JP2011214411A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く学習できるようにする。
【解決手段】各気筒の燃料噴射弁２１の要求噴射量が多くなる高負荷運転時に、各気筒の燃料噴射弁２１で要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出して、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に学習する。その際、燃料噴射弁２１の所定の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合に、該噴射量領域内の噴射量に基づいて分割噴射の噴射回数を決定することで、分割噴射の噴射回数を適正に設定して、分割噴射の１噴射当りの噴射量を今回の噴射量領域（学習を実施する噴射量領域）に設定する。
【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関の低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを算出する機能を備えた内燃機関の燃料噴射制御装置に関する発明である。

近年、内燃機関の空燃比制御性を向上させるために、例えば、特許文献１（特開２００８−１２８１６０号公報）に記載されているように、内燃機関の複数の気筒の排出ガスが集合して流れる排気集合部に設置した１つの空燃比センサの検出値（排気集合部の空燃比）と各気筒の空燃比とを関連付けたモデルを用いて各気筒の空燃比を推定し、その推定結果に基づいて各気筒の空燃比の気筒間ばらつきを算出して、各気筒の空燃比の気筒間ばらつきが小さくなるように各気筒の空燃比（例えば燃料噴射量）を気筒別に制御する気筒別空燃比制御を実行するようにしたものがある。その際、内燃機関の複数の運転領域（例えば高負荷運転領域と低負荷運転領域）で検出した各気筒の空燃比の気筒間ばらつきに基づいて各気筒の燃料噴射弁の噴射特性（噴射量誤差）を学習し、学習した各気筒の燃料噴射弁の噴射特性に基づいて各気筒の燃料噴射弁を制御するようにしている。

特開２００８−１２８１６０号公報

ところで、図２に示すように、高圧の燃料を筒内に噴射する筒内噴射式内燃機関の燃料噴射弁は、噴射パルス幅（噴射時間）に対する実噴射量の変化特性のリニアリティ（直線性）が噴射量の少ない領域で悪化する傾向がある。このため、アイドル運転時等の要求噴射量が少なくなる低負荷運転時に、燃料噴射弁の噴射量ばらつき（要求噴射量に対する実噴射量のずれ）が大きくなる傾向があり、燃料噴射弁の噴射量ばらつきが大きくなると、排気エミッションが悪化する可能性がある。

しかし、内燃機関の低負荷運転時には、排出ガス量が少なくなって空燃比センサの出力に基づいた気筒別空燃比推定の推定精度が低下するため、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきの情報となる各気筒の空燃比ばらつきを精度良く求めることができない。このため、内燃機関の低負荷運転時に、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く補正することができず、各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを小さくすることが困難である。

そこで、本発明が解決しようとする課題は、内燃機関の低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く学習することができる内燃機関の燃料噴射制御装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサと、内燃機関の各気筒の燃料噴射弁の要求噴射量（各気筒の１サイクル当りの要求噴射量）が低負荷運転時よりも多くなる高負荷運転時に要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に空燃比センサの出力から求めた空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習する噴射量ばらつき学習手段とを備え、この噴射量ばらつき学習手段は、燃料噴射弁の所定の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合に該噴射量領域内の噴射量に基づいて分割噴射の噴射回数を決定する構成としたものである。

この構成では、各気筒の燃料噴射弁の要求噴射量が多くなる高負荷運転時に分割噴射を実行することで、分割噴射の１噴射当りの要求噴射量（噴射パルス幅）を低負荷運転時の要求噴射量（噴射パルス幅）と同程度にすることができ、分割噴射を実行した燃料噴射弁の噴射量ばらつきを低負荷運転時の噴射量ばらつき相当にすることができる。この分割噴射の実行中は低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつき分だけ空燃比がずれて空燃比ばらつきが発生する。また、この分割噴射を実行する高負荷運転時は排出ガス量が多いため、空燃比センサの空燃比検出精度が高くなる。従って、高負荷運転時に分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に空燃比センサの出力から求めた空燃比ばらつきは、低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く反映した情報となり、この空燃比ばらつきを用いることで、低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを精度良く学習することができる。更に、燃料噴射弁の所定の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合に該噴射量領域内の噴射量に基づいて分割噴射の噴射回数を決定することで、分割噴射の噴射回数を適正に設定して、分割噴射の１噴射当りの噴射量を確実に今回の噴射量領域（学習を実施する噴射量領域）に設定することができ、今回の噴射量領域における噴射量ばらつきを確実に学習することができる。

