JP3832137B2 - エンジンの燃料供給制御装置 - Google Patents
エンジンの燃料供給制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3832137B2 JP3832137B2 JP10660599A JP10660599A JP3832137B2 JP 3832137 B2 JP3832137 B2 JP 3832137B2 JP 10660599 A JP10660599 A JP 10660599A JP 10660599 A JP10660599 A JP 10660599A JP 3832137 B2 JP3832137 B2 JP 3832137B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- fuel
- model
- engine
- amount
- fuel supply
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの燃料供給制御装置、特にガソリンエンジン用燃料の燃料性状を検出して、これを燃料供給量の演算に活かすようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンが不安定となる冷間始動時に、始動後増量補正係数により燃料増量を行い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジンを安定させるようにしたものがある（特開平６−１０５１２９号公報参照）。
また、始動後できるだけ早く空燃比フィードバック制御に入ったほうが三元触媒の活用される領域が拡大して排気性能が改善されるため、水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量が行われれている途中でもＯ2センサ出力が活性した段階で水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始するものがあり、このものでは、空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がリッチ側よりリーン側へと一気に変化して運転性が悪化するので、これを避けるため、未燃分増量補正係数により燃料増量を行うことによって、空燃比フィードバック制御の開始直後から実空燃比を速やかに理論空燃比付近へと収束させるようにしたものがある（特開平１０−１８８８３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の始動後増量補正係数による噴射量補正が必要となる理由は次の通りである。吸気ポートに臨んで設けられている燃料噴射弁で具体的に述べると、噴射弁からの噴射燃料は、その全てが噴霧のまま気流に乗ってシリンダに導入されるのではなく、吸気弁傘裏部や吸気ポート壁に付着して液状となる。この吸気ポート壁に付着した燃料は、液状のままポート壁をゆっくりと伝いつつシリンダに到達する。つまり、この分の燃料（壁流燃料）だけは燃料供給遅れが生じて空燃比がリーン側に傾いてしまうのである。
【０００４】
また、上記の未燃分増量補正係数による噴射量補正が必要になるのは、燃焼に寄与しない燃料分（つまり未燃分）があり、この分だけ空燃比がリーン側に傾くからである。ここで、未燃分には、たとえば燃焼せずにそのまま未燃ＨＣとして排出される燃料分やシリンダ内からピストンリングの隙間を介してクランクケース内に出てオイル中に溶け込む燃料分がある。上記の壁流燃料が、応答遅れがあるもののシリンダ内に必ず入ってそのほとんどが燃焼に寄与するの対して、未燃分は燃焼に寄与することがない点で、両者が区別されている。
【０００５】
この場合、壁流燃料や未燃分の量は、さらに燃料の性状（特に揮発性）にも依存し、揮発性が悪い燃料ほど壁流燃料や未燃分の量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違いによる燃料壁流や未燃分の量の差を考慮し、従来の各種噴射量補正では、市販されている燃料のうち最も揮発性の悪い燃料（最重質ガソリン）が使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定とならないようにマッチングされている。上記の始動後増量補正係数や未燃分増量補正係数であれば、始動後増量補正係数や未燃分増量補正係数を演算する際に用いるデータを最重質ガソリンに対してマッチングする。
【０００６】
しかしながら、最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されるときは、壁流燃料を対象とした噴射量補正量である場合にその噴射量補正量が大きくなり過ぎ、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチ側に傾くため、排気エミッション（特にＣＯ、ＨＣ）が悪くなる。また、未燃分を対象とした噴射量補正量である場合に最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されるときにも、その噴射量補正量が実質的に大きくなり、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチに傾くため、排気エミッション（特にＣＯ、ＨＣ）が悪くなる。
【０００７】
そこで本発明は、過渡時に燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて、予めＥＣＭ（エレクトロニックコントロールモジュール）上に構築したプラントモデルのパラメータを、基準燃料に対するプラントモデルである規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整することにより、使用燃料に対するプラントモデルを同定し、この同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルに対するカットオフ周波数とを比較することにより、使用燃料の燃料性状の推定を可能とするとともに、その推定結果を燃料供給量の演算に活かすことにより、燃料性状に応じた最適な燃料供給量を与えることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図６４に示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段５１と、エンジンの排気空燃比を検出する手段５２と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段５３と、これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段５４と、この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する手段５５と、前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、このプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデルのカットオフ周波数ｆｃRefとを比較し、プラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref より高いとき、前記使用燃料の燃料性状は前記よりも軽質であると、またプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref より低いとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも重質であると推定する手段５６と、この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演算する手段５７とを設けた。
【０００９】
第２の発明は、図６５に示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段５１と、エンジンの排気空燃比を検出する手段５２と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段５３と、これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段５４と、この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する手段５５と、前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、このプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデルのカットオフ周波数ｆｃRefの差と、基準燃料の許容範囲とを比較し、プラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real と規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref よりも大きいとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも軽質であると、またプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real と規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref より小さいとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも重質であると推定する手段６１と、この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演算する手段６２とを設けた。
【００１０】
第３の発明は、図６６に示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段５１と、エンジンの排気空燃比を検出する手段５２と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段５３と、これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段５４と、この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する手段５５と、前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、プラントモデルのカットオフ周波数に対する燃料性状推定値の特性を、プラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が前記規範モデルのカットオフ周波数より大きくなるほどより軽質であることを、またプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が前記規範モデルのカットオフ周波数より小さくなるほどより重質であることを表すように予め設定する手段７１と、前記演算されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealからこの特性を検索することにより燃料性状推定値を演算する手段７２と、この燃料性状推定値に基づいて前記燃料供給量を演算する手段７３とを設けた。
【００１１】
第４の発明では、第１または第２の発明において前記燃料性状の推定結果を不揮発性メモリ（たとえばＥＥＰＲＯＭ）に記憶させておく。
【００１２】
第５の発明では、第３の発明において前記燃料性状推定値を不揮発性メモリ（たとえばＥＥＰＲＯＭ）に記憶させておく。
【００１３】
第６の発明では、第１の発明において前記燃料性状の推定が、前記規範モデルを重質ガソリンに対してマッチングした場合に、前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、前記重質ガソリンよりも軽質であると推定することである。
【００１４】
第７の発明では、第２の発明において前記燃料性状の推定が、前記規範モデルを市販されている燃料のうち揮発性が悪くもなく良くもないほぼ中間の燃料に対してマッチングした場合に、前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいとき、前記中間の燃料よりも軽質であると、また前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも小さいとき、前記中間の燃料よりも重質であると推定することである。
【００１５】
第８の発明では、第１または第２の発明において前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本燃料噴射量Ｔｐと噴射量補正量とからなる場合に、前記燃料性状の推定結果に基づいて噴射量補正量を演算する。
【００１６】
第９の発明では、第３の発明において前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本燃料噴射量Ｔｐと噴射量補正量とからなる場合に、前記燃料性状推定値に基づいて噴射量補正量を演算する。
【００１７】
第１０の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が始動後増量補正量（始動後増量補正係数ＫＡＳ）である。
【００１８】
第１１の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が水温増量補正量（水温増量補正係数ＫＴＷ）である。
【００１９】
第１２の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が未燃分増量補正量（未燃分増量補正係数ＫＵＢ）である。
【００２０】
第１３の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が壁流補正量である。
【００２１】
第１４の発明では、第１３の発明において前記壁流補正量が低周波成分である。
【００２２】
第１５の発明では、第１３の発明において前記壁流補正量が高周波成分である。
【００２３】
第１６の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において前記燃料供給量が始動時噴射量（始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴ）である。
【００２４】
第１７の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において前記燃料供給量が加速時割り込み噴射量（加速時割り込み噴射パルス幅ＩＪＳＥＴｎ）である。
【００２５】
第１８発明では、第１から第１７までのいずれか一つの発明おいて前記予測誤差が小さくなるように調整することが、予測誤差が最小となるように調整することである。
【００２６】
第１、第８、第９の発明ではプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように入出力データに基づいて調整することで、また第１８の発明ではプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が最小となるように入出力データに基づいて調整することでプラントモデルが同定される。このときのパラメータよりプラントモデルの伝達関数がわかり、これよりプラントモデルのカットオフ周波数が定まる。
【００２７】
ここで、規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、使用燃料が基準燃料よりも軽質であるときは、プラントモデルのカットオフ周波数のほうが基準燃料に対するよりも高くなる（この逆に、使用燃料が基準燃料よりも重質であるときは、プラントモデルのカットオフ周波数のほうが基準燃料に対するよりも低くなる）。これは、基準燃料よりも軽質の燃料のほうが基準燃料よりも燃料輸送遅れが小さくなるため、その燃料応答性が高くなり、基準燃料と比べ、高周波域まで応答ゲインを維持できるためである。
【００２８】
したがって、第１、第８、第９、第１４の発明によれば、プラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数とを比較することで、使用燃料の燃料性状を推定することが可能となる。たとえば、規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、同定したプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、また規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいとき、使用燃料は基準燃料よりも軽質であると推定すればよい。
【００２９】
このようにして、燃料性状を推定することが可能となると、この燃料性状の推定結果や燃料性状推定値に基づいて燃料供給量を演算することで、使用燃料の燃料性状に応じた燃料供給量を過不足なく与えることができる。
【００３０】
たとえば、燃料性状の判定を行っていないものでは、基準燃料よりも軽質の燃料使用時にも、基準燃料に対してマッチングしたデータを用いて始動後増量補正量、水温増量補正量、未燃分増量補正量、壁流補正量、低周波成分、高周波成分、始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量を演算したのでは、空燃比のリッチ化を招くのであるが、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、第１５、第１６、第１７の発明によれば、基準燃料よりも軽質の燃料使用時には、基準燃料の使用時よりも少ない量の始動後増量補正量、水温増量補正量、未燃分増量補正量、壁流補正量、低周波成分、高周波成分、始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量が与えられることから、基準燃料よりも軽質の燃料使用時にも空燃比がリッチ側に偏ることがなくなる。
【００３１】
第２の発明によれば、基準燃料に対するカットオフ周波数がバラツクことがあっても、燃料性状の推定を安定して行うことができる。
【００３２】
第３の発明によれば、燃料供給量の演算精度を高めることができる。
【００３３】
第４、第５の発明によれば、次回の運転時に始動当初より燃料性状の推定結果や燃料性状推定値を利用できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体で、吸入空気はエアクリーナから吸気管８を通ってシリンダに供給される。燃料は、運転条件に応じて所定の空燃比となるようにＥＣＭ２よりの噴射信号に基づき燃料噴射弁７からエンジン１の吸気ポートに向けて噴射される。
【００３５】
ＥＣＭ２にはクランク角センサ４からのＲＥＦ信号（４気筒では１８０°ごと、６気筒では１２０°ごとに発生する気筒を識別するための信号）と１°信号、エアフローメータ６からの吸入空気量信号、三元触媒１０の上流側（排気マニフォールド集合部）に設置した広域空燃比センサ（以下単に「Ａ／Ｆセンサ」という）３からの空燃比信号、水温センサ１１からの冷却水温信号、スロットルセンサ１２からの絞り弁５開度信号等が入力され、これらに基づいてＥＣＭ２では、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから基本噴射パルス幅Ｔｐを演算するとともに、加減速時にはこのＴｐに過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを加算することによって壁流燃料に関する補正を行う。過渡補正量Ｋａｔｈｏｓは、加減速時に限らず、壁流燃料が大きく変化する始動時や燃料リカバー時、さらには後述する目標当量比Ｔｆｂｙａの切換時にも働く。
【００３６】
ＥＣＭ２ではまた、冷間始動時のエンジン安定性をよくしたり高負荷時の要求出力に応えるため目標当量比Ｔｆｂｙａを用いて燃料補正を行うほか、トランスミッションのギヤ位置センサ１３からのギヤ位置信号、車速センサ（図示しない）からの車速信号等に基づいて運転状態を判断しながら条件に応じてリーン空燃比と理論空燃比との制御を行う。排気管９には三元触媒１０が設置され、理論空燃比の運転時に最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。この三元触媒１０はリーン空燃比のときはＨＣ、ＣＯは酸化するが、ＮＯｘの還元効率は低い。しかしながら、空燃比がリーン側に移行すればするほどＮＯｘの発生量は少なくなり、所定の空燃比以上では三元触媒１０で浄化するのと同じ程度にまで下げることができ、同時に、リーン空燃比になるほど燃費が改善される。したがって、負荷のそれほど大きくない所定の運転領域においては目標当量比Ｔｆｂｙａを１．０より小さな値とすることによってリーン空燃比による運転を行い、それ以外の運転領域ではＴｆｂｙａを１．０とすることにより空燃比を理論空燃比に制御するのである。
【００３７】
このように目標当量比Ｔｆｂｙａは運転条件の変化に応じて切換わるのであるが、上記の過渡補正量ＫａｔｈｏｓをＴｆｂｙａ＝１．０（つまり理論空燃比）に対する値として計算しているのでは、出力空燃比域（このときＴｆｂｙａは１．０より大きい）からの減速時などＴｆｂｙａの切換時に過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに不足を生じて空燃比が一時的にオーバーリッチやオーバーリーンになり、制御空燃比の追従性が悪くなるので、これに対処するためＥＣＭ２では、平衡付着量Ｍｆｈを目標当量比Ｔｆｂｙａをもパラメータとして演算している。これを演算式で表すと、
Ｍｆｈ＝Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｔｆｂｙａ×ＣＹＬＤＲＮ＃
ただし、Ｍｆｈ ：全気筒トータルでの平衡付着量、
Ａｖｔｐ ：噴射弁部空気量相当パルス幅、
Ｍｆｈｔｖｏ ：付着倍率、
ＣＹＬＤＲＮ＃：シリンダ数、
である（特開平１０−１８８８２号公報参照）。そして、この平衡付着量（壁流燃料の平衡値のこと）Ｍｆｈと現時点での付着量Ｍｆとの差に分量割合Ｋｍｆを乗じる演算により、つまり
Ｖｍｆ＝（Ｍｆｈ−Ｍｆ）×Ｋｍｆ
の式により付着速度（単位周期当たりの付着量のこと）Ｖｍｆ（１サイクル毎の値）を計算し、平衡付着量Ｍｆｈが増加する場合（たとえば加速時）にはこれを過渡補正量Ｋａｔｈｏｓとし、
ＣＴＩｎ＝（Ａｖｔｐ×Ｔｆｂｙａ＋Ｋａｔｈｏｓ）×α×２＋Ｔｓ＋Ｃｈｏｓｎ1
ただし、Ｋａｔｈｏｓ：過渡補正量（１サイクル毎の値）、
α ：空燃比フィードバック補正係数、
Ｔｓ ：無効噴射パルス幅、
Ｃｈｏｓｎ1 ：気筒別壁流補正量（各気筒１サイクル毎の値）、
の式により、シーケンシャル噴射（４気筒ではエンジン２回転毎に１回、各気筒の点火順序に合わせて噴射）時に燃料噴射弁に与える実噴射パルス幅ＣＴＩｎを気筒別に計算する。なお、「１サイクル毎の値」とは、１ＲＥＦ信号の入力毎の値、「各気筒１サイクル毎の値」とは４ＲＥＦ信号（４気筒の場合）の入力毎の値である。ＣＴＩｎとＣｈｏｓｎ1の「ｎ」は気筒番号を表す。
【００３８】
ここで、上記の気筒別壁流補正量Ｃｈｏｓｎについて説明すると、壁流燃料には直接にシリンダに流入される分が少なく比較的応答の遅いもの（低周波成分という）と、直接にシリンダに流入される分が主で応答の速いもの（高周波成分という）とがあり、上記のＶｍｆが低周波成分を対象とする壁流補正量であるのに対して、Ｃｈｏｓｎは高周波成分を対象とする補正量である。つまり、Ｖｍｆだけでは高周波成分に対して対処不可能なため、高周波成分に対する補正量であるＣｈｏｓｎを導入する必要があるわけである。具体的には、前回噴射からの噴射弁部空気量相当パルス幅Ａｖｔｐの変化量であるΔＡｖｔｐｎを用いて、Ａｖｔｐが増えているとき（加速時）であれば、
Ｃｈｏｓｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｚｔｗｐ
ただし、Ｇｚｔｗｐ：増量ゲイン、
の式により、またＡｖｔｐが減少しているとき（減速時）は
Ｃｈｏｓｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｚｔｗｍ
ただし、Ｇｚｔｗｍ：減量ゲイン、
の式により計算し、これを気筒別に同期噴射の燃料噴射パルス幅に加算することによって、高周波成分に対する壁流補正を行っている。なお、上記の増量ゲインＧｚｔｗｐ、減量ゲインＧｚｔｗｍは水温補正を行うためのものである。また、ΔＡｖｔｐｎの最後に添付されているｎは、ＣＴＩｎの場合と同じに気筒番号を表す。
【００３９】
このように低周波成分に対する壁流補正量に加えて高周波成分に対する壁流補正量を導入しているものにおいても、Ｃｈｏｓｎの演算にＴｆｂｙａが考慮されていないのでは、特に出力空燃比域からの減速時などＴｆｂｙａの切換時にＣｈｏｓｎに不足を生じて一時的にオーバーリッチやオーバーリーンが生じるので、これに対処するためＥＣＭ２では、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎについてもＴｆｂｙａに応じた値としている（特開平１０−１８８８２号公報参照）。これを演算式で表すと、
Ｃｈｏｓｎ1＝（Ｋａｔｈｏｓ−Ｋａｔｈｏｓ-4Ref）×（Ｇｚｔｗｃ−１）／Ａ
ただし、Ｃｈｏｓｎ1 ：１サイクル目のＣｈｏｓｎ、
Ｋａｔｈｏｓ-4Ref：各気筒１サイクル前（４ＲＥＦ信号前）のＫａｔｈｏｓ、
Ｇｚｔｗｃ ：増量ゲインＧｚｔｗｐまたは減量ゲインＧｚｔｗｍ、
Ａ ：低周波成分の１サイクル目の応答ゲイン、
である。
【００４０】
なお、燃料カット（燃料カットを気筒別に行う場合と全気筒同時に行う場合とがある）を考慮して燃料リカバー時の壁流補正量（Ｃｈｏｓｎ1 、Ｖｍｆ）を計算することにより、目標当量比Ｔｆｂｙａの切換を伴う燃料リカバー時にも、最適な壁流補正量を与えるようにしてもかまわない（特開平１０−１８８８２号公報参照）。
【００４１】
一方、エンジンが不安定となる冷間始動時には、始動後増量補正係数ＫＡＳにより燃料増量を行い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジンを安定させている（特開平６−１０１５２９号公報参照）。たとえば、後述する３６式によりＫＡＳを計算しており、このときのＫＡＳは、概略、スタータスイッチのＯＮ時の値を初期値としてスタータスイッチのＯＦＦタイミングより急な勾配で直線的に減少し、途中からはより緩やかな勾配となって減少し、最後に０になる値である。
【００４２】
