JP2009203826A - 内燃機関の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の吸気管に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置したシステムにおいて、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の噴射割合を変化させる際に空燃比のずれが発生することを防止する。
【解決手段】下流側燃料噴射弁と上流側燃料噴射弁の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させる際に、上流側燃料噴射弁の噴射割合Ｋ2 の変化に対して下流側燃料噴射弁の噴射割合Ｋ1 の変化を遅延させると共に、上流側燃料噴射弁の噴射割合Ｋ2 よりも下流側燃料噴射弁の噴射割合Ｋ1 を緩やかに変化させることで、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％から変化させる。これにより、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の合計噴射量を一時的に変化させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な変動を防止して、空燃比のずれを防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、内燃機関の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置した内燃機関の燃料噴射制御装置に関する発明である。

車両に搭載される内燃機関においては、特許文献１（特開２００６−６３８２１号公報）に記載されているように、出力向上等を目的として、吸気ポート近傍に下流側燃料噴射弁を配置すると共に、それよりも上流側の吸気通路に上流側燃料噴射弁を配置し、内燃機関の回転速度とスロットル開度に応じて上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の噴射割合（燃料噴射量の配分割合）を変化させるようにしたものがある。
特開２００６−６３８２１号公報（第６頁、第２図等）

内燃機関の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置したシステムでは、上流側燃料噴射弁は、下流側燃料噴射弁に比べて吸気ポートまでの距離が長いため、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁で同時に燃料を噴射しても、下流側燃料噴射弁の噴射燃料が吸気ポートに到達してから上流側燃料噴射弁の噴射燃料が吸気ポートに到達するまでには時間遅れ（以下「上流側噴射燃料の到達遅れ」という）が生じる。

このため、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の噴射割合を変化させる際に、上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させると同時に下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させると、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に増加して空燃比が一時的にリッチ方向にずれてしまう可能性がある。一方、上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させると同時に下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させると、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に減少して空燃比が一時的にリーン方向にずれてしまう可能性がある。

本発明は、このような事情を考慮してなされたものであり、従って本発明の目的は、内燃機関の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置したシステムにおいて、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の噴射割合を変化させる際に空燃比のずれが発生することを防止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。

上記目的を達成するために、請求項１に係る発明は、内燃機関の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置した内燃機関の燃料噴射制御装置において、内燃機関の運転状態に応じて上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の燃料噴射量の配分割合（以下「噴射割合」という）を変化させる噴射制御手段を備え、この噴射制御手段により、噴射割合を変化させる際の所定期間に上流側燃料噴射弁の噴射割合と下流側燃料噴射弁の噴射割合とを合計した合計噴射割合を一時的に１００％から変化させる（つまり１００％よりも小さくするか又は大きくする）ようにしたものである。

上流側燃料噴射弁の噴射割合と下流側燃料噴射弁の噴射割合を同時に変化させると、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に変動して空燃比が一時的にずれる可能性があるため、本発明のように、上流側燃料噴射弁の噴射割合と下流側燃料噴射弁の噴射割合を変化させる際に、合計噴射割合を一時的に１００％よりも小さくするか又は大きくすれば、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の合計噴射量を一時的に変化させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な変動を防止することができ、空燃比が一時的にずれることを防止できる。

この場合、請求項２のように、上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させて下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させる際には合計噴射割合を一時的に１００％よりも小さくするようにすると良い。上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させると同時に下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させると、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に増加して空燃比が一時的にリッチ方向にずれる可能性があるため、上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させて下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させる際には、合計噴射割合を一時的に１００％よりも小さくすることで、合計噴射量を一時的に減少させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な増加を防止することができ、空燃比が一時的にリッチ方向にずれることを防止できる。

また、請求項３のように、上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させて下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させる際には合計噴射割合を一時的に１００％よりも大きくするようにすると良い。上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させると同時に下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させると、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に減少して空燃比が一時的にリーン方向にずれる可能性があるため、上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させて下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させる際には、合計噴射割合を一時的に１００％よりも大きくすることで、合計噴射量を一時的に増加させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な減少を防止することができ、空燃比が一時的にリーン方向にずれることを防止できる。

