JP2008261318A - Output correction device of air fuel ratio sensor for internal combustion engine - Google Patents

Output correction device of air fuel ratio sensor for internal combustion engine Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device capable of calculating a correction value for appropriately correcting an output of an air fuel ratio sensor in an internal combustion engine provided with the air fuel ratio sensor outputting a value corresponding to air fuel ratio of exhaust gas. <P>SOLUTION: This device monitors change tendency of maximum torque ignition timing MBT provided by changing air fuel ratio (namely combustion speed S) in sequence using a tendency that the maximum torque ignition timing MBT on a curve indicating ignition timing - torque characteristics relation provided under a condition where combustion speed (namely air fuel ratio) is fixed moves to more retarded side as combustion speed S of fuel is larger. A case where the maximum torque ignition timing MBT is moved to the most retarded side is specified as a case where the combustion speed S gets to the maximum. Correction value for correcting output value of the air fuel ratio sensor is calculated based on a degree of difference between air fuel ratio detected in the case and air fuel ratio which is one in the case where the combustion speed S gets to the maximum and which is determined from properties of known fuel. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置に関する。   The present invention relates to an output value correction apparatus for an air-fuel ratio sensor of an internal combustion engine.

一般に、内燃機関の排気通路に配設されて排ガスの空燃比に応じた値を出力する空燃比センサの出力値と目標空燃比とに基づいて、排ガスの空燃比が目標空燃比と一致するように空燃比のフィードバック制御を実行する装置が知られおり、例えば、下記特許文献１に記載されている。
特開２００４−２０４７３３号公報 In general, the air-fuel ratio of the exhaust gas matches the target air-fuel ratio based on the output value of the air-fuel ratio sensor that is disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine and outputs a value corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas and the target air-fuel ratio. An apparatus for executing air-fuel ratio feedback control is known, and is described, for example, in Patent Document 1 below.
JP 2004-204733 A

空燃比センサとしては、広範囲に亘る排ガスの空燃比を検出する観点から限界電流式の酸素濃度センサが用いられることが多い。限界電流式の酸素濃度センサは、個体誤差、経年変化等により出力値が正常値から偏移し易い特性を有する。即ち、空燃比センサの出力値における誤差が生じ易い。このため、上述のように空燃比のフィードバック制御が実行されると、排ガスの空燃比が目標空燃比から上記誤差に相当する分だけ乖離した空燃比に一致する事態が発生し得るという問題があった。   As the air-fuel ratio sensor, a limit current type oxygen concentration sensor is often used from the viewpoint of detecting the air-fuel ratio of exhaust gas over a wide range. The limiting current type oxygen concentration sensor has a characteristic that the output value easily deviates from a normal value due to individual error, secular change, and the like. That is, an error in the output value of the air-fuel ratio sensor is likely to occur. For this reason, when the air-fuel ratio feedback control is executed as described above, there is a problem that the air-fuel ratio of the exhaust gas may coincide with the air-fuel ratio deviated from the target air-fuel ratio by an amount corresponding to the error. It was.

従って、本発明の目的は、空燃比センサの出力値を適切に補正することができる１手法としての、空燃比センサの出力値補正装置を提供することにある。   Therefore, an object of the present invention is to provide an output value correction device for an air-fuel ratio sensor as one method capable of appropriately correcting the output value of the air-fuel ratio sensor.

本発明に係る空燃比センサの出力値補正装置は、内燃機関の排気通路に配設されて排ガスの空燃比に応じた値を出力する空燃比センサを備えた内燃機関に適用される。また、排ガスの空燃比が、内燃機関に供給される混合気の空燃比（以下、単に「混合気の空燃比」と称呼する。）と同一の値となる内燃機関（例えば、排気通路において酸化剤を供給することで、排ガスの空燃比を混合気の空燃比と異ならせる機構等を有さない内燃機関）に適用される。   The output value correction device for an air-fuel ratio sensor according to the present invention is applied to an internal combustion engine including an air-fuel ratio sensor that is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and outputs a value corresponding to the air-fuel ratio of exhaust gas. Also, an internal combustion engine (for example, an oxidation gas in the exhaust passage) in which the air-fuel ratio of the exhaust gas has the same value as the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine (hereinafter simply referred to as “air-fuel ratio of the air-fuel mixture”) This is applied to an internal combustion engine that does not have a mechanism or the like that makes the air-fuel ratio of the exhaust gas different from the air-fuel ratio of the air-fuel mixture by supplying the agent.

本発明に係る空燃比センサの出力値補正装置の特徴は、前記（排ガスの）空燃比が同（混合気の）空燃比に応じて変化する燃料の燃焼速度が最大となる空燃比であって既知の同燃料の性状から決定される空燃比である第１空燃比に一致している場合において、前記空燃比センサにより検出される検出空燃比を第２空燃比として取得する第２空燃比取得手段と、前記第１空燃比と前記取得された第２空燃比との相違を利用して前記空燃比センサの出力値を補正するための補正値を決定する補正値決定手段と、前記決定された補正値を利用して前記空燃比センサの出力値を補正する空燃比センサ補正手段とを備えたことにある。   The output value correction device of the air-fuel ratio sensor according to the present invention is characterized in that the air-fuel ratio at which the air-fuel ratio (of the exhaust gas) changes according to the same air-fuel ratio (of the air-fuel mixture) becomes the maximum. Obtaining a second air-fuel ratio that obtains a detected air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor as a second air-fuel ratio when the first air-fuel ratio, which is an air-fuel ratio determined from known properties of the fuel, coincides with the first air-fuel ratio And a correction value determining means for determining a correction value for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor by utilizing the difference between the first air-fuel ratio and the acquired second air-fuel ratio. And an air-fuel ratio sensor correcting means for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor using the corrected value.

一般に、混合気の空燃比が、酸素と燃料が過不足なく反応する場合における空燃比よりややリッチ側の空燃比と等しい場合（燃料の量が、酸素と燃料が過不足なく反応する場合における燃料の量よりやや大きい場合）、燃料の燃焼速度が最も大きくなる。この場合における混合気の空燃比（即ち、前記第１空燃比）は、燃料の性状（例えば、燃料中のＣ，Ｈ等の組成等）により予め決定され得る値である。   Generally, when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is slightly equal to the air-fuel ratio slightly richer than the air-fuel ratio when oxygen and fuel react without excess or deficiency (the amount of fuel when fuel reacts without excess or deficiency) If it is slightly larger than the amount of fuel), the combustion rate of the fuel becomes the highest. In this case, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture (that is, the first air-fuel ratio) is a value that can be determined in advance according to the properties of the fuel (for example, the composition of C, H, etc. in the fuel).

上記空燃比センサの出力値における誤差が生じている場合、前記第２空燃比は、前記第１空燃比からその誤差に相当する分だけ乖離した排ガスの検出空燃比となる。前記第１空燃比は燃料の性状により予め決定され得るものであるから、前記第２空燃比の前記第１空燃比からの乖離の程度が求められ得、この乖離の程度は、上記誤差を精度良く表す値となり得る。   When an error occurs in the output value of the air-fuel ratio sensor, the second air-fuel ratio becomes the detected air-fuel ratio of exhaust gas that deviates from the first air-fuel ratio by an amount corresponding to the error. Since the first air-fuel ratio can be determined in advance according to the properties of the fuel, the degree of deviation of the second air-fuel ratio from the first air-fuel ratio can be obtained. It can be a well-represented value.

従って、上記構成によれば、空燃比センサの出力値における誤差を精度良く表し得る前記第１空燃比と前記第２空燃比との相違が利用されることで、空燃比センサの出力値を適切に補正するための補正値が求めるられ得、この補正値が利用されることで空燃比センサの出力値を適切に補正することができる。   Therefore, according to the above configuration, the difference between the first air-fuel ratio and the second air-fuel ratio, which can accurately represent an error in the output value of the air-fuel ratio sensor, is used, so that the output value of the air-fuel ratio sensor is appropriately set. A correction value for correcting the air-fuel ratio can be obtained, and by using this correction value, the output value of the air-fuel ratio sensor can be corrected appropriately.

本発明に係る空燃比センサの出力値補正装置においては、前記第２空燃比取得手段が、前記（検出）空燃比を変更する空燃比変更手段と、前記内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更手段と、前記内燃機関のクランク軸の出力トルクを取得するトルク取得手段と、前記空燃比を固定した状態で前記点火時期変更手段を利用して前記点火時期を変更することで得られる同点火時期と前記トルク取得手段を利用して取得される前記出力トルクとの関係を前記空燃比変更手段を利用して前記（検出）空燃比を２以上の異なる空燃比に順次変更させていくことでそれぞれ取得する関係取得手段とを備え、前記取得された関係の２以上の前記（検出）空燃比に対する変化傾向に基づいて前記第２空燃比を取得するように構成されることが好適である。   In the output value correction apparatus for an air-fuel ratio sensor according to the present invention, the second air-fuel ratio acquisition means includes an air-fuel ratio changing means for changing the (detected) air-fuel ratio, and an ignition timing for changing the ignition timing of the internal combustion engine. The ignition means obtained by changing the ignition timing using the ignition timing changing means with the air-fuel ratio fixed, the torque acquisition means for acquiring the output torque of the crankshaft of the internal combustion engine By sequentially changing the (detected) air-fuel ratio to two or more different air-fuel ratios using the air-fuel ratio changing means, the relationship between the timing and the output torque acquired using the torque acquiring means is obtained. It is preferable that a relationship acquisition unit is provided for acquiring the second air-fuel ratio based on a change tendency of the acquired relationship with respect to two or more (detected) air-fuel ratios.

例えば、内燃機関の点火時期をＸ軸（横軸）、内燃機関のクランク軸の出力トルク（の機関の１サイクルあたりの平均値）をＹ軸（縦軸）にとった場合において、Ｘ−Ｙ座標上での空燃比を固定した状態で得られる点火時期と出力トルクとの関係（例えば、曲線等）は、排ガスの空燃比が前記第１空燃比に近接するほど、燃料の燃焼速度が増大するのに伴いＸ軸方向のより遅角側の方向へ推移していく傾向がある（後述する図５を参照。詳細は後述する。）。   For example, when the ignition timing of the internal combustion engine is taken on the X axis (horizontal axis) and the output torque of the crankshaft of the internal combustion engine (average value per cycle of the engine) is taken on the Y axis (vertical axis), XY The relationship between the ignition timing and the output torque obtained with the air-fuel ratio fixed on the coordinates (for example, a curve) indicates that the combustion speed of the fuel increases as the air-fuel ratio of the exhaust gas approaches the first air-fuel ratio. Accordingly, there is a tendency to shift toward the more retarded direction in the X-axis direction (see FIG. 5 described later, details will be described later).

