapRmo(NE,Q,VT,Twall)は、機関の運転状態をモータリング中としたときに適合された燃料残留率及び燃料付着率を燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に関してマップ化したものである。
【０１１７】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ５６０にて燃料噴射量fi(k)の値を「０」に設定し、ステップ４３０及びステップ４３５を経由して図２のステップ２５５へと進む。この結果、図２のステップ２５５及びステップ２６０により、モータリング中に対して適合された燃料挙動パラメータ（燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒ）が燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにおいて使用されることにより、モータリング中における燃料付着量fw(k)が精度良く推定される。
【０１１８】
以上、説明したように、第３実施形態の燃料噴射量制御装置は、ファイアリング実行条件が成立しているか否かに応じて燃料挙動パラメータを設定するとともに、ファイアリング実行条件が成立していないとき、更に、機関の運転状態（即ち、減速フューエルカット中であるか、始動中であるか、或いは、モータリング中であるか）に応じた燃料挙動パラメータを用いて燃料付着量fw(k)を推定する。従って、燃料挙動パラメータがより一層適切な値となるので、燃料付着量の推定精度が向上する。その結果、燃料噴射量がより適切な値となるので、実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。
【０１１９】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る燃料噴射量制御装置について説明する。この燃料噴射量制御装置は、ＣＰＵ８１が、図２に代わる図６のフローチャートにより示された燃料噴射制御ルーチンを実行する点のみにおいて第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置と相違している。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。なお、図２に示したステップと同一のステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、ＣＰＵ８１は、図６に示したルーチンと同一のルーチンを他の気筒のそれぞれに対しても同様なタイミングにて実行するようになっている。
【０１２０】
ＣＰＵ８１は、機関１０のクランク角が、特定気筒（ここでは、第１気筒）の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の所定角度になると、図６の燃料噴射制御ルーチンをステップ６００から開始し、ステップ２０５にて空気流量Ｑを求めるとともに、ステップ２１０にて特定気筒の燃焼室２５に吸入される空気量ＫＬを求める。次に、ＣＰＵ８１は、ステップ２２０にてファイアリング時用燃料残留率Ｐ１を求め、ステップ２２５にてファイアリング時用燃料付着率Ｒ１を求める。
【０１２１】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ６０５にて、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)と適合時吹き返しガス温度マップMapTs(NE,Q,VT,Twall)とから、第１気筒の吸気弁が開弁した直後において吸気通路に吹き返されていたガスの温度の基準値（吹き返しガス温度基準値）Ｔsを求める。適合時吹き返しガス温度マップMapTs(NE,Q,VT,Twall)は、燃料挙動パラメータ（燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒ）を適合したとき、各燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に対して吹き返しガス温度を実測し、その実測されたガス温度を吹き返しガス温度基準値Ｔsとして燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に関連付けることにより定めたマップである。
【０１２２】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ６１０にて、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)と適合時吹き返しガス流量マップMapGs(NE,Q,VT,Twall)とから、吸気通路に吹き返されているガスの流量の基準値（吹き返しガス流量基準値）Ｇsを求める。適合時吹き返しガス流量マップMapGs(NE,Q,VT,Twall)は、燃料挙動パラメータ（燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒ）を適合したとき、各燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に対して吹き返しガス流量を実測し、その実測されたガス流量を吹き返しガス流量基準値Ｇsとして燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に関連付けて定めたマップである。
