JPH08319862A

JPH08319862A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH08319862A
Application number: JP12664395A
Authority: JP
Inventors: Takeo Ogiso; 丈夫小木曽
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1995-05-25
Filing date: 1995-05-25
Publication date: 1996-12-03

Abstract

(57)【要約】【目的】ＮＯ_x吸蔵還元型触媒を有する希薄燃焼エン
ジンにおいて、リッチスパイク制御実行時及びリーン制
御からストイキ制御への切り換え時におけるトルク変動
を、エンジンのばらつきや経時変化にかかわらず抑制可
能とする。【構成】リーン側から理論空燃比を含むリッチ側に空
燃比が切り換えられる際に、その切り換え前後における
トルク変動が回転数センサ５０又は燃焼圧センサ４６に
より直接検出され、その検出値に基づいて、リッチ化度
合いが変更され又は点火時期制御等の空燃比以外の手段
により機関出力トルクが変化せしめられて、トルク変動
が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関（エンジン）
の制御装置に関し、より詳細には、燃費の向上を目的と
して、通常、希薄空燃比の混合気を燃焼せしめる内燃機
関（希薄燃焼エンジン）の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用エンジンにおいては、燃
費向上への更なる要求に応えるべく、最良燃費となる希
薄空燃比で通常運転する希薄燃焼エンジン（リーンバー
ンシステム）の採用が増えつつある。一般に、希薄燃焼
エンジンでは、大部分の運転領域において、リーン混合
気を燃焼せしめるリーン制御が実行される。すなわち、
加速運転時等、機関出力トルクを増加させる必要のある
高負荷運転領域においては、理論空燃比の混合気を燃焼
せしめるストイキ制御が実行されるが、その他の運転領
域では、リーン制御が実行される。

【０００３】そのようなリーン空燃比で燃焼させた場合
には、理論空燃比で燃焼させた場合に比較して、通常の
三元触媒による窒素酸化物（ＮＯ_x）の還元が不十分と
なる。そこで、一般に、希薄燃焼エンジンにおいては、
通常の三元触媒の機能に加え、ＮＯ_xの吸蔵・還元機能
を備えたＮＯ_x吸蔵還元型触媒（リーンＮＯ_x触媒、Ｎ
Ｏ_x吸収剤などともいわれる）が機関排気通路内に設置
される。

【０００４】ここで、ＮＯ_x吸蔵還元型触媒は、流入排
気ガスの空燃比（吸気通路内及び触媒より上流の排気通
路内に供給された空気と燃料との比）がリーンのときに
はＮＯ_xを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下し
たときには吸収していたＮＯ _xを放出するとともにその
放出されたＮＯ_xを還元する、という作用を奏するもの
である。

【０００５】このようなＮＯ_x吸蔵還元型触媒を有する
希薄燃焼エンジンでは、定常走行時すなわちリーン制御
による走行時、触媒のＮＯ_x吸収量が飽和する前に、そ
のＮＯ_xを浄化するため、機関シリンダ内に供給される
混合気の空燃比を一時的にリッチにすることにより、Ｎ
Ｏ_x吸蔵還元型触媒に流入する排気ガスの酸素濃度を低
下させ、ＮＯ_xを放出・還元させるリッチスパイク制御
が実行されるように構成されている。

【０００６】ところが、リーン制御中においてリッチス
パイク制御を実行したとき、すなわち機関シリンダに供
給される混合気の空燃比をリーン空燃比からリッチ空燃
比へと切り換えたとき、機関出力トルクが急激に増大
し、大きなショックが発生する。そのため、このような
リッチスパイク制御実行時のトルク変動を抑制する技術
が知られている。

【０００７】例えば、特開平6-108824号公報は、ＮＯ_x
吸収剤からＮＯ_xを放出させるべく機関に供給される混
合気をリッチ空燃比に切り換える際に、点火時期を遅角
せしめるなどしてトルクを低下させることにより、空燃
比変化に伴うトルクショックを抑制する、という技術構
成を開示している。また、特開平6-193487号公報は、リ
ーン空燃比からリッチ空燃比への切り換えの際、リーン
空燃比のときの機関出力トルクとリッチ空燃比のときの
機関出力トルクとがほぼ等しくなるようにリッチ化度合
いを設定する、という技術構成を開示している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
の従来技術は、エンジンの個体差について深く考慮した
ものではない。すなわち、同じ型のエンジンであって
も、圧縮比、タペットクリアランスなどに関しばらつき
があり、また、同一のエンジンであっても、経時変化が
起こる。従って、従来技術のように、リッチスパイク制
御実行時のリッチ化度合いや点火時期を調整しても、そ
れらはオープンループ制御であるため、すなわちトルク
を直接検出していないため、リーン→リッチ→リーンの
切り換えに伴うトルク段差の発生を、個体差を考慮しつ
つ解消することは困難である。

【０００９】以上説明した、希薄燃焼エンジンにおける
トルクショックの問題は、リーン制御中におけるリッチ
スパイク制御実行時に限られた問題ではない。すなわ
ち、リーン制御からストイキ制御への切り換え時にも、
リーン空燃比から理論空燃比への空燃比変化が発生する
ため、同様の問題を生ずる。特開平 6-17732号公報は、
混合気の空燃比がリーン側から理論空燃比を含むリッチ
側へと変更された際に、やはり点火時期を遅角補正し
て、トルクショックを緩和する技術を開示しているが、
この技術も、トルクを直接検出するものではないため、
エンジン個体差を考慮した精密なトルク変動抑制制御を
達成することは困難である。

【００１０】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、希薄
燃焼エンジンにおいて、リッチスパイク制御実行時にお
けるトルク変動を、エンジン個体差をも考慮しつつ抑制
することができるようにすることにある。本発明の更な
る目的は、希薄燃焼エンジンにおいて、リーン制御から
ストイキ制御に切り換えられる際に即ち目標空燃比がリ
ーン側から理論空燃比を含むリッチ側へと切り換えられ
る際に生ずるトルク変動を、エンジン個体差をも考慮し
つつ抑制することができるようにすることにある。ひい
ては、本発明は、トルクショックの発生防止を図ること
により更なる運転性向上に寄与することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、リーン側から
理論空燃比を含むリッチ側に空燃比を切り換えた際に、
その切り換え前後におけるトルク変動を直接検出し、そ
の検出値に基づいてリッチ化度合いを変更し及び／又は
空燃比以外の手段により機関出力トルクを変化せしめる
ことにより、トルク変動を抑制する、という基本的着想
に基づき、以下に記載されるような技術構成を採用する
ことにより、上記目的を達成するものである。

【００１２】すなわち、本願第１の発明に係る、内燃機
関の制御装置は、通常はリーン側に空燃比を制御すると
ともに排気ガス中のＮＯ_xをＮＯ_x吸収剤に吸収させ、
該ＮＯ_x吸収剤からＮＯ_xを放出させるときには理論空
燃比を含むリッチ側に空燃比を制御する空燃比制御手段
と、前記空燃比制御手段により空燃比がリーン側から理
論空燃比を含むリッチ側に切り換えられたときに、該リ
ッチ空燃比に応じて定まる内燃機関出力トルクを変化せ
しめるトルク変化手段と、該空燃比切り換え前後におけ
る内燃機関出力トルクの変動を検出するトルク変動検出
手段と、前記トルク変動検出手段によって検出されたト
ルク変動に基づいて、前記空燃比制御手段におけるリッ
チ化度合い又は前記トルク変化手段におけるトルク変化
量の少なくとも一方を変更することにより、内燃機関出
力トルク変動を抑制するトルク変動抑制手段と、を具備
する。