本発明は、例えば、高負荷運転時に所定の選択気筒の燃料噴射弁のみで分割噴射を実行し、該分割噴射の実行中に空燃比センサの出力から求めた空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における選択気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習するようにしても良いが、この場合、低負荷運転時における各気筒（全気筒）の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習するには、選択気筒を順次変更して、その選択気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習する処理を繰り返す必要がある。

そこで、請求項２のように、空燃比センサの出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出する気筒別空燃比ばらつき算出手段を備え、高負荷運転時に各気筒の燃料噴射弁で分割噴射を実行し、該分割噴射の実行中に気筒別空燃比ばらつき算出手段で算出した各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを気筒別に学習するようにしても良い。このようにすれば、低負荷運転時における各気筒（全気筒）の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを一度に学習することができる。

また、請求項３のように、分割噴射の噴射回数を順次変更して燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習することで、燃料噴射弁の複数の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習するようにしても良い。このようにすれば、分割噴射の１噴射当りの噴射量を順次変更して、学習を実施する噴射量領域を順次変更することができ、燃料噴射弁の複数の噴射量領域における噴射量ばらつきを速やかに学習することができる。

また、請求項４のように、燃料噴射弁の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを所定回数算出したときに、それらの算出値に基づいて該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値を決定するようにしても良い。このようにすれば、燃料噴射弁の噴射量ばらつきの学習精度を向上させることができる。

この場合、請求項５のように、燃料噴射弁の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したときに、それらの算出値に基づいて該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値を決定するようにしても良い。このようにすれば、運転条件の変化に対してロバスト性を持たせることができる。

図１は本発明の実施例１におけるエンジン制御システムの概略構成を示す図である。 図２は燃料噴射弁の噴射特性（噴射パルス幅と実噴射量との関係）を示す図である。 図３は分割噴射の噴射回数の決定方法を説明する図である。 図４は実施例１の噴射量ばらつき学習補正ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図５は実施例２の噴射量ばらつき学習補正ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。 図６は実施例３の噴射量ばらつき学習補正ルーチンの処理の流れを説明するフローチャートである。

以下、本発明を実施するための形態を具体化した幾つかの実施例を説明する。

本発明の実施例１を図１乃至図４に基づいて説明する。
まず、図１に基づいてエンジン制御システム全体の概略構成を説明する。
筒内噴射式の内燃機関である筒内噴射式エンジン１１の吸気管１２の最上流部には、エアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流側に、吸入空気量を検出するエアフローメータ１４が設けられている。このエアフローメータ１４の下流側には、後述する排気タービン式過給機２６のコンプレッサ２８と、このコンプレッサ２８で加圧された吸入空気を冷却するインタークーラー３２とが設けられている。このインタークーラー３２の下流側には、スロットルバルブ１６の上流側圧力（過給圧）を検出する過給圧センサ３３が設けられ、この過給圧センサ３３の下流側に、モータ１５によって開度調節されるスロットルバルブ１６と、このスロットルバルブ１６の開度（スロットル開度）を検出するスロットル開度センサ１７とが設けられている。

更に、スロットルバルブ１６の下流側には、サージタンク１８が設けられ、このサージタンク１８には、スロットルバルブ１６の下流側圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ１９が設けられている。また、サージタンク１８には、エンジン１１の各気筒に空気を導入する吸気マニホールド２０が設けられ、エンジン１１の各気筒には、それぞれ筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁２１が取り付けられている。また、エンジン１１のシリンダヘッドには、各気筒毎に点火プラグ２２が取り付けられ、各気筒の点火プラグ２２の火花放電によって筒内の混合気に着火される。

