JPH0914028A

JPH0914028A - 内燃機関の安定度制御装置

Info

Publication number: JPH0914028A
Application number: JP7163839A
Authority: JP
Inventors: Kuniaki Sawamoto; 国章沢本
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1995-06-29
Filing date: 1995-06-29
Publication date: 1997-01-14
Anticipated expiration: 2019-08-04
Also published as: JP3550803B2

Abstract

(57)【要約】【目的】機関の安定度を悪化させることなく、ＨＣ量を
増大させ、以て、リーンＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ転換
効率を良好に維持する。【構成】機関のリーン燃焼時に、筒内圧に基づいて図示
平均有効圧Ｐｉを算出すると共に、該図示平均有効圧Ｐ
ｉの変動率Ｃｐｉを算出する。次いで、機関回転数Ｎと
基本噴射量Ｔｐとに基づいて設定される基本噴射終了時
期ＣＡｏ（Ｓ11）を、前記変動率Ｃｐｉが目標レベルＳ
Ｌに近づく方向にフィードバック制御して、噴射終了時
期ＣＡを設定する（Ｓ12〜Ｓ18）。そして、前記噴射終
了時期ＣＡに噴射を終了させるべく各気筒毎の噴射開始
時期を制御する（Ｓ21，Ｓ25，Ｓ26）。

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安定度制御装
置に関し、詳しくは、所謂リーン燃焼機関における燃料
の噴射時期制御技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、燃費向上を目的として、機関
に供給する混合気の空燃比を所定の運転領域にて理論空
燃比（14.7）よりリーン側の空燃比（例えば22付近）に
設定するようにした所謂リーン燃焼機関が提案されてい
る。かかるリーン燃焼機関では、空燃比のリーン化によ
り燃費向上を果たせるが、空燃比のリーン化を進める
と、機関の燃焼安定度が低下することになる。

【０００３】そこで、リーン燃焼時に、機関の安定度が
許容限界を越えない範囲で空燃比を最大限にリーン化さ
せるようにした空燃比制御装置が従来あった（特開平６
１７３７４２号公報等参照）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記リーン
燃焼機関においては、通常の三元触媒ではリーン燃焼時
に発生するＮＯｘを浄化することができないため、リー
ン燃焼時にＮＯｘを還元浄化できるリーンＮＯｘ触媒を
備えるようにしている。前記リーンＮＯｘ触媒は、例え
ば基材の一部にゼオライトを用いる一方、反応を促進す
る活性貴金属として従来の三元触媒に用いられている白
金とロジウムの他にイリジウムを加えて構成され、リー
ン燃焼時の酸化雰囲気中におけるＨＣ存在下でＮＯｘを
還元し得るよう構成したものである。

【０００５】かかるリーンＮＯｘ触媒においては、ＮＯ
ｘを還元するＨＣ量によってＮＯｘの還元量が決定され
るため、上記のように、燃費向上のために空燃比のリー
ン化を進めた場合には、ＮＯｘを還元するために必要と
されるＨＣ量が不足して、ＮＯｘの転換率を良好に保て
なくなる惧れがあった。そこで、特開平３−２１７６４
０号公報に開示されるものでは、ＨＣの排出量が、空燃
比に相関して変化する一方、燃料の噴射時期によっても
変化する特性に鑑み、前記リーンＮＯｘ触媒を備えたリ
ーン燃焼機関において、ＮＯｘ浄化用としてのＨＣの不
足が判定されたときに、ＨＣ量を増加させるように噴射
時期を変更するようにしている。

【０００６】しかしながら、図４に示すように、噴射時
期の変更によってＨＣ量を増大させると、同時に機関の
燃焼安定度を悪化させることになってしまうため、前記
従来の噴射時期制御では、燃焼安定度を維持しつつ、Ｎ
Ｏｘ処理に必要なＨＣ量の確保して、リーンＮＯｘ触媒
の転換効率を良好に維持させることが困難であるという
問題があった。

【０００７】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、リーンＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ浄化に要求され
るＨＣ量を最大限に確保しつつ、機関の安定度が悪化す
ることを確実に回避できるようにすることを目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１の発明
にかかる内燃機関の安定度制御装置は、図１に示すよう
に構成される。図１において、シーケンシャル噴射手段
は、機関の各気筒の吸気行程にタイミングを合わせて各
気筒毎に個別に燃料を噴射供給する。また、リーン燃焼
制御手段は、シーケンシャル噴射手段で噴射供給される
燃料によって形成される混合気の空燃比を少なくとも所
定の運転領域にて理論空燃比よりもリーン側に設定す
る。

