JPH1162669A

JPH1162669A - 内燃機関の空燃比制御装置

Info

Publication number: JPH1162669A
Application number: JP9240249A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kitagawa; 浩北川
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1997-08-22
Filing date: 1997-08-22
Publication date: 1999-03-05
Anticipated expiration: 2017-08-22
Also published as: JP3549144B2; US6019093A

Abstract

(57)【要約】【課題】適応制御器を用いた制御が不安定となり易い
機関運転状態において、適応パラメータを適切に設定
し、制御性能の低下や空燃比の急変を回避することがで
きる空燃比制御装置を提供する。【解決手段】適応制御が不安定となり易いエンジン運
転状態となったとき、すなわちエンジンがアイドル状態
からアイドル外状態へ移行したとき（Ｓ４０１、Ｓ４０
２）、適応制御を開始するとき（Ｓ４０４）、または適
応制御実行中に所定の安定条件が満たされなくなった
（ステップＳ４０９またはＳ４１０）ときは、適応補正
係数ＫＳＴＲの学習値ＫＲＥＦ１またはフィードバック
補正係数ＫＦＢの前回値、すなわちＰＩＤ補正係数ＫＬ
ＡＦ（ｋ−１）または適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ−１）
に応じて、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３を初
期化する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の空燃比
制御装置に関し、特に適応制御理論を応用したフィード
バック制御により、機関に供給する混合気の空燃比をフ
ィードバック制御する空燃比制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】適応制御理論に基づく、漸化式形式の適
応パラメータ調整機構を備える適応制御器を用いて空燃
比制御量を算出し、これを用いて機関に供給する混合気
の空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する空燃比
制御装置は、従来より知られている（例えば特開平８−
２９１７４３号公報）。この装置では、機関排気系に設
けられた空燃比センサによる検出空燃比が適応制御器に
入力され、フィードバック制御が行われる。

【０００３】この公報に示された装置では、適応パラメ
ータ調整機構によって算出される適応パラメータの値に
よって適応制御の安定判別を行い、不安定と判別したと
きは、適応パラメータを初期値に戻す処理を行ってい
る。

【０００４】また、特開平８−２９１７４７号公報に
は、適応制御の開始時においては、適応制御器の出力で
ある空燃比制御量がその中心値となるように、目標空燃
比に応じて適応パラメータの初期値設定を行う手法が示
されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特開平
８−２９１７４３号公報に示された初期化処理では、適
応パラメータの初期値は固定値であるため、初期化後に
適応パラメータが最適値に収束するまでに時間がかか
り、一時的に制御性能が低下することがあった。

【０００６】また、特開平８−２９１７４７号公報に示
された適応パラメータの初期値設定手法では、空燃比制
御量がその中心値となるように初期値設定がなされるた
め、例えば適応制御と通常のＰＩＤ制御とを切り換えて
実行する場合に、空燃比制御量がその切り換え時点（適
応制御開始時点）で、空燃比が急変することがあった。

【０００７】本発明はこの点に着目してなされたもので
あり、適応制御器を用いた制御が不安定となり易い機関
運転状態において、適応パラメータを適切に設定し、制
御性能の低下や空燃比の急変を回避することができる空
燃比制御装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
請求項１に記載の発明は、内燃機関の排気系に設けられ
た空燃比検出手段と、前記空燃比検出手段の出力に基づ
いて、適応パラメータを調整する適応パラメータ調整手
段を有する適応制御器を用いて前記機関に供給する混合
気の空燃比を目標空燃比に収束させるように適応制御量
を算出し、該適応制御量により前記機関に供給する混合
気の空燃比をフィードバック制御するフィードバック制
御手段とを備えた内燃機関の空燃比制御装置において、
前記適応制御器の動作が不安定となり易い特定機関運転
状態を検出する特定機関運転状態検出手段と、前記特定
機関運転状態が検出されたときは、前記適応パラメータ
を、前記適応制御量に応じて初期化する初期化手段とを
備えることを特徴とする。

【０００９】この構成によれば、適応制御器の動作が不
安定となり易い特定機関運転状態が検出され、該特定機
関運転状態が検出されたときは、適応パラメータが、適
応制御量に応じて初期化される。その結果、適応制御器
を用いた制御が不安定となり易い機関運転状態におい
て、適応パラメータが適切に設定され、制御性能の低下
や空燃比の急変を回避することができる。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記空燃比検出手段の出力と前記目標
空燃比との偏差に応じて、前記空燃比を制御する他の制
御量を算出する第２のフィードバック制御手段を更に備
え、前記初期化手段は、前記特定機関運転状態が検出さ
れたときに、前記適応パラメータを前記他の制御量に応
じて初期化することを特徴とする。

【００１１】この構成によれば、空燃比検出手段の出力
と目標空燃比との偏差に応じて、空燃比を制御する他の
制御量が算出され、前記特定機関運転状態が検出された
ときに、適応パラメータが前記他の制御量に応じて初期
化される。その結果、例えば適応制御の開始時のような
場合においても、適応パラメータが適切に設定され、制
御性能の低下や空燃比の急変を回避することができる。

【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１に記載
の発明において、前記適応制御量の学習値を算出する学
習手段を更に備え、前記初期化手段は、前記特定機関運
転状態が検出されたときに、前記適応パラメータを前記
学習値に応じて初期化することを特徴とする。

【００１３】この構成によれば、適応制御量の学習値が
算出され、前記特定機関運転状態が検出されたときに、
適応パラメータが前記学習値に応じて初期化される。そ
の結果、信頼性の高い学習値に応じて適応パラメータが
適切に設定されるため、制御性能の低下を回避すること
ができる。