一方、エンジン１１の排気管２３（排気通路）には、排出ガスの空燃比を検出する空燃比センサ２４が後述する排気タービン式過給機２６の排気タービン２７よりも下流側に設けられ、この空燃比センサ２４の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒２５が設けられている。

このエンジン１１には、排気タービン式過給機２６が搭載されている。この排気タービン式過給機２６は、排気管２３のうちの空燃比センサ２４よりも上流側に排気タービン２７が配置され、吸気管１２のうちのエアフローメータ１４とスロットルバルブ１６との間にコンプレッサ２８が配置されている。過給機２６は、排気タービン２７とコンプレッサ２８とが連結され、排出ガスの運動エネルギで排気タービン２７を回転駆動することでコンプレッサ２８を回転駆動して吸入空気を過給するようになっている。

更に、吸気管１２には、スロットルバルブ１６の上流側においてコンプレッサ２８の上流側と下流側とをバイパスさせる吸気バイパス通路２９が設けられ、この吸気バイパス通路２９の途中に、吸気バイパス通路２９を開閉するエアバイパスバルブ（以下「ＡＢＶ」と表記する）３０が設けられている。このＡＢＶ３０は、ＡＢＶ用バキュームスイッチングバルブ３１を制御することでＡＢＶ３０の開閉動作が制御されるようになっている。

一方、排気管２３には、排気タービン２７の上流側と下流側とをバイパスさせる排気バイパス通路３４が設けられ、この排気バイパス通路３４の途中に、排気バイパス通路３４を開閉するウェイストゲートバルブ（以下「ＷＧＶ」と表記する）３５が設けられている。このＷＧＶ３５は、ＷＧＶ用バキュームスイッチングバルブ３６を制御してダイヤフラム式のアクチュエータ３７を制御することでＷＧＶ３５の開度が制御されるようになっている。

また、エンジン１１のシリンダブロックには、冷却水温を検出する冷却水温センサ３８や、ノッキングを検出するノックセンサ３９が取り付けられている。また、クランク軸４０の外周側には、クランク軸４０が所定クランク角回転する毎にパルス信号を出力するクランク角センサ４１が取り付けられ、このクランク角センサ４１の出力信号に基づいてクランク角やエンジン回転速度が検出される。

これら各種センサの出力は、電子制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）４２に入力される。このＥＣＵ４２は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵されたＲＯＭ（記憶媒体）に記憶されたエンジン制御用のプログラムを実行することで、エンジン運転状態に応じて燃料噴射弁２１の燃料噴射量や点火プラグ２２の点火時期を制御する。

ところで、図２に示すように、高圧の燃料を筒内に噴射する筒内噴射式エンジン１１の燃料噴射弁２１は、噴射パルス幅（噴射時間）に対する実噴射量の変化特性のリニアリティ（直線性）が噴射量の少ない領域で悪化する傾向がある。このため、アイドル運転時等の要求噴射量が少なくなる低負荷運転時に、燃料噴射弁２１の噴射量ばらつき（要求噴射量に対する実噴射量のずれ）が大きくなる傾向があり、燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきが大きくなると、排気エミッションが悪化する可能性がある。

そこで、本実施例１では、ＥＣＵ４２により後述する図４の噴射量ばらつき学習補正ルーチンを実行することで、エンジン１１の各気筒の燃料噴射弁２１の要求噴射量Ｑtotal （各気筒の１サイクル当りの要求噴射量）が低負荷運転時（例えばアイドル運転時）よりも多くなる高負荷運転時に要求噴射量Ｑtotal 分の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に空燃比センサ２４の出力から求めた空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを学習する。

