JP2006063821A - 内燃機関の燃料供給量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気通路の上流側及び下流側に２つの燃料供給手段を設けた内燃機関において、燃料供給量を好適に制御し、燃焼状態の不測の変動を抑制する。
【解決手段】エンジン１０の吸気管１１において、吸気ポート近傍にはプライマリインジェクタ１７が設けられ、スロットルバルブ１４の上流側にはセカンダリインジェクタ１８が設けられている。ＥＣＵ５０は、その都度の空燃比が目標値に一致するよう各インジェクタ１７，１８による燃料噴射量をフィードバック制御する。また特に、ＥＣＵ５０は、セカンダリインジェクタ１８の燃料噴射状況に応じてフィードバック制御に所定の制限を加える。
【選択図】 図１

Description

本発明は、吸気通路の上流側及び下流側に２つの燃料供給手段（インジェクタ）を設けた内燃機関の燃料供給量制御装置に関するものである。

従来から、内燃機関の出力向上等を目的として、吸気通路の吸気ポート近傍に第１燃料供給手段としてのプライマリインジェクタを設けると共に、該プライマリインジェクタよりも上流側に第２燃料供給手段としてのセカンダリインジェクタを設けた先行技術が知られており、それら各インジェクタの燃料噴射量は内燃機関の運転状態等に応じて適宜制御されるようになっている。例えば特許文献１参照では、プライマリインジェクタによる燃料噴射量をフィードバック制御すると共に、セカンダリインジェクタによる燃料噴射量をオープン制御するようにしている。

しかしながら、既存の技術では以下に示す問題が生じる。すなわち、セカンダリインジェクタにより燃料噴射が行われると、吸気通路内壁において広い範囲で燃料が付着し、それに起因して空燃比が乱れる。それ故に、フィードバック補正量が変動してしまい、内燃機関の燃料供給量に不測の変動が生じる。これにより、燃焼状態が変動し、排気エミッションの悪化やトルク変動などの問題が生じるおそれがあった。
特許第２７０４８９３号公報

本発明は、吸気通路の上流側及び下流側に２つの燃料供給手段を設けた内燃機関において、燃料供給量を好適に制御し、燃焼状態の不測の変動を抑制することができる内燃機関の燃料供給量制御装置を提供することを主たる目的とするものである。

吸気通路の下流側と上流側にそれぞれ第１燃料供給手段と第２燃料供給手段とを設けた内燃機関では、第２燃料供給手段による燃料供給割合が増える場合や、同第２燃料供給手段による燃料供給の開始直後や停止直後において空燃比の乱れが生じる。これは、第２燃料供給手段により燃料供給が行われる際にその燃料供給位置から燃焼室入口までの広範囲にわたり吸気通路内壁に燃料が付着することに起因しており、その空燃比の乱れによりフィードバック量が変動し、ひいては燃焼状態の不測の変動が生じる。かかる実状において、本願発明者らは、上記問題が第２燃料供給手段の燃料供給状況に大いに関わっていることを確認した。そして本発明において、第２燃料供給手段による燃料供給が行われる際にその燃料供給状況に応じてフィードバック制御に所定の制限を加えることとした。これにより、空燃比が不安定となる期間においてフィードバック量の変動を無くす又は小さくすることができる。その結果、吸気通路の上流側及び下流側に２つの燃料供給手段を設けた内燃機関において、燃料供給量を好適に制御し、燃焼状態の不測の変動を抑制することができる。

フィードバック制御に制限を付加する手段として、具体的には以下の各手段が考えられる。
・第２燃料供給手段の燃料供給割合が所定値以上である場合にフィードバック制御を禁止する。
・第２燃料供給手段の燃料供給開始から所定時間が経過するまでの期間、及び第２燃料供給手段の燃料供給停止から所定時間が経過するまでの期間の少なくとも何れかで、フィードバック制御を禁止する。
・第２燃料供給手段の燃料供給開始から所定時間が経過するまでの期間、及び第２燃料供給手段の燃料供給停止から所定時間が経過するまでの期間の少なくとも何れかで、フィードバック制御の制御ゲインを低下させる。

つまり、第２燃料供給手段による燃料供給割合が大きいと吸気通路内壁に付着する燃料量が増え、これにより空燃比の乱れが生じて燃料供給量が過補正されるなどの不都合が生じる。また、第２燃料供給手段の燃料供給開始直後や停止直後は、吸気通路内壁の燃料付着状態が変化して空燃比が不安定となり、やはり燃料供給量が過補正されるなどの不都合が生じる。これに対し、上記各手段によれば、燃料供給量が過補正されるなどの不都合を解消し、燃料供給量制御の安定化を図ることができる。

なお、フィードバック制御が禁止された場合には、これに代えて燃料供給量がオープン制御される。第２燃料供給手段の燃料供給割合とは、全燃料供給量に対する第２燃料供給手段による燃料供給量の比率を意味する。

