JP2006105110A - エンジンの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】要求噴射量を過渡時に従来よりも応答遅れなく与える。
【解決手段】アクセル開度APOを検出するアクセル開度検出手段４２と、アクセルペダル４１と機械的に接続されておらず前記アクセル開度APOに応じて吸気絞り弁開度目標値が定まると共に、実際に吸気絞り弁開度が前記吸気絞り弁目標値と一致するまでに所定の応答遅れを有する吸気絞り弁装置２２と、吸気絞り弁の上流の空気流量Qaを検出する空気流量検出手段３２と、アクセル開度APOにより定まる吸気絞り弁先取り面積AAPO及び吸気絞り弁の開度TVOにより定まる絞り弁面積ATVOの比AAPO／ATVOと、空気流量Qaと、に基づいて吸気絞り弁先取り流量Qaaを算出する吸気絞り弁先取り流量算出手段５８と、この吸気絞り弁先取り流量Qaaに基づいて要求噴射量Tpfを算出する要求噴射量算出手段５９〜６１と、この要求噴射量Tpfを燃料噴射制御に用いる燃料噴射制御手段３１とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明はエンジンの制御装置に関する。

１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃ［ｇ／cycle］に対して理論空燃比（１４．７）を得るための噴射量であるシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ［ｍｓ］を算出し、このシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを１０ｍｓ進めた噴射量を１０ｍｓ先取り噴射量とし、この１０ｍｓ先取り噴射量の燃料を燃料噴射弁からエンジンに供給するものがある（特許文献１参照）。
特開平１−３０５１４４号公報

図３、図４は、加速により吸気絞り弁開度ＴＶＯを大きくしたときにシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ及び１０ｍｓ先取り噴射量の変化について示している。図３、図４においてエンジン回転速度Ｎｅは一定（例えば所定回転速度Ｎ０）とし、同期噴射タイミングＩＴは時刻ｔ１より少し遅れた時刻ｔ２である。時刻ｔ３から時刻ｔ６までは吸気弁開期間である。同期噴射タイミングＩＴはクランク角に同期しており、通常は図示のように吸気行程の手前である。

さて、吸気弁閉時期ＩＶＣである時刻ｔ６でシリンダ空気量（図示しない）が確定する。確定するとは、１つのシリンダに空気量Ｑｃ１が閉じこめられたことを意味している。したがって、このときに目標空燃比を得るためにはこのシリンダ空気量Ｑｃ１に対応する噴射量Ｔｆ１を時刻ｔ２の同期噴射タイミングで与える必要がある。ということは、要求噴射量は（ｔ２、Ｔｆ１）の点を通過する波形であり、かつ要求噴射量の応答波形そのものはシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ（Ｔｐの応答の位相はシリンダ空気量の応答の位相と同じ）の応答波形とそっくり同じであるので、シリンダ空気量相当噴射量Ｔｐの応答の位相を図示の位置まで進めた応答波形が要求噴射量の応答波形になる（図３、図４の破線参照）。

しかしながら、１０ｍｓ先取り噴射量の応答波形では要求噴射量の応答波形に間に合わないため、実空燃比は一時的にリーンとなる（図４（Ｄ））。

特に、急加速時のリーン失火を放置できないため、図４に示したように同期噴射タイミングＩＴの後に割り込み噴射を行ってリーン失火が生じないようにしているが、割り込み噴射量と急加速の程度との間には本来何の相関関係もないので、急加速時の割り込み噴射を導入していると、図４（Ｄ）において実線で示したように加速初期のリーン化は防止できるものの、加速後期には却ってリッチになっている（つまり噴射量の演算精度が不足する）。

また、従来より壁流補正を付加することで味付けもしているが、このときには図４（Ｄ）において一点鎖線で示したように加速後半に補正過剰となることが避け難く壁流補正にも限界がある。

このように現状のシステムではここまでが限界であり、過渡時の運転性や排気浄化レベルの点で大きな不満が出るレベルではないものの、近年の運転性や排気規制の動向を考えると、さらなる過渡運転性や排気浄化レベルの改善が求められる。

本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、新たに従来装置と異なるエンジンの制御装置を提案することを目的としている。

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。

本発明は、アクセルペダル（４１）の踏み込み量をアクセル開度ＡＰＯとして検出するアクセル開度検出手段（４２）と、前記アクセルペダル（４１）と機械的に接続されておらず前記アクセル開度ＡＰＯに応じて吸気絞り弁開度目標値が定まると共に、実際に吸気絞り弁開度が前記吸気絞り弁目標値と一致するまでに所定の応答遅れＴ２を有する吸気絞り弁装置（２２）と、前記吸気絞り弁の上流の空気流量Ｑａを検出する空気流量検出手段（３２）と、前記アクセル開度ＡＰＯにより定まる吸気絞り弁先取り面積ＡＡＰＯ及び吸気絞り弁の開度ＴＶＯにより定まる絞り弁面積ＡＴＶＯの比ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯと、前記空気流量Ｑａと、に基づいて吸気絞り弁先取り流量Ｑａａを算出する吸気絞り弁先取り流量算出手段（５８）と、前記吸気絞り弁先取り流量Ｑａａに基づいて要求噴射量Ｔｐｆを算出する要求噴射量算出手段（５９，６０，６１）と、この要求噴射量Ｔｐｆを燃料噴射制御に用いる燃料噴射制御手段（３１）と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、アクセル開度ＡＰＯにより定まる吸気絞り弁先取り面積ＡＡＰＯ及び吸気絞り弁の開度ＴＶＯにより定まる絞り弁面積ＡＴＶＯの比ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯと、前記空気流量Ｑａと、に基づいて吸気絞り弁先取り流量Ｑａａを算出し、この吸気絞り弁先取り流量Ｑａａに基づいて要求噴射量Ｔｐｆを算出して、この要求噴射量Ｔｐｆを燃料噴射制御に用いるようにした。このようにしたので、要求噴射量Ｔｐｆを過渡時（加速時又は減速時）に従来よりも応答遅れなく与えることができるようになり、過渡時の空燃比制御精度が向上し、これにより過渡時のレスポンス、排気性能及び燃費を向上できるのである。

以下では図面等を参照して本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。

図１は本発明の一実施形態を示す概略構成図である。

吸気絞り弁２３により調量される空気は、吸気コレクタ２に蓄えられた後、吸気マニフォルド３を介して各気筒の燃焼室５に導入される。燃料は各気筒の吸気ポート４に配置された燃料噴射弁２１より、所定のタイミングで吸気ポート４内に間欠的に噴射供給される。ここで、燃料噴射弁２１に与える燃料噴射量は、エンジンコントローラ３１がエアフローメータ３２（空気流量検出手段）により検出される吸入空気流量と、クランク角センサ（３３、３４）からの信号に基づいて演算されるエンジン回転速度とに応じて算出している。

噴射された燃料は吸気と混合して混合気を作り、この混合気は吸気弁１５を閉じることで燃焼室５内に閉じこめられ、ピストン６の上昇によって圧縮され、点火プラグ１４により着火されて燃焼する。この燃焼によるガス圧がピストン６を押し下げる仕事を行い、このピストン６の往復運動はクランクシャフト７の回転運動へと変換される。燃焼後のガス（排気）は排気弁１６が開いたとき排気通路８へと排出される。

排気通路８には三元触媒９、１０を備える。三元触媒９、１０は排気の空燃比が理論空燃比を中心とした狭い範囲にあるとき、排気に含まれるＨＣ、ＣＯ及びＮＯｘを同時に効率よく除去できる。このため、エンジンコントローラ３１では運転条件に応じて燃料噴射弁２１からの基本噴射量を定めるとともに、三元触媒９の上流に設けたＯ₂センサ３５からの信号に基づいて空燃比をフィードバック制御する。

吸気絞り弁２３はスロットルモータ２４により駆動される。運転者の要求トルクはアクセルペダル４１の踏み込み量（アクセル開度）に現れる。そこで、エンジンコントローラ３１はアクセルセンサ４２（アクセル開度検出手段）からの信号に基づいて目標トルクを定め、この目標トルクを実現するための目標空気量を定め、この目標空気量が得られるようにスロットルモータ２４を介して吸気絞り弁２３の開度を制御する。

ここで、吸気絞り弁２３とスロットルモータ２４からなる吸気絞り弁装置２２は、アクセルペダル４１と機械的に接続されておらずアクセル開度に応じて吸気絞り弁開度目標値が定まるとともに、実際に吸気絞り弁開度が吸気絞り弁目標値と一致するまでに所定の応答遅れを有している。

吸気弁１５のリフト量及び作動角を連続的に可変制御する多節リンク状の機構で構成される可変バルブ機構（以下、「ＶＥＬ機構」という。）２６と、クランクシャフト７と吸気バルブ用カムシャフト２５との回転位相差を連続的に可変制御して、吸気弁１５のバルブタイミングを進遅角する可変バルブタイミング機構（以下「ＶＴＣ機構」という。）２７とを備える。これらの具体的な構成は特開２００３−３１４３４７公報により公知であるのでその詳しい説明は省略する。

図２は加速時の応答波形、具体的にはアクセル開度ＡＰＯが第１開度ＡＰＯ１である状態から時刻ｔ１で第２開度ＡＰＯ２まで踏み増ししてその第２開度ＡＰＯ２を保持したときの波形図である。このとき、吸気絞り弁装置２２には応答遅れがあるので、吸気絞り弁開度ＴＶＯは時刻ｔ４でやっと大きくなる。吸気絞り弁開度ＴＶＯが大きくなって吸気絞り弁２３下流に流入する空気流量が増えても、この増えた空気はコレクタ２に一旦蓄えられた後に燃焼室５（シリンダ）へと吸入されるので、１つのシリンダに実際に吸入される空気量（この空気量を以下「シリンダ空気量」という。）Ｑｃは、時刻ｔ４よりもさらに遅れた時刻ｔ５で立ち上がる。

