JPH05180059A

JPH05180059A - 内燃機関の空燃比検出方法

Info

Publication number: JPH05180059A
Application number: JP3359339A
Authority: JP
Inventors: Yusuke Hasegawa; 祐介長谷川; Eisuke Kimura; 英輔木村; Naosuke Akasaki; 修介赤崎; Isao Komoriya; 勲小森谷
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1991-12-27
Filing date: 1991-12-27
Publication date: 1993-07-20
Anticipated expiration: 2012-12-10
Also published as: JP2689362B2

Abstract

(57)【要約】【構成】空燃比センサの応答遅れを１次遅れ系で擬似的
にモデル化し、その挙動を記述する状態方程式を周期Δ
Ｔで離散化して伝達関数を求め、次いでその伝達関数の
逆伝達関数を時刻ｋ＋１のときのセンサ出力に乗じて時
刻ｋのときの真の空燃比を算出する。【効果】真の空燃比センサ出力が得られることから、そ
れを用いてフィードバック制御などを行うときも精度良
く行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は内燃機関の空燃比検出
方法に関し、より具体的には空燃比センサの応答遅れを
推定して空燃比をリアルタイムに求めることができる様
にした内燃機関の空燃比検出方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】内燃機関の排気系に酸素濃度検出素子か
らなる空燃比センサを設けて入力した燃料の空燃比を検
出することは良く行われており、その一例として特開昭
５９─１０１５６２号公報記載の技術を挙げることがで
きる。この技術においては検出精度を上げるため、基準
タイミング（第１気筒ＴＤＣ）から各気筒の排気ガスが
空燃比センサに到達するまでの遅れ時間を運転状態に応
じて予め求めておき、それに基づいて気筒ごとに空燃比
を検出して目標値にフィードバック制御している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記した酸
素濃度検出素子からなる空燃比センサは、排気ガスに接
触する素子に生ずる化学変化を起電力に変換して検出す
るため、排気ガスがセンサに到達した後も検出値として
現れるまでに遅れがある。従って、その遅れを解明しな
い限り、正確に燃焼した混合気の空燃比を求めることが
できず、よって目標値にフィードバック制御するときな
ども高精度で収束性に優れた空燃比制御を実現すること
ができない。

【０００４】従って、本発明の目的は上記した欠点を解
消し、空燃比センサの検出応答遅れを的確に推定して燃
焼した混合気の最新の値を求めることができ、よってフ
ィードバック制御を行うときなども精度と収束性に優れ
た空燃比制御を実現できる様にした内燃機関の空燃比検
出方法を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに本発明に係る内燃機関の空燃比検出方法は例えば請
求項１項に示す様に、内燃機関の排気系に配置される空
燃比センサの検出値を介して入力される混合気の空燃比
を検出するものにおいて、前記センサの応答遅れを１次
遅れ系で擬似的にモデル化し、その挙動を記述する状態
方程式を求め、前記状態方程式を周期ΔＴで離散化して
伝達関数を求め、前記伝達関数の逆伝達関数を求め、前
記センサ出力に乗じて内燃機関に入力される空燃比の推
定値を求める、如く構成した。

【０００６】

【作用】センサの検出応答遅れを推定して燃焼した混合
気の空燃比を的確に求めることができる様にしたので、
フィードバック制御を行うときなども精度と収束性に優
れた空燃比制御を実現することが可能となる。

【０００７】

【実施例】以下、添付図面に即して本発明の実施例を説
明する。

【０００８】図１は本発明にかかる方法を実現するため
の内燃機関の空燃比検出・制御装置を全体的に示す概略
図である。図において、符号１０は４気筒の内燃機関を
示しており、吸気路１２の先端に配置されたエアクリー
ナ１４から導入された吸気は、スロットル弁１６でその
流量を調節されつつインテークマニホルド１８を経て第
１〜第４気筒に流入される。各気筒の吸気弁（図示せ
ず）の付近にはインジェクタ２０が設けられて燃料を噴
射する。噴射され吸気と一体となった混合気は各気筒内
で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピストン
（図示せず）を駆動する。燃焼後の排気ガスは排気弁
（図示せず）を介してエキゾーストマニホルド２２に排
出され、エキゾーストパイプ２４を経て三元触媒コンバ
ータ２６で浄化されつつ機関外に排出される。また吸気
路１２にはスロットル弁１６を配置した位置付近にそれ
をバイパスするバイパス路２８が設けられる。

