JP4530183B2 - 内燃機関の燃料制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、内燃機関の燃料制御装置に係り、詳しくは、空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに変動させる強制変調制御中の過渡制御に関する。

エンジン（内燃機関）の空燃比制御として、燃焼空燃比をリッチ空燃比側及びリーン空燃比側に交互に所定の振幅で変動させることで排気空燃比を強制的に変調させる強制変調制御が知られている。
かかる強制変調制御は、例えばエンジンの排気通路に設けた触媒装置が活性状態にある場合に実施することで、当該触媒装置の酸素吸蔵機能（Ｏ_２ストレージ機能）やＨＣ吸蔵機能（ＨＣストレージ機能）を利用して排気浄化性能を向上させることが可能であり、また、例えばエンジンが冷態始動時にあって触媒装置が未だ活性状態にない場合には、特にエンジンの始動直後に実施することで、還元反応と酸化反応とを強制的に生起させて触媒昇温を促進することが可能である。

ところで、エンジンが車両に搭載されている場合、このような強制変調制御の実施中において車両を加速或いは減速すべくエンジンを加減速させると、例えば加速時に燃焼空燃比がリーン空燃比側にあると、燃料補正が間に合わず、エンジン回転速度やトルク発生に遅れが生じて加速不良によるドライバビリティの悪化や失火による排出ＨＣの増加に繋がるという問題があり、一方、減速時に燃焼空燃比がリッチ空燃比側にあると、やはり燃料補正が間に合わず、燃料が余分に消費される結果、排出ＨＣの増加や燃費の悪化に繋がり、過渡応答性が悪いという問題がある。

このようなことから、強制変調制御（ディザ制御）中にエンジンの加減速が検出された場合には強制変調制御を禁止する構成の装置が開発されている（特許文献１参照）。
特許第２８４１８０６号公報

しかしながら、上記特許文献１に開示の装置では、強制変調制御中にエンジンの加減速が検出されたときには強制変調制御を禁止するのであるが、この場合、エンジンの加減速が検出されるまでに時間がかかってしまうと、依然として過渡応答性が悪くドライバビリティの悪化や燃費の悪化を招くという問題がある。
また、上記特許文献１に開示の装置の場合、強制変調制御中にエンジンの加減速が検出されたときには強制変調制御を禁止することから、過渡状態であるエンジンの加減速時には強制変調制御が一切実施されないことになり、好ましいことではない。例えば、エンジンの冷態始動直後に触媒昇温のために強制変調制御を実施する場合にあっては、エンジンが加減速操作されると、その間、強制変調制御が全く実施されないことになり、触媒昇温が中断され、触媒装置の活性化が遅れるという問題がある。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、強制変調制御時における過渡応答性の悪化を防止可能な内燃機関の燃料制御装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、請求項１の内燃機関の燃料制御装置は、内燃機関の運転状態に応じて燃焼空燃比を設定する空燃比設定手段と、該空燃比設定手段により設定された燃焼空燃比に基づき基準燃料量を設定する基準燃料量設定手段と、内燃機関が過渡状態であることを判定基準に基づき判定する過渡状態判定手段と、前記過渡状態判定手段により内燃機関が過渡状態であることが判定されると、前記基準燃料量を補正する燃料補正手段と、内燃機関の燃焼空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させることにより排気空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段とを備え、前記過渡状態判定手段は、前記判定基準を設定する判定基準設定手段を含み、該判定基準設定手段は、前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施しているときの判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定することを特徴とする。

請求項２の内燃機関の燃料制御装置では、請求項１において、前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、該過渡状態判定手段により内燃機関が加速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも少なく補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも多く補正することを特徴とする。

請求項３の内燃機関の燃料制御装置では、請求項１または２において、前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、前記判定基準設定手段は、少なくとも前記加減速状態が加速状態であって前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施した際に燃焼空燃比がリーン空燃比側となるときの判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定することを特徴とする。

請求項４の内燃機関の燃料制御装置では、請求項１または２において、前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、前記過渡状態判定手段により内燃機関が減速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも多く補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも少なく補正することを特徴とする。

請求項５の内燃機関の燃料制御装置では、請求項１乃至４のいずれかにおいて、内燃機関の排気通路に触媒装置を有し、該触媒装置の昇温が必要なとき、前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施することを特徴とする。