従って、例えば、検出空燃比（即ち、燃料の燃焼速度）が異なる２以上の空燃比に順次変更される場合において、上記Ｘ−Ｙ座標上に各検出空燃比に対応してそれれぞれ作成された上記点火時期と出力トルクとの関係を表す曲線のうち、最もＸ軸方向の遅角側に推移したものが得られた場合が、排ガスの空燃比が前記第１空燃比に一致する（最も近接する）場合となり得る。この場合における検出空燃比を前記第２空燃比として取得すればよい。   Therefore, for example, when the detected air-fuel ratio (that is, the combustion speed of the fuel) is sequentially changed to two or more different air-fuel ratios, the corresponding air-fuel ratio is created on the XY coordinates. Of the curves representing the relationship between the ignition timing and the output torque, the curve that has shifted to the most retarded side in the X-axis direction is obtained, and the air-fuel ratio of the exhaust gas matches the first air-fuel ratio ( The closest) case. The detected air-fuel ratio in this case may be acquired as the second air-fuel ratio.

上記構成は係る知見に基づく。これによれば、上述のように検出空燃比を２以上の異なる空燃比に順次変更させながら、それぞれ取得される上記点火時期と出力トルクとの関係の変化傾向を監視することで、前記第２空燃比の取得に際し、排ガスの空燃比が前記第１空燃比に一致している場合を特定することができる。   The above configuration is based on such knowledge. According to this, by changing the detected air-fuel ratio sequentially to two or more different air-fuel ratios as described above, the change tendency of the relationship between the obtained ignition timing and output torque is monitored, whereby the second When acquiring the air-fuel ratio, it is possible to specify a case where the air-fuel ratio of the exhaust gas matches the first air-fuel ratio.

本発明に係る空燃比センサの出力値補正装置においては、前記第２空燃比取得手段が、前記取得された各関係から得られる前記出力トルクの最大値に対応する前記点火時期である最大トルク点火時期をそれぞれ取得する最大トルク点火時期取得手段を備え、前記（検出）空燃比が２以上の前記最大トルク点火時期のうち最も遅角側のものに対応する関係が得られた空燃比に固定されている場合において前記第２空燃比を取得するように構成されることが好適である。   In the output value correction apparatus for an air-fuel ratio sensor according to the present invention, the second air-fuel ratio acquisition means is a maximum torque ignition that is the ignition timing corresponding to the maximum value of the output torque obtained from the acquired relationships. A maximum torque ignition timing acquisition means for acquiring the respective timings, and the (detection) air-fuel ratio is fixed to an air-fuel ratio at which a relationship corresponding to the most retarded one of the maximum torque ignition timings of 2 or more is obtained; It is preferable that the second air-fuel ratio is configured to be acquired.

検出空燃比を固定した状態で得られる或る点火時期と出力トルクとの関係においては、出力トルクの最大値が存在し、この最大値に対応する点火時期である前記最大トルク点火時期が簡易、且つ、一意的に決定される。また、順次変更される検出空燃比に対応する前記最大トルク点火時期は、上記点火時期と出力トルクとの関係の変化傾向と同様、燃料の燃焼速度が大きいほど遅角側のものとなる。即ち、検出空燃比の変更に応じた前記最大トルク点火時期の変化傾向は、上記点火時期と出力トルクとの関係の変化傾向を表すものとなり得る。   In the relationship between a certain ignition timing obtained when the detected air-fuel ratio is fixed and the output torque, there is a maximum value of the output torque, and the maximum torque ignition timing that is the ignition timing corresponding to this maximum value is simple, And it is determined uniquely. In addition, the maximum torque ignition timing corresponding to the detected air-fuel ratio that is sequentially changed becomes the retarded side as the combustion speed of the fuel increases, as in the change tendency of the relationship between the ignition timing and the output torque. That is, the change tendency of the maximum torque ignition timing according to the change of the detected air-fuel ratio can represent the change tendency of the relationship between the ignition timing and the output torque.

上記構成によれば、検出空燃比の変更に応じた前記最大トルク点火時期の変化傾向を監視することで、上記点火時期と出力トルクとの関係の変化傾向を簡易に知ることができる。従って、前記第２空燃比の取得に際し、排ガスの空燃比が前記第１空燃比に一致している場合を簡易に特定することができ、この結果、前記第２空燃比を簡易に取得することができる。   According to the above configuration, the change tendency of the relationship between the ignition timing and the output torque can be easily known by monitoring the change tendency of the maximum torque ignition timing according to the change of the detected air-fuel ratio. Therefore, when the second air-fuel ratio is obtained, it is possible to easily specify the case where the air-fuel ratio of the exhaust gas matches the first air-fuel ratio, and as a result, the second air-fuel ratio can be obtained easily. Can do.

この場合、例えば、前記関係取得手段が、前記（検出）空燃比を前記第１空燃比よりもリッチ又はリーンな所定の空燃比から所定の程度だけリーン又はリッチ方向に順次偏移させていくことで前記２以上の関係を取得するように構成され、前記最大トルク点火時期取得手段が、前記各関係が取得される毎に前記最大トルク点火時期を順次取得するように構成されていて、前記第２空燃比取得手段が、前記（検出）空燃比が前記各関係が得られる空燃比に固定される毎に前記検出空燃比を順次検出するとともに、今回の前記最大トルク点火時期が１回前の前記最大トルク点火時期より初めて進角側になった場合、同１回前の前記最大トルク点火時期に対応する前記検出空燃比を前記第２空燃比として取得するように構成されてもよい。   In this case, for example, the relationship acquisition means sequentially shifts the (detected) air-fuel ratio from a predetermined air-fuel ratio richer or leaner than the first air-fuel ratio to a lean or rich direction by a predetermined degree. The maximum torque ignition timing acquisition means is configured to sequentially acquire the maximum torque ignition timing every time the respective relationships are acquired, and 2 The air-fuel ratio acquisition means sequentially detects the detected air-fuel ratio every time the (detected) air-fuel ratio is fixed to the air-fuel ratio at which the above relationships are obtained, and the current maximum torque ignition timing is When the advance angle side is reached for the first time from the maximum torque ignition timing, the detected air-fuel ratio corresponding to the maximum torque ignition timing of the previous one time may be acquired as the second air-fuel ratio.

ここにおいて、今回の前記最大トルク点火時期は、順次変更される検出空燃比のうち、今回固定されている検出空燃比に対応する前記最大トルク点火時期であり、１回前の前記最大トルク点火時期は、順次変更される検出空燃比のうち、今回から１回前に固定されていた検出空燃比に対応する前記最大トルク点火時期である。   Here, the current maximum torque ignition timing is the maximum torque ignition timing corresponding to the detected air-fuel ratio fixed this time among the detected air-fuel ratios that are sequentially changed, and the maximum torque ignition timing one time before. Is the maximum torque ignition timing corresponding to the detected air-fuel ratio fixed one time before this time among the detected air-fuel ratios that are sequentially changed.

上記構成によれば、今回の前記最大トルク点火時期が１回前の前記最大トルク点火時期より初めて進角側になった場合、同１回前の前記最大トルク点火時期が最も遅角側に推移するものとして特定され得る。即ち、この場合、上記１回前の前記最大トルク点火時期に対応する検出空燃比を前記第２空燃比として取得することができる。   According to the above configuration, when the current maximum torque ignition timing is advanced for the first time from the previous maximum torque ignition timing, the previous maximum torque ignition timing is most retarded. Can be specified as That is, in this case, the detected air-fuel ratio corresponding to the previous maximum torque ignition timing can be acquired as the second air-fuel ratio.

また、この場合、次回以降の検出空燃比の順次変更、点火時期と出力トルクとの関係の取得を省略することができる。従って、ＣＰＵによる不必要な演算処理等が省略され得るから、効率良く、且つ、迅速に前記第２空燃比を取得することができる。   Further, in this case, it is possible to omit the sequential change of the detected air-fuel ratio and the acquisition of the relationship between the ignition timing and the output torque after the next time. Accordingly, unnecessary calculation processing by the CPU can be omitted, and the second air-fuel ratio can be acquired efficiently and quickly.

以下、本発明による内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置の実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of an output value correction apparatus for an air-fuel ratio sensor of an internal combustion engine according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本発明の実施形態に係る内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。   FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which an output value correction device for an air-fuel ratio sensor of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention is applied to a spark ignition type multi-cylinder (four-cylinder) internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 includes a cylinder block unit 20 including a cylinder block, a cylinder block lower case, an oil pan, and the like, a cylinder head unit 30 fixed on the cylinder block unit 20, and a gasoline mixture in the cylinder block unit 20. And an exhaust system 50 for releasing exhaust gas from the cylinder block 20 to the outside.

シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これにより同クランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。   The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 through the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The heads of the cylinder 21 and the piston 22 form a combustion chamber 25 together with the cylinder head portion 30.

シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに同インテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、燃料を吸気ポート３１内に噴射する燃料噴射弁３９を備えている。   The cylinder head portion 30 includes an intake port 31 communicating with the combustion chamber 25, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake camshaft that drives the intake valve 32, and continuously changes the phase angle of the intake camshaft. The variable intake timing device 33, the actuator 33 a of the variable intake timing device 33, the exhaust port 34 communicating with the combustion chamber 25, the exhaust valve 35 that opens and closes the exhaust port 34, the exhaust camshaft 36 that drives the exhaust valve 35, and the spark plug 37 , An igniter 38 including an ignition coil for generating a high voltage to be applied to the spark plug 37, and a fuel injection valve 39 for injecting fuel into the intake port 31.

吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し同吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３、及びスロットル弁駆動手段を構成するＤＣモータからなるスロットル弁アクチュエータ４３ａを備えている。   The intake system 40 is provided in an intake pipe 41 including an intake manifold that communicates with the intake port 31 and forms an intake passage together with the intake port 31, an air filter 42 provided at an end of the intake pipe 41, and the intake pipe 41. A throttle valve 43 for changing the opening cross-sectional area of the intake passage and a throttle valve actuator 43a made of a DC motor constituting throttle valve driving means are provided.

