JP4661691B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に関する。   The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.

内燃機関本体から排出された排気ガス中には炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）及び窒素酸化物（ＮＯX）等の成分が含まれており、従来からこれら成分を浄化するために三元触媒が利用されている。斯かる三元触媒は排気ガスの空燃比（以下、「排気空燃比」と称す）がほぼ理論空燃比となっているときにその浄化能力が高くなることから、三元触媒によって排気ガスの浄化を行う際には排気空燃比がほぼ理論空燃比となるように燃焼室への燃料供給量等を制御する必要がある。 The exhaust gas discharged from the internal combustion engine main body contains components such as hydrocarbons (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxides (NO x ). Conventionally, in order to purify these components A three-way catalyst is used. Such a three-way catalyst has a high purification capacity when the air-fuel ratio of the exhaust gas (hereinafter referred to as “exhaust air-fuel ratio”) is substantially the stoichiometric air-fuel ratio. When performing the above, it is necessary to control the amount of fuel supplied to the combustion chamber so that the exhaust air-fuel ratio becomes substantially the stoichiometric air-fuel ratio.

このため、多くの内燃機関では、三元触媒の排気上流側において機関排気通路内に排気空燃比を検出することができる空燃比センサを設け、この空燃比センサによって検出される排気空燃比がほぼ理論空燃比になるように燃焼室への燃料供給量を調整するフィードバック（Ｆ／Ｂ）制御が行われている。   For this reason, in many internal combustion engines, an air-fuel ratio sensor capable of detecting the exhaust air-fuel ratio is provided in the engine exhaust passage on the exhaust upstream side of the three-way catalyst, and the exhaust air-fuel ratio detected by this air-fuel ratio sensor is almost the same. Feedback (F / B) control is performed to adjust the amount of fuel supplied to the combustion chamber so that the stoichiometric air-fuel ratio is obtained.

しかし、三元触媒の上流側においては排気ガスが十分混合していないことにより空燃比センサの出力がばらついたり、排気ガスの熱により空燃比センサが劣化したりすることにより、空燃比センサが実際の空燃比を正確に検出することができない場合があり、このような場合には上述したＦ／Ｂ制御による空燃比の制御精度が低下してしまう。   However, on the upstream side of the three-way catalyst, the output of the air-fuel ratio sensor varies due to insufficient exhaust gas mixing, or the air-fuel ratio sensor deteriorates due to the heat of the exhaust gas. In some cases, the air-fuel ratio control accuracy by the F / B control described above is reduced.

そこで、三元触媒の排気下流側にも機関排気通路内に排気空燃比を検出することができる空燃比センサを設け、下流側空燃比センサの出力に基づいて上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比と一致するように上流側空燃比センサの出力値を（結果的には燃料供給量を）補正するサブＦ／Ｂ制御を行うことにより空燃比の制御精度を改善するダブルセンサシステムが既に実用化されている。   Therefore, an air-fuel ratio sensor capable of detecting the exhaust air-fuel ratio is also provided in the engine exhaust passage on the exhaust downstream side of the three-way catalyst, and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor. A double sensor that improves the control accuracy of the air-fuel ratio by performing sub-F / B control that corrects the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (resulting in the fuel supply amount) so that it matches the actual exhaust air-fuel ratio The system has already been put into practical use.

そして、このダブルセンサシステムにおいては、上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比との間の定常的なずれに対応する学習値をサブＦ／Ｂ制御における補正量に基づいて算出すると共に、算出された学習値に基づいて上流側空燃比センサの出力値を補正する学習制御が行われる。このような学習値は例えば機関停止時にもＥＣＵのＲＡＭに保存されるため、内燃機関の再始動後であってサブＦ／Ｂ制御によって上流側空燃比センサの出力値が十分に補正されていなくても上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比付近の値となるため、空燃比の制御精度の悪化を防止することができ、よって排気エミッションの悪化を防止することができる。   In this double sensor system, a learning value corresponding to a steady deviation between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio is calculated based on the correction amount in the sub F / B control. At the same time, learning control is performed to correct the output value of the upstream air-fuel ratio sensor based on the calculated learning value. Since such a learning value is stored in the RAM of the ECU even when the engine is stopped, for example, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is not sufficiently corrected by the sub F / B control after the internal combustion engine is restarted. However, since the output value of the upstream air-fuel ratio sensor becomes a value in the vicinity of the actual exhaust air-fuel ratio, it is possible to prevent the control accuracy of the air-fuel ratio from being deteriorated, and hence the exhaust emission can be prevented from being deteriorated.

ところで、例えば内燃機関を搭載した車両からバッテリを一旦外したような場合には、バッテリからの給電が中断されるためＥＣＵのＲＡＭに記憶されていた学習値も消去されてしまう。従って、斯かる場合に内燃機関を再始動したときに上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比との間に定常的なずれが生じていてもこのようなずれは学習制御によって補償されておらず、よって上流側空燃比センサの出力値の定常的なずれはサブＦ／Ｂ制御のみによって補償されなければならない。   By the way, for example, when the battery is once removed from the vehicle on which the internal combustion engine is mounted, since the power supply from the battery is interrupted, the learning value stored in the RAM of the ECU is also erased. Therefore, even if a steady deviation occurs between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio when the internal combustion engine is restarted in such a case, such a deviation is compensated by learning control. Therefore, the steady deviation of the output value of the upstream air-fuel ratio sensor must be compensated only by the sub F / B control.

ところが、上流側空燃比センサの出力値の定常的なずれをサブＦ／Ｂ制御のみによって補償しようとすると、上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比付近の値となるまでに時間がかかるため、その間に空燃比の制御精度の低い状態が続き、よって排気エミッションが悪い状態が続いてしまう。このため、バッテリからの給電中断後に内燃機関を再始動するような場合には、例えばサブＦ／Ｂ制御のフィードバックゲイン（以下、「サブＦ／Ｂゲイン」と称す）を大きくして早期に上流側空燃比センサの出力値の定常的なずれを補償する必要がある。このため、例えば特許文献１に記載の空燃比制御装置では、学習制御における学習値が収束するまでサブＦ／Ｂゲインを通常時のサブＦ／Ｂゲインよりも大きな値としている。   However, if the steady deviation of the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is to be compensated only by the sub F / B control, it takes time until the output value of the upstream air-fuel ratio sensor becomes a value near the actual exhaust air-fuel ratio. Therefore, during this time, the state of low air-fuel ratio control accuracy continues, and therefore the state of poor exhaust emission continues. For this reason, when the internal combustion engine is restarted after power supply from the battery is interrupted, for example, the feedback gain of the sub F / B control (hereinafter referred to as “sub F / B gain”) is increased and the upstream is advanced early. It is necessary to compensate for a steady shift in the output value of the side air-fuel ratio sensor. For this reason, for example, in the air-fuel ratio control device described in Patent Document 1, the sub F / B gain is set to a value larger than the normal sub F / B gain until the learning value in the learning control converges.

特開２００４−３１６５２３号公報JP 2004-316523 A

ところで、一般に、上記学習制御における学習値の収束判定は排気空燃比がリーン・リッチ間で反転する回数によって行われる。これは、排気空燃比が理論空燃比になるように制御している場合には、排気空燃比がリーンとリッチとの間で反転する回数が多いほど排気空燃比が理論空燃比付近に維持されていることを意味するためである。   Incidentally, in general, the learning value convergence determination in the learning control is performed based on the number of times the exhaust air-fuel ratio is inverted between lean and rich. This is because when the exhaust air-fuel ratio is controlled to be the stoichiometric air-fuel ratio, the exhaust air-fuel ratio is maintained near the theoretical air-fuel ratio as the exhaust air-fuel ratio is reversed between lean and rich. It means that it is.

一方、上述した三元触媒は酸素吸蔵能力を有しており、これにより三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガス中の酸素を吸蔵すると共に、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチであるときには吸蔵している酸素を放出すると共にこの酸素により排気ガス中のＨＣ、ＣＯが酸化されて浄化される。斯かる酸素吸蔵能力は三元触媒の使用開始から常に一定ではなく内燃機関の運転期間等に応じて徐々に劣化する。   On the other hand, the above-described three-way catalyst has an oxygen storage capacity, so that when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst is lean, it stores oxygen in the exhaust gas and flows into the three-way catalyst. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich, the stored oxygen is released and the oxygen and HC and CO in the exhaust gas are oxidized and purified by this oxygen. Such oxygen storage capacity is not always constant from the start of use of the three-way catalyst and gradually deteriorates according to the operation period of the internal combustion engine.

このような三元触媒では、三元触媒の酸素吸蔵能力が高いとき、すなわち三元触媒の劣化度合いが小さいときには、排気空燃比がリッチからリーンに反転しても三元触媒に排気ガス中の酸素が多量に吸蔵されることにより三元触媒から排出される排気ガスの空燃比は直ぐには反転せず、逆に排気空燃比がリーンからリッチに反転しても三元触媒に多量に吸蔵されている酸素が放出されることにより三元触媒から排出される排気ガスの空燃比は直ぐには反転しない。このため、三元触媒の劣化度合いが小さいと三元触媒から排出される排気ガスの空燃比がリーン・リッチ間で反転する周期が長くなり、よってサブＦ／Ｂゲインを比較的大きく設定しないと学習値の収束判定が遅れてしまう。   In such a three-way catalyst, when the oxygen storage capacity of the three-way catalyst is high, that is, when the degree of deterioration of the three-way catalyst is small, even if the exhaust air-fuel ratio is reversed from rich to lean, The air-fuel ratio of the exhaust gas exhausted from the three-way catalyst due to a large amount of oxygen being stored does not reverse immediately, but conversely, even if the exhaust air-fuel ratio is reversed from lean to rich, a large amount is stored in the three-way catalyst. The air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the three-way catalyst is not reversed immediately after the released oxygen is released. For this reason, if the degree of deterioration of the three-way catalyst is small, the period during which the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the three-way catalyst is reversed between lean and rich becomes long, and therefore the sub F / B gain must be set relatively large. Learning value convergence determination is delayed.

一方、三元触媒の酸素吸蔵能力が低いとき、すなわち三元触媒の劣化度合いが大きいときには、排気ガス中の酸素は三元触媒にあまり吸蔵されないため、排気空燃比がリッチからリーン又はその逆に反転すると三元触媒から排出される排気ガスの空燃比も比較的早く反転する。このように三元触媒の劣化度合いが大きいと三元触媒から排出される排気ガスの空燃比がリーン・リッチ間で反転する周期が短くなるため、サブＦ／Ｂゲインを比較的小さく設定しないと、サブＦ／Ｂ制御が発散してしまう。   On the other hand, when the oxygen storage capacity of the three-way catalyst is low, that is, when the degree of deterioration of the three-way catalyst is large, oxygen in the exhaust gas is not stored much in the three-way catalyst, so the exhaust air-fuel ratio is from rich to lean or vice versa. When reversed, the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the three-way catalyst is also reversed relatively quickly. In this way, if the degree of deterioration of the three-way catalyst is large, the cycle in which the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the three-way catalyst is reversed between lean and rich becomes short, so the sub F / B gain must be set relatively small. Sub F / B control will diverge.

そこで、本発明の目的は、三元触媒の劣化度合いを考慮しつつサブＦ／Ｂ制御が発散してしまうことのない範囲内でできるだけ早く学習値の収束判定を行うことができる内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。   Accordingly, an object of the present invention is to determine whether the learning value converges as soon as possible within a range in which the sub F / B control does not diverge while considering the degree of deterioration of the three-way catalyst. An object of the present invention is to provide a fuel ratio control device.

