JP3692629B2 - エンジンの空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明はエンジンの空燃比制御装置、特に壁流燃料に関する補正を行うとともに運転条件に応じてリッチ側の空燃比やリーン側の空燃比で運転するものに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、エンジンの加減速時における空燃比の目標値からのずれは、吸気マニホールドや吸気ポートに付着し、液状のまま壁面を伝ってシリンダーへと流れ込む、いわゆる壁流燃料の量的変化に起因するものであり、この壁流燃料による過不足分を過渡補正量Ｋａｔｈｏｓとして燃料補正を行うものが提案されている（特開平１−３０５１４２号公報参照）。
【０００３】
このものでは、平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆとの２つの値を、エンジン負荷、エンジン回転数Ｎおよび冷却水温Ｔｗに基づいて予め定めており、そのときのエンジン負荷、エンジン回転数Ｎおよび燃料付着部の温度予測値Ｔｆに基づいて平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆを求め、これらから後述する（６）式を用いて単位周期当たり（一噴射当たり）の付着量（これを付着速度という）Ｖｍｆを求め、この付着速度Ｖｍｆで基本噴射パルス幅Ｔｐを補正している。
【０００４】
ここで、（６）式のＭｆは単位周期毎（１噴射毎）に後述する（８）式によりＶｍｆの積算値としてサイクリックに求められる値（予測変数である）のことで、Ｍｆｈがステップ的に変化するとき、このＭｆｈに対して一次遅れで応答する。また、分量割合ＫｍｆはＭｆｈとその時点での付着量Ｍｆの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の燃料を燃料噴射量の補正にどの程度反映させるのかを示す係数のことである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、冷間始動時のエンジン安定性をよくしたり高負荷時の要求出力に応えるため、さらにはリーンバーンシステムにも適用可能とするため後述する（１）式で与えられる目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを導入するものでは、
Ｔｉ＝（Ｔｐ＋Ｋａｔｈｏｓ）×Ｔｆｂｙａ×α＋Ｔｓ …（７１）
ただし、Ｔｆｂｙａ：目標燃空比相当量
α：空燃比フィードバック補正係数
Ｔｓ：無効噴射パルス幅
の計算式により燃料噴射弁に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉを与えている。
【０００６】
ここで、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａは１．０を中心とする値で、たとえば冷間始動直後のアイドル時のとき（燃空比補正係数Ｄｍｌ＝１．０）、水温増量補正係数Ｋｔｗと始動後増量補正係数Ｋａｓとが０でない正の値を持つため目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．０より大きくなり、空燃比がリッチ側になってエンジン安定性が高められる。また、暖機終了後（Ｋｔｗ＝０、Ｋａｓ＝０）の高負荷時にはＤｍｌが１．０よりも大きな値（たとえば１．２）に切換わり、このときもリッチ側の空燃比（出力空燃比）で運転が行われる。さらに、リーン運転領域になったときには、燃空比補正係数Ｄｍｌがたとえば０．６６（空燃比でほぼ２２）となり、このリーン空燃比の運転により燃料消費が抑制される。
【０００７】
このように目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａは運転条件の変化に応じて切換わるのであるが、出力空燃比域からの減速時などＴｆｂｙａの切換時に上記の過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに不足を生じて空燃比が一時的にオーバーリッチやオーバーリーンになることがわかった。たとえば、出力空燃比域からの減速時（Ｔｆｂｙａが１．２から１．０に切換わる）には、図３７に示したように、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓ（実線参照）に不足を生じて空燃比（図ではＡ／Ｆで略記、図１７、図２４、図３８において同じ）がオーバーリッチになり、かつ理論空燃比への切換時間も遅くなっている。
【０００８】
これを解析してみたところ、平衡付着量Ｍｆｈは負荷、回転数、燃料付着部の温度がすべて同一の条件でも目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａにほぼ比例しているのであるから、Ｍｆｈの要求値（一点鎖線で示す）はＴｆｂｙａ＝１．２に対する値からＴｆｂｙａ＝１．０に対する値へとステップ変化し、これに対してＭｆの要求値（二点鎖線で示す）が一次遅れで収束していくはずである。したがって、Ｍｆｈの要求値とＭｆの要求値の差から算出されるＫａｔｈｏｓの要求値は一点鎖線のように与えられることになる。これに対して上記（７１）式のＫａｔｈｏｓを計算するフローにおいては、Ｔｆｂｙａ＝１．０（理論空燃比）に対するマッチングデータを用いて平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆが求められるため、このときのＭｆｈ（実線で示す）とＭｆ（破線で示す）は図示のように変化し、したがって、Ｋａｔｈｏｓ（実線で示す）がＫａｔｈｏｓの要求値より少なく与えられる。この結果、要求値との差の面積分が不足して空燃比のオーバーリッチが生じるのである。
【０００９】
同様にして、リーン運転領域からの加速時などＴｆｂｙａが大きくなる側への切換時にも過渡補正量Ｋａｔｈｏｓが不足し、このときは空燃比がオーバーリーンになる。
【００１０】
そこで、平衡付着量Ｍｆｈを目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをもパラメータとして演算することにより、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時に過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの不足によるオーバーリッチやオーバーリーンを防止するようにした装置を先に提案した（特願平８−９６８５４号参照）。以下この装置を先願装置という。
【００１１】
一方、上記の過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに加えて、気筒別の壁流補正量Ｃｈｏｓｎを導入するものがある（特開平１−３０５１４４号、特開平３−１１１６３９号公報参照）。
【００１２】
ここで、壁流燃料には直接にシリンダに流入される分が少なく比較的応答の遅いもの（低周波成分という）と、直接にシリンダに流入される分が主で応答の速いもの（高周波成分という）とがあり、上記のＫａｔｈｏｓは低周波成分を対象とする壁流補正量、Ｃｈｏｓｎは高周波成分を対象とする補正量である。つまり、Ｋａｔｈｏｓだけでは高周波成分に対して対処不可能なため、高周波成分に対する補正量であるＣｈｏｓｎを、前回噴射からのＡｖｔｐ変化量であるΔＡｖｔｐｎを用いて、Ａｖｔｐが増えているとき（加速時）であれば
Ｃｈｏｓｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｚｔｗｐ …（７２）
ただし、Ｇｚｔｗｐ：増量ゲイン
の式により、またＡｖｔｐが減少しているとき（減速時）は
Ｃｈｏｓｎ＝ΔＡｖｔｐｎ×Ｇｚｔｗｍ …（７３）
ただし、Ｇｚｔｗｍ：減量ゲイン
の式により計算し、これを気筒別に同期噴射の燃料噴射パルス幅に加算することによって、高周波成分に対する壁流補正を行うのである。なお、（７２）、（７３）式の増量ゲインＧｚｔｗｐ、減量ゲインＧｚｔｗｍは水温補正を行うためのものである。また、上記のＣｈｏｓｎ、ΔＡｖｔｐｎ、Ｔｉｎの最後に添付されているｎは気筒番号を表す。
【００１３】
さて、このように低周波成分に対する壁流補正量に加えて高周波成分に対する壁流補正量を導入しているものでは、上記の先願装置を適用したとしても、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎの演算にＴｆｂｙａ（目標空燃比）がいっさい考慮されていないため、特に出力空燃比域からの減速時などＴｆｂｙａの切換時（目標空燃比の切換時）にＣｈｏｓｎに不足を生じて一時的にオーバーリッチやオーバーリーンが生じることがわかった。たとえば、図３３と同じに出力空燃比域からの減速時でみると、図３８に示したように、Ｃｈｏｓｎ（実線参照）に要求値（一点鎖線参照）からの不足を生じて空燃比がオーバーリッチになっている。
【００１４】
そこで本発明は、壁流燃料に関する第１の壁流補正量としての低周波成分に対する壁流補正量、壁流燃料に関する第２の壁流補正量としての高周波成分に対する壁流補正量を導入しているものにおいて、低周波成分に対する壁流補正量であるＫａｔｈｏｓを上記の先願装置と同じに目標空燃比に応じた値とするとともに、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎについても目標空燃比に応じた値とすることにより、目標空燃比の切換時に高周波成分に対する壁流補正量の不足により生じる一時的なオーバーリッチやオーバーリーンを防止することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、図３９に示すように、運転条件に応じた基本噴射量Ｔｐを演算する手段３１と、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを運転条件に応じて演算する手段３２と、この目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて壁流燃料に関する第１の壁流補正量を演算する手段３３と、前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａで前記基本噴射量Ｔｐを補正する手段３４と、この補正した基本噴射量の前回噴射からの変化量を演算する手段３５と、この変化量と前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインＡとから壁流燃料に関する第２の壁流補正量Ｃｈｏｓｎ1を演算する手段３６と、前記補正した基本噴射量と前記第１、第２の２つの壁流補正量とから燃料噴射量Ｔｉを演算する手段３７と、この噴射量の燃料を所定のタイミング毎に吸気管に供給する手段３８とを設けた。
【００１６】
第２の発明では、図４０に示すように、運転条件に応じた基本噴射量Ｔｐを演算する手段３１と、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを運転条件に応じて演算する手段３２と、この目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて壁流燃料に関する第１の壁流補正量を演算する手段３３と、この壁流燃料に関する第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量を演算する手段４１と、この変化量と前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインＡとから壁流燃料に関する第２の壁流補正量Ｃｈｏｓｎ1を演算する手段４２と、前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａで前記基本噴射量Ｔｐを補正する手段３４と、この補正した基本噴射量と前記第１、第２の２つの壁流補正量とから燃料噴射量Ｔｉを演算する手段３７と、この噴射量の燃料を所定のタイミング毎に吸気管に供給する手段３８とを設けた。
【００１７】
第３の発明では、第１または第２の発明において加速後半で前記第２の壁流補正量Ｃｈｏｓｎ¹の演算が禁止されるように前記第２の壁流補正量Ｃｈｏｓｎ¹の演算禁止条件を設けた。
【００１８】
第４の発明では、第３の発明において前記加速後半が、前記第１の壁流補正量Ｋａｔｈｏｓが正かつ前記第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量ΔＫａｔｈｏｓが正となる条件である。
【００１９】
第５の発明では、第１または第２の発明において減速後半で前記第２の壁流補正量Ｃｈｏｓｎ¹の演算が禁止されるように前記第２の壁流補正量Ｃｈｏｓｎ¹の演算禁止条件を設けた。
【００２０】
第６の発明では、第５の発明において前記減速後半が、前記第１の壁流補正量Ｋａｔｈｏｓが負かつ前記第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量ΔＫａｔｈｏｓが負となる条件である。
【００２１】
第７の発明では、第１から第６までのいずれか一つの発明において図４１に示すように前記第１の壁流補正量を演算する手段３３が、前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに対する平衡付着量Ｍｆｈを演算する手段５１と、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて分量割合Ｋｍｆを演算する手段５２と、前記平衡付着量Ｍｆｈとその時点での付着量Ｍｆとの差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）を演算する手段５３と、この差（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量と前記分量割合Ｋｍｆとに基づいて付着速度Ｖｍｆを演算する手段５４と、燃料噴射に同期して今回噴射時の前記付着速度Ｖｍｆを今回噴射前の前記付着量Ｍｆに加算することにより付着量Ｍｆを更新する手段５５と、前記付着速度Ｖｍｆを前記第１の壁流補正量として設定する手段５６とからなる。
【００２２】
第８の発明では、第７の発明において前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに対する平衡付着量Ｍｆｈを、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて演算した理論空燃比に対する平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏと前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａと前記基本噴射量Ｔｐの積により求める。
【００２３】
第９の発明では、第７の発明において前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに対する平衡付着量Ｍｆｈを、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて演算した理論空燃比に対する平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏと前記基本噴射量Ｔｐと前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをパラメータとする値であるゲインＭｆｈｔｆａとの積により求める。
【００２４】
第１０の発明では、第９の発明において前記ゲインＭｆｈｔｆａが、前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａがリッチ側の空燃比を与える場合とリーン側の空燃比を与える場合とで異なる値を持つ所定値Ｍｆｈｇａｉと前記目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａとの積からなる。
【００２５】
第１１の発明では、第８から第１０までのいずれか一つの発明において前記平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏが回転項Ｍｆｈｎ_iを含む。
【００２６】
第１２の発明では、第１１の発明において前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインＡが前記平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏに応じた値である。
【００２７】
第１３の発明では、第８から第１０までのいずれか一つの発明において前記平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏが回転項Ｍｆｈｎ_iを含み、かつ前記分量割合Ｋｍｆが回転補正率Ｋｍｆｎを含む。
【００２８】
第１４の発明では、第１３の発明において前記第１の壁流補正量に対するに関する壁流燃料の応答ゲインＡが前記平衡付着倍率Ｍｆｈｔｖｏと前記分量割合Ｋｍｆの積である。
【００２９】
【発明の効果】
壁流燃料に関する第１の壁流補正量に加えて壁流燃料に関する第２の壁流補正量を導入する場合に、まず従来例のように目標燃空比相当量に関係なく、理論空燃比に対するマッチングデータを用いて壁流燃料に関する第１の壁流補正量を求めたのでは、出力空燃比より理論空燃比へと切換わるときなど小さい値への目標燃空比相当量の切換時（目標空燃比の切換時）に壁流燃料に関する第１の壁流補正量が不足して空燃比のオーバーリッチが生じる。これに対して、第１と第２の各発明では、先願装置と同じに目標燃空比相当量をもパラメータとして壁流燃料に関する第１の壁流補正量を演算するので、小さい値への目標燃空比相当量の切換時に空燃比のオーバーリッチが避けられるともに、目標空燃比への切換が素早く行われる。同様にして、リーン空燃比から理論空燃比へと切換わるときなど大きい値への目標燃空比相当量の切換時に、従来例では壁流燃料に関する第１の壁流補正量の不足により空燃比のオーバーリーンが生じるのであるが、目標燃空比相当量をもパラメータとして壁流燃料に関する第１の壁流補正量を演算するようにしている第１と第２の各発明では、先願装置と同じに大きい値への目標燃空比相当量の切換時に空燃比のオーバーリーンを避けることができる。
【００３０】
また、従来例のように壁流燃料に関する第２の壁流補正量の演算に目標燃空比相当量を考慮していないことでも、特に、出力空燃比域からの減速時に、その減速に伴う空燃比の変化に応じられずに壁流燃料に関する第２の壁流補正量が不足して一時的にオーバーリッチが発生する。これに対して、第１の発明では壁流燃料に関する第２の壁流補正量を目標燃空比相当量により補正した基本噴射量の前回噴射からの変化量と第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインとから、また第２の発明では壁流燃料に関する第２の壁流補正量を壁流燃料に関する第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量と第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインとからそれぞれ演算するので、高周波成分壁流燃料に関する第２の壁流補正量が従来と相違して目標燃空比相当量（目標空燃比）の変化に応じた値となり、壁流燃料に関する第２の壁流補正量が従来と比較して負の値で大きくなることから、出力空燃比域からの減速時に、壁流燃料に関する第２の壁流補正量の不足に伴う一時的なオーバーリッチを防止できる。同様にして、リーン空燃比域からの加速時には、壁流燃料に関する第２の壁流補正量の不足に伴う一時的なオーバーリーンを防止できる。このように、第１と第２の各発明では壁流燃料に関する第２の壁流補正量が目標空燃比に応じた値で演算されることから、壁流燃料に関する第１の壁流補正量に加えて壁流燃料に関する第２の壁流補正量を導入しているものにおいても、目標空燃比の切換時に高周波成分に対する壁流補正量に過不足が生じることがないのである。
【００３１】
さらに、従来の壁流燃料に関する第２の壁流補正量では水温補正ゲインにより冷却水温に応じた補正を行うだけで、エンジンの回転数や負荷に応じた補正を行っていないため、水温補正ゲインを適合したときのエンジン回転数、負荷と異なる回転数や負荷のときには、壁流燃料に関する第２の壁流補正量が不適切となる。そこで、新たに回転補正項、負荷補正項を付加して適合するのでは、適合工数が増加する。これに対して第１の発明では補正基本噴射量（目標燃空比相当量により補正した基本噴射量のこと）がエンジンの回転数と負荷に応じて変化し、この変化する補正基本噴射量に基づいて壁流燃料に関する第２の壁流補正量が演算されるので、また第２の発明では壁流燃料に関する第１の壁流補正量がエンジンの回転数と負荷に応じて変化し、この変化する壁流燃料に関する第１の壁流補正量に基づいて壁流燃料に関する第２の壁流補正量が演算されるので、壁流燃料に関する第２の壁流補正量も自動的にエンジンの回転数と負荷に対応した値となり、これによって、エンジンの回転数が変化したときでも壁流燃料に関する第２の壁流補正量に過不足が生じることがない。