ここで、第２燃料供給手段による供給燃料がどの程度吸気通路内壁に付着し、また同内壁から離脱するかは内燃機関の運転状態（例えば冷却水温度、負荷等）に応じて変化する。それ故に、第２燃料供給手段の燃料供給の開始直後又は停止直後に規定される前記所定時間を、内燃機関の運転状態に応じて可変設定すると良い。

また、第２燃料供給手段による燃料供給が行われている期間内で、該第２燃料供給手段の燃料供給割合に応じてフィードバック制御の制御ゲインを可変設定すると良い。これにより、第２燃料供給手段による燃料供給中において、燃焼状態の不測の変動を抑制しつつ、フィードバック制御を実施することが可能となる。

一方、フィードバック制御に際し、空燃比がリーン／リッチ間で反転するのに伴いスキップ処理を行うと共にその後積分処理を行うことでフィードバック補正量を更新する制御手法が知られている。この制御手法を採用する場合において、フィードバック補正量の算出に用いる積分量及びスキップ量の少なくとも何れかを第２燃料供給手段の燃料供給割合に応じて可変設定すると良い。或いは、フィードバック制御に際し、空燃比がリーン／リッチ間で反転するのに伴いスキップ処理を行うと共に、その後ホールド処理に引き続いて積分処理を行うことでフィードバック補正量を更新するようにした制御装置では、フィードバック補正量の算出に用いる積分量、スキップ量及びホールド時間の少なくとも何れかを第２燃料供給手段の燃料供給割合に応じて可変設定すると良い。これらの構成により、第２燃料供給手段の供給燃料が燃焼に影響するまでの応答遅れを考慮してフィードバック制御を実施することができる。

このとき特に、第２燃料供給手段の燃料供給割合が大きいほど積分量を小さくしたり、第２燃料供給手段の燃料供給割合が大きいほどスキップ量を小さくしたり、第２燃料供給手段の燃料供給割合が大きいほどホールド時間を長くしたりすると良い。この場合、積分量を小さくすること、スキップ量を小さくすること、又はホールド時間を長くすることによりフィードバック補正量の変動が抑制される。

また、第２燃料供給手段による燃料供給が行われる期間内でフィードバック制御を禁止しても良く、本構成によっても燃焼状態の不測の変動を抑制することができる。

以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に従って説明する。本実施の形態は、内燃機関である二輪車用多気筒ガソリンエンジンを対象にエンジン制御システムを構築するものとしており、当該制御システムにおいては電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）を中枢として燃料噴射量の制御や点火時期の制御等を実施することとしている。先ずは、図１を用いてエンジン制御システムの全体概略構成図を説明する。

図１に示すエンジン１０において、吸気管１１の最上流部にはエアクリーナ１２が設けられ、その下流側にはスロットルバルブ１４が設けられている。エアクリーナ１２には吸気温を検出するための吸気温センサ１３が設けられ、スロットルバルブ１４にはスロットル開度を検出するためのスロットル開度センサ１５が設けられている。スロットルバルブ１４の下流側には吸気管圧力を検出するための吸気管圧力センサ１６が設けられている。更に、吸気管１１の吸気ポート近傍には電磁駆動式のプライマリインジェクタ１７が取り付けられ、スロットルバルブ１４の上流側には同じく電磁駆動式のセカンダリインジェクタ１８が取り付けられている。本エンジン１０は、各気筒に独立して吸気を行う独立吸気形式となっており、プライマリインジェクタ１７及びセカンダリインジェクタ１８は気筒毎にそれぞれ設けられている。

エンジン１０の吸気ポート及び排気ポートにはそれぞれ吸気バルブ２１及び排気バルブ２２が設けられており、吸気バルブ２１の開動作により空気と燃料との混合気が燃焼室２３内に導入され、排気バルブ２２の開動作により燃焼後の排気が排気管２４に排出される。エンジン１０のシリンダヘッドには各気筒毎に点火プラグ２５が取り付けられており、点火プラグ２５には、点火コイル等よりなる点火装置２６を通じて、所望とする点火時期において高電圧が印加される。この高電圧の印加により、各点火プラグ２５の対向電極間に火花放電が発生し、燃焼室２３内に導入された混合気が着火され燃焼に供される。

排気管２４には、排出ガス中のＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘ等を浄化するための三元触媒等の触媒３１が設けられ、この触媒３１の上流側には排気を検出対象として混合気の空燃比を検出するためのＯ2センサ３２が設けられている。Ｏ2センサ３２は、理論空燃比（ストイキ）を境として空燃比がリッチかリーンかに応じて異なる起電力信号（Ｏ2センサ信号ＶＯＸ）を出力する構成となっている。また、エンジン１０には、冷却水温を検出する冷却水温センサ３３や、エンジン１０の回転に伴い所定クランク角毎に（例えば３０°ＣＡ周期で）矩形状のクランク角信号を出力するクランク角センサ３４が設けられている。