【００１３】また、本願第２の発明に係る、内燃機関の
制御装置は、内燃機関の運転状態に基づいて設定される
目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、前記空燃比制
御手段により該目標空燃比がリーン側から理論空燃比を
含むリッチ側に切り換えられたときに、該リッチ空燃比
に応じて定まる内燃機関出力トルクを変化せしめるトル
ク変化手段と、該目標空燃比切り換え前後における内燃
機関出力トルクの変動を検出するトルク変動検出手段
と、前記トルク変動検出手段によって検出されたトルク
変動に基づいて、前記トルク変化手段におけるトルク変
化量を変更することにより、内燃機関出力トルク変動を
抑制するトルク変動抑制手段と、を具備する。

【００１４】

【作用】上述の如く構成された、第１の発明に係る、内
燃機関の制御装置では、前述のリッチスパイク制御の実
行に伴う空燃比切り換え前後における機関出力トルクの
変動が直接検出され、その検出値に基づいて、リッチス
パイク制御におけるリッチ化度合い若しくはトルク変化
手段におけるトルク変化量又はそれらの双方が変更され
ることにより、トルク変動が抑制される。すなわち、リ
ッチ化度合いやトルク変化量についていわゆる学習制御
補正がなされるため、内燃機関のばらつきや経時変化に
かかわらず、リッチスパイク制御実行時におけるトルク
ショックが防止されることが可能となる。

【００１５】また、第２の発明に係る、内燃機関の制御
装置では、リーン制御からストイキ制御への切り換えに
伴う空燃比切り換え前後における機関出力トルクの変動
が直接検出され、その検出値に基づいて、トルク変化手
段におけるトルク変化量が変更されることにより、トル
ク変動が抑制される。すなわち、トルク変化量について
いわゆる学習制御補正がなされるため、内燃機関のばら
つきや経時変化にかかわらず、ストイキ制御移行時にお
けるトルクショックが防止されることが可能となる。

【００１６】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の実施例を
説明する。

【００１７】図１は、本発明の一実施例に係る制御装置
を備えた内燃機関の全体概要図である。エンジン２０の
燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２でろ過され、スロ
ットルボデー４を通ってサージタンク（インテークマニ
ホルド）６で各気筒の吸気管７に分配される。なお、そ
の吸入空気流量は、スロットルボデー４に設けられたス
ロットル弁５により調節されるとともに、エアフローメ
ータ４０により計測される。また、吸入空気温度は、吸
気温センサ４３により検出される。さらに、吸気管圧力
は、バキュームセンサ４１によって検出される。

【００１８】また、スロットル弁５の開度は、スロット
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。

【００１９】一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。

【００２０】吸気管７では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストンにより圧縮され
た後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。その
ような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２が、点
火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御し、その
２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介してスパ
ークプラグ６５に供給されることによりなされる。

【００２１】なお、機関の回転数（回転速度）は、回転
数センサ５０の出力に基づいて検出される。この回転数
センサ５０は、クランク軸に直付けされ、その軸が例え
ばクランク角（ＣＡ）にして３０°ＣＡごとに位置検出
用パルスを発生させるものである。また、実際の車速
は、車速を表す出力パルスを発生する車速センサ５３に
よって検出される。また、エンジン２０は、冷却水通路
２２に導かれた冷却水により冷却され、その冷却水温度
は、水温センサ４４によって検出される。また、以下で
説明する第３実施例及び第４実施例に係るエンジンで
は、エンジンの筒内たとえば第１気筒内の筒内圧力を直
接検出するために耐熱性の圧電式燃焼圧センサ４６が設
けられている。この燃焼圧センサ４６は、筒内圧力Ｖに
応じたアナログ電圧を発生させる。

【００２２】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度を検出するＯ₂センサ４５が設けられてい
る。さらにそれより下流の排気系には、ＮＯ_x吸収剤３
９を内蔵したケーシング３８が設けられている。こうし
てＮＯ_x吸収剤３９により浄化された排気ガスが大気中
に排出される。

【００２３】エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣ
Ｕ）７０は、燃料噴射制御、点火時期制御、アイドル回
転速度制御などを実行するマイクロコンピュータシステ
ムであり、そのハードウェア構成は、図２のブロック図
に示される。リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納
されたプログラム及び各種のマップに従って、中央処理
装置（ＣＰＵ）７１は、各種センサ及びスイッチからの
信号をＡ／Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路
７６を介して入力し、その入力信号に基づいて演算処理
を実行し、その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ〜
７７ｃを介して各種アクチュエータ用制御信号を出力す
る。ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演
算・制御処理過程における一時的なデータ記憶場所とし
て使用される。また、これらのＥＣＵ内の各構成要素
は、アドレスバス、データバス、及びコントロールバス
からなるシステムバス７２によって接続されている。

【００２４】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。

【００２５】図１に示される内燃機関では、例えば次式
に基づいて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋここで、ＴＰは基本燃料噴射時間を示し、Ｋは補正係数
を示している。基本燃料噴射時間ＴＰは、機関シリンダ
内に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とするのに
必要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴射時
間ＴＰは、予め実験により求められ、機関負荷ＱＡ／Ｎ
Ｅ（吸入空気量ＱＡ／機関回転数ＮＥ）及び機関回転数
ＮＥの関数として図３に示されるようなマップの形で予
めＲＯＭ７３に記憶されている。補正係数Ｋは、機関シ
リンダ内に供給される混合気の空燃比を制御するための
係数であり、Ｋ＝１．０であれば、機関シリンダ内に供
給される混合気の空燃比は、理論空燃比となる。これに
対し、Ｋ＜１．０であれば、機関シリンダ内に供給され
る混合気の空燃比は、理論空燃比よりも大きくなり、す
なわちリーンとなり、Ｋ＞１．０であれば、機関シリン
ダ内に供給される混合気の空燃比は、理論空燃比よりも
小さくなり、すなわちリッチとなる。

【００２６】図１に示される内燃機関では、通常、補正
係数Ｋは０．７前後に維持されており、すなわち機関シ
リンダ内に供給される混合気の空燃比はリーンに維持さ
れており、従って、通常、リーン混合気が燃焼せしめら
れるが、加速運転時等、出力トルクを増加させる必要の
ある高負荷運転領域においては、補正係数Ｋは１．０に
設定され、理論空燃比の混合気が燃焼せしめられる。

【００２７】図４は、燃焼室２１から排出される排気ガ
ス中の代表的な成分の濃度を概略的に示している。図４
からわかるように、燃焼室２１から排出される排気ガス
中の未燃ＨＣ，ＣＯの濃度は、燃焼室２１内に供給され
る混合気の空燃比がリッチになるほど増大し、一方、燃
焼室２１から排出される排気ガス中のＯ₂の濃度は、燃
焼室２１内に供給される混合気の空燃比がリーンになる
ほど増大する。

