JPH1193740A - 内燃機関の排気系の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の排気系の空燃比制御装置

Info

Publication number
JPH1193740A
JPH1193740A JP9251140A JP25114097A JPH1193740A JP H1193740 A JPH1193740 A JP H1193740A JP 9251140 A JP9251140 A JP 9251140A JP 25114097 A JP25114097 A JP 25114097A JP H1193740 A JPH1193740 A JP H1193740A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
fuel ratio
air
exhaust gas
output
target
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP9251140A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3354088B2 (ja
Inventor
Yuji Yasui
裕司 安井
Naosuke Akasaki
修介 赤崎
Yoshihisa Iwaki
喜久 岩城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP25114097A priority Critical patent/JP3354088B2/ja
Priority to US09/153,156 priority patent/US6079205A/en
Priority to EP98307499A priority patent/EP0908801B1/en
Priority to DE69833840T priority patent/DE69833840T2/de
Publication of JPH1193740A publication Critical patent/JPH1193740A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3354088B2 publication Critical patent/JP3354088B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B21/00—Systems involving sampling of the variable controlled
    • G05B21/02—Systems involving sampling of the variable controlled electric
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1403—Sliding mode control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1439—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the position of the sensor
    • F02D41/1441—Plural sensors
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1477—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the regulation circuit or part of it,(e.g. comparator, PI regulator, output)
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/047—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators the criterion being a time optimal performance criterion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1409—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using at least a proportional, integral or derivative controller
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1415—Controller structures or design using a state feedback or a state space representation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1415—Controller structures or design using a state feedback or a state space representation
    • F02D2041/1416—Observer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1418—Several control loops, either as alternatives or simultaneous
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/142—Controller structures or design using different types of control law in combination, e.g. adaptive combined with PID and sliding mode
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1423—Identification of model or controller parameters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1426—Controller structures or design taking into account control stability
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1413—Controller structures or design
    • F02D2041/1431—Controller structures or design the system including an input-output delay
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/008—Controlling each cylinder individually
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1401—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method
    • F02D41/1402—Adaptive control
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1454—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio
    • F02D41/1456—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an oxygen content or concentration or the air-fuel ratio with sensor output signal being linear or quasi-linear with the concentration of oxygen

