JP2019157755A - 制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関の動作状態に対応した複数の制御パラメータを、短時間のうちに精度良く設定することのできる制御装置を提供する。【解決手段】制御装置１００は、内燃機関１１の制御に用いる制御パラメータを記憶する学習マップ１４０と、制御パラメータを用いて内燃機関１１の制御を行う制御部１１０と、を備える。学習マップ１４０は、内燃機関１１の動作状態に対応した単一又は複数の動作領域ＤＮに分割され、制御パラメータを、それぞれの動作領域ＤＮごとに個別に記憶するものである。制御装置１００は、学習によって、動作領域ＤＮに記憶されている制御パラメータを更新する更新部１２０と、学習マップ１４０の分割の態様を変更する分割変更部１３０と、を更に備える。【選択図】図１

Description

本開示は、内燃機関の制御装置に関する。

内燃機関の駆動力によって走行する車両では、窒素酸化物などの有害成分を多量に含んでいる排ガスが外気に排出されることの無いように、内燃機関における燃焼を適切なものとするための制御が行われる。内燃機関の制御装置は、例えば、燃料の供給量を所定の目標値に一致させる制御を行う。これにより、排ガスに含まれる有害成分の量が低減される。

また、排ガスの通る排気通路には、酸素の吸蔵能力及び放出能力を有する浄化触媒が備えられる。浄化触媒によって排ガスの浄化が行われることにより、排ガスに含まれる有害成分の量が更に低減される。

上記制御における制御パラメータ（例えば上記の目標値）は常に一定なのではなく、内燃機関の動作状態に応じて変化する。このため、内燃機関の制御装置では、学習マップを用いて制御パラメータを都度設定する処理が行われる。学習マップとは、内燃機関がとり得る複数の動作状態と、それぞれの動作状態において設定すべき制御パラメータと、の対応関係を予め記憶しているマップである。

下記特許文献１には、学習マップが有する複数の格子点のそれぞれに、設定すべき制御パラメータを記憶しておくことが記載されている。それぞれの格子点は、内燃機関の動作状態に対応する点となっている。このような学習マップを備えることで、動作状態の変化に応じて適切な制御を行うことが可能となっている。

ところで、内燃機関の動作状態が同じであったとしても、そのときに設定すべき制御パラメータが常に同じであるとは限らない。例えば車両の個体差や浄化触媒の劣化状況などに応じて、設定すべき制御パラメータが異なる値となることがある。このため、下記特許文献１では、学習マップの各格子点に記憶されている制御パラメータのそれぞれを、学習によって更新することについても記載されている。

国際公開第２０１４／００２１８９号

上記のような学習マップの更新は、内燃機関の動作状態が変化する毎に、現在の動作状態に対応した制御パラメータを更新することによって行われる。このため、車両が走行し始めてからの時間が経過し、内燃機関１１の動作状態が変化していくことに伴って、学習マップのうち学習済みの範囲（上記の例では更新された格子点の範囲）が次第に広がって行く。

上記特許文献に記載されている学習マップでは、格子点の数や分布が変化することは無く、常に一定となっている。このため、例えば格子点の数が非常に多いような場合には、全ての格子点の制御パラメータが更新されるまでには長時間を要してしまう。換言すれば、内燃機関がとり得る全ての動作状態に対応した制御パラメータの更新が完了するまでには、長時間を要してしまう。

また、殆ど街乗りしか行われない場合のように、内燃機関の動作状態の変化が少ない場合には、一部の動作状態についての制御パラメータは長時間に亘って更新されないままとなる。

このような問題を解決するためには、実際の動作状態に対応して設定された制御パラメータに基づいて、他の動作状態に対応する制御パラメータも広く更新されるよう、例えば重み付け等を用いた学習を行うことも考えられる。

このような学習が行われた場合には、広範囲の動作状態に亘って制御パラメータが一度に更新されるので、全ての制御パラメータが、短時間のうちにある程度の精度では設定される。しかしながら、実際の動作状態とは異なる動作状態についての制御パラメータも同時に更新されてしまうので、その後長時間が経過しても、全ての制御パラメータが、実際の動作状態での学習に基づいた高精度な値に設定されることはない。

このように、内燃機関の動作状態に対応した複数の制御パラメータを、短時間のうちにある程度の精度で設定することと、最終的には高い精度で設定することと、を両立させることについては、従来は具体的な検討がなされていなかった。

本開示は、内燃機関の動作状態に対応した複数の制御パラメータを、短時間のうちに精度良く設定することのできる制御装置、を提供することを目的とする。

本開示に係る制御装置は、内燃機関（１１）の制御装置（１００）であって、内燃機関の制御に用いる制御パラメータを記憶する学習マップ（１４０）と、制御パラメータを用いて内燃機関の制御を行う制御部（１１０）と、を備える。学習マップは、内燃機関の動作状態に対応した単一又は複数の動作領域（ＤＮ）に分割され、制御パラメータを、それぞれの動作領域ごとに個別に記憶するものである。この制御装置は、学習によって、動作領域に記憶されている制御パラメータを更新する更新部（１２０）と、学習マップの分割の態様を変更する分割変更部（１３０）と、を更に備える。

このような構成の制御装置では、学習マップの分割の態様が常に同じなのではなく、分割変更部によって変更される。例えば、学習の初期の段階では学習マップの分割数を少なくしておけば、一度の学習で広い動作領域についての制御パラメータが適切な値に設定される。このため、短時間のうちに、広範囲に亘る制御パラメータをある程度の精度で設定することができる。

また、例えばその後において学習マップの分割数が多くなるように分割の態様を変化させれば、学習マップの分解能を高くした上で、それぞれの（細かい）動作領域についての制御パラメータを高精度に設定して行くことができる。このため、広範囲に亘るそれぞれの動作領域について、制御パラメータを高精度で設定することができる。

本開示によれば、内燃機関の動作状態に対応した複数の制御パラメータを、短時間のうちに精度良く設定することのできる制御装置、が提供される。

図１は、第１実施形態に係る制御装置、及びこれを備えた車両の構成を模式的に示す図である。 図２は、図１に示される空燃比センサの内部構成を示す図である。 図３は、空燃比センサで測定される空燃比と、空燃比センサから出力される出力値との関係を示す図である。 図４は、制御装置が備える学習マップを示す図である。 図５は、浄化触媒を通過する空燃比と、浄化触媒における浄化率との関係を示す図である。 図６は、分割変更部によって実行される処理について説明するための図である。 図７は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図８は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図９は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１０は、分割変更部及び更新部によって実行される処理について説明するための図である。 図１１は、比較例に係る制御装置によって実行される処理について説明するための図である。 図１２は、制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１３は、第２実施形態に係る制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１４は、第３実施形態に係る制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１５は、第４実施形態に係る制御装置によって実行される処理の流れを示すフローチャートである。 図１６は、第５実施形態に係る制御装置の、分割変更部によって実行される処理について説明するための図である。

以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。

第１実施形態について説明する。本実施形態に係る制御装置１００は、車両ＭＶ（全体は不図示）に備えられる装置であって、内燃機関１１の動作を制御するための装置として構成されている。制御装置１００の構成を説明するに先立ち、車両ＭＶの構成について先ず説明する。車両ＭＶは、内燃機関１１と、排気通路１３と、上流側浄化触媒１４と、下流側浄化触媒１５と、吸入量センサ１６と、回転数センサ１７と、上流側センサ２００と、下流側センサ３００と、を備えている。

