(57)【要約】  【課題】目標空燃比の変更に応じた空燃比センサの応答性の変化を考慮して、目標空燃比に早期に収束させる。  【解決手段】エンジン１の排気通路３に設けた空燃比センサ３３で検出される実際の空燃比が目標空燃比となるように、エンジン１に供給される水素燃料量がフィードバック制御される。目標空燃比が相対的にリーンなとき（例えば空気過剰率λ＝２のとき）は、目標空燃比が相対的にリッチなとき（例えばλ＝１のとき）に比して、フィードバック制御の応答性が高められる。フィードバック制御の応答性向上のために、例えば、空燃比センサ３３での検出値をなまし処理した値をフィードバック制御に用いる実際の空燃比として利用する一方、目標空燃比がリーンなほど、上記なまし処理の際に、空燃比センサ３３で検出された検出値のうち時間的に古い検出値の反映度合が小さくされる。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水素を燃料とするエンジンの空燃比制御装置であって、
エンジンの排気通路に配設された空燃比センサにより検出される実際の空燃比が目標空燃比となるように、エンジンに供給される燃料量をフィードバック制御するフィードバック制御手段を備え、
目標空燃比が相対的にリーンに設定されているときは目標空燃比が相対的にリッチに設定されているときに比して、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御の応答性を高める補正が行われるように設定されている、
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記空燃比センサによる空燃比検出が所定周期毎に行われて、該所定周期毎の検出値が記憶されており、
前記フィードバック制御に用いる前記空燃比センサの今回算出値が、前記記憶されている複数の検出値に基づいて算出され、
前記空燃比センサの今回算出値を算出するに際して、目標空燃比がリーンなほど、前記記憶されている検出値のうち時間的に古い検出値の反映度合が小さくされる、
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項３】
水素を燃料とするエンジンの空燃比制御装置であって、
エンジンの排気通路に配設された空燃比センサと、
前記空燃比センサで検出される空気過剰率となる排気λを、前記空燃比センサの応答性を含む推定モデルによって推定する排気λ推定手段と、
前記排気λ推定手段によって推定された推定排気λと前記空燃比センサで検出された実際の空燃比に対応した実排気λとの偏差に基づいて、該排気λ推定手段によって推定される推定排気λを補正する適応制御手段と、
前記適応制御手段によって補正された後の前記推定排気λと目標空燃比に対応した目標λとの偏差に基づいて、エンジンに供給する燃料量のフィードバック補正を行うフィードバック制御手段と、
を備え、
前記推定モデルは、目標空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定されているときは、目標空燃比が理論空燃比に設定されているときに比して、前記空燃比センサの応答性が低下した条件でもって前記推定排気λを推定するように設定されている、
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項４】
請求項３において、
前記推定モデルが、前記空燃比センサの応答性の変化に応じて今回の推定排気λを推定するに際して、時間的に古い推定排気λの反映度合を変化させることによって行うように設定されている、ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項５】
請求項４において、
前記推定モデルが、
燃焼室における供給燃料量と吸入空気量とに基づいて第１推定排気λを推定し、
前記第１推定排気λが前記空燃比センサに到達するまでの時間遅れ処理をして第２推定排気λを推定し、
前記第２推定排気λと前記空燃比センサでの推定検出値となる前回の最終推定排気λとを所定の重み付けすることによって今回の最終推定排気λを推定し、
目標空燃比がリーンなほど、今回の最終推定排気λを推定するに際して前記第２推定排気λの反映度合が小さくされるように設定されている、
ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【請求項６】
請求項５において、
前記第２推定排気λを推定する際の遅れ処理が、エンジン回転数に基づいて行われる、ことを特徴とするエンジンの空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水素を燃料とするエンジンの空燃比制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
最近のエンジンでは、燃料資源や環境問題の観点から、水素を燃料とするエンジンが種々提案されている。特許文献１には、水素を燃料とするエンジンにおいて、エンジンに供給する燃料量を、排気通路に設けた空燃比センサで検出される実空燃比が目標空燃比となるようにフィードバック制御すると共に、エンジンの運転状態に応じて目標空燃比を適宜変更するものが開示されている。この特許文献１には、空気過剰率つまり排気ガス中の空気過剰率となる排気λを２付近あるいはそれ以上のリーンとすることによって、ＮＯｘを限りなく零にすることが可能であることも開示されている。
【特許文献１】特開平６−１０７２２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
水素を燃料とするエンジンにおいては、ＨＣやＣＯという有害成分が排出されないことからクリーンなエンジンであるとされているが、燃焼に起因してＮＯｘが排出されてしまう場合がある。ただし、排気λを２付近あるいはそれ以上のリーンにすることによってＮＯｘをも事実上排出されないようにすることができ、また理論空燃比としたときは、排気ガス中のＮＯｘを排気通路に配設した排気ガス浄化触媒によって浄化することが可能である。したがって、水素を燃料とするエンジンにおいて、ＮＯｘ抑制の観点から、高出力を要求されないときは目標空燃比を２付近あるいはそれ以上のリーンとし、高出力を要求されるときは理論空燃比とする（触媒によるＮＯｘの浄化を期待）というように、目標空燃比を変更することが好ましいものとなる。
【０００４】
目標空燃比となるように燃料量をフィードバック制御する場合、例えば目標空燃比を、例えば排気λで示したときに１（理論空燃比）と２（理論空燃比よりもリーン）とに切換えるようにした場合に、切換直後においては、実際の空燃比が目標空燃比からずれるために、このずれの時間だけＮＯｘが大気に排出される状態が継続して好ましくないものとなる。
【０００５】
目標空燃比が切換えられときに、実際の空燃比を目標空燃比に早期に収束させることが望まれるが、従来は、収束までにかなりの時間を要するのが実情である。とりわけ、水素は燃焼によって水分（水蒸気）を多量に発生するが、排気通路に配設される空燃比センサ（特に空燃比を連続的に検出できるリニア空燃比センサ）は、排気ガス中の水分の大小によってその応答性（空燃比の検出応答性）がかなり大きく変化する。したがって、目標空燃比の変更に伴って排気ガス中の水分量が大きく変化して、空燃比センサでの応答性が大きく変化し、これが空燃比のフィードバック制御に悪影響を及ぼして、目標空燃比に早期に収束させる上で大きな問題となる。
【０００６】
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、目標空燃比の変更に応じた空燃比センサの応答性の変化を考慮して、目標空燃比に早期に収束できるようにエンジンの空燃比制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第１の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項１に記載のように、
水素を燃料とするエンジンの空燃比制御装置であって、
エンジンの排気通路に配設された空燃比センサにより検出される実際の空燃比が目標空燃比となるように、エンジンに供給される燃料量をフィードバック制御するフィードバック制御手段を備え、
目標空燃比が相対的にリーンに設定されているときは目標空燃比が相対的にリッチに設定されているときに比して、前記フィードバック制御手段によるフィードバック制御の応答性を高める補正が行われるように設定されている、