【０００９】一方、リーンＮＯｘ触媒は、酸化雰囲気中
のＨＣ存在下でＮＯｘを還元する触媒であって、機関の
排気系に備えられる。ここで、噴射時期フィードバック
制御手段は、リーン燃焼制御手段で空燃比をリーン空燃
比に設定しているときに、安定度検出手段で検出される
機関の安定度を目標レベルに近づけるように、前記シー
ケンシャル噴射手段における燃料噴射時期をフィードバ
ック制御する。

【００１０】請求項２の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置では、前記噴射時期フィードバック制御手段
が、機関安定度が目標レベルよりも悪化しない範囲で、
噴射終了時期を吸気弁の最大リフト時期に近づけるよう
に噴射時期をフィードバック制御する構成とした。請求
項３の発明にかかる内燃機関の安定度制御装置では、車
速を目標車速に一致させるべく機関出力を制御する自動
定速走行装置の作動の有無に応じて、前記噴射時期フィ
ードバック制御手段における目標レベルを変更する定速
走行による目標レベル変更手段を設ける構成とした。

【００１１】請求項４の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置では、機関と組み合わされる自動変速機におけ
るロックアップ機構の作動の有無に応じて、前記噴射時
期フィードバック制御手段における目標レベルを変更す
るロックアップによる目標レベル変更手段を設ける構成
とした。請求項５の発明にかかる内燃機関の安定度制御
装置では、機関と組み合わされる変速機における変速比
に応じて、前記噴射時期フィードバック制御手段におけ
る目標レベルを変更する変速比による目標レベル変更手
段を設ける構成とした。

【００１２】

【作用】請求項１の発明にかかる内燃機関の安定度制御
装置によると、機関の安定度を目標レベル、即ち、許容
限界に近づけるように噴射時期をフィードバック制御す
る。ここで、噴射時期の変更によって安定度が悪化する
方向は、一般的にはＨＣ量が増える方向に一致するか
ら、安定度を悪化させない範囲でＨＣ量の増大を図るこ
とが可能となり、ＨＣ量の増大によってリーンＮＯｘ触
媒におけるＮＯｘ転換率を良好に維持できる。

【００１３】請求項２の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、実際の安定度が目標レベルよりもよ
り安定しており、安定度に余裕があるときには、噴射終
了時期を吸気弁の最大リフト時期により近づけるように
し、逆に安定度が目標レベルを越えて悪化したときに
は、前記最大リフト時期から離れる方向に噴射終了時期
を変更する。噴射終了時期を吸気弁の最大リフト時期付
近にすると、一般的には安定度が悪化すると共にＨＣ量
が増大するので、安定度が目標レベルよりも悪化しない
範囲で噴射終了時期を前記最大リフト時期に近づけるよ
うにすれば、安定度を許容範囲内に抑制しつつＨＣ量を
最大限に増大させることが可能である。

【００１４】請求項３の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、自動定速走行装置の作動の有無によ
って前記目標レベル、即ち、安定度の許容限界を変更す
る。自動定速走行装置の作動時には、非作動時に比して
安定度が比較的悪化しても運転者に不快感を与えること
が少ないので、安定度の悪化方向に目標レベルを変更し
て、運転者に不快感を与えることなく、よりＨＣ量が増
大するようにする。

【００１５】請求項４の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、自動変速機のロックアップ機構の作
動の有無によって前記目標レベル、即ち、安定度の許容
限界を変更する。ロックアップ機構の非作動時には、作
動時（直結状態）に比して、安定度が比較的悪化しても
運転者に不快感を与えることが少ないので、安定度の悪
化方向に目標レベルを変更して、運転者に不快感を与え
ることなく、よりＨＣ量が増大するようにする。

【００１６】請求項５の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、変速機における変速比に応じて前記
目標レベル、即ち、安定度の許容限界を変更する。変速
比が高速側になると、低速側に比して、安定度が比較的
悪化しても運転者に不快感を与えることが少ないので、
安定度の悪化方向に目標レベルを変更して、運転者に不
快感を与えることなく、よりＨＣ量が増大するようにす
る。

【００１７】

【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。図２は第
１実施例のシステム構成を示している。この図２におい
て、内燃機関１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２
から、スロットル弁３、吸気マニホールド４を介して、
空気が吸入される。吸気マニホールド４の各ブランチ部
にはそれぞれ各気筒毎に電磁式燃料噴射弁５が設けられ
ており、各燃料噴射弁５からそれぞれ噴射される燃料に
より混合気が形成される。そして、混合気は各燃焼室内
で点火栓６により点火されて燃焼する。

