JPH08232731A

JPH08232731A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JPH08232731A
Application number: JP6178195A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kitagawa; 浩北川; Hidetaka Maki; 秀隆牧
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1995-02-24
Filing date: 1995-02-24
Publication date: 1996-09-10

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】機関の燃焼状態が定常状態からはずれたよう
な場合においても、空燃比制御の十分な正確性及び安定
性を確保し、良好な運転性及び排気ガス特性を維持する
ことができる内燃機関の制御装置を提供する。【構成】エンジンの燃焼非定常状態、例えばエンジン
水温ＴＷが所定範囲外のとき、又は車両運転の非定常状
態、例えばトラクション制御実行終了後、所定時間経過
前（ステップＳ５１１）は、低応答フィードバック制御
領域と判定し（ステップＳ５２０）、ＬＡＦセンサ出力
に基づく適応制御による空燃比フィードバック制御では
なく、ＰＩＤ制御による空燃比フィードバック制御を行
う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の制御装置に
関し、特に適応制御理論を応用したフィードバック制御
により機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック
制御する制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気系に広域空燃比センサを
設け、この空燃比センサの出力に基づいて機関に供給す
る混合気の空燃比をフィードバック制御する手法におい
て、現代制御理論の１つである最適レギュレータをこの
空燃比フィードバック制御に応用し、前記広域空燃比セ
ンサの出力と、機関の動的モデルに基づいて算出した最
適フィードバックゲインとを用いた空燃比フィードバッ
ク制御手法が既に提案されている（例えば特開平３−１
８５２４４号公報）。

【０００３】上記最適レギュレータを応用した空燃比フ
ィードバック制御は、計測された結果と過去の制御量と
を漸化式の形で関係付け、それにより求められた最適値
を次の制御量として制御するようにしており、その制御
応答性は高く、機関の燃焼状態が連続して定常状態にあ
る場合には非常に有効な制御手段である。

【０００４】しかし、機関の減速時には燃焼が不安定と
なり、検出空燃比の変動が大きくなるためこれを抑制す
べく、機関の減速時には応答性のより劣る最適フィード
バックゲインを用いて、または適応制御から比例，積分
制御に切り換えて空燃比をフィードバック制御するよう
にした内燃機関の空燃比制御装置が既に知られている
（特開平４−２０９９４０号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記最
適レギュレータを応用した空燃比フィードバック制御は
過去の制御の結果を用いた制御であるため、上記のよう
な機関の減速時以外でも、制御の連続性が保てないよう
な場合には誤った制御量を算出するおそれがあり、例え
ば機関の燃焼状態が定常状態から外れたような場合に
は、その高速な制御応答性に起因してハンチングを起こ
す可能性がある。そのため、例えば空燃比の急変時、機
関の燃焼状態悪化時、正確な空燃比の検出が困難なと
き、あるいは算出した制御量に対応した燃料量が正確に
機関に供給されないとき等には、制御の正確性や安定性
が低下するため、機関運転性や排気ガス特性向上の観点
からは、改善の余地があった。特に最適レギュレータよ
りさらに応答性の高い漸化式形式の適応制御器ではこの
問題が大きい。

【０００６】本発明はこの問題を解決するためになされ
たものであり、機関の燃焼状態が定常状態からはずれた
ような場合においても、空燃比制御の十分な正確性及び
安定性を確保し、良好な運転性及び排気ガス特性を維持
することができる内燃機関の制御装置を提供することを
目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１の内燃機関の制御装置は、内燃機関の排気系
に設けられた空燃比センサの出力に基づいて漸化式形式
の適応制御器を用いて前記機関の空燃比を目標値に収束
させるように前記機関に供給する燃料をフィードバック
制御する第１制御手段と、前記空燃比センサ出力に応じ
て、前記第１制御手段よりも応答速度の遅いフィードバ
ック制御により前記空燃比を制御する第２制御手段とを
有する内燃機関の制御装置において、前記機関および該
機関を搭載する車両の少なくとも一方の運転状態を検出
する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段の出力
に基づき前記機関の燃焼状態が変化する機関燃焼非定常
状態を判定する非定常状態判定手段と、少なくとも前記
機関燃焼非定常状態判定時には、前記第２制御手段を選
択する選択手段とを有することを特徴とする。

【０００８】また同じ目的を達成するために請求項２の
内燃機関の制御装置は、上記請求項１の構成において、
前記適応制御器は該適応制御器で用いる適応パラメータ
を調整するパラメータ調整機構を備えたことを特徴とす
る。

【０００９】さらに同じ目的を達成するために請求項３
の内燃機関の制御装置は、上記請求項２の構成におい
て、前記第２制御手段は、前記空燃比センサの出力に基
づいて漸化式形式の適応制御器を用いて前記機関の空燃
比を目標値に収束させるように前記機関に供給する燃料
をフィードバック制御するものであって、前記第２制御
手段の適応制御器は該適応制御器で用いる適応パラメー
タを調整するパラメータ調整機構を備え、そのパラメー
タ調整機構におけるパラメータ調整スピードは前記第１
制御手段のパラメータ調整機構におけるパラメータ調整
スピードより遅いことを特徴とする。

【００１０】また同じ目的を達成するために請求項４の
内燃機関の制御装置は、上記請求項１または２の構成に
おいて、前記第２制御手段は、比例項、積分項及び微分
項の少なくとも１つを用いてフィードバック制御する制
御手段であることを特徴とする。

【００１１】さらに同じ目的を達成するために請求項５
の内燃機関の制御装置は、上記請求項１乃至４のいずれ
かの構成において、前記選択手段は、前記非定常状態判
定手段により前記機関燃焼非定常状態から機関燃焼定常
状態へ復帰したと判定された時点から所定時間経過後に
前記第１制御手段を選択することを特徴とする。

【００１２】また上記請求項１乃至５のいずれかの構成
において、具体的には前記運転状態検出手段は、前記機
関の減速状態を検出することを特徴とするのが好まし
い。

【００１３】また前記運転状態検出手段は、前記機関の
温度を検出することを特徴としてもよい。

【００１４】さらに前記運転状態検出手段は、前記機関
の点火時期の遅角を検出することを特徴とするのが好ま
しい。

【００１５】また前記運転状態検出手段は、前記機関の
燃料供給停止状態を検出することを特徴としてもよい。

【００１６】さらに前記運転状態検出手段は、前記車両
の駆動輪の過剰スリップを抑制するトラクション制御手
段の作動を検出することを特徴とするのが好ましい。

【００１７】また前記運転状態検出手段は、前記機関の
機関出力特性制御手段の作動を検出することを特徴とし
てもよい。

【００１８】さらに前記運転状態検出手段は、前記車両
の変速機の変速動作中を検出することを特徴とするのが
好ましい。

【００１９】また前記運転状態検出手段は、前記機関に
供給する混合気の目標空燃比の変更を検出することを特
徴としてもよい。

【００２０】

【作用】請求項１の内燃機関の制御装置によれば、機関
および該機関を搭載する車両の少なくとも一方の運転状
態に基づいて、前記機関の燃焼状態が変化する機関燃焼
非定常状態が判定され、少なくとも前記機関燃焼非定常
状態判定時には、前記第１の制御手段よりも応答速度の
遅い第２制御手段が選択される。

【００２１】請求項５の内燃機関の制御装置によれば、
機関の燃焼状態が機関燃焼非定常状態から機関燃焼定常
状態へ復帰したと判定された時点から所定時間経過後に
前記第１制御手段が選択される。

【００２２】請求項６の内燃機関の制御装置によれば、
機関の減速状態により前記機関燃焼非定常状態が判定さ
れる。

【００２３】請求項７の内燃機関の制御装置によれば、
機関の温度により前記機関燃焼非定常状態が判定され
る。

【００２４】請求項８の内燃機関の制御装置によれば、
機関の点火時期の遅角により前記機関燃焼非定常状態が
判定される。

【００２５】請求項９の内燃機関の制御装置によれば、
機関の燃料供給停止状態か否かにより前記機関燃焼非定
常状態が判定される。

【００２６】請求項１０の内燃機関の制御装置によれ
ば、車両のトラクション制御手段の作動中か否かにより
前記機関燃焼非定常状態が判定される。

【００２７】請求項１１の内燃機関の制御装置によれ
ば、機関の機関出力特性制御手段の作動中か否かにより
前記機関燃焼非定常状態が判定される。

【００２８】請求項１２の内燃機関の制御装置によれ
ば、車両の変速機の変速動作中か否かにより前記機関燃
焼非定常状態が判定される。

【００２９】請求項１３の内燃機関の制御装置によれ
ば、機関に供給する混合気の目標空燃比の変更により前
記機関燃焼非定常状態が判定される。

【００３０】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００３１】（第１実施例）図１は本発明の第１実施例
にかかる内燃機関（以下「エンジン」という）及びその
制御装置の構成を示す図である。同図中、１はエンジン
である。

【００３２】エンジン１の吸気管２は分岐部（吸気マニ
ホルド）１１を介してエンジン１の各気筒の燃焼室に連
通する。吸気管２の途中にはスロットル弁３が配されて
いる。スロットル弁３にはスロットル弁開度（θＴＨ）
センサ４が連結されており、スロットル弁開度θＴＨに
応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット
（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。吸気管２に
は、スロットル弁３をバイパスする補助空気通路６が設
けられており、該通路６の途中には補助空気量制御弁７
が配されている。補助空気量制御弁７は、ＥＣＵ５に接
続されており、ＥＣＵ５によりその開弁量が制御され
る。

【００３３】吸気管２のスロットル弁３の上流側には吸
気温（ＴＡ）センサ８が装着されており、その検出信号
がＥＣＵ５に供給される。吸気管２のスロットル弁３と
吸気マニホルド１１の間には、チャンバ９が設けられて
おり、チャンバ９には吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ
１０が取り付けられている。ＰＢＡセンサ１０の検出信
号はＥＣＵ５に供給される。

