JP2019173661A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離についての精度よく学習を実施できるようにする。【解決手段】目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段２と、実空燃比を検出する空燃比検出手段７と、目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離状態を学習して学習補正量を算出する学習補正量算出手段３と、目標空燃比と実空燃比との差に基づくフィードバック補正量と学習補正量とに基づいて燃料噴射システムをフィードバック制御する燃料噴射制御手段４と、を備え、学習補正量算出手段３は、学習を行ったら、所定インターバル期間をあけた後次の学習を行うが、学習を完了した際の積分項対応値の中央値からの乖離が所定量以上の場合には、所定インターバル期間が短縮される。【選択図】図１

Description

本発明は、エンジンの燃料噴射システムを制御するエンジン制御装置に関する。

従来、エンジンの空燃比をフィードバック制御する燃料噴射システムにおいて、エンジンの運転状態に応じて目標空燃比を設定し、排気系に介装された空燃比センサや酸素濃度センサで実空燃比を検出し、目標空燃比と実空燃比との差に基づいて、フィードバック制御により実空燃比が目標空燃比に近づくように燃料噴射を制御することが行われている。

また、経年劣化などにより目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離に対しては、この定常的な乖離を学習して学習結果に応じて学習補正量を算出し、フィードバック制御に係るフィードバック補正量と算出した学習補正量とに基づいて燃料噴射を制御することも行われている（例えば、特許文献１参照）。
なお、上記の定常的な乖離を学習するには、フィードバック補正量の積分項（以下、積分値ともいう）に着目することが有効である。

特開２０１６―８４７３３号公報

ところで、エンジンには、燃料噴射システムとして、例えば、吸気ポートに燃料を噴射するポート噴射システムと、燃焼室内（筒内）に燃料を直接噴射する筒内噴射システム（直噴システム）とを併せ持ち、これらの燃料噴射システムの使用態様に応じた各燃料噴射モード〔例えば、ポート噴射モードや筒内噴射モード（直噴モード）〕をエンジンの運転状態によって使い分けるようにしたものも開発されている。
このようなエンジンの場合、経年劣化は燃料噴射システム毎に異なるため、学習補正量も各燃料噴射システム毎或いは燃料噴射モード毎に設けることが好ましい。

また、エンジンの空燃比制御の主要な制御モードであるストイキフィードバック制御モードでは、目標空燃比と実空燃比との差が安定し易く、燃料噴射形態が切り替わった場合や、エンジンの運転負荷が変化した場合にも、上記の積分項を円滑に継続更新できるものと考えられる。

しかしながら、上記の積分項が正常値から大きく外れた状態で、燃料噴射モードやエンジンの運転負荷が切り替わった場合に、その後、積分項が正常値に収束するまでに時間を要することがあり、フィードバック制御による燃料噴射量の補正量に過不足が生じる可能性がある。また、上記の空燃比の学習にかかる学習精度が低下するおそれがある。

本件のエンジン制御装置は、このような課題に鑑み案出されたもので、燃料噴射モードを切り替えたときに燃料噴射量の補正量に過不足が発生するおそれを低減できるようにすること、および目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離についての学習精度を向上させることができるようにすることを目的の一つとする。なお、この目的に限らず、後述する発明を実施するための形態に示す各構成により導かれる作用効果であって、従来の技術によっては得られない作用効果を奏することも本件の他の目的である。

（１）ここで開示するエンジン制御装置は、エンジンの燃焼室内への燃料噴射の形態が異なる複数の燃料噴射システムを有し、前記燃料噴射システムの使用形態に対応した複数の燃料噴射モードを選択的に用いてそれぞれの前記燃料噴射システムを制御するエンジン制御装置であって、前記エンジンの目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、前記エンジンの実空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記目標空燃比と前記実空燃比との定常的な乖離状態を学習して学習補正量を算出する学習補正量算出手段と、前記目標空燃比と前記実空燃比との差に基づくフィードバック補正量と前記学習補正量とに基づいて前記燃料噴射システムをフィードバック制御する燃料噴射制御手段と、を備え、前記学習補正量算出手段は、パージガス非導入であることを含む学習条件が成立したら、所定期間をかけて前記フィードバック補正量のうちの積分項に対応する積分項対応値に基づいて前記学習補正量を算出する学習を実施し、所定インターバル期間をあけた後、再び前記学習を実施して前記学習補正量を更新するように構成され、前記学習を完了した際の前記積分項対応値の中央値からの乖離が所定量以上の場合には、前記所定インターバル期間を短縮することを特徴としている。

（２）前記学習補正量算出手段は、前記学習を完了した際の前記積分項対応値の前記中央値からの乖離が所定量以上の場合には、前記所定インターバル期間を０とすることが好ましい。
（３）前記イグニッションスイッチがオフ状態の時に直近の前記学習で得られた前記学習補正量を記憶する記憶手段を備え、前記学習補正量算出手段は、イグニッションスイッチのオン状態であることを条件に前記学習を実施し、前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替えられたときには、前記記憶手段に記憶されている前記学習補正量を読み出し、前記学習補正量に対して、予め設定され上限値及び下限値で制限した値を前記学習補正量の初期値として設定することが好ましい。

