(57)【要約】【課題】ストイキ燃焼中には実空燃比をストイキに近づける空燃比フィードバック制御を行い、リーン燃焼中には当該フィードバック制御中に学習した空燃比学習値を用いて空燃比フィードフォワード制御を行うエンジンシステムにおいて、当該空燃比学習値の学習を早期に完了させると共に、当該空燃比学習値の精度を高める。【解決手段】現在の要求トルク（１００Ｎｍ）とエンジン回転速度（１５００ｒｐｍ）とに基づいてリーン燃焼になった際の吸入空気量（１０ｇ／ｓ）を算出し、現在の吸入空気量（６ｇ／ｓ）が属する学習領域（学習領域(ii)）から、この吸入空気量（１０ｇ／ｓ）の属する学習領域（学習領域(iv)）に切り替える。吸入空気量が増やされるのでストイキ燃焼を保持すべく燃料噴射量も増やし、現在の要求トルク（１００Ｎｍ）を保持すべく吸入空気量の増量分に応じて点火時期を遅角させる。【選択図】図５
2017141712.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で燃焼モードを切り替え可能なエンジンシステムに適用され、前記ストイキ燃焼中においては実空燃比をストイキに近づける空燃比フィードバック制御を行い、前記リーン燃焼中においては前記フィードバック制御中に学習した空燃比学習値を用いて空燃比フィードフォワード制御を行うエンジン制御装置であって、
前記空燃比フィードバック制御中に検出した実空燃比と、ストイキとの偏差を、吸入空気量を所定間隔で区切ることで設定した複数の学習領域に対応させて前記空燃比学習値を学習する学習手段と、
前記学習手段による学習中、吸入空気量を増加させると共に、吸入空気量の増量分に応じたトルクダウン制御を行って要求トルクを保持する保持手段と、
前記学習領域の全てに対応した前記空燃比学習値の学習が完了した場合に、前記ストイキ燃焼から前記リーン燃焼への燃焼モードの切り替えを許可する許可手段と、を備え、
前記学習手段は、前記保持手段による増加後の吸入空気量の値が、前記学習領域の各中心を含む所定範囲内の値と等しくなった場合に、前記空燃比学習値を学習することを特徴とするエンジン制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はエンジン制御装置に関し、より詳細には、ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で燃焼モードを切り替え可能なエンジンに適用されるエンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で燃焼モードを切り替え可能なエンジンが公知である。このようなエンジンに適用される制御装置として、特開２００２−２０１９８５号公報には、リーン燃焼中のエンジンに強制的なストイキ燃焼を行わせ、当該ストイキ燃焼中の空燃比の適正値に対するずれに対応した値を空燃比学習値として学習し、更に、当該空燃比学習値に基づいて設定した目標空燃比を用いてリッチスパイク中の空燃比制御を行う装置が開示されている。
【０００３】
このエンジンの排気系には、リーン燃焼中に発生する窒素酸化物（ＮＯｘ）を吸着するＮＯｘ触媒が設けられており、リッチスパイクを行うことで当該ＮＯｘ触媒に吸着したＮＯｘが還元される。但し、このリッチスパイク中に設定される目標空燃比によっては排気エミッションが悪化してしまう。この点、上記空燃比学習値に基づいたリッチスパイク中の空燃比制御によれば、事前のストイキ燃焼によって適切な目標空燃比を設定し得ることから、このような不具合を未然に防ぐことができる。
【０００４】
また、上記公報には、リーン燃焼を行わせるエンジン運転領域内に複数の学習領域を設定した上で、当該学習領域のそれぞれにおいて上記空燃比学習値を学習する手法も開示されている。この手法では、上記学習領域の全てに対応する空燃比学習値の学習が完了した場合に、上記強制的なストイキ燃焼の実行が解除されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−２０１９８５号公報