【００１８】各燃料噴射弁５は、後述するコントロール
ユニット12からの各気筒の吸気行程にタイミングを合わ
せて出力される駆動パルス信号によりそれぞれ個別に通
電されて開弁し、所定圧力に調整された燃料を各気筒毎
に噴射する構成であり、前記駆動パルス信号のパルス幅
により燃料噴射量が制御される構成となっている。即
ち、本実施例の燃料噴射システムは、機関の各気筒の吸
気行程にタイミングを合わせて各気筒毎に個別に燃料を
噴射供給するシーケンシャル噴射方式である（シーケン
シャル噴射手段）。

【００１９】機関１からの排気は、排気マニホールド７
を経て、排気管８に至る。この排気管８の途中には、酸
化雰囲気中（排気空燃比がリーン状態）でＨＣによって
ＮＯｘを還元可能なリーンＮＯｘ触媒９が介装されてい
る。そして、排気は前記リーンＮＯｘ触媒９を通過する
ことでＣＯ，ＨＣ，ＮＯｘが転換された後、マフラー11
を経て排出される。

【００２０】前記リーンＮＯｘ触媒９は、例えば基材の
一部にゼオライトを用いる一方、反応を促進する活性貴
金属として従来の三元触媒に用いられている白金とロジ
ウムの他にイリジウムを加えて構成され、リーン燃焼時
の酸化雰囲気中でもＨＣによってＮＯｘを還元し得る触
媒である。燃料噴射弁５の作動を制御するコントロール
ユニット12は、マイクロコンピュータを内蔵するもの
で、各種のセンサから信号が入力されている。

【００２１】前記各種のセンサとしては、スロットル弁
３の上流側で機関１の吸入空気流量Ｑを検出するエアフ
ローメータ13、機関１のカム軸回転から基準クランク角
信号及び単位クランク角信号を出力し間接的に機関回転
数Ｎを検出できるクランク角センサ14、機関１のウォー
タジャケット内の冷却水温度Ｔｗを検出する水温センサ
15、点火栓６の座金として取付けられ筒内圧力Ｐを検出
する圧電型の筒内圧センサ16等が設けられている。

【００２２】図３は、前記リーンＮＯｘ触媒９における
ＮＯｘ転換効率と、ＨＣ量／ＮＯｘ量との相関を示す。
この図から明らかなように、ＮＯｘ量に対してＨＣ量が
多いほどＮＯｘ転換効率は増加する。ここで、図４に示
すように、燃料噴射弁５による噴射終了時期を吸気弁開
時期の中央付近（最大リフト時期付近）に近づけること
でＨＣ量を増大させることができるが、ＨＣ量の増大に
対応して安定度が悪化する。従って、安定度が許容限界
を越えない範囲で、噴射終了時期を吸気弁開時期の中央
付近（最大リフト時期付近）になるべく近づけるように
すれば、要求される安定度を維持しつつＮＯｘ転換効率
を高めてＮＯｘ排出量を低減することができる。

【００２３】そこで、コントロールユニット12は、第１
実施例において図５及び図６のフローチャートに示すよ
うにして前記燃料噴射弁５による燃料の噴射終了時期を
制御するようになっている。尚、第１実施例において、
リーン燃焼制御手段，噴射時期フィードバック制御手
段，安定度検出手段としての機能は、前記図５及び図６
のフローチャートに示すように、コントロールユニット
12がソフトウェア的に備えている。

【００２４】図５及び図６のフローチャートに示す噴射
制御ルーチンは、所定時間毎に実行されるようになって
おり、まず、ステップ１（図にはＳ１と記してある。以
下同様）では、エアフローメータ13からの信号に基づい
て吸入空気流量Ｑを検出する。ステップ２では、クラン
ク角センサ14からの信号に基づいて機関回転数Ｎを検出
する。

【００２５】ステップ３では、吸入空気流量Ｑと機関回
転数Ｎとから、理論空燃比相当の基本燃料噴射量Ｔｐ＝
Ｋ×Ｑ／Ｎ（Ｋは定数）を計算する。ステップ４では、
水温センサ15からの信号に基づいて冷却水温度Ｔｗを検
出する。ステップ５では、冷却水温度Ｔｗに基づいて、
暖機中に燃料噴射量を増量補正するための水温補正係数
Ｋ_TWを計算する。