【００３４】エンジン１の本体にはエンジン水温（Ｔ
Ｗ）センサ１３が装着されており、その検出信号がＥＣ
Ｕ５に供給される。ＥＣＵ５には、エンジン１のクラン
ク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位
置センサ１４が接続されており、クランク軸の回転角度
に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位
置センサ１４は、エンジン１の特定の気筒の所定クラン
ク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」と
いう）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開
始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のク
ランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８
０度毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力するＴＤＣセンサ及
びＴＤＣ信号パルスより短い一定クランク角周期（例え
ば３０度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫ信号パルス」
という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬ信号
パルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パルスがＥＣ
Ｕ５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射時
期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転
数ＮＥの検出に使用される。

【００３５】吸気マニホルド１１の吸気弁の少し上流側
には、各気筒毎に燃料噴射弁１２が設けられており、各
噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されているととも
にＥＣＵ５に電気的に接続されて、ＥＣＵ５からの信号
により燃料噴射時期及び燃料噴射時間（開弁時間）が制
御される。エンジン１の点火プラグ（図示せず）もＥＣ
Ｕ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５により点火時
期θＩＧが制御される。

【００３６】排気管１６は分岐部（排気マニホルド）１
５を介してエンジン１の燃焼室に接続されている。排気
管１６には分岐部１５が集合する部分の直ぐ下流側に、
広域空燃比センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）１７
が設けられている。さらにＬＡＦセンサ１７の下流側に
は直下三元触媒１９及び床下三元触媒２０が配されてお
り、またこれらの三元触媒１９及び２０の間には酸素濃
度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）１８が装着され
ている。三元触媒１９、２０は、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の浄化を行う。

【００３７】ＬＡＦセンサ１７は、ローパスフィルタ２
２を介してＥＣＵ５に接続されており、排気ガス中の酸
素濃度（空燃比）に略比例した電気信号を出力し、その
電気信号をＥＣＵ５に供給する。Ｏ２センサ１８は、そ
の出力が理論空燃比の前後において急激に変化する特性
を有し、その出力は理論空燃比よりリッチ側で高レベル
となり、リーン側で低レベルとなる。Ｏ２センサ１８
は、ローパスフィルタ２３を介してＥＣＵ５に接続され
ており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００３８】また、エンジン１と車輪（図示せず）との
間には流体クラッチ等からなる自動変速機（図示せず）
が介装され、シフトレバー（図示せず）を操作すること
によってＰレンジ、Ｎレンジ或いはＤレンジ等シフトポ
ジションの変更が可能とされている。

【００３９】また、自動変速機にはシフトポジション
（ＳＰＮ）センサ７０が取り付けられ、該ＳＰＮセンサ
７０により自動変速機のシフトポジションが検出されて
その出力信号がＥＣＵ５に供給される。

【００４０】また、エンジン１が搭載された車両の駆動
輪速度及び従動輪速度を検出する車輪速センサ（図示せ
ず）が設けられており、その検出信号がＥＣＵ５に供給
される。ＥＣＵ５は、検出した駆動輪速度及び従動輪速
度に基づいて駆動輪の過剰スリップ状態を判定し、過剰
スリップ状態を検出したときは、空燃比のリーン化若し
くは一部の気筒への燃料供給を停止する制御、又は点火
時期を遅角させる制御（トラクション制御）を行う。

【００４１】エンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブ
タイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バ
ルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタ
イミングとの２段階に切換可能なバルブタイミング切換
機構６０を有する。このバルブタイミングの切換は、弁
リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選
択時は２つの吸気弁のうちの一方を休止させて、空燃比
を理論空燃比よりリーン化する場合においても安定した
燃焼を確保するようにしている。

【００４２】バルブタイミング切換機構６０は、バルブ
タイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この
油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサ（図示せず）がＥ
ＣＵ５接続されている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ
５に供給され、ＥＣＵ５は電磁弁を制御してバルブタイ
ミングの切換制御を行う。

【００４３】また、ＥＣＵ５には、大気圧を検出する大
気圧（ＰＡ）センサ２１が接続されており、その検出信
号がＥＣＵ５に供給される。

【００４４】ＥＣＵ５は、上述した各種センサからの入
力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正
し、アナログ信号値をデジタル信号値に変化する等の機
能を有する入力回路と、中央処理回路（ＣＰＵ）と、該
ＣＰＵで実行される各種演算プログラムや後述する各種
マップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭから
なる記憶回路と、燃料噴射弁１２等の各種電磁弁や点火
プラグに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。

【００４５】ＥＣＵ５は、上述の各種エンジン運転パラ
メータ信号に基づいて、ＬＡＦセンサ１７及びＯ２セン
サ１８の出力に応じたフィードバック制御運転領域やオ
ープン制御運転領域等の種々のエンジン運転状態を判別
するとともに、エンジン運転状態に応じ、下記数式１に
より燃料噴射弁１２の燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算し、
この演算結果に基づいて燃料噴射弁１２を駆動する信号
を出力する。

【００４６】

【数１】ＴＯＵＴ＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ×ＫＣＭＤ
Ｍ×ＫＦＢ図２は上記数式１による燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出手
法を説明するための機能ブロック図であり、これを参照
して本実施例における燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出手法
の概要を説明する。なお、本実施例ではエンジンへの燃
料供給量は燃料噴射時間として算出されるが、これは噴
射される燃料量に対応するので、ＴＯＵＴを燃料噴射量
若しくは燃料量とも呼んでいる。

【００４７】図２においてブロックＢ１は、吸入空気量
に対応した基本燃料量ＴＩＭＦを算出する。この基本燃
料量ＴＩＭＦは、基本的にはエンジン回転数ＮＥ及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されるが、スロットル
弁３からエンジン１の燃焼室に至る吸気系をモデル化
し、その吸気系モデルに基づいて吸入空気の遅れを考慮
した補正を行うことが望ましい。その場合には、検出パ
ラメータとしてスロットル弁開度θＴＨ及び大気圧ＰＡ
をさらに用いる。

【００４８】ブロックＢ２〜Ｂ４は乗算ブロックであ
り、ブロックの入力パラメータを乗算して出力する。こ
れらのブロックにより、上記数式１の演算が行われ、燃
料噴射量ＴＯＵＴが得られる。

【００４９】ブロックＢ９は、エンジン水温ＴＷに応じ
て設定されるエンジン水温補正係数ＫＴＷ，排気還流実
行中に排気還流量に応じて設定されるＥＧＲ補正係数Ｋ
ＥＧＲ，蒸発燃料処理装置４０によるパージ実行時にパ
ージ燃料量に応じて設定されるパージ補正係数ＫＰＵＧ
等のフィードフォワード系補正係数をすべて乗算するこ
とにより、補正係数ＫＴＯＴＡＬを算出し、ブロックＢ
２に入力する。

【００５０】ブロックＢ２１は、エンジン回転数ＮＥ、
吸気管内絶対圧ＰＢＡ等に応じて目標空燃比係数ＫＣＭ
Ｄを決定し、ブロック２２に入力する。目標空燃比係数
ＫＣＭＤは、空燃比Ａ／Ｆの逆数、すなわち燃空比Ｆ／
Ａに比例し、理論空燃比のとき値１．０をとるので、目
標当量比ともいう。ブロックＢ２２は、ローパスフィル
タ２３を介して入力されるＯ２センサ出力ＶＭＯ２に基
づいて目標空燃比係数ＫＣＭＤを修正し、ブロックＢ１
８及びＢ２３に入力する。ブロックＢ２３は、ＫＣＭＤ
値に応じて燃料冷却補正を行い最終目標空燃比係数ＫＣ
ＭＤＭを算出し、ブロックＢ３に入力する。

【００５１】ブロックＢ１０は、ローパスフィルタ２２
を介して入力されるＬＡＦセンサ出力値を、ＣＲＫ信号
パルスの発生毎にサンプリングし、そのサンプル値をリ
ングバッファメモリに順次記憶し、エンジン運転状態に
応じて最適のタイミングでサンプリングしたサンプル値
を選択し（ＬＡＦセンサ出力選択処理）、ローパスフィ
ルタブロックＢ１６及びＢ１７を介してブロックＢ１８
及びＢ１９に入力する。このＬＡＦセンサ出力選択処理
は、サンプリングのタイミングによっては変化する空燃
比を正確に検出できないこと、燃焼室から排出される排
気ガスがＬＡＦセンサ１７に到達するまでの時間やＬＡ
Ｆセンサ自体の反応時間がエンジン運転状態によって変
化することを考慮したものである。

【００５２】ブロックＢ１８は、検出空燃比と目標空燃
比との偏差に応じてＰＩＤ制御によりＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦを算出してブロックＢ２０に入力する。ブロック
Ｂ１９は、検出空燃比に基づいて適応制御（Self Tunin
g Regulation）により適応補正係数ＫＳＴＲを算出して
ブロックＢ２０に入力する。この適応制御は、目標空燃
比係数ＫＣＭＤ（ＫＣＭＤＭ）を基本燃料量ＴＩＭＦに
乗算するだけでは、エンジンの応答遅れがあるため目標
空燃比がなまされた検出空燃比になってしまうため、こ
れを動的に補償し、外乱に対するタフネス性を向上させ
るために導入したものである。

【００５３】ブロックＢ２０は、入力されるＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦ及び適応補正係数ＫＳＴＲのいずれか一方
をエンジン運転状態に応じて選択し、フィードバック補
正係数ＫＦＢとしてブロックＢ４に入力する。これは、
エンジン運転状態によっては、適応制御ではなく従来の
ＰＩＤ制御によって算出したＫＬＡＦ値を用いた方がよ
いことを考慮したものである。

【００５４】以上のように本実施例では、ＬＡＦセンサ
１７の出力の応じて通常のＰＩＤ制御により算出したＰ
ＩＤ補正係数ＫＬＡＦと、適応制御により算出した適応
補正係数ＫＳＴＲとを切り換えて、補正係数ＫＦＢとし
て上記数式１に適用して、燃料噴射量ＴＯＵＴを算出し
ている。適応補正係数ＫＳＴＲにより、検出される空燃
比変化に対する追従性及び外乱に対するタフネス性を向
上させ、触媒の浄化率を向上させ、種々のエンジン運転
状態において良好な排気ガス特性を得ることができる。

【００５５】本実施例では、上述した図２の各ブロック
の機能は、ＥＣＵ５のＣＰＵによる演算処理により実現
されるので、この処理のフローチャートを参照して処理
の内容を具体的に説明する。

