(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
機関の吸気系に介装されたスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、
機関に燃料を供給する燃料供給手段と、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
機関への吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
検出されたアクセル操作量と検出された機関回転速度とに基づいて、基準空燃比／目標空燃比に相当する目標当量比を演算する目標当量比演算手段と、
前記目標当量比を、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度との間の位相遅れ分に応じて補正する第１の目標当量比補正手段と、
前記第１の目標当量比補正手段により補正された目標当量比を、吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて補正する第２の目標当量比補正手段と、
目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算する目標吸入空気量演算手段と、
前記目標吸入空気量と機関回転速度とに基づいて、目標スロットル弁開度を演算する目標スロットル弁開度演算手段と、
検出された吸入空気量と機関回転速度とに基づいて、基準空燃比に対応する基本燃料供給量を演算し、かつ該基本燃料供給量を前記第２の目標当量比補正手段により補正した目標当量比に基づいて補正して燃料供給量を演算する燃料供給量演算手段と、
前記スロットル弁開度が演算された目標スロットル弁開度となるように、前記スロットル弁駆動手段を制御するスロットル弁開度制御手段と、
前記燃料供給量が演算された燃料供給量となるように、前記燃料供給手段を制御する燃料供給量制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記目標吸入空気量演算手段は、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記目標機関トルクは、アクセル操作量と機関回転速度とに基づいて、若しくは外部からの指令により演算されることを特徴とする請求項２記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
検出されたアクセル操作量と検出された機関回転速度とに基づいて基準空燃比に対応した基準目標吸入空気量を演算する基準目標吸入空気量演算手段を含んで構成され、
前記目標吸入空気量演算手段は、前記基準目標吸入空気量を目標当量比演算手段により演算された目標当量比で除して目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算することを特徴とする請求項１〜３のうちいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
前記第１の目標当量比補正手段は、スロットル弁駆動手段の応答特性に基づいて設定される、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相の遅れ分としての補正係数に基づいて目標当量比を補正することを特徴とする請求項１〜４のうちいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】
前記補正係数は、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態のうち少なくとも１つをパラメータとして設定されることを特徴とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】
前記スロットル弁の状態は、スロットル弁開方向、閉方向、開度であることを特徴とする請求項６記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】
前記第１の目標当量比補正手段は、無駄時間補正手段及び１次遅れ補正手段の少なくとも一方により、目標当量比を補正することを特徴とする請求項１〜７のうちいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】
