JP2003113728A

JP2003113728A - 内燃機関の制御装置

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Publication number: JP2003113728A
Application number: JP2002223932A
Authority: JP
Inventors: Jun Hasegawa; 純長谷川; Hisashi Iida; 飯田　　寿; Tomoaki Nakano; 智章中野
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2001-07-31
Filing date: 2002-07-31
Publication date: 2003-04-18
Anticipated expiration: 2022-07-31
Also published as: JP3975856B2

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、エンジンのドラビリが悪化するこ
とを低減できる内燃機関の制御装置を提供することを目
的とする。【解決手段】基準となる回転速度と回転速度とからト
ルク余裕を算出し、このトルク余裕に基づいて内燃機関
の燃焼空燃比をリーン化するリーン化制御手段を備える
内燃機関の制御装置において、このリーン化制御手段に
よる燃料噴射量の補正に対して、ドラビリ悪化を低減す
るための最終補正値に基づいて更に燃料噴射量を補正す
る。この最終補正値の設定は、回転速度変動量に基づい
て設定される補正値と、前回の最終補正値とのうち、ド
ラビリを抑制する補正値が選択される。これにより、ド
ラビリが悪化を考慮しつつ、空燃比のリーン化を実施す
ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】内燃機関の制御装置におい
て、エンジン回転速度のラフネスに基づいて変動を検出
し、変動を抑制する制御に係る。

【０００２】

【従来技術】従来より、定常走行時において燃焼空燃比
を理論空燃比よりもリーン限界付近の空燃比にて制御し
ようとする所謂リーンリミット制御という技術が知られ
ている。一般的に、理論空燃比での燃焼にて内燃機関を
制御する場合、燃焼が安定しているため回転速度に大き
な変動は生じない。

【０００３】これに対して、理論空然比よりもリーンな
空燃比にて内燃機関を制御すると、リーンな燃焼では、
燃料噴射量が少ないことから、理論空燃比での燃焼に比
して燃焼が不安定になり易いことが知られている。この
ため従来のリーンリミット制御では、ドラビリが悪化す
る直前の回転速度のばらつきを限界値として、回転速度
変動がこの限界値を越えないように制御することでリー
ンな空燃比での制御を実施している。より具体的には、
所定のリーン空燃比に制御するために、燃焼が不安定に
なることを回転速度のばらつきから検出し、検出された
ばらつきに応じて燃料噴射量を補正して、目標の回転速
度のばらつきとなるように制御する。これにより、所定
の回転変動にて制御されるので、空燃比をリーン限界付
近に制御することができるという技術である。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のリー
ンリミット制御では、回転速度の変動量に応じた燃料噴
射量の補正値を設定しているため、回転速度変動が生じ
た際に回転速度変動を抑制しようとして、燃料噴射量の
補正量が大きくなる。そのため、燃料噴射量の補正値が
ハンチングしてしまい、回転速度変動を助長し、ドラビ
リが悪化する虞がある。そして、このようなドラビリが
悪化する問題は、リーンリミット制御のみならず、所定
のパラメータに対する補正を回転速度に基づいて実施す
る制御において生じる問題である。

【０００５】ところで、近年、燃費とエミッションに対
する規制が厳しくなり、この規制に関する要求を満たす
ための技術が広く研究されている。このため、定常走行
時を含むあらゆる運転状態で、エミッションを低減する
ことがこの規制を満たすために重要なファクターとな
る。

【０００６】たとえば、冷間始動の運転状態におけるエ
ミッション低減などは、上記規制を満たす上で重要な技
術の一つである。冷間始動の従来技術においては、内燃
機関の冷始動時からの運転は、始動性と安定性とを目的
として燃料噴射量を増量補正している。しかしながら、
このように冷間始動時に、上述の燃料噴射量に対する増
量補正を行なってしまうと、内燃機関の空燃比は、理論
空燃比よりもリッチな空燃比で燃焼が行われてしまう。

【０００７】そのため、この燃焼ガスは、燃料成分を多
量に含んだ排出ガスとなって、暖機前の触媒を通過する
ことになる。暖機前の触媒は浄化率が低下しているため
に、上述の増量補正によって燃料成分を多量に含んだ排
出ガスは触媒にて十分に浄化されることなく大気に排出
されることになり、エミッションが悪化する虞がある。
そこで、上述のような背景から、冷始動時のエミッショ
ン低減を目的とした技術が要求されている。

【０００８】しかしながら、燃費とエミッションを低減
するためには、冷始動からの運転であっても制御する空
燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に制御すること
が必要となる。そこで従来では、リーン燃焼によるトル
ク不足を考慮するため、基準回転速度（実施例では、参
照回転速度と記述する）と実回転速度との偏差に基づい
て燃料噴射量の減量補正を行うことで、空燃比をリーン
となるように制御していた。

【０００９】ところが、このような場合に、トルク不足
のみを考慮しているためにリーンな燃焼によってドラビ
リが悪化してしまう虞がある。この場合、回転速度変動
に応じてフィードバック的に燃料噴射量を補正をするこ
とが考えられるが、回転速度変動に基づいて燃料噴射量
に対する補正を行った場合、回転変動量が大きくなると
燃料噴射量の補正量も大きくなることから、この燃料噴
射量の補正量が不安定になって回転速度変動を助長する
という上述と同様の課題が生じる虞がある。

【００１０】本発明は、上述の課題に鑑みてなされたも
のであり、ドラビリの悪化を低減することができる内燃
機関の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】そこで、請求項１の発明
によれば、内燃機関の冷間始動からの運転中に、燃料噴
射量を減量補正し、内燃機関の空燃比を理論空燃比より
もリーンな空燃比に制御するためのリーン化補正値を設
定するリーン化補正手段と、回転速度変動検出手段によ
り検出される回転速度変動に基づいて、リーン化補正値
を補正するための最終補正値を演算する最終補正手段
と、最終補正手段により補正された最終補正値に基づい
て燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段とを備える
内燃機関の制御装置において、前記最終補正手段は、前
記回転速度変動検出手段により検出される回転速度変動
に基づいて燃料噴射量を算出する第１の補正量算出手段
を、最終補正手段により設定された前回の最終補正値
と、第１の補正量算出手段により算出される第１の補正
値とのうち、前記回転速度変動を抑制するいずれか一方
の補正値を選択し、前記選択された補正値に基づいて前
記リーン化補正値を補正する。

【００１２】回転速度変動量に基づいて設定される補正
値は、例えば、回転速度変動量が大きくなるほど、燃料
噴射量をリーン化するための補正から燃焼を安定させる
補正値へと変更される。また、回転速度変動量が小さく
なるほど、燃料噴射量を減量補正して、燃焼空燃比をリ
ーンにする。この補正のみでは、回転速度変動量のみに
基づいて燃料噴射量に対する補正量が設定されるため、
燃料噴射量がハンチングし、回転変動を助長する虞があ
る。

【００１３】しかしながら、上述の請求項１の発明で
は、最終補正手段によって上述の不都合を解消するもの
である。この最終補正手段とは、回転速度変動量に基づ
く補正値と、前回の最終補正値とを比較して、回転速度
変動を抑制する補正量を選択し、選択された補正値に基
づいてリーン化補正値を補正するので、内燃機関の制御
において、リーン化制御を実施する際にドラビリの悪化
を抑制する制御を実施することができる。

【００１４】すなわち、例えば、回転速度変動量が小さ
くなると、燃料噴射量を減量してさらにリーン化するこ
とができるために、回転速度変動に基づく今回の補正値
は、前回の最終補正値より燃料噴射量を減量して更にリ
ーン化する補正値に設定される。このため、前回の最終
補正値より今回の補正値のほうが燃料噴射量を小さく補
正する値となり、回転速度変動を抑制する補正値として
前回の最終補正値が選択される。

【００１５】一方、回転速度変動量が大きくなると、回
転速度変動量に基づく今回の補正値は回転速度変動量を
抑制するために燃料噴射量を減量されるのを抑制するた
めに、前回の最終補正値よりも燃料噴射量が増量される
補正値が設定される。このため回転速度変動量を抑制す
るための補正値としては、回転速度変動量に基づく補正
値が選択される。

【００１６】すなわち、回転速度変動量が大きくなる
と、回転速度変動量に基づく補正値が最終補正値として
選択されて、この最終補正値に基づいてリーン化補正値
を補正する。そして、回転速度変動量が小さくなると、
前回の最終補正値が最終補正値として選択されて、この
最終補正値に基づいてリーン化補正値を補正する。故に
いずれの場合でも、回転速度変動量を抑制する補正値が
最終補正値として設定されるので、燃料噴射量のハンチ
ングを防止して、ドラビリの悪化を抑制する制御を実施
することができる。

