JP3614090B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device for internal combustion engine Download PDF

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、所要の運転条件下では理論空燃比よりも希薄側空燃比での希薄燃焼運転を行なう希薄燃焼式内燃機関に用いて好適な内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、所要の運転条件下では理論空燃比（ストイキオ）よりも希薄側空燃比（リーン）での希薄燃焼運転を行なう希薄燃焼式内燃機関（所謂リーンバーンエンジン）が提供されている。
このようなリーンバーンエンジンでは、希薄燃焼運転（リーンバーン運転）時は、空燃比を極力大きく（つまり、混合気が極力希薄になるように）設定しており、その空燃比の値は、混合気が安定した燃焼を行ないうる限界（リーン限界）近くに設定されている。
【０００３】
そして、このようなリーンバーン運転を行なうことにより、燃費を大幅に向上させることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ここで、リーンバーン運転を行なうためには、制御装置により空燃比を制御することが行なわれるが、この制御において、リーン化のための空気を導入することが行なわれる。
そして、空気の導入に際しては、同一アクセル操作量（スロットル開度）で同一出力となるように制御し、減速ショックを生じさせないようにする装置が提供されている。
【０００５】
しかしながら従来の装置では、エンジン回転数が高くなると減速ショックを生じさせる可能性が考えられる。
すなわち、リーンバーン運転への切り換えは、図１５（ａ）に示すようにストイキオモードからリーンモードへの切り換え制御により行なわれ、図１５（ｂ）に示すように、ストイキオモードにおける目標空燃比からリーンバーンモードにおける目標空燃比へ空燃比が変更される。
【０００６】
そして、空燃比をリーン側へ変更するためリーン化空気が供給されるが、この空気供給は、吸気通路においてスロットル弁をバイパスするように設けられたエアバイパスバルブ（ＡＢＶ）を所要量開くことにより行なわれる（例えば特開平４−２６５４３７５号公報参照）。
ここで、エアバイパスバルブは負圧駆動ダイヤフラムで構成されており、バイパス通路への負圧供給によりその駆動が行なわれる。
【０００７】
ところで、エアバイパスバルブの応答（開度変化）は、むだ時間と一次遅れとを加えたものであり、切り換え判定の間隔としての行程数に依存していない。さらに、吸入空気量はこの開度に対し一次遅れで変化する（図１６参照）。
このため、切り換え判定の間隔としての行程数を一定に保ったまま、エンジン回転数を高めると、切り換え時における空気量増加が切り換え動作に対し遅れるようになって、燃料噴射量の補正が先行して行なわれるようになり、所望状態よりリーン化された状態を招来する可能性が考えられる。
【０００８】
このような状態が発生すると、減速感が生じ、場合によっては、リーン限界を越えて失火し、運転フィーリングを損なう可能性がある。
この状態は、図１７の過渡特性図により観察される。
すなわち、ストイキオからリーンバーン運転への切り換えにより、設定空燃比Ａ／Ｆ（ＫＡ／Ｆ）が変化すると、体積効率Ｅｖが十分に上昇しない状況で燃料噴射量が変更されるため、出力トルクを示すロードセル出力に減速ショックに対応する谷部分が出現する。
【０００９】
また、この状態は、エンジン回転数Ｎｅに依存して変化する。すなわち、図１６の線図は、エンジン回転数Ｎｅをパラメータとした複数の吸入空気量特性を示しており、エンジン回転数Ｎｅが大きいほど左側寄りの特性となる。
したがって、エンジン回転数Ｎｅが３０００ｒｐｍのときには０．５秒で８５％の吸入空気量が達成されるのに比べ、１０００ｒｐｍのときには、８５％の吸入空気量を達成するのに０．８５秒を要する。
【００１０】
したがって、一定のパターンでリーンバーン運転への切り換え制御を行なう場合には、エンジン回転数Ｎｅに依存して、吸気遅れによる課題が発生する。
本発明は、このような課題に鑑み創案されたもので、リーンバーン運転への切り換え時において、減速感等の運転フィーリングの悪化を確実に防止できるようにした、内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項１）は、理論空燃比より希薄側空燃比での運転と該希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転とを運転状態に応じ切り換えて行ないうる内燃機関において、該希薄側空燃比での運転への切り換え時に、該内燃機関の燃焼室への供給吸入空気量を増大させる吸入空気量制御手段と、該内燃機関の運転状態に応じて空燃比を制御すべく、該内燃機関の運転状態に応じて希薄側目標空燃比と該希薄側目標空燃比よりも過濃側の過濃側目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、該目標空燃比設定手段により設定された該希薄側目標空燃比及び該過濃側目標空燃比を実現すべく燃料量を設定する燃料量設定手段とを有する空燃比制御手段と、該空燃比制御手段における該燃料量設定手段で設定された燃料量に応じて、該内燃機関へ燃料を供給する燃料供給手段とをそなえ、該空燃比制御手段における該目標空燃比設定手段が、該希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転から該希薄側空燃比での運転への切り換えに際し、実吸入空気量の変化に追従して該過濃側目標空燃比から該希薄側目標空燃比へ目標空燃比を連続的に変化させる追従変化手段をそなえ、上記追従変化手段が、上記運転状態の切り換え開始直前における該過濃側目標空燃比から切り換え後の該希薄側目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段と、上記運転状態の切り換え直後において該内燃機関の回転数に基づき設定された所定期間内は上記過渡時目標空燃比の変化を禁止又は抑制する変化禁止・抑制手段とをそなえて構成されることを特徴としている。
【００１２】
これにより、空燃比制御手段にて、内燃機関の運転状態に応じて空燃比を制御することが行なわれるが、このとき、目標空燃比設定手段で、内燃機関の運転状態に応じて希薄側目標空燃比と希薄側目標空燃比よりも過濃側の過濃側目標空燃比を設定し、更に目標空燃比設定手段により設定された希薄側目標空燃比及び過濃側目標空燃比を実現すべく燃料量設定手段にて燃料量を設定する。そして、この燃料量設定手段で設定された燃料量に応じて、燃料供給手段から内燃機関へ燃料を供給することが行なわれる。なお、希薄側空燃比での運転への切り換え時に、吸入空気量制御手段によって、内燃機関の燃焼室への供給吸入空気量を増大させる。
【００１３】
ところで、希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転から該希薄側空燃比での運転への切り換えに際しては、追従変化手段によって、実吸入空気量の変化に追従して過濃側目標空燃比から希薄側目標空燃比へ目標空燃比を連続的に変化させることが行なわれる。また、追従変化手段において、過渡時目標空燃比設定手段により、運転状態の切り換え開始直前における過濃側目標空燃比から切り換え後の希薄側目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比が設定され、変化禁止・抑制手段により運転状態の切り換え直後において内燃機関の回転数に基づき設定された所定期間内は過渡時目標空燃比の変化が禁止又は抑制される。
【００１４】
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項２）は、過渡時目標空燃比設定手段において設定される過渡時目標空燃比の変化速度が速い変化速度から遅い変化速度へ変化するように構成されることを特徴としている。
【００１５】
これにより、空燃比制御手段にて、内燃機関の運転状態に応じて空燃比を制御することが行なわれるが、このとき、目標空燃比設定手段で、内燃機関の運転状態に応じて目標空燃比を設定し、更に目標空燃比設定手段により設定された目標空燃比を実現すべく燃料量設定手段にて燃料量を設定する。そして、この燃料量設定手段で設定された燃料量に応じて、燃料供給手段から内燃機関へ燃料を供給することが行なわれる。なお、希薄側空燃比での運転への切り換え時に、吸入空気量制御手段によって、内燃機関の燃焼室への供給吸入空気量を増大させる。
【００１６】
ところで、希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転から該希薄側空燃比での運転への切り換えに際しては、追従変化手段によって、実吸入空気量の変化に追従して空燃比を連続的に変化させることが行なわれる。
また、追従変化手段において、過渡時目標空燃比設定手段により、運転状態の切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比が設定され、過渡時目標空燃比設定手段において過渡時目標空燃比の変化速度が速い変化速度から遅い変化速度へ変化するように設定される。
【００１７】
さらに、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項３）は、上記過渡時目標空燃比設定手段は、該過渡時目標空燃比が所定空燃比になったら、該過渡時目標空燃比の変化速度を速い変化速度から遅い変化速度へ切り換えるように構成されることを特徴としている。
これにより、請求項２の作動に加え、追従変化手段において、過渡時目標空燃比設定手段により、過渡時目標空燃比が所定空燃比になったら、過渡時目標空燃比の変化速度を速い変化速度から遅い変化速度へ切り換える。
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項４）は、変化禁止・抑制手段が運転状態の切り換え直前の内燃機関の回転数が大きい程、所定期間を小さくするように構成されることを特徴としている。
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項５）は、所定期間が実吸入空気量の変化に伴うむだ時間に対応して設定されるように構成されることを特徴としている。
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項６）は、過渡時目標空燃比の変化速度が実吸入空気量の変化に伴う一次遅れに対応して設定されるように構成されることを特徴としている。
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項７）は、上記所定空燃比がＮＯ x 発生の可能性が高い領域のリーン側上限に対応するように設定されることを特徴としている。
【００１８】
また、本発明の請求項２記載の構成において、上記過渡時目標空燃比設定手段において設定される過渡時目標空燃比の変化速度が上記内燃機関の回転数が大きくなるほど速くなるように構成することもできる（態様１）。
これにより、請求項２の作動に加え、過渡時目標空燃比設定手段において設定される過渡時目標空燃比の変化速度が内燃機関の回転数が大きくなるほど速めるように設定される。
【００１９】
また、請求項１又は２記載の構成において、上記追従変化手段を、上記運転状態の切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化するバックアップ空燃比を設定するバックアップ空燃比設定手段をそなえるものとして構成し、上記燃料量設定手段を、上記過渡時目標空燃比と上記バックアップ空燃比とのうち大きい方の空燃比に従って燃料量を設定するように構成するとともに、上記バックアップ空燃比設定手段において設定されるバックアップ空燃比の変化速度が上記内燃機関の回転数が大きくなるほど速くなるように構成することもできる（態様２）。
【００２０】
また、請求項１又は２記載の構成において、上記追従変化手段を、上記運転状態の切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較する比較手段と、同比較手段における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段とをそなえるものとして構成し、上記比較手段で比較される切り換え過渡運転中の吸入空気量を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正する補正手段を設けることもできる（態様３）。
【００２１】
さらに、上記態様３記載の構成において、上記補正手段を、その補正量を上記内燃機関の吸入空気量変化情報に基づき設定するように構成することもできる（態様４）。
また、請求項１又は２記載の構成において、上記追従変化手段を、上記運転状態の切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較する比較手段と、同比較手段における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段とをそなえるものとして構成し、上記過渡時目標空燃比設定手段を、上記比較手段での比較結果に基づいた過渡時目標空燃比の設定を所定期間について行なうように構成されるとともに、この所定期間経過後において同所定期間経過時の過渡時目標空燃比から最終目標空燃比に至るように過渡時目標空燃比を徐々に変化させるように構成することもできる（態様５）。
【００２２】
さらに、上記態様３記載の構成において、上記補正手段を、設定された過渡時目標空燃比を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正すべく、該希薄側空燃比での運転への切り換えに係わらない吸入空気量をスロットル開度とエンジン回転数とをパラメータとして記憶した記憶手段をそなえて構成することもできる（態様６）。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面により、本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について説明すると、図１は本装置の制御ブロック図、図２は本装置を有するエンジンシステムの全体構成図、図３は本装置を有するエンジンシステムの制御系を示すハードブロック図、図４は本装置の第１の制御態様を説明するためのフローチャート、図５は本装置の第１の制御態様を説明するための線図、図６は第２の制御態様を説明するためのフローチャート、図７は第２の制御態様を説明するための線図、図８は第３の制御態様を説明するためのフローチャート、図９は第３の制御態様を説明するための線図、図１０は第４の制御態様を説明するためのフローチャート、図１１，１２は第４の制御態様を説明するための線図、図１３は第５の制御態様を説明するためのフローチャートである。
さて、本装置を装備する自動車用のエンジン（内燃機関）は、所要の運転条件下では理論空燃比（ストイキオ）よりも希薄側空燃比（リーン）での希薄燃焼運転（リーンバーン運転）を行なうリーンバーンエンジンとして構成されているが、このエンジンシステムは、図２に示すようになる。すなわち、この図２において、エンジン（内燃機関）１は、その燃焼室２に通じる吸気通路３および排気通路４を有しており、吸気通路３と燃焼室２とは吸気弁５によって連通制御されるとともに、排気通路４と燃焼室２とは排気弁６によって連通制御されるようになっている。
また、吸気通路３には、その上流側から順に、エアクリーナ７，スロットル弁８および電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）９が設けられており、排気通路４には、その上流側から順に、三元触媒１０および図示しないマフラ（消音器）が設けられている。なお、インジェクタ９は、エンジン１の各気筒毎に設けられている。また、吸気通路３には、サージタンク３ａが設けられている。
なお、三元触媒１０は、ストイキオ運転状態で、ＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘを浄化するもので、公知のものである。
【００２４】
さらに、スロットル弁８は、ワイヤケーブルを介してアクセルペダル（図示せず）に連結されており、このアクセルペダルの踏込み量に応じて開度を調整されるようになっている。
また、吸気通路３には、スロットル弁８をバイパスする第１バイパス通路１１Ａが設けられ、この第１バイパス通路１１Ａには、ＩＳＣ弁として機能するステッパモータ弁（以下、ＳＴＭ弁という）１２が介装されている。なお、この第１バイパス通路１１Ａには、エンジン冷却水温に応じて開度が調整されるワックスタイプのファーストアイドルエアバルブ１３も設けられており、ＳＴＭ弁１２に併設されている。
ここで、ＳＴＭ弁１２は、第１バイパス通路１１Ａ中に形成された弁座部に当接しうる弁体１２ａと、この弁体位置を調整するためのステッパモータ（ＩＳＣ用アクチュエータ）１２ｂと、弁体を弁座部に押圧する方向（第１バイパス通路１１Ａを塞ぐ方向）へ付勢するバネ１２ｃとから構成されている。
【００２５】
そして、ステッパモータ１２ｂにより、弁座部に対する弁体１２ａの位置の段階的な調整（ステップ数による調整）を行なうことで、弁座部と弁体１２ａとの開度つまりＳＴＭ弁１２の開度が調整されるようになっている。
従って、このＳＴＭ弁１２の開度を後述するコントローラとしての電子制御ユニット（ＥＣＵ）２５にて制御することにより、運転者によるアクセルペダルの操作とは関係なく、第１バイパス通路１１Ａを通して吸気をエンジン１に供給することができ、その開度を変えることでスロットルバイパス吸入空気量を調整することができるようになっている。
なお、ＩＳＣ用アクチュエータとしては、ステッパモータ１２ｂの代わりに、ＤＣモータを用いてもよい。
【００２６】
さらに、吸気通路３には、スロットル弁８をバイパスする第２バイパス通路１１Ｂが設けられ、この第２バイパス通路１１Ｂには、エアバイパス弁１４が介装されている。
ここで、このエアバイパス弁１４は、第２バイパス通路１１Ｂ中に形成された弁座部に当接しうる弁体１４ａと、この弁体位置を調整するためのダイアフラム式アクチュエータ１４ｂとから構成されており、ダイアフラム式アクチュエータ１４ｂのダイアフラム室には、スロットル弁下流側の吸気通路と連通するパイロット通路１４１が設けられており、このパイロット通路１４１に、エアバイパス弁制御用電磁弁１４２が介装されている。
従って、このエアバイパス弁制御用電磁弁１４２の開度を後述するＥＣＵ２５にて制御することにより、この場合も、運転者によるアクセルペダルの操作とは関係なく、第２バイパス通路１１Ｂを通して吸気をエンジン１に供給することができ、その開度を変えることでスロットルバイパス吸入空気量を調整することができるようになっている。なお、このエアバイパス弁制御用電磁弁１４２は、リーンバーン運転時には開状態にされ、それ以外で閉状態にされるのが基本動作である。
また、排気通路４と吸気通路３との間には、排気を吸気系へ戻す排気再循環通路（ＥＧＲ通路）８０が介装されていて、このＥＧＲ通路８０には、ＥＧＲ弁８１が介装されている。
【００２７】
ここで、このＥＧＲ弁８１は、ＥＧＲ通路８０中に形成された弁座部に当接しうる弁体８１ａと、この弁体位置を調整するためのダイアフラム式アクチュエータ８１ｂとから構成されており、ダイアフラム式アクチュエータ８１ｂのダイアフラム室には、スロットル弁下流側の吸気通路と連通するパイロット通路８２が設けられており、このパイロット通路８２に、ＥＲＧ弁制御用電磁弁８３が介装されている。
従って、このＥＧＲ弁制御用電磁弁８３の開度を後述するＥＣＵ２５にて制御することにより、ＥＧＲ通路８０を通して、排気を吸気系へ戻すことができるようになっている。
【００２８】
なお、図２において、１５は燃料圧調節器で、この燃料圧調節器１５は、吸気通路３中の負圧を受けて動作し、図示しないフュエルポンプからフュエルタンクへ戻る燃料量を調節することにより、インジェクタ９から噴射される燃料圧を調節するようになっている。
また、このエンジンシステムを制御するために、種々のセンサが設けられている。まず、図２に示すように、エアクリーナ７を通過した吸気が吸気通路３内に流入する部分には、吸入空気量をカルマン渦情報から検出するエアフローセンサ（吸入空気量センサ）１７や吸気温センサ１８，大気圧センサ１９がそなえられている。
また、吸気通路３におけるスロットル弁８の配設部分には、スロットル弁８の開度を検出するポテンショメータ式のスロットルポジションセンサ２０のほかに、アイドルスイッチ２１がそなえられている。
【００２９】
さらに、排気通路４側には、排気ガス中の酸素濃度（Ｏ２濃度）を空燃比リーン側において線形に検出するリニア酸素濃度センサ（以下、単に「リニアＯ２センサ」という）２２がそなえられるほか、その他のセンサとして、エンジン１用の冷却水の温度を検出する水温センサ２３や、図３に示すクランク角度を検出するクランク角センサ２４（このクランク角センサ２４はエンジン回転数Ｎｅを検出する回転数センサとしての機能も兼ねている）や車速センサ３０などがそなえられている。
そして、これらのセンサやスイッチからの検出信号は、図３に示すようなＥＣＵ２５へ入力されるようになっている。
【００３０】
ここで、このＥＣＵ２５のハードウェア構成は、図３に示すようになるが、このＥＣＵ２５は、その主要部としてＣＰＵ（演算装置）２６をそなえたコンピュータとして構成されており、ＣＰＵ２６には、吸気温センサ１８，大気圧センサ１９，スロットルポジションセンサ２０，リニアＯ２センサ２２，水温センサ２３等からの検出信号が、入力インタフェース２８およびアナログ／ディジタルコンバータ２９を介して入力されるようになっている。
また、ＣＰＵ２６には、エアフローセンサ１７，アイドルスイッチ２１，クランク角センサ２４，車速センサ３０等からの検出信号が、入力インタフェース３５を介して直接入力されるようになっている。
【００３１】
さらに、ＣＰＵ２６は、バスラインを介して、プログラムデータや固定値データのほか各種データを記憶するＲＯＭ（記憶手段）３６や更新して順次書き替えられるＲＡＭ３７との間でデータの授受を行なうようになっている。
また、ＣＰＵ２６による演算の結果、ＥＣＵ２５からは、エンジン１の運転状態を制御するための信号、例えば、燃料噴射制御信号，点火時期制御信号，ＩＳＣ制御信号，バイパスエア制御信号，ＥＧＲ制御信号等の各種制御信号が出力されるようになっている。
【００３２】