ようにしてある。
【０００８】
上記第１の解決手法によれば、目標空燃比が相対的にリーンなときはリッチな場合に比して、空燃比センサの応答性が低下する（遅くなる）が、この応答性が低下するときはフィードバック制御の応答性を高めるようにしてあるので、目標空燃比に早期に収束させることができる。
【０００９】
上記第１の解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項２に記載のとおりである。すなわち、
前記空燃比センサによる空燃比検出が所定周期毎に行われて、該所定周期毎の検出値が記憶されており、
前記フィードバック制御に用いる前記空燃比センサの今回算出値が、前記記憶されている複数の検出値に基づいて算出され、
前記空燃比センサの今回算出値を算出するに際して、目標空燃比がリーンなほど、前記記憶されている検出値のうち時間的に古い検出値の反映度合が小さくされる、
ようにしてある（請求項２対応）。この場合、空燃比センサの応答性の変化への対応を、記憶されている複数の記憶値（複数のセンサ検出値）の反映度合の変更によって行う、という極めて簡単な手法によって行うことができる。
【００１０】
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような第２の解決手法を採択してある。すなわち、特許請求の範囲における請求項３に記載のように、
水素を燃料とするエンジンの空燃比制御装置であって、
エンジンの排気通路に配設された空燃比センサと、
前記空燃比センサで検出される空気過剰率となる排気λを、前記空燃比センサの応答性を含む推定モデルによって推定する排気λ推定手段と、
前記排気λ推定手段によって推定された推定排気λと前記空燃比センサで検出された実際の空燃比に対応した実排気λとの偏差に基づいて、該排気λ推定手段によって推定される推定排気λを補正する適応制御手段と、
前記適応制御手段によって補正された後の前記推定排気λと目標空燃比に対応した目標λとの偏差に基づいて、エンジンに供給する燃料量のフィードバック補正を行うフィードバック制御手段と、
を備え、
前記推定モデルは、目標空燃比が理論空燃比よりもリーンに設定されているときは、目標空燃比が理論空燃比に設定されているときに比して、前記空燃比センサの応答性が低下した条件でもって前記推定排気λを推定するように設定されている、
ようにしてある。
【００１１】
上記第２の解決手法によれば、空燃比センサで検出される検出値を、空燃比センサの応答性をも加味した推定モデルを利用して推定排気λとして推定（予測）して、この推定排気λを用いてフィードバック制御するので、目標空燃比への収束を極めて早く行うことができる。また、適応制御手段によって、空燃比センサで実際に検出された値を考慮して上記推定排気λを補正するので、推定された推定排気λも精度のよいものとして、目標空燃比へ精度よく収束させることができる。
【００１２】
上記第２の解決手法を前提とした好ましい態様は、特許請求の範囲における請求項４下に記載のとおりである。すなわち、
前記推定モデルが、前記空燃比センサの応答性の変化に応じて今回の推定排気λを推定するに際して、時間的に古い推定排気λの反映度合を変化させることによって行うように設定されている、ようにしてある（請求項４対応）。この場合、請求項２と同様の効果を得ることができる。
【００１３】
前記推定モデルが、
燃焼室における供給燃料量と吸入空気量とに基づいて第１推定排気λを推定し、
前記第１推定排気λが前記空燃比センサに到達するまでの時間遅れ処理をして第２推定排気λを推定し、
前記第２推定排気λと前記空燃比センサでの推定検出値となる前回の最終推定排気λとを所定の重み付けすることによって今回の最終推定排気λを推定し、
目標空燃比がリーンなほど、今回の最終推定排気λを推定するに際して前記第２推定排気λの反映度合が小さくされるように設定されている、
ようにしてある（請求項５対応）。この場合、かなり正確に推定される第１推定排気λを基に推定された第２推定排気λと、前回の最終推定排気λとの重み付け変更によって、空燃比センサの応答性の変化に対応するので、空燃比センサの応答性が十分に加味された最終推定排気λを得ることができる。
