JP2004036473A

JP2004036473A - 内燃機関の空燃比制御装置

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Publication number: JP2004036473A
Application number: JP2002194145A
Authority: JP
Inventors: Yuji Yasui; 安井　裕司
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2002-07-03
Filing date: 2002-07-03
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2022-07-03
Also published as: US20040003804A1; JP3980424B2; US6840214B2; DE10330112A1; DE10330112B4

Abstract

【課題】複数気筒を有する内燃機関の気筒毎の空燃比ばらつきを比較的簡便な手法により判定することができる内燃機関の空燃比制御装置を提供する。
【解決手段】気筒毎にモデルパラメータベクトルθを同定し、そのモデルパラメータベクトルθに基づいて、気筒間の空燃比ばらつきを示すパラメータである定常補正係数ＡＦＯＦＴを気筒毎に算出する（Ｓ６１）。所定の機関運転条件（Ｓ６２〜Ｓ６６）が満たされるときに得られる定常補正係数ＡＦＯＦＴの統計処理を行い、各気筒の空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳを算出する（Ｓ６８，Ｓ６９）。空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳの平均値ＡＦＯＦＴＡＶＥを算出し、該平均値ＡＦＯＦＴＡＶＥと空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳの偏差が大きいとき、空燃比ばらつきが大きいと判定する。
【選択図】　図１０

