JP2914085B2 - 内燃機関の吸入空気量制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、機関の所定運転域に
おいて燃焼混合気を理論空燃比より薄い希薄混合気に設
定する希薄燃焼システムを備えた内燃機関の吸入空気量
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車に対する排出ガス規制およ
び燃費率向上要求に対応する技術として希薄燃焼システ
ムを備えた内燃機関が注目されている。希薄燃焼システ
ムは、空燃比２０以上の超希薄混合気の領域で燃焼を行
なわせる技術で、燃料噴射の精密制御を行なうことで、
空燃比が超希薄となる領域での燃焼を可能にしている。
こうした希薄燃焼システムは内燃機関の低中負荷運転域
で動作するが、これに対して、内燃機関が高出力を必要
とする高負荷運転域においては、通常通り理論空燃比の
領域で燃焼を行なう。

【０００３】前記内燃機関では、希薄燃焼の運転状態か
ら理論空燃比の燃焼の運転状態へと制御を切り換えたと
きに、トルクが急変する問題を備えており、この問題を
解消するものとして、特開昭６２−２１８６３２号公報
に示すように、スロットルバルブとは独立に吸入空気量
を増量するバイパス通路を設け、切換時にそのバイパス
通路の開度を制御することにより、そのトルク段差を吸
収する構成のものが提案されていた。詳しくは、希薄燃
焼の運転時に、バイパス通路に設けた制御バルブを開い
て吸入空気量を増量し、理論空燃比の運転状態への切替
時に、その制御バルブを閉じ側に制御する。こうしてそ
の切換時のトルク段差を吸収する。

【０００４】ところで、内燃機関の吸入空気量を増量す
る技術としては、スロットルバルブとバイパス通路に設
けた制御バルブとを備えた前述したような２弁式のもの
の他に、装置の構成の簡略化および制御精度の向上を目
的として、１弁式のものも当然考えられる。この１弁式
のものは、バイパス通路をなくして、吸入空気通路に設
けられたスロットルバルブをアクセルペダルにリンクさ
せずに任意に開閉可能とするものである。この１弁式の
構成で、前述した希薄空燃比から理論空燃比への制御切
換時のトルク段差を解消するには、希薄燃焼の運転時
に、アクセル開度センサで検出したアクセル開度より開
き側にスロットルバルブの開度を制御し、理論空燃比の
燃焼への切換時に、スロットルバルブを閉側に制御して
アクセル開度にスロットルバルブの開度を一致させる。
こうして、スロットルバルブの開閉だけで吸入空気量を
制御して、希薄燃焼から理論空燃比燃焼への制御切換時
におけるトルク段差を吸収する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記１
弁式の従来例により、前述した希薄空燃比から理論空燃
比への制御切換時のトルク段差を解消しようと、その切
換時にスロットルバルブの開度を閉じ側に制御した場
合、スロットルバルブにチャタリングが生じた。

【０００６】チャタリングが生じるのは次の理由によ
る。内燃機関の低中負荷運転域においては、スロットル
開度はアクセル開度より開き側に制御されて希薄空燃比
の制御が行なわれるが、この状態から内燃機関が高負荷
運転域に移行すると、スロットル開度は閉じ側に制御さ
れて、制御切換時のトルク段差の解消が図られる。しか
し、この際、スロットル開度から内燃機関が低中負荷運
転域に復帰したと誤判定してしまい、再度希薄空燃比の
制御に処理が切り換えられ、スロットル開度は再び、開
き側に制御される。更に、その開度から内燃機関が高負
荷運転域に移行したと判定し、スロットル開度は再度閉
じ側に制御される。こうした一連の動作が繰り返され
て、スロットルバルブは開いたり閉じたりを繰り返す。

【０００７】こうして、図１１のタイミングチャートに
示すように、希薄空燃比（リーン）の制御から理論空燃
比（ストイキ）の制御への切り換わり時に（時間ｔ
１）、スロットルバルブにチャタリングが生じ、このた
めに、クランク軸のトルクに不規則な変化が生じる。こ
の結果、ドライバビリティが悪化するといった問題を招
来した。

【０００８】本発明の内燃機関の吸入空気量制御装置
は、こうした問題点に鑑みてなされたもので、希薄空燃
比の制御から理論空燃比の制御への切り換わり時に発生
するスロットルバルブのチャタリングを抑えて、ドライ
バビリティを向上することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
べく、前記課題を解決するための手段として、以下に示
す構成をとった。