【０００９】また内燃機関１０のディストリビュータ
（図示せず）内にはピストン（図示せず）のクランク角
度位置を検出するクランク角センサ３４が設けられると
共に、スロットル弁１６の開度を検出するスロットル開
度センサ３６、スロットル弁１６下流の吸気圧力を絶対
圧力で検出する絶対圧センサ３８も設けられる。更に、
排気系においてエキゾーストマニホルド２２の下流側で
三元触媒コンバータ２６の上流側には酸素濃度検出素子
からなる空燃比センサ４０が設けられ、排気ガスの空燃
比を検出する。これらセンサ３４などの出力は、制御ユ
ニット４２に送られる。

【００１０】図２は制御ユニット４２の詳細を示すブロ
ック図である。空燃比センサ４０の出力は検出回路４６
に入力され、そこで適宜な線型化処理が行われてリーン
からリッチにわたる広い範囲において排気ガス中の酸素
濃度に比例したリニアな特性からなる空燃比（Ａ／Ｆ）
が検出される。尚、その詳細は先に本出願人が提案した
出願（特願平３─１６９４５６号）に述べてあるので、
これ以上の説明は省略する。また以下の説明においてこ
のセンサを「ＬＡＦセンサ」（リニア・エーバイエフ・
センサ）と称する。検出回路４６の出力はＡ／Ｄ変換回
路４８を介してＣＰＵ５０，ＲＯＭ５２，ＲＡＭ５４か
らなるマイクロ・コンピュータ内に取り込まれ、ＲＡＭ
５４に格納される。同様にスロットル開度センサ３６な
どのアナログ出力はレベル変換回路５６、マルチプレク
サ５８及び第２のＡ／Ｄ変換回路６０を介して、またク
ランク角センサ３４のデジタル出力は波形整形回路６２
で波形整形された後、カウンタ６４で出力値がカウント
され、カウント値はマイクロ・コンピュータ内に入力さ
れる。マイクロ・コンピュータにおいてＣＰＵ５０はＲ
ＯＭ５２に格納された命令に従って検出値から空燃比の
フィードバック制御値を演算し、駆動回路６６を介して
各気筒のインジェクタ２０を駆動すると共に、第２の駆
動回路６８を介して電磁弁７０を駆動し、図１に示した
バイバス路２８を通る２次空気量を制御する。

【００１１】続いて、この制御装置の動作を説明する。
その動作は結局のところ空燃比を検出して目標値との偏
差を求め、その偏差を解消する様に燃料供給量（噴射
量）を制御することにつきるが、この発明の要旨は、空
燃比センサの応答遅れを求めて空燃比をリアルタイムに
推定することにあることにあるので、以下その点に焦点
をおいて説明する。また併せて検出した空燃比に基づい
て空燃比を制御する例を説明する。

【００１２】図３は単気筒の内燃機関を例にとり、吸気
量を一定として供給燃料量をステップ状に変化させた場
合の空燃比センサの応答の実測データを示す（図中「実
測値」）。図示の如く、空燃比をステップ状に変化させ
た場合、ＬＡＦセンサ出力の実測値は入力値に対して遅
れを持つが、この遅れはセンサの化学反応に起因するの
で、正確に解析することは困難である。そこで本発明者
達はとりあえずこの遅れを１次遅れ系と擬似的にモデル
化し、図４に示す如きモデルを作成した。ここでＬＡ
Ｆ：ＬＡＦセンサ出力、Ａ／Ｆ：入力Ａ／Ｆ、とする
と、その状態方程式は下記の数１で示すことができる。