請求項１の内燃機関の燃料制御装置によれば、排気空燃比の変調、即ち強制変調制御を実施しているときの過渡状態の判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定し、内燃機関が過渡状態であることが判定されると基準燃料量を補正することにより過渡応答性の向上を図る。本発明のこの態様では、強制変調制御時には燃焼空燃比が変動しているために過渡応答性が悪い傾向にあることに鑑み、このような場合に過渡状態の判定基準を通常の判定基準よりも緩和して設定することにより、過渡状態であることをいち早く判定して基準燃料量を速やかに補正することが実現でき、強制変調制御時における過渡応答性の向上を図ることができる。

従って、例えば過渡状態が加減速状態である場合には、判定基準を通常よりも緩和することで、内燃機関が加速状態であることをいち早く判定して基準燃料量を速やかに増量補正することができ、内燃機関が減速状態であることをいち早く判定して基準燃料量を速やかに減量補正することができる。
請求項２の内燃機関の燃料制御装置によれば、強制変調制御を実施しているときに内燃機関が加速状態であることが判定されると、強制変調制御がリッチ空燃比側であるときには通常の加速補正量よりも少なく補正し、リーン空燃比側であるときには通常の加速補正量よりも多く補正する。これにより、強制変調制御における燃焼空燃比に合わせて基準燃料量を適切に増量補正することができ、強制変調制御時における過渡応答性のさらなる向上を図ることができる。

請求項３の内燃機関の燃料制御装置によれば、少なくとも加減速状態が加速状態であって強制変調制御を実施した際に燃焼空燃比がリーン空燃比側となるときの判定基準を通常の判定基準よりも緩和して設定する。特に強制変調制御の燃焼空燃比がリーン空燃比側であるときに内燃機関が加速状態と判定されたときには加速不良が生じ易いのであるが、このような場合に加速状態の判定基準を通常の判定基準よりも緩和することにより、加速状態であることをいち早く判定して基準燃料量を速やかに増量補正することができ、効果的に強制変調制御時における加速応答性の向上を図ることができる。

請求項４の内燃機関の燃料制御装置によれば、強制変調制御を実施しているときに内燃機関が減速状態であることが判定されると、強制変調制御がリッチ空燃比側であるときには通常の減速補正量よりも多く補正し、リーン空燃比側であるときには通常の減速補正量よりも少なく補正する。これにより、強制変調制御における燃焼空燃比に合わせて基準燃料量を適切に減量補正することができ、強制変調制御時における過渡応答性のさらなる向上を図ることができる。

請求項７の内燃機関の燃料制御装置によれば、触媒装置の昇温が必要なときに強制変調制御を実施する。内燃機関の冷態始動後には触媒装置の昇温が必要であって、この際、強制変調制御を実施することで触媒装置の昇温の促進を図ることができるが、一般に内燃機関の冷態始動後においては特に過渡応答性が悪い傾向にあるところ、触媒装置の昇温を図りつつ、このような過渡応答性の悪化を防止することができる。

以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の燃料制御装置の概略構成図が示されており、以下、当該燃料制御装置の構成を説明する。
同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、単にエンジンという）１としては、吸気管噴射型（Multi Point Injection：ＭＰＩ）４気筒ガソリンエンジンが採用される。

エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。
シリンダヘッド２には、各気筒毎に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には、電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。

吸気マニホールド１０の燃料噴射弁６よりも上流側には、吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられており、併せてスロットル弁１４のスロットル開度θthを検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１６が設けられている。さらに、スロットル弁１４の上流には、吸入空気量Ｑairを計測するエアフローセンサ１８が介装されている。エアフローセンサ１８としては、カルマン渦式エアフローセンサが使用される。

また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の一端がそれぞれ接続されている。
なお、当該ＭＰＩエンジンは公知のものであるため、その構成の詳細については説明を省略する。
排気マニホールド１２の他端には排気管２０が接続されており、当該排気管２０には、排気浄化触媒装置３０として三元触媒３２が配設されている。

また、排気管２０の三元触媒３２よりも上流側には、排気中のＯ_２濃度を検出することで排気Ａ／Ｆを検出する空燃比センサ２２が配設されている。空燃比センサ２２としては例えばＯ_２センサが採用される。
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ４０により、エンジン１を含めた燃料制御装置の総合的な制御が行われる。

