内燃机的排气净化装置的制造方法

内燃机的排气净化装置的制造方法
【专利摘要】本发明提供一种内燃机的排气净化装置，其具备排气净化催化剂、下游侧空燃比传感器以及进行流入排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和下游侧空燃比传感器的异常诊断的控制装置。控制装置进行如下的空燃比浓化控制：在流入排气净化催化剂的排气的空燃比被设为浓空燃比时下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在稀判定空燃比以上的情况下，使流入排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比。除此之外，控制装置在通过空燃比浓化控制使流入排气净化催化剂的排气的空燃变化成了浓侧的空燃比时下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器产生了异常。
【专利说明】
内燃机的排气净化装置
技术领域
[0001]本发明涉及内燃机的排气净化装置。【背景技术】
[0002]已知有在设置于内燃机的排气通路的排气净化催化剂的排气流动方向上游侧和排气流动方向下游侧设置有空燃比传感器的排气净化装置。在该内燃机中，基于上游侧的空燃比传感器的输出进行反馈控制，以使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比成为目标空燃比。除此之外，目标空燃比被交替地设定成比理论空燃比浓的空燃比(以下，简称为“浓空燃比”)和比理论空燃比稀的空燃比(以下，简称为“稀空燃比”)(例如，专利文献1)。
[0003]尤其是，在专利文献1所记载的内燃机中，在与下游侧空燃比传感器的输出相当的空燃比(以下，也称作“输出空燃比”)成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时，将目标空燃比切换为稀空燃比，并且，在排气净化催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏氧量少的预定的切换基准吸藏量以上时，将目标空燃比切换为浓空燃比。根据专利文献1，认为由此能够抑制从排气净化催化剂流出NOx。
[0004]现有技术文献
[0005]专利文献
[0006]专利文献1:国际公开第2014/118892号 [〇〇〇7] 专利文献2:日本特开2006-343281号公报
【发明内容】

[0008]发明要解决的问题
[0009]在构成空燃比传感器的元件产生了破裂的情况下，在空燃比传感器周围的排气的空燃比为稀空燃比时，空燃比传感器的输出空燃比与实际的排气的空燃比大致相等。然而， 在空燃比传感器周围的排气的空燃比为浓空燃比时，空燃比传感器的输出空燃比有时会成为与实际的排气的空燃比不同的空燃比、尤其是稀空燃比。因此，例如关于下游侧空燃比传感器，在从排气净化催化剂流出的排气的空燃比为浓空燃比时下游侧空燃比传感器的输出空燃比为稀空燃比的情况下，能够判定为下游侧空燃比传感器存在元件破裂的异常。
[0010]另一方面，上游侧空燃比传感器的输出空燃比有时会根据内燃机运转状态等而从在上游侧空燃比传感器周围流通的排气的平均空燃比偏离。在上游侧空燃比传感器的输出空燃比的偏离的程度大时，有时尽管在上游侧空燃比传感器周围流通的排气的空燃比是稀空燃比，上游侧空燃比传感器的输出空燃比却成为浓空燃比。
[0011]若上游侧空燃比传感器的输出空燃比这样产生偏离，则即使流入排气净化催化剂的排气的实际的空燃比是稀空燃比，上游侧空燃比传感器的输出空燃比有时也为浓空燃比。在该情况下，若考虑上游侧空燃比传感器的输出空燃比，则推定为从排气净化催化剂流出的排气的空燃比是理论空燃比或浓空燃比。因此，在该情况下，下游侧空燃比传感器的输出空燃比有时会在推定为下游侧空燃比传感器周围的排气的空燃比是浓空燃比的状态下成为稀空燃比。因此，若以如上所述的方法进行元件破裂异常的诊断，则在该情况下会误判定为下游侧空燃比传感器存在元件破裂的异常。
[0012]于是，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种在下游侧空燃比传感器产生了元件破裂的异常的情况下能够准确地诊断该异常的内燃机的排气净化装置。
[0013]用于解决问题的手段
[0014]为了解决上述问题，在第1发明中，提供一种内燃机的排气净化装置，具备:排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路;下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。
[0015]为了解决上述问题，在第2发明中，提供一种内燃机的排气净化装置，具备:排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路;下游侧空燃比传感器，其在该排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制和空燃比稀化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，所述空燃比稀化控制是如下控制:在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比，在通过所述空燃比稀化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠稀侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向浓侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。
[0016]第3发明根据第1或第2发明，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制:基于所述下游侧空燃比传感器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制。[0〇17]第4发明根据第2发明，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制:基于所述下游侧空燃比传感器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制，所述空燃比稀化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比的学习值返回控制。
[0018]第5发明根据第3或第4发明，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，使通过所述稀粘附学习控制更新后的学习值返回到该更新前的值。
[0019]第6发明根据第3?第5发明的任一发明，所述控制装置，控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，以使得相对于在所述学习值为零时流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，所述学习值的浓侧绝对值越大，则流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比越大幅度向浓侧变化，所述学习值被设定成其浓侧绝对值为预定的浓侧防护值的绝对值以下，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，进行减小所述浓侧防护值的绝对值的防护值限制控制。
[0020]第7发明根据第6发明，即使在通过所述防护值限制控制减小了所述浓侧防护值的绝对值的情况下，也定期进行异常确认控制，所述异常确认控制是如下控制:使所述学习值的浓侧绝对值增大而超过所述浓侧防护值的绝对值，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比向浓侧变化而超过与所述绝对值减小后的所述浓侧防护值对应的空燃比。
[0021]第8发明根据第3?第5发明的任一发明，所述控制装置，进行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比成为目标空燃比，并且将该目标空燃比交替地切换为浓空燃比和稀空燃比，所述目标空燃比从浓空燃比向稀空燃比的切换，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的预定的浓判定空燃比以下时进行，所述控制装置，在所述学习控制中，基于累计氧过剩量和累计氧不足量来更新所述学习值，以使得该累计氧过剩量与累计氧不足量之差减小，所述累计氧过剩量是在从将所述目标空燃比切换为稀空燃比起到再次切换为浓空燃比为止的氧增大期间中在想要将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比设为理论空燃比时成为过剩的氧的量的累计值，所述累计氧不足量是在从将所述目标空燃比切换为浓空燃比起到再次切换为稀空燃比为止的氧减少期间中在想要将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比设为理论空燃比时成为不足的氧的量的累计值，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，与未判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时相比，在所述累计氧过剩量比所述累计氧不足量少的情况下减小使所述学习值变化的量相对于所述累计氧过剩量与所述累计氧不足量之差的比例。[〇〇22]第9发明根据第1?第8发明的任一发明，所述控制装置，进行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比成为目标空燃比，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的预定的浓判定空燃比以下时，将所述目标空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比，并且，在所述排气净化催化剂的氧吸藏量成为了比最大可吸藏量少的预定的切换基准吸藏量以上时，将所述目标空燃比从稀空燃比切换为浓空燃比。
[0023]第10发明提供一种用于内燃机的排气净化方法，排气净化催化剂设置于内燃机的排气通路，下游侧空燃比传感器在所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路，控制装置进行流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置，a)进行如下的空燃比浓化控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，b)在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常;或者，a)进行如下的空燃比浓化控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，b)进行如下的空燃比稀化控制:在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下， 使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比，c)在通过所述空燃比稀化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠稀侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向浓侧变化了的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。[〇〇24]发明效果
[0025]根据本发明，能够提供一种在下游侧空燃比传感器产生了元件破裂的异常的情况下能够准确地诊断该异常的内燃机的排气净化装置。【附图说明】
[0026]图1是概略地示出使用本发明的异常诊断装置的内燃机的图。
[0027]图2是空燃比传感器的概略剖视图。
[0028]图3是示出各排气空燃比A/F下的施加电压V与输出电流I的关系的图。
[0029]图4是示出将施加电压V设为一定时的空燃比与输出电流I的关系的图。[〇〇3〇]图5是示出内燃机的通常运转时的上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量等的变化的时间图。
[0031]图6是与图5同样的示出上游侧排气净化催化剂的氧吸藏量等的变化的时间图。 [〇〇32]图7是控制中心空燃比等的时间图。[〇〇33]图8是上游侧空燃比传感器的输出值产生了大的偏离时的空燃比修正量等的时间图。[〇〇34]图9是上游侧空燃比传感器的输出值产生了大的偏离时的空燃比修正量等的时间图。[〇〇35]图10是进行理论空燃比粘附学习时的空燃比修正量等的时间图。[〇〇36]图11是进行稀粘附学习等时的空燃比修正量等的时间图。[〇〇37]图12是产生了元件破裂的空燃比传感器的概略剖视图。
[0038]图13是示出将施加电压设为一定时的与图3同样的排气空燃比与空燃比传感器的输出空燃比的关系的图。[〇〇39]图14是控制中心空燃比等的时间图。[〇〇4〇]图15是控制中心空燃比等的时间图。[〇〇41]图16是控制装置的功能框图。[〇〇42]图17是示出空燃比修正量的算出控制的控制例程的流程图。
[0043]图18是示出通常学习控制的控制例程的流程图。
[0044]图19是示出粘附学习控制的控制例程的流程图。[〇〇45]图20是示出异常诊断?学习值设定控制的控制例程的流程图。[〇〇46]图21是控制中心空燃比等的时间图。[〇〇47]图22是控制中心空燃比等的时间图。[〇〇48]图23是示出基于防护值进行学习值的修正的学习值修正控制的控制例程的流程图。[〇〇49]图24是示出异常确认控制的控制例程的流程图。[〇〇5〇]图25是控制中心空燃比等的时间图。[〇〇51]图26是示出异常诊断?学习值设定控制的控制例程的流程图。[〇〇52] 标号说明 [〇〇53]1:内燃机主体[〇〇54]5:燃烧室
[0055]7:进气口
[0056]9:排气口[〇〇57]19:排气歧管[〇〇58]20:上游侧排气净化催化剂[〇〇59]24:下游侧排气净化催化剂
[0060]31:ECU[〇〇61140:上游侧空燃比传感器[〇〇62]41:下游侧空燃比传感器【具体实施方式】
[0063]以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注同一附图标记。[〇〇64]〈内燃机整体的说明〉
[0065]图1是概略地示出使用本发明的第一实施方式的排气净化装置的内燃机的图。参照图1，1表示内燃机主体，2表示汽缸体，3表示在汽缸体2内往复运动的活塞，4表示固定在汽缸体2上的汽缸盖，5表不形成在活塞3与汽缸盖4之间的燃烧室，6表不进气门，7表不进气口，8表不排气门，9表不排气口。进气门6对进气口7进行开闭，排气门8对排气口9进行开闭。
[0066]如图1所示，在汽缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在汽缸盖4的内壁面周边部配置有燃料喷射阀11。火花塞10构成为根据点火信号产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号向燃烧室5内喷射预定量的燃料。此外，燃料喷射阀11也可以配置成向进气口 7 内喷射燃料。另外，在本实施方式中，使用理论空燃比为14.6的汽油作为燃料。但是，在使用本发明的排气净化装置的内燃机中，也可以使用汽油以外的燃料或者与汽油混合而成的混合燃料。[〇〇67]各汽缸的进气口7分别经由对应的进气支管13与缓冲箱(surge tank) 14连结，缓冲箱14经由进气管15与空气滤清器16连结。进气口 7、进气支管13、缓冲箱14、进气管15形成进气通路。另外，在进气管15内配置有由节气门驱动致动器17驱动的节气门18。通过由节气门驱动致动器17使节气门18转动，节气门18能够变更进气通路的开口面积。
[0068]另一方面，各汽缸的排气口 9与排气歧管19连结。排气歧管19具有与各排气口 9连结的多个支部和这些支部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部与内置有上游侧排气净化催化剂20的上游侧壳体21连结。上游侧壳体21经由排气管22与内置有下游侧排气净化催化剂24的下游侧壳体23连结。排气口 9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22以及下游侧壳体23形成排气通路。
[0069]电子控制单元(E⑶)31由数字计算机形成，具备经由双向性总线32相互连接的RAM (Random Access Memory:随机存取存储器)33、R0M(Read Only Memory:只读存储器)34、 CPU(Central ProcessingUnit:中央处理单元)35、输入端口 36以及输出端口 37。在进气管 15配置有用于检测在进气管15内流动的空气流量的气流计39，该气流计39的输出经由对应的AD变换器38输入到输入端口 36。另外，在排气歧管19的集合部配置有检测在排气歧管19 内流动的排气(即，流入上游侧排气净化催化剂20的排气)的空燃比的上游侧空燃比传感器40。除此之外，在排气管22内配置有检测在排气管22内流动的排气(S卩，从上游侧排气净化催化剂20流出并流入下游侧排气净化催化剂24的排气)的空燃比的下游侧空燃比传感器41。这些空燃比传感器40、41的输出也经由对应的AD变换器38输入到输入端口 36。此外，关于这些空燃比传感器40、41的结构，将在后面进行叙述。
[0070]另外，加速器踏板42连接有产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器43，负荷传感器43的输出电压经由对应的AD变换器38输入到输入端口 36。曲轴角传感器44例如在曲轴每旋转15度时产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口 36。在 CPU35中，根据该曲轴角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速。另一方面，输出端口 37经由对应的驱动回路45与火花塞10、燃料喷射阀11以及节气门驱动致动器17连接。此外，E⑶31 作为进行各种控制的控制装置发挥功能。[〇〇71]上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体而言，排气净化催化剂20、24是在由陶瓷形成的载体上担载具有催化剂作用的贵金属(例如，铂(Pt))和具有氧吸藏能力的物质(例如，氧化铈(Ce02))而成的三元催化剂。 三元催化剂具有在流入三元催化剂的排气的空燃比维持为理论空燃比时同时净化未燃HC、 C0和N0x的功能。除此之外，在排气净化催化剂20、24吸藏有某种程度的氧的情况下，即使流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或稀侧稍微发生了偏离，也能同时净化未燃HC、C0和N0x。[〇〇72] S卩，若排气净化催化剂20、24具有氧吸藏能力，S卩，若排气净化催化剂20、24的氧吸藏量比最大可吸藏氧量少，则在流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比成为了比理论空燃比稍稀时，排气中所包含的过剩的氧会被吸藏到排气净化催化剂20、24内。因而，排气净化催化剂20、24的表面上维持为理论空燃比。其结果，在排气净化催化剂20、24的表面上， 未燃HC、C0和N0x被同时净化，此时从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。