【００３２】
壁流燃料に関する第２の壁流補正量を用いて実験を行ってみたところ、加速後半で空燃比がややリーンに、また減速後半で空燃比がややリッチ側になり、過渡後半での空燃比制御性に改善の余地があることが判明したのであるが、第３の発明では加速後半で、また第５の発明では減速後半でそれぞれ壁流燃料に関する第２の壁流補正量の演算が禁止されるように壁流燃料に関する第２の壁流補正量の演算禁止条件を設けたので、壁流燃料に関する第２の壁流補正量による加速後半での燃料減量や減速後半での燃料増量がなくなり、これによって加速後半や減速後半で空燃比がややリーンやリッチに偏ることがなく空燃比制御性を改善できる。
【００３３】
第８の発明では、目標燃空比相当量に対する平衡付着量を、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて演算した理論空燃比に対する平衡付着倍率と基本噴射量と目標燃空比相当量の積により求めるので、理論空燃比に対して得ている従来の平衡付着倍率のマッチングデータをそのまま用いることができ、これによって新たなマッチングを行う必要がない。
【００３４】
噴射弁の取り付け位置、噴射方向、噴射量、吸気弁形状、吸気ポート形状など平衡付着量に影響を与える因子がエンジン機種毎に変わる可能性があるときにまで、目標燃空比相当量に比例させて目標燃空比相当量に対する平衡付着量の特性を定めるのでは目標燃空比相当量に対する平衡付着量が不適切になる場合が生じるが、第９の発明では、目標燃空比相当量に対する平衡付着量を、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて演算した理論空燃比に対する平衡付着倍率と基本噴射量と目標燃空比相当量をパラメータとする値であるゲインとの積により求め、また第１０の発明では前記ゲインが、目標燃空比相当量がリッチ側の空燃比を与える場合とリーン側の空燃比を与える場合とで異なる値を持つ所定値と目標燃空比相当量との積からなるので、目標燃空比相当量に応じたきめ細かい補正、適合が可能となり、平衡付着量に影響を与える因子がエンジン機種毎に変わる可能性がある場合にも、目標燃空比相当量の切換時にオーバーリッチやオーバーリーンを生じることがなく、これによって目標燃空比相当量に比例させて目標燃空比相当量に対する平衡付着量を求める場合より目標燃空比相当量の切換時の空燃比制御精度が向上する。
【００３５】
第１２と第１４の各発明では、第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインがエンジンの回転数に応じた値となるので、壁流燃料に関する第２の壁流補正量が回転域の相違に伴う高周波成分の挙動によく対応したものとなる。たとえば、負荷が同一の条件においても高回転時になると、低回転時より回転項が小さくなることより、付着倍率が低回転時より小さくなる（第１４の発明ではさらに低回転時より回転補正率が若干小さくなることより、分量割合が低回転時より若干小さくなる）。この結果、第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインが小さくなり、壁流燃料に関する第２の壁流補正量の演算結果が高回転時に適切な値となる。高回転域では、低周波成分の割合が小さくなるのに反して高周波成分が大きくなる現象に対応して、壁流燃料に関する第２の壁流補正量が求められるのである。
【００３６】
【発明の実施の形態】
図１において、１はエンジン本体で、吸入空気はエアクリーナから吸気管８を通ってシリンダに供給される。燃料は、運転条件に応じて所定の空燃比となるようにコントロールユニット（図ではＣ／Ｕで略記）２よりの噴射信号に基づき燃料噴射弁７からエンジン１の吸気ポートに向けて噴射される。
【００３７】
コントロールユニット２にはクランク角センサ４からのＲｅｆ信号（４気筒では１８０°ごと、６気筒では１２０°ごとに発生）と１°信号、エアフローメータ６からの吸入空気量信号、三元触媒１０の上流側に設置したＯ₂センサ３からの空燃比（酸素濃度）信号、水温センサ１１からの冷却水温信号、スロットルセンサ１２からの絞り弁５開度信号等が入力され、これらに基づいてコントロールユニット２では、吸入空気量Ｑとエンジン回転数Ｎとから基本噴射パルス幅Ｔｐを演算するとともに、加減速時にはこのＴｐに過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを加算することによって壁流燃料に関する補正を行う。過渡補正量Ｋａｔｈｏｓは、加減速時に限らず、燃料壁流が大きく変化する始動時や燃料カット時、さらには後述する目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時にも働く。
【００３８】
コントロールユニット２ではまた、冷間始動時のエンジン安定性をよくしたり高負荷時の要求出力に応えるため目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを用いて燃料補正を行うほか、トランスミッションのギヤ位置センサ１３からのギヤ位置信号、車速センサ（図示しない）からの車速信号等に基づいて運転状態を判断しながら条件に応じてリーン空燃比と理論空燃比との制御を行う。排気管９には三元触媒１０が設置され、理論空燃比の運転時に最大の転換効率をもって、排気中のＮＯｘの還元とＨＣ、ＣＯの酸化を行う。この三元触媒１０はリーン空燃比のときはＨＣ、ＣＯは酸化するが、ＮＯｘの還元効率は低い。しかしながら、空燃比がリーン側に移行すればするほどＮＯｘの発生量は少なくなり、所定の空燃比以上では三元触媒１０で浄化するのと同じ程度にまで下げることができ、同時に、リーン空燃比になるほど燃費が改善される。したがって、負荷のそれほど大きくない所定の運転領域においては目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを１．０より小さな値とすることによってリーン空燃比による運転を行い、それ以外の運転領域ではＴｆｂｙａを１．０とすることにより空燃比を理論空燃比に制御するのである。
【００３９】
さて、基本噴射パルス幅Ｔｐに乗算される目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａは運転条件の変化に応じて切換わるのであるが、上記の過渡補正量ＫａｔｈｏｓをＴｆｂｙａ＝１．０（つまり理論空燃比）に対する値として計算しているのでは、出力空燃比域からの減速時などＴｆｂｙａの切換時に過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに不足を生じて空燃比が一時的にオーバーリッチやオーバーリーンになり、制御空燃比の追従性が悪くなる。
【００４０】
これに対処するため先願装置では、平衡付着量Ｍｆｈを目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをもパラメータとして演算する。
【００４１】
コントロールユニット２で実行されるこの先願装置の制御の内容を、以下のフローチャートにしたがって説明する。
【００４２】
図２のフローチャートは燃料噴射パルス幅を算出して出力する制御動作内容を示すもので、まずステップＡ）では目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを、
Ｔｆｂｙａ＝Ｄｍｌ＋Ｋｔｗ＋Ｋａｓ …（１）
ただし、Ｄｍｌ；燃空比補正係数
Ｋｔｗ；水温増量補正係数
Ｋａｓ；始動後増量補正係数
の式により算出する。
【００４３】
ここで、Ｔｆｂｙａは１．０を中心とする値で、空燃比をリッチ化したりリーン化する。たとえば、（１）式の始動後増量補正係数Ｋａｓは冷却水温Ｔｗに応じた値を初期値として始動後時間とともに一定の割合で減少し最終的に０となる値、また（１）式の水温増量補正係数Ｋｔｗは冷却水温Ｔｗに応じた値であり、冷間始動時（ただしＤｍｌ＝１．０）にはこれら増量補正係数Ｋａｓ、Ｋｔｗが０でない正の値を持ち、Ｔｆｂｙａが１．０より大きな値となるため、空燃比がリッチ側に制御される。
【００４４】
一方、（１）式の燃空比補正係数Ｄｍｌは、図５または図６の特性のマップに設定した燃空比Ｍｄｍｌを検索した上、空燃比の切換時には所定のダンパ操作を行わせて求めるのであり、この場合リーン運転条件かどうかによりいずれかのマップが選択される。
【００４５】
ここで、リーン運転条件の判定について図３，図４のフローチャートにしたがって説明する。
【００４６】
これらの動作はバックグランドジョブとして行われるもので、図３のステップＡ）でリーン条件の判定を行うが、このための具体的な内容は図４に示す。リーン条件の判定は図４のステップＡ）〜Ｆ）の内容を一つづつチェックすることにより行い、各項目のすべてが満たされたときにリーン運転を許可し、一つでも反するときはリーン運転を禁止する。
【００４７】
すなわち、
ステップＡ）：空燃比（酸素）センサが活性化している、
ステップＢ）：エンジンの暖機が終了している、
ステップＣ）：負荷（Ｔｐ）が所定のリーン領域にある、
ステップＤ）：回転数（Ｎ）が所定のリーン領域にある、
ステップＥ）：ギヤ位置が２速以上にある、
ステップＦ）：車速が所定の範囲にある、
ときに、ステップＧ）でリーン運転を許可し、そうでなければステップＨ）に移行してリーン運転を禁止する。上記のステップＡ）〜Ｆ）は運転性能を損なわずに安定してリーン運転を行うための条件である。
【００４８】
このようにしてリーン条件を判定したら、図３のステップＣ），Ｄ）に戻り、リーン条件でないときは、ステップＣ）によって理論空燃比あるいはそれよりも濃い空燃比のマップ値（マップ燃空比）を、図６に示す特性のマップを回転数Ｎと負荷Ｔｐとで検索することにより算出し、これに対してリーン条件のときは、ステップＤ）で理論空燃比よりも所定の範囲だけ薄い値のマップ燃空比Ｍｄｍｌを図５に示す特性のマップにしたがって同じように検索する。なお、これらのマップに表した数値は、理論空燃比のときを１．０とする相対値であるため、これよりも数値が大きければリッチ、小さければリーンを示す。
【００４９】
次に、図７は空燃比切換時のダンパ操作を示すフローで、これは空燃比を緩やかに切換えることによりトルクの急変を防いで、運転性能の安定性を確保するためのものである。
【００５０】
ステップＡ）、Ｂ）ではスタートスイッチと先程得たマップ燃空比Ｍｄｍｌをみて、スタートスイッチがＯＮであるときまたはマップ燃空比Ｍｄｍｌが上限値ＴＤＭＬＲ＃以上であるときは、ステップＣ）でマップ燃空比Ｍｄｍｌを燃空比補正係数Ｄｍｌとして設定する。
【００５１】
スタートスイッチがＯＮでなくかつマップ燃空比Ｍｄｍｌが上限値ＴＤＭＬＲ＃未満であるときは、ステップＤ）で前回の燃空比補正係数であるＤｍｌｏｌｄとマップ燃空比Ｍｄｍｌとの比較を行い、Ｄｍｌｏｌｄ≧Ｍｄｍｌでないときは理論空燃比での運転への切換時であると判断し、ステップＥ）で燃空比リッチ化変化速度であるＤｄｍｌｒを読み込み、ステップＦ）でマップ燃空比Ｍｄｍｌと（Ｄｍｌｏｌｄ＋Ｄｄｍｌｒ）のいずれか小さいほうを燃空比補正係数Ｄｍｌとして設定する。
【００５２】
この逆に、Ｄｍｌｏｌｄ≧Ｍｄｍｌのときは、リーン運転への切換時であると判断し、ステップＩ）で燃空比リーン化変化速度であるＤｄｍｌｌを読み込み、ステップＪ）でマップ燃空比Ｍｄｍｌと（Ｄｍｌｏｌｄ−Ｄｄｍｌｌ）のいずれか大きいほうを燃空比補正係数Ｄｍｌとして設定する。
【００５３】
上記の変化速度ＤｄｍｌｒとＤｄｍｌｌは、運転領域の切換時に絞り弁開度の変化が早いほど大きな値を設定して素早く切換えさせる。一方のＤｄｍｌｒで代表させると、図８が変化速度を設定するための流れ図である。ステップＡ）〜Ｃ）で絞り弁開度の変化速度ΔＴＶＯと判定値ＤＴＶＯ３＃、ＤＴＶＯ２＃、ＤＴＶＯ１＃を比較し、その比較結果よりステップＤ）〜Ｇ）でΔＴＶＯ≧ＤＴＶＯ３＃のとき所定値ＤＤＭＬＲ０＃を、ＤＴＶＯ３＃＞ΔＴＶＯ≧ＤＴＶＯ２＃のとき所定値ＤＤＭＬＲ１＃を、ＤＴＶＯ２＃＞ΔＴＶＯ≧ＤＴＶＯ１＃のとき所定値ＤＤＭＬＲ２＃を、ＤＴＶＯ１＃＞ΔＴＶＯのとき所定値ＤＤＭＬＲ３＃をそれぞれ選択する。ただし、ＤＴＶＯ３＃＞ＤＴＶＯ２＃＞ＤＴＶＯ１＃、またＤＤＭＬＲ０＞ＤＤＭＬＲ１＞ＤＤＭＬＲ２＞ＤＤＭＬＲ３である。
【００５４】
このように、絞り弁開度の変化速度ΔＴＶＯに応じた大きさの変化速度Ｄｄｍｌｒを４段階に設定することで、図９に示したように、ΔＴＶＯが大のときは立上がりが急となり、ΔＴＶＯが小のときは立上がりが緩やかとなるわけである。このようにして、リーン運転領域（このときはＫａｓ、Ｋｔｗとも０）では燃空比補正係数Ｄｍｌが１．０よりも小さな値となり、これによってリーン側の空燃比でエンジン運転され、また暖機終了後（このときもＫａｓ、Ｋｔｗとも０）の高負荷時には燃空比補正係数Ｄｍｌが１．０より大きな値となりリッチ側の空燃比で制御されるのである。なお、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．０以外の値となって働くときにも空燃比フィードバック制御を行うと、空燃比をリッチ側やリーン側の値にすることができなくなるので、このときには空燃比フィードバック制御を停止している（αのクランプ）。
【００５５】
図２に戻り、ステップＢ）でエアフローメータの出力をＡ／Ｄ変換し、リニアライズして吸入空気流量Ｑを算出する。そしてステップＣ）でこの吸入空気流量Ｑとエンジン回転数Ｎとから、ほぼ理論空燃比の得られる基本噴射パルス幅Ｔｐを、Ｔｐ＝Ｋ×Ｑ／Ｎとして求める。なおＫは定数である。
【００５６】
ステップＤ）では
Ａｖｔｐ＝Ｔｐ×Ｆｌｏａｄ＋Ａｖｔｐ_-1×（１−Ｆｌｏａｄ）…（２）
ただし、Ｆｌｏａｄ：加重平均係数
Ａｖｔｐ_-1：前回のＡｖｔｐ
の式により噴射弁部空気量相当パルス幅Ａｖｔｐを求める。（２）式の加重平均係数Ｆｌｏａｄは、回転数Ｎおよびシリンダ容積Ｖとの積Ｎ・Ｖと吸気管の総流路面積Ａａから所定のマップを参照して求める。なお、Ａａは絞り弁５の流路面積にアイドル調整弁やエアレギュレータの流路面積を足したものである。
【００５７】
ステップＥ）では過渡補正量Ｋａｔｈｏｓを計算する。この過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの計算については図１０により説明する。
【００５８】
まず、ステップＡ）では噴射弁部空気量相当パルス幅Ａｖｔｐ、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ（先に図２のステップＡ）、Ｄ）で得ている）を読み込み、ステップＢ）で
Ｍｆｈ＝Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｔｆｂｙａ …（３）
ただし、Ｍｆｈｔｖｏ：付着倍率
の式により平衡付着量Ｍｆｈを計算する。
【００５９】
ここで、付着倍率Ｍｆｈｔｖｏを求めるためのデータ（後述する基準付着倍率負荷項Ｍｆｈｑ_iのマップデータと基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎ_iのテーブルデータ）は、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ＝１．０に対するマッチングデータであるため、このマッチングデータを用いて得られる平衡付着量はＴｆｂｙａ＝１．０に対しては適切であっても、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．０以外の値であるときにはその差の分だけ平衡付着量Ｍｆｈの演算に誤差が生じること、また図１１に示すように、平衡付着量ＭｆｈはＴｆｂｙａにほぼ比例することから、（３）式に示したように、Ｔｆｂｙａ＝１．０に対する値（Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ）をＴｆｂｙａ倍することによって、そのときのＴｆｂｙａに対応して過不足なく平衡付着量Ｍｆｈを与えるのである。この結果、暖機終了後の高負荷時に目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．２になったときにはこのときの平衡付着量Ｍｆｈが従来より１．２倍され、またリーン運転領域で目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが０．６６になったときにはこのときの平衡付着量Ｍｆｈが従来より０．６６倍される。
【００６０】
（３）式の付着倍率Ｍｆｈｔｖｏは従来（特開平３−１１１６４２号公報参照）と同様にして求める。Ｍｆｈｔｖｏは単位噴射弁部流量相当パルス幅当たり、かつ１シリンダ当たりの平衡付着量のことであり、これは負荷（Ａｖｔｐ）と回転数Ｎと燃料付着部の温度予測値Ｔｆを用いて求める。なお、燃料付着部の温度予測値Ｔｆの演算については、特開平１−３０５１４２号公報に詳しいので説明は省略する。
【００６１】
具体的には、温度予測値Ｔｆの上下各基準温度Ｔｆ_iとＴｆ_i+1（ｉは１から４（あるいは５）までの整数）に対する基準付着倍率データＭｆｈｔｆ_iとＭｆｈｔｆ_i+1を用い、Ｔｆ、Ｔｆ_i、Ｔｆ_i+1による補間計算で求める。たとえば、Ｍｆｈｔｆ₁、Ｍｆｈｔｆ₂と、基準温度Ｔｆ₁、Ｔｆ₂、現在の温度予測値Ｔｆを用いて
Ｍｆｈｔｖｏ＝Ｍｆｈｔｆ₁＋（Ｍｆｈｔｆ₂−Ｍｆｈｔｆ₁）×（Ｔｆ₁−Ｔｆ）／（Ｔｆ₁−Ｔｆ₂） …（４）
の式（直線補間計算式）によりＭｆｈｔｖｏを計算する。
【００６２】
上記の基準付着倍率データＭｆｈｔｆ_iは
Ｍｆｈｔｆ_i＝Ｍｆｈｑ_i×Ｍｆｈｎ_i …（５）
ただし、Ｍｆｈｑ_i：基準付着倍率負荷項
Ｍｆｈｎ_i：基準付着倍率回転項
の式により計算する。
【００６３】
ここで、Ｍｆｈｑ_iはα−Ｎ流量Ｑｈ０と温度予測値Ｔｆを用い補間計算付きで所定のマップを参照して求める。なお、Ｑｈ０は絞り弁開度ＴＶＯと回転数Ｎから求められる絞り弁部の空気流量で、既に公知のものである。Ｍｆｈｎ_iは回転数Ｎから補間計算付きで所定のテーブルを参照して求める。Ｍｆｈｑ_iのマップ（図１２参照）とＭｆｈｎ_iのテーブル（図１３参照）は、後述するＫｍｆａｔのマップとＫｍｆｎのテーブルとともに、理論空燃比のときにマッチングしたデータが格納されている。また、図１２と後述する図１４の各マップは本来、冷却水温Ｔｗに対してマッチングしたものであるが、このマップ参照する際に、冷却水温Ｔｗに代えて温度予測値Ｔｆを用いるわけである。
【００６４】
このようにして求めた平衡付着量Ｍｆｈに対して、現時点での付着量（予測変数）Ｍｆが単位周期当たり（たとえばクランク軸１回転毎）にどの程度の割合で接近するかの割合を表す係数（つまり分量割合）ＫｍｆをステップＣ）において基本分量割合Ｋｍｆａｔと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎの積から演算する。
【００６５】
ここで、Ｋｍｆａｔは温度予測値Ｔｆを用いて求める。たとえば、α−Ｎ流量Ｑｈ０と温度予測値Ｔｆとを用い、補間計算付きで所定のマップ（図１４参照）を参照する。Ｋｍｆｎは回転数Ｎから補間計算付きで所定のテーブル（図１５参照）を参照する。
【００６６】
なお、基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎ_iと分量割合回転補正率Ｋｍｆｎに添付されたｎは気筒番号としてのｎ（後述する）ではなく、回転数Ｎを意味させている。
【００６７】
このようにして求めた分量割合ＫｍｆをステップＤ）においてＭｆｈと現時点での付着量Ｍｆとの差に乗じる演算により、つまり
Ｖｍｆ＝（Ｍｆｈ−Ｍｆ）×Ｋｍｆ …（６）
の式により付着速度（単位周期あたりの付着量のこと）Ｖｍｆを計算する。
【００６８】
Ｍｆはその時点での付着量の予測変数であり、したがって（Ｍｆｈ−Ｍｆ）の付着量は現サイクルにおける平衡付着量からの過不足量を示し、この値（Ｍｆｈ−Ｍｆ）が分量割合Ｋｍｆにてさらに補正されるのである。
【００６９】
このようにして付着速度Ｖｍｆを求めた後、ステップＥ）では付着速度Ｖｍｆを過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに入れて、図１０のフローを終了する。
【００７０】
過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの計算を終了したら図２に戻り、ステップＦ）で