【００１３】

【数１】

【００１４】これを周期ΔＴで離散化すると、数２で示
す様になる。図５は数２をブロック線図で表したもので
ある。

【００１５】

【数２】

【００１６】従って、数２を用いることによってセンサ
出力より真の空燃比を求めることができる。即ち、数２
を変形すれば数３に示す様になるので、時刻ｋのときの
値から時刻ｋ−１のときの値を数４の様に逆算すること
ができる。

【００１７】

【数３】

【００１８】

【数４】

【００１９】具体的には数２をＺ変換を用いて伝達関数
で示せば数５の如くになるので、その逆伝達関数を今回
のセンサ出力ＬＡＦに乗じることによって前回の空燃比
をリアルタイムに推定することができる。図６にそのリ
アルタイムのＡ／Ｆ推定器のブロック線図を示す。尚、
前述したとおりＬＡＦセンサの応答遅れは化学反応に起
因するもので正確に解析することは困難であるが、機関
回転数との間に相関関係のあることが確認できた。した
がって伝達関数の係数は、適宜設定する所定の機関回転
数ごとに相違させることとした。よって、所定機関回転
数ごとにＡ／Ｆ推定器、すなわち逆伝達関数の係数を持
ち換えることにより、推定するＡ／Ｆ値の精度をより向
上させることができる。

【００２０】

【数５】

【００２１】上記についてのシミュレーション結果を図
３（図中「シミュレーション」）、図７に示す。前述し
たとおり、図３に「実測値」とあるのはステップ状の空
燃比入力を与えた場合のセンサ出力の実測値であるが、
ここで実測値とシミュレーション結果（図５モデルにス
テップ状空燃比を入力して得た出力）とがほぼ対応して
いるのが見てとれよう。以上からセンサ応答遅れを１次
遅れと擬似的にモデル化したことの正しさが検証された
と言うことができよう。図７はセンサ出力の実測値に逆
伝達関数を乗じ、真の空燃比を推定する場合を示す。同
図において、例えば時刻Ｔａの時の真の空燃比は、１
２．５ではなく１３．２であると推定することができる
のである。尚、真の空燃比の推定値に若干の上下動があ
らわれているのは、センサ出力の実測値に細かなばらつ
きがあるためである。

【００２２】続いて、上記の如く求めた真の空燃比に基
づいて空燃比を制御する場合について説明する。

【００２３】先に述べた如く、多気筒内燃機関に１個の
空燃比センサを配置した場合、その出力は、排気系の集
合部において各気筒の検出値が混ざり合った値を示し、
気筒ごとの真の検出値を求めることが困難である。その
ため、各気筒のＡ／Ｆを個別に目標値に制御することが
できず、ある気筒はリーンであったり、他の気筒はリッ
チであったりする場合があって、エミッション悪化の原
因となる。それを解決するためには気筒ごとにセンサを
配置すれば良いが、それではコストの上昇を招く。そこ
で本発明者達はセンサ応答遅れを１次遅れでモデル化で
きたことによって、以下の手法から排気系の集合部に配
置した１個の空燃比センサで多気筒、実施例の場合は４
気筒の内燃機関の空燃比を気筒ごとに正確に検出できる
様にした。以下、それについて説明する。

【００２４】先ず、図８に示す様に内燃機関の排気系を
モデル化した（以下、このモデルを「エキマニモデル」
と称する）。尚、このエキマニモデルでは、離散系のサ
ンプル時間をＴＤＣ周期（機関回転数が１５００ｒｐｍ
のとき０．０２ｓｅｃ）とした。またこのエキマニモデ
ルの中ではＦ（燃料）を制御量としたため、空燃比をＦ
／Ａとした。

