JP5143774B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、機関運転状態に応じて複数の燃料噴射弁を切り換えて使用する内燃機関の空燃比制御装置に関する。

特許文献１に記載の内燃機関の空燃比制御装置では、燃料噴射弁の燃料噴射量のばらつきによる空燃比の変動を抑制するため、空燃比フィードバック補正係数を運転領域毎に学習し、学習補正係数として記憶している。

特開平９−４２０２５号公報

ところで、複数の燃料噴射弁を備えた内燃機関でも、例えば低負荷域、中負荷域で夫々専用の燃料噴射弁を使用し、高負荷域では複数の燃料噴射弁を併用するようなシステムがある。

このようなシステムでは、特許文献１のように、単に運転領域毎に学習補正係数を設定する方式とすると、使用する燃料噴射弁を切り換えた際に学習補正係数の切り換えが行われない。このため、学習遅れにより、燃料噴射量ひいては空燃比の安定した制御を行えないことがあった。

本発明は、以上のような従来の問題点に鑑みてなされたものであり、複数の燃料噴射弁を備えた内燃機関において、空燃比の安定した制御を確保することを目的とする。

このため本発明は、
内燃機関の吸気通路に配設された第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁のうち該第１燃料
噴射弁が単独で燃料を噴射する第１噴射領域と、前記第２燃料噴射弁が単独で燃料を噴射する第２噴射領域と、前記第１，第２燃料噴射弁が共に燃料を噴射する第３噴射領域が、機関運転状態に応じて設定され、実際の機関運転状態が属する前記噴射領域に対応する前記燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記第１噴射領域、前記第２噴射領域、及び前記第３噴射領域を対象として、前記第１燃料噴射弁単独で燃料噴射させつつ空燃比フィードバック制御を行わせ、得られた空燃比フィードバック補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第１学習手段と、
前記第１学習手段による学習後、前記第１噴射領域、前記第２噴射領域、及び前記第３噴射領域において、前記第２燃料噴射弁単独で燃料噴射させつつ空燃比フィードバック制御を行わせ、得られた空燃比フィードバック補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第２学習手段と、
を備え、前記第１学習手段及び第２学習手段による学習後は、前記第３噴射領域において、第１学習手段及び第２学習手段によりそれぞれ学習された空燃比フィードバック補正量を用いて、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の燃料噴射量を補正する構成とした。

以上の構成によって、第１学習手段及び第２学習手段によって学習された空燃比フィードバック補正量を用いて、第３噴射領域における第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の燃料噴射量を補正する。このため、空燃比制御において第１〜第３噴射領域間で切り換えがあっても、学習遅れが抑制され、空燃比の安定した制御を確保することができる。

本発明の第１実施形態のシステム構成を示す図。 図１の図示上方から第１，第２燃料噴射弁の燃料噴射状態を見た図。 図２に示す第２燃料噴射弁の詳細な燃料噴射位置のバリエーションを示す図。 本発明の第１実施形態において、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に応じて、第１単独噴射領域と、第２単独噴射領域と、分割噴射領域と、を区分した図。 本発明の第１実施形態におけるマップを示す図。 本発明の第１実施形態における第１，第２燃料噴射弁の燃料噴射量の演算ルーチンを示す図。 本発明の第１実施形態における学習補正係数の設定のフローチャートを示す図。 本発明の第２実施形態における学習補正係数の設定のフローチャートを示す図。 （ａ）は、本発明の第３実施形態において第１燃料噴射弁に単独で燃料噴射を行わせる領域を示す図。（ｂ）は、同実施形態において第２燃料噴射弁に単独で燃料噴射を行わせる領域を示す図。 本発明の第３実施形態における学習補正係数の設定のフローチャートを示す図。 上述の各実施形態の第２燃料噴射弁の他の配設位置、及び燃料噴射状態を示す図。 上述の各実施形態の第２燃料噴射弁の他の配設位置、及び燃料噴射状態を示す図。 第１参考例における学習補正係数の平均値を算出するフローチャートを示す図。 第２参考例における基本燃料噴射量と学習補正係数との関係を求めるフローチャートを示す図。 図１４により求められた基本燃料噴射量と学習補正係数との関係を示す図。 （ａ）は、第３参考例において第１燃料噴射弁に単独で燃料噴射を行わせる領域を示す図。（ｂ）は、同参考例において第２燃料噴射弁に単独で燃料噴射を行わせる領域を示す図。 第３参考例において学習補正係数を更新するフローチャートを示す図。

以下、本発明の第１実施形態について説明する。
図１は、本実施形態のシステム構成を示す。
内燃機関１には、スロットル弁２、吸気ポート３及び吸気弁４を介して空気が吸入される。吸気ポート３には、上流側に燃料噴射弁１０１、下流側に燃料噴射弁１０２、が設けられている。内燃機関１のピストン１５により燃焼室１ａ内で圧縮された混合気は、点火栓８により着火されて燃焼し、この燃焼により生じた排気は排気弁５を介して排気通路９より排出される。

