多气缸内燃机的空燃比控制装置的制作方法

文档序号:5177969阅读:453来源:国知局
专利名称:多气缸内燃机的空燃比控制装置的制作方法
技术领域
本发明涉及多气缸内燃机的空燃比控制装置,所述控制装置根据配置在设于多气缸内燃机的排气通路上的催化剂下游侧的空燃比传感器的输出值,控制供应给所述内燃机的混合气的空燃比。
背景技术
过去已知的这种空燃比控制装置中的一种,从内燃机的排气通路的上游向下游依次配备上游侧空燃比传感器、催化剂及下游侧空燃比传感器,根据上游侧空燃比传感器的输出值和下游侧空燃比传感器的输出值,对供应给内燃机的混合气的空燃比(下面简单地称之为“内燃机空燃比”)进行反馈控制。更具体地说,过去的空燃比控制装置(现有技术的装置),通过对下游侧空燃比传感器的输出值与下游侧目标值的偏差进行比例·积分处理,计算出副反馈量(第一反馈量),所述副反馈量用于使下游侧空燃比传感器的输出值与下游侧目标值(例如,相当于理论空燃比的值)相一致。进而,现有技术的装置基于上游侧空燃比传感器的输出值和副反馈量,计算出用于使内燃机的空燃比与上游侧目标空燃比(例如,理论空燃比)相一致的主反馈量。并且, 现有技术的装置根据该计算出来的主反馈量,对内燃机的空燃比(例如,燃料喷射量)进行反馈控制。另外,在本说明书中,对于新计算出(更新)主反馈量、将该主反馈量用于内燃机的空燃比控制,也称为进行主反馈控制。同样地,对于新计算出(更新)副反馈量、将该副反馈量用于内燃机的空燃比的控制,也称为进行副反馈控制。另外,当在足够长的期间内进行副反馈控制时,副反馈量收敛于规定的值。将该规定的值称为收敛值。收敛值表示流入催化剂的气体的空燃比的平均值以何种程度从下游侧目标空燃比偏离。换句话说,副反馈量向反映空气流量计的空气量测定误差、由燃料喷射阀的喷射特性引起的燃料喷射量的误差及上游侧空燃比传感器的空燃比检测误差等(下面, 也称之为“排气系统的误差”)的收敛值收敛。从而,例如,优选地,在下游侧空燃比传感器活性化之前的期间,以及,在伴随着下游侧空燃比传感器活性化、从开始副反馈控制的时刻起、直到副反馈量到达收敛值附近的值的时刻为止的期间,利用在前次运转中获得的副反馈量的收敛值,控制内燃机的空燃比。因此,现有技术的装置,在副反馈控制中,根据“对应于计算出来的副反馈量的值”,进行更新学习值的“学习”。“对应于计算出来的副反馈量的值”,例如,是作为上述比例 积分处理的结果的“积分项和/或比例项”等的“对应于包含在副反馈量中的恒定成分的值”。该学习值被存储在现有技术装置配备的后备RAM(备用RAM)、或者EEPROM等非易失性存储器中。与搭载有内燃机的车辆的点火钥匙开关的位置无关地从电池向后备RAM供应电力。只要从电池供应电力,后备RAM就可以保持“所存储的值(数据)”。并且,现有技术的装置还使用该学习值控制内燃机的空燃比。借此,可以利用学习值补偿与副反馈量的恒定值的偏离。即,在副反馈控制的开始之前或者刚刚开始之后等,即使副反馈量从其收敛值偏离,也可以利用学习值补偿该偏离。 其结果是,内燃机空燃比总是能够被控制成为恰当值附近的空燃比。但是,例如,在电池被从车辆上卸下的情况下及电池会放电等情况下,当停止“从电池向后备RAM”供电时,存储在后备RAM中的学习值消失(被破坏)。另外,还存在后备 RAM或非易失性存储器内的学习值会被某些电噪音等破坏的情况。在这种情况下,由于学习值返回初始值(默认值),所以,优选地,使学习值早期接近于收敛值(即,使学习早期完毕)。因此,特开平5-44559号公报中揭示的空燃比控制装置,在学习值返回初始值之后等,通过加大学习值的更新幅度(即,学习值更新速度),使学习值早期地接近于收敛值。 其结果是,可以缩短“由于上述排气系统的误差未被补偿而引起内燃机的空燃比偏离恰当值、从而造成排放物恶化的期间”另外,这种“使学习值早期地接近于收敛值的控制”也被称为“学习促进控制”。

发明内容
但是,存在这样的情况即,在进行这种学习促进控制的期间,当发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”时,副反馈量与之相对应地暂时向与收敛值不同的值变化,为了通过学习促进控制提高更新速度,学习值也大大偏离本来应当到达的值。其结果是,存在着内燃机的空燃比偏离恰当值的期间长期化、排放物恶化的危险性。如后面所述,“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”,例如会在下面所述的情况下发生在使燃料箱内产生的蒸发燃料气体流入吸气系统并供应给燃烧室的情况下,该蒸发燃料气体的浓度从设想的浓度急剧变化的情况;该蒸发燃料气体的浓度比规定浓度高的情况;内部EGR气体(气缸内残留气体)的量(内部EGR量)变得过大的情况;内部EGR量急剧变化的情况;外部EGR气体(排气回流气体)的量(外部EGR量)变得过大的情况;外部 EGR量急剧变化的情况;以及,包含在燃料中的酒精的浓度急剧变化的情况等。本发明是为了应对上述课题完成的。本发明的目的之一是提供一种多气缸内燃机的空燃比控制装置,所述控制装置,在进行学习促进控制期间,在发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”的情况下,通过禁止学习促进控制,避免学习值偏离恰当值,从而可以避免排放物的恶化。具体地说,根据本发明的多气缸内燃机的空燃比控制装置,应用于具有多个气缸的多气缸内燃机,所述内燃机的空燃比控制装置包括催化剂(例如,三元催化剂)、燃料喷射阀、下游侧空燃比传感器、第一反馈量更新机构、学习机构、和空燃比控制机构。催化剂在所述内燃机的排气通路上配置在比“从所述多个气缸中的至少两个以上气缸的燃烧室排出的排气汇集的排气集合部”更靠下游侧的部位。燃料喷射阀是喷射燃料的阀,其中,所述燃料是包含在供应给所述至少两个以上的气缸的燃烧室的混合气中的燃料。下游侧空燃比传感器在所述排气通路上配置在比所述催化剂更靠下游侧的部位, 同时,输出与流过该配置部位的气体的空燃比相对应的输出值。
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第一反馈量更新机构,每当所述第一更新正时到来时,根据“对应于所述下游侧空燃比传感器的输出值及下游侧目标空燃比的值”更新“用于使所述下游侧空燃比传感器的输出值与对应于所述下游侧目标空燃比的值相一致的第一反馈量”。例如,第一反馈量更新机构根据作为“下游侧空燃比传感器的输出值”与“对应于下游侧目标空燃比的值”之差的
“第一偏差”,更新第一反馈量。学习机构是以在每次规定的第二更新正时到来时、根据所述第一反馈量引入该第一反馈量的恒定成分的方式更新“该第一反馈量的学习值”的机构。所谓“引入第一反馈量的恒定成分的方式”,指的是“第一反馈量逐渐接近在不进行学习的情况下将会收敛的值的方式”。空燃比控制机构根据所述第一反馈量及所述学习值中的至少一方,通过“控制从所述燃料喷射阀喷射的燃料的量”,控制流入所述催化剂的排气的空燃比。进而,本空燃比控制装置包括学习促进机构、学习促进禁止机构。学习促进机构推定是否发生“所述学习值”与“该学习值应当收敛的值”之差(第二偏差)在规定值以上的状态,即,是否发生学习不足状态。进而,与推定为未发生学习不足状态时相比,在推定为发生学习不足状态时,学习促进机构进行增大所述学习值的更新速度的学习促进控制。学习促进禁止机构推定是否发生“使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比瞬态地变动的干扰”。并且,在推定为发生这种干扰时,学习促进禁止机构禁止所述学习促进控制。这样,由于在发生使内燃机的空燃比瞬态地变动的干扰的可能性高的情况下,禁止(包括中止)学习促进控制,所以,可以降低学习值会偏离恰当值的可能性。其结果是, 可以缩短排放物恶化的期间。优选地,所述空燃比控制机构,包括上游侧空燃比传感器,所述上游侧空燃比传感器配置在“所述排气集合部”或者 “所述排气集合部与所述催化剂之间的所述排气通路”上,并且,输出对应于流过该配置部位的气体的空燃比的输出值,基本燃料喷射量决定机构,所述基本燃料喷射量决定机构根据所述内燃机的吸入空气量和上游侧目标空燃比,决定基本燃料喷射量,所述基本燃料喷射量是用于使“供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比”与“作为与所述下游侧目标空燃比相同的空燃比的上游侧目标空燃比”相一致的基本燃料喷射量,第二反馈量更新机构,所述第二反馈量更新机构,在每次规定的第三更新正时到来时,根据所述上游侧空燃比传感器的输出值、所述第一反馈量和所述学习值,更新“用于修正所述基本燃料喷射量的第二反馈量”,以便使“供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比”与所述上游侧目标空燃比相一致,燃料喷射指示机构,所述燃料喷射指示机构使通过“利用所述第二反馈量修正所述基本燃料喷射量”获得的燃料喷射量的燃料从所述燃料喷射阀喷射。据此,根据上游侧空燃比传感器的输出值、所述第一反馈量和所述学习值,修正燃料喷射量。从而,在这种结构中,本发明的“通过恰当地禁止学习促进控制预先防止学习值偏离恰当值”所产生的“防止排放物恶化的效果”变得更加有效。
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另外,所述学习机构,以使所述学习值“逐渐接近于” “所述第一反馈量”或者“包含在所述第一反馈量中的恒定成分”的方式,进行所述学习值的更新。这时,所述学习促进机构,对所述第一反馈量更新机构给予指示,以便使“所述第一反馈量的更新速度”在 “推定为发生所述学习不足状态时”比“推定为未发生所述学习不足状态时”大。从而,在由学习促进机构推定为发生学习不足状态时,第一反馈量的更新速度升高。即,第一反馈量更迅速地向其收敛值接近。其结果是,以“逐渐接近于”“所述第一反馈量”或者“包含在所述第一反馈量中的恒定成分”的方式更新的学习值的更新速度也变大。 即,实现学习促进控制。另一方面,所述学习促进机构,对所述学习机构给予指示,以便使所述学习值的“向所述第一反馈量”或者“向包含在所述第一反馈量中的恒定成分”的接近速度,在推定为发生所述学习不足状态时比在推定为未发生所述学习不足状态时大。从而,在由学习促进机构推定为发生学习不足状态时,“学习值向所述第一反馈量的接近速度”提高,或者,“学习值向包含在所述第一反馈量中的恒定成分的接近速度”提高。即,实现学习促进控制。根据本发明的空燃比控制装置,还可以包括燃料箱,所述燃料箱贮存供应给所述燃料喷射阀的燃料,净化通路部,所述净化通路部是构成用于将所述燃料箱内产生的蒸发燃料气体 “导入到所述内燃机的进气通路的通路的通路部”,该净化通路部将所述燃料箱和所述进气通路连接起来,净化控制阀,所述净化控制阀配置在所述净化通路部,并且,响应指示信号改变开度,净化控制机构,所述净化控制机构对所述净化控制阀给予所述指示信号,以便对应于所述内燃机的运转状态改变所述净化控制阀的开度。即,本发明的空燃比控制装置可以配备有蒸发燃料气体净化系统。在这种情况下,所述第二反馈量更新机构,在所述净化控制阀开启到不为0的规定的开度时,根据“至少所述上游侧空燃比传感器的输出值”,将“与所述蒸发燃料气体的浓度相关的值”作为“蒸发燃料气体浓度学习值”进行更新,并且,还根据该蒸发燃料气体浓度学习值更新所述第二反馈量,所述学习促进禁止机构,在所述蒸发燃料气体浓度学习值的“从所述内燃机的起动之后起的更新次数”比 “规定的更新次数阈值”小时,推定为发生“使所述空燃比瞬态地变动的干扰”。这样,在蒸发燃料气体浓度学习值未被充分更新的情况下,即,蒸发燃料气体对内燃机的空燃比的影响未被第二反馈量充分补偿的情况下,推定为发生“由蒸发燃料气体净化引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”。从而,恰当地禁止学习促进控制。进而,在本发明的空燃比控制装置配备有“蒸发燃料气体净化系统”的情况下,
所述学习促进禁止机构,取得对应于所述蒸发燃料气体的浓度的值(例如,上述蒸发燃料气体浓度学习值,或者,蒸发燃料气体浓度检测传感器的输出值),并且,在根据该取得的值推定为该蒸发燃料气体的浓度在规定的浓度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。当蒸发燃料气体的浓度在规定的浓度阈值以上时,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如被推定为是由于高浓度的蒸发燃料气体彼此不均勻地流入各个气缸,所以在各个气缸的空燃比之间产生不均衡。从而,如上述结构那样,在推定为蒸发燃料气体的浓度在规定的浓度阈值以上时,通过推定为发生“由蒸发燃料气体净化引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,恰当地禁止学习促进控制。进而,在本发明的空燃比控制装置配备有“蒸发燃料气体净化系统”的情况下,所述学习促进禁止机构,取得与所述蒸发燃料气体的浓度相对应的值(例如,上述蒸发燃料气体浓度学习值,或者,蒸发燃料气体浓度检测传感器的输出值),并且,在根据该取得的值推定为该蒸发燃料气体的浓度的变化速度在规定的浓度变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。若蒸发燃料气体的浓度变化速度在规定的浓度变化速度阈值以上,则存在着内燃机的空燃比瞬态地变化的危险性。这例如被推定为是由于在蒸发燃料气体的浓度变化大, 流入各个气缸的蒸发燃料气体的量变得彼此不均等,所以在各个气缸的空燃比之间发生不均衡的缘故。从而,如上述结构那样,在推定为蒸发燃料气体的浓度的变化速度在规定的浓度变化速度阈值以上时,通过推定为发生“由蒸发燃料气体净化引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,可以包括内部EGR气体量控制机构(例如,后面描述的气门重叠期间变更机构), 所述内部EGR气体量控制机构对应于所述内燃机的运转状态控制“内部EGR量(内部EGR 气体量)”,所述“内部EGR量(内部EGR气体量),,是作为“在所述至少两个以上气缸的燃烧室中已经燃烧的气体”、“在所述两个以上气缸各自的压缩行程开始时、存在于所述各个气缸的燃烧室内的气体(气缸内残留气体)”的量。在这种情况下,所述学习促进禁止机构,当推定为所述内部EGR量的变化速度在规定的内部EGR量变化速度阈值以上时, 推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。若内部EGR量的变化速度在规定的内部EGR量变化速度阈值以上,则存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如被推定为是由于若内部EGR量的变化速度大,则各个气缸的内部EGR量变得彼此不均等的缘故,所以,在各个气缸的空燃比之间产生不均衡,或者,内部EGR量变得比“设想的内部EGR量”过大而产生不规则燃烧。从而,如上述结构那样,在推定为内部EGR量的变化速度在规定的内部EGR量变化速度阈值以上时,通过推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括
内部EGR量变更机构,所述内部EGR量变更机构对应于指示信号改变用于改变“内部EGR量”的控制量(例如,后面描述的重叠量等),所述内部EGR量是在“所述至少两个以上气缸的燃烧室中已经燃烧的气体”中、“在所述两个以上气缸各自的压缩行程开始时,存在于所述各个气缸的燃烧室中的气体(气缸内残留气体)”的量,控制量目标值取得机构,所述控制量目标值取得机构对应于所述内燃机的运转状态,取得“用于改变所述内部EGR量的控制量”的目标值,内部EGR量控制机构,所述内部EGR量控制机构对所述内部EGR量变更机构给予所述指示信号,以便使所述控制量的实际的值与所述控制量的目标值相一致,所述学习促进禁止机构,取得用于改变所述内部EGR量的控制量的实际值,并且,在推定为所取得的控制量的实际值与所述控制量的目标值之差在规定的控制量差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。由于用于改变内部EGR量的控制量一般地利用包含机械机构的促动器进行改变, 所以,例如,有时会对该目标值进行过度调节(超调)。在这种情况下,由于所取得的控制量的实际值与所述控制量的目标值之差在规定的控制量差阈值以上,所以,内部EGR量变得过大,并且内部EGR量的变化速度也变大。从而,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如将被推定为是由于各个气缸的内部EGR量之差变大,所以在各个气缸的空燃比之间产生不均衡的缘故。从而,在上述结构中,在推定为所取得的控制量的实际值与控制量的目标值之差在规定的控制量差阈值以上时,推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,借此,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括气门重叠期间变更机构,所述气门重叠期间变更机构根据所述内燃机的运转状态改变“进气门及排气门一起开启的气门重叠期间”,所述学习促进禁止机构,在推定为“所述气门重叠期间的长度(即,气门重叠量)的变化速度”在“规定的气门重叠量变化速度阈值”以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。内部EGR量依存于“气门重叠量(用气门重叠期间的曲柄角宽度等表示的量)进行变化。从而,若气门重叠量的变化速度在气门重叠量变化速度阈值以上,则由此存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如可以认为是由于流入各个气缸的内部EGR量变得不均等,所以在各个气缸的空燃比之间发生不均衡引起的。从而,在上述结构中,在推定为气门重叠量的变化速度在气门重叠量变化速度阈值以上时,通过推定为发生“由内部EGR 引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括气门重叠期间变更机构,所述气门重叠期间变更机构改变所述气门重叠期间,以便使“进气门及排气门一起开启的气门重叠期间”与“根据所述内燃机的运转状态确定的目标气门重叠期间,,相一致,取得“作为所述气门重叠期间的长度的气门重叠量的实际值”,并且,在判定为“所取得的气门重叠量的实际值”与“作为所述目标重叠期间的长度的目标重叠量”之差(即, 气门重叠量差)在“规定的气门重叠量差阈值”以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变
12动的干扰。如前面所述,内部EGR量依赖于“气门重叠期间”进行变化。该气门重叠期间以与根据内燃机的运转状态确定的目标重叠期间相一致的方式改变。但是,由于气门重叠期间一般地利用包含机械机构的促动器进行改变,所以,例如,存在“作为气门重叠期间的长度的气门重叠量”相对于“作为目标气门重叠期间的长度的目标重叠量”过度地调节(超调)的情况。在这种情况下,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这被推定为是由于以下原因造成的,即,当发生这种过度调节时,由于内部EGR量变得过大并且变化速度也大,所以,例如,各个气缸的内部EGR量之差变大,其结果是,在各个气缸的空燃比之间产生不均衡。从而,如上述结构那样,在推定为“所取得的气门重叠量的实际值”与“作为目标重叠期间的长度的目标重叠量”之差(即,气门重叠量差)在“规定的气门重叠量之差阈值”以上时,通过推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括进气门开启时期控制机构,所述进气门开启时期控制机构根据所述内燃机的运转状态,改变所述至少两个以上气缸各自的进气门的开启时期,所述学习促进禁止机构,在推定为所述进气门的开启时期的变化速度在规定的进气门开启时期变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。一般地,以存在“气门重叠期间”的方式确定进气门开启时期及排气门关闭时期。 从而,内部EGR量依赖于作为“气门重叠期间的开始时期”的进气门开启时期(例如,利用以进气上止点为基准的提前角量、即进气门开启时期提前角量表示)而变化。从而,若进气门的开启时期的变化速度在规定的进气门开启时期变化速度阈值以上,则存在由此内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如可以认为是因为流入各个气缸的内部EGR量不是均等的,所以,在各个气缸的空燃比之间产生不均衡的缘故。从而,如上述结构那样,在推定为进气门的开启时期的变化速度在规定的进气门开启时期变化速度阈值以上时,推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括进气门开启时期控制机构,所述进气门开启时期控制机构改变该进气门的开启时期,以便使“所述至少两个以上的气缸各自的进气门的开启时期”与“根据所述内燃机的运转状态确定的目标进气门开启时期”相一致,所述学习促进禁止机构,取得所述进气门的开启时期的实际值,并且,在判定为“所取得的进气门的开启时期的实际值”与“所述目标进气门开启时期”之差在“规定的进气门开启时期差阈值”以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。如前面所述,内部EGR量依赖于作为“气门重叠期间的开始时期”的进气门开启时期而变化。但是,由于进气门开启时期一般地借助包含机械机构的促动器进行改变,所以, 例如,存在对其目标值进行过度调节的情况。在这种情况下,由于“所取得的进气门的开启时期的实际值”与“目标进气门开启