ＥＣＵ４０の入力側には、上述したＴＰＳ１６、エアフローセンサ１８、空燃比センサ２２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等がそれぞれ出力される。詳しくは、各種センサ類からの検出情報に基づき燃焼空燃比（燃焼Ａ／Ｆ）が適正な目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）に設定され（空燃比設定手段）、当該目標Ａ／Ｆに応じた量（基準燃料量）の燃料が設定されて適正なタイミングで燃料噴射弁６から噴射され（基準燃料量設定手段）、またスロットル弁１４が適正な開度に調整され、点火プラグ４により適正なタイミングで火花点火が実施される。

また、車両の加速時や減速時等のようなエンジン１の加減速時において、ＥＣＵ４０は、ＴＰＳ１６からの情報に基づきエンジン１の加減速状態を判定しており（過渡状態判定手段）、加減速状態と判定した場合には、目標Ａ／Ｆに応じた量（基準燃料量）の燃料に対し、一時的に過渡燃料補正を行い、例えば加速時には加速状況に応じて燃料の増量補正を行い、減速時には減速状況に応じて燃料の減量補正を行うようにしている（燃料補正手段）。これにより、エンジン１の過渡状態における加速不良や減速不良等を防止可能である。

さらに、本発明に係る燃料制御装置では、ＥＣＵ４０は、燃焼Ａ／Ｆを中心Ａ／Ｆ（例えば、ストイキオ）を境にリッチＡ／ＦとリーンＡ／Ｆとの間で周期的に強制的に交互に振ることで排気空燃比（排気Ａ／Ｆ）をリッチＡ／ＦとリーンＡ／Ｆとの間で周期的に強制的に交互に振る強制変調制御を行うことが可能に構成されている（空燃比変調手段）。これにより、例えば、エンジン１の冷態始動時等において当該強制変調制御を実施することで、三元触媒３２が未だ活性状態にない場合であっても、三元触媒３２において還元反応と酸化反応とを強制的に生起させるようにして触媒昇温を促進することができ、三元触媒３２の早期活性化が可能である。

ところで、このような強制変調制御時等においては、排気Ａ／ＦがリッチＡ／ＦとリーンＡ／Ｆとの間で変動することから、上述したように、エンジン１を加速させたり減速させたりする過渡時において上記過渡燃料補正が間に合わず、とりわけ加速不良や減速不良を引き起こし易く、過渡応答性が悪いという問題がある。そこで、本発明に係る燃料制御装置では、強制変調制御時であっても過渡応答性の悪化を防止するように図っており、以下本発明に係る燃料制御装置の強制変調制御時における燃料制御について説明する。

先ず、第１実施例について説明する。
図２を参照すると、本発明の第１実施例に係る燃料制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
ステップＳ１０では、ＴＰＳ１６からの情報に基づきスロットル開度θthを取得する。
ステップＳ１２では、上記強制変調制御を実施中であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で強制変調制御中と判定された場合には、ステップＳ１４に進み、判別結果が偽（Ｎｏ）で強制変調制御中でない場合には、ステップＳ１６に進む。

上述したように、エンジン１の加減速時においては過渡燃料補正を行うようにしており、具体的にはスロットル開度θthの変化率Δθの絶対値が加減速判定値（判定基準）Ｄを超えるとエンジン１が加減速状態にあると判断して過渡燃料補正を行うようにしているが、ステップＳ１４、Ｓ１６では、当該判定基準である加減速判定値Ｄを強制変調制御中であるか否かに応じてそれぞれ個別に設定するようにしている（判定基準設定手段）。

強制変調制御中である場合には、ステップＳ１４において、強制変調制御に対応したスロットル開度θthの変化率ΔTHafの絶対値を加減速判定値Ｄとして設定する。一方、強制変調制御を実施していない場合には、ステップＳ１６において、通常のスロットル開度θthの変化率ΔTHnの絶対値を加減速判定値Ｄとして設定する。詳しくは、強制変調制御に対応したΔTHafの絶対値は通常のΔTHnの絶対値よりも低い値に設定されており（｜ΔTHaf｜＜｜ΔTHn｜）、即ち強制変調制御中の加減速判定値Ｄは通常の加減速判定値Ｄよりも小さい値に設定されている。

