(57)【要約】【課題】大気圧が変化したとしても、ＮＯｘ発生量をできるだけ少ない量に維持する。【解決手段】排気ガスを燃焼室５内に導入するシステムを備える。空燃比が理論空燃比近傍に制御される。大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに燃料噴射量の増量が行われる。【選択図】      図１
2004346862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備え、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに燃料噴射量の増量が行われることを特徴とする内燃機関。
【請求項２】
内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときにも燃料噴射量の増量が行われることを特徴とする請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備え、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低く且つ内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときに燃料噴射量の増量が行われることを特徴とする内燃機関。
【請求項４】
排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに点火タイミングの遅角が行われることを特徴とする内燃機関。
【請求項５】
排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低く且つ内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときに点火タイミングの遅角が行われることを特徴とする内燃機関。
【請求項６】
燃焼室に接続された排気通路内にＮＯｘを浄化する触媒が配置されていることを特徴とする請求項４または５に記載の内燃機関。
【請求項７】
燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化触媒と、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムとを備え、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、内燃機関が始動してから予め定められた時間が経過するまでは大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても燃料噴射量の増量が行われず、上記予め定められた時間の経過後、大気圧が上記予め定められた圧力よりも低いときには燃料噴射量の増量が行われることを特徴とする内燃機関。
【請求項８】
上記予め定められた時間の経過前、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには点火タイミングの遅角が行われることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関。
【請求項９】
上記予め定められた時間よりも短い時間が経過するまでは大気圧が上記予め定められた圧力よりも低いとしても点火タイミングの遅角が行われず、上記予め定められた時間よりも短い上記時間の経過後、大気圧が上記予め定められた圧力よりも小さいときには点火タイミングの遅角が行われることを特徴とする請求項７に記載の内燃機関。
【請求項１０】
排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに燃料噴射量が零とされることを特徴とする内燃機関。
【請求項１１】
排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング状態に移行したことにより燃料噴射量が増量されるときに大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには燃料噴射量の増量分がさらに増量されることを特徴とする内燃機関。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は内燃機関に関する。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関の燃焼室から排出された排気ガスを再び燃焼室内に導入し、排気ガスの存在下で燃焼を行わせ、燃焼室内での燃焼に伴って発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）の量を低減するようにした内燃機関が知られている。排気ガスは一酸化炭素（ＣＯ）や二酸化炭素（ＣＯ２）といった不活性ガスを含んでおり、この不活性ガスには燃焼時に熱を吸収して燃焼温度を低下させる働きがある。このように、燃焼温度が低下せしめられることにより、燃焼に伴って発生するＮＯｘの量（以下、「ＮＯｘ発生量」と称す）が少なくなる。このように、燃焼室内に排気ガスを再び導入するタイプの内燃機関が、特許文献１に開示されている。
【０００３】
特許文献１に開示されている内燃機関では、概ね、以下のようにして、燃料噴射弁６から噴射させるべき燃料の量（以下、「燃料噴射量」と称す）が制御される。すなわち、始めに、燃焼室内に再び導入される排気ガス（以下、「ＥＧＲガス」と称す）の量が推定される。次いで、推定されたＥＧＲガス量から燃焼室内に吸入される空気の量（以下、「吸気量」と称す）が算出される。次いで、算出された吸気量に応じて空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射量が制御される。ここで、一般的には、目標空燃比は、様々な条件に基づき、内燃機関の出力や排気エミッションなどが最適なものとなるように決定されるものである。したがって、内燃機関の出力や排気エミッションなどを最適なものとするために、空燃比はできるだけ正確に目標空燃比に制御されるべきである。
【０００４】
ところが、ＥＧＲガス量は、内燃機関を取り巻く大気圧に応じて変化する。したがって、大気圧を考慮しなければ、推定されたＥＧＲガス量は真の値を示していないことになり、推定されたＥＧＲガス量から算出される吸気量も真の値を示していないことになる。そして、算出された吸気量が真の値を示していないのであるから、この算出された吸気量に応じて決定された燃料噴射量だけ燃料を噴射したとしても、空燃比は目標空燃比とはならない。そこで、特許文献１では、大気圧に応じてＥＧＲガス量が変化することを考慮し、空燃比が目標空燃比となるように、大気圧に応じて燃料噴射量が補正されるようにしている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平９−２４２６１６号公報
【特許文献２】
特開２０００−１１０６３７号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述したタイプの内燃機関では、空燃比を正確に目標空燃比に制御することの他に、ＮＯｘ発生量を少ない量（好ましくは、許容量以下）に維持することも重要である。ところが、ＥＧＲガス量は大気圧が低くなると低下する傾向にある。ＥＧＲガス量が低下すると、ＮＯｘ発生量が多くなってしまう。したがって、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持するためには、大気圧に応じて内燃機関を制御する必要がある。
【０００７】
そこで、本発明の目的は、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が変化したとしても、ＮＯｘ発生量をできるだけ少ない量に維持することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、１番目の発明では、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備え、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに燃料噴射量の増量が行われる。
２番目の発明では、１番目の発明において、内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときにも燃料噴射量の増量が行われる。
上記課題を解決するために、３番目の発明では、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備え、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低く且つ内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときに燃料噴射量の増量が行われる。
上記課題を解決するために、４番目の発明では、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに点火タイミングの遅角が行われる。
上記課題を解決するために、５番目の発明では、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低く且つ内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときに点火タイミングの遅角が行われる。
６番目の発明では、４または５番目の発明において、燃焼室に接続された排気通路内にＮＯｘを浄化する触媒が配置されている。
上記課題を解決するために、７番目の発明では、燃焼室から排出される排気ガス中の成分を浄化するための排気浄化触媒と、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムとを備え、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、内燃機関が始動してから予め定められた時間が経過するまでは大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても燃料噴射量の増量が行われず、上記予め定められた時間の経過後、大気圧が上記予め定められた圧力よりも低いときには燃料噴射量の増量が行われる。
８番目の発明では、７番目の発明において、上記予め定められた時間の経過前、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには点火タイミングの遅角が行われる。
９番目の発明では、７番目の発明において、上記予め定められた時間よりも短い時間が経過するまでは大気圧が上記予め定められた圧力よりも低いとしても点火タイミングの遅角が行われず、上記予め定められた時間よりも短い上記時間の経過後、大気圧が上記予め定められた圧力よりも小さいときには点火タイミングの遅角が行われる。
上記課題を解決するために、１０番目の発明では、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに燃料噴射量が零とされる。
上記課題を解決するために、１１番目の発明では、排気ガスを燃焼室内に導入するシステムを備えた内燃機関において、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング状態に移行したことにより燃料噴射量が増量されるときに大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには燃料噴射量の増量分がさらに増量される。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、４ストローク圧縮着火式内燃機関を示している。以下、圧縮着火式の内燃機関を前提にした実施形態について説明するが、特に言及しない限り、本発明は、火花点火式の内燃機関にも適用可能である。
【００１０】