本発明では過渡時例えば加速時における噴射量の応答と空気量の応答の間の位相のズレだけを問題にするため、図２では噴射量と空気量とを同じ高さに揃えている。理論空燃比を目標空燃比とするとき、実際には噴射量が１であるのに対して空気量は１４．７倍が必要であり、したがって本来なら噴射量が加速時に例えば１０から１３へと大きくなるとき、空気量は１４．７×１０から１４．７×１３へと１４．７×３だけ大きくなるのであるが、図２においては噴射量について縦軸方向に１４．７倍に拡大していると思えばよく、したがって噴射量が加速時に上記のように１０から１３へと３大きくなるとき、空気量も１０から１３へと３だけ大きくなる。また、シリンダ空気量Ｑｃの単位は［ｇ／cycle］であり、要求噴射量Ｔｐｆの単位は［ｍｓ］であって、同じではないが、こうした単位の違いも無視する。こうして簡略化すると、噴射量と空気量の応答波形は時間軸方向にずれているだけで、平行移動させるとぴったり重なることとなる。言い換えると、図２においてはシリンダ空気量Ｑｃが１に対して要求噴射量Ｔｐｆとして１を与えれば目標空燃比が得られることとなる。

さて、本発明の燃料噴射制御の基本的な考え方は次の通りである。すなわち、吸気絞り弁装置２２の場合、アクセル開度ＡＰＯに対し絞り弁開度ＴＶＯは時刻ｔ１から時刻ｔ４までの応答遅れ、実際には約４０〜５０ｍｓの無駄時間Ｔ２が生じる。ということは、燃料噴射量の演算にアクセル開度ＡＰＯを用いれば、吸気絞り弁開度ＴＶＯの応答の位相よりも先行した要求噴射量の応答を実現できる。そのためにはシリンダ空気量Ｑｃが応答する際の位相をアクセル開度ＡＰＯが応答する際の位相と一致するまで、シリンダ空気量Ｑｃを進めた値をアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａとして算出する。このアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａに、要求噴射量Ｔｐｆと同期させるための遅れ処理、図では無駄時間Ｔ１の遅れ処理を行って破線で示す要求噴射量Ｔｐｆを演算する。

図２においてエンジン回転速度Ｎｅは一定（例えば所定回転速度Ｎ０）とし、同期噴射タイミングＩＴは時刻ｔ１より少し遅れた時刻ｔ２にあるものとする。時刻ｔ３から時刻ｔ６までは吸気弁開期間である。同期噴射タイミングＩＴはクランク角に同期しており、通常は図示のように吸気行程の手前にくる。

吸気弁閉時期ＩＶＣである時刻ｔ６でシリンダ空気量が確定する。確定するとは、１つのシリンダに空気量Ｑｃ１が閉じこめられたことを意味している。したがって、このときに目標空燃比を得るためにはこのシリンダ空気量Ｑｃ１と同じ量の噴射量Ｔｐｆ１を時刻ｔ２の同期噴射タイミングで与える必要がある。ということは、要求噴射量Ｔｐｆは（ｔ２、Ｔｐｆ１）の点を通過する応答波形であり、かつ要求噴射量Ｔｐｆの応答波形そのものはアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａの応答波形とそっくり同じであるので、アクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａの応答の位相を所定の無駄時間Ｔ１だけ遅らせた応答波形を要求噴射量Ｔｐｆの応答波形とする。

図２で横軸は時間軸であるため、エンジン回転速度Ｎｅが上記の所定回転速度Ｎ０より高くなったり低くなったりすると同期噴射タイミングＩＴが変化する。エンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ０より低くなったときには同期噴射タイミングＩＴが図示の位置より遅れ（図で右側に移動し）、逆にエンジン回転速度Ｎｅが所定回転速度Ｎ０より高くなったときには同期噴射タイミングＩＴが図示の位置より早まる（図で左側に移動する）。つまり、エンジン回転速度Ｎｅにより無駄時間Ｔ１が変化するので、無駄時間Ｔ１はエンジン回転速度Ｎｅに応じて定める必要がある。

なお、図２において同期噴射タイミングＩＴが動き得る範囲については、進角側（図で左側）へは時刻ｔ１に一致するまでとする。同期噴射タイミングＩＴが時刻ｔ１を超えて進角する場合はとりあえずは考えない。

比較のため現状の燃料噴射制御を図３、図４に示す。図３、図４は図２と同じ運転条件で考えている。ただし、図３（Ｃ）、図４（Ｃ）では図２と異なり応答波形はすべて噴射量である。

さて、図３、図４においてシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ［ｍｓ］は１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃ［ｍｇ／cycle］を用いて次式により算出される。

Ｔｐ＝（Ｑｃ／１４．７）×Ｋ１ …（補１）
ただし、Ｋ１；空気量を同期噴射パルス幅に変換するための係数（一定値）。

つまり、シリンダ空気量相当噴射量Ｔｐは１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃに対して理論空燃比（１４．７）を得るための噴射量である。このシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを現状では１０ｍｓ進めた応答波形を作ってこれを１０ｍｓ先取り噴射量とし、この１０ｍｓ先取り噴射量の燃料を燃料噴射弁２１よりエンジンに供給している。

しかしながら、この１０ｍｓ先取り噴射量でも同期噴射タイミングＩＴが図２と同じ位置にあるときには要求噴射量の応答波形に間に合わないため、実空燃比は加速時にリーンとなる（図４（Ｄ）の破線参照）。

特に、急加速時のリーン失火を放置できないため、図４に示したように同期噴射タイミングＩＴの後に割り込み噴射を行ってリーン失火が生じないようにしている。しかし、割り込み噴射量と急加速の程度との間には本来何の相関関係もないので、急加速時の割り込み噴射を導入していると、図４（Ｄ）において実線で示したように加速初期のリーン化は防止できるものの、加速後期に却ってリッチになっている（つまり噴射量の演算精度が不足する）。

また、従来より壁流補正（後述する（１１）式の過渡補正量Kathosによる補正のこと）を付加することで味付けもしているが、このときには図４（Ｄ）において一点鎖線で示したように加速後半に補正過剰となることが避け難く壁流補正にも限界がある。

このように現状のシステムではここまでが限界であり、過渡の運転性や排気浄化レベルの点で大きな不満が出るレベルではないものの、近年の運転性や排気規制の動向を考えると、さらなる過渡運転性や排気浄化レベルの改善が求められるところであり、今回新たに従来装置と異なる燃料噴射制御を提案するものである。

エンジンコントローラ３１により実行される、新たな燃料噴射制御の制御内容を以下のブロック図に基づいて詳述する。ただし、本実施形態は可変動弁装置（ＶＥＬ機構２６及びＶＴＣ機構２７）を備えているが、先に可変動弁装置を備えない場合で説明し、その後で可変動弁装置を備える場合に言及する。

図５、図６は２つの実施形態の制御ブロック図、図７は図５、図６の一部詳細ブロック図、図８は図６のみの一部詳細ブロック図、図９は２つの実施形態に共通する加速時の応答を示す波形図である。図５、図７に示す実施形態と図６、図７、図８に示す実施形態とはほぼ等価な構成あり、要求に応じていずれかの実施形態を採用すればよい。ここでは図５、図７を第１実施形態、図６、図７、図８を第２実施形態として区別し、２つの実施形態に共通する部分を先に説明し、第２実施形態については第１実施形態との違いを主に説明する。

第１、第２の実施形態の図５、図６は要求噴射量Ｔｐｆ［ｍｓ］、燃料噴射量Ｔｉ［ｍｓ］及びシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ［ｍｓ］を算出するためのもので、所定時間Δｔ毎（例えば１ｍｓ毎）に繰り返し実行する。

図５、図６において、ＡＦＭ出力遅れ進み補償部５１は、エアフローメータ３２から信号を入力し、応答遅れ進み補償を行って、エアフローメータ流量Ｑａ［ｋｇ／ｈ］を求める。ただし、ここでは１／３６００を乗じて、流量の単位としては［ｇ／ｍｓ］で扱う。エアフローメータ出力の遅れ進み補償を行う方法は特開２００３−３１４３４７公報に詳しいのでその説明は省略する。

アクセル面積算出部５２は、アクセルセンサ４２により検出されるアクセル開度ＡＰＯから図１０に示したテーブルを検索することにより吸気絞り弁先取り面積としてのアクセル面積ＡＡＰＯ［ｍ²］を求める。また絞り弁面積算出部５３は、スロットルセンサ３６により検出される吸気絞り弁２３の開度ＴＶＯから図１１に示したテーブルを検索することにより絞り弁面積ＡＴＶＯ［ｍ²］を求める。面積比算出部５４は、これらアクセル面積ＡＡＰＯと絞り弁面積ＡＴＶＯとの比ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯを算出する。

ここで、アクセル面積ＡＡＰＯはアクセル開度ＡＰＯにより定まる仮想面積である。また絞り弁面積ＡＴＶＯは吸気絞り弁の開度ＴＶＯにより定まる仮想面積である。アクセル面積ＡＡＰＯは絞り弁面積ＡＴＶＯと１対１で対応するように設定されている。つまり、図１０、図１１においてアクセル開度ＡＰＯの最大値は吸気絞り弁開度ＴＶＯの最大値に等しく、またアクセル面積ＡＡＰＯの最大値は吸気絞り弁面積ＡＴＶＯの最大値に等しい。このため、アクセルペダル４１を全部踏み込んだときのアクセル面積ＡＡＰＯは絞り弁２３の全開時の絞り弁面積ＡＴＶＯに等しい。アクセルペダル４１を半分まで踏み込んだときのアクセル面積ＡＡＰＯは絞り弁２３の半開時の絞り弁面積ＡＴＶＯに等しい。