各気筒の燃料噴射弁２１の要求噴射量Ｑtotal が多くなる高負荷運転時に分割噴射を実行することで、分割噴射の１噴射当りの要求噴射量（噴射パルス幅）を低負荷運転時の要求噴射量（噴射パルス幅）と同程度にすることができ、分割噴射を実行した燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを低負荷運転時の噴射量ばらつき相当にすることができる。この分割噴射の実行中は低負荷運転時における燃料噴射弁２１の噴射量ばらつき分だけ空燃比がずれて空燃比ばらつきが発生する。また、この分割噴射を実行する高負荷運転時は排出ガス量が多いため、空燃比センサ２４の空燃比検出精度が高くなる。従って、高負荷運転時に分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に空燃比センサ２４の出力から求めた空燃比ばらつきは、低負荷運転時における燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを精度良く反映した情報となり、この空燃比ばらつきを用いることで、低負荷運転時における燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを精度良く学習することができる。

その際、燃料噴射弁２１の所定の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合に該噴射量領域内の噴射量Ｑapd に基づいて分割噴射の噴射回数Ｎ（Ｎは２以上の整数）を決定する。具体的には、図３に示すように、要求噴射量Ｑtotal の高負荷運転時に、噴射量Ｑapd （例えば、燃料噴射弁２１が噴射可能な最小噴射量）を含む噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合には、要求噴射量Ｑtotal と、学習を実施する噴射量領域内の噴射量Ｑapd とを用いて、次式により分割噴射の噴射回数Ｎを求める。
噴射回数Ｎ＝Ｑtotal ／Ｑapd （但し、小数点以下は切り捨て）
例えば、噴射回数Ｎ＝Ｑtotal ／Ｑapd ＝３．２の場合には噴射回数Ｎ＝３とする。

これにより、分割噴射の噴射回数Ｎを適正に設定して、分割噴射の１噴射当りの噴射量（＝Ｑtotal ／Ｎ）を今回の噴射量領域（学習を実施する噴射量領域）に設定する。
以下、ＥＣＵ４２が実行する図４の噴射量ばらつき学習補正ルーチンの処理内容を説明する。

図４に示す噴射量ばらつき学習補正ルーチンは、ＥＣＵ４２の電源オン中に所定周期で繰り返し実行され、特許請求の範囲でいう噴射量ばらつき学習手段としての役割を果たす。本ルーチンが起動されると、まず、ステップ１０１で、エンジン運転状態（例えば、エンジン回転速度やエンジン負荷等）が定常状態であるか否かを判定し、定常状態であると判定されれば、ステップ１０２に進み、各気筒の燃料噴射弁２１の要求噴射量Ｑtotal （各気筒の１サイクル当りの要求噴射量）が低負荷運転時（例えばアイドル運転時）よりも多くなる高負荷運転中であるか否かを、例えば、吸入空気量、吸気圧、スロットル開度、排出ガス量、要求噴射量等のいずれかが所定値以上であるか否かによって判定する。

このステップ１０２で、高負荷運転中であると判定された場合には、ステップ１０３に進み、要求噴射量Ｑtotal と、学習を実施する噴射量領域内の噴射量Ｑapd （例えば、燃料噴射弁２１が噴射可能な最小噴射量）とを用いて、次式により分割噴射の噴射回数Ｎを求める。
噴射回数Ｎ＝Ｑtotal ／Ｑapd （但し、小数点以下は切り捨て）

尚、学習を実施する噴射量領域は、所定タイミング毎（例えば、噴射量ばらつきの学習が完了する毎、所定時間が経過する毎、システムが起動する毎等）に変更するようにしても良い。

この後、ステップ１０４に進み、各気筒（全気筒）の燃料噴射弁２１で要求噴射量Ｑtotal 分の燃料をＮ回に分割して噴射するＮ回分割噴射を実行する。これにより、分割噴射の１噴射当りの要求噴射量（噴射パルス幅）を低負荷運転時の要求噴射量（噴射パルス幅）と同程度にして、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを低負荷運転時の噴射量ばらつき相当にする。