図１において、１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダヘッド、４はピストン、５は燃焼室、６は電気制御式燃料噴射弁、７は吸気弁、８は吸気ポート、９は排気弁、１０は排気ポートを夫々示している。吸気ポート８は対応する吸気枝管１１を介してサージタンク１２に連結され、サージタンク１２は吸気ダクト１３およびインタークーラ１４を介して過給機（例えば、排気ターボチャージャ）１５のコンプレッサ１６の出口部に連結される。コンプレッサ１６の入口部は空気吸込管１７を介してエアクリーナ１８に連結され、空気吸込管１７内にはステップモータ１９により駆動されるスロットル弁２０が配置される。また、スロットル弁２０上流の空気吸込管１７内には、吸入空気の質量流量を検出するための質量流量検出器２１が配置される。
【００１１】
一方、排気ポート１０は、排気マニホルド２２を介して排気ターボチャージャ１５の排気タービン２３の入口部に連結される。排気タービン２３の出口部は、排気管２４を介して、三元触媒２５を内蔵した触媒コンバータ２６に連結される。三元触媒２５は、その温度が所定の温度（いわゆる活性温度）以上であって、且つ、図２に示したように、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍の領域Ｘ内にあると、ＮＯｘ、一酸化炭素（ＣＯ）、未燃炭化水素（ＨＣ）を同時に高い浄化率にて浄化する。一方、三元触媒２５は、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、排気ガス中の酸素を吸収し、そこに流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときには、吸収した酸素を放出する酸素吸放出能力を有する。この酸素吸放出能力が正常に機能する限り流入する排気ガスの空燃比がリーンであってもリッチであっても、三元触媒内の雰囲気の空燃比がほぼ理論空燃比近傍に維持され、したがって、排気ガス中のＮＯＸ、ＣＯ、未燃ＨＣが同時に高い浄化率で浄化される。
【００１２】
なお、本明細書において、機関空燃比とは、燃焼室５に供給された燃料の量に対する同様に燃焼室５に供給された空気の量の比を意味し、排気空燃比とは、排気ガスの空燃比を意味し、排気ガスの空燃比とは、燃焼室５に吸入された空気（機関排気通路に空気を供給することができるようにしたシステムでは機関排気通路に供給された空気を含む。）の量に対する燃焼室５に供給された燃料（機関排気通路に燃料を供給することができるようにしたシステムでは機関排気通路に供給された燃料を含む。）の比を意味する。
【００１３】
触媒コンバータ２６の上流側において排気マニホルド２２には、空燃比センサ（以下、上流側空燃比センサ）２７ａが配置される。一方、触媒コンバータ２６の下流側において排気管２８には、空燃比センサ（以下、下流側空燃比センサ）２７ｂが配置される。空燃比センサ２７ａ、２７ｂは、図３に示したように、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときには、略０Ｖの電圧を出力し、理論空燃比よりもリッチであるときには、略１Ｖの電圧を出力する。そして、出力電圧は、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍にある領域において急激に変化して、理論空燃比に相当する基準電圧ＶＲを横切る。すなわち、空燃比センサ２７ａ、２７ｂは、排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーンであるかリッチであるかに応じて異なる一定の電圧を出力する。
【００１４】
触媒コンバータ２６の出口部に連結された排気管２８とスロットル弁２０下流の空気吸込管１７とは、排気ガス再循環（以下、ＥＧＲと称す）通路２９を介して互いに連結される。ＥＧＲ通路２９内には、ステップモータ３０によって駆動されるＥＧＲ制御弁３１が配置される。また、ＥＧＲ通路２９内には、ＥＧＲ通路２９内を流れるＥＧＲガスを冷却するためのインタークーラ３２が配置される。図１に示した例では、機関冷却水がインタークーラ３２内に導かれ、この機関冷却水によってＥＧＲガスが冷却される。
【００１５】
一方、燃料噴射弁６は、燃料供給管３３を介して燃料リザーバ（いわゆる、コモンレール）３４に連結される。コモンレール３４内へは、電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ３５から燃料が供給される。コモンレール３４内に供給された燃料は、各燃料供給管３３を介して燃料噴射弁６に供給される。コモンレール３４には、コモンレール３４内の燃料圧を検出するための燃料圧センサ３６が取り付けられる。コモンレール３４内の燃料圧が目標燃料圧となるように、燃料圧センサ３６の出力信号に基づいて、燃料ポンプ３５の吐出量が制御される。
【００１６】
電子制御ユニット４０はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス４１によって互いに接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ）４２、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）４３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）４４、入力ポート４５、および、出力ポート４６を具備する。質量流量検出器２１の出力信号は、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。上流側空燃比センサ２７ａ、下流側空燃比センサ２７ｂ、および、燃料圧センサ３６の出力信号も、夫々対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。アクセルペダル５０には、アクセルペダル５０の踏込量Ｌに比例した出力電圧を発生するトルクセンサ５１が接続される。トルクセンサ５１の出力電圧は、対応するＡＤ変換器４７を介して入力ポート４５に入力される。また、入力ポート４５には、クランクシャフトが、例えば、３０°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ５２が接続される。一方、出力ポート４６は、対応する駆動回路４８を介して燃料噴射弁６、スロットル弁制御用ステップモータ１９、ＥＧＲ制御弁制御用ステップモータ３０、および、燃料ポンプ３５に接続される。
【００１７】
ところで、燃焼室５内では、燃料の燃焼に伴い、ＮＯｘが発生する。このＮＯｘの発生量は、燃焼室５内での燃焼温度が低いほど少なくなることが分かっている。そして、燃焼時に燃焼室５内に不活性ガスが多く存在するほど、燃焼温度が低くなることも分かっている。ここで、燃焼後に残る排気ガス中には、ＣＯやＣＯ２などの不活性ガスが含まれている。したがって、ＥＧＲ通路２９を介して排気ガスを燃焼室５内に導入することによって、ＮＯｘの発生を抑えることができる。そして、ＥＧＲガスの量が多いほど、ＮＯｘ発生量を少なくすることができる。
【００１８】
一方、ＥＧＲガス量が多いと、その分だけ、燃焼室５内に吸入される空気の量（吸気量）が少なくなる。この場合、燃焼室５内で燃焼可能な燃料の量が少なくなるので、その分だけ、内燃機関が出力可能な出力（＝トルク×機関回転数）が小さくなる。したがって、要求出力を内燃機関に出力させることができる最低限の吸気量が確保される量のＥＧＲガスを燃焼室５内に導入するようにすれば、要求出力を内燃機関に出力させつつＮＯｘ発生量を最大限に少なくすることができる。
【００１９】
そこで、第１実施形態では、以下のようにして、目標ＥＧＲ率が算出される。すなわち、所定の要求を達成することができるＥＧＲ率（＝ＥＧＲガス量／（吸気量＋ＥＧＲガス量）を要求トルクと機関回転数との関数として予め実験などにより求める。そして、これら求められたＥＧＲ率を、図４に示されているように、要求トルクＴと機関回転数Ｎとの関数のマップの形で、目標ＥＧＲ率ＲｅとしてＲＯＭ４２に記憶しておく。要求トルクＴと機関回転数Ｎとに基づいてこのマップから目標ＥＧＲ率Ｒｅが算出される。なお、ＥＧＲ制御弁は、ＥＧＲ率がこの目標ＥＧＲ率Ｒｅとなるように制御される。
【００２０】
また、第１実施形態では、目標空燃比は理論空燃比であり、空燃比をこの目標空燃比である理論空燃比にすることができる燃料噴射量（以下、「基準燃料噴射量」と称す）は、実際の吸気量に基づいて算出される。なお、詳細は後述するが、この基準燃料噴射量は、内燃機関の温度を上昇させる必要がなく且つ大気圧が後述する基準大気圧よりも高いときには、そのまま、目標燃料噴射量となる。
【００２１】
ところで、実際のＥＧＲガス量は、大気圧が低くなるほど少なくなり、大気圧が高くなるほど多くなる。別の云い方をすれば、ＥＧＲ制御弁の開度や大気圧以外の条件が同じであったとしても、大気圧が変われば、燃焼室５内に実際に導入されるＥＧＲガスの量も変わってしまう。上述したように、ＥＧＲ制御弁は、ＥＧＲ率が図４に示されているマップから算出された目標ＥＧＲ率となるように制御される。そして、この目標ＥＧＲ率は、要求トルクと機関回転数とに基づいて決定されており、大気圧には基づいて決定されていない。すなわち、大気圧が基準大気圧（ＮＯｘ発生量を許容量以下に維持するために大気圧に応じた燃料噴射量の増量が必要であるか否かを判断する基準となる大気圧であり、例えば、図４に示されている目標ＥＧＲ率のマップを求めたときの大気圧）からずれて、大気圧が基準大気圧よりも低くなったときには、ＥＧＲガス量が最適なＥＧＲガス量（要求出力を内燃機関に出力させつつＮＯｘ発生量を最大限に少なくすることができるＥＧＲガス量）よりも少なくなってしまう。この場合、ＮＯｘ発生量は達成可能な最小限のＮＯｘ発生量よりも多くなってしまう。
【００２２】
一方、空燃比とＮＯｘ発生量との関係は、図５に示されている関係にあることが分かっている。すなわち、ＮＯｘ発生量は、空燃比が理論空燃比近傍にあるときに多く、空燃比が理論空燃比よりもリーンになるほど少なくなる。したがって、大気圧が基準大気圧よりも低くなって、ＮＯｘ発生量が多くなったときに、空燃比が理論空燃比よりもリーンになるように燃料噴射量を制御すれば、ＮＯｘ発生量を少なくすることができる。しかしながら、空燃比が理論空燃比よりもリーンとなると、概して、燃焼が不安定となってしまう。
【００２３】
一方、図５に示されているように、ＮＯｘ発生量は、空燃比が理論空燃比よりもリッチになっても少なくなる。そこで、第１実施形態では、大気圧が基準大気圧よりも低くなって、ＮＯｘ発生量が達成可能な最小限のＮＯｘ発生量よりも多くなってしまうときに、燃焼が不安定となることを回避しつつＮＯｘ発生量を少なく抑えるために、空燃比が理論空燃比よりもリッチとなるように燃料噴射量を制御する。
【００２４】
詳細には、基準燃料噴射量に対する補正係数（すなわち、大気圧に応じた度合だけ空燃比を理論空燃比よりもリッチとするための補正係数）を予め実験などにより求める。そして、これら補正係数ｋｆｐａを、図６に示されているように、大気圧の関数のマップの形でＲＯＭ４２に記憶しておく。大気圧に基づいてこのマップから基準燃料噴射量に対する補正係数ｋｆｐａが算出される。この算出された補正係数ｋｆｐａが基準燃料噴射量に乗算されることによって、基準燃料噴射量が補正される。この補正された基準燃料噴射量が目標燃料噴射量とされる。これによれば、大気圧が基準大気圧よりも低いときには、基準燃料噴射量は増量側に補正され、空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。したがって、燃焼が不安定となることが回避されつつＮＯｘ発生量が少なく抑えられる。
【００２５】
