(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けた三元触媒コンバータの下流に配置されたＯ２センサの出力によって燃料供給手段から供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記燃料供給手段から供給される混合気の空燃比を所定の周期及び振幅で振動させる空燃比振動手段を備えてなる内燃機関の空燃比制御装置において、
前記空燃比振動手段によって混合気の空燃比を所定の周期及び振幅で振動させる制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断し、これに基づいて燃焼状態が悪化しない方向に、前記空燃比振動手段による空燃比振動の振幅、或いは周期、或いは周期と振幅を変更すると共に、
ノッキングを検出するセンサによってノッキングが検出されると、そのノッキングの大きさに応じて前記空燃比振動手段による空燃比振動を停止するか、或いは空燃比振動の振幅を小さくする方向に変更する
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
ノッキングを検出する前記センサは、前記内燃機関の各気筒に設けられた燃焼圧センサである
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記燃焼圧センサは重大なノッキング、中程度のノッキング、小程度のノッキングを検出し、
前記空燃比振動手段は、重大なノッキング、中程度のノッキング、小程度のノッキングに対応して空燃比振動の振幅を変更し、その振幅の大きさは、重大なノッキング＞中程度のノッキング＞小程度のノッキングの関係を有している
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
内燃機関の排気系に設けた三元触媒コンバータの下流に配置されたＯ２センサの出力によって燃料供給手段から供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記燃料供給手段から供給される混合気の空燃比を所定の周期及び振幅で振動させる空燃比振動手段を備えてなる内燃機関の空燃比制御装置において、
前記空燃比振動手段によって混合気の空燃比を所定の周期及び振幅で振動させる制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断し、これに基づいて燃焼状態が悪化しない方向に、前記空燃比振動手段による空燃比振動の振幅、或いは周期、或いは周期と振幅を変更すると共に、
トルクサージを検出するセンサによってトルクサージが検出されると、前記空燃比振動手段による空燃比振動の振幅を小さくする方向に変更すると共に、
トルクサージを検出する前記センサは、前記内燃機関の各気筒に設けられた燃焼圧センサであり、前記燃焼圧センサは重大なトルクサージ、中程度のトルクサージ、小程度のトルクサージを検出し、
前記空燃比振動手段は、重大なトルクサージ、中程度のトルクサージに対応して空燃比振動の振幅を変更し、その振幅の大きさは、重大なトルクサージ＞中程度のトルクサージ＞の関係を有し、更に小程度のトルクサージに対応して空燃比振動の周期を長くする
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
内燃機関の排気系に設けた三元触媒コンバータの下流に配置されたＯ２センサの出力によって燃料供給手段から供給される混合気の空燃比を制御する空燃比制御手段と、前記燃料供給手段から供給される混合気の空燃比を所定の周期及び振幅で振動させる空燃比振動手段を備えてなる内燃機関の空燃比制御装置において、
前記空燃比振動手段によって混合気の空燃比を所定の周期及び振幅で振動させる制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断し、これに基づいて燃焼状態が悪化しない方向に、前記空燃比振動手段による空燃比振動の振幅、或いは周期、或いは周期と振幅を変更すると共に、
失火を検出するセンサによって失火が検出されると、前記空燃比振動手段による空燃比振動の振幅を小さくする方向に変更すると共に、
失火を検出する前記センサは、前記内燃機関の各気筒に設けられた燃焼圧センサであり、前記燃焼圧センサは重大な失火、中程度の失火を検出し、
前記空燃比振動手段は、重大な失火、中程度の失火に対応して空燃比振動の振幅を変更し、その振幅の大きさは、重大な失火＞中程度の失火の関係を有している
ことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に内燃機関の排気系に配された三元触媒の浄化率を向上するように内燃機関に供給される混合気の空燃比を制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用の内燃機関においては、排気系に排気ガス浄化用の三元触媒を配置して排気ガスの浄化を行う排気浄化システムが実用化されている。この排気ガス浄化システムは三元触媒を充填した触媒コンバータの上流に酸素濃度を測定する空燃比センサ（空燃比に対して比例した出力電圧を発生する）、或いはＯ２センサ(理論空燃比でスイッチ的に出力信号を発生する)を設け、排気ガス中の酸素濃度が所定値に収束するように燃料供給量をフィードバック制御している。このように三元触媒が効率よく機能するように排気ガスの酸素濃度を制御することで排気ガス中の有害成分を低減することが可能となる。
【０００３】
ところで、このような排気ガス浄化システムにおいては燃料供給系の劣化、空燃比センサの劣化、燃料供給部から空燃比センサまでの時間的な輸送遅れ等の原因によって三元触媒の触媒能力が充分に発揮されないという問題があった。このような問題を対策する方法として、内燃機関に供給される混合気の空燃比を強制振動させることにより三元触媒の浄化率を向上することが行われている。この方法はパータベーション制御と呼ばれ、触媒コンバータの下流側に理論空燃比でスイッチ的に出力が変化するＯ２センサを設け、供給される混合気の空燃比を強制的に振動させた場合に、その時のＯ２センサの出力によって空燃比振動（例えば、平均空燃比）による空燃比の強制変動状態を補正して、三元触媒の浄化効率が向上するように空燃比を補正するものである。（以下、この制御をパータベーション制御という。）
