本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

過去已眾所周知這樣一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)：其在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中設(shè)置有空燃比傳感器，并且基于該空燃比傳感器的輸出而控制被饋送(feed)至內(nèi)燃機(jī)的燃料的量。作為這樣的控制系統(tǒng)，已提出如下的控制系統(tǒng)：該控制系統(tǒng)在被設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)排氣通道中的排氣凈化催化劑的上游側(cè)設(shè)置有空燃比傳感器，并且在下游側(cè)設(shè)置有氧傳感器(例如，PTL 1)。

特別地，在PTL1中描述的控制系統(tǒng)中，控制流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比，以使排氣凈化催化劑的儲(chǔ)氧量變?yōu)橐欢ǖ哪繕?biāo)值。具體地，當(dāng)排氣凈化催化劑的儲(chǔ)氧量大于目標(biāo)值時(shí)，進(jìn)行反饋控制以使上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比變?yōu)闈?rich)于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比(在下文中，稱為“濃空燃比”)。反過來，當(dāng)排氣凈化催化劑的儲(chǔ)氧量小于目標(biāo)值時(shí)，進(jìn)行反饋控制以使上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比變?yōu)橄?lean)于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比(在下文中，稱為“稀空燃比”)。

另外，在PTL1中描述的控制系統(tǒng)中，當(dāng)下游側(cè)氧傳感器的輸出持續(xù)給定時(shí)段指示濃空燃比或稀空燃比時(shí)，校正上游側(cè)空燃比傳感器的輸出。因此，認(rèn)為即使在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出中存在誤差，也可以使排氣凈化催化劑的儲(chǔ)氧量與目標(biāo)值一致。

引用列表

專利文獻(xiàn)

PTL1：公開號為2003-41990A的日本專利公開

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

技術(shù)問題

而根據(jù)本申請的發(fā)明人，提出一種控制系統(tǒng)，其進(jìn)行與在上面的PTL1中描述的控制系統(tǒng)不同的控制。在此控制系統(tǒng)中，當(dāng)由下游側(cè)空燃比傳感器檢測到的空燃比變?yōu)闈馀卸杖急?稍濃于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比)或更低時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比(在下文中，稱為“稀空燃比”)。此外，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比期間，其稀程度變小一次。另一方面，當(dāng)由下游側(cè)空燃比傳感器檢測到的空燃比為稀判定空燃比(稍稀于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比)或更高時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比(在下文中，稱為“濃空燃比”)。此外，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比期間，其濃程度變小一次。也就是，在此控制系統(tǒng)中，使目標(biāo)空燃比在濃空燃比與稀空燃比之間交替地切換。

當(dāng)以此方式進(jìn)行使目標(biāo)空燃比在濃空燃比與稀空燃比之間交替地切換的控制時(shí)，與在PTL1中描述的技術(shù)類似的技術(shù)不能被用來校正上游側(cè)空燃比傳感器的輸出等。

因此，考慮到上面的問題，本發(fā)明的目的為提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，其進(jìn)行如在上面說明的目標(biāo)空燃比的控制，其中即使在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出值等中發(fā)生偏差，該偏差也能被適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償。

問題解決方案

為了解決此問題，在本發(fā)明的第一方面中，提供一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)，所述內(nèi)燃機(jī)包括：排氣凈化催化劑，其被設(shè)置在內(nèi)燃機(jī)的排氣通道中并且能夠儲(chǔ)氧；以及下游側(cè)空燃比傳感器，其被設(shè)置在所述排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向上的下游側(cè)并且檢測從所述排氣凈化催化劑流出的排氣的空燃比，所述內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行被饋送至所述內(nèi)燃機(jī)的燃燒室的燃料的饋送量的反饋控制，以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變?yōu)槟繕?biāo)空燃比，并且所述內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)基于所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比而進(jìn)行校正與所述反饋控制有關(guān)的參數(shù)的學(xué)習(xí)控制，其中，當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)闈庥诨瘜W(xué)計(jì)量空燃比的濃判定空燃比或更低時(shí)，所述目標(biāo)空燃比從濃于所述化學(xué)計(jì)量空燃比的濃空燃比被切換到稀于所述化學(xué)計(jì)量空燃比的稀空燃比，以及當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比為稀于所述化學(xué)計(jì)量空燃比的稀判定空燃比或更高時(shí)，所述目標(biāo)空燃比從所述稀空燃比被切換到所述濃空燃比，并且，在所述學(xué)習(xí)控制中，當(dāng)所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為所述濃空燃比和所述稀空燃比中的一者，并且所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比持續(xù)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間或更長，或者在直到累積的氧過剩/不足量變?yōu)轭A(yù)定值或更大為止的時(shí)段內(nèi)，被維持在接近(in proximity to)位于所述濃判定空燃比與所述稀判定空燃比之間的所述化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比區(qū)域中時(shí)，進(jìn)行化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯(stuck)學(xué)習(xí)，所述化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)校正與所述反饋控制有關(guān)的參數(shù)以使得在所述反饋控制中流入所述排氣凈化催化劑的所述排氣的空燃比改變至所述一者側(cè)。

在本發(fā)明的第二方面中，提供了本發(fā)明的第一方面，其中，當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鰸馀卸杖急然蚋蜁r(shí)，所述目標(biāo)空燃比從所述濃空燃比被切換到稀于所述化學(xué)計(jì)量空燃比的稀設(shè)定空燃比，從在所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為所述稀設(shè)定空燃比之后并且在所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鱿∨卸杖急然蚋咧暗南〕潭雀淖儠r(shí)機(jī)起，到當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鱿∨卸杖急然蚋邥r(shí)，所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀程度小于所述稀設(shè)定空燃比的稀空燃比，當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鱿∨卸杖急然蚋邥r(shí)，所述目標(biāo)空燃比從所述稀空燃比被切換到濃于所述化學(xué)計(jì)量空燃比的濃設(shè)定空燃比，并且從在所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為所述濃設(shè)定空燃比之后并且在所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鰸馀卸杖急然蚋椭暗臐獬潭雀淖儠r(shí)機(jī)起，到當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鰸馀卸杖急然蚋蜁r(shí)，所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃程度小于所述濃設(shè)定空燃比的濃空燃比。

在本發(fā)明的第三方面中，提供了本發(fā)明的第一或第二方面，其中，所述化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間不短于直到所述氧過剩/不足量的絕對值達(dá)到未被使用的所述排氣凈化催化劑的最大可儲(chǔ)氧量為止的時(shí)間，所述氧過剩/不足量是從所述目標(biāo)空燃比被切換到從所述化學(xué)計(jì)量空燃比偏移到所述一者側(cè)的空燃比時(shí)起被累加得到的。

在本發(fā)明的第四方面中，提供了本發(fā)明的第一至第三方面中的任一方面，其中，在所述學(xué)習(xí)控制中，當(dāng)所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比時(shí)，如果所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比持續(xù)濃/稀空燃比判定時(shí)間或更長而被維持在稀于所述稀判定空燃比的空燃比，則進(jìn)行稀卡滯學(xué)習(xí)，所述稀卡滯學(xué)習(xí)校正與所述反饋控制有關(guān)的參數(shù)以使得流入所述排氣凈化催化劑的所述排氣的空燃比改變至濃側(cè)。

在本發(fā)明的第五方面中，提供了本發(fā)明的第四方面，其中，在所述稀卡滯學(xué)習(xí)中的校正量大于在所述化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)中的校正量。

在本發(fā)明的第六方面中，提供了本發(fā)明的第一至第五方面中的任一方面，其中，在所述學(xué)習(xí)控制中，當(dāng)所述目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比時(shí)，如果所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比持續(xù)濃/稀空燃比判定時(shí)間或更長而被維持在濃于所述濃判定空燃比的空燃比，則進(jìn)行濃卡滯學(xué)習(xí)，所述濃卡滯學(xué)習(xí)校正與所述反饋控制有關(guān)的參數(shù)以使得流入所述排氣凈化催化劑的所述排氣的空燃比改變至稀側(cè)。

在本發(fā)明的第七方面中，提供了本發(fā)明的第六方面，其中，在所述濃卡滯學(xué)習(xí)中的校正量大于在所述化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)中的校正量。

在本發(fā)明的第八方面中，提供了本發(fā)明的第四至第七方面中的任一方面，其中，所述濃/稀空燃比判定時(shí)間短于所述化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間。

在本發(fā)明的第九方面中，提供了本發(fā)明的第四至第八方面中的任一方面，其中，所述濃/稀空燃比判定時(shí)間根據(jù)從所述目標(biāo)空燃比在所述濃空燃比與所述稀空燃比之間被切換時(shí)起累加的排氣流量而被改變。

在本發(fā)明的第十方面中，提供了本發(fā)明的第四至第九方面中的任一方面，其中，所述濃/稀空燃比判定時(shí)間不短于從切換所述目標(biāo)空燃比時(shí)起到當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比根據(jù)該切換而變化時(shí)所花費(fèi)的所述下游側(cè)空燃比傳感器的響應(yīng)延遲時(shí)間。

在本發(fā)明的第十一方面中，提供了本發(fā)明的第一至第十方面中的任一方面，其中，在所述學(xué)習(xí)控制中，基于第一氧量累積值和第二氧量累積值進(jìn)行其中校正與反饋控制有關(guān)的參數(shù)的通常學(xué)習(xí)控制(normal leaning control)，以使得在這些第一氧量累積值與第二氧量累積值之間的差變小，所述第一氧量累積值為在從將所述目標(biāo)空燃比切換到所述稀空燃比時(shí)起到當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鱿∨卸杖急然蚋邥r(shí)的第一時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量的絕對值，所述第二氧量累積值為在從將所述目標(biāo)空燃比切換到所述濃空燃比時(shí)起到當(dāng)所述下游側(cè)空燃比傳感器的所述輸出空燃比變?yōu)樗鰸馀卸杖急然蚋蜁r(shí)的第二時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量的絕對值。

在本發(fā)明的第十二方面中，提供了本發(fā)明的第一至第十一方面中的任一方面，其中，所述與反饋控制有關(guān)的參數(shù)為所述目標(biāo)空燃比、燃料饋送量、以及作為控制中心的空燃比中的任一者。

在本發(fā)明的第十三方面中，提供了本發(fā)明的第一至第十一方面中的任一方面，其中，所述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)一步包括上游側(cè)空燃比傳感器，所述上游側(cè)空燃比傳感器被設(shè)置在所述排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向上的上游側(cè)并且檢測流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比，其中，被饋送至所述內(nèi)燃機(jī)的所述燃燒室的燃料的饋送量被進(jìn)行反饋控制，以使得所述上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比變?yōu)槟繕?biāo)空燃比，并且所述與反饋控制有關(guān)的參數(shù)為所述上游側(cè)空燃比傳感器的輸出值。

本發(fā)明的有益效果

根據(jù)本發(fā)明，提供了這樣一種內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)：其中，即使在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出值等中發(fā)生偏差，該偏差也能被適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償。

附圖說明

圖1是示意性示出其中使用本發(fā)明的控制裝置的內(nèi)燃機(jī)的圖。

圖2A是示出排氣凈化催化劑的儲(chǔ)氧量與從排氣凈化催化劑流出的排氣中的NO_X的濃度之間的關(guān)系的圖。

圖2B是示出排氣凈化催化劑的儲(chǔ)氧量與從排氣凈化催化劑流出的排氣中的HC或CO的濃度之間的關(guān)系的圖。

圖3是示出在不同的排氣空燃比下的被提供給傳感器的電壓與輸出電流之間的關(guān)系的圖。

圖4是示出當(dāng)使被提供給傳感器的電壓恒定時(shí)的排氣空燃比與輸出電流之間的關(guān)系的圖。

圖5是當(dāng)通過根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行基本空燃比控制時(shí)的空燃比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖6是當(dāng)在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比中發(fā)生偏差時(shí)的空燃比比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖7是當(dāng)進(jìn)行通常學(xué)習(xí)控制時(shí)的空燃比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖8是當(dāng)在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比中發(fā)生大偏差時(shí)的空燃比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖9是當(dāng)在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比中發(fā)生大偏差時(shí)的空燃比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖10是當(dāng)進(jìn)行化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)時(shí)的空燃比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖11是當(dāng)進(jìn)行稀卡滯學(xué)習(xí)時(shí)的空燃比調(diào)整量等的時(shí)間圖。

圖12是控制裝置的功能框圖。

圖13是示出用于計(jì)算空燃比調(diào)整量的控制的控制例程的流程圖。

圖14是示出通常學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖。

圖15是示出卡滯學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖的部分。

圖16是示出卡滯學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖的部分。

具體實(shí)施方式

下面，參考附圖，將詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施例。應(yīng)注意，在下面的說明中，類似的組成要素被分配相同的參考標(biāo)號。