【特許文献２】特開２００１−０７３８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、ストイキ燃焼中には実空燃比をストイキに近づける空燃比フィードバック制御を行い、リーン燃焼中には当該フィードバック制御中に学習した空燃比学習値を用いて空燃比フィードフォワード制御を行うエンジンシステムがある。このシステムは、空燃比学習値を学習する目的において上記公報と異なるものの、複数の学習領域を設定する点、および、当該学習領域の全てに対応する空燃比学習値の学習が完了するまでストイキ燃焼を継続させる点において共通する。そのため、このシステムに上記公報の技術を適用することで、空燃比フィードフォワード制御中の排気エミッションの悪化を未然に防止することができる。
【０００７】
しかしながら、複数の学習領域を設定した場合には、それぞれの学習領域に対応したリーン燃焼を前提とするところ、当該学習領域の全てに対応する空燃比学習値の学習が完了するまでに時間を要してしまう。また上記公報では、リーン燃焼を行わせるエンジン運転領域をどの様に分割して複数の学習領域を設定するかの具体的な内容が開示されていないことから、空燃比学習値の精度を担保することが難しく、ストイキ燃焼からリーン燃焼に切り替えた直後の目標空燃比の値が最適とならない可能性がある。昨今のエンジンの燃費に対する要求・エミッション要求に鑑みれば、リーン燃焼中の目標空燃比を失火限界手前の値に設定することは想像に難しくないところ、リーン燃焼への切り替え直後の目標空燃比の値が最適でない場合には、燃焼悪化や失火の発生が避けられなくなってしまう。
【０００８】
本発明は、上述した課題の少なくとも１つに鑑みてなされたものであり、その目的は、ストイキ燃焼中には実空燃比をストイキに近づける空燃比フィードバック制御を行い、リーン燃焼中には当該フィードバック制御中に学習した空燃比学習値を用いて空燃比フィードフォワード制御を行うエンジンシステムにおいて、複数設定された学習領域に対応する全ての空燃比学習値の学習を早期に完了させると共に、当該空燃比学習値の精度を高めることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るエンジン制御装置は、ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で燃焼モードを切り替え可能なエンジンシステムに適用され、前記ストイキ燃焼中においては実空燃比をストイキに近づける空燃比フィードバック制御を行い、前記リーン燃焼中においては前記フィードバック制御中に学習した空燃比学習値を用いて空燃比フィードフォワード制御を行うエンジン制御装置であり、学習手段と、保持手段と、許可手段と、を備えている。前記学習手段は、前記空燃比フィードバック制御中に検出した実空燃比と、ストイキとの偏差を、吸入空気量を所定間隔で区切ることで設定した複数の学習領域に対応させて前記空燃比学習値を学習する。前記保持手段は、前記学習手段による学習中、吸入空気量を増加させると共に、吸入空気量の増量分に応じたトルクダウン制御を行って要求トルクを保持する。前記許可手段は、前記学習領域の全てに対応した前記空燃比学習値の学習が完了した場合に、前記ストイキ燃焼から前記リーン燃焼への燃焼モードの切り替えを許可する。また、前記学習手段は、前記保持手段による増加後の吸入空気量の値が、前記学習領域の各中心を含む所定範囲内の値と等しくなった場合に、前記空燃比学習値を学習する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係るエンジン制御装置によれば、学習手段による学習中、ストイキ燃焼のまま、吸入空気量を増加させると共に、吸入空気量の増量分に応じたトルクダウン制御を行って要求トルクを保持することができる。従って、要求トルクを保持しつつ、吸入空気量を所定間隔で区切ることで設定した複数の学習領域に対応する全ての空燃比学習値の学習を早期に完了させることができる。
