(57)【要約】【課題】マップの増大や制御の複雑化を伴わずに、空燃比フィードバック制御中の分割噴射による過大な燃料噴射を抑制する。【解決手段】筒内噴射装置１０と、排気通路１２内の空燃比を検出する空燃比検出手段１７と、空燃比が予め設定された目標空燃比となるように筒内噴射装置１０による燃料の噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段３１と、フィードバック制御に用いるフィードバックゲインＧの値をゲインマップとして記憶するフィードバックゲイン記憶手段３２と、燃料の噴射モードを一括噴射モードと分割噴射モードとに切り換え制御する燃料噴射モード制御手段３３と、燃料噴射を分割又はその分割数を増加させる分割制御発生時に用いるフィードバックゲインＧを補正する補正ゲインＧａの値を補正ゲインマップとして記憶する補正ゲイン記憶手段３４とを備えるエンジンの制御装置とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射装置と、
前記燃焼室から引き出された排気通路に設けられその排気通路内の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段で得られた情報に基づいて空燃比が予め設定された目標空燃比となるように前記筒内噴射装置による燃料の噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、
前記空燃比フィードバック制御手段がフィードバック制御を行う場合に用いるフィードバックゲインの値をゲインマップとして記憶するフィードバックゲイン記憶手段と、
燃料の噴射モードを、必要噴射量を一括して噴射する一括噴射モードと、必要噴射量を複数回に分割して噴射する分割噴射モードとに切り換え制御する燃料噴射モード制御手段と、
前記一括噴射モードから前記分割噴射モードへの切り替え又は前記分割噴射モードにおける分割数を増加させる分割制御発生時に、前記空燃比フィードバック制御手段が用いるフィードバックゲインを、前記分割噴射モードにおける分割数に応じて前記ゲインマップで取得された値に対して補正する補正ゲインの値を補正ゲインマップとして記憶する補正ゲイン記憶手段と、
を備えるエンジンの制御装置。
【請求項２】
前記補正ゲインは、前記分割噴射モードにおける分割数が多いほど小さくなるように設定され、前記ゲインマップで取得された値に対して乗算補正する請求項１に記載のエンジンの制御装置。
【請求項３】
前記補正ゲインは、前記分割噴射モードにおける分割数の逆数に設定される請求項２に記載のエンジンの制御装置。
【請求項４】
前記分割噴射モードにおける分割数が所定以上の場合は、前記分割数の大小にかかわらず一定の補正ゲインとする請求項１から３の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項５】
前記補正ゲイン記憶手段は、エンジンの冷却水温が相対的に低い場合の補正ゲインが相対的に高い場合の補正ゲインの値よりも大きく設定される複数の補正ゲインマップを備える請求項１から４の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【請求項６】
前記ゲインマップで取得されたフィードバックゲインの値を前記補正ゲインにより補正する制御は、前記筒内噴射装置の特性がリニアリティ領域を外れる領域における燃料噴射に対してのみ行う請求項１から５の何れか１項に記載のエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射装置を備えたエンジンの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
気筒内に直接燃料を噴射する筒内噴射装置（以下、筒内噴射を「直噴」、筒内噴射装置を「直噴弁」と称する。）を備えたエンジンが広く採用されている。
【０００３】
直噴弁には、筒内が高圧となる圧縮行程での燃料噴射に対応して、比較的高い圧力で燃料を噴射する高圧型燃料噴射弁が採用される。このため、気筒内が負圧となる吸気行程で燃料噴射を行うと、筒内の空気抵抗が小さいため、噴射燃料が直進しようとする貫徹力が強く、ピストンが下方に位置する場合には、燃料がシリンダの壁面に到達してしまう。燃料がシリンダの壁面に付着すると、燃焼に寄与しない燃料の割合が増大して、筒内からの未燃の炭化水素（ＨＣ）の排出量が増加する。特に、冷態始動時には、排気通路に設けた排気浄化触媒が未活性のため、未燃の炭化水素は浄化されないまま大気へ排出されてしまうこととなる。