【００２５】ここで発明者達は、排気系の集合部の空燃
比（Ａ／Ｆ）は、各気筒の空燃比の時間的な寄与度を考
慮した加重平均値であると考えた。そうであれば、時刻
ｋのときの集合部の空燃比は、数６の様に表すことがで
きる。

【００２６】

【数６】

【００２７】即ち、集合部の空燃比は、気筒ごとの過去
の燃焼履歴に重みＣ（例えば直近に燃焼した気筒は４０
％、その前が３０％．．．など）を乗じたものの合算で
表すことができる。ここで、集合部における各気筒の排
気の混合状態は機関の運転状態により異なってくる。即
ち、例えば機関の低回転域ではＴＤＣ周期が長いので、
各気筒からの排気が混合する度合いは高回転域と比較し
て低い。また、高負荷のときは基本的に背圧も大きく、
排気の排出圧力が大きくなるので、各気筒からの排気が
混合する度合いは低負荷のときと比較して低い。この様
に各気筒の排気の混合する度合いが低い場合には、直近
に燃焼した気筒の重みを大きくとる必要がある。従っ
て、重みＣは機関の運転状態によって持ち換えることと
する。具体的には重みＣを機関回転数と負荷とをパラメ
ータとして適宜設定してマップに用意しておき、それを
検索することにより行う。尚、上記で＃ｎは気筒番号を
示し、また気筒の燃焼（点火）順序は、１，３，４，２
とする。またここで空燃比［Ｆ／Ａ］は先に数５で求め
た応答遅れを補正した真の値を意味する。

【００２８】上記を前提とすると、エキマニモデルの状
態方程式は数７の様になる。

【００２９】

【数７】

【００３０】また集合部の空燃比をｙ（ｋ）とおくと、
出力方程式は数８の様に表すことができる。

【００３１】

【数８】

【００３２】上記において、ｕ（ｋ）は観測不可能のた
め、この状態方程式からオブザーバを設計してもｘ
（ｋ）は観測することができない。そこで４ＴＤＣ前
（即ち、同一気筒）の空燃比Ｆ／Ａは急激に変化しない
定常運転状態にあると仮定してｘ（ｋ＋１）＝ｘ（ｋ−
３）とすると、数９の様になる。

【００３３】

【数９】

【００３４】ここで、上記の如く求めたエキマニモデル
についてシミュレーション結果を示す。図９は４気筒内
燃機関について３気筒の空燃比を１４．７にし、１気筒
だけ１２．０にして燃料を供給した場合を示す。図１０
はそのときの集合部（即ち、図１のエキゾーストマニホ
ルドパイプ２４に空燃比センサ４０を配置した位置）の
空燃比（Ａ／Ｆ）を上記エキマニモデルで求めたものを
示す。図１０においてはステップ状の出力が得られてい
るが、ここで更にＬＡＦセンサの応答遅れを考慮する
と、センサ出力は図１１に「シミュレーション」と示す
様になまされた波形となる。図中「実測値」は同じ場合
のＬＡＦセンサ出力の実測値であるが、これと比較し、
上記エキマニモデルが多気筒内燃機関の排気系を良くモ
デル化していることが検証できたといえよう。

【００３５】よって、数１０で示される状態方程式と出
力方程式にてｘ（ｋ）を観察する定常のカルマンフィル
タの問題に帰着する。その荷重行列Ｑ，Ｒを数１１の様
においてリカッチの方程式を解くと、ゲイン行列Ｋは数
１２の様になる。

【００３６】

【数１０】

【００３７】

【数１１】

【００３８】

【数１２】

【００３９】これよりＡ−ＫＣを求めると、数１３の様
になる。

【００４０】

【数１３】

【００４１】一般的なオブザーバの構成は図１２に示さ
れる様になるが、今回のモデルでは入力ｕ（ｋ）がない
ので、図１３で示す様にｙ（ｋ）のみを入力とする構成
となり、これを数式で表すと数１４の様になる。