【００１７】ところで、リーン化制御を実施するときに
は、燃焼空燃比をリーンにするため、燃焼トルクがリッ
チ燃焼に比して減少する。このため、請求項２の発明に
よれば、請求項１のリーン化補正値としては、回転速度
の基準値として設定される参照回転速度と回転速度検出
手段により検出される回転速度とに基づいて設定される
のが良い。

【００１８】これにより、回転速度検出手段により検出
される内燃機関の実回転速度が参照回転数と比較される
ことによって、空燃比をリーン化するのに必要なトルク
余裕を考慮して、リーン化補正値を設定することができ
るので、トルク不足による回転速度の落ち込みを防止す
ることができる。

【００１９】なお、請求項３の発明によれば、複数の気
筒から構成される内燃機関の制御装置において、前記回
転速度変動検出手段は、前記複数の気筒の各気筒におけ
る回転角速度を求め、前記回転角速度のばらつきに基づ
いて変動を検出する手段である。

【００２０】請求項４の発明によれば、内燃機関の回転
速度変動を検出する回転速度変動検出手段と、内燃機関
の制御に用いられる所定のパラメータと、この所定のパ
ラメータを最終補正値に基づいて補正する最終補正手段
と、この最終補正手段により補正された所定のパラメー
タに基づいて内燃機関の制御を行う内燃機関の制御装置
において、回転速度変動検出手段により検出される回転
速度変動に基づいて所定のパラメータを補正するための
補正値を設定する補正値設定手段を備え、最終補正手段
は、第２の補正値設定手段により設定される補正値と、
この最終補正手段により設定される最終補正値の前回値
とのうち、回転速度変動を抑制するいずれかの補正値を
選択し、選択された補正値に基づいて最終補正値を設定
する。

【００２１】これにより、最終補正値としては、回転速
度変動を抑制する補正値が選択されるので、燃料噴射量
を補正する補正値がハンチングすることが防止され、ド
ラビリ悪化を抑制した制御を実施することができる。

【００２２】例えば、内燃機関の冷始動時に触媒の早期
暖機制御が実施され、点火時期遅角制御が行われるとき
には、点火時期の遅角によって燃焼安定性が悪化し、回
転速度変動が発生する。すなわち、このような場合に
は、請求項５の発明のように、請求項４の所定のパラメ
ータとして、目標点火時期を設定すると良い。

【００２３】また、可変バルブタイミングシステムにお
いては、例えば、吸気バルブの開タイミングを進角する
と、燃焼ガスが気筒内に残留するので、燃焼が悪化す
る。この燃焼の悪化は、回転速度変動を引き起こすため
に、請求項６の発明のように、請求項４の所定パラメー
タとして、可変バルブ機構の吸気バルブおよび／または
排気バルブの目標開タイミングであっても良い。

【００２４】ところで、通常の内燃機関の冷始動時にお
いては、触媒を積極的に昇温させるために、点火時期を
遅角して制御している。点火時期を遅角することで、燃
焼速度を緩慢にすることができる。燃焼速度が緩慢にな
ると、燃焼行程から排気行程に移行しても、燃焼が行わ
れる。すなわち、排気通路中で燃焼が行われることとな
る。この排気通路中で行われる燃焼の燃焼熱を利用する
ことによって、触媒を早期に昇温させることが可能とな
る。

【００２５】このような、触媒の早期暖機運転状態に、
始動時の空燃比をリーンな燃焼によって制御している
と、次のような不都合を生じる可能性が挙げられる。例
えば、図１５の実線にて示すように、リーン燃焼の目標
空燃比を所定Ａ／Ｆ値とした場合は、燃焼空燃比がリー
ン側になると回転速度変動が大きくなる。これに対し
て、図中の点線、一点鎖線にて示すように点火時期が進
角側になると、この回転速度変動が大きくなる空燃比
が、実線に比してよりリーン側に移行する。このため、
触媒早期暖機のための点火時期遅角が、触媒早期暖機終
了等により、通常の点火時期に設定されると、燃焼は、
点火時期が遅角側で制御されている場合よりも、進角側
で制御されている燃焼のほうが安定するために、回転速
度変動が小さくなる。

【００２６】通常、リーン燃焼の目標空燃比を所定Ａ／
Ｆ値に制御する場合は、冷始動時なので、空燃比センサ
等の空燃比を検出する手段がない場合には、回転変動量
に基づいて、燃料噴射補正量を演算する。ところが、上
述のように、触媒早期暖機終了等から、回転速度変動が
小さくなってしまうと、回転速度変動量に基づいて設定
される補正量が、さらに、リーンな空燃比での燃焼を実
施する補正量に設定されるため、目標リーン空燃比の所
定Ａ／Ｆ値を越えて、さらにリーンな空燃比での燃焼が
行われてしまう虞がある。

【００２７】そこで、本発明では、リーン空燃比での運
転時に点火時期が変更されても安定して目標リーン空燃
比に制御することができる内燃機関の制御装置を提供す
ること目的とし、請求項７の発明のように、内燃機関の
回転速度変動量に影響を与えるパラメータと、リーンな
空燃比での燃焼を実施するための基本燃料噴射量を設定
する基本燃料設定手段と、内燃機関の回転速度変動量を
検出する回転速度変動量検出手段と、前記回転速度変動
量検出手段により検出される内燃機関の回転速度変動量
に基づいて、前記基本噴射量設定手段により設定される
前記基本燃料噴射量を補正するラフネス補正手段とを備
え、前記回転速度変動量に影響を与えるパラメータの値
に基づいて前記回転速度変動量検出手段により検出され
る内燃機関の回転速度変動量を補正する。

【００２８】これにより、回転速度変動量に影響を与え
るパラメータにより、回転速度変動量が変更されても、
回転変動量を補正するので、回転変動量に基づいて基本
噴射量を補正する場合でも、目標リーン空燃比が更にリ
ーンな空燃比になることが防止される。

【００２９】また、回転速度変動量に影響を与えるパラ
メータとしては、請求項８の発明のように、内燃機関の
冷始動運転時に触媒早期暖機のために点火時期と、内燃
機関の回転速度と、内燃機関に供給される吸入空気量と
のうち、少なくとも１つ以上の値に該当する。

【００３０】特に、触媒早期暖機のための点火時期遅角
制御が実施されている運転状態で、かつ、リーン化制御
として、例えば、目標空燃比が所定Ａ／Ｆ値となるよう
な制御が実施されている場合において、触媒早期暖機制
御が終了した等により点火時期が進角され、回転変動量
が小さくなっても回転変動量を補正するので、回転変動
量に基づいて設定されるラフネス補正値が、常に所定Ａ
／Ｆ値を維持できる補正値として設定される。故に、空
燃比が目標空燃比を越えてリーンな空燃比になることが
防止される。

【００３１】また、吸入空気量や回転速度に応じて回転
速度変動量を補正しても良く、吸入空気量が大きくなる
と燃焼が不安定になるため吸入空気量に基づいて回転速
度変動量を補正しても良いし、回転速度が大きくなるほ
ど回転速度変動量が大きくなるため回転速度変動に基づ
いて回転速度変動量を補正しても良い。

【００３２】

【発明の実施の形態】＜第１の実施の形態＞以下、この
発明を具体化した本実施の形態を図面に従って説明す
る。図１は、本実施の形態にかかるエンジン制御装置を
示す全体構成図である。

【００３３】図１において、エンジン１は火花点火式の
４サイクル４気筒内燃機関からなり、その吸気ポートと
排気ポートにはそれぞれ吸気管２と排気管３とが接続さ
れている。吸気管２には、図示しないアクセルペダルに
連動するスロットル弁４が設けられると共に、吸入空気
の量を検出するためのエアフローメータ５が配設されて
いる。スロットル弁４の開度はスロットルセンサ２０に
より検出され、同センサ２０によればスロットル全閉の
状態も併せて検出される。

【００３４】エンジン１の気筒を構成するシリンダ６内
には図の上下方向に往復動するピストン７が配設され、
同ピストン７はコンロッド８を介して図示しないクラン
ク軸に連結されている。ピストン７の上方にはシリンダ
６及びシリンダヘッド９にて区画された燃焼室１０が形
成され、燃焼室１０は吸気バルブ１１及び排気バルブ１
２を介して前記吸気管２及び排気管３に連通している。
シリンダ６（ウォータジャケット）には、エンジン冷却
水の温度を検出するための水温センサ１７が配設されて
いる。