【００１４】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、前記他の制御量の学習値を算出する学
習手段を更に備え、前記初期化手段は、前記特定機関運
転状態が検出されたときに、前記適応パラメータを前記
学習値に応じて初期化することを特徴とする。

【００１５】この構成によれば、前記他の制御量の学習
値が算出され、前記特定機関運転状態が検出されたとき
に、適応パラメータが前記学習値に応じて初期化され
る。その結果、信頼性の高い学習値に応じて適応パラメ
ータが適切に設定されるため、制御性能の低下を回避す
ることができる。

【００１６】請求項５に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記特定機関運転状態検出手
段は、前記適応パラメータの値が、所定の安定条件を満
たさない状態を検出することを特徴とする。

【００１７】この構成によれば、適応パラメータの値
が、所定の安定条件を満たさない状態が検出されたと
き、適応パラメータが、適応制御量または他の制御量に
応じて初期化される。その結果、適応パラメータの値
が、所定の安定条件を満たさない状態において、適応パ
ラメータが適切に設定され、制御性能の低下や空燃比の
急変を回避することができる。

【００１８】請求項６に記載の発明は、請求項１、３ま
たは４のいずれかに記載の発明において、前記特定機関
運転状態検出手段は、前記機関がアイドル状態からアイ
ドル状態以外の運転状態に移行した直後の状態を検出す
ることを特徴とする。

【００１９】この構成によれば、機関がアイドル状態か
らアイドル状態以外の運転状態に移行した直後の状態が
検出されたとき、適応パラメータが、適応制御量または
他の制御量に応じて初期化される。その結果、機関がア
イドル状態からアイドル状態以外の運転状態に移行した
直後の状態において、適応パラメータが適切に設定さ
れ、制御性能の低下や空燃比の急変を回避することがで
きる。

【００２０】請求項７に記載の発明は、請求項１または
２に記載の発明において、前記特定機関運転状態検出手
段は、前記適応制御器による制御を開始した直後の状態
を検出することを特徴とする。

【００２１】この構成によれば、適応制御器による制御
を開始した直後の状態が検出されたとき、適応パラメー
タが、適応制御量または他の制御量に応じて初期化され
る。その結果、適応制御の開始直後において、適応パラ
メータが適切に設定され、制御性能の低下や空燃比の急
変を回避することができる。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。

【００２３】図１は本発明の実施の一形態にかかる内燃
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４気筒のエンジンであ
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、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（ＰＢＡ）センサ
１０が取り付けられている。ＰＢＡセンサ１０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、
空燃比検出手段としての広域空燃比センサ（以下「ＬＡ
Ｆセンサ」という）１７が設けられている。さらにＬＡ
Ｆ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，ＣＯ，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。ローパ
スフィルタ２２、２３は、高周波ノイズ成分をカットす
るするために設けられたものであり、制御系の応答特性
に対する影響は無視しうる程度のものである。

【００３０】エンジン１は、吸気弁及び排気弁のうち少
なくとも吸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つの吸気弁のうちの一
方を休止させて、空燃比を理論空燃比よりリーン化する
場合においても安定した燃焼を確保するようにしてい
る。

【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（図示せず）がＥ
ＣＵ５接続されている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ
５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化する等の機
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
なる記憶回路と、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、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＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ×ＫＣＭＤ
Ｍ×ＫＦＢ図２は上記数式１による燃料噴射時間ＴＯＵＴ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
して本実施の形態における燃料噴射時間ＴＯＵＴの算出
手法の概要を説明する。なお、本実施の形態ではエンジ
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〜Ｂ４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、燃
料噴射量ＴＯＵＴ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，蒸発燃料処理装置によるパージ実行時にパージ
燃料量に応じて設定されるパージ補正係数ＫＰＵＧ等の
フィードフォワード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２２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Ｂ１
８、Ｂ２３及びＢ２４に入力する。ブロックＢ２３は、
ＫＣＭＤ値に応じて燃料冷却補正を行い最終目標空燃比
係数ＫＣＭＤＭ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
７に入力するととも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ＬＡＦ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Ｂ２０に入力する。ブロック
Ｂ１７は、ＬＡＦセンサ１７の検出空燃比に基づいて適
応制御（Self Tuning Regulation）により適応補正係数
ＫＳＴＲを算出してブロックＢ１９に入力する。この適
応制御は、目標空燃比係数ＫＣＭＤ（ＫＣＭＤＭ）を基
本燃料量ＴＩＭＦに乗算するだけでは、エンジンの応答
遅れがあるため目標空燃比がなまされた検出空燃比にな
ってしまうため、これを動的に補償し、外乱に対するロ
バスト性を向上させるために導入したものである。ブロ
ックＢ１９は、適応補正係数ＫＳＴＲを目標空燃比係数
ＫＣＭＤで除算し、ブロックＢ２０に入力する。この除
算処理は、適応補正係数ＫＳＴＲは、検出当量比ＫＡＣ
Ｔが目標空燃比係数ＫＣＭＤに一致するように演算さ
れ、目標空燃比係数ＫＣＭＤに対応する要素を含むの
で、基本燃料量ＴＩＭＦに対して、目標空燃比係数ＫＣ
ＭＤに対応する要素が重複して乗算されないようにする
ために行われる。

【００４２】ブロックＢ２０は、入力されるＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦ及び適応補正係数ＫＳＴＲ／ＫＣＭＤのい
ずれか一方をエンジン運転状態に応じて選択し、フィー
ドバック補正係数ＫＦＢとしてブロックＢ４に入力す
る。これは、エンジン運転状態によっては、適応制御で
はなく従来のＰＩＤ制御によって算出したＰＩＤ補正係
数ＫＬＡＦを用いた方がよいことを考慮したものであ
る。