13时期”之差在“规定的进气门开启时期差阈值”以上,所以,内部EGR量变得过大,并且内部 EGR量的变化速度也变大。从而,存在着内燃机的空燃比瞬态地发生变动的危险性。这例如将被推定为是因为各个气缸的内部EGR量之差变大,所以在各个气缸的空燃比之间产生不均衡的缘故。从而,在上述结构中,通过在推定为“所取得的进气门的开启时期的实际值” 与“目标进气门开启时期”之差在“规定的进气门开启时期差阈值”以上时,推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,借此,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括排气门关闭时期控制机构,所述排气门关闭时期控制机构根据所述内燃机的运转状态改变所述至少两个以上气缸各自的排气门的关闭时期,所述学习促进禁止机构,在推定为所述排气门的关闭时期的变化速度在规定的排气门关闭时期变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。进而,如前面所述,一般地,由于以存在气门重叠期间的方式确定进气门开启时期及排气门关闭时期,所以,内部EGR量依存于作为“气门重叠期间的结束时期”的排气门关闭时期(例如,利用以进气上止点为基准的滞后角量、即排气门关闭时期滞后角量来表示) 进行变化。从而,若排气门关闭时期的变化速度在规定的排气门关闭时期变化速度阈值以上,则存在着因此内燃机空燃比瞬态地变动的危险性。这例如可以认为是因为流入各个气缸的内部EGR量变得不均等,所以在各个气缸的空燃比之间发生不均衡的缘故。从而,如上述结构那样,在推定为排气门的关闭时期的变化速度在规定的排气门关闭时期变化速度阈值以上时,推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,借此,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,包括排气门关闭时期控制机构,所述排气门关闭时期控制机构改变所述排气门关闭时期,以便使得所述至少两个以上气缸各自的排气门的关闭时期与根据所述内燃机的运转状态确定的目标排气门关闭时期相一致,所述学习促进禁止机构,取得所述排气门的关闭时期的实际值,并且,在判定为所取得的排气门的关闭时期的实际值与所述目标排气门关闭时期之差在规定的排气门关闭时期差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。如前面所述,内部EGR量依赖于作为“气门重叠期间的结束时期”的排气门关闭时期而变化。但是,由于排气门关闭时期一般地由包含机械机构的促动器来改变,所以,例如, 存在对其目标值进行过度调节的情况。在这种情况下,由于“所取得的排气门的关闭时期的实际值”与“目标排气门关闭时期”之差在“规定的排气门关闭时期差阈值”以上,所以,内部EGR量变得过大并且内部 EGR量的变化速度也变大。因此,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如被推定为是由于各个气缸的内部EGR量的差变大,所以在各个气缸的空燃比之间产生不均衡的缘故。从而,如上述结构那样,在推定为“所取得的排气门关闭时期的实际值”与“目标排气门关闭时期”之差在“规定的排气门关闭时期差阈值”以上时,推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,借此,恰当地禁止学习促进控制。进而,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,可以包括排气回流管,所述排气回流管将“在所述内燃机的排气通路上比所述催化剂更靠上游侧的部位”与“所述内燃机的进气通路”连接起来,EGR阀,所述EGR阀配置在所述排气回流管上,并且,响应指示信号而改变开度,外部EGR量控制机构,所述外部EGR量控制机构对所述EGR阀给予所述指示信号, 以便通过根据所述内燃机的运转状态改变所述EGR阀的开度,改变“流过所述排气回流管被导入所述进气通路的外部EGR量(排气回流量)”。即,根据本发明的内燃机的空燃比控制装置,存在配备有外部EGR系统(排气回流系统)的情况。在这种情况下,所述学习促进禁止机构,在推定为所述外部EGR的量的变化速度在规定的外部EGR量变化速度阈值以上时,推定为发生使空燃比瞬态地变动的干扰。若外部EGR量的变化速度在规定的外部EGR量变化速度阈值以上,则存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如被推定为是因为若外部EGR量的变化速度大,则各个气缸的外部EGR量变得彼此不均等,因此在各个气缸之间发生不均衡的缘故,或者,是因为外部EGR量比“设想的外部EGR量”变得过大的缘故。从而,如上述结构那样,在推定为外部EGR量的变化速度在规定的外部EGR量变化速度阈值以上时,推定为发生“由外部EGR 引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,借此,恰当地禁止学习促进控制。进而,在根据本发明的内燃机的空燃比控制装置配备有外部EGR系统的情况下,所述学习促进禁止机构,取得所述EGR阀的实际的开度,并且,在推定为所取得的EGR阀的实际开度与根据给予所述EGR阀的指示信号决定的所述EGR阀的开度之差在规定的EGR阀开度差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。由于外部EGR量根据EGR阀的开度而改变,所以,例如,若该EGR阀由DC马达或开关阀等构成,则存在EGR阀的开度相对于其目标值过度调节的情况。在这种情况下,“所取得的EGR阀的实际开度”与“借助给予EGR阀的指示信号决定的EGR阀的开度”之差变成 “规定的EGR阀开度差阈值”以上。这时,外部EGR量变得过大,并且外部EGR量的变化速度也变得过大。因此,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。这例如被推定为是由于各个气缸的外部EGR量之差变大,所以在各个气缸的空燃比之间产生不均衡的缘故。从而,如上述结构那样,在推定为“所取得的EGR阀的实际开度”与“利用给予EGR阀的指示信号决定的EGR阀的开度”之差在“规定的EGR阀开度差阈值”以上时,推定为发生“由外部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,从而,恰当地禁止学习促进控制。并且,优选地,所述学习促进机构,在所述学习值的变化速度在规定的学习值变化速度阈值以上时,推定为发生所述学习不足状态。这是因为,在学习不足状态下,学习值的变化速度在规定的学习值变化速度阈值
15以上。进而,在根据本发明的空燃比控制装置配备有上游侧空燃比传感器的情况下,该上游侧空燃比传感器可以具有与通过所述催化剂之前的排气接触的扩散阻力层和输出所述输出值的空燃比检测元件。在这种情况下,本空燃比控制装置,可以包括不平衡判定用参数取得机构,所述不平衡判定用参数取得机构根据所述学习值取得不平衡判定用参数,“包含在通过所述催化剂之前的排气中的氢的量”与“包含在通过所述催化剂之后的排气中的氢的量”之差越大,该不平衡判定用参数变得越大,空燃比气缸间不平衡判定机构,所述空燃比气缸间不平衡判定机构,在所述取得的不平衡判定用参数比异常判定阈值大时,判定为在“供应给所述至少两个以上的气缸各自的混合气的空燃比、即各气缸空燃比”之间发生不均衡。如后面将要详细描述的那样,例如,即使在供应给在整个内燃机(上述至少两个气缸)的混合气的空燃比的实际的平均值被反馈控制成理论空燃比的情况下,在发生空燃比气缸间不平衡的情况下,包含在排气中的氢的总量SHl与在不发生空燃比气缸间不平衡的情况下包含在排气中的氢的总量SH2相比显著变大。在氢的量多的情况下,由于与其它未燃烧物(HC、CO)相比、氢迅速地向上述扩散阻力层内移动,所以,上游侧空燃比传感器输出与比实际的空燃比浓的一侧的空燃比相当的输出值。其结果是,通过根据上游侧空燃比传感器的输出值进行的反馈控制(利用第二反馈量进行的控制),会将供应给整个内燃机的混合气的空燃比的实际的平均值控制在比理论空燃比稀的一侧。另一方面,通过催化剂的排气到达下游侧空燃比传感器。从而,包含在排气中的氢和其它未燃烧物(HC、C0) —起在催化剂中被氧化(净化)。因此,下游侧空燃比传感器的输出值变成与供应给整个内燃机的混合气的实际的空燃比相对应的值。从而,使下游侧空燃比传感器的输出值与对应于下游侧目标空燃比(例如,理论空燃比)的值相一致的方式更新的第一反馈量及其学习值,成为对由基于上游侧空燃比传感器的输出值进行的反馈控制引起的向空燃比的稀的一侧过度修正进行补偿的值。其结果是,可以通过基于所述学习值,取得不平衡判定用参数,其中,“包含在通过所述催化剂之前的排气中的氢的量”与“包含在通过所述催化剂之后的排气中的氢的量”之差越大,所述不平衡判定用参数变得越大。另外,根据本发明,由于学习值迅速并且没有错误地接近于恰当值,所以,不平衡判定用参数也变成精度高的值。并且,在所取得的不平衡判定用参数比异常判定阈值大时,可以判定在“供应给所述至少两个以上气缸各自混合气的空燃比、即各气缸空燃比”之间产生不均衡。更具体地说,所述不平衡判定用参数取得机构,以随着学习值变大而变大的方式取得所述不平衡判定用参数。其结果是,提供实用性高的包括“空燃比气缸间不平衡判定装置”的空燃比控制装置。


图1是应用根据本发明的各种实施方式的空燃比控制装置的内燃机的概略结构图。图2是图1所示的可变进气正时控制装置的概略剖视图。
图3是表示图1所示的上游侧空燃比传感器的输出值与上游侧空燃比的关系的曲线。图4是表示图1所示的下游侧空燃比传感器的输出值与下游侧空燃比的关系的曲线。图5是表示根据本发明的各种实施方式的空燃比控制装置的动作的概要的流程图。图6是表示根据本发明的第一种实施方式的空燃比控制装置(第一种控制装置) 的CPU执行的程序的流程图。图7是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图8是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图9是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图10是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图11是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图12是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图13是表示第一种控制装置的CPU执行的程序的流程图。图14是表示根据本发明的第二种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图15是表示根据本发明的第三种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图16是用于对于气门重叠期间进行说明的图示。图17是表示根据本发明的第四种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图18是表示根据本发明的第四种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图19是表示根据本发明的第五种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图20是表示根据本发明的第六种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图21是表示根据本发明的第六种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图22是表示根据本发明的第七种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图23是表示根据本发明的第八种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图M是表示根据本发明的第九种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图25是表示根据本发明的第十种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图沈是表示根据本发明的第十种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序
17的流程图。图27是表示根据本发明的第十一种实施方式的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图观是表示根据本发明的第一种变形例的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。图四是图1所示的上游侧空燃比传感器的概略剖视图。图30是用于说明排气(被检测气体)的空燃比是比理论空燃比稀的一侧的空燃比的情况下的上游侧空燃比传感器的动作的图示。图31是表示排气空燃比与上游侧空燃比传感器的极限电流值的关系的曲线。图32是用于说明排气(被检测气体)的空燃比是比理论空燃比浓的一侧的空燃比的情况下的上游侧空燃比传感器的动作的图示。图33是表示供应给气缸的混合气的空燃比与从该气缸中排出的未燃烧成分的关系的曲线。图34是表示空燃比气缸间不平衡比例与副反馈量的关系的曲线。图35是表示根据本发明的第二种变形例的空燃比控制装置的CPU执行的程序的流程图。
具体实施例方式下面,参照附图对于根据本发明的多气缸内燃机的空燃比控制装置的各种实施方式进行说明。该空燃比控制装置也是为了控制内燃机的空燃比而控制燃料喷射量的燃料喷射量控制装置。第一种实施方式(结构)图1表示将根据本发明的第一种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面也称之为“第一种控制装置”)应用于四冲程火花点火式多气缸(四气缸)内燃机10的系统的概略结构。另外,图1只表示特定气缸的剖面,但是,其它气缸也具有同样的结构。该内燃机10包括气缸体部20,所述气缸体部20包含有气缸体、气缸体下部壳体及集油盘等;气缸盖部30,所述气缸盖部30固定于气缸体部20之上;进气系统40,所述进气系统40用于向气缸体部20供应汽油混合气;排气系统50,所述排气系统50用于将来自于气缸体部20的排气放出到外部。气缸体部20包括气缸21、活塞22、连杆23及曲轴M。活塞22在气缸21内往复运动,活塞22的往复运动经由连杆23被传递给曲轴M,借此,该曲轴M旋转。气缸21的壁面及活塞22的上表面和气缸盖部30的下表面一起形成燃烧室25。气缸盖部30包括进气口 31,该进气口 31与燃烧室25连通;进气门32,所述进气门32开闭进气口 31 ;可变进气正时控制装置33,所述可变进气正时控制装置33包含驱动进气门32的进气凸轮轴,并且,连续地改变该进气凸轮轴的相位角;可变进气正时控制装置33的促动器33a ;排气口 34,所述排气口 34与燃烧室25连通;排气门35,所述排气门35 开闭排气口 34 ;可变排气正时控制装置36,所述可变排气正时控制装置36包含有驱动排气门35的排气凸轮轴,并且,连续地改变该排气凸轮轴的相位角;可变排气正时控制装置36的促动器36a ;火花塞37 ;点火器38,所述点火器38包括产生给予火花塞37的高电压的点火线圈;以及燃料喷射阀(燃料喷射器,燃料喷射机构,燃料供应机构)39,所述燃料喷射阀 39向进气口 31内喷射燃料。例如,可变进气正时控制装置33(可变气门正时机构)是日本专利申请特开 2007-303423号公报等记载的公知的装置。下面,参照作为可变进气正时控制装置33的概略剖视图的图2,对于可变进气正时控制装置33简单地进行说明。可变进气正时控制装置33包括正时带轮3北1、圆筒状外壳331^2、旋转轴3北3、 多个间隔壁3北4、以及多个叶片331^5。借助内燃机10的曲轴24,经由图中未示出的正时齿带,使正时带轮33bl沿着箭头R的方向旋转。圆筒状外壳33 与正时带轮33bl成一体地旋转。旋转轴33b3与进气凸轮轴成一体地旋转,并且,能够相对于圆筒状外壳33 相对地旋转。间隔壁33b4从圆筒状外壳33 的内周面一直延伸到旋转轴33b3的外周面。叶片33 在相互邻接的两个间隔壁33b4之间,从旋转轴33b3的外周面一直延伸到圆筒状外壳33 的内周面。借助这种结构,在各个叶片33 的两侧形成提前角用油压室33M和滞后角用油压室33b7。对于提前角用油压室33M及滞后角用油压室33b7,在向其中的一个供应工作油时,从其中的另外一个排出工作油。向提前角用油压室33M及滞后角用油压室33b7的工作油的供应控制(给油排油),利用包含工作油供应控制阀的同样在图1中所示的促动器33a和图中未示出的油压泵来进行。促动器33a是电磁驱动式的,响应指示信号(驱动信号)而进行所述工作油的供应控制。即,在应当使进气凸轮轴的凸轮的相位提前时,促动器33a向提前角用油压室33M 供应工作油,同时,将滞后角用油压室33b7内的工作油排出。这时,使旋转轴33b3相对于圆筒状外壳33 沿箭头R的方向相对旋转。与此相对,在应当使进气凸轮轴的凸轮的相位滞后时,促动器33a向滞后角用油压室33b7供应工作油,同时,排出提前角用油压室33M 内的工作油。这时,使旋转轴33b3相对于圆筒状外壳33 向与箭头R相反的方向相对旋转。进而,当促动器33a停止向提前角用油压室33M及滞后角用油压室33b7的工作油的给油、排油时,使旋转轴33b3相对于圆筒状外壳33 的相对旋转动作停止,旋转轴 33b3被保持在该时刻的相对旋转位置上。这样,可变进气正时控制装置33,可以使进气凸轮轴的凸轮的相位提前及滞后所希望的量。根据可变进气正时控制装置33,由于进气门32的开启期间的长度(气门开启曲柄角宽度)由进气凸轮轴的凸轮的轮廓决定,所以,被保持恒定。即,若利用可变进气正时控制装置33使进气门开启时期INO提前规定的角度或者滞后规定的角度,则进气门关闭时期 INC也提前或者滞后该规定的角度。另外,上述可变进气正时控制装置33,例如,也可以被更换成日本专利申请特开 2004-150397号公报等所揭示的“电动式可变进气正时控制装置”。这种电动式可变进气正时控制装置配备有电磁线圈和多个齿轮。这种装置根据指示信号(驱动信号),借助电磁线圈产生的磁力使所述多个齿轮的相对旋转位置变化,借此,可以将进气凸轮轴的凸轮的相位提前或者滞后所希望的量。另一方面,可变排气正时控制装置36安装在排气凸轮轴的端部。该可变排气正时
