JPH08232721A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 漸化式形式の制御器を用いた内燃機関の空燃
比フィードバック制御を行いつつ、燃料供給系の異常検
出を容易かつ正確に行うことができる空燃比制御装置を
提供する。 【構成】 広域空燃比センサ１７の出力とエンジン１の
動的モデルに基づいて算出した最適フィードバックゲイ
ンとに基づき適応補正係数ＫＳＴＲが算出され、該適応
補正係数ＫＳＴＲがローパスフィルタブロックＢ２４に
より平滑化され、該平滑化された適応補正係数（フィル
タ出力値）ＫＳＴＲＬＯの平均値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが
算出され、該平均値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥに基づいてエン
ジン１の燃料供給系の異常が検出される（ステップＳ１
１１１，Ｓ１１１６）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられた空燃比セ
ンサの出力に基づいて漸化式形式の制御器を用いて前記
機関に供給する燃料を補正する空燃比補正係数を算出
し、該算出された空燃比補正係数を用いて前記機関の空
燃比を目標値に収束させるように前記機関に供給する燃
料をフィードバック制御する制御手段を備えた内燃機関
の空燃比制御装置において、 前記算出された空燃比補正係数を平滑化するフィルタ手
段と、 前記平滑化された空燃比補正係数の平均値を算出する平
均値算出手段と、 前記平均値に基づいて前記機関の燃料供給系の異常を検
出する異常検出手段とを備えたことを特徴とする内燃機
関の空燃比制御装置。

【０００２】

【産業上の利用分野】本発明は、漸化式形式の制御器を
用いたフィードバック制御により内燃機関に供給する混
合気の空燃比を制御する空燃比制御装置に関し、特に内
燃機関の排気系に設けられた空燃比センサの出力に応じ
て設定される空燃比補正係数に基づいて、燃料供給系に
発生した異常を検出する機能を有する空燃比制御装置に
関するものである。

【０００３】

【従来の技術】内燃エンジンの排気系に設けた広域空燃
比センサの出力に基づいてエンジンに供給する混合気の
空燃比を比例項、積分項及び微分項を用いてフィードバ
ック制御するとともに、前記積分項を用いて燃料供給系
の異常を検出するようにした空燃比制御装置が従来より
知られている。

【０００４】また、現代制御理論の１つである最適レギ
ュレータをこの空燃比フィードバック制御に応用し、前
記広域空燃比センサの出力と、機関の動的モデルに基づ
いて算出した最適フィードバックゲインとを用いて算出
した空燃比補正係数により空燃比をフィードバック制御
する空燃比制御装置が従来より知られている（例えば特
開平３−１８５２４４号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御速
度が比較的高い上記最適レギュレータを応用した空燃比
制御装置においては、補正係数の動きが速くまた変化幅
も大きいため、これをそのまま従来の燃料供給系の異常
検出手法に用いると、正確な異常検出ができなという問
題があった。

【０００６】本発明はこの問題を解決するためになされ
たものであり、漸化式形式の制御器を用いた内燃機関の
空燃比フィードバック制御を行いつつ、燃料供給系の異
常検出を容易かつ正確に行う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。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサ
の出力に基づいて漸化式形式の制御器を用いて前記機関
に供給する燃料を補正する空燃比補正係数を算出し、該
算出された空燃比補正係数を用いて前記機関の空燃比を
目標値に収束させるように前記機関に供給する燃料をフ
ィードバック制御する制御手段を備えた内燃機関の空燃
比制御装置において、前記算出された空燃比補正係数を
平滑化するフィルタ手段と、前記平滑化された空燃比補
正係数の平均値を算出する平均値算出手段と、前記平均
値に基づいて前記機関の燃料供給系の異常を検出する異
常検出手段とを備えたことを特徴とする。

【０００８】

【作用】空燃比センサの出力に基づいて漸化式形式の制
御器を用いて空燃比補正係数が算出され、前記空燃比補
正係数が平滑化され、前記平滑化された空燃比補正係数
の平均値が算出され、前記平均値に基づいて前記機関の
燃料供給系の異常が検出される。

【０００９】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【００１０】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関
（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成を
示す図である。同図中、１は各気筒に吸気弁及び排気弁
（図示せず）を各１対ずつ設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
エンジンである。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】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。

【００１５】排気管１６は分岐部（排気マニホルド）１
５を介してエンジン１の燃焼室に接続されている。排気
管１６には分岐部１５が集合する部分の直ぐ下流側に、
広域空燃比センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）１７
が設けられている。さらにＬＡＦセンサ１７の下流側に
は直下三元触媒１９及び床下三元触媒２０が配されてお
り、またこれらの三元触媒１９及び２０の間には酸素濃
度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）１８が装着され
ている。三元触媒１９、２０は、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の浄化を行う。

【００１６】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。

【００１７】排気還流機構３０は、吸気管２のチャンバ
９と排気管１６とを接続する排気還流路３１と、排気還
流路３１の途中に設けられ、排気還流量を制御する排気
還流弁（ＥＧＲ弁）３２と、ＥＧＲ弁３２の弁開度を検
出し、その検出信号をＥＣＵ５に供給するリフトセンサ
３３とから成る。ＥＧＲ弁３２は、ソレノイドを有する
電磁弁であり、ソレノイドはＥＣＵ５に接続され、その
弁開度がＥＣＵ５からの制御信号によりリニアに変化さ
せることができるように構成されている。

【００１８】次に図２も合わせて参照して、蒸発燃料処
理装置４０について説明する。燃料タンク４１は通路４
２を介してキャニスタ４５に連通し、キャニスタ４５は
パージ通路４３を介して吸気管２のチャンバ９に連通し
ている。キャニスタ４５は、燃料タンク４１内で発生す
る蒸発燃料を吸着する吸着剤４６を内蔵し、外気取込口
４７を有する。通路４２の途中には、正圧バルブ及び負
圧バルブから成る２ウェイバルブ４４が配設され、パー
ジ通路４３の途中にはデューティ制御型の電磁弁である
パージ制御弁４８、パージ通路４３を流れる燃料蒸気を
含む混合気の流量を検出する流量センサ４９及び該混合
気中のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ５０が設けら
れている。パージ制御弁４８及びセンサ４９、５０は、
ＥＣＵ５に接続されており、パージ制御弁４８はＥＣＵ
５からの信号に応じて制御され、センサ４９、５０の検
出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００１９】蒸発燃料処理装置４０によれば、燃料タン
ク４１内で発生した蒸発燃料は、所定の設定圧に達する
と２ウェイバルブ４４の正圧バルブを押し開き、キャニ
スタ４５に流入し、キャニスタ４５内の吸着剤４６によ
って吸着され貯蔵される。パージ制御弁４８はＥＣＵ５
からのデューティ信号によって開弁／閉弁作動し、その
開弁時間中においてはキャニスタ４５に一時蓄えられて
いた蒸発燃料は、チャンバ９の負圧により、キャニスタ
４５の外気取込口４７から吸入された外気とともにパー
ジ制御弁４８を経てチャンバ９へ吸引され、各気筒に送
られる。また、外気などで燃料タンク４１が冷却されて
燃料タンク内の負圧が増すと、２ウェイバルブ４４の負
圧バルブが開弁し、キャニスタ４５に一時蓄えられてい
た蒸発燃料は燃料タンク４１へ戻される。このようにし
て、燃料タンク４１内で発生した燃料蒸気が大気に放出
されることが抑止される。

【００２０】エンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブ
タイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バ
ルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタ
イミングとの２段階に切換可能なバルブタイミング切換
機構６０を有する。このバルブタイミングの切換は、弁
リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選
択時は２つ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。

【００２１】バルブタイミング切換機構６０は、バルブ
タイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この
油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサがＥＣＵ５接続さ
れている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ５に供給さ
れ、ＥＣＵ５は電磁弁を制御してバルブタイミングの切
換制御を行う。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】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。

【００２５】

【数１】ＴＯＵＴ＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ×ＫＣＭＤ
Ｍ×ＫＦＢ 図３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
して本実施例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、本実施例ではエンジンへの燃
料供給量は燃料噴射時間として算出されるが、これは噴
射される燃料量に対応するので、ＴＯＵＴを燃料噴射量
若しくは燃料量とも呼んでいる。

【００２６】図３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。

【００２７】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。

【００２８】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４０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Ｂ
２に入力する。

【００２９】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及びＢ２３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ＫＣ
ＭＤＭを算出し、ブロックＢ３に入力する。

【００３０】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）、ローパスフィ
ルタブロックＢ１６及びＢ１７を介してブロックＢ１８
及びＢ１９に入力する。このＬＡＦセンサ出力選択処理
は、サンプリングのタイミングによっては変化する空燃
比を正確に検出できないこと、燃焼室から排出される排
気ガスがＬＡＦセンサ１７に到達するまでの時間やＬＡ
Ｆセンサ自体の反応時間がエンジン運転状態によって変
化することを考慮したものである。

【００３１】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Ｂ１９は、検出空燃比に基づいて適応制御（Self Tun
ing Regulation）により適応補正係数ＫＳＴＲを算出し
てブロックＢ２０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、外乱に対するタフネス性を向上さ
せるために導入したものである。

【００３２】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ＫＬＡＦ値を用いた方がよ
いことを考慮したものである。

【００３３】ブロックＢ２５ば、ローパスフィルタブロ
ックＢ２４を介して適応補正係数ＫＳＴＲのフィルタ出
力ＫＳＴＲＬＯ及びＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩが入
力され、後述する手法により燃料供給等の異常を検出す
るフューエルメータリングブロックである。

【００３４】以上のように本実施例では、ＬＡＦセンサ
１７の出力の応じて通常のＰＩＤ制御により算出したＰ
ＩＤ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、目標空燃比を変更
したときの追従性及び外乱に対するタフネス性を向上さ
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。

【００３５】本実施例では、上述した図３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。

【００３６】図４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。

【００３７】ステップＳ１では、始動モードか否か、す
なわちクランキング中か否かを判別し、始動モードのと
きは始動モードの処理へ移行する。始動モードでなけれ
ば、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ及び最終目
標空燃比係数ＫＣＭＤＭの算出（ステップＳ２）及びＬ
ＡＦセンサ出力選択処理を行う（ステップＳ３）ととも
に検出当量比ＫＡＣＴの演算を行う（ステップＳ４）。
検出当量比ＫＡＣＴは、ＬＡＦセンサ１７の出力を当量
比に変換したものである。

【００３８】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。

【００３９】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。

【００４０】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
するとともに、ＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩを「０」
に設定して、本処理を終了する。また、ＦＫＬＡＦＲＥ
ＳＥＴ＝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。

【００４１】以下上記ステップＳ２〜Ｓ４，Ｓ６及びＳ
９における処理の詳細を順次説明する。

【００４２】図５は、図４のステップＳ２における最終
目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出する処理のフローチャ
ートである。

【００４３】ステップＳ２３では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマップを検索し、基
本値ＫＢＳを算出する。なお、そのマップにはアイドル
時用の値も設定されている。

【００４４】続くステップＳ２４では、エンジン始動直
後のリーンバーン制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判別し、条件が成立したときは始動後リーンフラグ
ＦＡＳＴＬＥＡＮを「１」に設定する一方、条件不成立
のときは「０」とする。このリーンバーン制御実行条件
は、例えばエンジン始動後所定期間内であって、エンジ
ン水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡが所定範囲内にあるとき成立する。なお、始動直後
のリーンバーン制御は、エンジン始動直後の触媒が未活
性の状態でＨＣの排出量が増加すること防止する目的で
行うものである。

【００４５】次いでステップＳ２５では、スロットル弁
が全開（ＷＯＴ）の状態か否かを判別し、全開のときは
ＷＯＴフラグＦＷＯＴを「１」に設定し、全開でなけれ
ば「０」とする。次いで、エンジン水温ＴＷに応じて増
量補正係数ＫＷＯＴを算出する（ステップＳ２６）。こ
のとき高水温時の補正係数ＫＸＷＯＴも算出する。

【００４６】続くステップＳ２７では、目標空燃比係数
ＫＣＭＤを算出し、次いで算出したＫＣＭＤ値のリミッ
ト処理（所定上下限値の範囲内に入るようにする処理）
を行う。このステップＳ２７の処理は図６を参照して後
述する。

【００４７】続くステップＳ２９では、Ｏ２センサ１８
の活性化が完了しているか否かの判別を行い、活性化が
完了したときは、活性フラグＦＭＯ２を「１」に設定
し、完了していないときは、「０」とする。例えばエン
ジン始動後所定期間経過したとき、活性化完了と判定す
る。次いで、ステップＳ３２に進み、Ｏ２センサ１８の
出力ＶＭＯ２に応じて目標空燃比係数ＫＣＭＤの補正項
ＤＫＣＭＤＯ２を算出する。この処理は、Ｏ２センサ出
力ＶＭＯ２と基準値ＶＲＥＦＭとの偏差に応じてＰＩＤ
制御により、補正項ＤＫＣＭＤＯ２を算出するものであ
る。

【００４８】ステップＳ３３では、次式により目標空燃
比係数ＫＣＭＤの補正を行う。

【００４９】ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＤＫＣＭＤＯ２ これにより、ＬＡＦセンサ１７の出力のずれを補償する
ように目標空燃比係数ＫＣＭＤを設定することができ
る。

【００５０】続くステップＳ３４では、算出したＫＣＭ
Ｄ値に応じてＫＣＭＤ−ＫＥＴＣテーブルを検索して補
正係数ＫＥＴＣを算出し、次式により最終目標空燃比係
数ＫＣＭＤＭを算出する。

【００５１】ＫＣＭＤＭ＝ＫＣＭＤ×ＫＥＴＣ 補正係数ＫＥＴＣは、ＫＣＭＤ値が増加し、燃料噴射量
が増加するほど、噴射による燃料冷却効果が大きくなる
ことを考慮して、その影響を補正するものであり、ＫＣ
ＭＤ値が増加するほど大きな値に設定される。

【００５２】次いで、ＫＣＭＤＭ値のリミット処理を行
うとともに（ステップＳ３５）、ステップＳ３３で得ら
れたＫＣＭＤ値をリングバッファに格納して（ステップ
Ｓ３６）、本処理を終了する。

【００５３】図６は、図５のステップＳ２７におけるＫ
ＣＭＤ算出処理のフローチャートである。

【００５４】先ずステップＳ５１では、図５のステップ
Ｓ２４で設定した始動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮ
が「１」か否かを判別し、ＦＡＳＴＬＥＡＮ＝１である
ときは、ＫＣＭＤＡＳＴＬＥＡＮマップを検索して、リ
ーン制御時の中心空燃比に相当するリーン目標値ＫＣＭ
ＤＡＳＴＬＥＡＮを算出する（ステップＳ５２）。ここ
で、ＫＣＭＤＡＳＴＬＥＡＮマップは、エンジン水温Ｔ
Ｗ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてリーン目標値ＫＣ
ＭＤＡＳＴＬＥＡＮが設定されたマップである。そし
て、目標空燃比係数ＫＣＭＤをリーン目標値ＫＣＭＤＡ
ＳＴＬＥＡＮに設定して（ステップＳ５３）、ステップ
Ｓ５９に進む。

【００５５】一方前記ステップＳ５１でＦＡＳＴＬＡＥ
ＡＮ＝０であって、始動後リーンバーン制御実行条件が
成立しないときは、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＣ
ＭＤ（例えば８０℃）より高いか否かを判別する。そし
てＴＷ＞ＴＷＣＭＤが成立するときは、ＫＣＭＤ値を図
５のステップＳ２３で算出した基本値ＫＢＳに設定して
（ステップＳ５７）、ステップＳ５９に進む。また、Ｔ
Ｗ≦ＴＷＣＭＤが成立するときは、エンジン水温ＴＷ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたマップを検
索して、低水温用目標値ＫＴＷＣＭＤを算出し（ステッ
プＳ５５）、基本値ＫＢＳがこのＫＴＷＣＭＤ値より大
きいか否かを判別する（ステップＳ５６）。その結果Ｋ
ＢＳ＞ＫＴＷＣＭＤであるときは、前記ステップＳ５７
に進み、ＫＢＳ≦ＫＴＷＣＭＤであるときは、基本値Ｋ
ＢＳを低水温用目標値ＫＴＷＣＭＤに置き換えて（ステ
ップＳ５８）、ステップＳ５９に進む。

【００５６】ステップＳ５９では、Ｏ２センサ１８の異
常が検出されているか否かを判別し、異常が検出されて
いなければ直ちにステップＳ６１に進む一方、異常が検
出されているときは、調整用加算項ＫＣＭＤＯＦＦＳＥ
Ｔを異常時用の調整値ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴＦＳに設定
して（ステップＳ６０）、ステップＳ６１に進む。

【００５７】ここで、異常時用の調整値ＫＣＭＤＯＦＦ
ＳＥＴＦＳは、空燃比がややリッチ方向にバイアスされ
るような値に設定される。これにより、Ｏ２センサの異
常時において空燃比のリーン化によるトルク変動やノッ
キングを防止することができる。

【００５８】そしてステップＳ６１では、下記式により
ＫＣＭＤ値を補正してステップＳ６２に進む。調整用加
算項ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴは、エンジンの排気系やＬＡ
Ｆセンサの特性のばらつきや経時変化の影響を反映させ
て、目標空燃比係数ＫＣＭＤを微調整し、三元触媒のウ
ィンドウゾーンの最適な位置をとるようにするためのパ
ラメータである。