また、本発明に係るエンジン制御装置によれば、保持手段による増加後の吸入空気量の値が、複数の学習領域の各中心を含む所定範囲内の値と等しくなった場合に空燃比学習値を学習することができる。従って、吸入空気量の値が当該所定範囲外にある場合に学習される空燃比学習値よりも精度の高い空燃比学習値を学習することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施の形態に係るシステムの構成を説明するための図である。
【図２】ＦＢ補正量の学習領域を説明するための図である。
【図３】ＦＢ補正量の学習領域を説明するための図である。
【図４】ＦＢ補正量の学習領域を説明するための図である。
【図５】ＦＢ補正量の具体的な学習手法を説明するための図である。
【図６】図５の学習領域(iv)内の任意の吸入空気量にて学習を行った後に得られるＦＢ補正量を示した図である。
【図７】ＦＢ補正量の学習を行う学習許可範囲を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートを説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態において、ＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートを説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。また、以下の実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１３】
［システム構成の説明］
図１は、本発明の実施の形態に係るシステムの構成を説明するための図である。図１に示すシステムは、車両に搭載される火花点火式のエンジン１０を備えている。エンジン１０は、ストイキ燃焼とリーン燃焼の両方を行わせることが可能であり、複数の気筒１２を有している（気筒１２の配列は特に限定されない）。なお、図１には、複数の気筒１２のうちの１つが描かれている。
【００１４】
各気筒１２の内部には、ピストン１４が配置されている。ピストン１４は、クランク機構を介してクランク軸１６と接続されている。クランク軸１６の近傍には、クランク角センサ１８が設けられている。クランク角センサ１８は、クランク軸１６の回転角度（クランク角度CA）を検出するように構成されている。ピストン１４の上方には、燃焼室２０内の混合気に点火する点火プラグ（点火栓）２２が設けられている。エンジン１０は、燃焼室２０内に直接燃料を噴射するＩＮＪ（インジェクタ）２４を備えている。ＩＮＪ２４は、吸気ポート２６に燃料を噴射する弁装置であってもよい。
【００１５】
燃焼室２０と吸気ポート２６との接続部には吸気弁２８が設けられている。吸気ポート２６には、吸気通路３０が接続されている。吸気通路３０の途中には、スロットル３２が設けられている。スロットル３２は、アクセル開度センサ３４により検出されるアクセル開度AAに基づいて駆動される電子制御式のバルブである。スロットル３２の近傍には、スロットル開度TAを検出するスロットル開度センサ３６が設けられている。スロットル３２の上流には、吸入空気量GAを検出するＡＦＭ（エアフロメータ）３８が設けられている。
【００１６】
燃焼室２０と排気ポート４０との接続部には排気弁４２が設けられている。排気ポート４０には排気通路４４が接続されている。排気通路４４の途中には、ＳＣ（スタート触媒）４６が設けられている。ＳＣ４６の下流には、ＮＳＲ触媒（吸蔵還元型ＮＯｘ触媒）４８が設けられている。ＳＣ４６とＮＳＲ触媒４８との間には、排気空燃比を検出するための空燃比センサ５０が設けられている。ＮＳＲ触媒４８の下流には、ＳＣＲ触媒（選択還元型ＮＯｘ触媒）５２が設けられている。