【００１０】即ち、本発明の内燃機関の吸入空気量制御
装置は、図１に例示するように、アクセルペダルの操作
量をアクセル開度として検出するアクセル開度検出手段
Ｍ１と、内燃機関ＥＧの吸入空気通路に設けられ、該内
燃機関ＥＧの吸入空気量を調節するスロットルバルブＭ
２と、前記内燃機関ＥＧに燃料を供給する燃料供給手段
Ｍ３と、前記アクセル開度検出手段Ｍ１により検出され
るアクセル開度より余分に前記スロットルバルブＭ２を
開くと共に、前記内燃機関ＥＧの空燃比がリーンとなる
ように前記燃料供給手段Ｍ３からの燃料供給量を調節す
るリーン制御手段Ｍ４と、前記アクセル開度に応じた開
度で前記スロットルバルブＭ２を制御すると共に、前記
内燃機関ＥＧの空燃比がストイキとなるように前記燃料
供給手段Ｍ３からの燃料供給量を調節するストイキ制御
手段Ｍ５と、前記スロットルバルブＭ２の開度を少なく
とも含む前記内燃機関ＥＧの負荷に応じて、前記リーン
制御手段Ｍ４またはストイキ制御手段Ｍ５を選択的に実
行させる制御選択手段Ｍ６とを備えた内燃機関の吸入空
気量制御装置において、前記制御選択手段Ｍ６により前
記リーン制御手段Ｍ４からストイキ制御手段Ｍ５へ実行
が切り換えられるときを検知するリーン／ストイキ切換
時検知手段Ｍ７と、該リーン制御手段Ｍ４からストイキ
制御手段Ｍ５への切換時が検知されたとき、前記アクセ
ル開度検出手段Ｍ１により検出されるアクセル開度を記
憶する切換時アクセル開度記憶手段Ｍ８と、該記憶した
アクセル開度と前記アクセル開度検出手段Ｍ１により検
出される現在のアクセル開度とを比較し、該比較結果が
所定のリーン制御再開条件を満たしているか否かを判定
する判定手段Ｍ９と、前記リーン／ストイキ切換時検知
手段Ｍ７により前記リーン制御手段Ｍ４からストイキ制
御手段Ｍ５への切換時が検知されたときから、前記判定
手段Ｍ９により前記リーン制御再開条件が満たされたと
判定されるまで、前記リーン制御手段Ｍ４の実行を禁止
する禁止手段Ｍ１０とを設けたことを、その要旨として
いる。

【００１１】

【作用】以上のように構成された本発明の内燃機関の吸
入空気量制御装置は、スロットルバルブＭ２の開度を少
なくとも含む内燃機関ＥＧの負荷に応じて、制御選択手
段Ｍ６により、スロットルバルブＭ２の開度と燃料供給
手段Ｍ３からの燃料供給量とを調節するリーン制御手段
Ｍ４またはストイキ制御手段Ｍ５を選択的に実行させ
る。更に、制御選択手段Ｍ６によりリーン制御手段Ｍ４
からストイキ制御手段Ｍ５へ実行が切り換えられるとき
を、リーン／ストイキ切換時検知手段Ｍ７により検知
し、その切換時が検知されたとき、アクセル開度検出手
段Ｍ１により検出されるアクセル開度を、切換時アクセ
ル開度記憶手段Ｍ８により記憶する。

【００１２】そして、その切換時が検知されたときか
ら、切換時アクセル開度記憶手段Ｍ８により記憶したア
クセル開度とアクセル開度検出手段Ｍ１により検出され
る現在のアクセル開度との比較結果が所定のリーン制御
再開条件を満たしたと、判定手段Ｍ９により判定される
まで、リーン制御手段Ｍ４の実行を禁止手段Ｍ１０によ
り禁止する。

【００１３】このため、リーン制御手段Ｍ４からストイ
キ制御手段Ｍ５へ実行が切り換わった後には、リーン制
御再開条件を満たさない間、リーン制御手段Ｍ４へ実行
が移行しない。従って、閉じ側方向へ移行したスロット
ルバルブＭ２は、リーン再開条件を満たすまで、開度が
増大されることがなく、スロットルバルブＭ２のチャタ
リングが抑えられる。

【００１４】

【実施例】以上説明した本発明の構成・作用を一層明ら
かにするために、以下本発明の好適な実施例について説
明する。図２は、本発明の一実施例である吸入空気量制
御装置を搭載した自動車用エンジンおよびその周辺装置
を表す概略構成図である。

【００１５】同図に示すように、エンジン１の吸気通路
２には、吸入空気の取り入れ口から、エアクリーナ３、
スロットルバルブ５、吸入空気の脈動を抑えるサージタ
ンク６およびエンジン１に燃料を噴射する燃料噴射弁７
が設けられている。吸気通路２を介して吸入される吸入
空気は、燃料噴射弁７から噴射される燃料と混合され
て、エンジン１の燃焼室１１内に吸入される。この燃料
混合気は、燃焼室１１内で点火プラグ１２によって火花
点火され、エンジン１を駆動させる。燃焼室１１内で燃
焼したガス（排気）は、排気通路１５を介して触媒コン
バータ１６に導かれ、浄化された後、大気側に排出され
る。

