JP2000110656A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

内燃機関の制御装置

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JP2000110656A JP10281428A JP28142898A JP2000110656A JP 2000110656 A JP2000110656 A JP 2000110656A JP 10281428 A JP10281428 A JP 10281428A JP 28142898 A JP28142898 A JP 28142898A JP 2000110656 A JP2000110656 A JP 2000110656A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】内燃機関の所定の制御量を目標値に収束させる
ようにスライディングモード制御を用いてスロットル弁
等の流量制御弁を操作する制御装置において、該制御量
とその目標値との偏差の変化速度のデータを使用するこ
となく、スライディングード制御の処理のアルゴリズム
を構築することができ、ひいては制御量の目標値への制
御を安定して精度よく行うことができる内燃機関の制御
装置を提供する。 【解決手段】スライディングモード制御の制御対象を離
散系のモデルによりモデル化し、スライディングモード
制御用の切換関数を内燃機関１の制御量とその目標値と
の偏差の時系列データを成分とする線形関数により構成
する。制御量は、例えば吸入空気量の積算値である。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の制御装
置に関し、より詳しくは、スライディングモード制御を
用いて内燃機関の吸入空気量等の所定の制御量をその目
標値に収束させるようにスロットル弁等、内燃機関の吸
入空気通路に設けた流量制御弁を操作する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の制御装置では、スロットル弁
等、内燃機関の吸入空気通路に設けた流量制御弁を操作
することで、内燃機関に係わる種々様々の制御量（例え
ば、吸入空気量、回転数、出力トルク等）を所望の目標
値にフィードバック制御することがしばしば行われる。
【０００３】そして、このような制御を行う場合、フィ
ードバック制御の処理に例えばＰＩ制御（比例積分制
御）を用いることが一般的であるが、該ＰＩ制御は、一
般に、外乱等の影響に対する制御の安定性を確保するこ
とが困難であったり、また、比例項や積分項に係わるゲ
イン定数の設定が極めて難しい等の問題を生じ易い。
【０００４】このため、近年では、例えば特開平７−１
３３７３９号公報や、特開平８−６１１２２号公報に見
られるように上記のようなフィードバック制御の処理に
スライディングモード制御を用いた装置が提案されるよ
うになってきている。
【０００５】これらの装置では、例えば内燃機関の制御
量としての出力トルクをその目標値に収束・制御するた
めのスロットル弁の操作量の指令値に相当する指令信号
（所謂制御入力）をスライディングモード制御の処理に
より生成し、この指令信号に基づきスロットル弁のアク
チュエータを作動させるようにしている。
【０００６】上記スライディングモード制御は、一般
に、ＰＩ制御等に比して外乱等の影響に対する安定性が
高いという特性を有しており、該スライディングモード
制御を用いることで、出力トルク等、スロットル弁の操
作により制御可能な内燃機関の制御量を目標値に収束さ
せる制御を安定して行うことが可能である。
【０００７】ところで、スライディングモード制御は、
その処理のアルゴリズムを構築するために、その制御対
象のモデルを必要する。そして、従来は、前記の公報に
見られるように該モデルは、連続系（詳しくは連続時間
系）で設定されている。
【０００８】例えば、前記公報のものでは、スロットル
弁及びそのアクチュエータと内燃機関とを併せた系を制
御対象とし、該スロットル弁及びそのアクチュエータか
らなる系の挙動特性と内燃機関の挙動特性とをそれぞれ
を一次遅れの連続系モデル（一次の微分方程式）で表現
しており（制御対象全体は二次の微分方程式で表現され
る）、この連続系モデルに基づいてスライディングモー
ド制御の処理のアルゴリズムを構築している。
【０００９】しかるに、従来のものでは、上記のように
スライディングモード制御の制御対象を連続系モデルで
表現しているため、次のような不都合を生じるものとな
っていた。
【００１０】すなわち、スライディングモード制御で
は、上記のようなモデルの他、該モデルに基づく切換関
数と言われる線形な関数（前記の公報のものではスライ
ディングライン定数と称している）を設定しておく必要
がある。この場合、該切換関数は、上記のように制御対
象の連続系モデルを設定したとき、制御量とその目標値
との偏差、及び該偏差の時間微分値（偏差の変化速度）
を成分とする線形関数により定義することとなる。そし
て、前記の公報のものでは、このように定義した切換関
数の値を「０」に収束させるように制御対象の入力、す
なわちスロットル弁の操作量の指令値に相当する指令信
号を生成することで、制御対象の制御量（出力トルク）
とその目標値との偏差及びその変化速度が共に「０」と
なるような安定状態、すなわち制御量が定常的に目標値
に一致するような状態に、該偏差及びその変化速度を制
御するようにしている。
【００１１】このように制御対象を連続系モデルで表し
た従来のものでは、スライディングモード制御の処理に
必要な切換関数を構成する成分として、制御量とその目
標値との偏差の変化速度（時間微分値）を必要とする。
【００１２】しかるに、このような変化速度は一般にセ
ンサ等を用いて直接的に検出することが難しく、制御量
の検出値もしくはその推定値から演算により求めること
となる。このため、該変化速度の値は、演算誤差を生じ
易く、また、制御量に瞬時的なノイズ成分が含まれやす
いような状況（特に内燃機関ではこのような状況を生じ
易い）では、変化速度の値の大きな誤差を生じ易い。つ
まり、該変化速度の値は信頼性に欠けるものとなりやす
い。
【００１３】このため、スライディングモード制御の本
来の優れた特性を十分に発揮できず、制御量を安定して
目標値に制御することができないものとなる虞れがあっ
た。
【００１４】さらに、連続系モデルでは、一般に、その
モデルの実際の挙動を規定するモデルパラメータ（前記
公報における時定数等）の値を同定することが難しく、
該連続系モデルを、離散系（詳しくは離散時間系）に表
現し直した上で、コンピュータ処理による既知のアルゴ
リズムを用いて連続系モデルのモデルパラメータを同定
する必要があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、内燃機関の所定の制御量を目標値に収束させるよ
うにスライディングモード制御を用いてスロットル弁等
の流量制御弁を操作する制御装置において、該制御量と
その目標値との偏差の変化速度のデータを使用すること
なく、スライディングモード制御の処理のアルゴリズム
を構築することができ、ひいては、制御量の目標値への
制御を安定して精度よく行う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。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の制御
装置はかかる目的を達成するために、内燃機関の吸入空
気通路に設けた流量制御弁を操作することにより制御可
能な該内燃機関に係わる所定の制御量をその目標値に収
束させるように前記流量制御弁の操作量の指令値をスラ
イディングモード制御により生成し、その生成した指令
値に基づき該流量制御弁を操作する内燃機関の制御装置
において、前記スライディングモード制御の制御対象が
前記流量制御弁の操作量の指令値から前記制御量を生成
する系であるとして該制御対象をあらかじめ離散系でモ
デル化しておくと共に、該スライディングモード制御に
用いる切換関数を前記制御量とその目標値との偏差の複
数の時系列データを成分とする線形関数により構成し、
該スライディングモード制御により所定の制御サイクル
で前記流量制御弁の操作量の指令値を生成するためのア
ルゴリズムを前記制御対象の離散系モデルと前記切換関
数とに基づいて構築したことを特徴とする（請求項１記
載の発明）。
【００１７】かかる本発明によれば、前記制御対象を、
前記流量制御弁の操作量の指令値から前記制御量を生成
する系であるとして離散系でモデル化しておくことで、
前記スライディングモード制御に用いる切換関数を、前
記制御量とその目標値との偏差の複数の時系列データを
成分とする線形関数により構成することができる。そし
て、このように切換関数を構成した場合、スライディン
グモード制御の処理のアルゴリズムは、基本的には、前
記制御対象の離散系モデルに対して、前記切換関数を構
成する前記偏差の時系列データの値により定まる切換関
数の値を「０」に収束させ、さらにその状態に保持する
ような前記流量制御弁の操作量の指令値を生成するアル
ゴリズムとして構築すればよい。このようなアルゴリズ
ムによって、切換関数を構成する前記偏差の時系列デー
タの値を、それらがいずれも「０」となる（このとき切
換関数の値も「０」である）ような平衡状態、すなわ
ち、制御量が目標値に維持されるような平衡状態に収束
させることができる。
【００１８】従って、本発明によれば、制御量とその目
標値との偏差の変化速度のデータを使用することなく、
スライディングモード制御の処理のアルゴリズムを構築
することができる。そして、該偏差の変化速度のデータ
を必要としないため、制御量の目標値への制御を安定し
て精度よく行うことができる。
【００１９】尚、前記流量制御弁の操作量の指令値を生
成するために必要となる前記制御量のデータは、適当な
センサを用いて直接的に検出してもよいが、他のデータ
から推定的に求めるようにしてもよい。
【００２０】かかる本発明では、前記制御対象の離散系
モデルは、例えば各制御サイクルにおける前記制御量
を、その制御サイクルより過去の制御サイクルにおける
該制御量と前記流量制御弁の操作量の指令値とにより表
現したモデルとする（請求項２記載の発明）。このよう
にすることで、制御対象の離散系モデルの構築が容易に
なると共に該離散系モデルにより制御対象の挙動を的確
に表現することができる。また、この場合、離散系モデ
ルの実際の挙動特性を規定するモデルパラメータ（これ
は、本発明では離散系モデルを構成する制御量や流量制
御弁の操作量の指令値に係る係数である）は、既知の同
定アルゴリズム（例えば離散系モデル上で生成される各
制御サイクルの制御量と、実際の制御量（該制御量の検
出値や推定値）との間の誤差が最小になるように最小二
乗法によりモデルパラメータを同定するアルゴリズム）
を用いて比較的に容易に同定することが可能となる。
【００２１】また、本発明では、前記スライディングモ
ード制御は適応スライディングモード制御であることが
好ましい（請求項３記載の発明）。
【００２２】すなわち、スライディングモード制御は、
制御量の目標値への制御を安定して行う上で、切換関数
の値を「０」に安定に収束させることが重要であるが、
通常のスライディングモード制御のアルゴリズムは、切
換関数の値を「０」に収束させるための到達則と、該切
換関数の値を「０」に拘束するための制御則（これは、
スライディングモード制御における所謂等価制御入力を
規定する制御則である）とに基づいて構築される。そし
て、この場合、通常のスライディングモード制御の到達
則では、外乱等の影響が大きいと、切換関数の値を安定
して「０」に収束させることが困難となる場合も多い。
このような通常のスライディングモード制御に対して、
前記適応スライディングモード制御は、切換関数の値を
「０」に収束させるために外乱等の影響を極力排除する
適応則という制御則を到達則と共に用いて、制御処理の
アルゴリズムを構築したものである。
【００２３】従って、このような適応スライディングモ
ード制御を本発明におけるスライディングモード制御に
用いることで、外乱等の影響によらずに安定して制御量
を目標値に制御することができる。
【００２４】前記適応スライディングモード制御では、
その処理のアルゴリズムは、基本的には、切換関数の値
を「０」に収束させるための到達則と、切換関数の値を
「０」に収束させるに際して外乱等の影響を極力排除す
る適応則と、切換関数の値を「０」に拘束するための制
御則とに基づいて構築されるものであり、そのアルゴリ
ズムにより生成する制御対象への入力、すなわち前記流
量制御弁の操作量の指令値は、基本的には、前記到達則
に基づく成分と、前記適応則に基づく成分と、切換関数
の値を「０」に拘束するための制御則に基づく成分（こ
れは等価制御入力といわれる）との総和として与えられ
る。
【００２５】この場合、切換関数の値を「０」に拘束す
るための制御則に基づく等価制御入力は、基本的には、
前記制御量とその目標値との偏差に応じたフィードバッ
ク制御成分と、制御量の目標値に対応したフィードフォ
ワード制御成分とにより構成される。
【００２６】一方、適応則を用いる適応スライディング
モード制御では、切換関数の値の「０」への収束の安定
性が高まるため、切換関数の値を「０」に拘束するため
の制御則に基づく等価制御入力におけるフィードバック
制御成分は、これを省略しても、制御量の目標値への制
御の安定性は損なわれ難い。
【００２７】そこで、本発明では、前記のように適応ス
ライディングモード制御を用いる場合において、前記ス
ライディングモード制御のアルゴリズムは、前記流量制
御弁の操作量の指令値の補正量を前記適応スライディン
グモード制御の到達則及び適応則に基づき求め、その求
めた補正量により前記制御量の目標値に対応させて定め
た該流量制御弁の操作量の基準指令値を補正することに
より各制御サイクル毎の該流量制御弁の操作量の指令値
を決定する（請求項４記載の発明）。
【００２８】つまり、本発明では、前記等価制御入力の
フィードバック制御成分を省略し、前記等価制御入力の
フィードフォワード制御成分としての前記基準指令値
を、前記到達則及び適応則に基づく制御入力の成分とし
ての前記補正量により補正することで、制御対象への入
力である流量制御弁の操作量の指令値を決定する。
【００２９】このように、前記等価制御入力のフィード
バック制御成分を省略することで、適応スライディング
モード制御による流量制御弁の操作量の指令値の生成処
理を簡略化し、その生成のための演算負荷を軽減するこ
とができる。また、等価制御入力のフィードバック制御
成分は、これを求めるためには、前記離散系モデルのモ
デルパラメータの値が必ず必要であるが、該フィードバ
ック制御成分を省略することで、前記離散系モデルの実
際の制御対象に対するモデル化誤差の影響を少なくする
ことができると共に、該モデルパラメータの値を使用せ
ずとも流量制御弁の操作量の指令値の生成処理を行うこ
とも可能となる。
【００３０】この場合、より具体的には、前記流量制御
弁の操作量の指令値の補正量は、制御サイクル毎の前記
切換関数の値に比例させた前記到達則に基づく成分と、
該切換関数の値の積算値に比例させた前記適応則に基づ
く成分との総和として求める（請求項５記載の発明）。
【００３１】このように、前記切換関数の値に比例させ
た前記到達則に基づく成分と、該切換関数の値の積算値
に比例させた前記適応則に基づく成分との総和として前
記流量制御弁の操作量の指令値の補正量を求めること
で、前記到達則に基づく成分（到達則に基づいて制御対
象に与えるべき制御入力）と、前記適応則に基づく成分
（適応則に基づいて制御対象に与えるべき制御入力）と
を離散系モデルのモデルパラメータを使用せずに簡単な
演算処理で求めることができる。また、それらの成分の
総和としての流量制御弁の操作量の指令値の補正量によ
って等価制御入力のフィードフォワード制御成分に相当
する前記基準指令値を補正することで、前記切換関数の
値を外乱等の影響を排除しつつ安定して「０」に収束さ
せることができ、ひいては、前記制御量を目標値に安定
して制御することができる。
【００３２】ところで、スライディングモード制御（適
応スライディングモード制御を含む）は、所謂、応答指
定型制御の一手法であり、前記切換関数を構成する前記
制御量と目標値との偏差の時系列データに係る係数パラ
メータの値によって、該偏差の減衰速度（偏差の「０」
への経時的減少度合い）を直接的且つ可変的に指定する
ことができる。
【００３３】例えば、後述する式（１０）のように切換
関数σ1 を、制御量の目標値との偏差Ｅｑの二つの時系
列データＥq(k)、Ｅq(k-1)により、σ1(k)＝ｓ1 ・Ｅq
(k)＋ｓ2 ・Ｅq(k-1)（ここで、ｋは制御サイクルの番
数、ｓ1 、ｓ2 が切換関数σ1の係数パラメータであ
る）の形の線形関数により定義したとき、切換関数σ1
が「０」に収束した状態では、Ｅq(k)＝（−ｓ2 ／ｓ1
）・Ｅq(k-1)となるので、係数パラメータｓ1 、ｓ2
の値を−１＜ｓ2 ／ｓ1 ＜１となる範囲で設定すれば、
ｓ2 ／ｓ1 の値が偏差Ｅｑの減衰速度を規定するものと
なる。また、−１＜ｓ2 ／ｓ1 ＜１となる範囲で、係数
パラメータｓ1 、ｓ2 の値を変化させれば、偏差Ｅｑの
減衰速度を所望の減衰速度に変化させることができる。
尚、この場合、偏差の減衰速度を速くしたり、遅くする
するということはスライディンモード制御によるフィー
ドバック制御のゲインを大きくしたり、小さくすること
と同等である。
【００３４】そして、内燃機関の制御量を目標値に制御
するに際しては、制御の安定性や内燃機関の運転状態の
安定性等を考慮すると、状況によっては、前記偏差の減
衰速度を速めたり、遅めにしたり、該減衰速度を可変化
することが好ましい場合もある。
【００３５】そこで、本発明では、前記切換関数を構成
する前記制御量とその目標値との偏差の複数の時系列デ
ータに係る係数パラメータの値を所定の条件に応じて可
変的に設定する手段を具備する（請求項６記載の発
明）。
【００３６】このようにすることで、必要に応じて前記
偏差の減衰速度（制御量の目標値への収束速度）を速め
たり、遅めたりすることができ、制御の安定性や内燃機
関の運転状態の安定性の向上等を適宜図るこが可能とな
る。
【００３７】この場合、より具体的には、例えば前記ス
ライディングモード制御による前記制御量の前記目標値
への制御は、前記内燃機関の始動直後から行う制御であ
り、少なくとも前記内燃機関の始動後の所定期間は、該
所定期間を経過した後よりも前記偏差の減衰速度を遅く
するように前記係数パラメータの値を設定する（請求項
７記載の発明）。
【００３８】すなわち、内燃機関の始動直後は、一般に
燃焼状態が不安定なものとなりやすい。そして、このよ
うな状態で、スライディングモード制御によって、制御
量を目標値に速めに収束させるように流量制御弁の操作
量の指令値を生成すると、特に前記偏差が比較的大きな
のとなっている場合に、該指令値の急激な変動、ひいて
は内燃機関の吸入空気量の急激な変動を生じ易く、この
結果、内燃機関の燃焼状態やエミッション状態の悪化を
招く虞れがある。
【００３９】このため、本発明では、少なくとも前記内
燃機関の始動後の所定期間は、該所定期間を経過した後
よりも前記偏差の減衰速度を遅くするように前記係数パ
ラメータの値を設定することで、スライディングモード
制御の処理により生成する流量制御弁の操作量の指令値
の急変、ひいては、内燃機関の吸入空気量の急激な変動
を回避する。これにより、内燃機関の始動直後に内燃機
関の燃焼状態やエミッション状態を悪化させるようなこ
となく、内燃機関の運転を円滑に行いつつ、制御量の目
標値への制御を行うことができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
２５を参照して説明する。
【００４１】図１は、本実施形態の装置の全体的なシス
テム構成を示すものであり、１は内燃機関、２は内燃機
関１の動作制御を担うコントローラである。
【００４２】内燃機関１は、例えば自動車やハイブリッ
ド車等の車両にその推進源として搭載されたものであ
り、燃料及び空気の混合気を燃焼させて生成した排ガス
を例えば三元触媒を用いて構成した触媒装置３を介して
大気中に放出する。
【００４３】図２はこの内燃機関１の吸気系を模式化し
て示したものである。同図２に示すように、この内燃機
関１の燃焼室４には、スロットル弁５を設けた主吸気通
路６と、該スロットル弁５を迂回して主吸気通路６に連
接すると共にバイパス弁７を設けたバイパス通路８とを
介して空気を吸入可能とされている。尚、図２中、９は
シリンダ、１０はピストン、１１，１２はそれぞれ吸気
バルブ及び排気バルブ、１３はチャンバーである。
【００４４】図１の説明に戻って、本実施形態のシステ
ムでは、この内燃機関１の動作制御のための付帯的構成
として、内燃機関１の回転数Ｎｅ（実回転数）及び機関
温度Ｔｗ（例えば冷却水温）をそれぞれ検出する回転数
センサ１４及び機関温度センサ１５、前記スロットル弁
５及びバイパス弁７の下流側における主吸気通路６の内
圧（本実施形態では図２のチャンバー１３の内圧）であ
る吸気圧Ｐｂを検出する吸気圧センサ１６、大気温度Ｔ
ａ及び大気圧Ｐａをそれぞれ検出する大気温度センサ１
７及び大気圧センサ１８、図示しない車両のアクセルペ
ダルの操作量Ａｐ（以下、アクセル操作量Ａｐという）
及び車速Ｖをそれぞれ検出するアクセルセンサ１９及び
車速センサ２０等の各種センサが備えられている。
【００４５】さらに内燃機関１の駆動のための付帯的構
成として、前記燃焼室４内で混合気に点火する点火装置
２１、燃焼室４に燃料を供給する燃料供給装置２２、前
記スロットル弁５及びバイパス弁７をそれぞれ操作する
ためのスロットル弁アクチュエータ２３及びバイパス弁
アクチュエータ２４等が備えられている。
【００４６】尚、図示は省略するが、上記の構成の他、
内燃機関１を始動するためのスタータモータや、各種電
子機器の電源バッテリ、内燃機関１の動力を駆動輪に伝
達する変速機（本実施形態のシステムでは自動変速機）
等も備えられている。
【００４７】コントローラ２は、マイクロコンピュータ
を用いて構成されたものであり、前述の各種センサ１４
〜２０の出力（検出値）のデータや、所定のプログラ
ム、あらかじめ設定されたデータ値等に基づき、点火装
置２１や燃料供給装置２２、スロットル弁アクチュエー
タ２３、バイパス弁アクチュエータ２４等を介して内燃
機関１の所要の運転を行わしめる。
【００４８】このコントローラ２は、スロットル弁５あ
るいはバイパス弁７の開度をそれぞれスロットル弁アク
チュエータ２３、バイパス弁アクチュエータ２４を介し
て操作することで、内燃機関１の燃焼室４の吸入空気量
を操作する吸入空気量操作手段２５、内燃機関１の点火
時期を点火装置２１を介して操作する点火時期操作手段
２６等を機能的構成として具備している。
【００４９】これらの各手段２５，２６の機能の詳細は
後述するが、点火時期操作手段２６は本発明に係わる回
転数制御装置としての機能を有するものである尚、本実
施形態では、前記バイパス弁７とバイパス通路８とがそ
れぞれ本発明に係わる流量制御弁と吸入空気通路とに相
当するものであり、バイパス弁７の開度が流量制御弁の
操作量に相当するものである。また、本実施形態では、
コントローラ２がその制御処理を実行する制御サイクル
（制御周期）はクランク角周期（所謂ＴＤＣ）である。
【００５０】次に本実施形態のシステムの作動を前記コ
ントローラ２の吸入空気量操作手段２５及び点火時期操
作手段２６の機能と併せて説明する。
【００５１】まず、本実施形態のシステムの基本的な動
作の概要を図３を参照して簡単に説明しておく。図３は
内燃機関１の始動からアイドリング運転にかけての運転
における前記バイパス弁７の開度（以下、バイパス開度
という）、点火時期、及び回転数の時間的変化の例示的
な形態をそれぞれ上段、中段、及び下段に示したもので
ある。
【００５２】同図３を参照して、本実施形態のシステム
では、内燃機関１の運転停止状態で図示しないスタート
スイッチを操作する等してシステムを起動すると、シス
テムの動作は、まず、内燃機関１のクランキングをスタ
ータモータ（図示しない）により行いつつ該内燃機関１
の始動を行う動作モード（以下、始動モードという）と
なる。この始動モードでは、バイパス開度及び点火時期
はそれぞれ図示のように操作され、また、内燃機関１の
回転数Ｎｅは図示のように変動する。
【００５３】尚、本実施形態のシステムでは、内燃機関
１の運転中の前記スロットル弁５の開度は、前記アクセ
ル操作量Ａｐに応じたものとされ、アクセルペダル（図
示しない）の操作がなされていない状態（Ａｐ＝０の状
態。この状態は、車両の停車中は、内燃機関１のアイド
リング運転状態である）では、スロットル弁５の開度は
「０」（スロットル弁５の閉弁状態）である。そして、
この状態では、燃焼室４の吸気は、バイパス通路８のみ
を介して行われる。図３は、このようにバイパス通路８
のみを介して燃焼室４の吸気が行われる場合に関するも
のである。
【００５４】上記始動モードにおいて内燃機関１の所
謂、完爆が確認されると、システムの動作は、内燃機関
１のアイドリング運転を行いつつ前記触媒装置３の早期
活性化を図るための動作モード（以下、ＦＩＲＥモード
という）に移行する。
【００５５】このＦＩＲＥモードでは、例えば図３の上
段に示すような時間的変化の形態（パターン）で、通常
のアイドリング運転時（ＦＩＲＥモード以外でのアイド
リング運転時）よりも大きなバイパス開度の指令値θCM
D を逐次生成する。そして、この指令値θCMD に従って
バイパス開度を前記バイパス弁アクチュエータ２４を介
して操作することで、内燃機関１の燃焼室４の吸入空気
量を通常のアイドリング運転時よりも増量させる。
【００５６】この場合、ＦＩＲＥモードの動作は、基本
的には、その動作が開始してからの経過時間t/fire（こ
れは、吸入空気量の増量を開始してからの経過時間であ
る。以下、ＦＩＲＥ経過時間t/fireという）が所定の制
限時間TFIRELMT（以下、ＦＩＲＥモード制限時間TFIREL
MTという）に達するまで行われる。
【００５７】そして、このＦＩＲＥモードにおける前記
バイパス開度の指令値θCMD は、基本的には、上記ＦＩ
ＲＥモード制限時間TFIRELMT内で触媒装置３の所望の昇
温・活性化を適正に行い得る熱量の排ガス（該排ガスの
熱量は概ね内燃機関１の燃焼室４の吸入空気量に比例す
る）を触媒装置３に供給することができ、また、ＦＩＲ
Ｅモードにおける内燃機関１の燃焼状態やエミッション
状態等を良好に保ちつつ該内燃機関１のアイドリング運
転を安定して円滑に行うことができるように設定され
る。
【００５８】ＦＩＲＥモードにおけるこのような吸入空
気量の増量（バイパス開度の増加）に伴い、その増量開
始直後の内燃機関１の回転数Ｎｅ（実回転数）は、図３
の下段に実線で示すような形態で上昇していく。そし
て、該回転数Ｎｅが、ＦＩＲＥモードにおいて最終的に
維持すべき適正な回転数としてあらかじめ定めたアイド
リング回転数NOBJ（一定）よりも所定量NEFSLDS だけ高
い設定回転数（NOBJ＋NEFSLDS ）に到達すると、内燃機
関１の回転数Ｎｅを所要の目標回転数ne/fire に収束さ
せるためのフィードバック制御によって、内燃機関１の
点火時期を図３の中段に実線で示すように操作する。以
下、この回転数Ｎｅのフィードバック制御を点火時期操
作回転数Ｆ／Ｂ制御という。尚、この点火時期操作回転
数Ｆ／Ｂ制御は、内燃機関１の回転数Ｎｅが上記設定回
転数（NOBJ＋NEFSLDS ）に到達した場合の他、前記ＦＩ
ＲＥ経過時間t/fireがあらかじめ定めた所定値TSLDIGST
（図３の下段を参照）に達した場合にも開始される。
【００５９】この点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御では、