ステップＳ１８では、このように設定された加減速判定値Ｄに基づき、検出されるスロットル開度θthの変化率Δθの絶対値が当該加減速判定値Ｄより大であるか否か、或いは、加減速判定値Ｄより大と判定された後に加減速判定値Ｄ以下になって所定時間ｔ1内であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でスロットル開度θthの変化率Δθの絶対値が当該加減速判定値Ｄより大または加減速判定値Ｄ以下になってから所定時間ｔ1内であると判定された場合には、エンジン１が加減速状態であって過渡状態にあると判断でき、この場合には、ステップＳ２０に進み、過渡燃料補正を行う。

一方、ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）でスロットル開度θthの変化率Δθの絶対値が当該加減速判定値Ｄ以下または加減速判定値Ｄ以下になってから所定時間ｔ1を超えていると判定された場合には、エンジン１が加減速状態にはないと判断でき、この場合には、ステップＳ２２に進み、燃料補正を行わない。
このように、本発明の第１実施例に係る燃料制御では、エンジン１が加減速状態にあるか否かを判定するための加減速判定値Ｄを、強制変調制御中である場合には値｜ΔTHaf｜として通常の値｜ΔTHn｜よりも低い値に設定し、加減速状態を容易に判定可能にしている。

従って、当該燃料制御によれば、強制変調制御中である場合において加減速状態にあることを通常時よりもいち早く判定することができ、速やかに過渡燃料補正を行うことができる。
これより、強制変調制御中にエンジン１が加減速状態となり過渡状態になったとしても、過渡燃料補正が間に合わなくならないようにでき、故に加速不良や減速不良等を防止でき、過渡応答性の向上を図ることができる。

特に、エンジン１の冷態始動時等に強制変調制御を実施する場合において、継続して三元触媒３２の早期活性化を図りつつ、過渡応答性の向上を図ることができる。
図３を参照すると、当該制御ルーチンに基づき燃料制御を行った場合の燃焼Ａ／Ｆ、スロットル開度θth及びエンジン回転速度Ｎeの関係の一例がタイムチャートで示され、同図には、例えば強制変調制御中に燃焼Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆであるときに加減速判定値Ｄを値｜ΔTHaf｜として加速状態を判定し過渡燃料補正を行った場合のエンジン回転速度Ｎeの変化（実線）と加減速判定値Ｄを通常の値｜ΔTHn｜として加速状態を判定し過渡燃料補正を行った場合のエンジン回転速度Ｎeの変化（破線）とが比較して示されているが、このように、加減速判定値Ｄを通常よりも低く設定することで、強制変調制御中の加速時における加速不良を防止することができる。これにより、強制変調制御中のエンジン１ひいては車両の加速時において、ドライバビリティの悪化を防止でき、また失火による排出ＨＣの増加をも防止することができる。

また、タイムチャートには示していないが、強制変調制御中に燃焼Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆであるときに加減速判定値Ｄを通常よりも低い値｜ΔTHaf｜として減速状態を判定し過渡燃料補正を行うことにより、強制変調制御中のエンジン１ひいては車両の減速時において、排出ＨＣの増加を防止でき、燃費の悪化を防止できる。
なお、ここでは、強制変調制御中である場合には常に加減速判定値Ｄを値｜ΔTHaf｜に設定するようにしているが、過渡応答性の悪化の問題は、強制変調制御中に燃焼Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆであるときにエンジン１が加速状態となる場合に顕著であって、この場合に加減速判定値Ｄを値｜ΔTHaf｜にすれば上記図３に示すようにドライバビリティの悪化や失火による排出ＨＣの増加を防止できることから、特に過渡状態が加速状態であって強制変調制御中に燃焼Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆであるときの加減速判定値Ｄだけを値｜ΔTHaf｜に設定するようにしてもよい。

これにより、強制変調制御中において、効果的に加速応答性の向上を図ることができ、ドライバビリティの悪化や失火による排出ＨＣの増加を好適に防止できる。
次に、第２実施例について説明する。
図４を参照すると、本発明の第２実施例に係る燃料制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下、同フローチャートに沿い説明する。

ステップＳ３０では、ＴＰＳ１６からの情報に基づきスロットル開度θthを取得する。
ステップＳ３２では、エアフローセンサ１８からの情報に基づき吸入空気量Ｑairを取得する。
ステップＳ３４では、検出されるスロットル開度θthの増加変化率Δθaccが加速判定値（判定基準）Ｄaより大であるか否か、或いは、加速判定値Ｄaより大と判定された後に加速判定値Ｄa以下になって所定時間ｔ1内であるか否かを判別する。