ここで、燃料噴射制御（空燃比制御）信号は、ＣＰＵ２６から噴射ドライバ３９を介して、インジェクタ９を駆動させるためのインジェクタソレノイド９ａ（正確にはインジェクタソレノイド９ａ用のトランジスタ）へ出力されるようになっており、点火時期制御信号は、ＣＰＵ２６から点火ドライバ４０を介して、パワートランジスタ４１へ出力され、このパワートランジスタ４１から点火コイル４２を介しディストリビュータ４３により各点火プラグ１６に順次火花を発生させるようになっている。
また、ＩＳＣ制御信号は、ＣＰＵ２６からＩＳＣドライバ４４を介して、ステッパモータ１２ｂへ出力され、バイパスエア制御信号は、ＣＰＵ２６からバイパスエア用ドライバ４５を介して、エアバイパス弁制御用電磁弁１４２のソレノイド１４２ａへ出力されるようになっている。
【００３３】
さらに、ＥＧＲ制御信号は、ＣＰＵ２６からＥＧＲドライバ４６を介して、ＥＲＧ弁制御用電磁弁８３のソレノイド８３ａへ出力されるようになっている。
ところで、今、空燃比制御に着目すると、この空燃比制御のために、ＥＣＵ２５は、図１に示すように、吸入空気量制御手段２０１，空燃比制御手段２１０，燃料供給手段２１１をそなえている。
【００３４】
ここで、吸入空気量制御手段２０１は、希薄側空燃比での運転（リーンバーン運転）への切り換え時に、エアバイパス弁１４を開状態にして、エンジン１の燃焼室２への供給吸入空気量を増大させるものである。
また、空燃比制御手段２１０は、エンジン１の運転状態に応じて空燃比を制御すべく、エンジン１の運転状態に応じて目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段２０４と、目標空燃比設定手段２０４により設定された目標空燃比を実現すべく燃料量を設定する燃料量設定手段２０５とをそなえている。
【００３５】
なお、燃料供給手段２１１は空燃比制御手段２１０における燃料量設定手段２０５で設定された燃料量に応じて、エンジン１へ燃料を供給するもので、インジェクタ９がこれに相当する。
さらに、空燃比制御手段２１０における目標空燃比設定手段２０４は、希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転（ストイキオ状態での運転を含む）から希薄側空燃比での運転への切り換え（この切り換えを「Ｓ→Ｌ切り換え」という）に際し、実吸入空気量の変化に追従して空燃比を連続的に変化させる追従変化手段２０２の機能を有している。
また、この追従変化手段２０２は、比較手段２０３，過渡時目標空燃比設定手段２０７，バックアップ空燃比設定手段２０６，変化禁止・抑制手段２０８，補正手段２０９の各機能をそなえている。
【００３６】
ここで、比較手段２０３は、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較するものである。
過渡時目標空燃比設定手段２０７は、比較手段２０３における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定するように構成されている。
【００３７】
また、過渡時目標空燃比設定手段２０７は、比較手段２０１での比較結果に基づいた過渡時目標空燃比の設定を所定期間について行なうように構成されるとともに、この所定期間経過後において、所定期間経過時の過渡時目標空燃比から最終目標空燃比に至るように過渡時目標空燃比を徐々に変化させるように構成してもよい。
さらに、過渡時目標空燃比設定手段２０７は、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比を設定するように構成されてもよい。このとき、この過渡時目標空燃比設定手段２０７において設定される過渡時目標空燃比の変化速度がエンジン１の回転数が大きくなるほど速くなるように設定されるが、更に過渡時目標空燃比設定手段２０１において設定される過渡時目標空燃比の変化速度がエンジン１の高回転運転状態に対応した変化速度から低回転運転状態に対応した変化速度へ変化するように設定してもよい。
バックアップ空燃比設定手段２０６は、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化するバックアップ空燃比を設定するものである。
【００３８】
変化禁止・抑制手段２０８は、Ｓ→Ｌ切り換え直後において過渡時目標空燃比の変化を禁止又は抑制するものである。
補正手段２０９は、比較手段２０３で比較される切り換え過渡運転中の吸入空気量を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正するもので、この補正手段２０９は、その補正量をエンジン１の吸入空気量変化情報に基づき設定するようになっている。また、この補正手段２０９は、設定された過渡時目標空燃比を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正すべく、Ｓ→Ｌ切り換えに係わらない吸入空気量をスロットル開度とエンジン回転数とをパラメータとして記憶した記憶手段としてのマップをそなえている。
また、必要に応じ、過渡時目標空燃比とバックアップ空燃比とのうち大きい方の空燃比に従って燃料量を設定するように、燃料量設定手段２０５を構成してもよい。
【００３９】
そして、上記の各機能を用いて決定された空燃比を達成すべく、燃料量設定手段２０５からの制御信号により燃料噴射パルス幅Ｔｉｎｊを所望の状態に調整して、実現すべき空燃比のリーンバーン運転を行なわれるように構成されている。
ここで、燃料噴射パルス幅Ｔｉｎｊは次式（１）で表される。
【００４０】
Ｔｉｎｊ（ｊ）＝ＴＢ・Ｋ・ＫＡＦＬ＋Ｔｄ
または、
Ｔｉｎｊ（ｊ）＝ＴＢ・Ｋ＋Ｔｄ・・（１）
この式におけるＴＢは、インジェクタ９の基本駆動時間であり、エアフローセンサ１７からの吸入空気量Ａ情報とクランク角センサ（エンジン回転数センサ）２４からのエンジン回転数Ｎ情報とからエンジン１回転あたりの吸入空気量Ａ／Ｎ情報を求め、この情報に基づき基本駆動時間ＴＢを決定するようになっている。
そして、ＫＡＦＬはリーン化補正係数であり、後述の制御態様のそれぞれにより決定された空燃比を達成すべく決定され、所望の空燃比状態での運転が行なわれる。
【００４１】
さらに、エンジン冷却水温，吸気温，大気圧等に応じた補正係数Ｋが設定され、デッドタイム（無効時間）Ｔｄがバッテリ電圧に応じて駆動時間が補正されるように構成されている。
また、リーンバーン運転は、所定の条件が成立したものとリーン運転条件判定手段（図示せず）において判定された場合に行なわれるように構成されている。
【００４２】
ところで、本実施例における各制御態様は、次の通りである。
（ａ）まず、第１の制御態様について説明する。
この第１の制御態様には、主として、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較する比較手段２０３と、この比較手段２０３における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段２０１と、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化するバックアップ空燃比を設定するバックアップ空燃比設定手段２０６とが使用され、この場合、燃料量設定手段２０５では、過渡時目標空燃比とバックアップ空燃比とのうち大きい方の空燃比に従って燃料量を設定する。
そして、この第１の制御態様においては、上記の各手段を使用しながら、図４のフローチャートに沿う動作が行なわれることにより、目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【００４３】
まず、ステップＡ１において、リーンバーン運転への切り換え状態であるかどうかが判断され、切り換え状態でない場合は、リーンバーン運転でない状態（例えばストイキオ運転状態）であるため、「ＮＯ」ルートを通じリターン動作が行なわれる。
一方、リーンバーン運転への切り換え状態である場合には、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＡ２が実行され、リーン目標空燃比ＡＦＳが設定される。
【００４４】
このリーン目標空燃比ＡＦＳは、最終的に達成すべきリーンバーン運転状態の空燃比であり、従来のシステムと同様にして設定される。
そして、ステップＡ３において、エンジン１への実吸入空気量Ｑ（０）を計測したかどうか判断され、計測していない場合は、「ＮＯ」ルートを通じステップＡ４が実行される。
ステップＡ４では、エアフローセンサ１７の検出信号を用いて、リーンバーン運転への切り換え直後における、エンジン１への初期実吸入空気量Ｑ（０）が算出される。
【００４５】
ついで、ステップＡ５において、バックアップ空燃比ＡＦＬが、初期値としての理論空燃比１４．７に設定される。
一方、初期実吸入空気量Ｑ（０）がすでに算出され、リーンバーン運転への切り換えに関し過渡状態に入っている場合には、ステップＡ３から「ＹＥＳ」ルートを通じステップＡ６が実行される。
【００４６】
ステップＡ６では、過渡状態における当該時の実吸入空気量Ｑ（ｎ）が、エアフローセンサ１７の検出信号により算出される。
ついで、ステップＡ７において、実吸入空気量Ｑ（ｎ）を考慮した目標空燃比ＡＦＱが次式（２）により設定される。
【００４７】
ＡＦＱ＝（Ｑ（ｎ）／Ｑ（０））×１４．７ ・・・（２）
この値は、図５に示す特性ＡＦＱに対応するもので、実際に吸入された空気量に対応して、目標空燃比ＡＦＱを設定される。
すなわち、追従変化手段２０２において、運転状態の切り換え開始直前における吸入空気量Ｑ（０）と切り換え過渡運転中の吸入空気量Ｑ（ｎ）とを比較手段２０３により比較され、目標空燃比設定手段２０４により、比較手段２０３の比較結果Ｑ（ｎ）／Ｑ（０）に基づき、目標空燃比ＡＦＱが設定される。
【００４８】
そして、ステップＡ８において、バックアップ空燃比ＡＦＬが次式（３−１）により設定される。
ＡＦＬ＝ＡＦＬ＋ΔＡＦＬ ・・・（３−１）
ここで、ΔＡＦＬは理論空燃比１４．７からリーンバーン運転の空燃比へ向けバックアップ空燃比ＡＦＬを増加させる増分であり、所定の固定値が用いられる。
【００４９】
バックアップ空燃比ＡＦＬは、図５において示される特性ＡＦＬに対応している。
すなわち、追従変化手段２０２において、運転状態の切り換え開始直前における初期バックアップ空燃比ＡＦＬ（＝１４．７）から切り換え完了時の最終目標空燃比ＡＦＳに至るように徐々に変化するバックアップ空燃比ＡＦＬが、バックアップ空燃比設定手段２０６により設定される。
【００５０】
次に、ステップＡ９，Ａ１０による上限値チェックが行なわれるとともに、ステップＡ１１において、実際に採用される過渡時目標空燃比ＡＦＮが設定される。
すなわち、ステップＡ１１では、ステップＡ７で求められている目標空燃比ＡＦＱと、ステップＡ８で求められたバックアップ空燃比ＡＦＬとを比較され、大きい方の値が過渡時目標空燃比ＡＦＮとして採用される。
【００５１】
ＡＦＮ＝ＭＡＸ（ＡＦＱ，ＡＦＬ）
これにより、目標空燃比設定手段２０４において過渡時目標空燃比ＡＦＮが設定され、燃料量設定手段２０５において、過渡時目標空燃比ＡＦＮを実現すべき燃料量が設定される。
その結果、燃料量設定手段２０５においては、実際の吸入空気量Ｑ（ｎ）に対応した目標空燃比ＡＦＱと、初期の空燃比からリーンバーン運転時の最終目標空燃比ＡＦＳに向け時間を追い増加させて設定されるバックアップ空燃比ＡＦＬとのうち大きい方の空燃比に従って燃料量が設定される。
【００５２】
ところで、ステップＡ９，Ａ１０における上限値チェックは、バックアップ空燃比ＡＦＬが最終目標空燃比ＡＦＳを超える場合（ステップＡ９）に、バックアップ空燃比ＡＦＬを最終目標空燃比ＡＦＳに設定し（ステップＡ１０）、このあと、バックアップ空燃比ＡＦＬを最終目標空燃比ＡＦＳに張り付ける動作を行なう。
第１の制御態様では、上述のようになっているので、Ｓ→Ｌ切り換えに際しては、図５に示すように、まず、バックアップ空燃比ＡＦＬより大きい目標空燃比ＡＦＱを過渡時目標空燃比ＡＦＮとして採用する運転が行なわれる。
【００５３】
この状態においては、過渡状態における当該時の実吸入空気量Ｑ（ｎ）に対応した制御が行なわれることとなる。
そして、過渡状態における実吸入空気量Ｑ（ｎ）は、図５に示すように、徐々にその増加量が減じられ、ある時期以降はその変化が横這い状態になり、目標空燃比ＡＦＱも同様の傾向になる。
【００５４】
この状態についても、過渡時目標空燃比ＡＦＮとして目標空燃比ＡＦＱを採用すると、過渡時目標空燃比ＡＦＮは最終目標空燃比ＡＦＳになかなか達しない状態となる。
すなわち、過渡状態が進み、図５に示す目標空燃比ＡＦＱの特性とバックアップ空燃比ＡＦＬの特性とが交差する状態を超えると、過渡時目標空燃比ＡＦＮとしてはバックアップ空燃比ＡＦＬが採用され、過渡時目標空燃比ＡＦＮが最終目標空燃比ＡＦＳへ向け円滑に移行していくこととなる。
【００５５】
この部分については、リーンバーン運転への切り換え開始から十分な時間が経過し、十分な空気量増加を達成しているため、この時の実吸入空気量Ｑ（ｎ）に対応した制御ではなく、最終目標空燃比ＡＦＳへ推移させる制御を行なっても、減速感を生じることはない。
なお、過渡時目標空燃比ＡＦＮとして最終目標空燃比ＡＦＳが採用される状態に至ると、切り換え過渡状態が終了し、従来と同様の最終目標空燃比ＡＦＳによるフィードバック制御が行なわれる。
【００５６】
このような制御態様により、リーンバーン運転への切り換え時において、実際の吸入空気量変化に追従した制御が行なわれるようになり、燃料噴射量制御に対し空気量の制御が遅れる状態を防止できるようになって、減速感の発生が確実に防止される。
すなわち、実空気量の増加に応じて空燃比をリーン側へ移行させていくため、エンジン１の出力がほぼ一定となり、運転モード切り換えショックを発生させることがない。
【００５７】
また、人為的なアクセル操作があっても、最終的に目標空燃比の運転状態が達成される。
さらに、上記のような制御態様は、センサの追加装備を要せず、またアルゴリズムも簡素であり、確実な制御が行なわれる。
【００５８】
（ｂ）次に、第２の制御態様について説明する。
この第２の制御態様には、主として、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較する比較手段２０３と、この比較手段２０３における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段２０１と、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化するバックアップ空燃比を設定するバックアップ空燃比設定手段２０６とが使用され、この場合、Ｓ→Ｌ切り換え開始開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化するバックアップ空燃比を設定するバックアップ空燃比設定手段２０６と、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段２０７とが使用され、この場合、バックアップ空燃比設定手段２０６において設定されるバックアップ空燃比の変化速度がエンジン１の回転数が大きくなるほど速くなるように構成され、燃料量設定手段２０５では、過渡時目標空燃比とバックアップ空燃比とのうち大きい方の空燃比に従って燃料量を設定する。
そして、この第２の制御態様においては、上記の各手段を使用しながら、図６のフローチャートに沿う動作が行なわれることにより、目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【００５９】
まず、ステップＢ１において、リーンバーン運転への切り換え状態であるかどうかが判断され、切り換え状態でない場合は、リーンバーン運転でない状態（例えばストイキオ運転状態）であるため、「ＮＯ」ルートを通じリターン動作が行なわれる。
一方、リーンバーン運転への切り換え状態である場合には、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＢ２が実行され、リーン目標空燃比ＡＦＳが設定される。
【００６０】
このリーン目標空燃比ＡＦＳは、最終的に達成すべきリーンバーン運転状態の空燃比であり、従来のシステムと同様にして設定される。
そして、ステップＢ３において、エンジン１への実吸入空気量Ｑ（０）を計測したかどうか判断され、計測していない場合は、「ＮＯ」ルートを通じステップＢ４が実行される。
ステップＢ４では、エアフローセンサ１７の検出信号を用いて、リーンバーン運転への切り換え直後における、エンジン１への初期実吸入空気量Ｑ（０）が算出される。
【００６１】
ついで、ステップＢ５において、バックアップ空燃比ＡＦＬが、初期値としての理論空燃比１４．７に設定される。
一方、初期実吸入空気量Ｑ（０）がすでに算出され、リーンバーン運転への切り換えに関し過渡状態に入っている場合には、ステップＢ３から「ＹＥＳ」ルートを通じステップＢ６が実行される。
【００６２】
ステップＢ６では、過渡状態における当該時の実吸入空気量Ｑ（ｎ）が、エアフローセンサ１７の検出信号により算出される。
ついで、ステップＢ７において、実吸入空気量Ｑ（ｎ）を考慮した目標空燃比ＡＦＱが次式（２）により設定される。
【００６３】
ＡＦＱ＝（Ｑ（ｎ）／Ｑ（０））×１４．７ ・・・（２）
この値は、図７に示す特性ＡＦＱに対応するもので、実際に吸入された空気量に対応して、目標空燃比ＡＦＱを設定される。
すなわち、追従変化手段２０２において、運転状態の切り換え開始直前における吸入空気量Ｑ（０）と切り換え過渡運転中の吸入空気量Ｑ（ｎ）とを比較手段２０３により比較され、目標空燃比設定手段２０４により、比較手段２０３の比較結果Ｑ（ｎ）／Ｑ（０）に基づき、目標空燃比ＡＦＱが設定される。
【００６４】
そして、ステップＢ１２においてエンジン回転数Ｎｅが読み込まれ、ステップＢ８において、バックアップ空燃比ＡＦＬが次式（３−２）により、読み込まれたエンジン回転数Ｎｅに対応して設定される。
ＡＦＬ＝ＡＦＬ＋ΔＡＦＬ（Ｎｅ） ・・・（３−２）
ここで、ΔＡＦＬ（Ｎｅ）は、理論空燃比１４．７からリーンバーン運転の空燃比（最終目標空燃比ＡＦＳ）へ向けバックアップ空燃比ＡＦＬを増加させる増分であり、エンジン回転数Ｎｅに対応して設定され、所定のマップからエンジン回転数Ｎｅをパラメータとして読み込まれるか、もしくは所定の式によりエンジン回転数Ｎｅを変数として算出される。
これにより設定されるバックアップ空燃比ＡＦＬは、図７において示される特性ＡＦＬ１，ＡＦＬ２に対応しており、エンジン回転数Ｎｅが大きい場合には傾きの大きい特性ＡＦＬ１、エンジン回転数Ｎｅが小さい場合には傾きの小さい特性ＡＦＬ２に沿うようにバックアップ空燃比ＡＦＬが設定される。
【００６５】
すなわち、追従変化手段２０２において、運転状態の切り換え開始直前における初期バックアップ空燃比ＡＦＬ（＝１４．７）から切り換え完了時の最終目標空燃比ＡＦＳに至るように徐々に変化するバックアップ空燃比ＡＦＬが、バックアップ空燃比設定手段２０６により設定される。
次に、ステップＢ９，Ｂ１０による上限値チェックが行なわれるとともに、ステップＢ１１において、実際に採用される過渡時目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【００６６】
すなわち、ステップＢ１１では、ステップＢ７で求められている目標空燃比ＡＦＱと、ステップＢ８で求められたバックアップ空燃比ＡＦＬとを比較され、大きい方の値が過渡時目標空燃比ＡＦＮとして採用される。
ＡＦＮ＝ＭＡＸ（ＡＦＱ，ＡＦＬ）
これにより、目標空燃比設定手段２０４において過渡時目標空燃比ＡＦＮが設定され、燃料量設定手段２０５において、過渡時目標空燃比ＡＦＮを実現すべき燃料量が設定される。
【００６７】
そして、燃料量設定手段２０５においては、実際の吸入空気量Ｑ（ｎ）に対応した目標空燃比ＡＦＱと、初期の空燃比からリーンバーン運転時の最終目標空燃比ＡＦＳに向け時間を追い増加させて設定されるバックアップ空燃比ＡＦＬとのうち大きい方の空燃比に従って燃料量が設定される。
ところで、ステップＢ９，Ｂ１０における上限値チェックは、バックアップ空燃比ＡＦＬが最終目標空燃比ＡＦＳを超える場合（ステップＢ９）に、バックアップ空燃比ＡＦＬを最終目標空燃比ＡＦＳに設定し（ステップＢ１０）、このあと、バックアップ空燃比ＡＦＬを最終目標空燃比ＡＦＳに張り付ける動作を行なう。
第２の制御態様は上述のように構成されているので、ストイキオ運転からリーンバーン運転への切り換え（Ｓ→Ｌ切り換え）に際しては、図７に示すように、まず、バックアップ空燃比ＡＦＬより大きい目標空燃比ＡＦＱを過渡時目標空燃比ＡＦＮとして採用する運転が行なわれる。
【００６８】
この状態においては、過渡状態における当該時の実吸入空気量Ｑ（ｎ）に対応した制御が行なわれることとなる。
そして、過渡状態における実吸入空気量Ｑ（ｎ）は、図７に示すように、徐々にその増加量が減じられ、ある時期以降はその変化が横這い状態になり、目標空燃比ＡＦＱも同様の傾向になる。
【００６９】
この状態についても、過渡時目標空燃比ＡＦＮとして目標空燃比ＡＦＱを採用すると、過渡時目標空燃比ＡＦＮは最終目標空燃比ＡＦＳになかなか達しない状態となる。
すなわち、過渡状態が進み、図７に示す目標空燃比ＡＦＱの特性とバックアップ空燃比ＡＦＬの特性とが交差する状態を超えると、過渡時目標空燃比ＡＦＮとしてはバックアップ空燃比ＡＦＬが採用され、過渡時目標空燃比ＡＦＮが最終目標空燃比ＡＦＳへ向け円滑に移行していくこととなる。
【００７０】
この部分については、リーンバーン運転への切り換え開始から十分な時間が経過し、十分な空気量増加を達成しているため、当該時の実吸入空気量Ｑ（ｎ）に対応した制御ではなく、最終目標空燃比ＡＦＳへ推移させる制御を行なっても、減速感を生じることはない。
そして、バックアップ空燃比ＡＦＬがエンジン回転数Ｎｅに対応して設定されるため、的確な制御が行なわれる。
【００７１】
なお、過渡時目標空燃比ＡＦＮとして最終目標空燃比ＡＦＳが採用される状態に至ると、切り換え過渡状態が終了し、従来と同様の最終目標空燃比ＡＦＳによるフィードバック制御が行なわれる。
ところで、このような制御態様により、リーンバーン運転への切り換え時において、実際の吸入空気量変化に追従した制御が行なわれるようになり、燃料噴射量制御に対し空気量の制御が遅れる状態を防止できるようになって、減速感の発生が確実に防止される。
【００７２】
すなわち、実空気量の増加に応じて空燃比をリーン側へ移行させていくため、エンジン１の出力がほぼ一定となり、運転モード切り換えショックを発生させることがない。
また、人為的なアクセル操作があっても、最終的に目標空燃比の運転状態が達成される。
