JP2687836B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関の排気浄化装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
きにはＮＯ_X を吸収し、流入する排気ガスの空燃比がリ
ッチになると吸入したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤を
機関排気通路内に配置し、通常は機関シリンダ内に供給
される混合気をリーン空燃比に維持すると共にＮＯ_X 吸
収剤からＮＯ_X を放出すべきときには機関シリンダ内に
供給される混合気をリッチ空燃比とするようにした内燃
機関が本出願人により既に提案されている（特願平３−
２８４０９５号参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところがこのように単
に機関シリンダ内に供給される混合気をリーン空燃比と
リッチ空燃比との間で切換えると切換時に空燃比変化に
より機関の出力トルクが大巾に変動し、大きなショック
が発生するという問題がある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明によれば、流入する排気ガスの空燃比がリー
ンのときにはＮＯ_X を吸収し、流入する排気ガス中の酸
素濃度が低下すると吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸
収剤を機関排気通路内に配置し、通常は機関シリンダ内
に供給される混合気をリーン空燃比に維持すると共にＮ
Ｏ_X 吸収剤からＮＯ_X を放出すべきときには機関シリン
ダ内に供給される混合気をリッチ空燃比とするようにし
た内燃機関において、リーン空燃比とリッチ空燃比をリ
ーン空燃比のときの機関出力トルクとリッチ空燃比のと
きの機関出力トルクがほぼ等しくなるように定めてい
る。

【０００５】また、本発明によれば、上記機関シリンダ
内に供給される混合気を混合気の空燃比をリッチ空燃比
とリーン空燃比との間で切換える際に、燃料の吸気通路
壁面への付着による空燃比変化の時間遅れに応じて機関
点火時期を徐々に変化させて切換え後の空燃比に対応す
る点火時期に到達させるようにしたようにすることもで
きる。

【０００６】更に、本発明によれば、上記機関シリンダ
内に供給される混合気の空燃比をリッチ空燃比とリーン
空燃比との間で切換える際に、燃料の吸気通路壁面への
付着量を考慮して機関への燃料供給量を時間とともに変
化させ混合気の空燃比の変化の時間遅れを防止するよう
にすることもできる。

【０００７】

【作用】リーン空燃比とリッチ空燃比がリーン空燃比の
ときの機関出力トルクとリッチ空燃比のときの機関出力
トルクとがほぼ等しくなるように定められているのでリ
ーン空燃比からリッチ空燃比に切換えられても機関の出
力トルクはほとんど変化しない。

【０００８】また、機関に供給された燃料の一部は吸気
通路壁面に付着して一旦壁面に保持された後に機関燃焼
室に到達するが、この壁面に付着した後燃焼室に到達す
る燃料の量は機関に供給する燃料の量の変化に伴って増
減する。このため、上記空燃比の切換えのために機関に
供給する燃料の量を切換えた場合、実際に燃焼室内に供
給される混合気の空燃比は供給燃料の切換えと同時には
切換わらず、壁面に付着した後に燃焼室に到達する燃料
の量の変化に応じて徐々に変化する。

【０００９】従って、上記空燃比の切換えの際に、機関
に供給する燃料の量の切換え後機関点火時期を徐々に変
化させて切換え後の空燃比に対応した点火時期に到達さ
せるようにすることにより、空燃比の変化に対応して点
火時期が変化するため、空燃比と点火時期との過渡的な
不一致が生じず、空燃比切換え時の出力トルクの変動が
更に低減される。

【００１０】また、機関点火時期を上記のように徐々に
変化させる代わりに、空燃比の切換え時に、上記壁面に
付着した後燃焼室に到達する燃料の量の変化を考慮して
機関への燃料供給量変化させることにより、燃焼室内に
供給される混合気の空燃比が供給燃料の量の切換えと同
時に切換わるようにすれば、機関点火時期を徐々に変化
させることなく空燃比切換え時の出力トルクの変動を低
減することができる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明を適用する内燃機関の一実施例
を示す図である。図１を参照すると、１は機関本体、２
はピストン、３は燃焼室、４は点火栓、５は吸気弁、６
は吸気ポート、７は排気弁、８は排気ポートをそれぞれ
示す。吸気ポート６は対応する枝管９を介してサージタ
ンク１０に連結され、各枝管９にはそれぞれ吸気ポート
６内に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁１１が取付けら
れる。サージタンク１０は吸気ダクト１２およびエアフ
ローメータ１３を介してエアクリーナ１４に連結され、
吸気ダクト１２内にはスロットル弁１５が配置される。
一方、排気ポート８は排気マニホルド１６および排気管
１７を介してＮＯ_X 吸収剤１８を内蔵したケーシング１
９に接続され、ケーシング１９は排気管２０を介して触
媒コンバータ２１に連結される。

【００１２】電子制御ユニット３０はディジタルコンピ
ュータからなり、双方向性バス３１によって相互に接続
されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ラ
ンダムアクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセ
ッサ）３４、入力ポート３５および出力ポート３６を具
備する。エアフローメータ１３は吸入空気量に比例した
出力電圧を発生し、この出力電圧がＡＤ変換器３７を介
して入力ポート３５に入力される。また、入力ポート３
５には機関回転数を表わす出力パルスを発生する回転数
センサ２３が接続される。一方、出力ポート３６は対応
する駆動回路３８，３９を介してそれぞれ点火栓４およ
び燃料噴射弁１１に接続される。

【００１３】図１に示す内燃機関では例えば次式に基づ
いて燃料噴射時間ＴＡＵが算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋt ここでＴＰは基本燃料噴射時間を示しており、Ｋt は補
正係数を示している。基本燃料噴射時間ＴＰは機関シリ
ンダ内に供給される混合気の空燃比を理論空燃比とする
のに必要な燃料噴射時間を示している。この基本燃料噴
射時間ＴＰは予め実験により求められ、機関負荷Ｑ／Ｎ
（吸入空気量Ｑ／機関回転数Ｎ）および機関回転数Ｎの
関数として図２に示すようなマップの形で予めＲＯＭ３
２内に記憶されている。補正係数Ｋt は機関シリンダ内
に供給される混合気の空燃比を制御するための係数であ
ってＫt ＝１．０ であれば機関シリンダ内に供給され
る混合気は理論空燃比となる。これに対してＫt ＜１．
０になれば機関シリンダ内に供給される混合気の空燃比
は理論空燃比よりも大きくなり、すなわちリーンとな
り、Ｋt ＞１．０になれば機関シリンダ内に供給される
混合気の空燃比は理論空燃比よりも小さくなる、すなわ
ちリッチとなる。

【００１４】図１に示される内燃機関では通常例えばＫ
t ＝０．7 に維持されており、すなわち機関シリンダ内
に供給される混合気の空燃比はリーンに維持されてお
り、通常はリーン混合気の燃焼が行われる。図３は燃焼
室３から排出される排気ガス中の代表的な成分の濃度を
概略的に示している。図３からわかるように燃焼室３か
ら排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，ＣＯの濃度は燃焼
室３内に供給される混合気の空燃比がリッチになるほど
増大し、燃焼室３から排出される排気ガス中の酸素Ｏ₂
の濃度は燃焼室３内に供給される混合気の空燃比がリー
ンになるほど増大する。

