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JP4947019B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents
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JP4947019B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

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  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Description

本発明は、内燃機関の排気通路であって「同排気通路に設けられた触媒(排気浄化触媒、三元触媒)」の上流側及び下流側にそれぞれ配設された上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサの出力値に基づき「機関に供給される混合気の空燃比(以下、単に「機関の空燃比」と称呼することもある。)」を制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。   The present invention relates to an exhaust air passage of an internal combustion engine, and an upstream air-fuel ratio sensor and a downstream that are respectively disposed upstream and downstream of a “catalyst (exhaust purification catalyst, three-way catalyst) provided in the exhaust passage” The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that controls “the air-fuel ratio of an air-fuel mixture supplied to the engine (hereinafter sometimes simply referred to as“ the air-fuel ratio of the engine ”)” based on the output value of the side air-fuel ratio sensor. .

従来から、内燃機関の排気通路の上流から下流に向け上流側空燃比センサ、触媒及び下流側空燃比センサを備えるとともに、上流側空燃比センサの出力値と下流側空燃比センサの出力値とに基づいて機関の空燃比を制御する空燃比制御装置が広く採用されている。   Conventionally, an upstream air-fuel ratio sensor, a catalyst, and a downstream air-fuel ratio sensor are provided from upstream to downstream of the exhaust passage of the internal combustion engine, and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor are An air-fuel ratio control device that controls the air-fuel ratio of an engine based on the above is widely used.

より具体的に述べると、従来の空燃比制御装置は、前記下流側空燃比センサの出力値を下流側目標値に一致させるためのサブフィードバック量を算出する。更に、従来の空燃比制御装置は、「前記算出されたサブフィードバック量に含まれる定常成分に応じた値」に基づいて学習値を更新する「学習」を行い、且つ、サブフィードバック量を「更新した学習値」に応じて補正する。そして、従来の空燃比制御装置は、前記上流側空燃比センサの出力値と、サブフィードバック量と、学習値と、に基づいて、機関の空燃比を理論空燃比に一致させるためのメインフィードバック量を算出し、その算出したメインフィードバック量に基づき機関の空燃比(例えば、燃料噴射量)をフィードバック制御するようになっている。   More specifically, the conventional air-fuel ratio control apparatus calculates a sub-feedback amount for making the output value of the downstream air-fuel ratio sensor coincide with the downstream target value. Further, the conventional air-fuel ratio control device performs “learning” for updating the learning value based on “a value corresponding to the steady component included in the calculated sub feedback amount”, and “updates the sub feedback amount. Is corrected according to the “learned value”. Then, the conventional air-fuel ratio control device is configured so that the main feedback amount for making the air-fuel ratio of the engine coincide with the stoichiometric air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the sub-feedback amount, and the learning value. And the engine air-fuel ratio (for example, fuel injection amount) is feedback controlled based on the calculated main feedback amount.

本明細書において、メインフィードバック量を新たに算出(更新)し、そのメインフィードバック量を機関の空燃比の制御に使用することを「メインフィードバック制御を実行する。」とも言う。同様に、サブフィードバック量を新たに算出(更新)し、そのサブフィードバック量を機関の空燃比の制御に使用することを「サブフィードバック制御を実行する。」とも言う。   In the present specification, calculating a new main feedback amount (updating) and using the main feedback amount for controlling the air-fuel ratio of the engine is also referred to as “execution of main feedback control”. Similarly, newly calculating (updating) the sub-feedback amount and using the sub-feedback amount for controlling the air-fuel ratio of the engine is also referred to as “sub-feedback control is executed”.

上記学習値は、空燃比制御装置が備えるバックアップRAM(スタンバイRAM)に格納される。バックアップRAMには機関が搭載された車両のイグニッション・キー・スイッチの位置に拘らずバッテリから電力が供給される。バックアップRAMはバッテリから電力が供給されている限り「格納した値(データ)」を保持することができる。従って、例えば、下流側空燃比センサが活性化することに伴ってサブフィードバック制御が開始された時点からサブフィードバック量が収束値(定常値)近傍に至る時点までの間、サブフィードバック量の収束値からのズレを学習値によって補償することができる。その結果、サブフィードバック制御の開始直後において、機関の空燃比は適正値近傍の空燃比となるように制御され得る。なお、学習値はEEPROM等の不揮発性メモリに記憶されてもよい(特許文献1を参照。)。
特開2007−162626号公報
The learned value is stored in a backup RAM (standby RAM) provided in the air-fuel ratio control device. The backup RAM is supplied with power from the battery regardless of the position of the ignition key switch of the vehicle on which the engine is mounted. The backup RAM can hold the “stored value (data)” as long as power is supplied from the battery. Therefore, for example, the convergence value of the sub-feedback amount from the time when the sub-feedback control is started as the downstream air-fuel ratio sensor is activated to the time when the sub-feedback amount reaches the convergence value (steady value). Can be compensated by the learning value. As a result, immediately after the start of the sub-feedback control, the air / fuel ratio of the engine can be controlled to be an air / fuel ratio in the vicinity of an appropriate value. Note that the learning value may be stored in a nonvolatile memory such as an EEPROM (see Patent Document 1).
JP 2007-162626 A

ところで、限界電流式等の上流側空燃比センサは、例えば、上流側空燃比(上流側空燃比センサに到達している排ガスの空燃比)abyfsに対し「図3の実線CTにより示した出力値(正常値)Vabyfs」を出力する。より具体的に述べると、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsは上流側空燃比abyfsが理論空燃比よりも大きくなるほど(リーン側の空燃比になるほど)増大する。更に、上流側空燃比abyfsが理論空燃比であるとき、出力値Vabyfsは所定値Vstoichとなる。制御装置は、この実線CTにより示された「出力値Vabyfsと上流側空燃比abyfsとの関係」をテーブル(ルック・アップ・テーブル)Mapabyfsの形式にて記憶している。制御装置は、例えば、上流側空燃比センサが出力値V1(V1<Vstoich)を出力しているとき、その出力値V1とテーブルMapabyfsとに基づいて「上流側空燃比abyfsがA1である。」と認識する。   By the way, an upstream air-fuel ratio sensor such as a limit current type is, for example, an output value indicated by a solid line CT in FIG. 3 with respect to an upstream air-fuel ratio (the air-fuel ratio of exhaust gas reaching the upstream air-fuel ratio sensor) abyfs. (Normal value) Vabyfs ”is output. More specifically, the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor increases as the upstream air-fuel ratio abyfs becomes larger than the stoichiometric air-fuel ratio (lean air-fuel ratio). Furthermore, when the upstream air-fuel ratio abyfs is the stoichiometric air-fuel ratio, the output value Vabyfs becomes a predetermined value Vstoich. The control device stores the “relationship between the output value Vabyfs and the upstream air-fuel ratio abyfs” indicated by the solid line CT in the form of a table (look-up table) Mapabyfs. For example, when the upstream air-fuel ratio sensor is outputting the output value V1 (V1 <Vstoich), the control device determines that “the upstream air-fuel ratio abyfs is A1” based on the output value V1 and the table Mapabyfs. Recognize.

しかしながら、上流側空燃比センサの出力値は種々の原因によって正常値から乖離する場合がある。例えば、上流側空燃比センサに排ガス中の水分が付着することに起因して上流側空燃比センサの空燃比検出素子の内部に大きな熱応力が生じ、その結果、その素子にクラックが生じる場合(素子割れが発生する場合)がある。この場合、上流側空燃比センサの出力値は、図3の破線CLに示したように変化する。即ち、上流側空燃比センサの出力値Vabyfs(破線CL)は正常値(実線CT)よりも値Vstoichから遠ざかる。このような出力値Vabyfsの異常は、「センサ出力値拡大異常」とも称呼される。   However, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor may deviate from the normal value due to various causes. For example, when a large thermal stress is generated inside the air-fuel ratio detection element of the upstream air-fuel ratio sensor due to adhesion of moisture in the exhaust gas to the upstream air-fuel ratio sensor, and as a result, a crack occurs in the element ( There is a case where an element crack occurs. In this case, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor changes as indicated by the broken line CL in FIG. That is, the output value Vabyfs (broken line CL) of the upstream air-fuel ratio sensor is further away from the value Vstoich than the normal value (solid line CT). Such an abnormality of the output value Vabyfs is also referred to as “sensor output value expansion abnormality”.

この場合、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsは、真の上流側空燃比abyfsが「上流側空燃比A1よりも理論空燃比に近い空燃比(リーン側の空燃比、大きい空燃比)であるA2」であるときに値V1となる。このため、制御装置は、現時点の上流側空燃比abyfsは「真の上流側空燃比abyfsである空燃比A2」よりも「よりリッチ側(小さい)空燃比A1」であると認識する。   In this case, the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor is such that the true upstream air-fuel ratio abyfs is “an air-fuel ratio that is closer to the theoretical air-fuel ratio than the upstream air-fuel ratio A1 (a lean air-fuel ratio, a large air-fuel ratio). When it is “A2”, the value is V1. Therefore, the control device recognizes that the current upstream air-fuel ratio abyfs is “richer (smaller) air-fuel ratio A1” than “air-fuel ratio A2 that is the true upstream air-fuel ratio abyfs”.

この結果、メインフィードバック量による空燃比制御が実行されると、機関の空燃比はリーン側に過補正される。一方、よく知られているように、触媒の下流に流出する排ガスの空燃比は「機関の空燃比の平均値」に応じた値となる。従って、上述した「空燃比のリーン側への過補正」は「下流側空燃比センサの出力値に基づくサブフィードバック量」の変化となって現れる。即ち、サブフィードバック量は「機関の空燃比をよりリッチ側に補正する値」へと変化する。このため、サブフィードバック量の学習値も「機関の空燃比をよりリッチ側に補正する値」へと変化する。   As a result, when air-fuel ratio control with the main feedback amount is executed, the air-fuel ratio of the engine is overcorrected to the lean side. On the other hand, as is well known, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out downstream of the catalyst is a value corresponding to the “average value of the air-fuel ratio of the engine”. Therefore, the above-described “overcorrection of the air-fuel ratio to the lean side” appears as a change in “a sub feedback amount based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor”. That is, the sub feedback amount changes to “a value for correcting the air-fuel ratio of the engine to a richer side”. For this reason, the learning value of the sub feedback amount also changes to “a value that corrects the air-fuel ratio of the engine to a richer side”.

また、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsが正常値である場合、上流側空燃比センサが出力値V2(V2>Vstoich)を出力しているとき、制御装置はその出力値V2とテーブルMapabyfsとに基づいて上流側空燃比abyfsはA3であると認識する。これに対し、センサ出力値拡大異常が発生した場合、出力値Vabyfsは、真の上流側空燃比abyfsが「上流側空燃比A3よりも理論空燃比に近い空燃比(リッチ側の空燃比、小さい空燃比)であるA4」であるときに値V2となる。このため、制御装置は、現時点の上流側空燃比abyfsは「真の上流側空燃比abyfsである空燃比A4」よりも「よりリーン側の(大きい)空燃比A3」であると認識する。   In addition, when the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor is a normal value, when the upstream air-fuel ratio sensor is outputting the output value V2 (V2> Vstoich), the control device determines that the output value V2 and the table Mapabyfs Based on this, the upstream air-fuel ratio abyfs is recognized as A3. On the other hand, when the sensor output value expansion abnormality occurs, the output value Vabyfs indicates that the true upstream air-fuel ratio abyfs is “the air-fuel ratio closer to the stoichiometric air-fuel ratio than the upstream air-fuel ratio A3 (rich air-fuel ratio, smaller The value V2 when the air-fuel ratio is A4 ". Therefore, the control device recognizes that the current upstream air-fuel ratio abyfs is “a leaner (larger) air-fuel ratio A3” than “the air-fuel ratio A4 which is the true upstream air-fuel ratio abyfs”.

この結果、メインフィードバック量による空燃比制御が実行されると、機関の空燃比はリッチ側に過補正される。従って、この「空燃比のリッチ側への過補正」は「下流側空燃比センサの出力値に基づくサブフィードバック量」の変化となって現れる。即ち、サブフィードバック量は「機関の空燃比をよりリーン側に補正する値」へと変化する。このため、サブフィードバック量の学習値も「機関の空燃比をよりリーン側に補正する値」へと変化する。   As a result, when air-fuel ratio control with the main feedback amount is executed, the air-fuel ratio of the engine is overcorrected to the rich side. Therefore, this “overcorrection of the air-fuel ratio to the rich side” appears as a change in “a sub-feedback amount based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor”. That is, the sub feedback amount changes to “a value that corrects the air-fuel ratio of the engine to a leaner side”. For this reason, the learning value of the sub feedback amount also changes to “a value for correcting the air-fuel ratio of the engine to be leaner”.

加えて、このようなセンサ出力値拡大異常が発生した場合、上流側空燃比センサの実際の出力値VabyfsとテーブルMapabyfsとにより取得される上流側空燃比と、真の上流側空燃比と、の差が、理論空燃比を中心としてリーン側とリッチ側とで対称ではない状況(空燃比検出誤差の非対称性)が発生する。その結果、サブフィードバック量の学習値は出力値Vabyfsが正常値であるときとは異なる値に収束する。この点について、以下により具体的に述べる。   In addition, when such a sensor output value expansion abnormality occurs, the upstream air-fuel ratio acquired from the actual output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor and the table Mapabyfs and the true upstream air-fuel ratio A situation occurs in which the difference is not symmetrical between the lean side and the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio (asymmetry of the air-fuel ratio detection error). As a result, the learning value of the sub feedback amount converges to a value different from that when the output value Vabyfs is a normal value. This point will be described more specifically below.

いま、上記空燃比A2が理論空燃比に対して正の値dAFだけ小さい空燃比であり、上記空燃比A4が理論空燃比に対して正の値dAFだけ大きい空燃比であると仮定する。このとき、上記値A1と上記値A2との差の大きさは、通常、上記値A3と上記値A4との差の大きさよりも大きくなる。この結果、メインフィードバック制御によって、機関の空燃比は理論空燃比よりもリーン側に過補正される。従って、サブフィードバック量の学習値は、機関の空燃比を「よりリッチ側に補正するための値」へと収束する。   Assume that the air-fuel ratio A2 is an air-fuel ratio that is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio by a positive value dAF, and the air-fuel ratio A4 is an air-fuel ratio that is larger than the stoichiometric air-fuel ratio by a positive value dAF. At this time, the magnitude of the difference between the value A1 and the value A2 is usually larger than the magnitude of the difference between the value A3 and the value A4. As a result, the air-fuel ratio of the engine is overcorrected to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio by the main feedback control. Therefore, the learned value of the sub feedback amount converges to “a value for correcting the engine air-fuel ratio to be richer”.

このように、センサ出力値拡大異常が発生すると、学習値はセンサ出力値拡大異常が発生する直前の値とは異なる値(収束値)に向けて変化する。但し、学習値は、誤った学習が行われないようにするために急速には変更されない。従って、従来の制御装置によれば、センサ出力値拡大異常が発生した直後の時点から学習値が収束するまでに比較的長い時間を要し、その結果、エミッションが悪化するという問題がある。   Thus, when the sensor output value expansion abnormality occurs, the learning value changes toward a value (convergence value) different from the value immediately before the sensor output value expansion abnormality occurs. However, the learning value is not changed rapidly in order to prevent erroneous learning. Therefore, according to the conventional control device, there is a problem that it takes a relatively long time until the learning value converges immediately after the occurrence of the sensor output value expansion abnormality, and as a result, the emission deteriorates.

他方、空燃比検出素子を覆う拡散抵抗層が目詰まりしたり空燃比検出素子自体が経年劣化すること等に起因して、上流側空燃比センサの出力値が図3の一点鎖線CSに示したように変化する場合がある。即ち、上流側空燃比センサの出力値Vabyfs(一点鎖線CS)は正常値(実線CT)よりも値Vstoichに近づく。このような出力値Vabyfsの異常は、「センサ出力値縮小異常」とも称呼される。   On the other hand, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor is indicated by a one-dot chain line CS in FIG. 3 due to the clogging of the diffusion resistance layer covering the air-fuel ratio detection element or the deterioration of the air-fuel ratio detection element itself over time. May vary. That is, the output value Vabyfs (one-dot chain line CS) of the upstream air-fuel ratio sensor is closer to the value Vstoich than the normal value (solid line CT). Such an abnormality of the output value Vabyfs is also referred to as “sensor output value reduction abnormality”.

この結果、上流側空燃比センサの出力値VabyfsとテーブルMapabyfsとにより取得される上流側空燃比は、真の上流側空燃比を表さなくなるから、メインフィードバック量による空燃比制御が実行されると、機関の空燃比はリッチ側又はリーン側に過補正される。この空燃比の過補正は下流側空燃比センサの出力値に基づくサブフィードバック量に現れ、従って、サブフィードバック量の学習値も変化する。   As a result, the upstream air-fuel ratio acquired from the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor and the table Mapabyfs does not represent the true upstream air-fuel ratio, so when the air-fuel ratio control by the main feedback amount is executed The air-fuel ratio of the engine is overcorrected to the rich side or the lean side. This overcorrection of the air-fuel ratio appears in the sub-feedback amount based on the output value of the downstream air-fuel ratio sensor, and accordingly, the learning value of the sub-feedback amount also changes.

更に、このようなセンサ出力値縮小異常が発生した場合においても、上流側空燃比センサの実際の出力値VabyfsとテーブルMapabyfsとにより取得される上流側空燃比と、真の上流側空燃比と、の差が、理論空燃比を中心としてリーン側とリッチ側とで対称ではない状況が発生する。即ち、この場合にも上述した「空燃比検出誤差の非対称性」が発生する。この結果、メインフィードバック制御によって、一般に、機関の空燃比は理論空燃比よりもリッチ側に過補正される。従って、サブフィードバック量の学習値は、機関の空燃比を「よりリーン側に補正するための値」に向けて変化する。   Further, even when such a sensor output value reduction abnormality occurs, the upstream air-fuel ratio acquired by the actual output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor and the table Mapabyfs, the true upstream air-fuel ratio, There arises a situation in which the difference between the two is not symmetrical between the lean side and the rich side with respect to the theoretical air-fuel ratio. That is, in this case as well, the above-described “asymmetricity of the air-fuel ratio detection error” occurs. As a result, the air-fuel ratio of the engine is generally overcorrected to the rich side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio by the main feedback control. Therefore, the learned value of the sub feedback amount changes toward the “value for correcting the leaner side of the engine air / fuel ratio”.

このように、センサ出力値縮小異常が発生した場合にも、学習値はセンサ出力値縮小異常が発生する直前の値とは異なる値(収束値)に向けて変化する。従って、従来の制御装置によれば、センサ出力値縮小異常が発生した直後の時点から学習値が収束するまでに比較的長い時間を要し、その結果、エミッションが悪化するという問題がある。   As described above, even when the sensor output value reduction abnormality occurs, the learning value changes toward a value (convergence value) different from the value immediately before the sensor output value reduction abnormality occurs. Therefore, according to the conventional control device, there is a problem that it takes a relatively long time until the learning value converges immediately after the occurrence of the sensor output value reduction abnormality, and as a result, the emission deteriorates.

本発明は上記課題に対処するためになされたものである。即ち、本発明の目的の一つは、上流側空燃比センサの出力値が正常値と乖離した場合において、サブフィードバック量の学習値を速やかに収束値に近づけ、以って、エミッションの悪化を回避することが可能な空燃比制御装置を提供することにある。   The present invention has been made to address the above problems. That is, one of the objects of the present invention is that when the output value of the upstream air-fuel ratio sensor deviates from the normal value, the learning value of the sub feedback amount is quickly brought close to the convergence value, thereby reducing the emission. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device that can be avoided.

具体的に述べると、本発明による内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の排気通路に配設された触媒(三元触媒)と、上流側空燃比センサと、下流側空燃比センサと、サブフィードバック量算出手段と、学習手段(サブフィードバック量学習手段、サブフィードバック量学習値更新手段)と、空燃比制御手段と、第1異常判定手段と、学習値設定手段と、を備える。   Specifically, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a catalyst (three-way catalyst) disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, an upstream air-fuel ratio sensor, a downstream air-fuel ratio sensor, Sub feedback amount calculation means, learning means (sub feedback amount learning means, sub feedback amount learning value update means), air-fuel ratio control means, first abnormality determination means, and learning value setting means.

上流側空燃比センサは、前記排気通路であって前記触媒よりも上流側の部位に配設される。上流側空燃比センサは、それが配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力するようになっている。   The upstream air-fuel ratio sensor is disposed in a portion of the exhaust passage that is upstream of the catalyst. The upstream air-fuel ratio sensor outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the part where it is disposed.