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に複数気筒を有する内燃機関をモデル化した制御対象モデルを用いて、気筒毎に空燃比を制御するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数気筒を有する内燃機関の、気筒毎の空燃比のばらつきが大きくなると、排気系に設けられる触媒の浄化効率が低下し、排気特性の悪化を招く。そのため、気筒毎の空燃比を推定し、空燃比補正を気筒毎に行うことが、例えば特開平１０−５４２７９号公報に示されている。この公報には、複数気筒を有する内燃機関の気筒毎の空燃比を、排気系集合部に設けた１つの空燃比センサ出力に基づいて推定する手法が示されている。この手法によれば、機関排気系の挙動を記述するモデルに基づいて、その内部状態を観測するオブザーバにより、気筒毎の空燃比の推定が行われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
最近、内燃機関の空燃比制御には、例えば特開平１１−７３２０６号公報に示すされるような適応制御器が用いられることが多くなっている。適応制御器をマイクロコンピュータで実現するための演算量は、ＰＩＤ（比例積分微分）制御に比べて多いので、オブザーバを実現するための演算を行うとさらに演算量が増加する。
したがって、気筒毎の空燃比のばらつきが大きくなっていることを、より簡便に判定する手法が望まれていた。
【０００４】
本発明はこの点に着目してなされたものであり、複数気筒を有する内燃機関の気筒毎の空燃比ばらつきを比較的簡便な手法により判定することができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１に記載の発明は、複数気筒を有する内燃機関に供給する混合気の空燃比（ＫＡＣＴ）を目標空燃比（ＫＣＭＤ）に一致させるように制御する内燃機関の空燃比制御装置において、前記複数気筒に接続された排気マニホールドの集合部より下流側に設けられた空燃比センサ（１７）と、該空燃比センサ（１７）により検出される空燃比（ＫＡＣＴ）と、前記機関の気筒毎の燃料供給量を規定する値（ＫＳＴＲ）との関係により定義される制御対象モデルのモデルパラメータ（θ）を気筒毎に同定する同定手段（４２）と、該同定手段（４２）により同定されるモデルパラメータ（θ）に基づいて前記複数気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比ばらつきを判定する空燃比ばらつき判定手段とを備えることを特徴とする。
【０００６】
「気筒毎の燃料供給量を規定する値」は、例えば後述する実施形態における適応補正係数ＫＳＴＲを用いることができる。また、「気筒毎の燃料供給量を規定する値」として、適応補正係数ＫＳＴＲに代えて、要求燃料噴射量ＴＣＹＬ’（＝ＴＩＭ×ＫＳＴＲ）を用いてもよい。
【０００７】
この構成によれば、気筒毎に制御対象モデルのモデルパラメータが同定され、該同定されたモデルパラメータに基づいて、気筒間の空燃比ばらつきが判定される。したがって、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、また従来のようにオブザーバに対応する演算を行うことなく、比較的簡便に気筒間の空燃比ばらつきを判定することができる。
【０００８】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比ばらつき判定手段は、所定の機関運転条件（図１０，Ｓ６２〜Ｓ６６）が満たされるときに同定されるモデルパラメータ（θ）に基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
この構成によれば、所定の機関運転条件が満たされるときに同定されるモデルパラメータに基づいて気筒間の空燃比ばらつき判定が行われる。機関運転が安定しているときに同定されるモデルパラメータに基づいて判定を行うことにより、正確な判定を行うことができる。
【０００９】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記空燃比ばらつき判定手段は、前記モデルパラメータ（θ）に応じてばらつき評価パラメータ（ＡＦＯＦＴ）を算出し、該ばらつき評価パラメータを統計処理した値（ＡＦＯＦＴＬＳ）に基づいて前記判定を行うことを特徴とする。
【００１０】
この構成によれば、モデルパラメータに応じてばらつき評価パラメータが算出され、該ばらつき評価パラメータを統計処理した値に基づいて空燃比ばらつき判定が行われる。同定されるモデルパラメータは、ばらつきや変動を伴うが、統計処理した値に基づいた判定を行うことにより、ばらつきや変動の影響を排除し、正確な判定を行うことができる。
【００１１】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、前記統計処理は、逐次型アルゴリズムを用いて実行されることを特徴とする。
この構成によれば、逐次型アルゴリズムを用いて統計処理が実行されるので、逆行列演算や大量のデータを蓄積することが不要となり、演算装置の演算負荷を軽減することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は本発明の一実施形態にかかる内燃機関（以下「エンジン」という）及びその空燃比制御装置の構成を示す図である。
【００１３】
４気筒のエンジン１の吸気管２にはスロットル弁３が配されている。スロットル弁３にはスロットル弁開度（ＴＨ）センサ４が連結されており、スロットル弁開度ＴＨに応じた電気信号を出力して電子制御ユニット（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。
【００１４】
燃料噴射弁６はエンジン１とスロットル弁３との間かつ吸気管２の図示しない吸気弁の少し上流側に各気筒毎に設けられており、各噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されていると共にＥＣＵ５に電気的に接続されて当該ＥＣＵ５からの信号により燃料噴射弁６の開弁時間が制御される。
【００１５】
一方、スロットル弁３の直ぐ下流には吸気管内絶対圧（ＰＢＡ）センサ８が設けられており、この絶対圧センサ８により電気信号に変換された絶対圧信号は前記ＥＣＵ５に供給される。また、その下流には吸気温（ＴＡ）センサ９が取付けられており、吸気温ＴＡを検出して対応する電気信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
【００１６】
エンジン１の本体に装着されたエンジン水温（ＴＷ）センサ１０はサーミスタ等から成り、エンジン水温（冷却水温）ＴＷを検出して対応する温度信号を出力してＥＣＵ５に供給する。
ＥＣＵ５には、エンジン１のクランク軸（図示せず）の回転角度を検出するクランク角度位置センサ１１が接続されており、クランク軸の回転角度に応じた信号がＥＣＵ５に供給される。クランク角度位置センサ１１は、エンジン１の特定の気筒の所定クランク角度位置でパルス（以下「ＣＹＬパルス」という）を出力する気筒判別センサ、各気筒の吸入行程開始時の上死点（ＴＤＣ）に関し所定クランク角度前のクランク角度位置で（４気筒エンジンではクランク角１８０度毎に）ＴＤＣパルスを出力するＴＤＣセンサ及びＴＤＣパルスより短い一定クランク角周期（例えば３０度周期）で１パルス（以下「ＣＲＫパルス」という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬパルス、ＴＤＣパルス及びＣＲＫパルスがＥＣＵ５に供給される。これらのパルスは、燃料噴射時期、点火時期等の各種タイミング制御及びエンジン回転数（エンジン回転速度）ＮＥの検出に使用される。