【００５６】図３は、ＬＡＦセンサ１７の出力に応じて
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ及び適応補正係数ＫＳＴＲを算
出し、最終的にフィードバック補正係数ＫＦＢを算出す
る処理のフローチャートである。本処理はＴＤＣ信号パ
ルスの発生毎に実行される。

【００５７】ステップＳ１では、始動モードか否か、す
なわちクランキング中か否かを判別し、始動モードのと
きは始動モードの処理へ移行する。始動モードでなけれ
ば、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ及び最終目
標空燃比係数ＫＣＭＤＭの算出（ステップＳ２）及びＬ
ＡＦセンサ出力選択処理を行う（ステップＳ３）ととも
に検出当量比ＫＡＣＴの演算を行う（ステップＳ４）。
検出当量比ＫＡＣＴは、ＬＡＦセンサ１７の出力を当量
比に変換したものである。

【００５８】次いでＬＡＦセンサ１７の活性化が完了し
たか否かの活性判別を行う（ステップＳ５）。これは、
例えばＬＡＦセンサ１７の出力電圧とその中心電圧との
差を所定値（例えば０．４Ｖ）と比較し、該差が所定値
より小さいとき活性化が完了したと判別するものであ
る。

【００５９】次にエンジン運転状態がＬＡＦセンサ１７
の出力に基づくフィードバック制御を実行する運転領域
（以下「ＬＡＦフィードバック領域」という）にあるか
否かの判別を行う（ステップＳ６）。これは、例えばＬ
ＡＦセンサ１７の活性化が完了し、且つフュエルカット
中やスロットル全開運転中でないとき、ＬＡＦフィード
バック領域と判定するものである。この判別の結果、Ｌ
ＡＦフィードバック領域にないときはリセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「１」に設定し、ＬＡＦフィード
バック領域にあるときは「０」とする。

【００６０】続くステップＳ７では、リセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別し、ＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴ＝１のときは、ステップＳ８に進んでＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦ、適応補正係数ＫＳＴＲ及びフィー
ドバック補正係数ＫＦＢをいずれもに「１．０」に設定
するとともに、ＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩを「０」
に設定して、本処理を終了する。また、ＦＫＬＡＦＲＥ
ＳＥＴ＝０のときは、フィードバック補正係数ＫＦＢの
演算を行って（ステップＳ９）、本処理を終了する。

【００６１】以下上記ステップＳ２〜Ｓ４，Ｓ６及びＳ
９における処理の詳細を順次説明する。

【００６２】図４は、図３のステップＳ２における最終
目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出する処理のフローチャ
ートである。

【００６３】ステップＳ２３では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマップを検索し、基
本値ＫＢＳを算出する。なお、そのマップにはアイドル
時用の値も設定されている。

【００６４】続くステップＳ２４では、エンジン始動直
後のリーンバーン制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判別し、条件が成立したときは始動後リーンフラグ
ＦＡＳＴＬＥＡＮを「１」に設定する一方、条件不成立
のときは「０」とする。このリーンバーン制御実行条件
は、例えばエンジン始動後所定期間内であって、エンジ
ン水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡが所定範囲内にあるとき成立する。なお、始動直後
のリーンバーン制御は、エンジン始動直後の触媒が未活
性の状態でＨＣの排出量が増加すること防止する目的で
行うものである。

【００６５】次いでステップＳ２５では、スロットル弁
が全開（ＷＯＴ）の状態か否かを判別し、全開のときは
ＷＯＴフラグＦＷＯＴを「１」に設定し、全開でなけれ
ば「０」とする。次いで、エンジン水温ＴＷに応じて増
量補正係数ＫＷＯＴを算出する（ステップＳ２６）。こ
のとき高水温時の補正係数ＫＸＷＯＴも算出する。

【００６６】続くステップＳ２７では、目標空燃比係数
ＫＣＭＤを算出し、次いで算出したＫＣＭＤ値のリミッ
ト処理（所定上下限値の範囲内に入るようにする処理）
を行う。このステップＳ２７の処理は図５を参照して後
述する。

【００６７】続くステップＳ２９では、Ｏ２センサ１８
の活性化が完了しているか否かの判別を行い、活性化が
完了したときは、活性フラグＦＭＯ２を「１」に設定
し、完了していないときは、「０」とする。例えばエン
ジン始動後所定期間経過したとき、活性化完了と判定す
る。次いで、ステップＳ３２に進み、Ｏ２センサ１８の
出力ＶＭＯ２に応じて目標空燃比係数ＫＣＭＤの補正項
ＤＫＣＭＤＯ２を算出する。この処理は、Ｏ２センサ出
力ＶＭＯ２と基準値ＶＲＥＦＭとの偏差に応じてＰＩＤ
制御により、補正項ＤＫＣＭＤＯ２を算出するものであ
る。

【００６８】ステップＳ３３では、次式により目標空燃
比係数ＫＣＭＤの補正を行う。

【００６９】ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＤＫＣＭＤＯ２これにより、ＬＡＦセンサ１７の出力のずれを補償する
ように目標空燃比係数ＫＣＭＤを設定することができ
る。

【００７０】続くステップＳ３４では、算出したＫＣＭ
Ｄ値に応じてＫＣＭＤ−ＫＥＴＣテーブルを検索して補
正係数ＫＥＴＣを算出し、次式により最終目標空燃比係
数ＫＣＭＤＭを算出する。

【００７１】ＫＣＭＤＭ＝ＫＣＭＤ×ＫＥＴＣ補正係数ＫＥＴＣは、ＫＣＭＤ値が増加し、燃料噴射量
が増加するほど、噴射による燃料冷却効果が大きくなる
ことを考慮して、その影響を補正するものであり、ＫＣ
ＭＤ値が増加するほど大きな値に設定される。。

【００７２】次いで、ＫＣＭＤＭ値のリミット処理を行
うとともに（ステップＳ３５）、ステップＳ３３で得ら
れたＫＣＭＤ値をリングバッファに格納して（ステップ
Ｓ３６）、本処理を終了する。

【００７３】図５は、図４のステップＳ２７におけるＫ
ＣＭＤ算出処理のフローチャートである。

【００７４】先ずステップＳ５１では、図４のステップ
Ｓ２４で設定した始動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮ
が「１」か否かを判別し、ＦＡＳＴＬＥＡＮ＝１である
ときは、ＫＣＭＤＡＳＴＬＥＡＮマップを検索して、リ
ーン制御時の中心空燃比に相当するリーン目標値ＫＣＭ
ＤＡＳＴＬＥＡＮを算出する（ステップＳ５２）。ここ
で、ＫＣＭＤＡＳＴＬＥＡＮマップは、エンジン水温Ｔ
Ｗ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてリーン目標値ＫＣ
ＭＤＡＳＴＬＥＡＮが設定されたマップである。そし
て、目標空燃比係数ＫＣＭＤをリーン目標値ＫＣＭＤＡ
ＳＴＬＥＡＮに設定して（ステップＳ５３）、ステップ
Ｓ６１に進む。

【００７５】一方前記ステップＳ５１でＦＡＳＴＬＡＥ
ＡＮ＝０であって、始動後リーンバーン制御実行条件が
成立しないときは、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＣ
ＭＤ（例えば８０℃）より高いか否かを判別する。そし
てＴＷ＞ＴＷＣＭＤが成立するときは、ＫＣＭＤ値を図
４のステップＳ２３で算出した基本値ＫＢＳに設定して
（ステップＳ５７）、ステップＳ６１に進む。また、Ｔ
Ｗ≦ＴＷＣＭＤが成立するときは、エンジン水温ＴＷ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたマップを検
索して、低水温用目標値ＫＴＷＣＭＤを算出し（ステッ
プＳ５５）、基本値ＫＢＳがこのＫＴＷＣＭＤ値より大
きいか否かを判別する（ステップＳ５６）。その結果Ｋ
ＢＳ＞ＫＴＷＣＭＤであるときは、前記ステップＳ５７
に進み、ＫＢＳ≦ＫＴＷＣＭＤであるときは、基本値Ｋ
ＢＳを低水温用目標値ＫＴＷＣＭＤに置き換えて（ステ
ップＳ５８）、ステップＳ５９に進む。

【００７６】ステップＳ５９では、Ｏ２センサ１８の異
常が検出されているか否かを判別し、異常が検出されて
いなければ直ちにステップＳ６１に進む一方、異常が検
出されているときは、調整用加算項ＫＣＭＤＯＦＦＳＥ
Ｔを異常時用の調整値ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴＦＳに設定
して（ステップＳ６０）、ステップＳ６１に進む。

【００７７】ここで、異常時用の調整用ＫＣＭＤＯＦＦ
ＳＥＴＦＳは、空燃比がややリッチ方向にバイアスされ
るような値に設定される。これにより、Ｏ２センサの異
常時において空燃比のリーン化によるトルク変動やノッ
キングを防止することができる。

【００７８】そしてステップＳ６１では、下記式により
ＫＣＭＤ値を補正してステップＳ６２に進む。調整用加
算項ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴは、エンジンの排気系やＬＡ
Ｆセンサの特性のばらつきや経時変化の影響を反映させ
て、目標空燃比係数ＫＣＭＤを微調整し、三元触媒のウ
ィンドウゾーンの最適な位置をとるようにするためのパ
ラメータである。

【００７９】ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴステップＳ６２では、図４のステップＳ２５で設定した
ＷＯＴフラグＦＷＯＴが「１」か否かを判別し、ＦＷＯ
Ｔ＝０であれば直ちに本処理を終了し、ＦＷＯＴ＝１の
ときは、高負荷用のＫＣＭＤ値の設定処理を行い（ステ
ップＳ６３）、本処理を終了する。この処理は、ＫＣＭ
Ｄ値を図４のステップＳ２６で算出した高負荷用増量補
正係数ＫＷＯＴ，ＫＸＷＯＴと比較し、ＫＣＭＤ値がこ
れらの係数値より小さいときは、ＫＣＭＤ値に補正係数
ＫＷＯＴ又はＫＸＷＯＴを乗算して補正を行うものであ
る。