上流側燃料噴射弁の噴射割合と下流側燃料噴射弁の噴射割合を変化させる際に合計噴射割合を一時的に１００％から変化させる方法としては、例えば、請求項４のように、噴射割合を変化させる際に上流側燃料噴射弁の噴射割合の変化に対して下流側燃料噴射弁の噴射割合の変化を遅延させるようにすると良い。つまり、上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させるタイミングを遅延させることで、合計噴射割合を一時的に１００％よりも大きくすることができる。一方、上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させるタイミングを遅延させることで、合計噴射割合を一時的に１００％よりも小さくすることができる。

この場合、請求項５のように、上流側燃料噴射弁の噴射割合の変化に対して下流側燃料噴射弁の噴射割合の変化を遅延させる際の遅延時間を該噴射割合の目標変化量に応じて設定するようにしても良い。このようにすれば、下流側燃料噴射弁の噴射割合の変化を遅延させる際の遅延時間を、噴射割合の目標変化量に応じた適正値に設定することができる。

また、請求項６のように、噴射割合を変化させる際に上流側燃料噴射弁の噴射割合よりも下流側燃料噴射弁の噴射割合を緩やかに変化させるようにしても良い。つまり、上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させる際の変化率を緩やかにすることで、合計噴射割合を一時的に１００％よりも大きくすることができる。一方、上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させる際の変化率を緩やかにすることで、合計噴射割合を一時的に１００％よりも小さくすることができる。

この場合、請求項７のように、上流側燃料噴射弁の噴射割合よりも下流側燃料噴射弁の噴射割合を緩やかに変化させる際の変化率を該噴射割合の目標変化量に応じて設定するようにしても良い。このようにすれば、下流側燃料噴射弁の噴射割合を緩やかに変化させる際の変化率を、噴射割合の目標変化量に応じた適正値に設定することができる。

また、請求項８のように、内燃機関の運転状態に応じてスロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を変化させるスロットル制御手段を備え、このスロットル制御手段により、噴射割合の目標変化量が所定値よりも大きい場合に該噴射割合の変化に対してスロットル開度の変化を遅延させるようにしても良い。このようにすれば、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の噴射割合がほぼ変化し終えてからスロットル開度を変化させることができ、噴射割合が変化している過渡時にスロットル開度の変化（吸入空気量の変化）によって空燃比が乱れることを防止できる。

尚、上記請求項８に記載された技術思想（噴射割合の目標変化量が所定値よりも大きい場合に該噴射割合の変化に対してスロットル開度の変化を遅延させる技術思想）は、上記請求項１の構成に限定されず、上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の噴射割合を変化させるシステムに広く適用して実施できる（請求項９参照）。

以下、本発明を実施するための最良の形態を具体化した一実施例を説明する。
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。
内燃機関であるエンジン１１の各気筒の吸気ポート１２に接続された各気筒の吸気管１３（吸気通路）の上流側には、エアボックス１４が接続され、このエアボックス１４に、エアクリーナ１５と、吸気温を検出する吸気温センサ１６が設けられている。各気筒の吸気管１３の途中には、それぞれスロットルバルブ１７が設けられ、このスロットルバルブ１７の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１８によって検出される。

また、スロットルバルブ１７の下流側には、吸気管圧力を検出する吸気管圧力センサ１９が設けられ、各気筒の吸気ポート１２の近傍に、それぞれ燃料を噴射する下流側燃料噴射弁２０が取り付けられている。更に、各気筒のスロットルバルブ１７の上流側に、それぞれ燃料を噴射する上流側燃料噴射弁２１が取り付けられている。

燃料を貯溜する燃料タンク２２内には、燃料を汲み上げる燃料ポンプ２３が設けられている。この燃料ポンプ２３から吐出される燃料は、燃料配管２４を通して下流側デリバリパイプ２５と上流側デリバリパイプ２６に送られ、下流側デリバリパイプ２５から各気筒の下流側燃料噴射弁２０に分配され、上流側デリバリパイプ２６から各気筒の上流側燃料噴射弁２１に分配される。

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２７が取り付けられている。点火プラグ２７には、点火装置２８で発生した高電圧が印加されて点火され、点火プラグ２７の火花放電によって筒内の混合気に着火される。更に、エンジン１１には、吸気バルブ２９のバルブタイミング（開閉タイミング）を変化させる吸気側可変バルブタイミング機構３０が設けられている。