19控制装置36具有和上述油压式可变进气正时控制装置33同样的结构。进而,可变进气正时控制装置33及可变排气正时控制装置36可以相互独立地控制进气门32及排气门35的开闭时期。另外,这种可变排气正时控制装置36也和上面所述一样,可以更换成电动式的可变排气正时控制装置。采用可变排气正时控制装置36,由于排气门35的开启期间的长度(气门开启曲柄角宽度)由排气凸轮轴的凸轮的轮廓决定,所以,被保持恒定。即,当排气门关闭时期MC 被可变排气正时控制装置36提前或者滞后规定的角度时,排气门开启时期EM)也被提前或者滞后该规定的角度。再次参照图1,燃料喷射阀39对于各个气缸的燃烧室25各配置一个。燃料喷射阀39设置在进气口 22上。燃料喷射阀39响应喷射指示信号,在正常的情况下,向对应的进气口 22内喷射“包含在该喷射指示信号中的指示喷射量的燃料”。这样,多个气缸的每一个与其它气缸独立地配备进行燃料供应的燃料喷射阀39。进气系统40配备有进气歧管41、进气管42、空气滤清器43、及节气门44。进气歧管41由多个分支部41a和平衡箱41b构成。多个分支部41a各自的一端分别连接到多个进气口 31的每一个上。多个分支部41a的另一端连接到平衡箱41b上。进气管42的一端连接到平衡箱41b上。空气滤清器43配置在进气管42的另一端。节气门44可以在进气管42内改变进气通路的开口截面面积。节气门44被由DC马达构成的节气门促动器44a 在进气管42内旋转驱动。进而,内燃机10配备有燃料箱45,所述燃料箱45贮存液体汽油燃料;滤油罐46, 所述滤油罐能够吸留在燃料箱45内产生的蒸发燃料;蒸气收集管47,所述蒸气收集管47 用于将包含所述蒸发燃料的气体从燃料箱45引导向滤油罐46 ;净化流路管48,所述净化流路管48用于将脱离滤油罐46的蒸发燃料作为蒸发燃料气体向平衡箱41b引导;以及,净化控制阀49,所述净化控制阀49配置在净化流路管48上。贮存在燃料箱45内的燃料通过燃料泵4 及燃料供应管4 等,被供应给燃料喷射阀39。蒸气收集管47及净化流路管48 构成净化通路(净化通路部)。净化控制阀49通过利用表示作为指示信号的占空比DPG的驱动信号调节开度 (阀开启期间),改变净化流路管48的通路截面面积。在占空比DPG为“0”时,净化控制阀 49完全关闭净化流路管48。S卩,净化控制阀49配置在净化通路上,并且,响应指示信号而改变开度。滤油罐46是公知的活性炭罐。滤油罐46配备有筐体,所述筐体形成有连接到蒸气收集管47上的罐口 46a、连接到净化管48上的净化口 46b、和暴露在大气中的大气口 46c。 滤油罐46在该筐体内容纳有用于吸附蒸发燃料的吸附剂46d。滤油罐46在净化控制阀49 完全关闭期间吸留在燃料箱45内产生的蒸发燃料,在净化控制阀49打开期间,吸留的蒸发燃料作为蒸发燃料气体通过净化流路管48放出到平衡箱41b(比节气门44靠下游的进气通路)中。借此,将蒸发燃料气体供应给燃烧室25。即,通过打开净化控制阀49,进行蒸发燃料气体的净化(或者,简单地说,蒸发净化)。排气系统50包括排气歧管51,所述排气歧管51包含有一端连接到各个气缸的排气口 34上的多个分支部;排气管52,所述排气管52连接到全部分支部汇集的集合部(排气歧管51的排气集合部),其中,所述集合部为各个排气歧管51的分支部的另一端部;上游侧催化剂53,所述上游侧催化剂53配置在排气管52上;以及,图中未示出的下游侧催化剂,所述下游侧催化剂配置在比上游侧催化剂53更靠下游的排气管52上。排气口 34、排气歧管51及排气管52构成排气通路。这样,上游侧催化剂53配置在比排气通路的“从全部的燃烧室25 (至少两个以上燃烧室)排出的排气汇集的排气集合部更靠下游侧的部位”。上游侧催化剂53及下游侧催化剂分别是所谓的载置有由钼等贵金属构成的活性成分的三元催化剂装置(排气净化催化剂)。在流入各个催化剂的气体的空燃比为理论空燃比时,各个催化剂具有氧化HC、C0等未燃烧成分、并且还原氮氧化物(NOx)的功能。这种功能也称为催化功能。进而,各个催化剂具有吸留(贮藏)氧的氧吸留功能,借助这种氧吸留功能,即使在空燃比偏离理论空燃比时,也能够净化未燃烧成分及氮氧化物。这种氧吸留功能是由载置在催化剂中的氧化铈(CeO2)产生的。进而,内燃机10配备有排气回流系统。排气回流系统包括构成外部EGR通路的排气回流管M及EGR阀55。排气回流管M的一端连接到排气歧管51的集合部。排气回流管M的另一端连接到平衡箱41b上。EGR阀55配置在排气回流管M上。EGR阀55内置作为驱动源的DC马达。EGR阀 55响应给予该DC马达的指示信号、即占空比DEGR而改变开度,借此,改变排气回流管M的通路截面面积。在占空比DEGR为“0”时,EGR阀55完全关闭排气回流管M。S卩,EGR阀55 配置在外部EGR通路上,并且,通过响应指示信号而改变开度,控制排气回流量(下面,也称之为“外部EGR量”)。另一方面,该系统包括热线式空气流量计61、节气门开度传感器62、水温传感器 63、曲柄位置传感器64、进气凸轮位置传感器65、排气凸轮位置传感器66、上游侧空燃比传感器67、下游侧空燃比传感器68、酒精浓度传感器69、EGR阀开度传感器(EGR阀提升量传感器)70、及加速器开度传感器71。空气流量计61输出对应于在进气管42内流动的吸入空气的质量流量( 的信号。节气门开度传感器62检测节气门44的开度(节气门开度),输出表示节气门开度 TA的信号。水温传感器63检测内燃机10的冷却水的温度,输出表示冷却水温度THW的信号。曲柄位置传感器64输出当曲轴M每旋转10°时具有窄幅的脉冲、并且当该曲轴 M每旋转360°时具有宽幅的脉冲的信号。该信号被后面描述的电控制装置80变换成内燃机的旋转速度NE。进气凸轮位置传感器65每当进气凸轮轴从规定的角度起旋转90度、接着旋转90 度、进而旋转180度时,输出一个脉冲。排气凸轮位置传感器66每当排气凸轮轴从规定的角度起旋转90度、接着旋转90 度、进而旋转180度时,输出一个脉冲。上游侧空燃比传感器67在排气通路上配置在“排气集合部(排气歧管51的分支部的集合部)与上游侧催化剂53之间”的位置处。上游侧空燃比传感器67的配置位置也可以是排气集合部。上游侧空燃比传感器67,如后面详细描述的那样,例如,是日本专利文献特开平11-7M73号公报、特开2000-65782号公报及特开2004-69547号公报等揭示的 “配备有扩散阻力层的极限电流式广域空燃比传感器”。
如图3所示,上游侧空燃比传感器67输出与“被检测气体”的空燃比A/F相对应的电压、即输出值Vabyf s。从而,在本例中,上游侧空燃比传感器67产生输出值Vabyf s,所述输出值Vabyfs对应于在排气通路上流过配置有上游侧空燃比传感器67的部位的气体的空燃比(即,流入上游侧催化剂53的排气的空燃比,从而,供应给内燃机的混合气的空燃比)。在被检测气体的空燃比是理论空燃比时,输出值Vabyfs与值Vstoich相一致。被检测气体的空燃比越变大(变稀),输出值Vabyfs越增大。即,上游侧空燃比传感器67相对于被检测气体的空燃比的变化其输出连续地变化。后面所述的电控制装置80存储图3所示的表(映射表)Mapabyfs,通过将实际的输出值Vabyfs应用于该映射表Mapabyfs,检测空燃比。下面,也将利用上游侧空燃比传感器的输出值Vabyfs和映射表Mapabyfs取得的空燃比称为上游侧空燃比abyfs或者检测空燃比abyfs。下游侧空燃比传感器68在排气通路上配置于比上游侧催化剂53更靠下游侧、并且比下游侧催化剂更靠上游侧(即,上游侧催化剂53与下游侧催化剂之间的排气通路) 处。下游侧空燃比传感器68是公知的电动势式的氧浓度传感器(利用稳定化二氧化锆的公知的浓差电池型的氧浓度传感器)。下游侧空燃比传感器68产生输出值Voxs,该输出值 Voxs与流过在排气通路上配置有下游侧空燃比传感器68的部位的气体、即被检测气体的空燃比(即,从上游侧催化剂53流出并且流入下游侧催化剂M的气体的空燃比,从而,供应给内燃机的混合气的空燃比的时间平均值)相对应。该输出值Voxs,如图4所示,在被检测气体的空燃比比理论空燃比浓时,变成最大输出值max(例如,约0. 9V),在被检测气体的空燃比比理论空燃比稀时,变成最小输出值 min(例如,约0. IV),在被检测气体的空燃比是理论空燃比时,变成最大输出值max与最小输出值min的大致中间的电压Vst (中间电压Vst,例如,约0. 5V)。进而,在被检测气体的空燃比从比理论空燃比浓的空燃比向稀的空燃比变化时,该输出值Voxs从最大输出值max 向最小输出值min急剧地变化,在被检测气体的空燃比从比理论空燃比稀的空燃比向浓的空燃比变化时,该输出值Voxs从最小输出值min向最大输出值max急剧地变化。再次参照图1,酒精浓度传感器69设置在燃料供应管4 上。酒精浓度传感器69 检测包含在燃料(汽油燃料)中的酒精(乙醇等)的浓度,输出表示该浓度KOH的信号。EGR阀开度传感器70检测EGR阀的开度(即,EGR阀配备的阀体的提升量),输出表示其开度AEGRVact的信号。加速器开度传感器71输出表示由驾驶员操作的加速踏板91的操作量Accp的信号。电控制装置80是公知的微型计算机,所述微型计算机由利用总线相互连接的 “CPU81、CPU81执行的程序、预先存储有表(映射表、函数)及常数等的R0M82、CPU81根据需要暂时存储数据的RAM83、以及后备RAM84以及包含AD转换器的接口 85等”构成。后备RAM84与搭载有内燃机10的车辆的图中未示出的点火钥匙开关的位置(断开位置、启动位置及接通位置等的任何一种位置)无关地接受来自于搭载在车辆上的电池的电力的供应。后备RAM84,在从电池接受电力供应的情况下,根据CPU81的指示存储数据 (写入数据),并且,以能够读出的方式保持(记忆)该数据。若通过从车辆上卸下电池等断开来自于电池的电力供应,则后备RAM84不能保持数据。因此,当再次开始向后备RAM84
22的电力供应时,CPU81将应保持在后备RAM84中的数据初始化(设定为默认值)。接口 85与传感器61 71连接,向CPU81提供来自于这些传感器的信号。进而, 接口 85对应于CPU81的指示向可变进气正时控制装置33的促动器33a、可变排气正时控制装置36的促动器36a、各个气缸的点火器38、对应于各个气缸设置的燃料喷射阀39及节气门促动器44a、净化控制阀49及EGR阀55等送出驱动信号(指示信号)。(控制概要)其次,对于具有上述结构的第一控制装置的动作的概要进行说明。另外,在本说明书中,附加了变数k的值表示是对于本次燃烧循环的值。S卩,变数X(k)是相对于本次燃烧循环的值X,X(k-N)是相对于N次之前的燃烧循环的值X。第一控制装置进行空燃比反馈控制,所述空燃比反馈控制包括使基于上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs获得的上游侧空燃比abyfs与上游侧目标空燃比abyfr相一致的主反馈控制、和使下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs与下游侧目标值Voxsref 相一致的副反馈控制。实际上,第一控制装置利用“以减小下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs和下游侧目标值Voxsref的输出偏差量Dvoxs的方式计算出来的副反馈量Vafsfb及其学习值 Vafsfbg”修正“上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs”,借此,计算出“反馈控制用空燃比(修正检测空燃比)abyfsc”,进行使该反馈控制用空燃比abyfsc与上游侧目标空燃比 abyfr相一致的空燃比反馈控制。为了方便起见,副反馈控制量Vafsfb也被称为“第一反
馈里ο<主反馈控制及最终燃料喷射量的决定>更具体地说,第一控制装置根据下面的(1)式计算出反馈控制用输出值Vabyfc。 在⑴式中,Vabyfs是上游侧空燃比传感器67的输出值,Vafsfb是根据下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs计算的副反馈量,Vafsfbg是副反馈量的学习值。这些值都是当前时刻获得的值。在后面描述副反馈量Vafsfb及副反馈量的学习值Vafsfbg的计算方法。Vabyfc = Vabyfs+Vafsfb+Vafsfbg …(1)第一控制装置如下面的(2)式所示,通过将反馈控制用输出值Vabyfc应用于图3 所示的表Mapabyfs,获得反馈控制用空燃比abyfsc。abyfsc = Mapabyfs (Vabyfc) …(2)另一方面,第一控制装置求出当前时刻吸入各个气缸(各个燃烧室2 的空气量、 即气缸内吸入空气量Mc (k)。在各个气缸的每一个进气行程,根据该时刻的空气流量计61 的输出( 和内燃机旋转速度NE求出气缸内吸入空气量Mc (k)。例如,根据“利用空气流量计61计测的吸入空气量Ga、内燃机旋转速度NE及查阅表MapMc”求出气缸内吸入空气量 Mc (k)。或者,通过将对于空气流量计61的吸入空气量( 实施了一次延迟处理的值除以内燃机旋转速度NE,求出气缸内吸入空气量Mc(k)。也可以利用公知的空气模型(依照模仿进气通路中的空气的行为的物理法则构筑的模型)算出气缸内吸入空气量Mc(k)。气缸内吸入空气量Mc (k)对应于各个进气行程被存储在RAM83内。第一控制装置,如下面的C3)式所示,通过将该气缸内吸入空气量Mc (k)除以当前时刻的上游侧目标空燃比abyfr,求出基本燃料喷射量冊。在内燃机热车过程中,除了切断燃油恢复后增量过程中及防止催化剂过热增量过程中等特殊的情况之外,将上游侧目标空
23燃比abyfr设定成理论空燃比stoich。另外,在本例中,上游侧目标空燃比abyfr通常被设定成理论空燃比stoich。基本燃料喷射量冊(10与各个进气行程相对应地被存储在RAM83 中。Fb (k) = Mc (k) /abyfr ...(3)第一控制装置,如下面的(4)式所示,通过利用各种修正系数修正基本燃料喷射量冊,计算出最终燃料喷射量Fi。并且,第一控制装置从迎来进气行程的气缸的燃料喷射阀39喷射最终燃料喷射量Fi的燃料。Fi = KG · FPG · FAF · Fb (k) ... (4)在上述⑷式的右边的各个值如下面所述。KG 主反馈系数的学习值(主FB学习值KG)。FPG 净化修正系数。FAF 利用主反馈控制更新(计算出)的主反馈系数。主FB学习值KG及净化修正系数的计算、更新方法在后面描述。这里,对于主反馈系数FAF的更新(计算)方法进行描述。主反馈系数FAF(为了方便起见,也称之为第二反馈量)根据主反馈值DFi算出。 主反馈值DFi以下面所述的方式求出。第一控制装置如下面的( 式所示,通过将在当前时刻N个行程(S卩,N · 720°曲柄角)之前的时刻的气缸内吸入空气量Mc (k-N)除以上述反馈控制用空燃比abyfsc,求出在当前时刻的N个行程之前的时刻实际上供应给燃烧室25 的燃料的量、即“气缸内燃料供应量Fc (k-N) ”。Fc (k-N) = Mc (k-N)/abyf sc ...(5)这样,为了求出从当前时刻起N个行程之前的气缸内燃料供应量Fc (k-N),之所以将从当前时刻起N个行程之前的气缸内吸入空气量Mc (k-N)除以反馈控制用空燃比 abyfsc,是因为直到在燃烧室25内燃烧的混合气到达上游侧空燃比传感器67为止需要相当于N个行程的时间。但是,实际上,从各个气缸排出的排气在被一定程度上混合之后到达上游侧空燃比传感器67。其次,第一控制装置,如下面的(6)式所示,通过将“从当前时刻起N个行程之前的气缸内吸入空气量Mc(k-N)”除以“从当前时刻起N个行程之前的上游侧目标空燃比 abyfr (k-N) ”,求出“从当前时刻起N个行程之前的目标气缸内燃料供应量Fcr (k-N) ”。另外,如上所述,在本例中,由于上游侧目标空燃比abyfr是恒定的,所以,在(6)式中,简单地表不为abyfr οFcr (k-N) = Mc (k-N) /abyfr ...(6)控制装置,如下面的(7)式所示,将从目标气缸内燃料供应量Fcr(k-N)中减去气缸内燃料供应量Fc (k-N)所得的值设定为气缸内燃料供应量偏差DFc。该气缸内燃料供应量偏差DFc成为表示在N个行程之前的时刻供应到气缸内的燃料的过量或不足的量。DFc = Fcr (k-N)-Fc (k-N) ...(7)之后,控制装置根据下面所述的(8)式求出主反馈量值DFi。在该(8)式中,Gp是预先设定的比例增益,Gi是预先设定的积分增益。另外,(8)式的系数KFB优选是根据内燃机旋转速度NE及气缸内吸入空气量Mc等可变的,但是,这里为“1”。另外,(8)式的值 SDFc是气缸内燃料供应量偏差DFc的积分值。即,第一控制装置利用使反馈控制用空燃比abyfsc与上游侧目标空燃比abyfr相一致的比例·积分控制(PI控制),计算出主反馈值 DFi。DFi = (Gp · DFc+Gi · SDFc) · KFB ... (8)并且,第一控制装置通过将主反馈值DFi及基本燃料喷射量1 (k-N)应用于下面的(9)式,计算出主反馈系数FAF。即,通过将从当前时刻起N个行程之前的基本燃料喷射量 Fb (k-N)加上主反馈值DFi所得的值除以基本燃料喷射量1 (k-N),求出主反馈系数FAF。FAF = (Fb (k-N) +DFi) /Fb (k-N) ...(9)主反馈系数FAF,如上面的(4)式所示,乘以基本燃料喷射量1 (k)。另外,每当规定的第三更新正时到来时(例如,每经过第三规定时间),主反馈系数FAF被更新。上面是主反馈控制(从而,空燃比反馈控制)的概要。〈副反馈控制〉第一控制装置如下面的(10)式所示,通过每当规定的第一更新正时到来时(例如,每经过第一规定时间),从下游侧目标值Voxsref中减去当前时刻的下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs,求出输出偏差量(第一偏差)DVoxs。DVoxs = Voxsref-Voxs …(10)(10)式中的下游侧目标值Voxsref被以上游侧催化剂53的净化效率变得良好的方式来确定。下游侧目标值Voxsref在本例中被设定成相当于理论空燃比的值(理论空燃比相当值)Vst。第一控制装置根据下述(11)式求出副反馈量Vafsfb。在(11)式中,Kp是比例增益(比例常数)、Ki是积分增益(积分常数)、Kd是微分增益(微分常数)。另外,SDVoxs 是输出偏差量DVoxs的积分值(时间积分值),DDVoxs是输出偏差量DVoxs的微分值(时间微分值)。Vafsfb = Kp · DVoxs+Ki · SDVoxs+kd · DDvoxs …(11)这样,第一控制装置利用使下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs与下游侧目标值Voxsref相一致的比例·积分·微分控制(PID控制),计算出副反馈量Vafsfb。如上述
(11)式所示,该副反馈量Vafsfb用于计算反馈控制用输出值Vabyfc。这样,第一控制装置配备有第一反馈量更新机构,所述第一反馈量更新机构,在每次规定的第一更新正时到来时,根据下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs与对应于下游侧目标值Voxsref的值之差、即第一偏差(输出偏差量DVoxs),更新第一反馈量(副反馈量Vafsfb),所述第一反馈量(副反馈量Vafsfb)用于使下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs与对应于下游侧目标空燃比的值(下游侧目标值Voxsref、相当于理论空燃比的值 Vst)相一致。〈副反馈控制的学习>第一控制装置在每次规定的第二更新正时到来时(每经过第二规定时间,或者每次下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs穿过相当于理论空燃比的值Vst时等),根据下述
(12)式更新副反馈量Vafsfb的学习值Vafsfbg。(12)式左边的Vafsfbgnew表示更新后的学习值Vafsfbg。S卩,副FB学习值Vafsfbg “以引入作为第一反馈量的副反馈量Vafsfb 的恒定成分的方式(成为对应于副反馈量Vafsfb的恒定成分的量的方式”被更新。换句话说,副FB学习值Vafsfbg以逐渐接近于“在不进行学习值Vafsfbg的更新的情况下作为第
25一反馈量的副反馈量Vafsfb将会收敛的值”的方式被更新。如可以从(12)式看出的那样,学习值Vafsfbg是实施了用于从副反馈量Vafsfb 的积分项Ki -SDVoxs中除去噪音的滤波处理的值。在(12)式中,值ρ是O以上、不足1的任意值。更新后的学习值Vafsfbgnew作为学习值Vafsfbg被存储在后备RAM84中。如可以从(12)式看出的那样,值ρ越大,则当前时刻的积分项Ki CDVoxs越大地反映在学习值 Vafsfbg中。即,值ρ越大,越可以增大学习值Vafsfbg的更新速度,越能够更迅速地使学习值Vafsfbg接近于将会等于收敛值的积分项Ki · SDVoxs。另外,学习值Vafsfbg也可以如下面的(1 式所示的那样被更新。Vafsfbgnew = (l_p) · Vafsfbg+p · Ki · SDVoxs …(12)Vafsfbgnew = (l_p) · Vafsfbg+p · Vafsfb…(13)<伴随着副反馈控制的学习的副反馈量的修正>如上述(1)式所示,第一控制装置通过将副反馈量Vafsfb及学习值Vafsfbg加到上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs上,获得反馈控制用输出值Vabyfc。学习值 Vafafbg是引入了副反馈量Vafsfb的积分项Ki · SDVoxs (恒定成分)的一部分的值。从而,在更新了学习值Vafsfbg的情况下,在不对应于该更新的量修正副反馈量Vafsfb时, 利用更新后的学习值Vafsfbg和副反馈量Vafsfb进行双重修正。从而,在更新了学习值 Vafsfbg的情况下,有必要对应于该学习值Vafsfbg的更新的量修正副反馈量Vafsfb。因此,第一控制装置如下面的(14)及(15)式所示,在以将学习值Vafsfbg增加变更量ΔG的方式进行更新时,进行使副反馈量Vafsfb减少变更量AG的修正。在(14)式中,VafsfbgO是即将更新前的学习值Vafsfbg。从而,变更量Δ G可以是正的值及负的值中的任何一种。在(1 式中,Vafsfbnew是修正后的负反馈量Vafsfb。进而,第一控制装置在以将学习值Vafsfbg增加变更量AG的方式进行更新时,优选地,按照下述(16)式的方式修正输出偏差量DVoxs的积分值。在(16)式中,SDVoxsnew是修正后的输出偏差量DVoxs 的积分值。但是,也可以不进行(14)式至(16)式的修正。AG = Vafsfbg-VafsfbgO...(14)Vafsfbnew = Vafsfb- Δ G".(15)SDVoxsnew = SDVoxs- Δ G/Ki ... (16)如上面所说明的那样,第一控制装置以负反馈量Vafsfb和学习值Vafsfbg之和修正上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs,根据通过该修正获得的反馈控制用输出值 Vabyfc,取得反馈控制用空燃比abyfsc。并且,控制装置控制燃料喷射量Fi,以使所取得的反馈控制用空燃比abyfsc与上游侧目标空燃比abyfr相一致。其结果是,上游侧空燃比 abyfs接近于上游侧目标空燃比abyfr,同时,下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs接近于下游侧目标值Voxsref。即,控制装置配备有空燃比反馈控制机构,所述空燃比反馈控制机构基于上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs、负反馈量Vafsfb和学习值Vafsfbg,使内燃机的混合气的空燃比与上游侧目标空燃比abyfr相一致。这样,第一控制装置配备有学习机构,所述学习机构每当规定的第二更新正时到来时,根据第一反馈量(副反馈量Vafsfb)对第一反馈量的学习值(学习值Vafsfbg)进行更新。另外,当学习值Vafsfbg被更新时,学习机构利用“对应于更新的学习值Vafsfbg 的量(学习值Vafsfbg的变更量AG)”修正副反馈量Vafsfb,输出偏差量DVoxs的积分值