【００８０】次に図３のステップＳ３におけるＬＡＦセ
ンサ出力選択処理について説明する。

【００８１】エンジンの排気ガスは排気行程で排出され
ることから、多気筒エンジンの排気系集合部において空
燃比の挙動を見ると、明らかにＴＤＣ信号パルスに同期
している。したがって、ＬＡＦセンサ１７により空燃比
を検出するときもＴＤＣ信号パルスに同期して行う必要
がある。ところが、センサ出力のサンプルタイミングに
よっては空燃比の挙動を正確に把握できない場合が生じ
る。例えば、ＴＤＣ信号パルスに対して排気系集合部の
空燃比が図６のようであるとき、ＥＣＵ５が認識する空
燃比は図７に示すように、サンプルタイミングによって
全く異なる値となる。この場合、実際のＬＡＦセンサの
出力変化を可能な限り正確に把握できるタイミングでサ
ンプリングすることが望ましい。

【００８２】さらに、空燃比の変化は排気ガスのセンサ
までの到達時間やセンサの反応時間によっても相違す
る。そのうち、センサまでの到達時間は排気ガス圧力、
排気ガスボリューム等に依存して変化する。さらに、Ｔ
ＤＣ信号パルスに同期してサンプリングすることはクラ
ンク角度に基づいてサンプリングすることになるので、
必然的にエンジン回転数ＮＥの影響を受ける。このよう
に、空燃比の検出の最適なタイミングは、エンジン運転
状態に大きく依存する。

【００８３】そこで、本実施例では図８に示すように、
ＣＲＫ信号パルス（クランク角度３０度毎に発生する）
の発生毎にサンプリングしたＬＡＦセンサ出力をリング
バッファ（本実施例では１８個の格納場所を有する）に
順次格納し、最適タイミングの出力値（１７回前の値か
ら今回値までの中の最適の値）を検出当量比ＫＡＣＴに
変換してフィードバック制御に使用するようにしてい
る。

【００８４】図９は、図３のステップＳ３におけるＬＡ
Ｆセンサ出力選択処理のフローチャートある。

【００８５】先ずステップＳ８１では、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡを読み出し、次いで現在
のバルブタイミングが高速バルブタイミングか否かを判
別する（ステップＳ８２）。その結果高速バルブタイミ
ングのときは高速バルブタイミング用のタイミングマッ
プを検索し（ステップＳ８３）、低速バルブタイミング
のときは低速バルブタイミング用のタイミングマップを
検索し（ステップＳ８４）、その検索結果に応じてリン
グバッファに格納したＬＡＦセンサ出力ＶＬＡＦを選択
して（ステップＳ８５）、本処理を終了する。

【００８６】上記タイミングマップは、図１０に示すよ
うに、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて、エンジン回転数ＮＥが低いほど、あるいは吸気
管内絶対圧ＰＢＡが高いほど早いクランク角度位置でサ
ンプリングした値を選択するように設定されている。こ
こで、「早い」とは、前のＴＤＣ位置により近い位置で
サンプリングした値（換言すれば古い値）を意味する。
このように設定したのは、ＬＡＦセンサ出力は、図７に
示したように、実際の空燃比の極大値又は極小値（以下
「極値」という）に可能な限り近い位置でサンプリング
するのが最良であるが、その極値、例えば最初のピーク
値は、センサの反応時間を一定と仮定すれば、図１１に
示すように、エンジン回転数ＮＥが低下するほど早いク
ランク角度位置で生じ、また、負荷が高いほど排気ガス
圧力や排気ガスボリュームが増加し、排気ガスの流速が
増してセンサへの到達時間が早まるからである。

【００８７】また、高速バルブタイミング用マップは、
同一のエンジン回転数ＮＥ又は吸気管内絶対圧ＰＢＡに
対しては、低速バルブタイミング用マップより早期のタ
イミングとなるように設定されている。これは、高速バ
ルブタイミングでは、低速バルブタイミングより排気弁
の開弁開始時期が早いからである。

【００８８】以上のように、図９の処理によれば、エン
ジン運転状態に応じて最適なタイミングでサンプリング
したセンサ出力ＶＬＡＦが選択されるので、空燃比の検
出精度を向上させることができる。

【００８９】次に図３のステップＳ４における検出当量
比ＫＡＣＴの算出処理について説明する。図１２は、こ
のＫＡＣＴ算出処理のフローチャートである。

【００９０】先ずステップＳ１０１では、上述した図９
の処理により選択されたセンサ出力選択値ＶＬＡＦＳＥ
Ｌからセンサ出力中心値ＶＣＥＮＴを減算して、テンポ
ラリ値ＶＬＡＦＴＥＭＰを算出する。ここで、中心値Ｖ
ＣＥＮＴは、混合気の空燃比が理論空燃比のときのＬＡ
Ｆセンサ出力値である。

【００９１】次いで、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値が負の値か否
かを判別し（ステップＳ１０２）、ＶＬＡＦＴＥＭＰ＜
０であって、空燃比が理論空燃比よりリーン側のとき
は、リーン補正係数ＫＬＢＬＬを乗算して、ＶＬＡＦＴ
ＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０３）一方、、ＶＬ
ＡＦＴＥＭＰ≧０であって、空燃比が理論空燃比よりリ
ッチ側のときは、リッチ補正係数ＫＬＢＬＲを乗算し
て、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０
４）。ここで、リーン補正係数ＫＬＢＬＬ及びリッチ補
正係数ＫＬＢＬＲは、ＬＡＦセンサに装着されたラベル
抵抗の値に応じて算出されるばらつき補正用の補正係数
である。ラベル抵抗値は、予めＬＡＦセンサの特性を測
定して、その結果に応じて設定されており、ＥＣＵ５が
その値を読み取って補正係数ＫＬＢＬＬ，ＫＬＢＬＲを
決定する。

【００９２】続くステップＳ１０５では、テンポラリ値
ＶＬＡＦＴＥＭＰにテーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴを加
算して、修正出力値ＶＬＡＦＥを算出し、次いでＶＬＡ
ＦＥ値に応じてＫＡＣＴテーブルを検索して、検出当量
比ＫＡＣＴを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、
ＫＡＣＴテーブルは、修正出力値ＶＬＡＦＥに応じて検
出当量比ＫＡＣＴを算出するためのテーブルであり、テ
ーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴは理論空燃比（ＫＡＣＴ＝
１．０）に対応する格子点データ（修正出力値）であ
る。

【００９３】以上の処理により、ＬＡＦセンサの特性ば
らつきの影響を排除した検出当量比ＫＡＣＴを得ること
ができる。

【００９４】図１３は、図３のステップＳ６におけるＬ
ＡＦフィードバック領域判別処理のフローチャートであ
る。

【００９５】先ずステップＳ１２１では、ＬＡＦセンサ
１７が不活性状態にあるか否かを判別し、活性状態にあ
るときはフュエルカット中であることを「１」で示すフ
ラグＦＦＣが「１」か否かを判別し（ステップＳ１２
２）、ＦＦＣ＝０であるときは、スロットル弁全開中で
あることを「１」で示すフラグＦＷＯＴが「１」か否か
を判別し（ステップＳ１２３）、ＦＷＯＴ＝１でないと
きは、図示しないセンサによって検出したバッテリ電圧
ＶＢＡＴが所定下限値ＶＢＬＯＷより低いか否かを判別
し（ステップＳ１２４）、ＶＢＡＴ≧ＶＢＬＯＷである
ときは、理論空燃比に対応するＬＡＦセンサ出力のずれ
（ＬＡＦセンサストイキずれ）があるか否かを判別す
る。そして、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５のいずれかの
答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ
を１．０（無補正値）にリセットすべき旨を「１」で示
すＫＬＡＦリセットフラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを
「１」に設定する（ステップＳ１３２）。

【００９６】一方、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５の答が
すべて否定（ＮＯ）のときは、ＫＬＡＦリセットフラグ
ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「０」に設定する（ステップＳ
１３１）。

【００９７】続くステップＳ１３３では、Ｏ２センサ１
８が不活性状態にあるか否かを判別し、活性状態にある
ときは、エンジン水温ＴＷが所定下限水温ＴＷＬＯＷ
（例えば０℃）より低いか否かを判別する（ステップＳ
１３４）。そして、Ｏ２センサ１８が不活性状態のとき
またはＴＷ＜ＴＷＬＯＷであるときは、ＰＩＤ補正係数
ＫＬＡＦを現在値に維持すべきことを「１」で示すホー
ルドフラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤを「１」に設定して（ス
テップＳ１３６）、本処理を終了する。一方、Ｏ２セン
サ１８が活性状態にあり且つＴＷ≧ＴＷＬＯＷであると
きは、ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０として（ステップＳ１３
５）、本処理を終了する。

【００９８】次に図３のステップＳ９におけるフィード
バック補正係数ＫＦＢの算出処理を説明する。

【００９９】フィードバック補正係数ＫＦＢは、前述し
たようにエンジン運転状態に応じてＰＩＤ補正係数ＫＬ
ＡＦ又は適応補正係数ＫＳＴＲに設定される。そこで、
先ず図１４及び図１５を参照して、これらの補正係数の
算出手法を説明する。

【０１００】図１４は、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ算出処
理のフローチャートである。

【０１０１】同図のステップＳ３０１では、ホールドフ
ラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤが「１」か否かを判別し、ＦＫ
ＬＡＦＨＯＬＤ＝１のときは、直ちに本処理を終了し、
ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０のときは、ＫＬＡＦリセットフ
ラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別する
（ステップＳ３０２）。その結果、ＦＫＬＡＦＲＥＳＥ
Ｔ＝１のときは、ステップＳ３０３に進み、ＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦを１．０に設定するとともに、積分制御ゲ
インＫＩ及び目標当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴ
との偏差ＤＫＡＦを「０」に設定して、本処理を終了す
る。

【０１０２】ステップＳ３０２でＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ
＝０のときは、ステップＳ３０４に進み、比例制御ゲイ
ンＫＰ、積分制御ゲインＫＩ及び微分制御ゲインＫＤを
エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて
設定されたマップから検索する。ただし、アイドル状態
のときはアイドル用のゲインを採用する。次いで、目標
当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴとの偏差ＤＫＡＦ
（ｋ）（＝ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＡＣＴ（ｋ））を算出し
（ステップＳ３０５）、偏差ＤＫＡＦ（ｋ）及び各制御
ゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤを下記式に適用して、比例項Ｋ
ＬＡＦＰ（ｋ）、積分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）及び微分項Ｋ
ＬＡＦＤ（ｋ）を算出する（ステップＳ３０６）。