この後、ステップ１０５に進み、空燃比センサ２４の検出値（排気集合部３２を流れる排出ガスの空燃比）と各気筒の空燃比とを関連付けたモデルを用いて、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比を気筒別に推定し、各気筒の推定空燃比と基準空燃比（全気筒の推定空燃比の平均値又は制御目標値）との偏差を算出することで、各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出する。このステップ１０５の処理が特許請求の範囲でいう気筒別空燃比ばらつき算出手段としての役割を果たす。尚、空燃比ばらつきの算出方法は適宜変更しても良い。

この後、ステップ１０６に進み、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に算出する。この場合、例えば、空燃比がリッチ方向にＸ％ばらついている場合には、噴射量ばらつきを（＋Ｘ％）として求め、空燃比がリーン方向にＹ％ばらついている場合には、噴射量ばらつきを（−Ｙ％）として求める。尚、噴射量ばらつきの算出方法は適宜変更しても良い。これらの各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの算出値を、それぞれ今回の噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値としてＥＣＵ４２のバックアップＲＡＭ（図示せず）等の書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＣＵ４２の電源オフ中でも記憶データを保持する書き換え可能なメモリ）に記憶する。

一方、上記ステップ１０１で定常状態ではないと判定された場合、又は、上記ステップ１０２で高負荷運転中ではない（つまり低負荷運転中である）と判定された場合には、ステップ１０７に進み、ＥＣＵ４２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶された各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値データの中から、現在の要求噴射量に対応した噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値を読み込み、これらの各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値を用いて、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量を気筒別に補正する。この場合、例えば、各気筒の基本噴射量を補正するようにしても良いし、或は、各気筒の最終的な要求噴射量（又は噴射パルス幅）を補正するようにしても良い。

以上説明した本実施例１では、エンジン１１の各気筒の燃料噴射弁２１の要求噴射量が多くなる高負荷運転時に、各気筒の燃料噴射弁２１で要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を実行することで、分割噴射の１噴射当りの要求噴射量（噴射パルス幅）を低負荷運転時の要求噴射量（噴射パルス幅）と同程度にすることができ、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを低負荷運転時の噴射量ばらつき相当にすることができる。そして、この分割噴射の実行中に、空燃比センサ２４の出力から求めた空燃比ばらつきを用いて、低負荷運転時における燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを算出するようにしたので、低負荷運転時における燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを精度良く学習することができる。更に、燃料噴射弁２１の所定の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合に、該噴射量領域内の噴射量Ｑapd に基づいて分割噴射の噴射回数Ｎを決定するようにしたので、分割噴射の噴射回数Ｎを適正に設定して、分割噴射の１噴射当りの噴射量を確実に今回の噴射量領域（学習を実施する噴射量領域）に設定することができ、今回の噴射量領域における噴射量ばらつきを確実に学習することができる。

また、本実施例１では、各気筒（全気筒）の燃料噴射弁２１で分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出して、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に学習するようにしたので、低負荷運転時における各気筒（全気筒）の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを一度に学習することができる。

更に、本実施例１では、エンジン１１の低負荷運転時に、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値を用いて、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量を気筒別に補正するようにしたので、エンジン１１の低負荷運転時に、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを精度良く補正して、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを十分に小さくすることができる。

次に、図５を用いて本発明の実施例２を説明する。但し、前記実施例１と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例１と異なる部分について説明する。

本実施例２では、ＥＣＵ４２により後述する図５の噴射量ばらつき学習補正ルーチンを実行することで、分割噴射の噴射回数Ｎを順次変更して燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを学習することで、燃料噴射弁２１の複数の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習するようにしている。

図５に示す噴射量ばらつき学習補正ルーチンでは、ステップ２０１で、定常状態であると判定されれば、ステップ２０２に進み、高負荷運転中であるか否かを判定し、高負荷運転中であると判定された場合には、ステップ２０３に進み、今回の高負荷運転中に分割噴射の噴射回数Ｎの初期値Ｋを算出したか否かを判定する。

このステップ２０３で、まだ分割噴射の噴射回数Ｎの初期値Ｋを算出していないと判定された場合には、ステップ２０４に進み、要求噴射量Ｑtotal と、最初に学習を実施する噴射量領域内の噴射量Ｑapd （例えば、燃料噴射弁２１が噴射可能な最小噴射量）とを用いて、次式により分割噴射の噴射回数Ｎの初期値Ｋを求める。