<內(nèi)燃機(jī)整體的說明>

圖1是示意性示出其中使用根據(jù)本發(fā)明的控制裝置的內(nèi)燃機(jī)的圖。在圖1中，1指示內(nèi)燃機(jī)主體，2指示氣缸體，3指示在氣缸體2內(nèi)部往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，4指示被緊固到氣缸體2的氣缸蓋，5指示在活塞3與氣缸蓋4之間形成的燃燒室，6指示進(jìn)氣閥，7指示進(jìn)氣口，8指示排氣閥，9指示排氣口。進(jìn)氣閥6打開和關(guān)閉進(jìn)氣口7，而排氣閥8打開和關(guān)閉排氣口9。

如圖1所示，火花塞10被設(shè)置在氣缸蓋4的內(nèi)壁面的中心部處，燃料噴射器11被設(shè)置在氣缸蓋4的內(nèi)壁面的側(cè)邊部處。火花塞10被配置為根據(jù)點(diǎn)火信號而產(chǎn)生火花。另外，燃料噴射器11根據(jù)噴射信號而將預(yù)定量的燃料噴射到燃燒室5中。應(yīng)注意，燃料噴射器11也可以被設(shè)置為將燃料噴射到進(jìn)氣口7中。另外，在本實(shí)施例中，作為燃料，使用具有14.6的化學(xué)計(jì)量空燃比的汽油。然而，本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)也可以使用其它燃料。

每個(gè)氣缸的進(jìn)氣口7通過對應(yīng)的進(jìn)氣流道(runner)13而被連接到穩(wěn)壓罐(surge tank)14，而穩(wěn)壓罐14通過進(jìn)氣管15而被連接到空氣濾清器(air cleaner)16。進(jìn)氣口7、進(jìn)氣流道13、穩(wěn)壓罐14和進(jìn)氣管15形成進(jìn)氣通道。另外，在進(jìn)氣管15內(nèi)部，設(shè)置由節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17驅(qū)動(dòng)的節(jié)流閥18。可以通過節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17而使節(jié)流閥18工作，從而改變進(jìn)氣通道的孔徑面積。

另一方面，每個(gè)氣缸的排氣口9被連接到排氣歧管19。排氣歧管19具有被連接到排氣口9的多個(gè)流道以及其中匯集(collect)這些流道的集管(header)。排氣歧管19的集管被連接到容納上游側(cè)排氣凈化催化劑20的上游側(cè)套管(casing)21。上游側(cè)套管21通過排氣管22而被連接到容納下游側(cè)排氣凈化催化劑24的下游側(cè)套管23。排氣口9、排氣歧管19、上游側(cè)套管21、排氣管22和下游側(cè)套管23形成排氣通道。

電子控制單元(ECU)31由數(shù)字計(jì)算機(jī)構(gòu)成，該數(shù)字計(jì)算機(jī)設(shè)置有通過雙向總線32連接在一起的諸如RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、ROM(只讀存儲(chǔ)器)34、CPU(微處理器)35、輸入端口36和輸出端口37的組件。在進(jìn)氣管15中，設(shè)置用于檢測流過進(jìn)氣管15的空氣的流量的空氣流量計(jì)39。該空氣流量計(jì)39的輸出通過對應(yīng)的AD變換器38而被輸入到輸入端口36。另外，在排氣歧管19的集管處，設(shè)置上游側(cè)空燃比傳感器40，該上游側(cè)空燃比傳感器40檢測流過排氣歧管19的內(nèi)部的排氣(即，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣)的空燃比。此外，在排氣管22中，設(shè)置下游側(cè)空燃比傳感器41，該下游側(cè)空燃比傳感器41檢測流過排氣管22的內(nèi)部的排氣(即，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出并且流入下游側(cè)排氣凈化催化劑24的排氣)的空燃比。這些空燃比傳感器40和41的輸出也通過對應(yīng)的AD變換器38而被輸入到輸入端口36。

另外，加速踏板42被連接到負(fù)荷傳感器43，該負(fù)荷傳感器43產(chǎn)生與加速踏板42的下壓量成比例的輸出電壓。負(fù)荷傳感器43的輸出電壓通過對應(yīng)的AD變換器38而被輸入到輸入端口36。曲柄角傳感器44每當(dāng)例如曲柄軸旋轉(zhuǎn)15度時(shí)產(chǎn)生輸出脈沖。該輸出脈沖被輸入到輸入端口36。CPU35根據(jù)該曲柄角傳感器44的輸出脈沖而計(jì)算內(nèi)燃機(jī)速度。另一方面，輸出端口37通過對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)電路45而被連接到火花塞10、燃料噴射器11和節(jié)流閥驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17。應(yīng)注意，ECU 31用作用于控制內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)。

應(yīng)注意，根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)是以汽油作為燃料的非增壓內(nèi)燃機(jī)，但是根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)不限于上面的配置。例如，根據(jù)本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)可以具有不同于上面的內(nèi)燃機(jī)的氣缸陣列、燃料的噴射狀態(tài)、進(jìn)氣和排氣系統(tǒng)的配置、閥機(jī)構(gòu)的配置、增壓器的存在、增壓狀態(tài)等等。

<排氣凈化催化劑的說明>

上游側(cè)排氣凈化催化劑20和下游側(cè)排氣凈化催化劑24在每種情況下具有相似的配置。排氣凈化催化劑20和24是具有儲(chǔ)氧能力的三元催化劑。具體地，排氣凈化催化劑20和24由載體構(gòu)成，該載體由在其上承載(carry)具有催化作用的貴金屬(例如，鉑(Pt))和具有儲(chǔ)氧能力的物質(zhì)(例如，二氧化鈰(CeO₂))的陶瓷構(gòu)成。排氣凈化催化劑20和24呈現(xiàn)出當(dāng)達(dá)到預(yù)定的活性化溫度時(shí)同時(shí)去除未燃燒氣體(HC、CO等)和氮氧化物(NO_X)的催化作用，此外還呈現(xiàn)出儲(chǔ)氧能力。

根據(jù)排氣凈化催化劑20和24的儲(chǔ)氧能力，當(dāng)流入排氣凈化催化劑20和24的排氣的空燃比稀于化學(xué)計(jì)量空燃比(稀空燃比)時(shí)，排氣凈化催化劑20和24存儲(chǔ)排氣中的氧。另一方面，當(dāng)流入的排氣具有濃于化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比(濃空燃比)時(shí)，排氣凈化催化劑20和24釋放被存儲(chǔ)在排氣凈化催化劑20和24中的氧。

排氣凈化催化劑20和24具有催化作用和儲(chǔ)氧能力，從而具有根據(jù)氧儲(chǔ)量而去除NO_X和未燃燒氣體的作用。也就是，在流入排氣凈化催化劑20和24的排氣的空燃比為稀空燃比的情況下，如圖2A所示，當(dāng)儲(chǔ)氧量小時(shí)，排氣凈化催化劑20和24存儲(chǔ)排氣中的氧。另外，與此相隨，排氣中的NO_X通過還原而被去除。另一方面，如果儲(chǔ)氧量變大，則在最大可儲(chǔ)氧量Cmax(上限儲(chǔ)量)附近的特定儲(chǔ)量(在圖中為Cuplim)處，從排氣凈化催化劑20和24流出的排氣中的氧和NO_X的濃度迅速升高。

另一方面，在流入排氣凈化催化劑20和24的排氣的空燃比為濃空燃比的情況下，如圖2B所示，當(dāng)儲(chǔ)氧量大時(shí)，存儲(chǔ)在排氣凈化催化劑20和24中的氧被釋放，并且排氣中的未燃燒氣體通過氧化而被去除。另一方面，如果儲(chǔ)氧量變小，則在零(下限儲(chǔ)量)附近的特定儲(chǔ)量(在圖中為Clowlim)處，從排氣凈化催化劑20和24流出的排氣中的未燃燒氣體的濃度迅速升高。

以上面的方式，根據(jù)在本實(shí)施例中使用的排氣凈化催化劑20和24，排氣中的NO_X和未燃燒氣體的去除特性依賴于流入排氣凈化催化劑20和24的排氣的空燃比和儲(chǔ)氧量而變化。應(yīng)注意，如果具有催化作用和儲(chǔ)氧能力，則排氣凈化催化劑20和24也可以是不同于三元催化劑的催化劑。

<空燃比傳感器的輸出特性>

接下來，參考圖3和4，將說明本實(shí)施例中的空燃比傳感器40和41的輸出特性。圖3是示出本實(shí)施例的空燃比傳感器40和41的電壓-電流(V-I)特性的圖。圖4是示出當(dāng)使施加電壓恒定時(shí)在空燃比傳感器40和41周圍流動(dòng)的排氣的空燃比(在下文中，稱為“排氣空燃比”)與輸出電流I之間的關(guān)系的圖。應(yīng)注意，在該實(shí)施例中，使用具有相同配置的空燃比傳感器作為空燃比傳感器40和41。

如從圖3將理解的，在本實(shí)施例的空燃比傳感器40和41中，排氣空燃比越高(越稀)，輸出電流I變得越大。另外，每個(gè)排氣空燃比的V-I線具有基本平行于V軸的區(qū)域，即，其中即使傳感器的施加電壓變化，輸出電流也幾乎不變的區(qū)域。該電壓區(qū)域被稱為“極限電流區(qū)域”。此時(shí)的電流被稱為“極限電流”。在圖3中，當(dāng)排氣空燃比為18時(shí)的極限電流區(qū)域和極限電流分別由W₁₈和I₁₈示出。因此，空燃比傳感器40和41可以被稱為“極限電流型空燃比傳感器”。

圖4是示出當(dāng)使施加電壓恒定在大約0.45V時(shí)的排氣空燃比與輸出電流I之間的關(guān)系的圖。如從圖4將理解的，在空燃比傳感器40和41中，輸出電流I相對于排氣空燃比成線性(成比例地)變化，從而排氣空燃比越高(即，越稀)，來自空燃比傳感器40和41的輸出電流I越大。此外，空燃比傳感器40和41被配置為使得當(dāng)排氣空燃比為化學(xué)計(jì)量空燃比時(shí)，輸出電流I變?yōu)榱?。另外，?dāng)排氣空燃比變?yōu)橐欢ㄖ祷蚋髸r(shí)，或者當(dāng)排氣空燃比變?yōu)橐欢ㄖ祷蚋r(shí)，輸出電流的變化與排氣空燃比的變化的比變小。

應(yīng)注意，在上面的例子中，作為空燃比傳感器40和41，使用極限電流型空燃比傳感器。然而，作為空燃比傳感器40和41，也可以使用非極限電流型的空燃比傳感器或任何其它空燃比傳感器，只要輸出電流相對于排氣空燃比線性變化即可。另外，空燃比傳感器40和41可以具有彼此不同的結(jié)構(gòu)。

<基本空燃比控制的概要>

接下來，將概述本發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)中的空燃比控制。在本實(shí)施例中，基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比而進(jìn)行反饋控制以控制來自燃料噴射器11的燃料噴射量，以使得上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比變?yōu)槟繕?biāo)空燃比。應(yīng)注意，“輸出空燃比”意味著與空燃比傳感器的輸出值對應(yīng)的空燃比。

另一方面，在本實(shí)施例的空燃比控制中，基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比等而進(jìn)行目標(biāo)空燃比設(shè)定控制以設(shè)定目標(biāo)空燃比。在目標(biāo)空燃比設(shè)定控制中，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)闈馀卸杖急?例如，14.55)或更低時(shí)，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的排氣空燃比已變?yōu)闈饪杖急龋鰸馀卸杖急壬詽庥诨瘜W(xué)計(jì)量空燃比。此時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀設(shè)定空燃比。這里，“稀設(shè)定空燃比”是以一定程度稀于化學(xué)計(jì)量空燃比(作為控制的中心的空燃比)的預(yù)定空燃比，例如，為14.65至20，優(yōu)選地為14.65至18，更優(yōu)選地為14.65至16左右。

之后，如果在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀設(shè)定空燃比的狀態(tài)下，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)橄∮跐馀卸杖急鹊目杖急?比濃判定空燃比更接近化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比)，則判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比已基本變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。此時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為弱(slight)稀設(shè)定空燃比。這里，“弱稀設(shè)定空燃比”是具有比稀設(shè)定空燃比小的稀程度(與化學(xué)計(jì)量空燃比的差更小)的稀空燃比，例如，為14.62至15.7，優(yōu)選地為14.63至15.2，更優(yōu)選地為14.65至14.9左右。