26SDVoxs也对应于变更量Δ G进行修正。<副反馈量的学习促进控制>进而,第一控制装置配备有学习促进机构,所述学习促进机构,在被推定为发生学习不足状态时,与未被推定为未发生学习不足状态时相比,进行用于使学习值Vafsfbg的更新速度增大的学习促进控制。学习不足状态是作为“学习值Vafsfbg”与“学习值Vafsfbg 应当收敛的值”之差的第二偏差在规定值以上的状态。更具体地说,第一控制装置,在学习值Vafsfbg的变化量(变化速度)在规定的阈值以上时,推定为发生学习不足状态。例如可以利用在更新次数在规定的次数之前的时刻被更新的过去的学习值Vafsfbgold(例如,在四次之前被更新的学习值Vafsfbg(4))与本次被更新的学习值Vafsfbg之差来取得学习值Vafsfbg的变化量。并且,第一控制装置,在推定为发生学习不足状态时,将上述(1 式的值ρ设定为比推定为未发生学习不足状态时的值PSmall大的值pLarge。其结果是,由于学习值 Vafsfbg的更新速度变大,所以,学习值Vafsfbg更迅速地接近收敛值。<副反馈量的学习促进控制的禁止>但是,在进行这种学习促进控制的期间,当发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”时,存在副反馈量也与之相应地暂时向与收敛值不同的值变化的情况。其结果是,学习值偏离本来应当达到的值,存在着内燃机空燃比偏离恰当的值的危险性。因此,如图5的概念流程图所示,第一控制装置首先在步骤510判定是否有副反馈量的学习促进要求(是否是学习不足状态),如果没有学习促进要求则进入步骤520,像通常那样进行副反馈量的学习。即,第一控制装置当进入步骤520时,将上述(1 式的值ρ 设定为值pSmall,进行通常的副反馈量的学习。另一方面,在步骤510中存在副反馈量的学习促进要求的情况下,第一控制装置进入步骤530,推定是否发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”,即,是否有“空燃比干扰”。并且,若推定为没有空燃比干扰,则第一控制装置进入步骤M0,将上述(1 式的值ρ 设定为比值PSmall大的值pLarge,进行副反馈量的学习促进控制。与此相对,在步骤530 中推定为存在“空燃比干扰”时,第一控制装置进入步骤520,进行通常的副反馈量的学习。其结果是,在进行学习促进控制时,或者在由于是学习不足状态而产生学习促进要求时,若发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”,则由于学习促进控制被禁止(中止),所以,可以避免反馈量的学习值Vafsfbg大幅度地偏离恰当值。从而,由于结果是可以缩短学习值Vafsfbg收敛到收敛值的时间,所以可以缩短排放物恶化的期间。另外,例如,由于蒸发燃料气体净化、内部EGR量(气缸内残留气体量)、外部EGR 量、以及燃料的酒精浓度等原因,会发生上述“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态(空燃比的干扰)”。由蒸发燃料气体净化引起的“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”在下面所述的情况下发生。·在蒸发燃料气体净化过程中,该蒸发燃料气体的浓度急剧变化时。·在蒸发燃料气体净化过程中,该蒸发燃料气体的浓度比规定浓度高时。 后面描述的蒸发燃料气体浓度学习值“内燃机起动后的更新次数”比规定的更新次数阈值小时。
由内部EGR量引起的“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”在下面所述的情况下发生。·内部EGR量比所希望的内部EGR量大规定的量以上时。 内部EGR量的变化速度(单位时间的变化量)比规定的变化速度大时。更具体地说,在下面所述的情况下发生由内部EGR量引起的“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”。气门重叠量是表示气门重叠期间的长度的量。·实际的气门重叠量比目标重叠量大规定的量以上时。·气门重叠量的变化速度在规定的变化速度阈值以上时。·决定气门重叠量的进气门开启时期偏离其目标时期规定值以上时。·决定气门重叠量的排气门关闭时期偏离其目标时期规定值以上时。·进气门开启时期的变化速度在规定的变化速度以上时。·排气门关闭时期的变化速度在规定的变化速度以上时。由外部EGR量引起的“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”,在下面所述的情况下发生。·外部EGR量比所希望的外部EGR量大规定量以上时。·外部EGR量的变化速度(单位时间的变化量)比规定变化速度大时。更具体地说,由外部EGR量引起的“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”,在下面所述的情况下发生。·外部EGR率的变化速度在规定变化速度以上时。·实际的外部EGR率比目标外部EGR率大规定值以上时。这例如也是实际的外部 EGR阀的开度比目标外部EGR阀开度大规定开度以上时。由燃料的酒精浓度引起的“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”在下面所述的情况下发生。通过向燃料箱45补充燃料,包含在燃料中的酒精浓度比补充燃料之前的酒精浓度变化规定浓度以上时。另外,可以通过以下方式检测这种状态,即每次内燃机起动时,将酒精浓度传感器69的输出值、即酒精浓度KOH存储在后备RAM84内,判定在下次内燃机起时获得的酒精浓度KOH与存储在后备RAM84内的酒精浓度KOH之差是否在规定的浓度以上。(实际的动作)其次,对于上述结构的第一控制装置的实际动作进行说明。<燃料喷射量控制>在规定的气缸的曲柄角每次变成进气上止点之前的规定的曲柄角度(例如, BTDC90° CA)时,CPU81对于该气缸(下面,也称之为“燃料喷射气缸”)重复执行进行图6 所示的最终燃料喷射量Fi的计算及燃料喷射的指示的程序。从而,当变成规定的正时时,CPU81从步骤600起开始进行处理,依次进行下面所述的步骤610至步骤660的处理,进入步骤695,暂时结束本程序。步骤610 =CPUSl通过将“利用空气流量计61计测的吸入空气量( 及内燃机旋转速度NE”应用于查阅表MapMc,求出当前时刻的气缸内吸入空气量Mc (k)。步骤620 :CPU81从后备RAM84读出主FB学习值KG。利用后面描述的图8所示的主反馈学习程序另行求出主FB学习值KG,并将其存储在后备RAM84内。步骤630 :CPU81根据上述(3)式求出基本燃料喷射量1 (k)。步骤640 :CPU81根据下述(17)式求出净化修正系数FPG。在(17)式中,PGT是目标净化率。目标净化率PGT是在后面描述的图9的步骤930中根据内燃机10的运转状态求出的。FGPG是蒸发燃料气体浓度学习值。蒸发燃料气体浓度学习值FGPG利用后面描述的图9所示的程序求出。FPG = 1+PGT (FGPG-I) ...(17)步骤650 =CPUSl通过根据上述(4)式修正基本燃料喷射量1 (k),求出最终的燃料喷射量(指令喷射量)Fi。另外,利用后面描述的图7所示的程序求出主反馈系数FAF。步骤660 =CPUSl向该燃料喷射阀39发出指示信号,以便从对应于燃料喷射气缸设置的燃料喷射阀39喷射最终燃料喷射量Fi的燃料。如上所述,利用主反馈值DFi (实际上是主反馈系数FAF)等修正基本燃料喷射量冊,对燃料喷射气缸喷射作为该修正结果的最终燃料喷射量Fi的燃料。〈主反馈控制〉CPU81每经过规定的时间重复执行在图7中用流程图表示的主反馈量(第二反馈量)计算程序。从而,当成为规定的正时时,CPU81从步骤700开始进行处理,进入步骤705, 判定主反馈控制条件(上游侧空燃比反馈控制条件)是否成立。例如,当不在切断燃油过程中,内燃机冷却水温度THW在第一规定温度以上,负荷KL在规定值以下,并且上游侧空燃比传感器67活性化时,主反馈控制条件成立。现在,以主反馈控制条件成立的情况继续进行说明,CPU81在步骤705中判定为 “Yes”,依次进行下面所述的步骤710至步骤750的处理,进入步骤795,暂时结束本程序。步骤710 =CPUSl根据上述(1)式取得反馈控制用输出值Vabyfc。步骤715 =CPUSl根据上述(2)式取得反馈控制用空燃比abyfsc。步骤720 =CPUSl根据上述( 式取得气缸内燃料供应量Fc (k_N)。步骤725 :CPU81根据上述(6)式取得目标气缸内燃料供应量Fcr (k_N)。步骤730 =CPUSl根据上述(7)式取得气缸内燃料供应量偏差DFc。步骤735 =CPUSl根据上述(8)式取得主反馈值DFi。另外,在本例中,将系数KFB 设定为“1”。在后面的步骤740中,求出气缸内燃料供应量偏差DFc的积分值SDFc。步骤740 =CPUSl通过将在上述步骤730中求出的气缸内燃料供应量偏差DFc加到该时刻的气缸内燃料供应量偏差DFc的积分值SDFc上,取得新的气缸内燃料供应量偏差的积分值SDFc。步骤745 :CPU81根据上述(9)式求出主反馈系数FAF。步骤750 =CPUSl根据下述(18)式将主反馈系数FAF的加权平均值作为主反馈系数平均FAFAV(下面,也称之为“修正系数平均FAFAV”)求出。在(18)式中,FAFAVnew是更新后的修正系数平均FAFAV,将该FAFAVnew作为新的修正系数平均FAFAV存储起来。另外,在(18)式中,值q是大于0小于1的常数。该修正系数平均FAFAV在求出后面描述的 “主FB学习值KG及蒸发燃料气体浓度学习值FGPG”时使用。FAFAVnew = q · FAF+(1-q) · FAFAV ... (18)上面,通过比例积分控制求出主反馈值DFi,在将该主反馈值DFi变换成主反馈系数FAF的基础上,在上述图6的步骤650中,反映在最终燃料喷射量Fi中。其结果是,由于燃料供应量被过量或不足地补偿,所以,内燃机的空燃比(从而,流入上游侧催化剂53的气体的空燃比)的平均值与上游侧目标空燃比abyfr(除特殊情况外,为理论空燃比)大致相
一致。 另一方面,在进行步骤705的判定时,若主反馈控制条件不成立,则CPU81在该步骤705中判定为“No”,进入步骤755,将主反馈值DFi的值设定为“0”。其次,CPU81在步骤 760中将气缸内燃料供应量偏差的积分值SDFc设定为“0”,在步骤765中将主反馈系数FAF 的值设定为“ 1 ”,在步骤770中将修正系数平均FAFAV的值设定为“ 1 ”。之后,CPU81进入步骤795暂时结束本程序。这样,在主反馈控制条件不成立时, 主反馈值DFi的值被设定为“0”,主反馈系数FAF的值被设定为“1”。从而,不进行利用主反馈系数FAF对基本燃料喷射量1 的修正。但是,即使在这种情况下,基本燃料喷射量1 也被主FB学习值KG修正。〈主反馈学习(基本空燃比学习)>第一控制装置在向净化控制阀49发出保持该净化控制阀49完全关闭的状态的指示信号的“净化控制阀关闭指示期间(占空比DPG为“0”的期间)”,以使主反馈系数FAF 接近于基本值“ 1 ”的方式,根据修正系数平均FAFAV,更新主FB学习值KG,其中,在所述“作为净化控制阀关闭指示期间(占空比DPG为“0”的期间)”。为了进行这种主FB学习值KG的更新,CPU81每经过规定的时间,执行图8所示的主反馈学习程序。从而,当成为规定的正时时,CPU81从步骤800开始进行处理,进入步骤 850,判定是否在进行主反馈控制的过程中(即,主反馈条件是否成立)。这时,如果未进行主反馈控制,则CPU81在该步骤805判定为“No”,直接进入步骤895,暂时结束本程序。其结果是,不进行主FB学习值KG的更新。一方面,当在进行主反馈控制过程中时,CPU81进入步骤810,判定“是否没在进行蒸发燃料气体净化(具体地说,利用后面描述的图9的程序求出的目标净化率PGT是否不为“0”)”。这时,当进行蒸发燃料气体净化时,CPU81在该步骤810判定为“No”,直接进入步骤895,暂时结束本程序。其结果是,不进行主FB学习值KG的更新。另一方面,CPU81在进入步骤810时,如果没在进行蒸发燃料气体净化,则CPU81在步骤810中判定为“Yes”,进入步骤815,判定修正系数平均FAFAV的值是否在值1+α (α 是比0大、比1小的微小规定值,例如,0.02)以上。这时,若修正系数平均FAFAV的值在值 1+α以上,则CPU81进入步骤820,使主FB学习值KG增大正的规定值X。之后,CPU81进入步骤835。与此相对,在CPU81进入步骤815时,若修正系数平均FAFAV的值比值1+ α小,则 CPU81进入步骤825,判定修正系数平均FAFAV的值是否在值1-α以下。这时,若修正系数平均FAFAV的值在值1- α以下,则CPU81进入步骤830,使主FB学习值KG减小正的规定值 X0之后,CPU81进入步骤835。进而,在CPU81进入步骤835时,在该步骤835中将主反馈学习完毕标志(主FB 学习完毕标志)XKG的值设定为“0”。主FB学习完毕标志XKG的值为“1”时表示主反馈学习完毕,当该值为“0”时表示主反馈学习未完毕。其次,CPU81进入步骤840,将主学习计数 CKG的值设定为“0”。另外,在搭载有内燃机10的车辆的图中未示出的点火钥匙开关从断
30开位置向接通位置改变时执行的初始程序中,主学习计数CKG的值也被设定为“0”。之后, CPU81进入步骤895,暂时结束本程序。另外,CPU81进入步骤825时,若修正系数平均FAFAV的值比值1_α大(即,若修正系数平均FAFAV的值是值1- α与值1+ α之间的值),则CPU81进入步骤845,将主学习计数CKG的值增大“1”。其次,CPU81进入步骤850,判定主学习计数CKG的值是否在规定的主学习计数阈值CKGth以上。并且,如果主学习计数CKG的值在规定的主学习计数阈值CKGth以上,则 CPU81进入步骤855,将主FB学习完毕标志XKG的值设定为“1”。即,在内燃机10启动之后, 若修正系数平均FAFAV的值为值1-α与值l+α之间的值的次数在主学习计数阈值CKGth 以上,则看作是主FB学习值KG的学习完毕。之后,CPU81进入步骤895,暂时结束本程序。另外,当CPU81进入步骤850时,如果主学习计数CKG的值比规定的主学习计数阈值CKGth小,则CPU81从该步骤850直接进入步骤895,暂时结束本程序。另外,也可以这样构成程序,使得在步骤850及步骤810中的任一步骤中被判定为 “No”时,主学习计数CKG的值也被设定为“0”。这样,在进入步骤815以下的步骤的状态 (即,进行本次主反馈学习的期间)下,当修正系数平均值FAFAV的值为值l-α与值1+α 之间的值的次数达到主学习计数阈值CKGth以上时,看作是主FB学习值KG的学习完毕。如上所述,在主反馈控制过程中,在不进行蒸发燃料气体净化期间,更新主ra学习值KG。〈净化控制阀的驱动〉另一方面,每经过规定的时间,CPU71执行图9所示的净化控制阀驱动程序。从而, 若达到规定的正时,则CPU81从步骤900开始进行处理,进入步骤910,判定净化条件是否成立。例如,在执行空燃比反馈控制过程中,并且当内燃机10稳态运转时(例如,表示内燃机的负荷的节气门开度TA的每单位时间的变化量在规定值以下时),该净化条件成立。现在,假定净化条件成立。在这种情况下,CPU81在图9的步骤910中判定为 “Yes”,进入步骤920,判定主FB学习值完毕标志XKG的值是否为“1” (即,主反馈学习是否完毕)。这时,若主FB学习完毕标志XKG的值为“1”,则CPU81在步骤920中判定为“Yes”, 依次进行下面所述的步骤930至步骤970的处理,进入步骤995,暂时结束本程序。步骤930 =CPUSl根据内燃机10的运转状态(例如,内燃机的负荷KL及旋转速度服)设定目标净化率PGT。另外,目标净化率PGT在修正系数平均FAFAV的值在值l+α与值l-α之间的情况下,也可以每次增大规定的量。另外,负荷KL在本例中为负荷率(填充率)KL,根据下面的㈧式算出。在该(18)式中,P为空气密度(单位(g/1)),L为内燃机10的排气量(单位为(1)),4是内燃机10的气缸数。但是,负荷KL也可以是气缸内吸入空气量Mc、节气门开度TA及加速踏板操作量Accp等。KL = {Mc(k)/p · L/4)} · 100(% ) ...(A)步骤940 =CPUSl根据下述(19)式由目标净化率PGT及吸入空气量(流量)( 计算出“蒸发燃料气体的流量、即净化流量(蒸发燃料气体净化量)KP”。换句话说,净化率是净化流量KP相对于吸入空气量( 之比。净化率也可以表示为蒸发燃料气体净化量KP相对于“吸入空气量( 与蒸发燃料气体净化量KP之和(Ga+KP) ”之比。KP = Ga · PGT ... (19)
步骤950 如下面的00)式所示,CPU81通过将旋转速度NE及负荷KL应用于映射表MapPGRMX,求出全开净化率PGRMX。该全开净化率PGRMX是将净化控制阀49全开时的净化率。映射表MapPGRMX是根据实验或者模拟的结果预先取得的,被存储在R0M82内。根据映射表MapPGRMX,旋转速度NE变得越大或者负荷KL变得越大,则全开净化率PGRMX变得越小。PGRMX = MapPGRMX (NE, KL) ... (20)步骤960 :CPU81根据下述Ql)式利用全开净化率PGRMX及目标净化率PGT,计算出占空比DPG。DPG = (PGT/PGRMX) · 100 — (21)步骤970 :CPU81根据占空比DPG对净化控制阀49进行开闭控制。与此相对,CPU81在净化条件不成立的情况下,在步骤910中判定为“No”,进入步骤980,在主FB学习完毕标志XKG的值为“0”的情况下,在步骤920中判定为“No”,进入步骤980。然后,CPU81在步骤980中将净化流量KP设定为“0”,接着,在步骤990中将占空比DPG设定为“0”之后,进入步骤970。这时,由于占空比DPG被设定为“0”,所以,净化控制阀49变成被完全关闭状态。之后,CPU71进入步骤995,暂时结束本程序。<蒸发燃料气体浓度学习>进而,CPU81每经过规定的时间执行图10所示的蒸发燃料气体浓度学习程序。通过执行该蒸发燃料气体浓度学习程序,在进行蒸发燃料气体净化期间,进行蒸发燃料气体浓度学习值FGPG的更新。S卩,若达到规定的正时,则CPU81从步骤1000开始进行处理,进入步骤1005,判定是否在进行主反馈控制过程中。这时,如果没有进行主反馈控制,则CPU81在该步骤1005 中判定为“No”,直接进入步骤1095,暂时结束本程序。其结果是,不进行蒸发燃料气体浓度学习值FGPG的更新。一方面,在进行主反馈控制过程中时,CPU81进入步骤1010,判定“是否正进行蒸发燃料气体净化(具体地说,利用图9所示的程序求出的目标净化率PGT是否为“0”)”。这时,若没在进行蒸发燃料气体净化,则CPU81在该步骤1010中判定为“No”,直接进入步骤 1095,暂时结束本程序。其结果是,不进行蒸发燃料气体浓度学习值FGPG的更新。另一方面,若CPU81在进入步骤1010时进行蒸发燃料气体净化,则CPU81在步骤 1010中判定为“Yes”,进入步骤1015,判定从修正系数平均FAFAV中减去“1”的值的绝对值