【００３５】排気管３には２つの触媒コンバータ１３，
１４が配設されており、これら触媒コンバータ１３，１
４は、排ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘといった三成分を
浄化するための三元触媒からなる。上流側の触媒コンバ
ータ１３は、下流側の触媒コンバータ１４に比べてその
容量が小さく、エンジン始動直後の暖機が比較的早い、
いわゆるスタートキャタリストとしての役割を持つ。な
お、上流側の触媒コンバータ１３は、エンジン排気ポー
ト端面から約３００ｍｍ程度の位置に設けられる。

【００３６】触媒コンバータ１４の上流側には、限界電
流式空燃比センサからなるＡ／Ｆセンサ１５が設けら
れ、同Ａ／Ｆセンサ１５は排ガス中の酸素濃度（或い
は、未燃ガス中の一酸化炭素の濃度）に比例して広域で
且つリニアな空燃比信号を出力する。また、同触媒コン
バータ１４の下流側には、理論空燃比（ストイキ）を境
にしてリッチ側とリーン側とで異なる電圧信号を出力す
るＯ２センサ１６が設けられている。

【００３７】電磁駆動式のインジェクタ１８には図示し
ない燃料供給系から高圧燃料が供給され、インジェクタ
１８は通電に伴いエンジン吸気ポートに燃料を噴射供給
する。本実施の形態では、吸気マニホールドの各分岐管
毎に１つずつインジェクタ１８を有するマルチポイント
インジェクション（ＭＰＩ）システムが構成されてい
る。シリンダヘッド９に配設された点火プラグ１９は、
図示しないイグナイタから供給される点火用高電圧によ
り発火する。

【００３８】この場合、吸気管上流から供給される新気
とインジェクタ１８による噴射燃料とがエンジン吸気ポ
ートにて混合され、その混合気が吸気バルブ１１の開弁
動作に伴い燃焼室１０内に流入する。燃焼室１０内に流
入した燃料は、点火プラグ１９による点火火花にて着火
され、燃焼に供される。

【００３９】吸気バルブ１１を所定のタイミングで開閉
させるための吸気側カム軸２１と、排気バルブ１２を所
定のタイミングで開閉させるための排気側カム軸２２と
は、図示しないタイミングベルト等を介してクランク軸
に駆動連結される。吸気側カム軸２１には油圧駆動式の
吸気側可変バルブタイミング機構２３が設けられ、排気
側カム軸２２には同じく油圧駆動式の排気側可変バルブ
タイミング機構２４が設けられている。

【００４０】吸気側及び排気側可変バルブタイミング機
構２３，２４はそれぞれ、吸気側及び排気側カム軸２
１，２２とクランク軸との間の相対的な回転位相を調整
するための位相調整式可変バルブタイミング機構として
設けられ、その動作は図示しないソレノイドバルブによ
る油圧制御に従い調整される。すなわち、吸気側及び排
気側可変バルブタイミング機構２３，２４の制御量に応
じて、吸気側及び排気側カム軸２１，２２がクランク軸
に対して遅角側或いは進角側に回動し、その動作に合わ
せて吸気及び排気バルブ１１，１２の開閉時期が遅角側
或いは進角側に移行する。

【００４１】吸気側カム軸２１には、同カム軸２１の回
転位置を検出するための吸気側カム位置センサ２５が設
けられ、排気側カム軸２２には、同カム軸２２の回転位
置を検出するための排気側カム位置センサ２６が設けら
れている。

【００４２】電子制御装置（ＥＣＵ）３０は、ＣＰＵ３
１、ＲＯＭ３２、ＲＡＭ３３、バックアップＲＡＭ３４
等からなるマイクロコンピュータを中心に構成されてい
る。ＥＣＵ３０は、前記したエアフローメータ５、Ａ／
Ｆセンサ１５、Ｏ２センサ１６、水温センサ１７、スロ
ットルセンサ２０及びカム位置センサ２５，２６の各々
の検出信号を入力し、各検出信号に基づいて吸入空気量
Ｑａ、触媒上流側及び下流側の空燃比（Ａ／Ｆ）、エン
ジン水温Ｔｗ、スロットル開度、カム位置などのエンジ
ン運転状態を検知する。またその他に、ＥＣＵ３０に
は、７２０°ＣＡ毎にパルス信号を出力する基準位置セ
ンサ２７と、より細かなクランク角毎（例えば、３０°
ＣＡ毎）にパルス信号を出力する回転角センサ２８とが
接続され、ＥＣＵ３０は、これら各センサ２７，２８か
らのパルス信号を入力して基準クランク位置（Ｇ信号）
及びエンジン回転数Ｎｅを検知する。

【００４３】ＥＣＵ３０は、上記の如く検出した各種の
エンジン運転状態に基づき、インジェクタ１８による燃
料噴射の制御や、点火プラグ１９による点火時期の制御
や、可変バルブタイミング機構２３，２４による吸排気
バルブ１１，１２の開閉時期の制御を実施する。

【００４４】本実施の形態では、以上のような構成にお
いて、ＥＣＵ３０が行うリーン化制御プログラムについ
て、以下で詳細に説明する。まず、図２のフローチャー
トでは、リーン化制御の実行条件を判定する処理が行わ
れる。このフローチャートは、８ｍｓｅｃ毎に繰り返し
起動されるルーチンである。ステップＳ１００にて、リ
ーン化制御を実行するための条件を満たすか否かを判定
する。この実行条件判定では、例えば、エンジン１が始
動後であること、また、始動後から所定期間未満である
こと、フィードバック制御オープンであること等、これ
ら全ての条件を満たした場合に、実行条件が成立である
と判定される。

【００４５】ここで、実行条件が成立していないと判定
されると、ステップＳ１０４へ進み、リーン化制御実施
か否かを示すフラグＦｌｅａｎに、実施しないことを示
すべく０を入力して本ルーチンを終了する。一方、ステ
ップＳ１００の実行条件を満たす場合には、ステップＳ
１０１以降の処理を実施する。ステップＳ１０１では、
エンジンの実回転速度Ｎｅを検出する。同様に、ステッ
プＳ１０２では、始動後の経過時間とエンジン水温Ｔｈ
ｗとに基づいて、図４に示されるマップから参照回転速
度ｒｅｆＮｅを呼び出す。なお、参照回転速度ｒｅｆＮ
ｅは、実回転速度Ｎｅに対する基準値であり、リーン化
制御を実施するためのトルク余裕を判定するための参照
値である。この参照回転速度ｒｅｆＮｅの詳細について
は、図３のステップＳ１１１とステップＳ１１２にて詳
述する。

【００４６】最後に、ステップＳ１０３にて、リーン化
制御を実施するためのフラグＦｌｅａｎに１を入力して
本ルーチンを終了する。

【００４７】続いて、図３のフローチャートを用いてリ
ーン化制御のための燃料噴射量を設定するためのプログ
ラムについて説明する。このプログラムは、エンジン１
のクランク軸の回転が１８０°ＣＡ毎に起動されるルー
チンである。ステップＳ１１０では、図２のフローチャ
ートで設定されたリーン化制御を実施するか否かを判定
するためのフラグＦｌｅａｎが、１であるか否かが判定
される。ここで、フラグＦｌｅａｎが０である場合に
は、ステップＳ１１４へ進む。ステップＳ１１４では、
内燃機関の空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比に
制御するために基本燃料噴射量Ｔｐを補正するリーン化
補正値ＲＶＣｌｅａｎに０を設定し、ステップＳ１１５
に進む。なお、リーン化補正値ＲＶＣｌｅａｎは、初期
値として０が入力されている。

【００４８】一方、ステップＳ１１０にてフラグＦｌｅ
ａｎ＝１であると判定されると、ステップＳ１１１へ進
む。ステップＳ１１１では、図２のステップＳ１０１と
Ｓ１０２とで検出されるエンジンの実回転速度Ｎｅと参
照回転速度ｒｅｆＮｅとに基づいて、エンジン１のトル
ク余裕ΔＮｅを演算する。ここで、参照回転速度ｒｅｆ
Ｎｅとトルク余裕ΔＮｅとについて説明する。

【００４９】参照回転速度ｒｅｆＮｅは、リーン化制御
を実施する上で実回転速度Ｎｅと比較するための参照値
として用いられる。通常、内燃機関のアイドル運転で
は、吸入空気等を制御することによりエンジン回転速度
Ｎｅが所定の目標回転速度Ｎｅｔｇになるように制御さ
れる。ところが、リーン化制御では、理論空燃比よりも
リーンな燃焼にて制御するために、理論空燃比での燃焼
に比してトルクが減少する。