前記内燃機関は、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であることを特徴とする請求項１〜８のうちいずれか１つに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】
機関の運転状態に応じた目標機関トルクと目標空燃比とが得られるように、吸入空気量と燃料供給量とを制御し、
前記燃料供給量は、基準空燃比／目標空燃比に相当する目標当量比を、スロット弁駆動手段の応答特性に基づいて設定される、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相の遅れ分及び吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて夫々補正して得た目標当量比に基づいて基本燃料供給量を補正することにより演算されることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項１１】
前記スロットル弁駆動手段の応答特性のパラメータとして、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態のうち少なくとも１つを用いることを特徴とする請求項１０記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の制御装置に関し、特に、トルク制御精度を向上する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の内燃機関のトルク制御装置としては、例えば、特開昭６２−１１０５３６号公報に開示されたものがある。
このトルク制御装置は、目標スロットル弁開度を目標機関トルクと機関回転速度とから直接検索する構成となっている。
【０００３】
これは、所定の空燃比（例えば理論空燃比）を前提として設定されているためであり、空燃比を運転状態に応じて可変に制御する機関にはそのまま適用できない。
つまり、同一の機関運転性能、即ち、機関回転速度と機関トルクとを同一に維持しつつ空燃比を変化させるには、スロットル弁開度及び燃料供給量を共に変更する必要があり、例えば、空燃比がリーンのときは、理論空燃比のときと比較して必要吸入空気量は増大し、必要燃料供給量は減少するが、従来装置では、これに対処できない。
【０００４】
このような問題を解決する手法として、次のことが考えられる。
即ち、機関の目標空燃比と目標トルクとを両立させて制御させる目的に対応して、アクセル開度と機関回転速度とから理論空燃比時における基準目標空気量と目標当量比とを求め、これから目標空燃比に対応する目標空気量を得て、目標スロットル弁開度を求め、スロットル弁開度制御装置によりスロットル弁を駆動する一方、機関回転速度と実吸入空気量とから求めた基本燃料噴射パルス幅を前記目標当量比及び無効パルス幅で補正して得られた燃料噴射パルス幅で燃料噴射弁を駆動する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、目標空燃比の変化時には、目標スロットル弁開度の変化に因る吸入空気量の変化に遅れ（シリンダ吸気充填遅れ）があるため、上記のトルク制御手法では、その吸入空気量の遅れに対応して、目標当量比の位相を遅らせた第２目標当量比を演算して、これにより基本燃料噴射パルス幅を補正するようにして、機関トルクの制御精度を高めることが必要である。
【０００６】
しかしながら、例えばスロットル弁を駆動するスロットルアクチュエータの応答特性や演算タイミング等の問題から、実際にはスロットル弁開度指令値（目標スロットル弁開度）と実スロットル弁開度の間にも位相の遅れが存在し、前述した吸入空気量の遅れによる目標当量比の位相補正だけでは、要求される目標当量比の位相とはならず、結果として、機関トルクが目標値からずれる。
【０００７】
図１０は、同図（Ａ）において吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて、目標当量比を補正して、目標当量比ｔＤＭＬ（第２目標当量比）を演算した従来技術の制御を示しており、この目標当量比ｔＤＭＬを図１０（Ｂ）に示したシリンダ吸入空気量に対応させた制御が不可能であることを示している。
尚、図１１は、上述したスロットルアクチュエータの応答特性例を示しており、一般的には、スロットル弁開度信号に対して、実スロットル弁開度は、無駄時間と、１次遅れで表される。
【０００８】