内燃機関１１は所謂エンジンであって、空気と共に供給される燃料を内部で燃焼させることにより、車両ＭＶの駆動力を発生させるものである。内燃機関１１への燃料の供給は、燃料噴射弁であるインジェクタ１２から行われる。インジェクタ１２が開状態となっているときには内燃機関１１への燃料の供給が行われ、インジェクタ１２が閉状態となっているときには内燃機関１１への燃料の供給が停止される。インジェクタ１２からの燃料の供給量が変化すると、内燃機関１１における空燃比が変化する。インジェクタ１２の開閉は後述の制御装置１００によって制御される。

排気通路１３は、内燃機関１１において生じた排ガスを、車両ＭＶの外側に導いて排出するための配管である。

上流側浄化触媒１４及び下流側浄化触媒１５は、排気通路１３を通る排ガスを浄化するための三元触媒である。これらはいずれも、セラミックから成る基材に、触媒作用を有する白金等の貴金属と、それを支持するアルミナ等のサポート材と、酸素の吸蔵能力及び放出能力を有するセリア等の物質と、をそれぞれ担持させた構成となっている。上流側浄化触媒１４及び下流側浄化触媒１５は、所定の活性温度に達すると、炭化水素や一酸化炭素等の未燃ガスと窒素酸化物とを同時に浄化する。

上流側浄化触媒１４及び下流側浄化触媒１５は、排気通路１３における排ガスの流れに沿って並ぶように配置されている。下流側浄化触媒１５は、排気通路１３のうち、上流側浄化触媒１４よりも下流側となる位置に配置されている。

吸入量センサ１６は、内燃機関１１に供給される空気の流量（吸入量）を測定するためのセンサであって、具体的にはエアフローメータである。吸入量センサ１６は、不図示の吸気配管の途中となる位置に設けられている。吸入量センサ１６で測定された空気の流量は制御装置１００に入力される。

回転数センサ１７は、内燃機関１１の回転数、具体的には不図示のクランクシャフトの回転数を測定するためのセンサである。回転数センサ１７で測定された回転数は制御装置１００に入力される。

以上の吸入量センサ１６及び回転数センサ１７は、内燃機関１１の動作状態を測定するためのセンサとして設けられている。車両ＭＶには、内燃機関１１の動作状態を測定するためのセンサがこれらの他にも複数設けられているのであるが、図１ではその図示が省略されている。

上流側センサ２００は、排気通路１３を通る排ガスから空燃比を測定するためのセンサ（空燃比センサ）である。上流側センサ２００は、空燃比（具体的には酸素濃度）に応じてその出力値（具体的には出力電流）を変化させるように構成されている。上流側センサ２００は、排気通路１３のうち、上流側浄化触媒１４よりも更に上流側となる位置に設けられている。つまり、上流側センサ２００は、排気通路１３のうち、排ガスを浄化する上流側浄化触媒１４よりも上流側における排ガスから空燃比を測定するためのセンサとして設けられている。上流側センサ２００によって測定された空燃比は制御装置１００に入力される。

下流側センサ３００は、上流側センサ２００と同様に、排気通路１３を通る排ガスから空燃比を測定するためのセンサ（空燃比センサ）である。下流側センサ３００の構成は、上流側センサ２００の構成と同じである。下流側センサ３００は、排気通路１３のうち、上流側浄化触媒１４よりも下流側であり、且つ下流側浄化触媒１５よりも上流側となる位置に設けられている。つまり、下流側センサ３００は、排気通路のうち、排ガスを浄化する上流側浄化触媒１４よりも下流側における排ガスから空燃比を測定するためのセンサとして設けられている。下流側センサ３００によって測定された空燃比は制御装置１００に入力される。

図２を参照しながら、上流側センサ２００の構成について説明する。尚、下流側センサ３００の構成は、既に述べたように上流側センサ２００の構成の構成と同一である。このため、以下では上流側センサ２００についてのみ説明し、下流側センサ３００については説明を省略する。

上流側センサ２００は、１セル構造であり且つ平板型の空燃比センサとして構成されている。図２では、上流側センサ２００のうち排気通路１３の内部に配置されている部分、の断面が示されている。

上流側センサ２００は、固体電解質２１０と、作用電極２１１と、参照電極２１２と、ヒータ２１８と、を有している。

固体電解質２１０は、シート状に形成された部分安定化ジルコニアである。固体電解質２１０は、所定の活性温度になると酸素イオン電導性を有するようになる。上流側センサ２００は、固体電解質２１０を通過する酸素イオンの量が排ガスの酸素濃度に応じて変化することを利用して、排ガスから空燃比を測定する構成となっている。

作用電極２１１は、固体電解質２１０の一方側の表面に形成された層である。作用電極２１１は、白金等からなる多孔性の層となっている。このため、作用電極２１１は、電気伝導性及び通気性の両方を有している。

作用電極２１１及びその周囲は、ガス透過層２１３によって覆われている。ガス透過層２１３は、多孔性の耐熱セラミックスからなる層であって、固体電解質２１０のうち作用電極２１１が形成されている方の表面の全体を覆っている。ガス透過層２１３のうち、固体電解質２１０とは反対側の表面は、ガス遮蔽層２１４によって覆われている。ガス遮蔽層２１４は、ガス透過層２１３と同様に多孔性の耐熱セラミックスからなる層なのであるが、その気孔率はガス透過層２１３の気孔率よりも小さくなっている。このため、排気通路１３を通る排ガスは、ガス透過層２１３のうち開放された側面（ガス遮蔽層２１４により覆われていない面）からガス透過層２１３の内側に侵入し、作用電極２１１を経て固体電解質２１０に到達する。

参照電極２１２は、固体電解質２１０のうち作用電極２１１側とは反対側の表面に形成された層である。参照電極２１２は、作用電極２１１と同様に、白金等からなる多孔性の層となっている。このため、参照電極２１２は、電気伝導性及び通気性の両方を有している。

固体電解質２１０のうち参照電極２１２が形成されている方の表面は、ダクト部２１５により覆われている。ダクト部２１５は、射出成型により形成されたアルミナからなる層である。ダクト部２１５の内側、具体的にはダクト部２１５と参照電極２１２との間には、排気通路１３から遮断された空間である通気路２１６が形成されている。通気路２１６には外気が導入されている。このように、固体電解質２１０は、一方側の面が排気通路１３を通る排ガスに曝されており、他方側の面が外気に曝されている。固体電解質２１０では、それぞれの面における酸素濃度の差に起因して、酸素イオンの移動が生じる。

ヒータ２１８は、通電されることによって発熱し、固体電解質２１０を活性温度に維持するためのものである。本実施形態におけるヒータ２１８は、白金とアルミナとの混合物により形成されている。ヒータ２１８への通電量、すなわちヒータ２１８の発熱量は、制御装置１００によって調整される。ヒータ２１８の周囲は、高純度のアルミナからなる絶縁層２１７により覆われている。

上流側センサ２００のその他の構成について説明する。上流側センサ２００のうち以上に説明した部分の外側は、保護層２１９によって覆われている。保護層２１９は、排ガスの凝縮成分によりガス透過層２１３が目詰まりするのを防止するものである。保護層２１９は、高表面積アルミナをディップ法又はプラズマ溶射法等により形成したものである。尚、ガス透過層２１３の目詰まり防止の観点からは、ガス透過層２１３の側面のみを保護層２１９で覆えばよいのであるが、保温性を向上させるために、本実施形態ではそれ以外の部分も保護層２１９により覆われている。

保護層２１９の更に外側は、ステンレスによって形成された不図示のカバーによって覆われている。当該カバーには複数の開口が形成されており、当該開口を通じて排ガスがカバーの内側に流入する。