また、燃料系において、燃料タンク４１内にはインタンク式のポンプモジュール４２が設けられており、ポンプモジュール４２には燃料配管４３を介して２つのデリバリパイプ４５，４６が接続されている。ポンプモジュール４２はポンプ本体、燃料フィルタ、プレッシャレギュレータ、リターン配管を一体化したポンプ装置であり、当該ポンプモジュール４２で所定圧力に保持された燃料が燃料配管４３を介して各デリバリパイプ４５，４６に給送されるようになっている。

ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等よりなるマイクロコンピュータを主体として構成されており、このＥＣＵ５０には前記各種センサの検出信号やその他バッテリ電圧ＶＢの検出信号などが入力される。ＥＣＵ５０は、ＲＯＭに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、エンジン運転状態に基づいてプライマリインジェクタ１７，セカンダリインジェクタ１８の燃料噴射時間や点火プラグ２５による点火時期などを制御する。特に燃料噴射制御においてはＯ2フィードバック制御を実施することとしており、Ｏ2センサ３２の検出信号（Ｏ2センサ信号ＶＯＸ）を基にフィードバック補正係数ＦＡＦを算出し、該ＦＡＦを反映して最終の燃料噴射時間を算出する。

図２は燃料噴射時間の算出ルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンは所定のクランク角度周期（４気筒エンジンであれば１８０°ＣＡ周期）でＥＣＵ５０により実行される。

図２において、ステップＳ１０１では、クランク角センサ３４から出力されるクランク角信号を基に算出したエンジン回転速度ＮＥを読み込み、ステップＳ１０２では、スロットル開度センサ１５の検出値から算出したスロットル開度ＶＴＡを読み込み、ステップＳ１０３では、吸気管圧力センサ１６の検出値から算出した吸気圧ＰＭを読み込む。その後、ステップＳ１０４では、前記読み込んだ運転情報（ＮＥ，ＶＴＡ，ＰＭ）に基づいて気筒毎の基本噴射時間ＴＰ＠を算出する（＠は各気筒を意味する。以下同様）。このとき、エンジン１０の低負荷域ではエンジン回転速度ＮＥと吸気圧ＰＭとをパラメータとして基本噴射時間ＴＰ＠を算出し、中高負荷域ではエンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＶＴＡとをパラメータとして基本噴射時間ＴＰ＠を算出する。

次に、ステップＳ１０５では、例えばエンジン回転速度ＮＥとスロットル開度ＶＴＡをパラメータとするマップを用い、その都度のＮＥ，ＶＴＡに応じてセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳを算出する。噴射割合ＤＥＳは、全燃料噴射量に占めるセカンダリインジェクタ１８の燃料噴射量の占める比率である。なお本マップによれば、高回転側ほど又は高スロットル開度側ほど噴射割合ＤＥＳが大きな値として算出されるようになっている（例えば、ＤＥＳの最小値は０、最大値は１．０である）。

その後、ステップＳ１０６では、バッテリ電圧ＶＢに基づいて各インジェクタ１７，１８の無効噴射時間ＴＶを算出し、ステップＳ１０７では、その他補正係数Ｋ＠（吸気温補正、大気圧補正等）を算出する。ステップＳ１０８では、Ｏ2センサ信号ＶＯＸに基づいてフィードバック補正係数ＦＡＦを算出する。最後に、ステップＳ１０９では、下記の（１），（２）式を用い、プライマリインジェクタ１７の最終噴射時間ＴＡＵ１＠とセカンダリインジェクタ１８の最終噴射時間ＴＡＵ２＠とを算出する。
ＴＡＵ１＠＝ＴＰ＠＊Ｋ＠＊（１−ＤＥＳ）＊ＦＡＦ＋ＴＶ …（１）
ＴＡＵ２＠＝ＴＰ＠＊Ｋ＠＊ＤＥＳ＊ＦＡＦ＋ＴＶ …（２）
そして、ＥＣＵ５０は、最終噴射時間ＴＡＵ１＠，ＴＡＵ２＠を基に、プライマリインジェクタ１７及びセカンダリインジェクタ１８に対してそれぞれインジェクタ駆動信号を出力する。これにより、各インジェクタ１７，１８がインジェクタ駆動信号に基づいて開弁し、各々で燃料噴射が実施される。

図３及び図４には、前記図２のステップＳ１０８におけるフィードバック補正係数ＦＡＦの算出サブルーチンを示す。

図３において、先ずステップＳ２０１〜Ｓ２０４では、Ｏ2フィードバック制御の実施条件を判定する。すなわち、ステップＳ２０１では、水温や始動後経過時間等によりフィードバック制御の前提条件が成立するか否かを判別する。ステップＳ２０２では、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが所定値Ｄｔｈ（例えば０．５）よりも小さいか否かを判別する。ステップＳ２０３では、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射が開始されてから所定時間Ｘ１が経過したか否かを判別する。ステップＳ２０４では、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射が停止されてから所定時間Ｘ２が経過したか否かを判別する。