ただし、α：空燃比フィードバック補正係数
Ｔｓ：無効噴射パルス幅
の式により燃料噴射弁に与える燃料噴射パルス幅Ｔｉｎを気筒別に計算する。
【００７１】
この（７）式を従来の（７１）式と比較すればわかるように、この式では過渡補正量Ｋａｔｈｏｓに対して目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａを乗算していない。これは、上記（３）式により目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをすでに平衡付着量Ｍｆｈの計算に用いているからである。
【００７２】
ここで、（７）式の空燃比フィードバック補正係数αは制御空燃比が理論空燃比を中心とするいわゆるウィンドウに収まるようにＯ₂センサ出力に基づいて演算される値、無効噴射パルス幅Ｔｓは噴射弁が噴射信号を受けてから実際に開弁するまでの作動遅れを補償するための値である。また、（７）式は従来の（７１）式と相違してシーケンシャル噴射（４気筒ではエンジン２回転毎に１回、各気筒の点火順序に合わせて噴射）の場合の式であるため、数字の２が入っている。
【００７３】
気筒別壁流補正量Ｃｈｏｓｎ¹については後で詳述する。これは気筒別の値（つまりｎは気筒番号を表す）であるため、Ｔｉも気筒別の値とする必要があることから、ｎをつけている。
【００７４】
次にステップＧ）で燃料カットの判定を行い、ステップＩ），Ｊ）で燃料カット条件ならば無効噴射パルス幅Ｔｓを、そうでなければＴｉｎを出力レジスタにストアすることでクランク角センサの出力にしたがって所定の噴射タイミングでの噴射に備える。
【００７５】
図１６のフローチャートは噴射タイミングに同期（具体的にはＲｅｆ信号同期）したフローチャートで、所定の噴射タイミングになると、ステップＡ）において噴射を実行したあと、ステップＢ）では上記の（６）式で得た付着速度Ｖｍｆを用いて次回の処理時に用いる付着量Ｍｆを、
Ｍｆ＝Ｍｆ_-1Ref＋Ｖｍｆ …（８）
ただし、Ｍｆ_-1Ref：１噴射前（１サイクル前）のＭｆ
の式により更新し、このＭｆを次回処理のため、ステップＣ）においてＭｆ_-1Refに移しておく。
【００７６】
（８）式中の右辺のＭｆ_-1Refは前回噴射終了時（エンジン２回転前）の付着量であり、これに今回の噴射時に加えられる付着速度Ｖｍｆを加算した値が今回の噴射終了時点での付着量Ｍｆ（左辺のＭｆ）となる。この付着量Ｍｆの値が次回のＶｍｆの演算時に用いられる。（８）式の右辺のＭｆ_-1Refが付着速度Ｖｍｆの演算直前の値であるのに対して（８）式の左辺のＭｆは付着速度Ｖｍｆの演算直後の値である。したがって、内容的には（６）式の付着量Ｍｆの値を（８）式右辺のＭｆ_-1Refに入れて（８）式左辺の付着量Ｍｆを計算することになる。（８）式で左辺と右辺に付着量が出てくるのは、付着量をエンジン２回転毎（つまり１サイクル毎）にサイクリックに更新していく構成であるからである。なお、ステップＤ）、Ｅ）については後述する。
【００７７】
ここで、１．２から１．０へのＴｆｂｙａの切換時について先願装置の作用を図１７を参照しながら説明する。図には簡単のためステップ変化で示している。
【００７８】
従来例のように目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに関係なく、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ＝１．０（理論空燃比）に対するマッチングデータを用いて求めた平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆを目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．０でないときにもそのまま用いるのでは、Ｍｆｈ（二点鎖線で示す）とＭｆ（破線で示す）が図示のように変化し、したがって、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時にはＫａｔｈｏｓ（破線で示す）が不足して空燃比のオーバーリッチが生じることを前述した。
【００７９】
これに対して先願装置では、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが１．２のときにはこの目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａにより平衡付着量Ｍｆｈが従来より１．２倍されており、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの１．０への切換時にステップ変化するＭｆｈ（実線で示す）に対して付着量Ｍｆ（一点鎖線で示す）が一次遅れで追いかけるため、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓ（実線で示す）が従来と比較して斜線で示した面積の分だけ負の値で大きくなり、これにより目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時の空燃比のオーバーリッチが避けられるともに、理論空燃比への切換が素早く行われている。
【００８０】
同様にして、リーン空燃比から理論空燃比へと切換わるときなど大きい値への目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時に、従来例では過渡補正量Ｋａｔｈｏｓが不足して空燃比のオーバーリーンが生じるのであるが、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをもパラメータとして平衡付着量Ｍｆｈを演算する本実施形態では、大きい値への目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時の空燃比のオーバーリーンを避けることができ、かつ理論空燃比への戻りが遅くなることがない。
【００８１】
これで先願装置の説明を終える。
【００８２】
一方、壁流燃料に低周波成分と高周波成分があり、低周波分に対する壁流補正量である上記のＫａｔｈｏｓだけでは高周波成分に対して対処不可能なため、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎを導入する場合に、特開平１−３０５１４４号、同３−１１１６３９号の各公報の装置のように、Ｃｈｏｓｎの演算にＴｆｂｙａを考慮していないことでも、出力空燃比域からの減速時などＴｆｂｙａの切換時にＣｈｏｓｎに不足を生じて一時的にオーバーリッチやオーバーリーンが生じることがわかった。
【００８３】
これに対処するため本発明の第１実施形態では、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎを

ただし、Ｃｈｏｓｎ¹：１サイクル目のＣｈｏｓｎ
Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref：１サイクル前のＫａｔｈｏｓ
Ｇｚｔｗｃ：増量ゲインＧｚｔｗｐまたは減量ゲインＧｚｔｗｍ
Ａ：低周波成分の１サイクル目の応答ゲイン
の式により計算し、最終的な同期噴射の燃料噴射パルス幅Ｔｉｎを前記（７）式により求める。具体的には、先願装置に対して、図１８のフローチャートと図１６のステップＤ）、Ｅ）、Ｆ）を追加して設けている。
【００８４】
ここでは、フローチャートの説明に入る前に、（１１）式を理論的にどのようにして導いたのかを説明する。なお、図１０のステップＥ）に示したように、Ｖｍｆ＝Ｋａｔｈｏｓであるため、（１１）式に代えて
Ｃｈｏｓｎ¹＝（Ｖｍｆ−Ｖｍｆ_-1Ref）×（Ｇｚｔｗｃ−１）／Ａ …（１２）
ただし、Ｖｍｆ_-1Ref：１サイクル前のＶｍｆ
の式を用いてもかまわない。ただし、以下では（１１）式のほうで説明する。
【００８５】
図２１は燃料噴射量をステップ的に１だけ増やしたときの低周波成分の応答ゲインＧＬ（）、低周波成分と高周波成分を合わせた総応答ゲインＧ（）と、Ｋａｔｈｏｓ、Ｃｈｏｓｎ¹の各壁流補正量の変化を示したものである。ただし、サイクル数の１はステップ変化１サイクル目であることを、またＧＬ（１）は低周波成分の１サイクル目の応答ゲインを、Ｇ（１）は１サイクル目の総応答ゲインをそれぞれ表す。
【００８６】
なお、（１１）式をスッキリさせるため、低周波成分の１サイクル目の応答ゲインＡを導入しており、ＧＬ（１）との間には図より
Ａ＝１−ＧＬ（１） …（１３）
の関係が成立する。
【００８７】
さて、図２１において、低周波成分は１−Ａの分だけが気流に乗ってシリンダに流入し、残りのＡの分が吸気ポート壁や吸気弁に付着するので、低周波成分としてシリンダに１の燃料を流入させるには、
１：１−Ａ＝１＋Ｋａｔｈｏｓ¹：１ …（１４）
ただし、Ｋａｔｈｏｓ¹：１サイクル目のＫａｔｈｏｓ
の比例関係が成立しなければならない。（１４）式より

