JPH08232707A - 内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 所定温度に対し、低温時又は高温時における
内燃機関始動直後のリーンバーン制御による回転の低下
やストール等、及び、同制御中の車両走行によるストー
ルや加速感の悪化等を防止する制御装置を提供する。 【構成】 変速機がインギヤ状態か否かＳ４１、始動直
後のリーンバーン制御を行う所定時間が経過したか否か
Ｓ４２、機関水温ＴＷが上限値より高水温であるか否か
Ｓ４３、機関水温が下限値以下であるか否かＳ４４、ス
ロットル変動ＴＨが上限値を超えているか否かＳ４５、
回転数変動の絶対値ＤＭＥが上限値を超えているか否か
Ｓ４６、失火が検出されたか否かＳ４７、回転数ＮＥが
上限値を超えているか否かＳ４８、負荷が所定値より大
きいか否かＳ４９が判別され、全ての答えが「ＮＯ」の
ときにはエンジン始動直後のリーンバーン制御が開始さ
れＳ５０、１つでもＹＥＳの時には、始動直後のリーン
バーン制御が禁止又は停止されるＳ５１。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の始動直後に
該内燃機関を理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転
制御する内燃機関の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、内燃機関が始動した直後時におい
て、該内燃機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃
比よりリッチ側に制御して機関回転の安定性を確保して
いたが、リーン側に制御しても機関回転の安定性を確保
することが可能となってきたために、空燃比のフィード
バック制御を開始するまで空燃比をリーン側に制御して
機関を運転する内燃機関の制御装置が提案されている
（例えば特公平５−３１６４６号公報）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の内燃機関の制御装置では、内燃機関が始動した直後
に理論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転すること
（以下、「機関始動直後のリーンバーン制御」という）
は、いかなる運転領域において行い得るものではなく、
機関の所定温度以下の低温時（例えば、燃料の霧化が悪
化したり、機関のフリクションが大きく、燃料の燃焼状
態が悪化する低温時）及び機関の所定温度以上の高温時
（例えば、燃料供給ライン内にベーパの発生が予想され
る高温時）において理論空燃比よりリーン側の空燃比で
運転すると、機関回転の安定性の低下や機関のストール
等の問題が生じ得る。

【０００４】また、例えばリーン側の空燃比で運転して
いる状態から理論空燃比による運転へ即座に切り替える
等、空燃比に急激な変動が起こると、機関の回転変動や
ハンチング等が生ずるという問題もあった。

【０００５】さらに、機関始動直後のリーンバーン制御
中に車両を走行させると、機関の出力トルクが低下して
いるために、機関のストールや加速感の悪化等の問題も
生ずる。

【０００６】また、内燃機関が始動した直後は、通常フ
ィードフォワード制御によって空燃比を制御するため
に、経年変化等により燃料供給状態が変化すると、正確
に燃料を供給できず、失火や機関の回転変動等を招くと
いう問題もあった。

【０００７】本発明は、上記問題に鑑みてなされたもの
で、所定温度以下の低温時又は所定温度以上の高温時に
おける機関始動直後のリーンバーン制御による機関回転
の低下や機関のストール等、及び、機関始動直後のリー
ンバーン制御中に車両を走行させることによる機関のス
トールや加速感の悪化等を防止することが可能な内燃機
関の制御装置を提供することを第１の目的とする。

【０００８】また、急激な空燃比の変動による機関の回
転変動及びハンチング等を防止することが可能な内燃機
関の制御装置を提供することを第２の目的とする。

【０００９】さらに、内燃機関が始動した直後の空燃比
をフィードフォワード制御により制御する場合に、経年
変化等による失火や機関の回転変動を防止することが可
能な内燃機関の制御装置を提供することを第３の目的と
する。

【００１０】また、さらに、内燃機関の失火や機関回転
数変動に対する機関回転の安定性の低下を防止すること
が可能な内燃機関の制御装置を提供することを第４の目
的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記第１の目的を達成す
るため本発明は、内燃機関の始動直後に該内燃機関を理
論空燃比よりもリーン側の空燃比で運転制御する内燃機
関の制御装置において、前記内燃機関の運転状態および
該内燃機関を搭載した車両の運転状態のうち少なくとも
一方を検出する運転状態検出手段と、該検出された運転
状態から前記車両の走行開始を予測する車両走行開始予
測手段と、該予測手段により車両の走行開始が予測され
たときに、前記内燃機関が運転される空燃比を前記リー
ン側の空燃比よりもリッチ側の空燃比に変更する空燃比
変更手段とを有することを特徴とする。

【００１２】また、好ましくは、前記運転状態検出手段
は、前記車両の変速機のインギヤ状態、前記内燃機関に
かかる負荷、前記内燃機関の回転数、及び前記内燃機関
のスロットル弁の開度のうち少なくとも１つを検出する
ことを特徴とする。

【００１３】上記第２の目的を達成するため本発明は、
内燃機関の始動直後に該内燃機関を理論空燃比よりもリ
ーン側の空燃比で所定時間運転制御する内燃機関の制御
装置において、前記内燃機関の運転状態を検出する運転
状態検出手段と、前記所定時間中に前記内燃機関が運転
される空燃比を前記運転状態検出手段により検出された
運転状態に応じて連続的に変化させる空燃比設定手段と
を有することを特徴とする。

【００１４】また、好ましくは、前記運転状態検出手段
は、前記内燃機関の温度、前記内燃機関にかかる負荷、
前記内燃機関の回転数、及び前記内燃機関の始動後の経
過時間のうち少なくとも１つを検出することを特徴とす
る。

【００１５】上記第３の目的を達成するため本発明は、
複数の気筒を備えた内燃機関の制御装置において、前記
内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスの空燃比を検出
する空燃比検出手段と、該空燃比検出手段の出力および
排気系の挙動モデルから気筒毎の空燃比を推定する気筒
毎空燃比推定手段と、該推定された気筒毎の空燃比に応
じて気筒別空燃比フィードバック制御を行う第１の制御
手段と、少なくとも前記内燃機関の始動直後に、前記内
燃機関が運転される空燃比を理論空燃比よりもリーン側
の空燃比にフィードフォワード制御する第２の制御手段
と、前記第１の制御手段による制御値を学習値として学
習する学習手段とを有し、前記第２の制御手段は、前記
学習された値を用いて制御を行うことを特徴とする。

【００１６】また、好ましくは、前記気筒毎空燃比推定
手段は、前記内燃機関の排気系の挙動を記述するモデル
に基いて、その内部状態を観測するオブサーバを設定
し、前記空燃比検出手段の出力により各気筒の空燃比を
推定することを特徴とする。

【００１７】上記第４の目的を達成するため本発明は、
内燃機関の始動直後に該内燃機関を理論空燃比よりもリ
ーン側の空燃比で運転制御する内燃機関の制御装置にお
いて、前記内燃機関の回転数変動を検出する回転変動検
出手段と、前記内燃機関の失火の発生を検出する失火発
生検出手段と、前記内燃機関の回転数変動が所定値より
大きいこと及び前記内燃機関の失火が発生したことのい
ずれか一方が検出されたときには、前記内燃機関が運転
される空燃比を前記リーン側の空燃比よりもリッチ側の
空燃比に変更する空燃比変更手段とを有することを特徴
とする。

【００１８】

【作用】本発明の構成に依れば、運転状態検出手段によ
り内燃機関の運転状態および車両の運転状態のうちの少
なくとも一方が検出され、車両走行開始予測手段によ
り、この検出された運転状態から車両の走行状態が予測
されたときに、空燃比変更手段により、理論空燃比より
もリーン側に設定されていた空燃比がリッチ側の空燃比
に変更される。

【００１９】また、運転状態検出手段により運転状態が
検出されると、空燃比設定手段により、内燃機関始動直
後の所定時間中の空燃比が前記検出された運転状態に応
じて連続的に変化される。

【００２０】さらに、気筒別空燃比推定手段により検出
空燃比および排気系の挙動モデルから気筒別の空燃比が
推定されて、第１の制御手段により気筒別空燃比フィー
ドバック制御が行われると、学習手段によりその制御値
が学習され、第２の制御手段により、この学習された制
御値が使用されてフィードフォワード制御が行われる。

【００２１】また、回転変動検出手段により検出された
内燃機関の回転数変動が所定値より大きいとき、及び／
又は、失火発生検出手段により失火発生が検出されたと
きには、空燃比変更手段により、理論空燃比よりもリー
ン側に設定されていた空燃比がリッチ側の空燃比に変更
される。

【００２２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。

【００２３】図１は、本発明の一実施例にかかる内燃機
関（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成
を示す図である。同図中、１はエンジンである。

【００２４】エンジン１の吸気管２は分岐部（吸気マニ
ホルド）１１を介してエンジン１の各気筒の燃焼室に連
通する。吸気管２の途中にはスロットル弁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（θＴＨ）
センサ４が連結されており、スロットル弁開度θＴＨに
応じた電気信号を出力して電子コントロールユニット
（以下「ＥＣＵ」という）５に供給する。吸気管２に
は、スロットル弁３をバイパスする補助空気通路６が設
けられており、該通路６の途中には補助空気量制御弁７
が配されている。補助空気量制御弁７は、ＥＣＵ５に接
続されており、ＥＣＵ５によりその開弁量が制御され
る。