【００１６】スロットルバルブ５は、燃焼室１１内に吸
入される吸入空気量を制限して、エンジン１の出力を調
節するためのもので、ステップモータ１７の駆動力を受
けて開閉駆動される。なお、このスロットルバルブ５に
は、その開度を検出するスロットル開度センサ１８が設
けられている。点火プラグ１２には、ディストリビュー
タ２１を介してイグナイタ２２からの高電圧が印加さ
れ、この印加タイミングによって点火時期が決定され
る。ディストリビュータ２１は、イグナイタ２２で発生
した高電圧を各気筒の点火プラグ１２に分配するための
もので、このディストリビュータ２１には、１回転に２
４発のパルス信号を出力する回転速度センサ２３が設け
られている。

【００１７】さらに、エンジン１には、その運転状態を
検出するためのセンサとして、アクセルペダル２５の操
作量（アクセル開度）を検出する共にそのアクセル開度
が０となる全閉状態を検出するアイドルスイッチ５０
（図３）を内蔵したアクセル開度センサ５１、吸気通路
２に配設されて吸入空気（吸気）の温度を検出する吸気
温センサ５２、シリンダブロックに配設されて冷却水温
を検出する水温センサ５４、排気通路１５における触媒
コンバータ１６の上流側に配設されて排気中の酸素濃度
を検出する酸素濃度センサ５５および車両の速度を検出
する車速センサ５７等が備えられている。これら各セン
サの検出信号は電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと呼
ぶ）７０に入力される。

【００１８】ＥＣＵ７０は、図３に示すように、マイク
ロコンピュータを中心とする論理演算回路として構成さ
れ、詳しくは、予め設定された制御プログラムに従って
エンジン１を制御するための各種演算処理を実行するＣ
ＰＵ７０ａと、ＣＰＵ７０ａで各種演算処理を実行する
のに必要な制御プログラムや制御データ等が予め格納さ
れたＲＯＭ７０ｂと、同じくＣＰＵ７０ａで各種演算処
理を実行するのに必要な各種データが一時的に読み書き
されるＲＡＭ７０ｃと、電源オフ時においてもデータを
保持可能なバックアップＲＡＭ７０ｄと、上記各センサ
からの検出信号を入力するＡ／Ｄコンバータ７０ｅおよ
び入力処理回路７０ｆと、ＣＰＵ７０ａでの演算結果に
応じて燃料噴射弁７，ステップモータ１７およびイグナ
イタ２２等に駆動信号を出力する出力処理回路７０ｇ等
を備えている。また、ＥＣＵ７０は、バッテリ７１に接
続された電源回路７０ｈを備え、出力処理回路７０ｇか
らの高電圧の印加も可能となっている。

【００１９】こうして構成されたＥＣＵ７０によって、
エンジン１の運転状態に応じて燃料噴射弁７，イグナイ
タ２２およびステップモータ１７が駆動制御され、燃料
噴射制御や点火時期制御、あるいは吸入空気量制御等が
行なわれる。

【００２０】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行される燃料噴射制御処理ルーチンについて、図４に基
づいて説明する。なお、この制御処理ルーチンは、所定
クランク角、例えば、３６０゜ＣＡ毎に実行される。

【００２１】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、エアフロメータ５３で検出されＡ／Ｄコンバータ７
０ｅでＡ／Ｄ変換された吸入空気量Ｑを、ＲＡＭ７０ｃ
から読み込む処理を実行する（ステップＳ１００）。次
いで、回転速度センサ２３で検出され入力処理回路７０
ｆを介して入力された回転速度Ｎｅを、ＲＡＭ７０ｃか
ら読み込む処理を実行する（ステップＳ１１０）。

【００２２】続いて、ステップＳ１００およびＳ１１０
で読み込んだ吸入空気量Ｑおよび回転速度Ｎｅを用い
て、基本燃料噴射量ＴＰを次式（１）に従って算出する
（ステップＳ１２０）。 ＴＰ←ｋ・Ｑ／Ｎｅ …（１） （但し、ｋは定数）

【００２３】続いて、基本燃料噴射量ＴＰに、次式
（２）に従うように各種補正係数を掛けることにより実
燃料噴射量ＴＡＵを算出する（ステップＳ１３０）。 ＴＡＵ←ＴＰ・ＫＬＥＡＮ・α＋β …（２）