【００５９】 ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴ ステップＳ６２では、図５のステップＳ２５で設定した
ＷＯＴフラグＦＷＯＴが「１」か否かを判別し、ＦＷＯ
Ｔ＝０であれば直ちに本処理を終了し、ＦＷＯＴ＝１の
ときは、高負荷用のＫＣＭＤ値の設定処理を行い（ステ
ップＳ６３）、本処理を終了する。この処理は、ＫＣＭ
Ｄ値を図５のステップＳ２６で算出した高負荷用増量補
正係数ＫＷＯＴ，ＫＸＷＯＴと比較し、ＫＣＭＤ値がこ
れらの係数値より小さいときは、ＫＣＭＤ値に補正係数
ＫＷＯＴ又はＫＸＷＯＴを乗算して補正を行うものであ
る。

【００６０】次に図４のステップＳ３におけるＬＡＦセ
ンサ出力選択処理について説明する。

【００６１】エンジンの排気ガスは排気行程で排出され
ることから、多気筒エンジンの排気系集合部において空
燃比の挙動を見ると、明らかにＴＤＣ信号パルスに同期
している。したがって、ＬＡＦセンサ１７により空燃比
を検出するときもＴＤＣ信号パルスに同期して行う必要
がある。ところが、センサ出力のサンプルタイミングに
よっては空燃比の挙動を正確に把握できない場合が生じ
る。例えば、ＴＤＣ信号パルスに対して排気系集合部の
空燃比が図７のようであるとき、ＥＣＵ５が認識する空
燃比は図８に示すように、サンプルタイミングによって
全く異なる値となる。この場合、実際のＬＡＦセンサの
出力変化を可能な限り正確に把握できるタイミングでサ
ンプリングすることが望ましい。

【００６２】さらに、空燃比の変化は排気ガスのセンサ
までの到達時間やセンサの反応時間によっても相違す
る。そのうち、センサまでの到達時間は排気ガス圧力、
排気ガスボリューム等に依存して変化する。さらに、Ｔ
ＤＣ信号パルスに同期してサンプリングすることはクラ
ンク角度に基づいてサンプリングすることになるので、
必然的にエンジン回転数ＮＥの影響を受ける。このよう
に、空燃比の検出の最適なタイミングは、エンジン運転
状態に大きく依存する。

【００６３】そこで、本実施例では図９に示すように、
ＣＲＫ信号パルス（クランク角度３０度毎に発生する）
の発生毎にサンプリングしたＬＡＦセンサ出力をリング
バッファ（本実施例では１８個の格納場所を有する）に
順次格納し、最適タイミングの出力値（１７回前の値か
ら今回値までの中の最適の値）を検出当量比ＫＡＣＴに
変換してフィードバック制御に使用するようにしてい
る。

【００６４】図１０は、図４のステップＳ３におけるＬ
ＡＦセンサ出力選択処理のフローチャートある。

【００６５】先ずステップＳ８１では、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡを読み出し、次いで現在
のバルブタイミングが高速バルブタイミングか否かを判
別する（ステップＳ８２）。その結果高速バルブタイミ
ングのときは高速バルブタイミング用のタイミングマッ
プを検索し（ステップＳ８３）、低速バルブタイミング
のときは低速バルブタイミング用のタイミングマップを
検索し（ステップＳ８４）、その検索結果に応じてリン
グバッファに格納したＬＡＦセンサ出力ＶＬＡＦを選択
して（ステップＳ８５）、本処理を終了する。

【００６６】上記タイミングマップは、図１１に示すよ
うに、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて、エンジン回転数ＮＥが低いほど、あるいは吸気
管内絶対圧ＰＢＡが高いほど早いクランク角度位置でサ
ンプリングした値を選択するように設定されている。こ
こで、「早い」とは、前のＴＤＣ位置により近い位置で
サンプリングした値（換言すれば古い値）を意味する。
このように設定したのは、ＬＡＦセンサ出力は、図８に
示したように、実際の空燃比の極大値又は極小値（以下
「極値」という）に可能な限り近い位置でサンプリング
するのが最良であるが、その極値、例えば最初のピーク
値は、センサの反応時間を一定と仮定すれば、図１２に
示すように、エンジン回転数ＮＥが低下するほど早いク
ランク角度位置で生じ、また、負荷が高いほど排気ガス
圧力や排気ガスボリュームが増加し、排気ガスの流速が
増してセンサへの到達時間が早まるからである。

【００６７】また、高速バルブタイミング用マップは、
同一のエンジン回転数ＮＥ又は吸気管内絶対圧ＰＢＡに
対しては、低速バルブタイミング用マップより早期のタ
イミングとなるように設定されている。これは、高速バ
ルブタイミングでは、低速バルブタイミングより排気弁
の開弁開始時期が早いからである。

【００６８】以上のように、図１０の処理によれば、エ
ンジン運転状態に応じて最適なタイミングでサンプリン
グしたセンサ出力ＶＬＡＦが選択されるので、空燃比の
検出精度を向上させることができる。

【００６９】次に図４のステップＳ４における検出当量
比ＫＡＣＴの算出処理について説明する。図１３は、こ
のＫＡＣＴ算出処理のフローチャートである。

【００７０】先ずステップＳ１０１では、上述した図１
０の処理により選択されたセンサ出力選択値ＶＬＡＦＳ
ＥＬからセンサ出力中心値ＶＣＥＮＴを減算して、テン
ポラリ値ＶＬＡＦＴＥＭＰを算出する。ここで、中心値
ＶＣＥＮＴは、混合気の空燃比が理論空燃比のときのＬ
ＡＦセンサ出力値である。

【００７１】次いで、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値が負の値か否
かを判別し（ステップＳ１０２）、ＶＬＡＦＴＥＭＰ＜
０であって、空燃比が理論空燃比よりリーン側のとき
は、リーン補正係数ＫＬＢＬＬを乗算して、ＶＬＡＦＴ
ＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０３）一方、、ＶＬ
ＡＦＴＥＭＰ≧０であって、空燃比が理論空燃比よりリ
ッチ側のときは、リッチ補正係数ＫＬＢＬＲを乗算し
て、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０
４）。ここで、リーン補正係数ＫＬＢＬＬ及びリッチ補
正係数ＫＬＢＬＲは、ＬＡＦセンサに装着されたラベル
抵抗の値に応じて算出されるばらつき補正用の補正係数
である。ラベル抵抗値は、予めＬＡＦセンサの特性を測
定して、その結果に応じて設定されており、ＥＣＵ５が
その値を読み取って補正係数ＫＬＢＬＬ，ＫＬＢＬＲを
決定する。

【００７２】続くステップＳ１０５では、テンポラリ値
ＶＬＡＦＴＥＭＰにテーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴを加
算して、修正出力値ＶＬＡＦＥを算出し、次いでＶＬＡ
ＦＥ値に応じてＫＡＣＴテーブルを検索して、検出当量
比ＫＡＣＴを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、
ＫＡＣＴテーブルは、修正出力値ＶＬＡＦＥに応じて検
出当量比ＫＡＣＴを算出するためのテーブルであり、テ
ーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴは理論空燃比（ＫＡＣＴ＝
１．０）に対応する格子点データ（修正出力値）であ
る。

【００７３】以上の処理により、ＬＡＦセンサの特性ば
らつきの影響を排除した検出当量比ＫＡＣＴを得ること
ができる。

【００７４】図１４は、図４のステップＳ６におけるＬ
ＡＦフィードバック領域判別処理のフローチャートであ
る。

【００７５】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、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ
を１．０（無補正値）にリセットすべき旨を「１」で示
すＫＬＡＦリセットフラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを
「１」に設定する（ステップＳ１３２）。

【００７６】一方、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５の答が
すべて否定（ＮＯ）のときは、ＫＬＡＦリセットフラグ
ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「０」に設定する（ステップＳ
１３１）。

【００７７】続くステップＳ１３３では、Ｏ２センサ１
８が不活性状態にあるか否かを判別し、活性状態にある
ときは、エンジン水温ＴＷが所定下限水温ＴＷＬＯＷ
（例えば０℃）より低いか否かを判別する（ステップＳ
１３４）。そして、Ｏ２センサ１８が不活性状態のとき
またはＴＷ＜ＴＷＬＯＷであるときは、ＰＩＤ補正係数
ＫＬＡＦを現在値に維持すべきことを「１」で示すホー
ルドフラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤを「１」に設定して（ス
テップＳ１３６）、本処理を終了する。一方、Ｏ２セン
サ１８が活性状態にあり且つＴＷ≧ＴＷＬＯＷであると
きは、ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０として（ステップＳ１３
５）、本処理を終了する。

【００７８】次に図４のステップＳ９におけるフィード
バック補正係数ＫＦＢの算出処理を説明する。

【００７９】フィードバック補正係数ＫＦＢは、前述し
たようにエンジン運転状態に応じてＰＩＤ補正係数ＫＬ
ＡＦ又は適応補正係数ＫＳＴＲに設定される。そこで、
先ず図１５及び図１６を参照して、これらの補正係数の
算出手法を説明する。

【００８０】図１５は、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ算出処
理のフローチャートである。

【００８１】同図のステップＳ３０１では、ホールドフ
ラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤが「１」か否かを判別し、ＦＫ
ＬＡＦＨＯＬＤ＝１のときは、直ちに本処理を終了し、
ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０のときは、ＫＬＡＦリセットフ
ラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別する
（ステップＳ３０２）。その結果、ＦＫＬＡＦＲＥＳＥ
Ｔ＝１のときは、ステップＳ３０３に進み、ＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦを１．０に設定するとともに、積分制御ゲ
インＫＩ及び目標当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴ
との偏差ＤＫＡＦを「０」に設定して、本処理を終了す
る。

【００８２】ステップＳ３０２でＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ
＝０のときは、ステップＳ３０４に進み、比例制御ゲイ
ンＫＰ、積分制御ゲインＫＩ及び微分制御ゲインＫＤを
エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて
設定されたマップから検索する。ただし、アイドル状態
のときはアイドル用のゲインを採用する。次いで、目標
当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴとの偏差ＤＫＡＦ
（ｋ）（＝ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＡＣＴ（ｋ））を算出し
（ステップＳ３０５）、偏差ＤＫＡＦ（ｋ）及び各制御
ゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤを下記式に適用して、比例項Ｋ
ＬＡＦＰ（ｋ）、積分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）及び微分項Ｋ
ＬＡＦＤ（ｋ）を算出する（ステップＳ３０６）。

【００８３】ＫＬＡＦＰ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰ ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩ＋ＫＬＡＦ
（ｋ−１） ＫＬＡＦＤ（ｋ）＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−
１））×ＫＤ 続くステップＳ３０７〜Ｓ３１０では、積分項ＫＬＡＦ
Ｉ（ｋ）のリミット処理を行う。すなわち、ＫＬＡＦＩ
（ｋ）値が所定上下限値ＫＬＡＦＩＬＭＴＨ，ＫＬＡＦ
ＩＬＭＴＬの範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ
３０７、Ｓ３０８）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＞ＫＬＡＦＩＬ
ＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭ
ＴＨとし（ステップＳ３１０）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＜Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬとする（ステップＳ３０９）。

【００８４】続くステップＳ３１１では、下記式により
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）を算出する。

【００８５】ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＰ（ｋ）＋ＫＬ
ＡＦＩ（ｋ）＋ＫＬＡＦＤ（ｋ）＋１．０ 次いで、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定上限値ＫＬＡＦＬＭＴ
Ｈより大きいか否かを判別し（ステップＳ３１２）、Ｋ
ＬＡＦ（ｋ）＞ＫＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡ
Ｆ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとして（ステップＳ３１
６）、本処理を終了する。

【００８６】ステップＳ３１２で、ＫＬＡＦ（ｋ）≦Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定
下限値ＫＬＡＦＬＭＴＬより小さいか否かを判別し（ス
テップＳ３１４）、ＫＬＡＦ（ｋ）≧ＫＬＡＦＬＭＴＬ
であれば直ちに本処理を終了する一方、ＫＬＡＦ（ｋ）
＜ＫＬＡＦＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＬとして（ステップＳ３１５）、本処理を
終了する。

【００８７】本処理により、検出当量比ＫＡＣＴが目標
当量比ＫＣＭＤに一致するように、ＰＩＤ制御によりＰ
ＩＤ補正係数ＫＬＡＦが算出される。

【００８８】次に適応補正係数ＫＳＴＲ算出処理につい
て、図１６を参照して説明する。

【００８９】図１６は、図３のブロックＢ１９、すなわ
ち適応制御（ＳＴＲ（Self TuningRegulator））ブロッ
クの構成を示すブロック図であり、このＳＴＲブロック
は、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ（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パラメータを設定するパラメー
タ調整機構とからなる。

【００９０】本実施例における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る。こ
の手法は、適応システムを線形ブロックと非線形ブロッ
クとから構成される等価フィードバック系に変換し、非
線形ブロックについては入出力に関するポポフの積分不
等式が成立し、線形ブロックは強正実となるように調整
則を決めることによって、適応システムの安定を保証す
る手法である。この手法は、例えば「コンピュートロー
ル」（コロナ社刊）Ｎｏ．２７，２８頁〜４１頁、ない
しは「自動制御ハンドブック」（オーム社刊）７０３頁
〜７０７頁に記載されているように、公知技術である。

【００９１】本実施例では、このランダウらの調整則を
用いた。以下説明すると、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で、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２で、のように定め
られる。数式２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２において、ｕ（ｋ）及
びｙ（ｋ）は、本実施例では、それぞれＫＳＴＲ（ｋ）
及びＫＡＣＴ（ｋ）に対応する。

【００９２】

【数２】 ここで、適応パラメータθハット（ｋ）は、数式３で表
される。また、数式３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４及び数式５のような漸化式で表される。

【００９３】

【数３】

【００９４】

【数４】

【００９５】

【数５】 また数式４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）＝σとおき、λ３が数式６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
４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。

【００９６】

【数６】 ここで、図１６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）に適応的に一
致するように動作して適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）を演
算する。

【００９７】このように、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）
及び検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が求められて適応パラメ
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ＫＣ
ＭＤ（ｋ）が与えられ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が目
標当量比ＫＣＭＤ（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。

【００９８】適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）は、具体的に
は数式７に示すように求められる。

【００９９】

【数７】 次に上述のようにして算出するＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ
と適応補正係数ＫＳＴＲとを切り換えて、すなわちＰＩ
Ｄ制御と適応制御とを切り換えて、フィードバック補正
係数ＫＦＢを算出する手法を説明する。

【０１００】図１７は、図４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。

【０１０１】先ずステップＳ１５１では、図４の処理の
前回実行時がオープンループ制御であったか（ＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴ＝１であったか）否かを判別し、オープン
ループ制御でなかったときは、目標当量比ＫＣＭＤの変
化量ＤＫＣＭＤ（＝｜ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＣＭＤ（ｋ−
１）｜）が基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦより大きいか否かを
判別する。そして、前回がオープンループ制御だったと
き又は、前回がフィードバック制御であり且つ変化量Ｄ
ＫＣＭＤが基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦより大きいときは、
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦによるフィードバック制御を実
行すべき運転領域（以下「ＰＩＤ制御領域」という）と
判定し、カウンタＣを「０」にリセットするとともに
（ステップＳ１５３）、ステップＳ１６４に進み、ＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦ演算処理（図１９（ａ））を実行す
る。

【０１０２】図１９（ａ）のステップＳ２０１では、前
回の制御でＳＴＲフラグＦＫＳＴＲが「１」であったか
否かを判別する。このＳＴＲフラグＦＫＳＴＲは、適応
補正係数ＫＳＴＲによるフィードバック制御を実行すべ
き運転領域（以下「適応制御領域」という）であること
を「１」で示し、フィードバック補正係数算出後に設定
される（ステップＳ２０４、図１９（ｂ）、ステップＳ
２１３）。

【０１０３】ステップＳ２０１で、前回はＦＫＳＴＲ＝
０であったときは直ちにステップＳ２０３に進み、前回
はＦＫＳＴＲ＝１であったときは、ＰＩＤ制御の積分項
の前回値ＫＡＬＦＩ（ｋ−１）を、適応補正係数の前回
値ＫＳＴＲ（ｋ−１）に設定して（ステップＳ２０
２）、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３で
は、前述した図１５の処理によりＰＩＤ補正係数ＫＬＡ
Ｆを算出し、次いでステップＳ２０４に進み、ＳＴＲフ
ラグＦＫＳＴＲを「０」に設定して、図１９（ａ）の処
理を終了する。

【０１０４】ここで、適応制御からＰＩＤ制御への切換
時（前回ＦＫＳＴＲ＝１のとき）は、ＰＩＤ制御の積分
項ＫＬＡＦＩが急変する可能性があるため、ステップＳ
２０２により、ＫＬＡＦＩ（ｋ−１）＝ＫＳＴＲ（ｋ−
１）としている。これにより、適応補正係数ＫＳＴＲ
（ｋ−１）とＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）との差を小
さくとどめ、切換を滑らかにして制御の安定性を確保す
ることができる。

【０１０５】図１７にもどり、続くステップＳ１６５で
は、フィードバック補正係数ＫＦＢをステップＳ１６４
で算出したＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）に設定して
（ステップＳ１６５）、本処理を終了する。

【０１０６】なお、前回がオープンループ制御であった
ときは、ＰＩＤ制御領域と判定するのは、例えばフュエ
ルカット状態からの復帰時のような場合には、ＬＡＦセ
ンサの検出遅れなどから、必ずしも検出値が真の値を示
すとは限らないため、制御が不安定となる可能性がある
からである。また、同様の理由で、目標当量比ＫＣＭＤ
の変化量ＤＫＣＭＤが大きいとき、例えばスロットル全
開増量状態から復帰したとき、リーンバーン制御から理
論空燃比制御に復帰したとき等においてもＰＩＤ制御領
域と判定している。