図３の下段に破線で示すような形態で内燃機関１の目標
回転数ne/fire が設定される。該目標回転数ne/fire
は、上記設定回転数（NOBJ＋NEFSLDS ）から所定の低下
度合い（傾き）で前記アイドリング回転数NOBJに向かっ
て低下され、該アイドリング回転数NOBJに到達した後
は、該アイドリング回転数NOBJに保持される。尚、この
アイドリング回転数NOBJは、通常のアイドリング運転時
の回転数よりも高い回転数に設定されている。
【００６０】点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御では、この
ように設定される目標回転数ne/fire に内燃機関１の回
転数Ｎｅ（実回転数）を収束させるように、フィードバ
ック制御処理によって図３の中段に破線で示すような点
火時期の補正量DIG （この補正量DIG は後述する点火時
期偏差指令値である）を求め、この補正量DIG だけ点火
時期の基本指令値igbase（図３の中段に一点鎖線で示
す）を補正することで、点火時期の指令値iglog を決定
する。ここで、点火時期の基本指令値igbaseは、内燃機
関１の通常的な運転時（ＦＩＲＥモード以外の運転時）
における点火時期の指令値に相当するものであり、進角
側の値である。
【００６１】そして、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御で
は、上記のように基本指令値igbaseを補正した指令値ig
log に従って内燃機関１の点火時期を前記点火装置２１
を介して操作することで、内燃機関１の回転数Ｎｅを目
標回転数ne/fire に（最終的にはアイドリング回転数NO
BJに）フィードバック制御する。
【００６２】このとき、前述した吸入空気量の増量によ
って、内燃機関１の回転数Ｎｅは目標回転数ne/fire に
対して上昇傾向となるので、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ
制御により求められる前記補正量DIG は、点火時期を基
本指令値igbaseから遅角側に補正するものとなる。従っ
て、この補正量DIG （≦０）により基本指令値igbaseを
補正してなる点火時期iglog は、図３の中段の実線示の
ように遅角側のものとなる。
【００６３】このように内燃機関１の始動後の最初のア
イドリング運転時に行うＦＩＲＥモードは、上記のよう
なバイパス開度の操作による吸入空気量の増量と点火時
期操作回転数Ｆ／Ｂ制御による点火時期の遅角側への操
作とによって、内燃機関１の回転数Ｎｅを所要の目標回
転数ne/fire （最終的にはアイドリング回転数NOBJ）に
制御しつつ、内燃機関１がその燃焼室４で混合気の燃焼
により生成する排ガスの熱量を通常のアイドリング運転
時よりも多くするものである。そして、このように熱量
を多くした排ガスを触媒装置３に供給することによっ
て、触媒装置３の昇温・活性化を早め、該触媒装置３の
所要の排ガス浄化性能を早期に確保するものである。
【００６４】このような吸入空気量の増量と点火時期操
作回転数Ｆ／Ｂ制御とを行うＦＩＲＥモードは、その動
作途中で車両のアクセルペダルが操作される等した場合
を除いて、前記ＦＩＲＥ経過時間t/fireがＦＩＲＥモー
ド制限時間TFIRELMTに達するまで連続的に行われ、その
後は、システムの動作は、内燃機関１の通常的な運転を
行うモード（以下、通常モードという）に移行する。こ
の通常モードでは、バイパス開度は、例えば内燃機関１
の通常的なアイドリング運転を行うための開度（＜ＦＩ
ＲＥモードにおけるバイパス開度。図３の上段の右側部
分を参照）に操作される。また、内燃機関１の点火時期
は、図３の中段の右側部分に示すように、ＦＩＲＥモー
ドの終了後、徐々に、前記基本指令値igbaseにより定ま
る通常的な進角側の点火時期に戻される。
【００６５】尚、本実施形態のシステムでは、前記ＦＩ
ＲＥモードの動作中（ＦＩＲＥ経過時間t/fireがＦＩＲ
Ｅモード制限時間TFIRELMTに達する前）に、車両の発進
・走行を行ったり、内燃機関１の所謂、からぶかしを行
うために図示しないアクセルペダルが操作され、内燃機
関１のアイドリング以外の運転を行うべき状況となった
ときには、ＦＩＲＥモードの中断動作を行う。
【００６６】この中断動作にあっては、触媒装置３の昇
温・活性化を確実なものとするために、前述のようなバ
イパス開度の操作による吸入空気量の増量は継続的に行
われるが、内燃機関１の所要の動力性能を確保するため
に、点火時期は、前記基本指令値igbaseにより定まる通
常的な進角側の点火時期に戻される（点火時期操作回転
数Ｆ／Ｂ制御が中断される）。そして、ＦＩＲＥモード
制限時間TFIRELMT内に、再び内燃機関１のアイドリング
運転を行う状況となった場合には、点火時期操作回転数
Ｆ／Ｂ制御が再開される。つまり、ＦＩＲＥモードの中
断動作は、基本的には点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御を
中断する動作である。但し、バイパス開度の操作による
吸入空気量の増量に関しても、該増量に係わる部分的な
制御処理は中断される。
【００６７】以上説明した内容が本実施形態のシステム
の基本的動作の概要である。
【００６８】次に、このような基本的動作を考慮しつ
つ、本実施形態のシステムの詳細な作動を以下に説明す
る。
【００６９】内燃機関１の運転を停止した状態で本実施
形態のシステムを起動すると、コントローラ２は図４の
フローチャートに示すメインルーチン処理を所定の制御
サイクル、すなわちクランク角周期（ＴＤＣ）で実行す
る。
【００７０】コントローラ２は、まず、システムの動作
モードが前記始動モードであるか否かを判断する（ＳＴ
ＥＰ４−１）。この判断は、例えば内燃機関１の所謂完
爆が確認されたか否かにより行われ、システムの起動
後、該完爆が確認されるまでの間は、動作モードは始動
モードである。尚、完爆の確認は、回転数センサ１４の
出力（回転数Ｎｅの検出値）等に基づいて行われる。
【００７１】ＳＴＥＰ４−１の判断で、動作モードが始
動モードである場合には、コントローラ２は、内燃機関
１を始動するための始動モード処理を制御サイクル毎に
実行する（ＳＴＥＰ４−２）。
【００７２】この始動モード処理においては、コントロ
ーラ２は、内燃機関１を始動する上で適正な点火時期、
燃料供給量、及びバイパス開度の指令値を、それぞれ前
述の各種センサ１４〜２０の出力（検出値）や所定のマ
ップ、演算式等に基づいて決定する。そして、その決定
した指令値に従って前記点火装置２１、燃料供給装置２
２、及びバイパス弁アクチュエータ２４を介して点火時
期、燃料供給量及びバイパス開度（吸入空気量）を操作
しつつ、図示しないスタータモータによる内燃機関１の
クランキングを行わしめることで、内燃機関１を始動す
る。
【００７３】また、始動モード処理では、コントローラ
２は前記ＦＩＲＥモードの制御処理で使用するフラグ等
の各種パラメータ（詳細は後述する）の初期設定を行
う。
【００７４】さらに、始動モード処理では、内燃機関１
の始動時の機関温度Ｔｗ、大気温度Ｔａ及び大気圧Ｐａ
がそれぞれ機関温度センサ１５、大気温度センサ１７及
び大気圧センサ１８により検出されて図示しないメモリ
に記憶保持される。
【００７５】一方、ＳＴＥＰ４−１の判断で、動作モー
ドが始動モードでない場合には（内燃機関１の完爆が確
認された場合）には、コントローラ２は、制御サイクル
毎に、内燃機関１への燃料供給量の指令値を生成する
（ＳＴＥＰ４−３）。さらに、コントローラ２は、ＦＩ
ＲＥモードの制御処理を行うべきか否か（動作モードを
ＦＩＲＥモードにするか通常モードにするか）の条件判
断を行った後（ＳＴＥＰ４−４）、バイパス開度の指令
値θCMD を前記吸入空気量操作手段２５によって生成し
（ＳＴＥＰ４−５）、また、内燃機関１の点火時期の指
令値iglog を、前記点火時期操作手段２６によって生成
する（ＳＴＥＰ４−６）。
【００７６】前記ＳＴＥＰ４−３における燃料供給量の
指令値の生成処理では、まず、前記回転数センサ１４及
び吸気圧センサ１６により検出される内燃機関１の回転
数Ｎｅ（実回転数）及び吸気圧Ｐｂから、あらかじめ定
められたマップに基づいて基本燃料供給量が求められ
る。そして、この基本燃料供給量を前記機関温度センサ
１５や大気温度センサ１７により検出される機関温度Ｔ
ｗや大気温度Ｔａ等に応じて補正することで、内燃機関
１の燃焼室４の吸入空気量に対応した燃料供給量の指令
値が生成される。
【００７７】このように生成された燃料供給量の指令値
は、制御サイクル毎に、コントローラ２から前記燃料供
給装置２２に与えられ、該燃料供給装置２２は、与えら
れた指令値に従って内燃機関１への燃料供給を行う。
【００７８】また、前記ＳＴＥＰ４−４における条件判
断の処理は図５のフローチャートに示すように行われ
る。
【００７９】すなわち、コントローラ２は、まず、現在
の前記ＦＩＲＥ経過時間t/fireが前記ＦＩＲＥモード制
限時間TFIRELMT内にあるか否か（t/fire＜TFIRELMTであ
るか否か。ＳＴＥＰ５−１）、前記回転数センサ１４に
より検出された現在の回転数Ｎｅが正常な所定範囲内に
あるか否か（ＳＴＥＰ５−２）、前記機関温度センサ１
５により検出された現在の機関温度Ｔｗが正常な所定範
囲内にあるか否か（ＳＴＥＰ５−３）を順次判断する。
尚、ＳＴＥＰ５−１で判断するＦＩＲＥ経過時間t/fire
は、前記始動モード処理（ＳＴＥＰ４−２）において
「０」に初期化され、始動モードが終了した時点（内燃
機関１の完爆が確認された制御サイクル）から計時され
るものである。
【００８０】これらのＳＴＥＰ５−１〜５−３の条件が
成立しない場合、すなわち、ＦＩＲＥ経過時間t/fireが
既にＦＩＲＥモード制限時間TFIRELMTに達している場
合、あるいは、内燃機関１の現在の回転数Ｎｅが異常な
高回転数もしくは低回転数となっている場合、あるいは
内燃機関１の現在の機関温度Ｔｗが異常な高温もしくは
低温となっている場合には、コントローラ２は、後述す
る学習演算に係わる処理（詳しくは後述する基本学習補
正係数vpskisldの算出処理）を終了するか否かをそれぞ
れ値「１」、「０」で表すフラグf/flrnend （以下、学
習演算終了フラグf/flrnend という）の値を判断する
（ＳＴＥＰ５−４）。そして、コントローラ２は、f/fl
rnend ＝０である場合にのみ、現在のＦＩＲＥ経過時間
t/fireの値をパラメータt/kil の値として保持しておき
（ＳＴＥＰ５−５）、さらに学習演算終了フラグf/flrn
end の値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ５−６）。ここ
で、パラメータt/kil は、後述する基本学習補正係数vp
skisldの算出処理を終了する際のＦＩＲＥ経過時間t/fi
reを表すものである。以下、パラメータt/kil を学習終
了時刻パラメータt/kil という。
【００８１】尚、学習演算終了フラグf/flrnend 及び学
習終了時刻パラメータt/kil の値は、前記始動モード処
理（ＳＴＥＰ４−２）において「０」に初期化される。
【００８２】次いで、コントローラ２は、ＦＩＲＥ経過
時間t/fireの値を強制的にＦＩＲＥモード制限時間TFIR
ELMTに固定した後（ＳＴＥＰ５−７）、ＦＩＲＥモード
の前述のような中断動作を行うべき状態であるか否かを
それぞれ値「１」、「０」で表すフラグf/fpause（以
下、ＦＩＲＥ中断フラグf/fpauseという）の値と、ＦＩ
ＲＥモードの動作を行うべき状態であるか否かをそれぞ
れ値「１」、「０」で表すフラグf/fireon（以下、ＦＩ
ＲＥ実行可否フラグf/fireonという）の値とを「０」に
設定し（ＳＴＥＰ５−８，５−９）、図４のメインルー
チンの処理に復帰する。尚、ＦＩＲＥモードの動作を行
うべき状態でない（f/fireon＝０）ということは、前記
通常モードの動作を行うべき状態であることを意味す
る。
【００８３】一方、前記ＳＴＥＰ５−１〜５−３の条件
が成立する場合には、コントローラ２は、アクセルセン
サ１９の出力（アクセル操作量Ａｐ）により車両のアク
セルペダルの操作がなされているか否か（ＳＴＥＰ５−
１０）、内燃機関１のフュエルカット中であるか否か
（ＳＴＥＰ５−１１）を順次判断する。尚、内燃機関１
のフュエルカットは、車両の減速走行時等に燃料供給を
遮断する処理である。また、車両のアクセルペダルの操
作がなされている状態では、コントローラ２は、前記ス
ロットル弁５の開度をアクセル操作量Ａｐに応じた開度
に前記スロットル弁アクチュエータ２３を介して操作す
る。
【００８４】このとき、ＳＴＥＰ５−１０、５−１１の
いずれの条件も成立しない場合は、基本的には内燃機関
１のアイドリング運転を行う状態である。この場合に
は、コントローラ２は、前記ＦＩＲＥ中断フラグf/fpau
seの値を「０」に設定し（ＳＴＥＰ５−１２）、さらに
前記ＦＩＲＥ実行可否フラグf/fireonの値を「１」に設
定した後（ＳＴＥＰ５−１３）、図４のメインルーチン
の処理に復帰する。
【００８５】また、ＳＴＥＰ５−１０、５−１１のいず
れかの条件が成立する場合には、コントローラ２は、Ｆ
ＩＲＥモードの中断動作を行うべく、ＦＩＲＥ中断フラ
グf/fpauseの値を「１」に設定した後（ＳＴＥＰ５−１
４）、前記学習演算終了フラグf/flrnend の値を判断す
る（ＳＴＥＰ５−１５）。そして、コントローラ２は、
f/flrnend ＝０である場合にのみ、現在のＦＩＲＥ経過
時間t/fireの値を前記学習終了時刻パラメータt/kil の
値として保持し（ＳＴＥＰ５−１６）、さらに学習演算
終了フラグf/flrnend の値を「１」に設定する（ＳＴＥ
Ｐ５−１７）。
【００８６】次いで、コントローラ２は、ＦＩＲＥモー
ドの中断動作の終了後の点火時期の操作処理（詳細は後
述する）に用いるカウントダウンタイマcnt/igvpl の値
を所定の初期値XCNTに設定した後（ＳＴＥＰ５−１
８）、前記ＳＴＥＰ５−１３を経て図４のメインルーチ
ンの処理に復帰する。
【００８７】尚、ＳＴＥＰ５−１０、５−１１のいずれ
かの条件が成立する状況、すなわち、ＦＩＲＥモードの
中断動作を行うべくＦＩＲＥ中断フラグf/fpauseの値を
「１」に設定する状況は、基本的には前記ＦＩＲＥモー
ド制限時間TFIRELMT内で、車両のアクセルペダルの操作
により、車両の発進・走行を行っている状況（内燃機関
１がその負荷を駆動している状況）であるか、もしく
は、内燃機関１の空ぶかしを行っている状況である。但
し、ＦＩＲＥモード制限時間TFIRELMT内で車両を発進さ
せたとき、その後の車両の減速走行中には、ＳＴＥＰ５
−１０、５−１１のいずれの条件も成立しない場合もあ
る。つまり、ＦＩＲＥモードの中断動作を行う状況は、
より正確に言えば、混合気の燃焼を行いながら内燃機関
１のアイドリング運転以外の運転を行う状況である。
【００８８】以上説明したＳＴＥＰ４−４の条件判断の
処理によって、内燃機関１の始動後（始動モードの終了
後）、内燃機関１の回転数Ｎｅや機関温度Ｔｗが適正な
範囲内にある限り、前記ＦＩＲＥ経過時間t/fireが前記
ＦＩＲＥモード制限時間TFIRELMTに達するまで、システ
ムの動作モードはＦＩＲＥモードに設定される（f/fire
on＝１）。そして、このＦＩＲＥモードが設定されてい
る状態では、該ＦＩＲＥモードの中断動作中を除き、基
本的には、前述したようなバイパス開度の操作による吸
入空気量の増量と点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御とが並
行して行われる。
【００８９】また、内燃機関１の回転数Ｎｅや機関温度
Ｔｗがなんらかの原因で異常に高いか、もしくは低いも
のとなっている状況では、システムの動作モードは内燃
機関１の始動直後から通常モードに設定されるか、もし
くは、ＦＩＲＥモードが途中で解除（終了）されて通常
モードが設定される（f/fireon＝０）。そして、この通
常モードが設定されている状態では、バイパス開度や点
火時期は、内燃機関１の通常的な運転（ＦＩＲＥモード
以外の運転）を行うためのバイパス開度や点火時期に操
作される。さらに、通常モードが設定されるときには、
前記ＳＴＥＰ５−７においてＦＩＲＥ経過時間t/fireの
値を強制的にＦＩＲＥモード制限時間TFIRELMTに固定す
るため、以後は、内燃機関１を再び始動するまで前記Ｓ
ＴＥＰ５−１の条件が成立することがない（ＦＩＲＥ経
過時間t/fireは始動モードにおいてのみ初期化され
る）。従って、ＦＩＲＥモードは、内燃機関１の始動
後、ＦＩＲＥモード制限時間TFIRELMTが経過するまでの
期間においてのみ設定される。
【００９０】また、システムの動作モードがＦＩＲＥモ
ードに設定されている状態（f/fireon＝１）で、アクセ
ルペダルの操作によって車両の走行が行われたり、内燃
機関１の空ぶかしが行われたような場合、すなわちアイ
ドリング運転以外の内燃機関１の運転を行うべき場合
（ＳＴＥＰ５−１０、５−１１のいずれかの条件が成立
する場合）には、前記ＦＩＲＥ中断フラグf/fpauseが
「１」に設定される。この場合には、前述のようにバイ
パス開度の操作による吸入空気量の増量は行うが、点火
時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御は中断する、というようなＦ
ＩＲＥモードの中断動作が行われることとなる。そし
て、動作モードがＦＩＲＥモードで、且つ中断動作が行
われている状態（f/fireon＝１且つf/fpause＝１）にお
いて、ＳＴＥＰ５−１０、５−１１のいずれかの条件も
成立しなくなり、ＦＩＲＥ中断フラグf/fpauseが「０」
に戻された場合（これは、基本的にはアイドリング運転
を再開する場合である）には、中断動作が解除され、点
火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御が再開される。
【００９１】尚、アクセルペダルの操作によりＦＩＲＥ
モードの中断動作が行われる状況（ＳＴＥＰ５−１０の
条件が成立）では、前記スロットル弁５の開度がアクセ
ル操作量Ａｐに応じたもの（＞０）とされる。このた
め、この状況では、内燃機関１の燃焼室４には、バイパ
ス弁７とスロットル弁５との両者を介して吸気が行われ
ることとなる。
【００９２】また、本実施形態では採用していないが、
始動モードの終了後、若干の時間が経過するまでは、シ
ステムの動作モードをＦＩＲＥモードに設定しないよう
にしてもよい。
【００９３】次に、前記図４のＳＴＥＰ４−５における
バイパス開度の指令値θCMD の生成処理について説明す
る。
【００９４】ここで、この処理の具体的な内容を詳細に
説明する前に、この処理の基本的な内容を説明してお
く。
【００９５】本実施形態のシステムでは、ＦＩＲＥモー
ドにおけるバイパス開度の指令値θCMD を生成するため
にコントローラ２の吸入空気量操作手段２５が行う主要
な処理として、バイパス開度の標準指令値θ0 （以下、
標準開度指令値θ0 という）を生成する処理（以下、標
準開度指令値生成処理という）と、内燃機関１の燃焼室
４の実際の吸入空気量の積算値を所要の目標値に収束さ
せるようにフィードバック制御処理によってバイパス開
度の指令値を補正するための処理（以下、吸気量Ｆ／Ｂ
制御補正処理という）と、この吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処
理によるバイパス開度の指令値の補正量をＦＩＲＥモー
ドの動作が行われる毎に学習し、その学習結果に基づい
て次回のＦＩＲＥモードの動作に際してバイパス開度の
指令値を補正するための処理（以下、学習補正処理とい
う）と、前記大気圧センサ１８及び大気温度センサ１７
によりそれぞれ検出される大気圧Ｐａ及び大気温度Ｔａ
のそれぞれに応じてバイパス開度の指令値を補正するた
めの処理（以下、大気条件補正処理という）と、前記点
火時期操作回転Ｆ／Ｂ制御によって操作される点火時期
に応じてバイパス開度の指令値を補正するための処理
（以下、点火時期応動補正処理という）とがある。以下
にこれらの処理の基本的な内容を説明する。
【００９６】まず、前記標準開度指令値生成処理に関し
て説明する。
【００９７】本実施形態のシステムでは、ＦＩＲＥモー
ドにおける吸入空気量の増量は、触媒装置３の早期の昇
温・活性化を主目的とするものであり、この場合、ＦＩ
ＲＥモード制限時間TFIRELMT内で触媒装置３の所望の昇
温・活性化を確実に行い得る熱量の排ガス（該排ガスの
熱量は概ね内燃機関１の燃焼室４の吸入空気量に比例す
る）を触媒装置３に供給することができるように吸入空
気量を増量させてやる必要がある。
【００９８】一方、この吸入空気量の増量は、内燃機関
１の始動後、直ちに開始するものであると共に、前記点
火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御によって点火時期を通常の
点火時期よりも遅角側に操作しながら行うものであるた
め、該吸入空気量の増量形態（増量の時間的変化のパタ
ーン）が不適切であると、内燃機関１の燃焼状態やエミ
ッション状態を損なう虞れがある。従って、ＦＩＲＥモ
ードにおける吸入空気量の増量は、ＦＩＲＥモードにお
ける内燃機関１の燃焼状態やエミッション状態等を損な
うことなく該内燃機関１のアイドリング運転を安定して
円滑に行うことができるように行う必要がある。
【００９９】このために、前記標準開度指令値生成処理
では、吸入空気量の増量のために前記バイパス弁アクチ
ュエータ２４に与えるべきバイパス開度の指令値の基本
となる前記標準開度指令値θ0 を、内燃機関１の始動時
（始動モード）における機関温度Ｔｗや前記ＦＩＲＥ経
過時間t/fire等に応じて制御サイクル（ＴＤＣ）毎にフ
ィードフォワード的に生成する。尚、この標準開度指令
値θ0 は、本発明の構成に対応させると、流量制御弁の
操作量の基準指令値に相当するものである。
【０１００】この標準開度指令値生成処理は次のように
行われる。
【０１０１】まず、内燃機関１の始動時（始動モード）
に前記機関温度センサ１５により検出された機関温度Ｔ
ｗから、あらかじめ定められたデータテーブルに基づき
標準開度指令値θ0 の基本値i/ftbl（これはＦＩＲＥモ
ードの動作中の標準開度指令値θ0 の最大値である）を
決定する。
【０１０２】この場合、本実施形態では、上記基本値i/
ftblは、ＦＩＲＥモードの動作中における車両の図示し
ない自動変速機の操作レバーの操作位置（以下、シフト
位置という）がＮレンジ（ニュートラルレンジ）にある
場合と、Ｄレンジ（ドライブレンジ）にある場合とで各
別の値を決定する。
【０１０３】すなわち、自動変速機の前記シフト位置が
Ｎレンジにある場合には、内燃機関１の始動時の機関温
度Ｔｗから、図６の実線ａのデータテーブルに従って求
まる値ifiret（以下、Ｎレンジ基本値ifiretという）を
標準開度指令値θ0 の基本値i/ftblとして決定する。
【０１０４】ここで、実線ａのデータテーブルは、基本
的には、機関温度Ｔｗが高い程、Ｎレンジ基本値ifiret
が小さくなるように設定されている。これは、内燃機関
１の始動時の機関温度Ｔｗは、触媒装置３の初期温度に
相当し、該温度が高い程、触媒装置３の所望の昇温・活
性化を行う上で必要な熱量、ひいては内燃機関１の吸入
空気量が少なくて済むからである。
【０１０５】また、自動変速機のシフト位置がＤレンジ
にある場合には、内燃機関１の始動時の機関温度Ｔｗか
ら、図６の実線ｂのデータテーブルに従って求まる値ia
tfire （以下、Ｄレンジ補正値iatfire という）を上記
Ｎレンジ基本値ifiretに加算した値を標準開度指令値θ
0 の基本値i/ftbl（＝ifiret＋iatfire ）として決定す
る。
【０１０６】ここで、実線ｂのデータテーブルは、基本
的には、内燃機関１の始動時の任意の機関温度Ｔｗにお
いて、Ｄレンジでの基本値fitbl をＮレンジの場合より
も若干高めるように設定されている。これは、Ｄレンジ
ではＮレンジの場合よりも内燃機関１の駆動力を吸収す
る負荷が多くなって、内燃機関１の回転数低下を引き起
しやすいと共に排ガスの熱量がＮレンジの場合よりも少
なくなるからである。
【０１０７】尚、本実施形態では、触媒装置３の初期温
度（内燃機関１の始動時における触媒装置３の温度状
態）に相当するものとして内燃機関１の始動時の機関温
度Ｔｗを用いているが、内燃機関１の始動時に触媒装置
３の初期温度を直接的に検出し、その検出温度から上記
と同様に標準開度指令値θ0 の基本値i/ftblを決定する
ようにしてもよい。
【０１０８】また、本実施形態では、車両に自動変速機
を採用しているため、Ｎレンジと、Ｄレンジとで各別の
基本値i/ftblを設定しているが、手動操作式の変速機を
車両に搭載している場合には、このような区別を行うこ
となく単一の基本値i/ftblを内燃機関１の始動時の機関
温度Ｔｗ（あるいは触媒装置３の初期温度）に応じて上
記と同様に設定するようにしてもよい。
【０１０９】このようにして標準開度指令値θ0 の基本
値i/ftblを決定する一方、標準開度指令値生成処理で
は、さらに、前記ＦＩＲＥ経過時間t/fireから、図７に
示す如くあらかじめ定められたデータテーブル（タイム
テーブル）に従って上記基本値i/ftblを補正（乗算補
正）するための補正係数km/fire （≦１）を制御サイク
ル毎に求める。そして、この補正係数km/fire を上記基
本値i/ftblに乗算してなる値を標準開度指令値θ0 （＝
i/ftbl・km/fire ）として決定する。
【０１１０】ここで、図７のデータテーブルでは、ＦＩ
ＲＥモードの初期段階（t/fire：０〜ｔ1 ）では、始動
直後の内燃機関１の燃焼状態等を安定化するために、標
準開度指令値θ0 を基本値i/ftblに向かって徐々に増加
させていくように、補正係数km/fire を「１」に向かっ
て徐々に増加させていく。そして、標準開度指令値θ0
が基本値i/ftblに達してから（補正係数km/fire が
「１」に達してから）は、所定時間の間（t/fire：ｔ1
〜ｔ2 ）、標準開度指令値θ0 を基本値i/ftblに維持す
るように補正係数km/fire を「１」に設定する。その後
は（t/fire：ｔ2 〜TFIRELMT）、標準開度指令値θ0 を
緩やかに減少させていくように、補正係数km/fire を緩
やかに減少させていく。このように、標準開度指令値θ
0 を緩やかに減少させていくのは次の理由による。
【０１１１】すなわち、内燃機関１の暖機がある程度進
行すると、該内燃機関１の各部のフリクション（摩擦）
が徐々に低下していき、内燃機関１の回転数Ｎｅの上昇
傾向が高まり、その結果、前記点火時期操作回転数Ｆ／
Ｂ制御により操作される内燃機関１の点火時期はより遅
角側に移行していくこととなる。そして、このとき、内
燃機関１の点火時期が、内燃機関１の正常な運転を行い
つつ該点火時期を操作し得る遅角側の限界値まで達して
しまうと、内燃機関１の回転数Ｎｅの上昇傾向を抑える
ことができなくなってしまう。このような事態を予防す
るために、ＦＩＲＥ経過時間t/fireが所定時間ｔ2 に達
し、ＦＩＲＥモードの動作がある程度進行した後（内燃
機関１の暖機がある程度進行した後）は、標準開度指令
値θ0 （内燃機関１の吸入空気量）を緩やかに減少さ
せ、フリクションの低下による回転数Ｎｅの上昇傾向を
抑制する。
【０１１２】以上説明した内容が前記標準開度指令値生
成処理の内容である。
【０１１３】本実施形態のシステムでは、基本的には、
上記のようにフィードフォワード的に生成する標準開度
指令値θ0 に従ってバイパス開度を操作することで、内
燃機関１の運転を安定して行いつつ、触媒装置３の所望
の昇温・活性化を適正に行うことを可能としている。