[0073]另一方面，若排气净化催化剂20、24处于能够放出氧的状态，S卩，若排气净化催化剂20、24的氧吸藏量比0多，则在流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比成为了比理论空燃比稍浓时，会从排气净化催化剂20、24放出要使排气中所包含的未燃HC、C0还原所不足的氧。因而，在该情况下，排气净化催化剂20、24的表面上也维持为理论空燃比。其结果，在排气净化催化剂20、24的表面上，未燃HC、CO和NOx被同时净化，此时从排气净化催化剂20、 24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。[〇〇74]这样，在排气净化催化剂20、24吸藏有某种程度的氧的情况下，即使流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比相对于理论空燃比向浓侧或稀侧稍微发生了偏离，未燃HC、C0 和NOx也会被同时净化，从排气净化催化剂20、24流出的排气的空燃比成为理论空燃比。 [〇〇75]〈空燃比传感器的说明〉[〇〇76]在本实施方式中，作为空燃比传感器40、41，使用杯型的限界电流式空燃比传感器。使用图2,对空燃比传感器40、41的构造进行简单说明。空燃比传感器40、41具备固体电解质层51、配置在其一方的侧面上的排气侧电极52、配置在其另一方的侧面上的大气侧电极53、对通过的排气进行扩散限速的扩散限速层54、基准气体室55、以及进行空燃比传感器 40、41的加热尤其是固体电解质层51的加热的加热器部56。[〇〇77]特别地，在本实施方式的杯型的空燃比传感器40、41中，固体电解质层51形成为一端封闭的圆筒状。在固体电解质层51的内部划分出的基准气体室55被导入大气气体(空气)，并且配置有加热器部56。在固体电解质层51的内表面上配置大气侧电极53,在固体电解质层51的外表面上配置排气侧电极52。在固体电解质层51和排气侧电极52的外表面上以覆盖它们的方式配置扩散限速层54。此外，在扩散限速层54的外侧，也可以设置有用于防止液体等附着在扩散限速层54的表面上的保护层(未图示)。
[0078]固体电解质层51由氧离子传导性氧化物的烧结体形成，该氧离子传导性氧化物的烧结体是将〇3〇、]\%0、￥2〇3、￥132〇3等作为稳定剂向2抑2(氧化锆)、11?)2、111〇2、812〇3等分配而得到的烧结体。另外，扩散限速层54由氧化铝、氧化镁、硅石、尖晶石、莫来石等耐热性无机物质的多孔质烧结体形成。进而，排气侧电极52和大气侧电极53由铂等催化剂活性高的贵金属形成。[〇〇79]另外，在排气侧电极52与大气侧电极53之间，由搭载于ECU31的施加电压控制装置 60施加传感器施加电压V。除此之外，在ECU31设置有检测在施加了传感器施加电压V时经由固体电解质层51在这些电极52、53之间流动的电流I的电流检测部61。由该电流检测部61检测出的电流是空燃比传感器40、41的输出电流I。
[0080]这样构成的空燃比传感器40、41具有如图3所示的电压-电流(V-1)特性。从图3可知，排气的空燃比即排气空燃比A/F越高(越稀)，则空燃比传感器40、41的输出电流I越大。 另外，在各排气空燃比A/F下的V-1线上，存在与传感器施加电压V轴平行的区域、S卩即使传感器施加电压V变化输出电流I也几乎不变化的区域。该电压区域被称作限界电流区域，此时的电流被称作限界电流。在图3中，分别fflW18、I18示出了排气空燃比为18时的限界电流区域和限界电流。
[0081]图4示出了使施加电压V恒定在0.45V左右(图3)时的排气空燃比与输出电流I的关系。从图4可知，在空燃比传感器40、41中，输出电流相对于排气空燃比以排气空燃比越高 (即越稀)则来自空燃比传感器40、41的输出电流I越大的方式线性(成比例地)变化。除此之夕卜，空燃比传感器40、41构成为排气空燃比为理论空燃比时输出电流I成为零。[〇〇82]此外，作为空燃比传感器40、41，也可以取代图2所示的构造的限界电流式空燃比传感器而例如使用层叠型的限界电流式空燃比传感器等其他构造的限界电流式的空燃比传感器。
[0083]〈基本的控制〉
[0084]接着，对本实施方式的内燃机的控制装置的基本的空燃比控制的概要进行说明。 在本实施方式的空燃比控制中，进行如下的反馈控制:基于上游侧空燃比传感器40的输出， 控制来自燃料喷射阀11的燃料喷射量，以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为目标空燃比。即，在本实施方式的空燃比控制中，基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比进行反馈控制，以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为目标空燃比。此外， “输出空燃比”是指与空燃比传感器的输出值相当的空燃比。[〇〇85]另外，在本实施方式的空燃比控制中，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比等设定目标空燃比。具体而言，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓空燃比时， 目标空燃比被设定成稀设定空燃比。其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比也成为稀设定空燃比。在此，稀设定空燃比是比理论空燃比(成为控制中心的空燃比)稀某种程度的预先设定的一定值的空燃比，例如设为14.65?20左右，优选设为14.65?18左右，更优选设为14.65?16左右。另外，稀设定空燃比也可以表示为向成为控制中心的空燃比(在本实施方式中是理论空燃比)加上正的空燃比修正量而得到的空燃比。除此之外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了比理论空燃比稍浓的浓判定空燃比(例如，14.55)以下时，判断为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓空燃比。[〇〇86]当目标空燃比被变更为稀设定空燃比后，对流入上游侧排气净化催化剂20的排气的氧过剩或不足量进行累计。氧过剩或不足量是指在想要使流入上游侧排气净化催化剂20 的排气的空燃比成为理论空燃比时成为过剩的氧的量或者成为不足的氧的量(过剩的未燃 HC、C0等(以下，称作“未燃气体”)的量)。特别地，在目标空燃比成为了稀设定空燃比时，流入上游侧排气净化催化剂20的排气中的氧成为过剩，该过剩的氧被上游侧排气净化催化剂 20吸藏。因此，氧过剩或不足量的累计值(以下，称作“累计氧过剩或不足量”)可以说是上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA的推定值。[〇〇87]此外，氧过剩或不足量的算出基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、以及根据气流计39的输出等算出的向燃烧室5内的吸入空气量的推定值或来自燃料喷射阀11的燃料供给量等而进行。具体而言，氧过剩或不足量0H)例如由下式(1)算出。
[0088] 0ED = 0.23 X Qi X (AFup-AFR)---(1)[〇〇89]在此，0.23表示空气中的氧浓度，Qi表示燃料喷射量，AFup表示上游侧空燃比传感器40的输出空燃比，AFR表示成为控制中心的空燃比(在本实施方式中，基本上是理论空燃比)。
[0090]当对这样算出的氧过剩或不足量进行累计而得到的累计氧过剩或不足量成为预先设定的切换基准值(相当于预先设定的切换基准吸藏量Cref)以上时，此前为稀设定空燃比的目标空燃比被设定成浓设定空燃比。浓设定空燃比是比理论空燃比(成为控制中心的空燃比)浓某种程度的预先设定的一定值的空燃比，例如设为12?14.58左右，优选设为13 ?14.57左右，更优选设为14?14.55左右。另外，浓设定空燃比也可以表示为向成为控制中心的空燃比(在本实施方式中是理论空燃比)加上负的空燃比修正量而得到的空燃比。此夕卜，在本实施方式中，浓设定空燃比与理论空燃比之差(浓程度)被设为稀设定空燃比与理论空燃比之差(稀程度)以下。
[0091]之后，当下游侧空燃比传感器41的输出空燃比再次成为了浓判定空燃比以下时， 目标空燃比再次被设定为稀设定空燃比，之后反复进行同样的操作。这样，在本实施方式中，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比被交替地反复设定成稀设定空燃比和浓设定空燃比。换言之，在本实施方式中，可以说流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被交替地切换为浓空燃比和稀空燃比。
[0092]〈使用了时间图的空燃比控制的说明〉[〇〇93]参照图5,对如上所述的操作进行具体说明。图5是进行了本实施方式的空燃比控制的情况下的空燃比修正量、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA、累计氧过剩或不足量2 0ED、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn以及从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中的NOx浓度的时间图。[〇〇94]此外，空燃比修正量AFC是与流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比相关的修正量。在空燃比修正量AFC为0时，目标空燃比被设为与成为控制中心的空燃比(以下，称作“控制中心空燃比”)相等的空燃比(在本实施方式中是理论空燃比)，在空燃比修正量AFC为正的值时，目标空燃比成为比控制中心空燃比稀的空燃比(在本实施方式中是稀空燃比)，在空燃比修正量AFC为负的值时，目标空燃比成为比控制中心空燃比浓的空燃比(在本实施方式中是浓空燃比)。另外，“控制中心空燃比”是指成为根据内燃机运转状态与空燃比修正量AFC相加的对象的空燃比、即在根据空燃比修正量AFC使目标空燃比变动时成为基准的空燃比。[0〇95]在图不的例子中，在时刻ti以前的状态下，空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量 AFCrich(与浓设定空燃比相当)。即，目标空燃比被设为浓空燃比，与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为浓空燃比。流入上游侧排气净化催化剂20的排气中所包含的未燃气体等被上游侧排气净化催化剂20净化，与此相伴，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA慢慢减小。通过上游侧排气净化催化剂20的净化，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中不包含未燃气体等，因此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn大致成为理论空燃比。由于流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为浓空燃比，所以来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量大致为零。[〇〇96]若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA慢慢减小，则氧吸藏量0SA会接近零， 与此相伴，流入到上游侧排气净化催化剂20的未燃气体等的一部分不被上游侧排气净化催化剂20净化而开始流出。由此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn慢慢下降，在时刻11，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFr i ch。[〇〇97]在本实施方式中，当下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下时，为了使氧吸藏量0SA增大，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量 AFClean(与稀设定空燃比相当)。另外，此时，累计氧过剩或不足量2 0H)被复位成0。[〇〇98]此外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich之后，进行空燃比修正量AFC的切换。这是因为，即使上游侧排气净化催化剂 20的氧吸藏量是充足的，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比有时也会从理论空燃比以极小幅度偏离。反过来说，浓判定空燃比被设为在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量充足时从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比不会达到的空燃比。[〇〇99]若在时刻以将目标空燃比切换为稀空燃比，则流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比从浓空燃比变换为稀空燃比。若在时刻t流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成稀空燃比，则上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA增大。另外，与此相伴，累计氧过剩或不足量2 OED也慢慢增大。
[0100]由此，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比向理论空燃比变化，下游侦控燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也向理论空燃比收敛。此时，虽然流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为稀空燃比，但由于上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力存在足够的余裕，所以流入的排气中的氧被上游侧排气净化催化剂20吸藏，NOx被还原净化。 因而，来自上游侧排气净化催化剂20的NOx的排出大致为零。[〇1〇1 ]之后，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA增大，则在时刻t2，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA达到切换基准吸藏量Cref。因而，累计氧过剩或不足量2 0ED 达到与切换基准吸藏量Cref相当的切换基准值OEDref。在本实施方式中，当累计氧过剩或不足量S0ED成为切换基准值OEDref以上时，为了中止氧向上游侧排气净化催化剂20的吸藏，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。因此，目标空燃比被设为浓空燃比。 另外，此时，累计氧过剩或不足量S 0ED被复位成0。
[0102]此外，切换基准吸藏量Cref被设为足够少的量，以使得即使产生由车辆的急速加速引起的非意图的空燃比的偏离等，氧吸藏量0SA也不会达到最大可吸藏氧量Cmax。例如， 切换基准吸藏量Cref?被设为上游侧排气净化催化剂20未使用时的最大可吸藏氧量Cmax的 3/4以下，优选设为1/2以下，更优选设为1/5以下。其结果，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到比理论空燃比稍稀的稀判定空燃比(例如14.65,相对于理论空燃比的偏差与浓判定空燃比与理论空燃比之差相同程度的稀空燃比)之前，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。[〇1〇3]若在时刻丨2将目标空燃比切换为浓空燃比，则流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比从稀空燃比变化成浓空燃比。由于流入上游侧排气净化催化剂20的排气中会包含未燃气体等，所以上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA慢慢减小。此时，来自上游侧排气净化催化剂20的NOx的排出大致为零。
[0104]若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA慢慢减小，则在时刻t3，与时刻t同样， 下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。由此，空燃比修正量 AFC被切换为稀设定修正量AFClean。之后，反复进行上述时刻ti?t3的循环。
[0105]从以上说明可知，根据本实施方式，能够始终抑制来自上游侧排气净化催化剂20 的NOx排出量。即，只要进行着上述控制，基本上就能够使来自上游侧排气净化催化剂20的 NOx排出量大致为零。另外，由于算出累计氧过剩或不足量2 0ED时的累计期间短，所以与长期进行累计的情况相比，不容易产生算出误差。因而，可抑制因累计氧过剩或不足量S0ED 的算出误差而排出NOx。
[0106]另外，通常，若排气净化催化剂的氧吸藏量维持为一定，则该排气净化催化剂的氧吸藏能力会下降。即，为了将排气净化催化剂的氧吸藏能力维持为高，排气净化催化剂的氧吸藏量需要变动。对此，根据本实施方式，如图5所示，由于上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA始终上下变动，所以可抑制氧吸藏能力下降。
[0107]此外，在上述实施方式中，在时刻t?t2的期间，空燃比修正量AFC维持为稀设定修正量AFClean。但是，在该期间内，空燃比修正量AFC不一定必须维持为一定，也可以设定成以慢慢减小等方式变动。或者，也可以在时刻以?丨2的期间中，暂时将空燃比修正量AFC设为比〇小的值(例如，浓设定修正量等)。
[0108]同样，在上述实施方式中，在时刻t2?t3期间，空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich。但是，在该期间内，空燃比修正量AFC不一定必须维持为一定，也可以设定成以慢慢增大等方式变动。或者，也可以在时刻t2?t3的期间中，暂时将空燃比修正量AFC设为比 〇大的值(例如，稀设定修正量等)。
[0109]此外，这样的本实施方式中的空燃比修正量AFC的设定即目标空燃比的设定由 E⑶31进行。因此，可以说，E⑶31在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时，将流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比持续或断续地设为稀空燃比，直到推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA成为了切换基准吸藏量Cref以上， 并且，在推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA成为了切换基准吸藏量Cref?以上时，将目标空燃比持续或断续地设为浓空燃比，直到氧吸藏量0SA不达到最大可吸藏氧量 Cmax而下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓判定空燃比以下。