ここに、加速判定値Ｄaは、第１実施例の場合と同様に、強制変調制御中であるか否かに応じ、強制変調制御中である場合には値ΔTHafとして通常の値ΔTHnよりも低い値に設定するのがよいが、上記第１実施例の場合における通常のスロットル開度θthの変化率ΔTHnであってもよい。
ステップＳ３４の判別結果が真（Ｙｅｓ）でスロットル開度θthの増加変化率Δθaccが加速判定値Ｄaより大または加速判定値Ｄa以下になってから所定時間ｔ1内であると判定された場合には、エンジン１が加速状態の過渡状態にあると判断でき、この場合には、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６では、吸入空気量Ｑairに基づいて過渡燃料補正を行うための燃料の基本加速増量ΔＱaccb（通常の加速補正量）を算出する。なお、基本加速増量ΔＱaccbについては予めマップを設定しておき、当該マップから読み出せばよい。
ステップＳ３８では、上記強制変調制御を実施中であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で強制変調制御中と判定された場合には、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０では、増量係数Ｋaccを次式(1)から算出する。
Ｋacc＝（現変調Ａ／Ｆ）／（理論空燃比） …(1)
つまり、強制変調制御により変動する燃焼Ａ／Ｆに応じ、エンジン１が加速状態にある場合には、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆ（＜１．０）のときには小さく、リーンＡ／Ｆ（＞１．０）のときには大きくなるように増量係数Ｋaccを設定する。

一方、ステップＳ３８の判別結果が偽（Ｎｏ）で強制変調制御中でないと判定された場合には、ステップＳ４２に進み、増量係数Ｋaccは値１．０とする。
そして、ステップＳ４４では、当該増量係数Ｋaccに基づき、次式(2)から加速燃料増量ΔＱacc（加速補正量）を算出する。
ΔＱacc＝ΔＱaccb×Ｋacc …(2)
即ち、強制変調制御中にエンジン１が加速状態となったときには、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆ（＜１．０）の場合には基本加速増量ΔＱaccbよりも加速燃料増量ΔＱaccを小さく、リーンＡ／Ｆ（＞１．０）の場合には加速燃料増量ΔＱaccを大きく設定するようにし、一方強制変調制御中でない場合には加速燃料増量ΔＱaccを通常の基本加速増量ΔＱaccbに保持するようにしている。

上記ステップＳ３４の判別結果が偽（Ｎｏ）でスロットル開度θthの増加変化率Δθaccが加速判定値Ｄa以下または加速判定値Ｄa以下になってから所定時間ｔ1を超えていると判定された場合には、エンジン１が加速状態の過渡状態にないと判断でき、この場合には、ステップＳ４６に進み基本加速増量ΔＱaccbひいては加速燃料増量ΔＱaccを値０にするとともに、ステップＳ４８に進み増量係数Ｋaccを値１．０とし、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０では、今度は、検出されるスロットル開度θthの減少変化率Δθdecが減速判定値（判定基準）Ｄdより小であるか否か、或いは、減速判定値Ｄdより小と判定された後に減速判定値Ｄd以上になって所定時間ｔ1内であるか否かを判別する。
ここに、減速判定値Ｄdは、第１実施例の場合と同様に、強制変調制御中であるか否かに応じ、強制変調制御中である場合には値ΔTHafとして通常の値ΔTHnよりも絶対値において低い値に設定するのがよいが、上記同様、通常のスロットル開度θthの変化率ΔTHnであってもよい。

ステップＳ５０の判別結果が真（Ｙｅｓ）でスロットル開度θthの減少変化率Δθdecが減速判定値Ｄdより小または減速判定値Ｄd以上になってから所定時間ｔ1内であると判定された場合には、エンジン１が減速状態の過渡状態にあると判断でき、この場合には、ステップＳ５２に進む。
ステップＳ５２では、吸入空気量Ｑairに基づいて過渡燃料補正を行うための燃料の基本減速減量ΔＱdecb（通常の減速補正量）を算出する。なお、基本減速減量ΔＱdecbについては予めマップを設定しておき、当該マップから読み出せばよい。

