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技術 内燃機関の制御装置

出願人 トヨタ自動車株式会社
発明者 井下憲二中川徳久
出願日 2019年1月9日 (2年1ヶ月経過) 出願番号 2019-001820
公開日 2020年7月27日 (6ヶ月経過) 公開番号 2020-112057
状態 未査定
技術分野 内燃機関の複合的制御 内燃機関に供給する空気・燃料の電気的制御
主要キーワード 補正比率 同制御装置 微分要素 更新機 酸素脱離量 保持値 比例要素 学習更新
関連する未来課題
重要な関連分野

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図面 (10)

課題

学習値更新の完了までに要する時間を短縮することができる内燃機関制御装置を提供すること。

解決手段

制御装置30は、空燃比偏差を入力とするフィードバック制御によって気筒内に供給する燃料量を調整する燃料量制御部130と、リーン期間処理とリッチ期間処理とを交互に繰り返す目標空燃比調整部120と、空燃比AF定常的なずれを補償する学習値Xを更新する学習値更新部140とを備える。学習値更新部140は、酸素偏差DOAの絶対値が判定値以下である場合、リーン期間処理及びリッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときのみ学習値Xを更新する。一方、学習値更新部140は、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値よりも大きい場合、一方の処理から他方の処理に切り替わるとき、及び、他方の処理から一方の処理に切り替わるときの双方で学習値Xを更新する。

概要

背景

特許文献1には、空燃比検出値目標空燃比となるように燃料噴射弁燃料噴射量を調整する内燃機関制御装置の一例が記載されている。空燃比検出値は、排気通路における触媒よりも上流側に配置されている上流側空燃比センサによって検出されるセンサ値である。こうした空燃比検出値と実空燃比との間に、定常的なずれが生じることがある。実空燃比とは、実際の空燃比のことである。そのため、特許文献1に記載の制御装置では、こうした空燃比検出値と実空燃比との定常的なずれを補償する補償制御と、当該定常的なずれを補償するための学習値更新する学習制御とが実施される。

学習制御では、目標空燃比を理論空燃比よりもリーン側の値とするとともに、当該期間中に触媒に吸蔵された酸素の量である酸素吸蔵量導出するリーン期間処理と、目標空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とするとともに、当該期間中に触媒から脱離した酸素の量である酸素脱離量を導出するリッチ期間処理とが交互に繰り返される。リーン期間処理の実施中において、排気通路における触媒よりも下流側に配置されている下流側空燃比センサによって検出されるセンサ値である排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値になると、制御装置で実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替えられる。また、リッチ期間処理の実施中において、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値になると、制御装置で実行される処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替えられる。

上記の定常的なずれが大きい場合、触媒は酸素吸蔵量が大きすぎたり、小さすぎたりしている状態になっている。そのため、上記の定常的なずれが大きいと、リッチ期間処理中に導出される酸素脱離量とリーン期間処理中に導出される酸素吸蔵量との偏差である酸素量偏差の絶対値が大きくなる。学習制御では、リーン期間処理及びリッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときに、酸素量偏差の絶対値に基づいて学習値が更新される。一方、特許文献1に記載の学習制御では、他方の処理から一方の処理に切り替わるときには、学習値が更新されない。なお、学習値は、燃料噴射量や目標空燃比を補正するための値である。

そして、補償制御では、学習制御によって更新された学習値を基に、燃料噴射量や目標空燃比が補正される。こうした補償制御によって、酸素量偏差が許容範囲に収まるようになると、学習制御が終了される、すなわち学習値の更新が完了する。なお、学習制御の終了後でも、補償制御は継続される、すなわち学習値を用いた上記補正が継続される。

概要

学習値の更新の完了までに要する時間を短縮することができる内燃機関の制御装置を提供すること。制御装置30は、空燃比偏差を入力とするフィードバック制御によって気筒内に供給する燃料量を調整する燃料量制御部130と、リーン期間処理とリッチ期間処理とを交互に繰り返す目標空燃比調整部120と、空燃比AFの定常的なずれを補償する学習値Xを更新する学習値更新部140とを備える。学習値更新部140は、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値以下である場合、リーン期間処理及びリッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときのみ学習値Xを更新する。一方、学習値更新部140は、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値よりも大きい場合、一方の処理から他方の処理に切り替わるとき、及び、他方の処理から一方の処理に切り替わるときの双方で学習値Xを更新する。

目的

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

酸素吸蔵能を有する触媒排気通路に設けられており、前記触媒に吸蔵されている酸素を利用して前記排気通路を流れる排気浄化する内燃機関に適用され、前記排気通路における前記触媒よりも上流側に配置されている上流側空燃比センサによって検出される空燃比である空燃比検出値目標空燃比との偏差である空燃比偏差を入力とするフィードバック制御によって、前記内燃機関の気筒内に供給する燃料量を調整する燃料量制御部と、前記目標空燃比を理論空燃比よりもリーン側の値とするリーン期間処理と、前記目標空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とするリッチ期間処理とを交互に繰り返す目標空燃比調整部と、前記空燃比検出値の定常的なずれを補償する学習値更新する学習値更新部と、を備え、前記学習値を用い、前記リーン期間処理中に前記触媒に吸蔵される酸素の量である酸素吸蔵量と前記リッチ期間処理中に前記触媒から脱離する酸素の量である酸素脱離量との乖離是正する内燃機関の制御装置において、前記学習値更新部は、前記酸素吸蔵量と前記酸素脱離量との偏差である酸素量偏差の絶対値が判定値未満である場合、前記リーン期間処理及び前記リッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときには前記学習値を更新する一方、前記他方の処理から前記一方の処理に切り替わるときには前記学習値を更新せず、前記酸素量偏差の絶対値が前記判定値以上である場合、前記一方の処理から前記他方の処理に切り替わるとき、及び、前記他方の処理から前記一方の処理に切り替わるときの双方で前記学習値を更新することを特徴とする内燃機関の制御装置。

請求項2

前記学習値更新部は、前記学習値の一回の更新量を、前記酸素量偏差と係数との積の絶対値と規定値とのうちの小さい方の値とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。

請求項3

前記学習値更新部は、前記酸素量偏差の絶対値が前記判定値以上である場合、前記学習値の一回の更新量を規定値とする請求項1に記載の内燃機関の制御装置。

請求項4

前記学習値更新部は、前記酸素量偏差の絶対値が前記判定値未満である場合、前記学習値の一回の更新量を、前記酸素量偏差の絶対値が小さいほど小さくする請求項3に記載の内燃機関の制御装置。