【００１７】
ＳＣ４６は、触媒雰囲気がストイキ近傍にあるときに排気中のＮＯｘ、ＨＣおよびＣＯを浄化する三元触媒である。また、ＳＣ４６は、酸素吸蔵能を有している。すなわち、ＳＣ４６に流入する排気の空燃比がリーンであるときに過剰分の酸素を吸蔵し、ＳＣ４６に流入する排気の空燃比がリッチであるときに不足分の酸素を放出する。このような酸素吸蔵能の作用により、ＳＣ４６に流入する排気の空燃比がストイキ近傍から外れた場合であっても、ＳＣ４６が排気中のＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘを浄化可能となる。
【００１８】
ＮＳＲ触媒４８は、ＮＳＲ触媒４８に流入する排気の酸素濃度が高いときは排気中のＮＯｘを吸蔵（または吸着）し、ＮＳＲ触媒４８に流入する排気の酸素濃度が低下し、尚且つ、還元剤が存在するときは吸蔵（または吸着）していたＮＯｘを還元する。ＮＯｘの還元剤には、エンジン１０から排出される未燃燃料成分（ＨＣやＣＯ）が利用される。
【００１９】
ＳＣＲ触媒５２は、還元剤を含む排気が流入したときに還元剤を吸着する。ＳＣＲ触媒５２は、ＮＯｘを含む排気がＳＣＲ触媒５２に流入したときに、吸着していた還元剤を利用してＮＯｘを還元する。ＮＯｘの還元剤には、ＮＳＲ触媒４８で生成されるＮＨ３が利用される。ＮＨ３は、具体的に、ＮＯｘを含む排気がＮＳＲ触媒４８に流入したときに、排気中のＮＯｘがＨＣまたはＨ２と反応することで生成する。
【００２０】
また、図１に示すシステムは、制御装置としてのＥＣＵ（Electronic Control Unit）６０を備えている。ＥＣＵ６０は、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等を備えている。ＥＣＵ６０は、車両に搭載された各種センサの信号を取り込み処理する。各種センサには、上述したクランク角センサ１８、アクセル開度センサ３４、スロットル開度センサ３６、ＡＦＭ３８、空燃比センサ５０が含まれている。ＥＣＵ６０は、取り込んだ各センサの信号を処理して所定の制御プログラムに従って各種アクチュエータを操作する。ＥＣＵ６０によって操作されるアクチュエータには、上述した点火プラグ２２、ＩＮＪ２４、スロットル３２が含まれている。
【００２１】
［実施の形態の特徴的制御１］
本実施の形態において、ＥＣＵ６０は、ストイキ燃焼とリーン燃焼との間で燃焼モードを切り替える制御を行うと共に、ストイキ燃焼中においては実空燃比をストイキに近づける空燃比フィードバック制御を行い、リーン燃焼中においては当該フィードバック制御中に学習した空燃比学習値を用いて空燃比フィードフォワード制御を行う。この空燃比学習値は、空燃比フィードバック制御中の実空燃比（具体的には、空燃比センサ５０の検出値に基づいた排気空燃比）と、ストイキとの偏差（以下、「ＦＢ補正量」ともいう。）であり、複数の学習領域のそれぞれに対応して学習される。
【００２２】
図２は、ＦＢ補正量の学習領域を説明するための図である。この図においては、ＦＢ補正量の学習領域として、吸入空気量を横軸とする６つの学習領域(i)〜(vi)が設定されている。ＡＦＭとＩＮＪが共に中央品であって、空燃比フィードバック制御が適切に行われていれば、ＦＢ補正量は吸入空気量に関わらず０％となるはずである。しかしこの図の２本の特性線で描かれるように、ＦＢ補正量は０％とならず、吸入空気量に対して非線形となる。この理由は、ＡＦＭを通過する空気の流量（ＡＦＭ通過流量）や、ＩＮＪから噴射される燃料の流量（ＩＮＪ流量）にバラツキが存在するためである（図３，図４参照）。
【００２３】