【００４３】以上のように本実施の形態では、ＬＡＦセ
ンサ１７の出力に応じて通常のＰＩＤ制御により算出し
たＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦと、適応制御により算出した
適応補正係数ＫＳＴＲとを切り換えて、補正係数ＫＦＢ
として上記数式１に適用して、燃料噴射量ＴＯＵＴを算
出している。適応補正係数ＫＳＴＲにより、検出される
空燃比変化に対する追従性及び外乱に対するロバスト性
を向上させ、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】本実施の形態では、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。なお、以下の説明にお
いて添え字（ｋ）は、離散系におけるサンプリング時刻
に対応するものであり、（ｋ）、（ｋ−１）等がそれぞ
れ今回値、前回値等に対応する。ただし、今回値を示す
（ｋ）は特に必要のない限り省略している。

【００４５】図３は、ＬＡＦセンサ１７の出力に応じ
て、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ及び適応補正係数ＫＳＴＲ
を算出し、最終的にフィードバック補正係数ＫＦＢ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センサ出力の読み込みを行う（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Ｓ
４）。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、適応補正係数ＫＳＴＲ及びフィー
ドバック補正係数ＫＦＢをいずれもに「１．０」に設定
し、ＰＩＤ制御の積分項ＫＩＦを「０」に設定するとと
もに、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦをフィードバック補正係
数ＫＦＢとすることを「１」で示すＰＩＤ制御フラグＦ
ＰＩＤＦＢ及び適応補正係数ＫＳＴＲをフィードバック
補正係数ＫＦＢとすることを「１」で示す適応制御フラ
グＦＳＴＲＦＢをともに「０」に設定して、本処理を終
了する。また、ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ＝０のときは、フ
ィードバック補正係数ＫＦＢの演算を行って（ステップ
Ｓ９）、本処理を終了する。

【００５０】図４は、図３のステップＳ６におけるＬＡ
Ｆフィードバック領域判別処理のフローチャートであ
る。

【００５１】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＝１でないと
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。そして、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５のいずれかの
答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ＬＡＦセンサ出力に基づ
くフィードバック制御を停止すべき旨を「１」で示すＫ
ＬＡＦリセットフラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「１」に
設定する（ステップＳ１３２）。

【００５２】一方、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５の答が
すべて否定（ＮＯ）のときは、ＬＡＦセンサ出力に基づ
くフィードバック制御を実行可能と判定して、ＫＬＡＦ
リセットフラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「０」に設定す
る（ステップＳ１３１）。

【００５３】図５は、図３のステップＳ９におけるフィ
ードバック補正係数ＫＦＢの算出処理のフローチャート
である。

【００５４】ステップＳ２０１では、所定の異常検知
（例えばＬＡＦセンサ１７やスロットル弁開度センサ４
の異常検知、あるいは失火検知など）がなされたことを
「１」で示す異常検知フラグＦＦＳが「１」か否かを判
別し、ＦＦＳ＝０であるときは、エンジン水温ＴＷが所
定水温ＴＷＳＴＲＯＮ（例えば７５℃）より高いか否か
を判別し（ステップＳ２０２）、ＴＷ＞ＴＷＳＴＲＯＮ
であるときは、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥＳ
ＴＲＬＴ（例えば５０００ｒｐｍ）より低いか否かを判
別する（ステップＳ２０３）。その結果、ステップＳ２
０１の答が肯定（ＹＥＳ）、またはステップＳ２０２若
しくはＳ２０３の答が否定（ＮＯ）のときは、フィード
バック補正係数ＫＦＢとしてＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦを
採用することとしてステップＳ２１１に進み、ステップ
Ｓ２０１の答が否定（ＮＯ）かつステップＳ２０２及び
Ｓ２０３の答が共に肯定（ＹＥＳ）であるときは、フィ
ードバック補正係数ＫＦＢとして適応補正係数ＫＳＴＲ
を採用することとしてステップＳ２０４に進む。

【００５５】ステップＳ２０４では、適応制御フラグＦ
ＳＴＲＦＢを「１」に、ＰＩＤ制御フラグＦＰＩＤＦＢ
を「０」に設定し、次いでＫＳＴＲ算出処理（図８）を
実行する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０６で
は、フィードバック補正係数ＫＦＢを、適応補正係数Ｋ
ＳＴＲを目標当量比ＫＣＭＤで除算した値に設定し、次
いでフィードバック補正係数ＫＦＢのリミットチェック
処理を実行する（ステップＳ２０７）。ステップＳ２０
７及び後述するステップＳ２１４のリミットチェック処
理は、フィードバック補正係数ＫＦＢが所定の上下限値
で決まる許容範囲内にあるか否かを判別し、許容範囲外
であるときは、フィードバック補正係数ＫＦＢをその上
限値または下限値に設定する処理である。

【００５６】ステップＳ２０８では、下記式により学習
値ＫＲＥＦｉ（ｉ＝０，１）を算出する。ここで、ｉ
は、エンジンがアイドル状態のとき「０」に設定され、
アイドル状態以外の状態（以下「オフアイドル状態」と
いう）のとき「１」に設定される運転状態パラメータで
あり、学習値ＫＲＥＦｉは、各運転状態に対応して算出
される。

【００５７】ＫＲＥＦｉ＝ＣＲＥＦ×ＫＦＢ＋（１−Ｃ
ＲＥＦ）×ＫＲＥＦｉここで、右辺のＫＲＥＦｉは、前回算出値、ＣＲＥＦは
０から１の間の値に設定されるなまし係数である。