【００５０】すなわち、エンジン回転速度Ｎｅが落ち込
んだ場合、吸入空気量を制御することでは、エンジン回
転速度Ｎｅを目標回転速度Ｎｅｔｇに復帰させることが
できない。そこで、本実施の形態では、トルク余裕ΔＮ
ｅを参照回転速度ｒｅｆＮｅとエンジン回転速度Ｎｅと
の偏差として求めることで、トルク余裕ΔＮｅが大きい
ときは、今回の空燃比を前回の空燃比よりもリーンに制
御し、トルク余裕ΔＮｅが小さいと今回の空燃比を前回
の空燃比よりもリッチに制御することで、エンジン回転
速度Ｎｅを制御するとともに、空燃比をリーン化する制
御を実施する。

【００５１】以下では、再び図３のフローチャートに戻
り、上述のリーン化制御についてステップＳ１１２以降
の処理について説明する。ステップＳ１１２では、ステ
ップＳ１１１にて演算されたトルク余裕ΔＮｅに基づい
てリーン化制御のための基本燃料噴射量に対する補正項
ｌｅａｎＩ，ｌｅａｎＰを図５に示すマップ等から呼び
出す。この図５のマップでは、トルク余裕ΔＮｅに応じ
た補正項ｌｅａｎＩ，ｌｅａｎＰが設定されており、例
えば、トルク余裕ΔＮｅが＋２０である場合には、ｌｅ
ａｎＩにはｌｅａｎＩ₂₀が、ｌｅａｎＰにはｌｅａｎＰ
₂₀が、それぞれ設定される。なお、この補正項ｌｅａｎ
Ｉ，ｌｅａｎＰは、数式を用いた演算によって算出され
ても良い。

【００５２】つぎに、ステップＳ１１２にて演算された
補正項ｌｅａｎＩ，ｌｅａｎＰと、前回のリーン化制御
のために設定される燃料噴射量に対するリーン化補正値
ＲＶＣｌｅａｎ（ｎ−１）とから、今回のリーン化制御
のための燃料噴射量に対するリーン化補正値ＲＶＣｌｅ
ａｎ（ｎ）を算出する。因みに、このリーン化補正値Ｒ
ＶＣｌｅａｎ（ｎ）は、トルク余裕ΔＮｅが大きい場合
には、初期値０よりも小さな負の値が設定され、トルク
余裕ΔＮｅが小さい場合には、略初期値０に設定される
値である。そして、ステップＳ１１５では、燃料噴射量
ＴＡＵを演算する。燃料噴射量ＴＡＵは、基本噴射量Ｔ
ｐに、リーン化補正値ＲＶＣｌｅａｎ（ｎ）を最終補正
値ＦＦＳＴ（ｎ）で補正した値を乗じることにより演算
される。（ＴＡＵ＝Ｔｐ×（１＋ＲＶＣｌｅａｎ（ｎ）×ＦＦＳ
Ｔ（ｎ）））次に、ドラビリ悪化防止のための補正値ＦＳＴ（ｎ）に
ついて説明する。通常、リーン燃焼での運転では理論空
燃比での運転に比して燃焼が不安定となることが知られ
ている。すなわち、燃費とエミッションを考慮して空燃
比をリーンにし続けると燃焼が不安定となることから、
エンジン回転速度Ｎｅに変動が生じてしまう。このエン
ジン回転速度Ｎｅの変動は、ドラビリ悪化の原因である
ため、このエンジン回転速度Ｎｅの変動を抑制すること
が必要となる。

【００５３】そこで、上述のドラビリ悪化防止のための
補正値ＦＳＴ（ｎ）は、リーン化制御によってエンジン
回転速度Ｎｅの変動が大きくならないように設定され
る。以下に図６を用いて詳細に説明する。図６のフロー
チャートは、１８０°ＣＡ毎に起動されるプログラムで
ある。まず、ステップＳ１２０にて、図２のフローチャ
ートで設定されたリーン化制御を実施するか否かを判定
するためのフラグＦｌｅａｎが、１であるか否かが判定
される。ここで、フラグＦｌｅａｎが０である場合に
は、ステップＳ１２８へ進む。ステップＳ１２８では、
ドラビリ悪化防止のための補正値ＦＳＴ（ｎ）に１を設
定し、本ルーチンを終了する。

【００５４】一方、ステップＳ１２０にてフラグＦｌｅ
ａｎ＝１であると判定されると、ステップＳ１２１へ進
む。ステップＳ１２１では、今回の回転角速度ω（ｎ）
を演算する。この回転角速度ω（ｎ）の演算は、従来よ
り知られる方法で良く、例えば、図示しないクランク軸
が３０°ＣＡ回転するのに要する時間を演算することに
よって求められる。そして、この値ω（ｎ）は、ＥＣＵ
３０内のＲＡＭ３３に格納される。

【００５５】つぎに、ステップＳ１２２では、ＲＡＭ３
３に格納されている過去の回転角速度ω（ｎ−１），ω
（ｎ−４）を呼び出す。ここで、回転角速度ω（ｎ−
１）は前回演算された回転角速度であり、回転角速度ω
（ｎ−４）は４回前に演算された回転角速度である。ス
テップＳ１２３，ステップＳ１２４とステップＳ１２５
とでは、上述の回転角速度ω（ｎ），ω（ｎ−１），ω
（ｎ−４）とからエンジン回転速度Ｎｅの変動量を演算
する。まず、ステップＳ１２３の演算では、７２０°Ｃ
Ａ間の平均角速度偏差Δωａｖｅを算出し、ステップＳ
１２４へ進む。

【００５６】ステップＳ１２４では、今回の回転角速度
ω（ｎ）と前回の回転角速度ω（ｎ−１）との１８０°
ＣＡ間の回転角速度偏差Δωを算出する。そして、ステ
ップＳ１２５にて、ステップＳ１２３にて算出された平
均角速度偏差Δωａｖｅと１８０°ＣＡ間の回転角速度
偏差Δωとに基づいて、エンジンの回転変動量を示す指
標としてラフネス検出値Δωｌｅａｎを算出する。図７
に示されるタイムチャートでは、１８０°ＣＡ間の回転
角速度偏差Δωが図中○にて、平均角速度偏差Δωａｖ
ｅは図中△にて示されている。ラフネス検出指数は、Δ
ωｌｅａｎで表され、この平均角速度偏差Δωａｖｅか
ら１８０°ＣＡ間の回転角速度偏差Δωを差し引いた値
であり、この値が大きいときにはエンジンの変動量が大
きいことを示し、この値が小さいときにはエンジンの変
動量が小さいことを示す指標である。

【００５７】ステップＳ１２６では、このラフネス検出
指数に基づいてラフネスフィードバック補正値Ｋｌｅａ
ｎを設定する。ラフネスフィードバック補正値Ｋｌｅａ
ｎの設定は、例えば、図８に示されるマップにより演算
される。図８のマップによれば、ラフネスフィードバッ
ク補正値Ｋｌｅａｎは、ラフネス検出指数Δωｌｅａｎ
が大きいほど、小さな値に設定され、ラフネス検出指数
Δωｌｅａｎが小さいほど、大きな値に設定される。こ
のようにして、ラフネスフィードバック補正値Ｋｌｅａ
ｎを設定すると、この値をステップＳ１２７にてＦＳＴ
（ｎ）に入力して本ルーチンを終了する。

【００５８】ところが、上述のラフネス検出指数Δωｌ
ｅａｎに基づいてラフネスフィードバックを行う場合で
あっても、ドラビリを悪化させてしまう虞がある。例え
ば、上述のラフネスフィードバック制御では、ラフネス
検出指数Δωｌｅａｎに基づいてフィードバック的にラ
フネスフィードバック補正値Ｋｌｅａｎを設定している
ために、ラフネス検出指数Δωｌｅａｎが大きく変動す
ると、補正項Ｋｌｅａｎも大きく変更されてしまう。ラ
フネスフィードバック補整量Ｋｌｅａｎは、リーン化補
正値ＲＶＣｌｅａｎを補正するためであるため、リーン
化補正値ＲＶＣｌｅａｎが大きく変動してしまう。そし
て、燃料噴射量ＴＡＵは、このリーン化補正値ＲＶＣｌ
ｅａｎに基づいて設定されるため、リーン化補正値ＲＶ
Ｃｌｅａｎがハンチングしてしまうことで、燃料噴射量
ＴＡＵのハンチングし、ドラビリ悪化を助長する虞があ
る。そこで、本実施の形態では、図９のフローチャー
トに示すプログラムによって、ラフネスフィードバック
制御に対するドラビリ悪化防止のための最終的な補正値
ＦＦＳＴ（ｎ）を算出し、リーン化補正値ＲＶＣｌｅａ
ｎを補正する。このプログラムは、図示しないクランク
軸が１８０°ＣＡ回転する毎に起動されるルーチンであ
る。このプログラムについて以下に説明する。