一方、エンジン１１の排気管３１には、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ３２（空燃比センサ、酸素センサ等）が設けられ、この排出ガスセンサ３２の下流側に、排出ガスを浄化する三元触媒等の触媒３３が設けられている。

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３４が設けられている。また、エンジン１１のクランク軸に取り付けられたシグナルロータ３５の外周に対向してクランク角センサ３６が設置され、このクランク角センサ３６からシグナルロータ３５（クランク軸）の回転に同期して所定クランク角毎にクランクパルス信号が出力される。更に、エンジン１１のカム軸に取り付けられたシグナルロータ（図示せず）の外周に対向してカム角センサ３７が設置され、このカム角センサ３７からシグナルロータ（カム軸）の回転に同期して所定のカム角でカムパルス信号が出力される。

これら各種センサの出力は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」と表記する）３８に入力される。このＥＣＵ３８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）に記憶された各種のエンジン制御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２０，２１の燃料噴射量や点火プラグ２７の点火時期を制御する。

ところで、上流側燃料噴射弁２１は、下流側燃料噴射弁２０に比べて吸気ポート１２までの距離が長いため、上流側燃料噴射弁２１と下流側燃料噴射弁２０で同時に燃料を噴射しても、下流側燃料噴射弁２０の噴射燃料が吸気ポート１２に到達してから上流側燃料噴射弁２１の噴射燃料が吸気ポート１２に到達するまでには時間遅れ（以下「上流側噴射燃料の到達遅れ」という）が生じる。

このため、上流側燃料噴射弁２１と下流側燃料噴射弁２０の燃料噴射量の配分割合（以下「噴射割合」という）を変化させる際に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させると同時に下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させると（図２の破線参照）、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に増加して空燃比が一時的にリッチ方向にずれてしまう可能性がある。一方、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させると同時に下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させると（図３の破線参照）、上流側噴射燃料の到達遅れによって筒内吸入燃料量が一時的に減少して空燃比が一時的にリーン方向にずれてしまう可能性がある。

この対策として、ＥＣＵ３８は、後述する図５及び図６の噴射制御ルーチンを実行することで、図２及び図３のタイムチャートに示すように、エンジン運転状態（例えば吸気バルブ２９のバルブタイミング）に応じて下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させる際に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の変化に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化を所定の遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 よりも下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を緩やかな変化率で変化させる。

図２のタイムチャートに示すように、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させて下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させる際に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させるタイミングを遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させる際の変化率を緩やかにすることで、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを合計した合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％よりも小さくする。これにより、上流側燃料噴射弁２１と下流側燃料噴射弁２０の合計噴射量を一時的に減少させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な増加を防止して、空燃比が一時的にリッチ方向にずれることを防止する。

一方、図３のタイムチャートに示すように、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させて下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させる際には、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させるタイミングを遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させる際の変化率を緩やかにすることで、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを合計した合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％よりも大きくする。これにより、上流側燃料噴射弁２１と下流側燃料噴射弁２０の合計噴射量を一時的に増加させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な減少を防止して、空燃比が一時的にリーン方向にずれることを防止する。

更に、ＥＣＵ３８は、後述する図７のスロットル制御ルーチンを実行することで、図４のタイムチャートに示すように、アクセル開度等に応じてスロットル開度を変化させる際に、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量（＝上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の目標変化量）が所定値よりも大きい場合には、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 の変化に対してスロットル開度の変化を遅延させて、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 がほぼ変化し終えてからスロットル開度を変化させる。これにより、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 が変化している過渡時にスロットル開度の変化（吸入空気量の変化）によって空燃比が乱れることを防止する。
以下、ＥＣＵ３８が実行する図５乃至図７の各ルーチンの処理内容を説明する。

［噴射制御ルーチン］
図５及び図６に示す噴射制御ルーチンは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいう噴射制御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、現在のエンジン回転速度と負荷（吸気管圧力、吸入空気量、スロットル開度等）に応じてベース噴射量ＴＰをマップ等により算出する。このベース噴射量ＴＰは、下流側燃料噴射弁２０の噴射量と上流側燃料噴射弁２１の噴射量とを合計した噴射量である。