【０１０７】ステップＳ１５１及びＳ１５２の答がとも
に否定（ＮＯ）のとき、すなわち前回もフィードバック
制御であり、かつ目標当量比ＫＣＭＤの変化量ＤＫＣＭ
Ｄが基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦ以下のときは、カウンタＣ
を「１」だけインクリメントして（ステップＳ１５
４）、ステップＳ１５５でカウンタＣの値を所定値ＣＲ
ＥＦ（例えば５）と比較する。ここで、カウンタＣの値
がＣＲＥＦ値以下の場合は前記ステップＳ１６４に進
む。

【０１０８】カウンタＣの値がＣＲＥＦ値以下のときＰ
ＩＤ制御領域とするのは、オープンループ制御からの復
帰直後や目標当量比ＫＣＭＤが大きく変化した直後は、
燃料の燃焼が完了するまでの遅れやＬＡＦセンサの検出
遅れの影響を吸収できないからである。

【０１０９】次にステップＳ１５６に進み、適応制御領
域か否かの判別処理（図１８）を実行する。図１８の処
理は、現在のエンジン運転状態から、フィードバック補
正係数ＫＦＢを、適応制御則にしたがって求めるか、Ｐ
ＩＤ制御則に従って求めるか判別するものである。

【０１１０】すなわち、エンジン水温ＴＷが所定水温Ｔ
ＷＳＴＲＯＮより低いか否かを判別し（ステップＳ１７
０）、ＴＷ≧ＴＷＳＴＲＯＮであるときは、エンジン回
転数ＮＥが所定回転数ＮＥＳＴＲＬＭＴ以上であるか否
かを判別し（ステップＳ１７１）、ＮＥ＜ＮＥＳＴＲＬ
ＭＴであるときは、エンジンがアイドル状態か否かを判
別し（ステップＳ１７２）、アイドル状態でないとき
は、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値以下の低負荷状態か
否かを判別し（ステップＳ１７３）、低負荷状態でない
ときは、エンジンのバルブタイミングが高速バルブタイ
ミングか否かを判別し（ステップＳ１７４）、高速バル
ブタイミングでないときは、検出当量比ＫＡＣＴが所定
値ａより小さいか否かを判別し（ステップＳ１７５）、
所定値ａ以上のときは、検出当量比ＫＡＣＴが所定値ｂ
（＞ａ）より大きいか否かを判別する（ステップＳ１７
６）。

【０１１１】その結果、ステップＳ１７０〜Ｓ１７６の
いずれかの答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ＰＩＤ制御領
域と判定して（ステップＳ１７８）、本処理を終了す
る。

【０１１２】ここで、ＰＩＤ制御領域と判定し、ＰＩＤ
制御によりフィードバック補正係数ＫＦＢを算出するこ
ととした理由は以下の通りである。低水温時（ＴＷ＜Ｔ
ＷＳＴＲＯＮ）は、燃焼が安定せず、失火などが生じる
おそれがあり、安定した検出当量比ＫＡＣＴが得られな
いからである。なお、エンジン水温ＴＷが異常に高いと
きも、同様の理由でＰＩＤ制御によりフィードバック補
正係数ＫＦＢを算出する。また、高回転時（ＮＥ≧ＮＥ
ＳＴＲＬＭＴ）は、ＥＣＵの演算時間が不足しがちであ
るとともに、燃焼も安定しないからである。また、高速
バルブタイミング選択時は、吸排気弁がともに開弁して
いるオーバラップ期間が長いので、吸気がそのまま排気
弁を通過して排出される、いわゆる吹き抜けが生じるお
それがあり、安定した検出当量比ＫＡＣＴを期待できな
いからである。また、エンジンのアイドル時は、運転状
態がほぼ安定しており、適応制御のような高いゲインの
制御は必要としないからである。

【０１１３】また、検出当量比ＫＡＣＴが所定値ａより
小さいとき若しくは所定値ｂより大きいときは、エンジ
ンの空燃比がリーン又はリッチのときであり、適応制御
のような高いゲインの制御は行わない方がよいからであ
る。この判別は、本実施例においては、検出当量比ＫＡ
ＣＴで行ったが、目標当量比ＫＣＭＤを用いて行っても
よい。

【０１１４】一方ステップＳ１７０〜Ｓ１７６の答がす
べて否定（ＮＯ）のときは、適応制御領域と判定して
（ステップＳ１７７）、本処理を終了する。

【０１１５】図１７に戻り、ステップＳ１５７では、図
１８の処理の結果から、フィードバック補正係数ＫＦＢ
を適応制御で算出するか否かを判別する。ステップＳ１
５７の答が否定（ＮＯ）のときは、前記ステップＳ１６
４に進み、ステップＳ１５７の答が肯定（ＹＥＳ）のと
きは、ステップＳ１５８に進み、前回ＳＴＲフラグＦＫ
ＳＴＲが「０」であったか否かを判別する。

【０１１６】その結果前回ＦＫＳＴＲ＝１であったとき
は、直ちにステップＳ１６１に進み、前回はＦＫＳＴＲ
＝０であったときは、検出当量比ＫＡＣＴが所定上下限
値ＫＡＣＴＬＭＴＨ（例えば１．０１），ＫＡＣＴＬＭ
ＴＬ（例えば０．９９の範囲内にあるか否かを判別し
（ステップＳ１５９、Ｓ１６０）、ＫＡＣＴ＜ＫＡＣＴ
ＬＭＴＬ又はＫＡＣＴ＞ＫＡＣＴＬＭＴＨであるとき
は、前記ステップＳ１６４に進んで、ＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦを算出する。また、ＫＡＣＴＬＭＴＬ≦ＫＡＣＴ
≦ＫＡＣＴＬＭＴＨであるときは、ステップＳ１６１に
進み、ＫＳＴＲ演算処理（図１９（ｂ））を実行する。

【０１１７】ステップＳ１５８〜Ｓ１６０により、ＰＩ
Ｄ制御から適応制御への切換は、適応制御領域であっ
て、且つ検出当量比ＫＡＣＴが１．０付近の値のときに
行われる。これにより、ＰＩＤ制御から適応制御への切
換を滑らかに行うことができ、制御の安定性を確保する
ことができる。

【０１１８】図１９（ｂ）のステップＳ２１０では、前
回フラグＫＳＴＲが「０」であったか否かを判別する。
その結果、前回はＦＫＳＴＲ＝１であったときは、直ち
にステップＳ２１２に進み、前述した手法により適応補
正係数ＫＳＴＲを算出し、次いでフラグＦＫＳＴＲを
「１」に設定して、図１９（ｂ）の処理を終了する。

【０１１９】一方、前回はＦＫＳＴＲ＝０であったとき
は、適応パラメータ（ゲインを決定するスカラ量）ｂ０
を、ＰＩＤ補正係数の前回値ＫＬＡＦ（ｋ−１）で除算
した値に置き換えて（ステップＳ２１１）、前記ステッ
プＳ２１２に進む。

【０１２０】ステップＳ２１１で、適応パラメータｂ０
をｂ０／ＫＬＡＦ（ｋ−１）に置き換えることにより、
ＰＩＤ制御から適応制御への切換をより滑らかに行うこ
とができ、制御の安定性を確保することができる。これ
は、以下のような理由による。前記数式７のｂ０をｂ０
／ＫＬＡＦ（ｋ−１）に置き換えると、数式８の第１式
に示すようになるが、第１式の第１項は、ＰＩＤ制御実
行中はＫＳＴＲ（ｋ）＝１としているので、１となる。
従って、適応制御開始当初のＫＳＴＲ（ｋ）値は、ＫＬ
ＡＦ（ｋ−１）に等しくなり、補正係数値が滑らかに切
り換えられることになる。

【０１２１】

【数８】 図１７に戻り、ステップＳ１６１で求めた適応補正係数
ＫＳＴＲの値と１．０との差の絶対値｜ＫＳＴＲ（ｋ）
−１．０｜が基準値ＫＳＴＲＲＥＦより大きいか否かを
判別し（ステップＳ１６２）、｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．
０｜＞ＫＳＴＲＲＥＦであるときは、前記ステップＳ１
６４に進む一方、｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．０｜≦ＫＳＴ
ＲＲＥＦであるときは、フィードバック補正係数ＫＦＢ
をＫＳＴＲ（ｋ）値に設定して（ステップＳ１６３）、
本処理を終了する。

【０１２２】ここで、適応補正係数ＫＳＴＲと１．０と
の差の絶対値が基準値ＫＳＴＲＲＥＦより大きいとき
は、ＰＩＤ制御領域とするのは、制御の安定性確保のた
めである。

【０１２３】図２０及び図２１は、本発明が適用される
燃料供給系の異常検出プログラムフローチャートを示
し、本プログラムはバックグラウンド処理手法によりＥ
ＣＵ５において実行される。

【０１２４】図２０において、まずステップＳ１１０１
では、燃料供給系の異常検出（モニタ）を行うべきこと
を“０”によって示すフラグＦＦＭＰＡＳＳが“１”で
あるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ち燃
料供給系の異常検出を行う指示が未だない場合は、ステ
ップＳ１１０２へ進む。

【０１２５】ステップＳ１１０２では、後述するモニタ
条件の継続時間を設定するモニタ条件持続タイマｔＣＯ
ＮＴ、パージカット後の安定化時間を設定するパージカ
ット後安定化タイマｔＦＭＰＧＳ、及び空燃比フィード
バック補正係数（空燃比補正係数）ＫＦＢの積分値ＫＡ
Ｖの算出時間を設定するＫＡＶ算出タイマｔＣＨＫＡＶ
Ｅをそれぞれ所定値に初期化してスタートさせる。な
お、これらのタイマはダウンカウンタで構成されてい
る。

【０１２６】続くステップＳ１１０３では、燃料供給系
の異常検出を行うためにパージカットを実施すべきこと
を“１”によって示すフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”で
あるか否かを判別する。このフラグＦＰＧＳＣＮＴは、
後述する異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの算出処理
において使用され、パージの影響による誤検出を排除す
るためのパージカットの指示が出ている場合にパージカ
ットを実施するためのフラグである（後述するステップ
Ｓ１２２０で“１”にセットされる）。

【０１２７】ステップＳ１１０３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”であり前記パ
ージカットを実施しなかった場合はそのまま本ルーチン
を終了する。また、その答が否定（ＮＯ）、即ち前記パ
ージカットを実施した場合はパージコントロールを行う
べきことを“１”によって示すフラグＦＰＧＳを“１”
に設定すると共に、前記フラグＦＰＧＳＣＮＴを“０”
に設定して、再びパージを行えるように処理を戻して本
ルーチンを終了する（ステップＳ１１０４）。

【０１２８】一方、前記ステップＳ１１０１の答が否定
（ＮＯ）、即ち燃料供給系の異常検出を行う指示が出た
場合は、ステップＳ１１０５，Ｓ１１０６，Ｓ１１０７
の判別処理を順次実行する。すなわち、ステップＳ１１
０５では、パージの影響による誤検出を排除するためモ
ニタの禁止を行うべきことを“１”によって示すフラグ
ＦＦＭＰＧＰＡＳＳが“１”であるか否かを判別する。
このフラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳは、後述するステップＳ
１１２０で“１”にセットされる。

【０１２９】ステップＳ１１０６では、燃料供給系の異
常を“１”によって示すフラグＦＦＭＮＧが“１”でい
るか否かを判別する。このフラグＦＦＭＮＧは、後述す
る燃料供給系の異常が確定した場合に“１”にセット
（後述ステップＳ１１１３）される。

【０１３０】ステップＳ１１０７においては、本モニタ
がＬＡＦセンサ１７を使用して行われるのでＬＡＦセン
サ１７が異常であるか否かを判別する。

【０１３１】これらの判別処理の答が１つでも肯定（Ｙ
ＥＳ）、即ち、フラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳ＝“１”、フ
ラグＦＦＭＮＧ＝“１”、あるいはＬＡＦセンサが異常
である場合は、燃料供給系の異常検出を行わないとして
前記ステップＳ１１０２，Ｓ１１０３，Ｓ１１０４の処
理を前述同様に実行する。

【０１３２】そして、ステップＳ１１０５〜ステップＳ
１１０７の判別処理において、その答が全て否定（Ｎ
Ｏ）の場合、即ちフラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳ＝“０”、
フラグＦＦＭＮＧ＝“０”、及びＬＡＦセンサが異常で
ない場合は、燃料供給系の異常検出を行うものとして次
のステップＳ１１０８へ進み、後述のサブルーチンで示
す異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの算出処理を行
う。

【０１３３】前記ステップＳ１１０８における異常被判
別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの算出処理後は、ステップＳ
１１０９へ進む。このステップＳ１１０９では、前記異
常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出されたことを
“１”で示すフラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが
“１”であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、
即ち異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出されてい
ないときは本ルーチンを終了する。その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ち異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出さ
れた場合は図２１のステップＳ１１１１に進み、その算
出された異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥがそのＫＦ
ＢＣＨＫＡＶＥ値の上限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＨよ
りも大きいか否かを判別する。

【０１３４】ステップＳ１１１１の判別処理の答が肯定
（ＹＥＳ）、即ち異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが
そのＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の上限よりも大きい場合は、
燃料供給系に異常があると判別し、ステップＳ１１１２
において、パージカットを行うべきことを“１”で示す
フラグＦＦＭＰＧＳを“０”に設定し、続いてステップ
Ｓ１１１３で前記フラグＦＦＭＮＧを“１”に設定して
本ルーチンを終了する。

【０１３５】また、前記ステップＳ１１１１の判別の答
が否定（ＮＯ）の場合は、Ｓ１ステップＳ１１１４に進
む。このステップＳ１１１４では、パージの影響による
誤検出の可能性の有無を判断するための閾値ＫＦＢＣＨ
ＫＡＶＥＰＧＬよりも今回のＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が小
さいか否かを判別する。ここで、閾値ＫＦＢＣＨＫＡＶ
ＥＰＧＬは、図２６に示すようにＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値
の下限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりもやや大きく設
定する。これは、閾値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＰＧＬを下限
値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬと同値にすると、後述する
パージカットを行った際に、ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の変
動が現れる以前に燃料供給系が異常と判定されるおそれ
があるためである。

【０１３６】ステップＳ１１１４の判別の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が閾値ＫＦＢＣＨＫ
ＡＶＥＰＧＬよりも小さく（図２６のＡ１）、パージの
影響による誤検出の可能性があると判断された場合はス
テップＳ１１１５に進み、前記フラグＦＦＭＰＧＳを
“１”にして次回のモニタでパージカットを実施するよ
うに指示する（このパージカットは後述するステップＳ
１２１９，Ｓ１２２０で実施される）。このように、異
常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが閾値ＫＦＢＣＨＫＡ
ＶＥＰＧＬを下回ったときのみパージカットを行うこと
により、的確にパージの影響による誤検出を防止できる
だけでなく、不要なパージカットが行われることがなく
なる。これにより、頻繁なパージカット／パージの切り
換えを行う必要がなくなり、運転性の悪化を防止でき
る。

【０１３７】次いでステップＳ１１１６へ進み、ＫＦＢ
ＣＨＫＡＶＥ値がそのＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の下限値Ｋ
ＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりも小さいか否かを判別し、
その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が
下限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりも小さい場合は、
燃料供給系に異常があるとして前記ステップＳ１１１２
及びステップＳ１１１３の処理を経て本ルーチンを終了
する。その答が否定（ＮＯ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ
値が下限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりも大きい場合
は、燃料供給系に異常がないとしてステップＳ１１１７
で燃料供給系に異常がないことを“１”よって示すフラ
グＦＦＭＯＫを“１”に設定し、本ルーチンを終了す
る。

【０１３８】一方、次回のモニタで前記ステップＳ１１
１４の判別を行った際、その答が否定（ＮＯ）、即ちＫ
ＦＢＣＨＫＡＶＥ値が閾値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＰＧＬよ
りも大きくなっている場合（前回のパージカットにより
ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が上昇する；図２６のＡ２）はス
テップＳ１１１８へ進み、前回（ステップＳ１１１５）
でパージカットが指示されていたか否かを判別し、その
答が肯定（ＹＥＳ）、即ちフラグＦＦＭＰＧＳが“１”
で前回パージカットが指示されていた場合は、ステップ
Ｓ１１１９でフラグＦＦＭＰＧＳを“０”に設定してパ
ージカットを停止する（図２６のＡ３）。

【０１３９】そして、このような時にモニタを実行する
ことは、パージの影響によって正確なモニタが実施でき
ない状況にあると判断し、続くステップＳ１１２０で前
記フラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳを“１”に設定して、モニ
タを禁止する指示を出す（図２６のＡ４）。その後は、
前記ステップＳ１１１６へ進んで前記同様の処理後、本
ルーチンを終了する。

【０１４０】次に、図２２〜図２５のフローチャートを
用いて前記ステップＳ１１０８における異常被判別係数
ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの詳細な算出手法を説明する。