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Feedback Control In General (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】触媒装置を含む内燃機関の排気系の空燃比を制
御する場合に、触媒装置を含む排気系に存する無駄時間
の影響を排除するための処理をコンピュータ処理に適し
た簡素な処理で行うことができ、さらには、制御を安定
して高精度で行うことができる内燃機関の排気系の空燃
比制御装置を提供する。 【解決手段】対象排気系Ｅを応答遅れ要素と無駄時間要
素とを含めて離散系でモデル化し、その離散系モデルを
用いて、触媒装置３の上流側の空燃比センサ５の出力KA
CTのデータ及び触媒装置３の下流側のＯ2 センサの出力
VO2/OUT のデータから対象排気系Ｅに存する無駄時間後
のＯ2 センサの出力VO2/OUT を推定する。Ｏ2 センサの
出力VO2/OUT の推定値を所定の目標値VO2/TARGETに収束
させるようにスライディングモード制御等を用いて触媒
装置３に進入する排ガスの空燃比を制御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の排気系
の空燃比制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば自動車等、内燃機関の排ガスを三
元触媒等の触媒装置により浄化して放出するシステムで
は、触媒装置に進入する排ガスの空燃比を、触媒装置の
排ガス浄化能力を良好に発揮させるように制御すること
が環境保護の観点から望まれている。
【０００３】このような制御を行うものとしては、従
来、例えば特開平５−３２１７２１号公報に見られるよ
うに、触媒装置を通過した排ガスの酸素濃度を触媒装置
の下流側に配置した排ガスセンサ（酸素濃度センサ）に
より検出して、その検出値（排ガスセンサの出力）が所
定の適正値になるようにＰＩＤ制御を用いて触媒装置の
上流側の排ガスの目標空燃比を決定し、その目標空燃比
に従って内燃機関を制御することで、触媒装置に進入す
る排ガスの空燃比を、触媒装置の良好な浄化性能を発揮
できる所定のウィンドウ内に収めるようにしたものが本
願出願人により提案されている。
【０００４】一方、本願発明者等のさらなる検討によっ
て、内燃機関の運転状態や、触媒装置の経時劣化等によ
らずに、触媒装置の浄化能力を可能な限り最大限に発揮
させるためには、触媒装置の下流側の排ガスセンサの出
力を高精度で安定して所定の適正値（一定値）に整定さ
せる必要があることが判明した。そして、前述のように
ＰＩＤ制御を用いた従来の制御手法では、触媒装置を含
む排気系に一般的に存する比較的長い無駄時間の影響で
上記のように触媒装置の下流側の排ガスセンサの出力を
安定して高精度で所定の適正値（一定値）に整定させる
ことが困難であることが判明した。
【０００５】このため、本願発明者等は、先に上記のよ
うな無駄時間の影響を補償（排除）できる制御システム
を考案した（例えば特願平８−８４０４８号参照）。
【０００６】この制御システムでは、触媒装置の下流側
の前記排ガスセンサに加えて、触媒装置の上流側に排ガ
ス中の酸素濃度（これは排ガスの空燃比に相当する）を
検出する酸素濃度センサを備えると共に、上流側のセン
サから下流側のセンサにかけての排気系（触媒装置を含
む）を連続系（詳しくは連続時間系）でモデル化してお
く。そして、そのモデルに基づいて、両センサの出力
（酸素濃度あるいは空燃比の検出値）から、上記排気系
が有する無駄時間後の下流側のセンサの出力を推定し、
その推定値を前記適正値に整定させるように触媒装置に
進入する内燃機関の排ガスの空燃比を制御する。
【０００７】このような制御を行うことで、触媒装置を
含む排気系に存する無駄時間の影響を排除して、内燃機
関の排ガスの空燃比の制御を安定して行うことが可能と
なる。
【０００８】しかしながら、前記の制御システムでは、
触媒装置の下流側のセンサの出力の前記無駄時間後の推
定値を求めるために、触媒装置の上流側から下流側にか
けての排気系を連続系でモデル化しているため、その推
定のためのアルゴリズムは連続系モデル上で構築される
こととなるが、そのアルゴリズムの演算処理を行うコン
ピュータは離散時間的な処理しか行うことができない。
このため、触媒装置の下流側のセンサの出力の推定処理
が煩雑なものとなっていた。
【０００９】さらに、触媒装置を含む排気系を連続系で
モデル化しているため、その連続系モデルのゲイン係数
等のパラメータを、該排気系の種々様々の動作状態に適
合させて設定しておくことが困難であり、従って、該排
気系の精度のよいモデル化が困難であった。そして、該
モデルと実際の排気系との間の誤差（モデル誤差）が大
きくなると、触媒装置の下流側のセンサの出力の推定値
が実際の排気系と整合しない不適正なものとなり、その
結果、触媒装置の下流側のセンサの出力を所定の適正値
に整定させる制御を安定して行うことが困難となる虞れ
があった。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる背景に
鑑み、触媒装置の下流側の排ガス中の特定成分の濃度が
所定の目標値になるようにスライディングモード制御を
用いて触媒装置に進入する排ガスの空燃比を制御する場
合に、触媒装置を含む排気系に存する無駄時間の影響を
排除するための処理をコンピュータ処理に適した簡素な
処理で行うことができ、さらには、触媒装置の下流側の
排ガス中の特定成分の濃度の所定の目標値への制御を安
定して高精度で行うことができる内燃機関の排気系の空
燃比制御装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の内燃機関の排気
系の空燃比制御装置はかかる目的を達成するために、内
燃機関の排気系に設けられた触媒装置の下流側に該触媒
装置を通過した前記内燃機関の排ガス中の特定成分の濃
度を検出すべく設けられた第１の排ガスセンサを備え、
前記第１の排ガスセンサの出力が所定の目標値になるよ
うに前記触媒装置に進入する前記内燃機関の排ガスの空
燃比を制御する内燃機関の排気系の空燃比制御装置にお
いて、前記触媒装置の上流側に該触媒装置に進入する前
記内燃機関の排ガスの空燃比を検出すべく設けられた第
２の排ガスセンサと、該第２の排ガスセンサから前記第
１の排ガスセンサまでの前記触媒装置を含む排気系を対
象として該対象排気系の応答遅れに係わる要素と該対象
排気系が有する無駄時間に係わる要素とを含めて該対象
排気系を離散系でモデル化して成る離散系モデルにおい
て、前記第１の排ガスセンサ及び第２の排ガスセンサの
出力のそれぞれを示すデータに基づき前記無駄時間後の
該第１の排ガスセンサの出力の推定値を示すデータを生
成する推定手段と、該推定手段により生成されたデータ
により示される前記無駄時間後の該第１の排ガスセンサ
の出力の推定値に基づいて前記触媒装置に進入する前記
内燃機関の排ガスの空燃比を規定する操作量を決定する
空燃比操作量決定手段とを備えたことを特徴とする（請
求項１記載の発明）。
【００１２】かかる本発明によれば、前記第２の排ガス
センサから第１の排ガスセンサまでの対象排気系を、そ
の応答遅れに係わる要素と前記無駄時間に係わる要素と
を含む離散系モデルで表しておくことで、その離散系モ
デルに基づいて第１の排ガスセンサ及び第２の排ガスセ
ンサのそれぞれの出力を示すデータから無駄時間後の該
第１の排ガスセンサの出力の推定値を示すデータを前記
推定手段によって適正に生成することができると共に、
その生成のためのアルゴリズムをコンピュータ処理に適
した簡素なものとすることができる。そして、該推定手
段により生成されたデータにより示される前記無駄時間
後の該第１の排ガスセンサの出力の推定値に基づいて前
記触媒装置に進入する前記内燃機関の排ガスの空燃比を
規定する操作量を前記空燃比操作量決定手段によって決
定することで、前記第１の排ガスセンサの出力を前記目
標値に制御するための前記操作量を前記無駄時間の影響
を排除して決定することができ、該第１の排ガスセンサ
の出力の前記目標値への制御を安定して行うことができ
る。
【００１３】よって本発明によれば、触媒装置を含む排
気系に存する無駄時間の影響を排除するための処理をコ
ンピュータ処理に適した簡素な処理で行うことができる
と共に、触媒装置の下流側の排ガス中の特定成分の濃度
の所定の目標値への制御を安定して精度よく行うことが
できる。
【００１４】かかる本発明では、より具体的には前記空
燃比操作量決定部は、前記推定手段により生成されたデ
ータにより示される前記無駄時間後の前記第１の排ガス
センサの出力の推定値が前記目標値になるように前記操
作量を決定する（請求項２記載の発明）。このように前
記操作量を決定することで、第１の排ガスセンサの出力
の前記目標値への制御を前記無駄時間の影響を排除しつ
つ確実に行うことができる。
【００１５】また、前記第１の排ガスセンサの出力の推
定のために前記推定手段が用いる前記第１及び第２の排
ガスセンサのそれぞれの出力を示すデータと、該推定手
段が生成する第１の排ガスセンサの出力の推定値を示す
データとに関しては、前記第１の排ガスセンサの出力を
示すデータは、該第１の排ガスセンサの出力と前記目標
値との偏差であると共に、前記第２の排ガスセンサの出
力を示すデータは、該第２の排ガスセンサの出力と所定
の基準値との偏差であり、前記推定手段が生成する前記
無駄時間後の前記第１の排ガスセンサの出力の推定値を
示すデータは、該第１の排ガスセンサの出力の推定値と
前記目標値との偏差であることが好ましい（請求項３記
載の発明）。
【００１６】このようにすることで、推定手段における
演算処理や離散系モデルの構築が容易なものとなると共
に、前記空燃比操作量決定手段は、前記推定手段から得
られる第１の排ガスセンサの出力の推定値と前記目標値
との偏差が「０」になるように前記操作量を決定すれば
よいので、その操作量を決定するための処理を容易に行
うことができる。
【００１７】尚、第１の排ガスセンサ及び第２の排ガス
センサのそれぞれの出力をそのまま用いて第１の排ガス
センサの出力の推定値、あるいはその推定値と前記目標
値との偏差を生成するようにすることも可能である。
【００１８】前述のように第１の排ガスセンサの出力の
推定のために、前記対象排気系を離散系モデルで表した
場合、その離散系モデルの設定すべきパラメータ（前記
応答遅れに係わる要素のゲイン係数等）は、あらかじめ
所定値に固定しておいてもよいが、該離散系モデルで
は、そのパラメータを、適宜、リアルタイムで同定する
ことも可能である。
【００１９】そこで、本発明の内燃機関の排気系の空燃
比制御装置では、さらに、前記第１の排ガスセンサ及び
第２の排ガスセンサのそれぞれの出力を示すデータに基
づき前記離散系モデルの設定すべきパラメータを同定す
る同定手段を備え、前記推定手段は、該同定手段により
同定されたパラメータを用いて前記第１の排ガスセンサ
の出力の推定値を示すデータを生成する（請求項４記載
の発明）。
【００２０】これによれば、前記同定手段によって、前
記離散系モデルの設定すべきパラメータを、第１の排ガ
スセンサ及び第２の排ガスセンサのそれぞれの出力を示
すデータから適宜、リアルタイムで同定することができ
るので、前記第１の排ガスセンサの出力の推定のための
離散系モデルを、前記対象排気系の挙動変化や特性変化
によらずに、実際の対象排気系に適合した精度の高いモ
デルとすることができる。そして、その離散系モデルの
同定したパラメータを用いて第１の排ガスセンサの出力
の推定値を示すデータを生成することで、無駄時間後の
第１の排ガスセンサの出力の推定精度を高めることがで
き、さらには、その推定値に基づいて前記操作量を決定
することで、第１の排ガスセンサの出力の目標値への制
御を、前記無駄時間の影響を排除しつつ、安定して高精
度で行うことができる。
【００２１】尚、前記同定手段により同定する前記パラ
メータは、前記離散系モデルの前記応答遅れに係わる要
素のゲイン係数と前記無駄時間に係わる要素のゲイン係
数とを含むことが好ましい（請求項５記載の発明）。
【００２２】また、本発明の内燃機関の排気系の空燃比
制御装置では、前記空燃比操作量決定手段は、前記無駄
時間後の前記第１の排ガスセンサの出力の推定値を示す
データからスライディングモード制御を用いて前記操作
量を決定する（請求項６記載の発明）。
【００２３】ここで、スライディングモード制御は、可
変構造型のフィードバック制御手法であり、制御対象の
複数の状態量を変数とする線形関数によって規定される
超平面上に上記複数の状態量を収束させ、さらにそれら
の状態量を超平面上に拘束しつつ該超平面上の平衡点
（各状態量がそれぞれの目標値に合致する点）に収束さ
せるものである。そして、該スライディングモード制御
は、状態量を超平面上に収束させさえすれば、該状態量
は外乱等の影響をほとんど受けることなく、極めて安定
に超平面上の平衡点に収束させることができるという特
性を有している。
【００２４】従って、このようなスライディングモード
制御を用いて前記操作量を決定することで、第１の排ガ
スセンサの出力の目標値への制御を高い安定性で行うこ
とができる。
【００２５】尚、この場合にスライディングモード制御
用の超平面を規定する複数の状態量としては、前記第１
の排ガスセンサの出力の推定値やその変化速度、あるい
は、該第１の排ガスセンサの出力の推定値の複数の時系
列データ等が挙げられる。
【００２６】上記のように前記操作量を決定するために
スライディングモード制御を用いる場合、さらに好まし
くは、前記空燃比操作量決定手段は、外乱の影響もしく
はモデル化誤差を考慮した適応スライディングモード制
御を用いて前記操作量を決定する（請求項７記載の発
明）。
【００２７】すなわち、一般のスライディングモード制
御は、制御すべき状態量を超平面上に収束させるための
制御則である到達則と、該状態量を超平面上に拘束しつ
つ該超平面上の平衡点に収束させるための制御則（所
謂、等価制御入力）とによって構成されるものである
が、外乱の影響やスライディングモード制御の制御対象
のモデル化誤差があると、前記到達則だけでは、状態量
を超平面上に収束させることが困難なものとなる場合が
多々ある。これに対して、適応スライディングモード制
御は、状態量を超平面上に収束させるに際して外乱やモ
デル化誤差の影響を補償するための制御則である適応則
をさらに付加したもので、このような適応スライディン
グモード制御によれば、制御すべき状態量を、前記到達
則及び適応則によって外乱等の影響を極力抑えて超平面
上に安定に収束させることが可能である。
【００２８】従って、このような適応スライディングモ
ード制御を用いて前記操作量を決定することで、第１の
排ガスセンサの出力の目標値への制御を、外乱等の影響
を極力抑えて行うことができ、該制御の安定性をさらに
高めることができる。
【００２９】また、本発明の内燃機関の排気系の空燃比
制御装置では、前記空燃比操作量決定手段が決定する操
作量は例えば前記触媒装置に進入する前記排ガスの目標
空燃比であり、前記第２の排ガスセンサによる検出空燃
比が前記目標空燃比になるように前記内燃機関への燃料
供給量をフィードバック制御するフィーバック制御手段
を備える（請求項８記載の発明）。
【００３０】このように、前記スライディングモード制
御手段が決定する操作量を、前記触媒装置に進入する前
記排ガスの目標空燃比とし、触媒装置の上流側の第２の
排ガスセンサによる検出空燃比が前記目標空燃比になる
ように前記内燃機関への燃料供給量をフィードバック制
御することで、触媒装置に進入する排ガスの空燃比を、
触媒装置の下流側の第１の排ガスセンサの出力が前記目
標値になるように前記空燃比操作量決定手段によって決
定された前記目標空燃比に的確に制御することができ
る。
【００３１】尚、前記空燃比操作量決定手段によって決
定する前記操作量は、前記触媒装置に進入する前記排ガ
スの目標空燃比に限られるものではなく、例えば内燃機
関の燃料供給量の補正量等を前記操作量として決定する
ようにすることも可能である。また、前記操作量を触媒
装置に進入する排ガスの目標空燃比とした場合であって
も、該目標空燃比からフィードフォワード的に内燃機関
の燃料供給量を制御するようにすることも可能である。
【００３２】上記のようにフィードバック制御手段を備
えた場合にあっては、前記フィードバック制御手段は、
漸化式形式の制御器により構成されていることが好まし
い（請求項９記載の発明）。
【００３３】すなわち、漸化式形式の制御器は、適応制
御器や最適レギュレータ等によって構成されるものであ
り、このような制御器を用いて、触媒装置の上流側の第
２の排ガスセンサによる検出空燃比が前記目標空燃比に
なるように前記内燃機関への燃料供給量をフィードバッ
ク制御することで、内燃機関の運転状態の変化や経時的
な特性変化等の動的な変化に対して、高い追従性で、触
媒装置に進入する内燃機関の排ガスの空燃比を前記目標
空燃比に制御することができ、ひいては、第１の排ガス
センサの出力の前記目標値への制御の追従性も高めるこ
とができる。
【００３４】尚、前記漸化式形式の制御器は、燃料供給
量のフィードバック制御量（燃料供給量の補正量）の現
在以前の所定数の時系列データを含む所定の漸化式によ
って新たなフィードバック制御量を求めるものである。
【００３５】また、前記漸化式形式の制御器としては、
特に適応制御器が好適である（請求項１０記載の発
明）。
【００３６】以上説明した本発明の内燃機関の排気系の
空燃比制御装置においては、前記推定手段に与える前記
第２の排ガスセンサの出力に所定の低周波数帯に重みを
有するローパス特性のフィルタリングを施す手段を備え
ることが好ましい（請求項１１記載の発明）。
【００３７】すなわち、前記触媒装置を含む対象排気系
では、一般に該触媒装置がローパス特性の周波数特性を
有するため、該触媒装置の下流側の第１の排ガスセンサ
の出力の高周波的な挙動変化は生じにくい。従って、第
１の排ガスセンサの出力を目標値に制御する上では、触
媒装置の上流側の第２の排ガスセンサの出力の低周波的
な挙動変化の影響が大きく、従って、触媒装置の下流側
の第１の排ガスセンサの出力を推定するに際しては、第
２の排ガスセンサの出力の低周波的な挙動変化を重視す
ることが好ましい。一方、該第２の排ガスセンサは触媒
装置の上流側で内燃機関の排ガスを直接的に受けるた
め、該第２の排ガスセンサの出力は高周波的な挙動変化
も生じやすく、このような高周波的な挙動変化が大きい
と、第１の排ガスセンサの出力を目標値に制御する上
で、不適正な第１の排ガスセンサの出力の推定値を示す
データが前記推定手段によって推定される虞れがある。
【００３８】そこで、本発明では、第２の排ガスセンサ
の出力に所定の低周波数帯に重みを有するローパス特性
のフィルタリングを施した上で、推定手段による第１の
排ガスセンサの出力を推定することで、その推定が、第
２の排ガスセンサの出力の低周波的な挙動変化を重視し
て行われることとなり、これにより、第１の排ガスセン
サの出力を目標値に制御する上で、最適な第１の排ガス
センサの出力の推定値を得ることができ、ひいては、こ
の推定値に基づいて前記操作量を決定することで、第１
の排ガスセンサの出力の目標値への制御の安定性をより
高めることができる。
【００３９】尚、本発明の内燃機関の排気系の空燃比制
御装置において、触媒装置の最適な浄化性能を確保する
上では、前記第１の排ガスセンサとして酸素濃度センサ
を用い、そのセンサの出力の目標値を所定の一定値とす
ることが好適である。
【００４０】
【発明の実施の形態】本発明の一実施形態を図１乃至図
２３を参照して説明する。
【００４１】図１は本実施形態の制御装置の全体構成を
ブロック図で表したものであり、同図１において、１は
例えば４気筒のエンジン（内燃機関）であり、このエン
ジン１の各気筒毎に生成される排ガスは、エンジン１の
近傍で共通の排気管２に集合され、該排気管２を介して
大気中に放出される。そして、排気管２には、排ガスを
浄化するために、三元触媒を用いた二つの触媒装置３，
４が該排気管２の上流側から順に介装されている。尚、
下流側の触媒装置４はこれを省略してもよい。
【００４２】本実施形態の制御装置は、エンジン１の排
気系の空燃比を制御するもので、触媒装置３の上流側
（より詳しくはエンジン１の各気筒毎の排ガスの集合箇
所）で排気管２に設けられた第２排ガスセンサとしての
広域空燃比センサ５と、触媒装置３の下流側（触媒装置
４の上流側）で排気管２に設けられた第１排ガスセンサ
としてのＯ2 センサ（酸素濃度センサ）６と、これらの
センサ５，６の出力等に基づき後述の制御処理を行う制
御ユニット７とにより構成されている。尚、制御ユニッ
ト７には、前記広域空燃比センサ５やＯ2 センサ６の出
力の他に、エンジン１の動作状態を検出するための図示
しない回転数センサや吸気圧センサ、冷却水温センサ
等、各種のセンサの検出信号が与えられるようになって
いる。
【００４３】広域空燃比センサ５は、Ｏ2 センサを用い
て構成されたものであり、触媒装置３に進入するエンジ
ン１の排ガスの空燃比（これは触媒装置３に進入する排
ガスの酸素濃度により示され、エンジン１に供給された
混合気の空燃比に相当する）に応じたレベルの出力を生
成する。この場合、広域空燃比センサ５（以下、ＬＡＦ
センサ５と称する）は、該センサ５を構成するＯ2 セン
サの出力から図示しないリニアライザ等の検出回路によ
って、触媒装置３に進入する排ガスの空燃比の広範囲に
わたって、それに比例したレベルの出力KACT、すなわ
ち、該排ガスの空燃比の検出値を示す出力KACTを生成す
るものである。このようなＬＡＦセンサ５は本願出願人
が特開平４−３６９４７１号公報にて詳細に開示してい
るので、ここではさらなる説明を省略する。
【００４４】また、触媒装置３の下流側のＯ2 センサ６
は、触媒装置３を通過した排ガス中の酸素濃度に応じた
レベルの出力VO2/OUT 、すなわち、該排ガス中の酸素濃
度の検出値を示す出力VO2/OUT を通常的なＯ2 センサと
同様に生成する。このＯ2 センサ６の出力VO2/OUT は、
図２に示すように、触媒装置３を通過した排ガスの空燃
比（酸素濃度）が理論空燃比近傍の範囲Δに存するよう
な状態で、該排ガスの酸素濃度にほぼ比例した高感度な
変化を生じるものとなる。
【００４５】制御ユニット７はマイクロコンピュータを
用いて構成されたものであり、その主要な機能的構成と
して、エンジン１への基本燃料噴射量Ｔimを求める基本
燃料噴射量算出部８と、基本燃料噴射量Ｔimを補正する
ための第１補正係数KTOTAL及び第２補正係数KCMDM をそ
れぞれ求める第１補正係数算出部９及び第２補正算出部
１０とを具備する。
【００４６】前記基本燃料噴射量算出部８は、エンジン
１の回転数NEと吸気圧PBとから、それらにより規定され
るエンジン１の基準の燃料噴射量をあらかじめ設定され
たマップを用いて求め、その基準の燃料噴射量をエンジ
ン１の図示しないスロットル弁の有効開口面積に応じて
補正することで基本燃料噴射量Ｔimを算出するものであ
る。
【００４７】また、第１補正係数算出部９が求める第１
補正係数KTOTALは、エンジン１の排気還流率（エンジン
１の吸入空気中に含まれる排気ガスの割合）や、エンジ
ン１の図示しないキャニスタのパージ時にエンジン１に
供給される燃料のパージ量、エンジン１の冷却水温、吸
気温等を考慮して前記基本燃料噴射量Ｔimを補正するた
めのものである。
【００４８】また、第２補正係数算出部１０が求める第
２補正係数KCMDM は、後述する空燃比操作量決定部１３
によって決定される目標空燃比KCMDに対応してエンジン
１へ流入する燃料の冷却効果による吸入空気の充填効率
を考慮して基本燃料噴射量Ｔimを補正するためのもので
ある。
【００４９】そして、これらの第１補正係数KTOTAL及び
第２補正係数KCMDM による基本燃料噴射量Ｔimの補正
は、第１補正係数KTOTAL及び第２補正係数KCMDM を基本
燃料噴射量Ｔimに乗算することで行われ、この補正によ
りエンジン１の要求燃料噴射量Ｔcyl が得られる。
【００５０】尚、前記基本燃料噴射量Ｔimや、第１補正
係数KTOTAL、第２補正係数KCMDM のより具体的な算出手
法は、特開平５−７９３７４号公報等に本願出願人が開
示しているので、ここでは詳細な説明を省略する。
【００５１】また、制御ユニット７は、上記の機能的構
成の他、ＬＡＦセンサ５の出力KACTと所定の基準値FLAF
/BASE （本実施形態ではこの基準値FLAF/BASE は空燃比
換算で約「１」（一定値）とされている）との偏差kact
（＝KACT−FLAF/BASE ）を求める減算処理部１１と、Ｏ
2 センサ６の出力VO2/OUT とその目標値VO2/TARGET（本
実施形態ではこの目標値VO2/TARGETは触媒装置３の最適
な浄化性能が得られる所定の一定値とされている）との
偏差VO2 （＝VO2/OUT −VO2/TARGET）を求める減算処理
部１２と、これらの偏差kact，VO2 のデータをそれぞれ
ＬＡＦセンサ５の出力及びＯ2 センサ６の出力を示すデ
ータとして用い（以下、偏差kact，VO2をそれぞれＬＡ
Ｆセンサ５の偏差出力kact及びＯ2 センサ６の偏差出力
VO2 と称する）、ＬＡＦセンサ５の箇所の排ガスの目標
空燃比KCMDを触媒装置３に進入するエンジン１の排ガス
の空燃比を規定する操作量として決定する空燃比操作量
決定部１３と、この目標空燃比KCMDにＬＡＦセンサ５の
出力KACT（触媒装置３に進入する排ガスの検出空燃比）
を一致（収束）させるようにエンジン１の燃料噴射量
（燃料供給量）をフィードバック制御するフィードバッ
ク制御部１４とを備えている。
【００５２】前記空燃比操作量決定部１３は、その詳細
は後述するが、排気管２のＬＡＦセンサ５の箇所からＯ
2 センサ６の箇所にかけての触媒装置３を含む排気系
（図１で参照符号Ｅを付した部分）を制御対象とし、そ
の対象排気系Ｅに存する無駄時間や該対象排気系Ｅの挙
動変化等を考慮しつつ、スライディングモード制御（よ
り詳しくは適応スライディングモード制御）を用いてＯ
2 センサ６の出力VO2/OUT をその目標値VO2/TARGETに整
定させるように（Ｏ2 センサ６の偏差出力VO2 を「０」
に収束させるように）、ＬＡＦセンサ５の箇所の目標空
燃比KCMDを逐次決定するものである。
【００５３】また、フィードバック制御部１４は、本実
施形態では、エンジン１の各気筒への全体的な燃料噴射
量をフィードバック制御する大局的フィードバック制御
部１５と、エンジン１の各気筒毎の燃料噴射量をフィー
ドバック制御する局所的フィードバック制御部１６とに
より構成されている。
【００５４】前記大局的フィードバック制御部１５は、
ＬＡＦセンサ５の出力KACTが前記目標空燃比KCMDに収束
するように、前記要求燃料噴射量Ｔcyl を補正する（要
求燃料噴射量Ｔcyl に乗算する）フィードバック補正係
数KFB を逐次求めるものであり、ＬＡＦセンサ５の出力
KACTと目標空燃比KCMDとの偏差に応じて周知のＰＩＤ制
御を用いて前記フィードバック補正係数KFB としてのフ
ィードバック操作量KLAFを生成するＰＩＤ制御器１７
と、ＬＡＦセンサ５の出力KACTと目標空燃比KCMDとから
エンジン１の運転状態の変化や特性変化等を考慮して前
記フィードバック補正係数KFB を規定するフィードバッ
ク操作量KSTRを適応的に求める漸化式形式の制御器であ
る適応制御器１８（図ではＳＴＲと称している）とをそ
れぞれ独立的に具備している。
【００５５】ここで、本実施形態では、前記ＰＩＤ制御
器１７が生成するフィードバック操作量KLAFは、ＬＡＦ
センサ５の出力KACT（検出空燃比）が目標空燃比KCMDに
一致している状態で「１」となり、該操作量KLAFをその
まま前記フィードバック補正係数KFB として使用できる
ようになっている。一方、適応制御器１８が生成するフ
ィードバック操作量KSTRはＬＡＦセンサ５の出力KACTが
目標空燃比KCMDに一致する状態で「目標空燃比KCMD」と
なるもので、該フィードバック操作量KSTRを除算処理部
１９で目標空燃比KCMDにより除算してなるフィードバッ
ク操作量kstr（＝KSTR／KCMD）が前記フィードバック補
正係数KFB として使用できるようになっている。
【００５６】そして、大局的フィードバック制御部１５
は、ＰＩＤ制御器１７により生成されるフィードバック
操作量KLAFと、適応制御器１８が生成するフィードバッ
ク操作量KSTRを目標空燃比KCMDにより除算してなるフィ