排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１（実際には、各排気ポート３４に連通したそれぞれのエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２に配設（介装）された三元触媒５３を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１、及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。   The exhaust system 50 includes an exhaust manifold 51 that communicates with the exhaust port 34, and an exhaust pipe (exhaust pipe) that is connected to the exhaust manifold 51 (actually, a collection portion of the exhaust manifolds 51 that communicate with each exhaust port 34). ) 52, and a three-way catalyst 53 disposed (intervened) in the exhaust pipe 52. The exhaust port 34, the exhaust manifold 51, and the exhaust pipe 52 constitute an exhaust passage.

一方、このシステムは、スロットルポジションセンサ６１、カムポジションセンサ６２、クランクポジションセンサ６３、水温センサ６４、空燃比センサ６５、トルクセンサ６６を備えている。   On the other hand, this system includes a throttle position sensor 61, a cam position sensor 62, a crank position sensor 63, a water temperature sensor 64, an air-fuel ratio sensor 65, and a torque sensor 66.

スロットルポジションセンサ６１は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６２は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するようになっている。この信号は、吸気弁３２の開閉タイミングを表す。クランクポジションセンサ６３は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに同クランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、運転速度NEを表す。水温センサ６４は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。   The throttle position sensor 61 detects the opening of the throttle valve 43 and outputs a signal representing the throttle valve opening TA. The cam position sensor 62 generates a signal (G2 signal) having one pulse every time the intake camshaft rotates 90 ° (that is, every time the crankshaft 24 rotates 180 °). This signal represents the opening / closing timing of the intake valve 32. The crank position sensor 63 outputs a signal having a narrow pulse every time the crankshaft 24 rotates 10 ° and a wide pulse every time the crankshaft 24 rotates 360 °. This signal represents the operating speed NE. The water temperature sensor 64 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 and outputs a signal representing the cooling water temperature THW.

空燃比センサ６５は、排気通路であって三元触媒５３よりも上流側に配設されている。空燃比センサ６５は、所謂「限界電流式酸素濃度センサ」であって、三元触媒５３に流入する排ガスの空燃比を検出し、図２に実線にて示したように、排ガスの空燃比に応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧である出力値Vafs(V)を出力するようになっている。特に、正常状態では、後述する燃料の燃焼速度Sが最大となる場合における排ガスの空燃比である第１空燃比afsmax1であるときに出力値Vafs(V)は値Vafsmax1(V)になるようになっている。図２から明らかなように、空燃比センサ６５によれば、広範囲にわたる空燃比を精度良く検出することができる。   The air-fuel ratio sensor 65 is disposed on the upstream side of the three-way catalyst 53 in the exhaust passage. The air-fuel ratio sensor 65 is a so-called “limit current type oxygen concentration sensor” that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 53, and as shown by the solid line in FIG. A corresponding current is output, and an output value Vafs (V) which is a voltage corresponding to the current is output. In particular, in the normal state, the output value Vafs (V) is set to the value Vafsmax1 (V) when the first air-fuel ratio afsmax1, which is the air-fuel ratio of the exhaust gas when the fuel combustion speed S, which will be described later, is maximum. It has become. As is apparent from FIG. 2, the air-fuel ratio sensor 65 can accurately detect the air-fuel ratio over a wide range.

トルクセンサ６６は、クランク軸２４の出力トルクを検出し、クランク軸２４の出力トルクの内燃機関１０の１サイクルにおける平均値Tqを表す信号を出力するようになっている。このトルクセンサ６６が、前記トルク取得手段の一部に対応する。   The torque sensor 66 detects the output torque of the crankshaft 24 and outputs a signal representing the average value Tq of the output torque of the crankshaft 24 in one cycle of the internal combustion engine 10. This torque sensor 66 corresponds to a part of the torque acquisition means.

電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに同格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。   The electric control device 70 includes a CPU 71 connected by a bus, a routine (program) executed by the CPU 71, a table (look-up table, map), a ROM 72 in which constants and the like are stored in advance, and the CPU 71 temporarily stores data as necessary. This is a microcomputer comprising a RAM 73 for storing data, a backup RAM 74 for storing data while the power is turned on and holding the stored data while the power is shut off, an interface 75 including an AD converter, and the like. .

インターフェース７５は、前記センサ６１〜６６に接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６６からの信号を供給するとともに、同ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、燃料噴射弁３９、及びスロットル弁アクチュエータ４３ａへ駆動信号を送出するようになっている。   The interface 75 is connected to the sensors 61 to 66, supplies signals from the sensors 61 to 66 to the CPU 71, and in response to instructions from the CPU 71, the actuator 33a, the igniter 38, and the fuel injection valve 39 of the variable intake timing device 33. And a drive signal is sent to the throttle valve actuator 43a.

（空燃比センサの出力値の補正の概要）
次に、上記のように構成された空燃比センサの出力値補正装置（以下、「本装置」とも称呼する。）が行う空燃比センサ６５の出力値の補正の概要について説明する。 (Outline of correction of output value of air-fuel ratio sensor)
Next, an outline of correction of the output value of the air-fuel ratio sensor 65 performed by the air-fuel ratio sensor output value correction apparatus (hereinafter also referred to as “this apparatus”) configured as described above will be described.

限界電流式の酸素濃度センサである空燃比センサ６５は、個体誤差、経年変化等により上記第１空燃比afsmax1に対応する出力値Vafsmax1が正常値から偏移し易い特性を有する。この例では、空燃比センサ６５の出力値Vafsが、図２に破線にて示したように、空燃比全域に亘って正常値から値dVafsだけ小さめに偏移していて、この結果、上記第１空燃比afsmax1に対応する出力値が値（Vafsmax-dVafs）になっているものとする。   The air-fuel ratio sensor 65, which is a limiting current type oxygen concentration sensor, has a characteristic that the output value Vafsmax1 corresponding to the first air-fuel ratio afsmax1 is likely to deviate from a normal value due to individual errors, aging, and the like. In this example, the output value Vafs of the air-fuel ratio sensor 65 shifts from the normal value to a value dVafs slightly smaller than the normal value over the entire air-fuel ratio as shown by the broken line in FIG. It is assumed that the output value corresponding to one air-fuel ratio afsmax1 is a value (Vafsmax-dVafs).

即ち、実際の排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1に一致する場合において、空燃比センサ６５により検出される検出空燃比afsは、上記第１空燃比afsmax1から上記値dVafsに相当する分だけリッチ側に偏移した空燃比である第２空燃比afsmax2になるものとする。換言すれば、第２空燃比afsmax2の第１空燃比afsmax1からの乖離の程度は、空燃比センサ６５の出力値における誤差（即ち、上記値dVafs）を表すものとなる。   That is, when the actual air-fuel ratio of the exhaust gas coincides with the first air-fuel ratio afsmax1, the detected air-fuel ratio afs detected by the air-fuel ratio sensor 65 is equivalent to the value dVafs from the first air-fuel ratio afsmax1. The second air-fuel ratio afsmax2 that is the air-fuel ratio shifted to the rich side is assumed. In other words, the degree of deviation of the second air-fuel ratio afsmax2 from the first air-fuel ratio afsmax1 represents an error in the output value of the air-fuel ratio sensor 65 (that is, the value dVafs).

後述するように上記第１空燃比afsmax1は燃料の性状から予め決定され得るものであるから、第２空燃比afsmax2が取得されることで上記乖離の程度が求められ、誤差（即ち、上記値dVafs）を有している空燃比センサ６５の出力値を適切に補正するための補正値δafを求めることができる。   As will be described later, since the first air-fuel ratio afsmax1 can be determined in advance from the properties of the fuel, the degree of deviation is obtained by obtaining the second air-fuel ratio afsmax2, and an error (that is, the value dVafs) is obtained. The correction value δaf for appropriately correcting the output value of the air-fuel ratio sensor 65 having the

本装置は、燃料の燃焼速度Sに影響を及ぼす燃料中のＣ，Ｈの組成等が既知である燃料を用い、後述するように検出空燃比afs（即ち、混合気（排ガス）の空燃比）を順次変更していく。そして、排ガスの空燃比が、上記用いられる燃料の性状から予め決定される第１空燃比afsmax1に最も近接する場合を特定し、この場合における検出空燃比afsを上記第２空燃比afsmax2として取得するようになっている。   This apparatus uses a fuel whose composition of C and H in the fuel that affects the combustion speed S of the fuel is known, and detects the air-fuel ratio afs (that is, the air-fuel ratio of the mixture (exhaust gas)) as will be described later. Will be changed sequentially. Then, the case where the air-fuel ratio of the exhaust gas is closest to the first air-fuel ratio afsmax1 determined in advance from the properties of the fuel used is specified, and the detected air-fuel ratio afs in this case is obtained as the second air-fuel ratio afsmax2. It is like that.

また、上記第１空燃比afsmax1と、上記第２空燃比afsmax2として取得された検出空燃比afsとの差をとることで、上記補正値δafを算出し、空燃比センサ６５の出力値Vafs（即ち、検出空燃比afs）に基づく空燃比フィードバック制御が実行される際、この補正値δafが検出空燃比afsに加えられることで、空燃比センサ６５の出力値が補正されるようになっている。このように空燃比センサ６５の出力値を補正する手段が、前記空燃比センサ補正手段の一部に対応する。以上が、本装置が行う空燃比センサ６５の出力値の補正の概要である。   Further, by taking the difference between the first air-fuel ratio afsmax1 and the detected air-fuel ratio afs acquired as the second air-fuel ratio afsmax2, the correction value δaf is calculated, and the output value Vafs (ie, the air-fuel ratio sensor 65) When the air-fuel ratio feedback control based on the detected air-fuel ratio afs) is executed, the correction value δaf is added to the detected air-fuel ratio afs, so that the output value of the air-fuel ratio sensor 65 is corrected. Thus, the means for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor 65 corresponds to a part of the air-fuel ratio sensor correction means. The above is the outline of the correction of the output value of the air-fuel ratio sensor 65 performed by the present apparatus.

（第２空燃比の取得方法）
次に、上述のように本装置が取得する上記第２空燃比afsmax2の取得方法について説明する。 (Method for obtaining second air-fuel ratio)
Next, a method for acquiring the second air-fuel ratio afsmax2 acquired by the present apparatus as described above will be described.