【０１２３】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ６１５にて燃料挙動パラメータ決定用運転状態量(NE,Q,VT,Twall)に、大気圧センサ６３が検出している大気圧Ｐａ及び吸気温センサ６２が検出している吸気温度ＴＨＡを加えた運転状態量と、実吹き返しガス温度マップMapTp(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)とから、現時点における実際の吹き返しガス温度（実吹き返しガス温度）Ｔpを推定する。
【０１２４】
実吹き返しガス温度マップMapTp(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)のマップ値（実吹き返しガス温度Ｔp）は、運転状態量(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)と市販されているエンジンサイクルシミュレーションソフトウェア（例えば、ガンマテクノロジー社製のGT-Power、ＡＶＬ社製のBoost等）とにより求められる値である。なお、実吹き返しガス温度マップMapTp(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)のマップ値（実吹き返しガス温度Tp）を、実験により計測することによって定めてもよい。
【０１２５】
同様に、ＣＰＵ８１は、ステップ６２０にて運転状態量(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)と、実吹き返しガス流量マップMapGp(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)とから、現時点における実際の吹き返しガス流量Ｇpを推定する。
【０１２６】
実吹き返しガス流量マップMapGp(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)のマップ値（実吹き返しガス流量Ｇp）は、運転状態量(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)と上述したシミュレーションソフトウェアとにより求められる値である。なお、実吹き返しガス流量マップMapGp(NE,Q,VT,Twall,Pa,THA)のマップ値（実吹き返しガス流量Ｇp）を、実験により計測することによって定めてもよい。
【０１２７】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ６２５にて吹き返しガス温度基準値Ｔsと実吹き返しガス温度Ｔpとの差ΔＴ（ガス温度偏差ΔＴ）を求め、ステップ６３０にて吹き返しガス流量基準値Ｇsと実吹き返しガス流量Ｇpとの差ΔＧ（ガス流量偏差ΔＧ）を求める。
【０１２８】
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ６３５にて関数ｆΔＰと上記ガス温度偏差ΔＴとガス流量偏差ΔＧとを用いて燃料残留率Ｐ１の補正量ｆΔＰ（ΔＴ，ΔＧ）を求め、この補正量ｆΔＰ（ΔＴ，ΔＧ）を先のステップ２２０にて求めた燃料残留率Ｐ１に加えて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデル及び逆モデルで使用する最終的な燃料残留率Ｐを求める。同様に、ＣＰＵ８１は、ステップ６４０にて関数ｆΔＲと上記ガス温度偏差ΔＴとガス流量偏差ΔＧとを用いて燃料付着率Ｒ１の補正量ｆΔＲ（ΔＴ，ΔＧ）を求め、この補正量ｆΔＲ（ΔＴ，ΔＧ）を先のステップ２２５にて求めた燃料付着率Ｒ１に加えて燃料挙動シミュレーションモデルの順モデル及び逆モデルで使用する最終的な燃料付着率Ｒを求める。
【０１２９】
図７は、吹き返しガス流速Ｇをパラメータとして、吹き返しガス温度Ｔpに対する燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒの変化の様子を示したグラフである。この図において、Ｐ１００，Ｐ３０及びＰ１０は、吹き返しガス流速Ｇがそれぞれ１００m/s，３０m/s及び１０m/sであるときの燃料残留率Ｐを示している。また、Ｒ１００，Ｒ３０及びＲ１０は、吹き返しガス流速Ｇがそれぞれ１００m/s，３０m/s及び１０m/sであるときの燃料付着率Ｒを示している。
【０１３０】
図７から明らかなように、吹き返しガス温度Ｔpが吹き返しガス温度基準値Ｔsより大きい領域においては、燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒは略一定であるから、上述した補正量ｆΔＰ（ΔＴ，ΔＧ）及びｆΔＲ（ΔＴ，ΔＧ）を「０」とすることができる。即ち、この領域においては、燃料残留率Ｐ１及び燃料付着率Ｒ１を補正する必要はない。
【０１３１】