【００２５】吸気管２のスロットル弁３の上流側には吸
気温（ＴＡ）センサ８が装着されており、その検出信号
がＥＣＵ５に供給される。吸気管２のスロットル弁３と
吸気マニホルド１１の間には、拡径されたチャンバ９が
設けられており、チャンバ９には吸気管内絶対圧（ＰＢ
Ａ）センサ１０が取り付けられている。ＰＢＡセンサ１
０の検出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００２６】エンジン１の本体にはエンジン水温（Ｔ
Ｗ）センサ１３が装着されており、その検出信号がＥＣ
Ｕ５に供給される。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１４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１４は、エンジン１の特定の気筒の所定クラン
ク角度位置で信号パルス（以下「ＣＹＬ信号パルス」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１８
０度毎に）ＴＤＣ信号パルスを出力するＴＤＣセンサ及
びＴＤＣ信号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信号パルス」
という）を発生するＣＲＫセンサから成り、ＣＹＬ信号
パルス、ＴＤＣ信号パルス及びＣＲＫ信号パルスがＥＣ
Ｕ５に供給される。これらの信号パルスは、燃料噴射量
（燃料噴射時間）、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ＮＥの検出に使用され
る。

【００２７】吸気マニホルド１１の吸気弁の少し上流側
には、各気筒毎に燃料噴射弁１２が設けられており、各
噴射弁は図示しない燃料ポンプに接続されているととも
にＥＣＵ５に電気的に接続されて、ＥＣＵ５からの信号
により燃料噴射時期及び燃料噴射時間（開弁時間）が制
御される。エンジン１の点火プラグ（図示せず）もＥＣ
Ｕ５に電気的に接続されており、ＥＣＵ５により点火時
期θＩＧが制御される。

【００２８】排気管１６は分岐部（排気マニホルド）１
５を介してエンジン１の燃焼室に接続されている。排気
管１６には分岐部１５が集合する部分の直ぐ下流側に、
広域空燃比センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）１７
が設けられている。さらにＬＡＦセンサ１７の下流側に
は直下三元触媒１９及び床下三元触媒２０が配されてお
り、またこれらの三元触媒１９及び２０の間には酸素濃
度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）１８が装着され
ている。三元触媒１９、２０は、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の浄化を行う。

【００２９】ＬＡＦセンサ１７は、ローパスフィルタ２
２を介してＥＣＵ５に接続されており、排気ガス中の酸
素濃度（空燃比）に略比例した電気信号を出力し、その
電気信号をＥＣＵ５に供給する。Ｏ２センサ１８は、そ
の出力が理論空燃比の前後において急激に変化する特性
を有し、その出力は理論空燃比よりリッチ側で高レベル
となり、リーン側で低レベルとなる。Ｏ２センサ１８
は、ローパスフィルタ２３を介してＥＣＵ５に接続され
ており、その検出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００３０】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６０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つに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。

【００３１】バルブタイミング切換機構６０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バルブタイミングの切
換制御を行う。

【００３２】また、ＥＣＵ５には、大気圧を検出する大
気圧（ＰＡ）センサ２１が接続されており、その検出信
号がＥＣＵ５に供給される。

【００３３】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換する等の機
能を有する入力回路と、中央処理回路（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
マップ及び演算結果等を記憶するＲＯＭ及びＲＡＭから
なる記憶装置と、燃料噴射弁１２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。

【００３４】ＥＣＵ５は、上述の各種エンジン運転パラ
メータ信号に基づいて、機関始動直後のリーンバーン制
御やＬＡＦセンサ１７及びＯ２センサ１８の出力に応じ
たフィードバック制御運転領域やオープン制御運転領域
等の種々のエンジン運転状態を判別するとともに、エン
ジン運転状態に応じ、下記数式１により燃料噴射弁１２
の燃料噴射時間ＴＯＵＴを演算し、この演算結果に基づ
いて燃料噴射弁１２を駆動する信号を出力する。

【００３５】

【数１】ＴＯＵＴ（Ｎ）＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ×Ｋ
ＣＭＤＭ×ＫＬＡＦ×ＫＯＢＳＶ＃Ｎ 図２は上記数式１による燃料噴射時間ＴＯＵＴ（Ｎ）の
算出手法を説明するための機能ブロック図であり、これ
を参照して本実施例における燃料噴射時間ＴＯＵＴ
（Ｎ）の算出手法の概要を説明する。ここでＮは、気筒
番号を表し、これを付したパラメータは気筒毎に算出さ
れる。なお、本実施例ではエンジンへの燃料供給量は燃
料噴射時間として算出されるが、これは噴射される燃料
量に対応するので、ＴＯＵＴを燃料噴射量若しくは燃料
量とも呼んでいる。

【００３６】図２においてブロックＢ１は、吸入空気量
に対応した基本燃料量ＴＩＭＦを算出する。この基本燃
料量ＴＩＭＦは、基本的にはエンジン回転数ＮＥ及び吸
気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されるが、スロットル
弁３からエンジン１の燃焼室に至る吸気系をモデル化
し、その吸気系モデルに基づいて吸入空気の遅れを考慮
した補正を行うことが望ましい。その場合には、検出パ
ラメータとしてスロットル弁開度θＴＨ及び大気圧ＰＡ
をさらに用いる。

【００３７】ブロックＢ２〜Ｂ８は乗算ブロックであ
り、ブロックの入力パラメータを乗算して出力する。こ
れらのブロックにより、上記数式１の演算が行われ、ブ
ロックＢ５〜Ｂ８の出力として、気筒毎の燃料噴射量Ｔ
ＯＵＴ（Ｎ）が得られる。

【００３８】ブロックＢ９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，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Ｋ
ＥＧＲ等のフィードフォワード系補正係数をすべて乗算
することにより、補正係数ＫＴＯＴＡＬを算出し、ブロ
ックＢ２に入力する。

【００３９】ブロックＢ２１は、エンジン回転数ＮＥ、
吸気管内絶対圧ＰＢＡ等に応じて目標空燃比係数ＫＣＭ
Ｄを決定し、ブロックＢ２２に入力する。目標空燃比係
数ＫＣＭＤは、空燃比Ａ／Ｆの逆数、すなわち燃空比Ｆ
／Ａに比例し、理論空燃比のとき値１．０をとるので、
目標当量比ともいう。ブロックＢ２２は、ローパスフィ
ルタ２３を介して入力されるＯ２センサ出力ＶＭＯ２に
基づいて目標空燃比係数ＫＣＭＤを修正し、ブロックＢ
１８及びＢ２３に入力する。ブロックＢ２３は、ＫＣＭ
Ｄ値に応じて燃料冷却補正を行い最終目標空燃比係数Ｋ
ＣＭＤＭを算出し、ブロックＢ３に入力する。

【００４０】ブロックＢ１０は、ローパスフィルタ２２
を介して入力されるＬＡＦセンサ出力値を、ＣＲＫ信号
パルスの発生毎にサンプリングし、そのサンプル値をリ
ングバッファメモリに順次記憶し、エンジン運転状態に
応じて最適のタイミングでサンプリングしたサンプル値
を選択し（ＬＡＦセンサ出力選択処理）、ブロックＢ１
１並びにローパスフィルタブロックＢ１６を介してブロ
ックＢ１８に入力する。このＬＡＦセンサ出力選択処理
は、サンプリングのタイミングによっては変化する空燃
比を正確に検出できないこと、燃焼室から排出される排
気ガスがＬＡＦセンサ１７に到達するまでの時間やＬＡ
Ｆセンサ自体の反応時間がエンジン運転状態によって変
化することを考慮したものである。

【００４１】ブロックＢ１８は、検出空燃比と目標空燃
比との偏差に応じてＰＩＤ制御によりＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦを算出してブロックＢ４に入力する。

【００４２】ブロックＢ１１は、いわゆるオブザーバと
しての機能を有し、ＬＡＦセンサ１７によって検出され
る集合部（各気筒から排出された排気ガスの混合ガス）
の空燃比に基づいて、各気筒毎の空燃比を推定し、４つ
の気筒に対応しているブロックＢ１２〜Ｂ１５に入力す
る。図２においては、ブロックＢ１２が気筒＃１に対応
し、ブロックＢ１５が気筒＃２に対応し、ブロックＢ１
３が気筒＃３に対応し、ブロック１４が気筒＃４に対応
する。ブロックＢ１２〜Ｂ１５は、各気筒の空燃比（オ
ブザーバブロックＢ１１が推定した空燃比）が、集合部
空燃比に一致するようにＰＩＤ制御により気筒別補正係
数ＫＯＢＳＶ＃Ｎ（Ｎ＝１〜４）を算出し、それぞれブ
ロックＢ５〜Ｂ８に入力する。

【００４３】以上のように本実施例では、ＬＡＦセンサ
出力に基づいて推定した各気筒の空燃比に応じて設定さ
れる気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎを上記数式１に適用
して、気筒毎の燃料噴射量ＴＯＵＴ（Ｎ）を算出してい
る。すなわち、気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎにより気
筒毎の空燃比のばらつきを解消して、触媒の浄化率を向
上させ、種々のエンジン運転状態において良好な排気ガ
ス特性を得ることができる。

【００４４】本実施例では、上述した図２の各ブロック
の機能は、ＥＣＵ５のＣＰＵによる演算処理により実現
されるので、この処理のフローチャートを参照して処理
の内容を具体的に説明する。

【００４５】図３は、ＬＡＦセンサ１７の出力に応じて
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ及び気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ
＃Ｎを算出する処理のフローチャートである。本処理は
ＴＤＣ信号パルスの発生毎に実行される。

【００４６】ステップＳ１では、始動モードか否か、す
なわちクランキング中か否かを判別し、始動モードのと
きは始動モードの処理へ移行する。始動モードでなけれ
ば、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ及び最終目
標空燃比係数ＫＣＭＤＭの算出（ステップＳ２）及びＬ
ＡＦセンサ出力選択処理を行う（ステップＳ３）ととも
に検出当量比ＫＡＣＴの演算を行う（ステップＳ４）。
検出当量比ＫＡＣＴは、ＬＡＦセンサ１７の出力を当量
比に変換したものである。

【００４７】次いでＬＡＦセンサ１７の活性化が完了し
たか否かの活性判別を行う（ステップＳ５）。これは、
例えばＬＡＦセンサ１７の出力電圧とその中心電圧との
差を所定値（例えば０．４Ｖ）と比較し、該差が所定値
より小さいとき活性化が完了したと判別するものであ
る。

