(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射手段から吸気弁の上流側の吸気通路に燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置において、
前記内燃機関の運転条件に基づいて、前記燃料噴射手段からの基本燃料噴射量を演算する基本噴射量演算手段と、
前記吸気弁の閉時において、前記燃料噴射手段から噴射した燃料のうち筒内へ直接輸送される弁閉時直接輸送率を演算する弁閉時直接輸送率演算手段と、
前記吸気弁の開時において、前記燃料噴射手段から噴射した燃料のうち筒内へ直接輸送される弁開時直接輸送率を演算する弁開時直接輸送率演算手段と、
前記弁閉時直接輸送率演算手段により演算された弁閉時直接輸送率と前記弁開時直接輸送率演算手段により演算された弁開時直接輸送率とに基づいて、前記基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量を補正する補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記吸気弁の閉期間を演算する吸気弁閉期間演算手段を備え、
前記補正手段は、前記吸気弁閉期間演算手段により演算された閉期間内での燃料噴射による筒内への第１の燃料輸送可能量を演算し、前記基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量が前記第１の燃料輸送可能量以下である場合には、前記基本燃料噴射量を前記弁閉時直接輸送率に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項３】
前記吸気弁閉期間演算手段は、前記吸気弁の閉時の開始時期と、前記燃料噴射手段から噴射した燃料が前記吸気弁に到達するまでの遅れ時間に基づき、前記閉期間を演算することを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項４】
前記吸気弁の開期間を演算する吸気弁開期間演算手段を備え、
前記補正手段は、前記吸気弁閉期間演算手段により演算された吸気弁の閉期間内及び前記吸気弁開期間演算手段により演算された吸気弁の開期間内での燃料噴射による筒内への第２の燃料輸送可能量を演算し、前記基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量が前記第１の燃料輸送可能量以上であり、且つ前記第２の燃料輸送可能量以下である場合には、前記基本燃料噴射量のうち前記閉期間における燃料噴射量を前記弁閉時直接輸送率に基づいて補正するとともに、前記開期間における燃料噴射量を前記弁開時直接輸送率に基づいて補正することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項５】
前記吸気弁開期間演算手段は、前記吸気弁の閉時の開始時期と、前記吸気弁の開時の開始時期と、前記燃料噴射手段から噴射した燃料が前記吸気弁に到達するまでの遅れ時間と、筒内で混合した混合気が吸気通路側に戻り始める時期に基づき、前記開期間を演算することを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記吸気弁閉期間演算手段により演算された吸気弁の閉期間内及び前記吸気弁開期間演算手段により演算された吸気弁の開期間内での燃料噴射による筒内への燃料輸送可能量を演算し、該燃料輸送可能量が前記基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量未満である場合には、前記開期間の後の閉期間においても燃料が噴射されるように前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項７】
前記吸気通路を形成する壁面に付着した燃料のうち蒸発する割合である管壁蒸発率を演算する管壁蒸発率演算手段と、
前記吸気弁に付着した燃料のうち蒸発する割合である弁部蒸発率を演算する弁部蒸発率演算手段と、を備え、
前記補正手段は、更に、前記管壁蒸発率演算手段により演算された管壁蒸発率と前記弁部蒸発率演算手段により演算された弁部蒸発率とに基づいて、前記基本燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項８】
前記燃料噴射弁から噴射される燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を備え、
前記補正手段は、更に、前記燃料温度検出手段により検出された燃料温度に基づいて、前記基本燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【請求項９】
吸気温度を検出する吸気温度検出手段を備え、