【００１４】
前記第２推定排気λを推定する際の遅れ処理が、エンジン回転数に基づいて行われる、ようにしてある（請求項６対応）。この場合、第２推定排気λを推定する一次遅れ処理を、簡単かつ正確に行う上で好ましいものとなる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、目標空燃比に早期に収束させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
図１において、水素を燃料とするエンジン１は、実施形態ではバンケル式の２ロータのロータリピストンエンジンとされている。エンジン１の吸気通路２と排気通路３とがＥＧＲ通路４によって接続されて、排気ガスの一部を吸気通路２に還流可能とされている。
【００１７】
エンジン１は、図示を略すインターミディエイトハウジングを挟んだ両側にロータハウジング１０、２０を有している。各ロータハウジング１０、２０には、それぞれ３つの作動室を画成するロータ１１、２１が収納されて、ロータ１１、２１が回転軸１２、２２を中心に偏心回転することにより、各作動室が容積変化されて、オットーサイクルが行われるようになっている。ロータハウジング１０、２０には、吸気行程にある作動室に臨む位置において、吸気通路２と連通する吸気ポート２ａが形成され、排気行程の作動室に臨む位置において、排気通路３に連通する排気ポート３ａが形成されている。
【００１８】
ロータハウジング１０、２０のうち、点火が行われる圧縮行程にある作動室に臨む位置において、一対の点火プラグ１３、２３が配設されている。ロータハウジング１０，２０には、吸気行程から圧縮行程にかけて作動室に開口する位置において、燃料噴射弁（水素インジェクタ）１４、２４が配設されて、この燃料噴射弁１４、２４から加圧された水素ガスが作動室内に噴射されるようになっている。燃料噴射弁１４、２４からの水素ガスの噴射は、作動室に空気が十分に供給された状態にある圧縮行程で実行されて、トルクが効率的に得られるようになっている。
【００１９】
各吸気ポート２ａにも燃料噴射弁１５、２５が設けられていて、予混合方式で燃料供給が行われる場合は、燃料噴射弁１５、２５から水素ガスを噴射させて、吸気ポート２ａ内で水素ガスと空気とがあらかじめ混合された状態で作動室へ供給される。
【００２０】
なお、燃料噴射弁１４、２４、１５、２５への燃料としての水素ガスの供給は、図示を略すメタルハイドライトタンクから供給されるようになっている。また、燃料噴射弁１４、２４の開口タイミング（開弁期間）を変更することにより、噴射される水素ガス量が変更される
【００２１】
吸気通路２には、その上流側から下流側へ順次、エアフローセンサ３０およびスロットル弁３１が配設されている。また、排気通路３には、排気浄化用の三元触媒３２が配設されると共に、三元触媒３２の上流側において排気ガス中の酸素濃度を検出する空燃比センサ３３（本発明における空燃比センサに相当）が配設されている。この空燃比センサ３３は、排気ガス中の酸素濃度を連続可変式に検出するリニア空燃比センサとされて、空燃比センサ３３を所定温度に維持するためのヒータ３３ｂが設けられている。
【００２２】
排気通路３には、三元触媒３２の下流側において、空燃比センサ３４が配設されている。この空燃比センサ３４は、ラムダ空燃比センサとされて、排気ガス中の酸素濃度から得られる空燃比がリッチであるかリーンであるかを判別するものとなっている。なお、ラムダ空燃比センサ３４は、三元触媒３２の内部に設けられた複数の触媒層の層間に配設してもよい。２つの空燃比センサ３３と３４とを利用して、三元触媒３２の劣化状態が判定される。すなわち、三元触媒３２が正常に機能しているときは、排気ガス中の酸素が三元触媒３２に吸着されるので、下流側の空燃比センサ３４による検出値は、上流側の空燃比センサ３３によつ検出値よりも比較的リッチになる。しかしながら、三元触媒３２の劣化時は三元触媒３２の酸素吸着能力が低下しているので、両空燃比センサ３と３４との検出値が同じになって、三元触媒３２の劣化が検出されることになる。
【００２３】