【００１７】
排気管１３は、４つの排気マニホールド（図示せず）に分岐し、エンジン１の４つの気筒に接続されている。排気管１３の、排気マニホールドが集合する集合部より下流側に、排気中の酸素濃度（エンジン１に供給される混合気の空燃比）にほぼ比例した電気信号を出力する空燃比センサ（以下［ＬＡＦセンサ」という）１７が設けられている。ＬＡＦセンサ１７の下流側には三元触媒１４が設けられている。三元触媒１４は、排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等の浄化を行う。
【００１８】
ＬＡＦセンサ１７は、ＥＣＵ５に接続されており、排気中の酸素濃度に略比例した電気信号をＥＣＵ５に供給する。
エンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブタイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタイミングとの２段階に切換可能なバルブタイミング切換機構３０を有する。このバルブタイミングの切換は、弁リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選択時は２つの吸気弁のうちの一方を休止させて、空燃比を理論空燃比よりリーン化する場合においても安定した燃焼を確保するようにしている。
【００１９】
バルブタイミング切換機構３０は、バルブタイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサがＥＣＵ５に接続されている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ５に供給され、ＥＣＵ５は電磁弁を制御してエンジン１の運転状態に応じたバルブタイミングの切換制御を行う。
【００２０】
なお、図示は省略しているが、排気を吸気管２に還流する排気還流機構及び燃料タンクで発生する蒸発燃料をキャニスタに貯蔵し、適時吸気管２に供給する蒸発燃料処理装置が設けられている。
またＥＣＵ５には大気圧ＰＡを検出する大気圧センサ２１及びエンジン１により駆動される車両の走行速度、すなわち車速を検出する車速センサが接続されており、これらのセンサの検出信号は、ＥＣＵ５に供給される。
【００２１】
ＥＣＵ５は、上述した各種センサからの入力信号波形を整形して電圧レベルを所定レベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変化する等の機能を有する入力回路と、中央処理ユニット（ＣＰＵ）と、該ＣＰＵで実行される各種演算プログラムや後述する各種マップを記憶するＲＯＭ及び演算結果等を記憶するＲＡＭからなる記憶回路と、燃料噴射弁６等の各種電磁弁や点火プラグに駆動信号を出力する出力回路とを備えている。
【００２２】
ＥＣＵ５は、上述した各種センサの検出信号に基づいて、ＬＡＦセンサ１７の出力に応じた空燃比のフィードバック制御を行うフィードバック制御運転領域やオープン制御を行うオープン制御運転領域等の種々のエンジン運転領域を判別するとともに、エンジン運転状態に応じ、下記式（１）により要求燃料量ＴＣＹＬを算出する。要求燃料量ＴＣＹＬは、１つの気筒における１回の燃焼に必要とされる燃料量である。
ＴＣＹＬ＝ＴＩＭ×ＫＴＨ×ＫＳＴＲ×ＫＴＯＴＡＬ　　　　　　（１）
【００２３】
ここでＴＩＭは基本燃料量、具体的には燃料噴射弁６の基本燃料噴射時間であり、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたＴＩマップを検索して決定される。ＴＩマップは、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに対応する運転状態において、エンジンに供給する混合気の空燃比がほぼ理論空燃比になるように設定されている。すなわち、基本燃料量ＴＩＭは、エンジンの単位時間当たりの吸入空気量（質量流量）にほぼ比例する値を有する。
【００２４】
ＫＴＨは、スロットル弁開度ＴＨの変化量ＤＴＨに応じて設定される加減速補正係数である。
ＫＳＴＲは、検出当量比ＫＡＣＴ及び目標当量比ＫＣＭＤに応じて、後述する適応制御器により算出される適応補正係数であり、前記フィードバック制御運転領域において、検出当量比ＫＡＣＴが目標当量比ＫＣＭＤに一致するように設定される。
【００２５】
ＫＴＯＴＡＬは、エンジン水温ＴＷに応じて設定されるエンジン水温補正係数ＫＴＷ，吸気温ＴＡに応じて設定される吸気温補正係数ＫＴＡ，大気圧ＰＡに応じて設定される大気圧補正係数ＫＰＡ，排気還流実行中に排気還流量に応じて設定されるＥＧＲ補正係数ＫＥＧＲ，蒸発燃料処理装置によるパージ実行時にパージ燃料量に応じて設定されるパージ補正係数ＫＰＵＧ等のフィードフォワード補正係数（加減速補正係数ＫＴＨを除く）をすべて乗算することにより算出される補正係数である。
【００２６】
ＥＣＵ５は、さらに燃料噴射弁６により吸気管内に噴射された燃料の一部が、吸気管内壁に付着することを考慮した付着補正演算を実行して、燃料噴射弁６による燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出する。付着補正については、例えば特開平８−２１２７３号公報に詳細に開示されている。燃料噴射弁６により、燃料噴射時間ＴＯＵＴに比例する燃料量が吸気管２内に噴射される。
【００２７】
図２は、適応制御器による制御を説明するために制御系の要部を示すブロック図である。図２に示す制御系は、適応制御器３１、乗算器３２，３３，及び３４，付着補正部３５，エンジンシステム１ａ、排気管１３、ＬＡＦセンサ１７、変換部３６によって構成される。エンジンシステム１ａは、図１に示した燃料噴射弁６，吸気管２，及びエンジン１を含む。適応制御器３１、乗算器３２〜３４、付着補正部３５、及び変換部３６は、実際にはＥＣＵ５のＣＰＵによる演算処理によって実現される。
【００２８】
変換部３６は、ＬＡＦセンサ出力を検出当量比ＫＡＣＴに変換する。適応制御器３１は、コントローラ４１及び同定器４２とからなる。同定器４２は、検出当量比ＫＡＣＴ、適応補正係数ＫＳＴＲ及び加減速補正係数ＫＴＨに基づいて、モデルパラメータベクトルθを算出する。モデルパラメータベクトルθは、後述する制御対象モデルを定義する複数のモデルパラメータを要素とするベクトルである。コントローラ４１は、目標当量比ＫＣＭＤ、検出当量比ＫＡＣＴ並びに適応補正係数ＫＳＴＲ及び加減速補正係数ＫＴＨの過去値に基づき、モデルパラメータベクトルθを用いて、制御対象モデルの伝達関数の逆伝達関数により適応補正係数ＫＳＴＲを算出する。
【００２９】
乗算器３２〜３４は、前記式（１）の演算を実行し、要求燃料量ＴＣＹＬを算出する。付着補正部３５は、付着補正処理を行い、燃料噴射時間ＴＯＵＴを算出する。
【００３０】
本実施形態では、制御対象モデルは下記式（２）により定義される。