ステップＳ２０１〜Ｓ２０４の何れかが不成立となる場合、ステップＳ２０５に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦを１．０とした後、本処理を終了する。すなわちこの場合、Ｏ2フィードバック制御の実施が禁止され、これに代えてオープン制御が実施される。また、ステップＳ２０１〜Ｓ２０４が全て成立する場合、ステップＳ２０６以降の一連のＦＡＦ算出処理を実施する。すなわちこの場合、Ｏ2フィードバック制御の実施が許可される。

Ｏ2フィードバック制御の実施が許可される場合において、ステップＳ２０６では、エンジン回転速度ＮＥやセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳに基づいて、ＦＡＦ演算に要する演算パラメータを算出する。演算パラメータとして具体的には、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリッチ／リーン間で反転する際にＦＡＦ値を増減するためのスキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤ（ＫＳＩ＝増加時、ＫＳＤ＝減少時）と、スキップ後にＦＡＦ値をそのまま保持するためのホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲ（ＫＤＬ＝リーン時、ＫＤＲ＝リッチ時）と、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリッチ値又はリーン値で維持されている間にＦＡＦ値を徐増又は徐減するための積分量ＫＩＩ，ＫＩＤ（ＫＩＩ＝増加時、ＫＩＤ＝減少時）とが算出される。

各パラメータは図５の（ａ）〜（ｆ）に示す関係に従い算出される。このとき、（ａ），（ｂ）に示すように、ホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲは、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが大きいほど大きい値として算出され、エンジン回転速度ＮＥが大きいほど小さい値として算出される。また、（ｃ），（ｄ）に示すように、積分量ＫＩＩ，ＫＩＤは、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが大きいほど小さい値として算出され、エンジン回転速度ＮＥが大きいほど小さい値として算出される。これは、セカンダリインジェクタ１８の噴射燃料が燃焼に影響するまでの応答遅れを考慮しているためである。

なお、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤは、エンジン回転速度ＮＥやセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが変化しても大きく変更されない（固定値とすることも可能）。但し、（ｅ），（ｆ）に示すように、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが大きいほど、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤを小さくしても良く、これによりＦＡＦの変動に伴う燃焼状態の変動を小さくすることができる。また逆に、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが大きいほど、スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤを大きくしても良く、これによりＦＡＦの増減周期が短くなり触媒浄化性能を向上させることができる。

その後、図４のステップＳ２０７では、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリッチ／リーン判定のための所定のしきい値α以上であるか否かを判別する。しきい値αは例えば０．４５Ｖであり、ＶＯＸ≧αであればリッチであると判別され、ＶＯＸ＜αであればリーンであると判別される。

ＶＯＸ≧αの場合（空燃比リッチの場合）、ステップＳ２０８に進み、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリーンからリッチに反転した後、所定のディレイ時間ＴＤＲが経過したか否かを判別する。ディレイ時間ＴＤＲが経過していればステップＳ２０９に進み、経過していなければステップＳ２１７に進む。なお、ディレイ時間ＴＤＲは排気の輸送遅れを要因とする時間であり、例えばエンジン回転速度ＮＥに応じて可変設定されると良い（但し、固定値でも可）。

ステップＳ２０９では、ディレイ時間ＴＤＲの経過後、今回の処理が初回であるか否かを判別する。初回の場合、ステップＳ２１０に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦの前回値からスキップ量ＫＳＤを減算してＦＡＦの今回値を算出する（ＦＡＦ＝ＦＡＦ−ＫＳＤ）。また、初回でない場合にはステップＳ２１１に進み、スキップ後にホールド時間ＫＤＲが経過したか否かを判別する。そして、ホールド時間ＫＤＲが経過していることを条件にＦＡＦの積分処理を許可し、ステップＳ２１２でＦＡＦの前回値から積分量ＫＩＤを減算してＦＡＦの今回値を算出する（ＦＡＦ＝ＦＡＦ−ＫＩＤ）。

一方、ＶＯＸ＜αの場合（空燃比リーンの場合）、ステップＳ２１３に進み、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリッチからリーンに反転した後、所定のディレイ時間ＴＤＬが経過したか否かを判別する。ディレイ時間ＴＤＬが経過していればステップＳ２１４に進み、経過していなければステップＳ２１２に進む。なお、ディレイ時間ＴＤＬは、前記ＴＤＲ同様、排気の輸送遅れを要因とする時間であり、例えばエンジン回転速度ＮＥに応じて可変設定されると良い（但し、固定値でも可）。