なお、図６では、大気圧Ｐａが基準大気圧Ｐａｔｈよりも高い領域では、補正係数ｋｆｐａは１．０で一定である。したがって、この領域では、基準燃料噴射量は補正されず、基準燃料噴射量（または、後述するようにして機関温度に応じて補正された基準燃料噴射量。実施形態の説明において、同様に解する）がそのまま目標燃料噴射量ΤＡＵとなる。また、図６では、大気圧Ｐａが基準大気圧Ｐａｔｈよりも低い領域では、大気圧が低くなるほど、補正係数ｋｆｐａは１．０よりも大きくなる。したがって、この領域では、大気圧が低くなるほど、基準燃料噴射量は増量側に補正される。しかしながら、補正係数ｋｆｐａがその許容限界値（燃焼室５内にて燃焼可能な燃料量にも限界があり、補正係数ｋｆｐａが大きくなりすぎると、目標燃料噴射量が燃焼可能な燃料量を超えてしまう。この場合、燃料が無駄となる。ここで許容限界値と表現した値は、目標燃料噴射量が燃焼可能な燃料量を超える直前の値に相当する。）ｋｐｆａｌに達すると、大気圧がさらに低くなったとしても、許容限界値ｋｆｐａで一定となる。したがって、この場合、目標燃料噴射量は、基準燃料噴射量よりも多いが、大気圧がさらに低くなったとしてもそれ以上多くなることはない。
【００２６】
なお、上述した実施形態では、図６に示されているように、大気圧Ｐａが基準大気圧Ｐａｔｈよりも高い領域では、補正係数ｋｆｐａは１．０で一定であり、この領域では、基準燃料噴射量は補正されず、そのまま目標燃料噴射量ΤＡＵとなる。このことから、上述した実施形態は、以下のように目標燃料噴射量を算出するものとも言える。すなわち、上述した実施形態では、大気圧が基準大気圧よりも高いか否かが判別される。そして、大気圧が基準大気圧よりも高いときには、基準燃料噴射量は補正されず、そのまま目標燃料噴射量とされる。一方、大気圧が基準大気圧よりも低いときには、基準燃料噴射量は上述したようにして補正される。
【００２７】
ところで、内燃機関の温度（以下、「機関温度」と称す）が低いと、燃焼室５内における燃焼が不安定である。したがって、燃焼室５内における燃焼を安定させるためには、機関温度が低いときには、できるだけ早く、機関温度を高くする必要がある。ここで、燃料噴射量が多くなれば、燃焼による発熱量が多くなるので、機関温度も上昇する。そこで、第１実施形態では、機関温度が所定の温度（燃焼が許容可能なレベル（このレベルは任意に設定可能である）よりも低いレベルでしか安定して行われなくなる温度であって、機関温度を上昇させる必要があるか否かを判断する基準となる温度であり、以下、「基準温度」と称す）よりも低いときには、目標燃料噴射量を増量側に補正する。
【００２８】
詳細には、冷却水の温度が機関温度を代表していることから、基準燃料噴射量に対する補正係数（すなわち、冷却水の温度に応じた度合だけ燃料噴射量を多くするための補正係数）を予め実験などにより求める。そして、これら求められた補正係数ｆｗｌを、図７に示されているように、冷却水の温度Ｔｗの関数のマップの形でＲＯＭ４２に記憶しておく。冷却水の温度に基づいてこのマップから目標燃料噴射量に対する補正係数ｆｗｌが算出される。この算出された補正係数ｆｗｌが基準燃料噴射量に乗算されることによって、基準燃料噴射量が補正される。この補正された基準燃料噴射量が目標燃料噴射量とされる。これによれば、機関温度が基準温度よりも低いときには、基準燃料噴射量が増量側に補正される。したがって、機関温度が素早く上昇せしめられ、燃焼が安定する。
【００２９】
なお、図７では、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも高い領域では、補正係数ｆｗｌは１．０で一定である。したがって、この領域では、基準燃料噴射量（または、大気圧に応じて補正された基準燃料噴射量。実施形態の説明において、同様に解する）が、目標燃料噴射量となる。また、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも低い領域では、水温Ｔｗが低くなるほど、補正係数ｆｗｌは大きくなる。したがって、この領域では、基準燃料噴射量が、増量側に補正される。
【００３０】
なお、上述した実施形態では、図７に示されているように、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも高い領域では、補正係数ｆｗｌは１．０で一定であり、この領域では、基準燃料噴射量は補正されず、そのまま目標燃料噴射量ΤＡＵとなる。このことから、上述した実施形態は、以下のように目標燃料噴射量を算出するものとも言える。すなわち、上述した実施形態では、水温が基準温度よりも高いか否かが判別される。そして、水温が基準温度よりも高いときには、基準燃料噴射量は補正されず、そのまま目標燃料噴射量とされる。一方、水温が基準温度よりも低いときには、基準燃料噴射量は上述したようにして補正される。
【００３１】
図８は、第１実施形態に従って目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示している。図８のフローチャートでは、始めに、ステップ１０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ１１において、吸気量Ｇａに基づいて１機関回転数当たりの基準燃料噴射量Ｔｐが算出される。次いで、ステップ１２において、大気圧Ｐａに基づいて、図６に示したマップから、補正係数ｋｆｐａが算出される。次いで、ステップ１３において、水温Ｔｗに基づいて、図７に示したマップから、補正係数ｆｗｌが算出される。次いで、ステップ１４において、次式（１）に従って、最終的な目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝Ｔｐ×ｋｆｐａ×ｆｗｌ  …（１）
【００３２】
なお、第１実施形態では、大気圧が基準大気圧よりも低くなると、空燃比を理論空燃比よりもリッチとするために、燃料噴射量が増量される。しかしながら、燃料噴射量を増量すること以外（例えば、吸気量を減量すること）によっても、空燃比を理論空燃比よりもリッチとすることができる。したがって、第１実施形態を例に説明した発明は、一般的に表現すれば、大気圧が基準大気圧よりも低くなったときに、空燃比が理論空燃比よりもリッチされるものと言える。
【００３３】
また、第１実施形態では、大気圧が基準大気圧よりも低くなったときに、空燃比が理論空燃比よりもリッチとされる。しかしながら、大気圧が基準大気圧ではなく或る値（例えば、基準大気圧よりも低い値や、様々な条件に応じて適宜設定される値）よりも低くなったときに、空燃比が理論空燃比よりもリッチとされてもよい。したがって、第１実施形態を例に説明した発明は、一般的に表現すれば、大気圧が低くなると、空燃比が理論空燃比よりもリッチとされるものとも言える。
【００３４】
また、第１実施形態では、大気圧が基準大気圧よりも低くなるほど、燃料噴射量の増量幅が連続的に大きくなり、大気圧がさらに低くなって或る値よりも低くなると、燃料噴射量の増量幅は一定とされる。しかしながら、第１実施形態を例に説明した発明では、大気圧が上記或る値よりも低くなったとしても大気圧が低くなるほど燃料噴射量の増量幅を連続的に大きくしてもよいし、大気圧が低くなるほど燃料噴射量の増量幅を段階的に大きくしてもよい。
【００３５】
次に、第２実施形態について説明する。なお、以下、特に言及しない事項については、第１実施形態に関連して説明した事項と同じである。燃料噴射量は内燃機関に対する種々の要求が同時に達成されるように決定されている。このため、上述したように、ＮＯｘ発生量を少なくするために燃料噴射量を多くすると、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持するという要求は達成されるが、それ以外の要求の幾つかは達成されないことになる。したがって、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することが特に強く要求されるときにのみ、ＮＯｘ発生量を少なくするために燃料噴射量を多くすることが、その他の要求をできるだけ達成するという観点から好ましい。すなわち、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することが特に強く要求されるときにのみ、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持するための燃料噴射量の増量を行ったほうが、全体として、内燃機関の運転状態（以下、「機関運転状態」と称す）が望ましい状態に維持される。そして、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することが特に強く要求される時の１つが、機関温度を積極的に上昇させる必要がある時（すなわち、機関温度が所定の温度よりも低い時）であることを踏まえ、第２実施形態は、機関温度を積極的に上昇させる必要があるときにのみ、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持するための燃料噴射量の増量を行うものである。
【００３６】
すなわち、第２実施形態では、以下のように目標燃料噴射量が決定される。すなわち、第２実施形態では、水温（機関温度を代表する温度）が基準温度よりも高いかが判別される。ここで、水温が基準温度よりも高いと判別されたときには、基準燃料噴射量は補正されず、そのまま、目標燃料噴射量となる。一方、水温が基準温度よりも低いと判別されたときには、基準燃料噴射量は、第１実施形態に関連して説明したようにして、水温および大気圧に応じて、基準燃料噴射量が補正される。これによれば、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することが特に強く要求されるときにのみ、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持するための燃料噴射量の増量が行われる。したがって、全体として、機関運転状態が望ましい状態に維持される。
【００３７】
図９は、第２実施形態に従って目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示している。図９のフローチャートでは、始めに、ステップ２０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ２１において、吸気量Ｇａに基づいて１機関回転数当たりの基準燃料噴射量Ｔｐが算出される。次いで、ステップ２２において、水温Ｔｗが基準水温Ｔｗｔｈ以下である（Ｔｗ≦Ｔｗｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔｗ≦Ｔｗｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２３に進んで、大気圧Ｐａに基づいて、図１０（Ａ）に示したマップ（図６に示したマップと同じマップ）から、補正係数ｋｆｐａが算出される。次いで、ステップ２４において、水温Ｔｗに基づいて、図１０（Ｂ）に示したマップ（図７に示したマップと同じマップ）から、補正係数ｆｗｌが算出される。次いで、ステップ２５において、次式（２）に従って、最終的な目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝Ｔｐ×ｋｆｐａ×ｆｗｌ  …（２）
【００３８】
一方、ステップ２２において、Ｔｗ＞Ｔｗｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ２６に進んで、次式（３）に従って、最終的な目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝Ｔｐ  …（３）
すなわち、ステップ２６では、基準燃料噴射量Ｔｐがそのまま目標燃料噴射量ΤＡＵとされる。
【００３９】
また、図１１は、第２実施形態に従って目標燃料噴射量を算出するフローチャートの別の一例を示している。図１１のフローチャートでは、始めに、ステップ３０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ３１において、吸気量Ｇａに基づいて１機関回転数当たりの基準燃料噴射量Ｔｐが算出される。次いで、ステップ３２において、大気圧Ｐａに基づいて、図１２（Ａ）に示したマップ（図６に示したマップと同じマップ）から、補正係数ｋｆｐａが算出される。次いで、ステップ３３において、水温Ｔｗに基づいて、図１２（Ｂ）に示したマップ（このマップは、図７に示したマップとは異なる）から、補正係数ｆｗｌが算出される。次いで、ステップ３４において、次式（４）に従って、最終的な補正係数ＦＷＬが算出される。