【００４２】

【数１４】

【００４３】ここでｙ（ｋ）を入力とするオブザーバ、
即ちカルマンフィルタのシステム行列は数１５の様に表
される。

【００４４】

【数１５】

【００４５】今回のモデルで、リカッチ方程式の荷重配
分Ｒの要素：Ｑの要素＝１：１のとき、カルマンフィル
タのシステム行列Ｓは、数１６で与えられる。

【００４６】

【数１６】

【００４７】続いて、シミュレーション上で気筒別空燃
比の波形を正確に作成し、それを前記エキマニモデルに
入力し、集合部空燃比を得る。それをオブザーバに入力
し、気筒別空燃比が推定されていることを検証する。ま
た荷重行列と推定値の傾向を考察する。

【００４８】今回のモデルにおいては、数１７に示す様
であるので、荷重行列Ｑは、要素が全て同じ対角行列と
なる。

【００４９】

【数１７】

【００５０】従って、考察すべきはＱとＲの要素の比で
ある。ＱとＲの要素の比を変えて求めたゲインを表１に
示す。また、それを用いて構成したオバザーバとエキマ
ニモデルを組み合わせたシミュレーションモデルを図１
４に示す。更に、このモデルを用いて気筒別空燃比を１
２．０，１４．７，１４．７，１４．７の理想入力とし
て計算したものを図１５に、またそのときのオブザーバ
の推定誤差を表２に示す。更に、空燃比を１２．０±
０．２，１４．７±０．２，１４．７±０．２，１４．
７±０．２としてそれぞれ独立に変動させて（仮想ノイ
ズ）計算したものを図１６に、そのときのオブザーバの
推定誤差を表３に示す。尚、図１５，１６において
（ａ）から（ｅ）は、共に、（ａ）各気筒Ａ／Ｆ（エキ
マニモデル入力）、（ｂ）集合部Ａ／Ｆ（エキマニモデ
ル出力）、（ｃ）Ｑの要素：Ｒの要素＝１：１０のとき
のオブザーバ出力（入力は（ｂ）に示す）、（ｄ）Ｑの
要素：Ｒの要素＝１：１のときのオブザーバ出力（入力
は（ｂ）に示す）、（ｅ）Ｑの要素：Ｒの要素＝１０：
１のときのオブザーバ出力（入力は（ｂ）に示す）であ
る。

【００５１】

【表１】

【００５２】

【表２】

【００５３】

【表３】

【００５４】図１５の様に各気筒空燃比を一定としたと
きはＱの重みが大きいほど収束が速いことが分かる。但
し、Ｑ／Ｒを１０以上にしても殆ど収束性は変わらなか
った。図１６において時系列に推定偏差（各気筒空燃比
−推定空燃比）を図示すると、図１７の様になり、オブ
ザーバ収束後はＱの要素：Ｒの要素＝１０：１と１：１
とでそれほど差がないことから、耐外乱性を考えると、
Ｑの要素：Ｒの要素＝１：１の方が良いと言える。この
様に、集合部空燃比の入力に対し、カルマンフィルタの
理論を用いたオブザーバは、集合部における気筒ごとの
空燃比を精度良く推定することを可能にする。尚、荷重
行列はＱ／Ｒ＝１〜１０が最良であったが、実データを
用いた応答状況から決める必要があると思われる。