ードバック操作量kstrとを切換部２０で適宜、択一的に
選択して、いずれか一方のフィードバック操作量KLAF又
はkstrを前記フィードバック補正係数KFB として使用
し、該補正係数KFB を前記要求燃料噴射量Ｔcyl に乗算
することにより該要求燃料噴射量Ｔcyl を補正する。
尚、かかる大局的フィードバック制御部１５（特に適応
制御器１８）については後にさらに詳細に説明する。
【００５７】また、前記局所的フィードバック制御部１
６は、ＬＡＦセンサ５の出力KACTから各気筒毎の実空燃
比#nA/F (n=1,2,3,4) を推定するオブザーバ２１と、こ
のオブザーバ２１により推定された各気筒毎の実空燃比
#nA/F から各気筒毎の空燃比のばらつきを解消するよ
う、ＰＩＤ制御を用いて各気筒毎の燃料噴射量のフィー
ドバック補正係数#nKLAFをそれぞれ求める複数（気筒数
個）のＰＩＤ制御器２２とを具備する。
【００５８】ここで、オブザーバ２１は、それを簡単に
説明すると、各気筒毎の実空燃比#nA/F の推定を次のよ
うに行うものである。すなわち、エンジン１からＬＡＦ
センサ５の箇所（各気筒毎の排ガスの集合部）にかけて
のシステムを、各気筒毎の実空燃比#nA/F からＬＡＦセ
ンサ５で検出される排ガスの空燃比を生成するシステム
と考え、これを、ＬＡＦセンサ５の検出応答遅れ（例え
ば一次遅れ）や、各気筒毎の排ガスの集合部における空
燃比に対する各気筒毎の空燃比の時間的寄与度を考慮し
てモデル化する。そして、そのモデルの基で、ＬＡＦセ
ンサ５の出力KACT（検出空燃比）から、逆算的に各気筒
毎の実空燃比#nA/F を推定する。
【００５９】尚、このようなオブザーバ２１は、本願出
願人が例えば特開平７−８３０９４号公報に詳細に開示
しているので、ここでは、さらなる説明を省略する。
【００６０】また、局所的フィードバック制御部１６の
各ＰＩＤ制御器２２は、ＬＡＦセンサ５の出力KACTを、
前回の制御サイクルで各ＰＩＤ制御器２２により求めら
れたフィードバック補正係数#nKLAFの全気筒についての
平均値により除算してなる値を各気筒の空燃比の目標値
として、その目標値とオブザーバ２１により求められた
各気筒毎の実空燃比#nA/F との偏差が解消するように、
今回の制御サイクルにおける、各気筒毎のフィードバッ
ク補正係数#nKLAFを求める。
【００６１】そして、局所的フィードバック制御部１６
は、前記要求燃料噴射量Ｔcyl に大局的フィードバック
制御部１５のフィードバック補正係数KFB を乗算してな
る値に、各気筒毎のフィードバック補正係数#nKLAFを乗
算することで、各気筒の出力燃料噴射量#nＴout(n=1,2,
3,4)を求める。
【００６２】このようにして求められる各気筒の出力燃
料噴射量#nＴout は、制御ユニット７に備えた各気筒毎
の付着補正部２３により吸気管の壁面付着を考慮した補
正が各気筒毎になされた後、エンジン１の図示しない燃
料噴射装置に与えられ、その付着補正がなされた出力燃
料噴射量#nＴout で、エンジン１の各気筒への燃料噴射
が行われるようになっている。
【００６３】尚、上記付着補正については、本願出願人
が例えば特開平８−２１２７３号公報に詳細に開示して
いるので、ここではさらなる説明を省略する。また、図
１において、参照符号２４を付したセンサ出力選択処理
部は、前記オブザーバ２１による各気筒毎の実空燃比#n
A/F の推定に適したＬＡＦセンサ５の出力KACTをエンジ
ン１の運転状態に応じて選択するもので、これについて
は、本願出願人が特開平７−２５９４８８号公報にて詳
細に開示しているので、ここではさらなる説明を省略す
る。
【００６４】次に、前記空燃比操作量決定部１３を詳細
に説明する。
【００６５】前述の如く、空燃比操作量決定部１３は、
前記対象排気系Ｅに存する無駄時間や該排気系Ａの挙動
変化等を考慮しつつ、適応スライディングモード制御を
用いてＯ2 センサ６の出力VO2/OUT をその目標値VO2/TA
RGETに整定させるようにＬＡＦセンサ５の箇所の排ガス
の目標空燃比KCMDを逐次決定するものである。そして、
このような制御処理を行うために、本実施形態では、あ
らかじめ前記対象排気系Ｅを、前記ＬＡＦセンサ５の出
力KACT（触媒装置３に進入する排ガスの空燃比）から無
駄時間要素及び応答遅れ要素を介してＯ2 センサ６の出
力VO2/OUT （触媒装置３を通過した排ガス中の酸素濃
度）を生成するプラントと見なし、それを離散系でモデ
ル化している。
【００６６】この場合、本実施形態では、空燃比操作量
決定部１３による処理の簡素化を図るために、ＬＡＦセ
ンサ５の出力KACT及びＯ2 センサ６の出力VO2/OUT の代
わりに、ＬＡＦセンサ５の前記偏差出力kact（＝KACT−
FLAF/BASE ）とＯ2 センサ６の前記偏差出力VO2 （＝VO
2/OUT −VO2/TARGET）とを用いて、対象排気系Ｅの離散
系モデルを次式（１）により表す。
【００６７】
【数１】
【００６８】この式（１）は対象排気系ＡがＬＡＦセン
サ５の偏差出力kactから、無駄時間要素及び応答遅れ要
素を介してＯ2 センサ６の偏差出力VO2 を生成するプラ
ントであるとみなして、該対象排気系Ｅを離散系でモデ
ル化してなるものであり、上式（１）において、「ｋ」
は離散時間的な制御サイクルの番数を示し、「ｄ」は対
象排気系Ｅの無駄時間を制御サイクル数で表したもので
ある。この場合、本実施形態では、対象排気系Ｅの無駄
時間は、例えば制御サイクルの周期を３０〜１００ｍｓ
として、ｄ制御サイクル分の時間（ｄ＝３〜１０）とさ
れている。また、上式（１）の右辺第１項及び第２項は
対象排気系Ｅの応答遅れ要素に相当するもので、「a
1」、「a2」はその応答遅れ要素のゲイン係数である。
さらに、上式（１）の右辺第３項は対象排気系Ｅの無駄
時間要素に相当するもので、「b1」はその無駄時間要素
のゲイン係数である。これらのゲイン係数a1，a2，b1は
離散系モデルを規定するパラメータである。
【００６９】本実施形態における前記空燃比操作量決定
部１３は、式（１）により表される離散系モデルに基づ
き、所定（一定）の制御サイクルで前述のような制御処
理を行うもので、その機能的構成は、図３に示すように
大別される。
【００７０】すなわち、空燃比操作量決定部１３は、Ｌ
ＡＦセンサ５の偏差出力kact及びＯ 2 センサ６の偏差出
力VO2 のデータから、前記離散系モデルの設定すべきパ
ラメータである前記ゲイン係数a1，a2，b1の値を制御サ
イクル毎に逐次同定する同定器２５と、ＬＡＦセンサ５
の偏差出力kact及びＯ2 センサ６の偏差出力VO2 のデー
タから、前記同定器２５により同定された前記ゲイン係
数a1，a2，b1の同定値a1ハット，a2ハット，b1ハット
（以下、同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハット
という）を用いて対象排気系Ｅの無駄時間ｄ後のＯ2 セ
ンサ６の偏差出力VO2 の推定値VO2 バー（以下、推定偏
差出力VO2 バーという）を制御サイクル毎に逐次求める
推定器２６と、該推定器２６により求められたＯ2 セン
サ６の推定偏差出力VO2 バーから、前記同定ゲイン係数
a1ハット，a2ハット，b1ハットを用いて適応スライディ
ングモード制御によりＬＡＦセンサ５の箇所の排ガス
（触媒装置３に進入する排ガス）の目標空燃比KCMDを制
御サイクル毎に逐次決定するスライディングモード制御
器２７とにより構成されている。
【００７１】これらの同定器２５、推定器２６及びスラ
イディングモード制御器２７による演算処理のアルゴリ
ズムは前記離散系モデルに基づいて以下のように構築さ
れている。
【００７２】まず、前記同定器２５に関し、前記離散系
モデルのゲイン係数a1，a2，b1に対応する実際の対象排
気系Ｅのゲイン係数は一般に該対象排気系Ｅの挙動状態
や経時的な特性変化等によって変化し、従って、前記離
散系モデルの実際の対象排気系Ｅに対するモデル化誤差
を極力少なくして該離散系モデルの精度を高めるために
は、離散系モデルのゲイン係数a1，a2，b1を実際の対象
排気系Ｅの挙動状態等に則して適宜、リアルタイムで同
定することが好ましい。
【００７３】前記同定器２５は、上記のように離散系モ
デルのモデル化誤差を極力小さくするために、前記ゲイ
ン係数a1，a2，b1をリアルタイムで逐次同定するもので
あり、その同定処理は次のように行われる。
【００７４】すなわち、同定器２５は、所定の制御サイ
クル毎に、まず、今現在設定されている離散系モデルの
同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハット、すなわ
ち前回の制御サイクルで決定した同定ゲイン係数a1ハッ
ト(k-1) ，a2ハット(k-1) ，b1ハット(k-1) と、ＬＡＦ
センサ５の偏差出力kact及びＯ2 センサ６の偏差出力VO
2 の過去に得られたデータとを用いて、次式（２）によ
り今現在設定されている離散系モデル上でのＯ2 センサ
６の今現在の偏差出力VO2 の同定値VO2 ハット（以下、
同定偏差出力VO2 ハットという）を求める。
【００７５】
【数２】
【００７６】尚、この式（２）は、式（１）を１制御サ
イクル分、過去側にシフトし、ゲイン係数a1，a2，b1を
同定ゲイン係数a1ハット(k-1) ，a2ハット(k-1) ，b1ハ
ット(k-1) で置き換えたものである。また、式（２）の
第３項で用いる「ｄ」は、対象排気系Ｅの無駄時間の設
定値（より詳しくは無駄時間の設定値を制御サイクル数
で表したもの）であり、その設定値は対象排気系Ｅの実
際の無駄時間と等しいか、もしくはそれよりも若干長い
時間になるように設定されている。
【００７７】ここで、次式（３），（４）で定義される
ベクトルΘ及びξを導入すると（式（３），（４）中の
添え字「Ｔ」は転置を意味する。以下同様。）、
【００７８】
【数３】
【００７９】
【数４】
【００８０】前記式（２）は、次式（５）により表され
る。
【００８１】
【数５】
【００８２】さらに同定器２５は、前記式（２）あるい
は式（５）により求められるＯ2 センサ６の同定偏差出
力VO2 ハットと今現在のＯ2 センサ６の偏差出力VO2 と
の偏差id/eを離散系モデルの実際の対象排気系Ｅに対す
るモデル化誤差を表すものとして次式（６）により求め
る（以下、偏差id/eを同定誤差id/eという）。
【００８３】
【数６】
【００８４】そして、同定器２５は、上記同定誤差id/e
を最小にするように新たな同定ゲイン係数a1(k) ハッ
ト，a2(k) ハット，b1(k) ハット、換言すれば、これら
の同定ゲイン係数を要素とする新たな前記ベクトルΘ
(k) （以下、このベクトルを同定ゲイン係数ベクトルΘ
という）を求めるもので、その算出を、次式（７）によ
り行う。すなわち、同定器２５は、前回の制御サイクル
で決定した同定ゲイン係数a1ハット(k-1) ，a2ハット(k
-1) ，b1ハット(k-1) を、同定誤差id/eに比例させた量
だけ変化させることで新たな同定ゲイン係数a1(k) ハッ
ト，a2(k) ハット，b1(k) ハットを求める。
【００８５】
【数７】
【００８６】ここで、式（７）中の「Ｋθ」は次式
（８）により決定される三次のベクトル（各同定ゲイン
係数a1ハット，a2ハット，b1ハットの同定誤差id/eに応
じた変化度合いを規定するゲイン係数ベクトル）であ
る。
【００８７】
【数８】
【００８８】また、上式（８）中の「Ｐ」は次式（９）
の漸化式により決定される三次の正方行列である。
【００８９】
【数９】
【００９０】尚、式（９）中の「λ1 」、「λ2 」は０
＜λ1 ≦１及び０≦λ2 ＜２の条件を満たすように設定
され、また、「Ｐ」の初期値Ｐ(0) は、その各対角成分
を正の数とする対角行列である。
【００９１】この場合、式（９）中の「λ1 」、
「λ2 」の設定の仕方によって、固定ゲイン法、漸減ゲ
イン法、重み付き最小二乗法、最小二乗法、固定トレー
ス法等、各種の具体的なアルゴリズムが構成され、本実
施形態では、例えば最小二乗法（この場合、λ1 ＝λ2
＝１）を採用している。
【００９２】本実施形態における同定器２５は基本的に
は前述のようなアルゴリズム（演算処理）によって、前
記同定誤差id/eを最小化するように離散系モデルの前記
同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットを制御サ
イクル毎に逐次求めるもので、このような処理によっ
て、実際の対象排気系Ｅに適合した同定ゲイン係数a1ハ
ット，a2ハット，b1ハットが逐次得られる。
【００９３】尚、本実施形態における同定器２５は、前
記同定誤差id/eの算出に際して、Ｏ 2 センサ６の前記同
定偏差出力VO2 ハットとＯ2 センサ６の偏差出力VO2 と
にフィルタリング処理を施したり、ゲイン係数a1，a2，
b1の同定（同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハッ
トの更新）を対象排気系Ｅの特定の挙動状態において行
ったりするのであるが、これについては後述する。
【００９４】次に、前記推定器２６は、後に詳細を説明
するスライディングモード制御器２７による目標空燃比
KCMDの決定処理に際しての対象排気系Ｅの無駄時間ｄの
影響を補償するために、該無駄時間ｄ後のＯ2 センサ６
の偏差出力VO2 の推定値である前記推定偏差出力VO2 バ
ーを制御サイクル毎に逐次求めるものであり、その推定
処理は次のように行われる。
【００９５】まず、前記式（１）で表される離散系モデ
ルにおいて、次式（１０）により定義されるベクトルＸ
を導入すると、
【００９６】
【数１０】
【００９７】式（１）は次式（１１）に書き換えられ
る。
【００９８】
【数１１】
【００９９】ここで、式（１１）の漸化式を繰り返し用
いると、無駄時間ｄ後のＸ(k+d) は、式（１１）中で定
義した行列Ａ及びベクトルＢやＬＡＦセンサ５の偏差出
力kactの時系列データkact(k-j) （ｊ＝1,2,…,d）を用
いて、次式（１２）により表される。
【０１００】
【数１２】
【０１０１】この場合、式（１２）の左辺の第１行成分
が無駄時間ｄ後のＯ2 センサ６の偏差出力VO2(k+d)であ
るから、その推定値（推定偏差出力）VO2(k+d)バーは、
式（１２）の右辺の第１行成分を演算することで求める
ことができる。
【０１０２】そこで、式（１２）の両辺の第１行成分に
着目し、右辺第１項の行列Ａd の第１行第１列成分及び
第１行第２列成分をそれぞれα1 ，α2 とおき、右辺第
２項のベクトルＡj-1 ・Ｂ（ｊ＝1,2,…,d）の第１行成
分をそれぞれβj （ｊ＝1,2,…,d）とおくと、Ｏ2 セン
サ６の推定偏差出力VO2(k+d)バーは、Ｏ2 センサ６の偏
差出力VO2 の時系列データVO2(k)及びVO2(k-1)と、ＬＡ
Ｆセンサ５の偏差出力kactの時系列データkact(k-j)
（ｊ＝1,2,…,d）とを用いて次式（１３）により求める
ことができる。
【０１０３】
【数１３】
【０１０４】また、式（１３）中の係数α1 ，α2 及び
βj （ｊ＝1,2,…,d）は、行列Ａ及びベクトルＢの成分
（式（１１）参照）を構成するゲイン係数a1，a2，b1と
して、前記同定器２５により求められた同定ゲイン係数
a1ハット，a2ハット，b1ハットを用い、それらの行列Ａ
及びベクトルＢから前記式（１２）中の行列Ａd 及びベ
クトルＡj-1 ・Ｂ（ｊ＝1,2,…,d）を求めることで決定
することができる。
【０１０５】よって、本実施形態における推定器２６
は、基本的には同定器２５により求められる前記同定ゲ
イン係数a1ハット，a2ハット，b2ハット（詳しくは現在
の制御サイクルで求められた同定ゲイン係数a1(k) ハッ
ト，a2(k) ハット，b2(k) ハット）を用いて、式（１
３）中の係数α1 ，α2 及びβj （ｊ＝1,2,…,d）を算
出し、さらに、その算出した係数α1 ，α2 及びβj
と、Ｏ2 センサ６の偏差出力VO2 の現在以前の時系列デ
ータVO2(k)及びVO2(k-1)と、ＬＡＦセンサ５の偏差出力
kactの過去の時系列データkact(k-j) （ｊ＝1,2,…,d）
とから式（１３）の演算を行うことで、Ｏ2 センサ６の
推定偏差出力VO2(k+d)バーを求める。これが推定器２６
における基本的な演算処理である。
【０１０６】尚、本実施形態における推定器２６は、Ｏ
2 センサ６の推定偏差出力VO2(k+d)バーの算出に際し
て、ＬＡＦセンサ５の偏差出力kactにフィルタリング処
理を施すのであるがこれについては後述する。
【０１０７】次に、前記スライディングモード制御器２
７を詳細に説明する。
【０１０８】ここで、まず、一般的なスライディングモ
ード制御について図４を参照して簡単に説明しておく。
【０１０９】スライディングモード制御は、可変構造型
のフィードバック制御手法であり、この制御手法におい
ては、例えば制御対象の制御すべき状態量をｘ1 ，ｘ2
の二つとした場合、これらの状態量ｘ1 ，ｘ2 を変数と
する線形関数σ＝ｓ1 ｘ1 ＋ｓ2 ｘ2 （ｓ1 ，ｓ2 は係
数）を用いて、σ＝０により表される超平面をあらかじ
め設計しておく。この超平面σ＝０は位相空間が二次系
の場合（状態量が二つの場合）は、しばしば切換線と呼
ばれ、線形関数σは切換関数と呼ばれている。位相空間
の次数がさらに大きくなると、切換線から切換面とな
り、さらには幾何学的に図示できなくなる超平面にな
る。尚、超平面はすべり面と呼ばれることもある。本明
細書の特許請求の範囲においては、これらを代表して線
形関数及び超平面と表現した。
【０１１０】そして、例えば図４の点Ｐで示すように、
状態量ｘ1 ，ｘ2 がσ≠０となっている場合に、所謂、
到達則に従って、状態量ｘ1 ，ｘ2 をハイゲイン制御に
よって超平面σ＝０上に高速で収束させ（モード１）、
さらに所謂、等価制御入力によって状態量ｘ1 ，ｘ2 を
超平面σ＝０上に拘束しつつ超平面σ＝０上の平衡点
（ｘ1 ＝ｘ2 ＝０の点）に収束させる（モード２）もの
である。
【０１１１】このようなスライディングモード制御にお
いては、状態量ｘ1 ，ｘ2 を超平面σ＝０上に収束させ
さえすれば、等価制御入力によって、外乱等の影響を受
けることなく、極めて安定に状態量ｘ1 ，ｘ2 を超平面
σ＝０上に拘束して、該超平面σ＝０の平衡点に収束さ
せることができるという特性をもっている。尚、外乱や
制御対象のモデル化誤差があると、状態量ｘ1 ，ｘ2 は
厳密には上記平衡点（ｘ1 ＝ｘ2 ＝０の点）には収束せ
ず、該平衡点の近傍に収束する。
【０１１２】かかるスライディングモード制御では、特
に、上記モード１において状態量ｘ 1 ，ｘ2 をいかにし
て安定に超平面σ＝０上に収束させるかが重要な課題と
なる。この場合、外乱等の影響があると、一般には、前
記到達則だけでは、状態量ｘ 1 ，ｘ2 を超平面σ＝０上
に安定に収束させることが困難である。このため、近年
では、例えばコロナ社により１９９４年１０月２０日に
発刊された「スライディングモード制御 −非線形ロバ
スト制御の設計理論−」と題する文献の第１３４頁〜第
１３５頁に見られるように、到達則に加えて、外乱の影
響を排除しつつ状態量を超平面上に収束させるための適
応則を用いた適応スライディングモード制御という手法
が提案されている。
【０１１３】本実施形態の前記スライディングモード制
御器２７は、このような適応スライディングモード制御
を用いて、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT をその目標値VO
2/TARGETに整定させるように（Ｏ2 センサ６の偏差出力
VO2 を「０」に収束させるように）、制御対象である前
記対象排気系Ｅに与えるべき入力（詳しくは、ＬＡＦセ
ンサ５で検出される排ガスの空燃比と前記基準値FLAF/B
ASE との偏差で、これはＬＡＦセンサ５の偏差出力kact
に相当する。以下、この入力をＳＬＤ操作入力ｕslと称
する）を決定し、その決定したＳＬＤ操作入力ｕslから
前記目標空燃比KCMDを決定するものである。そして、そ
の処理のためのアルゴリズムは次のように構築されてい
る。
【０１１４】まず、スライディングモード制御器２７の
適応スライディングモード制御に必要な超平面の構築に
ついて説明する。
【０１１５】スライディングモード制御器２７は、Ｏ2
センサ６の偏差出力VO2 を「０」に収束させるように制
御を行うものであるので、Ｏ2 センサ６の偏差出力VO2
の時系列データを「０」に収束させるように対象排気系
Ｅに与えるべき前記ＳＬＤ操作入力ｕslを決定すればよ
い。
【０１１６】そこで、本実施形態におけるスライディン
グモード制御の基本的な考え方としては、制御すべき状
態量として、例えば各制御サイクルで得られたＯ2 セン
サ６の偏差出力VO2(k)と、その１制御サイクル前に得ら
れた偏差出力VO2(k-1)とを用い、スライディングモード
制御用の超平面を規定する線形関数σを次式（１４）に
より設定する。
【０１１７】
【数１４】
【０１１８】尚、本実施形態では、線形関数の変数であ
る状態量として、実際には前記推定器２６により求めら
れる前記推定偏差出力VO2 バーの時系列データを用いる
のであるがこれについては後述する。
【０１１９】上記のように線形関数σを定義したとき、
スライディングモード制御用の超平面はσ＝０により表
され（この場合、状態量は二つであるので超平面は直線
となる。図４参照）、この超平面σ＝０を規定する線形
関数σの係数s1，s2（式（１４）参照）は、本実施形態
ではあらかじめ次のように設定する。
【０１２０】すなわち、前記状態量VO2(k)，VO2(k-1)を
成分とする式（１４）中のベクトルＸ（以下、単に状態
量Ｘという）が超平面σ＝０上に収束した状態では、線
形関数σの値が「０」であるので、これと式（１４）と
から次式（１５）が得られる。
【０１２１】
【数１５】
【０１２２】ここで、式（１５）により表される系は、
入力の無い一次遅れ系であるので、状態量Ｘが超平面σ
＝０の平衡点（VO2(k)＝VO2(k-1)＝０となる点）に安定
に収束するための条件は、式（１５）により表される系
の極（この場合、この極は「−s2／s1」である）が単位
円内に存在することとなる。
【０１２３】従って、本実施形態では、線形関数σの係
数s1，s2は、次式（１６）の条件を満たすように設定す
る。
【０１２４】
【数１６】
【０１２５】尚、本実施形態では、簡略化のために係数
s1＝１とし（この場合、s2／s1＝s2である）、−１＜s2
＜１の条件を満たすように係数s2の値を設定する。
【０１２６】一方、上記のように設定された超平面σ＝
０の平衡点に前記状態量Ｘを収束させるためにスライデ
ィングモード制御器２７が適応スライディングモード制
御により生成すべき前記ＳＬＤ操作入力ｕsl（ＬＡＦセ
ンサ５で検出される排ガスの空燃比と前記基準値FLAF/B
ASE との偏差）は、前記状態量Ｘを超平面σ＝０上に拘
束するための制御則に従って対象排気系Ｅに与えるべき
等価制御入力ｕeqと、状態量Ｘを超平面σ＝０に収束さ
せるための到達則に従って対象排気系Ｅに与えるべき入
力ｕrch （以下、到達則入力ｕrch という）と、外乱等
の影響を補償して状態量Ｘを超平面σ＝０に収束させる
ための適応則に従って対象排気系Ｅに与えるべき入力ｕ
adp （以下、適応則入力ｕadp という）との総和により
表される（次式（１７）参照）。
【０１２７】
【数１７】
【０１２８】そして、これらの等価制御入力ｕeq、到達
則入力ｕrch 及び適応則入力ｕadpは、本実施形態で
は、前記式（１）あるいは式（１１）により表される離
散系モデルに基づいて、次のように求めることができ
る。
【０１２９】まず、等価制御入力ｕeqに関し、前記状態
量Ｘが超平面σ＝０上に留まる条件は、σ(k+1) ＝σ
(k) ＝０であり、この条件は、前記式（１１）及び式
（１４）を用いて、次式（１８）に書き換えられる。
【０１３０】
【数１８】
【０１３１】ここで、等価制御入力ｕeqは、状態量Ｘを
超平面σ＝０に拘束するために対象排気系Ｅに与えるべ
き入力（ＬＡＦセンサ５で検出される排ガスの空燃比と
前記基準値FLAF/BASE との偏差）であるので、上記式
（１８）の条件を満たすＬＡＦセンサ５の偏差出力kact
が等価制御入力ｕeqである。
【０１３２】従って、式（１８）から次式（１９）が得
られ、
【０１３３】
【数１９】
【０１３４】さらに、この式（１９）の両辺を無駄時間
ｄ分シフトすることで、次式（２０）が得られる。
【０１３５】
【数２０】
【０１３６】この式（２０）が本実施形態において、制
御サイクル毎に等価制御入力ｕeqを求めるための基本式
である。
【０１３７】次に、前記到達則入力ｕrch は、本実施形
態では、基本的には次式（２１）により決定するものと
する。
【０１３８】
【数２１】
【０１３９】すなわち、到達則入力ｕrch は、無駄時間
ｄの影響を考慮し、無駄時間ｄ後の線形関数σの値σ(k
+d) に比例させるように決定する。
【０１４０】この場合、式（２１）中の係数Ｆ（これは
到達則のゲインを規定する）は、次にように設定され
る。すなわち、前記式（１１）において、kact(k) ＝ｕ
eq(k) ＋ｕrch(k)とし、さらに式（１４）、（２０）、
（２１）を用いると、次式（２２）が得られる。
【０１４１】
【数２２】
【０１４２】ここで、式（２２）により表される系は、
入力の無い一次遅れ系であるので、線形関数σの値が超
平面σ＝０に安定に収束する（状態量Ｘが超平面σ＝０
に安定に収束する）ための条件は、式（２２）により表
される系の極（この場合、この極は「１−Ｆ」である）
が単位円内に存在することとなる。
【０１４３】従って、本実施形態では、到達則入力ｕrc
h を規定する係数Ｆは、次式（２３）の条件を満たすよ
うに設定する。
【０１４４】
【数２３】
【０１４５】尚、線形関数σの値の挙動に関しては、該
線形関数σの値が超平面σ＝０に対して振動的な変化
（所謂チャタリング）を生じる虞れがあり、このチャタ
リングを抑制するためには、式（２２）により表される
系の極「１−Ｆ」が上記の条件に加えて０＜１−Ｆ＜１
なる条件を満たすことが好ましい。
【０１４６】従って、到達則入力ｕrch を規定する係数
Ｆは、より好ましくは、次式（２４）の条件を満たすよ
うに設定する。
【０１４７】
【数２４】
【０１４８】次に、前記適応則入力ｕadp は、本実施形
態では、基本的には次式（２５）により決定するものと
する（式（２５）中のΔＴは制御サイクルの周期であ
る）。
【０１４９】
【数２５】
【０１５０】すなわち、適応則入力ｕadp は、無駄時間
ｄの影響を考慮し、無駄時間ｄ後までの線形関数σの値
の制御サイクル毎の積算値（これは線形関数σの値の積
分値に相当する）に比例させるように決定する。
【０１５１】この場合、式（２５）中の係数Ｇ（これは
適応則のゲインを規定する）は、次にように設定され
る。
【０１５２】まず、ＬＡＦセンサ５で検出される空燃比
と目標空燃比KCMDとの間の外乱等の影響による誤差成分
をｖとすると、ＬＡＦセンサ５の偏差出力kactは、前記
等価制御入力ｕeq、到達則入力ｕrch 及び適応則入力ｕ
adp 、並びに上記誤差成分ｖを用いて、次式（２６）に
より表現することができる。
【０１５３】
【数２６】
【０１５４】そして、この式（２６）を前記式（１１）
に適用し、さらに式（１４）、（２０）、（２１）、
（２５）を用いると、次式（２７）が得られる。
【０１５５】
【数２７】
【０１５６】ここで、式（２７）の両辺をＺ変換すると
次式（２８）となり、
【０１５７】
【数２８】
【０１５８】さらにこの式（２８）を変形して整理する
と、次式（２９）が得られる。
【０１５９】
【数２９】
【０１６０】尚、式（２８）、（２９）における「Σ」
及び「Ｖ」はそれぞれ線形関数σ及び前記誤差成分ｖを
Ｚ変換したものである。また、式（２９）のＭ（Ｚ）は
誤差成分ｖに対する線形関数σのパルス伝達関数で、式
（２９）の上段の分数式により表されるものである。
【０１６１】この場合、線形関数σが誤差成分ｖ（外
乱）に対して、安定となる条件は、前記パルス伝達関数
Ｍ（Ｚ）の極、すなわち、次式（３０）により示される
特性方程式の解（この解は二つある）が単位円内に存在
することであり、
【０１６２】
【数３０】
【０１６３】上記特性方程式（３０）の二つの解はそれ
をλm1、λm2とすると、次式（３１）、（３２）により
与えられる。
【０１６４】
【数３１】
【０１６５】
【数３２】