【００５９】まず、ステップＳ１３０では、図２のフロ
ーチャートで設定されたリーン化制御を実施するか否か
を判定するためのフラグＦｌｅａｎが、１であるか否か
が判定される。ここで、フラグＦｌｅａｎが０である場
合には、そのまま本ルーチンを終了する。一方、フラグ
Ｆｌｅａｎが１である場合には、ステップＳ１３１へ進
む。ステップＳ１３１では、図６のフローチャートのス
テップＳ１２７にて設定された今回のドラビリ悪化防止
のための補正値ＦＳＴ（ｎ）が呼び出される。続くステ
ップＳ１３２では、前回のドラビリ悪化防止のための最
終的な補正値ＦＦＳＴ（ｎ−１）が呼び出される。

【００６０】そして、ステップＳ１３３では、今回の補
正値ＦＳＴ（ｎ）と前回の最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ−
１）とを比較する。比較した結果、今回の補正値ＦＳＴ
（ｎ）のほうが小さいときには、ステップＳ１３５へ進
む。ステップＳ１３５では、今回の補正値ＦＳＴ（ｎ）
に所定値Ｋｃｓｔを加算したものを最終的な補正値ＦＦ
ＳＴ（ｎ）として、本ルーチンを終了する。一方、前回
の最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ−１）のほうが小さい場合に
は、ステップＳ１３４に進む。ステップＳ１３４では、
前回の最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ−１）に所定値Ｋｃｓｔ
を加算して今回の最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ）とし、本ル
ーチンを終了する。

【００６１】以上のように、本実施の形態では、冷間始
動時等に空燃比をリーンな燃焼にて制御する場合に、リ
ーン化度合を進行させても、ドラビリ悪化防止のための
最終的な補正値ＦＦＳＴ（ｎ）を設定するので、空燃比
をリーン化する際にドラビリが悪化されることが抑制さ
れる。また、ドラビリが悪化した場合には、ドラビリに
応じて設定される補正係数Ｋｌｅａｎが小さな値に設定
されるため、この補正係数Ｋｌｅａｎに応じてリーン化
補正値ＲＶＣｌｅａｎが補正される。このため、ドラビ
リが悪化することによって、リーン化された空燃比をリ
ッチに補正する際には、ラフネス検出指数Δωｌｅａｎ
に応じた補正値ＦＳＴ（ｎ）が最終的な補正値ＦＦＳＴ
（ｎ）に設定されるので、リーン化補正値ＲＶＣｌｅａ
ｎは、最終的な補正値ＦＦＳＴ（ｎ）に補正されること
により小さな値になる。つまり、前回の燃料噴射量ＴＡ
Ｕによるリーン化された空燃比を大きくリッチに補正す
ることができる。

【００６２】つぎに、上述のような制御を図１０のタイ
ムチャートを用いて説明する。図１０（ｃ）は、エンジ
ン回転速度を示した図であり、実回転速度Ｎｅと参照回
転速度ｒｅｆＮｅとを示したものである。本実施の形態
では、実回転速度Ｎｅと参照回転速度ｒｅｆＮｅとの偏
差ΔＮｅをトルク余裕として算出し、図１０（ｂ）に示
すようなリーン化補正値が小さくなることによって燃料
噴射量ＴＡＵが減量補正される。このリーン化補正値Ｒ
ＶＣｌｅａｎによって燃料噴射量ＴＡＵが小さくなり、
図１０（ａ）に示すように燃焼による空燃比がリーン側
へと移行する。従来技術では、図１０（ｄ）のラフネス
検出値にのみ応じて最終的な補正値ＦＦＳＴ（ｎ）を設
定するので、図１０（ｅ）の点線に示すように基本燃料
噴射量Ｔｐに対する補正量がばらつく虞がある。そし
て、この補正値によって演算される燃料噴射量ＴＡＵ
は、図１０（ｆ）に示すようにハンチングをし、回転変
動を助長する虞がある。

【００６３】ところが、本実施の形態では、図１０
（ｅ）の実線に示すようにラフネス検出値に応じて演算
される補正値ＦＳＴ（ｎ）と、前回の最終補正値ＦＦＳ
Ｔ（ｎ−１）とを比較して、エンジンのラフネスを抑制
する補正値を選択する。このとき、ラフネス検出値に基
づいて回転速度の変動が安定していると判断されるとき
には、前回の最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ−１）に所定値Ｋ
ｃｓｔを加算した値が選択される。そして、回転速度変
動が増加したときには、ラフネス検出値に応じて設定さ
れる補正値ＦＳＴ（ｎ）が最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ）と
して選択される。これにより、図１０（ｆ）の実線に示
すように、回転変動が安定しているときには徐々に最終
補正値ＦＦＳＴ（ｎ）が大きくなり、１に近づくので、
リーン化補正値ＲＶＣｌｅａｎに対する補正が小さくな
る。すると、燃料噴射量ＴＡＵが徐々に減量されて空燃
比がリーンになる。そして、また、回転変動が発生した
ときには一気に最終補正値ＦＦＳＴ（ｎ）が小さな値に
設定されるので、リーン化補正値ＲＶＣｌｅａｎの絶対
値が小さく補正される。従って、リーン化補正値ＲＶＣ
ｌｅａｎによるリーン化補正の影響が小さくなり、その
結果、燃料噴射量を増量する制御を実施することができ
るので、ドラビリを悪化させずに安定して空燃比のリー
ン化制御を実施することができる。

【００６４】本実施の形態において、リーン化補正手段
は図３のフローチャートのステップＳ１１１乃至ステッ
プＳ１１３に、回転速度変動検出手段は図６のフローチ
ャートのステップＳ１２１乃至ステップＳ１２５に、最
終補正手段は図９のフローチャートに、第１の補正量算
出手段は図６のフローチャートのステップＳ１２７に、
回転速度検出手段は図２のフローチャートのステップＳ
１０１に、参照回転速度設定手段は図２のフローチャー
トのステップＳ１０２に、それぞれ相当し、機能する。

【００６５】＜第２の実施の形態＞第１の実施の形態で
は、冷始動時に行う燃料噴射量をリーンな空燃比にて制
御するリーン化制御において、回転速度変動量に基づい
た燃料噴射補正について説明した。本実施の形態では、
第１の実施の形態の回転速度変動量に基づいた補正方法
を用いて、点火時期の補正について説明する。

【００６６】本実施の形態の概略構成は、第１の実施の
形態と同様のため説明を省略する。この構成において、
本実施の形態では、点火時期を遅角して制御するような
運転状態として、冷始動時の触媒早期暖機の点火時期制
御について説明する。触媒早期暖機時の点火時期は、触
媒を積極的に昇温させるために点火時期が遅角側に設定
される。点火時期を遅角することで、燃焼を緩慢にし排
出ガス成分の温度が高温になることで、触媒を早期に暖
機することができる。ところで、点火時期を遅角すると
燃焼が不安定になることが知られている。そのため、点
火時期を遅角させることで、燃焼不安定に起因してエン
ジン回転速度Ｎｅに変動が生じる。この回転速度Ｎｅの
変動量は、ドラビリが悪化するためドライバに違和感を
与える原因である。

【００６７】そこで、本実施の形態では、目標点火時期
ＳＡｔｇに対する最終補正を実施する。この最終補正
は、回転速度Ｎｅの変動量に応じたラフネス補正値ＲＡ
Ｆと、所定の補正値ＣＯＥＦとのうち、回転速度変動を
抑制する補正値を選択し、選択した値を、最終補正値Ｌ
ＡＣとして設定する。以下では、図１１のフローチャー
トにしたがって本実施の形態の点火時期制御について説
明する。

【００６８】まず、ステップＳ２００にて、点火時期遅
角制御の実行条件が判定される。点火時期遅角制御の実
行条件としては、アイドル運転中であること、エンジン
冷却水温Ｔｈｗが所定水温以下であること等である。こ
の実行条件を満たさない場合には、本ルーチンを終了す
る。一方、実行条件を満たすと判定された場合には、ス
テップＳ２１０へ進む。ステップＳ２１０では、点火時
期遅角制御の実行条件を受けて、エンジン運転状態に基
づくマップ等により目標点火時期ＳＡｔｇが設定され、
ステップＳ２２０へ進む。

