JP7409230B2 - エンジン装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン装置に関する。

従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの排気系に配置されると共に酸素を吸蔵可能な浄化触媒と、排気系の浄化触媒よりも下流側に配置された下流側空燃比センサと、浄化触媒に流入する排気の空燃比が目標空燃比となるように空燃比を制御する空燃比制御装置とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、空燃比制御装置は、下流側空燃比センサにより検出された検出空燃比（排気空燃比）がリッチ空燃比になったときに目標空燃比をリーン設定空燃比まで変化させ、その後に、検出空燃比がリーン空燃比になる前に目標空燃比を弱リーン設定空燃比に変化させる。また、空燃比制御装置は、検出空燃比がリーン空燃比になったときに目標空燃比をリッチ設定空燃比まで変化させ、その後に、検出空燃比がリッチ空燃比になる前に目標空燃比を弱リッチ設定空燃比に変化させる。

特許５９４９９５７号

こうしたエンジン装置では、燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比との間で変化する途中で理論空燃比付近に停滞する期間において、排気系の浄化触媒より下流側の排気センサにより検出される検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新している。そのため、燃焼室内の空燃比が理論空燃比で停滞している否かの判定を行なう必要がある。この判定は、ノイズなどで検出空燃比が微少に変動すると燃焼室内の空燃比が理論空燃比で停滞していると誤判定する可能性があることを考慮して、検出空燃比に対して変化を緩慢にするためのなまし処理を施して得られる処理後空燃比を用いて行なわれる。しかしながら、燃焼室内の空燃比がリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比との間で比較的短時間に変化する場合、検出空燃比が短時間に変化する一方で処理後空燃比が検出空燃比の追従できず、燃焼室内の空燃比が理論空燃比で停滞している否かの判定を適正に行なえず、ずれ量関連学習値の更新の頻度が低下する場合がある。

本発明のエンジン装置は、検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値の更新の頻度の低下を抑制することを主目的とする。

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン装置は、
燃料噴射弁を有するエンジンと、
前記エンジンの排気系に取り付けられると共に酸素を吸蔵可能な浄化触媒と、
前記排気系の前記浄化触媒よりも下流側に取り付けられた排気センサと、
燃料カットから前記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開した後に、燃焼室内の混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように前記エンジンを制御する第１制御を実行し、その後、前記燃料噴射弁の燃料噴射量に対するリッチ補正の実行中に前記排気センサにより検出される検出空燃比がリッチ側閾値以下に至ると、前記燃料噴射量に対するリーン補正の実行に切り替えると共に、前記リーン補正の実行中に前記検出空燃比がリーン側閾値以上に至ると、前記リッチ補正の実行に切り替える第２制御を実行する制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、
前記エンジンを運転する場合において、前記検出空燃比に対して変化をなめらかにするためのなまし処理を施して得られる処理後空燃比が基準値を含む第１所定範囲内である条件と、前記処理後空燃比の単位時間当たりの変化量である処理後空燃比変化率が値０を含む第２所定範囲内である条件と、を含む所定条件が成立したときに、前記処理後空燃比を用いて前記検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新し、
前記第２制御を実行しているときに前記検出空燃比に対して施される前記なまし処理は、前記第１制御を実行しているときに前記検出空燃比に対して施される前記なまし処理に比して、前記検出空燃比の変化に対する前記処理後空燃比の追従性を高くする処理である
ことを要旨とする。

本発明のエンジン装置では、エンジンを運転する場合において、エンジンを運転する場合において、検出空燃比に対して変化をなめらかにするためのなまし処理を施して得られる処理後空燃比が基準値を含む第１所定範囲内である条件と、処理後空燃比の単位時間当たりの変化量である処理後空燃比変化率が値０を含む第２所定範囲内である条件と、を含む所定条件が成立したときに、処理後空燃比を用いて検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新する。第２制御を実行しているときに検出空燃比に対して施されるなまし処理は、第１制御を実行しているときに検出空燃比に対して施されるなまし処理に比して、検出空燃比の変化に対する処理後空燃比の追従性を高くする処理である。第２制御では、第１制御に比して短い時間で排気系の浄化触媒より下流側での空燃比がリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比との間で変化することから、第２制御を実行しているときに検出空燃比に対して施されるなまし処理は、第１制御を実行しているときに検出空燃比に対して施されるなまし処理に比して、検出空燃比の変化に対する処理後空燃比の追従性を高くする処理とすることにより、ずれ量関連学習値の更新の頻度の低下を抑制できる。

ここで、「基準値」としては、燃焼室内の混合気の空燃比が理論空燃比のときの検出空燃比の基準値である基準空燃比（予め定められた値）が用いられる。「ずれ量関連学習値」は、検出空燃比が基準値付近のときの検出空燃比に関する値であり、基準値に対する検出空燃比のずれ量を反映した値となる。この「ずれ量関連学習値」は、積算空燃比を積算回数で除して得られる平均空燃比であるものとしてもよいし、平均空燃比に緩変化処理（なまし処理やレート処理）を施して得られる緩変化空燃比であるものとしてもよいし、平均空燃比や緩変化空燃比から基準値を減じた値であるものとしてもよい。

こうした本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記所定条件が成立したときに、前記処理後空燃比を積算して積算空燃比を演算し、前記処理後空燃比の積算回数が学習許可回数以上に至ったときには、前記積算空燃比を用いて前記ずれ量関連学習値を更新してもよい。