【０１６６】従って、線形関数σが誤差成分ｖ（外乱）
に対して安定となる条件は、上式（３１）、（３２）に
より与えられるλm1、λm2が単位円内に存在することで
ある。
【０１６７】そこで、本実施形態ではこの条件を満たす
ために、前記係数Ｇは、次式（３３）により設定する。
【０１６８】
【数３３】
【０１６９】本実施形態におけるスライディングモード
制御器２７は、基本的には前記式（２０）、（２１）、
（２５）により決定される等価制御入力ｕeq、到達則入
力ｕrch 及び適応則入力ｕadp の総和（ｕeq＋ｕrch ＋
ｕadp ）を対象排気系Ｅに与えるべきＳＬＤ操作入力ｕ
slとして決定するのであるが、前記式（２０）、（２
１）、（２５）で使用するＯ2 センサ６の偏差出力VO2
(k+d)，VO2(k+d-1)や、線形関数σの値σ(k+d) 等は未
来値であるので実際には得られないものである。
【０１７０】そこで、本実施形態では、スライディング
モード制御器２７は、実際には、前記式（２０）により
前記等価制御入力ｕeqを決定するためのＯ2 センサ６の
偏差出力VO2(k+d)，VO2(k+d-1)の代わりに、前記推定器
２６で求められる推定偏差出力VO2(k+d)バー，VO2(k+d-
1)バーを用い、次式（３４）により制御サイクル毎の等
価制御入力ｕeqを算出する。
【０１７１】
【数３４】
【０１７２】また、本実施形態では、実際には、推定器
２６により前述の如く逐次求められた推定偏差出力VO2
バーの時系列データを制御すべき状態量とし、前記式
（１４）により設定された線形関数σに代えて、次式
（３５）により線形関数σバーを定義する（この線形関
数σバーは、前記式（１４）の偏差出力VO2 の時系列デ
ータを推定偏差出力VO2 バーの時系列データで置き換え
たものに相当する）。
【０１７３】
【数３５】
【０１７４】そして、スライディングモード制御器２７
は、前記式（２１）により前記到達則入力ｕrch を決定
するための線形関数σの値の代わりに、前記式（３５）
により表される線形関数σバーの値を用いて次式（３
６）により制御サイクル毎の到達則入力ｕrch を算出す
る。
【０１７５】
【数３６】
【０１７６】同様に、スライディングモード制御器２７
は、前記式（２５）により前記適応則入力ｕadp を決定
するための線形関数σの値の代わりに、前記式（３５）
により表される線形関数σバーの値を用いて次式（３
７）により制御サイクル毎の適応則入力ｕadp を算出す
る。
【０１７７】
【数３７】
【０１７８】尚、前記式（３４），（３６），（３７）
により等価制御入力ｕeq、到達則入力ｕrch 及び適応則
入力ｕadp を算出する際に必要となる前記ゲイン係数a
1，a2，b1としては、本実施形態では基本的には前記同
定器２５により求められた最新の同定ゲイン係数a1(k)
ハット，a2(k) ハット，b1(k) ハットを用いる。
【０１７９】そして、スライディングモード制御器２７
は、前記式（３４）、（３６）、（３７）によりそれぞ
れ求められる等価制御入力ｕeq、到達則入力ｕrch 及び
適応則入力ｕadp の総和を対象排気系Ｅに与えるべき前
記ＳＬＤ操作入力ｕslとして求める（前記式（１７）を
参照）。尚、この場合において、前記式（３４）、（３
６）、（３７）中で用いる前記係数s1，s2，Ｆ, Ｇの設
定条件は前述の通りである。
【０１８０】これが、本実施形態において、スライディ
ングモード制御器２７により、対象排気系Ｅに与えるべ
きＳＬＤ操作入力ｕslを制御サイクル毎に決定するため
の基本的なアルゴリズムである。このようにしてＳＬＤ
操作入力ｕslを決定することで、該ＳＬＤ操作入力ｕsl
は、Ｏ2 センサ６の推定偏差出力VO2 バーを「０」に収
束させるように（結果的にはＯ2 センサ６の出力VO2 バ
ーを目標値VO2/TARGETに収束させるように）決定され
る。
【０１８１】ところで、本実施形態におけるスライディ
ングモード制御器２７は最終的には前記目標空燃比KCMD
を制御サイクル毎に逐次求めるものあるが、前述のよう
に求められるＳＬＤ操作入力ｕslは、ＬＡＦセンサ５で
検出される排ガスの空燃比と前記基準値FLAF/BASE との
偏差の目標値を意味する。このため、スライディングモ
ード制御器２７は、最終的には、次式（３８）に示すよ
うに、制御サイクル毎に、前述の如く求めたＳＬＤ操作
入力ｕslに前記基準値FLAF/BASE を加算することで、目
標空燃比KCMDを決定する。
【０１８２】
【数３８】
【０１８３】以上が本実施形態でスライディングモード
制御器２７により目標空燃比KCMDを決定するための基本
的アルゴリズムである。
【０１８４】尚、本実施形態では、スライディングモー
ド制御器２７による適応スライディングモード制御の処
理の安定性を判別して、前記ＳＬＤ操作入力ｕslの値を
制限したりするのであるが、これについては後述する。
【０１８５】次に、前記大局的フィードバック制御部１
５、特に前記適応制御器１８をさらに説明する。
【０１８６】前記図１を参照して、大局的フィードバッ
ク制御部１５は、前述のようにＬＡＦセンサ５の出力KA
CT（検出空燃比）を目標空燃比KCMDに収束させるように
フィードバック制御を行うものであるが、このとき、こ
のようなフィードバック制御を周知のＰＩＤ制御だけで
行うようにすると、エンジン１の運転状態の変化や経年
的特性変化等、動的な挙動変化に対して、安定した制御
性を確保することが困難である。
【０１８７】前記適応制御器１８は、上記のようなエン
ジン１の動的な挙動変化を補償したフィードバック制御
を可能とするもので、Ｉ．Ｄ．ランダウ等により提唱さ
れているパラメータ調整則を用いて、図５に示すよう
に、複数の適応パラメータを設定するパラメータ調整部
２８と、設定された適応パラメータを用いて前記フィー
ドバック操作量KSTRを算出する操作量算出部２９とによ
り構成されている。
【０１８８】ここで、パラメータ調整部２８について説
明すると、ランダウ等の調整則では、離散系の制御対象
の伝達関数Ｂ（Ｚ-1）／Ａ（Ｚ-1）の分母分子の多項式
を一般的に下記の式（３９），（４０）のようにおいた
とき、パラメータ調整部２８が設定する適応パラメータ
θハット(j) （ｊは制御サイクルの番数を示す）は、式
（４１）のようにベクトル（転置ベクトル）で表され
る。また、パラメータ調整部２８への入力ζ(j) は、式
（４２）のように表される。この場合、本実施形態で
は、大局的フィードバック制御部１５の制御対象である
エンジン１が一次系で３制御サイクル分の無駄時間ｄp
（エンジン１の燃焼サイクルの３サイクル分の時間）を
持つプラントと考え、式（３９）〜式（４２）でｍ＝ｎ
＝１，ｄp ＝３とし、設定する適応パラメータはｓ0 ，
ｒ1 ，ｒ2 ，ｒ3 ，ｂ0 の５個とした（図５参照）。
尚、式（４２）の上段式及び中段式におけるｕs ，ｙs
は、それぞれ、制御対象への入力（操作量）及び制御対
象の出力（制御量）を一般的に表したものであるが、本
実施形態では、上記入力をフィードバック操作量KSTR、
制御対象（エンジン１）の出力を前記ＬＡＦセンサ５の
出力KACT（検出空燃比）とし、パラメータ調整部２８へ
の入力ζ(j) を、式（４２）の下段式により表す（図５
参照）。
【０１８９】
【数３９】
【０１９０】
【数４０】
【０１９１】
【数４１】
【０１９２】
【数４２】
【０１９３】ここで、前記式（４１）に示される適応パ
ラメータθハットは、適応制御器１８のゲインを決定す
るスカラ量要素ｂ0 ハット-1（Ｚ-1，ｊ）、操作量を用
いて表現される制御要素ＢR ハット（Ｚ-1，ｊ）、及び
制御量を用いて表現される制御要素Ｓ（Ｚ-1，ｊ）から
なり、それぞれ、次式（４３）〜（４５）により表現さ
れる（図５の操作量算出部２９のブロック図を参照）。
【０１９４】
【数４３】
【０１９５】
【数４４】
【０１９６】
【数４５】
【０１９７】パラメータ調整部２８は、これらのスカラ
量要素や制御要素の各係数を設定して、それを式（２
６）に示す適応パラメータθハットとして操作量算出部
２９に与えるもので、現在から過去に渡るフィードバッ
ク操作量KSTRの時系列データとＬＡＦセンサ５の出力KA
CTとを用いて、該出力KACTが前記目標空燃比KCMDに一致
するように、適応パラメータθハットを算出する。
【０１９８】この場合、具体的には、適応パラメータθ
ハットは、次式（４６）により算出する。
【０１９９】
【数４６】
【０２００】同式（４６）において、Γ(j) は、適応パ
ラメータθハットの設定速度を決定するゲイン行列（こ
の行列の次数はｍ＋ｎ＋ｄp ）、ｅアスタリスク(j)
は、適応パラメータθハットの推定誤差を示すもので、
それぞれ式（４７），（４８）のような漸化式で表され
る。
【０２０１】
【数４７】
【０２０２】
【数４８】
【０２０３】ここで、式（４８）中の「Ｄ（Ｚ-1）」
は、収束性を調整するための、漸近安定な多項式であ
り、本実施形態ではＤ（Ｚ-1）＝１としている。
【０２０４】尚、式（４７）のλ1(j)，λ2(j)の選び方
により、漸減ゲインアルゴリズム、可変ゲインアルゴリ
ズム、固定トレースアルゴリズム、固定ゲインアルゴリ
ズム等の種々の具体的なアルゴリズムが得られる。エン
ジン１の燃料噴射あるいは空燃比等の時変プラントで
は、漸減ゲインアルゴリズム、可変ゲインアルゴリズ
ム、固定ゲインアルゴリズム、および固定トレースアル
ゴリズムのいずれもが適している。
【０２０５】前述のようにパラメータ調整部２８により
設定される適応パラメータθハット（ｓ0 ，ｒ1 ，
ｒ2 ，ｒ3 ，ｂ0 ）と、前記空燃比操作量決定部１３に
より決定される目標空燃比KCMDとを用いて、操作量算出
部２９は、次式（４９）の漸化式により、フィードバッ
ク操作量KSTRを求める。図５の操作量算出部２９は、同
式（４９）の演算をブロック図で表したものである。
【０２０６】
【数４９】
【０２０７】尚、式（４９）にり求められるフィードバ
ック操作量KSTRは、ＬＡＦセンサ５の出力KACTが目標空
燃比KCMDに一致する状態において、「目標空燃比KCMD」
となる。このために、前述の如く、フィードバック操作
量KSTRを除算処理部１９によって目標空燃比KCMDで除算
することで、前記フィードバック補正係数KFB として使
用できるフィードバック操作量kstrを求めるようにして
いる。
【０２０８】このように構築された適応制御器１８は、
前述したことから明らかなように、制御対象であるエン
ジン１の動的な挙動変化を考慮した漸化式形式の制御器
であり、換言すれば、エンジン１の動的な挙動変化を補
償するために、漸化式形式で記述された制御器である。
そして、より詳しくは、漸化式形式の適応パラメータ調
整機構を備えた制御器と定義することができる。
【０２０９】尚、この種の漸化式形式の制御器は、所
謂、最適レギュレータを用いて構築する場合もあるが、
この場合には、一般にはパラメータ調整機構は備えられ
ておらず、エンジン１の動的な挙動変化を補償する上で
は、前述のように構成された適応制御器１８が好適であ
る。
【０２１０】以上が、本実施形態で採用した適応制御器
１８の詳細である。
【０２１１】尚、適応制御器１８と共に、大局的フィー
ドバック制御部１５に具備したＰＩＤ制御器１７は、一
般のＰＩＤ制御と同様に、ＬＡＦセンサ５の出力KACT
（検出空燃比）と、その目標空燃比KCMDとの偏差から、
比例項（Ｐ項）、積分項（Ｉ項）及び微分項（Ｄ項）を
算出し、それらの各項の総和をフィードバック操作量KL
AFとして算出する。この場合、本実施形態では、積分項
（Ｉ項）の初期値を“１”とすることで、ＬＡＦセンサ
５の出力KACTが目標空燃比KCMDに一致する状態におい
て、フィードバック操作量KLAFが“１”になるように
し、該フィードバック操作量KLAFをそのまま燃料噴射量
を補正するための前記フィードバック補正係数KFB とし
て使用することができるようしている。また、比例項、
積分項及び微分項のゲインは、エンジン１の回転数と吸
気圧とから、あらかじめ定められたマップを用いて決定
される。
【０２１２】また、大局的フィードバック制御部１５の
前記切換部２０は、エンジン１の冷却水温の低温時や、
高速回転運転時、吸気圧の低圧時等、エンジン１の燃焼
が不安定なものとなりやすい場合、あるいは、目標空燃
比KCMDの変化が大きい時や、空燃比のフィードバック制
御の開始直後等、これに応じたＬＡＦセンサ６の出力KA
CTが、そのＬＡＦセンサ５の応答遅れ等によって、信頼
性に欠ける場合、あるいは、エンジン１のアイドル運転
時のようエンジン１の運転状態が極めて安定していて、
適応制御器１８による高ゲイン制御を必要としない場合
には、ＰＩＤ制御器１７により求められるフィードバッ
ク操作量KLAFを燃料噴射量を補正するためのフィードバ
ック補正量数KFB として出力し、上記のような場合以外
の状態で、適応制御器１８により求められるフィードバ
ック操作量KSTRを目標空燃比KCMDで除算してなるフィー
ドバック操作量kstrを燃料噴射量を補正するためのフィ
ードバック補正係数KFB として出力する。これは、適応
制御器１８が、高ゲイン制御で、ＬＡＦセンサ５の出力
KACT（検出空燃比）を急速に目標空燃比KCMDに収束させ
るように機能するため、上記のようにエンジン１の燃焼
が不安定となったり、ＬＡＦセンサ５の出力KACTの信頼
性に欠ける等の場合に、適応制御器１８のフィードバッ
ク操作量KSTRを用いると、かえって空燃比の制御が不安
定なものとなる虞れがあるからである。
【０２１３】このような切換部２０の作動は、例えば特
開平８−１０５３４５号公報に本願出願人が詳細に開示
しているので、ここでは、さらなる説明を省略する。
【０２１４】次に本実施形態の装置の作動の詳細を説明
する。
【０２１５】ここで、まず、制御ユニット７が行う処理
の制御サイクルについて説明しておく。前記エンジン１
の燃料供給量（燃料噴射量）の制御は、該エンジン１の
回転数に同期させる必要があり、このため、本実施形態
では、前記基本燃料噴射量算出部８、第１補正係数算出
部９、第２補正係数算出部１０、及びフィードバック制
御部１４の処理は、エンジン１のクランク角周期（所謂
ＴＤＣ）に同期した制御サイクルで行うようにしてい
る。また、この場合、ＬＡＦセンサ５やＯ2 センサ６等
の各種センサの出力データの読込もクランク角周期（所
謂ＴＤＣ）に同期した制御サイクルで行うようにしてい
る。
【０２１６】一方、前記空燃比操作量決定部１３による
触媒装置３の上流側の排ガスの目標空燃比KCMDの決定処
理は、触媒装置３に存する無駄時間や演算負荷等を考慮
すると一定周期の制御サイクルで行うことが好ましい。
このため、本実施形態では、空燃比操作量決定部１３に
おける前述したような処理やその処理のために必要な前
記偏差出力kact，VO2 を算出する前記減算処理部１１，
１２の処理は一定周期（例えば３０〜１００ｍｓ）の制
御サイクルで行うようにしている。
【０２１７】尚、この一定周期は、制御対象である触媒
装置３の種類や反応速度、容積等に応じて決定すればよ
い。また、本実施形態では、前記空燃比操作量決定部１
３による処理を行っているような運転状態（より具体的
にはエンジン回転数の状態）において、上記一定周期の
時間間隔が前記クランク角周期（ＴＤＣ）の時間間隔よ
りも大きくなるように設定している。
【０２１８】以上のことを前提として、まず、図６及び
図７のフローチャートを参照して、エンジン１の燃料供
給量の制御のためのエンジン１の各気筒毎の出力燃料噴
射量#nＴout(n=1,2,3,4)の算出処理について説明する
と、制御ユニット７は、各気筒毎の出力燃料噴射量#nＴ
out をエンジン１のクランク角周期と同期した制御サイ
クルで次のような処理を行う。
【０２１９】まず、図６を参照して、制御ユニット７は
前記ＬＡＦセンサ５及びＯ2 センサ６を含む各種センサ
の出力を読み込む（ＳＴＥＰａ）。この場合、ＬＡＦセ
ンサ５の出力KACT及びＯ2 センサ６の出力VO2/OUT はそ
れぞれ過去に得られたものを含めて時系列的に図示しな
いメモリに記憶保持される。
【０２２０】次いで、基本燃料噴射量算出部８によっ
て、前述の如くエンジン１の回転数NE及び吸気圧PBに対
応する燃料噴射量をスロットル弁の有効開口面積に応じ
て補正してなる基本燃料噴射量Ｔimが求められ（ＳＴＥ
Ｐｂ）、さらに、第１補正係数算出部９によって、エン
ジン１の冷却水温やキャニスタのパージ量等に応じた第
１補正係数KTOTALが算出される（ＳＴＥＰｃ）。
【０２２１】次いで、制御ユニット７は、空燃比操作量
決定部１３で生成される目標空燃比KCMDを使用するか否
か（ここでは、空燃比操作量決定部１３のＯＮ／ＯＦＦ
という）の判別処理を行って、空燃比操作量決定部１３
のＯＮ／ＯＦＦを規定するフラグf/prism/onの値を設定
する（ＳＴＥＰｄ）。尚、フラグf/prism/onの値は、そ
れが「０」のとき、空燃比操作量決定部１３で生成され
る目標空燃比KCMDを使用しないこと（ＯＦＦ）を意味
し、「１」のとき、空燃比操作量決定部１３で生成され
る目標空燃比KCMDを使用すること（ＯＮ）を意味する。
【０２２２】上記の判別処理では、図７に示すように、
Ｏ2 センサ６及びＬＡＦセンサ５が活性化しているか否
かの判別（ＳＴＥＰｄ−１，ｄ−２）が行われ、いずれ
かが活性化していない場合には、空燃比操作量決定部１
３の処理に使用するＯ2 センサ６及びＬＡＦセンサ５の
検出データを精度よく得ることができないため、フラグ
f/prism/onの値を「０」にセットする（ＳＴＥＰｄ−１
０）。
【０２２３】また、エンジン１のリーン運転中（希薄燃
焼運転）であるか否か（ＳＴＥＰｄ−３）、エンジン１
の始動直後の触媒装置３の早期活性化を図るためにエン
ジン１の点火時期が遅角側に制御されているか否か（Ｓ
ＴＥＰｄ−４）、エンジン１のスロットル弁が全開であ
るか否か（ＳＴＥＰｄ−５）、及びエンジン１への燃料
供給の停止中であるか否か（ＳＴＥＰｄ−６）の判別が
行われ、これらのいずれかの条件が成立している場合に
は、空燃比操作量決定部１３で生成される目標空燃比KC
MDを使用してエンジン１の燃料供給を制御することは好
ましくないので、フラグf/prism/onの値を「０」にセッ
トする（ＳＴＥＰｄ−１０）。
【０２２４】さらに、エンジン１の回転数NE及び吸気圧
PBがそれぞれ所定範囲内にあるか否かの判別が行われ
（ＳＴＥＰｄ−７，ｄ−８）、いずれかが所定範囲内に
ない場合には、空燃比操作量決定部１３で生成される目
標空燃比KCMDを使用してエンジン１の燃料供給を制御す
ることは好ましくないので、フラグf/prism/onの値を
「０」にセットする（ＳＴＥＰｄ−１０）。
【０２２５】そして、ＳＴＥＰｄ−１，ｄ−２，ｄ−
７，ｄ−８の条件が満たされ、且つ、ＳＴＥＰｄ−３，
ｄ−４，ｄ−５，ｄ−６の条件が成立していない場合
に、空燃比操作量決定部１３で生成される目標空燃比KC
MDをエンジン１の燃料供給の制御に使用すべく、フラグ
f/prism/onの値を「１」にセットする（ＳＴＥＰｄ−
９）。
【０２２６】図６に戻って、上記のようにフラグf/pris
m/onの値を設定した後、制御ユニット７は、フラグf/pr
ism/onの値を判断し（ＳＴＥＰｅ）、f/prism/on＝１で
ある場合には、空燃比操作量決定部１３で生成された最
新の目標空燃比KCMDを読み込む（ＳＴＥＰｆ）。また、
f/prism/on＝０である場合には、目標空燃比KCMDを所定
値に設定する（ＳＴＥＰｇ）。この場合、目標空燃比KC
MDとして設定する所定値は、例えばエンジン１の回転数
NEや吸気圧PBからあらかじめ定めたマップ等を用いて決
定する。
【０２２７】次いで、制御ユニット７は、前記局所的フ
ィードバック制御部１６において、前述の如くオブザー
バ２１によりＬＡＦセンサ５の出力KACTから推定した各
気筒毎の実空燃比#nA/F に基づき、ＰＩＤ制御器２２に
より、各気筒毎のばらつきを解消するようにフィードバ
ック補正係数#nKLAFを算出し（ＳＴＥＰｈ）、さらに、
大局的フィードバック制御部１５により、フィードバッ
ク補正係数KFB を算出する（ＳＴＥＰｉ）。
【０２２８】この場合、大局的フィードバック制御部１
５は、前述の如く、ＰＩＤ制御器１７により求められる
フィードバック操作量KLAFと、適応制御器１８により求
められるフィードバック操作量KSTRを目標空燃比KCMDで
除算してなるフィードバック操作量kstrとから、切換部
２０によってエンジン１の運転状態等に応じていずれか
一方のフィードバック操作量KLAF又はkstrを選択し（通
常的には適応制御器１８側のフィードバック操作量kstr
を選択する）、それを燃料噴射量を補正するためのフィ
ードバック補正量数KFB として出力する。
【０２２９】尚、この場合、フィードバック補正係数KF
B を、ＰＩＤ制御器１７側のフィードバック操作量KLAF
から適応制御器１８側のフィードバック操作量kstrに切
り換える際には、該補正係数KFB の急変を回避するため
に、適応制御器１８は、その切換えの際の制御サイクル
に限り、補正係数KFB を前回の補正係数KFB （＝KLAF）
に保持するように、フィードバック操作量KSTRを求め
る。同様に、補正係数KFB を、適応制御器１８側のフィ
ードバック操作量kstrからＰＩＤ制御器１７側のフィー
ドバック操作量KLAFに切り換える際には、ＰＩＤ制御器
１７は、自身が前回の制御サイクルで求めたフィードバ
ック操作量KLAFが、前回の補正係数KFB （＝kstr）であ
ったものとして、今回の補正係数KLAFを算出する。
【０２３０】上記のようにしてフィードバック補正係数
KFB が算出された後、さらに、前記ＳＴＥＰｆあるいは
ＳＴＥＰｇで決定された目標空燃比KCMDに応じた第２補
正係数KCMDM が第２補正係数算出部１０により算出され
る（ＳＴＥＰｊ）。
【０２３１】次いで、制御ユニット７は、前述のように
求められた基本燃料噴射量Ｔimに、第１補正係数KTOTA
L、第２補正係数KCMDM 、フィードバック補正係数KFB
、及び各気筒毎のフィードバック補正係数#nKLAFを乗
算することで、各気筒毎の出力燃料噴射量#nＴout を求
める（ＳＴＥＰｋ）。そして、この各気筒毎の出力燃料
噴射量#nＴout が、付着補正部２３によって、エンジン
１の吸気管の壁面付着を考慮した補正を施された後（Ｓ
ＴＥＰｍ）、エンジン１の図示しない燃料噴射装置に出
力される（ＳＴＥＰｎ）。
【０２３２】そして、エンジン１にあっては、各気筒毎
の出力燃料噴射量#nＴout に従って、各気筒への燃料噴
射が行われる。
【０２３３】以上のような各気筒毎の出力燃料噴射量#n
Ｔout の算出及びそれに応じたエンジン１への燃料噴射
がエンジン１のクランク角周期に同期したサイクルタイ
ムで逐次行われ、これによりＬＡＦセンサ５の出力KACT
（触媒装置３に進入する排ガスの検出空燃比）が、目標
空燃比KCMDに収束するように、エンジン１の燃料供給量
（燃料噴射量）が制御される。この場合、特に、フィー
ドバック補正係数KFBとして、適応制御部１８側のフィ
ードバック操作量kstrを使用している状態では、エンジ
ン１の運転状態の変化や特性変化等の挙動変化に対し
て、高い安定性を有して、ＬＡＦセンサ５の出力KACTが
迅速に目標空燃比KCMDに収束制御される。
【０２３４】一方、前述のようなエンジン１の燃料制御
と並行して、前記空燃比操作量決定部１３は、一定周期
の制御サイクルで図８のフローチャートに示すメインル
ーチン処理を行う。
【０２３５】すなわち、図８のフローチャートを参照し
て、空燃比操作量決定部１３は、まず、自身の演算処理
（前記同定器２５、推定器２６及びスライディングモー
ド制御器２７の演算処理）を実行するか否かの判別処理
を行って、その実行の可否を規定するフラグf/prism/ca
l の値を設定する（ＳＴＥＰ１）。尚、フラグf/prism/
cal の値は、それが「０」のとき、空燃比操作量決定部
１３における演算処理を行わないことを意味し、「１」
のとき、空燃比操作量決定部１３における演算処理を行
うことを意味する。
【０２３６】上記の判別処理は、図９のフローチャート
に示すように行われる。
【０２３７】すなわち、前記図６のＳＴＥＰｄの場合と
同様に、Ｏ2 センサ６及びＬＡＦセンサ５が活性化して
いるか否かの判別（ＳＴＥＰ１−１，１−２）が行わ
れ、いずれかが活性化していない場合には、空燃比操作
量決定部１３の演算処理に使用するＯ2 センサ６及びＬ
ＡＦセンサ５の検出データを精度よく得ることができな
いため、フラグf/prism/cal の値を「０」にセットする
（ＳＴＥＰ１−６）。さらにこのとき、同定器２５の後
述する初期化を行うために、その初期化を行うか否かを
規定するフラグf/id/resetの値を「１」にセットする
（ＳＴＥＰ１−７）。ここで、フラグf/id/resetの値
は、それが「１」であるとき、初期化を行うことを意味
し、「０」であるとき、初期化を行わないことを意味す
る。
【０２３８】また、エンジン１のリーン運転中（希薄燃
焼運転）であるか否か（ＳＴＥＰ１−３）、及びエンジ
ン１の始動直後の触媒装置３の早期活性化を図るために
エンジン１の点火時期が遅角側に制御されているか否か
（ＳＴＥＰ１−４）の判別が行われ、これらのいずれか
の条件が成立している場合には、Ｏ2 センサ６の出力VO
2/OUT を目標値VO2/TARGETに整定させるような目標空燃
比KCMDを算出しても、それがエンジン１の燃料制御に使
用されることはないので、フラグf/prism/calの値を
「０」にセットし（ＳＴＥＰ１−６）、さらに同定器２
５の初期化を行うために、フラグf/id/resetの値を
「１」にセットする（ＳＴＥＰ１−７）。
【０２３９】図８に戻って、上記のような判別処理を行
った後、空燃比操作量決定部１３は、さらに、同定器２
５による前記ゲイン係数a1,a2,b1の同定（更新）処理を
実行するか否かの判別処理を行って、その実行の可否を
規定するフラグf/id/calの値を設定する（ＳＴＥＰ
２）。尚、フラグf/id/calの値は、それが「０」のと
き、同定器２５による前記ゲイン係数a1,a2,b1の同定
（更新）処理を行わないことを意味し、「１」のとき、
同定（更新）処理を行うことを意味する。
【０２４０】このＳＴＥＰ２の判別処理は、図１０のフ
ローチャートに示すように行われる。
【０２４１】すなわち、エンジン１のスロットル弁が全
開であるか否か（ＳＴＥＰ２−１）、エンジン１への燃
料供給の停止中であるか否か（ＳＴＥＰ２−２）、及び
エンジン１のアイドル運転中であるか否か（ＳＴＥＰ２
−３）の判別が行われ、これらのいずれかの条件が成立
している場合には、前記ゲイン係数a1,a2,b1を適正に同
定することが困難であるため、フラグf/id/calの値を
「０」にセットする（ＳＴＥＰ２−５）。そして、ＳＴ
ＥＰ２−１〜２−３のいずれの条件も成立していない場
合には、同定器２５による前記ゲイン係数a1,a2,b1の同
定（更新）処理を実行すべくフラグf/id/calの値を
「１」にセットする（ＳＴＥＰ２−４）。
【０２４２】図８に戻って、空燃比操作量決定部１３
は、次に、前記減算処理部１１，１２からそれぞれ最新
の前記偏差出力kact(k) （＝KACT−FLAF/BASE ）及びVO
2(k)（＝VO2/OUT −VO2/TARGET）を取得する（ＳＴＥＰ
３）。この場合、減算処理部１１，１２は、前記図６の
ＳＴＥＰａにおいて取り込まれて図示しないメモリに記
憶されたＬＡＦセンサ５の出力KACT及びＯ2 センサ６の
出力VO2/OUT の時系列データの中から、最新のものを選
択して前記偏差出力kact(k) 及びVO2(k)を算出し、それ
を空燃比操作量決定部１３に与える。そして、該空燃比
操作量決定部１３に与えられた偏差出力kact(k) 及びVO
2(k)は、該空燃比操作量決定部１３内において、過去に
与えられたものを含めて時系列的に図示しないメモリに
記憶保持される。
【０２４３】次いで、空燃比操作量決定部１３は、前記
ＳＴＥＰ１で設定されたフラグf/prism/cal の値を判断
し（ＳＴＥＰ４）、f/prism/cal ＝０である場合、すな
わち、空燃比操作量決定部１３の演算処理を行わない場
合には、スライディングモード制御器２７で求めるべき
前記対象排気系ＥへのＳＬＤ操作入力ｕslを強制的に所
定値に設定する（ＳＴＥＰ１２）。この場合、該所定値
は、例えばあらかじめ定めた固定値（例えば「０」）あ
るいは前回の制御サイクルで決定したＳＬＤ操作入力ｕ
slの値とする。尚、このようにＳＬＤ操作入力ｕslを所