この場合、スロットル弁の開方向と閉方向で応答時定数が変化する場合や、図１２に示すように、バッテリ電圧ＶＢにより応答時定数そのものも変化する場合がある。
そこで、本発明は以上のような従来の問題点に鑑み、空燃比を目標値に維持しつつ、機関トルクを目標値に制御し得ると共に、目標空燃比の変化時にもより精度良く機関トルクを制御し得る内燃機関の制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に係る発明は、図１に示すように、
機関の吸気系に介装されたスロットル弁を駆動するスロットル弁駆動手段と、
機関に燃料を供給する燃料供給手段と、
アクセル操作量を検出するアクセル操作量検出手段と、
機関回転速度を検出する機関回転速度検出手段と、
機関への吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
検出されたアクセル操作量と検出された機関回転速度とに基づいて、基準空燃比／目標空燃比に相当する目標当量比を演算する目標当量比演算手段と、
前記目標当量比を、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度との間の位相遅れ分に応じて補正する第１の目標当量比補正手段と、
前記第１の目標当量比補正手段により補正された目標当量比を、吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて補正する第２の目標当量比補正手段と、
目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算する目標吸入空気量演算手段と、
前記目標吸入空気量と機関回転速度とに基づいて、目標スロットル弁開度を演算する目標スロットル弁開度演算手段と、
検出された吸入空気量と機関回転速度とに基づいて、基準空燃比に対応する基本燃料供給量を演算し、かつ該基本燃料供給量を前記第２の目標当量比補正手段により補正した目標当量比に基づいて補正して燃料供給量を演算する燃料供給量演算手段と、
前記スロットル弁開度が演算された目標スロットル弁開度となるように、前記スロットル弁駆動手段を制御するスロットル弁開度制御手段と、
前記燃料供給量が演算された燃料供給量となるように、前記燃料供給手段を制御する燃料供給量制御手段と、
を含んで構成されたことを特徴とする。
【００１０】
請求項２に係る発明は、
前記目標吸入空気量演算手段は、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算することを特徴とする。
請求項３に係る発明は、
前記目標機関トルクは、アクセル操作量と機関回転速度とに基づいて、若しくは外部からの指令により演算されることを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、
検出されたアクセル操作量と検出された機関回転速度とに基づいて基準空燃比に対応した基準目標吸入空気量を演算する基準目標吸入空気量演算手段を含んで構成され、
前記目標吸入空気量演算手段は、前記基準目標吸入空気量を目標当量比演算手段により演算された目標当量比で除して目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、
前記第１の目標当量比補正手段は、スロットル弁駆動手段の応答特性に基づいて設定される、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相の遅れ分としての補正係数に基づいて目標当量比を補正することを特徴とする。
請求項６に係る発明は、
前記補正係数は、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態のうち少なくとも１つをパラメータとして設定されることを特徴とする。
【００１３】
請求項７に係る発明は、
前記スロットル弁の状態は、スロットル弁開方向、閉方向、開度であることを特徴とする。
請求項８に係る発明は、
前記第１の目標当量比補正手段は、無駄時間補正手段及び１次遅れ補正手段の少なくとも一方により、目標当量比を補正することを特徴とする。
【００１４】
請求項９に係る発明は、
前記内燃機関は、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料を直接噴射し、点火プラグによって火花点火を行う筒内直接噴射式火花点火内燃機関であることを特徴とする。
【００１５】