【００７３】
さらに、上記の様な制御態様は、センサの追加装備を要せず、またアルゴリズムも簡素であり、確実な制御が行なわれる。
（ｃ）次に、第３の制御態様について説明する。
前述の第２の制御態様では、ステップＢ７およびステップＢ１１におけるように、実吸入空気量を考慮した目標空燃比ＡＦＱと、エンジン回転数Ｎｅに対応したバックアップ空燃比ＡＦＬとの大きいほうを採用して制御を行なっているが、この第３の制御態様は、過渡時目標空燃比ＡＦＮの増分ΔＡＦＮ（Ｎｅ）を実吸入空気量を考慮して設定することにより、バックアップ空燃比ＡＦＬなしで過渡時目標空燃比ＡＦＮを設定したものである。
この場合は、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比ＡＦＮを設定する過渡時目標空燃比設定手段２０７を使用する。
【００７４】
そして、このときの処理フローは図８のようになる。すなわち、まず、ステップＢ１において、リーンバーン運転への切り換え状態であるかどうかが判断され、切り換え状態でない場合は、リーンバーン運転でない状態（例えばストイキオ運転状態）であるため、「ＮＯ」ルートを通じリターン動作が行なわれる。
一方、リーンバーン運転への切り換え状態である場合には、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＢ２が実行され、リーン目標空燃比ＡＦＳが設定される。
【００７５】
このリーン目標空燃比ＡＦＳは、最終的に達成すべきリーンバーン運転状態の空燃比であり、従来のシステムと同様にして設定される。
そして、ステップＢ３′において、初期値設定済かどうかが判断され、設定していない場合は、「ＮＯ」ルートを通じステップＢ５′が実行される。
ステップＢ５′では、過渡時目標空燃比ＡＦＮが、初期値としての理論空燃比１４．７に設定される。
【００７６】
一方、初期値がすでに設定され、リーンバーン運転への切り換えに関し過渡状態に入っている場合には、ステップＢ３′から「ＹＥＳ」ルートを通じステップＢ１２が実行される。
ステップＢ１２では、エンジン回転数Ｎｅが読み込まれ、ステップＢ８′において、過渡時目標空燃比ＡＦＮが次式（３−３）により、読み込まれたエンジン回転数Ｎｅに対応して設定される。
【００７７】
ＡＦＮ＝ＡＦＮ＋ΔＡＦＮ（Ｎｅ） ・・・（３−３）
ここで、ΔＡＦＮ（Ｎｅ）は、理論空燃比１４．７からリーンバーン運転の空燃比（最終目標空燃比ＡＦＳ）へ向け過渡時目標空燃比ＡＦＮを増加させる増分であり、エンジン回転数Ｎｅに対応して設定され、所定のマップからエンジン回転数Ｎｅをパラメータとして読み込まれるか、もしくは所定の式によりエンジン回転数Ｎｅを変数として算出される。
これにより設定される過渡時目標空燃比ＡＦＮは、図７において示される特性ＡＦＬ１，ＡＦＬ２に対応しており、エンジン回転数Ｎｅが大きい場合には傾きの大きい特性ＡＦＬ１、エンジン回転数Ｎｅが小さい場合には傾きの小さい特性ＡＦＬ２に沿うように過渡時目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【００７８】
すなわち、追従変化手段２０２において、運転状態の切り換え開始直前における初期目標空燃比空燃比ＡＦＮ（＝１４．７）から切り換え完了時の最終目標空燃比ＡＦＳに至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比ＡＦＮが、過渡時目標空燃比設定手段２０７により設定される。
次に、ステップＢ９′，Ｂ１０′による上限値チェックが行なわれる。
【００７９】
これにより、目標空燃比設定手段２０４において過渡時目標空燃比ＡＦＮが設定され、燃料量設定手段２０５において、過渡時目標空燃比ＡＦＮを実現すべき燃料量が設定される。
そして、燃料量設定手段２０５においては、設定した過渡時目標空燃比ＡＦＮに従って燃料量が設定される。
なお、ステップＢ９′，Ｂ１０′における上限値チェックは、過渡時目標空燃比ＡＦＮが最終目標空燃比ＡＦＳを超える場合（ステップＢ９′）に、過渡時目標空燃比ＡＦＮを最終目標空燃比ＡＦＳに設定し（ステップＢ１０′）、このあと、過渡時目標空燃比ＡＦＮを最終目標空燃比ＡＦＳに張り付ける動作を行なう。
この第３の制御態様によれば、上記の第２制御態様の利点に加えて、目標空燃比ＡＦＱを算出する必要がなくなり、より簡素な制御によりほぼ同様の動作が実現される。
【００８０】
（ｄ）次に、第４の制御態様について説明する。
この第４の制御態様には、主として、Ｓ→Ｌ切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段２０７と、Ｓ→Ｌ切り換え直後において過渡時目標空燃比の変化を禁止又は抑制する変化禁止・抑制手段２０８とが使用される。この場合、過渡時目標空燃比設定手段２０７において設定される過渡時目標空燃比の変化速度がエンジン１の高回転運転状態に対応した変化速度から低回転運転状態に対応した変化速度へ変化するように構成される。
そして、この第４の制御態様においては、上記の各手段を使用しながら、図９のフローチャートに沿う動作が行なわれることにより、目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【００８１】
まず、ステップＣ１において、リーンバーン運転領域であるかどうかが判断され、切り換え状態でない場合はストイキオ運転の状態であるため、「ＮＯ」ルートを通じリターン動作が行なわれる。
一方、リーンバーン運転領域である場合には、リーン運転状態への切り換えが開始され、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＣ２が実行される。
【００８２】
すなわち、ステップＣ２において切り換え開始からの行程数のカウントダウンが開始され、この行程数に対応する時間ｔがステップＣ３において所定値ｔ０と比較される。
所定値ｔ０は切り換え直前のエンジン回転数Ｎｅにより設定され、例えば次のような回転数のそれぞれに対応する所定値ｔ０が予めマップに記憶されて、同マップから読み込まれ設定される。
【００８３】
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
なお、所定値ｔ０はエンジン回転数Ｎｅが大きい程、小さく設定される。
そして、行程数に対応する時間ｔが、設定された所定値ｔ０に達するまでは、ステップＣ３から「ＹＥＳ」ルートを通じステップＣ４が実行され、過渡時目標空燃比ＡＦＴとして、切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩが採用される。
【００８４】
行程数に対応する時間ｔが、設定された所定値ｔ０に達すると、ステップＣ３から「ＮＯ」ルートを通じステップＣ５が実行される。
この動作は、変化禁止・抑制手段２０８によるものであり、リーンバーン運転への切り換え直後において、過渡時目標空燃比ＡＦＴの変化が、所定の時間ｔ０の間、抑制される。
【００８５】
すなわち、リーンバーン運転への切り換え直後において実吸入空気量はむだ時間を持った状態で増加を開始するが、このむだ時間に対応する時間の目標空燃比の増加を抑制することにより、減速感の発生が防止される。
この状態は、図１０に示す時間「０」から「ｔ０〕までの横軸上の部分に対応し、過渡時目標空燃比ＡＦＴは切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩに保たれる。
【００８６】
次に、ステップＣ５において、過渡時目標空燃比ＡＦＴが所定値ＡＦＴ１（ＡＦＴＩ＜ＡＦＴ１＜ＡＦＴＦ）と比較され、初期には「ＹＥＳ」ルートを通じてステップＣ６が実行される。
ステップＣ６では、次式（４−１）により過渡時目標空燃比ＡＦＴが算出される。
【００８７】
ＡＦＴ＝（１−ＡＦＴＴＬ）×ＡＦＴＩ＋ＡＦＴＴＬ×ＡＦＴ１・・（４−１）
ここで、ＡＦＴＴＬは、初期値「０」、終期値「１．０」で、行程ごとにＡＦＴＴＬ１を加算した運転状態切り換えからの経過時間に対応するものであり、図１０に示すように、時間ｔ０においてＡＦＴＴＬ＝「０」、過渡時目標空燃比ＡＦＴがＡＦＴ１に達する時間においてＡＦＴＴＬ＝「１」をとる。
すなわち、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩから中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至る部分について、直線補間により当該時点における過渡時目標空燃比ＡＦＴが求められる。
【００８８】
また、中間の所定空燃比ＡＦＴ１は、ＮＯｘ発生の可能性が高い領域のリーン側上限に対応するように設定されており、切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩから中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至る部分における過渡時目標空燃比ＡＦＴの変化速度を大きくとることにより、ＮＯｘ発生の可能性が高い領域を迅速に通過させることができる。
このように上式（４−１）による過渡時目標空燃比ＡＦＴの算出が、中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至るまで継続され、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超えると、ステップＣ５において「ＮＯ」ルートをとり、ステップＣ７が実行される。
【００８９】
ステップＣ７では、次式（４−２）により過渡時目標空燃比ＡＦＴが算出される。
ＡＦＴ＝（１−ＡＦＴＴＬ）×ＡＦＴ１＋ＡＦＴＴＬ×ＡＦＴＦ・・（４−２）
ここで、ＡＦＴＴＬは、初期値「０」、終期値「１．０」で、行程ごとにＡＦＴＴＬ２を加算したもので、過渡時目標空燃比ＡＦＴが中間の所定空燃比ＡＦＴ１に達した時間からの経過時間に対応している。
すなわち、図１０に示すように、過渡時目標空燃比ＡＦＴが中間の所定空燃比ＡＦＴ１である時間においてＡＦＴＴＬ＝「０」、過渡時目標空燃比ＡＦＴが切り換え終了時の最終目標空燃比ＡＦＴＦに達する時間においてＡＦＴＴＬ＝「１」をとる。
【００９０】
したがって、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、中間の所定空燃比ＡＦＴ１である時間から、過渡時目標空燃比ＡＦＴが切り換え終了時の最終目標空燃比ＡＦＴＦに達する時間に至る部分について、直線補間により当該時点における過渡時目標空燃比ＡＦＴが求められる。
なお、係数ＡＦＴＴＬ１，ＡＦＴＴＬ２は、リーンバーン運転への切り換え直前における体積効率Ｅｖと、エンジン回転数Ｎｅとにより設定されるもので、例えば、次のような各値に対応する所定値が予めマップとして記憶され、同マップから読み込まれ設定される。
【００９１】
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
Ｅｖ（％）＝２０，３０，４０，５０，６０，７０
そして、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、リーンバーン運転への切り換え終了時における最終目標空燃比ＡＦＴＦに至ると、ステップＣ８において「ＹＥＳ」ルートをとり、切り換え動作が終了して、従来と同様の最終目標空燃比ＡＦＴＦによるフィードバック制御が行なわれる。
ところで、切り換え動作中の過渡時目標空燃比ＡＦＴの変化は、図１０に示す特性のようになり、全体として、実際の吸入空気量変化（図１８参照）に相似した変化を行なうことになる。したがって、吸入空気量変化がむだ時間と一次遅れを伴うことに起因した減速感の発生を回避できるとともに、切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩから中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至る部分では、過渡時目標空燃比ＡＦＴの変化速度を大きく設定されているので、ＮＯｘ発生の可能性が高い領域を迅速に通過させることができる。
そして、過渡時目標空燃比ＡＦＴがエンジン回転数Ｎｅに対応して設定されるため、的確な制御が行なわれる。
【００９２】
また、リーンバーン運転への切り換え時において、実際の吸入空気量変化に追従した制御が行なわれるようになり、燃料噴射量制御に対し空気量の制御が遅れる状態を防止できるようになって、減速感の発生が確実に防止される。
すなわち、実空気量の増加に応じて空燃比をリーン側へ移行させていくため、エンジン１の出力がほぼ一定となり、運転モード切り換えショックを発生させることがない。
【００９３】
また、人為的なアクセル操作があっても、最終的に目標空燃比の運転状態が達成される。
さらに、上記の様な制御態様は、センサの追加装備を要せず、またアルゴリズムも簡素であり、確実な制御が行なわれる。
【００９４】
（ｅ）次に、第５の制御態様について説明する。
この第５の制御態様には、主として、比較手段２０３での比較結果に基づいた過渡時目標空燃比の設定を所定期間について行なうとともに、この所定期間経過後において、所定期間経過時の過渡時目標空燃比から最終目標空燃比に至るように過渡時目標空燃比を徐々に変化させる過渡時目標空燃比設定手段２０７と、比較手段２０３で比較される切り換え過渡運転中の吸入空気量を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正する補正手段２０９とを使用する。この場合、補正手段２０９は、その補正量を上記内燃機関の吸入空気量変化情報に基づき設定するように構成されている。
そして、この第５の制御態様においては、上記の各手段を使用しながら、図１１のフローチャートに沿う動作が行なわれることにより、目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【００９５】
まず、ステップＤ０において、吸入空気量変化率ｄＱＩｎ が次式（５）により算出される。
ｄＱＩｎ＝ＡＬＰＨ×ｄＱＩｎ−１＋（１−ＡＬＰＨ）×（Ｑｎ−Ｑｎ−１）・・（５）
ここで、ｄＱＩｎ−１は前回算出された吸入空気量変化率、Ｑｎは今回計測された吸入空気量、Ｑｎ−１は前回計測された吸入空気量であり、前回の吸入空気量変化率ｄＱＩｎ−１と今回の吸入空気量変化率ｄＱＩｎとについて、重み係数ＡＬＰＨによる一次平滑化処理が行なわれる。
これにより、瞬間的な雑音成分による影響を排除した吸入空気量変化率ｄＱＩｎが安定して算出される。
【００９６】
吸入空気量変化率ｄＱＩｎの算出は、演算サイクルごとに毎回行なわれ、エンジン１の運転状態がリーンバーン運転領域に突入するまで続行される。
エンジン１の運転状態がリーンバーン運転領域に突入すると、ステップＤ１において、リーン運転状態への切り換えが開始され、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＤ２が実行される。
すなわち、ステップＤ２において切り換え開始からの行程数のカウントダウンが開始され、この行程数に対応する時間ｔがステップＤ３において所定値ｔ１と比較される。
【００９７】
所定値ｔ１は切り換え直前のエンジン回転数Ｎｅにより設定され、例えば次のような回転数のそれぞれに対応する所定値ｔ１が予めマップに記憶されて、同マップから読み込まれ設定される。
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
そして、行程数に対応する時間ｔが、設定された所定値ｔ１に達するまでは、ステップＤ３から「ＹＥＳ」ルートを通じステップＤ４が実行され、過渡時目標空燃比ＡＦＴが次式（６）により算出される。
【００９８】
ＡＦＴ＝ＡＦＴＩ×Ｑｒ／ＱＩ ・・・・（６）
ここで、ＡＦＴＩは切り換え直前の目標空燃比、ＱＩは切り換え直前の吸入空気量であり、Ｑｒは次式（７）で算出される。
Ｑｒ＝Ｑｎ−Ｑａｃｃ ・・・・（７）
ここで、Ｑｎは当該時点で計測された吸入空気量、Ｑａｃｃは補正値であり、補正値Ｑａｃｃは、初期値「０」で、行程ごとに、切り換え直前の吸入空気量変化率ｄＱＩｎを加算した値がとられる。
【００９９】
したがって、補正値Ｑａｃｃは、切り換え直前の吸入空気量変化率ｄＱＩｎが切り換え後も保たれているとした場合の、切り換え後の吸入空気増加量であり、図１２においてＱａｃｃで示す量に対応している。
すなわち、リーンバーン運転への切り換え直前における吸入空気量変化率ｄＱＩｎは、当該時において行なわれていた人為操作によるスロットル開度変化に対応しており、その変化が図１２中の点線で示す変化（傾き）に対応している。
【０１００】
この変化（傾き）はリーンバーン運転への切り換えに係わらず続行されるものであり、リーンバーン運転への切り換え動作開始後も保たれるため、この補正値Ｑａｃｃを人為操作によるものとして、実吸入空気量Ｑｎから差し引かれる。
実吸入空気量Ｑｎから補正値Ｑａｃｃを差し引かれた値Ｑｒは、人為操作によるスロットル開度変化に起因した吸入空気量を除いたものであり、リーンバーン運転への切り換えに際してのエアバイパス弁１４の開放に起因するものとなる。
【０１０１】
これにより、リーンバーン運転への切り換えに係わる実吸入空気量Ｑｒが算出され、その過渡特性は図１３に示すような特性で示される。
このような特性によるリーンバーン運転への切り換え過渡制御が行なわれて、比較手段２０３における切り換え過渡運転中の吸入空気量Ｑｎが、補正手段２０９により、人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正される。
【０１０２】
また、補正手段２０９による補正量Ｑａｃｃは、エンジン１の吸入空気量変化情報ｄＱＩｎに基づき設定される。
そして、上述のような補正の結果算出された実吸入空気量Ｑｒを用いて、過渡時目標空燃比ＡＦＴが上述の式（６）により算出される。
【０１０３】
これにより、過渡時目標空燃比ＡＦＴが実吸入空気量Ｑｒに対応して設定されることとなる。
このような手段による過渡時目標空燃比ＡＦＴの設定が、中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至るまで行なわれる。
すなわち、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩから中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至る部分について、実吸入空気量に対応して求められ、当該空燃比を目標とする制御が行なわれる。
【０１０４】
ところで、中間の所定空燃比ＡＦＴ１は、ＮＯｘ発生の可能性が高い領域のリーン側上限に対応するように設定されており、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超える部分の実吸入空気量Ｑｒ は、図１３に示すように、ゆるやかな変化を行なう特性となる。
この部分について、ステップＤ６による制御が行なわれる。
【０１０５】
すなわち、リーンバーン運転への切り換え開始から時間ｔ１を経過した後は、ステップＤ３から「ＮＯ」ルートを通じてステップＤ６が実行される。
ステップＤ６では、次式（７）により過渡時目標空燃比ＡＦＴの算出が行なわれる。
ＡＦＴ＝（１−ＡＦＴＴＬ）×ＡＦＴ１＋ＡＦＴＴＬ×ＡＦＴＦ ・・（７）
ここで、ＡＦＴＴＬは、初期値「０」、終期値「１．０」で、行程ごとにＡＦＴＴＬ１を加算したもので、過渡時目標空燃比ＡＦＴが中間の所定空燃比ＡＦＴ１に達した時間からの経過時間に対応している。
すなわち、図１３に示すように、過渡時目標空燃比ＡＦＴが中間の所定空燃比ＡＦＴ１である時間においてＡＦＴＴＬ＝「０」、過渡時目標空燃比ＡＦＴが切り換え終了時の最終目標空燃比ＡＦＴＦに達する時間においてＡＦＴＴＬ＝「１」をとる。
【０１０６】
したがって、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、中間の所定空燃比ＡＦＴ１である時間から、過渡時目標空燃比ＡＦＴが切り換え終了時の最終目標空燃比ＡＦＴＦに達する時間に至る部分について、直線補間により当該時点における過渡時目標空燃比ＡＦＴが求められる。
なお、係数ＡＦＴＴＬ１は、リーンバーン運転への切り換え直前における体積効率Ｅｖと、エンジン回転数Ｎｅとにより設定されるもので、例えば、次のような各値に対応して所定値が予めマップとして記憶され、同マップから読み込まれ設定される。
【０１０７】
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
Ｅｖ（％）＝２０，３０，４０，５０，６０，７０
このように、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超えた後の制御に対する過渡時目標空燃比ＡＦＴが、直線補間により設定されることにより、過渡時目標空燃比ＡＦＴが最終目標空燃比ＡＦＴＦに向け的確に増加し、最終目標空燃比ＡＦＴＦが適時に達成される。
すなわち、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超えた後の実吸入空気量Ｑｒは、ゆるやかな変化特性となり、この実吸入空気量Ｑｒに対応して過渡時目標空燃比ＡＦＴを設定すると、最終目標空燃比ＡＦＴＦの達成が遅れる状態を招来するが、上述のように、この部分について直線補間を行なうことにより、最終目標空燃比ＡＦＴＦ達成の遅れが防止されて、的確な制御が行なわれる。
そして、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、リーンバーン運転への切り換え終了時における最終目標空燃比ＡＦＴＦに至ると、ステップＤ８において「ＹＥＳ」ルートをとり、切り換え動作が終了して、従来と同様の最終目標空燃比ＡＦＴＦによるフィードバック制御が行なわれる。
【０１０８】
ところで、切り換え動作中の過渡時目標空燃比ＡＦＴの変化は、図１３に示す特性のようになり、全体として、実際の吸入空気量変化に相似した変化を行なうことになる。したがって、吸入空気量変化がむだ時間と一次遅れを伴うことに起因した減速感の発生を回避できるとともに、吸入空気量変化がゆるやかになる部分では直線的に過渡時目標空燃比ＡＦＴを増加させるため、適時に切り換え制御が完了し、的確な制御が行なわれる。
そして、過渡時目標空燃比ＡＦＴがエンジン回転数Ｎｅに対応して設定されるため、的確な制御が行なわれる。
【０１０９】
また、リーンバーン運転への切り換え時において、実際の吸入空気量変化に追従した制御が行なわれるようになり、燃料噴射量制御に対し空気量の制御が遅れる状態を防止できるようになって、減速感の発生が確実に防止される。