ステップＳ５４では、上記強制変調制御を実施中であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）で強制変調制御中と判定された場合には、ステップＳ５６に進む。
ステップＳ５６では、減量係数Ｋdecを次式(3)から算出する。
Ｋdec＝（理論空燃比）／（現変調Ａ／Ｆ） …(3)
つまり、強制変調制御により変動する燃焼Ａ／Ｆに応じ、エンジン１が減速状態にある場合には、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆ（＜１．０）のときには大きく、リーンＡ／Ｆ（＞１．０）のときには小さくなるように減量係数Ｋdecを設定する。

一方、ステップＳ５４の判別結果が偽（Ｎｏ）で強制変調制御中でないと判定された場合には、ステップＳ５８に進み、減量係数Ｋdecは値１．０とする。
そして、ステップＳ６０では、当該減量係数Ｋdecに基づき、次式(4)から減速燃料減量ΔＱdec（減速補正量）を算出する。
ΔＱdec＝ΔＱdecb×Ｋdec …(4)
即ち、強制変調制御中にエンジン１が減速状態となったときには、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆ（＜１．０）の場合には基本減速減量ΔＱdecbよりも減速燃料減量ΔＱdecを大きく、リーンＡ／Ｆ（＞１．０）の場合には減速燃料減量ΔＱdecを小さく設定するようにし、一方強制変調制御中でない場合には減速燃料減量ΔＱdecを通常の基本減速減量ΔＱdecbに保持するようにしている。

上記ステップＳ５０の判別結果が偽（Ｎｏ）でスロットル開度θthの減少変化率Δθdecが減速判定値Ｄd以上または減速判定値Ｄd以上になってから所定時間ｔ1を超えていると判定された場合には、エンジン１が減速状態の過渡状態にないと判断でき、この場合には、ステップＳ６２に進み基本減速減量ΔＱdecbひいては減速燃料減量ΔＱdecを値０にするとともに、ステップＳ６４に進み減量係数Ｋdecを値１．０とする。

このように、本発明の第２実施例に係る燃料制御では、エンジン１が過渡状態にある場合には、過渡燃料補正の加速燃料増量ΔＱacc或いは減速燃料減量ΔＱdecを強制変調制御の現変調Ａ／Ｆに応じて異ならせ、エンジン１が加速状態にあるときは、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆにある場合には基本加速増量ΔＱaccbよりも加速燃料増量ΔＱaccを少なくし、リーンＡ／Ｆにある場合には加速燃料増量ΔＱaccを多くするようにし、一方、エンジン１が減速状態にあるときは、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆにある場合には基本減速減量ΔＱdecbよりも減速燃料減量ΔＱdecを多くし、リーンＡ／Ｆにある場合には減速燃料減量ΔＱdecを少なくするようにしている。

従って、当該燃料制御によれば、強制変調制御中にエンジン１が加速状態になったときには、現変調Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆにある場合であっても燃料を十分に供給するようにでき、一方強制変調制御中にエンジン１が減速状態になったときには、現変調Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆにある場合であっても燃料供給を抑制するようにできる。
これより、強制変調制御中にエンジン１が加減速状態となり過渡状態になったとしても、適切に過渡燃料補正を行うようにして加速不良や減速不良を防止でき、過渡応答性の向上を図ることができる。

図５を参照すると、当該制御ルーチンに基づき燃料制御を行った場合の燃焼Ａ／Ｆ、スロットル開度θth、加速燃料増量ΔＱacc及びエンジン回転速度Ｎeの関係の一例がタイムチャートで示され、同図には、例えば強制変調制御中に燃焼Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆであるときに加速状態を判定し過渡燃料補正を行った場合の加速燃料増量ΔＱacc及びエンジン回転速度Ｎeの変化（共に実線）と燃焼Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆであるときに加速状態を判定し過渡燃料補正を行った場合の加速燃料増量ΔＱacc及びエンジン回転速度Ｎeの変化（共に一点鎖線）とが示されているが、このように、燃焼Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆであるときには加速燃料増量ΔＱaccを少なく、リーンＡ／Ｆであるときには加速燃料増量ΔＱaccを多くすることで、強制変調制御中の加速時における加速不良を防止することができる。これにより、強制変調制御中のエンジン１ひいては車両の加速時において、ドライバビリティの悪化を防止でき、また失火による排出ＨＣの増加をも防止できる。