前記補正手段は、更に、前記吸気温度検出手段により検出された吸気温度に応じて前記基本燃料噴射量を補正することを特徴とする請求項１〜８のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
【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制御装置に関し、特に吸気通路に燃料を噴射する吸気管噴射式内燃機関における燃料噴射量の制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車の走行駆動源として、従来から、燃料噴射弁の上流側の吸気管内に燃料を噴射する吸気管噴射式の内燃機関が広く用いられている。このような内燃機関では、燃料噴射量は吸気量等の運転条件に基づいて制御される。
しかしながら、燃料噴射弁から噴射した燃料の一部は、吸気管の内壁に付着する場合がある。また、吸気管の内壁に付着した燃料が蒸発し、筒内に輸送される場合もある。このため吸気量に基づいて燃料噴射量の制御を行っても、筒内に輸送される燃料に不足もしくは過剰が生じ、失火や排気性能の悪化等を招く虞がある。
【０００３】
そこで、吸気管壁に付着する燃料と、付着した燃料の蒸発分を予測し、これらの予測量を考慮して燃料噴射弁からの燃料噴射量を決定する技術が開発されている（特許文献１）。
【特許文献１】特開２００５−１８８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、吸気管噴射式の内燃機関では、通常、吸気弁の閉時に燃料が噴射されるが、燃料噴射量を多く必要とする場合には、吸気弁の閉時だけでなく、開時にも燃料噴射される。しかしながら、吸気弁が開状態である場合と閉状態である場合とでは、吸気管内での吸気の流通状態が著しく異なるので、筒内への燃料の輸送特性が大きく変化してしまう。したがって、上記特許文献１のように、吸気管壁に付着する燃料と、付着した燃料の蒸発分を予測し、単にこれらの予測量を考慮して燃料噴射弁からの燃料噴射量を決定したとしても、特に吸気量が変動する過渡運転時において正確に所望の量の燃料を筒内に輸送させることが困難となる。
【０００５】
本発明はこのような問題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、過渡運転時においても、常に筒内への燃料の輸送量を正確に制御する吸気管噴射式の内燃機関の燃料噴射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】
【０００６】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、燃料噴射手段から吸気弁の上流側の吸気通路に燃料を噴射する内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転条件に基づいて、燃料噴射手段からの基本燃料噴射量を演算する基本噴射量演算手段と、吸気弁の閉時において、燃料噴射手段から噴射した燃料のうち筒内へ直接輸送される弁閉時直接輸送率を演算する弁閉時直接輸送率演算手段と、吸気弁の開時において、燃料噴射手段から噴射した燃料のうち筒内へ直接輸送される弁開時直接輸送率を演算する弁開時直接輸送率演算手段と、弁閉時直接輸送率演算手段により演算された弁閉時直接輸送率と弁開時直接輸送率演算手段により演算された弁開時直接輸送率とに基づいて、基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量を補正する補正手段と、を備えたことを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１において、吸気弁の閉期間を演算する吸気弁閉期間演算手段を備え、補正手段は、吸気弁閉期間演算手段により演算された閉期間内での燃料噴射による筒内への第１の燃料輸送可能量を演算し、基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量が第１の燃料輸送可能量以下である場合には、基本燃料噴射量を弁閉時直接輸送率に基づいて補正することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２において、吸気弁閉期間演算手段は、吸気弁の閉時の開始時期と、燃料噴射手段から噴射した燃料が吸気弁に到達するまでの遅れ時間に基づき、閉期間を演算することを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１において、吸気弁の開期間を演算する吸気弁開期間演算手段を備え、補正手段は、吸気弁閉期間演算手段により演算された吸気弁の閉期間内及び吸気弁開期間演算手段により演算された吸気弁の開期間内での燃料噴射による筒内への