すなわち、実空気量の増加に応じて空燃比をリーン側へ移行させていくため、エンジン１の出力がほぼ一定となり、運転モード切り換えショックを発生させることがない。
【０１１０】
また、人為的なアクセル操作があっても、アクセル操作に対応した補正を行なって制御を行なうため、減速感の発生が防止される。
さらに、上記の様な制御態様は、センサの追加装備を要せず、またアルゴリズムも簡素であり、確実な制御が行なわれる。
【０１１１】
（ｆ）次に、第６の制御態様について説明する。
この第６の制御態様には、主として、比較手段２０３での比較結果に基づいた過渡時目標空燃比の設定を所定期間について行なうとともに、この所定期間経過後において、所定期間経過時の過渡時目標空燃比から最終目標空燃比に至るように過渡時目標空燃比を徐々に変化させる過渡時目標空燃比設定手段２０７と、比較手段２０３で比較される切り換え過渡運転中の吸入空気量を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正する補正手段２０９とを使用する。この場合、補正手段２０９は、設定された過渡時目標空燃比を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正すべく、リーンバーン運転への切り換えに係わらない吸入空気量をスロットル開度とエンジン回転数とをパラメータとして記憶したマップ（記憶手段）をそなえている。
そして、この第６の制御態様においては、上記の各手段を使用しながら、図１４のフローチャートに沿う動作が行なわれることにより、目標空燃比ＡＦＮが設定される。
【０１１２】
まず、エンジン１の運転状態がリーンバーン運転領域に突入すると、ステップＥ１において、リーン運転状態への切り換えが開始され、「ＹＥＳ」ルートを通じステップＥ２が実行される。
すなわち、ステップＥ２において切り換え開始からの行程数のカウントダウンが開始され、この行程数に対応する時間ｔがステップＥ３において所定値ｔ１と比較される。
【０１１３】
所定値ｔ１は切り換え直前のエンジン回転数Ｎｅにより設定され、例えば次のような回転数のそれぞれに対応する所定値ｔ１が予めマップに記憶されて、同マップから読み込まれ設定される。
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
そして、行程数に対応する時間ｔが、設定された所定値ｔ１に達するまでは、ステップＥ３から「ＹＥＳ」ルートを通じステップＥ４が実行され、過渡時目標空燃比ＡＦＴが次式（８）により算出される。
【０１１４】
ＡＦＴ＝ＡＦＴＩ×Ｑｒ／ＱＩ ・・・（８）
ここで、ＡＦＴＩは切り換え直前の目標空燃比、ＱＩは切り換え直前の吸入空気量であり、Ｑｒは次式（９）で算出される。

Figure 0003614090
ここで、Ｑｎは当該時点で計測された吸入空気量、Ｑａｃｃは補正値であり、補正値Ｑａｃｃは、初期値「０」で、行程ごとに、予めマップに記憶された所定値Ｑｔｈｎｅと、リーンバーン運転への切り換え開始時における吸入空気量ＱＩとから求められる。
すなわち、所定値Ｑｔｈｎｅはストイキオ運転時における吸入空気量であり、スロットル開度ＴＨ（Ｖ）とエンジン回転数Ｎｅ（ｒｐｍ）とをパラメータとして、予め記憶されている。
【０１１５】
これらの値は、例えば次のような特性値に対応して記憶が行なわれる。
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
ＴＨ（Ｖ）＝０．６３５，１．２６，１．８８５，２．５１０，３．１３５，３．７６，４．３８５
ここで、補正値Ｑａｃｃは、第４の制御態様における場合と同様に、切り換え直前の吸入空気量変化率ｄＱＩｎが切り換え後も保たれているとした場合の、切り換え後の吸入空気増加量であり、図１２においてＱａｃｃで示す量に対応している。
すなわち、リーンバーン運転への切り換え直前における吸入空気量変化率ｄＱＩｎは、当該時において行なわれていた人為操作によるスロットル開度変化に対応しており、その変化が図１２中の点線で示す変化（傾き）に対応している。
【０１１６】
この変化はリーンバーン運転への切り換えに係わらず続行されるものであり、リーンバーン運転への切り換え動作開始後も続行されるため、この補正値Ｑａｃｃを人為操作によるものとして、実吸入空気量Ｑｎから差し引かれる。
ところで、補正値Ｑａｃｃはマップ値である吸入空気量Ｑｔｈｎｅを介して求められるが、この吸入空気量Ｑｔｈｎｅは図１１中の表示に対応した量であり、吸入空気量Ｑｔｈｎｅから、リーンバーン運転への切り換え開始時における吸入空気量ＱＩを差し引くことにより求められる。
【０１１７】
そして、実吸入空気量Ｑｎから補正値Ｑａｃｃを差し引かれた値Ｑｒは、人為操作によるスロットル開度変化に起因した吸入空気量を除いたものであり、リーンバーン運転への切り換えに際してのエアバイパス弁１４の開放に起因するものとなる。
これにより、リーンバーン運転への切り換えに係わる実吸入空気量Ｑｒが算出され、その過渡特性は図１３に示すような特性で示される。
【０１１８】
このような特性によるリーンバーン運転への切り換え過渡制御が行なわれて、比較手段２０３における切り換え過渡運転中の吸入空気量Ｑｎが、補正手段２０９により、人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正される。
そして、上述のような補正の結果算出された実吸入空気量Ｑｒを用いて、過渡時目標空燃比ＡＦＴが上述の式（８）により算出される。
【０１１９】
これにより、過渡時目標空燃比ＡＦＴが実吸入空気量Ｑｒに対応して設定されることとなる。
このような手段による過渡時目標空燃比ＡＦＴの設定が、中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至るまで行なわれる。
すなわち、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、切り換え直前の目標空燃比ＡＦＴＩから中間の所定空燃比ＡＦＴ１に至る部分について、実吸入空気量に対応して求められ、当該空燃比を目標とする制御が行なわれる。
【０１２０】
ところで、中間の所定空燃比ＡＦＴ１は、ＮＯｘ発生の可能性が高い領域のリーン側上限に対応するように設定されており、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超える部分の実吸入空気量Ｑｒは、図１３に示すように、ゆるやかな変化を行なう特性となる。
この部分について、ステップＥ６による制御が行なわれる。
【０１２１】
すなわち、リーンバーン運転への切り換え開始から時間ｔ１を経過した後は、ステップＥ３から「ＮＯ」ルートを通じてステップＥ６が実行される。
ステップＥ６では、次式（１０）により過渡時目標空燃比ＡＦＴの算出が行なわれる。
ＡＦＴ＝（１−ＡＦＴＴＬ）×ＡＦＴ１＋ＡＦＴＴＬ×ＡＦＴＦ ・・（７）
ここで、ＡＦＴＴＬは、初期値「０」、終期値「１．０」で、行程ごとにＡＦＴＴＬ１を加算したもので、過渡時目標空燃比ＡＦＴが中間の所定空燃比ＡＦＴ１に達した時間からの経過時間に対応している。
すなわち、図１３に示すように、過渡時目標空燃比ＡＦＴが中間の所定空燃比ＡＦＴ１である時間においてＡＦＴＴＬ＝「０」、過渡時目標空燃比ＡＦＴが切り換え終了時の最終目標空燃比ＡＦＴＦに達する時間においてＡＦＴＴＬ＝「１」をとる。
【０１２２】
したがって、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、中間の所定空燃比ＡＦＴ１である時間から、過渡時目標空燃比ＡＦＴが切り換え終了時の最終目標空燃比ＡＦＴＦに達する時間に至る部分について、直線補間により当該時点における過渡時目標空燃比ＡＦＴが求められる。
なお、係数ＡＦＴＴＬ１は、リーンバーン運転への切り換え直前における体積効率Ｅｖと、エンジン回転数Ｎｅとにより設定されるもので、例えば、次のような各値に対応して所定値が予めマップとして記憶され、同マップから読み込まれ設定される。
【０１２３】
Ｎｅ（ｒｐｍ）＝７５０，１０００，１２５０，１５００，２０００，２５００，３０００，３５００
Ｅｖ（％）＝２０，３０，４０，５０，６０，７０
このように、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超えた後の制御に対する過渡時目標空燃比ＡＦＴが、直線補間により設定されることにより、過渡時目標空燃比ＡＦＴが最終目標空燃比ＡＦＴＦに向け的確に増加し、最終目標空燃比ＡＦＴＦが適時に達成される。
すなわち、中間の所定空燃比ＡＦＴ１を超えた後の実吸入空気量Ｑｒは、ゆるやかな変化特性となり、この実吸入空気量Ｑｒに対応して過渡時目標空燃比ＡＦＴを設定すると、最終目標空燃比ＡＦＴＦの達成が遅れる状態を招来するが、上述のように、この部分について直線補間を行なうことにより、最終目標空燃比ＡＦＴＦ達成の遅れが防止されて、的確な制御が行なわれる。
そして、過渡時目標空燃比ＡＦＴが、リーンバーン運転への切り換え終了時における最終目標空燃比ＡＦＴＦに至ると、ステップＥ８において「ＹＥＳ」ルートをとり、切り換え動作が終了して、従来と同様の最終目標空燃比ＡＦＴＦによるフィードバック制御が行なわれる。
【０１２４】
ところで、切り換え動作中の過渡時目標空燃比ＡＦＴの変化は、図１３に示す特性のようになり、全体として、実際の吸入空気量変化に相似した変化を行なうことになる。したがって、吸入空気量変化がむだ時間と一次遅れを伴うことに起因した減速感の発生を回避できるとともに、吸入空気量変化がゆるやかになる部分では直線的に過渡時目標空燃比ＡＦＴを増加させるため、適時に切り換え制御が完了し、的確な制御が行なわれる。
そして、過渡時目標空燃比ＡＦＴがエンジン回転数Ｎｅに対応して設定されるため、的確な制御が行なわれる。
【０１２５】
また、リーンバーン運転への切り換え時において、実際の吸入空気量変化に追従した制御が行なわれるようになり、燃料噴射量制御に対し空気量の制御が遅れる状態を防止できるようになって、減速感の発生が確実に防止される。
すなわち、実空気量の増加に応じて空燃比をリーン側へ移行させていくため、エンジン１の出力がほぼ一定となり、運転モード切り換えショックを発生させることがない。
【０１２６】
また、人為的なアクセル操作があっても、アクセル操作に対応した補正を行なって制御を行なうため、減速感の発生が防止される。
さらに、上記の様な制御態様は、センサの追加装備を要せず、またアルゴリズムも簡素であり、確実な制御が行なわれる。
【０１２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項１〜７）によれば、次のような効果ないし利点がある。
（１）リーンバーン運転への切り換え時において、実際の吸入空気量変化に追従した制御が行なわれるようになり、燃料噴射量制御に対し空気量の制御が遅れる状態を防止できるようになって、減速感の発生が確実に防止される。
【０１２８】
（２）実空気量の増加に応じて空燃比をリーン側へ移行させていくため、エンジンの出力がほぼ一定となり、運転モード切り換えショックを発生させることがない。
（３）人為的なアクセル操作があっても、最終的に目標空燃比の運転状態が達成される。
【０１２９】
（４）センサの追加装備を要せず、またアルゴリズムも簡素であり、確実な制御が行なわれる。
（５）リーンバーン運転への切り換え直後において実吸入空気量はむだ時間を持った状態で増加を開始するが、このむだ時間に対応する時間の目標空燃比の増加を禁止又は抑制することにより、減速感の発生が防止できると共に、このむだ時間に対応する時間をエンジン回転数に基づき設定するので実際の吸入空気量変化に相似した変化を行なうこととなり的確な制御が行なえる。
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項２）によれば、上記過渡時目標空燃比設定手段において設定される過渡時目標空燃比の変化速度が速い変化速度から遅い変化速度へ変化するように構成されるという簡素な構成で、上記（１）〜（４）の効果に加えて、次のような効果ないし利点がある。
（６）切り換え動作中の過渡時目標空燃比の変化は、全体として、実際の吸入空気量変化に相似した変化を行なうことになる。したがって、吸入空気量変化がむだ時間と一次遅れを伴うことに起因した減速感の発生を回避できる。
【０１３０】
また、本発明の内燃機関の空燃比制御装置（請求項３）によれば、請求項２記載における上記過渡時目標空燃比設定手段は、該過渡時目標空燃比が所定空燃比になったら、該過渡時目標空燃比の変化速度を速い変化速度から遅い変化速度へ切り換えるように構成されるという簡素な構成で、上記（１）〜（４）及び（６）の効果に加えて、次のような効果ないし利点がある。
【０１３１】
（７）切り換え直前の目標空燃比から中間の所定空燃比に至る部分では、過渡時目標空燃比の変化速度を大きく設定されているので、ＮＯｘ発生の可能性が高い領域を迅速に通過させることができる。
さらに、上記態様１のような構成によれば、請求項２における上記過渡時目標空燃比設定手段において設定される過渡時目標空燃比の変化速度が上記内燃機関の回転数が大きくなるほど速くなるように構成されるという簡素な構成で、上記（１）〜（４）及び（６）の効果に加えて、次のような効果ないし利点がある。（８）過渡時目標空燃比がエンジン回転数Ｎｅに対応して設定されるため、的確な制御が行なわれる。
【０１３２】
また、上記態様２のような構成によれば、請求項１又は２記載の構成において、上記追従変化手段を、上記運転状態の切り換え開始直前における空燃比から切り換え後の最終目標空燃比に至るように徐々に変化するバックアップ空燃比を設定するバックアップ空燃比設定手段をそなえるものとして構成し、上記燃料量設定手段を、上記過渡時目標空燃比と上記バックアップ空燃比とのうち大きい方の空燃比に従って燃料量を設定するように構成するとともに、上記バックアップ空燃比設定手段において設定されるバックアップ空燃比の変化速度が上記内燃機関の回転数が大きくなるほど速くなるように構成するという簡素な構成で、上記（１）〜（４），（５）又は（１）〜（４），（６）の効果に加えて、次のような効果ないし利点がある。
【０１３３】
（９）バックアップ空燃比がエンジン回転数Ｎｅに対応して設定されるため、的確な制御が行なわれる。
また、上記態様３のような構成によれば、請求項１又は２において、上記追従変化手段を、上記運転状態の切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較する比較手段と、同比較手段における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段とをそなえるものとして構成し、上記比較手段での切り換え過渡運転中の吸入空気量につき、同吸入空気量を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正する補正手段が設けられるという簡素な構成で、上記（１）〜（４），（５）又は（１）〜（４），（６）の効果に加えて、次のような効果ないし利点がある。
【０１３４】
（１０）人為的なアクセル操作があっても、アクセル操作に対応した補正を行なって制御を行なうため、減速感の発生が防止される。
そして、上記態様４のような構成によれば、上記態様３における上記補正手段が、その補正量を上記内燃機関の吸入空気量変化情報に基づき設定するという簡素な構成で、上記態様３記載の装置とほぼ同様の効果ないし利点が得られる。
【０１３５】
また、上記態様５のような構成によれば、請求項１又は２における上記追従変化手段が、上記運転状態の切り換え開始直前における吸入空気量と切り換え過渡運転中の吸入空気量とを比較する比較手段と、同比較手段における比較結果に基づき過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段とをそなえて構成され、上記過渡時目標空燃比設定手段が、上記比較手段での比較結果に基づいた過渡時目標空燃比の設定を所定期間について行なうように構成されるとともに、この所定期間経過後において同所定期間経過時の過渡時目標空燃比から最終目標空燃比に至るように過渡時目標空燃比を徐々に変化させるように構成されるという簡素な構成で、上記（１）〜（４），（５）又は（１）〜（４），（６）の効果に加えて、次のような効果ないし利点がある。
【０１３６】
（１１）人為的なアクセル操作があっても、アクセル操作に対応した補正を行なって制御を行なうため、減速感の発生が防止される。
（１２）中間の所定空燃比を超えた後の実吸入空気量は、ゆるやかな変化特性となり、この実吸入空気量に対応して過渡時目標空燃比を設定すると、最終目標空燃比の達成が遅れる状態を招来するが、この部分について直線補間を行なうことにより、最終目標空燃比達成の遅れが防止されて、適時に切り換え制御が完了し、的確な制御が行なわれる。
【０１３７】
さらに、上記態様６のような構成によれば、上記態様３における上記補正手段が、設定された過渡時目標空燃比を人為操作によるスロットル開度変化に対応して補正すべく、該希薄側空燃比での運転への切り換えに係わらない吸入空気量をスロットル開度とエンジン回転数とをパラメータとして記憶した記憶手段をそなえて構成されているので、上記（１）〜（４），（５），（１０）又は（１）〜（４），（６），（１０）の効果に加えて、次のような効果ないし利点が得られる。
【０１３８】
（１３）人為的なアクセル操作があっても、アクセル操作に対応した補正を行なって制御を行なうため、減速感の発生が防止される。
（１４）アクセル操作に対応した補正を、実吸入空気量を検出することなしに行なえるようになり、低コストで制御装置を実現できる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置の制御ブロック図である。
【図２】本発明の一実施例としての空燃比制御装置を有するエンジンシステムの全体構成図である。
【図３】本発明の一実施例としての空燃比制御装置を有するエンジンシステムの制御系を示すハードブロック図である。
【図４】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第１の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第１の制御態様を説明するための線図である。
【図６】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第２の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第２の制御態様を説明するための線図である。
【図８】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第３の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図９】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第４の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第４の制御態様を説明するための線図である。
【図１１】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第５の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図１２】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第５の制御態様を説明するための線図である。
【図１３】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第５の制御態様を説明するための線図である。
【図１４】本発明の一実施例としての内燃機関の空燃比制御装置について第６の制御態様を説明するためのフローチャートである。
【図１５】（ａ），（ｂ）は空燃比制御特性を説明するための線図である。
【図１６】空燃比制御特性を説明するための線図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は空燃比制御特性を説明するための線図である。
【図１８】空燃比制御特性を説明するための線図である。
【符号の説明】
１ エンジン（内燃機関）
２ 燃焼室
３ 吸気通路
３ａ サージタンク
４ 排気通路
５ 吸気弁
６ 排気弁
７ エアクリーナ
８ スロットル弁
９ 電磁式燃料噴射弁（インジェクタ）
９ａ インジェクタソレノイド
１０ 三元触媒
１１Ａ 第１バイパス通路
１１Ｂ 第２バイパス通路
１２ ステッパモータ弁（ＳＴＭ弁）
１２ａ 弁体
１２ｂ ステッパモータ（ＩＳＣ用アクチュエータ）
１２ｃ バネ
１３ ファーストアイドルエアバルブ
１４ エアバイパス弁
１４ａ 弁体
１４ｂ ダイアフラム式アクチュエータ
１５ 燃料圧調節器
１６ 点火プラグ
１７ エアフローセンサ（吸入空気量センサ）
１８ 吸気温センサ
１９ 大気圧センサ
２０ スロットルポジションセンサ
２１ アイドルスイッチ
２２ リニアＯ２センサ
２３ 水温センサ
２４ クランク角センサ（エンジン回転数センサ）
２５ 空燃比制御手段としてのＥＣＵ
２６ ＣＰＵ（演算装置）
２８ 入力インタフェース
２９ アナログ／ディジタルコンバータ
３０ 車速センサ
３５ 入力インタフェース
３６ ＲＯＭ（記憶手段）
３７ ＲＡＭ
３９ 噴射ドライバ
４０ 点火ドライバ
４１ パワートランジスタ
４２ 点火コイル
４３ ディストリビュータ
４４ ＩＳＣドライバ
４５ バイパスエア用ドライバ
４６ ＥＧＲドライバ
８０ 排気再循環通路（ＥＧＲ通路）
８１ ＥＧＲ弁
８１ａ 弁体
８１ｂ ダイアフラム式アクチュエータ
８２ パイロット通路
８３ ＥＲＧ弁制御用電磁弁
８３ａ ソレノイド
２０１ 吸入空気量制御手段
２０２ 追従変化手段
２０３ 比較手段
２０４ 目標空燃比設定手段
２０５ 燃料量設定手段
２０６ バックアップ空燃比設定手段
２０７ 過渡時目標空燃比設定手段
２０８ 変化禁止・抑制手段
２０９ 補正手段
２１０ 空燃比制御手段
２１１ 燃料供給手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that is suitable for use in a lean-burn internal combustion engine that performs lean-burn operation at a leaner air-fuel ratio than the stoichiometric air-fuel ratio under required operating conditions.