上記課題を解決するために、第１の発明では、機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の排気上流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサと、上記排気浄化触媒の排気下流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサとを具備し、上記上流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を制御する内燃機関の空燃比制御装置であって、上記上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比からずれている場合に、上記下流側空燃比センサの出力値に基づいてフィードバックパラメータを用いて上記上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく燃料供給量をフィードバックにより補正するフィードバック手段と、上記上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比との間の定常的なずれに対応する学習値を上記フィードバック手段による補正量に基づいて算出すると共に算出された学習値に基づいて上記燃料供給量を補正する学習手段とを具備し、内燃機関の通常運転時には上記排気浄化触媒の劣化度合いとは無関係にフィードバックパラメータの値が定められる内燃機関の空燃比制御装置において、上記学習値がリセットされた後に上記学習値の収束を判定する収束判定手段を更に具備し、上記収束判定手段によって学習値が収束したと判定される前においては、上記排気浄化触媒の劣化度合いに応じてフィードバックパラメータの値を変更するようにした。   In order to solve the above-described problem, in the first invention, an upstream air-fuel ratio sensor that is disposed on the exhaust upstream side of an exhaust purification catalyst provided in an engine exhaust passage and detects an air-fuel ratio of exhaust gas; A downstream air-fuel ratio sensor disposed on the exhaust downstream side of the purification catalyst and detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas, so that the exhaust air-fuel ratio becomes the target air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine for controlling the fuel supply amount, and when the output value of the upstream air-fuel ratio sensor deviates from the actual exhaust air-fuel ratio, the output value of the downstream air-fuel ratio sensor is Feedback means for correcting the fuel supply amount by feedback to compensate for the deviation between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio using feedback parameters, and the upstream air-fuel ratio A learning value corresponding to a steady deviation between the sensor output value and the actual exhaust air-fuel ratio is calculated based on the correction amount by the feedback means, and the fuel supply amount is corrected based on the calculated learning value. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine in which a feedback parameter value is determined irrespective of the degree of deterioration of the exhaust purification catalyst during normal operation of the internal combustion engine. Convergence determining means for determining convergence of the learning value is further provided, and the value of the feedback parameter is changed according to the degree of deterioration of the exhaust purification catalyst before the convergence determining means determines that the learning value has converged. I did it.

第２の発明では、第１の発明において、上記フィードバックパラメータにはフィードバックゲインが含まれ、上記排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときほどフィードバックゲインを大きくするようにした。   In the second invention, in the first invention, the feedback parameter includes a feedback gain, and the feedback gain is increased as the deterioration degree of the exhaust purification catalyst is smaller.

第３の発明では、第１又は第２の発明において、上記フィードバック手段は燃料供給量のフィードバックによる補正量の絶対値を所定のガード値以下に制限しており、上記フィードバックパラメータには上記ガード値が含まれ、上記排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときほど上記ガード値の絶対値を大きくするようにした。   In a third invention, in the first or second invention, the feedback means limits an absolute value of a correction amount by feedback of the fuel supply amount to a predetermined guard value or less, and the feedback parameter includes the guard value. The absolute value of the guard value is increased as the degree of deterioration of the exhaust purification catalyst is smaller.

第４の発明では、第１〜第３のいずれか一つの発明において、上記収束判定手段は、下流側空燃比センサの出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と該目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した回数が所定回数以上になったときに学習値が収束した判定する。   In a fourth invention, in any one of the first to third inventions, the convergence determination means includes an air-fuel ratio in which the output value of the downstream air-fuel ratio sensor is richer than the target air-fuel ratio and the target air-fuel ratio. It is determined that the learning value has converged when the number of inversions with respect to the lean air-fuel ratio becomes a predetermined number or more.

本発明によれば、三元触媒の劣化度合いを考慮しつつサブＦ／Ｂ制御が発散してしまうことのない範囲内でできるだけ早く学習値の収束判定を行うことができるようになる。   According to the present invention, it is possible to determine the convergence of the learning value as soon as possible within a range in which the sub F / B control does not diverge while considering the degree of deterioration of the three-way catalyst.

以下、図面を参照して本発明の内燃機関の空燃比制御装置について説明する。図１は本発明の制御装置が搭載される内燃機関全体の図である。図１に示した実施形態では本発明の空燃比制御装置が筒内直噴型火花点火式内燃機関に用いられた場合を示しているが、他の火花点火式内燃機関や圧縮自着火式内燃機関等にも用いることができる。   Hereinafter, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall view of an internal combustion engine on which a control device of the present invention is mounted. The embodiment shown in FIG. 1 shows the case where the air-fuel ratio control apparatus of the present invention is used in an in-cylinder direct injection type spark ignition internal combustion engine, but other spark ignition type internal combustion engines and compression self-ignition internal combustion engines are shown. It can also be used for institutions.

図１を参照すると１は機関本体、２はシリンダブロック、３はシリンダブロック２内で往復動するピストン、４はシリンダブロック２上に固定されたシリンダヘッド、５はピストン３とシリンダヘッド４との間に形成された燃焼室、６は吸気弁、７は吸気ポート、８は排気弁、９は排気ポートをそれぞれ示す。図１に示したようにシリンダヘッド４の内壁面の中央部には点火プラグ１０が配置され、シリンダヘッド４内壁面周辺部には燃料噴射弁１１が配置される。またピストン３の頂面上には燃料噴射弁１１の下方から点火プラグ１０の下方まで延びるキャビティ１２が形成されている。   Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a cylinder block, 3 is a piston that reciprocates in the cylinder block 2, 4 is a cylinder head fixed on the cylinder block 2, and 5 is a piston 3 and a cylinder head 4. A combustion chamber formed therebetween, 6 is an intake valve, 7 is an intake port, 8 is an exhaust valve, and 9 is an exhaust port. As shown in FIG. 1, a spark plug 10 is arranged at the center of the inner wall surface of the cylinder head 4, and a fuel injection valve 11 is arranged around the inner wall surface of the cylinder head 4. A cavity 12 extending from the lower side of the fuel injection valve 11 to the lower side of the spark plug 10 is formed on the top surface of the piston 3.

各気筒の吸気ポート７はそれぞれ対応する吸気枝管１３を介してサージタンク１４に連結され、サージタンク１４は吸気管１５を介してエアクリーナ（図示せず）に連結される。吸気管１５内にはエアフロメータ１６が配置されると共にステップモータ１７によって駆動されるスロットル弁１８が配置される。一方、各気筒の排気ポート９は排気マニホルド１９に連結され、この排気マニホルド１９は三元触媒２０を内蔵した触媒コンバータ２１に連結される。触媒コンバータ２１の出口は排気管２２に連結される。排気マニホルド１９、すなわち排気浄化触媒２０上流側の排気通路内には空燃比センサ２３が配置されると共に、排気管２２、すなわち三元触媒２０下流側の排気通路内には酸素センサ２４が配置される。   The intake port 7 of each cylinder is connected to a surge tank 14 via a corresponding intake branch pipe 13, and the surge tank 14 is connected to an air cleaner (not shown) via an intake pipe 15. An air flow meter 16 is disposed in the intake pipe 15 and a throttle valve 18 driven by a step motor 17 is disposed. On the other hand, the exhaust port 9 of each cylinder is connected to an exhaust manifold 19, and this exhaust manifold 19 is connected to a catalytic converter 21 containing a three-way catalyst 20. The outlet of the catalytic converter 21 is connected to the exhaust pipe 22. An air-fuel ratio sensor 23 is disposed in the exhaust manifold 19, that is, the exhaust passage upstream of the exhaust purification catalyst 20, and an oxygen sensor 24 is disposed in the exhaust pipe 22, that is, the exhaust passage downstream of the three-way catalyst 20. The

電子制御ユニット３１はディジタルコンピュータからなり、双方向性バス３２を介して相互に接続されたＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）３３、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３４、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）３５、入力ポート３６および出力ポート３７を具備する。エアフロメータ１６は吸入空気流量に比例した出力電圧を発生し、その出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。また、空燃比センサ２３は、図２に示したように、排気マニホルド１９内を通過する排気ガス中の酸素濃度に基づいて、斯かる排気ガスの空燃比にほぼ比例した出力電圧を発生する。一方、酸素センサ２４は、図３に示したように、排気管２２内を通過する排気ガス、すなわち三元触媒２０を通過した後の排気ガス中の酸素濃度に基づいて、斯かる排気ガスの空燃比が理論空燃比（約１４．７）よりもリッチであるかリーンであるかによって大きく異なる出力電圧を発生する。これら出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。   The electronic control unit 31 is composed of a digital computer and includes a RAM (random access memory) 33, a ROM (read only memory) 34, a CPU (microprocessor) 35, an input port 36 and An output port 37 is provided. The air flow meter 16 generates an output voltage proportional to the intake air flow rate, and the output voltage is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. Further, as shown in FIG. 2, the air-fuel ratio sensor 23 generates an output voltage substantially proportional to the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the oxygen concentration in the exhaust gas passing through the exhaust manifold 19. On the other hand, as shown in FIG. 3, the oxygen sensor 24, based on the oxygen concentration in the exhaust gas passing through the exhaust pipe 22, that is, the exhaust gas after passing through the three-way catalyst 20, An output voltage that varies greatly depending on whether the air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio (about 14.7). These output voltages are input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38.

また、アクセルペダル４０にはアクセルペダル４０の踏込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ４１が接続され、負荷センサ４１の出力電圧は対応するＡＤ変換器３８を介して入力ポート３６に入力される。クランク角センサ４２は例えばクランクシャフトが３０度回転する毎に出力パルスを発生し、この出力パルスが入力ポート３６に入力される。ＣＰＵ３５ではこのクランク角センサ４２の出力パルスから機関回転数が計算される。一方、出力ポート３７は対応する駆動回路３９を介して点火プラグ１０、燃料噴射弁１１およびステップモータ１７に接続される。   A load sensor 41 that generates an output voltage proportional to the amount of depression of the accelerator pedal 40 is connected to the accelerator pedal 40, and the output voltage of the load sensor 41 is input to the input port 36 via the corresponding AD converter 38. The For example, the crank angle sensor 42 generates an output pulse every time the crankshaft rotates 30 degrees, and the output pulse is input to the input port 36. The CPU 35 calculates the engine speed from the output pulse of the crank angle sensor 42. On the other hand, the output port 37 is connected to the spark plug 10, the fuel injection valve 11, and the step motor 17 via a corresponding drive circuit 39.

上述した三元触媒２０は、酸素吸蔵能力を有しており、これにより三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガス中の酸素を吸蔵すると共に、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチであるときには吸蔵している酸素を放出することにより排気ガス中に含まれるＨＣ、ＣＯを酸化・浄化する。   The above-described three-way catalyst 20 has an oxygen storage capacity, so that when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is lean, the three-way catalyst 20 stores oxygen in the exhaust gas and also the three-way catalyst 20. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust gas is rich, the stored oxygen is released to oxidize and purify HC and CO contained in the exhaust gas.