本発明の実施例としてのエンジン装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン装置２１の構成の概略を示す構成図である。 再開時ずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の通常燃料噴射制御を行なう際の制御ブロックの一例を示す制御ブロック図である。 サブフィードバック部９２により実行されるサブフィードバック補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。 検出空燃比ＡＦｄや、サブフィードバック補正の様子の一例を示す説明図である。 ずれ量関連学習部９５により実行される通常ずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのエンジン装置２１を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン装置２１の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側で燃料噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、エンジン２２は、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させる。この爆発燃焼のエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動がクランクシャフト２６の回転運動に変換される。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３６，１３８を介して外気に排出される。浄化装置１３６，１３８は、それぞれ、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３６ａ，１３８ａを有する。浄化触媒１３６ａ，１３８ａは、それぞれ酸素を吸蔵可能に構成されている。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブ１３３を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａも挙げることができる。さらに、スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１５０からのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。加えて、排気管１３４の浄化装置１３６よりも上流側に取り付けられた上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕや、排気管１３４の浄化装置１３６よりも下流側で且つ浄化装置１３８の上流側に取り付けられた下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄも挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力される。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１２４ｂへの駆動制御信号、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号や、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。また、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算する。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる相電流を検出する電流センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の各相の相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力される。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算する。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電池電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算する。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖ、外気温センサ８９からの外気温度Ｔｏｕｔも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）で走行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、ＥＶ走行モードと同様に、要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて走行に要求される要求パワーＰｄ＊を演算し、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を演算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や、車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数が用いられる。そして、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２（インバータ４１，４２）の制御については上述した。

次に、こうして構成されたハイブリッド自動車２０の動作、特に、エンジンＥＣＵ２４による燃料噴射制御について説明する。最初に、アクセルオフなどに伴ってエンジン２２の燃料噴射弁１２６からの燃料噴射を停止（燃料カット）した後に燃料噴射を再開する際のエンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の燃料噴射制御（以下、「再開時燃料噴射制御」という）について説明する。

再開時燃料噴射制御では、上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕと下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄとエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとに基づいて、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳを推定する。そして、酸素吸蔵量ＯＳが所定値ＯＳ１（例えば、０．４ｇ、０．５ｇ、０．６ｇなど）以下であるときには、再開時燃料噴射制御を実行せずに、後述する通常燃料噴射制御を実行する。

酸素吸蔵量ＯＳが所定値ＯＳ１より大きいときには、体積効率ＫＬに基づいて、燃焼室１２９内の混合気の空燃比を目標空燃比ＡＦｔａｇに後述するオフセット量δを加えた制御用空燃比ＡＦ＊（＝ＡＦｔａｇ＋δ）とするための燃料噴射弁１２６の目標噴射量Ｑｆ＊を設定する。ここで、目標空燃比ＡＦｔａｇとしては、理論空燃比（ストイキ）よりリッチ側の空燃比（例えば、１４．５など）が用いられる。目標噴射量Ｑｆは、例えば、燃焼室１２９内の混合気の空燃比を目標空燃比ＡＦｔａｇとするための単位噴射量（体積効率ＫＬの１％当たりの噴射量）Ｑｆｐｕに体積効率ＫＬを乗じて演算される。体積効率ＫＬは、上述したように、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａと、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいて演算されるエンジン２２の回転数Ｎｅと、に基づいて演算される。

こうして目標噴射量Ｑｆ＊を設定すると、燃料噴射弁１２６から目標噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるように燃料噴射弁１２６を制御する。そして、酸素吸蔵量ＯＳが所定値ＯＳ１より低い所定値ＯＳ２（０．０５ｇ、０．１０ｇ、０．１５ｇなど）未満となったときや下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄがリッチ側の空燃比（例えば、１４．５など）未満になったときには、再開時燃料噴射制御を終了して、後述する通常燃料噴射制御を実行する。

こうした再開時燃料噴射制御では、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄのずれ量（以下、「センサずれ量」という）に関するずれ量関連学習値を更新する。実施例では、ずれ量関連学習値として、ストイキ学習値ＡＦｓｔを用いるものとした。ストイキ学習値ＡＦｓｔは、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓ付近のときの検出空燃比ＡＦｄに関する学習値である。ストイキ基準値ＡＦｓは、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比のときの検出空燃比ＡＦｄとして予め定められた値である。ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）は、センサずれ量を反映した値となる。

図３は、再開時ずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始される（初回の実行が開始される）ときに、後述の積算空燃比ＡＦｓｕｍや積算回数Ｎａ、積算許可フラグＦａに初期値としての値０が設定される。

再開時ずれ量関連学習ルーチンが実行されると、最初に、検出空燃比ＡＦｄなどのデータを入力する（ステップＳ１００）。ここで、検出空燃比ＡＦｄとしては、下流側空燃比センサ１５４により検出された値が入力される。

こうしてデータが入力されると、検出空燃比ＡＦｄに対して次式（１）を用いてなまし処理を施して得られる処理後空燃比ＡＦａを算出すると共に次式（２）を用いて処理後空燃比ＡＦａの単位時間（実施例では、本ルーチンの実行間隔）当たりの変化量としての処理後空燃比変化率ΔＡＦａを算出する（ステップＳ１０５）。式（１）中、「Ｎｆｃ」は、再開時燃料噴射制御でのなまし処理の時定数であり、ノイズなどで生じる下流側空燃比センサ１５４の検出空燃比ＡＦｄの微少な変動を後述するステップＳ１７０、Ｓ１８０の判定やストイキ学習値ＡＦｓｔに取り込まない程度の値（例えば、１５、１６、１７）などに設定される。

AFa=前回AFa+(AFd-前回AFa)/Nfc (1)
ΔAFa=AFa-前回AFa (2)

続いて、処理後空燃比ＡＦａの積算条件が成立しているか否かを判定する。再開時ずれ量関連学習ルーチンでは、処理後空燃比ＡＦａの積算条件としては、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内である条件（ステップＳ１７０）、処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２内である条件（ステップＳ１８０）、の論理積を用いている。

ここで、所定範囲Ｒａｆ１は、処理後空燃比ＡＦａがストイキ基準値ＡＦｓ付近である（両者の差分が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。所定範囲Ｒａｆ２は、処理後空燃比変化率ΔＡＦａが値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。したがって、ステップＳ１７０、Ｓ１８０は、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比付近で停滞しているか否かを判定する処理となっている。このとき、処理後空燃比ＡＦａと処理後空燃比変化率ΔＡＦａを用いて判定を行なうから、ノイズなどで生じる下流側空燃比センサ１５４の検出空燃比ＡＦｄの微少な変動が判定結果に影響することを抑制でき、精度のよい判定を行なうことができる。