【００２４】ここで、ＫＬＥＡＮはリーン補正係数であ
り、後述する目標空燃比設定処理ルーチンにより設定さ
れる。また、α，βはこの発明と直接関係しないことか
ら説明を省略するその他の補正係数であり、例えば、酸
素濃度センサ５５により検出される空燃比信号に基づく
空燃比フィードバック補正係数、水温センサ５４で検出
される冷却水温に基づく暖機増量補正係数等が該当す
る。

【００２５】ステップＳ１３０で実燃料噴射量ＴＡＵが
算出されると、続いて、その実燃料噴射量ＴＡＵに相当
する燃料噴射時間を燃料噴射弁７の開弁時間を決定する
図示しないカウンタにセットする（ステップＳ１４
０）。この結果、そのカウンタにセットされた開弁時間
だけ、燃料噴射弁７が開弁駆動される。その後、「リタ
ーン」に抜けて処理を一旦終了する。

【００２６】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行される目標空燃比設定処理ルーチンについて、図５に
基づいて説明する。この目標空燃比設定処理ルーチン
は、エンジン１内の混合気の目標とする空燃比を定める
もので、具体的には、前述した燃料噴射制御処理ルーチ
ンで用いるリーン補正係数ＫＬＥＡＮに対して目標空燃
比がリーンになる値とリッチになる値とを選択設定す
る。なお、この処理ルーチンは、所定時間毎の割込みに
て繰り返し実行される。

【００２７】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、アクセル開度センサ５１で検出されＡ／Ｄコンバー
タ７０ｅでＡ／Ｄ変換されたアクセル開度ＰＡを、ＲＡ
Ｍ７０ｃから読み込む処理を実行する（ステップＳ２０
０）。次いで、回転速度センサ２３で検出され入力処理
回路７０ｆを介して入力された回転速度Ｎｅを、ＲＡＭ
７０ｃから読み込む処理を実行する（ステップ２１
０）。

【００２８】続いて、それら読み込んだアクセル開度Ｐ
Ａおよび回転速度Ｎｅに基づいてリーン側の設定空燃比
ＡＦＬを算出する処理を行なう（ステップＳ２２０）。
詳しくは、アクセル開度ＰＡの大きさと回転速度Ｎｅの
大きさとに応じてリーン側設定空燃比ＡＦＬが定められ
たマップをＲＯＭ７０ｂに予め用意し、このマップをス
テップＳ２００，Ｓ２１０で読み込んだアクセル開度Ｐ
Ａおよび回転速度Ｎｅを検索キーとして検索することに
より求める。

【００２９】その後、アクセル開度センサ５１に内蔵さ
れたアイドルスイッチ５０の出力信号ＬＬが値１である
か否かを判定することにより、アクセル全閉状態である
か否かを判定する（ステップＳ２３０）。ここで、アク
セル全閉状態でないと判定されると、次の処理を行な
う。

【００３０】まず、スロットル開度センサ１８で検出さ
れＡ／Ｄコンバータ７０ｅでＡ／Ｄ変換されたスロット
ル開度ＴＡを、ＲＡＭ７０ｃから読み込み（ステップＳ
２４０）、そのスロットル開度ＴＡが予め定められたス
トイキへの切換開度ＴＳ以上であるか否かを判定する
（ステップＳ２５０）。ここで、ＴＡがＴＳ以上である
と判定されると、さらに、前回このルーチンで設定され
た目標空燃比ＡＦＴＡＲＧがストイキを示す空燃比１
４．５より大きいか否か、即ち、リーンであるか否かを
判定する（ステップＳ２６０）。

【００３１】ステップＳ２５０およびＳ２６０で、スロ
ットル開度ＴＡが切換開度ＴＳ以上で、前回の目標空燃
比ＡＦＴＡＲＧがリーンであると判定されると、目標空
燃比ＡＦＴＡＲＧのリーンからストイキへの切換時であ
るとして、ステップ２００で読み込んだ現在のアクセル
開度ＰＡをＲＡＭ７０ｃに変数ＭＰＡとして格納すると
共に（ステップ２７０）、目標空燃比ＡＦＴＡＲＧを値
１４．５といったストイキな値に設定し直す（ステップ
Ｓ２８０）。ステップＳ２６０で、目標空燃比ＡＦＴＡ
ＲＧをがリーンでないと判定されたときには、ストイキ
な状態が連続しているものとして、ステップＳ２７０の
処理を行わず、ステップＳ２８０に進み、目標空燃比Ａ
ＦＴＡＲＧを値１４．５のままとする。