另一方面，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)樯韵∮诨瘜W(xué)計(jì)量空燃比的稀判定空燃比(例如，14.65)或更高時(shí)，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比已變?yōu)橄】杖急取４藭r(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃設(shè)定空燃比。這里，“濃設(shè)定空燃比”是以一定程度濃于化學(xué)計(jì)量空燃比(作為控制中心的空燃比)的預(yù)定空燃比，例如，為10至14.55，優(yōu)選地為12至14.52，更優(yōu)選地為13至14.5左右。

之后，如果在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃設(shè)定空燃比的狀態(tài)下，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)闈庥谙∨卸杖急鹊目杖急?比稀判定空燃比更接近化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比)，則判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比已基本變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。此時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為弱濃設(shè)定空燃比。這里，“弱濃設(shè)定空燃比”是具有比濃設(shè)定空燃比小的濃程度(與化學(xué)計(jì)量空燃比的差更小)的濃空燃比，例如，為13.5至14.58，優(yōu)選地為14至14.57，更優(yōu)選地為14.3至14.55左右。

結(jié)果，在本實(shí)施例中，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)闈馀卸杖急然蚋?，則首先將目標(biāo)空燃比設(shè)定為稀設(shè)定空燃比。之后，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變得大于濃判定空燃比，則將目標(biāo)空燃比設(shè)定為弱稀設(shè)定空燃比。另一方面，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)橄∨卸杖急然蚋?，則首先將目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃設(shè)定空燃比。之后，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變得小于稀判定空燃比，則將目標(biāo)空燃比設(shè)定為弱濃設(shè)定空燃比。之后，重復(fù)類似的控制。

應(yīng)注意，濃判定空燃比和稀判定空燃比為在化學(xué)計(jì)量空燃比的1％以內(nèi)，優(yōu)選地0.5％以內(nèi)，更優(yōu)選地0.35％以內(nèi)的空燃比。因此，如果化學(xué)計(jì)量空燃比為14.6，則濃判定空燃比和稀判定空燃比與化學(xué)計(jì)量空燃比的差為0.15或更小，優(yōu)選地為0.073或更小，更優(yōu)選地為0.051或更小。另外，目標(biāo)空燃比(例如，弱濃設(shè)定空燃比或稀設(shè)定空燃比)與化學(xué)計(jì)量空燃比的差被設(shè)定為變?yōu)榇笥谏鲜龅牟睢?/p>

<使用時(shí)間圖的控制的說明>

參考圖5，將具體說明上述操作。圖5是在通過根據(jù)本實(shí)施例的內(nèi)燃機(jī)的控制系統(tǒng)進(jìn)行基本空燃比控制的情況下，空燃比調(diào)整量AFC、上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup、上游側(cè)排氣凈化催化劑20中的儲(chǔ)氧量OSA、流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的累積的氧過剩/不足量ΣOED、以及下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn的時(shí)間圖。

應(yīng)注意，空燃比調(diào)整量AFC是與流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的目標(biāo)空燃比相關(guān)的調(diào)整量。當(dāng)空燃比調(diào)整量AFC為0時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為等于作為控制中心的空燃比(在下文中，稱為“控制中心空燃比”)的空燃比(在本實(shí)施例中，基本上為化學(xué)計(jì)量空燃比)。當(dāng)空燃比調(diào)整量AFC為正值時(shí)，目標(biāo)空燃比變?yōu)橄∮诳刂浦行目杖急鹊目杖急?在本實(shí)施例中，為稀空燃比)，而當(dāng)空燃比調(diào)整量AFC為負(fù)值時(shí)，目標(biāo)空燃比變?yōu)闈庥诳刂浦行目杖急鹊目杖急?在本實(shí)施例中，為濃空燃比)。另外，“控制中心空燃比”意味著根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)而向其添加空燃比調(diào)整量AFC的空燃比，也就是，當(dāng)使目標(biāo)空燃比根據(jù)空燃比調(diào)整量AFC而改變時(shí)作為基準(zhǔn)的空燃比。

在所示例的例子中，在時(shí)刻t₁之前的狀態(tài)下，空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich(與弱濃設(shè)定空燃比對應(yīng))。也就是說，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比。與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比變?yōu)闈饪杖急?。流入上游?cè)排氣凈化催化劑20的排氣中包含的未燃燒氣體通過上游側(cè)排氣凈化催化劑20而被凈化。與此相隨，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA逐漸減少。另一方面，由于在上游側(cè)排氣凈化催化劑20處的凈化，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣不包含未燃燒氣體，因此，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn基本變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。

如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA逐漸減少，則儲(chǔ)氧量OSA在時(shí)刻t₁接近零(例如，圖2B中的Clowlim)。與此相隨，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的未燃燒氣體的一部分在未被上游側(cè)排氣凈化催化劑20凈化的情況下開始流出。因此，在時(shí)刻t₁之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn逐漸下降。結(jié)果，在所示例的例子中，在時(shí)刻t₂，儲(chǔ)氧量OSA基本變?yōu)榱悖⑶蚁掠蝹?cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich。

在本實(shí)施例中，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)闈馀卸杖急華Frich或更低，則為了使儲(chǔ)氧量OSA增加，將空燃比調(diào)整量AFC切換到稀設(shè)定調(diào)整量AFClean(與稀設(shè)定空燃比對應(yīng))。因此，目標(biāo)空燃比從濃空燃比被切換到稀空燃比。

應(yīng)注意，在本實(shí)施例中，空燃比調(diào)整量AFC不是在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn從化學(xué)計(jì)量空燃比改變?yōu)闈饪杖急戎罅⒖瘫磺袚Q，而是在達(dá)到濃判定空燃比AFrich之后被切換。這是因?yàn)?，即使上游?cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA充足，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比有時(shí)也會(huì)非常輕微地偏離化學(xué)計(jì)量空燃比。反過來說，將濃判定空燃比設(shè)定為這樣的空燃比：當(dāng)上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量充足時(shí)，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比永遠(yuǎn)不會(huì)達(dá)到該空燃比。應(yīng)注意，這同樣適用于上述稀判定空燃比。

如果在時(shí)刻t₂將目標(biāo)空燃比切換到稀空燃比，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比從濃空燃比改變?yōu)橄】杖急取Ａ硗?，與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)橄】杖急?實(shí)際上，從切換目標(biāo)空燃比時(shí)到流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變時(shí)發(fā)生延遲，但是在所示例的例子中，為了方便起見，假設(shè)它們同時(shí)改變)。如果在時(shí)刻t₂，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變?yōu)橄】杖急?，則上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA增加。

如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA以此方式增加，則從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比朝著化學(xué)計(jì)量空燃比變化。在圖5所示的例子中，在時(shí)刻t₃，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)榇笥跐馀卸杖急華Frich的值。也就是說，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn基本變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。這意味著上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA已經(jīng)以一定程度變大。

因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn改變?yōu)榇笥跐馀卸杖急華Frich的值時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean(與弱稀設(shè)定空燃比對應(yīng))。因此，在時(shí)刻t₃，目標(biāo)空燃比的稀程度減小。在下文中，時(shí)刻t₃將被稱為“稀程度改變時(shí)機(jī)(timing)”。

在時(shí)刻t₃的稀程度改變時(shí)機(jī)，如果將空燃比調(diào)整量AFC切換到弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的稀程度也變小。與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變小，并且上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA的增加速度降低。

在時(shí)刻t₃之后，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA逐漸增加，盡管增加速度緩慢。如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA逐漸增加，則儲(chǔ)氧量OSA將最終接近最大可儲(chǔ)氧量Cmax(例如，圖2A中的Cuplim)。如果在時(shí)刻t₄，儲(chǔ)氧量OSA接近最大可儲(chǔ)氧量Cmax，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧的一部分將開始流出而不被存儲(chǔ)在上游側(cè)排氣凈化催化劑20中。因此，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn將逐漸上升。結(jié)果，在所示例的例子中，在時(shí)刻t₅，儲(chǔ)氧量OSA達(dá)到最大可儲(chǔ)氧量Cmax，并且下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到稀判定空燃比AFlean。

在本實(shí)施例中，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)橄∨卸杖急華Flean或更高，則空燃比調(diào)整量AFC被切換到濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich，以使儲(chǔ)氧量OSA減少。因此，目標(biāo)空燃比從稀空燃比被切換到濃空燃比。

如果在時(shí)刻t₅將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比從稀空燃比改變?yōu)闈饪杖急?。另外，與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)闈饪杖急?實(shí)際上，從切換目標(biāo)空燃比時(shí)到流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變時(shí)發(fā)生延遲，但是在所示例的例子中，為了方便起見，假設(shè)它們同時(shí)改變)。如果在時(shí)刻t₅，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變?yōu)闈饪杖急龋瑒t上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA減少。

如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA以此方式減少，則從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比朝著化學(xué)計(jì)量空燃比而變化。在圖5所示的例子中，在時(shí)刻t₆，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)樾∮谙∨卸杖急華Flean的值。也就是說，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn基本變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。這意味著上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA已經(jīng)以一定程度變小。

因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn改變?yōu)楸认∨卸杖急華Flean小的值時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC從濃設(shè)定調(diào)整量被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich(與弱濃設(shè)定空燃比對應(yīng))。

如果在時(shí)刻t₆將空燃比調(diào)整量AFC切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比的濃程度也變小。與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup增大，并且上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA的減少速度降低。

在時(shí)刻t₆之后，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA逐漸減少，盡管減少速度緩慢。如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA逐漸減少，則儲(chǔ)氧量OSA以與時(shí)刻t₁相同的方式最終在時(shí)刻t₇接近零，并且減少到圖2B中的Cdwnlim。然后，在時(shí)刻t₈，以與時(shí)刻t₂相同的方式，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich。之后，重復(fù)與時(shí)刻t₁到t₆的操作類似的操作。

<基本控制的優(yōu)點(diǎn)>

根據(jù)上述基本空燃比控制，緊接在時(shí)刻t₂目標(biāo)空燃比從濃空燃比被改變?yōu)橄】杖急戎?，以及緊接在時(shí)刻t₅目標(biāo)空燃比從稀空燃比被改變?yōu)闈饪杖急戎螅c化學(xué)計(jì)量空燃比的差被設(shè)定為大的(也就是說，濃程度或稀程度被設(shè)定為大的)。因此，可以使在時(shí)刻t₂從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的未燃燒氣體和在時(shí)刻t₅從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的NO_X迅速減少。因此，可以抑制未燃燒氣體和NO_X從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出。

另外，根據(jù)本實(shí)施例的空燃比控制，在時(shí)刻t₂，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀設(shè)定空燃比，然后未燃燒氣體從上游側(cè)排氣凈化催化劑20的流出停止并且上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA以一定程度恢復(fù)，然后在時(shí)刻t₃，目標(biāo)空燃比被切換到弱稀設(shè)定空燃比。通過使目標(biāo)空燃比的濃程度(與化學(xué)計(jì)量空燃比的差)減小，即使NO_X從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出，也可以減少NO_X的每單位時(shí)間的流出量。特別地，如果進(jìn)行上面的空燃比控制，則在時(shí)刻t₅處NO_X從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出，但是可以使此時(shí)的流出量保持為少的。

此外，根據(jù)本實(shí)施例的空燃比控制，在時(shí)刻t₅，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃設(shè)定空燃比，然后NO_X(氧)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20的流出停止并且上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA以一定程度減少，然后在時(shí)刻t₆，目標(biāo)空燃比被切換到弱濃設(shè)定空燃比。通過使目標(biāo)空燃比的濃程度(與化學(xué)計(jì)量空燃比的差)減小，即使未燃燒氣體從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出，也可以減少未燃燒氣體的每單位時(shí)間的流出量。特別地，根據(jù)上面的空燃比控制，在時(shí)間t₂和t₈期間，未燃燒氣體從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出，但是可以使此時(shí)的流出量保持為少的。

此外，在本實(shí)施例中，作為檢測在下游側(cè)的排氣的空燃比的傳感器，使用空燃比傳感器41。與氧傳感器不同，該空燃比傳感器41不具有滯后現(xiàn)象。因此，空燃比傳感器41具有對實(shí)際排氣空燃比的高響應(yīng)性，由此可以迅速檢測到未燃燒氣體和氧(以及NO_X)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20的流出。因此，也通過這一點(diǎn)，根據(jù)本實(shí)施例，可以抑制未燃燒氣體和NO_X(以及氧)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20的流出。