第２の燃料輸送可能量を演算し、基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量が前記第１の燃料輸送可能量以上であり、且つ第２の燃料輸送可能量以下である場合には、基本燃料噴射量のうち閉期間における燃料噴射量を弁閉時直接輸送率に基づいて補正するとともに、開期間における燃料噴射量を弁開時直接輸送率に基づいて補正することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項５の発明は、請求項４において、吸気弁開期間演算手段は、吸気弁の閉時の開始時期と、吸気弁の開時の開始時期と、燃料噴射手段から噴射した燃料が吸気弁に到達するまでの遅れ時間と、筒内で混合した混合気が吸気通路側に戻り始める時期に基づき、開期間を演算することを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１において、前記補正手段は、前記吸気弁閉期間演算手段により演算された吸気弁の閉期間内及び前記吸気弁開期間演算手段により演算された吸気弁の開期間内での燃料噴射による筒内への燃料輸送可能量を演算し、該燃料輸送可能量が前記基本噴射量演算手段により演算された基本燃料噴射量未満である場合には、前記開期間の後の閉期間においても燃料が噴射されるように前記燃料噴射手段を制御することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれかにおいて、吸気通路を形成する壁面に付着した燃料のうち蒸発する割合である管壁蒸発率を演算する管壁蒸発率演算手段と、吸気弁に付着した燃料のうち蒸発する割合である弁部蒸発率を演算する弁部蒸発率演算手段と、を備え、補正手段は、更に、管壁蒸発率演算手段により演算された管壁蒸発率と弁部蒸発率演算手段により演算された弁部蒸発率とに基づいて、基本燃料噴射量を補正することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項８の発明は、請求項１〜７のいずれかにおいて、燃料噴射弁から噴射される燃料の温度を検出する燃料温度検出手段を備え、補正手段は、更に、燃料温度検出手段により検出された燃料温度に基づいて、基本燃料噴射量を補正することを特徴とする。
また、請求項９の発明は、請求項１〜８のいずれかにおいて、吸気温度を検出する吸気温度検出手段を備え、補正手段は、更に、吸気温度検出手段により検出された吸気温度に応じて基本燃料噴射量を補正することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の請求項１の内燃機関の燃料噴射装置によれば、吸気弁の開時と閉時とに分けて
直接輸送率が夫々演算され、これらの直接輸送率に基づいて基本燃料噴射量が補正されるので、吸気弁の開閉による筒内への燃料の輸送状態の変化を考慮した燃料噴射量の補正が可能となり、燃料噴射量制御を正確に行うことができる。
本発明の請求項２の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、基本燃料噴射量が少なく吸気弁の閉期間内における燃料噴射で足りる場合には、弁閉時直接輸送率に基づいて基本燃料噴射量が補正されるので、吸気弁の閉時における筒内への燃料の輸送状態を考慮して補正が適切に行われ、吸気弁の閉期間での燃料噴射量制御を正確に行うことができる。
【００１３】
本発明の請求項３の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、燃料噴霧の挙動を考慮した、より正確な吸気弁の閉期間を求めることができる。
本発明の請求項４の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、基本燃料噴射量が吸気弁の閉期間内と開期間内における燃料噴射で足りる場合には、吸気弁の閉期間では弁閉時直接輸送率に基づいて開期間では弁開時直接輸送率に基づいて基本燃料噴射量が補正されるので、吸気弁の閉時及び開時における筒内への燃料の輸送状態を考慮して補正が適切に行われ、吸気弁の閉期間及び開期間での燃料噴射量制御を正確に行うことができる。
【００１４】
本発明の請求項５の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、燃料噴霧の挙動を考慮した、より正確な吸気弁の開期間を求めることができる。
本発明の請求項６の内燃機関の燃料噴射制御装置によれば、基本燃料噴射量が吸気弁の閉期間内と開期間内における燃料噴射では足りない場合には、吸気弁の開期間後に燃料が追加噴射されるので、筒内へ必要とされる燃料噴射量が多くとも十分に確保することができる。
【００１５】