燃料噴射弁１０１は、燃料の最大噴射量は小さく設定されているものの、燃料噴孔径を小さくすることで燃料の微粒化を促進し、燃料噴霧の気化特性を向上させている。一方、燃料噴射弁１０２は、内燃機関１の出力を十分に確保できるように、燃料の最大噴射量が大きく設定されている。

図１及び図２に示すように、燃料噴射弁１０１は、吸気弁４の弁頭部４ａの大略全体へ向けて燃料を噴射する。一方、燃料噴射弁１０２は、燃料噴射弁１０１よりも狭い角度で、図１の弁頭部４ａの図示下部又は下方へ向けて燃料を噴射する。

燃料噴射弁１０２の詳細な燃料噴射位置には、図３に示すようなバリエーションがある。気筒配列方向（図示上下方向）について、同図（ａ）では弁頭部４ａの中心と略同位置、同図（ｂ）では弁頭部４ａの中心よりも外側、同図（ｃ）では弁頭部４ａの中心よりも内側、へ向けて燃料を噴射する。また、同図（ｄ）では弁頭部４ａの中心よりも外側における縁に沿った部分、同図（ｅ）では弁頭部４ａの中心よりも内側における縁に沿った部分、同図（ｆ）では弁頭部４ａの中心と略同位置における縁に沿った部分、に燃料を噴射している。

燃料噴射弁１０１，１０２は、コントロールユニット（ＥＣＵ）１０からの駆動パルス信号により通電されて開弁し、通電停止されて閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、駆動パルス信号のパルス幅によって燃料噴射量が制御され、この燃料噴射量の制御により空燃比が制御される。この燃料噴射量の制御のため、ＥＣＵ１０にはエアフローメータ１１、クランク角センサ１２、酸素センサ１３、水温センサ１４等から信号が入力されている。

エアフローメータ１１は、吸入空気流量Ｑを検出するものである。クランク角センサ１２は、基準クランク角信号と単位クランク角信号とを出力するもので、基準クランク角信号の周期等から機関回転速度Ｎを算出可能である。酸素センサ１３は、排気通路９に設けられて、排気中の酸素濃度より機関吸入混合気の空燃比（リーン又はリッチ）を検出するものである。水温センサ１４は、内燃機関１の冷却水温度Ｔｗを検出するものである。

ＥＣＵ１０に内蔵のマイクロコンピュータは、図４を参照して、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に基づき、燃料噴射弁１０１，１０２のうち燃料噴射弁１０１が単独で燃料を噴射する運転領域（第１単独噴射領域）であるか、燃料噴射弁１０２が単独で燃料を噴射する運転領域（第２単独噴射領域）であるか、燃料噴射弁１０１，１０２が共に燃料を噴射する運転領域（分割噴射領域）であるか、を判定する。

そして、このＥＣＵ１０のマイクロコンピュータは、第１単独噴射領域では燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１を、第２単独噴射領域では燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を、分割噴射領域では燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１及び燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を、夫々を定める。さらに、燃料噴射量Ｔｉ１に相当するパルス幅の駆動パルス信号を機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁１０１に出力して、燃料噴射弁１０１に燃料噴射を行わせる。また、燃料噴射量Ｔｉ２に相当するパルス幅の駆動パルス信号を機関回転に同期した所定のタイミングで燃料噴射弁１０２に出力して、燃料噴射弁１０２に燃料噴射を行わせる。

ここで、ＥＣＵ１０のマイクロコンピュータのメモリには、図５に示すマップＭ１，Ｍ２が格納されている。
マップＭ１は、機関回転速度Ｎを横軸、基本燃料噴射量Ｔｐを縦軸とするマップであり、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に応じて格子状に区分されたエリア別に、学習補正係数ＫＢＬＲＣ１が記憶されるものである。この学習補正係数ＫＢＬＲＣ１は、燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１の制御による空燃比フィードバック制御において、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に基づき検索され、空燃比フィードバック補正係数αを平均化処理した学習値として設定、更新される。

同様に、マップＭ２も、機関回転速度Ｎを横軸、基本燃料噴射量Ｔｐを縦軸とするマップであり、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に応じて格子状に区分されたエリア別に、学習補正係数ＫＢＬＲＣ２が記憶されるものである。この学習補正係数ＫＢＬＲＣ２は、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２の制御による空燃比フィードバック制御において、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に基づき検索され、空燃比フィードバック補正係数αを平均化処理した学習値として設定、更新される。

マップＭ１及びマップＭ２について更に詳しく説明すれば、これらマップを記憶させる書換え可能なＲＡＭに対しては、エンジンキースイッチのＯＦＦ後も記憶内容を保持させるためバックアップ電源回路を接続してある。

図５（ａ）に示すように、マップＭ１の小・中負荷領域は、第１単独噴射領域と対応している。また、高回転・高負荷領域は、分割噴射領域と対応している。
また、図５（ｂ）に示すように、マップＭ２の低中回転・高負荷領域は、第２単独噴射領域と対応している。また、高回転・高負荷領域は、分割噴射領域と対応している。