【００５８】一方ステップＳ２１１では、適応制御フラ
グＦＳＴＲＦＢを「０」に、ＰＩＤ制御フラグＦＰＩＤ
ＦＢを「１」に設定し、次いでＫＬＡＦ算出処理（図
６）を実行する（ステップＳ２１２）。続くステップＳ
２１３では、フィードバック補正係数ＫＦＢをステップ
Ｓ２１２で算出したＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦに設定し、
フィードバック補正係数ＫＦＢのリミットチェック処理
を実行する（ステップＳ２１４）。ステップＳ２１５で
は、適応補正係数ＫＳＴＲをＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦに
目標当量比ＫＣＭＤを乗算した値に設定する。これは、
適応制御開始時の適応補正係数ＫＳＴＲの初期値として
使用される。ステップＳ２１５実行後は、前記ステップ
Ｓ２０８に進み、学習値ＫＲＥＦの算出を行う。

【００５９】図６は、図５のステップＳ２１２における
ＫＬＡＦ算出処理のフローチャートである。

【００６０】先ずステップＳ３０１では、前回（本処理
の前回実行時）においてＰＩＤ制御フラグＦＰＩＤＦＢ
が「１」であったか否かを判別し、前回もＦＰＩＤＦＢ
＝１であったときは直ちに、また前回ＦＰＩＤＦＢ＝０
であったときは、ＰＩＤ制御の積分項の前回値ＫＩＦ
（ｋ−１）を最新のフィードバック補正係数ＫＦＢに設
定して（ステップＳ３０２）、ステップＳ３０３に進
む。

【００６１】ステップＳ３０３では、下記式によりＰＩ
Ｄ制御の比例項ＫＰＦ、積分項ＫＩＦ及び微分項ＫＤＦ
を算出する。

【００６２】ＫＰＦ＝ＫＰＬＡＦ×ＤＫＣＭＤＫＩＦ＝ＫＩＬＡＦ×ＤＫＣＭＤ＋ＫＩＦ（ｋ−１）ＫＤＦ＝ＫＤＬＡＦ×（ＤＫＣＭＤ（ｋ）−ＤＫＣＭＤ
（ｋ−１））ここで、ＤＫＣＭＤは、目標当量比ＫＣＭＤと検出当量
比ＫＡＣＴとの偏差（＝ＫＣＭＤ−ＫＡＣＴ）、ＫＰＬ
ＡＦ，ＫＩＬＡＦ及びＫＤＬＡＦは、それぞれ実験的に
決定される比例制御ゲイン、積分制御ゲイン及び微分制
御ゲインである。

【００６３】続くステップＳ３０４〜Ｓ３０７では、積
分項ＫＩＦのリミット処理を行う。すなわち、積分項Ｋ
ＩＦが上限値Ｏ２ＬＭＴＨより大きいときは、ＫＩＦ＝
Ｏ２ＬＭＴＨとし（ステップＳ３０６、Ｓ３０７）、下
限値Ｏ２ＬＭＴＬより小さいときは、ＫＩＦ＝Ｏ２ＬＭ
ＴＬとし（ステップＳ３０４、Ｓ３０５）、上下限値Ｏ
２ＬＭＴＨ，Ｏ２ＬＭＴＬの範囲内にあるときは、その
まま前記ステップＳ３０８に進む。

【００６４】ステップＳ３０８では、下記式によりＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦを算出する。

【００６５】ＫＬＡＦ＝ＫＰＦ＋ＫＩＦ＋ＫＤＦ次いでＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦのリミット処理を行う
（ステップＳ３０９〜Ｓ３１２）。すなわち、ＰＩＤ補
正係数ＫＬＡＦが上限値Ｏ２ＬＭＴＨより大きいとき
は、ＫＬＡＦ＝Ｏ２ＬＭＴＨとし（ステップＳ３１１、
Ｓ３１２）、下限値Ｏ２ＬＭＴＬより小さいときは、Ｋ
ＬＡＦ＝Ｏ２ＬＭＴＬとし（ステップＳ３０９、Ｓ３１
０）、上下限値Ｏ２ＬＭＴＨ，Ｏ２ＬＭＴＬの範囲内に
あるときは、そのまま本処理を終了する。

【００６６】次に適応補正係数ＫＳＴＲ算出処理につい
て、図７を参照して説明する。

【００６７】図７は、図２のブロックＢ１７、すなわち
適応制御（ＳＴＲ（Self Tuning Regulator））ブロッ
クにおける演算処理を説明するための図であり、このＳ
ＴＲブロックは、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭ
Ｄ（ｋ）と検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）とが一致するよう
に適応補正係数ＫＳＴＲを設定するＳＴＲコントローラ
と、該ＳＴＲコントローラで使用する適応パラメータを
設定する適応パラメータ調整機構とからなる。

【００６８】公知の適応制御の調整則の一つに、ランダ
ウらが提案したパラメータ調整則があり、本実施の形態
では、このランダウらの調整則を用いた。ランダウらの
調整則では、離散系の制御対象の伝達関数Ａ（Ｚ^-1）／
Ｂ（Ｚ^-1）の分母分子の多項式を数式２のようにおいた
とき、適応パラメータθハット（ｋ）及び適応パラメー
タ調整機構への入力ζ（ｋ）は、数式３、４のように定
められる。数式３、４では、ｍ＝１、ｎ＝１、ｄ＝３の
場合、即ち１次系で３制御サイクル分の無駄時間を持つ
プラントを例にとった。ここでｋは時刻、より具体的に
は制御サイクルを示す。また、数式４において、ｕ
（ｋ）及びｙ（ｋ）は、本実施形態では、それぞれ適応
補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）及び検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）
に対応する。