定値とした場合において、空燃比操作量決定部１３は、
その所定値のＳＬＤ操作入力ｕslに前記基準値FLAF/BAS
E を加算することで、今回の制御サイクルにおける目標
空燃比KCMDを決定し（ＳＴＥＰ１３）、今回の制御サイ
クルの処理を終了する。
【０２４４】一方、ＳＴＥＰ４の判断で、f/prism/cal
＝１である場合、すなわち、空燃比操作量決定部１３の
演算処理を行う場合には、空燃比操作量決定部１３は、
前記同定器２５による演算処理を行う（ＳＴＥＰ５）。
【０２４５】この同定器２５による演算処理は図１１の
フローチャートに示すように行われる。
【０２４６】すなわち、同定器２５は、まず、前記ＳＴ
ＥＰ２で設定されたフラグf/id/calの値を判断する（Ｓ
ＴＥＰ５−１）。このときf/id/cal＝０であれば、前述
の通り同定器２５によるゲイン係数a1,a2,b1の同定処理
を行わないので、直ちに図８のメインルーチンに復帰す
る。
【０２４７】一方、f/id/cal＝１であれば、同定器２５
は、さらに該同定器２５の初期化に係わる前記フラグf/
id/resetの値（これは、前記ＳＴＥＰ１等でその値が設
定される）を判断し（ＳＴＥＰ５−２）、f/id/reset＝
１である場合には、同定器２５の初期化を行う（ＳＴＥ
Ｐ５−３）。この初期化では、前記同定ゲイン係数a1ハ
ット，a2ハット，b1ハットの各値があらかじめ定めた初
期値に設定され（式（３）の同定ゲイン係数ベクトルΘ
の初期化）、また、前記式（９）の行列Ｐ（対角行列）
の各成分があらかじめ定めた初期値に設定される。さら
に、フラグf/id/resetの値は「０」にリセットされる。
【０２４８】次いで、同定器２５は、現在の同定ゲイン
係数a1(k-1) ハット，a2(k-1) ハット，b1(k-1) ハット
を用いて表される対象排気系Ｅの離散系モデル（前記式
（２）参照）におけるＯ2 センサ６の前記同定偏差出力
VO2(k)ハットを、前記ＳＴＥＰ３で制御サイクル毎に取
得される偏差出力VO2 及びkactの過去のデータVO2(k-
1)，VO2(k-2)，kact(k-d-1) と、上記同定ゲイン係数a1
(k-1) ハット，a2(k-1)ハット，b1(k-1) ハットとを用
いて前記式（２）あるいはこれと等価の前記式（５）に
より算出する（ＳＴＥＰ５−４）。
【０２４９】さらに同定器２５は、新たな同定ゲイン係
数a1ハット，a2ハット，b1ハットを決定する際に使用す
る前記ベクトルＫθ(k) を式（８）により算出した後
（ＳＴＥＰ５−５）、以下に説明する同定器２５のマネ
ージメント処理を行う（ＳＴＥＰ５−６）。
【０２５０】ここで、まず、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OU
T あるいは偏差出力VO2 の挙動と、前記対象排気系Ｅの
離散系モデルのゲイン係数a1,a2,b1の同定器２５による
同定との関係について説明しておく。
【０２５１】図１２を参照して、Ｏ2 センサ６の出力VO
2/OUT あるいは偏差出力VO2 は、触媒装置３を通過した
排ガスの空燃比を示すものであり、この排ガスの空燃比
は、一般に、図示のようにリーン側からリッチ側への変
化が比較的急激に行われ（Ｏ 2 センサ６の出力VO2/OUT
あるいは偏差出力VO2 の時間的な変化度合いが比較的大
きい）、リッチ側からリーン側への変化は比較的緩やか
に行われる（Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT あるいは偏差
出力VO2 の時間的な変化度合いが比較的小さい）。そし
て、本願発明者等の知見によれば、対象排気系Ｅの離散
系モデルのゲイン係数a1,a2,b1をＯ2 センサ６の出力VO
2/OUT あるいは偏差出力VO2 を用いて同定する場合、Ｏ
2 センサ６の出力VO2/OUT あるいは偏差出力VO2 の時間
的変化度合いが比較的小さい状態では、ゲイン係数a1,a
2,b1の同定値が小さくなり過ぎる等して、適正な同定ゲ
イン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットが得られない場
合が生じやすい。
【０２５２】そこで、本実施形態では、同定器２５によ
る前記ゲイン係数a1,a2,b1の同定（更新）を、Ｏ2 セン
サ６の出力VO2/OUT あるいは偏差出力VO2 により示され
る空燃比が、リーン側からリッチ側に変化する挙動状態
において行うようにしており、前記マネージメント処理
は、上記のような挙動状態を特定するための処理であ
る。
【０２５３】一方、図１３を参照して、適応スライディ
ングモード制御を用いた本実施形態の制御によれば、Ｏ
2 センサ６の偏差出力VO2 の前記状態量Ｘ（VO2(k)，VO
2(k-1)）は、その状態量Ｘの初期状態が例えば図中の点
Ｑであるとしたとき、該状態量Ｘは、前記超平面σ＝０
に対して軌跡線Ｗで示すように変化する。そして、この
場合、同図において、基本的には状態量Ｘが超平面σ＝
０の上側で変化している状態（このとき状態量Ｘにより
規定される線形関数σの値は正となる）が、触媒装置３
を通過した排ガスの空燃比のリーン側からリッチ側への
変化状態であり、状態量Ｘが超平面σ＝０の下側で変化
している状態（このとき状態量Ｘにより規定される線形
関数σの値は負となる）が、リッチ側からリーン側への
変化状態である。
【０２５４】従って、触媒装置３を通過した排ガスの空
燃比がリーン側からリッチ側に変化する挙動状態である
か否かの判断は、基本的には、線形関数σの値が正であ
るか否かによって判断することができる。但し、このよ
うに線形関数σの値が正であるか否かによって排ガスの
空燃比がリーン側からリッチ側に変化する挙動状態であ
るか否かを判断するようにすると、状態量Ｘが超平面σ
＝０上から僅かに変化しただけで、排ガスの空燃比がリ
ーン側からリッチ側に変化する挙動状態であるか否かの
判断結果が変わってしまい、その判断結果に応じて前記
ゲイン係数a1,a2,b1の同定（更新）処理を安定して行う
上では好ましくない。
【０２５５】このため、本実施形態では、次式（５０）
により偏差出力VO2 の時系列データを用いて定義される
マネージメント関数γを導入し、
【０２５６】
【数５０】
【０２５７】このマネージメント関数γの係数m1,m2,m3
を、γ＝０により表されるマネージメント用超平面（こ
の場合は直線）が、前記図１３に示したように、スライ
ディングモード制御用の超平面σ＝０から若干上側（σ
＞０の領域）に存するように設定した。尚、本実施形態
では、線形関数σの係数s1を「１」に設定していること
に合わせて、マネージメント関数γの係数m1は「１」に
設定している。
【０２５８】このようなマネージメント関数γを導入す
ると、γ≧０となる状態では、確実に排ガスの空燃比が
リーン側からリッチ側に変化する挙動状態となり、この
挙動状態であるか否かの判断は、マネージメント関数γ
の値が正（「０」を含む）であるか否かによって安定し
て行うことができる。
【０２５９】前記ＳＴＥＰ５−６のマネージメント処理
は、上記のように定義されたマネージメント関数γを用
いて、Ｏ2 センサ６の偏差出力VO2 により示される排ガ
スの空燃比がリーン側からリッチ側に変化する挙動状
態、すなわち、同定器２５による前記ゲイン係数a1,a2,
b1の同定（更新）に好適な挙動状態であるか否かの判断
を行うものであり、その処理は具体的には次のように行
われる。
【０２６０】すなわち、図１４のフローチャートを参照
して、同定器２５は、前記ＳＴＥＰ３（図８参照）で取
得された最新の偏差出力VO2(k)と前回の制御サイクルに
おける偏差出力VO2(k-1)とを用いて、式（５０）により
マネージメント関数γの値を算出する（ＳＴＥＰ５−６
−１）。
【０２６１】次いで、同定器２５は、γ≧０であるか否
かを判断し（ＳＴＥＰ５−６−２）、γ≧０である場合
には、排ガスの空燃比がリーン側からリッチ側に変化す
る挙動状態であるか否かを示すフラグf/id/mngの値を
「１」に設定し（ＳＴＥＰ５−６−３）、γ＜０である
場合には、フラグf/id/mngの値を「０」に設定する（Ｓ
ＴＥＰ５−６−４）。
【０２６２】これにより、排ガスの空燃比がリーン側か
らリッチ側に変化する挙動状態であるか否か、すなわ
ち、同定器２５による前記ゲイン係数a1,a2,b1の同定
（更新）に好適な挙動状態であるか否かが、f/id/mngの
値により示されることとなる。
【０２６３】図１１の説明に戻って、同定器２５は、前
述のようにマネージメント処理を行った後、その処理に
おいて設定されるフラグf/id/mngの値を判断し（ＳＴＥ
Ｐ５−７）、f/id/mng＝１である場合、すなわち、触媒
装置３を通過した排ガスの空燃比がリーン側からリッチ
側に変化する挙動状態（ゲイン係数a1,a2,b1の同定（更
新）に好適な挙動状態）である場合には、前記同定誤差
id/e（離散系モデル上でのＯ2 センサの同定偏差出力VO
2 ハットと、実際の偏差出力VO2 との偏差。式（６）参
照）を算出し（ＳＴＥＰ５−８）、f/id/mng＝０である
場合には、前記同定誤差id/eの値を強制的に「０」とす
る（ＳＴＥＰ５−９）。
【０２６４】そして、同定器２５は、ＳＴＥＰ５−８あ
るいはＳＴＥＰ５−９で得られた同定誤差id/eと、前記
ＳＴＥＰ５−５で算出されたＫθとを用いて前記式
（７）により新たな同定ゲイン係数ベクトルΘ(k) 、す
なわち、新たな同定ゲイン係数a1(k) ハット，a2(k) ハ
ット，b1(k) ハットを算出する（ＳＴＥＰ５−１０）。
【０２６５】ここで、前記ＳＴＥＰ５−８における同定
誤差id/eは、基本的には、前記式（６）に従って算出す
ればよいのであるが、本実施形態では、例えば図１５
（ａ）にブロック図で示すように前記ＳＴＥＰ３（図８
参照）で制御サイクル毎に取得する偏差出力VO2 と、前
記ＳＴＥＰ５−４で制御サイクル毎に算出する同定偏差
出力VO2 ハットとにそれぞれ同一特性のフィルタリング
を施した上で、ＳＴＥＰ５−８における同定誤差id/eの
算出を行う。
【０２６６】すなわち、図１６を参照して、前記触媒装
置３を含む対象排気系Ｅの入力変化（ＬＡＦセンサ５の
出力KACTあるいは偏差出力kactの変化）に対する、該対
象排気系Ｅの出力変化（Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT あ
るいは偏差出力VO2 の変化）のゲインの周波数特性は、
一般に図に実線で示すように低周波数帯Ｃの周波数通過
特性を有するローパス特性となる。従って、Ｏ2 センサ
６の出力VO2/OUT （対象排気系Ｅの出力）を目標値VO2/
TARGETに制御すべく前記スライディングモード制御器２
７により目標空燃比KCMD（対象排気系Ｅの入力の目標
値）を決定する上では、上記低周波数帯Ｃを重視する必
要がある。
【０２６７】そして、スライディングモード制御器２７
は、基本的には、前述の通り同定器２５で前記式（７）
により同定した離散系モデルのゲイン係数a1,a2,b1、す
なわち同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットを
用いて目標空燃比KCMDを求めるものであるため、該同定
ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットにより定まる
離散系モデルの周波数特性も、実際の対象排気系Ｅの周
波数特性と同じような傾向の周波数特性（低周波数帯Ｃ
の周波数通過特性を有するローパス特性）となることが
好ましい。
【０２６８】一方、同定器２５による離散系モデルのゲ
イン係数a1,a2,b1の同定のための演算処理（式（７）〜
（９）を参照）は、対象排気系Ｅがローパス特性を有す
るため、例えば図１６に仮想線で示すように前記低周波
数帯Ｃよりも高周波側に重みを有する。このため、前記
同定偏差出力VO2 ハット及び偏差出力VO2 をそのまま用
いて求めた同定誤差id/eに応じて同定ゲイン係数a1ハッ
ト，a2ハット，b1ハットを求めるようにすると、その同
定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットにより定ま
る離散系モデルの周波数特性が、実際の対象排気系Ｅの
周波数特性と適合せず、前記低周波数帯Ｃ外での対象排
気系Ｅのゲイン特性を重視した特性となる。特に、該低
周波数帯Ｃにおける離散系モデルのゲインが実際の対象
排気系Ｅのゲインよりも小さなものとなりやすい。
【０２６９】そこで、本実施形態では、図１６に一点鎖
線で示すように低周波数帯Ｃに重みを有する特性（ロー
パス特性）のフィルタリングを、偏差出力VO2 と同定偏
差出力VO2 ハットとに施した上で、ＳＴＥＰ５−８にお
ける同定誤差id/eの算出を行う。
【０２７０】尚、このようなローパス特性のフィルタリ
ング処理は、前記ＳＴＥＰ３（図８）で取得する偏差出
力VO2 と前記ＳＴＥＰ５−４で算出する同定偏差出力VO
2 ハットとをそれぞれ時系列的に記憶保持しておき、該
偏差出力VO2 及び同定偏差出力VO2 ハットの時系列デー
タのそれぞれについて、制御サイクル毎に、現在から過
去に逆上った所定数のデータの加算平均あるいは重み付
き加算平均を算出することで行われる。これは、ディジ
タルフィルタの一手法で、一般に移動平均処理といわれ
る手法である。そして、ＳＴＥＰ５−８における同定誤
差id/eの算出は、上記のような移動平均処理で得られた
偏差出力VO2 のフィリタリング値から同定偏差出力VO2
ハットのフィルタリング値を減算することで行われる。
【０２７１】このようなフィルタリング処理を行うこと
によって、該同定誤差id/eから前記式（７）によって求
められる同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハット
により定まる離散系モデルの周波数特性を、例えば図１
７（ａ）に示すように、実際の対象排気系Ｅの周波数特
性と同じような傾向の周波数特性にすることができる。
【０２７２】この場合、本実施形態では、さらに、同図
１７（ａ）に示すように、離散系モデルの各周波数にお
けるゲインが対象排気系Ｅの各周波数におけるゲインよ
りも全体的に若干大きくなるように前記フィルタリング
の重み特性を設定しておく。このようにすることで、離
散系モデル及び対象排気系Ｅにおいて、ある出力変化
（具体的にはＯ2 センサ６の出力VO2/OUT を目標値VO2/
TARGETに一致させるような出力変化）を生ぜしめる入力
変化（ＬＡＦセンサ５の出力KACTあるいは偏差出力kact
の変化）は、離散系モデルの方が対象排気系Ｅよりも小
さくなる。このため、このような離散系モデルの同定ゲ
イン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットを用いて前記ス
ライディングモード制御器２７により対象排気系Ｅに与
えるべき入力として求められる前記ＳＬＤ操作入力ｕsl
は各周波数において、小さめの値となり、Ｏ2 センサ６
の出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの収束制御の安定
性を高めることができる。
【０２７３】尚、本実施形態では、図１７（ａ）のよう
に、離散系モデルの各周波数におけるゲインが対象排気
系Ｅの各周波数におけるゲインよりも全体的に若干大き
くなるように前記フィルタリングの重み特性を設定した
が、例えば図１７（ｂ）に示すように、前記低周波数帯
Ｃにおける離散系モデルのゲインの周波数特性が対象排
気系Ｅのゲインの周波数特性と略同一となり、且つ、低
周波数帯Ｃよりも高周波側の周波数帯では、図１７
（ａ）の場合と同様に、離散系モデルのゲインが対象排
気系Ｅのゲインよりも若干大きくなるように前記フィル
タリングの重み特性を設定しておくようにしてもよい。
【０２７４】このようにすると、低周波数帯Ｃよりも高
周波側（対象排気系Ｅのゲインが比較的小さい周波数
帯）では、図１７（ａ）の場合と同様にＯ2 センサ６の
出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの収束制御の安定性
が高まると同時に、その制御上重要な低周波数帯Ｃで
は、実際の対象排気系Ｅの特性に適合した前記ＳＬＤ操
作入力ｕslをスライディングモード制御器２７によって
求めることができ、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT の目標
値VO2/TARGETへの収束の迅速な追従性（速応性）を確保
することができる。
【０２７５】また、本実施形態では、前記図１５（ａ）
にブロック図で示したように、偏差出力VO2 と同定偏差
出力VO2 ハットとに前記フィルタリングを施した上で、
同定誤差id/eの算出を行うようにしたが、例えば図１５
（ｂ）に示すように、前記ＳＴＥＰ５−４で同定偏差出
力VO2 ハットを算出する前に、その算出に使用する偏差
出力kact，VO2 に同一特性のフィルタリングを施してお
き、それらのフィルタリング値から前記式（５）により
算出した同定偏差出力VO2 ハットと、先にフィルタリン
グを施した偏差出力VO2 のフィルタリング値とから同定
誤差id/eを算出するようにしてもよい。あるいは、図１
５（ｃ）に示すように偏差出力kact，VO2 をそのまま用
いて算出した同定偏差出力VO2 ハットと、偏差出力VO2
から前記式（６）をそのまま用いて同定誤差id/eを算出
した後に、該同定誤差id/eにフィルタリングを施すよう
にしてもよい。つまり、同定誤差id/eの算出に際しての
前述したようなフィルタリング処理は、結果的に偏差出
力VO2 と同定偏差出力VO2ハットとに同一特性のフィル
タリングが施されえていればよく、そのフィルタリング
処理のタイミングは、任意に選択することが可能であ
る。
【０２７６】図１１の説明に戻って、同定器２５は、同
定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハット（同定ゲイ
ン係数ベクトルΘ）を算出した後、その評価処理を行う
（ＳＴＥＰ５−１１）。この評価処理では、図１８のフ
ローチャートに示すように、同定器２５は、まず同定ゲ
イン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットのうち、同定ゲ
イン係数b1ハットの値が所定範囲内にあるか否かを判断
することで、同定器２５の同定処理の安定性を判断し
（ＳＴＥＰ５−１１−１）、同定ゲイン係数b1ハットの
値が所定範囲内にある場合には、さらに、前記ＳＴＥＰ
５−８で算出された同定誤差id/eの大きさが所定値ε0
以下の十分小さなものとなったか否か（id/eがほぼ
「０」に収束して、同定ゲイン係数a1ハット，a2ハッ
ト，b1ハットがほぼ確定した状態になったか否か）を判
断する（ＳＴＥＰ５−１１−３）。このとき、｜id/e｜
≦ε0 であれば、そのまま図１１のフローチャートの処
理に復帰する。
【０２７７】一方、ＳＴＥＰ５−１１−１の判断で、同
定ゲイン係数b1ハットの値が所定範囲内に無い場合に
は、同定器２５によるゲイン係数a1,a2,b1の同定処理が
不安定で、適正な同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，
b1ハットを求めることが困難な状態であると考えられる
ので、前記ＳＴＥＰ５−３の場合と同様に同定器２５の
初期化を行い（ＳＴＥＰ５−１１−２）、さらに、後述
のスライディングモード制御の安定性の判断の際に使用
するタイマカウンタｔm （カウントダウンタイマ）の値
を所定の初期値ＴM にセットする（タイマカウンタｔm
の起動。ＳＴＥＰ５−１１−４）。また、ＳＴＥＰ５−
１１−３の判断で、｜id/e｜＞ε0 である場合、すなわ
ち、同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットがま
だ十分に確定していない状態では、ＳＴＥＰ５−１１−
４の処理を行って、前記タイマカウンタｔm の値を初期
値ＴM にセットする（タイマカウンタｔm の起動）。
【０２７８】尚、本実施形態では、同定ゲイン係数a1ハ
ット，a2ハット，b1ハットのうち、同定ゲイン係数b1ハ
ットの値が所定範囲内にあるか否かにより同定器２５の
同定処理の安定性を判断したが、他の同定ゲイン係数a1
ハット，a2ハットについても同様の評価を行い、それら
の値が不適切なものである場合にも同定器２５の同定処
理が不安定であるとして、ＳＴＥＰ５−１１−２及びＳ
ＴＥＰ５−１１−４の処理を行うようにしてもよい。
【０２７９】図１１の説明に戻って、前述のように同定
ゲイン係数ベクトルΘの評価処理を行った後、同定器２
５は、前記ＳＴＥＰ５−６で設定されるフラグf/id/mng
の値を判断し（ＳＴＥＰ５−１２）、f/id/mng＝１であ
る場合、すなわち、触媒装置３を通過した排ガスの空燃
比がリーン側からリッチ側に変化する挙動状態（ゲイン
係数a1,a2,b1の同定（更新）に好適な挙動状態）である
場合には、次回の制御サイクルの処理のために前記行列
Ｐ(k) を前記式（９）により算出し（ＳＴＥＰ５−１
３）、図８のメインルーチンの処理に復帰する。また、
f/id/mng＝０である場合には、次回の制御サイクルの処
理の際に使用する前記行列Ｐ(k) を今現在の行列Ｐ(k-
1) に維持し（ＳＴＥＰ５−１４）、図８のメインルー
チンの処理に復帰する。
【０２８０】以上が図８のＳＴＥＰ５における同定器２
５の演算処理である。
【０２８１】図８のメインルーチン処理の説明に戻っ
て、前述の通り同定器２５の演算処理が行われた後、空
燃比操作量決定部１３はゲイン係数a1,a2,b1を決定する
（ＳＴＥＰ６）。この処理では、図１９のフローチャー
トに示すように、前記ＳＴＥＰ２で設定されたフラグf/
id/calの値が判断され（ＳＴＥＰ６−１）、f/id/cal＝
１である場合、すなわち、同定器２５によるゲイン係数
a1,a2,b1の同定処理を行った場合には、ゲイン係数a1,a
2,b1の値として、それぞれ前記ＳＴＥＰ５−１０（図１
１参照）で前述の通り同定器２５により求められた同定
ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットにそれぞれ所
定のスケーリング係数g1,g2,g3によりスケーリングを施
したものを設定する（ＳＴＥＰ６−２）。尚、本実施形
態ではスケーリング係数g1,g2,g3の値は、いずれも
「１」としている。
【０２８２】また、f/id/cal＝０である場合、すなわ
ち、同定器２５によるゲイン係数a1,a2,b1の同定処理を
行わなかった場合には、ゲイン係数a1,a2,b1の値をそれ
ぞれあらかじめ定めた所定値とする（ＳＴＥＰ６−
３）。
【０２８３】次いで、空燃比操作量決定部１３は、図８
のメインルーチンにおいて、前記推定器２６による演算
処理（推定偏差出力VO2 バーの算出処理）を行う（ＳＴ
ＥＰ７）。
【０２８４】この推定器２６の演算処理は図２０のフロ
ーチャートに示すように行われる。すなわち、推定器２
６は、前記ＳＴＥＰ６で決定されたゲイン係数a1,a2,b1
を用いて、前記式（１３）で使用する係数α1 ，α2 ，
βj （j=1 〜d ）を前述したように算出する（式（１
１）、（１２）参照）（ＳＴＥＰ７−１）。さらに、推
定器２６は、式（１３）で使用するＬＡＦセンサ５の偏
差出力kact（前記図８のＳＴＥＰ３で取得されたもの）
のフィルタリング処理（ローパス特性のフィルタリン
グ）を行った後（ＳＴＥＰ７−２）、その偏差出力kact
のフィルタリング値の時系列データと、Ｏ2 センサの偏
差出力VO2 の時系列データ（前記図８のＳＴＥＰ３で取
得されたもの）とＳＴＥＰ７−１で算出した係数α1 ，
α2 ，βj とを用いて前記式（１３）により、推定偏差
出力VO2(k+d)バー（今回の制御サイクルの時点から無駄
時間ｄ後の偏差出力VO2 の推定値）を算出する（ＳＴＥ
Ｐ７−３）。
【０２８５】ここで、前記ＳＴＥＰ７−２においてＬＡ
Ｆセンサ５の偏差出力kactのフィルタリングを行うのは
次の理由による。すなわち、前述したように触媒装置３
を含む対象排気系Ｅはローパス特性の周波数特性を有す
るため（図１６参照）、該対象排気系Ｅの出力としての
前記Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT を目標値VO2/TARGETに
制御する上では、前記低周波数帯Ｃ（図６参照）を重視
する必要がある。従って、スライディングモード制御器
２７が前記ＳＬＤ操作入力ｕslを決定するために用いる
推定偏差出力VO2 バーを前記式（１３）により求めるに
際しても、低周波数帯Ｃ（図６参照）を重視することが
好ましい。この場合、推定偏差出力VO2バーを求めるた
めに式（１３）で使用するＯ2 センサ６の偏差出力VO2
及びＬＡＦセンサ５の偏差出力kactのうち、偏差出力VO
2 は、対象排気系Ｅがローパス特性であるために、高周
波成分をほとんど含まないが、偏差出力kactは一般に高
周波成分も含みやすい。このために、本実施形態では、
ＬＡＦセンサ５の偏差出力kactのフィルタリング、すな
わち、偏差出力kactの高周波成分の除去を行った上で、
前記式（１３）により推定偏差出力VO2 バーを求めるよ
うにしている。
【０２８６】尚、上記のようなフィルタングは、前記同
定器２５におけるフィルタリングの場合と同様に、移動
平均処理によって行われる。
【０２８７】図８の説明に戻って、空燃比操作量決定部
１３は、次に、スライディングモード制御器２７によっ
て、前記ＳＬＤ操作入力ｕslを算出する（ＳＴＥＰ
８）。
【０２８８】このＳＬＤ操作入力ｕslの算出は、図２１
のフローチャートに示すように行われる。
【０２８９】すなわち、スライディングモード制御器２
７は、まず、前記ＳＴＥＰ８で推定器２により求められ
た推定偏差出力VO2 バーの時系列データ（詳しくは、今
回の制御サイクルで求められたVO2(k+d)バーと、前回の
制御サイクルで求められたVO2(k+d-1)バー）を用いて、
前記式（３５）により定義された線形関数σバーの今回
の制御サイクルから無駄時間ｄ後の値σ(k+d) バー（こ
れは、式（１４）で定義された線形関数σの無駄時間ｄ
後の推定値に相当する）を算出する（ＳＴＥＰ８−
１）。
【０２９０】次いで、スライディングモード制御器２７
は、上記ＳＴＥＰ８−１で制御サイクル毎に算出される
σ(k+d) バーを累積的に加算していく（前回の制御サイ
クルで求められた加算結果に今回の制御サイクルで算出
されたσ(k+d) を加算する）ことで、σ(k+d) バーの積
算値（これは式（３７）の右端の項に相当する）を算出
する（ＳＴＥＰ８−２）。尚、この場合、本実施形態で
は、σ(k+d) バーの積算値があらかじめ定めた所定範囲
内に収まるようにし、σ(k+d) バーの積算値が所定の上
限値又は下限値を超えた場合には、それぞれσ(k+d) バ
ーの積算値を該上限値又は下限値に制限するようにして
いる。これは、σ(k+d) バーの積算値の大きさが過大に
なると、前記式（３７）により求められる適応則入力ｕ
adp が過大となって、制御性が損なわれる虞れがあるか
らである。
【０２９１】次いで、スライディングモード制御器２７
は、前記図８のＳＴＥＰ６で決定されたゲイン係数b1の
リミット処理を次のように行う（ＳＴＥＰ８−３）。
【０２９２】すなわち、図２２のフローチャートを参照
して、スライディングモード制御器２７はゲイン係数b1
の大きさがあらかじめ定めた所定値ε1 よりも小さいか
否かを判断し（ＳＴＥＰ３−１）、｜b1｜≧ε1 である
場合には、そのまま図２１のフローチャートの処理に復
帰する。
【０２９３】一方、｜b1｜＜ε1 である場合（b1≒０の
場合）には、ゲイン係数b1の符号が正（b1＝０の場合を
含む）であるか否かに応じて、それぞれゲイン係数b1の
値をあらかじめ定めた正の所定値（≧ε1 ）及び負の所
定値（≦−ε1 ）に強制的に制限する。このように、ゲ
イン係数b1の大きさを制限して、該ゲイン係数b1が過小
なものとなるのを防止するのは、前記式（３４）、（３
６）、（３７）を参照して明らかなように、ゲイン係数
b1が、等価制御入力ｕeq、到達則入力ｕrch 及び適応則
入力ｕadp の算出する際に、分母項として使用するもの
であるため、該ゲイン係数b1の大きさが小さ過ぎると、
過大な等価制御入力ｕeq、到達則入力ｕrch 及び適応則
入力ｕadp が算出されてしまうからである。
【０２９４】尚、本実施形態では、ゲイン係数b1の値の