【００２８】ケーシング３８内に収容されているＮＯ_x
吸収剤３９は、例えばアルミナを担体とし、この担体上
に例えばカリウムＫ、ナトリウムＮａ、リチウムＬｉ、
セシウムＣｓのようなアルカリ金属、バリウムＢａ、カ
ルシウムＣａのようなアルカリ土類、ランタンＬａ、イ
ットリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一
つと、白金Ｐｔのような貴金属とが担持されている。機
関吸気通路内及びＮＯ _x吸収剤３９より上流の排気通路
内に供給された空気と燃料との比をＮＯ_x吸収剤３９へ
の流入排気ガスの空燃比と称すると、このＮＯ_x吸収剤
３９は、流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ
_xを吸収し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下したとき
には吸収したＮＯ_xを放出するＮＯ_x吸放出作用を行
う。なお、ＮＯ_x吸収剤３９より上流の排気通路内に燃
料及び空気が供給されない場合には、流入排気ガスの空
燃比は燃焼室２１内に供給される混合気の空燃比に一致
し、従って、この場合、ＮＯ_x吸収剤３９は、燃焼室２
１内に供給される混合気の空燃比がリーンのときにはＮ
Ｏ_xを吸収し、燃焼室２１内に供給される混合気中の酸
素濃度が低下したときには吸収したＮＯ_xを放出するこ
ととなる。

【００２９】上述のＮＯ_x吸収剤３９を機関排気通路内
に配置すれば、このＮＯ_x吸収剤３９は実際にＮＯ_x吸
放出作用を行うが、この吸放出作用の詳細なメカニズム
については明らかでない部分もある。しかしながら、こ
の吸放出作用は、図５に示されるようなメカニズムで行
われているものと考えられる。次に、このメカニズムに
ついて担体上に白金Ｐｔ及びバリウムＢａを担持させた
場合を例にとって説明するが、他の貴金属、アルカリ金
属、アルカリ土類、希土類を用いても同様なメカニズム
となる。

【００３０】すなわち、流入排気ガスがかなりリーンに
なると、流入排気ガス中の酸素濃度が大幅に増大し、図
５（Ａ）に示されるようにこれらの酸素Ｏ₂がＯ₂ ^-又
はＯ ^2-の形で白金Ｐｔの表面に付着する。一方、流入排
気ガス中のＮＯは、白金Ｐｔの表面上でＯ₂ ^-又はＯ^2-
と反応し、ＮＯ₂となる（２ＮＯ＋Ｏ₂→２ＮＯ₂）。
次いで、生成されたＮＯ₂の一部は、白金Ｐｔ上で酸化
されつつ吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結
合しながら、図５（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮ
Ｏ₃ ^-の形で吸収剤内に拡散する。このようにして、Ｎ
Ｏ_xがＮＯ_x吸収剤３９内に吸収される。

【００３１】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り、白
金Ｐｔの表面上でＮＯ₂が生成され、吸収剤のＮＯ_x吸
収能力が飽和しない限り、ＮＯ₂が吸収剤内に吸収され
て硝酸イオンＮＯ₃ ^-が生成される。これに対し、流入
排気ガス中の酸素濃度が低下してＮＯ₂の生成量が低下
すると、反応が逆方向（ＮＯ₃ ^-→ＮＯ₂）に進み、か
くして吸収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^-がＮＯ₂の形で吸
収剤から放出される。すなわち、流入排気ガス中の酸素
濃度が低下すると、ＮＯ_x吸収剤３９からＮＯ _xが放出
されることになる。図４に示されるように、流入排気ガ
スのリーンの度合いが低くなれば、流入排気ガス中の酸
素濃度が低下し、従って、流入排気ガスのリーンの度合
いを低くすれば、たとえ流入排気ガスの空燃比がリーン
であっても、ＮＯ_x吸収剤３９からＮＯ_xが放出される
ことになる。

【００３２】一方、このとき燃焼室２１内に供給される
混合気がリッチにされて、流入排気ガスの空燃比がリッ
チになると、図４に示されるように機関からは多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは、白
金Ｐｔ上の酸素Ｏ₂ ^-又はＯ ^2-と反応して酸化せしめら
れる。また、流入排気ガスの空燃比がリッチになると、
流入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために、吸
収剤からＮＯ₂が放出され、このＮＯ₂は、図５（Ｂ）
に示されるように、未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せし
められる。このようにして、白金Ｐｔの表面上にＮＯ₂
が存在しなくなると、吸収剤からＮＯ₂が次から次へと
放出される。従って、流入排気ガスの空燃比をリッチに
すると、短時間のうちにＮＯ_x吸収剤３９からＮＯ_xが
放出されることとなる。

【００３３】すなわち、流入排気ガスの空燃比をリッチ
にすると、まず始めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐｔ上のＯ
₂ ^-又はＯ^2-とただちに反応して酸化せしめられ、次い
で白金Ｐｔ上のＯ₂ ^-又はＯ^2-が消費されてもまだ未燃
ＨＣ，ＣＯが残っていれば、吸収剤から放出されたＮＯ
_x及び機関から排出されたＮＯ_xがこの未燃ＨＣ，ＣＯ
によって還元せしめられる。従って、流入排気ガスをリ
ッチにすれば、短時間のうちにＮＯ_x吸収剤３９に吸収
されているＮＯ_xが放出され、しかもこの放出されたＮ
Ｏ_xは還元されるのである。それ故、大気中にＮＯ_xが
放出されるのは、阻止されることとなる。また、ＮＯ_x
吸収剤３９は還元機能を有しているので、流入排気ガス
の空燃比を理論空燃比にしても、ＮＯ_x吸収剤３９から
放出されるＮＯ_xは還元せしめられる。

【００３４】このようなＮＯ_x吸放出作用を行うＮＯ_x
吸収剤３９を有する内燃機関では、ＮＯ_x吸収剤３９の
ＮＯ_x吸収量が飽和する前に、そのＮＯ_xを浄化するた
め、機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比を一時
的にリッチにすることにより、ＮＯ_x吸収剤３９に流入
する排気ガスの酸素濃度を低下させ、ＮＯ_xを放出・還
元させるリッチスパイク制御を実行する必要がある。

【００３５】ところで、機関出力トルクは、空燃比に対
して図６に示されるような関係を有している。すなわ
ち、機関出力トルクは、出力空燃比において最大とな
り、それよりリーン側の空燃比でもリッチ側の空燃比で
も減少する傾向を示す。そして、同図に示されるよう
に、出力空燃比は、理論空燃比よりもリッチ側に存在す
る。従って、あるリーン空燃比で得られるトルクと同一
のトルクを得ることが可能な一つのリッチ空燃比が存在
する。前記した特開平6-193487号公報は、これに着目し
てリッチスパイク制御実行時のトルク変動を防止するも
のであるが、前述したように内燃機関の個体差により、
同一のトルクが得られるリッチ空燃比に設定することは
必ずしも容易でない。

【００３６】また、周知のように、ある一定の空燃比の
混合気の燃焼であっても、その点火時期を変化させるこ
とにより、機関出力トルクを変化させることが可能であ
る。すなわち、機関出力トルクを低下させるときには、
点火時期（点火進角度）を遅角せしめればよいし、逆に
増大させるときには、進角せしめればよい。前記した特
開平6-108824号公報は、これに着目してトルク変動を防
止するものであるが、やはり、内燃機関の個体差によ
り、最適な点火時期に設定することは必ずしも容易でな
い。