請求項5

前記内燃機関は、前記排気通路における前記触媒よりも下流側に下流側空燃比センサが配置されるものであり、前記学習値更新部は、前記リーン期間処理の実行中において前記下流側空燃比センサによって検出される排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値であるときに前記リーン期間処理から前記リッチ期間処理に切り替え、前記リッチ期間処理の実行中において前記排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値であるときに前記リッチ期間処理から前記リーン期間処理に切り替える請求項1〜請求項4のうち何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。

請求項6

前記学習値更新部は、理論空燃比を補正する値として前記学習値を更新する請求項1〜請求項5のうち何れか一項に記載の内燃機関の制御装置。

技術分野

0001

本発明は、酸素吸蔵能を有する触媒排気通路に設けられており、当該触媒に吸蔵されている酸素を利用して排気通路を流れる排気浄化する内燃機関に適用される内燃機関の制御装置に関する。

背景技術

0002

特許文献1には、空燃比検出値目標空燃比となるように燃料噴射弁燃料噴射量を調整する内燃機関の制御装置の一例が記載されている。空燃比検出値は、排気通路における触媒よりも上流側に配置されている上流側空燃比センサによって検出されるセンサ値である。こうした空燃比検出値と実空燃比との間に、定常的なずれが生じることがある。実空燃比とは、実際の空燃比のことである。そのため、特許文献1に記載の制御装置では、こうした空燃比検出値と実空燃比との定常的なずれを補償する補償制御と、当該定常的なずれを補償するための学習値更新する学習制御とが実施される。

0003

学習制御では、目標空燃比を理論空燃比よりもリーン側の値とするとともに、当該期間中に触媒に吸蔵された酸素の量である酸素吸蔵量導出するリーン期間処理と、目標空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とするとともに、当該期間中に触媒から脱離した酸素の量である酸素脱離量を導出するリッチ期間処理とが交互に繰り返される。リーン期間処理の実施中において、排気通路における触媒よりも下流側に配置されている下流側空燃比センサによって検出されるセンサ値である排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値になると、制御装置で実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替えられる。また、リッチ期間処理の実施中において、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値になると、制御装置で実行される処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替えられる。

0004

上記の定常的なずれが大きい場合、触媒は酸素吸蔵量が大きすぎたり、小さすぎたりしている状態になっている。そのため、上記の定常的なずれが大きいと、リッチ期間処理中に導出される酸素脱離量とリーン期間処理中に導出される酸素吸蔵量との偏差である酸素量偏差の絶対値が大きくなる。学習制御では、リーン期間処理及びリッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときに、酸素量偏差の絶対値に基づいて学習値が更新される。一方、特許文献1に記載の学習制御では、他方の処理から一方の処理に切り替わるときには、学習値が更新されない。なお、学習値は、燃料噴射量や目標空燃比を補正するための値である。

0005

そして、補償制御では、学習制御によって更新された学習値を基に、燃料噴射量や目標空燃比が補正される。こうした補償制御によって、酸素量偏差が許容範囲に収まるようになると、学習制御が終了される、すなわち学習値の更新が完了する。なお、学習制御の終了後でも、補償制御は継続される、すなわち学習値を用いた上記補正が継続される。

先行技術

0006

特開2015−71963号公報

発明が解決しようとする課題

0007

上記の学習制御では、リーン期間処理とリッチ期間処理とが1セット実行されると、学習値が更新されることとなる。そのため、リーン期間処理の実行期間やリッチ期間処理の実行期間が長いと、学習値の更新間隔が長くなる。したがって、上記の定常的なずれが比較的大きい状況下で学習制御が開始される場合、学習値の更新の完了までに要する時間が長くなってしまう。

課題を解決するための手段

0008

上記課題を解決するための内燃機関の制御装置は、酸素吸蔵能を有する触媒が排気通路に設けられており、触媒に吸蔵されている酸素を利用して排気通路を流れる排気を浄化する内燃機関に適用される。この制御装置は、排気通路における触媒よりも上流側に配置されている上流側空燃比センサによって検出される空燃比である空燃比検出値と目標空燃比との偏差である空燃比偏差を入力とするフィードバック制御によって、内燃機関の気筒内に供給する燃料量を調整する燃料量制御部と、目標空燃比を理論空燃比よりもリーン側の値とするリーン期間処理と、目標空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の値とするリッチ期間処理とを交互に繰り返す目標空燃比調整部と、空燃比検出値の定常的なずれを補償する学習値を更新する学習値更新部と、を備えている。そして、制御装置は、当該学習値を用い、リーン期間処理中に触媒に吸蔵される酸素の量である酸素吸蔵量とリッチ期間処理中に触媒から脱離する酸素の量である酸素脱離量との乖離是正する。学習値更新部は、酸素吸蔵量と酸素脱離量との偏差である酸素量偏差の絶対値が判定値未満である場合、リーン期間処理及びリッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときには学習値を更新する一方、他方の処理から一方の処理に切り替わるときには前記学習値を更新しない。また、学習値更新部は、酸素量偏差の絶対値が判定値以上である場合、一方の処理から他方の処理に切り替わるとき、及び、他方の処理から一方の処理に切り替わるときの双方で前記学習値を更新する。

0009

上記構成では、酸素量偏差の絶対値が判定値未満である場合では、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるとき、及び、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるときのうちの一方のみで学習値が更新されるものの、上記酸素量偏差の絶対値が判定値以上である場合では、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるとき、及び、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるときの双方で学習値が更新される。その結果、酸素量偏差の絶対値が大きい状態で学習値の更新する制御を開始する場合にあっては、上記酸素量偏差の大きさに拘わらず、リーン期間処理及びリッチ期間処理のうちの一方の処理から他方の処理に切り替わるときのみで学習値を更新する場合と比較し、学習値の更新機会を増やすことができる。これにより、学習値の更新の完了までに要する時間を短縮することができる。

0010

上記内燃機関の制御装置の一態様において、学習値更新部は、学習値の一回の更新量を、酸素量偏差と係数との積の絶対値と規定値とのうちの小さい方の値とする。この構成によれば、学習値を更新するに際し、上記酸素量偏差の絶対値が大きいほど学習値の一回の更新量を大きくすることができる。しかし、上記積の絶対値が規定値よりも大きいときには、学習値の一回の更新量が規定値となる。これにより、学習値の一回の更新量が大きくなりすぎることを抑制できる。その結果、学習値を更新するに際してハンチングの発生を抑制できる。