請求項１０に係る発明は、
機関の運転状態に応じた目標機関トルクと目標空燃比とが得られるように、吸入空気量と燃料供給量とを制御し、
前記燃料供給量は、基準空燃比／目標空燃比に相当する目標当量比を、スロット弁駆動手段の応答特性に基づいて設定される、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相の遅れ分及び吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて夫々補正して得た目標当量比に基づいて基本燃料供給量を補正することにより演算されることを特徴とする。
この場合に、請求項１１に係る発明では、前記スロットル弁駆動手段の応答特性のパラメータとして、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態のうち少なくとも１つを用いることを特徴とする。
【００１６】
かかる本発明の作用について説明する。
請求項１に係る発明において、目標空燃比に対応した目標吸入空気量と機関回転速度とに基づいて、目標スロットル弁開度が演算され、検出された吸入空気量と機関回転速度とに基づいて演算される基本燃料供給量が目標当量比に基づいて補正され、燃料供給量が演算される。
【００１７】
そして、前記スロットル弁開度が演算された目標スロットル弁開度となるように、スロットル弁駆動手段が制御され、前記燃料供給量が演算された燃料供給量となるように、燃料供給手段が制御される。
従って、スロットル弁開度の制御による吸入空気量と、燃料供給量とが、夫々の目標値に制御され、目標空燃比を維持して排気浄化性能等を満たしつつ、必要な目標機関トルクを得て、良好な運転性能を確保することができる。
【００１８】
そして、目標空燃比が変化するときに、目標当量比が、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相のずれ分に応じて補正され、更に、この補正された目標当量比が、吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて補正され、この補正された目標当量比に応じて燃料が供給されることにより、空燃比変化中の実機関トルクの乱れの発生が防止され、機関トルクが精度良く制御される。
【００１９】
請求項２に係る発明において、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、目標空燃比に対応した目標吸入空気量が演算される。
この場合、請求項３に係る発明において、目標機関トルクは、アクセル操作量と機関回転速度とに基づいて、若しくは外部からの指令により演算される。
請求項４に係る発明において、検出されたアクセル操作量と検出された機関回転速度とに基づいて基準空燃比に対応した基準目標吸入空気量が演算され、この基準目標吸入空気量が目標当量比で除されて、目標空燃比に対応した目標吸入空気量が演算される。
【００２０】
請求項５に係る発明において、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相の遅れ分は、スロットル弁駆動手段の応答特性に依る。
従って、目標当量比は、スロットル弁駆動手段の応答特性に基づいて設定される位相の遅れ分としての補正係数に基づいて補正することができる。
請求項６及び７に係る発明において、前記補正係数は、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態（スロットル弁開方向、閉方向、開度）のうち少なくとも１つをパラメータとして設定される。
【００２１】
請求項８に係る発明において、無駄時間補正手段及び１次遅れ補正手段の少なくとも一方により、目標当量比が補正される。
請求項９に係る発明において、燃料噴射弁により、ピストン冠面とシリンダボア内周面とシリンダヘッド下面との間に形成された燃焼室内に燃料が直接噴射され、燃料は点火プラグによって火花点火される。
【００２２】
請求項１０に係る発明において、スロットル弁開度の制御による吸入空気量と、燃料供給量とが、夫々の目標値に制御され、目標空燃比を維持して排気浄化性能等を満たしつつ、必要な目標機関トルクを得て、良好な運転性能を確保することができる。