【００３７】本願第１の発明も、リッチ化度合い若しく
は点火時期のようなトルク変化手段によるトルク変化量
又はそれらの双方を変更することにより、リッチスパイ
ク制御実行時のトルク変動を抑制しようとするものであ
るが、この発明では、さらに空燃比切り換え前後におけ
る機関出力トルクの変動が直接検出され、その検出値に
基づいて、そのリッチ化度合いやトルク変化量が変更さ
れる。すなわち、リッチ化度合いやトルク変化量につい
て学習制御補正がなされるのである。

【００３８】また、本願第２の発明は、点火時期のよう
なトルク変化手段によるトルク変化量を変更することに
より、リーン制御からストイキ制御への切り換え時のト
ルク変動を抑制しようとするものであるが、同様の趣旨
により、空燃比切り換え前後における機関出力トルクの
変動が直接検出され、その検出値に基づいて、そのトル
ク変化量が変更される。すなわち、トルク変化量につい
て学習制御補正がなされるのである。

【００３９】以下、どのようにしてトルク変動を検出
し、それに基づき、どのようにしてリッチ化度合いやト
ルク変化量の学習制御補正を実施してトルク変動を抑制
するか、について具体的に４つの実施例を採り上げて説
明する。

【００４０】まず、第１実施例について説明する。第１
実施例は、第１の発明を具体化する例であり、回転数セ
ンサ５０によりトルク変動を検出し、その検出値に基づ
いてリッチ化度合いを学習制御補正することにより、リ
ッチスパイク制御実行時のトルク変動を抑制しようとす
るものである。

【００４１】具体的には、まず、所定周期で発生する所
定のタイマ割り込みに対して、図７に示されるサービス
ルーチンが実行されるように構成されている。そのルー
チンでは、最初に、運転状態に応じて設定される基本補
正係数Ｋ（後述する燃料噴射量・点火時期計算ルーチン
において別途設定されている）の現在の値が１．０未満
であるか否かを判定する（ステップ１０２）。Ｋ＜１．
０でないとき、すなわちストイキ制御中のときには、所
定のトルク検出フラグＴＦを０に設定して（ステップ１
５２）、本ルーチンを終了する。

【００４２】Ｋ＜１．０のとき、すなわちリーン制御中
のときには、所定のリーン制御カウンタＣＬをインクリ
メントし（ステップ１０６）、ついで、カウンタＣＬの
値が所定値ＣＬ₀未満か否かを判定する（ステップ１０
８）。ＣＬ＜ＣＬ₀のときには、まだ、ＮＯ_xは飽和し
ていないと判断するとともに、トルク検出フラグＴＦを
１に設定し（ステップ１１０）、本ルーチンを終了す
る。ＣＬ≧ＣＬ₀のときには、ＮＯ_xが飽和したと判断
して、リッチスパイク制御を実行すべく、所定のＮＯ_x
放出フラグＮＦを１に設定し（ステップ１１２）、所定
のリッチスパイク制御カウンタＣＲをインクリメントす
る（ステップ１１４）。

【００４３】次のステップ１１６〜１３２では、そのリ
ッチスパイク制御カウンタＣＲの値に応じて、以下のよ
うな設定をする。すなわち、ＣＲ＝１のときには（ステ
ップ１１６でＹＥＳ）、トルク検出フラグを０にリセッ
トする（ステップ１１８）。また、ＣＲ＝ＣＲ₀（ＣＲ
₀は１より大きな所定値）のときには（ステップ１２０
でＹＥＳ）、トルク検出フラグＴＦを２に設定する（ス
テップ１２２）。また、ＣＲ＝ＣＲ₁（ＣＲ₁はＣＲ₀
より大きな所定値）のときには（ステップ１２４でＹＥ
Ｓ）、トルク検出フラグＴＦを０にリセットし（ステッ
プ１２６）、後述するリッチスパイク制御実行時トルク
変動検出・リッチ化度合い学習ルーチンを実行する（ス
テップ１２８）。また、ＣＲ＝ＣＲ₂（ＣＲ₂はＣＲ₁
より大きな所定値）のときには（ステップ１３０でＹＥ
Ｓ）、ＮＯ_x放出フラグＮＦ、リーン制御カウンタＣ
Ｌ、及びリッチスパイク制御カウンタＣＲの値を０にク
リアする（ステップ１３２）。ＣＲの値が１、ＣＲ₀、
ＣＲ₁、及びＣＲ₂以外の値のときには、何も実行しな
い。

【００４４】以上のようなタイマ割り込みサービスルー
チンが所定周期で実行されることにより、ＮＯ_x放出フ
ラグＮＦは、リーン制御が実行されてから所定時間（Ｃ
Ｌ₀に相当する時間）が経過すると、一定時間（ＣＲ₂
に相当する時間）の間、１に設定され、後述のようにそ
の間リッチスパイク制御が実行されることとなる。ま
た、トルク検出フラグＴＦは、リーン制御が実行されて
から所定時間（ＣＬ₀に相当する時間）が経過するま
で、すなわちリッチスパイク制御が実行されるまで１に
設定され、リッチスパイク制御実行後、ＣＲ₀に相当す
る所定時間が経過してからＣＲ₁に相当する所定時間が
経過するまで、２に設定され、それら以外の時間では０
にリセットされていることとなる。

【００４５】図８は、上述のトルク検出フラグを参照し
てトルクを検出するトルク検出ルーチンの処理手順を示
すフローチャートである。このルーチンは、所定のクラ
ンク角にて実行されるような割り込みサービスルーチン
として構成されている。まず、回転数センサ５０の出力
信号に基づいて現在の回転数ＮＥを算出する（ステップ
２０２）。次いで、トルク検出フラグＴＦが１か否かを
判定し（ステップ２０４）、ＴＦ＝１のときすなわちリ
ーン制御中であってリッチスパイク制御中でないときに
は、次式に示されるいわゆるなまし演算により、リッチ
スパイク前回転数ＮＥＬを算出する（ステップ２０
６）。ＮＥＬ←ＮＥＬＯ＋（ＮＥ−ＮＥＬＯ）／ｍ＝〔（ｍ−
１）ＮＥＬＯ＋ＮＥ〕／ｍここで、ＮＥＬＯは、前回までに計算されたリッチスパ
イク前回転数のなまし値であり、ｍはなまし率である。
すなわち、上式は、前回までのなまし値に（ｍ−１）の
重みを付け、今回の回転数ＮＥに１の重みを付けて平均
をとり、新たななまし値とするものである。次いで、次
回の演算に備え、算出されたＮＥＬの値をＮＥＬＯとし
て記憶する（ステップ２０８）。

【００４６】また、ステップ２０４でＮＯと判定された
ときには、トルク検出フラグＴＦが２か否かを判定し
（ステップ２１０）、ＴＦ＝２のときすなわちリッチス
パイク制御中の所定時間内にあるときには、ステップ２
０６及び２０８と同様な演算により、リッチスパイク後
回転数ＮＥＲ（なまし値）を算出する（ステップ２１
２，２１４）。このようにして、リッチスパイク実行前
後の回転数ＮＥＬ及びＮＥＲがなまし値として求められ
る。