0011

上記酸素量偏差の絶対値が判定値以上である場合、空燃比検出値と実空燃比との定常的なずれ量が大きいと判断できるため、学習値の更新完了に要する時間を短縮するためには学習値の一回の更新量を大きくすることが望ましい。そこで、学習値更新部は、酸素量偏差の絶対値が判定値以上である場合、学習値の一回の更新量を規定値としてもよい。

0012

一方、上記酸素量偏差の絶対値が判定値未満である場合、空燃比検出値と実空燃比との定常的なずれ量がそれほど大きくないと判断できるため、上記酸素量偏差の絶対値が小さいほど、学習値の一回の更新量を小さくすることが望ましい。そこで、学習値更新部は、酸素量偏差の絶対値が判定値未満である場合、学習値の一回の更新量を、酸素量偏差の絶対値が小さいほど小さくしてもよい。

0013

上記制御装置の一態様が適用される内燃機関は、排気通路における触媒よりも下流側に下流側空燃比センサが配置されるものである。当該制御装置の一態様において、学習値更新部は、リーン期間処理の実行中において下流側空燃比センサによって検出される排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値であるときにリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替え、リッチ期間処理の実行中において排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値であるときにリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替える。

0014

リーン期間処理の実行中に排気空燃比が理論空燃比よりもリーン側の値になった場合、当該リーン期間処理では、触媒にさらに酸素を吸蔵させることができないと判断することができる。つまり、触媒の酸素吸蔵量が上限に達していると判断できる。また、リッチ期間処理の実行中に排気空燃比が理論空燃比よりもリッチ側の値になった場合、当該リッチ期間処理では、触媒に酸素が吸蔵されていないと判断することができる。つまり、酸素脱離量は最大値となっている。上記構成によれば、このように値の比較的大きい酸素吸蔵量及び酸素脱離量を用い、酸素量偏差が算出される。

0015

例えば、学習値更新部は、理論空燃比を補正する値として学習値を更新する。

図面の簡単な説明

0016

実施形態の内燃機関の制御装置と、同制御装置によって制御される内燃機関とを示す構成図。
同制御装置の機能構成を示すブロック図。
同制御装置の目標空燃比調整部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート
同制御装置の吸蔵量導出部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。
同制御装置の脱離量導出部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。
同制御装置の学習値算出部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。
学習更新値と酸素量偏差との関係を示すマップ
空燃比と実空燃比との定常的なずれを補償する処理を実行する際のタイミングチャート
変更例において、学習値を導出する際に実行される処理ルーチンを説明するフローチャート。

実施例

0017

以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を図1図8に従って説明する。
図1には、本実施形態の制御装置30と、制御装置30によって制御される内燃機関10とが図示されている。内燃機関10は、複数の気筒11を備えている。図1では、気筒11は1つのみ図示されている。各気筒11内には、往復動するピストン12が設けられている。各気筒11内においてピストン12よりも上方の空間が燃焼室13となっている。

0018

内燃機関10の吸気通路14には、吸気通路14を流れる吸入空気の量を調整するスロットルバルブ15が設けられている。吸気バルブ16が開弁している場合、吸気通路14を介して吸入空気が燃焼室13に導入される。

0019

内燃機関10には、燃料噴射する燃料噴射弁17が設けられている。図1には、燃料噴射弁17として、燃焼室13内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁が図示されている。また、内燃機関10には、吸入空気と燃料とを含む混合気火花放電によって点火する点火装置18が設けられている。燃料噴射弁17及び点火装置18は、気筒数同数設けられている。混合気の燃焼によって燃焼室13内に生じた排気は、排気バルブ19が開弁しているときに排気通路20に排出される。

0020

内燃機関10の排気浄化装置21は、排気通路20に設けられている触媒22を備えている。触媒22は、酸素吸蔵能を有している。排気浄化装置21は、触媒22に吸蔵されている酸素によって、排気浄化装置21に流入した未燃燃料酸化(燃焼)させることができる。すなわち、排気浄化装置21は、触媒22に吸蔵されている酸素を利用して排気通路20を流れる排気を浄化する。

0021

また、排気通路20における触媒22よりも上流側(すなわち、燃焼室13側)には、上流側空燃比センサ31が設けられている。また、排気通路20における触媒22よりも下流側には、下流側空燃比センサ32が設けられている。これら各空燃比センサ31,32は、周知の空燃比センサである。上流側空燃比センサ31は、混合気の空燃比を検出するものであり、触媒22に向けて流れる排気の酸素濃度に比例する大きさの信号を出力する。また、下流側空燃比センサ32は、触媒22を通過した排気の酸素濃度に比例する大きさの信号を出力する。なお、本実施形態では、上流側空燃比センサ31から出力される信号の大きさに対応する値のことを「空燃比検出値AF」といい、下流側空燃比センサ32から出力される信号の大きさに対応する値のことを「排気空燃比AFEX」ともいう。

0022

制御装置30には、上流側空燃比センサ31及び下流側空燃比センサ32を含む各種のセンサから信号が入力される。空燃比センサ31,32以外のセンサとしては、クランク角センサ33及びエアフロメータ34などを挙げることができる。クランク角センサ33は、内燃機関10のクランク軸の回転速度である機関回転速度NEに応じた信号を出力する。エアフロメータ34は、吸気通路14を流れる吸入空気量GAに応じた信号を出力する。そして、制御装置30は、各種のセンサ31〜34からの信号を基に、各燃料噴射弁17及び各点火装置18を制御する。

0023

ところで、上流側空燃比センサ31によって検出される空燃比検出値AFと、混合気の実際の空燃比である実空燃比AFRとの間には、定常的なずれが生じることがある。制御装置30では、こうした定常的なずれを補償するための学習値Xを更新する学習制御と、学習制御によって導出された学習値Xを用いて上記定常的なずれを補償する補償制御とが実施される。

0024

次に、図2を参照し、制御装置30の機能構成について説明する。
制御装置30は、学習制御及び補償制御の実施に必要な機能部として、理論空燃比補正部110、目標空燃比調整部120、燃料量制御部130及び学習値更新部140を有している。