（４）パージガス導入時にパージガス濃度を推定算出するパージ濃度算出手段を備え、前記学習補正量算出手段は、前記学習を完了した際の前記積分項対応値が前記中央値から所定量以上の乖離がある場合には、前記パージ濃度算出手段がパージガス濃度の推定演算を完了するためのパージ導入時間を確保したうえで、前記所定インターバル期間を短縮することが好ましい。
（５）この場合、前記学習補正量算出手段は、前記パージ濃度算出手段により算出されたパージガス濃度が所定値以上の場合には、前記学習に優先して前記パージガス導入を継続して実施することが好ましい。
（６）前記学習補正量算出手段は、前記学習が中断された後に前記燃料噴射形態が変更されて前記学習を開始するときには、前記積分項対応値を前記中央値に戻すために前記積分項を積分項中央値に初期設定したうえで前記学習を実施することが好ましい。
（７）前記学習補正量算出手段は、更新ゲインを用いて前記学習補正量を更新し、前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替えられて、前記上限値及び前記下限値によって制限された前記学習補正量を初期値に設定した場合には、前記更新ゲインを増大することが好ましい。

開示のエンジン制御装置によれば、学習を完了した際の積分項対応値の中央値からの乖離が所定量以上の場合には、所定インターバル期間が短縮されるので、学習精度を向上させることができるようになる。よって、燃料噴射形態を切り替え後に、燃料噴射補正量の過不足を低減することが期待できる。

実施形態に係るエンジンの燃料噴射システム及びエンジン制御装置を示す模式図である。 図１のエンジン制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャート例である。 比較例として、燃料噴射モード切替後にマスク期間を設ける装置による制御内容を説明するためのタイムチャート例である。 図１のエンジン制御装置による制御手順を例示するフローチャートである。

図面を参照して、実施形態としてのエンジン制御装置について説明する。以下に示す実施形態はあくまでも例示に過ぎず、以下の実施形態で明示しない種々の変形や技術の適用を排除する意図はない。本実施形態の各構成は、それらの趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。また、必要に応じて取捨選択することができ、あるいは適宜組み合わせることができる。なお、フィードバックについてはF/Bとも略記する。

［１．エンジン］
図１は、車両に搭載されるエンジン１０（内燃機関）の燃料噴射システムと、燃料噴射システムを制御するエンジン制御装置１とを示す模式図である。ここでは、複数気筒のうちの一つを示す。燃料噴射システムとしては、筒内噴射（DI）とポート噴射（MPI）とを使用した燃料噴射を実施するものを例示する。各気筒には、筒内で燃料を噴射する筒内噴射弁１１と、吸気ポート内で燃料を噴射するポート噴射弁６とが設けられる。また、エンジン１０の吸気系には、スロットル弁９が配置される。筒内に導入される混合気の空燃比（A/F）は、筒内噴射弁１１及びポート噴射弁６から噴射される燃料量と、スロットル弁９の開度によって制御される吸気量とに応じて変動しうる。

排気系には、空燃比（あるいは空気過剰率や当量比）を計測するためのセンサが取り付けられる。図１に示す例では、排気浄化触媒の上流側に第一空燃比センサ７が設けられ、排気浄化触媒の下流側に第二空燃比センサ８が設けられている。これらの空燃比センサ７，８は、排気中の酸素濃度や炭化水素濃度に応じた信号を出力しうるセンサであり、例えばリニア空燃比センサ（LAFS）やジルコニア式酸素濃度センサなどである。空燃比センサ７，８から出力される信号は、排気中の酸素濃度や炭化水素濃度から推定される実際の空燃比（すなわち、空燃比の計測値）に相当する。

エンジン１０の筒内で燃焼する混合気の空燃比は、空燃比の目標値と計測値との差に基づき、図示しないエンジン制御装置によってフィードバック制御（F/B制御）される。フィードバック制御では、空燃比の目標値と計測値との差が小さくなるように、燃料量や吸気量が行程毎に補正される。一般に、フィードバック制御での補正値には、空燃比の目標値と計測値との差に応じて設定される比例補正値や、差の微分値に応じて設定される微分補正値や、差の積分値に応じて設定される積分補正値などが含まれる。本実施形態のフィードバック制御には、少なくとも積分補正値（差の積算値）であるF/B積分値と、その定常成分に相当するA/F学習値（以下，学習補正量ともいう）とが含まれる。これらの算出手法については後述する。

エンジン１０には、複数種類の燃料噴射モード（燃料噴射形態）が予め設定されており、エンジン１０に要求される出力の大きさや運転状態（エンジン回転速度や負荷など）に応じて何れかの燃料噴射モードが選択される。燃料噴射モードとしては、例えば、MPI噴射モード，DI噴射モードが挙げられる。MPI噴射モードは、ポート噴射弁６からの燃料噴射量が筒内噴射弁１１からの燃料噴射量よりも多くなるように設定された燃料噴射モードであり、DI噴射モードは、筒内噴射弁１１からの燃料噴射量がポート噴射弁６からの燃料噴射量よりも多くなるように設定された燃料噴射モードである。

各燃料噴射モードには、筒内噴射弁１１からの噴射回数を複数回に分けずに燃料を噴射するモード（一括噴射モード）と、筒内噴射弁１１からの噴射回数を複数回に分けて燃料を噴射するモード（分割噴射モード）とが含まれていてもよい。また、各燃料噴射モードにおけるポート噴射弁６からの燃料噴射量（ポート噴射量）と筒内噴射弁１１からの燃料噴射量（筒内噴射量）との割合は、予め設定されていてもよいしエンジン１０の運転状態に応じて設定されてもよい。エンジン制御装置には、噴射モードを設定するためのマップ（図示略）が記憶されている。