【００４８】次にエンジン運転状態がＬＡＦセンサ１７
の出力に基づくフィードバック制御を実行する運転領域
（以下「ＬＡＦフィードバック領域」という）にあるか
否かの判別を行う（ステップＳ６）。これは、例えばＬ
ＡＦセンサ１７の活性化が完了し、且つフュエルカット
中やスロットル全開運転中でないとき、ＬＡＦフィード
バック領域と判定するものである。この判別の結果、Ｌ
ＡＦフィードバック領域にないときはリセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「１」に設定し、ＬＡＦフィード
バック領域にあるときは「０」とする。

【００４９】続くステップＳ７では、リセットフラグＦ
ＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別し、ＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴ＝１のときは、ステップＳ８に進んでＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦを「１．０」、気筒別補正係数ＫＯ
ＢＳＶ＃Ｎを後述する気筒別補正係数学習値ＫＯＢＳＶ
＃Ｎｓｔｙに設定するとともに、ＰＩＤ制御の積分項Ｋ
ＬＡＦＩを「０」に設定して、本処理を終了する。ここ
で、気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎを気筒別補正係数学
習値ＫＯＢＳＶ＃Ｎｓｔｙに設定することにより、フィ
ードフォワード制御時に経年変化等による燃料供給状態
の変化に起因する内燃機関の失火や、機関回転変動に対
する機関の安定性を確保できる。

【００５０】一方、ステップＳ７の判別で、ＦＫＬＡＦ
ＲＥＳＥＴ＝０のときはオブザーバ停止判別を行う（ス
テップＳ９）。このオブザーバ停止判別とは、例えば機
関高回転時で演算時間の確保が困難又はセンサ応答性が
不十分なエンジン回転数を予めオブザーバ限界回転数と
して定めておき、該オブザーバ限界回転数と検出された
エンジン回転数ＮＥとを比較し、検出されたエンジン回
転数ＮＥがオブザーバ限界回転数以上であるときには、
オブザーバ（ブロックＢ１１）の処理を停止するための
フラグＦＯＢＳＶＳＴを「１」にし、一方、検出された
エンジン回転数ＮＥがオブザーバ限界回転数より小さい
ときには、フラグＦＯＢＳＶＳＴを「０」にする処理を
いう。

【００５１】続くステップＳ１０では、フラグＦＯＢＳ
ＶＳＴが「１」であるか否かを判別し、「０」のときに
はオブザーバによる演算であるＫＯＢＳＶ＃Ｎ算出処理
を行い（ステップＳ１１）、一方、フラグＦＯＢＳＶＳ
Ｔが「１」のときにはＫＯＢＳＶ＃Ｎ算出処理を行う代
わりに、前回行ったＫＯＢＳＶ＃Ｎ算出処理の結果で値
ＫＯＢＳＶ＃Ｎを置き換える（ステップＳ１２）。この
ようにオブザーバが停止しているときには前回値ＫＯＢ
ＳＶ＃Ｎを使用するので、オブザーバが作動し、値ＫＯ
ＢＳＶ＃Ｎを算出しているときには、該算出値ＫＯＢＳ
Ｖ＃Ｎを記憶しておく必要がある。すなわち、この算出
値ＫＯＢＳＶ＃Ｎは、前記ＲＡＭの所定位置に確保した
領域に記憶しておき、オブザーバが停止したときにその
前回値ＫＯＢＳＶ＃Ｎを読み出して値ＫＯＢＳＶ＃Ｎを
更新する。これにより、経年変化等による失火やエンジ
ンの回転変動を防止することができる。

【００５２】続いて、このステップＳ１１又はＳ１２で
得た値ＫＯＢＳＶ＃Ｎを用いて、フィードバック補正係
数ＫＬＡＦの演算を行った（ステップＳ１３）後に、本
処理を終了する。

【００５３】図４は、図３のステップＳ２における最終
目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出する処理のフローチャ
ートである。

【００５４】ステップＳ２１では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマップを検索し、基
本値ＫＢＳを算出する。なお、そのマップにはアイドル
時用の値も設定されている。

【００５５】続くステップＳ２２では、エンジン始動直
後のリーンバーン制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判別し（始動後リーン判別）、条件が成立したとき
は始動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮを「１」に設定
する一方、条件不成立のときは「０」とする。このリー
ンバーン制御実行条件の詳細は、図５を参照して後述す
る。なお、始動直後のリーンバーン制御は、従前のよう
にエンジン始動直後の触媒が未活性の状態でＨＣの排出
量が増加したり燃料消費率が低下することを防止する目
的で行うものである。

【００５６】次いでステップＳ２３では、スロットル弁
が全開（ＷＯＴ）の状態か否かを判別し、全開のときは
ＷＯＴフラグＦＷＯＴを「１」に設定し、全開でなけれ
ば「０」とする。次いで、エンジン水温ＴＷに応じて増
量補正係数ＫＷＯＴを算出する（ステップＳ２４）。こ
のとき高水温時の補正係数ＫＸＷＯＴも算出する。

【００５７】続くステップＳ２５では、目標空燃比係数
ＫＣＭＤを算出し、次いで算出したＫＣＭＤ値のリミッ
ト処理（所定上下限値の範囲内に入るようにする処理）
を行う（ステップＳ２６）。このステップＳ２５の処理
は図６を参照して後述する。

【００５８】続くステップＳ２７では、Ｏ２センサ１８
の活性化が完了しているか否かの判別を行い、活性化が
完了したときは、活性フラグＦＭＯ２を「１」に設定
し、完了していないときは、「０」とする。例えばエン
ジン始動後所定期間経過したとき、活性化完了と判定す
る。

【００５９】ステップＳ２８では、Ｏ２センサ１８の出
力ＶＭＯ２に応じて目標空燃比係数ＫＣＭＤの補正項Ｄ
ＫＣＭＤＯ２を算出する。この処理は、Ｏ２センサ出力
ＶＭＯ２と基準値ＶＲＥＦＭとの偏差に応じてＰＩＤ制
御により、補正項ＤＫＣＭＤＯ２を算出するものであ
る。

【００６０】ステップＳ２９では、次式により目標空燃
比係数ＫＣＭＤの補正を行う。

【００６１】ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＤＫＣＭＤＯ２ これにより、ＬＡＦセンサ１７の出力のずれを補償する
ように目標空燃比係数ＫＣＭＤを設定することができ
る。

【００６２】続くステップＳ３０では、算出したＫＣＭ
Ｄ値に応じてＫＣＭＤ−ＫＥＴＣテーブルを検索して補
正係数ＫＥＴＣを算出し、次式により最終目標空燃比係
数ＫＣＭＤＭを算出する。

【００６３】ＫＣＭＤＭ＝ＫＣＭＤ×ＫＥＴＣ 補正係数ＫＥＴＣは、ＫＣＭＤ値が増加し、燃料噴射量
が増加するほど、噴射による燃料冷却効果が大きくなる
ことを考慮して、その影響を補正するものであり、ＫＣ
ＭＤ値が増加するほど大きな値に設定される。。

【００６４】次いで、ＫＣＭＤＭ値のリミット処理を行
うとともに（ステップＳ３１）、ステップＳ２９で得ら
れたＫＣＭＤ値をリングバッファに格納して（ステップ
Ｓ３２）、本処理を終了する。

【００６５】図５は、図４のステップＳ２２における始
動後リーン判別処理のフローチャートである。

【００６６】先ず、図示しない変速機がインギヤ状態か
否かを判別し（ステップＳ４１）、インギヤ状態のとき
には、エンジン始動直後のリーンバーン制御を行うべき
所定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ４
２）。

【００６７】ステップＳ４２の判別で、所定時間が経過
していない場合には、エンジン水温ＴＷがエンジン始動
直後のリーンバーン制御を行ってもよいエンジン水温の
上限値ＴＷＡＳＴＬＥＡＮＨより高いか否かを判別し
（ステップＳ４３）、エンジン水温ＴＷが上限値ＴＷＡ
ＳＴＬＥＡＮ以下のときには、エンジン水温ＴＷがエン
ジン始動直後のリーンバーン制御を行ってもよいエンジ
ン水温の下限値ＴＷＡＳＴＬＥＡＮＬ以下であるか否か
を判別する（ステップＳ４４）。

【００６８】ステップＳ４４の判別で、エンジン水温Ｔ
Ｗが下限値ＴＷＡＳＴＬＥＡＮＬより高いときには、ス
ロットル弁開度の変動量ＴＨが、エンジン始動直後のリ
ーンバーン制御を行ってもよいスロットル弁開度変動量
の上限値ＴＨＬＥＡＮを超えているか否かを判別する
（ステップＳ４５）。ここで、スロットル弁開度変動量
ＴＨは、前記スロットル弁開度センサ４からの弁開度θ
ＴＨ信号を常に監視し、現在検出した値と前回検出した
値との差分を取ることによって求められる。

【００６９】ステップＳ４５の判別で、スロットル弁開
度変動量ＴＨが上限値ＴＨＬＥＡＮ以下のときには、エ
ンジン回転数の回転変動量の絶対値｜ＤＭＥ｜が、エン
ジン始動直後のリーンバーン制御を行ってよい回転変動
量の上限値ＤＭＥＬＥＡＮを超えているか否かを判別す
る（ステップＳ４６）。ここで、回転変動量｜ＤＭＥ｜
も、スロットル弁開度変動量ＴＨと同様に、検出された
エンジン回転数ＮＥに基づいて算出される。

【００７０】ステップＳ４６の判別で、回転変動量｜Ｄ
ＭＥ｜が上限値ＤＭＥＬＥＡＮ以下のときには失火を検
出したか否かを判別する（ステップＳ４７）。この失火
検出の具体的な方法は、図２８〜３１を参照して後述す
る。