【００５５】続いて、実測データを先に示したＬＡＦセ
ンサの逆伝達関数に入力して得られる実集合部空燃比デ
ータを前記オブザーバに入力し、気筒別空燃比を推定し
た結果を図１８に示す。同図において（ａ）ＬＡＦセン
サ出力、（ｂ）ＬＡＦセンサ逆伝達関数出力（入力は
（ａ）に示す）、（ｃ）Ｑの要素：Ｒの要素＝１：１０
のときのオブザーバ出力（入力は（ｂ）に示す）、
（ｄ）Ｑの要素：Ｒの要素＝１：１のときのオブザーバ
出力（入力は（ｂ）に示す）、（ｅ）Ｑの要素：Ｒの要
素＝１０：１のときのオブザーバ出力（入力は（ｂ）に
示す）である。ここでＬＡＦセンサ出力の測定条件は、
機関回転数＝１５００ｒｐｍ、吸気圧力＝−２８１．９
ｍｍＨｇ、Ａ／Ｆ＝１２．０（＃２），１４．７（＃
１，＃３，＃４）とした。また、実際の入力Ａ／Ｆの真
値はわからないので、シミュレーションではおよその値
として、〔１２．０／１４．７／１４．７／１４．７〕
を用いた。同図から明らかな様に、オブザーバ出力は４
ＴＤＣ周期で変化しており、入力Ａ／Ｆをほぼ推定して
いる。またカルマンフィルタを用いたことにより、荷重
行列のセッティングによって２〜８周期で収束可能であ
ることが確認された。

【００５６】続いて、上記の如く推定して得られた気筒
別空燃比を用いて、空燃比を目標値に制御する。図１９
はＰＩＤ手法を用いた公知の制御例を示すブロック線図
である。フィードバックが乗算項を通じてなされる点が
通常のＰＩＤ制御と異なるが、この手法自体は公知なも
のであって、図示の如く、入力Ｔｉ（噴射時間）によっ
て生じる実際の空燃比の目標値に対する偏差（１−1/
λ) を気筒ごとに求め、それに応じたゲインＫＬＡＦを
乗じて目標値にフィードバック制御すれば足る。但し、
制御手法自体は公知であっても、前記の如く各気筒の空
燃比を正確に分離抽出することができたので、それぞれ
の気筒の空燃比を目標値に精度良く制御することができ
る。

【００５７】上記した実施例において、空燃比センサの
検出応答遅れを１次遅れで擬似的にモデル化することが
できたので、空燃比センサの入力空燃比を正確に求める
ことができた。また、それによって排気系に１個のみ設
けた空燃比センサの集合部出力から気筒毎の空燃比を抽
出することを可能としたので、それによって気筒ごとに
空燃比を目標値に精度良く制御することができた。

【００５８】尚、上記実施例において、空燃比センサの
検出応答遅れを解析して真の空燃比を求め、それに基づ
いて１個のセンサの集合部出力から空燃比を制御する例
を示したが、それに限られるものではなく、排気系に気
筒の個数だけセンサを配置し、各センサ出力からその検
出応答遅れを勘案して各センサの真の出力を求め、それ
に基づいて各気筒の空燃比を目標値に制御しても良い。

【００５９】

【発明の効果】請求項１項記載の内燃機関の空燃比検出
方法にあっては、内燃機関に入力される混合気の空燃比
を検出するものにおいて、前記センサの応答遅れを１次
遅れ系で擬似的にモデル化し、その挙動を記述する状態
方程式を求め、前記状態方程式を周期ΔＴで離散化して
伝達関数を求め、前記伝達関数の逆伝達関数を求め、前
記センサ出力に乗じて内燃機関に入力される空燃比の推
定値を求める如く構成したので、燃焼した混合気の真の
空燃比を正確に求めることができ、よってフィードバッ
ク制御を行うときなども精度良く空燃比制御を実現する
ことができる。

【００６０】請求項２項記載の内燃機関の空燃比検出方
法にあっては、前記周期ΔＴを所定機関回転数ごとに相
違させる如く構成したので、フィードバック制御を行う
ときなどにその制御周期を機関回転数に同期させる場合
にも精度良く空燃比を目標値に収束させることができ
る。

【００６１】請求項３項記載の内燃機関の空燃比検出方
法にあっては、前記伝達関数の係数を所定機関回転数ご
とに相違させる如く構成したので、燃焼した混合気の真
の空燃比を一層正確に求めることができ、よってフィー
ドバック制御を行うときなども一層精度良く空燃比制御
を実現させることができ、またフィードバック制御を行
うときなどにその制御周期を機関回転数に同期させる場
合にも一層精度良く空燃比を目標値に収束させることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係る方法を実現する内燃機関の空燃
比検出・制御装置を全体的に示す概略図である。