【０１４１】図２２において、まずステップＳ１２０１
では、エンジン運転が特定運転領域にあるか否かを判別
する。即ちエンジン回転数ＮＥが下限回転数ＮＡＶＥＬ
（例えば1504rpm）と上限回転数ＮＡＶＥＬ（例えば249
6rpm）との間にあり（該上下限回転数はＡＴ車とＭＴ車
とで別の値に設定してもよい）、吸気管内絶対圧ＰＢＡ
が下限圧ＰＢＡＶＥＬ（例えば263mmHg）と上限圧ＰＢ
ＡＶＥＨ（例えば435mmHg）との間にあり（該上下限圧
はＡＴ車とＭＴ車とで別の値に設定してもよい）、吸気
温ＴＡが下限温度ＴＡＡＶＥＬ（例えば２０℃）と上限
温度ＴＷＡＶＥＨ（例えば７０℃）との間にあり、エン
ジン水温ＴＷが下限温度ＴＡＡＶＥＬ（例えば７０℃）
と上限温度（例えば９０℃）との間にあり、車速Ｖが下
限速度ＶＡＶＥＬと上限速度ＶＡＶＥＨとの間にあり、
且つスロットル弁開度θＴＨが下限開度θＴＨＡＶＥＬ
と上限開度θＴＨＡＶＥＨとの間にあるときエンジンが
特定運転領域にあるとする。

【０１４２】ステップＳ１２０１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちエンジン運転が特定運転領域にある場合はス
テップＳ１２０２へ進み、空燃比フィードバック制御中
であるか否かを判別する。前記ステップＳ１２０１また
はステップＳ１２０２の答が否定（ＮＯ）、即ちエンジ
ン運転が特定運転領域にない場合、または空燃比フィー
ドバック制御が行われていない場合は、ＬＡＦセンサ１
７の出力に応じた空燃比補正係数ＫＦＢの算出が行われ
ないので、ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の算出処理は実行せず
に、図２３に示すステップＳ１２０３〜ステップＳ１２
０９の処理を行い、本サブルーチンを終了する。

【０１４３】すなわち、ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０
５において、順次、前記モニタ条件持続タイマｔＣＯＮ
Ｔ、パージカット後安定化タイマｔＦＭＰＧＳ、及びＫ
ＡＶ算出タイマｔＣＨＫＡＶＥをそれぞれ所定値に初期
化してスタートさせる。さらに、ステップＳ１２０６で
前記フラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫを“０”に設定
しておき、続くステップＳ１２０７で前記フラグＦＰＧ
ＳＣＮＴが“０”であるか否かを判別する。その答が否
定（ＮＯ）、即ちフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”でない
場合はステップＳ１２０８へ進み、前記フラグＦＰＧＳ
を“１”に設定すると共に、前記フラグＦＰＧＳＣＮＴ
を“０”に戻して、ステップＳ１２０９でフラグＦＫＡ
ＣＴＳＴを“０”に設定して本サブルーチンを終了す
る。ここで、フラグＦＫＡＣＴＳＴは、他の制御ルーチ
ンでＬＡＦセンサ１７の出力を当量比に変換して得られ
る検出当量比ＫＡＣＴと目標当量比ＫＣＭＤとの大小関
係の反転（以下単に「ＫＡＣＴ値の反転」という）があ
ったときに“１”に設定される反転確認フラグである
（後述のステップＳ１２１７で“１”にセットされ
る）。また、前記ステップＳ１２０７の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”のときは、前
記ステップＳ１２０８をスキップしてステップＳ１２０
９を経て本サブルーチンを終了する。

【０１４４】図２２に戻り、前記ステップＳ１２０１及
びステップＳ１２０２の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちエン
ジン運転が特定運転領域となり、且つ空燃比フィードバ
ック制御中となった場合はステップＳ１２１０へ進み、
前記フラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが“１”である
か否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）、即ちフラグ
ＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが０”で未だ異常被判別係
数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出されていないときは次のス
テップＳ１２１１へ進んで、タイマｔＣＯＮＴが“０”
であるか否かを判別する。

【０１４５】前記ステップＳ１２１０の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが“１”
で既にＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が算出されている場合、ま
たは前記ステップＳ１２１１の答が否定（ＮＯ）、即ち
タイマｔＣＯＮＴが“０”でない場合は、前記ステップ
Ｓ１２０７〜ステップＳ１２０９の処理を同様に行って
本サブルーチンを終了する。

【０１４６】前記ステップＳ１２１０の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が算出されておらず、
前記ステップＳ１２１１の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちタ
イマｔＣＯＮＴが“０”となり、エンジン運転が特定運
転領域にある空燃比フィードバック制御状態が所定時間
継続した場合は、モニタ条件が成立したことになり、ス
テップＳ１３００以降で実際に異常被判別係数ＫＦＢＣ
ＨＫＡＶＥ算出の処理を行う。

【０１４７】まず、ステップＳ１３００では図１９のス
テップＳ２０４又はＳ２１３で設定したフラグＦＫＳＴ
Ｒが「１」か否かを判別する。その判別の結果、「１」
に設定されていないときは、積分値ＫＡＶ算出のための
異常判定パラメータＫＦＢＣＨＫに、ＰＩＤ制御の積分
項ＫＬＡＦＩをセットし（ステップＳ１３０１）、一方
「１」に設定されているときは異常判定パラメータＫＦ
ＢＣＨＫにＳＴＲ制御の適応補正係数ＫＳＴＲのフィル
タ出力値ＫＳＴＲＬＯをセットして（ステップＳ１３０
２）からステップＳ１２１２へ進む。なおここで、フィ
ルタ出力値ＫＳＴＲＬＯは適応補正係数ＫＳＴＲをロー
パスフィルタブロックＢ２４に通過させ、いわゆる一次
遅れプロセス等によりその値を平滑化して得られる。制
御応答性の非常に高いＳＴＲ制御では、その補正係数Ｋ
ＳＴＲの動きおよび変化幅が大きいので、ローパスフィ
ルタ出力値ＫＳＴＲＬＯを用いることにより、積分値Ｋ
ＡＶの変動を抑制し、適切な異常被判別係数ＫＦＢＣＨ
ＫＡＶＥを得ることができる。その結果、適応補正係数
ＫＳＴＲを用いて正確な異常検出を行うことが可能とな
る。

【０１４８】次に、ステップＳ１２１２では、前記フラ
グＦＦＭＰＧＳが“１”であるか否かを判別する。初回
は、その答が否定（ＮＯ）、即ちフラグＦＦＭＰＧＳが
“０”でパージカットの指示が出ていないので、図２４
のステップＳ１２１３へ進む。

【０１４９】図２４において、ステップＳ１２１３で
は、タイマｔＦＭＰＧＳが“０”となったか否かを判別
し、その答が否定（ＮＯ）、即ち前記ステップＳ１２０
５でスタートされたタイマｔＦＭＰＧＳが“０”となっ
ていない場合は、パージ開始から所定時間の経過がない
としてステップＳ１２１４へ進む。このステップＳ１２
１４では、前記フラグＦＫＡＣＴＳＴを“０”にして本
サブルーチンを終了する。

【０１５０】前記ステップＳ１２１３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちタイマｔＦＭＰＧＳが“０”となってパージ
開始から所定時間経過した場合は、ステップＳ１２１５
へ進み、前記フラグＦＫＡＣＴＳＴが“１”であるか否
かを判別する。初回では、その答は否定（ＮＯ）、即ち
フラグＦＫＡＣＴＳＴが“０”であってＫＡＣＴ値の反
転は確認されていないので、ステップＳ１２１６におい
てＫＡＣＴ値が反転されているか否かを判別する。その
答が否定（ＮＯ）、即ちＫＡＣＴ値が反転されていない
場合は、本サブルーチンを終了し、肯定（ＹＥＳ）、即
ちＫＡＣＴ値が反転されていた場合は、ステップＳ１２
１７で前記フラグＦＫＡＣＴＳＴを“１”に設定すると
共に、ステップＳ１２１８で現在のＫＦＢＣＨＫ値をそ
の積分値ＫＡＶの初期値として設定して本サブルーチン
を終了する。

【０１５１】図２２に戻り、２回目以降において、前記
ステップＳ１２１２の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちフラグ
ＦＦＭＰＧＳが“１”となりパージの影響による誤検出
を排除するためのパージカットの指示が出ている場合
は、ステップＳ１２１９へ進む。このステップＳ１２１
９では、前記フラグＦＰＧＳが“１”であるか否かを判
別し、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちパージカットの指
示が出ているにも拘らずフラグＦＰＧＳが“１”で実際
にパージカットが行われていない場合は、ステップＳ１
２２０へ進む。

【０１５２】ステップＳ１２２０では、前記フラグＦＰ
ＧＳを“０”に設定してパージカットを指示し、且つ前
記フラグＦＰＧＳＣＮＴを“１”に設定してパージカッ
トを実施した後、図２４に示す前記ステップＳ１２１３
へ進む。また、前記ステップＳ１２１９の答が否定（Ｎ
Ｏ）、パージカット指示によりパージカットとなってい
る場合は、そのままステップＳ１２１３へ進む。このス
テップＳ１２１３では、上記同様の処理を行って前記ス
テップＳ１２１５へ進む。

【０１５３】ステップＳ１２１５の判別では、前回でＫ
ＡＣＴ値が反転していればフラグＦＫＡＣＴＳＴが
“１”となっているので、その答は肯定（ＹＥＳ）、即
ちＫＡＣＴ値の反転が確認され、ステップＳ１２２１へ
進んで、再度、ＫＡＣＴ値が反転されているか否かを判
別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＫＡＣＴ値が反
転されているときは下記数式９に基づき異常判定パラメ
ータＫＦＢＣＨＫの学習平均値である積分値ＫＡＶを算
出する（ステップ１２２２）。

【０１５４】

【数９】 但し、ＣＯ２ＡＶは１〜100Ｈのうち、特定運転領域に
おいて異常判定パラメータＫＦＢＣＨＫの変化に対する
追従性をよくするために比較的大きな値に設定される変
数であり、ＫＡＶ’は積分値ＫＡＶの前回値であって、
その初期値は、前回エンジンが特定運転領域あった時に
得られ記憶された最後のＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値とし、エ
ンジン始動後最初に特定運転領域に突入した時は、係数
ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の初期値とする。

【０１５５】また、ステップＳ１２２１の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ちＫＡＣＴ値が反転されていない場合は、前記
ステップＳ１２２２をスキップして、積分値ＫＡＶは前
回値を採用する。

【０１５６】続くステップＳ１２２３では、タイマｔＣ
ＨＫＡＶＥが“０”となっているか否かを判別し、その
答が否定（ＮＯ）、即ちタイマｔＣＨＫＡＶＥが“０”
となっていない場合は本サブルーチンを終了する。その
答が肯定（ＹＥＳ）、即ちタイマｔＣＨＫＡＶＥが
“０”となりＫＡＶ値の算出後所定時間が経過した場合
は、図２５のステップＳ１２２４へ進む。

【０１５７】ステップＳ１２２４では、このように決定
された積分値ＫＡＶが、前回ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値に経
年変化判定用偏差ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥ（例えば800
Ｈ）を加算した値より大きいか否かを判別する。なお、
係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの初期値は他の制御ルーチンで
決定されるＫＦＢの平均値ＫＲＥＦとする。このステッ
プＳ１２２４の答が肯定（Ｙｅｓ）ならば下記数式１０
に基づき異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの今回値を
算出して更新する（ステップＳ１２２５）。

【０１５８】

【数１０】ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ＝ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ’
＋α×ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥ 但しＫＦＢＣＨＫＡＶＥ’は係数ＫＦＢＣＨＫの前回値
を示し、右辺の係数αは運転状態に応じて設定される係
数(≦1.0）であり、例えば0.5に設定される。

【０１５９】次にステップＳ１２２６でフラグＦＫＦＢ
ＣＨＫＡＶＥＣＨＫを、１に設定して、ステップＳ１２
２７へ進む。このステップＳ１２２７では、フラグＦＰ
ＧＳＣＮＴが“０”であるか否かを判別し、その答が肯
定（ＹＥＳ）、即ち燃料供給系の異常検出のためのパー
ジカットを実施していなかった場合は、本サブルーチン
を終了し、その答が否定（ＮＯ）、即ち燃料供給系の異
常検出のためのパージカットを実施していた場合は、ス
テップＳ１２２８へ進む。

【０１６０】ステップＳ１２２８では、前記フラグＦＰ
ＧＳを“１”に設定すると共に、前記フラグＦＰＧＳＣ
ＮＴを“０”に設定してパージを元に戻し、本サブルー
チンを終了する。

【０１６１】ステップＳ１２２４の答が否定（Ｎｏ）な
らば前記積分値ＫＡＶが、前回ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値か
ら前記経年変化判定用偏差値ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥを減
算した値より小さいか否かを判別する（ステップＳ１２
２９）。この答が肯定（Ｙｅｓ）ならば下記数式１１に
基づき異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの今回値を算
出して更新する（ステップＳ１２３０）。

【０１６２】

【数１１】ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ＝ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ’
−α×ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥ その後、前記ステップＳ１２２６，Ｓ１２２７，Ｓ１２
２８の処理を前記同様に行って本サブルーチンを終了す
る。また、前記ステップＳ１２２９の答が否定（ＮＯ）
であれば前記ステップＳ１２３０をスキップして本サブ
ルーチンを終了する。

【０１６３】図２２乃至図２５の処理により、空燃比制
御がＰＩＤ制御による場合とＳＴＲ制御による場合とに
かかわらず、異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが適切
に算出され、これを図２０、図２１の燃料供給系の異常
検出処理に用いることにより、正確な異常検出を行うこ
とができる。

【０１６４】なお、上述した実施例では適応制御実行中
は、ＫＳＴＲ値をローパスフィルタ処理したＫＳＴＲＬ
Ｏ値を用いて（ＫＦＢＣＨＫ＝ＫＳＴＲＬＯとして）積
分値ＫＡＶを算出するようにしたが、これに限るもので
はなく、例えば適応制御実行中はＫＦＢＣＨＫ＝ＫＳＴ
Ｒとするとともに、数式９の変数ＣＯ２ＡＶをＰＩＤ制
御実行中より小さな値とし、数式９によるなましの度合
をより大きくするようにしてもよい。

【０１６５】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の内燃機関の
空燃比制御装置によれば、空燃比センサの出力に基づい
て漸化式形式の制御器を用いて空燃比補正係数が算出さ
れ、前記空燃比補正係数が平滑化され、前記平滑化され
た空燃比補正係数の平均値が算出され、前記平均値に基
づいて前記エンジンの燃料供給系の異常が検出されるの
で、漸化式形式の制御器を用いた空燃比フィードバック
制御実行中においても従来の手法に対し複雑な構成の追
加を必要とすることなく、容易かつ正確に燃料供給系の
異常検出をすることができる。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】図１の一部の詳細な構成を示す図である。

【図３】本実施例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４】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５】最終目標空燃比係数（ＫＣＭＤＭ）算出処理の
フローチャートである。

【図６】目標空燃比係数（ＫＣＭＤ）算出処理のフロー
チャートである。

【図７】ＴＤＣ信号パルスとＬＡＦセンサ出力との関係
を示す図である。

【図８】ＬＡＦセンサ出力の最適なサンプリング時期を
説明するための図である。

【図９】ＬＡＦセンサ出力選択処理を説明するための図
である。

【図１０】ＬＡＦセンサ出力選択処理のフローチャート
である。

【図１１】ＬＡＦセンサ出力選択用タイミングマップを
示す図である。

【図１２】図１１のマップの設定傾向説明するための図
である。

【図１３】検出当量比（ＫＡＣＴ）算出処理のフローチ
ャートである。

【図１４】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１５】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロ
ーチャートである。

【図１６】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１７】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。

【図１８】適応制御領域判別処理のフローチャートであ
る。

【図１９】ＫＬＡＦ／ＫＳＴＲ演算処理のフローチャー
トである。

【図２０】異常検出プログラムのフローチャートであ
る。

【図２１】異常検出プログラムのフローチャートであ
る。

【図２２】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムのフローチャートである。

【図２３】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムの続きのフローチャートである。

【図２４】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムのフローチャートである。

【図２５】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムの続きのフローチャートである。

【図２６】パージの影響による異常被判別係数ＫＦＢＣ
ＨＫＡＶＥの変動を示す図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関（本体） ５ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ） １２ 燃料噴射弁 １７ 広域空燃比センサ

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月１１日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】全文

【補正方法】変更

【補正内容】

【書類名】 明細書

【発明の名称】 内燃機関の空燃比制御装置

【特許請求の範囲】

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、漸化式形式の制御器を
用いたフィードバック制御により内燃機関に供給する混
合気の空燃比を制御する空燃比制御装置に関し、特に内
燃機関の排気系に設けられた空燃比センサの出力に応じ
て設定される空燃比補正係数に基づいて、燃料供給系に
発生した異常を検出する機能を有する空燃比制御装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】内燃エンジンの排気系に設けた広域空燃
比センサの出力に基づいてエンジンに供給する混合気の
空燃比を比例項、積分項及び微分項を用いてフィードバ
ック制御するとともに、前記積分項を用いて燃料供給系
の異常を検出するようにした空燃比制御装置が従来より
知られている。

【０００３】また、現代制御理論の１つである最適レギ
ュレータをこの空燃比フィードバック制御に応用し、前
記広域空燃比センサの出力と、機関の動的モデルに基づ
いて算出した最適フィードバックゲインとを用いて算出
した空燃比補正係数により空燃比をフィードバック制御
する空燃比制御装置が従来より知られている（例えば特
開平３−１８５２４４号公報）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、制御速
度が比較的高い上記最適レギュレータを応用した空燃比
制御装置においては、補正係数の動きが速くまた変化幅
も大きいため、これをそのまま従来の燃料供給系の異常
検出手法に用いると、正確な異常検出ができなという問
題があった。