【０００４】
そこで、未燃の炭化水素が発生しやすい状況下において、目標空燃比に見合った１サイクル当たりの燃料量（必要燃料量）を、１サイクル中で複数回に分割して噴射する分割噴射が行なわれている。以下、１サイクル中に、複数回に分割して必要燃料を噴射する形態を「分割噴射」、必要燃料を分割せずに継続して噴射する形態を「一括噴射」と称する。
【０００５】
この分割噴射では、例えば、筒内圧の低い吸気行程において、シリンダ壁面に付着しないような量で燃料噴射（メイン噴射）が行なわれ、残りの燃料（必要燃料量からメイン噴射で噴射された燃料量を引いた燃料量）は、筒内圧の高い圧縮行程における噴射（サブ噴射）により補うようにできる。
【０００６】
また、分割噴射の他の例としては、吸気行程での燃料噴射により均質混合燃焼を行う場合において、燃料の拡散速度が低い低回転時に、吸気行程での分割噴射を行うことにより、スモークの発生を防止するようにしたものや（例えば、特許文献１参照）、層状燃焼領域から均質燃焼領域への過渡期に分割噴射領域を設定し、この領域で吸気行程噴射（第一の燃料噴射）と圧縮行程噴射（第二の燃料噴射）とに分けて、燃料の分割噴射を行うようにしたもの（例えば、特許文献２参照）が知られている。
【０００７】
ところで、空燃比が理論空燃比近傍となるようにＯ２センサからの情報に基づき空燃比制御を行う空燃比フィードバック制御中に分割噴射を行なうと、一括噴射から分割噴射への切換直後に、実空燃比が一時的にリッチ側にずれてしまう傾向にある。このため、排気中の未燃の炭化水素濃度が過渡的に増加してしまうという問題がある。
【０００８】
空燃比フィードバック制御中の分割噴射による過大な燃料噴射を防止するため、例えば、同一の設定燃料噴射量に対し、分割噴射時の直噴弁における総インジェクタ駆動パルス幅を、通常の燃料一括噴射時のインジェクタ駆動パルス幅よりも減少させるようにした技術がある。このとき、パルス幅の減少の度合いは、予め記憶されたマップに基づいて設定される（例えば、特許文献３参照）。
【０００９】
また、空燃比フィードバック制御中に、一括噴射から分割噴射に切り換えた場合には、切換後の所定期間内におけるフィードバック制御のゲインを、所定期間経過後よりもリーン方向に大きくする、あるいは、所定期間内における燃料噴射弁の駆動パルス幅に対する補正係数を、所定期間経過後よりも開弁時間が減少する側に設定するようにした技術もある（例えば、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開平７−１１９５０７号公報
【特許文献２】特開平８−１８９４０５号公報
【特許文献３】特開２０００−１０４６０９号公報
【特許文献４】特開２００４−２１１５７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上記のように、空燃比フィードバック制御中に、一括噴射から分割噴射に切り換えた場合、第一の燃料噴射、第二の燃料噴射、あるいは、３回以上に分割噴射する場合はそれ以降の各燃料噴射に相当するインジェクタ駆動パルス幅が、それぞれ一括噴射の場合のインジェクタ駆動パルス幅よりも小さくなる。
【００１２】
しかし、インジェクタ駆動パルス幅が小さいと、インジェクタの特性がリニアリティ領域（インジェクタ通電時間とインジェクタ噴射量の間に比例関係がある領域）を外れる領域になってしまう場合がある。したがって、微小な燃料噴射量補正（パルス幅補正）が必要な空燃比フィードバック制御ゲインは、通常時と同じゲインに設定することはできない。このため、従来から、空燃比フィードバック制御中に、一括噴射から分割噴射に切り換えた場合の空燃比フィードバック制御ゲインは、通常時とは別のゲインマップを用いている。
【００１３】
多数のゲインマップを保有することは、エンジンの制御に影響を与える各種のパラメータに基づくキャリブレーション工数の増大につながるので、好ましくない。また、分割噴射時の分割数が増大すれば、さらにゲインマップの数を増やさざるを得ないことも問題である。