ただし、加速時（もちろん減速時も）には図２（Ａ）に示したように、アクセル開度ＡＰＯの立ち上がりに対して、吸気絞り弁装置２２の応答遅れの分だけ絞り弁開度ＴＶＯの立ち上がりが遅れる。同様に、図９（Ａ）に示したように、アクセル面積ＡＡＰＯの立ち上がりに対して吸気絞り弁装置２２の応答遅れの分だけ吸気絞り弁面積ＡＴＶＯの立ち上がりが遅れる。

ここで、アクセル面積ＡＡＰＯに対する絞り弁面積ＡＴＶＯの応答遅れ（つまり吸気絞り弁装置２２の応答遅れ）を吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２であるとみなす。ただし、これに限られるものでなく、吸気絞り弁装置２２の応答遅れを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２に一次（又は数次）の遅れが加わったものとみなしてもよい。吸気絞り弁装置２２の応答遅れを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２とみなすときは、絞り弁面積ＡＴＶＯの応答波形は、アクセル面積ＡＡＰＯの応答波形を右側に平行移動させただけの波形（図示せず）となるが、吸気絞り弁装置２２の応答遅れを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２に一次遅れが加わったものとみなすときには、絞り弁開度ＴＶＯや絞り弁面積ＡＴＶＯの応答波形は図２（Ａ）、図９（Ａ）に示したようになる。

圧力比算出部５５は、マニフォルド部圧力の先行圧であるアクセル開度相当マニフォルド部圧力Ｐｍａ［Ｐａ］と、大気圧センサ４３により検出される大気圧Ｐａ［Ｐａ］の比Ｐｍａ／Ｐａから図１２に示したテーブルを検索することにより補正圧力比ＰＲＡ［無名数］を求める。圧力比算出部５６は、マニフォルド部圧力Ｐｍ［Ｐａ］そのものと、大気圧センサ４３により検出される大気圧Ｐａ［Ｐａ］の比Ｐｍ／Ｐａから図１３に示したテーブルを検索することにより補正圧力比ＰＲ［無名数］を求める。圧力比比算出部５７は、これら補正圧力比ＰＲＡとＰＲの比である圧力比比ＰＲＲを次式により算出する。

ＰＲＲ＝ＰＲＡ／ＰＲ …（１）。

アクセル開度相当流量算出部５８は、エアフローメータ流量Ｑａを、上記の面積比ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯ及び圧力比比ＰＲＲとで補正して、つまり次式により吸気絞り弁先取り流量としてのアクセル開度相当流量Ｑａａ［ｇ／ｍｓ］を算出する。

Ｑａａ＝Ｑａ×（ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯ）×ＰＲＲ …（２）。

ここで、加速時にこのアクセル開度相当流量Ｑａａがどうなるかを図９を参照して考えてみる。図９において加速前のアクセル面積を第１面積ＡＡＰＯ１、加速後のアクセル面積を第２面積ＡＡＰＯ２とする。また加速前のマニフォルド部圧力を第１圧力Ｐｍ１、加速後のマニフォルド部圧力を第２圧力Ｐｍ２とする。

また、簡単のため補正圧力比ＰＲＡ≒Ｐｍａ／Ｐｍ、補正圧力比ＰＲ≒Ｐｍ／Ｐａとする。このとき、ＰＲＲ＝ＰＲＡ／ＰＲ＝Ｐｍａ／Ｐｍとなる。したがって、上記（２）式に代えて次式を考える。

Ｑａａ＝Ｑａ×（ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯ）×（Ｐｍａ／Ｐｍ） …（補２）。

まず、（補２）式右辺の面積比（ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯ）は、アクセル面積が第１面積ＡＡＰＯ１より第２面積ＡＡＰＯ２に達するまでは１．０より徐々に大きくなり、アクセル面積が第２面積ＡＡＰＯ２に達したときより吸気絞り弁面積ＡＴＶＯが立ち上がるまでは一定を保ち、吸気絞り弁面積ＡＴＶＯが立ち上がってから第２面積ＡＡＰＯ２に一致するまでは徐々に小さくなり、吸気絞り弁面積ＡＴＶＯが第２面積ＡＡＰＯ２に一致したとき１．０になる。一方、圧力比（Ｐｍａ／Ｐｍ）は、アクセル開度相当マニフォルド部圧力Ｐｍａが第１圧力Ｐｍ１より第２圧力Ｐｍ２に達するまでは１．０より徐々に大きくなり、アクセル開度相当マニフォルド部圧力Ｐｍａが第２圧力Ｐｍ２に達したときよりマニフォルド部圧力Ｐｍが立ち上がるまでは一定を保ち、マニフォルド部圧力Ｐｍが立ち上がってから第２圧力Ｐｍ２に一致するまでは徐々に小さくなり、マニフォルド部圧力Ｐｍが第２圧力Ｐｍ２に一致したとき、１．０になる。そして、流量Ｑａａはこのように変化する面積比及び圧力比比に比例するのであるから、図９（Ｂ）に示したように流量Ｑａａは、時刻ｔ１で急激に立ち上がってピークをとり、その後は徐々に小さくなってエアフローメータ流量Ｑａと一致する波形となる。

このように、アクセル開度相当流量Ｑａａは、このエアフローメータ流量Ｑａが応答する際の位相をアクセル開度ＡＰＯが応答する際の位相と一致するまで、エアフローメータ流量Ｑａを進めた値、つまりエアフローメータ流量Ｑａを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２だけ進めた値である。

実際には、図１２、図１３に示したように、圧力比Ｐｍａ／Ｐｍ、Ｐｍ／Ｐｍに代えて補正圧力比ＰＲＡ、ＰＲを用いており、補正圧力比ＰＲＡ、ＰＲは圧力比Ｐｍａ／Ｐａ、Ｐｍ／Ｐａが１．０に近い付近で１．０より小さくなる値である。圧力比Ｐｍａ／Ｐａ、Ｐｍ／Ｐａが１．０に近い付近で補正圧力比ＰＲＡ、ＰＲを１．０より小さくしているのは、次の理由からである。すなわち、圧力比Ｐｍａ／Ｐａ、Ｐｍ／Ｐａが１．０に近い付近とは高負荷域であり、高負荷域では上記（補２）式により算出される流量Ｑａａより実際の流量が低下するので、補正圧力比ＰＲＡ、ＰＲを導入し、流量Ｑａａを高負荷域での実際の流量に適合させるようにしたものである。

図１２の補正圧力比ＰＲＡの特性は図１３の補正圧力比ＰＲの特性と同一であり、これらの特性は吸気絞り弁装置２２の流量特性によって決定される。

このようにして算出されるアクセル開度相当流量Ｑａａを入力するマニフォルド充填モデル５９では、マニフォルド部空気量Ｃｍａを算出し、１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部６０が、このマニフォルド部空気量Ｃｍを用いて、１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａ［ｇ／cycle］を算出する。

ここで、マニフォルド充填モデルと１サイクル当たりシリンダ空気量算出部との組み合わせは、特開２００１−５００９１公報の技術により公知であり、本発明においても図８に示したようにそっくり流用している。本発明は、この公知の技術を応用し、マニフォルド充填モデル５９及び１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部６０を図７に示したように構成する。図７と、公知の技術そのものである図８とを比較すれば分かるように、本発明は、エアフローメータ流量Ｑａに代えて、アクセル開度相当流量Ｑａａをマニフォルド部流入空気量算出部から入力する。この違いにより、本発明では、１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃが応答する際の位相をアクセル開度ＡＰＯが応答する際の位相と一致するまで、１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃを進めた値、つまり、図２に示したように１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２だけ進めた値を新たに求めることになる。そこで、この新たに求まる値を１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａと定義する（参照）。

なお、図９にも１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａを示しているが、このときには応答の位相の違いだけを考えおり、したがって噴射量（Ｔｐ、Ｔｐｆ）との単位の違いは無視されている。

２つの実施例に共通する図７の詳細ブロック図を説明する。図７においてマニフォルド充填モデル５９は、マニフォルド部流入空気量算出部８１、マニフォルド部空気量収支計算部８２を備える。また１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部６０は、アクセル開度相当シリンダ空気量算出部８５、加重平均処理部８６、単位換算部８７を備えており、所定時間Δｔ毎に１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａ［ｇ／cycle］を繰り返し算出する。所定時間Δｔは制御周期であり、例えば１ｍｓとする。

ここでは前提として、マニフォルド部（図１でコレクタ２、マニフォルド３及びポート４の総称）の圧力をＰｍ［Ｐａ］、マニフォルド部容積をＶｍ［ｍ³］、マニフォルド部空気量をＣｍ［ｇ］、マニフォルド部温度をＴｍ［Ｋ］とする。また、シリンダ部（図１で燃焼室５のこと）の圧力をＰｃ［Ｐａ］、シリンダ容積をＶｃ［ｍ³］、シリンダ部温度をＴｃ［Ｋ］とする。さらに、マニフォルド部とシリンダ部とでＰｍ＝Ｐｃ、Ｔｍ＝Ｔｃ（圧力及び温度は変化しない）と仮定する。

マニフォルド部流入空気量算出部８１は、アクセル開度相当流量Ｑａａ［ｇ／ｍｓ］に制御周期Δｔ（＝１ｍｓ）を乗算して、つまり次式により制御周期Δｔ当たりにマニフォルド部へ流入する空気量Ｃａａ［ｇ］を算出する。