図１において、Ｕは、マイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラである。このコントローラＵには、前述したエアフローセンサ３０、空燃比センサ３３、３４からの信号の他、エンジン回転数センサ４０で検出されるエンジン回転数信号、アクセル開度等のエンジン負荷センサ４１で検出されるエンジン負荷信号、吸気圧力センサ５０で検出された吸気圧（ブースト圧）信号が入力される。また、コントローラＵは、上記入力された信号に基づいて、スロットル弁３１を作動させるスロットルアクチュエータ４２，ＥＧＲ通路４に配設されたＥＧＲ弁３５の開度を制御するＥＧＲ弁アクチュエータ４３に制御信号を出力する。さらに、コントローラＵは、燃料噴射弁１４，２４、１５，２５からの燃料噴射量を制御する。
【００２４】
燃料噴射量制御つまり空燃比制御のために、コントローラＵは、図２に示すような制御マップを記憶している。この制御マップは、エンジン負荷とエンジン回転数とをパラメータとして目標空燃比を設定するためのもので、低回転高負荷域において空気過剰率λ＝１の領域を設定し、低回転低負荷域において理論空燃比よりもリーンなリーン領域を設定し、高回転域にハイパワーリーン領域を設定している。
【００２５】
λ＝１の領域は、目標空燃比が理論空燃比に設定されるもので、ＥＧＲ弁３５が閉弁状態とされ、燃料噴射弁１４、２４による筒内直接噴射が行われる。このとき、空燃比センサ３３の出力により、λ＝１となるように空燃比のフィードバック制御が行われる。前記リーン領域では、目標空燃比が例えばλ＝２のような空燃比設定されて、ＥＧＲ弁３５が閉弁状態とされ、燃料噴射弁１４、２４による筒内直接噴射が行われ、空燃比のフィードバック制御も実行される。前記ハイパワーリーン領域では、点火プラグ１３、２３により着火される前に自然着火してしまう早期着火が生じない範囲でもって、もっともリーンなリーン空燃比に設定されて、燃料噴射弁１４、２４による筒内直接噴射と、燃料噴射弁１５、２５によるポート噴射との両方が行われる（空燃比のフィードバック制御は実行されないが、実行するようにすることもできる）。
【００２６】
次に、コントローラＵによる空燃比のフィードバック制御の点に着目して、その詳細を図３のフローチャートを算出しつつ説明する。なお、以下の説明でＳはステップを示し、またサフィックス「ｎ」はエンジン回転数に応じて変化されるエンジン１のＴＤＣ（上死点位置）毎の周期での値を示し、サフィックス「ｍ」は、一定所定周期（例えば４ｍｓｅｃ）毎の値を示す。
【００２７】
以上のことを前提として、Ｓ１において、各種センサ３０、４０、４１，５０等からの信号が読み込まれる。次いで、Ｓ２において、図２に示す制御マップから、現在のエンジン運転状態に応じた目標λ（目標空燃比）が設定される。
【００２８】
Ｓ３では、作動室（燃焼室）内に供給される今回の吸入空気中に含まれる酸素量が、吸気ガス酸素量モデルを用いて算出されて、記憶される。この吸気ガス酸素量モデルは、実機を用いた試験データを基に、センサ３０で検出された吸入空気量、センサ４０で検出されたエンジン回転数、センサ５０で検出された吸気圧等をパラメータとする多項式として作成されている。
【００２９】
Ｓ４では、Ｓ３で算出された吸気ガス中の酸素量と、Ｓ２で設定された目標λ（目標空燃比）とに基づいて、目標λとするのに必要な基本燃料噴射量ＱＢが算出されて、記憶される。
【００３０】
Ｓ５では、燃焼室（作動室）内での推定排気λ０ｅ（ｎ）、つまり排気通路３に排出される直前での排気ガス中における空気過剰率を示すλ０ｅ（ｎ）が、次式（１）に基づいて算出（推定）されて、記憶される。
【００３１】
λ０ｅ（ｎ）＝（吸気酸素量÷0.20）÷基本燃料噴射量ＱＢ÷34.3  −−（１）
【００３２】
上記式（１）において、「３４．３」は、燃料が水素であることから決まる値であり、「吸気酸素量」はＳ３で算出された値である。また、「０．２」は大気中の酸素濃度である。
【００３３】
Ｓ６では、空燃比センサ３３位置における推定排気λｅ（ｎ）が、次式（２）に基づいて算出される。
【００３４】
λｅ（ｎ）＝λ０ｅ（ｎ−Ｔ（λ））＋ｄλｅ（ｎ−１）  −−（２）
【００３５】