但し、ＩＮＪ流量の中央品に対する誤差が一律になるのに対し（図３においては中央品に対する誤差が±３％の場合が描かれている）、ＡＦＭ通過流量の中央品に対する誤差は一律にならない。これは、ＩＮＪ流量の中央品に対する誤差に比べて、ＡＦＭ通過流量の中央品に対する誤差の方が、ＦＢ補正量の誤差に強い影響を及ぼしていることを意味している。従って、両者の誤差を考慮すると、ストイキ燃焼で学習したＦＢ補正量をリーン燃焼でのフィードフォワード制御に適用する場合は、ＩＮＪ流量や噴射時間ではなく、ＡＦＭ通過流量を基準とする方が適切である。このような整理に基づき、本実施の形態では、ＡＦＭ通過流量と相関のある吸入空気量を横軸として、図２の学習領域(i)〜(vi)を設定している。
【００２４】
なお、ＩＮＪ流量、噴射時間以外の横軸の候補としては、負荷率（トルク）や筒内空気充填率が挙げられる。しかし、負荷率を採用した場合は、ストイキ燃焼とリーン燃焼で吸入空気量が異なり、両者の吸入空気量は等トルク条件においても異なるという難点がある。また、筒内空気充填率を採用した場合には、エンジン回転速度が変わることで吸入空気量が異なるという難点がある。従って、これらの場合は何れも、ＡＦＭ通過流量の誤差分を正しく補正できないことが予想され、故に採用することはできない。この点、筒内空気充填率とエンジン回転速度の２次元軸を採用した場合は、ストイキ燃焼で学習したＦＢ補正量をリーン燃焼で適用可能となる。しかし、学習領域が軸数の分だけ増えることからＦＢ補正量の学習が完了するまでに極めて長い時間を要することが容易に予想される。加えて、ＦＢ補正量の学習の頻度が減りＦＢ補正量の精度の担保が難しくなることも予想され、故に採用することはできない。
【００２５】
図５は、ＦＢ補正量の具体的な学習手法を説明するための図である。この図においては、図２同様、ＦＢ補正量の学習領域として吸入空気量を横軸とする６つの学習領域(i)〜(vi)が設定されている。学習領域の切り替えは、次のように行われる。即ち、現在の要求トルク（１００Ｎｍ）と、現在のエンジン回転速度（１５００ｒｐｍ）とに基づいてリーン燃焼になった際の吸入空気量（１０ｇ／ｓ）を算出し、現在の吸入空気量（６ｇ／ｓ）が属する学習領域（学習領域(ii)）から、この吸入空気量（１０ｇ／ｓ）の属する学習領域（学習領域(iv)）へと切り替える。なお、要求トルクはアクセル開度センサ３４の検出値に基づいて算出され、エンジン回転速度はクランク角センサ１８の検出値に基づいて算出される。
【００２６】
学習領域の切り替えに伴い吸入空気量が増やされることから、ストイキ燃焼を保持すべく燃料噴射量も増やされる。しかしそうすると、出力トルクも上がってしまい、ドライバーの要求トルクを実現できない。一方で、燃料噴射量を保持したまま、吸入空気量を増やすだけだと、リーン燃焼になってしまい、空燃比学習がそもそもできない。そこで、本実施の形態では、学習領域の切り替えに際して吸入空気量の増量分に応じて点火時期を遅角させる。これにより、現在の要求トルクを保持しつつ、切り替え先の学習領域（学習領域(iv)）でのＦＢ補正量の学習が可能となる。このような点火時期の遅角量は、吸入空気量（または筒内空気充填率）と、エンジン回転速度と、要求効率とに基づいて予め適合し、ＥＣＵ６０のＲＯＭに記憶させておいたマップによって算出されるものとする。
【００２７】
切り替え先の学習領域（学習領域(iv)）でのＦＢ補正量の学習を終えたら、残りの学習領域（学習領域(iii),(v),(vi)）でのＦＢ補正量についても、図５に示した手法と同様の手法によって学習する。また、現在の学習領域（学習領域(ii)）でのＦＢ補正量の学習を終えていない場合には、これらのＦＢ補正量の学習の合間、または、これらのＦＢ補正量の学習の後に、この学習領域（学習領域(ii)）でのＦＢ補正量の学習を行う。
【００２８】
［実施の形態の特徴的制御２］