噴射回数Ｎの初期値Ｋ＝Ｑtotal ／Ｑapd （但し、小数点以下は切り捨て）
この後、ステップ２０５に進み、今回の分割噴射の噴射回数Ｎを初期値Ｋに設定する（Ｎ＝Ｋ）。この後、ステップ２０７に進み、要求噴射量Ｑtotal 分の燃料をＮ回に分割して噴射するＮ回分割噴射を実行可能であるか否かを、例えば、分割噴射の１噴射当りの要求噴射量（＝Ｑtotal ／Ｎ）が燃料噴射弁２１の最小噴射量以上であるか否かによって判定する。

このステップ２０７で、Ｎ回分割噴射を実行可能であると判定されれば、ステップ２０８に進み、各気筒（全気筒）の燃料噴射弁２１で要求噴射量Ｑtotal 分の燃料をＮ回に分割して噴射するＮ回分割噴射を実行した後、ステップ２０９に進み、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出する。

この後、ステップ２１０に進み、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に算出し、これらの各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの算出値を、それぞれ今回の噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値としてＥＣＵ４２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

その後、上記ステップ２０３で、既に分割噴射の噴射回数Ｎの初期値Ｋを算出したと判定された場合には、ステップ２０６に進み、今回の分割噴射の噴射回数Ｎを前回よりも１回だけ少なくする（Ｎ＝Ｎ−１）。これにより、分割噴射の１噴射当りの要求噴射量（＝Ｑtotal ／Ｎ）を前回よりも多くして、学習を実施する噴射量領域を変更する。

この後、Ｎ回分割噴射を実行可能であると判定されれば、各気筒（全気筒）の燃料噴射弁２１でＮ回分割噴射を実行した後、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出する（ステップ２０７〜２０９）。

この後、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に算出し、これらの各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの算出値を、それぞれ今回の噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値としてＥＣＵ４２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する（ステップ２１０）。

一方、上記ステップ２０１で定常状態ではないと判定された場合、又は、上記ステップ２０２で高負荷運転中ではない（つまり低負荷運転中である）と判定された場合には、ステップ２１１に進み、ＥＣＵ４２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶された各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値データの中から、現在の要求噴射量に対応した噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値を読み込み、これらの各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値を用いて、各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量を気筒別に補正する。

以上説明した本実施例２では、分割噴射の噴射回数Ｎを順次変更して燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを学習することで、燃料噴射弁２１の複数の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習するようにしたので、分割噴射の１噴射当りの噴射量を順次変更して、学習を実施する噴射量領域を順次変更することができ、燃料噴射弁２１の複数の噴射量領域における噴射量ばらつきを速やかに学習することができる。

次に、図６を用いて本発明の実施例３を説明する。但し、前記実施例２と実質的に同一部分については説明を省略又は簡略化し、主として前記実施例２と異なる部分について説明する。

本実施例３では、ＥＣＵ４２により後述する図６の噴射量ばらつき学習補正ルーチンを実行することで、燃料噴射弁２１の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したときに、それらの算出値に基づいて該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値を決定するようにしている。図６のルーチンは、前記実施例２で説明した図５のルーチンのステップ２１０の処理をステップ２１０ａ〜２１０ｄの処理に変更したものであり、それ以外の各ステップの処理は図５と同じである。

図６に示す噴射量ばらつき学習補正ルーチンでは、ステップ２０９で、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出した後、ステップ２１０ａに進み、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に算出する。

この後、ステップ２１０ｂに進み、今回の噴射量領域における噴射量ばらつきの算出回数をカウントアップする。但し、前回までに今回と同じ運転条件（例えば、吸入空気量、吸気圧、スロットル開度、排出ガス量、要求噴射量等）で噴射量ばらつきを算出したことがある場合には、算出回数をカウントアップしない。