Ｃａａ＝Ｑａａ×Δｔ …（３）。

マニフォルド部空気量収支計算部８２は、マニフォルド部空気量の前回値Ｃｍ(n-1)にこのマニフォルド部へ流入する空気量Ｃａａ［ｇ］を加算し、またマニフォルド部からシリンダ部へと流出するアクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａ(n)［ｇ］を減算して、つまり次式によりマニフォルド部空気量Ｃｍａ(n)［ｇ］を算出する。

Ｃｍａ(n)＝Ｃｍａ(n-1)＋Ｃａａ−Ｃｃａ(n) …（４）
（４）式右辺のアクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａ(n)は、前回（今回より制御周期Δｔだけ前）にアクセル開度相当シリンダ空気量算出部８５により算出されているアクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａである。

アクセル開度相当シリンダ空気量算出部８５では、マニフォルド部空気量Ｃｍａ(n)、シリンダ容積Ｖｃ［ｍ³］、マニフォルド部容積Ｖｍ［ｍ³］（Ｖｃ、Ｖｍは一定値）を用いて次式によりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａ(n)［ｇ］を算出する。

Ｃｃａ(n)＝Ｖｃ×Ｃｍａ(n)／Ｖｍ …（５）。

（５）式は、次のようにして求めたものである。気体の状態方程式Ｐ・Ｖ＝Ｃ・Ｒ・Ｔより、Ｃ＝Ｐ・Ｖ／（Ｒ・Ｔ）であるので、シリンダ部について次式が成立する。

Ｃｃ＝Ｐｃ・Ｖｃ／（Ｒ・Ｔｃ） …（補３）。

ここで、シリンダ部圧力Ｐｃとマニフォルド部圧力Ｐｍは等しく、かつシリンダ部温度Ｔｃとマニフォルド部温度Ｔｍは等しいと仮定しているので、次式が得られる。

Ｃｃ＝Ｐｍ・Ｖｃ／（Ｒ・Ｔｍ） …（補４）。

一方、気体の状態方程式Ｐ・Ｖ＝Ｃ・Ｒ・Ｔより、Ｐ／（Ｒ・Ｔ）＝Ｃ／Ｖであるので、マニフォルド部について次式が成立する。

Ｐｍ／（Ｒ・Ｔｍ）＝Ｃｍ／Ｖｍ …（補５）。

この（補５）式を（補４）式に代入すれば以下が成立する。

Ｃｃ＝Ｖｃ・〔Ｐｍ／（Ｒ・Ｔｍ）〕＝Ｖｃ・〔Ｃｍ／Ｖｍ〕。

ここではシリンダ空気量Ｃｃに代えて、アクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａを求めているので、Ｃｃに代えてＣｃａを用いれば上記の（５）式が得られる。

アクセル開度相当シリンダ空気量算出部８５で今回算出されたアクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａ(n)は次回にマニフォルド部空気量収支計算部８２で用いられる。このように、マニフォルド部空気量収支計算部８２とアクセル開度相当シリンダ空気量算出部８５とでは互いに相手の値を用いてサイクリックに算出する。

加重平均処理部８６では、このアクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａ（＝Ｃｃａ(n)）を加重平均処理して、つまり次式によりアクセル開度相当シリンダ空気量の加重平均値Ｃｃａｋ［ｇ］を算出する。

Ｃｃａｋ(n)＝Ｃｃａｋ(n-1)×（１−Ｍ）＋Ｃｃａ×Ｍ …（６）
ただし、Ｃｃａｋ(n) ；今回のアクセル開度相当シリンダ空気量の加重平均値、
Ｃｃａｋ(n-1)；Δｔ前のアクセル開度相当シリンダ空気量の加重平均値
Ｍ ；加重平均係数（０＜Ｍ＜１）。

単位換算部８７では、このアクセル開度相当シリンダ空気量の加重平均値Ｃｃａｋ（＝Ｃｃａｋ(n)）をサイクル周期に対応させるため、エンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］を用いて、次式により１サイクル（４気筒エンジンであればクランク角で７２０°）当たりのアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａ［ｇ／cycle］に変換する。

Ｑｃａ＝Ｃｃａｋ／（１２０／Ｎｅ） …（７）。

一方、マニフォルド部圧力算出部８３では、マニフォルド部空気量Ｃｍａ（＝Ｃｍａ(n)）、温度センサ４４により検出されるマニフォルド部温度Ｔｍ［Ｋ］、マニフォルド部容積Ｖｍ［ｍ³］を用いて次式によりマニフォルド部圧力Ｐｍ［Ｐａ］を算出する。

Ｐｍ＝Ｃｍａ×Ｒ×（Ｔｍ／Ｖｍ） …（８）
（８）式は、上記の（補５）式を変形したものである。

アクセル開度相当マニフォルド部圧力算出部８４では、このマニフォルド部圧力Ｐｍを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２だけ進ませた圧力を、アクセル開度相当マニフォルド部圧力Ｐｍａ［Ｐａ］として算出する。

このようにして１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａ［ｇ／cycle］、マニフォルド部圧力Ｐｍ、アクセル開度相当マニフォルド部圧力Ｐｍａの算出を終了したら、図５に戻り、要求噴射量算出部６１及びシリンダ空気量相当噴射量算出部６２では、１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａを理論空燃比（１４．７）で除算して、つまり次式により理論空燃比の得られるアクセル開度相当噴射量Ｔｃａ［ｍｓ］を求める。

Ｔｃａ＝（Ｑｃａ／１４．７）×Ｋ１ …（９）
ただし、Ｋ１；空気量を同期噴射パルス幅に変換するための係数（一定値）。

そして、このアクセル開度相当噴射量Ｔｃａを、要求噴射量算出部６１では無駄時間Ｔ１だけ遅らせた値（ＴｃａにＴ１の遅れを持たせた値）を要求噴射量Ｔｐｆ［ｍｓ］として算出する。同様にして、アクセル開度相当噴射量Ｔｃａをシリンダ空気量相当噴射量算出部６２では吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２だけ遅らせた値（ＴｃａにＴ２の遅れを持たせた値）をシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ［ｍｓ］（現在のシリンダ空気量相当の噴射量）として算出する。噴射量として表現しているが、実体は同期噴射パルス幅である。

また、シリンダ空気量算出部６５では、１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａを吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２［ｍｓ］だけ遅らせた値（ＱｃａにＴ２の遅れを持たせた値）をシリンダ空気量Ｑｃ［ｇ／cycle］として算出する。

上記の無駄時間Ｔ１［ｍｓ］は、無駄時間算出部６３が、エンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］と吸気絞り弁装置２２の時間（例えば無駄時間Ｔ２）とから次式により算出する。

Ｔ１＝Ｔ２−（６０×１０００／Ｎｅ）×（Ｘ１／３６０） …（１０）
ただし、Ｘ１；先取りクランク角区間［ｄｅｇ］。

ここで、先取りクランク角区間Ｘ１は図２、図９において同期噴射タイミングＩＴより吸気弁閉時期ＩＶＣまでのクランク角区間で、（１０）式右辺第２項はそのときのエンジン回転速度Ｎｅでこの先取りクランク角区間Ｘ１を経過するに要する時間（つまり噴射量セット時間）を計算したものである。その際、６０を乗算して１分当たりを１秒当たりに換算し、さらに１０００を乗算して秒［ｓ］の単位をミリ秒［ｍｓ］の単位に換算している。したがって、吸気絞り弁装置２２の無駄時間Ｔ２［ｍｓ］よりこの先取りクランク角区間Ｋ１相当の時間である噴射量セット時間を差し引くことで、無駄時間Ｔ１［ｍｓ］を求めることができる。

上記の先取りクランク角区間Ｘ１は、同期噴射タイミングＩＴが予め決まっており、かつ可変動弁装置を備えない場合には一定値である。

燃料噴射量算出部６４では、上記の要求噴射量Ｔｐｆを用いて、つまり次式によりシーケンシャル噴射かつ同期噴射の燃料噴射量Ｔｉ［ｍｓ］を算出する。

Ｔｉ＝（Ｔｐｆ＋Kathos）×Tfbya×（α＋αｍ−１）×２＋Ｔｓ …（１１）
ただし、Kathos；過渡補正量［ｍｓ］、
Tfbya ；目標当量比［無名数］、
α ；空燃比フィードバック補正係数［無名数］、
αｍ ；空燃比学習値［無名数］、
Ｔｓ ；無効パルス幅［ｍｓ］、
Ｔｐｆ；本発明では要求噴射量［ｍｓ］、
従来装置では１０ｍｓ先取り噴射量［ｍｓ］。

（１１）式の過渡補正量は壁流燃料の補正のために必要となる値である。目標当量比Tfbyaは理論空燃比を目標空燃比とするとき１．０となり、理論空燃比よりリーン側の空燃比を目標空燃比とするとき１．０より小さく、この反対に理論空燃比よりリッチ側の空燃比を目標空燃比とするとき１．０より大きくなる値である。

そして、図示しない噴射制御において、吸気弁開時期ＩＶＯの前に設定されている所定の同期噴射タイミングＩＴになると、気筒別にこのＴｉだけ燃料噴射弁２１を開く。

なお、本発明においても、シリンダシリンダ空気量相当噴射量算出部６２を設けて、シリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを算出しているのは、従来装置とのつなぎのためである。すなわち、本発明では要求噴射量Ｔｐｆに基づいて燃料噴射量Ｔｉを算出するので、燃料噴射制御上はシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐは不要であるが、従来装置ではシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐをエンジン負荷として用いている場合があり、この場合に供する必要があるため、本発明でも １サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａに基づいてシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを求めているのである。そして、従来装置と同様に、このシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐをエンジン負荷相当量として用いてエンジン制御を行う。また、シリンダ空気量Ｑｃを用いてエンジン制御を行う。