また、始動後できるだけ早くＯ2センサ３出力に基づく空燃比フィードバック制御に入ったほうが、三元触媒１０の活用される領域が拡大して排気性能が改善されるため、水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量が行われれている途中でもＯ2センサ３出力が活性した段階でＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始しているのであるが、空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がリッチ側よりリーン側へと一気に変化して運転性が悪化するので、これを避けるため、未燃分増量補正量ＫＵＢによる燃料増量を行うことによって、空燃比フィードバック制御の開始直後から実空燃比を速やかに理論空燃比付近へと収束させている。
【００４３】
ここで、未燃分とは、燃焼に寄与しない燃料分のことで、たとえば燃焼せずにそのまま未燃ＨＣとして排出される燃料分やシリンダ内からピストンリングの隙間を介してクランクケース内に出てオイル中に溶け込む燃料分がある。壁流燃料が応答遅れがあるもののシリンダ内に必ず入ってほとんどが燃焼に寄与するの対して、未燃分は燃焼に寄与することがない点で、両者を区別している。
【００４４】
そして、これら未燃分増量補正係数ＫＵＢ、水温増量補正係数ＫＴＷと上記の始動後増量補正係数ＫＡＳとは、上記の目標当量比Ｔｆｂｙａの一部であり、たとえば、
Ｔｆｂｙａ＝Ｋｍｌ＋ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＵＢ
ただし、Ｄｍｌ：燃空比補正係数、
の式により目標当量比Ｔｆｂｙａを算出している。
【００４５】
ここで、Ｋｍｌは、運転条件に応じた目標空燃比を定めるもので、エンジンの回転数と負荷をパラメータとするマップを検索することにより求められる。なお、目標空燃比の切換時にＫｍｌのマップ値を検索した上で所定のダンパ操作を行わせるものもある。
【００４６】
また、始動時には特別な燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴを設定している（特開平７−６３０８２号公報参照）。急加速時のように特に大きなトルクが要求されるときは、加速時割り込み噴射パルス幅ＩＪＳＥＴｎが演算され、同期噴射の途中でも割り込み噴射が行われることがある。
【００４７】
さて、上記の始動後増量補正係数ＫＡＳが必要となる理由は、壁流燃料の分だけの燃料供給遅れが生じてしまうからであるが、この壁流燃料量は、さらに燃料性状（特に揮発性）にも依存し、揮発性が悪い燃料ほど壁流燃料量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違いによる壁流燃料量差を考慮し、従来の各種噴射量補正（たとえば従来の始動後増量補正）では、最重質ガソリンが使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定とならないようにＫＡＳの演算に用いるテーブル値がマッチングされている。また、上記の未燃分増量補正係数ＫＵＢによる噴射量補正が必要になるのは、燃焼に寄与しない燃料分（つまり未燃分）があるからである。
【００４８】
この場合、壁流燃料や未燃分の量は、さらに燃料の性状（特に揮発性）にも依存し、揮発性が悪い燃料ほど壁流燃料や未燃分の量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違いによる燃料壁流や未燃分の量の差を考慮し、従来の各種噴射量補正では、市販されている燃料のうち最も揮発性の悪い燃料（最重質ガソリン）が使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定とならないようにマッチングされている。上記のＫＡＳやＫＵＢであれば、ＫＡＳやＫＵＢを演算する際に用いるデータを最重質ガソリンに対してマッチングしておくわけである。
【００４９】
しかしながら、最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されるときは、壁流燃料を対象とした噴射量補正量である場合にその噴射量補正量が大きくなり過ぎ、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチ側に傾くため、排気エミッション（特にＣＯ、ＨＣ）が悪くなる。また、未燃分を対象とした噴射量補正量である場合に最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されたときにも、その噴射量補正量が実質的に大きくなり、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチに傾くため、燃費が悪くなる。
【００５０】
そこで、壁流燃料や未燃分の量が多い領域での過渡時に、燃料噴射量に対する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて予めＥＣＭ２上に構築したプラントモデルのパラメータを、規範モデルとの推定誤差が最小となるように調整することによりプラントモデルを同定し、前記調整されたパラメータに基づいてプラントモデルのカットオフ周波数を求め、これと基準燃料（Ｒｅｆ燃料）に対するプラントモデルである規範モデルのカットオフ周波数とを比較することにより、燃料性状を推定し、この推定した燃料性状に応じて始動後増量補正係数や未燃分増量補正係数を演算する。
【００５１】
ＥＣＭ２で実行されるこの最適化制御を次に説明する。
【００５２】
図２は最適化制御の制御システムのブロック図である。
【００５３】
本制御システムは大きく分けて、プラント同定部２１、燃料性状推定部２２、トリガリング機能２３、コントローラ２４から構成されている。
【００５４】
図２を用いて制御の概要を説明し、その後にプラント同定について詳述する。
【００５５】
まず、プラント同定部２１の主な構成要素は、プラントモデル３１、誤差検出手段３２、最適化計算手段３３、入力（実噴射パルス幅）のバッファリング手段３４、出力（排気空燃比）のバッファリング手段３５からなっており、エンジンパラメータより判定されたトリガより、実噴射パルス幅ＣＴＩnおよびＡ／Ｆセンサ３出力電圧をサンプリングし、それぞれをプラントモデル３１の入出力信号としてその領域においてのプラントモデル３１の同定を行う。モデルの形式（次数）は予め物理モデルから設定してあり、実際の入出力信号に対して最適となるようにモデルパラメータを調整している。
【００５６】
ここで、プラントモデル３１は、燃料挙動特性を分母２次、分子２次の２次遅れ系モデル、排気動特性を分母１次の１次遅れ系モデルとした離散系カスケード結合のモデル（分母３次、分子３次の物理モデル）である。同定手法は最も一般的であるＡＲＸモデルを用いた一括処理最小２乗法としている。
【００５７】
燃料性状推定部２２は、基準燃料（Ｒｅｆ燃料）に対するプラントモデルである規範モデル３７、カットオフ周波数比較手段３８からなり、プラント同定部２１により同定されたプラントモデル３１のカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデル３７のカットオフ周波数ｆｃRefとを比較手段３８において比較することにより燃料性状を判定する。
【００５８】
ここでは、説明の簡単化のため、使用燃料が２種類しかない場合（揮発性の悪い方の燃料を重質ガソリン、揮発性の良いほうの燃料を軽質ガソリンとする）で説明すると、重質ガソリンに対してマッチングした規範モデルを用いた場合、同定したプラントモデル３１のカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、軽質ガソリンが使用されていると判定できる。これは、軽質ガソリンのほうが重質ガソリンより燃料輸送遅れが小さくなるため、軽質ガソリンのほうが燃料応答性が高くなり、重質ガソリンと比べ、高周波域まで応答ゲインを維持できるためである。なお、燃料性状の推定前には、燃料性状の判定値を重質ガソリンに初期設定しておく。
【００５９】
本制御では１トリップ（エンジンの運転の開始から停止まで）の間にたとえば１回、燃料性状を推定し、その推定結果を不揮発性メモリ（本実施形態においてはＥＥＰＲＯＭ１４、図１参照）に記憶させておき、コントローラ２４により次回始動時の燃料制御に反映させる。
【００６０】
トリガリング機能２３は、プラント同定に必要な入出力信号をサンプリングするとともに、プラント同定を開始するトリガを発生させる条件を判定するものである。
【００６１】
ここで、一般的にシステムを同定するためには、広い帯域の周波数を含んだ入力が必要である。エンジンにおいては、Ｍ系列等の入力を生成するのは現実的でないので、入力がステップ的に変化する点をサンプリングトリガとする。また、ＥＧＲ（排気還流）やスワールコントロール等、燃料挙動に大きく影響を及ぼす条件も排除する必要がある。上記のような条件が、同定するときのモード中に存在するかまたは同定用入力信号を生成する必要がある。
【００６２】
コントローラ２４は、具体的には始動後増量補正係数調整手段で、１トリップ中に推定された燃料性状に応じて、次回の始動直後の始動後増量補正量ＫＡＳを適切な値とする。調整する項目はＫＡＳの初期値と減衰割合である。
【００６３】
ここでは、前述のように制御の簡略化のため、重質ガソリン用か軽質ガソリン用かの２値切換で説明するが（したがって、始動後増量補正係数調整手段は始動後増量補正係数切換手段４０となる）、燃料性状の分離性能とエンジンの要求から燃料性状の切換の段数を決定すればよい。
【００６４】
燃料噴射量演算手段１５は、前述したＶｍｆ、ＣＴＩｎ、Ｃｈｏｓｎ1を演算するものである。
【００６５】
次に、プラントモデル３１の同定について、項を分けて詳述する。
【００６６】
１．プラントモデル
燃料性状を推定するためには、エンジンのダイナミクスから燃料挙動のダイナミクスだけを抽出する必要がある。４サイクルエンジン（プラント）は、図３に示すような要素から構成されると考えられる。観測できる入出力は吸入空気量Ｑａに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐを演算し、これに各種補正を行って求めた実噴射パルス幅ＣＴＩｎ（ただし、始動時は始動時噴射パルス幅ＴＩＳＴ、加速時割り込み噴射時はＩＪＳＥＴｎ）と、Ａ／Ｄ変換された排気マニフォールド集合部のＡ／Ｆセンサ出力値である。この入出力より得られるプラントモデルは、
１．１：燃料挙動モデル（無駄時間＋遅れ系）、
１．２：排気モデル（無駄時間＋遅れ系）および
１．３：各種演算および燃焼サイクルに依存する無駄時間
の３つより構成される。
【００６７】
１．１燃料挙動モデル
燃料噴射弁から噴射される燃料の挙動は、図４のようにモデル化でき、その数学モデルは次のように表される。
【００６８】
【数１】
Ｆfc＝(１−ｋWW)・Ｆfi＋Ｆfe
Ｆfe＝ｅ-t/TWW・ｋWW・Ｆfi／ＴWW
ＧWW(ｓ)＝(１−ｋWW)＋ｋWW／(ｓＴWW＋１)
ただし、ＧWW：燃料挙動の伝達関数、
Ｆfi：燃料噴射分、
Ｆfe：燃料蒸発分、
Ｆfc：シリンダ吸入燃料、
ｋWW：付着率、
ＴWW：蒸発の時定数、
この数学モデルは、一つの時定数（ＴWW）および一つのゲイン（ｋWW）で表されているが、燃料の振る舞いには、一般的に燃料の付着、蒸発による時定数と、シリンダ吸入遅れによる時定数とがあり、前述の表現でいえば、応答が遅いほうが低周波成分、応答が速いほうが高周波成分である。
【００６９】
そこで、応答の異なる２種燃料の挙動に対しては、数１式の数学モデルを並列結合すればよい。このときの数学モデルは次のように表せる。
【００７０】
【数２】
ただし、Ｔsample：サンプル周期（空燃比をサンプリングする周期）、
Ｔ1 ：低周波成分の時定数、
Ｔ2 ：高周波成分の時定数、
ｋ1 ：低周波成分のゲイン、
ｋ2 ：高周波成分のゲイン、
Ａ1 ：ｅ-Tsample/T1、
Ａ2 ：ｅ-Tsample/T2、
Ｂ1 ：ｋ1、
Ｂ2 ：ｋ2、
数２式において、１番目の式（連続値系）を離散値系に変換したものが２番目の式、この２番目の式にｚ＝ｅsTsampleを代入して整理したものが３番目の式である。また、３番目の式をブロック図で示したのが図５である。
【００７１】
なお、燃料挙動に伴う無駄時間については燃料挙動の数学モデルに取り込まず、出力信号を時系列的にオフセットさせることで、モデル次数の上昇を抑える（詳細は１．３で後述する）。
【００７２】
１．２排気モデル
排気モデルは、図６のように各気筒毎の排気ダイナミクス、排気マニフォールド集合部におけるガス混合ダイナミクス、センサ特性の３要素から構成されると考える。これらを総合すると、「無駄時間＋遅れ系」の物理モデルで表すことができる。遅れ系としては、排気ガス輸送遅れ＋ガス混合遅れ＋センサ応答遅れが考えられ、それぞれが１次遅れ以上のモデルである。ただし、今回はオンボードで（ＥＣＭ２上で）プラントモデルを同定することを考えると、なるべく高次となることを避ける必要があり、排気モデルとして１つの時定数で代表し、次のように１次遅れ系の数学モデルで記述する。
【００７３】
【数３】
Ｇex(ｓ)＝１／(ｓＴex＋１)
Ｇex(ｚ)＝(１−ｅ-Tsample/Tex)／(ｚ−ｅ-Tsample/Tex)
Ｇex(ｚ)＝(１−Ａ3)／(ｚ−Ａ3)
ただし、Ｇex ：排気動特性の伝達関数、
Ｔex ：蒸発時定数、
Ｔsample：サンプル周期、
Ａ3 ：ｅ-Tsample/Tex、
数３式においても、１番目の式を離散値系に変換したものが２番目の式、２番目の式にｚ＝ｅsTsampleを代入して整理したものが３番目の式である。
【００７４】
また、無駄時間については、燃料挙動モデルと同様に時系列的にオフセットさせることとし、排気モデルに取り込まない（１．３で後述する）。
【００７５】
１．３無駄時間モデル
本プラントモデル３１は、入力に実噴射パルス幅ＣＴＩｎ、出力にＡ／Ｆセンサ３出力電圧読み込み値とおいているため、図３に示したように、実噴射パルス幅ＣＴＩｎを演算してからＡ／Ｆセンサ出力値をＥＣＭ２が読み込むまでにはいくつかの無駄時間（図では「Delay」で表示）が存在する。そこで、改めて入出力間の無駄時間を図７に詳細に示す。
【００７６】
ここで、各無駄時間を説明する。
【００７７】
１）Delay１：噴射量演算から実噴射タイミングまでのディレイ、
実噴射パルス幅ＣＴＩｎは１０ｍｓ毎に演算しており、実際に燃料を噴射するタイミングまでは必ずしも毎サイクル同一ではない。そこで演算された噴射タイミング（燃料噴き始め）角度とそのときの回転数より、パルス幅演算タイミングからの時間を算出することにより無駄時間Delay１を求める。
【００７８】
２）Delay２：実噴射タイミングからＩＶＯ（吸気弁開）までのディレイ、
これは、燃料を噴射し、吸気弁が開いて燃料がシリンダに吸入されるまでの時間である。本ディレイは燃料挙動特性により決まり、各運転条件および燃料性状によって設定する。たとえば、市販されている燃料のうち揮発性がほぼ中間の燃料を用いて、各運転条件（たとえばエンジン回転数と負荷）毎に燃料をステップ的に変化させて実際に応答時間を計測しながら適切な値を設定する。
【００７９】
３）Delay３：ＩＶＯからＥＶＯ（排気弁開）まで（吸入→圧縮→燃焼→排気）のディレイ、
これは、燃料が吸気弁よりシリンダ内に吸入され、燃焼ガスが排気弁から排出されるまでの時間である。このディレイは回転数およびカムプロフィールから求めることができ、設計仕様より求められる。
【００８０】
４）Delay４：燃焼ガスが排気弁を出てからＡ／Ｆセンサに到達するまでのディレイ、
これは、シリンダ内の燃焼ガスが排気弁より排出されてから排気管を通りＡ／Ｆセンサ部に到達するまでの時間である。排気の流速（回転数、負荷等に依存）と排気長さ、Ａ／Ｆセンサ取り付け位置等によって設定する。なお、計算が複雑になるが、運転条件およびハードスペックから求めてもよい。
【００８１】
５）Delay５：センサ応答ディレイ、
これは、Ａ／Ｆセンサ部にガスが到達してからＡ／Ｆセンサが電圧を出力するまでの時間である。Ａ／Ｆセンサ自体は酸素量が変動すると、数ｍｓで反応するが、センサカバーによるガス混合遅れが支配的であり、その時間はセンサカバーの形状により大きく異なる。このため、本ディレイはDelay４と同様にして適切な値を設定する。
【００８２】
６）Delay６：センサ出力値をＡ／Ｄ変換しＥＣＭ２に取り込むまでのディレイ、
これは、Ａ／Ｆセンサが出力する電圧をＥＣＭ２に取り込むためにＡ／Ｄ変換を行うことによるディレイである。現在のハード構成ではＡ／Ｆセンサ３のＡ／Ｄ変換は２ｍｓ毎に行っており、最大無駄時間は２ｍｓである。
【００８３】
７）Delay７：センサ出力値をメモリにバッファリングするまでのディレイ、
Ａ／Ｆセンサ出力値を１０ｍｓでサンプリングする場合に、サンプリングタイミングによっては最大１０ｍｓの無駄時間が生じるおそれがある。このため２ｍｓでＡ／Ｄ変換した値より算出した応答開始からサンプリングタイミングまでの無駄時間をDelay７として算出する。
【００８４】
８）Delay８：バラツキ分、
これは、Delay１〜７より求めた無駄時間以外に生じるバラツキ分である。機種間バラツキや適合のバラツキ等が考えられ、運転毎にも不確定であるため、Delay１〜７経過後の空燃比信号の立ち上がりを判定し決定する。
【００８５】
これで、各無駄時間の説明を終える。
【００８６】
上記のDelay１〜８を分析すると、無駄時間は
▲１▼運転条件により決定する項、
▲２▼演算タイミングより決定する事項、
▲３▼燃料性状等により変動する項
に分類することができる（図８参照）。よって、実際の無駄時間は、次の式で表すことができる。
【００８７】
２．プラントモデルの同定
２．１同定するモデルの作成
実際のエンジンは強い非線形性を有するが、本制御では、ある動作点近傍では線形でありかつ時不変である、いわゆる線形時不変システム（ＬＴＩ：Linear Time-Invariant System）であると仮定する。
【００８８】
また、離散時間系ＬＴＩシステムを、Ｚ領域ではなく時間領域で入出力を記述するため、シフトオペレータｑ-1を以下のように定義する。
【００８９】
【数４】
ｑ-1ｘ(ｋ)＝ｘ(ｋ−１)
ただし、離散時間＝ｋＴ（Ｔ：サンプリング周期、ｋ＝０，１，２，・・・）である。
【００９０】
これを用いて、離散値系の入力ｕ(ｔ)、出力ｙ(ｔ)のシステム伝達関数を記述すると、
【００９１】
【数５】
ｙ(ｋ)＝Ｇ(ｑ，θ)・ｕ(ｋ)
となる。θはモデルを記述するパラメータにより構成される。しかし、これは理想的な入出力であり、外部からの雑音を考慮すると、
【００９２】
【数６】
ｙ(ｋ)＝Ｇ(ｑ，θ)・ｕ(ｋ)＋Ｈ(ｑ，θ)・ｗ(ｋ)
と記述できる。ここで、Ｈ(ｑ，θ)は雑音モデルであり、一般的な離散時間系ＬＴＩシステムは、数６式で表すことができる。同システムのブロック図は図９である。
【００９３】
ここで、同システムの伝達関数Ｇ(ｑ)は、数２式の３番目の式と数３式の３番目の式の積であり、さらにＺ-1で記述されたものをシフトオペレータｑ-1で記述したものとなって、
【００９４】
【数７】
と表せる。このシステムの伝達関数Ｇ(ｑ)を、
【００９５】
【数８】
Ｇ(ｑ，θ)＝Ｂ(ｑ，θ)／Ａ(ｑ，θ)
の式で定義すると、システムの出力値ｙ(ｋ)は、
【００９６】
【数９】
ｙ(ｋ，θ)＝｛Ｂ(ｑ，θ)／Ａ(ｑ，θ)｝・ｕ(ｋ)＋Ｈ(ｑ，θ)・ｗ(ｋ)
と表すことができる。このように、同定するモデルとしては、プラントモデルであるＧ(ｑ)と、雑音モデルであるＨ(ｑ)を適切な形としたものとを組み合わせたものを採用する。
【００９７】
２．２同定手法
数６式で定義した離散時間系ＬＴＩシステムにおいて、時刻(ｋ−１)までに測定された入出力データに基づいた出力ｙ(ｋ)の一段先予測値ｙ(ｋ｜θ)は、
【００９８】
【数１０】
ｙ(ｋ｜θ)＝［１−Ｈ-1(ｑ，θ)］ｙ(ｋ)＋Ｈ-1(ｑ，θ)Ｇ(ｑ，θ)ｕ(ｋ)
の式で表される。これにより、時刻ｋにおける出力を(ｋ−１)までに取得したデータで記述することができる。
【００９９】
予測誤差ε(ｋ｜θ)は
【０１００】
【数１１】
ε(ｋ｜θ)＝ｙ(ｋ)−ｙ(ｋ｜θ)
の式で表すことができる。
【０１０１】
さて、パラメータ推定のための評価規範ＪN(θ)として、
【０１０２】
【数１２】
を設定する。ここで、関数ｌ(ｋ，θ，ε(ｋ，θ))は予測誤差ε(ｋ，θ)の大きさを測る任意のスカラ値関数であり、どのようなノルムを選択するかは、同定結果の利用目的に依存する（２乗ノルムや対数尤度など）。このような評価規範を定義することによって、未知パラメータθの推定値（θ(Ｎ)とする）が決定される。つまり、
【０１０３】
【数１３】
となるθを求めることである。
【０１０４】
一般的に同定手法には様々な手法が提案されているが、エンジンのようなものは間欠的なイベント（燃焼サイクル等）であり、非常に非線形性が強い制御対象である。しかしながら、本制御ではアルゴリズムの簡略化のため、動作点周りでは線形時不変（ＬＴＩ）システムであると仮定している。
【０１０５】
今回は演算量の少なさ、同定精度、対外乱性能を考慮し、線形モデルの同定手法の代表的なものである「パラメトリックモデル同定であるＡＲＸモデルを用いた一括同定手法」を採用する。
【０１０６】
２．３ＡＲＸモデルの同定手法
ＡＲＸモデルは式誤差モデルと呼ばれ、次のように差分方程式の右辺に外乱項ｅ(ｋ)（ＡＲＸモデルでは白色雑音として仮定しており、ｗ(ｋ)とする）が入っている。
【０１０７】
【数１４】
ｙ(ｋ)＋ａ1・ｙ(ｋ−１)＋・・・＋ａna・ｙ(ｋ−ｎａ)＝ｂ1・ｕ(ｋ−１)＋・・・＋ｂnb・ｕ(ｋ−ｎｂ)＋ｅ(ｋ)モデルを記述するパラメータベクトルθは、
【０１０８】
【数１５】
θ＝［ａ1，・・・，ａna，ｂ1，・・・，ｂnb］T
となる。データベクトル（回帰ベクトル）ψ(ｋ)を、
【０１０９】
【数１６】
ψ(ｋ)＝［−ｙ(ｋ−１)，・・・，−ｙ(ｋ−ｎａ)，ｕ(ｋ−１)，・・・，ｕ(ｋ−ｎｂ)］T
と定義すると、出力ｙ(ｋ)は次式のように表現できる。
【０１１０】
【数１７】
ｙ(ｋ)＝θTψ(ｋ)＋ｗ(ｋ)
ＡＲＸモデルの一段先予測値ｙ(ｋ｜θ)は、数１０式より求めると、θに関して線形であり、
【０１１１】
【数１８】
ｙ(ｋ｜θ)＝θTψ(ｋ)
と表される。このときの予測誤差ε(ｋ，θ)は、
【０１１２】
【数１９】
ε(ｋ，θ)＝ｙ(ｋ)−θTψ(ｋ)
と表わすことができる。この線形回帰モデルに対して最小２乗法を適用すると、スカラ値関数ｌ(ｋ，θ，ε(ｋ，θ))は、
【０１１３】
【数２０】
ｌ(ｋ，θ，ε(ｋ，θ))＝ε2(ｋ，θ)
となり、パラメータ推定の評価規範ＪN(θ)は、
【０１１４】
【数２１】
となる。数２１式をさらに計算すると、
【０１１５】
【数２２】
【０１１６】
【数２３】
ＪN(θ)＝ｃ(Ｎ)−２θTｆ(Ｎ)＋θTＲ(Ｎ)θ
とおくことができる。
【０１１７】
ただし、数２３式のｃ(Ｎ)、ｆ(Ｎ)、Ｒ(Ｎ)は次の通りである。
【０１１８】
【数２４】
【０１１９】
【数２５】
【０１２０】
【数２６】
評価規範ＪN(θ)が最小となるのは、ＪN(θ)がθに関する二次関数であるため、最高次の係数が正であれば、ＪN(θ)の微分値がゼロとなるところである。数２３式の微分値＝０とすると、次の正規方程式（θに関する連立一次方程式）が得られる。
【０１２１】
【数２７】
これより、Ｒ(Ｎ)が正定値行列であれば、ＪN(θ)は微分値がゼロのとき最小となり（ＪN(θ)は下に凸の関数、図１０参照）、
【０１２２】
【数２８】
の式によりパラメータθ(Ｎ)を推定することができる。以上の同定手順を図１１に示す。
【０１２３】
なお、上記の正定値行列の条件には次の３つがある。
【０１２４】
１）同定対象がｎ次の場合は、入力信号ｕ(ｋ)はｎ個以上の正弦波を含んでいなければならない（ステップ入力信号に十分な周波数成分を含ませる）。
【０１２５】
２）同定対象は安定である（エンジンは定常では安定系と考えて差し支えない）。
【０１２６】
３）同定対象は可観測である。すなわち、Ａ(ｑ，θ)とＢ(ｑ，θ)は共通因子を持たない（本モデルは離散系であるためＢ(ｑ，θ)のほうが次数が高いが問題なし）。
【０１２７】
２．４実際のＡＲＸモデルの同定
本モデルは、数７式より分母３次、分子３次の離散系モデルであり、
【０１２８】
【数２９】
Ａ(ｑ)＝１＋ａ1・ｑ-1＋ａ2・ｑ-2＋ａ3・ｑ-3
【０１２９】
【数３０】
Ｂ(ｑ)＝ｂ1・ｑ-1＋ｂ2・ｑ-2＋ｂ3・ｑ-3
と表すことができる。よってパラメータベクトルθおよびデータベクトルψ(ｋ)は、以下のように表すことができる。
【０１３０】
【数３１】
θ＝［ａ1，ａ2，ａ3，ｂ1，ｂ2，ｂ3］T
【０１３１】
【数３２】
ψ(ｋ)＝［−ｙ(ｋ−１)，−ｙ(ｋ−２)，−ｙ(ｋ−３)，
ｕ(ｋ−１)，ｕ(ｋ−２)，ｕ(ｋ−３)］T
エンジン回転数が1200rpm時のサンプリング総数ＮをＮ＝128（1280ｍｓ）とすると、数２４式〜数２６式は、
【０１３２】
【数３３】
【０１３３】
【数３４】
【０１３４】
【数３５】
と表すことができる。
【０１３５】
２．５プラントモデル同定に必要な入力信号
システムの同定を行うためには、入力信号が、対象のもつ全てのモードを励起している必要がある。つまり、入力信号が多数の周波数成分を含んでいる必要がある。システムの同定においては、理想的には白色性入力が望ましいが、実際には疑似白色２値信号（Ｍ系列）が用いられる。しかし、エンジンの壁流応答のようなものでは、有効な周波数帯域は非常に低いところであり（応答が遅い）、Ｍ系列のような入力を加えてもほとんど応答波形を得ることができない。そこで、ステップ入力を与えることにより得られる波形（図１２参照）をもとに、システムを同定する。なお、ステップ入力のラプラス変換は１／ｓであるので、周波数ゲインは周波数に対して反比例で減少するため、パワースペクトルより有効な周波数域を決めておく必要がある。
【０１３６】
２．６実験結果
このようにして求めたパラメータθを用いれば、システムの伝達関数Ｇ(ｑ，θ)が定まるので、同定結果と実データを重ねたボード線図を図１３に示す（燃料性状が軽質であるほどカットオフ周波数が高くなる傾向がある）。実験結果によれば、吸気ポートに設けたスワールコントロールバルブが開状態、エンジン回転数が1200rpm近傍、冷却水温が４０℃近傍かつ低負荷域において±３σで燃料性状の異なる２つのガソリンを分離することができた。
【０１３７】
これで、項分け説明を終える。
【０１３８】
次に、ＥＣＭ２で実行される制御内容を、フローチャートにしたがって説明する。
【０１３９】
図１４は燃料性状を推定するためのもので、一定時間毎（１０ｍｓ毎）に実行する。ここでは、図１４をメインルーチン、図１５、図１６を図１４のサブルーチンとして構成しており、したがって、以下ではメインルーチンの説明途中でサブルーチンのあるステップになると、サブルーチンを説明する。
【０１４０】
図１４においてステップ１では燃料性状判定済みフラグをみる。まだ燃料性状を判定していないときは、ステップ２以降に進む。
【０１４１】