このような三元触媒２０の酸素吸蔵能力を効果的に利用するためには、排気ガスの空燃比がその後リッチ及びリーンのいずれになっても排気ガスを浄化することができるように、三元触媒２０中に吸蔵されている酸素の量を所定量（例えば、最大酸素吸蔵量の半分）に維持することが必要である。三元触媒２０の酸素吸蔵量が上記所定量に維持されていれば、三元触媒２０は常に或る程度の酸素吸蔵作用及び酸素放出作用を発揮することが可能であり、結果として三元触媒２０により常に排気ガス中の成分の酸化・還元を行うことができるようになる。このため、本実施形態では、三元触媒２０による排気浄化性能を維持すべく、三元触媒の酸素吸蔵量を一定に維持するように空燃比制御を行うこととしている。   In order to effectively utilize the oxygen storage capacity of such a three-way catalyst 20, the three-way catalyst can be purified so that the exhaust gas can be purified even if the air-fuel ratio of the exhaust gas subsequently becomes rich or lean. It is necessary to maintain the amount of oxygen stored in the catalyst 20 at a predetermined amount (for example, half of the maximum oxygen storage amount). If the oxygen storage amount of the three-way catalyst 20 is maintained at the predetermined amount, the three-way catalyst 20 can always exhibit a certain degree of oxygen storage and oxygen release action, and as a result, the three-way catalyst. 20 makes it possible to always oxidize and reduce the components in the exhaust gas. For this reason, in this embodiment, in order to maintain the exhaust purification performance of the three-way catalyst 20, air-fuel ratio control is performed so as to keep the oxygen storage amount of the three-way catalyst constant.

そこで、本実施形態では、三元触媒２０よりも排気上流側に配置された空燃比センサ（上流側空燃比センサ）２３によって排気空燃比（三元触媒２０上流側の排気通路、燃焼室５および吸気通路に供給された空気と燃料との比率）を検出すると共に、空燃比センサ２３の出力値が理論空燃比に対応した値となるように燃料噴射弁１１からの燃料供給量についてＦ／Ｂ制御を行うこととしている（以下、このＦ／Ｂ制御を「メインＦ／Ｂ制御」と称す）。これにより、排気空燃比は理論空燃比付近に維持され、その結果三元触媒の酸素吸蔵量が一定に維持され、よって排気エミッションを改善することができる。   Therefore, in the present embodiment, the air / fuel ratio sensor (upstream air / fuel ratio sensor) 23 disposed upstream of the three-way catalyst 20 causes the exhaust air / fuel ratio (the exhaust passage upstream of the three-way catalyst 20, the combustion chamber 5, and F / B for the fuel supply amount from the fuel injection valve 11 so that the output value of the air-fuel ratio sensor 23 becomes a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. Control is to be performed (hereinafter, this F / B control is referred to as “main F / B control”). As a result, the exhaust air-fuel ratio is maintained in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, and as a result, the oxygen storage amount of the three-way catalyst is maintained constant, thereby improving exhaust emission.

以下、メインＦ／Ｂ制御について具体的に説明する。まず、本実施形態では、燃料噴射弁１１から各気筒へと供給すべき燃料量（以下、「目標燃料供給量」と称す）Ｑｆｔ（ｎ）は下記式（１）によって算出される。
Ｑｆｔ（ｎ）＝Ｍｃ（ｎ）／ＡＦＴ＋ＤＱｆ（ｎ−１） …（１） Hereinafter, the main F / B control will be specifically described. First, in the present embodiment, a fuel amount (hereinafter referred to as “target fuel supply amount”) Qft (n) to be supplied from the fuel injection valve 11 to each cylinder is calculated by the following equation (1).
Qft (n) = Mc (n) / AFT + DQf (n-1) (1)

ここで、上記式（１）においてｎはＥＣＵ３１における計算回数を示す値であり、例えばＱｆｔ（ｎ）は第ｎ回目の計算によって（すなわち時刻ｎにおいて）算出された目標燃料供給量を表している。また、Ｍｃ（ｎ）は、吸気弁６の閉弁時までに各気筒の筒内に吸入されたと予想される空気量（以下、「筒内吸入空気量」と称す）を示している。筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）は、例えば機関回転数Ｎｅと吸気管１５内を通過した空気の流量（以下、「吸気管通過空気流量」と称す）ｍｔとを引数としたマップ又は計算式を予め実験的に又は計算によって求め、このマップ又は計算式をＥＣＵ３１のＲＯＭ３４に保存し、機関運転中に機関回転数Ｎｅ及び吸気管通過空気流量ｍｔを検出してこれら検出値に基づいて上記マップ又は計算式により算出される。また、ＡＦＴは、排気空燃比の目標値であり、本実施形態では理論空燃比（１４．７）である。さらに、ＤＱｆは、後述するメインＦ／Ｂ制御に関して算出される燃料補正量である。燃料噴射弁１１では、このようにして算出された目標燃料供給量に対応する量の燃料が噴射される。   In the above equation (1), n is a value indicating the number of calculations in the ECU 31, and for example, Qft (n) represents the target fuel supply amount calculated by the n-th calculation (that is, at time n). . Mc (n) indicates the amount of air expected to be sucked into the cylinder of each cylinder before the intake valve 6 is closed (hereinafter referred to as “in-cylinder intake air amount”). The in-cylinder intake air amount Mc (n) is a map or calculation formula using, for example, the engine speed Ne and the flow rate of air passing through the intake pipe 15 (hereinafter referred to as “intake pipe passing air flow rate”) mt as arguments. Is obtained experimentally or by calculation, and this map or calculation formula is stored in the ROM 34 of the ECU 31, and the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt are detected during engine operation, and the map is based on these detected values. Or it calculates with a formula. AFT is a target value of the exhaust air-fuel ratio, and in this embodiment, is the stoichiometric air-fuel ratio (14.7). Further, DQf is a fuel correction amount calculated for main F / B control described later. The fuel injection valve 11 injects an amount of fuel corresponding to the target fuel supply amount calculated in this way.

なお、上記説明では、筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）は、機関回転数Ｎｅと吸気管通過空気流量ｍｔとを引数としたマップ等に基づいて算出されるとしているが、例えばスロットル弁１８の開度及び大気圧等に基づいた計算式等、他の方法によって求められてもよい。   In the above description, the in-cylinder intake air amount Mc (n) is calculated based on a map or the like using the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt as arguments. You may obtain | require by other methods, such as a calculation formula based on an opening degree, atmospheric pressure, etc.

図４は、燃料噴射弁１１からの目標燃料供給量Ｑｆｔ（ｎ）を算出する目標燃料供給量算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。   FIG. 4 is a flowchart showing a control routine of target fuel supply amount calculation control for calculating the target fuel supply amount Qft (n) from the fuel injection valve 11. The illustrated control routine is performed by interruption at predetermined time intervals.

まず、ステップ１０１において、クランク角センサ４２及びエアフロメータ１６によって機関回転数Ｎｅ及び吸気管通過空気流量ｍｔが検出される。次いで、ステップ１０２では、ステップ１０１において検出された機関回転数Ｎｅ及び吸気管通過空気流量ｍｔに基づいてマップにより又は計算式により時刻ｎにおける筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）が算出される。次いで、ステップ１０３では、ステップ１０２で算出された筒内吸入空気量Ｍｃ（ｎ）及び後述するメインＦ／Ｂ制御において算出された時刻ｎ−１における燃料補正量ＤＱｆ（ｎ−１）に基づいて上記式（１）により目標燃料供給量Ｑｆｔ（ｎ）が算出され、制御ルーチンが終了せしめられる。燃料噴射弁１１ではこのように算出された目標燃料供給量Ｑｆｔ（ｎ）に相当する量の燃料が噴射せしめられる。   First, in step 101, the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt are detected by the crank angle sensor 42 and the air flow meter 16. Next, at step 102, the in-cylinder intake air amount Mc (n) at time n is calculated by a map or a calculation formula based on the engine speed Ne and the intake pipe passage air flow rate mt detected at step 101. Next, at step 103, based on the in-cylinder intake air amount Mc (n) calculated at step 102 and the fuel correction amount DQf (n-1) at time n-1 calculated in main F / B control described later. The target fuel supply amount Qft (n) is calculated by the above equation (1), and the control routine is terminated. The fuel injection valve 11 injects an amount of fuel corresponding to the target fuel supply amount Qft (n) calculated in this way.

次に、メインＦ／Ｂ制御について説明する。本実施形態では、メインＦ／Ｂ制御として、空燃比センサ２３の出力に基づいて算出された実際の燃料供給量と、上述した目標燃料供給量Ｑｆｔとの燃料偏差量ΔＱｆを各計算時毎に算出し、この燃料偏差量ΔＱｆがゼロになるように燃料補正量ＤＱｆを算出している。具体的には、燃料補正量ＤＱｆは下記式（２）により算出される。なお、下記式（２）においてＤＱｆ（ｎ−１）は、第ｎ−１回目の計算、すなわち前回の計算における燃料補正量であり、Ｋｍｐは比例ゲイン、Ｋｍｉは積分ゲインをそれぞれ示している。これら比例ゲインＫｍｐ、積分ゲインＫｍｉは予め定められた一定の値であってもよいし、機関運転状態に応じて変化する値であってもよい。

Figure 0004661691
Next, main F / B control will be described. In the present embodiment, as the main F / B control, the fuel deviation amount ΔQf between the actual fuel supply amount calculated based on the output of the air-fuel ratio sensor 23 and the target fuel supply amount Qft described above is calculated at each calculation time. The fuel correction amount DQf is calculated so that the fuel deviation amount ΔQf becomes zero. Specifically, the fuel correction amount DQf is calculated by the following equation (2). In the following equation (2), DQf (n−1) is the fuel correction amount in the (n−1) th calculation, that is, the previous calculation, Kmp indicates a proportional gain, and Kmi indicates an integral gain. These proportional gain Kmp and integral gain Kmi may be predetermined constant values or values that change in accordance with the engine operating state.
Figure 0004661691

図５は、燃料補正量ＤＱｆを算出するメインＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。   FIG. 5 is a flowchart showing a control routine of main F / B control for calculating the fuel correction amount DQf. The illustrated control routine is performed by interruption at predetermined time intervals.

まず、ステップ１２１では、メインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。メインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立している場合とは、例えば内燃機関の冷間始動中ではないこと（すなわち、機関冷却水温が一定温度以上であって始動時燃料増量等が行われていないこと）や、機関運転中に燃料噴射弁からの燃料噴射を停止する燃料カット制御中ではないこと等が挙げられる。ステップ１２１においてメインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１２２へと進む。   First, in step 121, it is determined whether or not an execution condition for main F / B control is satisfied. The case where the execution condition of the main F / B control is satisfied means that, for example, the internal combustion engine is not cold started (that is, the engine cooling water temperature is equal to or higher than a certain temperature and the fuel increase at start-up is performed). And the fuel cut control for stopping the fuel injection from the fuel injection valve during the engine operation. If it is determined in step 121 that the main F / B control execution condition is satisfied, the process proceeds to step 122.

ステップ１２２では、第ｎ回目の計算時における空燃比センサ２３の出力値ＶＡＦ（ｎ）が検出される。次いで、ステップ１２３では、後述するサブＦ／Ｂ制御の制御ルーチンによって算出された空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂ（ｎ）及び後述するサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂをステップ１２２で検出された出力値ＶＡＦ（ｎ）に加算することで、空燃比センサ２３の出力値が補正されて第ｎ回目の計算時における補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）が算出される（ＶＡＦ’（ｎ）＝ＶＡＦ（ｎ）＋ｅｆｓｆｂ（ｎ）＋ｅｆｇｆｓｂ（ｎ））。   In step 122, the output value VAF (n) of the air-fuel ratio sensor 23 at the time of the nth calculation is detected. Next, at step 123, the output correction value efsfb (n) of the air-fuel ratio sensor 23 calculated by the control routine of sub-F / B control described later and the sub-F / B learning value efgsfs described later are output detected at step 122. By adding to the value VAF (n), the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected, and the corrected output value VAF ′ (n) at the time of the n-th calculation is calculated (VAF ′ (n) = VAF ( n) + efsfb (n) + efgsfsb (n)).