【００２６】ステップ６では、冷却水温度Ｔｗが所定温
度（例えば70℃）以上か否かを判定し、所定温度以上の
場合にステップ７へ進む。ステップ７では、図７に示す
ように、理論空燃比付近を目標空燃比とすべき運転領域
（三元領域）と、理論空燃比よりもリーンであるリーン
空燃比を目標空燃比とすべき運転領域（リーン領域）と
を、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐ（機関負荷代表
値）とにより予め区分したマップを参照する。

【００２７】ステップ８では、前記ステップ７での参照
結果について、リーン空燃比制御領域か否かを判定し、
リーン空燃比制御領域の場合にステップ９へ進む。ステ
ップ９では、筒内圧センサ16からの信号に基づいて検出
される筒内圧力Ｐのデータから、図示平均有効圧Ｐｉを
計算する。図示平均有効圧Ｐｉとは、筒内圧力Ｐ×行程
変化ΔＶをクランク角 720°で積分したものである。従
って、Ｐｉ＝ΣＰ(A) ×ΔＶ(A) である（Ａはクランク
角で、０〜 720°）。

【００２８】ステップ10では、図示平均有効圧Ｐｉの変
動率Ｃpiを次式により計算する。Ｃpi＝〔（Σ（Ｐｉ_m−Σ（Ｐｉ_m／20）)² )／20〕^1/2／Σ（Ｐｉ_m／20）Ｐｉの添字ｍは、４サイクルを１セットとする回数を示
し、ｍ＝１〜20であり、上式に示すように、前記変動率
Ｃpiは、Ｐｉ20データの平均値とＰｉ20データの標準偏
差との比である。この図示平均有効圧変動率Ｃpiは、図
４に示したように安定度と相関している。

【００２９】ステップ11では、図８に示すように、機関
回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐ（機関負荷代表値）とに
応じて予め基本噴射終了時期ＣＡｏを記憶したテーブル
を参照し、現在の運転条件に対応する基本噴射終了時期
ＣＡｏを求める。前記基本噴射終了時期ＣＡｏは、例え
ば図８に示すように、リーン空燃比制御領域では30°Ａ
ＴＤＣ付近に、また、理論空燃比制御領域では−90°Ａ
ＴＤＣ付近に設定されるようにしてある。

【００３０】ステップ12では、前記基本噴射終了時期Ｃ
Ａｏのテーブルにおける参照領域が変化したか否かを判
別する。参照領域（基本噴射終了時期ＣＡｏ）に変化が
ない場合には、ステップ13へ進み、前記変動率Ｃpiと目
標レベルＳＬとを比較する。ここでは、予め前記変動率
Ｃpiの許容範囲を求めておき、該許容範囲における最大
値を前記目標レベルＳＬとして固定設定している。

【００３１】前記変動率Ｃpiが目標レベルＳＬを越えて
いない場合には、ステップ14へ進み、前回までに設定さ
れていた噴射終了時期ＣＡに所定値ΔＣＡを加算し、該
加算結果を今回の噴射終了時期ＣＡとしてセットする。
前記所定値ΔＣＡの加算によって、噴射終了時期ＣＡ
は、より遅れた時期となって吸気弁の最大リフト時期に
近づくことになる。噴射終了時期ＣＡを吸気弁の最大リ
フト時期に近づける方向に変更することは、図４に示す
ように、安定度が悪化して変動率Ｃpiを増大させること
になると共に、ＨＣ量を増やすことにもなる。

【００３２】一方、前記変動率Ｃpiが目標レベルＳＬを
越えている場合には、ステップ15へ進み、前回までに設
定されていた噴射終了時期ＣＡから所定値ΔＣＡを減算
し、該減算結果を今回の噴射終了時期ＣＡとしてセット
する。前記所定値ΔＣＡの減算によって、噴射終了時期
ＣＡは、より進んだ時期となって吸気弁の最大リフト時
期から遠ざかることになる。噴射終了時期ＣＡを吸気弁
の最大リフト時期から遠ざかる方向に変更することは、
安定度が改善されて変動率Ｃpiを減少させることになる
から、目標レベルＳＬを越える前記変動率Ｃpiが発生し
ている状態の回避を図ることが可能である。

【００３３】これにより、前記変動率Ｃpiが目標レベル
を越えない範囲で、噴射終了時期ＣＡを、吸気弁の最大
リフト位置、即ち、ＨＣ量が最も多くなる時期に近づく
方向に最大限に遅らせることになり、これによって、機
関１の安定度が許容レベルを越えない範囲で、ＨＣ量を
最大限に増大させることができ、以て、リーン燃焼用触
媒９におけるＮＯｘ転換効率を良好に維持できる。