ステップ２〜６は排気の空燃比（出力データ）をサンプリングする部分である。ステップ２では、Ａ／Ｆセンサ３で検出される空燃比を読み込み、ステップ３でこの空燃比の読み込み数（サンプリング数）Ｓ１とサンプリング総数Ｎ（たとえば128）を比較する。Ｓ１≦Ｎであるときは、ステップ４に進んで、空燃比をバッファリングして今回の処理を終了する。Ｓ１＞Ｎとなる前はステップ２、４の処理を繰り返す。
【０１４２】
Ｓ１＞Ｎとなったタイミングでステップ３よりステップ５に進む。このとき、バッファにはＮ個の出力データが格納されている。たとえば、今回値をｙ(１)に、前回値をｙ(２)に、２回前の値をｙ(３)に、・・・、Ｎ−１回前の値をｙ(Ｎ)にというようにして、合計でＮ個の出力データが格納されている。
【０１４３】
ステップ５、６ではＮ回前の出力データをバッファから捨て、今回読み込んだ空燃比をバッファリングする。つまり、今回値をｙ(１)に格納する。なお、過去の出力データは１回ずつ古い側にシフトして格納されることはいうまでもない。
【０１４４】
図示しないが、ステップ応答時の実噴射パルス幅ＣＴＩｎ（入力データ）も、今回値をｕ(１)に、前回値をｕ(２)に、２回前の値をｕ(３)に、・・・、Ｎ−１回前の値をｕ(Ｎ)にというようにして合計でＮ個の入力データが格納されており、これらの入力データと上記の出力データとは前述した遅れ時間を考慮して対応付けられる。
【０１４５】
ステップ７、８では、これらＮ個ずつの入出力データを用いて実噴射パルス幅がステップ変化したときの排気空燃比の応答波形を解析し、その解析結果から使用燃料の燃料性状を推定する。
【０１４６】
ここで、「排気空燃比の応答波形の解析」とは、前述の表現によれば、入出力データに基づいてＡＲＸモデル（プラントモデル）のパラメータθを規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整してＡＲＸモデルを同定することである。そこでＡＲＸモデルの同定を図１５のサブルーチンにより、また燃料性状の推定について図１６のサブルーチンにより説明する。
【０１４７】
まず図１５において、ステップ２１では、バッファにある入出力データ（入力についてｕ(１)〜ｕ(128)、出力について−ｙ(１)〜−ｙ(128)）より数３２式を用いてデータベクトルψ(ｋ)を作成する。
【０１４８】
ステップ２２ではこのデータベクトルψ(ｋ)から上記の数３３式を用いてＲ(Ｎ)を、またステップ２３では出力データｙ(ｋ)とこのデータベクトルψ(ｋ)から上記の数３４式を用いてｆ(Ｎ)を演算し、これらＲ(Ｎ)、ｆ(Ｎ)からステップ２４において上記の数２８式を用いてモデルパラメータθを演算する。
【０１４９】
次に、図１６に移り、このようにして求めたモデルパラメータθからステップ３１において離散時間系ＬＴＩシステムの伝達関数Ｇ(ｑ，θ)を演算する（θから上記の数２９式、数３０式を用いてＡ(ｑ)、Ｂ(ｑ)を作成し、この２つよりＧ(ｑ，θ)（＝Ｂ(ｑ)／Ａ(ｑ)）を算出する）。
【０１５０】
このシステム伝達関数Ｇ(ｑ，θ)からステップ３２においてＡＲＸモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する。ステップ３３ではこのカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデルのカットオフ周波数ｆｃRefを比較する。
【０１５１】
ここで、基準燃料に重質ガソリンを用いているので、軽質ガソリンが使用されていればｆｃReal＞ｆｃRefとなり、重質ガソリンが使用されているときはｆｃR eal≦ｆｃRefとなる。したがって、ｆｃReal＞ｆｃRefのとき（軽質ガソリンの使用時）はステップ３４に進んで燃料性状切換フラグ＝１とし、これに対して、ｆｃReal≦ｆｃRefのとき（重質ガソリンの使用時）は、ステップ３３よりステップ３５に進んで燃料性状切換フラグ＝０とする。
【０１５２】
このようにしていずれの燃料が使用されているのかの判定が終了したら、図１４のステップ９に進み、燃料性状切換フラグの値（燃料性状の判定結果）をＥＥＰＲＯＭに格納したあと、ステップ１０において燃料性状判定済みフラグ＝１とする。この燃料性状判定済みフラグ＝１の処理により、次回以降は、図１４のステップ２以降に進むことができない（燃料性状の判定回数が１回だけとなる）。
【０１５３】
このようにして燃料性状の判定が可能になると、燃料噴射量の各種補正量や始動時燃料噴射量を燃料性状の違いに応じて与えることができる。これを具体的にＫＡＳの場合で説明する。
【０１５４】
図１７は、始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するためのもので、一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行する。
【０１５５】
ステップ４１でＥＥＰＲＯＭに格納されている燃料性状切換フラグを読み込む。ステップ４２ではスタータスイッチをみてこれがＯＮのときは、ステップ４３に進み、冷却水温ＴＷと回転数Ｎｅを読み込む。このうち冷却水温ＴＷと燃料性状切換フラグの値から、ステップ４４、４５においてそれぞれ図１８、図１９を内容とするテーブルを検索することにより始動後増量水温補正値ＴＫＡＳ、第２始動後増量補正係数ＫＡＳＳを、また回転数Ｎｅと燃料性状切換フラグの値からステップ４６において図２０を内容とするテーブルを検索することにより始動後増量回転補正値ＴＮＫＡＳを演算し、これらの値を用いステップ４７において
【０１５６】
【数３６】
ＫＡＳ＝ＴＫＡＳ×ＴＮＫＡＳ＋ＫＡＳＳ
の式により始動後増量補正係数ＫＡＳを算出する。
【０１５７】
ここで、ＴＫＡＳ、ＫＡＳ、ＴＮＫＡＳの値は、図１８、図１９、図２０に示したように、同一の条件で燃料性状切換フラグ＝１のとき（つまり軽質ガソリンの使用時）のほうが燃料性状切換フラグ＝０のとき（つまり重質ガソリンの使用時）より小さくなる値である。
【０１５８】
ステップ４８では、スタータスイッチがＯＦＦになってからの処理に備えるため、ＴＫＡＳの値をＴＫＡＳn-1に、ＫＡＳＳの値をＫＡＳＳn-1に移して今回の処理を終了する。ＴＫＡＳn-1、ＫＡＳＳn-1は前回値を保持するためのメモリである。
【０１５９】
やがてスタータスイッチがＯＦＦになると（始動完爆）、ステップ４２よりステップ４９以降の減衰操作に進む。
【０１６０】
ステップ４９では、燃料性状切換フラグの値と始動後時間ｔとから図２１を内容とするテーブルを検索することにより始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳを演算し、ステップ５０でこの値だけ前回値を減少させた値を今回のＴＫＡＳ（＝ＴＫＡＳn-1−ＴＭＫＡＳ）として算出する。スタータスイッチがＯＦＦになった直後はＴＫＡＳ＞０であるので、そのままステップ５３に進む。
【０１６１】
ステップ５３〜５６はステップ４９〜５２と同様である。ステップ５３で燃料性状判定フラグの値と始動後時間ｔから図２２を内容とするテーブルを検索することにより第２始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＳを演算し、ステップ５４でこの値だけ前回値を減少させた値を今回のＫＡＳＳ（＝ＫＡＳＳn-1−ＴＭＫＡＳＳ）として算出する。このときも、ＫＡＳＳ＞０であるので、そのままステップ４６に進んでステップ４６以降の処理を実行する。
【０１６２】
上記のＴＭＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＳも、図２１、図２２に示したように、同一の条件で比較したとき軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時より小さくなる値である。
【０１６３】
次回以降はステップ４９、５０、５３、５４を繰り返すことになるので、やがてＴＫＡＳやＫＡＳＳが０以下となり、このときはステップ５２やステップ５６に進んでＴＫＡＳやＫＡＳＳを０に制限する。
【０１６４】
この結果、ＴＫＡＳ、ＫＡＳＳとも、スタータスイッチのＯＦＦ時の値を初期値として、スタータスイッチのＯＦＦ後に一定の割合で減衰して０になる（ただし、ＴＮＫＡＳが一定のとき）。ただし、ＴＫＡＳの初期値のほうがＫＡＳＳの初期値より大きく、かつＴＫＡＳの減少時間割合のほうがＫＡＳＳの減少時間割合より大きい。したがって、ＴＫＡＳとＫＡＳＳを加算した値であるＫＡＳは、スタータスイッチＯＦＦ時のＴＫＡＳの値とＫＡＳＳの値の合計を初期値として、スタータスイッチＯＦＦ後にまず急激な勾配で小さくなり、ＴＫＡＳが０になったタイミングからは緩やかな勾配に切換わって減少していく。
【０１６５】
この場合に、軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時よりもＴＫＡＳ、ＫＡＳＳの各初期値（図１８、図１９のテーブル値）を小さく、かつＴＫＡＳ、ＫＡＳＳの各減少時間割合（図２１、図２２のテーブル値）を大きくしているので、軽質ガソリン使用時のＫＡＳは、重質ガソリン使用時のＫＡＳより小さくなる（図２３参照）。つまり、燃料性状の判定を行っていないものでは、軽質ガソリンの使用時にも、重質ガソリンに対してマッチングしたテーブル値を用いることによる空燃比のリッチ化を招くのであるが、このように、軽質ガソリンの使用であることを判定したときは、次回の始動時のＫＡＳの演算に際して、軽質ガソリン用のＫＡＳを演算することで、軽質ガソリンの使用時にも空燃比がリッチ側に偏ることがなくなるのである。
【０１６６】
図２４のフローチャートは第２実施形態で、第１実施形態の図１６に対応する。図１６と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【０１６７】
基準燃料に重質ガソリンを用いた第１実施形態に対して、第２実施形態は、市販されている燃料のうち揮発性が悪くもなく良くもないほぼ中間の燃料を基準燃料として、またこの基準燃料よりも揮発性の良い燃料を軽質ガソリン、この逆に基準燃料よりも揮発性の悪い燃料を重質ガソリンとして設定しておき、プラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数（つまり基準燃料に対するカットオフ周波数）の差を演算し、この周波数差と許容範囲とを比較して使用されている燃料の燃料性状を判定するようにしたもので、これによって、基準燃料に対するカットオフ周波数がバラツクことがあっても、燃料性状の推定を安定して行うことができる。
【０１６８】
図２４において、図１６と相違する部分を主に述べると、ステップ６１で
【０１６９】
【数３７】
Δｆｃ＝ｆｃReal−ｆｃRef
の式により基準燃料とのカットオフ周波数差Δｆｃを計算し、この周波数差Δｆｃの絶対値と許容範囲を定める所定値ａ（＞０）、あるいはΔｆｃとａをステップ６２、６３において比較する。｜Δｆｃ｜≦ａ（つまり基準燃料が使用されている）であれば、ステップ６２よりステップ６４に進んで燃料性状切換２フラグ＝０とし、｜Δｆｃ｜＞ａかつΔｆｃ＞ａ（つまり軽質ガソリンが使用されている）であるときはステップ６３よりステップ６５に進んで燃料性状切換２フラグ＝１とし、それ以外（つまり重質ガソリンが使用されている）のときはステップ６３よりステップ６６に進んで燃料性状切換２フラグ＝２とする。
【０１７０】
このように第２実施形態では、使用されている燃料が、基準燃料、軽質ガソリン、重質ガソリンのいずれであるかが判定された。
【０１７１】
ただし、第２実施形態のように、燃料性状判定値が３つの値になると、始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するに際し、図１８〜図２２に対応して３種類のテーブル値を用意する必要がある。
【０１７２】
次に、図２５、図２６、図２８のフローチャートは第３実施形態で、それぞれ第１実施形態の図１４、図１６、図１７に対応する。図２５において図１４と同一部分に、図２６において図１６と同一部分に、また図２８において図１７と同一部分にそれぞれ同一のステップ番号を付している。
【０１７３】
前述の２つの実施形態が燃料性状判定値（つまり燃料性状切換フラグや燃料性状切換２フラグの値）が２値あるいは３値であったのに対して、第３実施形態は、連続値としての燃料性状推定値を演算し、これをＥＥＰＲＯＭに格納するとともに（図２５のステップ７１、７２）、次回の始動時よりこの燃料性状推定値を用いて始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するようにしたものである。
【０１７４】
燃料性状推定値の演算について具体的に図２６により説明すると、ステッ３１、３２で第１実施形態と同じにプラントモデルのカットオフ周波数を演算し、その演算したカットオフ周波数からステップ８１において図２７を内容とするテーブルを検索することにより燃料性状推定値を演算する。プラントモデルのカットオフ周波数と燃料性状推定値との関係は図２７のようになるので、同特性を予めマッチングにより定めておけば、プラントモデルのカットオフ周波数から使用燃料の燃料性状を推定できるのである。
【０１７５】
次に、図２８において、図１７と異なる部分を主に説明すると、ステップ９１で燃料性状推定値ＦＣを読み込み、スタータスイッチのＯＮ時はこの値ＦＣと冷却水温ＴＷ、回転数Ｎeからステップ９２、９３、９４において図２９、図３０、図３１を内容とするマップを検索することにより、始動後増量水温補正値ＴＫＡＳ、第２始動後増量補正係数ＫＡＳＳ、始動後増量回転補正値ＴＮＫＡＳを、またスタータスイッチのＯＦＦ時には燃料性状推定値ＦＣと冷却水温ＴＷからステップ９５、９６において図３２、図３３を内容とするマップを検索することにより、始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳ、第２始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＳをそれぞれ演算する。
【０１７６】
ここで、ＴＫＡＳ、ＫＡＳＳは、図２９、図３０に示したように同一のＦＣであれば冷却水温ＴＷが低いほど、またＴＷが同じであるとき燃料性状が重質になるほど大きくなる値、ＴＭＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＳは、図３２、図３３のように同一のＦＣであれば冷却水温ＴＷが高くなるほど、またＴＷが同じであるとき燃料性状が軽質になるほど大きくなる値である。
【０１７７】
なお、燃料性状推定値とＴＷが同一であれば、ＴＫＡＳのほうがＫＡＳＳより大きく、かつＴＭＫＡＳのほうがＴＭＫＡＳＳより大きくなることはいうまでもない。
【０１７８】
この第３実施形態によれば、連続値としての燃料性状推定値ＦＣに応じて始動後増量補正係数ＫＡＳの演算に用いるデータ（マップ値）を割り付けているので、先の２つの実施形態よりも、始動後増量補正係数ＫＡＳの演算精度が向上する。
【０１７９】
図３４のフローチャートは第４実施形態で、第３実施形態の図２８と置き換わるものである。なお、図２８と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【０１８０】
さて、ＫＡＳを演算するのに用いるデータを、図２９〜図３３のようにマップ値で与えるのでは、マッチングの工数が莫大なものとなってしまう。そこでこの第４実施形態は、燃料性状推定値ＦＣに応じた燃料性状補正値ＫＦＣを導入してこの補正値ＫＦＣで最重質ガソリンに対してマッチングしたデータ（テーブル値）を補正し、この補正したデータに基づいて始動後増量補正係数ＫＡＳを演算することにより、マッチングの工数を減らすようにしたものである。
【０１８１】
具体的に説明すると、図２８の場合と異なるのは、ステップ１０１、１０２〜１１５である。まずステップ１０１で燃料性状推定値ＦＣから図３５を内容とするテーブルを検索することにより、燃料性状補正値ＫＦＣを演算する。図３５に示したように、ＫＦＣは、最重質ガソリン（燃料性状が最重質）のときを最大の１．０として燃料性状が軽質になるほど小さくなる値である。
【０１８２】
ステップ１０２、１０３では冷却水温ＴＷから図３６、図３７を内容とするテーブルを検索することにより、ＴＫＡＳ、ＴＭＫＡＳ（いずれも最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、これらと上記のＫＦＣとを用いステップ１０４において、
【０１８３】
【数３８】
ＴＫＡＳＦ＝ＴＫＡＳ×ＫＦＣ
ＴＭＫＡＳＦ＝ＴＭＫＡＳ×ＫＦＣ
の式により、燃料性状対応の始動後増量水温補正値ＴＫＡＳＦと燃料性状対応の始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＦを計算する。ステップ１０５、１０６、１０７ではステップ１０２、１０３、１０４と同様にして、冷却水温ＴＷから図３８、図３９を内容とするテーブルを検索することにより、ＫＡＳＳ、ＴＭＫＡＳＳ（これらも最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、
【０１８４】
【数３９】
ＫＡＳＳＦ＝ＫＡＳＳ×ＫＦＣ
ＴＭＫＡＳＳＦ＝ＴＭＫＡＳＳ×ＫＦＣ
の式により、燃料性状対応の第２始動後増量補正係数ＫＡＳＳＦと燃料性状対応の第２始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＳＦを計算する。そして、これらの値を用いて、上記の数３６式と同様の式である、
【０１８５】
【数４０】
ＫＡＳ＝ＴＫＡＳＦ×ＴＮＫＡＳ＋ＫＡＳＳＦ
の式により始動後増量補正係数ＫＡＳを算出する（ステップ１０８）。
【０１８６】
そしてステップ１０９ではスタータスイッチがＯＦＦになってからの処理に備えるため、ＴＫＡＳＦの値をＴＫＡＳＦn-1に、ＫＡＳＳＦの値をＫＡＳＳＦn-1に移して今回の処理を終了する。ステップ１１０〜１１５は、スタータスイッチのＯＦＦ後にＴＫＡＳＦ、ＫＡＳＳＦについて図１７のステップ４９〜５６と同様に減衰操作を行う部分である。
【０１８７】
たとえば、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンが使用されるときには、ＫＦＣが１．０より小さな値となるため、ＴＫＡＳＦ＜ＴＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＦ＜ＴＭＫＡＳ、ＫＡＳＳＦ＜ＫＡＳＳ、ＴＭＫＡＳＳＦ＜ＴＭＫＡＳＳとなることから、最重質ガソリンに対するＫＡＳよりも小さなＫＡＳが算出され、これによって、図２８の場合と同様に、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンに対しても最適な始動後増量補正係数が与えられるのである。なお、最重質ガソリンの使用時は、ＫＦＣ＝１．０より、ＴＫＡＳＦ＝ＴＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＦ＝ＴＭＫＡＳ、ＫＡＳＳＦ＝ＫＡＳＳ、ＴＭＫＡＳＳＦ＝ＴＭＫＡＳＳとなり、従来装置と変わらない。
【０１８８】
この場合に、ＫＡＳの演算に用いるデータを得るに際しては、図３６〜図３９に示す特性を最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、第４実施形態によれば、第３実施形態の場合よりマッチングの工数を低減できるのである。
【０１８９】
次に、図４０、図４８、図５１のフローチャートは、第５、第６、第７の各実施形態で、それぞれ図１７、図２８、図３４に対応する。なお、図４０において図１７と同一部分、図４８において図２８と同一部分、図５１において図３４と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【０１９０】
前述の図１７、図２８、図３４の３つの実施形態は、燃料性状切換フラグや燃料性状推定値に基づいて始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するものであったが、第５、第６、第７の各実施形態は、燃料性状切換フラグや燃料性状推定値に基づいて未燃分増量補正係数ＫＵＢを演算するようにしたものである。なお、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算方法そのものついては特開平１０−１８８８３号公報により提案している。
【０１９１】
図４０から説明すると、ステップ４１、１２１でＥＥＰＲＯＭに格納されている燃料性状切換フラグの値のほか、吸入負圧、回転数Ｎｅ、冷却水温ＴＷを読み込み、ステップ１２２で空燃比フィードバック制御条件（図では「空燃比Ｆ／Ｂ条件」で略記）であるかどうかの判定を行う。空燃比フィードバック制御を禁止する条件は、公知のように、始動時、高負荷時、減速時（フュエルカット時）、Ｏ2センサ３出力に異常があるとき、Ｏ2センサ３が未活性状態にあるときのいずれかに該当するときである。
【０１９２】
空燃比フィードバック制御を禁止する条件では、ステップ１２３、１２４に進み、冷却水温ＴＷと燃料性状切換フラグの値から図４１を内容とするテーブルを検索して水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図４２を内容とするマップを検索して水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＴＷを求め、ステップ１２５において
【０１９３】
【数４１】
ＫＴＷ＝ＫＴＷ０×ＲＫＴＷ
の式により水温増量補正係数ＫＴＷを計算する。
【０１９４】
ここで、ＫＴＷ０の値は、図４１に示したように同一の冷却水温ＴＷでも軽質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝１）のほうが、重質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝０）よりも小さくなる値である。
【０１９５】
なお、図４２は、軽質ガソリン、重質ガソリンに共通の特性を示しており、実際には、軽質ガソリン用と重質ガソリン用の別々のマップがあり、同一の回転数、同一の吸入負圧でみると、軽質ガソリン用のマップ値のほうが重質ガソリン用のマップ値より小さくなっている。
【０１９６】
最後にステップ１２６では未燃分増量補正係数ＫＵＢに０を入れる。このとき（空燃比フィードバック制御を禁止する条件）はＫＵＢがないのと同じであり、従来と同様に水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量を行うためである。
【０１９７】
これに対して、空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ１２２よりステップ１２７に進み、水温増量補正係数ＫＴＷに０を入れるとともに、ステップ１２８、１２９で冷却水温ＴＷと燃料性状切換フラグの値より図４３を内容とするテーブルを検索して未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢＡＳを、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図４４を内容とするマップを検索して未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＵＢを求め、ステップ１３０において
【０１９８】
【数４２】
ＫＵＢ＝ＫＵＢＡＳ×ＲＫＵＢ
の式により未燃分増量補正係数ＫＵＢを計算する。
【０１９９】
ＫＵＢＡＳの値も、図４３のようにＫＴＷ０と同様に同一の冷却水温ＴＷであれば軽質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝１）のほうが、重質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝０）よりも小さくなる値である。なお、図４４も、図４２と同様に軽質ガソリン、重質ガソリンに共通の特性を示しており、実際には、軽質ガソリン用と重質ガソリン用の独立したマップがあり、同一の回転数、同一の吸入負圧でみると、軽質ガソリン用のマップ値のほうが重質ガソリン用のマップ値より小さくなっている。
【０２００】
なお、エンジン冷間時は未燃分がエンジン暖機完了後よりも増えるためベース空燃比が理論空燃比とならない（理論空燃比よりもリーン側にくる）ことを前述したが、エンジン冷間時に未燃分が増えた状態でも空燃比が理論空燃比となるようにＫＵＢを適合している。
【０２０１】
詳細には、冷却水温ＴＷだけをパラメータとしてＫＴＷを演算するのではなく、負荷と回転数をもパラメータとしてＫＴＷを演算するのは次の理由からである。従来のＫＴＷはアイドル条件でのエンジンの安定度を主に考慮し、高回転、高負荷側ではそもそも安定度は問題ないと考え、冷却水温だけに対して適合していたのであるが、実際には図４５に示したように、同一の冷却水温、同一の回転数でも吸入負圧（つまりエンジン負荷）が違えばＫＴＷに対する要求値も違ってくる。したがって、スロットルバルブ５が全閉位置にあるときの吸入負圧（たとえばＡ点の吸入負圧）でエンジン安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合したのでは、同じ冷却水温と回転数でもアクセルペダルを踏み込むことによりスロットルバルブ５が所定開度まで開いた状態での吸入負圧（たとえばＢ点の吸入負圧）になると、ＫＴＷが不足することになってしまうのである。同様にして、図４６のように同一の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なると、ＫＴＷに対する要求値が違ってくるので、スロットルバルブ５が全閉位置かつアイドル時の回転数（たとえばＣ点の回転数）でエンジン安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合したのでは、同じ冷却水温と吸入負圧でも高回転（たとえばＤ点の回転数）のときＫＴＷの精度が落ちる。なお、回転数に対する空燃比の特性は一様でなく、右上がりのときと左上がりのときの両方がある。
【０２０２】
なお、図４５は同じ燃料性状の燃料において、エンジン冷間時に冷却水温と回転数を一定に保ったまま吸入負圧を変化させたときのベース空燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の、また図４６は燃料性状が同じでありながらエンジン冷間時に冷却水温と吸入負圧を一定に保ったまま回転数を変化させたときのベース空燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の各特性を示したものである。
【０２０３】
そこで、重質ガソリン、軽質ガソリンのそれぞれに対して、たとえばアイドル時の吸入負圧と回転数の条件で冷却水温を相違させて水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を適合した後で、基本値ＫＴＷ０を適合したときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、エンジン安定度を満足する空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違させて水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＴＷを適合するのである。