ここで、ｂ０，ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｓ０は、同定器４２により同定されるモデルパラメータである。またｋは、特定の気筒の燃焼サイクルに対応する制御時刻（サンプル時刻）、すなわちクランク角７２０度周期に対応する制御時刻を示す。
【００３１】
モデルパラメータを要素とするモデルパラメータベクトルθ（ｋ）を下記式（３）で定義すると、モデルパラメータベクトルθ（ｋ）は、下記式（４）により算出される。
θ（ｋ）^Ｔ＝［ｂ０，ｒ１，ｒ２，ｒ３，ｓ０］　　　　　　（３）
θ（ｋ）＝θ（ｋ−１）＋ＫＰ（ｋ）ｉｄｅ（ｋ）　　　　　　　　　　（４）
【００３２】
式（４）のＫＰ（ｋ）は、下記式（５）により定義されるゲイン係数ベクトルであり、式（５）のＰ（ｋ）は、下記式（６）により定義される５次の正方行列である。またｉｄｅ（ｋ）は下記式（７）により定義される同定誤差であり、式（７）のＫＡＣＴＨＡＴ（ｋ）は、下記式（８）により、最新のモデルパラメータベクトルθ（ｋ−１）を用いて算出される推定当量比である。また、下記式（５）、（６）及び（８）のζ（ｋ）は、下記式（９）で定義される、制御出力（ＫＡＣＴ）及び制御入力（ＫＳＴＲ×ＫＴＨ）を要素とするベクトルである。
【００３３】
【数１】

ｉｄｅ（ｋ）＝ＫＡＣＴ（ｋ）−ＫＡＣＴＨＡＴ（ｋ）　　　　　　　　（７）
ＫＡＣＴＨＡＴ（ｋ）＝θ（ｋ−１）^Ｔζ（ｋ）　　　　　　　　　　　　　（８）
ζ（ｋ）^Ｔ＝［ＫＳＴＲ（ｋ−３）×ＫＴＨ（ｋ−３），ＫＳＴＲ（ｋ−４）×ＫＴＨ（ｋ−４），
ＫＳＴＲ（ｋ−５）×ＫＴＨ（ｋ−５），ＫＳＴＲ（ｋ−６）×ＫＴＨ（ｋ−６），
ＫＡＣＴ（ｋ−３）］　　　　　　　　　　　　　　　（９）
【００３４】
式（６）の係数λ１，λ２の設定により、式（４）〜（９）による同定アルゴリズムは、以下のような４つの同定アルゴリズムのいずれかになる。
λ１＝１，λ２＝０　固定ゲインアルゴリズム
λ１＝１，λ２＝１　最小２乗法アルゴリズム
λ１＝１，λ２＝λ　漸減ゲインアルゴリズム（λは０，１以外の所定値）
λ１＝λ，λ２＝１　重み付き最小２乗法アルゴリズム（λは０，１以外の所定値）
【００３５】
式（９）により定義されるベクトルζは、適応補正係数ＫＳＴＲにそれぞれの時刻における加減速補正係数ＫＴＨが乗算された制御入力（ＫＳＴＲ×ＫＴＨ）を要素としている。これにより、エンジン１に供給する混合気の空燃比が加減速補正係数ＫＴＨにより過剰に補正され、その過剰な補正が検出当量比ＫＡＣＴに表れても、同定器４２は、制御対象（図２参照）への制御入力（ＫＳＴＲ×ＫＴＨ）が変化したことによるものであることを認識できる。そのため、空燃比（検出当量比ＫＡＣＴ）の過剰補正分を補正する動作をしない。その結果、適応制御器を用いた空燃比制御に、加減速補正係数ＫＴＨの導入することに起因する不具合を防止することができる。
【００３６】
コントローラ４１は、下記式（１０）により適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）を算出する。