本発明の請求項７の内燃機関の燃料噴射装置によれば、吸気通路を形成する壁面での燃料の蒸発率と、吸気弁に付着した燃料の蒸発率を考慮して基本燃料噴射量が補正されるので、燃料噴射量制御をより正確に行うことができる。
本発明の請求項８の内燃機関の燃料噴射装置によれば、燃料温度に基づいて基本燃料噴射量が補正されるので、燃料噴射量制御を燃料温度の変化に応じてより正確に行うことができる。
【００１６】
本発明の請求項９の内燃機関の燃料噴射装置によれば、吸気温度に基づいて基本燃料噴射量が補正されるので、燃料噴射量制御を吸気温度の変化に応じてより正確に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。
図１は、本発明に係る燃料噴射制御装置を備えたエンジン（内燃機関）１の概略構成図である。エンジン１は、吸気弁２の上流側に燃料を噴射する吸気管噴射式のガソリンエンジンである。
図１に示すように、エンジン１のシリンダヘッド３には、気筒毎に燃焼室４と連通する吸気ポート５及び排気ポート６が形成されているとともに、燃焼室４と吸気ポート５との間を開閉する吸気弁２、燃焼室４と排気ポート６との間を開閉する排気弁８が設けられている。吸気弁２及び排気弁８は、図示しないカムシャフトにより、エンジン１の回転駆動に伴って駆動される。
【００１８】
また、シリンダヘッド３には、吸気ポート５に連通するように吸気マニホールド１０の一端が接続されている。吸気マニホールド１０の他端には、アクセル開度に応じて開閉するスロットル弁１３を介して、吸気導入用の吸気管１５が接続されている。一方、排気ポート６には、排気マニホールド１６を介して排気管が接続されている。
スロットル弁１３には、スロットル開度を検出するスロットルセンサ２０、吸気マニホールド１０には、吸気温度を検出する吸気温センサ（吸気温度検出手段）２１、吸気管１５には、吸入空気量を検出するエアフローセンサ２２、がそれぞれ設けられている。
【００１９】
更に、エンジン１には、電磁式の燃料噴射弁（燃料噴射手段）３０が設けられており、該燃料噴射弁３０は図示しない燃料タンクから供給された燃料を吸気通路内に噴射する機能を有する。
ＥＣＵ（電子コントロールユニット：制御手段）４０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）等を含んで構成されている。ＥＣＵ４０の入力側には、スロットルセンサ２０、吸気温センサ２１及びエアフローセンサ２２の他に、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ４２、エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ４３、燃料噴射弁３０に供給される燃料の温度を検出する燃料温度センサ（燃料温度検出手段）４４等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。なお、クランク角センサ４２は、検出したクランク角の推移からエンジン１の回転速度を検出する検出手段としての機能を有する。
【００２０】
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、燃料噴射弁３０の他に、図示しない点火プラグ等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づきＥＣＵ４０において演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等がそれぞれ出力され、これにより、吸気に適正量の燃料が適正なタイミングで噴射されるとともに、適正なタイミングで火花点火が実施される。
【００２１】
なお、ＥＣＵ４０は燃料噴射弁３０の駆動時間を調整することにより燃料噴射量を制御する。したがって、本実施形態では、燃料噴射弁３０からの燃料噴射量と燃料噴射時間とが相関関係にある。
図２〜４は、本発明の実施形態のＥＣＵ４０における燃料噴射量（燃料噴射時間)の演算要領を示すフローチャートである。本ルーチンは、ＥＣＵ４０においてエンジン運転中繰り返し行われる。
【００２２】
ステップＳ１０では、エンジン１の運転条件に基づいて、基本燃料噴射量Ｔbase（ｋ）を算出する（基本噴射量算出手段）。基本燃料噴射量Ｔbase（ｋ）は、１サイクル（クランク角７２０ＣＡ）当たりの、燃料噴射弁３０から噴射する補正前の燃料噴射量であって、筒内へ必要とされる目標燃料量と一致する。エンジン１の運転状態としては、スロットルセンサ２０から入力したスロットル開度やクランク角センサ４２から入力したクランク角の推移により求められたエンジン回転速度等が用いられる。基本燃料噴射量Ｔbase（ｋ）は、これらの運転条件に基づいて例えばマップ等を用いて求められる。そして、ステップＳ２０に進む。
【００２３】