次いで、ステップ１２４では、ステップ１２３で算出された補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）に基づいて図２に示したマップを用いて時刻ｎにおける実空燃比ＡＦＲ（ｎ）が算出される。このようにして算出された実空燃比ＡＦＲ（ｎ）は、第ｎ回目の計算時における三元触媒２０に流入する排気ガスの実際の空燃比にほぼ一致した値となっている。   Next, at step 124, based on the corrected output value VAF '(n) calculated at step 123, the actual air-fuel ratio AFR (n) at time n is calculated using the map shown in FIG. The actual air-fuel ratio AFR (n) calculated in this way is a value that substantially matches the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 at the time of the n-th calculation.

次いで、ステップ１２５では、下記式（３）により、空燃比センサ２３の出力に基づいて算出された燃料供給量と目標燃料供給量Ｑｆｔとの燃料偏差量ΔＱｆが算出される。なお、下記式（３）において、筒内吸入空気量Ｍｃ及び目標燃料供給量Ｑｆｔについては第ｎ回目の計算時における値が用いられているが、第ｎ回目の計算時よりも前の値が用いられてもよい。
ΔＱｆ（ｎ）＝Ｍｃ（ｎ）／ＡＦＲ（ｎ）−Ｑｆｔ（ｎ） …（３） Next, at step 125, the fuel deviation amount ΔQf between the fuel supply amount calculated based on the output of the air-fuel ratio sensor 23 and the target fuel supply amount Qft is calculated by the following equation (3). In the following formula (3), values in the nth calculation are used for the cylinder intake air amount Mc and the target fuel supply amount Qft, but values before the nth calculation are used. May be used.
ΔQf (n) = Mc (n) / AFR (n) −Qft (n) (3)

ステップ１２６では、上記式（２）により時刻ｎにおける燃料補正量ＤＱｆ（ｎ）が算出され、制御ルーチンが終了せしめられる。算出された燃料補正量ＤＱｆ（ｎ）は、図４に示した制御ルーチンのステップ１０３において用いられる。一方、ステップ１２１においてメインＦ／Ｂ制御の実行条件が成立していないと判定された場合には、燃料補正量ＤＱｆ（ｎ）が更新されることなく制御ルーチンが終了せしめられる。   In step 126, the fuel correction amount DQf (n) at time n is calculated from the above equation (2), and the control routine is terminated. The calculated fuel correction amount DQf (n) is used in step 103 of the control routine shown in FIG. On the other hand, if it is determined in step 121 that the main F / B control execution condition is not satisfied, the control routine is terminated without updating the fuel correction amount DQf (n).

ところで、排気ガスの熱により空燃比センサ２３が劣化すること等により空燃比センサ２３の出力にはずれが生じる場合がある。このような場合、本来図２に実線で示したような出力値を発生させる空燃比センサ２３が、例えば図２に破線で示したような出力値を発生させてしまう。このように空燃比センサ２３の出力値にずれが生じると、空燃比センサ２３は例えば本来であれば排気空燃比が理論空燃比になっているときに発生させる出力電圧を、理論空燃比よりもリーンであるときに発生させてしまう。そこで、本実施形態では、酸素センサ（下流側空燃比センサ）２４を用いたサブＦ／Ｂ制御により空燃比センサ２３の出力値に生じたずれを補償して、空燃比センサ２３の出力値が実際の排気空燃比に対応した値となるようにすることとしている。   By the way, the output of the air-fuel ratio sensor 23 may be shifted due to the deterioration of the air-fuel ratio sensor 23 due to the heat of the exhaust gas. In such a case, the air-fuel ratio sensor 23 that originally generates an output value as shown by a solid line in FIG. 2 generates an output value as shown by a broken line in FIG. 2, for example. When a deviation occurs in the output value of the air-fuel ratio sensor 23 as described above, the air-fuel ratio sensor 23 generates, for example, an output voltage that is generated when the exhaust air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio rather than the stoichiometric air-fuel ratio. It is generated when it is lean. Therefore, in the present embodiment, the sub-F / B control using the oxygen sensor (downstream air-fuel ratio sensor) 24 compensates for the deviation generated in the output value of the air-fuel ratio sensor 23, and the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is A value corresponding to the actual exhaust air-fuel ratio is set.

すなわち、酸素センサ２４は、図３に示したように、排気空燃比が理論空燃比よりもリッチであるかリーンであるかを検出することができ、理論空燃比よりもリッチであるかリーンであるかの判定にずれを生じることがほとんどない。このため、実際の排気空燃比がリーンとなっているときには酸素センサ２４の出力電圧は低い値となっており、実際の排気空燃比がリッチとなっているときには酸素センサ２４の出力電圧は高い値となっている。したがって、実際の排気空燃比がほぼ理論空燃比となっているとき、すなわち理論空燃比付近で上下を繰り返しているときには、酸素センサ２４の出力電圧は高い値と低い値との間で反転を繰り返す。このような観点から、本実施形態では、酸素センサ２４の出力電圧が高い値と低い値との間で反転を繰り返すように空燃比センサ２３の出力値を補正することとしている。   That is, as shown in FIG. 3, the oxygen sensor 24 can detect whether the exhaust air-fuel ratio is richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and whether it is richer than the stoichiometric air-fuel ratio or lean. There is almost no deviation in the determination of whether there is any. For this reason, when the actual exhaust air-fuel ratio is lean, the output voltage of the oxygen sensor 24 has a low value, and when the actual exhaust air-fuel ratio is rich, the output voltage of the oxygen sensor 24 has a high value. It has become. Therefore, when the actual exhaust air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, that is, when the up-and-down is repeated near the stoichiometric air-fuel ratio, the output voltage of the oxygen sensor 24 repeatedly reverses between a high value and a low value. . From this point of view, in this embodiment, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected so that the output voltage of the oxygen sensor 24 repeats inversion between a high value and a low value.

図６は、実際の排気空燃比と、酸素センサの出力値と、空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂと、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂとのタイムチャートである。図６のタイムチャートは、実際の排気空燃比が理論空燃比になるように制御しているにも関わらず、空燃比センサ２３にずれが生じていて実際の排気空燃比が理論空燃比となっていない場合に、空燃比センサ２３に生じているずれが補償されていく様子を示している。   FIG. 6 is a time chart of the actual exhaust air-fuel ratio, the output value of the oxygen sensor, the output correction value efsfb of the air-fuel ratio sensor 23, and the sub F / B learning value efgsfs. In the time chart of FIG. 6, although the actual exhaust air-fuel ratio is controlled so as to become the stoichiometric air-fuel ratio, a deviation occurs in the air-fuel ratio sensor 23 and the actual exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio. In this case, the deviation occurring in the air-fuel ratio sensor 23 is compensated.

図６に示した例では、時刻ｔ0において、実際の排気空燃比は理論空燃比となっておらず、理論空燃比よりもリーンとなっている。これは、空燃比センサ２３にずれが生じていて、実際の排気空燃比が理論空燃比よりもリーンである空燃比となっているときに空燃比センサ２３により理論空燃比に対応する出力値が出力されているためである。このとき酸素センサ２４の出力値は低い値となっている。 In the example shown in FIG. 6, at the time t 0 , the actual exhaust air-fuel ratio is not the stoichiometric air-fuel ratio, but is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. This is because when the air-fuel ratio sensor 23 is deviated and the actual exhaust air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the air-fuel ratio sensor 23 outputs an output value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio. This is because it is output. At this time, the output value of the oxygen sensor 24 is a low value.

空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂは、上述したように、図５のステップ１２３において補正出力値ＶＡＦ’（ｎ）を算出するために出力値ＶＡＦ（ｎ）に加算される。従って、この出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値となっている場合には空燃比センサ２３の出力値はリーン側に補正され、負の値となっている場合には空燃比センサ２３の出力値はリッチ側に補正される。そして出力補正値ｅｆｓｆｂの絶対値が大きいほど空燃比センサ２３の出力値が大きく補正される。   As described above, the output correction value efsfb of the air-fuel ratio sensor 23 is added to the output value VAF (n) in order to calculate the correction output value VAF ′ (n) in step 123 of FIG. Therefore, when the output correction value efsfb is a positive value, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected to the lean side, and when the output correction value efsfb is a negative value, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is It is corrected to the rich side. As the absolute value of the output correction value efsfb increases, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected larger.

空燃比センサ２３の出力値がほぼ理論空燃比となっているにも関わらず酸素センサ２４の出力値が低い値となっているときには空燃比センサ２３の出力値がリッチ側にずれていることを意味する。そこで、本実施形態では、酸素センサ２４の出力値が低い値となっているときには、図６に示したように、出力補正値ｅｆｓｆｂの値を増大させて、空燃比センサ２３の出力値をリーン側へ補正することとしている。一方、空燃比センサ２３の出力値がほぼ理論空燃比となっているにも関わらず酸素センサ２４の出力値が高い値となっているときには、出力補正値ｅｆｓｆｂの値を減少させて、空燃比センサ２３の出力値をリッチ側へ補正することとしている。   If the output value of the oxygen sensor 24 is low even though the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is almost the stoichiometric air-fuel ratio, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is shifted to the rich side. means. Therefore, in the present embodiment, when the output value of the oxygen sensor 24 is a low value, as shown in FIG. 6, the output correction value efsfb is increased and the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is made lean. It is going to be corrected to the side. On the other hand, when the output value of the oxygen sensor 24 is high even though the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, the value of the output correction value efsfb is decreased to reduce the air-fuel ratio. The output value of the sensor 23 is corrected to the rich side.

具体的には出力補正値ｅｆｓｆｂの値は下記式（４）により計算される。なお、下記式（４）において、ｅｆｓｆｂ（ｎ−１）は、第ｎ−１回目、すなわち前回の計算時における出力補正値であり、Ｋｓｐは比例ゲイン、Ｋｓｉは積分ゲインをそれぞれ示している。また、ΔＶＯ（ｎ）は、第ｎ回目の計算時における酸素センサ２４の出力値と目標出力値（本実施形態では、理論空燃比に対応する値）との出力偏差を示している。

Figure 0004661691
Specifically, the value of the output correction value efsfb is calculated by the following equation (4). In the following equation (4), efsfb (n−1) is an output correction value at the (n−1) th time, that is, the previous calculation, Ksp indicates a proportional gain, and Ksi indicates an integral gain. ΔVO (n) represents an output deviation between the output value of the oxygen sensor 24 and the target output value (a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio in the present embodiment) at the time of the n-th calculation.
Figure 0004661691

このように、図６に示した例では、空燃比センサ２３の出力補正値ｅｆｓｆｂの値が増大するにつれて、空燃比センサ２３の出力値に生じているずれが補正され、実際の排気空燃比が徐々に理論空燃比に近づいていく。   As described above, in the example shown in FIG. 6, as the output correction value efsfb of the air-fuel ratio sensor 23 increases, the deviation generated in the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected, and the actual exhaust air-fuel ratio is reduced. Gradually approach the stoichiometric air-fuel ratio.