【００３４】一方、ステップ12で、前記基本噴射終了時
期ＣＡｏのテーブルにおける参照領域が変化したと判別
されたときには、ステップ16〜18へ進んで、前記変動率
Ｃpiと目標レベルＳＬとの比較結果に基づいて、変動率
Ｃpiが目標レベルＳＬに近づく方向に初期値としての前
記基本噴射終了時期ＣＡｏを所定値ΔＣＡだけ増減させ
る。

【００３５】尚、上記のように、前記変動率Ｃpiと目標
レベルＳＬとの比較結果に基づいて、前記基本噴射終了
時期ＣＡｏを増減修正して得た結果としての噴射終了時
期ＣＡを、前記基本噴射終了時期ＣＡｏと同様なテーブ
ル上に学習記憶させるようにし、該学習記憶された噴射
終了時期を初期値として前記変動率Ｃpiに基づくフィー
ドバック制御を行わせるようにしても良い。

【００３６】ステップ19では、本実施例において吸気弁
開時期の中央角であって最大リフト時期である90°ＡＴ
ＤＣよりも、噴射終了時期ＣＡが遅れた時期に設定され
ているか否かを判別する。そして、90°ＡＴＤＣより
も、噴射終了時期ＣＡが遅れた時期に設定されている場
合には、ステップ20へ進んで、噴射終了時期ＣＡとして
前記90°ＡＴＤＣをセットし、前記90°ＡＴＤＣよりも
遅い噴射終了時期ＣＡの設定を制限して、機関１からの
ＮＯｘ量の増大を回避する（図４参照）。

【００３７】ステップ21では、基本燃料噴射量Ｔｐ、水
温補正係数Ｋ_TW及びバッテリ電圧補正分Ｔｓに基づき、
次式により、燃料噴射量Ｔｉを計算する。Ｔｉ＝Ｔｐ×（14.7／22）×（１＋Ｋ_TW）＋Ｔｓ前記燃料噴射量Ｔｉの計算式において、（14.7／22）な
る乗算項は、理論空燃比に対応して演算された基本燃料
噴射量Ｔｐを、目標リーン空燃比（＝22）相当の値に変
換するためのものである。

【００３８】ステップ25では、時間として与えられる前
記燃料噴射量Ｔｉを、機関回転数Ｎに基づいてクランク
角に換算し、該噴射角と噴射終了時期ＣＡとに基づいて
前記噴射終了時期ＣＡで噴射が終了するように、噴射開
始時期を設定する。そして、ステップ26では、前記噴射
開始時期に、該当する燃料噴射弁５に対して前記燃料噴
射量Ｔｉのパルス幅の駆動パルス信号を出力する。

【００３９】一方、前記ステップ６で冷却水温度Ｔｗが
所定温度（70℃）以下であると判別されたときと、ステ
ップ８で理論空燃比制御領域であると判別されたときに
は、ステップ22へ進んで、下式により理論空燃比相当の
燃料噴射量Ｔｉを計算する。Ｔｉ＝Ｔｐ×（１＋Ｋ_TW）＋Ｔｓステップ23では、機関回転数Ｎと基本燃料噴射量Ｔｐ
（機関負荷代表値）とに応じて予め基本噴射終了時期Ｃ
Ａｏを記憶したテーブル（図８参照）に基づき、現在の
運転条件に対応する基本噴射終了時期ＣＡｏを求める。

【００４０】ステップ24では、前記基本噴射終了時期Ｃ
Ａｏを最終的な噴射終了時期ＣＡにセットして、基本噴
射終了時期ＣＡｏで噴射を終了させるようにし、ステッ
プ25，26へ進む。以上説明したように、リーン空燃比燃
焼時には、安定度を示す前記変動率Ｃpiが、安定度の許
容限界に対応する目標レベルＳＬを越えない範囲で、安
定度の悪化方向であってＨＣの増大方向でもある吸気弁
の最大リフト時期に近づく方向に噴射終了時期ＣＡをフ
ィードバック制御するから、機関安定度が許容限界を越
えて悪化することを回避しつつ、ＨＣ量を最大限に多く
して、リーンＮＯｘ触媒９におけるＮＯｘ転換効率を良
好に維持できるものである。

【００４１】次に第２実施例について説明する。図９に
第２の実施例のシステム構成を示す。第１の実施例（図
２）と異なるのは、自動定速走行装置（ＡＳＣＤ）のメ
インスイッチ18からの信号がコントロールユニット12に
入力されている点のみである。ＡＳＣＤのメインスイッ
チ18の投入により、ＡＳＣＤが作動し、ドライバーがア
クセルベダルを操作することなく、アクチュエータによ
りスロットル弁を開閉駆動して、設定車速を維持して走
行する。