ステップＳ２０では、付着補正条件が成立したか否かを判別する。付着補正条件は、例えば、エンジン１の体積効率が所定値を越える場合、付着補正が不要なほど燃料噴射量が少ない場合、燃料カット時（片バンク燃料カット時を除く）、始動・α−Ｎeモード（エアフローセンサ故障時においてスロットル開度とエンジン回転速度から燃料噴射量を決定する制御モード）時といったこれらの条件が不成立の場合である。付着補正条件が成立した場合には、ステップＳ３０に進む。なお、ターボチャージャ付エンジンの場合では上記体積効率の代わりにブースト圧を用いてもよい。
【００２４】
ステップＳ３０では、マップ参照用水温ＷＴを算出する。詳しくは、マップ参照用水温ＷＴは、水温センサ４３により検出した水温＋水温補正量×補間係数を演算して求める。水温補正量は水温に応じてあらかじめ設定されており、補間係数は燃料温度センサ４４により検出された燃料温度に基づいて図５に示すマップから読み出して設定される。そして、ステップＳ４０に進む。なお、本ステップにおける補正は、図６に示される水温及び燃料温度と燃料輸送特性パラメータとの関係に基づいて行われるものである。図６に示すように、水温や燃料温度が高いほど燃料の輸送遅れ（燃料噴射弁から噴射した燃料が筒内へ到達するまでの遅れ）が少なくなる。本ステップでは、水温や燃料温度が高いほど燃料輸送特性パラメータの１つであるマップ参照用水温ＷＴが高く設定される。
【００２５】
ステップＳ４０では、ステップＳ３０において補正されたマップ参照用水温ＷＴと吸気量Ｑとに基づいて、弁部蒸発割合Ｘ及び管壁蒸発割合Ｙを算出する（弁部蒸発率演算手段、管壁蒸発率演算手段）。吸気量Ｑは、エアフローセンサ２２の検出値から求められる。弁部蒸発割合Ｘは図７に示すマップを用いて、管壁蒸発割合Ｙは図８に示すマップを用いて演算される。なお、図７、８に示すように、弁部蒸発割合Ｘ及び管壁蒸発割合Ｙは、マップ参照用水温ＷＴが高く、また吸気量Ｑが多くなると大きくなる。そして、ステップＳ５０に進む。
【００２６】
ステップＳ５０では、ステップＳ３０において補正されたマップ参照用水温ＷＴと吸気量Ｑとに基づいて、吸気弁閉時の直接輸送率αcl及び弁部付着率βclを算出する。直接輸送率αclは図９に示すマップを、弁部付着率βclは図１０に示すマップを用いて演算される（弁閉時直接輸送率演算手段）。そして、ステップＳ６０に進む。
ステップＳ６０では、ステップＳ３０において補正されたマップ参照用水温ＷＴと吸気量Ｑとに基づいて、吸気弁開時の直接輸送率αop及び弁部付着率βopを算出する。直接輸送率αopは図１１に示すマップを、弁部付着率βopは図１２に示すマップを用いて演算される（弁開時直接輸送率演算手段）。そして、ステップＳ７０に進む。
【００２７】
なお、図９、１１に示すように、直接輸送率αcl、αopは、マップ参照用水温ＷＴが高く、また吸気量Ｑが多くなると大きくなる。また、図１０、１２に示すように、弁部付着率βcl、βopは、マップ参照用水温ＷＴが高く、また吸気量Ｑが多くなると大きくなる。
ステップＳ７０では、ステップＳ１０で算出された基本燃料噴射量Ｔbase（ｋ）、即ち目標燃料量に対する筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）を次式（１）により算出する。
Ｔdmn（ｋ）＝Ｔbase（ｋ）−Ｘ・Ｒvalve（ｋ−１）−Ｙ・Ｒwall（k−１）・・・（１）
上記式（１）では、ステップＳ４０で算出された弁部蒸発割合Ｘ及び管壁蒸発割合Ｙが用いられるとともに、後述するステップＳ３００にて前回に演算された弁部残留燃料量Ｒvalve（ｋ−１）及び管壁残留燃料量Ｒwall（k−１）が用いられる。そして、ステップＳ８０に進む。
【００２８】
ステップＳ８０では、次式（２）、（３）により吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）及び吸気弁開期間Ｔoptを算出する（吸気弁閉期間演算手段、吸気弁開期間演算手段）。この時、吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）及び吸気弁開期間Ｔoptは燃料噴霧の挙動を考慮して決定される。
Ｔclt（ｋ）＝（（ＩＯ−Ｔｄ）−噴射開始角）×（１／（Ｎｅ／６０×３６０））・・・（２）
Ｔopt（ｋ）＝（ｍｉｎ（ＩＣ−Ｔｄ，ＴＬ−Ｔｄ）−（ＩＯ−Ｔｄ））×（１／（Ｎｅ／６０×３６０））・・・（３）
ここで、ＩＯは吸気弁開時期、ＩＣは吸気弁閉時期、Ｔｄは燃料噴射弁から噴射された燃料が吸気弁に到達するまでの遅れ時間、ＴＬは筒内混合気の押し戻し開始時期であって、クランク角により表される。そして、ステップＳ９０に進む。
【００２９】