FAFAV-II是否在规定值β以上。这里,β是比0大比1小的微小的规定值,例如为0.02。这时,若绝对值FAFAV-I |在β以上,则CPU81在步骤1015中判定为“Yes”,进入步骤1020,根据下述02)式求出更新值tre。在02)式中的目标净化率PGT在图9的步骤930中被设定。如可以从02)式看出的那样,更新值tre是每目标净化率的“偏差 ε a(从FAFAV中减去1的差=FAFAV-1) ”。之后,CPU81进入步骤1030。tFG = (FAFAV-I)/PGT — (22)包含在蒸发燃料气体中的蒸发燃料气体的浓度越高,则上游侧空燃比abyfs越变成比理论空燃比小的空燃比(比理论空燃比浓的一侧的空燃比)。从而,由于主反馈系数 FAF变成更小的值,所以修正系数平均FAFAV也变成比“ 1 ”小的值。其结果是,由于FAFAV-I 变成负的值,所以,更新值tre变成负的值。进而,FAFAV越小(越偏离“1”),则更新值tre的绝对值越变成大的值。即,蒸发燃料气体的浓度越高,更新值tre越变成其绝对值大的负值。与此相对,在绝对值IFAFAV-I |在值β以下的情况下,CPUSI在步骤ιο 5中判定为“No”,进入步骤1025,将更新值tre设定为“0”。之后,CPU81进入步骤1030。CPU81在步骤1030中,根据下述式更新蒸发燃料气体浓度学习值FGPG。在 (23)式中,FGP&iew是更新后的蒸发燃料气体浓度学习值FGPG。其结果是,蒸发燃料气体的浓度越高,蒸发燃料气体学习值FGPG变成越小的值。另外,蒸发燃料气体浓度学习值FGPG 的初始值被设定为“1”。FGPGnew = FGPG+tFG ... (23)其次,CPU81进入步骤1035,将蒸发燃料气体浓度学习值的更新次数CFGPG (下面也称之为“更新次数CFGPG”)增大“1”。更新次数CFGPG,在上面所述的初始程序中被设定为 “0”。其次,CPU81进入步骤1040,判定更新次数CFGPG是否在规定的更新次数阈值 CFGPGth以上。这时,如果更新次数CFGPG在规定的更新次数阈值CFGPGth以上,则CPU81 进入步骤1045,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。与此相对,如果更新次数CFGPG比规定的更新次数阈值CFGPGth小,则蒸发燃料气体的浓度未被充分学习。从而,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰,进入步骤1050,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。在后面描述的图13所示的学习促进控制程序中,在决定是应当进行学习促进控制还是应当禁止学习促进控制时,空燃比干扰发生标志XGIRN的值被参考。另外,空燃比干扰发生标志XGIRN的值在上述的初始程序中被设定为 “0”。<副反馈量及副FB学习值的计算>为了计算副反馈量Vafsfb及副反馈量Vafsfb的学习值Vafsfbg,CPU81每经过规定的时间进行图11所示的程序。从而,若达到规定的正时,则CPU81从步骤1100开始进行处理,进入步骤1105,判定副反馈控制条件是否成立。例如,在所述图7的步骤705中的副反馈控制条件成立、上游侧目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比、内燃机的冷却水温度THW 在比所述第一规定温度高的第二规定温度以上、并且下游侧空燃比传感器68活性化时,副反馈控制条件成立。现在,假定副反馈控制条件成立,继续进行说明。在这种情况下,CPU81在步骤 1105中判定为“Yes”,依次进行下面所述的步骤1110至步骤1160的处理,进入步骤1195, 暂时结束本程序。步骤1110 =CPUSl根据上述(10)式,取得下游侧目标值Voxsref与下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs( S卩,理论空燃比相当值Vst)之差、即输出偏差量DVoxs。输出偏差量DVoxs也被称为“第一偏差”。步骤1115 :CPU81根据上述(11)式,取得副反馈量Vafsfb。步骤1120 :CPU81将在上述步骤1110中求出的输出偏差量DVoxs加到该时刻的输出偏差量的积分值SDVoxs上,取得新的输出偏差量的积分值SDV0xso步骤1125 :CPU81通过从“在上述步骤1110中计算出来的输出偏差量DVoxs”中减去“前次执行本程序时计算出来的输出偏差量、即前次输出偏差量DVoxsold”,求出新的
33输出偏差量的微分值DDVoxs。步骤1130 :CPU81将“在上述步骤1110中计算出来的输出偏差量DVoxs”作为“前次输出偏差量DVoxsold”存储起来。这样,CPU81通过用于使下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs与下游侧目标值 Voxsref相一致的比例 积分 微分(PID)控制,计算出“副反馈量Vafsfb”。如上面的(1) 式所示,为了计算副反馈控制用输出值Vabyfc,使用该副反馈量Vafsfb。步骤1135 :CPU81将该时刻的副FB学习值Vafsfbg作为更新前学习值VafsfbgO 存储起来。步骤1140 :CPU81根据上述(12)式或上述(13)式,更新副FB学习值Vafsfbg。 更新的副FB学习值Vafsfbg( = Vafsfbgnew)被存储在后备RAM84内。这里,上述(12)式及上述(1 式的值P通过后面描述的图13所示的学习促进控制程序,在包括禁止学习促进控制时在内的通常时被设定为pSmall,在进行学习促进控制时被设定为比pSmall大的 PLarge0另外,如可以从(12)式看出的那样,副FB学习值Vafsfbg是对“副反馈量Vafsfb 的积分项Ki ^SDV0xs"实施“用于除去噪音的滤波处理”的值。换句话说,副FB学习值 Vafsfbg是对应于副反馈量Vafsfb的恒定成分(积分项)的值。另外,如可以从(13)式看出的那样,副FB学习值Vaf sfbg是副FB学习值Vaf sfbg 的一阶滞后量(平均值)。从而,副FB学习值Vafsfbg被以结果引入副FB学习值Vafsfbg的恒定成分的方式更新。步骤1145 =CPUSl根据上述(14)式计算出副FB学习值Vafsfbg的变更量(更新量)ag。步骤1150 :CPU81根据上述(15)式利用变更量AG修正副反馈量Vafsfb。步骤1155 :CPU81根据上述(16)式基于变更量AG修正积分项Ki · SDVoxs。另外,也可以省略步骤1巧5。另外,也可以省略步骤1145至步骤1155。步骤1160 =CPUSl将在本程序的步骤1140被进行三次之前时取得的学习值 Vafsfbg(3)作为在步骤1140被进行四次之前时取得的学习值Vafsfbg(4)存储起来。下面,将步骤1140被进行η次之前时取得的学习值Vafsfbg(Ii)简单地称为“η次之前的学习值Vafsfbg(Ii) ”。进而,CPU81将两次之前的学习值Vafsfbg⑵作为三次之前的学习值VafsfbgCB)存储起来,将一次之前的学习值Vafsfbg(I)作为两次之前的学习值 Vafsfbg (2)存储起来。而且,CPU81将在上述步骤1140中取得的本次的学习值Vafsfbg作为一次之前的学习值Vafsfbg(I)存储起来。通过以上的处理,每经过规定的时间(每次规定的第一更新正时到来时,以及,每次规定的第二更新正时到来时),副反馈量Vafsfb和副FB学习值Vafsfbg被更新。另一方面,在副反馈控制条件不成立的情况下,CPU81在图11的步骤1105中判定为“No”,依次进行下面所述的步骤1165及步骤1170的处理,进入步骤1195,暂时结束本程序。步骤1165 :CPU81将副反馈量Vabsfb的值设定为“0”。步骤1170 :CPU81将输出偏差量的积分值SDVoxs的值设定为“0”。
从而,如可以从上述(1)式看出的那样,副反馈控制用输出值Vabyfc成为上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs和副FB学习值Vafsfbg之和。即,在这种情况下,停止 “副反馈量Vafsfb的更新”以及“副反馈量Vafsfb对最终燃料喷射量Fi中的反映”。但是, 至少,对应于副反馈量Vafsfb的积分项的副FB学习值Vafsfbg被反映到最终燃料喷射量 Fi中。<副反馈量的偏离大的判定>为了判定是否有必要进行副FB学习值的学习促进控制,CPU81每经过规定的时间执行图12所示的程序。从而,若达到规定的正时,则CPU81从步骤1200开始进行处理,进入步骤1210,判定“当前时刻是否是副FB学习值Vafsfbg刚刚更新之后的时刻”。这时,如果当前时刻不是副FB学习值Vafsfbg刚刚更新之后的时刻,则CPU81从步骤1210直接进入步骤1295,暂时结束本程序。与此相对,若当前时刻是副FB学习值Vafsfbg刚刚更新之后的时刻,则CPU81在步骤1210中判定为“Yes”,进入步骤1220,判定下述(24)式是否成立。Vafsfbg-Vafsfbg (4) | > Vth ... (24)S卩,CPU81判定规定次数之前(在本例中为四次之前)被更新的学习值 Vafsfbg(4)与本次被更新的学习值Vafsfbg之差的绝对值是否比规定的阈值Vth大。假定学习值Vafsfbg偏离收敛值“规定值”以上时,由于学习值Vafsfbg在每次更新时被更新相当大的量,所以,上述(24)式成立。换句话说,(24)式的成立被推定为发生“学习值 Vafsfbg”与“该学习值Vafsfbg应收敛的值”之差、即“第二偏差”在规定值以上的学习不足状态。因此,当上述(24)式成立时,CPU81在步骤1220中判定为“Yes”,进入步骤1230, 将偏离判定计数CZ的值增大“1”。其次,CPU81进入步骤1240,判定偏离判定计数CZ的值是否在偏离判定阈值(学习促进控制要求阈值)CZth以上。这时,如果偏离判定计数CZ的值比偏离判定阈值CZth小,则CPU81直接进入步骤 1295,暂时结束本程序。一方面,在“学习值Vafsfbg”与“该学习值Vafsfbg应收敛的值”之差相当大的状态下,步骤1220的判定条件连续地成立。从而,由于步骤1230的处理被重复,所以,偏离判定计数CZ的值逐渐增大,在规定的正时,变成偏离判定阈值CZth以上。这时,当CPU81进行步骤1240的处理时,CPU81在该步骤1240中判定为“Yes”,进入步骤1250,将学习促进要求指标XZL (偏离判定标志XZL)的值设定为“1”。另外,学习促进要求指标XZL,在上述初始程序中被设定为“0”。但是,学习促进要求指标XZL,也可以在上述初始程序中被设定为 “1”。另一方面,在步骤1220的判定条件(上述(24)式)不成立时,CPU81在该步骤 1220中判定为“No”,进入步骤1260,将偏离判定计数CZ的值减少“1”。其次,CPU81进入步骤1270,判定偏离判定计数CZ的值是否在偏离小的判定阈值(不需要学习促进控制的阈值)CZth-DCZ以下。这里,DCZ是正的值,CZth-DCZ也是正的值。即,偏离小的判定阈值 (CZth-DCZ)比偏离判定阈值CZth小。这时,如果偏离判定计数CZ的值比偏离小的判定阈值(CZth-DCZ)大,则CPU81直接进入步骤1295,暂时结束本程序。
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另一方面,在“学习值Vafsfbg”与“该学习值Vafsfbg应收敛的值”之差变小的状态下,步骤1220的判定条件变成连续地不成立。从而,由于重复步骤1260的处理,所以,偏离判定计数CZ的值逐渐减少,在规定的正时,变成偏离小的判定阈值(CZth-DCZ)以下。这时,若CPU81进行步骤1270的处理,则CPU81在该步骤1270判定为“Yes”,进入步骤1280, 将学习促进要求标志XZL (偏离大的判定标志XZL)的值设定为“0”。按照上述方式,设定学习促进要求标志XZL。<副FB学习值的学习促进控制(其一)>CPU81每经过规定的时间执行图13所示的副FB学习值Vafsfbg的学习促进程序。 从而,若达到规定的正时,CPU81从步骤1300开始进行处理,进入步骤1310,判定学习促进要求标志XZL的值是否为“ 1”。这时,若学习促进要求标志XZL的值为“0”,则CPU81在步骤1310中判定为“No”, 进入步骤1320,将图11的步骤1140中使用的上述(12)式(或上述(13)式)中的值ρ设定为第一值(通常学习速度对应值)pSmall。之后,CPU81进入步骤1395,暂时结束本程序。其结果是,在图11的步骤1140中,由于学习值Vafsfbg每次仅引入新求出的积分项 Ki · SDVoxs,所以,平稳地向副反馈量Vafsfb的收敛值接近。或者,当在图11的步骤1140 中使用上述(13)式时,学习值Vafsfbg平稳地接近副FB学习值Vafsfbg的恒定值。即,进行通常的学习控制。另一方面,当学习促进要求标志XZL的值为“1”时,CPU81在步骤1310判定为 “Yes”,进入步骤1330,判定空燃比干扰发生标志XGIRN的值是否为“0”。这时,若在上述图 12的步骤1250中空燃比干扰发生标志XGIRN的值被设定为“1”,则CPU81在步骤1330中判定为“No”,进入所述步骤1320。从而,进行通常的学习控制。与此相对,在CPU81进入步骤1330时,若空燃比干扰发生标志XGIRN的值被设定为“0”,则CPU81在步骤1330中判定为“Yes”,进入步骤1340。并且,CPU81在步骤1340中将在图11的步骤1140中使用的上述(12)式(或者上述(13)式)中的值ρ设定为第二值 (学习促进速度对应值)pLarge。该第二值pLarge比第一值pSmall大。其结果是,在图11 的步骤1140中,由于新求出来的积分项Ki · SDVoxs被以大的比例引入到学习值Vafsfbg 中,所以,学习值Vafsfbg迅速地接近于副反馈量Vafsfb的收敛值。或者,当在图11的步骤1140中使用上述(13)式时,学习值Vafsfbg迅速地接近副FB学习值Vafsfbg的恒定值。 即,进行学习促进控制。如上面说明的那样,第一控制装置,即使发生使学习值Vafsfbg迅速地向副反馈量Vafsfb的收敛值接近的学习促进控制要求(即,即使学习促进要求标志XZL的值被设定为“1”),蒸发燃料气体浓度学习值的更新次数CFGPG也比更新次数阈值CFGPGth小,从而,由于利用净化修正系数FPG对基本燃料喷射量Fb的修正不足,所以,在推定为发生由蒸发净化引起的发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”时(即,在空燃比干扰发生标志 XGIRN的值被设定为“ 1”时),禁止进行学习促进控制。从而,可以避免学习值Vafsfbg变化成与本来应当收敛的值不同的值。另外,第一控制装置,被应用于具有多个气缸的多气缸内燃机10,并且,配备有催化剂53,所述催化剂53在所述内燃机的排气通路上配置在比从所述多个气缸中的至少两个以上气缸的燃烧室25(在本例中,为全部气缸的燃烧室25)中排出的排气汇集的排气集合部更靠下游侧的部位,燃料喷射阀39,所述燃料喷射阀39喷射包含在供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室25(在本例中,为全部气缸的燃烧室25)的混合气中的燃料,下游侧空燃比传感器68,所述下游侧空燃比传感器68在所述排气通路上配置在比所述催化剂53更靠下游侧的部位,并且,输出与流过该配置部位的气体的空燃比相对应的输出值,第一反馈量更新机构,在每次规定的第一更新正时(执行图11的程序的正时)到来时,所述第一反馈量更新机构根据下游侧空燃比传感器的输出值Voxs和对应于该下游侧目标空燃比的值(下游侧目标值Voxsref)之差、即第一偏差(输出偏差量DVoxs),更新第一反馈量(副反馈量Vafsfb),所述第一反馈量用于使所述下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs和对应于下游侧目标空燃比的值(下游侧目标值Voxsref =理论空燃比相当值 Vst)相一致(参照图11的程序的特别是步骤1105至步骤1130),学习机构,所述学习机构在每次规定的第二更新正时(执行图11的程序的正时) 到来时,根据所述第一反馈量(副反馈量Vafsfb),以引入该第一反馈量的恒定成分的方式更新该第一反馈量的学习值(副FB学习值Vafsfbg)(参照图11的程序,特别是步骤 1135 步骤 1155),空燃比控制机构,所述空燃比控制机构根据所述第一反馈量(副反馈量Vafsfb) 及所述学习值(副FB学习值Vafsfbg)中的至少一方,控制从所述燃料喷射阀39喷射的燃料的量,由此,控制流入所述催化剂53的排气的空然比(参照图6及图7的程序),在所述内燃机的空燃比控制装置中,包括学习促进机构,该学习促进机构推定是否发生所述学习值与该学习值应当收敛的值之差、即第二偏差在规定值以上的学习不足状态(参照图11的步骤1160及图12的程序),并且,与推定为未发生所述学习不足状态时(学习促进要求标志TLV的值为“O”时) 相比,在推定为发生学习不足状态时(学习促进要求标志TLV的值为“1”时),进行使所述学习值的更新速度增大的学习促进控制(参照图13的程序及图11的步骤1140的值p),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构推定是否发生使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室25(在本例中,为全部气缸的燃烧室25)的混合气的空燃比瞬态地变动的干扰(图10的步骤1040),并且,在推定为发生该干扰时(空燃比干扰发生标志XGIRN的值为“1”时),禁止所述学习促进控制(参照图13的步骤1330及步骤1320)。另外,所述空燃比控制机构包括上游侧空燃比传感器(67),所述上游侧空燃比传感器配置在所述排气集合部或者所述排气集合部与所述催化剂(5 之间的所述排气通路上,并且,输出与流过该配置部位的气体的空燃比相对应的输出值,基本燃料喷射量决定机构,所述基本燃料喷射量决定机构根据所述内燃机的吸入空气量与所述上游侧目标空燃比,决定用于使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比与所述下游侧目标空燃比相同的空燃比、即上游侧目标空燃比abyfr相一致的基本燃料喷射量1 (参照图6的步骤610及步骤630),第二反馈量更新机构,所述第二反馈量更新机构,在每次规定的第三更新正时到来时(执行图7的程序的正时),根据所述上游侧空燃比传感器(67)的输出值Vabyfs、所述第一反馈量(副反馈量Vafsfb)和所述学习值(副冊学习值Vafsfbg)更新第二反馈量 (主反馈系数FAF、或者至少主反馈系数FAF和净化修正系数FPG之积(FAF -FPG)),所述第二反馈量用于修正所述基本燃料喷射量冊,以便使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比与所述上游侧目标空燃比abyfr相一致(参照图7的程序及图6的步骤 650),燃料喷射指示机构,所述燃料喷射指示机构使通过利用所述第二反馈量修正所述基本燃料喷射量0 )而获得的燃料喷射量(Fi)的燃料从所述燃料喷射阀39喷射(参照图6的步骤650及步骤660)。进而,在第一控制装置中,所述学习机构,以使所述学习值(副FB学习值Vafsfbg)逐渐接近所述第一反馈量(副反馈量 Vafsfb)、或者逐渐接近包含在所述第一反馈量中的恒定成分(例如,积分项Ki · SDVoxs) 的方式,进行所述学习值(副FB学习值Vafsfbg)的更新(参照图11的步骤1140),所述学习促进机构,对所述第一反馈量更新机构给予指示,使得与推定为未发生所述学习不足状态时相比,当推定为发生所述学习不足状态时,所述第一反馈量(副反馈量Vafsfb)的更新速度 (图11的步骤1140中的值ρ)的所述更新速度大(参照图13的程序)。进而,第一控制装置是以如下方式表示的装置。一种空燃比控制装置,包括燃料箱0 ,所述燃料箱贮藏供应给所述燃料喷射阀的燃料,净化通路部08),所述净化通路部是构成用于将所述燃料箱内产生的蒸发燃料气体导入所述内燃机的进气通路的通路的通路部,并且将该燃料箱和该进气通路连接起来,净化控制阀(49),所述净化控制阀配置在所述净化通路部,并且,响应指示信号而改变开度,净化控制机构(参照图9的程序),所述净化控制机构给予所述净化控制阀G9) 所述指示信号,以便根据所述内燃机的运转状态改变所述净化控制阀G9)的开度,所述第二反馈量更新机构,在所述净化控制阀打开到不为0的规定开度时,至少根据所述上游侧空燃比传感器的输出值Vabyf S,将与所述蒸发燃料气体的浓度相关联的值作为蒸发燃料气体浓度学习值(蒸发燃料气体浓度学习值FGPG)进行更新(参照图10的程序),并且,还根据该蒸发燃料气体浓度学习值(FGPG),更新所述第二反馈量(至少主反馈系数FAF和净化修正系数 FPG 之积(FAF · FPG)),所述学习促进禁止机构,当所述蒸发燃料气体的浓度学习值(FGPG)从所述内燃机启动之后起的更新次数 (CFGPG)比规定的更新次数阈值(CFGPGth)小时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图10的步骤1035至步骤1050)。根据这种第一控制装置,在发生使内燃机的空燃比瞬态地变动的干扰的可能性高的情况下,即,在由于蒸发燃料气体浓度学习值未被充分更新(CFGPG < CFGPGth)、蒸发燃料气体对内燃机的空燃比的影响未被第二反馈量充分补偿的情况下,学习促进控制被禁止 (包括中止)。从而,可以减少副FB学习值Vafsfbg从恰当值偏离的可能性。