另外，在可以儲(chǔ)氧的排氣凈化催化劑中，如果將儲(chǔ)氧量維持為基本恒定，則將使儲(chǔ)氧能力下降。因此，為了盡可能維持儲(chǔ)氧能力，在使用排氣凈化催化劑時(shí)，需要使儲(chǔ)氧量上下變化。按照根據(jù)本實(shí)施例的空燃比控制，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA反復(fù)地在零附近與最大可儲(chǔ)氧量附近之間上下變化。因此，可以將上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量維持為盡可能高的。

應(yīng)注意，在上面的實(shí)施例中，當(dāng)在時(shí)刻t₃，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)榇笥跐馀卸杖急華Frich的值時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC從稀設(shè)定調(diào)整量AFClean被切換到弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean。另外，在上面的實(shí)施例中，當(dāng)在時(shí)刻t₆，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)樾∮谙∨卸杖急華Flean的值時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC從濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。然而，用于切換空燃比調(diào)整量AFC的時(shí)機(jī)不一定必須基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn而被設(shè)定，也可以基于其它參數(shù)而被確定。

例如，用于切換空燃比調(diào)整量AFC的時(shí)機(jī)也可以基于上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA而被確定。例如，如圖5所示，當(dāng)在目標(biāo)空燃比在時(shí)刻t₂被切換到稀空燃比之后上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA達(dá)到預(yù)定量α?xí)r，空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean。另外，當(dāng)在目標(biāo)空燃比在時(shí)刻t₅被切換到濃空燃比之后上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA減少了預(yù)定量α?xí)r，空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量。

在這種情況下，基于流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的累積的氧過剩/不足量而推定上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA?！把踹^剩/不足量”意味著當(dāng)嘗試使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比成為化學(xué)計(jì)量空燃比時(shí)，變得過剩的氧或變得不足的氧(過剩的未燃燒氣體的量等等)。特別地，當(dāng)目標(biāo)空燃比變?yōu)橄≡O(shè)定空燃比時(shí)，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣中的氧變得過剩。該過剩的氧被存儲(chǔ)在上游側(cè)排氣凈化催化劑20中。因此，氧過剩/不足量的累積值(在下文中，稱為“累積的氧過剩/不足量”)可以說是表示上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA。如圖5所示，在本實(shí)施例中，當(dāng)目標(biāo)空燃比改變?yōu)槌龌瘜W(xué)計(jì)量空燃比時(shí)，累積的氧過剩/不足量ΣOED被重置為零。

應(yīng)注意，氧過剩/不足量基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup和進(jìn)入燃燒室5的進(jìn)氣量(基于空氣流量計(jì)39等而被計(jì)算出)的推定值、或者來自燃料噴射器11的燃料的饋送量等而被計(jì)算出。具體地，氧過剩/不足量OED例如通過以下式子(1)而被計(jì)算出：

OED＝0.23·Qi·(AFup-14.6)…(1)

這里，0.23是空氣中的氧濃度，Qi指示燃料噴射量，AFup指示上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比。

或者，將空燃比調(diào)整量AFC切換到弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean的時(shí)機(jī)(稀程度改變時(shí)機(jī))可以基于從將目標(biāo)空燃比切換到稀空燃比時(shí)(時(shí)刻t₂)起所經(jīng)過的時(shí)間或累積的進(jìn)氣量等而被確定。類似地，將空燃比調(diào)整量AFC切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich的時(shí)機(jī)(濃程度改變時(shí)機(jī))可以基于從將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比時(shí)(時(shí)刻t₅)起所經(jīng)過的時(shí)間或累積的進(jìn)氣量等而被確定。

以此方式，濃程度改變時(shí)機(jī)或稀程度改變時(shí)機(jī)基于各種參數(shù)而被確定。無論在什么情況下，稀程度改變時(shí)機(jī)均被設(shè)定為在將目標(biāo)空燃比設(shè)定為稀設(shè)定空燃比之后并且在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)橄∨卸杖急然蚋咧暗臅r(shí)機(jī)。類似地，濃程度改變時(shí)機(jī)被設(shè)定為在將目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃設(shè)定空燃比之后并且在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)闈馀卸杖急然蚋椭暗臅r(shí)機(jī)。

另外，在上面的實(shí)施例中，在時(shí)刻t₂至t₃期間，空燃比調(diào)整量AFC被維持恒定在稀設(shè)定空燃比AFClean。然而，在該時(shí)段期間，空燃比調(diào)整量AFC不需要一定維持恒定，并且也可以改變以逐漸下降(接近化學(xué)計(jì)量空燃比)。類似地，在上面的實(shí)施例中，在時(shí)刻t₃至t₅期間，空燃比調(diào)整量AFC被維持恒定在弱稀設(shè)定空燃比AFClean。然而，在該時(shí)段期間，空燃比調(diào)整量AFC不一定必須維持恒定。例如，其也可以改變以逐漸下降(接近化學(xué)計(jì)量空燃比)。另外，這同樣適用于時(shí)刻t₅至t₆，以及時(shí)刻t₆至t₈。

<在上游側(cè)空燃比傳感器處的偏差>

這里，當(dāng)內(nèi)燃機(jī)主體1具有多個(gè)氣缸時(shí)，有時(shí)從氣缸排出的排氣的空燃比在氣缸之間發(fā)生偏差。另一方面，上游側(cè)空燃比傳感器40被設(shè)置在排氣歧管19的集管處，但是取決于設(shè)置的位置，從每個(gè)氣缸排出的排氣被暴露于上游側(cè)空燃比傳感器40的程度在氣缸之間不同。結(jié)果，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比受到從某一特定氣缸排出的排氣的空燃比的強(qiáng)烈影響。因此，當(dāng)從某一特定氣缸排出的排氣的空燃比變成與從全部氣缸排出的排氣的平均空燃比不同的空燃比時(shí)，在平均空燃比與上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比之間發(fā)生偏差。也就是說，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比從實(shí)際排氣的平均空燃比偏移至濃側(cè)或稀側(cè)。

另外，未燃燒氣體當(dāng)中的氫具有快的通過空燃比傳感器的擴(kuò)散律速層(diffusion regulation layer)的通過速度。因此，如果排氣中的氫的濃度高，則上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比相對于排氣的實(shí)際空燃比而偏移至較低側(cè)(即，濃側(cè))。如果以此方式在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比中發(fā)生偏差，則不能適當(dāng)?shù)剡M(jìn)行上述控制。下面，將參考圖6說明此現(xiàn)象。

圖6是與圖5類似的空燃比調(diào)整量AFC等的時(shí)間圖。圖6示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移至濃側(cè)的情況。在該圖中，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup中的實(shí)線示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比。另一方面，虛線示出在上游側(cè)空燃比傳感器40周圍流動(dòng)的排氣的實(shí)際空燃比。

在圖6示出的例子中同樣地，在時(shí)刻t₁之前的狀態(tài)下，空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。相應(yīng)地，目標(biāo)空燃比被設(shè)定為弱濃設(shè)定空燃比。與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榈扔谌鯘庠O(shè)定空燃比的空燃比。然而，如上面說明的，因?yàn)樯嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移至濃側(cè)，所以排氣的實(shí)際空燃比從弱濃設(shè)定空燃比變?yōu)樵谙?cè)的空燃比。也就是說，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榈陀?濃于)實(shí)際空燃比(圖中的虛線)。

另外，在圖6示出的例子中，如果在時(shí)刻t₁將空燃比調(diào)整量AFC切換到稀設(shè)定調(diào)整量AFClean，則上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榈扔谙≡O(shè)定空燃比的空燃比。然而，如上面說明的，因?yàn)樯嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移至濃側(cè)，所以排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮谙≡O(shè)定空燃比的空燃比。也就是說，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榈陀?濃于)實(shí)際空燃比(圖中的虛線)。

以此方式，如果上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移至濃側(cè)，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比將總是變?yōu)橄∮谀繕?biāo)空燃比的空燃比。因此，例如，如果上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比中的偏差變得大于圖6示出的例子，則在時(shí)刻t₄至t₅期間，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比將變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比或稀空燃比。

如果在時(shí)刻t₄至t₅期間，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比，則之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比不再變?yōu)闈馀卸杖急然蚋停蛘呦∨卸杖急然蚋?。另外，上游?cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA也照原樣維持恒定。另外，如果在時(shí)刻t₄至t₅期間，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄】杖急?，則上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA增加。結(jié)果，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA能夠不再在最大可儲(chǔ)氧量Cmax與零之間變化，由此上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧能力將下降。

因此，需要檢測上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差，并且需要基于所檢測到的偏差而校正輸出空燃比等。

<通常學(xué)習(xí)控制>

因此，在本發(fā)明的實(shí)施例中，在通常的運(yùn)轉(zhuǎn)期間(也就是，當(dāng)基于上述目標(biāo)空燃比進(jìn)行反饋控制時(shí))進(jìn)行學(xué)習(xí)控制以補(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差。首先，在學(xué)習(xí)控制當(dāng)中，將說明通常學(xué)習(xí)控制。

這里，從目標(biāo)空燃比被切換到稀空燃比時(shí)起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)橄∨卸杖急然蚋邥r(shí)的時(shí)段被定義為氧增加時(shí)段(第一時(shí)段)。類似地，從目標(biāo)空燃比被切換到濃空燃比時(shí)起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比變?yōu)闈馀卸杖急然蚋蜁r(shí)的時(shí)段被定義為氧減少時(shí)段(第二時(shí)段)。在本實(shí)施例的通常學(xué)習(xí)控制中，作為在氧增加時(shí)段中的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值，計(jì)算出稀氧量累積值(第一氧量累積值)。此外，作為在氧減少時(shí)段中的累積的氧過剩/不足量的絕對值，計(jì)算出濃氧量累積值(第二氧量累積值)。另外，校正控制中心空燃比AFR，以使得稀氧量累積值與濃氧量累積值之差變小。在下文中，圖7示出此狀態(tài)。

圖7是控制中心空燃比AFr、空燃比調(diào)整量AFC、上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup、上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA、累積的氧過剩/不足量ΣOED、下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn、以及學(xué)習(xí)值sfbg的時(shí)間圖。與圖6同樣地，圖7示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup偏移至低側(cè)(濃側(cè))的情況。應(yīng)注意，學(xué)習(xí)值sfbg為根據(jù)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比(輸出電流)的偏差而變化的值，并且在本實(shí)施例中，被用于控制中心空燃比AFR的校正。另外，在圖中，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup中的實(shí)線示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比，而虛線示出在上游側(cè)空燃比傳感器40周圍流動(dòng)的排氣的實(shí)際空燃比。此外，單點(diǎn)劃線示出目標(biāo)空燃比，也就是，與空燃比調(diào)整量AFC對應(yīng)的空燃比。

在所示例的例子中，以與圖5和圖6相同的方式，在時(shí)刻t₁之前的狀態(tài)下，將控制中心空燃比設(shè)定為化學(xué)計(jì)量空燃比，因此將空燃比調(diào)整量AFC設(shè)定為弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。此時(shí)，如實(shí)線所示，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榕c弱濃設(shè)定空燃比對應(yīng)的空燃比。然而，因?yàn)樯嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup偏移，所以排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮谌鯘庠O(shè)定空燃比的空燃比(圖7中的虛線)。然而，在圖7示出的例子中，如將從圖7中的虛線理解的，在時(shí)刻t₁之前的排氣的實(shí)際空燃比為濃于化學(xué)計(jì)量空燃比的濃空燃比。因此，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量逐漸減少。

在時(shí)刻t₁，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich。因此，如上面說明的，空燃比調(diào)整量AFC被切換到稀設(shè)定調(diào)整量AFClean。在時(shí)刻t₁之后，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比變?yōu)榕c稀設(shè)定空燃比對應(yīng)的空燃比。然而，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮谙≡O(shè)定空燃比的空燃比，也就是，具有較大稀程度的空燃比(參見圖7中的虛線)。因此，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA迅速增加。另外，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在時(shí)刻t₂變得大于濃判定空燃比AFrich時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean。在此時(shí)同樣地，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮谌跸≡O(shè)定空燃比的稀空燃比。

然后，當(dāng)上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA變大，由此下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在時(shí)刻t₃變?yōu)橄∨卸杖急華Flean或更高時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC被切換到濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich。然而，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮跐庠O(shè)定空燃比的空燃比，也就是，具有小的濃程度的空燃比(參見圖7中的虛線)。因此，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA的減少速度為慢的。另外，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在時(shí)刻t₄變得小于稀判定空燃比AFlean時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。在此時(shí)同樣地，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮谌鯘庠O(shè)定空燃比的稀空燃比，也就是，具有小的濃程度的空燃比。