ところで、図３に示したように、燃料の燃焼速度Sは内燃機関１０に供給される混合気の空燃比（従って、排ガスの空燃比）に応じて変化し、特に、混合気の空燃比が、燃料と酸素が過不足なく反応する空燃比よりややリッチ側の空燃比と等しい場合、燃焼速度Sは最も大きい燃焼速度である最大燃焼速度Smaxとなる。即ち、この場合における排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1となり、空燃比が第１空燃比afsmax1よりリッチ側に偏移するほど、又はリーン側に偏移するほど燃焼速度Sはより小さくなる。   By the way, as shown in FIG. 3, the combustion speed S of the fuel changes in accordance with the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the internal combustion engine 10 (accordingly, the air-fuel ratio of the exhaust gas). If the air-fuel ratio is slightly richer than the air-fuel ratio at which the fuel and oxygen react without excess or deficiency, the combustion speed S becomes the maximum combustion speed Smax, which is the highest combustion speed. In other words, the air-fuel ratio of the exhaust gas in this case becomes the first air-fuel ratio afsmax1, and the combustion speed S becomes smaller as the air-fuel ratio shifts to the rich side than the first air-fuel ratio afsmax1 or to the lean side. .

これは、排ガスの空燃比が第１空燃比afsmax1よりリッチ側に偏移するほど、酸素と反応しない燃料がより過剰となることに伴い燃焼温度がより低くなる一方、第１空燃比afsmax1よりリーン側に偏移するほど、燃料と反応しない空気がより過剰となることに伴い燃焼温度がより低くなることに基づく。この第１空燃比afsmax1は、既知の燃料中のＣ，Ｈの組成等により予め決定され得る値である。   This is because, as the air-fuel ratio of the exhaust gas shifts to a richer side than the first air-fuel ratio afsmax1, the combustion temperature becomes lower as the fuel that does not react with oxygen becomes more excessive, while the leaner than the first air-fuel ratio afsmax1. This is based on the fact that the more the air that does not react with the fuel becomes, the lower the combustion temperature becomes. The first air-fuel ratio afsmax1 is a value that can be determined in advance based on a known composition of C and H in the fuel.

また、燃料の燃焼速度Sが変更されていく場合、各燃焼速度Sに対応する点火時期CAigとクランク軸２４の出力トルク（の内燃機関１０の１サイクルあたりの平均値Tq、以下、単に「出力トルクTq」と称呼する。）との関係が、或る傾向をもって変化していく。従って、検出空燃比afs（即ち、燃料の燃焼速度S）を順次変更し、上記関係の変化傾向を監視することで、燃料の燃焼速度Sが上記最大燃焼速度Smaxに最も近接する場合（従って、排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1に最も近接する場合）を特定することができる。   Further, when the fuel combustion speed S is changed, the ignition timing CAig corresponding to each combustion speed S and the output torque of the crankshaft 24 (average value Tq per cycle of the internal combustion engine 10, hereinafter simply referred to as “output”. The relationship with “Torque Tq”) changes with a certain tendency. Accordingly, by sequentially changing the detected air-fuel ratio afs (that is, the fuel combustion speed S) and monitoring the change tendency of the relationship, the fuel combustion speed S is closest to the maximum combustion speed Smax (therefore, (When the air-fuel ratio of the exhaust gas is closest to the first air-fuel ratio afsmax1).

本装置は、このことを利用して、検出空燃比afs（即ち、混合気（排ガス）の空燃比）を順次変更していくことで、燃料の燃焼速度Sも順次変更させていくようになっている。そして、上記点火時期CAigと出力トルクTqとの関係の変化傾向から、燃料の燃焼速度Sが上記最大燃焼速度Smaxに最も近接する場合を特定し、この場合における検出空燃比afsを上記第２空燃比afsmax2として取得するようになっている。   By utilizing this fact, the present apparatus sequentially changes the detected air-fuel ratio afs (that is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture (exhaust gas)), thereby sequentially changing the fuel combustion speed S. ing. Then, a case where the fuel combustion speed S is closest to the maximum combustion speed Smax is identified from the change tendency of the relationship between the ignition timing CAig and the output torque Tq, and the detected air-fuel ratio afs in this case is determined as the second air-fuel ratio afs. The fuel ratio is acquired as afsmax2.

<燃料の燃焼速度に応じた点火時期と出力トルクとの関係の変化傾向>
次に、上記第２空燃比afsmax2を取得する際に用いられる、燃料の燃焼速度Sに応じた点火時期CAigと出力トルクTqとの関係の変化傾向について説明する。 <Changes in the relationship between ignition timing and output torque according to the fuel combustion rate>
Next, the change tendency of the relationship between the ignition timing CAig and the output torque Tq according to the fuel combustion speed S, which is used when obtaining the second air-fuel ratio afsmax2, will be described.

図４は、内燃機関１０の圧縮・膨張行程での所定のクランク角度CAにて点火が実行される場合における、クランク角度CAに対する燃焼室２５内のガス圧Pの変化を示したグラフである。点火時期CAig1にて点火が実行され、例えば、燃焼速度S1で反応が進行する場合、図４の実線で示したように、上記ガス圧Pは、燃料の燃焼に伴い点火時期CAig1よりクランク角度差dCA1だけ遅角側のクランク角度にて極大となる。このガス圧Pが極大となる場合に対応するクランク角度CAを最大圧力クランク角度CAPmaxと称呼する。   FIG. 4 is a graph showing a change in the gas pressure P in the combustion chamber 25 with respect to the crank angle CA when ignition is executed at a predetermined crank angle CA in the compression / expansion stroke of the internal combustion engine 10. When ignition is performed at the ignition timing CAig1, and the reaction proceeds at the combustion speed S1, for example, as shown by the solid line in FIG. 4, the gas pressure P is different from the ignition timing CAig1 by the crank angle difference as the fuel burns. Maximum dCA1 at the retarded crank angle. The crank angle CA corresponding to the maximum gas pressure P is referred to as a maximum pressure crank angle CAPmax.

ところで、一般に、上記最大圧力クランク角度CAPmaxが、内燃機関１０のピストン２２の上死点に対応するクランク角度TDCよりも若干遅角側の所定のクランク角度（以下、「最大トルククランク角度CATqmax」と称呼する。）に近接するほど、出力トルクTqはより大きくなる傾向がある。即ち、燃料の燃焼速度Sが燃焼速度S1である場合、燃焼速度S1に対応する上記最大圧力クランク角度CAPmax1と、上記最大トルククランク角度CATqmaxとのクランク角度差の絶対値δCAが小さいほど、出力トルクTqが大きくなる。特に、上記差の絶対値δCAが「０」である場合、出力トルクTqは最大となり、この場合の出力トルクTqを最大出力トルクTqmaxと称呼する。   By the way, generally, the maximum pressure crank angle CAPmax is a predetermined crank angle slightly below the crank angle TDC corresponding to the top dead center of the piston 22 of the internal combustion engine 10 (hereinafter referred to as “maximum torque crank angle CATqmax”). The output torque Tq tends to be larger as the position is closer. That is, when the fuel combustion speed S is the combustion speed S1, the smaller the absolute value ΔCA of the crank angle difference between the maximum pressure crank angle CAPmax1 and the maximum torque crank angle CATqmax corresponding to the combustion speed S1, the smaller the output torque Tq increases. In particular, when the absolute value ΔCA of the difference is “0”, the output torque Tq is maximum, and the output torque Tq in this case is referred to as the maximum output torque Tqmax.

ここで、燃料の燃焼速度Sが上記燃焼速度S1に固定された状態で、点火時期CAigを変更させる場合を考える。この場合、点火時期CAigにかかわらず、点火時期CAigと最大圧力クランク角度CAPmax1とのクランク角度差は上記差dCA1と同一となる。従って、燃焼速度S1での出力トルクTqが上記最大出力トルクTqmaxとなる場合（即ち、上記差の絶対値δCA＝０（即ち、CATqmax＝CAPmax1）となる場合、図４の１点鎖線を参照）に対応する点火時期CAigである最大トルク点火時期MBT1は、上記最大トルククランク角度CATqmax（＝CAPmax1）より上記差dCA1だけ進角側のものとなる。   Here, let us consider a case where the ignition timing CAig is changed while the fuel combustion rate S is fixed to the combustion rate S1. In this case, regardless of the ignition timing CAig, the crank angle difference between the ignition timing CAig and the maximum pressure crank angle CAPmax1 is the same as the difference dCA1. Therefore, when the output torque Tq at the combustion speed S1 becomes the maximum output torque Tqmax (that is, when the absolute value of the difference δCA = 0 (that is, CATqmax = CAPmax1), see the one-dot chain line in FIG. 4). The maximum torque ignition timing MBT1, which is the ignition timing CAig corresponding to, is advanced from the maximum torque crank angle CATqmax (= CAPmax1) by the difference dCA1.

また、点火時期CAigが上記最大トルク点火時期MBT1からより進角側、又は、より遅角側に乖離するほど、点火時期CAigと最大圧力クランク角度CAPmax1とのクランク角度差が上記差dCA1に維持されながら上記差の絶対値δCAが大きくなるのに伴い、出力トルクTqがより小さくなる。従って、燃料の燃焼速度Sが燃焼速度S1に固定された状態においては、図５に示したように、点火時期CAigを横軸（Ｘ軸）、出力トルクTqを縦軸（Ｙ軸）にとった場合、点火時期CAigと出力トルクTqとの関係が、Ｘ−Ｙ座標上に点（MBT1,Tqmax）を頂点とする上に凸の曲線で表される。   Further, the crank angle difference between the ignition timing CAig and the maximum pressure crank angle CAPmax1 is maintained at the difference dCA1 as the ignition timing CAig deviates further from the maximum torque ignition timing MBT1 to the more advanced side or more retarded side. However, as the absolute value ΔCA of the difference increases, the output torque Tq decreases. Therefore, in a state where the fuel combustion speed S is fixed at the combustion speed S1, as shown in FIG. 5, the ignition timing CAig is taken on the horizontal axis (X axis) and the output torque Tq is taken on the vertical axis (Y axis). In this case, the relationship between the ignition timing CAig and the output torque Tq is represented by an upwardly convex curve with the point (MBT1, Tqmax) as a vertex on the XY coordinates.