このような空燃比を強制的に振動させるパータベーション制御を実行する空燃比制御装置としては、例えば、特開平０７−１５１００２号公報（特許文献１）が知られている。三元触媒の浄化率は排気ガス量に代表される内燃機関の運転状態や三元触媒の温度、劣化状態などによって変化するにも拘らず、取り得る強制振動の周波数、振動の組み合わせにおける比例項ゲイン、リーンリッチ反転ディレイ時間等の組み合わせが固定されているために、内燃機関の運転状態や触媒コンバータの状態が変更されたときに、必ずしも浄化率を高い状態に維持するように制御することができないといった問題があった。そこで、特許文献１においては、内燃機関の運転状態や触媒コンバータの状態に応じたパータベーション制御を行なうことにより、三元触媒の浄化率を高く確保して排気ガスのエミッション特性を向上することができる内燃機関の空燃比制御装置を提案している。詳細は特許文献１を参照されたい。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０７−１５１００２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１において、例えば三元触媒の劣化時に触媒内の酸素蓄積量が所定範囲外になるのでパータベーション制御の振幅と周波数を変更することが有利である。通常の運転状態であれば、パータベーション制御を用いることで排気ガス中の有害成分の低減効果が期待できるので、可能な限りパータベーション制御を実行させておくことが必要である。一方、パータベーション制御は三元触媒内に流入する空燃比（燃料濃度）を強制的に変更するので、λ＝１（理論空燃比）近傍の目標空燃比を中心としてパータベーション制御を実行させることが望ましい。
【０００６】
ところで、このパータベーション制御は強制的に空燃比を振動させることで三元触媒の劣化等による排気浄化機能の悪化を補償するものである。しかしながら、このパータベーション制御は内燃機関の運転状態によって制御状態が左右されることがある。例えば、内燃機関の失火によって生じた排気ガス性状の変化に対して過剰に反応して、連続して失火を誘発する可能性が大きくなる。また、高負荷時にパータベーション制御を行うと空燃比変動に基づく運転性の悪化が生じる。例えば、ノッキングが発生する、或いはトルクサージを生じることがある。特に、パータベーション制御の周期とトルクサージの周期が同期すると、トルクサージが増幅されるようになる。
【０００７】
このように、パータベーション制御を行なうことによって異常な燃焼を行うようになり、パータベーション制御が燃焼状態に悪影響を与える現象が生じる。
【０００８】
本発明の目的は、燃焼状態に悪影響を与えない適切なパータベーション制御を実行することができる新規な内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の特徴は、パータベーション制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断し、これに基づいて燃焼状態が悪化しない方向に、パータベーション制御による空燃比振動の振幅、或いは周期、或いは周期と振幅を変更する、ところにある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、燃焼状態に悪影響を与えない適切なパータベーション制御を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明が適用される内燃機関の排気浄化システムの構成を示す構成図である。
【図２】本発明が適用されるパータベーション制御の制御フローを示す制御フローチャート図である。
【図３】図２に示すパータベーション制御の振幅と周波数を説明する説明図である。
【図４】パータベーション制御の振幅と周波数を変更する制御フローを示す説明する制御フローチャート図である。
【図５】パータベーション制御の振幅と周波数、及びその影響度の相関を説明する説明図である。
【図６】ノッキング状態を検出する方法を説明する説明図である。
【図７】トルクサージ状態を検出する方法を説明する説明図である。
【図８】失火状態を検出する方法を説明する説明図である。
【図９】パータベーション制御の振幅を変更する方法を説明する説明図である。
【図１０】パータベーション制御の周期を変更する方法を説明する説明図である。
【図１１Ａ】本発明の第１の実施形態になるノッキングを生じた時のパータベーション制御の制御フローの前半部を示す制御フローチャート図である。
【図１１Ｂ】本発明の第１の実施形態になるノッキングを生じた時のパータベーション制御の制御フローの後半部を示す制御フローチャート図である。
【図１２Ａ】本発明の第２の実施形態になるトルクサージを生じた時のパータベーション制御の制御フローの前半部を示す制御フローチャート図である。
【図１２Ｂ】本発明の第２の実施形態になるトルクサージを生じた時のパータベーション制御の制御フローの後半部を示す制御フローチャート図である。
【図１３】本発明の第３の実施形態になる失火を生じた時のパータベーション制御の制御フローを示す制御フローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【００１３】
図１は本発明が適用される内燃機関の制御システムを示している。多気筒（ここでは４気筒）で構成される内燃機関１において、外部からの空気はエアクリーナ２を通過し、吸気管３、コレクタ４を経てシリンダー内に流入する。流入空気量はスロットル弁５により調節され、この調節された流入空気量が流量センサ６において検出される。また、図示しない吸気温センサで吸気温が検出される。スロットル弁５は電動機で駆動される電子スロットル弁でも良いものであり、最近ではこの電子スロットル弁が主流である。
【００１４】
クランク角センサ７ではリングギア８によってクランク軸の所定回転角、例えば１０゜毎の信号と燃焼周期毎の信号が出力される。水温センサ３０は内燃機関の冷却水温度を検出し、また、図示しないアクセル踏み込み量センサはアクセルの踏み込み量を検出し、それによって運転者の要求トルクを検出する。このアクセル踏み込み量センサの出力は制御装置１８によって電子スロットル弁５の開度に変換され、これに基づいて電子スロットル弁５が制御される。
【００１５】
本実施例ではアクセル踏み込み量センサの信号を用いて加速運転の判断を行なうように構成されている。アクセル踏み込み量センサは運転者の運転操作の意図を最も早く反映させることができるので、加速運転の判断に用いるのが望ましいものである。
【００１６】
燃料タンク９内の燃料は、燃料ポンプ１０によって、吸引、加圧された後、プレッシャーレギュレータ１１を備えた燃料配管１２を通って燃料噴射弁１３の燃料入口に導かれると共に、余分な燃料は燃料タンク９に戻される。
【００１７】
内燃機関の燃焼状態を直接或いは間接的に把握(これは検知する概念も含む)するため、内燃機関の機械的振動を計測する振動検出型のノックセンサ１４が内燃機関１の適宜位置（通常はシリンダブロック）に備えられている。このノックセンサ１４は非共振型のノックセンサであり、広い周波数帯域にわたって振動を検出することができるものである。
【００１８】
排気系には三元触媒コンバータ１５が取り付けられており、排気ガスは三元触媒コンバータ１５で浄化された後に大気に排出される。三元触媒コンバータ１５の上流には上流側空燃比センサ１６が設けられており、本実施例では上流側空燃比センサ１６として空燃比に応じて連続的な検出信号を出力する空燃比センザ１６が使用されている。また、三元触媒コンバータ１５の下流には下流側空燃比センサ１７が設けられており、本実施例では下流側空燃比センサ１７として理論空燃比近傍でスイッチ的な検出信号を出力するＯ２センサ１７が設けられている。