次に、第２実施形態に移ると、第２実施形態は、シリンダ空気量相当噴射量の算出方法が第１実施形態と異なり、図６に示したように、シリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ［ｍｓ］を、 １サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａからではなく、従来装置と同じにエアフローメータ流量Ｑａから求めるようにしたものである。すなわち、エアフローメータ流量Ｑａに基づいてマニフォルド充填モデル７１及び１サイクル当たりシリンダ空気量算出部７２により、１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃｋ［ｇ／cycle］を算出し、この１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃｋに基づいて、シリンダ空気量相当噴射量算出部７３において次式によりシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐ［ｍｓ］を算出する。

Ｔｐ＝（Ｑｃｋ／１４．７）×Ｋ１ …（１２）
ただし、Ｋ１；空気量を同期噴射パルス幅に変換するための係数（一定値）、
（１２）式は上記の（補１）式と同じものである。

また、シリンダ空気量算出部７４では、１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃｋをそのままシリンダ空気量Ｑｃ［ｇ／cycle］として算出する。

図８はこれらマニフォルド充填モデル７１及び１サイクル当たりシリンダ空気量算出部７２の詳細ブロック図である。図８において、マニフォルド充填モデル７１はマニフォルド部流入空気量算出部９１、マニフォルド部空気量収支計算部９２を、また１サイクル当たりシリンダ空気量算出部７２はシリンダ空気量算出部９５、加重平均処理部９６、単位換算部９７をそれぞれ備えており、所定時間Δｔ毎に１サイクル当たりシリンダ空気量Ｑｃｋ［ｇ／cycle］を繰り返し算出する。所定時間Δｔは制御周期であり、例えば１ｍｓとする。ただし、図８の構成は特開２００１−５００９１公報の技術そのものであるので、その詳細な説明は省略する。

第１、第２の実施形態とも制御ブロック図で示したが、これをフローチャートで構成することもできる。このときには、そのフローチャートにより要求噴射量Ｔｐｆ、燃料噴射量Ｔｉ及びシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを短い周期毎（例えば１０ｍｓ毎）に繰り返し算出すればよい。図５〜図８においては制御周期Δｔを１ｍｓとしているが、これに限られるものでない。

ここで第１、第２の実施形態の作用を説明する。

アクセル開度ＡＰＯと応答の位相を同じくするエアフローメータ流量Ｑａを、このエアフローメータ流量Ｑａが応答する際の位相をアクセル開度ＡＰＯが応答する際の位相と一致するまで進めた値であるアクセル開度相当流量Ｑａａは、過渡時例えば加速時にはアクセル開度ＡＰＯが立ち上がるのと位相を同じくして立ち上がる（図９（Ｃ）参照）。一方、吸気絞り弁開度ＴＶＯは、アクセル開度ＡＰＯが立ち上がった後に所定の応答遅れ（Ｔ２）をもって立ち上がるのであるから、アクセル開度相当流量Ｑａａを用いれば、吸気絞り弁開度ＴＶＯの応答の位相よりも先行した噴射量の応答を実現できる。

この場合に、図２に示したように、アクセル開度ＡＰＯが変化したタイミング（ｔ１）より遅れたｔ２に同期噴射タイミングＩＴが訪れるとき、この同期噴射タイミングＩＴ（＝ｔ２）で要求噴射量Ｔｐｆを与える必要があり、この要求噴射量Ｔｐｆは、上記のアクセル開度相当流量Ｑａａに基づいてあるいはこのアクセル開度相当流量Ｑａａに対して、要求噴射量Ｔｐｆと同期させるための遅れ処理を行った値に基づけば算出することができる。

また、シリンダ空気量相当噴射量Ｔｐは、上記のアクセル開度相当流量Ｑａａに対して、吸気絞り弁装置２２の応答遅れ（Ｔ２）だけ遅らせた値に基づいて算出することができる。これを逆にいうと、アクセル開度相当流量Ｑａａに吸気絞り弁装置２２の応答遅れ（Ｔ２）を持たせた値に基づいてシリンダ空気量相当噴射量（Ｔｐ）を算出することができる。

また、シリンダ空気量Ｑｃについても、上記のアクセル開度相当流量Ｑａａに対して、吸気絞り弁装置２２の応答遅れ（Ｔ２）だけ遅らせた値に基づいて算出することができる。

このように、第１、第２の実施形態によれば、実際に吸気絞り弁開度が吸気絞り弁開度目標値と一致するまでに応答遅れを有する吸気絞り弁装置２２を備えるエンジンを前提として、エアフローメータ３２により吸気絞り弁上流の空気流量Ｑａを検出し、この検出される空気流量Ｑａに対しアクセル開度相当流量Ｑａａとして算出し、このアクセル開度相当流量Ｑａａに基づいてまたはアクセル開度相当流量Ｑａａに所定の遅れを持たせた値に基づいて要求噴射量Ｔｐｆを算出する。具体的には、エアフローメータ流量Ｑａを、アクセル開度相当流量算出部５８でこの検出されるエアフローメータ流量Ｑａが応答する際の位相をアクセル開度ＡＰＯが応答する際の位相と一致するまで進めた値をアクセル開度相当流量Ｑａａとして算出し、マニフォルド充填モデル５９、１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部６０、要求噴射量算出部６１により、このアクセル開度相当流量Ｑａａに吸気絞り弁装置２２の応答遅れ（Ｔ２）よりも短い所定の応答遅れ（Ｔ１）を持たせた値に基づいて要求噴射量Ｔｐｆを算出するので、要求噴射量Ｔｐｆを過渡時（加速時又は減速時）に従来よりも応答遅れなく与えることができることから過渡時の空燃比制御精度が向上し、これにより過渡時のレスポンス、排気性能及び燃費を向上できる。特に、加速時の空燃比制御精度が向上することになると、割り込み噴射を廃止できることになり、そのぶん過渡の適合が簡素化される。また過渡時の空燃比制御精度の向上により壁流補正の適合が容易ともなる。

また、第１、第２の実施形態によれば、実際に吸気絞り弁開度が吸気絞り弁開度目標値と一致するまでに応答遅れを有する吸気絞り弁装置を備えるエンジンを前提として、エアフローメータ３２により吸気絞り弁上流の空気流量Ｑａを検出し、この検出される空気流量Ｑａに対しアクセル開度ＡＰＯに対する吸気絞り弁開度ＴＶＯの応答遅れ分を補償した空気流量をアクセル開度相当流量Ｑａａとして算出し、このアクセル開度相当流量Ｑａａに基づいてまたはアクセル開度相当流量Ｑａａに所定の遅れ（Ｔ１）を持たせた値に基づいてシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを算出し、このシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐをエンジン負荷相当量として用いてエンジン制御を行うので、従来装置とは異なる構成で、従来装置と同じシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを得ることができる。

また、第１、第２の実施形態によれば、実際に吸気絞り弁開度が吸気絞り弁開度目標値と一致するまでに応答遅れを有する吸気絞り弁装置を備えるエンジンを前提として、エアフローメータ３２により吸気絞り弁上流の空気流量Ｑａを検出し、この検出される空気流量Ｑａに対しアクセル開度ＡＰＯに対する吸気絞り弁開度ＴＶＯの応答遅れ分を補償した空気流量をアクセル開度相当流量Ｑａａとして算出し、このアクセル開度相当流量Ｑａａに基づいてまたはアクセル開度相当流量Ｑａａに所定の遅れ（Ｔ１）を持たせた値に基づいてシリンダ空気量Ｑｃを算出し、このシリンダ空気量Ｑｃを用いてエンジン制御を行うので、従来装置とは異なる構成で、従来装置と同じシリンダ空気量Ｑｃを得ることができる。

また、第１、第２の実施形態によれば、吸気絞り弁装置２２の応答遅れが吸気絞り弁装置の無駄時間Ｔ２であるので、構成を簡素にすることができる。

また、吸気弁閉時期ＩＶＣにシリンダ空気量Ｑｃが確定するので、このときに理論空燃比（目標空燃比）を得るためにはこの確定したシリンダ空気量に対応する噴射量を同期噴射タイミングＩＴで与える必要があるところ、第１、第２の実施形態によれば、上記（１０）式に示したように、同期噴射タイミングＩＴより吸気弁閉時期ＩＶＣまでのクランク角区間（先取りクランク角区間Ｘ）に要する時間を噴射量セット時間としているので、噴射弁閉時期ＩＶＣに確定するシリンダ空気量のときに目標空燃比を得るための過不足のない要求噴射量Ｔｐｆを、同期噴射タイミングＩＴで応答遅れなく与えることが可能となり、これにより過渡時の空燃比制御精度が向上する。

さらに第１、第２の実施形態によれば、上記（１０）式に示したように、同期噴射タイミングＩＴより吸気弁閉時期ＩＶＣまでのクランク角区間（先取りクランク角区間Ｘ）に要する時間をエンジン回転速度Ｎｅに基づいて算出しているので、エンジン回転速度Ｎｅが相違しても、噴射弁閉時期ＩＶＣに確定するシリンダ空気量のときに目標空燃比を得るための過不足のない要求噴射量Ｔｐｆを、同期噴射タイミングＩＴで応答遅れなく与えることが可能となり、これによりエンジン回転速度Ｎｅに関係なく過渡時の空燃比制御精度が向上する。