ステップＳ２１４では、ディレイ時間ＴＤＬの経過後、今回の処理が初回であるか否かを判別する。初回の場合、ステップＳ２１５に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦの前回値にスキップ量ＫＳＩを加算してＦＡＦの今回値を算出する（ＦＡＦ＝ＦＡＦ＋ＫＳＩ）。また、初回でない場合にはステップＳ２１６に進み、スキップ後にホールド時間ＫＤＬが経過したか否かを判別する。そして、ホールド時間ＫＤＬが経過していることを条件にＦＡＦの積分処理を許可し、ステップＳ２１７でＦＡＦの前回値に積分量ＫＩＩを加算してＦＡＦの今回値を算出する（ＦＡＦ＝ＦＡＦ＋ＫＩＩ）。

次に、Ｏ2フィードバック制御の処理の流れをタイムチャートを用いてより具体的に説明する。図６は、エンジン運転状態の変化に伴い、プライマリ／セカンダリの各インジェクタ１７，１８の噴射態様が変化する様子を示すタイムチャートである。図６において、タイミングｔ１以前は、プライマリインジェクタ１７がＯＮ、セカンダリインジェクタ１８がＯＦＦとなっており、プライマリインジェクタ１７により全燃料が噴射供給されている（すなわち、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳは０である）。

そして、例えば運転者の加速操作によりスロットル開度ＶＴＡが増加すると（図６では、タイミングｔ１でＶＴＡがしきい値Ｖｔｈを超えると）、セカンダリインジェクタ１８の噴射が開始される。このとき、前述のとおりセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳはその都度のエンジン回転速度ＮＥやスロットル開度ＶＴＡにより決定される。但し本例では、噴射割合ＤＥＳは図示する全期間を通じて所定値Ｄｔｈ未満であるとしている。

セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射が開始された時、その噴射開始から所定時間Ｘ１が経過するまでの期間では、Ｏ2フィードバック制御が禁止される。そして、所定時間Ｘ１が経過したタイミングｔ２以降、Ｏ2フィードバック制御が実施される。また、タイミングｔ３では、スロットル開度ＶＴＡの減少に伴いセカンダリインジェクタ１８の燃料噴射が停止される。このとき、セカンダリインジェクタ１８の噴射停止から所定時間Ｘ２が経過するまでの期間では、Ｏ2フィードバック制御が禁止される。そして、所定時間Ｘ２が経過したタイミングｔ４以降、Ｏ2フィードバック制御が再開される。

図７は、Ｏ2フィードバック制御時におけるＯ2センサ信号ＶＯＸとフィードバック補正係数ＦＡＦの挙動を示すタイムチャートであり、（ａ）にはセカンダリインジェクタ１８が燃料噴射していない時のＶＯＸ，ＦＡＦの挙動を示し、（ｂ）にはセカンダリインジェクタ１８が燃料噴射している時のＶＯＸ，ＦＡＦの挙動を示す。なお、（ａ），（ｂ）では、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリッチ信号となる場合のスキップ量ＫＳＤ１，ＫＳＤ２、ホールド時間ＫＤＲ１，ＫＤＲ２、積分量ＫＩＤ１，ＫＩＤ２を示している。

フィードバック補正係数ＦＡＦは、スキップ、ホールド（ディレイ）、積分の各動作により図示の如く変化する。このとき、（ａ）と（ｂ）を比較すると、スキップ量はＫＳＤ１＞ＫＳＤ２、ホールド時間はＫＤＲ１＜ＫＤＲ２、積分量はＫＩＤ１＞ＫＩＤ２となっている。従って、セカンダリインジェクタ噴射時には、フィードバック補正係数ＦＡＦの変動が抑制される。つまり、セカンダリインジェクタ１８の燃料噴射状況に応じてＯ2フィードバック制御の制御ゲインが変更され、セカンダリインジェクタ１８からの噴射燃料が燃焼に影響するまでの応答遅れを考慮してＯ2フィードバック制御が実施される。

以上詳述した本実施の形態によれば、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射に際しその燃料噴射状況に応じてＯ2フィードバック制御に所定の制限を加えることとしたため、空燃比が不安定となる期間においてフィードバック補正係数ＦＡＦの変動を無くす又は小さくすることができる。その結果、燃料噴射量を好適に制御し、燃焼状態の不測の変動を抑制することができる。これにより、排気エミッションの悪化やトルク変動などの問題を解消することができる。

具体的には、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが所定値Ｄｔｈ以上である場合や、セカンダリインジェクタ１８の噴射開始から所定時間Ｘ１が経過するまでの期間、噴射停止から所定時間Ｘ２が経過するまでの期間でＯ2フィードバック制御を禁止するようにしたため、燃料噴射量が過補正されるなどの不都合を解消し、燃料噴射量制御の安定化を図ることができる。