この後、ステップ２１０ｃに進み、今回の噴射量領域における噴射量ばらつきの算出回数が所定回数に達したか否かによって、今回の噴射領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したか否かを判定する。

このステップ２１０ｃで、今回の噴射領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したと判定されたとき、ステップ２１０ｄに進み、今回の噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの所定回数の算出値の平均値を気筒別に算出し、これらの各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの平均値を、それぞれ今回の噴射量領域における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習値としてＥＣＵ４２のバックアップＲＡＭ等の書き換え可能な不揮発性メモリに記憶する。

以上説明した本実施例３では、燃料噴射弁２１の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したときに、それらの算出値の平均値を該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値として決定するようにしたので、燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきの学習精度を向上させることができると共に、運転条件の変化に対してロバスト性を持たせることができる。

尚、上記実施例３では、同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したときに、それらの算出値の平均値を該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値として決定するようにしたが、これに限定されず、例えば、異なる運転条件であるか否かに拘らず燃料噴射弁２１の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを所定回数算出したときに、それらの算出値の平均値を該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値として決定するようにしても良い。

また、上記各実施例１〜３では、各気筒（全気筒）の燃料噴射弁２１で分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に、空燃比センサ２４の出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出して、各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを気筒別に学習するようにしたが、これに限定されず、例えば、選択気筒の燃料噴射弁２１のみで分割噴射を実行し、この分割噴射の実行中に、空燃比センサ２４の出力から求めた空燃比ばらつきに基づいて、低負荷運転時における選択気筒の燃料噴射弁２１の噴射量ばらつきを学習するようにしても良い。この場合、選択気筒を順次変更して、その選択気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習する処理を繰り返すことで、各気筒（全気筒）の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習することができる。

その他、本発明は、図１に示すような筒内噴射式エンジンに限定されず、吸気ポート噴射式エンジンにも適用して実施できる等、要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施できる。

１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気管、１６…スロットルバルブ、２１…燃料噴射弁、２２…点火プラグ、２３…排気管（排気通路）、２４…空燃比センサ、２５…触媒、４２…ＥＣＵ（噴射量ばらつき学習手段，気筒別空燃比ばらつき算出手段）

Claims (5)

1. 内燃機関の排気通路に設置された空燃比センサと、
   内燃機関の各気筒の燃料噴射弁の要求噴射量が低負荷運転時よりも多くなる高負荷運転時に要求噴射量分の燃料を複数回に分割して噴射する分割噴射を実行し、該分割噴射の実行中に前記空燃比センサの出力から求めた空燃比ばらつきに基づいて、前記低負荷運転時における燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習する噴射量ばらつき学習手段とを備え、
   前記噴射量ばらつき学習手段は、前記燃料噴射弁の所定の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習する場合に該噴射量領域内の噴射量に基づいて前記分割噴射の噴射回数を決定することを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記空燃比センサの出力に基づいて各気筒の空燃比ばらつきを気筒別に算出する気筒別空燃比ばらつき算出手段を備え、
   前記噴射量ばらつき学習手段は、前記高負荷運転時に各気筒の燃料噴射弁で前記分割噴射を実行し、該分割噴射の実行中に前記気筒別空燃比ばらつき算出手段で算出した各気筒の空燃比ばらつきに基づいて、前記低負荷運転時における各気筒の燃料噴射弁の噴射量ばらつきを気筒別に学習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。
3. 前記噴射量ばらつき学習手段は、前記分割噴射の噴射回数を順次変更して前記燃料噴射弁の噴射量ばらつきを学習することで、前記燃料噴射弁の複数の噴射量領域における噴射量ばらつきを学習することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
4. 前記噴射量ばらつき学習手段は、前記燃料噴射弁の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを所定回数算出したときに、それらの算出値に基づいて該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値を決定することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記噴射量ばらつき学習手段は、前記燃料噴射弁の同一の噴射量領域における噴射量ばらつきを異なる運転条件で所定回数算出したときに、それらの算出値に基づいて該噴射量領域における噴射量ばらつきの学習値を決定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。

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