この後、ステップ１０２に進み、現在のエンジン運転状態（例えば吸気バルブ２９のバルブタイミング）に応じた下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg （％）をマップ等により算出する。下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg をマップは、例えば、吸気バルブ２９のバルブタイミングが遅角側になるほど下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg が大きくなるように設定されている。

この後、ステップ１０３に進み、下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg が所定の下限ガード値Ｋmin （例えば５％）以上である否かを判定する。この下限ガード値Ｋmin は、下流側燃料噴射弁２０の噴射精度を確保できる噴射割合の下限値（下流側燃料噴射弁２０の動作保証された最小噴射量に相当する値）又はそれよりも少し大きい値に設定されている。

このステップ１０３で、下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg が、下限ガード値Ｋmin 以上であると判定されれば、ステップ１０４に進み、上記ステップ１０２で算出した下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg をそのまま採用する。
Ｋ1tg ＝Ｋ1tg

これに対して、上記ステップ１０３で、下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg が下限ガード値Ｋmin よりも小さいと判定された場合には、ステップ１０５に進み、下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg を下限ガード値Ｋmin でガード処理する。
Ｋ1tg ＝Ｋmin

この後、ステップ１０６に進み、下流側燃料噴射弁２０の目標噴射割合Ｋ1tg を１００［％］から差し引いて上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を求める。
Ｋ2 ＝１００−Ｋ1tg

この後、ステップ１０７に進み、ベース噴射量ＴＰと上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 （＝１００−Ｋ1tg ）とを用いて、次式により上流側燃料噴射弁２１の噴射量Ｑ2 を求める。
Ｑ2 ＝ＴＰ×（Ｋ2 ／１００）

この後、図６のステップ１０８に進み、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 （変化前の噴射割合Ｋ1 と目標噴射割合Ｋ1tg との差の絶対値）が所定値以上であるか否かを判定する。

このステップ１０８で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 が所定値以上であると判定された場合には、ステップ１０９に進み、噴射割合変化フラグを「１」にセットした後、ステップ１１０に進み、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 が変化してから所定の遅延時間が経過したか否かを判定する。この遅延時間は、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 に応じてマップ等により設定され、上流側燃料噴射弁２１の噴射燃料が吸気ポート１２に到達するまでに要する時間又はその付近に設定される。尚、遅延時間を予め設定した固定値として演算処理を簡略化するようにしても良い。

このステップ１１０で、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 が変化してから遅延時間が経過したと判定された時点で、ステップ１１１に進み、なまし処理等により下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を目標噴射割合Ｋ1tg まで緩やな変化率で変化させる。ここで、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化率は、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 に応じてマップ等により設定される。尚、変化率を予め設定した固定値として演算処理を簡略化するようにしても良い。

これらのステップ１１０、１１１の処理により、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させて下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させる際には、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させるタイミングを遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させる際の変化率を緩やかにすることで、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを合計した合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を、一時的に１００％よりも小さくする。

一方、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させて下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させる際には、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させるタイミングを遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させる際の変化率を緩やかにすることで、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを合計した合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％よりも大きくする。

この後、ステップ１１２に進み、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化が完了したか否かを、例えば、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 と目標噴射割合Ｋ1tg との差の絶対値が所定値以下であるか否かによって判定する。

このステップ１１２で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化がまだ完了していないと判定されれば、噴射割合変化フラグを「１」に維持したまま、ステップ１１５に進む。

その後、上記ステップ１１２で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化が完了したと判定されれば、噴射割合変化フラグを「０」にリセットした後、ステップ１１５に進む。

このステップ１１５で、ベース噴射量ＴＰと下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを用いて、次式により下流側燃料噴射弁２０の噴射量Ｑ1 を求める。
Ｑ1 ＝ＴＰ×（Ｋ1 ／１００）

これに対して、上記ステップ１０８で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 が所定値よりも小さいと判定された場合には、ステップ１１４に進み、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を目標噴射割合Ｋ1tg に設定した後、ステップ１１５に進み、ベース噴射量ＴＰと下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを用いて下流側燃料噴射弁２０の噴射量Ｑ1 を求める。

［スロットル制御ルーチン］
図７に示すスロットル御ルーチンは、ＥＣＵ３８の電源オン中に所定周期で実行され、特許請求の範囲でいうスロットル制御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２０１で、現在のアクセル開度等に応じて目標スロットル開度をマップ等により算出する。