そして、燃料供給量は、目標当量比を、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相の遅れ分及び吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて夫々補正して得た目標当量比に基づいて基本燃料供給量を補正することにより演算され、空燃比変化中の実機関トルクの乱れの発生が防止され、機関トルクが精度良く制御される。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１及び１０に係る発明によれば、スロットル弁開度の制御による吸入空気量と、燃料供給量とを、夫々の目標値に制御でき、目標空燃比を維持して排気浄化性能等を満たしつつ、必要な目標機関トルクを得て、良好な運転性能を確保することができると共に、目標空燃比が変化するときにも、機関トルクを精度良く制御できる。
【００２４】
請求項２に係る発明によれば、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、目標空燃比に対応した目標吸入空気量を容易に演算できる。
特に、請求項３に係る発明によれば、目標機関トルクを、アクセル操作量と機関回転速度とに基づいて、若しくは外部からの指令により容易に演算できる。
請求項４に係る発明によれば、基準目標吸入空気量と目標当量比とにより、目標空燃比に対応した目標吸入空気量を容易に演算できる。
【００２５】
請求項５に係る発明によれば、目標当量比を、スロットル弁駆動手段の応答特性に基づいて設定される位相の遅れ分としての補正係数に基づいて容易に補正することができる。
請求項６及び７に係る発明によれば、補正係数を、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態（スロットル弁開方向、閉方向、開度）のうち少なくとも１つをパラメータとして可変設定できる。
【００２６】
請求項８に係る発明によれば、無駄時間補正手段及び１次遅れ補正手段の少なくとも一方により、目標当量比の補正を簡略化して行える。
請求項９に係る発明によれば、筒内直接噴射式火花点火内燃機関によるトルク制御性を向上できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、添付された図面を参照して本発明を詳述する。
図２は、本発明に係る内燃機関の一実施形態としての筒内直接噴射式火花点火内燃機関のシステム図である。
この図において、各気筒の燃焼室１はシリンダヘッド２とピストン３との間に形成されている。シリンダヘッド２側には中心部に点火栓４が配置されると共に、これを囲んで、吸気通路５と連通する吸気ポート６及び排気通路７と連通する排気ポート８が形成され、夫々に吸気弁９及び排気弁１０が装備されている。
【００２８】
燃料供給手段としての燃料噴射弁（インジェクタ）１１は、各気筒毎に、燃焼室１内に直接燃料を噴射するように備えられており、燃料は全気筒共通の燃料ギャラリより供給される。
かかる燃料噴射弁１１は、コントロールユニット１２からの噴射パルス信号によって通電されて開弁し、通電停止され閉弁する電磁式燃料噴射弁であって、噴射パルス信号のパルス幅により燃料噴射量（燃料供給量）が制御される。
【００２９】
前記コントロールユニット１２には、燃料噴射量等の制御のために、クランク角センサ１３からの機関回転速度信号、アクセルセンサ１４からのアクセル開度信号、吸気通路５に配設されたエアフローメータ１５からの吸入空気流量信号、シリンダブロック１６に装着された水温センサ１７からの冷却水温度信号、排気通路７に介装された酸素センサ（Ｏ２  センサ）１８からの酸素濃度信号等が入力されている。
【００３０】
ここで、アクセル操作量検出手段としての前記アクセルセンサ１４は、運転者によって踏み込まれたアクセルペダルの踏み込み量を、運転者が所望する機関負荷（機関トルク）として検出する。
機関回転速度検出手段としての前記クランク角センサ１３は、単位クランク角毎のポジション信号及び気筒行程位相差毎の基準信号を発生し、ポジション信号の単位時間当たりの発生数を計測することにより、或いは基準信号発生周期を計測することにより、機関回転速度を検出できる。
【００３１】
吸入空気量検出手段としての前記エアフローメータ１５は、機関への吸入空気量（単位時間当たりの吸入空気量）を検出する。
吸気通路５には、スロットル弁１９が介装され、該スロットル弁１９の開度を電子制御可能なスロットル弁開度駆動手段としてのスロットルアクチュエータ２０が備えられている。
【００３２】