【００１９】
スロットル弁５に取り付けられたスロットル開度センサ、流量センサ６、クランク角センサ７、アクセル踏み込み量センサ、吸気温センサ、水温センサ３０、ノックセンサ１４、空燃比センサ１６、Ｏ２センサ１７等のそれぞれの信号は後述の制御装置１８に送られ、これらセンサ出力から内燃機関の運転状態を検出し、空気量、燃料噴射量、点火時期等の内燃機関の主要な操作量が適切に演算されるものである。
【００２０】
制御装置１８内で演算された目標空気量は、目標スロットル開度から電子スロットル駆動信号に変換され、スロットル弁５を駆動する電動機に送られる。また、制御装置１８内で演算された燃料噴射量は、開弁パルス信号に変換され、燃料噴射弁（インジェクタ）１３に送られる。更に、制御装置１８で演算された点火時期は、通電開始角と通電角に変換された点火信号として点火コイル１９に送られ点火プラグ２０で発火される。
【００２１】
そして、燃料噴射弁１３から噴射された燃料は吸気マニホールドからの空気と混合され内燃機関１のシリンダー内に流入して混合気を形成する。混合気は点火プラグ２０によって所定の点火時期で発生される火花により燃焼、爆発し、その燃焼圧によりピストンを押し下げて内燃機関の動力となる。爆発後の排気ガスは排気管２１を経て三元触媒が充填された三元触媒コンバータ１５に送り込まれる。
【００２２】
三元触媒コンバータ１５の上流に設けた空燃比センサ１６は触媒に流入する前の排気ガスの空燃比を検出し、三元触媒コンバータ１５の下流に設けたＯ２センサ１７は三元触媒で浄化された後の排気ガスの空燃比を検出するものである。空燃比センサ１６によって検出された空燃比は燃料噴射弁１３から噴射される燃料の量を補正するのに使用され、いわゆる空燃比フィードバック制御が実行される。ここで、Ｏ２センサ１７は三元触媒コンバータ１５内の三元触媒の酸素蓄積量を求めるために使用されるもので、酸素蓄積量を最適に制御することで三元触媒の浄化率を最も効率の良い状態に制御するものである。
【００２３】
制御装置１８には、空気流量センサ６、三元触媒コンバータ１５の上流側の空燃比センサ１６及び下流側のＯ２センサ１７、アクセル踏み込み量センサ、水温センサ３０、スロットル開度センサ、吸気温センサ、ノックセンサ１４等の各センサ出力値がアナログ入力部２２に入力されている。また、クランク角センサ７の角度信号等のディスクリート信号はデジタル入力部２３に入力されている。
【００２４】
アナログ入力部２２に入力されたセンサ信号はノイズ除去等の信号処理を行った後、Ａ/Ｄ変換器２４でＡ/Ｄ変換されてＲＡＭ２５に保管される。同様にデジタル入力部２３に入力された角度信号は入出力ポート２６を介してこれもＲＡＭ２５に保管される。ＲＡＭ２５に保管された検出信号はＭＰＵ２７内で演算処理される。ＭＰＵ２７は各種の制御信号を生成するための演算を実行するものである。
【００２５】
演算処理の内容を記述した制御プログラムはＲＯＭ２８に予め書き込まれており、制御プログラムに従ってＭＰＵ２７で演算された各アクチュエータの作動量を表す制御値はＲＡＭ２５に保管された後、入出力ポート２６に送られる。
【００２６】
点火プラグ２０の作動信号は出力回路２９内の点火制御部に送られ、一次側コイルの通流時はＯＮとなり、非通流時はＯＦＦとなるＯＮ-ＯＦＦ信号がセットされる。点火制御部にセットされた点火信号は点火コイル１９で点火プラグ２０を発火させるのに必要なエネルギーに増幅され点火プラグ２０に供給される。
【００２７】
また、燃料噴射弁１３の駆動信号は出力回路２９内の燃料制御部に送られ、開弁時ＯＮ、閉弁時ＯＦＦとなるＯＮ-ＯＦＦ信号がセットされる。燃料制御部にセットされた噴射信号は燃料噴射弁１３に送られる。その他の制御機器も同様にして駆動される。
【００２８】
以上のような制御システムは基本的には良く知られているシステムであるのでこれ以上の説明は省略する。但し、図１で示した制御装置１８が実行する制御機能の内で、燃料制御機能として、混合気の空燃比を強制振動（パータベーション制御）させることにより触媒コンバータの浄化率を向上する機能が組み込まれている。パータベーション制御についての詳細は特許文献１に記載されているが、以下簡単に説明する。
【００２９】
酸素利用率を用いた空燃比（Ａ／Ｆ）の強制振動（パータベーション）処理について説明する。（尚、酸素利用率については特許文献１に詳細に説明されているので参照されたい。）図２はパータベーション制御の処理を示すフローチャートであり、図３は空燃比の強制振動の振幅、周期を示すタイミングチャートである。ここで、パータベーション制御は、基本的には燃料噴射時間Ｔ（ＯＵＴ）のパータベーション係数Ｋｐ値の振幅、周期を変更して行うことができる。燃料噴射時間Ｔ（ＯＵＴ）は、基本噴射時間Ｔｐ、或いは最終燃料噴射時間Ｔｉにパータベーション係数Ｋｐを反映して求められる。そして、このパータベーション係数ＫＰが周期的に増減され、これによって燃料噴射量は周期的に増減されることになる。
【００３０】
まず、図２のステップＳ５０で空燃比をリッチからリーンに切り替えるためのダウンタイマｔPRの値が「０」になったかどうかを判別し、値「０」になっていなければ本ルーチンを終了する。次に値「０」になっているときには、ステップＳ５１でリーンからリッチに切り替えるためのダウンタイマｔPLの値が「０」になったかどうかを判別し、値「０」になっていなければ本ルーチンを終了する。
【００３１】
値「０」になっていれば、ステップＳ５２でフラグＦpertが値「０」であるかどうかを判別する。フラグＦpertが値「０」であるときには、ステップＳ５３で周期ｔpertRをダウンタイマｔPRにセットし、ステップＳ５４でパータベーション係数Ｋｐに値「１＋Ｋpert」を設定して空燃比をリッチ側に振動させる。そして、ステップ５５でフラグＦpertを値「１」にセットして本ルーチンを終了する。
【００３２】
一方、ステップＳ５２においてフラグＦpertが値「１」であるときは、ステップＳ５６で周期ｔpertLをダウンカウンタｔPLにセットし、ステップＳ５７でパータベーション係数Ｋｐに値「１−Ｋpert」を設定して空燃比をリーン側に振動させる。そして、ステップＳ５８でフラグＦpertを値「０」にリセットして本ルーチンを終了する。したがって、本ルーチンの実行によりパータベーション係数Ｋｐは図３にある通り、値「１．０」を中心に振幅Ｋpert、周期ｔpertR＋ｔpertLで振動する波形となる
次にパータベーション制御で用いられる振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLを酸素利用率で変更する処理について説明する。図４は振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLの変更ルーチンを示すフローチャートである。まず、ステップ６０で吸気管圧力Ｐｂ、エンジン回転数Ｎｅ、車速Ｖなどが安定し、パータベーション制御を実行する運転領域にあるかどうかを判別する。この運転領域にないときは、ステップ６１でそのときの振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLを学習値として記憶して本ルーチンを終了する。