【００６９】

【数２】

【００７０】

【数３】

【００７１】

【数４】ここで、適応パラメータθハット（ｋ）は、数式５で表
される。また、数式５中のΓ（ｋ）及びｅアスタリスク
（ｋ）は、それぞれゲイン行列及び同定誤差信号であ
り、数式６及び数式７のような漸化式で表される。

【００７２】

【数５】

【００７３】

【数６】

【００７４】

【数７】数式６中のλ１（ｋ）、λ２（ｋ）の選び方により、種
々の具体的なアルゴリズムが与えられる。λ１（ｋ）＝
１，λ２（ｋ）＝λ（０＜λ＜２）とすると漸減ゲイン
アルゴリズム（λ＝１の場合、最小自乗法）、λ１
（ｋ）＝λ１（０＜λ１＜１）、λ２（ｋ）＝λ２（０
＜λ２＜２）とすると、可変ゲインアルゴリズム（λ２
＝１の場合、重み付き最小自乗法）、λ１（ｋ）／λ２
（ｋ）＝αとおき、λ３が数式８のように表されると
き、λ１（ｋ）＝λ３とおくと固定トレースアルゴリズ
ムとなる。また、λ１（ｋ）＝１，λ２（ｋ）＝０のと
き固定ゲインアルゴリズムとなる。この場合は数式５か
ら明らかなように、Γ（ｋ）＝Γ（ｋ−１）となり、よ
ってΓ（ｋ）＝Γの固定値となる。

【００７５】また数式７のＤ（Ｚ^-1）は、漸近安定な多
項式であって収束性を決定するために任意に設定できる
ものである。

【００７６】

【数８】数式８において、ｔｒΓ（０）は、行列Γ（０）のトレ
ース関数であり、具体的には、行列Γ（０）の対角成分
の和（スカラ量）である。

【００７７】ここで、図７にあっては、前記ＳＴＲコン
トローラ（適応制御器）と適応パラメータ調整機構とは
燃料噴射量演算系の外におかれ、検出当量比ＫＡＣＴ
（ｋ）が目標当量比ＫＣＭＤ（ｋ−ｄ’）（ここでｄ’
はＫＣＭＤがＫＡＣＴに反映されるまでの無駄時間であ
る）に適応的に一致するように動作して適応補正係数Ｋ
ＳＴＲ（ｋ）を演算する。

【００７８】このように、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）
及び検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が適応パラメータ調整機
構に入力され、そこで適応パラメータθハット（ｋ）が
算出されてＳＴＲコントローラに入力される。ＳＴＲコ
ントローラには入力として目標当量比ＫＣＭＤ（ｋ）が
与えられ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が目標当量比ＫＣ
ＭＤ（ｋ）に一致するように漸化式を用いて適応補正係
数ＫＳＴＲ（ｋ）が算出される。

【００７９】適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）は、具体的に
は数式９に示すように求められる。

【００８０】

【数９】次に数式９で算出される適応補正係数ＫＳＴＲを用いた
制御の安定性について検討する。ここでは、エンジンを
３制御サイクル分の無駄時間を有するプラントと仮定し
て、その伝達関数Ｇ＝Ｚ^-3とし、また上記目標当量比Ｋ
ＣＭＤが検出当量比ＫＡＣＴに反映されるまでの無駄時
間ｄ’＝２として検討する。

【００８１】先ず数式９のＫＳＴＲ（ｋ）を、目標当量
比ＫＣＭＤ（ｋ−２）で正規化したｕ（ｋ）＝ＫＳＴＲ
（ｋ）／ＫＣＭＤ（ｋ−２）で置き換えると数式１０が
得られる。またこのような正規化を行うと、検出当量比
ＫＡＣＴ（ｋ）は、数式１１のように表される。

【００８２】

【数１０】

【００８３】

【数１１】数式１０をさらに変形すると数式１２が得られ、これを
ｕ（ｋ）について解くと数式１３が得られる。数式１３
のｕ（ｋ）を数式１１に適用し、適応制御系の伝達関数
ＫＡＣＴ（ｋ）／ＫＣＭＤ（ｋ）を求めると、数式１４
が得られる。

【００８４】

【数１２】

【００８５】

【数１３】

【００８６】

【数１４】適応制御系の安定条件は、数式１４の分母＝０の解が複
素平面の単位円内に存在することであるが、この演算
を、適応的に変化する適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１
〜ｒ３について常に行うことは、車載コンピュータでは
実用的ではない。そこで、数式１４の分母多項式の複素
数Ｚを実数ｘで置き換えた数式１５のｆ（ｘ）＝０の実
数解が単位円内に存在する条件で簡易的に安定性判別を
行うこととすると、−１＜ｘ＜１の範囲でｙ＝ｆ（ｘ）
がｘ軸と交わる条件を求めればよい。

【００８７】

【数１５】そのためには、ｆ（−１）＜０でかつｆ（１）＞０であ
ればよいので、これから数式１６、１７の条件が得られ
る。

【００８８】

【数１６】

【００８９】

【数１７】数式１６を変形すると数式１８が得られるので、第１の
安定判別パラメータＣＨＡＰＡＲ１＝（ｒ１−ｒ２＋ｒ
３＋ｓ０）／ｂ０とし、第１の安定条件を数式１９のよ
うに設定する。ここで、ＯＫＳＴＲ１は、第１の判別閾
値であり、例えば０．４とする。