コントロールユニット１２は、前記センサ類からの信号に基づいて検出される運転状態に応じてスロットルアクチュエータ２０を介してスロットル弁１９の開度を制御し、前述したように、燃料噴射弁１１を駆動して燃料噴射量を制御し、かつ点火時期を設定して該点火時期で前記点火栓４を点火させる制御を実行する。
【００３３】
図３は、本発明の一実施形態の機能構成を示している。
基準目標吸入空気量演算手段を構成する基準目標吸入空気量演算部Ａには、アクセル操作量ＡＰＳと、機関回転速度Ｎｅとが入力され、該入力値で定まる運転状態に見合った目標機関トルクが基準空燃比としての理論空燃比で得られる吸入空気量に相当する値として、基準目標吸入空気量ｔＴＰが演算される。
【００３４】
具体的には予め実験的に得られた基準目標吸入空気量ｔＴＰのデータを、アクセル操作量ＡＰＳと、機関回転速度Ｎｅとをパラメータとするマップに記憶しておき、該マップから検索するようにする。
前記基準目標吸入空気量ｔＴＰとしては、１吸気行程毎の吸入空気量に対応する基本燃料噴射量（パルス幅）の他、１吸気行程毎の吸入空気量そのもの、前記エアフローメータで検出される単位時間当たりの吸入空気量のいずれを用いてもよい。
【００３５】
目標当量比演算手段を構成する目標当量比演算部Ｂには、アクセル操作量ＡＰＳと機関回転速度Ｎｅとが入力され、運転状態に見合った目標空燃比に応じて目標当量比ｔＤＭＬ（後述する第１の目標当量比）が演算される。この目標当量比ｔＤＭＬは、基本的に基準空燃比（理論空燃比）／目標空燃比として演算されるが、この値を冷却水温度Ｔｗによって補正しても良い。
【００３６】
目標吸入空気量演算手段としての目標吸入空気量演算部Ｃでは、前記基準目標吸入空気量ｔＴＰを、前記目標当量比ｔＤＭＬで除して、目標空燃比に対応した目標吸入空気量ｔＴＰ′を演算する。この目標空燃比に対応した目標吸入空気量ｔＴＰ′とは、目標空燃比で目標機関トルクが得られるように決定される吸入空気量である。
【００３７】
目標スロットル弁開度演算手段としての目標スロットル弁開度演算部Ｄには、前記目標吸入空気量ｔＴＰ′と機関回転速度Ｎｅとが入力され、目標スロットル弁開度ｔＴＰＳが演算される。この目標スロットル弁開度ｔＴＰＳは、目標吸入空気量ｔＴＰ′が得られるようなスロットル弁開度である。
目標スロットル弁開度ｔＴＰＳの信号は、スロットル弁開度制御部Ｈを介してスロットルアクチュエータ２０に入力され、これによって、スロットルアクチュエータ２０は、スロットル弁１９を目標スロットル弁開度ｔＴＰＳになるように駆動する。
【００３８】
次に、燃料供給量について説明すると、燃料供給量演算手段を構成する基本燃料供給量演算部Ｅ１と補正演算部Ｅ２とによって燃料供給量が演算される。
基本燃料供給量演算部Ｅ１には、エアフローメータ３で検出された単位時間当たりの吸入空気量Ｑと、機関回転速度Ｎｅとが入力され、これらによって理論空燃比（基準空燃比）時における１吸気行程当たりの吸入空気量に対応する基本燃料噴射パルス幅ＴＰが演算される。
【００３９】
補正演算部Ｅ２は、前記基本燃料噴射パルス幅ＴＰに、目標当量比ｔＤＭＬ′′（後述する第３の目標当量比）を乗じて実効燃料噴射パルス幅ＴＥを演算し、この実効燃料噴射パルス幅ＴＥにバッテリ電圧に応じた無効パルス幅ＴＳを加算して、最終的な燃料噴射パルス幅ＴＩを演算する。
そして、燃料噴射パルス幅ＴＩを持つ噴射パルス信号が、燃料供給制御部Ｉを介して燃料噴射弁１１に出力され、該燃料噴射弁１１が駆動されて目標空燃比に対応した燃料量が機関に噴射供給される。
【００４０】
一方、前記目標当量比演算部Ｂにて演算された目標当量比ｔＤＭＬ（第１の目標当量比）を、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相のずれ分に応じて補正して目標当量比ｔＤＭＬ′（第２の目標当量比）を得る第１の目標当量比補正手段としての第１の目標当量比補正部Ｇ１と、この第１の目標当量比補正部Ｇ１により補正された目標当量比ｔＤＭＬ′（第２の目標当量比）を、吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて補正して目標当量比ｔＤＭＬ′′（第３の目標当量比）を得る第２の目標当量比補正手段としての第２の目標当量比補正部Ｇ２と、が設けられている。
【００４１】
前記第１の目標当量比補正部Ｇ１では、例えばスロットル弁駆動手段（スロットルアクチュエータ２０）の応答特性に基づいて設定される、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相のずれ分としての補正係数に基づいて目標当量比を補正する。