なお、第１単独噴射領域、第２単独噴射領域、分割噴射領域各々の境界は、マップＭ１，Ｍ２における機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に応じて区分される前記エリア内に存在することがある。即ち、該境界は必ずしも該エリア同士の境界とは一致せず、１つのエリアに対して第１単独噴射領域、第２単独噴射領域、分割噴射領域のうち２つ以上が対応することがある。

図６は燃料噴射弁１０１，１０２の燃料噴射量Ｔｉ１，Ｔｉ２の演算ルーチンを示す。このルーチンは、クランク角センサ１２の基準クランク角信号に同期して実行される。
ステップＳ１では、エアフローメータ１１からの信号に基づいて検出される吸入空気流量Ｑと、クランク角センサ１２からの信号に基づいて算出される機関回転速度Ｎと、水温センサ１４からの信号に基づいて検出される冷却水温度Ｔｗと、を読み込む。

ステップＳ２では、吸入空気流量Ｑと、機関回転速度Ｎと、に基づき、内燃機関１の気筒に吸入される空気量（負荷）に対応する基本燃料噴射量Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）を演算する。

ステップＳ３では、図４を参照して、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に基づき、燃料噴射弁１０１，１０２の双方が燃料を噴射する運転領域（分割噴射領域）であるか判定する。
ステップＳ３で分割噴射領域であると判定したときは、ステップＳ４へ進む。

ステップＳ４では、燃料噴射弁１０１の分担率ＩＮＪ１Ｒ及び燃料噴射弁１０２の分担率ＩＮＪ２Ｒを、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に応じた分担率ＩＮＪ１Ｒ，ＩＮＪ２Ｒを記憶したマップ（図示せず）を参照して設定し、ステップＳ５へ進む。

ステップＳ５では、分担率ＩＮＪ１Ｒ，ＩＮＪ２Ｒを冷却水温度Ｔｗによって補正するための分担率補正係数ＴＷｈｏｓｅｉを、冷却水温度Ｔｗに基づいて算出し、ステップＳ６へ進む。

この分担率補正係数ＴＷｈｏｓｅｉ（≦１）は、その値が小さくなるほど燃料噴射弁１０２の分担率が小さく、燃料噴射弁１０１の分担率が大きくなる係数として設定され、内燃機関１の暖機完了前は、冷却水温度Ｔｗが低いほど燃焼が安定しにくいので、分割噴射期間を長引かせるようにＴＷｈｏｓｅｉを小さくする特性に設定されている。

ステップＳ６では、分担率ＩＮＪ１Ｒ及び分担率ＩＮＪ２Ｒと、分担率補正係数ＴＷｈｏｓｅｉと、に基づいて、次式により、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１と、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２と、を算出する。

Ｔｐ１＝Ｔｐ×（ＩＮＪ１Ｒ−ＴＷｈｏｓｅｉ）
Ｔｐ２＝Ｔｐ×（ＩＮＪ２Ｒ＋ＴＷｈｏｓｅｉ）
なお、ＩＮＪ１Ｒ＋ＩＮＪ２Ｒ＝１として、Ｔｐ＝Ｔｐ１＋Ｔｐ２に維持するようにしている。

ステップＳ７では、空燃比フィードバック補正係数αを読み込む。
ステップＳ８では、学習補正係数の推定値Ｅ１（図７の説明で詳述）を読み込む。
ステップＳ９では、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１と推定値Ｅ１とに基づき、次式に従って、燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１を演算する。

Ｔｉ１＝Ｔｐ１×Ｅ１×α
ステップＳ１０では、学習補正係数の推定値Ｅ２（図７の説明で詳述）を読み込む。
ステップＳ１１では、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２と推定値Ｅ２とに基づき、次式に従って、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を演算する。

Ｔｉ２＝Ｔｐ２×Ｅ２×α
ステップＳ１１では、ステップＳ９，Ｓ１１で演算された燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１及び燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を、出力用レジスタにセットする。これにより、機関回転に同期した所定のタイミングでＴｉ１，Ｔｉ２のパルス幅をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁１０１，１０２に出力されて、燃料噴射が行われる。

一方、ステップＳ３で分割噴射領域でないと判定したときは、第１単独噴射領域又は第２単独噴射領域であると判断し、ステップＳ１３へ進む。
ステップＳ１３では、図４を参照して、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に基づき、第１単独噴射領域であるか判定する。

ステップＳ１３で第１単独噴射領域であると判定したときは、ステップＳ１４へ進む。
ステップＳ１４では、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１＝Ｔｐ、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２＝０、に設定する。

ステップＳ１５では、マップＭ１を参照し、学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を検索して読み込む。
ステップＳ１６では、酸素センサ１３の検出値に基づき演算された空燃比フィードバック補正係数αを読み込む。