下流側空燃比センサは、前記排気通路であって前記触媒よりも下流側の部位に配設される。下流側空燃比センサは、それが配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力するようになっている。   The downstream air-fuel ratio sensor is disposed in a portion of the exhaust passage and downstream of the catalyst. The downstream air-fuel ratio sensor outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the part where it is disposed.

サブフィードバック量算出手段は、前記下流側空燃比センサの出力値を下流側目標値に一致させるためのサブフィードバック量を、例えば、比例積分制御又は比例積分微分制御によって算出するようになっている。下流側目標値は、一般に、理論空燃比に対応した値に設定される。即ち、下流側目標値は、下流側空燃比センサに理論空燃比のガスが到達している場合における下流側空燃比センサの出力値に設定される。サブフィードバック量は、後述するように、機関に供給される混合気の空燃比(機関の空燃比)をフィードバック制御するために使用される。   The sub feedback amount calculating means calculates a sub feedback amount for making the output value of the downstream air-fuel ratio sensor coincide with the downstream target value by, for example, proportional integral control or proportional integral derivative control. The downstream target value is generally set to a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio. That is, the downstream target value is set to the output value of the downstream air-fuel ratio sensor when the stoichiometric air-fuel ratio gas reaches the downstream air-fuel ratio sensor. As will be described later, the sub-feedback amount is used for feedback control of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine (engine air-fuel ratio).

学習手段は、前記サブフィードバック量に含まれる定常成分(例えば、比例積分制御における積分項又は比例積分微分制御における積分項)に応じた値に基づいて学習値を更新する学習を行うようになっている。学習手段は、サブフィードバック量を「更新した学習値」に応じて補正するようになっている。即ち、学習手段は、学習値を更新する毎に、その学習値の更新分に応じてサブフィードバック量を修正する。これにより、サブフィードバック量と学習値との二重補正を回避する。   The learning means performs learning to update a learning value based on a value corresponding to a stationary component (for example, an integral term in proportional-integral control or an integral term in proportional-integral-derivative control) included in the sub-feedback amount. Yes. The learning means corrects the sub feedback amount according to the “updated learning value”. That is, each time the learning unit updates the learning value, the learning unit corrects the sub feedback amount in accordance with the updated learning value. Thereby, double correction of the sub feedback amount and the learning value is avoided.

空燃比制御手段は、前記上流側空燃比センサの出力値と、前記補正されたサブフィードバック量と、前記更新された学習値と、に基づき、「機関に供給される混合気の空燃比」を理論空燃比に一致させる「空燃比フィードバック制御」を実行するようになっている。   The air-fuel ratio control means calculates the “air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine” based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the corrected sub feedback amount, and the updated learned value. “Air-fuel ratio feedback control” for matching the stoichiometric air-fuel ratio is executed.

第1異常判定手段は、「第1異常状態」が発生したか否かを判定するようになっている。この第1異常状態の例は、上述したセンサ出力値拡大異常及びセンサ出力値縮小異常等である。即ち、第1異常状態は、「上流側空燃比センサの実際の出力値である実出力値」が「上流側空燃比センサが正常であるときの上流側空燃比センサの出力値、即ち、正常値」と相違する状態である。   The first abnormality determination means determines whether or not a “first abnormality state” has occurred. Examples of the first abnormal state include the sensor output value expansion abnormality and the sensor output value reduction abnormality described above. That is, in the first abnormal state, “the actual output value that is the actual output value of the upstream air-fuel ratio sensor” is “the output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the upstream air-fuel ratio sensor is normal, that is, normal This is a state different from “value”.

学習値設定手段は、上流側空燃比センサに「所定のガスが到達している時点」である「所定ガス到達時」における前記上流側空燃比センサの出力値と、前記学習値の収束値である収束予想値と、の関係、を予め記憶している。所定ガス到達時における上流側空燃比センサの出力値は、上流側空燃比センサに発生している第1異常状態(センサ出力値拡大異常又はセンサ出力値縮小異常)の程度を表す。従って、所定ガス到達時における上流側空燃比センサの出力値と、そのような第1異常状態が発生している場合の学習値の収束値と、の関係は一義的に定まり、予め実験により取得しておくことができる。   The learning value setting means uses the output value of the upstream air-fuel ratio sensor at the time of “predetermined gas arrival”, which is “when the predetermined gas has arrived”, and the convergence value of the learning value. The relationship with a certain expected convergence value is stored in advance. The output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas arrives represents the degree of the first abnormal state (sensor output value expansion abnormality or sensor output value reduction abnormality) occurring in the upstream air-fuel ratio sensor. Therefore, the relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas reaches and the convergence value of the learning value when such a first abnormal state occurs is uniquely determined, and is obtained in advance through experiments. Can be kept.

学習値設定手段は、更に、前記第1異常状態が発生したと判定されたとき「所定ガス到達時における前記実出力値」と「前記関係」とに基づいて「前記学習値の実際の収束値である収束予想値」を取得し、且つ、前記学習値を同取得した実際の収束予想値に設定(置換)するようになっている。   The learning value setting means further determines that the actual convergence value of the learning value is based on the “the actual output value when the predetermined gas arrives” and the “relation” when it is determined that the first abnormal state has occurred. And the learning value is set (replaced) with the actual predicted convergence value acquired.

これによれば、「上流側空燃比センサの実際の出力値である実出力値が、上流側空燃比センサが正常であるときの上流側空燃比センサの出力値(正常値)と相違する第1異常状態が発生したとき、学習値は予想される収束値(収束予想値)に直ちに変更させられる。従って、学習値は、第1異常状態が発生した直後において適正値に近い値となる。これにより、本発明の空燃比制御装置は、第1異常状態発生時点から学習値が収束する時点までの時間を短くすることができる。その結果、「学習値が適正値と乖離していることに起因するエミッションの悪化」を回避することができる。   According to this, “the actual output value that is the actual output value of the upstream air-fuel ratio sensor is different from the output value (normal value) of the upstream air-fuel ratio sensor when the upstream air-fuel ratio sensor is normal. When one abnormal state occurs, the learning value is immediately changed to an expected convergence value (convergence expected value), so that the learning value becomes a value close to an appropriate value immediately after the first abnormal state occurs. As a result, the air-fuel ratio control apparatus of the present invention can shorten the time from the occurrence of the first abnormal state to the time when the learning value converges. As a result, “the learning value deviates from the appropriate value. Can be avoided.

この場合、前記学習値設定手段は、
第2異常状態が発生していると判定される場合には第1異常状態が発生したと判定された場合であっても「前記学習値の、前記取得された実際の収束予想値(第1異常状態発生時における学習値の収束予想値)への設定」を実行しないように構成されることが好適である。この第2異常状態は、「第1異常状態以外の異常状態」であって、且つ、「学習値の収束値が第2異常状態の発生前後において相違するような異常状態」である。
In this case, the learning value setting means
When it is determined that the second abnormal state has occurred, even if it is determined that the first abnormal state has occurred, the “acquired actual convergence expected value of the learning value (first It is preferable that the “setting of the learning value to the predicted convergence value when an abnormal state occurs” is not executed. This second abnormal state is an “abnormal state other than the first abnormal state” and “an abnormal state in which the convergence value of the learning values differs before and after the occurrence of the second abnormal state”.

例えば、複数の気筒のうちの特定の気筒に対して設けられている燃料噴射弁が「指示される燃料量」よりも多量の燃料を噴射するというような異常状態(燃料噴射弁リッチずれ異常)が発生した場合、その特定気筒から排出されるHC,CO及びHは急激に増大する。その結果、上流側空燃比センサは、分子径の小さいHの影響を受け、実際の空燃比の平均値よりもリッチ側の空燃比に相当する出力値を発生するようになる。この結果、その上流側空燃比センサの出力値に基くメインフィードバック制御により、機関の空燃比の中心は理論空燃比よりもリーン側に偏移する。従って、サブフィードバック量は燃料噴射弁リッチずれ異常が発生する直前に比べ「機関の空燃比をよりリッチ側に移行させる値」へと変化する。よって、サブフィードバック量の学習値も「機関の空燃比をよりリッチ側に移行させる値」へと収束する。 For example, an abnormal state in which a fuel injection valve provided for a specific cylinder among a plurality of cylinders injects a larger amount of fuel than “indicated fuel amount” (fuel injection valve rich deviation abnormality) When this occurs, HC, CO, and H 2 discharged from the specific cylinder increase rapidly. As a result, the upstream air-fuel ratio sensor is affected by H 2 having a small molecular diameter, and generates an output value corresponding to the air-fuel ratio richer than the actual average air-fuel ratio. As a result, the center of the engine air-fuel ratio shifts to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio by main feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. Therefore, the sub-feedback amount changes to “a value that shifts the engine air-fuel ratio to the richer side” compared to immediately before the occurrence of the rich deviation abnormality of the fuel injection valve. Therefore, the learning value of the sub feedback amount also converges to “a value that shifts the air-fuel ratio of the engine to a richer side”.

更に、例えば、失火が発生した場合(混合気が燃焼室において燃焼しなかった場合)、サブフィードバック量の学習値は、失火が発生する直前の学習値に比べ「機関の空燃比をよりリーン側へ移行する値」に収束することがある。   Further, for example, when misfire occurs (when the air-fuel mixture does not burn in the combustion chamber), the learned value of the sub-feedback amount is “lean engine air-fuel ratio more lean than the learned value immediately before misfire occurs. May converge to "value to shift to".

これらの「燃料噴射弁のリッチずれ異常(空燃比気筒間インバランス)」及び「失火」等は、上述した第2異常状態の代表例である。そして、このような第2異常状態が発生している場合に前記第1異常状態が発生すると、サブフィードバック量の学習値は、前記学習値設定手段が予想する「第1異常発生時(第1異常状態単独発生時)における収束予想値」とは異なる値に収束する。従って、このような場合、学習値を「第1異常発生時が単独で発生している場合に予想される収束予想値」に設定すると、学習値を実際の収束値から却って遠ざけてしまう虞がある。   These “abnormality deviation of fuel injection valve (air-fuel ratio imbalance between cylinders)” and “misfire” are representative examples of the second abnormal state described above. When the first abnormal state occurs when such a second abnormal state occurs, the learned value of the sub feedback amount is calculated by the learning value setting means as “when the first abnormality occurs (first Convergence to a value different from the “convergence expected value when an abnormal condition occurs alone”. Therefore, in such a case, if the learning value is set to “the predicted convergence value expected when the first abnormality occurs alone”, the learning value may be moved away from the actual convergence value. is there.

これに対し、上記構成によれば、「第2異常状態が発生していると判定される場合には前記学習値の前記取得された実際の収束予想値への設定が実行されない」から、学習値が実際の収束値から却って乖離してしまう可能性を低減することができる。その結果、エミッションが却って悪化することを回避することができる。   On the other hand, according to the above configuration, the learning value is not set to the acquired actual convergence expected value when it is determined that the second abnormal state has occurred. The possibility that the value deviates from the actual convergence value can be reduced. As a result, it is possible to avoid the emission from getting worse.

一方、前記学習値設定手段は、
前記関係(即ち、前記所定ガス到達時における前記上流側空燃比センサの出力値と前記学習値の収束予想値との関係)を、「前記所定ガス到達時における前記上流側空燃比センサの出力値と、前記所定ガス到達時における前記正常値と、の差」と、「前記収束予想値と、前記上流側空燃比センサが正常である場合に予想される前記学習値の収束値である正常時収束予想値と、の差」と、の「関係」を示す「学習値差関係」として記憶しておくこともできる。
On the other hand, the learning value setting means includes:
The relationship (that is, the relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas arrives and the predicted convergence value of the learning value) is expressed as “the output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas arrives”. And “the difference between the normal value when the predetermined gas is reached” and “the normal value that is the convergence value of the learning value that is expected when the convergence expected value and the upstream air-fuel ratio sensor are normal”. It can also be stored as a “learning value difference relationship” indicating a “relation” between the “difference from the predicted convergence value”.

そして、前記学習値設定手段は、
前記第1異常状態が発生したと判定されたとき、前記所定ガス到達時における前記実出力値と前記所定ガス到達時における前記正常値との差と、前記学習値差関係と、に基づいて前記学習値の変化量を予想し、「同予想した変化量だけ現時点における前記学習値を変化させた値」を「前記実際の収束予想値」として取得するように構成されることが好適である。
And the learning value setting means includes
When it is determined that the first abnormal state has occurred, based on the difference between the actual output value when the predetermined gas arrives and the normal value when the predetermined gas arrives, and the learning value difference relationship, It is preferable that the amount of change of the learning value is predicted, and “a value obtained by changing the learning value at the current time by the amount of the predicted change” is acquired as “the actual predicted convergence value”.

これによれば、上流側空燃比センサが正常である場合の学習値の収束値と、第1異常状態が単独で発生したときの学習値の収束値、との差に基いて、第1異常状態発生直前の学習値が補正される。従って、上述したような第2異常状態が発生している場合に第1異常状態が発生したときにも、第1異常状態の発生に起因する学習値の変化量のみが学習値に反映されるので、学習値がより適正値(収束値)に近づく。その結果、エミッションをより良好にすることができる。   According to this, the first abnormality is based on the difference between the convergence value of the learning value when the upstream air-fuel ratio sensor is normal and the convergence value of the learning value when the first abnormal state occurs alone. The learning value immediately before the occurrence of the state is corrected. Therefore, even when the first abnormal state occurs when the second abnormal state as described above occurs, only the amount of change in the learned value resulting from the occurrence of the first abnormal state is reflected in the learned value. Therefore, the learning value becomes closer to the appropriate value (convergence value). As a result, the emission can be made better.

<第1実施形態>
以下、本発明の第1実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置(以下、単に「第1制御装置」と称呼する。)について図面を参照しながら説明する。この第1制御装置は、機関に対して噴射・供給される燃料の量(燃料噴射量)を制御する燃料噴射量制御装置でもある。
<First Embodiment>
Hereinafter, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as a “first control apparatus”) will be described with reference to the drawings. The first control device is also a fuel injection amount control device that controls the amount of fuel injected and supplied to the engine (fuel injection amount).

(構成)
図1は、この第1制御装置が適用される内燃機関10の概略構成を示している。機関10は、4サイクル・火花点火式・多気筒(本例において4気筒)・ガソリン燃料機関である。機関10は、本体部20、吸気系統30及び排気系統40を備えている。
(Constitution)
FIG. 1 shows a schematic configuration of an internal combustion engine 10 to which the first control device is applied. The engine 10 is a four-cycle / spark ignition type / multi-cylinder (four cylinders in this example) / gasoline fuel engine. The engine 10 includes a main body 20, an intake system 30, and an exhaust system 40.

本体部20は、シリンダブロック部とシリンダヘッド部とを備えている。本体部20は、ピストン頂面、シリンダ壁面及びシリンダヘッド部の下面からなる複数(4個)の燃焼室(第1気筒#1乃至第4気筒#4)21を備えている。   The main body portion 20 includes a cylinder block portion and a cylinder head portion. The main body portion 20 includes a plurality (four) of combustion chambers (first cylinder # 1 to fourth cylinder # 4) 21 including a piston top surface, a cylinder wall surface, and a lower surface of the cylinder head portion.

シリンダヘッド部には、各燃焼室(各気筒)21に空気及び燃料からなる混合気を供給するための吸気ポート22と、各燃焼室21から排ガス(既燃ガス)を排出するための排気ポート23と、が形成されている。吸気ポート22は図示しない吸気弁により開閉され、排気ポート23は図示しない排気弁により開閉されるようになっている。   In the cylinder head portion, an intake port 22 for supplying a mixture of air and fuel to each combustion chamber (each cylinder) 21 and an exhaust port for discharging exhaust gas (burned gas) from each combustion chamber 21 23 is formed. The intake port 22 is opened and closed by an unillustrated intake valve, and the exhaust port 23 is opened and closed by an unillustrated exhaust valve.

シリンダヘッド部には複数(4個)の点火プラグ24が固定されている。各点火プラグ24は、その火花発生部が各燃焼室21の中央部であってシリンダヘッド部の下面近傍位置に露呈するように配設されている。各点火プラグ24は、点火信号に応答して火花発生部から点火用火花を発生するようになっている。更に、シリンダヘッド部には複数(4個)の燃料噴射弁(インジェクタ)25が固定されている。燃料噴射弁25は、各吸気ポート22に一つずつ設けられている。燃料噴射弁25は、噴射指示信号に応答し、その噴射指示信号に含まれる指示噴射量の燃料を対応する吸気ポート22内に噴射するようになっている。   A plurality (four) of spark plugs 24 are fixed to the cylinder head portion. Each spark plug 24 is disposed such that its spark generating part is exposed at the center of each combustion chamber 21 and in the vicinity of the lower surface of the cylinder head part. Each spark plug 24 generates an ignition spark from the spark generating portion in response to the ignition signal. Further, a plurality (four) of fuel injection valves (injectors) 25 are fixed to the cylinder head portion. One fuel injection valve 25 is provided for each intake port 22. The fuel injection valve 25 responds to the injection instruction signal and injects the fuel of the instruction injection amount included in the injection instruction signal into the corresponding intake port 22.

更に、シリンダヘッド部には、吸気弁制御装置26が設けられている。この吸気弁制御装置26は、インテークカムシャフト(図示せず)とインテークカム(図示せず)との相対回転角度(位相角度)を油圧により調整・制御する周知の構成を備えている。吸気弁制御装置26は、指示信号(駆動信号)に基づいて作動し、吸気弁の開弁タイミング(吸気弁開弁タイミング)を変更することができるようになっている。   Further, an intake valve control device 26 is provided in the cylinder head portion. The intake valve control device 26 has a known configuration that adjusts and controls the relative rotation angle (phase angle) between an intake camshaft (not shown) and an intake cam (not shown) by hydraulic pressure. The intake valve control device 26 operates based on an instruction signal (drive signal) and can change the valve opening timing (intake valve opening timing) of the intake valve.

吸気系統30は、インテークマニホールド31、吸気管32、エアフィルタ33、スロットル弁34及びスロットル弁アクチュエータ34aを備えている。   The intake system 30 includes an intake manifold 31, an intake pipe 32, an air filter 33, a throttle valve 34, and a throttle valve actuator 34a.

インテークマニホールド31は、各吸気ポート22に接続された複数の枝部と、それらの枝部が集合したサージタンク部と、を備えている。吸気管32はサージタンク部に接続されている。インテークマニホールド31、吸気管32及び複数の吸気ポート22は、吸気通路を構成している。エアフィルタ33は吸気管32の端部に設けられている。スロットル弁34はエアフィルタ33とインテークマニホールド31との間の位置において吸気管32に回動可能に取り付けられている。スロットル弁34は、回動することにより吸気管32が形成する吸気通路の開口断面積を変更するようになっている。スロットル弁アクチュエータ34aは、DCモータからなり、指示信号(駆動信号)に応答してスロットル弁34を回動させるようになっている。   The intake manifold 31 includes a plurality of branch portions connected to each intake port 22 and a surge tank portion in which the branch portions are gathered. The intake pipe 32 is connected to the surge tank portion. The intake manifold 31, the intake pipe 32, and the plurality of intake ports 22 constitute an intake passage. The air filter 33 is provided at the end of the intake pipe 32. The throttle valve 34 is rotatably attached to the intake pipe 32 at a position between the air filter 33 and the intake manifold 31. The throttle valve 34 changes the opening cross-sectional area of the intake passage formed by the intake pipe 32 by rotating. The throttle valve actuator 34a is formed of a DC motor, and rotates the throttle valve 34 in response to an instruction signal (drive signal).

排気系統40は、エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ(排気管)42上流側触媒43及び下流側触媒44を備えている。   The exhaust system 40 includes an exhaust manifold 41, an exhaust pipe (exhaust pipe) 42, an upstream side catalyst 43, and a downstream side catalyst 44.

エキゾーストマニホールド41は、各排気ポート23に接続された複数の枝部41aと、それらの枝部41aが集合した集合部41bと、からなっている。エキゾーストパイプ42は、エキゾーストマニホールド41の集合部41bに接続されている。エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ42及び複数の排気ポート23は、排ガスが通過する通路を構成している。なお、本明細書において、エキゾーストマニホールド41の集合部41b及びエキゾーストパイプ42を、便宜上、「排気通路」と称呼する。   The exhaust manifold 41 includes a plurality of branch portions 41a connected to each exhaust port 23 and a collective portion 41b in which the branch portions 41a are gathered. The exhaust pipe 42 is connected to a collective portion 41 b of the exhaust manifold 41. The exhaust manifold 41, the exhaust pipe 42, and the plurality of exhaust ports 23 constitute a passage through which exhaust gas passes. In the present specification, the collecting portion 41b of the exhaust manifold 41 and the exhaust pipe 42 are referred to as “exhaust passage” for convenience.