【００９０】

【数１８】

【００９１】

【数１９】一方空燃比が理論空燃比近傍にあるときは、（ｂ０＋ｒ
１＋ｒ２＋ｒ３＋ｓ０）は、ほぼ１となるので、数式１
７の条件は満たされている。実験で確認すると、適応パ
ラメータｒ１〜ｒ３は、適応パラメータｂ０，ｓ０に比
べて非常に小さな値をとり、制御が不安定になるほど大
きく変動する。そこで、数式１６をより厳しい条件式に
変更し、第２の安定判別パラメータＣＨＡＰＡＲ２＝｜
ｒ１｜＋｜ｒ２｜＋｜ｒ３｜として、第２の安定条件を
数式２０のように設定する。ここで、ＯＫＳＴＲ２は、
第２の判別閾値であり、例えば０．３に設定する。

【００９２】

【数２０】上記数式１９及び２０の安定条件を用いることにより、
適応制御の安定性判別をより早期にかつ適切に行うこと
ができることは、実験的に確認されている。

【００９３】次に本実施形態における適応補正係数ＫＳ
ＴＲの実際の算出式を説明する。上述した数式４〜９
は、制御サイクルと制御周期（ＴＤＣ信号パルスの発生
周期）とを一致させ、全気筒について共通の適応補正係
数ＫＳＴＲを使用する場合のものであるが、本実施形態
では、制御サイクルを気筒数と対応させて４ＴＤＣとす
ることにより、気筒毎に適応補正係数ＫＳＴＲを決定す
るようにしている。具体的には、上記数式４〜９をそれ
ぞれ数式２１〜２６に置き換えて、適応補正係数ＫＳＴ
Ｒを決定することにより、気筒別の適応補正係数ＫＳＴ
Ｒを算出して適応制御を行っている。

【００９４】

【数２１】

【００９５】

【数２２】

【００９６】

【数２３】

【００９７】

【数２４】

【００９８】

【数２５】

【００９９】

【数２６】なお、上記数式２６におけるｄ’は、例えば「２」とす
る。

【０１００】図８は、図５のステップＳ２０５における
ＫＳＴＲ算出処理のフローチャートである。

【０１０１】先ずステップＳ４０１では、エンジンがア
イドル状態にあることを「１」で示すアイドルフラグＦ
ＩＤＬＥが「１」か否かを判別し、ＦＩＬＤＥ＝０であ
ってエンジンがオフアイドル状態にあるときは、前回ア
イドルフラグＦＩＤＬＥが「１」であったか否かを判別
する（ステップＳ４０２）。その結果、ステップＳ４０
１の答が否定（ＮＯ）でステップＳ４０２の答が肯定
（ＹＥＳ）、すなわちアイドル状態からオフアイドル状
態へ移行した直後のときは、後述するステップＳ４１５
の処理で使用する初期化パラメータＫＳＴＲＳＴを、オ
フアイドル状態で算出された補正係数ＫＦＢの学習値Ｋ
ＲＥＦ１に設定し（ステップＳ４０３）、さらに検出当
量比ＫＡＣＴを実際のＬＡＦセンサ出力値に拘わらず強
制的に「１．０」に設定して（ステップＳ４０６）、ス
テップＳ４１５に進む。

【０１０２】ステップＳ４１５では、初期化パラメータ
ＫＳＴＲＳＴに応じて図１１に示す初期値テーブルを検
索して、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の初期
値ｂ０ＩＮＩ，ｓ０ＩＮＩ，ｒ１ＩＮＩ，ｒ２ＩＮＩ，
ｒ３ＩＮＩを決定し、各パラメータの今回値から４回前
の値（ｂ０（ｋ）〜ｂ０（ｋ−４），ｓ０（ｋ）〜ｓ０
（ｋ−４），ｒ１（ｋ）〜ｒ１（ｋ−４），ｒ２（ｋ）
〜ｒ２（ｋ−４），ｒ３（ｋ）〜ｒ３（ｋ−４））まで
を、それぞれ決定した初期値に設定する。初期値テーブ
ルは、初期値として用いた場合に安定な制御が可能な値
（具体的には、定常状態において定常偏差が０となるよ
うな値）を予め実験的に求めて設定されており、初期化
パラメータＫＳＴＲＳＴが増加するほど、各パラメータ
の初期値が減少するように設定されている。ステップＳ
４１５実行後は、図９のステップＳ４２１に進む。

【０１０３】ステップＳ４０１の答が肯定（ＹＥＳ）ま
たはステップＳ４０２の答が否定（ＮＯ）のとき、すな
わちエンジンがアイドル状態またはオフアイドル状態に
あるときは、前回適応制御フラグＦＳＴＲＦＢが「１」
であったか否かを判別し（ステップＳ４０４）、前回Ｆ
ＳＴＲＦＢ＝０であって適応制御を実行していなかった
ときは、初期化パラメータＫＳＴＲＳＴをフィードバッ
ク補正係数の前回値ＫＦＢ（ｋ−１）に設定して、前記
ステップＳ４０６、Ｓ４１５を実行し、適応パラメータ
ｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の初期化を行い、ステップＳ４
２１に進む。ステップＳ４０４で、前回もＦＳＴＲＦＢ
＝１であったときは、図１０に示す適応パラメータｂ
０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３演算処理を実行する。