ステップＳ１７では、空燃比フィードバック補正係数αに基づき学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を更新する。
ステップＳ１８では、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１と学習補正係数ＫＢＬＲＣ１とに基づき、次式に従って、燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１を演算する。

Ｔｉ１＝Ｔｐ１×ＫＢＬＲＣ１×α
なお、Ｔｉ１を冷却水温度Ｔｗに応じて補正してもよい。
ステップＳ１９では、ステップＳ１８で演算された燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１を、出力用レジスタにセットする。これにより、機関回転に同期した所定のタイミングでＴｉ１のパルス幅をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁１０１に出力されて、燃料噴射が行われる。

一方、ステップＳ１３で第２単独噴射領域であると判定したときは、ステップＳ２０へ進む。
ステップＳ２０では、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２＝Ｔｐ、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１＝０、に設定する。

ステップＳ２１では、マップＭ２を参照し、学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を検索して読み込む。
ステップＳ２２では、酸素センサ１３の検出値に基づき演算された空燃比フィードバック補正係数αを読み込む。

ステップＳ２３では、空燃比フィードバック補正係数αに基づき学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を更新する。
ステップＳ２４では、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２と学習補正係数ＫＢＬＲＣ２とに基づき、次式に従って、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を演算する。

Ｔｉ２＝Ｔｐ２×ＫＢＬＲＣ２×α
なお、Ｔｉ２を冷却水温度Ｔｗに応じて補正してもよい。
ステップＳ２５では、ステップＳ２４で演算された燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を、出力用レジスタにセットする。これにより、機関回転に同期した所定のタイミングでＴｉ２のパルス幅をもつ駆動パルス信号が燃料噴射弁１０２に出力されて、燃料噴射が行われる。

図７は、本実施形態における学習補正係数の設定のフローチャートを示す。
ステップＳ３１では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量Ｔｐを読み込む。
ステップＳ３２では、燃料噴射弁１０１の噴射フラグがＯＮであるか、即ち、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第１単独噴射領域又は分割噴射領域のいずれかに属するか、を判定する。

ステップＳ３２で燃料噴射弁１０１の噴射フラグがＯＮであると判定したときは、ステップＳ３３に進み、燃料噴射弁１０１の単独噴射フラグがＯＮであるか、即ち、ステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第１単独噴射領域に属するか、を判定する。

ステップＳ３３で燃料噴射弁１０１の単独噴射フラグがＯＮであると判定したときは、第１単独噴射領域であると判断し、ステップＳ３４へ進む。
ステップＳ３４では、マップＭ１におけるステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を読み込んで、設定する。

一方、ステップＳ３３で燃料噴射弁１０１の単独噴射フラグがＯＦＦであると判定したときは、分割噴射領域であると判断し、ステップＳ３５へ進む。
ステップＳ３５では、マップＭ１の第１単独噴射領域に対応するエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１に基づき、ステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を推定し、推定値Ｅ１を設定する。

推定値Ｅ１としては、例えば、マップＭ１における第１単独噴射領域に対応するエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１の平均値、又は、ステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの近傍のエリア（例えば最も近いエリア）に記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１、或いは、Ｔｉ１＋Ｔｉ２と一致する基本燃料噴射量Ｔｐに対応するエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１、を適用することができる。

ステップＳ３４，Ｓ３５の処理後はステップＳ３６に進む。また、ステップＳ３２で燃料噴射弁１０１の噴射フラグがＯＦＦであると判定したときも、ステップＳ３６に進む。
ステップＳ３６では、燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＮであるか、即ち、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第２単独噴射領域又は分割噴射領域のいずれかに属するか、を判定する。

ステップＳ３６で燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＮであると判定したときは、ステップＳ３７に進み、燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＦＦであると判定したときは、ルーチンを終了する。

ステップＳ３７では、燃料噴射弁１０２の単独噴射フラグがＯＮであるか、即ち、ステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第２単独噴射領域に属するか、を判定する。

ステップＳ３７で燃料噴射弁１０２の単独噴射フラグがＯＮであると判定したときは、第２単独噴射領域であると判断し、ステップＳ３８へ進む。
ステップＳ３８では、マップＭ２におけるステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を読み込んで、設定する。

一方、ステップＳ３７で燃料噴射弁１０２の単独噴射フラグがＯＦＦであると判定したときは、分割噴射領域であると判断し、ステップＳ３９へ進む。
ステップＳ３９では、マップＭ２の第２単独噴射領域に対応するエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２に基づき、ステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を推定し、推定値Ｅ２を設定する。

推定値Ｅ２としては、例えば、マップＭ２における第２単独噴射領域に対応するエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２の平均値、或いは、第２単独噴射領域に対応するエリアのうち基本燃料噴射量Ｔｐの区分が等しいエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２の平均値、又は、ステップＳ３１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの近傍のエリア（例えば最も近いエリア）に記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２、或いは、Ｔｉ１＋Ｔｉ２と一致する基本燃料噴射量Ｔｐに対応するエリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２、を適用することができる。