其结果是,可以缩短排放物恶化的期间。第二种实施方式其次,对于根据本发明的第二种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面也称之为“第二控制装置”)进行说明。第二控制装置只有将空燃比干扰发生指标XGIRN 的值设定为“1”及“0”的条件与第一控制装置不同。从而,下面,以该不同点为中心进行说明。第二控制装置的CPU81执行将图10的步骤1035至步骤1050换成图14的步骤 1410至步骤1430的程序。S卩,CPU81在图10的步骤1030中更新了蒸发燃料气体浓度学习值FGPG之后,进入图14的步骤1410。并且,CPU81在步骤1410中判定蒸发燃料气体浓度学习值FGPG是否在浓度学习阈值FGPGth以下。如前面所述,蒸发燃料气体的浓度越高,则蒸发燃料气体浓度学习值FGPG越变成小的值。从而,CPU81在步骤1410中判定“蒸发燃料气体浓度是否在规定的浓度阈值以上”。这时,如果蒸发燃料气体浓度学习值FGPG在浓度学习阈值FGPGth以下(即,蒸发燃料气体浓度在规定的浓度阈值以上),则CPU81在步骤1410中判定为“Yes”,进入步骤 1420,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。即,在这种情况下,CPU81推定为由蒸发净化引起的“发生使空燃比变动的干扰”。之后,CPU81进入步骤1095。与此相对,在CPU81进入步骤1410时,如果蒸发燃料气体浓度学习值FGPG比浓度学习阈值FGPGth大(即,蒸发燃料气体浓度比规定的浓度阈值小),则CPU81在步骤1410 中判定为“No”,进入步骤1430,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。S卩,在这种情况下,CPU81推定为“没有发生由于蒸发净化引起的使空燃比变动的干扰”。之后,CPU81 进入步骤1095。如上面说明的那样,第二控制装置,包括学习促进禁止机构(图14的程序),所述学习促进禁止机构取得对应于所述蒸发燃料气体的浓度的值(蒸发燃料气体浓度学习值FGPG),并且,在根据该取得的值推定为该蒸发燃料气体的浓度在推定的浓度阈值以上时(参照图14的步骤1410中的‘les”判定),推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。另外,第二控制装置将“蒸发燃料气体浓度传感器”配置在比净化控制阀49更靠下游(即,平衡箱41b侧)的净化流路管48(即,净化通路部)上,当利用该蒸发燃料气体浓度传感器检测出来的蒸发燃料气体浓度(检测气体浓度)在规定浓度阈值以上时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“ 1 ”,在该检测气体浓度比规定浓度阈值小时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。若蒸发燃料气体的浓度在规定浓度阈值以上,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。从而,如第二控制装置那样,当推定为蒸发燃料气体的浓度在规定的浓度阈值以上时,推定为发生“由蒸发燃料气体净化引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,由此,恰当地禁止学习促进控制。第三种实施方式其次,对于根据本发明的第三种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下
39面,也称之为“第三控制装置”)进行说明。第三控制装置只是将空燃比干扰发生标志XGIRN 的值设定为“1”及“0”的条件与第一控制装置不同。从而,下面以该不同点为中心进行说明。第三控制装置的CPU81执行将图10的步骤1035至步骤1050置换成图15的步骤 1510至步骤1530的程序。S卩,CPU81在图10的步骤1030中将蒸发燃料气体浓度学习值 FGPG更新之后,进入图15的步骤1510。并且,CPU81在步骤1510中判定“在图10的步骤 1020中求出的更新值tre”是否在浓度学习变化阈值treth以下。这里,浓度学习变化阈值 treth是负的规定值。由于每经过规定的时间执行图10所示的程序,所以,蒸发燃料气体浓度学习值 FGPG的更新值tre与“蒸发燃料气体浓度学习值FGPG随时间的变化量”等价。进而,当蒸发燃料气体浓度急剧增加时,主反馈系数FAF急剧变小,与此相伴,修正系数平均值FAFAV 也急剧减小。因此,如可以从上述02)式理解的那样,在蒸发燃料气体浓度急剧增加时,更新值tre也急剧变小。从而,CPU81在步骤1510中判定是否推定为蒸发燃料气体浓度的变化(增大速度)在规定的浓度变化阈值以上。这时,如果更新值tre在浓度学习变化阈值treth以下(即,蒸发燃料气体浓度的变化(变化速度)在规定浓度变化阈值以上),则CPU81在步骤1510中判定为“Yes”,进入步骤1520,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。即,在这种情况下,CPU81推定为发生由蒸发净化引起的“使空燃比变动的干扰”。之后,CPU81进入步骤1095。与此相对,在CPU81进入步骤1510时,如果更新值tTO比浓度学习变化阈值tTOth 大(即,如果蒸发燃料气体浓度的变化(变化速度)比规定浓度变化阈值小),则CPU81在步骤1510中判定为“No”,进入步骤1530,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。 即,在这种情况下,CPU81推定为“未发生由于蒸发净化引起的使空燃比变动的干扰”。之后, CPU81进入步骤1095。另外,第三控制装置在比净化控制阀49更靠下游(平衡箱41b侧)的净化流路管48 (即,净化通路)上配置有“蒸发燃料气体浓度传感器”,根据利用该蒸发燃料气体浓度传感器检测出来的蒸发燃料气体浓度(检测气体浓度),取得“蒸发气体浓度每单位时间的蒸发燃料气体浓度变化量(即,蒸发燃料气体浓度变化速度)”,当所取得的蒸发燃料气体浓度变化量在规定的浓度变化阈值以上时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为 “1”,在所取得的蒸发燃料气体浓度变化量比规定浓度变化阈值小时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。进而,第三控制装置也可以取得蒸发燃料气体浓度学习值FGPG每单位时间的变化量(蒸发燃料气体浓度学习值FGPG的变化速度),根据所取得的蒸发燃料气体浓度学习值FGPG每单位时间的变化量,取得蒸发燃料气体浓度变化速度,当所取得的蒸发燃料气体浓度变化速度在规定的浓度变化阈值以上时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为 “1”,在所取得的蒸发燃料气体浓度变化速度比规定的浓度变化阈值小时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。如上所述,第三控制装置配备有学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构取得与所述蒸发燃料气体的浓度相对应的值(蒸发燃料气体浓度学习值FGPG),并且,在根据所取得的值推定为该蒸发燃料气体浓度的变化速度在规定的浓度变化速度阈值以上时(当在图15的步骤1510中判定为‘les”时),推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图15的程序)。若蒸发燃料气体的浓度的变化速度在规定的浓度变化速度阈值以上,则存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。从而,像第三控制装置那样,在推定为蒸发燃料气体的浓度的变化速度在规定浓度变化速度阈值以上时,推定为发生“由蒸发燃料气体净化引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,借此,恰当地禁止学习促进控制。第四种实施方式其次,对于根据本发明的第四种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面,也称之为“第四控制装置”)进行说明。第四控制装置只在控制气门重叠期间这一点、以及作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“0”的条件采用与第一控制装置使用的条件不同这一点上与第一控制装置不同。从而,下面,以该不同点为中心加以说明。如图16所示,当着眼于某个气缸时,气门重叠期间是该气缸的“进气门32及排气门35”同时开启的期间。该气门重叠期间的开始时期是进气门32的开启时期ΙΝ0,结束时期是排气门35的关闭时期EXC。进气门32的开启时期INO以从进气上止点TDC起的提前角度θ ino ( θ ino > 0) 表示。提前角度θ ino的单位是曲柄角(° )。换句话说,进气门32在进气上止点之前 θ ino (BTDCGin0)开启。提前角度θ ino也称为“进气门开启时期提前角量”。排气门35的关闭时期EXC由从进气上止点TDC起的滞后角度θ exc ( θ exc > 0) 表示。滞后角度9exc的单位是曲柄角(° )。换句话说,排气门35在进气上止点之后 θ exc (ATDCeexc)关闭。滞后角度θ exc也被称为“排气门关闭时期滞后角量”。从而,表示气门重叠期间的长度的气门重叠量(单位,曲柄角(° ))V0L,成为了表示进气门开启时期INO的提前角度θ ino(进气门开启时期提前角量θ ino)和表示排气门关闭时期EXC的滞后角度θ exc(排气门关闭时期滞后角量θ exc)之和(VOL = θ ino+ θexc)。一般地,由于气门重叠量VOL越大,在该气门重叠期间中排出到进气口 31的已燃烧气体(燃烧气体、内部EGR气体)的量越增大,所以,在气门重叠期间后,在进气门32开启时,流入燃烧室25内的已燃烧气体的量(内部EGR量)也增大。从而,若气门重叠量VOL发生大的变化(气门重叠量VOL的变化速度大),则内部 EGR量急剧地变化。内部EGR量的急剧变化使得在供应给各个气缸的混合气的空燃比之间产生瞬态的不均衡。在这种情况下,由于副反馈量Vafsfb也暂时地变动,所以进行学习值 Vafsfbg的学习促进控制是不理想的。因此,在气门重叠量VOL发生大的变化时,第四控制装置推定为“发生使空燃比变动的干扰”,禁止学习促进控制。更具体地说,第四控制装置的CPU81除了进行第一控制装置的CPU81进行的程序之外,每经过规定的时间,还进行图17中用流程图表示的“气门正时控制程序”。但是,省略图10的步骤1035至步骤1050。从而,若达到规定的正时,则CPU81从图17的步骤1700开始进行处理,顺序进行下面描述的步骤1710至步骤1750的处理,进入步骤1795,暂时结束本程序。步骤1710 :CPU81通过将负荷KL和内燃机旋转速度NE应用于表MapVOLtgt,决定气门重叠量VOL的目标值VOLtgt (目标气门重叠量VOLtgt)。例如,根据表MapVOLtgt,以在
41中等负荷并且中等旋转速度区域中变得最大的方式确定目标气门重叠量VOLtgt。进而,根据表MapVOLtgt,越变成高负荷或者越变成低负荷,或者越变成高旋转速度或低旋转速度, 目标气门重叠量VOLtgt变得越小的方式,决定目标气门重叠量VOLtgt。步骤1720 :CPU81通过将在步骤1710中决定的目标气门重叠量VOLtgt应用于表 Map θ inotgt,决定表示进气门开启时期INO的进气门提前角度θ ino的目标值(目标进气门提前角度)θ inotgt。步骤1730 :CPU81通过将在步骤1710中决定的目标气门重叠量VOLtgt应用于表 Map θ exctgt,决定表示排气门关闭时期MC的排气门滞后角度θ exc的目标值(目前排气门滞后角度)0exctgt。另外,以将目标气门重叠量VOLtgt应用于这些表时所获得的目标进气门提前角度θ inotgt和目标排气门滞后角度θ exctgt之和与该目标气门重叠量VOLtgt相一致的方式,预先决定所述表Map θ inotgt及表Map θ exctgt。步骤1740 =CPUSl以各个气缸的进气门32在目标进气门提前角度θ inotgt ( BP, BTDC θ inotgt)时开启的方式,向可变进气正时控制装置33的促动器33a发出指示。步骤1750 =CPUSl以各个气缸的排气门35在目标排气门滞后角度θ exctgt (即, ATDC θ exctgt)中关闭的方式,向可变排气正时控制装置36的促动器36a发出指示。通过上述方式,进行气门重叠时期的控制。进而,第四控制装置的CPU81每经过规定的时间执行在图18中的流程图所示的 “空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU从图18的步骤1800开始进行处理,进入步骤步骤1810,判定“当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt”与“前次执行本程序时存储的规定时间之前的目标气门重叠量VOLtgtolcK参照后面描述的步骤1840) ”之差的绝对值I VOLtgt-VOLtgtold I是否在气门重叠量变化速度阈值AVOLth以上。气门重叠量变化速度阈值AVOLth是正的规定值。由于差的绝对值I VOLtgt-VOLtgtoldI实质上表示气门重叠量VOL的变化速度的大小,所以,CPU81在步骤1810中判定“气门重叠量VOL的变化速度的大小是否在气门重叠量变化速度阈值AVOLth以上”。这时,若差的绝对值I VOLtgt-VOLtgtoldI在气门重叠量变化速度阈值AVOLth以上,则CPU81在步骤1810中判定为“Yes”,进入步骤1820。即,由于内部EGR量的变化过大 (内部EGR量的变化速度过大),所以推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤1820中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤1840。与此相对,若差的绝对值|V0Ltgt-V0Ltgtold|比气门重叠量变化速度阈值 Δ VOLth小,则CPU81在步骤1810中判定为“No”,进入步骤1830。即,CPU81由于内部EGR 量的变化小,所以推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤1830中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤1840。CPU81在步骤1840中将“当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt”作为“规定时间之前的目标气门重叠量VOLtgtold”存储起来。之后,CPU81进入步骤1895,暂时结束本程序。这样,由于在差的绝对值I VOLtgt-VOLtgtoldI在气门重叠量变化速度阈值 AVOLth以上的情况下,空燃比干扰发生标志XGIRN的值被设定为“1”,所以,在CPU81进入图13的步骤1330时,在该步骤1330中判定为“No”,进入步骤1320。从而,禁止学习值 Vafsfbg的学习促进控制。
另外,第四控制装置的CPU81在图18的步骤1810中判定从“当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt”中减去“规定时间之前的目标气门重叠量VOLtgtold”的值 (VOLtgt-VOLtgtold)是否在气门重叠量变化速度阈值AVOLth以上。据此,在目标气门重叠量VOLtgt (从而,实质上的气门重叠量VOL)的增大速度在气门重叠量变化速度阈值 AVOLth以上的情况下,禁止学习值Vafsfbg的学习促进控制。同样地,第四控制装置的CPU81在图18的步骤1810中判定从“规定时间之前的目标气门重叠量VOLtgto 1 d ”中减去“当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt,,的值 (VOLtgtold-VOLtgt)是否在气门重叠量变化速度阈值AVOLth以上。借此,在目标气门重叠量VOLtgt (从而,实质上的气门重叠量VOL)的减少速度在气门重叠量变化速度阈值 AVOLth以上的情况下,禁止学习值Vafsfbg的学习促进控制。进而,第四控制装置的CPU81,在图18的步骤1810中,也可以使用“当前时刻的实际的气门重叠量VOLact”代替“当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt”,同时,使用“规定时间之前的实际的气门重叠量VOLact”代替“规定时间之前的目标气门重叠量VOLtgtold”。 另外,实际的气门重叠量VOLact可以根据实际的进气门提前角度(实际进气门提前角度) θ inoact和实际的排气门滞后角度(实际排气门滞后角度)θ excact之和取得。实际进气门提前角度θ inoact根据来自于曲柄位置传感器64及进气凸轮位置传感器65的信号取得。实际排气门滞后角度θ excact根据来自于曲柄位置传感器64及排气凸轮位置传感器 66的信号取得。如上面说明的那样,第四控制装置,包括内部EGR量控制机构,所述内部EGR量控制机构根据所述内燃机的运转状态,控制作为“在所述至少两个以上气缸的燃烧室中已经燃烧的气体”而在“所述两个以上气缸各自的压缩行程开始时”存在于所述各个气缸的燃烧室内的气缸内残留气体的量(内部EGR量) (参照图17的程序),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构,当通过气门重叠量(目标气门重叠量VOLtgt或实际气门重叠量VOLact)的变化速度在变化速度阈值以上,推定为所述内部 EGR量的变化速度在规定的内部EGR量变化速度阈值以上时(参照图18的步骤1810中的 “ks”判定),推定发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(图18的程序)。进而,第四控制装置,包括气门重叠期间变更机构,所述气门重叠期间变更机构根据内燃机的运转状态变更气门重叠期间(参照图17的程序),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构,当推定为“所述气门重叠期间的长度 (即,气门重叠量)的变化速度”在“规定的气门重叠量变化速度阈值”以上时(参照图18 的步骤1810中的“Yes”判定),推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图18的程序)。从而,第四控制装置,在推定为发生气门重叠量VOL的急剧变化引起的“内部EGR 引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”时,能够恰当地禁止学习促进控制。第五种实施方式其次,对于根据本发明的第五种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面,也称之为“第五控制装置”)进行说明。第五控制装置只在作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“ 1 ”及“0”的条件采用与第四控制装置使用的条件不同的条件这一点上与第四控制装置不同。从而,下面,以该不同点为中心进行说明。如前面所述,可变进气正时控制装置33具有通过工作油的供应、排出来改变节气门开启时期INO的机械的机构。从而,在目标进气门提前角度einotgt变化时,由可变进气门正时控制装置33调整的“实际的进气门提前角度θ inoact”相对于目标进气门提前角度θ inotgt过度调节(超调)。同样地,可变排气正时控制装置36具有通过工作油的供应、排出来改变排气门关闭时期MC的机械的机构。从而,在目标排气门滞后角度θ exctgt变化时,由可变排气正时控制装置36调整的“实际排气门滞后角度eexcact”相对于目标排气门滞后角度θ exctgt 过度调节(超调)。在发生这种“实际进气门提前角度θ inoact及实际排气门滞后角度θ excact”的过度调节的期间,实际的气门重叠量VOLact也相对于目标气门重叠量VOLtgt过度调节。从而,由于内部EGR量变得比设想的量过大,所以,在供应给各个气缸的混合气的空燃比之间发生瞬态的不平衡。在这种情况下,进行学习值Vafsfbg的学习促进控制是不理想的。因此,在“实际气门重叠量VOLact与目标气门重叠量VOLtgt之差(VOLact-VOLtgt) ”在规定值以上时,第五控制装置推定为“发生使空燃比变动的干扰”,禁止学习促进控制。更具体地说,第五控制装置的CPU81执行第四控制装置的CPU81所执行的程序中的除图18之外的程序。