一方、吹き返しガス温度Ｔpが吹き返しガス温度基準値Ｔsより小さい領域においては、燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒはガス流量が大きいほど吹き返しガス温度Ｔgに対して急激に変化している。従って、このような領域においては、下記(7)式及び(8)式により示したように、吹き返しガス流量偏差ΔＧに応じて変化する傾きα（ΔＧ）及びβ（ΔＧ）を有する一次（又は二次）曲線を用いて補正量ｆΔＰ（ΔＴ，ΔＧ）及びｆΔＲ（ΔＴ，ΔＧ）を求めることができる。
ｆΔＰ（ΔＴ，ΔＧ）＝α（ΔＧ）・ΔＴn  （ｎ＝１又は２）  …(7）
ｆΔＲ（ΔＴ，ΔＧ）＝β（ΔＧ）・ΔＴn  （ｎ＝１又は２）  …(8）
【０１３２】
次に、ＣＰＵ８１はステップ２３０に進み、第１気筒に対する要求燃料量fc(k)を算出する。その後、ＣＰＵ８１は、ステップ２４５に進んで上述した(5)式により表される燃料挙動シミュレーションモデルの逆モデルを用いて第１気筒に対する燃料噴射量fi(k)を決定し、ステップ２５０にて、決定した燃料噴射量fi(k)だけの燃料を第１気筒に対応するインジェクタ３９から噴射するように、同インジェクタ３９に指示信号を送出する。
【０１３３】
その後、ＣＰＵ８１は、ステップ２５５にて上述した(6)式により表される燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにより燃料付着量fw(k+1)を推定・更新し、ステップ２６０にて燃料付着量fw(k+1)を次回の本ルーチンの実行のために今回の燃料付着量fw(k)として格納する。その後、ＣＰＵ８１はステップ６９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【０１３４】
以上、説明したように、第４実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、
（１）内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段（インジェクタ３９）と、
（２）前記機関の運転状態を表すとともに同機関に要求される燃料量を決定するために必要な要求燃料決定用運転状態量を取得する要求燃料決定用運転状態量取得手段（ステップ２０５、ステップ２１０）と、
（３）前記取得される要求燃料決定用運転状態量に基づいて定まる前記機関に要求される燃料量を要求燃料量として設定する要求燃料量設定手段（ステップ２３０）と、
（４）燃料挙動パラメータを使用したモデルであって前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルの逆モデルと、前記設定された要求燃料量と、を用いて、同燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段（ステップ２４５）と、
を備え、前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように構成した内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記燃料噴射量決定手段は、
（５）前記機関の気筒から前記吸気通路に吹き返されるガスの状態を表す吹き返しガス状態量を含む前記機関の運転状態を表す状態量であって前記燃料挙動パラメータを決定するための燃料挙動パラメータ決定用運転状態量を取得する燃料挙動パラメータ決定用運転状態量取得手段（ステップ２２０、ステップ２２５、ステップ６１５及びステップ６２０）と、
（６）前記取得された燃料挙動パラメータ決定用運転状態量に基づいて前記逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータを決定する燃料挙動パラメータ決定手段（ステップ２２０、ステップ２２５、ステップ６０５〜ステップ６４０）と、を含んでいる。
【０１３５】
更に、燃料挙動パラメータ決定用運転状態量取得手段は、
（７）前記吹き返しガス状態量を取得する吹き返しガス状態量取得手段（ステップ６０５、ステップ６１０）と、
（８）前記吹き返しガス状態量以外の前記機関の運転状態を表す運転状態量を取得する運転状態量取得手段（ステップ２２０、ステップ２２５）と、を含み、
前記燃料挙動パラメータ決定手段は、
（９）実験的に予め求められた前記運転状態量と前記燃料挙動パラメータとの関係を記憶した燃料挙動パラメータ記憶手段（ファイアリング時用の燃料残留率マップMapP1(NE,Q,VT,Twall)及びファイアリング時用の燃料付着率マップMapR1(NE,Q,VT,Twall)）と、
（１０）前記取得される運転状態量と前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶された関係とから前記燃料挙動パラメータの基本値を決定する基本値決定手段（ステップ２２０、ステップ２２５）と、
（１１）前記燃料挙動パラメータ記憶手段に記憶してある運転状態量と燃料挙動パラメータとの前記関係を実験的に求めた際の前記取得された運転状態量に対する吹き返しガス状態量と、前記吹き返しガス状態量取得手段により取得された吹き返しガス状態量と、に基づいて、前記決定された燃料挙動パラメータの基本値を補正することにより前記逆モデルにおいて使用する燃料挙動パラメータを決定する燃料挙動パラメータ補正手段（ステップ６０５、ステップ６１０、ステップ６３５及びステップ６４０）と、を含んでいる。