【００３３】
ステップＳ６０でパータベーション制御を実行する運転領域にあるときには、ステップＳ６２で三元触媒コンバータ１５の下流側にあるＯ２センサ１７による空燃比フィードバック制御（Ｏ２フィードバック）を実行中であるかどうかを判別する。空燃比フィードバック制御を実行していないときには前述のステップＳ６１で振幅Ｋpert、周期ｔpertR、ｔpertLを学習値として記憶して本ルーチンを終了する。
【００３４】
空燃比フィードバック制御を実行しているときには、ステップＳ６３で酸素利用率Ｏ２USERの変化量ΔＯ２USERの値が「０」より大きいかどうか、即ち酸素利用率Ｏ２USERが増加方向にあるかあるいは減少方向にあるか否かを判別する。酸素利用率Ｏ２USERの値が増加方向にあるときには、ステップＳ６４、Ｓ６５で周期ｔpertR、ｔpertLをそれぞれ△ｔPR、△ｔPLだけ増加し、ステップＳ６６で振幅Ｋpertを△Ｋｐだけ増加する。
【００３５】
また、ステップＳ６３において酸素利用率Ｏ２USERの値が減少方向にあるときには、ステップＳ６７、Ｓ６８で周期ｔpertR、ｔpertLをそれぞれ△ｔPR、△ｔPLだけ減少させ、ステップＳ６９で振幅Ｋpertを△Ｋｐだけ減少させる。次に、増減された振幅Ｋpert及び周期ｔpertR、ｔpertLがそれぞれのリミット値を越えたかどうかを判別し、越えている場合にはステップＳ７０でリミット処理を行い、更にステップＳ７１で振幅Ｋpertおよび周期ｔpertR、ｔpertLを学習して記憶して本ルーチンを終了する。
【００３６】
上述したようにパータベーション制御による空燃比の強制振動においては、空燃比振動の振幅と周期は図５に示すような特性を備えている。図５に示すように、パータベーション制御による空燃比振動の振幅が大きいとパータベーション作用が大きくなり、逆に空燃比振動の振幅が小さいとパータベーション作用が小さくなる。
【００３７】
また、図５に示すように、パータベーション制御による空燃比振動の周期が短い(＝周波数が高い)とパータベーション作用が小さくなり、逆に空燃比振動の周期が長い(＝周波数が低い)とパータベーション作用が大きくなる。
【００３８】
以上のような制御を実行するパータベーション制御においては、上述したように、内燃機関の動作状態によって制御状態が左右されることがある。例えば、内燃機関の失火によって生じた排気ガス性状の変化に対して過剰に反応して、連続して失火を誘発する可能性が大きくなる。また、高負荷時にパータベーションを行うと空燃比変動に基づく運転性の悪化が生じる。例えば、ノッキングが発生する、或いはトルクサージを生じることがある。特に、パータベーションの周期とトルクサージの周期が同期すると、トルクサージが増幅されるようになる。
【００３９】
このように、パータベーション制御を行なうことによって異常な燃焼を行うようになり、パータベーション制御が燃焼状態に悪影響を与える現象が生じる。
【００４０】
そこで本実施例では、パータベーション制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断し、これに基づいて燃焼状態が悪化しない方向に、パータベーション制御による空燃比振動の振幅、或いは周期、或いは周期と振幅を変更することで、燃焼状態に悪影響を与えない適切なパータベーション制御を実行することができるようにしている。以下、本実施例を詳細に説明する。
【００４１】
まず、パータベーション制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断する方法を説明する。本実施例では、代表的な異常燃焼状態として、失火を発生する燃焼状態、ノッキングを発生する燃焼状態、トルクサージを発生する燃焼状態を例にとって説明する。尚、本実施例では、これらの３つの異常燃焼状態を検出するために燃焼圧センサを単独で使用して異常燃焼状態を検出するようにしている。
【００４２】
燃焼圧センサを使用すると、燃焼圧のピークや燃焼圧の変動周期等を検出できるので失火、ノッキング、トルクサージを検出できるものである。
【００４３】
例えば、失火を生じると燃焼圧が下降するので、この燃焼圧の下降状態を検出すれば失火を検出でき、また、燃焼圧の下降状態の量から重大な失火、或いは中程度の失火を判断することができる。また、ノッキングを生じると燃焼圧が上昇するので、この燃焼圧の上昇状態を検出すればノッキングを検出でき、更に、この燃焼圧の上昇状態から重大なノック、中程度のノック、小程度のノックを判断することができる。また、トルクサージを生じると所定値以上の燃焼圧の変動が周期的に表れるので、この所定値以上の燃焼圧変動や周期を検出すれば、重大なトルクサージ、中程度のトルクサージ、軽微なトルクサージの判断をすることができる。
【００４４】
図６は、いずれかの気筒でノッキングが発生した時の燃焼圧の変化を示している。ノッキングは平均空燃比がリーンの状態で発生しやすく、ノッキングが発生すると異常燃焼によって燃焼圧が大きく上昇する。そして、この燃焼圧の大きさを所定の閾値と比較することでノッキングを検出できる。本実施例では重大なノック、中程度のノック、小程度のノックを検出している。
【００４５】
尚、本実施例では重大なノックの場合は閾値Ｋｈを設定し、中程度のノック、小程度のノックの場合は前回と今回の燃焼圧力の変動量Ｋｓ１、Ｋｓ２から求めるようにしている。この所定のＫｈ、Ｋｓ１、Ｋｓ２の閾値は後述する制御フローの制御ステップで使用される。ただ、図６に示すように、中程度のノックの場合は閾値Ｋｌ、小程度のノックの場合は閾値Ｋｔを設定することもでき、これらはＫｈ＞Ｋｌ＞Ｋｔの関係を備えている。よって、これらを使用して重大なノック、中程度のノック、小程度のノックを検出することもできる。
【００４６】
図７は、トルクサージが発生した時の燃焼圧の変化を示している。トルクサージは空燃比の変動で生じやすく、トルクサージが発生すると燃焼圧が周期的に変動する。この燃焼圧の変動幅を所定の変動量の閾値Ｓｂ１、Ｓｂ２と比較し、更にこの変動が周期的に発生することを周期Ｆ１〜Ｆ２と比較して重大なトルクサージ、中程度のトルクサージ、主尾程度のトルクサージを検出できる。この所定の変動量の閾値Ｓｂ１、Ｓｂ２、周期Ｆ１〜Ｆ２は後述する制御フローの制御ステップで使用される。
【００４７】
図８は、いずれかの気筒で失火が発生した時の燃焼圧の変化を示している。失火は空燃比の過剰リッチ、或いは過剰リーンによって生じやすく、失火が発生すると異常燃焼によって燃焼圧が大きく下降する。本実施例では重大な失火と中程度の失火を検出しており、夫々に対応して前回と今回の燃焼圧力の変動量から夫々の失火を求めるようにしている。つまり、この燃焼圧の変動量の大きさを所定の閾値Ｍｓ１、Ｍｓ２と比較することで失火を検出できる。この所定の閾値Ｍｓ１、Ｍｓ２は後述する制御フローの制御ステップで使用される。また、図８に示すように重大な失火の場合は閾値Ｍｈ、中程度の失火の場合は閾値Ｍｔという絶対値を設定し、検出された燃焼圧の大きさと比較することで失火を検出することもできる。これらはＭｈ＞Ｍｔの関係を備えており、これらを使用して重大な失火、或いは中程度の失火を検出することができる。