【０１０３】ＫＬＡＦＰ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩ＋ＫＬＡＦ
（ｋ−１）ＫＬＡＦＤ（ｋ）＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−
１））×ＫＤ続くステップＳ３０７〜Ｓ３１０では、積分項ＫＬＡＦ
Ｉ（ｋ）のリミット処理を行う。すなわち、ＫＬＡＦＩ
（ｋ）値が所定上下限値ＫＬＡＦＩＬＭＴＨ，ＫＬＡＦ
ＩＬＭＴＬの範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ
３０７、Ｓ３０８）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＞ＫＬＡＦＩＬ
ＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭ
ＴＨとし（ステップＳ３１０）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＜Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬとする（ステップＳ３０９）。

【０１０４】続くステップＳ３１１では、下記式により
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）を算出する。

【０１０５】ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＰ（ｋ）＋ＫＬ
ＡＦＩ（ｋ）＋ＫＬＡＦＤ（ｋ）＋１．０次いで、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定上限値ＫＬＡＦＬＭＴ
Ｈより大きいか否かを判別し（ステップＳ３１２）、Ｋ
ＬＡＦ（ｋ）＞ＫＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡ
Ｆ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとして（ステップＳ３１
６）、本処理を終了する。

【０１０６】ステップＳ３１２で、ＫＬＡＦ（ｋ）≦Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定
下限値ＫＬＡＦＬＭＴＬより小さいか否かを判別し（ス
テップＳ３１４）、ＫＬＡＦ（ｋ）≧ＫＬＡＦＬＭＴＬ
であれば直ちに本処理を終了する一方、ＫＬＡＦ（ｋ）
＜ＫＬＡＦＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＬとして（ステップＳ３１５）、本処理を
終了する。

【０１０７】本処理により、検出当量比ＫＡＣＴが目標
当量比ＫＣＭＤに一致するように、ＰＩＤ制御によりＰ
ＩＤ補正係数ＫＬＡＦが算出される。

【０１０８】次に適応補正係数ＫＳＴＲ算出処理につい
て、図１５を参照して説明する。

【０１０９】図１５は、図２のブロックＢ１９、すなわ
ち適応制御（ＳＴＲ（Self TuningRegulator））ブロッ
クの構成を示すブロック図であり、このＳＴＲブロック
は、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ（ｋ）と検
出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）とが一致するように適応補正係
数ＫＳＴＲを設定するＳＴＲコントローラと、該ＳＴＲ
コントローラで使用するパラメータを設定するパラメー
タ調整機構とからなる。

【０１１０】本実施例における適応制御の調整則の一つ
に、ランダウらが提案したパラメータ調整則がある。こ
の手法は、適応システムを線形ブロックと非線形ブロッ
クとから構成される等価フィードバック系に変換し、非
線形ブロックについては入出力に関するポポフの積分不
等式が成立し、線形ブロックは強正実となるように調整
則を決めることによって、適応システムの安定を保証す
る手法である。この手法は、例えば「コンピュートロー
ル」（コロナ社刊）Ｎｏ．２７，２８頁〜４１頁、ない
しは「自動制御ハンドブック」（オーム社刊）７０３頁
〜７０７頁に記載されているように、公知技術である。

【０１１１】本実施例では、このランダウらの調整則を
用いた。以下説明すると、ランダウらの調整則では、離
散系の制御対象の伝達関数Ａ（Ｚ-¹）／Ｂ（Ｚ-¹）の分
母分子の多項式を数式２で、のようにおいたとき、
適応パラメータθハット（ｋ）及び適応パラメータ調整
機構への入力ζ（ｋ）は、数式２で、のように定め
られる。数式２では、ｍ＝１、ｎ＝１、ｄ＝３の場合、
即ち１次系で３制御サイクル分の無駄時間を持つプラン
トを例にとった。ここで、ｋは時刻、より具体的には制
御サイクルを示す。また、数式２において、ｕ（ｋ）及
びｙ（ｋ）は、本実施例では、それぞれＫＳＴＲ（ｋ）
及びＫＡＣＴ（ｋ）に対応する。

【０１１２】

【数２】ここで、適応パラメータθハット（ｋ）は、数式３で表
される。また、数式３中のΓ（ｋ）及びｅアスタリスク
（ｋ）は、それぞれゲイン行列及び同定誤差信号であ
り、数式４及び数式５のような漸化式で表される。

【０１１３】

【数３】

【０１１４】

【数４】

【０１１５】

【数５】また数式４中のλ１（ｋ）、λ２（ｋ）の選び方によ
り、種々の具体的なアルゴリズムが与えられる。λ１
（ｋ）＝１，λ２（ｋ）＝λ（０＜λ＜２）とすると漸
減ゲインアルゴリズム（λ＝１の場合、最小自乗法）、
λ１（ｋ）＝λ１（０＜λ１＜１）、λ２（ｋ）＝λ２
（０＜λ２＜２）とすると、可変ゲインアルゴリズム
（λ２＝１の場合、重み付き最小自乗法）、λ１（ｋ）
／λ２（ｋ）＝σとおき、λ３が数式６のように表され
るとき、λ１（ｋ）＝λ３とおくと固定トレースアルゴ
リズムとなる。また、λ１（ｋ）＝１，λ２（ｋ）＝０
のとき固定ゲインアルゴリズムとなる。この場合は数式
４から明らかなように、Γ（ｋ）＝Γ（ｋ−１）とな
り、よってΓ（ｋ）＝Γの固定値となる。

【０１１６】

【数６】ここで、図１５にあっては、前記ＳＴＲコントローラ
（適応制御器）と適応パラメータ調整機構とは燃料噴射
量演算系の外におかれ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が目
標当量比ＫＣＭＤ（ｋ−ｄ’）（ここでｄ’はＫＣＭＤ
がＫＡＣＴに反映されるまでの無駄時間）に適応的に一
致するように動作して適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）を演
算する。

【０１１７】このように、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）
及び検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が求められて適応パラメ
ータ調整機構に入力され、そこで適応パラメータθハッ
ト（ｋ）が算出されてＳＴＲコントローラに入力され
る。ＳＴＲコントローラには入力として目標当量比ＫＣ
ＭＤ（ｋ）が与えられ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が目
標当量比ＫＣＭＤ（ｋ）に一致するように漸化式を用い
て適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）が算出される。

【０１１８】適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）は、具体的に
は数式７に示すように求められる。

【０１１９】

【数７】次に上述のようにして算出するＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ
と適応補正係数ＫＳＴＲとを切り換えて、すなわちＰＩ
Ｄ制御と適応制御とを切り換えて、フィードバック補正
係数ＫＦＢを算出する手法を説明する。

【０１２０】図１６は、図３のステップＳ９におけるフ
ィードバック補正係数ＫＦＢの算出処理のフローチャー
トである。

【０１２１】先ずステップＳ４０１では、図３の処理の
前回実行時がオープンループ制御であったか（ＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴ＝１であったか）否かを判別し、オープン
ループ制御でなかったときは、目標当量比ＫＣＭＤの変
化量ＤＫＣＭＤ（＝｜ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＣＭＤ（ｋ−
１）｜）が基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦより大きいか否かを
判別する（ステップＳ４０２）。そして、前回がオープ
ンループ制御だったとき又は、前回がフィードバック制
御であり且つ変化量ＤＫＣＭＤが基準値ＤＫＣＭＤＲＥ
Ｆより大きいときは、低応答のフィードバック制御を実
行すべき領域（以下「低応答Ｆ／Ｂ領域」という）と判
定し、カウンタＣを「０」にリセットするとともに（ス
テップＳ４０３）、低応答のフィードバック制御処理
（後述）を行い（ステップＳ４１１）、本処理を終了す
る。

【０１２２】なお、前回がオープンループ制御であった
ときに、低応答Ｆ／Ｂ領域と判定するのは、例えばフュ
エルカット状態からの復帰時のような場合には、ＬＡＦ
センサの検出遅れなどから、必ずしも検出値が真の値を
示すとは限らないため、制御が不安定となる可能性があ
るからである。また、同様の理由で、目標当量比ＫＣＭ
Ｄの変化量ＤＫＣＭＤが大きいとき、例えばスロットル
全開増量状態から復帰したとき、リーンバーン制御から
理論空燃比制御に復帰したとき等においても低応答Ｆ／
Ｂ領域と判定している。

【０１２３】ステップＳ４０１及びＳ４０２の答がとも
に否定（ＮＯ）のとき、すなわち前回もフィードバック
制御であり、かつ目標当量比ＫＣＭＤの変化量ＤＫＣＭ
Ｄが基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦ以下のときは、カウンタＣ
を「１」だけインクリメントして（ステップＳ４０
４）、カウンタＣの値が所定値ＣＲＥＦ（例えば５）以
下か否かを判別し（ステップＳ４０５）、Ｃ≦ＣＲＥＦ
であるときは前記ステップＳ４１１を実行し、一方Ｃ＞
ＣＲＥＦであるときはステップＳ４０６へ進む。ステッ
プＳ４０６ではＦ／Ｂ判別処理、すなわち高応答のフィ
ードバック制御を実行すべき領域（以下「高応答Ｆ／Ｂ
領域」という）であるか、低応答Ｆ／Ｂ領域であるか
を、後述の処理により判別する。次にステップＳ４０７
では、ステップＳ４０６で判別された制御領域が、高応
答Ｆ／Ｂ領域であるか否かを判別し、高応答Ｆ／Ｂ領域
でないときは前記ステップＳ４１１を実行し、一方高応
答フィードバック制御領域であるときは高応答のフィー
ドバック制御処理（後述）を行って適応補正係数ＫＳＴ
Ｒを算出し（ステップＳ４０８）、適応補正係数ＫＳＴ
Ｒと１．０との差の絶対値｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．０｜
が基準値ＫＳＴＲＲＥＦより大きいか否かを判別し（ス
テップＳ４０９）、｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．０｜＞ＫＳ
ＴＲＲＥＦであるときは、前記ステップＳ４１１に進む
一方、｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．０｜≦ＫＳＴＲＲＥＦで
あるときは、フィードバック補正係数ＫＦＢをＫＳＴＲ
値に設定して（ステップＳ４１０）、本処理を終了す
る。