本実施形態によれば、マップＭ１，Ｍ２における分割噴射領域に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１，ＫＢＬＲＣ２として、夫々、推定値Ｅ１，Ｅ２が推定されて設定される。そして、空燃比制御において機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第１単独噴射領域又は第２単独噴射領域から分割噴射領域へ切り換わった際、設定された推定値Ｅ１，Ｅ２を直ちに読み込むことで、学習遅れを抑制し、Ｔｉ１＋Ｔｉ２に近い燃料噴射量を得ることができる。これにより、空燃比の安定した制御を確保することができる。

図８は、本発明の第２実施形態における学習補正係数の設定のフローチャートを示す。
ステップＳ４１では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量Ｔｐを読み込む。
ステップＳ４２では、ステップＳ４１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が分割噴射領域に属するか判定する。

ステップＳ４２で機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が分割噴射領域に属さないと判定したときは、ルーチンを終了し、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が分割噴射領域に属すると判定したときは、ステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３では、空燃比フィードバック補正係数αと、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１と、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２と、を読み込む。
ステップＳ４４では、前記第１実施形態で説明した推定値Ｅ１を設定し、この推定値Ｅ１、空燃比フィードバック補正係数α、及び燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１に基づき、燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１を演算する。

ステップＳ４５では、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を、強制的に、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２に設定する。
ステップＳ４６では、燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１と、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２と、を出力用レジスタにセットして空燃比フィードバック制御を実行し、空燃比フィードバック補正係数としてα’を算出する。

ステップＳ４７では、マップＭ２におけるステップＳ４１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアにおいて、空燃比フィードバック補正係数α’に基づき学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を更新する。

本実施形態によれば、空燃比フィードバック制御における空燃比の偏差に応じた空燃比フィードバック補正係数α’に基づき、学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を設定するため、分割噴射領域において簡易かつ高精度な空燃比学習を行うことができる。

即ち、第１単独噴射領域では、運転頻度が高いため空燃比学習の進行が促進し、空燃比学習精度が高くなっている。これにより、推定値Ｅ１も高精度に設定される。そして、推定値Ｅ１に基づき燃料噴射弁１０１の燃料噴射量Ｔｉ１を演算し、かつ、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量Ｔｉ２を強制的に基本燃料噴射量Ｔｐ２に設定することで、燃料噴射弁１０２の燃料噴射量のばらつきによる空燃比のばらつきを高精度に学習することができる。

以下、本発明の第３実施形態について説明する。
本実施形態では、内燃機関１の１トリップ目で、強制的に燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１＝Ｔｐに設定し、燃料噴射弁１０１に単独で燃料噴射を行わせる。ここでは、図９（ａ）に示すように、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第２単独噴射領域又は分割噴射領域に属していても、燃料噴射弁１０１に単独で燃料噴射を行わせる。そして、空燃比フィードバック制御により得られた空燃比フィードバック補正係数αに基づき、マップＭ１における機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を更新する。

同様に、内燃機関１の２トリップ目で、強制的に燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２＝Ｔｐに設定し、燃料噴射弁１０２に単独で燃料噴射を行わせる。ここでは、図９（ｂ）に示すように、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第１単独噴射領域又は分割噴射領域に属していても、燃料噴射弁１０２に単独で燃料噴射を行わせる。そして、空燃比フィードバック制御により得られた空燃比フィードバック補正係数αに基づき、マップＭ２における機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を更新する。

なお、トリップとは、内燃機関１の運転開始から運転終了までの期間、即ち、エンジンキースイッチをＯＮにしてからＯＦＦとするまでの期間をいう。
また、マップＭ１，Ｍ２における空燃比フィードバック補正係数αの学習順序は逆にすることもできる。

図１０は、本実施形態における学習補正係数の設定のフローチャートを示す。
ステップＳ５１では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量Ｔｐを読み込む。
ステップＳ５２では、内燃機関１の１トリップ目が終了したか判定する。

ステップＳ５２で１トリップ目が終了していないと判定したときは、ステップＳ５３へ進む。
ステップＳ５３では、燃料噴射弁１０１の噴射フラグをＯＮにし、燃料噴射弁１０２の噴射フラグをＯＦＦにする。これにより、燃料噴射弁１０１の単独での燃料噴射が行われる。

ステップＳ５３の処理後はステップＳ５４へ進み、空燃比フィードバック補正係数αを算出し、マップＭ１におけるステップＳ５１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新し、ステップＳ５１へ戻る。

一方、ステップＳ５２で１トリップ目が終了したと判定したときは、ステップＳ５５へ進む。
ステップＳ５５では、内燃機関１の２トリップ目が終了したか判定する。

ステップＳ５５で２トリップ目が終了していないと判定したときは、ステップＳ５６へ進む。
ステップＳ５６では、燃料噴射弁１０１の噴射フラグをＯＦＦにし、燃料噴射弁１０２の噴射フラグをＯＮにする。これにより、燃料噴射弁１０２の単独での燃料噴射が行われる。