【００４８】
次にパータベーション制御を変更する変更例を説明する。図９はパータベーション制御の振幅を変更する例を示しており、左側は振幅が大きいパータベーション制御であり、右側は振幅が小さいパータベーション制御を示している。このように、振幅が小さいほどパータベーション制御に基づく燃焼への影響度は小さくなるものである。
【００４９】
図１０はパータベーション制御の周波数（周期）を変更する例を示しており、右側は周波数が低いパータベーション制御であり、左側は周波数が高いパータベーション制御を示している。このように、周波数が高いほどパータベーション制御に基づく燃焼への影響度は小さくなるものである。
【００５０】
したがって、本実施例ではノッキング、トルクサージ、失火等の異常燃焼が生じた時、或いは異常燃焼を生じようとしている時に、パータベーション制御による燃焼への影響度を小さくするため、上述したパータベーション制御の振幅、或いは周波数、或いは振幅と周波数を変更することを特徴としている。
【００５１】
以下、本発明の実施形態を制御フローチャートを用いて詳細に説明する。ここで、図１１Ａ、図１１Ｂはノッキングが生じた時の制御フローチャートであり、図１２Ａ、図１２Ｂはトルクサージが生じた時の制御フローチャートであり、図１３は失火が生じた時の制御フローチャートである。
【実施例１】
【００５２】
図１１Ａ、１１Ｂはノッキングが生じた時の制御フローであり、以下、制御ステップ毎に詳細に説明する。ここで、この制御フローはノッキングを検出するため機関回転に同期した角度割り込みで起動されているが、時間的に可能であれば時間割り込みで実行することも可能である。いずれにしても、適用されるシステムに対応して角度割り込みか、時間割り込みによって起動されるものである。
【００５３】
≪ステップＳ１０≫
ステップＳ１０においては、内燃機関の冷却水温度が所定温度以上に上昇したかどうかを判断している。冷却水温度が所定温度以上であれば次のステップに移行し、所定温度以下であれが次のステップに移行しないで、冷却水温度が所定温度に達するまで待機する。つまり、パータベーション制御は基本的には三元触媒の浄化率を向上するために行う制御なので、内燃機関が暖機してＯ２フィードバック制御が可能となった時点から行われるものである。暖機が終了するとステップＳ１１に移行する。
【００５４】
≪ステップＳ１１≫
ステップＳ１１においては、暖機が終了しているためＯ２フィードバック制御の実行が開始され、これに伴ってパータベーション制御の実行も開始される。パータベーション制御は図２及び図４に示されているものであり、ここではその説明は省略する。パータベーション制御が実行されると次にステップＳ１２に移行する。
【００５５】
≪ステップＳ１２≫
ステップＳ１２においては、各気筒に設けた燃焼圧センサによって各気筒の燃焼圧が順次検出されている。特に圧縮行程から膨張行程の間での燃焼圧が燃焼の異常状態を表しているので、少なくとも各気筒に設けた燃焼圧センサは、圧縮行程から膨張行程の間の燃焼圧を検出している。各気筒の作動順序は決まっているので、クランク角センサ等によって気筒毎の圧縮行程から膨張行程の間の燃焼圧を簡単に検出することができる。この燃焼圧の検出が開始されると以下のステップに移行する。
【００５６】
尚、重大なノックが発生していると機関が損傷する恐れが大きく緊急性が高いので、以下に述べるステップＳ１３、Ｓ１４、Ｓ１５、Ｓ１６は優先して実行されている。
【００５７】
≪ステップＳ１３≫
ステップＳ１３においては、パータベーション制御を実行している条件下で重大なノックが生じているかどうかを判断している。この判断は図６に示した閾値Ｋｈと検出された燃焼圧の値を比較することによって行うことができる。この判断は上述したように各気筒の作動順序にしたがって実行されるものである。このステップＳ１３で重大なノックが生じていると判断されるとステップＳ１４に移行し、重大なノックが生じていないと判断されるステップＳ１７に移行する。
【００５８】
≪ステップＳ１４≫
ステップＳ１３で重大なノックが生じていると判断されると、ステップＳ１４では現時点で実行しているパータベーション制御を停止する処理を実行する。つまり、このパータベーション制御を停止する理由は、パータベーション制御を実行した結果によって重大なノックが生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御を停止すればノッキングが生じない燃焼状態に戻せるという理由からである。したがって、ステップＳ１４でパータベーション制御を停止することによって重大なノックは消滅する。
【００５９】
≪ステップＳ１５≫
一方、ステップＳ１３で重大なノックが生じていないと判断されると、ステップＳ１５ではパータベーション制御が停止中かどうかを判断している。これは、先のステップＳ１４の実行をクリアするためのものである。この判断は、ステップＳ１４の処理を実行するとフラグを立て、このフラグを監視することで判断することができる。したがって、ステップＳ１４でパータベーション制御が停止されているとステップＳ１６に移行するものである。尚、パータベーション制御が停止されていないと判断されるとステップＳ１７に移行する。
【００６０】
≪ステップＳ１６≫
ステップＳ１６においては、ステップＳ１４によって停止されていたパータベーション制御の停止動作を解除し、パータベーション制御を再開するものである。これは、既に重大なノックが消滅したものとして、本来のパータベーション制御を実行するものである。パータベーション制御が再開されるとステップＳ１７に移行する。
【００６１】
≪ステップＳ１７≫
ステップＳ１７においては、現在の内燃機関の状態が定常状態かどうかを判定している。この定常状態の判定は、車速変化幅が所定値以下で、かつ機関回転数変化幅が所定値以下の場合は定常状態と判定されている。このステップＳ１５で定常状態と判定されればステップＳ１８に移行し、過渡状態と判定されれば再びステップＳ１３に移行する。
【００６２】
≪ステップＳ１８≫
ステップＳ１８においては、内燃機関の回転が所定区間に亘って回転したかどうかを判定している。本実施例では、この所定区間は回転角度が２回転の角度に相当するだけ回転したかどうかで判断している。所定区間に亘って回転したと判定するとステップＳ１９に移行し、そうでないと判定すると再びステップＳ１３に移行する。
【００６３】
≪ステップＳ１９≫
ステップＳ１８で所定区間に亘って回転したと判定されると、ステップＳ１９では前回の燃焼圧と今回の燃焼圧の上昇量（差分）が所定の閾値Ｋｓｌ以上かどうかを判断する。尚、閾値Ｋｓｌは変動量であるので燃焼圧の絶対値ではない。このステップＳ１９は中程度のノックの状態を判断するもので、中程度のノックが生じてといると判断されるとステップＳ２０に移行し、中程度のノックが生じていないと判断されるとステップＳ２１に移行する。
【００６４】