[0110]若更简单地说，则也可以说，在本实施方式中，E⑶31在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时将目标空燃比(即，流入上游侧排气净化催化剂20 的排气的空燃比)切换为稀空燃比，并且在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA成为了切换基准吸藏量Cref以上时将目标空燃比(S卩，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比)切换为浓空燃比。
[0111]此外，在上述实施方式中，在空燃比控制中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为了浓判定空燃比AFrich以下时目标空燃比被切换为稀空燃比。另外，在累计氧过剩或不足量S 0ED成为了预定的切换基准值OEDref以上时目标空燃比被切换为浓空燃比。但是，也可以使用其他控制作为空燃比控制。作为该其他控制，例如可考虑如下控制:在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了稀判定空燃比以上时将目标空燃比切换为浓空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时将目标空燃比切换为稀空燃比。
[0112]〈上游侧空燃比传感器中的偏离〉
[0113]在内燃机主体1具有多个汽缸的情况下，从各汽缸排出的排气的空燃比有时会在汽缸间产生偏离。另一方面，虽然上游侧空燃比传感器40配置于排气歧管19的集合部，但根据其配置位置，从各汽缸排出的排气暴露于上游侧空燃比传感器40的程度在汽缸间不同。 其结果，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比会受到从某特定的汽缸排出的排气的空燃比的强烈影响。因而，在从该某特定的汽缸排出的排气的空燃比是与从所有汽缸排出的排气的平均空燃比不同的空燃比的情况下，在平均空燃比与上游侧空燃比传感器40的输出空燃比之间产生偏离。即，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比会向实际的排气的平均空燃比的浓侧或稀侧偏离。
[0114]另外，未燃气体等中的氢通过空燃比传感器的扩散限速层的速度快。因而，若排气中的氢浓度高，则上游侧空燃比传感器40的输出空燃比会偏向比排气的实际的空燃比低的一侧(即，浓侧)。
[0115]若上游侧空燃比传感器40的输出空燃比这样产生了偏离，则即使进行着如上所述的控制，从上游侧排气净化催化剂20流出NOx和氧、未燃气体等的流出频度升高的可能性也会升高。以下，参照图6，对该现象进行说明。
[0116]图6是与图5同样的上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA等的时间图。图6示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧偏离的情况。图中，上游侧空燃比传感器40 的输出空燃比AFup处的实线表示上游侧空燃比传感器40的输出空燃比。另一方面，虚线表示在上游侧空燃比传感器40周围流通的排气的实际的空燃比。[〇117]在图6所示的例子中，在时刻以以前的状态下，空燃比修正量AFC也被设为浓设定修正量AFCrich，因而目标空燃比被设为浓设定空燃比。与此相伴，上游侧空燃比传感器40 的输出空燃比AFup为与浓设定空燃比相等的空燃比。但是，如上所述，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧偏离，所以排气的实际的空燃比为比浓设定空燃比靠稀侧的空燃比。即，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup比实际的空燃比(图中的虚线)低(靠浓侧)。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA的减小速度慢。
[0118]另外，在图6所示的例子中，在时刻。，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn 达到浓判定空燃比AFrich。因而，如上所述，在时刻ti，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。即，目标空燃比被切换为稀设定空燃比。
[0119]与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为与稀设定空燃比相等的空燃比。但是，如上所述，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧偏离，所以排气的实际的空燃比为比稀设定空燃比稀的空燃比。即，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比 AFup比实际的空燃比(图中的虚线)低(靠浓侧)。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA的增加速度变快，并且在将目标空燃比设为稀设定空燃比的期间向上游侧排气净化催化剂20供给的实际的氧量比切换基准吸藏量Cref多。[〇12〇]这样，若上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFdwn产生了偏离，则在空燃比修正量AFC被设定在稀设定修正量AFClean时流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比的稀程度变大。因而，即使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA没有达到最大可吸藏氧量 Cmax，有时也无法吸藏流入到上游侧排气净化催化剂20的全部NOx和/或氧从而会从上游侧排气净化催化剂20流出NOx和/或氧。另外，在时刻丨2，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量 0SA为切换基准吸藏量Cref以上，若在时刻^附近产生如上所述的非意图的空燃比的偏离等，则有可能从上游侧排气净化催化剂20流出NOx和/或氧。
[0121]由上可知，需要检测上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离，并且需要基于检测到的偏离进行输出空燃比等的修正。
[0122]〈通常学习控制〉
[0123]于是，在本发明的实施方式中，为了补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离，在通常运转期间(即，在如上所述的基于目标空燃比进行反馈控制时)进行通常学习控制。以下，对该通常学习控制进行说明。
[0124]在此，将从将目标空燃比切换为稀空燃比起到累计氧过剩或不足量20ED成为切换基准值OEDref以上为止即到将目标空燃比再次切换为浓空燃比为止的期间设为氧增大期间。同样，将从将目标空燃比切换为浓空燃比起到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓判定空燃比以下为止即到将目标空燃比再次切换为稀空燃比为止的期间设为氧减少期间。在本实施方式的通常学习控制中，算出氧增大期间中的累计氧过剩或不足量20ED 的绝对值作为累计氧过剩量。此外，累计氧过剩量表示在氧增大期间内想要使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为理论空燃比时所过剩的氧的量的累计值。除此之夕卜，算出氧减少期间中的累计氧过剩或不足量5: OED的绝对值作为累计氧不足量。此外，累计氧不足量表示在氧减少期间内想要使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比成为理论空燃比时所不足的氧的量的累计值。然后，以使这些累计氧过剩量与累计氧不足量之差变小的方式修正控制中心空燃比AFR。在图7中示出该情况。
[0125]图7是控制中心空燃比AFR、空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA、累计氧过剩或不足量2 0ED、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn以及学习值sfbg的时间图。图7与图6同样地示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup向低侧(浓侧)偏离的情况。此外，学习值sfbg是根据上游侧空燃比传感器40的输出空燃比(输出电流)的偏离而变化的值，在本实施方式中用于修正控制中心空燃比AFR。另外，图中，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup处的实线表示上游侧空燃比传感器40的输出空燃比，虚线表示在上游侧空燃比传感器40周围流通的排气的实际的空燃比。除此之外，单点划线表示目标空燃比即向理论空燃比加上空燃比修正量AFC而得到的空燃比。
[0126]在图7所示的例子中，与图5和图6同样，在时刻^以前的状态下，控制中心空燃比被设为理论空燃比，空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量AFCrich。此时，如实线所示，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup为与浓设定空燃比相当的空燃比。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup产生了偏离，所以排气的实际的空燃比为比浓设定空燃比稀的空燃比(图7的虚线)。不过，在图7所示的例子中，从图7的虚线可知，时刻t以前的实际的排气的空燃比虽然比浓设定空燃比稀，但仍然是浓空燃比。因此，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量慢慢减小。[〇127]在时刻ti，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。 由此，如上所述，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。在时刻t以后，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为与稀设定空燃比相当的空燃比。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离，排气的实际的空燃比成为比稀设定空燃比稀的空燃比、 即稀程度大的空燃比(参照图7的虚线)。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA急速增大。
[0128]另一方面，氧过剩或不足量0ED基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup算出。但是，如上所述，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup产生了偏离。因此，算出的氧过剩或不足量0H)成为比实际的氧过剩或不足量0ED少(S卩，氧量少)的值。其结果，算出的累计氧过剩或不足量S0ED比实际的值少。
[0129]在时刻t2,累计氧过剩或不足量2 0ED达到切换基准值OEDref。因而，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。因此，目标空燃比被设为浓空燃比。此时，如图7所示，实际的氧吸藏量0SA比切换基准吸藏量Cref多。[〇13〇]在时刻t2以后，与时刻ti以前的状态同样，空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量 AFCrich，因而目标空燃比被设为浓空燃比。此时，排气的实际的空燃比也为比浓设定空燃比稀的空燃比。其结果，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA的减小速度变慢。除此之夕卜，如上所述，在时刻t2,上游侧排气净化催化剂20的实际的氧吸藏量比切换基准吸藏量 Cref多。因而，在上游侧排气净化催化剂20的实际的氧吸藏量0SA达到零之前要花费时间。[〇131 ]在时刻t3,下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。 由此，如上所述，空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。因此，目标空燃比从浓设定空燃比向稀设定空燃比切换。
[0132]在本实施方式中，如上所述，在从时刻t到时刻t2的期间，算出累计氧过剩或不足量2 0ED。在此，若将从将目标空燃比切换为稀空燃比时(时刻t)起到上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA的推定值成为了切换基准吸藏量Cref以上时(时刻t2)为止的期间称为氧增大期间Tine，则在本实施方式中，在氧增大期间Tine算出累计氧过剩或不足量2 0ED。 在图7中，用心示出了时刻t?时刻t2的氧增大期间Tine中的累计氧过剩或不足量2 0ED的绝对值(累计氧过剩量)。
[0133]该累计氧过剩量心相当于时刻t2的氧吸藏量0SA。但是，如上所述，在氧过剩或不足量0ED的推定中使用上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup，而该输出空燃比AFup产生了偏离。因而，在图7所示的例子中，时刻t?时刻〖2的累计氧过剩量心比与时刻〖2的实际的氧吸藏量0SA相当的值小。
[0134]另外，在本实施方式中，在从时刻t2到时刻t3的期间，也算出累计氧过剩或不足量 2 0ED。在此，若将从将目标空燃比切换为浓空燃比时(时刻t2)起到下游侧空燃比传感器41 的输出空燃比A F d w n达到浓判定空燃比A F r i c h时(时刻13)为止的期间称作氧减少期间 Tdec，则在本实施方式中，在氧减少期间Tdec算出累计氧过剩或不足量2 0ED。在图7中，用 Fi示出了时刻t2?时刻t3的氧减少期间Tdec内的累计氧过剩或不足量2 0H)的绝对值(累计氧不足量)。
[0135]该累计氧不足量?:相当于在从时刻〖2到时刻t3的期间从上游侧排气净化催化剂20 放出的总氧量。但是，如上所述，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup产生了偏离。因而，在图7所示的例子中，时刻t2?时刻t3的累计氧不足量?:比与在从时刻t2到时刻t3的期间从上游侧排气净化催化剂20实际放出的总氧量相当的值大。
[0136]在此，在氧增大期间Tine中，氧被上游侧排气净化催化剂20吸藏，并且，在氧减少期间Tdec中，吸藏的氧全部被放出。因此，在理想情况下累计氧过剩量心和累计氧不足量?: 基本上成为相同的值。然而，如上所述，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup产生了偏离的情况下，这些累计值的值也根据该偏离而变化。如上所述，在上游侧空燃比传感器40 的输出空燃比向低侧(浓侧)偏离的情况下，累计氧不足量FAt累计氧过剩量心多。相反，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向高侧(稀侧)偏离的情况下，累计氧不足量^比累计氧过剩量Ri少。除此之外，累计氧过剩量Ri与累计氧不足量Fi之差A 5: 〇ED( =Ri_Fi，以下称作“过剩或不足量误差”)表示上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离的程度。可以说， 该过剩或不足量误差A 5:0H)越大，则上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离越大。
[0137]于是，在本实施方式中，基于过剩或不足量误差A 20ED来修正控制中心空燃比 AFR。特别地，在本实施方式中，以使累计氧过剩量心与累计氧不足量?:之差A 5: 0ED变小的方式来修正控制中心空燃比AFR。
[0138]具体而言，在本实施方式中，利用下述式(2)算出学习值sfbg，并且利用下述式(3) 修正控制中心空燃比AFR。
[0139]sfbg(n) =sfbg(n-l)+ki ? A 2〇ED---(2)
[0140]AFR=AFRbase+sfbg(n) ??? (3)
[0141]此外，在上述式(2)中，n表示计算次数或时间。因此，sfbg(n)表示本次的计算或当前的学习值。除此之外，上述式(2)中的ki表示使过剩或不足量误差A 5: 0ED反映于控制中心空燃比AFR的程度的增益。增益1^的值越大，则控制中心空燃比AFR的修正量越大。进而， 在上述式(3)中，基本控制中心空燃比AFRbase是成为基本的控制中心空燃比，在本实施方式中是理论空燃比。
[0142]从式⑶可知，在学习值sfbg为负的值时，控制中心空燃比AFR被向浓侧变更，因而，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被向浓侧变更。另外，其绝对值越大，则控制中心空燃比AFR被向浓侧变更的程度越大。因此，相对于在学习值sfbg为零时流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比，学习值sfbg为负的值时的绝对值(浓侧绝对值)越大，则流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比越大幅度向浓侧变化。
[0143]同样，在学习值sfbg为正的值时，控制中心空燃比AFR被向稀侧变更，因而，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被向稀侧变更。另外，其绝对值越大，则控制中心空燃比AFR被向稀侧变更的程度越大。因此，相对于在学习值sfbg为零时流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比，学习值sfbg为正的值时的绝对值(稀侧绝对值)越大，则流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比越大幅度向稀侧变化。
[0144]在图7的时刻t3,如上所述，基于累计氧过剩量h和累计氧不足量？:算出学习值 sfbg。特别地，在图7所示的例子中，由于累计氧不足量FAt累计氧过剩量心多，所以在时刻 t3学习值sfbg减小。
[0145]在此，使用上述式(3)，基于学习值sfbg来修正控制中心空燃比AFR。在图7所示的例子中，学习值sfbg为负的值，因此，控制中心空燃比AFR为比基本控制中心空燃比AFRbase 小的值、即比其靠浓侧的值。由此，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被向浓侧修正。
[0146]其结果，在时刻t3以后，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比相对于目标空燃比的偏离比时刻t3以前小。因此，在时刻t3以后，表示实际的空燃比的虚线与表示目标空燃比的单点划线之间的差比时刻t3以前的差小。