ステップＳ１７０で処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内であり、且つ、ステップＳ１８０で処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２内であるときには、処理後空燃比ＡＦａの積算条件が成立していると判断する。そして、現在の積算空燃比（現在ＡＦｓｕｍ）に処理後空燃比ＡＦａを加えた値を新たな積算空燃比ＡＦｓｕｍに設定すると共に（ステップＳ１９０）、現在の積算回数（現在Ｎａ）を値１だけインクリメントした値を新たな積算回数Ｎａに設定する（ステップＳ２００）。

続いて、積算回数Ｎａを学習許可回数Ｎａｌｒｎと比較する（ステップＳ２１０）。ここで、学習許可回数Ｎａｌｒｎは、ストイキ学習値ＡＦｓｔの更新に適した回数として設定される。積算回数Ｎａが学習許可回数Ｎａｌｒｎ未満のときには、ストイキ学習値ＡＦｓｔの更新に適していないと判断し、再開時ずれ量関連学習ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０で積算回数Ｎａが学習許可回数Ｎａｌｒｎ以上のときには、ストイキ学習値ＡＦｓｔの更新に適していると判断し、積算空燃比ＡＦｓｕｍを積算回数Ｎａで除した値を平均空燃比ＡＦａｖｅとして更新し（ステップＳ２２０）、この平均空燃比ＡＦａｖｅになまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｓｔとして更新する（ステップＳ２３０）。

ステップＳ２３０の処理は、実施例では、式（３）に示すように、平均空燃比ＡＦａｖｅと現在のストイキ点（現在ＡＦｓｔ）と時定数τとを用いたなまし処理によりストイキ学習値ＡＦｓｔを更新することにより行なわれる。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始される（初回の実行が開始される）ときに、ストイキ学習値ＡＦｓｔに、初期値としてのストイキ基準値ＡＦｓが設定される。

AFst=現在AFst・τ+AFdave・(1-τ) (3)

こうしてストイキ学習値ＡＦｓｔを更新すると、更新した学習したストイキ学習値ＡＦｓｔを用いてオフセット量δを更新する（ステップＳ２４０）。実施例では、式（４）に示すように、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）をオフセット量δの初期値δｉｎｉから減じてオフセット量δを更新する。したがって、ストイキ学習値ＡＦｓｔに初期値としてのストイキ基準値ＡＦｓを設定しているときには、オフセット量δに初期値δｉｎｉを設定し、ストイキ学習値ＡＦｓｔを更新してストイキ学習値ＡＦｓｔがストイキ基準値ＡＦｓからずれると、オフセット量δに式（４）により得られる値を設定することになる。

δ=δini-(AFst-AFs) (4)

上述したように、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）は、センサずれ量を反映した値となる。そして、ステップＳ２４０の処理により、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）を用いてオフセット量δを更新する。こうしたオフセット量δを用いて設定した制御用空燃比ＡＦ＊を用いて燃料噴射弁１２６を制御するから、より適正な制御を行なうことができる。

次に、再開時燃料噴射制御が終了した後に実行されるエンジン２２の燃料噴射制御（以下、「通常燃料噴射制御」という）について説明する。図４は、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の通常燃料噴射制御を行なう際の制御ブロックの一例を示す制御ブロック図である。図示するように、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の通常燃料噴射制御についての制御ブロックとして、ベース噴射量設定部９０と、メインフィードバック部９１と、サブフィードバック部９２と、目標噴射量設定部９３と、噴射弁制御部９４と、ずれ量関連学習部９５と、酸素吸蔵量推定部９６とを有する。

ベース噴射量設定部９０は、体積効率ＫＬに基づいて、燃焼室１２９内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料噴射弁１２６の目標噴射量Ｑｆ＊のベース値であるベース噴射量Ｑｆｂを設定する。ここで、目標空燃比としては、実施例では、理論空燃比（ストイキ）が用いられる。ベース噴射量Ｑｆｂは、例えば、燃焼室１２９内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための単位噴射量（体積効率ＫＬの１％当たりの噴射量）Ｑｆｐｕに体積効率ＫＬを乗じて演算される。体積効率ＫＬは、上述したように、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａと、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいて演算されるエンジン２２の回転数Ｎｅと、に基づいて演算される。

メインフィードバック部９１は、上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕを制御用空燃比ＡＦｕ＊にするためのフィードバック制御により補正値δａｆを演算し、演算した補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定する。ここで、制御用空燃比ＡＦｕ＊は、サブフィードバック部９２により設定される。補正値δａｆは、式（５）に示すように、検出空燃比ＡＦｕと制御用空燃比ＡＦｕ＊と比例項のゲインＫｐと積分項のゲインＫｉとを用いたフィードバック制御の関係式を用いて演算される。補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定する理由については後述する。

δaf=Kp・(AFu*-AFu)+Ki・∫(AFu*-AFu)dt (5)

サブフィードバック部９２は、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄに基づいて、制御用空燃比ＡＦｕ＊にリッチ側の値を設定するリッチ補正と、制御用空燃比ＡＦｕ＊にリーン側の値を設定するリーン補正と、を交互に行なう。以下、この処理を「サブフィードバック補正」という。リッチ補正やリーン補正は、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量を調節するために行なわれる。サブフィードバック部９２の詳細については後述する。

目標噴射量設定部９３は、ベース噴射量Ｑｆｂに補正係数Ｋａｆを乗じた値を燃料噴射弁１２６の目標噴射量Ｑｆ＊に設定する。噴射弁制御部９４は、燃料噴射弁１２６から目標噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるように燃料噴射弁１２６を制御する。