≪ステップＳ２０≫
ステップＳ１９で中程度のノックが生じていると判断されると、ステップＳ２０では現時点で実行しているパータベーション制御の振幅を、図９に示すように小さくする処理を実行する。つまり、このパータベーション制御の振幅を小さくする理由は、パータベーション制御を実行した結果によって中程度のノックが生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を小さくすれば、中程度のノックを生じない燃焼状態に近づけることができるという理由からである。したがって、ステップＳ２０でパータベーション制御の振幅を小さくすると中程度のノックは消滅する。尚、この振幅を小さくする量は後述する小程度のノックの場合に比べて大きいものである。例えば、通常のパータベーション制御の振幅に比べて６０％程度の振幅に変更されるものである。また、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定している。このパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００６５】
≪ステップＳ２１≫
ステップＳ１９で中程度のノックが生じていないと判断されると、ステップＳ２１に移行する。ステップＳ２１では前回の燃焼圧と今回の燃焼圧の上昇量（差分）が所定の閾値Ｋｓｔ以上かどうかを判断する。尚、閾値Ｋｓｔは変動量であるので燃焼圧の絶対値ではない。このステップＳ２１は小程度のノック状態を判断するもので、小程度のノックが生じてといると判断されるとステップＳ２２に移行し、小程度のノックが生じていないと判断されるとステップＳ２３に移行する。
【００６６】
≪ステップＳ２２≫
ステップＳ２１で小程度のノックが生じていると判断されると、ステップＳ２２では現時点で実行しているパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行する。つまり、このパータベーション制御の振幅を小さくする理由は、パータベーション制御を実行した結果によって小程度のノックが生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を小さくすれば、小程度のノックを生じない燃焼状態に近づけることができるという理由からである。したがって、ステップＳ２２でパータベーション制御の振幅を小さくすると小程度のノックは消滅する。尚、この振幅を小さくする量は中程度のノックの場合に比べて小さいものである。例えば、通常のパータベーション制御の振幅に比べて８０％程度の振幅に変更されるものである。また、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定している。このパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００６７】
≪ステップＳ２３≫
ステップＳ２１で小程度のノックがないと判断されるステップＳ２３の処理が実行される。ステップＳ２３においては、ステップＳ１９、Ｓ２０によってパータベーション制御の振幅の縮小があったか、或いはステップＳ２１、Ｓ２２によってパータベーション制御の振幅の縮小があったかを判断している。この場合、ステップＳ２０、Ｓ２２で振幅の縮小を行ったフラグを立てておけばこの判断が可能となる。振幅を縮小したと判断されるとステップＳ２４に移行し、振幅を縮小していないと判断されるとエンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００６８】
≪ステップＳ２４≫
ステップＳ２３で振幅を縮小したと判断されるとステップＳ２４に移行するが、このステップＳ２４では、前回の振幅に対して所定量の振幅量を加算して振幅を元に戻していくものである。ここで、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定しているが、通常時の振幅量を上限としている。このパータベーション制御の振幅を元に戻す処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００６９】
以上の通り、パータベーション制御を実行している状態下でノッキングを発生すると、ノッキングを抑制する方向にパータベーション制御による空燃比振動の振幅を変更するようにした。これによって、ノッキングが生じない適切なパータベーション制御を実行することができるようになる。
【実施例２】
【００７０】
次に、トルクサージが生じた時の制御フローチャートについて説明する。図１２Ａ、１２Ｂはトルクサージが生じた時の制御フローであり、以下、制御ステップ毎に詳細に説明する。
【００７１】
≪ステップＳ１０≫、≪ステップＳ１１≫、≪ステップＳ１２≫、≪ステップＳ１７≫、≪ステップＳ１８≫
これらのステップは図１１Ａに示した制御ステップと同じなので説明は省略する。
【００７２】
≪ステップＳ３０≫
ステップＳ３０では各気筒の圧力変動幅が所定の変動幅Ｓｂ１以上かどうかを判断する。尚、閾値Ｓｂ１は変動幅であるので燃焼圧の絶対値ではない。このステップＳ３０は大きなトルクサージが生じている状態を判断するもので、大きなトルクサージが生じてといると判断されるとステップＳ３１に移行し、大きなトルクサージが生じていないと判断されるとステップＳ３２に移行する。
【００７３】
≪ステップＳ３１≫
ステップＳ３０で大きなトルクサージが生じていると判断されると、ステップＳ３１では現時点で実行しているパータベーション制御の振幅を、図９に示すように小さくする処理を実行する。つまり、このパータベーション制御の振幅を小さくする理由は、パータベーション制御を実行した結果によって大きなトルクサージが生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を小さくすれば大きなトルクサージを生じない燃焼状態に近づけることができるという理由からである。したがって、ステップＳ３１でパータベーション制御の振幅を小さくすると、大きなトルクサージは消滅する。尚、この振幅を小さくする量は後述する中程度のトルクサージの場合に比べて大きいものである。例えば、通常のパータベーション制御の振幅に比べて６０％程度の振幅に変更されるものである。また、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定している。このパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行すると、次のステップＳ３６に移行するものである。
【００７４】
≪ステップＳ３２≫
ステップＳ３０で大きなトルクサージが生じていないと判断されると、ステップＳ３２に移行する。ステップＳ３２では各気筒の圧力変動幅が所定の変動幅Ｓｂ２以上かどうかを判断する。このステップＳ３２は中程度トルクサージが生じている状態を判断するもので、中程度のトルクサージが生じてといると判断されるとステップＳ３３に移行し、中程度のトルクサージが生じていないと判断されるとステップＳ３４に移行する。
【００７５】