上流側センサ２００による空燃比の測定が行われる際には、作用電極２１１と参照電極２１２との間に所定の電圧が印加される。このとき、固体電解質２１０では、作用電極２１１側における酸素濃度（つまり排ガスの酸素濃度）と、参照電極２１２側における酸素濃度（つまり大気の酸素濃度）との差に起因して酸素イオンの移動が生じる。その結果、作用電極２１１と参照電極２１２との間には、空燃比に概ね比例した電流（出力電流）が流れることとなる。

このように、上流側センサ２００及び下流側センサ３００は、いずれも、空燃比に比例するように出力電流を変化させるものとして構成されている。制御装置１００は、上流側センサ２００等を流れる出力電流の大きさに基づいて、排気通路１３を流れる排ガスから空燃比を取得することができる。

尚、空燃比を測定するためのセンサとしては、上記のような構成の空燃比センサの他、所謂「Ｏ₂センサ」と称されるセンサも知られている。Ｏ₂センサは、空燃比が理論空燃比付近の範囲においてその出力を急峻に変化させ、その他の範囲では概ね一定値を出力するセンサである。

図３（Ａ）には、このようなＯ₂センサから出力される出力値の一例が示されている。図３（Ａ）の横軸は測定対象の空燃比であり、縦軸はＯ₂センサから出力される出力値（具体的には出力電圧）である。

Ｏ₂センサは、その出力特性がヒステリシスを持つことが知られている。図３（Ａ）の線Ｌ１１で示されるのは、空燃比が低下してリーン側からリッチ側に移行する際における、Ｏ₂センサからの出力値の変化を示すグラフである。また、図３（Ａ）の線Ｌ１２で示されるのは、空燃比が増加してリッチ側からリーン側に移行する際における、Ｏ₂センサからの出力値の変化を示すグラフである。

図３（Ａ）に示されるように、理論空燃比付近においては、線Ｌ１１と線Ｌ１２とは互いに一致していない。出力値がＶ１であるときの空燃比は、線Ｌ１１に沿った値ｘ１である場合もあれば、線Ｌ１２に沿った値ｘ２である場合もある。このため、実際には空燃比が値ｘ１であるにも拘らず、制御装置１００は、空燃比を値ｘ２として取得してしまう可能性がある。また、その結果として、後述する目標空燃比の補正が誤って行われてしまう可能性もある。

図３（Ｂ）に示されるのは、上記の上流側センサ２００及び下流側センサ３００から出力される出力値の変化である。同図の線Ｌ２１で示されるように、測定対象の空燃比（横軸）と、上流側センサ２００等から出力される出力値（縦軸）との関係を示すグラフの傾きは、理論空燃比を含む比較的広い範囲において一定の傾きとなっている。

また、線Ｌ２１で示されるグラフは、空燃比が低下してリーン側からリッチ側に移行する場合も、空燃比が増加してリッチ側からリーン側に移行する場合も、同一の直線として描かれる。すなわち、上流側センサ２００等の出力特性は、図３（Ａ）に示されるようなヒステリシスを持たないものとなっている。このため、図３（Ｂ）に示されるように、空燃比がｘ１である場合には、空燃比の変化の方向によることなく、出力値としては常にＶ１が出力される。

以上のように、本実施形態に係る上流側センサ２００及び下流側センサ３００は、いずれも、空燃比の変化に応じて出力値を一定の傾きで変化させるリニアセンサとして構成されている。このような上流側センサ２００及び下流側センサ３００が用いられることにより、本実施形態に係る制御装置１００は、空燃比を正確に取得することができる。また、後述する目標空燃比の補正を適切に行うこともできる。上流側センサ２００及び下流側センサ３００としては、本実施形態のように、原理的にヒステリシスが生じ得ない１セル構造のセンサとして構成されたものを用いることが好ましい。

図１を再び参照しながら、制御装置１００の構成について説明する。制御装置１００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を備えたコンピュータシステムとして構成されている。制御装置１００は、機能的な制御ブロックとして、制御部１１０と、学習マップ１４０と、更新部１２０と、分割変更部１３０と、を備えている。

制御部１１０は、内燃機関１１の制御を行う部分である。本実施形態における制御部１１０は、インジェクタ１２からの燃料の噴射量や噴射のタイミングを調整することで、上流側センサ２００で測定される空燃比を目標空燃比に一致させる制御を行う。この目標空燃比は、上流側浄化触媒１４における排ガスの浄化性能が最も高くなるような空燃比として設定されるものである。後に説明するように、目標空燃比は常に一定なのではなく、車両ＭＶの動作状態に応じて都度設定される。目標空燃比は、内燃機関１１の制御に用いられる「制御パラメータ」の一つに該当する。以下では、制御パラメータとして目標空燃比が設定される場合について説明するが、制御パラメータとして他のパラメータが用いられてもよい。制御部１１０は、制御パラメータを用いて内燃機関１１の制御を行う部分、ということができる。

学習マップ１４０は、上記の制御パラメータを記憶する部分である。学習マップ１４０には、車両ＭＶの動作状況と、当該動作状況のときに設定される制御パラメータと、の対応関係がマップとして記憶されている。図４には、このような学習マップ１４０の一例が示されている。本実施形態の学習マップ１４０では、内燃機関１１の回転数（横軸）と、内燃機関１１の空気の吸入量（縦軸）とによって表される内燃機関１１の動作状態が、複数の動作領域ＤＮに分割されている。

図４の例では、横軸の回転数が、Ｎ１０からＮ２０までの範囲において４分割されている。また、縦軸の吸入量が、Ｇ１０からＧ２０までの範囲において４分割されている。その結果、学習マップ１４０は、Ｄ１からＤ１６までの１６個の動作領域ＤＮに分割されている。

学習マップ１４０では、それぞれの動作領域ＤＮごとに、目標空燃比の値（つまり制御パラメータ）が個別に記憶されている。例えば、Ｄ１で示される動作領域ＤＮについては、これに対応する目標空燃比の値としてＡＦ１が記憶されている。ＡＦ１は、内燃機関１１が動作領域ＤＮに対応する動作状態となったときに、目標空燃比として設定され、制御部１１０が行う制御に用いられることとなる。

本実施形態では、学習マップ１４０が、回転数と吸入量からなる２次元のマップとして作成されている。このような態様に替えて、学習マップ１４０が３次元以上のマップとして作成されていてもよく、１次元のマップとして作成されていてもよい。

図１に戻って説明を続ける。更新部１２０は、学習によって、学習マップ１４０の各動作領域ＤＮに記憶されている制御パラメータ（図４のＡＦ１等）を更新する処理を行う部分である。更新部１２０は、下流側センサ３００で測定される空燃比が理論空燃比に近づくように、制御パラメータの値を補正して更新し、更新後の制御パラメータを学習マップ１４０に記憶する。

このような更新が必要な理由について、図５を参照しながら説明する。図５（Ａ）に示されるのは、内燃機関１１が特定の動作状態となっているときにおける、空燃比（横軸）と、上流側浄化触媒１４における排ガスの浄化率（縦軸）との関係を示すグラフである。線Ｌ３１は、排ガスに含まれる窒素酸化物についての浄化率を示している。線Ｌ３２は、排ガスに含まれる一酸化炭素についての浄化率を示している。線Ｌ３３は、排ガスに含まれる炭化水素についての浄化率を示している。

図５（Ａ）に示されるように、排ガスに含まれるそれぞれの成分についての浄化率は、空燃比に伴って変化する。また、浄化率の値は、それぞれの成分ごとに異なっている。図５（Ａ）の例では、空燃比がｘ１０であるときに、各成分についての浄化率が何れも高くなっている。このため、目標空燃比はｘ１０に設定されることとなる。