ＦＷＬ＝ｆｗｌ×ｋｆｐａ  …（４）
【００４０】
次いで、ステップ３５において、次式（５）に従って、最終的な目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝Ｔｐ×（１＋ＦＷＬ）  …（５）
【００４１】
図１２（Ｂ）のマップでは、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗよりも低いときには、水温Ｔｗが低くなるほど、補正係数ｆｗｌは大きくなるが、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも高いときには、補正係数ｆｗｌは零である。したがって、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも高いときには、最終的な補正係数ＦＷＬが零であり、上記式（５）によれば、ΤＡＵ＝Ｔｐとなる。すなわち、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも高いときには、目標燃料噴射量ΤＡＵは基準燃料噴射量Ｔｐとなり、基準燃料噴射量は補正されず、そのまま、目標燃料噴射量となっている。
【００４２】
次に、第３実施形態について説明する。なお、以下、特に言及しない事項については、矛盾が生じない範囲で、上述した実施形態に関連して説明した事項と同じである。また、第３実施形態は、図１３に示されているような燃焼室５内の燃料を点火栓６１によって点火するタイプの内燃機関に適用される。図１４は、点火栓６１による燃料への点火タイミング（以下、単に、「点火タイミング」と称す）ＴｉとＮＯｘ発生量Ａｎｏｘとの関係を示している。図１４を参照すると、点火タイミングＴｉが遅くなると、ＮＯｘ発生量Ａｎｏｘが少なくなる傾向があることが分かる。以下、第３実施形態を例に説明する発明は、大気圧が低くなってＮＯｘ発生量が多くなってしまうときに、点火タイミングを遅くすることによって、ＮＯｘ発生量をできるだけ少ない量に維持するものである。なお、以下の説明において、点火タイミングを遅くすることを「遅角」とも称し、逆に、点火タイミングを早めることを「進角」とも称す。
【００４３】
図１５に、目標点火タイミングを算出する第３実施形態のフローチャートの一例を示した。図１５のフローチャートでは、始めに、ステップ４０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ４１において、機関運転状態がアイドリング運転状態（アクセルペダルの踏込量が零である状態）にある時（以下、「アイドリング時」とも称す）であるか否かが判別される。ここで、アイドリング時ではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。この場合、別のフローチャート（図示せず）に従って、目標点火タイミングが算出される。一方、ステップ４１において、アイドリング時であると判別されたときには、ルーチンはステップ４２に進んで、次式（６）に従って、内燃機関からの出力トルクＴが算出される。
Ｔ＝Ｇａ×Ｐａ／Ｎ  …（６）
【００４４】
次いで、ステップ４３において、図１６に示されているマップ（実験などによって求められＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップ）から、機関回転数Ｎと出力トルクＴとに基づいて、基準とすべき目標点火タイミング（以下、「基準点火タイミング」と称す）Ｔｉｂが算出される。図１６に示されているマップでは、基準点火タイミングＴｉｂは、機関回転数Ｎが大きくなるほど早くなり、且つ、出力トルクＴが大きくなるほど早くなる。そして、基準点火タイミングＴｉｂは、或るタイミングまで早くなると、そのタイミングで一定となる。すなわち、基準点火タイミングＴｉｂは或るタイミングまで早くなったところで限界値に達する。一方、基準点火タイミングＴｉｂは、或るタイミングまで遅くなると、そのタイミングで一定となる。すなわち、基準点火タイミングＴｉｂは或るタイミングまで遅くなったところで限界値に達する。
【００４５】
次いで、ステップ４４において、図１７（Ａ）に示されているマップ（実験などによって求められＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップ）から、水温Ｔｗに基づいて、補正係数ａｃａｔが算出される。図１７（Ａ）に示されているマップでは、補正係数ａｃａｔは、水温Ｔｗが基準温度（燃焼が許容可能なレベルよりも低いレベルでしか安定して行われなくなる温度であって、機関温度を上昇させる必要があるか否かを判断する基準となる温度である）Ｔｗｔｈよりも高い領域では、零である。そして、補正係数ａｃａｔは、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも低い領域では、水温Ｔｗが低くなるほど、大きくなる。しかしながら、水温Ｔｗが或る温度Ｔｗｌよりも低い領域では、水温Ｔｗが低くなったとしても、補正係数ａｃａｔは或る値ａｃａｔｈで一定である。別の云い方をすれば、補正係数ａｃａｔには、上限値ａｃａｔｈが設けられている。
【００４６】
次いで、ステップ４５において、図１７（Ｂ）に示されているマップ（実験などによって求められＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップ）から、大気圧Ｐａに基づいて、補正係数ｋｓｐａが算出される。図１７（Ｂ）に示されているマップでは、補正係数ｋｓｐａは、大気圧Ｐａが基準大気圧（ＮＯｘ発生量を許容量以下に維持するために大気圧に応じた点火タイミングの遅角が必要であるか否かを判断する基準となる大気圧であり、例えば、図４に示されている目標ＥＧＲ率Ｒｅのマップを求めたときの大気圧である）Ｐａｔｈよりも高い領域では、零である。そして、補正係数ｋｓｐａは、大気圧Ｐａが基準大気圧Ｐａｔｈよりも低い領域では、大気圧Ｐａが低くなるほど、大きくなる。しかしながら、大気圧Ｐａが或る大気圧Ｐａｌよりも低い領域では、大気圧Ｐａが低くなったとしても、補正係数ｋｓｐａは或る値ｋｓｐａｈで一定である。別の云い方をすれば、補正係数ｋｓｐａには、上限値ｋｓｐａｈが設けられている。
【００４７】
次いで、ステップ４６において、次式（７）に従って最終的な目標点火タイミングＴｉが算出される。
Ｔｉ＝Ｔｉｂ−ａｃａｔ−ｋｓｐａ  …（７）
すなわち、これによれば、補正係数ａｃａｔおよび補正係数ｋｓｐａだけ、基準点火タイミングＴｉｂが遅角せしめられることになる。
【００４８】
なお、点火タイミングが基準点火タイミングよりも遅角せしめられたタイミングとされると、一般的な傾向として、内燃機関からの出力トルクが低下する。したがって、一定の出力トルクを確保するためには、点火タイミングを基準点火タイミングよりも遅角せしめるべきではない。一方、アイドリング時においては、要求トルク自体が小さいことから、アイドリング時にのみ、点火タイミングを遅角するようにすれば、要求トルクが大きいときに要求トルクを確保することができる。そこで、第３実施形態では、アイドリング時にのみ、点火タイミングが基準点火タイミングよりも遅角せしめられるようになっている。しかしながら、出力トルクの低下を抑制することよりも、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することのほうが優先される場合には、アイドリング時以外の時にも、機関温度が基準温度よりも低く且つ大気圧が基準大気圧よりも低いときに、点火タイミングを遅角するようにしてもよい。そして、基準温度および基準大気圧は、必要に応じて、任意に設定されるべき値である。したがって、第３実施形態を例に説明した発明は、一般的に表現すると、機関温度が低く且つ大気圧が低くなると点火タイミングを遅角するものとも言える。
【００４９】
また、第３実施形態では、機関温度が基準温度よりも低く且つ大気圧が基準大気圧よりも低いときに、点火タイミングを遅角している。しかしながら、機関温度に関係なく、大気圧が基準大気圧よりも低いときに、点火タイミングを遅角するようにしてもよい。したがって、本発明は、一般的に表現すると、大気圧が低くなると点火タイミングを遅角するものとも言える。
【００５０】
また、第３実施形態では、基準点火タイミングは機関回転数と出力トルクとをパラメータとした関数で設定されているが、これらパラメータとその他のパラメータとのうち少なくとも１つをパラメータとした関数で設定されていればよい。
【００５１】
また、図１８に、目標点火タイミングを算出する第３実施形態のフローチャートの別の一例を示した。図１８のフローチャートでは、始めに、ステップ５０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ５１において、アイドリング時であるか否かが判別される。ここで、アイドリング時ではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。一方、ステップ５１において、アイドリング時であると判別されたときには、ルーチンはステップ５２に進んで、上記式（６）に従って、出力トルクＴが算出される。
【００５２】
次いで、ステップ５３において、図１６に示されているマップから、機関回転数Ｎと出力トルクＴとに基づいて、基準点火タイミングＴｉｂが算出される。次いで、ステップ５４において、図１９（Ａ）に示されているマップ（実験などによって求められＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップ）から、水温Ｔｗに基づいて、補正係数ａｃａｔが算出される。図１９（Ａ）に示されているマップでは、補正係数ａｃａｔは、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも高い領域では、零である。そして、補正係数ａｃａｔは、水温Ｔｗが基準温度Ｔｗｔｈよりも低い領域では、水温Ｔｗが低くなるほど、大きくなる。しかしながら、水温Ｔｗが或る温度Ｔｗｌよりも低い領域では、水温Ｔｗが低くなったとしても、補正係数ａｃａｔは或る値ａｃａｔｈで一定である。別の云い方をすれば、補正係数ａｃａｔには、上限値ａｃａｔｈが設けられている。なお、図１９（Ａ）に示されているマップは、図１７（Ａ）に示されているマップと同様であるが、概して、同じ水温に対応して各マップから算出される補正係数の値は異なる。
【００５３】
次いで、ステップ５５において、図１９（Ｂ）に示されているマップ（実験などによって求められＲＯＭ４２内に予め記憶されているマップ）から、大気圧Ｐａに基づいて、補正係数ｋｓｐａが算出される。図１９（Ｂ）に示されているマップでは、補正係数ｋｓｐａは、大気圧Ｐａが基準大気圧Ｐａｔｈよりも高い領域では、１．０である。そして、補正係数ｋｓｐａは、大気圧Ｐａが基準大気圧Ｐａｔｈよりも低い領域では、大気圧Ｐａが低くなるほど、大きくなる。しかしながら、大気圧Ｐａが或る大気圧Ｐａｌよりも低い領域では、大気圧Ｐａが低くなったとしても、補正係数ｋｓｐａは或る値ｋｓｐａｈで一定である。別の云い方をすれば、補正係数ｋｓｐａには、上限値ｋｓｐａｈが設けられている。もちろん、この上限値ｋｓｐａｈの値は、図１７（Ｂ）に示されているマップにおける上限値ｋｓｐａｈの値とは異なる。
【００５４】
次いで、ステップ５６において、次式（８）に従って、最終的な補正係数ＡＣＡＴが算出される。
ＡＣＡＴ＝ａｃａｔ×ｋｓｐａ  …（８）
【００５５】
次いで、ステップ５７において、次式（９）に従って最終的な目標点火タイミングＴｉが算出される。
Ｔｉ＝Ｔｉｂ−ＡＣＡＴ  …（９）
【００５６】