【００３７】
図３は、エンジン１により駆動される車両の加減速時の検出当量比ＫＡＣＴ及び適応補正係数ＫＳＴＲの推移を示すタイムチャートである。同図（ａ）は車速ＶＰの推移を示す。本実施形態では、加減速補正係数ＫＴＨによるリッチ方向及びリーン方向の補正実行時に、適応補正係数ＫＳＴＲは大きく変動することがない（同図（ｃ）（ｄ）参照）。したがって、加減速補正係数ＫＴＨを「１．０」に戻したときに検出当量比ＫＡＣＴの大きな変動が発生せず（同図（ｂ）参照）、良好な空燃比制御特性を得ることができる。
【００３８】
なお、上記式（６）の係数λ１を「１」に設定し、係数λ２を「０」に設定した固定ゲインアルゴリズムを採用する場合には、前記式（５）に代えて下記式（５ａ）が用いられる。式（５ａ）において、Ｐは定数を対角要素とする対角行列である。
【数２】

【００３９】
また同定されるモデルパラメータのドリフト防止のために、上記式（４）に代えて下記式（４ａ）により、モデルパラメータベクトルθを算出するようにしてもよい。
θ（ｋ）＝ＳＧＭθ（ｋ−１）＋ＫＰ（ｋ）ｉｄｅ（ｋ）　　　　　　　（４ａ）
【００４０】
ここで、ＳＧＭは、下記式（１１）に示すように「１」及び忘却係数σを対角要素とし、その他の要素を「０」とした忘却係数行列である。忘却係数σは、０から１の間の値に設定され、同定誤差の過去値の影響を低減する機能を有する。
【数３】

【００４１】
次に気筒毎の空燃比のばらつきを判定する手法を説明する。
同定器４２は、下記式（２）（再掲）で定義される制御対象モデルのモデルパラメータを逐次同定している。このモデルの制御時刻ｋは、特定気筒の燃焼サイクルに同期した制御時刻であるので、式（２）は、各気筒毎の制御入力（ＫＳＴＲ×ＫＴＨ）と、制御出力ＫＣＴとの関係により制御対象モデルを定義するものである。

【００４２】
またこの制御対象モデルにおいて、定常状態における検出当量比（制御出力）ＫＡＣＴ及び適応補正係数ＫＳＴＲを、それぞれ一定値ＫＡＣＴ’及びＫＳＴＲ’で表すと、定常状態では加減速補正係数ＫＴＨは「１．０」であるので、下記式（１２）が成り立つ。

この式（１２）から下記式（１３）が得られる。
【数４】

【００４３】
式（１３）の右辺のＫＳＴＲ’の係数（（ｂ０＋ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）／（１−ｓ０））は、エンジン１の入力と出力の比、すなわち気筒毎の定常的な空燃比のずれを表している。したがって、各気筒毎のモデルパラメータベクトルθを下記式（１４）で表わし、上記ＫＳＴＲ’の係数を定常補正係数ＡＦＯＦＴとして下記式（１５）で表す。

【数５】

上記式（１４）及び（１５）において、ｉは気筒特定パラメータであり、この気筒特定パラメータｉは、０から３までの値をとり、ｉ＝０，１，２，３がそれぞれ＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒に対応する。
【００４４】
定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）が「１．０」であるときは、空燃比ずれが無い状態であるが、燃料噴射弁６、排気還流機構、蒸発燃料処理装置などの故障若しくは経時劣化（以下単に「異常」という）が起きると、定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）の「１．０」からのずれが大きくなる。したがって、定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）は、気筒毎の空燃比ずれを示すパラメータとして用いることができる。
【００４５】
そこで本実施形態では、先ず所定エンジン運転条件が満たされるときに得られる定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）を統計処理することにより、空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）を算出し、次いで各気筒の空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）の平均値ＡＦＯＦＴＡＶＥを算出する。そして各気筒の空燃比ずれを示す定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）と平均値ＡＦＯＦＴＡＶＥとの差の絶対値が、所定判定閾値ＡＦＯＦＴＬＭＴより大きいときは、気筒間の空燃比ずれが大きい、すなわち異常があると判定する。所定エンジン運転条件は、後述するようにエンジン回転数ＮＥ、吸気管内絶対圧ＰＢＡ、エンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ、及び車速ＶＰが所定範囲内にあるとき満たされる。
【００４６】
統計処理の手法には、一般に最小２乗法が知られているが、この最小２乗法による統計処理は、通常、ある一定期間内のデータ、すなわち定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）をすべてメモリに格納しておき、ある時点で一括演算を行うことによって実行される。ところが、この一括演算法では、すべてのデータを格納するために膨大な容量のメモリが必要となり、さらに逆行列演算が必要となって演算量の増大を招く。
【００４７】
そこで本実施形態では、前述した同定器４２による同定演算に適用される逐次型最小２乗法アルゴリズムを、統計処理に応用し、定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）の最小２乗中心値を、空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）として算出するようにしている。
【００４８】
具体的には、下記式（１６）（１７）及び（１８）を用いた逐次型最小２乗法アルゴリズムにより行われる。
ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）＝ＡＦＯＦＴ（ｋ−１，ｉ）
＋ＫＱ（ｋ）（ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）−ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ−１，ｉ））　（１６）
【数６】

【００４９】
上記式（１７）により算出される係数ＫＱ（ｋ）は、前記式（５）により算出されるゲイン係数ベクトルＫＰ（ｋ）に対応するものであり、ゲイン係数ＫＱ（ｋ）の算出に用いられるゲインパラメータＱ（ｋ）は、式（１８）の漸化式により算出される。
λ１’及びλ２’は、前記式（６）の係数λ１及びλ２に対応する係数であり、これらの係数λ１’及びλ２’の設定によって、式（１６）〜（１８）による統計処理アルゴリズムは、固定ゲインアルゴリズム、最小２乗法アルゴリズム、漸減ゲインアルゴリズム及び重み付き最小２乗法アルゴリズムのいずれかになる。
【００５０】
なお、上記所定エンジン運転条件が満たされないときは、下記式（１６ａ）及び（１８ａ）により、前回値が保持される。
ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）＝ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ−１，ｉ）　　　　　　　　（１６ａ）
Ｑ（ｋ＋１）＝Ｑ（ｋ）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（１８ａ）
【００５１】
次に下記式（１９）により、平均値ＡＦＯＦＴＡＶＥを算出する。式（１９）の（ｍ＋１）は、気筒数であり、本実施形態では「４」である。
【数７】