【０００５】本発明はこの問題を解決するためになされ
たものであり、漸化式形式の制御器を用いた内燃機関の
空燃比フィードバック制御を行いつつ、燃料供給系の異
常検出を容易かつ正確に行う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。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、内燃機関の排気系に設けられた空燃比センサ
の出力に基づいて漸化式形式の制御器を用いて前記機関
に供給する燃料を補正する空燃比補正係数を算出し、該
算出された空燃比補正係数を用いて前記機関の空燃比を
目標値に収束させるように前記機関に供給する燃料をフ
ィードバック制御する制御手段を備えた内燃機関の空燃
比制御装置において、前記算出された空燃比補正係数を
平滑化するフィルタ手段と、前記平滑化された空燃比補
正係数の平均値を算出する平均値算出手段と、前記平均
値に基づいて前記機関の燃料供給系の異常を検出する異
常検出手段とを備えたことを特徴とする。

【０００７】

【作用】空燃比センサの出力に基づいて漸化式形式の制
御器を用いて空燃比補正係数が算出され、前記空燃比補
正係数が平滑化され、前記平滑化された空燃比補正係数
の平均値が算出され、前記平均値に基づいて前記機関の
燃料供給系の異常が検出される。

【０００８】

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。

【０００９】図１は本発明の一実施例にかかる内燃機関
（以下「エンジン」という）及びその制御装置の構成を
示す図である。同図中、１は各気筒に吸気弁及び排気弁
（図示せず）を各１対ずつ設けたＤＯＨＣ直列４気筒の
エンジンである。

【００１０】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。

【００１１】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。

【００１２】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。

【００１３】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。

【００１４】排気管１６は分岐部（排気マニホルド）１
５を介してエンジン１の燃焼室に接続されている。排気
管１６には分岐部１５が集合する部分の直ぐ下流側に、
広域空燃比センサ（以下「ＬＡＦセンサ」という）１７
が設けられている。さらにＬＡＦセンサ１７の下流側に
は直下三元触媒１９及び床下三元触媒２０が配されてお
り、またこれらの三元触媒１９及び２０の間には酸素濃
度センサ（以下「Ｏ２センサ」という）１８が装着され
ている。三元触媒１９、２０は、排気ガス中のＨＣ，Ｃ
Ｏ，ＮＯｘ等の浄化を行う。

【００１５】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。

【００１６】排気還流機構３０は、吸気管２のチャンバ
９と排気管１６とを接続する排気還流路３１と、排気還
流路３１の途中に設けられ、排気還流量を制御する排気
還流弁（ＥＧＲ弁）３２と、ＥＧＲ弁３２の弁開度を検
出し、その検出信号をＥＣＵ５に供給するリフトセンサ
３３とから成る。ＥＧＲ弁３２は、ソレノイドを有する
電磁弁であり、ソレノイドはＥＣＵ５に接続され、その
弁開度がＥＣＵ５からの制御信号によりリニアに変化さ
せることができるように構成されている。

【００１７】次に図２も合わせて参照して、蒸発燃料処
理装置４０について説明する。燃料タンク４１は通路４
２を介してキャニスタ４５に連通し、キャニスタ４５は
パージ通路４３を介して吸気管２のチャンバ９に連通し
ている。キャニスタ４５は、燃料タンク４１内で発生す
る蒸発燃料を吸着する吸着剤４６を内蔵し、外気取込口
４７を有する。通路４２の途中には、正圧バルブ及び負
圧バルブから成る２ウェイバルブ４４が配設され、パー
ジ通路４３の途中にはデューティ制御型の電磁弁である
パージ制御弁４８、パージ通路４３を流れる燃料蒸気を
含む混合気の流量を検出する流量センサ４９及び該混合
気中のＨＣ濃度を検出するＨＣ濃度センサ５０が設けら
れている。パージ制御弁４８及びセンサ４９、５０は、
ＥＣＵ５に接続されており、パージ制御弁４８はＥＣＵ
５からの信号に応じて制御され、センサ４９、５０の検
出信号はＥＣＵ５に供給される。

【００１８】蒸発燃料処理装置４０によれば、燃料タン
ク４１内で発生した蒸発燃料は、所定の設定圧に達する
と２ウェイバルブ４４の正圧バルブを押し開き、キャニ
スタ４５に流入し、キャニスタ４５内の吸着剤４６によ
って吸着され貯蔵される。パージ制御弁４８はＥＣＵ５
からのデューティ信号によって開弁／閉弁作動し、その
開弁時間中においてはキャニスタ４５に一時蓄えられて
いた蒸発燃料は、チャンバ９の負圧により、キャニスタ
４５の外気取込口４７から吸入された外気とともにパー
ジ制御弁４８を経てチャンバ９へ吸引され、各気筒に送
られる。また、外気などで燃料タンク４１が冷却されて
燃料タンク内の負圧が増すと、２ウェイバルブ４４の負
圧バルブが開弁し、キャニスタ４５に一時蓄えられてい
た蒸発燃料は燃料タンク４１へ戻される。このようにし
て、燃料タンク４１内で発生した燃料蒸気が大気に放出
されることが抑止される。

【００１９】エンジン１は、吸気弁及び排気弁のバルブ
タイミングを、エンジンの高速回転領域に適した高速バ
ルブタイミングと、低速回転領域に適した低速バルブタ
イミングとの２段階に切換可能なバルブタイミング切換
機構６０を有する。このバルブタイミングの切換は、弁
リフト量の切換も含み、さらに低速バルブタイミング選
択時は２つ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。

【００２０】バルブタイミング切換機構６０は、バルブ
タイミングの切換を油圧を介して行うものであり、この
油圧切換を行う電磁弁及び油圧センサがＥＣＵ５接続さ
れている。油圧センサの検出信号はＥＣＵ５に供給さ
れ、ＥＣＵ５は電磁弁を制御してバルブタイミングの切
換制御を行う。

【００２１】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。

【００２２】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。

【００２３】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。

【００２４】

【数１】ＴＯＵＴ＝ＴＩＭＦ×ＫＴＯＴＡＬ×ＫＣＭＤ
Ｍ×ＫＦＢ 図３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
して本実施例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、本実施例ではエンジンへの燃
料供給量は燃料噴射時間として算出されるが、これは噴
射される燃料量に対応するので、ＴＯＵＴを燃料噴射量
若しくは燃料量とも呼んでいる。

【００２５】図３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。

【００２６】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。

【００２７】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４０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Ｂ
２に入力する。

【００２８】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及びＢ２３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ＫＣ
ＭＤＭを算出し、ブロックＢ３に入力する。

【００２９】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）、ローパスフィ
ルタブロックＢ１６及びＢ１７を介してブロックＢ１８
及びＢ１９に入力する。このＬＡＦセンサ出力選択処理
は、サンプリングのタイミングによっては変化する空燃
比を正確に検出できないこと、燃焼室から排出される排
気ガスがＬＡＦセンサ１７に到達するまでの時間やＬＡ
Ｆセンサ自体の反応時間がエンジン運転状態によって変
化することを考慮したものである。

【００３０】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Ｂ１９は、検出空燃比に基づいて適応制御（Self Tun
ing Regulation）により適応補正係数ＫＳＴＲを算出し
てブロックＢ２０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、外乱に対するタフネス性を向上さ
せるために導入したものである。

【００３１】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ＫＬＡＦ値を用いた方がよ
いことを考慮したものである。

【００３２】ブロックＢ２５ば、ローパスフィルタブロ
ックＢ２４を介して適応補正係数ＫＳＴＲのフィルタ出
力ＫＳＴＲＬＯ及びＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩが入
力され、後述する手法により燃料供給等の異常を検出す
るフューエルメータリングブロックである。

【００３３】以上のように本実施例では、ＬＡＦセンサ
１７の出力の応じて通常のＰＩＤ制御により算出したＰ
ＩＤ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、目標空燃比を変更
したときの追従性及び外乱に対するタフネス性を向上さ
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。

【００３４】本実施例では、上述した図３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。

【００３５】図４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。

【００３６】ステップＳ１では、始動モードか否か、す
なわちクランキング中か否かを判別し、始動モードのと
きは始動モードの処理へ移行する。始動モードでなけれ
ば、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ及び最終目
標空燃比係数ＫＣＭＤＭの算出（ステップＳ２）及びＬ
ＡＦセンサ出力選択処理を行う（ステップＳ３）ととも
に検出当量比ＫＡＣＴの演算を行う（ステップＳ４）。
検出当量比ＫＡＣＴは、ＬＡＦセンサ１７の出力を当量
比に変換したものである。

【００３７】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。

【００３８】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。

【００３９】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
するとともに、ＰＩＤ制御の積分項ＫＬＡＦＩを「０」
に設定して、本処理を終了する。また、ＦＫＬＡＦＲＥ
ＳＥＴ＝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。

【００４０】以下上記ステップＳ２〜Ｓ４，Ｓ６及びＳ
９における処理の詳細を順次説明する。

【００４１】図５は、図４のステップＳ２における最終
目標空燃比係数ＫＣＭＤＭを算出する処理のフローチャ
ートである。

【００４２】ステップＳ２３では、エンジン回転数ＮＥ
及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてマップを検索し、基
本値ＫＢＳを算出する。なお、そのマップにはアイドル
時用の値も設定されている。

【００４３】続くステップＳ２４では、エンジン始動直
後のリーンバーン制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判別し、条件が成立したときは始動後リーンフラグ
ＦＡＳＴＬＥＡＮを「１」に設定する一方、条件不成立
のときは「０」とする。このリーンバーン制御実行条件
は、例えばエンジン始動後所定期間内であって、エンジ
ン水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧Ｐ
ＢＡが所定範囲内にあるとき成立する。なお、始動直後
のリーンバーン制御は、エンジン始動直後の触媒が未活
性の状態でＨＣの排出量が増加すること防止する目的で
行うものである。

【００４４】次いでステップＳ２５では、スロットル弁
が全開（ＷＯＴ）の状態か否かを判別し、全開のときは
ＷＯＴフラグＦＷＯＴを「１」に設定し、全開でなけれ
ば「０」とする。次いで、エンジン水温ＴＷに応じて増
量補正係数ＫＷＯＴを算出する（ステップＳ２６）。こ
のとき高水温時の補正係数ＫＸＷＯＴも算出する。

【００４５】続くステップＳ２７では、目標空燃比係数
ＫＣＭＤを算出し、次いで算出したＫＣＭＤ値のリミッ
ト処理（所定上下限値の範囲内に入るようにする処理）
を行う。このステップＳ２７の処理は図６を参照して後
述する。

【００４６】続くステップＳ２９では、Ｏ２センサ１８
の活性化が完了しているか否かの判別を行い、活性化が
完了したときは、活性フラグＦＭＯ２を「１」に設定
し、完了していないときは、「０」とする。例えばエン
ジン始動後所定期間経過したとき、活性化完了と判定す
る。次いで、ステップＳ３２に進み、Ｏ２センサ１８の
出力ＶＭＯ２に応じて目標空燃比係数ＫＣＭＤの補正項
ＤＫＣＭＤＯ２を算出する。この処理は、Ｏ２センサ出
力ＶＭＯ２と基準値ＶＲＥＦＭとの偏差に応じてＰＩＤ
制御により、補正項ＤＫＣＭＤＯ２を算出するものであ
る。

【００４７】ステップＳ３３では、次式により目標空燃
比係数ＫＣＭＤの補正を行う。

【００４８】ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＤＫＣＭＤＯ２ これにより、ＬＡＦセンサ１７の出力のずれを補償する
ように目標空燃比係数ＫＣＭＤを設定することができ
る。

【００４９】続くステップＳ３４では、算出したＫＣＭ
Ｄ値に応じてＫＣＭＤ−ＫＥＴＣテーブルを検索して補
正係数ＫＥＴＣを算出し、次式により最終目標空燃比係
数ＫＣＭＤＭを算出する。

【００５０】ＫＣＭＤＭ＝ＫＣＭＤ×ＫＥＴＣ 補正係数ＫＥＴＣは、ＫＣＭＤ値が増加し、燃料噴射量
が増加するほど、噴射による燃料冷却効果が大きくなる
ことを考慮して、その影響を補正するものであり、ＫＣ
ＭＤ値が増加するほど大きな値に設定される。

【００５１】次いで、ＫＣＭＤＭ値のリミット処理を行
うとともに（ステップＳ３５）、ステップＳ３３で得ら
れたＫＣＭＤ値をリングバッファに格納して（ステップ
Ｓ３６）、本処理を終了する。

【００５２】図６は、図５のステップＳ２７におけるＫ
ＣＭＤ算出処理のフローチャートである。

【００５３】先ずステップＳ５１では、図５のステップ
Ｓ２４で設定した始動後リーンフラグＦＡＳＴＬＥＡＮ
が「１」か否かを判別し、ＦＡＳＴＬＥＡＮ＝１である
ときは、ＫＣＭＤＡＳＴＬＥＡＮマップを検索して、リ
ーン制御時の中心空燃比に相当するリーン目標値ＫＣＭ
ＤＡＳＴＬＥＡＮを算出する（ステップＳ５２）。ここ
で、ＫＣＭＤＡＳＴＬＥＡＮマップは、エンジン水温Ｔ
Ｗ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じてリーン目標値ＫＣ
ＭＤＡＳＴＬＥＡＮが設定されたマップである。そし
て、目標空燃比係数ＫＣＭＤをリーン目標値ＫＣＭＤＡ
ＳＴＬＥＡＮに設定して（ステップＳ５３）、ステップ
Ｓ５９に進む。

【００５４】一方前記ステップＳ５１でＦＡＳＴＬＡＥ
ＡＮ＝０であって、始動後リーンバーン制御実行条件が
成立しないときは、エンジン水温ＴＷが所定水温ＴＷＣ
ＭＤ（例えば８０℃）より高いか否かを判別する。そし
てＴＷ＞ＴＷＣＭＤが成立するときは、ＫＣＭＤ値を図
５のステップＳ２３で算出した基本値ＫＢＳに設定して
（ステップＳ５７）、ステップＳ５９に進む。また、Ｔ
Ｗ≦ＴＷＣＭＤが成立するときは、エンジン水温ＴＷ及
び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて設定されたマップを検
索して、低水温用目標値ＫＴＷＣＭＤを算出し（ステッ
プＳ５５）、基本値ＫＢＳがこのＫＴＷＣＭＤ値より大
きいか否かを判別する（ステップＳ５６）。その結果Ｋ
ＢＳ＞ＫＴＷＣＭＤであるときは、前記ステップＳ５７
に進み、ＫＢＳ≦ＫＴＷＣＭＤであるときは、基本値Ｋ
ＢＳを低水温用目標値ＫＴＷＣＭＤに置き換えて（ステ
ップＳ５８）、ステップＳ５９に進む。

【００５５】ステップＳ５９では、Ｏ２センサ１８の異
常が検出されているか否かを判別し、異常が検出されて
いなければ直ちにステップＳ６１に進む一方、異常が検
出されているときは、調整用加算項ＫＣＭＤＯＦＦＳＥ
Ｔを異常時用の調整値ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴＦＳに設定
して（ステップＳ６０）、ステップＳ６１に進む。

【００５６】ここで、異常時用の調整値ＫＣＭＤＯＦＦ
ＳＥＴＦＳは、空燃比がややリッチ方向にバイアスされ
るような値に設定される。これにより、Ｏ２センサの異
常時において空燃比のリーン化によるトルク変動やノッ
キングを防止することができる。

【００５７】そしてステップＳ６１では、下記式により
ＫＣＭＤ値を補正してステップＳ６２に進む。調整用加
算項ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴは、エンジンの排気系やＬＡ
Ｆセンサの特性のばらつきや経時変化の影響を反映させ
て、目標空燃比係数ＫＣＭＤを微調整し、三元触媒のウ
ィンドウゾーンの最適な位置をとるようにするためのパ
ラメータである。

【００５８】 ＫＣＭＤ＝ＫＣＭＤ＋ＫＣＭＤＯＦＦＳＥＴ ステップＳ６２では、図５のステップＳ２５で設定した
ＷＯＴフラグＦＷＯＴが「１」か否かを判別し、ＦＷＯ
Ｔ＝０であれば直ちに本処理を終了し、ＦＷＯＴ＝１の
ときは、高負荷用のＫＣＭＤ値の設定処理を行い（ステ
ップＳ６３）、本処理を終了する。この処理は、ＫＣＭ
Ｄ値を図５のステップＳ２６で算出した高負荷用増量補
正係数ＫＷＯＴ，ＫＸＷＯＴと比較し、ＫＣＭＤ値がこ
れらの係数値より小さいときは、ＫＣＭＤ値に補正係数
ＫＷＯＴ又はＫＸＷＯＴを乗算して補正を行うものであ
る。

【００５９】次に図４のステップＳ３におけるＬＡＦセ
ンサ出力選択処理について説明する。

【００６０】エンジンの排気ガスは排気行程で排出され
ることから、多気筒エンジンの排気系集合部において空
燃比の挙動を見ると、明らかにＴＤＣ信号パルスに同期
している。したがって、ＬＡＦセンサ１７により空燃比
を検出するときもＴＤＣ信号パルスに同期して行う必要
がある。ところが、センサ出力のサンプルタイミングに
よっては空燃比の挙動を正確に把握できない場合が生じ
る。例えば、ＴＤＣ信号パルスに対して排気系集合部の
空燃比が図７のようであるとき、ＥＣＵ５が認識する空
燃比は図８に示すように、サンプルタイミングによって
全く異なる値となる。この場合、実際のＬＡＦセンサの
出力変化を可能な限り正確に把握できるタイミングでサ
ンプリングすることが望ましい。