この例では、水温（すなわち、機関温度）が基準温度よりも高いときには、大気圧が基準大気圧よりも低くなったとしても、点火タイミングは遅角されない。ここで、第２実施形態に関連した説明を参照すれば分かるように、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することが特に強く要求されるときにのみ、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持するための点火タイミングの遅角を行ったほうが、全体として、機関運転状態が望ましい状態に維持される。そして、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することが特に強く要求される時の１つが、機関温度を積極的に上昇させる必要がある時である。したがって、図１８を参照して説明した例によれば、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持しつつも、機関運転状態が望ましい状態に維持される。
【００５７】
ところで、図２０は、点火タイミングＴｉと燃焼室５から排出される排気ガスの温度（以下、単に、「排気温度」とも称す）Ｔｅとの関係を示している。図２０を参照すると、点火タイミングＴｉが遅くなると、排気温度Ｔｅが高くなる傾向があることが分かる。したがって、燃焼室５に接続された排気通路内にＮＯｘを浄化可能な触媒が配置されている場合に、点火タイミングが遅角されると、触媒の温度が上昇せしめられることになる。一般的な傾向として、触媒のＮＯｘ浄化率は、その温度が高くなると高くなる。そして、第３実施形態において、点火タイミングが遅角される時とは、ＮＯｘ発生量が多くなるときである。したがって、第３実施形態において、点火タイミングが遅角されると、ＮＯｘ発生量ができるだけ少ない量に維持されると共に、三元触媒２５によるＮＯｘ浄化率が高くなるので、三元触媒２５から下流へと流出するＮＯｘの量は非常に少ない量に維持される。
【００５８】
なお、第３実施形態を例に説明した発明は、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関以外の内燃機関にも適用可能である。
【００５９】
次に、第４実施形態について説明する。なお、以下、特に言及しない事項については、矛盾が生じない範囲で、上述した実施形態に関連して説明した事項と同じである。以下、第４実施形態を例に説明する発明は、大気圧が低くなってＮＯｘ発生量が多くなってしまうときに点火タイミングの遅角と燃料噴射量の増量とを行うものであるが、点火タイミングの遅角は内燃機関が始動されたときから実行可能とする一方で、燃料噴射量の増量は内燃機関が始動されて所定の時間が経過してから実行可能とするものである。
【００６０】
図２１に、目標点火タイミングを算出する第４実施形態のフローチャートの一例を示し、図２２に、目標燃料噴射量を算出する第４実施形態のフローチャートの一例を示した。図２１のフローチャートは、図１８のフローチャートと同じであるので説明は省略する。一方、図２２のフローチャートでは、始めに、ステップ７０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ７１において、吸気量Ｇａに基づいて１機関回転数当たりの基準燃料噴射量Ｔｐが算出される。次いで、ステップ７２において、水温Ｔｗに基づいて、図２３（Ａ）に示したマップ（これは、図７に示したマップと同じマップ）から、補正係数ｆｗｌが算出される。
【００６１】
次いで、ステップ７３において、内燃機関が始動されてから経過した時間ｔが予め定められた時間（内燃機関が始動されてから三元触媒２５の温度が活性温度に到達するのに最低限必要な時間）ｔｔｈを経過した（ｔ≧ｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、ｔ≧ｔｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ７４に進んで、図２３（Ｂ）に示したマップ（これは、図６に示したマップと同じマップ）から、補正係数ｋｆｐａが算出される。次いで、ステップ７５において、次式（１０）に従って、最終的な補正係数ＦＷＬが算出される。
ＦＷＬ＝ｆｗｌ×ｋｆｐａ  …（１０）
【００６２】
次いで、ステップ７６において、次式（１１）に従って、最終的な目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝Ｔｐ×（１＋ＦＷＬ）  …（１１）
【００６３】
また、ステップ７３において、ｔ＜ｔｔｈであると判別されたときには、ルーチンはステップ７７に進んで、次式（１２）に従って、最終的な補正係数ＦＷＬが算出される。
ＦＷＬ＝ｆｗｌ  …（１２）
【００６４】
次いで、ステップ７６において、上記式（１１）に従って、最終的な目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
【００６５】
このように、第４実施形態によれば、大気圧が基準大気圧よりも低ければ、点火タイミングの遅角は内燃機関が始動されたときから実行されるが、燃料噴射量の増量は内燃機関が始動されて所定の時間が経過してから実行されることになる。ここで、内燃機関が始動された直後においては、三元触媒２５の温度が活性温度に到達していない。一方、燃料噴射量を増量すると、燃焼室５から排出される排気ガス中の未燃炭化水素（ＨＣ）および一酸化炭素（ＣＯ）の量が多くなる。したがって、内燃機関が始動された直後において三元触媒２５の温度が活性温度に到達していないときに、燃料噴射量の増量が行われると、排気ガス中のＨＣおよびＣＯの量が増大するにも係わらず、これらＨＣおよびＣＯが三元触媒２５にて浄化されないことになる。このため、三元触媒２５から下流へと排出されてしまうＨＣやＣＯの量が多くなってしまう。しかしながら、第４実施形態によれば、燃料噴射量の増量は内燃機関が始動されて所定の時間が経過してから（すなわち、三元触媒２５の温度が活性温度に到達してから）しか行われない。したがって、第４実施形態によれば、全体として、ＮＯｘ発生量ができるだけ少ない量に維持されると共に、三元触媒２５から下流へと排出されるＨＣやＣＯの量も少ない量に維持される。もちろん、内燃機関が始動されて所定の時間が経過するまでに、点火タイミングの遅角が行われた場合には、第３実施形態に関連して説明したように、三元触媒２５の温度が上昇せしめられる。したがって、三元触媒２５によるＮＯｘ浄化率が高くなり、その結果、三元触媒２５から下流へと流出するＮＯｘの量が非常に少ない量に維持される。
【００６６】
なお、大気圧が基準大気圧よりも低いとしても、内燃機関が始動されて所定の時間が経過するまでは、燃料噴射量の増量は行わず、上記所定の時間が経過してから、燃料噴射量の増量を行うという第４実施形態を例に説明した考え方は、第１実施形態にも適用可能である。この場合、上記所定の時間が経過するまでの間、三元触媒２５から下流へ流出するＨＣやＣＯの量が少ない量に維持されるという利点がある。
【００６７】
次に、第５実施形態について説明する。なお、以下、特に言及しない事項については、矛盾が生じない範囲で、上述した実施形態に関連して説明した事項と同じである。以下、第５実施形態を例に説明する発明は、大気圧が低いためにＮＯｘ発生量が多くなってしまうときに点火タイミングの遅角と燃料噴射量の増量とを行うものであるが、点火タイミングの遅角および燃料噴射量の増量とも、内燃機関が始動されてから或る時間が経過してから実行可能とするものである。
【００６８】
図２４に、目標点火タイミングを算出する第５実施形態のフローチャートの一例を示し、図２５に、目標燃料噴射量を算出する第５実施形態のフローチャートの一例を示した。なお、図２５のフローチャートは、図２２のフローチャートと同じであるので説明は省略する。一方、図２４のフローチャートでは、始めに、ステップ８０において、水温Ｔｗ、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ８１において、アイドリング時であるか否かが判別される。ここで、アイドリング時ではないと判別されたときには、ルーチンは終了する。この場合には、別のフローチャート（図示せず）に従って、目標点火タイミングが算出される。一方、ステップ８１において、アイドリング時であると判別されたときには、ルーチンはステップ８２に進んで、上記式（６）に従って、出力トルクＴが算出される。
【００６９】
次いで、ステップ８３において、図１６に示されているマップから、機関回転数Ｎと出力トルクＴとに基づいて、基準点火タイミングＴｉｂが算出される。次いで、ステップ８４において、図１９（Ａ）に示されているマップから、水温Ｔｗに基づいて、補正係数ａｃａｔが算出される。
【００７０】
次いで、ステップ８５において、内燃機関が始動されてから経過した時間ｔが予め定められた時間ｔｔｈ１を経過している（ｔ≧ｔｔｈ１）か否かが判別される。ここで、ｔ≧ｔｔｈ１であると判別されたときには、ルーチンはステップ８６に進んで、図１９（Ｂ）に示されているマップから、大気圧Ｐａに基づいて、補正係数ｋｓｐａが算出される。次いで、ステップ８７において、上記式（８）に従って、最終的な補正係数ＡＣＡＴが算出される。次いで、ステップ８８において、上記式（９）に従って最終的な目標点火タイミングＴｉが算出される。
【００７１】
また、ステップ８５において、ｔ＜ｔｔｈ１であると判別されたときには、ルーチンはステップ８９に進んで、次式（１３）に従って、最終的な目標点火タイミングＴｉが算出される。
Ｔｉ＝Ｔｉｂ−ａｃａｔ  …（１３）
【００７２】
なお、図２４のフローチャートの予め定められた時間ｔｔｈ１と図２５のフローチャートの予め定められた時間ｔｔｈとの関係は、ｔｔｈ１＜ｔｔｈである。
【００７３】
次に、第６実施形態について説明する。なお、以下、特に言及しない事項については、矛盾が生じない範囲で、上述した実施形態に関連して説明した事項と同じである。以下、第６実施形態を例に説明する発明は、機関回転数が予め定められた回転数よりも小さく且つ要求トルクが予め定められたトルクよりも小さいときに燃焼室５内への燃料の供給を停止するようにした内燃機関において、上記予め定められた回転数を大気圧に応じて設定するものであって、大気圧が低いと上記予め定められた回転数を大きくするものである。
【００７４】
図２６に、第６実施形態において、燃焼室５内への燃料の供給を停止する（いわゆる、フューエルカットであり、以下、「ＦＣ」とも称す）制御を実行するフローチャートの一例を示した。なお、図２６に示した例は、上流側空燃比センサ２７ａと下流側空燃比センサ２７ｂとを利用して、空燃比を理論空燃比に制御するいわゆる空燃比フィードバック制御を行う内燃機関を前提としている。そこで、図２６を参照して第６実施形態について説明する前に、この空燃比フィードバック制御について説明する。
【００７５】
上流側空燃比センサ２７ａにおいて排気空燃比が目標空燃比よりもリーンであることが検出されたときには、機関空燃比が目標空燃比よりもリーンであるので、燃料噴射量を徐々に増量し、機関空燃比が目標空燃比に近づくようにする。一方、上流側空燃比センサ２７ａにおいて排気空燃比が目標空燃比よりもリッチであることが検出されたときには、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチであるので、燃料噴射量を徐々に減量し、機関空燃比が目標空燃比に近づくようにする。
【００７６】
さらに、機関空燃比を全体として目標空燃比に維持するためには、機関空燃比が目標空燃比からずれたことが検出されたときに、そのずれている機関空燃比をできるだけ迅速に目標空燃比に近づけることが好ましい。そこで、上流側空燃比センサ２７ａにおいて機関空燃比が目標空燃比よりもリーンからリッチに変わったことが検出されたときに、燃料噴射量をスキップ的に比較的大きく減量し、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチからリーンに変わったことが検出されたときには、燃料噴射量をスキップ的に比較的大きく増量する。
【００７７】