0025

理論空燃比補正部110は、補償制御の実施時には、上流側空燃比センサ31によって検出された空燃比検出値AFを利用し、空燃比制御を実施するために必要な値として理論空燃比AFSを補正する。すなわち、理論空燃比補正部110は、基礎理論空燃比AFSBを、後述する学習値更新部140によって更新された学習値Xを用いて補正することによって、理論空燃比AFSを導出する。理論空燃比補正部110は、下記の関係式(式1)を用い、理論空燃比AFSを算出する。すなわち、理論空燃比AFSは、学習値Xが正の値である場合には基礎理論空燃比AFSBよりも小さくなる一方、学習値Xが負の値である場合には基礎理論空燃比AFSBよりも大きくなる。さらに、学習値Xの絶対値が大きいほど、理論空燃比AFSと基礎理論空燃比AFSBとの差分が大きくなる。なお、基礎理論空燃比AFSBは、例えば「14.6」である。

0026

目標空燃比調整部120は、理論空燃比補正部110によって導出された理論空燃比AFSを基に、目標空燃比AFTrを決める。すなわち、上記の学習制御が実施されていない場合、目標空燃比調整部120は、目標空燃比AFTrを理論空燃比AFSと同じ値とする。

0027

目標空燃比調整部120は、学習制御の実施時では、目標空燃比AFTrを理論空燃比AFSよりもリーン側の値とするリーン期間処理と、目標空燃比AFTrを理論空燃比AFSよりもリッチ側の値とするリッチ期間処理とを交互に繰り返す。リーン期間処理の具体的な処理内容、リーン期間処理の具体的な処理内容、リーン期間処理からリッチ期間処理への切り替え、及び、リッチ期間処理からリーン期間処理への切り替えについては、後述する。

0028

燃料量制御部130は、目標空燃比調整部120によって決められた目標空燃比AFTrと、上流側空燃比センサ31によって検出される空燃比検出値AFとを基に、燃料噴射弁17の燃料噴射量を制御する。すなわち、燃料量制御部130は、基本噴射量算出部131、空燃比フィードバック部132、乗算器133及び噴射弁制御部134を有している。以降の記載では、空燃比フィードバック部132のことを、「空燃比F/B部132」と略記する。

0029

基本噴射量算出部131は、機関負荷率KLを基に基本噴射量QBを算出する。基本噴射量QBは、規定の満充填時理論噴射量QTHと機関負荷率KLとの積として算出される。満充填時理論噴射量QTHとして、機関負荷率KLが「100%」であり、且つ空燃比検出値AFが目標空燃比AFTrと等しいときにおける燃料噴射量の算出値が設定されている。また、機関負荷率KLは、例えば、機関回転速度NE及び吸入空気量GAを基に算出することができる。

0030

空燃比F/B部132は、空燃比検出値AFと目標空燃比AFTrとの偏差である空燃比偏差ΔAFを入力とするフィードバック制御によって、比例要素積分要素微分要素との和を補正比率δとして算出する。そして、空燃比F/B部132は、算出した補正比率δと「1」との和をフィードバック補正量FAFとして算出する。

0031

乗算器133は、基本噴射量算出部131によって算出された基本噴射量QBと、空燃比F/B部132によって算出されたフィードバック補正量FAFとの積を要求噴射量QBRとして算出する。

0032

噴射弁制御部134は、乗算器133によって算出された要求噴射量QBRを基に、燃料噴射弁17を駆動させる。このとき、噴射弁制御部134は、要求噴射量QBRが多いほど、燃料噴射弁17の電磁コイルに対する通電時間を長くする。

0033

学習値更新部140は、学習制御の実施時に学習値Xを更新する。すなわち、学習値更新部140は、吸蔵量導出部141、脱離量導出部142、酸素量偏差算出部143、学習値算出部144及び記憶部145を有している。

0034

吸蔵量導出部141は、目標空燃比調整部120によってリーン期間処理が実行されているときに、リーン期間処理の実行によって触媒22に吸蔵される酸素の量である酸素吸蔵量OSAを算出する。酸素吸蔵量OSAの算出方法については後述する。

0035

脱離量導出部142は、目標空燃比調整部120によってリッチ期間処理が実行されているときに、リッチ期間処理の実行によって触媒22から脱離する酸素の量である酸素脱離量OEDを算出する。酸素脱離量OEDの算出方法については後述する。

0036

酸素量偏差算出部143は、吸蔵量導出部141によって算出された酸素吸蔵量OSAと、脱離量導出部142によって算出された酸素脱離量OEDとの偏差である酸素量偏差DOAを算出する。すなわち、酸素量偏差算出部143は、酸素脱離量OEDから酸素吸蔵量OSAを引いた値を酸素量偏差DOAとして算出する。本実施形態では、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるとき、及び当該処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるときの両者で、酸素量偏差算出部143は酸素量偏差DOAを算出する。酸素量偏差DOAの算出方法については後述する。

0037

学習値算出部144は、酸素量偏差算出部143によって算出された酸素量偏差DOAを基に、学習値Xを更新する。学習値Xの更新方法については後述する。そして、学習値算出部144は、学習値Xを更新すると、更新した学習値Xを記憶部145に記憶する。すなわち、記憶部145には、学習値更新部140によって更新される学習値Xの最新値が記憶される。そして、記憶部145に記憶されている学習値Xの最新値が、理論空燃比補正部110での理論空燃比AFSの補正に用いられる。

0038

次に、図3を参照し、学習制御の実施時に目標空燃比調整部120が実行する処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、学習制御の実施時には繰り返し実行される。
本処理ルーチンにおいて、ステップS11では、リーン期間フラFLG1にオンがセットされているか否かの判定が行われる。リーン期間フラグFLG1は、リーン期間処理の実行を許可するか又はリッチ期間処理の実行を許可するかを判断するためのフラグである。すなわち、リーン期間フラグFLG1にオンがセットされている場合、リーン期間処理の実行が許可される。一方、リーン期間フラグFLG1にオフがセットされている場合、リッチ期間処理の実行が許可される。なお、学習制御の開始時では、リーン期間フラグFLG1にオンがセットされている。

0039

ステップS11において、リーン期間フラグFLG1にオンがセットされている場合(YES)、処理が次のステップS12に移行される。ステップS12において、リーン期間処理が実行される。すなわち、リーン期間処理では、理論空燃比AFSに規定の変更値Zを足した値が目標空燃比AFTrとして算出される。これにより、目標空燃比AFTrを、理論空燃比AFSよりもリーン側の値とすることができる。続いて、ステップS13では、排気空燃比AFEXがリーン判定値AFLThよりもリーン側の値であるか否かの判定が行われる。リーン判定値AFLThは、基礎理論空燃比AFSBよりもリーン側の値に設定されている。そのため、排気空燃比AFEXがリーン判定値AFLThよりもリーン側の値である場合、触媒22による酸素の更なる吸蔵が不能である。