【００４７】図９は、前述のタイマ割り込みサービスル
ーチン（図７）におけるステップ１２８として実行され
るリッチスパイク制御実行時トルク変動検出・リッチ化
度合い学習ルーチンの処理手順を示すフローチャートで
ある。このルーチンでは、まず、前述のトルク検出ルー
チンにて算出されているリッチスパイク実行前後の回転
数ＮＥＬ及びＮＥＲに基づいて、トルク変動ΔＮＥが算
出される（ステップ３０２）。次いで、算出されたトル
ク変動ΔＮＥの絶対値｜ΔＮＥ｜が所定のしきい値ａよ
り大きいか否か、すなわちトルク変動が大であるか小で
あるかを判定する（ステップ３０４）。トルク変動小と
判定されたときには、本ルーチンを終了する。

【００４８】一方、トルク変動大であると判定されたと
きには、トルク変動ΔＮＥがａより小さいか否か（ΔＮ
Ｅの符号が負か正か）、すなわちトルク過小かトルク過
大かを判定する（ステップ３０６）。トルク過小と判定
されたときには、図６からわかるように、リーン空燃比
と同一のトルクを得るべくリッチ空燃比をリーン化する
必要があり、所定のリッチスパイク時空燃比学習補正係
数αをΔαだけ小さくする（ステップ３０８）。一方、
トルク過大と判定されたときには、その逆に、リッチ空
燃比をさらにリッチ化する必要があり、リッチスパイク
時空燃比学習補正係数αをΔαだけ大きくする（ステッ
プ３１０）。

【００４９】図１０は、第１実施例に係る燃料噴射量・
点火時期計算ルーチンの処理手順を示すフローチャート
である。このルーチンは、所定のクランク角に同期して
実行されるように構成されている。まず、前述した図３
のマップに従って基本燃料噴射時間ＴＰを算出する（ス
テップ４０２）。次いで、リーン混合気を燃焼せしめる
べき運転状態にあるか否か、すなわちリーン制御を実行
すべきかストイキ制御を実行すべきかを判定する（ステ
ップ４０４）。

【００５０】ストイキ制御を実行すべき運転状態にある
と判定されたときには、空燃比基本補正係数Ｋを１．０
に設定し（ステップ４０６）、そのＫを空燃比最終補正
係数Ｋ_tとする（ステップ４０８）。さらに、理論空燃
比の混合気を燃焼せしめているときの最適な点火時期Θ
Ｓが、機関負荷ＱＡ／ＮＥ及び機関回転数ＮＥの関数と
して図１１（Ｃ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ７
３に格納されており、それを参照することにより、点火
時期Θが決定される（ステップ４１０）。

【００５１】一方、ステップ４０４でリーン制御を実行
すべき運転状態にあると判定されたときには、さらに、
ＮＯ_x放出フラグＮＦが１であるか否か、すなわちリッ
チスパイク制御を実行すべきであるか否かを判定する
（ステップ４１２）。ＮＯ_x放出フラグＮＦが１でない
ときには、空燃比基本補正係数Ｋを０．７に設定し（ス
テップ４１４）、そのＫを空燃比最終補正係数Ｋ_tとす
る（ステップ４１６）。さらに、リーン空燃比の混合気
を燃焼せしめているときの最適な点火時期ΘＬが、機関
負荷ＱＡ／ＮＥ及び機関回転数ＮＥの関数として図１１
（Ａ）に示されるマップの形で予めＲＯＭ７３に格納さ
れており、それを参照することにより、点火時期Θが決
定される（ステップ４１８）。

【００５２】また、ステップ４１２においてＮＯ_x放出
フラグＮＦが１であるときには、リーン空燃比における
トルクと等しいトルク（図６参照）が得られるようなリ
ッチ空燃比とするためのリッチスパイク時増量係数ＫＫ
を算出する（ステップ４２０）。この算出は、具体的に
は、リッチスパイク時増量係数ＫＫが、機関負荷ＱＡ／
ＮＥ及び機関回転数ＮＥの関数として、図１２に示され
るマップの形で、ＲＯＭ７３に予め格納されており、そ
れを参照することによりなされる。次いで、このリッチ
スパイク時増量係数ＫＫに、前述のリッチスパイク時空
燃比学習補正係数αを乗ずることにより、空燃比最終補
正係数Ｋ_tを求める（ステップ４２２）。さらに、リッ
チ空燃比の混合気を燃焼せしめているときの最適な点火
時期ΘＲが、機関負荷ＱＡ／ＮＥ及び機関回転数ＮＥの
関数として図１１（Ｂ）に示されるマップの形で予めＲ
ＯＭ７３に格納されており、それを参照することによ
り、点火時期Θが決定される（ステップ４２４）。

【００５３】最後に、リーン制御中（リッチスパイク制
御中を除く）、リッチスパイク制御中、及びストイキ制
御中の各制御領域に応じて求められた空燃比最終補正係
数Ｋ _tを基本燃料噴射時間ＴＰに乗ずることによって、
燃料噴射時間ＴＡＵが算出される（ステップ４２６）。
以上のように、第１実施例においては、回転数センサ５
０によりトルク変動が検出され、その検出値に基づいて
リッチ化度合いが学習制御補正されるので、エンジンの
ばらつきや経時変化の影響を受けることなく、リッチス
パイク制御実行時のトルク変動が抑制されることとな
る。

【００５４】次に、第２実施例について説明する。第２
実施例は、第１の発明及び第２の発明を具体化する例で
あり、回転数センサ５０によりトルク変動を検出し、そ
の検出値に基づいて点火時期を学習制御補正することに
より、リッチスパイク制御実行時及びストイキ制御移行
時のトルク変動を抑制しようとするものである。

【００５５】図１３及び図１４は、第２実施例に係るタ
イマ割り込みサービスルーチンの処理手順を示すフロー
チャートである。まず、ステップ５０２においては、第
１実施例に係るタイマ割り込みサービスルーチン（図
７）のステップ１０２と同様に、基本補正係数Ｋに基づ
いてストイキ制御中かリーン制御中かの判別がなされ
る。リーン制御中のときには、ステップ５０４において
後述するストイキ制御カウンタＣＳを零クリアし、ステ
ップ５０６〜５３２の処理を実行するが、このステップ
５０６〜５３２は図７のステップ１０６〜１３２と同一
であるため、その説明は省略する。ただし、図７のステ
ップ１２８におけるリッチスパイク制御実行時トルク変
動検出・リッチ化度合い学習ルーチンに代えて、ステッ
プ５２８では、後述のリッチスパイク制御実行時トルク
変動検出・点火時期学習ルーチンが実行される。