ステップＳ９０では、筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に対して、吸気弁閉期間において直接筒内に輸送される燃料量で足りるか否かを判別する。具体的には、ステップＳ５０で算出された吸気弁閉時の直接輸送率αcl、ステップＳ８０で演算された吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）、ステップＳ７０で演算された筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）を用いて、次式（４）が成立するか否かを判別する。
αcl・Ｔclt（ｋ）≧Ｔdmn（ｋ）・・・（４）
上記式（４）が成立する場合、即ち筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に対して吸気弁閉期間における燃料噴射で足りる場合には、ステップＳ１００に進む。
【００３０】
ステップＳ１００では、次式（５）により、補正後の燃料噴射量Ｔinj（ｋ）を算出する。詳しくは、ステップＳ７０で演算された筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）及びステップＳ５０で算出された吸気弁閉時の直接輸送率αclを用いて、次式（５）を演算する。そして、ステップＳ２００に進む
Ｔinj（ｋ）＝Ｔdmn（ｋ）／αcl・・・（５）
ステップＳ９０において、式（４）が成立しない、即ち筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に対して吸気弁閉期間における燃料噴射では足りない場合には、ステップＳ１１０に進む。
【００３１】
ステップＳ１１０では、筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に対して、吸気弁閉期間及び吸気弁開期間の両方における直接筒内に輸送される燃料量で足りるか否かを判別する。具体的には、ステップＳ５０で算出された吸気弁閉時の直接輸送率αcl、ステップＳ８０で演算された吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）及び吸気弁開期間Ｔopt（ｋ）、ステップＳ６０で算出された吸気弁開時の直接輸送率αop、ステップＳ７０で演算された筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）を用いて、次式（６）が成立するか否かを判別する。
αcl・Ｔclt（ｋ）＋αop・Ｔopt（ｋ）≧Ｔdmn（ｋ）・・・（６）
上記式（６）が成立する、即ち筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に対して吸気弁閉期間及び吸気弁開期間の両方における燃料噴射で足りる場合には、ステップＳ１２０に進む。
【００３２】
ステップＳ１２０では、次式（７）により、補正後の燃料噴射量Ｔinj（ｋ）を算出する。詳しくは、ステップＳ８０で演算された吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）、ステップＳ７０で演算された筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）、ステップＳ５０で算出された吸気弁閉時の直接輸送率αcl及びステップＳ６０で算出された吸気弁開時の直接輸送率αopを用いて、次式（７）を演算する。そして、ステップＳ２００に進む。
Ｔinj（ｋ）＝Ｔclt（ｋ）＋（Ｔdmn（ｋ）−αcl・Ｔclt（ｋ））／αop・・・（７）
ステップＳ１１０において、式（６）が成立しない、即ち筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に対して吸気弁閉期間及び吸気弁開期間の両方における燃料噴射でも足りない場合には、ステップＳ１３０に進む。
【００３３】
ステップＳ１３０では、次式（８）により、補正後の燃料噴射量Ｔinj（ｋ）を算出する。詳しくは、ステップＳ８０で演算された吸気弁開期間Ｔopt（ｋ）、ステップＳ７０で演算された筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）、ステップＳ５０で算出された吸気弁閉時の直接輸送率αcl及びステップＳ６０で算出された吸気弁開時の直接輸送率αopを用いて、次式（８）を演算する。そして、ステップＳ２００に進む。
Ｔinj（ｋ）＝Ｔopt（ｋ）＋（Ｔdmn（ｋ）−αop・Ｔopt（ｋ））／αcl・・・（８）
一方、ステップＳ２０において、付着補正条件が成立していないと判定された場合には、ステップＳ１４０に進む。
【００３４】
ステップＳ１４０では、ステップＳ１０において演算された基本燃料噴射量Ｔbase（Ｋ）を、そのまま補正後の燃料噴射量Ｔinj（ｋ）として設定する。そして、ステップＳ２００に進む。