【００７１】ステップＳ４７の判別で、失火が検出され
ないときには、エンジン回転数ＮＥが、エンジン始動直
後のリーンバーン制御を行ってもよい、ヒステリシスを
有する上限値ＮＥＡＳＴＬＥＡＮ（Ｈ，Ｌ）を超えてい
るか否かを判別し（ステップＳ４８）、該上限値ＮＥＡ
ＳＴＬＥＡＮ（Ｈ，Ｌ）以下のときには、エンジン１に
かかっている負荷の大きさを判別する（ステップＳ４
９）。ここでは、エンジン１にかかる負荷の大きさは、
前記吸気管内絶対圧ＰＢＡによって判別する。

【００７２】ステップＳ４９の判別で、吸気管内絶対圧
ＰＢＡが、エンジン始動直後のリーンバーン制御を行っ
てもよい、ヒステリシスを有する上限値ＰＢＡＳＴＬＥ
ＡＮ（Ｈ，Ｌ）以下のときには、前記始動後リーンフラ
グＦＡＳＴＬＥＡＮを「１」にして（ステップＳ５
０）、エンジン始動直後のリーンバーン制御を開始す
る。

【００７３】一方、ステップＳ４１〜Ｓ４９の判別で、
その答えが「肯定（ＹＥＳ）」のものが１つでもあると
きには、始動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮを「０」
にして（ステップＳ５１）、エンジン始動直後のリーン
バーン制御を禁止又は停止する。

【００７４】すなわち、本実施例では、変速機がインギ
ヤ状態のとき、スロットル弁開度変動量ＴＨが大きいと
き、エンジン回転数ＮＥが大きいとき、及び、エンジン
１にかかる負荷が大きいときには、運転者が車両を走行
させようとする状態であると予測し、このときにエンジ
ン始動直後のリーンバーン制御を行っている場合にはリ
ーンバーン制御を停止するように構成したので、エンジ
ンのストールや加速感の悪化等を防止することができ
る。

【００７５】また、エンジン水温ＴＷが、上限値ＴＷＡ
ＳＴＬＥＡＮＨより高温であるとき、又は下限値ＴＷＡ
ＳＴＬＥＡＮＬ以下であるときにも、エンジン始動直後
のリーンバーン制御を停止するように構成したので、エ
ンジン回転の安定性の低下やエンジンのストール等を防
止することができる。

【００７６】さらに、失火を検出したとき、又は回転変
動量｜ＤＭＥ｜が上限値ＤＭＥＬＥＡＮを超えたときに
も、エンジン始動直後のリーンバーン制御を停止するよ
うに構成したので、エンジン回転の安定性の低下を防止
することができる。

【００７７】図６及び７は、図４のステップＳ２５にお
けるＫＣＭＤ算出処理のフローチャートである。

【００７８】先ず図６のステップＳ６１では、図４のス
テップＳ２２で設定した始動後リーンフラグＦＡＳＴＬ
ＥＡＮが「１」か否かを判別し、ＦＡＳＴＬＥＡＮ＝１
であるときは、ＬＥＡＮテーブルを検索して、エンジン
始動直後のリーンバーン制御を行うために必要なリーン
化係数ＫＬＥＡＮの各構成要素を読み出す（図７のステ
ップＳ６２）。ここで、リーン化係数ＫＬＥＡＮの各構
成要素は、具体的には、エンジン水温ＴＷに応じて設定
される係数ＫＬＥＡＮＴＷ，吸入空気温ＰＡに応じて設
定される係数ＫＬＥＡＮＰＡ，エンジン回転数ＮＥに応
じて決定される係数ＫＬＥＡＮＮＥ，吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡに応じて決定される係数ＫＬＥＡＮＰＢＡ，エンジ
ン始動後の時間経過に応じて決定される係数ＫＬＥＡＮ
ＡＳＴである。そして、リーン化係数ＫＬＥＡＮは、各
係数ＫＬＥＡＮＴＷ，ＫＬＥＡＮＰＡ，ＫＬＥＡＮＮ
Ｅ，ＫＬＥＡＮＰＢＡ，ＫＬＥＡＮＡＳＴを乗算した結
果として定義される。

【００７９】図８は、リーン化係数ＫＬＥＡＮの各構成
要素（係数）の値を記憶したリーン（ＬＥＡＮ）テーブ
ルの一例を示す図である。

【００８０】同図において、（ａ）は、係数ＫＬＥＡＮ
ＴＷを決定するためのテーブルデータをグラフ化したも
のであり、縦軸は係数値を示し、横軸はエンジン水温Ｔ
Ｗを示している。同図中、エンジン水温ＴＷが０℃以下
又は４０℃以上の範囲は、リーン化を禁止する領域であ
るので、係数ＫＬＥＡＮＴＷを「１．０」に設定し、エ
ンジン水温ＴＷが１０℃〜３０℃の範囲は、リーン化を
自由に行える領域であるので、係数ＫＬＥＡＮＴＷを
「０．９」に設定し、エンジン水温ＴＷが０℃〜１０℃
又は３０℃〜４０℃の範囲は、空燃比の急変によりエン
ジン回転数の変動等が起き易い領域であるので、係数Ｋ
ＬＥＡＮＴＷをリニアに変化させている。

【００８１】（ｂ）は、係数ＫＬＥＡＮＰＡを設定する
ためのテーブルデータをグラフ化したものであり、縦軸
は係数値を示し、横軸は吸入空気温ＰＡを示している。

【００８２】（ｃ）は、係数ＫＬＥＡＮＮＥを設定する
ためのテーブルデータをグラフ化したものであり、縦軸
は係数値を示し、横軸はエンジン回転数ＮＥを示してい
る。

【００８３】（ｄ）は、係数ＫＬＥＡＮＰＢＡを設定す
るためのテーブルデータをグラフ化したものであり、縦
軸は係数値を示し、横軸は吸気管内絶対圧ＰＢＡを示し
ている。

【００８４】（ｅ）は、係数ＫＬＥＡＮＡＳＴを設定す
るためのテーブルデータをグラフ化したものであり、縦
軸は係数値を示し、横軸はエンジン始動後の経過時間を
示している。

【００８５】（ｂ）〜（ｅ）から分かるように、各グラ
フの係数値は、それぞれ（ａ）のグラフと同様に設定さ
れている。

【００８６】図７のフローチャートに戻り、続くステッ
プＳ６３では、上述のようにリーン化テーブルから読み
出した各係数ＫＬＥＡＮＴＷ，ＫＬＥＡＮＰＡ，ＫＬＥ
ＡＮＮＥ，ＫＬＥＡＮＰＢ，ＫＬＥＡＮＡＳＴを全て乗
算し、その乗算結果を前記ＲＡＭの所定位置に確保され
たテンポラリ領域ＫＬＥＡＮＴＭＰに格納する。

【００８７】次に、リーン化係数ＫＬＥＡＮを徐々に
（ΔＫＬＥＡＮの幅で）変化させながらテンポラリ領域
ＫＬＥＡＮＴＭＰの値まで変更する処理を行うためのフ
ラグＦΔＬＥＡＮの値を判別し（ステップＳ６４）、フ
ラグＦΔＬＥＡＮの値が「０」のときには前回の始動後
リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮの値を判別する（ステッ
プＳ６５）。ここで、始動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥ
ＡＮの前回値を使用するために、前回値を記憶する領域
が、例えば前記ＲＡＭの所定位置に設けれている。

【００８８】ステップＳ６５の判別で、前回の始動後リ
ーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮが「０」のとき、すなわち
今回初めてリーンバーン制御を行う条件が成立したとき
には、フラグＦΔＬＥＡＮを「１」にする（ステップＳ
６６）とともに、リーン化係数ＫＬＥＡＮを初期値１．
０に設定し（ステップＳ６７）、リーン化係数ＫＬＥＡ
Ｎから所定値ΔＫＬＥＡＮだけ減算して、その減算値に
リーン化係数ＫＬＥＡＮを更新する（ステップＳ６
８）。

【００８９】一方、ステップＳ６４の判別で、フラグＦ
ΔＬＥＡＮが「１」のときにはステップＳ６５〜Ｓ６７
をスキップしてステップＳ６８に進む。

【００９０】次に、ステップＳ６８で更新したリーン化
係数ＫＬＥＡＮの値が、前記ステップＳ６３で算出した
テンポラリ領域ＫＬＥＡＮＴＭＰの値より大きいか否か
を判別し（ステップＳ６９）、大きいときには現在の目
標空燃比係数ＫＣＭＤにリーン化係数ＫＬＥＡＮを乗算
して、その乗算値に目標空燃比係数ＫＣＭＤを更新する
（ステップＳ７０）。

【００９１】すなわち、ステップＳ６４〜Ｓ６９の処理
は、リーン化係数ＫＬＥＡＮをΔＫＬＥＡＮの幅で変化
（減少）させながら、ステップＳ６３で算出した値ＫＬ
ＥＡＮＴＭＰに近づけて行く処理である。これにより、
空燃比の急激な変動によるエンジンの回転変動やハンチ
ング等を防止することができる。

【００９２】一方、ステップＳ６５の判別で、前回の始
動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮの値が「１」のと
き、すなわちフラグＦΔＬＥＡＮが「０」であり、且つ
今回が２回目以降のリーンバーン制御であるとき、また
は、ステップＳ６９の判別で、リーン化係数ＫＬＥＡＮ
がテンポラリ領域ＫＬＥＡＮＴＭＰの値以下のときに
は、フラグＦΔＬＥＡＮを「０」にし（ステップＳ７
１）、リーン化係数ＫＬＥＡＮをテンポラリ領域ＫＬＥ
ＡＮＴＭＰの値に更新した（ステップＳ７２）後に、前
記ステップＳ７０に進む。