【００１５】ケーシング１９内に収容されているＮＯ_X
吸収剤１８は例えばアルミナを担体とし、この担体上に
例えばカリウムＫ，ナトリウムＮa , リチウムＬi ，セ
シウムＣs のようなアルカリ金属、バリウムＢa ，カル
シウムＣa のようなアルカリ土類、ランタンＬa ，イッ
トリウムＹのような希土類から選ばれた少なくとも一つ
と、白金Ｐt のような貴金属とが担持されている。機関
吸気通路およびＮＯ_X吸収剤１８上流の排気通路内に供
給された空気および燃料の比をＮＯ_X 吸収剤１８への流
入排気ガスの空燃比と称するとこのＮＯ_X 吸収剤１８は
流入排気ガスの空燃比がリーンのときにはＮＯ_X を吸収
し、流入排気ガス中の酸素濃度が低下すると吸収したＮ
Ｏ_X を放出するＮＯ_X の吸放出作用を行う。なお、ＮＯ
_X 吸収剤１８上流の排気通路内に燃料或いは空気が供給
されない場合には流入排気ガスの空燃比は燃焼室３内に
供給される混合気の空燃比に一致し、従ってこの場合に
はＮＯ_X 吸収剤１８は燃焼室３内に供給される混合気の
空燃比がリーンのときにはＮＯ_X を吸収し、燃焼室３内
に供給される混合気中の酸素濃度が低下すると吸収した
ＮＯ_X を放出することになる。

【００１６】上述のＮＯ_X 吸収剤１８を機関排気通路内
に配置すればこのＮＯ_X 吸収剤１８は実際にＮＯ_X の吸
放出作用を行うがこの吸放出作用の詳細なメカニズムに
ついては明らかでない部分もある。しかしながらこの吸
放出作用は図４に示すようなメカニズムで行われている
ものと考えられる。次にこのメカニズムについて担体上
の白金Ｐt およびバリウムＢa を担持させた場合を例に
とって説明するが他の貴金属、アルカリ金属、アルカリ
土類、希土類を用いても同様なメカニズムとなる。

【００１７】すなわち、流入排気ガスがかなりリーンに
なると流入排気ガス中の酸素濃度が大巾に増大し、図４
（Ａ）に示されるようにこれら酸素Ｏ₂ がＯ₂ ^- または
Ｏ^2-の形で白金Ｐt の表面に付着する。一方、流入排気
ガス中のＮＯは白金Ｐt の表面上でＯ₂ ^- またはＯ^2-と
反応し、ＮＯ₂ となる（２ＮＯ＋Ｏ₂ →２ＮＯ₂)。次い
で生成されたＮＯ₂ の一部は白金Ｐt 上で酸化されつつ
吸収剤内に吸収されて酸化バリウムＢａＯと結合しなが
ら、図４（Ａ）に示されるように硝酸イオンＮＯ₃ ^- 形
で吸収剤内に拡散する。このようにしてＮＯ_X がＮＯ_X
吸収剤１８内に吸収される。

【００１８】流入排気ガス中の酸素濃度が高い限り白金
Ｐt の表面でＮＯ₂ が生成され、吸収剤のＮＯ_X 吸収能
力が飽和しない限りＮＯ₂ が吸収剤内に吸収されて硝酸
イオンＮＯ₃ ^- が生成される。これに対して流入排気ガ
ス中の酸素濃度が低下してＮＯ₂ の生成量が低下すると
反応が逆方向（ＮＯ₃ ^- →ＮＯ₂ ）に進み、斯くして吸
収剤内の硝酸イオンＮＯ₃ ^- がＮＯ₂ の形で吸収剤から
放出される。すなわち、流入排気ガス中の酸素濃度が低
下するとＮＯ_X 吸収剤１８からＮＯ_X が放出されること
になる。図３に示されるように流入排気ガスのリーンの
度合が低くなれば流入排気ガス中の酸素濃度が低下し、
従って流入排気ガスのリーンの度合を低くすれば流入排
気ガスがリーンであってもＮＯ_X 吸収剤１８からＮＯ_X
が放出されることになる。

【００１９】一方、このとき流入排気ガスの空燃比をリ
ッチにすると図３に示されるように機関からは多量の未
燃ＨＣ，ＣＯが排出され、これら未燃ＨＣ，ＣＯは白金
Ｐt上の酸素Ｏ₂ ^- またはＯ^2-と反応して酸化せしめら
れる。また、流入排気ガスの空燃比をリッチにすると流
入排気ガス中の酸素濃度が極度に低下するために吸収剤
からＮＯ₂ が放出され、このＮＯ₂ は図４（Ｂ）に示さ
れるように未燃ＨＣ，ＣＯと反応して還元せしめられ
る。このようにして白金Ｐt の表面上にＮＯ₂ が存在し
なくなると吸収剤から次から次へとＮＯ₂ が放出され
る。従って流入排気ガスの空燃比をリッチにすると短時
間のうちにＮＯ_X 吸収剤１８からＮＯ_X が放出されるこ
とになる。

【００２０】すなわち、流入排気ガスの空燃比をリッチ
にするとまず初めに未燃ＨＣ，ＣＯが白金Ｐt 上のＯ₂
^- またはＯ^2-とただちに反応して酸化せしめられ、次い
で白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-が消費されてもまだ未
燃ＨＣ，ＣＯが残っていればこの未燃ＨＣ，ＣＯによっ
て吸収剤から放出されたＮＯ_X および機関から排出され
たＮＯ_X が還元せしめられる。従って流入排気ガスの空
燃比をリッチにしたときに吸収剤から放出された全ＮＯ
_X および機関から排出された全ＮＯ_X を還元せしめるに
は少なくとも白金Ｐt 上のＯ₂ ^- またはＯ^2-を消費する
のに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯと、全ＮＯ_X を還元させ
るのに必要な量の未燃ＨＣ，ＣＯがＮＯ _X 吸収剤１８に
流入するように流入ガスの空燃比のリッチの度合を制御
する必要がある。

【００２１】前述したように図１に示される内燃機関で
は通常機関シリンダ内に供給される混合気はリーン（例
えばＫt ＝０．7 ）に維持されており、このとき発生す
るＮＯ_X はＮＯ_X 吸収剤１８に吸収される。ところがリ
ーン混合気が燃焼され続けるとＮＯ_X 吸収剤１８による
ＮＯ_X 吸収能力が飽和してしまい、斯くしてＮＯ_X 吸収
剤１８によりＮＯ_X を吸収できなくなってしまう。従っ
て本発明による実施例ではリーン混合気が継続して燃焼
せしめられたときには図５に示されるように機関シリン
ダ内に供給される混合気が一時的にリッチ（Ｋt ＝Ｋ
Ｋ）とされ、それによってＮＯ_X 吸収剤１８に吸収され
たＮＯ_X をＮＯ_X 吸収剤１８から放出することにしてい
る。