図１４は、吸気絞り弁装置２２に加えてＶＴＣ機構２７を備える場合を対象とする第３実施形態で、第１実施形態の図７と置き換わるものである。図１４において第１実施形態の図７と同一部分には同一番号をつけている。

図１４（図５の一部詳細ブロック図）のブロック図の説明に入る前に、可変動弁装置を備えるエンジンの燃料噴射制御の考え方を図１６を参照して説明する。

図１６は可変動弁装置の目標値を変化させた場合の応答を示す波形図である。

ここで、可変動弁装置の目標値とは、吸気弁開時期、吸気弁閉時期、排気弁開時期、排気弁閉時期、吸気弁バルブリフトまたは吸気弁作動角の少なくともひとつの目標値のことである。

ここでは話を簡単にするため、吸気絞り弁装置はなく、吸気弁開時期、吸気弁閉時期、排気弁開時期、排気弁閉時期、吸気弁バルブリフトまたは吸気弁作動角のうち少なくとも一つを任意に制御可能な可変動弁装置を備える、いわゆるノンスロットルエンジンのうち、吸気弁の開閉時期を任意に制御可能なＶＴＣ機構２７のみを備えるノンスロットルエンジンで考える。このノンスロットルエンジンにおいては、可変動弁装置の目標値は、吸気弁開時期目標値及び吸気弁閉時期目標値である。この場合に、ＶＴＣ機構２７の機構上、吸気弁開時期ＩＶＯから吸気弁閉時期ＩＶＣまでのクランク角（開弁クランク角）は一定で変化しないので、図１６には吸気弁閉時期で代表させて示している。

エンジン回転速度とエンジン負荷とから定まる運転条件に応じて、吸気弁開時期目標値や吸気弁閉時期目標値をどのように定めているかについては、特開２００３−１２９８７１、特開２００３−６５１３１、特開平１１−２１４０号に記載があるので、その説明は省略するが、例えば低負荷状態から高負荷状態へと移行する加速時には、図１７に示したように吸排気弁１５、１６のオーバーラップが拡大する向き、つまり吸気弁１５の開閉時期目標値が進角側へと変化する。

図１６は、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが吸気弁１５の第１開時期ＩＶＯｍ１、第１閉時期ＩＶＣｍ１である状態より加速が行われたためにｔ１１のタイミングで吸気弁１５の第２開時期ＩＶＯｍ２、第２閉時期ＩＶＣｍ２へと進角しその後は第２開時期ＩＶＯｍ２、第２閉時期ＩＶＣｍ２が保持されたときの応答波形図である。このとき、可変動弁装置にも、第１、第２の実施形態で説明した吸気絞り弁装置２２と同様の、所定の応答遅れ（Ｔｖ２）があるため吸気弁１５の実際の開閉時期である吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒはｔ１４のタイミングでやっと進角する。吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒが進角しても空気の応答には遅れがあるため、シリンダ空気量Ｑｃはｔ１４のタイミングよりも更に遅れたｔ１５のタイミングで立ち上がる。なお、図１６においても図２と同様に、便宜上、噴射量と空気量とを同じ高さに揃えている。

さて、可変動弁装置を備える場合の燃料噴射制御の基本的考え方は、吸気絞り弁装置を備える場合の燃料噴射制御の基本的考え方と同様である。すなわち、可変動弁装置の場合には、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍに対し吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒはｔ１１よりｔ１４までの応答遅れ、実際には約４０〜５０ｍｓの無駄時間Ｔｖ２を生じる。ということは、燃料噴射量の演算に吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍを用いれば、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒの応答の位相よりも先行した要求噴射量の応答を実現できる。そのためには吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒを、この吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒが応答する際の位相を吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが応答する際の位相と一致するまで進めた値を、吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆとして算出する（図１６（Ｂ）参照）。この吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに、要求噴射量Ｔｐｆと同期させるための遅れ処理、図では無駄時間Ｔｖ１の遅れ処理を行って図１６（Ｂ）に破線で示す吸気弁１５の開時期要求値ＩＶＯｆ、閉時期要求値ＩＶＣｆを算出する。

これをシリンダ空気量や噴射量の変化でみると、図１６（Ｄ）に示したように、吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに対応するシリンダ空気量である先取り値相当シリンダ空気量Ｑｃｆｆは、シリンダ空気量Ｑｃよりも可変動弁装置の応答遅れ（Ｔｖ２）の分だけ先に立ち上がり、この先取り値相当シリンダ空気量Ｑｃｆｆより無駄時間Ｔｖ１の後に、吸気弁１５の開時期要求値ＩＶＯｆ、閉時期要求値ＩＶＣｆに対応する要求噴射量Ｔｐｆが立ち上がっている。

ここでは、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍに対する吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒの応答遅れ（つまり可変動弁装置の応答遅れ）を可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２であるとみなしている。ただし、これに限られるものでなく、可変動弁装置の応答遅れを可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２に一次（または数次）の遅れが加わったものとみなしてもかまわない。可変動弁装置の応答遅れを可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２とみなすときは、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒの応答波形は、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍの応答波形を右側に平行移動させただけの波形（図示せず）となるが、可変動弁装置の応答遅れを可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２に一次遅れが加わったものとみなすときには、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒの応答波形は図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）に示したようになる。

図１６で横軸は時間軸であるため、エンジン回転速度Ｎｅが上記の所定値Ｎ０より高くなったり低くなったりすると同期噴射タイミングＩＴが変化する。エンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎ０より低くなったときには同期噴射タイミングＩＴが図示の位置より遅れ（図で右側に移動し）、この逆にエンジン回転速度Ｎｅが所定値Ｎ０より高くなったときには同期噴射タイミングＩＴが図示の位置より早まる（図で左側に移動する）。つまり、エンジン回転速度Ｎｅにより無駄時間Ｔｖ１が変化するので、無駄時間Ｔｖ１はエンジン回転速度Ｎｅに応じて定める必要がある。

これで、可変動弁装置を備える場合の燃料噴射制御の基本的考え方の説明を終了する。

第１実施形態と相違する部分を主に説明すると、図１４においては第１実施形態の図７と相違して、新たにシリンダ容積算出部１０１が設けられ、このシリンダ容積算出部１０１では吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒに基づいてシリンダ容積Ｖｃを算出し、アクセル開度相当シリンダ空気量算出部８５では、この算出したシリンダ容積Ｖｃを用いて上記（５）式により、アクセル開度相当シリンダ空気量Ｃｃａ（n）［ｇ］を算出する。

ここで、吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒに基づいてシリンダ容積Ｖｃを算出するのは次の理由からである。すなわち、可変動弁装置を備える場合には、吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒの相違により新気分のシリンダ容積Ｖｃが実質的に変化し、これに伴ってシリンダ空気量Ｖｃが変化する。ということは、アクセル開度相当シリンダ空気量Ｑｃａ（n）［ｇ］もシリンダ容積Ｖｃの相違により変化する。そこで、吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒに基づいてシリンダ容積Ｖｃを算出するようにしたものである。

シリンダ容積Ｖｃの算出については図１５（図１４のシリンダ容積算出部１０１の詳細ブロック図）のブロック図により詳述する。図１５はシリンダ容積Ｖｃを算出するものであり、所定時間Δｔ毎（例えば１ｍｓ毎）に実行する。

ここで、シリンダ容積の算出については基本的に特開２００１−５００９１に記載の技術を用いている。そして、この基本的な技術に対して、第３実施形態では新たに吸気弁開閉時期要求値算出部１１１を新たに追加している。吸気弁開閉時期要求値算出部１１１は、吸気弁閉時期先取り値算出部１１２、吸気弁開時期先取り値算出部１１３、無駄時間算出部１１４、吸気弁閉時期要求値算出部１１５、吸気弁開時期要求値算出部１１６を備えている。

まず、吸気弁閉時期先取り値算出部１１２では、吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒを可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２だけ進ませた吸気弁閉時期を、吸気弁閉時期先取り値ＩＶＣｆｆとして算出する。同様にして、吸気弁開時期先取り値算出部１１３では、吸気弁開時期実値ＩＶＯｒを可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２だけ進ませた吸気弁開時期を、吸気弁開時期先取り値ＩＶＯｆｆとして算出する。

上記の吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒ、吸気弁開時期実値ＩＶＯｒは、吸気弁１５に対しリフトセンサ４６を設けて直接的に検出する。

吸気弁閉時期要求値算出部１１５では、吸気弁閉時期先取り値ＩＶＣｆｆを無駄時間Ｔｖ１だけ遅らせた値を吸気弁閉時期要求値ＩＶＣｆとして算出する。同様にして、吸気弁開時期要求値算出部１１６では、吸気弁開時期先取り値ＩＶＯｆｆを無駄時間Ｔｖ１だけ遅らせた値を吸気弁開時期要求値ＩＶＯｆとして算出する。

上記の無駄時間Ｔｖ１［ｍｓ］は、無駄時間算出部１１４が、エンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］と可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２とから次式により算出する。

Ｔｖ１＝Ｔｖ２−（６０×１０００／Ｎｅ）×（Ｘ１／３６０） …（１３）
ただし、Ｘ１；先取りクランク角区間［ｄｅｇ］。

ここで、先取りクランク角区間Ｘ１は図１６において同期噴射タイミングＩＴより吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒまでのクランク角区間で、（１３）式右辺第２項はそのときのエンジン回転速度Ｎｅでこの先取りクランク角区間Ｘ１を経過するに要する時間（つまり噴射量セット時間）を計算したものである。その際、６０を乗算して１分当たりを１秒当たりに換算し、さらに１０００を乗算して秒の単位［ｓ］をミリ秒［ｍｓ］の単位に換算している。従って、可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２［ｍｓ］よりこの先取りクランク角区間Ｋ１相当の時間である噴射量セット時間を差し引くことで、無駄時間Ｔｖ１［ｍｓ］を求めることができる。