なお、燃料噴射モードの分類としては、ポート噴射弁６からのみ燃料噴射を実施するMPI単独噴射モードと、筒内噴射弁１１からのみ燃料噴射を実施するDI単独噴射モードと、筒内噴射弁１１及びポート噴射弁６を併用して燃料噴射を実施するMPI+DI併用噴射モードと分類することもできる。

制御装置１は、エンジン１０の燃料噴射システムに関する故障を判定する機能を持った電子制御装置（コンピュータ，ECU）であり、エンジン１０が搭載された車両の車載ネットワークに接続される。車載ネットワーク上には、上記の空燃比センサ７，８のほか、エンジン１０や補機類，各種センサ類なども接続される。制御装置１の内部には、バスを介して互いに接続されたプロセッサ，メモリ，インタフェイス装置などが内蔵される。なお、上述のエンジン制御装置の内部に制御装置１の機能を内蔵させてもよい。

プロセッサは、例えば制御ユニット（制御回路）や演算ユニット（演算回路），キャッシュメモリ（レジスタ）などを内蔵する処理装置である。また、メモリは、プログラムや作業中のデータが格納される記憶装置であり、ROM，RAM，不揮発メモリなどを含む。制御装置１で実施される制御の内容は、ファームウェアやアプリケーションプログラムとしてメモリに記録，保存されており、プログラムの実行時にはプログラムの内容がメモリ空間内に展開されプロセッサで実行される。

［２．制御構成］
図１中の制御装置１は、その機能をブロック図で模式的に表したものである。制御装置１には、目標空燃比設定部（目標空燃比設定手段）２，学習補正量算出部（学習補正量算出手段）３，燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）４，パージ濃度算出部（パージ濃度算出手段）１２が設けられる。本実施形態では、これらの要素の各機能がソフトウェアで実現されるものとする。ただし、各機能の一部又は全部をハードウェア（電子制御回路）で実現してもよく、あるいはソフトウェアとハードウェアとを併用して実現してもよい。

また、制御装置１には、学習補正値であるA/F学習値（空燃比学習値）を記憶するための記憶部（記憶手段）５が設けられる。記憶部５には不揮発性メモリが用いられる。したがって、記憶部５は、車両のイグニッションスイッチ（以下、I/Gスイッチとも記す）１３がオフとなった電源遮断時にも記憶を保持する。

目標空燃比設定部２は、エンジン負荷及びエンジン回転数といったエンジンの運転状態に基づいて目標空燃比を設定する。この目標空燃比には、ストイキ（理論空燃比）、ストイキよりも燃料がリッチなリッチ空燃比、ストイキよりも燃料がリーンなリーン空燃比を、選択的に設定する。

学習補正算出部３は、目標空燃比設定部２で設定された目標空燃比と空燃比センサ７で検出された実空燃比との差に基づいて、目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離状態を学習して、A/F学習値を算出する。ここでは、目標空燃比と実空燃比との差に基づくF/B積分値（フィードバック補正量の積分項）に対応する積分項対応値（以下、学習反映係数という）に基づいて、A/F学習値を算出する。

F/B積分値は、エンジン１０のF/B制御の作動中には常に算出される。また、A/F学習値は、所定の学習条件が成立する状況下で算出される。学習条件には、前回のA/F学習値の算出から所定行程数（あるいは所定時間）が経過していることや、エンジン１０の運転状態が安定していることやエンジン１０の水温が所定温以上であることなどが含まれる。本実施形態のA/F学習値は、燃料噴射システム毎に異なる値が設定されるものとする。

F/B積分値は、目標空燃比の値から実空燃比の値を減じたものの積算値に基づいて算出され、例えばその積算値に所定のゲインを乗じた値とされる。この場合、実空燃比の値が目標空燃比の値と比較してリーンであれば（実空燃比が目標空燃比よりも大きければ）F/B積分値が正の値となり燃料噴射量を増量するように燃料補正制御が実施され、リーンの度合いが強いほどその絶対値が大きくなる。反対に、実空燃比の値が目標空燃比の値と比較してリッチならばF/B積分値が負の値となり燃料噴射量を減量するように燃料補正制御が実施され、リッチの度合いが強いほどその絶対値が大きくなる。

学習反映係数は、F/B積分値に１を加算した値である。したがって、学習反映係数は、１を中心に、F/B積分値が正（実空燃比が目標空燃比に比べてリーン傾向）の場合は１よりも大きくなり、F/B積分値が負（実空燃比が目標空燃比に比べてリッチ傾向）の場合は１よりも小さくなり、補正係数として使用することができる。

A/F学習値は、学習反映係数の値に遅延処理（例えば、一次ローパスフィルタや移動平均処理などのなまし処理）を施した値とされる。したがって、A/F学習値の値も、学習反映係数の値と同様に、１を中心に、F/B積分値が正（実空燃比が目標空燃比に比べてリーン傾向）の場合は１よりも大きくなり、F/B積分値が負（実空燃比が目標空燃比に比べてリッチ傾向）の場合は１よりも小さくなる。F/B学習値を、学習反映係数（F/B積分値と対応する）に遅延処理を施した値とすることで、F/B積分値に含まれるノイズや高周波振動成分が除去され、その定常成分に相当する値が抽出される。なお、F/B積分値，学習反映係数，A/F学習値の具体的な算出手法については、このような算出手法に限らず、公知の手法を採用することができる。