また、本実施の形態では、全ての学習領域でのＦＢ補正量の学習が完了したら、ストイキ燃焼からリーン燃焼への燃焼モードの切り替えを許可する。仮に、図５の学習領域(iv)でのＦＢ補正量の学習が完了した時点で燃焼モードの切り替えを許可した場合、燃焼モード変更後のリーン燃焼の際の吸入空気量が学習未完了の領域に入るときにはストイキ燃焼に戻して当該学習未完了の領域でのＦＢ補正量の学習を行わなければならず、リーン燃焼からストイキ燃焼への切り替えの頻度が増えてしまい、燃費が悪化してしまう。また、ストイキ燃焼に戻した場合にはＮＳＲ触媒に吸蔵（または吸着）したＮＯｘが放出されることから、この放出ＮＯｘをＳＣＲ触媒で還元するためのリッチスパイクを行う必要がある。但し、リッチスパイクによる還元剤をＳＣＲ触媒まで届かせるためには、ＳＣから放出される酸素との反応も考慮しなければならず、このようなリッチスパイクの実施に伴う燃料供給は、そのまま燃費の悪化として跳ね返ることになる。
【００２９】
この点、全ての学習領域でのＦＢ補正量の学習が完了した時点でストイキ燃焼からリーン燃焼への燃焼モードの切り替えを許可すれば、ＦＢ補正量の学習を目的としたストイキ燃焼への切り替え頻度を大幅に減らすことができる。従って、燃費の悪化を未然に防止することもできる。
【００３０】
［実施の形態の特徴的制御２−１］
上述した切り替え頻度の問題を鑑みれば、全ての学習領域でのＦＢ補正量の学習を一度に完了させてしまうことが望ましい。しかしながら、吸入空気量の増量分に応じて遅角できる点火時期には限界がある。そこで、本実施の形態に係る学習領域の切り替えに際しては、点火時期の遅角量がその限界値を超えない学習領域（例えば、図５の学習領域(iv))よりも吸入空気量の値が小さな学習領域（例えば、図５の学習領域(ii),(iii)）でのＦＢ補正量について学習することが望ましく、限界値を超える学習領域（例えば、図５の学習領域(v),(vi)）については、要求トルクが増えることで当該限界値を超える学習領域内の吸入空気量が実現可能となった時点で、リーン燃焼からストイキ燃焼に切り替えて当該限界値を超える学習領域でのＦＢ補正量を学習することが望ましい。なお、このような点火時期の遅角量の限界値については、要求トルクとエンジン回転速度とに基づいて予め適合し、ＥＣＵ６０のＲＯＭに記憶させておいたマップによって算出するものとする。
【００３１】
［実施の形態の特徴的制御２−２］
吸入空気量が相対的に多い学習領域（例えば、図５の学習領域(v),(vi)）での学習を行うためには、現時点での要求トルクがそれなりに大きくなければならない。そのため、このような学習領域でのＦＢ補正量の学習の頻度は、吸入空気量が相対的に少ない学習領域（例えば、図５の学習領域(iii),(iv)）に比べて少なくなる。従って、本実施の形態に係る学習領域の切り替えに際しては、吸入空気量が多い学習領域（例えば、図５の学習領域(v),(vi)）でのＦＢ補正量の学習を優先して行うことが望ましく、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角が不要な吸入空気量に対応する学習領域（例えば、図５の学習領域(ii)）でのＦＢ補正量の学習を最後に行うことが望ましい。
【００３２】
［実施の形態の特徴的制御２−３］
点火時期を遅角させる理由は、学習領域の切り替えに際して要求トルクを保持するためである。しかし、燃料噴射量の増量や、点火時期を遅角する制御を継続することは燃費の悪化に繋がる。従って、本実施の形態に係る学習領域の切り替えに際しては、対象となる学習領域でのＦＢ補正量の学習が完了した都度、点火時期の遅角制御を停止すると共に、増量した吸入空気量を、燃料噴射量の増量や点火時期の遅角が不要な吸入空気量に戻して要求トルクを保持することが望ましい。
【００３３】
［実施の形態の特徴的制御３］