【００２２】ところがこの場合、単に機関シリンダ内に
供給される混合気をリーン空燃比からリッチ空燃比に切
換えると機関出力トルクが変動する。そこで本発明では
このとき機関出力トルクが変動しないようにリーン空燃
比とリッチ空燃比を予め定めている。すなわち、図６に
示されるように機関の出力トルクは出力空燃比（11.0〜
12.0) を境として空燃比がリーン側になると機関出力ト
ルクが低下し、空燃比がリッチ側になっても機関出力ト
ルクが低下する。従って図６に示されるように機関出力
トルクが等しくなるリーン空燃比（ＫＬ）とリッチ空燃
比（ＫＫ）とが存在することになる。そこで本発明では
燃焼室３内においてリーン混合気を燃焼すべきときには
そのときの空燃比をリーン空燃比（ＫＬ）とし、燃焼室
３内でリッチ混合気を燃焼すべきときにはそのときの空
燃比をリッチ空燃比（ＫＫ）とするとともに点火時期を
それぞれの空燃比に対応した値に切換えるようにしてい
る。このようにリーン空燃比およびリッチ空燃比を予め
定めるとリーン空燃比からリッチ空燃比に切換えられた
とき、およびリッチ空燃比からリーン空燃比に切換えら
れたときに機関の出力トルクは変動せず、斯くしてショ
ックが発生するのを阻止できることになる。

【００２３】なお、本発明による実施例ではリーン空燃
比（ＫＬ）は予め例えばＫt ＝０．7 相当に定められて
おり、従ってこのリーン空燃比を用いたときの機関出力
トルクと等しい出力トルクが得られるようにリッチ空燃
比（ＫＫ）が定められる。この場合、このリッチ空燃比
（ＫＫ）は機関負荷Ｑ／Ｎと機関回転数Ｎとの関数とな
り、このリッチ空燃比（ＫＫ）は図７に示されるように
機関負荷Ｑ／Ｎおよび機関回転数Ｎの関数の形で予めＲ
ＯＭ３２内に記憶されている。

【００２４】ところで図５のリッチ空燃比ＫＫ′は機関
シリンダ内に供給される混合気の空燃比がリーン空燃比
（Ｋt ＝０．7 ）からリッチ空燃比（Ｋt ＝ＫＫ′）に
切換えられたときに白金Ｐt 上のＯ₂ ^- を消費しかつ全
ＮＯ_X を還元させるのに必要な未燃成分が発生する空燃
比を示している。本発明による実施例ではこのときリッ
チ空燃比（ＫＫ′）よりも更にリッチ側のリッチ空燃比
（ＫＫ）とされるので、ＮＯ_X 吸収剤１８には白金Ｐt
上のＯ₂ ^- を消費しかつ全ＮＯ_X を還元させるのに必要
な量以上の過剰な未燃成分が供給されることになり、斯
くしてＮＯ_X は良好に還元せしめられることになる。し
かしながらこの場合、余剰の未燃成分がＮＯ_X 吸収剤１
８から排出されることになり、従ってこの余剰の未燃成
分を酸化させることが必要になる。そこで本発明による
実施例ではＮＯ_X 吸収剤１８下流の排気通路内にＯ₂ ス
トレージ機能を有する触媒２２を内蔵した触媒コンバー
タ２１を配置し、この触媒２２によって余剰の未燃成分
を酸化せしめるようにしている。

【００２５】すなわち、この触媒２２は例えばアルミナ
を担体としてこの担体上に白金Ｐtのような貴金属と、
カルシウムＣa のようなアルカリ土類と、セリウムＣe
とが担持されている。このように担体上にセリウムＣe
を担持させると触媒２２は触媒２２への流入排気ガスの
空燃比がリーンのときには排気ガスに含まれる酸素を吸
着保持し、触媒２２への流入排気ガスの空燃比がリッチ
になると吸着保持していた酸素を未燃ＨＣ，ＣＯが奪う
というＯ₂ ストレージ機能を備えるようになる。従って
このようなＯ₂ ストレージ機能を有する触媒２２をＮＯ
_X 吸収剤１８下流の排気通路内に配置しておくとリーン
混合気が燃焼せしめられている間に多量の酸素が触媒２
２に吸着保持されるのでＮＯ_X 吸収剤１８からＮＯ_X を
放出させるべく燃焼室３内に供給される混合気がリッチ
にされてＮＯ_X 吸収剤１８から未燃ＨＣ，ＣＯが排出さ
れてもこれら未燃ＨＣ，ＣＯは触媒２２に吸着保持され
ている酸素を奪って酸化せしめられ、斯くして未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯが大気に放出されるのが阻止されることにな
る。

【００２６】ところでＮＯ_X 吸収剤１８からのＮＯ_X の
放出作用は一定量のＮＯ_X がＮＯ_X吸収剤１８に吸収さ
れたとき、例えばＮＯ_X 吸収剤１８の吸収能力の５０％
ＮＯ _X を吸収したときに行われる。ＮＯ_X 吸収剤１８に
吸収されるＮＯ_X の量は機関から排出される排気ガスの
量と排気ガス中のＮＯ_X 濃度に比例しており、この場合
排気ガス量は吸入空気量に比例し、排気ガス中のＮＯ_X
濃度は機関負荷に比例するのでＮＯ_X 吸収剤１８に吸収
されるＮＯ_X 量は正確には吸入空気量と機関負荷に比例
することになる。従ってＮＯ_X 吸収剤１８に吸収されて
いるＮＯ_X の量は吸入空気量と機関負荷の積の累積値か
ら推定することができるが本発明による実施例では単純
化して機関回転数の累積値からＮＯ_X 吸収剤１８に吸収
されているＮＯ_X 量を推定するようにしている。