さらに迅速に機関空燃比を目標空燃比に近づけるためには、上述したように、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチとリーンとの間で切り換わったときに、ステップ的に減量する量、あるいは、ステップ的に増量する量を、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチとリーンとの間で切り換わったときにおける目標空燃比からの機関空燃比のずれが大きいほど大きくすべきである。そこで、ステップ的に減量する量およびステップ的に増量する量を下流側空燃比センサ２７ｂの出力値に基づいて以下のようにして補正する。
【００７８】
すなわち、下流側空燃比センサ２７ｂにおいて理論空燃比よりもリーンが出力されている期間（以下、リーン出力期間）が長いほど、上流側空燃比センサ２７ａにおいて機関空燃比が目標空燃比よりもリッチからリーンに変わったことが検出されたときにスキップ的に増量する燃料噴射量を大きくする。なぜならば、リーン出力期間が長いほど、機関空燃比は目標空燃比から大きくリーン側にずれているからである。すなわち、三元触媒２５から流出する排気ガスの空燃比は三元触媒２５の酸素吸放出能力により理論的には理論空燃比となるはずである。それでもなお、リーン出力期間が長く出力される場合とは、三元触媒２５が吸収することができないほどの酸素が三元触媒２５に供給されている場合（すなわち、機関空燃比が目標空燃比よりもリーン側に大きくずれている場合）である。
【００７９】
一方、下流側空燃比センサ２７ｂにおいてリッチが出力されている期間（以下、リッチ出力期間）が長いほど、上流側空燃比センサ２７ａにおいて機関空燃比が目標空燃比よりもリーンからリッチに変わったことが検出されたときに減量すべき燃料噴射量を大きくする。なぜならば、リッチ出力期間が長いほど、機関空燃比は目標空燃比から大きくリッチ側にずれているからである。すなわち、三元触媒２５から流出する排気ガスの空燃比は三元触媒２５の酸素吸放出能力により理論的には理論空燃比となるはずである。それでもなお、リッチ出力期間が長く出力される場合とは、三元触媒２５に吸収されている酸素が全て放出されるほど三元触媒２５に供給される酸素が少ない場合（すなわち、機関空燃比が目標空燃比よりもリッチ側に大きくずれている場合）である。このように機関空燃比を制御することによって、機関空燃比を全体として目標空燃比に維持することができる。
【００８０】
図２８〜図３０に、上述したように燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示した。図２８は、目標燃料噴射量ＴＡＵを算出するフローチャートの一例を示している。図２８のフローチャートでは、始めに、ステップ１１０において、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ１１１において、単位機関回転数当たりの吸気量Ｇａ／Ｎが算出される。次いで、ステップ１１２において、基本燃料噴射量ＴＡＵＰが次式（１４）に従って算出される。
ＴＡＵＰ＝α×Ｇａ／Ｎ  …（１４）
ここで、基本燃料噴射量ＴＡＵＰは燃焼室５内に供給される燃料と空気との混合気を目標空燃比とするのに必要な燃料噴射量であり、αは定数である。
【００８１】
次いで、ステップ１１３において、最終的な目標燃料噴射量ＴＡＵが次式（１５）に従って算出される。
ＴＡＵ＝ＴＡＵＰ×ＦＡＦ×β×γ  …（１５）
ここで、ＦＡＦは後述するフローチャートに従って算出される空燃比補正係数であり、β，γはそれぞれ機関運転状態に応じて決まる定数である。
【００８２】
図２９は、図２８のフローチャートにて用いられる空燃比補正係数ＦＡＦを算出するフローチャートの一例を示している。図２９のフローチャートでは、始めに、ステップ１２０において、空燃比フィードバック制御が実行されている（Ｆ／Ｂ中）であるか否か（すなわち、空燃比フィードバック制御を実行することができる条件（以下、「フィードバック実行条件」と称す）が成立しているか否か）が判別される。ここで、フィードバック実行条件とは、例えば、空燃比センサが活性化していること、内燃機関の暖機が完了していること、一時的に燃料の噴射を停止する燃料カット処理を解除してから所定時間が経過していることなどである。ステップ１２０において、Ｆ／Ｂ中であると判別されたときには、ルーチンはステップ１２１に進んで、上流側空燃比センサ２７ａの出力電流ＩＯＭが理論空燃比に相当する基準出力値ＩＲ１以下である（ＩＯＭ≦ＩＲ１）か否かが判別される。すなわち、三元触媒２５に流入する排気ガスの空燃比（以下、「流入排気空燃比」と称す）が理論空燃比よりもリーンであるか否かが判別される。
【００８３】
ステップ１２１において、ＩＯＭ≦ＩＲ１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１２２に進んで、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンに反転したところか否かが判別される。ここで、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンに反転したところであると判別されたときには、ルーチンはステップ１２３に進んで、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ増大量ＲＳＲだけ比較的大きくスキップ的に増大せしめられる。一方、ステップ１２２において、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンに反転したところではない（すなわち、流入排気空燃比が既にリーンであった）と判別されたときには、ルーチンはステップ１２５に進んで、空燃比補正係数ＦＡＦが定数ＫＩＲだけ比較的小さく増大せしめられる。これによれば、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリッチからリーンとなった直後に、スキップ的に流入排気空燃比のリーン度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが増大せしめられ、その後は、流入排気空燃比のリーン度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが増大せしめられる。
【００８４】
また、ステップ１２１において、ＩＯＭ＞ＩＲ１であると判別されたときには、ルーチンはステップ１２６に進んで、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチに反転したところか否かが判別される。ここで、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチに反転したところであると判別されたときには、ルーチンはステップ１２７に進んで、空燃比補正係数ＦＡＦがスキップ減少量ＲＳＬだけ比較的大きくスキップ的に減少せしめられる。一方、ステップ１２６において、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチに反転したところではない（すなわち、流入排気空燃比が既にリーンであった）と判別されたときには、ルーチンはステップ１２８に進んで、空燃比補正係数ＦＡＦが定数ＫＩＬだけ比較的小さく減少せしめられる。これによれば、流入排気空燃比が理論空燃比よりもリーンからリッチとなった直後に、スキップ的に流入排気空燃比のリッチ度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが減少せしめられ、その後は、流入排気空燃比のリッチ度合が小さくなるように空燃比補正係数ＦＡＦが減少せしめられる。
【００８５】
なお、ステップ１２４では、空燃比補正係数ＦＡＦがその許容最小値と許容最大値との間となるように空燃比補正係数ＦＡＦがガード処理される。
【００８６】
図３０は、図２９のフローチャートにて使用されるスキップ増大量ＲＳＲとスキップ減少量ＲＳＬとを算出するフローチャートの一例を示している。図３０のフローチャートでは、始めに、ステップ１３０において、Ｆ／Ｂ中であるか否かが判別される。ここでのフィードバック実行条件は、図１９での条件に加えて内燃機関がアイドル運転中でないことが条件とされる。ステップ１３０において、Ｆ／Ｂ中であると判別されたときには、ルーチンはステップ１３１に進んで、下流側空燃比センサ２７ｂの出力電流ＩＯＳが理論空燃比に相当する出力値ＩＲ２以下である（ＩＯＳ≦ＩＲ２）か否かが判別される。すなわち、三元触媒２５から流出する排気ガスの空燃比（以下、「流出排気空燃比」と称す）が理論空燃比よりもリーンであるか否かが判別される。ステップ１３１において、ＩＯＳ≦ＩＲ２であると判別されたときには、ルーチンはステップ１３２に進んで、スキップ増大量ＲＳＲが所定量ΔＲＳだけ増大せしめられる。一方、ステップ１３１において、ＩＯＳ＞ＩＲ２であると判別されたときには、ルーチンはステップ１３５に進んで、スキップ増大量ＲＳＲが所定量ΔＲＳだけ減少せしめられる。
【００８７】
ステップ１３３では、スキップ増大量ＲＳＲがその許容最小値と許容最大値との間になるように、スキップ増大量ＲＳＲがガードされる。次いで、ステップ１３４において、０．１からスキップ増大量ＲＳＲを引いてスキップ減少量ＲＳＬが算出される。
【００８８】
なお、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンな空燃比とした場合には、上述したフローチャートのＩＲ１をＩＲ１＋ｋとし、目標空燃比を理論空燃比よりもリッチとした場合には、ＩＲ１をＩＲ１−ｋとして、上記フローチャートを実行すれば、空燃比を理論空燃比とは異なる空燃比に制御することができる。ここで、ｋは理論空燃比に対する目標空燃比のリーン度合、あるいは、リッチ度合に応じて定まる正の値である。
【００８９】
図２６のフローチャートでは、始めに、ステップ１００において、大気圧Ｐａが検出される。次いで、ステップ１０１において、図２７に示されているマップ（これは、実験などにより求められてＲＯＭ４２内に予め記憶されたマップである）から、大気圧Ｐａに基づいて、機関回転数に関する第１の判定値Ｎｔｈａおよび第２の判定値Ｎｔｈｂが算出される。これら判定値Ｎｔｈａ、Ｎｔｈｂは、後のステップにおいて、フューエルカットを実行するか否かを判断するために用いられる。
【００９０】
図２７では、第１の判定値Ｎｔｈａは、大気圧Ｐａが或る高い値Ｐａｈよりも高い領域では、小さい値Ｎｔｈａｌで一定であり、大気圧Ｐａが或る低い値Ｐａｌよりも低い領域では、大きい値Ｎｔｈａｈで一定であり、大気圧Ｐａが値Ｐａｈと値Ｐａｌとの間にある領域では、大気圧Ｐａが低くなるほど、小さい値Ｎｔｈａｌから大きい値Ｎｔｈａｈに向かって大きくなる。一方、第２の判定値Ｎｔｈｂは、大気圧Ｐａが或る高い値Ｐａｈよりも高い領域では、小さい値Ｎｔｈｂｌ（これは、第１の判定値Ｎｔｈａに関して上述した小さい値Ｎｔｈａｌよりも大きい）で一定であり、大気圧Ｐａが或る低い値Ｐａｌよりも低い領域では、大きい値Ｎｔｈｂｈ（これは、第１の判定値Ｎｔｈａに関して上述した大きい値Ｎｔｈａｈよりも大きい）で一定であり、大気圧Ｐａが値Ｐａｈと値Ｐａｌとの間にある領域では、大気圧Ｐａが低くなるほど、小さい値Ｎｔｈｂｌから大きい値Ｎｔｈｂｈに向かって大きくなる。
【００９１】
次いで、ステップ１０２において、要求トルクＴが予め定められた値Ｔｔｈよりも小さい（Ｔ≦Ｔｔｈ）か否かが判別される。ここで、Ｔ＞Ｔｔｈであると判別されたとき（すなわち、要求トルクが比較的大きいとき）には、ルーチンは終了する。この場合、フューエルカットは行われない。一方、ステップ１０２において、Ｔ≦Ｔｔｈであると判別されたとき（すなわち、要求トルクが比較的小さいとき）には、ルーチンはステップ１０３に進んで、サブ空燃比制御実行フラグＦがセットされている（Ｆ＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆ＝１であると判別されたとき（すなわち、下流側空燃比センサ２７ｂからの出力に基づいた空燃比フィードバック制御（以下、「サブフィードバック制御」とも称す）が行われているとき）には、ルーチンはステップ１０４に進む。