【００５６】一方、ステップ５０２においてストイキ制
御実行中であると判定されたときには、まず、所定のス
トイキ制御カウンタＣＳをインクリメントする（ステッ
プ５５２）。次の各ステップでは、そのストイキ制御カ
ウンタＣＳの値に応じて、以下のような設定をする。す
なわち、ＣＳ＝１のときには（ステップ５５４でＹＥ
Ｓ）、トルク検出フラグＴＦを０にリセットする（ステ
ップ５５６）。また、ＣＳ＝ＣＳ₀（ＣＳ₀は１より大
きな所定値）のときには（ステップ５５８でＹＥＳ）、
トルク検出フラグＴＦを３に設定する（ステップ５６
０）。また、ＣＳ＝ＣＳ₁（ＣＳ₁はＣＳ₀より大きな
所定値）のときには（ステップ５６２でＹＥＳ）、トル
ク検出フラグＴＦを０にリセットし（ステップ５６
４）、後述するストイキ制御移行時トルク変動検出・点
火時期学習ルーチンを実行する（ステップ５６６）。Ｃ
Ｓの値が１、ＣＳ₀、及びＣＳ₁以外の値のときには、
何も実行しない。

【００５７】以上のような第２実施例に係るタイマ割り
込みサービスルーチンによれば、ＮＯ_x放出フラグＮＦ
は、第１実施例と同様に設定されることとなる。また、
トルク検出フラグＴＦは、リーン制御中においては、第
１実施例と同様に設定され、ストイキ制御中において
は、ストイキ制御に移行後、ＣＳ₀に相当する所定時間
が経過してからＣＳ₁に相当する所定時間が経過するま
での間、３に設定され、それ以外の時間は０にリセット
されていることとなる。

【００５８】図１５は、第２実施例に係るトルク検出ル
ーチンの処理手順を示すフローチャートである。この図
と第１実施例に係るトルク検出ルーチン（図８）とを比
較して容易にわかるように、第２実施例に係るトルク検
出ルーチンでは、トルク検出フラグＴＦ＝３のときすな
わちストイキ制御移行後の所定時間内にあるときに、ス
トイキ制御移行後回転数ＮＥＳ（なまし値）が新たに算
出される（ステップ６１６，６１８，及び６２０）。こ
のようにして、第２実施例では、リーン制御実行中（リ
ッチスパイク制御実行中を除く）の回転数ＮＥＬ及びリ
ッチスパイク制御実行中の回転数ＮＥＲに加え、ストイ
キ制御移行後の回転数ＮＥＳが求められる。

【００５９】図１６は、第２実施例に係るリッチスパイ
ク制御実行時トルク変動検出・点火時期学習ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。このルーチン
は、前述の第１実施例に係るリッチスパイク制御実行時
トルク変動検出・リッチ化度合い学習ルーチン（図９）
とほぼ同一の処理を行うものであり、異なるのは次の点
である。すなわち、第２実施例のルーチンでは、トルク
過小と判定されたときには、トルクを増大せしめるべ
く、所定のリッチスパイク時点火時期学習遅角量βをΔ
βだけ小さくして点火時期を進角せしめ（ステップ７０
８）、一方、トルク過大と判定されたときには、トルク
を低下せしめるべく、リッチスパイク時点火時期学習遅
角量βをΔβだけ大きくして点火時期を遅角せしめる
（ステップ７１０）。このようにして、第２実施例で
は、直接検出される回転変動すなわちトルク変動に基づ
いて、リッチスパイク制御実行時の点火時期が学習制御
補正される。

【００６０】図１７は、第２実施例に係るストイキ制御
移行時トルク変動検出・点火時期学習ルーチンの処理手
順を示すフローチャートである。このルーチンは、前述
のタイマ割り込みサービスルーチンのステップ５６６と
して実行される。その処理手順は、図１６と類似したも
のである。このルーチンでは、リーン制御中（リッチス
パイク制御実行中を除く）の回転数ＮＥＬ及びストイキ
制御移行後の回転数ＮＥＳからトルク変動（回転変動）
ΔＮＥが求められ、その変動値に基づいて所定のストイ
キ制御移行時点火時期学習遅角量γがΔγだけ増減せし
められる。

【００６１】図１８は、第２実施例に係る燃料噴射量・
点火時期計算ルーチンの処理手順を示すフローチャート
である。第１実施例に係る当該ルーチン（図１０）と相
違する部分についてのみ説明する。すなわち、第２実施
例では、リッチスパイク制御において、リッチスパイク
時増量係数ＫＫがそのまま空燃比最終補正係数Ｋ_tとさ
れるが（ステップ９２２）、その代わり、リッチスパイ
ク制御時最適点火時期ΘＲから前記したリッチスパイク
時点火時期学習遅角量βだけ減じた値が点火時期Θとさ
れる（ステップ９２４）。また、ストイキ制御移行時か
ら一定時間が経過するまでの間は、ストイキ制御時最適
点火時期ΘＳから前記したストイキ制御移行時点火時期
学習遅角量γだけ減じた値が点火時期Θとされる（ステ
ップ９０９，９１０）。以上のように、第２実施例によ
れば、回転数センサ５０によりトルク変動が検出され、
その検出値に基づいて点火時期が学習制御補正されるの
で、エンジンのばらつきや経時変化の影響を受けること
なく、リッチスパイク制御実行時及びストイキ制御移行
時のトルク変動が抑制されることとなる。

【００６２】次に、第３実施例について説明する。第３
実施例は、第１の発明を具体化する例であり、燃焼圧セ
ンサ４６によりトルク変動を検出し、その検出値に基づ
いてリッチ化度合いを学習制御補正することにより、リ
ッチスパイク制御実行時のトルク変動を抑制しようとす
るものである。この第３実施例に係るタイマ割り込みサ
ービスルーチンは、第１実施例に係るもの（図７）と同
一であり、その説明は省略する。

【００６３】図１９及び図２０は、第３実施例に係るト
ルク検出ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。このルーチンは、少なくとも図２１に示される複数
のクランク角、すなわちＡＴＤＣ５°ＣＡ（上死点後５
°）、ＡＴＤＣ２０°ＣＡ、ＡＴＤＣ３５°ＣＡ、ＡＴ
ＤＣ５０°ＣＡ、の４点において実行されるように構成
されており、それらのクランク角における燃焼圧Ｐ₁、
Ｐ₂、Ｐ₃、Ｐ₄を演算し、これらの瞬時の燃焼圧を加
算することにより平均有効燃焼圧を求めるものである。
この平均有効燃焼圧は、トルク代用値として使用可能で
あり、演算トルクＰＴと呼ばれる。

【００６４】具体的には、ステップ１００２，１００
４，１００６，１００８及び１０１０において、クラン
ク角がＢＴＤＣ１６０°ＣＡ（上死点前１６０°）、Ａ
ＴＤＣ５°ＣＡ（上死点後５°）、ＡＴＤＣ２０°Ｃ
Ａ、ＡＴＤＣ３５°ＣＡ、又はＡＴＤＣ５０°ＣＡであ
るか否かを判定する。それらのいずれのクランク角でも
ないときには、本ルーチンの処理は終了する。

【００６５】クランク角がＢＴＤＣ１６０°ＣＡのとき
には、ステップ１０１２に進み、燃焼圧センサ４６から
の燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込み、それをＶ₀として
ＲＡＭ７４に格納する。なお、そのような吸気下死点近
傍の値Ｖ₀は、燃焼圧センサ４６の温度等による出力ド
リフト、オフセット電圧のバラツキ等を吸収するため
に、他のクランク角での燃焼圧の基準値となるものであ
る。