ここで、メインフィードバック部９１において、補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定する理由について説明する。リーン補正の実行中には、検出空燃比ＡＦｕが制御用空燃比ＡＦｕ＊よりも小さく（リッチ側であり）、式（１）により、基本的に、補正値δａｆが正の値になる。このため、補正係数Ｋａｆを値１よりも小さくして目標噴射量Ｑｆ＊をベース噴射量Ｑｆｂよりも少なくし、検出空燃比ＡＦｕを現在値よりも大きくする（リーン側にする）必要がある。これに対して、リッチ補正の実行中には、検出空燃比ＡＦｕが制御用空燃比ＡＦｕ＊よりも大きく（リーン側であり）、式（１）により、基本的に、補正値δａｆが負の値になる。このため、補正係数Ｋａｆを値１よりも大きくして目標噴射量Ｑｆ＊をベース噴射量Ｑｆｂよりも多くし、検出空燃比ＡＦｕを現在値よりも小さくする（リッチ側にする）必要がある。こうした理由により、補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定するのである。

ずれ量関連学習部９５は、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄのずれ量（以下、「センサずれ量」という）に関するずれ量関連学習値を更新する。実施例では、ずれ量関連学習値として、ストイキ学習値ＡＦｓｔを用いるものとした。ストイキ学習値ＡＦｓｔは、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓ付近のときの検出空燃比ＡＦｄに関する学習値である。ストイキ基準値ＡＦｓは、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比のときの検出空燃比ＡＦｄの基準値（予め設定された値）である。ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）は、センサずれ量を反映した値となる。ずれ量関連学習部９５の詳細については後述する。

酸素吸蔵量推定部９６は、上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕと下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄとエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとに基づいて、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳを推定すると共に、その最大値である最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘを推定する。一般に、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘは、浄化触媒１３６ａの劣化が進行するにつれて減少する。

次に、サブフィードバック部９２の詳細について説明する。図５は、サブフィードバック部９２により実行されるサブフィードバック補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始されるとき（初回の実行が開始されるとき）に、後述のリッチ補正フラグＦｒに値１が設定される。

図５のサブフィードバック補正ルーチンでは、サブフィードバック部９２は、最初に、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄを入力すると共に（ステップＳ３００）、リッチ補正フラグＦｒの値を調べる（ステップＳ３１０）。ここで、リッチ補正フラグＦｒは、リッチ補正およびリーン補正のうちの何れの実行中であるかを示すフラグである。

ステップＳ３１０でリッチ補正フラグＦｒが値１のときには、リッチ補正の実行中であると判断し、検出空燃比ＡＦｄを、ストイキ基準値ＡＦｓからサブオフセット量εＲを減じたリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）と比較する（ステップＳ３２０）。この処理は、検出空燃比ＡＦｄがある程度リッチ側の値になったか否か、即ち、浄化触媒１３６ａの下流側の排気中の未燃焼燃料量がある程度増加したか否かを判定する処理である。

ステップＳ３２０で検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）よりも大きいときには、未だ検出空燃比ＡＦｄがある程度リッチ側の値になっていないと判断し、ストイキ基準値ＡＦｓからメインオフセット量δＲを減じた値（ＡＦｓ－δＲ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して（ステップＳ３７０）、本ルーチンを終了する。ここで、メインオフセット量δＲは、サブオフセット量εＲ以上の範囲内で設定される。例えば、メインオフセット量δＲには、サブオフセット量εＲにマージンを加えた値が設定される。この場合、リッチ補正の実行を継続することになる。

ステップＳ３２０で検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）以下のときには、検出空燃比ＡＦｄがある程度リッチ側の値になったと判断し、リッチ補正フラグＦｒに値０を設定し（ステップＳ３３０）、ストイキ基準値ＡＦｓにメインオフセット量δＬを加えた値（ＡＦｓ＋δＬ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して（ステップＳ３４０）、本ルーチンを終了する。ここで、メインオフセット量δＬは、後述のサブオフセット量εＬ以上の範囲内で設定される。例えば、メインオフセット量δＬには、サブオフセット量εＬにマージンを加えた値が設定される。このようにして、リッチ補正の実行からリーン補正の実行に切り替えるのである。

ステップＳ３１０でリッチ補正フラグＦｒが値０のときには、リーン補正の実行中であると判断し、検出空燃比ＡＦｄを、ストイキ基準値ＡＦｓにサブオフセット量εＬを加えたリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）と比較する（ステップＳ３５０）。この処理は、検出空燃比ＡＦｄがある程度リーン側の値になったか否か、即ち、浄化触媒１３６ａの下流側の排気中の酸素量がある程度増加したか否かを判定する処理である。

ステップＳ３５０で検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）未満のときには、未だ検出空燃比ＡＦｄがある程度リーン側の値になっていないと判断し、上述のステップＳ３４０の処理により、値（ＡＦｓ＋δＬ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して、本ルーチンを終了する。この場合、リーン補正の実行を継続することになる。

ステップＳ３５０で検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）以上のときには、検出空燃比ＡＦｄがある程度リーン側の値になったと判断し、リッチ補正フラグＦｒに値１を設定し（ステップＳ３６０）、上述のステップＳ３７０の処理により、値（ＡＦｓ－δＲ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して、本ルーチンを終了する。このようにして、リーン補正の実行からリッチ補正の実行に切り替えるのである。

図６は、検出空燃比ＡＦｄや、サブフィードバック補正の様子の一例を示す説明図である。図示するように、リーン補正の実行中に検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）以上に至ると(時刻ｔ１，ｔ３)、リッチ補正の実行に切り替える。また、リッチ補正の実行中に検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）以下に至ると（時刻ｔ２）、リーン補正の実行に切り替える。以下、リーン補正およびリッチ補正のうちの一方の開始から他方の終了まで（例えば、時刻ｔ１～ｔ３）を「サブフィードバック補正の１周期」という。

なお、リッチ補正の実行中には、ベース噴射量Ｑｆｂよりも多い値を目標噴射量Ｑｆ＊に設定して燃料噴射弁１２６を制御するから、浄化触媒１３６ａに流入する排気には、その排気中の酸素と過不足なく反応する未燃焼燃料量よりも多量の未燃焼燃料が含まれる。この多量の未燃焼燃料は、排気中の酸素や浄化触媒１３６ａに吸蔵されている酸素により酸化されるから、浄化触媒１３６ａの下流側の排気中の酸素量や未燃焼燃料量は十分に少なくなる。これにより、図示するように、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓ付近のときに、検出空燃比ＡＦｄの単位時間当たりの変化量の絶対値が小さくなっている。