上流側触媒43は、セラミックからなる担持体に「触媒物質である貴金属」及び「セリア(CeO2)」を担持していて、酸素吸蔵・放出機能(酸素吸蔵機能)を有する三元触媒である。上流側触媒43はエキゾーストパイプ42に配設(介装)されている。上流側触媒43は所定の活性温度に到達すると、「未燃物(HC、CO、H等)と窒素酸化物(NOx)とを同時に浄化する触媒機能」及び「酸素吸蔵機能」を発揮する。 The upstream catalyst 43 is a three-way catalyst that supports “noble metal as a catalyst material” and “ceria (CeO 2)” on a support made of ceramic and has an oxygen storage / release function (oxygen storage function). The upstream catalyst 43 is disposed (intervened) in the exhaust pipe 42. When the upstream catalyst 43 reaches a predetermined activation temperature, it exhibits a “catalytic function for simultaneously purifying unburnt substances (HC, CO, H 2, etc.) and nitrogen oxides (NOx)” and “oxygen storage function”. .

下流側触媒44は、上流側触媒43と同様の三元触媒である。下流側触媒44は、上流側触媒43よりも下流においてエキゾーストパイプ42に配設(介装)されている。   The downstream catalyst 44 is a three-way catalyst similar to the upstream catalyst 43. The downstream catalyst 44 is disposed (intervened) in the exhaust pipe 42 downstream of the upstream catalyst 43.

更に、この第1制御装置は、熱線式エアフローメータ51、スロットルポジションセンサ52、機関回転速度センサ53、水温センサ54、上流側空燃比センサ55、下流側空燃比センサ56及びアクセル開度センサ57を備えている。   Further, the first control device includes a hot-wire air flow meter 51, a throttle position sensor 52, an engine speed sensor 53, a water temperature sensor 54, an upstream air-fuel ratio sensor 55, a downstream air-fuel ratio sensor 56, and an accelerator opening sensor 57. I have.

熱線式エアフローメータ51は、吸気管32内を流れる吸入空気の質量流量を検出し、その質量流量(機関10の単位時間あたりの吸入空気量)Gaを表す信号を出力するようになっている。
スロットルポジションセンサ52は、スロットル弁34の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。
The hot-wire air flow meter 51 detects the mass flow rate of the intake air flowing through the intake pipe 32 and outputs a signal representing the mass flow rate (intake air amount per unit time of the engine 10) Ga.
The throttle position sensor 52 detects the opening degree of the throttle valve 34 and outputs a signal representing the throttle valve opening degree TA.

機関回転速度センサ53は、インテークカムシャフトが5°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにインテークカムシャフトが360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。機関回転速度センサ53から出力される信号は電気制御装置60により機関回転速度NEを表す信号に変換されるようになっている。更に、電気制御装置60は、機関回転速度センサ53及び図示しないクランク角センサからの信号に基いて、機関10のクランク角度(絶対クランク角)を取得するようになっている。   The engine rotational speed sensor 53 outputs a signal having a narrow pulse every time the intake camshaft rotates 5 ° and a wide pulse every time the intake camshaft rotates 360 °. A signal output from the engine rotation speed sensor 53 is converted into a signal representing the engine rotation speed NE by the electric control device 60. Further, the electric control device 60 acquires the crank angle (absolute crank angle) of the engine 10 based on signals from the engine rotation speed sensor 53 and a crank angle sensor (not shown).

水温センサ54は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。   The water temperature sensor 54 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 and outputs a signal representing the cooling water temperature THW.

上流側空燃比センサ55は、エキゾーストマニホールド41の集合部41bと上流側触媒43との間の位置においてエキゾーストマニホールド41及びエキゾーストパイプ42の何れか(即ち、排気通路)に配設されている。上流側空燃比センサ55は、例えば、特開平11−72473号公報、特開2000−65782号公報及び特開2004−69547号公報等に開示された「拡散抵抗層を備える限界電流式広域空燃比センサ」である。   The upstream air-fuel ratio sensor 55 is disposed in either the exhaust manifold 41 or the exhaust pipe 42 (that is, the exhaust passage) at a position between the collecting portion 41 b of the exhaust manifold 41 and the upstream catalyst 43. The upstream air-fuel ratio sensor 55 is disclosed in, for example, “limit current type wide area air-fuel ratio including a diffusion resistance layer” disclosed in JP-A-11-72473, JP-A-2000-65782, JP-A-2004-69547, and the like. Sensor ".

上流側空燃比センサ55は、図2に示したように、上流側空燃比センサ55の排気側電極及び大気側電極の間に印加される電圧Vが一定電圧Vp以上となると、上流側空燃比abyfsに応じた出力値Vabyfs(限界電流値Ipに応じた値)を出力するようになっている。換言すると、上流側空燃比センサ55は、図3の実線CTにより示したように、「排気通路であって上流側空燃比センサ55が配設されている部位を流れる排ガスの空燃比(即ち、上流側空燃比abyfs)」に応じた「出力値Vabyfs」を発生するようになっている。なお、上流側空燃比abyfsは、上流側触媒43に流入するガスの空燃比であり、機関10に供給される混合気の空燃比であると言うことができる。   As shown in FIG. 2, the upstream air-fuel ratio sensor 55 detects that the upstream air-fuel ratio becomes higher when the voltage V applied between the exhaust-side electrode and the atmosphere-side electrode of the upstream air-fuel ratio sensor 55 exceeds a certain voltage Vp. An output value Vabyfs corresponding to abyfs (a value corresponding to the limit current value Ip) is output. In other words, as shown by the solid line CT in FIG. 3, the upstream air-fuel ratio sensor 55 is “the exhaust gas air-fuel ratio (that is, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the portion where the upstream air-fuel ratio sensor 55 is disposed (that is, An “output value Vabyfs” corresponding to the “upstream air-fuel ratio abyfs)” is generated. The upstream air-fuel ratio abyfs is the air-fuel ratio of the gas flowing into the upstream catalyst 43, and can be said to be the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10.

上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsは、上流側空燃比abyfsの空燃比が大きくなる(リーン側の空燃比になる)ほど増大する。出力値Vabyfsは、上流側空燃比abyfsが理論空燃比であるときに値Vstoichに一致する。   The output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55 increases as the air-fuel ratio of the upstream air-fuel ratio abyfs increases (becomes the lean air-fuel ratio). The output value Vabyfs matches the value Vstoich when the upstream air-fuel ratio abyfs is the stoichiometric air-fuel ratio.

後述する電気制御装置60は、図3の実線CTにより示したデータを「ルックアップテーブル(マップ)Mapabyfs(Vabyfs)」の形式により記憶していて、そのテーブルMapabyfsに実際の出力値Vabyfsを適用することによって「実際の上流側空燃比abyfs」を取得するようになっている。   The electric control device 60 described later stores the data indicated by the solid line CT in FIG. 3 in the form of “look-up table (map) Mapabyfs (Vabyfs)”, and applies the actual output value Vabyfs to the table Mapabyfs. Accordingly, the “actual upstream air-fuel ratio abyfs” is acquired.

再び、図1を参照すると、下流側空燃比センサ56は、上流側触媒43と下流側触媒44との間の位置においてエキゾーストパイプ42(即ち、排気通路)に配設されている。下流側空燃比センサ56は、周知の濃淡電池型の酸素濃度センサ(O2センサ)である。下流側空燃比センサ56は、「排気通路であって下流側空燃比センサ56が配設されている部位を流れる排ガスの空燃比(即ち、下流側空燃比afdown)」に応じた出力値Voxsを出力するようになっている。下流側空燃比afdownは、上流側触媒43から流出するガスの空燃比である。上流側触媒43から流出するガスの空燃比は、周知のように、機関10に供給される混合気の空燃比の平均値を精度良く表す。   Referring again to FIG. 1, the downstream air-fuel ratio sensor 56 is disposed in the exhaust pipe 42 (that is, the exhaust passage) at a position between the upstream catalyst 43 and the downstream catalyst 44. The downstream air-fuel ratio sensor 56 is a well-known concentration cell type oxygen concentration sensor (O2 sensor). The downstream air-fuel ratio sensor 56 outputs an output value Voxs corresponding to “the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the portion of the exhaust passage where the downstream air-fuel ratio sensor 56 is disposed (that is, the downstream air-fuel ratio afdown)”. It is designed to output. The downstream air-fuel ratio afdown is the air-fuel ratio of the gas flowing out from the upstream catalyst 43. As is well known, the air-fuel ratio of the gas flowing out from the upstream side catalyst 43 accurately represents the average value of the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine 10.

下流側空燃比センサ56の出力値Voxsは、図4に示したように、下流側空燃比afdownが理論空燃比よりもリッチのとき最大出力値max(例えば、約0.9V)となり、下流側空燃比afdownが理論空燃比よりもリーンのとき最小出力値min(例えば、約0.1V)となる。更に、出力値Voxsは、下流側空燃比afdownが理論空燃比であるとき「最大出力値maxと最小出力値minの略中間の電圧Vst(中間電圧Vst、例えば、約0.5V)」となる。また、この出力値Voxsは、下流側空燃比afdownが理論空燃比よりもリッチな空燃比からリーンな空燃比へと変化する際に最大出力値maxから最小出力値minへと急変し、下流側空燃比afdownが理論空燃比よりもリーンな空燃比からリッチな空燃比へと変化する際に最小出力値minから最大出力値maxへと急変する。   As shown in FIG. 4, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56 becomes the maximum output value max (for example, about 0.9 V) when the downstream air-fuel ratio afdown is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. When the air-fuel ratio afdown is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the minimum output value min (for example, about 0.1 V) is obtained. Furthermore, the output value Voxs becomes “a voltage Vst approximately between the maximum output value max and the minimum output value min (intermediate voltage Vst, for example, about 0.5 V)” when the downstream air-fuel ratio afdown is the stoichiometric air-fuel ratio. . The output value Voxs suddenly changes from the maximum output value max to the minimum output value min when the downstream air-fuel ratio afdown changes from an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio to a lean air-fuel ratio. When the air-fuel ratio afdown changes from an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio to a rich air-fuel ratio, it suddenly changes from the minimum output value min to the maximum output value max.

再び図1を参照すると、アクセル開度センサ57は、運転者によって操作されるアクセルペダルAPの操作量を検出し、アクセルペダルAPの操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。   Referring to FIG. 1 again, the accelerator opening sensor 57 detects the operation amount of the accelerator pedal AP operated by the driver, and outputs a signal indicating the operation amount Accp of the accelerator pedal AP.

電気制御装置60は、「CPU、ROM、RAM、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM、並びに、ADコンバータを含むインターフェース等」からなる「周知のマイクロコンピュータ」である。   The electric control device 60 includes a “CPU, ROM, RAM, a backup RAM that stores data while the power is on and holds the stored data even when the power is shut off, an interface including an AD converter, etc. Is a “well-known microcomputer”.

電気制御装置60のインターフェースは、前記センサ51〜57と接続され、CPUにセンサ51〜57からの信号を供給するようになっている。更に、そのインターフェースは、CPUの指示に応じて、各気筒の点火プラグ24、各気筒の燃料噴射弁25、吸気弁制御装置26及びスロットル弁アクチュエータ34a等に指示信号(駆動信号)等を送出するようになっている。なお、電気制御装置60は、取得されたアクセルペダルの操作量Accpが大きくなるほどスロットル弁開度TAが大きくなるように、スロットル弁アクチュエータ34aに指示信号を送出するようになっている。   The interface of the electric control device 60 is connected to the sensors 51 to 57 so as to supply signals from the sensors 51 to 57 to the CPU. Further, the interface sends an instruction signal (drive signal) or the like to the ignition plug 24 of each cylinder, the fuel injection valve 25 of each cylinder, the intake valve control device 26, the throttle valve actuator 34a, etc. in accordance with an instruction from the CPU. It is like that. The electric control device 60 sends an instruction signal to the throttle valve actuator 34a so that the throttle valve opening TA increases as the acquired accelerator pedal operation amount Accp increases.

(第1制御装置の作動の概要)
次に、上記第1制御装置の作動の概要について説明する。第1制御装置は、後に詳述するように、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsを「理論空燃比に相当する下流側目標値Voxsref」に一致させるためのサブフィードバック量Vafsfbを、比例積分制御(PI制御)又は比例積分微分制御(PID制御)に従って算出する。更に、第1制御装置は、「サブフィードバック量Vafsfbに含まれる定常成分(積分項)に応じた値」に基づいてサブフィードバック量の学習値Vafsfbg(以下、「サブFB学習値Vafsfbg」とも称呼する。)を所定のタイミングにて更新する。このとき、サブFB学習値Vafsfbgが変化量ΔGだけ増大したとすると、第1制御装置は、サブフィードバック量Vafsfbを変化量ΔGだけ減少させる。
(Outline of operation of first control device)
Next, an outline of the operation of the first control device will be described. As will be described in detail later, the first control device proportionally integrates the sub feedback amount Vafsfb for making the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56 coincide with the “downstream target value Voxsref corresponding to the theoretical air-fuel ratio”. Calculation is performed according to control (PI control) or proportional-integral-derivative control (PID control). Further, the first control device is also referred to as a sub feedback amount learning value Vafsfbg (hereinafter referred to as “sub FB learning value Vafsfbg”) based on “a value corresponding to a steady component (integral term) included in the sub feedback amount Vafsfb”. .) Is updated at a predetermined timing. At this time, if the sub FB learning value Vafsfbg increases by the change amount ΔG, the first control device decreases the sub feedback amount Vafsfb by the change amount ΔG.

加えて、第1制御装置は、上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsと、サブフィードバック量Vafsfbと、学習値Vafsfbgと、テーブルMapabyfsとに基いて、制御用空燃比abyfscを算出する。そして、第1制御装置は、その制御用空燃比abyfscを「理論空燃比である上流側空燃比abyfs」に一致させるためのメインフィードバック量を算出し、その算出したメインフィードバック量に基づき機関の空燃比(燃料噴射量)を制御する。   In addition, the first control device calculates the control air-fuel ratio abyfsc based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55, the sub feedback amount Vafsfb, the learned value Vafsfbg, and the table Mapabyfs. Then, the first control device calculates a main feedback amount for making the control air-fuel ratio abyfsc coincide with the “upstream air-fuel ratio abyfs which is the theoretical air-fuel ratio”, and based on the calculated main feedback amount, The fuel ratio (fuel injection amount) is controlled.

ところで、いま、上述した「センサ出力値拡大異常」が発生したと仮定する。このとき、真の上流側空燃比abyfsが理論空燃比よりもリーン側の空燃比であると、図3の破線CLにより示したように、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsは実線CTにより示した「上流側空燃比センサ55が正常である場合の出力値(正常値)Vabyfs」よりも大きくなる。更に、真の上流側空燃比abyfsが理論空燃比よりもリッチ側の空燃比であると、図3の破線CLにより示したように、上流側空燃比センサの出力値Vabyfsは実線CTにより示した正常値Vabyfsよりも小さくなる。   Now, it is assumed that the “sensor output value expansion abnormality” described above has occurred. At this time, if the true upstream air-fuel ratio abyfs is an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor is indicated by a solid line CT as shown by the broken line CL in FIG. It becomes larger than “output value (normal value) Vabyfs when upstream air-fuel ratio sensor 55 is normal”. Further, if the true upstream air-fuel ratio abyfs is richer than the stoichiometric air-fuel ratio, the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor is shown by the solid line CT as shown by the broken line CL in FIG. It becomes smaller than the normal value Vabyfs.

更に、前述したように、「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値拡大異常」が発生した場合、上流側空燃比センサの実際の出力値VabyfsとテーブルMapabyfsとにより取得される上流側空燃比と、真の上流側空燃比と、の差が、理論空燃比を中心としてリーン側とリッチ側とで対称ではない状況(空燃比検出誤差の非対称性)が発生する。   Further, as described above, when the “sensor output value expansion abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55” occurs, the upstream air-fuel ratio acquired by the actual output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor and the table Mapabyfs Thus, a situation occurs in which the difference from the true upstream air-fuel ratio is not symmetrical between the lean side and the rich side (the asymmetry of the air-fuel ratio detection error) with respect to the theoretical air-fuel ratio.

即ち、いま、図3に示した空燃比A2が理論空燃比に対して正の値dAFだけ小さい空燃比であり、図3に示した空燃比A4が理論空燃比に対して正の値dAFだけ大きい空燃比であると仮定する。上流側空燃比センサ55に出力値拡大異常が発生していると、真の空燃比がA2であるとき、出力値VabyfsはV1となる。従って、検出上流側空燃比はA1となる。また、上流側空燃比センサ55に出力値拡大異常が発生していると、真の空燃比がA4であるとき、出力値VabyfsはV2となる。従って、検出上流側空燃比はA3となる。   That is, the air-fuel ratio A2 shown in FIG. 3 is an air-fuel ratio that is smaller than the stoichiometric air-fuel ratio by a positive value dAF, and the air-fuel ratio A4 shown in FIG. Assume a large air / fuel ratio. When the output value expansion abnormality occurs in the upstream air-fuel ratio sensor 55, the output value Vabyfs becomes V1 when the true air-fuel ratio is A2. Therefore, the detected upstream air-fuel ratio is A1. Further, when the output value expansion abnormality has occurred in the upstream air-fuel ratio sensor 55, the output value Vabyfs becomes V2 when the true air-fuel ratio is A4. Therefore, the detected upstream air-fuel ratio is A3.

このとき、図3から明らかなように、検出上流側空燃比A1と真の空燃比A2との差の大きさ(|A2−A1|)は、検出上流側空燃比A3と真の空燃比A4との差の大きさ(|A3−A4|)よりも大きくなる。この結果、メインフィードバック制御によって、機関の空燃比は理論空燃比よりもリーン側に過補正される。従って、サブフィードバック量Vafsfbは「機関の空燃比をよりリッチ側に補正するための値」へと変化し、その結果、サブFB学習値Vafsfbgも「機関の空燃比をよりリッチ側に補正するための値」へと変化する(収束する。)。   At this time, as apparent from FIG. 3, the magnitude of the difference between the detected upstream air-fuel ratio A1 and the true air-fuel ratio A2 (| A2-A1 |) is determined from the detected upstream air-fuel ratio A3 and the true air-fuel ratio A4. And the magnitude of the difference (| A3-A4 |). As a result, the air-fuel ratio of the engine is overcorrected to the lean side of the stoichiometric air-fuel ratio by the main feedback control. Therefore, the sub feedback amount Vafsfb changes to “a value for correcting the air-fuel ratio of the engine to be richer”, and as a result, the sub FB learning value Vafsfbg is also “to correct the air-fuel ratio of the engine to be richer. To the value of (converges).

図5は、時刻t1〜t2の期間においてフューエルカット制御が実行されるととともに、そのフューエルカット制御中に「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値拡大異常」が発生した状況における「サブFB学習値Vafsfbgの変化」を示すタイムチャートである。図5に示した状況において、サブFB学習値Vafsfbgの収束値はフューエルカット制御の前後において値Vafsfbg0から値VafsfbgLへと変化する。なお、一般に、フューエルカット制御中においてサブフィードバック制御は停止される。   FIG. 5 shows that “sub-FB learning” is performed in a situation where fuel cut control is executed in the period of time t1 to t2, and “the sensor output value expansion abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55” occurs during the fuel cut control. 6 is a time chart showing a “change in value Vafsfbg”. In the situation shown in FIG. 5, the convergence value of the sub FB learning value Vafsfbg changes from the value Vafsfbg0 to the value VafsfbgL before and after the fuel cut control. In general, the sub feedback control is stopped during the fuel cut control.