この後、ステップ２０２に進み、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 （変化前の噴射割合Ｋ1 と目標噴射割合Ｋ1tg との差の絶対値）が所定値以上であるか否かを判定する。

このステップ２０２で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 が所定値以上であると判定された場合には、ステップ２０３に進み、噴射割合変化フラグが「０」にリセットされたか否かによって、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化が完了したか否かを判定し、噴射割合変化フラグが「０」にリセットされたと判定された時点で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化がほぼ完了したと判断して、ステップ２０４に進み、実スロットル開度を目標スロットル開度に一致させるようにスロットルバルブ１７の駆動モータ（図示せず）を制御する。

これにより、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 の変化に対してスロットル開度の変化を遅延させて、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 がほぼ変化し終えてからスロットル開度を変化させる。

一方、上記ステップ２０１で、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量ΔＫ1 が所定値よりも小さいと判定された場合には、ステップ２０４に進み、速やかに実スロットル開度を目標スロットル開度に一致させるようにスロットルバルブ１７の駆動モータを制御する。

以上説明した本実施例では、図２のタイムチャートに示すように、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させて下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させる際に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させるタイミングを遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を減少させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を増加させる際の変化率を緩やかにすることで、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを合計した合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％よりも小さくするようにしたので、上流側燃料噴射弁２１と下流側燃料噴射弁２０の合計噴射量を一時的に減少させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な増加を防止することができ、空燃比が一時的にリッチ方向にずれることを防止できる。

一方、図３のタイムチャートに示すように、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させて下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させる際には、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させるタイミングに対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させるタイミングを遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 を増加させる際の変化率に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を減少させる際の変化率を緩やかにすることで、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 とを合計した合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％よりも大きくするようにしたので、上流側燃料噴射弁２１と下流側燃料噴射弁２０の合計噴射量を一時的に増加させて、上流側噴射燃料の到達遅れによる筒内吸入燃料量の一時的な減少を防止することができ、空燃比が一時的にリーン方向にずれることを防止できる。

更に、本実施例では、図４のタイムチャートに示すように、アクセル開度等に応じてスロットル開度を変化させる際に、下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の目標変化量（＝上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の目標変化量）が所定値よりも大きい場合には、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 の変化に対してスロットル開度の変化を遅延させて、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 がほぼ変化し終えてからスロットル開度を変化させるようにしたので、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 が変化している過渡時に、スロットル開度の変化（吸入空気量の変化）によって空燃比が乱れることを防止することができる。

尚、上記実施例では、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させる際に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の変化に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化を所定の遅延時間だけ遅延させると共に、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 よりも下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を緩やかな変化率で変化させるようにしたが、これに限定されず、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の変化率と下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化率を同じ変化率に設定して上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の変化に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化を所定の遅延時間だけ遅延させるようにしても良い。或は、上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 の変化に対して下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 の変化に遅延時間を設けずに上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ2 よりも下流側燃料噴射弁２０の噴射割合Ｋ1 を緩やかな変化率で変化させるようにしても良い。

また、上記実施例では、吸気バルブ２９のバルブタイミングに応じて下流側燃料噴射弁２０の噴射量と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させるようにしたが、これに限定されず、他のエンジン運転状態、例えば、吸気バルブ２９のバルブリフト量、排気バルブのバルブタイミングやバルブリフト量、エンジン回転速度、負荷（吸気管圧力、吸入空気量、スロットル開度等）、冷却水温、油温等に応じて下流側燃料噴射弁２０の噴射量と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させるシステムに本発明を適用しても良い。

また、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 の変化に対してスロットル開度の変化を遅延させる技術思想は、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させる際に合計噴射割合（Ｋ1 ＋Ｋ2 ）を一時的に１００％から変化させるシステムに限定されず、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を変化させる種々のシステム（例えば、下流側燃料噴射弁２０と上流側燃料噴射弁２１の噴射割合Ｋ1 ，Ｋ2 を同時に変化させるシステム）に広く適用して実施できる。