【００６９】ステップＳ２２０では、エンジン回転速度
Ｎｅの変動量に基づくマップ等によりラフネス補正値Ｒ
ＡＦを演算する。ここで、エンジン回転速度Ｎｅの変動
量は、例えば、第１の実施の形態において用いられた図
６のフローチャートのステップＳ１２６のラフネス検出
値Δωｌｅａｎを算出する方法により演算されても良
い。また、この方法以外であってもエンジン回転速度Ｎ
ｅの変動を検出するものであれば良く、ラフネス補正値
ＲＡＦは、エンジン回転速度Ｎｅの変動量が大きくなる
ほど、点火時期を進角側に大きく補正する値が設定され
る。

【００７０】そして、ステップＳ２３０にて、このエン
ジン回転速度Ｎｅの変動量に基づいて演算されるラフネ
ス補正量ＲＡＦと、補正値ＣＯＥＦとを比較することに
より、回転速度Ｎｅの変動量を抑制する最終補正値ＬＡ
Ｃを設定する。補正値ＣＯＥＦは所定の補正量であり点
火時期が遅角側に設定される値となっており、また、最
終補正値ＬＡＣについては、ステップＳ２４０とＳ２５
０とで後述する。ステップＳ２３０にて、ラフネス補正
値ＲＡＦよりも所定の補正値ＣＯＥＦのほうが大きいと
判定されると、ステップＳ２４０へ進む。ステップＳ２
４０では、最終補正値ＬＡＣに補正値ＣＯＥＦを設定
し、ステップＳ２６０へ進む。ステップＳ２６０では、
点火時期ＳＡとして、前回の点火時期ＳＡに補正値ＣＯ
ＥＦを加算した値を設定し、本ルーチンを終了する。

【００７１】一方、ステップＳ２３０にて、ラフネス補
正値ＲＡＦのほうが大きいと判定されると、ステップＳ
２５０へ進み、最終補正値ＬＡＣにラフネス補正値ＲＡ
Ｆを設定してステップＳ２７０へ進む。ステップＳ２７
０では、点火時期ＳＡを設定する。点火時期ＳＡの設定
は、目標点火時期ＳＡｔｇに最終補正値ＬＡＣを加算し
た値を設定し、本ルーチンを終了する。

【００７２】以上のような制御プログラムを、図１２に
示すタイムチャートを用いて説明する。図１２のタイム
チャートにおいて、図１２（ａ）は、ラフネス相当値と
してのエンジン回転速度Ｎｅの変動量である。そして、
図１２（ｂ）は、この回転速度Ｎｅの変動量に基づいて
設定される最終補正値ＬＡＣである。最終補正値ＬＡＣ
は、回転速度Ｎｅの変動量が大きくなるまでは補正値Ｃ
ＯＥＦが設定され、回転変動Ｎｅの変動量が大きくなる
と、点火時期が所定値進角する補正量が設定される。そ
して、図１２（ａ）の補正時に相当する、ラフネス相当
値が大きくなると、最終補正値ＬＡＣには、ラフネス相
当値に応じて点火時期を大きく進角するラフネス補正値
ＲＡＦが設定される。この最終補正値ＬＡＣに基づい
て、図１２（ｃ）に示すように、目標点火時期ＳＡｔｇ
が補正されて、補正後の点火時期ＳＡになる。この補正
では、ラフネス相当値が小さいときには徐々に遅角さ
れ、ラフネス相当値が大きくなると大きく進角補正され
る。

【００７３】以上のように、本実施の形態では、点火時
期を直接補正することによって、ドラビリの影響を考慮
した制御を実施した。この実施の形態に代えて、図１２
（ｄ）に示すような点火時期の制御方法でも良い。図１
２（ｄ）は、点火時期ＳＡの遅角側のガードに対して、
ラフネス相当値に応じた補正を行う場合を示している。
このように点火時期の遅角側のガードが、ラフネス相当
値が大きくなると、ガードが大きく進角されるので、回
転速度Ｎｅの変動量を抑制することが可能となる。

【００７４】以上のように、本実施の形態では、ラフネ
ス相当値が大きくなると点火時期を大きく進角させ、ラ
フネス相当値が小さい場合には徐々に遅角側に設定する
ので、点火時期をハンチングさせることが防止される。
すなわち、点火時期は、ラフネス相当値が大きくなった
場合のみ、燃焼が安定する側に点火時期を補正するの
で、ドラビリの影響を考慮して、適宜触媒早期暖機のた
めの点火時期遅角制御を実施することが可能となる。

【００７５】なお、本実施の形態では、触媒早期暖機の
ための点火時期遅角制御について、記述したが、点火時
期のノッキング制御に用いても良い。この場合、ラフネ
ス相当値が小さい場合には徐々に進角させて、ラフネス
相当値が大きくなった場合には、ラフネス相当値に応じ
た遅角補正量により点火時期を大きく遅角することで、
ノック限界点付近に精度良く制御することができる。

【００７６】また、本実施の形態において、点火時期Ｓ
Ａの演算は、最終補正値ＬＡＣを加算することによって
演算したが、乗算でも良い。本実施の形態において、第
２の補正値設定手段は図１１のフローチャートのステッ
プＳ２２０に、最終補正手段は図１１のフローチャート
のステップＳ２４０，ステップＳ２５０に、目標点火時
期設定手段は図１１のフローチャートのステップＳ２１
０に、それぞれ相当し、機能する。

【００７７】＜第３の実施の形態＞第２の実施の形態で
は、触媒早期暖機のための点火時期制御について説明し
たが、本実施の形態では、吸気バルブコントロールタイ
ミングシステム（以下、ＶＣＴと称する。）に、本発明
のエンジン回転速度Ｎｅの変動量に応じた制御を適用す
る。吸気バルブの開タイミングをエンジンの上死点ＴＤ
Ｃを越えて進角させると、排気バルブと吸気バルブが同
時に開いている状態が長くなる。この状態が長くなる
と、燃焼室内に残留する燃焼ガスが燃焼室内に再吸入さ
れるという、所謂内部ＥＧＲガスが増加する。内部ＥＧ
Ｒガスが増加すると、燃焼が不安定になることが知られ
ている。そこで、本実施の形態では、吸気バルブの進角
側への制御について、図１３のフローチャートを用いて
説明する。

【００７８】図１３のフローチャートは、図示しないＶ
ＣＴの開タイミングを設定するための本実施の形態のメ
インプログラムであり、図示しないクランク角度の１８
０°ＣＡ毎に起動されるルーチンである。まず、ステッ
プＳ３００にて、本プログラムの実行条件が成立するか
否かが判定される。この実行条件としては、ＶＣＴの開
タイミングを可変に設定する運転状態であるか否かであ
る。ここで、実行条件が成立しないと、本ルーチンを終
了する。一方、実行条件が成立した場合は、ステップＳ
３１０以降の処理へと進む。

【００７９】ステップＳ３１０では、エンジンの負荷、
エンジン回転速度Ｎｅ、エンジン冷却水温Ｔｈｗ等か
ら、運転状態に応じた目標バルブ開タイミングＶＣＴｔ
ｇをマップ等により演算し、ステップＳ３２０へ進む。
ステップＳ３２０では、エンジン回転速度Ｎｅの変動量
に基づくマップ等によりラフネス補正量を演算する。こ
こで、エンジン回転速度Ｎｅの変動量は、例えば、第１
の実施の形態において用いられた図６のフローチャート
のステップＳ１２６のラフネス検出値Δωｌｅａｎを算
出する方法により演算されても良く、また、この方法以
外であってもエンジン回転速度Ｎｅの変動を検出するも
のであれば良く、ラフネス補正値ＲＡＦは、エンジン回
転速度Ｎｅの変動量が大きくなるほど、バルブ開タイミ
ングＶＣＴを遅角側に大きく補正する値が設定される。

【００８０】つぎに、ステップＳ３３０では、補正値Ｃ
ＯＥＦａとラフネス補正値ＲＡＦａとで、どちらが大き
い補正値であるかを判定する。ここで、補正値ＣＯＥＦ
ａは、バルブ開タイミングを徐々に進角するために設定
される、一定の値である。この補正値ＣＯＥＦａのほう
がラフネス補正値ＲＡＦａよりも大きいと判定される
と、ステップＳ３４０へ進む。ステップＳ３４０では、
最終補正値ＬＡＣａに補正値ＣＯＥＦａを設定し、ステ
ップＳ３６０へ進む。そして、ステップＳ３６０では、
バルブ開タイミングＶＣＴが、前回のバルブ開タイミン
グＶＣＴに最終補正値ＬＡＣａを加算した値を設定し、
本ルーチンを終了する。