0040

ステップS13において、排気空燃比AFEXがリーン判定値AFLThよりもリーン側の値であるとの判定がなされていない場合(NO)、本処理ルーチンが一旦終了される。この場合、リーン期間処理の実行が継続される。一方、排気空燃比AFEXがリーン判定値AFLThよりもリーン側の値であるとの判定がなされている場合(S13:YES)、処理が次のステップS14に移行される。ステップS14において、リーン期間フラグFLG1にオフがセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。

0041

その一方で、ステップS11において、リーン期間フラグFLG1にオフがセットされている場合(NO)、処理が次のステップS15に移行される。ステップS15において、リッチ期間処理が実行される。すなわち、リーン期間フラグFLG1がオンからオフに切り替わると、処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わる。リッチ期間処理では、理論空燃比AFSから変更値Zを引いた値が目標空燃比AFTrとして算出される。これにより、目標空燃比AFTrを、理論空燃比AFSよりもリッチ側の値とすることができる。続いて、ステップS16では、排気空燃比AFEXがリッチ判定値AFRThよりもリッチ側の値であるか否かの判定が行われる。リッチ判定値AFRThは、基礎理論空燃比AFSBよりもリッチ側の値に設定されている。そのため、排気空燃比AFEXがリッチ判定値AFRThよりもリッチ側の値である場合、触媒22に酸素が既に吸蔵されておらず、排気浄化装置21では未燃燃料を酸化(燃焼)させることが不能である。その結果、排気通路20における触媒22よりも下流側を未燃燃料が流れるようになる。

0042

ステップS16において、排気空燃比AFEXがリッチ判定値AFRThよりもリッチ側の値であるとの判定がなされていない場合(NO)、本処理ルーチンが一旦終了される。この場合、リッチ期間処理の開始前までに触媒22に吸蔵された酸素が触媒22に未だ残っているため、リッチ期間処理の実行が継続される。一方、排気空燃比AFEXがリッチ判定値AFRThよりもリッチ側の値であるとの判定がなされている場合(S16:YES)、処理が次のステップS17に移行される。ステップS17において、リーン期間フラグFLG1にオンがセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。このようにリーン期間フラグFLG1がオフからオンに切り替わると、処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わる。

0043

次に、図4を参照し、酸素吸蔵量OSAを算出する際に吸蔵量導出部141が実行する処理ルーチンについて説明する。なお、本処理ルーチンは、学習制御の実施時には繰り返し実行される。

0044

本処理ルーチンにおいて、ステップS21では、目標空燃比調整部120によってリッチ期間処理が実行されているか否かの判定が行われる。リッチ期間処理が実行されているとの判定がなされている場合(S21:YES)、触媒22に吸蔵される酸素の量は増えないため、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、リッチ期間処理が実行されているとの判定がなされていない場合(S21:NO)、処理が次のステップS22に移行される。ステップS22において、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった直後であるか否かの判定が行われる。本処理ルーチンの前回の実行時にはリッチ期間処理が実行されており、且つ本処理ルーチンの今回の実行時にはリーン期間処理が実行されている場合は、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった直後である。一方、本処理ルーチンの前回の実行時ではリーン期間処理が実行されており、且つ本処理ルーチンの今回の実行時でもリーン期間処理が実行されている場合は、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった直後ではない。

0045

リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった直後であるとの判定がなされている場合(S22:YES)、処理が次のステップS23に移行される。ステップS23において、酸素吸蔵量保持値OSAHに酸素吸蔵量OSAが代入される。すなわち、酸素吸蔵量保持値OSAHは、前回のリーン期間処理中に導出された酸素吸蔵量OSAと同じ値となる。続いて、ステップS24において、酸素吸蔵量OSAが「0」にリセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった直後であるとの判定がなされていない場合(S22:NO)、処理が次のステップS25に移行される。ステップS25において、酸素吸蔵量OSAが算出される。すなわち、吸蔵量導出部141は、単位時間あたりの酸素吸蔵量の増大量である単位増大量ΔOSAを算出し、その単位増大量ΔOSAの積算値を酸素吸蔵量OSAとして算出する。単位増大量ΔOSAは、空燃比検出値AFと理論空燃比AFSとの差分、すなわち上記の変更値Zが大きいほど大きくなる。また、単位増大量ΔOSAは、吸入空気量GAが多いほど大きくなる。例えば、吸蔵量導出部141は、以下の関係式(式2)を用いて単位増大量ΔOSAを算出する。関係式(式2)において、「ROX」は、吸入空気中で酸素が占める割合のことである。

0046

ステップS25において酸素吸蔵量OSAが算出されると、本処理ルーチンが一旦終了される。

0047

次に、図5を参照し、酸素脱離量OEDを算出する際に脱離量導出部142が実行する処理ルーチンについて説明する。なお、本処理ルーチンは、学習制御の実施時には繰り返し実行される。

0048

本処理ルーチンにおいて、ステップS31では、目標空燃比調整部120によってリーン期間処理が実行されているか否かの判定が行われる。リーン期間処理が実行されているとの判定がなされている場合(S31:YES)、触媒22から酸素が脱離しないため、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、リーン期間処理が実行されているとの判定がなされていない場合(S31:NO)、処理が次のステップS32に移行される。ステップS32において、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった直後であるか否かの判定が行われる。本処理ルーチンの前回の実行時にはリーン期間処理が実行されており、且つ本処理ルーチンの今回の実行時にはリッチ期間処理が実行されている場合は、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった直後である。一方、本処理ルーチンの前回の実行時ではリッチ期間処理が実行されており、且つ本処理ルーチンの今回の実行時でもリッチ期間処理が実行されている場合は、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった直後ではない。