みを制限するようにしたが、他のゲイン係数a1,a2 の値
も制限するようにしてもよい。
【０２９５】図２１の説明に戻って、上記のようにゲイ
ン係数b1のリミット処理を行った後、スライディングモ
ード制御器２７は前記ＳＴＥＰ８で推定器２により求め
られた推定偏差出力VO2 バーの時系列データVO2(k+d)バ
ー，VO2(k+d-1)バーと、ＳＴＥＰ８−１及び８−２でそ
れぞれ求められた線形関数の値σ(k+d) バー及びその積
算値と、ＳＴＥＰ６で決定したゲイン係数a1ハット，a2
ハット及びＳＴＥＰ８−３で決定したゲイン係数b1ハッ
トとを用いて、前記式（３４）、（３６）、（３７）に
従って、それぞれ等価制御入力ｕeq、到達則入力ｕrch
及び適応則入力ｕadp を算出する（ＳＴＥＰ８−４）。
【０２９６】さらにスライディングモード制御器２７
は、ＳＴＥＰ８−４で求めた等価制御入力ｕeq、到達則
入力ｕrch 及び適応則入力ｕadp を加算することで、前
記ＳＬＤ操作入力ｕsl、すなわち、Ｏ2 センサ６の出力
VO2/OUT を目標値VO2/TARGETに収束させるために必要な
対象排気系Ｅへの入力（ＬＡＦセンサ５で検出される排
ガスの空燃比と基準値FLAF/BASE との偏差）を算出する
（ＳＴＥＰ８−５）。
【０２９７】図８に戻って、上記のようにＳＬＤ操作入
力ｕslを算出した後、空燃比操作量決定部１３は、スラ
イディングモード制御器２７による適応スライディング
モード制御の安定性の判別処理を行って、該適応スライ
ディングモード制御が安定であるか否かを示すフラグf/
sld/stb の値を設定する（ＳＴＥＰ８−６）。
【０２９８】この安定性の判別処理は図２３のフローチ
ャートに示すように行われる。
【０２９９】すなわち、空燃比操作量決定部１３は、ま
ず、前記ＳＴＥＰ８−１で算出される線形関数σバーの
今回値σ(k+d) バーと前回値σ(k+d-1) バーとの偏差Δ
σバー（これは線形関数のσバーの変化速度に相当す
る）を算出する（ＳＴＥＰ９−１）。
【０３００】次いで、空燃比操作量決定部１３は、ＳＴ
ＥＰ９−１で算出した偏差Δσバーと線形関数σバーの
今回値σ(k+d) バーとの積Δσバー・σ(k+d) バー（こ
れはσバーに関するリアプノフ関数σバー2 ／２の時間
微分関数に相当する）があらかじめ定めた所定値ε2
（≧０）以下であるか否かを判断する（ＳＴＥＰ９−
２）。
【０３０１】この場合、Δσバー・σ(k+d) バー＞ε2
となる状態は、σバー2 が増加する側で、前記推定偏差
出力VO2(k+d)，VO2(k+d-1)が前記超平面σ＝０から離間
する方向へ変移している状態であるので、適応スライデ
ィングモード制御が不安定（前記ＳＴＥＰ８で算出され
るＳＬＤ操作入力ｕslが不適切）であると考えられる。
このため、ＳＴＥＰ９−２の判断で、Δσバー・σ(k+
d) バー＞ε2 である場合には、適応スライディングモ
ード制御が不安定であるとして、同定器２５の初期化を
行うべく前記フラグf/id/resetの値を「１」に設定し
（ＳＴＥＰ９−４）、さらに、前記ＳＴＥＰ８で算出さ
れるＳＬＤ操作入力ｕslを用いた目標空燃比KCMDの決定
を所定時間、禁止するためにタイマカウンタｔm （カウ
ントダウンタイマ）の値を所定の初期値ＴM にセットす
る（タイマカウンタｔm の起動。ＳＴＥＰ９−５）。そ
して、前記フラグf/sld/stb の値を「０」（f/sld/stb
＝０は適応スライディングモード制御が不安定であるこ
とを示す）に設定する（ＳＴＥＰ９−６）。
【０３０２】尚、ＳＴＥＰ９−２の判断で使用する所定
値ε2 は理論上は「０」でよいが、確率的外乱の影響を
考慮すると、「０」よりも若干大きな値とすることが好
ましい。
【０３０３】一方、前記ＳＴＥＰ９−２の判断で、Δσ
バー・σ(k+d) バー≦ε2 である場合には、空燃比操作
量決定部１３は、線形関数σバーの今回値σ(k+d) バー
があらかじめ定めた所定範囲内にあるか否かを判断する
（ＳＴＥＰ９−３）。
【０３０４】この場合、線形関数σバーの今回値σ(k+
d) バーが、所定範囲内に無い状態は、前記推定偏差出
力VO2(k+d)，VO2(k+d-1)が前記超平面σ＝０から大きく
離間している状態であるので、適応スライディングモー
ド制御が不安定（前記ＳＴＥＰ８で算出されるＳＬＤ操
作入力ｕslが不適切）であると考えられる。このため、
ＳＴＥＰ９−２の判断で、線形関数σバーの今回値σ(k
+d) バーが、所定範囲内に無い場合には、適応スライデ
ィングモード制御が不安定であるとして、前述の場合と
同様に、ＳＴＥＰ９−５〜９−６の処理を行って、同定
器２５の初期化を行うべく前記フラグf/id/resetの値を
「１」に設定すると共に、タイマカウンタｔm を起動す
る。
【０３０５】また、ＳＴＥＰ９−３の判断で、線形関数
σバーの今回値σ(k+d) バーが、所定範囲内にある場合
には、空燃比操作量決定部１３は、前記タイマカウンタ
ｔmを所定時間Δｔm 分、カウントダウンし（ＳＴＥＰ
９−７）、さらに、該タイマカウンタｔm の値が「０」
以下であるか否か、すなわち、タイマカウンタｔm を起
動してから前記初期値ＴM 分の所定時間が経過したか否
かを判断する（ＳＴＥＰ９−８）。
【０３０６】このとき、ｔm ＞０である場合、すなわ
ち、タイマカウンタｔm が計時動作中でまだタイムアッ
プしていない場合は、ＳＴＥＰ９−２あるいはＳＴＥＰ
９−３の判断で適応スライディングモード制御が不安定
であると判断されてから、さほど時間を経過していない
状態で、適応スライディングモード制御が不安定なもの
となりやすいので、前記ＳＴＥＰ９−６の処理を行って
前記フラグf/sld/stb の値を「０」に設定する。
【０３０７】そして、ＳＴＥＰ９−８の判断でｔm ≦０
である場合、すなわち、タイマカウンタｔm がタイムア
ップしている場合には、適応スライディングモード制御
が安定であるとして、フラグf/sld/stb の値を「１」
（f/sld/stb ＝１は適応スライディングモード制御が安
定であることを示す）に設定する（ＳＴＥＰ９−９）。
【０３０８】尚、前記タイマカウンタｔm は、前記同定
器２５における同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1
ハットの前述の評価処理（前記図１８のフローチャート
の処理）において、前記同定誤差id/eが未収束状態で、
同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットがまだ十
分に確定していない場合でも起動される。このため、Ｓ
ＴＥＰ９−２あるいはＳＴＥＰ９−３の条件が満たされ
た場合であっても、ＳＴＥＰ９−８の判断でｔm ＞０と
なる場合があり、前記フラグf/sld/stb の値が「０」に
設定される。これは、同定ゲイン係数a1ハット，a2ハッ
ト，b1ハットがまだ十分に確定していない段階では、該
同定ゲイン係数a1ハット，a2ハット，b1ハットを用いた
適応スライディングモード制御が不安定なものとなり易
いからである。
【０３０９】以上のような処理によって、スライディン
グモード制御器２７による適応スライディングモード制
御の安定性が判断され、不安定であると判断した場合に
は、フラグf/sld/stb の値が「０」に設定され、安定で
あると判断した場合には、フラグf/sld/stb の値が
「１」に設定される。
【０３１０】尚、本実施形態では、適応スライディング
モード制御の安定性の判断は、基本的には、前記ＳＴＥ
Ｐ９−２及び９−３の条件判断で行うようにしたが、い
ずれか一方の条件判断で行うようにしてもよく、あるい
は、線形関数σバーの変化速度に相当する前記偏差Δσ
バーの大きさ（絶対値）を所定値と比較することで、適
応スライディングモード制御の安定性の判断を行うよう
にすることも可能である。
【０３１１】図８に戻って、上記のようにスライディン
グモード制御器２７による適応スライディングモード制
御の安定性を示すフラグf/sld/stb の値を設定した後、
空燃比操作量決定部１３は、フラグf/sld/stb の値を判
断する（ＳＴＥＰ１０）。このとき、f/sld/stb ＝１で
ある場合、すなわち、適応スライディングモード制御が
安定であると判断された場合には、スライディングモー
ド制御器２７によって、前記ＳＴＥＰ８で算出されたＳ
ＬＤ操作入力ｕslのリミット処理が行われる（ＳＴＥＰ
１１）。このリミット処理では、ＳＬＤ操作入力ｕslの
値や、その値の変化幅が所定範囲に制限され、ＳＴＥＰ
８で算出されたＳＬＤ操作入力ｕslの今回値ｕsl(k) が
所定の上限値又は下限値を超えている場合には、それぞ
れ、ＳＬＤ操作入力ｕslの値が強制的に該上限値又は下
限値に設定される。また、ＳＴＥＰ８で算出されたＳＬ
Ｄ操作入力ｕslの今回値ｕsl(k) の前回値ｕsl(k-1) か
らの変化量が所定量を超えている場合には、ＳＬＤ操作
入力ｕslの値が強制的に前回値ｕsl(k-1) に該所定量を
加えた値に設定される。
【０３１２】そして、空燃比操作量決定部１３は、上記
のようなＳＬＤ操作入力ｕslのリミット処理の後、スラ
イディングモード制御器２７によって、前記式（３８）
に従って前記目標空燃比KCMDを算出せしめ（ＳＴＥＰ１
３）、今回の制御サイクルの処理終了する。
【０３１３】また、前記ＳＴＥＰ１０の判断でf/sld/st
b ＝０である場合、すなわち、適応スライディングモー
ド制御が不安定であると判断された場合には、空燃比操
作量決定部１３は、今回の制御サイクルにおけるＳＬＤ
操作入力ｕslの値を強制的に所定値（固定値あるいはＳ
ＬＤ操作入力ｕslの前回値）に設定した後（ＳＴＥＰ１
２）、スライディングモード制御器２７によって、前記
式（３８）に従って前記目標空燃比KCMDを算出せしめ
（ＳＴＥＰ１３）、今回の制御サイクルの処理終了す
る。
【０３１４】尚、ＳＴＥＰ１３で最終的に決定される目
標空燃比KCMDは、制御サイクル毎に図示しないメモリに
時系列的に記憶保持される。そして、前記大局的フィー
ドバック制御器１７等が、空燃比操作量決定部１３で決
定された目標空燃比KCMDを用いるに際しては（図６のＳ
ＴＥＰｆを参照）、上記のように時系列的に記憶保持さ
れた目標空燃比KCMDの中から最新のものが選択される。
【０３１５】以上説明した内容が本実施形態の装置の詳
細な作動である。
【０３１６】すなわち、その作動を要約すれば、基本的
には空燃比操作量決定部１３によって、触媒装置３の下
流側のＯ2 センサ６の出力VO2/OUT （これは対象排気系
Ｅの出力に相当する）を目標値VO2/TARGETに収束（整
定）させるように、触媒装置３に進入する排ガスの目標
空燃比KCMD（これは、対象排気系Ｅの目標入力に相当す
る）が逐次決定され、この目標空燃比KCMDに従って、対
象排気系Ｅへの入力（排ガスの空燃比）を生成するエン
ジン１の燃料供給量が該目標空燃比KCMD及び触媒装置３
の上流側のＬＡＦセンサ５の出力KACTに基づきフィード
バック制御される。そして、上記のように触媒装置３の
下流側のＯ2 センサ６の出力VO2/OUT を目標値VO2/TARG
ETに整定させることで、触媒装置３の経時劣化等によら
ずに、触媒装置３の最適な排ガス浄化性能を確保するこ
とができる。
【０３１７】この場合、空燃比操作量決定部１３は、本
来的に外乱等の影響を受けにくいという特性を有するス
ライディングモード制御を用い、特に外乱等の影響を極
力排除するための適応則を付加した適応スライディング
モード制御を用いて前記目標空燃比KCMD（対象排気系Ｅ
の目標入力）を決定するため、Ｏ2 センサ６の出力VO2/
OUT （対象排気系Ｅの出力）を目標値VO2/TARGETに整定
させる上で的確な目標空燃比KCMDを外乱等の影響を極力
抑えて安定して求めることができ、ひいては、Ｏ2 セン
サ６の出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの制御を安定
して精度よく行うことができる。
【０３１８】また、空燃比操作量決定部１３のスライデ
ィングモード制御器２７が適応スライディングモード制
御により目標空燃比KCMDを決定するに際しては、推定器
２６により求められた推定偏差出力VO2 、すなわち対象
排気系Ｅの無駄時間ｄ後のＯ2 センサ６の偏差出力VO2
の推定値を用い、その推定偏差出力VO2 により示される
無駄時間ｄ後のＯ2 センサ６の出力VO2/OUT （対象排気
系Ｅの出力）の推定値を目標値VO2/TARGETに収束させる
ように目標空燃比KCMD（対象排気系Ｅの目標入力）が決
定される。このため、対象排気系Ｅに存する無駄時間ｄ
の影響が補償（排除）され、これによっても、Ｏ2 セン
サ６の出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの収束制御の
安定性を高めることができる。
【０３１９】さらに、本実施形態では、スライディング
モード制御器２７により制御すべき状態量Ｘとして、Ｏ
2 センサ６の偏差出力VO2 の現在以前の時系列データVO
2(k)，VO2(k-1)（より詳しくは、Ｏ2 センサ６の推定偏
差出力VO2 バーの最新値以前の時系列データVO2(k+d)バ
ー，VO2(k+d-1)バー）を用いることで、スライディング
モード制御器２７の演算処理を対象排気系Ｅの離散系モ
デル上で構築することができ、スライディングモード制
御器２７の演算処理を離散時間的なコンピュータ処理に
適した簡素なものとすることができる。
【０３２０】さらに、上記のようにスライディングモー
ド制御器２７の演算処理のために対象排気系Ｅの離散系
モデルを用いることで、該離散系モデルの設定すべきパ
ラメータとしての前記ゲイン係数a1,a2,b1を、本実施形
態のような同定器２５を用いてリアルタイムで同定し
て、離散系モデルの実際の対象排気系Ｅに対するモデル
化誤差を実際の対象排気系Ｅの挙動状態に則して最小限
に留めることができる。そして、該同定器２５で同定し
たゲイン係数a1,a2,b1を用いてスライディングモード制
御器２７の演算処理を行って目標空燃比KCMD（対象排気
系Ｅの目標入力）を決定することで、Ｏ2 センサ６の出
力VO2/OUT を目標値VO2/TARGETに収束制御する上で、的
確な目標空燃比KCMDを対象排気系Ｅの実際の挙動状態に
則して決定することができ、ひいては、Ｏ2 センサ６の
出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの収束制御の精度を
高めることができる。特に、スライディングモード制御
器２７により制御すべき状態量Ｘが前記超平面σ＝０に
収束していない段階でのモデル化誤差の影響が極力抑え
られるため、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT の目標値VO2/
TARGETへの収束制御の安定性を高めることができる。
【０３２１】また、前記推定器２６にあっても、対象排
気系Ｅの離散系モデルを用いて演算処理を行うことで、
その演算処理をコンピュータ処理に適した簡素なものと
することができる。そして、前記同定器２５によりリア
ルタイムで同定された離散系モデルのゲイン係数a1,a2,
b1を用いて推定器２５の演算処理を行うことで、対象排
気系Ｅの無駄時間ｄ後のＯ2 センサ６の出力VO2/OUT の
推定値を表す前記推定偏差出力VO2 バーの精度を高める
ことができ、このような推定偏差出力VO2 バーを用いて
スライディングモード制御器２７により目標空燃比KCMD
を決定することで、無駄時間ｄの影響を確実に排除し
て、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへ
の収束制御を行うことができる。
【０３２２】また、本実施形態では、同定器２５による
離散系モデルのゲイン係数a1,a2,b1の同定処理に際し
て、その処理に用いる前記同定偏差出力VO2 ハット（こ
れは対象排気系Ｅの離散系モデル上での出力に相当す
る）と、前記偏差出力VO2 （これは対象排気系Ｅの実際
の出力の相当する）とに、対象排気系Ｅの入力変化に対
する出力変化のゲインが比較的大きなものとなる周波数
帯（図１６の低周波数帯Ｃ）に重みを有するフィリタリ
ングを施すことによって、離散系モデルの周波数特性が
実際の対象排気系Ｅの周波数特性に適合するように前記
同定ゲイン係数a1ハット、a2ハット、b1ハットを算出す
ることができる。そして、このような同定ゲイン係数a1
ハット、a2ハット、b1ハットを用いてスライディングモ
ード制御器２７によって目標空燃比KCMDを決定すると共
に推定器２６による推定偏差出力VO2バーの算出処理を
行うことで、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT を目標値VO2/
TARGETに収束制御する上で重要な周波数帯における制御
性を高めることができる。また、上記のフィルタリング
の重み特性を適切に設定することで、Ｏ2 センサ６の出
力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの収束制御の安定性
や、速応性を高めることができる。
【０３２３】また、本実施形態では、Ｏ2 センサ６の偏
差出力VO2 により把握される対象排気系Ｅの出力の挙動
状態が、触媒装置３を通過した排ガスの空燃比（これは
Ｏ2センサ６の出力VO2/OUT に相当する）がリーン側か
らリッチ側に変化する挙動状態、すなわち、ゲイン係数
a1,a2,b1の同定（更新）に好適な特定の挙動状態である
場合において、離散系モデルのゲイン係数a1,a2,b1の同
定処理を行うようにしているため、スライディングモー
ド制御器２７による目標空燃比KCMDの決定処理や推定器
２６による推定偏差出力VO2 バーの算出処理を的確に行
う上で好適な同定ゲイン係数a1ハット、a2ハット、b1ハ
ットを算出することができ、ひいては、Ｏ2 センサ６の
出力VO2/OUT の目標値VO2/TARGETへの収束制御を確実に
行うことができる。
【０３２４】また、本実施形態では、同定器２５による
同定処理の安定性やスライディングモード制御器２７に
よる適応スライディングモード制御の安定性を判断し、
それらが不安定と判断される場合に、同定器２５の初期
化を行うため、不適正な同定ゲイン係数a1ハット、a2ハ
ット、b1ハットを用いて、スライディングモード制御器
２７により不適正な目標空燃比KCMDが決定されたり、推
定器２６により不適正な推定偏差出力VO2 バーが算出さ
れたりするような事態を回避することができる。
【０３２５】また、本実施形態では、スライディングモ
ード制御器２７による適応スライディングモード制御が
不安定であると判断された場合や、その判断後、前記タ
イマカウンタｔm の初期値ＴM 分の所定時間が経過する
までは、前記ＳＬＤ操作入力ｕslを所定値として目標空
燃比KCMDを決定するため、Ｏ2 センサ６の出力VO2/OUT
が異常な状態に制御されるような事態を確実に排除する
ことができる。
【０３２６】尚、本発明は、前述した本実施形態に限定
されるものではなく、例えば次のような変形態様も可能
である。
【０３２７】すなわち、本実施形態では、第２排ガスセ
ンサとして、ＬＡＦセンサ（広域空燃比センサ）５を用
いたが、第２排気ガスセンサは排ガスの空燃比を検出で
きるものであれば、通常のＯ2 センサ等、他の形式のセ
ンサを用いてもよい。
【０３２８】また、本実施形態では、第１排ガスセンサ
としてＯ2 センサ６を用いたが、第１排ガスセンサは、
制御すべき触媒装置下流の排ガスの特定成分の濃度を検
出できるセンサであれば、他のセンサを用いてもよい。
すなわち、例えば触媒装置下流の排ガス中の一酸化炭素
（ＣＯ）を制御する場合はＣＯセンサ、窒素酸化物（Ｎ
ＯX ）を制御する場合にはＮＯX センサ、炭化水素（Ｈ
Ｃ）を制御する場合にはＨＣセンサを用いる。三元触媒
装置を使用した場合には、上記のいずれのガス成分の濃
度を検出するようにしても、触媒装置の浄化性能を最大
限に発揮させるように制御することができる。また、還
元触媒装置や酸化触媒装置を用いた場合には、浄化した
いガス成分を直接検出することで、浄化性能の向上を図
ることができる。
【０３２９】また、本実施形態では、対象排気系Ｅの離
散系モデルや、同定器２５、推定器２６、スライディン
グモード制御器２７の演算処理において、ＬＡＦセンサ
５の偏差出力kactやＯ2 センサ６の偏差出力VO2 を用い
たが、ＬＡＦセンサ５の出力KACTやＯ2 センサ６の出力
VO2/OUT をそのまま用いて、対象排気系Ｅの離散系モデ
ルを構築したり、同定器２５、推定器２６、スライディ
ングモード制御器２７の演算処理を行うようにしてもよ
い。但し、離散系モデルの簡素化や同定器２５、推定器
２６、スライディングモード制御器２７の演算処理の簡
素化を図る上では、本実施形態のように偏差出力kact，
VO2 を用いることが好ましい。また、この場合におい
て、偏差出力kact（＝KACT−FLAF/BASE ）に係わる前記
基準値FLAF/BASE は必ずしも一定値とする必要はなく、
該基準値FLAF/BASE をエンジン１の回転数NEや吸気圧PB
等に応じて適宜設定するようにしてもよい。
【０３３０】また、本実施形態では、空燃比操作量決定
部１３により決定する操作量を触媒装置３に進入する排
ガスの目標空燃比KCMD（対象排気系Ｅの目標入力）と
し、その目標空燃比KCMDに従ってエンジン１の燃料供給
量をフィードバック制御するようにしたが、例えばエン
ジン１の燃料供給量の補正量を空燃比操作量決定部１３
により決定するようにすることも可能であり、また、目
標空燃比KCMDからフィードフォワード的にエンジン１の
燃料供給量を制御するようにすることも可能である。
【０３３１】また、本実施形態では、スライディングモ
ード制御器２７は、外乱の影響を考慮した適応則を有す
る適応スライディングモード制御を用いたが、該適応則
を省略した一般のスライディングモード制御を用いるよ
うにしてもよい。
【０３３２】また、本実施形態では、スライディングモ
ード制御器２７は、制御すべき状態量を二つの偏差出力
VO2(k)，VO2(k-1)としたが、さらに多くの偏差出力（例
えばVO2(k)，VO2(k-1)，VO2(k-2)等）を制御すべき状態
量として用いるようにしてもよい。
【０３３３】また、本実施形態では、適応スライディン
グモード制御が不安定であると判断した場合に、前記Ｓ
ＬＤ操作入力ｕslを強制的に所定値とし、従って、目標
空燃比KCMDも所定値となるようにしたが、適応スライデ
ィングモード制御が不安定であると判断した場合に、例
えばＰＩＤ制御器等、空燃比操作量決定部１３とは別に
備えた制御器を用いて、暫定的にＯ2 センサ６の出力VO
2/OUT が目標値VO2/TARGETに収束するように目標空燃比
KCMDを決定するようにしてもよい。
【０３３４】また、本実施形態では、推定器２６による
演算処理とスライディングモード制御器２７の演算処理
とを、前記式（１）により表される対象排気系Ｅの同一
の離散系モデルに基づいて行うようにしたが、推定器２
６とスライディングモード制御器２７とで各別の離散系
モデルに基づいて演算処理を行うようにしてもよい。さ
らにこの場合、スライディングモード制御器２７による
演算処理は、対象排気系Ｅの連続系モデルに基づいて行
うようにしてもよい。
【０３３５】さらに、本実施形態では、空燃比操作量決
定部１３は、スライディングモード制御を用いて目標空
燃比KCMDを決定するものを示したが、ＰＩＤ制御器や適
応制御器等、他の制御手法の制御器を用いて、前記推定
器２６により求めた推定偏差出力VO2 バーにより示され
るＯ2 センサ６の出力VO2/OUT の無駄時間ｄ後の推定値
を目標値VO2/TARGETに収束させるように目標空燃比KCMD
を決定するようにしてもよい。
【０３３６】また、本実施形態では、離散系モデルのゲ
イン係数a1,a2,b1を同定器２５によって同定するように
したが、その同定を行わずに、ゲイン係数a1,a2,b1をあ
らかじめ定めた所定値に保持したり、エンジン１の運転
状態や触媒装置３の劣化状態等に応じてマップ等を用い
てゲイン係数a1,a2,b1を適宜設定するようにしてもよ
い。
【０３３７】また、本実施形態では、対象排気系Ｅの無
駄時間ｄをあらかじめ定めた値に設定したが、ゲイン係
数a1,a2,b1と共に該無駄時間ｄを同定するようにするこ
とも可能である。
【０３３８】また、本実施形態では、同定器２５による
ゲイン係数a1,a2,b1の同定を触媒装置３を通過した排ガ
スの空燃比がリーン側からリッチ側に変化する挙動状態
において行うようにしたが、該空燃比がリッチ側からリ
ーン側に変化する挙動状態において同定を行うようにし
てもよく、さらには、該挙動状態を区別することなく任
意の挙動状態において、逐次ゲイン係数a1,a2,b1の同定
を行ったり、あるいは排ガスの空燃比がリーン側からリ
ッチ側に変化する挙動状態と排ガスの空燃比がリッチ側
からリーン側に変化する挙動状態とで各別にゲイン係数
a1,a2,b1の同定を行うようにしてもよい。このような場
合には、推定器２６とスライディングモード制御器２７
とで用いるゲイン係数a1,a2,b1は、同定器２５で実際に
今回の制御サイクルで同定したゲイン係数を用いること
となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の内燃機関の排気系の空燃比制御装置の
一実施形態の全体的システム構成図。
【図２】図１の装置で使用するＯ2 センサの出力特性
図。
【図３】図１の装置の空燃比操作量決定部の基本構成を
示すブロック図。
【図４】図１の装置で用いるスライディングモード制御
を説明するための説明図。
【図５】図１の装置の適応制御器の基本構成を示すブロ
ック図。
【図６】図１の装置のエンジンの燃料制御に係わる処理
を説明するためのフローチャート。
【図７】図６のフローチャートにおけるサブルーチン処
理を説明するためのフローチャート。
【図８】図１の装置の空燃比操作量決定部の全体的処理
を説明するためのフローチャート。
【図９】図８のフローチャートのサブルーチン処理を説
明するためのフローチャート。
【図１０】図８のフローチャートのサブルーチン処理を
説明するためのフローチャート。
【図１１】図８のフローチャートのサブルーチン処理を
説明するためのフローチャート。
【図１２】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するための説明図。
【図１３】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するための説明図。
【図１４】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するためのフローチャート。
【図１５】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するための説明図。
【図１６】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するための説明図。
【図１７】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するための説明図。
【図１８】図１１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するためのフローチャート。
【図１９】図８のフローチャートのサブルーチン処理を
説明するためのフローチャート。
【図２０】図８のフローチャートのサブルーチン処理を
説明するためのフローチャート。
【図２１】図８のフローチャートのサブルーチン処理を
説明するためのフローチャート。
【図２２】図２１のフローチャートのサブルーチン処理
を説明するためのフローチャート。
【図２３】図８のフローチャートのサブルーチン処理を
説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
１…エンジン（内燃機関）、３…触媒装置、Ｅ…対象排
気系、５…広域空燃比センサ（第２排ガスセンサ）、６
…Ｏ2 センサ（第１排ガスセンサ）、１３…空燃比操作
量決定部、１５…フィードバック制御部、１８…適応制
御器、２５…同定器、２６…推定器、２７…スライディ
ングモード制御器。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０５Ｂ 21/02 Ｇ０５Ｂ 21/02 Ｚ