进而,第五控制装置的CPU81执行由代替图18的图19中的流程图所示的“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU81从图19的步骤 1900开始进行处理,依次进行下面所述的步骤1910至步骤1940的处理,进入步骤1950。步骤1910 =CPUSl读取另外取得的实际的进气门提前角度θ inoact。该实际进气门提前角度θ inoact是根据来自于曲柄位置传感器64及进气凸轮位置传感器65的信号取得的。步骤1920 =CPUSl读取另外取得的实际的排气门滞后角度θ excact。该实际排气门滞后角度θ excact是根据来自于曲柄位置传感器64及排气凸轮位置传感器66的信号取得的。步骤1930 作为实际的气门重叠量VOLact,CPU81计算出实际进气门提前角度 θ inoact与实际排气门滞后角度θ excact之和。步骤1940 作为气门重叠量VOL的过度调节量0SV0L,CPU81取得从实际的气门重叠量VOLact中减去当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt的值。过度调节量0SV0L被表示为曲柄角幅度。并且,CPU81在步骤1950中判定在上述步骤1940中取得的气门重叠的过度调节量0SV0L是否在“规定的正的值、即过度调节阈值(规定曲柄角幅度阈值)0SV0Lth”以上。这时,若过度调节量0SV0L在过度调节阈值OSVOLth以上,CPU81在步骤1950中判定为“Yes”,进入步骤1960。即,由于内部EGR量的变化过大,所以,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤1960中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为 “1”。之后,CPU81进入步骤1995,暂时结束本程序。与此相对,若过度调节量0SV0L比过度调节阈值OSVOLth小,则CPU81在步骤1950 中判定为“No”,进入步骤1970。即,由于内部EGR量的变化小,所以,CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤1970中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤1995,暂时结束本程序。另外,CPU81也可以在步骤1950中判定过度调节量OSVOL的绝对值是否在过度调节阈值OSVOLth以上。在这种情况下,不仅在实际的气门重叠量VOLact大幅超出当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt的情况下,而且,在实际的气门重叠量VOLact大幅低于当前时刻的目标气门重叠量VOLtgt的情况下,空燃比干扰发生标志XGIRN的值也被设定为“ 1 ”,禁止学习促进控制。如上所述,第五控制装置,包括内部EGR量变更机构(可变进气正时控制装置33及可变排气正时控制装置36), 所述内部EGR量变更机构响应指示信号改变用于改变内部EGR量的控制量(气门重叠量),控制量目标值取得机构,所述控制量目标值取得机构对应于所述内燃机的运转状态取得用于改变所述内部EGR量的控制量的目标值(目标气门重叠量VOLtgt)(参照图17 的步骤1710),内部EGR量控制机构,所述内部EGR量控制机构对所述内部EGR量变更机构给予所述指示信号,以便使所述控制量的实际的值与所述控制量的目标值相一致(图17的步骤 1720 至步骤 1750),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构取得用于改变所述内部EGR量的控制量的实际的值(实际的气门重叠量VOLact),并且,在推定为所取得的控制量的实际的值(VOLact)与所述控制量的目标值(VOLtgt)之差(OSVOL)在规定的控制量差阈值 (OSVOLth)以上时(参照图19的步骤1950中的“^s”判定),推定发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图19的程序)。进而,第五控制装置,包括气门重叠期间变更机构(可变进气正时控制装置33、可变排气正时控制装置36、 以及参照图17的程序),所述气门重叠期间变更机构改变气门重叠期间,以便使该气门重叠期间与根据所述内燃机的运转状态确定的目标重叠期间(由目标进气门提前角度 θ inotgto及目标排气门滞后角度eexc确定的期间)相一致,并且包括学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构取得所述气门重叠期间的长度、即气门重叠量的实际值(VOLact),并且,在判定为所取得的气门重叠量的实际值(VOLact)与所述目标重叠期间的长度、即目标重叠量(VOLtgt)之差(气门重叠量差(OSVOL))在规定的气门重叠量差阈值(OSVOLth)以上时(参照图19的步骤1950中的‘les”的判定),推定为使所述空燃比发生瞬态地变动的干扰(参照图19的程序)。从而,第五控制装置,在由于“实际的气门重叠量相对于目标气门重叠量变得过大 (或者过小)”引起内部EGR量变得过大(或过小),从而,存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性的情况下,可以恰当地禁止学习促进控制。第六种实施方式其次,对于根据本发明的第六种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面也称之为“第六控制装置”)进行说明。第六控制装置,只在由负荷KL及内燃机旋转速度 NE直接决定“进气门提前角度θ ino及排气门滞后角度θ exc”这一点、以及采用和第四控
45制装置所使用的条件不同的条件作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“0” 的条件这一点上,与第四控制装置不同。从而,下面,以该不同点为中心进行说明。上述第四控制装置,在气门重叠量的变化速度的大小(lVOLtgt -VOLtgtoldI) 在气门重叠量变化速度阈值AVOLth以上时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为 “1”。与此相对,第六控制装置,在进气门开启时期INO急剧变化时,将空燃比干扰发生标志 XGIRN的值设定为“1”。这是因为,即使气门重叠量VOL相同,由于进气门开启时期INO(即, 气门重叠期间的开始时期)的不同,也会引起内部EGR量的变化。更具体地说,第六控制装置的CPU81每经过规定的时间执行在图20中的流程图所示的“气门正时控制程序”。从而,若达到变成规定的正时,则CPU81从图20的步骤2000开始进行处理,依次进行下面所述的步骤2010至步骤2040的处理,进入步骤2095,暂时结束
本程序。步骤2010 :CPU81通过将负荷KL和内燃机旋转速度NE应用于表Map θ inotgt,决定目标进气门提前角度θ inotgt。步骤2020 :CPU81通过将负荷KL和内燃机旋转速度NE应用于表Map θ exctgt,决定目标排气门滞后角度9exc。步骤2030 =CPUSl向可变进气正时控制装置33的促动器33a发出指示,以便各个气缸的进气门32在目标进气门提前角度θ inotgt (即,BTDC θ inotgt)开启。步骤2040 =CPUSl向可变排气门正时控制装置36的促动器36a发出指示,以便各个气缸的排气门35在目标排气门滞后角度θ exctgt (即,ADTC θ exctgt)关闭。以实现对应于负荷KL及内燃机旋转速度NE的规定的气门重叠期间(气门重叠量及气门重叠期间的开始时期)的方式,预先确定在上述步骤2010中使用的表Map θ ino及在上述步骤2020中使用的表Map θ exctgt。以上述方式进行气门重叠期间的控制。进而,第六控制装置的CPU81每经过规定的时间执行图21的流程图所示的“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU从图21的步骤2100开始进行处理,进入步骤2110,判定“当前时刻的目标进气门提前角度θ inotgt”和“在前次执行本程序时存储的规定时间之前的目标进气门提前角度θ inotgtold(参照后面描述的步骤2140)”之差的绝对值I θ inotgt-θ inotgtold I是否在规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上。提前角量变化速度阈值Δ θ inoth是正的规定值。由于差的绝对值
θ inotgt-θ inotgtold实质上表示进气门提前角度θ ino (进气门开启时期ΙΝ0)的变化速度的大小,所以,CPU81在步骤2110中判定“进气门开启时期INO的变化速度的大小是否在提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上”。这时,若差的绝对值I θ inotgt- θ inotgtold在规定的提前角量变化速度阈值 Δ θ inoth以上,则CPU81在步骤2110中判定为“Yes”,进入步骤2120。即,由于内部EGR 量的变化过大,所以CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2120中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤2140。与此相对,若差的绝对值I θ inotgt- θ inotgtold比规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth小,则CPU81在步骤2110中判定为“No”,进入步骤2130。即,由于内部EGR 量的变化小,所以,CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2130中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤2140。
并且,CPU81在步骤2140中存储“当前时刻的目标进气门提前角度θ inotgt",以作为“规定时间之前的目标进气门提前角度einotgtold”。之后,CPU81进入步骤2195,暂时结束本程序。另外,第六控制装置的CPU81也可以在图21的步骤2110中判定从“当前时刻的目标进气门提前角度θ inotgt”减去“规定时间之前的目标进气门提前角度einotgtold” 的值(θ inotgt- θ inotgtold)的值是否在规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上。 进而,第六控制装置的CPU81也可以在图21的步骤2110中判定从“规定时间之前的目标进气门提前角度θ inotgtold”中减去“当前时刻的目标进气门提前角度θ inotgt”的值 (θ inotgt- θ inotgtold)是否在规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上。而且,第六控制装置的CPU81也可以在图21的步骤2110中判定“当前时刻的实际进气门提前角度θ inoact”与“规定时间之前的实际进气门提前角度einoactold”之差的绝对值I θ inoact-θ inoactold是否在规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上。进而,第六控制装置的CPU81也可以在图21的步骤中判定从“当前时刻的实际进气门提前角度θ inoact”中减去“规定时间之前的实际进气门提前角度θ inoactold”的值(θ inoact- θ inoactold)是否在规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上。另外,第六控制装置的CPU81也可以在图21的步骤2110中判定从“规定时间之前的实际进气门提前角度θ inoactold”中减去“当前时刻的实际进气门提前角度θ inoact”的值 (θ inoactold- θ inoact)是否在规定的提前角量变化速度阈值Δ θ inoth以上。如上面说明的那样,第六控制装置包括进气门开启时期控制机构,所述进气门开启时期控制机构根据内燃机的运转状态,改更所述至少两个以上气缸(在本例中为全部气缸)各自的进气门的开启时期INO(可变进气正时控制装置33及图20的程序),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构在推定为所述进气门的开启时期的变化速度(θ inotgt- θ inotgtold)在规定的进气门开启时期变化速度阈值(Δ θ inoth)以上时(参照图21的步骤2110中的“Yes”的判定),推定发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图21的程序)。一般地,以存在“气门重叠期间”的方式确定进气门开启时期INO及排气门关闭时期K(C。从而,内部EGR量依赖于作为“气门重叠期间的开始时期”的进气门开启时期INO(进气门提前角度9ino)而变化。因此,若进气门开启时期的变化速度在规定的进气门开启时期变化速度阈值以上,则存在着因此内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性。与此相对,由于第六控制装置在推定为进气门开启时期的变化速度在规定的进气门开启时期变化速度阈值以上时,推定为发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,所以,可以恰当地禁止学习促进控制。第七种实施方式其次,对于根据本发明的第七种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面,也称之为“第七控制装置”)进行说明。第七控制装置只在采用与第六控制装置使用的条件不同的条件作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“0”的条件这一点上与第六控制装置不同。从而,下面,以该不同点为中心进行说明。如前面所述,可变进气正时控制装置33具有通过工作油的供应、排出来改变更
47进气门开启时期INO的功能。从而,由可变进气正时控制装置33调整的“实际进气门提前角度9inoact”,在目标进气门提前角度einotgt变化时,相对于目标进气门提前角度einotgt过度调节。在发生这种过度调节的期间,由于内部EGR量与设想的量相比变得过大、并且内部EGR量的变化也大,所以,仕供应给各个气缸的混合气的空燃比之间发生不均衡。在这种情况下,进行学习值Vafsfbg的学习促进控制是不理想的。因此,第七控制装置,在“实际的进气门提前角度einoact与目标进气们提前角度einotgt之差 (θ inoact- θ inotgt)在规定值以上时,推定为“发生使空燃比变动的干扰”,禁止学习促进控制。更具体地说,第七控制装置的CPU81执行第六控制装置的CPU81所执行的程序中的除图21以外的程序。进而,第七控制装置的CPU81执行代替图21在图22中用流程图表示的“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU81从图22的步骤2200开始进行处理,进入步骤2210,判定“当前时刻的实际的进气门提前角度θ inoact”与“目标进气门提前角度θ inotgt”之差(θ inoact-θ inotgt)是否在规定的进气门开启时期过度调节阈值 θ inerth 以上。这时,若差(θ inoact- θ inotgt)在规定的进气门开启时期过度调节阈值 θ inerth以上,则CPU81在步骤2210中判定为“Yes”,进入步骤2220。即,由于内部EGR量的变化过大,所以,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2220中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤2295,暂时结束本程序。与此相对,若差(θ inoact-θ inotgt)比规定的进气门开启时期过度调节阈值 θ inerth小,则CPU81在步骤2210中判定为“No”,进入步骤2230。即,由于内部EGR量的变化小,所以,CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2230中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤2295,暂时结束本程序。另外,第七控制装置的CPU81也可以在图22的步骤2210中判定上述的差 (θ inoact- θ inotgt)的绝对值| θ inoact- θ inotgt是否在规定的进气门开启时期过度调节阈值θ inerth以上。如上面说明的那样,第七控制装置,包括进气门开启时期控制机构,所述进气门开启时期控制机构改变进气门的开启时期,以便使“所述至少两个以上气缸(在本例中,为全部气缸)各自的进气门的开启时期 INO(即,进气门提前角度θ ino)”与“根据所述内燃机的运转状态决定的目标进气门开启时期(即,目标进气门提前角度θ inotgt) ”相一致(参照可变进气正时控制装置33、图20 的程序的步骤2010及步骤2030),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构取得所述进气门的开启时期的实际值 (实际进气门提前角度θ inoact),并且,在判定为“所取得的进气门的开启时期的实际值 (实际进气门提前角度θ inoact)”与“所述目标进气门开启时期(目标进气门提前角度 θ inotgt)”之差在“规定的进气门开启时期差阈值(θ inerth)”以上时(参照图22的步骤2210中的“Yes”判定),推定发生使所述空燃比变动的干扰(参照图22的程序)。从而,第七控制装置,在由“实际的进气门开启时期相对于目标进气门开启时期变得过大(过提前角)或者过小(过滞后角)”引起的内部EGR量变得过大或过小,因此存在
48着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性的情况下,可以恰当地禁止学习促进控制。第八种实施方式其次,对于根据本发明的第八种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面,也称之为“第八控制装置”)进行说明。第八控制装置只在采用和第六控制装置所使用的条件不同的条件作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“0”的条件这一点上与第六控制装置不同。从而,下面,以该不同点为中心进行说明。第六控制装置,在进气门开启时期INO急剧变化时,将空燃比干扰发生标志XGIRN 的值设定为“1”。与此相对,第八控制装置,在排气门关闭时期MC急剧变化时,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“ 1”。这是因为,即使气门重叠量VOL和/或进气门开启时期 IN0( S卩,气门重叠期间的开启时期)相同,但是,由于排气门关闭时期EXC(即,气门重叠期间的结束时期)不同内部EGR量也会发生变化。更具体地说,第八控制装置的CPU81执行第六控制装置CPU81所执行的程序中除出图21以外的程序。进而,第八控制装置的CPU81,执行代替图21在图23中用流程图表示的“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU81从图23的步骤2300开始进行处理,进入步骤 2310,判定“当前时刻的目标排气门滞后角度θ exctgt”与“前一次执行本程序时存储的规定时间之前的目标排气门滞后角度θ exctgtolcK参照后面描述的步骤2340) ”之差的绝对值I θ exctgt- θ exctgtold是否在规定的滞后角量变化阈值Δ θ excth以上。这时,若差的绝对值I θ exctgt- θ exctgtold |在规定的滞后角量变化阈值 Δ θ excth以上,则CPU81在步骤2310中判定为“Yes”,进入步骤2320。即,由于内部EGR 量的变化过大,所以,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2320中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤2340。与此相对,若差的绝对值I θ exctgt- θ exctgtold比规定的滞后角量变化速度阈值Δ θ excth小,则CPU81在步骤2310中判定为“No”,进入步骤2330。即,由于内部EGR 量的变化小,所以,CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2330中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤2340。并且,CPU81在步骤2340中将“当前时刻的目标排气门滞后角度0exctgt”作为“规定时间之前的目标排气门滞后角度θ exctgt0ld”存储起来。之后,CPU81进入步骤 2395,暂时结束本程序。另外,第八控制装置的CPU81在图23的步骤2310中判定从“当前时刻的目标排气门滞后角度9exctgt”中减去“规定时间之前的目标排气门滞后角度eexctgt0ld”的值(θ exctgt- θ exctgtold)是否在规定的滞后角量变化速度阈值Δ θ excth以上。进而,第八控制装置的CPU81也可以在图23的步骤2310中判定从“规定时间之前的目标排气门滞后角度θ exctgtold”中减去“当前时刻的目标排气门滞后角度θ exctgt”的值 (θ exctgt- θ exctgtold)是否在规定的滞后角量变化速度阈值Δ θ excth以上。如上面说明的那样,第八控制装置包括排气门关闭时期控制机构(可变排气正时控制装置36及图20的程序),所述排气门关闭时期控制机构根据内燃机的运转状态,改变所述至少两个以上的气缸(在本例中, 为全部气缸)各自的排气门关闭时期EXC,