【００９３】一方、前記ステップＳ６１でＦＡＳＴＬＥ
ＡＮ＝０であって、始動後リーンバーン制御実行条件が
成立しないときは、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＣ
ＭＤ（例えば８０℃）より高いか否かを判別する（図６
のステップＳ７３）。そしてＴＷ＞ＴＷＣＭＤが成立す
るときは、ＫＣＭＤ値を図４のステップＳ２１で算出し
た基本値ＫＢＳに設定して（ステップＳ７４）、ステッ
プＳ７８に進む。また、ＴＷ≦ＴＷＣＭＤが成立すると
きは、エンジン水温ＴＷ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じて設定されたマップを検索して、低水温用目標値ＫＴ
ＷＣＭＤを算出し（ステップＳ７５）、基本値ＫＢＳが
このＫＴＷＣＭＤ値より大きいか否かを判別する（ステ
ップＳ７６）。その結果ＫＢＳ＞ＫＴＷＣＭＤであると
きは、前記ステップＳ７４に進み、ＫＢＳ≦ＫＴＷＣＭ
Ｄであるときは、基本値ＫＢＳを低水温用目標値ＫＴＷ
ＣＭＤに置き換えて（ステップＳ７７）、ステップＳ７
８に進む。

【００９４】ステップＳ７８では、図４のステップＳ２
３で設定したＷＯＴフラグＦＷＯＴが「１」か否かを判
別し、ＦＷＯＴ＝０であれば直ちに本処理を終了し、Ｆ
ＷＯＴ＝１のときは、高負荷用のＫＣＭＤ値の設定処理
を行い（ステップＳ７９）、本処理を終了する。この処
理は、ＫＣＭＤ値を図４のステップＳ２４で算出した高
負荷用増量補正係数ＫＷＯＴ，ＫＸＷＯＴと比較し、Ｋ
ＣＭＤ値がこれらの係数値より小さいときは、ＫＣＭＤ
値に補正係数ＫＷＯＴ又はＫＸＷＯＴを乗算して補正を
行うものである。

【００９５】次に図３のステップＳ３におけるＬＡＦセ
ンサ出力選択処理について説明する。

【００９６】エンジンの排気ガスは排気行程で排出され
ることから、多気筒エンジンの排気系集合部において空
燃比の挙動を見ると、明らかにＴＤＣ信号パルスに同期
している。したがって、ＬＡＦセンサ１７により空燃比
を検出するときもＴＤＣ信号パルスに同期して行う必要
がある。ところが、センサ出力のサンプルタイミングに
よっては空燃比の挙動を正確に把握できない場合が生じ
る。例えば、ＴＤＣ信号パルスに対して排気系集合部の
空燃比が図９のようであるとき、ＥＣＵ５が認識する空
燃比は図１０に示すように、サンプルタイミングによっ
て全く異なる値となる。この場合、実際のＬＡＦセンサ
の出力変化を可能な限り正確に把握できるタイミングで
サンプリングすることが望ましい。

【００９７】さらに、空燃比の変化は排気ガスのセンサ
までの到達時間やセンサの反応時間によっても相違す
る。そのうち、センサまでの到達時間は排気ガス圧力、
排気ガスボリューム等に依存して変化する。さらに、Ｔ
ＤＣ信号パルスに同期してサンプリングすることはクラ
ンク角度に基づいてサンプリングすることになるので、
必然的にエンジン回転数ＮＥの影響を受ける。このよう
に、空燃比の検出の最適なタイミングは、エンジン運転
状態に大きく依存する。

【００９８】そこで、本実施例では図１１に示すよう
に、ＣＲＫ信号パルス（クランク角度３０度毎に発生す
る）の発生毎にサンプリングしたＬＡＦセンサ出力をリ
ングバッファ（本実施例では１８個の格納場所を有す
る）に順次格納し、最適タイミングの出力値（１７回前
の値から今回値までの中の最適の値）を検出当量比ＫＡ
ＣＴに変換してフィードバック制御に使用するようにし
ている。

【００９９】図１２は、図３のステップＳ３におけるＬ
ＡＦセンサ出力選択処理のフローチャートある。

【０１００】先ずステップＳ８１では、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡを読み出し、次いで現在
のバルブタイミングが高速バルブタイミングか否かを判
別する（ステップＳ８２）。その結果高速バルブタイミ
ングのときは高速バルブタイミング用のタイミングマッ
プを検索し（ステップＳ８３）、低速バルブタイミング
のときは低速バルブタイミング用のタイミングマップを
検索し（ステップＳ８４）、その検索結果に応じてリン
グバッファに格納したＬＡＦセンサ出力ＶＬＡＦを選択
して（ステップＳ８５）、本処理を終了する。

【０１０１】上記タイミングマップは、図１３に示すよ
うに、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて、エンジン回転数ＮＥが低いほど、あるいは吸気
管内絶対圧ＰＢＡが高いほど早いクランク角度位置でサ
ンプリングした値を選択するように設定されている。こ
こで、「早い」とは、前のＴＤＣ位置により近い位置で
サンプリングした値（換言すれば古い値）を意味する。
このように設定したのは、ＬＡＦセンサ出力は、図１０
に示したように、実際の空燃比の極大値又は極小値（以
下「極値」という）に可能な限り近い位置でサンプリン
グするのが最良であるが、その極値、例えば最初のピー
ク値は、センサの反応時間を一定と仮定すれば、図１４
に示すように、エンジン回転数ＮＥが低下するほど早い
クランク角度位置で生じ、また、負荷が高いほど排気ガ
ス圧力や排気ガスボリュームが増加し、排気ガスの流速
が増してセンサへの到達時間が早まるからである。

【０１０２】また、高速バルブタイミング用マップは、
同一のエンジン回転数ＮＥ又は吸気管内絶対圧ＰＢＡに
対しては、低速バルブタイミング用マップより早期のタ
イミングとなるように設定されている。これは、高速バ
ルブタイミングでは、低速バルブタイミングより排気弁
の開弁開始時期が早いからである。

【０１０３】以上のように、図１２の処理によれば、エ
ンジン運転状態に応じて最適なタイミングでサンプリン
グしたセンサ出力ＶＬＡＦが選択されるので、空燃比の
検出精度を向上させることができる。その結果、オブザ
ーバによる気筒毎の空燃比の推定精度が向上し、気筒毎
の空燃比フィードバック制御の精度を向上させることが
できる。

【０１０４】なお、ＣＲＫセンサの異常を検出したとき
は、ＴＤＣ信号パルスの発生時のＬＡＦセンサ出力を採
用する。

【０１０５】次に図３のステップＳ４における検出当量
比ＫＡＣＴの算出処理について説明する。図１５は、こ
のＫＡＣＴ算出処理のフローチャートである。

【０１０６】先ずステップＳ１０１では、上述した図１
２の処理により選択されたセンサ出力選択値ＶＬＡＦＳ
ＥＬからセンサ出力中心値ＶＣＥＮＴを減算して、テン
ポラリ値ＶＬＡＦＴＥＭＰを算出する。ここで、中心値
ＶＣＥＮＴは、混合気の空燃比が理論空燃比のときのＬ
ＡＦセンサ出力値である。

【０１０７】次いで、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値が負の値か否
かを判別し（ステップＳ１０２）、ＶＬＡＦＴＥＭＰ＜
０であって、空燃比が理論空燃比よりリーン側のとき
は、リーン補正係数ＫＬＢＬＬを乗算して、ＶＬＡＦＴ
ＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０３）一方、ＶＬＡ
ＦＴＥＭＰ≧０であって、空燃比が理論空燃比よりリッ
チ側のときは、リッチ補正係数ＫＬＢＬＲを乗算して、
ＶＬＡＦＴＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０４）。
ここで、リーン補正係数ＫＬＢＬＬ及びリッチ補正係数
ＫＬＢＬＲは、ＬＡＦセンサに装着されたラベル抵抗の
値に応じて算出されるばらつき補正用の補正係数であ
る。ラベル抵抗値は、予めＬＡＦセンサの特性を測定し
て、その結果に応じて設定されており、ＥＣＵ５がその
値を読み取って補正係数ＫＬＢＬＬ，ＫＬＢＬＲを決定
する。

【０１０８】続くステップＳ１０５では、テンポラリ値
ＶＬＡＦＴＥＭＰにテーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴを加
算して、修正出力値ＶＬＡＦＥを算出し、次いでＶＬＡ
ＦＥ値に応じてＫＡＣＴテーブルを検索して、検出当量
比ＫＡＣＴを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、
ＫＡＣＴテーブルは、修正出力値ＶＬＡＦＥに応じて検
出当量比ＫＡＣＴを算出するためのテーブルであり、テ
ーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴは理論空燃比（ＫＡＣＴ＝
１．０）に対応する格子点データ（修正出力値）であ
る。

【０１０９】以上の処理により、ＬＡＦセンサの特性ば
らつきの影響を排除した検出当量比ＫＡＣＴを得ること
ができる。

【０１１０】図１６は、図３のステップＳ６におけるＬ
ＡＦフィードバック領域判別処理のフローチャートであ
る。

【０１１１】先ずステップＳ１２１では、ＬＡＦセンサ
１７が不活性状態にあるか否かを判別し、活性状態にあ
るときはフュエルカット中であることを「１」で示すフ
ラグＦＦＣが「１」か否かを判別し（ステップＳ１２
２）、ＦＦＣ＝０であるときは、スロットル弁全開中で
あることを「１」で示すフラグＦＷＯＴが「１」か否か
を判別し（ステップＳ１２３）、ＦＷＯＴ＝０であると
きは、図示しないセンサによって検出したバッテリ電圧
ＶＢＡＴが所定下限値ＶＢＬＯＷより低いか否かを判別
し（ステップＳ１２４）、ＶＢＡＴ≧ＶＢＬＯＷである
ときは、理論空燃比に対応するＬＡＦセンサ出力のずれ
（ＬＡＦセンサストイキずれ）があるか否かを判別する
（ステップＳ１２５）。そして、ステップＳ１２１〜Ｓ
１２５のいずれかの答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦを１．０（無補正値）にリセットす
べき旨を「１」で示すＫＬＡＦリセットフラグＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴを「１」に設定する（ステップＳ１２
７）。