図５（Ｂ）に示されるのは、内燃機関１１が、図５（Ａ）の場合とは異なる動作状態となっているときにおける、空燃比（横軸）と、上流側浄化触媒１４における排ガスの浄化率（縦軸）との関係を示すグラフである。線Ｌ３１、Ｌ３２、Ｌ３３のそれぞれが示すものは、図５（Ａ）の場合と同じである。

図５（Ａ）と図５（Ｂ）と対比すると明らかなように、内燃機関１１の動作状態が変化すると、それぞれの成分の浄化率を示す線Ｌ３１等の形状も変化する。図５（Ｂ）の例では、空燃比がｘ１０よりもリッチ側のｘ２０であるときに、各成分についての浄化率が何れも高くなっている。このため、当該動作状態の下では、目標空燃比はｘ２０に設定されることとなる。

このように、内燃機関１１の動作状態が変化すると、設定すべき目標空燃比（つまり制御パラメータ）の値も変化する。このため、本実施形態では、学習マップ１４０に複数の目標空燃比が動作領域ＤＮごとに記憶されている。

しかしながら、内燃機関１１の動作状態が同じであったとしても、そのときに設定すべき制御パラメータが常に同じであるとは限らない。例えば車両ＭＶの個体差や上流側浄化触媒１４の劣化状況などに応じて、設定すべき制御パラメータが異なる値となることがある。つまり、内燃機関１１の動作状態が同じであったとしても、各成分の浄化率を示すグラフが例えば図５（Ａ）から図５（Ｂ）へと変化し、設定すべき制御パラメータがｘ１０からｘ２０へと変化することもある。

そこで、本実施形態では、学習マップ１４０の各動作領域ＤＮに記憶されている制御パラメータ（図４のＡＦ１等）の各値を固定するのではなく、更新部１２０によって更新することとしている。当該更新のために行われる処理の内容については後述する。

図１に戻って説明を続ける。分割変更部１３０は、学習マップ１４０の分割の態様を変更する部分である。本実施形態では、学習マップ１４０の分割の態様が、図４に示されるような態様（１６分割）に常に固定されているのではなく、必要に応じて分割変更部１３０により変更される。

例えば、分割変更部１３０は、一部又は全ての動作領域がそれまでよりも狭くなるように、学習マップ１４０の分割数を増加させる処理を行うことができる。当該処理のことを、以下では「分割数増加処理」とも称する。

図６（Ａ）に示される例では、学習マップ１４０の分割数が１となっており、その全体が単一の動作領域ＤＮとなっている。図６（Ｂ）には、図６（Ａ）の状態から分割数増加処理がなされた結果、分割数が１から４に変更された状態における学習マップ１４０が示されている。また、図６（Ｃ）には、図６（Ｂ）の状態から更に分割数増加処理がなされた結果、分割数が４から１６に変更された状態における学習マップ１４０が示されている。

また、分割変更部１３０は、一部又は全ての動作領域がそれまでよりも広くなるように、学習マップ１４０の分割数を低減させる処理を行うことができる。当該処理のことを、以下では「分割数低減処理」とも称する。分割数低減処理は、上記の分割数増加処理とは逆の処理であって、例えば、学習マップ１４０を図６（Ｃ）から図６（Ｂ）へと変化させたり、図６（Ｂ）から図６（Ａ）へと変化させたりする処理である。

以上のような分割数増加処理や分割数低減処理が行われることの利点については、後に説明する。

制御装置１００によって行われる処理の具体的な内容について説明する。図７に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に、制御装置１００のうち制御部１１０によって繰り返し実行されるものである。

最初のステップＳ０１では、現時点における内燃機関１１の動作状態を取得する処理が行われる。ここでは、吸入量センサ１６で測定される吸入量と、回転数センサ１７で測定される回転数とが、内燃機関１１の動作状態として取得される。

ステップＳ０１に続くステップＳ０２では、上記の動作状態に対応する制御パラメータを取得する処理が行われる。ここでは、学習マップ１４０の複数の動作領域ＤＮのうち、ステップＳ０１で取得された動作状態が含まれる動作領域ＤＮ、に対応する制御パラメータ（具体的には目標空燃比）が取得される。

ステップＳ０２に続くステップＳ０３では、ステップＳ０２で取得された制御パラメータを用いて内燃機関１１の制御が行われる。既に述べたように、本実施形態では、上流側センサ２００で測定される空燃比が制御パラメータ（目標空燃比）に一致するように、インジェクタ１２からの燃料の噴射量等が調整される。

続いて図８を参照しながら、更新部１２０によって実行される処理、すなわち、学習によって学習マップ１４０を更新する処理について説明する。図８に示される一連の処理は、所定の制御周期が経過する毎に繰り返し実行されるものであり、図７に示される処理と並行して実行される処理となっている。

当該処理の最初のステップＳ１１では、下流側センサ３００で測定された空燃比が理論空燃比であるか否か、すなわち、下流側センサ３００の出力電流が０であるか否かが判定される。下流側センサ３００の出力電流が０である場合には、上流側浄化触媒１４を通過する排ガスから得られる空燃比が最高浄化点（例えば図５（Ａ）のｘ１０）となっており、上流側浄化触媒１４における排ガスの浄化が適切に行われているということである。このため、この場合は後述のステップＳ１２の処理を経ることなく、図８に示される一連の処理を終了する。

下流側センサ３００の出力電流が０でない場合には、上流側浄化触媒１４を通過する排ガスから得られる空燃比が最高浄化点からずれてしまっており、窒素酸化物等が上流側浄化触媒１４の下流側に漏出しているということである。すなわち、学習マップ１４０のうち現在の動作状態に対応した動作領域ＤＮについて記憶されている制御パラメータが適切な値とはなっていないため、これを適切な値に更新する必要が有るということである。

従って、この場合にはステップＳ１２に移行して更新処理が行われる。更新処理とは、上流側浄化触媒１４を通過する排ガスから得られる空燃比が最高浄化点となるように、目標空燃比を補正して、補正後の目標空燃比を用いて学習マップ１４０を更新する処理である。

図９を参照しながら、更新処理において行われる具体的な処理の流れを説明する。更新処理における最初のステップＳ２１では、内燃機関１１の暖機が完了しているか否かが判定される。内燃機関１１とラジエータ（不図示）との間で循環する冷却水の温度が、所定温度（例えば６５℃）以上まで上昇している場合には、内燃機関１１の暖機が完了していると判定される。暖機が完了していない場合にはステップＳ２１の処理が再度実行される。暖機が完了している場合にはステップＳ２２に移行する。

ステップＳ２２では、車両ＭＶの走行状態が安定しているか否かが判定される。車両ＭＶの走行速度が概ね一定となっており、走行速度の変動が所定範囲（例えば±５ｋｍ／ｈ）に収まっている場合には、車両ＭＶの走行状態が安定していると判定される。走行状態が安定していない場合にはステップＳ２２の処理が再度実行される。走行状態が安定している場合にはステップＳ２３に移行する。

ステップＳ２３では、下流側センサ３００によって測定された値のサンプリングが開始される。ここでサンプリングされる値は、例えば下流側センサ３００からの出力電流の値であってもよく、出力電流に対応する空燃比の値であってもよい。本実施形態では、下流側センサ３００からの出力電流の値が３２ｍｓｅｃごとにサンプリングされ、制御装置１００が備える不図示の記憶装置に記憶される。