【０１３６】
このように、第４実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、予め燃料挙動パラメータが適合されたときの吹き返しガス温度と実際の吹き返しガス温度との差ΔＴ、及び、予め燃料挙動パラメータが適合されたときの吹き返しガス流量と実際の吹き返しガス流量との差ΔＧとに応じて燃料挙動パラメータを求める。即ち、燃料挙動パラメータが吹き返しガス状態量に応じて決定される。
【０１３７】
従って、燃料残留率Ｐや燃料付着率Ｒに大きな影響を及ぼす吸気通路（構成部材）の状態に応じて燃料挙動パラメータが定められ、燃料挙動パラメータがより適切な値となるので、燃料付着量の推定精度が向上する。その結果、燃料噴射量がより適正な値となるので、実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。
【０１３８】
（第５実施形態）
次に、本発明の第５実施形態に係る燃料噴射量制御装置について説明する。
【０１３９】
一般に、吸気弁は、吸気行程の下死点を越えて圧縮行程に入った後に閉じる。従って、気筒（燃焼室２５）内に一旦吸入された混合気の一部は吸気通路に戻される。特に、アトキンソンサイクルエンジンでは、吸気弁の閉弁タイミングが遅いので、吸気通路には大量の混合気が吸い戻される。吸気通路に吸い戻された混合気は、次の吸気行程において再び気筒内に吸入される。従って、機関の空燃比を目標空燃比に一層近づけるためには、吸気通路に吸い戻された混合気中の燃料量を考慮して燃料噴射量fi(k)を決定する必要がある。
【０１４０】
そこで、第５実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、図８に示した原理に基づいて構築された燃料挙動シミュレーションモデルを利用する。以下、この原理について説明する。
【０１４１】
いま、燃料噴射量fiだけの燃料を噴射したとすると、その噴射された燃料のうち吸気通路構成部材に付着する燃料の量はR・fiであり、気筒内に一旦吸入される燃料量は(1−R)・fiである。また、吸気通路構成部材に燃料付着量fwだけの燃料が付着していたとすると、その付着していた燃料のうち気筒内に吸入されることなく残留する燃料の量はP・fwであり、気筒内に一旦吸入される燃料量は(1−P)・fiである。
【０１４２】
ここで、前回の（サイクルの）吸気行程に対応する吸気弁閉弁後に吸気通路に吸い戻されている混合気であって今回の（サイクルの）吸気行程において気筒内に一旦吸い込まれる混合気に含まれる燃料量（以下、「吸い戻し燃料量」と称呼する。）をfgとすると、以下の(9)式及び(10)式が成立する。(10)式における、fcyinは、今回の吸気行程において一旦気筒内に吸い込まれる混合気に含まれている燃料量である。
【０１４３】
fw(k+1)＝P・fw(k)
+ Rfi・(k)    …(9)
fcyin(k)＝(1−P)・fw(k) + (1−R)・fi(k) + fg(k)  …(10)
【０１４４】
また、実際に気筒内に吸い込まれた混合気に対する吸い戻される混合気の割合（以下、「吸い戻し率」と称呼する。）をgとすると、下記(11)式が成立する。
fg(k)＝g・fcyin(k−1)    …(11)
【０１４５】
更に、最終的に今回の吸気行程において気筒内に吸い込まれ燃焼に寄与することになる燃料の量（以下、「最終吸入燃料量」と称呼する。）fcactは下記(12)式により表される。
fcact(k)＝(1−g)・fcyin(k)    …(12)
【０１４６】
従って、本燃料噴射量制御装置は、(9)式〜(12)式を用いて最終吸入燃料量fcactを求め、その最終吸入燃料量fcactが筒内要求燃料量（＝KL/Abyfref）と等しくなるようにする下記(13)式で表された燃料挙動のシミュレーションモデルの逆モデルを構築し、燃料噴射量fi(k)を求める。以上が、本燃料噴射量制御装置の燃料噴射量fiを決定するための原理である。
fi(k)＝｛fcact(k)／(1−g)
− (1−P)・fw(k) − fg(k)｝／(1−R)    …(13)
【０１４７】
次に、本燃料噴射量制御装置の具体的作動について説明する。この燃料噴射量制御装置は、ＣＰＵ８１が、図２に代わる図９のフローチャートにより示された燃料噴射制御ルーチンを実行する点のみにおいて第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置と相違している。従って、以下、係る相違点を中心として説明する。なお、図２に示したステップと同一のステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、ＣＰＵ８１は、図９に示したルーチンと同一のルーチンを他の気筒のそれぞれに対しても同様なタイミングにて実行するようになっている。
【０１４８】