また、タイムチャートには示していないが、強制変調制御中に減速状態を判定したときに、燃焼Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆであるときには減速燃料減量ΔＱdecを多く、リーンＡ／Ｆであるときには減速燃料減量ΔＱdecを少なくすることにより、強制変調制御中のエンジン１ひいては車両の減速時において、排出ＨＣの増加を防止でき、燃費の悪化を防止できる。

また、加速判定値Ｄaや減速判定値Ｄdを、上記第１実施例の場合と同様に、強制変調制御中である場合には値ΔTHafとして通常の値ΔTHnよりも絶対値で低い値に設定するようにすることで、併せて上記第１実施例の場合と同様の効果をも得ることができ、過渡応答性のさらなる向上を図ることができる。
以上で本発明に係る内燃機関の燃料制御装置の実施形態の説明を終えるが、実施形態は上記に限られるものではない。

例えば、上記実施形態では、第１実施例において、強制変調制御中である場合には加減速判定値Ｄを値｜ΔTHaf｜として通常の値｜ΔTHn｜よりも低い値に設定して加減速状態を判定し、強制変調制御についてはそのまま継続するようにしているが、強制変調制御を継続する必要がない場合には、加減速状態を判定したときに強制変調制御を中止するようにしてもよい。この場合であっても、強制変調制御中において加減速状態にあることを通常時よりもいち早く判定することができ都合がよい。

また、上記実施形態では、エンジン１を吸気管噴射型ガソリンエンジンとしたが、強制変調制御が可能であれば、エンジン１は筒内噴射型ガソリンエンジン等如何なる形式のエンジンであってもよい。

車両に搭載された本発明に係る内燃機関の燃料制御装置の概略構成図である。 本発明の第１実施例に係る燃料制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図２の制御ルーチンに基づき燃料制御を行った場合の燃焼Ａ／Ｆ、スロットル開度θth及びエンジン回転速度Ｎeの関係の一例を示すタイムチャートである。 本発明の第２実施例に係る燃料制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。 図４の制御ルーチンに基づき燃料制御を行った場合の燃焼Ａ／Ｆ、スロットル開度θth、加速燃料増量ΔＱacc及びエンジン回転速度Ｎeの関係の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ エンジン（内燃機関）
６ 燃料噴射弁
１６ スロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）
１８ エアフローセンサ
４０ ＥＣＵ（電子コントロールユニット）

Claims (5)

1. 内燃機関の運転状態に応じて燃焼空燃比を設定する空燃比設定手段と、
   該空燃比設定手段により設定された燃焼空燃比に基づき基準燃料量を設定する基準燃料量設定手段と、
   内燃機関が過渡状態であることを判定基準に基づき判定する過渡状態判定手段と、
   前記過渡状態判定手段により内燃機関が過渡状態であることが判定されると、前記基準燃料量を補正する燃料補正手段と、
   内燃機関の燃焼空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させることにより排気空燃比をリッチ空燃比側とリーン空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段とを備え、
   前記過渡状態判定手段は、前記判定基準を設定する判定基準設定手段を含み、
   該判定基準設定手段は、前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施しているときの判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定することを特徴とする内燃機関の燃料制御装置。
2. 前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、
   前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、該過渡状態判定手段により内燃機関が加速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも少なく補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の加速補正量よりも多く補正することを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の燃料制御装置。
3. 前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、
   前記判定基準設定手段は、少なくとも前記加減速状態が加速状態であって前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施した際に燃焼空燃比がリーン空燃比側となるときの判定基準を排気空燃比の変調を実施しないときの通常の判定基準よりも緩和して設定することを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の燃料制御装置。
4. 前記過渡状態は加減速状態であり、前記過渡状態判定手段は内燃機関の加減速状態を判定するものであって、
   前記燃料補正手段は、前記空燃比変調手段によって排気空燃比の変調を実施しているとき、前記過渡状態判定手段により内燃機関が減速状態であることが判定されると、前記空燃比変調手段による排気空燃比の変調がリッチ空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも多く補正し、リーン空燃比側であるときには排気空燃比の変調を実施しないときの通常の減速補正量よりも少なく補正することを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の燃料制御装置。
5. 内燃機関の排気通路に触媒装置を有し、該触媒装置の昇温が必要なとき、前記空燃比変調手段により排気空燃比の変調を実施することを特徴とする、請求項１乃至４のいずれか記載の内燃機関の燃料制御装置。

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