【０２０４】
また、図４５に示したように、同一の冷却水温、同一の回転数でも吸入負圧が違えばＫＵＢに対する要求値が違ってくることから、Ａ点の吸入負圧で理論空燃比となるようにＫＵＢを適合したのでは、同じ冷却水温と回転数でもＢ点の吸入負圧になると、ＫＵＢが不足することになってしまい、また図４６のように、同一の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なればＫＵＢに対する要求値が違ってくることから、Ｃ点の回転数で理論空燃比となるようにＫＵＢを適合したのでは、同じ冷却水温と吸入負圧でもＤ点の回転数のとき、ＫＵＢの精度が低下するので、重質ガソリン、軽質ガソリンのそれぞれに対して、たとえばアイドル時の吸入負圧と回転数の条件で冷却水温を相違させて未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢＡＳを適合するとともに、基本値ＫＵＢＡＳを適合したときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、理論空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違させて未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＵＢを適合する。
【０２０５】
図４２、図４４にＲＫＴＷ、ＲＫＵＢの一例を示したが、ＲＫＴＷ、ＲＫＵＢの各特性はエンジンの機種毎に異なるので、最終的にはエンジンの機種毎に適合する。なお、図４５、図４６においては見やすくするためＡ点、Ｂ点やＣ点、Ｄ点から少し離してＫＴＷ、ＫＵＢを示している。したがって、冷却水温と吸入負圧、回転数が同一の条件でＫＵＢ＜ＫＴＷとなることはいうまでもない。
【０２０６】
上記の吸入負圧については、エアフローメータからの吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅより所定のマップを検索することにより求めることができる。吸入負圧を吸気マニホールドのコレクタ部に設けた圧力センサにより検出することもできる。また、吸入負圧に代えて、基本噴射パルス幅Ｔｐ（あるいはＱａ）を用いることもできる。
【０２０７】
未燃分増量補正係数ＫＵＢの時系列イメージを図２３に対応させて図４７に示す。軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時よりもＫＵＢＡＳの値（図４３のテーブル値）を小さく、かつＲＫＵＢの値（図４４のテーブル値）を小さくしているので、図４７のように軽質ガソリン使用時のＫＵＢは、重質ガソリン使用時のＫＵＢより小さくなる。つまり、燃料性状の判定を行っていないものでは、軽質ガソリンの使用時にも、重質ガソリンに対してマッチングしたテーブル値を用いることによる空燃比のリッチ化を招くのであるが、このように、軽質ガソリンの使用であることを判定したときは、次回の始動時のＫＵＢの演算に際して、重質ガソリン使用時よりも少ない値を軽質ガソリン用のＫＵＢとして演算することで、軽質ガソリンの使用時にも空燃比がリッチ側に偏ることがなくなるのである。
【０２０８】
次に、図４８（第６実施形態）に移ると、図４８では簡単のため図４０で示した負荷回転補正率ＲＫＴＷ、ＲＫＵＢを省略している。図４８において、第５実施形態の図４０と異なるのはステップ１４１、１４３であり、空燃比フィードバック制御を禁止する条件ではステップ１４１において冷却水温ＴＷと燃料性状推定値ＦＣとから図４９を内容とするマップを検索することにより、水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を演算し、その演算値をステップ１４２で水温増量補正係数ＫＴＷに移し、これに対して空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ１４３に進んで冷却水温ＴＷと燃料性状推定値ＦＣとから今度は図５０を内容とするマップを検索することにより、未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢＡＳを演算し、その演算値をステップ１４４で未燃分増量補正係数ＫＵＢに移している。図４９、図５０において同一の冷却水温、同一の燃料性状推定値ＦＣに対して、ＫＵＢＡＳの値のほうがＫＴＷ０の値より小さいことはいうまでもない。
【０２０９】
この第６実施形態によれば、連続値としての燃料性状推定値ＦＣに応じて、水温増量補正係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算に用いるデータ（マップ値）を割り付けているので、第５実施形態よりも、水温増量補正係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算精度が向上する。
【０２１０】
次に、図５１（第７実施形態）に移ると、図５１でも簡単のため図４０で示した負荷回転補正率ＲＫＴＷ、ＲＫＵＢを省略している。図５１において、第６実施形態の図４８と異なるのは、ステップ１０１、１５１〜１５４である。
【０２１１】
まずステップ１０１で燃料性状推定値ＦＣから図３５を内容とするテーブルを検索することにより、燃料性状補正値ＫＦＣを演算した後、空燃比フィードバック制御を禁止する条件ではステップ１５１で冷却水温ＴＷから図５２を内容とするテーブルを検索することにより、ＫＴＷ０（最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、これと上記のＫＦＣとを用いステップ１５２において、
【０２１２】
【数４３】
ＫＴＷ＝ＫＴＷ０×ＫＦＣ
の式により、水温増量補正係数ＫＴＷを計算する。
【０２１３】
これに対して空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ１５３、１５４において、ステップ１５１、１５２と同様にして冷却水温ＴＷから図５３を内容とするテーブルを検索することにより、ＫＵＢＡＳ（これも最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、
【０２１４】
【数４４】
ＫＵＢ＝ＫＵＢＡＳ×ＫＦＣ
の式により、未燃分増量補正係数ＫＵＢを計算する。
【０２１５】
第７実施形態では、たとえば最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンが使用されるときには、ＫＦＣが１．０より小さな値となるため、ＫＴＷ＜ＫＴＷ０、ＫＵＢ＜ＫＵＢＡＳとなることから、最重質ガソリンに対するＫＴＷ、ＫＵＢよりも小さなＫＴＷ、ＫＵＢが算出され、これによって、第６実施形態と同様に、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンに対しても、最適な水温増量補正係数と未燃分増量補正係数が与えられるのである。なお、最重質ガソリンの使用時は、ＫＦＣ＝１．０より、ＫＴＷ＝ＫＴＷ０、ＫＵＢ＝ＫＵＢＡＳとなり、従来装置と変わらない。
【０２１６】
この場合に、第７実施形態によれば、ＫＴＷ、ＫＵＢの演算に用いるデータを得るに際して図５２、図５３に示す特性を最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、第６実施形態の場合よりマッチングの工数を低減できる。
【０２１７】
前述の第１、第３、第４の各実施形態では噴射量補正量としての始動後増量補正係数ＫＡＳを対象として、また第５、第６、第７の各実施形態では噴射量補正量としての水温増量補正係数ＫＴＷおよび未燃分増量補正係数ＫＵＢを対象として、（Ａ）燃料性状切換フラグを用いる場合、（Ｂ）燃料性状推定値ＦＣを用いる場合、（Ｃ）燃料性状補正値ＫＦＣを用いる場合で説明したが、これに限られるものでない。たとえば、次の（１）、（２）の噴射量補正量や（３）、（４）の燃料噴射量を対象として、上記（Ａ）〜（Ｃ）の３つの場合とも適用できる。
【０２１８】
（１）低周波成分（壁流燃料）。
【０２１９】
（２）高周波成分（壁流燃料）。
【０２２０】
（３）始動時燃料噴射量。
【０２２１】
（４）加速時割り込み噴射量。
【０２２２】
以下では、（１）〜（４）を対象として（Ｃ）を適用する場合を項を分けて説明する。
（１）低周波成分が噴射量補正量の場合
（1-1）付着倍率Ｍｆｈｔｖｏの求め方
上記の付着倍率Ｍｆｈｔｖｏは、単位噴射弁部流量相当パルス幅当たり、かつ１シリンダ当たりの平衡付着量のことであり、これは上記の特開平１０−１８８８２号公報によれば、負荷（Ａｖｔｐ）と回転数Ｎｅと燃料付着部の温度予測値Ｔｆを用いて求めている。なお、燃料付着部の温度予測値Ｔｆの演算については、特開平１−３０５１４２号公報に詳しいので説明は省略する。
【０２２３】
Ｍｆｈｔｖｏの求め方について具体的に説明すると、これは、次のようにして演算している。まず、温度予測値Ｔｆの上下各基準温度ＴｆiとＴｆi+1（ｉは１から４（あるいは５）までの整数）に対する基準付着倍率データＭｆｈｔｆiとＭｆｈｔｆi+1を用い、Ｔｆ、Ｔｆi、Ｔｆi+1による補間計算で求める。たとえば、Ｍｆｈｔｆ1、Ｍｆｈｔｆ2と、基準温度Ｔｆ1、Ｔｆ2、現在の温度予測値Ｔｆを用いて
【０２２４】
【数４５】
Ｍｆｈｔｖｏ＝Ｍｆｈｔｆ1＋（Ｍｆｈｔｆ2−Ｍｆｈｔｆ1）
×（Ｔｆ1−Ｔｆ）／（Ｔｆ1−Ｔｆ2）
の式（直線補間計算式）によりＭｆｈｔｖｏを計算する。
【０２２５】
上記の基準付着倍率データＭｆｈｔｆiは
【０２２６】
【数４６】
Ｍｆｈｔｆi＝Ｍｆｈｑi×Ｍｆｈｎi
ただし、Ｍｆｈｑi：基準付着倍率負荷項、
Ｍｆｈｎi：基準付着倍率回転項、
の式により計算する。
【０２２７】
ここで、Ｍｆｈｑiはα−Ｎ流量Ｑｈ０と温度予測値Ｔｆを用い補間計算付きで所定のマップを検索して求める。なお、Ｑｈ０は絞り弁開度ＴＶＯと回転数Ｎｅから求められる絞り弁部の空気流量で、既に公知のものである。Ｍｆｈｎiは回転数Ｎｅから補間計算付きで所定のテーブルを検索して求める。Ｍｆｈｑiのマップ（図５４参照）とＭｆｈｎiのテーブル（図５５参照）は、後述するＫｍｆａｔのマップとＫｍｆｎのテーブルとともに、理論空燃比のときにマッチングしたデータが格納されている。また、図５４と後述する図５６の各マップは本来、冷却水温ＴＷに対してマッチングしたものであるが、このマップ検索する際に、冷却水温ＴＷに代えて温度予測値Ｔｆを用いるわけである。
【０２２８】
（1-2）分量割合Ｋｍｆの求め方
上記の分量割合Ｋｍｆは、平衡付着量Ｍｆｈに対して、現時点での付着量（予測変数）Ｍｆが単位周期当たり（たとえばクランク軸１回転毎）にどの程度の割合で接近するかの割合を表す係数のことであり、これは、上記の特開平１０−１８８８２号公報によれば、基本分量割合Ｋｍｆａｔと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎの積から演算している。
【０２２９】
ここで、Ｋｍｆａｔは温度予測値Ｔｆを用いて求める。たとえば、α−Ｎ流量Ｑｈ０と温度予測値Ｔｆとを用い、補間計算付きで所定のマップ（図５６参照）を検索する。Ｋｍｆｎは回転数Ｎｅから補間計算付きで所定のテーブル（図５７参照）を検索する。
【０２３０】
なお、基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎiと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎに添付されたｎは気筒番号としてのｎではなく、回転数Ｎｅを意味させている。
【０２３１】
（1-3）燃料性状の反映
低周波数成分を演算するのに用いる４つのデータ（基準付着倍率負荷項Ｍｆｈｑiのマップ値、基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎiのテーブル値、基本分量割合Ｋｍｆａｔのマップ値、分量割合回転補正率Ｋｍｆｎのテーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
（２）高周波成分が噴射量補正量の場合
上記の気筒別壁流補正量Ｃｈｏｓｎ1 の演算に用いる増量ゲインＧｚｔｗｐ、減量ゲインＧｚｔｗｍは、上記の特開平１０−１８８８２号公報によれば、水温ＴＷから図５８、図５９を内容とするテーブルを検索することにより求められる値である。したがって、Ｃｈｏｓｎ1 の演算に用いる２つのデータ（増量ゲインＧｚｔｗｐのテーブル値と減量ゲインＧｚｔｗｍのテーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
（３）始動時燃料噴射量が燃料噴射量の場合
（3-1）始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴの求め方
始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴは、特開昭７−６３０８２号公報等によれば、
【０２３２】
【数４７】
ＴＩＳＴ＝ＴＳＴ×ＫＴＳＴ×ＫＮＳＴ
ただし、ＴＳＴ ：始動時基本噴射パルス幅、
ＫＴＳＴ：時間補正係数、
ＫＮＳＴ：回転数補正係数、
の式により算出している。ＴＳＴ、ＫＴＳＴ、ＫＮＳＴは、図６０、図６１、図６２を内容とするテーブルを検索して求める値である。
【０２３３】
（3-2）燃料性状の反映
始動時燃料噴射パルス幅を演算するのに用いる３つのデータ（ＴＳＴ、ＫＴＳＴ、ＫＮＳＴの各テーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
（４）加速時割り込み噴射量が燃料噴射量の場合
（4-1）加速時割り込み噴射パルス幅の求め方
加速時割り込み噴射パルス幅ＩＪＳＥＴｎは、特開昭６４−３２４５号公報によれば、噴射弁部空気量相当パルス幅Ａｖｔｐの前回開噴射からの変化量であるΔＡｖｔｐｎ（ｎは気筒番号）を用いて、
【０２３４】
【数４８】
ＩＪＳＥＴｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｗｔｗｐ×Ｇｚｃｙｌｎ＋Ｔｓ
ただし、Ｇｗｔｗｐ：増量ゲインＧｚｔｗｐ、
Ｇｚｃｙｌｎ：気筒別補正率、
の式により算出している。
【０２３５】
ここで、Ｇｚｃｙｌｎ（ｎは気筒番号）が割り込み噴射が行われるサイクル位置から吸気行程までのクランク角差に応じて吸気系燃料の挙動が相違するので、これを考慮するため、図６３を内容とするテーブルを検索して求める値である。
【０２３６】
なお、ＳＰＩ（シングルポイントインジェクション）方式に対する演算式を記載してある特開昭６４−３２４５号公報に対して、数４８式は、ＭＰＩ（マルチポイントインジェクション）方式に書き換えたものである。
【０２３７】
（4-2）燃料性状の反映
加速時割り込み噴射パルス幅を演算するのに用いるデータ（Ｇｗｔｗｐ、Ｇｚｃｙｌｎの各テーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
【０２３８】
このようにして、低周波成分、高周波成分といった噴射量補正量や始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量といった燃料噴射量の演算に燃料性状補正値ＫＦＣを用いることで、各種の噴射量補正量や燃料噴射量の演算精度を高めることができ、これによって使用燃料の燃料性状が相違しても、適切な各種の噴射量補正量や燃料噴射量を与えることができるほか、各種の噴射量補正量や燃料噴射量の演算に用いるデータを得るに際して最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、マッチングの工数を低減できる。
【０２３９】
最後に、各種の噴射量や燃料噴射量は実施形態のものに限られるものでなく、燃料性状の影響を受けるものであれば、適用があることはいうまでもない。
【０２４０】
実施形態では、過渡時に燃料噴射量に対する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて、予めＥＣＭ上に構築したプラントモデルのパラメータを、基準燃料に対するプラントモデルである規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整することにより、使用燃料に対するプラントモデルを同定する場合で説明したが、これに限られるものでなく、燃料噴射量に代えて燃料供給量を用いることもできる。また、予測誤差が最小となるように調整するほか、予測誤差が小さくなるように調整することでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン制御の制御システム図。
【図２】燃料性状の推定に関係する制御システム図。
【図３】エンジンプラントモデルのブロック図。
【図４】燃料挙動のモデル図。
【図５】燃料挙動のパラレルパスブロック図。
【図６】排気モデル図。
【図７】入出力間の無駄時間を表す波形図。
【図８】無駄時間を分類した表図。
【図９】ＬＴＩシステムの一般的なブロック図。
【図１０】評価関数（評価規範）の特性図。
【図１１】ＡＲＸモデルの同定手法を示すフローチャート。
【図１２】モデル同定に必要な入力信号とその応答を示す波形図。
【図１３】同定結果と実データを重ねて示すボード線図。
【図１４】燃料性状の推定を説明するためのフローチャート。
【図１５】ＡＲＸモデルの同定を説明するためのフローチャート。
【図１６】燃料性状の切換判定を説明するためのフローチャート。
【図１７】始動後増量補正係数ＫＡＳの演算を説明するためのフローチャート。
【図１８】始動後増量水温補正値（初期値）の特性図。
【図１９】第２始動後増量補正係数（初期値）の特性図。
【図２０】始動後増量回転補正値の特性図。
【図２１】始動後増量減少時間割合の特性図。
【図２２】第２始動後増量減少時間割合の特性図。
【図２３】始動後増量補正係数ＫＡＳの時系列イメージを示す波形図。
【図２４】第２実施形態の燃料性状の切換判定を説明するためのフローチャート。
【図２５】第３実施形態の燃料性状の推定を説明するためのフローチャート。
【図２６】第３実施形態の燃料性状推定値の演算を説明するためのフローチャート。
【図２７】カットオフ周波数に対する燃料性状推定値の特性図。
【図２８】第３実施形態の始動後増量補正係数ＫＡＳの演算を説明するためのフローチャート。
【図２９】第３実施形態の始動後増量水温補正値（初期値）の特性図。
【図３０】第３実施形態の第２始動後増量補正係数（初期値）の特性図。
【図３１】第３実施形態の始動後増量回転補正値の特性図。
【図３２】第３実施形態の始動後増量減少時間割合の特性図。
【図３３】第３実施形態の第２始動後増量減少時間割合の特性図。
【図３４】第３実施形態の始動後増量補正係数ＫＡＳの演算を説明するためのフローチャート。
【図３５】第３実施形態の燃料性状補正値の特性図。
【図３６】第３実施形態の始動後増量水温補正値（初期値）の特性図。
【図３７】第３実施形態の始動後増量減少時間割合の特性図。
【図３８】第３実施形態の第２始動後増量補正係数（初期値）の特性図。
【図３９】第３実施形態の第２始動後増量減少時間割合の特性図。
【図４０】第３実施形態の水温増量補係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャート。
【図４１】第３実施形態の水温増量補係数の基本値の特性図。
【図４２】第３実施形態の水温増量補係数の負荷回転補正率の特性図。
【図４３】第３実施形態の未燃分増量補正係数の基本値の特性図。
【図４４】第３実施形態の未燃分増量補正係数の負荷回転補正率の特性図。
【図４５】吸入負圧に対する水温増量補係数と未燃分増量補正係数の適合を説明するための空燃比特性図。
【図４６】回転数に対する水温増量補係数と未燃分増量補正係数の適合を説明するための空燃比特性図。
【図４７】第３実施形態の未燃分増量補正係数ＫＵＢの時系列イメージを示す波形図。
【図４８】第４実施形態の水温増量補係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャート。
【図４９】第４実施形態の水温増量補係数の基本値の特性図。
【図５０】第４実施形態の未燃分増量補正係数の基本値の特性図。
【図５１】第５実施形態の水温増量補係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャート。
【図５２】第５実施形態の水温増量補係数の基本値の特性図。
【図５３】第５実施形態の未燃分増量補正係数の基本値の特性図。
【図５４】基準付着倍率負荷項の特性図。
【図５５】基準付着倍率回転項の特性図。
【図５６】基本分量割合の特性図。
【図５７】分量割合回転補正率の特性図。
【図５８】増量ゲインの特性図。
【図５９】減量ゲインの特性図。
【図６０】始動時基本噴射パルス幅の特性図。
【図６１】回転数補正係数の特性図。
【図６２】時間補正係数の特性図。
【図６３】気筒別補正率の特性図。
【図６４】第１の発明のクレーム対応図。
【図６５】第２の発明のクレーム対応図。
【図６６】第３の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
２ ＥＣＭ
３ Ａ／Ｆセンサ
７ 燃料噴射弁
１４ ＥＥＰＲＯＭ
１５ 燃料噴射量演算手段
２１ プラント同定部
２２ 燃料性状推定部
２３ トリガリング機能
２４ コントローラ
３１ プラントモデル
３７ 規範モデル
３８ 比較手段
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの燃料供給制御装置、特にガソリンエンジン用燃料の燃料性状を検出して、これを燃料供給量の演算に活かすようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
エンジンが不安定となる冷間始動時に、始動後増量補正係数により燃料増量を行い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジンを安定させるようにしたものがある（特開平６−１０５１２９号公報参照）。
また、始動後できるだけ早く空燃比フィードバック制御に入ったほうが三元触媒の活用される領域が拡大して排気性能が改善されるため、水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量が行われれている途中でもＯ2センサ出力が活性した段階で水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始するものがあり、このものでは、空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がリッチ側よりリーン側へと一気に変化して運転性が悪化するので、これを避けるため、未燃分増量補正係数により燃料増量を行うことによって、空燃比フィードバック制御の開始直後から実空燃比を速やかに理論空燃比付近へと収束させるようにしたものがある（特開平１０−１８８８３号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記の始動後増量補正係数による噴射量補正が必要となる理由は次の通りである。吸気ポートに臨んで設けられている燃料噴射弁で具体的に述べると、噴射弁からの噴射燃料は、その全てが噴霧のまま気流に乗ってシリンダに導入されるのではなく、吸気弁傘裏部や吸気ポート壁に付着して液状となる。この吸気ポート壁に付着した燃料は、液状のままポート壁をゆっくりと伝いつつシリンダに到達する。つまり、この分の燃料（壁流燃料）だけは燃料供給遅れが生じて空燃比がリーン側に傾いてしまうのである。
【０００４】
また、上記の未燃分増量補正係数による噴射量補正が必要になるのは、燃焼に寄与しない燃料分（つまり未燃分）があり、この分だけ空燃比がリーン側に傾くからである。ここで、未燃分には、たとえば燃焼せずにそのまま未燃ＨＣとして排出される燃料分やシリンダ内からピストンリングの隙間を介してクランクケース内に出てオイル中に溶け込む燃料分がある。上記の壁流燃料が、応答遅れがあるもののシリンダ内に必ず入ってそのほとんどが燃焼に寄与するの対して、未燃分は燃焼に寄与することがない点で、両者が区別されている。
【０００５】
この場合、壁流燃料や未燃分の量は、さらに燃料の性状（特に揮発性）にも依存し、揮発性が悪い燃料ほど壁流燃料や未燃分の量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違いによる燃料壁流や未燃分の量の差を考慮し、従来の各種噴射量補正では、市販されている燃料のうち最も揮発性の悪い燃料（最重質ガソリン）が使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定とならないようにマッチングされている。上記の始動後増量補正係数や未燃分増量補正係数であれば、始動後増量補正係数や未燃分増量補正係数を演算する際に用いるデータを最重質ガソリンに対してマッチングする。
【０００６】
しかしながら、最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されるときは、壁流燃料を対象とした噴射量補正量である場合にその噴射量補正量が大きくなり過ぎ、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチ側に傾くため、排気エミッション（特にＣＯ、ＨＣ）が悪くなる。また、未燃分を対象とした噴射量補正量である場合に最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されるときにも、その噴射量補正量が実質的に大きくなり、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチに傾くため、排気エミッション（特にＣＯ、ＨＣ）が悪くなる。
【０００７】