ステップＳ２００では、上記ステップＳ１００、１２０〜１４０において算出あるいは設定された燃料噴射量（燃料噴射時間に相当）Ｔinj（ｋ）が、燃料噴射弁３０の最小可能駆動時間であるインジェクタ最小駆動時間Ｔclp（ｋ）以上であるか否かを判別する。燃料噴射量Ｔinj（ｋ）が、インジェクタ最小駆動時間Ｔclp（ｋ）以上である場合には、ステップＳ２２０に進む。インジェクタ最小駆動時間Ｔclp（ｋ）未満である場合には、ステップＳ２１０に進む。
【００３５】
ステップＳ２１０では、燃料噴射量Ｔinj（ｋ）を、インジェクタ最小駆動時間Ｔclp（ｋ）に書き換える。そして、ステップＳ２２０に進む。
ステップＳ２２０では、燃料噴射量Ｔinj（ｋ）が、ステップＳ８０で演算された吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）未満であるか否かを判別する。燃料噴射量Ｔinj（ｋ）が吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）未満である場合にはステップＳ２３０に進む。
【００３６】
ステップＳ２３０では、吸気弁閉中噴射量Ｔinj  cl（ｋ）を燃料噴射量Ｔinj（ｋ）に設定するとともに、吸気弁開中噴射量Ｔinj  op（ｋ）を０に設定する。そして、ステップＳ３００に進む。
ステップＳ２２０において、燃料噴射量(燃料噴射時間)Ｔinj（ｋ）が吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）以上であると判定された場合にはステップＳ２４０に進む。
【００３７】
ステップＳ２４０では、次式（９）が成り立つか、詳しくは燃料噴射量（燃料噴射時間）Ｔinj（ｋ）が、ステップＳ８０で演算された吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）及び吸気弁開期間Ｔopt（ｋ）の和未満であるか否かを判別する。
Ｔinj（ｋ）＜Ｔclt（ｋ）＋Ｔopt（ｋ）・・・（９）
式(９)が成り立つ場合は、ステップＳ２５０に進む。
【００３８】
ステップＳ２５０では、吸気弁閉中噴射量（噴射時間）Ｔinj  cl（ｋ）を吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）に設定するとともに、吸気弁開中噴射量(噴射時間)Ｔinj  op（ｋ）をＴinj（ｋ）−Ｔclt（ｋ）に設定する。そして、ステップＳ３００に進む。
ステップＳ２４０において式(９)が成立しない、即ち燃料噴射量(燃料噴射時間)Ｔinj（ｋ）が、吸気弁閉期間Ｔclt（ｋ）と吸気弁開期間Ｔopt（ｋ）との和以上であると判定された場合は、ステップＳ２６０に進む。
【００３９】
ステップＳ２６０では、吸気弁閉中噴射量Ｔinj  cl（ｋ）をＴinj（ｋ）−Ｔopt（ｋ）に設定するとともに、吸気弁開中噴射量(噴射時間)Ｔinj  op（ｋ）を吸気弁開期間Ｔopt（ｋ）に設定する。そして、ステップＳ３００に進む。
ステップＳ３００では、次式（１０）により弁部残留燃料量Ｒvalve（ｋ）を算出するとともに、次式（１１）により管壁残留燃料量Ｒwall（ｋ）を算出する。
Ｒvalve（ｋ）＝（１−Ｘ）・Ｒvalve（ｋ−1）＋（１−αcl）・βcl・Ｔinj  cl（ｋ）＋（１−αop）・βop・Ｔinj  op（ｋ）・・・（１０）
Ｒwall（ｋ）＝（１−Ｙ）・Ｒwall（ｋ−１）＋（１−αcl）・（１−βcl）・Ｔinj  cl（ｋ）＋（１−αop）・（１−βop）・Ｔinj  op（ｋ）・・・（１１）
そして、本ルーチンを終了する。
【００４０】
以上のように制御することで、本実施形態では、基本燃料噴射量Ｔbase（ｋ）の燃料が筒内に輸送されるように、筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）が演算される。筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）は、弁部残留燃料量Ｒvalve（ｋ）に弁部蒸発割合Ｘを積算して求められる弁部蒸発量と、管壁残留燃料量Ｒwall（ｋ）に管壁蒸発割合Ｙを積算して求められる管壁蒸発量とを、基本燃料噴射量Ｔbase（ｋ）から減算して求められる。
【００４１】
弁部残留燃料量Ｒvalve（ｋ）は、前回算出した弁部残留燃料量Ｒvalve（ｋ−１）のうち蒸発せずに弁部に残留している量（１−Ｘ）・Ｒvalve（ｋ−1）に対して、吸気弁閉時の弁部残留燃料量である（１−αcl）・βcl・Ｔinj  cl（k）と、吸気弁開時の弁部残留燃料量である（１−αop）・βop・Ｔinj  op（ｋ）とが加算されて求められている。そして、これら吸気弁閉時及び吸気弁開時の弁部残留燃料量は、夫々直接輸送率と弁部付着率とを用いて演算されている。
【００４２】