【００９２】
ここで、サブフィードバック制御が行われている時とは、図２８〜図３０を参照して説明した空燃比フィードバック制御が行われている時である。すなわち、空燃比センサはその温度が活性温度に達しているときに空燃比を正確に検出することができる。ここで、上流側空燃比センサ２７ａは燃焼室５に近い位置に配置されているので、上流側空燃比センサ２７ａの温度は、内燃機関が始動されてから比較的短時間のうちに活性温度に達する。しかしながら、下流側空燃比センサ２７ｂは燃焼室５から離れた位置に配置されているので、内燃機関が始動されてから下流側空燃比センサ２７ｂの温度が活性温度に達するには、時間がかかる。そして、図２８〜図３０を参照して説明した空燃比フィードバック制御は、両空燃比センサの温度が活性温度に達しているときに行われる制御である。言い換えれば、下流側空燃比センサ２７ｂの温度が活性温度に達していないときには、上流側空燃比センサ２７ａからの出力のみに基づいて、空燃比が理論空燃比になるように目標燃料噴射量が制御される。
【００９３】
ところで、ステップ１０３において、Ｆ＝０であると判別されたとき（すなわち、サブフィードバック制御が行われていないとき）には、ルーチンはステップ１０６に進む。
【００９４】
ステップ１０４では、機関回転数Ｎが第１の判定値Ｎｔｈａよりも小さい（Ｎ≦Ｎｔｈａ）か否かが判別される。ここで、Ｎ≦Ｎｔｈａであると判別されたとき（すなわち、機関回転数が比較的小さいとき）には、ルーチンはステップ１０５に進んで、フューエルカットが行われる。すなわち、図２６に示した例では、要求トルクが予め定められた値よりも小さく、且つ、サブフィードバック制御が行われており、且つ、機関回転数が第１の判定値よりも小さいときに、フューエルカットが行われる。一方、ステップ１０４において、Ｎ＞Ｎｔｈａであると判別されたとき（すなわち、機関回転数が比較的大きいとき）には、ルーチンは終了する。この場合、フューエルカットは行われない。
【００９５】
また、ステップ１０６では、機関回転数Ｎが第２の判定値Ｎｔｈｂよりも小さい（Ｎ≦Ｎｔｈｂ）か否かが判別される。ここで、Ｎ≦Ｎｔｈｂであると判別されたとき（すなわち、機関回転数が比較的小さいとき）には、ルーチンはステップ１０７に進んで、フューエルカットが行われる。すなわち、図２６に示した例では、要求トルクが予め定められた値よりも小さく、且つ、サブフィードバック制御が行われておらず、且つ、機関回転数が第２の判定値よりも小さいときに、フューエルカットが行われる。一方、ステップ１０６において、Ｎ＞Ｎｔｈｂであると判別されたとき（すなわち、機関回転数が比較的大きいとき）には、ルーチンは終了する。この場合、フューエルカットは行われない。
【００９６】
図２６に示した例では、サブフィードバック制御が行われているか否かに応じて、フューエルカットを行うか否かを判定するための判定値が異なる。しかしながら、サブフィードバック制御が行われているか否かに応じて、判定値を変えなくてもよい。したがって、第６実施形態を例に説明した発明は、一般的に表現すれば、機関回転数が予め定められた判定値よりも小さく且つ要求トルクが予め定められた判定値よりも小さいときにフューエルカットを行うようにした内燃機関において、上記機関回転数に関する予め定められた判定値が大気圧に応じて設定され、大気圧が低いとこの判定値が大きく設定されるものと言える。
【００９７】
また、図２６に示した例では、フューエルカットを行うか否かを判定するための判定値は、大気圧に応じて設定される。そして、大気圧が低いほど、判定値は大きく設定される。すなわち、大気圧が低いほど、フューエルカットが行われる頻度が高くなる。したがって、第６実施形態を例に説明した発明は、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときにフューエルカットを行うものとも言える。
【００９８】
なお、第６実施形態を例に説明した発明は、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関以外の内燃機関にも適用可能である。
【００９９】
次に、第７実施形態について説明する。なお、以下、特に言及しない事項については、矛盾が生じない範囲で、上述した実施形態に関連して説明した事項と同じである。以下、第７実施形態を例に説明する発明は、機関運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したことによって燃料噴射量が増量されるときに、大気圧が低いときには、この燃料噴射量の増量分をさらに増量するものである。
【０１００】
図３１に、第７実施形態において、目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示した。図３１のフローチャートでは、始めに、ステップ１４０において、大気圧Ｐａ、吸気量Ｇａ、および、機関回転数Ｎが検出される。次いで、ステップ１４１において、単位機関回転数当たりの吸気量Ｇａ／Ｎが算出される。次いで、ステップ１４２において、基本燃料噴射量ΤＡＵＰが上記式（１４）に従って算出される。
【０１０１】
次いで、ステップ１４３において、図３２に示されているマップ（これは、実験などにより求められてＲＯＭ４２内に予め記憶されたマップである）から、大気圧Ｐａに基づいて、燃料噴射量に関する第１の増量値Ａａおよび第２の増量値Ａｂが算出される。これら増量値Ａａ、Ａｂは、後のステップにおいて、目標燃料噴射量の増量分をさらに増量するために用いられる。
【０１０２】
図３２では、第１の増量値Ａａは、大気圧が或る高い値Ｐａｈよりも高い領域では、小さい値Ａａｌで一定であり、大気圧Ｐａが或る低い値Ｐａｌよりも低い領域では、大きい値Ａａｈで一定であり、大気圧Ｐａが値Ｐａｈと値Ｐａｌとの間にある領域では、大気圧Ｐａが低くなるほど、小さい値Ａａｌから大きい値Ａａｈに向かって大きくなる。一方、第２の増量値Ａｂは、大気圧Ｐａが或る高い値Ｐａｈよりも高い領域では、小さい値Ａｂｌ（これは、第１の増量値Ａａに関して上述した小さい値Ａａｌよりも大きい）で一定であり、大気圧Ｐａが或る値Ｐａｌよりも低い領域では、大きい値Ａｂｈ（これは、第１の増量値に関して上述した大きい値Ａａｈよりも大きい）で一定であり、大気圧Ｐａが値Ｐａｈと値Ｐａｌとｎ間にある領域では、大気圧Ｐａが低くなるほど、小さい値Ａｂｌから大きい値Ａｂｈに向かって大きくなる。
【０１０３】
次いで、ステップ１４４において、運転状態移行フラグＦ１がセットされている（Ｆ１＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆ１＝１であると判別されたとき（すなわち、機関運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したとき、すなわち、零であったアクセルペダルの踏込量が大きくなったとき）には、ルーチンはステップ１４５に進む。一方、ステップ１４２において、Ｆ１＝０であると判別されたときには、ルーチンは終了する。
【０１０４】
ステップ１４５では、サブ空燃比制御実行フラグＦ２がセットされている（Ｆ２＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆ２＝１であると判別されたとき（すなわち、サブフィードバック制御が行われているとき）には、ルーチンはステップ１４６に進んで、次式（１６）に従って目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝ΤＡＵＰ＋Ａａ  …（１６）
【０１０５】
一方、ステップ１４５において、Ｆ２＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４７に進んで、フューエルカット実行フラグＦ３がセットされている（Ｆ３＝１）か否かが判別される。ここで、Ｆ３＝１であると判別されたとき（すなわち、機関運転状態がアイドリング運転状態にある間にフューエルカットが行われていたとき）には、ルーチンはステップ１４８に進んで、次式（１７）に従って目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝ΤＡＵＰ＋Ａｂ×δ  …（１７）
ここで、δは１．０よりも大きい定数である。
【０１０６】
一方、ステップ１４７において、Ｆ３＝０であると判別されたときには、ルーチンはステップ１４９に進んで、次式（１８）に従って目標燃料噴射量ΤＡＵが算出される。
ΤＡＵ＝ΤＡＵＰ＋Ａｂ  …（１８）
【０１０７】
図３１に示した例では、サブフィードバック制御が行われているか否かに応じて、機関運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したときの燃料噴射量の増量分を、さらに増量するための増量値が異なる。しかしながら、サブフィードバック制御が行われているか否かに応じて、増量値を変えなくてもよい。したがって、第７実施形態を例に説明した発明は、一般的に表現すれば、機関運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したことによって増量せしめられる目標燃料噴射量を、大気圧に応じた増量値だけさらに増量し、大気圧が低いとこの増量値が大きく設定されるものと言える。
【０１０８】
また、図３１に示した例では、機関運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したときの燃料噴射量の増量分を、さらに増量するための増量値は、大気圧に応じて設定される。そして、大気圧が低いほど、増量値は大きく設定される。すなわち、大気圧が低いほど、燃料噴射量はさらに増量されることになる。したがって、第７実施形態を例に説明した発明は、機関運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したことにより燃料噴射量が増量されるときに大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには燃料噴射量の増量分をさらに増量するものとも言える。
【０１０９】
なお、上述した実施形態では、ＥＧＲ通路２９を介して排気ガスを燃焼室５内に導入するシステムを備えた内燃機関を前提としている。しかしながら、上述した実施形態を例に説明した発明は、排気ガスを燃焼室５から吸気通路に直接排出させ、この吸気通路に排出された排気ガスを再び燃焼室５内に導入するシステムを備えた内燃機関にも適用可能である。したがって、一般的に表現すると、本発明は、排気ガスを燃焼室５内に導入するシステムを備えた内燃機関に適用可能であると言える。
【０１１０】
【発明の効果】
大気圧が低いと、燃焼室内に導入される排気ガスの量が少なくなり、ＮＯｘ発生量が多くなってしまう。ここで、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、燃料噴射量の増量が行われれば、空燃比がリッチとなり、ＮＯｘ発生量は少なくなる。１番目の発明によれば、空燃比が理論空燃比近傍に制御される内燃機関において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いと、燃料噴射量の増量が行われる。したがって、１番目の発明は、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときであっても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
また、内燃機関の温度が低いと、燃焼が不安定である。燃焼を安定させるためには、内燃機関の温度を上昇させる必要があり、このためには、燃料噴射量を増量すればよい。２番目の発明によれば、内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いと燃料噴射量の増量が行われる。したがって、２番目の発明は、燃焼を安定させることができるという効果をも奏する。