【０１１４】次に、前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理及び
大気条件補正処理について説明する。
【０１１５】本実施形態では、前記標準開度指令値生成
処理において前述の如く決定する標準開度指令値θ0
は、バイパス弁アクチュエータ２４に与えるバイパス開
度の指令値に対して、バイパス弁７の実際の開度や内燃
機関１の燃焼室４の実際の吸入空気量が基準的な一定の
相関関係で一義的に定まり、また、大気圧Ｐａや大気温
度Ｔａがそれぞれ所定の標準大気圧（例えば１気圧）、
標準大気温度（例えば２５°Ｃの常温）である、という
ような理想的な条件を前提として定めたものである。
【０１１６】しかるに、バイパス開度の指令値に対する
バイパス弁７の実際の開度あるいは実際の吸入空気量
は、バイパス弁アクチュエータ２４やバイパス弁７の動
作特性のばらつき、あるいは経時的な特性変化等に起因
してばらつきを生じる（以下、このような吸入空気量の
ばらつきを構造要因によるばらつきという）。
【０１１７】また、上記のような構造要因によるばらつ
きが無いとしても、バイパス開度の指令値に対する実際
の吸入空気量は、大気圧Ｐａによってばらつきを生じ
る。さらに、この大気圧Ｐａの影響よりは小さいもの
の、バイパス開度の指令値θCMDに対する実際の吸入空
気量は、大気温度Ｔａによってもばらつきを生じる（以
下、このような大気圧Ｐａ、大気温度Ｔａによる吸入空
気量のばらつきを大気条件によるばらつきという）。
【０１１８】すなわち、バイパス開度の指令値を一定
（バイパス開度を一定）としたとき、実際の吸入空気量
は大気圧Ｐａが低い程、少なくなる。また、大気温度Ｔ
ａが高い程、空気の密度が小さくなるので、実際の吸入
空気量（吸入空気の質量）は大気温度Ｔａが高い程、少
なくなる。
【０１１９】このような吸入空気量のばらつきが生じる
と、内燃機関１が生成する排ガスの熱量（これは概ね吸
入空気量に比例する）のばらつきも生じるため、触媒装
置３の昇温形態のばらつきも生じる。このため、場合に
よっては、ＦＩＲＥモードにおける吸入空気量の増量の
主目的である触媒装置３の早期の昇温・活性化を確実に
行うことができず、ひいてはＦＩＲＥモードの動作中に
触媒装置３の所要の浄化性能を確保することができなく
なる虞れがある。
【０１２０】前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理及び大気条
件補正処理は、このような不都合を解消するために行う
処理であり、このうち、吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理は、
前述した構造要因によるばらつきを補償するための処
理、大気条件補正処理は、大気条件によるばらつきを補
償するための処理である。
【０１２１】まず、前記構造要因によるばらつきを補償
するための吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理に関して説明す
る。
【０１２２】この吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理における基
本的な考え方としては、ＦＩＲＥモードの動作中に、内
燃機関１の排ガスにより触媒装置３に実際に与える熱量
を表す熱量データを逐次（制御サイクル毎に）検出もし
くは推定して取得し、その熱量データの値が所定の目標
値（これは触媒装置３に与えるべき目標熱量に相当す
る）に収束させるようにフィードバック制御処理により
バイパス開度の指令値を補正する。そして、この補正し
た指令値に基づきバイパス開度を操作することで、触媒
装置３に実際に与える熱量を、それを表す上記熱量デー
タの値の目標値に対応する目標熱量に合致させ、これに
より、触媒装置３の昇温形態のばらつきを解消する。
【０１２３】この場合、触媒装置３に与える熱量を表す
熱量データとしては、例えば制御サイクル毎（瞬時瞬時
の）の吸入空気量もしくは燃料供給量（これらは基本的
には触媒装置３に与える制御サイクル毎の（瞬時瞬時
の）熱量に比例する）、あるいはそれらの積算値（これ
は触媒装置３に与える瞬時瞬時の熱量の積算値に比例す
る）、あるいは触媒装置３の温度上昇量（触媒装置３の
初期温度からの温度上昇量が触媒装置３に与える瞬時瞬
時の熱量の積算値に比例する）等が挙げられる。
【０１２４】そして、本実施形態では、上記熱量データ
として例えば吸入空気量の積算値を用いることとし、Ｆ
ＩＲＥモードの動作中の内燃機関１の実際の吸入空気量
の積算値を制御サイクル毎に次のように推定し、またそ
の積算値の目標値を制御サイクル毎に次のように設定す
る。
【０１２５】まず、吸入空気量の積算値の推定に関し、
本実施形態における制御サイクルである１ＴＤＣ当たり
に内燃機関１の燃焼室４に吸入される吸入空気量は、概
ね、前記図２に示したチャンバー１３の内圧、すなわち
吸気圧Ｐｂに比例する。
【０１２６】そこで、本実施形態では、制御サイクル毎
の吸入空気量の推定値gair/preを次式（１）により求め
る（以下、この推定値gair/preを推定吸入空気量gair/p
reという）。
【０１２７】
【数１】
【０１２８】ここで、式（１）中の係数Ｇa1は、あらか
じめ定めた所定値（一定値）である。
【０１２９】そして、この推定吸入空気量gair/preを、
ＦＩＲＥモードの動作中に次式（２）により制御サイク
ル毎に累積加算していくことで、吸入空気量の積算値qa
ir/preを求める（以下、この積算値qair/preを推定積算
吸入空気量qair/preという）。
【０１３０】
【数２】
【０１３１】ここで、式（２）中のｋは制御サイクルの
番数である（以下、同様）。
【０１３２】尚、内燃機関１の実際の吸入空気量の積算
値は、例えばエアーフローセンサ等により制御サイクル
毎の吸入空気量を直接的に検出し、それを積算すること
で得るようにしてもよい。
【０１３３】次に、触媒装置３に与える熱量の積算値の
目標値に相当する吸入空気量の積算値の目標値（以下、
目標積算吸入空気量qair/cmdという）は、触媒装置３の
昇温・活性化を適正に行う上では、種々の形態で設定す
ることが可能である。しかるに、その目標値は、ＦＩＲ
Ｅモードの動作中の内燃機関１の吸入空気量、ひいては
内燃機関１の燃焼状態、エミッション状態等に影響を及
ぼすこととなるので、該内燃機関１の運転の安定性を考
慮する必要がある。
【０１３４】そこで、本実施形態では、前述の如く理想
的な条件下で、触媒装置３の昇温・活性化を適正に行
い、また、安定した内燃機関１の運転を行い得るように
定めた前記標準開度指令値θ0 に基づいて上記目標積算
吸入空気量qair/cmdを設定する。
【０１３５】すなわち、前記標準開度指令値θ0 は、バ
イパス開度の指令値に対して実際のバイパス開度や吸入
空気量が一義的に定まる、大気圧Ｐａ及び大気温度Ｔａ
がそれぞれ一定の標準大気圧及び標準大気温度である、
というような理想的な条件下で、触媒装置３の昇温・活
性化を適正に行い、また、安定した内燃機関１の運転を
行い得るように設定したものである。言い換えれば、標
準開度指令値θ0 は、触媒装置３の昇温・活性化を適正
に行い、また、安定した内燃機関１の運転を行うために
燃焼室４に吸入されるべき最適な吸入空気量を規定する
ものである。
【０１３６】従って、上記のような理想的な条件下で、
バイパス開度を標準開度指令値θ0に従って操作した場
合における内燃機関１の燃焼室４の制御サイクル毎の吸
入空気量を、制御サイクル毎の目標吸入空気量gair/cmd
として設定し、その目標吸入空気量gair/cmdの積算値を
上記目標積算吸入空気量qair/cmdとして設定すればよ
い。
【０１３７】この場合、上記目標吸入空気量gair/cmd及
び目標積算吸入空気量qair/cmdは制御サイクル毎に次の
ように標準開度指令値θ0 から求めることができる。
【０１３８】まず、実際のバイパス開度をθとしたと
き、バイパス弁７を通過する単位時間（一定時間）当た
りの空気量Ｇｉは、バイパス弁７の上流側の圧力である
大気圧Ｐａと下流側の圧力である吸気圧Ｐｂとを用いて
一般的に次式（３）により表される。
【０１３９】
【数３】
【０１４０】ここで、式（３）中のＣｉは、空気密度に
応じた係数で、該空気密度は大気温度Ｔａに応じたもの
となる。また、式（３）中のθの項は、厳密には、バイ
パス弁７の箇所の有効開口面積であるが、ここでは、こ
の有効開口面積の代わりにバイパス開度θを用いてい
る。尚、有効開口面積に代わりにバイパス開度θを用い
ることによる影響の補正は、係数Ｃｉに含めるようにし
てもよい。
【０１４１】この場合、前記の理想的条件下で、バイパ
ス開度を標準開度指令値θ0 に従って操作したとき、式
（３）において、θ＝θ0 、Ｐａ＝標準大気圧（一定）
となり、また、係数Ｃｉも基本的には標準大気温度に応
じた一定値となる。また、ＦＩＲＥモードにおける内燃
機関１の定常的な運転状態では、吸気圧Ｐｂの変化は比
較的小さく、概ね一定値となる。さらに、ＦＩＲＥモー
ドにおける内燃機関１の定常的な運転状態では、前記ス
ロットル弁５は基本的には閉弁状態で、内燃機関１の燃
焼室４の吸入空気量は、バイパス弁７を通過する空気量
Ｇｉに等しいと見なせる。
【０１４２】従って、理想的条件下で、バイパス開度を
標準開度指令値θ0 に従って操作したときの燃焼室４の
単位時間（一定時間）当たりの吸入空気量は、標準開度
指令値θ0 に比例する。
【０１４３】よって、理想的条件下で、バイパス開度を
標準開度指令値θ0 に従って操作したときの燃焼室４の
１制御サイクル（１ＴＤＣ）当たりの吸入空気量、すな
わち、前記目標吸入空気量gair/cmdは、次式（４）によ
り求めることができる。
【０１４４】
【数４】
【０１４５】ここで、式（４）中で内燃機関１の回転数
Ｎｅの逆数（１／Ｎｅ）の項が含まれるのは、本実施形
態で１制御サイクル（１ＴＤＣ）の時間が回転数Ｎｅに
反比例するからである。また、式（４）中のパラメータ
Ｇa2は、前述したことから明らかなように、標準大気圧
や標準大気温度、ＦＩＲＥモードにおける内燃機関１の
定常的な運転状態での標準的な吸気圧Ｐｂ等により定ま
る所定の定数である。
【０１４６】そして、本実施形態では、この式（４）に
より求まる目標吸入空気量gair/cmdを、ＦＩＲＥモード
の動作中に次式（５）により制御サイクル毎に累積加算
していくことで、前記目標積算吸入空気量qair/cmdを求
める。
【０１４７】
【数５】
【０１４８】尚、このようにして求められる目標積算吸
入空気量qair/cmdは、標準開度指令値θ0 により定まる
ものであるため、内燃機関１の始動時の機関温度Ｔｗ
（あるいは触媒装置３の初期温度）に応じたものとな
る。また、該目標積算吸入空気量qair/cmdに対応して、
内燃機関１の燃焼室４に吸入されるべき制御サイクル毎
の吸入空気量、すなわち前記目標吸入空気量gair/cmd
は、標準開度指令値θ0 と同じような時間的変化の形態
でＦＩＲＥ経過時間t/fireに応じて変化するものとな
る。
【０１４９】また、上記のような目標積算吸入空気量qa
ir/cmdは、あらかじめタイムテーブルにより設定してお
き、このタイムテーブルを用いて制御サイクル毎にＦＩ
ＲＥ経過時間t/fireから求めるようにしてもよい。
【０１５０】本実施形態のシステムでは、前記吸気量Ｆ
／Ｂ制御補正処理は、基本的には、上記のように求めた
前記推定積算吸入空気量qair/pre（これは触媒装置３に
実際に与える熱量の積算値に相当する）を目標積算吸入
空気量qair/cmd（これは触媒装置３に与えるべき熱量の
積算値の目標値に相当する）に収束させるように（これ
らの偏差を解消するように）フィードバック制御処理に
よりバイパス開度の指令値の補正量を求め、この補正量
により標準開度指令値θ0 を補正してバイパス開度の指
令値を決定することで、前述した構造要因による吸入空
気量のばらつきを補償し、ひいては、触媒装置３の昇温
形態のばらつきを解消するものである。
【０１５１】この場合、吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理で
は、後述の如く、推定積算吸入空気量qair/preと目標積
算吸入空気量qair/cmdとの偏差の減衰速度（推定積算吸
入空気量qair/preの目標積算吸入空気量qair/cmdへの収
束速度）を状況によって可変的に設定することが好まし
いこと等から、該減衰速度を任意に所望の減衰速度に指
定可能な応答指定型制御としてのスライディングモード
制御（より詳しくは適応スライディングモード制御）を
上記のフィードバック制御処理に用いる。
【０１５２】この適応スライディングモード制御（以
下、吸気側適応ＳＬＤ制御という）を用いて、推定積算
吸入空気量qair/preを目標積算吸入空気量qair/cmdに収
束させるようにバイパス開度の指令値を補正する吸気量
Ｆ／Ｂ制御補正処理のアルゴリズムは本実施形態では次
のように構築されている。尚、以下の説明においては説
明の便宜上、しばらくの間、上記推定積算吸入空気量qa
ir/preを含めて内燃機関１の燃焼室４の実際の吸入空気
量の積算値を参照符号Ｑａを用いて積算吸入空気量Ｑａ
と称し、その目標値を参照符号ｑを用いて目標積算量ｑ
（これは、目標積算吸入空気量qair/cmdに相当する）と
称する。また、バイパス開度の指令値を一般的に参照符
号Θを用いて開度指令Θと称する。
【０１５３】まず、内燃機関１の燃焼室４の前記制御サ
イクル毎の実際の吸入空気量を参照符号Ｇcyl を用いて
表し、この吸入空気量Ｇcyl と前記開度指令Θとの相関
関係を次式（６）のように１次遅れ系の離散系（離散時
間系）モデル（１次の自己回帰モデル）で表現する。
【０１５４】
【数６】
【０１５５】ここで、式（６）中のα，βは、大気圧Ｐ
ａや大気温度Ｔａ、吸気圧Ｐｂ、回転数Ｎｅ等に応じた
モデルパラメータである。
【０１５６】また、制御サイクル毎の前記積算吸入空気
量Ｑａは、次式（７）により表されるので、
【０１５７】
【数７】
【０１５８】この式（７）と前記式（６）とを用いて次
式（８）が得られる。
【０１５９】
【数８】
【０１６０】ここで、この式（８）中のＧcyl(k)は、式
（７）によってＧcyl(k)＝Ｑa(k)−Ｑa(k-1)であるの
で、これを式（８）に代入して整理すると、次式（９）
が得られる。
【０１６１】
【数９】
【０１６２】この式（９）は、本実施形態のシステムに
おいて、開度指令Θから積算吸入空気量Ｑａを生成する
系、すなわち、前記吸気側適応ＳＬＤ制御の制御対象と
すべき系を離散系のモデル（２次の自己回帰モデル。以
下、吸気制御対象モデルという）で表現したものとなっ
ている。すなわち、該吸気制御対象モデルは、吸気側適
応ＳＬＤ制御の制御対象の出力としての各制御サイクル
における積算吸入空気量Ｑa(k+1)を、それより過去の制
御サイクルにおける積算吸入空気量Ｑａの時系列データ
Ｑa(k)，Ｑa(k-1)、並びに吸気側適応ＳＬＤ制御の制御
対象の入力としての開度指令Θ(k) を用いて表現するも
のである。尚、式（９）において、積算吸入空気量Ｑa
(k)，Ｑa(k-1)にそれぞれ係る係数ａ1 ，ａ2 と、開度
指令Θ(k)に係る係数ｂ1 とは吸気制御対象モデルの挙
動特性を規定するモデルパラメータである。
【０１６３】本実施形態では、この吸気制御対象モデル
に基づいて、吸気側適応ＳＬＤ制御のアルゴリズムを以
下の如く構築している。
【０１６４】すなわち、吸気側適応ＳＬＤ制御では、ス
ライディングモード制御に必要な切換関数σ1 を、前記
積算吸入空気量Ｑａと前記目標積算量ｑとの偏差Ｅｑ＝
Ｑａ−ｑの制御サイクル毎の時系列データＥq(k)，Ｅq
(k-1)を変数とする次式（１０）の線形関数により定義
する。
【０１６５】
【数１０】
【０１６６】ここで、式（１０）中のｓ1 ，ｓ2 は切換
関数σ1 の各項の係数パラメータであり、次式（１１）
の条件を満たすように設定する。
【０１６７】
【数１１】
【０１６８】尚、本実施形態では、簡略化のためにｓ1
＝１としている。また、本実施形態では、係数パラメー
タｓ2 の値（より一般的には、ｓ2 ／ｓ1 の値）を可変
的に設定するのであるが、これについては後述する。
【０１６９】このように切換関数σ1 を定義したとき、
前記偏差Ｅｑの時系列データＥq(k)，Ｅq(k-1)の組から
成る状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）を図８に示す如く、σ
1 ＝０なる関係式によって定義される切換線（これはす
べり線とも言われる）上に収束させ、その収束状態を維
持すると、状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）を、外乱等の影
響によらずに極めて安定に切換線σ1 ＝０上の平衡点、
すなわち、Ｅq(k)＝Ｅq(k-1)＝０となる点に収束させる
ことができる。
【０１７０】尚、本実施形態では、切換関数σ1 に関す
る位相空間が２次元であるため（状態量（Ｅq(k)，Ｅq
(k-1)）の成分が二つ）、切換線σ1 ＝０は直線となる
が、位相空間が３次元である場合には、切換線は平面と
なり、この場合には、該切換線はすべり面といわれるこ
ともある。さらに、位相空間が４次元以上の高次元にな
ると、切換線は幾何学的に図示できない超平面となる。
【０１７１】一方、前記積算吸入空気量Ｑａを前記目標
積算量ｑに収束させるために、前記式（９）によりモデ
ル化した制御対象に与えるべき入力として吸気側適応Ｓ
ＬＤ制御が生成する制御入力、すなわち開度指令Θは、
基本的には、前記状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）を前述の
如く定めた切換線σ1 ＝０に拘束するための制御則に基
づいて定める等価制御入力Θeqと、状態量（Ｅq(k)，Ｅ
q(k-1)）を切換線σ1＝０に収束させるための制御則で
ある到達則に基づいて定める到達則入力Θrchと、状態
量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）の切換線σ1 ＝０への収束に際
しての外乱等の影響を排除するための制御則である適応
則に基づいて定める適応則入力Θadp との総和である
（次式（１２）を参照）。
【０１７２】
【数１２】
【０１７３】尚、通常のスライディングモード制御で
は、適応則を考慮せず、この場合には、適応則入力Θad
p は省略される。
【０１７４】この場合、等価制御入力Θeqは、次式（１
３）により与えられる。
【０１７５】
【数１３】
【０１７６】尚、この式（１３）は、状態量（Ｅq(k)，
Ｅq(k-1)）を切換線σ1 ＝０に拘束するためのσ1(k)＝
σ1(k-1)なる条件と、前記吸気制御対象モデルの式
（９）とに基づいて導出することができるものである。
【０１７７】また、到達則入力Θrch 及び適応則入力Θ
adp は、それらを定める種々の手法が考えられるが、本
実施形態では、到達則入力Θrch 及び適応則入力Θadp
は、それぞれ前記切換関数σ1 の値、及び該切換関数σ
1 の値の積算値（積分値）に比例させたものとし、それ
ぞれ次式（１４）、（１５）により定める。
【０１７８】
【数１４】
【０１７９】
【数１５】
【０１８０】ここで、式（１４）中のＦ1 は、到達則に
係わるゲインを規定する係数であり、次式（１６）の条
件を満たすように設定すればよい。但し、切換関数σ1
の値の切換線σ1 ＝０への収束に際してのチャタリング
を低減する上では、式（１６）’の条件を満たすように
係数Ｆ1 を設定することが好ましい。
【０１８１】
【数１６】
【０１８２】また、式（１５）中のＦ2 は、適応則に係
わるゲインを規定する係数であり、次式（１７）の条件
を満たすように設定すればよい。尚、式（１７）中のΔ
Ｔは制御サイクル（制御周期）である。
【０１８３】
【数１７】
【０１８４】本実施形態で用いる吸気側適応ＳＬＤ制御
のアルゴリズムでは、基本的には、式（１３）〜（１
５）により等価制御入力Θeq、到達則入力Θrch 及び適
応則入力Θadp を求め、それらの総和を開度指令Θとし
て生成することで、前記積算吸入空気量Ｑａを前記目標
積算量ｑに収束させるようにＦＩＲＥモードの動作中の
吸入空気量を操作することが可能である。
【０１８５】ところで、等価制御入力Θeq、到達則入力
Θrch 及び適応則入力Θadp をそれぞれ前記式（１３）
〜（１５）により求めるためには、前記式（９）により
表した吸気制御対象モデルのモデルパラメータａ1 ，ａ
2 ，ｂ1 の値を同定しておく必要がある。しかるに、こ
れらのモデルパラメータａ1 ，ａ2 ，ｂ1 の値は、ＦＩ
ＲＥモードの動作中の種々様々の要因の影響を受け、そ
れらの値の最適な同定を行うことは煩雑なものとなりや
すい。
【０１８６】このため、本実施形態では、次のようにモ
デルパラメータａ1 ，ａ2 ，ｂ1 を排除し、吸気側適応
ＳＬＤ制御の簡略化したアルゴリズムを構築する。
【０１８７】まず、到達則入力Θrch 及び適応則入力Θ
adp に関しては、これらを求めるための前記式（１
４）、（１５）中に含まれるモデルパラメータはｂ1 だ
けである。そして、式（１４）で（Ｆ1 ／ｂ1 ）を改め
てＦｘとおき、また、式（１５）で（Ｆ2 ／ｂ1 ）を改
めてＦｙとおけば、式（１４）、（１５）はそれぞれ次
式（１８）、（１９）に書き換えられる。
【０１８８】
【数１８】
【０１８９】
【数１９】
【０１９０】従って、これらの式（１８）、（１９）に
よって、モデルパラメータｂ1 を用いずに到達則入力Θ
rch 及び適応則入力Θadp を求めることができる。
【０１９１】尚、この場合、式（１８）、（１９）中の
係数Ｆｘ，Ｆｙの値は、切換関数σ1 の値の切換線σ1
＝０への収束の安定性や速応性等を考慮して、実験やシ
ミュレーションを通じて定めればよい。
【０１９２】次に、等価制御入力Θeqに関しては、これ
を求めるための前記式（１３）は、前記偏差Ｅｑ＝Ｑａ
−ｑを用いて次式（２０）に書き換えることができる。
【０１９３】
【数２０】
【０１９４】この式（２０）中の第１番目の大括弧を含
む項は、積算吸入空気量Ｑａと目標積算量ｑとの偏差Ｅ
ｑに基づくフィードバック項で、第２番目の大括弧を含
む項は、目標積算量ｑのみに基づくフィードフォワード
項である。以下、このフィードバック項及びフィードフ
ォワード項をそれぞれ次式（２１）、（２２）のように
Θeq/fb 、Θeq/ff とおく。
【０１９５】
【数２１】
【０１９６】
【数２２】
【０１９７】ここで、上記フィードフォワード項Θeq/f
f は、前記偏差Ｅｑが定常的に「０」となるような状態
で制御対象に与えるべき入力（開度指令Θ）である。一
方、前記標準開度指令値θ0 は、本実施形態では目標積
算量ｑを規定するものであると共に、該標準開度指令値
θ0 に対して吸入空気量、ひいては積算吸入空気量がそ
の目標とすべき値に一義的に定まりるものとしてフィー
ドフォワード的に設定したものである。
【０１９８】従って、式（２０）中のフィードフォワー
ド項Θeq/ff は、モデルパラメータａ1 ，ａ2 ，ｂ1 を
含まない標準開度指令値θ0 に置き換えることができ
る。
【０１９９】さらに、上記フィードバック項Θeq/fb に
関しては、このフィードバック項Θeq/fb を含む等価制
御入力Θeqは、前記状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）を前記
切換線σ1 ＝０上に拘束するための制御入力であるが、
本願発明者等の各種検討によれば、本実施形態のシステ
ムでは、状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）が切換線σ1 ＝０
の近傍に存する状態において安定性が高い。また、本実
施形態では、前記適応則入力Θadp を採用することで、
状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）の切換線σ1 ＝０上への収
束の安定性を高めることができる。
【０２００】このため、本実施形態のシステムでは、上
記フィードバック項Θeq/fb を省略しても実用上、制御
性が損なわれることはないと考えられる。
【０２０１】このようなことを考慮すると、等価制御入
力Θeqは、そのフィードバック項Θeq/fb を省略し、フ
ィードフォワード項Θeq/ff を標準開度指令値θ0 で置
き換えたものとしてもよいと考えられ、このようにすれ
ば、等価制御入力Θeqは、モデルパラメータａ1 ，ａ2
，ｂ1 を用いずに求めることができる。
【０２０２】そこで、本実施形態では、吸気側適応ＳＬ
Ｄ制御の等価制御入力Θeqは、次式（２３）により与え
るものとする。
【０２０３】
【数２３】
【０２０４】以上のことから、本実施形態における吸気
量Ｆ／Ｂ制御補正処理では、前述した構造要因による吸
入空気量のばらつきを補償するために前記吸気側適応Ｓ
ＬＤ制御により決定する制御対象への入力、すなわち開
度指令Θを次式（２４）の演算により求める。
【０２０５】
【数２４】
【０２０６】別の言い方をすれば、本実施形態では、前
記式（１８）、（１９）により求まる到達則入力Θrch
及び適応則入力Θadp の総和（＝Θrch ＋Θadp ）を次
式（２５）のようにバイパス開度の指令値の補正量i/sl
d （以下、ＳＬＤ開度補正量i/sld という）として求
め、このＳＬＤ開度補正量i/sld により標準開度指令値
θ0 を補正する（標準開度指令値θ0 にＳＬＤ開度補正
量i/sld を加算する）ことで、構造要因によるばらつき
を補償するための開度指令Θを求める。
【０２０７】
【数２５】
【０２０８】この場合において、ＳＬＤ開度補正量i/sl
d （＝Θrch ＋Θadp ）を求めるために必要となる切換
関数σ1 の値は、本実施形態では、前記式（１０）の積
算吸入空気量Ｑａとして前記式（２）により求まる推定
積算吸入空気量qair/preを用い、且つ、目標積算量ｑと
して前記式（５）により求まる目標積算吸入空気量qair
/cmdを用いた次式（２６）の演算により求める。
【０２０９】
【数２６】
【０２１０】尚、本実施形態では、ＦＩＲＥモードの中
断動作中（前記ＦＩＲＥ中断フラグf/fpauseが「１」に
設定されている状態）は、ＳＬＤ開度補正量i/sld の算
出は中断する（ＳＬＤ開度補正量i/sld の値を中断動作
の直前の値に保持する）が、推定積算吸入空気量qair/p
reと目標積算吸入空気量qair/cmdの算出は継続する（但
し、推定積算吸入空気量qair/preに関しては内燃機関１
のフュエルカット中を除く）。そして、前記ＦＩＲＥ制
限時間TFIRELMTが経過する前に、中断動作を解除する状
態となった場合には、ＳＬＤ開度補正量i/sld の算出及
びそれに応じた標準開度指令値θ0 の補正を再開する。
【０２１１】このようにするのは次の理由による。すな
わち、ＦＩＲＥモードの中断動作中は、基本的には、車
両のアクセルペダルの操作によって、車両の走行、もし
くは内燃機関１のからぶかしを行う状況である。そし
て、この状況では、前記スロットル弁５がアクセル操作
量Ａｐに応じた開度に開かれるので、内燃機関１の燃焼
室４の実際の吸入空気量は、バイパス弁７を介した吸入
空気量に、スロットル弁５を介した吸入空気量を加えた
ものとなる。
【０２１２】このような状況では、推定積算吸入空気量
qair/preは、バイパス弁７とスロットル弁５との両者に
よる吸入空気量の積算値となるので、これをバイパス弁
７の標準開度指令値θ0 に応じて定まる目標積算吸入空
気量qair/cmdに収束させるようにバイパス開度を操作す
ることは、アクセルペダルの操作に応じた内燃機関１の
動作性能を確保する上で好ましくない。このために、本
実施形態では、ＦＩＲＥモードの中断動作中は、ＳＬＤ
開度補正量i/sld の算出を中断する。
【０２１３】また、ＦＩＲＥモードの中断動作中は、内
燃機関１の燃焼室４の実際の吸入空気量は、バイパス弁
７を介した吸入空気量に、スロットル弁５を介した吸入