ここで、空燃比センサ２３の出力値が実際の空燃比に対応する値からずれた状態が継続されると、サブＦ／Ｂ制御により空燃比センサ２３の出力値が過剰に補正されてしまう場合があり、この場合には空燃比制御性が却って阻害される。このため、本実施形態では、出力補正値ｅｆｓｆｂを制限するガード値を設定し、出力補正値ｅｆｓｆｂがガード値に達したときは、出力補正値ｅｆｓｆｂをガード値で制限することで、空燃比センサ２３の過補正を防止する技術が知られている。   Here, if the state in which the output value of the air-fuel ratio sensor 23 deviates from the value corresponding to the actual air-fuel ratio is continued, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is excessively corrected by the sub F / B control. In this case, the air-fuel ratio controllability is hindered. For this reason, in the present embodiment, a guard value for limiting the output correction value efsfb is set, and when the output correction value efsfb reaches the guard value, the output correction value efsfb is limited by the guard value, thereby the air-fuel ratio sensor. A technique for preventing over-correction of 23 is known.

本実施形態では、斯かるガード値として出力補正値ｅｆｓｆｂが取り得る上限値Ｇｒｄｈである上限ガード値及び出力補正値ｅｆｓｆｂが取り得る下限値である下限ガード値Ｇｒｄｌが予め設定されている。図６に示した例では、時刻ｔ1において出力補正値ｅｆｓｆｂの値が上限ガード値Ｇｒｄｈに達しており、よって酸素センサ２４の出力値が低い値となっているにも関わらず、出力補正値ｅｆｓｆｂの値は増大せしめられずに上限ガード値Ｇｒｄｈのままとされる。 In the present embodiment, an upper limit guard value that is the upper limit value Grdh that can be taken by the output correction value efsfb and a lower limit guard value Grdl that is a lower limit value that can be taken by the output correction value efsfb are set in advance as such guard values. In the example shown in FIG. 6, the output correction value efsfb reaches the upper limit guard value Grdh at time t 1 , and thus the output correction value is low even though the output value of the oxygen sensor 24 is low. The value of efsfb is not increased and remains at the upper guard value Grdh.

このようにしてサブＦ／Ｂ制御により空燃比センサ２３の出力値は適宜補正されるが、例えば内燃機関を停止させた場合や燃料カット制御を行った場合等にはサブＦ／Ｂ制御が中断せしめられ、その結果、出力補正値ｅｆｓｆｂの値はゼロにリセットされる。その後、再び内燃機関を始動させた場合や燃料カット制御を終了した場合等には、サブＦ／Ｂ制御が再開されるが、出力補正値ｅｆｓｆｂがゼロにリセットされているため、空燃比センサ２３の出力値を再び適切な値にまで補正するには時間がかかる。   In this way, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is appropriately corrected by the sub F / B control. However, the sub F / B control is interrupted when the internal combustion engine is stopped or the fuel cut control is performed, for example. As a result, the value of the output correction value efsfb is reset to zero. Thereafter, when the internal combustion engine is started again or when the fuel cut control is terminated, the sub F / B control is resumed. However, since the output correction value efsfb is reset to zero, the air-fuel ratio sensor 23 It takes time to correct the output value to an appropriate value again.

そこで、本実施形態では、空燃比センサ２３の出力値と実際の排気空燃比に対応する値との間に生じている定常的なずれに対応するサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂを上記サブＦ／Ｂ制御における出力補正値ｅｆｓｆｂに基づいて算出すると共に、算出されたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂに基づいて空燃比センサ２３の出力値ＶＡＦを補正することとしている。このようにして算出されたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂは、例えば内燃機関を停止させたり燃料カット制御を行ったりしてもゼロにリセットされることはなく、よって内燃機関の停止や燃料カット制御等の後でもサブＦ／Ｂ制御により比較的早期に空燃比センサ２３の出力値を再び適切な値にまで補正することができるようになる。   Therefore, in the present embodiment, the sub F / B learning value efgsfs corresponding to the steady deviation generated between the output value of the air / fuel ratio sensor 23 and the value corresponding to the actual exhaust air / fuel ratio is set to the sub F / B. While calculating based on the output correction value efsfb in the B control, the output value VAF of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected based on the calculated sub F / B learning value efgfsb. The sub F / B learning value efgsfs calculated in this way is not reset to zero even if the internal combustion engine is stopped or the fuel cut control is performed, for example. Even after the above, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 can be corrected again to an appropriate value relatively early by the sub F / B control.

具体的には、前回の学習時期から所定時間ΔＴが経過したときの出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値である場合にはサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂを増大させると共に、出力補正値ｅｆｓｆｂが負の値である場合にはサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂを減少させるようにしている。また、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂの増大量又は減少量は、出力補正値ｅｆｓｆｂの絶対値が大きくなるほど多くなるようにしている。   Specifically, when the output correction value efsfb when the predetermined time ΔT has elapsed from the previous learning time is a positive value, the sub F / B learning value efgsfsb is increased and the output correction value efsfb is negative. If it is a value, the sub F / B learning value efgsfsb is decreased. Further, the amount of increase or decrease of the sub F / B learning value efgfsb is set to increase as the absolute value of the output correction value efsfb increases.

特に本実施形態では、前回の学習時期から所定時間ΔＴが経過したときの出力補正値ｅｆｓｆｂ及びサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂはそれぞれ下記式（５）及び（６）により更新される。なお、下記式（５）及び（６）において、αはなまし率であり、予め定められた１以下の正の値となる（０＜α≦１）。したがって、図６に示した例では、時刻ｔ2において出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値となっているため、下記式（５）及び（６）により出力補正値ｅｆｓｆｂが低下せしめられると共にサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが増大せしめられ、同様に時刻ｔ3においても出力補正値ｅｆｓｆｂが正の値となっているため、下記式（５）及び（６）により出力補正値ｅｆｓｆｂが低下せしめられると共にサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが増大せしめられる。
ｅｆｓｆｂ＝ｅｆｓｆｂ−（ｅｆｓｆｂ−ｅｆｇｆｓｂ）・α …（５）
ｅｆｇｆｓｂ＝ｅｆｇｆｓｂ＋（ｅｆｓｆｂ−ｅｆｇｆｓｂ）・α …（６） In particular, in the present embodiment, the output correction value efsfb and the sub F / B learning value efgsfs when the predetermined time ΔT has elapsed from the previous learning time are updated by the following equations (5) and (6), respectively. In the following formulas (5) and (6), α is an annealing rate, and is a positive value that is equal to or less than 1 (0 <α ≦ 1). Therefore, in the example shown in FIG. 6, since the output correction value efsfb is a positive value at time t 2 , the output correction value efsfb is reduced by the following equations (5) and (6) and the sub F / F B learning value efgfsb is made to increase, since Similarly, the output correction value even at the time t 3 efsfb is a positive value, the sub with an output correction value efsfb is caused to decrease by the following equation (5) and (6) The F / B learning value efgfsb is increased.
efsfb = efsfb− (efsfb−efgfsb) · α (5)
efgfsb = efgfsb + (efsfb−efgfsb) · α (6)

図７及び図８は、出力補正値ｅｆｓｆｂを算出するサブＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。   7 and 8 are flowcharts showing a control routine of sub F / B control for calculating the output correction value efsfb. The illustrated control routine is performed by interruption at predetermined time intervals.

まず、ステップ１４１では、サブＦ／Ｂ制御の実行条件が成立しているか否かが判定される。サブＦ／Ｂ制御の実行条件が成立している場合とは、メインＦ／Ｂ制御の実行条件と同様に内燃機関の冷間始動中でないことや燃料カット制御中ではないことが挙げられる。サブＦ／Ｂ制御の実行条件が成立していないと判定された場合には制御ルーチンが終了せしめられる。   First, in step 141, it is determined whether or not an execution condition for sub F / B control is satisfied. The case where the execution condition of the sub F / B control is satisfied includes the fact that the internal combustion engine is not being cold started and the fuel cut control is not being executed, as in the execution condition of the main F / B control. When it is determined that the sub F / B control execution condition is not satisfied, the control routine is terminated.

一方、ステップ１４１において、サブＦ／Ｂ制御の実行条件が成立していると判定された場合には、ステップ１４２へと進む。ステップ１４２では、時間カウンタｃｏｕｎｔに１が加算された値が新たな時間カウンタｃｏｕｎｔの値とされる（ｃｏｕｎｔ＝ｃｏｕｎｔ＋１）。なお、時間カウンタｃｏｕｎｔは、前回学習が行われてから、すなわち前回サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが更新されてからの経過時間を表すカウンタである。   On the other hand, if it is determined in step 141 that the sub F / B control execution condition is satisfied, the routine proceeds to step 142. In step 142, a value obtained by adding 1 to the time counter count is set as a new value of the time counter count (count = count + 1). The time counter count is a counter that represents an elapsed time since the previous learning was performed, that is, the previous sub F / B learning value efgsfsb was updated.

次いで、ステップ１４３では、時刻ｎにおける酸素センサ２４の出力値と目標出力値との出力偏差ΔＶＯ（ｎ）が算出される。ステップ１４４では、ステップ１４３において算出された出力偏差ΔＶＯに基づいて上記式（４）と同様な下記式（７）を利用して暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が算出される。

Figure 0004661691
Next, at step 143, an output deviation ΔVO (n) between the output value of the oxygen sensor 24 and the target output value at time n is calculated. In step 144, based on the output deviation ΔVO calculated in step 143, the provisional output correction value efsfb ′ (n) is calculated using the following equation (7) similar to the above equation (4).
Figure 0004661691

次いで、ステップ１４５及びステップ１４６では、ステップ１４４において算出された暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が上限ガード値Ｇｒｄｈ以下であるか否か及び暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が下限ガード値Ｇｒｄｌ以上であるか否かが判定される。ステップ１４５、１４６において暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が上限ガード値Ｇｒｄｈよりも大きいと判定された場合（ｅｆｓｆｂ’（ｎ）＞Ｇｒｄｈ）にはステップ１４７へと進む。ステップ１４７では、上限ガード値Ｇｒｄｈが第ｎ回目の計算時における出力補正値ｅｆｓｆｂ（ｎ）とされる（ｅｆｓｆｂ（ｎ）＝Ｇｒｄｈ）。一方、ステップ１４５、１４６において暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が下限ガード値Ｇｒｄｌよりも小さいと判定された場合（ｅｆｓｆｂ’（ｎ）＜Ｇｒｄｌ）にはステップ１４８へと進む。ステップ１４８では、下限ガード値Ｇｒｄｌが第ｎ回目の計算時における出力補正値ｅｆｓｆｂ（ｎ）とされる（ｅｆｓｆｂ（ｎ）＝Ｇｒｄｌ）。   Next, at step 145 and step 146, whether or not the provisional output correction value efsfb ′ (n) calculated at step 144 is equal to or lower than the upper guard value Grdh, and the provisional output correction value efsfb ′ (n) is the lower guard value Grdl. It is determined whether or not this is the case. If it is determined in steps 145 and 146 that the provisional output correction value efsfb ′ (n) is larger than the upper guard value Grdh (efsfb ′ (n)> Grdh), the process proceeds to step 147. In step 147, the upper limit guard value Grdh is set to the output correction value efsfb (n) at the time of the nth calculation (efsfb (n) = Grdh). On the other hand, if it is determined in steps 145 and 146 that the provisional output correction value efsfb ′ (n) is smaller than the lower limit guard value Grdl (efsfb ′ (n) <Grdl), the process proceeds to step 148. In step 148, the lower limit guard value Grdl is set as the output correction value efsfb (n) at the time of the n-th calculation (efsfb (n) = Grdl).