【００５２】
そして下記式（２０）が成立するときは、気筒間空燃比ばらつきは小さい（正常）と判定し、下記式（２１）が成立するときは、気筒間空燃比ばらつきが、触媒浄化率を低下させる程度に大きい（異常）判定する。ＡＦＯＦＴＬＭＴは、所定判定閾値であり、例えば０．１に設定される。
｜ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）−ＡＦＯＦＴＡＶＥ｜＜ＡＦＯＦＴＬＭＴ　（２０）
｜ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）−ＡＦＯＦＴＡＶＥ｜≧ＡＦＯＦＴＬＭＴ　（２１）
【００５３】
以上説明した気筒間空燃比ばらつき判定手法によれば、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、かつ従来のオブザーバを導入する場合に比べて簡便に判定を行うことができる。
【００５４】
次に図４〜１１を参照して、加減速補正係数ＫＴＨ及び適応補正係数ＫＳＴＲの算出処理及び気筒間空燃比ばらつき判定処理を説明する。以下に説明する処理は、ＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。
【００５５】
図４は、要求燃料量ＴＣＹＬを算出するメインルーチンの要部を示すフローチャートである。この処理は、ＴＤＣパルスの発生に同期してＥＣＵ５のＣＰＵで実行される。
ステップＳ１１では、図５に示すＫＡＣＣの算出処理を実行し、加速補正係数ＫＡＣＣを算出する。ステップＳ１２では、図７に示す減速補正係数ＫＤＥＣを算出する。ステップＳ１３では、下記式（２２）により、加減速補正係数ＫＴＨを算出する。
ＫＴＨ＝ＫＡＣＣ×ＫＤＥＣ　　　　　　　　　　　　　　（２２）
【００５６】
ステップＳ１４では、図９に示すＫＳＴＲの算出処理を実行し、適応補正係数ＫＳＴＲを算出する。
ステップＳ１３及びＳ１４で算出される加減速補正係数ＫＴＨ及び適応補正係数ＫＳＴＲは、図示しない処理で算出される基本燃料量ＴＩＭ及び補正係数ＫＴＯＴＡＬとともに前記式（１）に適用され、要求燃料量ＴＣＹＬが算出される。
【００５７】
ステップＳ１５では、図１０に示すＡＦＯＦＴＬＳの算出処理を実行し、空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳを算出する。
ステップＳ１６では、図１１に示す気筒間空燃比ばらつき判定処理を実行し、気筒間空燃比ばらつきが大きい異常が発生したと判定したとき、当該車両の運転者に警告する警告灯を点灯させる。
【００５８】
図５は、図４のステップＳ１１で実行されるＫＡＣＣ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ２１では、スロットル弁開度ＴＨの変化量ＤＴＨ（＝ＴＨ（ｎ）−ＴＨ（ｎ−１），ｎは本処理の制御周期（クランク角度１８０度）に対応する制御時刻である）が、加速判定閾値ＸＤＴＨＫＡＣＣＨ（例えば１．８ｄｅｇ）より大きいか否かを判別する。ＤＴＨ＞ＸＤＴＨＫＡＣＣＨであるときは、加速フラグＦＫＡＣＣが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ２７）。加速開始フラグＦＫＡＣＣはエンジン１により駆動される車両の急加速開始と判定したとき「１」に設定される（ステップＳ３３）。
【００５９】
ステップＳ２７でＦＫＡＣＣ＝０であるときは、スロットル弁開度ＴＨが所定開度ＸＴＨＫＡＣＣＨ（例えば３５ｄｅｇ）より大きいか否かを判別する（ステップＳ２８）。加速開始当初は、この答は否定（ＮＯ）であるので、ステップＳ２９に進み、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定吸気圧ＸＰＢＫＡＣＣＨ（例えば７３ｋＰａ（５５０ｍｍＨｇ））より高いか否かを判別する。加速開始当初はこの答も否定（ＮＯ）となるので、ステップＳ３２に進み、スロットル弁開度変化量ＤＴＨに応じて、図６に示すＫＡＣＣテーブルを検索し、加速補正係数ＫＡＣＣを算出する。ＫＡＣＣテーブルは、スロットル弁開度変化量ＤＴＨが第１設定値ＤＴＨ１と第２設定値ＤＴＨ２の間にあるときは、スロットル弁開度変化量ＤＴＨが増加するほど加速補正係数ＫＡＣＣが増加するように設定されている。またスロットル弁開度変化量ＤＴＨが第１設定値ＤＴＨ１より小さいときは、加速補正係数ＫＡＣＣは「１．０」に設定され、第２設定値ＤＴＨ２より大きいときは、最大値ＫＡＣＣＨに設定される。
【００６０】
ステップＳ３３では加速開始フラグＦＫＡＣＣが「１」に設定される。加速開始フラグが「１」に設定されると、次の本処理実行時においてはステップＳ２７からステップＳ３４に進み、加速開始フラグＦＫＡＣＣは「０」に戻される。
加速開始フラグＦＡＣＣが「０」であり、かつスロットル弁開度ＴＨが所定開度ＸＴＨＫＡＣＣＨより大きいとき、または吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定吸気圧ＸＰＢＫＡＣＣＨより大きいときは、ステップＳ３０に進み、加速補正係数ＫＡＣＣを「１．０」に設定し、次いで加速開始フラグＦＫＡＣＣを「０」に設定する（ステップＳ３１）。
【００６１】
ステップＳ２１でＤＨＴ≦ＸＤＴＨＫＡＣＣＨであるときは、スロットル弁開度変化量ＤＴＨが負の所定変化量−ＸＤＴＨＫＡＣＣＬ（例えば−０．３ｄｅｇ）より小さいか否かを判別する（ステップＳ２２）。ＤＴＨ≧−ＸＤＴＨＫＡＣＣＬであるときは、スロットル全閉フラグＦＴＨＩＤＬＥが「１」であるか否かを判別する（ステップＳ２３）。
【００６２】
ＤＴＨ＜−ＸＤＴＨＫＡＣＣＬであってスロットル弁３が急速に閉弁しているとき、またはＦＴＨＩＤＬＥ＝１であってスロットル弁３が全閉状態にあるときは、加速補正係数ＫＡＣＣを「１．０」に設定に設定し（ステップＳ２４）、ステップＳ３４に進む。一方ＦＴＨＩＤＬＥ＝０であるときは、加速補正係数ＫＡＣＣを所定量ＸＤＫＡＣＣ（例えば０．０１）だけデクリメントし（ステップＳ２５）、次いで加速補正係数ＫＡＣＣの最小値が「１．０」となるようにリミット処理を行う（ステップＳ２６）。すなわちこのリミット処理では、加速補正係数ＫＡＣＣが「１．０」より小さいか否かを判別し、ＫＡＣＣ＜１．０であるときは、加速補正係数ＫＡＣＣを「１．０」に設定する。
【００６３】
図７は、図４のステップＳ１２で実行されるＫＤＥＣ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ４１では、スロットル弁開度変化量ＤＴＨが正の所定変化量ＸＤＴＨＫＤＥＣＨ（例えば０．１ｄｅｇ）より大きいか否かを判別する。ＤＴＨ≦ＸＤＴＨＫＤＥＣＨであるときは、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＸＮＥＤＥＣ（例えば１３００ｒｐｍ）より高いか否かを判別する（ステップＳ４２）。そして、ＤＴＨ＞ＸＤＴＨＫＤＥＣＨであるときまたはＮＥ≦ＸＮＥＤＥＣであるときは、減速補正係数ＫＤＥＣを「１．０」に設定する（ステップＳ４３）。
【００６４】
ＮＥ＞ＸＮＥＤＥＣであるときは、さらにスロットル弁開度変化量ＤＴＨが負の減速判定閾値ＸＤＴＨＫＤＥＣ（例えば−０．８ｄｅｇ）以下か否かを判別する（ステップＳ４４）。そして、ＤＴＨ≦ＸＤＴＨＫＤＥＣであってスロットル弁の閉弁速度が大きいときは、スロットル弁開度変化量ＤＴＨの絶対値を、絶対変化量ＤＴＨＡＢＳとする（ステップＳ４７）。次いで、絶対変化量ＤＴＨＡＢＳに応じて図８に示すＫＤＥＣテーブルを検索し、減速補正係数ＫＤＥＣを算出すする（ステップＳ４８）。ＫＤＥＣテーブルは、絶対変化量ＤＴＨＡＢＳが第１設定値ＤＴＨＡＢＳ１と第２設定値ＤＴＨＡＢＳ２の間にあるときは、絶対変化量ＤＴＨＡＢＳが増加するほど減速補正係数ＫＤＥＣが減少するように設定されている。また絶対変化量ＤＴＨＡＢＳが第１設定値ＤＴＨＡＢＳ１より小さいときは、減速補正係数ＫＤＥＣは「１．０」に設定され、第２設定値ＤＴＨＡＢＳ２より大きいときは、最小値ＫＤＥＣＬに設定される。
【００６５】
ステップＳ４４で、ＤＴＨ＞ＸＤＴＨＫＤＥＣであるときは、減速補正係数ＫＤＥＣを所定量ＸＤＫＤＥＣ（例えば０．０１）だけインクリメントし（ステップＳ４５）、次いで減速補正係数ＫＤＥＣの最大値が「１．０」となるようにリミット処理を行う（ステップＳ４６）。すなわちこのリミット処理では、減速補正係数ＫＤＥＣが「１．０」より大きい否かを判別し、ＫＤＥＣ＞１．０であるときは、減速補正係数ＫＤＥＣを「１．０」に設定する。
【００６６】
図９は、図４のステップＳ１４で実行されるＫＳＴＲ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ５１では、気筒特定パラメータｉが「４」以上か否かを判別し、ｉ＜４であるときは直ちにステップＳ５３に進む。ｉ≧４であるときは、気筒特定パラメータｉを「０」にリセットするとともに、制御時刻ｋを「１」だけインクリメントし（ステップＳ５２）、ステップＳ５３に進む。
【００６７】
気筒特定パラメータｉは、０から３までの値をとり、ｉ＝０，１，２，３がそれぞれ＃１気筒、＃３気筒、＃４気筒、＃２気筒に対応する。制御時刻ｋは特定の気筒（例えば＃１気筒）の燃焼サイクル（クランク角７２０度周期）に対応する時刻であるため、各気筒に対応させてモデルパラメータベクトルθ及び適応補正係数ＫＳＴＲを算出するために、気筒特定パラメータｉが導入されている。
【００６８】
ステップＳ５３では、気筒特定パラメータｉを「１」だけインクリメントする。次いで下記式（２７）、（２８）及び（２９）により、同定誤差ｉｄｅ（ｋ，ｉ）を算出し（ステップＳ５４）、さらに下記式（２３）〜（２６）により、モデルパラメータベクトルθ（ｋ，ｉ）を算出する（ステップＳ５５）。下記式（２３）〜（２９）は、上述した式（３）〜（９）の制御時刻を示すパラメータ（ｋ）を、制御時刻ｋと気筒特定パラメータｉとからなる、制御時刻を示すパラメータ（ｋ，ｉ）に変更したものである。
【００６９】