実際の燃料噴射では、噴射量１のうち１サイクル目の総応答ゲインＧ（１）の分だけが気流に乗ってシリンダに流入し、残りの１−Ｇ（１）の分が吸気ポート壁や吸気弁に付着するので、低周波成分と高周波成分を合わせた合計としてシリンダに１の燃料を流入させるには、
１：Ｇ（１）＝１＋（Ｋａｔｈｏｓ¹＋Ｃｈｏｓｎ¹）：１ …（１６）
ただし、Ｃｈｏｓｎ¹：１サイクル目のＣｈｏｓｎ
の比例関係が成立しなければならない。（１６）式より

このように、図２１に示すステップ変化によれば、ステップ変化１サイクル目の壁流補正量（Ｋａｔｈｏｓ¹、Ｃｈｏｓｎ¹）を考えやすいわけであるが、実際の過渡では図２２に示すようにＡｖｔｐ、Ｍｆｈが常に連続的に変化している。そこで、図２２において、変化途中のｉ＋１サイクル目のＫａｔｈｏｓを
▲１▼ｉ→ｉ＋１サイクルのＭｆｈの変化に起因するもの：Ｋａｔｈｏｓⁱ→ⁱ⁺¹
▲２▼ｉサイクルまでのＭｆｈとＭｆの差で決まるもの：Ｋａｔｈｏｓⁱ
に分けて考えると、これらはそれぞれ
Ｋａｔｈｏｓⁱ→ⁱ⁺¹＝（Ｍｆｈⁱ⁺¹−Ｍｆｈⁱ）×Ｋｍｆ …（１８）
Ｋａｔｈｏｓⁱ＝（Ｍｆｈⁱ−Ｍｆ^i-1）×Ｋｍｆ …（１９）
Ｍｆｈⁱ⁺¹：ｉ＋１サイクル目のＭｆｈ
Ｍｆｈⁱ：ｉサイクル目のＭｆｈ
Ｍｆ^i-1：ｉ−１サイクル目のＭｆ
であるから、ｉ＋１サイクル目のＫａｔｈｏｓは

ただし、Ｋａｔｈｏｓⁱ⁺¹：ｉ＋１サイクル目のＫａｔｈｏｓ
となる。
【００８８】
なお、上記の（６）式から類推すれば、
Ｖｍｆⁱ＝Ｋａｔｈｏｓⁱ＝（Ｍｆｈⁱ−Ｍｆⁱ）×Ｋｍｆ
となり、Ｍｆのサイクル数が（１９）式と異なるようにも思えるが、（６）式は演算ルーチン上における式、（１９）式は理論式であるため、両者が矛盾するものではない。
【００８９】
（２０）式をサイクル数で１つずらせて、ｉサイクル目のＫａｔｈｏｓは

ただし、Ｋａｔｈｏｓⁱ：ｉサイクル目のＫａｔｈｏｓ
である。
【００９０】
ここで、ステップ変化１サイクル目のときは、（２１）式の第２項が不要となるため、これを省略し
Ｋａｔｈｏｓ¹＝（Ｍｆｈ¹−Ｍｆｈ^1-1）×Ｋｍｆ …（２２）
の式を得る。
【００９１】
（２２）式は、連続するＭｆｈの変化を各サイクル毎の微小なステップ変化とみたてたことにより、そのステップ変化毎に必要となる１サイクル目（１回目）のＫａｔｈｏｓを得るものである。
【００９２】
（２２）式をさらに

の式に変形すると、（２３）式の第１項は１サイクル目のＫａｔｈｏｓの演算式そのもの、（２３）式の第２項は１−１サイクルでの（つまり１サイクル前の）Ｋａｔｈｏｓの演算式で近似することができる。したがって、
Ｋａｔｈｏｓ¹≒Ｋａｔｈｏｓ−Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref …（２４）
ただし、Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref：１サイクル前のＫａｔｈｏｓ
の式を得る。
【００９３】
繰り返しになるが、（２４）式において、右肩に１がついているＫａｔｈｏｓは、連続するＭｆｈの変化を各サイクル毎の微小なステップ変化にみたてた際にステップ変化毎に必要となる１サイクル目の補正量であり、これに対して１がついてないＫａｔｈｏｓ、Ｋａｔｈｏｓ_-1Refは従来と同様に連続したＭｆｈとＭｆの差から演算される値である。
【００９４】
ここで、増量ゲインＧｚｔｗｐを

とおくと、（２５）式よりＧ（１）＝（１−Ａ）／Ｇｚｔｗｐであるから、これを（１７）式に代入する。
【００９５】

このようにして、上記（１１）式（近似式）が得られた。
【００９６】
（１１）式によれば低周波成分に対する壁流補正量であるＫａｔｈｏｓの前サイクルからの変化量と低周波成分の１サイクル目の応答ゲインＡとから高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎ¹が演算されるわけである。
【００９７】
次に、低周波成分の１サイクル目の応答ゲインＡの算出方法について述べる。
【００９８】
ＭＰＩ（マルチポイントインジェクション）における過渡時の燃料応答を、
燃料噴射弁７からの燃料噴射量：