【００２７】次に図８および図９を参照して本発明によ
るＮＯ_X 吸収剤１８の吸放出制御の一実施例について説
明する。図８は、ＥＣＵ３０により一定時間毎に実行さ
れるルーチンを示している。図８を参照するとまず初め
にステップ１００において基本燃料噴射時間ＴＰに対す
る補正係数Ｋt が１．０ よりも小さいか否か、すなわ
ちリーン混合気が燃焼せしめられているか否かが判別さ
れる。Ｋt ≧１．０ のとき、すなわち機関シリンダ内
に供給されている混合気が理論空燃比又はリッチ空燃比
のときには処理サイクルを完了する。これに対してＫt
＜１．０ のとき、すなわちリーン混合気が燃焼せしめ
られているときにはステップ１０１に進んで現在の機関
回転数ＮＥにΣＮＥを加算した結果がΣＮＥとされる。
従ってこのΣＮＥは機関回転数ＮＥの累積値を示してい
る。次いでステップ１０２では累積回転数ΣＮＥが一定
値ＳＮＥよりも大きいか否かが判別される。この一定値
ＳＮＥはＮＯ_X 吸収剤１８にそのＮＯ_X 吸収能力の例え
ば５０％のＮＯ_X 量が吸収されていると推定される累積
回転数を示している。ΣＮＥ≦ＳＮＥのときには処理サ
イクルを完了し、ΣＮＥ＞ＳＮＥのとき、すなわちＮＯ
_X 吸収剤１８にそのＮＯ_X 吸収能力の５０％のＮＯ_X 量
が吸収されていると推定されたときにはステップ１０３
に進んでＮＯ_X 放出フラグがセットされる。ＮＯ_X 放出
フラグがセットされると後述するように機関シリンダ内
に供給される混合気がリッチに切換えられるとともに、
混合気の空燃比に応じて点火時期が遅角される。

【００２８】次いでステップ１０４ではカウント値Ｃが
１だけインクリメントされる。次いでステップ１０５で
はカウント値Ｃが一定値Ｃ₀ よりも大きくなったか否
か、すなわち例えば５秒経過したか否かが判別される。
Ｃ≦Ｃ₀ のときには処理ルーチンを完了し、Ｃ＞Ｃ₀ に
なるとステップ１０６に進んでＮＯ_X 放出フラグがリセ
ットされる。ＮＯ_X 放出フラグがリセットされると後述
するように機関シリンダ内に供給される混合気がリッチ
からリーンに切換えられ、斯くして機関シリンダ内に供
給される混合気は５秒間リッチにされることになる。次
いでステップ１０７において累積回転数ΣＮＥおよびカ
ウント値Ｃがクリアされる。

【００２９】図９は燃料噴射時間ＴＡＵの算出ルーチン
を示しており、このルーチンはＥＣＵ３０により一定時
間毎に（または機関クランク軸の一定回転角度毎に）実
行される。図９を参照するとまず初めにステップ２００
において図２に示すマップから基本燃料噴射時間ＴＰが
算出される。次いでステップ２０１ではＮＯ_X 放出フラ
グがセットされているか否かが判別される。ＮＯ_X 放出
フラグがセットされていないときにはステップ２０３、
２０４に進んで補正係数Ｋt が例えば０．7 とされ、次
いでステップ２０５に進む。ステップ２０５では燃料噴
射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・Ｋt ）が算出される。このとき
には機関シリンダ内に供給される混合気がリーンとされ
る。

【００３０】一方、ステップ２０１においてＮＯ_X 放出
フラグがセットされたと判断されたときにはステップ２
０６に進んで図７に示す関係からＫＫが算出される。次
いでステップ２０７では補正係数Ｋt の値がＫＫにさ
れ、ステップ２０５に進む。従ってこのときには機関シ
リンダ内に供給される混合気がリッチ空燃比とされる。

【００３１】図１０に別の実施例を示す。この実施例に
おいて図１に示す実施例と同一の構成要素は同一の符号
で示す。図１０に示されるようにこの実施例では広い範
囲に亙って空燃比を検出することのできる空燃比センサ
２４が排気マニホルド１６内に配置される。この空燃比
センサ２４は図１１に示されるように空燃比（Ａ／Ｆ）
に応じた出力電圧Ｖを発生し、従ってこの出力電圧Ｖか
ら空燃比を知ることができる。この出力電圧Ｖは図１０
に示されるようにＡＤ変換器４０を介して入力ポート３
５に入力される。

【００３２】図１に示す実施例では補正係数Ｋの値をオ
ープンループ制御しており、従って経年変化によってリ
ーン混合気燃焼時のリーン空燃比およびＮＯ_X 放出時の
リッチ空燃比が正規の空燃比からずれる危険性がある。
図１０に示す実施例では空燃比センサ２４を用いて空燃
比をフィードバック制御し、それによってこれらリーン
空燃比およびリッチ空燃比を正規の空燃比に常時一致せ
しめるようにしている。

【００３３】すなわち、図１０に示されるように空燃比
センサ２４を用いた場合には燃料噴射時間ＴＡＵが次式
に基づいて算出される。 ＴＡＵ＝ＴＰ・Ｋt ・Ｆ・Ｇ ここで基本燃料噴射時間ＴＰと補正係数Ｋt は図１から
図９に示される実施例において用いられているものと同
じであり、これに対して新たにフィードバック補正係数
Ｆと学習係数Ｇが追加されている。このフィードバック
補正係数Ｆは空燃比センサ２４の出力電圧Ｖに基づいて
空燃比が目標空燃比に一致するように変動し、学習係数
Ｇはフィードバック補正係数Ｆが１．０ を中心として
変動するように変化せしめられる。なお、この実施例に
おいてもＮＯ_X 放出フラグを制御するために図８に示し
たルーチンが用いられる。

【００３４】図１２はフィードバック補正係数Ｆを算出
するためのルーチンを示しており、このルーチンは一定
時間毎の割込みによって実行される。図１２を参照する
とまず初めにステップ３００においてＮＯ_X 放出フラグ
がセットされているか否かが判別される。ＮＯ_X 放出フ
ラグがセットされていないときにはステップ３０１に進
んで補正係数Ｋt に対応した目標空燃比（Ａ／Ｆ) ₀が
算出される。次いでステップ３０２では空燃比センサ２
４の出力電圧Ｖから現在の空燃比（Ａ／Ｆ）が算出され
る。次いでステップ３０３では目標空燃比（Ａ／Ｆ) ₀
と現在の空燃比（Ａ／Ｆ）とが比較される。（Ａ／Ｆ)
₀ ＞（Ａ／Ｆ)のときにはステップ３０４に進んでフィ
ードバック補正係数Ｆから一定値αが減算される。その
結果、燃料噴射時間ＴＡＵが減少せしめられるために空
燃比が大きくなる。これに対して（Ａ／Ｆ) ₀ ≦（Ａ／
Ｆ) のときにはステップ３０５に進んでフィードバック
補正係数Ｆに一定値αが加算される。その結果、燃料噴
射時間ＴＡＵが増大せしめられるために空燃比が小さく
なる。このようにして空燃比（Ａ／Ｆ）が目標空燃比
（Ａ／Ｆ) ₀ に維持されることになる。

【００３５】次いでステップ３０６ではフィードバック
補正係数Ｆの一定期間内における平均値が算出され学習
係数Ｇとして記憶される。一方、ステップ３００におい
てＮＯ_X 放出フラグがセットされたと判断されたときに
はステップ３０７に進んでフィードバック補正係数Ｆが
１．０に固定される。図１３は燃料噴射時間ＴＡＵの算
出ルーチンを示しており、このルーチンは繰返し実行さ
れる。このルーチンはステップ４０５を除けば図９に示
すルーチンと同じである。