【０１２４】ここで、適応補正係数ＫＳＴＲと１．０と
の差の絶対値が基準値ＫＳＴＲＲＥＦより大きいときに
「低応答フィードバック処理」を選択するのは、制御の
安定性確保のためである。

【０１２５】また、カウンタＣの値がＣＲＥＦ値以下の
ときに低応答Ｆ／Ｂ領域であるとするのは、オープンル
ープ制御からの復帰直後や目標当量比ＫＣＭＤが大きく
変化した直後は、燃料の燃焼が完了するまでの遅れやＬ
ＡＦセンサの検出遅れの影響を吸収できないからであ
る。

【０１２６】次に図１６のステップＳ４０６における、
空燃比フィードバック制御の応答速度を選択するための
処理を説明する。図１７はこのフィードバック処理の判
別処理のフローチャートである。

【０１２７】まずステップＳ５０１で、ＬＡＬセンサ１
７の応答が劣化したか否かを判別し、劣化していないと
きはステップＳ５０２へ進む。

【０１２８】次にステップＳ５０２でＬＡＦセンサ１７
の異常が検出されたか否かを判別し、異常が検出されて
いないときはクランク角度位置センサ１４（気筒判別セ
ンサ、ＴＤＣセンサ、ＣＲＫセンサ）の異常が検出され
ているか否かを判別し（ステップＳ５０３）、いずれの
センサの異常も検出されていないときは弁開度θＴＨセ
ンサ４の異常が検出されているか否かを判別し（ステッ
プＳ５０４）、異常が検出されていないときはバルブタ
イミング機構の異常が検出されているか否かを判別する
（ステップＳ５０５）。

【０１２９】その結果、ステップＳ５０１〜Ｓ５０５で
劣化または異常が検出されていないときはステップＳ５
０６へ進み、いずれか１つでも劣化または異常が検出さ
れたときは低応答Ｆ／Ｂ領域であると判定して（ステッ
プＳ５２０）、本処理を終了する。

【０１３０】このように、各センサの異常時に低応答の
フィードバック制御を選択するのは、空燃比制御性の悪
化を防止するためである。

【０１３１】次いでステップＳ５０６では、エンジン水
温ＴＷが所定水温ＴＷＳＴＲＯＮより低いか否かを判別
し（ステップＳ５０４）、ＴＷ≧ＴＷＳＴＲＯＮである
ときはエンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＳＴＲＯＦＦ
（例えば１００℃）以上であるか否かを判別し（ステッ
プＳ５０７）、ＴＷ≧ＴＷＳＴＲＯＦＦであるときは吸
気温ＴＡが所定温度ＴＡＳＴＲＯＦＦ以上であるか否か
を判別する（ステップＳ５０８）。その結果、ステップ
Ｓ５０７でＴＷ＜ＴＷＳＴＲＯＦＦであるとき、及びス
テップＳ５０７でＴＷ≧ＴＷＳＴＲＯＦＦであり、かつ
ステップＳ５０８でＴＡ＜ＴＡＳＴＲＯＦＦであるとき
は、いずれもステップＳ５０９へ進んでエンジン回転数
ＮＥが所定回転数ＮＥＳＴＲＬＭＴ以上であるか否かを
判別し、ＮＥ＜ＮＥＳＴＲＬＭＴであるときは、エンジ
ンがアイドル状態か否かを判別し（ステップＳ５１
０）、アイドル状態でないときは、トラクションコント
ロールシステム（ＴＣＳ）の作動復帰（トラクション制
御の実行終了）後の時間を計測するタイマが作動中か否
かを判別する（ステップＳ５１１）。なお、このタイマ
はダウンカウントタイマで構成され、ＴＣＳ作動中にセ
ットされて、ＴＣＳ作動から復帰した時点からカウント
ダウンが開始される。

【０１３２】ステップＳ５１１で判別の結果、ＴＣＳ作
動復帰後のタイマが作動中でないときは、エンジンのフ
ューエルカット状態から復帰した（フューエルカットを
終了した）後のタイマが作動中か否かを判別する（ステ
ップＳ５１２）。ここで、エンジンのフューエルカット
は、エンジンの所定減速状態で実行され、その実行中は
フューエルカットフラグＦＦＣが「１」に設定される。
なお、このタイマもダウンカウントタイマで構成され、
エンジンのフューエルカット中にセットされて、フュー
エルカット状態から復帰した時点でカウントダウンが開
始される。

【０１３３】以上の判別の結果、ステップＳ５０６若し
くはステップＳ５０９〜Ｓ５１２のいずれかの答えが肯
定（ＹＥＳ）のとき、及びステップＳ５０７とＳ５０８
の答えが共に肯定（ＹＥＳ）のときは、低応答Ｆ／Ｂ領
域であると判定して（ステップＳ５２０）、本処理を終
了する。また、ステップＳ５１２の答えが否定（ＮＯ）
のときはステップＳ５５０に進む。

【０１３４】ステップＳ５５０では、エンジンが失火し
ているか否かの判断を行う。失火の判断の方法として
は、例えば、本出願人により出願されている特開平６−
１４６９９８などにより公知である、エンジンの回転変
動が所定値を越えた場合にエンジンに失火が発生してい
ると判断する方法がある。ステップＳ５５０でエンジン
が失火しているときは前記ステップＳ５２０へ進む一
方、失火していないときはステップＳ５１３へ進む。

【０１３５】ステップＳ５１３では、バルブタイミング
の高速用／低速用の切換指示があったか否かを判別し、
切換指示がないときは、エンジンの点火時期を大量に遅
角（リタード）させる制御を実行したか否かを判別し
（ステップＳ５１４）、実行していないときはステップ
Ｓ５１６へ進む。前記ステップＳ５１３，Ｓ５１４のい
ずれかで、その答えが肯定（ＹＥＳ）であるときはダウ
ンカウントタイマｔｍＫＣＭＤＣＨＮＧに所定期間ＴＣ
ＨＮＧをセットしてスタートさせ（ステップＳ５１
５）、低応答Ｆ／Ｂ領域と判定する。ここで所定期間Ｔ
ＣＨＮＧは、バルブタイミング切換指令が有った後、あ
るいは大量の点火時期遅角制御を実行した後に、燃焼状
態が安定するのに十分な期間に設定する。

【０１３６】ステップＳ５１６ではこのダウンカウント
タイマｔｍＫＣＭＤＣＨＮＧの値が０に達していないか
否かを判別し、未だ０に達していないときは低応答Ｆ／
Ｂ領域であると判定し（ステップＳ５２０）、一方、０
に達しているときは検出当量比ＫＡＣＴが所定上下限値
ＫＡＣＴＬＭＴＨ（例えば１．０１）、ＫＡＣＴＬＭＴ
Ｌ（例えば０．９９）の範囲内にあるか否かを判別し
（ステップＳ５１７，Ｓ５１８）、ＫＡＣＴ＜ＫＡＣＴ
ＬＭＴＬ又はＫＡＣＴ＞ＫＡＣＴＬＭＴＨであるとき
は、前記ステップＳ５２０に進み、一方、ＫＡＣＴＬＭ
ＴＬ≦ＫＡＣＴ≦ＫＡＣＴＬＭＴＨであるときは、高応
答Ｆ／Ｂ領域と判定して（ステップＳ５１９）、本処理
を終了する。

【０１３７】ステップＳ５１７，Ｓ５１８により、低応
答フィードバック制御から高応答フィードバック制御へ
の切換は、検出当量比ＫＡＣＴが１．０付近の値のとき
に行われ、切換を滑らかに行うことができ、制御の安定
性を確保することができる。

【０１３８】ここで、ステップＳ５０６〜Ｓ５１６の各
判別の結果によっては、低応答フィードバック制御を選
択することとした理由は、以下の通りである。

【０１３９】まず、低水温時（ＴＷ＜ＴＷＳＴＲＯＮ）
は、燃料の霧化悪化や機関のフリクション増大により燃
焼が安定せず、失火などを生じるおそれがあり、安定し
た検出当量比ＫＡＣＴを得られないからである。また、
エンジン水温が高温（ＴＷ≧ＴＷＳＴＲＯＦＦ）で、か
つ高吸気温時（ＴＡ≧ＴＡＳＴＲＯＦＦ）は、燃料供給
ライン中のベーパロック発生により、燃料噴射弁６によ
る実噴射量が減少するおそれがあるからである。さら
に、高回転時（ＮＥ≧ＮＥＳＴＲＬＭＴ）は、ＥＣＵの
演算時間が不足しがちであるとともに、燃焼も安定しな
いからである。また、エンジンのアイドル時は、運転状
態がほぼ安定しており、高応答のフィードバック制御を
必要としないからである。さらに、駆動輪スリップ回避
のためのトルク減少を目的としたトラクション制御の実
行による一時的な点火時期の遅角制御又はフューエルカ
ット制御から復帰した後、所定期間は一時的に燃焼状態
が不安定になり、高応答のフィードバック制御ではかえ
って空燃比変動を大きくしてしまうおそれがあるからで
ある。なお、フューエルカット復帰後所定期間も同様の
理由により、低応答のフィードバック制御を選択する。
同様にエンジンが失火している場合には明らかに燃焼状
態が不安定であるため、低応答のフィードバック制御を
選択する。さらに、バルブタイミング切換後所定期間Ｔ
ＣＨＮＧ内はバルブタイミング切換による吸排気弁の開
弁時間の変化によって燃焼状態が急激に変化するからで
ある。また、大量に点火時期が遅角された後所定期間Ｔ
ＣＨＮＧ内は、燃焼状態が安定せず、安定した検出当量
比ＫＡＣＴを期待できないからである。

【０１４０】ここで大量の点火時期の遅角制御を実行す
る場合として、上記トラクション制御以外に、自動変速
機の変速時のトルクショック低減制御、エンジン高負荷
時のノッキング回避制御、エンジン始動後の触媒温度の
早期上昇等を目的とした点火時期制御を実行する場合等
が挙げられる。