[0147]另外，在时刻t3以后也进行与时刻t?时刻t2的操作同样的操作。因此，当在时刻 t4累计氧过剩或不足量2 0ED达到切换基准值OEDref?时，目标空燃比被从稀设定空燃比向浓设定空燃比切换。之后，当在时刻t5下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比Africh时，目标空燃比再次被切换为稀设定空燃比。[〇148]时刻t3?时刻t4相当于如上所述的氧增大期间Tine，因而，该期间的累计氧过剩或不足量X 0ED的绝对值由图7的累计氧过剩量R2表示。另外，时刻t4?时刻t5相当于如上所述的氧减少期间Tdec，因而，该期间的累计氧过剩或不足量2 0ED的绝对值由图7的累计氧不足量F2表示。然后，基于该累计氧过剩量办与累计氧不足量内之差A 2〇ED(=R2-F2)，使用上述式(2)更新学习值sfbg。在本实施方式中，在时刻^以后也反复进行同样的控制，由此反复进行学习值sfbg的更新。
[0149]通过利用通常学习控制这样进行学习值sfbg的更新，虽然上游侧空燃比传感器40 的输出空燃比AFup慢慢远离目标空燃比，但流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比慢慢接近目标空燃比。由此，能够补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离。
[0150]此外，如上所述，学习值sfbg的更新优选基于氧增大期间Tine的累计氧过剩或不足量2 OED与该氧增大期间Tine之后紧接的氧减少期间Tdec的累计氧过剩或不足量5: 〇ED 来进行。这是因为，如上所述，在氧增大期间Tine被上游侧排气净化催化剂20吸藏的总氧量和在其之后紧接的氧减少期间Tdec从上游侧排气净化催化剂20放出的总氧量相等。
[0151]除此之外，在上述实施方式中，基于1次的氧增大期间Tine的累计氧过剩或不足量 2 0ED与1次的氧减少期间Tdec的累计氧过剩或不足量2 0ED来进行学习值sfbg的更新。但是，也可以基于多次的氧增大期间Tine的累计氧过剩或不足量2 0ED的合计值或平均值与多次的氧减少期间Tdec的累计氧过剩或不足量2 0ED的合计值或平均值来进行学习值sfbg 的更新。
[0152]另外，在上述实施方式中，基于学习值sfbg来修正控制中心空燃比。但是，基于学习值sfbg修正的也可以是与空燃比相关的其他参数。作为其他参数，例如可举出向燃烧室5 内的燃料供给量、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、空燃比修正量等。
[0153]此外，可以进行上述的其他控制作为空燃比控制。具体而言，作为其他控制，例如可考虑如下控制:在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了稀判定空燃比以上时，将目标空燃比切换为浓空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时，将目标空燃比切换为稀空燃比。
[0154]在该情况下，算出从将目标空燃比切换为浓空燃比起到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为浓判定空燃比以下为止的氧减少期间的累计氧过剩或不足量的绝对值，作为累计氧不足量。除此之外，算出从将目标空燃比切换为稀空燃比起到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为稀判定空燃比以上为止的氧增大期间的累计氧过剩或不足量的绝对值，作为累计氧过剩量。然后，以使这些累计氧过剩量与累计氧不足量之差变小的方式修正控制中心空燃比等。
[0155]因此，若对以上进行总结，则可以说，在本实施方式中，在通常学习控制中，基于从将目标空燃比切换为稀空燃比起到再次切换为浓空燃比为止的氧增大期间的累计氧过剩量和从将目标空燃比切换为浓空燃比起到再次切换为稀空燃比为止的氧减少期间的累计氧不足量，以使这些累计氧过剩量与累计氧不足量之差变小的方式修正与空燃比相关的参数。
[0156]〈上游侧空燃比传感器的大的偏离〉
[0157]在图6所示的例子中，示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比产生了偏离但其程度不那么大的情况。因此，从图6的虚线也可知，在目标空燃比被设定在浓设定空燃比的情况下，实际的排气的空燃比虽然比浓设定空燃比稀，但仍然是浓空燃比。
[0158]与此相对，若上游侧空燃比传感器40产生的偏离变大，则即使目标空燃比被设定为浓设定空燃比，实际的排气的空燃比有时也会成为理论空燃比。在图8中示出该情况。
[0159]在图8中，在时刻以以前，空燃比修正量AFC被设为稀设定修正量AFClean。与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup为稀设定空燃比。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比大幅度向浓侧偏离，所以排气的实际的空燃比为比稀设定空燃比稀的空燃比(图中的虚线)。[〇16〇]之后，当在时刻t基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup算出的累计氧过剩或不足量S0ED达到切换基准值OEDref?时，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量 AFCrich。与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为与浓设定空燃比相当的空燃比。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比大幅度向浓侧偏离，所以排气的实际的空燃比为理论空燃比(图中的虚线)。
[0161]其结果，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA不变而维持为一定的值。因而， 即使在将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich之后经过了较长时间，也不会从上游侦_气净化催化剂20排出未燃气体，因此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn仍然大致维持为理论空燃比。如上所述，空燃比修正量AFC从浓设定修正量AFCrich向稀设定修正量AFClean的切换在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到了浓判定空燃比 AFrich时进行。但是，在图8所示的例子中，由于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn 维持为理论空燃比不变，所以空燃比修正量AFC会长时间内维持为浓设定修正量AFCrich。 在此，上述的通常学习控制以空燃比修正量AFC在浓设定修正量AFCrich与稀设定修正量 AFClean之间交替地切换为前提。因此，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比大幅度偏离的情况下，不会进行空燃比修正量AFC的切换，因而不能进行上述的通常学习控制。
[0162]图9是示出上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以极大的幅度向浓侧偏离的情况的与图8同样的图。在图9所示的例子中，与图8所示的例子同样，在时刻^，空燃比修正量 AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。即，在时刻以目标空燃比被设定为浓设定空燃比。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离，实际的排气的空燃比为稀空燃比(图中的虚线)。
[0163]其结果，尽管空燃比修正量AFC被设定在浓设定修正量AFCrich，却会向上游侧排气净化催化剂20流入稀空燃比的排气。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA慢慢增大，最终在时刻t2达到最大可吸藏氧量Cmax。这样，若氧吸藏量0SA达到最大可吸藏氧量 Cmax，则上游侧排气净化催化剂20无法再进一步吸藏排气中的氧。因而，流入的排气中包含的氧和NOx从上游侧排气净化催化剂20直接流出，结果，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn上升。但是，空燃比修正量AFC从浓设定修正量AFCrich向稀设定修正量AFClean的切换在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到了浓判定空燃比AFrich时进行。因而，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以极大的幅度偏离的情况下，也不会进行空燃比修正量AFC的切换，因而也不能进行上述的通常学习控制。
[0164]〈粘附学习控制〉
[0165]于是，在本实施方式中，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离大的情况下，为了补偿该偏离，除了上述的通常学习控制之外，还进行理论空燃比粘附学习控制、稀粘附学习控制以及浓粘附学习控制。
[0166]〈理论空燃比粘附学习〉
[0167]首先，对理论空燃比粘附学习控制进行说明。如图10所示的例子那样，理论空燃比粘附学习控制是在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比粘附于理论空燃比的情况下进行的学习控制。[〇168] 在此，将浓判定空燃比AFrich与稀判定空燃比AFlean之间的区域称作中间区域M。 该中间区域M相当于浓判定空燃比与稀判定空燃比之间的空燃比区域即理论空燃比附近区域。在理论空燃比粘附学习控制中，判断从将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量 AFCrich起，即从将目标空燃比切换为浓设定空燃比起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否在预先设定的理论空燃比维持判定时间以上维持在中间区域M内。并且，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在理论空燃比维持判定时间以上维持在中间区域 M内的情况下，减小学习值sfbg以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侦搜化。在图10中示出该情况。
[0169]图10是示出空燃比修正量AFC等的时间图的与图9同样的图。图10与图8同样地示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup大幅度向低侧(浓侧)偏离的情况。[〇17〇]在图示的例子中，与图8同样，在时刻以以前，空燃比修正量AFC被设为稀设定修正量AFClean。之后，在时刻以，累计氧过剩或不足量2 0ED达到切换基准值OEDref，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比大幅度向浓侧偏离，所以与图8所示的例子同样，排气的实际的空燃比大致为理论空燃比。 因而，在时刻七以后，维持为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA值。其结果，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn长期维持在理论空燃比附近，因而维持在中间区域M内。
[0171]于是，在本实施方式中，从将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich起，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在预先设定的理论空燃比维持判定时间Tsto以上维持在中间区域M内的情况下，修正控制中心空燃比AFR。特别地，在本实施方式中，以使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化的方式更新学习值sfbg。[〇172]具体而言，在本实施方式中，利用下述式(4)算出学习值sfbg，并且利用上述式(3) 修正控制中心空燃比AFR。
[0173]sfbg(n) =sfbg(n-l)+k2 ? AFCrich---(4)
[0174]此外，在上述式(4)中，k2是表示修正控制中心空燃比AFR的程度的增益(0〈k2<l)。 增益k2的值越大，则控制中心空燃比AFR的修正量越大。
[0175]在此，如上所述，在空燃比修正量AFC切换后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比 AFdwn长期维持在中间区域M内的情况下，排气的实际的空燃比大致为理论空燃比附近的值。因而，上游侧空燃比传感器40的偏离的程度和控制中心空燃比(理论空燃比)与目标空燃比(在该情况下是浓设定空燃比)之差相同。在本实施方式中，如上述式(4)所示，基于与控制中心空燃比与目标空燃比之差相当的空燃比修正量AFC来更新学习值sfbg，由此，能够更适当地补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离。[〇176] 在图10所示的例子中，从时刻ti到经过了理论空燃比维持判定时间Tsto的时刻t2， 空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量AFCrich。因而，若使用式(4)，则在时刻^使学习值 sfbg减小。其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比会向浓侧变化。由此，在时刻〖2以后，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比相对于目标空燃比的偏离比时刻〖2以前小。因此，在时刻〖2以后，表示实际的空燃比的虚线与表示目标空燃比的单点划线之间的差比时刻^以前的差小。
[0177]在图10所示的例子中，示出了将增益1?设为比较小的值的例子。因而，即使在时刻 t2进行学习值sfbg的更新，仍然残留有流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比相对于目标空燃比的偏离。因而，排气的实际的空燃比成为比浓设定空燃比稀的空燃比、 即浓程度小的空燃比(参照图10的虚线)。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA的减小速度慢。
[0178]其结果，从时刻丨2到经过了理论空燃比维持判定时间Tsto的时刻t3,下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持在理论空燃比附近，因而维持在中间区域M内。因而，在图10所示的例子中，在时刻t3也使用式(4)进行学习值sfbg的更新。
[0179]在图10所示的例子中，之后，在时刻t4，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比 AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下。这样，在输出空燃比AFdwn成为了浓判定空燃比 AFrich以下之后，如上所述，空燃比修正量AFC被交替地设定成稀设定修正量AFClean和浓设定修正量AFCrich。与此相伴，进行上述的通常学习控制。[〇18〇]通过利用理论空燃比粘附学习控制这样进行学习值sfbg的更新，即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup的偏离大的情况下，也能够进行学习值的更新1。由此，能够补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离。[〇181]此外，在上述实施方式中，理论空燃比维持判定时间Tsto被设为预先设定的时间。 在该情况下，理论空燃比维持判定时间被设为将目标空燃比切换为浓空燃比之后的累计氧过剩或不足量S 0ED的绝对值达到新品时的上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量为止通常会花费的时间以上。具体而言，优选设为其2倍?4倍左右的时间。
[0182]或者，也可以根据将目标空燃比切换为浓空燃比之后的累计氧过剩或不足量5: 0ED等其他参数来使理论空燃比维持判定时间Tsto变化。具体而言，例如，累计氧过剩或不足量2 0ED越多，则理论空燃比维持判定时间Tsto被设为越短。由此，也能够在将目标空燃比切换为浓空燃比之后的累计氧过剩或不足量S 0ED成为了预定的量(例如，图10的OEDsw) 时进行如上所述的学习值sfbg的更新。另外，在该情况下，需要将累计氧过剩或不足量2 0ED的上述预定的量设为新品时的上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量以上。具体而言，优选设为最大可吸藏氧量的2倍?4倍左右的量。
[0183]此外，关于理论空燃比粘附学习控制，也与上述的通常学习控制的情况同样，能够应用于使用了上述其他控制作为基本的空燃比控制的情况。在该情况下，在理论空燃比粘附学习控制中，从将目标空燃比切换为稀空燃比起，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比在理论空燃比维持判定时间Tsto以上维持在理论空燃比附近空燃比区域内的情况下，根据此时的目标空燃比使学习值sfbg增大或减小，以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧或稀侧变化。
[0184]因此，若对这些进行总结来表述，则可以说，在本实施方式中，在理论空燃比粘附学习中，从将目标空燃比切换为与理论空燃比相比偏向一侧(与图9所示的例子中的浓侧相当)的空燃比起，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比在理论空燃比维持判定时间Tsto 以上维持在理论空燃比附近空燃比区域内的情况下，在反馈控制中修正与空燃比相关的参数，以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向所述一侧变化。
[0185]另外，在上述理论空燃比粘附学习控制中，在将目标空燃比切换为稀空燃比之后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比在理论空燃比维持判定时间Tsto以上维持在理论空燃比附近空燃比区域内的情况下，进行学习值的更新。但是，也可以基于将目标空燃比切换为稀空燃比之后的吸入空气量、后述的累计排气流量等时间以外的参数来进行理论空燃比粘附学习。
[0186]〈浓?稀粘附学习〉
[0187]接着，对稀粘附学习控制进行说明。稀粘附学习控制是在如图9所示的例子那样尽管将目标空燃比设为浓空燃比下游侧空燃比传感器41的输出空燃比却粘附于稀空燃比的情况下进行的学习控制。在稀粘附学习控制中，判断在将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich之后，即在将目标空燃比切换为浓设定空燃比之后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否在预先设定的稀空燃比维持判定时间以上维持为稀空燃比。并且，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在稀空燃比维持判定时间以上维持为稀空燃比的情况下，使学习值sfbg减小以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化。在图11中示出该情况。