ステップＳ２３に続くステップＳ２４では、サンプリングされた値の数（つまりサンプル数）が、所定の目標値以上となったか否かが判定される。本実施形態では、サンプル数の目標値として２００が設定されている。サンプル数が目標値未満である場合には、ステップＳ２４の処理が再度実行される。サンプル数が目標値以上である場合にはステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５ではサンプリングを終了する処理が行われる。

ステップＳ２５に続くステップＳ２６では平均化処理が行われる。平均化処理とは、ステップＳ２３以降にサンプリングされた値の平均値を算出する処理である。

ステップＳ２６に続くステップＳ２７では、目標空燃比に加算又は減算すべき補正値が算出される。当該補正値を算出するにあたっては、先ず、ステップＳ２６で算出された平均値（下流側センサ３００によって測定された値の平均値）から、上流側浄化触媒１４における最高浄化点の空燃比に対応する出力電流の値（つまり０ｍＡ）が差し引かれる。その後、得られた値の絶対値をとり、当該絶対値（電流値）を空燃比の次元に換算することによって、補正値が算出される。

ステップＳ２７に続くステップＳ２８では、ステップＳ２７で算出された補正値が、現在の目標空燃比に対して加算又は減算される。「現在の目標空燃比」とは、学習マップ１４０のうち現在の内燃機関１１の動作状態に対応した動作領域ＤＮ、について記憶されている目標空燃比（制御パラメータ）のことである。

ステップＳ２７で算出された平均値がリーン側（＋側）の値であった場合には、目標空燃比から補正値が減算される。すなわち、目標空燃比がそれまでの値よりもリッチ側の値となるように変更される。一方、ステップＳ２７で算出された平均値がリッチ側（−側）の値であった場合には、目標空燃比に補正値が加算される。すなわち、目標空燃比がそれまでの値よりもリーン側の値となるように変更される。

ステップＳ２８に続くステップＳ２９では、ステップＳ２８において補正値が加算又は減算された後の目標空燃比を、新たな目標空燃比として学習マップ１４０に記憶する処理が行われる。具体的には、学習マップ１４０のうち現在の内燃機関１１の動作状態に対応した動作領域ＤＮに、上記の新たな目標空燃比が上書きされ更新される。これにより、学習マップ１４０に記憶されている制御パラメータが、車両ＭＶの現在の状態に合致した適切なものに更新される。

尚、以上に説明した目標空燃比の更新方法はあくまで一例である。上記とは異なる方法で制御パラメータが補正、更新され、これを用いて学習マップ１４０が更新されることとしてもよい。

図１０を参照しながら、分割変更部１３０が分割を行うことに伴う学習マップ１４０の変化、及びその効果について説明する。図１０に示される各図の横軸は、図４のように学習マップ１４０が１６分割されている場合におけるそれぞれの動作領域ＤＮを、一列に並べたものとなっている。当該横軸は、内燃機関１１がとり得る動作状態を一次元で表したもの、ということもできる。図１０に示される各図の縦軸は、それぞれの動作領域ＤＮに記憶されている目標空燃比の値を示している。

図１０に示される各図における一点鎖線は、分割された学習マップ１４０における、動作領域ＤＮの境界を示す線となっている。例えば、図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）の例では、分割数が１となっており、学習マップ１４０の全体が単一の動作領域Ｄ１となっている。また、図１０（Ｃ）の例では、分割数が４となっており、学習マップ１４０は４つの動作領域ＤＮ（Ｄ１乃至Ｄ４）を有している。図１０（Ｄ）の例では、分割数が８となっており、学習マップ１４０は８つの動作領域ＤＮ（Ｄ１乃至Ｄ８）を有している。

図１０（Ａ）には、車両ＭＶが出荷され走行を始めた直後における、学習マップ１４０の状態が示されている。当該状態においては、上記のように、学習マップ１４０の全体が単一の動作領域Ｄ１となっている。この動作領域Ｄ１には、目標空燃比の初期値として、線Ｌ１に示される値が記憶されている。

尚、図１０（Ａ）に示される点線ＤＬ１は、学習マップ１４０が最終的に１６分割された状態において、各動作領域のそれぞれに設定されるべき理想的な目標空燃比の分布を示すものである。上記における「理想的な目標空燃比」とは、図９を参照しながら説明した更新処理が行われた場合に設定される目標空燃比の値であって、現在の車両ＭＶの状態に合致した適切な目標空燃比のことである。図１０に示される各図には、いずれも同一形状の点線ＤＬ１が示されている。

図１０（Ａ）の線Ｌ１に示される目標空燃比の値は、車両ＭＶの出荷時における初期値として設定されている値である。このため、当該目標空燃比の値は、点線ＤＬ１で示される理想的な目標空燃比とは乖離した値となっている。

図１０（Ｂ）には、図１０（Ａ）に示される状態から、図９の更新処理が行われた後の状態が示されている。図１０（Ｂ）の横軸に付された矢印は、更新処理が行われた際における内燃機関１１の動作状態を示すものである。当該動作状態のときに更新処理が行われた結果、動作領域Ｄ１に記憶されている目標空燃比は、矢印の動作状態に対応した点線ＤＬ１の値に書き換えられている。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）においては、学習マップ１４０の分割数は１である。このため、内燃機関１１がとり得る動作状態の全範囲について、学習マップ１４０に記憶されている目標空燃比が変更されたことになる。

図１０（Ｃ）に示されるのは、図１０（Ｂ）の状態から分割数増加処理が行われ、学習マップ１４０の分割数が４とされた後、４つの動作領域ＤＮのそれぞれについて上記と同様の更新処理が行われた後における、学習マップ１４０の状態である。同図の横軸にも、更新処理が行われた際における内燃機関１１の動作状態を示す矢印が付されている。それぞれの動作領域ＤＮについて更新処理が行われた結果、線Ｌ１で示される目標空燃比の値は、それぞれの動作領域ＤＮ毎に異なる値（且つ、点線ＤＬ１と部分的に一致する値）となっている。

図１０（Ｄ）に示されるのは、図１０（Ｃ）の状態から更に分割数増加処理が行われ、学習マップ１４０の分割数が８とされた後、８つの動作領域ＤＮのそれぞれについて更新処理が行われた後における、学習マップ１４０の状態である。同図の横軸にも、更新処理が行われた際における内燃機関１１の動作状態を示す矢印が付されている。図１０（Ｃ）及び図１０（Ｄ）に示されるように、線Ｌ１で示される目標空燃比の値の分布は、分割数が増加するに従って点線ＤＬ１に近づいて行く。最終的に、学習マップ１４０の分割数が１６とされ、それぞれの動作領域ＤＮについて更新処理が行われると、線Ｌ１で示される目標空燃比の値の分布は点線ＤＬ１に一致する。すなわち、内燃機関１１がとり得る動作状態の全範囲について、適切な目標空燃比が学習マップ１４０に記憶されている状態となる。

以上のような分割及び更新処理が行われることの利点を説明するために、図１１を参照しながら、比較例に係る制御方法について説明する。この比較例では、学習マップ１４０に対して分割が行われることは無く、学習マップ１４０の分割数は当初から１６となっている。

図１１（Ａ）には、図１０（Ａ）の場合と同様に、車両ＭＶが出荷され走行を始めた直後における、学習マップ１４０の状態が示されている。点線ＤＬ１は、図１０に示される点線ＤＬ１と同じものである。また、１６の動作領域ＤＮのそれぞれには、目標空燃比の値が初期値として記憶されている。この目標空燃比の値を示す線Ｌ１は、図１０（Ａ）に示される線Ｌ１と同じものである。図１１（Ａ）の例でも、学習マップ１４０に記憶されている目標空燃比の値（線Ｌ１）は、点線ＤＬ１で示される理想的な目標空燃比とは乖離した値となっている。