そこで本発明は、過渡時に燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて、予めＥＣＭ（エレクトロニックコントロールモジュール）上に構築したプラントモデルのパラメータを、基準燃料に対するプラントモデルである規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整することにより、使用燃料に対するプラントモデルを同定し、この同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルに対するカットオフ周波数とを比較することにより、使用燃料の燃料性状の推定を可能とするとともに、その推定結果を燃料供給量の演算に活かすことにより、燃料性状に応じた最適な燃料供給量を与えることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、図６４に示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段５１と、エンジンの排気空燃比を検出する手段５２と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段５３と、これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段５４と、この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する手段５５と、前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、このプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデルのカットオフ周波数ｆｃRefとを比較し、プラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref より高いとき、前記使用燃料の燃料性状は前記よりも軽質であると、またプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref より低いとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも重質であると推定する手段５６と、この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演算する手段５７とを設けた。
【０００９】
第２の発明は、図６５に示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段５１と、エンジンの排気空燃比を検出する手段５２と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段５３と、これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段５４と、この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する手段５５と、前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、このプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデルのカットオフ周波数ｆｃRefの差と、基準燃料の許容範囲とを比較し、プラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real と規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref よりも大きいとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも軽質であると、またプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real と規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が規範モデルのカットオフ周波数ｆｃ Ref より小さいとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも重質であると推定する手段６１と、この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演算する手段６２とを設けた。
【００１０】
第３の発明は、図６６に示すように、エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段５１と、エンジンの排気空燃比を検出する手段５２と、過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段５３と、これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段５４と、この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する手段５５と、前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、プラントモデルのカットオフ周波数に対する燃料性状推定値の特性を、プラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が前記規範モデルのカットオフ周波数より大きくなるほどより軽質であることを、またプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃ Real が前記規範モデルのカットオフ周波数より小さくなるほどより重質であることを表すように予め設定する手段７１と、前記演算されたプラントモデルのカットオフ周波数ｆｃRealからこの特性を検索することにより燃料性状推定値を演算する手段７２と、この燃料性状推定値に基づいて前記燃料供給量を演算する手段７３とを設けた。
【００１１】
第４の発明では、第１または第２の発明において前記燃料性状の推定結果を不揮発性メモリ（たとえばＥＥＰＲＯＭ）に記憶させておく。
【００１２】
第５の発明では、第３の発明において前記燃料性状推定値を不揮発性メモリ（たとえばＥＥＰＲＯＭ）に記憶させておく。
【００１３】
第６の発明では、第１の発明において前記燃料性状の推定が、前記規範モデルを重質ガソリンに対してマッチングした場合に、前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、前記重質ガソリンよりも軽質であると推定することである。
【００１４】
第７の発明では、第２の発明において前記燃料性状の推定が、前記規範モデルを市販されている燃料のうち揮発性が悪くもなく良くもないほぼ中間の燃料に対してマッチングした場合に、前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいとき、前記中間の燃料よりも軽質であると、また前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも小さいとき、前記中間の燃料よりも重質であると推定することである。
【００１５】
第８の発明では、第１または第２の発明において前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本燃料噴射量Ｔｐと噴射量補正量とからなる場合に、前記燃料性状の推定結果に基づいて噴射量補正量を演算する。
【００１６】
第９の発明では、第３の発明において前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本燃料噴射量Ｔｐと噴射量補正量とからなる場合に、前記燃料性状推定値に基づいて噴射量補正量を演算する。
【００１７】
第１０の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が始動後増量補正量（始動後増量補正係数ＫＡＳ）である。
【００１８】
第１１の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が水温増量補正量（水温増量補正係数ＫＴＷ）である。
【００１９】
第１２の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が未燃分増量補正量（未燃分増量補正係数ＫＵＢ）である。
【００２０】
第１３の発明では、第８または第９の発明において前記噴射量補正量が壁流補正量である。
【００２１】
第１４の発明では、第１３の発明において前記壁流補正量が低周波成分である。
【００２２】
第１５の発明では、第１３の発明において前記壁流補正量が高周波成分である。
【００２３】
第１６の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において前記燃料供給量が始動時噴射量（始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴ）である。
【００２４】
第１７の発明では、第１から第３までのいずれか一つの発明において前記燃料供給量が加速時割り込み噴射量（加速時割り込み噴射パルス幅ＩＪＳＥＴｎ）である。
【００２５】
第１８発明では、第１から第１７までのいずれか一つの発明おいて前記予測誤差が小さくなるように調整することが、予測誤差が最小となるように調整することである。
【００２６】
第１、第８、第９の発明ではプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように入出力データに基づいて調整することで、また第１８の発明ではプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が最小となるように入出力データに基づいて調整することでプラントモデルが同定される。このときのパラメータよりプラントモデルの伝達関数がわかり、これよりプラントモデルのカットオフ周波数が定まる。
【００２７】
ここで、規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、使用燃料が基準燃料よりも軽質であるときは、プラントモデルのカットオフ周波数のほうが基準燃料に対するよりも高くなる（この逆に、使用燃料が基準燃料よりも重質であるときは、プラントモデルのカットオフ周波数のほうが基準燃料に対するよりも低くなる）。これは、基準燃料よりも軽質の燃料のほうが基準燃料よりも燃料輸送遅れが小さくなるため、その燃料応答性が高くなり、基準燃料と比べ、高周波域まで応答ゲインを維持できるためである。
【００２８】
したがって、第１、第８、第９、第１４の発明によれば、プラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数とを比較することで、使用燃料の燃料性状を推定することが可能となる。たとえば、規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、同定したプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、また規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいとき、使用燃料は基準燃料よりも軽質であると推定すればよい。
【００２９】
このようにして、燃料性状を推定することが可能となると、この燃料性状の推定結果や燃料性状推定値に基づいて燃料供給量を演算することで、使用燃料の燃料性状に応じた燃料供給量を過不足なく与えることができる。
【００３０】
たとえば、燃料性状の判定を行っていないものでは、基準燃料よりも軽質の燃料使用時にも、基準燃料に対してマッチングしたデータを用いて始動後増量補正量、水温増量補正量、未燃分増量補正量、壁流補正量、低周波成分、高周波成分、始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量を演算したのでは、空燃比のリッチ化を招くのであるが、第１０、第１１、第１２、第１３、第１４、第１５、第１６、第１７の発明によれば、基準燃料よりも軽質の燃料使用時には、基準燃料の使用時よりも少ない量の始動後増量補正量、水温増量補正量、未燃分増量補正量、壁流補正量、低周波成分、高周波成分、始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量が与えられることから、基準燃料よりも軽質の燃料使用時にも空燃比がリッチ側に偏ることがなくなる。
【００３１】
第２の発明によれば、基準燃料に対するカットオフ周波数がバラツクことがあっても、燃料性状の推定を安定して行うことができる。
【００３２】
第３の発明によれば、燃料供給量の演算精度を高めることができる。
【００３３】
第４、第５の発明によれば、次回の運転時に始動当初より燃料性状の推定結果や燃料性状推定値を利用できる。
【００３４】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体で、吸入空気はエアクリーナから吸気管８を通ってシリンダに供給される。燃料は、運転条件に応じて所定の空燃比となるようにＥＣＭ２よりの噴射信号に基づき燃料噴射弁７からエンジン１の吸気ポートに向けて噴射される。
【００３５】
ＥＣＭ２にはクランク角センサ４からのＲＥＦ信号（４気筒では１８０°ごと、６気筒では１２０°ごとに発生する気筒を識別するための信号）と１°信号、エアフローメータ６からの吸入空気量信号、三元触媒１０の上流側（排気マニフォールド集合部）に設置した広域空燃比センサ（以下単に「Ａ／Ｆセンサ」という）３からの空燃比信号、水温センサ１１からの冷却水温信号、スロットルセンサ１２からの絞り弁５開度信号等が入力され、これらに基づいてＥＣＭ２では、吸入空気量Ｑａとエンジン回転数Ｎｅとから基本噴射パルス幅Ｔｐを演算するとともに、加減速時にはこのＴｐに過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを加算することによって壁流燃料に関する補正を行う。過渡補正量Ｋａｔｈｏｓは、加減速時に限らず、壁流燃料が大きく変化する始動時や燃料リカバー時、さらには後述する目標当量比Ｔｆｂｙａの切換時にも働く。
【００３６】
ＥＣＭ２ではまた、冷間始動時のエンジン安定性をよくしたり高負荷時の要求出力に応えるため目標当量比Ｔｆｂｙａを用いて燃料補正を行うほか、トランスミッションのギヤ位置センサ１３からのギヤ位置信号、車速センサ（図示しない）からの車速信号等に基づいて運転状態を判断しながら条件に応じてリーン空燃比と理論空燃比との制御を行う。排気管９には三元触媒１０が設置され、理論空燃比の運転時に最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。この三元触媒１０はリーン空燃比のときはＨＣ、ＣＯは酸化するが、ＮＯｘの還元効率は低い。しかしながら、空燃比がリーン側に移行すればするほどＮＯｘの発生量は少なくなり、所定の空燃比以上では三元触媒１０で浄化するのと同じ程度にまで下げることができ、同時に、リーン空燃比になるほど燃費が改善される。したがって、負荷のそれほど大きくない所定の運転領域においては目標当量比Ｔｆｂｙａを１．０より小さな値とすることによってリーン空燃比による運転を行い、それ以外の運転領域ではＴｆｂｙａを１．０とすることにより空燃比を理論空燃比に制御するのである。
【００３７】
このように目標当量比Ｔｆｂｙａは運転条件の変化に応じて切換わるのであるが、上記の過渡補正量ＫａｔｈｏｓをＴｆｂｙａ＝１．０（つまり理論空燃比）に対する値として計算しているのでは、出力空燃比域（このときＴｆｂｙａは１．０より大きい）からの減速時などＴｆｂｙａの切換時に過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに不足を生じて空燃比が一時的にオーバーリッチやオーバーリーンになり、制御空燃比の追従性が悪くなるので、これに対処するためＥＣＭ２では、平衡付着量Ｍｆｈを目標当量比Ｔｆｂｙａをもパラメータとして演算している。これを演算式で表すと、
Ｍｆｈ＝Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｔｆｂｙａ×ＣＹＬＤＲＮ＃
ただし、Ｍｆｈ ：全気筒トータルでの平衡付着量、
Ａｖｔｐ ：噴射弁部空気量相当パルス幅、
Ｍｆｈｔｖｏ ：付着倍率、
ＣＹＬＤＲＮ＃：シリンダ数、
である（特開平１０−１８８８２号公報参照）。そして、この平衡付着量（壁流燃料の平衡値のこと）Ｍｆｈと現時点での付着量Ｍｆとの差に分量割合Ｋｍｆを乗じる演算により、つまり
Ｖｍｆ＝（Ｍｆｈ−Ｍｆ）×Ｋｍｆ
の式により付着速度（単位周期当たりの付着量のこと）Ｖｍｆ（１サイクル毎の値）を計算し、平衡付着量Ｍｆｈが増加する場合（たとえば加速時）にはこれを過渡補正量Ｋａｔｈｏｓとし、
ＣＴＩｎ＝（Ａｖｔｐ×Ｔｆｂｙａ＋Ｋａｔｈｏｓ）×α×２＋Ｔｓ＋Ｃｈｏｓｎ1
ただし、Ｋａｔｈｏｓ：過渡補正量（１サイクル毎の値）、
α ：空燃比フィードバック補正係数、
Ｔｓ ：無効噴射パルス幅、
Ｃｈｏｓｎ1 ：気筒別壁流補正量（各気筒１サイクル毎の値）、
の式により、シーケンシャル噴射（４気筒ではエンジン２回転毎に１回、各気筒の点火順序に合わせて噴射）時に燃料噴射弁に与える実噴射パルス幅ＣＴＩｎを気筒別に計算する。なお、「１サイクル毎の値」とは、１ＲＥＦ信号の入力毎の値、「各気筒１サイクル毎の値」とは４ＲＥＦ信号（４気筒の場合）の入力毎の値である。ＣＴＩｎとＣｈｏｓｎ1の「ｎ」は気筒番号を表す。
【００３８】
ここで、上記の気筒別壁流補正量Ｃｈｏｓｎについて説明すると、壁流燃料には直接にシリンダに流入される分が少なく比較的応答の遅いもの（低周波成分という）と、直接にシリンダに流入される分が主で応答の速いもの（高周波成分という）とがあり、上記のＶｍｆが低周波成分を対象とする壁流補正量であるのに対して、Ｃｈｏｓｎは高周波成分を対象とする補正量である。つまり、Ｖｍｆだけでは高周波成分に対して対処不可能なため、高周波成分に対する補正量であるＣｈｏｓｎを導入する必要があるわけである。具体的には、前回噴射からの噴射弁部空気量相当パルス幅Ａｖｔｐの変化量であるΔＡｖｔｐｎを用いて、Ａｖｔｐが増えているとき（加速時）であれば、
Ｃｈｏｓｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｚｔｗｐ
ただし、Ｇｚｔｗｐ：増量ゲイン、
の式により、またＡｖｔｐが減少しているとき（減速時）は
Ｃｈｏｓｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｚｔｗｍ
ただし、Ｇｚｔｗｍ：減量ゲイン、
の式により計算し、これを気筒別に同期噴射の燃料噴射パルス幅に加算することによって、高周波成分に対する壁流補正を行っている。なお、上記の増量ゲインＧｚｔｗｐ、減量ゲインＧｚｔｗｍは水温補正を行うためのものである。また、ΔＡｖｔｐｎの最後に添付されているｎは、ＣＴＩｎの場合と同じに気筒番号を表す。
【００３９】
このように低周波成分に対する壁流補正量に加えて高周波成分に対する壁流補正量を導入しているものにおいても、Ｃｈｏｓｎの演算にＴｆｂｙａが考慮されていないのでは、特に出力空燃比域からの減速時などＴｆｂｙａの切換時にＣｈｏｓｎに不足を生じて一時的にオーバーリッチやオーバーリーンが生じるので、これに対処するためＥＣＭ２では、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎについてもＴｆｂｙａに応じた値としている（特開平１０−１８８８２号公報参照）。これを演算式で表すと、
Ｃｈｏｓｎ1＝（Ｋａｔｈｏｓ−Ｋａｔｈｏｓ-4Ref）×（Ｇｚｔｗｃ−１）／Ａ
ただし、Ｃｈｏｓｎ1 ：１サイクル目のＣｈｏｓｎ、
Ｋａｔｈｏｓ-4Ref：各気筒１サイクル前（４ＲＥＦ信号前）のＫａｔｈｏｓ、
Ｇｚｔｗｃ ：増量ゲインＧｚｔｗｐまたは減量ゲインＧｚｔｗｍ、
Ａ ：低周波成分の１サイクル目の応答ゲイン、
である。
【００４０】
なお、燃料カット（燃料カットを気筒別に行う場合と全気筒同時に行う場合とがある）を考慮して燃料リカバー時の壁流補正量（Ｃｈｏｓｎ1 、Ｖｍｆ）を計算することにより、目標当量比Ｔｆｂｙａの切換を伴う燃料リカバー時にも、最適な壁流補正量を与えるようにしてもかまわない（特開平１０−１８８８２号公報参照）。
【００４１】
一方、エンジンが不安定となる冷間始動時には、始動後増量補正係数ＫＡＳにより燃料増量を行い、空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とすることによってエンジンを安定させている（特開平６−１０１５２９号公報参照）。たとえば、後述する３６式によりＫＡＳを計算しており、このときのＫＡＳは、概略、スタータスイッチのＯＮ時の値を初期値としてスタータスイッチのＯＦＦタイミングより急な勾配で直線的に減少し、途中からはより緩やかな勾配となって減少し、最後に０になる値である。
【００４２】
また、始動後できるだけ早くＯ2センサ３出力に基づく空燃比フィードバック制御に入ったほうが、三元触媒１０の活用される領域が拡大して排気性能が改善されるため、水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量が行われれている途中でもＯ2センサ３出力が活性した段階でＫＴＷによる燃料増量を停止して空燃比フィードバック制御を開始しているのであるが、空燃比フィードバック制御の開始直後に実空燃比がリッチ側よりリーン側へと一気に変化して運転性が悪化するので、これを避けるため、未燃分増量補正量ＫＵＢによる燃料増量を行うことによって、空燃比フィードバック制御の開始直後から実空燃比を速やかに理論空燃比付近へと収束させている。
【００４３】
ここで、未燃分とは、燃焼に寄与しない燃料分のことで、たとえば燃焼せずにそのまま未燃ＨＣとして排出される燃料分やシリンダ内からピストンリングの隙間を介してクランクケース内に出てオイル中に溶け込む燃料分がある。壁流燃料が応答遅れがあるもののシリンダ内に必ず入ってほとんどが燃焼に寄与するの対して、未燃分は燃焼に寄与することがない点で、両者を区別している。
【００４４】
そして、これら未燃分増量補正係数ＫＵＢ、水温増量補正係数ＫＴＷと上記の始動後増量補正係数ＫＡＳとは、上記の目標当量比Ｔｆｂｙａの一部であり、たとえば、
Ｔｆｂｙａ＝Ｋｍｌ＋ＫＡＳ＋ＫＴＷ＋ＫＵＢ
ただし、Ｄｍｌ：燃空比補正係数、
の式により目標当量比Ｔｆｂｙａを算出している。
【００４５】
ここで、Ｋｍｌは、運転条件に応じた目標空燃比を定めるもので、エンジンの回転数と負荷をパラメータとするマップを検索することにより求められる。なお、目標空燃比の切換時にＫｍｌのマップ値を検索した上で所定のダンパ操作を行わせるものもある。
【００４６】
また、始動時には特別な燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴを設定している（特開平７−６３０８２号公報参照）。急加速時のように特に大きなトルクが要求されるときは、加速時割り込み噴射パルス幅ＩＪＳＥＴｎが演算され、同期噴射の途中でも割り込み噴射が行われることがある。
【００４７】
さて、上記の始動後増量補正係数ＫＡＳが必要となる理由は、壁流燃料の分だけの燃料供給遅れが生じてしまうからであるが、この壁流燃料量は、さらに燃料性状（特に揮発性）にも依存し、揮発性が悪い燃料ほど壁流燃料量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違いによる壁流燃料量差を考慮し、従来の各種噴射量補正（たとえば従来の始動後増量補正）では、最重質ガソリンが使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定とならないようにＫＡＳの演算に用いるテーブル値がマッチングされている。また、上記の未燃分増量補正係数ＫＵＢによる噴射量補正が必要になるのは、燃焼に寄与しない燃料分（つまり未燃分）があるからである。
【００４８】
この場合、壁流燃料や未燃分の量は、さらに燃料の性状（特に揮発性）にも依存し、揮発性が悪い燃料ほど壁流燃料や未燃分の量が多くなる。こうした燃料の揮発性の違いによる燃料壁流や未燃分の量の差を考慮し、従来の各種噴射量補正では、市販されている燃料のうち最も揮発性の悪い燃料（最重質ガソリン）が使用される場合でも、冷間時のエンジン回転が不安定とならないようにマッチングされている。上記のＫＡＳやＫＵＢであれば、ＫＡＳやＫＵＢを演算する際に用いるデータを最重質ガソリンに対してマッチングしておくわけである。
【００４９】
しかしながら、最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されるときは、壁流燃料を対象とした噴射量補正量である場合にその噴射量補正量が大きくなり過ぎ、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチ側に傾くため、排気エミッション（特にＣＯ、ＨＣ）が悪くなる。また、未燃分を対象とした噴射量補正量である場合に最重質ガソリンよりも揮発性の良い燃料が使用されたときにも、その噴射量補正量が実質的に大きくなり、これによって最重質ガソリン使用時よりも空燃比がリッチに傾くため、燃費が悪くなる。
【００５０】
そこで、壁流燃料や未燃分の量が多い領域での過渡時に、燃料噴射量に対する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて予めＥＣＭ２上に構築したプラントモデルのパラメータを、規範モデルとの推定誤差が最小となるように調整することによりプラントモデルを同定し、前記調整されたパラメータに基づいてプラントモデルのカットオフ周波数を求め、これと基準燃料（Ｒｅｆ燃料）に対するプラントモデルである規範モデルのカットオフ周波数とを比較することにより、燃料性状を推定し、この推定した燃料性状に応じて始動後増量補正係数や未燃分増量補正係数を演算する。
【００５１】
ＥＣＭ２で実行されるこの最適化制御を次に説明する。
【００５２】
図２は最適化制御の制御システムのブロック図である。
【００５３】
本制御システムは大きく分けて、プラント同定部２１、燃料性状推定部２２、トリガリング機能２３、コントローラ２４から構成されている。
【００５４】
図２を用いて制御の概要を説明し、その後にプラント同定について詳述する。
【００５５】
まず、プラント同定部２１の主な構成要素は、プラントモデル３１、誤差検出手段３２、最適化計算手段３３、入力（実噴射パルス幅）のバッファリング手段３４、出力（排気空燃比）のバッファリング手段３５からなっており、エンジンパラメータより判定されたトリガより、実噴射パルス幅ＣＴＩnおよびＡ／Ｆセンサ３出力電圧をサンプリングし、それぞれをプラントモデル３１の入出力信号としてその領域においてのプラントモデル３１の同定を行う。モデルの形式（次数）は予め物理モデルから設定してあり、実際の入出力信号に対して最適となるようにモデルパラメータを調整している。
【００５６】
ここで、プラントモデル３１は、燃料挙動特性を分母２次、分子２次の２次遅れ系モデル、排気動特性を分母１次の１次遅れ系モデルとした離散系カスケード結合のモデル（分母３次、分子３次の物理モデル）である。同定手法は最も一般的であるＡＲＸモデルを用いた一括処理最小２乗法としている。
【００５７】
燃料性状推定部２２は、基準燃料（Ｒｅｆ燃料）に対するプラントモデルである規範モデル３７、カットオフ周波数比較手段３８からなり、プラント同定部２１により同定されたプラントモデル３１のカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデル３７のカットオフ周波数ｆｃRefとを比較手段３８において比較することにより燃料性状を判定する。