燃料噴射制御部４は、F/B補正量と上記の学習補正量とに基づいて燃料噴射量（燃料噴射弁駆動時間）を算出して、この算出した燃料噴射量に基づいて燃料噴射システムをF/B制御する。ここでは、ＰＩ制御を適用しており、F/B補正量としては比例項と積分項（即ち、F/B積分値）とを用いている。

A/F学習値は、I/Gスイッチ１３がオンになってからオフになるまでの１トリップ中には、F/B制御中であっても、またオープンループ制御中であっても、燃料補正に使用される。A/F学習値は、適宜更新されながら記憶部５に記憶される。したがって、I/Gスイッチ１３がオンからオフになったら、記憶部５には最新のA/F学習値が記憶される。なお、A/F学習値の更新には、更新ゲインを用いており、更新ゲインが大きければ直近の学習結果の反映が強められ、更新ゲインが小さければ直近の学習結果の反映が弱められるが、通常は所定の一定の更新ゲインが用いられる。

I/Gスイッチ１３がオフからオンになると、直近に記憶したA/F学習値の値が読み出されトリップがスタートする。
燃料系の異常時に記憶したA/F学習値は中央値から大きく外れるため、直前のトリップと今回のトリップとの間に燃料系の修復作業を施した場合には、A/F学習値が大きく外れた状態からエンジンを始動することがあり、この場合、燃料噴射量が過多もしくは不足となりエンジン１０や排ガス処理システムの損傷を招くおそれがある。そのため、このとき読み出したA/F学習値については、上限値と下限値とで規定された範囲内の値を初期値として使用する。なお、上限値及び下限値は試験結果等に基づいて予め設定されるものとする。

したがって、通常は、直前のトリップ終了時に学習補正算出部３で算出されたA/F学習値が上限値よりも大きくなった場合には、A/F学習値は上限値に制限された値を、また、A/F学習値が下限値よりも小さくなった場合には、A/F学習値は下限値に制限された値を、今回のトリップにおいてA/F学習値の初期値とする。

なお、学習反映係数に基づくA/F学習値の更新条件として、
（１）パージガスが導入されていないこと
（２）ストイキフィードバックモードであること
の両条件が共に成立していることが設定されている。

これは、目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離に対する学習精度を確保するためである。条件（１）は、パージガスが導入されているパージ導入時には、目標空燃比と実空燃比とが単純な相関関係にならないためである。条件（２）は、ストイキフィードバック制御では、目標空燃比と実空燃比との差が安定し易く、燃料噴射形態が切り替わった場合や、エンジンの運転負荷が変化した場合にも、上記の積分項（F/B積分値）を円滑に継続更新できるものと考えたためである。

また、学習が中断された直後において噴射モードが切り替わったときの学習開始時には、F/B積分値を積分項中央値（０）に、したがって、学習反映係数を中央値（１．０）に設定する。
例えば、エンジン運転状態によっては、学習の完了の有無にかかわらず、MPI噴射モードからDI噴射モードに切り替わることがある。このような場合、MPI用A／F学習補正量の学習が中断されるが、この場合、学習中断後に噴射モードがDI噴射モードに切り替わったら、学習反映係数が中央値（１．０）にリセットされる。なお、F/B積分値、即ち学習反映係数を中央値とする代わりに、所定の値（所定の値はリセット上限値およびリセット下限値で規定される範囲内の値）を設けてもよい。

噴射モードが切り替わる前の噴射モードにおいて、この噴射モードにかかる機器類や制御系の故障等に起因して、学習反映係数が中央値から大きく乖離している場合に、切替後に、学習の中断があってその中断前の学習反映係数を用いると、切替後の噴射モードにおいて、中央値から大きく乖離した学習反映係数を用いることになる。この場合、切替後の噴射モードにおいては異常がないにもかかわらず異常と判定されるおそれがある。また、学習反映係数が切替後の噴射モードに対して適正でないため、学習精度も低下する。学習反映係数に中央値を用いればこのような不具合が回避される。

また、A/F学習（A/F学習値の算出）は、通常は、予め設定された所定学習期間（学習に係る所定期間）だけ行い、その後、予め設定された所定インターバル期間（インターバルにかかる所定期間）が経過したら、再び前記所定学習期間だけA/F学習を行うようになっている。なお、A/F学習を行う際には、前記の学習条件が成立することが前提となる。
ただし、本装置では、学習を完了した際の学習反映係数が中央値から所定量以上乖離している場合には、インターバル期間を短縮するようになっている。本実施形態では、インターバル期間を０とするようになっている。

また、かかる実施形態の構成に替えて、短縮したインターバル期間中にパージ導入を実施し、パージ導入中に、パージ濃度算出手段１２が、パージ非導入から導入によって生じたF/B補正量の変化量に基づいてパージガス濃度を算出し、こうして算出したパージガス濃度が基準値以上にないことを確認したうえで、再びA/F学習を行うように構成してもよい。また、算出したパージガス濃度が所定値以上に達している場合、引き続き学習に優先してパージガス濃度が所定値以下になるまでパージガス導入を継続して実施することが好ましい。