また、セカンダリインジェクタ噴射時においてセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳに応じてＦＡＦ演算のための演算パラメータ（スキップ量、ホールド時間、積分量）を可変設定するようにしたため、セカンダリインジェクタ噴射時において、燃焼状態の不測の変動を抑制しつつ、Ｏ2フィードバック制御を実施することが可能となる。

（第２の実施の形態）
上記第１の実施の形態では、セカンダリインジェクタ１８による噴射開始直後又は噴射停止直後において所定時間が経過するまでＯ2フィードバック制御を禁止したが、本実施の形態では、そのセカンダリインジェクタ１８の噴射開始直後又は噴射停止直後においてＯ2フィードバック制御の制御ゲインを低下させることとする。

図８は、本実施の形態におけるフィードバック補正係数ＦＡＦの算出サブルーチンを示すフローチャートであり、本ルーチンは前記図３に置き換えて実施される。なお、図８のステップＳ３０８の実行後は前記図４のステップＳ２０７に移行するようになっており、その説明は省略する。

図８において、ステップＳ３０１では、水温や始動後経過時間等によりフィードバック制御の前提条件が成立するか否かを判別し、ステップＳ３０２では、セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳが所定値Ｄｔｈ（例えば０．５）よりも小さいか否かを判別する。ステップＳ３０１，Ｓ３０２の何れかがＮＯの場合、ステップＳ３０３に進み、フィードバック補正係数ＦＡＦを１．０とした後、本処理を終了する。すなわちこの場合、Ｏ2フィードバック制御の実施が禁止される。また、ステップＳ３０１，Ｓ３０２が共にＹＥＳの場合、ステップＳ３０４に進む。

ステップＳ３０４では、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射が開始されてから所定時間Ｙ１が経過したか否かを判別する。また、ステップＳ３０５では、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射が停止されてから所定時間Ｙ２が経過したか否かを判別する。ステップＳ３０４，Ｓ３０５が共にＹＥＳであればステップＳ３０６に進み、前記図５に示す関係を用い、エンジン回転速度ＮＥやセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳに基づいてＦＡＦ演算パラメータ（スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤ、ホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲ、積分量ＫＩＩ，ＫＩＤ）を算出する。

また、セカンダリインジェクタ１８の噴射開始後、所定時間Ｙ１が経過するまでの期間であれば、ステップＳ３０７で噴射開始切り替わり時の演算パラメータ（スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤ、ホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲ、積分量ＫＩＩ，ＫＩＤ）を算出し、セカンダリインジェクタ１８の噴射終了後、所定時間Ｙ２が経過するまでの期間であれば、ステップＳ３０８で噴射停止切り替わり時の演算パラメータ（スキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤ、ホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲ、積分量ＫＩＩ，ＫＩＤ）を算出する。

この場合、噴射開始切り替わり時及び噴射停止切り替わり時の演算パラメータは、前記ステップＳ３０６で算出される演算パラメータに比べて、制御ゲインを低下させるように変更されている。セカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳを同一にした場合の各パラメータの違いを図９に示す。なお図９において、実線のＰ１は通常時のパラメータ値（ステップＳ３０６の算出値）、点線のＰ２は噴射開始切り替わり時のパラメータ値、一点鎖線のＰ３は噴射停止切り替わり時のパラメータ値を示す。

図９の（ａ），（ｂ）に示すように、噴射開始切り替わり時及び噴射停止切り替わり時のホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲは通常時（Ｐ１）よりも長く設定され、噴射開始切り替わり時のパラメータ値（Ｐ２）は噴射停止切り替わり時のパラメータ値（Ｐ３）よりも僅かに小さい値とされる。また、（ｃ），（ｄ）に示すように、噴射開始切り替わり時及び噴射停止切り替わり時の積分量ＫＩＩ，ＫＩＤは通常時（Ｐ１）よりも小さく設定され、噴射開始切り替わり時のパラメータ値（Ｐ２）は噴射停止切り替わり時のパラメータ値（Ｐ３）よりも僅かに大きい値とされる。更に、（ｅ），（ｆ）に示すように、噴射開始切り替わり時及び噴射停止切り替わり時のスキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤは通常時（Ｐ１）よりも小さく設定され、噴射開始切り替わり時のパラメータ値（Ｐ２）は噴射停止切り替わり時のパラメータ値（Ｐ３）よりも僅かに大きい値とされる。

以上第２の実施の形態によれば、セカンダリインジェクタ１８の噴射開始直後や噴射停止直後といった空燃比の乱れが生じやすい期間で、Ｏ2フィードバック制御の制御ゲインを低下させるようにしたため、燃料供給量が過補正されるなどの不都合を解消し、燃料供給量制御の安定化を図ることができる。