Claims (11)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】内燃機関の排気系に設けられた触媒装置の
    下流側に該触媒装置を通過した前記内燃機関の排ガス中
    の特定成分の濃度を検出すべく設けられた第１の排ガス
    センサを備え、前記第１の排ガスセンサの出力が所定の
    目標値になるように前記触媒装置に進入する前記内燃機
    関の排ガスの空燃比を制御する内燃機関の排気系の空燃
    比制御装置において、 前記触媒装置の上流側に該触媒装置に進入する前記内燃
    機関の排ガスの空燃比を検出すべく設けられた第２の排
    ガスセンサと、 該第２の排ガスセンサから前記第１の排ガスセンサまで
    の前記触媒装置を含む排気系を対象として該対象排気系
    の応答遅れに係わる要素と該対象排気系が有する無駄時
    間に係わる要素とを含めて該対象排気系を離散系でモデ
    ル化して成る離散系モデルにおいて、前記第１の排ガス
    センサ及び第２の排ガスセンサの出力のそれぞれを示す
    データに基づき前記無駄時間後の該第１の排ガスセンサ
    の出力の推定値を示すデータを生成する推定手段と、該
    推定手段により生成されたデータにより示される前記無
    駄時間後の該第１の排ガスセンサの出力の推定値に基づ
    いて前記触媒装置に進入する前記内燃機関の排ガスの空
    燃比を規定する操作量を決定する空燃比操作量決定手段
    とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気系の空燃比
    制御装置。
  2. 【請求項２】前記空燃比操作量決定部は、前記推定手段
    により生成されたデータにより示される前記無駄時間後
    の前記第１の排ガスセンサの出力の推定値が前記目標値
    になるように前記操作量を決定することを特徴とする請
    求項１記載の内燃機関の排気系の空燃比制御装置。
  3. 【請求項３】前記第１の排ガスセンサの出力を示すデー
    タは、該第１の排ガスセンサの出力と前記目標値との偏
    差であると共に、前記第２の排ガスセンサの出力を示す
    データは、該第２の排ガスセンサの出力と所定の基準値
    との偏差であり、前記推定手段が生成する前記無駄時間
    後の前記第１の排ガスセンサの出力の推定値を示すデー
    タは、該第１の排ガスセンサの出力の推定値と前記目標
    値との偏差であることを特徴とする請求項１又は２記載
    の内燃機関の排気系の空燃比制御装置。
  4. 【請求項４】前記第１の排ガスセンサ及び第２の排ガス
    センサのそれぞれの出力を示すデータに基づき前記離散
    系モデルの設定すべきパラメータを同定する同定手段を
    備え、前記推定手段は、該同定手段により同定されたパ
    ラメータを用いて前記第１の排ガスセンサの出力の推定
    値を示すデータを生成することを特徴とする請求項１乃
    至３のいずれかに記載の内燃機関の排気系の空燃比制御
    装置。
  5. 【請求項５】前記同定手段により同定する前記パラメー
    タは、前記離散系モデルの前記応答遅れに係わる要素の
    ゲイン係数と前記無駄時間に係わる要素のゲイン係数と
    を含むことを特徴とする請求項４記載の内燃機関の排気
    系の空燃比制御装置。
  6. 【請求項６】前記空燃比操作量決定手段は、前記無駄時
    間後の前記第１の排ガスセンサの出力の推定値を示すデ
    ータからスライディングモード制御を用いて前記操作量
    を決定することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか
    に記載の内燃機関の排気系の空燃比制御装置。
  7. 【請求項７】前記空燃比操作量決定手段は、外乱の影響
    もしくはモデル化誤差を考慮した適応スライディングモ
    ード制御を用いて前記操作量を決定することを特徴とす
    る請求項６記載の内燃機関の排気系の空燃比制御装置。
  8. 【請求項８】前記空燃比操作量決定手段が決定する操作
    量は前記触媒装置に進入する前記排ガスの目標空燃比で
    あり、前記第２の排ガスセンサによる検出空燃比が前記
    目標空燃比になるように前記内燃機関への燃料供給量を
    フィードバック制御するフィーバック制御手段を備えた
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内
    燃機関の排気系の空燃比制御装置。
  9. 【請求項９】前記フィードバック制御手段は、漸化式形
    式の制御器により構成されていることを特徴とする請求
    項８記載の内燃機関の排気系の空燃比制御装置。
  10. 【請求項１０】前記漸化式形式の制御器は適応制御器で
    あることを特徴とする請求項９記載の内燃機関の排気系
    の空燃比制御装置。
  11. 【請求項１１】前記推定手段に与える前記第２の排ガス
    センサの出力に所定の低周波数帯に重みを有するローパ
    ス特性のフィルタリングを施す手段を備えたことを特徴
    とする請求項１乃至１０のいずれかに記載の内燃機関の
    排気系の空燃比制御装置。
JP25114097A 1997-09-16 1997-09-16 内燃機関の排気系の空燃比制御装置 Expired - Lifetime JP3354088B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25114097A JP3354088B2 (ja) 1997-09-16 1997-09-16 内燃機関の排気系の空燃比制御装置
US09/153,156 US6079205A (en) 1997-09-16 1998-09-15 Plant control system
EP98307499A EP0908801B1 (en) 1997-09-16 1998-09-16 Plant control system
DE69833840T DE69833840T2 (de) 1997-09-16 1998-09-16 Anlagesteuersystem