【００８１】一方、ステップＳ３３０にて、補正値ＣＯ
ＥＦａよりもラフネス補正値ＲＡＦａのほうが大きいと
判定されると、ステップＳ３４０に進み、最終補正値Ｌ
ＡＣａにラフネス補正値ＲＡＦａを設定し、ステップＳ
３７０へ進む。ステップＳ３７０では、バルブ開タイミ
ングＶＣＴとして、目標バルブ開タイミングＶＣＴｔｇ
に最終補正値ＬＡＣａを加算した値を設定し、本ルーチ
ンを終了する。

【００８２】以上のような制御プログラムを図１４に示
すタイムチャートを用いて説明する。図１４のタイムチ
ャートにおいて、図１４（ａ）は、ラフネス相当値とし
てのエンジン回転速度Ｎｅの変動量である。そして、図
１４（ｂ）は、この回転速度Ｎｅの変動量に基づいて設
定される最終補正値ＬＡＣａである。最終補正値ＬＡＣ
ａは、回転速度Ｎｅの変動量が大きくなるまでは補正値
ＣＯＥＦａが設定され、バルブタイミングが所定値進角
する補正量が設定される。そして、図１４（ａ）の補正
時に相当する、ラフネス相当値が大きくなる点では、最
終補正値ＬＡＣａには、ラフネス相当値に応じてバルブ
開タイミングを大きく進角するラフネス補正値ＲＡＦａ
が設定される。この最終補正値ＬＡＣａに基づいて、図
１４（ｃ）に示すように、目標バルブ開タイミングＶＣ
Ｔｔｇが補正されて、補正後のバルブ開タイミングＶＣ
Ｔになる。この補正では、ラフネス相当値が小さいとき
には徐々に進角され、ラフネス相当値が大きくなると大
きく遅角補正される。

【００８３】また、図１４（ｄ）は、バルブ開タイミン
グＶＣＴの進角側のガードに対して、ラフネス相当値に
応じた補正を行う場合を示している。このように点火時
期の進角側のガードが、ラフネス相当値が大きくなる
と、ガードが大きく遅角されるので、回転速度Ｎｅの変
動量を抑制することが可能となる。

【００８４】以上のように、本実施の形態では、ラフネ
ス相当値が大きくなるとバルブ開タイミングを大きく遅
角させ、ラフネス相当値が小さい場合には徐々に進角側
に設定するので、バルブ開タイミングをハンチングさせ
ることが防止される。すなわち、バルブ開タイミング
は、ラフネス相当値が大きくなった場合のみ、燃焼が安
定する側にバルブ開タイミングを補正するので、ドラビ
リの影響を考慮して、適宜運転状態に応じたバルブ開タ
イミングの制御を実施することが可能となる。

【００８５】なお、本実施の形態では、吸気バルブの進
角制御について説明したが、この制御を吸気バルブの遅
角制御について適用しても良く、吸気バルブの開タイミ
ングを遅角するとＨＣガスが増加するために、進角側同
様に燃焼が不安定になる。この燃焼が不安定になること
に対する対策として本実施の形態を適用しても良い。

【００８６】なお、本実施の形態において、バルブ開タ
イミングＶＣＴの演算には、最終補正値ＬＡＣａに加算
することによって演算したが、乗算によって行っても良
い。

【００８７】本実施の形態において、第２の補正値設定
手段は図１３のフローチャートのステップＳ３２０に、
最終補正手段は図１３のフローチャートのステップＳ３
４０，ステップＳ３５０に、それぞれ相当し、機能す
る。

【００８８】＜第４の実施の形態＞第１乃至３の実施の
形態では、回転速度Ｎｅの変動量に基づいて、補正量を
設定していた。特に、第１の実施の形態では、リーン化
補正値を補正するために回転速度変動量Δωｌｅａｎを
用いていた。通常、冷始動時の運転状態では、触媒早期
暖機の点火時期遅角制御が実施されている。ところが、
この触媒早期暖機制御のための点火時期遅角が、他の要
求等により点火時期を進角させた場合に、次のような不
都合を生じる可能性がある。

【００８９】点火時期を進角させると、遅角点火時期に
て制御されている燃焼に比して、燃焼が安定する。する
と、リーン化補正値を補正するための補正値は回転速度
変動量に基づいて、目標の空燃比付近に制御しているた
め、回転速度変動量が小さくなることによって、空燃比
が目標空燃比を越えてさらにリーンな空燃比になってし
まう。図１５は、空燃比に対する回転変動量Δωｌｅａ
ｎの関係を示している。この図によれば、斜線で示す直
線は、目標空燃比よりも若干リーンな空燃比である。す
なわち、リーン化補正値を補正するための補正値は、回
転速度変動量に応じて設定されるために、図１５に示す
ように点火時期が進角すると、空燃比に対する回転速度
変動量Δωｌｅａｎの特性が、点火時期ＡＴＤＣ１０°
ＣＡを示す曲線から、点線、一点鎖線へと変化する。す
なわち、点火時期の進角に伴って、回転速度変動量Δω
ｌｅａｎが小さくなることから、空燃比が目標空燃比を
越えてリーンになっても、回転速度変動量Δωｌｅａｎ
に基づいて設定される補正値はさらに空燃比がリーンに
なるように設定されてしまう。

【００９０】そこで、本実施の形態では、このような不
都合を解決するための制御を実施する。本実施の形態に
おいて、第１の実施の形態と同一の部分に関しては、説
明を省略し、異なる部分についてのみ説明する。図１６
に示すフローチャートは、エンジンの回転速度Ｎｅの変
動量を演算するフローチャートである。このフローチャ
ートにおいて、第１の実施の形態の図６と同一のステッ
プには、同一の番号を付している。

【００９１】図１６のフローチャートのステップＳ４０
０では、点火時期に応じた図１７に示すマップにより回
転速度変動量Δωｌｅａｎに対して補正値ｍＡを演算す
る。図１７のマップによれば、点火時期の遅角量が大き
くなると、補正値ｍＡとしては小さな値（基準値１）が
設定される。

【００９２】このようにして、補正値ｍＡが設定される
と、ステップＳ４０１へ進み、回転速度変動量Δωｌｅ
ａｎの演算をステップＳ１２３にて演算されるΔωａｖ
ｅと、ステップＳ１２４にて演算されるΔωと、ステッ
プＳ４００にて演算される補正値ｍＡに基づいて演算さ
れる。

【００９３】本実施の形態では、このように補正値ｍＡ
により補正されるラフネス検出値Δωｌｅａｎを用い
て、リーンな空燃比での燃焼を実施するための基本燃料
噴射量を補正するので、点火時期が進角されても目標空
燃比を越えて、さらにリーンな空燃比になることが防止
される。

【００９４】つぎに、以上説明した制御について、図１
８に示すタイムチャートを用いて説明する。図１８
（ｂ）は、エンジン回転速度Ｎｅである。エンジンが始
動して所定回転速度を越えると、図１８（ａ）に示す点
火時期の遅角量が点火時期遅角制御により図中Ａ点にて
目標点火遅角（リタード）量に設定される。ところが、
図中Ｂ点にて、例えば、触媒早期暖機が終了することに
伴って点火時期が進角され通常の点火時期に設定される
と、図１８（ｃ）の点線にて示すように回転速度変動量
Δωｌｅａｎが小さくなる。しかしながら、本実施の形
態では、このとき点火時期の遅角量に応じて、回転速度
変動量Δωｌｅａｎに対する補正を行うための補正値ｍ
Ａを図１７に示すマップにより演算するため、回転速度
変動量Δωｌｅａｎが実線にて示される変動量となる。

【００９５】そして、ドラビリ悪化防止のための補正値
ＦＳＴ（ｎ）が、図１８（ｄ）の点線にて示すような、
目標空燃比をリーンにする補正値に設定されるのを防止
し、ドラビリ悪化防止のための補正値ＦＳＴ（ｎ）が、
実線にて示すように目標空燃比を維持するような補正値
に設定される。故に、図１８（ｅ）に示すように、空燃
比が点線で示すような目標空燃比を越えてさらにリーン
になることが防止され、実線にて示すように、精度良く
目標空燃比に設定することが可能となる。