式（２）は、いわゆる一次遅れ処理を含む処理であって、排気ガスが、エンジン１の燃焼室から空燃比センサ３３に至る（流れる）までの時間的遅れを加味した推定値に相当する。また、式（２）において、λ０ｅ（ｎ−Ｔ（λ））は、Ｓ５で算出されて記憶されている値であり、かつＴ（λ）がどの程度時間的に古い（新らしい）値であるかを示すものであり、Ｔ（λ）が大きいほど時間的に古い記憶値であることを意味する。このＴ（λ）は、図４に示すように、エンジン回転数が大きいほど徐々に小さい値（ただし整数）となるように設定されていることから、λ０ｅ（ｎ−Ｔ（λ））は、エンジン回転数が大きいほど新しい値が用いられることを意味している。すなわち、エンジン回転数が大きいほど、排気ガスがエンジン１の燃焼室から空燃比センサ３３に早く到達することから、エンジン回転数が大きいほど、記憶されているλ０ｅの値のうち新しいものが用いられる。なお、式（２）において、ｄλｅ（ｎ−１）は、後述するが、排気λの推定値と空燃比センサ３３での実際の検出値との偏差（の前回値）である。
【００３６】
Ｓ７では、次式（３）によって、空燃比センサ３３で検出されるであろうセンサ検知推定λｅ（ｍ）が算出（推定）される。
【００３７】
λｅ（ｍ）＝λｅ（ｎ）×（１−α（λ））＋λｅ（ｍ−１）×α（λ）  （３）
【００３８】
式（３）において、センサ検知推定λｅ（ｍ）は、前述した式（２）で得られた推定λｅ（ｎ）が空燃比センサ３３で検出されるまでの応答遅れ処理となり、空燃比のフィードバック制御における空燃比センサ３３の応答性の変化を補償するための処理となる。式（３）において、「λｅ（ｎ）」はＳ６で得られた今回値であり、「λｅ（ｍ−１）」は、式（３）によって得られた前回値であり、α（λ）は重み付け係数である（０＜α（λ）＜１）。このα（λ）は、図５に示す制御マップに示すように、目標λが大きいほど徐々に小さくなるように設定される。したがって、目標空燃比が相対的にリーンなとき（例えば理論空燃比よりもリーンとなるλ＝２のとき）は、目標空燃比が相対的にリッチなとき（例えば理論空燃比となるλ＝１のとき）よりも、α（λ）が小さい値とさることから、古い値となる「λｅ（ｍ−１）」の反映度合が小さいものとなる一方、新しい値となる「λｅ（ｎ）」の反映度合が大きくなる。
【００３９】
Ｓ８では、次式（４）に基づいて、センサ推定値誤差ｄλｅ（ｎ）が算出、記憶される。
【００４０】
ｄλｅ（ｎ）
＝（λｅ（ｍ）−λ（ｍ））×ｋ＋ｄλｅ（ｎ−１）×（１−ｋ）  −−（４）
【００４１】
式（４）において、「λｅ（ｍ）」は、式（３）で算出された値であり、「λ（ｍ）」は空燃比センサ３３で実際に検出された値である。また、ｋは重み付け係数である（０＜ｋ＜１）。
【００４２】
Ｓ９では、最終排気管推定λｅｆ（ｎ）が、次式（５）に基づいて算出、記憶される。
【００４３】
λｅｆ（ｎ）＝λｅ（ｎ）＋ｄλｅ（ｎ）  −−−（５）
【００４４】
上記式（５）において、「λｅ（ｎ）」は、前述の式（２）で得られた推定値であり、「ｄλｅ（ｎ）」は、前述の式（４）で得られた推定値であって、排気λの推定値を、空燃比センサ３３による実際の検出値を利用して補正することを意味する。
【００４５】
Ｓ１０では、実際の排気λ（実際の空燃比）と目標λ（目標空燃比）との最終誤差ｄλが、次式（６）に基づいて算出、記憶される。
【００４６】
ｄλ＝目標λ−λｅｆ（ｎ）  −−−（６）
【００４７】
式（６）において、「目標λ」は目標空燃比に相当する値であり、「λｅｆ（ｎ）」は、前記式（５）で算出された推定値である。
【００４８】
式（６）で得られた最終誤差ｄλが、フィードバック補正によって補正される補正量に相当する。
【００４９】
Ｓ１１では、上記式（６）で算出された最終誤差ｄλに相当する分の補正燃料量Ｑｈが、例えばフィードバック制御において一般的に用いられているＰＩＤ制御によって算出、記憶される。
【００５０】
Ｓ１２では、Ｓ４で算出された基本燃料噴射量ＱＢに、Ｓ１１で算出された補正燃料量Ｑｈが加算されて、最終燃料噴射量ＱＦが算出される。勿論、この最終燃料噴射量となるように、燃料噴射弁１４、２４、１５、２５からの燃料噴射が実行されることになる。
【００５１】