ただし、Ｇｆｉ（ｋ）：ｋサイクル目の燃料噴射量
Ｇｆｓｔ０：定常噴射量
ΔＧｆｓｔ：定常噴射量の変化分
Ｔｆｂｙａ：目標燃空比相当量
Ｇｆｔｒ（ｋ）：ｋサイクル目の過渡補正量
Ａ：低周波成分の応答ゲイン
Ｇｆｃ（ｋ）：ｋサイクル目のシリンダ吸入燃料量
Ｇｗｆ（ｋ−１）：ｋ−１サイクル目の壁流燃料量
Δｔ：制御周期
τ：低周波成分の応答の時定数
の各基本式で表す。
【００９９】
ここで、（３１）式は今回新たに作成したモデルで、第１項の定常分と第２項の過渡補正分とに分けている。これに対して（３２）式はＨ．Ｗｕらが用いた簡易モデルで（１９９０年１０月発行 自動車技術会論文集「燃料噴射機関における吸気ポート内燃料挙動の解析」第７６頁参照）、壁流のシリンダ内吸入を一次遅れで表したものである（図２３参照）。つまり、（３２）式の第２項は、壁流燃料のうちΔｔ／τの割合の分がシリンダ内に流入することを表している。なお、（３１）、（３２）式においてＧｆｓｔ０、ΔＧｆｓｔ、Ｇｆｔｒ（ｋ）、Ｇｆｉ（ｋ）、Ｇｗｆ（ｋ−１）の単位は１サイクル当たりの燃料質量である。
【０１００】
ここで、要求シリンダ吸入燃料量は

ただし、Ｇｂｃ（ｋ）：ｋサイクル目の要求シリンダ吸入燃料量
であることより、このＧｂｃ（ｋ）の燃料量がシリンダ内に吸入されるためには、Ｇｂｃ（ｋ）＝Ｇｆｃ（ｋ）となればよいから、

この式をＧｆｔｒ（ｋ）について整理する。
【０１０１】

（３４）式に対して、
Ｇｆｔｒ（ｋ）→Ｋａｔｈｏｓⁱ
（Ａ×τ／Δｔ）→Ｍｆｈｔｖｏ
（Ｇｆｓｔ０＋ΔＧｆｓｔ）→Ａｖｔｐ
Ｇｗｆ（ｋ−１）→Ｍｆ^i-1
（１／（１−Ａ））×Δｔ／τ→Ｋｍｆ
の置き換えを行うと、（３４）式は

となる。
【０１０２】
ここで、Ｍｆｈｔｖｏ×Ｋｍｆを計算してみると、

となることより、

となり、（３８）式によれば、マッチングするまでもなく低周波分の応答ゲインＡを計算することができることになった。
【０１０３】
なお、ＳＰＩ（シングルポイントインジェクション）においては上記の（３）式に代えて
Ｍｆｈ＝Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｔｆｂｙａ×ＣＹＬＮＤＲ…（３ａ）
ただし、ＣＹＬＮＤＲ：シリンダ数
の式を用いる。上記（３）式においてＭｆｈ、Ｍｆｈｔｖｏは１気筒分であるため、全気筒分の燃料を同時に噴射供給するするＳＰＩにおいては全気筒分のＭｆｈを演算する必要があるわけである。また、ＳＰＩでは、（３６）、（３８）式に代えて、

の式を用いればよい。
【０１０４】
これで、ステップ変化１サイクル目の気筒別壁流補正量Ｃｈｏｓｎ¹の算出方法と低周波成分の応答ゲインＡの算出方法の説明を終了し、フローチャートの説明に入る。
【０１０５】
まず、図１８のフローチャートはＣｈｏｓｎ¹を算出するためのもので、１０ｍｓ毎に実行する。
【０１０６】
ステップＡ）では冷却水温Ｔｗを読み込む。なお、Ｃｈｏｓｎ¹の算出には、Ｔｗ以外に付着倍率Ｍｆｈｔｖｏ、分量割合Ｋｍｆ、過渡補正量Ｋａｔｈｏｓ、１噴射前（１サイクル前）の過渡補正量を表すＫａｔｈｏｓ_-1Refが必要となるが、このうちＭｆｈｔｖｏ、Ｋｍｆ、Ｋａｔｈｏｓは図１０のフローにより得られている。また、Ｋａｔｈｏｓ_-1Refは、図１６のステップＥ）に示したように、噴射タイミングでＫａｔｈｏｓの値をＫａｔｈｏｓ_-1Refに移しておくことによって得られる。
【０１０７】
図１８のステップＢ）では
ΔＫａｔｈｏｓ＝Ｋａｔｈｏｓ−Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref …（４１）
ただし、Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref：１噴射前（１サイクル前）のＫａｔｈｏｓの式により前回噴射からのＫａｔｈｏｓ変化量であるΔＫａｔｈｏｓを計算し、このΔＫａｔｈｏｓと０を比較する。
【０１０８】
ΔＫａｔｈｏｓ＞０（加速時）であれば、ステップＣ）に進んで増量ゲインＧｚｔｗｐを求め、このＧｚｔｗｐをステップＤ）において水温補正ゲインＧｚｔｗｃに入れる。同様にして、ΔＫａｔｈｏｓ＜０（減速時）であるときは、ステップＥ）に進んで減量ゲインＧｚｔｗｍを求め、このＧｚｔｗｍをステップＦ）においてＧｚｔｗｃに入れる。ゲインＧｚｔｗｐとＧｚｔｗｍは水温補正を行うためのもので、冷却水温Ｔｗを用い補間計算付きで図１９、図２０を内容とするテーブルをそれぞれ参照する。
【０１０９】
ステップＧ）ではＡ／（１−Ａ）の値を上記の（３６）式により計算し、このＡ／（１−Ａ）の値を、ステップＨ）において
１／Ａ＝１／｛Ａ／（１−Ａ）｝＋１
の式の右辺に代入することにより左辺の１／Ａの値を計算する。この１／Ａの値とＫａｔｈｏｓ、Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref、Ｇｚｔｗｃの値を用い、ステップＩ）において、上記の（１１）式によりＣｈｏｓｎ¹を計算する。
【０１１０】
ステップＪ）では全気筒分が終了したかどうかをみて、終了してなければ、ステップＢ）に戻って、ステップＩ）までを繰り返す。
【０１１１】
また、図１６のステップＤ）ではＣｈｏｓｎ¹に０を入れ、ステップＥ）、Ｆ）では次回処理のためＫａｔｈｏｓの値をＫａｔｈｏｓ_-1Refに、Ａｖｔｐの値をＡｖｔｐｏｉｎに移す。
【０１１２】
ここで、上記（１１）式によりＣｈｏｓｎ¹を演算する場合の本発明の作用を図２４を参照しながら説明する。
【０１１３】
低周波成分に対する壁流補正量であるＫａｔｈｏｓに加えて、高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎを導入する場合に、図１７と同じに出力空燃比域からの減速時で考えると、Ｃｈｏｓｎの演算に目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａ（目標空燃比）を考慮していない従来例では、特に、出力空燃比域からの減速時に、その減速に伴う空燃比の変化に応じられずにＣＨＯＳｎが不足して一時的にオーバーリッチが発生する（最悪の場合にはリッチ失火が生じることもある）ことを前述した。
【０１１４】
これに対して本発明では、先願装置と同じに平衡付着量Ｍｆｈを目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａをもパラメータとして演算し、このＭｆｈに基づいてＫａｔｈｏｓを演算するとともに、そのＫａｔｈｏｓとそのＫａｔｈｏｓを得たサイクルより１つ前のサイクルのＫａｔｈｏｓとの差と低周波成分の応答ゲインＡから高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎ¹を演算するので、Ｃｈｏｓｎ¹が従来と相違してＴｆｂｙａの変化に応じた値となる。この結果、本発明のＣｈｏｓｎ¹（実線参照）が従来のＣｈｏｓｎ（破線参照）より負の値で大きくなることから、出力空燃比域からの減速時に高周波成分に対する壁流補正量の不足に伴う一時的なオーバーリッチを防止できる。
【０１１５】
図示しないが、Ｔｆｂｙａが大きな値へと切換わる場合も同様であり、リーン空燃比域からの加速時に高周波成分に対する壁流補正量の不足に伴う一時的なオーバーリーンを防止できる。
【０１１６】
このように、本発明ではＣｈｏｓｎ¹がＴｆｂｙａに応じた値で設定されることから、壁流燃料のうちの低周波成分に対する壁流補正量に加えて高周波成分に対する壁流補正量を加えているものにおいても、Ｔｆｂｙａの切換時（目標空燃比の切換時）に高周波成分に対する壁流補正量に過不足が生じることがないのである。
【０１１７】
また、従来の高周波成分に対する壁流補正量ではＧｚｔｗｐ、Ｇｚｔｗｍにより冷却水温Ｔｗに応じた補正を行うだけで、回転数や負荷に応じた補正を行っていないため、Ｇｚｔｗｐ、Ｇｚｔｗｍを適合したときの回転数、負荷から離れたときには、高周波成分に対する壁流補正量が不適切となる。新たに回転補正項、負荷補正項を付加して適合するとなると、適合要素が増え、適合工数が増加するという問題が生じる。
【０１１８】
これに対して本発明の高周波成分に対する壁流補正量であるＣｈｏｓｎ¹は、（１１）式で示したようにエンジンの回転数と負荷に応じて変化するＫａｔｈｏｓに基づいて演算されるので、Ｃｈｏｓｎ¹も自動的にエンジンの回転数と負荷に対応した補正量となる。
【０１１９】
さらに、低周波成分の応答ゲインＡについても、エンジンの回転数と負荷に応じた値となるので、Ｃｈｏｓｎ¹が回転域の相違に伴う高周波成分の挙動によく対応したものとなる。たとえば、負荷が同一の条件においても高回転時になると、低回転時より基準付着倍率回転項Ｍｆｈｎ_iが小さくなる（図１３参照）ことより、付着倍率Ｍｆｈｔｖｏ（＝Ｍｆｈｑ_i×Ｍｆｈｎ_i）が低回転時より小さくなり、かつ低回転時より分量割合回転補正率Ｋｍｆｎが若干小さくなる（図１５参照）ことより、分量割合Ｋｍｆ（＝Ｋｍｆａｔ×Ｋｍｆｎ）が低回転時より若干小さくなる。この結果、Ｍｆｈｔｖｏ×Ｋｍｆ（＝Ａ／（１−Ａ））が小さくなることからＡが小さくなる。一般に高回転側のほうが１サイクル目の応答もその後の応答もよい（ＧＬ（１）、Ｇ（１）とも大きくなり、Ｇｚｔｗｐ（＝ＧＬ（１）／Ｇ（１））は大きくは変わらない）ことから、Ａが小さくなることによって高回転時に適切なＣｈｏｓｎ¹が演算される。高回転域では、低周波成分の割合が小さくなるのに反して高周波成分が大きくなる現象に対応して、Ｃｈｏｓｎ¹が求められるのである。
【０１２０】
図２５と図２６のフローチャートは第２実施形態で、図２５、図２６はそれぞれ第１実施形態の図１６、図１８に対応する。第１実施形態とは図２５のステップＥ１）と図２６のステップＨ１）、Ｉ１）とが相違している。
【０１２１】
上記の（１１）式が近似式であったのに対し、この実施形態は