【０１４１】次に本実施例に係る高応答／低応答フィー
ドバック制御について説明する。

【０１４２】図１９は、図１６のステップＳ４０８にお
ける高応答フィードバック制御処理のフローチャートで
ある。まずステップＳ６０１で、適応補正係数ＫＳＴＲ
によるフィードバック制御を実行すべき領域（以下「適
応制御領域」という）であることを「１」で示すフラグ
ＦＫＳＴＲが前回「０」であったか否かを判別する。そ
の結果、前回がＦＫＳＴＲ＝１であるときは直ちにステ
ップＳ６０３に進み、前述した手法により適応補正係数
ＫＳＴＲを算出してフラグＦＫＳＴＲを「１」にセット
し、本処理を終了する。

【０１４３】一方、前回がＦＫＳＴＲ＝０であったとき
は、適応パラメータ（ゲインを決定するスカラ量）ｂ０
を、ＰＩＤ補正係数の前回値ＫＬＡＦ（ｋ−１）で除算
した値に置き換えて（ステップＳ６０２）、ステップＳ
６０３以下を実行する。

【０１４４】ステップＳ６０２で、適応パラメータｂ０
をｂ０／ＫＬＡＦ（ｋ−１）に置き換えることにより、
ＰＩＤ制御から適応制御への切換をより滑らかに行うこ
とができ、制御の安定性を確保することができる。これ
は、以下のような理由による。前記数式７のｂ０をｂ０
／ＫＬＡＦ（ｋ−１）に置き換えると、数式８の第１式
に示すようになるが、第１式の第１項はＰＩＤ制御実行
中はＫＳＴＲ（ｋ）＝１としているので、１となる。従
って、適応制御開始当初のＫＳＴＲ（ｋ）値は、ＫＬＡ
Ｆ（ｋ−１）に等しくなり、補正係数値が滑らかに切り
換えられることになる。

【０１４５】

【数８】図２０は、図１６のステップＳ４１１における低応答フ
ィードバック制御処理のフローチャートである。ステッ
プＳ６２１で前回フラグＦＫＳＴＲが「１」にセットさ
れているか否かを判別する。その結果、前回がＦＫＳＴ
Ｒ＝０であったときは、直ちに前述した図１４の処理に
よりＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦを算出し（ステップＳ６２
３）、フラグＦＫＳＴＲを「０」にセットして（ステッ
プＳ６２４）、フィードバック補正係数ＫＦＢをステッ
プＳ６２３で算出したＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）に
設定して（ステップＳ６２５）、本処理を終了する。

【０１４６】一方、前回はＦＫＳＴＲ＝１であったとき
は、ＰＩＤ制御の積分項の前回値ｋＡＬＦＩ（ｋ−１）
を、適応補正係数の前回値ＫＳＴＲ（ｋ−１）に設定し
て（ステップＳ６２２）、ステップＳ６２３以下を実行
する。

【０１４７】ここで、適応制御からＰＩＤ制御への切換
時（前回ＦＫＳＴＲ＝１で今回が低応答Ｆ／Ｂ領域であ
るとき）は、ＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩが急変する
可能性があるため、ステップＳ６２２により、ＫＬＡＦ
（ｋ−１）＝ＫＳＴＲ（ｋ−１）としている。これによ
り、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ−１）とＰＩＤ補正係数
ＫＬＡＦ（ｋ）との差を小さくとどめ、切換を滑らかに
して制御の安定性を確保することができる。

【０１４８】図１６〜２０の処理によれば、少なくとも
エンジンの燃焼状態が非定常状態である期間は、適応制
御からＰＩＤ制御に空燃比フィードバック制御が切換わ
るので、燃焼非定常状態においても、空燃比制御の十分
な正確性及び安定性を確保し、良好な運転性及び排気ガ
ス特性を維持することができる。

【０１４９】（第２実施例）次に本発明の第２実施例に
係る内燃機関の制御装置を説明する。前述した第１実施
例では、エンジン１の燃焼状態等に応じて空燃比フィー
ドバック制御の領域が高応答Ｆ／Ｂ領域であるか、低応
答Ｆ／Ｂ領域であるかを判定し、高応答フィードバック
制御として適応制御を、低応答フィードバック制御とし
てＰＩＤ制御を採用した。本実施例では、低応答フィー
ドバック制御として、ＰＩＤ制御の代わりに適応制御の
ままその制御応答速度を低下させるようにする。従っ
て、図１〜図１８までは第１実施例と同一のものを使用
するのでその説明を省略し、図１９、図２０の代わりに
図２１、図２２を用いて説明する。

【０１５０】図２１は本実施例に係る図１６のステップ
Ｓ４０８における、高応答フィードバック制御処理のフ
ローチャートである。まずステップＳ６４１でゲイン行
列Γとして高応答フィードバック制御用ゲイン行列ΓＨ
を選択するとともに無駄時間のサイクル数ｄを高応答フ
ィードバック制御用の値ｄＨに設定し、適応補正係数Ｋ
ＳＴＲを前述した手法により算出して（ステップＳ６４
２）、本処理を終了する。

【０１５１】図２２は、本実施例に係る図１６のステッ
プＳ４１１における、低応答フィードバック制御のため
の処理を示すフローチャートである。

【０１５２】ステップＳ６６１で、ゲイン行列Γとして
低応答フィードバック制御用ゲイン行列ΓＬを選択する
とともに無駄時間のサイクル数ｄを低応答フィードバッ
ク制御用の値ｄＬに設定する。ここで低応答フィードバ
ック制御用のサイクル数ｄＬは、高応答フィードバック
制御用のサイクル数ｄＨより大きな値に設定する。次に
ステップＳ６６２で低応答フィードバック制御用の適応
補正係数ＫＳＴＲＬを算出し、フィードバック補正係数
ＫＦＢをＫＳＴＲＬ値に設定して（ステップＳ６６
３）、本処理を終了する。

【０１５３】ここで低応答フィードバック制御用ゲイン
行列ΓＬは、高応答フィードバック制御用ゲイン行列Γ
Ｈに対し、ゲインのより小さな行列として予め定めてお
く。具体的には下記式数式９により、次のように定め
る。

【０１５４】

【数９】数式９は、本実施例におけるゲイン行列Γを表したもの
であり、縦横各５個のパラメータから成り、パラメータ
ｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄，ｇ₅の大小は、パラメータ調整機
構の適応パラメータｂ₀，ｒ₁，ｒ₂，ｒ₃，ｓ₀の変化速
度の高低を決定する。従って、高応答フィードバック制
御用のゲイン行列ΓＨに対し、そのパラメータｇ₁，
ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄，ｇ₅をより小さな値に設定することによ
り、パラメータ調整機構における適応パラメータ調整速
度の低い低応答フィードバック制御用ゲイン行列ΓＬを
得ることができる。この場合、ｇ₁〜ｇ₅のすべてを小さ
な値にしても良いし、その一部の値を変更しても良い。
例えば、制御ゲインに相当するｒ₁〜ｒ₃の変化速度に対
応するｇ₁〜ｇ₄を変更する、若しくは応答性を決定する
ｓ₀，ｂ₀の変化速度に対応するｇ₁，ｇ₅の両方若しくは
一方を変更しても良い。

【０１５５】また、ゲイン行列Γ全体により応答性を決
定しているため、それぞれのパラメータを独立に変更す
る場合には、例えばｇ₅を小さくしてｇ₂〜ｇ₄を少し大
きくするような調整によっても応答性を低下させること
が可能である。

【０１５６】本実施例に係る図１６〜図１８、及び図２
１、図２２の処理により、機関燃焼の非定常状態におけ
る空燃比変動抑制という第１実施例と同様の効果を奏す
ることができる。

【０１５７】なお、本実施例において、ゲイン行列Γの
パラメータｇ₁，ｇ₂，ｇ₃，ｇ₄，ｇ ₅を高応答及び低応
答フィードバック制御用として予め設定しておいたが、
これに限らずエンジン燃焼の悪化度合を検出し、この度
合に応じてｇ₁〜ｇ₅を設定するようにしてもよい。

【０１５８】また、本実施例では適応制御の制御速度変
更の手段として、ゲイン行列Γのパラメータ変更及び無
駄時間のサイクル数ｄ変更を行うようにしたが、ゲイン
行列Γ又はサイクル数ｄのいずれか一方を変更するよう
にしてもよい。

【０１５９】また、エンジン燃焼の非定常時に切換える
空燃比フィードバック制御として、第１実施例では適応
制御からＰＩＤ制御へ、第２実施例では適応制御の応答
速度を変更する態様を示したが、これら２つの非定常用
の制御手段を備え、状況に応じていずれか一方を選択で
きるようにしてもよい。

【０１６０】（第３実施例）次に本発明の第３実施例に
係る内燃機関の制御装置を説明する。本実施例は、エン
ジンの減速時にもエンジンの燃焼が不安定となり、ＬＡ
Ｆセンサ１７の出力の変動により空燃比の変動も大きく
なることに鑑み、これをさらに助長させないようにする
ため、第１実施例と同様に、制御速度を低下させるよう
にするものである。本実施例の内燃機関の制御装置の基
本的構成は第１実施例の制御装置と同様であるので、図
１〜１６、図１９及び図２０はそのまま使用してその説
明を省略し、図１８のフローチャートのステップＳ５１
４とステップＳ５１６との間に図２３に示すフローチャ
ートを挿入したものを用いて説明する。従って図１７及
び、図２３のフローチャートを挿入した図１８がフィー
ドバック処理の判別処理のフローチャートを示すことに
なる。また、図１７，１８で第１実施例と同一のステッ
プはその説明を省略する。

【０１６１】図２３は上述のようにフィードバック処理
判別処理のフローチャートの一部である。ステップＳ５
３１で所定時間当たりのスロットル弁開度θＴＨの変化
量ΔＴＨが所定値ΔＴＨＤＥＣ以下であるか否かを判別
し、ΔＴＨ＞ΔＴＨＤＥＣであるときは吸気管内絶対圧
ＰＢＡか所定値ＰＢＡＬＯ以下であるか否かを判別する
（ステップＳ５３２）。その結果、ΔＴＨ＞ΔＴＨＤＥ
Ｃが成立し、かつＰＢＡ＞ＰＢＡＬＯが成立するときは
エンジンの減速領域でないと判定してステップＳ５１６
へ進む一方、ΔＴＨ≦ΔＴＨＤＥＣ又はＰＢＡ≦ＯＢＡ
ＬＯが成立するときはエンジンの減速領域であると判定
してステップＳ５１５へ進む。