ところで、図５の学習領域(iv)の吸入空気量には一定の幅があり、学習領域(iv)内の任意の値まで吸入空気量を増やした場合には、複数回の学習の終了後に得られるＦＢ補正量の間に差が出てしまう。図６には、図５の学習領域(iv)内の任意の吸入空気量にて学習を行った後に得られるＦＢ補正量が示されている。この図に示すように、ＦＢ補正量の最大値と最小値に差が発生した場合には、ＦＢ補正量の精度として低くなるという問題がある。そこで、本実施の形態に係る学習領域の切り替えに際しては、各学習領域の中心を含む所定範囲を学習許可範囲として設定し、増量後の吸入空気量がこの学習許可範囲内の値と等しくなった場合に、ＦＢ補正量の学習を行う。
【００３４】
ストイキ燃焼時の吸入空気量に対応する学習領域（例えば、図５の学習領域（ii））においても同様に、学習許可範囲内まで吸入空気量を増やし、この増量分に応じて点火時期を遅角させる。図７は、ＦＢ補正量の学習を行う学習許可範囲を説明するための図である。この図においては、図５の学習領域(ii)の中心の吸入空気量（つまり、吸入空気量＝６ｇ／ｓ）を含む所定範囲が学習許可範囲として設定されており、現時点での吸入空気量（つまり、吸入空気量＝５．２ｇ／ｓ）から吸入空気量を増やし、併せて、点火時期を遅角させる。このような学習許可範囲を設定することで、学習されるＦＢ補正量の精度を高めることができる。従って、このＦＢ補正量を用いた空燃比フィードフォワード制御中の燃焼悪化や失火の発生を良好に回避することができる。故に、リーン燃焼中の目標空燃比を失火限界手前の値に設定して、更なる燃費の向上を図ることが可能になる。
【００３５】
［実施の形態の具体的制御］
図８乃至図９は、上述した学習機能を実現するためにＥＣＵ６０が実行するルーチンのフローチャートを説明するための図である。なお、このルーチンは、例えば要求トルクの変更が行われた時点で開始されるものとし、このルーチンの実行中に要求トルクが変更された場合にはステップＳ１からの処理が再び実行されるものとする。
【００３６】
図８乃至図９に示すルーチンでは、先ず、現在の学習領域ARの吸入空気量GAが算出され（ステップＳ１）、現在の学習領域において点火時期の遅角により実現可能な最大の学習領域ARmx1が算出される（ステップＳ２）。なお、ステップＳ２の処理内容の詳細については、上記特徴的制御２−１で述べたとおりである。
【００３７】
ステップＳ２に続いて、吸入空気量が学習領域ARよりも多く、学習領域ARmx1よりも少ない学習領域において、ＦＢ補正量の学習が完了していない領域があるか否かが判定される（ステップＳ３）。未完了領域が無いと判定された場合には、ステップＳ１２に進む。一方、未完了領域がある場合には、当該未完了領域内で吸入空気量が最大となる学習領域ARmx2が算出される（ステップＳ４）。なお、ステップＳ４の処理内容の詳細については、上記特徴的制御２−２で述べたとおりである。
【００３８】
ステップＳ４に続いて、学習領域ARmx2の中心に相当する吸入空気量GAmxc2が算出され（ステップＳ５）、吸入空気量GAmxc2を実現可能なスロットル開度の算出・反映が行われる（ステップＳ６）。また、ステップＳ１で算出した吸入空気量GAから、吸入空気量GAmxc2を実現する要求効率（＝GA/GAmxc2）が算出される（ステップＳ７）。
【００３９】
ステップＳ７に続いて、ステップＳ７で算出した要求効率、現在の筒内空気充填率、および、現在のエンジン回転速度から点火時期の遅角量が算出・反映され（ステップＳ８）、吸入空気量が吸入空気量GAmxc2に到達したか否かが判定される（ステップＳ９）。吸入空気量が吸入空気量GAmxc2に到達したか否かは、ＡＦＭ３８の検出値に基づき判定することができる。そして、吸入空気量が吸入空気量GAmxc2に到達したと判定された場合には、学習領域ARmx2のＦＢ補正量の学習が行われる（ステップＳ１０）。
【００４０】
ステップＳ１０に続いて、学習領域ARmx2のＦＢ補正量の学習が完了したか否かが判定される（ステップＳ１１）。そして、学習領域ARmx2のＦＢ補正量の学習が完了したと判定された場合には、ステップＳ２に戻る。なお、ステップＳ５〜Ｓ１１の処理内容の詳細については、上記特徴的制御１と上記特徴的制御３で述べたとおりである。