の式（厳密式）によりＣｈｏｓｎ¹を計算するようにしたものである。
【０１２２】
ここで、（５１）式は次のようにして導いたものである。Ｋａｔｈｏｓ¹を与える上記の（２２）式に

ただし、Ａｖｔｐｏｉｎ：１噴射前（１サイクル前）のＡｖｔｐ
Ｔｆｂｙａ_-1Ref：１噴射前（１サイクル前）のＴｆｂｙａ
を代入すると、Ｋａｔｈｏｓ¹は

となる。
【０１２３】
この（５４）式を上記の（２６）式に代入する。
【０１２４】

となり、上記（５１）式が得られた。
【０１２５】
フローチャートでは第１実施形態と異なる部分を主に説明すると、図２６のステップＧ）で求めたＡ／（１−Ａ）の値を図２６のステップＨ１）において
１／（１−Ａ）＝Ａ／（１−Ａ）＋１ …（５６）
の式の右辺により計算し、左辺の１／（１−Ａ）の値を得る。ステップＩ１）ではこの１／（１−Ａ）、Ｇｚｔｗｃ、Ａｖｔｐ、Ａｖｔｐｏｉｎ、Ｔｆｂｙａ、Ｔｆｂｙａ_-1Refを用い上記（５１）式によりＣｈｏｓｎ¹を計算する。
【０１２６】
ここで、Ｔｆｂｙａ_-1Refは、図２５のステップＥ１）においてＴｆｂｙａの値をＴｆｂｙａ_-1Refに移しておくことによって得られる。
【０１２７】
第２実施形態では、Ｃｈｏｓｎ¹を求める式が近似式でないぶん目標空燃比の切換時の目標空燃比への制御精度が向上するものの、ＲＡＭが増加するので、あまり得策でない。実験した結果では、（１１）の近似式でも目標空燃比への制御精度上、問題ないことを確認している。
【０１２８】
図２７のフローチャートは第３実施形態、図３０のフローチャートは第４実施形態で、それぞれ第１実施形態の図１０に対応する。図１０と相違するのは、第３実施形態においてステップＢ１）、Ｂ２）、第４実施形態においてステップＢ１１）、Ｂ１２）である。なお、図１０と同一の部分には同一のステップ番号をつけて説明は省略する。
【０１２９】
図２７の第２実施形態は、ステップＢ１）、Ｂ２）で目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａから図２８を内容とするテーブルを参照してゲインＭｆｈｔｆａを求め、このゲインＭｆｈｔｆａを用いて
Ｍｆｈ＝Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｍｆｈｔｆａ …（６１）
の式により平衡付着量Ｍｆｈを、また図３０の第４実施形態はステップＢ１１）、Ｂ１２）で目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａから図３１を内容とするテーブルを参照してゲインＭｆｈｇａｉを求め、このゲインＭｆｈｇａｉを用いて
Ｍｆｈ＝Ａｖｔｐ×Ｍｆｈｔｖｏ×Ｔｆｂｙａ×Ｍｆｈｇａｉ…（６２）
の式により平衡付着量Ｍｆｈをそれぞれ計算するようにしたものである。
【０１３０】
燃料噴射弁の取り付け位置、噴射方向、噴射量、吸気弁形状、吸気ポート形状など平衡付着量Ｍｆｈに影響を与える因子がエンジン機種毎に変わる可能性があるときには、たとえば図２９や図３２に示した平衡付着量Ｍｆｈの特性が要求されるのであるが、このときにまで目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに比例させて平衡付着量Ｍｆｈの特性を定めるのでは平衡付着量Ｍｆｈに過不足が生じることがある。これに対して、第３、第４の各実施形態では、一例を図２９、図３２に示したように、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに比例させて平衡付着量Ｍｆｈを求める第１実施形態より目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに応じたきめ細かい補正、適合が可能となるため、平衡付着量Ｍｆｈに影響を与える因子がエンジン機種毎に変わる可能性がある場合にも、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時にオーバーリッチやオーバーリーンを生じることがなく、目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに比例させて平衡付着量Ｍｆｈを求める第１実施形態より目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時の空燃比制御精度が向上する。
【０１３１】
図３３、図３４のフローチャートはそれぞれ第５、第６の各実施形態で、図３３は第１実施形態の図１８に、図３４は第２実施形態の図２６に対応する。なお、図１８、図２６と同一部分には同一のステップ番号をつけている。
【０１３２】
さて、上記のＣｈｏｓｎ¹を用いて引き続き実験を行ってみたところ、加速後半で空燃比がややリーンに、また減速後半で空燃比がややリッチ側になり、過渡後半での空燃比制御性に改善の余地があることが判明した。
【０１３３】
これをＴｆｂｙａが一定の条件（たとえばＮとＡｖｔｐがリーン運転領域や出力空燃比領域にあるとき）でアクセルペダルを踏み込んでの加速時で解析してみたところ、加速後半で空燃比がややリーンに傾くのは、図３５、図３６に示したようにＫａｔｈｏｓが加速初期に大きくその後に減少してゆく特性であることから、Ｋａｔｈｏｓが減少に転じたタイミング以降（つまり加速後半）で、前回噴射からのＫａｔｈｏｓの変化量ΔＫａｔｈｏｓ（＝Ｋａｔｈｏｓ−Ｋａｔｈｏｓ_-1Ref）が負となってＣｈｏｓｎ¹も負の値で演算され、このＣｈｏｓｎ¹による燃料減量が原因であろうと思われる。同様にして、減速時にＫａｔｈｏｓが増加に転じたタイミング以降（つまり減速後半）では、ΔＫａｔｈｏｓが正となってＣｈｏｓｎ¹も正の値で演算され、このＣｈｏｓｎ¹による燃料増量により空燃比がややリッチになるわけである。
【０１３４】
そこで、第５、第６の各実施形態では、加速後半と減速後半でＣｈｏｓｎ¹の演算が禁止されるようにＣｈｏｓｎ¹の演算禁止条件を設け、この演算禁止条件の成立時にＣｈｏｓｎ¹の演算を禁止する（つまりＣｈｏｓｎ¹＝０とする）。具体的には、図３３、図３４に示したように、ステップＬ）〜Ｐ）を追加して設けている。このうちステップＬ）〜Ｏ）がＣｈｏｓｎ¹の演算禁止条件の判定を行う部分で、ステップＬ）、Ｍ）ではＫａｔｈｏｓそのものの正負、ステップＮ）、Ｏ）では前回噴射からのＫａｔｈｏｓの変化量ΔＫａｔｈｏｓの正負を判定する。この判定結果より、
▲１▼Ｋａｔｈｏｓ＞０かつΔＫａｔｈｏｓ＞０のとき、
▲２▼Ｋａｔｈｏｓ＜０かつΔＫａｔｈｏｓ＜０のとき
はＣｈｏｓｎ¹の演算禁止条件の不成立時と判断してそれぞれステップＣ）、Ｄ）に進ませ、それ以外のときにはＣｈｏｓｎ¹の演算禁止条件の成立時と判断し、このときにはＣｈｏｓｎ¹の演算を禁止するためステップＰ）でＣｈｏｓｎ¹に０を入れるのである。
【０１３５】
したがって、Ｋａｔｈｏｓ＞０である加速時にＫａｔｈｏｓが減少に転じた後ΔＫａｔｈｏｓが負より０に切換わったタイミングで、あるいはＫａｔｈｏｓ＜０である減速時にＫａｔｈｏｓが増加に転じたあとΔＫａｔｈｏｓが正から０に切換わったタイミングでそれぞれＣｈｏｓｎ¹の演算禁止条件が成立する。なお、図３６において▲１▼ａｂ間、▲２▼ｃｄ間だけなく▲３▼ｂｃ間もＣｈｏｓｎ¹の演算領域である。ただし、図３３のフローチャートには▲１▼と▲２▼の場合だけに対応させたフローとしている。この結果、加速時であれば、図３６に示したように、加速後半でＣｈｏｓｎ¹の演算が許可されずＣｈｏｓｎ¹＝０となることから（実線参照）、加速後半で空燃比がややリーンに偏ることが避けられる。
【０１３６】
このようにして、第５、第６の各実施形態では、加速後半と減速後半でＣｈｏｓｎ¹の演算が禁止されるようにＣｈｏｓｎ¹の演算禁止条件を設けたので、加速後半や減速後半で空燃比がややリーンやリッチに偏ることがなく、これによって空燃比制御性が改善される。
【０１３７】
なお、第５、第６の各実施形態では
▲１▼Ｔｆｂｙａが一定の条件でアクセルペダルを踏み込んでの加速時
で説明したが、
▲２▼アクセルペダルを踏み込みかつＴｆｂｙａが変化する場合（たとえばリーン運転領域から理論空燃比領域へと変化する場合）の加速時
にも適用がある。
【０１３８】
さらに、本発明では
▲３▼Ａｖｔｐが一定（つまりΔＡｖｔｐｎ＝０）でＴｆｂｙａだけが変化する場合が考えられる。この場合に、従来例と同じにΔＡｖｔｐｎを用いて加速時（ΔＡｖｔｐｎ＞０）であるのか減速時（ΔＡｖｔｐｎ＜０）であるのかを判定し、その判定結果に応じてＧｚｔｗｐ、Ｇｚｔｗｍのいずれかを選択するのでは、ΔＡｖｔｐｎ＝０よりＧｚｔｗｐ、Ｇｚｔｗｍのどちらを選択するのか判断がつかない。このため、第５実施形態では▲３▼の場合があることを考慮して、図３３に示したようにＫａｔｈｏｓ＞０かつΔＫａｔｈｏｓ＞０の場合にＧｚｔｗｐを、Ｋａｔｈｏｓ＜０かつΔＫａｔｈｏｓ＜０の場合にＧｚｔｗｍをそれぞれ選択させることにより、Ａｖｔｐが一定でＴｆｂｙａだけが変化する場合にも、Ｇｚｔｗｐ、Ｇｚｔｗｍのいずれかの選択を可能としている。同様にして、第６実施形態では、図３４のステップＢ１）においてΔ｜Ａｖｔｐ×Ｔｆｂｙａ｜と０を比較し、Δ｜Ａｖｔｐ×Ｔｆｂｙａ｜＞０のときはステップＣ）でＧｚｔｗｐを、Δ｜Ａｖｔｐ×Ｔｆｂｙａ｜＜０のときはステップＥ）でＧｚｔｗｍを選択させることにより、Ａｖｔｐが一定でＴｆｂｙａだけが変化する場合にもＧｚｔｗｐ、Ｇｚｔｗｍのいずれかの選択を可能としている。
【０１３９】
実施形態では、出力空燃比から理論空燃比への切換時とリーン空燃比から理論空燃比への切換時で説明したが、これに限られるものでない。たとえば、冷間始動により水温増量補正係数Ｋｔｗが０でない正の値をもち、これによってリッチ側の空燃比で運転されている場合において、一刻も早く空燃比フィードバック制御を行うためＯ₂センサが活性化したタイミングで空燃比フィードバック制御を開始するものがあり、このものでは、Ｏ₂センサの活性化終了タイミングで水温増量補正係数Ｋｔｗを０に戻している。つまり、水温増量補正係数Ｋｔｗが０でない正の値から０へと切換わるときも、小さな値への目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時の一つであり、本発明の適用がある。また、アイドルスイッチのＯＮ状態とＯＦＦ状態とで始動後増量補正係数Ｋａｓの値を相違させているものがあり、この場合にアイドルスイッチをＯＮ状態からＯＦＦ状態へあるいはその逆へと変化させたとき目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａが切換わる。この目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時にも本発明の適用がある。理論空燃比から出力空燃比やリーン空燃比への切換時、リーン運転領域における目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａの切換時にも適用があることはいうまでもない。
【０１４０】
実施形態では付着倍率Ｍｆｈｔｖｏを導入するもので説明したが、これに限らず、エンジン負荷、回転数、温度から直接に理論空燃比に対する平衡付着量を演算するものにも適用することができる。
【０１４１】
実施形態では平衡付着量Ｍｆｈと分量割合Ｋｍｆを求めるのに温度予測値Ｔｆを用いる場合で説明したが、冷却水温Ｔｗを用いるものや特開平３−１３４２３７号公報のように壁流補正用温度Ｔｗｆを用いるものにも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の制御システム図である。
【図２】１０ｍｓｅｃジョブのフローチャートである。
【図３】バックグラウンドジョブのフローチャートである。
【図４】リーン条件の判定を説明するためのフローチャートである。
【図５】リーンマップの内容を示す特性図である。
【図６】非リーンマップの内容を示す特性図である。
【図７】１８０度ジョブのフローチャートである。
【図８】空燃比リッチ化変化速度Ｄｄｍｌｒの設定を説明するためのフローチャートである。
【図９】空燃比切換時のダンパ操作を説明するための波形図である。
【図１０】過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの演算を説明するためのフローチャートである。
【図１１】目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに対する平衡付着量Ｍｆｈの特性図である。
【図１２】Ｍｆｈｑ₁マップの内容を示す特性図である。
【図１３】Ｍｆｈｎ₁テーブルの内容を示す特性図である。
【図１４】Ｋｍｆａｔマップの内容を示す特性図である。
【図１５】Ｋｍｆｎテーブルの内容を示す特性図である。
【図１６】噴射タイミングに同期するフローチャートである。
【図１７】先願装置の作用を説明するための波形図である。
【図１８】Ｃｈｏｓｎ¹の演算を説明するためのフローチャートである。
【図１９】Ｇｚｔｗｐテーブルの内容を示す特性図である。
【図２０】Ｇｚｔｗｍテーブルの内容を示す特性図である。
【図２１】燃料噴射量をステップ的に１だけ増やしたときの低周波成分の応答ゲインＧＬ（）、高周波成分と低周波成分の合計の総応答ゲイン、Ｋａｔｈｏｓ、Ｃｈｏｓｎの各壁流補正量の変化を示す特性図である。
【図２２】実際の過渡でのＡｖｔｐ、Ｍｆｈの連続変化を示す波形図である。
【図２３】Ｈ．Ｗｕらが用いた簡易モデル図である。
【図２４】第１実施形態の作用を説明するための波形図である。
【図２５】第２実施形態の噴射タイミングに同期するフローチャートである。
【図２６】第２実施形態のＣｈｏｓｎ¹の演算を説明するためのフローチャートである。
【図２７】第３実施形態の過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの演算を説明するためのフローチャートである。
【図２８】第３実施形態のゲインＭｆｈｔｆａの特性図である。
【図２９】第３実施形態の目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに対する平衡付着量Ｍｆｈの特性図である。
【図３０】第４実施形態の過渡補正量Ｋａｔｈｏｓの演算を説明するためのフローチャートである。
【図３１】第４実施形態のゲインＭｆｈｇａｉの特性図である。
【図３２】第４実施形態の目標燃空比相当量Ｔｆｂｙａに対する平衡付着量Ｍｆｈの特性図である。
【図３３】第５実施形態のＣｈｏｓｎ¹の演算を説明するためのフローチャートである。
【図３４】第６実施形態のＣｈｏｓｎ¹の演算を説明するためのフローチャートである。
【図３５】過渡時のＡｖｔｐ、Ｋａｔｈｏｓ、ΔＫａｔｈｏｓの各変化を示す波形図である。
【図３６】第５、第６の各実施形態の加速時の作用を説明するための波形図である。
【図３７】従来例の作用を説明するための波形図である。
【図３８】従来例の作用を説明するための波形図である。
【図３９】第１の発明のクレーム対応図である。
【図４０】第２の発明のクレーム対応図である。
【図４１】第７の発明のクレーム対応図である。
【符号の説明】
１ エンジン本体
２ コントロールユニット
４ クランク角センサ
６ エアフローメータ
７ 燃料噴射弁