0049

リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった直後であるとの判定がなされている場合(S32:YES)、処理が次のステップS33に移行される。ステップS33において、酸素脱離量保持値OEDHに酸素脱離量OEDが代入される。すなわち、酸素脱離量保持値OEDHは、前回のリッチ期間処理中に導出された酸素脱離量OEDと同じ値となる。続いて、ステップS34において、酸素脱離量OEDが「0」にリセットされる。その後、本処理ルーチンが一旦終了される。一方、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった直後であるとの判定がなされていない場合(S32:NO)、処理が次のステップS35に移行される。ステップS35において、酸素脱離量OEDが算出される。すなわち、脱離量導出部142は、触媒22からの単位時間あたりの酸素の脱離量である単位脱離量ΔOEDを算出し、その単位脱離量ΔOEDの積算値を酸素脱離量OEDとして算出する。単位脱離量ΔOEDは、空燃比検出値AFと理論空燃比AFSとの差分、すなわち上記の変更値Zが大きいほど大きくなる。また、単位脱離量ΔOEDは、燃料噴射量が多いほど大きくなる。目標空燃比AFTrが一定である場合、燃料噴射量は吸入空気量GAと相関する。そのため、目標空燃比AFTrが理論空燃比AFSよりもリッチ側の値である場合、単位脱離量ΔOEDは、吸入空気量GAが多いほど大きくなる。例えば、脱離量導出部142は、以下の関係式(式3)を用いて単位脱離量ΔOEDを算出する。

0050

ステップS35において酸素脱離量OEDが算出されると、本処理ルーチンが一旦終了される。

0051

次に、酸素量偏差DOAを算出するために酸素量偏差算出部143によって実行される処理について説明する。
目標空燃比調整部120によって実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった場合、酸素脱離量保持値OEDHが上記ステップS33で更新され、上記ステップS34で酸素脱離量OEDが「0」にリセットされると、酸素量偏差DOAが算出される。この場合、酸素脱離量保持値OEDHから酸素吸蔵量OSAを引いた値が酸素量偏差DOAとして算出される。

0052

一方、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった場合、酸素吸蔵量保持値OSAHが上記ステップS23で更新され、上記ステップS24で酸素吸蔵量OSAが「0」にリセットされると、酸素量偏差DOAが算出される。この場合、酸素脱離量OEDから酸素吸蔵量保持値OSAHを引いた値が酸素量偏差DOAとして算出される。

0053

次に、図6を参照し、学習値Xを更新するために学習値算出部144によって実行される処理ルーチンについて説明する。本処理ルーチンは、学習制御の実施中では繰り返し実行される。

0054

本処理ルーチンにおいて、ステップS41では、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったか否かの判定が行われる。本処理ルーチンの前回の実行時ではリーン期間処理が実行されており、且つ本処理ルーチンの今回の実行時ではリッチ期間処理が実行されている場合は、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった場合である。リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったとの判定がなされている場合(S41:YES)、処理が次のステップS42に移行される。ステップS42において、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった際に酸素量偏差算出部143によって算出された酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上であるか否かの判定が行われる。酸素量偏差DOAの絶対値が大きいということは、上流側空燃比センサ31によって検出されている空燃比検出値AFと実空燃比AFRとの定常的なずれの補償が未だ十分ではなく、学習値Xの大幅な更新が必要であることを意味している。すなわち、判定値DOAThは、学習値Xを大幅に更新してよいか否かの判断基準である。

0055

ステップS42において、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合(YES)、処理が後述するステップS44に移行される。すなわち、学習値Xが更新される。一方、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合(S42:NO)、本処理ルーチンが一旦終了される。この場合、学習値Xが更新されない。すなわち、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったときには、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合に限り、学習値Xが更新される。

0056

その一方で、ステップS41において、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったとの判定がなされていない場合(NO)、処理が次のステップS43に移行される。ステップS43において、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったか否かの判定が行われる。本処理ルーチンの前回の実行時ではリッチ期間処理が実行されており、且つ本処理ルーチンの今回の実行時ではリーン期間処理が実行されている場合は、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった場合である。リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったとの判定がなされている場合(S43:YES)、処理が次のステップS44に移行される。すなわち、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった際に算出された酸素量偏差DOAの大きさに拘わらず、学習値Xが更新される。一方、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったとの判定がなされていない場合(S43:NO)、本処理ルーチンが一旦終了される。

0057

ステップS44において、酸素量偏差DOAを基に、学習値Xが更新される。本実施形態では、酸素量偏差DOAを基に学習更新値DXを導出し、学習値Xと学習更新値DXとの和が新たな学習値Xとして算出される。学習更新値DXは、図7に示すマップを用いて導出される。

0058

図7における実線は、酸素量偏差DOAを基に学習更新値DXを導出するためのマップを表している。図7における破線L1は、酸素量偏差DOAと係数αとの積を表している。係数αは、酸素量偏差DOAを学習更新値DXに変換するための係数である。

0059

図7に示すように、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZ内の値である場合、学習更新値DXは「0」となる。学習不感帯DZは、酸素量偏差DOAの絶対値が小さいため、学習値Xの更新が不要であると判断できる酸素量偏差DOAの範囲のことである。学習不感帯DZの上限DZUは「0」よりも大きく、学習不感帯DZの下限DZLは「0」よりも小さい。

0060

酸素量偏差DOAが学習不感帯DZの上限DZUよりも大きい場合、学習更新値DXは、酸素量偏差DOAと係数αとの積と、規定値DX1とのうちの小さい方の値と同じ値となる。一方、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZの下限DZLよりも小さい場合、学習更新値DXは、酸素量偏差DOAと係数αとの積と、規定値DX1と「−1」との積とのうちの大きい方の値と同じ値となる。

0061

本実施形態では、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOAThと等しいときにおける酸素量偏差DOAと係数αとの積の絶対値と、規定値DX1とが同じとなるように、規定値DX1が設定されている。そのため、本実施形態では、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合、学習値Xの一回の更新量である学習更新値DXの絶対値は、規定値DX1となる。一方、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合、学習値Xの一回の更新量である学習更新値DXの絶対値は、酸素量偏差DOAの絶対値が小さいほど小さくなる。

0062

図6戻り、ステップS44での学習値Xの更新が完了すると、本処理ルーチンが一旦終了される。
なお、学習値Xの更新は、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZに収まるようになると終了される。具体的には、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZに収まっている状態の継続時間終了判定時間以上になると、学習値Xの更新が終了される。このように学習値Xの更新が終了されると、学習制御の実施が終了される。ちなみに、学習制御が終了されても、補償制御は継続される。

0063

次に、図8を参照し、本実施形態の作用及び効果について説明する。図8に示す例は、空燃比検出値AFが実空燃比AFRに対してリッチ側に乖離している場合の例である。
リーン期間処理が実行されている場合、目標空燃比AFTrが理論空燃比AFSよりもリーン側の値であるため、触媒22では、排気に含まれる酸素が吸蔵される。そのため、酸素吸蔵量OSAが導出される。その一方で、酸素脱離量OEDは、リッチ期間処理の前回の実行時の値に保持される。