【００６６】クランク角がＡＴＤＣ５°ＣＡのときに
は、ステップ１０１４に進み、燃焼圧センサ４６からの
燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込み、それをＶ₁とする。
次いで、ステップ１０１６にて、Ｖ₁から基準値Ｖ₀を
減算した値Ｐ₁をＡＴＤＣ５°ＣＡでの燃焼圧としてＲ
ＡＭ７４に格納する。

【００６７】クランク角がＡＴＤＣ２０°ＣＡのときに
は、ステップ１０１８に進み、燃焼圧センサ４６からの
燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込み、それをＶ₂とする。
次いで、ステップ１０２０にて、Ｖ₂から基準値Ｖ₀を
減算した値Ｐ₂をＡＴＤＣ２０°ＣＡでの燃焼圧として
ＲＡＭ７４に格納する。

【００６８】クランク角がＡＴＤＣ３５°ＣＡのときに
は、ステップ１０２２に進み、燃焼圧センサ４６からの
燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込み、それをＶ₃とする。
次いで、ステップ１０２４にて、Ｖ₃から基準値Ｖ₀を
減算した値Ｐ₃をＡＴＤＣ３５°ＣＡでの燃焼圧として
ＲＡＭ７４に格納する。

【００６９】クランク角がＡＴＤＣ５０°ＣＡのときに
は、ステップ１０２６に進み、燃焼圧センサ４６からの
燃焼圧をＡ／Ｄ変換して取り込み、それをＶ₄とする。
次いで、ステップ１０２８にて、Ｖ₄から基準値Ｖ₀を
減算した値Ｐ₄をＡＴＤＣ５０°ＣＡでの燃焼圧として
ＲＡＭ７４に格納する。

【００７０】さらに、ステップ１０２８に次いで実行さ
れるステップ１０３０では、演算トルクＰＴを、演算
式、ＰＴ←k₁×Ｐ₁＋k₂×Ｐ₂＋k₃×Ｐ₃＋k₄×Ｐ₄ ここでk₁〜k₄：クランク角位置、連接棒の長さ、クラン
クアーム半径等によって決定されるトルク換算係数に基づいて算出する。つまり、４つのクランク角位置に
おいてクランク軸に対し回転方向に作用する瞬時トルク
をそれぞれ求め、それらを加算することで演算トルクＰ
Ｔを算出するのである。

【００７１】次いで、トルク検出フラグＴＦが１か否か
を判定し（ステップ１０３２）、ＴＦ＝１のときすなわ
ちリーン制御中であってリッチスパイク制御中でないと
きには、次式に示されるいわゆるなまし演算により、リ
ッチスパイク前演算トルクＰＴＬを算出する（ステップ
１０３４）。ＰＴＬ←ＰＴＬＯ＋（ＰＴ−ＰＴＬＯ）／ｍ＝〔（ｍ−
１）ＰＴＬＯ＋ＰＴ〕／ｍここで、ＰＴＬＯは、前回までに計算されたリッチスパ
イク前演算トルクのなまし値であり、ｍはなまし率であ
る。すなわち、上式は、前回までのなまし値に（ｍ−
１）の重みを付け、今回の演算トルクＰＴに１の重みを
付けて平均をとり、新たななまし値とするものである。
次いで、次回の演算に備え、算出されたＰＴＬの値をＰ
ＴＬＯとして記憶する（ステップ１０３６）。

【００７２】また、ステップ１０３２でＮＯと判定され
たときには、トルク検出フラグＴＦが２か否かを判定し
（ステップ１０３８）、ＴＦ＝２のときすなわちリッチ
スパイク制御中の所定時間内にあるときには、ステップ
１０３４及び１０３６と同様な演算により、リッチスパ
イク後演算トルクＰＴＲ（なまし値）を算出する（ステ
ップ１０４０，１０４２）。このようにして、リッチス
パイク実行前後の演算トルクＰＴＬ及びＰＴＲがなまし
値として求められる。

【００７３】図２２は、第３実施例に係るリッチスパイ
ク制御実行時トルク変動検出・リッチ化度合い学習ルー
チンの処理手順を示すフローチャートである。第１実施
例に係る当該ルーチン（図９）と比較してわかるよう
に、図２２のルーチンは、図９のルーチンにおける回転
変動ΔＮＥに代えて演算トルク変動ΔＰＴを導入し、そ
れに基づいてリッチスパイク時空燃比学習補正係数αを
増減せしめるものである。従って、個々のステップの説
明は省略する。

【００７４】第３実施例に係る燃料噴射量・点火時期演
算ルーチンは、第１実施例に係る当該ルーチンと同一と
なるため、その説明は、省略する。以上のように、第３
実施例によれば、燃焼圧センサ４６によりトルク変動が
検出され、その検出値に基づいてリッチ化度合いが学習
制御補正されるので、エンジンのばらつきや経時変化の
影響を受けることなく、リッチスパイク制御実行時のト
ルク変動が抑制されることとなる。

【００７５】最後に、第４実施例について説明する。第
４実施例は、第１の発明及び第２の発明を具体化する例
であり、燃焼圧センサ４６によりトルク変動を検出し、
その検出値に基づいて点火時期を学習制御補正すること
により、リッチスパイク制御実行時及びストイキ制御移
行時のトルク変動を抑制しようとするものである。この
第４実施例に係るタイマ割り込みサービスルーチンは、
第２実施例に係るもの（図１３及び図１４）と同一であ
り、その説明は省略する。

【００７６】また、第４実施例に係るトルク検出ルーチ
ンは、第３実施例に係るトルク検出ルーチン（図１９及
び図２０）に対して、図２３に示されるステップ１０４
４，１０４６，及び１０４８を追加したものである。す
なわち、これらのステップが図２０のステップ１０３８
の“ＮＯ”の場合の移行先に付加される。このようにし
て、第４実施例では、リーン制御中（リッチスパイク制
御実行中を除く）の演算トルクＰＴＬ及びリッチスパイ
ク制御実行中の演算トルクＰＴＲに加え、ストイキ制御
移行後の演算トルクＰＴＳが求められる。

【００７７】また、第４実施例に係るリッチスパイク制
御実行時トルク変動検出・点火時期学習ルーチン及びス
トイキ制御移行時トルク変動検出・点火時期学習ルーチ
ンの各処理手順は、それぞれ図２４及び図２５に示され
る。これらの処理内容は、今までの説明から容易に理解
されるであろう。そのため、説明は省略する。また、第
４実施例に係る燃料噴射量・点火時期計算ルーチンは、
第２実施例に係る当該ルーチン（図１８）と同一とな
る。以上のように、第４実施例によれば、燃焼圧センサ
４６によりトルク変動が検出され、その検出値に基づい
て点火時期が学習制御補正されるので、エンジンのばら
つきや経時変化の影響を受けることなく、リッチスパイ
ク制御実行時及びストイキ制御移行時のトルク変動が抑
制されることとなる。

【００７８】図２６は、第１実施例又は第３実施例にお
ける制御タイムチャートを示す。この図は、回転数セン
サ５０又は燃焼圧センサ４６によりトルク変動が検出さ
れ、その検出値に基づいてリッチ化度合いすなわち空燃
比が学習制御補正され、リッチスパイク制御実行時のト
ルク変動が抑制されていく様子を表している。また、図
２７は、第２実施例又は第４実施例における制御タイム
チャートを示す。この図は、回転数センサ５０又は燃焼
圧センサ４６によりトルク変動が検出され、その検出値
に基づいて点火時期が学習制御補正され、リッチスパイ
ク制御実行時及びストイキ制御移行時のトルク変動が抑
制されていく様子を表している。