[0002]
[Prior art]
In recent years, a lean combustion internal combustion engine (so-called lean burn engine) that performs a lean combustion operation at a leaner air-fuel ratio (lean) than a stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) has been provided.
In such a lean burn engine, during lean burn operation (lean burn operation), the air-fuel ratio is set as large as possible (that is, the air-fuel mixture becomes as lean as possible), and the value of the air-fuel ratio is It is set near the limit (lean limit) at which the gas can perform stable combustion.
[0003]
And by performing such lean burn operation, the fuel efficiency can be greatly improved.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
Here, in order to perform the lean burn operation, the air-fuel ratio is controlled by the control device. In this control, air for leaning is introduced.
When air is introduced, there is provided a device that controls to have the same output at the same accelerator operation amount (throttle opening) so as not to cause a deceleration shock.
[0005]
However, in the conventional apparatus, there is a possibility of causing a deceleration shock when the engine speed increases.
That is, switching to lean burn operation is performed by switching control from stoichiometric mode to lean mode as shown in FIG. 15 (a), and target air-fuel ratio in stoichiometric mode as shown in FIG. 15 (b). The air-fuel ratio is changed from the target air-fuel ratio in the lean burn mode to the target air-fuel ratio.
[0006]
Lean air is supplied to change the air-fuel ratio to the lean side. This air supply is achieved by opening a required amount of an air bypass valve (ABV) provided to bypass the throttle valve in the intake passage. (For example, refer to Japanese Patent Laid-Open No. 4-265375).
Here, the air bypass valve is composed of a negative pressure drive diaphragm, and is driven by supplying negative pressure to the bypass passage.
[0007]
By the way, the response (opening change) of the air bypass valve is obtained by adding a dead time and a first-order lag, and does not depend on the number of strokes as the switching determination interval. Further, the intake air amount changes with a first order delay with respect to the opening (see FIG. 16).
For this reason, if the engine speed is increased while the number of strokes as the switching determination interval is kept constant, the increase in the air amount at the time of switching is delayed with respect to the switching operation, and the correction of the fuel injection amount is preceded. There is a possibility that a leaner state than the desired state is caused.
[0008]
When such a situation occurs, a feeling of deceleration is generated, and in some cases, the vehicle may misfire beyond the lean limit and impair driving feeling.
This state is observed from the transient characteristic diagram of FIG.
That is, when the set air-fuel ratio A / F (KA / F) is changed by switching from stoichio to lean burn operation, the fuel injection amount is changed in a situation where the volumetric efficiency Ev is not sufficiently increased, and thus the output torque is shown. A trough corresponding to the deceleration shock appears in the load cell output.
[0009]
This state changes depending on the engine speed Ne. That is, the diagram of FIG. 16 shows a plurality of intake air amount characteristics using the engine speed Ne as a parameter. The larger the engine speed Ne, the closer to the left.
Therefore, it takes 0.85 seconds to achieve 85% intake air amount at 1000 rpm, compared to 85% intake air amount being achieved in 0.5 seconds when the engine speed Ne is 3000 rpm. .
[0010]
Accordingly, when switching control to lean burn operation is performed with a constant pattern, a problem due to intake air delay occurs depending on the engine speed Ne.
The present invention has been devised in view of such problems, and is an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that can reliably prevent deterioration in driving feeling such as a feeling of deceleration when switching to lean burn operation. The purpose is to provide.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
For this reason, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention (Claim 1) operates in a state where the operation is performed at a lean side air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio and the operation at a rich side air-fuel ratio from the lean side air-fuel ratio. In the internal combustion engine that can be switched according to the operation, the intake air amount control means for increasing the amount of intake air supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine when switching to the operation at the lean side air-fuel ratio, and the operation of the internal combustion engine In order to control the air-fuel ratio according to the state, according to the operating state of the internal combustion engineThe lean side target air-fuel ratio and the rich side target air-fuel ratio that is on the rich side than the lean side target air-fuel ratioSet by the target air-fuel ratio setting means and the target air-fuel ratio setting meansThe lean side target air-fuel ratio and the rich side target air-fuel ratioAn air-fuel ratio control means having a fuel amount setting means for setting the fuel amount to achieve the above, and supplying fuel to the internal combustion engine according to the fuel amount set by the fuel amount setting means in the air-fuel ratio control means The target air-fuel ratio setting means in the air-fuel ratio control means, when switching from the operation at the rich side air-fuel ratio to the operation at the lean side air-fuel ratio from the lean side air-fuel ratio, Following changes in actual intake air volumeFrom the rich target air-fuel ratio to the lean target air-fuel ratioA follow-up changing means for continuously changing the target air-fuel ratio is provided.Over-rich targetAfter switching from air-fuel ratioThe sparse sideA transient target air-fuel ratio setting means for setting a transient target air-fuel ratio that gradually changes to reach the target air-fuel ratio, and a predetermined period set based on the rotational speed of the internal combustion engine immediately after the switching of the operating state It is characterized by comprising a change prohibiting / suppressing means for prohibiting or suppressing a change in the target air-fuel ratio at the time of transition.
[0012]
Thus, the air-fuel ratio control means controls the air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine. At this time, the target air-fuel ratio setting means controls the air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine.The lean side target air-fuel ratio and the rich side target air-fuel ratio that is richer than the lean side target air-fuel ratioIs set by the target air-fuel ratio setting meansLean side target air-fuel ratio and rich side target air-fuel ratioIn order to realize this, the fuel amount is set by the fuel amount setting means. Then, fuel is supplied from the fuel supply means to the internal combustion engine in accordance with the fuel amount set by the fuel amount setting means. When switching to the operation at the lean side air-fuel ratio, the intake air amount control means increases the intake air amount supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine.
[0013]
By the way, when switching from the lean side air-fuel ratio to the rich side air-fuel ratio to the lean side air-fuel ratio, the follow-up change means tracks the change in the actual intake air amount.From the rich target air-fuel ratio to the lean target air-fuel ratioThe target air-fuel ratio is continuously changed. In the follow-up change means, the transient target air-fuel ratio setting means immediately before the start of switching of the operating stateOverdense targetAfter switching from air-fuel ratioSparse sideA transient target air-fuel ratio that gradually changes to reach the target air-fuel ratio is set. Changes in the fuel ratio are prohibited or suppressed.
[0014]
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention (Claim 2)OverIt is characterized in that the transition target air-fuel ratio setting means set by the passing target air-fuel ratio setting means is configured to change from a fast changing speed to a slow changing speed.
[0015]
As a result, the air-fuel ratio control means controls the air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine. At this time, the target air-fuel ratio setting means controls the target air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine. Further, the fuel amount is set by the fuel amount setting means so as to realize the target air-fuel ratio set by the target air-fuel ratio setting means. Then, fuel is supplied from the fuel supply means to the internal combustion engine in accordance with the fuel amount set by the fuel amount setting means. When switching to the operation at the lean side air-fuel ratio, the intake air amount control means increases the intake air amount supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine.
[0016]
By the way, when switching from the lean side air-fuel ratio to the operation at the rich side air-fuel ratio to the operation at the lean side air-fuel ratio, the air-fuel ratio is continuously adjusted by following the change in the actual intake air amount by the follow-up changing means. It is performed to change.
Further, in the follow-up changing means, the transient target air-fuel ratio setting means sets a transient target air-fuel ratio that gradually changes from the air-fuel ratio immediately before the start of switching of the operating state to the final target air-fuel ratio after switching, In the transient target air-fuel ratio setting means, the transition target air-fuel ratio is set so that the change speed of the transient target air-fuel ratio changes from a fast change speed to a slow change speed.
[0017]
Further, according to the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of the present invention (Claim 3), the transient target air-fuel ratio setting means sets the transient target air-fuel ratio when the transient target air-fuel ratio becomes a predetermined air-fuel ratio. It is characterized by being configured to switch the change rate from a fast change rate to a slow change rate.
Thus, in addition to the operation of claim 2, in the follow-up changing means, when the transient target air-fuel ratio becomes the predetermined air-fuel ratio by the transient target air-fuel ratio setting means, the change speed of the transient target air-fuel ratio is changed to a fast change speed. To a slower rate of change.
The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention (Claim 4) is configured such that the change prohibiting / suppressing means decreases the predetermined period as the rotational speed of the internal combustion engine immediately before the switching of the operating state increases. It is characterized by that.
The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention (Claim 5) is characterized in that the predetermined period is set corresponding to the dead time accompanying the change in the actual intake air amount.
The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention (Claim 6) is configured such that the changing speed of the target air-fuel ratio at the time of transition is set corresponding to the primary delay accompanying the change in the actual intake air amount. It is characterized by that.
In the internal combustion engine air-fuel ratio control apparatus according to the present invention (Claim 7), the predetermined air-fuel ratio is NO. x It is characterized in that it is set so as to correspond to the upper limit on the lean side of the region where the possibility of occurrence is high.
[0018]
Further, in the configuration according to claim 2 of the present invention, the change speed of the transient target air-fuel ratio set by the transient target air-fuel ratio setting means is configured to increase as the rotational speed of the internal combustion engine increases. (Aspect 1).
Thus, in addition to the operation of the second aspect, the changing speed of the transient target air-fuel ratio set by the transient target air-fuel ratio setting means is set so as to increase as the rotational speed of the internal combustion engine increases.
[0019]
Further, in the configuration according to claim 1 or 2, the follow-up changing means sets a backup air-fuel ratio that gradually changes so as to reach the final target air-fuel ratio after switching from the air-fuel ratio immediately before the start of switching of the operating state. A backup air-fuel ratio setting unit is provided, and the fuel amount setting unit is configured to set the fuel amount according to the larger one of the transient target air-fuel ratio and the backup air-fuel ratio, The change rate of the backup air-fuel ratio set by the backup air-fuel ratio setting means can be configured to increase as the rotational speed of the internal combustion engine increases (mode 2).
[0020]
Further, in the configuration according to claim 1 or 2, in the follow-up change means, a comparison means for comparing the intake air amount immediately before the start of switching of the operating state and the intake air amount during the switching transient operation, and the comparison means It is configured to have a transient target air-fuel ratio setting means for setting a transient target air-fuel ratio based on the comparison result, and the intake air amount during the switching transient operation compared by the comparison means is changed by the throttle opening by human operation. It is also possible to provide a correction means for correcting in accordance with (Mode 3).
[0021]
Further, in the configuration described in aspect 3, the correction means may be configured to set the correction amount based on the intake air amount change information of the internal combustion engine (mode 4).
Further, in the configuration according to claim 1 or 2, in the follow-up change means, a comparison means for comparing the intake air amount immediately before the start of switching of the operating state and the intake air amount during the switching transient operation, and the comparison means And a transient target air-fuel ratio setting means for setting a transient target air-fuel ratio based on the comparison result. The transient target air-fuel ratio setting means is configured to be a transient target based on the comparison result of the comparison means. The air-fuel ratio is set for a predetermined period, and after the predetermined period, the transient target air-fuel ratio is gradually increased from the transient target air-fuel ratio when the predetermined period elapses to the final target air-fuel ratio. It can also be configured to change (Aspect 5).
[0022]
Further, in the configuration described in the aspect 3, the correction means switches to the operation at the lean side air-fuel ratio so as to correct the set transient target air-fuel ratio corresponding to the change in the throttle opening caused by the manual operation. It is also possible to provide a storage means for storing the intake air amount that is not related to the throttle opening and the engine speed as parameters (mode 6).
[0023]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a control block diagram of this apparatus, FIG. 2 is an overall configuration diagram of an engine system having this apparatus, and FIG. Is a hardware block diagram showing the control system of the engine system having this apparatus, FIG. 4 is a flowchart for explaining the first control mode of this apparatus, and FIG. 5 is for explaining the first control mode of this apparatus FIG. 6 is a flowchart for explaining the second control mode, FIG. 7 is a diagram for explaining the second control mode, and FIG. 8 is a flowchart for explaining the third control mode. 9 is a diagram for explaining the third control mode, FIG. 10 is a flowchart for explaining the fourth control mode, FIGS. 11 and 12 are diagrams for explaining the fourth control mode, and FIG. Explains the fifth control mode It is a flow chart for.
Now, an automobile engine (internal combustion engine) equipped with this apparatus performs a lean combustion operation (lean burn operation) at a leaner air-fuel ratio (lean) than the stoichiometric air-fuel ratio (stoichio) under the required operating conditions. Although configured as a lean burn engine, this engine system is as shown in FIG. That is, in FIG. 2, the engine (internal combustion engine) 1 has an intake passage 3 and an exhaust passage 4 that communicate with the combustion chamber 2, and the intake passage 3 and the combustion chamber 2 are controlled to communicate with each other by the intake valve 5. In addition, the exhaust passage 4 and the combustion chamber 2 are controlled to communicate with each other by the exhaust valve 6.
The intake passage 3 is provided with an air cleaner 7, a throttle valve 8 and an electromagnetic fuel injection valve (injector) 9 in order from the upstream side thereof, and the exhaust passage 4 is ternary in order from the upstream side thereof. A catalyst 10 and a muffler (silencer) (not shown) are provided. An injector 9 is provided for each cylinder of the engine 1. The intake passage 3 is provided with a surge tank 3a.
The three-way catalyst 10 is CO, HC, NO in the stoichiometric operation state.xIt is a well-known thing.
[0024]
Further, the throttle valve 8 is connected to an accelerator pedal (not shown) via a wire cable, and the opening degree is adjusted according to the depression amount of the accelerator pedal.
The intake passage 3 is provided with a first bypass passage 11A that bypasses the throttle valve 8, and a stepper motor valve (hereinafter referred to as an STM valve) 12 that functions as an ISC valve is interposed in the first bypass passage 11A. It is disguised. The first bypass passage 11 </ b> A is also provided with a wax-type fast idle air valve 13 whose opening degree is adjusted according to the engine coolant temperature, and is attached to the STM valve 12.
Here, the STM valve 12 includes a valve body 12a that can be in contact with a valve seat formed in the first bypass passage 11A, a stepper motor (ISC actuator) 12b for adjusting the position of the valve body, And a spring 12c that urges the body in the direction of pressing the body against the valve seat (the direction of closing the first bypass passage 11A).
[0025]
The stepper motor 12b performs stepwise adjustment (adjustment based on the number of steps) of the position of the valve body 12a with respect to the valve seat portion, thereby opening the valve seat portion and the valve body 12a, that is, the opening amount of the STM valve 12. Has been adjusted.
Therefore, by controlling the opening degree of the STM valve 12 by an electronic control unit (ECU) 25 as a controller to be described later, the intake air is engineed through the first bypass passage 11A regardless of the operation of the accelerator pedal by the driver. The throttle bypass intake air amount can be adjusted by changing the opening degree.
As the ISC actuator, a DC motor may be used instead of the stepper motor 12b.
[0026]
Further, the intake passage 3 is provided with a second bypass passage 11B that bypasses the throttle valve 8, and an air bypass valve 14 is interposed in the second bypass passage 11B.
Here, the air bypass valve 14 includes a valve body 14a that can abut on a valve seat formed in the second bypass passage 11B, and a diaphragm actuator 14b for adjusting the position of the valve body. The diaphragm chamber of the diaphragm actuator 14b is provided with a pilot passage 141 communicating with the intake passage on the downstream side of the throttle valve, and an air bypass valve control electromagnetic valve 142 is interposed in the pilot passage 141. Yes.
Therefore, by controlling the opening degree of the air bypass valve control electromagnetic valve 142 by the ECU 25 described later, in this case as well, regardless of the operation of the accelerator pedal by the driver, the intake air is engineed through the second bypass passage 11B. The throttle bypass intake air amount can be adjusted by changing the opening degree. The basic operation of the electromagnetic valve 142 for controlling the air bypass valve is to be opened during the lean burn operation and closed otherwise.
Further, an exhaust gas recirculation passage (EGR passage) 80 for returning exhaust gas to the intake system is interposed between the exhaust passage 4 and the intake passage 3, and an EGR valve 81 is interposed in the EGR passage 80. Has been.
[0027]
Here, the EGR valve 81 includes a valve body 81a that can be in contact with a valve seat portion formed in the EGR passage 80, and a diaphragm actuator 81b for adjusting the position of the valve body. A pilot passage 82 communicating with the intake passage on the downstream side of the throttle valve is provided in the diaphragm chamber of the actuator 81b, and an electromagnetic valve 83 for ERG valve control is interposed in the pilot passage 82.
Therefore, the exhaust gas can be returned to the intake system through the EGR passage 80 by controlling the opening degree of the electromagnetic valve 83 for controlling the EGR valve by the ECU 25 described later.
[0028]
In FIG. 2, reference numeral 15 denotes a fuel pressure regulator, which operates by receiving the negative pressure in the intake passage 3 and adjusts the amount of fuel returned from a fuel pump (not shown) to the fuel tank. Thus, the fuel pressure injected from the injector 9 is adjusted.
Various sensors are provided to control the engine system. First, as shown in FIG. 2, an air flow sensor (intake air amount sensor) 17 for detecting the intake air amount from Karman vortex information and an intake air temperature sensor are provided in a portion where the intake air that has passed through the air cleaner 7 flows into the intake passage 3. 18 and an atmospheric pressure sensor 19 are provided.
In addition to the potentiometer type throttle position sensor 20 for detecting the opening degree of the throttle valve 8, an idle switch 21 is provided at the portion of the intake passage 3 where the throttle valve 8 is disposed.
[0029]
Further, on the exhaust passage 4 side, the oxygen concentration (O2Linear oxygen concentration sensor (hereinafter simply referred to as “linear O”2Other sensors include a water temperature sensor 23 that detects the temperature of the cooling water for the engine 1, and a crank angle sensor 24 that detects the crank angle shown in FIG. 3 (this crank angle sensor 24). Also serves as a rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed Ne), a vehicle speed sensor 30 and the like.
The detection signals from these sensors and switches are input to the ECU 25 as shown in FIG.
[0030]
Here, the hardware configuration of the ECU 25 is as shown in FIG. 3, and the ECU 25 is configured as a computer having a CPU (arithmetic unit) 26 as a main part thereof. Sensor 18, atmospheric pressure sensor 19, throttle position sensor 20, linear O2Detection signals from the sensor 22, the water temperature sensor 23, and the like are input via the input interface 28 and the analog / digital converter 29.