この場合、無駄時間補正手段及び加重平均等の１次遅れ補正手段の少なくとも一方により、目標当量比を補正する。
【００４２】
そして、上記無駄時間補正手段及び１次遅れ補正手段における補正係数は、バッテリ電圧、スロットル弁１９の状態（スロットル弁開方向、閉方向、開度）をパラメータとして設定される。
図４は、無駄時間補正手段としての無駄時間補正部Ｇ１Ａ及び１次遅れ補正手段としての１次遅れ補正部Ｇ１Ｂにより、目標当量比を補正する場合の機能構成を示している。
【００４３】
無駄時間補正部Ｇ１Ａにおいては、無駄時間Ｔ（補正係数）に基づいて目標当量比ｔＤＭＬを補正し（ｔＤＭＬ０′［ｎ］＝ｔＤＭＬ［ｎ−Ｔ］）、補正して得た目標当量比ｔＤＭＬ０′［ｎ］を、１次遅れ補正部Ｇ１Ｂに出力する。
１次遅れ補正部Ｇ１Ｂにおいては、加重平均係数Ｋ（補正係数）に基づいて、無駄時間補正部Ｇ１Ａにおいて補正して得た目標当量比ｔＤＭＬ０′［ｎ］を補正し（ｔＤＭＬ′［ｎ］＝Ｋ・ｔＤＭＬ０′［ｎ］＋（Ｋ−１）・ｔＤＭＬ′［ｎ−１］）、補正して得た目標当量比ｔＤＭＬ′［ｎ］（第２の目標当量比）を、次の第２の目標当量比補正部Ｇ１Ｂに出力する。
【００４４】
図５は、無駄時間補正部Ｇ１Ａにおける無駄時間Ｔ及び１次遅れ補正部Ｇ１Ｂにおける加重平均係数Ｋを、バッテリ電圧をパラメータとして設定する場合の機能構成を示している。
即ち、バッテリＪからの電圧ＶＢ信号が夫々入力される無駄時間設定部Ｋと加重平均係数設定部Ｌとが設けられ、これらの設定部Ｋ，Ｌから夫々出力される無駄時間Ｔと加重平均係数Ｋとが夫々無駄時間補正部Ｇ１Ａと１次遅れ補正部Ｇ１Ｂとに入力される。
【００４５】
前記無駄時間設定部Ｋにおいては、ＶＢに基づいて無駄時間Ｔが設定され［Ｔ＝ｆ（ＶＢ）］、加重平均係数設定部Ｌにおいては、ＶＢに基づいて加重平均係数Ｋが設定される［Ｋ＝ｆ（ＶＢ）］。
図６は、無駄時間補正部Ｇ１Ａにおける無駄時間Ｔ及び１次遅れ補正部Ｇ１Ｂにおける加重平均係数Ｋを、スロットル弁１９の状態（例えばスロットル弁の動作方向（開方向、閉方向））をパラメータとして設定する場合の機能構成を示している。
【００４６】
即ち、スロットル弁１９の動作方向を判定する判定手段としての判定部Ｍからの判定フラグ信号が夫々入力される無駄時間設定部Ｎと加重平均係数設定部Ｏとが設けられ、これらの設定部Ｎ，Ｏから夫々出力される無駄時間Ｔと加重平均係数Ｋとが夫々無駄時間補正部Ｇ１Ａと１次遅れ補正部Ｇ１Ｂとに入力される。
前記無駄時間設定部Ｎにおいては、スロットル弁１９の動作方向に基づいて無駄時間Ｔが設定され［開方向：Ｔ＝Ｔ１，開方向：Ｔ＝Ｔ２］、加重平均係数設定部Ｏにおいては、スロットル弁の動作方向に基づいて加重平均係数Ｋが設定される［開方向：Ｋ＝Ｋ１，開方向：Ｋ＝Ｋ２］。
【００４７】
図７は、無駄時間補正部Ｇ１Ａにおける無駄時間Ｔ及び１次遅れ補正部Ｇ１Ｂにおける加重平均係数Ｋを、バッテリ電圧及びスロットル弁１９の状態（例えばスロットル弁の動作方向（開方向、閉方向））をパラメータとして設定する場合の機能構成を示している。
この場合、無駄時間設定部Ｎは、バッテリ電圧ＶＢとスロットル弁１９の動作方向（開方向、閉方向）で無駄時間Ｔを割り付けたマップを設け、該マップから無駄時間Ｔを検索するようにする。
【００４８】
又、加重平均係数設定部Ｏは、バッテリ電圧ＶＢとスロットル弁の動作方向（開方向、閉方向）で加重平均係数Ｋを割り付けたマップを設け、該マップから加重平均係数Ｋを検索するようにする。
かかる図７の機能構成に基づいた目標当量比補正内容を図８のフローチャートに示す。
【００４９】
即ち、ステップ１（図では、Ｓ１と略記する。以下同様）では、目標スロットル弁開度が現在のスロットル弁開度より大であるか小であるかを判定し、大であれば、スロットル弁１９が開方向動作となるから、ステップ２に進み、小であれば、スロットル弁１９が閉方向動作となるから、ステップ３に進む。
ステップ２では、無駄時間設定マップと加重平均係数設定マップの開方向側を検索して、無駄時間Ｔと加重平均係数Ｋとを設定し、ステップ３では、無駄時間設定マップと加重平均係数設定マップの閉方向側を検索して、無駄時間Ｔと加重平均係数Ｋとを設定する。
【００５０】
ステップ４では、無駄時間Ｔに基づく目標当量比補正を行い、ステップ５では、加重平均係数Ｋに基づく目標当量比補正を行う。