【００３６】すなわち、図１３を参照するとまず初めに
ステップ４００において図２に示すマップから基本燃料
噴射時間ＴＰが算出される。次いでステップ４０１では
ＮＯ _X 放出フラグがセットされているか否かが判別され
る。ＮＯ_X 放出フラグがセットされていないときにはス
テップ４０３、４０４に進んで補正係数Ｋt が例えば
０．7 とされ、ステップ４０５に進む。ステップ４０５
では燃料噴射時間ＴＡＵ（＝ＴＰ・Ｋt ・Ｆ・Ｇ）が算
出される。このときには機関シリンダ内に供給される混
合気がリーンとされる。

【００３７】一方、ステップ４０１においてＮＯ_X 放出
フラグがセットされたと判断されたときにはステップ４
０６に進んで図７に示す関係からＫＫが算出される。次
いでステップ４０７では補正係数Ｋt の値がＫＫとさ
れ、ステップ４０５に進む。従ってこのときには機関シ
リンダ内に供給される混合気がリッチ空燃比とされる。
前述したように学習係数Ｇはフィードバック補正係数Ｆ
の一定期間内における平均値を表わしている。このフィ
ードバック補正係数Ｆはもともと１．０ を中心として
変動しているが例えば燃料噴射弁１１のノズル口内にデ
ポジットが堆積したとすると空燃比（Ａ／Ｆ) を目標空
燃比（Ａ／Ｆ) ₀ に維持するためにフィードバック補正
係数Ｆは１．０ よりも大きくなる。このようにフィー
ドバック補正係数Ｆが１．０ よりも大きくなるとそれ
に伴って学習係数Ｇが大きくなり、斯くしてフィードバ
ック補正係数Ｆは常に１．０ を中心として変動するこ
とになる。従ってこの場合、フィードバック補正係数Ｆ
を１．０に固定すると空燃比（Ａ／Ｆ) は補正係数Ｋt
に対応した目標空燃比（Ａ／Ｆ) ₀ に一致する。図１０
に示される実施例では図１２に示されるようにＮＯ_X 放
出フラグがセットされるとフィードバック補正係数Ｆが
１．０に固定される。従ってこのとき機関シリンダ内に
供給される混合気の空燃比はＫＫに対応した空燃比に正
確に一致せしめられることになる。

【００３８】次に、上記空燃比の切換え時の点火時期制
御について説明する。上述の実施例ではＥＣＵ３０は、
機関負荷、回転数等の運転条件に応じて機関点火時期を
制御するとともに、上記空燃比切換えの際には空燃比に
応じて機関点火時期を変化させ、図６に示した空燃比−
出力特性が得られるように制御している。すなわち、リ
ーン空燃比からリッチ空燃比への切換え時には点火時期
はリッチ空燃比（ＫＫ）に対応した所定の値まで遅角変
更され、空燃比の低下による機関出力の増加をできるだ
け低く抑え、リッチ空燃比からリーン空燃比への切換え
時には、点火時期はリーン空燃比（ＫＬ）に対応した通
常の値まで進角変更される。

【００３９】ところが、この点火時期の変更を前述の燃
料噴射時間ＴＡＵの変更と同時に行うと上述のような空
燃比の選定を行った場合でも切換え時に過渡的な出力ト
ルクの変動が生じる場合がある。これは、燃料噴射弁か
ら噴射された燃料のうち吸気ポートに付着して吸気ポー
ト壁面に保持される燃料の量が燃料噴射量の増減に応じ
て変化するため、実際の燃焼室内の混合気の空燃比が燃
料噴射量に対応する空燃比になるのに遅れを生じるため
である。

【００４０】すなわち、燃料噴射弁から噴射された燃料
は、その一部は霧化して吸気流に乗り直ちに燃焼室に到
着するが、残りの部分は吸気ポート壁面に付着して壁面
に保持され、この壁面に保持される燃料の量は燃料噴射
量に応じて増減する。また、この壁面に保持された燃料
からは、保持量に応じて変化する量の燃料が壁面をつた
って燃焼室に流入する。定常状態では、燃料噴射弁から
噴射された燃料のうち単位時間に新たに壁面に付着する
燃料の量と単位時間に壁面から燃焼室に流入する燃料の
量とは等しくなる。

【００４１】しかし、燃料噴射量が急激に変化すると上
記壁面に保持される燃料の量が燃料噴射量に応じた量に
増減するまでには多少の時間を要するため、燃料噴射弁
から噴射されて新たに壁面に付着する燃料の量と壁面か
ら燃焼室に流入する燃料の量とがバランスしない状態が
過渡的に生じる。このため、燃料噴射量を変化させてか
ら、燃焼室内の空燃比が変更後の燃料噴射量に対応する
空燃比になるまでに時間遅れが生じるのである。

【００４２】この問題を図１４を用いて説明する。図１
４（Ａ）は上述の実施例のリーン空燃比からリッチ空燃
比、及びリッチ空燃比からリーン空燃比への切換え時の
燃料噴射量の変化を示し、図１４（Ｂ）はこの場合の燃
焼室への燃料到達量（すなわち燃焼室内の混合気の空燃
比に相当する値）を示す。上述の実施例では、図１４
（Ａ）に示すように空燃比切換えの際燃料噴射量は瞬時
に変化してリッチ空燃比又はリーン空燃比に対応した量
に調整される。これに対して、燃焼室に到達する燃料の
量（図１４（Ｂ）：混合気の空燃比に対応）は燃料噴射
量の変化と同時に燃料噴射量に対応した量（空燃比）に
はならず、燃料噴射量の変化と略同時にある程度の量だ
け増減し（図１４（Ｂ）、ｄ、ｆ部）、その後徐々に変
化して（図１４（Ｂ）、ｅ、ｇ部）、切換え後の燃料噴
射量に相当する空燃比になる。

【００４３】例えばリーン空燃比からリッチ空燃比への
変化の場合には大幅に燃料噴射量が増量されるため、噴
射された燃料のうち、上述の吸気ポート壁面に付着して
壁面に保持される燃料の量が増大する。この壁面に保持
される燃料の量の増大に応じて壁面から燃焼室に流入す
る燃料の量も増大するが、壁面に保持される燃料の量の
増大には多少の時間を要するため壁面から燃焼室に流入
する燃料の量が燃料噴射弁から噴射されて新たに壁面に
付着する燃料の量とバランスするように増大するのは燃
料噴射量増大後ある程度の時間が経過した後になる。