[0188]图11是示出空燃比修正量AFC等的时间图的与图9同样的图。图11与图9同样地示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup以极大幅度向低侧(浓侧)偏离的情况。 [〇189]在图不的例子中，在时刻to,空燃比修正量AFC被从稀设定修正量AFClean切换为浓设定修正量AFCrich。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以极大幅度向浓侧偏离，所以与图9所示的例子同样，排气的实际的空燃比为稀空燃比。因而，在时刻to以后， 下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为稀空燃比。
[0190]于是，在本实施方式中，在空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich之后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在预先设定的稀空燃比维持判定时间Tlean以上维持为稀空燃比的情况下，修正控制中心空燃比AFR。特别地，在本实施方式中，以使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化的方式修正学习值sfbg。[〇191]具体而言，在本实施方式中，利用下述式(5)算出学习值sfbg，并且利用上述式(3) 而基于学习值sfbg修正控制中心空燃比AFR。
[0192]sfbg(n) =sfbg(n-l)+k3 ? (AFCrich-(AFdwn-14.6))---(5)
[0193]此外，在上述式(5)中，k3是表示修正控制中心空燃比AFR的程度的增益(0〈k3<l)。 增益k3的值越大，则控制中心空燃比AFR的修正量越大。
[0194]在此，在图11所示的例子中，在空燃比修正量AFC被设定在浓设定修正量AFCrich 时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为稀空燃比。在该情况下，上游侧空燃比传感器40的偏离相当于目标空燃比与下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的差。若对此进行分解，则可以说，上游侧空燃比传感器40的偏离的程度与将目标空燃比与理论空燃比之差(相当于浓设定修正量AFCrich)和理论空燃比与下游侧空燃比传感器41的输出空燃比之差相加而得到的量相同。于是，在本实施方式中，如上述式(5)所示，基于向浓设定修正量 AFCrich加上下游侧空燃比传感器41的输出空燃比与理论空燃比之差而得到的值来更新学习值sfbg。特别地，在上述的理论空燃比粘附学习中，以与浓设定修正量AFCrich相当的量修正学习值，与此相对，在稀粘附学习中，除此之外还以与下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn相当的量修正学习值。另外，增益k3被设为与增益k2相同的程度。因而，稀粘附学习中的修正量比理论空燃比粘附学习中的修正量大。
[0195]在图11所示的例子中，若使用式(5)，则在时刻。使学习值sfbg减小。其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比向浓侧变化。由此，在时刻七以后，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比相对于目标空燃比的偏离比时刻七以前小。 因此，在时刻^以后，表示实际的空燃比的虚线与表示目标空燃比的单点划线之间的差比时刻以前的差小。
[0196]在图11中，示出了将增益k3设为比较小的值的例子。因而，即使在时刻以进行学习值sfbg的更新，仍然残留有上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离。特别地，在图示的例子中，在时刻以以后，排气的实际的空燃比也仍为稀空燃比。其结果，在从时刻七起的稀空燃比维持判定时间Tlean内，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为稀空燃比。 因而，在图示的例子中，在时刻^也通过稀粘附学习而使用上述式(5)进行学习值sfbg的修正。
[0197]若在时刻丨2进行学习值sfbg的修正，则流入上游侧排气净化催化剂20的排气的实际的空燃比相对于目标空燃比的偏离变小。由此，在图示的例子中，在时刻^以后，排气的实际的空燃比成为比理论空燃比稍浓，与此相伴，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比 AFdwn从稀空燃比大致变化成理论空燃比。特别地，在图11所示的例子中，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在从时刻t2到时刻t3的理论空燃比维持判定时间Tsto内大致维持为理论空燃比，即维持在中间区域M内。因而，在时刻t3,通过理论空燃比粘附学习，使用上述式(4)进行学习值sfbg的修正。
[0198]通过利用稀粘附学习控制这样进行学习值sfbg的更新，即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup的偏离极大的情况下，也能够进行学习值的更新。由此，能够减小上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏离。
[0199]此外，在上述实施方式中，稀空燃比维持判定时间Hean被设为预先设定的时间。 在该情况下，稀空燃比维持判定时间Hean被设为在将目标空燃比切换为浓空燃比之后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比与此相应地变化成止通常会花费的下游侧空燃比传感器的响应延迟时间以上。具体而言，优选设为其2倍?4倍左右的时间。另外，稀空燃比维持判定时间Tlean比将目标空燃比切换为浓空燃比之后的累计氧过剩或不足量2 0ED的绝对值达到新品时的上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量为止通常会花费的时间短。因此，稀空燃比维持判定时间H ean被设为比上述的理论空燃比维持判定时间Tsto短。[〇2〇〇]或者，也可以根据将目标空燃比切换为浓空燃比之后所累计的排气流量等其他参数而使稀空燃比维持判定时间Tlean变化。具体而言，例如，累计排气流量2 Ge越多，则稀空燃比维持判定时间Hean被设为越短。由此，也能够在将目标空燃比切换为浓空燃比之后的累计排气流量成为了预定的量(例如，图11的SGesw)时进行上述的学习值sfbg的更新。另夕卜，在该情况下，预定的量需要设为在切换目标空燃比之后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比与此相应地变化成止所需要的排气的总流量以上。具体而言，优选设为该总流量的2 倍?4倍左右的量。[〇2〇1]接着，对浓粘附学习控制进行说明。浓粘附学习控制是与稀粘附学习控制同样的控制，是在尽管将目标空燃比设为稀空燃比下游侧空燃比传感器41的输出空燃比却粘附于浓空燃比的情况下进行的学习控制。在浓粘附学习控制中，判断在将空燃比修正量AFC切换为稀设定修正量AFClean之后，即在将目标空燃比切换为稀设定空燃比之后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否在预先设定的浓空燃比维持判定时间(与稀空燃比维持判定时间同样)以上维持为浓空燃比。并且，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn 在浓空燃比维持判定时间以上维持为浓空燃比的情况下，使学习值sfbg增大以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向稀侧变化。即，在浓粘附学习控制中，进行相对于上述的稀粘附学习控制使浓和稀相反的控制。[〇2〇2]此外，在本实施方式中，除了通常学习控制之外，还进行理论空燃比粘附学习控制、稀粘附学习控制和浓粘附学习控制。若对此进行总结，则可以称作基于下游侧空燃比传感器41的输出更新学习值并且根据学习值控制与空燃比相关的参数以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化的学习控制。[〇2〇3]〈空燃比传感器的元件破裂〉
[0204]作为如上所述的在空燃比传感器40、41产生的异常，可举出在构成空燃比传感器 40、41的元件产生破裂的元件破裂这一现象。具体而言，产生贯通固体电解质层51和扩散限速层54的破裂(图12的C1)和/或除了固体电解质层51和扩散限速层54之外还贯通两电极 52、53的破裂(图12中C2)。若产生这样的元件破裂，则排气会如图12所示那样经由破裂的部分进入基准气体室55内。
[0205]其结果，在空燃比传感器40、41周围的排气的空燃比为浓空燃比的情况下，浓空燃比的排气进入基准气体室55内。由此，浓空燃比的排气向基准气体室55内扩散，大气侧电极 53周围的氧浓度下降。另一方面，即使在该情况下，排气侧电极52也会经由扩散限速层54暴露于排气。因而，大气侧电极53周围与排气侧电极52周围之间的氧浓度差下降，结果，空燃比传感器40、41的输出空燃比成为稀空燃比。即，若在空燃比传感器40、41产生元件破裂，则即使空燃比传感器40、41周围的排气的空燃比为浓空燃比，空燃比传感器40、41的输出空燃比也会成为稀空燃比。
[0206]另一方面，在空燃比传感器40、41周围的排气的空燃比为稀空燃比的情况下，不会产生这样的输出空燃比的逆转现象。这是因为，在排气的空燃比为稀空燃比的情况下，与固体电解质层51的两侧的空燃比的差相比，空燃比传感器40、41的输出电流更依赖于经由扩散限速层54到达排气侧电极52表面上的氧的量。[〇2〇7]图13示出了使施加电压恒定在0.45V左右时的与图3同样的排气空燃比与空燃比传感器40、41的输出空燃比的关系。如图13所示，在空燃比传感器40、41正常的情况下(图中的圆圈)，随着排气空燃比变大，即随着排气空燃比变稀，空燃比传感器40、41的输出电流增大。另一方面，在空燃比传感器40、41产生了元件破裂的异常的情况下(图中的三角形)，在排气空燃比是14.6以上的稀空燃比时，随着排气空燃比变大，空燃比传感器40、41的输出电流也增大。与此相对，在排气空燃比为14.6以下的浓空燃比时，随着排气空燃比变小，即随着排气空燃比变浓，空燃比传感器40、41的输出电流增大。
[0208]在下游侧空燃比传感器41这样产生了元件破裂的异常时，即使下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比为浓空燃比，其输出空燃比AFdwn也会成为稀空燃比。即，在将目标空燃比设定为浓空燃比时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为稀空燃比。另一方面，如上所述，在上游侧空燃比传感器40产生的偏离大的情况下，在将目标空燃比设定为浓空燃比时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也成为稀空燃比。因而，在尽管将目标空燃比设为浓空燃比下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn却粘附于稀空燃比的情况下，无法判别出其中哪一个才是原因。
[0209]图14是在下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常的状态下进行了上述的稀粘附控制的情况下的控制中心空燃比等的时间图。在图14所示的例子中，在时刻to以后， 空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich。在图14所示的例子中，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup没有产生偏离，所以流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比为浓空燃比。另外，在图14所示的例子中，在时刻to,上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA大致为零。因而，从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比也为浓空燃比。 由于下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常，所以在时刻to以后，即使从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比为浓空燃比，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比 AFdwn也为稀空燃比。因此，在时刻to以后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为稀空燃比。[〇21〇]其结果，在时刻tQ以后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn不会成为浓判定空燃比AFrich以下，所以空燃比修正量AFC仍然维持为浓设定修正量AFCrich。与此相伴， 下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也仍然维持为稀空燃比。若这样的状态持续稀空燃比维持判定时间Hean以上，贝lj通过上述的稀粘附学习控制使学习值sfbg减小。因此， 在图14所示的例子中，也在从时刻to经过了稀空燃比维持判定时间Ilean的时刻七使学习值 sfbg减小。其结果，控制中心空燃比AFR下降，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比下降(向浓侧变化)。
[0211]如图13所示，在下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常的情况下，在下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比为浓空燃比时，其浓程度越大，则输出空燃比AFdwn 的稀程度越大。因此，若在时刻七控制中心空燃比AFR向浓侧偏移而流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化，则下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn随之向稀侧变化。
[0212]另外，在时刻。以后，空燃比修正量AFC也仍然维持为浓设定修正量AFCrich，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也仍然维持为稀空燃比。因此，在从时刻“经过了稀空燃比维持判定时间Tlean的时刻t2也使学习值sfbg减小，控制中心空燃比AFR下降。与此相伴，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化。[〇213]如参照图11所说明，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比产生了偏离的情况下，若使控制中心空燃比AFR下降，S卩，若使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化，则下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也向浓侧变化。与此相对，在下游侧空燃比传感器41产生元件破裂的异常的情况下，若使控制中心空燃比AFR下降，则下游侦控燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化。于是，在本实施方式中，利用这样的响应形态的不同来适当地诊断下游侧空燃比传感器41的元件破裂异常。
[0214]〈下游侧空燃比传感器的异常诊断〉
[0215]在本实施方式中，首先，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被设为浓空燃比时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在预定的判定时间以上维持在稀判定空燃比AFlean以上的情况下，进行使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的空燃比浓化控制。该空燃比浓化控制也可以是以使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的方式更新学习值sfbg的稀粘附学习控制。[〇216]并且，在通过空燃比浓化控制使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成浓侧的空燃比时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化了的情况下， 判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常。除此之外，在本实施方式中，在判定为下游侧空燃比传感器产生了异常时，使通过稀粘附学习控制更新后的学习值返回到更新前的值。
[0217]图15是下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常的情况下的控制中心空燃比AFR等的与图14同样的时间图。与图14所示的例子同样，空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich，另外，在时刻ti，通过稀粘附学习控制使学习值sfbg减小。其结果，控制中心空燃比AFR下降，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比下降。
[0218]此时，由于下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂异常，所以若在时刻以流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化，则下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn随着向稀侧变化。因此，在时刻。以后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn 成为比此前的空燃比靠稀侧的空燃比。[〇219]之后，在本实施方式中，在从时刻^经过了稀空燃比维持判定时间Tlean的时刻t2， 进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。具体而言，如图15所示，在时刻〖2的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn比时刻t或者其以前的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比 AFdwn靠稀侧的情况下，判定为在下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。即，在时刻^使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化了时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。在图15所示的例子中，在时刻t#lj定为产生了元件破裂的异常，因而异常判定标志被设为激活(0N)。