図２は、本エンジン制御装置による制御内容を説明するためのタイムチャートの一例である。図３は比較例としての装置、即ち、学習反映係数を各噴射モードで共用して噴射モード切替後にマスク期間を設ける装置による制御内容を説明するためのタイムチャートの一例である。比較例の場合、MPI用A/F学習値、DI用A/F学習値は何れも上限値Km_r，Kd_rや下限値Km_l，Kd_lに制限されるものとする。
図２，図３には、上から、IGスイッチ１３の状態を示すフラグ、噴射モードのフラグ（ここでは、MPI噴射モードとDI噴射モードとを例示する）、燃料カット状態のフラグ（F/C中か否か）、ストイキF/Bモード（S-F/Bモード）か否かのフラグ、MPI用A/F学習の完了フラグ及び学習中フラグ（図２では、１回目、２回目）、DI用A/F学習の完了フラグ、筒内パージ率、パージ濃度、MPI用A/F学習値、DI用A/F学習値、学習反映係数、の各経時的変化を示している。

図３に示すように、エンジン始動後の時点t0から、MPI噴射モードでストイキF/Bが実施されると、同時にMPI用A/F学習値のA/F学習が開始されて、予め設定された所定時間（累積時間）だけMPI用のA/F学習が実施された時点t2でMPI用のA/F学習が完了する。その後の時点t3で、噴射モードがMPI噴射モードからDI噴射モードに切り替わるものとする。このとき、切り替わる前のMPI噴射モードで、例えば何らかの故障などによって目標空燃比の値と実空燃比の値との差が大きくなっている場合には、DI噴射モードに切り替わった直後も、学習反映係数がこの影響を受けて大きい状態から始まる。DI噴射モードでは正常であれば、目標空燃比と実空燃比との差の値も時間経過と共に中央値１に近づくが、切り替わった直後は学習反映係数が大きいため、A/F学習値にこれに起因する誤差が生じる。

そこで、図３に示す例では、噴射モードがDI噴射モードに切り替わった直後（t3直後）に、図３中に網掛けで示すマスク期間を設けて、A/F学習の更新条件が成立（即ち、ストイキF/Bモードが実施され、パージ導入もない）していたとしても学習を行わないようにしている。そして、マスク期間終了後にDI用A/F学習値のA/F学習が開始されて、予め設定された所定時間（累積時間）だけDI用のA/F学習が実施された時点t4でDI用のA/F学習が完了する。
しかし、網掛け時間が短いと、切替前の学習反映係数の影響が大きく残り誤学習を生じやすい。これを回避すべく網掛け時間を長くすると、学習頻度が低下することになり、A/F学習値を適正化するうえで課題となる。

また、MPI用A/F学習値、DI用A/F学習値は何れも上限値Km_r，Kd_rや下限値Km_l，Kd_lに制限されて、燃料噴射制御が実施される。このように、A/F学習値を上限値や上限値で制限すると、時点t5，t9，t12直後にマスク期間を設けても、例えば時点t5〜t9や時点t12〜t13の間に示すように、学習反映係数（F/B積分値）が中央値から大きく乖離された状態が解消されなくなる場合がある。
即ち、時点t5や時点t12では、直前のDI噴射モード中に算出されたF/B積分値（F/B燃料補正量）の影響が残り、燃料噴射モードの切替後（即ち、MPI噴射モードの開始後）に燃料噴射量が過多になる。また、時点t9では、直前のMPI噴射モード中に算出されたF/B積分値（F/B燃料補正量）の影響が残り、噴射モードの切替後（即ち、DI噴射モードの開始後）は燃料噴射量が不足する。

これに対して、本装置では、図２に示すように、MPI噴射モードにおいて時点t1でMPI用A/F学習値が下限値Km_l以下になっても、A/F学習値を下限値で制限することなくそのまま使用して燃料噴射制御を実施している。この結果、時点t1以降も学習反映係数は中央値に近づいていく。MPI用A/F学習は時点t2（即ち、MPI用のA/F学習更新条件が成立している時間が所定時間に到達した時点）で学習を完了するが、MPI用A/F学習が完了した時点t2の学習反映係数が中央値（１．０）から所定量以上乖離している（学習反映係数が破線よりも下方に外れている）ため、インターバル期間を設けることなく時点t2から次回のMPI用A/F学習が実施される。

その後、MPI用A/F学習が完了する前の時点t3で、噴射モードがMPI噴射モードからDI噴射モードに切り替わると、MPI用A/F学習が中断されることになる。このときには、DI噴射モードに切り替わった直後は、学習反映係数の初期値を中央値（１．０）に設定（即ちF／B積分値を積分項中央値（０）に設定（図示略））して、学習反映係数の更新及びDI用A/F学習を実施する。図示するように、DI用A/F学習値は上限値Kd_rと下限値Kd_lとの間に収まっている。

そして、時点t4でDI用A/F学習が完了する。このDI用A/F学習の完了時点t4の学習反映係数は中央値（１．０）からの乖離が少なく所定量以内なので、所定インターバル期間を経て、次の学習が開始されることになる。
その後の時点t5で噴射モードがDI噴射モードからMPI噴射モードに切り替わると、MPI用A/F学習が再開される。このときには、DI用A/F学習が完了していて学習の中断はないので、その時点の学習反映係数をそのまま用いてMPI用A/F学習を実施する。このとき既に、MPI用A/F学習が下限値Km_lよりも更に小さい値になるまで実施されているので、噴射モード切替り直前（DI噴射モード）のF/B積分値と噴射モード切替り後（MPI噴射モード）に必要とするF/B積分値の差は減少する。したがって、MPI噴射モード開始直後に燃料噴射量が過多状態になることを回避できる。