次に、ずれ量関連学習部９５の詳細について説明する。図７は、ずれ量関連学習部９５により実行される通常ずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始される（初回の実行が開始される）ときに、後述の積算空燃比ＡＦｓｕｍや積算回数Ｎａ、積算許可フラグＦａに初期値としての値０が設定される。また、通常ずれ量関連学習ルーチンの各処理のうち再開時ずれ量関連学習ルーチンの処理と同一の処理については、詳細な説明を省略する。

ずれ量関連学習ルーチンが実行されると、ずれ量関連学習部９５は、最初に、検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔなどのデータを入力する（ステップＳ４００）。

ここで、検出空燃比ＡＦｄとしては、下流側空燃比センサ１５４により検出された値が入力される。リッチ補正フラグＦｒは、サブフィードバック部９２により設定された値が入力される。定常運転フラグＦｓｔは、定常運転フラグ設定ルーチン（図示省略）により設定された値が入力される。定常運転フラグ設定ルーチンでは、エンジン２２の運転状態が定常運転状態であるときには、定常運転フラグＦｓｔに値１が設定され、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でないときには、定常運転フラグＦｓｔに値０が設定される。

エンジン２２の運転状態が定常運転状態である条件としては、例えば、吸入空気量Ｑａの単位時間当たりの変化量である吸入空気量変化率ΔＱａが所定範囲Ｒｑａ内である条件や、体積効率ＫＬの単位時間当たりの変化量である体積効率変化率ΔＫＬが所定範囲Ｒｋｌ内である条件、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊の単位時間当たりの変化量である目標トルク変化率ΔＴｅ＊が所定範囲Ｒｔｅ内である条件などのうちの少なくとも１つが用いられる。所定範囲Ｒｑａは、吸入空気量変化率ΔＱａが値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。所定範囲Ｒｋｌは、体積効率変化率ΔＫＬが値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。所定範囲Ｒｔｅは、目標トルク変化率ΔＴｅ＊が値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。

こうしてデータが入力されると、検出空燃比ＡＦｄに対して次式（６）を用いてなまし処理を施して得られる処理後空燃比ＡＦａを算出すると共に次式（７）を用いて処理後空燃比ＡＦａの単位時間（実施例では、本ルーチンの実行間隔）当たりの変化量としての処理後空燃比変化率ΔＡＦａを算出する（ステップＳ４０５）。式（６）中、「Ｎｆｎ」は、通常時におけるなまし処理の時定数であり、図３の再開時ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ１０５で用いられた時定数Ｎｆｃより小さい値（例えば、０．８、１．０、１．２など）に設定される。したがって、ステップＳ４０５のなまし処理は、再開時ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ１０５のなまし処理に比して、検出空燃比ＡＦｄの変化に対する処理後空燃比ＡＦａの追従性を高くする処理となっている。

AFa=前回AFa+(AFd-前回AFa)/Nu (6)
ΔAFa=AFa-前回AFa (7)

続いて、積算許可フラグＦａの値を調べる（ステップＳ４１０）。ここで、積算許可フラグＦａは、検出空燃比ＡＦｄの積算（後述の積算空燃比ＡＦｓｕｍの演算）を許可するか否かを示すフラグである。

積算許可フラグＦａが値０のときには、処理後空燃比ＡＦａの積算を許可していないと判断し、検知条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ４２０，Ｓ４３０）。ここで、検知条件は、リーン補正の実行中に浄化触媒１３６ａよりも下流側の排気のリーンを検知した条件である。実施例では、検知条件として、リッチ補正フラグＦｒが値０である条件、即ち、サブフィードバック部９２によりリーン補正の実行中である条件（ステップＳ４２０）、処理後空燃比変化率ΔＡＦａが正の閾値ΔＡＦａｒｅｆ以上である条件（ステップＳ４３０）、の論理積を用いるものとした。ここで、閾値ΔＡＦａｒｅｆは、検出空燃比ＡＦｄがリーン側に大きく変化したか否かを判定するために用いられる閾値である。

ステップＳ４２０でリッチ補正フラグＦｒが値１のときや、ステップＳ４３０で処理後空燃比変化率ΔＡＦａが閾値ΔＡＦａｒｅｆ未満のときには、検知条件が成立していないと判断し、積算許可フラグＦａを変更することなく、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。

ステップＳ４２０でリッチ補正フラグＦｒが値０であり、且つ、ステップＳ４３０で処理後空燃比変化率ΔＡＦａが閾値ΔＡＦａｒｅｆ以上のときには、検知条件が成立したと判断し、積算許可フラグＦａに値１を設定して（ステップＳ４４０）、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。

ステップＳ４１０で積算許可フラグＦａが値１のときには、処理後空燃比ＡＦａの積算を許可していると判断し、処理後空燃比ＡＦａの積算条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ４５０、Ｓ４６０、Ｓ４７０、Ｓ４８０）。通常ずれ量関連学習ルーチンでは、処理後空燃比ＡＦａの積算条件として、リッチ補正フラグＦｒが値１である条件、即ち、サブフィードバック部９２によりリッチ補正の実行中である条件（ステップＳ４５０）、定常運転フラグＦｓｔが値１である条件、即ち、エンジン２２の運転状態が定常運転状態である条件（ステップＳ４６０）、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内である条件（ステップＳ４７０）、処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２内である条件（ステップＳ４８０）、の論理積を用いるものとした。

ここで、ステップＳ４７０、Ｓ４８０は、図３の再開時ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ１７０、Ｓ１８０と同一の処理であることから、所定範囲Ｒａｆ１、Ｒａｆ２は、ステップＳ１７０、Ｓ１８０で用いた値と同一の値である。したがって、ステップＳ４７０、Ｓ４８０は、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比付近で停滞しているか否かを判定する処理となっている。