≪ステップＳ３３≫
ステップＳ３２で中程度のトルクサージが生じていると判断されると、ステップＳ３３では現時点で実行しているパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行する。つまり、このパータベーション制御の振幅を小さくする理由は、パータベーション制御を実行した結果によって中程度のトルクサージが生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を小さくすれば、中程度のトルクサージを生じない燃焼状態に近づけることができるという理由からである。したがって、ステップＳ３３でパータベーション制御の振幅を小さくすると中程度のトルクサージは消滅する。尚、この振幅を小さくする量は大きなトルクサージの場合に比べて小さいものである。例えば、通常のパータベーション制御の振幅に比べて８０％程度の振幅に変更されるものである。また、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定している。このパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行すると、次のステップＳ３６に移行するものである。
【００７６】
≪ステップＳ３４≫
ステップＳ３２で中程度のトルクサージがないと判断されると、ステップＳ３４の処理が実行される。ステップ３４においては、ステップＳ３０、Ｓ３１によってパータベーション制御の振幅の縮小があったか、或いはステップＳ３２、Ｓ３３によってパータベーション制御の振幅の縮小があったかを判断している。この場合、ステップＳ３１、Ｓ３３で振幅の縮小を行ったフラグを立てておけばこの判断が可能となる。振幅を縮小したと判断されるとステップＳ３５に移行し、振幅を縮小していないと判断されると次のステップＳ３６に移行するものである。
【００７７】
≪ステップＳ３５≫
ステップＳ３４で振幅を縮小したと判断されるとステップＳ３５に移行するが、このステップＳ３５では、前回の振幅に対して所定量の振幅量を加算して振幅を元に戻していくものである。ここで、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定しているが、通常時の振幅量を上限としている。このパータベーション制御の振幅を元に戻す処理を実行すると、次のステップＳ３６に移行するものである。
【００７８】
≪ステップＳ３６≫
以下に述べる、ステップＳ３６以降の処理はトルクサージが更に小さい場合の処理である。よって、ステップＳ３１、Ｓ３３、Ｓ３５の処理が終了すると、ステップ３６では圧力変動周期が閾値Ｆ１〜Ｆ２の範囲内にあるかどうかを判断する。圧力変動周期が短いとトルクサージが生じていると判断し、逆に変動周期が長いと周期的なトルクサージではないと判断している。本実施例では圧力変動周期の閾値Ｆ１〜Ｆ２は３Ｈｚ〜７Ｈｚ程度に設定してある。そして、圧力変動周期が閾値Ｆ１〜Ｆ２の範囲内にあると判断されるとステップＳ３７に移行し、圧力変動周期が閾値Ｆ１〜Ｆ２の範囲外にあると判断されるとステップＳ３８に移行する。
【００７９】
≪ステップＳ３７≫
ステップＳ３６で圧力変動周期が閾値Ｆ１〜Ｆ２の範囲内にあると判断されると、ステップＳ３７では現在のパータベーション制御の周期を、図１０に示すように長い周期に変更する。現在のパータベーション制御を実行した結果によって小程度のトルクサージが生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を変えてやれば小程度のトルクサージを消滅することができるという理由からである。したがって、ステップＳ３７でパータベーション制御の周期を長くすると、小程度のトルクサージは消滅する。尚、この制御ステップではリッチ側とリーン側の周期は同じに設定されている。このパータベーション制御の周期を長くする処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００８０】
≪ステップＳ３８≫
ステップＳ３６で圧力変動周期が閾値Ｆ１〜Ｆ２の範囲外と判断されるとステップＳ３８の処理が実行される。ステップＳ３８においては、ステップＳ３７によってパータベーション制御の周期の延長があったかを判断している。この場合、ステップＳ３７で周期の延長を行ったフラグを立てておけばこの判断が可能となる。周期を延長したと判断されるとステップＳ３９に移行し、周期を延長していないと判断されるとエンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００８１】
≪ステップＳ３９≫
ステップＳ３８で周期を延長したと判断されるとステップＳ３９に移行するが、このステップＳ３９では、前回の周期に対して所定の時間を減算して周期を短くしていくものである。ここで、リッチ側とリーン側では同じ周期に設定しているが、通常時の周期を上限としている。このパータベーション制御の周期を元に戻す処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００８２】
以上の通り、パータベーション制御を実行している状態下でトルクサージを発生すると、トルクサージを抑制する方向にパータベーション制御による空燃比振動の振幅、及び周期を変更するようにした。これによって、トルクサージが生じない適切なパータベーション制御を実行することができるようになる。
【実施例３】
【００８３】
次に、失火が生じた時の制御フローチャートについて説明する。図１３は失火が生じた時の制御フローであり、以下、制御ステップ毎に詳細に説明する。
【００８４】
≪ステップＳ１０≫、≪ステップＳ１１≫、≪ステップＳ１２≫、≪ステップＳ１７≫、≪ステップＳ１８≫
これらのステップは図１１Ａに示した制御ステップと同じなので説明は省略する。
【００８５】
≪ステップＳ４０≫
ステップＳ１８で所定区間に亘って回転したと判定されると、ステップＳ４０では前回の燃焼圧と今回の燃焼圧の下降量（差分）が所定の閾値Ｍｓ１以上かどうかを判断する。尚、閾値Ｍｓ１は変動量であるので燃焼圧の絶対値ではない。このステップＳ４０は重大な失火の状態を判断するもので、重大な失火が生じてといると判断されるとステップＳ４１に移行し、重大な失火が生じていないと判断されるとステップＳ４２に移行する。
【００８６】
≪ステップＳ４１≫
ステップＳ４０で重大な失火が生じていると判断されると、ステップＳ４１では現時点で実行しているパータベーション制御の振幅を、図９に示すように小さくする処理を実行する。つまり、このパータベーション制御の振幅を小さくする理由は、パータベーション制御を実行した結果によって重大な失火が生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を小さくすれば失火を生じない燃焼状態に近づけることができるという理由からである。したがって、ステップＳ４１でパータベーション制御の振幅を小さくすると重大な失火は消滅する。尚、この振幅を小さくする量は後述する中程度の失火の場合に比べて大きいものである。例えば、通常のパータベーション制御の振幅に比べて６０％程度の振幅に変更されるものである。また、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定している。このパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００８７】