【００３２】一方、ステップＳ２５０で、スロットル開
度ＴＡがストイキへの切換開度ＴＳより小さいと判定さ
れると、次の処理を行なう。まず、前回このルーチンで
設定された目標空燃比ＡＦＴＡＲＧが空燃比１４．５に
等しいか否かから、ストイキであるか否かを判定する
（ステップＳ２９０）。ここで、目標空燃比ＡＦＴＡＲ
Ｇがストイキであると判定されると、ステップＳ２４０
で読み込んだスロットル開度ＴＡが、予め定められたリ
ーンへの復帰開度ＴＬより小さいか否かを判定する（ス
テップＳ３００）。なお、復帰開度ＴＬは、前述したス
トイキへの切換開度ＴＳからスロットル開度の全開量の
９［％］分を減算した大きさであり、切換開度ＴＳに対
してヒステリシスを持たせている。

【００３３】ステップＳ３００でスロットル開度ＴＡが
リーンへの復帰開度ＴＬより小さいと判定されると、ス
テップＳ２７０で記憶したＲＡＭ７０ｃ中の変数ＭＰＡ
の値からアクセル開度の全開量の５［％］分を減算し
て、ステップＳ２００で読み込んだアクセル開度ＰＡが
その減算結果より小さいか否かを判定する（ステップＳ
３１０）。

【００３４】ステップＳ２９０ないしＳ３１０で肯定判
定されると、目標空燃比ＡＦＴＡＲＧのリッチからリー
ンへの切換時であるとして、ＲＡＭ７０ｃ中の変数ＭＰ
Ａを値０にクリアする（ステップＳ３２０）と共に、目
標空燃比ＡＦＴＡＲＧを、ステップＳ２２０で算出した
リーン側設定空燃比ＡＦＬに設定し直す（ステップＳ３
３０）。

【００３５】一方、ステップＳ３００で否定判定、即
ち、スロットル開度ＴＡが復帰開度ＴＬ以上であると判
定されたとき、或いは、ステップＳ３１０で否定判定、
即ち、アクセル開度ＰＡがＭＰＡの値から５［％］を減
算した値以上であると判定されたときには、目標空燃比
ＡＦＴＡＲＧをリーンへ切り換える時期に未だ達してい
ないとして、ステップＳ２８０に進み、目標空燃比ＡＦ
ＴＡＲＧを値１４．５のままとする。また、ステップＳ
２３０で肯定判定、即ち、アクセル全閉と判定されたと
き、或いは、ステップＳ２９０で否定判定、即ち、目標
空燃比ＡＦＴＡＲＧが１４．５でないと判定されたとき
には、ステップＳ３２０にスキップして、変数ＭＰＡを
値０にクリアし、その後、目標空燃比ＡＦＴＡＲＧをリ
ーン側設定空燃比ＡＦＬに設定する。

【００３６】ステップＳ２８０またはステップＳ３３０
で目標空燃比ＡＦＴＡＲＧの設定を終えると、その後、
目標空燃比ＡＦＴＡＲＧに応じたリーン補正係数ＫＬＥ
ＡＮを算出する（ステップＳ３４０）。例えば、目標空
燃比ＡＦＴＡＲＧが１４．５といったストイキなもので
ある場合、リーン補正係数ＫＬＥＡＮは値１．０に設定
され、目標空燃比ＡＦＴＡＲＧが２２．４程度の超リー
ンなものである場合、リーン補正係数ＫＬＥＡＮは値
０．６５に設定される。ステップＳ３４０の実行後、
「リターン」に抜けて本ルーチンの処理を一旦終了す
る。

【００３７】こうした構成の目標空燃比設定処理ルーチ
ンによれば、リーン制御時において、図６に示すよう
に、スロットル開度ＴＡがストイキへの切換開度ＴＳを
越えると、目標空燃比ＡＦＴＡＲＧを値１４．５とした
ストイキ制御に切り換える。詳しくは、その目標空燃比
ＡＦＴＡＲＧの値を受けてリーン補正係数ＫＬＥＡＮを
値１．０に設定し、その後、燃料噴射制御処理ルーチン
に従ってリーン補正係数ＫＬＥＡＮに応じた燃料噴射制
御を行なうことにより、空燃比をストイキに調節する。
なお、このストイキ制御への切換時にその時点のアクセ
ル開度ＰＡを変数ＭＰＡとして記憶している。

【００３８】一方、ストイキ制御への切換後において、
スロットル開度ＴＡがリーンへの復帰開度ＴＬより小さ
くなると、目標空燃比ＡＦＴＡＲＧをリーン側設定空燃
比ＡＦＬとしたリーン制御に切り替える。詳しくは、そ
の目標空燃比ＡＦＴＡＲＧの値を受けてリーン補正係数
ＫＬＥＡＮを値１．０より小さく設定し、その後、燃料
噴射制御処理ルーチンに従ってリーン補正係数ＫＬＥＡ
Ｎに応じた燃料噴射制御を行なうことにより、空燃比を
リーンに調節する。