【０１６２】本処理により、エンジンの減速時における
空燃比変動を抑制することができる。

【０１６３】なお本実施例では、エンジン減速時の低応
答フィードバック制御として、ＰＩＤ制御を採用した
が、これに限らず第２実施例と同様に適応制御を維持し
つつその制御速度を低下させるようにしてもよい。

【０１６４】なお上述した第１〜第３実施例において、
センサの異常検出は、例えば各種セン出力値が所定の上
下限値の範囲外となったか否か、あるいはセンサ出力値
が所定時間以上に亘って変化しないか否かを判別するこ
とにより行う。また、ＬＡＦセンサ１７は、そのラベル
抵抗値が読みとれないとき、又は応答が劣化したときに
異常と判定する。

【０１６５】なお、ＬＡＦセンサ１７の応答劣化の判定
は、例えば以下のようにして行う。すなわち、フューエ
ルカット実行開始時点からＬＡＦセンサ出力が空燃比Ａ
／Ｆ＝３０に対応する値となるまでの時間ＴＦＣを計測
し、ＬＡＦセンサの使用開始時に予め計測した基準時間
ＴＦＣＲＥＦとＴＦＣ値との差が所定以上となったと
き、応答劣化と判定する。

【０１６６】また、バルブタイミング切換の異常は、例
えばバルブタイミング切換機構の油圧と、ＥＣＵ５から
出力している切換指令信号とを比較することにより判定
する。

【０１６７】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１の内燃機
関の制御装置は、内燃機関の排気系に設けられた空燃比
センサの出力に基づいて漸化式形式の適応制御器を用い
て前記機関の空燃比を目標値に収束させるように前記機
関に供給する燃料をフィードバック制御する第１制御手
段と、前記空燃比センサ出力に応じて、前記第１制御手
段よりも応答速度の遅いフィードバック制御により前記
空燃比を制御する第２制御手段とを有し、前記機関およ
び該機関を搭載する車両の少なくとも一方の運転状態に
基づき前記機関の機関燃焼非定常状態が判定され、少な
くとも前記機関燃焼非定常状態判定時には、前記第２制
御手段が選択されるので、機関の燃焼状態の非定常状態
においても、フィードバック制御の正確性，安定性を確
保して空燃比の変動を抑制でき、その結果、良好な機関
運転性及び排気ガス特性を維持することができる。

【０１６８】また請求項３の内燃機関の制御装置によれ
ば、前記第２制御手段は、前記空燃比センサの出力に基
づいて漸化式形式の適応制御器を用いて前記機関の空燃
比を目標値に収束させるように前記機関に供給する燃料
をフィードバック制御するものであって、前記第２制御
手段の適応制御器は該適応制御器で用いる適応パラメー
タを調整するパラメータ調整機構を備え、そのパラメー
タ調整機構におけるパラメータ調整スピードは前記第１
制御手段のパラメータ調整機構におけるパラメータ調整
スピードより遅いものとしたので、機関燃焼非定常時に
おいても適応制御を維持しつつ空燃比の変動を抑制する
ことができる。

【０１６９】また請求項５の内燃機関の制御装置によれ
ば、機関燃焼非定常状態から機関燃焼定常状態へ復帰し
たと判定された時点から所定時間経過後に前記第１制御
手段が選択されるので、燃焼状態が実際に安定した後に
第１制御手段によるフィードバック制御が行われ、過渡
状態における制御の不安定化を防止することができる。

【０１７０】さらに請求項６の内燃機関の制御装置によ
れば、機関の減速状態により機関燃焼非定常状態が判定
されるので、機関減速状態における空燃比変動を抑制す
ることができる。

【０１７１】請求項７の内燃機関の制御装置によれば、
機関の温度により機関燃焼非定常状態が判定されるの
で、機関の低温時又は異常高温時おける空燃比変動を抑
制することができる。

【０１７２】請求項８の内燃機関の制御装置によれば、
機関の点火時期の遅角により機関燃焼非定常状態が判定
されるので、点火時期遅角に起因する空燃比変動を抑制
することができる。

【０１７３】請求項９の内燃機関の制御装置によれば、
機関の燃料供給停止状態により機関燃焼非定常状態が判
定されるので、燃料供給停止に起因する空燃比変動を抑
制することができる。

【０１７４】請求項１０の内燃機関の制御装置によれ
ば、車両のトラクション制御手段の作動中か否かにより
機関燃焼非定常状態が判定されるので、トラクション制
御の実行に起因する空燃比変動を抑制することができ
る。

【０１７５】請求項１１の内燃機関の制御装置によれ
ば、機関の機関出力特性制御手段の作動中か否かにより
機関燃焼非定常状態が判定されるので、機関出力特性制
御手段作動に起因する空燃比変動を抑制することができ
る。

【０１７６】請求項１２の内燃機関の制御装置によれ
ば、車両の変速機の変速動作中か否かにより機関燃焼非
定常状態が判定されるので、変速機の変速動作に起因す
る空燃比変動を抑制することができる。

【０１７７】請求項１３の内燃機関の制御装置によれ
ば、機関に供給する混合気の目標空燃比の変更により機
関燃焼非定常状態が検出されるので、目標空燃比の変更
時においても安定した制御が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる内燃機関及びその制
御装置の構成を示す図である。

【図２】本発明の実施例における空燃比制御手法を説明
するための機能ブロック図である。

【図３】ＬＡＦセンサ出力に基づいて空燃比補正係数を
算出する処理のフローチャートである。

【図４】最終目標空燃比係数（ＫＣＭＤＭ）算出処理の
フローチャートである。

【図５】目標空燃比係数（ＫＣＭＤ）算出処理のフロー
チャートである。

【図６】ＴＤＣ信号パルスとＬＡＦセンサ出力との関係
を示す図である。

【図７】ＬＡＦセンサ出力の最適なサンプリング時期を
説明するための図である。

【図８】ＬＡＦセンサ出力選択処理を説明するための図
である。

【図９】ＬＡＦセンサ出力選択処理のフローチャートで
ある。

【図１０】ＬＡＦセンサ出力選択用タイミングマップを
示す図である。

【図１１】図１０のマップの設定傾向を説明するための
図である。

【図１２】検出当量比（ＫＡＣＴ）算出処理のフローチ
ャートである。

【図１３】ＬＡＦフィードバック領域判別処理のフロー
チャートである。

【図１４】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロ
ーチャートである。

【図１５】適応補正係数（ＫＳＴＲ）の算出処理を説明
するためのブロック図である。

【図１６】フィードバック補正係数（ＫＦＢ）の算出処
理のフローチャートである。

【図１７】フィードバック処理判別処理のフローチャー
トである。

【図１８】フィードバック処理判別処理のフローチャー
トである。

【図１９】第１実施例に係る高応答フィードバック制御
処理を示すフローチャートである。

【図２０】第１実施例に係る低応答フィードバック制御
処理を示すフローチャートである。

【図２１】第２実施例に係る高応答フィードバック制御
処理を示すフローチャートである。

【図２２】第２実施例に係る低応答フィードバック制御
処理を示すフローチャートである。

【図２３】第３実施例に係るフィードバック処理判別処
理のフローチャートの一部であるる。

【符号の説明】

１内燃機関（本体）４弁開度（θＴＨ）センサ５電子コントロールユニット（ＥＣＵ）１０ＰＢＡセンサ１２燃料噴射弁１３エンジン水温（ＴＷ）センサ１４クランク角度位置センサ１７広域空燃比センサ６０バルブタイミング切換機構７０シフトポジション（ＳＰＮ）センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられた空燃比セ
ンサの出力に基づいて漸化式形式の適応制御器を用いて
前記機関の空燃比を目標値に収束させるように前記機関
に供給する燃料をフィードバック制御する第１制御手段
と、前記空燃比センサ出力に応じて、前記第１制御手段
よりも応答速度の遅いフィードバック制御により前記空
燃比を制御する第２制御手段とを有する内燃機関の制御
装置において、前記機関および該機関を搭載する車両の少なくとも一方
の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記運転状態検出手段の出力に基づき前記機関の燃焼状
態が変化する機関燃焼非定常状態を判定する非定常状態
判定手段と、少なくとも前記機関燃焼非定常状態判定時には、前記第
２制御手段を選択する選択手段とを有することを特徴と
する内燃機関の制御装置。
【請求項２】前記適応制御器は該適応制御器で用いる
適応パラメータを調整するパラメータ調整機構を備えた
ことを特徴とする請求項１記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】前記第２制御手段は、前記空燃比センサ
の出力に基づいて漸化式形式の適応制御器を用いて前記
機関の空燃比を目標値に収束させるように前記機関に供
給する燃料をフィードバック制御するものであって、前
記第２制御手段の適応制御器は該適応制御器で用いる適
応パラメータを調整するパラメータ調整機構を備え、そ
のパラメータ調整機構におけるパラメータ調整スピード
は前記第１制御手段のパラメータ調整機構におけるパラ
メータ調整スピードより遅いことを特徴とする請求項２
記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】前記第２制御手段は、比例項、積分項及
び微分項の少なくとも１つを用いてフィードバック制御
する制御手段であることを特徴とする請求項１または２
記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】前記選択手段は、前記非定常状態判定手
段により前記機関燃焼非定常状態から機関燃焼定常状態
へ復帰したと判定された時点から所定時間経過後に前記
第１制御手段を選択することを特徴とする請求項１乃至
４のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項６】前記運転状態検出手段は、前記機関の減
速状態を検出することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項７】前記運転状態検出手段は、前記機関の温
度を検出することを特徴とする請求項１乃至５のいずれ
かに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項８】前記運転状態検出手段は、前記機関の点
火時期の遅角を検出することを特徴とする請求項１乃至
５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項９】前記運転状態検出手段は、前記機関の燃
料供給停止状態を検出することを特徴とする請求項１乃
至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１０】前記運転状態検出手段は、前記車両の
駆動輪の過剰スリップを抑制するトラクション制御手段
の作動を検出することを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１１】前記運転状態検出手段は、前記機関の
機関出力特性制御手段の作動を検出することを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装
置。
【請求項１２】前記運転状態検出手段は、前記車両の
変速機の変速動作中を検出することを特徴とする請求項
１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【請求項１３】前記運転状態検出手段は、前記機関に
供給する混合気の目標空燃比の変更を検出することを特
徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の
制御装置。