【００６１】さらに、空燃比の変化は排気ガスのセンサ
までの到達時間やセンサの反応時間によっても相違す
る。そのうち、センサまでの到達時間は排気ガス圧力、
排気ガスボリューム等に依存して変化する。さらに、Ｔ
ＤＣ信号パルスに同期してサンプリングすることはクラ
ンク角度に基づいてサンプリングすることになるので、
必然的にエンジン回転数ＮＥの影響を受ける。このよう
に、空燃比の検出の最適なタイミングは、エンジン運転
状態に大きく依存する。

【００６２】そこで、本実施例では図９に示すように、
ＣＲＫ信号パルス（クランク角度３０度毎に発生する）
の発生毎にサンプリングしたＬＡＦセンサ出力をリング
バッファ（本実施例では１８個の格納場所を有する）に
順次格納し、最適タイミングの出力値（１７回前の値か
ら今回値までの中の最適の値）を検出当量比ＫＡＣＴに
変換してフィードバック制御に使用するようにしてい
る。

【００６３】図１０は、図４のステップＳ３におけるＬ
ＡＦセンサ出力選択処理のフローチャートある。

【００６４】先ずステップＳ８１では、エンジン回転数
ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡを読み出し、次いで現在
のバルブタイミングが高速バルブタイミングか否かを判
別する（ステップＳ８２）。その結果高速バルブタイミ
ングのときは高速バルブタイミング用のタイミングマッ
プを検索し（ステップＳ８３）、低速バルブタイミング
のときは低速バルブタイミング用のタイミングマップを
検索し（ステップＳ８４）、その検索結果に応じてリン
グバッファに格納したＬＡＦセンサ出力ＶＬＡＦを選択
して（ステップＳ８５）、本処理を終了する。

【００６５】上記タイミングマップは、図１１に示すよ
うに、エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに
応じて、エンジン回転数ＮＥが低いほど、あるいは吸気
管内絶対圧ＰＢＡが高いほど早いクランク角度位置でサ
ンプリングした値を選択するように設定されている。こ
こで、「早い」とは、前のＴＤＣ位置により近い位置で
サンプリングした値（換言すれば古い値）を意味する。
このように設定したのは、ＬＡＦセンサ出力は、図８に
示したように、実際の空燃比の極大値又は極小値（以下
「極値」という）に可能な限り近い位置でサンプリング
するのが最良であるが、その極値、例えば最初のピーク
値は、センサの反応時間を一定と仮定すれば、図１２に
示すように、エンジン回転数ＮＥが低下するほど早いク
ランク角度位置で生じ、また、負荷が高いほど排気ガス
圧力や排気ガスボリュームが増加し、排気ガスの流速が
増してセンサへの到達時間が早まるからである。

【００６６】また、高速バルブタイミング用マップは、
同一のエンジン回転数ＮＥ又は吸気管内絶対圧ＰＢＡに
対しては、低速バルブタイミング用マップより早期のタ
イミングとなるように設定されている。これは、高速バ
ルブタイミングでは、低速バルブタイミングより排気弁
の開弁開始時期が早いからである。

【００６７】以上のように、図１０の処理によれば、エ
ンジン運転状態に応じて最適なタイミングでサンプリン
グしたセンサ出力ＶＬＡＦが選択されるので、空燃比の
検出精度を向上させることができる。

【００６８】次に図４のステップＳ４における検出当量
比ＫＡＣＴの算出処理について説明する。図１３は、こ
のＫＡＣＴ算出処理のフローチャートである。

【００６９】先ずステップＳ１０１では、上述した図１
０の処理により選択されたセンサ出力選択値ＶＬＡＦＳ
ＥＬからセンサ出力中心値ＶＣＥＮＴを減算して、テン
ポラリ値ＶＬＡＦＴＥＭＰを算出する。ここで、中心値
ＶＣＥＮＴは、混合気の空燃比が理論空燃比のときのＬ
ＡＦセンサ出力値である。

【００７０】次いで、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値が負の値か否
かを判別し（ステップＳ１０２）、ＶＬＡＦＴＥＭＰ＜
０であって、空燃比が理論空燃比よりリーン側のとき
は、リーン補正係数ＫＬＢＬＬを乗算して、ＶＬＡＦＴ
ＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０３）一方、、ＶＬ
ＡＦＴＥＭＰ≧０であって、空燃比が理論空燃比よりリ
ッチ側のときは、リッチ補正係数ＫＬＢＬＲを乗算し
て、ＶＬＡＦＴＥＭＰ値を補正する（ステップＳ１０
４）。ここで、リーン補正係数ＫＬＢＬＬ及びリッチ補
正係数ＫＬＢＬＲは、ＬＡＦセンサに装着されたラベル
抵抗の値に応じて算出されるばらつき補正用の補正係数
である。ラベル抵抗値は、予めＬＡＦセンサの特性を測
定して、その結果に応じて設定されており、ＥＣＵ５が
その値を読み取って補正係数ＫＬＢＬＬ，ＫＬＢＬＲを
決定する。

【００７１】続くステップＳ１０５では、テンポラリ値
ＶＬＡＦＴＥＭＰにテーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴを加
算して、修正出力値ＶＬＡＦＥを算出し、次いでＶＬＡ
ＦＥ値に応じてＫＡＣＴテーブルを検索して、検出当量
比ＫＡＣＴを算出する（ステップＳ１０６）。ここで、
ＫＡＣＴテーブルは、修正出力値ＶＬＡＦＥに応じて検
出当量比ＫＡＣＴを算出するためのテーブルであり、テ
ーブル中心値ＶＯＵＴＣＮＴは理論空燃比（ＫＡＣＴ＝
１．０）に対応する格子点データ（修正出力値）であ
る。

【００７２】以上の処理により、ＬＡＦセンサの特性ば
らつきの影響を排除した検出当量比ＫＡＣＴを得ること
ができる。

【００７３】図１４は、図４のステップＳ６におけるＬ
ＡＦフィードバック領域判別処理のフローチャートであ
る。

【００７４】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、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ
を１．０（無補正値）にリセットすべき旨を「１」で示
すＫＬＡＦリセットフラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを
「１」に設定する（ステップＳ１３２）。

【００７５】一方、ステップＳ１２１〜Ｓ１２５の答が
すべて否定（ＮＯ）のときは、ＫＬＡＦリセットフラグ
ＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴを「０」に設定する（ステップＳ
１３１）。

【００７６】続くステップＳ１３３では、Ｏ２センサ１
８が不活性状態にあるか否かを判別し、活性状態にある
ときは、エンジン水温ＴＷが所定下限水温ＴＷＬＯＷ
（例えば０℃）より低いか否かを判別する（ステップＳ
１３４）。そして、Ｏ２センサ１８が不活性状態のとき
またはＴＷ＜ＴＷＬＯＷであるときは、ＰＩＤ補正係数
ＫＬＡＦを現在値に維持すべきことを「１」で示すホー
ルドフラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤを「１」に設定して（ス
テップＳ１３６）、本処理を終了する。一方、Ｏ２セン
サ１８が活性状態にあり且つＴＷ≧ＴＷＬＯＷであると
きは、ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０として（ステップＳ１３
５）、本処理を終了する。

【００７７】次に図４のステップＳ９におけるフィード
バック補正係数ＫＦＢの算出処理を説明する。

【００７８】フィードバック補正係数ＫＦＢは、前述し
たようにエンジン運転状態に応じてＰＩＤ補正係数ＫＬ
ＡＦ又は適応補正係数ＫＳＴＲに設定される。そこで、
先ず図１５及び図１６を参照して、これらの補正係数の
算出手法を説明する。

【００７９】図１５は、ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ算出処
理のフローチャートである。

【００８０】同図のステップＳ３０１では、ホールドフ
ラグＦＫＬＡＦＨＯＬＤが「１」か否かを判別し、ＦＫ
ＬＡＦＨＯＬＤ＝１のときは、直ちに本処理を終了し、
ＦＫＬＡＦＨＯＬＤ＝０のときは、ＫＬＡＦリセットフ
ラグＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴが「１」か否かを判別する
（ステップＳ３０２）。その結果、ＦＫＬＡＦＲＥＳＥ
Ｔ＝１のときは、ステップＳ３０３に進み、ＰＩＤ補正
係数ＫＬＡＦを１．０に設定するとともに、積分制御ゲ
インＫＩ及び目標当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴ
との偏差ＤＫＡＦを「０」に設定して、本処理を終了す
る。

【００８１】ステップＳ３０２でＦＫＬＡＦＲＥＳＥＴ
＝０のときは、ステップＳ３０４に進み、比例制御ゲイ
ンＫＰ、積分制御ゲインＫＩ及び微分制御ゲインＫＤを
エンジン回転数ＮＥ及び吸気管内絶対圧ＰＢＡに応じて
設定されたマップから検索する。ただし、アイドル状態
のときはアイドル用のゲインを採用する。次いで、目標
当量比ＫＣＭＤと検出当量比ＫＡＣＴとの偏差ＤＫＡＦ
（ｋ）（＝ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＡＣＴ（ｋ））を算出し
（ステップＳ３０５）、偏差ＤＫＡＦ（ｋ）及び各制御
ゲインＫＰ，ＫＩ，ＫＤを下記式に適用して、比例項Ｋ
ＬＡＦＰ（ｋ）、積分項ＫＬＡＦＩ（ｋ）及び微分項Ｋ
ＬＡＦＤ（ｋ）を算出する（ステップＳ３０６）。

【００８２】ＫＬＡＦＰ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＰ ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＤＫＡＦ（ｋ）×ＫＩ＋ＫＬＡＦ
（ｋ−１） ＫＬＡＦＤ（ｋ）＝（ＤＫＡＦ（ｋ）−ＤＫＡＦ（ｋ−
１））×ＫＤ 続くステップＳ３０７〜Ｓ３１０では、積分項ＫＬＡＦ
Ｉ（ｋ）のリミット処理を行う。すなわち、ＫＬＡＦＩ
（ｋ）値が所定上下限値ＫＬＡＦＩＬＭＴＨ，ＫＬＡＦ
ＩＬＭＴＬの範囲内にあるか否かを判別し（ステップＳ
３０７、Ｓ３０８）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＞ＫＬＡＦＩＬ
ＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭ
ＴＨとし（ステップＳ３１０）、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＜Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦＩ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＩＬＭＴＬとする（ステップＳ３０９）。

【００８３】続くステップＳ３１１では、下記式により
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）を算出する。

【００８４】ＫＬＡＦ（ｋ）＝ＫＬＡＦＰ（ｋ）＋ＫＬ
ＡＦＩ（ｋ）＋ＫＬＡＦＤ（ｋ）＋１．０ 次いで、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定上限値ＫＬＡＦＬＭＴ
Ｈより大きいか否かを判別し（ステップＳ３１２）、Ｋ
ＬＡＦ（ｋ）＞ＫＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡ
Ｆ（ｋ）＝ＫＬＡＦＬＭＴＨとして（ステップＳ３１
６）、本処理を終了する。

【００８５】ステップＳ３１２で、ＫＬＡＦ（ｋ）≦Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＨであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）値が所定
下限値ＫＬＡＦＬＭＴＬより小さいか否かを判別し（ス
テップＳ３１４）、ＫＬＡＦ（ｋ）≧ＫＬＡＦＬＭＴＬ
であれば直ちに本処理を終了する一方、ＫＬＡＦ（ｋ）
＜ＫＬＡＦＬＭＴＬであるときは、ＫＬＡＦ（ｋ）＝Ｋ
ＬＡＦＬＭＴＬとして（ステップＳ３１５）、本処理を
終了する。

【００８６】本処理により、検出当量比ＫＡＣＴが目標
当量比ＫＣＭＤに一致するように、ＰＩＤ制御によりＰ
ＩＤ補正係数ＫＬＡＦが算出される。

【００８７】次に適応補正係数ＫＳＴＲ算出処理につい
て、図１６を参照して説明する。

【００８８】図１６は、図３のブロックＢ１９、すなわ
ち適応制御（ＳＴＲ（Self TuningRegulator））ブロッ
クの構成を示すブロック図であり、このＳＴＲブロック
は、目標空燃比係数（目標当量比）ＫＣＭＤ（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パラメータを設定するパラメー
タ調整機構とからなる。

【００８９】本実施例における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る。こ
の手法は、適応システムを線形ブロックと非線形ブロッ
クとから構成される等価フィードバック系に変換し、非
線形ブロックについては入出力に関するポポフの積分不
等式が成立し、線形ブロックは強正実となるように調整
則を決めることによって、適応システムの安定を保証す
る手法である。この手法は、例えば「コンピュートロー
ル」（コロナ社刊）Ｎｏ．２７，２８頁〜４１頁、ない
しは「自動制御ハンドブック」（オーム社刊）７０３頁
〜７０７頁に記載されているように、公知技術である。

【００９０】本実施例では、このランダウらの調整則を
用いた。以下説明すると、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で、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２で、のように定め
られる。数式２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２において、ｕ（ｋ）及
びｙ（ｋ）は、本実施例では、それぞれＫＳＴＲ（ｋ）
及びＫＡＣＴ（ｋ）に対応する。

【００９１】

【数２】 ここで、適応パラメータθハット（ｋ）は、数式３で表
される。また、数式３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４及び数式５のような漸化式で表される。

【００９２】

【数３】

【００９３】

【数４】

【００９４】

【数５】 また数式４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）＝σとおき、λ３が数式６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
４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。

【００９５】

【数６】 ここで、図１６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）に適応的に一
致するように動作して適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）を演
算する。

【００９６】このように、適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）
及び検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が求められて適応パラメ
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ＫＣ
ＭＤ（ｋ）が与えられ、検出当量比ＫＡＣＴ（ｋ）が目
標当量比ＫＣＭＤ（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。

【００９７】適応補正係数ＫＳＴＲ（ｋ）は、具体的に
は数式７に示すように求められる。

【００９８】

【数７】 次に上述のようにして算出するＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ
と適応補正係数ＫＳＴＲとを切り換えて、すなわちＰＩ
Ｄ制御と適応制御とを切り換えて、フィードバック補正
係数ＫＦＢを算出する手法を説明する。

【００９９】図１７は、図４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。

【０１００】先ずステップＳ１５１では、図４の処理の
前回実行時がオープンループ制御であったか（ＦＫＬＡ
ＦＲＥＳＥＴ＝１であったか）否かを判別し、オープン
ループ制御でなかったときは、目標当量比ＫＣＭＤの変
化量ＤＫＣＭＤ（＝｜ＫＣＭＤ（ｋ）−ＫＣＭＤ（ｋ−
１）｜）が基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦより大きいか否かを
判別する。そして、前回がオープンループ制御だったと
き又は、前回がフィードバック制御であり且つ変化量Ｄ
ＫＣＭＤが基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦより大きいときは、
ＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦによるフィードバック制御を実
行すべき運転領域（以下「ＰＩＤ制御領域」という）と
判定し、カウンタＣを「０」にリセットするとともに
（ステップＳ１５３）、ステップＳ１６４に進み、ＰＩ
Ｄ補正係数ＫＬＡＦ演算処理（図１９（ａ））を実行す
る。

【０１０１】図１９（ａ）のステップＳ２０１では、前
回の制御でＳＴＲフラグＦＫＳＴＲが「１」であったか
否かを判別する。このＳＴＲフラグＦＫＳＴＲは、適応
補正係数ＫＳＴＲによるフィードバック制御を実行すべ
き運転領域（以下「適応制御領域」という）であること
を「１」で示し、フィードバック補正係数算出後に設定
される（ステップＳ２０４、図１９（ｂ）、ステップＳ
２１３）。

【０１０２】ステップＳ２０１で、前回はＦＫＳＴＲ＝
０であったときは直ちにステップＳ２０３に進み、前回
はＦＫＳＴＲ＝１であったときは、ＰＩＤ制御の積分項
の前回値ＫＡＬＦＩ（ｋ−１）を、適応補正係数の前回
値ＫＳＴＲ（ｋ−１）に設定して（ステップＳ２０
２）、ステップＳ２０３に進む。ステップＳ２０３で
は、前述した図１５の処理によりＰＩＤ補正係数ＫＬＡ
Ｆを算出し、次いでステップＳ２０４に進み、ＳＴＲフ
ラグＦＫＳＴＲを「０」に設定して、図１９（ａ）の処
理を終了する。

【０１０３】ここで、適応制御からＰＩＤ制御への切換
時（前回ＦＫＳＴＲ＝１のとき）は、ＰＩＤ制御の積分
項ＫＬＡＦＩが急変する可能性があるため、ステップＳ
２０２により、ＫＬＡＦＩ（ｋ−１）＝ＫＳＴＲ（ｋ−
１）としている。これにより、適応補正係数ＫＳＴＲ
（ｋ−１）とＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）との差を小
さくとどめ、切換を滑らかにして制御の安定性を確保す
ることができる。

【０１０４】図１７にもどり、続くステップＳ１６５で
は、フィードバック補正係数ＫＦＢをステップＳ１６４
で算出したＰＩＤ補正係数ＫＬＡＦ（ｋ）に設定して
（ステップＳ１６５）、本処理を終了する。