【００４４】すなわち、燃料噴射量を増量した直後は、
噴射燃料のうち壁面に付着する燃料のうち壁面に付着す
る燃料の増大分は壁面に保持される燃料の量を増大させ
るのに費やされ、壁面から燃焼室に流入する燃料の量は
直ちには増大しない。このため、上記実施例のように燃
料噴射量を大幅に増大すると噴射された燃料のうち、前
述の吸気流により運ばれて燃焼室に到達する霧化燃料の
量は燃料噴射量の増量後直ちに増大するのに対して、壁
面に保持された後燃焼室に到達する燃料の量は直ちに増
大しない。従って、燃焼室に到達する燃料の総量（霧化
燃料と壁面付着燃料から燃焼室に供給される燃料の合
計）は燃料噴射量増量後、到達霧化燃料の増大によりあ
る程度まで急激に増大し（図１４（Ｂ）、ｄ部）、その
後壁面に保持された燃料の増大に伴って壁面から燃焼室
に流入する燃料の量が増大することにより徐々に増大し
（図１４（Ｂ）、ｅ部）、最終的に目標空燃比に対応す
る量に到達する。

【００４５】一方、リッチ空燃比からリーン空燃比への
切換え時には、逆に、燃焼室に到達する霧化燃料の量は
燃料噴射量の減少と略同時に減少するが（図１４
（Ｂ）、ｆ部）、切換え後リッチ空燃比時に壁面に保持
された燃料の量が減少して減量された燃料噴射量とバラ
ンスするのに時間を要するため、壁面から燃焼室に流入
する燃料の量は直ちには減少せず、実際の空燃比は切換
えと略同時にある程度リーンになった後（図１４
（Ｂ）、ｅ部）、徐々にリーンになり目標リーン空燃比
に近づく（図１４（Ｂ）、ｇ部）。

【００４６】このため、空燃比切換えの際に燃料噴射量
の切換え（図１４（Ｂ）、点Ｉ、II）と同時に点火時期
を変化後の目標空燃比に対応する値に切換えると空燃比
変化の過渡時（図１４（Ｂ）、区間III 、IV）には空燃
比に対応した点火時期が得られず、図１４（Ｃ）に示す
如く機関出力トルクの変動が生じてしまう。以下に説明
する実施例では、燃料噴射量の切換え時に実際の燃焼室
内の混合気の空燃比の変化（図１４（Ｂ））に応じて機
関点火時期を変化させることにより、空燃比切換え時の
過渡的な出力トルクの変動を低減している。

【００４７】図１４（Ｄ）は本実施例の空燃比切換え時
の点火時期の変化を示す。本実施例ではリーン空燃比か
らリッチ空燃比への切換え時には、点火時期を一挙に切
換え後のリッチ空燃比に対応した目標遅角値（図１４
（Ｄ）、ＳＡ_MAP ）まで遅角させるのではなく、目標値
ＳＡ_MAP より所定値（図１４（Ｄ）、ＳＡ₀ ）だけ遅角
量が少ない値に切換え、その後徐々に遅角量を増やして
目標値ＳＡ_MAP に到達させるようにしている。

【００４８】また、リッチ空燃比からリーン空燃比への
切換え時には、切換え後のリーン空燃比に対応した目標
進角値より所定値ＳＡ₀ だけ進角量が少ない値に切換
え、その後徐々に進角量を増やして目標値に到達させる
ようにしている。これにより、空燃比の切換え時には点
火時期は図１４（Ｄ）に示すように実際の空燃比の変化
（図１４（Ｂ））に対応した変化をするようになり、過
渡時の空燃比と点火時期の不一致による機関出力トルク
の変動が防止される。

【００４９】図１５は空燃比切換え時の上記点火時期制
御を示すフローチャートである。本ルーチンは前述のＥ
ＣＵ３０により所定時間毎に実行される。図１５におい
てステップ１５０１から１５０５では目標空燃比に対応
した目標点火時期の設定が行われる。すなわち、ステッ
プ１５０１では機関吸入空気量Ｑ、機関回転数Ｎの機関
運転状態を表すパラメータが読み込まれ、次いでステッ
プ１５０３では機関目標空燃比（Ａ／Ｆ）t が読み込ま
れる。ここで目標空燃比（Ａ／Ｆ）t は図９、図１３の
燃料噴射補正係数Ｋt に対応する空燃比であり、ＮＯ_X
放出フラグ（図８）の値により図９、図１３によりリー
ン空燃比またはリッチ空燃比に設定される。また、ステ
ップ１５０５では機関運転状態と上記目標空燃比（Ａ／
Ｆ）t とから、目標点火時期ＳＡ_MAP が設定される。本
実施例では、目標点火時期ＳＡ_MAP は予め実験等により
求められ、ＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に目標空燃比（Ａ／
Ｆ）t と機関負荷Ｑ／Ｎ及び機関回転数Ｎとを用いた数
値テーブルの形で格納されている。ステップ１５０５で
はステップ１５０１、１５０３で求めたＱ、Ｎ、（Ａ／
Ｆ）t を用いてこの数値テーブルからＳＡ_MAP の読み出
しを行う。

【００５０】次いでステップ１５０７では図８のＮＯ_X
放出フラグの値（ＦＬ）が前回ルーチン実行時から変化
したか否かが判定され、ＮＯ_X 放出フラグの値（ＦＬ）
が変化している場合にはステップ１５０９から１５１７
が実行される。ステップ１５０９から１５１７は機関空
燃比切換え直後（ＮＯ_X 放出フラグの値が変化直後）に
１回だけ実行されるステップである。すなわち、ステッ
プ１５０７でＮＯ_X 放出フラグの値が変化していた場合
にはステップ１５０９でＮＯ_X放出フラグが現在セット
（ＦＬ＝“１”）されているか否かが判定される。変化
後に現在ＮＯ_X 放出フラグがセットされている場合には
空燃比がリーンからリッチに切換えた後の最初のルーチ
ン実行であるのでステップ１５１１で進角補正量ＳＡ_AD
を所定の初期値ＳＡ₀ に設定し、ステップ１５１３で遅
角補正量ＳＡ_RTをゼロにセットする。ここで、ＳＡ₀ は
正の値をとり、例えば２０（度）程度に設定される。次
いでステップ１５３３では機関点火時期ＳＡを、 ＳＡ←ＳＡ_MAP ＋ＳＡ_AD−ＳＡ_RT として設定してルーチンを終了する。これにより、機関
点火時期は切換え後のリッチ空燃比に対応する目標点火
時期ＳＡ_MAP （遅角）に対してＳＡ₀ だけ進角した値に
設定される（図１４（Ｄ）。

【００５１】一方、ステップ１５０９でＮＯ_X 放出フラ
グが現在セットされていない場合には空燃比がリッチか
らリーンに切換えられた後の最初のルーチン実行である
のでステップ１５１５で遅角補正量ＳＡ_RTを初期値ＳＡ
₀ に設定し、ステップ１５１７で進角補正量ＳＡ_ADをゼ
ロにセットし、ステップ１５３３を実行する。これによ
り、機関点火時期は切換え後のリーン空燃比に対応する
目標点火時期ＳＡ_MAP（進角）に対してＳＡ₀ だけ遅角
した値に設定される（図１４（Ｄ）参照）。