上記の先取りクランク角区間Ｘ２としては、リフトセンサ４６により検出される吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒと同期噴射タイミングＩＴとからクランク角単位［ｄｅｇ］で計算する。

目標シリンダ容積算出部１１７では、吸気弁閉時期要求値ＩＶＣｆから、そのときのシリンダ容積を算出し、これを目標シリンダ容積Ｖｃｍ［ｍ³］とする。

シリンダ内新気割合算出部１１８では、吸気弁開時期要求値ＩＶＯｆ、排気弁閉時期ＥＶＣ（一定値）、また必要によりＥＧＲ率により、シリンダ内新気割合η［％］を算出し、実シリンダ容積算出部１１９で、目標シリンダ容積Ｖｃｍにこのシリンダ内新気割合ηを乗じて、実シリンダ容積Ｖｃｒ［ｍ³］＝Ｖｃｍ・ηを算出する。これはシリンダ内の新気だけのシリンダ容積を求めるものである。

排気弁閉時期ＥＶＣと吸気弁開時期実値ＩＶＯｒとによりオーバーラップ量が定まり、オーバーラップ量が多くなるほどシリンダ内に残留する不活性ガス量（内部ＥＧＲ量）が多くなるので、上記のシリンダ内新気割合ηは基本的にオーバーラップ量に基づいて求める。また、可変動弁装置を備えるエンジンでは、オーバーラップ量の制御により内部ＥＧＲ量を自在に制御できるので、一般にはＥＧＲ装置（外部ＥＧＲ装置）は設けないが、外部ＥＧＲ装置を設ける場合には、更に外部ＥＧＲ装置のＥＧＲ率により補正して、最終的なシリンダ内新気割合ηを求める。

実シリンダ容積変化速度算出部１２０では、実シリンダ容積Ｖｃｒ［ｍ³］にエンジン回転速度Ｎｅ［ｒｐｍ］を乗じて、つまり次式により実シリンダ容積変化速度ΔＶｃ［ｍ³／ｍｓ］を算出する。

ΔＶｃ＝Ｖｃｒ×Ｎｅ×Ｋ２ …（１４）。

ここで、（１４）式のＫ２は単位を揃えるための定数で、Ｋ２＝（１／３０）×（１／１０００）である。１／３０は、エンジン回転速度Ｎｅの単位を［ｒｐｍ］から［１８０ｄｅｇ／ｓｅｃ］へと変換するためのものであり、１／１０００は、実シリンダ容積変化速度ΔＶｃの単位を［ｍ³／ｓ］より［ｍ³／ｍｓ］へと変換するためのものである。

シリンダ容積算出部１２１では、実シリンダ容積変化速度ΔＶｃに制御周期Δｔを乗算して、つまり次式によりシリンダ容積Ｖｃ［ｍ³］を算出する。

Ｖｃ＝ΔＶｃ×Δｔ …（１５）。

ここで、第３実施形態の作用効果を、図１６を参照して説明する。

吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒを、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒが応答する際の位相を吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが応答する際の位相と一致するまで進めた値である吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆは、過渡時例えば加速時には、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが進角側に変化するのと位相を同じくして進角側に変化する（図１６（Ｂ）参照）。一方、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒは、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが進角側へと変化した後に可変動弁装置の応答遅れ（Ｔｖ２）をもって変化する。

このとき上記の吸気弁閉時期の変化に対応してシリンダ空気量がどのように変化するのかを示したのが図１６（Ｄ）である。吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに対応する先取り値相当シリンダ空気量Ｑｃｆｆは、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが進角側に変化するのと位相を同じくして立ち上がり、一方、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒに対応するシリンダ空気量Ｑｃは、先取り値相当シリンダ空気量Ｑｃｆｆが立ち上がった後に可変動弁装置の応答遅れ（Ｔｖ２）をもって立ち上がっている。従って、先取り値相当シリンダ空気量Ｑｃｆｆつまり吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆを用いれば、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒの応答の位相よりも先行した噴射量の応答を実現できる。

この場合に、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが変化したタイミングあるいはそのタイミングより遅れて同期噴射タイミングＩＴが訪れるとして、この同期噴射タイミングＩＴで要求噴射量Ｔｐｆを与える必要があり、この要求噴射量Ｔｐｆは、吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに対して、要求噴射量Ｔｐｆと同期させるための遅れ処理（Ｔｖ１）を行った値（吸気弁１５の開時期要求値ＩＶＯｆ、閉時期要求値ＩＶＣｆ）に基づけば算出することができる。

また、シリンダ空気量相当噴射量Ｔｐは、吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに対して、可変動弁装置の応答遅れ（Ｔｖ２）だけ遅らせた値に基づけば算出することができる。これを逆に言うと、吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに可変動弁装置の応答遅れ（Ｔｖ２）を持たせた値に基づいて算出することができる。

また、シリンダ空気量Ｑｃについても、吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに可変動弁装置の応答遅れ（Ｔｖ２）を持たせた値に基づいて算出することができる。

このように、第３実施形態によれば、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒ（制御量の実値）が吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍ（制御量の目標値）と一致するまでに応答遅れ（Ｔｖ２）を有する可変動弁装置を備えるエンジンを前提として、吸気通路の空気流量Ｑａをエアフローメータ３２により検出し、前記応答遅れを補償した値を吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆとして算出し、この吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆと前記検出される空気流量Ｑａとに基づいてまたは吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに所定の遅れ（Ｔｖ１）を持たせた値である吸気弁１５の開時期要求値ＩＶＯｆ、閉時期要求値ＩＶＣｆと前記検出される空気流量Ｑａとに基づいて要求噴射量Ｔｐｆを算出し、この要求噴射量Ｔｐｆを燃料噴射制御に用いるので、要求噴射量Ｔｐｆを、吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍが進角側や遅角側に変化する過渡時に従来よりも応答遅れなく与えることができることから過渡時の空燃比制御精度が向上し、これにより可変動弁装置を備えるエンジンにおいても、過渡時のレスポンス、排気性能及び燃費を向上できる。特に、加速時の空燃比制御精度が向上することになると、割り込み噴射を廃止できることになり、そのぶん過渡の適合が簡素化される。また過渡時の空燃比制御精度の向上により壁流補正の適合が容易ともなる。

また、第３実施形態によれば、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒが吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍと一致するまでに応答遅れ（Ｔｖ２）を有する可変動弁装置を備えるエンジンを前提として、吸気通路の空気流量Ｑａをエアフローメータ３２により検出し、前記応答遅れを補償した値を吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｒｒ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆとして算出し、この吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆと前記検出される空気流量Ｑａとに基づいてまたはこの吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに所定の遅れ（Ｔｖ１）を持たせた値である吸気弁１５の開時期要求値ＩＶＯｆ、閉時期要求値ＩＶＣｆと前記検出される空気流量Ｑａとに基づいてシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐを算出し、このシリンダ空気量相当噴射量Ｔｐをエンジン負荷相当量として用いてエンジン制御を行うので、可変動弁装置を備えるエンジンにおいても、従来装置とは異なる構成で、従来装置と同じシリンダ空気量相当噴射量（Ｔｐ）を得ることができる。

また、第３実施形態によれば、吸気弁１５の開時期実値ＩＶＯｒ、閉時期実値ＩＶＣｒが吸気弁１５の開時期目標値ＩＶＯｍ、閉時期目標値ＩＶＣｍと一致するまでに応答遅れ（Ｔｖ２）を有する可変動弁装置を備えるエンジンを前提として、吸気通路の空気流量Ｑａをエアフローメータ３２により検出し、前記応答遅れを補償した値を吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆとして算出し、この吸気弁１５の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆと前記検出される空気流量Ｑａとに基づいてまたは吸気弁の開時期先取り値ＩＶＯｆｆ、閉時期先取り値ＩＶＣｆｆに所定の遅れ（Ｔｖ１）を持たせた値である吸気弁１５の開時期要求値ＩＶＯｆ、閉時期要求値ＩＶＣｆと前記検出される空気流量Ｑａとに基づいてシリンダ空気量Ｑｃを算出し、このシリンダ空気量Ｑｃを用いてエンジン制御を行うので、従来装置とは異なる構成で、従来装置と同じシリンダ空気量Ｑｃを得ることができる。

また、第３実施形態によれば、可変動弁装置の応答遅れが可変動弁装置の無駄時間Ｔｖ２であるので、構成を簡素にすることができる。

また、吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒにシリンダ空気量Ｑｃが確定するので、このときに理論空燃比（目標空燃比）を得るためにはこの確定したシリンダ空気量に対応する噴射量を同期噴射タイミングＩＴで与える必要があるところ、第３実施形態によれば、上記（１３）式に示したように、同期噴射タイミングＩＴより吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒまでのクランク角区間（先取りクランク角区間Ｘ２）に要する時間を噴射量セット時間としているので、噴射弁閉時期実値ＩＶＣｒに確定するシリンダ空気量のときに目標空燃比を得るための過不足のない要求噴射量Ｔｐｆを、同期噴射タイミングＩＴで応答遅れなく与えることが可能となり、これにより過渡時の空燃比制御精度が向上する。

また、第３実施形態によれば、上記（１３）式に示したように、同期噴射タイミングＩＴより吸気弁閉時期実値ＩＶＣｒまでのクランク角区間（先取りクランク角区間Ｘ２）に要する時間をエンジン回転速度Ｎｅに基づいて算出しているので、エンジン回転速度Ｎｅが相違しても、噴射弁閉時期実値ＩＶＣｒに確定するシリンダ空気量のときに目標空燃比を得るための過不足のない要求噴射量Ｔｐｆを、同期噴射タイミングＩＴで応答遅れなく与えることが可能となり、これによりエンジン回転速度Ｎｅに関係なく過渡時の空燃比制御精度が向上する。