ここでは、MPI用A/F学習値はさらに低下していき、時点t6で、学習した期間の累積値（即ち、時点t2〜t3の期間と時点t5〜t6の期間との合計値）が所定学習期間に達して、MPI用A/F学習が完了する。このMPI用A/F学習の完了時点t6の学習反映係数は中央値（１．０）からの乖離が少なく所定量以内なので、次のMPI用A/F学習は、所定インターバル期間を経て開始されることになる。
その後の時点t7で燃料カット条件が成立して燃料カットモードに入るとストイキF/Bモードを脱する。さらに、その後、燃料カットモードが終了し、時点t7bでオープンループ制御に移行する。時点t7から時点t7bの間は、フィードバック制御を行っていないので時点t7直前の学習反映係数（F/B積分値）を保持し、燃料噴射量はA/F学習値により補正されている。このとき、既にMPI用A/F学習が十分実施されているので、オープンループ制御中においても精度良く燃料噴射量を保てる。

時点t8でストイキF/Bモードに復帰する。この例では、時点t8以前にMPI用A／F学習が完了しているため、パージ導入が開始され、次回のA/F学習開始までのインターバルの間、運転状況に応じてパージ導入が継続する。
時点t9で噴射モードがMPI噴射モードからDI噴射モードに切り替わるが、このとき既にMPI用A/F学習が十分実施されているので、直前（MPI噴射モード）のF/B積分値とDI噴射モードに必要とするF/B積分値の差は小さく、DI噴射モード開始直後に燃料噴射量が不足することを回避できる。

時点t10でストイキF/Bモードを脱しオープンループ制御に移行する。
その後、時点t11でストイキF/Bモードに復帰する。時点ｔ10から時点t11の間は、フィードバック制御を行っていないので、時点ｔ10直前の学習反映係数（F/B積分値）を保持している。
次の時点t12で噴射モードがDI噴射モードからMPI噴射モードに切り替わるが、このとき既に、MPI用A/F学習が十分実施されているので、直前（DI噴射モード）のF/B積分値とMPI噴射モードに必要とするF/B積分値の差は小さく、MPI噴射モード開始直後に燃料噴射量が過多状態になることを回避できる。

時点t13でIGスイッチ１３がオンからオフに切り替えられ、トリップ（１回目のトリップ）を終了し、直前のMPI用およびDI用の各A／F学習値を記憶する。
時点t14でIGスイッチ１３がオフからオンに切り替えられ、記憶しているMPI用およびDI用の各A／F学習値を読み出す。本実施形態では、読み出したMPI用A/F学習値が下限値Km_l以下にあるため、エンジン始動時に下限値Km_lをMPI用A/F学習の初期値としてトリップ（２回目のトリップ）を開始している。このとき、読み出したDI用A/F学習値は上限値Kd_rと下限値Kd_lの間にあるため、読み出したDI用A/F学習値をDI用A/F学習の初期値としている。

時点t15ではA/F学習の更新条件が成立し、MPI用A/F学習値が更新を開始する。時点t15から所定時間のMPI用A/F学習を実施し、時点t16で１回目のMPI用A/F学習を完了するが、MPI用A/F学習（1回目のMPI用A/F学習）が完了した時点t16の学習反映係数が中央値（１．０）から所定量以上乖離している（学習反映係数が破線よりも下方にある）ため、インターバル期間を設けることなく時点t16で次回のMPI用A/F学習（２回目のMPI用A/F学習）が開始される。

［３．フローチャート］
図４は、制御装置１で実施されるA/F学習に係る制御手順を例示するフローチャートである。このフローチャートは、車両の主電源がオン（イグニッションオン）の場合に制御装置１において所定の演算周期で実施される。なお、図４において、Ｆ１は初期値設定フラグであって、フラグＦ１は、初期値の設定前は０とされ、初期値の設定後は１とされる。Ｆ２は学習休止（学習許可フラグ）であって、フラグＦ２は、A/F学習を許可するときは０とされ、A/F学習を休止するときは１とされる。また、図４のフローではパージ導入を考慮としないシンプルな制御構成としている。

まず、ステップＳ１で、フラグＦ１が０であるか否かが判定される。
フラグＦ１が０であれば初期値の設定が必要である。このときには、ステップＳ２で、記憶しているA/F学習値を不揮発性メモリから読み出す。
次に、ステップＳ３で、読み出したA/F学習値が上限値よりも大きいか否を判定する。
ステップＳ３で読み出したA/F学習値が上限値よりも大きくない（上限値以下である）と判定されると、ステップＳ４で、読み出したA/F学習値が下限値よりも小さいか否かを判定する。

ステップＳ４で、読み出したA/F学習値がよりも小さくない（下限値以上である）と判定されると、ステップＳ５で読み出したA/F学習値を、今回のトリップで使用するA/F学習値の初期値にセットする。
一方、ステップＳ３で、読み出したA/F学習値が上限値よりも大きいと判定されると、ステップＳ６で、上限値をA/F学習値の初期値にセットする。
また、ステップＳ４で、直近のA/F学習値が下限値よりも小さいと判定されると、ステップＳ７で下限値を、A/F学習値の初期値にセットする。