【００９６】なお、本実施の形態においては、点火時期
に応じて補正量ｍＡを設定したが、エンジン回転速度変
動量Δωｌｅａｎに影響を与えるパラメータであれば、
これに限られるものではない。このエンジン回転速度変
動量Δωｌｅａｎに影響を与えるパラメータとしては、
空気量Ｑやエンジン回転速度Ｎｅ等が挙げられる。例え
ば、空気量Ｑによって補正値ｍＡを設定する場合には、
図１９に示すようなマップにより設定すると良い。この
マップによれば、空気量Ｑの増加に伴って大きな補正量
が設定される。また、エンジン回転速度Ｎｅによって補
正値ｍＡを設定する場合には、図２０に示すようなマッ
プにより設定すると良い。このマップによれば、エンジ
ン回転速度Ｎｅの増加に伴って、小さな補正値ｍＡを設
定すると良い。

【００９７】本実施の形態において、基本燃料設定手段
はリーンな空燃比での燃焼を実施するために燃料噴射量
を設定する手段に、回転速度変動量検出手段は図１６の
フローチャートのステップＳ１２１乃至ステップＳ１２
４に、ラフネス補正手段は図１６のフローチャートのス
テップＳ４０１に、それぞれ相当し機能する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る概略構成図

【図２】第１の実施の形態に係る実行条件判定のための
フローチャート

【図３】第１の実施の形態に係る燃料噴射量演算のため
のフローチャート

【図４】第１の実施の形態に係る参照回転速度演算のた
めのマップ

【図５】第１の実施の形態に係るトルク余裕ΔＮｅに応
じて演算されるリーン化補正値のためのマップ

【図６】第１の実施の形態に係るラフネスを検出するた
めのフローチャート

【図７】第１の実施の形態に係るラフネス検出を説明す
るためのタイムチャート

【図８】第１の実施の形態に係るラフネス検出値に応じ
た補正値を設定するためのマップ

【図９】第１の実施の形態に係る最終補正値ＦＦＳＴを
演算するためのフローチャート

【図１０】第１の実施の形態を適用した場合のタイムチ
ャート

【図１１】第２の実施の形態に係る点火時期の補正を示
すフローチャート

【図１２】第２の実施の形態を適用した場合のタイムチ
ャート

【図１３】第３の実施の形態に係るバルブタイミング設
定を示すフローチャート

【図１４】第３の実施の形態を適用した場合のタイムチ
ャート

【図１５】空燃比と回転変動（ラフネス）との関係を示
す特性図

【図１６】第４の実施の形態に係るラフネス検出のため
のフローチャート

【図１７】第４の実施の形態に係る点火遅角量に応じた
補正値ｍＡを演算するためのマップ

【図１８】第４の実施の形態を適用した場合のタイムチ
ャート

【図１９】第４の実施の形態に係る吸入空気量に応じた
補正値ｍＡを演算するためのマップ

【図２０】第４の実施の形態に係る回転速度Ｎｅに応じ
た補正値ｍＡを演算するためのマップ

【符号の説明】

１…内燃機関としてのエンジン、２…吸気管、３…排気管、１９…点火プラグ、１１…吸気バルブ、１２…排気バルブ、１８…インジェクタ、１９…点火プラグ、２０…スロットルセンサ、２７…基準位置センサ、２８…回転角センサ、３０…ＥＣＵ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３０Ｆ０２Ｄ 41/06 ３３０Ａ 41/14 ３１０ 41/14 ３１０Ｌ３３０３３０Ａ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｂ３０１Ｅ３０１Ｈ 45/00 ３３０ 45/00 ３３０３６２３６２Ｊ (72)発明者中野智章愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内Ｆターム(参考） 3G084 AA04 BA03 BA09 BA13 BA17 BA24 CA01 CA02 DA05 DA08 DA10 DA11 EB12 FA07 FA10 FA26 FA29 FA33 FA34 FA38 3G091 AA02 AA12 AA17 AB03 BA02 BA03 BA14 BA15 BA19 CB02 CB05 DA01 DA02 DA07 DC01 EA05 EA07 EA34 HA36 HB00 3G092 AA01 AA09 AA11 BA03 BA04 BA06 BA09 BB05 DA08 DA09 DC01 EA01 EA02 EA03 EA04 EA07 FA05 FA15 FA18 FA31 GA01 GA02 HA01Z HA06X HA06Z HA13X HA13Z HB01X HB01Z HE01Z HE02X HE02Z HE03Z 3G301 HA01 HA15 HA19 JA04 JA21 JA25 JA26 KA01 KA05 LA00 LA01 LB02 MA01 MA11 ND42 NE01 NE06 NE11 NE12 NE15 PA01Z PA11Z PA14Z PD04A PD04Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の冷間始動からの運転中に、燃
料噴射量を減量補正し、内燃機関の空燃比を理論空燃比
よりもリーンな空燃比に制御するためのリーン化補正値
を設定するリーン化補正手段と、内燃機関の回転速度変動を検出する回転速度変動検出手
段と、前記回転速度変動検出手段により検出される回転速度変
動に基づいて、前記リーン化補正値を補正するための最
終補正値を演算する最終補正手段と、前記最終補正手段により補正された前記リーン化補正値
に基づいて燃料噴射量を補正する燃料噴射量補正手段と
を備える内燃機関の制御装置において、前記最終補正手段は、前記回転速度変動検出手段により
検出される回転速度変動に基づいて第１の補正量を算出
する第１の補正量算出手段を備え、前記最終補正手段に
より設定された前回の最終補正値と、前記第１補正量算
出手段により算出される第１の補正値とのうち、前記回
転速度変動を抑制するいずれか一方の補正値を選択し、
前記選択された補正値に基づいて前記リーン化補正値を
補正することを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】内燃機関の回転速度を検出する回転速度
検出手段と、前記回転速度に対する基準値を示す参照回転速度を設定
する参照回転速度設定手段とを備え、前記リーン化補正値は、前記参照回転速度設定手段によ
り設定される参照回転速度と、前記回転速度検出手段に
より検出される回転速度とに基づいて設定されることを
特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】複数の気筒から構成される内燃機関の制
御装置において、前記回転速度変動検出手段は、前記複数の気筒の各気筒
における回転角速度を求め、前記回転角速度のばらつき
に基づいて変動を検出する手段であることを特徴とする
請求項１または請求項２のいずれか一方に記載の内燃機
関の制御装置。
【請求項４】内燃機関の回転速度変動を検出する回転
速度変動検出手段と、内燃機関の制御に用いられる所定
のパラメータを最終補正値に基づいて補正する最終補正
手段と、前記最終補正手段により補正された前記所定の
パラメータに基づいて内燃機関の制御を行う内燃機関の
制御装置において、前記回転速度変動検出手段により検出される回転速度変
動に基づいて前記所定のパラメータを補正するための補
正値を設定する第２の補正値設定手段を備え、前記最終補正手段は、前記第２の補正値設定手段により
設定される補正値と、前記最終補正手段により設定され
た最終補正値の前回値とのうち、前記回転速度変動を抑
制するいずれかの補正値を選択し、前記選択された補正
値に基づいて最終補正値を設定することを特徴とする内
燃機関の制御装置。
【請求項５】内燃機関の運転条件に応じて燃焼室内に
火花を飛ばすための目標点火時期を設定する目標点火時
期設定手段を備え、前記所定のパラメータは、前記目標点火時期設定手段に
より設定される目標点火時期であることを特徴とする請
求項４に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】内燃機関の吸気バルブおよび／または排
気バルブの開タイミングを可変に設定する可変バルブ機
構を備え、前記所定のパラメータは、前記可変バルブ機構の前記吸
気バルブおよび／または排気バルブの目標開タイミング
であることを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の制
御装置。
【請求項７】内燃機関の回転速度変動量に影響を与え
るパラメータと、リーンな空燃比での燃焼を実施するための基本燃料噴射
量を設定する基本燃料設定手段と、内燃機関の回転速度変動量を検出する回転速度変動量検
出手段と、前記回転速度変動量検出手段により検出される内燃機関
の回転速度変動量に基づいて、前記基本噴射量設定手段
により設定される前記基本燃料噴射量を補正するラフネ
ス補正手段とを備え、前記回転速度変動量に影響を与えるパラメータの値に基
づいて前記回転速度変動量検出手段により検出される内
燃機関の回転速度変動量を補正することを特徴とする内
燃機関の制御装置。
【請求項８】内燃機関の冷始動運転時に触媒早期暖機
のために点火時期を遅角する点火時期制御手段と、内燃
機関の回転速度を検出する回転速度検出手段と、吸入空
気量を検出する吸入空気量検出手段とのうち、少なくと
も１つ以上の手段を備え、前記回転速度変動量に影響を与えるパラメータは、前記
３つの手段のうちいずれか一つ以上に該当することを特
徴とする請求項７に記載の内燃機関の制御装置。