空気量を加えたものとなるので、触媒装置３に与えられ
る熱量がさらに多くなる。従って、ＦＩＲＥモードの中
断動作中に触媒装置３が十分に昇温・活性化される場合
もあるが、該中断動作が短時間で解除されるような場合
も多く、この場合には、該触媒装置３の昇温・活性化が
未だ不十分なものとなることがある。このために、本実
施形態では、ＦＩＲＥモードの中断動作中も推定積算吸
入空気量qair/preと目標積算吸入空気量qair/cmdの算出
を継続して行っておき、該中断動作の解除後にＳＬＤ開
度補正量i/sld の算出を再開して標準開度指令値θ0 の
補正を行うことで、ＦＩＲＥモードの動作中における触
媒装置３の昇温・活性化を確実なものとする。但し、こ
の場合において、推定積算吸入空気量qair/preに関して
は、内燃機関１のフュエルカット中は、燃焼室４に吸入
される空気が触媒装置３に与える熱量に寄与しないの
で、該フュエルカット中は、推定積算吸入空気量qair/p
reの算出を行わない。
【０２１４】また、本実施形態では、後述する点火時期
応動補正処理を行っている際にも、ＳＬＤ開度補正量i/
sld の算出を中断する（ＳＬＤ開度補正量i/sld の値を
中断動作の直前の値に保持する）。これは次の理由によ
る。すなわち、点火時期応動補正処理は、詳細は後述す
るが、開度指令Θを標準開度指令値θ0 に対してフィー
ドフォワード的に減少側に補正する処理であり、このよ
うな処理を行っている際に、ＳＬＤ開度補正量i/sld の
算出を行うと、点火時期応動補正処理による開度指令Θ
の減少分を打ち消すように、ＳＬＤ開度補正量i/sld が
算出されてしまうからである。
【０２１５】以上説明した内容が、吸気量Ｆ／Ｂ制御補
正処理の基本的内容である。
【０２１６】ところで、本実施形態において、内燃機関
１の吸入空気量の増量を開始した直後の段階、すなわ
ち、バイパス開度を上昇させていく段階は、内燃機関１
の始動直後の状態であるため、このような段階で標準開
度指令値θ0 をＳＬＤ開度補正量i/sld により大きく補
正すると、内燃機関１の燃焼室４での混合気の燃焼状態
の悪化や内燃機関１のエミッション状態の悪化を招く虞
れがある。また、本実施形態では、目標積算吸入空気量
qair/cmdが、内燃機関１の定常的な吸気状態を前提とし
ているため、吸入空気量の増量の開始直後の段階では、
目標積算吸入空気量qair/cmdの信頼性が乏しいと考え
る。このため、吸入空気量の増量の開始直後の段階で
は、目標積算吸入空気量qair/cmdと前記推定積算吸入空
気量qair/preとの偏差Ｅｑが大きなものとなって、前記
ＳＬＤ開度補正量i/sld も大きなものとなる虞れがあ
る。
【０２１７】このようなことを考慮し、本実施形態にお
ける吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理では、吸入空気量の増量
の開始後（ＦＩＲＥモードの開始後）、所定時間TISLDL
MT（ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTという。図７を参照）
が経過するまで（ＦＩＲＥ経過時間t/fire≧TISLDLMTと
なるまで）の間は、目標積算吸入空気量qair/cmd及び推
定積算吸入空気量qair/preの値を強制的に「０」とする
（このときＥｑ＝０となる）。このようにすることで、
ＦＩＲＥ経過時間t/fireがＳＬＤ補正制限時間TISLDLMT
に達するまでの内燃機関１の始動直後の状態では、ＳＬ
Ｄ開度補正量i/sld の値も「０」に維持し、該ＳＬＤ開
度補正量i/sld による標準開度指令値θ0 の補正を行わ
ないようにしている。
【０２１８】さらに、本実施形態における吸気量Ｆ／Ｂ
制御補正処理では、ＳＬＤ開度補正量i/sld による標準
開度指令値θ0 の実際の補正を開始する直後において
も、その補正を急激に行うと、内燃機関１の燃焼状態や
エミッション性能を損なう虞れがある。このため、本実
施形態では、吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理で用いる前記吸
気側適応ＳＬＤ制御の応答指定特性を利用し、推定積算
吸入空気量qair/preと目標積算吸入空気量qair/cmdとの
偏差Ｅｑ（以下、吸気偏差Ｅｑという）の減衰速度（推
定積算吸入空気量qair/preの目標積算吸入空気量qair/c
mdへの収束速度）を、次のように可変的に設定するよう
にしている。
【０２１９】すなわち、吸気側適応ＳＬＤ制御におい
て、吸気偏差Ｅｑに係わる状態量（Ｅq(k)，Ｅq(k-1)）
が前記切換線σ1 ＝０に収束した状態では、前記式（１
０）から明らかなように、次式（２７）の関係式が成立
する。
【０２２０】
【数２７】
【０２２１】従って、切換関数σ1 の係数パラメータｓ
1 ，ｓ2 の比（ｓ2 ／ｓ1 ）（但し、−１＜ｓ2 ／ｓ1
＜１）の値は吸気偏差Ｅｑの「０」への減衰速度を規定
するものとなる（｜ｓ2 ／ｓ1 ｜が「０」に近づく程、
減衰速度は速くなる）。従って、この比（ｓ2 ／ｓ1 ）
の値によって、吸気偏差Ｅｑの減衰速度を指定すること
ができることとなり、これが、吸気側適応ＳＬＤ制御の
応答指定特性である。
【０２２２】尚、吸気偏差Ｅｑの減衰速度を速くすると
いうことは、吸気側適応ＳＬＤ制御によるフィードバッ
ク制御のゲインを大きくするということと同等である。
また、式（２７）は、入力の無い一次遅れ系を表現して
おり、上記比（ｓ2 ／ｓ1 ）は、この一次遅れ系の極に
相当するものである（以下、上記比（ｓ2 ／ｓ1 ）をポ
ールpole/iと称する）。また、本実施形態では、ｓ1 ＝
１に設定しており、この場合、pole/i＝ｓ2 である。ま
た、吸気偏差Ｅｑの「０」への減衰は、非振動的である
ことが好ましく、このため、本実施形態では、ｓ2 ／ｓ
1 ＝pole/i＜０としている（ｓ2 ／ｓ1 ＞０とすると、
式（２７）から明らかなように吸気偏差Ｅｑの「０」へ
の減衰は振動的になる）。
【０２２３】本実施形態における吸気量Ｆ／Ｂ制御補正
処理では、このような吸気側適応ＳＬＤ制御の応答指定
特性を利用し、基本的には、ＦＩＲＥ経過時間t/fireか
ら、図９に示すようにあらかじめ定めたデータテーブル
（タイムテーブル）に基づいて制御サイクル毎に求まる
値pole/itbl （以下、ポールテーブル値pole/itbl とい
う）を前記ポールpole/iの値として設定することで、該
ポールpole/iの値をＦＩＲＥ経過時間t/fireに応じて可
変的に設定する。
【０２２４】ここで、図９のデータテーブルでは、ＦＩ
ＲＥ経過時間t/fireが所定値TPOLEVST（但し、TPOLEVST
≧ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMT）に達してから、ポール
テーブル値pole/itbl 、ひいてはポールpole/iをＦＩＲ
Ｅ経過時間t/fireの増加に伴い、所定の下限値pole/i0
（＜０。本実施形態では「−１」）から所定の定常値po
le/ix （pole/i0 ＜pole/ix ＜０）に向かって徐々に増
加させ（ポールテーブル値pole/itbl の絶対値を徐々に
小さくしていく）、定常値pole/ix に達した後（ＦＩＲ
Ｅ経過時間t/fireが図９中の所定値TPOLEXに達した後）
は、該定常値pole/ix に維持するようにしている。これ
により、本実施形態では、ＳＬＤ開度補正量i/sld によ
る標準開度指令値θ0 の補正を開始する直後は、吸気偏
差Ｅｑの減衰速度を徐々に早めていく（推定積算吸入空
気量qair/preの目標積算吸入空気量qair/cmdへの収束を
緩やかに行う）ようにしていると共に、ＦＩＲＥ経過時
間t/fireが所定値TPOLEXに達するまでは、該所定値TPOL
EXに達した後よりも吸気偏差Ｅｑの減衰速度を遅くする
ようにしている。
【０２２５】尚、ポールテーブル値pole/itbl によるポ
ールpole/iの上記のような増加は、基本的には内燃機関
１の始動後の初期段階（吸入空気量を増加させていく段
階）で行う。
【０２２６】また、本実施形態では、ＦＩＲＥモードの
中断動作中は、吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理（より正確に
は、ＳＬＤ開度補正量i/sld の算出処理）を行わないよ
うにしており、この状態では、ポールpole/iをポールテ
ーブル値pole/itbl の前記下限値pole/i0 に設定するよ
うにしている。そして、ＦＩＲＥモードの中断動作が解
除されたとき、ポールpole/iを上記下限値pole/i0 から
ポールテーブル値pole/itbl に向かって徐々に復帰させ
る（図９の仮想線を参照）ようにしている。
【０２２７】次に、前述した大気条件による吸入空気量
のばらつきの影響を補償するための前記大気条件補正処
理について説明する。
【０２２８】まず、前記大気条件のうちの大気圧に関し
て説明する。尚、ここでの説明では、大気温度は一定で
あり、また、バイパス開度は開度指令Θに等しいものと
する。
【０２２９】内燃機関１の燃焼室４内の圧力をＰcyl 、
吸気バルブ１１（図２参照）の開度（有効開口面積）を
Ａcyl とおくと、該燃焼室４の吸入空気量Ｇcyl は、こ
れらの圧力Ｐcyl 、開度Ａcyl 及び吸気圧Ｐｂとを用い
て、一般的に次式（２８）により表される。
【０２３０】
【数２８】
【０２３１】ここで、Ｃｉは、前記式（３）に関して説
明した如く、空気密度に応じた係数である。
【０２３２】この場合、内燃機関１では、式（２８）中
における燃焼室４内の圧力をPcyl、吸気バルブ１１の開
度Ａcyl は基本的には一定である。また、係数Ｃｉも大
気温度Ｔａが一定であれば一定と考えてよい。
【０２３３】従って、式（２８）から、燃焼室４内の吸
入空気量Ｇcyl を大気圧によらないものとするために
は、吸気圧Ｐｂが大気圧Ｐａに応じて変化しないことが
必要となることが判る。
【０２３４】一方、バイパス開度の開度指令Θに対し
て、バイパス弁７を通る空気量Ｇｉは、前記式（３）と
同様、次式（２９）により表される。
【０２３５】
【数２９】
【０２３６】さらに、大気圧Ｐａが所定の標準大気圧
（以下、これに参照符号Ｐa0を付する）である状態にお
いて、開度指令Θを前記標準開度指令値θ0 （これは前
述の通り標準大気圧Ｐa0を前提として定めたものであ
る）としたときにバイパス弁７を通る空気量をＧi0（こ
れは前記目標吸入空気量gair/cmdに相当する）とおく
と、該空気量Ｇi0（以下、標準空気量Ｇi0という）は、
次式（３０）により表される。
【０２３７】
【数３０】
【０２３８】ここで、式（３０）中のＰb0は、標準大気
圧Ｐa0において、バイパス開度を標準開度指令値θ0 と
したときにチャンバー１３（図２参照）内に発生する吸
気圧（以下、標準吸気圧Ｐb0という）である。
【０２３９】また、周知の気体の状態方程式によれば、
チャンバー１３内の吸気圧Ｐｂが変動しないための条件
は、チャンバー１３内に流入する空気量、すなわちバイ
パス弁７を通る空気量Ｇi と、チャンバー１３から流出
する空気量、すなわち燃焼室４の吸入空気量Ｇcyl とが
等しくなることである。
【０２４０】以上のことから、大気圧Ｐａが標準大気圧
Ｐa0に対して変動したとき、燃焼室４の吸入空気量Ｇcy
l が変化しないようにするための開度指令Θは、式（２
９）中の吸気圧Ｐｂが、前記標準吸気圧Ｐb0と等しくな
り、且つ、式（２９）により表される空気量Ｇｉが前記
標準空気量Ｇi0（式（３０））と等しくなるように定め
ればよい。
【０２４１】すなわち、その開度指令Θは、次式（３
１）の条件を満たすように定めればよい。
【０２４２】
【数３１】
【０２４３】そして、この式（３１）を開度指令Θにつ
いて解くと、次式（３２）が得られる。
【０２４４】
【数３２】
【０２４５】従って、基本的には、この式（３２）に基
づいて標準開度指令値θ0 を補正して開度指令Θを決定
すれば、大気圧による吸入空気量のばらつきを補償しす
ることができる。つまり、式（３２）中の平方根の値kp
a （以下、大気圧補正係数kpa という）を開度指令に乗
算して補正することで、大気圧による吸入空気量のばら
つきを補償するための開度指令を決定することができ
る。
【０２４６】ところで、本実施形態では、標準開度指令
値θ0 を前述の如く時間的に変化させるため、式（３
２）の演算で使用する標準吸気圧Ｐb0も変化し、従っ
て、大気圧による吸入空気量のばらつきを的確に補償す
る上では、標準吸気圧Ｐb0の値をあらかじめ定めたデー
タテーブル等を用いて標準開度指令値θ0 に応じて適宜
変更することが好ましいと考えられる。但し、本実施形
態では、ＦＩＲＥモードにおける定常的な内燃機関１の
運転中は、実際上、吸気圧Ｐｂの変動は小さいというこ
と、並びに制御系の安定性を考慮し、式（３２）中の標
準吸気圧Ｐb0としてあらかじめ定めた所定値（固定値）
を用いる。
【０２４７】また、本実施形態では、コントローラ２の
演算負荷を軽減するために、実際には、式（３２）の演
算を直接的には行わず、次のような処理を行う。
【０２４８】すなわち、制御サイクル毎に、あらかじめ
定めた標準大気圧Ｐa0と、標準吸気圧Ｐb0と、内燃機関
１の始動時（始動モード）において前記大気圧センサ１
８により検出される大気圧Ｐａとから次式（３３）によ
り定義するパラメータratio/dpa （以下、大気圧補正用
パラメータratio/dpa という）、すなわち、式（３２）
の平方根（√）内の値を求める。
【０２４９】
【数３３】
【０２５０】そして、あらかじめ大気圧補正用パラメー
タratio/dpa の種々の値に対して平方根の演算を行って
定めた図１０のデータテーブルを用意しておき、先に求
めた大気圧補正用パラメータratio/dpa の平方根を前記
大気圧補正係数kpa として求める。そして、この大気圧
補正係数kpa を用いて開度指令を補正（乗算補正）す
る。
【０２５１】尚、この大気圧補正係数kpa は、大気圧セ
ンサ１８により検出される大気圧Ｐａが標準大気圧Ｐa0
であれば、「１」であり、該大気圧Ｐａが大きくなる
程、値が小さくなる。
【０２５２】以上説明した内容が、前記大気条件補正処
理において、大気圧による吸入空気量のばらつきを補償
するための処理の基本的内容である。
【０２５３】次に、大気条件のうちの大気温度に関して
説明する。前記式（２８）から明らかなように内燃機関
１の燃焼室４の吸入空気量Ｇcyl は、大気密度に応じた
係数Ｃｉの影響を受け、大気密度が高い程、多くなる。
そして、大気密度は、大気温度が高い程、低くなるの
で、燃焼室４の吸入空気量Ｇcyl は大気温度が高い程、
少なくなる。
【０２５４】従って、大気温度が変化しても、燃焼室４
の吸入空気量Ｇcyl を変化させないようにするために
は、大気温度が高い程、バイパス開度が大きくなるよう
に開度指令Θを補正してやればよい。
【０２５５】そこで、本実施形態では、内燃機関１の始
動時（始動モード）において前記大気温度センサ１７に
より検出される大気温度Ｔａから、図１１に示す如くあ
らかじめ実験等に基づき定めたデータテーブルに基づい
て補正係数kta （以下、大気温度補正係数kta という）
を求め、この大気温度補正係数kta を用いて開度指令を
補正（乗算補正）する。
【０２５６】この場合、本実施形態では、標準大気温度
Ｔa0（例えば２５°Ｃ）における吸入空気量を基準とし
ているので、大気温度補正係数kta は、検出される大気
温度Ｔａが標準大気温度Ｔa0であるとき「１」であり、
大気温度Ｔａが高くなる程、値が大きくなる。
【０２５７】これが、前記大気条件補正処理において、
大気温度による吸入空気量のばらつきを補償するための
処理の基本的内容である。
【０２５８】次に、前記学習補正処理について説明す
る。
【０２５９】本実施形態では、前述した如く、前記構造
要因による吸入空気量のばらつきを補償するために、吸
気側適応ＳＬＤ制御を用いた吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理
によって、制御サイクル毎に前記ＳＬＤ開度補正量i/sl
d を求め、このＳＬＤ開度補正量i/sld によって標準開
度指令値θ0 を補正する。この場合、バイパス弁７の経
年劣化等により、標準開度指令値θ0 に対する実際の吸
入空気量が、該標準開度指令値θ0 に対応した本来の標
準的な吸入空気量に対してばらつきが比較的大きくなっ
ているような状態では、前記積算吸入空気量Ｑａ（推定
積算吸入空気量qair/pre）が目標積算量ｑ（目標積算吸
入空気量qair/cmd）に対して未収束の段階でのＳＬＤ開
度補正量i/sld は大きなものとなり、また、その時間的
変化も大きなものとなる。このため、ＳＬＤ開度補正量
i/sld により標準開度指令値θ0を補正して決定した開
度指令Θ、ひいては実際の吸入空気量の時間的変化のパ
ターンは、ＦＩＲＥモードの初期段階において、標準開
度指令値θ0 の時間的変化のパターン（目標とする吸入
空気量の時間的変化のパターン）に対して大きく逸脱し
た時間的変化を生じるものとなることがある。
【０２６０】しかるに、特にＦＩＲＥモードの初期段階
（内燃機関１の始動後まもなくの状態）では、燃焼室４
での混合気の燃焼状態が不安定なものとなりやすく、開
度指令Θの時間的変化のパターンが標準開度指令値θ0
の時間的変化のパターンに対して大きく逸脱した変化を
呈すると、該燃焼状態の悪化や、エミッション状態の悪
化を引き起こす虞れがある。
【０２６１】そこで、本実施形態における学習補正処理
では、ＦＩＲＥモードの動作中に制御サイクル毎に求め
るを学習し、次回のＦＩＲＥモードの動作の全期間にわ
たって、標準開度指令値θ0 を乗算補正するための補正
係数kilearn （以下、学習補正係数kilearn という）を
求める。そして、この学習補正係数kilearn を標準開度
指令値θ0 に乗算することで、標準開度指令値θ0 の時
間的変化のパターンと整合した安定な時間的変化を呈す
る開度指令Θを生成する。
【０２６２】この場合、学習補正係数kilearn は、本実
施形態では次のように決定する。
【０２６３】すなわち、各回のＦＩＲＥモードの動作中
に制御サイクル毎に求められるＳＬＤ開度補正量i/sld
から、次式（３４）によって、該ＳＬＤ開度補正量i/sl
d に対応する実際の吸入空気量の補正量gair/sld（以
下、ＳＬＤ吸気補正量gair/sldという）を制御サイクル
毎に求める。
【０２６４】
【数３４】
【０２６５】ここで、この式（３４）は、前記目標吸入
空気量gair/cmd、すなわち標準開度指令値θ0 に対応し
た実際の吸入空気量（１ＴＤＣ当たり）を求めるための
式（４）と同様の式であり、式（３４）中のＧa2は、式
（４）中のＧa2と同一である。
【０２６６】さらに、このＳＬＤ吸気補正量gair/sldを
次式（３５）により制御サイクル毎に累積加算すること
で、ＳＬＤ吸気補正量gair/sldの積算値qair/sld（以
下、ＳＬＤ積算吸気補正量qair/sldという）を求める。
【０２６７】
【数３５】
【０２６８】そして、このＳＬＤ積算吸気補正量qair/s
ldの前記目標積算吸入空気量qair/cmdに対する比（qair
/sld／qair/cmd）から次式（３６）により求まる値を前
記学習補正係数kilearn の基本値vpskisld（以下、基本
学習補正係数vpskisldという）を求める。
【０２６９】
【数３６】
【０２７０】尚、この基本学習補正係数vpskisldは、基
本的には、ＦＩＲＥモードの動作が終了するまで制御サ
イクル毎に算出するが、ＦＩＲＥモードの前記中断動作
が行われる場合や、後述する点火時期応動補正処理が行
われる場合にあっては、前述の如くＳＬＤ開度補正量i/
sld の算出を中断するので、ＦＩＲＥモードの中断動作
や点火時期応動補正処理が開始される前（前記学習演算
終了フラグf/flrnendが「１」に設定される前）までで
基本学習補正係数vpskisldの算出を終了する。
【０２７１】そして、このようにして各回のＦＩＲＥモ
ードの動作中に最終的に求められた基本学習補正係数vp
skisldに対して次式（３７）によるなまし演算処理（フ
ィルタリング処理）を施すことで、次回のＦＩＲＥモー
ドの動作に際して標準開度指令値θ0 を補正するための
学習補正係数kilearn を求める。
【０２７２】
【数３７】
【０２７３】ここで、式（３７）中のkilearn(j)は、今
回のＦＩＲＥモードの動作によって新たに決定する学習
補正係数kilearn を意味し、kilearn(j-1)は、前回のＦ
ＩＲＥモードの動作によって決定された学習補正係数ki
learn を意味する。また、式（３７）中のＣkiは、あら
かじめ定めた「１」以下の定数である。
【０２７４】尚、この場合において、各回のＦＩＲＥモ
ードの動作において、最終的な基本学習補正係数vpskis
ldが求められた時のＦＩＲＥ経過時間t/fire（これは、
前記図５のフローチャートのＳＴＥＰ５−５，５−１６
等で設定されるパラメータt/kil の値である）が所定時
間に満たない場合は、その基本学習補正係数vpskisld
は、学習補正係数kilearn を求める（更新する）ために
は使用せず、現在の学習補正係数kilearn の値を維持す
る。これは、ＦＩＲＥ経過時間t/fireが短い段階で得ら
れる基本学習補正係数vpskisldの信頼性が乏しいからで
ある。
【０２７５】以上説明した処理が、学習補正処理の基本
的内容である。
【０２７６】次に前記点火時期応動補正処理について説
明する。
【０２７７】本実施形態では、前述した如く、内燃機関
１の暖機がある程度進行すると（ＦＩＲＥ経過時間t/fi
reがある程度大きくなると）、該内燃機関１の各部のフ
リクションの低下による内燃機関１の回転数Ｎｅの上昇
傾向を抑え、点火時期が前記点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ
制御により過度に遅角側に操作されるのを予防するため
に、標準開度指令値θ0 を緩やかに減少させていくよう
にしている（図７を参照）。
【０２７８】しかるに、内燃機関１の暖機の進行に伴う
フリクションの低下の形態は、種々様々の要因の影響を
受け、該フリクションの低下が予想以上に早期に始まっ
たり、あるいは、そのフリクションの低下度合いが予想
以上に大きなものとなることがある。
【０２７９】そして、このような場合には、標準開度指
令値θ0 を前記のように緩やかに減少させていっても、
内燃機関１の回転数Ｎｅの上昇傾向を十分に抑えること
ができなくなる。その結果、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ
制御によりに操作される点火時期が、実際に操作し得る
遅角側の限界値まで達してしまい、ひいては、回転数Ｎ
ｅを目標回転数ne/fire にフィードバック制御すること
ができなくなってしまう。
【０２８０】前記点火時期応動補正処理はこのような事
態を回避するために行う処理であり、点火時期操作回転
数Ｆ／Ｂ制御により後述の如く決定される点火時期の指
令値が、遅角側の限界値よりも若干進角側に定めた所定
の閾値を超えて遅角側の値になったときに、その状態が
解消されるまで（点火時期の指令値が閾値以上の進角側
の値に復帰するまで）、制御サイクル毎に、標準開度指
令値θ0 を所定量づつ減少側に補正する。
【０２８１】すなわち、例えばバイパス開度が図１２の
上段に示すように標準開度指令値θ0 に従って操作され
ている状態で、図１２の下段のＡ12領域に示すように点
火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御により決定される点火時期
の指令値iglog が、遅角側の限界値IGLGG よりも若干大
きい閾値IGX よりも遅角側に低下すると、開度指令Θを
標準開度指令値θ0 に対して、図１２の上段に示すよう
に、ある補正量分θdec （以下、点火時期応動開度補正
量θdec という）、減少させる（Θ＝θ0 −θdec とす
る）。
【０２８２】この場合、点火時期応動開度補正量θdec
は、図１２の上段のＢ12領域に示すように、点火時期の
指令値iglog が閾値IGX 以上の進角側に復帰するまで、
制御サイクル毎に所定量Δθdec （＞０。以下、開度減
少単位量Δθdec という）づつ、増加させる（図１５の
ＳＴＥＰ１５−９の式を参照）。
【０２８３】そして、図１２の下段のＣ12領域に示すよ
うに点火時期の指令値iglog が閾値IGX 以上の進角側に
復帰した後は、図１２の上段のＤ12領域に示すように点
火時期応動開度補正量θdec を上記復帰時点の値に保持
し（点火時期応動開度補正量θdec を前記開度減少単位
量Δθdec づつ増加させる処理を中止する）、その保持
した点火時期応動開度補正量θdec だけ、開度指令Θを
標準開度指令値θ0 よりも減少側に補正する。
【０２８４】尚、本実施形態では、点火時期応動開度補
正量θdec を制御サイクル毎に増加させる前記開度減少
単位量Δθdec は、内燃機関１の始動時における機関温
度Ｔｗから、図１３に示す如くあらかじめ定めたデータ
テーブルに基づいて決定する。この場合、特に、内燃機
関１の始動時の機関温度Ｔｗが高温領域である場合に、
該機関温度Ｔｗが低中温領域である場合よりもフリクシ
ョンの低下が大きく生じ易いことから、図１３のデータ
テーブルでは、機関温度Ｔｗの高温領域における開度減
少単位量Δθdec を低中温領域よりも大きくするように
設定している。
【０２８５】以上説明した内容が、前記点火時期応動補
正処理の基本的内容である。
【０２８６】以上説明した内容をふまえて、前記図４の
ＳＴＥＰ４−５において前記吸入空気量制御段２５が行
うバイパス開度の指令値（開度指令）θCMD の生成処理
を次に具体的に説明する。
【０２８７】図１４のフローチャートを参照して、前記
ＳＴＥＰ４−５では、まず、前記ＳＴＥＰ４−４の条件
判断処理（図１５参照）で前述の如く制御サイクル毎に
設定されるＦＩＲＥ実行可否フラグf/fireonの値（現在
の制御サイクルで設定された値）を判断する（ＳＴＥＰ
１４−１）。
【０２８８】このとき、f/fireon＝１であるとき、すな
わち、動作モードがＦＩＲＥモードに設定されていると
きには、前記標準開度指令値生成処理によって標準開度
指令値θ0 を求めるために用いる前記Ｎレンジ基本値if
iret及びＤレンジ補正値iatfire と、前記大気条件補正
処理に用いる前記大気圧補正係数kpa 及び大気温度補正
係数kta と、前記点火時期応動補正処理に用いる前記開
度減少単位量Δθdecとを、それぞれに対応して前述の
如く定めたデータテーブルを用いて求める（ＳＴＥＰ１
４−２）。
【０２８９】すなわち、前記始動モード処理（ＳＴＥＰ
４−２）で取得した内燃機関１の始動時の機関温度Ｔｗ
から、前記図６のデータテーブルに基づいてＮレンジ基
本値ifiret及びＤレンジ補正値iatfire を求める。
【０２９０】また、始動モード処理で取得した内燃機関
１の始動時の大気圧Ｐａと、あらかじめ定められた標準
大気圧Ｐa0 及び標準吸気圧Ｐb0 とから、前記式（３
３）によって、前記大気圧補正用パラメータratio/dpa
を算出し、このパラメータratio/dpa から、図１０のデ
ータテーブルに基づいて大気圧補正係数kpa （＝パラメ
ータratio/dpa の平方根）を求める。
【０２９１】さらに、始動モード処理で取得した内燃機
関１の始動時の大気温度Ｔａから、図１１のデータテー
ブルに基づいて大気温度補正係数kta を求める。
【０２９２】また、始動モード処理で取得した内燃機関
１の始動時の機関温度Ｔｗから、図１３のデータテーブ
ルに基づいて開度減少単位量Δθdec を求める。
【０２９３】尚、ＳＴＥＰ１４−２におけるこれらの処
理は、始動モード処理においてあらかじめ行っておくよ
うにしてもよい。