この場合、従来の制御装置によれば、フューエルカット終了時(時刻t2)からサブフィードバック制御が再開され、サブフィードバック量Vafsfbは機関の空燃比をリッチ側に変更する値へと除々に変化する。その結果、サブFB学習値Vafsfbgは「フューエルカット開始直前の値Vafsfbg0」から「収束値VafsfbgL」へと除々に変化し、時刻t2から時間Tが経過した後の時刻t3にて収束値VafsfbgLに到達する。換言すると、サブFB学習値Vafsfbgは、時刻t2から時刻t3までの間、適正値(収束値)とは大きく相違する。また、フィードバック制御は不可避的な制御遅れを伴うので、サブフィードバック量Vafsfbが「かかるサブFB学習値Vafsfbgの適正値からの乖離」を直ちに補償する値とはならない。この結果、機関の空燃比が理論空燃比から乖離し、エミッションが悪化する場合が生じる。   In this case, according to the conventional control device, the sub feedback control is resumed from the end of the fuel cut (time t2), and the sub feedback amount Vafsfb gradually changes to a value that changes the air-fuel ratio of the engine to the rich side. As a result, the sub FB learning value Vafsfbg gradually changes from “value immediately before fuel cut Vafsfbg0” to “convergence value VafsfbgL”, and reaches the convergence value VafsfbgL at time t3 after time T has elapsed from time t2. To do. In other words, the sub FB learning value Vafsfbg is greatly different from the appropriate value (convergence value) from time t2 to time t3. Further, since feedback control involves an unavoidable control delay, the sub feedback amount Vafsfb does not immediately compensate for the “deviation from the appropriate value of the sub FB learning value Vafsfbg”. As a result, the air-fuel ratio of the engine deviates from the stoichiometric air-fuel ratio, and emission may deteriorate.

これに対し、第1制御装置は、時刻t1から時刻t2までの期間(フューエルカット制御中)に「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値拡大異常」が発生したか否かを判定する。そして、第1制御装置は、「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値拡大異常」が発生したと判定したとき、時刻t1から時刻t2の間(遅くとも、時刻t2)においてサブFB学習値Vafsfbgの値を「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値拡大異常の発生時に予想される収束値VafsfbgL」に直ちに設定する。この結果、センサ出力値拡大異常が発生した後にエミッションが大きく悪化することを排除することができる。   On the other hand, the first control apparatus determines whether or not “a sensor output value expansion abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55” has occurred during a period from time t1 to time t2 (during fuel cut control). When the first control apparatus determines that the “sensor output value expansion abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55” has occurred, the first FB learning value Vafsfbg is between the time t1 and the time t2 (at the time t2 at the latest). The value is immediately set to “the convergence value VafsfbgL expected when the sensor output value expansion abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55 occurs”. As a result, it can be excluded that the emission is greatly deteriorated after the sensor output value expansion abnormality occurs.

なお、第1制御装置は、実際には、フューエルカット制御中において「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値拡大異常」及び「上流側空燃比センサ55のセンサ出力値縮小異常」の両者の何れかが発生したか否かを判定する。換言すると、第1制御装置は、フューエルカット制御中において、「上流側空燃比センサ55の実際の出力値Vabyfsである実出力値」が「上流側空燃比センサ55が正常であるときの上流側空燃比センサの出力値Vabyfsである正常値」と相違する「第1異常状態が発生したか否か」を判定する第1異常判定手段を備える。そして、第1制御装置は、第1異常状態が発生したと判定すると、サブFB学習値Vafsfbgを、「第1異常状態発生時に予想されるサブFB学習値Vafsfbgの収束値(収束予想値)VafsfbgL」に直ちに設定する。以上が、第1制御装置の作動の概要である。   In actuality, the first control device does not perform any of both “the sensor output value expansion abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55” and “the sensor output value reduction abnormality of the upstream air-fuel ratio sensor 55” during the fuel cut control. It is determined whether or not an error has occurred. In other words, during the fuel cut control, the first control device sets the “actual output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55” to “the upstream side when the upstream air-fuel ratio sensor 55 is normal”. First abnormality determining means for determining “whether or not a first abnormal state has occurred” that is different from the “normal value that is the output value Vabyfs of the air-fuel ratio sensor” is provided. When the first control device determines that the first abnormal state has occurred, the sub-FB learning value Vafsfbg is determined as “the convergence value (convergence expected value) VafsfbgL of the sub FB learning value Vafsfbg expected when the first abnormal state occurs”. Immediately. The above is the outline of the operation of the first control device.

(実際の作動)
次に、第1制御装置の実際の作動について説明する。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the first control device will be described.

<燃料噴射量制御>
第1制御装置のCPUは、図6に示した「燃料噴射量Fiの計算及び燃料噴射の指示を行うルーチン」を、所定の気筒のクランク角が吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、BTDC90°CA)となる毎に、その気筒(以下、「燃料噴射気筒」とも称呼する。)に対して繰り返し実行するようになっている。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ600から処理を開始し、ステップ610にてフューエルカットフラグXCF(以下、「F/CフラグXFC」と表記する。)の値が「0」であるか否かを判定する。
<Fuel injection amount control>
The CPU of the first control device performs the “routine for calculating the fuel injection amount Fi and instructing fuel injection” shown in FIG. 6 according to a predetermined crank angle (for example, the crank angle of the predetermined cylinder before the intake top dead center). Every time BTDC is 90 ° CA), the cylinder is repeatedly executed for the cylinder (hereinafter also referred to as “fuel injection cylinder”). Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts processing from step 600, and in step 610, whether the value of the fuel cut flag XCF (hereinafter referred to as “F / C flag XFC”) is “0”. Determine whether or not.

F/CフラグXFCの値は、後述するフューエルカット開始条件が成立してからフューエルカット復帰条件が成立するまで「1」に設定され、それ以外の場合に「0」に設定される。即ち、F/CフラグXFCの値は、フューエルカット制御を実行すべきときに「1」に設定される。なお、F/CフラグXFCの値は、「機関10が搭載された図示しない車両のイグニッション・キー・スイッチ」がオフ位置からオン位置に切り換えられた際に実行されるイニシャルルーチンにより「0」に設定されるようになっている。   The value of the F / C flag XFC is set to “1” until a fuel cut return condition is satisfied after a fuel cut start condition described later is satisfied, and is set to “0” in other cases. That is, the value of the F / C flag XFC is set to “1” when the fuel cut control is to be executed. The value of the F / C flag XFC is set to “0” by the initial routine executed when the “ignition key switch (not shown) on which the engine 10 is mounted” is switched from the off position to the on position. It is set up.

いま、図5に示した時刻t1以前であり、F/CフラグXFCの値が「0」であると仮定する。この場合、CPUは、以下に述べるステップ620乃至ステップ650の処理を順に行い、ステップ695に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Now, it is assumed that the time is before time t1 shown in FIG. 5 and the value of the F / C flag XFC is “0”. In this case, the CPU sequentially performs the processing from step 620 to step 650 described below, proceeds to step 695, and once ends this routine.

ステップ620:CPUは、「エアフローメータ51により計測された吸入空気量Ga、機関回転速度センサ53の信号に基いて取得された機関回転速度NE、及び、ルックアップテーブルMapMc」に基いて「燃料噴射気筒に吸入される空気量」である「筒内吸入空気量Mc(k)」を取得する。筒内吸入空気量Mc(k)は、各吸気行程に対応されながらRAM内に記憶される。筒内吸入空気量Mc(k)は、周知の空気モデル(吸気通路における空気の挙動を模した物理法則に従って構築されたモデル)により算出されてもよい。   Step 620: The CPU executes “fuel injection based on“ the intake air amount Ga measured by the air flow meter 51, the engine rotational speed NE obtained based on the signal of the engine rotational speed sensor 53, and the lookup table MapMc ”. The “in-cylinder intake air amount Mc (k)”, which is “the amount of air sucked into the cylinder”, is acquired. The in-cylinder intake air amount Mc (k) is stored in the RAM while corresponding to each intake stroke. The in-cylinder intake air amount Mc (k) may be calculated by a well-known air model (a model constructed according to a physical law simulating the behavior of air in the intake passage).

ステップ630:CPUは、筒内吸入空気量Mc(k)を上流側目標空燃比abyfrで除することにより基本燃料噴射量Fbaseを求める。上流側目標空燃比abyfrは理論空燃比stoichに設定されている。   Step 630: The CPU obtains the basic fuel injection amount Fbase by dividing the in-cylinder intake air amount Mc (k) by the upstream target air-fuel ratio abyfr. The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich.

ステップ640:CPUは、基本燃料噴射量Fbaseをメインフィードバック量DFiにより補正する。より具体的には、CPUは、基本燃料噴射量Fbaseにメインフィードバック量DFiを加えることにより、最終燃料噴射量Fiを算出する。メインフィードバック量DFiについては後述する。
ステップ650:CPUは、最終燃料噴射量Fiの燃料を燃料噴射気筒に対応して設けられている燃料噴射弁25から噴射する。
Step 640: The CPU corrects the basic fuel injection amount Fbase with the main feedback amount DFi. More specifically, the CPU calculates the final fuel injection amount Fi by adding the main feedback amount DFi to the basic fuel injection amount Fbase. The main feedback amount DFi will be described later.
Step 650: The CPU injects the fuel of the final fuel injection amount Fi from the fuel injection valve 25 provided corresponding to the fuel injection cylinder.

<メインフィードバック量の算出>
CPUは図7にフローチャートにより示した「メインフィードバック量算出ルーチン」を所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ700から処理を開始し、ステップ705に進んで「メインフィードバック制御条件(上流側空燃比フィードバック制御条件)」が成立しているか否かを判定する。
<Calculation of main feedback amount>
The CPU repeatedly executes the “main feedback amount calculation routine” shown in the flowchart of FIG. 7 every elapse of a predetermined time. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 700 and proceeds to step 705 to determine whether or not the “main feedback control condition (upstream air-fuel ratio feedback control condition)” is satisfied.

メインフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
(A1)上流側空燃比センサ55が活性化している。
(A2)機関の負荷(負荷率)KLが閾値KLth以下である。
(A3)フューエルカット制御中でない(F/CフラグXFCの値が「1」でない。)。
The main feedback control condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied.
(A1) The upstream air-fuel ratio sensor 55 is activated.
(A2) The engine load (load factor) KL is less than or equal to the threshold KLth.
(A3) Fuel cut control is not being performed (the value of the F / C flag XFC is not “1”).

なお、負荷率KLは、ここでは下記の(1)式により求められる。この負荷率KLに代え、アクセルペダル操作量Accpが用いられても良い。(1)式において、Mcは筒内吸入空気量であり、ρは空気密度(単位は(g/l))、Lは機関10の排気量(単位は(l))、「4」は機関10の気筒数である。
KL=(Mc/(ρ・L/4))・100% …(1)
Here, the load factor KL is obtained by the following equation (1). Instead of the load factor KL, an accelerator pedal operation amount Accp may be used. In the equation (1), Mc is the in-cylinder intake air amount, ρ is the air density (unit is (g / l)), L is the exhaust amount of the engine 10 (unit is (l)), and “4” is the engine. The number of cylinders is 10.
KL = (Mc / (ρ · L / 4)) · 100% (1)

いま、メインフィードバック制御条件が成立しているものとして説明を続ける。この場合、CPUはステップ705にて「Yes」と判定して以下に述べるステップ710乃至ステップ740の処理を順に行い、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。   The description will be continued assuming that the main feedback control condition is satisfied. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 705 to sequentially perform the processing from step 710 to step 740 described below, and proceeds to step 795 to end the present routine tentatively.

ステップ710:CPUは、下記(2)式に従ってフィードバック制御用出力値Vabyfcを取得する。(2)式において、Vabyfsは上流側空燃比センサ55の出力値、Vafsfbは下流側空燃比センサ56の出力値Voxsに基づいて算出されるサブフィードバック量、Vafsfbgはサブフィードバック量の学習値(サブFB学習値Vafsfbg)である。これらの値は、何れも現時点において得られている値である。サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbgの算出方法については、後述する。
Vabyfc=Vabyfs+(Vafsfb+Vafsfbg) …(2)
Step 710: The CPU acquires the feedback control output value Vabyfc according to the following equation (2). In equation (2), Vabyfs is the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 55, Vafsfb is the sub-feedback amount calculated based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56, and Vafsfbg is the learning value of the sub-feedback amount (sub FB learning value Vafsfbg). These values are all values obtained at the present time. A method of calculating the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg will be described later.
Vabyfc = Vabyfs + (Vafsfb + Vafsfbg) (2)

ステップ715:CPUは、下記(3)式に示したように、上記フィードバック制御用出力値Vabyfcを図3の実線CTにより示したテーブルMapabyfsに適用することにより、フィードバック制御用空燃比abyfscを得る。
abyfsc=Mapabyfs(Vabyfc) …(3)
Step 715: The CPU obtains the feedback control air-fuel ratio abyfsc by applying the feedback control output value Vabyfc to the table Mapabyfs indicated by the solid line CT in FIG. 3 as shown in the following equation (3).
abyfsc = Mapabyfs (Vabyfc) (3)

ステップ720:CPUは、下記(4)式に従って、「現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室21に実際に供給された燃料の量」である「筒内燃料供給量Fc(k−N)」を求める。即ち、CPUは、「現時点よりもNサイクル(即ち、N・720°クランク角)前の時点における筒内吸入空気量Mc(k−N)」を「上記フィードバック制御用空燃比abyfsc」により除すことにより、筒内燃料供給量Fc(k−N)を求める。
Fc(k−N)=Mc(k−N)/abyfsc …(4)
Step 720: In accordance with the following equation (4), the CPU “in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N)” which is “the amount of fuel actually supplied to the combustion chamber 21 at a time point N cycles before the current time point”. " That is, the CPU divides “the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) at a point N cycles before the current point (ie, N · 720 ° crank angle)” by “the feedback control air-fuel ratio abyfsc”. Thus, the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) is obtained.
Fc (k−N) = Mc (k−N) / abyfsc (4)

このように、筒内燃料供給量Fc(k−N)を求めるために、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)をフィードバック制御用空燃比abyfscで除すのは、「燃焼室21内での混合気の燃焼により生成された排ガス」が上流側空燃比センサ55に到達するまでに「Nストロークに相当する時間」を要しているからである。   Thus, in order to obtain the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N), the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N strokes before the current stroke is divided by the feedback control air-fuel ratio abyfsc. This is because “a time corresponding to the N stroke” is required until “the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 21” reaches the upstream air-fuel ratio sensor 55.

ステップ725:CPUは、下記(5)式に従って、「現時点よりもNサイクル前の時点において燃焼室21に供給されるべきであった燃料の量」である「目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)」を求める。即ち、CPUは、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)を上流側目標空燃比abyfr(=stoich)で除すことにより、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)を求める。
Fcr=Mc(k−N)/abyfr …(5)
Step 725: In accordance with the following equation (5), the CPU “target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k) which is“ the amount of fuel that should have been supplied to the combustion chamber 21 at the time N cycles before the current time ”. -N) ". That is, the CPU divides the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N strokes before the current time by the upstream target air-fuel ratio abyfr (= stoich), thereby obtaining the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N )
Fcr = Mc (k−N) / abyfr (5)

ステップ730:CPUは、上記(6)式に従って、筒内燃料供給量偏差DFcを取得する。即ち、CPUは、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じることにより、筒内燃料供給量偏差DFcを求める。この筒内燃料供給量偏差DFcは、Nストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。
DFc=Fcr(k−N)−Fc(k−N) …(6)
Step 730: The CPU acquires the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc according to the above equation (6). That is, the CPU obtains the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc by subtracting the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N). This in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is an amount representing the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before the N stroke.
DFc = Fcr (k−N) −Fc (k−N) (6)

ステップ735:CPUは、上記(7)式に従って、メインフィードバック量DFiを求める。この(7)式において、Gpは予め設定された比例ゲイン、Giは予め設定された積分ゲインである。更に、(7)式の「値SDFc」は「筒内燃料供給量偏差DFcの積分値」である。つまり、CPUは、フィードバック制御用空燃比abyfscを上流側目標空燃比abyfrに一致させるための比例積分制御により「メインフィードバック量DFi」を算出する。
DFi=Gp・DFc+Gi・SDFc …(7)
Step 735: The CPU obtains the main feedback amount DFi according to the above equation (7). In this equation (7), Gp is a preset proportional gain, and Gi is a preset integral gain. Further, the “value SDFc” in the equation (7) is “an integral value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc”. That is, the CPU calculates the “main feedback amount DFi” by proportional-integral control for making the feedback control air-fuel ratio abyfsc coincide with the upstream target air-fuel ratio abyfr.
DFi = Gp · DFc + Gi · SDFc (7)

ステップ740:CPUは、その時点における筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcに上記ステップ730にて求められた筒内燃料供給量偏差DFcを加えることにより、新たな筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcを取得する。   Step 740: The CPU adds the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc obtained in the above step 730 to the integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc at that time, so that a new in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is obtained. An integral value SDFc is obtained.

以上により、メインフィードバック量DFiが比例積分制御により求められ、このメインフィードバック量DFiが前述した図6のステップ640の処理により最終燃料噴射量Fiに反映される。   As described above, the main feedback amount DFi is obtained by proportional integral control, and this main feedback amount DFi is reflected in the final fuel injection amount Fi by the processing of step 640 of FIG. 6 described above.

ところで、上記(2)式の右辺の「サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbg」は、後述するように、「下流側空燃比センサ56の出力値Voxs」を「理論空燃比に相当する値である下流側目標値Voxsref」に一致させるための「補助的な補正量」と考えることができる。従って、フィードバック制御用空燃比abyfscは上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsに実質的に基づく値であるから、メインフィードバック量DFiは「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsにより表される機関の空燃比」を「上流側目標空燃比abyfr(理論空燃比)」に一致させるための補正量であると言うことができる。   By the way, “sub-feedback amount Vafsfb and sub-FB learning value Vafsfbg” on the right side of the above equation (2) is set to “value corresponding to the theoretical air-fuel ratio” as “the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56”. It can be considered as an “auxiliary correction amount” for matching with the downstream target value Voxsref. Therefore, since the feedback control air-fuel ratio abyfsc is a value substantially based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55, the main feedback amount DFi is “the engine represented by the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55”. It can be said that this is a correction amount for making “the air-fuel ratio of the air-fuel ratio” coincide with “the upstream target air-fuel ratio abyfr (theoretical air-fuel ratio)”.

一方、図7のステップ705の判定時において、メインフィードバック制御条件が不成立であると、CPUはそのステップ705にて「No」と判定してステップ745に進み、メインフィードバック量DFiの値を「0」に設定する。次いで、CPUは、ステップ750にて筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcに「0」を格納する。その後、CPUは、ステップ795に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、メインフィードバック制御条件が不成立であるとき、メインフィードバック量DFiは「0」に設定される。従って、基本燃料噴射量Fbaseのメインフィードバック量DFiによる補正は行わない。   On the other hand, if the main feedback control condition is not satisfied at the time of determination in step 705 of FIG. 7, the CPU determines “No” in step 705 and proceeds to step 745 to set the value of the main feedback amount DFi to “0”. To "". Next, in step 750, the CPU stores “0” in the integral value SDFc of the in-cylinder fuel supply amount deviation. Thereafter, the CPU proceeds to step 795 to end the present routine tentatively. Thus, when the main feedback control condition is not satisfied, the main feedback amount DFi is set to “0”. Accordingly, the basic fuel injection amount Fbase is not corrected by the main feedback amount DFi.

<サブフィードバック量及びサブFB学習値の算出>
CPUは、「サブフィードバック量Vafsfb」及び「サブFB学習値Vafsfbg」を算出するために、図8示したルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ800から処理を開始し、ステップ805に進んで「サブフィードバック制御条件(下流側空燃比フィードバック制御条件)」が成立しているか否かを判定する。
<Calculation of sub feedback amount and sub FB learning value>
The CPU executes the routine shown in FIG. 8 every elapse of a predetermined time in order to calculate the “sub feedback amount Vafsfb” and the “sub FB learning value Vafsfbg”. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 800 and proceeds to step 805 to determine whether or not the “sub feedback control condition (downstream air-fuel ratio feedback control condition)” is satisfied.

サブフィードバック制御条件は以下の総ての条件が成立したときに成立する。
(B1)メインフィードバック制御条件が成立している。
(B2)下流側空燃比センサ56が活性化している。
(B3)上流側目標空燃比abyfrが理論空燃比stoichに設定されている。
The sub-feedback control condition is satisfied when all of the following conditions are satisfied.
(B1) The main feedback control condition is satisfied.
(B2) The downstream air-fuel ratio sensor 56 is activated.
(B3) The upstream target air-fuel ratio abyfr is set to the stoichiometric air-fuel ratio stoich.

いま、サブフィードバック制御条件が成立していると仮定して説明を続ける。この場合、CPUはステップ805にて「Yes」と判定し、以下に述べるステップ810乃至ステップ820の処理を順に行い、サブフィードバック量Vafsfbを算出する。   The description will be continued assuming that the sub-feedback control condition is satisfied. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 805 to sequentially perform the processing from step 810 to step 820 described below to calculate the sub feedback amount Vafsfb.