【００５２】次にステップ１５０７で図８のＮＯ_X 放出
フラグの値が前回ルーチン実行時から変化していない場
合には、空燃比切換え後最初のルーチン実行ではないと
判断してステップ１５１９から１５３１を実行する。ス
テップ１５１９から１５３１ではステップ１５１１また
は１５１５で設定した点火時期の進角補正量ＳＡ_ADまた
は遅角補正量ＳＡ_RTを徐々に一定量づつ減少させて点火
時期を目標点火時期ＳＡ_MAP に一致させる動作が行われ
る（図１４（Ｄ）参照）。

【００５３】すなわち、ステップ１５２１から１５２５
では進角補正量ＳＡ_ADがルーチン実行毎に所定値αづ
つ、ＳＡ_AD＝０になるまで低減される。また、ステップ
１５２７から１５３１では遅角補正量ＳＡ_RTがルーチン
実行毎に所定値αずつ、ＳＡ_RT＝０になるまで低減され
る。これにより、機関点火時期は徐々に目標点火時期に
近づき、空燃比切換え時の過渡的な空燃比と点火時期と
の不一致が生じることが防止される。

【００５４】次に、空燃比切換え時の壁面付着燃料量の
変化による出力トルク変動を防止するための別の実施例
について説明する。上述の実施例では、空燃比切換え時
の壁面付着燃料量の変化による実際の空燃比の切換えの
遅れにより出力トルクの変動が生じることを点火時期を
補正することにより防止している。これに対して以下に
説明する実施例では、空燃比切換え時に壁面付着燃料の
量を考慮して燃料噴射量を時間とともに変化させること
により、実際の空燃比の切換えの遅れを防止して、点火
時期を目標点火時期に切換える際の過渡的な補正を不要
とした点が相違している。

【００５５】本実施例の空燃比切換え時の燃料噴射量の
制御を図１６を用いて説明する。図１６（Ａ）は図８の
ＮＯ_X 放出フラグ（ＦＬ）のセット／リセットの状態
を、図１６（Ｂ）は図１６（Ａ）のフラグのセット／リ
セットに応じた本実施例の燃料噴射量の制御を示してい
る。本実施例では、例えばリーン空燃比からリッチ空燃
比への切換え時には燃料噴射量はＮＯ_X 放出フラグのセ
ットと同時に目標リッチ空燃比に対応した噴射量を越え
て過剰に増量される。この過剰な増量分（図１６
（Ｂ）、ａ部）により、噴射された燃料のうち壁面に付
着する燃料と気流に乗って燃焼室に到達する燃料の量と
の両方が増大するが、本実施例では上記燃料噴射量の過
剰な増量分は上記の吸気に乗って燃焼室に到達する霧化
燃料の量の増加分だけで目標リッチ空燃比を達成できる
量とされる。また、上記燃料噴射量の過剰な増量によ
り、壁面に保持される燃料の量は速やかに増大し、壁面
から燃焼室に供給される燃料の量も短時間で増大する
が、燃料噴射量は最初の過剰な増量の後、この壁面から
燃焼室に供給される燃料の量に合わせて徐々に低減され
（図１６（Ｂ）、ｂ部）、最終的に目標リッチ空燃比に
対応した量に調整される。（図１６（Ｂ）、ｃ部）。

【００５６】一方、リッチ空燃比からリーン空燃比への
切換え時には燃料噴射量はＮＯ_X 放出フラグのリセット
と同時に目標リーン空燃比に対応した噴射量より少ない
量に過剰に減量される（図１６（Ｂ）、ｄ部）。この過
剰な減量分はリッチ空燃比時に壁面に保持された多量の
燃料から燃焼室に供給される燃料の量を考慮して、前述
の吸気に乗って燃焼室に到達する霧化燃料の量の減少分
だけで目標リーン空燃比を達成できる量とされる。ま
た、燃料噴射量を過剰に減量したことにより新たに壁面
に付着する燃料の量が大幅に減少し、壁面に保持される
燃料の量は速やかに低減され、壁面から燃焼室に供給さ
れる燃料の量も短時間で減少するが、次いで、燃料噴射
量は燃焼室に到達する壁面付着燃料減少に合わせて徐々
に増量され（図１６（Ｂ）、ｅ部）、最終的に目標リッ
チ空燃比に対応した量に調整される（図１６（Ｂ）、ｆ
部）。

【００５７】このように空燃比切換え時に燃料噴射量を
時間とともに変化させることにより、実際の空燃比は図
１６（Ｃ）に示すようにＮＯ_X 放出フラグのセット／リ
セットと同時に目標空燃比に切り換わり、点火時期の過
渡的制御を行うことなく出力トルクの変動を防止するこ
とができる。図１７は空燃比切換え時の上記燃料噴射量
制御を示すフローチャートである。本ルーチンは図９の
ルーチンに代えてＥＣＵ３０により一定時間間隔で実行
される。

【００５８】図１７においてステップ１７０１から１７
０５では運転条件に応じて基本燃料噴射時間ＴＰが求め
られる。すなわち、ステップ１７０１では機関吸入空気
量Ｑ、機関回転数Ｎの機関運転状態を表すパラメータが
読み込まれ、次いでステップ１７０３では図２のマップ
から基本燃料噴射時間ＴＰが求められる。 次いでステ
ップ１７０７では図８で設定されるＮＯ_X 放出フラグの
値（ＦＬ）が前回ルーチン実行時から変化したか否かが
判定され、ＮＯ_X 放出フラグの値（ＦＬ）が変化してい
る場合にはステップ１７０９から１７１７が実行され
る。

【００５９】ステップ１７０９から１７１７は機関空燃
比切換え直後（ＮＯ_X 放出フラグの値が変化直後）に１
回だけ実行されるステップである。すなわち、ステップ
１７０７でＮＯ_X 放出フラグの値が変化していた場合に
はステップ１７０９でＮＯ_X放出フラグが現在セット
（ＦＬ＝“１”）されているか否かが判定される。ＮＯ
_X 放出フラグがセットされている場合には空燃比がリー
ンからリッチに切換えられた後の最初のルーチン実行で
あるのでステップ１７１１で図７に示す関係からＫＫが
求められ、ステップ１７１２では補正係数Ｋ₀ の値がＫ
Ｋにセットされる。 次いで、ステップ１７１３では増
量係数Ｋ_INC の値が算出される。増量係数Ｋ_INC は前述
のように、噴射燃料の壁面付着を考慮して気流とともに
燃焼室に到達する霧化燃料の量の増加分だけで目標リッ
チ空燃比を達成できるように燃料噴射量を増量するため
の係数であり、吸入空気量Ｑ、エンジン回転数Ｎ、空燃
比ＫＫ等の値に応じて決定される。本実施例では増量係
数Ｋ_INC の値は、予め実験等により各運転条件に対応す
る値が求められＥＣＵ３０のＲＯＭ３２に数値テーブル
の形で格納されており、ステップ１７１３ではこのテー
ブルからＫ_INC の値が読みとられる。なお、増量係数Ｋ
_INC は正の値をとる。