【数８】

ｉｄｅ（ｋ，ｉ）＝ＫＡＣＴ（ｋ，ｉ）−ＫＡＣＴＨＡＴ（ｋ，ｉ）　　　　　　（２７）
ＫＡＣＴＨＡＴ（ｋ，ｉ）＝θ（ｋ−１，ｉ）^Ｔζ（ｋ，ｉ）　　　　　　　　　　　（２８）
ζ（ｋ，ｉ）^Ｔ＝
［ＫＳＴＲ（ｋ−３，ｉ）×ＫＴＨ（ｋ−３，ｉ），ＫＳＴＲ（ｋ−４，ｉ）×ＫＴＨ（ｋ−４，ｉ），
ＫＳＴＲ（ｋ−５，ｉ）×ＫＴＨ（ｋ−５，ｉ），ＫＳＴＲ（ｋ−６，ｉ）×ＫＴＨ（ｋ−６，ｉ），
ＫＡＣＴ（ｋ−３，ｉ）］　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（２９）
【００７０】
続くステップＳ５６では、下記式（３０）により、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ，ｉ）を算出する。

【００７１】
なお、上記式（２７）、（２９）及び（３０）の検出当量比ＫＡＣＴは、気筒毎に検出されるものではないが、便宜的に同じ制御時刻を示すパラメータ（ｋ，ｉ）を付している。また式（２９）及び（３０）の加減速補正係数ＫＴＨ、及び式（３０）の目標当量比ＫＣＭＤは、気筒毎に設定されるわけではないが、同様に同じ制御時刻を示すパラメータ（ｋ，ｉ）を付している。本処理の実行周期に対応する制御時刻ｎを用いると、下記のように表すことができる。
ＫＡＣＴ（ｋ，ｉ）＝ＫＡＣＴ（ｎ）
ＫＡＣＴ（ｋ−３，ｉ）＝ＫＡＣＴ（ｎ−１２）
ＫＴＨ（ｋ−ｊ，ｉ）＝ＫＴＨ（ｎ−４ｊ）　（ｊ＝１〜６）
ＫＣＭＤ（ｋ，ｉ）＝ＫＣＭＤ（ｎ）
【００７２】
図１０は、図４のステップＳ１５で実行されるＡＦＯＦＴＬＳ算出処理のフローチャートである。
ステップＳ６１では、前記式（１５）により定常補正係数ＡＦＯＦＴ（ｋ，ｉ）を算出する。続くステップＳ６２〜Ｓ６６では、所定のエンジン運転条件が満たされるか否かを判別する。
【００７３】
ステップＳ６２では、エンジン水温ＴＷが所定上下限値ＸＴＷＡＯＦＨ，ＸＴＷＡＯＦＬ（例えば９０℃，７５℃）の範囲内にあるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、吸気温ＴＡが所定上下限値ＸＴＡＡＯＦＨ，ＸＴＡＡＯＦＬ（例えば５０℃，２５℃）の範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ６３）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、エンジン回転数ＮＥが所定上下限値ＸＮＥＡＯＦＨ，ＸＮＥＡＯＦＬ（例えば３０００ｒｐｍ，１５００ｒｐｍ）の範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ６４）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定上下限値ＸＰＢＡＯＦＨ，ＸＰＢＡＯＦＬ（例えば７３ｋＰａ（５５０ｍｍＨｇ），４７ｋＰａ（３５０ｍｍＨｇ））の範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ６５）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、車速ＶＰが所定上下限値ＸＶＰＡＯＦＨ，ＸＶＰＡＯＦＬ（例えば８０ｋｍ／ｈ，４０ｋｍ／ｈ）の範囲内にあるか否かを判別する（ステップＳ６６）。
【００７４】
そしてステップＳ６６の答が肯定（ＹＥＳ）であって、所定のエンジン運転条件が満たされるときは、ステップＳ６８及びＳ６９により、空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）を算出し、さらに制御時刻（ｋ＋１）に対応する処理（１燃焼サイクル後の処理）においてゲイン係数ＫＱの算出に用いるゲインパラメータＱ（ｋ＋１）を算出する（ステップＳ７０）。すなわち、ステップＳ６８では、前記式（１７）によりゲイン係数ＫＱ（ｋ，ｉ）を算出し、ステップＳ６９では、前記式（１６）により空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）を算出し、ステップＳ７０では、前記式（１８）により、ゲインパラメータＱ（ｋ＋１）を算出する。
【００７５】
またステップＳ６２〜Ｓ６６の何れかの答が否定（ＮＯ）であって所定のエンジン運転条件が満たされていないときは、空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）及びゲインパラメータＱ（ｋ＋１）を、それぞれ１燃焼サイクル前に算出された値ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ−１）及びＱ（ｋ）に設定する（ステップＳ６７）。
【００７６】
図１１は、図４のステップＳ１６で実行される気筒間空燃比ばらつき判定処理のフローチャートである。
ステップＳ８１では、前記式（１９）により平均値ＡＦＯＦＴＡＶＥを算出する。ステップＳ８２では、下記式（３１）により４つの気筒に対応する偏差ＤＡＦＯＦＴ（ｉ）（ｉ＝０〜３）を算出する。
ＤＡＦＯＦＴ（ｉ）＝｜ＡＦＯＦＴＬＳ（ｋ，ｉ）−ＡＦＯＦＴＡＶＥ｜　（３１）
【００７７】
ステップＳ８３では、偏差ＤＡＦＯＦＴ（０）が所定判定閾値ＡＦＯＦＴＬＭＴ（例えば０．１）より小さいか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、偏差ＤＡＦＯＦＴ（１）が所定判定閾値ＡＦＯＦＴＬＭＴより小さいか否かを判別し（ステップＳ８４）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、偏差ＤＡＦＯＦＴ（２）が所定判定閾値ＡＦＯＦＴＬＭＴより小さいか否かを判別し（ステップＳ８５）、その答が肯定（ＹＥＳ）であるときは、偏差ＤＡＦＯＦＴ（３）が所定判定閾値ＡＦＯＦＴＬＭＴより小さいか否かを判別する（ステップＳ８６）。
【００７８】
そして、ステップＳ８６の答が肯定（ＹＥＳ）であって、すべての気筒に対応する偏差ＤＡＦＯＦＴ（ｉ）が所定判定閾値ＡＦＯＦＴＬＭＴより小さいときは、気筒間空燃比ばらつきは小さい（正常）と判定する。またステップＳ８３〜Ｓ８６の何れかの答が否定（ＮＯ）であるときは、その答が否定（ＮＯ）となった気筒の空燃比ずれが大きい（異常）と判定し、異常フラグＦＡＦＯＦＴを「１」に設定する。異常フラグＦＡＦＯＦＴは、初期状態では「０」に設定されており、この異常フラグＦＡＦＯＦＴが「１」に設定されると、警告灯が点灯される。
【００７９】
以上詳述したように本実施形態では、適応制御器３１に含まれる同定器４２により、エンジン１の気筒毎にモデルパラメータベクトルθを同定し、該同定したモデルパラメータに基づいて気筒間の空燃比ばらつきを判定するようしたので、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、また従来のようにオブザーバに対応する演算を行うことなく、比較的簡便に気筒間の空燃比ばらつきを判定することができる。