[0220]另一方面，与图15所示的例子相反，在时刻〖2的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn与时刻t或者其以前的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn相同或者比其靠浓侧的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常。即，在时刻七使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化了时下游侧空燃比传感器41 的输出空燃比AFdwn不变化或者向浓侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常。由此，能够适当地诊断下游侧空燃比传感器41的元件破裂的异常。
[0221]在此，在从时刻“经过了稀空燃比维持判定时间Tlean的时刻t2,在空燃比修正量 AFC维持为浓设定修正量AFCrich的状态下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持在稀判定空燃比AFlean以上。因此，本来的话，在时刻t2,应该通过上述的稀粘附学习控制使学习值sfbg减小，使控制中心空燃比AFR下降。但是，在本实施方式中，若在时刻t2异常判定标志被设为激活，则在时刻t2不是使学习值sfbg减小，而是使在时刻以通过稀粘附学习控制更新后的学习值sfbg返回到更新前的值。由此，能够抑制学习值sfbg被过剩地修正。
[0222]此外，在上述实施方式中，在从时刻。经过了稀空燃比维持判定时间Ilean的时刻 t2,诊断下游侧空燃比传感器41的元件破裂的异常。但是，只要是经过了从在时刻t使控制中心空燃比AFR向浓侧变化起到下游侧空燃比传感器41开始反应为止的响应延迟之后即可，也可以在时刻^以前或者时刻^以后进行下游侧空燃比传感器41的元件破裂异常的诊断。同样，在上述实施方式中，在从时刻ti经过了稀空燃比维持判定时间Ilean的时刻t2,使学习值sfbg返回到更新前的原来的值。但是，只要是在判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂异常之后即可，也可以在时刻〖2以前或者时刻t2以后使学习值sfbg返回到更新前的原来的值。
[0223]另外，在上述实施方式中，在时刻^通过稀粘附学习控制使控制中心空燃比AFR与此前相比向浓侧变化，由此使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧的空燃比变化，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn对该变化的反应来进行异常诊断。 但是，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被设为浓空燃比时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在预定的判定时间以上维持在稀判定空燃比AF1 ean以上的情况下，只要是使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的空燃比浓化控制即可，也可以通过与上述的稀粘附学习控制不同的控制来使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧的空燃比变化。因此，也可以取代控制中心空燃比而使空燃比修正量和/或来自燃料喷射阀11的燃料喷射量等变化。或者，也可以在与进行稀粘附学习控制的定时不同的定时使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧的空燃比变化。
[0224]〈具体控制的说明〉
[0225]接着，参照图16?图20,对上述实施方式的控制装置进行具体说明。如作为功能框图的图16所示，本实施方式的控制装置构成为包括A1?A10的各功能框。以下，一边参照图 16—边对各功能框进行说明。这些各功能框A1?A10的操作基本上在E⑶31中执行。[〇226]〈燃料喷射量的算出〉
[0227]首先，对燃料喷射量的算出进行说明。在算出燃料喷射量时，使用缸内吸入空气量算出单兀A1、基本燃料喷射量算出单兀A2以及燃料喷射量算出单兀A3。
[0228]缸内吸入空气量算出单元A1基于吸入空气流量Ga、内燃机转速NE以及存储在 E⑶31的R0M34中的映射或计算式，算出向各汽缸吸入的吸入空气量Me。吸入空气流量Ga由气流计39计测，内燃机转速NE基于曲轴角传感器44的输出算出。
[0229]基本燃料喷射量算出单元A2通过将由缸内吸入空气量算出单元A1算出的缸内吸入空气量Me除以目标空燃比AFT来算出基本燃料喷射量Qbase (Qbase =Mc/AFT)。目标空燃比AFT由后述的目标空燃比设定单元A8算出。
[0230]燃料喷射量算出单元A3通过向由基本燃料喷射量算出单元A2算出的基本燃料喷射量Qbase加上后述的F/B修正量DFi来算出燃料喷射量Qi(Qi=Qbase+DFi)。对燃料喷射阀 11进行喷射指示，以使得从燃料喷射阀11喷射这样算出的燃料喷射量Qi的燃料。[〇231]〈目标空燃比的算出〉
[0232]接着，对目标空燃比的算出进行说明。在算出目标空燃比时，使用氧过剩或不足量算出单元A4、空燃比修正量算出单元A5、学习值算出单元A6、控制中心空燃比算出单元A7以及目标空燃比设定单元A8。
[0233]氧过剩或不足量算出单元A4基于由燃料喷射量算出单元A3算出的燃料喷射量Qi 和上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup算出累计氧过剩或不足量20ED。氧过剩或不足量算出单元A4例如通过将上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup与控制中心空燃比 AFR的差量乘以燃料喷射量Qi，并且对求出的值进行累计来算出累计氧过剩或不足量2 0ED〇
[0234]在空燃比修正量算出单元A5中，基于由氧过剩或不足量算出单元A4算出的累计氧过剩或不足量S0H)和下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn，算出空燃比修正量AFC。 具体而言，基于图17所示的流程图算出空燃比修正量AFC。
[0235]在学习值算出单元A6中，基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn、由氧过剩或不足量算出单元A4算出的累计氧过剩或不足量2 0ED等来算出学习值sfbg。具体而言， 基于图18所示的通常学习控制的流程图、图19所示的粘附学习控制的流程图以及图20所示的异常诊断?学习值设定控制来算出学习值sfbg。这样算出的学习值sfbg被保存到ECU31 的RAM33中的即使搭载有内燃机的车辆的点火钥匙被关闭(of f)也不会消去的存储介质。 [〇236] 在控制中心空燃比算出单元A7中，基于基本控制中心空燃比AFRbase (例如，理论空燃比)和由学习值算出单元A6算出的学习值sfbg算出控制中心空燃比AFR。具体而言，如上述的式(3)所示，通过向基本控制中心空燃比AFRbase加上学习值sfbg来算出控制中心空燃比AFR。
[0237]目标空燃比设定单元A8通过向由控制中心空燃比算出单元A7算出的控制中心空燃比AFR加上由空燃比修正量算出单元A5算出的空燃比修正量AFC来算出目标空燃比AFT。 这样算出的目标空燃比AFT被输入到基本燃料喷射量算出单元A2和后述的空燃比偏差算出单元A9〇
[0238]〈F/B修正量的算出〉
[0239]接着，对基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup进行的F/B修正量的算出进行说明。在算出F/B修正量时，使用空燃比偏差算出单兀A9和F/B修正量算出单兀A10。 [〇24〇]空燃比偏差算出单元A9通过从上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup减去由目标空燃比设定单元A8算出的目标空燃比AFT来算出空燃比偏差DAF(DAF = AFup-AFT)。该空燃比偏差DAF是表示燃料供给量相对于目标空燃比AFT的过剩或不足的值。
[0241] F/B修正量算出单元A10通过对由空燃比偏差算出单元A9算出的空燃比偏差DAF进行比例?积分?微分处理(PID处理)，来基于下式(6)算出用于补偿燃料供给量的过剩或不足的F/B修正量DFi。这样算出的F/B修正量DFi被输入到燃料喷射量算出单元A3。
[0242]DFi=Kp ? DAF+Ki ? SDAF+Kd ? DDAF---(6)
[0243]此外，在上述式(6)中，Kp是预先设定的比例增益(比例常数)，Ki是预先设定的积分增益(积分常数)，Kd是预先设定的微分增益(微分常数)。另外，DDAF是空燃比偏差DAF的时间微分值，通过将本次更新的空燃比偏差DAF与上次更新的空燃比偏差DAF的偏差除以与更新间隔对应的时间来算出。另外，SDAF是空燃比偏差DAF的时间积分值，该时间积分值 SDAF通过向上次更新的时间积分值SDAF加上本次更新的空燃比偏差DAF来算出(SDAF = SDAF+DAF)〇
[0244]〈空燃比修正量设定控制的流程图〉
[0245]图17是示出空燃比修正量AFC的算出控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断(interrupt 1n)来进行。[〇246]如图17所示，首先，在步骤S11中判定空燃比修正量AFC的算出条件是否成立。所谓空燃比修正量AFC的算出条件成立的情况，可举出处于进行反馈控制的通常控制期间、例如不处于燃料削减控制期间等。在步骤S11中判定为目标空燃比的算出条件成立的情况下，进入步骤S12。
[0247]在步骤S12中，判定稀设定标志FIs是否被设定在0。稀设定标志FIs在空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFClean时被设为1，在除此之外的情况下被设为0。在步骤S12 中判定为稀设定标志FIs被设定在0的情况下，进入步骤S13。在步骤S13中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否为浓判定空燃比AFrich以下。在判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn比浓判定空燃比AFrich大的情况下，进入步骤S14。在步骤S14 中，空燃比修正量AFC维持被设定为浓设定修正量AFCrich的状态，控制例程结束。
[0248]另一方面，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA减小而从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比下降，则最终在步骤S13中判定为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为浓判定空燃比AFrich以下。在该情况下，进入步骤S15,空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean。接着，在步骤S16中，稀设定标志FIs被设定为1，控制例程结束。
[0249]若稀设定标志FIs被设定为1，则在下一控制例程中，在步骤S12中判定为稀设定标志FIs没有被设定在0,进入步骤S17。在步骤S17中，判定空燃比修正量AFC被切换为稀设定修正量AFClean之后的累计氧过剩或不足量2 0H)是否比切换基准值OEDref少。在判定为累计氧过剩或不足量S 0ED比切换基准值OEDref少的情况下，进入步骤S18，空燃比修正量AFC 继续维持被设定为稀设定修正量AFClean的状态，控制例程结束。另一方面，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量增大，则最终在步骤S17中判定为累计氧过剩或不足量2 0H)为切换基准值OEDref以上，进入步骤S19。在步骤S19中，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。接着，在步骤S20中，稀设定标志FIs被复位为0，控制例程结束。
[0250]〈通常学习控制的流程图〉
[0251]图18是示出通常学习控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断来进行。[〇252]如图18所示，首先，在步骤S21中，判定学习值sfbg的更新条件是否成立。所谓更新条件成立的情况，例如可举出处于通常控制期间等。在步骤S21中判定为学习值sfbg的更新条件成立的情况下，进入步骤S22。在步骤S22中，判定稀标志F1是否被设定在0。在步骤S22 中判定为稀标志F1被设定在0的情况下，进入步骤S23。
[0253]在步骤S23中，判定空燃比修正量AFC是否比0大、即目标空燃比是否为稀空燃比。 在步骤S23中判定为空燃比修正量AFC比0大的情况下，进入步骤S24。在步骤S24中，向累计氧过剩或不足量S0ED加上当前的氧过剩或不足量0ED。
[0254]之后，若目标空燃比被向浓空燃比切换，则在下一控制例程中，在步骤S23中判定为空燃比修正量AFC为0以下，进入步骤S25。在步骤S25中，稀标志F1被设为1，接着，在步骤 S26中，Rn被设为当前的累计氧过剩或不足量2 0ED的绝对值。接着，在步骤S27中，累计氧过剩或不足量S 0H)被复位为〇，控制例程结束。
[0255]另一方面，若稀标志F1被设为1，则在下一控制例程中，从步骤S22进入步骤S28。在步骤S28中，判定空燃比修正量AFC是否比0小、即目标空燃比是否为浓空燃比。在步骤S28中判定为空燃比修正量AFC比0小的情况下，进入步骤S29。在步骤S29中，向累计氧过剩或不足量S0H)加上当前的氧过剩或不足量0ED。
[0256]之后，若目标空燃比被向稀空燃比切换，则在下一控制例程中，在步骤S28中判定为空燃比修正量AFC为0以上，进入步骤S30。在步骤S30中，稀标志F1被设为0,接着，在步骤 S31中，Fn被设为当前的累计氧过剩或不足量2 0ED的绝对值。接着，在步骤S32中，累计氧过剩或不足量S 0ED被复位为0。接着，在步骤S33中，基于在步骤S26中算出的Rn和在步骤S31 中算出的Fn来更新学习值sfbg，控制例程结束。
[0257]〈粘附学习控制的流程图〉[〇258]图19是示出粘附学习控制(理论空燃比粘附控制、浓粘附控制以及稀粘附控制)的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断来进行。此外，在图19所示的例子中，取代经过时间经过稀空燃比维持判定时间Hean而在累计吸入空气量2Ge达到了预先设定的预定量S Gesw时进行学习值sfbg的更新等。[〇259]如图19所示，首先，在步骤S41中判定稀标志F1是否被设定在0。在步骤S41中判定为稀标志F1被设定在0的情况下，进入步骤S42。在步骤S42中，判定空燃比修正量AFC是否比 0大、即目标空燃比是否为稀空燃比。在步骤S42中判定为空燃比修正量AFC为0以下的情况下，进入步骤S43。[〇26〇] 在步骤S43中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否比稀判定空燃比AFlean大，在步骤S44中判定输出空燃比AFdwn是否为浓判定空燃比AFrich与稀判定空燃比AFlean之间的值。在步骤S43、S44中判定为输出空燃比AFdwn比浓判定空燃比AFrich小的情况下，即，在判定为输出空燃比AFdwn为浓空燃比的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S43、S44中判定为输出空燃比AFdwn比稀判定空燃比AFlean大的情况下，S卩，在判定为输出空燃比为稀空燃比的情况下，进入步骤S45。[0261 ]在步骤S45中，向累计排气流量2 Ge加上当前的排气流量Ge而得到的值被设为新的累计排气流量SGe。此外，排气流量Ge例如基于气流计39的输出等算出。接着，在步骤S46 中，判定在步骤S45中算出的累计排气流量2Ge是否为预先设定的预定量2Gesw以上。在步骤S46中判定为2 Ge比2 Gesw小的情况下，控制例程结束。另一方面，在累计排气流量2 Ge 增大而在步骤S46中判定为2Ge为2Gesw以上的情况下，进入步骤S47。在步骤S47中，执行后述的异常诊断?学习值设定控制。接着，在步骤S48中，累计排气流量2Ge被复位为0,控制例程结束。
[0262] 另一方面，在步骤S43、S44中判定为输出空燃比AFdwn为浓判定空燃比AFrich与稀判定空燃比AFlean之间的值的情况下，进入步骤S49。在步骤S49中，向累计氧过剩或不足量 S0ED加上当前的氧过剩或不足量0ED而得到的值被设为新的累计氧过剩或不足量2 0ED。 接着，在步骤S50中，判定在步骤S49中算出的累计氧过剩或不足量2 0ED是否为预先设定的预定量OEDsw以上。在步骤S50中判定为2 0ED比OEDsw小的情况下，控制例程结束。另一方面，在累计氧过剩或不足量S0ED增大而在步骤S50中判定为2 0ED为OEDsw以上的情况下， 进入步骤S51。在步骤S51中，使用上述式(4)进行学习值sfbg的修正。[〇263]之后，在目标空燃比被切换而在步骤S42中判定为空燃比修正量AFC比0大的情况下，进入步骤S52。在步骤S52中，累计排气流量2Ge和累计氧过剩或不足量2 0ED被复位为 0。接着，在步骤S53中，稀标志F1被设为1，在步骤S54中，后述的学习执行标志Fg被复位为0。
[0264]若稀标志F1被设为1，则在下一控制例程中，从步骤S41进入步骤S55。在步骤S55 中，判定空燃比修正量AFC是否比0小、即目标空燃比是否为浓空燃比。在步骤S55中判定为空燃比修正量AFC为0以上的情况下，进入步骤S56。
[0265]在步骤S56中，判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否比浓判定空燃比AFrich小。在步骤S56中判定为输出空燃比AFdwn为浓判定空燃比AFrich以上的情况下， 即，在判定为输出空燃比为稀空燃比的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S56中判定为输出空燃比AFdwn比浓判定空燃比AFrich小的情况下，即，在判定为输出空燃比为浓空燃比的情况下，进入步骤S57。
[0266]在步骤S57中，向累计排气流量2 Ge加上当前的排气流量Ge而得到的值被设为新的累计排气流量S Ge。接着，在步骤S58中，判定在步骤S55中算出的累计排气流量2 Ge是否为预先设定的预定量^ Gesw以上。在步骤S58中判定为2 Ge比2 Gesw小的情况下，控制例程结束。另一方面，在累计排气流量S Ge增大而在步骤S58中判定为2 Ge为2 Gesw以上的情况下，进入步骤S59。在步骤S59中，使用上述式(5)进行学习值sfbg的修正。接着，在步骤S60中，累计排气流量5: Ge被复位为0，控制例程结束。
[0267]之后，在目标空燃比被切换而在步骤S55中判定为空燃比修正量AFC比0小的情况下，进入步骤S61。在步骤S61中，累计排气流量2 Ge和累计氧过剩或不足量2 0ED被复位为 〇。接着，步骤S62中，稀标志F1被设为0，控制例程结束。