【０１１２】一方、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５の答が
すべて否定（ＮＯ）のときは、ＫＬＡＦリセットフラグ
ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「０」に設定する（ステップＳ
１２６）。

【０１１３】続くステップＳ１２８では、Ｏ２センサ１
８が不活性状態にあるか否かを判別し、活性状態にある
ときは、エンジン水温ＴＷが所定下限水温ＴＷＬＯＷ
（例えば０℃）より低いか否かを判別する（ステップＳ
１２９）。そして、Ｏ２センサ１８が不活性状態のとき
またはＴＷ＜ＴＷＬＯＷであるときは、ＰＩＤ補正係数
ＫＬＡＦを現在値に維持すべきことを「１」で示すホー
ルドフラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤを「１」に設定して（ス
テップＳ１３１）、本処理を終了する。一方、Ｏ２セン
サ１８が活性状態にあり且つＴＷ≧ＴＷＬＯＷであると
きは、ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０として（ステップＳ１３
０）、本処理を終了する。

【０１１４】次に図３のステップＳ１３におけるＰＩＤ
補正係数ＫＬＡＦ算出処理を、図１７を参照して説明す
る。

【０１１５】先ずステップＳ１４１では、ホールドフラ
グＦＫＬＡＦＨＯＬＤが「１」か否かを判別し、ＦＫＬ
ＡＦＨＯＬＤ＝１のときは、直ちに本処理を終了し、Ｆ
ＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０のときは、ＫＬＡＦリセットフラ
グＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別する（ス
テップＳ１４２）。その結果、ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ＝
１のときは、ステップＳ１４３に進み、ＰＩＤ補正係数
ＫＬＡＦを「１．０」に設定するとともに、積分制御ゲ
インＫＩ及び目標当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴ
との偏差ＤＫＡＦを「０」に設定して、本処理を終了す
る。

【０１１６】ステップＳ１４２でＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ
＝０のときは、ステップＳ１４４に進み、比例制御ゲイ
ンＫＰ、積分制御ゲインＫＩ及び微分制御ゲインＫＤを
エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて
設定されたマップから検索する。ただし、アイドル状態
のときはアイドル用のゲインを採用する。次いで、目標
当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴとの偏差ＤＫＡＦ
（ｋ）（＝ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＡＣＴ（ｋ））を算出し
（ステップＳ１４５）、偏差ＤＫＡＦ（ｋ）及び各制御
ゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤを下記式に適用して、比例項Ｋ
ＬＡＦＰ（ｋ）、積分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）及び微分項Ｋ
ＬＡＦＤ（ｋ）を算出する（ステップＳ１４６）。

【０１１７】ＫＬＡＦＰ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰ ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩ＋ＫＬＡＦＩ
（ｋ−１） ＫＬＡＦＤ（ｋ）＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−
１））×ＫＤ 続くステップＳ１４７〜Ｓ１５０では、積分項ＫＬＡＦ
Ｉ（ｋ）のリミット処理を行う。すなわち、ＫＬＡＦＩ
（ｋ）値が所定上下限値ＫＬＡＦＩＬＭＴＨ，ＫＬＡＦ
ＩＬＭＴＬの範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ
１４７、Ｓ１４８）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＞ＫＬＡＦＩＬ
ＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭ
ＴＨとし（ステップＳ１５０）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＜Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬとする（ステップＳ１４９）。

【０１１８】続くステップＳ１５１では、下記式により
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）を算出する。

【０１１９】ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＰ（ｋ）＋ＫＬ
ＡＦＩ（ｋ）＋ＫＬＡＦＤ（ｋ）＋１．０ 次いで、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定上限値ＫＬＡＦＬＭＴ
Ｈより大きいか否かを判別し（ステップＳ１５２）、Ｋ
ＬＡＦ（ｋ）＞ＫＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡ
Ｆ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとして（ステップＳ１５
５）、本処理を終了する。

【０１２０】ステップＳ１５２で、ＫＬＡＦ（ｋ）≦Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定
下限値ＫＬＡＦＬＭＴＬより小さいか否かを判別し（ス
テップＳ１５３）、ＫＬＡＦ（ｋ）≧ＫＬＡＦＬＭＴＬ
であれば直ちに本処理を終了する一方、ＫＬＡＦ（ｋ）
＜ＫＬＡＦＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＬとして（ステップＳ１５４）、本処理を
終了する。

【０１２１】本処理により、検出当量比ＫＡＣＴが目標
当量比ＫＣＭＤに一致するように、ＰＩＤ制御によりＰ
ＩＤ補正係数ＫＬＡＦが算出される。

【０１２２】次に図３のステップＳ１１における気筒別
補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎの算出処理について説明する。

【０１２３】最初にオブザーバによる気筒別空燃比の推
定手法について説明し、次に推定した気筒別空燃比に応
じた気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎの算出手法を説明す
る。

【０１２４】先ず、１個のＬＡＦセンサ出力から各気筒
の空燃比を精度よく分離抽出するためには、ＬＡＦセン
サの検出応答遅れを考慮する必要がある。そこで、ＬＡ
Ｆセンサを１次遅れ系と仮定してモデル化し、図１８に
示すモデルを作成したところ、このモデルに基づいて得
られる空燃比が真の空燃比とよく一致することが実験に
よって確認された。ここで、ＬＡＦ（ｔ）はＬＡＦセン
サ出力、Ａ／Ｆ（ｔ）は入力Ａ／Ｆ、αはゲインであ
り、このモデルの状態方程式は、数式２に示すことがで
きる。

【０１２５】

【数２】 これを周期ΔＴで離散化すると、数式３に示すようにな
り、これをブロック線図で表すと図１９に示すようにな
る。

【０１２６】

【数３】 この数式３を変形すると数式４に示すようになるので、
時刻ｋのときの値から時刻（ｋ−１）のときの値を数式
５のように逆算することができる。

【０１２７】

【数４】

【０１２８】

【数５】 具体的には、数式３をＺ変換して伝達関数で示すと数式
６のようになるので、その逆伝達関数を今回のＬＡＦセ
ンサ出力ＬＡＦ（ｋ）に乗算することによって、前回の
入力空燃比Ａ／Ｆ（ｋ−１）をリアルタイムで推定する
ことができる。図２０にそのリアルタイムのＡ／Ｆ推定
器のブロック線図をしめす。

【０１２９】

【数６】 次に上述のようにして求めた真の空燃比に基づいて各気
筒の空燃比を分離抽出する手法を説明する。

【０１３０】排気系集合部の空燃比を各気筒の空燃比の
時間的な寄与度を考慮した加重平均であると考え、時刻
ｋのときの値を数式７のように表した。なお、燃料量
（Ｆ）を操作量としたため、数式７では燃空比Ｆ／Ａを
用いている。なお、数式７の燃空比Ｆ／Ａは、数式５に
より求めたセンサの応答遅れを補正した真の値を意味す
る。

【０１３１】

【数７】 すなわち、集合部の空燃比は、気筒毎の過去の燃焼履歴
に重みＣ（例えば直前に燃焼した気筒は４０％、その前
が３０％、…など）を乗算したものの合計で表した。こ
のモデルをブロック線図で表すと、図２１のようにな
り、その状態方程式は数式８のようになる。

【０１３２】

【数８】 また、集合部の燃空比をｙ（ｋ）とおくと、出力方程式
は数式９のように表すことができる。

【０１３３】

【数９】 数式９において、ｕ（ｋ）は観測不可能であるため、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（すなわ
ち、同一気筒）の空燃比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、数式９は数式１０のようになる。

【０１３４】

【数１０】 図２２は、４気筒エンジンの３気筒の空燃比を１４．７
とし、１気筒の空燃比を１２．０とした場合における、
上記モデルの出力値及び実測値の推移を示す図であり、
上記モデルが４気筒エンジンの排気系をよくモデル化し
ていることが確認された。従って、集合部Ａ／Ｆから気
筒別空燃比を推定する問題は、数式１１で示される状態
方程式と出力方程式にてｘ（ｋ）を観察する通常のカル
マンフィルタの問題に帰着する。その荷重行列Ｑ，Ｒを
数式１２のようにおいてリカッチの方程式を解くと、ゲ
イン行列Ｋは数式１３のようになる。

【０１３５】

【数１１】

【０１３６】

【数１２】

【０１３７】

【数１３】 これより、（Ａ−ＫＣ）を求めると、数式１４のように
なる。

【０１３８】

【数１４】 ここで、一般的なオブザーバの構成は図２３に示すよう
になるが、本実施例のモデルでは入力ｕ（ｋ）がないの
で、図２４に示すように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式１５のようになる。

【０１３９】

【数１５】 したがって、集合部燃空比ｙ（ｋ）及び過去の気筒別燃
空比の推定値Ｘハット（ｋ）から、今回の気筒別燃空比
の推定値ｘハット（ｋ）を算出することができる。

【０１４０】ここで、ｙ（ｋ）を入力とするオブザー
バ、すなわちカルマンフィルタのシステム行列Ｓは、数
式１６のように表される。

【０１４１】

【数１６】 そして本実施例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、システム行列Ｓは、
数式１７で与えられる。

【０１４２】

【数１７】 図２５は、上記モデルとオブザーバとを組み合わせたブ
ロック線図であり、これによって得られる気筒別空燃比
は、実測値とよく一致するというシミュレーション結果
が得られている。このように、本実施例では、ＬＡＦセ
ンサの応答遅れを考慮するとともにオブザーバを導入し
たので、集合部空燃比から気筒別の空燃比を的確に抽出
することができる。