ステップ810:CPUは、下記(8)式に従って、「下流側目標値Voxsref」と「下流側空燃比センサ56の出力値Voxs」との差である「出力偏差量DVoxs」を取得する。下流側目標値Voxsrefは理論空燃比に相当する値Vst(0.5V)に設定されている。即ち、CPUは、「下流側目標値Voxsref」から「現時点の下流側空燃比センサ56の出力値Voxs」を減じることにより「出力偏差量DVoxs」を求める。なお、下流側目標値Voxsrefは値Vstよりも「僅かにリッチ側の空燃比に対応した値」に設定されてもよい。但し、この値も「上流側触媒43の所謂ウインドウ」の範囲内の空燃比に対応した値であるので、実質的に理論空燃比に相当した値である。
DVoxs=Voxsref−Voxs …(8)
Step 810: The CPU obtains an “output deviation amount DVoxs” which is a difference between the “downstream target value Voxsref” and the “output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56” according to the following equation (8). The downstream target value Voxsref is set to a value Vst (0.5 V) corresponding to the theoretical air-fuel ratio. That is, the CPU obtains “output deviation amount DVoxs” by subtracting “current output value Voxs of downstream air-fuel ratio sensor 56” from “downstream target value Voxsref”. The downstream target value Voxsref may be set to a value slightly corresponding to the rich air-fuel ratio than the value Vst. However, since this value is also a value corresponding to the air-fuel ratio within the range of “the so-called window of the upstream catalyst 43”, it is a value substantially corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio.
DVoxs = Voxsref−Voxs (8)

ステップ815:CPUは、下記(9)式に従って、サブフィードバック量Vafsfbを求める。この(9)式において、Kpは予め設定された比例ゲイン(比例定数)、Kiは予め設定された積分ゲイン(積分定数)である。また、SDVoxsは、出力偏差量DVoxsの積分値である。
Vafsfb=Kp・DVoxs+Ki・SDVoxs …(9)
Step 815: The CPU obtains a sub feedback amount Vafsfb according to the following equation (9). In this equation (9), Kp is a preset proportional gain (proportional constant), and Ki is a preset integral gain (integral constant). SDVoxs is an integral value of the output deviation amount DVoxs.
Vafsfb = Kp · DVoxs + Ki · SDVoxs (9)

ステップ820:CPUは、「その時点における出力偏差量の積分値SDVoxs」に「上記ステップ810にて求めた出力偏差量DVoxs」を加えることにより、新たな出力偏差量の積分値SDVoxsを求める。   Step 820: The CPU obtains a new output deviation amount integrated value SDVoxs by adding “the output deviation amount DVoxs obtained in step 810” to “the integrated value SDVoxs of the output deviation amount at that time”.

このように、CPUは、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsを下流側目標値Voxsrefに一致させるための比例積分制御により「サブフィードバック量Vafsfb」を算出する。このサブフィードバック量Vafsfbは、上述した(2)式に示したように、フィードバック制御用出力値Vabyfcを算出するために使用される。なお、CPUは上記(9)式の右辺に微分項Kd・DDVoxを加えることにより、PID(比例積分微分制御)によりサブFB学習値Vafsfbgを算出してもよい。この場合、Kdは予め設定された微分ゲイン(定数)である。また、DDVoxsは、出力偏差量DVoxsの微分値(時間微分値)である。   In this way, the CPU calculates the “sub feedback amount Vafsfb” by proportional-integral control for making the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56 coincide with the downstream target value Voxsref. This sub-feedback amount Vafsfb is used to calculate the feedback control output value Vabyfc, as shown in the above-described equation (2). The CPU may calculate the sub FB learning value Vafsfbg by PID (proportional integral differential control) by adding the differential term Kd · DDVox to the right side of the above equation (9). In this case, Kd is a preset differential gain (constant). DDVoxs is a differential value (time differential value) of the output deviation amount DVoxs.

次いで、CPUは、以下に述べるステップ825乃至ステップ840の処理を順に行うことにより「サブFB学習値Vafsfbg」を算出するとともに「サブフィードバック量Vafsfb」を補正し、その後、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU sequentially calculates the “sub FB learning value Vafsfbg” by correcting the “sub feedback amount Vafsfbg” by sequentially performing the processes of steps 825 to 840 described below, and then proceeds to step 895 to execute this routine. Is temporarily terminated.

ステップ825:CPUは、その時点のサブFB学習値Vafsfbgを更新前学習値Vafsfbgbfとして格納する。   Step 825: The CPU stores the current sub FB learning value Vafsfbg as the pre-update learning value Vafsfbgbf.

ステップ830:CPUは、下記(10)式に従ってサブFB学習値Vafsfbgを更新する。この(10)式の左辺Vafsfbg(k+1)は更新後のサブFB学習値Vafsfbgを表し、右辺のVafsfbg(k)は更新前のサブFB学習値Vafsfbgを表す。値αは0より大きく且つ1より小さい任意の値である。
Vafsfbg(k+1)=α・Vafsfbg +(1−α)・Ki・SDVoxs …(10)
Step 830: The CPU updates the sub FB learning value Vafsfbg according to the following equation (10). The left side Vafsfbg (k + 1) of the equation (10) represents the updated sub FB learning value Vafsfbg, and the right side Vafsfbg (k) represents the pre-update sub FB learning value Vafsfbg. The value α is an arbitrary value larger than 0 and smaller than 1.
Vafsfbg (k + 1) = α · Vafsfbg + (1−α) · Ki · SDVoxs (10)

(10)式から明らかなように、サブFB学習値Vafsfbgは「サブフィードバック量Vafsfbの積分項Ki・SDVoxs」に「ノイズ除去のためのフィルタ処理」を施した値である。換言すると、サブFB学習値Vafsfbgは、サブフィードバック量Vafsfbの定常成分(積分項)に応じた値である。サブFB学習値VafsfbgはバックアップRAMに格納される。   As is clear from the equation (10), the sub FB learning value Vafsfbg is a value obtained by performing “filter processing for noise removal” on the “integral term Ki · SDVoxs of the sub feedback amount Vafsfb”. In other words, the sub FB learning value Vafsfbg is a value corresponding to the stationary component (integral term) of the sub feedback amount Vafsfb. The sub FB learning value Vafsfbg is stored in the backup RAM.

ステップ835:CPUは、下記(11)式に従ってサブFB学習値Vafsfbgの変更量(更新量)ΔGを算出する。
ΔG=Vafsfbg−Vafsfbgbf …(11)
Step 835: The CPU calculates a change amount (update amount) ΔG of the sub FB learning value Vafsfbg according to the following equation (11).
ΔG = Vafsfbg−Vafsfbgbf (11)

ステップ840:CPUは、下記(12)式に従ってサブフィードバック量Vafsfbを変更量ΔGにより補正する。(12)式において、Vafsfb(k+1)は補正後のサブフィードバック量Vafsfbであり、Vafsfbg(k)は補正前のサブフィードバック量Vafsfbである。
Vafsfb(k+1)=Vafsfb(k)−ΔG …(12)
Step 840: The CPU corrects the sub feedback amount Vafsfb with the change amount ΔG according to the following equation (12). In equation (12), Vafsfb (k + 1) is the corrected sub-feedback amount Vafsfb, and Vafsfbg (k) is the uncorrected sub-feedback amount Vafsfb.
Vafsfb (k + 1) = Vafsfb (k) −ΔG (12)

このステップ835及びステップ840の処理について説明する。上記(2)式に示したように、CPUは、「サブフィードバック量Vafsfb及びサブFB学習値Vafsfbg」を「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfs」に加えることにより、フィードバック制御用出力値Vabyfcを得る。サブFB学習値Vafsfbgはサブフィードバック量Vafsfbの積分項Ki・SDVoxs(定常成分)の一部を取り込んだ値である。従って、サブFB学習値Vafsfbgを更新した場合、サブフィードバック量Vafsfbをその更新分に応じて補正しないと、「更新後のサブFB学習値Vafsfbg及び更新後のサブフィードバック量Vafsfb」により二重の補正が行われる。従って、CPUは、サブFB学習値Vafsfbgを更新した場合、サブフィードバック量Vafsfbを「サブFB学習値Vafsfbgの更新分ΔG」に応じて補正する必要がある。   The processing of step 835 and step 840 will be described. As shown in the above equation (2), the CPU adds the “sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg” to the “output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55”, thereby providing the feedback control output value Vabyfc. Get. The sub FB learning value Vafsfbg is a value obtained by incorporating a part of the integral term Ki · SDVoxs (stationary component) of the sub feedback amount Vafsfb. Therefore, when the sub FB learning value Vafsfbg is updated, if the sub feedback amount Vafsfb is not corrected according to the updated amount, double correction is performed by “the updated sub FB learning value Vafsfbg and the updated sub feedback amount Vafsfb”. Is done. Therefore, when the sub FB learning value Vafsfbg is updated, the CPU needs to correct the sub feedback amount Vafsfb in accordance with “update amount ΔG of the sub FB learning value Vafsfbg”.

そこで、CPUは上記(11)及び上記(12)式に示したように、サブFB学習値Vafsfbgを変更量ΔGだけ増加するように更新したとき、サブフィードバック量Vafsfbを変更量ΔGだけ減少させる。(11)式において、Vafsfbgbfは更新直前のサブFB学習値Vafsfbgであり、Vafsfbgは更新直後のサブFB学習値Vafsfbgである。従って、変更量ΔGは正の値及び負の値の何れともなる。   Therefore, when the CPU updates the sub FB learning value Vafsfbg so as to increase by the change amount ΔG, as shown in the equations (11) and (12), the CPU decreases the sub feedback amount Vafsfb by the change amount ΔG. In equation (11), Vafsfbgbf is the sub FB learning value Vafsfbg immediately before the update, and Vafsfbg is the sub FB learning value Vafsfbg immediately after the update. Accordingly, the change amount ΔG is a positive value or a negative value.

以上の処理により、所定時間の経過毎にサブフィードバック量VafsfbとサブFB学習値Vafsfbgとが更新される。   Through the above processing, the sub feedback amount Vafsfb and the sub FB learning value Vafsfbg are updated every time a predetermined time elapses.

一方、サブフィードバック制御条件が成立していない場合、CPUは図8のステップ805にて「No」と判定し、以下に述べるステップ845及びステップ850の処理を順に行い、ステップ895に進んで本ルーチンを一旦終了する。
ステップ845:CPUはサブフィードバック量Vafsfbの値を「0」に設定する。
ステップ850:CPUは出力偏差量の積分値SDVoxsの値を「0」に設定する。
On the other hand, if the sub-feedback control condition is not satisfied, the CPU makes a “No” determination at step 805 in FIG. 8, performs the processing of step 845 and step 850 described below in order, and proceeds to step 895 to proceed to this routine. Is temporarily terminated.
Step 845: The CPU sets the value of the sub feedback amount Vafsfb to “0”.
Step 850: The CPU sets the integrated value SDVoxs of the output deviation amount to “0”.

これにより、上記(2)式から明らかなように、フィードバック制御用出力値Vabyfcは、上流側空燃比センサ55の出力値VabyfsとサブFB学習値Vafsfbgとの和となる。即ち、この場合、「サブフィードバック量Vafsfbの更新」及び「サブフィードバック量Vafsfbの最終燃料噴射量Fiへの反映」は停止される。但し、少なくとも、「サブフィードバック量Vafsfbの積分項」に対応する「サブFB学習値Vafsfbg」は最終燃料噴射量Fiに反映される。   Thereby, as is apparent from the above equation (2), the feedback control output value Vabyfc is the sum of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55 and the sub FB learning value Vafsfbg. That is, in this case, “update of the sub feedback amount Vafsfb” and “reflection of the sub feedback amount Vafsfb to the final fuel injection amount Fi” are stopped. However, at least the “sub FB learning value Vafsfbg” corresponding to “the integral term of the sub feedback amount Vafsfb” is reflected in the final fuel injection amount Fi.

<フューエルカット制御>
CPUは、フューエルカット制御を実行するために、図9示したフューエルカット制御ルーチンを所定時間の経過毎に実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ900から処理を開始し、ステップ910に進んでF/CフラグXFCの値が「1」であるか否かを判定する。
<Fuel cut control>
In order to execute the fuel cut control, the CPU executes the fuel cut control routine shown in FIG. 9 every elapse of a predetermined time. Therefore, when the predetermined timing comes, the CPU starts the process from step 900 and proceeds to step 910 to determine whether or not the value of the F / C flag XFC is “1”.

いま、F/CフラグXFCの値が「0」である(即ち、フューエルカット制御が実行されていない)と仮定する。この場合、CPUはステップ910にて「No」と判定してステップ920に進み、フューエルカット開始条件が成立しているか否かを判定する。フューエルカット開始条件は、以下に述べる条件1及び条件2の双方が成立したときにのみ成立する。
(条件1)スロットル弁34の開度TAが「ゼロ(又は所定開度TAth以下)」であること。
(条件2)機関回転速度NEが「フューエルカット開始回転速度NEfcth以上」であること。
Assume that the value of the F / C flag XFC is “0” (that is, fuel cut control is not executed). In this case, the CPU makes a “No” determination at step 910 to proceed to step 920 to determine whether or not a fuel cut start condition is satisfied. The fuel cut start condition is satisfied only when both condition 1 and condition 2 described below are satisfied.
(Condition 1) The opening degree TA of the throttle valve 34 is “zero (or a predetermined opening degree TAth or less)”.
(Condition 2) The engine speed NE is “fuel cut start rotational speed NEfcth or higher”.

このとき、フューエルカット開始条件が成立していなければ、CPUはステップ920にて「No」と判定し、ステップ995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。よって、F/CフラグXFCの値は「0」に維持される。   At this time, if the fuel cut start condition is not satisfied, the CPU makes a “No” determination at step 920 to directly proceed to step 995 to end the present routine tentatively. Therefore, the value of the F / C flag XFC is maintained at “0”.

これに対し、フューエルカット開始条件が成立していると、CPUはステップ920にて「Yes」と判定し、ステップ930に進んでF/CフラグXFCの値を「1」に設定する。これにより、CPUは図6のステップ610にて「No」と判定し、ステップ695に直接進むようになる。この結果、ステップ650が実行されないので、燃料噴射が停止される(フューエルカット制御が実行される。)。   On the other hand, if the fuel cut start condition is satisfied, the CPU makes a “Yes” determination at step 920 to proceed to step 930 to set the value of the F / C flag XFC to “1”. As a result, the CPU makes a “No” determination at step 610 in FIG. 6 to directly proceed to step 695. As a result, since step 650 is not executed, fuel injection is stopped (fuel cut control is executed).

再び、図9を参照すると、CPUはステップ930に続くステップ940に進み、第1異常状態判定実施フラグXIL(以下、「判定実施フラグXIL」と表記する。)の値を「1」に設定する。この判定実施フラグXILの値が「1」に設定されると、「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfsが正常値から乖離している第1異常状態」が発生しているか否かの判定が実行される(後述する図10を参照。)。その後、CPUはステップ995に進み、本ルーチンを一旦終了する。   Referring to FIG. 9 again, the CPU proceeds to step 940 following step 930 to set the value of the first abnormal state determination execution flag XIL (hereinafter referred to as “determination execution flag XIL”) to “1”. . When the value of this determination execution flag XIL is set to “1”, it is determined whether or not “the first abnormal state in which the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55 deviates from the normal value” has occurred. Is executed (see FIG. 10 described later). Thereafter, the CPU proceeds to step 995 to end the present routine tentatively.

このようにF/CフラグXFCの値が「1」に設定された後、CPUが図9に示したルーチンの処理を再び開始すると、CPUはステップ900に続くステップ910にて「Yes」と判定し、ステップ950に進む。そして、CPUはそのステップ950にてフューエルカット復帰条件(フューエルカット制御終了条件)が成立したか否かを判定する。   After the value of the F / C flag XFC is set to “1” in this way, when the CPU starts the routine processing shown in FIG. 9 again, the CPU makes a “Yes” determination at step 910 following step 900. Then, the process proceeds to Step 950. In step 950, the CPU determines whether or not a fuel cut return condition (fuel cut control end condition) is satisfied.

フューエルカット復帰条件は、以下に述べる条件3及び条件4のうちの少なくとも一つが成立したときに成立する。
(条件3)スロットル弁開度TAが「ゼロ(又は所定開度TAth)」より大きいこと。
(条件4)機関回転速度NEが「フューエルカット復帰回転速度NEfcre」より小さいこと。なお、フューエルカット復帰回転速度NEfcreは、フューエルカット開始回転速度NEfcthよりも所定回転速度ΔNだけ小さい回転速度である。
The fuel cut return condition is satisfied when at least one of condition 3 and condition 4 described below is satisfied.
(Condition 3) The throttle valve opening TA is larger than “zero (or a predetermined opening TAth)”.
(Condition 4) The engine rotational speed NE is smaller than the “fuel cut return rotational speed NEfcre”. The fuel cut return rotational speed NEfcre is a rotational speed that is smaller than the fuel cut start rotational speed NEfcth by a predetermined rotational speed ΔN.

いま、フューエルカット復帰条件が成立していないと仮定する。この場合、CPUはステップ950にて「No」と判定し、ステップ995に直接進んで本ルーチンを一旦終了する。従って、F/CフラグXFCの値は「1」に維持される。その結果、フューエルカット制御が継続して実行される。   Assume that the fuel cut return condition is not satisfied. In this case, the CPU makes a “No” determination at step 950 to directly proceed to step 995 to end the present routine tentatively. Therefore, the value of the F / C flag XFC is maintained at “1”. As a result, the fuel cut control is continuously executed.

これに対し、フューエルカット復帰条件が成立すると、CPUはステップ950に進んだとき、そのステップ950にて「Yes」と判定してステップ960に進み、F/CフラグXFCの値を「0」に設定する。その後、CPUはステップ995に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、CPUは図6のステップ610にて「Yes」と判定してステップ620乃至ステップ650の処理を実行するようになる。従って、燃料噴射が再開される(フューエルカット制御が停止される。)。   On the other hand, when the fuel cut return condition is satisfied, when the CPU proceeds to step 950, the CPU makes a “Yes” determination at step 950 to proceed to step 960 to set the value of the F / C flag XFC to “0”. Set. Thereafter, the CPU proceeds to step 995 to end the present routine tentatively. As a result, the CPU makes a “Yes” determination at step 610 in FIG. 6 to execute the processing from step 620 to step 650. Accordingly, fuel injection is resumed (fuel cut control is stopped).

<第1異常状態の判定とサブFB学習値の設定>
更に、CPUは図10に示した「サブFB学習値設定ルーチン(第1異常状態判定ルーチン)」を所定時間の経過毎に繰り返し実行している。従って、所定のタイミングになると、CPUはステップ1000から処理を開始してステップ1010に進み、判定実施フラグXILの値が「1」であるか否かを判定する。このとき、判定実施フラグXILの値が「1」でなければ、CPUはステップ1010にて「No」と判定し、ステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。
<Determination of first abnormal state and setting of sub FB learning value>
Further, the CPU repeatedly executes the “sub FB learning value setting routine (first abnormal state determination routine)” shown in FIG. 10 every elapse of a predetermined time. Accordingly, when the predetermined timing comes, the CPU starts processing from step 1000 and proceeds to step 1010 to determine whether or not the value of the determination execution flag XIL is “1”. At this time, if the value of the determination execution flag XIL is not “1”, the CPU makes a “No” determination at step 1010 to proceed to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively.

これに対し、フューエルカット開始条件が成立することに伴って、前述した図9のステップ940の処理が実行されることにより判定実施フラグXILの値が「1」に設定されると、CPUは図10のステップ1010にて「Yes」と判定し、次のステップ1020及びステップ1030の処理を実行する。なお、CPUは、ステップ1010にて「Yes」と判定してから所定時間(フューエルカット制御によるガスが燃焼室21から上流側空燃比センサ55に到達するのに要する時間よりも長い時間)後に、以下のステップ1020以降に進むように構成されてもよい。換言すると、本例においては、この所定時間は実質的に「0」であると想定されている。また、この点については、後述他の実施形態においても同様に適用される。   On the other hand, when the fuel cut start condition is satisfied and the value of the determination execution flag XIL is set to “1” by executing the processing of step 940 in FIG. In Step 1010, the determination is “Yes”, and the processing of the next Step 1020 and Step 1030 is executed. The CPU determines that “Yes” is determined in Step 1010, and after a predetermined time (a time longer than the time required for the gas by the fuel cut control to reach the upstream air-fuel ratio sensor 55 from the combustion chamber 21). It may be configured to proceed to the following step 1020 or later. In other words, in this example, it is assumed that the predetermined time is substantially “0”. This point is also applied to other embodiments described later.