【００４２】前記図６のフローチャートに代えて図５の
フローチャートに組み合わされることによって第２の実
施例を示すフローチャートを図10に示す。この図10のフ
ローチャートにおいて、第１の実施例（図６）と異なる
のは、ステップ11Ｂ，11Ｃの部分のみである。尚、第２
実施例において、リーン燃焼制御手段，噴射時期フィー
ドバック制御手段，安定度検出手段，定速走行による目
標レベル変更手段としての機能は、既述した図５のフロ
ーチャートと、該図５のフローチャートと組み合わされ
て噴射制御ルーチンの後半を示す図10のフローチャート
とに示されるように、コントロールユニット12がソフト
ウェア的に備えている。

【００４３】ステップ11Ｂでは、ＡＳＣＤのメインスイ
ッチ18の信号（ＯＮ・ＯＦＦ）を読込む。ステップ11Ｃ
では、ＡＳＣＤのメインスイッチ18のＯＮ・ＯＦＦ、即
ち、ＡＳＣＤの作動の有無に対応して、前記変動率Ｃpi
（安定度）の目標レベルＳＬを設定する。ここでは、メ
インスイッチ18のＯＮ時には、ＯＦＦ時に比してより高
い目標レベルＳＬを設定する。

【００４４】この第２実施例では、ＡＳＣＤの作動状態
に応じ、ＯＮのときは、機関の安定度を表す図示平均有
効圧変動率Ｃpiの目標レベルＳＬをＯＦＦ時に比して増
大側（不安定側）に設定し、これにより変動率Ｃpiと目
標レベルとの比較によって、噴射終了時期ＣＡがより遅
くＨＣ量がより多くなる時期に設定されるようにして、
運転者に安定度悪化による不快感を与えることなく、Ｈ
Ｃ量をより増大させるようにするものである。

【００４５】即ち、ＡＳＣＤのＯＮ状態では、ＯＦＦ時
に比して安定度が比較的悪化しても運転者に不快感を与
えることが少ないので、安定度の悪化方向に目標レベル
ＳＬを変更して、運転者に不快感を与えることなく、噴
射終了時期ＣＡを最大リフト時期に更に近づけて、ＨＣ
量をより増大させるようにし、ＮＯｘ転換効率の更なる
向上を図るものである。

【００４６】図11に第３及び第４の実施例に共通のシス
テム構成を示す。第１の実施例（図２）と異なるのは、
機関１と組み合わされる自動変速機のトルクコンバータ
に設けられたロックアップ機構の作動状態を示すロック
アップスイッチ19からの信号がコントロールユニット12
に入力されている点である。このロックアップスイッチ
19は、自動変速機のロックアップ機構におけるロックア
ップクラッチの締結時にＯＮとなるものである。尚、ロ
ックアップは、例えば水温40℃以上、ギアポジション４
速以上の条件で、スロットル弁開度と車速とで定まる所
定のロックアップ領域にてなされる。

【００４７】また、ギアポジションＧＰを検出するギア
ポジションセンサ20からの信号がコントロールユニット
12に入力される。次に第３の実施例を説明する。前記図
６のフローチャートに代えて図５のフローチャートに組
み合わされることによって第３の実施例を示すフローチ
ャートを図12に示す。この図12のフローチャートにおい
て、第１の実施例（図６）と異なるのは、ステップ11
Ｄ，11Ｅの部分のみである。

【００４８】尚、第３実施例において、リーン燃焼制御
手段，噴射時期フィードバック制御手段，安定度検出手
段，ロックアップによる目標レベル変更手段としての機
能は、既述した図５のフローチャートと、該図５のフロ
ーチャートと組み合わされて噴射制御ルーチンの後半を
示す図12のフローチャートとに示されるように、コント
ロールユニット12がソフトウェア的に備えている。

【００４９】ステップ11Ｄでは、ロックアップスイッチ
19の信号（ＯＮ・ＯＦＦ）を読込む。ステップ11Ｅで
は、ロックアップスイッチ19のＯＮ・ＯＦＦ、即ち、ロ
ックアップ機構の作動の有無に対応して、前記変動率Ｃ
pi（安定度）の目標レベルＳＬを設定する。ここでは、
ロックアップスイッチ19のＯＦＦ時（非直結状態）に
は、ＯＮ時（直結状態）に比してより高い目標レベルＳ
Ｌを設定する。