ステップＳ５６の処理後はステップＳ５７へ進み、空燃比フィードバック補正係数αを算出し、マップＭ２におけるステップＳ５１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新し、ステップＳ５１へ戻る。

一方、ステップＳ５５で２トリップ目が終了したと判定したときは、ルーチンを終了する。
本実施形態でも、前記第１実施形態と同様に、マップＭ１におけるステップＳ５１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１に基づき、推定値Ｅ１を求めることができる。また、マップＭ２におけるステップＳ５１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２に基づき、推定値Ｅ２を求めることもできる。

本実施形態によれば、マップＭ１における第２単独噴射領域に対応するエリアでも学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を設定しているため、例えば、燃料噴射弁１０２の故障に伴うフェールセーフの際に有効である。即ち、燃料噴射弁１０２の故障により第２単独噴射領域において燃料噴射弁１０１が単独で燃料噴射を行わざるを得ない場合などに、マップＭ１における第２単独噴射領域に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を用いて、空燃比の安定した制御を確保することができる。

なお、マップＭ１の学習進行速度を向上させたいときは、一のエリアへ既に設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１に基づき、他のエリアに設定されるべき学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を推定し、この推定値を該他のエリアに設定してもよい。マップＭ２においても同様である。

前記各実施形態の燃料噴射弁１０２の配設位置は、図１１（ａ）に示すように、吸気ポート３における図示下部としたり、図１２（ａ）に示すように、吸気ポート３における図示上部かつ吸気弁４に対して排気側としたりすることもできる。なお、図１１（ａ）及び図１２（ａ）では、ピストン１５の上死点側が上側、下死点側が下側である。

以下、前記各実施形態より導かれる参考例について説明する。
第１参考例では、ＥＣＵ１０に内臓のマイクロコンピュータには、マップＭ１，Ｍ２に代えて１つのマップＭ３を備えている。そして、マップＭ３において、第１単独噴射領域に対応する各エリアに設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１の平均値ＤＡＶＥＫＢ１（代表値）と、第２単独噴射領域に対応する各エリアに設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２の平均値ＤＡＶＥＫＢ２（代表値）と、を算出する。

そして、第１単独噴射領域では、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）によらず、学習補正係数ＫＢＬＲＣ１として、平均値ＤＡＶＥＫＢ１が読み込まれる。第２単独噴射領域では、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）によらず、学習補正係数ＫＢＬＲＣ２として、平均値ＤＡＶＥＫＢ２が読み込まれる。

なお、分割噴射領域では、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）によらず、学習補正係数ＫＢＬＲＣ１，学習補正係数ＫＢＬＲＣ２として、夫々、例えば推定値Ｅ３，Ｅ４を読み込むことができる。推定値Ｅ３は、マップＭ３における第１単独噴射領域に対応する各エリアに設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１、又は、平均値ＤＡＶＥＫＢ１、に基づき推定することができる。推定値Ｅ４は、マップＭ３における第２単独噴射領域に対応する各エリアに設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２、又は、平均値ＤＡＶＥＫＢ２、に基づき推定することができる。

図１３は、本参考例における平均値ＤＡＶＥＫＢ１，ＤＡＶＥＫＢ２の算出のフローチャートを示す。
ステップＳ６１では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量Ｔｐを読み込む。

ステップＳ６２では、第１単独噴射領域であるか判定する。
ステップＳ６２で第１単独噴射領域であると判定したときは、ステップＳ６３に進み、マップＭ３におけるステップＳ６１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新する。

ステップＳ６３の処理後のステップＳ６４では、マップＭ３における第１単独噴射領域に対応する各エリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１の平均値ＤＡＶＥＫＢ１を算出する。

一方、ステップＳ６２で第１単独噴射領域でないと判定したときは、ステップＳ６５に進む。
ステップＳ６５では、第２単独噴射領域であるか判定する。

ステップＳ６５で第２単独噴射領域であると判定したときは、ステップＳ６６に進み、マップＭ３におけるステップＳ６１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新する。

ステップＳ６６の処理後のステップＳ６７では、マップＭ３における第２単独噴射領域に対応する各エリアに記憶された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２の平均値ＤＡＶＥＫＢ２を算出する。

本参考例においては、第１単独噴射領域から第２単独噴射領域への切り換えの際は、学習補正係数ＫＢＬＲＣ２として平均値ＤＡＶＥＫＢ２が読み込まれ、第２単独噴射領域から第１単独噴射領域への切り換えの際は、学習補正係数ＫＢＬＲＣ１として平均値ＤＡＶＥＫＢ１が読み込まれる。

次に、第２参考例について説明する。
本参考例では、基本燃料噴射量Ｔｐに応じて、空燃比制御において読み込まれる学習補正係数ＫＢＬＲＣ１，ＫＢＬＲＣ２が変更される。

図１４は、本参考例における基本燃料噴射量と学習補正係数との関係を求めるフローチャートを示す。
ステップＳ７１では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量Ｔｐを読み込む。