【００１４】
そこで、この発明の課題は、マップの増大や制御の複雑化を伴わずに、空燃比フィードバック制御中の分割噴射による過大な燃料噴射を抑制することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記の課題を解決するために、この発明は、エンジンの燃焼室に燃料を直接噴射する筒内噴射装置と、前記燃焼室から引き出された排気通路に設けられその排気通路内の空燃比を検出する空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段で得られた情報に基づいて空燃比が予め設定された目標空燃比となるように前記筒内噴射装置による燃料の噴射量をフィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段がフィードバック制御を行う場合に用いるフィードバックゲインの値をゲインマップとして記憶するフィードバックゲイン記憶手段と、燃料の噴射モードを、必要噴射量を一括して噴射する一括噴射モードと、必要噴射量を複数回に分割して噴射する分割噴射モードとに切り換え制御する燃料噴射モード制御手段と、前記一括噴射モードから前記分割噴射モードへの切り替え又は前記分割噴射モードにおける分割数を増加させる分割制御発生時に、前記空燃比フィードバック制御手段が用いるフィードバックゲインを、前記分割噴射モードにおける分割数に応じて前記ゲインマップで取得された値に対して補正する補正ゲインの値を補正ゲインマップとして記憶する補正ゲイン記憶手段と、を備えるエンジンの制御装置を採用した。
【００１６】
前記補正ゲインは、前記分割噴射モードにおける分割数が多いほど小さくなるように設定され、前記前記ゲインマップで取得された値に対して乗算補正することが望ましい。
【００１７】
また、前記補正ゲインは、前記分割噴射モードにおける分割数の逆数に設定されることが望ましい。
【００１８】
上記の各構成において、前記分割噴射モードにおける分割数が所定以上の場合は、前記分割数の大小にかかわらず一定の補正ゲインとする構成を採用することができる。
【００１９】
また、上記の各構成において、前記補正ゲイン記憶手段は、エンジンの冷却水温が相対的に低い場合の補正ゲインが相対的に高い場合の補正ゲインの値よりも大きく設定される複数の補正ゲインマップを備える構成を採用することができる。
【００２０】
さらに、上記の各構成において、前記ゲインマップで取得されたフィードバックゲインの値を前記補正ゲインにより補正する制御は、前記筒内噴射装置の特性がリニアリティ領域を外れる領域における燃料噴射に対してのみ行う構成を採用することができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明は、一括噴射モードから分割噴射モードへの切り替え又は分割噴射モードにおける分割数を増加させる分割制御発生時に、空燃比フィードバック制御手段が用いるフィードバックゲインを、分割噴射モードにおける分割数に応じてゲインマップで取得された値に対して補正する補正ゲインを採用したので、マップの増大や制御の複雑化を伴わずに、空燃比フィードバック制御中の分割噴射による過大な燃料噴射を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明の一実施形態を示すエンジンの制御装置を模式的に示す全体図である。
【図２】この実施形態のゲインマップの例を示す概略図である。
【図３】分割噴射の分割数と補正係数との関係を示すグラフ図である。
【図４】分割噴射の例を示すチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明の実施形態を、図面に基づいて説明する。図１は、この発明のエンジンＥの制御装置の構成を示す全体図である。
【００２４】
エンジンＥは自動車用筒内噴射エンジンであり、図１に示すように、ピストン４を収容したシリンダ２内に混合気を送り込む吸気ポート６に通じる吸気通路１１、排気ポート７から引き出された排気通路１２、直噴弁（筒内噴射装置）１０等を備えている。吸気ポート６及び排気ポート７は、それぞれ燃焼室への開口が吸気バルブ８、排気バルブ９によって開閉される。
【００２５】