ステップ１４５、１４６において、暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が上限ガード値以下であって下限ガード値Ｇｒｄｌ以上であると判定された場合（Ｇｒｄｌ≦ｅｆｓｆｂ’（ｎ）≦Ｇｒｄｈ）にはステップ１４９へと進む。ステップ１４９では、暫定出力補正値ｅｆｓｆｂ’（ｎ）が第ｎ回目の計算時における出力補正値ｅｆｓｆｂ（ｎ）とされる（ｅｆｓｆｂ（ｎ）＝ｅｆｓｆｂ’（ｎ））。   If it is determined in steps 145 and 146 that the provisional output correction value efsfb ′ (n) is equal to or lower than the upper guard value and equal to or higher than the lower guard value Grdl (Grdl ≦ efsfb ′ (n) ≦ Grdh), step 149 Proceed to In step 149, the provisional output correction value efsfb '(n) is set to the output correction value efsfb (n) at the time of the nth calculation (efsfb (n) = efsfb' (n)).

次いで、ステップ１５０では、時間カウンタｃｏｕｎｔが所定値ｃｏｕｎｔ０以上であるか否かが判定される（ｃｏｕｎｔ≧ｃｏｕｎｔ０）。なお、所定値ｃｏｕｎｔ０は、前回のサブＦ／Ｂ学習値の更新からサブＦ／Ｂ制御が或る程度収束するのに必要な時間よりも長い時間に設定される。ステップ１５０において、時間カウンタｃｏｕｎｔが所定値ｃｏｕｎｔ０よりも小さいと判定された場合（ｃｏｕｎｔ＜ｃｏｕｎｔ０）には、前回のサブＦ／Ｂ学習値の更新から十分な時間が経過していないためサブＦ／Ｂ学習値の更新は行われずに制御ルーチンが終了せしめられる。一方、ステップ１５０において、時間カウンタｃｏｕｎｔが所定値ｃｏｕｎｔ０以上であると判定された場合（ｃｏｕｎｔ≧ｃｏｕｎｔ０）には、前回のサブＦ／Ｂ学習値の更新から十分な時間が経過しているため、ステップ１５１により出力補正値ｅｆｓｆｂが修正されると共に、ステップ１５２によりサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが更新される。次いで、ステップ１５３において時間カウンタｃｏｕｎｔがゼロにリセットされる。   Next, at step 150, it is determined whether or not the time counter count is equal to or greater than a predetermined value count0 (count ≧ count0). The predetermined value count0 is set to a time longer than the time required for the sub F / B control to converge to some extent from the previous update of the sub F / B learning value. If it is determined in step 150 that the time counter count is smaller than the predetermined value count0 (count <count0), a sufficient time has not elapsed since the last update of the sub F / B learning value. The control routine is terminated without updating the B learning value. On the other hand, if it is determined in step 150 that the time counter count is equal to or greater than the predetermined value count0 (count ≧ count0), a sufficient time has elapsed since the last update of the sub F / B learning value. In step 151, the output correction value efsfb is corrected, and in step 152, the sub F / B learning value efgsfs is updated. Next, in step 153, the time counter count is reset to zero.

ところで、上記サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂはＥＣＵ３１のＲＡＭ３３に記憶されるが、バッテリを取外したりしてバッテリからの給電が中断したり、ＲＡＭ３３が破壊されたりするとＲＡＭ３３に記憶されていたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが消去されてしまう。このように、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂがゼロにリセットされてしまうと、内燃機関の停止や燃料カット制御等の後にサブＦ／Ｂ制御によって早期に空燃比センサ２３の出力値を再び適切な値にまで補正することができなくなってしまう。このため、バッテリからの給電中断等の後には、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂを早期に適切な値にする必要がある。   By the way, the sub F / B learning value efgsfsb is stored in the RAM 33 of the ECU 31. However, if the battery is removed, power supply from the battery is interrupted, or the RAM 33 is destroyed, the sub F / B learning value efgsfsb is stored. The B learning value efgsfsb is deleted. As described above, if the sub F / B learning value efgsfsb is reset to zero, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is again set to an appropriate value at an early stage by the sub F / B control after the stop of the internal combustion engine, the fuel cut control, or the like. It becomes impossible to correct even the value. For this reason, after the power supply from the battery is interrupted, the sub F / B learning value efgfsb needs to be set to an appropriate value at an early stage.

そこで、本実施形態では、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが一定の値付近に収束するまで、サブＦ／Ｂ制御におけるＦ／Ｂゲイン（比例ゲインＫｓｐ及び積分ゲインＫｓｉ）を、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが一定の値付近に収束した後の通常の値よりも大きな値とすることとしている。これにより、サブＦ／Ｂ制御において算出される出力補正値ｅｆｓｆｂの変化を大きくすることができ、よってサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂを早期に適切な値へと近づけることができ、学習を早期に収束させることができるようになる。   Thus, in the present embodiment, the F / B gain (proportional gain Ksp and integral gain Ksi) in the sub F / B control is sub-F / B learning until the sub F / B learning value efgsfsb converges to a certain value. The value efgfsb is set to a value larger than a normal value after convergence near a certain value. As a result, the change in the output correction value efsfb calculated in the sub F / B control can be increased. Therefore, the sub F / B learning value efgsfsb can be brought close to an appropriate value at an early stage, and learning can be performed at an early stage. It can be converged.

ところで、三元触媒２０は酸素吸蔵能力を有しており、これにより三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリーンであるときには排気ガス中の酸素を吸蔵すると共に、三元触媒に流入する排気ガスの空燃比がリッチであるときには吸蔵している酸素を放出すると共にこの酸素により排気ガス中のＨＣ、ＣＯが酸化されて浄化される。斯かる酸素吸蔵能力は三元触媒２０の使用開始から常に一定ではなく内燃機関の運転期間等に応じて徐々に低下する（すなわち、三元触媒２０が劣化する）。   By the way, the three-way catalyst 20 has an oxygen storage capacity, so that when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is lean, it stores oxygen in the exhaust gas and flows into the three-way catalyst. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich, the stored oxygen is released and the oxygen and HC and CO in the exhaust gas are oxidized and purified by this oxygen. Such oxygen storage capacity is not always constant from the start of use of the three-way catalyst 20, and gradually decreases according to the operation period of the internal combustion engine or the like (that is, the three-way catalyst 20 deteriorates).

三元触媒２０の酸素吸蔵能力が高い状態では、三元触媒２０に流入する排気ガスの実際の空燃比がリーンからリッチに反転しても、三元触媒２０に吸蔵されていた酸素が排気ガス中に放出されるため、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は三元触媒２０に吸蔵されている酸素がほとんどなくなるまでリッチにはならない。逆に、三元触媒２０に流入する排気ガスの実際の空燃比がリッチからリーンに反転しても、三元触媒２０に流入した排気ガス中の過剰酸素は三元触媒２０に吸蔵されることになるため、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は三元触媒２０の酸素吸蔵能力の限界に達するまでリッチにはならない。すなわち、三元触媒２０の酸素吸蔵能力が高い状態では、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ・リーン間で反転しても三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は直ぐにはリッチ・リーン間で反転せず、よって三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比のリッチ・リーン間での反転周期が長くなる傾向にある。   In the state where the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 20 is high, even if the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is reversed from lean to rich, the oxygen stored in the three-way catalyst 20 is exhaust gas. The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 does not become rich until almost no oxygen is stored in the three-way catalyst 20. Conversely, even if the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is reversed from rich to lean, excess oxygen in the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is stored in the three-way catalyst 20. Therefore, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 does not become rich until the limit of the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 20 is reached. That is, in a state where the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 20 is high, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 is equal even if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is reversed between rich and lean. Immediately, there is no inversion between rich and lean, and therefore the inversion period between the rich and lean air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 tends to be longer.

一方、三元触媒２０の酸素吸蔵能力が低い状態では、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリーンからリッチに反転すると、三元触媒２０にはほとんど酸素が吸蔵されていないため、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は直ぐにリッチへと反転する。逆に、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチからリーンに反転すると、三元触媒２０に流入した排気ガス中の過剰酸素は三元触媒２０にはほとんど吸蔵されないため、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比は直ぐにリーンへと反転する。すなわち、三元触媒２０の酸素吸蔵能力が低い状態では、三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチ・リーン間で反転すると三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比も直ぐにリッチ・リーン間で反転し、よって三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比のリッチ・リーン間での反転周期が短くなる傾向にある。   On the other hand, in the state where the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 20 is low, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is reversed from lean to rich, the three-way catalyst 20 hardly stores oxygen. The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 is immediately reversed to rich. Conversely, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is reversed from rich to lean, excess oxygen in the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is hardly occluded by the three-way catalyst 20. The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the catalyst 20 is immediately reversed to lean. That is, when the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 20 is low, if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is reversed between rich and lean, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 is also immediately rich. The inversion cycle between the rich and lean air-fuel ratios of the exhaust gas that reverses between leans and flows out of the three-way catalyst 20 tends to be short.

ここで、バッテリからの給電中断等の後のサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが一定の値付近に収束したか否かの判定は、酸素センサ２４の出力値のリッチとリーンとの間での反転回数に応じて行われるか、或いは酸素センサ２４の出力値と目標出力値（本実施形態では、理論空燃比に対応する値）との偏差の積分値の変動幅に応じて行われる。従って、三元触媒２０の酸素吸蔵能力が高い場合、すなわち三元触媒２０の劣化度合いが低い場合には、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比のリッチ・リーン間での反転周期が長くなる傾向にあることから、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂの収束判定が遅れてしまうことが多く、また酸素センサ２４の出力値と目標出力値との偏差の積分値の変動幅も大きくなり易い。このため、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂを早期に収束させるためには、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインを大きくして酸素センサ２４の出力値をリッチとリーンとの間で振れ易くすると共に、ガード値Ｇｒｄｈ、Ｇｒｄｌの絶対値を大きくして出力補正値ｅｆｓｆｂがより絶対値の大きな値をとることができるように、一回の学習でサブＦ／Ｂ学習値を大きく更新することができるようにする必要がある。   Here, whether or not the sub F / B learning value efgsfsb after interruption of power supply from the battery has converged to a certain value is determined by reversing the output value of the oxygen sensor 24 between rich and lean. It is performed according to the number of times, or according to the fluctuation range of the integrated value of the deviation between the output value of the oxygen sensor 24 and the target output value (in this embodiment, the value corresponding to the theoretical air-fuel ratio). Therefore, when the oxygen storage capacity of the three-way catalyst 20 is high, that is, when the degree of deterioration of the three-way catalyst 20 is low, the inversion cycle between the rich and lean air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20 is reduced. Since it tends to be long, the convergence determination of the sub F / B learning value efgfsb is often delayed, and the fluctuation range of the integrated value of the deviation between the output value of the oxygen sensor 24 and the target output value tends to be large. . Therefore, in order to converge the sub F / B learning value efgsfsb at an early stage, the F / B gain of the sub F / B control is increased to make the output value of the oxygen sensor 24 easily swing between rich and lean. At the same time, the sub F / B learning value may be greatly updated by one learning so that the absolute values of the guard values Grdh and Grdl can be increased and the output correction value efsfb can take a larger absolute value. It needs to be possible.

逆に、三元触媒２０の酸素吸蔵能力が低い場合、すなわち三元触媒２０の劣化度合いが高い場合には、三元触媒２０から流出する排気ガスの空燃比のリッチ・リーン間での反転周期が短くなる傾向にあるため、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインを大きくすると出力補正値ｅｆｓｆｂが発散してしまうことが多い。このため、出力補正値ｅｆｓｆｂの発散を抑制するためには、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインを小さくして酸素センサ２４の出力値がリッチとリーンとの間で振れにくくすると共に、ガード値Ｇｒｄｈ、Ｇｒｄｌの絶対値を小さくして出力補正値ｅｆｓｆｂを振れにくくする必要がある。   Conversely, when the three-way catalyst 20 has a low oxygen storage capacity, that is, when the degree of deterioration of the three-way catalyst 20 is high, the inversion cycle between the rich and lean air-fuel ratios of the exhaust gas flowing out from the three-way catalyst 20. Therefore, when the F / B gain of the sub F / B control is increased, the output correction value efsfb often diverges. For this reason, in order to suppress the divergence of the output correction value efsfb, the F / B gain of the sub F / B control is reduced to make the output value of the oxygen sensor 24 difficult to swing between rich and lean, It is necessary to reduce the absolute values of the values Grdh and Grdl so that the output correction value efsfb does not easily shake.