在本實(shí)施例中，如上面說明的，從時(shí)刻t₁至?xí)r刻t₂計(jì)算累積的氧過剩/不足量ΣOED。這里，如果將從目標(biāo)空燃比被切換到稀空燃比時(shí)(時(shí)刻t₁)起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)橄∨卸杖急華Flean或更高時(shí)(時(shí)刻t₃)的時(shí)段稱為“氧增加時(shí)段Tinc”，則在本實(shí)施例中，在氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)計(jì)算出累積的氧過剩/不足量ΣOED。在圖7中，在從時(shí)刻t₁至?xí)r刻t₃的氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值被示為R₁。

該氧增加時(shí)段Tinc的累積的氧過剩/不足量ΣOED(R₁)與在時(shí)刻t₃處的儲(chǔ)氧量OSA對應(yīng)。然而，如上面說明的，氧過剩/不足量通過使用上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup而被推定，并且在該輸出空燃比AFup中發(fā)生偏差。因此，在圖7示出的例子中，在從時(shí)刻t₁至?xí)r刻t₃的氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)的累積的氧過剩/不足量ΣOED變得小于與在時(shí)刻t₃處的實(shí)際儲(chǔ)氧量OSA對應(yīng)的值。

另外，在本實(shí)施例中，甚至從時(shí)刻t₃至?xí)r刻t₅計(jì)算累積的氧過剩/不足量ΣOED。這里，如果將從目標(biāo)空燃比被切換到濃空燃比時(shí)(時(shí)刻t₃)起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)闈馀卸杖急華Frich或更低時(shí)(時(shí)刻t₃)的時(shí)段稱為“氧減少時(shí)段Tdec”，則在本實(shí)施例中，在氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)計(jì)算出累積的氧過剩/不足量ΣOED。在圖7中，在從時(shí)刻t₃至?xí)r刻t₅的氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值被示為F₁。

該氧減少時(shí)段Tdec的累積的氧過剩/不足量ΣOED(F₁)與從時(shí)刻t₃至?xí)r刻t₅從上游側(cè)排氣凈化催化劑20釋放的總氧量對應(yīng)。然而，如上面說明的，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup中發(fā)生偏差。因此，在圖10示出的例子中，在從時(shí)刻t₃至?xí)r刻t₅的氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)的累積的氧過剩/不足量ΣOED大于與從時(shí)刻t₃至?xí)r刻t₅從上游側(cè)排氣凈化催化劑20實(shí)際釋放的總氧量對應(yīng)的值。

這里，在氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)，氧被存儲(chǔ)在上游側(cè)排氣凈化催化劑20中，而在氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)，所存儲(chǔ)的氧被完全釋放。因此，在氧增加時(shí)段Tinc累積的氧過剩/不足量的絕對值R₁與在氧減少時(shí)段Tdec累積的氧過剩/不足量的絕對值F₁必須為彼此基本上相同的值。然而，如上面說明的，當(dāng)在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup中發(fā)生偏差時(shí)，累積值根據(jù)該偏差而變化。如上面說明的，當(dāng)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移至低側(cè)(濃側(cè))時(shí)，則絕對值F₁變得大于絕對值R₁。反過來，當(dāng)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移至高側(cè)(稀側(cè))時(shí)，絕對值F₁變得小于絕對值R₁。另外，在氧增加時(shí)段Tinc累積的氧過剩/不足量的絕對值R₁與在氧減少時(shí)段Tdec累積的氧過剩/不足量的絕對值F₁的差ΔΣOED(＝R₁-F₁。在下文中，也稱之為“過剩/不足量誤差”)表示上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比偏移的程度。這些絕對值R₁與F₁之間的差越大，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差越大。

因此，在本實(shí)施例中，基于過剩/不足量誤差ΔΣOED而校正控制中心空燃比AFR。特別地，在本實(shí)施例中，校正控制中心空燃比AFR，以使得在氧增加時(shí)段Tinc累積的氧過剩/不足量的絕對值R₁與在氧減少時(shí)段Tdec累積的氧過剩/不足量的絕對值F₁的差ΔΣOED變小。

具體地，在本實(shí)施例中，通過以下式子(2)而計(jì)算學(xué)習(xí)值sfbg，以及通過以下式子(3)而校正控制中心空燃比AFR。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₁·ΔΣOED…(2)

AFR＝AFRbase+sfbg(n)…(3)

應(yīng)注意，在上面的式子(2)中，“n”表示計(jì)算的次數(shù)或時(shí)間。因此，sfbg(n)為當(dāng)前計(jì)算或當(dāng)前學(xué)習(xí)值。另外，上面的式子(2)中的“k₁”為增益，該增益表示控制中心空燃比AFR中反映過剩/不足量誤差ΔΣOED的程度。增益“k₁”的值越大，控制中心空燃比AFR的校正量越大。另外，在上面的式子(3)中，基本控制中心空燃比AFRbase為用作基本的控制中心空燃比，并且在本實(shí)施例中為化學(xué)計(jì)量空燃比。

在圖7的時(shí)刻t₃，如上面說明的，基于絕對值R₁和F₁而計(jì)算學(xué)習(xí)值sfbg。特別地，在圖7示出的例子中，在氧減少時(shí)段Tdec累積的氧過剩/不足量的絕對值F₁大于在氧增加時(shí)段Tinc累積的氧過剩/不足量的絕對值R₁，因此在時(shí)刻t₃，學(xué)習(xí)值sfbg減小。

這里，通過使用上面的式子(3)基于學(xué)習(xí)值sfbg而校正控制中心空燃比AFR。在圖7示出的例子中，因?yàn)閷W(xué)習(xí)值sfbg為負(fù)值，所以控制中心空燃比AFR變?yōu)樾∮诨究刂浦行目杖急華FRbase的值，也就是，濃側(cè)值。因此，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被校正至濃側(cè)。

結(jié)果，在時(shí)刻t₅之后，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比相對于目標(biāo)空燃比的偏差變得小于在時(shí)刻t₅之前的偏差。因此，在時(shí)刻t₅之后，示出實(shí)際空燃比的虛線與示出目標(biāo)空燃比的單點(diǎn)劃線之間的差變得小于在時(shí)刻t₅之前的差(在時(shí)刻t₅之前，因?yàn)槟繕?biāo)空燃比與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比一致，所以單點(diǎn)劃線與實(shí)線重疊)。

另外，在時(shí)刻t₅之后同樣地，進(jìn)行與在時(shí)刻t₁至?xí)r刻t₃期間的操作類似的操作。因此，在時(shí)刻t₄，如果累積的氧過剩/不足量ΣOED達(dá)到切換基準(zhǔn)值OEDref，則目標(biāo)空燃比從稀設(shè)定空燃比被切換到濃設(shè)定空燃比。之后，在時(shí)刻t₅，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定基準(zhǔn)值Irrich時(shí)，目標(biāo)空燃比再次被切換到稀設(shè)定空燃比。

如上面說明的，時(shí)刻t₅至?xí)r刻t₇與氧增加時(shí)段Tinc對應(yīng)，因此，在該時(shí)段期間的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值由圖7中的R₂表示。另外，如上面說明的，時(shí)刻t₇至?xí)r刻t₉與氧減少時(shí)段Tdec對應(yīng)，因此，在該時(shí)段期間的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值由圖7中的F₂表示。另外，通過使用上面的式子(2)基于這些絕對值R₂與F₂的差ΔΣOED(＝R₂-F₂)而更新學(xué)習(xí)值sfbg。在本實(shí)施例中，在時(shí)刻t₉之后重復(fù)類似的控制，由此反復(fù)地更新學(xué)習(xí)值sfbg。

通過以此方式通過通常學(xué)習(xí)控制而更新學(xué)習(xí)值sfbg，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup逐漸從目標(biāo)空燃比偏離，但流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比逐漸接近目標(biāo)空燃比。因此，能夠補(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差。

應(yīng)注意，如上面說明的，優(yōu)選地基于在氧增加時(shí)段Tinc累積的氧過剩/不足量ΣOED和在該氧增加時(shí)段Tinc之后的氧減少時(shí)段Tdec累積的氧過剩/不足量ΣOED而更新學(xué)習(xí)值sfbg。這是因?yàn)?，如上面說明的，在氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)被存儲(chǔ)在上游側(cè)排氣凈化催化劑20中的總氧量和在緊接著的氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20釋放的總氧量變得相等。

此外，在上面的實(shí)施例中，基于在單個(gè)氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)累積的氧過剩/不足量ΣOED和在單個(gè)氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)累積的氧過剩/不足量ΣOED而更新學(xué)習(xí)值sfbg。然而，可以基于在多個(gè)氧增加時(shí)段Tinc內(nèi)累積的氧過剩/不足量ΣOED的總值或平均值和在多個(gè)氧減少時(shí)段Tdec內(nèi)累積的氧過剩/不足量ΣOED的總值或平均值而更新學(xué)習(xí)值sfbg。

另外，在上面的實(shí)施例中，基于學(xué)習(xí)值sfbg而校正控制中心空燃比。然而，基于學(xué)習(xí)值sfbg而校正的參數(shù)可以為與空燃比有關(guān)的另一參數(shù)。其他的參數(shù)例如包括被饋送至燃燒室5內(nèi)部的燃料的量、上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比、空燃比調(diào)整量等中的一者。

應(yīng)注意，在上面的實(shí)施例中，在基本的空燃比控制中，濃設(shè)定空燃比、弱濃設(shè)定空燃比、稀設(shè)定空燃比、以及弱稀設(shè)定空燃比被設(shè)定為恒定的。然而，如上面說明的，這些空燃比不一定必須被維持為恒定的。

綜上所述，在本實(shí)施例中，學(xué)習(xí)裝置(learning means)可以被說是基于第一氧量累積值和第二氧量累積值而校正與反饋控制有關(guān)的參數(shù)，以使得這些第一氧量累積值與第二氧量累積值之間的差變小，第一氧量累積值為在從將目標(biāo)空燃比切換到稀空燃比時(shí)起到當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)橄∨卸杖急華Flean或更高時(shí)的第一時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量的絕對值，第二氧量累積值為在從將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比時(shí)起到當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)闈馀卸杖急華Frich或更低時(shí)的第二時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量的絕對值。

<上游側(cè)空燃比傳感器中的大偏差>

在圖6所示的例子中，在上游側(cè)排氣凈化催化劑20的輸出空燃比中發(fā)生偏差，但其程度不是那么大。因此，如將從圖6的虛線中理解的，當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃設(shè)定空燃比時(shí)，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮跐庠O(shè)定空燃比的濃空燃比。

與此相反，如果在上游側(cè)排氣凈化催化劑20處發(fā)生的偏差變大，如上面說明的，則即使目標(biāo)空燃比被設(shè)定為弱濃設(shè)定空燃比，有時(shí)排氣的實(shí)際空燃比也會(huì)變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。此狀態(tài)在圖8中示出。

在圖8示出的例子中，如果在時(shí)刻t₂上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)橄∨卸杖急華Flean或更高，則空燃比調(diào)整量AFC被切換到濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich。之后，如果上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)樾∮跐馀卸杖急華Flean，則在時(shí)刻t₃空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榕c弱濃設(shè)定空燃比對應(yīng)的空燃比。然而，因?yàn)樯嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大大地偏移至濃側(cè)，所以排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比(圖中的虛線)。

結(jié)果，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA不變，而是被維持在恒定值。因此，即使在空燃比調(diào)整量AFC被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich之后經(jīng)過長時(shí)間，未燃燒氣體也從未從上游側(cè)排氣凈化催化劑20被釋放。因此，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被基本維持在化學(xué)計(jì)量空燃比。如上面說明的，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC從弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich被切換到稀設(shè)定調(diào)整量AFClean。然而，在圖8示出的例子中，因?yàn)橄掠蝹?cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn照原樣被維持在化學(xué)計(jì)量空燃比，所以空燃比調(diào)整量AFC持續(xù)長時(shí)間被維持在弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。這里，上述通常學(xué)習(xí)控制是以目標(biāo)空燃比在濃空燃比與稀空燃比之間被交替地切換為前提的。因此，當(dāng)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大大地偏移時(shí)，不能進(jìn)行上述通常學(xué)習(xí)控制。

圖9為與圖8類似的示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比極大地偏移至濃側(cè)的情況。在圖9示出的例子中，與圖8示出的例子類似，在時(shí)刻t₂，空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich。與此相隨，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup變?yōu)榕c濃設(shè)定空燃比對應(yīng)的空燃比。然而，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄】杖急?圖中的虛線)。