Claims (14)

1. 運転条件に応じた基本噴射量を演算する手段と、
   目標燃空比相当量を運転条件に応じて演算する手段と、
   この目標燃空比相当量、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて壁流燃料に関する第１の壁流補正量を演算する手段と、
   前記目標燃空比相当量で前記基本噴射量を補正する手段と、
   この補正した基本噴射量の前回噴射からの変化量を演算する手段と、
   この変化量と前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインとから壁流燃料に関する第２の壁流補正量を演算する手段と、
   前記補正した基本噴射量と前記第１、第２の２つの壁流補正量とから燃料噴射量を演算する手段と、
   この噴射量の燃料を所定のタイミング毎に吸気管に供給する手段と
   設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
2. 運転条件に応じた基本噴射量を演算する手段と、
   目標燃空比相当量を運転条件に応じて演算する手段と、
   この目標燃空比相当量、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて壁流燃料に関する第１の壁流補正量を演算する手段と、
   この壁流燃料に関する第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量を演算する手段と、
   この変化量と前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインとから壁流燃料に関する第２の壁流補正量を演算する手段と、
   前記目標燃空比相当量で前記基本噴射量を補正する手段と、
   この補正した基本噴射量と前記第１、第２の２つの壁流補正量とから燃料噴射量を演算する手段と、
   この噴射量の燃料を所定のタイミング毎に吸気管に供給する手段と
   設けたことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
3. 加速後半で前記第２の壁流補正量の演算が禁止されるように前記第２の壁流補正量の演算禁止条件を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
4. 前記加速後半は、前記第１の壁流補正量が正かつ前記第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量が正となる条件であることを特徴とする請求項３に記載のエンジンの空燃比制御装置。
5. 減速後半で前記第２の壁流補正量の演算が禁止されるように前記第２の壁流補正量の演算禁止条件を設けたことを特徴とする請求項１または２に記載のエンジンの空燃比制御装置。
6. 前記減速後半は、前記第１の壁流補正量が負かつ前記第１の壁流補正量の前回噴射からの変化量が負となる条件であることを特徴とする請求項５に記載のエンジンの空燃比制御装置。
7. 前記第１の壁流補正量を演算する手段は、前記目標燃空比相当量、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて前記目標燃空比相当量に対する平衡付着量を演算する手段と、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて分量割合を演算する手段と、前記平衡付着量とその時点での付着量との差を演算する手段と、この差の付着量と前記分量割合とに基づいて付着速度を演算する手段と、燃料噴射に同期して今回噴射時の前記付着速度を今回噴射前の前記付着量に加算することにより付着量を更新する手段と、前記付着速度を前記第１の壁流補正量として設定する手段とからなることを特徴とする請求項１から６までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
8. 前記目標燃空比相当量に対する平衡付着量を、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて演算した理論空燃比に対する平衡付着倍率と前記目標燃空比相当量と前記基本噴射量の積により求めることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの空燃比制御装置。
9. 前記目標燃空比相当量に対する平衡付着量を、エンジン負荷、エンジン回転数および温度に基づいて演算した理論空燃比に対する平衡付着倍率と前記基本噴射量と前記目標燃空比相当量をパラメータとする値であるゲインとの積により求めることを特徴とする請求項７に記載のエンジンの空燃比制御装置。
10. 前記ゲインは、前記目標燃空比相当量がリッチ側の空燃比を与える場合とリーン側の空燃比を与える場合とで異なる値を持つ所定値と前記目標燃空比相当量との積からなることを特徴とする請求項９に記載のエンジンの空燃比制御装置。
11. 前記平衡付着倍率は回転項を含むことを特徴とする請求項８から１０までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
12. 前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインは前記平衡付着倍率に応じた値であることを特徴とする請求項１１に記載のエンジンの空燃比制御装置。
13. 前記平衡付着倍率は回転項を含み、かつ前記分量割合は回転補正率を含むことを特徴とする請求項８から１０までのいずれか一つに記載のエンジンの空燃比制御装置。
14. 前記第１の壁流補正量に対する壁流燃料の応答ゲインは前記平衡付着倍率と前記分量割合の積であることを特徴とする請求項１３に記載のエンジンの空燃比制御装置。

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