そこで、本実施形態では、バッテリからの給電中断等によりＲＡＭ３３に記憶されたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが消去された後、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが収束するまでの間、三元触媒２０の酸素吸蔵能力に応じて、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインの大きさを変えると共に、ガード値Ｇｒｄｈ、Ｇｒｄｌの絶対値を変えることとしている。   Therefore, in the present embodiment, after the sub F / B learning value efgsfs stored in the RAM 33 is erased due to interruption of power supply from the battery, etc., until the sub F / B learning value efgsfs converges, the three-way catalyst 20 The magnitude of the F / B gain of the sub F / B control is changed in accordance with the oxygen storage capacity, and the absolute values of the guard values Grdh and Grdl are changed.

図９は、三元触媒２０が吸蔵可能な酸素量の最大値（以下、「最大酸素吸蔵量」と称す）ＯＳＣＭＡＸと、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲイン（比例ゲインＫｓｐ、積分ゲインＫｓｉ）との関係を表す図である。図９から分かるように、最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸが大きいほど比例ゲインＫｓｐは大きい値とされ（図９（ａ））、また最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸが大きいほど積分ゲインＫｓｉは大きい値とされる（図９（ｂ））。なお、図中のＫｓｐ１及びＫｓｉ１はそれぞれサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが収束してからの比例ゲインＫｓｐ及び積分ゲインＫｓｉを示しており、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂ収束前の比例ゲインＫｓｐ及び積分ゲインＫｓｉは、最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸに関わらず、サブＦ／Ｂ学習値収束後の比例ゲインＫｓｐ１及び積分ゲインＫｓｉ１よりも大きな値となっている。   FIG. 9 shows the maximum amount of oxygen that can be stored by the three-way catalyst 20 (hereinafter referred to as “maximum oxygen storage amount”) OSCMAX and the F / B gain (proportional gain Ksp, integral gain Ksi) of sub F / B control. FIG. As can be seen from FIG. 9, the larger the maximum oxygen storage amount OSCMAX is, the larger the proportional gain Ksp is (FIG. 9 (a)), and the larger the maximum oxygen storage amount OSCMAX is, the larger the integral gain Ksi is ( FIG. 9B). In the figure, Ksp1 and Ksi1 indicate the proportional gain Ksp and integral gain Ksi after the sub F / B learning value efgfsb converges, respectively. The proportional gain Ksp and integral before the sub F / B learning value efgfsb converges. Regardless of the maximum oxygen storage amount OSCMAX, the gain Ksi is larger than the proportional gain Ksp1 and the integral gain Ksi1 after convergence of the sub F / B learning value.

このように酸素吸蔵能力が高いときにサブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインを大きくするようにしたことにより、酸素センサ２４の出力のリッチ・リーン間での反転周期が短くなり、また酸素センサ２４の出力値と目標出力値（本実施形態では、理論空燃比に対応する値）との偏差の積分値の変動幅も小さくなる。このため、酸素センサ２４の出力反転回数や出力偏差の積分値に基づくサブＦ／Ｂ学習値の収束判定の遅れを防止することができる。一方、酸素吸蔵能力が低いときにサブＦ／Ｂゲインを小さくするようにしたことにより、サブＦ／Ｂ制御が発散してしまうことを抑制することができ、よって排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制することができる。   Thus, by increasing the F / B gain of the sub F / B control when the oxygen storage capacity is high, the inversion period between the rich and lean output of the oxygen sensor 24 is shortened, and the oxygen sensor The fluctuation range of the integrated value of the deviation between the output value of 24 and the target output value (in this embodiment, a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio) is also reduced. For this reason, it is possible to prevent a delay in determining the convergence of the sub F / B learning value based on the number of output inversions of the oxygen sensor 24 and the integrated value of the output deviation. On the other hand, by reducing the sub F / B gain when the oxygen storage capacity is low, it is possible to suppress the sub F / B control from divergence, thereby reducing exhaust emission and drivability. Deterioration can be suppressed.

図１０は、最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸと、サブＦ／Ｂ制御のガード値（上限ガード値Ｇｒｄｈ、下限ガード値Ｇｒｄｌ）との関係を示す図である。図１０から分かるように、最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸが大きいほど上限ガード値Ｇｒｄｈは大きい値とされ（図１０（ａ）、また最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸが大きいほど下限ガード値Ｇｒｄｌは小さい値とされる（図１０（ｂ））。上限ガード値Ｇｒｄｈ及び下限ガード値Ｇｒｄｌのいずれについても最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸが大きくなるほどその絶対値が大きくなっている。   FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the maximum oxygen storage amount OSCMAX and the guard values (upper guard value Grdh, lower guard value Grdl) for sub F / B control. As can be seen from FIG. 10, the larger the maximum oxygen storage amount OSCMAX, the larger the upper limit guard value Grdh (FIG. 10 (a)), and the larger the maximum oxygen storage amount OSCMAX, the smaller the lower limit guard value Grdl. (FIG. 10B) The absolute value of the upper limit guard value Grdh and the lower limit guard value Grdl increases as the maximum oxygen storage amount OSCMAX increases.

このように酸素吸蔵能力が高いときにサブＦ／Ｂ制御のガード値の絶対値を大きくするようにしたことにより、出力補正値ｅｆｓｆｂがより大きな値をとることができ、よって酸素センサ２４の出力のリッチ・リーン間での反転周期が短くなり、また酸素センサ２４の出力値と目標出力値との偏差の積分値の変動幅も小さくなる。このため、酸素センサ２４の出力反転回数や出力偏差の積分値に基づくサブＦ／Ｂ学習値の収束判定の遅れを防止することができる。一方、酸素吸蔵能力が低いときにサブＦ／Ｂ制御のガード値の絶対値を小さくするようにしたことにより、サブＦ／Ｂ制御が発散してしまうことを抑制することができ、よって排気エミッションの悪化やドライバビリティの悪化を抑制することができる。   Thus, by increasing the absolute value of the guard value of the sub F / B control when the oxygen storage capacity is high, the output correction value efsfb can take a larger value, and therefore the output of the oxygen sensor 24 is increased. The inversion period between the rich and lean directions becomes shorter, and the fluctuation range of the integrated value of the deviation between the output value of the oxygen sensor 24 and the target output value becomes smaller. For this reason, it is possible to prevent a delay in determining the convergence of the sub F / B learning value based on the number of output inversions of the oxygen sensor 24 and the integrated value of the output deviation. On the other hand, by reducing the absolute value of the guard value of the sub F / B control when the oxygen storage capacity is low, it is possible to suppress the sub F / B control from being diffused, and thus exhaust emission. It is possible to suppress the deterioration of driving performance and the deterioration of drivability.

なお、最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸは、例えば三元触媒２０に流入する排気ガスの空燃比がリッチとリーンとで交互に切り替わるように排気ガスの空燃比を制御すると共に、流入排気ガスの空燃比がリッチとリーンとの間で切り替わってから三元触媒２０から排出される排気ガスの空燃比がリッチとリーンとの間で切り替わるまでの時間等に基づいて算出される。   For example, the maximum oxygen storage amount OSCMAX controls the air-fuel ratio of the exhaust gas so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the three-way catalyst 20 is alternately switched between rich and lean, and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is It is calculated based on the time until the air-fuel ratio of the exhaust gas discharged from the three-way catalyst 20 switches between rich and lean until it switches between rich and lean.

図１１は、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲイン及びガード値を設定する制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。図示した制御ルーチンは所定時間間隔の割り込みによって行われる。   FIG. 11 is a flowchart showing a control routine of control for setting the F / B gain and the guard value of the sub F / B control. The illustrated control routine is performed by interruption at predetermined time intervals.

まず、ステップ１６１では、収束フラグＸｓｔが０であるか否かが判定される。収束フラグＸｓｔは、サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが収束しているときに１とされ、それ以外のときに０とされるフラグである。サブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが消去された後であってサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが収束していないときには収束フラグＸｓｔが０となっているためステップ１６２へと進む。ステップ１６２では、酸素センサ２４の出力値がリッチとリーンとの間で反転したか否かが判定される。酸素センサ２４の出力値が反転したと判定された場合にはステップ１６３において反転回数ＣＯＸに１を加算したものが新たな反転回数ＣＯＸとされ（ＣＯＸ＝ＣＯＸ＋１）、ステップ１６４へと進む。一方、酸素センサ２４の出力値が反転していないと判定された場合にはステップ１６３を介することなくステップ１６４へと進む。   First, in step 161, it is determined whether or not the convergence flag Xst is zero. The convergence flag Xst is a flag that is set to 1 when the sub F / B learning value efgfsb is converged, and is set to 0 otherwise. After the sub F / B learning value efgfsb is erased and the sub F / B learning value efgfsb has not converged, the convergence flag Xst is 0, so the routine proceeds to step 162. In step 162, it is determined whether or not the output value of the oxygen sensor 24 is inverted between rich and lean. If it is determined that the output value of the oxygen sensor 24 has been inverted, a value obtained by adding 1 to the inversion number COX in step 163 is set as a new inversion number COX (COX = COX + 1), and the process proceeds to step 164. On the other hand, if it is determined that the output value of the oxygen sensor 24 is not inverted, the process proceeds to step 164 without going through step 163.

次いで、ステップ１６４では、反転回数ＣＯＸが所定反転回数ＣＯＸ１以上であるか、すなわちサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが収束したか否かが判定される。ステップ１６４において反転回数ＣＯＸが所定反転回数ＣＯＸ１よりも小さいと判定された場合にはステップ１６５へと進む。ステップ１６５では、酸素センサ２４の出力に基づいて最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸが算出される。次いでステップ１６６ではステップ１６５で算出された最大酸素吸蔵量ＯＳＣＭＡＸに基づいて図９及び図１０に示したマップを用いて比例ゲインＫｓｐ、積分ゲインＫｓｉ、上限ガード値Ｇｒｄｈ、下限ガード値Ｇｒｄｌが算出される。   Next, in step 164, it is determined whether or not the number of inversions COX is equal to or greater than the predetermined number of inversions COX1, that is, whether or not the sub F / B learning value efgsfs has converged. If it is determined in step 164 that the number of inversions COX is smaller than the predetermined number of inversions COX1, the process proceeds to step 165. In step 165, the maximum oxygen storage amount OSCMAX is calculated based on the output of the oxygen sensor 24. Next, at step 166, based on the maximum oxygen storage amount OSCMAX calculated at step 165, the proportional gain Ksp, integral gain Ksi, upper limit guard value Grdh, and lower limit guard value Grdl are calculated using the maps shown in FIGS. The

一方、ステップ１６４において反転回数ＣＯＸが所定反転回数ＣＯＸ１以上であると判定された場合には、ステップ１６７へと進む。ステップ１６７では、最大酸素吸蔵量とは無関係に、比例ゲインＫｓｐ、積分ゲインＫｓｉ、上限ガード値Ｇｒｄｈ、下限ガード値ＧｒｄｌがＫｓｐ１、Ｋｓｉ１、Ｇｒｄｈ１、Ｇｒｄｌ１とされる。次いで、ステップ１６８において、収束フラグＸｓｔが１にセットされる。   On the other hand, if it is determined in step 164 that the number of inversions COX is equal to or greater than the predetermined number of inversions COX1, the process proceeds to step 167. In step 167, regardless of the maximum oxygen storage amount, the proportional gain Ksp, the integral gain Ksi, the upper guard value Grdh, and the lower guard value Grdl are set to Ksp1, Ksi1, Grdh1, and Grd11. Next, at step 168, the convergence flag Xst is set to 1.