結(jié)果，不考慮空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich，稀空燃比的排氣流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20。此時(shí)，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA達(dá)到最大可儲(chǔ)氧量Cmax，因此，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的稀空燃比的排氣照原樣流出。因此，在時(shí)刻t₂之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持在稀判定空燃比或更高。因此，空燃比調(diào)整量AFC被維持原樣而未被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich或稀設(shè)定調(diào)整量AFClean。結(jié)果，當(dāng)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比極大地偏移時(shí)，空燃比調(diào)整量AFC也不被切換，因此能夠進(jìn)行上述通?？刂啤４送?，在這種情況下，包含NO_X的排氣繼續(xù)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出。

<卡滯學(xué)習(xí)控制>

因此，在本實(shí)施例中，即使上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差大，為了補(bǔ)償該偏差，除了上述通常學(xué)習(xí)控制之外，還進(jìn)行化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制、稀卡滯學(xué)習(xí)控制、以及濃卡滯學(xué)習(xí)控制。

<化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)>

首先，將說明化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制?；瘜W(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制為當(dāng)如圖8示出的例子所示，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比被卡滯在化學(xué)計(jì)量空燃比時(shí)所進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制。

這里，在濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的區(qū)域?qū)⒈环Q為“中間區(qū)域M”。該中間區(qū)域M與作為在濃判定空燃比與稀判定空燃比之間的空燃比區(qū)域的“化學(xué)計(jì)量空燃比接近區(qū)域(proximity region)”對應(yīng)。在化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制中，在空燃比調(diào)整量AFC被切換到濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich之后，也就是，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比的狀態(tài)下，判斷下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否已持續(xù)預(yù)定化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間或更長被維持在中間區(qū)域M中。或者，在空燃比調(diào)整量AFC被切換到稀設(shè)定調(diào)整量AFClean之后，也就是，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比的狀態(tài)下，判斷下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否已持續(xù)預(yù)定化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間或更長被維持在中間區(qū)域M中。另外，如果已持續(xù)預(yù)定化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間或更長被維持在中間區(qū)域M中，則改變學(xué)習(xí)值sfbg，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變。此時(shí)，當(dāng)目標(biāo)空燃比已被設(shè)定為濃空燃比時(shí)，學(xué)習(xí)值sfbg被減小，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至濃側(cè)。另一方面，當(dāng)目標(biāo)空燃比已被設(shè)定為稀空燃比時(shí)，學(xué)習(xí)值sfbg被增大，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至稀側(cè)。圖10示出該狀態(tài)。

圖10是與圖7類似的示出空燃比調(diào)整量AFC等的時(shí)間圖的圖。與圖8類似地，圖10示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup大大地偏移至低側(cè)(濃側(cè))的情況。

與圖8類似地，在所示例的例子中，在時(shí)刻t₃，空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。然而，因?yàn)樯嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大大地偏移至濃側(cè)，與圖8示出的例子類似地，排氣的實(shí)際空燃比基本為化學(xué)計(jì)量空燃比。因此，在時(shí)刻t₃之后，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA被維持在恒定值。結(jié)果，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)長時(shí)段被維持在化學(xué)計(jì)量空燃比附近，從而被維持在中間區(qū)域M中。

因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比時(shí)，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)預(yù)定化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto或更長被維持在中間區(qū)域M中，則校正控制中心空燃比AFR。特別地，在本實(shí)施例中，更新學(xué)習(xí)值sfbg，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至濃側(cè)。

具體地，在本實(shí)施例中，通過下列式子(4)而計(jì)算學(xué)習(xí)值sfbg，并且通過上面的式子(3)而校正控制中心空燃比AFR。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₂·AFC…(4)

應(yīng)注意，在上面的式子(4)中，k₂為表示控制中心空燃比AFR的校正的程度的增益(0<k₂≤1)。增益k₂的值越大，控制中心空燃比AFR的校正量變得越大。另外，對于式子(4)中的AFC，將當(dāng)前的空燃比調(diào)整量AFC代入，并且在圖10的時(shí)刻t₄的情況下，這是弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。

這里，如上面說明的，當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比時(shí)，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)長時(shí)段被維持在中間區(qū)域M中，則排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)榛旧辖咏瘜W(xué)計(jì)量空燃比的值。因此，上游側(cè)空燃比傳感器40處的偏移變?yōu)榕c在控制中心空燃比(化學(xué)計(jì)量空燃比)與目標(biāo)空燃比(在這種情況下為濃設(shè)定空燃比)之間的差相同的程度。在本實(shí)施例中，如上面的式子(4)所示，基于對應(yīng)于控制中心空燃比與目標(biāo)空燃比之差的空燃比調(diào)整量AFC而更新學(xué)習(xí)值sfbg。因此，能夠更適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差。

在圖10示出的例子中，在時(shí)刻t₄，空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。因此，如果使用式子(4)，則在時(shí)刻t₄，學(xué)習(xí)值sfbg被減小。結(jié)果，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比改變至濃側(cè)。因此，在時(shí)刻t₄之后，與在時(shí)刻t₄之前相比，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比從目標(biāo)空燃比的偏差變小。因此，在時(shí)刻t₄之后，示出實(shí)際空燃比的虛線與示出目標(biāo)空燃比的單點(diǎn)劃線之差變?yōu)樾∮谠跁r(shí)刻t₄之前的差。

在圖10示出的例子中，增益k₂被設(shè)定為相對小的值。因此，即使在時(shí)刻t₄更新學(xué)習(xí)值sfbg，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比從目標(biāo)空燃比的偏差也仍殘留。因此，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄∮谌鯘庠O(shè)定空燃比的空燃比，也就是，具有小的濃程度的空燃比(參見圖10的虛線)。因此，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA的減少速度為慢的。

結(jié)果，從時(shí)刻t₄至當(dāng)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto經(jīng)過時(shí)的時(shí)刻t₅，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持為接近化學(xué)計(jì)量空燃比，相應(yīng)地被維持在中間區(qū)域M中。因此，在圖10示出的例子中，即使在時(shí)刻t₅，也通過使用式子(4)而更新學(xué)習(xí)值sfbg。

在圖10示出的例子中，之后，在時(shí)刻t₆，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)闈馀卸杖急華Frich或更低。在輸出空燃比AFdwn以此方式變?yōu)闈馀卸杖急華Frich或更低之后，如上面說明的，目標(biāo)空燃比被交替地設(shè)定為稀空燃比和濃空燃比。與此相隨，進(jìn)行上述通常學(xué)習(xí)控制。

通過以此方式借助化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制而更新學(xué)習(xí)值sfbg，即使上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup的偏差大時(shí)，也可以更新學(xué)習(xí)值。因此，能夠補(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差。

<化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)的變型例>

應(yīng)注意，在上面的實(shí)施例中，化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto為預(yù)定時(shí)間。在這種情況下，化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間被設(shè)定為不少于通常時(shí)間，該通常時(shí)間為從將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比時(shí)起到當(dāng)累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值達(dá)到在未使用產(chǎn)品時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的最大可儲(chǔ)氧量時(shí)所花費(fèi)的時(shí)間。具體地，化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間優(yōu)選地被設(shè)定為上述通常時(shí)間的兩至四倍。

或者，化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto可以根據(jù)其他參數(shù)而變化，所述其他參數(shù)例如為在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持在中間區(qū)域M中的期間的時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量ΣOED。具體地，例如，累積的氧過剩/不足量ΣOED越大，化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto被設(shè)定得越短。因此，也可以在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持在中間區(qū)域M中的期間的時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量ΣOED變?yōu)轭A(yù)定量時(shí)更新上述學(xué)習(xí)值sfbg。另外，在這種情況下，累積的氧過剩/不足量ΣOED中的上述預(yù)定量必須被設(shè)定為不少于在新產(chǎn)品時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的最大可儲(chǔ)氧量。具體地，最大可儲(chǔ)氧量的大約兩至四倍的量為優(yōu)選的。

另外，在上述化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制中，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比持續(xù)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto或更長被維持在接近化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比區(qū)域中，則更新學(xué)習(xí)值。然而，可以基于除了時(shí)間之外的參數(shù)而進(jìn)行上述化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)控制。

例如，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比被卡滯在化學(xué)計(jì)量空燃比時(shí)，在目標(biāo)空燃比被在稀空燃比與濃空燃比之間切換之后，累積的氧過剩/不足量變大。因此，如果在切換目標(biāo)空燃比之后的累積的氧過剩/不足量的絕對值、或者在當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持在中間區(qū)域M中時(shí)的時(shí)段內(nèi)的累積的氧過剩/不足量的絕對值變得大于預(yù)定值或更大，則也可以以上述方式更新學(xué)習(xí)值。

此外，圖10所示的例子示出了這樣的情況：其中，目標(biāo)空燃比被切換到濃空燃比，然后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto或更長被維持在接近化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比區(qū)域中。然而，即使目標(biāo)空燃比被切換到稀空燃比，然后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto或更長被維持在接近化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比區(qū)域中，同樣的控制也是可能的。

因此，如果進(jìn)行歸結(jié)表達(dá)，則在本實(shí)施例中，當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為從化學(xué)計(jì)量空燃比偏移至一側(cè)(即，濃空燃比或稀空燃比)的空燃比時(shí)，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比持續(xù)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto或更長或者在累積的氧過剩/不足量變?yōu)轭A(yù)定值或更大時(shí)的時(shí)段期間被維持在接近化學(xué)計(jì)量空燃比的空燃比區(qū)域中，則學(xué)習(xí)裝置進(jìn)行“化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)”，在該化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)中，校正與反饋控制有關(guān)的參數(shù)，以使得在反饋控制中，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至一側(cè)。

<濃/稀卡滯學(xué)習(xí)>

接下來，將說明稀卡滯學(xué)習(xí)控制。稀卡滯學(xué)習(xí)控制為，如圖9的例子所示，當(dāng)盡管目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比，但下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比被卡滯在稀空燃比時(shí)所進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制。在稀卡滯學(xué)習(xí)控制中，在空燃比調(diào)整量AFC被切換為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich之后，也就是，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比的狀態(tài)下，判斷下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否已持續(xù)預(yù)定稀空燃比判定時(shí)間或更長被維持在稀空燃比。另外，當(dāng)其持續(xù)該稀空燃比判定時(shí)間或更長被維持在稀空燃比時(shí)，學(xué)習(xí)值sfbg被減小，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至濃側(cè)。圖11示出這種狀態(tài)。

圖11為與圖9類似的示出空燃比調(diào)整量AFC等的時(shí)間圖。與圖9同樣地，圖11示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup極大地偏移至低側(cè)(濃側(cè))的情況。

在示例出的例子中，在時(shí)刻t₀，空燃比調(diào)整量AFC從弱稀設(shè)定調(diào)整量AFCslean被切換到濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich。然而，因?yàn)樯嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比極大地偏移至濃側(cè)，與圖9示出的例子類似地，排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄】杖急?。因此，在時(shí)刻t₀之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持在稀空燃比。

因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)在空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn已持續(xù)預(yù)定稀空燃比判定時(shí)間Tlean或更長被維持在稀空燃比時(shí)，控制中心空燃比AFR被校正。特別地，在本實(shí)施例中，校正學(xué)習(xí)值，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至濃側(cè)。

具體地，在本實(shí)施例中，通過使用下列式子(5)而計(jì)算學(xué)習(xí)值sfbg，并且通過使用上面的式子(3)基于學(xué)習(xí)值sfbg而校正控制中心空燃比AFR。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₃·(AFCrich-(AFdwn-14.6))…(5)

應(yīng)注意，在上面的式子(5)中，k₃為表示控制中心空燃比AFR的校正的程度的增益(0<k₃≤1)。增益k₃的值越大，控制中心空燃比AFR的校正量越大。

這里，在圖11示出的例子中，當(dāng)空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich時(shí)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn被維持在稀空燃比。在這種情況下，在上游側(cè)空燃比傳感器40處的偏差對應(yīng)于目標(biāo)空燃比與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比之差。如果對其進(jìn)行分解，則在上游側(cè)空燃比傳感器40處的偏差可以被說是具有與相加在一起的以下兩者相同的程度：這兩者為，目標(biāo)空燃比與化學(xué)計(jì)量空燃比之差(與濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich對應(yīng))，以及化學(xué)計(jì)量空燃比與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比之差。因此，在本實(shí)施例中，如上面的式子(5)所示，基于通過將濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich加到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比與化學(xué)計(jì)量空燃比之差而獲得的值來更新學(xué)習(xí)值sfbg。特別地，在上述化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)中，通過與濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich對應(yīng)的量而校正學(xué)習(xí)值，在稀卡滯學(xué)習(xí)期間，通過將該量加上與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn對應(yīng)的值而校正學(xué)習(xí)值。另外，增益k₃被設(shè)定為與增益k₂程度類似。因此，在稀卡滯學(xué)習(xí)中的校正量大于在化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)中的校正量。