In addition, detection signals from the air flow sensor 17, the idle switch 21, the crank angle sensor 24, the vehicle speed sensor 30, and the like are directly input to the CPU 26 via the input interface 35.
[0031]
Further, the CPU 26 exchanges data with a ROM (storage means) 36 that stores various data in addition to program data and fixed value data, and a RAM 37 that is updated and sequentially rewritten via the bus line. It has become.
Further, as a result of the calculation by the CPU 26, a signal for controlling the operating state of the engine 1, such as a fuel injection control signal, an ignition timing control signal, an ISC control signal, a bypass air control signal, an EGR control signal, and the like is sent from the ECU 25. Various control signals are output.
[0032]
Here, the fuel injection control (air-fuel ratio control) signal is output from the CPU 26 to the injector solenoid 9a (more precisely, the transistor for the injector solenoid 9a) for driving the injector 9 via the injection driver 39. The ignition timing control signal is output from the CPU 26 to the power transistor 41 through the ignition driver 40, and the spark 43 is sequentially generated from the power transistor 41 through the ignition coil 42 by the distributor 43. It has become.
The ISC control signal is output from the CPU 26 to the stepper motor 12b via the ISC driver 44, and the bypass air control signal is output from the CPU 26 via the bypass air driver 45 to the solenoid of the solenoid valve 142 for controlling the air bypass valve. It is output to 142a.
[0033]
Further, the EGR control signal is output from the CPU 26 to the solenoid 83 a of the ERG valve control electromagnetic valve 83 via the EGR driver 46.
Now, focusing on air-fuel ratio control, the ECU 25 includes intake air amount control means 201, air-fuel ratio control means 210, and fuel supply means 211 as shown in FIG. .
[0034]
Here, the intake air amount control means 201 opens the air bypass valve 14 at the time of switching to the lean side air-fuel ratio operation (lean burn operation), and supplies the intake air amount to the combustion chamber 2 of the engine 1. Is to increase.
The air-fuel ratio control means 210 also has a target air-fuel ratio setting means 204 for setting a target air-fuel ratio according to the operating state of the engine 1 and a target air-fuel ratio setting so as to control the air-fuel ratio according to the operating state of the engine 1. Fuel amount setting means 205 for setting the fuel amount so as to realize the target air-fuel ratio set by the means 204 is provided.
[0035]
The fuel supply means 211 supplies fuel to the engine 1 in accordance with the fuel amount set by the fuel amount setting means 205 in the air-fuel ratio control means 210, and the injector 9 corresponds to this.
Further, the target air-fuel ratio setting means 204 in the air-fuel ratio control means 210 switches from operation at a richer air-fuel ratio than a lean air-fuel ratio (including operation in a stoichiometric state) to operation at a lean air-fuel ratio ( When this switching is referred to as “S → L switching”, it has a function of the follow-up changing means 202 that continuously changes the air-fuel ratio following the change in the actual intake air amount.
Further, the follow-up changing means 202 has functions of a comparison means 203, a transient target air-fuel ratio setting means 207, a backup air-fuel ratio setting means 206, a change prohibiting / suppressing means 208, and a correcting means 209.
[0036]
Here, the comparison means 203 compares the intake air amount immediately before the start of S → L switching and the intake air amount during the switching transient operation.
The transient target air-fuel ratio setting means 207 is configured to set the transient target air-fuel ratio based on the comparison result in the comparison means 203.
[0037]
The transient target air-fuel ratio setting means 207 is configured to set the transient target air-fuel ratio based on the comparison result in the comparison means 201 for a predetermined period, and after the predetermined period has elapsed, The transient target air-fuel ratio may be gradually changed so as to reach the final target air-fuel ratio from the transient target air-fuel ratio at the time of elapse.
Further, the transient target air-fuel ratio setting means 207 is configured to set a transient target air-fuel ratio that gradually changes so as to reach the final target air-fuel ratio after switching from the air-fuel ratio immediately before the start of S → L switching. Also good. At this time, the transient target air-fuel ratio setting means 207 is set such that the changing speed of the transient target air-fuel ratio becomes faster as the rotational speed of the engine 1 increases. The change rate of the transient target air-fuel ratio set in 201 may be set to change from the change rate corresponding to the high rotation operation state of the engine 1 to the change rate corresponding to the low rotation operation state.
The backup air-fuel ratio setting means 206 sets a backup air-fuel ratio that gradually changes from the air-fuel ratio immediately before the start of S → L switching to the final target air-fuel ratio after switching.
[0038]
The change prohibiting / suppressing means 208 prohibits or suppresses the change in the transient target air-fuel ratio immediately after switching from S to L.
The correction means 209 corrects the intake air amount during the switching transient operation compared by the comparison means 203 in accordance with the throttle opening change caused by the manual operation. The correction means 209 corrects the correction amount of the engine 1. It is set based on the intake air amount change information. Further, the correction means 209 corrects the set transient target air-fuel ratio in response to the throttle opening change due to the manual operation, and adjusts the intake air amount not related to S → L switching to the throttle opening and the engine speed. Is stored as a parameter.
Further, if necessary, the fuel amount setting means 205 may be configured to set the fuel amount according to the larger one of the transient target air-fuel ratio and the backup air-fuel ratio.
[0039]
Then, in order to achieve the air-fuel ratio determined using each of the above functions, the fuel injection pulse width Tinj is adjusted to a desired state by the control signal from the fuel amount setting means 205, and the air-fuel ratio lean to be realized is achieved. It is configured to perform burn operation.
Here, the fuel injection pulse width Tinj is expressed by the following equation (1).
[0040]
Tinj (j) = TB · K · KAFL + Td
Or
Tinj (j) = TB · K + Td ·· (1)
TB in this equation is the basic drive time of the injector 9 and is based on the intake air amount A information from the air flow sensor 17 and the engine speed N information from the crank angle sensor (engine speed sensor) 24. The intake air amount A / N information is obtained, and the basic drive time TB is determined based on this information.
KAFL is a leaning correction coefficient, and is determined to achieve an air-fuel ratio determined by each of the control modes described later, and operation in a desired air-fuel ratio state is performed.
[0041]
Further, a correction coefficient K corresponding to the engine coolant temperature, intake air temperature, atmospheric pressure, etc. is set, and the dead time (invalid time) Td is corrected according to the battery voltage.
Further, the lean burn operation is configured to be performed when a predetermined condition is satisfied and it is determined by a lean operation condition determining means (not shown).
[0042]
By the way, each control aspect in a present Example is as follows.
(A) First, the first control mode will be described.
The first control mode mainly includes a comparison unit 203 that compares the intake air amount immediately before the start of switching from S → L and the intake air amount during the switching transient operation, and a transient time based on the comparison result of the comparison unit 203. A transient target air-fuel ratio setting means 201 for setting a target air-fuel ratio, and a backup air-fuel ratio for gradually changing the air-fuel ratio immediately before the start of switching from S to L to the final target air-fuel ratio after switching. In this case, the fuel amount setting unit 205 sets the fuel amount according to the larger one of the transient target air-fuel ratio and the backup air-fuel ratio.
In the first control mode, the target air-fuel ratio AFN is set by performing the operation according to the flowchart of FIG. 4 while using each of the above-described means.
[0043]
First, in step A1, it is determined whether or not the state is switched to lean burn operation. If not, the return operation is performed through the “NO” route because the lean burn operation is not performed (for example, stoichiometric operation state). Done.
On the other hand, when the state is switched to the lean burn operation, step A2 is executed through the “YES” route, and the lean target air-fuel ratio AFS is set.
[0044]
The lean target air-fuel ratio AFS is the air-fuel ratio in the lean burn operation state that should be finally achieved, and is set in the same manner as in the conventional system.
Then, in step A3, it is determined whether or not the actual intake air amount Q (0) to the engine 1 has been measured. If not, step A4 is executed through the “NO” route.
In step A4, the initial actual intake air amount Q (0) to the engine 1 immediately after switching to the lean burn operation is calculated using the detection signal of the air flow sensor 17.
[0045]
Next, at step A5, the backup air-fuel ratio AFL is set to the theoretical air-fuel ratio 14.7 as an initial value.
On the other hand, if the initial actual intake air amount Q (0) has already been calculated and a transitional state has been entered with regard to switching to lean burn operation, step A6 is executed from step A3 through the “YES” route.
[0046]
In Step A6, the actual intake air amount Q (n) at that time in the transient state is calculated from the detection signal of the air flow sensor 17.
Next, at step A7, the target air-fuel ratio AFQ considering the actual intake air amount Q (n) is set by the following equation (2).
[0047]
AFQ = (Q (n) / Q (0)) × 14.7 (2)
This value corresponds to the characteristic AFQ shown in FIG. 5, and the target air-fuel ratio AFQ is set corresponding to the actually sucked air amount.
That is, in the follow-up changing unit 202, the intake air amount Q (0) immediately before the start of switching of the operation state and the intake air amount Q (n) during the switching transient operation are compared by the comparison unit 203, and the target air-fuel ratio setting unit 204 is compared. Thus, the target air-fuel ratio AFQ is set based on the comparison result Q (n) / Q (0) of the comparison means 203.
[0048]
In step A8, the backup air-fuel ratio AFL is set by the following equation (3-1).
AFL = AFL + ΔAFL (3-1)
Here, ΔAFL is an increment for increasing the backup air-fuel ratio AFL from the theoretical air-fuel ratio of 14.7 toward the air-fuel ratio of lean burn operation, and a predetermined fixed value is used.
[0049]
The backup air-fuel ratio AFL corresponds to the characteristic AFL shown in FIG.
That is, in the follow-up changing means 202, the backup air-fuel ratio AFL that gradually changes from the initial backup air-fuel ratio AFL (= 14.7) immediately before the start of operation state switching to the final target air-fuel ratio AFS at the time of switching is Set by the backup air-fuel ratio setting means 206.
[0050]
Next, the upper limit value is checked in steps A9 and A10, and in step A11, the transient target air-fuel ratio AFN that is actually employed is set.
That is, in step A11, the target air-fuel ratio AFQ obtained in step A7 is compared with the backup air-fuel ratio AFL obtained in step A8, and the larger value is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN.
[0051]
AFN = MAX (AFQ, AFL)
As a result, the target air-fuel ratio AFN during transition is set in the target air-fuel ratio setting unit 204, and the fuel amount that should realize the target air-fuel ratio AFN during transient is set in the fuel amount setting unit 205.
As a result, in the fuel amount setting means 205, the target air-fuel ratio AFQ corresponding to the actual intake air amount Q (n) and the time from the initial air-fuel ratio to the final target air-fuel ratio AFS during lean burn operation are increased. The fuel amount is set according to the larger air-fuel ratio of the backup air-fuel ratio AFL set in this manner.
[0052]
By the way, in the upper limit check in steps A9 and A10, when the backup air-fuel ratio AFL exceeds the final target air-fuel ratio AFS (step A9), the backup air-fuel ratio AFL is set to the final target air-fuel ratio AFS (step A10). Thereafter, an operation of attaching the backup air-fuel ratio AFL to the final target air-fuel ratio AFS is performed.
In the first control mode, as described above, when switching from S to L, as shown in FIG. 5, first, the target air-fuel ratio AFQ larger than the backup air-fuel ratio AFL is set as the transient target air-fuel ratio AFN. The operation to be adopted is performed.
[0053]
In this state, control corresponding to the actual intake air amount Q (n) at that time in the transient state is performed.
Then, as shown in FIG. 5, the actual intake air amount Q (n) in the transient state is gradually decreased, and after a certain period, the change becomes flat, and the target air-fuel ratio AFQ is the same. Become a trend.
[0054]
Also in this state, when the target air-fuel ratio AFQ is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN, the transient target air-fuel ratio AFN hardly reaches the final target air-fuel ratio AFS.
That is, when the transient state progresses and the characteristic of the target air-fuel ratio AFQ and the characteristic of the backup air-fuel ratio AFL shown in FIG. 5 cross each other, the backup air-fuel ratio AFL is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN. The hour target air-fuel ratio AFN smoothly shifts toward the final target air-fuel ratio AFS.
[0055]
About this part, since sufficient time has passed since the start of switching to lean burn operation and a sufficient increase in the air amount has been achieved, the control is not corresponding to the actual intake air amount Q (n) at this time, Even when control is performed to shift to the final target air-fuel ratio AFS, there is no feeling of deceleration.
It should be noted that when the final target air-fuel ratio AFS is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN, the switching transient state is terminated, and feedback control by the final target air-fuel ratio AFS as in the prior art is performed.
[0056]
With such a control mode, when switching to lean burn operation, control that follows the actual change in the intake air amount is performed, and a state in which the control of the air amount is delayed with respect to the fuel injection amount control can be prevented. Thus, the occurrence of a feeling of deceleration is reliably prevented.
In other words, since the air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the increase in the actual air amount, the output of the engine 1 becomes substantially constant and no operation mode switching shock is generated.
[0057]
Even if there is an artificial accelerator operation, the target air-fuel ratio operation state is finally achieved.
Furthermore, the control mode as described above does not require additional equipment of sensors, the algorithm is simple, and reliable control is performed.
[0058]
(B) Next, the second control mode will be described.
The second control mode mainly includes a comparison unit 203 that compares the intake air amount immediately before the start of the S → L switching and the intake air amount during the switching transient operation, and a transient time based on the comparison result in the comparison unit 203. A transient target air-fuel ratio setting means 201 for setting a target air-fuel ratio, and a backup air-fuel ratio for gradually changing the air-fuel ratio immediately before the start of switching from S to L to the final target air-fuel ratio after switching. The setting means 206 is used, and in this case, the backup air-fuel ratio setting means 206 for setting the backup air-fuel ratio that gradually changes so as to reach the final target air-fuel ratio after switching from the air-fuel ratio immediately before the start of switching from S to L. , S → L gradually changes from the air-fuel ratio immediately before the start of switching to the final target air-fuel ratio after switching. The transient target air-fuel ratio setting means 207 for setting the target air-fuel ratio at the time of transfer is used. In this case, the change speed of the backup air-fuel ratio set in the backup air-fuel ratio setting means 206 becomes faster as the rotational speed of the engine 1 increases. The fuel amount setting means 205 sets the fuel amount according to the larger one of the transient target air-fuel ratio and the backup air-fuel ratio.
In the second control mode, the target air-fuel ratio AFN is set by performing the operation according to the flowchart of FIG. 6 while using each of the above-described means.
[0059]
First, in step B1, it is determined whether or not the state is switched to the lean burn operation. If not, the return operation is performed through the “NO” route because the state is not the lean burn operation (eg, the stoichiometric operation state). Done.
On the other hand, when the state is switched to the lean burn operation, step B2 is executed through the “YES” route, and the lean target air-fuel ratio AFS is set.
[0060]
The lean target air-fuel ratio AFS is the air-fuel ratio in the lean burn operation state that should be finally achieved, and is set in the same manner as in the conventional system.
In step B3, it is determined whether or not the actual intake air amount Q (0) to the engine 1 has been measured. If not, step B4 is executed through the “NO” route.
In step B4, the initial actual intake air amount Q (0) to the engine 1 immediately after switching to the lean burn operation is calculated using the detection signal of the air flow sensor 17.
[0061]
In step B5, the backup air-fuel ratio AFL is set to the theoretical air-fuel ratio 14.7 as an initial value.
On the other hand, when the initial actual intake air amount Q (0) has already been calculated and the transition to the lean burn operation has been entered, a step B6 is executed from the step B3 through the “YES” route.
[0062]
In Step B6, the actual intake air amount Q (n) at that time in the transient state is calculated from the detection signal of the air flow sensor 17.
Next, in step B7, the target air-fuel ratio AFQ considering the actual intake air amount Q (n) is set by the following equation (2).
[0063]
AFQ = (Q (n) / Q (0)) × 14.7 (2)
This value corresponds to the characteristic AFQ shown in FIG. 7, and the target air-fuel ratio AFQ is set corresponding to the actually sucked air amount.
That is, in the follow-up changing unit 202, the intake air amount Q (0) immediately before the start of switching of the operation state and the intake air amount Q (n) during the switching transient operation are compared by the comparison unit 203, and the target air-fuel ratio setting unit 204 is compared. Thus, the target air-fuel ratio AFQ is set based on the comparison result Q (n) / Q (0) of the comparison means 203.
[0064]
In step B12, the engine speed Ne is read. In step B8, the backup air-fuel ratio AFL is set according to the read engine speed Ne by the following equation (3-2).
AFL = AFL + ΔAFL (Ne) (3-2)
Here, ΔAFL (Ne) is an increment for increasing the backup air-fuel ratio AFL from the stoichiometric air-fuel ratio of 14.7 toward the air-fuel ratio of the lean burn operation (final target air-fuel ratio AFS), and corresponds to the engine speed Ne. It is set and read from a predetermined map using the engine speed Ne as a parameter, or is calculated using the engine speed Ne as a variable by a predetermined formula.
The backup air-fuel ratio AFL set in this way corresponds to the characteristics AFL1 and AFL2 shown in FIG. 7. When the engine speed Ne is large, the characteristic AFL1 has a large slope, and when the engine speed Ne is small. The backup air-fuel ratio AFL is set along the characteristic AFL2 having a small inclination.
[0065]
That is, in the follow-up changing means 202, the backup air-fuel ratio AFL that gradually changes from the initial backup air-fuel ratio AFL (= 14.7) immediately before the start of switching of the operating state to the final target air-fuel ratio AFS at the completion of switching is Set by the backup air-fuel ratio setting means 206.
Next, the upper limit value is checked in steps B9 and B10, and the transient target air-fuel ratio AFN that is actually employed is set in step B11.
[0066]
That is, in step B11, the target air-fuel ratio AFQ obtained in step B7 is compared with the backup air-fuel ratio AFL obtained in step B8, and the larger value is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN.
AFN = MAX (AFQ, AFL)
As a result, the target air-fuel ratio AFN during transition is set in the target air-fuel ratio setting unit 204, and the fuel amount that should achieve the target air-fuel ratio AFN during transient is set in the fuel amount setting unit 205.
[0067]
The fuel amount setting means 205 then increases the time from the target air-fuel ratio AFQ corresponding to the actual intake air amount Q (n) and the initial air-fuel ratio to the final target air-fuel ratio AFS during lean burn operation. The fuel amount is set in accordance with the larger air-fuel ratio of the backup air-fuel ratio AFL set in the above.
By the way, in the upper limit check in steps B9 and B10, when the backup air-fuel ratio AFL exceeds the final target air-fuel ratio AFS (step B9), the backup air-fuel ratio AFL is set to the final target air-fuel ratio AFS (step B10). Thereafter, an operation of attaching the backup air-fuel ratio AFL to the final target air-fuel ratio AFS is performed.
Since the second control mode is configured as described above, when switching from stoichiometric operation to lean burn operation (S → L switching), as shown in FIG. 7, first, a target larger than the backup air-fuel ratio AFL is set. An operation is performed in which the air-fuel ratio AFQ is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN.
[0068]
In this state, control corresponding to the actual intake air amount Q (n) at that time in the transient state is performed.
Then, as shown in FIG. 7, the actual intake air amount Q (n) in the transient state is gradually reduced in the increase amount, and after a certain period, the change becomes flat, and the target air-fuel ratio AFQ is the same. Become a trend.
[0069]
Also in this state, when the target air-fuel ratio AFQ is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN, the transient target air-fuel ratio AFN hardly reaches the final target air-fuel ratio AFS.
That is, when the transient state progresses and the characteristic of the target air-fuel ratio AFQ and the characteristic of the backup air-fuel ratio AFL shown in FIG. 7 cross each other, the backup air-fuel ratio AFL is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN. The hour target air-fuel ratio AFN smoothly shifts toward the final target air-fuel ratio AFS.
[0070]
About this part, since sufficient time has passed since the start of switching to lean burn operation and a sufficient increase in the air amount has been achieved, it is not a control corresponding to the actual intake air amount Q (n) at that time, Even when control is performed to shift to the final target air-fuel ratio AFS, there is no feeling of deceleration.
Since the backup air-fuel ratio AFL is set corresponding to the engine speed Ne, accurate control is performed.
[0071]
It should be noted that when the final target air-fuel ratio AFS is adopted as the transient target air-fuel ratio AFN, the switching transient state ends, and feedback control by the final target air-fuel ratio AFS as in the conventional case is performed.