図１１（Ｂ）には、図１１（Ａ）に示される状態から、図９と同様の更新処理が行われた後の状態が示されている。図１１（Ｂ）の横軸に付された矢印は、更新処理が行われた際における内燃機関１１の動作状態を示すものである。当該動作状態のときに更新処理が行われた結果、矢印に対応する動作領域Ｄ１０に記憶されている目標空燃比は、矢印の動作状態に対応した点線ＤＬ１の値に書き換えられている。

一方、動作領域Ｄ１０以外の動作領域ＤＮに記憶されている目標空燃比は更新されず、図１１（Ａ）の線Ｌ１と同じ値のままとなっている。動作領域Ｄ１０以外の動作領域ＤＮに記憶されている目標空燃比は、その後において内燃機関１１の動作状態が変化するまで、更新されることは無い。

図１０（Ｂ）と図１１（Ｂ）とを対比すると明らかなように、本実施形態（図１０（Ｂ））では、最初の更新処理が行われた時点で、学習マップ１４０に記憶されている制御パラメータが広範囲に亘って更新される。このため、更新処理が行われた際の動作状態に対応する制御パラメータのみならず、それ以外の動作状態に対応する制御パラメータも、概ね適切な値に設定されることとなる。これにより、初期値としてどのような値が学習マップ１４０に記憶されていたとしても、比較的短時間のうちに、各動作状態に対応する制御パラメータがある程度の精度で適切な値に設定される。その結果として、更新処理が行われる頻度を低減することが可能となる。

図１１に示される比較例において、固定された分割数を１６よりも少ない数に設定しておけば、初回の更新処理で広範囲に亘り制御パラメータを更新することはできる。しかしながら、この場合には、分割数が小さいまま（つまり分解能が低いまま）となるので、線Ｌ１で示される制御パラメータの分布が、点線ＤＬ１で示される理想的な目標空燃比に完全に一致することは無い。

以上のように、本実施形態に係る制御装置１００では、内燃機関１１の動作状態に対応した複数の制御パラメータの全てを、短時間のうちにある程度の精度で設定することと、最終的には高い精度で設定することとを、学習マップ１４０の分割数を変更可能とすることによって両立させている。

図１２を参照しながら、分割変更部１３０によって実行される具体的な処理について説明する。図１２に示される一連の処理は、概ね分割変更部１３０によって実行されるのであるが、その一部（ステップＳ３１等）は、先に説明した更新部１２０によって実行される処理となっている。本実施形態では、学習マップ１４０の分割数が１である状態で、図１２に示される一連の処理が開始される。

最初のステップＳ３１では、学習によって学習マップ１４０を更新する処理、すなわち、図９を参照しながら説明した更新処理が行われる。尚、更新処理が行われない場合（図９のステップＳ１１における判定がＹｅｓであった場合）には、ステップＳ３１の直前で処理が待機される。ステップＳ３１の処理が行われると、続いてステップＳ３２に移行する。

ステップＳ３２では、更新処理が行われた回数（以下では「学習回数」とも称する）がカウントアップされる。ステップＳ３２の処理は、ステップＳ３１の処理が行われる毎に実行される。制御装置１００は、これまでの学習回数を常に把握している。

ステップＳ３２に続くステップＳ３３では、学習回数が所定値以上となったか否かが判定される。学習回数が所定値に満たない場合には、ステップＳ３１の処理が再度実行される。学習回数が所定値以上となっていれば、ステップＳ３４に移行する。

ステップＳ３４では、分割数増加処理が実行される。これにより、学習マップ１４０の分割数が、例えば１から４へと変更される。このとき、分割前の動作領域ＤＮについて記憶されていた制御パラメータは、対応する分割後の動作領域ＤＮについての制御パラメータとして改めて記憶される。例えば、図６（Ａ）の単一の動作領域ＤＮについて記憶されている制御パラメータは、分割数増加処理が行われた後、図６（Ｂ）の４つの動作領域ＤＮのそれぞれについての制御パラメータとして、改めて記憶される。

ステップＳ３４に続くステップＳ３５では、ステップＳ３１と同様に、図９の更新処理が更新部１２０によって実行される。ここでは、分割数増加処理によって分割された複数の動作領域ＤＮのうち、現在の内燃機関１１の動作状態に対応した動作領域ＤＮについて更新処理が行われる。尚、更新処理が行われない場合には、ステップＳ３５の直前で処理が待機される。

ステップＳ３５に続くステップＳ３６では、ステップＳ３２と同様に、学習回数をカウントアップする処理が行われる。尚、ここでカウントアップされる学習回数は、ステップＳ３４の処理が行われた後において更新処理が行われた回数である。

ステップＳ３６に続くステップＳ３７では、目標空燃比（制御パラメータ）の値の変化量が所定値以上であるか否かが判定される。当該変化量は、更新部１２０によって目標空燃比の値が更新される前後における、目標空燃比の変化量のことである。当該変化量は、図９のステップＳ２７で算出される補正値に等しい。

ステップＳ３７の判定に用いられる「所定値」は、例えば上流側浄化触媒１４が交換されたこと等に伴って目標空燃比が大きく変動することを想定して、予め設定されている値である。目標空燃比の変化量が所定値以上である場合には、ステップＳ３９に移行する。

ステップＳ３９では、学習マップ１４０の分割数を０に戻し、ステップＳ３２やステップＳ３６でカウントアップされていた学習回数を０に戻すリセット処理が行われる。このようなリセット処理は、分割数低減処理の一態様ともいうことができる。ステップＳ３９では、学習マップ１４０に記憶されていた制御パラメータが、初期値に戻されることとしてもよい。

このようなリセット処理が行われることにより、図１０（Ｂ）を参照しながら説明したような、学習マップ１４０に記憶されている制御パラメータを広範囲に亘り調整する処理が再度実行される。これにより、上流側浄化触媒１４の交換などが行われた後の学習マップ１４０を、短期間のうちに適切な状態へと近づけることが可能となる。

ステップＳ３７において、目標空燃比の変化量が所定値未満であった場合には、ステップＳ３８に移行する。ステップＳ３８では、ステップＳ３６でカウントアップされた学習回数が所定値以上となったか否かが判定される。学習回数が所定値に満たない場合には、ステップＳ３５の処理が再度実行される。学習回数が所定値以上となっていれば、ステップＳ４０に移行する。

尚、ステップＳ３６における学習回数のカウントアップは、学習マップ１４０の全体について行われてもよく、それぞれの動作領域ＤＮについて個別に行われてもよい。後者の場合、ステップＳ３８の判定は、いずれか一つの動作領域ＤＮについての学習回数が所定値を超えたか否か、について行われてもよく、各動作領域ＤＮのついてのそれぞれの学習回数の全てが所定値を超えたか否か、について行われてもよい。

ステップＳ４０では、分割数増加処理が再度実行される。これにより、学習マップ１４０の分割数が、例えば４から８へと変更される。ステップＳ３４で説明した処理と同様に、分割前の動作領域ＤＮについて記憶されていた制御パラメータは、対応する分割後の動作領域ＤＮについての制御パラメータとして改めて記憶される。

ステップＳ４０に続くステップＳ４１では、ステップＳ３１やステップＳ３５と同様に、図９の更新処理が更新部１２０によって実行される。ここでも、分割数増加処理によって分割された複数の動作領域ＤＮのうち、現在の内燃機関１１の動作状態に対応した動作領域ＤＮについて更新処理が行われる。尚、更新処理が行われない場合には、ステップＳ４１の直前で処理が待機される。