同様に、管壁残留燃料量Ｒwall（ｋ）は、前回算出した管壁残留燃料量Ｒwall（ｋ−１）のうち蒸発せずに管壁に残留している量（１−Ｙ）・Ｒwall（ｋ−1）に対して、吸気弁閉時の管壁残留燃料量である（１−αcl）・（１−βcl）・Ｔinj  cl（k）と、吸気弁開時の管壁残留燃料量である（１−αop）・（１−βop）・Ｔinj  op（ｋ）とが加算されて求められている。
【００４３】
即ち、本実施形態では、吸気弁の開時と閉時とで直接輸送率及び弁部付着率が夫々演算され、これらに基づいて弁部残留燃料量及び管壁残留燃料量が演算される。吸気弁の開時と閉時では、吸気管内の吸気の流通状態が著しく異なるので、本実施形態のように、吸気弁の開時と閉時とで分けて、夫々の直接輸送率及び弁部付着率を用いて補正することで、必要量の燃料を正確に筒内に輸送させることができる。
【００４４】
特に、吸気弁の開時及び閉時における直接輸送率を用いて補正しているので、吸気弁の開閉状態に応じた筒内への燃料の流入状態の変化を十分に考慮した補正が可能となり、特にエンジン１が過渡運転状態であっても正確な燃料噴射量制御を可能にすることができる。
また、本実施形態では、筒内必要燃料量Ｔdmn（ｋ）に応じて、吸気弁閉期間での燃料噴射、吸気弁閉期間及び吸気弁開期間での燃料噴射が使い分けられる。また、吸気弁閉期間及び吸気弁開期間での燃料噴射でも必要燃料噴射量に足りない場合には開期間後にも更に続けて燃料噴射を行うので、必要燃料噴射量が多い場合でも十分に対応することができる。
【００４５】
なお、本発明はエタノール混合燃料車においても適用することができる。エタノール混合燃料は、ガソリンとエタノールとの混合比により燃料の輸送特性が変化するので、燃料輸送特性パラメータをマップ参照用水温ＷＴと吸気量Ｑだけでなく混合比にも基づいて算出する。
具体的には、直接輸送率、弁部付着率及び蒸発割合といった各種燃料輸送特性パラメータ演算用のマップとして、上記図７〜１２に示すＥ０（ガソリン１００％）用マップの他に、例えばＥ８５（エタノール８５％）用マップをあらかじめ記憶しておき、これら２つのマップと補間係数マップとを用いてアルコール濃度に基づいて各燃料輸送特性パラメータを夫々算出する。詳しくは、第１実施形態におけるステップＳ４０〜６０において、夫々燃料輸送特性パラメータを算出する際に、Ｅ０用マップから燃料輸送特性パラメータＡと、Ｅ８５用マップから燃料輸送特性パラメータＢと、補間係数マップから求めた補間係数Ｋを用いて、次式（１２）を演算し、各種燃料輸送特性パラメータを算出する。
燃料輸送特性パラメータ＝Ａ×(１―Ｋ)＋Ｂ×Ｋ・・・（１２）
なお、補間係数マップは、図１３に示すように、アルコール濃度に対する補間係数Ｋを示したマップである。アルコール濃度は、燃料補給時に運転者が設定したり、アルコール濃度センサにより検出したりして得ればよい。
【００４６】
以上のように、燃料輸送特性パラメータをアルコール濃度に基づいて補正することで、各混合比のエタノール混合燃料を使用するエンジンについても燃料噴射量を適正に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明に係る燃料噴射制御装置を備えたエンジンの概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態における燃料量の演算要領を示すフローチャートである。
【図３】本発明の実施形態における燃料量の演算要領を示すフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態における燃料量の演算要領を示すフローチャートである。
【図５】マップ参照用水温ＷＴの補間係数算出用のマップである。
【図６】水温及び燃料温度と燃料輸送特性パラメータとの関係を示すグラフである。
【図７】弁部蒸発割合算出用のマップである。
【図８】管壁蒸発割合算出用のマップである。
【図９】吸気弁閉時の直接輸送率算出用のマップである。
【図１０】吸気弁閉時の弁部付着率算出用のマップである。
【図１１】吸気弁開時の直接輸送率算出用のマップである。
【図１２】吸気弁開時の弁部付着率算出用のマップである。
【図１３】混合燃料における燃料輸送特性パラメータの補間係数算出用のマップである。
【符号の説明】
【００４８】
１  エンジン
２  吸気弁
５  吸気ポート
３０  燃料噴射弁
４０  ＥＣＵ
【図１】
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【図２】
0004484088.tif 000003
【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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