換言すれば、或る燃焼速度Sが固定された状態で、点火時期CAigを順次変更していくと、出力トルクTqが最大出力トルクTqmaxとなる上記最大トルク点火時期MBTが必ず存在する点火時期CAigと出力トルクTqとの関係が得られる。以下、このような点火時期CAigと出力トルクTqとの関係を、点火時期−トルク特性と称呼する。   In other words, when the ignition timing CAig is sequentially changed while a certain combustion speed S is fixed, the ignition timing CAig always includes the maximum torque ignition timing MBT at which the output torque Tq becomes the maximum output torque Tqmax. And the output torque Tq. Hereinafter, such a relationship between the ignition timing CAig and the output torque Tq is referred to as an ignition timing-torque characteristic.

一方、点火時期CAigが上記点火時期CAig1に固定された状態で、燃料の燃焼速度Sを変更する場合を考える。再び図４を参照しながら説明すると、燃料の燃焼速度Sが小さいほど、クランク角度CAに対する上記ガス圧Pの増大速度が減少するのに伴い、上記最大圧力クランク角度CAPmaxの上記点火時期CAig1からの乖離の程度が大きくなる。即ち、上記燃焼速度S1と上記燃焼速度S1より小さい燃焼速度S2,S3（＜S2）にそれぞれ対応する上記最大圧力クランク角度CAPmax1,CAPmax2,CAmax3は、この順でより進角側に推移する。従って、上記最大圧力クランク角度CAPmax1,CAPmax2,CAmax3と上記点火時期CAig1とのクランク角度差dCA1,dCA2,dCA3は、この順でより小さい。   On the other hand, consider a case where the fuel combustion speed S is changed in a state where the ignition timing CAig is fixed to the ignition timing CAig1. Referring to FIG. 4 again, as the fuel combustion speed S decreases, the increase speed of the gas pressure P with respect to the crank angle CA decreases, and the maximum pressure crank angle CAPmax from the ignition timing CAig1 decreases. The degree of deviation increases. That is, the maximum pressure crank angles CAPmax1, CAPmax2, CAmax3 corresponding to the combustion speed S1 and the combustion speeds S2, S3 (<S2) smaller than the combustion speed S1, respectively, are further advanced in this order. Accordingly, the crank angle differences dCA1, dCA2, dCA3 between the maximum pressure crank angles CAPmax1, CAPmax2, CAmax3 and the ignition timing CAig1 are smaller in this order.

従って、燃焼速度S1,S2,S3に対応する各出力トルクTqが最大出力トルクTqmaxとなる場合のガス圧Pのクランク角度CAに対する変化を示す、図４に対応する図６のグラフに示すように、燃焼速度S1,S2,S3に対応する最大トルク点火時期MBT1,MBT2,MBT3は、対応する上記各最大圧力クランク角度CAPmax1,CAPmax2,CAmax3がそれぞれ上記最大トルククランク角度CATqmaxと一致するように、上記最大トルククランク角度CATqmaxよりそれぞれ上記差dCA1,dCA2,dCA3だけ進角側のクランク角度CAとなる。即ち、上記最大トルク点火時期MBT1,MBT2,MBT3は、この順でより遅角側に推移する。   Therefore, as shown in the graph of FIG. 6 corresponding to FIG. 4, the change of the gas pressure P with respect to the crank angle CA when each output torque Tq corresponding to the combustion speeds S1, S2, S3 becomes the maximum output torque Tqmax. The maximum torque ignition timings MBT1, MBT2, MBT3 corresponding to the combustion speeds S1, S2, S3 are set so that the corresponding maximum pressure crank angles CAPmax1, CAPmax2, CAmax3 respectively match the maximum torque crank angles CATqmax. From the maximum torque crank angle CATqmax, the above-mentioned difference dCA1, dCA2, dCA3 becomes the crank angle CA on the advance side. That is, the maximum torque ignition timings MBT1, MBT2, and MBT3 shift to the retard side in this order.

また、燃料の燃焼速度Sが燃焼速度S2,S3に固定された状態で得られる各点火時期−トルク特性も、上述した燃焼速度S1での点火時期−トルク特性と同様、上記Ｘ−Ｙ座標上で点（MBT2,Tqmax）,(MBT3,Tqmax)を頂点とする上に凸の曲線でそれぞれ表される。以上のことから、図５に示したように、燃料の燃焼速度Sを固定した状態で得られる点火時期−トルク特性を表す曲線は、上記Ｘ−Ｙ座標上において燃料の燃焼速度Sが大きいほど、Ｘ軸方向のより遅角側の方向へ平行移動していく。従って、燃料の燃焼速度Sが上記最大燃焼速度Smaxに一致する場合、上記上に凸の曲線は最も遅角側に推移する。   Further, each ignition timing-torque characteristic obtained when the fuel combustion speed S is fixed to the combustion speeds S2 and S3 is similar to the ignition timing-torque characteristic at the combustion speed S1 described above on the XY coordinates. The points (MBT2, Tqmax) and (MBT3, Tqmax) are expressed as upward convex curves. From the above, as shown in FIG. 5, the curve representing the ignition timing-torque characteristic obtained with the fuel combustion speed S fixed is higher as the fuel combustion speed S is higher on the XY coordinates. , And move parallel to the direction of the more retarded angle in the X-axis direction. Therefore, when the fuel combustion speed S matches the maximum combustion speed Smax, the upwardly convex curve transitions to the most retarded side.

即ち、前記関係取得手段は、前記空燃比（従って、燃料の燃焼速度S）が固定された状態で、点火時期−トルク特性を表す曲線を、空燃比（従って、燃料の燃焼速度S）を２以上の異なる空燃比に順次変更していくことでＸ−Ｙ座標上にそれぞれ作成し、前記第２空燃比取得手段は、前記点火時期と出力トルクとの関係の２以上の空燃比（従って、燃料の燃焼速度S）に対応する変化傾向として、点火時期−トルク特性を表す曲線が上述のようにＸ軸方向の遅角側方向へ平行移動していく傾向を用いるように構成される。   That is, the relationship acquisition means sets the air-fuel ratio (accordingly, the fuel combustion speed S) to 2 with a curve representing the ignition timing-torque characteristic in a state where the air-fuel ratio (accordingly, the fuel combustion speed S) is fixed. By sequentially changing to the above different air-fuel ratios, respectively, the second air-fuel ratio acquisition means creates two or more air-fuel ratios of the relationship between the ignition timing and the output torque (accordingly, As the change tendency corresponding to the combustion speed S) of the fuel, the curve representing the ignition timing-torque characteristic is configured to use the tendency to move parallel to the retard side in the X-axis direction as described above.

ここで、上記上に凸の曲線における頂点を構成する上記最大トルク点火時期MBTに着目すると、上記最大トルク点火時期MBTは、各上記上に凸の曲線においてそれぞれ必ず存在し、一意的、且つ、簡易に決定され得る。また、上述した曲線が平行移動していく傾向と同様、燃料の燃焼速度Sが大きいほど、各燃料の燃焼速度Sに対応する上記最大トルク点火時期MBTがより遅角側に推移し、特に、燃料の燃焼速度Sが上記最大燃焼速度Smaxに一致する場合に対応する上記最大トルク点火時期MBTは、最も遅角側に推移する（図５、及び図６を参照）。即ち、燃料の燃焼速度Sに応じた上記最大トルク点火時期MBTの変化傾向は、上記上に凸の曲線の変化傾向を表すものとなり得る。   Here, paying attention to the maximum torque ignition timing MBT constituting the apex of the upward convex curve, the maximum torque ignition timing MBT is always present in each upward convex curve, unique, and It can be easily determined. Further, as with the tendency of the parallel movement of the curves described above, the greater the fuel combustion speed S, the more the maximum torque ignition timing MBT corresponding to the combustion speed S of each fuel shifts to the more retarded side. The maximum torque ignition timing MBT corresponding to the case where the fuel combustion speed S coincides with the maximum combustion speed Smax transitions to the most retarded side (see FIGS. 5 and 6). That is, the change tendency of the maximum torque ignition timing MBT according to the combustion speed S of the fuel can represent the change tendency of the upward convex curve.

従って、本装置は、検出空燃比afsを順次変更させていくことで得られる上記最大トルク点火時期MBTの変化傾向を監視し、２以上の上記最大トルク点火時期MBTのうち最も遅角側のものに対応する上記点火時期−トルク特性を表す曲線が作成された場合を、燃料の燃焼速度Sが最大燃焼速度Smaxに最も近接する場合（従って、排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1に最も近接する場合）として特定するようになっている。そして、この場合における検出空燃比afsを上記第２空燃比afsmax2として取得するようになっている。以上が、本装置による第２空燃比afsmax2の取得方法である。   Therefore, this apparatus monitors the change tendency of the maximum torque ignition timing MBT obtained by sequentially changing the detected air-fuel ratio afs, and the most retarded one of the two or more maximum torque ignition timing MBTs. When the curve representing the ignition timing-torque characteristic corresponding to the above is prepared, the fuel combustion speed S is closest to the maximum combustion speed Smax (therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas is the highest in the first air-fuel ratio afsmax1). It is specified as (when approaching). In this case, the detected air-fuel ratio afs is acquired as the second air-fuel ratio afsmax2. The above is the method for obtaining the second air-fuel ratio afsmax2 by the present apparatus.

（実際の作動）
以下、このような処理を行う本装置の実際の作動について、図７に示した本装置の作動により検出空燃比afsが順次変更されていくことで上記最大トルク点火時期MBTが変化していく傾向を表すグラフと、図８に示したフローチャートとを参照しながら説明していく。 (Actual operation)
Hereinafter, with respect to the actual operation of this apparatus that performs such processing, the maximum torque ignition timing MBT tends to change as the detected air-fuel ratio afs is sequentially changed by the operation of this apparatus shown in FIG. This will be described with reference to a graph representing the above and the flowchart shown in FIG.

ＣＰＵ７１は、図８にフローチャートにより示した空燃比センサ６５の出力値の補正値δafを算出するルーチンを、同補正値δafの算出が要求される場合、同補正値δafの算出が完了するまで繰り返し実行するようになっている。上記補正値δafの算出が要求される場合とは、例えば、内燃機関１０が工場から出荷される前の状態にある場合等が挙げられる。   The CPU 71 repeats the routine for calculating the correction value δaf of the output value of the air-fuel ratio sensor 65 shown in the flowchart of FIG. 8 until the calculation of the correction value δaf is completed when the calculation of the correction value δaf is required. It is supposed to run. The case where calculation of the correction value δaf is required includes, for example, a case where the internal combustion engine 10 is in a state before being shipped from the factory.