特許請求の範囲に記載の吸気絞り弁先取り流量算出手段の機能は図５のアクセル開度相当流量算出部５８により、要求噴射量算出手段の機能は図５のマニフォルド充填モデル５９、１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部６０、要求噴射量算出部６１により、シリンダ空気量相当噴射量算出手段の機能は図５のシリンダ空気量相当噴射量算出部６２によりそれぞれ果たされている。

またシリンダ空気量算出手段の機能は図５のシリンダ空気量算出部６５により果たされている。

また特許請求の範囲に記載の吸気絞り弁先取り面積は実施形態に記載のアクセル面積が対応し、特許請求の範囲に記載の吸気絞り弁先取り流量は、実施形態に記載のアクセル開度相当流量が対応する。

本発明の一実施形態を示す概略構成図。 本発明の燃料噴射制御の基本的考え方を説明するための波形図。 現状の燃料噴射制御とその限界を示す波形図。 現状の燃料噴射制御とその限界を示す波形図。 第１、第３の実施形態の制御ブロック図。 第２実施形態の制御ブロック図。 第１、第２の実施形態に共通するマニフォルド充填モデル及び１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部の詳細ブロック図。 第２実施形態のマニフォルド充填モデル及び１サイクル当たりシリンダ空気量算出部の詳細ブロック図。 第１、第２の実施形態に共通する加速時の作用を説明するための波形図。 アクセル面積の特性図。 絞り弁面積の特性図。 補正圧力比の特性図。 補正圧力比の特性図。 第３実施形態のマニフォルド充填モデル及び１サイクル当たりアクセル開度相当シリンダ空気量算出部の詳細ブロック図。 シリンダ容積算出部の詳細ブロック図。 第３実施形態の燃料噴射制御の基本的考え方を説明するための波形図。 吸排気弁のバルブリフトの特性図。

符号の説明

２１ 燃料噴射弁
２２ 吸気絞り弁装置
２６ ＶＥＬ機構（可変動弁装置）
２７ ＶＴＣ機構（可変動弁装置）
３１ エンジンコントローラ
３２ エアフローメータ（空気流量検出手段）
４１ アクセルペダル
４２ アクセルセンサ（アクセル開度検出手段）

Claims (20)

1. アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段と、
   前記アクセルペダルと機械的に接続されておらず前記アクセル開度に応じて吸気絞り弁開度目標値が定まると共に、実際に吸気絞り弁開度が前記吸気絞り弁目標値と一致するまでに所定の応答遅れを有する吸気絞り弁装置と、
   前記吸気絞り弁の上流の空気流量を検出する空気流量検出手段と、
   前記アクセル開度により定まる吸気絞り弁先取り面積及び吸気絞り弁の開度により定まる絞り弁面積の比と、前記空気流量と、に基づいて吸気絞り弁先取り流量を算出する吸気絞り弁先取り流量算出手段と、
   前記吸気絞り弁先取り流量に基づいて要求噴射量を算出する要求噴射量算出手段と、
   この要求噴射量を燃料噴射制御に用いる燃料噴射制御手段と、
   を備えるエンジンの制御装置。
2. 前記要求噴射量算出手段は、前記吸気絞り弁先取り流量に所定の遅れを持たせた値に基づいて要求噴射量を算出する、
   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。
3. 前記吸気絞り弁先取り流量算出手段は、さらに、マニフォルド部圧力の先行圧であるアクセル開度相当マニフォルド部圧力及び大気圧の比に基づいて算出される補正圧力比と、マニフォルド部圧力そのもの及び大気圧の比に基づいて算出される補正圧力比との圧力比比とに基づいて吸気絞り弁先取り流量を算出する、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンの制御装置。
4. 吸気絞り弁先取り流量算出手段は、以下の式に基づいて吸気絞り弁先取り流量Ｑａａを算出する、
   Ｑａａ＝Ｑａ×（ＡＡＰＯ／ＡＴＶＯ）×（ＰＲＡ／ＰＲ）、
   ただし、
   Ｑａ ；吸気絞り弁の上流の空気流量、
   ＡＡＰＯ；アクセル開度により定まる吸気絞り弁先取り面積、
   ＡＴＶＯ；吸気絞り弁の開度により定まる絞り弁面積、
   ＰＲＡ ；マニフォルド部圧力の先行圧であるアクセル開度相当マニフォルド部圧力及び大気圧の比に基づいて算出される補正圧力比、
   ＰＲ ；マニフォルド部圧力そのもの及び大気圧の比に基づいて算出される補正圧力比、
   ことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの制御装置。
5. 前記吸気絞り弁先取り面積は、前記アクセル開度検出手段で検出されたアクセル開度に基づいて定まる面積である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項４までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
6. 前記絞り弁面積は、前記吸気絞り弁の開度に基づいて定まる面積である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
7. 前記吸気絞り弁装置の応答遅れは、前記吸気絞り弁装置の無駄時間に一次又は数次の遅れを加えたものである、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
8. 前記吸気絞り弁装置の応答遅れは、前記吸気絞り弁装置の無駄時間である、
   ことを特徴とする請求項１から請求項６までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
9. 前記所定の遅れを無駄時間として与え、この無駄時間を、前記吸気絞り弁装置の時間と噴射量セット時間とに基づいて算出する、
   ことを特徴とする請求項７又は請求項８に記載のエンジンの制御装置。
10. 前記噴射量セット時間は、同期噴射タイミングより吸気弁閉時期までのクランク角区間に要する時間である、
    ことを特徴とする請求項９に記載のエンジンの制御装置。
11. 前記同期噴射タイミングより吸気弁閉時期までのクランク角区間に要する時間をエンジン回転速度に基づいて算出する、
    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。
12. アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段と、
    前記アクセルペダルと機械的に接続されておらず前記アクセル開度に応じて吸気絞り弁開度目標値が定まると共に、実際に吸気絞り弁開度が前記吸気絞り弁目標値と一致するまでに所定の応答遅れを有する吸気絞り弁装置と、
    前記吸気絞り弁の上流の空気流量を検出する空気流量検出手段と、
    前記アクセル開度により定まる吸気絞り弁先取り面積及び吸気絞り弁の開度により定まる絞り弁面積の比と、前記空気流量と、に基づいて吸気絞り弁先取り流量を算出する吸気絞り弁先取り流量算出手段と、
    前記吸気絞り弁先取り流量に基づいて現在のシリンダ空気量相当の噴射量を算出するシリンダ空気量相当噴射量算出手段と、
    このシリンダ空気量相当噴射量をエンジン負荷相当量として用いてエンジン制御を行う手段と
    を備えるエンジンの制御装置。
13. 前記シリンダ空気量相当噴射量算出手段は、前記吸気絞り弁先取り流量に所定の遅れを持たせた値に基づいて現在のシリンダ空気量相当の噴射量を算出する、
    ことを特徴とする請求項１２に記載のエンジンの制御装置。
14. 前記吸気絞り弁先取り流量算出手段は、さらに、マニフォルド部圧力の先行圧であるアクセル開度相当マニフォルド部圧力及び大気圧の比に基づいて算出される補正圧力比と、マニフォルド部圧力そのもの及び大気圧の比に基づいて算出される補正圧力比との圧力比比とに基づいて吸気絞り弁先取り流量を算出する、
    ことを特徴とする請求項１２又は請求項１３に記載のエンジンの制御装置。
15. 前記シリンダ空気量相当噴射量は、前記吸気絞り弁先取り流量に前記吸気絞り弁装置の応答遅れを持たせた値に基づく値である、
    ことを特徴とする請求項１２から請求項１４までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
16. アクセルペダルの踏み込み量をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段と、
    前記アクセルペダルと機械的に接続されておらず前記アクセル開度に応じて吸気絞り弁開度目標値が定まると共に、実際に吸気絞り弁開度が前記吸気絞り弁目標値と一致するまでに所定の応答遅れを有する吸気絞り弁装置と、
    前記吸気絞り弁の上流の空気流量を検出する空気流量検出手段と、
    前記アクセル開度により定まる吸気絞り弁先取り面積及び吸気絞り弁の開度により定まる絞り弁面積の比と、前記空気流量と、に基づいて吸気絞り弁先取り流量を算出する吸気絞り弁先取り流量算出手段と、
    前記吸気絞り弁先取り流量に基づいてシリンダ空気量を算出するシリンダ空気量算出手段と、
    このシリンダ空気量を用いてエンジン制御を行う手段と、
    を備えるエンジンの制御装置。
17. 前記シリンダ空気量算出手段は、前記吸気絞り弁先取り流量に所定の遅れを持たせた値に基づいてシリンダ空気量を算出する、
    ことを特徴とする請求項１６に記載のエンジンの制御装置。
18. 前記シリンダ空気量は、前記吸気絞り弁先取り流量に前記吸気絞り弁装置の応答遅れを持たせた値に基づく値である、
    ことを特徴とする請求項１６又は請求項１７に記載のエンジンの制御装置。
19. 前記吸気絞り弁装置の応答遅れは、前記吸気絞り弁装置の無駄時間に一次または数次の遅れを加えたものである、
    ことを特徴とする請求項１２から請求項１８までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
20. 前記吸気絞り弁装置の応答遅れは、前記吸気絞り弁装置の無駄時間である、
    ことを特徴とする請求項１２から請求項１８までのいずれか１項に記載のエンジンの制御装置。
    

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