シリンダ２の内壁面、及び、ピストン４の上面等により燃焼室３が形成されている。また、シリンダヘッド側からシリンダの軸線、すなわち、気筒の筒軸方向に沿って下向きに配置された点火プラグ５が備えられている。また、直噴弁１０は、点火プラグ５から離れた燃焼室３の周縁部上端付近において、その開口が燃焼室３内に臨むように設けられている。直噴弁１０の取付け角度は、気筒の筒軸方向に対して傾斜した方向であり、すなわち、燃料の噴射方向は、燃焼室３の周縁部上端付近からピストン４の上面側へ向かって斜め方向である。
【００２６】
なお、図１では、この発明に直接関係する部材、手段のみを示し、他の部材等については図示省略している。また、図面では、一つのシリンダ２のみを示しているが、エンジンは、単気筒であってもよいし、複数のシリンダ２を備えた多気筒であってもよい。
【００２７】
吸気通路１１には、吸気ポート６から上流側に向かって、吸気通路１１の流路面積を調節するスロットルバルブ１６、そのスロットルバルブ１６の開度を検知するスロットルポジションセンサ１５、吸気通路内を通過する空気の量を検知するエアフローセンサ１４、
エアクリーナ１３等が設けられる。
【００２８】
排気通路１２には、排気ポート７から下流側に向かって、空燃比検出手段（Ｏ２センサ）１７、排気中の窒素酸化物（ＮＯｘ）等を除去する触媒等を備えた排気浄化部１８、さらにその下流側に図示しない排気管（マフラ）が設けられる。
【００２９】
エンジンＥには、ピストン４の進退に伴って回転するクランクシャフトの回転角度を検知するクランク角センサ１９が設けられている。また、シリンダブロック１には、エンジンＥの冷却水の温度を検知する冷却水温センサ２０が設けられている。
【００３０】
吸気バルブ８や排気バルブ９、点火プラグ５、直噴弁１０、その他エンジンの動作に必要な機器は、それぞれこのエンジンＥを搭載する車両が備える電子制御ユニット（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）３０によって制御される。また、スロットルポジションセンサ１５、エアフローセンサ１４、Ｏ２センサ１７、クランク角センサ１９，冷却水温センサ２０等からの各種情報は、電子制御ユニット３０に伝達される。
【００３１】
スロットルバルブ１６の開度に対応して、エアクリーナ１３を通じて吸入された空気が、吸気バルブ８の開放とともに燃焼室３内に流入する。電子制御ユニット３０の燃料噴射制御手段３５からの信号に基づいて直噴弁１０から霧状の燃料が噴射され、その噴射された燃料が吸入空気と混合され、燃焼室３内に混合気が形成される。電子制御ユニット３０の点火制御装置３６からの信号に基づいて、点火プラグ５を適宜のタイミングで点火させることにより混合気が燃焼し、エンジントルクを発生させる。燃焼室３の排気は排気通路１２へと排出され、排気浄化部１８で浄化された後、マフラを通じて排出される。
【００３２】
この実施形態のエンジンＥでは、点火プラグ５の近傍に直噴弁１０からの燃料の一部を集めて層状燃焼させ、燃焼室３全体としてはリーンな空燃比での燃焼、すなわち希薄燃焼が可能である。すなわち、ピストン４の下降に伴う燃焼室３内の気流等を利用して燃料と吸入空気とが均一に交ざることを抑制し、混合気を、燃料の濃い可燃層と、燃料の薄いあるいはほとんど空気だけの希薄層とに分けている。可燃層は、圧縮行程後期に点火プラグ５の近傍に集まるように気流が制御される。
【００３３】
燃料噴射の態様としては、理論空燃比であるストイキオメトリ（以下、「ストイキ」と称する。）よりもリーンな空燃比（以下、「リーン空燃比」と称する。）の下で運転を行ない且つ圧縮行程で燃料噴射を行なう圧縮リーン運転モードと、リーン空燃比の下で運転を行ない且つ吸気行程で燃料噴射を行なう吸気リーン運転モードと、空燃比がストイキ近傍となるようにＯ２センサ１７からの情報等に基づいてフィードバック制御を行ない且つ吸気行程で燃料噴射を行なうストイキ運転モードと、ストイキよりもリッチな空燃比の下で運転を行い且つ吸気行程で燃料噴射を行なうリッチ運転モード等が設定可能である。
【００３４】
これらの運転モードの選択は、電子制御ユニット３０が備える運転モード制御手段３７によって、車両の運転状況に応じて行なわれる。電子制御ユニット３０は、スロットルポジションセンサ１５やクランク角検出手段１９等の情報に基づいて、エンジン負荷、エンジン回転速度等を計算し、その運転状況に応じてエンジンの運転モードを設定する。