ステップＳ４１に続くステップＳ４２では、目標空燃比（制御パラメータ）の値の変化量が所定値以上であるか否かが判定される。当該処理は、ステップＳ３７で行われる処理と同じである。目標空燃比の変化量が所定値以上である場合には、ステップＳ４３に移行する。ステップＳ４３では、ステップＳ３９と同様のリセット処理が行われる。ステップＳ４２において、目標空燃比の変化量が所定値未満であった場合には、ステップＳ４１の処理が再度実行される。

以上に説明したように、本実施形態に係る分割変更部１３０は、更新部１２０によって制御パラメータの更新が行われた回数が所定回数以上となったとき（ステップＳ３３やステップＳ３８の判定がＹｅｓのとき）に、分割数増加処理を行うように構成されている。これにより、制御パラメータと、その理想的な分布（図１０の点線ＤＬ１）との乖離が依然として大きい状態であるにも拘らず、次の分割数増加処理が行われてしまうような事態が防止される。

尚、ステップＳ３４やステップＳ４０に移行するための条件としては、他の条件が加えられてもよい。例えば、上流側センサ２００の測定値と目標空燃比との偏差が所定値よりも小さくなっている時にのみ、ステップＳ３４等に移行して分割数増加処理が行われることとしてもよい。

本実施形態では、内燃機関１１の制御に用いられる制御パラメータとして、目標空燃比、すなわち、上流側センサ２００で測定される空燃比についての目標値が用いられる。これにより、上流側浄化触媒１４における排ガスの浄化性能を、車両ＭＶの個体差等によることなく常に最大限発揮させることができる。その浄化性能によっては、下流側浄化触媒１５を省略することも可能となる。

図９を参照しながら説明したように、本実施形態の更新部１２０は、下流側センサ３００で測定される空燃比に基づいて制御パラメータの更新を行い、学習マップ１４０を更新する。これにより、例えば上流側浄化触媒１４が劣化し、その浄化性能が時間の経過とともに変化した場合であっても、学習マップ１４０に基づく目標空燃比の設定を常に適切に行うことができる。

第２実施形態について説明する。第２実施形態は、制御装置１００で実行される処理の内容の一部について第１実施形態と異なっており、その他については第１実施形態体と同じである。

図１３に示される一連の処理は、本実施形態の分割変更部１３０によって主に実行される処理であり、図１２に示される一連の処理に替えて実行される処理である。当該処理は、図１２のステップＳ３３をステップＳ１３３に置き換えて、図１２のステップＳ３８をステップＳ１３８に置き換えた処理となっている。また、図１２におけるステップＳ３２及びステップＳ３６は、図１３の処理では実行されない。

ステップＳ３１で学習マップ１４０を更新する処理（更新処理）が行われた後は、本実施形態ではステップＳ１３３に移行する。ステップＳ１３３では、図１３の一連の処理が開始された時点から現時点までに、所定期間が経過したか否かが判定される。この「所定期間」は、現在の動作領域ＤＮについての更新処理が完了するまでに要するであろう期間の長さとして、予め設定されていたものである。所定期間が未だ経過していなければ、ステップＳ３１の処理が再度実行される。所定期間が経過していればステップＳ３４に移行する。以降の処理は、図１２を参照しながら説明したものと同じである。

ステップＳ３７において、目標空燃比の変化量が所定値未満であった場合には、本実施形態ではステップＳ１３８に移行する。ステップＳ１３８では、ステップＳ３４の分割数増加処理が実行された時点から現時点までに、所定期間が経過したか否かが判定される。この「所定期間」は、現在の各動作領域ＤＮについての更新処理が完了するまでに要するであろう期間の長さとして、予め設定されていたものである。所定期間が未だ経過していなければ、ステップＳ３５の処理が再度実行される。所定期間が経過していればステップＳ４０に移行する。以降の処理は、図１２を参照しながら説明したものと同じである。

以上に説明したように、本実施形態に係る分割変更部１３０は、所定期間が経過するごとに（ステップＳ１３３やステップＳ１３８の判定がＹｅｓのときに）分割数増加処理を行うように構成されている。このような態様であっても、学習マップ１４０の分割数を次第に大きくしていくことができるため、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。

第３実施形態について説明する。第３実施形態は、制御装置１００で実行される処理の内容の一部について第１実施形態と異なっており、その他については第１実施形態体と同じである。

図１４に示される一連の処理は、本実施形態の分割変更部１３０によって主に実行される処理であり、図１２に示される一連の処理に替えて実行される処理である。当該処理は、図１２のステップＳ４３をステップＳ１４３に置き換えて、ステップＳ１４３からの移行先についても変更したものとなっている。

ステップＳ４２において、目標空燃比の変化量が所定値以上であった場合には、本実施形態ではステップＳ１４３に移行する。ステップＳ１４３では、先に説明した分割数低減処理が実行される。これにより、学習マップ１４０の分割数は、ステップＳ４０の分割数増加処理が実行されるよりも前の分割数へと戻される。その際、当該処理後の動作領域ＤＮについての制御パラメータとしては、対応する当該処理前の動作領域ＤＮについて記憶されていた制御パラメータ、のうちのいずれか一つが記憶される。ステップＳ１４３の処理が行われた後は、ステップＳ３５に移行する。

以上のように、本実施形態に係る分割変更部１３０は、更新部１２０によって制御パラメータの更新が行われた際に、更新の前後における制御パラメータの値の変化量が所定値以上となった場合（ステップＳ４２の判定がＹｅｓであった場合）に分割数低減処理を行うように構成されている。これにより、

制御パラメータの値の変化量が所定値以上となった場合には、学習マップ１４０に記憶されている制御パラメータと、その理想的な分布（図１０の点線ＤＬ１）との乖離が、一部の動作領域ＤＮにおいては比較的大きくなっていると推測される。本実施形態では、このような場合に分割数低減処理を行うことで、上記の乖離を早期に小さくすることが可能となる。

第４実施形態について説明する。第４実施形態は、制御装置１００で実行される処理の内容の一部について第１実施形態と異なっており、その他については第１実施形態体と同じである。

図１５に示される一連の処理は、本実施形態の分割変更部１３０によって主に実行される処理であり、図１２に示される一連の処理に替えて実行される処理である。当該処理は、図１２のステップＳ３２をステップＳ２３２に、図１２のステップＳ３３をステップＳ２３３に、図１２のステップＳ３６をステップＳ２３６に、図１２のステップＳ３８をステップＳ２３８に、それぞれ置き換えた処理となっている。

ステップＳ３１で学習マップ１４０を更新する処理（更新処理）が行われた後は、本実施形態ではステップＳ２３２に移行する。ステップＳ２３２では、目標空燃比（制御パラメータ）の値の変化量の積算値を算出する処理が行われる。当該積算値は、更新部１２０によって目標空燃比の値が更新される前後における目標空燃比の変化量の絶対値（つまり、図９のステップＳ２７で算出される補正値）を、更新が行われる毎に積算して得られる値である。

ステップＳ２３２に続くステップＳ２３３では、上記の積算値が所定値以上であるか否かが判定される。積算値が所定値に満たない場合には、ステップＳ３１の処理が再度実行される。積算値が所定値以上となっていれば、ステップＳ３４に移行する。ステップＳ３４で実行される処理は、第１実施形態で説明したものと同じである。

ステップＳ３５で更新処理が行われた後は、本実施形態ではステップＳ２３６に移行する。ステップＳ２３６では、ステップＳ２３２と同様に、目標空燃比（制御パラメータ）の値の変化量の積算値を算出する処理が行われる。ステップＳ２３６の後はステップＳ３７に移行する。