【００７９】以上、本発明の実施例について述べてきた
が、もちろん本発明はこれに限定されるものではなく、
様々な実施例を案出することは当業者にとって容易なこ
とであろう。例えば、リッチ化度合い（空燃比）と点火
時期とを組み合わせて制御したり、回転数センサと燃焼
圧センサとを組み合わせて制御したりすることができ
る。また、トルクを変化させる手段としては、点火時期
の他に、アイドル回転速度制御弁６６、排気ガス再循環
装置（ＥＧＲ）（図示せず）、エアコンディショナ（図
示せず）などの負荷、等を利用することが可能であろ
う。

【００８０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
リーン側から理論空燃比を含むリッチ側に空燃比が切り
換えられる際に、その切り換え前後におけるトルク変動
が直接検出され、その検出値に基づいてリッチ化度合い
が変更され、又は空燃比以外の手段により機関出力トル
クが変化せしめられて、トルク変動が抑制される。従っ
て、リッチスパイク制御実行時におけるトルク変動や、
リーン制御からストイキ制御に切り換えられる際のトル
ク変動が、エンジン個体差の影響を受けることなく、抑
制されるようになる。このように、本発明は、トルクシ
ョックの発生防止を図ることにより、運転性を向上させ
るという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る制御装置を備えた内燃
機関の全体概要図である。

【図２】本発明の一実施例に係るエンジンＥＣＵのハー
ドウェア構成を示すブロック図である。

【図３】機関負荷及び機関回転数に基づいて基本燃料噴
射時間を求めるためのマップを示す図である。

【図４】空燃比と機関から排出される排気ガス中の未燃
ＨＣ，ＣＯ及び酸素の濃度との関係を概略的に示す特性
図である。

【図５】ＮＯ_xの吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図６】空燃比と機関出力トルクとの関係を示す特性図
である。

【図７】第１実施例に係るタイマ割り込みサービスルー
チンの処理手順を示すフローチャートである。

【図８】第１実施例に係るトルク検出ルーチンの処理手
順を示すフローチャートである。

【図９】第１実施例に係るリッチスパイク制御実行時ト
ルク変動検出・リッチ化度合い学習ルーチンの処理手順
を示すフローチャートである。

【図１０】第１実施例に係る燃料噴射量・点火時期計算
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。

【図１１】機関負荷及び機関回転数から点火時期を求め
るためのマップを、（Ａ）リーン制御中、（Ｂ）リッチ
スパイク制御中、（Ｃ）ストイキ制御中、のそれぞれの
場合について示す図である。

【図１２】機関負荷及び機関回転数に基づいてリッチ増
量係数を求めるためのマップを示す図である。

【図１３】第２実施例に係るタイマ割り込みサービスル
ーチンの処理手順を示すフローチャート（１／２）であ
る。

【図１４】第２実施例に係るタイマ割り込みサービスル
ーチンの処理手順を示すフローチャート（２／２）であ
る。

【図１５】第２実施例に係るトルク検出ルーチンの処理
手順を示すフローチャートである。

【図１６】第２実施例に係るリッチスパイク制御実行時
トルク変動検出・点火時期学習ルーチンの処理手順を示
すフローチャートである。

【図１７】第２実施例に係るストイキ制御移行時トルク
変動検出・点火時期学習ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図１８】第２実施例に係る燃料噴射量・点火時期計算
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。

【図１９】第３実施例に係るトルク検出ルーチンの処理
手順を示すフローチャート（１／２）である。

【図２０】第３実施例に係るトルク検出ルーチンの処理
手順を示すフローチャート（２／２）である。

【図２１】燃焼圧信号の波形図である。

【図２２】第３実施例に係るリッチスパイク制御実行時
トルク変動検出・リッチ化度合い学習ルーチンの処理手
順を示すフローチャートである。

【図２３】第４実施例に係るトルク検出ルーチンの処理
手順の一部を示すフローチャートである。

【図２４】第４実施例に係るリッチスパイク制御実行時
トルク変動検出・点火時期学習ルーチンの処理手順を示
すフローチャートである。

【図２５】第４実施例に係るストイキ制御移行時トルク
変動検出・点火時期学習ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャートである。

【図２６】第１実施例及び第３実施例における制御タイ
ムチャートである。

【図２７】第２実施例及び第４実施例における制御タイ
ムチャートである。

【符号の説明】

２…エアクリーナ４…スロットルボデー５…スロットル弁６…サージタンク（インテークマニホルド）７…吸気管８…アイドルアジャスト通路１０…燃料タンク１１…燃料ポンプ１２…燃料配管２０…エンジン本体（気筒）２１…燃焼室２２…冷却水通路２４…吸気弁２６…排気弁３０…排気マニホルド３４…排気管３８…ケーシング３９…ＮＯ_x吸収剤４０…エアフローメータ４１…バキュームセンサ４２…スロットル開度センサ４３…吸気温センサ４４…水温センサ４５…Ｏ₂センサ５０…回転数センサ５２…アイドルスイッチ５３…車速センサ６０…燃料噴射弁６２…イグナイタ６３…点火コイル６４…点火ディストリビュータ６５…スパークプラグ６６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）７０…エンジンＥＣＵ７１…ＣＰＵ７２…システムバス７３…ＲＯＭ７４…ＲＡＭ７５…Ａ／Ｄ変換回路７６…入力インタフェース回路７７ａ，７７ｂ，７７ｃ…駆動制御回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】通常はリーン側に空燃比を制御するとと
もに排気ガス中のＮＯ_xをＮＯ_x吸収剤に吸収させ、該
ＮＯ_x吸収剤からＮＯ_xを放出させるときには理論空燃
比を含むリッチ側に空燃比を制御する空燃比制御手段
と、前記空燃比制御手段により空燃比がリーン側から理論空
燃比を含むリッチ側に切り換えられたときに、該リッチ
空燃比に応じて定まる内燃機関出力トルクを変化せしめ
るトルク変化手段と、該空燃比切り換え前後における内燃機関出力トルクの変
動を検出するトルク変動検出手段と、前記トルク変動検出手段によって検出されたトルク変動
に基づいて、前記空燃比制御手段におけるリッチ化度合
い又は前記トルク変化手段におけるトルク変化量の少な
くとも一方を変更することにより、内燃機関出力トルク
変動を抑制するトルク変動抑制手段と、を具備する、内燃機関の制御装置。
【請求項２】内燃機関の運転状態に基づいて設定され
る目標空燃比に制御する空燃比制御手段と、前記空燃比制御手段により該目標空燃比がリーン側から
理論空燃比を含むリッチ側に切り換えられたときに、該
リッチ空燃比に応じて定まる内燃機関出力トルクを変化
せしめるトルク変化手段と、該目標空燃比切り換え前後における内燃機関出力トルク
の変動を検出するトルク変動検出手段と、前記トルク変動検出手段によって検出されたトルク変動
に基づいて、前記トルク変化手段におけるトルク変化量
を変更することにより、内燃機関出力トルク変動を抑制
するトルク変動抑制手段と、を具備する、内燃機関の制御装置。