【００３５】
運転状況にもよるが、一般的には、例えば、エンジン負荷及びエンジン回転速度が大きくなるほど、圧縮リーン運転モード、吸気リーン運転モード、ストイキ運転モード、リッチ運転モードの順に、運転モードを変更するように設定することができる。
【００３６】
圧縮リーン運転モード、吸気リーン運転モード、リッチ運転モードの際には、各運転モード毎に予め記憶されたマップを用いて、エンジンの運転状況、すなわち、エンジン負荷及びエンジン回転速度に応じた目標空燃比を設定し、この目標空燃比に基づいて空燃比をオープンループ制御する。
【００３７】
ストイキ運転モードの際には、目標空燃比をストイキに設定し、Ｏ２センサ１７の情報に基づいて空燃比が、予め設定された目標空燃比であるストイキ近傍になるようにストイキフィードバック制御を行なう。この制御は、電子制御ユニット３０が備える空燃比フィードバック制御手段３１が、直噴弁１０による燃料の噴射量を調整することにより行う。
【００３８】
空燃比フィードバック制御手段３１は、目標空燃比に見合った必要燃料量を噴射するためのインジェクタ駆動パルス幅Ｔを、式（１）により設定する。
【数１】
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【００３９】
ここで、Ｔ基本は、エアフローセンサ１４により得られた空気量に対する理論燃料量に相当する基本駆動パルス幅である。Ｋ学習補正は、エンジンの総使用時間に基づく経時劣化の影響を補正するための学習補正係数、Ｋフィードバックは、Ｏ２センサ１７の情報に基づき設定されるエアフローフィードバック補正係数である。Ｋオープンは、フィードバックによらないオープンループ制御時の目標空燃比に応じて設定されるオープンループ補正係数、Ｋエンジンは、大気圧や吸気温度、エンジンＥの暖機状態などに関するエンジン補正係数，Ｔタイムラグは、インジェクタに燃料噴射指令が入力されてから実際に燃料噴射が開始されるまでに要するタイムラグ（無駄時間）である。
【００４０】
ここで、フィードバック補正係数Ｋフィードバックは、ストイキフィードバック制御のための補正係数である。ストイキフィードバック制御は、目標空燃比をストイキ中心にリッチ側とリーン側とに短い周期で交互に振るような制御を行なうことにより、空燃比を徐々にストイキに近づけ、最終的に、空燃比が平均的にストイキ近傍となるようにするものである。
【００４１】
Ｏ２センサ１７の情報に基づき、空燃比がリーンからリッチに反転したことが検出された直後の制御周期では、フィードバック補正係数Ｋフィードバック（ｎ）が、前回の制御周期のフィードバック補正係数Ｋフィードバック（以下、前フィードバック係数と言う）Ｋフィードバック（ｎ−１）から、フィードバックゲインＧを減算して算出される（式（２）参照）。
【数２】
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【００４２】
逆に、空燃比がリッチからリーンに反転したことが検出された直後の制御周期では、前フィードバック係数Ｋフィードバック（ｎ−１）にフィードバックゲインＧを加算して算出される（式（３）参照）。
【数３】
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【００４３】
フィードバックゲインＧは、予め電子制御ユニット３０が備えるフィードバックゲイン記憶手段３２が、フィードバックゲインＧの値の集合をゲインマップとして記憶している。
【００４４】
制御に必要なフィードバックゲインＧの値は、このゲインマップに基づき、エンジンの回転速度やエンジン負荷等により設定される。フィードバックゲインＧは、空燃比をリーン化するのか、あるいは、リッチ化するのかで異なる設定とされる。さらに、フィードバックゲインＧは、大きな制御変化量で速やかな空燃比制御を行なうための比例ゲインと、小さな制御変化量で細やかな空燃比制御を行なうための積分ゲインとがある。
【００４５】