在圖11示出的例子中，如果使用式子(5)，則學(xué)習(xí)值sfbg在時(shí)刻t₁被減小。結(jié)果，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比改變至濃側(cè)。因此，在時(shí)刻t₁之后，與在時(shí)刻t₁之前相比，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比從目標(biāo)空燃比的偏差變小。因此，在時(shí)刻t₁之后，示出實(shí)際空燃比的虛線與示出目標(biāo)空燃比的單點(diǎn)劃線之間的差變得小于在時(shí)刻t₁之前的差。

在圖11示出的例子中，如果在時(shí)刻t₁更新學(xué)習(xí)值sfbg，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)闈饪杖急?。結(jié)果，在時(shí)刻t₂，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比基本上變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比，并且下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變得小于稀判定空燃比AFlean。因此，在時(shí)刻t₂，空燃比調(diào)整量AFC從濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich被切換到弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich。

然而，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比仍大大地偏移至濃側(cè)，因此排氣的實(shí)際空燃比變?yōu)橄】杖急?。結(jié)果，在示例出的例子中，在時(shí)刻t₂之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)稀空燃比判定時(shí)間Tlean被維持在稀空燃比。因此，在示例出的例子中，在當(dāng)稀空燃比判定時(shí)間Tlean經(jīng)過時(shí)的時(shí)刻t₃，由于稀卡滯學(xué)習(xí)，通過使用與上面的式子(5)類似的以下式子(6)而校正學(xué)習(xí)值sfbg。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₃·(AFCsrich-(AFdwn-14.6))…(6)

如果在時(shí)刻t₃校正學(xué)習(xí)值sfbg，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際空燃比從目標(biāo)空燃比的偏差變小。因此，在示例出的例子中，在時(shí)刻t₃之后，排氣的實(shí)際空燃比基本上變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。與此相隨，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn從稀空燃比基本上改變?yōu)榛瘜W(xué)計(jì)量空燃比。特別地，在圖11示出的例子中，從時(shí)刻t₄至?xí)r刻t₅，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn持續(xù)化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto被基本維持在化學(xué)計(jì)量空燃比，也就是，在中間區(qū)域M中。因此，在時(shí)刻t₅，通過使用上面的式子(4)而進(jìn)行化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯學(xué)習(xí)以校正學(xué)習(xí)值sfbg。

通過借助稀卡滯學(xué)習(xí)控制而以此方式更新學(xué)習(xí)值sfbg，即使當(dāng)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup的偏差為極大的，也能夠更新學(xué)習(xí)值。因此，能夠減小在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏差。

應(yīng)注意，在上面的實(shí)施例中，稀空燃比判定時(shí)間Tlean為預(yù)定時(shí)間。在這種情況下，稀空燃比判定時(shí)間Tlean被設(shè)定為不少于下游側(cè)空燃比傳感器的延遲響應(yīng)時(shí)間，該延遲響應(yīng)時(shí)間為從將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比時(shí)起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比根據(jù)該切換而改變時(shí)所通常花費(fèi)的時(shí)間。具體地，優(yōu)選地將稀空燃比判定時(shí)間Tlean設(shè)定為上述延遲響應(yīng)時(shí)間的兩倍至四倍。另外，稀空燃比判定時(shí)間Tlean短于這樣的時(shí)間：從將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比起到累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值達(dá)到在未使用時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的最大可儲(chǔ)氧量時(shí)所通?；ㄙM(fèi)的時(shí)間。因此，稀空燃比判定時(shí)間Tlean被設(shè)定為短于上述化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto。

或者，稀空燃比判定時(shí)間Tlean可以根據(jù)另一參數(shù)而變化，所述另一參數(shù)例如是在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn為稀判定空燃比或更高的期間的時(shí)段內(nèi)累積的排氣流量或累積的氧過剩/不足量。具體地，例如，累積的排氣流量ΣGe或累積的氧過剩/不足量越大，稀空燃比判定時(shí)間Tlean被設(shè)定得越短。因此，當(dāng)從將目標(biāo)空燃比切換到濃空燃比時(shí)起累積的排氣流量或累積的氧過剩/不足量變?yōu)榻o定量時(shí)，可以更新上述學(xué)習(xí)值sfbg。另外，在這種情況下，預(yù)定量必須不少于從切換目標(biāo)空燃比時(shí)起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比根據(jù)該切換而變化時(shí)所需要的排氣總流量。具體地，優(yōu)選地將該預(yù)定量設(shè)定為上述總流量的兩倍至四倍的量。

接下來，將說明濃卡滯學(xué)習(xí)控制。濃卡滯學(xué)習(xí)控制為與稀卡滯學(xué)習(xí)控制類似的控制，并且是當(dāng)盡管目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比，但下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比被卡滯在濃空燃比時(shí)進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制。在濃卡滯學(xué)習(xí)控制中，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比的狀態(tài)下，判斷下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否持續(xù)預(yù)定濃空燃比判定時(shí)間(與稀空燃比判定時(shí)間類似)或更長被維持在濃空燃比。另外，當(dāng)持續(xù)濃空燃比判定時(shí)間或更長被維持在濃空燃比時(shí)，學(xué)習(xí)值sfbg被增大，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比改變至稀側(cè)。也就是，在濃卡滯學(xué)習(xí)控制中，與上面的稀卡滯學(xué)習(xí)控制的濃稀相反地進(jìn)行控制。

<具體控制的說明>

接下來，參考圖12到圖16，將具體說明上面的實(shí)施例中的控制裝置。本實(shí)施例中的控制裝置被配置為包括圖12的框圖中的功能框A1到A9。下面，將參考圖12說明不同的功能框。這些功能框A1到A9的操作基本由ECU 31執(zhí)行。

<燃料噴射量的計(jì)算>

首先，將說明燃料噴射量的計(jì)算。在計(jì)算燃料噴射量時(shí)，使用氣缸吸入空氣量計(jì)算裝置A1、基本燃料噴射量計(jì)算裝置A2和燃料噴射量計(jì)算裝置A3。

氣缸吸入空氣量計(jì)算裝置A1基于吸入空氣流量Ga、內(nèi)燃機(jī)速度NE、以及被存儲(chǔ)在ECU 31的ROM 34中的圖(map)或計(jì)算式而計(jì)算每個(gè)氣缸的吸入空氣量Mc。吸入空氣流量Ga由空氣流量計(jì)39測量，而內(nèi)燃機(jī)速度NE基于曲柄角傳感器44的輸出而被計(jì)算出。

基本燃料噴射量計(jì)算裝置A2將由氣缸吸入空氣量計(jì)算裝置A1計(jì)算出的氣缸吸入空氣量Mc除以目標(biāo)空燃比AFT而計(jì)算出基本燃料噴射量Qbase(Qbase＝Mc/AFT)。目標(biāo)空燃比AFT由稍后說明的目標(biāo)空燃比設(shè)定裝置A7計(jì)算出。

燃料噴射量計(jì)算裝置A3將稍后說明的F/B校正量DQi和由基本燃料噴射量計(jì)算裝置A2計(jì)算出的基本燃料噴射量Qbase進(jìn)行相加而計(jì)算出燃料噴射量Qi(Qi＝Qbase+DQi)。向燃料噴射器11指示噴射，以使得由此計(jì)算出的燃料噴射量Qi的燃料從燃料噴射器11噴射出。

<目標(biāo)空燃比的計(jì)算>

接下來，將說明目標(biāo)空燃比的計(jì)算。在計(jì)算目標(biāo)空燃比時(shí)，使用空燃比調(diào)整量計(jì)算裝置A4、學(xué)習(xí)值計(jì)算裝置A5、控制中心空燃比計(jì)算裝置A6和目標(biāo)空燃比設(shè)定裝置A7。

空燃比調(diào)整量計(jì)算裝置A4基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn而計(jì)算目標(biāo)空燃比的空燃比調(diào)整量AFC。具體地，空燃比調(diào)整量AFC基于圖13所示的流程圖而被計(jì)算出。

學(xué)習(xí)值計(jì)算裝置A5基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup、下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn、吸入空氣流量Ga(排氣流量Ge被計(jì)算出)等而計(jì)算學(xué)習(xí)值sfbg。具體地，學(xué)習(xí)值sfbg基于圖14-16所示的流程圖而被計(jì)算出。

控制中心空燃比計(jì)算裝置A6基于基本控制中心空燃比AFRbase和由學(xué)習(xí)值計(jì)算裝置A5計(jì)算出的學(xué)習(xí)值，通過使用上述式子(3)而計(jì)算控制中心空燃比AFR。

目標(biāo)空燃比設(shè)定裝置A7將由目標(biāo)空燃比校正量計(jì)算裝置A4計(jì)算出的空燃比調(diào)整量AFC和控制中心空燃比AFR進(jìn)行相加而計(jì)算目標(biāo)空燃比AFT。由此計(jì)算出的目標(biāo)空燃比AFT被輸入到基本燃料噴射量計(jì)算裝置A2和稍后說明的空燃比偏差計(jì)算裝置A8。

<F/B校正量的計(jì)算>

接下來，將說明基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup對F/B校正量的計(jì)算。在計(jì)算F/B校正量時(shí)，使用空燃比偏差計(jì)算裝置A8和F/B校正量計(jì)算裝置A9。

空燃比偏差計(jì)算裝置A8從上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup減去由目標(biāo)空燃比設(shè)定裝置A7計(jì)算出的目標(biāo)空燃比AFT而計(jì)算出空燃比偏差DAF(DAF＝AFup-AFT)。該空燃比偏差DAF是表示被饋送至目標(biāo)空燃比AFT的燃料的量的過剩/不足量的值。

F/B校正量計(jì)算裝置A9通過比例積分微分處理(PID處理)而處理由空燃比偏差計(jì)算裝置A8計(jì)算出的空燃比偏差DAF，以基于以下式子(7)計(jì)算用于補(bǔ)償燃料饋送量的過剩/不足的F/B校正量DFi。由此計(jì)算出的F/B校正量DFi被輸入到燃料噴射量計(jì)算裝置A3。

DFi＝Kp·DAF+Ki·SDAF+Kd·DDAF…(7)

應(yīng)注意，在上面的式子(7)中，Kp是預(yù)設(shè)比例增益(比例常數(shù))，Ki是預(yù)設(shè)積分增益(積分常數(shù))，Kd是預(yù)設(shè)微分增益(微分常數(shù))。另外，DDAF是空燃比偏差DAF的時(shí)間微分值，并且通過將當(dāng)前更新的空燃比偏差DAF與先前更新的空燃比偏差DAF之間的差除以對應(yīng)于更新間隔的時(shí)間而被計(jì)算出。另外，SDAF是空燃比偏差DAF的時(shí)間積分值。該時(shí)間積分值DDAF通過將當(dāng)前更新的空燃比偏差DAF和先前更新的時(shí)間積分值DDAF進(jìn)行相加而被計(jì)算出(SDAF＝DDAF+DAF)。

<空燃比調(diào)整量計(jì)算控制的流程圖>

圖13是示出用于計(jì)算空燃比調(diào)整量的控制中的控制例程的流程圖。所示例的控制例程通過每隔一定時(shí)間間隔的中斷而被進(jìn)行。

如圖13所示，首先，在步驟S11中，判定用于計(jì)算空燃比調(diào)整量AFC的條件是否成立。作為用于計(jì)算空燃比調(diào)整量AFC的條件成立的情況，可以提及通常操作正被進(jìn)行，例如燃料切斷控制并非正被進(jìn)行等等。當(dāng)在步驟S11中判定用于計(jì)算空燃比調(diào)整量AFC的條件成立時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S12。

在步驟S12中，判定稀設(shè)定標(biāo)志F1是否被設(shè)定為關(guān)斷(OFF)。稀設(shè)定標(biāo)志F1是這樣的標(biāo)志，當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比時(shí)，也就是，當(dāng)空燃比調(diào)整量AFC被設(shè)定為0或更大時(shí)，該標(biāo)志被設(shè)定為接通(ON)，在其它情況下該標(biāo)志被設(shè)定為關(guān)斷。當(dāng)在步驟S12中判定稀設(shè)定標(biāo)志F1被設(shè)定為關(guān)斷時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S13。在步驟S13中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否為濃判定空燃比AFrich或更低。