ステップＳ７２では、第１単独噴射領域であるか判定する。
ステップＳ７２で第１単独噴射領域であると判定したときは、ステップＳ７３に進み、マップＭ３におけるステップＳ７１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新する。

ステップＳ７３の処理後のステップＳ７４では、マップＭ３において第１単独噴射領域に対応しかつ所定機関回転速度Ｎｐに対応するエリアを選択する。そして、該選択されたエリアに対応する基本燃料噴射量Ｔｐの範囲から、複数の異なる基本燃料噴射量Ｔｐの値を、マップＭ３で対応するエリアが異なるように指定する。さらに、前記選択されたエリアのうち該指定された基本燃料噴射量Ｔｐに対応するエリアに設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を抽出し、各基本燃料噴射量Ｔｐに対して夫々学習補正係数ＫＢＬＲＣ１をプロットする。これにより、図１５（ａ）に示すように、基本燃料噴射量Ｔｐと学習補正係数ＫＢＬＲＣ１との関係が求められる。

なお、所定機関回転速度Ｎｐは、第１，第２単独噴射領域の双方に対応可能な範囲で設定され、例えば、運転頻度の高い機関回転速度、又は、平均機関回転速度などに設定される。

一方、ステップＳ７２で第１単独噴射領域でないと判定したときは、ステップＳ７５に進む。
ステップＳ７５では、第２単独噴射領域であるか判定する。

ステップＳ７５で第２単独噴射領域であると判定したときは、ステップＳ７６に進み、マップＭ３におけるステップＳ７１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新する。

ステップＳ７６の処理後のステップＳ７７では、マップＭ３において第２単独噴射領域に対応しかつ所定機関回転速度Ｎｐに対応するエリアを選択する。そして、該選択されたエリアに対応する基本燃料噴射量Ｔｐの範囲から、複数の異なる基本燃料噴射量Ｔｐの値を、マップＭ３で対応するエリアが異なるように指定する。さらに、前記選択されたエリアのうち該指定された基本燃料噴射量Ｔｐに対応するエリアに設定された学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を抽出し、各基本燃料噴射量Ｔｐに対して夫々学習補正係数ＫＢＬＲＣ２をプロットする。これにより、図１５（ｂ）に示すように、基本燃料噴射量Ｔｐと学習補正係数ＫＢＬＲＣ２との関係が求められる。

本参考例の空燃比フィードバック制御では、図１５（ａ），（ｂ）を参照して、基本燃料噴射量Ｔｐに基づいて学習補正係数ＫＢＬＲＣ１，ＫＢＬＲＣ２の値を検索する。これにより、機関負荷に応じて高精度な空燃比フィードバック制御を行うことができる。

以下、第３参考例について説明する。
本参考例は、図１６に示すように、前記第３実施形態の変形したものであり、２つのマップＭ１，Ｍ２を備えている。

そして、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第１単独噴射領域に属しているときは、燃料噴射弁１０１の基本燃料噴射量Ｔｐ１＝Ｔｐに設定し、燃料噴射弁１０１に単独で燃料噴射を行わせる。そして、空燃比フィードバック制御により得られた空燃比フィードバック補正係数αに基づき、マップＭ１における機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を更新する。

一方、機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）が第２単独噴射領域又は分割噴射領域に属しているときは、燃料噴射弁１０２の基本燃料噴射量Ｔｐ２＝Ｔｐに設定し、燃料噴射弁１０２に単独で燃料噴射を行わせる。そして、空燃比フィードバック制御により得られた空燃比フィードバック補正係数αに基づき、マップＭ２における機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を更新する。

図１７は、本参考例におけるフローチャートを示す。
ステップＳ８１では、機関回転速度Ｎ及び基本燃料噴射量Ｔｐを読み込む。
ステップＳ８２では、燃料噴射弁１０１の噴射フラグがＯＮであるか判定する。

ステップＳ８２で燃料噴射弁１０１の噴射フラグがＯＮであると判定したときは、ステップＳ８３へ進む。
ステップＳ８３では、燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＮであるか判定する。

ステップＳ８３で燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＮでない（ＯＦＦである）と判断したときは、燃料噴射弁１０１が単独で燃料噴射を行っていると判断し、ステップＳ８４へ進む。

ステップＳ８４では、マップＭ１におけるステップＳ８１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ１を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新する。

一方、ステップＳ８２で燃料噴射弁１０１の噴射フラグがＯＮでない（ＯＦＦである）と判定したときは、ステップＳ８５へ進み、燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＮであるか判定する。

ステップＳ８５で燃料噴射弁１０２の噴射フラグがＯＮであると判断したときは、燃料噴射弁１０２が単独で燃料噴射を行っていると判断し、ステップＳ８６へ進む。
ステップＳ８６では、マップＭ２におけるステップＳ８１で読み込まれた機関運転状態（Ｎ，Ｔｐ）に対応するエリアの学習補正係数ＫＢＬＲＣ２を、空燃比フィードバック補正係数αに基づき更新する。