ストイキ運転モード以外の運転モード、すなわち、圧縮リーン運転モード、吸気リーン運転モード、リッチ運転モードの各運転モードでは、空燃比の制御はオープンループ制御である。このため、フィードバック補正係数Ｋフィードバックは１に設定され、代わりに、オープンループ補正係数Ｋオープンにより、インジェクタ駆動パルス幅Ｔの補正が行なわれる。逆に、フィードバック制御を行うストイキ運転モードでは、オープンループ補正係数Ｋオープンは１に設定される。
【００４６】
ところで、燃料噴射が吸気行程を主に行なわれる吸気リーン運転モード、ストイキ運転モード及びリッチ運転モードでは、目標空燃比に見合った１サイクル当たりの必要燃料を、１サイクル中に一度の噴射で全量噴射する一括噴射モードと、その必要燃料を１サイクル中に複数回に分けて噴射する分割噴射モードとが選択的に設定可能である。
【００４７】
燃料の噴射モードを、必要噴射量を一括して噴射する一括噴射モードと、必要噴射量を複数回に分割して噴射する分割噴射モードとに切り換える制御は、電子制御ユニット３０が備える燃料噴射モード制御手段３３によって行われる。
【００４８】
一括噴射モードと分割噴射モードとを選択的に制御する例を、図４に示す。吸気リーン運転モード、ストイキ運転モード、あるいは、リッチ運転モードにおいて、冷却水温度が所定温度（例えば、５０℃）よりも低い冷間時の運転状況においては、噴射燃料がシリンダ壁面に付着して排気中の未燃炭化水素濃度が増加するおそれがあることから、インジェクタ駆動パルス幅Ｔに対応する必要燃料量を複数回に分割して行なう分割噴射が行なわれる。図４に示すように、１回目の噴射（第一の燃料噴射Ａ）が吸気行程で行なわれ、２回目以降の噴射（第二の燃料噴射Ｂ）が圧縮行程で行なわれる。なお、場合によっては、１回目の噴射（第一の燃料噴射Ａ）と２回目以降の噴射（第二の燃料噴射Ｂ）の両方を吸気行程で行ってもよい。
【００４９】
ここで、メインの噴射である第一の燃料噴射Ａでの燃料噴射量（メイン燃料噴射量）ＱＡは、例えば、噴射燃料が、シリンダ２の壁面に付着しない最大量（限界燃料量）以下に設定される。また、サブの噴射である第二の燃料噴射Ｂの燃料噴射量（サブ燃料噴射量）ＱＢは、１サイクルの必要燃料量からメイン燃料噴射量ＱＡを差し引いた量に設定される。
【００５０】
限界燃料量は、エンジンＥのシリンタボア径や直噴弁１０の取付け角度、燃料の噴霧特性などの固有値と、噴射燃料の貫徹力等に基づいて決定される。限界燃料量は、実験などに基づいて予め作成されたマップによって、設定されるようにしてもよい。
【００５１】
必要燃料量が限界燃料量以下であれば、メインの噴射である第一の燃料噴射Ａで必要燃料量が全量噴射されるので、サブ噴射である第二の燃料噴射Ｂは行なわれない、すなわち、吸気行程における一括噴射となる。
【００５２】
また、必要燃料量からメイン燃料噴射量ＱＡを引いた量が、サブ噴射である第二の燃料噴射Ｂにおける限界燃料量を越えてしまう場合には、そのサブ燃料噴射量ＱＢはこの限界燃料量を超えない範囲で設定され、残りの燃料量は、３回目の噴射、あるいは、４回目以降の噴射に分割して噴射される。このように、サブ噴射である第二の燃料噴射Ｂは、一回にまとめて行われる場合もあるし、二回、あるいは、三回以上に亘って分割して行われる場合もある。
【００５３】
前述の一括噴射モードから分割噴射モードへの切り替え、分割噴射モードから一括噴射モードへの切り替えに加え、このような分割噴射モードにおける分割数を増減させる制御も、燃料噴射モード制御手段３３が行う。
【００５４】
ところで、従来から、分割噴射モードでは、一括噴射モードでの燃料噴射に較べて、燃料が多めに噴射されてしまう傾向があった。このため、仮に、一括噴射モードで直噴弁１０のインジェクタに伝達される燃料噴射パルス幅と、分割噴射モードでの全ての燃料噴射パルス幅の合計とが同じであっても、一括噴射モードの燃料噴射量に較べて、分割噴射モードの総燃料噴射量は多めに設定されてしまう。したがって、一括噴射モードから分割噴射モードに移行した後は、ストイキフィードバック制御中であってもリッチな排気がＯ２センサ１７によって検出され、未燃炭化水素が過渡的に多く排出されてしまう傾向があった。
【００５５】
そこで、この発明では、一括噴射モードから分割噴射モードへの切り替えた際、又は、分割噴射モードにおける分割数を増加させる制御を行った際（以下、両者をまとめて「分割制御発生時」と称する。）に、上記式（１）のフィードバック補正係数Ｋフィードバックを算定する際に用いるフィードバックゲインＧを、運転状況に応じてゲインマップで取得された値に対して補正する補正ゲインＧａを採用した。