【０１０５】なお、前回がオープンループ制御であった
ときは、ＰＩＤ制御領域と判定するのは、例えばフュエ
ルカット状態からの復帰時のような場合には、ＬＡＦセ
ンサの検出遅れなどから、必ずしも検出値が真の値を示
すとは限らないため、制御が不安定となる可能性がある
からである。また、同様の理由で、目標当量比ＫＣＭＤ
の変化量ＤＫＣＭＤが大きいとき、例えばスロットル全
開増量状態から復帰したとき、リーンバーン制御から理
論空燃比制御に復帰したとき等においてもＰＩＤ制御領
域と判定している。

【０１０６】ステップＳ１５１及びＳ１５２の答がとも
に否定（ＮＯ）のとき、すなわち前回もフィードバック
制御であり、かつ目標当量比ＫＣＭＤの変化量ＤＫＣＭ
Ｄが基準値ＤＫＣＭＤＲＥＦ以下のときは、カウンタＣ
を「１」だけインクリメントして（ステップＳ１５
４）、ステップＳ１５５でカウンタＣの値を所定値ＣＲ
ＥＦ（例えば５）と比較する。ここで、カウンタＣの値
がＣＲＥＦ値以下の場合は前記ステップＳ１６４に進
む。

【０１０７】カウンタＣの値がＣＲＥＦ値以下のときＰ
ＩＤ制御領域とするのは、オープンループ制御からの復
帰直後や目標当量比ＫＣＭＤが大きく変化した直後は、
燃料の燃焼が完了するまでの遅れやＬＡＦセンサの検出
遅れの影響を吸収できないからである。

【０１０８】次にステップＳ１５６に進み、適応制御領
域か否かの判別処理（図１８）を実行する。図１８の処
理は、現在のエンジン運転状態から、フィードバック補
正係数ＫＦＢを、適応制御則にしたがって求めるか、Ｐ
ＩＤ制御則に従って求めるか判別するものである。

【０１０９】すなわち、エンジン水温ＴＷが所定水温Ｔ
ＷＳＴＲＯＮより低いか否かを判別し（ステップＳ１７
０）、ＴＷ≧ＴＷＳＴＲＯＮであるときは、エンジン回
転数ＮＥが所定回転数ＮＥＳＴＲＬＭＴ以上であるか否
かを判別し（ステップＳ１７１）、ＮＥ＜ＮＥＳＴＲＬ
ＭＴであるときは、エンジンがアイドル状態か否かを判
別し（ステップＳ１７２）、アイドル状態でないとき
は、吸気管内絶対圧ＰＢＡが所定値以下の低負荷状態か
否かを判別し（ステップＳ１７３）、低負荷状態でない
ときは、エンジンのバルブタイミングが高速バルブタイ
ミングか否かを判別し（ステップＳ１７４）、高速バル
ブタイミングでないときは、検出当量比ＫＡＣＴが所定
値ａより小さいか否かを判別し（ステップＳ１７５）、
所定値ａ以上のときは、検出当量比ＫＡＣＴが所定値ｂ
（＞ａ）より大きいか否かを判別する（ステップＳ１７
６）。

【０１１０】その結果、ステップＳ１７０〜Ｓ１７６の
いずれかの答が肯定（ＹＥＳ）のときは、ＰＩＤ制御領
域と判定して（ステップＳ１７８）、本処理を終了す
る。

【０１１１】ここで、ＰＩＤ制御領域と判定し、ＰＩＤ
制御によりフィードバック補正係数ＫＦＢを算出するこ
ととした理由は以下の通りである。低水温時（ＴＷ＜Ｔ
ＷＳＴＲＯＮ）は、燃焼が安定せず、失火などが生じる
おそれがあり、安定した検出当量比ＫＡＣＴが得られな
いからである。なお、エンジン水温ＴＷが異常に高いと
きも、同様の理由でＰＩＤ制御によりフィードバック補
正係数ＫＦＢを算出する。また、高回転時（ＮＥ≧ＮＥ
ＳＴＲＬＭＴ）は、ＥＣＵの演算時間が不足しがちであ
るとともに、燃焼も安定しないからである。また、高速
バルブタイミング選択時は、吸排気弁がともに開弁して
いるオーバラップ期間が長いので、吸気がそのまま排気
弁を通過して排出される、いわゆる吹き抜けが生じるお
それがあり、安定した検出当量比ＫＡＣＴを期待できな
いからである。また、エンジンのアイドル時は、運転状
態がほぼ安定しており、適応制御のような高いゲインの
制御は必要としないからである。

【０１１２】また、検出当量比ＫＡＣＴが所定値ａより
小さいとき若しくは所定値ｂより大きいときは、エンジ
ンの空燃比がリーン又はリッチのときであり、適応制御
のような高いゲインの制御は行わない方がよいからであ
る。この判別は、本実施例においては、検出当量比ＫＡ
ＣＴで行ったが、目標当量比ＫＣＭＤを用いて行っても
よい。

【０１１３】一方ステップＳ１７０〜Ｓ１７６の答がす
べて否定（ＮＯ）のときは、適応制御領域と判定して
（ステップＳ１７７）、本処理を終了する。

【０１１４】図１７に戻り、ステップＳ１５７では、図
１８の処理の結果から、フィードバック補正係数ＫＦＢ
を適応制御で算出するか否かを判別する。ステップＳ１
５７の答が否定（ＮＯ）のときは、前記ステップＳ１６
４に進み、ステップＳ１５７の答が肯定（ＹＥＳ）のと
きは、ステップＳ１５８に進み、前回ＳＴＲフラグＦＫ
ＳＴＲが「０」であったか否かを判別する。

【０１１５】その結果前回ＦＫＳＴＲ＝１であったとき
は、直ちにステップＳ１６１に進み、前回はＦＫＳＴＲ
＝０であったときは、検出当量比ＫＡＣＴが所定上下限
値ＫＡＣＴＬＭＴＨ（例えば１．０１），ＫＡＣＴＬＭ
ＴＬ（例えば０．９９の範囲内にあるか否かを判別し
（ステップＳ１５９、Ｓ１６０）、ＫＡＣＴ＜ＫＡＣＴ
ＬＭＴＬ又はＫＡＣＴ＞ＫＡＣＴＬＭＴＨであるとき
は、前記ステップＳ１６４に進んで、ＰＩＤ補正係数Ｋ
ＬＡＦを算出する。また、ＫＡＣＴＬＭＴＬ≦ＫＡＣＴ
≦ＫＡＣＴＬＭＴＨであるときは、ステップＳ１６１に
進み、ＫＳＴＲ演算処理（図１９（ｂ））を実行する。

【０１１６】ステップＳ１５８〜Ｓ１６０により、ＰＩ
Ｄ制御から適応制御への切換は、適応制御領域であっ
て、且つ検出当量比ＫＡＣＴが１．０付近の値のときに
行われる。これにより、ＰＩＤ制御から適応制御への切
換を滑らかに行うことができ、制御の安定性を確保する
ことができる。

【０１１７】図１９（ｂ）のステップＳ２１０では、前
回フラグＫＳＴＲが「０」であったか否かを判別する。
その結果、前回はＦＫＳＴＲ＝１であったときは、直ち
にステップＳ２１２に進み、前述した手法により適応補
正係数ＫＳＴＲを算出し、次いでフラグＦＫＳＴＲを
「１」に設定して、図１９（ｂ）の処理を終了する。

【０１１８】一方、前回はＦＫＳＴＲ＝０であったとき
は、適応パラメータ（ゲインを決定するスカラ量）ｂ０
を、ＰＩＤ補正係数の前回値ＫＬＡＦ（ｋ−１）で除算
した値に置き換えて（ステップＳ２１１）、前記ステッ
プＳ２１２に進む。

【０１１９】ステップＳ２１１で、適応パラメータｂ０
をｂ０／ＫＬＡＦ（ｋ−１）に置き換えることにより、
ＰＩＤ制御から適応制御への切換をより滑らかに行うこ
とができ、制御の安定性を確保することができる。これ
は、以下のような理由による。前記数式７のｂ０をｂ０
／ＫＬＡＦ（ｋ−１）に置き換えると、数式８の第１式
に示すようになるが、第１式の第１項は、ＰＩＤ制御実
行中はＫＳＴＲ（ｋ）＝１としているので、１となる。
従って、適応制御開始当初のＫＳＴＲ（ｋ）値は、ＫＬ
ＡＦ（ｋ−１）に等しくなり、補正係数値が滑らかに切
り換えられることになる。

【０１２０】

【数８】 図１７に戻り、ステップＳ１６１で求めた適応補正係数
ＫＳＴＲの値と１．０との差の絶対値｜ＫＳＴＲ（ｋ）
−１．０｜が基準値ＫＳＴＲＲＥＦより大きいか否かを
判別し（ステップＳ１６２）、｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．
０｜＞ＫＳＴＲＲＥＦであるときは、前記ステップＳ１
６４に進む一方、｜ＫＳＴＲ（ｋ）−１．０｜≦ＫＳＴ
ＲＲＥＦであるときは、フィードバック補正係数ＫＦＢ
をＫＳＴＲ（ｋ）値に設定して（ステップＳ１６３）、
本処理を終了する。

【０１２１】ここで、適応補正係数ＫＳＴＲと１．０と
の差の絶対値が基準値ＫＳＴＲＲＥＦより大きいとき
は、ＰＩＤ制御領域とするのは、制御の安定性確保のた
めである。

【０１２２】図２０及び図２１は、本発明が適用される
燃料供給系の異常検出プログラムフローチャートを示
し、本プログラムはバックグラウンド処理手法によりＥ
ＣＵ５において実行される。

【０１２３】図２０において、まずステップＳ１１０１
では、燃料供給系の異常検出（モニタ）を行うべきこと
を“０”によって示すフラグＦＦＭＰＡＳＳが“１”で
あるか否かを判別し、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ち燃
料供給系の異常検出を行う指示が未だない場合は、ステ
ップＳ１１０２へ進む。

【０１２４】ステップＳ１１０２では、後述するモニタ
条件の継続時間を設定するモニタ条件持続タイマｔＣＯ
ＮＴ、パージカット後の安定化時間を設定するパージカ
ット後安定化タイマｔＦＭＰＧＳ、及び空燃比フィード
バック補正係数（空燃比補正係数）ＫＦＢの積分値ＫＡ
Ｖの算出時間を設定するＫＡＶ算出タイマｔＣＨＫＡＶ
Ｅをそれぞれ所定値に初期化してスタートさせる。な
お、これらのタイマはダウンカウンタで構成されてい
る。

【０１２５】続くステップＳ１１０３では、燃料供給系
の異常検出を行うためにパージカットを実施すべきこと
を“１”によって示すフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”で
あるか否かを判別する。このフラグＦＰＧＳＣＮＴは、
後述する異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの算出処理
において使用され、パージの影響による誤検出を排除す
るためのパージカットの指示が出ている場合にパージカ
ットを実施するためのフラグである（後述するステップ
Ｓ１２２０で“１”にセットされる）。

【０１２６】ステップＳ１１０３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”であり前記パ
ージカットを実施しなかった場合はそのまま本ルーチン
を終了する。また、その答が否定（ＮＯ）、即ち前記パ
ージカットを実施した場合はパージコントロールを行う
べきことを“１”によって示すフラグＦＰＧＳを“１”
に設定すると共に、前記フラグＦＰＧＳＣＮＴを“０”
に設定して、再びパージを行えるように処理を戻して本
ルーチンを終了する（ステップＳ１１０４）。

【０１２７】一方、前記ステップＳ１１０１の答が否定
（ＮＯ）、即ち燃料供給系の異常検出を行う指示が出た
場合は、ステップＳ１１０５，Ｓ１１０６，Ｓ１１０７
の判別処理を順次実行する。すなわち、ステップＳ１１
０５では、パージの影響による誤検出を排除するためモ
ニタの禁止を行うべきことを“１”によって示すフラグ
ＦＦＭＰＧＰＡＳＳが“１”であるか否かを判別する。
このフラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳは、後述するステップＳ
１１２０で“１”にセットされる。

【０１２８】ステップＳ１１０６では、燃料供給系の異
常を“１”によって示すフラグＦＦＭＮＧが“１”でい
るか否かを判別する。このフラグＦＦＭＮＧは、後述す
る燃料供給系の異常が確定した場合に“１”にセット
（後述ステップＳ１１１３）される。

【０１２９】ステップＳ１１０７においては、本モニタ
がＬＡＦセンサ１７を使用して行われるのでＬＡＦセン
サ１７が異常であるか否かを判別する。

【０１３０】これらの判別処理の答が１つでも肯定（Ｙ
ＥＳ）、即ち、フラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳ＝“１”、フ
ラグＦＦＭＮＧ＝“１”、あるいはＬＡＦセンサが異常
である場合は、燃料供給系の異常検出を行わないとして
前記ステップＳ１１０２，Ｓ１１０３，Ｓ１１０４の処
理を前述同様に実行する。

【０１３１】そして、ステップＳ１１０５〜ステップＳ
１１０７の判別処理において、その答が全て否定（Ｎ
Ｏ）の場合、即ちフラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳ＝“０”、
フラグＦＦＭＮＧ＝“０”、及びＬＡＦセンサが異常で
ない場合は、燃料供給系の異常検出を行うものとして次
のステップＳ１１０８へ進み、後述のサブルーチンで示
す異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの算出処理を行
う。

【０１３２】前記ステップＳ１１０８における異常被判
別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの算出処理後は、ステップＳ
１１０９へ進む。このステップＳ１１０９では、前記異
常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出されたことを
“１”で示すフラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが
“１”であるか否かを判別し、その答が否定（ＮＯ）、
即ち異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出されてい
ないときは本ルーチンを終了する。その答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ち異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出さ
れた場合は図２１のステップＳ１１１１に進み、その算
出された異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥがそのＫＦ
ＢＣＨＫＡＶＥ値の上限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＨよ
りも大きいか否かを判別する。

【０１３３】ステップＳ１１１１の判別処理の答が肯定
（ＹＥＳ）、即ち異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが
そのＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の上限よりも大きい場合は、
燃料供給系に異常があると判別し、ステップＳ１１１２
において、パージカットを行うべきことを“１”で示す
フラグＦＦＭＰＧＳを“０”に設定し、続いてステップ
Ｓ１１１３で前記フラグＦＦＭＮＧを“１”に設定して
本ルーチンを終了する。

【０１３４】また、前記ステップＳ１１１１の判別の答
が否定（ＮＯ）の場合は、Ｓ１ステップＳ１１１４に進
む。このステップＳ１１１４では、パージの影響による
誤検出の可能性の有無を判断するための閾値ＫＦＢＣＨ
ＫＡＶＥＰＧＬよりも今回のＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が小
さいか否かを判別する。ここで、閾値ＫＦＢＣＨＫＡＶ
ＥＰＧＬは、図２６に示すようにＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値
の下限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりもやや大きく設
定する。これは、閾値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＰＧＬを下限
値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬと同値にすると、後述する
パージカットを行った際に、ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の変
動が現れる以前に燃料供給系が異常と判定されるおそれ
があるためである。

【０１３５】ステップＳ１１１４の判別の答が肯定（Ｙ
ＥＳ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が閾値ＫＦＢＣＨＫ
ＡＶＥＰＧＬよりも小さく（図２６のＡ１）、パージの
影響による誤検出の可能性があると判断された場合はス
テップＳ１１１５に進み、前記フラグＦＦＭＰＧＳを
“１”にして次回のモニタでパージカットを実施するよ
うに指示する（このパージカットは後述するステップＳ
１２１９，Ｓ１２２０で実施される）。このように、異
常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが閾値ＫＦＢＣＨＫＡ
ＶＥＰＧＬを下回ったときのみパージカットを行うこと
により、的確にパージの影響による誤検出を防止できる
だけでなく、不要なパージカットが行われることがなく
なる。これにより、頻繁なパージカット／パージの切り
換えを行う必要がなくなり、運転性の悪化を防止でき
る。

【０１３６】次いでステップＳ１１１６へ進み、ＫＦＢ
ＣＨＫＡＶＥ値がそのＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の下限値Ｋ
ＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりも小さいか否かを判別し、
その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が
下限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりも小さい場合は、
燃料供給系に異常があるとして前記ステップＳ１１１２
及びステップＳ１１１３の処理を経て本ルーチンを終了
する。その答が否定（ＮＯ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ
値が下限値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＦＳＬよりも大きい場合
は、燃料供給系に異常がないとしてステップＳ１１１７
で燃料供給系に異常がないことを“１”よって示すフラ
グＦＦＭＯＫを“１”に設定し、本ルーチンを終了す
る。

【０１３７】一方、次回のモニタで前記ステップＳ１１
１４の判別を行った際、その答が否定（ＮＯ）、即ちＫ
ＦＢＣＨＫＡＶＥ値が閾値ＫＦＢＣＨＫＡＶＥＰＧＬよ
りも大きくなっている場合（前回のパージカットにより
ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が上昇する；図２６のＡ２）はス
テップＳ１１１８へ進み、前回（ステップＳ１１１５）
でパージカットが指示されていたか否かを判別し、その
答が肯定（ＹＥＳ）、即ちフラグＦＦＭＰＧＳが“１”
で前回パージカットが指示されていた場合は、ステップ
Ｓ１１１９でフラグＦＦＭＰＧＳを“０”に設定してパ
ージカットを停止する（図２６のＡ３）。

【０１３８】そして、このような時にモニタを実行する
ことは、パージの影響によって正確なモニタが実施でき
ない状況にあると判断し、続くステップＳ１１２０で前
記フラグＦＦＭＰＧＰＡＳＳを“１”に設定して、モニ
タを禁止する指示を出す（図２６のＡ４）。その後は、
前記ステップＳ１１１６へ進んで前記同様の処理後、本
ルーチンを終了する。