収束フラグＸｓｔが１にセットされた後の制御ルーチンでは、ステップ１６１において収束フラグＸｓｔが０ではないと判定されてステップ１６９へと進む。ステップ１６９では、ＥＣＵ３１のＲＡＭ３３に記憶されていたサブＦ／Ｂ学習値ｅｆｇｆｓｂが消去される条件が成立したか否かが判定される。サブＦ／Ｂ学習値が消去される条件とは例えばバッテリからの給電中断等が挙げられる。ステップ１６９において、サブＦ／Ｂ学習値が消去される条件が成立していないと判定された場合には制御ルーチンが終了せしめられる。一方、サブＦ／Ｂ学習値が消去される条件が成立したと判定された場合にはステップ１７０へと進む。ステップ１７０では反転回数がゼロにリセットされ、次いでステップ１７１では収束フラグＸｓｔが０にリセットされる。   In the control routine after the convergence flag Xst is set to 1, it is determined in step 161 that the convergence flag Xst is not 0, and the process proceeds to step 169. In step 169, it is determined whether a condition for erasing the sub F / B learning value efgfsb stored in the RAM 33 of the ECU 31 is satisfied. Examples of the condition for deleting the sub F / B learning value include interruption of power supply from the battery. If it is determined in step 169 that the condition for erasing the sub F / B learning value is not satisfied, the control routine is terminated. On the other hand, if it is determined that the condition for deleting the sub F / B learning value is satisfied, the routine proceeds to step 170. In step 170, the number of inversions is reset to zero, and then in step 171 the convergence flag Xst is reset to zero.

なお、上記実施形態では、三元触媒の上流に設けた空燃比センサをリニアに反応する空燃比センサとしているが、上流側の空燃比センサも酸素センサとしたいわゆるダブル酸素センサシステムにも本発明を適用することも可能である。ただし、この場合には酸素センサの出力は排気ガス中の残存酸素量に比例せず燃料供給量は上流側酸素センサ出力に直接的には比例しないため、燃料偏差量の積算値に基づいて三元触媒の酸素収支を推定することはできない。そこで三元触媒の酸素収支を推定する手段として空燃比補正係数と空燃比サブＦ／Ｂ学習値との偏差の積分値を使用する。   In the above embodiment, the air-fuel ratio sensor provided upstream of the three-way catalyst is an air-fuel ratio sensor that reacts linearly. However, the present invention is also applied to a so-called double oxygen sensor system in which the upstream air-fuel ratio sensor is also an oxygen sensor. It is also possible to apply. However, in this case, the output of the oxygen sensor is not proportional to the amount of residual oxygen in the exhaust gas, and the fuel supply amount is not directly proportional to the upstream oxygen sensor output. The oxygen balance of the original catalyst cannot be estimated. Therefore, an integral value of the deviation between the air-fuel ratio correction coefficient and the air-fuel ratio sub F / B learning value is used as means for estimating the oxygen balance of the three-way catalyst.

また、上記実施形態では、排気浄化触媒として三元触媒を用いているが、排気浄化触媒はこれに限られず、酸素吸蔵能力を有すれば如何なる排気浄化触媒が用いられてもよく、例えばＮＯXの吸蔵能力を有するＮＯX吸蔵還元触媒等が用いられても良い。 In the above embodiment, the three-way catalyst is used as the exhaust purification catalyst. However, the exhaust purification catalyst is not limited to this, and any exhaust purification catalyst having an oxygen storage capability may be used. For example, NO X A NO x storage-reduction catalyst or the like having the storage ability may be used.

また、上記実施形態では、排気空燃比が理論空燃比となるようにメインＦ／Ｂ制御を実行すると共に、酸素センサの出力値が理論空燃比付近となるようにサブＦ／Ｂ制御を実行しているが、これらＦ／Ｂ制御の目標空燃比は理論空燃比でなくてもよく、理論空燃比よりもリッチ又はリーンの空燃比であってもよい。   Further, in the above embodiment, the main F / B control is executed so that the exhaust air-fuel ratio becomes the stoichiometric air-fuel ratio, and the sub-F / B control is executed so that the output value of the oxygen sensor becomes near the stoichiometric air-fuel ratio. However, the target air-fuel ratio of the F / B control may not be the stoichiometric air-fuel ratio, and may be an air-fuel ratio richer or leaner than the stoichiometric air-fuel ratio.

さらに、上記実施形態では、サブＦ／Ｂ制御により空燃比センサ２３の出力値を補正することとしているが、例えばサブＦ／Ｂ制御によりメインＦ／Ｂ制御における目標空燃比を補正するようにしてもよい。   Furthermore, in the above embodiment, the output value of the air-fuel ratio sensor 23 is corrected by the sub F / B control. For example, the target air-fuel ratio in the main F / B control is corrected by the sub F / B control. Also good.

本発明の内燃機関の空燃比制御装置が適用される内燃機関全体の図である。1 is an overall view of an internal combustion engine to which an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine of the present invention is applied. 排気空燃比と空燃比センサの出力電圧との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an exhaust air fuel ratio and the output voltage of an air fuel ratio sensor. 排気空燃比と酸素センサの出力電圧との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an exhaust air fuel ratio and the output voltage of an oxygen sensor. 目標燃料供給量を算出する目標燃料供給量算出制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine of the target fuel supply amount calculation control which calculates a target fuel supply amount. 燃料補正量を算出するメインＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine of the main F / B control which calculates a fuel correction amount. 実際の排気空燃比と、酸素センサの出力値と、空燃比センサの出力補正値と、サブＦ／Ｂ学習値とのタイムチャートである。4 is a time chart of an actual exhaust air-fuel ratio, an output value of an oxygen sensor, an output correction value of an air-fuel ratio sensor, and a sub F / B learning value. 出力補正値を算出するサブＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。It is a part of flowchart which shows the control routine of sub F / B control which calculates an output correction value. 出力補正値を算出するサブＦ／Ｂ制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。It is a part of flowchart which shows the control routine of sub F / B control which calculates an output correction value. 最大酸素吸蔵量と、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインとの関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the maximum oxygen storage amount and the F / B gain of sub F / B control. 最大酸素吸蔵量と、サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲインとの関係を表す図である。It is a figure showing the relationship between the maximum oxygen storage amount and the F / B gain of sub F / B control. サブＦ／Ｂ制御のＦ／Ｂゲイン及びガード値を設定する制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the control routine of the control which sets the F / B gain and guard value of sub F / B control.

符号の説明Explanation of symbols

１ 機関本体
３ ピストン
５ 燃焼室
６ 吸気弁
８ 排気弁
１０ 点火栓
１１ 燃料噴射弁
３１ ＥＣＵ
４１ 負荷センサ
４２ クランク角センサ 1 Engine Body 3 Piston 5 Combustion Chamber 6 Intake Valve 8 Exhaust Valve 10 Spark Plug 11 Fuel Injection Valve 31 ECU
41 Load sensor 42 Crank angle sensor

Claims (4)

機関排気通路内に設けられた排気浄化触媒の排気上流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する上流側空燃比センサと、上記排気浄化触媒の排気下流側に配置され且つ排気ガスの空燃比を検出する下流側空燃比センサとを具備し、上記上流側空燃比センサの出力値に基づいて排気空燃比が目標空燃比となるように燃料供給量を制御する内燃機関の空燃比制御装置であって、
上記上流側空燃比センサの出力値が実際の排気空燃比からずれている場合に、上記下流側空燃比センサの出力値に基づいてフィードバックパラメータを用いて上記上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比とのずれを補償すべく燃料供給量をフィードバックにより補正するフィードバック手段と、
上記上流側空燃比センサの出力値と実際の排気空燃比との間の定常的なずれに対応する学習値を上記フィードバック手段による補正量に基づいて算出すると共に算出された学習値に基づいて上記燃料供給量を補正する学習手段とを具備し、内燃機関の通常運転時には上記排気浄化触媒の劣化度合いとは無関係にフィードバックパラメータの値が定められる内燃機関の空燃比制御装置において、
上記学習値がリセットされた後に上記学習値の収束を判定する収束判定手段を更に具備し、
上記収束判定手段によって学習値が収束したと判定される前においては、上記排気浄化触媒の劣化度合いに応じてフィードバックパラメータの値を変更するようにした、内燃機関の空燃比制御装置。 An upstream air-fuel ratio sensor disposed on the exhaust upstream side of the exhaust purification catalyst provided in the engine exhaust passage and detecting the air-fuel ratio of the exhaust gas; and an exhaust air exhaust gas downstream of the exhaust purification catalyst disposed on the exhaust downstream side of the exhaust purification catalyst. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, comprising a downstream air-fuel ratio sensor for detecting a fuel ratio, and controlling a fuel supply amount so that an exhaust air-fuel ratio becomes a target air-fuel ratio based on an output value of the upstream air-fuel ratio sensor Because
When the output value of the upstream air-fuel ratio sensor deviates from the actual exhaust air-fuel ratio, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual value are measured using feedback parameters based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor. Feedback means for correcting the fuel supply amount by feedback to compensate for the deviation from the exhaust air-fuel ratio of
A learning value corresponding to a steady deviation between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the actual exhaust air-fuel ratio is calculated based on the correction amount by the feedback means, and based on the calculated learning value An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, comprising a learning means for correcting a fuel supply amount, wherein a value of a feedback parameter is determined regardless of a degree of deterioration of the exhaust purification catalyst during normal operation of the internal combustion engine.
A convergence determining means for determining convergence of the learning value after the learning value is reset;
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, wherein a value of a feedback parameter is changed in accordance with a degree of deterioration of the exhaust purification catalyst before the learning value is determined to have converged by the convergence determining means. 上記フィードバックパラメータにはフィードバックゲインが含まれ、上記排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときほどフィードバックゲインを大きくするようにした、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the feedback parameter includes a feedback gain, and the feedback gain is increased as the degree of deterioration of the exhaust purification catalyst is smaller. 上記フィードバック手段は燃料供給量のフィードバックによる補正量の絶対値を所定のガード値以下に制限しており、上記フィードバックパラメータには上記ガード値が含まれ、上記排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときほど上記ガード値の絶対値を大きくするようにした、請求項１又は２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。   The feedback means limits the absolute value of the correction amount by feedback of the fuel supply amount to a predetermined guard value or less. The feedback parameter includes the guard value, and the deterioration degree of the exhaust purification catalyst is smaller. The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein an absolute value of the guard value is increased. 上記収束判定手段は、下流側空燃比センサの出力値が目標空燃比よりもリッチな空燃比と該目標空燃比よりもリーンな空燃比との間で反転した回数が所定回数以上になったときに学習値が収束した判定する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。   When the number of times the output value of the downstream air-fuel ratio sensor is inverted between the air-fuel ratio richer than the target air-fuel ratio and the air-fuel ratio leaner than the target air-fuel ratio becomes a predetermined number or more The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the learning value is determined to have converged to the initial value.
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