一方、第２の目標当量比補正部Ｇ２では、第１の目標当量比補正部Ｇ１により補正された目標当量比ｔＤＭＬ′（第２の目標当量比）に対して位相が遅れた目標当量比ｔＤＭＬ′′（第３の目標当量比）を演算する。
【００５１】
以上説明した本発明の実施形態によると、スロットル弁開度の制御による吸入空気量と、燃料供給量とが、夫々の目標値に制御されることにより、目標空燃比を維持して排気浄化性能等を満たしつつ、必要な目標機関トルクを得て、良好な運転性能を確保することができる。
そして、目標空燃比が変化するときに、目標当量比を、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相のずれ分に応じて補正して目標当量比ｔＤＭＬ′（第２の目標当量比）とし、更に、この目標当量比ｔＤＭＬ′（第２の目標当量比）を、吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて補正して目標当量比ｔＤＭＬ′′（第３の目標当量比）を得るようにし、この目標当量比ｔＤＭＬ′′（第３の目標当量比）に応じて燃料を供給するようにしたから、空燃比変化中の実機関トルクの乱れの発生を防止でき、機関トルクを精度良く制御することができる。
【００５２】
即ち、吸入空気量の遅れによる目標当量比の位相補正だけではなく、スロットル弁開度指令値（目標スロットル弁開度）と実スロットル弁開度の間にも位相の遅れに対応して、目標当量比を補正することにより、要求される目標当量比の位相となり、結果として、機関トルクが目標値からずれることなく制御することができる。
【００５３】
図９は、同図（Ａ）において目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相のずれ分と吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に応じて、目標当量比ｔＤＭＬを補正して、目標当量比ｔＤＭＬ′（第２目標当量比）と目標当量比ｔＤＭＬ′′（第３目標当量比）とを演算した本発明制御を示しており、この目標当量比ｔＤＭＬ′′を図９（Ｂ）に示したシリンダ吸入空気量に対応させた制御が可能となることを示している。
【００５４】
又、目標スロットル弁開度と実スロットル弁開度の間の位相のずれ分を、吸入空気量のシリンダ充填遅れ分に含めず、両者を分けて目標当量比の補正を行う構成としたから、より適正な目標当量比の位相補正を実行することができる。
尚、目標機関トルクと機関回転速度とに基づいて、目標空燃比に対応した目標吸入空気量を演算しても良く、この場合、目標機関トルクは、アクセル操作量と機関回転速度とに基づいて、若しくは外部からの指令により演算すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の制御装置のクレーム対応図
【図２】同上の内燃機関の制御装置の一実施形態のシステム図
【図３】本発明の一実施形態の機能構成図
【図４】同上の実施形態において、目標当量比を補正する機能構成図
【図５】同上の目標当量比の補正において、無駄時間及び加重平均係数を、バッテリ電圧をパラメータとして設定する場合の機能構成図
【図６】同上の目標当量比の補正において、無駄時間及び加重平均係数を、スロットル弁の状態をパラメータとして設定する場合の機能構成図
【図７】同上の目標当量比の補正において、無駄時間及び加重平均係数を、バッテリ電圧及びスロットル弁の状態をパラメータとして設定する場合の機能構成図
【図８】同上の機能構成図に基づいた目標当量比補正内容を示すフローチャート
【図９】本発明制御とその結果を説明するタイムチャート
【図１０】従来制御とその結果を説明するタイムチャート
【図１１】スロットルアクチュエータの応答特性例を示す図
【図１２】バッテリ電圧による応答時定数を示す図
【符号の説明】
１  燃焼室
１１  燃料噴射弁（インジェクタ）
１２  コントロールユニット
１３  クランク角センサ
１４  アクセルセンサ
１５  エアフローメータ
１９  スロットル弁
２０  スロットルアクチュエータ
Ａ  基準目標吸入空気量演算部
Ｂ  目標当量比演算部
Ｃ  目標吸入空気量演算部
Ｄ  目標スロットル弁開度演算部
Ｅ１  基本燃料供給量演算部
Ｅ２  補正演算部
Ｇ１  第１の目標当量比補正部
Ｇ２  第２の目標当量比補正部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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