【００８０】
また図１０のステップＳ６２〜ｓ６６により所定のエンジン運転条件が満たされるか否かを判別し、所定のエンジン運転条件が満たされるときに同定されたモデルパラメータベクトルθに基づいて気筒間空燃比ばらつき判定を行うようにしたので、機関運転が安定しているときに同定されるモデルパラメータに基づいて、正確な判定を行うことができる。
【００８１】
またモデルパラメータベクトルθに応じて空燃比ばらつき評価パラメータとしての定常補正係数ＡＦＯＦＴが算出され、該定常補正係数ＡＦＯＦＴを統計処理することにより得られる空燃比ずれＡＦＯＦＴＬＳに基づいて空燃比ばらつき判定が行われる。同定されるモデルパラメータベクトルθは、ばらつきや変動を伴うが、統計処理した値に基づいた判定を行うことにより、ばらつきや変動の影響を排除し、正確な判定を行うことができる。また、上記統計処理は、逐次型最小２乗法アルゴリズムにより行われるので、逆行列演算や大量のデータを蓄積することが不要となり、演算装置の演算負荷を軽減することができる。
【００８２】
本実施形態では、ＥＣＵ５が、同定手段及び空燃比ばらつき判定手段をを構成する。具体的には、図９のステップＳ５４及び５５が同定手段に相当し、図１０及び図１１の処理が空燃比ばらつき判定手段に相当する。
【００８３】
なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。上述した実施形態では、定常補正係数ＡＦＯＦＴの統計処理を、逐次型最小２乗法アルゴリズムにより行ったが、所定数のデータが計測された時点で、一括演算により行うようにしてもよい。
【００８４】
上述した実施形態では、制御対象モデルが加減速補正係数ＫＴＨを含む式（２）により定義される場合を示したが、制御対象モデルが加減速補正係数ＫＴＨを含まない下記式（２ａ）により定義される場合にも、上述した気筒間空燃比ばらつき判定手法を適用できる。すなわち、本発明の気筒間空燃比ばらつき判定手法は、空燃比センサにより検出される空燃比を示すパラメータと、エンジン１の気筒毎の燃料供給量を規定する値、ここでは適応補正係数ＫＳＴＲとの関係により定義される制御対象モデルに適用できる。
ＫＡＣＴ（ｋ）＝ｂ０×ＫＳＴＲ（ｋ−３）＋ｒ１×ＫＳＴＲ（ｋ−４）
＋ｒ２×ＫＳＴＲ（ｋ−５）＋ｒ３×ＫＳＴＲ（ｋ−６）
＋ｓ０×ＫＡＣＴ（ｋ−３）　　　　　　　　　　　　　（２ａ）
【００８５】
また本発明は、クランク軸を鉛直方向とした船外機などのような船舶推進機用エンジンなどの制御にも適用が可能である。
【００８６】
【発明の効果】
以上詳述したように請求項１に記載の発明によれば、気筒毎に制御対象モデルのモデルパラメータが同定され、該同定されたモデルパラメータに基づいて、気筒間の空燃比ばらつきが判定される。したがって、気筒毎に空燃比センサを設けることなく、また従来のようにオブザーバに対応する演算を行うことなく、比較的簡便に気筒間の空燃比ばらつきを判定することができる。
【００８７】
請求項２に記載の発明によれば、所定の機関運転条件が満たされるときに同定されるモデルパラメータに基づいて気筒間の空燃比ばらつき判定が行われる。機関運転が安定しているときに同定されるモデルパラメータに基づいて判定を行うことにより、正確な判定を行うことができる。
【００８８】
請求項３に記載の発明によれば、モデルパラメータに応じてばらつき評価パラメータが算出され、該ばらつき評価パラメータを統計処理した値に基づいて空燃比ばらつき判定が行われる。同定されるモデルパラメータは、ばらつきや変動を伴うが、統計処理した値に基づいた判定を行うことにより、ばらつきや変動の影響を排除し、正確な判定を行うことができる。
【００８９】
請求項４に記載の発明によれば、逐次型アルゴリズムを用いて統計処理が実行されるので、逆行列演算や大量のデータを蓄積することが不要となり、演算装置の演算負荷を軽減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態にかかる内燃機関及びその空燃比制御装置の構成を示すブロック図である。
【図２】適応制御器による制御を説明するために制御系の要部を示すブロック図である。
【図３】本実施形態の適応制御器による制御特性を示すタイムチャートである。
【図４】要求燃料量（ＴＣＹＬ）を算出する処理の要部を示すフローチャートである。
【図５】加速補正係数（ＫＡＣＣ）を算出する処理のフローチャートである。
【図６】図５の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図７】減速補正係数（ＫＤＥＣ）を算出する処理のフローチャートである。
【図８】図７の処理で使用するテーブルを示す図である。
【図９】適応補正係数（ＫＳＴＲ）を算出する処理のフローチャートである。
【図１０】定常補正係数（ＡＦＯＦＴ）を算出する処理のフローチャートである。
【図１１】気筒間空燃比ばらつき判定処理のフローチャートである。
【符号の説明】
１　内燃機関
２　吸気管
５　電子制御ユニット（同定手段、空燃比ばらつき判定手段）
６　燃料噴射弁
１３　排気管
１７　空燃比センサ
４１　コントローラ
４２　同定器（同定手段）

Claims

複数気筒を有する内燃機関に供給する混合気の空燃比を目標空燃比に一致させるように制御する内燃機関の空燃比制御装置において、
前記複数気筒に接続された排気マニホールドの集合部より下流側に設けられた空燃比センサと、
該空燃比センサにより検出される空燃比と、前記機関の気筒毎の燃料供給量を規定する値との関係により定義される制御対象モデルのモデルパラメータを気筒毎に同定する同定手段と、
該同定手段により同定されるモデルパラメータに基づいて前記複数気筒のそれぞれに供給される混合気の空燃比ばらつきを判定する空燃比ばらつき判定手段とを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
前記空燃比ばらつき判定手段は、所定の機関運転条件が満たされるときに同定されるモデルパラメータに基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
前記空燃比ばらつき判定手段は、前記モデルパラメータに応じてばらつき評価パラメータを算出し、該ばらつき評価パラメータを統計処理した値に基づいて前記判定を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
前記統計処理は、逐次型アルゴリズムを用いて実行されることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の空燃比制御装置。