【００３９】なお、ストイキ制御の実行中には、例え、
スロットル開度ＴＡがリーンへの復帰開度ＴＬより小さ
くなったとしても、アクセル開度ＰＡが、変数ＭＰＡに
記憶した開度から全開量の５［％］分を減量した大きさ
以上である限り、リーン制御への切換を行なわない。

【００４０】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより実
行されるスロットル開度制御処理ルーチンについて、図
７に基づいて説明する。このスロットル開度制御処理ル
ーチンは、前述した目標空燃比設定処理ルーチンで算出
された目標空燃比ＡＦＴＡＲＧの大きさに応じてスロッ
トルバルブ５の開度を決定するもので、所定時間毎の割
込みにて繰り返し実行される。

【００４１】ＣＰＵ７０ａは、処理が開始されると、ま
ず、ステップＳ２００およびＳ２１０と同様にして、ア
クセル開度ＰＡおよび回転速度ＮｅをＲＡＭ７０ｃから
読み込む処理を実行する（ステップＳ４００，Ｓ４１
０）。次いで、ステップＳ４００で読み込んだアクセル
開度ＰＡをスロットルバルブ５の基本開度ＴＢＡＳＥと
して記憶する（ステップＳ４２０）。

【００４２】続いて、目標空燃比設定処理ルーチンで算
出された目標空燃比ＡＦＴＡＲＧが、予め定められたス
ロットル開度加算終了空燃比ＡＤＤＥＮＤ以下であるか
否かを判定する（ステップＳ４３０）。ここで、ＡＦＴ
ＡＲＧがＡＤＤＥＮＤ以下であると判定されると、スロ
ットルバルブ５の開度の加算量（以下、スロットル開度
加算量と呼ぶ）ＴＡＦＦを値０にクリアする（ステップ
Ｓ４４０）。

【００４３】一方、ステップＳ４３０で、目標空燃比Ａ
ＦＴＡＲＧがスロットル開度加算終了空燃比ＡＤＤＥＮ
Ｄより大きいと判定されると、さらに、その目標空燃比
ＡＦＴＡＲＧが予め定められたスロットル開度加算開始
空燃比ＡＤＤＳＴＡ以上であるか否かを判定する（ステ
ップＳ４５０）。なお、加算開始空燃比ＡＤＤＳＴＡ
は、前述した加算終了空燃比ＡＤＤＥＮＤより大きな値
である。

【００４４】ステップＳ４３０およびＳ４５０で、ＡＦ
ＴＡＲＧがＡＤＤＥＮＤより大きくＡＤＤＳＴＡより小
さいと判定されると、続いて、前回このルーチンで算出
されたスロットル開度加算量ＴＡＦＦが値０より大きい
か否かを判定する（ステップＳ４６０）。ここで、ＴＡ
ＦＦが値０より大きくないと判定されると、ステップＳ
４４０に進み、スロットル開度加算量ＴＡＦＦを値０の
ままとする。

【００４５】一方、ステップＳ４６０でＴＡＦＦが値０
より大きいと判定されると、ステップＳ４００および４
１０で読み込んだアクセル開度ＰＡおよび回転速度Ｎｅ
に基づいてスロットル開度加算量ＴＡＦＦを算出する処
理を行なう（ステップＳ４７０）。このスロットル開度
加算量ＴＡＦＦはリーン空燃比制御を達成するスロット
ルバルブ開度であり、詳しくは、アクセル開度ＰＡの大
きさと回転速度Ｎｅの大きさとに応じてスロットル開度
加算量ＴＡＦＦが定められたマップをＲＯＭ７０ｂに予
め用意し、このマップをステップＳ４００，Ｓ４１０で
読み込んだアクセル開度ＰＡおよび回転速度Ｎｅを検索
キーとして検索することにより求める。なお、このマッ
プによれば、アクセル開度ＰＡが大きい程、また、回転
速度Ｎｅが大きい程、スロットル開度加算量ＴＡＦＦは
大きな値をとる。

【００４６】また、ステップＳ４５０で、目標空燃比Ａ
ＦＴＡＲＧがスロットル開度加算開始空燃比ＡＤＤＳＴ
Ａ以上であると判定された場合には、ステップＳ４６０
を飛ばしてステップＳ４７０に進み、スロットル開度加
算量ＴＡＦＦを算出する。ステップＳ４４０またはＳ４
８０の実行後、次式（３）に従うように、ステップＳ４
２０で算出されたスロットルバルブ５の基本開度ＴＢＡ
ＳＥにステップＳ４４０またはＳ４７０で算出されたス
ロットル開度加算量ＴＡＦＦを加えることにより、最終
的なスロットル制御量ＴＡＦＩＮＡＬを算出する（ステ
ップＳ４８０）。 ＴＡＦＩＮＡＬ ← ＴＢＡＳＥ＋ＴＡＦＦ…（３） その後、「リターン」に抜けて本ルーチンを一旦終了す
る。