【０２９４】次いで、吸入空気量操作手段２５は、標準
開度指令値θ0 に対して前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理
と前記点火時期応動補正処理とを施してなる予備開度指
令θi/fireを算出する処理を次のように行う（ＳＴＥＰ
１４−３）。
【０２９５】すなわち、図１５のフローチャートを参照
して、図示しないセンサにより検出される前記自動変速
機の現在（今回の制御サイクル）のシフト位置を判断し
（ＳＴＥＰ１５−１）、該シフト位置がＮレンジである
場合には、標準開度指令値θ0 の前記基本値i/ftblを前
記ＳＴＥＰ１４−２で求めたＮレンジ基本値ifiretとす
る（ＳＴＥＰ１５−２）。また、現在のシフト位置がＤ
レンジである場合には、上記Ｎレンジ基本値ifiretに、
ＳＴＥＰ１４−２で求めたＤレンジ補正値iatfire を加
算した値を基本値i/ftblとする（ＳＴＥＰ１５−３）。
【０２９６】次いで、現在のＦＩＲＥ経過時間t/fireか
ら、前記図７のデータテーブルに基づいて今回の制御サ
イクルにおける前記補正係数km/fire を求め（ＳＴＥＰ
１５−４）、この補正係数km/fire をＳＴＥＰ１５−２
あるいは１５−３で決定した基本値i/ftblに乗算するこ
とで、標準開度指令値θ0 を求める（ＳＴＥＰ１５−
５）。これによりＦＩＲＥモードにおける制御サイクル
毎の標準開度指令値θ0が決定される。
【０２９７】次いで、吸入空気量操作手段２５は、前記
吸気偏差Ｅｑを算出する処理を図１６のフローチャート
に示すように行う（ＳＴＥＰ１５−６）。
【０２９８】すなわち、図１６を参照して、まず、前記
吸気圧センサ１６により検出される現在の吸気圧Ｐｂと
あらかじめ定めた所定値Ｇa1とから前記式（１）により
今回の制御サイクルのおける推定吸入空気量gair/pre
（１ＴＤＣ当たりの吸入空気量の推定値）を求める（Ｓ
ＴＥＰ１６−１）。
【０２９９】次いで、内燃機関１のフュエルカット中で
あるか否かを判断し（ＳＴＥＰ１６−２）、フュエルカ
ット中でない場合には、さらに、現在のＦＩＲＥ経過時
間t/fireが前記ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTに達したか
否かを判断する（ＳＴＥＰ１６−３）。
【０３００】このとき、t/fire＜TISLDLMTである場合に
は、今回の制御サイクルにおける推定積算吸入空気量qa
ir/pre(k) の値を強制的に「０」とする（ＳＴＥＰ１６
−４）。また、t/fire≧TISLDLMTである場合には、前記
式（２）により推定吸入空気量gair/preを累積加算して
推定積算吸入空気量qair/pre(k) を求める（ＳＴＥＰ１
６−５）。
【０３０１】尚、ＳＴＥＰ１６−２でフュエルカット中
である場合には、そのとき内燃機関１の燃焼室に吸入さ
れる空気は、触媒装置３に与える熱量には寄与しない
（フュエルカット中は内燃機関１の燃焼室４での混合気
の燃焼は行われない）ため、推定積算吸入空気量qair/p
re(k) は現状の値に保持される（ＳＴＥＰ１６−６）。
【０３０２】以上のようなＳＴＥＰ１６−１〜１６−６
の処理により、ＦＩＲＥモードでは（前記中断動作中も
含む）、その開始後、ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTが経
過した時から、内燃機関１のフュエルカット中の場合を
除いて、逐次、触媒装置３に実際に与えられる熱量の積
算値に相当する推定積算吸入空気量qair/pre(k) が求め
られていくこととなる。
【０３０３】そして、ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTが経
過するまで、すなわち、内燃機関１の始動直後の状態で
は、推定積算吸入空気量qair/pre(k) の値が強制的に
「０」に制限されることとなる。
【０３０４】尚、このようにＳＬＤ補正制限時間TISLDL
MTが経過するまで、推定積算吸入空気量qair/pre(k) の
値を制限するためには、例えばＳＬＤ補正制限時間TISL
DLMTが経過するまで、推定吸入空気量gair/preの値を強
制的に「０」に制限し、その制限した推定吸入空気量ga
ir/preの値を用いて前記式（２）の演算を行うようにし
てもよい。このようにしても、推定積算吸入空気量qair
/pre(k) の値は、ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTが経過す
るまでは「０」に制限されることとなる。
【０３０５】このようにして推定積算吸入空気量qair/p
re(k) を求めた後、吸入空気量操作手段２５は、前記Ｓ
ＴＥＰ１５−５で求めた標準開度指令値θ0 と、前記回
転数センサ１４により検出される現在の回転数Ｎｅと、
あらかじめ定められた所定値Ｇa2とから前記式（４）に
より今回の制御サイクルにおける目標吸入空気量gair/c
md（１ＴＤＣ当たりの吸入空気量の目標値）を求める
（ＳＴＥＰ１６−７）。
【０３０６】さらに、前記ＳＴＥＰ１６−３と同じ判断
を行い（ＳＴＥＰ１６−８）、このとき、t/fire＜TISL
DLMTである場合には、今回の制御サイクルにおける目標
積算吸入空気量qair/cmd(k) の値を強制的に「０」とす
る（ＳＴＥＰ１６−９）。また、t/fire≧TISLDLMTであ
る場合には、前記式（５）により制御サイクル毎の目標
吸入空気量gair/preを累積加算して目標積算吸入空気量
qair/cmd(k) を求める（ＳＴＥＰ１６−１０）。
【０３０７】以上のようなＳＴＥＰ１６−７〜１６−１
０の処理により、触媒装置３に実際に与えられる熱量の
積算値の目標値に相当する目標積算吸入空気量qair/cmd
(k)は、ＦＩＲＥモードの開始後、ＳＬＤ補正制限時間T
ISLDLMTが経過した時から、ＦＩＲＥモードの中断動作
中を含めて、逐次求められていくこととなる。
【０３０８】そして、ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTが経
過するまでの内燃機関１の始動直後の状態では、推定積
算吸入空気量qair/pre(k) と同様、目標積算吸入空気量
qair/cmd(k) の値が強制的に「０」に制限されることと
なる。
【０３０９】尚、このようにＳＬＤ補正制限時間TISLDL
MTが経過するまで、目標積算吸入空気量qair/cmd(k) の
値を制限するためには、ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTが
経過するまで、目標吸入空気量gair/cmdの値を強制的に
「０」に制限し、その制限した目標吸入空気量gair/cmd
の値を用いて前記式（５）の演算を行うようにしてもよ
い。
【０３１０】このようにして、今回の制御サイクルにお
ける推定積算吸入空気量qair/pre(k) と、目標積算吸入
空気量qair/cmd(k) とを求めた後には、吸入空気量操作
手段２５は、それらの差（qair/pre(k) −qair/cmd(k)
）を演算することで、今回の制御サイクルにおける前
記吸気偏差Ｅq(k)を求め（ＳＴＥＰ１６−１１）、図１
５のフローチャートの処理に復帰する。
【０３１１】図１５の説明に戻って、上記のように吸気
偏差Ｅｑを求めた後、吸入空気量操作手段２５は、次
に、フラグf/dec の値を判断する（ＳＴＥＰ１５−
７）。このフラグf/dec は、前記点火時期応動補正処理
に係わるフラグであって、後述する点火時期の指令値ig
log の生成処理において点火時期の指令値iglog が前記
閾値IGX （図１２参照）よりも遅角側の値であるときf/
dec ＝１とされ、該指令値iglog が前記閾値IGX 以上の
進角側の値であるときf/dec ＝０とされるものである
（以下、フラグf/dec を点火時期判別フラグf/dec とい
う）。尚、この点火時期判別フラグf/dec は前記始動モ
ード処理（ＳＴＥＰ４−２）において「０」に初期化さ
れる。
【０３１２】このとき、f/dec ＝０である場合（点火時
期の指令値iglog が、閾値IGX 以上の進角側の状態）に
は、吸入空気量操作手段２５は、前記吸気量Ｆ／Ｂ制御
補正処理に係わるＳＬＤ開度補正量i/sld を算出する処
理を図１７のフローチャートに示すように行う（ＳＴＥ
Ｐ１５−８）。
【０３１３】すなわち、まず、前記ＦＩＲＥ中断フラグ
f/fpauseの現在の値を判断する（ＳＴＥＰ１７−１）。
このとき、f/fpause＝１である場合、すなわち、ＦＩＲ
Ｅモードの前述の中断動作を行う状態である場合には、
前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理で吸気偏差Ｅｑの減衰速
度を規定する前記ポールpole/iの値をあらかじめ定めた
前記下限値pole/i0 （図９を参照）に設定（初期化）し
た上で（ＳＴＥＰ１７−２）、直ちに図１５のルーチン
処理に復帰する。
【０３１４】従って、ＦＩＲＥモードの中断動作中は、
ＳＬＤ開度補正量i/sld は現状の値（中断動作の開始前
の値）に保持される。
【０３１５】尚、ＳＬＤ開度補正量i/sld 及びポールpo
le/iは、前記始動モード処理（ＳＴＥＰ４−２）におい
てそれぞれ「０」、「下限値pole/i0 」に初期化され
る。
【０３１６】一方、ＳＴＥＰ１７−１の判断で、f/fpau
se＝０である場合、すなわち、ＦＩＲＥモードの通常的
な動作を行う状態である場合には、吸入空気量操作手段
２５は、現在のＦＩＲＥ経過時間t/fireから、図９のデ
ータテーブルに基づいて今回の制御サイクルにおける前
記ポールテーブル値pole/itbl を求める（ＳＴＥＰ１７
−３）。
【０３１７】次いで、基本的には、ＳＴＥＰ１７−３で
求めたポールテーブル値pole/itblを吸気偏差Ｅｑの減
衰速度を規定するポールpole/iの値として設定するので
あるが、ＦＩＲＥモードの中断動作中に前記下限値pole
/i0 （本実施形態では「−１」）に設定されるポールpo
le/iを該中断動作の終了後に徐々にＦＩＲＥ経過時間t/
fireに応じたポールテーブル値pole/itbl に復帰させる
ために、次のような処理を行う。
【０３１８】すなわち、現在のポールpole/iの値pole/i
(k-1) にあらかじめ定めた単位増分値ΔPOLE/I（＞０）
を加算した値（pole/i(k-1) ＋ΔPOLE/I）をＳＴＥＰ１
７−３で求めたポールテーブル値pole/itbl と比較する
（ＳＴＥＰ１７−４）。そして、pole/i(k-1) ＋ΔPOLE
/I≧pole/itbl である場合には、ＳＴＥＰ１７−３で求
めたポールテーブル値pole/itbl を今回の制御サイクル
におけるポールpole/i(k) の値として設定し（ＳＴＥＰ
１７−５）、pole/i(k-1) ＋ΔPOLE/I＜pole/itbl であ
る場合には、pole/i(k-1) ＋ΔPOLE/Iの値を今回の制御
サイクルにおけるポールpole/i(k) の値として設定する
（ＳＴＥＰ１７−６）。
【０３１９】この処理によりＦＩＲＥモードの中断動作
が終了した後には、ポールpole/iが前記下限値pole/i0
から、ＦＩＲＥ経過時間t/fireに応じたポールテーブル
値pole/itbl に前記単位増分値ΔPOLE/Iづつ、徐々に復
帰することとなる。
【０３２０】尚、内燃機関１の始動直後にＦＩＲＥモー
ドの中断動作が行われない場合には、ポールpole/iは、
基本的にはポールテーブル値pole/itbl が設定され、該
ポールテーブル値pole/itbl と同じ形態でＦＩＲＥ経過
時間t/fireの増加に伴い値が変化する（このようになる
ように上記単位増分値ΔPOLE/Iの値が設定されてい
る）。
【０３２１】このようにしてポールpole/iの値を設定し
た後、吸入空気量操作手段２５は、さらに、該ポールpo
le/iの値と、後に詳細を説明する点火時期操作回転数Ｆ
／Ｂ制御において設定されるポールpole/ig （これは点
火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御による内燃機関１の回転数
Ｎｅと目標回転数ne/fire との偏差の減衰速度を規定す
るパラメータである）からあらかじめ定めた所定の微小
量ΔPOLE/IG （＞０）を減算した値とを比較する（ＳＴ
ＥＰ１７−７）。
【０３２２】そして、このとき、pole/i＜pole/ig −Δ
POLE/IG であれば、そのまま次のＳＴＥＰ１７−９に進
むが、pole/i≧pole/ig −ΔPOLE/IG である場合、ポー
ルpole/iの値を強制的に（pole/ig −ΔPOLE/IG ）に設
定し直す（ＳＴＥＰ１７−８）。つまり、ポールpole/i
の値は、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御において後述の
如く設定されるポールpole/ig （＜０）よりも常に小さ
い値に（より正確には、１＞｜pole/i｜＞｜pole/ig ｜
＞０となるように）設定される。これは次の理由によ
る。
【０３２３】すなわち、本実施形態において推定積算吸
入空気量qair/preを目標積算吸入空気量qair/cmdに収束
させるように行う吸気側適応ＳＬＤ制御（フィードバッ
ク制御）と、内燃機関１の回転数Ｎｅを目標回転数ne/f
ire に収束させるように行う点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ
制御とは互いに独立的に行われるものである一方、両者
の制御は、内燃機関１の回転数Ｎｅに影響を及ぼす制御
である。また、一般に、吸気側適応ＳＬＤ制御に基づく
バイパス開度の変化に対する吸入空気量の変化の応答性
は、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御に基づく点火時期の
変化に対する回転数Ｎｅの変化の応答性に比して遅い。
このため、吸気側適応ＳＬＤ制御に係わる吸気偏差Ｅｑ
の減衰速度を、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御による内
燃機関１の回転数Ｎｅと目標回転数ne/fire との偏差の
減衰速度よりも速めるようにすると、両者の制御が互い
に干渉して、内燃機関１の回転数Ｎｅが不安定なものと
なる虞れがある。
【０３２４】このために、本実施形態では、吸気側適応
ＳＬＤ制御に係わるポールpole/iを、前記の如く｜pole
/i｜＞｜pole/ig ｜となるように設定し、これにより、
吸気側適応ＳＬＤ制御に係わる吸気偏差Ｅｑの減衰速度
を、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御による内燃機関１の
回転数Ｎｅと目標回転数ne/fire との偏差の減衰速度よ
りも遅くし、ひいては両制御が互いに干渉するのを回避
する。
【０３２５】次いで、ＳＴＥＰ１７−９では、ポールpo
le/iの値を「−１」と比較し、pole/i≦−１である場合
（このような場合は、ＳＴＥＰ１７−８の処理によって
生じることがある）には、ポールpole/iの値を強制的に
「−１」に設定した上で（ＳＴＥＰ１７−１０）、ＳＴ
ＥＰ１７−１１に進む。
【０３２６】そして、ＳＴＥＰ１７−１１では、上記の
ようにして決定したポールpole/iの値と、前記ＳＴＥＰ
１５−６で前述の如く求めた今回の制御サイクルにおけ
る吸気偏差Ｅq(k)及び前回の制御サイクルにおける吸気
偏差Ｅq(k-1)とから前記式（１０）（詳しくは、式（１
０）の係数パラメータｓ1 ，ｓ2 をそれぞれ「１」、
「pole/i」で置き換えた式）により前記切換関数σ1 の
値を求める。
【０３２７】さらに、この切換関数σ1 の値を用いて、
前記式（１８）、（１９）の演算を行うことで（この場
合ｓ1 ＝１）、前記吸気側適応ＳＬＤ制御における到達
則入力Θrch 及び適応則入力Θadp の値を求め（ＳＴＥ
Ｐ１７−１２）、この到達則入力Θrch 及び適応則入力
Θadp を加算することで、今回の制御サイクルにおける
ＳＬＤ開度補正量i/sld を求める（ＳＴＥＰ１７−１
３）。そして、図１５のルーチン処理に復帰する。
【０３２８】図１５の説明に戻って、前記ＳＴＥＰ１５
−７の判断でf/dec ＝１である場合、すなわち、現在の
点火時期の指令値iglog が、前記閾値IGX （図１２参
照）よりも遅角側の状態となっている場合には、吸入空
気量操作手段２５は、前記点火時期応動補正処理を行う
べく、前記点火時期応動開度補正量θdec を前記ＳＴＥ
Ｐ１４−２で決定した開度減少単位量Δθdec づつ制御
サイクル毎に増加させていく（ＳＴＥＰ１５−９）。
【０３２９】尚、点火時期応動開度補正量θdec は、前
記始動モード処理（ＳＴＥＰ３−２）で「０」に初期化
されるものである。
【０３３０】また、このＳＴＥＰ１５−９の処理を行う
ときは、ＳＬＤ開度補正量i/sld を求める処理は行われ
ず、該ＳＬＤ開度補正量i/sld の値は、前記点火時期判
別フラグf/dec が「１」に設定される前の値に保持され
る。
【０３３１】次いで、吸入空気量操作手段２５は、ＳＴ
ＥＰ１５−５で求めた標準開度指令値θ0 に現在のＳＬ
Ｄ開度補正量i/sld の値を加算し、さらに現在の点火時
期応動開度補正量θdec を減算することで、前記吸気量
Ｆ／Ｂ制御補正処理及び点火時期応動補正処理とに基づ
く前記予備開度指令θi/fire（＝θ0 ＋i/sld −θdec
）を算出する（ＳＴＥＰ１５−１０）。
【０３３２】次いで、吸入空気量操作手段２５は、現在
の前記学習演算終了フラグf/flrnend の値を判断する
（ＳＴＥＰ１５−１１）。この学習演算終了フラグf/fl
rnendは、ＦＩＲＥモードの動作中（ＦＩＲＥ実行可否
フラグf/fireonが「１」に設定されている状態）は、中
断動作が開始されるとき（ＦＩＲＥ中断フラグf/fpause
が「１」に設定されたとき）、あるいは、点火時期の指
令値iglog が前記閾値IGX （図１２参照）よりも遅角側
の状態となって、前記点火時期応動補正処理を開始する
とき（点火時期判別フラグf/dec が「１」に設定された
とき）に、前記基本学習補正係数vpskisldの算出処理を
終了すべく「１」に設定される（前記図５のＳＴＥＰ５
−１７、及び後述の図２２のＳＴＥＰ２２−８を参
照）。
【０３３３】そして、f/flrnend ＝０である場合、すな
わち、前記基本学習補正係数vpskisldの算出を行うべき
状態である場合には、前記学習補正処理に関して説明し
た通り、基本学習補正係数vpskisldを算出する（ＳＴＥ
Ｐ１５−１２）。
【０３３４】すなわち、制御サイクル毎に、ＳＴＥＰ５
−１８で求められる現在のＳＬＤ開度補正量i/sld と、
内燃機関１の現在の回転数Ｎｅと、前記所定値Ｇa2とか
ら、前記式（３４）により前記ＳＬＤ吸気補正量gair/s
ldを求め、それを式（３５）により累積加算すること
で、前記ＳＬＤ積算吸気補正量qair/sldを求める。そし
て、このＳＬＤ積算吸気補正量qair/sldと、前記ＳＴＥ
Ｐ１６−１０（図１６参照）で求めた制御サイクル毎の
目標積算吸入空気量qair/cmdとから前記式（３６）の演
算を行うことで、基本学習補正係数vpskisldを算出す
る。
【０３３５】尚、この場合において、ＦＩＲＥ経過時間
t/fireが前記ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTに達するまで
は、前述の如くqair/cmd＝０とする（このときＳＬＤ積
算吸気補正量qair/sldも「０」となる）ので、基本学習
補正係数vpskisldの値を強制的に「１」に設定する。
【０３３６】また、ＳＴＥＰ１５−１１でf/flrnend ＝
１である場合、すなわち、前記基本学習補正係数vpskis
ldの算出を終了すべき状態である場合には、ＳＴＥＰ１
５−１２の処理は省略され、基本学習補正係数vpskisld
の算出処理は行われない（この場合、f/flrnend ＝１と
なる前の制御サイクルで求められた基本学習補正係数vp
skisldの値がその最終値として確定される）。
【０３３７】このようにしてＳＴＥＰ５−１１，５−１
２の処理行った後、吸入空気量操作手段２５は、ＳＴＥ
Ｐ１５−１０で求めた予備開度指令θi/fireの値を所定
の上限値及び下限値の間の値に制限する（θi/fire＞上
限値、あるいはθi/fire＜下限値のとき、それぞれθi/
fireを強制的に上限値、下限値に制限する）リミット処
理を行った後（ＳＴＥＰ１５−１３）、図１４のルーチ
ン処理に復帰する。
【０３３８】図１４の説明に戻って、上記のように予備
開度指令θi/fireを求めた後、吸入空気量操作手段２５
は、この予備開度指令θi/fire（＝θ0 ＋i/sld −θde
c ）に、ＳＴＥＰ１４−２で決定した前記大気圧補正係
数kpa と、大気温度補正係数kta と、前回のＦＩＲＥモ
ードの動作の終了時に決定された学習補正係数kilearn
（この学習補正係数kilearn の算出については後に説明
する）とを乗算することで、今回の制御サイクルにおけ
るバイパス開度の指令値θCMD を決定する（ＳＴＥＰ１
４−４）。そして、前記図３のメインルーチン処理に復
帰する。
【０３３９】以上説明した処理が、ＦＩＲＥモードにお
いて、バイパス開度の指令値θCMDを制御サイクル毎に
決定するための処理である。
【０３４０】一方、前記ＳＴＥＰ１４−１の判断で、現
在のＦＩＲＥ実行可否フラグf/fireonの値が「０」であ
る場合、すなわち、ＦＩＲＥモードの動作を行わない状
態となったとき（これは、基本的には、内燃機関１の始
動後、ＦＩＲＥ経過時間t/fireが、ＦＩＲＥモード制限
時間TFIRELMTに達してＦＩＲＥモードの動作を終了した
後の状態である）には、吸入空気量操作手段２５は、Ｆ
ＩＲＥ実行可否フラグf/fireonの前回の制御サイクルに
おける値を判断する（ＳＴＥＰ１４−５）。
【０３４１】このとき、ＦＩＲＥ実行可否フラグf/fire
onの前回の制御サイクルにおける値が「１」である場
合、すなわち、前回の制御サイクルまでＦＩＲＥモード
の動作を行っていた場合（ＦＩＲＥモードを終了した直
後の状態）には、直前まで行っていたＦＩＲＥモードに
おいて前記ＳＴＥＰ１５−１２の処理により最終的に求
められた前記基本学習補正係数vpskisldから、図１８の
フローチャートに示すように次回のＦＩＲＥモードの動
作に際して開度指令を補正する（ＳＴＥＰ１４−４を参
照）ための学習補正係数kilearn を決定（更新）する
（ＳＴＥＰ１４−６）。
【０３４２】すなわち、図１８を参照して、まず、前述
した基本学習補正係数vpskisldの算出を最終的に終了し
た時のＦＩＲＥ経過時間t/fireを表す前記学習終了時刻
パラメータt/kil が、あらかじめ定めた所定値TMKILLMT
以上であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ１８−１）。こ
こで、学習終了時刻パラメータt/kil は、前記図５に示
した如く、前記学習演算終了フラグf/flrnend が「０」
から「１」に切り換えられた際のＦＩＲＥ経過時間t/fi
reである。つまり、ＦＩＲＥモードの中断動作が行われ
たときは、該中断動作の開始時までのＦＩＲＥ経過時間
t/fireであ、ＦＩＲＥモードの動作中に前記点火時期応
動補正処理を行うときは、その処理の開始時までのＦＩ
ＲＥ経過時間t/fireである。そして、ＦＩＲＥモードの
中断動作や点火時期応動補正処理が行われることなくＦ
ＩＲＥモードの動作が終了したときには、その終了時の
ＦＩＲＥ経過時間t/fire（これは通常的にはＦＩＲＥモ
ード制限時間TFIRELMTである）である。
【０３４３】別の言い方をすれば、学習終了時刻パラメ
ータt/kil は、前記ＳＬＤ開度補正量i/sld の算出処理
及びこれに応じた標準開度指令値θ0 の補正が連続して
行われたＦＩＲＥ経過時間t/fireである。
【０３４４】そして、ＳＴＥＰ１８−１判断で、t/kil
＜TMKILLMTである場合には、最終的に得られた基本学習
補正係数vpskisldの信頼性が乏しいと考えられるので、
学習補正係数kilearn を現状の値に維持したまま図１４
の処理に復帰する。
【０３４５】一方、t/kil ≧TMKILLMTである場合、すな
わち、ＳＬＤ開度補正量i/sld の算出処理及びこれに応
じた標準開度指令値θ0 の補正がある程度長い時間、連
続して行われた場合には、前回の制御サイクルまで行わ
れていたＦＩＲＥモードの動作において最終的に得られ
た基本学習補正係数vpskisldから前記式（３７）のなま
し演算処理（フィルタリング処理）によって新たな学習
補正係数kilearn(j)を求める（ＳＴＥＰ１８−２）。そ
して、この学習補正係数kilearn(j)を所定の上限値及び
下限値の間の値に制限する（kilearn(j)＞上限値、ある
いはkilearn(j)＜下限値のとき、それぞれkilearn(j)を
強制的に上限値、下限値に制限する）リミット処理を行
った後（ＳＴＥＰ１８−３）、図１４のルーチン処理に
復帰する。
【０３４６】尚、学習補正係数kilearn(j)の初期値は
「１」である。また、この学習補正係数kilearn(j)の値
は、本実施形態のシステムの運転を停止しても失われる
ことのないようにＥＥＰＲＯＭ等の不揮発性メモリに記
憶保持しておく。
【０３４７】図１４の説明に戻って、ＳＴＥＰ１４−５
でＦＩＲＥ実行可否フラグf/fireonの前回の制御サイク
ルにおける値が「１」である場合には、前述の如く学習
補正係数kilearn が更新されるが、ＦＩＲＥ実行可否フ
ラグf/fireonの前回の制御サイクルにおける値が「０」
である場合は、既に学習補正係数kilearn が更新されて
いるので、ＳＴＥＰ１４−６の処理は省略される。すな
わち、学習補正係数kilearn の更新処理は、ＦＩＲＥモ
ードが終了した直後の制御サイクルにおいてだけ行わ
れ、その更新された学習補正係数kilearn が次回のＦＩ
ＲＥモードの動作に際して開度指令を補正するために使
用される。
【０３４８】このようにしてＳＴＥＰ１４−５、１４−
６の処理を行った後、吸入空気量操作手段２５は、開度
指令θCMD を通常モード用の開度指令に設定する（ＳＴ
ＥＰ１４−７）。この開度指令は、基本的には、ＦＩＲ
Ｅモードにおける開度指令θCMD よりも小さく、内燃機
関１の通常的な運転を行うべく所要の値に設定される。
【０３４９】以上、図１４〜図１８を参照して説明した
処理が、前記図４のＳＴＥＰ４−５で開度指令（バイパ
ス開度の指令値）θCMD を制御サイクル毎に生成する処
理の詳細であり、このようにして決定された開度指令θ
CMD は前記バイパス弁アクチュエータ２４に与えられ
る。そして、該バイパス弁アクチュエータ２４は、与え
られた開度指令θCMD に従ってバイパス弁７の開度を操
作する。
【０３５０】次に、前記図４のＳＴＥＰ４−６における
点火時期の指令値iglog の生成処理について説明する。
【０３５１】ここで、この処理の具体的な内容を説明す
る前に、この処理の基本的な内容を説明しておく。
【０３５２】本実施形態のシステムでは、ＦＩＲＥモー
ドにおける前述のような吸入空気量の増量制御によって
内燃機関１の回転数Ｎｅ（実回転数）が上昇傾向となる
ので、該回転数Ｎｅを前記点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制
御によって所要の目標回転数ne/fire にフィードバック
制御し、該点火時期を遅角側に補正する（点火時期操作
回転数Ｆ／Ｂ制御）。この場合、後述する如く、回転数
Ｎｅと目標回転数ne/fire との偏差の減衰速度（これは
フィードバック制御のゲインに相当する）を、適宜可変
的に設定することが好ましい。