【００５０】この第３実施例では、ロックアップ機構の
作動状態に応じ、ＯＦＦ（非直結）のときは、機関の安
定度を表す図示平均有効圧変動率Ｃpiの目標レベルＳＬ
をＯＮ時（直結時）に比して増大側（不安定側）に設定
し、これにより変動率Ｃpiと目標レベルとの比較によっ
て、噴射終了時期ＣＡがより遅くＨＣ量がより多くなる
時期に設定されるようにして、運転者に安定度悪化によ
る不快感を与えることなく、ＨＣ量をより増大させるよ
うにするものである。

【００５１】即ち、ロックアップ機構の非作動時には、
作動時（直結状態）に比して、安定度が比較的悪化して
もトルクコンバータによる緩衝作用によって運転者に不
快感を与えることが少ないので、安定度の悪化方向に目
標レベルＳＬを変更して、運転者に不快感を与えること
なく、噴射終了時期ＣＡを最大リフト時期に更に近づけ
て、ＨＣ量をより増大させるようにし、ＮＯｘ転換効率
の更なる向上を図るものである。

【００５２】次に第４の実施例を示す。前記図６のフロ
ーチャートに代えて図５のフローチャートに組み合わさ
れることによって第４の実施例を示すフローチャートを
図13に示す。この図13のフローチャートにおいて、第１
の実施例（図６）と異なるのは、ステップ11Ｆ，11Ｇの
部分のみである。

【００５３】尚、第４実施例において、リーン燃焼制御
手段，噴射時期フィードバック制御手段，安定度検出手
段，変速比による目標レベル変更手段としての機能は、
既述した図５のフローチャートと、該図５のフローチャ
ートと組み合わされて噴射制御ルーチンの後半を示す図
13のフローチャートとに示されるように、コントロール
ユニット12がソフトウェア的に備えている。

【００５４】ステップ11Ｆでは、ギアポジションセンサ
20からの信号に基づいてギアポジションＧＰを検出す
る。ステップ11Ｇでは、ギアポジションＧＰに対応し
て、安定度（Ｃpi）の目標レベルＳＬを設定する。ここ
では、ギアポジションＧＰに応じ高速ギア側で目標レベ
ルＳＬをより増大側（不安定側）に設定する。

【００５５】前記ギアポジションＧＰに応じた目標レベ
ルＳＬの設定においては、各変速段毎に異なる目標レベ
ルＳＬを設定させても良いが、例えば４速の変速機にお
いて、４速と１〜３速とで目標レベルＳＬを切換える構
成としても良い。更に、変速機は無段変速機であっても
良く、この場合も、変速比の変化に応じて徐々に目標レ
ベルを変化させる構成の他、変速比を複数段に分けて目
標レベルをステップ的に変化させる構成であっても良
い。

【００５６】この第４実施例では、ギアポジションＧＰ
（変速比）に応じ、高速ギヤ側のときは、機関の安定度
を表す図示平均有効圧変動率Ｃpiの目標レベルＳＬを低
速ギヤ側に比して増大側（不安定側）に設定し、これに
より変動率Ｃpiと目標レベルとの比較によって、噴射終
了時期ＣＡがより遅くＨＣ量がより多くなる時期に設定
されるようにして、運転者に安定度悪化による不快感を
与えることなく、ＨＣ量をより増大させるようにするも
のである。

【００５７】即ち、変速比が高速側になると、低速側に
比して、安定度が比較的悪化しても運転者に不快感を与
えることが少ないので、高速ギヤ側ほど安定度の悪化方
向に目標レベルＳＬを変更して、運転者に不快感を与え
ることなく、噴射終了時期ＣＡを最大リフト時期に更に
近づけて、ＨＣ量をより増大させるようにし、ＮＯｘ転
換効率の更なる向上を図るものである。

【００５８】尚、上記第１〜第４実施例をそれぞれ独立
に実施する他、適宜組み合わせて実施しても良い。ま
た、いずれの実施例も、機関の安定度を図示平均有効圧
変動率Ｃpiから検出する方式としたが、これに限らず、
機関の回転変動率から安定度を検出する方式などを採用
しても良い。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように請求項１の発明にか
かる内燃機関の安定度制御装置によると、安定度を悪化
させない範囲でＨＣ量の増大を図ることが可能となり、
ＨＣ量の増大によってリーンＮＯｘ触媒におけるＮＯｘ
転換率を良好に維持できるという効果がある。

【００６０】請求項２の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、噴射終了時期を吸気弁の最大リフト
時期付近にすると、一般的には安定度が悪化すると共に
ＨＣ量が増大するので、安定度が目標レベルよりも悪化
しない範囲で噴射終了時期を前記最大リフト時期に近づ
けるようにすれば、安定度を許容範囲内に抑制しつつＨ
Ｃ量を最大限に増大させることができるという効果があ
る。

【００６１】請求項３の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、自動定速走行装置の作動時には、非
作動時に比して安定度が比較的悪化しても運転者に不快
感を与えることが少ないので、自動定速走行時には悪化
方向に安定度の目標レベルを変更して、運転者に不快感
を与えることなく、よりＨＣ量が増大するようにできる
という効果がある。

【００６２】請求項４の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、ロックアップ機構の非作動時には、
作動時（直結状態）に比して、安定度が比較的悪化して
も運転者に不快感を与えることが少ないので、ロックア
ップの非作動時には悪化方向に安定度の目標レベルを変
更して、運転者に不快感を与えることなく、よりＨＣ量
が増大するようにできるという効果がある。

【００６３】請求項５の発明にかかる内燃機関の安定度
制御装置によると、変速比が高速側になると、低速側に
比して、安定度が比較的悪化しても運転者に不快感を与
えることが少ないので、変速比が高速側であるときには
悪化方向に安定度の目標レベルを変更して、運転者に不
快感を与えることなく、よりＨＣ量が増大するようにで
きるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１の発明にかかる装置の基本構成図。

【図２】第１実施例のシステム構成図。

【図３】ＮＯｘの転換効率とＨＣ量／ＮＯｘ量との相関
を示す線図。

【図４】噴射終了時期と安定度，ＨＣ量，ＮＯｘ量との
相関を示す線図。

【図５】実施例の噴射制御ルーチンの前半部分を示すフ
ローチャート。

【図６】第１実施例における噴射制御ルーチンの後半部
分を示すフローチャート。

【図７】リーン燃焼領域を示す線図。

【図８】実施例における基本噴射終了時期のマップを示
す図。

【図９】第２実施例のシステム構成図。

【図10】第２実施例における噴射制御ルーチンの後半部
分を示すフローチャート。

【図11】第３，第４実施例に共通のシステム構成図。

【図12】第３実施例における噴射制御ルーチンの後半部
分を示すフローチャート。

【図13】第４実施例における噴射制御ルーチンの後半部
分を示すフローチャート。

【符号の説明】

１内燃機関５燃料噴射弁９リーンＮＯｘ触媒 12 コントロールユニット 13 エアフローメータ 14 クランク角センサ 16 筒内圧センサ 18 ＡＳＣＤスイッチ 19 ロックアップスイッチ 20 ギアポジションセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機関の各気筒の吸気行程にタイミングを合
わせて各気筒毎に個別に燃料を噴射供給するシーケンシ
ャル噴射手段と、該シーケンシャル噴射手段で噴射供給
される燃料によって形成される混合気の空燃比を少なく
とも所定の運転領域にて理論空燃比よりもリーン側に設
定するリーン燃焼制御手段と、を備える一方、酸化雰囲
気中のＨＣ存在下でＮＯｘを還元するリーンＮＯｘ触媒
を排気系に備えた内燃機関において、機関の安定度を検出する安定度検出手段と、前記リーン燃焼制御手段で空燃比をリーン空燃比に設定
しているときに、前記安定度検出手段で検出される安定
度を目標レベルに近づけるように、前記シーケンシャル
噴射手段における燃料噴射時期をフィードバック制御す
る噴射時期フィードバック制御手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の安定度制御装置。
【請求項２】前記噴射時期フィードバック制御手段が、
機関安定度が目標レベルよりも悪化しない範囲で、噴射
終了時期を吸気弁の最大リフト時期に近づけるように噴
射時期をフィードバック制御することを特徴とする請求
項１記載の内燃機関の安定度制御装置。
【請求項３】車速を目標車速に一致させるべく機関出力
を制御する自動定速走行装置の作動の有無に応じて、前
記噴射時期フィードバック制御手段における目標レベル
を変更する定速走行による目標レベル変更手段を設けた
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の安
定度制御装置。
【請求項４】機関と組み合わされる自動変速機における
ロックアップ機構の作動の有無に応じて、前記噴射時期
フィードバック制御手段における目標レベルを変更する
ロックアップによる目標レベル変更手段を設けたことを
特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の安定度制
御装置。
【請求項５】機関と組み合わされる変速機における変速
比に応じて、前記噴射時期フィードバック制御手段にお
ける目標レベルを変更する変速比による目標レベル変更
手段を設けたことを特徴とする請求項１又は２に記載の
内燃機関の安定度制御装置。