【００４７】こうした構成のスロットル開度制御処理ル
ーチンによれば、スロットルバルブ５の開度をアクセル
開度ＰＡと一致させたスロットル開度の加算なしの制御
時において、図８に示すように、目標空燃比ＡＦＴＡＲ
Ｇがスロットル開度加算開始空燃比ＡＤＤＳＴＡを越え
ると、スロットル開度をスロットル開度加算量ＴＡＦＦ
だけ加算したスロットル開度加算ありの制御に切り換え
る。こうしてスロットル開度をアクセル開度ＰＡより開
き側に制御するリーン制御が行なわれる。一方、スロッ
トル開度加算ありの制御への切換後において、目標空燃
比ＡＦＴＡＲＧがスロットル開度加算終了空燃比ＡＤＤ
ＥＮＤより小さくなると、スロットル開度加算量ＴＡＦ
Ｆを値０にクリアしたスロットル開度加算なしの制御に
切り替える。こうしてスロットル開度をアクセル開度Ｐ
Ａと一致させたストイキ制御が行なわれる。即ち、この
スロットル開度制御処理ルーチンによれば、前述した目
標空燃比設定処理ルーチンで算出される目標空燃比ＡＦ
ＴＡＲＧの大きさに応じてスロットル開度加算ありのリ
ーン制御とスロットル開度加算なしのリーン制御とが選
択的に実行される。

【００４８】次に、ＥＣＵ７０のＣＰＵ７０ａにより前
述した目標空燃比設定処理ルーチンおよびスロットル開
度制御処理ルーチンを繰り返すことにより、空燃比状態
とアクセル開度ＰＡおよびスロットル開度ＴＡとが時間
と共にどのように変化していくかを、図９のタイミング
チャートに基づいて説明する。

【００４９】図９に示すように、リーン制御時（時間Ｔ
０〜Ｔ１）においては、スロットル開度ＴＡはアクセル
開度ＰＡより所定の加算量分だけ大きな値をとる。この
状態からストイキ制御に切り換えられると（時間Ｔ
１）、その加算量分が削減されて、スロットル開度ＴＡ
はアクセル開度ＰＡと一致する。なお、この切り換え時
には、アクセル開度ＰＡをＭＰＡとして記憶し、以後、
アクセル開度ＰＡがそのＭＰＡの値から開量の５［％］
分を減量した大きさ以上である限り（時間Ｔ１〜Ｔ
２）、リーン制御への切換を禁止する。

【００５０】このため、リーン制御からストイキ制御へ
実行が切り換わった後には、例え、スロットル開度がリ
ーンへの復帰の条件を満たしたとしても、アクセル開度
ＰＡが前記条件を満たしている間は、リーン制御へ実行
が移行しない。従って、閉じ側方向へ移行したスロット
ルバルブ５の開度ＴＡは、アクセル開度ＰＡが前記条件
を満たしている間は増大されることがなく、スロットル
バルブ５のチャタリングが抑えられる。

【００５１】このように、本実施例では、図１０のタイ
ミングチャートに示すように、リーン制御からストイキ
制御への切り換わり時（時間Ｔ１）に発生するスロット
ルバルブ５のチャタリングを抑えることができる。従っ
て、同図に示すように、その切り換え時Ｔ１における軸
トルクの不規則な変化を抑え、その結果、ドライバビリ
ティの向上を図ることができる。

【００５２】なお、この実施例では、リーン制御再開条
件として、アクセル開度ＰＡが、リーン制御からストイ
キ制御への切換時におけるアクセル開度ＰＡの値ＭＰＡ
から開量の５［％］分を減量した値を下回ることとした
が、この判定値は、ＭＰＡから５［％］分を減量した値
に限るものではない。これに換えて、例えば、ＭＰＡか
ら３［％］分を減量した値であってもよく、また、ＭＰ
Ａの９割であってもよい。要は、現在のアクセル開度Ｐ
Ａがリーン制御からストイキ制御への切換時におけるア
クセル開度の値ＭＰＡより、チャタリング発生の可能性
を解消するに十分なだけ低下した値であればどのような
値であってもよい。

【００５３】以上、本発明の一実施例を詳述してきた
が、本発明は、こうした実施例に何等限定されるもので
はなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々な
る態様にて実施することができるのは勿論のことであ
る。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の内燃機関の
吸入空気量制御装置では、一つのスロットルバルブで希
薄空燃比の制御と理論空燃比の制御との双方を選択的に
実行可能としながら、希薄空燃比の制御から理論空燃比
の制御への切り換わり時に発生するスロットルバルブの
チャタリングを抑えることができる。従って、その切り
換え時におけるトルク変化を抑えて、ドライバビリティ
の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の内燃機関の吸入空気量制御装置を例示
するブロック図である。