【００５６】
すなわち、空燃比がリーンからリッチに反転したことが検出された直後の制御周期では、式（２’）となる。
【数４】
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逆に、空燃比がリッチからリーンに反転したことが検出された直後の制御周期では、式（３’）となる。
【数５】
2016084733.tif 000007
【００５７】
補正ゲインＧａは、予め電子制御ユニット３０が備える補正ゲイン記憶手段３４が、補正ゲインＧａの値の集合を補正ゲインマップとして記憶している。
【００５８】
補正ゲインＧａは、前記分割噴射モードにおける分割数が多いほど小さくなるように設定される。この実施形態では、補正ゲインＧａは、例えば、図３に示すように、分割噴射モードにおける分割数の逆数に設定されている。なお、燃料噴射量に関し、実際には、キャリブレーションで微調整が行われる。
【００５９】
また、分割噴射モードにおける分割数が所定以上の場合、例えば、分割数が４以上の場合は分割数の大小にかかわらず、補正ゲインＧａは一定に設定されている。例えば、分割数が４以上の場合に、補正ゲインＧａをすべて１と設定してもよい。
【００６０】
図２に、補正ゲインマップの例を示す。制御に必要な補正ゲインＧａは、このような補正ゲインマップに基づき、エンジンの回転速度やエンジン負荷等により設定される。なお、この補正ゲインＧａは、比例ゲインにも積分ゲインにも適用される。
【００６１】
また、補正ゲイン記憶手段３４には、エンジンＥの冷却水温が相対的に低い場合の補正ゲインＧａの値が、相対的に高い場合の補正ゲインＧａの値よりも大きく設定される複数の補正ゲインマップを記憶させておいてもよい。
【００６２】
基本となるゲインマップが、エンジン負荷とエンジンの回転数によりマップされているので、原則として、フィードバックゲインＧは、運転状況に応じた補正を不要とできる。しかし、エンジンの冷間時は、燃料の気化状況が温間時に比べて劣るので、温間時よりも補正ゲインＧａを大きくした補正ゲインマップを採用することが好ましい。すなわち、冷間時と温間時に対応してそれぞれ補正ゲインマップを１つずつ備えてもよい。あるいは、エンジンＥの暖機状況に応じて、３つ、あるいは４つ以上の補正ゲインマップを備えてもよい。
【００６３】
さらに、ゲインマップで取得されたフィードバックゲインＧの値を、補正ゲインＧａにより補正する制御は、直噴弁１０のインジェクタの特性がリニアリティ領域を外れる領域における燃料噴射に対してのみ行うように設定してもよい。すなわち、分割噴射補正を行う前のフィードバックゲインＧに基づく補正後のインジェクタ駆動パルス幅Ｔが、直噴弁１０のインジェクタのリニアリティ領域内であれば、補正ゲインＧａを用いなくても、既存のゲインマップに基づいて適切な燃料噴射量の制御が可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１  シリンダブロック
２  シリンダ
３  燃焼室
４  ピストン
５  点火プラグ
６  吸気ポート
７  排気ポート
８  吸気バルブ
９  排気バルブ
１０  筒内噴射装置（直噴弁）
１１  吸気通路
１２  排気通路
１３  エアクリーナ
１４  エアフローセンサ
１５  スロットルポジションセンサ
１６  スロットルバルブ
１７  空燃比検出手段（Ｏ２センサ）
１８  排気浄化部（触媒）
１９  クランク角センサ
２０  冷却水温センサ
３０  電子制御ユニット(Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ)
３１  空燃比フィードバック制御手段
３２  フィードバックゲイン記憶手段
３３  燃料噴射モード制御手段
３４  補正ゲイン記憶手段
３５  燃料噴射制御手段
３６  点火制御装置
３７  運転モード制御手段
Ｅ  エンジン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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