ステップ1020:CPUは上流側空燃比センサ55の現時点における出力値Vabyfsを取得する。
ステップ1030:CPUは、「ステップ1020にて取得した出力値Vabyfs」から「フューエルカット中正常値Vabyfsfc(以下、「FC中正常値Vabyfsfc」と称呼する。)」を減じた値を、センサ出力変化量ΔVとして取得する。このFC中正常値Vabyfsfcは、図2に示したように、上流側空燃比センサ55が正常である場合であってフューエルカット制御が実行されたとき(即ち、上流側空燃比センサ55に所定の(酸素濃度の)ガスである大気が到達したとき)に上流側空燃比センサ55が出力する出力値Vabyfsである。
Step 1020: The CPU acquires the current output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55.
Step 1030: The CPU changes the sensor output by subtracting “normal value Vabyfsfc during fuel cut (hereinafter referred to as“ normal value Vabyfsfc during FC ”)” from “output value Vabyfs acquired at step 1020”. Acquired as a quantity ΔV. As shown in FIG. 2, the normal value Vabyfsfc during FC is obtained when the upstream air-fuel ratio sensor 55 is normal and the fuel cut control is executed (that is, the upstream air-fuel ratio sensor 55 has a predetermined value). This is the output value Vabyfs output by the upstream air-fuel ratio sensor 55 (when the atmosphere, which is a gas having oxygen concentration) has reached.

次に、CPUはステップ1040に進み、センサ出力変化量ΔVの大きさ(絶対値)が異常判定閾値ε(ε>0)より大きいか否かを判定する。このとき、センサ出力変化量ΔVの大きさが異常判定閾値ε以下であると、第1異常状態が発生していないと判定することができる。従って、センサ出力変化量ΔVの大きさが異常判定閾値ε以下である場合、CPUはステップ1040にて「No」と判定し、ステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1040 to determine whether or not the magnitude (absolute value) of the sensor output change amount ΔV is larger than the abnormality determination threshold ε (ε> 0). At this time, if the magnitude of the sensor output change amount ΔV is equal to or smaller than the abnormality determination threshold ε, it can be determined that the first abnormal state has not occurred. Therefore, when the magnitude of the sensor output change amount ΔV is equal to or smaller than the abnormality determination threshold ε, the CPU makes a “No” determination at step 1040 to proceed to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”. To do. Thereafter, the CPU proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively.

これに対し、第1異常状態のうちの「センサ出力値拡大異常」が発生していると、図2に示したように、「ステップ1020にて取得した出力値Vabyfs」はFC中正常値Vabyfsfcよりも相当に大きくなる。即ち、センサ出力変化量ΔVは異常判定閾値εよりも大きくなる。この場合、CPUはステップ1040にて「Yes」と判定しステップ1050に進む。同様に、第1異常状態のうちの「センサ出力値縮小異常」が発生していると、図2に示したように、「ステップ1020にて取得した出力値Vabyfs」はFC中正常値Vabyfsfcよりも相当に小さくなる。即ち、センサ出力変化量ΔVの絶対値は異常判定閾値εよりも大きくなる。この場合にも、CPUはステップ1040にて「Yes」と判定しステップ1050に進む。   On the other hand, when the “sensor output value expansion abnormality” in the first abnormal state has occurred, as shown in FIG. 2, “the output value Vabyfs acquired in step 1020” is the normal value Vabyfsfc during FC. Much larger than. That is, the sensor output change amount ΔV is larger than the abnormality determination threshold value ε. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1040 to proceed to step 1050. Similarly, when the “sensor output value reduction abnormality” in the first abnormal state has occurred, as shown in FIG. 2, “the output value Vabyfs acquired in step 1020” is obtained from the normal value Vabyfsfc during FC. Is considerably smaller. That is, the absolute value of the sensor output change amount ΔV is larger than the abnormality determination threshold value ε. Also in this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1040 to proceed to step 1050.

CPUはステップ1050にてサブFB学習値Vafsfbgの収束予想値Vafsfbgyを決定するとともに、その収束予想値VafsfbgyをサブFB学習値Vafsfbgとして設定する。この結果、サブFB学習値Vafsfbgは収束予想値Vafsfbgyに一致せしめられる。   In step 1050, the CPU determines a predicted convergence value Vafsfbgy of the sub FB learning value Vafsfbg and sets the predicted convergence value Vafsfbgy as the sub FB learning value Vafsfbg. As a result, the sub FB learning value Vafsfbg is matched with the convergence expected value Vafsfbgy.

より具体的に述べると、CPUはセンサ出力変化量ΔVと収束予想値Vafsfbgyとの関係をルックアップテーブルの形式にてROM内に記憶している。収束予想値Vafsfbgyとは、上流側空燃比センサ55のフューエルカット制御中の出力値VabyfsがFC中正常値Vabyfsfcからセンサ出力変化量ΔVだけ乖離するような第1異常状態となった場合に、サブFB学習値Vafsfbgが収束するであろう収束値のことである。このテーブルのデータは、予め実験により求められたデータである。   More specifically, the CPU stores the relationship between the sensor output change amount ΔV and the expected convergence value Vafsfbgy in the ROM in the form of a lookup table. The predicted convergence value Vafsfbgy is a sub-range when the output value Vabyfs during fuel cut control of the upstream air-fuel ratio sensor 55 is in a first abnormal state in which the sensor output change amount ΔV deviates from the normal value Vabyfsfc during FC. It is a convergence value that the FB learning value Vafsfbg will converge. The data in this table is data obtained in advance by experiments.

このテーブルによれば、図10のブロック1050内に示したように、センサ出力変化量ΔVが「0」であるとき、収束予想値Vafsfbgyは基準値Vafsfbg0となる。更に、このテーブルによれば、収束予想値Vafsfbgyは、センサ出力変化量ΔVが大きくなるほど大きくなるように決定される。即ち、例えば、センサ出力値拡大異常が生じているためにセンサ出力変化量ΔVがΔVL(ΔVL>0)であるとき、収束予想値Vafsfbgyは「基準値Vafsfbg0よりも大きいVafsfbgL」に設定される。更に、例えば、センサ出力値縮小異常が生じているためにセンサ出力変化量ΔVがΔVR(ΔVR<0)であるとき、収束予想値Vafsfbgyは「基準値Vafsfbg0よりも小さいVafsfbgyR」に設定される。その後、CPUはステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定し、ステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。   According to this table, as shown in block 1050 of FIG. 10, when the sensor output change amount ΔV is “0”, the convergence expected value Vafsfbgy becomes the reference value Vafsfbg0. Further, according to this table, the predicted convergence value Vafsfbgy is determined so as to increase as the sensor output change amount ΔV increases. That is, for example, when the sensor output change amount ΔV is ΔVL (ΔVL> 0) due to a sensor output value expansion abnormality, the convergence expected value Vafsfbgy is set to “VafsfbgL larger than the reference value Vafsfbg0”. Further, for example, when the sensor output change amount ΔV is ΔVR (ΔVR <0) due to a sensor output value reduction abnormality, the convergence expected value Vafsfbgy is set to “VafsfbgyR smaller than the reference value Vafsfbg0”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”, and proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively.

先に説明した図5のタイムチャートは、センサ出力変化量ΔVがΔVLとなるような「センサ出力値拡大異常」が発生した場合のサブFB学習値Vafsfbgの変化を示している。この図5に示したように、第1制御装置によれば、「センサ出力値拡大異常」が発生したと判定されたとき(時刻t1の直後)、サブFB学習値Vafsfbgは収束予想値Vafsfbgyである値VafsfbgLに一致させられる。従って、フューエルカット制御の終了後にサブフィードバック制御が再開される時点(時刻t2)から、サブFB学習値Vafsfbgは適正値(収束値)に近しい値となる。この結果、エミッションが悪化することを回避することができる。   The time chart of FIG. 5 described above shows a change in the sub FB learning value Vafsfbg when the “sensor output value expansion abnormality” occurs such that the sensor output change amount ΔV becomes ΔVL. As shown in FIG. 5, according to the first control device, when it is determined that “sensor output value expansion abnormality” has occurred (immediately after time t1), the sub FB learning value Vafsfbg is the convergence expected value Vafsfbgy. Matched to some value VafsfbgL. Therefore, the sub FB learning value Vafsfbg becomes a value close to the appropriate value (convergence value) from the time (time t2) when the sub feedback control is resumed after the end of the fuel cut control. As a result, it is possible to avoid deterioration of emissions.

以上、説明したように、第1制御装置は、
前記下流側空燃比センサの出力値を下流側目標値に一致させるためのサブフィードバック量を算出するサブフィードバック量算出手段(図8のステップ810乃至ステップ820を参照。)と、
前記サブフィードバック量に含まれる定常成分に応じた値に基づいて学習値を更新する学習を行うとともに同サブフィードバック量を同更新した学習値に応じて補正する学習手段と(図8のステップ825乃至ステップ840を参照。)、
前記上流側空燃比センサの出力値と前記補正されたサブフィードバック量と前記更新された学習値とに基づき前記機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃比に一致させる空燃比フィードバック制御を実行する空燃比制御手段と(図7の各ステップ及び図6のステップ640を参照。)、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記上流側空燃比センサの実際の出力値である実出力値が同上流側空燃比センサが正常であるときの同上流側空燃比センサの出力値である正常値と相違する第1異常状態が発生したか否かを判定する第1異常判定手段(図10のステップ1020乃至ステップ1040を参照。)と、
前記上流側空燃比センサに所定のガス(例えば、フューエルカット制御中の排気、即ち、大気)が到達している時点である所定ガス到達時における前記上流側空燃比センサの出力値と、前記学習値の収束値である収束予想値との関係(図10のステップ1050のブロック内に示された関係)を予め記憶するとともに、前記第1異常状態が発生したと判定されたとき同所定ガス到達時における前記実出力値(図10のステップ1020にて取得される出力値Vabyfs)と前記関係とに基づいて前記学習値の実際の収束予想値を取得し且つ前記学習値を同取得した実際の収束予想値に設定する学習値設定手段と(図10のステップ1040及びステップ1050を参照。)、
を備えた空燃比制御装置である。
As described above, the first control device
Sub-feedback amount calculation means for calculating a sub-feedback amount for matching the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with the downstream target value (see step 810 to step 820 in FIG. 8);
Learning means for performing learning for updating a learning value based on a value corresponding to a stationary component included in the sub feedback amount and correcting the sub feedback amount according to the updated learning value (steps 825 to 820 in FIG. 8) See step 840).
Air-fuel ratio feedback control for matching the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the corrected sub-feedback amount, and the updated learned value. Air-fuel ratio control means to be executed (see each step in FIG. 7 and step 640 in FIG. 6);
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising:
A first abnormal state in which an actual output value that is an actual output value of the upstream air-fuel ratio sensor is different from a normal value that is an output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the upstream air-fuel ratio sensor is normal. First abnormality determination means (see step 1020 to step 1040 in FIG. 10) for determining whether or not it has occurred;
The output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas reaches when the predetermined gas (for example, exhaust under fuel cut control, that is, the atmosphere) has reached the upstream air-fuel ratio sensor, and the learning The relationship with the predicted convergence value that is the convergence value of the value (relationship shown in the block of step 1050 in FIG. 10) is stored in advance, and when it is determined that the first abnormal state has occurred, the predetermined gas reaches The actual convergence predicted value of the learning value is acquired based on the actual output value at time (the output value Vabyfs acquired in step 1020 in FIG. 10) and the relationship, and the actual value obtained by acquiring the learning value at the same time Learning value setting means for setting the predicted convergence value (see step 1040 and step 1050 in FIG. 10);
Is an air-fuel ratio control device.

従って、上流側空燃比センサ55が第1異常状態となったとき、サブFB学習値Vafsfbgは予想される収束値(収束予想値Vafsfbgy)に直ちに変更させられる。従って、サブFB学習値Vafsfbgは、第1異常状態が発生した直後において適正値に近い値となる。これにより、第1制御装置は、第1異常状態発生時点からサブFB学習値Vafsfbgが収束する時点までの時間を短くすることができる。その結果、「サブFB学習値Vafsfbgが適正値と乖離していることに起因するエミッションの悪化」を回避することができる。   Therefore, when the upstream air-fuel ratio sensor 55 enters the first abnormal state, the sub FB learning value Vafsfbg is immediately changed to the expected convergence value (convergence expected value Vafsfbgy). Therefore, the sub FB learning value Vafsfbg becomes a value close to an appropriate value immediately after the first abnormal state occurs. Thereby, the 1st control apparatus can shorten time from the time of the 1st abnormal state occurrence to the time when sub FB learning value Vafsfbg converges. As a result, it is possible to avoid “deterioration of emissions due to the deviation of the sub FB learning value Vafsfbg from the appropriate value”.

<第2実施形態>
以下、本発明の第2実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置(以下、単に「第2制御装置」と称呼する。)について説明する。第2制御装置は、第1制御装置が収束予想値Vafsfbgyを決定する際に使用するテーブル(図10のステップ1050のブロック内に示したテーブル)を、図11に示したテーブルに置換する点においてのみ、第1制御装置と相違している。
Second Embodiment
Hereinafter, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “second control apparatus”) will be described. The second control device replaces the table (the table shown in the block of step 1050 in FIG. 10) used when the first control device determines the convergence expected value Vafsfbgy with the table shown in FIG. Only the first control device is different.

図11に示したテーブルは、収束予想値Vafsfbgyを、実際の機関回転速度NEが属する領域毎に定めたテーブルである。収束予想値Vafsfbgyは、機関回転速度NEに応じて変化する。より具体的に述べると、収束予想値Vafsfbgyは、機関回転速度NEが1500rpmより小さい場合には図11の線L1により示したように変化する。収束予想値Vafsfbgyは、機関回転速度NEが1500rpm以上であり且つ3000rpmより小さい場合には図11の線L2により示したように変化する。更に、収束予想値Vafsfbgyは、機関回転速度NEが3000rpm以上である場合には図11の線L3により示したように変化する。   The table shown in FIG. 11 is a table in which the expected convergence value Vafsfbgy is determined for each region to which the actual engine speed NE belongs. The expected convergence value Vafsfbgy changes according to the engine speed NE. More specifically, the expected convergence value Vafsfbgy changes as shown by the line L1 in FIG. 11 when the engine speed NE is smaller than 1500 rpm. The expected convergence value Vafsfbgy changes as indicated by the line L2 in FIG. 11 when the engine speed NE is 1500 rpm or higher and smaller than 3000 rpm. Further, the expected convergence value Vafsfbgy changes as indicated by a line L3 in FIG. 11 when the engine speed NE is 3000 rpm or more.

従って、第2制御装置のCPUは、ステップ1050に進んだとき、その時点の機関回転速度NEと、センサ出力変化量ΔVと、図11に示したテーブルとに基いて、収束予想値Vafsfbgyを取得し、その収束予想値VafsfbgyをサブFB学習値Vafsfbgに格納する。この結果、第1異常状態発生時における収束予想値Vafsfbgyが機関回転速度NEに応じて相違する場合であっても、第1異常状態発生直後におけるサブFB学習値Vafsfbgを適正値に近い値に設定することができる。   Therefore, when the CPU of the second control device proceeds to step 1050, it obtains the predicted convergence value Vafsfbgy based on the engine speed NE at that time, the sensor output change amount ΔV, and the table shown in FIG. Then, the predicted convergence value Vafsfbgy is stored in the sub FB learning value Vafsfbg. As a result, the sub FB learning value Vafsfbg immediately after the occurrence of the first abnormal condition is set to a value close to an appropriate value even when the predicted convergence value Vafsfbgy when the first abnormal condition occurs differs depending on the engine speed NE. can do.

なお、第2制御装置は、次のように構成されることもできる。即ち、第2制御装置は、第1異常状態が発生したと判定したとき(即ち、ステップ1050に進んだとき)、センサ出力変化量ΔVと図11に示したテーブルとに基いて「機関回転速度NEの領域毎に収束予想値Vafsfbgyを決定する」とともに、バックアップRAMにそれらの収束予想値Vafsfbgyを格納させておく。そして、その時点以降において、機関回転速度NEが異なる領域へと変化する毎に、その変化した領域に対応する収束予想値VafsfbgyをバックアップRAMから読み出し、その読み出した収束予想値VafsfbgyをサブFB学習値Vafsfbgに設定するように構成されてもよい。   The second control device can also be configured as follows. That is, when it is determined that the first abnormal condition has occurred (that is, when the process proceeds to step 1050), the second control device determines that “engine speed is based on the sensor output change ΔV and the table shown in FIG. The predicted convergence value Vafsfbgy is determined for each NE area, and the predicted convergence value Vafsfbgy is stored in the backup RAM. After that, every time the engine speed NE changes to a different area, the convergence expected value Vafsfbgy corresponding to the changed area is read from the backup RAM, and the read convergence expected value Vafsfbgy is read as the sub FB learning value. It may be configured to set in Vafsfbg.

更に、図11に示したテーブルは、収束予想値Vafsfbgyを、機関10の負荷KLが属する領域毎に定めるテーブルに置換することもできる。この場合、第2制御装置は、第1異常状態が発生したと判定したとき(即ち、ステップ1050に進んだとき)、センサ出力変化量ΔVとその置換したテーブルとに基いて「機関10の負荷KLの領域毎に収束予想値Vafsfbgyを決定する」とともに、バックアップRAMにそれらの収束予想値Vafsfbgyを格納させておく。そして、その時点以降において、機関の負荷KLが異なる領域へと変化する毎に、その変化した領域に対応する収束予想値VafsfbgyをバックアップRAMから読み出し、その読み出した収束予想値VafsfbgyをサブFB学習値Vafsfbgに設定するように構成される。   Furthermore, the table shown in FIG. 11 can replace the predicted convergence value Vafsfbgy with a table determined for each region to which the load KL of the engine 10 belongs. In this case, when it is determined that the first abnormal condition has occurred (that is, when the process proceeds to step 1050), the second control device determines that the load of the engine 10 is based on the sensor output change ΔV and the replaced table. The predicted convergence value Vafsfbgy is determined for each KL area ", and the predicted convergence value Vafsfbgy is stored in the backup RAM. After that, every time the engine load KL changes to a different region, the predicted convergence value Vafsfbgy corresponding to the changed region is read from the backup RAM, and the read predicted convergence value Vafsfbgy is read as the sub FB learning value. Configured to set to Vafsfbg.

加えて、図11に示したテーブルは、収束予想値Vafsfbgyを、機関回転速度NEと機関10の負荷KLとにより定まる運転状態が属する領域毎に定めるテーブルに置換することもできる。この場合、第2制御装置は、第1異常状態が発生したと判定したとき(即ち、ステップ1050に進んだとき)、センサ出力変化量ΔVとその置換したテーブルとに基いて「機関10の負荷KLの領域毎に収束予想値Vafsfbgyを決定する」とともに、バックアップRAMにそれらの収束予想値Vafsfbgyを格納させておく。そして、その時点以降において、機関回転速度NEと機関10の負荷KLとにより定まる運転状態が変化する毎に、その変化した領域に対応する収束予想値VafsfbgyをバックアップRAMから読み出し、その読み出した収束予想値VafsfbgyをサブFB学習値Vafsfbgに設定するように構成される。   In addition, the table shown in FIG. 11 can replace the predicted convergence value Vafsfbgy with a table determined for each region to which the operating state determined by the engine speed NE and the load KL of the engine 10 belongs. In this case, when it is determined that the first abnormal condition has occurred (that is, when the process proceeds to step 1050), the second control device determines that the load of the engine 10 is based on the sensor output change ΔV and the replaced table. The predicted convergence value Vafsfbgy is determined for each KL area ", and the predicted convergence value Vafsfbgy is stored in the backup RAM. After that, every time the operating state determined by the engine rotational speed NE and the load KL of the engine 10 changes, the convergence expected value Vafsfbgy corresponding to the changed region is read from the backup RAM, and the read convergence prediction The value Vafsfbgy is configured to be set to the sub FB learning value Vafsfbg.

<第3実施形態>
以下、本発明の第3実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置(以下、単に「第3制御装置」と称呼する。)について説明する。
<Third Embodiment>
Hereinafter, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to a third embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “third control apparatus”) will be described.

(第3制御装置の作動の概要)
サブFB学習値Vafsfbgは、上述した「センサ出力値拡大異常及びセンサ出力値縮小異常等」の「第1異常状態」が発生した場合のみでなく、第1異常状態とは異なる他の異常状態(第2異常状態)が発生した場合にも、その第2異常状態が発生する前とは異なる値へと収束する。
(Outline of operation of third control device)
The sub FB learning value Vafsfbg is not only the case where the “first abnormal state” such as “sensor output value expansion abnormality and sensor output value reduction abnormality” described above has occurred, but also other abnormal states different from the first abnormal state ( Even when the second abnormal state occurs, the value converges to a value different from that before the second abnormal state occurs.