ＣＰＵ８１は、機関１０のクランク角が、特定気筒（ここでは、第１気筒）の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の所定角度になると、図９の燃料噴射制御ルーチンをステップ９００から開始し、ステップ２０５にて空気流量Ｑを求めるとともに、ステップ２１０にて特定気筒の燃焼室２５に吸入される空気量ＫＬを求める。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ２２０及びステップ２２５にて、ファイアリング時用燃料残留率Ｐ１及びファイアリング時用燃料付着率Ｒ１をそれぞれ求める。
【０１４９】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ９０５にて機関運転状態を表す量であって吸い戻し率ｇを決定するための機関運転状態量（以下「吸い戻し率決定用運転状態量」と称呼する。）を取得する。この例において、吸い戻し率決定用運転状態量は、エンジン回転速度ＮＥ、吸入空気流量Ｑ及び吸気バルブの開弁タイミングＶＴである。そして、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８１内に記憶されている吸い戻し率マップMapg(NE,Q,VT)と前記取得した吸い戻し率決定用運転状態量(NE,Q,VT)とから、その時点の吸い戻し率ｇを決定する。吸い戻し率マップMapg(NE,Q,VT)は、予め実験により定められている。
【０１５０】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ２３０に進んで空気量KLを目標空燃比Abyfref（例えば、理論空燃比である１４．７）で除することにより要求燃料量fcact(k)を算出し、続くステップ９１０にて上述した(13)式により表された逆モデルを使用して燃料噴射量fi(k)を求める。
【０１５１】
次いで、ＣＰＵ８１はステップ２５０に進み、決定した燃料噴射量fi(k)だけの燃料を第１気筒に対応するインジェクタ３９から噴射するように、同インジェクタ３９に指示信号を送出する。そして、ＣＰＵ８１は、ステップ２５５にて上述した(9)式により表される燃料挙動シミュレーションモデルの順モデルにより燃料付着量fw(k+1)を推定・更新し、ステップ２６０にて燃料付着量fw(k+1)を次回の本ルーチンの実行のために今回の燃料付着量fw(k)として格納する。
【０１５２】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ９１５にて上述した(11)式により吸い戻し燃料量fg(k+1)を推定・更新し、ステップ９２０にて吸い戻し燃料量fg(k+1)を次回の本ルーチンの実行のために今回の吸い戻し燃料量fg(k)として格納する。その後、ＣＰＵ８１はステップ９９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【０１５３】
以上、説明したように、第５実施形態の燃料噴射量制御装置は、
（１）内燃機関の吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射手段（インジェクタ３９）と、
（２）前記燃料噴射手段から噴射された燃料の動的挙動を表すシミュレーションモデルを用いて、同燃料噴射手段から噴射すべき燃料の量である燃料噴射量を決定する燃料噴射量決定手段（ステップ９１０）と、
を備え、前記決定された燃料噴射量の燃料を前記燃料噴射手段から噴射するように構成した内燃機関の燃料噴射量制御装置であって、
前記シミュレーションモデルは、
（３）前記燃料噴射手段からの特定の気筒への今回の吸気行程に対する一回の燃料噴射により前記吸気通路を構成する部材に付着することなく今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非付着燃料量(1−R)・fi(k)と、
（４）前記今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁前に既に前記吸気通路を構成する部材に付着していた燃料のうち同今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入される燃料の量である非残留燃料量(1−P)・fw(k)と、
（５）前記特定の気筒の前回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間中において同特定の気筒に一旦吸入された後に前記吸気通路に戻される混合気に含まれる燃料の量である吸い戻し燃料量fg(k)と、
に応じて前記特定の気筒の今回の吸気行程に対応する吸気弁の開弁期間終了時において同気筒に吸入される燃料量を推定するモデル（(9)〜(13)式）である。
【０１５４】
このように、第５実施形態の燃料噴射量制御装置は、一旦気筒内に吸入された混合気のうち吸気通路に戻される混合気に含まれる燃料量を考慮して燃料噴射量を決定する。その結果、燃料噴射量がより適切な値となるので、実際の空燃比を目標空燃比に精度良く一致させることができる。
【０１５５】
（第６実施形態）
次に、本発明の第６実施形態に係る燃料噴射量制御装置について説明する。
【０１５６】
上述した第１〜第５実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、吸気通路に燃料を噴射する内燃機関に適用されていた。これに対し、第６実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、気筒内に燃料を直接的に噴射する所謂「直噴式ガソリン内燃機関（直噴式エンジン）」に適用される。