【０３５３】このために、本実施形態のシステムにおけ
る点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御にあっては、前述の吸
気量Ｆ／Ｂ制御補正処理の場合と同様に、上記偏差の減
衰速度を指定可能な応答指定型制御であるスライディン
グモード制御（本実施形態では適応スライディングモー
ド制御）を用いる。
【０３５４】この適応スライディングモード制御（以
下、点火時期側適応ＳＬＤ制御という）を用いた点火時
期操作回転数Ｆ／Ｂ制御の処理、すなわち、回転数Ｎｅ
を目標回転数ne/fire に収束させるように点火時期の指
令値iglog を生成する処理のアルゴリズムは次のように
構築されている。
【０３５５】まず、本実施形態では、点火時期側適応Ｓ
ＬＤ制御の制御対象を、点火時期の指令値iglog を表す
データから、回転数Ｎｅ（実回転数）を表すデータを生
成する系と考え、それを離散系（離散時間系）でモデル
化しておく。
【０３５６】この場合、本実施形態では、点火時期の指
令値iglog と所定の基準指令値ig0と偏差DIG （＝iglog
−ig0 。以下、点火時期偏差指令値DIG という）を点
火時期の指令値iglog を表すデータとして用いると共
に、回転数Ｎｅと所定の基準回転数Ｎe0との偏差DNE
（＝Ｎｅ−Ｎe0。以下、偏差回転数DNE という）を回転
数Ｎｅを表すデータとして用いる。
【０３５７】尚、本実施形態では、点火時期の基準指令
値ig0 として、前記図３で示した基本指令値igbase（内
燃機関１のＦＩＲＥモード以外の通常的な運転時におけ
る点火時期の指令値）を用いる（ig0 ＝igbase）。従っ
て、前記図３で示した補正量DIG が上記点火時期偏差指
令値DIG である。また、本実施形態では、回転数Ｎｅに
係わる基準回転数Ｎe0として、前記図３で示した所定の
アイドリング回転数NOBJを用いる（Ｎe0＝NOBJ）。
【０３５８】そして、本実施形態で、上記の点火時期偏
差指令値DIG と、偏差回転数DNE とを用いて、点火時期
側適応ＳＬＤ制御の制御対象のモデルを次式（３８）の
ように離散系モデル（本実施形態では２次の自己回帰モ
デル）で表現しておく。
【０３５９】
【数３８】
【０３６０】この式（３８）により表現した制御対象の
モデル（以下、回転数制御対象モデルという）は、該回
転数制御対象モデルの出力としての各制御サイクルにお
ける偏差回転数DNE(k+1)を、それより過去の偏差回転数
DNE の時系列データDNE(K)，DNE(k-1)、並びに該回転数
制御対象モデルの入力としての点火時期偏差指令値DIG
(k)を用いて表現したものである。
【０３６１】また、式（３８）で、偏差回転数DNE(K)，
DNE(k-1)にそれぞれ係る係数ｃ1 ，ｃ2 と、点火時期偏
差指令値DIG(k)に係る係数ｄ1 とは、回転数制御対象モ
デルの実際の挙動特性を規定するモデルパラメータであ
り、これらのモデルパラメータｃ1 ，ｃ2 ，ｄ1 は、回
転数制御対象モデルの挙動特性と、該モデルにより表現
した実際の制御対象の挙動特性とが整合するようにあら
かじめ実験やシミュレーション等を通じて同定してお
く。
【０３６２】この場合、回転数制御対象モデルは離散系
モデルであるため、種々の公知の同定アルゴリズム（例
えば回転数制御対象モデル上で生成される偏差回転数DN
E(k+1)と実際の偏差回転数との間の誤差が最小になるよ
うに最小二乗法によりモデルパラメータｃ1 ，ｃ2 ，ｄ
1 を同定するアルゴリズム等）を用いてモデルパラメー
タｃ1 ，ｃ2 ，ｄ1 を比較的容易に同定することが可能
である。
【０３６３】このようにして定めた回転数制御対象モデ
ルに基づいて、点火時期側適応ＳＬＤ制御の処理のアル
ゴリズムは次のように構築する。
【０３６４】すなわち、点火時期側適応ＳＬＤ制御で
は、スライディングモード制御に必要な切換関数σ2
を、前述の吸気側適応スライディングモード制御の場合
と同様に、前記偏差回転数DNE とその目標値dne との偏
差Ｅｎ＝DNE −dne （以下、回転数偏差Ｅｎという）の
制御サイクル毎の時系列データＥn(k)，Ｅn(k-1)を変数
とする次式（３９）の線形関数により定義する。尚、偏
差回転数DNE の目標値dne（以下、偏差目標回転数dne
という）は、前記図３で示した目標回転数ne/fireと前
記基準回転数Ｎe0（＝アイドリング回転数NOBJ）との偏
差（＝ne/fire −Ｎe0）である。従って、上記回転数偏
差Ｅｎ＝DNE −dne は、回転数Ｎｅ（実回転数）と目標
回転数ne/fire との偏差（＝Ｎｅ−ne/fire ）と同じで
ある。
【０３６５】
【数３９】
【０３６６】ここで、式（３９）中のｓ3 ，ｓ4 は切換
関数σ2 の各項の係数パラメータであり、次の条件を満
たすように設定する。
【０３６７】
【数４０】
【０３６８】尚、本実施形態では、簡略化のためにｓ3
＝１としている。また、係数パラメータｓ4 の値（より
一般的には、ｓ4 ／ｓ3 ＝pole/ig の値）を可変的に設
定するのであるが、これについては後述する。
【０３６９】このように切換関数σ2 を定義したとき、
吸気側適応スライディングモード制御の場合と同様に、
前記回転数偏差Ｅｎの時系列データＥn(k)，Ｅn(k-1)の
組から成る状態量（Ｅn(k)，Ｅn(k-1)）を、σ2 ＝０な
る関係式によって定義される切換線上に収束させ、その
収束状態を維持すると、状態量（Ｅn(k)，Ｅn(k-1)）
を、外乱等の影響によらずに極めて安定に切換線σ2 ＝
０上の平衡点、すなわち、Ｅn(k)＝Ｅn(k-1)＝０となる
点に収束させることができる。
【０３７０】また、前記偏差回転数DNE を前記偏差目標
回転数dne に収束させる（回転数Ｎｅを目標回転数ne/f
ire に収束させる）ために、前記式（３９）によりモデ
ル化した制御対象に与えるべき入力として点火時期側適
応ＳＬＤ制御が生成する制御入力、すなわち点火時期偏
差指令値DIG は、吸気側適応スライディングモード制御
の場合と同様に、等価制御入力DIGeq と到達則入力DIGr
chと適応則入力DIGadpとの総和である（次式（４１）を
参照）。
【０３７１】
【数４１】
【０３７２】そして、これらの等価制御入力DIGeq 、到
達則入力DIGrch及び適応則入力DIGadpは、吸気側適応ス
ライディングモード制御の場合と同様に、それぞれ次式
（４２）〜（４４）により与えられる。
【０３７３】
【数４２】
【０３７４】
【数４３】
【０３７５】
【数４４】
【０３７６】そして、この場合、式（４３）中の係数Ｆ
3 （到達則のゲインを規定する係数）は、次式（４
５）、より好ましくは（４５）’の条件を満たすように
あらかじめ設定しておく。
【０３７７】また、式（４４）中の係数Ｆ4 （適応則の
ゲインを規定する係数）は、次式（４６）の条件を満た
すようにあらかじめ設定しておく。尚、式（４６）中の
ΔＴは制御サイクル（制御周期）である。
【０３７８】
【数４５】
【０３７９】
【数４６】
【０３８０】本実施形態における点火時期側適応ＳＬＤ
制御では、制御サイクル毎に、前記式（４２）〜（４
４）により等価制御入力DIGeq 、到達則入力DIGrch及び
適応則入力DIGadpをそれぞれ求め、それらの総和を演算
する（式（４１））ことで、点火時期偏差指令値DIG を
求める。そして、この点火時期偏差指令値DIG を、次式
（４７）のように前記基準指令値ig0 、すなわち内燃機
関１の通常的な運転時の基本指令値igbaseに加算するこ
とで、点火時期の指令値iglog を決定する。
【０３８１】
【数４７】
【０３８２】この場合、前記等価制御入力DIGeq や切換
関数σ2 の値を求めるために必要な偏差目標回転数dne
は次のように求める。
【０３８３】すなわち、本実施形態では、内燃機関１の
回転数Ｎｅ（実回転数）が、前記図３に示した設定回転
数（＝NOBJ＋NEFSLDS ）に達した時、又は、前記ＦＩＲ
Ｅ経過時間t/fireがあらかじめ定めた所定値TSLDIGSTに
達した時から点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御を開始す
る。そして、ＦＩＲＥモードにおける内燃機関１の目標
回転数ne/fire は、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御の開
始時からの経過時間Δt/nfb （以下、回転数Ｆ／Ｂ経過
時間Δt/nfb という）に応じて次式（４８）により設定
する。
【０３８４】
【数４８】
【０３８５】ここで、式（４８）中のK/NEは、目標回転
数ne/fire の時間的減少度合い（傾き）を規定する一定
の所定値（＞０）である。
【０３８６】尚、この場合において、式（４８）の右辺
の演算結果がアイドリング回転数NOBJを下回る場合（Δ
t/nfb ＞NEFSLDS ／K/NEの場合）には、目標回転数ne/f
ireをアイドリング回転数NOBJに固定する。
【０３８７】これにより、目標回転数ne/fire は、点火
時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御の開始後、前記設定回転数
（＝NOBJ＋NEFSLDS ）からアイドリング回転数NOBJに向
かって直線的に徐々に減少し、該アイドリング回転数NO
BJに達した後は、該アイドリング回転数NOBJに維持され
る。
【０３８８】従って、本実施形態では、各制御サイクル
における目標回転数ne/fire(k)は、該制御サイクルにお
ける前記回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb から式（４８）
により求められ、この目標回転数ne/fire(k)からアイド
リング回転数NOBJを減算することで、各制御サイクルに
おける偏差目標回転数dne(k)（＝ne/fire(k)−NOBJ）が
求められる。そして、この偏差目標回転数dne(k)と、そ
の前回値dne(k-1)（＝ne/fire(k-1)−NOBJ）、すなわち
前回の制御サイクルで求めた偏差目標回転数dne(k-1)と
を用いることで、制御サイクル毎に前記式（３９）によ
り切換関数σ2(k)の値を求めることができる。そして、
この切換関数σ2 の値を用いることで、前記式（４
３）、（４４）により到達則入力DIGrch及び適応則入力
DIGadpを求めることができる。
【０３８９】また、本実施形態では、制御サイクル（Ｔ
ＤＣ）は、内燃機関１の回転数Ｎｅに反比例するので、
現在の回転数Ｎｅから１制御サイクル分の時間ΔＴ（∝
１／Ｎｅ）を求め、該時間ΔＴを現在の回転数Ｆ／Ｂ経
過時間Δt/nfb に加算することで、次回の制御サイクル
における回転数Ｆ／Ｂ経過時間（＝Δt/nfb ＋ΔＴ）を
予測することができる（以下、この予測値を回転数Ｆ／
Ｂ予測経過時間Δt/nfbpreという）。そして、この回転
数Ｆ／Ｂ予測経過時間Δt/nfbpreを前記式（４８）に適
用する（式（４８）の右辺のΔt/nfb にΔt/nfbpreを代
入する）ことで、次式（４９）により次回の制御サイク
ルにおける目標回転数ne/fire(k+1)を求めることができ
る。
【０３９０】
【数４９】
【０３９１】さらに、該目標回転数ne/fire(k+1)からア
イドリング回転数NOBJを減算することで、次回の制御サ
イクルにおける偏差目標回転数dne(k+1)（＝ne/fire(k+
1)−NOBJ）が求められる。
【０３９２】そして、このようにして求められる偏差目
標回転数dne(k+1)と、前述の如く求められる偏差目標回
転数dne(k)，dne(k-1)とを用いて前記式（４２）の演算
を行うことで、等価制御入力DIGeq を求めることができ
る。
【０３９３】尚、本実施形態では、ＦＩＲＥモードの中
断動作中は、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御を中断し、
点火時期の指令値iglog を内燃機関１の通常的な運転時
の基本指令値igbaseに戻す。この場合、中断動作が開始
してから、式（４７）の点火時期偏差指令値DIG の値
（絶対値）を、その値が「０」になるまで制御サイクル
毎に所定の単位値dec/igづつ減少させていく（徐々に
「０」に近づけていく）ことで、点火時期の指令値iglo
g を徐々に基本指令値igbaseに戻すようにしている。そ
して、中断動作が解除されたときには、直ちに点火時期
操作回転数Ｆ／Ｂ制御を再開するようにしている。
【０３９４】また、本実施形態では、ＦＩＲＥモードの
動作が終了し（ＦＩＲＥ実行可否フラグf/fireonが
「１」から「０」になる）、システムの動作モードが通
常モードに移行する際にも、点火時期の指令値iglog を
徐々に基本指令値igbaseに戻すようにしている。
【０３９５】以上説明した内容が、本実施形態における
点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御の処理の基本的内容であ
る。
【０３９６】ところで、応答指定型制御である前記点火
時期側適応ＳＬＤ制御にあっては、前記吸気側適応ＳＬ
Ｄ制御と同様、前記切換関数σ2 の係数パラメータｓ3
，ｓ4 の比（ｓ4 ／ｓ3 ）の値（以下、この比の値を
ポールpole/ig という）によって、前記回転数偏差Ｅｎ
（＝DNE −dne ＝Ｎｅ−ne/fire ）の減衰速度を指定す
ることができる。すなわち、ポールpole/ig （＝ｓ4 ／
ｓ3 ）の絶対値を「１」よりも小さい範囲で「０」に近
づけていく程、回転数偏差Ｅｎの減衰速度は速くなる。
尚、本実施形態では、前記吸気側適応ＳＬＤ制御の場合
と同様、回転数偏差Ｅｎの振動的な減衰を避けるため
に、ｓ4 ／ｓ3 ＝pole/ig ＜０としている。
【０３９７】このような点火時期側適応ＳＬＤ制御の応
答指定特性を利用し、本実施形態では次のように回転数
偏差Ｅｎの減衰速度を可変的に設定する。
【０３９８】すなわち、点火時期の変化に対する内燃機
関１の回転数Ｎｅの変化は該点火時期が遅角側である
程、大きくなる傾向がある。このため、回転数Ｎｅの目
標回転数ne/fire への制御を安定して行うためには、回
転数偏差Ｅｎの減衰速度を、操作している点火時期が遅
角側である程、遅くしてやる（ポールpole/ig の絶対値
を大きくする）ことが好ましいと考えられる。
【０３９９】そこで、本実施形態では、制御サイクル毎
に、現在の点火時期の指令値iglog（前回の制御サイク
ルで決定された指令値iglog ）から、図１９に示す如く
あらかじめ定めたデータテーブルに基づいてポールpole
/ig の基本値pole/igtblを求め、基本的には、この基本
値pole/igtblをポールpole/ig の値として設定する。こ
の場合、基本値pole/igtbl（以下、点火時期対応ポール
基本値pole/igtblという）は、点火時期の指令値iglog
が遅角側である程、その絶対値｜pole/igtbl｜を大きく
するように設定されている（但し、−１＜pole/igtbl＜
０）。
【０４００】尚、点火時期対応ポール基本値pole/igtbl
は、基本的には、前記吸気側適応ＳＬＤ制御に関して前
記図９のデータテーブルにより決定するポールテーブル
値pole/itbl よりも「０」側に近い値に設定されてい
る。換言すれば、点火時期側適応ＳＬＤ制御に関して点
火時期対応ポール基本値pole/igtblにより規定される前
記回転数偏差Ｅｎの減衰速度は、前記吸気側適応ＳＬＤ
制御に関してポールテーブル値pole/itbl に規定される
前記吸気偏差Ｅq の減衰速度よりも速くなるように点火
時期対応ポール基本値pole/igtblが設定されている。
【０４０１】また、本実施形態では、点火時期操作回転
数Ｆ／Ｂ制御を開始する際に、前述した点火時期側適応
ＳＬＤ制御の処理によって回転数Ｎｅを目標回転数ne/f
ireに収束させるべく点火時期を急激に変化させると、
内燃機関１の燃焼状態が悪化する虞れがある。従って、
点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御の初期段階では、回転数
偏差Ｅｎの減衰速度を遅めにするようにポールpole/ig
の値を設定することが好ましい。
【０４０２】そこで、本実施形態では、制御サイクル毎
に、前記回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb （点火時期操作
回転数Ｆ／Ｂ制御を開始してからの経過時間）から、図
２０に示す如くあらかじめ定めたデータテーブル（タイ
ムテーブル）に基づいて点火時期対応ポール基本値pole
/igtblを回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb に応じて補正
（乗算補正）するための補正係数kigtを求め、この補正
係数kigt（以下、時間対応補正係数kigtという）を点火
時期対応ポール基本値pole/igtblに乗算することで、該
点火時期対応ポール基本値pole/igtblを補正するように
している。
【０４０３】この場合、図２１のデータテーブルでは、
時間対応補正係数kigtは、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制
御の初期段階（回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb が所定値
T/NFBXに達するまで）では、点火時期対応ポール基本値
pole/igtblの絶対値を若干大きくする方向（回転数偏差
Ｅｎの減衰速度を遅くする方向）に該点火時期対応ポー
ル基本値pole/igtblを補正するような値（＞１）に定め
られている。しかもこのとき、時間対応補正係数kigt
は、回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb が短い程、大きな値
に定められ、これにより、回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nf
b が短い程、点火時期対応ポール基本値pole/igtblの絶
対値がより大きくなる（回転数偏差Ｅｎの減衰速度がよ
り遅くなる）ように点火時期対応ポール基本値pole/igt
blを補正するようにしている。そして、回転数Ｆ／Ｂ経
過時間Δt/nfb が所定値T/NFBXに達した後は、時間対応
補正係数kigtは「１」に保持され、この状態では、点火
時期対応ポール基本値pole/igtblを補正しないようにし
ている。
【０４０４】さらに、本実施形態では、ＦＩＲＥモード
の中断動作中は、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御は中断
され、回転数Ｎｅのフィードバック制御を行わないた
め、該中断動作が解除され、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ
制御を再開する際に、内燃機関１の回転数が目標回転数
ne/fire よりも大幅に高いものとなっていることがあ
る。そして、このような状態では、前記回転数偏差Ｅｎ
が大きなものとなるため、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制
御によって前述の如く求められる点火時期の指令値iglo
g が急激に遅角側に過大なものとなり、内燃機関１の燃
焼状態が悪化する虞れがある。従って、ＦＩＲＥモード
の中断動作の解除によって点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制
御を再開する際には、内燃機関１の回転数Ｎｅが目標回
転数ne/fireに対して大きく高回転側に離間しているよ
うな状況では、回転数偏差Ｅｎの減衰速度を遅くし、ひ
いては、点火時期の指令値iglog を過大に遅角側にする
ような前記点火時期偏差指令値DIG が求められるのを回
避することが好ましいと考えられる。
【０４０５】そこで、本実施形態では、制御サイクル毎
に、内燃機関１の現在の回転数Ｎｅから、図２１に示す
如くあらかじめ定めたデータテーブルに基づいて、点火
時期対応ポール基本値pole/igtblを回転数Ｎｅに応じて
補正（乗算補正）するための補正係数kigne （以下、回
転数対応補正係数kigne という）を求める。この場合、
図２１のデータテーブルでは、回転数対応補正係数kign
e は基本的には、回転数Ｎｅが高い程（回転数Ｎｅが目
標回転数ne/fire に対して高回転側に離間している
程）、点火時期対応ポール基本値pole/igtblの絶対値を
大きくする方向（回転数偏差Ｅｎの減衰速度を遅くする
方向）に該点火時期対応ポール基本値pole/igtblを補正
するような値（＞１）に設定されている。そして、本実
施形態では、回転数対応補正係数kigne に基づく点火時
期対応ポール基本値pole/igtblの補正を、点火時期操作
回転数Ｆ／Ｂ制御の再開後、所定期間XCNT（これは、前
記図３のＳＴＥＰ５−１８で設定するカウントダウンタ
イマcnt/igvpl の初期値である）だけ行うために、次式
（５０）により回転数対応補正係数kigne を修正し、こ
の修正した補正係数kignef（以下、回転数対応修正補正
係数kignefという）を点火時期対応ポール基本値pole/i
gtblに乗算することで、該点火時期対応ポール基本値po
le/igtblを補正する。
【０４０６】
【数５０】
【０４０７】ここで、式（５０）中のカウントダウンタ
イマcnt/igvpl は、図３のＳＴＥＰ５−１８によって、
中断動作中（ＦＩＲＥ中断フラグf/fpause＝１の状態）
に常時、上記所定期間XCNTが設定される。そして、中断
動作の解除により点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御が再開
されると、カウントダウンタイマcnt/igvpl の値は、所
定期間XCNTの値から、制御サイクル毎に所定値づつ減少
し、最終的に「０」になった後はその値に保持される。
従って、式（５０）により求まる回転数対応修正補正係
数kignefは、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御が再開して
から所定期間XCNTが経過するまでは、回転数Ｎｅに応じ
た値（≧１）であるが、該所定期間XCNTが経過した後
は、kignef＝１である（このとき、回転数対応修正補正
係数kignefによる点火時期対応ポール基本値pole/igtbl
の補正は行われなくなる）。
【０４０８】尚、カウントダウンタイマcnt/igvpl は、
前記始動モード処理（ＳＴＥＰ３−２）において「０」
に初期化されるもので、ＦＩＲＥモードの中断動作中
と、該中断動作が終了してから所定期間XCNTが経過する
までの期間とを除いて値が「０」に保持される。
【０４０９】本実施形態では、制御サイクル毎に、前述
のように求めた点火時期対応ポール基本値pole/igtbl
に、次式（５１）の如く前記時間対応補正係数kigt及び
回転数対応修正補正係数kignefを乗算してなる値を、最
終的なポールpole/ig の値として設定する。
【０４１０】
【数５１】
【０４１１】尚、時間対応補正係数kigtは、点火時期操
作回転数Ｆ／Ｂ制御の開始直後の初期段階においてのみ
kigt＞１となり、これ以外の状態では、kigt＝１であ
る。また、回転数対応修正補正係数kignefは、ＦＩＲＥ
モードの中断動作の解除直後の初期段階で、しかも回転
数Ｎｅが比較的高い場合のみkignef＞１となり、これ以
外の状態ではkignef＝１である。従って、式（５１）に
より設定されるポールpole/ig の値は、通常的には、点
火時期対応ポール基本値pole/igtblである。
【０４１２】以上説明した内容をふまえて、前記図４の
ＳＴＥＰ４−６において前記点火時期操作手段２６が行
う点火時期の指令値iglog の生成処理を次に具体的に説
明する。
【０４１３】図２２のフローチャートを参照して、前記
ＳＴＥＰ４−６では、点火時期操作手段２６は、まず、
点火時期の基本指令値igbaseを決定する（ＳＴＥＰ２２
−１）。この場合、該基本指令値igbaseは、例えば内燃
機関１の現在の回転数Ｎｅや吸気圧Ｐｂ、機関温度Ｔ
ｗ、大気温度Ｔａ等から、あらかじめ定めたマップや演
算式を用いて求める。
【０４１４】次いで、点火時期操作手段２６は、前記点
火時期偏差指令値DIG を決定するための処理を図２３の
フローチャートに示すように実行する（ＳＴＥＰ２２−
２）。
【０４１５】すなわち、ＳＴＥＰ２２−２の処理では、
まず、現在のＦＩＲＥ実行可否フラグf/fireonの値を判
断する（ＳＴＥＰ２３−１）。
【０４１６】このとき、f/fireon＝１、すなわち、ＦＩ
ＲＥモードの動作を行うべき状態である場合には、点火
時期操作手段２６は点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御を行
うか否かをそれぞれ値「１」、「０」で表すフラグf/ne
fb（以下、回転数Ｆ／Ｂ実行可否フラグf/nefbという）
の値を判断する（ＳＴＥＰ２３−２）。
【０４１７】この回転数Ｆ／Ｂ実行可否フラグf/nefb
は、前記始動モード処理（ＳＴＥＰ４−２）において
「０」に初期化されるものである。
【０４１８】このＳＴＥＰ２３−２において、f/nefb＝
０、すなわち、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御をまだ行
うべき状態でない場合には、前記回転数Ｆ／Ｂ経過時間
Δt/nfb の値を「０」に初期化する（ＳＴＥＰ２３−
３）。該回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb は、ＳＴＥＰ２
３−２でf/nefb＝１となって、点火時期操作回転数Ｆ／
Ｂ制御を行うべき状態となった制御サイクルから計時を
開始するものであり、ＳＴＥＰ２３−２でf/nefb＝１で
ある場合には、ＳＴＥＰ２３−３の処理は省略される。
【０４１９】次いで、点火時期操作手段２６は、今回の
制御サイクルにおける目標回転数ne/fire(k)と、次回の
制御サイクルにおける目標回転数ne/fire(k+1)とを求め
る（ＳＴＥＰ２３−４）。この場合、今回の制御サイク
ルにおける目標回転数ne/fire(k)は、現在の回転数Ｆ／
Ｂ経過時間Δt/nfb から前記式（４８）により求められ
る。また、次回の制御サイクルにおける目標回転数ne/f
ire(k+1)に関しては、現在の内燃機関１の回転数Ｎｅ
（回転数センサ１４の検出値）から把握される１制御サ
イクルの時間ΔＴを現在の回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nf
b に加算することで回転数Ｆ／Ｂ予測経過時間Δt/nfbp
reを求め、この回転数Ｆ／Ｂ予測経過時間Δt/nfbpreか
ら前記式（４９）により目標回転数ne/fire(k+1)が求め
られる。
【０４２０】尚、今回の制御サイクルにおける目標回転
数ne/fire(k)は、回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb がＳＴ
ＥＰ２３−３で「０」に設定されている間（f/nefb＝０
の状態）は、前記設定回転数（NOBJ＋NEFSLDS ）であ
る。
【０４２１】次いで、点火時期操作手段２６は、内燃機
関１の現在の回転数Ｎｅが現在の目標回転数ne/fire(k)
以上となったか否か（ＳＴＥＰ２３−５）、現在のＦＩ
ＲＥ経過時間t/fireが所定値TSLDIGST（一定値）以上と
なったか否か（ＳＴＥＰ２３−６）を順次判断する。
【０４２２】そして、ＳＴＥＰ２３−５、２３−６のい
ずれかの条件が成立したときには、回転数Ｆ／Ｂ実行可
否フラグf/nefbの値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ２３