例えば、複数の気筒のうちの特定の気筒に対して設けられている燃料噴射弁25が「指示される燃料量よりも多量の燃料」を噴射する異常状態(燃料噴射弁リッチずれ異常)が発生した場合、その特定気筒から排出されるHC,CO及びHは急激に増大する。一方、水素分子は、その分子径が他の未燃物に比べて小さいので、上流側空燃比センサ55の拡散抵抗層をより迅速に拡散する。その結果、上流側空燃比センサ55は、分子径の小さいHの影響を受け、実際の空燃比の平均値よりもリッチ側の空燃比に相当する出力値Vabyfsを発生するようになる。 For example, an abnormal state (fuel injection valve rich deviation abnormality) occurs in which the fuel injection valve 25 provided for a specific cylinder among a plurality of cylinders injects “a larger amount of fuel than the instructed fuel amount”. In this case, HC, CO and H 2 discharged from the specific cylinder increase rapidly. On the other hand, since the molecular diameter of hydrogen molecules is smaller than that of other unburned substances, the hydrogen molecules diffuse more quickly in the diffusion resistance layer of the upstream air-fuel ratio sensor 55. As a result, the upstream air-fuel ratio sensor 55 is affected by H 2 having a small molecular diameter, and generates an output value Vabyfs corresponding to the air-fuel ratio richer than the actual average air-fuel ratio.

この結果、その上流側空燃比センサ55の出力値に基くメインフィードバック制御により機関の空燃比の中心は理論空燃比よりもリーン側に偏移する。従って、サブフィードバック量Vafsfbは「燃料噴射弁リッチずれ異常」が発生する直前に比べ「機関10の空燃比をよりリッチ側に移行させる値」へと変化する。よって、サブFB学習値Vafsfbgも「機関10の空燃比をよりリッチ側に移行させる値」へと収束する。   As a result, the center of the engine air-fuel ratio shifts to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio by main feedback control based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 55. Therefore, the sub-feedback amount Vafsfb changes to “a value that shifts the air-fuel ratio of the engine 10 to the richer side” than immediately before “fuel injection valve rich deviation abnormality” occurs. Therefore, the sub FB learning value Vafsfbg also converges to “a value that shifts the air-fuel ratio of the engine 10 to the richer side”.

更に、例えば、失火が発生した場合(混合気が燃焼室において燃焼しなかった場合)、サブFB学習値Vafsfbgは、失火が発生する直前のサブFB学習値Vafsfbgに比べ「機関の空燃比をよりリーン側へ移行する値」に収束することがある。   Further, for example, when misfire occurs (when the air-fuel mixture does not burn in the combustion chamber), the sub FB learning value Vafsfbg is greater than the sub FB learning value Vafsfbg immediately before the misfire occurs. May converge to a value that shifts to the lean side.

これらの「燃料噴射弁のリッチずれ異常(空燃比気筒間インバランス)」及び「失火」等は、上述した第2異常状態の代表例である。そして、このような第2異常状態が発生している場合に第1異常状態が重ねて発生すると、サブFB学習値Vafsfbgは、図10のステップ1050にて決定(予想)される「第1異常発生時(第1異常状態単独発生時)における収束予想値Vafsfbgy」とは異なる値に収束する。従って、第2異常状態が発生している場合に第1異常状態が重ねて発生した場合、サブFB学習値Vafsfbgを「第1異常発生時が単独で発生した場合に予想される収束予想値Vafsfbgy」に設定すると、却ってサブFB学習値Vafsfbgを「実際の収束値」から遠ざけてしまう虞がある。   These “abnormality deviation of fuel injection valve (air-fuel ratio imbalance between cylinders)” and “misfire” are representative examples of the second abnormal state described above. When such a second abnormal state occurs, if the first abnormal state occurs repeatedly, the sub FB learning value Vafsfbg is determined (predicted) in step 1050 of FIG. It converges to a value different from the “convergence expected value Vafsfbgy at the time of occurrence (when the first abnormal state alone occurs)”. Accordingly, when the first abnormal condition occurs repeatedly when the second abnormal condition occurs, the sub FB learning value Vafsfbg is expressed as “the convergence expected value Vafsfbgy expected when the first abnormal condition occurs alone. On the other hand, there is a possibility that the sub FB learning value Vafsfbg may be moved away from the “actual convergence value”.

図12は、このような状況におけるサブFB学習値Vafsfbgの一例を示すタイムチャートである。図12に示した例においては、時刻t1にて第2異常状態としての失火が発生している。そのため、サブFB学習値Vafsfbgは時刻t1以降において値Vafsfbg0から値VafsfbgAに向かって減少し、時刻t2以降において値VafsfbgAに収束する。   FIG. 12 is a time chart showing an example of the sub FB learning value Vafsfbg in such a situation. In the example shown in FIG. 12, misfire as a second abnormal state occurs at time t1. Therefore, the sub FB learning value Vafsfbg decreases from the value Vafsfbg0 toward the value VafsfbgA after time t1, and converges to the value VafsfbgA after time t2.

その後、時刻t3にて第1異常状態としてのセンサ出力値拡大異常が発生する。この場合、第1制御装置は、時刻t3にてサブフィードバック量Vafsfbを収束予想値Vafsfbgyに設定する。   Thereafter, a sensor output value expansion abnormality as a first abnormal state occurs at time t3. In this case, the first control device sets the sub feedback amount Vafsfb to the convergence expected value Vafsfbgy at time t3.

しかしながら、実際には、サブFB学習値Vafsfbgは「値VafsfbgAと値Vafsfbgyとの間の値VafsfbgBに収束する。従って、第1制御装置は、時刻t3においてサブFB学習値Vafsfbgを「実際の収束値」から却って遠ざけてしまう。   However, actually, the sub FB learning value Vafsfbg “converges to a value VafsfbgB between the value VafsfbgA and the value Vafsfbgy. Therefore, the first control device sets the sub FB learning value Vafsfbg to“ actual convergence value ”. ”Away from it.

そこで、第3制御装置は、第2異常状態が発生している場合に第1異常状態が重ねて発生した場合、サブFB学習値Vafsfbgの「収束予想値Vafsfbgy」への設定を行わないように構成されている(図3の時刻t3以降における実線を参照。)。従って、サブフィードバック量Vafsfbが実際の収束値から却って乖離してしまう可能性を低減することができる。その結果、エミッションが却って悪化することを回避することができる。   Therefore, the third control device does not set the sub FB learning value Vafsfbg to the “convergence expected value Vafsfbgy” when the first abnormal state occurs repeatedly when the second abnormal state occurs. (See the solid line after time t3 in FIG. 3). Therefore, the possibility that the sub feedback amount Vafsfb deviates from the actual convergence value can be reduced. As a result, it is possible to avoid the emission from getting worse.

(実際の作動)
次に、第3制御装置の実際の作動について説明する。
第3制御装置のCPUは、図6乃至図9に示したルーチンを第1制御装置のCPUと同様に実行するようになっている。更に、第3制御装置のCPUは、図10に代わる図13に示した「サブFB学習値設定ルーチン(第1異常状態判定ルーチン)」を所定時間の経過毎に繰り返し実行している。図6乃至図9に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図13に示されたルーチンに焦点を当てて説明する。なお、図13に示したステップのうち図10に示したステップと同じ処理を行うステップには、図10のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the third control device will be described.
The CPU of the third control device executes the routines shown in FIGS. 6 to 9 in the same manner as the CPU of the first control device. Further, the CPU of the third control device repeatedly executes the “sub FB learning value setting routine (first abnormal state determination routine)” shown in FIG. 13 instead of FIG. 10 every elapse of a predetermined time. The routines shown in FIGS. 6 to 9 have been described. Therefore, the following description will focus on the routine shown in FIG. Of the steps shown in FIG. 13, steps that perform the same processing as the steps shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 10.

所定のタイミングになると、CPUは図13のステップ1300から処理を開始してステップ1010に進み、判定実施フラグXILの値が「1」であるか否かを判定する。前述したように、判定実施フラグXILの値はフューエルカット開始条件が成立することに伴って、図9のステップ940の処理により「1」に設定される。   When the predetermined timing comes, the CPU starts processing from step 1300 in FIG. 13 and proceeds to step 1010 to determine whether or not the value of the determination execution flag XIL is “1”. As described above, the value of the determination execution flag XIL is set to “1” by the process of step 940 in FIG. 9 when the fuel cut start condition is satisfied.

いま、判定実施フラグXILの値が「1」でないと仮定する。この仮定に従えば、CPUはステップ1010にて「No」と判定し、ステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Assume that the value of the determination execution flag XIL is not “1”. According to this assumption, the CPU makes a “No” determination at step 1010 to proceed to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1395 to end the present routine tentatively.

一方、フューエルカット開始条件が成立することに伴って、図9のステップ940の処理が実行されることにより判定実施フラグXILの値が「1」に設定されると、CPUは図13のステップ1010にて「Yes」と判定し、次のステップ1020及びステップ1030の処理を実行する。この結果、実際の出力値VabyfsからFC中正常値Vabyfsfcを減じた値である「センサ出力変化量ΔV」が取得される。   On the other hand, when the value of determination execution flag XIL is set to “1” by executing the processing of step 940 in FIG. 9 in accordance with the establishment of the fuel cut start condition, the CPU executes step 1010 in FIG. Is determined as “Yes”, and the processing of the next step 1020 and step 1030 is executed. As a result, “sensor output change amount ΔV” that is a value obtained by subtracting the normal value Vabyfsfc during FC from the actual output value Vabyfs is acquired.

次に、CPUはステップ1040に進み、センサ出力変化量ΔVの大きさ(絶対値)が異常判定閾値ε(ε>0)より大きいか否かを判定する。このとき、センサ出力変化量ΔVの大きさが異常判定閾値ε以下であると、第1異常状態が発生していないと判定することができる。従って、センサ出力変化量ΔVの大きさが異常判定閾値ε以下である場合、CPUはステップ1040にて「No」と判定し、ステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1040 to determine whether or not the magnitude (absolute value) of the sensor output change amount ΔV is larger than the abnormality determination threshold ε (ε> 0). At this time, if the magnitude of the sensor output change amount ΔV is equal to or smaller than the abnormality determination threshold ε, it can be determined that the first abnormal state has not occurred. Therefore, when the magnitude of the sensor output change amount ΔV is equal to or smaller than the abnormality determination threshold ε, the CPU makes a “No” determination at step 1040 to proceed to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”. To do. Thereafter, the CPU proceeds to step 1395 to end the present routine tentatively.

これに対し、第1異常状態が発生していると、センサ出力変化量ΔVの大きさは異常判定閾値εより大きくなる。この場合、CPUはステップ1040にて「Yes」と判定してステップ1310に進み、上述した第2異常状態が発生しているか否かを判定する。   On the other hand, when the first abnormal state occurs, the magnitude of the sensor output change ΔV becomes larger than the abnormality determination threshold ε. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1040 to proceed to step 1310 to determine whether or not the above-described second abnormal state has occurred.

第2異常状態が発生しているか否かは、図示しない「第2異常状態発生判定ルーチン」により判定されている。例えば、CPUは、サブFB学習値Vafsfbgが第2異常状態判定閾値以上になったとき、第2異常状態が発生したと判定するようになっている。或いは、CPUは、機関回転速度NEの変化速度に基いて「第2異常状態としての失火」が発生しているか否かを判定することもできる。   Whether or not the second abnormal state has occurred is determined by a “second abnormal state occurrence determination routine” (not shown). For example, the CPU determines that the second abnormal state has occurred when the sub FB learning value Vafsfbg is equal to or greater than the second abnormal state determination threshold. Alternatively, the CPU can determine whether or not “misfire as the second abnormal state” has occurred based on the changing speed of the engine rotational speed NE.

この時点において、第2異常状態が発生していなければ、CPUはステップ1310にて「No」と判定し、前述したステップ1050及びステップ1060の処理を実行し、その後、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、第1制御装置と同様、第1異常状態が単独で発生した直後にサブFB学習値Vafsfbgは収束予想値Vafsfbgyに設定される。従って、第3制御装置も、第1異常状態が単独にて発生した直後においてエミッションが悪化することを回避することができる。   At this point, if the second abnormal state has not occurred, the CPU makes a “No” determination at step 1310 to execute the processing of step 1050 and step 1060 described above, and then proceeds to step 1395 to execute this routine. Is temporarily terminated. As a result, the sub-FB learning value Vafsfbg is set to the convergence expected value Vafsfbgy immediately after the first abnormal state occurs alone, as in the first control device. Accordingly, the third control device can also avoid the emission deterioration immediately after the first abnormal state occurs alone.

一方、CPUがステップ1310の処理を実行する時点において、第2異常状態が発生している場合、CPUはそのステップ1310にて「Yes」と判定してステップ1060に直接進み、その後、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。この結果、第1異常状態が発生したと判定された場合(ステップ1040にて「Yes」と判定された場合)であっても、第2異常状態が既に発生しているときには、サブFB学習値Vafsfbgは収束予想値Vafsfbgyに設定されない。   On the other hand, if the second abnormal state has occurred at the time when the CPU executes the process of step 1310, the CPU makes a “Yes” determination at step 1310 to proceed directly to step 1060, and then proceeds to step 1395. Proceed to end this routine. As a result, even if it is determined that the first abnormal state has occurred (when it is determined “Yes” in step 1040), if the second abnormal state has already occurred, the sub FB learning value Vafsfbg is not set to the expected convergence value Vafsfbgy.

この結果、第3制御装置は、サブFB学習値Vafsfbgが実際の収束値から却って乖離してしまう可能性を低減することができる。その結果、エミッションが却って悪化することを回避することができる。   As a result, the third control device can reduce the possibility that the sub FB learning value Vafsfbg deviates from the actual convergence value. As a result, it is possible to avoid the emission from getting worse.

<第4実施形態>
以下、本発明の第4実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置(以下、単に「第4制御装置」と称呼する。)について説明する。
<Fourth embodiment>
Hereinafter, an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention (hereinafter simply referred to as “fourth control apparatus”) will be described.

(第4制御装置の作動の概要)
第4制御装置は、第2異常状態が発生している場合に第1異常状態が重ねて発生したとき、その第1異常状態が発生したことに伴ってサブFB学習値Vafsfbgの収束値が変化する量だけ、サブFB学習値Vafsfbgを変更する装置である。
(Outline of operation of the fourth control device)
In the fourth control device, when the first abnormal state occurs repeatedly when the second abnormal state occurs, the convergence value of the sub FB learning value Vafsfbg changes along with the occurrence of the first abnormal state. This is a device that changes the sub FB learning value Vafsfbg by the amount to be used.

即ち、第4制御装置は、第1異常状態が発生した場合においてその異常の程度を表す「上記センサ出力変化量ΔV」とサブFB学習値Vafsfbgの変化量との関係(以下、「学習値差関係」と称呼する。)を予め記憶しておく。   In other words, when the first abnormal state occurs, the fourth control device has a relationship between “the sensor output change amount ΔV” indicating the degree of the abnormality and the change amount of the sub FB learning value Vafsfbg (hereinafter referred to as “learning value difference”). "Relationship") is stored in advance.

より具体的に述べると、学習値差関係は、下記差Δ1と下記差Δ2との関係である。
差Δ1は、所定のガス(例えば、フューエルカット制御中のガスである大気)が上流側空燃比センサ55に到達した時(所定ガス到達時)における「上流側空燃比センサ55の出力値Vabyfs」と、「所定ガス到達時における正常値(FC中正常値Vabyfsfc)」と、の差である。差Δ1はフューエルカット制御中に得られる差であるとき、上記差ΔVと一致する。
差Δ2は、「上流側空燃比センサ55が上記差Δ1を生じるような第1異常状態が単独で発生した場合におけるサブFB学習値Vafsfbgの収束予想値Vafsfbgy」と、「上流側空燃比センサ55が正常である場合に予想されるサブFB学習値Vafsfbgの収束値(正常時収束予想値)Vafsfbg0」と、の差である。
More specifically, the learning value difference relationship is a relationship between the following difference Δ1 and the following difference Δ2.
The difference Δ1 is “the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 55” when a predetermined gas (for example, the atmosphere that is the gas under fuel cut control) reaches the upstream air-fuel ratio sensor 55 (when the predetermined gas arrives). And “a normal value when a predetermined gas arrives (normal value Vabyfsfc during FC)”. When the difference Δ1 is a difference obtained during the fuel cut control, it coincides with the difference ΔV.
The difference Δ2 is expressed as “the predicted convergence value Vafsfbgy of the sub FB learning value Vafsfbg when the first abnormal state in which the upstream air-fuel ratio sensor 55 causes the difference Δ1 alone occurs” and “the upstream air-fuel ratio sensor 55 Is the difference from the convergence value of the sub FB learning value Vafsfbg expected when normal is normal (convergence expected value at normal time) Vafsfbg0 ”.

そして、第4制御装置は、第1異常状態発生時に「上記差Δ1を取得する」とともに、上記学習値差関係と取得した差Δ1とから差Δ2を求め、その時点のサブFB学習値Vafsfbgに「求めた差Δ2」を加えた値を新たなサブFB学習値Vafsfbgとして設定する。第1異常状態発生時点のサブFB学習値Vafsfbgは、それ以前に第2異常状態が発生している場合、その第2異常状態が発生した状態におけるサブFB学習値Vafsfbgの収束値近傍の値になっている可能性が高い。従って、第4制御装置によれば、第2異常状態が発生しているときに第1異常状態が重ねて発生した場合においても、サブFB学習値Vafsfbgを適正値に直ちに近づけることができる。従って、エミッションが悪化することを回避することができる。   Then, the fourth control device obtains the difference Δ2 from the learned value difference relationship and the obtained difference Δ1 together with “obtains the difference Δ1” when the first abnormal state occurs, and obtains the sub FB learned value Vafsfbg at that time. A value obtained by adding “the obtained difference Δ2” is set as a new sub FB learning value Vafsfbg. The sub FB learning value Vafsfbg at the time of occurrence of the first abnormal state is a value near the convergence value of the sub FB learning value Vafsfbg in the state where the second abnormal state has occurred before the second abnormal state has occurred. It is highly possible that Therefore, according to the fourth control apparatus, even when the first abnormal state occurs repeatedly when the second abnormal state occurs, the sub FB learning value Vafsfbg can be immediately brought close to the appropriate value. Therefore, it is possible to avoid the emission from deteriorating.

図14は、このような状況におけるサブFB学習値Vafsfbgの一例を示すタイムチャートである。図14に示した例においては、時刻t1にて第2異常状態としての失火が発生している。そのため、サブFB学習値Vafsfbgは時刻t1以降において値Vafsfbg0から値VafsfbgAに向かって減少し、時刻t2以降において値VafsfbgAに収束する。   FIG. 14 is a time chart showing an example of the sub FB learning value Vafsfbg in such a situation. In the example shown in FIG. 14, misfire as a second abnormal state occurs at time t1. Therefore, the sub FB learning value Vafsfbg decreases from the value Vafsfbg0 toward the value VafsfbgA after time t1, and converges to the value VafsfbgA after time t2.

その後、時刻t3にて第1異常状態としてのセンサ出力値拡大異常が発生する。この場合、上記第3実施形態に係る第3制御装置は、時刻t3にてサブフィードバック量Vafsfb変化させない。そのため、サブFB学習値Vafsfbgは時刻t4にて値VafsfbgBに収束する。   Thereafter, a sensor output value expansion abnormality as a first abnormal state occurs at time t3. In this case, the third control device according to the third embodiment does not change the sub feedback amount Vafsfb at time t3. Therefore, the sub FB learning value Vafsfbg converges to the value VafsfbgB at time t4.

これに対し、第4制御装置は、時刻t3において「サブFB学習値Vafsfbg」を「差Δ2」だけ変更(この場合、増大)する(図14の実線を参照。)。その結果、サブFB学習値Vafsfbgが実際の収束値に速やかに近づくので、エミッションが却って悪化することを回避することができる。   On the other hand, the fourth control device changes (in this case, increases) “sub-FB learning value Vafsfbg” by “difference Δ2” at time t3 (see the solid line in FIG. 14). As a result, the sub FB learning value Vafsfbg quickly approaches the actual convergence value, so that it is possible to avoid the emission from deteriorating.