ステップＳ３７において、目標空燃比の変化量が所定値未満であった場合には、本実施形態ではステップＳ２３８に移行する。ステップＳ２３８では、ステップＳ２３６で算出された積算値が所定値以上であるか否かが判定される。積算値が所定値に満たない場合には、ステップＳ３５の処理が再度実行される。積算値が所定値以上となっていれば、ステップＳ４０に移行する。ステップＳ４０で実行される処理は、第１実施形態で説明したものと同じである。

以上のように、本実施形態における分割変更部１３０は、更新部１２０による更新の前後における制御パラメータの値の変化量の積算値が所定値以上となったときに、分割数増加処理を行う。このような態様でも、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。

ステップＳ２３２、Ｓ２３６で積算値を算出するにあたっては、制御パラメータの変化量の絶対値をとることなくその積算値を算出することとしてもよい。また、ステップＳ２３２、Ｓ２３６で算出されるのは、更新の前後における制御パラメータの値の変化量の積算値であってもよいが、変化量（又はその絶対値）そのものであってもよい。この場合、ステップＳ２３３やステップＳ２３８では、制御パラメータの変化量（又はその絶対値）が所定値と比較されることとなる。

第５実施形態について説明する。本実施形態では、分割数低減処理の態様について第１実施形態と異なっており、その他については第１実施形態と同じである。

図１６には、本実施形態の分割数低減処理によって学習マップ１４０の分割数が変化していく様子が、図６と同様に描かれている。

図１６（Ａ）に示される例では、図６（Ａ）と同様に学習マップ１４０の分割数が１となっており、その全体が単一の動作領域ＤＮとなっている。図１６（Ａ）の状態から分割数増加処理がなされると、図１６（Ｂ）の状態となる。図１６（Ｂ）には、分割数増加処理がなされた結果、分割数が１から４に変更された状態における学習マップ１４０が示されている。

図１６（Ｂ）の状態から更に分割数増加処理がなされると、図１６（Ｃ）の状態となる。ここでは、図１６（Ｂ）に示される４つの動作領域ＤＮのうち、右上の一つの動作領域ＤＮのみが更に４つに分割されている。

このように、本実施形態では、分割数増加処理によって全ての動作領域ＤＮが均等に分割されるのではなく、一部の動作領域ＤＮのみが分割されてそれまでよりも狭くされる。このような態様であっても、第１実施形態で説明したものと同様の効果を奏する。

例えば街乗りが多く、一部の動作領域ＤＮのみが用いられるような場合には、当該動作領域ＤＮのみを早期に分割し、他の動作領域ＤＮについては後から分割するようにすることが好ましい。これにより、学習マップ１４０のうち使用頻度の高い動作領域のみを細かく分割し、先に精度よく制御パラメータを設定しておくことが可能となる。

また、分割数低減処理として、図１６（Ｃ）の状態から図１６（Ｂ）の状態に切り換える処理が行われてもよい。つまり、分割数低減処理によって、全部ではなく一部の動作領域ＤＮのみがそれまでよりも広くされることとしてもよい。

以上においては、第１実施形態のように学習回数が所定値以上となったタイミングや、第２実施形態のように所定期間が経過したタイミングで、分割変更部１３０によって分割数が変更される例を説明した。しかしながら、分割変更部１３０によって分割数が変更されるタイミングは、上記とは異なるものであってもよい。例えば、車両ＭＶが走行する走路の種類（高速道路や市街地等）に応じて、分割変更部１３０が分割数増加処理又は分割数低減処理を行い、学習マップ１４０の分割数を変更することとしてもよい。

上記の他、何らかの事情によって学習速度を確保したい場合には分割数低減処理を行い、学習精度を確保したい場合には分割数増加処理を行うこととしてもよい。

また、分割変更部１３０が学習マップ１４０の分割態様を変更することには、分割数を変更する態様のほか、各動作領域ＤＮの範囲（広さ）のみを変更し、分割数については変更しない態様も含まれる。

分割変更部１３０が学習マップ１４０の分割態様を変更するに当たっては、種々の方法を採用することができる。例えば、学習マップ１４０が単一の記憶領域にのみ記憶されており、分割変更部１３０がその学習マップ１４０を上書きすることで、学習マップ１４０の分割態様を変更することとしてもよい。また、分割数の異なる複数の学習マップ１４０を、異なる記憶領域にそれぞれ記憶しておき、これらの中から分割変更部１３０が一つの学習マップ１４０を採用することで、分割態様を変更することとしてもよい。確保すべき記憶領域を小さく抑えるという観点からは、前者の態様の方が好ましい。

以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。

１１：内燃機関
１００：制御装置
１１０：制御部
１２０：更新部
１３０：分割変更部
１４０：学習マップ
ＤＮ：動作領域

Claims (10)

1. 内燃機関（１１）の制御装置（１００）であって、
   前記内燃機関の制御に用いる制御パラメータを記憶する学習マップ（１４０）と、
   前記制御パラメータを用いて前記内燃機関の制御を行う制御部（１１０）と、を備え、
   前記学習マップは、前記内燃機関の動作状態に対応した単一又は複数の動作領域（ＤＮ）に分割され、前記制御パラメータを、それぞれの前記動作領域ごとに個別に記憶するものであり、
   学習によって、前記動作領域に記憶されている前記制御パラメータを更新する更新部（１２０）と、
   前記学習マップの分割の態様を変更する分割変更部（１３０）と、を更に備える制御装置。
2. 前記分割変更部は、
   一部又は全ての前記動作領域がそれまでよりも狭くなるように、前記学習マップの分割数を増加させる処理、である分割数増加処理を行う、請求項１に記載の制御装置。
3. 前記分割変更部は、
   前記更新部によって前記制御パラメータの更新が行われた回数が所定回数以上となったとき、又は、更新の前後における前記制御パラメータの値の変化量若しくはその積算値が所定値以上となったときに、前記分割数増加処理を行う、請求項２に記載の制御装置。
4. 前記分割変更部は、
   所定期間が経過するごとに前記分割数増加処理を行う、請求項２に記載の制御装置。
5. 前記分割変更部は、
   一部又は全ての前記動作領域がそれまでよりも広くなるように、前記学習マップの分割数を低減させる処理、である分割数低減処理を行う、請求項１に記載の制御装置。
6. 前記分割変更部は、
   前記更新部によって前記制御パラメータの更新が行われた際に、更新の前後における前記制御パラメータの値の変化量が所定値以上となった場合に前記分割数低減処理を行う、請求項５に記載の制御装置。
7. 前記内燃機関が搭載された車両（ＭＶ）には、
   前記内燃機関から排出された排ガスが通る排気通路（１３）と、
   前記排気通路に設けられており、排ガスを浄化する浄化触媒（１４）と、
   前記排気通路のうち、前記浄化触媒よりも上流側における排ガスから空燃比を測定する上流側センサ（２００）と、
   前記排気通路のうち、前記浄化触媒よりも下流側における排ガスから空燃比を測定する下流側センサ（３００）と、が設けられており、
   前記制御パラメータとは、前記上流側センサで測定される空燃比についての目標値である、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の制御装置。
8. 前記更新部は、前記下流側センサで測定される空燃比に基づいて前記制御パラメータの更新を行う、請求項７に記載の制御装置。
9. 前記上流側センサ及び前記下流側センサは、いずれも、空燃比の変化に応じて出力値を一定の傾きで変化させるリニアセンサである、請求項８に記載の制御装置。
10. 前記上流側センサ及び前記下流側センサは、いずれも１セル構造のセンサとして構成されている、請求項９に記載の制御装置。

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