なお、本発明は上記実施の形態の記載内容に限定されず、例えば次のように実施しても良い。

上記実施の形態では、ＦＡＦ演算パラメータとして、エンジン回転速度ＮＥやセカンダリインジェクタ１８の噴射割合ＤＥＳに基づいてスキップ量ＫＳＩ，ＫＳＤ、ホールド時間ＫＤＬ，ＫＤＲ、積分量ＫＩＩ，ＫＩＤを可変設定したが、このうち少なくとも１つを可変設定し、他は固定値とする構成としても良い。また、リッチ時とリーン時とで同じパラメータ値を使う構成としても良い。

上記実施の形態では、スキップ、ホールド（ディレイ）、積分の動作によりフィードバック補正係数ＦＡＦの更新処理を実施したが、スキップと積分動作だけでフィードバック補正係数ＦＡＦを更新しても良い。これはホールド時間を０とすることと同意である。かかる場合について、Ｏ2フィードバック制御時におけるＯ2センサ信号ＶＯＸとフィードバック補正係数ＦＡＦの挙動を図１０に示す。図１０において、（ａ）にはセカンダリインジェクタ１８が燃料噴射していない時のＶＯＸ，ＦＡＦの挙動を示し、（ｂ）にはセカンダリインジェクタ１８が燃料噴射している時のＶＯＸ，ＦＡＦの挙動を示す。なお、（ａ），（ｂ）では、Ｏ2センサ信号ＶＯＸがリッチ信号となる場合のスキップ量ＫＳＤ１，ＫＳＤ２、積分量ＫＩＤ１，ＫＩＤ２を示している。

図１０の（ａ）と（ｂ）を比較すると、スキップ量はＫＳＤ１＞ＫＳＤ２、積分量はＫＩＤ１＞ＫＩＤ２となっている。従って、セカンダリインジェクタ噴射時には、フィードバック補正係数ＦＡＦの変動が抑制される。つまり、セカンダリインジェクタ１８の燃料噴射状況に応じてＯ2フィードバック制御の制御ゲインが変更され、セカンダリインジェクタ１８からの噴射燃料が燃焼に影響するまでの応答遅れを考慮してＯ2フィードバック制御が実施される。

上記実施の形態では、セカンダリインジェクタ１８による噴射開始直後と噴射停止直後の期間においてＯ2フィードバック制御を禁止するか、又はＯ2フィードバック制御の制御ゲインを低下させるようにしたが、これを変更しても良い。例えば、セカンダリインジェクタ１８による噴射開始直後、又は噴射停止直後の何れかの期間においてＯ2フィードバック制御を禁止するか、又はＯ2フィードバック制御の制御ゲインを低下させるようにしても良い。また、セカンダリインジェクタ１８の噴射開始後（又は噴射停止後）、所定回の燃料噴射が行われるまでの期間でＯ2フィードバック制御を禁止するか、又はＯ2フィードバック制御の制御ゲインを低下させるようにしても良い。

上記実施の形態では、理論空燃比を境にリッチとリーンとで異なる起電力信号（ＶＯＸ）を出力するＯ2センサを用いて空燃比フィードバック制御を実施したが、これに代えて、空燃比（排気中の酸素濃度）をリニアに検出するＡ／Ｆセンサを用いて空燃比フィードバック制御を実施する構成としても良い。この場合、Ａ／Ｆセンサにより検出した空燃比と目標空燃比との偏差に応じてフィードバック補正係数ＦＡＦが算出され、そのＦＡＦを用いて空燃比フィードバック制御が実施される。かかる構成においても、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射が行われる際にその燃料噴射状況に応じて空燃比フィードバック制御に所定の制限を加えることにより、空燃比が不安定となる期間においてフィードバック補正係数ＦＡＦの変動を小さくすることができる。その結果、燃料噴射量を好適に制御し、燃焼状態の不測の変動を抑制することができる。

セカンダリインジェクタ１８の噴射開始直後又は噴射停止直後に規定される所定時間Ｘ１，Ｘ２（第２の実施の形態ではＹ１，Ｙ２）を、例えば冷却水温度、負荷、エンジン回転速度等のエンジン運転状態に応じて可変設定するようにしても良い。セカンダリインジェクタ１８による噴射燃料の吸気管内壁への付着量や付着燃料の離脱量はエンジン運転状態に応じて変化し、それにより空燃比への影響度合いが変わる。かかる場合において、上記の如く所定時間Ｘ１，Ｘ２等を可変設定することにより、空燃比の乱れによる燃料状態の変動を好適に抑えることができる。

セカンダリインジェクタ１８により燃料噴射が行われる全期間を通じて空燃比フィードバック制御を禁止しても良く、本構成によっても燃焼状態の不測の変動を抑制することができる。つまり、セカンダリインジェクタ１８による燃料噴射期間内ではフィードバック制御に代えてオープン制御が行われる。