(実際の作動)
次に、第4制御装置の実際の作動について説明する。
第4制御装置のCPUは、図6乃至図9に示したルーチンを第1制御装置のCPUと同様に実行するようになっている。更に、第4制御装置のCPUは、図10に代わる図15に示した「サブFB学習値設定ルーチン(第1異常状態判定ルーチン)」を所定時間の経過毎に繰り返し実行している。図6乃至図9に示したルーチンについては説明済みである。従って、以下、図15に示されたルーチンに焦点を当てて説明する。なお、図15に示したステップのうち図10に示したステップと同じ処理を行うステップには、図10のそのようなステップに付された符号と同一の符号が付されている。
(Actual operation)
Next, the actual operation of the fourth control device will be described.
The CPU of the fourth control device executes the routines shown in FIGS. 6 to 9 in the same manner as the CPU of the first control device. Further, the CPU of the fourth control device repeatedly executes the “sub FB learning value setting routine (first abnormal state determination routine)” shown in FIG. 15 instead of FIG. 10 every elapse of a predetermined time. The routines shown in FIGS. 6 to 9 have been described. Therefore, the following description will focus on the routine shown in FIG. Of the steps shown in FIG. 15, steps that perform the same processing as the steps shown in FIG. 10 are denoted by the same reference numerals as those given for such steps in FIG. 10.

所定のタイミングになると、CPUは図15のステップ1500から処理を開始してステップ1010に進み、判定実施フラグXILの値が「1」であるか否かを判定する。前述したように、判定実施フラグXILの値はフューエルカット開始条件が成立することに伴って、図9のステップ940の処理により「1」に設定される。   When the predetermined timing is reached, the CPU starts processing from step 1500 in FIG. 15 and proceeds to step 1010 to determine whether or not the value of the determination execution flag XIL is “1”. As described above, the value of the determination execution flag XIL is set to “1” by the process of step 940 in FIG. 9 when the fuel cut start condition is satisfied.

いま、判定実施フラグXILの値が「1」でないと仮定する。この仮定に従えば、CPUはステップ1010にて「No」と判定し、ステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Assume that the value of the determination execution flag XIL is not “1”. According to this assumption, the CPU makes a “No” determination at step 1010 to proceed to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively.

一方、フューエルカット開始条件が成立することに伴って、図9のステップ940の処理が実行されることにより判定実施フラグXILの値が「1」に設定されると、CPUは図15のステップ1010にて「Yes」と判定し、次のステップ1020及びステップ1030の処理を実行する。この結果、実際の出力値VabyfsからFC中正常値Vabyfsfcを減じた値である「センサ出力変化量ΔV=Δ1」が取得される。   On the other hand, if the value of determination execution flag XIL is set to “1” by executing the process of step 940 in FIG. 9 in accordance with the establishment of the fuel cut start condition, the CPU executes step 1010 in FIG. Is determined as “Yes”, and the processing of the next step 1020 and step 1030 is executed. As a result, “sensor output change amount ΔV = Δ1”, which is a value obtained by subtracting the normal value Vabyfsfc during FC from the actual output value Vabyfs, is acquired.

次に、CPUはステップ1040に進み、センサ出力変化量ΔVの大きさ(絶対値)が異常判定閾値ε(ε>0)より大きいか否かを判定する。このとき、センサ出力変化量ΔVの大きさが異常判定閾値ε以下であると、第1異常状態が発生していないと判定することができる。従って、センサ出力変化量ΔVの大きさが異常判定閾値ε以下である場合、
CPUはステップ1040にて「No」と判定し、ステップ1060に進んで判定実施フラグXILの値を「0」に設定する。その後、CPUは、ステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。
Next, the CPU proceeds to step 1040 to determine whether or not the magnitude (absolute value) of the sensor output change amount ΔV is larger than the abnormality determination threshold ε (ε> 0). At this time, if the magnitude of the sensor output change amount ΔV is equal to or smaller than the abnormality determination threshold ε, it can be determined that the first abnormal state has not occurred. Therefore, when the magnitude of the sensor output change amount ΔV is equal to or less than the abnormality determination threshold ε,
The CPU makes a “No” determination at step 1040 to proceed to step 1060 to set the value of the determination execution flag XIL to “0”. Thereafter, the CPU proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively.

これに対し、第1異常状態が発生していると、センサ出力変化量ΔVの大きさは異常判定閾値εより大きくなる。この場合、CPUはステップ1040にて「Yes」と判定してステップ1510に進み、上述した「学習値差関係」に「上記ステップ1030にて取得したセンサ出力変化量ΔV」を適用することにより「上記差Δ2(即ち、サブFB学習値Vafsfbgの補正量ΔVafsfbg)」を取得する。本例において、差Δ2(補正量ΔVafsfbg)は、センサ出力変化量ΔVが大きいほど大きくなる。また、差Δ2(補正量ΔVafsfbg)は、センサ出力変化量ΔVが正の値のとき正の値をとり、センサ出力変化量ΔVが負の値のとき正の値をとる。なお、この場合においても、上記第2実施形態のように、学習値差関係を、更に、機関回転速度NE領域別及び/または機関の負荷KL別に設定しておいてもよい。   On the other hand, when the first abnormal state occurs, the magnitude of the sensor output change ΔV becomes larger than the abnormality determination threshold ε. In this case, the CPU makes a “Yes” determination at step 1040 to proceed to step 1510. By applying “the sensor output change ΔV acquired at step 1030” to the “learning value difference relationship” described above, “ The difference Δ2 (that is, the correction amount ΔVafsfbg of the sub FB learning value Vafsfbg) ”is acquired. In this example, the difference Δ2 (correction amount ΔVafsfbg) increases as the sensor output change amount ΔV increases. The difference Δ2 (correction amount ΔVafsfbg) takes a positive value when the sensor output change amount ΔV is a positive value, and takes a positive value when the sensor output change amount ΔV is a negative value. In this case as well, as in the second embodiment, the learning value difference relationship may be further set for each engine speed NE region and / or for each engine load KL.

次いで、CPUはステップ1520に進み、その時点のサブFB学習値Vafsfbgに差Δ2(補正量ΔVafsfbg)を加えることによりサブFB学習値Vafsfbgを更新する。即ち、サブFB学習値Vafsfbgに、「その時点の直前のサブFB学習値Vafsfbgと差Δ2との和」を設定する。その後、CPUはステップ1595に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU proceeds to step 1520 to update the sub FB learning value Vafsfbg by adding the difference Δ2 (correction amount ΔVafsfbg) to the sub FB learning value Vafsfbg at that time. That is, “the sum of the sub FB learning value Vafsfbg immediately before that point and the difference Δ2” is set in the sub FB learning value Vafsfbg. Thereafter, the CPU proceeds to step 1595 to end the present routine tentatively.

この結果、第1異常状態が発生したと判定されたとき、学習値Vafsfbgは差Δ2だけ補正(増大又は減少)させられる。その差Δ2は、第1異常状態が単独で発生した場合における学習値Vafsfbgの変化量である。従って、第4制御装置によれば、第1異常状態が発生した時点において第2異常状態が発生しているか否かに関わらず、サブFB学習値Vafsfbgは直ちに適正値に近づく。よって、エミッションが悪化することを回避することができる。   As a result, when it is determined that the first abnormal state has occurred, the learning value Vafsfbg is corrected (increased or decreased) by the difference Δ2. The difference Δ2 is the amount of change in the learning value Vafsfbg when the first abnormal state occurs alone. Therefore, according to the fourth control device, the sub FB learning value Vafsfbg immediately approaches an appropriate value regardless of whether or not the second abnormal state has occurred when the first abnormal state has occurred. Therefore, it is possible to avoid the emission from deteriorating.

以上、説明したように、本発明の各実施形態に係る空燃比制御装置は、上流側空燃比センサ55に第1異常状態が発生した場合において、サブFB学習値Vafsfbgを速やかに適正値(収束値)に近づけることができる。従って、それらの空燃比制御装置は、「サブFB学習値Vafsfbgが適正値から乖離することに起因するエミッションの悪化」を回避することができる。   As described above, the air-fuel ratio control apparatus according to each embodiment of the present invention promptly sets the sub FB learning value Vafsfbg to an appropriate value (convergence) when the first abnormal state occurs in the upstream air-fuel ratio sensor 55. Value). Therefore, these air-fuel ratio control devices can avoid “deterioration of emissions due to the deviation of the sub FB learning value Vafsfbg from the appropriate value”.

本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記各実施形態に係る空燃比制御装置は、第1異常状態が発生した時点から所定時間が経過するまでの間(第1期間)、サブFB学習値Vafsfbgの更新速度を第1期間以外の期間におけるサブFB学習値Vafsfbgの更新速度よりも上昇させてもよい。サブFB学習値Vafsfbgの更新速度は、例えば、図8のステップ830における値αを小さい値に変更することにより容易に上昇させることができる。これによれば、第1異常状態発生後からサブFB学習値Vafsfbgが収束するまでの時間を一層短くすることができる。   Various modifications can be employed within the scope of the present invention. For example, the air-fuel ratio control apparatus according to each of the above embodiments sets the update rate of the sub FB learning value Vafsfbg to a value other than the first period until a predetermined time elapses after the first abnormal state occurs (first period). The update speed of the sub FB learning value Vafsfbg during the period of time may be increased. The update speed of the sub FB learning value Vafsfbg can be easily increased by changing the value α in step 830 in FIG. 8 to a small value, for example. According to this, the time from the occurrence of the first abnormal state to the convergence of the sub FB learning value Vafsfbg can be further shortened.

また、例えば、空燃比フィードバック制御は、例えば特開2005−273524に開示されているように、上流側空燃比センサの出力値をハイパスフィルタ処理した値に基くメインフィードバック量と、下流側空燃比センサの出力値をローパスフィルタ処理した値に基づくサブフィードバック量と、を独立して算出し、それらに基いて空燃比フィードバック制御を実行する態様でもよい。更に、空燃比フィードバック制御は、例えば特開平06−010738号公報に開示されているように、下流側空燃比センサ56の出力値Voxsに基づいてサブフィードバック量を算出し、そのサブフィードバック量により上流側空燃比センサの出力値に基づいて作成されるメインフィードバック量(空燃比補正係数)を変更する態様であってもよい。   Further, for example, as disclosed in JP-A-2005-273524, for example, the air-fuel ratio feedback control includes a main feedback amount based on a value obtained by high-pass filtering the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, and a downstream air-fuel ratio sensor. Alternatively, a sub-feedback amount based on a value obtained by performing low-pass filter processing on the output value may be calculated independently, and air-fuel ratio feedback control may be executed based on the sub-feedback amount. Further, in the air-fuel ratio feedback control, as disclosed in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 06-010738, a sub feedback amount is calculated based on the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 56, and the upstream is calculated based on the sub feedback amount. The main feedback amount (air / fuel ratio correction coefficient) created based on the output value of the side air / fuel ratio sensor may be changed.

加えて、上記各空燃比制御装置は、第1異常状態の判定を、フューエルカット制御中に実行していた。これに代え、上記空燃比制御装置は、基準用上流側空燃比センサを上記上流側空燃比センサ55に加えて上流側空燃比センサ55に隣接する位置に配設しておき、その基準用上流側空燃比センサの出力値と上流側空燃比センサ55の出力値との差に基いて第1異常状態が発生したか否かを判定するように構成されてもよい。   In addition, each of the air-fuel ratio control devices performs the determination of the first abnormal state during the fuel cut control. Instead, the air-fuel ratio control apparatus has a reference upstream air-fuel ratio sensor disposed in a position adjacent to the upstream air-fuel ratio sensor 55 in addition to the upstream air-fuel ratio sensor 55, and the reference upstream air-fuel ratio sensor 55 The first abnormal condition may be determined based on the difference between the output value of the side air-fuel ratio sensor and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 55.

本発明の第1実施形態に係る空燃比制御装置(第1制御装置)を適用した内燃機関の概略図である。1 is a schematic diagram of an internal combustion engine to which an air-fuel ratio control device (first control device) according to a first embodiment of the present invention is applied. 図1に示した上流側空燃比センサに対する印加電圧と出力値(限界電流値)と空燃比との関係を示したグラフである。2 is a graph showing a relationship among an applied voltage, an output value (limit current value), and an air-fuel ratio for the upstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 上流側空燃比と図1に示した上流側空燃比センサの出力値の関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the upstream air-fuel ratio and the output value of the upstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 下流側空燃比と図1に示した下流側空燃比センサの出力値の関係を示したグラフである。2 is a graph showing the relationship between the downstream air-fuel ratio and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 第1制御装置の作動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the action | operation of a 1st control apparatus. 図1に示したCPUが実行する燃料噴射制御ルーチンを示したフローチャートである。2 is a flowchart showing a fuel injection control routine executed by a CPU shown in FIG. 図1に示したCPUがメインフィードバック量を算出するために実行するルーチンを示したフローチャートである。2 is a flowchart showing a routine executed by the CPU shown in FIG. 1 to calculate a main feedback amount. 図1に示したCPUがサブフィードバック量及びサブFB学習値を算出するために実行するルーチンを示したフローチャートである。2 is a flowchart showing a routine executed by the CPU shown in FIG. 1 to calculate a sub feedback amount and a sub FB learning value. 図1に示したCPUがフューエルカット制御を実行するためのフラグを設定するルーチンである。This is a routine for setting a flag for the CPU shown in FIG. 1 to execute fuel cut control. 図1に示したCPUが第1異常状態発生時にサブFB学習値を適値に設定するために実行するルーチンを示したフローチャートである。3 is a flowchart showing a routine executed by the CPU shown in FIG. 1 to set a sub FB learning value to an appropriate value when a first abnormal state occurs. 本発明の第2実施形態に係る空燃比制御装置(第2制御装置)のCPUが、サブFB学習値の収束予想値を決定する際に参照するテーブルである。It is a table referred when CPU of the air fuel ratio control apparatus (2nd control apparatus) which concerns on 2nd Embodiment of this invention determines the convergence expected value of a sub FB learning value. 本発明の第3実施形態に係る空燃比制御装置(第3制御装置)の作動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the action | operation of the air fuel ratio control apparatus (3rd control apparatus) which concerns on 3rd Embodiment of this invention. 第3制御装置のCPUが第1異常状態発生時にサブFB学習値を適値に設定するために実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine which CPU of a 3rd control apparatus performs in order to set a sub FB learning value to an appropriate value at the time of 1st abnormal condition generation | occurrence | production. 本発明の第4実施形態に係る空燃比制御装置(第4制御装置)の作動を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the action | operation of the air fuel ratio control apparatus (4th control apparatus) which concerns on 4th Embodiment of this invention. 第4制御装置のCPUが第1異常状態発生時にサブFB学習値を適値に設定するために実行するルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine performed in order that the CPU of a 4th control apparatus may set a sub FB learning value to an appropriate value at the time of 1st abnormal condition generation | occurrence | production.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、20…本体部、21…燃焼室、25…燃料噴射弁、30…吸気系統、34…スロットル弁、40…排気系統、41…エキゾーストマニホールド、42…エキゾーストパイプ、43…上流側触媒、44…下流側触媒、55…上流側空燃比センサ、56…下流側空燃比センサ、60…電気制御装置。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 20 ... Main part, 21 ... Combustion chamber, 25 ... Fuel injection valve, 30 ... Intake system, 34 ... Throttle valve, 40 ... Exhaust system, 41 ... Exhaust manifold, 42 ... Exhaust pipe, 43 ... Upstream side Catalyst, 44 ... downstream catalyst, 55 ... upstream air-fuel ratio sensor, 56 ... downstream air-fuel ratio sensor, 60 ... electric control device.

Claims (3)

内燃機関の排気通路に配設された触媒と、
前記排気通路であって前記触媒よりも上流側の部位に配設されるとともに同配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力する上流側空燃比センサと、
前記排気通路であって前記触媒よりも下流側の部位に配設されるとともに同配設された部位を流れるガスの空燃比に応じた出力値を出力する下流側空燃比センサと、
前記下流側空燃比センサの出力値を下流側目標値に一致させるためのサブフィードバック量を算出するサブフィードバック量算出手段と、
前記サブフィードバック量に含まれる定常成分に応じた値に基づいて学習値を更新する学習を行うとともに同サブフィードバック量を同更新した学習値に応じて補正する学習手段と、
前記上流側空燃比センサの出力値と前記補正されたサブフィードバック量と前記更新された学習値とに基づき前記機関に供給される混合気の空燃比を理論空燃比に一致させる空燃比フィードバック制御を実行する空燃比制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記上流側空燃比センサの実際の出力値である実出力値が同上流側空燃比センサが正常であるときの同上流側空燃比センサの出力値である正常値と相違する第1異常状態が発生したか否かを判定する第1異常判定手段と、
前記上流側空燃比センサに所定のガスが到達している時点である所定ガス到達時における前記上流側空燃比センサの出力値と前記学習値の収束値である収束予想値との関係を予め記憶するとともに、前記第1異常状態が発生したと判定されたとき同所定ガス到達時における前記実出力値と前記関係とに基づいて前記学習値の実際の収束予想値を取得し且つ前記学習値を同取得した実際の収束予想値に設定する学習値設定手段と、
を備えた空燃比制御装置。
A catalyst disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An upstream air-fuel ratio sensor that is disposed in a portion upstream of the catalyst in the exhaust passage and outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the disposed portion;
A downstream air-fuel ratio sensor that is disposed in a portion downstream of the catalyst in the exhaust passage and outputs an output value corresponding to the air-fuel ratio of the gas flowing through the disposed portion;
Sub-feedback amount calculation means for calculating a sub-feedback amount for matching the output value of the downstream air-fuel ratio sensor with the downstream target value;
Learning means for performing learning to update a learning value based on a value corresponding to a stationary component included in the sub feedback amount and correcting the sub feedback amount according to the updated learning value;
Air-fuel ratio feedback control for matching the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the engine to the stoichiometric air-fuel ratio based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor, the corrected sub-feedback amount, and the updated learned value. Air-fuel ratio control means to be executed;
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine comprising:
A first abnormal state in which an actual output value that is an actual output value of the upstream air-fuel ratio sensor is different from a normal value that is an output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the upstream air-fuel ratio sensor is normal. First abnormality determination means for determining whether or not it has occurred;
The relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas reaches the upstream air-fuel ratio sensor, which is the time when the predetermined gas arrives, and the predicted convergence value that is the convergence value of the learning value are stored in advance. In addition, when it is determined that the first abnormal state has occurred, an actual convergence expected value of the learning value is acquired based on the actual output value and the relationship when the predetermined gas reaches, and the learning value is obtained. A learning value setting means for setting the actual convergence expected value acquired,
An air-fuel ratio control device.
請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記学習値設定手段は、
前記第1異常状態以外の第2異常状態であって、且つ、前記学習値の収束値が同第2異常状態の発生前後において相違する第2異常状態が発生したか否かを判定するとともに、前記第1異常状態が発生したと判定された場合に前記第2異常状態が既に発生していると判定されているときには前記学習値の前記取得された実際の収束予想値への設定を実行しないように構成された空燃比制御装置。
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The learning value setting means includes
Determining whether or not a second abnormal state other than the first abnormal state and a convergence value of the learning value is different before and after the occurrence of the second abnormal state has occurred, When it is determined that the first abnormal state has occurred, if it is determined that the second abnormal state has already occurred, the learning value is not set to the acquired actual convergence expected value. An air-fuel ratio control device configured as described above.
請求項1に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記学習値設定手段は、
前記関係を、前記所定ガス到達時における前記上流側空燃比センサの出力値と前記所定ガス到達時における前記正常値との差と、前記収束予想値と前記上流側空燃比センサが正常である場合に予想される前記学習値の収束値である正常時収束予想値との差と、の関係を示す学習値差関係として記憶し、前記第1異常状態が発生したと判定されたとき、前記所定ガス到達時における前記実出力値と前記所定ガス到達時における前記正常値との差と、前記学習値差関係と、に基づいて前記学習値の変化量を予想し、同予想した変化量だけ現時点における前記学習値を変化させた値を前記実際の収束予想値として取得するように構成された空燃比制御装置。
The air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The learning value setting means includes
When the relationship between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor when the predetermined gas arrives and the normal value when the predetermined gas arrives, the expected convergence value, and the upstream air-fuel ratio sensor are normal Is stored as a learning value difference relationship indicating a relationship between the predicted value and the normal convergence expected value, which is a convergence value of the learning value, and when it is determined that the first abnormal state has occurred, The amount of change in the learned value is predicted based on the difference between the actual output value at the time of gas arrival and the normal value at the time of arrival of the predetermined gas, and the learning value difference relationship, An air-fuel ratio control apparatus configured to acquire a value obtained by changing the learning value in as the actual expected convergence value.
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