【０１５７】
図１０は、直噴式エンジン９０のシリンダブロック部２０及びシリンダヘッド部３０の概略断面図である。図１０において、図１に示した機関１０の構成要素と同一構成要素には、同一符号を付している。図１０に示したように、直噴式エンジン９０においては、インジェクタ３９がシリンダヘッド部３０に配置されている。インジェクタ３９は、燃焼室２５（気筒、シリンダ）の上部空間に燃料を直接噴射するようになっている。それ故、直噴式エンジン９０においては、インジェクタ３９から噴射された燃料が吸気通路構成部材に付着することはないと考えることができる。
【０１５８】
その一方、直噴式エンジン９０においては、燃焼室２５内に直接燃料が噴射されて混合気が同燃焼室２５内で形成される。更に、ピストン２２が吸気下死点を過ぎて圧縮上死点に向う途中の時点で吸気弁３２が閉弁するから、燃焼室２５内で形成された混合気は吸気通路に戻される。特に、直噴式エンジン９０が、アトキンソンサイクルエンジンである場合、燃焼室２５から吸気通路に戻される混合気に含まれる燃料量は大量となる。
【０１５９】
そこで、本燃料噴射量制御装置は、第５実施形態の燃料噴射量制御装置と同様に、吸い戻し率ｇを用いて燃料噴射量fiを決定する。更に、この燃料噴射量制御装置は、燃料噴射タイミング開始が吸気行程内にあるか、吸気行程終了後の圧縮行程内にあるかに応じて、吸い戻し率ｇを可変とする。また、吸気通路構成部材への燃料の付着は実質的に発生しないので、本燃料噴射量制御装置は、第５実施形態の燃料噴射量制御装置が用いた燃料挙動シミュレーションモデルにおいて燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒを「０」に設定したモデルを用いる。
【０１６０】
以下、本燃料噴射量制御装置の具体的作動について図１１に示したフローチャート参照しながら説明する。なお、図２に示したステップと同一のステップには同一の符号を付し、詳細な説明を省略する。また、ＣＰＵ８１は、図１１に示したルーチンと同一のルーチンを他の気筒のそれぞれに対しても同様なタイミングにて実行するようになっている。
【０１６１】
ＣＰＵ８１は、直噴式エンジン９０のクランク角が、特定気筒（ここでは、第１気筒）の吸気上死点から所定クランク角度だけ前の所定角度になると、図１１の燃料噴射制御ルーチンをステップ１１００から開始し、ステップ２０５にて空気流量Ｑを求めるとともに、ステップ２１０にて特定気筒の燃焼室２５に吸入される空気量ＫＬを求める。空気流量Ｑ及び空気量ＫＬ等は、後のステップ２３０にて要求燃料量fcを決定するために使用される。従って、ステップ２０５及びステップ２１０は、要求燃料量決定用運転状態量取得手段を構成している。
【０１６２】
次に、ＣＰＵ８１は、ステップ１１０５にて機関運転状態を表す量であって燃料噴射開始タイミングを決定するための機関運転状態量（以下「燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量」と称呼する。）を取得する。この例において、燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量は、エンジン回転速度ＮＥ、空気流量Ｑ及び冷却水温ＴＨＷである。
【０１６３】
次いで、ＣＰＵ８１は、ＲＯＭ８１内に記憶されている燃料噴射開始タイミングマップMapθinj(NE,Q,THW)と前記取得した燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量(NE,Q,THW)とから燃料噴射開始タイミングθinjを決定する。即ち、ステップ１１０５は、燃料噴射開始タイミング決定用運転状態量取得手段、及び、燃料噴射開始タイミング決定手段を構成している。
【０１６４】
次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１１０にて燃料噴射開始タイミングθinjが吸気行程にあるか否かを判定する。このとき、燃料噴射開始タイミングθinjが吸気行程にあれば、ＣＰＵ８１はステップ１１１５に進み、ＲＯＭ８１内に記憶されている吸気行程中噴射時吸い戻し率マップMapgin(NE,Q,VT)と吸い戻し率決定用運転状態量(NE,Q,VT)とから、その時点の吸い戻し率ｇを決定する。
【０１６５】
一方、ステップ１１１０の判定時点において、燃料噴射開始タイミングθinjが吸気行程になければ（例えば、圧縮行程にあれば）、ＣＰＵ８１はステップ１１２０に進み、ＲＯＭ８１内に記憶されている圧縮行程中噴射時吸い戻し率マップMapgcp(NE,Q,VT)と吸い戻し率決定用運転状態量(NE,Q,VT)とから、その時点の吸い戻し率ｇを決定する。
【０１６６】
このように、燃料噴射開始タイミングθinjが吸気行程にあるか否かに応じて異なる吸い戻し率マップを用いるのは、燃料噴射開始タイミングθinjが吸気行程にあるか否かに応じて吸い戻し率gが大きく異なるからである。
【０１６７】