【０１０４】本実施形態では、前記数式２２によるθハ
ット（ｋ）、すなわち適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１
〜ｒ３の算出は、４ＴＤＣ期間（ＴＤＣ信号パルスの発
生間隔の４倍の期間）に１回行うようにしているので、
図１０のステップＳ４３１では、前回の数式２２による
算出から４ＴＤＣ期間が経過したか否かを判別し、経過
したときは、数式２２による適応パラメータｂ０，ｓ
０，ｒ１〜ｒ３の算出を行う（ステップＳ４３２）。４
ＴＤＣ期間経過してないときは、適応パラメータのｂ０
（ｋ），ｓ０（ｋ），ｒ１（ｋ）〜ｒ３（ｋ）を、それ
ぞれ前回値ｂ０（ｋ−１），ｓ０（ｋ−１），ｒ１（ｋ
−１）〜ｒ３（ｋ−１）に設定する。

【０１０５】ステップＳ４３２またはＳ４３３実行後
は、下記数式２７により適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ
１〜ｒ３の４ＴＤＣ期間の移動平均値ｂ０ＡＶ，ｒ０Ａ
Ｖ，ｒ１ＡＶ，ｒ２ＡＶ，ｒ３ＡＶを算出し（ステップ
Ｓ４３４）、本処理を終了する。

【０１０６】

【数２７】ｂ０ＡＶ＝（ｂ０(k-3)＋ｂ０(k-2)＋ｂ０(k
-1)＋ｂ０(k)）／４ｓ０ＡＶ＝（ｓ０(k-3)＋ｓ０(k-2)＋ｓ０(k-1)＋ｓ０
(k)）／４ｒ１ＡＶ＝（ｒ１(k-3)＋ｒ１(k-2)＋ｒ１(k-1)＋ｒ１
(k)）／４ｒ２ＡＶ＝（ｒ２(k-3)＋ｒ２(k-2)＋ｒ２(k-1)＋ｒ２
(k)）／４ｒ３ＡＶ＝（ｒ３(k-3)＋ｒ３(k-2)＋ｒ３(k-1)＋ｒ３
(k)）／４図８に戻り、続くステップＳ４０８では、下記数式２８
により、第１及び第２の安定判別パラメータＣＨＡＰＡ
Ｒ１，ＣＨＡＰＡＲ２を算出する（数式１９、２０参
照）。

【０１０７】

【数２８】ＣＨＡＰＡＲ１＝（ｒ１ＡＶ−ｒ３ＡＶ＋ｒ
４ＡＶ＋ｓ０ＡＶ）／ｂ０ＣＨＡＰＡＲ２＝｜ｒ１ＡＶ｜＋｜ｒ２ＡＶ｜＋｜ｒ３
ＡＶ｜次いで第１及び第２の安定判別パラメータＣＨＡＰＡＲ
１，ＣＨＡＰＡＲ２が、それぞれ第１及び第２の判別閾
値ＯＫＳＴＲ１，ＯＫＳＴＲ２より小さいか否かを判別
する（ステップＳ４０９、Ｓ４１０）。その結果、ＣＨ
ＡＰＡＲ１＜ＯＫＳＴＲ１かつＣＨＡＰＡＲ２＜ＯＫＳ
ＴＲ２であるときは、適応制御が安定であると判定し、
後述するステップＳ４１２で参照するダウンカウンタｎ
ＳＴＲＣＨＫに所定値ＮＳＴＲＣＨＫ（例えば２）を設
定して（ステップＳ４１１）、ステップＳ４２１へ進
む。

【０１０８】一方ステップＳ４０９またはＳ４１０の答
が否定（ＮＯ）、すなわちＣＨＡＰＡＲ１≧ＯＫＳＴＲ
１またはＣＨＡＰＡＲ２≧ＯＫＳＴＲ２であるときは、
制御が不安定となる可能性があると判定し、ステップＳ
４１２にてダウンカウンタｎＳＴＲＣＨＫ＝０でなけれ
ば、前記ダウンカウンタｎＳＴＲＣＨＫを「１」だけデ
クリメントして（ステップＳ４１３）、ステップＳ４２
１へ進む。この状態が継続して、ステップＳ４１２にて
ｎＳＴＲＣＨＫ＝０が成立すると、初期化パラメータＫ
ＳＴＲＳＴを、フィードバック補正係数の前回値ＫＦＢ
（ｋ−１）に設定し（ステップＳ４１４）、前記ステッ
プＳ４１５で適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の
初期化を実行して、ステップＳ４２１に進む。この際、
前述のステップＳ４３２の適応パラメータ算出における
パラメータの同定速度をアイドル状態で用いる比較的遅
い速度とするとなお良い。

【０１０９】ステップＳ４２１では、前記数式２６に図
１０のステップＳ４３４で算出した移動平均化された適
応パラメータｂ０ＡＶ，ｓ０ＡＶ，ｒ１ＡＶ〜ｒ３ＡＶ
を適用して、適応補正係数ＫＳＴＲを算出する。このよ
うに、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の移動平
均値を用いるのは、適応パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜
ｒ３を４ＴＤＣ期間に１回の頻度で更新すること及びＬ
ＡＦセンサ１７のローパス特性に起因する適応制御の不
安定化を防止するためである。

【０１１０】続くステップＳ４２２〜Ｓ４２５では、算
出した適応補正係数ＫＳＴＲのリミット処理を行う。す
なわち、適応補正係数ＫＳＴＲが上限値Ｏ２ＬＭＴＨよ
り大きいときは、ＫＳＴＲ＝Ｏ２ＬＭＴＨとし（ステッ
プＳ４２２、Ｓ４２３）、下限値Ｏ２ＬＭＴＬより小さ
いときは、ＫＳＴＲ＝Ｏ２ＬＭＴＬとし（ステップＳ４
２４、Ｓ４２５）、上下限値Ｏ２ＬＭＴＨ，Ｏ２ＬＭＴ
Ｌの範囲内にあるときは、そのまま本処理を終了する。