【００５８】
ここでは、説明の簡単化のため、使用燃料が２種類しかない場合（揮発性の悪い方の燃料を重質ガソリン、揮発性の良いほうの燃料を軽質ガソリンとする）で説明すると、重質ガソリンに対してマッチングした規範モデルを用いた場合、同定したプラントモデル３１のカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、軽質ガソリンが使用されていると判定できる。これは、軽質ガソリンのほうが重質ガソリンより燃料輸送遅れが小さくなるため、軽質ガソリンのほうが燃料応答性が高くなり、重質ガソリンと比べ、高周波域まで応答ゲインを維持できるためである。なお、燃料性状の推定前には、燃料性状の判定値を重質ガソリンに初期設定しておく。
【００５９】
本制御では１トリップ（エンジンの運転の開始から停止まで）の間にたとえば１回、燃料性状を推定し、その推定結果を不揮発性メモリ（本実施形態においてはＥＥＰＲＯＭ１４、図１参照）に記憶させておき、コントローラ２４により次回始動時の燃料制御に反映させる。
【００６０】
トリガリング機能２３は、プラント同定に必要な入出力信号をサンプリングするとともに、プラント同定を開始するトリガを発生させる条件を判定するものである。
【００６１】
ここで、一般的にシステムを同定するためには、広い帯域の周波数を含んだ入力が必要である。エンジンにおいては、Ｍ系列等の入力を生成するのは現実的でないので、入力がステップ的に変化する点をサンプリングトリガとする。また、ＥＧＲ（排気還流）やスワールコントロール等、燃料挙動に大きく影響を及ぼす条件も排除する必要がある。上記のような条件が、同定するときのモード中に存在するかまたは同定用入力信号を生成する必要がある。
【００６２】
コントローラ２４は、具体的には始動後増量補正係数調整手段で、１トリップ中に推定された燃料性状に応じて、次回の始動直後の始動後増量補正量ＫＡＳを適切な値とする。調整する項目はＫＡＳの初期値と減衰割合である。
【００６３】
ここでは、前述のように制御の簡略化のため、重質ガソリン用か軽質ガソリン用かの２値切換で説明するが（したがって、始動後増量補正係数調整手段は始動後増量補正係数切換手段４０となる）、燃料性状の分離性能とエンジンの要求から燃料性状の切換の段数を決定すればよい。
【００６４】
燃料噴射量演算手段１５は、前述したＶｍｆ、ＣＴＩｎ、Ｃｈｏｓｎ1を演算するものである。
【００６５】
次に、プラントモデル３１の同定について、項を分けて詳述する。
【００６６】
１．プラントモデル
燃料性状を推定するためには、エンジンのダイナミクスから燃料挙動のダイナミクスだけを抽出する必要がある。４サイクルエンジン（プラント）は、図３に示すような要素から構成されると考えられる。観測できる入出力は吸入空気量Ｑａに基づいて基本噴射パルス幅Ｔｐを演算し、これに各種補正を行って求めた実噴射パルス幅ＣＴＩｎ（ただし、始動時は始動時噴射パルス幅ＴＩＳＴ、加速時割り込み噴射時はＩＪＳＥＴｎ）と、Ａ／Ｄ変換された排気マニフォールド集合部のＡ／Ｆセンサ出力値である。この入出力より得られるプラントモデルは、
１．１：燃料挙動モデル（無駄時間＋遅れ系）、
１．２：排気モデル（無駄時間＋遅れ系）および
１．３：各種演算および燃焼サイクルに依存する無駄時間
の３つより構成される。
【００６７】
１．１燃料挙動モデル
燃料噴射弁から噴射される燃料の挙動は、図４のようにモデル化でき、その数学モデルは次のように表される。
【００６８】
【数１】
Ｆfc＝(１−ｋWW)・Ｆfi＋Ｆfe
Ｆfe＝ｅ-t/TWW・ｋWW・Ｆfi／ＴWW
ＧWW(ｓ)＝(１−ｋWW)＋ｋWW／(ｓＴWW＋１)
ただし、ＧWW：燃料挙動の伝達関数、
Ｆfi：燃料噴射分、
Ｆfe：燃料蒸発分、
Ｆfc：シリンダ吸入燃料、
ｋWW：付着率、
ＴWW：蒸発の時定数、
この数学モデルは、一つの時定数（ＴWW）および一つのゲイン（ｋWW）で表されているが、燃料の振る舞いには、一般的に燃料の付着、蒸発による時定数と、シリンダ吸入遅れによる時定数とがあり、前述の表現でいえば、応答が遅いほうが低周波成分、応答が速いほうが高周波成分である。
【００６９】
そこで、応答の異なる２種燃料の挙動に対しては、数１式の数学モデルを並列結合すればよい。このときの数学モデルは次のように表せる。
【００７０】
【数２】
Ｔ1 ：低周波成分の時定数、
Ｔ2 ：高周波成分の時定数、
ｋ1 ：低周波成分のゲイン、
ｋ2 ：高周波成分のゲイン、
Ａ1 ：ｅ-Tsample/T1、
Ａ2 ：ｅ-Tsample/T2、
Ｂ1 ：ｋ1、
Ｂ2 ：ｋ2、
数２式において、１番目の式（連続値系）を離散値系に変換したものが２番目の式、この２番目の式にｚ＝ｅsTsampleを代入して整理したものが３番目の式である。また、３番目の式をブロック図で示したのが図５である。
【００７１】
なお、燃料挙動に伴う無駄時間については燃料挙動の数学モデルに取り込まず、出力信号を時系列的にオフセットさせることで、モデル次数の上昇を抑える（詳細は１．３で後述する）。
【００７２】
１．２排気モデル
排気モデルは、図６のように各気筒毎の排気ダイナミクス、排気マニフォールド集合部におけるガス混合ダイナミクス、センサ特性の３要素から構成されると考える。これらを総合すると、「無駄時間＋遅れ系」の物理モデルで表すことができる。遅れ系としては、排気ガス輸送遅れ＋ガス混合遅れ＋センサ応答遅れが考えられ、それぞれが１次遅れ以上のモデルである。ただし、今回はオンボードで（ＥＣＭ２上で）プラントモデルを同定することを考えると、なるべく高次となることを避ける必要があり、排気モデルとして１つの時定数で代表し、次のように１次遅れ系の数学モデルで記述する。
【００７３】
【数３】
Ｇex(ｓ)＝１／(ｓＴex＋１)
Ｇex(ｚ)＝(１−ｅ-Tsample/Tex)／(ｚ−ｅ-Tsample/Tex)
Ｇex(ｚ)＝(１−Ａ3)／(ｚ−Ａ3)
ただし、Ｇex ：排気動特性の伝達関数、
Ｔex ：蒸発時定数、
Ｔsample：サンプル周期、
Ａ3 ：ｅ-Tsample/Tex、
数３式においても、１番目の式を離散値系に変換したものが２番目の式、２番目の式にｚ＝ｅsTsampleを代入して整理したものが３番目の式である。
【００７４】
また、無駄時間については、燃料挙動モデルと同様に時系列的にオフセットさせることとし、排気モデルに取り込まない（１．３で後述する）。
【００７５】
１．３無駄時間モデル
本プラントモデル３１は、入力に実噴射パルス幅ＣＴＩｎ、出力にＡ／Ｆセンサ３出力電圧読み込み値とおいているため、図３に示したように、実噴射パルス幅ＣＴＩｎを演算してからＡ／Ｆセンサ出力値をＥＣＭ２が読み込むまでにはいくつかの無駄時間（図では「Delay」で表示）が存在する。そこで、改めて入出力間の無駄時間を図７に詳細に示す。
【００７６】
ここで、各無駄時間を説明する。
【００７７】
１）Delay１：噴射量演算から実噴射タイミングまでのディレイ、
実噴射パルス幅ＣＴＩｎは１０ｍｓ毎に演算しており、実際に燃料を噴射するタイミングまでは必ずしも毎サイクル同一ではない。そこで演算された噴射タイミング（燃料噴き始め）角度とそのときの回転数より、パルス幅演算タイミングからの時間を算出することにより無駄時間Delay１を求める。
【００７８】
２）Delay２：実噴射タイミングからＩＶＯ（吸気弁開）までのディレイ、
これは、燃料を噴射し、吸気弁が開いて燃料がシリンダに吸入されるまでの時間である。本ディレイは燃料挙動特性により決まり、各運転条件および燃料性状によって設定する。たとえば、市販されている燃料のうち揮発性がほぼ中間の燃料を用いて、各運転条件（たとえばエンジン回転数と負荷）毎に燃料をステップ的に変化させて実際に応答時間を計測しながら適切な値を設定する。
【００７９】
３）Delay３：ＩＶＯからＥＶＯ（排気弁開）まで（吸入→圧縮→燃焼→排気）のディレイ、
これは、燃料が吸気弁よりシリンダ内に吸入され、燃焼ガスが排気弁から排出されるまでの時間である。このディレイは回転数およびカムプロフィールから求めることができ、設計仕様より求められる。
【００８０】
４）Delay４：燃焼ガスが排気弁を出てからＡ／Ｆセンサに到達するまでのディレイ、
これは、シリンダ内の燃焼ガスが排気弁より排出されてから排気管を通りＡ／Ｆセンサ部に到達するまでの時間である。排気の流速（回転数、負荷等に依存）と排気長さ、Ａ／Ｆセンサ取り付け位置等によって設定する。なお、計算が複雑になるが、運転条件およびハードスペックから求めてもよい。
【００８１】
５）Delay５：センサ応答ディレイ、
これは、Ａ／Ｆセンサ部にガスが到達してからＡ／Ｆセンサが電圧を出力するまでの時間である。Ａ／Ｆセンサ自体は酸素量が変動すると、数ｍｓで反応するが、センサカバーによるガス混合遅れが支配的であり、その時間はセンサカバーの形状により大きく異なる。このため、本ディレイはDelay４と同様にして適切な値を設定する。
【００８２】
６）Delay６：センサ出力値をＡ／Ｄ変換しＥＣＭ２に取り込むまでのディレイ、
これは、Ａ／Ｆセンサが出力する電圧をＥＣＭ２に取り込むためにＡ／Ｄ変換を行うことによるディレイである。現在のハード構成ではＡ／Ｆセンサ３のＡ／Ｄ変換は２ｍｓ毎に行っており、最大無駄時間は２ｍｓである。
【００８３】
７）Delay７：センサ出力値をメモリにバッファリングするまでのディレイ、
Ａ／Ｆセンサ出力値を１０ｍｓでサンプリングする場合に、サンプリングタイミングによっては最大１０ｍｓの無駄時間が生じるおそれがある。このため２ｍｓでＡ／Ｄ変換した値より算出した応答開始からサンプリングタイミングまでの無駄時間をDelay７として算出する。
【００８４】
８）Delay８：バラツキ分、
これは、Delay１〜７より求めた無駄時間以外に生じるバラツキ分である。機種間バラツキや適合のバラツキ等が考えられ、運転毎にも不確定であるため、Delay１〜７経過後の空燃比信号の立ち上がりを判定し決定する。
【００８５】
これで、各無駄時間の説明を終える。
【００８６】
上記のDelay１〜８を分析すると、無駄時間は
▲１▼運転条件により決定する項、
▲２▼演算タイミングより決定する事項、
▲３▼燃料性状等により変動する項
に分類することができる（図８参照）。よって、実際の無駄時間は、次の式で表すことができる。
【００８７】
２．１同定するモデルの作成
実際のエンジンは強い非線形性を有するが、本制御では、ある動作点近傍では線形でありかつ時不変である、いわゆる線形時不変システム（ＬＴＩ：Linear Time-Invariant System）であると仮定する。
【００８８】
また、離散時間系ＬＴＩシステムを、Ｚ領域ではなく時間領域で入出力を記述するため、シフトオペレータｑ-1を以下のように定義する。
【００８９】
【数４】
ｑ-1ｘ(ｋ)＝ｘ(ｋ−１)
ただし、離散時間＝ｋＴ（Ｔ：サンプリング周期、ｋ＝０，１，２，・・・）である。
【００９０】
これを用いて、離散値系の入力ｕ(ｔ)、出力ｙ(ｔ)のシステム伝達関数を記述すると、
【００９１】
【数５】
ｙ(ｋ)＝Ｇ(ｑ，θ)・ｕ(ｋ)
となる。θはモデルを記述するパラメータにより構成される。しかし、これは理想的な入出力であり、外部からの雑音を考慮すると、
【００９２】
【数６】
ｙ(ｋ)＝Ｇ(ｑ，θ)・ｕ(ｋ)＋Ｈ(ｑ，θ)・ｗ(ｋ)
と記述できる。ここで、Ｈ(ｑ，θ)は雑音モデルであり、一般的な離散時間系ＬＴＩシステムは、数６式で表すことができる。同システムのブロック図は図９である。
【００９３】
ここで、同システムの伝達関数Ｇ(ｑ)は、数２式の３番目の式と数３式の３番目の式の積であり、さらにＺ-1で記述されたものをシフトオペレータｑ-1で記述したものとなって、
【００９４】
【数７】
【００９５】
【数８】
Ｇ(ｑ，θ)＝Ｂ(ｑ，θ)／Ａ(ｑ，θ)
の式で定義すると、システムの出力値ｙ(ｋ)は、
【００９６】
【数９】
ｙ(ｋ，θ)＝｛Ｂ(ｑ，θ)／Ａ(ｑ，θ)｝・ｕ(ｋ)＋Ｈ(ｑ，θ)・ｗ(ｋ)
と表すことができる。このように、同定するモデルとしては、プラントモデルであるＧ(ｑ)と、雑音モデルであるＨ(ｑ)を適切な形としたものとを組み合わせたものを採用する。
【００９７】
２．２同定手法
数６式で定義した離散時間系ＬＴＩシステムにおいて、時刻(ｋ−１)までに測定された入出力データに基づいた出力ｙ(ｋ)の一段先予測値ｙ(ｋ｜θ)は、
【００９８】
【数１０】
ｙ(ｋ｜θ)＝［１−Ｈ-1(ｑ，θ)］ｙ(ｋ)＋Ｈ-1(ｑ，θ)Ｇ(ｑ，θ)ｕ(ｋ)
の式で表される。これにより、時刻ｋにおける出力を(ｋ−１)までに取得したデータで記述することができる。
【００９９】
予測誤差ε(ｋ｜θ)は
【０１００】
【数１１】
ε(ｋ｜θ)＝ｙ(ｋ)−ｙ(ｋ｜θ)
の式で表すことができる。
【０１０１】
さて、パラメータ推定のための評価規範ＪN(θ)として、
【０１０２】
【数１２】
【０１０３】
【数１３】
【０１０４】
一般的に同定手法には様々な手法が提案されているが、エンジンのようなものは間欠的なイベント（燃焼サイクル等）であり、非常に非線形性が強い制御対象である。しかしながら、本制御ではアルゴリズムの簡略化のため、動作点周りでは線形時不変（ＬＴＩ）システムであると仮定している。
【０１０５】
今回は演算量の少なさ、同定精度、対外乱性能を考慮し、線形モデルの同定手法の代表的なものである「パラメトリックモデル同定であるＡＲＸモデルを用いた一括同定手法」を採用する。
【０１０６】
２．３ＡＲＸモデルの同定手法
ＡＲＸモデルは式誤差モデルと呼ばれ、次のように差分方程式の右辺に外乱項ｅ(ｋ)（ＡＲＸモデルでは白色雑音として仮定しており、ｗ(ｋ)とする）が入っている。
【０１０７】
【数１４】
ｙ(ｋ)＋ａ1・ｙ(ｋ−１)＋・・・＋ａna・ｙ(ｋ−ｎａ)＝ｂ1・ｕ(ｋ−１)＋・・・＋ｂnb・ｕ(ｋ−ｎｂ)＋ｅ(ｋ)モデルを記述するパラメータベクトルθは、
【０１０８】
【数１５】
θ＝［ａ1，・・・，ａna，ｂ1，・・・，ｂnb］T
となる。データベクトル（回帰ベクトル）ψ(ｋ)を、
【０１０９】
【数１６】
ψ(ｋ)＝［−ｙ(ｋ−１)，・・・，−ｙ(ｋ−ｎａ)，ｕ(ｋ−１)，・・・，ｕ(ｋ−ｎｂ)］T
と定義すると、出力ｙ(ｋ)は次式のように表現できる。
【０１１０】
【数１７】
ｙ(ｋ)＝θTψ(ｋ)＋ｗ(ｋ)
ＡＲＸモデルの一段先予測値ｙ(ｋ｜θ)は、数１０式より求めると、θに関して線形であり、
【０１１１】
【数１８】
ｙ(ｋ｜θ)＝θTψ(ｋ)
と表される。このときの予測誤差ε(ｋ，θ)は、
【０１１２】
【数１９】
ε(ｋ，θ)＝ｙ(ｋ)−θTψ(ｋ)
と表わすことができる。この線形回帰モデルに対して最小２乗法を適用すると、スカラ値関数ｌ(ｋ，θ，ε(ｋ，θ))は、
【０１１３】
【数２０】
ｌ(ｋ，θ，ε(ｋ，θ))＝ε2(ｋ，θ)
となり、パラメータ推定の評価規範ＪN(θ)は、
【０１１４】
【数２１】
【０１１５】
【数２２】
【数２３】
ＪN(θ)＝ｃ(Ｎ)−２θTｆ(Ｎ)＋θTＲ(Ｎ)θ
とおくことができる。
【０１１７】
ただし、数２３式のｃ(Ｎ)、ｆ(Ｎ)、Ｒ(Ｎ)は次の通りである。
【０１１８】
【数２４】
【数２５】
【数２６】
【０１２１】
【数２７】
【０１２２】
【数２８】
【０１２３】
なお、上記の正定値行列の条件には次の３つがある。
【０１２４】
１）同定対象がｎ次の場合は、入力信号ｕ(ｋ)はｎ個以上の正弦波を含んでいなければならない（ステップ入力信号に十分な周波数成分を含ませる）。
【０１２５】
２）同定対象は安定である（エンジンは定常では安定系と考えて差し支えない）。
【０１２６】
３）同定対象は可観測である。すなわち、Ａ(ｑ，θ)とＢ(ｑ，θ)は共通因子を持たない（本モデルは離散系であるためＢ(ｑ，θ)のほうが次数が高いが問題なし）。
【０１２７】
２．４実際のＡＲＸモデルの同定
本モデルは、数７式より分母３次、分子３次の離散系モデルであり、
【０１２８】
【数２９】
Ａ(ｑ)＝１＋ａ1・ｑ-1＋ａ2・ｑ-2＋ａ3・ｑ-3
【０１２９】
【数３０】
Ｂ(ｑ)＝ｂ1・ｑ-1＋ｂ2・ｑ-2＋ｂ3・ｑ-3
と表すことができる。よってパラメータベクトルθおよびデータベクトルψ(ｋ)は、以下のように表すことができる。
【０１３０】
【数３１】
θ＝［ａ1，ａ2，ａ3，ｂ1，ｂ2，ｂ3］T
【０１３１】
【数３２】
ψ(ｋ)＝［−ｙ(ｋ−１)，−ｙ(ｋ−２)，−ｙ(ｋ−３)，
ｕ(ｋ−１)，ｕ(ｋ−２)，ｕ(ｋ−３)］T
エンジン回転数が1200rpm時のサンプリング総数ＮをＮ＝128（1280ｍｓ）とすると、数２４式〜数２６式は、
【０１３２】
【数３３】
【数３４】
【数３５】
【０１３５】
２．５プラントモデル同定に必要な入力信号
システムの同定を行うためには、入力信号が、対象のもつ全てのモードを励起している必要がある。つまり、入力信号が多数の周波数成分を含んでいる必要がある。システムの同定においては、理想的には白色性入力が望ましいが、実際には疑似白色２値信号（Ｍ系列）が用いられる。しかし、エンジンの壁流応答のようなものでは、有効な周波数帯域は非常に低いところであり（応答が遅い）、Ｍ系列のような入力を加えてもほとんど応答波形を得ることができない。そこで、ステップ入力を与えることにより得られる波形（図１２参照）をもとに、システムを同定する。なお、ステップ入力のラプラス変換は１／ｓであるので、周波数ゲインは周波数に対して反比例で減少するため、パワースペクトルより有効な周波数域を決めておく必要がある。
【０１３６】
２．６実験結果
このようにして求めたパラメータθを用いれば、システムの伝達関数Ｇ(ｑ，θ)が定まるので、同定結果と実データを重ねたボード線図を図１３に示す（燃料性状が軽質であるほどカットオフ周波数が高くなる傾向がある）。実験結果によれば、吸気ポートに設けたスワールコントロールバルブが開状態、エンジン回転数が1200rpm近傍、冷却水温が４０℃近傍かつ低負荷域において±３σで燃料性状の異なる２つのガソリンを分離することができた。
【０１３７】
これで、項分け説明を終える。
【０１３８】
次に、ＥＣＭ２で実行される制御内容を、フローチャートにしたがって説明する。
【０１３９】
図１４は燃料性状を推定するためのもので、一定時間毎（１０ｍｓ毎）に実行する。ここでは、図１４をメインルーチン、図１５、図１６を図１４のサブルーチンとして構成しており、したがって、以下ではメインルーチンの説明途中でサブルーチンのあるステップになると、サブルーチンを説明する。
【０１４０】
図１４においてステップ１では燃料性状判定済みフラグをみる。まだ燃料性状を判定していないときは、ステップ２以降に進む。
【０１４１】
ステップ２〜６は排気の空燃比（出力データ）をサンプリングする部分である。ステップ２では、Ａ／Ｆセンサ３で検出される空燃比を読み込み、ステップ３でこの空燃比の読み込み数（サンプリング数）Ｓ１とサンプリング総数Ｎ（たとえば128）を比較する。Ｓ１≦Ｎであるときは、ステップ４に進んで、空燃比をバッファリングして今回の処理を終了する。Ｓ１＞Ｎとなる前はステップ２、４の処理を繰り返す。
【０１４２】
Ｓ１＞Ｎとなったタイミングでステップ３よりステップ５に進む。このとき、バッファにはＮ個の出力データが格納されている。たとえば、今回値をｙ(１)に、前回値をｙ(２)に、２回前の値をｙ(３)に、・・・、Ｎ−１回前の値をｙ(Ｎ)にというようにして、合計でＮ個の出力データが格納されている。
【０１４３】
ステップ５、６ではＮ回前の出力データをバッファから捨て、今回読み込んだ空燃比をバッファリングする。つまり、今回値をｙ(１)に格納する。なお、過去の出力データは１回ずつ古い側にシフトして格納されることはいうまでもない。
【０１４４】
図示しないが、ステップ応答時の実噴射パルス幅ＣＴＩｎ（入力データ）も、今回値をｕ(１)に、前回値をｕ(２)に、２回前の値をｕ(３)に、・・・、Ｎ−１回前の値をｕ(Ｎ)にというようにして合計でＮ個の入力データが格納されており、これらの入力データと上記の出力データとは前述した遅れ時間を考慮して対応付けられる。
【０１４５】
ステップ７、８では、これらＮ個ずつの入出力データを用いて実噴射パルス幅がステップ変化したときの排気空燃比の応答波形を解析し、その解析結果から使用燃料の燃料性状を推定する。
【０１４６】
ここで、「排気空燃比の応答波形の解析」とは、前述の表現によれば、入出力データに基づいてＡＲＸモデル（プラントモデル）のパラメータθを規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整してＡＲＸモデルを同定することである。そこでＡＲＸモデルの同定を図１５のサブルーチンにより、また燃料性状の推定について図１６のサブルーチンにより説明する。
【０１４７】
まず図１５において、ステップ２１では、バッファにある入出力データ（入力についてｕ(１)〜ｕ(128)、出力について−ｙ(１)〜−ｙ(128)）より数３２式を用いてデータベクトルψ(ｋ)を作成する。
【０１４８】
ステップ２２ではこのデータベクトルψ(ｋ)から上記の数３３式を用いてＲ(Ｎ)を、またステップ２３では出力データｙ(ｋ)とこのデータベクトルψ(ｋ)から上記の数３４式を用いてｆ(Ｎ)を演算し、これらＲ(Ｎ)、ｆ(Ｎ)からステップ２４において上記の数２８式を用いてモデルパラメータθを演算する。
【０１４９】
次に、図１６に移り、このようにして求めたモデルパラメータθからステップ３１において離散時間系ＬＴＩシステムの伝達関数Ｇ(ｑ，θ)を演算する（θから上記の数２９式、数３０式を用いてＡ(ｑ)、Ｂ(ｑ)を作成し、この２つよりＧ(ｑ，θ)（＝Ｂ(ｑ)／Ａ(ｑ)）を算出する）。
【０１５０】
このシステム伝達関数Ｇ(ｑ，θ)からステップ３２においてＡＲＸモデルのカットオフ周波数ｆｃRealを演算する。ステップ３３ではこのカットオフ周波数ｆｃRealと規範モデルのカットオフ周波数ｆｃRefを比較する。
【０１５１】
ここで、基準燃料に重質ガソリンを用いているので、軽質ガソリンが使用されていればｆｃReal＞ｆｃRefとなり、重質ガソリンが使用されているときはｆｃR eal≦ｆｃRefとなる。したがって、ｆｃReal＞ｆｃRefのとき（軽質ガソリンの使用時）はステップ３４に進んで燃料性状切換フラグ＝１とし、これに対して、ｆｃReal≦ｆｃRefのとき（重質ガソリンの使用時）は、ステップ３３よりステップ３５に進んで燃料性状切換フラグ＝０とする。
【０１５２】
このようにしていずれの燃料が使用されているのかの判定が終了したら、図１４のステップ９に進み、燃料性状切換フラグの値（燃料性状の判定結果）をＥＥＰＲＯＭに格納したあと、ステップ１０において燃料性状判定済みフラグ＝１とする。この燃料性状判定済みフラグ＝１の処理により、次回以降は、図１４のステップ２以降に進むことができない（燃料性状の判定回数が１回だけとなる）。
【０１５３】
このようにして燃料性状の判定が可能になると、燃料噴射量の各種補正量や始動時燃料噴射量を燃料性状の違いに応じて与えることができる。これを具体的にＫＡＳの場合で説明する。
【０１５４】
図１７は、始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するためのもので、一定時間毎（たとえば１０ｍｓ毎）に実行する。
【０１５５】
ステップ４１でＥＥＰＲＯＭに格納されている燃料性状切換フラグを読み込む。ステップ４２ではスタータスイッチをみてこれがＯＮのときは、ステップ４３に進み、冷却水温ＴＷと回転数Ｎｅを読み込む。このうち冷却水温ＴＷと燃料性状切換フラグの値から、ステップ４４、４５においてそれぞれ図１８、図１９を内容とするテーブルを検索することにより始動後増量水温補正値ＴＫＡＳ、第２始動後増量補正係数ＫＡＳＳを、また回転数Ｎｅと燃料性状切換フラグの値からステップ４６において図２０を内容とするテーブルを検索することにより始動後増量回転補正値ＴＮＫＡＳを演算し、これらの値を用いステップ４７において
【０１５６】
【数３６】
ＫＡＳ＝ＴＫＡＳ×ＴＮＫＡＳ＋ＫＡＳＳ
の式により始動後増量補正係数ＫＡＳを算出する。
【０１５７】
ここで、ＴＫＡＳ、ＫＡＳ、ＴＮＫＡＳの値は、図１８、図１９、図２０に示したように、同一の条件で燃料性状切換フラグ＝１のとき（つまり軽質ガソリンの使用時）のほうが燃料性状切換フラグ＝０のとき（つまり重質ガソリンの使用時）より小さくなる値である。
【０１５８】
ステップ４８では、スタータスイッチがＯＦＦになってからの処理に備えるため、ＴＫＡＳの値をＴＫＡＳn-1に、ＫＡＳＳの値をＫＡＳＳn-1に移して今回の処理を終了する。ＴＫＡＳn-1、ＫＡＳＳn-1は前回値を保持するためのメモリである。
【０１５９】
やがてスタータスイッチがＯＦＦになると（始動完爆）、ステップ４２よりステップ４９以降の減衰操作に進む。
【０１６０】
ステップ４９では、燃料性状切換フラグの値と始動後時間ｔとから図２１を内容とするテーブルを検索することにより始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳを演算し、ステップ５０でこの値だけ前回値を減少させた値を今回のＴＫＡＳ（＝ＴＫＡＳn-1−ＴＭＫＡＳ）として算出する。スタータスイッチがＯＦＦになった直後はＴＫＡＳ＞０であるので、そのままステップ５３に進む。
【０１６１】
ステップ５３〜５６はステップ４９〜５２と同様である。ステップ５３で燃料性状判定フラグの値と始動後時間ｔから図２２を内容とするテーブルを検索することにより第２始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＳを演算し、ステップ５４でこの値だけ前回値を減少させた値を今回のＫＡＳＳ（＝ＫＡＳＳn-1−ＴＭＫＡＳＳ）として算出する。このときも、ＫＡＳＳ＞０であるので、そのままステップ４６に進んでステップ４６以降の処理を実行する。
【０１６２】
上記のＴＭＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＳも、図２１、図２２に示したように、同一の条件で比較したとき軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時より小さくなる値である。
【０１６３】
次回以降はステップ４９、５０、５３、５４を繰り返すことになるので、やがてＴＫＡＳやＫＡＳＳが０以下となり、このときはステップ５２やステップ５６に進んでＴＫＡＳやＫＡＳＳを０に制限する。
【０１６４】
この結果、ＴＫＡＳ、ＫＡＳＳとも、スタータスイッチのＯＦＦ時の値を初期値として、スタータスイッチのＯＦＦ後に一定の割合で減衰して０になる（ただし、ＴＮＫＡＳが一定のとき）。ただし、ＴＫＡＳの初期値のほうがＫＡＳＳの初期値より大きく、かつＴＫＡＳの減少時間割合のほうがＫＡＳＳの減少時間割合より大きい。したがって、ＴＫＡＳとＫＡＳＳを加算した値であるＫＡＳは、スタータスイッチＯＦＦ時のＴＫＡＳの値とＫＡＳＳの値の合計を初期値として、スタータスイッチＯＦＦ後にまず急激な勾配で小さくなり、ＴＫＡＳが０になったタイミングからは緩やかな勾配に切換わって減少していく。
【０１６５】