0064

触媒22における実際の酸素吸蔵量がその上限に達していない場合、下流側空燃比センサ32によって検出される排気空燃比AFEXは、理論空燃比と同じになる。しかし、触媒22における実際の酸素吸蔵量がその上限に達すると、燃焼室13から排気通路20に排出された排気に含まれる酸素を触媒22が吸蔵できなくなる。その結果、触媒22を通過する酸素の量が多くなる。その結果、排気空燃比AFEXが理論空燃比よりもリーン側の値となる。

0065

そして、タイミングt11で、排気空燃比AFEXがリーン判定値AFLThよりもリーン側の値になると、リーン期間処理が終了されてリッチ期間処理が開始される。また、タイミングt11では、リッチ期間処理の前回の実行時に導出された酸素脱離量OEDである酸素脱離量保持値OEDHから、タイミングt11まで実行されたリーン期間処理の実行中に導出された酸素吸蔵量OSAを引いた値が酸素量偏差DOAとして算出される。この場合、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOAThよりも大きい。そのため、リーン期間処理からリッチ期間処理への移行時であっても、学習値Xが更新される。

0066

本実施形態では、学習値Xは、理論空燃比AFSを補正するための値である。そのため、学習値Xが更新されると、理論空燃比AFSもまた更新される。よって、理論空燃比AFSの更新後では、更新後の理論空燃比AFSに基づいた目標空燃比AFTrを用いて空燃比制御が実施される。

0067

タイミングt11からタイミングt12までの期間では、リッチ期間処理が実行される。リッチ期間処理中では、目標空燃比AFTrが理論空燃比AFSよりもリッチ側の値であるため、燃焼室13から排気通路20に排出された排気に含まれる未燃燃料の酸化(燃焼)によって、触媒22に吸蔵されている酸素の量が減少する。そのため、リッチ期間処理中では、酸素脱離量OEDが導出される。その一方で、酸素吸蔵量OSAは、タイミングt11の値で保持される。

0068

触媒22に酸素が吸蔵されている場合、吸蔵されている酸素によって未燃燃料が酸化されるため、下流側空燃比センサ32によって検出される排気空燃比AFEXは、理論空燃比と同じになる。しかし、吸蔵されていた酸素が全て消費されて触媒22に酸素が吸蔵されていない状態になると、燃焼室13から排気通路20に排出された排気に含まれる未燃燃料を排気浄化装置21では酸化できなくなる。その結果、排気通路20における触媒22よりも下流側を未燃燃料が流れるようになる。その結果、排気空燃比AFEXが理論空燃比よりもリッチ側の値となる。

0069

そして、タイミングt12で、排気空燃比AFEXがリッチ判定値AFRThよりもリッチ側の値になると、リッチ期間処理が終了されてリーン期間処理が開始される。また、タイミングt12では、タイミングt12まで実行されたリッチ期間処理の実行時に導出された酸素脱離量OEDから、リーン期間処理の前回の実行時に導出された酸素吸蔵量OSAである酸素吸蔵量保持値OSAHを引いた値が酸素量偏差DOAとして算出される。この場合、酸素量偏差DOAは、図7に示した学習不感帯DZ外の値である。そのため、リッチ期間処理からリーン期間処理に移行する際に、学習値Xが更新される。このように学習値Xが更新されると、理論空燃比AFSもまた補正される。すると、補正された理論空燃比AFSに基づいた目標空燃比AFTrを用いて空燃比制御が実施されるため、酸素脱離量OEDと酸素吸蔵量OSAとの乖離が是正されていく。

0070

本実施形態では、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合では、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるとき、及び、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるときの双方で、学習値Xが更新される。その結果、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合であっても、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるとき、及び、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるときの何れか一方のみで学習値Xを更新する場合と比較し、学習値Xの更新機会を増やすことができる。このように学習値Xの更新機会を増やすことにより、学習値Xの更新の完了までに要する時間を短縮することができる。

0071

なお、酸素量偏差DOAの算出に用いられる酸素吸蔵量OSAの導出時の理論空燃比AFSを第1理論空燃比とし、酸素量偏差DOAの算出に用いられる酸素脱離量OEDの導出時の理論空燃比AFSを第2理論空燃比とした場合、目標空燃比調整部120によって実行される処理が切り替わる度に学習値Xを更新する状況下では第2理論空燃比は第1理論空燃比と異なる値となる。異なる理論空燃比AFSを用いて導出された酸素吸蔵量OSAと酸素脱離量OEDとを用いて酸素量偏差DOAを算出しても、その算出精度は高いとは言いがたい。しかし、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合にあっては、学習更新値DXは、絶対値が規定値DX1になるように設定されるため、酸素量偏差DOAの算出精度が低くても、その精度の低さが学習値Xの更新の精度に与える影響はほとんどない。

0072

学習値Xの更新によって理論空燃比AFSが補正され、補正後の理論空燃比AFSに基づいた目標空燃比AFTrを用いて空燃比制御が実施されると、酸素量偏差DOAの絶対値が小さくなる。そして、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わる場合であっても、例えばタイミングt13のように酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上にならないことがある。このように酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合、学習値Xの更新がある程度進んだと判断できるため、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わっても学習値Xの更新が行われない。すなわち、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるときのみで学習値Xが更新されるようになる。

0073

すると、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合では、酸素量偏差DOAの算出に用いられる酸素吸蔵量OSAの導出時の理論空燃比AFSが、酸素量偏差DOAの算出に用いられる酸素脱離量OEDの導出時の理論空燃比AFSと同じ値となる。そのため、酸素量偏差DOAの算出精度が低くならない。そして、こうした酸素量偏差DOAを用いて学習更新値DXが導出されるようになるため、学習更新値DXの絶対値が過大となることを抑制できる。すなわち、学習値Xのハンチングが生じにくくなる。そして、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZ内の値になると、学習値Xの更新が終了される。

0074

なお、空燃比検出値AFが実空燃比AFRに対してリーン側に乖離しているときに学習制御が実施されることがある。酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるとき、及び、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるときの双方で、学習値Xが更新される。このように学習値Xが更新されると、酸素量偏差DOAの絶対値が徐々に小さくなる。そして、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上にならなくなると、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるときには学習値Xが更新されるものの、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるときには学習値Xが更新されなくなる。したがって、空燃比検出値AFが実空燃比AFRに対してリーン側に乖離している場合であっても、空燃比検出値AFが実空燃比AFRに対してリッチ側に乖離している場合と同様の効果を得ることができる。