上述したように、ステップＳ４０５のなまし処理は、再開時ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ１０５のなまし処理に比して、検出空燃比ＡＦｄの変化に対する処理後空燃比ＡＦａの追従性を高くする処理となっている。上述のサブフィードバック補正は、再開時燃料噴射制御に比して、短時間で検出空燃比ＡＦｄがリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比との間で変化する。そのため、燃料噴射の再開時のなまし処理の時定数Ｎｆｃと同一の時定数を用いたなまし処理だと、検出空燃比ＡＦｄの変化に処理後空燃比ＡＦａが追従できず、ステップＳ４７０、Ｓ４８０を適正に判定できないことがある。実施例では、処理後空燃比ＡＦａを、燃料噴射の再開時のなまし処理の時定数Ｎｆｃより小さい値としての時定数Ｎｆｎを用いたなまし処理で設定して検出空燃比ＡＦｄの変化に対する処理後空燃比ＡＦａの追従性を高くすることにより、検出空燃比ＡＦｄの変化に対する処理後空燃比ＡＦａが追従できないことによって積算条件が成立する頻度が低下することを抑制できる。これにより、ステップＳ４９０以降の処理の実行頻度の低下を抑制できる。

ステップＳ４５０でリッチ補正フラグＦｒが値０のときには、処理後空燃比ＡＦａの積算条件が成立していないと判断し、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。上述したように、リーン補正の実行中に積算許可フラグＦａを値０から値１に切り替えるから、ステップＳ４１０で積算許可フラグＦａが値１で且つステップＳ４５０でリッチ補正フラグＦｒが値０のときとしては、積算許可フラグＦａを値０から値１に切り替えてからリーン補正の実行からリッチ補正の実行に切り替えるまでの間を挙げることができる。

ステップＳ４５０でリッチ補正フラグＦｒが値１であり、且つ、ステップＳ４６０で定常運転フラグＦｓｔが値１であり、且つ、ステップＳ４７０で処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内であり、且つ、ステップＳ４８０で処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２内であるときには、図３の再開時ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ１９０～Ｓ２３０と同様の処理で、積算空燃比ＡＦｓｕｍに設定し（ステップＳ４９０）、積算回数Ｎａを設定し（ステップＳ５１０）、積算回数Ｎａを学習許可回数Ｎａｌｒｎと比較し（ステップＳ５１０）、積算回数Ｎａが学習許可回数Ｎａｌｒｎ以上のときには、平均空燃比ＡＦａｖｅを更新し（ステップＳ５２０）、ストイキ学習値ＡＦｓｔを更新する（ステップＳ５３０）。

こうしてストイキ学習値ＡＦｓｔを更新すると、更新した学習したストイキ学習値ＡＦｓｔを用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新する（ステップＳ５４０）。実施例では、式（８）に示すように、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）をサブオフセット量εＲの初期値εＲｉｎｉから減じてサブオフセット量εＲを更新する。また、式（９）に示すように、値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）をサブオフセット量εＬの初期値δ１ｉｎｉに加えてサブオフセット量εＬを更新する。したがって、ストイキ学習値ＡＦｓｔに初期値としてのストイキ基準値ＡＦｓを設定しているときには、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬに初期値εＲｉｎｉおよび初期値εＬｉｎｉを設定し、ストイキ学習値ＡＦｓｔを更新してストイキ学習値ＡＦｓｔがストイキ基準値ＡＦｓからずれると、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬに式（８）および式（９）により得られる値を設定することになる。

εR=εRini-(AFst-AFs) (8)
εL=εLini+(AFst-AFs) (9)

上述したように、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）は、センサずれ量を反映した値となる。そして、ステップＳ５４０の処理により、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新する。これにより、サブフィードバック補正の１周期において、浄化触媒１３６ａに流入する酸素および未燃焼燃料のうちの一方が他方と互いに過不足なく反応する量よりも過剰になることを抑制することができる。

以下、この効果の詳細について説明する。なお、前提として、実施例では、値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）の絶対値が十分に小さい場合、サブフィードバック補正の１周期における浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの変動量の上限が最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘの数％～数十％程度になるように、サブオフセット量εＲの初期値εＲｉｎｉおよびサブオフセット量εＬの初期値εＬｉｎｉを設定するものとした。

値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）の絶対値がある程度大きい場合、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比に対してある程度ずれたときに、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓに等しくなる。このため、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを初期値εＲｉｎｉおよび初期値εＬｉｎｉで保持する、即ち、リッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）およびリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）を値（ＡＦｓ－εＲｉｎｉ）、値（ＡＦｓ＋εＬ）で保持すると、サブフィードバック補正の１周期において、リッチ補正およびリーン補正のうちの一方が他方に比してある程度長くなる可能性がある。このとき、浄化触媒１３６ａに流入する酸素および未燃焼燃料のうちの一方が他方と互いに過不足なく反応する量よりも過剰になり、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳが、値０に近づいたり最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘに近づいたりして、浄化触媒１３６ａの排気の浄化性能が低下する懸念がある。これに対して、実施例では、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新する、即ち、リッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）およびリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）を更新することにより、こうした不都合が生じるのを抑制することができる。

ステップＳ５４０でサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新すると、積算空燃比ＡＦｓｕｍおよび積算回数Ｎａを値０にリセットすると共に（ステップＳ５５０）、積算許可フラグＦａに値０を設定して（ステップＳ５６０）、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。

こうして積算許可フラグＦａに値０を設定すると、次回に検知条件が成立するまで（ステップＳ４２０，Ｓ４３０）、積算許可フラグＦａを値０で保持する。したがって、次回に検知条件が成立するまで、積算空燃比ＡＦｓｕｍや積算回数Ｎａの逐次更新や（ステップＳ４９０，Ｓ５００）、平均空燃比ＡＦａｖｅやストイキ学習値ＡＦｓｔ、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬの更新（ステップＳ５２０～Ｓ５４０）を禁止することになる。