【０１３９】次に、図２２〜図２５のフローチャートを
用いて前記ステップＳ１１０８における異常被判別係数
ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの詳細な算出手法を説明する。

【０１４０】図２２において、まずステップＳ１２０１
では、エンジン運転が特定運転領域にあるか否かを判別
する。即ちエンジン回転数ＮＥが下限回転数ＮＡＶＥＬ
（例えば1504rpm）と上限回転数ＮＡＶＥＬ（例えば249
6rpm）との間にあり（該上下限回転数はＡＴ車とＭＴ車
とで別の値に設定してもよい）、吸気管内絶対圧ＰＢＡ
が下限圧ＰＢＡＶＥＬ（例えば263mmHg）と上限圧ＰＢ
ＡＶＥＨ（例えば435mmHg）との間にあり（該上下限圧
はＡＴ車とＭＴ車とで別の値に設定してもよい）、吸気
温ＴＡが下限温度ＴＡＡＶＥＬ（例えば２０℃）と上限
温度ＴＷＡＶＥＨ（例えば７０℃）との間にあり、エン
ジン水温ＴＷが下限温度ＴＡＡＶＥＬ（例えば７０℃）
と上限温度（例えば９０℃）との間にあり、車速Ｖが下
限速度ＶＡＶＥＬと上限速度ＶＡＶＥＨとの間にあり、
且つスロットル弁開度θＴＨが下限開度θＴＨＡＶＥＬ
と上限開度θＴＨＡＶＥＨとの間にあるときエンジンが
特定運転領域にあるとする。

【０１４１】ステップＳ１２０１の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちエンジン運転が特定運転領域にある場合はス
テップＳ１２０２へ進み、空燃比フィードバック制御中
であるか否かを判別する。前記ステップＳ１２０１また
はステップＳ１２０２の答が否定（ＮＯ）、即ちエンジ
ン運転が特定運転領域にない場合、または空燃比フィー
ドバック制御が行われていない場合は、ＬＡＦセンサ１
７の出力に応じた空燃比補正係数ＫＦＢの算出が行われ
ないので、ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の算出処理は実行せず
に、図２３に示すステップＳ１２０３〜ステップＳ１２
０９の処理を行い、本サブルーチンを終了する。

【０１４２】すなわち、ステップＳ１２０３〜Ｓ１２０
５において、順次、前記モニタ条件持続タイマｔＣＯＮ
Ｔ、パージカット後安定化タイマｔＦＭＰＧＳ、及びＫ
ＡＶ算出タイマｔＣＨＫＡＶＥをそれぞれ所定値に初期
化してスタートさせる。さらに、ステップＳ１２０６で
前記フラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫを“０”に設定
しておき、続くステップＳ１２０７で前記フラグＦＰＧ
ＳＣＮＴが“０”であるか否かを判別する。その答が否
定（ＮＯ）、即ちフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”でない
場合はステップＳ１２０８へ進み、前記フラグＦＰＧＳ
を“１”に設定すると共に、前記フラグＦＰＧＳＣＮＴ
を“０”に戻して、ステップＳ１２０９でフラグＦＫＡ
ＣＴＳＴを“０”に設定して本サブルーチンを終了す
る。ここで、フラグＦＫＡＣＴＳＴは、他の制御ルーチ
ンでＬＡＦセンサ１７の出力を当量比に変換して得られ
る検出当量比ＫＡＣＴと目標当量比ＫＣＭＤとの大小関
係の反転（以下単に「ＫＡＣＴ値の反転」という）があ
ったときに“１”に設定される反転確認フラグである
（後述のステップＳ１２１７で“１”にセットされ
る）。また、前記ステップＳ１２０７の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフラグＦＰＧＳＣＮＴが“０”のときは、前
記ステップＳ１２０８をスキップしてステップＳ１２０
９を経て本サブルーチンを終了する。

【０１４３】図２２に戻り、前記ステップＳ１２０１及
びステップＳ１２０２の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちエン
ジン運転が特定運転領域となり、且つ空燃比フィードバ
ック制御中となった場合はステップＳ１２１０へ進み、
前記フラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが“１”である
か否かを判別する。その答が否定（ＮＯ）、即ちフラグ
ＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが０”で未だ異常被判別係
数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが算出されていないときは次のス
テップＳ１２１１へ進んで、タイマｔＣＯＮＴが“０”
であるか否かを判別する。

【０１４４】前記ステップＳ１２１０の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちフラグＦＫＦＢＣＨＫＡＶＥＣＨＫが“１”
で既にＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が算出されている場合、ま
たは前記ステップＳ１２１１の答が否定（ＮＯ）、即ち
タイマｔＣＯＮＴが“０”でない場合は、前記ステップ
Ｓ１２０７〜ステップＳ１２０９の処理を同様に行って
本サブルーチンを終了する。

【０１４５】前記ステップＳ１２１０の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ちＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値が算出されておらず、
前記ステップＳ１２１１の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちタ
イマｔＣＯＮＴが“０”となり、エンジン運転が特定運
転領域にある空燃比フィードバック制御状態が所定時間
継続した場合は、モニタ条件が成立したことになり、ス
テップＳ１３００以降で実際に異常被判別係数ＫＦＢＣ
ＨＫＡＶＥ算出の処理を行う。

【０１４６】まず、ステップＳ１３００では図１９のス
テップＳ２０４又はＳ２１３で設定したフラグＦＫＳＴ
Ｒが「１」か否かを判別する。その判別の結果、「１」
に設定されていないときは、積分値ＫＡＶ算出のための
異常判定パラメータＫＦＢＣＨＫに、ＰＩＤ制御の積分
項ＫＬＡＦＩをセットし（ステップＳ１３０１）、一方
「１」に設定されているときは異常判定パラメータＫＦ
ＢＣＨＫにＳＴＲ制御の適応補正係数ＫＳＴＲのフィル
タ出力値ＫＳＴＲＬＯをセットして（ステップＳ１３０
２）からステップＳ１２１２へ進む。なおここで、フィ
ルタ出力値ＫＳＴＲＬＯは適応補正係数ＫＳＴＲをロー
パスフィルタブロックＢ２４に通過させ、いわゆる一次
遅れプロセス等によりその値を平滑化して得られる。制
御応答性の非常に高いＳＴＲ制御では、その補正係数Ｋ
ＳＴＲの動きおよび変化幅が大きいので、ローパスフィ
ルタ出力値ＫＳＴＲＬＯを用いることにより、積分値Ｋ
ＡＶの変動を抑制し、適切な異常被判別係数ＫＦＢＣＨ
ＫＡＶＥを得ることができる。その結果、適応補正係数
ＫＳＴＲを用いて正確な異常検出を行うことが可能とな
る。

【０１４７】次に、ステップＳ１２１２では、前記フラ
グＦＦＭＰＧＳが“１”であるか否かを判別する。初回
は、その答が否定（ＮＯ）、即ちフラグＦＦＭＰＧＳが
“０”でパージカットの指示が出ていないので、図２４
のステップＳ１２１３へ進む。

【０１４８】図２４において、ステップＳ１２１３で
は、タイマｔＦＭＰＧＳが“０”となったか否かを判別
し、その答が否定（ＮＯ）、即ち前記ステップＳ１２０
５でスタートされたタイマｔＦＭＰＧＳが“０”となっ
ていない場合は、パージ開始から所定時間の経過がない
としてステップＳ１２１４へ進む。このステップＳ１２
１４では、前記フラグＦＫＡＣＴＳＴを“０”にして本
サブルーチンを終了する。

【０１４９】前記ステップＳ１２１３の答が肯定（ＹＥ
Ｓ）、即ちタイマｔＦＭＰＧＳが“０”となってパージ
開始から所定時間経過した場合は、ステップＳ１２１５
へ進み、前記フラグＦＫＡＣＴＳＴが“１”であるか否
かを判別する。初回では、その答は否定（ＮＯ）、即ち
フラグＦＫＡＣＴＳＴが“０”であってＫＡＣＴ値の反
転は確認されていないので、ステップＳ１２１６におい
てＫＡＣＴ値が反転されているか否かを判別する。その
答が否定（ＮＯ）、即ちＫＡＣＴ値が反転されていない
場合は、本サブルーチンを終了し、肯定（ＹＥＳ）、即
ちＫＡＣＴ値が反転されていた場合は、ステップＳ１２
１７で前記フラグＦＫＡＣＴＳＴを“１”に設定すると
共に、ステップＳ１２１８で現在のＫＦＢＣＨＫ値をそ
の積分値ＫＡＶの初期値として設定して本サブルーチン
を終了する。

【０１５０】図２２に戻り、２回目以降において、前記
ステップＳ１２１２の答が肯定（ＹＥＳ）、即ちフラグ
ＦＦＭＰＧＳが“１”となりパージの影響による誤検出
を排除するためのパージカットの指示が出ている場合
は、ステップＳ１２１９へ進む。このステップＳ１２１
９では、前記フラグＦＰＧＳが“１”であるか否かを判
別し、その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちパージカットの指
示が出ているにも拘らずフラグＦＰＧＳが“１”で実際
にパージカットが行われていない場合は、ステップＳ１
２２０へ進む。

【０１５１】ステップＳ１２２０では、前記フラグＦＰ
ＧＳを“０”に設定してパージカットを指示し、且つ前
記フラグＦＰＧＳＣＮＴを“１”に設定してパージカッ
トを実施した後、図２４に示す前記ステップＳ１２１３
へ進む。また、前記ステップＳ１２１９の答が否定（Ｎ
Ｏ）、パージカット指示によりパージカットとなってい
る場合は、そのままステップＳ１２１３へ進む。このス
テップＳ１２１３では、上記同様の処理を行って前記ス
テップＳ１２１５へ進む。

【０１５２】ステップＳ１２１５の判別では、前回でＫ
ＡＣＴ値が反転していればフラグＦＫＡＣＴＳＴが
“１”となっているので、その答は肯定（ＹＥＳ）、即
ちＫＡＣＴ値の反転が確認され、ステップＳ１２２１へ
進んで、再度、ＫＡＣＴ値が反転されているか否かを判
別する。その答が肯定（ＹＥＳ）、即ちＫＡＣＴ値が反
転されているときは下記数式９に基づき異常判定パラメ
ータＫＦＢＣＨＫの学習平均値である積分値ＫＡＶを算
出する（ステップ１２２２）。

【０１５３】

【数９】 但し、ＣＯ２ＡＶは１〜100Ｈのうち、特定運転領域に
おいて異常判定パラメータＫＦＢＣＨＫの変化に対する
追従性をよくするために比較的大きな値に設定される変
数であり、ＫＡＶ’は積分値ＫＡＶの前回値であって、
その初期値は、前回エンジンが特定運転領域あった時に
得られ記憶された最後のＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値とし、エ
ンジン始動後最初に特定運転領域に突入した時は、係数
ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値の初期値とする。

【０１５４】また、ステップＳ１２２１の答が否定（Ｎ
Ｏ）、即ちＫＡＣＴ値が反転されていない場合は、前記
ステップＳ１２２２をスキップして、積分値ＫＡＶは前
回値を採用する。

【０１５５】続くステップＳ１２２３では、タイマｔＣ
ＨＫＡＶＥが“０”となっているか否かを判別し、その
答が否定（ＮＯ）、即ちタイマｔＣＨＫＡＶＥが“０”
となっていない場合は本サブルーチンを終了する。その
答が肯定（ＹＥＳ）、即ちタイマｔＣＨＫＡＶＥが
“０”となりＫＡＶ値の算出後所定時間が経過した場合
は、図２５のステップＳ１２２４へ進む。

【０１５６】ステップＳ１２２４では、このように決定
された積分値ＫＡＶが、前回ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値に経
年変化判定用偏差ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥ（例えば800
Ｈ）を加算した値より大きいか否かを判別する。なお、
係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの初期値は他の制御ルーチンで
決定されるＫＦＢの平均値ＫＲＥＦとする。このステッ
プＳ１２２４の答が肯定（Ｙｅｓ）ならば下記数式１０
に基づき異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの今回値を
算出して更新する（ステップＳ１２２５）。

【０１５７】

【数１０】ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ＝ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ’
＋α×ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥ 但しＫＦＢＣＨＫＡＶＥ’は係数ＫＦＢＣＨＫの前回値
を示し、右辺の係数αは運転状態に応じて設定される係
数(≦1.0）であり、例えば0.5に設定される。

【０１５８】次にステップＳ１２２６でフラグＦＫＦＢ
ＣＨＫＡＶＥＣＨＫを、１に設定して、ステップＳ１２
２７へ進む。このステップＳ１２２７では、フラグＦＰ
ＧＳＣＮＴが“０”であるか否かを判別し、その答が肯
定（ＹＥＳ）、即ち燃料供給系の異常検出のためのパー
ジカットを実施していなかった場合は、本サブルーチン
を終了し、その答が否定（ＮＯ）、即ち燃料供給系の異
常検出のためのパージカットを実施していた場合は、ス
テップＳ１２２８へ進む。

【０１５９】ステップＳ１２２８では、前記フラグＦＰ
ＧＳを“１”に設定すると共に、前記フラグＦＰＧＳＣ
ＮＴを“０”に設定してパージを元に戻し、本サブルー
チンを終了する。

【０１６０】ステップＳ１２２４の答が否定（Ｎｏ）な
らば前記積分値ＫＡＶが、前回ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ値か
ら前記経年変化判定用偏差値ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥを減
算した値より小さいか否かを判別する（ステップＳ１２
２９）。この答が肯定（Ｙｅｓ）ならば下記数式１１に
基づき異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥの今回値を算
出して更新する（ステップＳ１２３０）。

【０１６１】

【数１１】ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ＝ＫＦＢＣＨＫＡＶＥ’
−α×ΔＫＦＢＣＨＫＡＶＥ その後、前記ステップＳ１２２６，Ｓ１２２７，Ｓ１２
２８の処理を前記同様に行って本サブルーチンを終了す
る。また、前記ステップＳ１２２９の答が否定（ＮＯ）
であれば前記ステップＳ１２３０をスキップして本サブ
ルーチンを終了する。

【０１６２】図２２乃至図２５の処理により、空燃比制
御がＰＩＤ制御による場合とＳＴＲ制御による場合とに
かかわらず、異常被判別係数ＫＦＢＣＨＫＡＶＥが適切
に算出され、これを図２０、図２１の燃料供給系の異常
検出処理に用いることにより、正確な異常検出を行うこ
とができる。

【０１６３】なお、上述した実施例では適応制御実行中
は、ＫＳＴＲ値をローパスフィルタ処理したＫＳＴＲＬ
Ｏ値を用いて（ＫＦＢＣＨＫ＝ＫＳＴＲＬＯとして）積
分値ＫＡＶを算出するようにしたが、これに限るもので
はなく、例えば適応制御実行中はＫＦＢＣＨＫ＝ＫＳＴ
Ｒとするとともに、数式９の変数ＣＯ２ＡＶをＰＩＤ制
御実行中より小さな値とし、数式９によるなましの度合
をより大きくするようにしてもよい。

【０１６４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の内燃機関の
空燃比制御装置によれば、空燃比センサの出力に基づい
て漸化式形式の制御器を用いて空燃比補正係数が算出さ
れ、前記空燃比補正係数が平滑化され、前記平滑化され
た空燃比補正係数の平均値が算出され、前記平均値に基
づいて前記エンジンの燃料供給系の異常が検出されるの
で、漸化式形式の制御器を用いた空燃比フィードバック
制御実行中においても従来の手法に対し複雑な構成の追
加を必要とすることなく、容易かつ正確に燃料供給系の
異常検出をすることができる。

【図面の簡単な説明】

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

【図２】図１の一部の詳細な構成を示す図である。

【図３】本実施例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４】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５】最終目標空燃比係数（ＫＣＭＤＭ）算出処理の
フローチャートである。

【図６】目標空燃比係数（ＫＣＭＤ）算出処理のフロー
チャートである。

【図７】ＴＤＣ信号パルスとＬＡＦセンサ出力との関係
を示す図である。

【図８】ＬＡＦセンサ出力の最適なサンプリング時期を
説明するための図である。

【図９】ＬＡＦセンサ出力選択処理を説明するための図
である。

【図１０】ＬＡＦセンサ出力選択処理のフローチャート
である。

【図１１】ＬＡＦセンサ出力選択用タイミングマップを
示す図である。

【図１２】図１１のマップの設定傾向説明するための図
である。

【図１３】検出当量比（ＫＡＣＴ）算出処理のフローチ
ャートである。

【図１４】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１５】ＰＩＤ補正係数（ＫＬＡＦ）算出処理のフロ
ーチャートである。

【図１６】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１７】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。

【図１８】適応制御領域判別処理のフローチャートであ
る。

【図１９】ＫＬＡＦ／ＫＳＴＲ演算処理のフローチャー
トである。

【図２０】異常検出プログラムのフローチャートであ
る。

【図２１】異常検出プログラムのフローチャートであ
る。

【図２２】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムのフローチャートである。

【図２３】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムの続きのフローチャートである。

【図２４】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムのフローチャートである。

【図２５】図２０に示されるステップＳ１１０８の詳細
なプログラムの続きのフローチャートである。

【図２６】パージの影響による異常被判別係数ＫＦＢＣ
ＨＫＡＶＥの変動を示す図である。

【符号の説明】 １ 内燃機関（本体） ５ 電子コントロールユニット（ＥＣＵ） １２ 燃料噴射弁 １７ 広域空燃比センサ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】