0075

本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。
(1)本実施形態では、学習値Xを更新するに際し、酸素量偏差DOAの絶対値が大きいほど学習更新値DXの絶対値を大きくすることができる。しかし、酸素量偏差DOAと係数αとの積の絶対値が規定値DX1よりも大きいときには、学習更新値DXの絶対値が規定値DX1となる。これにより、学習値Xの一回の更新量が大きくなりすぎることを抑制できる。

0076

また、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合、酸素量偏差DOAの算出精度が高いとは言いがたい。そのため、酸素量偏差DOAと係数αとの積を学習更新値DXとした場合、学習更新値DXの絶対値が大きくなりすぎ、学習値Xの更新に際してハンチングが発生するおそれがある。この点、本実施形態では、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合には、学習更新値DXを規定値DX1としている。その結果、学習値Xの一回の更新量が大きくなりすぎることを抑制できる。

0077

したがって、本実施形態によれば、学習値Xを更新するに際してハンチングの発生を抑制できる。
(2)酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合、酸素量偏差DOAの絶対値が小さいほど、学習更新値DXの絶対値を小さくすることができる。すなわち、学習値Xの一回の更新量を小さくすることができる。その結果、学習値Xを更新するに際してハンチングの発生を抑制できる。

0078

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わるときには学習値Xを更新する一方で、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わるときには学習値Xを更新しないようにしてもよい。図9には、このような場合に学習値算出部144が実行する処理ルーチンが図示されている。

0079

本処理ルーチンにおいて、ステップS51では、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったか否かの判定が行われる。リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったとの判定がなされている場合(S51:YES)、処理が次のステップS52に移行される。ステップS52において、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わった際に算出された酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上であるか否かの判定が行われる。酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合(S52:YES)、処理が後述するステップS54に移行される。すなわち、学習値Xが更新される。一方、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満である場合(S52:NO)、本処理ルーチンが一旦終了される。つまり、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったときでは、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上である場合に限り、学習値Xが更新される。

0080

その一方で、ステップS51において、リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替わったとの判定がなされていない場合(NO)、処理が次のステップS53に移行される。ステップS53において、目標空燃比調整部120によって実行される処理がリーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったか否かの判定が行われる。リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったとの判定がなされている場合(S53:YES)、処理が次のステップS54に移行される。すなわち、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わった際に算出された酸素量偏差DOAの大きさに拘わらず、学習値Xが更新される。一方、リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替わったとの判定がなされていない場合(S53:NO)、本処理ルーチンが一旦終了される。

0081

ステップS54では、上記ステップS44と同様に、学習値Xが更新される。そして、本処理ルーチンが一旦終了される。
・リーン期間処理からリッチ期間処理に切り替える条件は、上記実施形態で説明した条件とは異なる条件であってもよい。例えば、目標空燃比調整部120は、吸蔵量導出部141によって導出される酸素吸蔵量OSAが規定吸蔵量OSAThに達したことを条件に、リーン期間処理を終了してリッチ期間処理を開始させるようにしてもよい。また、目標空燃比調整部120は、リーン期間処理の継続時間が規定のリーン継続時間に達したことを条件に、リーン期間処理を終了してリッチ期間処理を開始させるようにしてもよい。

0082

・リッチ期間処理からリーン期間処理に切り替える条件は、上記実施形態で説明した条件とは異なる条件であってもよい。例えば、目標空燃比調整部120は、脱離量導出部142によって導出される酸素脱離量OEDが規定脱離量OEDThに達したことを条件に、リッチ期間処理を終了してリーン期間処理を開始させるようにしてもよい。また、目標空燃比調整部120は、リッチ期間処理の継続時間が規定のリッチ継続時間に達したことを条件に、リッチ期間処理を終了してリーン期間処理を開始させるようにしてもよい。

0083

・リーン期間処理中における目標空燃比AFTrと理論空燃比AFSとのずれ量を、リッチ期間処理中における目標空燃比AFTrと理論空燃比AFSとのずれ量と異ならせてもよい。

0084

・下流側空燃比センサ32は、理論空燃比近傍を境にして信号の電圧値急変する特性を有するセンサであってもよい。
・上記実施形態では、酸素量偏差DOAに基づいた学習値Xによって理論空燃比AFSを補正することにより、空燃比検出値AFと実空燃比AFRとの定常的なずれを補償するようにしている。しかし、理論空燃比AFS以外の他のパラメータを補正することにより、当該定常的なずれを補償するようにしてもよい。例えば、理論空燃比AFSの代わりに要求噴射量QBRを補正することにより、上記の定常的なずれを補償するようにしてもよい。この場合、酸素量偏差DOAを燃料噴射量に対する学習値に変換し、この学習値を用いて要求噴射量QBRを補正することにより、上記実施形態と同等の効果を得ることができる。

0085

・規定値DX1を用いずに学習更新値DXを導出するようにしてもよい。すなわち、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZの上限DZUよりも大きい場合、酸素量偏差DOAが判定値DOATh以上であっても、学習更新値DXを、酸素量偏差DOAと係数αとの積と同じ値とするようにしてもよい。同様に、酸素量偏差DOAが学習不感帯DZの下限DZLよりも小さい場合、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上であっても、学習更新値DXを、酸素量偏差DOAと係数αとの積と同じ値としてもよい。

0086

なお、規定値DX1を用いずに学習更新値DXを導出する場合、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上であるか否かによって係数αの大きさを変えるようにしてもよい。例えば、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh未満であるときの係数αを第1係数α1とした場合、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOATh以上であるときの係数αを、第1係数α1よりも小さい第2係数α2としてもよい。

0087

・酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOAThと等しいときにおける酸素量偏差DOAと係数αとの積の絶対値が規定値DX1よりも小さくなるように、規定値DX1を設定してもよい。この場合、酸素量偏差DOAの絶対値が判定値DOAThよりも小さい場合であっても、学習更新値DXの絶対値が規定値DX1と同じ値となることがある。

0088

・内燃機関10は、燃料噴射弁として、吸気通路14に燃料を噴射するポート噴射弁を備えるものであってもよい。また、内燃機関10は、燃料噴射弁として、気筒11内に燃料を直接噴射する筒内噴射弁と、ポート噴射弁との双方を備えるものであってもよい。

0089

10…内燃機関、11…気筒、20…排気通路、22…触媒、30…制御装置、31…上流側空燃比センサ、32…下流側空燃比センサ、120…目標空燃比調整部、130…燃料量制御部、140…学習値更新部。

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