処理後空燃比ＡＦａの積算条件が成立しているときにおいて、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでは、積算空燃比ＡＦｓｕｍや平均空燃比ＡＦａｖｅが異なり、ストイキ学習値ＡＦｓｔに影響を与える。このため、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでストイキ学習値ＡＦｓｔを複数回更新すると、ストイキ学習値ＡＦｓｔの信頼性が低くなる可能性がある。これを踏まえて、実施例では、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、ストイキ学習値ＡＦｓｔを１回だけ更新するものとした。これにより、ストイキ学習値ＡＦｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

ステップＳ４５０でリッチ補正フラグＦｒが値１のときにおいて、ステップＳ４６０で定常運転フラグＦｓｔが値０のときには、積算条件が成立していないと判断し、積算空燃比ＡＦｓｕｍおよび積算回数Ｎａを値０にリセットすると共に（ステップＳ５５０）、積算許可フラグＦａに値０を設定して（ステップＳ５６０）、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。

リッチ補正の実行中に、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなってからその後に定常運転状態に戻った場合、処理後空燃比ＡＦａの積算条件が成立しているときの処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとが生じる。上述したように、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでは、積算空燃比ＡＦｓｕｍや平均空燃比ＡＦａｖｅが異なり、ストイキ学習値ＡＦｓｔに影響を与える。これを踏まえて、実施例では、リッチ補正の実行中にエンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなると、今回のリッチ補正の実行中でのストイキ学習値ＡＦｓｔの更新を中止するものとした。これにより、ストイキ学習値ＡＦｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

ステップＳ４５０でリッチ補正フラグＦｒが値１であり、且つ、ステップＳ４６０で定常運転フラグＦｓｔが値１のときにおいて、ステップＳ４７０で処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１外のときや、ステップＳ４８０で処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２外のときには、積算条件が成立していないと判断する。そして、積算回数Ｎａを学習許可回数Ｎａｌｒｎよりも小さい閾値Ｎａｒｅｆと比較する（ステップＳ５７０）。ここで、閾値Ｎａｒｅｆは、処理後空燃比ＡＦａの積算条件の成立開始後に、検出空燃比ＡＦｄや処理後空燃比変化率ΔＡＦａの乱れにより積算条件が一時的に不成立になり、その後に積算条件が再成立する可能性のある時間やそれよりも若干長い時間に対応する値として設定される。

ステップＳ５７０で積算回数Ｎａが閾値Ｎａｒｅｆ未満のときには、積算空燃比ＡＦｓｕｍや積算回数Ｎａ、積算許可フラグＦａを保持して、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。これにより、処理後空燃比ＡＦａの積算条件の成立の開始直後などに、検出空燃比ＡＦｄや処理後空燃比変化率ΔＡＦａの乱れにより積算条件が一時的に不成立になったときに、ストイキ学習値ＡＦｓｔの更新の中止を回避することができる。この結果、ストイキ学習値ＡＦｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

ステップＳ５７０で積算回数Ｎａが閾値Ｎａｒｅｆ以上のときには、積算空燃比ＡＦｓｕｍおよび積算回数Ｎａを値０にリセットすると共に（ステップＳ５５０）、積算許可フラグＦａに値０を設定して（ステップＳ５６０）、通常ずれ量関連学習ルーチンを終了する。この場合、今回のリッチ補正の実行中の、積算空燃比ＡＦｓｕｍや積算回数Ｎａの逐次更新、平均空燃比ＡＦａｖｅやストイキ学習値ＡＦｓｔ、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬの更新を中止することになる。

積算回数Ｎａが閾値Ｎａｒｅｆ以上のときには、通常であれば、検出空燃比ＡＦｄや処理後空燃比変化率ΔＡＦａの乱れにより積算条件が不成立になる可能性が低いと想定される。これを踏まえて、実施例では、積算回数Ｎａが閾値Ｎａｒｅｆ以上のときに、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１外になったときや処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２外になったときには、今回のリッチ補正の実行中でのストイキ学習値ＡＦｓｔの更新を中止するものとした。これにより、ストイキ学習値ＡＦｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、エンジン２２を運転する場合において、下流側空燃比センサ１５４により検出された検出空燃比ＡＦｄに対して変化をなめらかにするためのなまし処理を施して得られる処理後空燃比ＡＦａがストイキ基準値ＡＦｓを含む所定範囲Ｒａｆ１内である条件と、処理後空燃比ＡＦａの単位時間当たりの変化量である処理後空燃比変化率ΔＡＦａが値０を含む所定範囲Ｒａｆ２内である条件と、を含む積算条件が成立したときに、処理後空燃比ＡＦａを用いてストイキ学習値ＡＦｓｔを更新し、通常燃料噴射制御を実行しているときに検出空燃比ＡＦｄに対して施されるなまし処理を、再開時燃料噴射制御を実行しているときに検出空燃比ＡＦｄに対して施されるなまし処理に比して、検出空燃比ＡＦｄの変化に対する処理後空燃比ＡＦａの追従性が高い処理とすることにより、検出空燃比ＡＦｄのずれ量に関するずれ量関連学習値の更新の頻度の低下を抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、処理後空燃比ＡＦａの積算条件として、リッチ補正フラグＦｒが値１である条件、定常運転フラグＦｓｔが値１である条件、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１内である条件、処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２内である条件、の論理積を用いるものとした。しかしながら、定常運転フラグＦｓｔが値１である条件を用いないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、図３の再開時ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ１７０、Ｓ１８０、図６の通常ずれ量関連学習ルーチンのステップＳ４７０，Ｓ４８０の処理で用いる所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２として、それぞれ固定値を用いるものとした。しかしながら、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘのうちの少なくとも１つに基づいて所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２を設定するものとしてもよい。この場合、所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２は、何れも、吸入空気量Ｑａが多いほどほど広くなり（上限値が大きくなると共に下限値が小さくなり）、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないほど広くなるように設定すればよい。これは、以下の理由による。