従って、ＣＰＵ７１は、上記補正値δafの算出が要求される場合、ステップ８００から処理を開始してステップ８０５に進み、補正値算出条件が成立しているか否かを判定する。ここで、上記補正値算出条件は、本例では、筒内吸入空気量、及び冷却水温THWが、空燃比センサ６５が活性状態となる所定の範囲内の値であるときに成立する。   Therefore, when the calculation of the correction value δaf is requested, the CPU 71 starts the process from step 800 and proceeds to step 805 to determine whether or not the correction value calculation condition is satisfied. In this example, the correction value calculation condition is satisfied when the in-cylinder intake air amount and the cooling water temperature THW are values within a predetermined range in which the air-fuel ratio sensor 65 is activated.

上記補正値算出条件が成立していない場合、ＣＰＵ７１はステップ８０５にて「Ｎｏ」と判定して直ちにステップ８９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。一方、上記補正値算出条件が成立している場合、ＣＰＵ７１はステップ８０５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８１０に進んで、検出空燃比afs(i)における上記点火時期‐トルク特性から最大トルク点火時期MBT(i)を取得する。ここで、整数iは後述するステップ８２０にて変更・設定される検出空燃比afsの設定回数を表す値であり、最大トルク点火時期MBT(i)は、検出空燃比afs(i)が固定された状態で取得されるものである。   If the correction value calculation condition is not satisfied, the CPU 71 makes a “No” determination at step 805 to immediately proceed to step 895 to end the present routine tentatively. On the other hand, if the correction value calculation condition is satisfied, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 805 to proceed to step 810 to determine the maximum torque from the ignition timing-torque characteristic at the detected air-fuel ratio afs (i). Obtain the ignition timing MBT (i). Here, the integer i is a value representing the number of times the detected air-fuel ratio afs is changed / set in step 820 described later, and the detected air-fuel ratio afs (i) is fixed as the maximum torque ignition timing MBT (i). It is acquired in the state.

ステップ８１０に進んだＣＰＵ７１は、検出空燃比afsが、前回の本ルーチン実行の際にステップ８２０にて変更・設定されたものに固定された状態（即ち、筒内吸入空気量、及び燃料噴射量が固定された状態）で、点火時期CAigを所定のクランク角度差づつ順次変更していく。この処理が、前記点火時期変更手段の一部に対応する。なお、本例では、ステップ８０５の条件成立後、初めてステップ８１０の処理が実行される場合における検出空燃比afs(1)は、上記第１空燃比afsmax1から十分にリッチ側に偏移していると考えられる所定の空燃比となるように制御されるようになっている。   The CPU 71 which has proceeded to step 810 is in a state where the detected air-fuel ratio afs is fixed to the one that was changed / set in step 820 at the time of the previous execution of this routine (that is, the in-cylinder intake air amount and the fuel injection amount). In a fixed state), the ignition timing CAig is sequentially changed by a predetermined crank angle difference. This process corresponds to a part of the ignition timing changing means. In this example, the detected air-fuel ratio afs (1) when the process of step 810 is executed for the first time after the condition of step 805 is satisfied is sufficiently shifted to the rich side from the first air-fuel ratio afsmax1. The air-fuel ratio is controlled to be a predetermined air-fuel ratio.

この際、順次変更されていく各点火時期CAigに対応する出力トルクTqをそれぞれ検出し、点火時期CAigをＸ軸、出力トルクTqをＹ軸としたＸ−Ｙ座標上に、点火時期CAigと出力トルクTqの関係をプロットしていくことで、１つの上記点火時期−トルク特性を表す曲線を作成する（図５を参照）。この処理が、前記関係取得手段の一部に対応する。   At this time, the output torque Tq corresponding to each ignition timing CAig that is sequentially changed is detected, and the ignition timing CAig and the output are output on the XY coordinates with the ignition timing CAig as the X axis and the output torque Tq as the Y axis. By plotting the relationship of the torque Tq, one curve representing the ignition timing-torque characteristic is created (see FIG. 5). This process corresponds to a part of the relationship acquisition unit.

そして、ＣＰＵ７１は上記作成された上に凸の曲線の頂点に対応する（即ち、上記最大出力トルクTqmaxに対応する）点火時期CAigを、この曲線が作成されたときに空燃比センサ６５により検出される検出空燃比afs(i)に対応する最大トルク点火時期MBT(i)として取得する。この処理が、前記最大トルク点火時期取得手段の一部に対応する。このようにして検出された検出空燃比afs(i)、及びこの検出空燃比afs(i)に対応する最大トルク点火時期MBT(i)は、ＲＡＭ７３に記憶されるようになっている。   Then, the CPU 71 detects the ignition timing CAig corresponding to the top of the created upward convex curve (that is, corresponding to the maximum output torque Tqmax) by the air-fuel ratio sensor 65 when this curve is created. Obtained as the maximum torque ignition timing MBT (i) corresponding to the detected air-fuel ratio afs (i). This process corresponds to a part of the maximum torque ignition timing acquisition means. The detected air-fuel ratio afs (i) thus detected and the maximum torque ignition timing MBT (i) corresponding to the detected air-fuel ratio afs (i) are stored in the RAM 73.

次に、ＣＰＵ７１はステップ８１５に進み、今回の本ルーチン実行の際に上記ステップ８１０にて取得された最大トルク点火時期MBT(i)が、１回前の本ルーチン実行の際に取得されＲＡＭ７３に記憶されている最大トルク点火時期MBT(i-1)より遅角側か否かを判定する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 815, and the maximum torque ignition timing MBT (i) acquired in step 810 at the time of the current execution of this routine is acquired at the time of execution of the main routine one time before and stored in the RAM 73. It is determined whether or not the stored maximum torque ignition timing MBT (i-1) is retarded.

今回の最大トルク点火時期MBT(i)が１回前の最大トルク点火時期MBT(i-1)より遅角側である場合、ＣＰＵ７１はステップ８１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ８２０に進んで、次回の検出空燃比afsが今回の検出空燃比afs(i)より所定の空燃比dafsだけリーン方向に偏移するように制御指示する。なお、本例では、ステップ８０５の条件成立後、初めてステップ８１５の処理が実行される場合においては、ＣＰＵ７１は「Ｙｅｓ」と判定しステップ８２０に進むようになっている。   If the current maximum torque ignition timing MBT (i) is behind the previous maximum torque ignition timing MBT (i-1), the CPU 71 determines “Yes” in step 815 and proceeds to step 820. Thus, the control instruction is given so that the next detected air-fuel ratio afs shifts in the lean direction by a predetermined air-fuel ratio dafs from the current detected air-fuel ratio afs (i). In this example, when the process of step 815 is executed for the first time after the condition of step 805 is satisfied, the CPU 71 determines “Yes” and proceeds to step 820.

ステップ８２０に進んだＣＰＵ７１は、筒内吸入空気量が所定の量に維持され、且つ、燃料噴射量が上記所定の空燃比dafsに対応する量だけ減じられた量となるように制御する。これにより、混合気の空燃比（従って、排ガスの空燃比）が上記所定の空燃比dafsだけリーン方向に偏移し、次回のステップ８１０の処理における検出空燃比afs(i+1)が、今回設定されていた検出空燃比afs(i)から上記所定の空燃比dafsだけリーン方向に偏移した空燃比に設定されるようになっている。この処理が、前記空燃比変更手段の一部に対応する。   In step 820, the CPU 71 performs control so that the cylinder intake air amount is maintained at a predetermined amount and the fuel injection amount is reduced by an amount corresponding to the predetermined air-fuel ratio dafs. As a result, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture (and hence the air-fuel ratio of the exhaust gas) shifts in the lean direction by the predetermined air-fuel ratio dafs, and the detected air-fuel ratio afs (i + 1) in the next step 810 is The detected air-fuel ratio afs (i) is set to an air-fuel ratio that is shifted in the lean direction by the predetermined air-fuel ratio dafs. This process corresponds to a part of the air-fuel ratio changing means.

そして、ＣＰＵ７１はステップ８９５に進んで、本ルーチンを一旦終了する。以降、ＣＰＵ７１は、上記ステップ８１５をモニタしながらステップ８０５〜８２０の処理を繰り返し実行する。   Then, the CPU 71 proceeds to step 895 to end the present routine tentatively. Thereafter, the CPU 71 repeatedly executes the processes of steps 805 to 820 while monitoring the step 815.

これにより、図７の矢印Ａに示すように、検出空燃比afs(i)が、初回のステップ８１０の実行時に設定されていて最もリッチ方向に偏移していた検出空燃比afs(1)から、上記所定の空燃比dafsづつリーン方向へ順次偏移していく。他方、順次偏移していく各検出空燃比afs(i)が固定された状態で得られる上記最大トルク点火時期MBT(i)は、それぞれ１回前のものより遅角側に推移していく変化傾向を示す。   As a result, as shown by an arrow A in FIG. 7, the detected air-fuel ratio afs (i) is set from the detected air-fuel ratio afs (1) that is set at the time of the first execution of step 810 and has shifted most in the rich direction. Then, the predetermined air-fuel ratio dafs sequentially shifts in the lean direction. On the other hand, the maximum torque ignition timing MBT (i) obtained in a state where the detected air-fuel ratios afs (i) that are sequentially shifted are fixed are shifted to the retard side from the previous one. Indicates a change trend.

これは、上記所定の空燃比dafsに対応する分だけ燃料噴射量が減じられていくことで、上記一定の量に維持される筒内吸入空気中の酸素と反応しない燃料の量（即ち、燃料の過剰量）がより小さくなっていくことに伴い、燃焼温度が高くなっていき、燃料の燃焼速度Sが増大していくことに基づく（図３、及び図５を参照）。即ち、図７の矢印Ａに示す上記最大トルク点火時期MBT(i)の変化傾向は、排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1に近接する方向に偏移してくことを示している。   This is because the fuel injection amount is reduced by an amount corresponding to the predetermined air-fuel ratio dafs, so that the amount of fuel that does not react with oxygen in the cylinder intake air maintained at the constant amount (that is, the fuel This is based on the fact that the combustion temperature becomes higher and the fuel combustion speed S increases as the excess amount of the fuel becomes smaller (see FIGS. 3 and 5). That is, the change tendency of the maximum torque ignition timing MBT (i) indicated by the arrow A in FIG. 7 indicates that the air-fuel ratio of the exhaust gas shifts in a direction close to the first air-fuel ratio afsmax1.