【００４１】
ステップＳ１２では、学習領域ARでのＦＢ補正量の学習が未完了か否かが判定される。学習領域ARでのＦＢ補正量の学習が完了していると判定された場合には、ステップＳ２１に進む。一方、学習領域ARでのＦＢ補正量の学習が未完了であると判定された場合には、学習領域ARの中心に相当する吸入空気量GAcが算出される（ステップＳ１３）。
【００４２】
ステップＳ１３に続いて、点火時期の遅角を行わない場合の吸入空気量、つまり、ステップＳ１で算出した吸入空気量GAが、吸入空気量GAcの近傍か否かが判定される（ステップＳ１４）。吸入空気量GAが吸入空気量GAcの近傍の値であると判定された場合には、ステップＳ１９に進む。一方、吸入空気量GAが吸入空気量GAcの近傍の値でないと判定された場合には、吸入空気量GAcを実現可能なスロットル開度の算出・反映が行われる（ステップＳ１５）。また、ステップＳ１で算出した吸入空気量GAから、吸入空気量GAcを実現する要求効率（＝GA/GAc）が算出される（ステップＳ１６）。
【００４３】
ステップＳ１６に続いて、ステップＳ１６で算出した要求効率、現在の筒内空気充填率、および、現在のエンジン回転速度から点火時期の遅角量が算出・反映され（ステップＳ１７）、吸入空気量が吸入空気量GAcに到達したか否かが判定される（ステップＳ１８）。吸入空気量が吸入空気量GAcに到達したか否かは、ＡＦＭ３８の検出値に基づき判定することができる。そして、吸入空気量が吸入空気量GAcに到達したと判定された場合には、学習領域ARのＦＢ補正量の学習が行われる（ステップＳ１９）。
【００４４】
ステップＳ１９に続いて、学習領域ARのＦＢ補正量の学習が完了したか否かが判定される（ステップＳ２０）。そして、学習領域ARのＦＢ補正量の学習が完了したと判定された場合には、点火時期の遅角制御の実施中であるか否かが判定される（ステップＳ２１）。点火時期の遅角制御の実施中であると判定された場合には、この制御が停止される（ステップＳ２２）。なお、ステップＳ１５〜Ｓ１９の処理内容の詳細については、上記特徴的制御１と上記特徴的制御３で述べたとおりである。また、ステップＳ２１，Ｓ２２の処理内容の詳細については、上記特徴的制御２−３で述べたとおりである。
【００４５】
ステップＳ２２に続いて、要求トルクから、リーン燃焼へ切り替えた場合の吸入空気量と、学習領域ARlbとが算出され（ステップＳ２３）、学習領域ARlbよりも吸入空気量の少ない学習領域のＦＢ補正量の学習が完了したか否かが判定される（ステップＳ２４）。そして、ＦＢ補正量の学習が完了したと判定された場合には、ストイキ燃焼からリーン燃焼への切り替えが許可される（ステップＳ２５）。なお、ステップＳ２３〜Ｓ２５の処理内容の詳細については、上記特徴的制御２−１で述べたとおりである。
【００４６】
以上、図８乃至図９に示したルーチンによれば、要求トルクを保持しつつ、全ての学習領域でのＦＢ補正量の学習を早期に完了させることができる。また、学習されるＦＢ補正量の精度を高めることもできる。
【００４７】
ところで、上記実施の形態においては、点火時期の遅角制御を行って要求トルクを保持したが、例えばエンジンの動力により発電する発電機（オルタネータ）に、差分相当トルクを分配することで要求トルクを保持してもよいし、その他の公知のトルクダウン制御により要求トルクを保持してもよい。
【符号の説明】
【００４８】
１０  エンジン
１８  クランク角センサ
２２  点火プラグ
３２  スロットル
３４  アクセル開度センサ
３６  スロットル開度センサ
４６  スタート触媒
４８  ＮＳＲ触媒
５０  空燃比センサ
５２  ＳＣＲ触媒
６０  ＥＣＵ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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