再開時燃料噴射制御や通常燃料噴射制御のリッチ補正の実行中に、吸入空気量Ｑａが多いほど即ち浄化触媒１３６ａに流入する排気量が多いほど、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ない即ち浄化触媒１３６ａの劣化程度が大きいほど、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの単位時間当たりの減少量が大きくなりやすく、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内である条件や検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内である条件の成立時間が短くなりやすい。したがって、吸入空気量Ｑａが多いほど広くなり且つ最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないほど広くなるように所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２を設定することにより、吸入空気量Ｑａが多いときや最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないときに、検出空燃比ＡＦｄの検出回数を確保しやすくすることができる。これにより、積算回数Ｎａが学習許可回数Ｎａｌｒｎ以上に至りやすくすることがでる。この結果、ストイキ学習値ＡＦｓｔの更新頻度が低くなるのを抑制できる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、処理後空燃比ＡＦａの積算を許可しており且つリッチ補正の実行中に、ストイキ学習値ＡＦｓｔを更新したときや、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなったとき、積算回数Ｎａが閾値Ｎａｒｅｆ以上であり且つ処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１外になったり処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、処理後空燃比ＡＦａの積算の許可を解除するものとした。しかしながら、積算回数Ｎａが閾値Ｎａｒｅｆ以上であり且つ処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１外になったり処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときだけを用いるものとしてもよい。また、処理後空燃比ＡＦａが所定範囲Ｒａｆ１外になったり処理後空燃比変化率ΔＡＦａが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、積算回数Ｎａと閾値Ｎａｒｅｆとの大小関係に拘わらずに、処理後空燃比ＡＦａの積算の許可を解除するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、平均空燃比ＡＦａｖｅになまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｓｔとして更新するものとした。しかしながら、平均空燃比ＡＦａｖｅにレート処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｓｔとして更新するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、平均空燃比ＡＦａｖｅになまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｓｔとして更新するものとした。しかしながら、平均空燃比ＡＦａｖｅをストイキ学習値ＡＦｓｔとして更新するものとしてもよい。この場合、式（１０）および式（１１）に示すように、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）と、値１よりも小さいゲインαＲ，αＬと、の積を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新するのが好ましい。

εR=εRini-(ＡＦｓｔ-AFs)・αR (10)
εL=εLini+(ＡＦｓｔ-AFs)・αL (11)

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、平均空燃比ＡＦａｖｅに基づいてストイキ学習値ＡＦｓｔを更新し、式（３）および式（４）に示したように、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新するものとした。しかしながら、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）をストイキずれ量ΔＡＦｓｔとして更新するものとしてもよい。また、ストイキ学習値ＡＦｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｓｔ－ＡＦｓ）に緩変化処理（なまし処理やレート処理）を施して得られる値をストイキずれ量ΔＡＦｓｔとして更新するものとしてもよい。さらに、平均空燃比ＡＦａｖｅからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄａｖｅ－ＡＦｓ）をストイキずれ量ΔＡＦｓｔとして更新するものとしてもよい。加えて、平均空燃比ＡＦａｖｅからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄａｖｅ－ＡＦｓ）に緩変化処理を施して得られる値をストイキずれ量ΔＡＦｓｔとして更新するものとしてもよい。これらの場合、ストイキずれ量ΔＡＦｓｔが「ずれ量関連学習値」に該当する。また、これらの場合、式（１２）および式（１３）に示すように、ストイキずれ量ΔＡＦｓｔを用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新するものとしてもよい。

εR=εRini-ΔAFst (12)
εL=εLini+ΔAFst (13)

実施例では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１の形態とした。しかしながら、エンジンと１つのモータとを備えるいわゆる１モータハイブリッド自動車に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。また、エンジンからの動力だけを用いて走行する自動車に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。さらに、建設設備などの移動しない設備に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、浄化触媒１３６ａが「浄化触媒」に相当し、下流側空燃比センサ１５４が「排気センサ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 外気温センサ、９０ ベース噴射量設定部、９１ メインフィードバック部、９２ サブフィードバック部、９３ 目標噴射量設定部、９４ 噴射弁制御部、９５ ずれ量関連学習部、９６ 酸素吸蔵量推定部、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２４ｂ スロットルモータ、１２５ サージタンク、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気バルブ、１３４ 排気管、１３６，１３８ 浄化装置、１３６ａ，１３８ａ 浄化触媒、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 圧力センサ、１５２ 上流側空燃比センサ、１５４ 下流側空燃比センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (1)

1. 燃料噴射弁を有するエンジンと、
   前記エンジンの排気系に取り付けられると共に酸素を吸蔵可能な浄化触媒と、
   前記排気系の前記浄化触媒よりも下流側に取り付けられた排気センサと、
   燃料カットから前記燃料噴射弁からの燃料噴射を再開した後に、燃焼室内の混合気の空燃比が理論空燃比よりリッチになるように前記エンジンを制御する第１制御を実行し、その後、前記燃料噴射弁の燃料噴射量に対するリッチ補正の実行中に前記排気センサにより検出される検出空燃比がリッチ側閾値以下に至ると、前記燃料噴射量に対するリーン補正の実行に切り替えると共に、前記リーン補正の実行中に前記検出空燃比がリーン側閾値以上に至ると、前記リッチ補正の実行に切り替える第２制御を実行する制御装置と、
   を備えるエンジン装置であって、
   前記制御装置は、
   前記エンジンを運転する場合において、前記検出空燃比に対して変化をなめらかにするためのなまし処理を施して得られる処理後空燃比が基準値を含む第１所定範囲内である条件と、前記処理後空燃比の単位時間当たりの変化量である処理後空燃比変化率が値０を含む第２所定範囲内である条件と、を含む所定条件が成立したときに、前記処理後空燃比を用いて前記検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新し、
   前記第２制御を実行しているときに前記検出空燃比に対して施される前記なまし処理は、前記第１制御を実行しているときに前記検出空燃比に対して施される前記なまし処理に比して、前記検出空燃比の変化に対する前記処理後空燃比の追従性を高くする処理である
   エンジン装置。

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