次いで、ＣＰＵ８１はステップ２３０に進んで要求燃料量fcact(k)を算出し、続くステップ１１２５にて下記(14)式により表された燃料挙動シミュレーションモデルの逆モデルを使用して燃料噴射量fi(k)を求める。(14)式は、上記(9)式及び上記(13)式において燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒを「０」に設定することにより得られる式である。このように、ステップ１１１０乃至ステップ１１２０は、燃料噴射量決定手段を構成している。
fi(k) ＝ fcact(k)／(1−g)
− fg(k)    …(14)
【０１６８】
その後、ＣＰＵ８１はステップ１１３０にて上記決定された燃料噴射開始タイミングθinjにて上記決定された燃料噴射量fi(k)だけの燃料を第１気筒に対応するインジェクタ３９から噴射するように、同インジェクタ３９に指示信号を送出する。次いで、ＣＰＵ８１は、ステップ１１３５にて下記(15)式に基づいて吸い戻し燃料量fg(k+1)を推定・更新し、ステップ９２０にて吸い戻し燃料量fg(k+1)を次回の本ルーチンの実行のために今回の吸い戻し燃料量fg(k)として格納する。その後、ＣＰＵ８１はステップ１１９５にて本ルーチンを一旦終了する。
【０１６９】
(15)式は、上記(9)式乃至上記(11)式において燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒを「０」に設定することにより得られる式である。
fg(k+1)＝g・｛fi(k)  + fg(k)｝  …(15)
【０１７０】
以上、説明したように、本発明の第６実施形態に係る燃料噴射量制御装置は、直噴式エンジンに適用され、気筒内に形成された混合気が吸気通路に戻される点を考慮した燃料挙動シミュレーションモデルに基づいて燃料噴射量を決定しているから、燃料噴射量を精度良く求めることができる。その結果、機関の空燃比を目標空燃比に精度良く制御することができる。
【０１７１】
以上、説明したように、本発明による燃料噴射量制御装置の各実施形態によれば、燃料挙動に基づいて燃料噴射量を精度良く求めることができるので、機関の空燃比を目標空燃比に制御することができる。その結果、エミッションを良好なものとすることができる。なお、本発明は上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、第１実施形態の燃料噴射量制御装置においては、非ファイアリング中に気筒に流入する燃料量finを、fin＝(1−P２)・fw(k)＋(1−R２)・fi(k)として精度良く求めることができるので、例えば、この燃料量finをリーンＮＯｘ触媒に吸蔵されたＮＯｘを放出するための空燃比制御に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】内燃機関に適用した本発明の第１実施形態に係る燃料噴射量制御装置の概略を示した図である。
【図２】図１に示したＣＰＵが実行する燃料噴射量制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図３】図１に示した燃料噴射量制御装置が採用した燃料挙動シミュレーションモデルの原理を説明するための図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る燃料噴射量制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態に係る燃料噴射量制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図６】本発明の第４実施形態に係る燃料噴射量制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図７】吹き返しガス流速をパラメータとして、吹き返しガス温度に対する燃料残留率Ｐ及び燃料付着率Ｒの変化の様子を示したグラフである。
【図８】本発明の第５実施形態に係る燃料噴射量制御装置が採用した燃料挙動シミュレーションモデルの原理を説明するための図である。
【図９】本発明の第５実施形態に係る燃料噴射量制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量制御ルーチンを示したフローチャートである。
【図１０】本発明の第６実施形態に係る燃料噴射量制御装置が適用される直噴式エンジンの概略断面図である。
【図１１】本発明の第６実施形態に係る燃料噴射量制御装置のＣＰＵが実行する燃料噴射量制御ルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
【０１７３】
２５…燃焼室、３２…吸気弁、３５…排気弁、４１…吸気管、８０…電気制御装置、８１…ＣＰＵ。
【図１】
2005090325.tif 000003
【図２】
2005090325.tif 000004
【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】
2005090325.tif 000010
【図９】
2005090325.tif 000011
【図１０】
2005090325.tif 000012
【図１１】
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