こうして、次にステップＳ５〜Ｓ７の何れかで初期値がセットされると、ステップＳ８で、フラグＦ１を１にセットする。
次にステップＳ９で、IGスイッチ１３がオン（イグニッションオン）で継続しているか否かを判定する。IGスイッチ１３がオンで継続していれば、ステップＳ１０で、エンジン１０の運転状態に基づいて噴射モードが選択，設定される。次のステップＳ１１で、目標空燃比の値と実空燃比の値との差に基づいてF/B積分値を含むF/B補正量が算出される。次いで、ステップＳ１２で、F/B積分値から噴射モードごとに学習反映係数が算出される。次いで、ステップＳ１３で、所定の学習条件の成否が判定される。
ステップＳ１３で、学習条件が成立していると判定されると、ステップＳ１４においてF/B積分値に基づく学習反映係数からA/F学習が実施される。一方、学習条件が成立しなければ、それまでのA/F学習値の値が変更されずに維持される。

ステップＳ１４で学習が実施され、A/F学習値が更新される。ステップＳ１５では、学習が終了（完了）したか否かが判定される。ステップＳ１５で、学習が終了していると判定されれば、ステップＳ１６で、学習反映係数が中央値（１．０）から所定量以上乖離しているか否かが判定される。ステップＳ１６で、学習反映係数が中央値（１．０）から所定量以上乖離していると判定されれば、ステップＳ１７に進んで次回の学習までのインターバルを０とし、ステップＳ１６で、学習反映係数が中央値（１．０）から所定量以上乖離していないと判定されれば、ステップＳ１８に進んで次回の学習までのインターバルを所定期間とする。

そして、ステップＳ１７又はステップＳ１８の次に、ステップＳ１９に進んでフラグＦ２を１にセットする。さらに、ステップＳ２０に進んでインターバル期間が終了したか否かを判定する。ステップＳ２０で、インターバルが終了していない（インターバル期間中である）と判定されれば、ステップＳ２１に進んでイグニッションオンを継続しているか否かを判定する。ステップＳ２１でイグニッションオンを継続していると判定されれば、今回の制御周期の処理を終了する。

この場合は、ステップＳ８でフラグＦ１が１にセットされているので、次回の制御周期では、ステップＳ１の判定からステップＳ２３に進んで、フラグＦ２が０であるか否かが判定される。また、既にステップＳ１９でフラグＦ２が１にセットされているので、ステップＳ２３からステップＳ２０に進んでインターバル期間が終了したか否かを判定する。イグニッションオンを継続していれば、インターバル期間が終了するまではこの処理が繰り返される。

そして、ステップＳ２０でインターバル期間を終了していると判定されると、ステップＳ２２に進んでフラグＦ２を０にセットして、今回の制御周期の処理を終了する。この場合、次の制御周期では、ステップＳ１からステップＳ２３に進むが、ステップＳ２２でフラグＦ２が０にセットされているので、ステップＳ２３からステップ９に進んで、上記と同様の処理で学習が実施される。つまり、ステップＳ９で、イグニッションオンを継続していることを判定し、ステップＳ１０の噴射モードの設定、ステップＳ１１のF/B補正量の算出、ステップＳ１２の学習反映係数の算出およびステップＳ１３の所定学習条件の成否

また、ステップＳ１３で、所定の学習条件が成立していないと判定された場合や、ステップＳ１５で、学習が終了していないと判定された場合も、今回の制御周期の処理を終了する。この場合、次の制御周期では、ステップＳ１の判定及びステップＳ２３の判定でステップＳ９に進んで、上記の処理が行われる。
ステップＳ９もしくはステップＳ２１で、イグニッションオンを継続していない（イグニッションオフ）と判定すれば、ステップＳ２４に進んで、直近のA/F学習値を記憶部５（不揮発性メモリ）に記憶する。そして、ステップＳ２５に進んで、フラグＦ１，Ｆ２を何れも０にリセットして、今回の制御周期の処理を終了する。

［４．作用，効果］
上述したように、本実施形態にかかる制御装置１によれば、学習を完了した際の学習反映係数の中央値からの乖離が所定量以上の場合には、学習と次の学習との間のインターバル期間が短縮されるので、学習精度を向上させることができる。また、各燃料噴射システム用のA/F学習が不十分な状態で燃料噴射モードを切り替える頻度が少なくなり、排出ガスの悪化を抑えることができる。
本実施形態のようにインターバル期間を０とすれば学習頻度を最も高めることができ、学習精度を向上させることができる。ただし、インターバル期間は短縮させることが有効であり、必ずしもインターバル期間を０としなくてもよい。

IGスイッチ１３がオフ状態の時には、直近の学習で得られたA/F学習値を不揮発性の記憶部５に記憶し、IGスイッチ１３がオフからオンに切り替えられた後においては、記憶部５に記憶されたA/F学習値を読み出す。
その後、読み出したA/F学習値に対して上下限の制限を施しA/F学習の初期値を設定する。すなわち、中央値から大きく外れたA/F学習値はドライビングサイクルをまたいで継続させないことで、IGスイッチ１３がオフの間に燃料系の修復作業を行った後にECUの書き換え処置（A/F学習値を中央値に戻す作業）を失念した場合にも内燃機関へのダメージを防ぐことができる。