【０１４３】図２６は、上述した気筒別空燃比の推定処
理のフローチャートである。

【０１４４】同図において、ステップＳ１６１では、高
速バルブタイミング用のオブザーバ演算（即ち気筒別空
燃比の推定演算）を行い、続くステップＳ１６２では、
低速バルブタイミング用のオブザーバ演算を行う。そし
て、現在のバルブタイミングが高速バルブタイミングか
否かを判別し（ステップＳ１６３）、高速バルブタイミ
ングのときは、高速バルブタイミング用のオブザーバ演
算結果を選択し（ステップＳ１６４）、低速バルブタイ
ミングのときは、低速バルブタイミング用のオブザーバ
演算結果を選択する（ステップＳ１６５）。

【０１４５】このように、現在のバルブタイミングに拘
わらず、高速及び低速バルブタイミング用のオブザーバ
演算をともに行い、現在のバルブタイミングに応じて、
演算結果を選択するようにしたのは、気筒別空燃比の推
定演算は、収束するまでに数回の演算を要するからであ
る。これにより、バルブタイミング切換直後の気筒別空
燃比の推定精度を向上させることができる。

【０１４６】次に推定した気筒別空燃比に基づいて気筒
別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎを算出する手法を、図２７を
参照して説明する。

【０１４７】すなわち、集合部Ａ／Ｆを全気筒の気筒別
補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎの平均値の前回演算値で除算し
て目標Ａ／Ｆを算出し、＃１気筒の気筒別補正係数ＫＯ
ＢＳＶ＃１は、その目標Ａ／Ｆと＃１気筒の推定空燃比
Ａ／Ｆ＃１との偏差が０となるように、ＰＩＤ制御によ
り求める。＃２〜＃４気筒についても同様の演算を行
い、ＫＯＢＳＶ＃２〜＃４を算出する。

【０１４８】これにより、各気筒の空燃比は集合部空燃
比に収束し、集合部空燃比はＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦに
より、目標空燃比に収束するので、結果的にすべての気
筒の空燃比を目標空燃比に収束させることができる。さ
らに、この気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎの学習値であ
る気筒別補正係数学習値ＫＯＢＳＶ＃Ｎｓｔｙを次式に
より算出し記憶する。

【０１４９】ＫＯＢＳＶ＃Ｎｓｔｙ＝Ｃ×ＫＯＢＳＶ＃
Ｎ＋（１−Ｃ）×ＫＯＢＳＶ＃Ｎｓｔｙ（ｎ−１） ここで、Ｃは重み係数であり、ＫＯＢＳＶ＃Ｎｓｔｙ
（ｎ−１）は前回学習値である。

【０１５０】なお、実際の演算では図２７の集合部Ａ／
Ｆは、検出当量比ＫＡＣＴであり、気筒別推定空燃比Ａ
／Ｆ＃Ｎ及び目標Ａ／Ｆも当量比として演算される。

【０１５１】図２８は、前記図５のステップＳ４７で使
用する失火判定の手順を示すフローチャートである。

【０１５２】同図（ａ）は、前記ＣＲＫ信号パルスの発
生毎にこれと同期して実行されるＣＲＫ処理を示し、本
処理ではＣＲＫ信号パルスの発生時間間隔（エンジン回
転速度の逆数に比例するパラメ−タ）の平均値（以下
「第１の平均値」という）ＴＡＶＥの算出を行う（ステ
ップＳ１７１）。

【０１５３】同図（ｂ）は、前記ＴＤＣ信号パルスの発
生毎にこれと同期して実行されるＴＤＣ処理を示し、本
処理ではＣＲＫ処理で算出される第１の平均値ＴＡＶＥ
の平均値（以下「第２の平均値」という）Ｍの変化量Δ
Ｍ（ステップＳ１７２）に基づいてエンジン１における
失火の発生の有無が判定される（ステップＳ１７３）。

【０１５４】図２９は、第１の平均値ＴＡＶＥを算出す
るプログラムのフロ−チャ−トである。

【０１５５】ステップＳ１８１では、ＣＲＫ信号パルス
の発生時間間隔ＣＲＭｅ（ｎ）を計測する。具体的に
は、クランク軸が３０度回転する毎に順次ＣＲＭｅ
（ｎ），ＣＲＭｅ（ｎ＋１），ＣＲＭｅ（ｎ＋２）…が
計測される。

【０１５６】ステップＳ１８２では、数式１８により１
１回前の計測値ＣＲＭｅ（ｎ−１１）から最新の計測値
ＣＲＭｅ（ｎ）までの１２個のＣＲＭｅ値の平均値とし
て、第１の平均値ＴＡＶＥ（ｎ）を算出する。

【０１５７】

【数１８】 本実施例ではＣＲＫ信号パルスはクランク軸が３０度回
転する毎に発生するので、第１の平均値ＴＡＶＥ（ｎ）
はクランク軸１回転に対応する平均値である。このよう
な平均化処理を行うことにより、クランク軸１回転で１
周期のエンジン回転の１次振動成分、即ち、クランク角
センサ１１を構成するパルサ又はピックアップの機械的
誤差（製造誤差、取付誤差等）によるノイズ成分を除去
することができる。

【０１５８】なおＴＡＶＥ（ｎ）値に基づいてエンジン
回転速度ＮＥが算出される。

【０１５９】図３０は、図２８（ｂ）のステップＳ１７
２における処理を具体的に示したフロ−チャ−トであ
る。

【０１６０】ステップＳ１９１では、数式１９により、
第１の平均値ＴＡＶＥの５回前の算出値ＴＡＶＥ（ｎ−
５）から最新の算出値ＴＡＶＥ（ｎ）までの６個のＴＡ
ＶＥ値の平均値として、第２の平均値Ｍ（ｎ）を算出す
る。

【０１６１】

【数１９】 本実施例では、エンジン１は４気筒４サイクルエンジン
であり、クランク軸が１８０度回転する毎にいずれかの
気筒で点火が行われる。従って、第２の平均値（ｎ）
は、第１の平均値ＴＡＶＥ（ｎ）の点火周期毎の平均値
である。このような平均化処理を行うことにより、燃焼
によるエンジン回転のトルク変動分として表わされる２
次振動成分、即ち、クランク軸半回転周期の振動成分を
除去することができる。

【０１６２】続くステップＳ１９２では、次式により、
第２の平均値Ｍ（ｎ）のハイパスフィルタ処理を行う。
ハイパスフィルタ処理後の第２の平均値をＦＭ（ｎ）と
している。

【０１６３】ＦＭ（ｎ）＝b(1)×Ｍ（ｎ）＋b(2)×Ｍ
（ｎ−１）＋b(3)×Ｍ（ｎ−２）−a(2)×ＦＭ（ｎ−
１）−a(3)×ＦＭ（ｎ−２） ここで、b(1)〜b(3)，a(2)，a(3)はフィルタ伝達係数で
あり、それぞれ例えば０．２０９６，−０．４１９２，
０．２０９６，０．３５５７，０．１９４０に設定され
る。またＦＭ（０）及びＦＭ（１）はいずれも値０とし
て、値２以上のｎについて上式が適用される。

【０１６４】このハイパスフィルタ処理により、Ｍ
（ｎ）値に含まれる約１０Ｈｚ以下の低周波成分が除か
れ、駆動系からエンジンに伝わる振動（例えばクランク
シャフトのねじりに起因する振動、タイヤから伝わる路
面振動等）の影響を除去することができる。

【０１６５】続くステップＳ１９３では、ハイパスフィ
ルタ処理した第２の平均値ＦＭ（ｎ）の変化量ΔＭ
（ｎ）を次式により算出する。

【０１６６】ΔＭ（ｎ）＝ＦＭ（ｎ）−ＦＭ（ｎ−１） なお、ハイパスフィルタ処理した後の第２の平均値ＦＭ
（ｎ）は、Ｍ（ｎ）値と極性が反転するため、エンジン
１で失火が発生した場合には、Ｍ（ｎ）値は増加するの
でＦＭ（ｎ）値はマイナス方向に増加し、ΔＭ（ｎ）値
もマイナス方向に増加する傾向を示す。

【０１６７】図３１は、上述のようにして算出した変化
量ΔＭに基づいて失火判定及び失火気筒判別を行うプロ
グラムのフロ−チャ−トである。

【０１６８】ステップＳ２０１では、モニタ実施条件、
即ち失火判定が実行可能か否かの判別を行う。モニタ実
施条件は、例えば、エンジン運転状態が定常的な状態に
あり、かつエンジン水温ＴＷ、吸気温ＴＡ、エンジン回
転速度ＮＥ等が所定範囲内にあるとき成立する。

【０１６９】モニタ実施条件が不成立のときには、直ち
に本プログラムを終了し、モニタ実施条件が成立してい
るときには、前記変化量ΔＭが負の所定値ＭＳＬＭＴよ
り小さいか否か（｜ΔＭ｜が｜ＭＳＬＭＴ｜よい大きい
か否か）を判別する。ここで、負の所定値ＭＳＬＭＴ
は、エンジン回転数ＮＥ及びエンジン負荷（吸気管内絶
対圧ＰＢＡ）に応じて設定されたマップから読み出され
る。ＭＳＬＭＴ値の絶対値は、エンジン回転速度ＮＥが
増加するほど小さくなるように設定され、エンジン負荷
が増加するほど大きくなるように設定される。

【０１７０】ステップＳ２０２の答が否定（ＮＯ）、即
ちΔＭ≧ＭＳＬＭＴが成立するときには、直ちに本プロ
グラム終了し、ステップＳ２０２の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちΔＭ＜ＭＳＬＭＴが成立するときには、前回
点火した気筒で失火が発生したと判定する。前述したよ
うに、失火が発生したときには、ΔＭ（ｎ）値がマイナ
ス方向に増加するからである。