【図２】本発明の一実施例である吸入空気量制御装置を
搭載した自動車用エンジンおよびその周辺装置を表す概
略構成図である。

【図３】ＥＣＵを中心とした制御系の電気的な構成を示
すブロック図である。

【図４】ＥＣＵのＣＰＵにより実行される燃料噴射制御
処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図５】同じくＣＰＵにより実行される目標空燃比設定
処理ルーチンを示すフローチャートである。

【図６】目標空燃比設定処理ルーチンによる、スロット
ル開度ＴＡに応じた目標空燃比ＡＦＴＡＲＧのリーンと
ストイキと切り換えの様子を示す説明図である。

【図７】ＣＰＵにより実行されるスロットル開度制御処
理ルーチンを示すフローチャートである。

【図８】スロットル開度制御処理ルーチンによる、目標
空燃比ＡＦＴＡＲＧに応じたスロットル開度加算ありな
しの切り換えの様子を示す説明図である。

【図９】ＣＰＵで実行される各種制御処理に基づく動作
を示すタイミングチャートである。

【図１０】本発明の実施例の効果を示すタイミングチャ
ートである。

【図１１】従来技術の問題点を示すタイミングチャート
である。

【符号の説明】

ＥＧ…内燃機関 Ｍ１…アクセル開度検出手段 Ｍ２…スロットルバルブ Ｍ３…燃料供給手段 Ｍ４…リーン制御手段 Ｍ５…ストイキ制御手段 Ｍ６…制御選択手段 Ｍ７…リーン／ストイキ切換時検知手段 Ｍ８…切換時アクセル開度記憶手段 Ｍ９…判定手段 Ｍ１０…禁止手段 １…エンジン ２…吸気通路 ５…スロットルバルブ ７…燃料噴射弁 １１…燃焼室 １５…排気通路 １７…ステップモータ １８…スロットル開度センサ ２１…ディストリビュータ ２２…イグナイタ ２３…回転速度センサ ２５…アクセルペダル ５０…アイドルスイッチ ５１…アクセル開度センサ ５３…エアフロメータ ７０…ＥＣＵ ７０ａ…ＣＰＵ ７０ｂ…ＲＯＭ ７０ｃ…ＲＡＭ ＡＦＴＡＲＧ…目標空燃比 ＫＬＥＡＮ…リーン補正係数 ＭＰＡ…変数 Ｎｅ…回転速度 ＰＡ…アクセル開度 Ｑ…吸入空気量 ＴＡ…スロットル開度 ＴＡＦＦ…スロットル開度加算量 ＴＡＦＩＮＡＬ…スロットル制御量

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F02D 41/04 305 F02D 41/04 310 F02D 41/14 320 F02D 45/00 364 F02D 9/02 351

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アクセルペダルの操作量をアクセル開度
   として検出するアクセル開度検出手段と、 内燃機関の吸入空気通路に設けられ、該内燃機関の吸入
   空気量を調節するスロットルバルブと、 前記内燃機関に燃料を供給する燃料供給手段と、 前記アクセル開度検出手段により検出されるアクセル開
   度より余分に前記スロットルバルブを開くと共に、前記
   内燃機関の空燃比がリーンとなるように前記燃料供給手
   段からの燃料供給量を調節するリーン制御手段と、 前記アクセル開度に応じた開度で前記スロットルバルブ
   を制御すると共に、前記内燃機関の空燃比がストイキと
   なるように前記燃料供給手段からの燃料供給量を調節す
   るストイキ制御手段と、 前記スロットルバルブの開度を少なくとも含む前記内燃
   機関の負荷に応じて、前記リーン制御手段またはストイ
   キ制御手段を選択的に実行させる制御選択手段とを備え
   た内燃機関の吸入空気量制御装置において、 前記制御選択手段により前記リーン制御手段からストイ
   キ制御手段へ実行が切り換えられるときを検知するリー
   ン／ストイキ切換時検知手段と、 該リーン制御手段からストイキ制御手段への切換時が検
   知されたとき、前記アクセル開度検出手段により検出さ
   れるアクセル開度を記憶する切換時アクセル開度記憶手
   段と、 該記憶したアクセル開度と前記アクセル開度検出手段に
   より検出される現在のアクセル開度とを比較し、該比較
   結果が所定のリーン制御再開条件を満たしているか否か
   を判定する判定手段と、 前記リーン／ストイキ切換時検知手段により前記リーン
   制御手段からストイキ制御手段への切換時が検知された
   ときから、前記判定手段により前記リーン制御再開条件
   が満たされたと判定されるまで、前記リーン制御手段の
   実行を禁止する禁止手段とを設けたことを特徴とする内
   燃機関の吸入空気量制御装置。