以上述べたように、目標空燃比が相対的にリーンであって空燃比センサ３３の応答性が低下する状態のときは、目標空燃比が相対的にリッチの場合よりも、最終的に推定された排気λとしてはより時間的に新しいデータの反映度合を大きくすることによって、空燃比センサ３３の応答性の低下が補償されることになり、実際の空燃比を目標空燃比へより早く収束させることができる。ちなみに、従来の手法でもって目標空燃比に収束させるのには、制御サイクルでもって３０サイクル程度要したものが、上記実施形態の場合では１０サイクル程度までに収束を早めることができた。
【００５２】
図６は、前述した図３に示すフローチャートの制御を行うコントローラＵの制御内容を複数の制御部に分けてブロック図的に示すものであり、図３のステップと図６の各制御部との関係について説明する。なお、目標λの設定のための制御部については図示を略してある。まず、制御部Ｂ１は、ステップＳ３の処理を行う。制御部Ｂ２は、ステップＳ４の処理を行う。制御部Ｂ３は、ステップＳ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ９、Ｓ１０の処理を行う。制御部Ｂ４は、ステップＳ８の処理を行う。制御部Ｂ５は、ステップＳ１１の処理を行う。制御部Ｂ６は、ステップＳ１２の処理を行う。
【００５３】
上記制御部Ｂ３が排気λの推定モデルに相当し、制御部Ｂ４が、制御部Ｂ３で推定される排気λを空燃比センサ３３での実際の検出値を用いて補正する適応制御手段に相当し、制御部Ｂ５がフィードバック制御手段に相当する。なお、制御部Ｂ３とＢ４とでの役割分担は適宜変更できるものであり、特に推定排気λの補正に関する制御内容（例えばステップＳ７）を、全て制御部Ｂ４で行うようにすることもできる。
【００５４】
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。排気λの推定モデルを用いない場合であってもよく、この場合は、例えば、所定サンプリング周期毎に空燃比センサ３３で検出される検出値を複数記憶して、この複数の記憶値を用いたいわゆるなまし処理によって算出した値（空燃比）を、制御部Ｂ５で用いる実際の空燃比として用いればよく、空燃比センサ３３の応答性の変化を補償するために、このなまし処理の際に、目標空燃比がリーンなほど時間的に古い記憶値の反映度合が小さくなる（時間的に新しい記憶値の反映度合が大きくなる）ようにすればよい。エンジン１としては、ロータリピストンエンジンに限らず、往復動型エンジンであってもよい。エンジンの運転状態に応じた目標空燃比の設定（変更）は、適宜変更できるものであり、例えば理論空燃比の設定と理論空燃比よりもリーンとなる１つの所定空燃比（例えば排気λ＝２）の設定との２つの目標空燃比のみを設定することもできる。空燃比のフィードバック制御に用いる空燃比センサとしては、三元触媒３２の下流側に配設したものであってもよい。燃料噴射は、筒内直接噴射のみ、あるいは吸気通路（吸気ポート）噴射のみとすることもできる。目標空燃比の設定を４以上とすることもできる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、実質的に好ましいあるいは利点として表現されたものを提供することをも暗黙的に含むものである。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明が適用される水素エンジンの一例を示す系統図。
【図２】エンジンの運転状態に応じた目標空燃比の設定例を示す図。
【図３】本発明の制御例を示すフローチャート。
【図４】図３の制御に用いる制御マップ。
【図５】図３の制御に用いる制御マップ
【図６】図３の制御を行うコントローラの制御内容をブロック図的に示したときの図。
【符号の説明】
【００５６】
１：エンジン
２：吸気通路
３：排気通路
１４、２４、１５２５：燃料噴射弁
３２：三元触媒（排気ガス浄化触媒）
３３：リニア空燃比センサ
Ｕ：コントローラ
Ｂ１：制御部（燃焼室内での酸素量算出）
Ｂ２：制御部（基本燃料噴射量算出）
Ｂ３：制御部（排気λ推定モデル）
Ｂ４：制御部（適応制御手段−排気λ推定モデルの補正）
Ｂ５：制御部（フィードバック制御手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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