この場合に、軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時よりもＴＫＡＳ、ＫＡＳＳの各初期値（図１８、図１９のテーブル値）を小さく、かつＴＫＡＳ、ＫＡＳＳの各減少時間割合（図２１、図２２のテーブル値）を大きくしているので、軽質ガソリン使用時のＫＡＳは、重質ガソリン使用時のＫＡＳより小さくなる（図２３参照）。つまり、燃料性状の判定を行っていないものでは、軽質ガソリンの使用時にも、重質ガソリンに対してマッチングしたテーブル値を用いることによる空燃比のリッチ化を招くのであるが、このように、軽質ガソリンの使用であることを判定したときは、次回の始動時のＫＡＳの演算に際して、軽質ガソリン用のＫＡＳを演算することで、軽質ガソリンの使用時にも空燃比がリッチ側に偏ることがなくなるのである。
【０１６６】
図２４のフローチャートは第２実施形態で、第１実施形態の図１６に対応する。図１６と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【０１６７】
基準燃料に重質ガソリンを用いた第１実施形態に対して、第２実施形態は、市販されている燃料のうち揮発性が悪くもなく良くもないほぼ中間の燃料を基準燃料として、またこの基準燃料よりも揮発性の良い燃料を軽質ガソリン、この逆に基準燃料よりも揮発性の悪い燃料を重質ガソリンとして設定しておき、プラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数（つまり基準燃料に対するカットオフ周波数）の差を演算し、この周波数差と許容範囲とを比較して使用されている燃料の燃料性状を判定するようにしたもので、これによって、基準燃料に対するカットオフ周波数がバラツクことがあっても、燃料性状の推定を安定して行うことができる。
【０１６８】
図２４において、図１６と相違する部分を主に述べると、ステップ６１で
【０１６９】
【数３７】
Δｆｃ＝ｆｃReal−ｆｃRef
の式により基準燃料とのカットオフ周波数差Δｆｃを計算し、この周波数差Δｆｃの絶対値と許容範囲を定める所定値ａ（＞０）、あるいはΔｆｃとａをステップ６２、６３において比較する。｜Δｆｃ｜≦ａ（つまり基準燃料が使用されている）であれば、ステップ６２よりステップ６４に進んで燃料性状切換２フラグ＝０とし、｜Δｆｃ｜＞ａかつΔｆｃ＞ａ（つまり軽質ガソリンが使用されている）であるときはステップ６３よりステップ６５に進んで燃料性状切換２フラグ＝１とし、それ以外（つまり重質ガソリンが使用されている）のときはステップ６３よりステップ６６に進んで燃料性状切換２フラグ＝２とする。
【０１７０】
このように第２実施形態では、使用されている燃料が、基準燃料、軽質ガソリン、重質ガソリンのいずれであるかが判定された。
【０１７１】
ただし、第２実施形態のように、燃料性状判定値が３つの値になると、始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するに際し、図１８〜図２２に対応して３種類のテーブル値を用意する必要がある。
【０１７２】
次に、図２５、図２６、図２８のフローチャートは第３実施形態で、それぞれ第１実施形態の図１４、図１６、図１７に対応する。図２５において図１４と同一部分に、図２６において図１６と同一部分に、また図２８において図１７と同一部分にそれぞれ同一のステップ番号を付している。
【０１７３】
前述の２つの実施形態が燃料性状判定値（つまり燃料性状切換フラグや燃料性状切換２フラグの値）が２値あるいは３値であったのに対して、第３実施形態は、連続値としての燃料性状推定値を演算し、これをＥＥＰＲＯＭに格納するとともに（図２５のステップ７１、７２）、次回の始動時よりこの燃料性状推定値を用いて始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するようにしたものである。
【０１７４】
燃料性状推定値の演算について具体的に図２６により説明すると、ステッ３１、３２で第１実施形態と同じにプラントモデルのカットオフ周波数を演算し、その演算したカットオフ周波数からステップ８１において図２７を内容とするテーブルを検索することにより燃料性状推定値を演算する。プラントモデルのカットオフ周波数と燃料性状推定値との関係は図２７のようになるので、同特性を予めマッチングにより定めておけば、プラントモデルのカットオフ周波数から使用燃料の燃料性状を推定できるのである。
【０１７５】
次に、図２８において、図１７と異なる部分を主に説明すると、ステップ９１で燃料性状推定値ＦＣを読み込み、スタータスイッチのＯＮ時はこの値ＦＣと冷却水温ＴＷ、回転数Ｎeからステップ９２、９３、９４において図２９、図３０、図３１を内容とするマップを検索することにより、始動後増量水温補正値ＴＫＡＳ、第２始動後増量補正係数ＫＡＳＳ、始動後増量回転補正値ＴＮＫＡＳを、またスタータスイッチのＯＦＦ時には燃料性状推定値ＦＣと冷却水温ＴＷからステップ９５、９６において図３２、図３３を内容とするマップを検索することにより、始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳ、第２始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＳをそれぞれ演算する。
【０１７６】
ここで、ＴＫＡＳ、ＫＡＳＳは、図２９、図３０に示したように同一のＦＣであれば冷却水温ＴＷが低いほど、またＴＷが同じであるとき燃料性状が重質になるほど大きくなる値、ＴＭＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＳは、図３２、図３３のように同一のＦＣであれば冷却水温ＴＷが高くなるほど、またＴＷが同じであるとき燃料性状が軽質になるほど大きくなる値である。
【０１７７】
なお、燃料性状推定値とＴＷが同一であれば、ＴＫＡＳのほうがＫＡＳＳより大きく、かつＴＭＫＡＳのほうがＴＭＫＡＳＳより大きくなることはいうまでもない。
【０１７８】
この第３実施形態によれば、連続値としての燃料性状推定値ＦＣに応じて始動後増量補正係数ＫＡＳの演算に用いるデータ（マップ値）を割り付けているので、先の２つの実施形態よりも、始動後増量補正係数ＫＡＳの演算精度が向上する。
【０１７９】
図３４のフローチャートは第４実施形態で、第３実施形態の図２８と置き換わるものである。なお、図２８と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【０１８０】
さて、ＫＡＳを演算するのに用いるデータを、図２９〜図３３のようにマップ値で与えるのでは、マッチングの工数が莫大なものとなってしまう。そこでこの第４実施形態は、燃料性状推定値ＦＣに応じた燃料性状補正値ＫＦＣを導入してこの補正値ＫＦＣで最重質ガソリンに対してマッチングしたデータ（テーブル値）を補正し、この補正したデータに基づいて始動後増量補正係数ＫＡＳを演算することにより、マッチングの工数を減らすようにしたものである。
【０１８１】
具体的に説明すると、図２８の場合と異なるのは、ステップ１０１、１０２〜１１５である。まずステップ１０１で燃料性状推定値ＦＣから図３５を内容とするテーブルを検索することにより、燃料性状補正値ＫＦＣを演算する。図３５に示したように、ＫＦＣは、最重質ガソリン（燃料性状が最重質）のときを最大の１．０として燃料性状が軽質になるほど小さくなる値である。
【０１８２】
ステップ１０２、１０３では冷却水温ＴＷから図３６、図３７を内容とするテーブルを検索することにより、ＴＫＡＳ、ＴＭＫＡＳ（いずれも最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、これらと上記のＫＦＣとを用いステップ１０４において、
【０１８３】
【数３８】
ＴＫＡＳＦ＝ＴＫＡＳ×ＫＦＣ
ＴＭＫＡＳＦ＝ＴＭＫＡＳ×ＫＦＣ
の式により、燃料性状対応の始動後増量水温補正値ＴＫＡＳＦと燃料性状対応の始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＦを計算する。ステップ１０５、１０６、１０７ではステップ１０２、１０３、１０４と同様にして、冷却水温ＴＷから図３８、図３９を内容とするテーブルを検索することにより、ＫＡＳＳ、ＴＭＫＡＳＳ（これらも最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、
【０１８４】
【数３９】
ＫＡＳＳＦ＝ＫＡＳＳ×ＫＦＣ
ＴＭＫＡＳＳＦ＝ＴＭＫＡＳＳ×ＫＦＣ
の式により、燃料性状対応の第２始動後増量補正係数ＫＡＳＳＦと燃料性状対応の第２始動後増量減少時間割合ＴＭＫＡＳＳＦを計算する。そして、これらの値を用いて、上記の数３６式と同様の式である、
【０１８５】
【数４０】
ＫＡＳ＝ＴＫＡＳＦ×ＴＮＫＡＳ＋ＫＡＳＳＦ
の式により始動後増量補正係数ＫＡＳを算出する（ステップ１０８）。
【０１８６】
そしてステップ１０９ではスタータスイッチがＯＦＦになってからの処理に備えるため、ＴＫＡＳＦの値をＴＫＡＳＦn-1に、ＫＡＳＳＦの値をＫＡＳＳＦn-1に移して今回の処理を終了する。ステップ１１０〜１１５は、スタータスイッチのＯＦＦ後にＴＫＡＳＦ、ＫＡＳＳＦについて図１７のステップ４９〜５６と同様に減衰操作を行う部分である。
【０１８７】
たとえば、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンが使用されるときには、ＫＦＣが１．０より小さな値となるため、ＴＫＡＳＦ＜ＴＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＦ＜ＴＭＫＡＳ、ＫＡＳＳＦ＜ＫＡＳＳ、ＴＭＫＡＳＳＦ＜ＴＭＫＡＳＳとなることから、最重質ガソリンに対するＫＡＳよりも小さなＫＡＳが算出され、これによって、図２８の場合と同様に、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンに対しても最適な始動後増量補正係数が与えられるのである。なお、最重質ガソリンの使用時は、ＫＦＣ＝１．０より、ＴＫＡＳＦ＝ＴＫＡＳ、ＴＭＫＡＳＦ＝ＴＭＫＡＳ、ＫＡＳＳＦ＝ＫＡＳＳ、ＴＭＫＡＳＳＦ＝ＴＭＫＡＳＳとなり、従来装置と変わらない。
【０１８８】
この場合に、ＫＡＳの演算に用いるデータを得るに際しては、図３６〜図３９に示す特性を最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、第４実施形態によれば、第３実施形態の場合よりマッチングの工数を低減できるのである。
【０１８９】
次に、図４０、図４８、図５１のフローチャートは、第５、第６、第７の各実施形態で、それぞれ図１７、図２８、図３４に対応する。なお、図４０において図１７と同一部分、図４８において図２８と同一部分、図５１において図３４と同一部分には同一のステップ番号を付している。
【０１９０】
前述の図１７、図２８、図３４の３つの実施形態は、燃料性状切換フラグや燃料性状推定値に基づいて始動後増量補正係数ＫＡＳを演算するものであったが、第５、第６、第７の各実施形態は、燃料性状切換フラグや燃料性状推定値に基づいて未燃分増量補正係数ＫＵＢを演算するようにしたものである。なお、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算方法そのものついては特開平１０−１８８８３号公報により提案している。
【０１９１】
図４０から説明すると、ステップ４１、１２１でＥＥＰＲＯＭに格納されている燃料性状切換フラグの値のほか、吸入負圧、回転数Ｎｅ、冷却水温ＴＷを読み込み、ステップ１２２で空燃比フィードバック制御条件（図では「空燃比Ｆ／Ｂ条件」で略記）であるかどうかの判定を行う。空燃比フィードバック制御を禁止する条件は、公知のように、始動時、高負荷時、減速時（フュエルカット時）、Ｏ2センサ３出力に異常があるとき、Ｏ2センサ３が未活性状態にあるときのいずれかに該当するときである。
【０１９２】
空燃比フィードバック制御を禁止する条件では、ステップ１２３、１２４に進み、冷却水温ＴＷと燃料性状切換フラグの値から図４１を内容とするテーブルを検索して水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図４２を内容とするマップを検索して水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＴＷを求め、ステップ１２５において
【０１９３】
【数４１】
ＫＴＷ＝ＫＴＷ０×ＲＫＴＷ
の式により水温増量補正係数ＫＴＷを計算する。
【０１９４】
ここで、ＫＴＷ０の値は、図４１に示したように同一の冷却水温ＴＷでも軽質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝１）のほうが、重質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝０）よりも小さくなる値である。
【０１９５】
なお、図４２は、軽質ガソリン、重質ガソリンに共通の特性を示しており、実際には、軽質ガソリン用と重質ガソリン用の別々のマップがあり、同一の回転数、同一の吸入負圧でみると、軽質ガソリン用のマップ値のほうが重質ガソリン用のマップ値より小さくなっている。
【０１９６】
最後にステップ１２６では未燃分増量補正係数ＫＵＢに０を入れる。このとき（空燃比フィードバック制御を禁止する条件）はＫＵＢがないのと同じであり、従来と同様に水温増量補正係数ＫＴＷによる燃料増量を行うためである。
【０１９７】
これに対して、空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ１２２よりステップ１２７に進み、水温増量補正係数ＫＴＷに０を入れるとともに、ステップ１２８、１２９で冷却水温ＴＷと燃料性状切換フラグの値より図４３を内容とするテーブルを検索して未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢＡＳを、また吸入負圧と回転数Ｎｅより図４４を内容とするマップを検索して未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＵＢを求め、ステップ１３０において
【０１９８】
【数４２】
ＫＵＢ＝ＫＵＢＡＳ×ＲＫＵＢ
の式により未燃分増量補正係数ＫＵＢを計算する。
【０１９９】
ＫＵＢＡＳの値も、図４３のようにＫＴＷ０と同様に同一の冷却水温ＴＷであれば軽質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝１）のほうが、重質ガソリンの使用時（燃料燃料性状切換フラグ＝０）よりも小さくなる値である。なお、図４４も、図４２と同様に軽質ガソリン、重質ガソリンに共通の特性を示しており、実際には、軽質ガソリン用と重質ガソリン用の独立したマップがあり、同一の回転数、同一の吸入負圧でみると、軽質ガソリン用のマップ値のほうが重質ガソリン用のマップ値より小さくなっている。
【０２００】
なお、エンジン冷間時は未燃分がエンジン暖機完了後よりも増えるためベース空燃比が理論空燃比とならない（理論空燃比よりもリーン側にくる）ことを前述したが、エンジン冷間時に未燃分が増えた状態でも空燃比が理論空燃比となるようにＫＵＢを適合している。
【０２０１】
詳細には、冷却水温ＴＷだけをパラメータとしてＫＴＷを演算するのではなく、負荷と回転数をもパラメータとしてＫＴＷを演算するのは次の理由からである。従来のＫＴＷはアイドル条件でのエンジンの安定度を主に考慮し、高回転、高負荷側ではそもそも安定度は問題ないと考え、冷却水温だけに対して適合していたのであるが、実際には図４５に示したように、同一の冷却水温、同一の回転数でも吸入負圧（つまりエンジン負荷）が違えばＫＴＷに対する要求値も違ってくる。したがって、スロットルバルブ５が全閉位置にあるときの吸入負圧（たとえばＡ点の吸入負圧）でエンジン安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合したのでは、同じ冷却水温と回転数でもアクセルペダルを踏み込むことによりスロットルバルブ５が所定開度まで開いた状態での吸入負圧（たとえばＢ点の吸入負圧）になると、ＫＴＷが不足することになってしまうのである。同様にして、図４６のように同一の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なると、ＫＴＷに対する要求値が違ってくるので、スロットルバルブ５が全閉位置かつアイドル時の回転数（たとえばＣ点の回転数）でエンジン安定度を満足する空燃比となるようにＫＴＷを適合したのでは、同じ冷却水温と吸入負圧でも高回転（たとえばＤ点の回転数）のときＫＴＷの精度が落ちる。なお、回転数に対する空燃比の特性は一様でなく、右上がりのときと左上がりのときの両方がある。
【０２０２】
なお、図４５は同じ燃料性状の燃料において、エンジン冷間時に冷却水温と回転数を一定に保ったまま吸入負圧を変化させたときのベース空燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の、また図４６は燃料性状が同じでありながらエンジン冷間時に冷却水温と吸入負圧を一定に保ったまま回転数を変化させたときのベース空燃比とエンジン安定度を満足する空燃比の各特性を示したものである。
【０２０３】
そこで、重質ガソリン、軽質ガソリンのそれぞれに対して、たとえばアイドル時の吸入負圧と回転数の条件で冷却水温を相違させて水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を適合した後で、基本値ＫＴＷ０を適合したときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、エンジン安定度を満足する空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違させて水温増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＴＷを適合するのである。
【０２０４】
また、図４５に示したように、同一の冷却水温、同一の回転数でも吸入負圧が違えばＫＵＢに対する要求値が違ってくることから、Ａ点の吸入負圧で理論空燃比となるようにＫＵＢを適合したのでは、同じ冷却水温と回転数でもＢ点の吸入負圧になると、ＫＵＢが不足することになってしまい、また図４６のように、同一の冷却水温、同一の吸入負圧でも回転数が異なればＫＵＢに対する要求値が違ってくることから、Ｃ点の回転数で理論空燃比となるようにＫＵＢを適合したのでは、同じ冷却水温と吸入負圧でもＤ点の回転数のとき、ＫＵＢの精度が低下するので、重質ガソリン、軽質ガソリンのそれぞれに対して、たとえばアイドル時の吸入負圧と回転数の条件で冷却水温を相違させて未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢＡＳを適合するとともに、基本値ＫＵＢＡＳを適合したときの吸入負圧と回転数より外れたときにも、理論空燃比となるように吸入負圧と回転数を相違させて未燃分増量補正係数の負荷回転補正率ＲＫＵＢを適合する。
【０２０５】
図４２、図４４にＲＫＴＷ、ＲＫＵＢの一例を示したが、ＲＫＴＷ、ＲＫＵＢの各特性はエンジンの機種毎に異なるので、最終的にはエンジンの機種毎に適合する。なお、図４５、図４６においては見やすくするためＡ点、Ｂ点やＣ点、Ｄ点から少し離してＫＴＷ、ＫＵＢを示している。したがって、冷却水温と吸入負圧、回転数が同一の条件でＫＵＢ＜ＫＴＷとなることはいうまでもない。
【０２０６】
上記の吸入負圧については、エアフローメータからの吸入空気量Ｑａと回転数Ｎｅより所定のマップを検索することにより求めることができる。吸入負圧を吸気マニホールドのコレクタ部に設けた圧力センサにより検出することもできる。また、吸入負圧に代えて、基本噴射パルス幅Ｔｐ（あるいはＱａ）を用いることもできる。
【０２０７】
未燃分増量補正係数ＫＵＢの時系列イメージを図２３に対応させて図４７に示す。軽質ガソリンの使用時のほうが重質ガソリンの使用時よりもＫＵＢＡＳの値（図４３のテーブル値）を小さく、かつＲＫＵＢの値（図４４のテーブル値）を小さくしているので、図４７のように軽質ガソリン使用時のＫＵＢは、重質ガソリン使用時のＫＵＢより小さくなる。つまり、燃料性状の判定を行っていないものでは、軽質ガソリンの使用時にも、重質ガソリンに対してマッチングしたテーブル値を用いることによる空燃比のリッチ化を招くのであるが、このように、軽質ガソリンの使用であることを判定したときは、次回の始動時のＫＵＢの演算に際して、重質ガソリン使用時よりも少ない値を軽質ガソリン用のＫＵＢとして演算することで、軽質ガソリンの使用時にも空燃比がリッチ側に偏ることがなくなるのである。
【０２０８】
次に、図４８（第６実施形態）に移ると、図４８では簡単のため図４０で示した負荷回転補正率ＲＫＴＷ、ＲＫＵＢを省略している。図４８において、第５実施形態の図４０と異なるのはステップ１４１、１４３であり、空燃比フィードバック制御を禁止する条件ではステップ１４１において冷却水温ＴＷと燃料性状推定値ＦＣとから図４９を内容とするマップを検索することにより、水温増量補正係数の基本値ＫＴＷ０を演算し、その演算値をステップ１４２で水温増量補正係数ＫＴＷに移し、これに対して空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ１４３に進んで冷却水温ＴＷと燃料性状推定値ＦＣとから今度は図５０を内容とするマップを検索することにより、未燃分増量補正係数の基本値ＫＵＢＡＳを演算し、その演算値をステップ１４４で未燃分増量補正係数ＫＵＢに移している。図４９、図５０において同一の冷却水温、同一の燃料性状推定値ＦＣに対して、ＫＵＢＡＳの値のほうがＫＴＷ０の値より小さいことはいうまでもない。
【０２０９】
この第６実施形態によれば、連続値としての燃料性状推定値ＦＣに応じて、水温増量補正係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算に用いるデータ（マップ値）を割り付けているので、第５実施形態よりも、水温増量補正係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算精度が向上する。
【０２１０】
次に、図５１（第７実施形態）に移ると、図５１でも簡単のため図４０で示した負荷回転補正率ＲＫＴＷ、ＲＫＵＢを省略している。図５１において、第６実施形態の図４８と異なるのは、ステップ１０１、１５１〜１５４である。
【０２１１】
まずステップ１０１で燃料性状推定値ＦＣから図３５を内容とするテーブルを検索することにより、燃料性状補正値ＫＦＣを演算した後、空燃比フィードバック制御を禁止する条件ではステップ１５１で冷却水温ＴＷから図５２を内容とするテーブルを検索することにより、ＫＴＷ０（最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、これと上記のＫＦＣとを用いステップ１５２において、
【０２１２】
【数４３】
ＫＴＷ＝ＫＴＷ０×ＫＦＣ
の式により、水温増量補正係数ＫＴＷを計算する。
【０２１３】
これに対して空燃比フィードバック制御条件の成立時になると、ステップ１５３、１５４において、ステップ１５１、１５２と同様にして冷却水温ＴＷから図５３を内容とするテーブルを検索することにより、ＫＵＢＡＳ（これも最重質ガソリンに対してマッチングした値である）を演算し、
【０２１４】
【数４４】
ＫＵＢ＝ＫＵＢＡＳ×ＫＦＣ
の式により、未燃分増量補正係数ＫＵＢを計算する。
【０２１５】
第７実施形態では、たとえば最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンが使用されるときには、ＫＦＣが１．０より小さな値となるため、ＫＴＷ＜ＫＴＷ０、ＫＵＢ＜ＫＵＢＡＳとなることから、最重質ガソリンに対するＫＴＷ、ＫＵＢよりも小さなＫＴＷ、ＫＵＢが算出され、これによって、第６実施形態と同様に、最重質ガソリンよりも燃料性状が軽質側のガソリンに対しても、最適な水温増量補正係数と未燃分増量補正係数が与えられるのである。なお、最重質ガソリンの使用時は、ＫＦＣ＝１．０より、ＫＴＷ＝ＫＴＷ０、ＫＵＢ＝ＫＵＢＡＳとなり、従来装置と変わらない。
【０２１６】
この場合に、第７実施形態によれば、ＫＴＷ、ＫＵＢの演算に用いるデータを得るに際して図５２、図５３に示す特性を最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、第６実施形態の場合よりマッチングの工数を低減できる。
【０２１７】
前述の第１、第３、第４の各実施形態では噴射量補正量としての始動後増量補正係数ＫＡＳを対象として、また第５、第６、第７の各実施形態では噴射量補正量としての水温増量補正係数ＫＴＷおよび未燃分増量補正係数ＫＵＢを対象として、（Ａ）燃料性状切換フラグを用いる場合、（Ｂ）燃料性状推定値ＦＣを用いる場合、（Ｃ）燃料性状補正値ＫＦＣを用いる場合で説明したが、これに限られるものでない。たとえば、次の（１）、（２）の噴射量補正量や（３）、（４）の燃料噴射量を対象として、上記（Ａ）〜（Ｃ）の３つの場合とも適用できる。
【０２１８】
（１）低周波成分（壁流燃料）。
【０２１９】
（２）高周波成分（壁流燃料）。
【０２２０】
（３）始動時燃料噴射量。
【０２２１】
（４）加速時割り込み噴射量。
【０２２２】
以下では、（１）〜（４）を対象として（Ｃ）を適用する場合を項を分けて説明する。
（１）低周波成分が噴射量補正量の場合
（1-1）付着倍率Ｍｆｈｔｖｏの求め方
上記の付着倍率Ｍｆｈｔｖｏは、単位噴射弁部流量相当パルス幅当たり、かつ１シリンダ当たりの平衡付着量のことであり、これは上記の特開平１０−１８８８２号公報によれば、負荷（Ａｖｔｐ）と回転数Ｎｅと燃料付着部の温度予測値Ｔｆを用いて求めている。なお、燃料付着部の温度予測値Ｔｆの演算については、特開平１−３０５１４２号公報に詳しいので説明は省略する。
【０２２３】
Ｍｆｈｔｖｏの求め方について具体的に説明すると、これは、次のようにして演算している。まず、温度予測値Ｔｆの上下各基準温度ＴｆiとＴｆi+1（ｉは１から４（あるいは５）までの整数）に対する基準付着倍率データＭｆｈｔｆiとＭｆｈｔｆi+1を用い、Ｔｆ、Ｔｆi、Ｔｆi+1による補間計算で求める。たとえば、Ｍｆｈｔｆ1、Ｍｆｈｔｆ2と、基準温度Ｔｆ1、Ｔｆ2、現在の温度予測値Ｔｆを用いて
【０２２４】
【数４５】
Ｍｆｈｔｖｏ＝Ｍｆｈｔｆ1＋（Ｍｆｈｔｆ2−Ｍｆｈｔｆ1）
×（Ｔｆ1−Ｔｆ）／（Ｔｆ1−Ｔｆ2）
の式（直線補間計算式）によりＭｆｈｔｖｏを計算する。
【０２２５】
上記の基準付着倍率データＭｆｈｔｆiは
【０２２６】
【数４６】
Ｍｆｈｔｆi＝Ｍｆｈｑi×Ｍｆｈｎi
ただし、Ｍｆｈｑi：基準付着倍率負荷項、
Ｍｆｈｎi：基準付着倍率回転項、
の式により計算する。
【０２２７】
