(57)【要約】  【課題】出力増大要求があったときに、異常燃焼を防止しつつ十分なトルクを確保できるようする。  【解決手段】要求出力の増大変化が所定値以上となってから所定期間経過するまでの第１期間においては、理論空燃比を含む所定幅の空燃比範囲を跨いで特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間で気筒空燃比が大きく変動するように燃料噴射量が制御される。第１期間以外となる第２期間においては、前記所定幅の空燃比範囲を通るようにかつ前記特定のリッチ空燃比と前記特定のリーン空燃比との空燃比差よりも小さな空燃比差でもって気筒空燃比が緩やかに変動するように燃料噴射量が制御される。【選択図】  図３
2010038075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求出力の増大変化が所定値以上となってから所定期間経過するまでの第１期間において、理論空燃比を含む所定幅の空燃比範囲を跨いで特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間で気筒空燃比が大きく変動するように燃料噴射量を制御する第１ステップと、
前記第１期間以外の第２期間において、前記所定幅の空燃比範囲を通るようにかつ前記特定のリッチ空燃比と前記特定のリーン空燃比との空燃比差よりも小さな空燃比差でもって気筒空燃比が緩やかに変動するように燃料噴射量を制御する第２ステップと、
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御する方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第２期間において、気筒空燃比が前記所定幅の空燃比範囲内でもって変動される、ことを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御する方法。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記第１期間での最初の空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる、ことを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御する方法。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、
空燃比が変動されているときの平均気筒空燃比がほぼ理論空燃比とされる、ことを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御する方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、
前記第１期間が、吸気温度が高くなるほど長くされる、ことを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御する方法。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、
前記第２期間において、排気空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量が帰還制御される、ことを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御する方法。
【請求項７】
気筒空燃比が変動するように燃料噴射量を制御するようにした内燃機関の燃料供給を制御するシステムであって、
要求出力の増大変化を検出する出力増大変化検出手段と、
前記出力増大変化検出手段によって所定値以上の増大変化が検出されてから所定期間経過するまでの第１期間において、理論空燃比を含む所定幅の空燃比範囲を跨いで特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間で気筒空燃比が大きく変動するように燃料噴射量を制御する第１燃料噴射量制御手段と、
前記第１期間以外の第２期間において、前記所定幅の空燃比範囲を通るようにかつ前記特定のリッチ空燃比と前記特定のリーン空燃比との空燃比差よりも小さな空燃比差でもって気筒空燃比が緩やかに変動するように燃料噴射量を制御する第２燃料噴射量制御手段と、
を備えていることを特徴とする内燃機関の燃料供給を制御するシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の燃料供給を制御する方法及びシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関においては、排気ガス浄化のために、排気通路に排気ガス浄化触媒を配設するのが一般的となっており、排気ガス浄化触媒として三元触媒を用いて、ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣを低減することも一般的に行われている。三元触媒の浄化効率向上のために、理論空燃比を境にして空燃比を変動（振動）させることが知られているが、空燃比の変動はトルク変動の原因となって、運転性の悪化につながることになる。このため、特許文献１には、三元触媒の浄化効率低下が顕著になるのは理論空燃比よりもリッチな雰囲気のときであるということから、空燃比が理論空燃比よりもリッチなときは空燃比の変動を行う一方、理論空燃比よりもリーンなときは空燃比の変動を禁止して、浄化効率向上と運転性確保とを共に満足させるようにしたものが開示されている。
【特許文献１】特開２００７−２３９６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、理論空燃比でもって運転を行うことは、排気ガス浄化の上では好ましい反面、理論空燃比やその付近の空燃比（特に理論空燃比よりもリッチ側の空燃比）で運転したときには、加速要求つまり出力増大要求があったときに、一発ノックと呼ばれるノッキングが生じやすいものとなる。この一発ノックを防止するために、点火時期を大きく遅角させることも考えられるが、この場合は、トルクを十分に確保できなくなってしまうことになる。特に、最近の自動車用エンジンでは、高効率化のために圧縮比を高くすることが強く要求されるようになっているが、この場合は、一発ノック防止のための点火時期の遅角量が極めて大きくなって、出力増大要求に対して十分に応えることが難しくなる。また、理論空燃比よりもややリッチな空燃比で運転したときには、点火前の異常燃焼となるプリイグニッションも発生し易いものとなるが、点火時期の遅角ではプリイグニッションに対応できないものとなる。
【０００４】
一発ノックやプリイグニッションのような異常燃焼は、吸気温度が高くなるほど生じ易くなる。例えば、外気温度が高い時期に、渋滞走行時のようにのろのろ運転が継続したり、長時間停車している時間が長くなると、走行風による冷却が期待できないことから、エンジンルーム内が高温となる結果、吸気温度も高くなる。このように吸気温度が高くなっている状態で出力増大要求があると、気筒内に吸気が一気に導入されて断熱圧縮されると共に、気筒内に導入される吸気が元々高温となっていることから、気筒内温度が極めて高温となって、一発ノックやプリイグニッションが生じ易くなる。なお、種々のエンジンについての実験結果から、ガソリンを燃料とする場合に、上述した一発ノックおよびプリイグニッションは空燃比が１３付近で発生し易いものとなる。
【０００５】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、出力増大要求があったときには、異常燃焼を防止しつつ十分なトルクを確保できるようにした内燃機関の燃料供給を制御する方法及びシステムを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記目的を達成するため、本発明方法にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
要求出力の増大変化が所定値以上となってから所定期間経過するまでの第１期間において、理論空燃比を含む所定幅の空燃比範囲を跨いで特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間で気筒空燃比が大きく変動するように燃料噴射量を制御する第１ステップと、
前記第１期間以外の第２期間において、前記所定幅の空燃比範囲を通るようにかつ前記特定のリッチ空燃比と前記特定のリーン空燃比との空燃比差よりも小さな空燃比差でもって気筒空燃比が緩やかに変動するように燃料噴射量を制御する第２ステップと、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、一発ノック等の異常燃焼を生じやすい所定値以上の出力増大変化があったときは、異常燃焼を生じやすい所定幅の空燃比範囲の空燃比を避けて、特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間でもって気筒空燃比を大きく変動させるようにしてあるので、異常燃焼を確実に防止することができる。この一方、定常走行時のような第２期間にあっては、所定幅の空燃比範囲を通るように、かつ小さな空燃比の差分でもって空燃比を緩やかに変動させるようにしてあるのでトルク変動を防止することができる。このようにして、加速時の異常燃焼防止と定常走行時でのトルク変動抑制とを共に高い次元で満足させることができる。勿論、空燃比の変動制御を行うことによって、排気ガス浄化触媒の浄化効率を高める上でも好ましいものとなる。
【０００７】
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２〜請求項６に記載のとおりである。
前記第２期間において、気筒空燃比が前記所定幅の空燃比範囲内でもって変動される、ようにしてある（請求項２対応）。この場合、定常走行時での空燃比の変動幅を小さくして、トルク変動をより一層抑制することができる。
【０００８】
前記第１期間での最初の空燃比が理論空燃比よりもリッチとされるようにしてある（請求項３対応）。この場合、加速初期の発生トルクを大きくして、加速応答性を高める上で好ましいものとなる。
【０００９】
空燃比が変動されているときの平均気筒空燃比がほぼ理論空燃比とされる、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、排気ガス浄化を効果的に行う上で好ましいものとなる。
前記第１期間が、吸気温度が高くなるほど長くされる、ようにしてある（請求項５対応）。この場合、異常燃焼が発生し易くなる吸気温度が高くなるほど第１期間を長くして異常燃焼を確実に防止しつつ、不必要に第１期間を長くしてしまう事態を避けて、トルク変動を抑制する上でもより好ましいものとなる。
前記第２期間において、排気空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量が帰還制御される、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、帰還制御によって、気筒空燃比を目標空燃比に精度よく設定することができる。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明システムにあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項７に記載のように、
気筒空燃比が変動するように燃料噴射量を制御するようにした内燃機関の燃料供給を制御するシステムであって、
要求出力の増大変化を検出する出力増大変化検出手段と、
前記出力増大変化検出手段によって所定値以上の増大変化が検出されてから所定期間経過するまでの第１期間において、理論空燃比を含む所定幅の空燃比範囲を跨いで特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間で気筒空燃比が大きく変動するように燃料噴射量を制御する第１燃料噴射量制御手段と、
前記第１期間以外の第２期間において、前記所定幅の空燃比範囲を通るようにかつ前記特定のリッチ空燃比と前記特定のリーン空燃比との空燃比差よりも小さな空燃比差でもって気筒空燃比が緩やかに変動するように燃料噴射量を制御する第２燃料噴射量制御手段と、
を備えているようにしてある。上記解決手法によれば、請求項１における制御方法を実現するためのシステムが提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、加速時の異常燃焼防止と、定常走行時でのトルク変動とを共に高い次元で満足させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
図１において、Ｅはエンジン、特に自動車用のエンジンで、実施形態では、直列４気筒の火花点火式エンジンとされている。図１では１つの気筒が代表的に示され、シリンダ１と、シリンダヘッド２と，シリンダ１内に摺動自在に嵌合されたピストン３とによって燃焼室４が画成されている。燃焼室４に臨ませて、点火プラグ５が配設されている。
【００１３】
燃焼室４には、それぞれシリンダヘッド２に形成された２つの吸気ポート１０と２つの排気ポート１１とが開口されている。図１では、２つの吸気ポート１０および２つの排気ポート１１のうちの一方は、紙面直角方向に配設されて、図１では描かれていない。吸気ポート１０は、吸気弁１２によって開閉され、排気ポート１１は、排気弁１３によって開閉される。吸気弁１２を開閉駆動するためのカムシャフトが符合１４で示され、排気弁１３を開閉駆動するためのカムシャフトが符合１５で示される。各カムシャフト１４，１５は、それぞれ図示を略すクランク軸（つまりピストン３）と連動されている。
【００１４】
各気筒における吸気ポート１０は、分岐吸気通路２０を介してサージタンク２１に連なっている。サージタンク２１には、共通吸気通路２２が連なっている。共通吸気通路２２には、その上流端においてエアクリーナ２３が配設されている。各分岐吸気通路２０には、スロットル弁２４が配設されると共に、スロットル弁２４の下流側において、燃料噴射弁２５が配設されている。つまり、燃料噴射弁２５は、ポート噴射用とされているが、燃焼室４内に直接燃料噴射を行う直噴式とすることもできる。
【００１５】
一方、排気ポート１１からの排気ガスは、排気通路３０を介して大気に排出される。排気通路３０には、例えば三元触媒からなる排気ガス浄化装置３１が配設されている。そして、排気通路３０には、排気ガス浄化装置３１の上流側において、空燃比センサＳ４が配設されている。空燃比センサＳ４は、実施形態では、空燃比を連続式に検出できるリニアセンサとされている。
【００１６】
排気通路３０と各分岐吸気通路２０とは、ＥＧＲ通路路３５によって接続されている。このＥＧＲ通路路３５には、ＥＧＲ弁３６が接続されている。なお、図１中、４０はクランク軸、４１はコンロッドである。
【００１７】
図２において、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ（制御ユニット）である。このコントローラＵは、前述した点火プラグ５，燃料噴射弁２５を制御する。このコントローラＵには、各種センサＳ１〜Ｓ７からの信号が入力される。センサＳ１は、スロットル弁２４の開度つまりスロットル開度を検出するものである。センサＳ２は、車速を検出するものである。センサＳ３は、エンジン回転数を検出するものである。センサＳ４は、前述したように排気系の空燃比を検出するものである。センサＳ５は、吸気温度を検出するもので、実施形態ではサージタンク２１部分での吸気温度を検出するようにしてある。センサＳ６は、吸入空気量を検出するものである。センサＳ７は、ノッキングを検出するものである。
【００１８】
コントローラＵによる制御の概要について説明する。まず、一発ノックやプリイグニッションの異常燃焼が生じるような出力増大要求があったときは、空燃比が、出力増大要求の検出時点から所定期間となる第１期間の間（例えば燃焼４サイクルの期間）は、気筒空燃比が特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃との間で大きく変動するように、燃料噴射弁２５からの燃料噴射量が制御される。上記特定のリッチ空燃比は、理論空燃比を含む所定幅の空燃比範囲（実施形態では１２〜１６）よりもリッチに設定されている（例えば空燃比１１）。また、上記特定のリーン空燃比は、理論空燃比を含む上記所定幅の空燃比範囲よりもリーンに設定されている（例えば空燃比１８）。この特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との間での大きな空燃比変更は、所定幅の空燃比範囲を跨いて一気に行われ、例えば出力増大要求検出時点から１回目の燃焼サイクルでは特定のリッチ空燃比とされ、２回目の燃焼サイクルでは特定のリーン空燃比とされ、３回目の燃焼サイクルでは特定のリッチ空燃比とされ、４回目の燃焼サイクルでは特定のリーン空燃比とされるように行われる。そして、この第１期間においては、ノッキングをより確実に防止するために、点火時期が遅角される。
【００１９】
ここで、１回目の燃焼サイクルを特定のリーン空燃比とすることもできるが、１回目の燃焼サイクルでの気筒空燃比を特定のリッチ空燃比とすることによって、トルク増大をすみやかに図る上で好ましいものとなる（加速応答性の向上）。また、特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比とするには、燃料噴射量を見込み制御（オープン制御）することによって行うが、特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との繰り返すによる平均気筒空燃比は、ほぼ理論空燃比となるように、特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比とが設定されている。また、特定のリッチ空燃比を複数サイクル継続し、その後、特定のリーン空燃比を複数サイクル継続させるようにしてもよい。
【００２０】
前述した第１期間での変動制御の一例が、図３に示される。この図３において、１サイクル目に、スロットル開度ＴＶＯが大きく開き始めて、２サイクルを経過した時点で大きな開度とされ、これに応じて吸入空気量ηvが徐々に増大される。この２サイクル目の時点で、一発ノックが発生する可能性が高いとして、気筒空燃比が、前述した所定幅の空燃比範囲よりもリッチな特定のリッチ空燃比とリーンな特定リーン空燃比との間で変動される。図３に示すように、１サイクル毎に、特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比とが交互に実現されるが、空燃比変動を行う１回目のサイクル（図３では３サイクル目となる）を特定のリッチ空燃比とすることにより、トルク増大がすみやかに得られることになる。また、空燃比変動を行っている間、点火時期が遅角されるが、遅角量は徐々に大きくされた後に、小さくなるように変化される。この点火時期の遅角量は、空燃比変動によって一発ノックが防止されているので、点火時期の遅角のみによって一発ノックを防止する場合に比して小さくすることができ、この分、トルク増大をすみやかに得る上でより一層好ましいものとなる。
【００２１】
空燃比変動制御の開始が４サイクル行われるが、この４サイクルの期間が、第１期間とされる。第１期間が経過した後は、気筒空燃比が理論空燃比となるように制御される。この場合、徐々に理論空燃比となるように、空燃比を変動させるようにしてもよい（１サイクル毎に、リッチ空燃比が理論空燃比に近づき、リーン空燃比が理論空燃比に近づく）。また、この理論空燃比に徐々に復帰させる間に、第１期間での空燃比変動によって生じた理論空燃比からのずれ分（余剰酸素量あるいは不足酸素量）を補償するような空燃比制御を行うようにしてもよい。
【００２２】
図４は、図３の変形例を示すものである。図４の場合は、図３の場合に比して、空燃比変動制御を行う１回目のサイクル（図３、図４では３サイクル目）での空燃比を、特定のリッチ空燃比とすると共に、この特定のリッチ空燃比を２サイクル続けて行うようにし、この後、特定のリーン空燃比を２サイクル続けて行うようにしてある。これにより、トルク増大を図３の場合よりもより早く実現することができる。また、図４では、特定のリッチ空燃比を２サイクル続けて行うことから、点火時期の遅角量を、図３の場合よりも大きくするようにしてある。なお、図３，図４の場合共に、第１期間での空燃比変動制御の開始を、特定のリーン空燃比から行うようにしてもよい。また、図３，図４の場合共に、第１期間は４サイクル分の期間としてあるが、吸気温度が高いほど第１期間を長く設定するのが好ましいものである。また、高温となった吸気系の吸気が全て燃焼で消費されるまでを第１期間とするのが、一発ノックを防止する上で好ましいものとなり、このため、吸気系のボリュームが相違するエンジンでは、第１期間が相違するように設定するのが好ましいものである。
【００２３】
上記第１期間以外となる第２期間（特に定常走行時）では、気筒空燃比が前記所定幅の空燃比範囲を通るように、かつ小さな空燃比差での変化となるように緩やかに変動される。この第２期間での気筒空燃比の変動の様子が図５に示される。実施形態では、変動される空燃比のうちもっともリッチな空燃比およびもっともリーンな空燃比共に、第１期間での所定幅の空燃比範囲内になるように設定されている。そして、空燃比の変化幅は、第１期間での特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との差に比して、極めて小さい差分でもって徐々に変化される。そして、第２期間での空燃比制御（燃料噴射量制御）は、空燃比センサＳ４で検出される排気空燃比(の平均空燃比）が理論空燃比となるように帰還制御（フィードバック制御）とされる。
【００２４】
次に、前述下コントローラＵによるより具体的な制御例について、図６に示すフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でＱはステップを示す。また、以下の説明で用いる添え字等は、次のような意味である。「idle」は、アイドル運転判定用のしきい値であることを示す。「ipts」は異常燃焼（特に一発ノック）が発生し易い状況であることの判定用しきい値であることを示す。「n」はサイクル数を示すサフィックスである。「ro」は特定のリッチ空燃比を示す。「lo」は特定のリーン空燃比を示す。「△Igt」は点火時期の遅角量を示す。「rom」は目標値を示すもので、「ＡＦＲrom」は目標空燃比を示す（平均気筒空燃比の目標値を示す）もおで、実施形態では、「ＡＦＲrom」が理論空燃比（λ＝１）とされている。
【００２５】
以上のことを前提として、まずＱ１において、現在アイドル状態であるか否かが判別される。すなわち、Ｑ１においては、車速Ｖｓがアイドル判定用車速Ｖｓidle（例えば１０ｋｍ／ｈ）よりも小さいこと、スロットル開度ＴＶＯがアイドル判定用スロットル開度ＴＶＯidle（例えば５％開度）よりも小さいこと、およびエンジン回転数ｎｅがアイドル判定用エンジン回転数ｎｅidle（例えば１０００ｒｐｍ）よりも小さいこと、という全ての条件を満足したときに、アイドル時であると判定される。
【００２６】
上記Ｑ１の判別でＹＥＳのときは、Ｑ２において、吸入空気量に基づいて、エンジン充填量ｃｅが算出される。次いで、Ｑ３において、一発ノック発生状態であるか否かが判別される。このＱ３での判別は、一発ノック発生の予測であって、スロットル開度の微分値となる「ｄＴＶＯ／ｄｔ」が所定の判定しきい値「（ｄＴＶＯ／ｄｔ）idle」よりも大きいこと（スロットル開度の増大変化率が大のとき）、スロットル開度「ＴＶＯ」が所定の判定用しきい値「ＴＶＯidle」よりも大きいこと、吸気温度「Ｔａ」が所定の判定用しきい値「Ｔａipts」（例えば４０〜５０度Ｃ）よりも大きいこと、という全ての条件を満足したときに、一発ノックが予測される状態であると判定される。なお、スロットル開度ＴＶＯの変化率の代わりに、充填量ｃｅの変化率を用いてもよい。
【００２７】
上記Ｑ３の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４において、一発ノックの発生が予測される第１期間（となるサイクル数ｎ）が設定されると共に、各サイクル毎の気筒空燃比が設定される。この第１期間は、吸気温度が高いほど長くなるように設定される。また、Ｑ４に示す「ＡＦＲ１」は１回目のサイクルの気筒目標空燃比であって、「ＡＦＲro１」に設定され（例えば空燃比１１で、特定のリッチ空燃比となる）、同様に、「ＡＦＲ２」は２回目のサイクルの気筒空燃比であって、「ＡＦＲlo１」に設定され（例えば空燃比１８で、特定のリーン空燃比となる）、「ＡＦＲ３」は３回目のサイクルの気筒空燃比であって、「ＡＦＲro３」に設定され（例えば空燃比１１で、特定のリッチ空燃比となる）、「ＡＦＲ４」は４回目のサイクルの気筒空燃比であって、「ＡＦＲlo４」に設定される（例えば空燃比１８で、特定のリーン空燃比となる）。なお、第１期間が、５サイクル以上設定されるときは、同様にして５サイクル目移行の気筒空燃比が設定される。なお、特定のリッチ空燃比および特定のリーン空燃比を、充填量ｃｅに基づいて決定するようにしてもよい（充填量ｃｅが大きいほど、特定のリッチ空燃比がよりリッチに設定され、特定のリーン空燃比がよりリーンに設定される）。
【００２８】
上記Ｑ４では、一発ノックの発生が予測される第１期間（となるサイクル数ｎ）の各サイクルについて、気筒空燃比の設定と同様に、点火時期の遅角量が設定される。すなわち、Ｑ４に示す「Ｉｇｔ１〜Ｉｇｔ４」が各サイクルでの設定点火時期で、各サイクルでの設定点火時期は、基本となる目標点火時期「Ｉｇｔrom」に対して各サイクル毎の補正量（遅角量）となる「△Ｉｇｔn」を加算することにより決定される。勿論、上記補正量のうち、「△Ｉｇｔ１」は１サイクル目用であり、、「△Ｉｇｔ２」は２サイクル目用であり、「△Ｉｇｔ３」は３サイクル目用であり、「△Ｉｇｔ４」は４サイクル目用となる。第１期間が５サイクル目以降も続くときは、同様にして、５サイクル目以降の設定点火時期が決定される。
【００２９】
上記Ｑ４の後はＱ５において、Ｑ４で決定された各制御値が実行される（サイクル毎に順次実現）。Ｑ５の後は、Ｑ６において、次サイクルが、一発ノックが発生すると予測されるサイクルであるか否かが判別される。この判別は、Ｑ４で設定された第１期間となるｎ回のサイクル全てについて、Ｑ４での設定値が出力されていないことの確認の処理となる。このＱ６の判別でＹＥＳのときは、Ｑ４に戻る。このＱ６からＱ４へ戻る処理が繰り返されることによって、やがて、Ｑ４で設定されたｎ回のサイクル全てについての制御値が出力されることになり、このときはＱ６での判別でＮＯとなる。
【００３０】
上記Ｑ６の判別でＮＯのときは、Ｑ７，Ｑ８の処理によって、第１期間での特定のリッチ空燃比と特定のリーン空燃比との変動に起因して、理論空燃比からのずれ分の補償を行うための制御が実行される。すなわち、Ｑ７，Ｑ８の処理は、Ｑ４〜Ｑ６での処理によって生じた三元触媒３１での酸素不足量あるいは酸素過剰量を補償する制御となる。具体的には、Ｑ７において、次式（１）にしたがって、第１期間で生じた燃料の過不足（三元触媒３１での酸素不足量あるいは酸素過剰量に応じた燃料の過不足に対応）が計算される。次いで、Ｑ８において、次式（２）を変形した次式（３）にしたがって、燃料の過不足を補償するための第１期間直後のサイクルでの空燃比が設定される。
【００３１】
式（１）
Ｆkabu＝Ｋ・ｃｅ１・ｎｅ１・（ＡＦＲrom−ＡＦＲ１）／ＡＦＲrom
＋Ｋ・ｃｅ２・ｎｅ２・（ＡＦＲrom−ＡＦＲ２）／ＡＦＲrom
＋Ｋ・ｃｅ３・ｎｅ３・（ＡＦＲrom−ＡＦＲ３）／ＡＦＲrom
＋Ｋ・ｃｅ４・ｎｅ４・（ＡＦＲrom−ＡＦＲ４）／ＡＦＲrom
＋・・・・（状況が継続する場合は追加）
（Ｋは制御定数）
【００３２】
式（２）
Ｆkabu＝Ｋ・ｃｅ・ｎｅ・（ＡＦＲrom−ＡＦＲn+1）／ＡＦＲrom
（Ｋは制御定数）
【００３３】
式（３）
ＡＦＲn+1＝ＡＦＲrom・（１−Ｆkabu／（Ｋ・ｃｅn・ｎｅn））
（Ｋは制御定数）
【００３４】
上記式（１）において、「Ｆkabu」が燃料の過不足である。「Ｆkabu」は、第１期間での各サイクル毎の燃料過不足を積算することによって算出される。なお、式（１）〜（３）において、「ＡＦＲrom」は目標空燃比であるが、実施形態では理論空燃比としてある（λ＝１）。また、「ｃｅ」は各サイクルでの充填量であり、「ｎｅ」は各サイクルでのエンジン回転数である。そして、式（２）、式（３）で示す「ＡＦＲn+1」が、第１期間経過した直後の１回目のサイクルでの設定空燃比であり、この設定空燃比「ＡＦＲn+1」となるように燃料噴射することによって、第１期間での酸素不足量あるいは酸素過剰量が解消されることになる。
【００３５】
上記Ｑ８の後は、Ｑ９において、通常の空燃比制御へ復帰される（第２期間での制御で、定常時の制御に相当）。すなわち、排気空燃比を検出する空燃比センサＳ４で検出される排気空燃比が目標空燃比となるように、燃料噴射弁２５からの燃料噴射量が帰還制御される。より詳細には、Ｑ９においては、図６に示すような空燃比制御が実行されて、平均排気空燃比が理論空燃比となるようにしつつ、所定幅の空燃比範囲で空燃比が緩やかに変動されるように燃料噴射量が制御される。なお、前記Ｑ１の判別でＮＯのとき、あるいはＱ３の判別でＮＯのときも、Ｑ９の処理が実行される。
【００３６】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能である。例えば、特定のリッチ空燃比あるいは特定のリーン空燃比は、それぞれ、一定空燃比とすることなく、サイクル毎に変更するようにしてもよい。使用燃料としては、ガソリンに限らず、ガソリンに対してエタノールを混合した燃料（エタノール１００％の燃料を含む）等、適宜の燃料を使用することができる。第２期間の空燃比変動の様子を示す図５において、変動範囲でもっともリッチな空燃比が所定幅の空燃比範囲よりもリッチであってもよく、同様に、変動範囲でもっともリーンな空燃比が所定幅の空燃比範囲よりもリーンであってもよい。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明が適用されたエンジンの一例を示す系統図。
【図２】本発明による制御系統例を示すブロック図。
【図３】第１期間での制御例を示すタイムチャート。
【図４】第１期間での別の制御例を示すタイムチャート。
【図５】第２期間での空燃比の緩やかな変動制御例を示すタイムチャート。
【図６】本発明の制御例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００３８】
Ｅ：エンジン
４：燃焼室
５：点火プラグ
１０：吸気ポート
１１：排気ポート
１２：吸気弁
１３：排気弁
２０：吸気通路
２４：スロットル弁
２５：燃料噴射弁
３０：排気通路
３１：排気ガス浄化触媒
Ｓ１：センサ（スロットル開度）
Ｓ２：センサ（車速）
Ｓ３：センサ（エンジン回転数）
Ｓ４：センサ（排気空燃比）
Ｓ５：センサ（吸気温度）
Ｓ６：センサ（吸入空気量）
Ｓ７：センサ（ノッキング）
【図１】
2010038075.tif 000003
【図２】
2010038075.tif 000004
【図３】
2010038075.tif 000005
【図４】
2010038075.tif 000006
【図５】
2010038075.tif 000007
【図６】
2010038075.tif 000008