當(dāng)在步驟S13中判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn大于濃判定空燃比AFrich時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S14。在步驟S14中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否小于稀判定空燃比AFlean。當(dāng)判定輸出空燃比AFdwn為稀判定空燃比AFlean或更高時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S15。在步驟S15中，將空燃比調(diào)整量AFC設(shè)定為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich，然后結(jié)束控制例程。

然后，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn接近化學(xué)計(jì)量空燃比并且變得小于稀判定空燃比AFlean，則在下一控制例程中，例程從步驟S14前進(jìn)到步驟S16。在步驟S16中，將空燃比調(diào)整量AFC設(shè)定為弱濃設(shè)定調(diào)整量AFCsrich，然后結(jié)束控制例程。

然后，如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA基本變?yōu)榱悴⑶蚁掠蝹?cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)闈馀卸杖急華Frich或更低，則在下一控制例程中，例程從步驟S13前進(jìn)到步驟S17。在步驟S17中，將空燃比調(diào)整量AFC設(shè)定為稀設(shè)定調(diào)整量AFClean。接下來，在步驟S18中，將稀設(shè)定標(biāo)志F1設(shè)定為接通，然后結(jié)束控制例程。

如果稀設(shè)定標(biāo)志F1被設(shè)定為接通，則在下一控制例程中，例程從步驟S12前進(jìn)到步驟S19。在步驟S19中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否為稀判定空燃比AFlean或更高。

當(dāng)在步驟S19中判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn小于稀判定空燃比AFlean時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S20。在步驟S20中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否大于濃判定空燃比AFrich。當(dāng)判定輸出空燃比AFdwn為濃判定空燃比AFrich或更低時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S21。在步驟S21中，空燃比調(diào)整量AFC繼續(xù)被設(shè)定為稀設(shè)定調(diào)整量AFClean，然后結(jié)束控制例程。

然后，如果下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn接近化學(xué)計(jì)量空燃比并且變得大于濃判定空燃比AFrich，則在下一控制例程中，例程從步驟S20前進(jìn)到步驟S22。在步驟S22中，將空燃比調(diào)整量AFC設(shè)定為弱稀設(shè)定空燃比AFCslean，然后結(jié)束控制例程。

然后，如果上游側(cè)排氣凈化催化劑20的儲(chǔ)氧量OSA基本變?yōu)樽畲罂蓛?chǔ)氧量并且下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn變?yōu)橄∨卸杖急華Flean或更高，則在下一控制例程中，例程從步驟S19前進(jìn)到步驟S23。在步驟S23中，將空燃比調(diào)整量AFC設(shè)定為濃設(shè)定調(diào)整量AFCrich。接下來，在步驟S24中，將稀設(shè)定標(biāo)志F1重置為關(guān)斷，并且結(jié)束控制例程。

<通常學(xué)習(xí)控制的流程圖>

圖14為示出通常學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖。所示例的控制例程通過每隔一定時(shí)間間隔的中斷而被進(jìn)行。

如圖14所示，首先，在步驟S31中，判定用于更新學(xué)習(xí)值sfbg的條件是否成立。作為當(dāng)用于更新的條件成立時(shí)的情況，可以提及例如通?？刂普贿M(jìn)行等等。當(dāng)在步驟S31中判定用于更新學(xué)習(xí)值sfbg的條件成立時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S32。在步驟S32中，判定稀標(biāo)志F1是否已被設(shè)定為0。當(dāng)在步驟S32中判定稀標(biāo)志F1已被設(shè)定為0時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S33。

在步驟S33中，判定空燃比調(diào)整量AFC是否大于0，也就是，目標(biāo)空燃比是否為稀空燃比。如果在步驟S33中判定空燃比調(diào)整量AFC大于0，則例程前進(jìn)到步驟S34。在步驟S34中，使累積的氧過剩/不足量ΣOED增加，增加量為當(dāng)前的氧過剩/不足量OED。

然后，如果目標(biāo)空燃比被切換到濃空燃比，則在下一控制例程中，在步驟S33中，判定基本空燃比調(diào)整量AFCbase是否為0或更小，由此例程前進(jìn)到步驟S35。在步驟S35中，稀標(biāo)志F1被設(shè)定為1，接下來，在步驟S36中，使Rn作為當(dāng)前的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值。接下來，在步驟S37中，累積的氧過剩/不足量ΣOED被重置為0，然后結(jié)束控制例程。

另一方面，如果稀標(biāo)志F1被設(shè)定為1，則在下一控制例程中，例程從步驟S32前進(jìn)到步驟S38。在步驟S38中，判定空燃比調(diào)整量AFC是否小于0，也就是，目標(biāo)空燃比是否為濃空燃比。當(dāng)在步驟S38中判定空燃比調(diào)整量AFC小于0時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S39。在步驟S39中，使累積的氧過剩/不足量ΣOED增加，增加量為當(dāng)前的氧過剩/不足量OED。

然后，如果目標(biāo)空燃比被切換到稀空燃比，則在下一控制例程的步驟S38中，判定空燃比調(diào)整量AFC是否為0或更大，然后例程前進(jìn)到步驟S40。在步驟S40中，稀標(biāo)志Fr被設(shè)定為0，然后，在步驟S41中，使Fn作為當(dāng)前的累積的氧過剩/不足量ΣOED的絕對值。接下來，在步驟S42中，累積的氧過剩/不足量ΣOED被重置為0。接下來，在步驟S43中，基于在步驟S36中計(jì)算出的Rn和在步驟S41中計(jì)算出的Fn而更新學(xué)習(xí)值sfbg，然后結(jié)束控制例程。

<卡滯學(xué)習(xí)控制的流程圖>

圖15和16為示出卡滯學(xué)習(xí)控制(化學(xué)計(jì)量空燃比卡滯控制、濃卡滯控制、以及稀卡滯控制)的控制例程的流程圖。所示例的控制例程通過每隔一定時(shí)間間隔的中斷而被進(jìn)行。

如圖15和16所示，首先，在步驟S51中，判定稀標(biāo)志F1是否被設(shè)定為“0”。如果在步驟S51中判定稀標(biāo)志F1被設(shè)定為“0”，則例程前進(jìn)到步驟S52。在步驟S52中，判定空燃比調(diào)整量AFC是否大于0，也就是，目標(biāo)空燃比是否為稀空燃比。如果在步驟S52中判定空燃比調(diào)整量AFC為0或更小，則例程前進(jìn)到步驟S53。

在步驟S53中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否大于稀判定空燃比AFlean，并且在步驟S54中，判定輸出空燃比AFdwn是否為濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的值。如果在步驟S53和步驟S54中判定輸出空燃比AFdwn小于濃判定空燃比AFrich，也就是，判定輸出空燃比為濃空燃比，則結(jié)束控制例程。另一方面，如果在步驟S53和步驟S54中判定輸出空燃比AFdwn大于稀判定空燃比AFlean，也就是，判定輸出空燃比為稀空燃比，則例程前進(jìn)到步驟S55。

在步驟S55中，新的稀維持時(shí)間ΣTlean被設(shè)定為通過將時(shí)間ΔT和稀維持時(shí)間ΣTlean進(jìn)行相加而獲得的值。應(yīng)注意，稀維持時(shí)間ΣTlean指示在輸出空燃比被維持在稀空燃比期間的時(shí)間。接下來，在步驟S56中，判定在步驟S55中計(jì)算出的稀維持時(shí)間ΣTlean是否為稀空燃比判定時(shí)間Tlean或更長。在步驟S56中，當(dāng)判定ΣTlean小于Tlean時(shí)，結(jié)束控制例程。另一方面，當(dāng)稀維持時(shí)間ΣTlean增大，由此在步驟S56中判定ΣTlean為Tlean或更長時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S57。在步驟S57中，通過使用上述式子(5)而校正學(xué)習(xí)值sfbg。

另一方面，當(dāng)在步驟S53和S54中判定輸出空燃比AFdwn為濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的值時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S58。在步驟S58中，新的化學(xué)計(jì)量空燃比維持時(shí)間ΣTsto被設(shè)定為通過將時(shí)間ΔT與化學(xué)計(jì)量空燃比維持時(shí)間ΣTsto進(jìn)行相加而獲得的值。接下來，在步驟S59中，判定在步驟S58中計(jì)算出的化學(xué)計(jì)量空燃比維持時(shí)間ΣTsto是否為化學(xué)計(jì)量空燃比判定時(shí)間Tsto或更長。如果在步驟S59中判定ΣTsto小于Tsto，則結(jié)束控制例程。另一方面，如果化學(xué)計(jì)量空燃比維持時(shí)間ΣTsto增大，由此在步驟S59中判定ΣTsto為Tsto或更長，則例程前進(jìn)到步驟S60。在步驟S60中，通過使用上述式子(4)而校正學(xué)習(xí)值sfbg。

然后，當(dāng)目標(biāo)空燃比被切換并且在步驟S52中判定空燃比調(diào)整量AFC大于0時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S61。在步驟S61中，稀空燃比維持時(shí)間ΣTlean和化學(xué)計(jì)量空燃比維持時(shí)間ΣTsto被重置為0。接下來，在步驟S62中，稀標(biāo)志F1被設(shè)定為“1”。

如果稀標(biāo)志F1被設(shè)定為“1”，則在下一控制例程中，例程從步驟S51前進(jìn)到步驟S63。在步驟S63中，判定空燃比調(diào)整量AFC是否小于0，也就是，目標(biāo)空燃比是否為濃空燃比。當(dāng)在步驟S63中判定空燃比調(diào)整量AFC為0或更大時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S64。

在步驟S64中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否小于濃判定空燃比AFrich。在步驟S65中，判定輸出空燃比AFdwn是否為濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的值。如果在步驟S64和S65中判定輸出空燃比AFdwn大于濃判定空燃比AFlean，也就是，如果輸出空燃比為稀空燃比，則結(jié)束控制例程。另一方面，如果在步驟S64和S65中判定輸出空燃比AFdwn小于濃判定空燃比AFrich，也就是，如果輸出空燃比為濃空燃比，則例程前進(jìn)到步驟S66。

在步驟S66中，新的濃維持時(shí)間ΣTrich被設(shè)定為通過將時(shí)間ΔT和濃維持時(shí)間ΣTrich進(jìn)行相加而獲得的值。應(yīng)注意，濃維持時(shí)間ΣTrich指示在輸出空燃比被維持在濃空燃比期間的時(shí)間。接下來，在步驟S67中，判定在步驟S66中計(jì)算出的濃維持時(shí)間ΣTrich是否為濃空燃比判定時(shí)間Trich或更長。如果在步驟S67中判定ΣTrich小于Trich，則結(jié)束控制例程。另一方面，如果濃維持時(shí)間ΣTrich增大，由此在步驟S67中判定ΣTrich為Trich或更長，則例程前進(jìn)到步驟S68。在步驟S68中，通過使用上面的式子(5)而校正學(xué)習(xí)值sfbg。

另一方面，當(dāng)在步驟S64和S65中判定輸出空燃比AFdwn為濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的值時(shí)，例程前進(jìn)到步驟S69。在步驟S69至S71中，進(jìn)行與步驟S58至S60類似的控制。

然后，如果目標(biāo)空燃比被切換，由此在步驟S63中判定空燃比調(diào)整量AFC小于0，則例程前進(jìn)到步驟S72。在步驟S72中，濃空燃比維持時(shí)間ΣTrich和化學(xué)計(jì)量空燃比維持時(shí)間ΣTsto被重置為0。接下來，在步驟S73中，稀標(biāo)志F1被設(shè)定為“0”，并且結(jié)束控制例程。

應(yīng)注意，在上面的實(shí)施例中，作為基本空燃比控制，進(jìn)行控制以使得：當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比時(shí)，濃程度下降，以及當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比時(shí)，稀程度下降。然而，作為基本空燃比控制，不一定需要采用這樣的空燃比控制。也可以進(jìn)行控制以使得：當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃空燃比時(shí)，目標(biāo)空燃比被維持在一定的恒定濃空燃比，以及當(dāng)目標(biāo)空燃比被設(shè)定為稀空燃比時(shí)，目標(biāo)空燃比被維持在一定的恒定稀空燃比。

參考標(biāo)號列表

1 內(nèi)燃機(jī)主體

5 燃燒室

7 進(jìn)氣口

9 排氣口

19 排氣歧管

20 上游側(cè)排氣凈化催化劑

24 上游側(cè)排氣凈化催化劑

31 ECU

40 上游側(cè)空燃比傳感器

41 下游側(cè)空燃比傳感器