【０１７１】また、前回点火気筒で失火発生と判定する
のは、ハイパスフィルタ処理によって遅れ分が発生する
からである。

【０１７２】なお、本実施例では、失火の判定は上記方
法により行ったが、これに限らず失火の判定を行うこと
ができる方法であれば、どのような方法を用いてもよ
い。

【０１７３】以上説明したように、本実施例に依れば、
オブザーバにより気筒毎の空燃比のばらつきを観測し、
該観測結果に応じて空燃比の制御を行うように構成した
ので、エンジン始動直後のリーンバーン制御をより広い
範囲で行うことができるとともに、エンジンの状態がそ
の範囲外にあるときにはエンジン始動直後のリーンバー
ン制御を停止するように構成したので、エンジン回転の
低下、ストール及び加速感の悪化等を防止することがで
きる。

【０１７４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に依れば、
運転状態検出手段により内燃機関の運転状態および車両
の運転状態のうちの少なくとも一方が検出され、車両走
行開始予測手段により、この検出された運転状態から車
両の走行状態が予測されたときに、空燃比変更手段によ
り、理論空燃比よりもリーン側に設定されていた空燃比
がリッチ側の空燃比に変更されるので、所定温度以下の
低温時又は所定温度以上の高温時における機関始動直後
のリーンバーン制御による機関回転の低下や機関のスト
ール等、及び、機関始動直後のリーンバーン制御中に車
両を走行させることによる機関のストールや加速感の悪
化等を防止することが可能となる効果を奏する。

【０１７５】また、運転状態検出手段により運転状態が
検出されると、空燃比設定手段により、内燃機関始動直
後の所定時間中の空燃比が前記検出された運転状態に応
じて連続的に変化されるので、急激な空燃比の変動によ
る機関の回転変動及びハンチング等を防止することがで
きる。

【０１７６】さらに、気筒別空燃比推定手段により検出
空燃比および排気系の挙動モデルから気筒別の空燃比が
推定されて、第１の制御手段により気筒別空燃比フィー
ドバック制御が行われると、学習手段によりその制御値
が学習され、第２の制御手段により、この学習された制
御値が使用されてフィードフォワード制御が行われるの
で、内燃機関が始動した直後の空燃比をフィードフォワ
ード制御により制御する場合に、経年変化等による失火
や機関の回転変動を防止することができる。

【０１７７】また、さらに、回転変動検出手段により検
出された内燃機関の回転数変動が所定値より大きいと
き、及び／又は、失火発生検出手段により失火発生が検
出されたときには、空燃比変更手段により、理論空燃比
よりもリーン側に設定されていた空燃比がリッチ側の空
燃比に変更されるので、内燃機関の失火や機関回転数変
動に対する機関回転の安定性を確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例にかかる内燃機関及びその制
御装置の構成を示す図である。

【図２】燃料噴射時間ＴＯＵＴ（Ｎ）の算出手法を説明
するための機能ブロック図である。

【図３】図１のＬＡＦセンサの出力に応じてＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦ及び気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎを算出
する処理のフローチャートである。

【図４】図３のステップＳ２における最終目標空燃比係
数ＫＣＭＤＭを算出する処理のフローチャートである。

【図５】図４のステップＳ２３における始動後リーン判
別処理のフローチャートである。

【図６】図４のステップＳ２５におけるＫＣＭＤ算出処
理のフローチャートである。

【図７】図４のステップＳ２５におけるＫＣＭＤ算出処
理のフローチャートである。

【図８】リーン化係数ＫＬＥＡＮを決定する各係数を読
み出すリーンテーブルを示す図である。

【図９】多気筒内燃機関のＴＤＣと排気系集合部の空燃
比との関係を説明するための図である。

【図１０】実際の空燃比に対するサンプルタイミングの
良否を説明するための図である。

【図１１】ＣＲＫ信号パルスの発生毎にサンプリングし
たＬＡＦセンサ出力から最適タイミングの出力値を求め
る方法を説明するための図である。

【図１２】図３のステップＳ３におけるＬＡＦセンサ出
力選択処理のフローチャートある。

【図１３】図１２のフローチャートで使用するタイミン
グマップの特性を示す図である。

【図１４】図１３の特性を説明するための機関回転数及
び機関負荷に対するセンサ出力特性を示す図である。

【図１５】図３のステップＳ４における検出当量比ＫＡ
ＣＴの算出処理のフローチャートである。

【図１６】図３のステップＳ６におけるＬＡＦフィード
バック領域判別処理のフローチャートである。

【図１７】図３のステップＳ１３におけるＰＩＤ補正係
数ＫＬＡＦ算出処理のフローチャートである。

【図１８】ＬＡＦセンサを１次遅れ系と仮定してモデル
化したモデルを示すブロック線図である。

【図１９】図１８のモデルを周期ΔＴで離散化したモデ
ルを示すブロック線図である。

【図２０】ＬＡＦ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２１】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２２】４気筒エンジンの３気筒の空燃比を１４．７
とし、１気筒の空燃比を１２．０とした場合における、
図２１のモデルの出力値及び実測値の推移を示す図であ
る。

【図２３】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２４】図２３の一般的なオブザーバを本実施例で用
いたモデル用に書き換えた場合の構成を示すブロック線
図である。

【図２５】図２１のモデルと図２３のオブザーバとを組
み合わせたブロック線図である。

【図２６】気筒別空燃比の推定処理のフローチャートで
ある。

【図２７】図２６の処理により推定した気筒別空燃比に
基づいて気筒別補正係数ＫＯＢＳＶ＃Ｎを算出する手法
を説明するための図である。

【図２８】図５のステップＳ４７で使用する失火判定の
手順を示すフローチャートである。

【図２９】第１の平均値ＴＡＶＥを算出するプログラム
のフロ−チャ−トである。

【図３０】図２８のステップＳ１７２における処理を具
体的に示したフロ−チャ−トである。

【図３１】図３０で算出した変化量ΔＭに基づいて失火
判定及び失火気筒判別を行うプログラムのフロ−チャ−
トである。

【符号の説明】

４ スロットル弁開度センサ（運転状態検出手段） ５ ＥＣＵ（車両走行開始予測手段、空燃比変更手段、
空燃比設定手段、気筒毎空燃比推定手段、第１の制御手
段、第２の制御手段、学習手段、回転変動検出手段） １０ ＰＢＡセンサ（運転状態検出手段） １３ エンジン水温センサ（運転状態検出手段） １４ クランク角度位置センサ（運転状態検出手段） Ｂ１１ オブザーバ（気筒毎空燃比推定手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鈴木 典男 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 (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内燃機関の始動直後に該内燃機関を理論
   空燃比よりもリーン側の空燃比で運転制御する内燃機関
   の制御装置において、 前記内燃機関の運転状態および該内燃機関を搭載した車
   両の運転状態のうち少なくとも一方を検出する運転状態
   検出手段と、 該検出された運転状態から前記車両の走行開始を予測す
   る車両走行開始予測手段と、 該予測手段により車両の走行開始が予測されたときに、
   前記内燃機関が運転される空燃比を前記リーン側の空燃
   比よりもリッチ側の空燃比に変更する空燃比変更手段と
   を有することを特徴とする内燃機関の制御装置。
2. 【請求項２】 前記運転状態検出手段は、前記車両の変
   速機のインギヤ状態、前記内燃機関にかかる負荷、前記
   内燃機関の回転数、及び前記内燃機関のスロットル弁の
   開度のうち少なくとも１つを検出す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】 内燃機関の始動直後に該内燃機関を理論
   空燃比よりもリーン側の空燃比で所定時間運転制御する
   内燃機関の制御装置において、 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段
   と、 前記所定時間中に前記内燃機関が運転される空燃比を前
   記運転状態検出手段により検出された運転状態に応じて
   連続的に変化させる空燃比設定手段とを有することを特
   徴とする内燃機関の制御装置。
4. 【請求項４】 前記運転状態検出手段は、前記内燃機関
   の温度、前記内燃機関にかかる負荷、前記内燃機関の回
   転数、及び前記内燃機関の始動後の経過時間のうち少な
   くとも１つを検出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】 複数の気筒を備えた内燃機関の制御装置
   において、 前記内燃機関の排気系に設けられ、排気ガスの空燃比を
   検出する空燃比検出手段と、 該空燃比検出手段の出力および排気系の挙動モデルから
   気筒毎の空燃比を推定する気筒毎空燃比推定手段と、 該推定された気筒毎の空燃比に応じて気筒別空燃比フィ
   ードバック制御を行う第１の制御手段と、 少なくとも前記内燃機関の始動直後に、前記内燃機関が
   運転される空燃比を理論空燃比よりもリーン側の空燃比
   にフィードフォワード制御する第２の制御手段と、 前記第１の制御手段による制御値を学習値として学習す
   る学習手段とを有し、 前記第２の制御手段は、前記学習された値を用いて制御
   を行うことを特徴とする内燃機関の制御装置。
6. 【請求項６】 前記気筒毎空燃比推定手段は、前記内燃
   機関の排気系の挙動を記述するモデルに基いて、その内
   部状態を観測するオブサーバを設定し、前記空燃比検出
   手段の出力により各気筒の空燃比を推定することを特徴
   とする請求項５記載の内燃機関の制御装置。
7. 【請求項７】 内燃機関の始動直後に該内燃機関を理論
   空燃比よりもリーン側の空燃比で運転制御する内燃機関
   の制御装置において、 前記内燃機関の回転数変動を検出する回転変動検出手段
   と、 前記内燃機関の失火の発生を検出する失火発生検出手段
   と、 前記内燃機関の回転数変動が所定値より大きいこと及び
   前記内燃機関の失火が発生したことのいずれか一方が検
   出されたときには、前記内燃機関が運転される空燃比を
   前記リーン側の空燃比よりもリッチ側の空燃比に変更す
   る空燃比変更手段とを有することを特徴とする内燃機関
   の制御装置。