【図２】図１中の制御ユニットの構成を示すブロック図
である。

【図３】単気筒の内燃機関において吸気量を一定として
供給燃料量をステップ状に変化させた場合の空燃比セン
サの応答遅れを示すシミュレーション結果、同じ場合の
ＬＡＦセンサ出力の実測値を表すデータである。

【図４】空燃比センサの検出動作をモデル化した例を示
すブロック線図である。

【図５】図４に示すモデルを周期ΔＴで離散化したモデ
ルである。

【図６】この発明に係る空燃比センサの検出挙動をモデ
ル化した真の空燃比推定器を示すブロック線図である。

【図７】ＬＡＦセンサ出力の実測値と、それに逆伝達関
数を乗じて求めた真の空燃比の推定値を表すグラフであ
る。

【図８】この発明で用いる内燃機関の排気系の挙動を示
すモデルを表すブロック線図である。

【図９】図８に示すモデルを用いて４気筒内燃機関につ
いて３気筒の空燃比を１４．７に、１気筒の空燃比を１
２．０にして燃料を供給する場合を示すデータである。

【図１０】図９に示す入力を与えたときの図８モデルの
集合部の空燃比を表すデータである。

【図１１】図９に示す入力を与えたときの図８モデルの
集合部の空燃比をＬＡＦセンサの応答遅れを補正せずに
表したデータと、同じときのＬＡＦセンサ出力の実測値
を比較するグラフである。

【図１２】一般的なオブザーバの構成を示すブロック線
図である。

【図１３】この発明で用いるオブザーバの構成を示すブ
ロック線図である。

【図１４】図８に示すモデルと図１３に示すオブザーバ
を組み合わせたシミュレーションモデルを表すブロック
線図である。

【図１５】図１４のモデルを用いて４気筒内燃機関につ
いて３気筒の空燃比を１４．７に、１気筒の空燃比を１
２．０にして燃料を供給した場合のシミュレーション結
果を示すデータである。

【図１６】図１５の例に仮想ノイズを含めて燃料を供給
した場合のシミュレーション結果を示すデータである。

【図１７】図１６に示す場合について時系列に推定偏差
を示す説明図である。

【図１８】空燃比センサ出力の実測値を図６に示す空燃
比推定器に入力して得られた実集合部空燃比を入力した
ときのオブザーバ出力を示す説明図である。

【図１９】図１３に示すオブザーバ出力から得られる値
に基づいて空燃比を目標値に気筒ごとにＰＩＤ制御する
例を示すブロック線図である。

【符号の説明】

１０内燃機関１８インテークマニホルド２０インジェクタ２２エキゾーストパイプ４０空燃比センサ４２制御ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小森谷勲埼玉県和光市中央１丁目４番１号株式会社本田技術研究所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に配置される空燃比セ
ンサの検出値を介して入力される混合気の空燃比を検出
するするものにおいて、ａ．前記センサの応答遅れを１次遅れ系で擬似的にモデ
ル化し、その挙動を記述する状態方程式を求め、ｂ．前記状態方程式を周期ΔＴで離散化して伝達関数を
求め、ｃ．前記伝達関数の逆伝達関数を求め、前記センサ出力
に乗じて内燃機関に入力される空燃比の推定値を求め
る、ことからなる内燃機関の空燃比検出方法。
【請求項２】前記周期ΔＴを所定機関回転数ごとに相
違させることを特徴とする請求項１項記載の内燃機関の
空燃比検出方法。
【請求項３】前記伝達関数の係数を所定機関回転数ご
とに相違させることを特徴とする請求項１項または２項
記載の内燃機関の空燃比検出方法。