【０１１１】以上のように本実施形態では、適応制御が
不安定となり易い運転状態となったとき、すなわちエン
ジンがアイドル状態からアイドル外状態へ移行した（ス
テップＳ４０１の答が否定（ＮＯ）でステップＳ４０２
の答が肯定（ＹＥＳ）である）とき、適応制御を開始す
る（ステップＳ４０４の答が否定（ＮＯ）である）と
き、または適応制御実行中に所定の安定条件が満たされ
なくなった（ステップＳ４０９またはＳ４１０の答が否
定（ＮＯ）となった）ときは、適応補正係数ＫＳＴＲの
学習値ＫＲＥＦ１またはフィードバック補正係数ＫＦＢ
の前回値、すなわちＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ−１）
または適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ−１）に応じて、適応
パラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３を初期化するように
したので、適応制御が不安定となり易いエンジン運転状
態において、適応パラメータが適切に設定され、制御性
能の低下や空燃比の急変を回避することができる。すな
わち、アイドル状態からアイドル外状態への移行直後に
おいて、適応制御の開始直後において、あるいは適応パ
ラメータｂ０，ｓ０，ｒ１〜ｒ３の値から制御の不安定
化が予測されるときにおいて、適応パラメータｂ０，ｓ
０，ｒ１〜ｒ３の適切な初期化が実行され、適応制御の
不安定化や空燃比の急変を防止することができる。

【０１１２】本実施形態では、図１０の処理が適応パラ
メータ調整手段に相当し、図８及び図９の処理がフィー
ドバック制御手段に相当し、図８のステップＳ４０１、
Ｓ４０２、Ｓ４０４、Ｓ４０９〜Ｓ４１３が特定機関運
転状態検出手段に相当し、図８のステップＳ４０３、Ｓ
４０５、Ｓ４１４、Ｓ４１５が初期化手段に相当し、図
６の処理が第２のフィードバック制御手段に相当し、図
５のステップＳ２０８が学習手段に相当する。

【０１１３】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、適
応制御器の動作が不安定となり易い特定機関運転状態が
検出され、該特定機関運転状態が検出されたときは、適
応パラメータが、適応制御量に応じて初期化されるの
で、適応制御器を用いた制御が不安定となり易い機関運
転状態において、適応パラメータが適切に設定され、制
御性能の低下や空燃比の急変を回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の一形態にかかる内燃機関及びそ
の空燃比制御装置の構成を示す図である。

【図２】本実施形態における空燃比制御手法を説明する
ための機能ブロック図である。

【図３】ＬＡＦセンサ出力に基づいて空燃比補正係数を
算出する処理のフローチャートである。

【図４】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５】空燃比のフィードバック補正係数（ＫＦＢ）を
算出する処理のフローチャートである。

【図６】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロー
チャートである。

【図７】適応補正係数（ＫＳＴＲ）の算出処理を説明す
るためのブロック図である。

【図８】適応補正係数（ＫＳＴＲ）の算出処理のフロー
チャートである。

【図９】適応補正係数（ＫＳＴＲ）の算出処理のフロー
チャートである。

【図１０】適応パラメータ演算処理のフローチャートで
ある。

【図１１】適応パラメータの初期値を設定するためのテ
ーブルを示す図である。

【符号の説明】

１内燃機関（本体）２吸気管５電子コントロールユニット（ＥＣＵ）（適応パラメ
ータ調整手段、フィードバック制御手段、特定機関運転
状態検出手段、学習手段、初期化手段）１２燃料噴射弁１６排気管１７広域空燃比センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気系に設けられた空燃比検
出手段と、前記空燃比検出手段の出力に基づいて、適応
パラメータを調整する適応パラメータ調整手段を有する
適応制御器を用いて前記機関に供給する混合気の空燃比
を目標空燃比に収束させるように適応制御量を算出し、
該適応制御量により前記機関に供給する混合気の空燃比
をフィードバック制御するフィードバック制御手段とを
備えた内燃機関の空燃比制御装置において、前記適応制御器の動作が不安定となり易い特定機関運転
状態を検出する特定機関運転状態検出手段と、前記特定機関運転状態が検出されたときは、前記適応パ
ラメータを、前記適応制御量に応じて初期化する初期化
手段とを備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御
装置。
【請求項２】前記空燃比検出手段の出力と前記目標空
燃比との偏差に応じて、前記空燃比を制御する他の制御
量を算出する第２のフィードバック制御手段を更に備
え、前記初期化手段は、前記特定機関運転状態が検出さ
れたときに、前記適応パラメータを前記他の制御量に応
じて初期化することを特徴とする請求項１に記載の内燃
機関の空燃比制御装置。
【請求項３】前記適応制御量の学習値を算出する学習
手段を更に備え、前記初期化手段は、前記特定機関運転
状態が検出されたときに、前記適応パラメータを前記学
習値に応じて初期化することを特徴とする請求項１に記
載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】前記他の制御量の学習値を算出する学習
手段を更に備え、前記初期化手段は、前記特定機関運転
状態が検出されたときに、前記適応パラメータを前記学
習値に応じて初期化することを特徴とする請求項２に記
載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】前記特定機関運転状態検出手段は、前記
適応パラメータの値が、所定の安定条件を満たさない状
態を検出することを特徴とする請求項１または２に記載
の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】前記特定機関運転状態検出手段は、前記
機関がアイドル状態からアイドル状態以外の運転状態に
移行した直後の状態を検出することを特徴とする請求項
１、３または４のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制
御装置。
【請求項７】前記特定機関運転状態検出手段は、前記
適応制御器による制御を開始した直後の状態を検出する
ことを特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の
空燃比制御装置。