一方、検出空燃比afs(i)を順次偏移させ続けると、図７の矢印Ｂに示すように、上記最大トルク点火時期MBT(i)は、或る値を境に１回前のものより進角側に推移していく変化傾向を示すようになる。これは、上記所定の空燃比dafsに対応する分だけ燃料噴射量が減じられることで、燃料と反応しない空気がより過剰となっていくことに伴い、燃焼温度が低くなっていき、燃料の燃焼速度Sが減少していくことに基づく（図３、及び図５を参照）。即ち、図７の矢印Ｂに示す上記最大トルク点火時期MBT(i)の変化傾向は、排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1から乖離する方向に偏移してくことを示している。   On the other hand, when the detected air-fuel ratio afs (i) is continuously shifted, the maximum torque ignition timing MBT (i) is greater than the previous one at a certain value as indicated by an arrow B in FIG. It shows a trend of change that advances toward the advance side. This is because the fuel injection amount is reduced by an amount corresponding to the predetermined air-fuel ratio dafs, and as the air that does not react with the fuel becomes more excessive, the combustion temperature becomes lower and the combustion of the fuel Based on the decreasing speed S (see FIGS. 3 and 5). That is, the change tendency of the maximum torque ignition timing MBT (i) indicated by the arrow B in FIG. 7 indicates that the air-fuel ratio of the exhaust gas shifts in a direction deviating from the first air-fuel ratio afsmax1.

従って、今回の上記最大トルク点火時期MBT(i)がその１回前の上記最大トルク点火時期MBT(i-1)より初めて進角側となった場合、１回前の上記最大トルク点火時期MBT(i-1)が最も遅角側に推移するものと特定することができる。即ち、この場合、１回前の上記最大トルク点火時期MBT(i-1)が得られた状態が、排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1に最も近接していた状態（即ち、燃料の燃焼速度Sが上記最大燃焼速度Smaxに最も近接していた状態）とすることができるから、同１回前の上記最大トルク点火時期MBT(i-1)に対応する検出空燃比afs(i-1)が、上記第２空燃比afsmax2となり得る。   Therefore, if the current maximum torque ignition timing MBT (i) is advanced for the first time from the previous maximum torque ignition timing MBT (i-1), the previous maximum torque ignition timing MBT It can be specified that (i-1) is the most retarded. That is, in this case, the state in which the maximum torque ignition timing MBT (i-1) one time before is obtained is the state in which the air-fuel ratio of the exhaust gas is closest to the first air-fuel ratio afsmax1 (that is, the fuel The combustion speed S is the closest to the maximum combustion speed Smax), the detected air-fuel ratio afs (i− corresponding to the maximum torque ignition timing MBT (i−1) one time before the same 1) can be the second air-fuel ratio afsmax2.

この場合、上記ステップ８０５〜８２０を繰り返し実行していたＣＰＵ７１は、ステップ８１５に進んだとき「Ｎｏ」と判定してステップ８２５に進んで、既知の上記第１空燃比afsmax1から、上記１回前の上記最大トルク点火時期MBT(i-1)が得られたときに記憶されていた、上記第２空燃比afsmax2としての検出空燃比afs(i-1)を減じることで、空燃比センサ６５の出力値の補正値δafを求める。以降、次に補正値δafの算出の要求があるまで、本ルーチンのステップ処理は実行されない。   In this case, the CPU 71 that has repeatedly executed steps 805 to 820 determines “No” when it proceeds to step 815, proceeds to step 825, and starts from the known first air-fuel ratio afsmax1 one time before. By subtracting the detected air-fuel ratio afs (i-1) as the second air-fuel ratio afsmax2 stored when the maximum torque ignition timing MBT (i-1) is obtained, the air-fuel ratio sensor 65 An output value correction value δaf is obtained. Thereafter, the step process of this routine is not executed until the next request for calculating the correction value δaf.

即ち、前記関係取得手段は、今回の前記最大トルク点火時期が１回前の前記最大トルク点火時期より初めて進角側になった場合、新たな前記２以上の関係を取得するのを終了するように構成されている。   That is, when the maximum torque ignition timing of the current time reaches the advance side for the first time from the previous maximum torque ignition timing, the relationship acquisition means ends the acquisition of the new two or more relationships. It is configured.

これにより、上記最大トルク点火時期MBT(i)が初めてその１回前の上記最大トルク点火時期MBT(i-1)より進角側のものとなった場合、新たに次回以降の検出空燃比afsの変更・設定、点火時期−トルク特性を表す曲線の作成、及び上記最大トルク点火時期MBTの取得は実行されない。従って、ＣＰＵ７１による不必要な演算処理等が省略され得るから、効率良く、且つ、迅速に第２空燃比afsmax2としての検出空燃比afsを取得することができる。   As a result, when the maximum torque ignition timing MBT (i) becomes the advance side of the maximum torque ignition timing MBT (i-1) one time before the first time, the detected air-fuel ratio afs after the next time is newly set. Change / setting, creation of a curve representing the ignition timing-torque characteristic, and acquisition of the maximum torque ignition timing MBT are not executed. Therefore, since unnecessary calculation processing by the CPU 71 can be omitted, the detected air-fuel ratio afs as the second air-fuel ratio afsmax2 can be acquired efficiently and quickly.

以上、説明したように、本発明による内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置によれば、燃料中のＣ，Ｈの組成等が既知である燃料が用いられ、検出空燃比afsが順次変更されていく。また、各検出空燃比afsが固定された状態で、上記点火時期−トルク特性を表す曲線がそれぞれ作成され、上記曲線から最大トルク点火時期MBTがそれぞれ取得されていく。   As described above, according to the output value correction apparatus for an air-fuel ratio sensor for an internal combustion engine according to the present invention, fuel whose composition of C and H in the fuel is known is used, and the detected air-fuel ratio afs is sequentially changed. It will be done. Further, in a state where each detected air-fuel ratio afs is fixed, a curve representing the ignition timing-torque characteristic is created, and the maximum torque ignition timing MBT is acquired from the curve.

ここで、燃料の燃焼速度Sが大きいほど、上記最大トルク点火時期MBTが遅角側に推移する傾向がある（図５を参照）。即ち、検出空燃比afsが、２以上の最大トルク点火時期MBTのうち最も遅角側となったものに対応する点火時期−トルク特性を表す曲線が作成された空燃比に固定されている場合が、燃料の燃焼速度Sが最大燃焼速度Smaxに最も近接する場合となり得る。   Here, as the combustion speed S of the fuel increases, the maximum torque ignition timing MBT tends to be retarded (see FIG. 5). That is, there is a case where the detected air-fuel ratio afs is fixed at the air-fuel ratio at which a curve representing the ignition timing-torque characteristic corresponding to the most retarded side of the maximum torque ignition timing MBT of 2 or more is created. This can be the case when the combustion speed S of the fuel is closest to the maximum combustion speed Smax.

このことを利用して、検出空燃比afsに応じて変化する最大トルク点火時期MBTが最も遅角側となった場合における検出空燃比afsが上記第２空燃比afsmax2として取得される。そして、燃料の燃焼速度Sが最大となる空燃比であって、既知の燃料中のＣ，Ｈの組成等から決定される空燃比である上記第１空燃比afsmax1と上述のように取得される第２空燃比afsmax2との相違の程度から、空燃比センサ６５の出力値を補正するための補正値δafが算出される。   Using this fact, the detected air-fuel ratio afs when the maximum torque ignition timing MBT that changes according to the detected air-fuel ratio afs is the most retarded is acquired as the second air-fuel ratio afsmax2. The first air-fuel ratio afsmax1, which is the air-fuel ratio at which the fuel combustion speed S is maximized and is determined from the known composition of C and H in the fuel, is obtained as described above. A correction value δaf for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor 65 is calculated from the degree of difference from the second air-fuel ratio afsmax2.

このように算出された補正値δafは、空燃比センサ６５の出力値における誤差を精度良く表すものとなり得る。従って、上述のように空燃比センサ６５の出力値に個体誤差がある場合であっても（図２を参照）、補正値δafが用いられることで空燃比センサ６５の出力値を適切に補正することができる。   The correction value δaf calculated in this way can accurately represent an error in the output value of the air-fuel ratio sensor 65. Therefore, even when there is an individual error in the output value of the air-fuel ratio sensor 65 as described above (see FIG. 2), the output value of the air-fuel ratio sensor 65 is appropriately corrected by using the correction value δaf. be able to.

本発明は、上記実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記実施形態においては、内燃機関１０が工場から出荷される前の状態にある場合に、補正値δafの算出が実行されるように構成されているが、これに代えて、内燃機関１０が車両搭載されているときにおいて、バッテリ交換等によりそれまで記憶されていた上記補正値δafがリセットされる毎や、空燃比センサ６５の出力値の経年変化の程度が所定の程度となる期間が経過する毎に、内燃機関１０の定常運転条件が成立中に補正値δafの算出が実行されるように構成されてもよい。これにより、空燃比センサ６５の出力値の経年変化による誤差を、適切に補償することができる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the correction value δaf is calculated when the internal combustion engine 10 is in a state before being shipped from the factory. When the correction value δaf stored so far is reset by replacing the battery or the like, or when the output value of the air-fuel ratio sensor 65 changes over time to a predetermined level. The calculation of the correction value δaf may be executed every time when the steady operation condition of the internal combustion engine 10 is satisfied. As a result, errors due to aging of the output value of the air-fuel ratio sensor 65 can be compensated appropriately.

また、上記実施形態においては、検出空燃比afsに応じて変化する上記最大トルク点火時期MBTが最も遅角側となった場合を、排ガスの空燃比が上記第１空燃比afsmax1に最も近接した場合として特定し、この場合の検出空燃比afsを第２空燃比afsmax2として取得しているが、これに代えて、検出空燃比afsに応じて上述のように平行移動する点火時期−トルク特性を表す曲線が、最も遅角方向に推移した場合の検出空燃比afsを第２空燃比afsmax2として取得するように構成されてもよい。   In the above embodiment, when the maximum torque ignition timing MBT that changes according to the detected air-fuel ratio afs is the most retarded side, when the air-fuel ratio of the exhaust gas is closest to the first air-fuel ratio afsmax1 In this case, the detected air-fuel ratio afs is acquired as the second air-fuel ratio afsmax2, but instead, it represents the ignition timing-torque characteristic that moves in parallel as described above according to the detected air-fuel ratio afs. The detected air-fuel ratio afs when the curve transitions in the most retarded direction may be acquired as the second air-fuel ratio afsmax2.