１回目の学習終了後にはパージ導入によりパージ濃度を算出し、算出したパージガス濃度が所定値以上に達している場合、引き続き学習に優先してパージガス濃度が所定値以下になるまでパージガス導入を実施する。よって、トリップ終了後の停車中にキャニスターが燃料蒸散ガスを吸着できる範囲を超えて、大気中に直接燃料蒸散ガスが放出されるおそれを抑えることができる。
学習が中断された後に噴射モードが変更されて学習を開始するときには、誤学習を防ぐことを目的に、学習反映係数を中央値（１．０）に戻すために積分項を中央値（０）に初期設定したうえで学習を実施するので、マスク期間を設けないので、学習頻度の低下を抑えて、A/F学習値を常に適正化することができる。

IGスイッチ１３のオフ状態からオンに切り替えられたときに上下限の制限値をA/F学習値を初期値として学習を実施するときは、所定の更新ゲインよりも増大した更新ゲインの値を使うことが好ましい。これによって、目標空燃比と実空燃比との定常的な乖離を生じる状態が直近のトリップから継続していれば（IGスイッチ１３がオフの間に燃料系の修復作業を実施していないとき）、今回のトリップ中に、直近のA/F学習値（直前のトリップ中に学習したA/F学習値）まで、A/F学習値を早く到達させることができる。また、IGスイッチ１３のオフ状態の間に前記状態が修復していれば、A/F学習によりA/F学習値を早く中央値（１.０）付近に到達させることができる。

［５．その他］
上述した学習反映係数値は中央値が１に操作してあるが、F/B積分値自体を噴射モードごとに与えたものを積分項対応値としてもよい。

また、上述した実施形態では、MPI噴射モードとDI噴射モードとの切り替えを中心に説明しているが、噴射モードの切り替えはこれに限るものではない。
噴射モードもMPI噴射モードとDI噴射モードとMPI+DI噴射モードとを例示したがこれに限るものではない。

１ 制御装置
２ 目標空燃比設定部（目標空燃比設定手段）
３ 学習補正量算出部（学習補正量算出手段）
４ 燃料噴射制御部（燃料噴射制御手段）
５ 記憶部（記憶手段）
６ ポート噴射弁
７ 第一空燃比センサ
８ 第二空燃比センサ
９ スロットル弁
１０ エンジン
１１ 筒内噴射弁
１２ パージ濃度算出部（パージ濃度算出手段）
１３ イグニッションスイッチ（I/Gスイッチ）

Claims (7)

1. エンジンの燃焼室内への燃料噴射の形態が異なる複数の燃料噴射システムを有し、前記燃料噴射システムの使用形態に対応した複数の燃料噴射モードを選択的に用いてそれぞれの前記燃料噴射システムを制御するエンジン制御装置であって、
   前記エンジンの目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、
   前記エンジンの実空燃比を検出する空燃比検出手段と、
   前記目標空燃比と前記実空燃比との定常的な乖離状態を学習して学習補正量を算出する学習補正量算出手段と、
   前記目標空燃比と前記実空燃比との差に基づくフィードバック補正量と前記学習補正量とに基づいて前記燃料噴射システムをフィードバック制御する燃料噴射制御手段と、を備え、
   前記学習補正量算出手段は、
   パージガス非導入であることを含む学習条件が成立したら、所定期間をかけて前記フィードバック補正量のうちの積分項に対応する積分項対応値に基づいて前記学習補正量を算出する学習を実施し、所定インターバル期間をあけた後、再び前記学習を実施して前記学習補正量を更新するように構成され、
   前記学習を完了した際の前記積分項対応値の中央値からの乖離が所定量以上の場合には、前記所定インターバル期間を短縮する
   ことを特徴とする、エンジン制御装置。
2. 前記学習補正量算出手段は、前記学習を完了した際の前記積分項対応値の前記中央値からの乖離が所定量以上の場合には、前記所定インターバル期間を０とする
   ことを特徴とする、請求項１に記載のエンジン制御装置。
3. 前記イグニッションスイッチがオフ状態の時に直近の前記学習で得られた前記学習補正量を記憶する記憶手段を備え、
   前記学習補正量算出手段は、イグニッションスイッチのオン状態であることを条件に前記学習を実施し、前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替えられたときには、前記記憶手段に記憶されている前記学習補正量を読み出し、前記学習補正量に対して、予め設定され上限値及び下限値で制限した値を前記学習補正量の初期値として設定する
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載のエンジン制御装置。
4. パージガス導入時にパージガス濃度を推定算出するパージ濃度算出手段を備え、
   前記学習補正量算出手段は、前記学習を完了した際の前記積分項対応値が前記中央値から所定量以上の乖離がある場合には、前記パージ濃度算出手段がパージガス濃度の推定演算を完了するためのパージ導入時間を確保したうえで、前記所定インターバル期間を短縮する
   ことを特徴とする、請求項１〜３の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記学習補正量算出手段は、前記パージ濃度算出手段により算出されたパージガス濃度が所定値以上の場合には、前記学習に優先して前記パージガス導入を継続して実施する
   ことを特徴とする、請求項４に記載のエンジン制御装置。
6. 前記学習補正量算出手段は、前記学習が中断された後に前記燃料噴射形態が変更されて前記学習を開始するときには、前記積分項対応値を前記中央値に戻すために前記積分項を積分項中央値に初期設定したうえで前記学習を実施する
   ことを特徴とする、請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジン制御装置。
7. 前記学習補正量算出手段は、更新ゲインを用いて前記学習補正量を更新し、前記イグニッションスイッチがオフからオンに切り替えられて、前記上限値及び前記下限値によって制限された前記学習補正量を初期値に設定した場合には、前記更新ゲインを増大する
   ことを特徴とする、請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジン制御装置。

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