【００６０】次いでステップ１７１４では後述の減量係
数Ｋ_DEC がゼロにセットされ、ステップ１７３３に進
む。また、ステップ１７０９でＮＯ_X 放出フラグが現在
セットされていない場合（ＦＬ＝“０”）には空燃比が
リッチからリーンに切換えられた後の最初のルーチン実
行であるので、ステップ１７１５で補正係数Ｋ₀ の値が
０．7 にセットされ、ステップ１７１６で減量係数Ｋ
_DEC の値が算出される。減量係数Ｋ_DEC は前述のよう
に、噴射燃料の壁面付着を考慮して気流とともに燃焼室
に到達する霧化燃料の量の減少分だけで目標リーン空燃
比を達成できるように燃料噴射量を減量するための係数
であり、増量係数Ｋ_INC と同様、予め実験等によりもと
められ、Ｑ、Ｎ、等の関数としてＲＯＭ３２に数値テー
ブルの形で格納されている。なお、減量係数Ｋ_DEC は１
より小さい正数である。また、ステップ１７１７では増
量係数Ｋ_INC はゼロにセットされる。

【００６１】ステップ１７３３では上記Ｋ₀ 、Ｋ_INC 、
Ｋ_DEC から、燃料噴射量の補正係数Ｋt が、 Ｋt ←Ｋ₀ ・（１＋Ｋ_INC ）・（１−Ｋ_DEC ） として設定されルーチンを終了する。これにより、燃料
噴射量は、ＮＯ_X 放出フラグの変化直後に目標空燃比に
対応した量以上に過剰に増量または減量される（図１６
（Ｂ）、ａ、ｄ）。

【００６２】次にステップ１７０７で図８のＮＯ_X 放出
フラグの値が前回ルーチン実行時から変化していない場
合には、空燃比切換え後最初のルーチン実行ではないと
判断してステップ１７１９から１７３１を実行する。ス
テップ１７１９から１７３１ではステップ１７１３また
は１７１６で設定した増量係数Ｋ_INC または減量係数Ｋ
_DEC を徐々に一定量づつ減少させて燃料噴射量を目標空
燃比に対応する値に一致させる動作が行われる（図１６
（Ｂ）、ｂ、ｅ）。

【００６３】すなわち、ステップ１７２１から１７２５
では増量係数Ｋ_INC がルーチン実行毎に所定値αづつ、
Ｋ_INC ＝０になるまで低減される。また、ステップ１７
２７から１７３１では減量係数Ｋ_DEC がルーチン実行毎
に所定値αづつ、Ｋ_DEC ＝０になるまで低減される。こ
れにより、燃料噴射量は過剰に増量または減量されたあ
とに徐々に目標空燃比に対応する値に近づく。上記のよ
うに空燃比切換え時の燃料噴射量を制御することによ
り、実際に燃焼室に到達する燃料の量はＮＯ_X 放出フラ
グの値の変化と同時に目標空燃比に切換わる（図１６
（Ｃ）参照）ため、ＮＯ_X 放出フラグのの値の変化と同
時に点火時期を切換え後の空燃比に対応する値に変化さ
せるようにした場合でも空燃比と点火時期の不一致によ
り過渡的な出力変動が生じることが防止される。

【００６４】

【発明の効果】機関シリンダ内に供給される混合気がリ
ーン空燃比からリッチ空燃比、又はリッチ空燃比からリ
ーン空燃比に切換えられたときに機関出力トルクがほと
んど変動しないのでショックが発生するのを阻止するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例を示す内燃機関の全体図
である。

【図２】基本燃料噴射時間のマップを示す図である。

【図３】機関から排出される排気ガス中の未燃ＨＣ，Ｃ
Ｏおよび酸素の濃度を概略的に示す線図である。

【図４】ＮＯ_X の吸放出作用を説明するための図であ
る。

【図５】ＮＯ_X の放出制御を説明するための図である。

【図６】機関出力トルクと空燃比との関係を示す線図で
ある。

【図７】補正係数ＫＫのマップを示す図である。

【図８】ＮＯ_X 吸収剤からのＮＯ_X 放出制御の一例を示
すフローチャートである。

【図９】燃料噴射量制御の一例を示すフローチャートで
ある。

【図１０】本発明の別の実施例を示す内燃機関の全体図
である。

【図１１】空燃比センサの出力を示す線図である。

【図１２】燃料噴射量の補正の一例を示すフローチャー
トである。

【図１３】燃料噴射量制御の一例を示すフローチャート
である。

【図１４】本発明の点火時期制御を説明するタイミング
図である。

【図１５】本発明の点火時期制御の一例を示すフローチ
ャートである。

【図１６】本発明の燃料噴射量制御の一例を示すタイミ
ング図である。

【図１７】本発明の燃料噴射量制御の一例を示すフロー
チャートである。

【符号の説明】

１…内燃機関本体 ４…点火栓 １２…吸気ダクト １１…燃料噴射弁 １６…排気マニホルド １８…ＮＯ_X 吸収剤 ２２…触媒 ２４…空燃比センサ ３０…電子制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１ Ｆ０２Ｄ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｈ ３０１Ｔ 45/00 ３６４ 45/00 ３６４Ｋ Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｂ (72)発明者 木原 哲郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 後藤 雅人 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (72)発明者 小田 智洋 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自 動車株式会社内 (56)参考文献 特開 平６−108824（ＪＰ，Ａ) 国際公開93／7363（ＷＯ，Ａ)

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流入する排気ガスの空燃比がリーンのと
   きにはＮＯ_X を吸収し、流入する排気ガス中の酸素濃度
   が低下すると吸収したＮＯ_X を放出するＮＯ_X 吸収剤を
   機関排気通路内に配置し、通常は機関シリンダ内に供給
   される混合気をリーン空燃比に維持すると共にＮＯ_X 吸
   収剤からＮＯ_X を放出すべきときには機関シリンダ内に
   供給される混合気をリッチ空燃比とするようにした内燃
   機関において、上記リーン空燃比とリッチ空燃比をリー
   ン空燃比のときの機関出力トルクとリッチ空燃比のとき
   の機関出力トルクがほぼ等しくなるように定めた内燃機
   関の空燃比制御装置。
2. 【請求項２】 前記機関シリンダ内に供給される混合気
   の空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で切換え
   る際に、燃料の吸気通路壁面への付着による空燃比変化
   の時間遅れに応じて機関点火時期を徐々に変化させて切
   換え後の空燃比に対応する点火時期に到達させるように
   した請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
3. 【請求項３】 前記機関シリンダ内に供給される混合気
   の空燃比をリッチ空燃比とリーン空燃比との間で切換え
   る際に、燃料の吸気通路壁面への付着量を考慮して機関
   への燃料供給量を時間とともに変化させ混合気の空燃比
   の変化の時間遅れを防止するようにした請求項１記載の
   内燃機関の空燃比制御装置。