また、一般的に、内燃機関の温度が低いと、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持する要求が高くなる。３番目の発明によれば、大気圧が予め定められた圧力よりも低く且つ内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときに、燃料噴射量の増量が行われる。したがって、３番目の発明は、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持する要求が高いとき（すなわち、内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いとき）に、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。また、３番目の発明によれば、内燃機関の温度が低いと燃料噴射量の増量が行われるので、３番目の発明は、燃焼を安定させることができるという効果をも奏する。
また、一般的に、点火タイミングが遅角されると、ＮＯ発生量は少なくなる。４番目の発明によれば、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに、点火タイミングの遅角が行われる。したがって、４番目の発明は、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
また、一般的に、内燃機関の温度が低いと、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持する要求が高くなる。５番目の発明によれば、大気圧が予め定められた圧力よりも低く且つ内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いときに、点火タイミングの遅角が行われる。したがって、５番目の発明は、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持する要求が高いとき（すなわち、内燃機関の温度が予め定められた温度よりも低いとき）に、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
また、一般的に、点火タイミングが遅角されると、燃焼室から排出される排気ガスの温度が高くなる。６番目の発明によれば、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときに、点火タイミングの遅角が行われ、触媒の温度が上昇せしめられ、その浄化性能が高められる。したがって、６番目の発明によれば、燃焼室から排出されるＮＯｘが触媒によって良好に浄化せしめられる。したがって、６番目の発明は、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、より確実に、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
７番目の発明では、内燃機関が始動してから予め定められた時間が経過した後において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには、燃料噴射量の増量が行われる。したがって、７番目の発明は、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。また、一般的に、燃料噴射量が増量されると、排気ガス中の浄化されるべき成分（特に、未燃ＨＣやＣＯ）の量が多くなる。そして、内燃機関の始動直後は、これら成分を浄化する排気浄化触媒の温度が活性温度に達していないので、このときに、燃料噴射量が増量されて排気ガス中の浄化されるべき成分が多くなったとしても、排気浄化触媒によるこれら成分の浄化率は低い。したがって、排気浄化触媒下流に流出してしまう成分の量が多くなってしまう。しかしながら、７番目の発明では、上記予め定められた時間が経過するまでは、燃料噴射量の増量は行われない。したがって、７番目の発明は、上記予め定められた時間が経過するまでの間において排気浄化触媒下流に流出してしまう成分の量が多くなることを抑制するという効果を奏する。
８番目の発明では、内燃機関が始動してから予め定められた時間が経過するまでの間において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには、点火タイミングの遅角が行われる。したがって、８番目の発明は、上記予め定められた時間が経過するまでの間において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
９番目の発明によれば、内燃機関が始動してから予め定められた時間が経過する前において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには、点火タイミングの遅角が行われることになる。したがって、９番目の発明は、内燃機関が始動してから予め定められた時間が経過する前において、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
また、１０番目の発明では、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには、燃料噴射量が零とされる。したがって、１０番目の発明は、大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
また、一般的に、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したときには、燃料噴射量は吸気量の増大よりも遅れて増大する。１１番目の発明では、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したことによって燃料噴射量が増量されるときに、大気圧が予め定められた圧力よりも低いときには、燃料噴射量の増量分がさらに増量される。したがって、１１番目の発明は、内燃機関の運転状態がアイドリング運転状態から非アイドリング運転状態に移行したときに大気圧が予め定められた圧力よりも低いとしても、ＮＯｘ発生量を少ない量に維持することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の内燃機関の全体図である。
【図２】三元触媒の浄化作用を示す図である。
【図３】空燃比センサの出力特性を示す図である。
【図４】第１実施形態において機関回転数Ｎと要求トルクＴとに基づいて目標ＥＧＲ率Ｒｅを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図５】空燃比Ａ／ＦとＮＯｘ発生量Ａｎｏｘとの関係を示す図である。
【図６】第１実施形態において大気圧Ｐａに基づいて補正係数ｋｆｐａを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図７】第１実施形態において冷却水の温度Ｔｗに基づいて補正係数ｆｗｌを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図８】第１実施形態において目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図９】第２実施形態において目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図１０】（Ａ）は図６と同じ図であり、大気圧Ｐａに基づいて補正係数ｋｆｐａを算出するために用いられるマップを示す図であり、（Ｂ）は図７と同じ図であり、冷却水の温度Ｔｗに基づいて補正係数ｆｗｌを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図１１】第２実施形態において目標燃料噴射量を算出するフローチャートの別の一例を示す図である。
【図１２】（Ａ）は図６と同じ図であり、大気圧Ｐａに基づいて補正係数ｋｆｐａを算出するために用いられるマップを示す図であり、（Ｂ）は図１１に示した例において冷却水の温度Ｔｗに基づいて補正係数ｆｗｌを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図１３】第３実施形態の内燃機関の全体図である。
【図１４】点火タイミングＴｉとＮＯｘ発生量Ａｎｏｘとの関係を示す図である。
【図１５】第３実施形態において目標点火タイミングを算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図１６】図１５に示した例において機関回転数Ｎと出力トルクＴとに基づいて基準点火タイミングを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図１７】（Ａ）は図１５に示した例において水温Ｔｗに基づいて補正係数ａｃａｔを算出するために用いられるマップを示す図であり、（Ｂ）は図１５に示した例において大気圧Ｐａに基づいて補正係数ｋｓｐａを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図１８】第３実施形態において目標点火タイミングを算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図１９】（Ａ）は図１８に示した例において水温Ｔｗに基づいて補正係数ａｃａｔを算出するために用いられるマップを示す図であり、（Ｂ）は図１８に示した例において大気圧Ｐａに基づいて補正係数ｋｓｐａを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図２０】点火タイミングＴｉと排気温度Ｔｅとの関係を示す図である。
【図２１】第４実施形態において目標点火タイミングを算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図２２】第４実施形態において目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図２３】（Ａ）は図７と同じ図であり、（Ｂ）は図６と同じ図である。
【図２４】第５実施形態において目標点火タイミングを算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図２５】第５実施形態において目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図２６】第６実施形態においてＦＣ（フューエルカット）制御を実行するフローチャートの一例を示す図である。
【図２７】図２６に示した例において大気圧Ｐａに基づいて判定値Ｎｔｈａ、Ｎｔｈｂを算出するために用いられるマップを示す図である。
【図２８】第６実施形態において目標燃料噴射量ΤＡＵを算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図２９】第６実施形態において空燃比補正係数を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図３０】第６実施形態において増大量および減少量を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図３１】第７実施形態において目標燃料噴射量を算出するフローチャートの一例を示す図である。
【図３２】図３１に示した例において大気圧Ｐａに基づいて増量値Ａａ、Ａｂを算出するために用いられるマップを示す図である。
【符号の説明】
１…機関本体
５…燃焼室
６…燃料噴射弁
８…吸気ポート
１０…排気ポート
２５…三元触媒
２７ａ、２７ｂ…空燃比センサ
２９…ＥＧＲ通路
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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