ここで、上記参考例から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）内燃機関の空燃比制御装置において、
内燃機関の吸気通路に配設された第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁のうち該第１燃料噴射弁が単独で燃料を噴射する第１噴射パターンと、前記第２燃料噴射弁が単独で燃料を噴射する第２噴射パターンと、を機関運転状態に応じて切り換える切換手段と、
前記第１噴射パターンでの空燃比制御において、前記第１燃料噴射弁の燃料噴射量を空燃比検出値に基づいて補正するための空燃比補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第１補正量学習手段と、
前記第２噴射パターンでの空燃比制御において、前記第２燃料噴射弁の燃料噴射量を空燃比検出値に基づいて補正するための空燃比補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第２補正量学習手段と、
前記第１噴射パターンにおいて、前記空燃比補正量の学習値として、前記第１補正量学習手段における第１噴射パターンに対応するエリアの学習値の代表値を用いて、空燃比制御を行わせることが可能な第１空燃比制御手段と、
前記第２噴射パターンにおいて、前記空燃比補正量の学習値として、前記第２補正量学習手段における第２噴射パターンに対応するエリアの学習値の代表値を用いて、空燃比制御を行わせることが可能な第２空燃比制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする。

上記発明によると、第１空燃比制御手段及び第２空燃比制御手段が、夫々、学習値の代表値を用いて、内燃機関に空燃比制御を行わせる。このため、空燃比制御において第１，第３噴射パターン間で切り換えがあっても、学習値の代表値を用いることで、学習遅れが抑制され、空燃比の安定した制御を確保することができる。
（ロ）（イ）に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記第１補正量学習手段における代表値と、前記第２補正量学習手段における代表値と、の少なくとも一方は、機関運転状態に応じて可変に設定されることを特徴とする。

上記発明によると、機関運転状態に応じて所望の学習値の代表値を設定し、空燃比制御をより安定させることができる。
（ハ）内燃機関の制御装置において、
内燃機関の吸気通路に配設された第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁のうち該第１燃料噴射弁が単独で燃料を噴射する第１噴射パターンと、前記第２燃料噴射弁が単独で燃料を噴射する第２噴射パターンと、を機関運転状態に応じて切り換える切り換え手段と、
前記内燃機関に前記第１噴射パターンで空燃比フィードバック制御を行わせる第３空燃比フィードバック制御手段と、
該第３空燃比フィードバック制御手段の空燃比フィードバック制御により得られた空燃比フィードバック補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第５補正量学習手段と、
前記内燃機関に前記第２噴射パターンで空燃比フィードバック制御を行わせる第４空燃比フィードバック制御手段と、
該第４空燃比フィードバック制御手段の空燃比フィードバック制御により得られた空燃比フィードバック補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第６補正量学習手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする。

上記発明によると、第５補正量学習手段及び第６補正量学習手段が、夫々、空燃比フィードバック補正量を学習する。このため、空燃比制御において第１，第２噴射パターン間で切り換えがあっても、前記学習された空燃比フィードバック補正量の学習値を読み込むことで、学習遅れが抑制され、空燃比の安定した制御を確保することができる。

Ｍ１ マップ
Ｍ２ マップ
１ 内燃機関
３ 吸気ポート（吸気通路）
１０ ＥＣＵ
１０１ 燃料噴射弁（第１燃料噴射弁）
１０２ 燃料噴射弁（第２燃料噴射弁）

Claims (1)

1. 内燃機関の吸気通路に配設された第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁のうち該第１燃料
   噴射弁が単独で燃料を噴射する第１噴射領域と、前記第２燃料噴射弁が単独で燃料を噴射する第２噴射領域と、前記第１，第２燃料噴射弁が共に燃料を噴射する第３噴射領域が、機関運転状態に応じて設定され、実際の機関運転状態が属する前記噴射領域に対応する前記燃料噴射弁から燃料を噴射する内燃機関の空燃比制御装置であって、
   前記第１噴射領域、前記第２噴射領域、及び前記第３噴射領域を対象として、前記第１燃料噴射弁単独で燃料噴射させつつ空燃比フィードバック制御を行わせ、得られた空燃比フィードバック補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第１学習手段と、
   前記第１学習手段による学習後、前記第１噴射領域、前記第２噴射領域、及び前記第３噴射領域において、前記第２燃料噴射弁単独で燃料噴射させつつ空燃比フィードバック制御を行わせ、得られた空燃比フィードバック補正量を、機関運転状態に応じて分割されたエリア毎に学習する第２学習手段と、
   を備え、前記第１学習手段及び第２学習手段による学習後は、前記第３噴射領域において、第１学習手段及び第２学習手段によりそれぞれ学習された空燃比フィードバック補正量を用いて、第１燃料噴射弁及び第２燃料噴射弁の燃料噴射量を補正することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。

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