また、上記実施形態においては、出力トルクTqをトルクセンサ６６を利用して検出していたが、これに代えて、出力トルクTqを、点火時期CAigを含む内燃機関１０の運転状態を表すパラメータ等に基づいて推定するように構成されてもよい。   In the above embodiment, the output torque Tq is detected by using the torque sensor 66. Instead of this, the output torque Tq is a parameter that represents the operating state of the internal combustion engine 10 including the ignition timing CAig. May be configured to estimate based on

加えて、上記実施形態においては、検出空燃比afsを、上記第１空燃比afsmax1から十分にリッチ側に偏移していると考えられる所定の空燃比から、所定の空燃比dafsづつリーン方向へ順次偏移させた場合に得られる最大トルク点火時期MBTの変化傾向を監視していたが、これに代えて、上記第１空燃比afsmax1から十分にリーン側に偏移していると考えられる所定の空燃比から、所定の空燃比dafsづつリッチ方向へ順次偏移させるように構成されてもよい。   In addition, in the above embodiment, the detected air-fuel ratio afs is shifted from the predetermined air-fuel ratio considered to be sufficiently rich to the first air-fuel ratio afsmax1 to the lean direction by the predetermined air-fuel ratio dafs. Although the change tendency of the maximum torque ignition timing MBT obtained when sequentially shifted is monitored, instead of this, a predetermined value considered to be sufficiently shifted from the first air-fuel ratio afsmax1 to the lean side. Alternatively, the air-fuel ratio may be sequentially shifted in a rich direction by a predetermined air-fuel ratio dafs.

本発明の実施形態に係る空燃比センサの出力値補正装置を火花点火式多気筒内燃機関に適用したシステムの概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a system in which an output value correction device for an air-fuel ratio sensor according to an embodiment of the present invention is applied to a spark ignition type multi-cylinder internal combustion engine. 図１に示した空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the output voltage of the air-fuel ratio sensor shown in FIG. 1 and the air-fuel ratio. 空燃比と燃料の燃焼速度との関係を示したグラフである。4 is a graph showing the relationship between the air-fuel ratio and the fuel combustion rate. 内燃機関の圧縮・膨張行程にて点火が実行されるときの、燃焼室内のガス圧が最大となる場合に対応するクランク角度である最大圧力クランク角度と出力トルクとの関係を説明するための図である。The figure for demonstrating the relationship between the maximum pressure crank angle which is a crank angle corresponding to the case where the gas pressure in a combustion chamber becomes the maximum when ignition is performed in the compression and expansion stroke of an internal combustion engine, and output torque It is. 燃料の燃焼速度に応じた点火時期−トルク特性を表す曲線の変化傾向を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change tendency of the curve showing the ignition timing-torque characteristic according to the combustion speed of a fuel. 内燃機関の圧縮・膨張行程にて点火が実行されるときの、燃料の燃焼速度が異なる場合における、出力トルクが最大となる場合に対応する点火時期である最大トルク点火時期の推移を説明するための図である。To explain the transition of the maximum torque ignition timing, which is the ignition timing corresponding to the case where the output torque becomes maximum, when the combustion speed of the fuel is different when ignition is executed in the compression / expansion stroke of the internal combustion engine FIG. 検出空燃比の順次偏移に対応する最大トルク点火時期の変化傾向を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the change tendency of the maximum torque ignition timing corresponding to the sequential shift of a detected air fuel ratio. 図１に示したＣＰＵが実行する、空燃比センサの出力値を補正するための補正値の算出の実行のためのプログラムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the program for execution of calculation of the correction value for correct | amending the output value of an air fuel ratio sensor which CPU shown in FIG. 1 performs.

符号の説明Explanation of symbols

１０…火花点火式多気筒内燃機関、６５…空燃比センサ、６６…トルクセンサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Spark ignition type multicylinder internal combustion engine, 65 ... Air-fuel ratio sensor, 66 ... Torque sensor, 70 ... Electric control apparatus, 71 ... CPU

Claims (4)

内燃機関の排気通路に配設されて空燃比に応じた値を出力する空燃比センサを備えた内燃機関に適用され、
前記空燃比が、同空燃比に応じて変化する燃料の燃焼速度が最大となる空燃比であって、既知の同燃料の性状から決定される空燃比である第１空燃比に一致している場合において、前記空燃比センサにより検出される検出空燃比を第２空燃比として取得する第２空燃比取得手段と、
前記第１空燃比と、前記取得された第２空燃比との相違を利用して前記空燃比センサの出力値を補正するための補正値を決定する補正値決定手段と、
前記決定された補正値を利用して前記空燃比センサの出力値を補正する空燃比センサ補正手段と、
を備えた内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置。 Applied to an internal combustion engine provided with an air-fuel ratio sensor that is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and outputs a value corresponding to the air-fuel ratio
The air-fuel ratio is the air-fuel ratio at which the combustion speed of the fuel that changes in accordance with the air-fuel ratio is maximized, and coincides with the first air-fuel ratio that is the air-fuel ratio determined from the known properties of the fuel. A second air-fuel ratio acquisition means for acquiring a detected air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor as a second air-fuel ratio;
Correction value determining means for determining a correction value for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor using the difference between the first air-fuel ratio and the acquired second air-fuel ratio;
Air-fuel ratio sensor correction means for correcting the output value of the air-fuel ratio sensor using the determined correction value;
An output value correction device for an air-fuel ratio sensor of an internal combustion engine comprising: 請求項１に記載の内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置において、
前記第２空燃比取得手段は、
前記空燃比を変更する空燃比変更手段と、
前記内燃機関の点火時期を変更する点火時期変更手段と、
前記内燃機関のクランク軸の出力トルクを取得するトルク取得手段と、
前記空燃比を固定した状態で前記点火時期変更手段を利用して前記点火時期を変更することで得られる同点火時期と前記トルク取得手段を利用して取得される前記出力トルクとの関係を、前記空燃比変更手段を利用して前記空燃比を２以上の異なる空燃比に順次変更させていくことでそれぞれ取得する関係取得手段と、
を備え、
前記取得された関係の２以上の前記空燃比に対する変化傾向に基づいて前記第２空燃比を取得するように構成された内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置。 In the internal combustion engine air-fuel ratio sensor output value correction device according to claim 1,
The second air-fuel ratio acquisition means includes
Air-fuel ratio changing means for changing the air-fuel ratio;
Ignition timing changing means for changing the ignition timing of the internal combustion engine;
Torque acquisition means for acquiring the output torque of the crankshaft of the internal combustion engine;
The relationship between the ignition timing obtained by changing the ignition timing using the ignition timing changing means while the air-fuel ratio is fixed and the output torque obtained using the torque obtaining means, Relationship acquisition means for acquiring the air-fuel ratio by sequentially changing the air-fuel ratio to two or more different air-fuel ratios using the air-fuel ratio changing means;
With
An output value correction device for an air-fuel ratio sensor of an internal combustion engine configured to acquire the second air-fuel ratio based on a change tendency of the acquired relationship with respect to two or more air-fuel ratios. 請求項２に記載の内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置において、
前記第２空燃比取得手段は、
前記取得された各関係から得られる前記出力トルクの最大値に対応する前記点火時期である最大トルク点火時期をそれぞれ取得する最大トルク点火時期取得手段を備え、
前記空燃比が、２以上の前記最大トルク点火時期のうち最も遅角側のものに対応する関係が得られた空燃比に固定されている場合において、前記第２空燃比を取得するように構成された内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置。 In the internal combustion engine air-fuel ratio sensor output value correction device according to claim 2,
The second air-fuel ratio acquisition means includes
Maximum torque ignition timing acquisition means for acquiring a maximum torque ignition timing that is the ignition timing corresponding to the maximum value of the output torque obtained from each of the acquired relationships;
The second air-fuel ratio is acquired when the air-fuel ratio is fixed to an air-fuel ratio that has a relationship corresponding to the most retarded one of the maximum torque ignition timings of 2 or more. An output value correction device for an air-fuel ratio sensor of an internal combustion engine. 請求項３に記載の内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置において、
前記関係取得手段は、
前記空燃比を、前記第１空燃比よりもリッチ、又はリーンな所定の空燃比から所定の程度だけリーン、又はリッチ方向に順次偏移させていくことで、前記２以上の関係を取得するように構成され、
前記最大トルク点火時期取得手段は、
前記各関係が取得される毎に前記最大トルク点火時期を順次取得するように構成されていて、
前記第２空燃比取得手段は、
前記空燃比が前記各関係が得られる空燃比に固定される毎に前記検出空燃比を順次検出するとともに、今回の前記最大トルク点火時期が１回前の前記最大トルク点火時期より初めて進角側になった場合、同１回前の前記最大トルク点火時期に対応する前記検出空燃比を前記第２空燃比として取得するように構成された内燃機関の空燃比センサの出力値補正装置。
In the internal combustion engine air-fuel ratio sensor output value correction device according to claim 3,
The relationship acquisition means
By sequentially shifting the air-fuel ratio in a lean or rich direction by a predetermined amount from a predetermined air-fuel ratio richer or leaner than the first air-fuel ratio, the two or more relationships are acquired. Composed of
The maximum torque ignition timing acquisition means is
Each time the relationships are acquired, the maximum torque ignition timing is sequentially acquired.
The second air-fuel ratio acquisition means includes
The detected air-fuel ratio is sequentially detected every time the air-fuel ratio is fixed at the air-fuel ratio at which the above relationships are obtained, and the current maximum torque ignition timing is advanced for the first time from the previous maximum torque ignition timing. In this case, the output value correction device of the air-fuel ratio sensor of the internal combustion engine configured to acquire the detected air-fuel ratio corresponding to the maximum torque ignition timing one time before as the second air-fuel ratio.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013142302A (en) * 2012-01-10 2013-07-22 Toyota Motor Corp Air-fuel ratio detecting device of internal combustion engine and air-fuel ratio imbalance detecting device

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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