[0268]〈异常诊断?学习值设定控制的流程图〉
[0269]图20是示出在图19的步骤S47中执行的异常诊断?学习值设定控制的控制例程的流程图。图示的控制例程在每当执行图19的步骤S47时执行。[〇27〇]首先，在步骤S71中判定学习执行标志Fg是否为1。学习执行标志是在空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich之后通过稀粘附学习控制更新了学习值sfbg时被设为1，在除此之外的情况下被设为0的标志。在步骤S71中判定为学习执行标志Fg不是1的情况下，进入步骤S72。在步骤S72中，基于上述式(5)使学习值sfbg减小。接着，在步骤S73中， 学习执行标志Fg被设为1，控制例程结束。[〇271]之后，在没有在图19的步骤S54中将学习执行标志Fg复位为0而再次执行了步骤 S47的异常诊断?学习值设定控制的情况下，在步骤S71中判定为学习执行标志Fg被设为了 1，进入步骤S74。在步骤S74中，判定上次在步骤S72中使学习值减小之后的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn的变化量A AFdwn是否比0大、即输出空燃比AFdwn是否向稀侧变化了。在步骤S74中判定为变化量A AFdwn比0大的情况下，由于输出空燃比AFdwn向稀侧变化了，所以进入步骤S75,下游侧空燃比传感器41的异常判定标志被设为1(0N)。接着，在步骤S76中，使学习值sfbg增大步骤S72中的学习值sfbg的减小量，控制例程结束。
[0272]另一方面，在步骤S74中判定为变化量A AFdwn为0以下的情况下，相当于输出空燃比AFdwn没有变化或者向浓侧变化了。因而，进入步骤S77,下游侧空燃比传感器41的正常判定标志Fn被设为1 (0N)。接着，在步骤S78中，基于上述式(5)使学习值sfbg减小，控制例程结束。
[0273]〈第二实施方式〉[〇274]接着，参照图21?图24,对本发明的第二实施方式的排气净化装置进行说明。第二实施方式的排气净化装置的结构和控制除了以下所说明的方面之外，基本上与第一实施方式的排气净化装置的结构和控制是同样的。[〇275]在本实施方式中，学习值sfbg被设定为浓侧防护值Grich以上且稀侧防护值Glean 以下。因此，例如，在通过上述式⑵、式⑷以及式(5)算出的学习值sfbg成为了比浓侧防护值Gri ch小的值的情况下，学习值sf bg被设定为浓侧防护值Grich。同样，在通过上述式(2)、 式(4)以及式(5)算出的学习值sfbg成为了比稀侧防护值Glean大的值的情况下，学习值 sfbg被设定为稀侧防护值Glean。通过这样将学习值sfbg限制成两防护值61^〇11、616311之间的值，能够抑制在控制装置等产生了某些异常时学习值sfbg的绝对值被设定为过剩的值的情况。
[0276]并且，在本实施方式中，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常时，进行减小学习值sfbg的浓侧防护值Gr i ch的绝对值的防护值限制控制。
[0277]图21是下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常的情况下的控制中心空燃比AFR等的与图14同样的时间图。与图14所示的例子同样，空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich，另外，在时刻。，通过稀粘附学习控制使学习值sfbg减小。由于下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常，所以下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn随之向稀侧变化。其结果，与图15所示的例子同样，在从时刻^经过了稀空燃比维持判定时间 Tlean的时刻t2,判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。[〇278]在本实施方式中，在时刻t2以前，学习值sfbg的浓侧防护值Grich被设定在第1浓侧防护值Griclu。该第1浓侧防护值Griclu的绝对值被设为只有在产生某些异常或者特殊的运转状态持续的情况下才会达到的比较大的值。同样，在时刻t2以前，学习值sfbg的稀侧防护值G1 ean被设定在第1稀侧防护值G1 earn (未图示)。该第1稀侧防护值G1 earn的绝对值也被设为只有在产生某些异常或者特殊的运转状态持续的情况下才会达到的比较大的值。
[0279]在图21所示的例子中，在从时刻to到时刻t2的期间，学习值sfbg为比浓侧防护值 Gr i ch大的值，因而学习值sfbg的绝对值为比浓侧防护值Gr i ch的绝对值小的值。因此，在从时刻to到时刻t2的期间，学习值sfbg不会被限制成浓侧防护值Grich，而是直接设为通过上述式(2)、式(4)以及式(5)等算出的值。[〇28〇]另一方面，在本实施方式中，若在时刻丨2判定为在下游侧空燃比传感器41产生了异常，则浓侧防护值Grich被设定为第2浓侧防护值Grich2。该第2浓侧防护值Grich2的绝对值比第1浓侧防护值Griclu的绝对值小。即，在本实施方式中，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常时，进行减小学习值sfbg的浓侧防护值Grich的绝对值的防护值限制控制。
[0281]除此之外，在本实施方式中，在时刻〖2判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常时，也可以将稀侧防护值Glean设定为第2稀侧防护值Gleam。该第2稀侧防护值Gleam的绝对值比第1稀侧防护值G1 earn的绝对值小。因此，在本实施方式中，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常时，也可以进行减小学习值sfbg的稀侧防护值Glean的绝对值的防护值限制控制。
[0282]与上述第一实施方式同样，在时刻t2以后，学习值sfbg被算出为与时刻ti以前的值相同(图21中的虚线)。但是，这样算出的学习值sfbg比在时刻^增大后的浓侧防护值Grich 小。其结果，如图21中实线所示，在时刻t2以后，学习值sfbg被设定为与浓侧防护值Grich相同的值。[〇283]根据本实施方式，通过在下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常时减小浓侧防护值Grich的绝对值，能够抑制学习值sfbg误被过剩地向浓侧更新。
[0284]另外，例如在特殊的内燃机运转状态下进行了下游侧空燃比传感器41的异常诊断的情况下等，下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的判定有时会产生错误。因而，需要从异常判定隔开某种程度的期间而针对下游侧空燃比传感器41是否真的产生了元件破裂的异常定期进行确认作业。
[0285]于是，在本实施方式中，即使在通过防护值限制控制减小了浓侧防护值Grich的绝对值的情况下，也定期进行如下的异常确认控制:使学习值sfbg减小而超过浓侧防护值 Grich，以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化而超过与上述绝对值减小后的浓侧防护值Grich对应的空燃比。即，在异常确认控制中，使学习值sfbg的浓侧绝对值增大而超过浓侧防护值Grich的绝对值，以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化而超过与上述绝对值减小后的浓侧防护值Grich对应的空燃比。[〇286 ]参照图2 2，对学习值s f b g的浓侧防护值Gr i c h被设定为第2浓侧防护值Gr i ch 2后的学习值等的控制进行说明。图22是控制中心空燃比AFR等的与图21同样的时间图。在图22所示的例子中，在时刻to以前，浓侧防护值Grich通过防护值限制控制而被设定在第2浓侧防护值Grich2，因而减小了其绝对值。
[0287]在图22所示的例子中，时刻t成为从浓侧防护值Grich通过防护值限制控制而被设定为第2浓侧防护值Grich2时或者上次的异常确认控制完成时起经过了预先设定的时间 (异常确认时间间隔)的时刻。特别地，在图22所示的例子中，从浓侧防护值Grich被设定为第2浓侧防护值Grich2时等起，在异常确认时间间隔内，空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn为稀判定空燃比AFlean以上。
[0288]在本实施方式中，在时刻。，通过异常确认控制，使学习值sfbg暂时减小而超过浓侧防护值Grich。即，使学习值sfbg的浓侧绝对值增大而超过浓侧防护值Grich的绝对值。由此，在时刻七，控制中心空燃比AFR被向浓侧变更，其结果，流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化。由于上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量0SA大致为零，所以若流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化，则从上游侧排气净化催化剂20 流出的排气的空燃比也向浓侧变化。
[0289]如上所述，在下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常的情况下，若下游侧空燃比传感器41周围的排气的空燃比的浓程度变大，则下游侧空燃比传感器41的输出空燃比的稀程度变大。因而，在图22所示的例子中，若在时刻^使学习值sfbg减小，则下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn随之而上升。
[0290]之后，在本实施方式中，在从时刻“经过了稀空燃比维持判定时间Hean的时刻t2， 进行下游侧空燃比传感器41的异常的确认。具体而言，如图22所示，在时刻〖2的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn比时刻t或者其以前的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn靠稀侧的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。即，在时刻^使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化了时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。在图22所示的例子中，在时刻t#lj定为产生了元件破裂的异常，因而异常判定标志持续保持激活。除此之外，在时刻t2，使学习值sfbg返回到时刻ti以前的值。
[0291]另一方面，与图22所示的例子相反，在时刻〖2的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn与时刻t或者其以前的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn相同或者比其靠浓侧的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常。即，在时刻七使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化了时下游侧空燃比传感器41 的输出空燃比AFdwn不变化或者向浓侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常。在该情况下，成为了激活的异常判定标志被复位为非激活。在该情况下，也在时刻t2使学习值sfbg返回到时刻t以前的值。
[0292]在本实施方式中，在这样通过防护值限制控制增大了浓侧防护值Grich的情况下， 定期进行将学习值sfbg设定为比浓侧防护值Grich小的值的异常确认控制。由此，即使在误判定为下游侧空燃比传感器41存在异常的情况下，也能够适当取消该误判定。
[0293]此外，在上述实施方式中，从浓侧防护值Grich通过防护值限制控制而被设定为第 2浓侧防护值Grich2时或者上次的异常确认控制完成时起，在经过了预先设定的时间(异常确认时间间隔)时(时刻ti)开始异常确认控制。但是，异常确认控制只要定期执行即可，不一定需要在该定时进行。例如，如图22所示，也可以从浓侧防护值Grich通过防护值限制控制而被设定为第2浓侧防护值Grich2时或者上次的异常确认控制完成时起，在累计排气流量SGesw成为了预先设定的预定量时执行异常确认控制。
[0294]〈学习值修正控制的流程图〉
[0295]图23是示出基于防护值进行学习值sfbg的修正的学习值修正控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断来进行。
[0296]如图23所示，首先，在步骤S81中，判定异常判定标志Fa是否被设为了0、即下游侧空燃比传感器41是否没有被判定为异常。在步骤S81中判定为异常判定标志Fa被设为了 0的情况下，进入步骤S82。在步骤S82中，浓侧防护值Grich被设定为第1浓侧防护值Griclu，进入步骤S85。
[0297]另一方面，在步骤S81中判定为异常判定标志Fa没有被设为0的情况下，S卩，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常的情况下，进入步骤S83。在步骤S83中，浓侧防护值 Grich被设定为第2浓侧防护值Grich2( |Grich21〈 |Grichi |)，进入步骤S84。
[0298]在步骤S84中，判定异常确认标志Fc是否被设为了0。异常确认标志Fc是在应该通过后述的异常确认控制使学习值sfbg减小时被设为1，否则被设为成0的标志。在异常确认标志Fc被设为了 1时，学习值sfbg不被限制在防护值内，因而跳过步骤S85?S88，控制例程结束。另一方面，在步骤S84中异常确认标志Fc被设为了 0时，进入步骤S85。[〇2"] 在步骤S85中，判定当前的学习值sfbg是否比浓侧防护值Grich小。在步骤S85中判定为当前的学习值sfbg为浓侧防护值Grich以上的情况下，跳过步骤S86。另一方面，在步骤 S85中判定为当前的学习值sfbg比浓侧防护值Grich小的情况下，进入步骤S86。在步骤S86 中，学习值sfbg的值被变更为与浓侧防护值Gr i ch相同的值。[〇3〇0]接着，在步骤S87中，判定当前的学习值sfbg是否比稀侧防护值Glean大。在步骤 S87中判定为当前的学习值sfbg为稀侧防护值Glean以下的情况下，跳过步骤S88。另一方面，在步骤S87中判定为当前的学习值sfbg比稀侧防护值Glean大的情况下，进入步骤S88。 在步骤S88中，学习值sfbg的值变更为与稀侧防护值Glean相同的值，控制例程结束。[〇3〇1]〈异常确认控制〉[〇3〇2]图24是示出在判定为下游侧空燃比传感器41存在元件破裂的异常的情况下定期确认该异常是否实际存在的异常确认控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断来进行。
[0303]首先，在步骤S91中，判定异常确认标志Fc是否被设定在0。在判定为异常确认标志 Fc被设定在0的情况下，进入步骤S92。在步骤S92中，判定异常判定标志Fa是否被设定在1、 即是否判定为下游侧空燃比传感器41存在元件破裂的异常。在判定为异常判定标志Fa被设定在〇的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S92中判定为异常判定标志Fa被设定在1 的情况下，进入步骤S93。[〇3〇4]在步骤S93中，判定从浓侧防护值Grich通过防护值限制控制而被设定为第2浓侧防护值Grich2时或者上次的异常确认控制完成时起的经过时间t是否为预先设定的异常确认时间间隔tref以上。在判定为经过时间t比异常确认时间间隔tref短的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S93中判定为经过时间t为异常确认时间间隔tref以上的情况下，进入步骤S94。在步骤S94中，学习值sfbg的值被设定为预定的负的值sfbglar。此外，预定的值 sfbglar的绝对值被设为比浓侧防护值Grich的绝对值大的值(| sfbglar | > | Grich |)。接着，在步骤S95中，异常确认标志Fc被设为1。[〇3〇5]若异常确认标志Fc被设为1，则在下一控制例程中，从步骤S91进入步骤S96。在步骤S96中，判定在异常确认标志Fc被设为1之后，在图20所示的异常诊断?学习值设定控制中是否进行了异常判定标志Fa的更新或者正常判定标志Fn被设为了 1，即是否进行了判定标志的更新。在步骤S96中判定为没有进行判定标志的更新的情况下，控制例程结束。另一方面，在步骤S96中判定为进行了判定标志的更新的情况下，进入步骤S97。在步骤S97中，异常确认标志Fc被复位为0，控制例程结束。[〇3〇6]〈第三实施方式〉[〇3〇7]接着，参照图25和图26,对本发明的第三实施方式的排气净化装置进行说明。第三实施方式的排气净化装置的结构和控制除了以下说明的方面之外，基本上与第一实施方式或第二实施方式的排气净化装置的结构和控制是同样的。[〇3〇8]在图15所示的第一实施方式中，根据在时刻七使学习值sfbg减小了时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否向稀侧变化来进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。但是，即使在下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常的情况下，在使学习值 sfbg减小了时，内燃机运转状态有时也会偶然地急剧变化从而使下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化。[〇3〇9]于是，在本实施方式中，与第一实施方式同样，首先，在流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比被设为浓空燃比时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在预定的判定时间以上维持在稀判定空燃比AFlean以上的情况下，进行使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的空燃比浓化控制。除此之夕卜，在本实施方式中，在通过空燃比浓化控制使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向浓侧变化了时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化了的情况下， 进行使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比的空燃比稀化控制。该空燃比稀化控制也可以是更新学习值sfbg以使得流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比的学习值返回控制。[〇31〇]并且，在通过空燃比稀化控制使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向稀侧的空燃比变化了时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向浓侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了异常。