By the way, with such a control mode, when switching to lean burn operation, control that follows the actual change in intake air amount is performed, and a state in which the control of the air amount is delayed with respect to the fuel injection amount control is prevented. As a result, the occurrence of a feeling of deceleration is reliably prevented.
[0072]
That is, since the air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the increase in the actual air amount, the output of the engine 1 becomes substantially constant and no operation mode switching shock is generated.
Even if there is an artificial accelerator operation, the target air-fuel ratio operation state is finally achieved.
[0073]
Furthermore, the control mode as described above does not require additional equipment for sensors, the algorithm is simple, and reliable control is performed.
(C) Next, the third control mode will be described.
In the second control mode described above, the larger one of the target air-fuel ratio AFQ considering the actual intake air amount and the backup air-fuel ratio AFL corresponding to the engine speed Ne is adopted as in step B7 and step B11. In this third control mode, the transient target air-fuel ratio AFL is set in consideration of the actual intake air amount by setting the increment ΔAFN (Ne) of the transient target air-fuel ratio AFN in consideration of the actual intake air amount. The air-fuel ratio AFN is set.
In this case, the transient target air-fuel ratio setting means 207 for setting the transient target air-fuel ratio AFN that gradually changes so as to reach the final target air-fuel ratio after switching from the air-fuel ratio immediately before the start of switching from S to L is used.
[0074]
The processing flow at this time is as shown in FIG. That is, first, in step B1, it is determined whether or not the state is switched to the lean burn operation. If not, the state is not the lean burn operation (for example, the stoichiometric operation state). Operation is performed.
On the other hand, when the state is switched to the lean burn operation, step B2 is executed through the “YES” route, and the lean target air-fuel ratio AFS is set.
[0075]
The lean target air-fuel ratio AFS is the air-fuel ratio in the lean burn operation state that should be finally achieved, and is set in the same manner as in the conventional system.
In step B3 ′, it is determined whether or not the initial value has been set. If not, step B5 ′ is executed through the “NO” route.
In Step B5 ′, the transient target air-fuel ratio AFN is set to the theoretical air-fuel ratio 14.7 as an initial value.
[0076]
On the other hand, if the initial value has already been set and the transition to the lean burn operation has been entered, step B12 is executed from the step B3 ′ through the “YES” route.
In step B12, the engine speed Ne is read. In step B8 ', the transient target air-fuel ratio AFN is set according to the read engine speed Ne by the following equation (3-3).
[0077]
AFN = AFN + ΔAFN (Ne) (3-3)
Here, ΔAFN (Ne) is an increment for increasing the target air-fuel ratio AFN during transition from the stoichiometric air-fuel ratio 14.7 to the air-fuel ratio (final target air-fuel ratio AFS) in lean burn operation, and corresponds to the engine speed Ne. The engine speed Ne is read from the predetermined map as a parameter, or is calculated using the engine speed Ne as a variable by a predetermined formula.
The transient target air-fuel ratio AFN thus set corresponds to the characteristics AFL1 and AFL2 shown in FIG. 7. When the engine speed Ne is large, the characteristic AFL1 having a large slope and the engine speed Ne are small. Is set to a transient target air-fuel ratio AFN along the characteristic AFL2 having a small inclination.
[0078]
That is, in the follow-up changing means 202, the transient target air temperature that gradually changes from the initial target air-fuel ratio AFN (= 14.7) immediately before the start of switching of the operating state to the final target air-fuel ratio AFS at the time of completion of switching. The fuel ratio AFN is set by the transient target air-fuel ratio setting means 207.
Next, an upper limit check is performed in steps B9 'and B10'.
[0079]
As a result, the target air-fuel ratio AFN during transition is set in the target air-fuel ratio setting unit 204, and the fuel amount that should realize the target air-fuel ratio AFN during transient is set in the fuel amount setting unit 205.
Then, the fuel amount setting means 205 sets the fuel amount according to the set transient target air-fuel ratio AFN.
The upper limit value check in steps B9 ′ and B10 ′ is performed when the transient target air-fuel ratio AFN exceeds the final target air-fuel ratio AFS (step B9 ′), and the transient target air-fuel ratio AFN is set to the final target air-fuel ratio AFS. (Step B10 '), and thereafter, an operation of attaching the transient target air-fuel ratio AFN to the final target air-fuel ratio AFS is performed.
According to the third control mode, in addition to the advantages of the second control mode, it is not necessary to calculate the target air-fuel ratio AFQ, and substantially the same operation is realized by simpler control.
[0080]
(D) Next, the fourth control mode will be described.
This fourth control mode mainly includes a transient target air-fuel ratio setting for setting a transient target air-fuel ratio that gradually changes so as to reach the final target air-fuel ratio after switching from the air-fuel ratio immediately before the start of S → L switching. Means 207 and change prohibiting / suppressing means 208 for prohibiting or suppressing a change in the target air-fuel ratio during transition immediately after switching from S to L are used. In this case, the changing speed of the transient target air-fuel ratio set by the transient target air-fuel ratio setting means 207 is changed from the changing speed corresponding to the high speed operation state of the engine 1 to the changing speed corresponding to the low speed operation state. Configured.
In the fourth control mode, the target air-fuel ratio AFN is set by performing the operation according to the flowchart of FIG. 9 while using each of the above-described means.
[0081]
First, in step C1, it is determined whether or not the vehicle is in the lean burn operation region. If it is not in the switching state, it is a stoichiometric operation state, so a return operation is performed through the “NO” route.
On the other hand, in the lean burn operation region, switching to the lean operation state is started, and step C2 is executed through the “YES” route.
[0082]
That is, the countdown of the number of strokes from the start of switching is started in step C2, and the time t corresponding to the number of strokes is compared with a predetermined value t0 in step C3.
The predetermined value t0 is set by the engine speed Ne immediately before the switching. For example, the predetermined value t0 corresponding to each of the following rotation speeds is stored in advance in the map, and is read from the map and set.
[0083]
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
The predetermined value t0 is set smaller as the engine speed Ne is larger.
Then, until the time t corresponding to the number of strokes reaches the set predetermined value t0, step C4 is executed through the “YES” route from step C3, and the target air-fuel ratio immediately before switching is set as the transient target air-fuel ratio AFT. AFTI is adopted.
[0084]
When the time t corresponding to the number of strokes reaches the predetermined value t0, step C5 is executed from the step C3 through the “NO” route.
This operation is performed by the change prohibiting / suppressing means 208, and immediately after switching to the lean burn operation, the change in the transient target air-fuel ratio AFT is suppressed for a predetermined time t0.
[0085]
That is, immediately after switching to lean burn operation, the actual intake air amount starts increasing with a dead time, but by suppressing the increase in the target air-fuel ratio during the time corresponding to this dead time, the feeling of deceleration is reduced. Occurrence is prevented.
This state corresponds to the portion on the horizontal axis from time “0” to “t0” shown in FIG. 10, and the transient target air-fuel ratio AFT is maintained at the target air-fuel ratio AFTI immediately before switching.
[0086]
Next, in step C5, the transient target air-fuel ratio AFT is compared with a predetermined value AFT1 (AFTI <AFT1 <AFTF), and step C6 is initially executed through a “YES” route.
In Step C6, the transient target air-fuel ratio AFT is calculated by the following equation (4-1).
[0087]
AFT = (1−AFTTL) × AFTI + AFTTL × AFT1 (4-1)
Here, AFTTL is an initial value “0” and an end value “1.0”, and corresponds to the elapsed time from the switching of the operating state in which AFTTL1 is added for each stroke. As shown in FIG. AFTTL = “0” at t0, and AFTTL = “1” at the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches AFT1.
That is, the transient target air-fuel ratio AFT at the time is obtained by linear interpolation for the portion where the transient target air-fuel ratio AFT reaches the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 from the target air-fuel ratio AFTI immediately before switching.
[0088]
The intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is NOxIt is set to correspond to the lean upper limit of the region where the possibility of occurrence is high, and the change rate of the transient target air-fuel ratio AFT in the portion from the target air-fuel ratio AFTI immediately before switching to the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is increased. By taking NOxIt is possible to quickly pass through a region having a high possibility of occurrence.
In this way, calculation of the transient target air-fuel ratio AFT by the above equation (4-1) is continued until the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is reached, and when the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is exceeded, the “NO” route is obtained in step C5. And step C7 is executed.
[0089]
In Step C7, the transient target air-fuel ratio AFT is calculated by the following equation (4-2).
AFT = (1-AFTTL) × AFT1 + AFTTL × AFTF (4-2)
Here, the AFTTL is an initial value “0” and an end value “1.0”, and AFTTL2 is added for each stroke. The AFTTL is obtained from the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1. Corresponds to the elapsed time.
That is, as shown in FIG. 10, AFTTL = “0” at the time when the transient target air-fuel ratio AFT is the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1, and the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching. AFTTL = “1” in time.
[0090]
Therefore, a portion from the time when the transient target air-fuel ratio AFT is the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 to the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching is determined by linear interpolation. The transient target air-fuel ratio AFT at is obtained.
The coefficients AFTTL1 and AFTTL2 are set by the volumetric efficiency Ev immediately before switching to the lean burn operation and the engine speed Ne. For example, predetermined values corresponding to the following values are previously set as maps. Stored, read from the map and set.
[0091]
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
Ev (%) = 20, 30, 40, 50, 60, 70
When the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching to the lean burn operation, the “YES” route is taken in step C8, the switching operation is ended, Feedback control is performed using the target air-fuel ratio AFTF.
By the way, the change in the target air-fuel ratio AFT during the transition during the switching operation becomes the characteristic shown in FIG. 10, and as a whole, a change similar to the actual change in the intake air amount (see FIG. 18) is performed. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a feeling of deceleration due to the change in the intake air amount due to the dead time and the first order delay, and in the portion from the target air-fuel ratio AFTI immediately before switching to the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1, Since the change rate of the fuel ratio AFT is set large, NOxIt is possible to quickly pass through a region where the possibility of occurrence is high.
Since the transient target air-fuel ratio AFT is set corresponding to the engine speed Ne, accurate control is performed.
[0092]
In addition, when switching to lean burn operation, control that follows the actual change in the intake air amount is performed, and it is possible to prevent a situation in which the control of the air amount is delayed with respect to the fuel injection amount control. Generation of feeling is surely prevented.
In other words, since the air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the increase in the actual air amount, the output of the engine 1 becomes substantially constant and no operation mode switching shock is generated.
[0093]
Even if there is an artificial accelerator operation, the target air-fuel ratio operation state is finally achieved.
Furthermore, the control mode as described above does not require additional equipment for sensors, the algorithm is simple, and reliable control is performed.
[0094]
(E) Next, the fifth control mode will be described.
In the fifth control mode, the transient target air-fuel ratio is mainly set for a predetermined period based on the comparison result of the comparison means 203, and after the predetermined period has elapsed, the transient target when the predetermined period has elapsed is determined. The transient target air-fuel ratio setting means 207 that gradually changes the transient target air-fuel ratio so as to reach the final target air-fuel ratio from the air-fuel ratio, and the intake air amount during the switching transient operation compared by the comparison means 203 are obtained by manual operation. Correction means 209 is used for correcting in response to changes in the throttle opening. In this case, the correction means 209 is configured to set the correction amount based on the intake air amount change information of the internal combustion engine.
In the fifth control mode, the target air-fuel ratio AFN is set by performing the operation according to the flowchart of FIG. 11 while using each of the above-described means.
[0095]
First, in step D0, the intake air amount change rate dQIn is calculated by the following equation (5).
dQIn= ALPH × dQIn-1+ (1-ALPH) × (Qn-Qn-1(5)
Where dQIn-1Is the previously calculated rate of change of intake air volume, QnIs the amount of intake air measured this time, Qn-1Is the intake air amount measured last time, and the previous intake air amount change rate dQIn-1And the intake air volume change rate dQInA primary smoothing process using a weighting factor ALPH is performed.
As a result, the intake air amount change rate dQI excluding the influence of the instantaneous noise component.nIs calculated stably.
[0096]
Intake air volume change rate dQInIs calculated every calculation cycle, and is continued until the operating state of the engine 1 enters the lean burn operation region.
When the operation state of the engine 1 enters the lean burn operation region, switching to the lean operation state is started in step D1, and step D2 is executed through the “YES” route.
That is, the countdown of the number of strokes from the start of switching is started in step D2, and the time t corresponding to the number of strokes is compared with the predetermined value t1 in step D3.
[0097]
The predetermined value t1 is set by the engine speed Ne immediately before the switching. For example, the predetermined value t1 corresponding to each of the following rotation speeds is stored in advance in the map, and is read from the map and set.
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
Then, until the time t corresponding to the number of strokes reaches the set predetermined value t1, step D4 is executed through the “YES” route from step D3, and the transient target air-fuel ratio AFT is calculated by the following equation (6). Is done.
[0098]
AFT = AFTI × Qr / QI (6)
Here, AFTI is the target air-fuel ratio immediately before switching, QI is the intake air amount immediately before switching, and Qr is calculated by the following equation (7).
Qr = Qn−Qacc (7)
Here, Qn is the intake air amount measured at that time, Qacc is a correction value, and the correction value Qacc is an initial value “0”, and the intake air amount change rate dQI immediately before switching is changed for each stroke.nThe value obtained by adding is taken.
[0099]
Therefore, the correction value Qacc is the intake air amount change rate dQI immediately before switching.nIs the amount of increase in intake air after switching, and corresponds to the amount indicated by Qacc in FIG.
That is, the intake air amount change rate dQI immediately before switching to lean burn operationnCorresponds to a change in the throttle opening caused by an artificial operation performed at that time, and the change corresponds to a change (inclination) indicated by a dotted line in FIG.
[0100]
This change (inclination) is continued regardless of the switch to lean burn operation, and is maintained even after the start of the switch operation to lean burn operation. Subtracted from air quantity Qn.
A value Qr obtained by subtracting the correction value Qacc from the actual intake air amount Qn is obtained by excluding the intake air amount resulting from a change in the throttle opening due to an artificial operation, and the air bypass valve 14 at the time of switching to lean burn operation. This is due to opening.
[0101]
As a result, the actual intake air amount Q related to the switch to lean burn operationrIs calculated, and its transient characteristics are shown by the characteristics shown in FIG.
Switching transient control to lean burn operation based on such characteristics is performed, and the intake air amount Q during the switching transient operation in the comparison unit 203 is performed.nHowever, it is corrected by the correction means 209 in response to a change in the throttle opening due to an artificial operation.
[0102]
Further, the correction amount Qacc by the correction means 209 is the intake air amount change information dQI of the engine 1.nIt is set based on.
Then, the actual intake air amount Q calculated as a result of the correction as described aboverIs used to calculate the transient target air-fuel ratio AFT by the above-described equation (6).
[0103]
As a result, the transient target air-fuel ratio AFT becomes the actual intake air amount Q.rIt is set corresponding to.
The transient target air-fuel ratio AFT is set by such means until the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is reached.
That is, the transitional target air-fuel ratio AFT is obtained corresponding to the actual intake air amount for the portion from the target air-fuel ratio AFTI immediately before switching to the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1, and control is performed with the air-fuel ratio as a target. It is.
[0104]
By the way, the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is NO.xThe actual intake air amount Qr in a portion exceeding the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is gradually changed as shown in FIG. It becomes a characteristic.
This part is controlled by step D6.
[0105]
That is, after the time t1 has elapsed from the start of the changeover to the lean burn operation, step D6 is executed from the step D3 through the “NO” route.
In step D6, the transient target air-fuel ratio AFT is calculated by the following equation (7).
AFT = (1−AFTTL) × AFT1 + AFTTL × AFTF (7)
Here, the AFTTL is an initial value “0” and an end value “1.0”, and AFTTL1 is added for each stroke. The AFTTL is obtained from the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1. Corresponds to the elapsed time.
That is, as shown in FIG. 13, AFTTL = “0” at a time when the transient target air-fuel ratio AFT is the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1, and the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching. AFTTL = “1” in time.
[0106]
Therefore, a portion from the time when the transient target air-fuel ratio AFT is the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 to the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching is determined by linear interpolation. The transient target air-fuel ratio AFT at is obtained.
The coefficient AFTTL1 is set by the volumetric efficiency Ev immediately before switching to lean burn operation and the engine speed Ne. For example, predetermined values corresponding to the following values are stored in advance as a map. Is read from the map and set.
[0107]
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
Ev (%) = 20, 30, 40, 50, 60, 70
Thus, the transient target air-fuel ratio AFT for the control after exceeding the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is set by linear interpolation, so that the transient target air-fuel ratio AFT can be accurately set toward the final target air-fuel ratio AFTF. The final target air-fuel ratio AFTF is increased in a timely manner.
That is, the actual intake air amount Q after exceeding the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1rIs a gradual change characteristic, and this actual intake air quantity QrIf the transient target air-fuel ratio AFT is set in response to the above, the achievement of the final target air-fuel ratio AFTF will be delayed. Is prevented and accurate control is performed.
When the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of the switching to the lean burn operation, the “YES” route is taken in step D8, the switching operation is ended, Feedback control is performed using the target air-fuel ratio AFTF.
[0108]
By the way, the change in the target air-fuel ratio AFT during the transition during the switching operation becomes the characteristic shown in FIG. 13, and as a whole, a change similar to the actual change in the intake air amount is performed. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a feeling of deceleration due to the intake air amount change accompanying a dead time and a first-order lag, and to linearly increase the transient target air-fuel ratio AFT in a portion where the intake air amount change is gradual. The switching control is completed in a timely manner and accurate control is performed.
Since the transient target air-fuel ratio AFT is set corresponding to the engine speed Ne, accurate control is performed.
[0109]
In addition, when switching to lean burn operation, control that follows the actual change in the intake air amount is performed, and it is possible to prevent a situation in which the control of the air amount is delayed with respect to the fuel injection amount control. Generation of feeling is surely prevented.
In other words, since the air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the increase in the actual air amount, the output of the engine 1 becomes substantially constant and no operation mode switching shock is generated.
[0110]
Further, even if there is an artificial accelerator operation, the control corresponding to the accelerator operation is performed for correction, so that the occurrence of a feeling of deceleration is prevented.
Furthermore, the control mode as described above does not require additional equipment for sensors, the algorithm is simple, and reliable control is performed.
[0111]
(F) Next, the sixth control mode will be described.
In this sixth control mode, the transient target air-fuel ratio is mainly set for a predetermined period based on the comparison result in the comparison means 203, and after the predetermined period has elapsed, the transient target when the predetermined period has elapsed. The transient target air-fuel ratio setting means 207 that gradually changes the transient target air-fuel ratio so as to reach the final target air-fuel ratio from the air-fuel ratio, and the intake air amount during the switching transient operation compared by the comparison means 203 are obtained by manual operation. Correction means 209 is used for correcting in response to changes in the throttle opening. In this case, the correction unit 209 corrects the set target air-fuel ratio at the time of transition in accordance with the change in the throttle opening due to the manual operation, and calculates the intake air amount not related to the lean burn operation as the throttle opening and the engine A map (storage means) that stores the rotation speed as a parameter is provided.
In the sixth control mode, the target air-fuel ratio AFN is set by performing the operation according to the flowchart of FIG. 14 while using each of the above-described means.
[0112]
First, when the operation state of the engine 1 enters the lean burn operation region, switching to the lean operation state is started in step E1, and step E2 is executed through the “YES” route.
That is, the countdown of the number of strokes from the start of switching is started at step E2, and the time t corresponding to the number of strokes is compared with the predetermined value t1 at step E3.
[0113]
The predetermined value t1 is set by the engine speed Ne immediately before the switching. For example, the predetermined value t1 corresponding to each of the following rotation speeds is stored in advance in the map, and is read from the map and set.
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
Then, until the time t corresponding to the number of strokes reaches the set predetermined value t1, step E4 is executed through the “YES” route from step E3, and the transient target air-fuel ratio AFT is calculated by the following equation (8). Is done.
[0114]
AFT = AFTI × Qr / QI (8)
Here, AFTI is the target air-fuel ratio immediately before switching, QI is the intake air amount immediately before switching, and Qr is calculated by the following equation (9).
Figure 0003614090
Here, Qn is the intake air amount measured at that time, Qacc is a correction value, and the correction value Qacc is an initial value “0”, and for each stroke, a predetermined value Qthne stored in advance in the map and a lean value are stored. It is obtained from the intake air amount QI at the start of switching to the burn operation.