また、上記実施例では、吸気ポート１２の近傍に下流側燃料噴射弁２０を設けると共にスロットルバルブ１７の上流側に上流側燃料噴射弁２１を設けたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、例えば、スロットルバルブよりも下流側に下流側燃料噴射弁と上流側燃料噴射弁を設けたシステムに本発明を適用しても良い。

また、上記実施例では、各気筒の吸気管１３にそれぞれスロットルバルブ１７を設けたシステムに本発明を適用したが、これに限定されず、各気筒共通の吸気管（各気筒の吸気マニホールドに分岐する前の吸気管）に、各気筒共通のスロットルバルブを設けたシステムに本発明を適用しても良い。

本発明の一実施例におけるエンジン制御システム全体の概略構成図である。 下流側燃料噴射弁の噴射割合が増加する場合の噴射制御の実行例を説明するタイムチャートである。 下流側燃料噴射弁の噴射割合が減少する場合の噴射制御の実行例を説明するタイムチャートである。 スロットル制御の実行例を説明するタイムチャートである。 噴射制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その１）である。 噴射制御ルーチンの処理の流れを説明するフローチャート（その２）である。 スロットル制御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。

符号の説明

１１…エンジン（内燃機関）、１３…吸気管（吸気通路）、１７…スロットルバルブ、２０…下流側燃料噴射弁、２１…上流側燃料噴射弁、２７…点火プラグ、２９…吸気バルブ、３１…排気管、３８…ＥＣＵ（噴射制御手段，スロットル制御手段）

Claims (9)

1. 内燃機関の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置した内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   内燃機関の運転状態に応じて上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の燃料噴射量の配分割合（以下「噴射割合」という）を変化させる噴射制御手段を備え、
   前記噴射制御手段は、前記噴射割合を変化させる際の所定期間に、前記上流側燃料噴射弁の噴射割合と前記下流側燃料噴射弁の噴射割合とを合計した合計噴射割合を、一時的に１００％から変化させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。
2. 前記噴射制御手段は、前記上流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させて前記下流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させる際に、前記合計噴射割合を一時的に１００％よりも小さく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. 前記噴射制御手段は、前記上流側燃料噴射弁の噴射割合を増加させて前記下流側燃料噴射弁の噴射割合を減少させる際に、前記合計噴射割合を一時的に１００％よりも大きく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. 前記噴射制御手段は、前記噴射割合を変化させる際に前記上流側燃料噴射弁の噴射割合の変化に対して前記下流側燃料噴射弁の噴射割合の変化を遅延させることを特徴とする請求項１乃至３のいずかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
5. 前記噴射制御手段は、前記上流側燃料噴射弁の噴射割合の変化に対して前記下流側燃料噴射弁の噴射割合の変化を遅延させる際の遅延時間を該噴射割合の目標変化量に応じて設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。
6. 前記噴射制御手段は、前記噴射割合を変化させる際に前記上流側燃料噴射弁の噴射割合よりも前記下流側燃料噴射弁の噴射割合を緩やかに変化させることを特徴とする請求項１乃至５のいずかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
7. 前記噴射制御手段は、前記上流側燃料噴射弁の噴射割合よりも前記下流側燃料噴射弁の噴射割合を緩やかに変化させる際の変化率を該噴射割合の目標変化量に応じて設定することを特徴とする請求項６に記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
8. 内燃機関の運転状態に応じてスロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を変化させるスロットル制御手段を備え、
   前記スロットル制御手段は、前記噴射割合の目標変化量が所定値よりも大きい場合に該噴射割合の変化に対して前記スロットル開度の変化を遅延させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の燃料噴射制御装置。
9. 内燃機関の吸気通路に２本の燃料噴射弁を上流側と下流側の位置関係で配置した内燃機関の燃料噴射制御装置において、
   内燃機関の運転状態に応じて上流側燃料噴射弁と下流側燃料噴射弁の燃料噴射量の配分割合（以下「噴射割合」という）を変化させる噴射制御手段と、
   内燃機関の運転状態に応じてスロットルバルブの開度（以下「スロットル開度」という）を変化させるスロットル制御手段とを備え、
   前記スロットル制御手段は、前記噴射割合の目標変化量が所定値よりも大きい場合に該噴射割合の変化に対して前記スロットル開度の変化を遅延させることを特徴とする内燃機関の燃料噴射制御装置。

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