−７）。これにより、ＦＩＲＥモードの動作が開始して
から、内燃機関１の回転数Ｎｅが前記設定回転数（NOBJ
＋NEFSLDS ）に達した時、又は、ＦＩＲＥ経過時間t/fi
reが所定値TSLDIGSTに達した時に回転数Ｆ／Ｂ実行可否
フラグf/nefbが「１」に設定され、点火時期操作回転数
Ｆ／Ｂ制御を行い得る状態となる。
【０４２３】尚、ＳＴＥＰ２３−５、２３−６のいずれ
かの条件も成立しない状態では、ＳＴＥＰ２３−７の処
理は省略され、回転数Ｆ／Ｂ実行可否フラグf/nefbの値
は「０」に維持される。また、回転数Ｆ／Ｂ実行可否フ
ラグf/nefbは、「１」に設定された後にＦＩＲＥモード
の動作中に「０」に戻されることはない。
【０４２４】次いで、点火時期操作手段２６は、内燃機
関１の現在の回転数Ｎｅと、ＳＴＥＰ２３−４で求めた
現在の目標回転数ne/fire(k)とから今回の制御サイクル
における前記回転数偏差Ｅｎ(k) （＝Ｎｅ−ne/fire
(k)）を算出する（ＳＴＥＰ２３−８）。
【０４２５】次いで、点火時期操作手段２６は、前記Ｆ
ＩＲＥ中断フラグf/fpauseの値を判断し（ＳＴＥＰ２３
−９）、f/fpause＝０、すなわち、ＦＩＲＥモードの中
断動作を行う状態でない場合には、さらに回転数Ｆ／Ｂ
実行可否フラグf/nefbの値を判断する（ＳＴＥＰ２３−
１０）。
【０４２６】このとき、f/nefb＝０である場合には、今
回の制御サイクルにおける点火時期偏差指令値DIG(k)の
値を「０」として（ＳＴＥＰ２３−１１）、図２２のル
ーチン処理に復帰する。
【０４２７】一方、ＳＴＥＰ２３−１０でf/nefb＝１で
ある場合には、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御のための
点火時期偏差指令値DIG(k)を算出する（ＳＴＥＰ２３−
１２）。
【０４２８】この点火時期偏差指令値DIG(k)の算出は次
のように行われる。
【０４２９】すなわち図２４のフローチャートを参照し
て、まず、点火時期の現在の指令値iglog(k-1)（前回の
制御サイクルで決定された指令値）から、前記図１９の
データテーブルにより前記点火時期対応ポール基本値po
le/igtblを求める（ＳＴＥＰ２４−１）。
【０４３０】また、現在の回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nf
b から、前記図２０のデータテーブルにより前記時間対
応補正係数kigtを求める（ＳＴＥＰ２４−２）。
【０４３１】また、内燃機関１の現在の回転数Ｎｅか
ら、前記図２１のデータテーブルにより前記回転数対応
補正係数kigne を求め（ＳＴＥＰ２４−３）、さらにこ
の回転数対応補正係数kigne と、前記カウントダウンタ
イマcnt/igvpl の現在の値と、ＦＩＲＥモードの中断動
作の終了後のカウントダウンタイマcnt/igvpl の初期値
としてあらかじめ定めた所定期間XCNTとから前記式（５
０）により前記回転数対応修正補正係数kignefを求める
（ＳＴＥＰ２４−４）。
【０４３２】そして、ＳＴＥＰ２４−１で求めた点火時
期対応ポール基本値pole/igtblに、ＳＴＥＰ２４−２及
び２４−４でそれぞれ求めた時間対応補正係数kigt及び
回転数対応修正補正係数kignefを乗算する（式（５１）
の演算を行う）ことで、今回の制御サイクルにおけるポ
ールpole/ig の値を決定する（ＳＴＥＰ２４−５）。
【０４３３】次いで、点火時期操作手段２６は、今回及
び前回の制御サイクルにおいてそれぞれ前記ＳＴＥＰ２
３−８で求めた回転数偏差Ｅｎ(k) ，Ｅｎ(k-1) と、上
記ＳＴＥＰ２４−５で求めたポールpole/ig の今回値と
から、前記式（３９）の演算により今回の制御サイクル
における前記切換関数σ2(k)を求める（ＳＴＥＰ２４−
６）。この場合において、式（３９）中の係数パラメー
タｓ3 ，ｓ4 はそれぞれ、「１」、「pole/ig 」であ
る。
【０４３４】次いで、点火時期操作手段２６は、前記式
（４２）〜（４４）により、今回の制御サイクルにおけ
る等価制御入力DIGeq 、到達則入力DIGrch、及び適応則
入力DIDadpをそれぞれ求める（ＳＴＥＰ２４−７）。
【０４３５】より具体的には、等価制御入力DIGeq に関
しては、まず、今回の制御サイクルにおいて前記ＳＴＥ
Ｐ２３−４で求めた目標回転数ne/fire(k)及びne/fire
(k+1)と、前回の制御サイクルにおいてＳＴＥＰ２３−
４で求めた目標回転数ne/fire(k-1)とから、それらの目
標回転数ne/fire(k)，ne/fire(k+1)，ne/fire(k-1)の前
記基準回転数Ｎe0（＝アイドリング回転数NOBJ）に対す
る偏差、すなわち前記偏差回転数dne(k)，dne(k+1)，dn
e(k-1)を求める。そして、この偏差回転数dne(k)，dne
(k+1)，dne(k-1)と、今回及び前回の制御サイクルにお
いてそれぞれ前記ＳＴＥＰ２３−８で求めた回転数偏差
Ｅｎ(k) ，Ｅｎ(k-1) と、ＳＴＥＰ２４−５で求めたポ
ールpole/ig の今回値とを用いて式（４２）の演算を行
うことで、等価制御入力DIGeq(k)が求められる。この場
合において、式（４２）中の係数パラメータｓ3 ，ｓ4
はそれぞれ、「１」、「pole/ig 」である。また、式
（４２）中のモデルパラメータｃ1 ，ｃ2 ，ｄ1 は前記
回転数制御対象モデル（式（３８）を参照）についてあ
らかじめ同定した所定値である。
【０４３６】また、到達則入力DIGrchに関しては、前記
ＳＴＥＰ２４−６で求めた切換関数σ2(k)の値を用いて
式（４３）の演算を行うことで、到達則入力DIGrch(k)
が求められる。この場合において式（４３）中の係数パ
ラメータｓ3 は「１」であり、また、式（４３）中の係
数Ｆ3 は前記式（４５）もしくは（４５）’の条件を満
たすようにあらかじめ設定した所定値である。
【０４３７】また、適応則入力DIDadpに関しては、ＳＴ
ＥＰ２４−６で制御サイクル毎に求められる切換関数σ
2 の値を制御サイクル毎に累積加算することで、切換関
数σ2 の積算値Σσ2 を求める。そして、この積算値Σ
σ2 を用いて前記式（４４）の演算を行うことで、適応
則入力DIDadpを求める。この場合において式（４４）中
の係数パラメータｓ3 は「１」であり、また、式（４
４）中の係数Ｆ4 は前記式（４６）の条件を満たすよう
にあらかじめ設定した所定値である。
【０４３８】上記のようにして等価制御入力DIGeq 、到
達則入力DIGrch、及び適応則入力DIDadpを求めた後、点
火時期操作手段２６は、式（４１）に従ってそれらの総
和を演算することで、今回の制御サイクルにおける点火
時期偏差指令値DIG(k)を求め（ＳＴＥＰ２４−８）、図
２３のルーチン処理に復帰する。
【０４３９】図２３の説明に戻って、上記のようにして
ＳＴＥＰ２３−１２で点火時期偏差指令値DIG(k)を算出
した後、点火時期操作手段２６は、該点火時期偏差指令
値DIG(k)の値を所定の上限値と下限値との間の値に制限
する（DIG(k)＞上限値、あるいはDIG(k)＜下限値である
とき、それぞれDIG(k)の値を強制的に上限値、下限値に
設定する）リミット処理を行った後（ＳＴＥＰ２３−１
３）、図２２のルーチン処理に復帰する。
【０４４０】前記ＳＴＥＰ２３−９でf/fpause＝１の場
合、すなわち、ＦＩＲＥモードの中断動作を行うべき状
態となっている場合には、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制
御を中断し、点火時期の指令値iglog を基本指令値igba
seに徐々に戻す（点火時期偏差指令値DIG を徐々に
「０」に戻す）ために、その指令値iglog の制御サイク
ル毎の戻し量を規定する単位値dec/ig（＞０。以下、点
火時期戻し単位値dec/igという）を決定する（ＳＴＥＰ
２３−１４）。
【０４４１】また、ＳＴＥＰ２３−１でf/fireon＝１の
場合、すなわち、ＦＩＲＥモードの動作を終了するかも
しくは行わない状態となっている場合にも、点火時期の
指令値iglog を基本指令値igbaseに徐々に戻すために、
前記点火時期戻し単位値dec/igを決定する（ＳＴＥＰ２
３−１５）。
【０４４２】この場合、本実施形態では、ＳＴＥＰ２３
−１５では、点火時期戻し単位値dec/igをあらかじめ定
めた所定値（一定値）に設定するが、ＦＩＲＥモードの
中断動作に際してＳＴＥＰ２３−１４で設定する点火時
期戻し単位値dec/igは、現在のスロットル弁５の開度に
比例させた値（スロットル弁５の開度が大きい程、点火
時期戻し単位値dec/igを大きくする）に決定する。
【０４４３】これは次の理由による。すなわち、ＦＩＲ
Ｅモードの中断動作は、基本的には、車両のアクセルペ
ダルの操作によって、車両の走行や内燃機関１のからぶ
かしを行う状況で行われるものである。そして、このと
きスロットル弁５の開度が前述の如くアクセル操作量Ａ
ｐに応じた開度に操作され、該スロットル弁５の開度が
大きい状況では、内燃機関１の所要の動作性能を確保す
るために、点火時期をなるべくすみやかに通常的な点火
時期（これは基本指令値igbaseに相当する）を戻すこと
が好ましいと考えられる。このために、ＳＴＥＰ２３−
１４では、点火時期戻し単位値dec/igをスロットル弁５
の開度に比例させた値に決定する。
【０４４４】尚、この場合に点火時期戻し単位値dec/ig
を決定するために必要となるスロットル弁５の開度は、
コントローラ２からスロットル弁アクチュエータ２３に
与える開度指令値あるいは図示しないセンサによる開度
の検出値を用る。
【０４４５】このようにして、点火時期戻し単位値dec/
igを決定した後、点火時期操作手段２６は、次に、現在
の点火時期偏差指令値DIG の値（これは前回の制御サイ
クルで決定された点火時期偏差指令値DIG(k-1)である）
が「０」より小さいか否か、すなわち、遅角側の値であ
るか否かを判断する（ＳＴＥＰ２４−１６）。
【０４４６】そして、DIG(k-1)＜０である場合（DIG(k-
1)が遅角側の値である場合）には、現在の点火時期偏差
指令値DIG(k-1)に前記ＳＴＥＰ２４−１４又は２４−１
５で決定した点火時期戻し単位値dec/igを加算した値
（DIG(k-1)＋dec/ig）を今回の制御サイクルにおける点
火時期偏差指令値DIG(k)として決定し（ＳＴＥＰ２４−
１７）、図２２のルーチン処理に復帰する。尚、この場
合において、点火時期偏差指令値DIG(k)の上限値を
「０」とし、（DIG(k-1)＋dec/ig）が「０」より大きく
なるような場合には、点火時期偏差指令値DIG(k)の値を
強制的に「０」とする。
【０４４７】一方、ＳＴＥＰ２４−１６でDIG(k-1)≧０
の場合（実質上は、DIG(k-1)＝０の場合）には、ＦＩＲ
Ｅ実行可否フラグf/fireonの値を判断し（ＳＴＥＰ２４
−１８）、f/fireon＝１の場合（この場合は、ＦＩＲＥ
モードの中断動作中である）には、今回の制御サイクル
における点火時期偏差指令値DIG(k)を「０」として（Ｓ
ＴＥＰ２４−１９）、図２２のルーチン処理に復帰す
る。
【０４４８】尚、ＦＩＲＥモードの中断動作中（f/fire
on＝１且つf/fpauseの状態）は、切換関数σ2 の積算値
Σσ2 の値は中断動作の開始直前の値に保持される。
【０４４９】また、ＳＴＥＰ２４−１８でf/fireon＝０
の場合、すなわち、ＦＩＲＥモードの終了状態である場
合には、ＦＩＲＥ中断フラグf/fpause及び回転数Ｆ／Ｂ
実行可否フラグf/nefbの値を「０」にリセットすると共
に、点火時期偏差指令値DIG(k)、切換関数σ2 の値及び
その積算値Σσ2 、等価制御入力DIGeq 、到達則入力DI
Grch、適応則入力DIGadpの値等を「０」に初期化した後
（ＳＴＥＰ２４−２０）、図２２のルーチン処理に復帰
する。
【０４５０】図２２の説明に戻って、前述の如く、ＳＴ
ＥＰ２２−２で点火時期偏差指令値DIG を決定する処理
を実行した後、点火時期操作手段２６は、ＳＴＥＰ２２
−１で決定した基本指令値igbaseにＳＴＥＰ２２−２で
決定した点火時期偏差指令値DIG を加算することで、今
回の制御サイクルにおける点火時期の指令値iglog を求
める（ＳＴＥＰ２２−３）。
【０４５１】次いで、点火時期操作手段２６は、前述し
た吸入空気量操作手段２５の前記点火時期応動補正処理
に関して図１２示した点火時期の遅角側の限界値IGLGG
とこの限界値IGLGG よりも若干進角側の閾値IGX とを決
定する（ＳＴＥＰ２２−４）。
【０４５２】この場合、点火時期の遅角側の限界値IGLG
G は、内燃機関１の機関温度Ｔｗから図示しないデータ
テーブルに基づいて求められ、該限界値IGLGG 以上の進
角側の点火時期では、内燃機関１の正常な運転を行い得
るように定められる。また、閾値IGX は、限界値IGLGG
にあらかじめ定めた所定値（一定値）を加算した値（限
界値IGLGG よりも所定値だけ進角側の値）に設定する。
尚、限界値IGLGG は、内燃機関１の機関温度Ｔｗが通常
的な温度範囲にある場合には、一定値であるが、機関温
度Ｔｗがかなり低温な温度範囲にある場合には、通常的
な温度範囲の場合よりも進角側の値になるようにしてい
る。
【０４５３】このようにして点火時期の遅角側の限界値
IGLGG と閾値IGX とを決定した後、点火時期操作手段２
６は、前記ＳＴＥＰ２２−３で求めた指令値iglog を閾
値IGX と比較する（ＳＴＥＰ２２−５）。そして、この
とき、指令値iglog が閾値IGX に等しいかもしくは該閾
値IGX よりも進角側の値である場合（iglog ≧IGX ）に
は、前記点火時期応動補正処理を行わないため前記点火
時期判別フラグf/dec（図１５のＳＴＥＰ１５−７を参
照）の値を「０」に設定し（ＳＴＥＰ２２−６）、ＳＴ
ＥＰ２２−９に進む。
【０４５４】また、ＳＴＥＰ２２−５でiglog ＜IGX で
ある場合には、前記点火時期応動補正処理を行うべく前
記点火時期判別フラグf/dec の値を「１」に設定し（Ｓ
ＴＥＰ２２−７）、さらに、吸入空気量操作手段２５に
よる前記学習補正処理に係わる前記学習演算終了フラグ
f/flrnend の値を判断する（ＳＴＥＰ２２−８）。そし
て、点火時期操作手段２６は、f/flrnend ＝０である場
合にのみ、現在のＦＩＲＥ経過時間t/fireの値を前記学
習終了時刻パラメータt/kil の値として保持しておき
（ＳＴＥＰ２２−９）、さらに前記基本学習補正係数vp
skisldの算出処理を終了すべく学習演算終了フラグf/fl
rnend の値を「１」に設定する（ＳＴＥＰ２２−１
０）。
【０４５５】次いで、点火時期操作手段２６は、ＳＴＥ
Ｐ２２−３で求めた指令値iglog をＳＴＥＰ２２−４で
決定した遅角側の限界値IGLGG と比較し（ＳＴＥＰ２２
−１１）、iglog ≧IGLGG である場合、すなわち指令値
iglog が遅角側の限界値IGLGG 内に収まっている場合に
は、図４のメインルーチンの処理に復帰する。
【０４５６】一方、iglog ＜IGLGG である場合、すなわ
ち、ＳＴＥＰ２２−３で求めた指令値iglog が、遅角側
の限界値IGLGG を超えて遅角側の値となっている場合に
は、指令値iglog を強制的に限界値IGLGG に設定する
（ＳＴＥＰ２２−１２）。さらにこのとき、切換関数σ
2 の値の積算値Σσ2 の値をiglog ＜IGLGG となる直前
の制御サイクルで求めた値に強制的にホールド（保持）
した後（ＳＴＥＰ２２−１３）、図４のメインルーチン
の処理に復帰する。このように積算値Σσ2 の値をホー
ルドするのは、点火時期の指令値iglog を強制的に限界
値IGLGG に設定する状態で、前記ＳＴＥＰ２３−１２の
処理により点火時期偏差指令値DIG の算出を継続して行
うと、切換関数σ2 の値の積算値Σσ2 の値、ひいては
前記適応則入力DIGadpの値（絶対値）が過剰に大きくな
ってしまうからである。
【０４５７】以上、図１９〜図２４を参照して説明した
処理が、前記図４のＳＴＥＰ４−６で点火時期の指令値
iglog を制御サイクル毎に生成する処理の詳細であり、
このようにして決定された指令値iglog は前記点火装置
２１に与えられる。そして、該点火装置２１は、与えら
れた指令値iglog に従って内燃機関１の点火時期を操作
する。
【０４５８】以上説明した本実施形態のシステムの作動
によって、前記ＦＩＲＥモードの動作では、バイパス開
度の操作により内燃機関１の燃焼室４の吸入空気量が通
常のアイドリング運転時よりも増量される。また、これ
と並行して、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御によって、
内燃機関１の回転数Ｎｅを所要の目標回転数ne/fire
（最終的にはアイドリング回転数NOBJ）に収束させるよ
うに点火時期が遅角側に操作される。これにより、内燃
機関１が混合気の燃焼により生成する排ガスによって触
媒装置３に与えられる熱量が通常のアイドリング運転時
よりも多くなって、該触媒装置３の昇温・活性化を早期
に行うことが可能となると同時に、吸入空気量の増量に
よって上昇傾向となる内燃機関１の回転数Ｎｅを適正な
回転数に維持することができる。
【０４５９】この場合、吸入空気量の増量に関しては、
その増量を開始してから触媒装置３に実際に与えられる
瞬時瞬時の熱量の積算値に相当する前記推定積算吸入空
気量qair/preを、触媒装置３に実際に与えるべき熱量の
目標積算値に相当する目標積算吸入空気量qair/cmdに収
束させるように、吸気側適応ＳＬＤ制御を用いた前記吸
気量Ｆ／Ｂ制御補正処理によってバイパス開度の指令値
が補正される。
【０４６０】例えば図２５の中段に示す如く、前記構造
要因による吸入空気量のばらつきに起因して、推定積算
吸入空気量qair/preが標準開度指令値θ0 に応じて定ま
る目標積算吸入空気量qair/cmdに対して誤差（吸気偏差
Ｅｑ）を生じたとき、開度指令Θ（バイパス開度の指令
値）は、同図の上段に示す如く、標準開度指令θ0 に対
して前記ＳＬＤ開度補正量i/sld だけ補正される。そし
て、この補正により、同図の中段に示す如く推定積算吸
入空気量qair/preを目標積算吸入空気量qair/cmdに収束
させ、ひいては、触媒装置３に実際に与えられる熱量の
積算値をその目標値に追従させることができる。これに
より、前記構造要因による吸入空気量のばらつきを補償
し、ひいては、該構造要因による触媒装置３の昇温形態
のばらつきを解消することができる。
【０４６１】さらに、本実施形態では、前記大気条件補
正処理により求めた前記大気圧補正係数kpa と大気温度
補正係数kta とによって、開度指令Θを乗算補正する。
すなわち、大気圧Ｐａが低い程、開度指令Θを増加側に
補正し、また、大気温度が高い程、開度指令Θを増加側
に補正する。これにより、大気条件による吸入空気量の
ばらつきを補償し、ひいては、該大気条件による触媒装
置３の昇温形態のばらつきも解消することができる。
【０４６２】この結果、ＦＩＲＥモードにおける触媒装
置３の昇温形態を所望の昇温形態に合わせることができ
（本実施形態では、内燃機関１の始動時の機関温度Ｔｗ
や、ＦＩＲＥモードの動作中の自動変速機のシフト位置
が一定であれば、ＦＩＲＥモードの中断動作が行われる
場合を除いて、各回のＦＩＲＥモードの動作による触媒
装置３の昇温形態はほぼ同じになる）、該ＦＩＲＥモー
ドの動作による触媒装置３の所望の昇温・活性化を確実
に行うことができる。
【０４６３】また、前記標準開度指令値θ0 、ひいては
目標吸入空気量gair/cmd及び目標積算吸入空気量qair/c
mdは、内燃機関１の始動時における触媒装置３の温度状
態に相当する内燃機関１の始動時の機関温度Ｔｗに応じ
たものに設定するため（基本的には、該機関温度Ｔｗが
高い程、目標吸入空気量gair/cmd及び目標積算吸入空気
量qair/cmdは小さくなる）、内燃機関１の始動時の触媒
装置３の温度状態に適した該触媒装置３の昇温・活性化
を行うことができる。つまり、ＦＩＲＥモードにおける
触媒装置３の昇温形態（経時的な温度の上昇度合い）
は、内燃機関１の始動時における触媒装置３の温度状態
に応じたものとなるが、ＦＩＲＥモードの動作による最
終的な触媒装置３の温度状態を該触媒装置３の活性化の
上で適正な温度状態にすることができる。
【０４６４】また、標準開度指令値θ0 により規定され
る目標積算吸入空気量qair/cmdは、それに対応して内燃
機関１の燃焼室４に制御サイクル毎に吸入されるべき吸
入空気量、すなわち目標吸入空気量gair/cmdを、ＦＩＲ
Ｅ経過時間t/fireが所定値ｔ2 （図７を参照）に達した
後（内燃機関１の暖機がある程度進行した後）は、緩や
かに減少させていくように設定される。このため、内燃
機関１の暖機の進行によって、その各部のフリクション
が低下しても内燃機関１の回転数Ｎｅが上昇傾向となる
のを予防することができる。そして、この結果、内燃機
関１の点火時期が前記点火時期操作Ｆ／Ｂ制御によっ
て、過剰に遅角側に操作されるのを予防することができ
る。
【０４６５】さらに、本実施形態では、点火時期操作回
転数Ｆ／Ｂ制御によって決定される点火時期の指令値ig
log が、該点火時期を操作し得る遅角側の限界値IGLGG
に近い閾値IGX を超えたときには、前記吸気量Ｆ／Ｂ制
御補正処理を中断して、前記点火時期応動補正処理によ
って、開度指令Θをフィードフォワード的に減少させ
る。このため、内燃機関１のフリクションの低下が予想
以上に大きく、あるいは早期に生じた場合であっても、
内燃機関１の回転数Ｎｅの上昇傾向の高まりを抑え、点
火時期が遅角側の限界値IGLGG に達する程、過剰に遅角
側に操作されるような事態を回避することができる。
【０４６６】また、本実施形態では、前記吸気量Ｆ／Ｂ
制御補正処理に、外乱や制御対象のモデル化誤差や外乱
の影響を受けにくいスライディングモード制御を用い、
特に、外乱等の影響を極力排除するための適応則を用い
た適応スライディングモード制御（吸気側適応ＳＬＤ制
御）を用いることで、推定積算吸入空気量qair/preを目
標積算吸入空気量qair/cmdに収束させ、ひいては、触媒
装置３に与える熱量の積算値をその目標値に収束させる
制御を高い安定性で行うことができる。この結果、触媒
装置３の所望の昇温・活性化をより確実に行うことがで
きる。
【０４６７】また、前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理の吸
気側適応ＳＬＤ制御にあっては、その制御対象を開度指
令Θから積算吸入空気量Ｑａを生成する系として、離散
系のモデル（吸気制御対象モデル）で表現したため、該
制御対象を連続系のモデルで表現する場合に比して、点
火時期側適応ＳＬＤ制御のアルゴリズムを簡素でコンピ
ュータ処理に適したものに構築することができる。
【０４６８】特に、吸気側適応ＳＬＤ制御の制御対象を
離散系でモデル化することで、吸気側適応ＳＬＤ制御に
用いる切換関数σ1 を、前記吸気偏差Ｅｑの変化速度等
を用いることなく、該吸気偏差Ｅｑのみの時系列データ
を用いて構成することができる。この結果、前記ＳＬＤ
開度補正量i/sld を求めるために必要な切換関数σ1の
値の信頼性を高め、ひいては、吸気側適応ＳＬＤ制御の
信頼性を高めることができる。
【０４６９】さらに、吸気側適応ＳＬＤ制御では、等価
制御入力Θeqのフィードバック項Θeq/fb を省略して、
フィードフォワード項Θeq/ff に相当する標準開度指令
値θ0 を本実施形態での等価制御入力Θeqとすること
で、制御対象のモデル（吸気制御対象モデル）のモデル
パラメータａ1 ，ａ2 ，ｂ1 を用いずに簡略なアルゴリ
ズムで、ＳＬＤ開度補正量i/sld を求めることができ
る。
【０４７０】尚、ＳＬＤ開度補正量i/sld をモデルパラ
メータａ1 ，ａ2 ，ｂ1 を用いて求めるようにしてもよ
いことはもちろんであるが、この場合であっても、吸気
側適応ＳＬＤ制御の制御対象のモデルを離散系で構築し
ているため、既知の同定アルゴリズムを用いることで、
モデルパラメータａ1 ，ａ2 ，ｂ1 の値を的確に同定す
ることが可能である。
【０４７１】また、前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理にあ
っては、図２５の中段に示される如く、内燃機関１の始
動直後の前記ＳＬＤ補正制限時間TISLDLMTが経過するま
では、推定積算吸入空気量qair/pre及び目標積算吸入空
気量qair/cmdの値を強制的に「０」に保持し、ひいて
は、ＳＬＤ開度補正量i/sld の値も「０」に保持する。
【０４７２】このため、内燃機関１の始動直後は、ＳＬ
Ｄ補正制限時間TISLDLMTが経過するまで吸気量Ｆ／Ｂ制
御補正処理が行われないこととなり、バイパス開度は、
標準開度指令値θ0 （より正確には、標準開度指令値θ
0 に大気圧補正係数kpa 、大気温度補正係数kta 及び学
習補正係数kilearn を乗算した値）を主体として、フィ
ードフォワード的に操作されることとなる（図２５の上
段を参照）。
【０４７３】従って、内燃機関１の始動直後は、吸入空
気量は、標準開度指令値θ0 の上昇形態と同じような形
態で滑らかに増量されていくこととなり、この結果、始
動直後の内燃機関１の燃焼状態を円滑に安定化し、内燃
機関１の良好なエミッション状態を確保することができ
る。
【０４７４】さらに、吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理を実際
に開始する際には、図２５の下段に示す如く前記吸気側
適応ＳＬＤ制御に係わるポールpole/iの値を、ＦＩＲＥ
経過時間t/fireが所定値TPOLEXに達するまで、「−１」
側から徐々に増加させる（｜pole/i｜を徐々に減少させ
る）ことで、前記吸気偏差Ｅｑの減衰速度をＦＩＲＥ経
過時間t/fireが所定値TPOLEXに達するまでは、該所定値
TPOLEXに達した後よりも遅くする。
【０４７５】この結果、吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理の開
始によって、開度指令Θ、ひいては、吸入空気量が急激
に大きく変化するような事態が回避され、これによって
も、始動後の初期段階における内燃機関１の燃焼状態の
安定性を保ちつつ、内燃機関１の良好なエミッション状
態を確保することができる。
【０４７６】また、本実施形態では、前記学習補正処理
によって、ＦＩＲＥモードの動作毎に吸気量Ｆ／Ｂ制御
補正処理によるＳＬＤ開度補正量i/sld を学習し、該Ｓ
ＬＤ開度補正量i/sld をＦＩＲＥモードの動作中に積算
してなるＳＬＤ積算吸気補正量qair/sldの、目標積算吸
入空気量qair/cmdに対する比の値に基づく学習補正係数
kilearn （基本的には前記基本学習補正係数vpskisld）
を求める。そして、次回のＦＩＲＥモードの動作に際し
て、この学習補正係数kilearn によりＦＩＲＥモードの
全期間にわたって開度指令Θをフィードフォワード的に
乗算補正することで、ＦＩＲＥモード中のＳＬＤ開度補
正量i/sld による制御サイクル毎の開度指令Θの補正を
最小限に留めることができる。この結果、構造要因によ
る吸入空気量のばらつきが大きく生じたような場合であ
っても、吸入空気量の時間的変化のパターンが標準開度
指令値θ0 のパターンに対して大きく逸脱した変化を呈
するような事態を回避することができ、内燃機関１の燃
焼状態やエミッション状態を損なうことなく安定した内
燃機関１の運転を行うことができる。
【０４７７】また、本実施形態では、ＦＩＲＥモードの
動作中に車両のアクセルペダルの操作による内燃機関１
のからぶかしや車両の発進・走行が行われて、内燃機関
１のアイドリング運転以外の運転を行う状態となり、Ｆ