≪ステップＳ４２≫
ステップＳ４０で重大な失火が生じていないと判断されるとステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では前回の燃焼圧と今回の燃焼圧の下降量（差分）が所定の閾値Ｍｓ２以上かどうかを判断する。このステップＳ４２は中程度の失火の状態を判断するもので、中程度の失火が生じてといると判断されるとステップＳ４３に移行し、中程度の失火が生じていないと判断されるとステップＳ４４に移行する。
【００８８】
≪ステップＳ４３≫
ステップＳ４２で中程度の失火が生じていると判断されると、ステップＳ４２では現時点で実行しているパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行する。つまり、このパータベーション制御の振幅を小さくする理由は、パータベーション制御を実行した結果によって中程度の失火が生じたものであるので、パータベーション制御による燃焼制御の影響を小さくすれば中程度の失火を生じない燃焼状態に近づけることができるという理由からである。したがって、ステップＳ４２でパータベーション制御の振幅を小さくすると中程度の失火は消滅する。尚、この振幅を小さくする量は重大な失火の場合に比べて小さいものである。例えば、通常のパータベーション制御の振幅に比べて８０％程度の振幅に変更されるものである。また、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定している。このパータベーション制御の振幅を小さくする処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００８９】
≪ステップＳ４４≫
ステップＳ４２で中程度の失火がないと判断されると、ステップＳ４４の処理が実行される。ステップＳ４４においては、ステップＳ４０、Ｓ４１によってパータベーション制御の振幅の縮小があったか、或いはステップＳ４２、Ｓ４３によってパータベーション制御の振幅の縮小があったかを判断している。この場合、ステップＳ４１、Ｓ４３で振幅の縮小を行ったフラグを立てておけばこの判断が可能となる。振幅を縮小したと判断されるとステップＳ４５に移行し、振幅を縮小していないと判断されるとエンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００９０】
≪ステップＳ４５≫
ステップＳ４４で振幅を縮小したと判断されるとステップＳ４５に移行するが、このステップＳ４５では、前回の振幅に対して所定量の振幅量を加算して振幅を元に戻していくものである。ここで、リッチ側とリーン側では同じ振幅量に設定しているが、通常時の振幅量を上限としている。このパータベーション制御の振幅を元に戻す処理を実行すると、エンドに抜けてこの制御フローを終了するものである。
【００９１】
以上の通り、パータベーション制御を実行している状態下で失火を発生すると、失火を抑制する方向にパータベーション制御による空燃比振動の振幅を変更するようにした。これによって、失火が生じない適切なパータベーション制御を実行することができるようになる。
【００９２】
上記した実施例においては、燃焼圧センサを用いてノッキング、トルクサージ、失火を検出しているが、ノッキングについてはノックセンサを用いて検出することもできる。また、トルクサージや失火についてはクランク角センサによって回転変動を求め、この回転変動から検出することができる。
【００９３】
更に、ノッキングやトルクサージは、回転数と負荷のマップによってノッキングが生じやすい運転領域や、トルクサージが生じやすい領域を予め実機で求めておき、この運転領域に達するとノッキングやトルクサージが発生しやすいと判断させることも可能である。
【００９４】
更に、本実施例では、ノッキング状態、トルクサージ状態、失火状態で夫々個別の制御フローを実行しているが、ステップＳ１８の後段に、ノッキング状態、トルクサージ状態、失火状態を順次割り振る割り振り判断ステップ、或いは優先度を付加する優先実行判断ステップを追加して、１つの制御フローとして実行することも可能である。
【００９５】
更に、ステップＳ１１で示すパータベーション制御については、各実施例に示す制御フローとは別の時間割り込みで実行することも可能である。この場合、各実施例でのパータベーション制御の変更指令は、時間割り込みで実行されるパータベーション制御の制御フローで反映されることになる。
【００９６】
以上述べた通り、本発明によれば、パータベーション制御を実行すると燃焼状態に悪影響を及ぼすことを燃焼状態や内燃機関の動作状態から判断し、これに基づいて燃焼状態が悪化しない方向に、パータベーション制御による空燃比振動の振幅、或いは周期、或いは周期と振幅を変更する構成を採用した。これによれば、燃焼状態に悪影響を与えない適切なパータベーション制御を実行することができるようになるものである。
【００９７】
尚、本発明は上記した実施例に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施例は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施例の構成の一部を他の実施例の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施例の構成に他の実施例の構成を加えることも可能である。また、各実施例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
２…エアクリーナ、５…スロットル弁、６…流量検出装置、７…回転数検出手段、８…プレートまたはリングギア、９…燃料タンク、１０…燃料ポンプ、１１…プレッシャーレギュレータ、１２…燃料管、１３…燃料噴射装置、１５…三元触媒、１６…空燃比センサ、１７…Ｏ２センサ、１８…内燃機関の制御装置、１９…点火装置。
【図１】
0006309474.tif 000002
【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】
0006309474.tif 000011
【図１１Ａ】
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【図１１Ｂ】
0006309474.tif 000013
【図１２Ａ】
0006309474.tif 000014
【図１２Ｂ】
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【図１３】
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