ここで、Ｍｆｈｑiはα−Ｎ流量Ｑｈ０と温度予測値Ｔｆを用い補間計算付きで所定のマップを検索して求める。なお、Ｑｈ０は絞り弁開度ＴＶＯと回転数Ｎｅから求められる絞り弁部の空気流量で、既に公知のものである。Ｍｆｈｎiは回転数Ｎｅから補間計算付きで所定のテーブルを検索して求める。Ｍｆｈｑiのマップ（図５４参照）とＭｆｈｎiのテーブル（図５５参照）は、後述するＫｍｆａｔのマップとＫｍｆｎのテーブルとともに、理論空燃比のときにマッチングしたデータが格納されている。また、図５４と後述する図５６の各マップは本来、冷却水温ＴＷに対してマッチングしたものであるが、このマップ検索する際に、冷却水温ＴＷに代えて温度予測値Ｔｆを用いるわけである。
【０２２８】
（1-2）分量割合Ｋｍｆの求め方
上記の分量割合Ｋｍｆは、平衡付着量Ｍｆｈに対して、現時点での付着量（予測変数）Ｍｆが単位周期当たり（たとえばクランク軸１回転毎）にどの程度の割合で接近するかの割合を表す係数のことであり、これは、上記の特開平１０−１８８８２号公報によれば、基本分量割合Ｋｍｆａｔと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎの積から演算している。
【０２２９】
ここで、Ｋｍｆａｔは温度予測値Ｔｆを用いて求める。たとえば、α−Ｎ流量Ｑｈ０と温度予測値Ｔｆとを用い、補間計算付きで所定のマップ（図５６参照）を検索する。Ｋｍｆｎは回転数Ｎｅから補間計算付きで所定のテーブル（図５７参照）を検索する。
【０２３０】
なお、基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎiと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎに添付されたｎは気筒番号としてのｎではなく、回転数Ｎｅを意味させている。
【０２３１】
（1-3）燃料性状の反映
低周波数成分を演算するのに用いる４つのデータ（基準付着倍率負荷項Ｍｆｈｑiのマップ値、基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎiのテーブル値、基本分量割合Ｋｍｆａｔのマップ値、分量割合回転補正率Ｋｍｆｎのテーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
（２）高周波成分が噴射量補正量の場合
上記の気筒別壁流補正量Ｃｈｏｓｎ1 の演算に用いる増量ゲインＧｚｔｗｐ、減量ゲインＧｚｔｗｍは、上記の特開平１０−１８８８２号公報によれば、水温ＴＷから図５８、図５９を内容とするテーブルを検索することにより求められる値である。したがって、Ｃｈｏｓｎ1 の演算に用いる２つのデータ（増量ゲインＧｚｔｗｐのテーブル値と減量ゲインＧｚｔｗｍのテーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
（３）始動時燃料噴射量が燃料噴射量の場合
（3-1）始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴの求め方
始動時燃料噴射パルス幅ＴＩＳＴは、特開昭７−６３０８２号公報等によれば、
【０２３２】
【数４７】
ＴＩＳＴ＝ＴＳＴ×ＫＴＳＴ×ＫＮＳＴ
ただし、ＴＳＴ ：始動時基本噴射パルス幅、
ＫＴＳＴ：時間補正係数、
ＫＮＳＴ：回転数補正係数、
の式により算出している。ＴＳＴ、ＫＴＳＴ、ＫＮＳＴは、図６０、図６１、図６２を内容とするテーブルを検索して求める値である。
【０２３３】
（3-2）燃料性状の反映
始動時燃料噴射パルス幅を演算するのに用いる３つのデータ（ＴＳＴ、ＫＴＳＴ、ＫＮＳＴの各テーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
（４）加速時割り込み噴射量が燃料噴射量の場合
（4-1）加速時割り込み噴射パルス幅の求め方
加速時割り込み噴射パルス幅ＩＪＳＥＴｎは、特開昭６４−３２４５号公報によれば、噴射弁部空気量相当パルス幅Ａｖｔｐの前回開噴射からの変化量であるΔＡｖｔｐｎ（ｎは気筒番号）を用いて、
【０２３４】
【数４８】
ＩＪＳＥＴｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｗｔｗｐ×Ｇｚｃｙｌｎ＋Ｔｓ
ただし、Ｇｗｔｗｐ：増量ゲインＧｚｔｗｐ、
Ｇｚｃｙｌｎ：気筒別補正率、
の式により算出している。
【０２３５】
ここで、Ｇｚｃｙｌｎ（ｎは気筒番号）が割り込み噴射が行われるサイクル位置から吸気行程までのクランク角差に応じて吸気系燃料の挙動が相違するので、これを考慮するため、図６３を内容とするテーブルを検索して求める値である。
【０２３６】
なお、ＳＰＩ（シングルポイントインジェクション）方式に対する演算式を記載してある特開昭６４−３２４５号公報に対して、数４８式は、ＭＰＩ（マルチポイントインジェクション）方式に書き換えたものである。
【０２３７】
（4-2）燃料性状の反映
加速時割り込み噴射パルス幅を演算するのに用いるデータ（Ｇｗｔｗｐ、Ｇｚｃｙｌｎの各テーブル値）を最重質ガソリンに対してマッチングしておき、この最重質ガソリンにマッチングしたデータを上記の燃料性状補正値ＫＦＣで補正する。
【０２３８】
このようにして、低周波成分、高周波成分といった噴射量補正量や始動時燃料噴射量、加速時割り込み噴射量といった燃料噴射量の演算に燃料性状補正値ＫＦＣを用いることで、各種の噴射量補正量や燃料噴射量の演算精度を高めることができ、これによって使用燃料の燃料性状が相違しても、適切な各種の噴射量補正量や燃料噴射量を与えることができるほか、各種の噴射量補正量や燃料噴射量の演算に用いるデータを得るに際して最重質ガソリンに対してマッチングするだけで済むので、マッチングの工数を低減できる。
【０２３９】
最後に、各種の噴射量や燃料噴射量は実施形態のものに限られるものでなく、燃料性状の影響を受けるものであれば、適用があることはいうまでもない。
【０２４０】
実施形態では、過渡時に燃料噴射量に対する排気空燃比の応答波形をサンプリングし、これら過渡時データに基づいて、予めＥＣＭ上に構築したプラントモデルのパラメータを、基準燃料に対するプラントモデルである規範モデルとの予測誤差が最小となるように調整することにより、使用燃料に対するプラントモデルを同定する場合で説明したが、これに限られるものでなく、燃料噴射量に代えて燃料供給量を用いることもできる。また、予測誤差が最小となるように調整するほか、予測誤差が小さくなるように調整することでもかまわない。
【図面の簡単な説明】
【図１】エンジン制御の制御システム図。
【図２】燃料性状の推定に関係する制御システム図。
【図３】エンジンプラントモデルのブロック図。
【図４】燃料挙動のモデル図。
【図５】燃料挙動のパラレルパスブロック図。
【図６】排気モデル図。
【図７】入出力間の無駄時間を表す波形図。
【図８】無駄時間を分類した表図。
【図９】ＬＴＩシステムの一般的なブロック図。
【図１０】評価関数（評価規範）の特性図。
【図１１】ＡＲＸモデルの同定手法を示すフローチャート。
【図１２】モデル同定に必要な入力信号とその応答を示す波形図。
【図１３】同定結果と実データを重ねて示すボード線図。
【図１４】燃料性状の推定を説明するためのフローチャート。
【図１５】ＡＲＸモデルの同定を説明するためのフローチャート。
【図１６】燃料性状の切換判定を説明するためのフローチャート。
【図１７】始動後増量補正係数ＫＡＳの演算を説明するためのフローチャート。
【図１８】始動後増量水温補正値（初期値）の特性図。
【図１９】第２始動後増量補正係数（初期値）の特性図。
【図２０】始動後増量回転補正値の特性図。
【図２１】始動後増量減少時間割合の特性図。
【図２２】第２始動後増量減少時間割合の特性図。
【図２３】始動後増量補正係数ＫＡＳの時系列イメージを示す波形図。
【図２４】第２実施形態の燃料性状の切換判定を説明するためのフローチャート。
【図２５】第３実施形態の燃料性状の推定を説明するためのフローチャート。
【図２６】第３実施形態の燃料性状推定値の演算を説明するためのフローチャート。
【図２７】カットオフ周波数に対する燃料性状推定値の特性図。
【図２８】第３実施形態の始動後増量補正係数ＫＡＳの演算を説明するためのフローチャート。
【図２９】第３実施形態の始動後増量水温補正値（初期値）の特性図。
【図３０】第３実施形態の第２始動後増量補正係数（初期値）の特性図。
【図３１】第３実施形態の始動後増量回転補正値の特性図。
【図３２】第３実施形態の始動後増量減少時間割合の特性図。
【図３３】第３実施形態の第２始動後増量減少時間割合の特性図。
【図３４】第３実施形態の始動後増量補正係数ＫＡＳの演算を説明するためのフローチャート。
【図３５】第３実施形態の燃料性状補正値の特性図。
【図３６】第３実施形態の始動後増量水温補正値（初期値）の特性図。
【図３７】第３実施形態の始動後増量減少時間割合の特性図。
【図３８】第３実施形態の第２始動後増量補正係数（初期値）の特性図。
【図３９】第３実施形態の第２始動後増量減少時間割合の特性図。
【図４０】第３実施形態の水温増量補係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャート。
【図４１】第３実施形態の水温増量補係数の基本値の特性図。
【図４２】第３実施形態の水温増量補係数の負荷回転補正率の特性図。
【図４３】第３実施形態の未燃分増量補正係数の基本値の特性図。
【図４４】第３実施形態の未燃分増量補正係数の負荷回転補正率の特性図。
【図４５】吸入負圧に対する水温増量補係数と未燃分増量補正係数の適合を説明するための空燃比特性図。
【図４６】回転数に対する水温増量補係数と未燃分増量補正係数の適合を説明するための空燃比特性図。
【図４７】第３実施形態の未燃分増量補正係数ＫＵＢの時系列イメージを示す波形図。
【図４８】第４実施形態の水温増量補係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャート。
【図４９】第４実施形態の水温増量補係数の基本値の特性図。
【図５０】第４実施形態の未燃分増量補正係数の基本値の特性図。
【図５１】第５実施形態の水温増量補係数ＫＴＷ、未燃分増量補正係数ＫＵＢの演算を説明するためのフローチャート。
【図５２】第５実施形態の水温増量補係数の基本値の特性図。
【図５３】第５実施形態の未燃分増量補正係数の基本値の特性図。
【図５４】基準付着倍率負荷項の特性図。
【図５５】基準付着倍率回転項の特性図。
【図５６】基本分量割合の特性図。
【図５７】分量割合回転補正率の特性図。
【図５８】増量ゲインの特性図。
【図５９】減量ゲインの特性図。
【図６０】始動時基本噴射パルス幅の特性図。
【図６１】回転数補正係数の特性図。
【図６２】時間補正係数の特性図。
【図６３】気筒別補正率の特性図。
【図６４】第１の発明のクレーム対応図。
【図６５】第２の発明のクレーム対応図。
【図６６】第３の発明のクレーム対応図。
【符号の説明】
２ ＥＣＭ
３ Ａ／Ｆセンサ
７ 燃料噴射弁
１４ ＥＥＰＲＯＭ
１５ 燃料噴射量演算手段
２１ プラント同定部
２２ 燃料性状推定部
２３ トリガリング機能
２４ コントローラ
３１ プラントモデル
３７ 規範モデル
３８ 比較手段
Claims (18)
- エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段と、
エンジンの排気空燃比を検出する手段と、
過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段と、
これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段と、
この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数を演算する手段と、
前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、このプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数とを比較し、プラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、前記使用燃料の燃料性状は前記よりも軽質であると、またプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より低いとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも重質であると推定する手段と、
この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演算する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの燃料供給制御装置。 - エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段と、
エンジンの排気空燃比を検出する手段と、
過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段と、
これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段と、
この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数を演算する手段と、
前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、このプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差と、基準燃料の許容範囲とを比較し、プラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも軽質であると、またプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より小さいとき、前記使用燃料の燃料性状は前記基準燃料よりも重質であると推定する手段と、
この燃料性状の推定結果に基づいて前記燃料供給量を演算する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの燃料供給制御装置。 - エンジンの運転条件に応じた燃料供給量をエンジンに供給する手段と、
エンジンの排気空燃比を検出する手段と、
過渡時に前記燃料供給量を入力、前記排気空燃比を出力として現在の使用燃料での前記燃料供給量に対する排気空燃比の応答波形のデータをサンプリングする手段と、
これら入出力データに基づいて、予め構築したプラントモデルのパラメータを規範モデルとの予測誤差が小さくなるように調整することにより、前記使用燃料に対するプラントモデルを同定する手段と、
この同定されたプラントモデルのカットオフ周波数を演算する手段と、
前記規範モデルを基準燃料に対してマッチングしてある場合に、プラントモデルのカットオフ周波数に対する燃料性状推定値の特性を、プラントモデルのカットオフ周波数が前記規範モデルのカットオフ周波数より大きくなるほどより軽質であることを、またプラントモデルのカットオフ周波数が前記規範モデルのカットオフ周波数より小さくなるほどより重質であることを表すように予め設定する手段と、
前記演算されたプラントモデルのカットオフ周波数からこの特性を検索することにより燃料性状推定値を演算する手段と、
この燃料性状推定値に基づいて前記燃料供給量を演算する手段と
を設けたことを特徴とするエンジンの燃料噴射制御装置。 - 前記燃料性状の推定結果を不揮発性メモリに記憶させておくことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料性状推定値を不揮発性メモリに記憶させておくことを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料性状の推定は、前記規範モデルを重質ガソリンに対してマッチングした場合に、前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数より高いとき、前記重質ガソリンよりも軽質であると推定することであることを特徴とする請求項１に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料性状の推定は、前記規範モデルを市販されている燃料のうち揮発性が悪くもなく良くもないほぼ中間の燃料に対してマッチングした場合に、前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも大きいとき、前記中間の燃料よりも軽質であると、また前記同定したプラントモデルのカットオフ周波数と規範モデルのカットオフ周波数の差が基準燃料の許容範囲外であり、かつプラントモデルのカットオフ周波数が規範モデルのカットオフ周波数よりも小さいとき、前記中間の燃料よりも重質であると推定することであることを特徴とする請求項２に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本燃料噴射量と噴射量補正量とからなる場合に、前記燃料性状の推定結果に基づいて噴射量補正量を演算することを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料供給量が、エンジンの負荷と回転数から定まる基本燃料噴射量と噴射量補正量とからなる場合に、前記燃料性状推定値に基づいて噴射量補正量を演算することを特徴とする請求項３に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記噴射量補正量は始動後増量補正量であることを特徴とする請求項８または９に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記噴射量補正量は水温増量補正量であることを特徴とする請求項８または９に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記噴射量補正量は未燃分増量補正量であることを特徴とする請求項８または９に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記噴射量補正量は壁流補正量であることを特徴とする請求項８または９に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記壁流補正量は低周波成分であることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記壁流補正量は高周波成分であることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料供給量は始動時噴射量であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記燃料供給量は加速時割り込み噴射量であることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一つに記載のエンジンの燃料供給制御装置。
- 前記予測誤差が小さくなるように調整することは、予測誤差が最小となるように調整することであることを特徴とする請求項１から１７までのいずれか一つに記載のエンジンの燃料供給制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10660599A JP3832137B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | エンジンの燃料供給制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10660599A JP3832137B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | エンジンの燃料供給制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000297690A JP2000297690A (ja) | 2000-10-24 |
| JP3832137B2 true JP3832137B2 (ja) | 2006-10-11 |
Family
ID=14437766
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10660599A Expired - Fee Related JP3832137B2 (ja) | 1999-04-14 | 1999-04-14 | エンジンの燃料供給制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3832137B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4318299B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2009-08-19 | 株式会社山武 | 燃料消費量またはｃｏ２排出量の予測モデル作成方法、および装置 |
| JP4412086B2 (ja) * | 2004-07-12 | 2010-02-10 | 日産自動車株式会社 | エンジンの空燃比制御装置 |
| JP4807319B2 (ja) * | 2007-05-10 | 2011-11-02 | トヨタ自動車株式会社 | 空燃比制御装置 |
| JP4798069B2 (ja) * | 2007-05-31 | 2011-10-19 | トヨタ自動車株式会社 | 時系列データの出力予測装置および空燃比制御装置 |
| JP5731735B2 (ja) * | 2008-07-23 | 2015-06-10 | 富士重工業株式会社 | エンジンの制御装置 |
| DE102020001323A1 (de) * | 2020-02-28 | 2021-09-02 | Mtu Friedrichshafen Gmbh | Verfahren zur modellbasierten Steuerung und Regelung einer Brennkraftmaschine |
-
1999
- 1999-04-14 JP JP10660599A patent/JP3832137B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2000297690A (ja) | 2000-10-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6327850B1 (en) | Air-fuel ratio control apparatus for multicylinder internal combustion engine | |
| US7905135B2 (en) | Throttle upstream pressure estimating apparatus and cylinder charged air quantity calculating apparatus for internal combustion engine | |
| JPH01216047A (ja) | エンジンの空燃比制御方法および装置 | |
| JPH1089214A (ja) | エンジンの点火時期制御装置 | |
| JP5273183B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JPH1030535A (ja) | エンジンの点火時期制御装置 | |
| JP3454182B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3832137B2 (ja) | エンジンの燃料供給制御装置 | |
| US5099817A (en) | Process and apparatus for learning and controlling air/fuel ratio in internal combustion engine | |
| JP3772584B2 (ja) | 燃料性状検出装置 | |
| JP2002147269A (ja) | エンジン制御装置 | |
| JP3832136B2 (ja) | 燃料性状検出装置 | |
| JP4799455B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
| JP3697934B2 (ja) | 燃料性状検出装置およびエンジンの燃料供給制御装置 | |
| Zhang et al. | Linear parameter-varying lean burn air-fuel ratio control | |
| JP2924576B2 (ja) | エンジンの安定度制御装置 | |
| JP3231947B2 (ja) | 内燃機関の燃焼異常検出方法 | |
| JP2657713B2 (ja) | 電子制御燃料噴射式内燃機関の燃料リーク診断装置 | |
| JP3162589B2 (ja) | 内燃機関の空燃比検出装置 | |
| JP2001132521A (ja) | 内燃機関の圧力検出器異常時制御方法 | |
| JP2002089338A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
| JP4385542B2 (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
| JP3621731B2 (ja) | エンジンの空燃比制御方法 | |
| JP3692629B2 (ja) | エンジンの空燃比制御装置 | |
| JP3564923B2 (ja) | エンジンの空燃比制御装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040819 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050322 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050509 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20060627 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20060710 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090728 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100728 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110728 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120728 Year of fee payment: 6 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |