JPH08232731A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
内燃機関の制御装置Info
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- JPH08232731A JPH08232731A JP6178195A JP6178195A JPH08232731A JP H08232731 A JPH08232731 A JP H08232731A JP 6178195 A JP6178195 A JP 6178195A JP 6178195 A JP6178195 A JP 6178195A JP H08232731 A JPH08232731 A JP H08232731A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- engine
- control
- air
- fuel ratio
- internal combustion
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
- F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
- F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
- F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
- F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
- F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Feedback Control In General (AREA)
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。
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
【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。
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)。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
=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)×KP KLAFI(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)。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
(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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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)。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
理のフローチャートの一部であるる。
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) 10 PBA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 (13)
- 【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。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6178195A JPH08232731A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 内燃機関の制御装置 |
US08/602,115 US5619976A (en) | 1995-02-24 | 1996-02-23 | Control system employing controller of recurrence formula type for internal combustion engines |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6178195A JPH08232731A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 内燃機関の制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08232731A true JPH08232731A (ja) | 1996-09-10 |
Family
ID=13180985
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6178195A Pending JPH08232731A (ja) | 1995-02-24 | 1995-02-24 | 内燃機関の制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08232731A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004051427A1 (de) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Ina-Schaeffler Kg | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US7677223B2 (en) | 2005-11-24 | 2010-03-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel-ratio control apparatus for internal combustion engine |
RU2719355C1 (ru) * | 2018-08-30 | 2020-04-17 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Устройство управления и способ управления |
-
1995
- 1995-02-24 JP JP6178195A patent/JPH08232731A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004051427A1 (de) * | 2004-10-22 | 2006-05-11 | Ina-Schaeffler Kg | Verfahren zum Betreiben einer Brennkraftmaschine |
US7677223B2 (en) | 2005-11-24 | 2010-03-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Air-fuel-ratio control apparatus for internal combustion engine |
RU2719355C1 (ru) * | 2018-08-30 | 2020-04-17 | Тойота Дзидося Кабусики Кайся | Устройство управления и способ управления |
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A521 | Written amendment |
Effective date: 20040526 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
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A02 | Decision of refusal |
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