上記実施の形態では、エンジン１０を独立吸気形式とし、各気筒の吸気管毎にそれぞれプライマリインジェクタ１７とセカンダリインジェクタ１８とを設けたが、この構成を変更しても良い。例えば、吸気マニホールドを備えたエンジンにおいて、各気筒に通じる分岐通路部にプライマリインジェクタ（第１燃料供給手段）を設けると共に、集合部にセカンダリインジェクタ（第２燃料供給手段）を設ける構成としても良い。つまりこの場合、セカンダリインジェクタは全気筒共通に使用される。また、二輪車用エンジン以外に、四輪車用エンジンに本発明を具体化することも可能である。

発明の実施の形態におけるエンジン制御システムの概略を示す構成図である。 燃料噴射時間算出ルーチンを示すフローチャートである。 フィードバック補正係数算出ルーチンを示すフローチャートである。 図３に引き続き、フィードバック補正係数算出ルーチンを示すフローチャートである。 ＦＡＦ演算パラメータを算出するための関係図である。 各インジェクタの噴射態様の変化を示すタイムチャートである。 Ｏ2フィードバック制御時におけるＯ2センサ信号ＶＯＸとフィードバック補正係数ＦＡＦの挙動を示すタイムチャートである。 第２の実施の形態におけるフィードバック補正係数算出ルーチンを示すフローチャートである。 ＦＡＦ演算パラメータを算出するための関係図である。 Ｏ2フィードバック制御時におけるＯ2センサ信号ＶＯＸとフィードバック補正係数ＦＡＦの挙動を示すタイムチャートである。

符号の説明

１０…内燃機関としてのエンジン、１１…吸気管、１７…第１燃料供給手段としてのプライマリインジェクタ、１８…第２燃料供給手段としてのセカンダリインジェクタ、３２…Ｏ2センサ、５０…ＥＣＵ。

Claims (12)

1. 吸気通路の下流側と上流側にそれぞれ第１燃料供給手段、第２燃料供給手段を設けた内燃機関に適用され、その都度の空燃比が目標値に一致するよう前記第１，第２燃料供給手段による燃料供給量をフィードバック制御する内燃機関の燃料供給量制御装置において、
   前記第２燃料供給手段による燃料供給に際し、その燃料供給状況に応じて前記フィードバック制御に所定の制限を加えることを特徴とする内燃機関の燃料供給量制御装置。
2. 前記第２燃料供給手段の燃料供給割合が所定値以上である場合に前記フィードバック制御を禁止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供給量制御装置。
3. 前記第２燃料供給手段の燃料供給開始から所定時間が経過するまでの期間、及び前記第２燃料供給手段の燃料供給停止から所定時間が経過するまでの期間の少なくとも何れかで、前記フィードバック制御を禁止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供給量制御装置。
4. 前記第２燃料供給手段の燃料供給開始から所定時間が経過するまでの期間、及び前記第２燃料供給手段の燃料供給停止から所定時間が経過するまでの期間の少なくとも何れかで、前記フィードバック制御の制御ゲインを低下させ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供給量制御装置。
5. 前記第２燃料供給手段の燃料供給の開始直後又は停止直後に規定される前記所定時間を、内燃機関の運転状態に応じて可変設定することを特徴とする請求項３又は４に記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
6. 前記第２燃料供給手段による燃料供給が行われている期間内で、該第２燃料供給手段の燃料供給割合に応じて前記フィードバック制御の制御ゲインを可変設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
7. 空燃比が理論空燃比よりもリーンかリッチかを検出する手段を備え、前記フィードバック制御に際し、空燃比がリーン／リッチ間で反転するのに伴いスキップ処理を行うと共にその後積分処理を行うことでフィードバック補正量を更新するようにした制御装置において、
   前記フィードバック補正量の算出に用いる積分量及びスキップ量の少なくとも何れかを前記第２燃料供給手段の燃料供給割合に応じて可変設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
8. 空燃比が理論空燃比よりもリーンかリッチかを検出する手段を備え、前記フィードバック制御に際し、空燃比がリーン／リッチ間で反転するのに伴いスキップ処理を行うと共に、その後ホールド処理に引き続いて積分処理を行うことでフィードバック補正量を更新するようにした制御装置において、
   前記フィードバック補正量の算出に用いる積分量、スキップ量及びホールド時間の少なくとも何れかを前記第２燃料供給手段の燃料供給割合に応じて可変設定することを特徴とする請求項１乃至５の何れかに記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
9. 前記第２燃料供給手段の燃料供給割合が大きいほど前記ホールド時間を長くすることを特徴とする請求項８に記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
10. 前記第２燃料供給手段の燃料供給割合が大きいほど前記積分量を小さくすることを特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
11. 前記第２燃料供給手段の燃料供給割合が大きいほど前記スキップ量を小さくすることを特徴とする請求項７乃至１０の何れかに記載の内燃機関の燃料供給量制御装置。
12. 前記第２燃料供給手段による燃料供給が行われる期間内で前記フィードバック制御を禁止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供給量制御装置。

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