ＩＲＥモードの中断動作を行う状況でも、吸入空気量の
増量側へのバイパス開度の操作を行う（但し、吸気量Ｆ
／Ｂ制御補正処理は中断）と共に、推定積算吸入空気量
qair/pre及び目標積算吸入空気量qair/cmdの算出を継続
する。そして、該中断動作の解除後に、吸気量Ｆ／Ｂ制
御補正処理を再開して、推定積算吸入空気量qair/preを
目標積算吸入空気量qair/cmdに収束させるように開度指
令Θを補正する。このため、ＦＩＲＥモードの動作中
に、内燃機関１のアイドリング運転以外の運転を行う状
況となり、ＦＩＲＥモードの中断動作を行うような状況
が生じても、ＦＩＲＥモード制限時間TFIRELMT内におけ
る触媒装置３の昇温・活性化を確実に行うことができ
る。
【０４７８】また、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御に関
しては、そのフィードバック制御処理に、前記吸気量Ｆ
／Ｂ制御補正処理の場合と同様に、適応スライディング
モード制御（点火時期側適応ＳＬＤ制御）を用いること
で、内燃機関１の回転数Ｎｅの目標回転数ne/fire への
制御の安定性を高めることができる。
【０４７９】この場合、特に、応答指定型制御である点
火時期側適応ＳＬＤ制御の応答指定特性を利用し、回転
数Ｎｅの制御のために操作する点火時期の指令値iglog
が遅角側の値である程、回転数偏差Ｅｎ（＝Ｎｅ−ne/f
ire ）の減衰速度を遅くするように、該減衰速度を規定
するパラメータである前記ポールpole/ig （＝ｓ4 ／ｓ
3 ）の通常的な値として設定される前記点火時期対応ポ
ール基本値pole/igtblを可変的に定める。つまり、一般
に、点火時期が遅角側である程、該点火時期の変化に対
する内燃機関１の回転数Ｎｅの変化が大きなものとなる
が、このような状態では、回転数偏差Ｅｎの減衰速度を
遅めにするようにポールpole/ig の値を設定すること
で、点火時期側適応ＳＬＤ制御により決定される指令値
iglog の変化を抑制し、回転数Ｎｅが目標回転数ne/fir
e に対して急変するのを回避する。また、逆に点火時期
の進角側では、回転数偏差Ｅｎの減衰速度を速めにする
ようにポールpole/ig の値を設定することで、回転数Ｎ
ｅの目標回転数ne/fire への迅速な追従性を確保する。
これにより、回転数Ｎｅの目標回転数ne/fire への制御
の適正な速応性を確保しつつ安定性を高めることができ
る。
【０４８０】また、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御の開
始直後の初期段階（回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb が所
定値T/NFBXに達するまで）では、回転数偏差Ｅｎの減衰
速度を遅くするように前記時間対応補正係数kigtにより
点火時期対応ポール基本値pole/igtblを乗算補正してポ
ールpole/ig を決定する。これにより、点火時期操作回
転数Ｆ／Ｂ制御の開始直後に回転数Ｎｅが急激に変動
し、内燃機関１の燃焼状態が悪化するような事態を回避
することができる。
【０４８１】さらに、本実施形態では、ＦＩＲＥモード
の中断動作の解除後に点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御を
再開するに際して、内燃機関１の回転数Ｎｅが目標回転
数ne/fire に対して高回転側に大きく離間している程、
回転数偏差Ｅｎの減衰速度を遅くするように前記回転数
対応修正補正係数kignefにより点火時期対応ポール基本
値pole/igtblを乗算補正してポールpole/ig を決定す
る。これにより、点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御を再開
に際して内燃機関１の回転数Ｎｅが目標回転数ne/fire
に対して高回転側に大きく離間しているときに、大きな
回転数偏差Ｅｎに応じて急激に点火時期の指令値iglog
が遅角側に変化するのを抑制し、内燃機関１の安定した
運転状態を確保することができる。
【０４８２】さらに本実施形態では、点火時期操作回転
数Ｆ／Ｂ制御に係わる前記回転数偏差Ｅｎの減衰速度を
規定するポールpole/ig の絶対値よりも、前記吸気量Ｆ
／Ｂ制御補正処理に係わる前記吸気偏差Ｅｑの減衰速度
を規定するポールpole/iの絶対値の方が大きな値に設定
される（図１７のＳＴＥＰ１７−７、１７−８の処理を
参照）。換言すれば、ポールpole/ig は、回転数偏差Ｅ
ｎの減衰速度が吸気偏差Ｅｑの減衰速度よりも速くなる
ような値に設定される。このため、点火時期操作回転数
Ｆ／Ｂ制御により内燃機関１の回転数Ｎｅを目標回転数
ne/fire に収束させるフィードバック制御と、吸気量Ｆ
／Ｂ制御補正処理により推定積算吸入空気量qair/preを
目標積算吸入空気量qair/cmdに収束させるフィードバッ
ク制御との相互の干渉を回避して内燃機関１の回転数Ｎ
ｅを安定して目標回転数ne/fireに制御することができ
る。
【０４８３】また、本実施形態では、点火時期操作回転
数Ｆ／Ｂ制御に用いる点火時期側適応ＳＬＤ制御では、
その制御対象を点火時期の指令値iglog に相当する点火
時期偏差指令値DIG から、内燃機関１の回転数Ｎｅに相
当する偏差回転数DNE を生成する系として、離散系のモ
デル（回転数制御対象モデル）で表現したことで、点火
時期側適応ＳＬＤ制御のアルゴリズムを簡素でコンピュ
ータ処理に適したものとすることができる。
【０４８４】特に、点火時期側適応ＳＬＤ制御の制御対
象を離散系でモデル化することで、吸気側適応ＳＬＤ制
御の場合と同様、切換関数σ2 を、前記回転数偏差Ｅｎ
の変化速度等を用いることなく、該回転数偏差Ｅｎのみ
の時系列データを用いて構成することができる。この結
果、前記点火時期偏差指令値DIG を求めるために必要な
切換関数σ2 の値の信頼性を高め、ひいては、点火時期
側適応ＳＬＤ制御の信頼性を高めることができる。
【０４８５】尚、本実施形態では、ＦＩＲＥモードにお
ける内燃機関１の燃焼室４の吸入空気量の増量のための
流量制御弁としてバイパス弁７を用いたが、スロットル
弁５の開度を操作することで、吸入空気量の増量を行う
ようにしてもよい。
【０４８６】また、本実施形態では、内燃機関１の燃焼
室４の吸入空気量（推定吸入空気量gair/pre）を吸気圧
Ｐｂから推定して得るようにしたが、エアフローセンサ
等を用いて直接的に検出して得るようにしてもよい。
【０４８７】また、本実施形態では、前記吸気量Ｆ／Ｂ
制御補正処理に適応スライディングモード制御を用いた
が、適応則を省いた通常のスライディングモード制御を
用いてもよい。この場合にあっては、前述した等価制御
入力Θeqのフィードバック項Θeq/fb を付加してＳＬＤ
開度補正量i/sld を求めることが好ましい。
【０４８８】また、本実施形態では、前記吸気偏差Ｅｑ
の減衰速度を規定するポールpole/iの可変的な設定を基
本的には、ＦＩＲＥ経過時間t/fireに応じて行うように
したが、これ以外にも、必要に応じて推定積算吸入空気
量qair/preの目標積算吸入空気量qair/cmdへの制御性や
内燃機関１の運転の安定性等を考慮し、適当な条件に応
じてpole/iの可変的な設定を行うようにしてもよい。
【０４８９】また、前述の実施形態では、吸気量Ｆ／Ｂ
制御補正処理の制御対象を２次の自己回帰モデル（離散
系モデル）で表現したが、より高次の自己回帰モデルで
表現することも可能である。そして、この場合、吸気量
Ｆ／Ｂ制御補正処理に必要な切換関数は、例えば吸気偏
差Ｅｑの３個以上の時系列データの線形関数として設定
する必要があるが、このような場合であっても、吸気偏
差Ｅｑの減衰速度を本実施形態と同様に切換関数の係数
パラメータの値により指定することが可能である。そし
て、このことは点火時期側適応ＳＬＤ制御の場合につい
ても同様である。
【０４９０】以下に、吸気側適応ＳＬＤ制御や点火時期
側適応ＳＬＤ制御の制御対象を例えば３次の自己回帰モ
デル（離散系モデル）で表現した場合に、吸気偏差Ｅｑ
や回転数偏差Ｅｎの減衰速度を前述の実施形態と同様に
指定する手法を簡単に説明しておく。尚、以下の説明に
おいて、吸気側適応ＳＬＤ制御や点火時期側適応ＳＬＤ
制御やを包括的に適応ＳＬＤ制御と称することとし、ま
た、該適応ＳＬＤ制御の制御対象の入力及び出力を一般
的にＸ，Ｙ、適応ＳＬＤ制御の制御量である制御対象の
出力Ｙの目標値をｙ、該出力Ｙと目標値ｙとの偏差をＥ
（＝Ｙ−ｙ）により表す。この場合、吸気側適応ＳＬＤ
制御に関しては、上記入力Ｘ、出力Ｙ（制御量）、目標
値ｙ、偏差Ｅはそれぞれ、開度指令Θ（バイパス開度の
指令値）、推定積算吸入空気量qair/pre、目標積算吸入
空気量qair/cmd、吸気偏差Ｅｑに相当するものとなる。
また、点火時期側適応ＳＬＤ制御に関しては、上記入力
Ｘ、出力Ｙ（制御量）、目標値ｙ、偏差Ｅはそれぞれ、
前記点火時期偏差指令値DIG （＝iglog −igbase）、偏
差回転数DNE （Ｎｅ−NOBJ）、目標偏差回転数dne（ne/
fire −NOBJ）、回転数偏差Ｅｎ（＝Ｎｅ−ne/fire ）
に相当するものとなる。
【０４９１】適応ＳＬＤ制御の制御対象を、例えば次式
（５２）のように３次の自己回帰モデル、すなわち、各
制御サイクルにおける制御対象の出力Ｙを、その３制御
サイクル前までの出力Ｙと１制御サイクル前の制御対象
の入力Ｘとを用いて表した離散系モデルによりモデル化
したとき、
【０４９２】
【数５２】
【０４９３】適応ＳＬＤ制御に用いる切換関数σ3 は、
例えば次式（５３）のように出力Ｙ（制御量）と目標値
ｙとの偏差Ｅ（以下、制御量偏差Ｅという）の３個の時
系列データＥ(k) ，Ｅ(k-1) ，Ｅ(k-2) の線形関数によ
り定義される。
【０４９４】
【数５３】
【０４９５】尚、式（５２）中のｅ1 〜ｅ3 及びｆ1
は、制御対象のモデルの挙動特性を規定するモデルパラ
メータである。また、式（５３）中のｓ5 、ｓ6 は切換
関数σ3 の係数パラメータである。この場合、制御量偏
差Ｅn(k)に係る係数は簡単化のために「１」としてい
る。
【０４９６】この場合、切換関数σ3 の値が「０」に収
束した状態で制御量偏差Ｅｎを安定に「０」に収束させ
る（減衰させる）ための条件は、式（５３）でσ3 ＝０
として得られる次式（５４）の特性根、すなわち式（５
５）により与えられる特性根λ1 ，λ2 が複素平面上の
単位円内に存在することである。
【０４９７】
【数５４】
【０４９８】
【数５５】
【０４９９】この条件を満たす切換関数σ3 の係数パラ
メータｓ5 、ｓ6 の値の組合わせは、図２６に示す座標
平面（係数パラメータｓ5 、ｓ6 を成分とする座標平
面）において、三角形Ａ1 Ａ2 Ａ3 により囲まれた領域
内の点により定まる係数パラメータｓ5 、ｓ6 の値の組
み合わせである。つまり、係数パラメータｓ5 、ｓ6 の
値を、それらの値により定まる図２６の座標平面上の点
が三角形Ａ1 Ａ2 Ａ3 内に存するように設定すれば、切
換関数σ3 の値が「０」に収束した状態で制御量偏差Ｅ
を安定に「０」に収束させることができる。
【０５００】さらに、制御量偏差Ｅを非振動的に「０」
に収束させる上では、図２６の座標平面上の点が、三角
形Ａ1 Ａ2 Ａ3 内の点描部分（以下、この部分を領域Ａ
1 Ａ2 Ａ4 という）に存するように係数パラメータｓ5
、ｓ6 の値を設定すればよい。ここで、領域Ａ1 Ａ2
Ａ4 の上側の境界を規定する曲線Ａ1 Ａ4 は、ｓ6 ＝ｓ
52／４という二次関数により表される放物線である。ま
た、点Ａ4 は座標平面の原点である。
【０５０１】このように係数パラメータｓ5 、ｓ6 の値
を、それらの値により定まる点が領域Ａ1 Ａ2 Ａ4 内に
存するように設定するとき、その点（ｓ5 ，ｓ6 ）を領
域Ａ1 Ａ2 Ａ4 の辺Ａ1 Ａ2 上から原点Ａ4 に向かって
移動させるように係数パラメータｓ5 、ｓ6 の値を変化
させれば制御量偏差Ｅの減衰速度は点（ｓ5 ，ｓ6 ）が
原点Ａ4 に近づく程、速くなる。
【０５０２】例えば、点（ｓ5 ，ｓ6 ）を曲線（放物
線）Ａ1 Ａ4 上で点Ａ1 側から原点Ａ4 に向かって移動
させるように係数パラメータｓ5 、ｓ6 の値を変化させ
れば（図２６の矢印Ｂ1 を参照）、制御量偏差Ｅの減衰
速度は連続的に徐々に速くなっていく。
【０５０３】あるいは、例えば、点（ｓ5 ，ｓ6 ）をｓ
6 ＝η・ｓ5 （但し、η＞０）なる関係式により表され
る直線上で領域Ａ1 Ａ2 Ａ4 の辺Ａ1 Ａ2 側から、原点
Ａ4に向かって移動させるように係数パラメータｓ5 、
ｓ6 の値を変化させれば（図２６の矢印Ｂ2 を参照）、
制御量偏差Ｅの減衰速度は連続的に徐々に速くなってい
く。
【０５０４】従って、前記吸気量Ｆ／Ｂ制御補正処理の
吸気側適応ＳＬＤ制御に関しては、前述の実施形態と同
様に、ＦＩＲＥモードの初期段階（内燃機関１の始動直
後）に、吸気偏差Ｅｑの減衰速度をＦＩＲＥ経過時間t/
fireに応じて徐々に低速側から上昇させていくために
は、ＦＩＲＥ経過時間t/fireの増加に伴い、徐々に、点
（ｓ5 ，ｓ6 ）を領域Ａ1 Ａ2 Ａ4 内で、辺Ａ1 Ａ2 寄
りの位置から原点Ａ3 側に移動させるように係数パラメ
ータｓ5 、ｓ6 の値を変化させてやればよい。
【０５０５】この場合、このように係数パラメータｓ5
、ｓ6 を可変的に設定するに際しては、点（ｓ5 ，ｓ6
）を例えば曲線（放物線ｓ6 ＝ｓ52／４）Ａ1 Ａ4 上
で移動させ、あるいは、直線ｓ6 ＝η・ｓ5 上で移動さ
せるようにすることが好ましい。このようにすれば、係
数パラメータｓ5 ，ｓ6 のいずれか一方をＦＩＲＥ経過
時間t/fireに応じて設定すると、他方の係数パラメータ
の値も定まるので、係数パラメータｓ5 、ｓ6 の可変的
な設定がより容易になる。
【０５０６】より具体的には、例えば点（ｓ5 ，ｓ6 ）
を曲線（放物線ｓ6 ＝ｓ52／４）Ａ1 Ａ4 上で移動させ
るものとした場合、係数パラメータｓ5 の基本値を、−
２＜ｓ5 ＜０の範囲（ここで「−２」、「０」はそれぞ
れ領域Ａ1 Ａ2 Ａ4 の曲線Ａ1 Ａ4 上での係数パラメー
タｓ5 の下限値、上限値である）において、前記ポール
テーブル値pole/itbl （図９を参照）と同様の傾向でＦ
ＩＲＥ経過時間t/fireに応じて定める。そして、この係
数パラメータｓ5 から、ｓ6 ＝ｓ52／４なる関係式によ
り係数パラメータｓ5 を決定する。このような係数パラ
メータｓ5 、ｓ6 の設定は、点（ｓ5 ，ｓ6 ）を直線ｓ
6 ＝η・ｓ5 上で移動させる場合についても同様に行う
ことができる。
【０５０７】尚、この場合において、前記ＳＬＤ開度補
正量i/sld を求めるために必要な到達則入力Θrch 及び
適応則入力Θadp は、前述の実施形態と同様に、それぞ
れ、切換関数σ3 の値、及びその積算値に比例させたも
のとすればよい。また、等価制御入力Θeqは、標準開度
指令値θ0 を代用すればよい。
【０５０８】また、前記点火時期操作回転数Ｆ／Ｂ制御
の点火時期側適応ＳＬＤ制御に関しては、前述の実施形
態と同様に点火時期の指令値iglog が遅角側である程、
回転数偏差Ｅｎの減衰速度を遅くするためには、点火時
期の指令値iglog が遅角側である程、点（ｓ5 ，ｓ6 ）
が領域Ａ1 Ａ2 Ａ4 内で辺Ａ1 Ａ2 に近づく（原点Ａ4
から離間する）ようにを点火時期の指令値iglog に応じ
て可変的に設定すればよい。そして、このような係数パ
ラメータｓ5 、ｓ6 の可変的な設定の仕方は、前記ＦＩ
ＲＥモードの中断動作の解除による点火時期操作回転数
Ｆ／Ｂ制御の再開に際して、回転数偏差Ｅｎが大きい程
（回転数Ｎｅが目標回転数ne/fire に対して高回転側に
離間している程）、回転数偏差Ｅｎの減衰速度を遅く
し、また、回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/nfb が所定値T/NF
BXに達するまで回転数偏差Ｅｎの減衰速度を遅くする場
合についても同様である。
【０５０９】この場合も、吸気側適応ＳＬＤ制御の場合
と同様、係数パラメータｓ5 、ｓ6を可変的に設定する
に際しては、点（ｓ5 ，ｓ6 ）を例えば曲線（放物線ｓ
6 ＝ｓ52／４）Ａ1 Ａ4 上で移動させ、あるいは、直線
ｓ6 ＝η・ｓ5 上で移動させるようにすることで、係数
パラメータｓ5 、ｓ6 の可変的な設定がより容易にな
る。
【０５１０】より具体的には、例えば点（ｓ5 ，ｓ6 ）
を曲線（放物線ｓ6 ＝ｓ52／４）Ａ1 Ａ4 上で移動させ
るものとした場合、係数パラメータｓ5 の基本値を、−
２＜ｓ5 ＜０の範囲（ここで「−２」、「０」はそれぞ
れ領域Ａ1 Ａ2 Ａ4 の曲線Ａ1 Ａ4 上での係数パラメー
タｓ5 の下限値、上限値である）において、前記点火時
期対応ポール基本値pole/igtbl（図２０を参照）と同様
の傾向で点火時期の指令値iglog に応じて定める。そし
て、この係数パラメータｓ5 の基本値に、前記時間対応
補正係数kigtと同様の傾向で回転数Ｆ／Ｂ経過時間Δt/
nfb に応じて定めた補正係数と、前記回転数対応補正係
数kigne （より好ましくは回転数対応修正補正係数kign
ef）同様の傾向で回転数Ｎｅに応じて定めた補正係数と
を乗算してなる値を係数パラメータｓ5 の値として設定
する。そして、この係数パラメータｓ5 から、ｓ6 ＝ｓ
52／４なる関係式により係数パラメータｓ5 を決定す
る。このような係数パラメータｓ5 、ｓ6 の設定は、点
（ｓ5 ，ｓ6 ）を直線ｓ6 ＝η・ｓ5 上で移動させる場
合についても同様に行うことができる。
【０５１１】尚、この場合において、前記点火時期偏差
指令値DIG を求めるために必要な等価制御入力DIGeq を
算出する演算式は、σ3(k+1)＝σ3(k)なる条件と式（５
２）とから求めることができる。また、到達則入力DIGr
ch及び適応則入力DIGadpは、前述の実施形態と同様に、
それぞれ、切換関数σ3 の値、及びその積算値に比例さ
せたものとすればよい。
【０５１２】また、前述の実施形態では、バイパス開度
の操作によるフィードバック制御に関しては、推定積算
吸入空気量qair/pre（より一般的には触媒装置３に与え
る熱量の積算値）を制御すべき制御量として、該推定積
算吸入空気量qair/preを目標積算吸入空気量qair/cmdに
収束させる場合を例にとって説明したが、内燃機関１の
出力トルク等をその目標値に収束させるべく吸入空気量
を操作するような場合についても、本発明を適用するこ
とができる。さらに、前記実施形態のように点火時期操
作回転数Ｆ／Ｂ制御を行わないような場合には、内燃機
関１の回転数Ｎｅを所要の目標回転数に制御するような
場合にも本発明を適用することができる。
【０５１３】また、前述の実施形態では、燃焼室４で燃
焼させる混合気の空燃比が一定であるとした場合に内燃
機関１の発生熱量（排ガスの熱量）、ひいては触媒装置
３に与えられる熱量が燃焼室４の吸入空気量にほぼ比例
することから触媒装置３に与える熱量を表す熱量データ
として制御サイクル毎の吸入空気量の積算値を用いてい
る。しかし、内燃機関１の発生熱量は、内燃機関１の点
火時期によっても若干変化することから、触媒装置３に
与える熱量を表す熱量データの精度をより高める必要が
ある場合には、瞬時瞬時（制御サイクル毎）の吸入空気
量の推定値あるいは検出値を、その時々の点火時期に応
じて補正し、それを積算することで、熱量データを取得
するようにしてもよい。また、混合気の空燃比を変化さ
せる必要が生じた場合には、点火時期に応じた補正と同
様に、瞬時瞬時（制御サイクル毎）の吸入空気量の推定
値あるいは検出値を、その時々の空燃比に応じて補正
し、それを積算することで、熱量データを取得するよう
にしてもよい。いずれの場合にあっても、点火時期や空
燃比に応じた補正を行うための補正係数をあらかじめ設
定したデータテーブル等を用意しておくことで対応する
ことが可能である。
【０５１４】尚、触媒装置に与える熱量を表す熱量デー
タを取得するに際しての上記のような補正は、該熱量デ
ータとして燃料供給量等、その他のパラメータを用いる
場合においても同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を含む内燃機関の制御シス
テムの全体構成図。
【図２】図１のシステムの内燃機関の吸気系を模式化し
て示した図。
【図３】図１のシステムの基本的作動を説明するための
線図。
【図４】図１のシステムの作動を説明するためのフロー
チャート。
【図５】図１のシステムの作動を説明するためのフロー
チャート。
【図６】図１のシステムの作動を説明するための線図。
【図７】図１のシステムの作動を説明するための線図。
【図８】図１のシステムの作動を説明するための線図。
【図９】図１のシステムの作動を説明するための線図。
【図１０】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図１１】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図１２】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図１３】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図１４】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図１５】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図１６】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図１７】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図１８】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図１９】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図２０】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図２１】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図２２】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図２３】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図２４】図１のシステムの作動を説明するためのフロ
ーチャート。
【図２５】図１のシステムの作動を説明するための線
図。
【図２６】図１のシステムの変形態様を説明するための
線図。
【符号の説明】
１…内燃機関、３…触媒装置、７…バイパス弁（流量制
御弁）、８…バイパス通路（吸入空気通路）、２５…吸
入空気量操作手段。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｇ０５Ｂ 13/00 Ａ Ｇ０５Ｂ 13/00 13/02 Ｂ 13/02 Ｆ０２Ｐ 5/15 Ｋ Ｆターム(参考） 3G022 CA01 DA01 DA02 EA06 GA05 GA08 GA09 GA11 GA20 3G084 BA03 BA04 BA05 BA06 BA13 BA17 CA01 DA04 EA05 EA07 EA11 EA12 EB09 EB12 EB25 EC04 FA01 FA02 FA06 FA10 FA13 FA20 FA33 3G301 HA01 JA03 KA01 LA01 LA04 MA11 NA01 NA08 NA09 NC04 NC06 ND02 ND04 ND07 ND45 NE19 NE25 PA09Z PA10Z PA11Z PB03Z PE01Z PE08Z PF07Z 5H004 GA15 GB12 HA02 HA08 HA16 HB01 HB02 HB03 HB08 JA03 JA10 JA13 JA23 JB04 JB08 JB18 JB30 KA32 KA37 KA62 KA71 KA74 KB13 KB32 KB33 KC24 KC26 KC27 KC39 KC54 KD63 LB07 MA01 MA02 MA17

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の吸入空気通路に設けた流量制御
    弁を操作することにより制御可能な該内燃機関に係わる
    所定の制御量をその目標値に収束させるように前記流量
    制御弁の操作量の指令値をスライディングモード制御に
    より生成し、その生成した指令値に基づき該流量制御弁
    を操作する内燃機関の制御装置において、 前記スライディングモード制御の制御対象が前記流量制
    御弁の操作量の指令値から前記制御量を生成する系であ
    るとして該制御対象をあらかじめ離散系でモデル化して
    おくと共に、該スライディングモード制御に用いる切換
    関数を前記制御量とその目標値との偏差の複数の時系列
    データを成分とする線形関数により構成し、該スライデ
    ィングモード制御により所定の制御サイクルで前記流量
    制御弁の操作量の指令値を生成するためのアルゴリズム
    を前記制御対象の離散系モデルと前記切換関数とに基づ
    いて構築したことを特徴とする内燃機関の制御装置。
  2. 【請求項２】前記離散系モデルは、各制御サイクルにお
    ける前記制御量を、その制御サイクルより過去の制御サ
    イクルにおける該制御量と前記流量制御弁の操作量の指
    令値とにより表現したモデルであることを特徴とする請
    求項１記載の内燃機関の制御装置。
  3. 【請求項３】前記スライディングモード制御は適応スラ
    イディングモード制御であることを特徴とする請求項１
    又は２記載の内燃機関の制御装置。
  4. 【請求項４】前記スライディングモード制御のアルゴリ
    ズムは、前記流量制御弁の操作量の指令値の補正量を前
    記適応スライディングモード制御の到達則及び適応則に
    基づき求め、その求めた補正量により前記制御量の目標
    値に対応させて定めた該流量制御弁の操作量の基準指令
    値を補正することにより各制御サイクル毎の該流量制御
    弁の操作量の指令値を決定することを特徴とする請求項
    ３記載の内燃機関の制御装置。
  5. 【請求項５】前記流量制御弁の操作量の指令値の補正量
    は、制御サイクル毎の前記切換関数の値に比例させた前
    記到達則に基づく成分と、該切換関数の値の積算値に比
    例させた前記適応則に基づく成分との総和として求める
    ことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の制御装置。
  6. 【請求項６】前記切換関数を構成する前記制御量とその
    目標値との偏差の複数の時系列データに係る係数パラメ
    ータの値を所定の条件に応じて可変的に設定する手段を
    具備したことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項
    に記載の内燃機関の制御装置。
  7. 【請求項７】前記スライディングモード制御による前記
    制御量の前記目標値への制御は、前記内燃機関の始動直
    後から行う制御であり、少なくとも前記内燃機関の始動
    後の所定期間は、該所定期間を経過した後よりも前記偏
    差の減衰速度を遅くするように前記係数パラメータの値
    を設定することを特徴とする請求項６記載の内燃機関の
    制御装置。
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