[〇311]图25是下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常的情况下的控制中心空燃比AFR等的与图15同样的时间图。与图15所示的例子同样，空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich，另外，在时刻。，通过稀粘附学习控制使学习值sfbg减小。此时，由于下游侧空燃比传感器41产生元件破裂的异常，所以若在时刻^使学习值sfbg减小，则下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化。因此，在时刻。以后，下游侧空燃比传感器 41的输出空燃比AFdwn成为比此前的空燃比靠稀侧的空燃比。[〇312]之后，在本实施方式中，在从时刻^经过了稀空燃比维持判定时间Tlean的时刻t2， 判定下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否由于在时刻ti使学习值sfbg减小而向稀侧变化了。在图25所示的例子中，在时刻t2,与时刻以以前相比，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化。因而，在本实施方式中，在时刻t2进行使学习值sfbg增大的学习值返回控制。[〇313]在学习值返回控制中，使学习值Sfbg在比0小的范围内增大。即，虽然在时刻t2使学习值sfbg的绝对值减小，但不进行会使其正负逆转的变更。因此，例如，以与在时刻^减小的量相同的量使学习值sfbg增大。其结果，在时刻t2,流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比维持为浓空燃比并变化成比此前的空燃比靠稀侧的空燃比。[〇314]之后，在本实施方式中，在从时刻t2经过了稀空燃比维持判定时间Tlean的时刻t3， 进行下游侧空燃比传感器41的异常诊断。具体而言，如图25所示，在时刻t3的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn比时刻t2或者其以前的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比 AFdwn靠浓侧的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。即，在时刻 t2使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向稀侧变化了时下游侧空燃比传感器 41的输出空燃比AFdwn向浓侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常。在图15所示的例子中，在时刻t3判定为产生了元件破裂的异常，因而异常判定标志被设为激活。
[0315]在本实施方式中，若异常判定标志被设为激活，则使学习值sfbg的算出所使用的增益(式⑵的增益k1、式(4)的增益k2、式(5)的增益k3)下降。因此，例如，通过使增益kj 降，减小使学习值sfbg变化的量相对于累计氧过剩量R与累计氧不足量F之差的比例。此外， 在本实施方式中，针对累计氧过剩量R比累计氧不足量F少的情况(S卩，过剩或不足量误差A S0ED为负值的情况)和与此相反的情况(S卩，过剩或不足量误差2 0ED为正值的情况)的双方，使增益1^减小。但是，也可以仅在累计氧过剩量R比累计氧不足量F小的情况或者与此相反的情况下使增益ki减小(S卩，也可以根据过剩或不足量误差2 0ED的正负来变更增益h)。 另外，通过使增益k2下降，减小理论空燃比粘附学习控制中的学习值sfbg的修正量。除此之夕卜，通过使增益k3下降，减小浓粘附学习控制和稀粘附学习控制中的学习值sfbg的修正量。
[0316]这样，通过在下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常时减小各种学习控制的增益，能够抑制学习值sfbg误被大幅修正。[〇317]另一方面，与图25所示的例子相反，在时刻t3的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn与时刻t2或者其以前的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn相同或者比其靠稀侧的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常。即，在时刻t2 使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比向稀侧变化了时下游侧空燃比传感器41 的输出空燃比AFdwn不变化或者向稀侧变化了的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41没有产生元件破裂的异常。由此，能够适当诊断下游侧空燃比传感器41的元件破裂的异常。 [〇318] 此外，在上述实施方式中，在从时刻t2经过了稀空燃比维持判定时间Tlean的时刻 t3,诊断下游侧空燃比传感器41的元件破裂的异常。但是，只要是在从在时刻t2使控制中心空燃比AFR向浓侧变化起到下游侧空燃比传感器41开始反应为止的响应延迟时间经过之后即可，也可以在时刻t3以前或者时刻t3以后进行下游侧空燃比传感器41的元件破裂异常的诊断。[〇319]〈异常诊断?学习值设定控制的流程图>[〇32〇]图26是示出由图19的步骤S47执行的异常诊断?学习值设定控制的控制例程的流程图。图示的控制例程在每当执行图19的步骤S47时执行。另外，图26的步骤S102?S109与图20的步骤S71?S78是同样的，因此，除了步骤S106之外省略说明。
[0321]如图26所示，首先，在步骤S101中，判定异常临时判定标志Fp是否被设为了0。异常临时判定标志Fp是在通过使学习值sfbg减小而下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn 向稀侧变化了时被设为1，在除此以外的情况下被设为〇的标志。因此，在图25所示的例子中，在时刻^判定为与时刻以以前相比下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn向稀侧变化了时，异常临时判定标志Fp被设为1。
[0322]在步骤S101判定为异常临时判定标志Fp被设为了0的情况下，进入步骤S102。之后，在步骤S105中判定为变化量八六?(1?11比0大的情况下，进入步骤3106。在步骤3106中，异常临时判定标志Fp被设为1。
[0323]若异常临时判定标志Fp被设为1，则在下一控制例程中，从步骤S101进入步骤 3111。在步骤3111中，判定上次在步骤3107中使学习值增大之后的下游侧空燃比传感器41 的输出空燃比AFdwn的变化量A AFdwn是否比0小、即输出空燃比AFdwn是否向浓侧变化了。 在步骤S111中判定为变化量A AFdwn比0小的情况下，由于输出空燃比AFdwn向浓侧变化了， 所以进入步骤S112,下游侧空燃比传感器41的异常判定标志Fa被设为1(0N)。接着，在步骤 S113中，使增益khkhh减小。接着，在步骤S114中，异常临时判定标志Fp被复位为0。此外， 在步骤S108中正常判定标志Fn被设为了 1的情况下，异常临时判定标志Fp也在步骤S110中被复位为0。[〇324]此外，在本实施方式中，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了元件破裂的异常时，减小各种学习控制中的增益。但是，也可以在判定为产生了元件破裂的异常时，与上述第二实施方式的排气净化装置同样地变更防护值。另外，在上述第一实施方式的排气净化装置中，也可以在判定为产生了元件破裂的异常的情况下，将学习值sfbg返回到更新前的值并且减小各种学习控制的增益，或者不将学习值sfbg返回到更新前的值而减小各种学习控制的增益。除此之外，在上述第二实施方式的排气净化装置中，也可以在判定为产生了元件破裂的异常的情况下，与防护值的变更一并减小各种学习控制中的增益，或者不进行防护值的变更而减小各种学习控制中的增益。
【主权项】
1.一种内燃机的排气净化装置，具备:排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排 气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所 述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制:在流入所述排 气净化催化剂的排气的空燃比被设为比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传 感器的输出空燃比维持在比理论空燃比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气 净化催化剂的排气的空燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比，在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比 此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了的 情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。2.—种内燃机的排气净化装置，具备:排气净化催化剂，其设置于内燃机的排气通路；下游侧空燃比传感器，其在该排 气净化催化剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路；以及控制装置，其进行流入所 述排气净化催化剂的排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置进行空燃比浓化控制和空燃比稀化控制，所述空燃比浓化控制是如下控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为 比理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃 比稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比 此前的空燃比靠浓侧的空燃比，所述空燃比稀化控制是如下控制:在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催 化剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感 器的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化 成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比，在通过所述空燃比稀化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了比 此前的空燃比靠稀侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向浓侧变化了的 情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。3.根据权利要求1或2所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制:基于所述下游侧空燃比传感 器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流 入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空 燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制。4.根据权利要求2所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置进行学习控制，所述学习控制是如下控制:基于所述下游侧空燃比传感 器的输出来更新学习值，并且根据更新后的学习值来控制与空燃比相关的参数，以使得流 入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化，所述空燃比浓化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空 燃比变化成比此前的空燃比靠浓侧的空燃比的稀粘附学习控制，所述空燃比稀化控制是更新所述学习值以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空 燃比变化成比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比的学习值返回控制。5.根据权利要求3或4所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，使通过所述稀粘附 学习控制更新后的学习值返回到该更新前的值。6.根据权利要求3至5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，控制流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，以使得相对于在所述 学习值为零时流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比，所述学习值的浓侧绝对值越大， 则流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比越大幅度向浓侧变化，所述学习值被设定成其浓侧绝对值为预定的浓侧防护值的绝对值以下，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，进行减小所述浓侧 防护值的绝对值的防护值限制控制。7.根据权利要求6所述的内燃机的排气净化装置，即使在通过所述防护值限制控制减小了所述浓侧防护值的绝对值的情况下，也定期进 行异常确认控制，所述异常确认控制是如下控制:使所述学习值的浓侧绝对值增大而超过 所述浓侧防护值的绝对值，以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比向浓侧变化而 超过与所述绝对值减小后的所述浓侧防护值对应的空燃比。8.根据权利要求3至5中任一项所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，进行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比成为目 标空燃比，并且将该目标空燃比交替地切换为浓空燃比和稀空燃比，所述目标空燃比从浓 空燃比向稀空燃比的切换，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比 浓的预定的浓判定空燃比以下时进行，所述控制装置，在所述学习控制中，基于累计氧过剩量和累计氧不足量来更新所述学 习值，以使得该累计氧过剩量与累计氧不足量之差减小，所述累计氧过剩量是在从将所述 目标空燃比切换为稀空燃比起到再次切换为浓空燃比为止的氧增大期间中在想要将流入 所述排气净化催化剂的排气的空燃比设为理论空燃比时所过剩的氧的量的累计值，所述累 计氧不足量是在从将所述目标空燃比切换为浓空燃比起到再次切换为稀空燃比为止的氧 减少期间中在想要将流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比设为理论空燃比时所不足 的氧的量的累计值，所述控制装置，在判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常时，与未判定为所述下 游侧空燃比传感器产生了异常时相比，在所述累计氧过剩量比所述累计氧不足量少的情况 下减小使所述学习值变化的量相对于所述累计氧过剩量与所述累计氧不足量之差的比例。9.根据权利要求1至8中任一项所述的内燃机的排气净化装置，所述控制装置，进行反馈控制以使得流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比成为目 标空燃比，在所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比成为了比理论空燃比浓的预定的浓判定空 燃比以下时，将所述目标空燃比从浓空燃比切换为稀空燃比，并且，在所述排气净化催化剂 的氧吸藏量成为了比最大可吸藏量少的预定的切换基准吸藏量以上时，将所述目标空燃比 从稀空燃比切换为浓空燃比。10.—种用于内燃机的排气净化方法，排气净化催化剂设置于内燃机的排气通路，下游侧空燃比传感器在所述排气净化催化 剂的排气流动方向下游侧设置于所述排气通路，控制装置进行流入所述排气净化催化剂的 排气的空燃比的控制和所述下游侧空燃比传感器的异常诊断，所述控制装置，a)进行如下的空燃比浓化控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比 理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比 稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此 前的空燃比靠浓侧的空燃比，b)在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了 比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向稀侧变化了 的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常；或者，a)进行如下的空燃比浓化控制:在流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比被设为比 理论空燃比浓的浓空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比维持在比理论空燃比 稀的稀判定空燃比以上的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成比此 前的空燃比靠浓侧的空燃比，b)进行如下的空燃比稀化控制:在通过所述空燃比浓化控制使流入所述排气净化催化 剂的排气的空燃比变化成了比此前的空燃比靠浓侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器 的输出空燃比向稀侧变化了的情况下，使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成 比理论空燃比浓且比此前的空燃比靠稀侧的空燃比，c)在通过所述空燃比稀化控制使流入所述排气净化催化剂的排气的空燃比变化成了 比此前的空燃比靠稀侧的空燃比时所述下游侧空燃比传感器的输出空燃比向浓侧变化了 的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了异常。
【文档编号】F02D41/14GK106014659SQ201610180581
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年3月28日
【发明人】冈崎俊太郎, 铃木健士, 宫本宽史, 三好悠司
【申请人】丰田自动车株式会社