That is, the predetermined value Qthne is the amount of intake air during stoichiometric operation, and is stored in advance using the throttle opening TH (V) and the engine speed Ne (rpm) as parameters.
[0115]
These values are stored, for example, corresponding to the following characteristic values.
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
TH (V) = 0.635, 1.26, 1.885, 2.510, 3.135, 3.76, 4.385
Here, the correction value Qacc is the intake air amount change rate dQI immediately before switching, as in the fourth control mode.nIs the amount of increase in intake air after switching, and corresponds to the amount indicated by Qacc in FIG.
That is, the intake air amount change rate dQI immediately before switching to lean burn operationnCorresponds to a change in the throttle opening caused by an artificial operation performed at that time, and the change corresponds to a change (inclination) indicated by a dotted line in FIG.
[0116]
This change is continued regardless of the switching to the lean burn operation, and is continued even after the start of the switching operation to the lean burn operation. Therefore, the actual intake air amount Qn is determined with the correction value Qacc as a result of human operation. Deducted from.
By the way, the correction value Qacc is obtained through the intake air amount Qthne which is a map value. This intake air amount Qthne is an amount corresponding to the display in FIG. 11, and from the intake air amount Qthne to the lean burn operation. It is obtained by subtracting the intake air amount QI at the start of switching.
[0117]
The value Qr obtained by subtracting the correction value Qacc from the actual intake air amount Qn is obtained by excluding the intake air amount resulting from the change in the throttle opening caused by the manual operation, and the air bypass valve when switching to the lean burn operation. This is due to the opening of 14.
As a result, the actual intake air amount Q related to the switch to lean burn operationrIs calculated, and its transient characteristics are shown by the characteristics shown in FIG.
[0118]
Switching transient control to lean burn operation based on such characteristics is performed, and the intake air amount Q during switching transient operation in the comparison unit 203 is performed.nHowever, it is corrected by the correction means 209 in response to a change in the throttle opening due to an artificial operation.
Then, the actual intake air amount Q calculated as a result of the correction as described aboverIs used to calculate the transient target air-fuel ratio AFT according to the above equation (8).
[0119]
As a result, the transient target air-fuel ratio AFT becomes the actual intake air amount Q.rIt is set corresponding to.
The transient target air-fuel ratio AFT is set by such means until the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is reached.
That is, the transitional target air-fuel ratio AFT is obtained corresponding to the actual intake air amount for the portion from the target air-fuel ratio AFTI immediately before switching to the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1, and control is performed with the air-fuel ratio as a target. It is.
[0120]
By the way, the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is NO.xThe actual intake air amount Q is set so as to correspond to the lean side upper limit of the region where the possibility of occurrence is high, and exceeds the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1.rAs shown in FIG. 13, it has a characteristic that makes a gradual change.
This part is controlled by step E6.
[0121]
That is, after elapse of time t1 from the start of switching to lean burn operation, step E6 is executed from step E3 through the “NO” route.
In step E6, the transient target air-fuel ratio AFT is calculated by the following equation (10).
AFT = (1−AFTTL) × AFT1 + AFTTL × AFTF (7)
Here, the AFTTL is an initial value “0” and an end value “1.0”, and AFTTL1 is added for each stroke. The AFTTL is obtained from the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1. Corresponds to the elapsed time.
That is, as shown in FIG. 13, AFTTL = “0” at the time when the transient target air-fuel ratio AFT is the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1, and the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching. AFTTL = “1” in time.
[0122]
Therefore, a portion from the time when the transient target air-fuel ratio AFT is the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 to the time when the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of switching is determined by linear interpolation. The transient target air-fuel ratio AFT at is obtained.
The coefficient AFTTL1 is set by the volumetric efficiency Ev immediately before switching to lean burn operation and the engine speed Ne. For example, predetermined values corresponding to the following values are stored in advance as a map. Is read from the map and set.
[0123]
Ne (rpm) = 750, 1000, 1250, 1500, 2000, 2500, 3000, 3500
Ev (%) = 20, 30, 40, 50, 60, 70
Thus, the transient target air-fuel ratio AFT for the control after exceeding the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1 is set by linear interpolation, so that the transient target air-fuel ratio AFT can be accurately set toward the final target air-fuel ratio AFTF. The final target air-fuel ratio AFTF is increased in a timely manner.
That is, the actual intake air amount Q after exceeding the intermediate predetermined air-fuel ratio AFT1rIs a gradual change characteristic, and this actual intake air quantity QrIf the transient target air-fuel ratio AFT is set in response to the above, the achievement of the final target air-fuel ratio AFTF will be delayed. As described above, by performing linear interpolation on this portion, the final target air-fuel ratio AFTF is achieved. Is prevented and accurate control is performed.
When the transient target air-fuel ratio AFT reaches the final target air-fuel ratio AFTF at the end of the switching to the lean burn operation, the “YES” route is taken in step E8, the switching operation is ended, Feedback control is performed using the target air-fuel ratio AFTF.
[0124]
By the way, the change in the target air-fuel ratio AFT during the transition during the switching operation becomes the characteristic shown in FIG. 13, and as a whole, a change similar to the actual intake air amount change is performed. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a feeling of deceleration due to the intake air amount change accompanying a dead time and a first-order lag, and to increase the transient target air-fuel ratio AFT linearly in a portion where the intake air amount change is gradual. The switching control is completed in a timely manner, and accurate control is performed.
Since the transient target air-fuel ratio AFT is set corresponding to the engine speed Ne, accurate control is performed.
[0125]
In addition, when switching to lean burn operation, control that follows the actual change in the intake air amount is performed, and it is possible to prevent a situation in which the control of the air amount is delayed with respect to the fuel injection amount control. Generation of feeling is surely prevented.
In other words, since the air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the increase in the actual air amount, the output of the engine 1 becomes substantially constant and no operation mode switching shock is generated.
[0126]
Further, even if there is an artificial accelerator operation, the control corresponding to the accelerator operation is performed for correction, so that the occurrence of a feeling of deceleration is prevented.
Furthermore, the control mode as described above does not require additional equipment for sensors, the algorithm is simple, and reliable control is performed.
[0127]
【The invention's effect】
As described above in detail, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of the present invention (claim 1)~ 7According to,NextThere are effects or advantages.
(1) At the time of switching to lean burn operation, control following the actual intake air amount change is performed, and it is possible to prevent a state in which the control of the air amount is delayed with respect to the fuel injection amount control. Generation of a feeling of deceleration is reliably prevented.
[0128]
(2) Since the air-fuel ratio is shifted to the lean side in accordance with the increase in the actual air amount, the engine output becomes substantially constant and no operation mode switching shock is generated.
(3) Even if there is an artificial accelerator operation, the target air-fuel ratio operation state is finally achieved.
[0129]
(4) No additional equipment for sensors is required, the algorithm is simple, and reliable control is performed.
(5) Immediately after switching to lean burn operation, the actual intake air amount starts to increase with a dead time. By prohibiting or suppressing the increase in the target air-fuel ratio during the time corresponding to this dead time, Generation of a feeling of deceleration can be prevented, and the time corresponding to this dead time is set based on the engine speed, so that a change similar to the actual change in the intake air amount is performed, and accurate control can be performed.
Further, according to the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of the present invention (Claim 2).,the aboveThe above-described (1) to (4) have a simple configuration in which the change speed of the transient target air-fuel ratio set by the transient target air-fuel ratio setting means is changed from a fast change speed to a slow change speed. In addition to the effects, there are the following effects or advantages.
(6) The change of the target air-fuel ratio at the time of transition during the switching operation is a change similar to the actual change of the intake air amount as a whole. Therefore, it is possible to avoid the occurrence of a feeling of deceleration due to a change in intake air amount with a dead time and a first-order delay.
[0130]
According to the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of the present invention (Claim 3), the transient target air-fuel ratio setting means according to claim 2 is configured such that when the transient target air-fuel ratio becomes a predetermined air-fuel ratio, In addition to the effects (1) to (4) and (6) described above, the transitional target air-fuel ratio changing speed is changed from a fast changing speed to a slow changing speed. There are such effects or advantages.
[0131]
(7) In the portion from the target air-fuel ratio immediately before switching to the intermediate predetermined air-fuel ratio, the change speed of the target air-fuel ratio at the time of transition is set large, so NOxIt is possible to quickly pass through a region where the possibility of occurrence is high.
Further, according to the configuration as in the first aspect, the change speed of the transient target air-fuel ratio set by the transient target air-fuel ratio setting means in claim 2 increases as the rotational speed of the internal combustion engine increases. In addition to the effects (1) to (4) and (6), there are the following effects or advantages. (8) Since the target air-fuel ratio at the time of transition is set corresponding to the engine speed Ne, accurate control is performed.
[0132]
According to the configuration of the second aspect, in the configuration according to claim 1 or 2, the follow-up changing unit is configured to reach the final target air-fuel ratio after switching from the air-fuel ratio immediately before the start of switching of the operating state. A backup air-fuel ratio setting means for setting a backup air-fuel ratio that gradually changes to the above-mentioned amount of fuel, and the fuel amount setting means according to the larger one of the transient target air-fuel ratio and the backup air-fuel ratio. The configuration is such that the fuel amount is set, and the change rate of the backup air-fuel ratio set by the backup air-fuel ratio setting means is configured so as to increase as the rotational speed of the internal combustion engine increases. In addition to the effects (1) to (4), (5) or (1) to (4), (6), there are the following effects or advantages.
[0133]
(9) Since the backup air-fuel ratio is set corresponding to the engine speed Ne, accurate control is performed.
Further, according to the configuration as in the third aspect, in the first or second aspect, the follow-up change unit compares the intake air amount immediately before the start of switching of the operation state with the intake air amount during the switching transient operation. Comparing means and a transient target air-fuel ratio setting means for setting a transient target air-fuel ratio based on the comparison result in the comparison means, and comprising the intake air amount during the switching transient operation in the comparing means, (1) to (4), (5) or (1) to (4), with a simple configuration in which correction means for correcting the intake air amount in response to a change in the throttle opening by human operation is provided. In addition to the effect of (6), there are the following effects or advantages.
[0134]
(10) Even if there is an artificial accelerator operation, the control is performed with correction corresponding to the accelerator operation, so that a feeling of deceleration is prevented.
According to the configuration of the aspect 4, the correction unit in the aspect 3 has a simple configuration in which the correction amount is set based on the intake air amount change information of the internal combustion engine. The same effects or advantages as the apparatus can be obtained.
[0135]
Further, according to the configuration as in aspect 5, the follow-up changing means in claim 1 or 2 compares the intake air amount immediately before the start of switching of the operating state with the intake air amount during the switching transient operation. And a transient target air-fuel ratio setting means for setting a transient target air-fuel ratio based on the comparison result of the comparison means, the transient target air-fuel ratio setting means being the comparison result of the comparison means The transient target air-fuel ratio is set for a predetermined period based on the above, and after the predetermined period, the transient target air-fuel ratio is reached from the transient target air-fuel ratio when the predetermined period elapses to the final target air-fuel ratio. In addition to the effects of (1) to (4), (5) or (1) to (4), (6), the configuration is such that the target air-fuel ratio is gradually changed. like There are fruit or advantages.
[0136]
(11) Even if there is an artificial accelerator operation, the control is performed with correction corresponding to the accelerator operation, so that a feeling of deceleration is prevented.
(12) The actual intake air amount after exceeding the intermediate predetermined air-fuel ratio has a gradual change characteristic. If the transient target air-fuel ratio is set corresponding to this actual intake air amount, the final target air-fuel ratio is achieved. Although a delayed state is caused, by performing linear interpolation on this portion, a delay in achieving the final target air-fuel ratio is prevented, switching control is completed in a timely manner, and accurate control is performed.
[0137]
Further, according to the configuration as in the aspect 6, the correction means in the aspect 3 is adapted to correct the set transient target air-fuel ratio in accordance with the throttle opening change due to the manual operation. Since (1) to (4), (5) are provided with storage means for storing the intake air amount not related to the switching to the operation at the fuel ratio as parameters of the throttle opening and the engine speed. In addition to the effects (10) or (1) to (4), (6), (10), the following effects or advantages can be obtained.
[0138]
(13) Even if there is an artificial accelerator operation, the control is performed with correction corresponding to the accelerator operation, so that a feeling of deceleration is prevented.
(14) The correction corresponding to the accelerator operation can be performed without detecting the actual intake air amount, and there is an advantage that the control device can be realized at low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a control block diagram of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an overall configuration diagram of an engine system having an air-fuel ratio control apparatus as an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a hardware block diagram showing a control system of an engine system having an air-fuel ratio control apparatus as one embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart for explaining a first control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for explaining a first control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention;
FIG. 6 is a flowchart for explaining a second control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram for explaining a second control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart for explaining a third control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart for explaining a fourth control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a diagram for explaining a fourth control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention;
FIG. 11 is a flowchart for explaining a fifth control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention;
FIG. 12 is a diagram for explaining a fifth control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention;
FIG. 13 is a diagram for explaining a fifth control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention;
FIG. 14 is a flowchart for explaining a sixth control mode of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as one embodiment of the present invention;
FIGS. 15A and 15B are diagrams for explaining air-fuel ratio control characteristics. FIGS.
FIG. 16 is a diagram for explaining air-fuel ratio control characteristics;
FIGS. 17A to 17C are diagrams for explaining air-fuel ratio control characteristics. FIGS.
FIG. 18 is a diagram for explaining air-fuel ratio control characteristics;
[Explanation of symbols]
1 engine (internal combustion engine)
2 Combustion chamber
3 Intake passage
3a Surge tank
4 Exhaust passage
5 Intake valve
6 Exhaust valve
7 Air cleaner
8 Throttle valve
9 Electromagnetic fuel injector (injector)
9a Injector solenoid
10 Three-way catalyst
11A 1st bypass passage
11B second bypass passage
12 Stepper motor valve (STM valve)
12a Disc
12b Stepper motor (ISC actuator)
12c spring
13 First idle air valve
14 Air bypass valve
14a Disc
14b Diaphragm actuator
15 Fuel pressure regulator
16 Spark plug
17 Air flow sensor (intake air volume sensor)
18 Intake air temperature sensor
19 Atmospheric pressure sensor
20 Throttle position sensor
21 Idle switch
22 Linear O2Sensor
23 Water temperature sensor
24 Crank angle sensor (engine speed sensor)
25 ECU as air-fuel ratio control means
26 CPU (arithmetic unit)
28 Input interface
29 Analog / Digital Converter
30 Vehicle speed sensor
35 Input interface
36 ROM (storage means)
37 RAM
39 Injection driver
40 Ignition driver
41 Power transistor
42 Ignition coil
43 Distributor
44 ISC driver
45 Driver for bypass air
46 EGR driver
80 Exhaust gas recirculation passage (EGR passage)
81 EGR valve
81a Disc
81b Diaphragm actuator
82 Pilot Passage
83 Solenoid valve for ERG valve control
83a Solenoid
201 Intake air amount control means
202 Follow-up change means
203 comparison means
204 Target air-fuel ratio setting means
205 Fuel amount setting means
206 Backup air-fuel ratio setting means
207 Transient target air-fuel ratio setting means
208 Change prohibition / suppression means
209 Correction means
210 Air-fuel ratio control means
211 Fuel supply means

Claims (7)

理論空燃比より希薄側空燃比での運転と該希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転とを運転状態に応じ切り換えて行ないうる内燃機関において、
該希薄側空燃比での運転への切り換え時に、該内燃機関の燃焼室への供給吸入空気量を増大させる吸入空気量制御手段と、
該内燃機関の運転状態に応じて空燃比を制御すべく、該内燃機関の運転状態に応じて希薄側目標空燃比と該希薄側目標空燃比よりも過濃側の過濃側目標空燃比を設定する目標空燃比設定手段と、
該目標空燃比設定手段により設定された該希薄側目標空燃比及び該過濃側目標空燃比を実現すべく燃料量を設定する燃料量設定手段とを有する空燃比制御手段と、
該空燃比制御手段における該燃料量設定手段で設定された燃料量に応じて、該内燃機関へ燃料を供給する燃料供給手段とをそなえ、
該空燃比制御手段における該目標空燃比設定手段が、
該希薄側空燃比より過濃側空燃比での運転から該希薄側空燃比での運転への切り換えに際し、実吸入空気量の変化に追従して該過濃側目標空燃比から該希薄側目標空燃比へ目標空燃比を連続的に変化させる追従変化手段をそなえ、
上記追従変化手段が、
上記運転状態の切り換え開始直前における該過濃側目標空燃比から切り換え後の該希薄側目標空燃比に至るように徐々に変化する過渡時目標空燃比を設定する過渡時目標空燃比設定手段と、
上記運転状態の切り換え直後において該内燃機関の回転数に基づき設定された所定期間内は上記過渡時目標空燃比の変化を禁止又は抑制する変化禁止・抑制手段と
をそなえて構成されることを特徴とする、内燃機関の空燃比制御装置。In an internal combustion engine capable of switching between operation at a lean side air-fuel ratio from the stoichiometric air-fuel ratio and operation at a rich side air-fuel ratio from the lean side air-fuel ratio according to the operating state,
Intake air amount control means for increasing the amount of intake air supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine when switching to operation at the lean side air-fuel ratio;
In order to control the air-fuel ratio according to the operating state of the internal combustion engine, the lean side target air-fuel ratio and the rich side target air-fuel ratio that is richer than the lean side target air-fuel ratio are set according to the operating state of the internal combustion engine. Target air-fuel ratio setting means to be set;
An air-fuel ratio control means having fuel amount setting means for setting the fuel amount so as to realize the lean side target air-fuel ratio and the rich side target air-fuel ratio set by the target air-fuel ratio setting means;
Fuel supply means for supplying fuel to the internal combustion engine in accordance with the fuel amount set by the fuel amount setting means in the air-fuel ratio control means;
The target air-fuel ratio setting means in the air-fuel ratio control means is
When switching from operation at the rich side air-fuel ratio to operation at the lean side air-fuel ratio from the lean side air-fuel ratio, the change from the rich side target air-fuel ratio to the lean side target follows the change in the actual intake air amount. With follow-up change means for continuously changing the target air-fuel ratio to the air-fuel ratio,
The following change means is
A transient target air-fuel ratio setting means for setting a transient target air-fuel ratio that gradually changes so as to reach the lean target air-fuel ratio after switching from the over-rich target air-fuel ratio immediately before the start of switching of the operating state;
Immediately after the switching of the operating state, a change prohibiting / suppressing means is configured to prohibit or suppress the change of the transient target air-fuel ratio within a predetermined period set based on the rotational speed of the internal combustion engine. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine. 上記過渡時目標空燃比設定手段において設定される過渡時目標空燃比の変化速度が速い変化速度から遅い変化速度へ変化するように構成される
ことを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein a change speed of the transient target air-fuel ratio set by the transient target air-fuel ratio setting means is changed from a fast change speed to a slow change speed. Air-fuel ratio control device. 上記過渡時目標空燃比設定手段は、該過渡時目標空燃比が所定空燃比になったら、該過渡時目標空燃比の変化速度を速い変化速度から遅い変化速度へ切り換えるように構成されることを特徴とする、請求項２記載の内燃機関の空燃比制御装置。The transient target air-fuel ratio setting means is configured to switch the change speed of the transient target air-fuel ratio from a fast change speed to a slow change speed when the transient target air-fuel ratio reaches a predetermined air-fuel ratio. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 2, characterized in that 上記変化禁止・抑制手段は、上記運転状態の切り換え直前の内燃機関の回転数が大きい程、上記所定期間を小さくすることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。2. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the change prohibiting / suppressing means reduces the predetermined period as the rotational speed of the internal combustion engine immediately before the switching of the operating state increases. 上記所定期間は、実吸入空気量の変化に伴うむだ時間に対応して設定されることを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the predetermined period is set corresponding to a dead time associated with a change in the actual intake air amount. 上記過渡時目標空燃比の変化速度は、実吸入空気量の変化に伴う一次遅れに対応して設定されることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。6. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the change speed of the target air-fuel ratio at the time of transition is set corresponding to a first-order lag associated with a change in the actual intake air amount. Air-fuel ratio control device. 上記所定空燃比は、ＮＯx発生の可能性が高い領域のリーン側上限に対応するように設定されることを特徴とする、請求項３記載の内燃機関の空燃比制御装置。The predetermined air-fuel ratio, characterized in that the potential of the NO x generation is set to correspond to the lean side limit high region, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein.
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