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP25114097A JP3354088B2 (ja) 1997-09-16 1997-09-16 内燃機関の排気系の空燃比制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH1193740A true JPH1193740A (ja) 1999-04-06
JP3354088B2 JP3354088B2 (ja) 2002-12-09

Family

ID=17218276

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP25114097A Expired - Lifetime JP3354088B2 (ja) 1997-09-16 1997-09-16 内燃機関の排気系の空燃比制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6079205A (ja)
EP (1) EP0908801B1 (ja)
JP (1) JP3354088B2 (ja)
DE (1) DE69833840T2 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000004282A1 (fr) * 1998-07-17 2000-01-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Procede d'appreciation des deteriorations d'un dispositif catalyseur pour la regulation des gaz d'emission
US6230486B1 (en) 1998-12-17 2001-05-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Plant control system
US6266605B1 (en) 1998-12-17 2001-07-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Plant control system
US6351943B1 (en) 2000-02-02 2002-03-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus for exhaust gas from internal combustion engine
EP1229232A2 (en) 2001-02-01 2002-08-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for and method of controlling plant
WO2002086630A1 (fr) * 2001-04-20 2002-10-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Appareil de commande d'equipement
WO2021229873A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 日立Astemo株式会社 内燃機関制御装置

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3655145B2 (ja) 1999-10-08 2005-06-02 本田技研工業株式会社 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
JP3655146B2 (ja) 1999-10-08 2005-06-02 本田技研工業株式会社 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
JP3688533B2 (ja) 1999-11-12 2005-08-31 本田技研工業株式会社 排ガス浄化用触媒装置の劣化状態評価方法
JP3782269B2 (ja) 1999-11-12 2006-06-07 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3967524B2 (ja) * 1999-12-22 2007-08-29 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US6382198B1 (en) * 2000-02-04 2002-05-07 Delphi Technologies, Inc. Individual cylinder air/fuel ratio control based on a single exhaust gas sensor
US6636783B2 (en) * 2001-06-05 2003-10-21 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for throttle valve actuating device
EP1403491B1 (en) * 2001-06-19 2006-03-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Device, method, and program recording medium for control of air-fuel ratio of internal combustion engine
JP4490000B2 (ja) * 2001-06-19 2010-06-23 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3922980B2 (ja) * 2001-07-25 2007-05-30 本田技研工業株式会社 制御装置
JP3686377B2 (ja) * 2002-01-23 2005-08-24 本田技研工業株式会社 プラントの制御装置
JP3824983B2 (ja) * 2002-09-04 2006-09-20 本田技研工業株式会社 リーン運転の際に同定器の演算を停止する内燃機関の空燃比制御装置
US20050182500A1 (en) * 2004-02-17 2005-08-18 Continuous Control Solutions, Inc. Time delay definition
US7499763B2 (en) * 2005-07-20 2009-03-03 Fuel And Furnace Consulting, Inc. Perturbation test method for measuring output responses to controlled process inputs
US7451004B2 (en) * 2005-09-30 2008-11-11 Fisher-Rosemount Systems, Inc. On-line adaptive model predictive control in a process control system
JP4286880B2 (ja) * 2007-04-25 2009-07-01 本田技研工業株式会社 制御パラメータを探索するためのプログラム
US8401676B2 (en) * 2010-08-18 2013-03-19 International Business Machines Corporation Performance improvement of signal transformation schemes for ultra-fast scanning
JP5400743B2 (ja) 2010-10-18 2014-01-29 本田技研工業株式会社 制御装置
RU2457528C1 (ru) * 2011-07-20 2012-07-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский государственный индустриальный университет" Система регулирования объекта с рециклом
US10227940B2 (en) * 2012-07-17 2019-03-12 Honda Motor Co., Ltd. Control device for internal combustion engine
US8901871B2 (en) 2012-10-26 2014-12-02 Woodward Hrt, Inc. Robust controller for electro-mechanical actuators employing sliding and second control modes
DE102013220117B3 (de) * 2013-10-04 2014-07-17 Continental Automotive Gmbh Vorrichtung zum Betreiben einer Brennkraftmaschine
US11703007B2 (en) * 2019-04-26 2023-07-18 Nissan Motor Co., Ltd. Control method of engine system, and engine system

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2551038B2 (ja) * 1987-10-22 1996-11-06 日本電装株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US5269271A (en) * 1991-06-10 1993-12-14 Nippondenso Co., Ltd. Apparatus for controlling speed of internal combustion engine
JP3065127B2 (ja) * 1991-06-14 2000-07-12 本田技研工業株式会社 酸素濃度検出装置
JP2678985B2 (ja) * 1991-09-18 1997-11-19 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの空燃比制御装置
JP3135680B2 (ja) * 1992-05-19 2001-02-19 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの空燃比制御装置
CA2096382C (en) 1992-05-19 1998-05-05 Ken Ogawa Air-fuel ratio control system for internal combustion engines
EP0959236B1 (en) * 1992-07-03 2004-04-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel metering control system and cylinder air flow estimation method in internal combustion engine
US5539638A (en) * 1993-08-05 1996-07-23 Pavilion Technologies, Inc. Virtual emissions monitor for automobile
JP3316955B2 (ja) * 1993-08-20 2002-08-19 株式会社デンソー 内燃機関の制御装置
JP3162553B2 (ja) * 1993-09-13 2001-05-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比フィードバック制御装置
JP3162585B2 (ja) * 1993-09-13 2001-05-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比検出装置
JP3325392B2 (ja) * 1994-07-06 2002-09-17 本田技研工業株式会社 内燃エンジンの燃料噴射制御装置
JP3269945B2 (ja) * 1994-08-12 2002-04-02 本田技研工業株式会社 内燃機関の燃料噴射制御装置
US5590638A (en) * 1994-10-20 1997-01-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel metering control system for internal combustion engine
US5787868A (en) * 1994-12-30 1998-08-04 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel metering control system for internal combustion engine
JP3422393B2 (ja) * 1995-02-24 2003-06-30 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
US5623913A (en) * 1995-02-27 1997-04-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Fuel injection control apparatus
JP3261038B2 (ja) * 1996-04-05 2002-02-25 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3300598B2 (ja) * 1996-04-05 2002-07-08 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3373724B2 (ja) * 1996-04-05 2003-02-04 本田技研工業株式会社 内燃機関の空燃比制御装置
JP3299109B2 (ja) * 1996-04-05 2002-07-08 本田技研工業株式会社 スライディングモード制御方法
US5852930A (en) * 1996-04-05 1998-12-29 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control system for internal combustion engines

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2000004282A1 (fr) * 1998-07-17 2000-01-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Procede d'appreciation des deteriorations d'un dispositif catalyseur pour la regulation des gaz d'emission
US6230486B1 (en) 1998-12-17 2001-05-15 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Plant control system
US6266605B1 (en) 1998-12-17 2001-07-24 Honda Giken Kogyo Kabushiki Plant control system
US6351943B1 (en) 2000-02-02 2002-03-05 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Air-fuel ratio control apparatus for exhaust gas from internal combustion engine
EP1229232A2 (en) 2001-02-01 2002-08-07 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for and method of controlling plant
US6684150B2 (en) 2001-02-01 2004-01-27 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Apparatus for and method of controlling plant
WO2002086630A1 (fr) * 2001-04-20 2002-10-31 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Appareil de commande d'equipement
US7050864B2 (en) 2001-04-20 2006-05-23 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for a plant using identified model parameters
US7216006B2 (en) 2001-04-20 2007-05-08 Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha Control system for a plant including a slide mode controller
WO2021229873A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18 日立Astemo株式会社 内燃機関制御装置
JPWO2021229873A1 (ja) * 2020-05-14 2021-11-18
US11746719B2 (en) 2020-05-14 2023-09-05 Hitachi Astemo, Ltd. Internal combustion engine control device

Also Published As

Publication number Publication date
EP0908801A3 (en) 1999-07-21
DE69833840D1 (de) 2006-05-11
EP0908801B1 (en) 2006-03-15
DE69833840T2 (de) 2006-09-14
US6079205A (en) 2000-06-27
JP3354088B2 (ja) 2002-12-09
EP0908801A2 (en) 1999-04-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3354088B2 (ja) 内燃機関の排気系の空燃比制御装置
JP3331159B2 (ja) プラントの制御装置
JP3592519B2 (ja) 内燃機関の排気系の空燃比制御装置及びプラントの制御装置
JP3621839B2 (ja) プラントの制御装置
JP3967524B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3484074B2 (ja) プラントの制御装置
JP4265704B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置及びプラントの制御装置
JP3484088B2 (ja) プラントの制御装置
JP3992925B2 (ja) 排ガス浄化用触媒装置の劣化判別方法
JP3773684B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3300598B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3261038B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3655146B2 (ja) 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
JP4490000B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP4312325B2 (ja) 排ガス浄化用触媒装置の劣化状態評価方法
JP3655145B2 (ja) 多気筒内燃機関の空燃比制御装置
JP3913940B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP4437626B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3261059B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3696570B2 (ja) プラントの制御装置
JP3773859B2 (ja) プラントの制御装置及び内燃機関の空燃比制御装置
JP3748418B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP2003020983A (ja) 内燃機関の排気系の空燃比制御装置及びプラントの制御装置
JP4074142B2 (ja) 内燃機関の空燃比制御装置
JP3816386B2 (ja) 制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20070927

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080927

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090927

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100927

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110927

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120927

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120927

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130927

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140927

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term