学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构,在推定为所述排气门的关闭时期的变化速度(θ exctgt- θ exctgtold)在规定的排气门关闭时期变化速度阈值(Δ θ excth) 以上时(参照图23的步骤2310中的“Yes”判定),推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。如前面所述,以存在“气门重叠期间”的方式,确定进气门开启时期INO及排气门关闭时期EXC。从而,内部EGR量依赖于作为“气门重叠期间的结束时期”的排气门关闭时期EXC(进气门提前角度9exc)而变化。因此,若排气门关闭时期的变化速度在规定的排气门关闭时期变化速度阈值以上,存在着由此引起内燃机空燃比瞬态地变动的危险性。与此相对,第八控制装置,在推定为排气门关闭时期变化速度在规定的排气门关闭时期变化速度阈值以上时,推定发生“由内部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”,所以,恰当地禁止学习促进控制。第九种实施方式其次,对于根据本发明的第九种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面,也称之为“第九控制装置”)进行说明。第九控制装置只在采用和第六控制装置使用的条件不同的条件作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“0”的条件这一点上与第六控制装置不同。从而,下面以这种不同点为中心加以说明。如上所述,可变排气正时控制装置36具有通过工作油的供应、排出来改变排气门关闭时期EXC的机械的机构。从而,由可变排气正时控制装置36调整的“实际排气门滞后角度eexcact”,在目标排气门滞后角度eexctgt变化时,相对于目标排气门滞后角度 θ exctgt过度调节。在发生这种过度调节的期间,内部EGR量与设想的量相比变得过大, 并且内部EGR量的变化也变大。从而,在供应给各个气缸的混合气的空燃比之间发生瞬态的不均衡。在这种情况下,进行学习值Vafsfbg的学习促进控制也是不理想的。因此,第九控制装置,在“实际的排气门滞后角度Gexcact与目标排气门滞后角度θ exctgt之差 (θ excact- θ exctgt) ”达到规定值以上时,推定为“发生使空燃比变动的干扰”,禁止学习促进控制。更具体地说,第九控制装置的CPU81执行第六控制装置的CPU81所执行的程序中除去图21以外的程序。进而。第九控制装置的CPU81执行代替图21在图M中用流程图表示的“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU81从图M的步骤MOO开始进行处理,进入步骤M10,判定“当前时刻的实际的排气门滞后角度Θ excact”与“目标排气门滞后角度θ exctgt”之差(θ excact-θ exctgt)是否在规定的排气门关闭时期过度调节阈值 θ exerth 以上。这时,若差(θ excact- θ exctgt)在规定的排气门关闭时期过度调节阈值 θ exerth以上,则CPU81在步骤MlO中判定为“Yes”,进入步骤M20。即,由于内部EGR量的变化过大,所以,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤M20中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤对95,暂时结束本程序。与此相对,若差(θ excact- θ exctgt)比规定的排气门关闭时期过度调节阈值 θ exerth小,则CPU81在步骤2410中判定为“No”,进入步骤2430。即,由于内部EGR量的变化小,所以CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤M30中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤M95,暂时结束本程序。另外,第九控制装置的CPU81也可以在图M的步骤MlO中判定上述差 (θ excact- θ exctgt)的绝对值| θ excact- θ exctgt是否在规定的排气门关闭时期过度调节阈值θ exerth以上。如上面说明的那样,第九控制装置包括排气门关闭时期控制机构,所述排气门关闭时期控制机构改变排气门关闭时期,以便使“所述至少两个以上气缸(在本例中,为全部气缸)各自的排气门的关闭时期 EXC(即,排气门滞后角度θ exc)”与“根据所述内燃机的运转状态决定的目标排气门关闭时期(即,目标排气门滞后角度θ exctgt) ”相一致(参照可变排气正时控制装置36、图20 的程序的步骤2020及步骤2040),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构取得所述排气门的关闭时期的实际值 (实际排气门滞后角度θ excact),并且,在判定为“所取得的排气门的关闭时期的实际值 (实际排气门滞后角度9excact)”与“所述目标排气门关闭时期(目标排气门滞后角度 θ exctgt)”之差在“规定的排气门关闭时期差阈值(0exerth)”以上时(参照图对的步骤MlO中的“^s”判定),推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图M的程序)。从而,第九控制装置,在由于“实际的排气门关闭时期相对于目标排气门关闭时期变得过大(过提起角)或者过小(过滞后角)”引起内部EGR量变得过大或者过小,因此存在着内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性的情况下,可以恰当地禁止学习促进控制。第十种实施方式其次,对于根据本发明的第十种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置(下面,也称之为“第十控制装置”)进行说明。第十控制装置只在控制外部EGR量这一点、以及采用和第一控制装置所使用的条件不同的条件作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“0”的条件这一点上,与第一控制装置不同。从而,以该不同点为中心加以说明。外部EGR量的急剧变化使得在供应给各个气缸的混合气的空燃比之间发生瞬态的不均衡。在这种情况下,进行学习值Vafsfbg的学习促进控制是不理想的。因此,第十控制装置,在推定为外部EGR率(下面,简单地称之为“EGR率”)大幅变化时,推定为“发生使空燃比变动的干扰”,禁止学习促进控制。这里,EGR率是外部EGR气体的流量相对于吸入空气量(流量)( 之比。但是,EGR率也可以被定义为“外部EGR气体流量”相对于“吸入空气量( 和外部EGR气体流量之和”之比。更具体地说,第十控制装置的CPU81,除了执行在第一控制装置的CPU81所执行的程序之外,每经过规定的时间,还执行在图25中用流程图表示的“EGR阀控制程序”。从而, 若达到规定的正时,则CPU81从图25的步骤2500开始进行处理,依次进行下面所述的步骤 2510至步骤2530的处理,进入步骤2595,暂时结束本程序。步骤2510 :CPU81通过将负荷KL和内燃机旋转速度NE应用于表MapREGRtgt,决定目标EGR率(目标外部EGR率)REGRtgt。例如,根据表MapREGRtgt,以目标EGR率REGRtgt 在中等负荷并且在中等旋转速度区域中变成最大的方式决定目标EGR率REGRtgt。进而,根据表MapREGRtgt,目标REGRtgt被以越变成高负荷或者越变成低负荷变得越小、越变成高
51旋转速度或越变成低旋转速度变得越小的方式决定。步骤2520 :CPU81通过将在步骤2510中决定的目标EGR率REGRtgt、吸入空气量Ga、内燃机旋转速度NE及负荷KL应用于表MapDEGR,决定应当赋予EGR阀55的占空比 DEGR。表MapDEGR预先根据通过实验获得的数据制成。步骤2530 :CPU81根据在步骤2520中决定的占空比DERG,控制EGR阀55的开度。如上所述,进行外部EGR量(即,EGR率)的控制。进而,第十控制装置的CPU81每经过规定的时间执行图沈中用流程图表示的“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU从图沈的步骤沈00开始进行处理,进入步骤沈10,判定“当前时刻的目标EGR率REGRtgt”与“前次执行本程序时存储的规定时间之前的目标EGR率REGRtgtolcK参照后面描述的步骤2640) ”之差的绝对值
REGRtgt-REGRtgtold是否在EGR率变化速度阈值AREGRth以上。这时,若差的绝对值I REGRtgt-REGRtgtold |在EGR率变化速度阈值Δ REGRth以上,则CPU81在步骤沈10中判定为“Yes”,进入步骤沈20。即,由于外部EGR率(从而,外部EGR量)的变化过大,所以,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤 2620中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤沈40。与此相对,若差的绝对值IREGRtgt-REGRtgtoldI比EGR率变化速度阈值Δ REGRth 小,则CPU81在步骤沈10中判定为“No”,进入步骤沈30。即,由于外部EGR率(从而,外部 EGR量)的变化小,所以,CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤 2630中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“O”。之后,CPU81进入步骤沈40。CPU81在步骤沈40中将“当前时刻的目标EGR率REGRtgtold”作为“规定时间之前的目标EGR率REGRtgtold”存储起来。之后,CPU81进入步骤沈95,暂时结束本程序。这样,由于在差的绝对值IREGRtgt-REGRtgtoldI在EGR率变化速度阈值Δ REGRth 以上的情况下,将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”,所以,在CPU81进入图13的步骤1330时,在该步骤1330中判定为“No”,进入步骤1320。从而,禁止学习值Vafsfbg的学习促进控制。另外,第十控制装置的CPU81在图沈的步骤沈10中判定从“当前时刻的目标EGR 率REGRtgt”中减去“规定时刻之前的目标EGR率REGRtgtold”的值(REGRtgt-REGRtgtold) 是否在EGR率变化速度阈值AREGRth以上。另外,第十控制装置的CPU81也可以在图沈的步骤沈10中判定从“规定时刻之前的目标EGR率REGRtgtold”中减去“当前时刻的目标 EGR率REGRtgt”的值(REGRtgtold-REGRtgt)是否在EGR率变化速度阈值AREGRth以上。如上面说明的那样,第十控制装置包括排气回流管(M),所述排气回流管在所述内燃机的排气通路上将比所述催化剂 (53)更靠上游侧的部位和所述内燃机的进气通路(平衡箱41b)连接起来,EGR阀(55),所述EGR阀配置在所述排气回流管上,并且,响应指示信号而改变开度,外部EGR量控制机构,所述外部EGR量控制机构对所述EGR阀给予所述指示信号, 以便通过与所述内燃机的运转状态相对应地改变所述EGR阀(55)的开度,改变在所述排气回流管中流动并导入到所述进气通路中的外部EGR的量(参照图25的程序),学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构,在推定为所述外部EGR的量(在本例中,为外部EGR率)的变化速度(REGRtgt-REGRtgtold)在规定的外部EGR量变化速度阈值 (EGR率变化速度阈值Δ REGRth)以上时(参照图沈的步骤沈10中的les”判定),推定发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图26的程序)。从而,第十控制装置,在推定为发生由于外部EGR的量(外部EGR率)的急剧变化引起的“由外部EGR引起的使所述空燃比瞬态地变动的干扰”时,恰当地禁止学习促进控制。第—^一种实施方式其次,对于根据本发明的第十一种实施方式的多气缸内燃机的空燃比控制装置 (下面,也称之为“第十一控制装置”)进行说明。第十一控制装置只在采用与第十控制装置所使用的条件不同的条件作为将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”及“O”的条件这一点上与第十控制装置不同。从而,下面,以这种不同点为中心进行说明。更具体地说,第十一控制装置的CPU81执行第十控制装置的CPU81所执行的程序中除去图26以外的程序。进而,第九控制装置的CPU81执行代替图沈在图27中用流程图表示“空燃比干扰发生判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU81从图27的步骤2700开始进行处理,进入步骤 2710,将图25的步骤2520中决定的占空比DEGR应用于表MapAEGRtgt,由此,取得目标EGR 阀开度AEGRVtgt。目标EGR阀开度是EGR阀55以占空比DEGR被驱动时收敛的EGR阀开度。其次,CPU81进入步骤2720,判定“在当前时刻利用EGR阀开度传感器70检测出来的实际的EGR阀开度AEGRVact”与“目标EGR阀开度AEGRVtgt”之差(AEGRVact-AEGRVtgt) 是否在规定的EGR阀过度调节阈值Aeerth以上。换句话说,CPU81在步骤2720中判定实际的外部EGR率与目标EGR率之差是否在规定的值以上。这时,若差(AEGRVact-AEGRVtgt)在规定的EGR阀过度调节阈值Aeerth以上,则 CPU81在步骤2720中判定为“Yes”,进入步骤2730。即,由于外部EGR率(从而,外部EGR 量)过剩,所以,CPU81推定为发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在在步骤2730中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“1”。之后,CPU81进入步骤2795,暂时结束本程序。与此相对,若差(AEGRVact-AEGRVtgt)比规定的EGR阀过度调节阈值Aeerth小, 则CPU81在步骤2720中判定为“No”,进入步骤2740。即,由于外部EGR率(从而,外部EGR 量)不过剩,所以,CPU81推定为未发生使空燃比变动的干扰。并且,CPU81在步骤2740中将空燃比干扰发生标志XGIRN的值设定为“0”。之后,CPU81进入步骤2795,暂时结束本程序。另外,第十一控制装置的CPU81在图27的步骤2720中判定上述差 (AEGRVact-AEGRVtgt)的绝对值| AEGRVact-AEGRVtgt |是否在规定的EGR阀过度调节阈值 Aeerth 以上。如上面说明的那样,第十一控制装置,包括所述排气回流管(54),所述EGR阀(55),外部EGR控制机构,所述外部EGR控制机构对所述EGR阀(55)给予所述指示信号 (DEGR),以便通过对应于所述内燃机的运转状态改变所述EGR阀的开度,改变在所述排气回流管内流动并导入所述进气通路的外部EGR的量(参照图25的程序),
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学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构取得所述EGR阀的实际开度 (AEGRVact),并且,当推定为所取得的EGR阀的实际开度(AEGRVact)与利用给予所述EGR 阀的指示信号(DEGR)决定的所述EGR阀的开度(AEGRVtgt)之差(AEGRVact-AEGRVtgt)在规定的EGR阀开度差阈值(EGR阀过度调节阈值Aeerth)以上时(参照图27的步骤2720 中的“ks”的判定),推定发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰(参照图27的程序)。从而,第十一控制装置,在“实际的EGR阀的开度相对于目标EGR阀开度变得过大 (或过小),,引起的外部EGR量变得过大(或过小),因此存在着产生内燃机的空燃比瞬态地变动的危险性的情况下,可以恰当地禁止学习促进控制。第一变形例其次,对于根据本发明的各种实施方式的空燃比控制装置的第一变形例(下面也称之为“第一变形装置”)进行说明。代替各种实施方式的CPU81所执行的图13所示的程序,第一变形装置每经过规定的时间执行图观所示的副FB学习值Vafsfbg的学习促进程序(其幻。另外,在图观中,在用于进行和图13所示的步骤相同的处理的步骤中,赋予和图13中那样的步骤的符号相同的符号。对这这些步骤省略其详细说明。CPU81在学习促进要求标志T1L·的值为“0”的情况下,或者,学习促进要求标志 XZL的值为“1”、而空燃比干扰发生标志XGIRN的值为“1”的情况下,进入步骤观10。并且, CPU81在该步骤观10中将比例增益Kp设定成通常值KpSmall,并且,将积分增益Ki设定成通常值KiSmall。该比例增益Kp及积分增益Ki是前面说明的图11的步骤1115中使用的增益(参照上述(11)式)。从而,在这种情况下,由于比例增益Kp及积分增益Ki中的任一个都被设定成通常值(未进行学习促进控制时的值),所以,副反馈量Vafsfb比较缓慢地变化。其结果是,学习值Vafsfbg也缓慢地变化,学习值Vafsfbg平稳地向副反馈量Vafsfb 的收敛值接近。即,进行通常学习控制。与此相对,在学习促进要求标志T1L·的值为“1”、并且空燃比干扰发生标志XGIRN 的值为“0”的情况下,CPU81进入步骤观20。并且,CPU81在该步骤观20中将比例增益Kp 设定成比通常值KpSmall大的促进值KpLarge,将积分增益Ki设定成比通常值KiSmall大的促进值KiLarge。其结果是,副反馈量Vafsfb比较迅速地变化。从而,学习值Vafsfbg也迅速地变化,学习值Vafsfbg向副反馈量Vafsfb的收敛值迅速地接近。即,进行学习促进控制。另外,在第一变形装置中,在步骤观10中追加图13的步骤1320的处理(将在图 11的步骤1140中使用的值P设定成第一值PSmall的处理),并且,在步骤观20中,也可以追加图13的步骤1340的处理(将在步骤1140中使用的值ρ设定成第二值pLarge的处理)。如上面说明的那样,第一变形装置,包括学习机构,所述学习机构进行所述学习值的更新,以便使所述学习值(副FB学习值Vafsfbg)逐渐接近“所述第一反馈量(副反馈量Vafsfb)或者包含在所述第一反馈量中的恒定成分”(参照图11的程序,特别是参照步骤1135 步骤1155),学习促进机构,所述学习促进机构对所述第一反馈量更新机构给予指示,以便与推定为未发生所述学习不足状态时相比,在推定为发生所述学习不足状态时,使得所述第一反馈量的更新速度(比例增益Kp及积分增益Ki越大则变得越大的更新速度)更大(参
54照图观的程序)。第二变形例其次,对于根据本发明的各种实施方式的空燃比控制装置的第二变形例(下面, 也称之为“第二变形装置、或者判定装置”)进行说明。第二变形装置执行“空燃比气缸间不平衡判定”。并且,所述上游侧空燃比传感器67,如图四所示,包括固体电解质层67a、排气侧电极层67b、大气侧电极层67c、扩散阻力层67d、间隔壁67e、加热器67f。固体电解质层67a是氧离子导电性氧化物烧结体。在本例中,固体电解质层67a 是在(二氧化锆)中作为稳定剂固溶了 CaO的“稳定化二氧化锆元件”。固体电解质层 67a当其温度在活性温度以上时发挥公知的“氧电池特性”及“氧泵特性”。排气侧电极层67b由钼(Pt)等催化剂活性高的贵金属构成。排气侧电极层67b 形成在固体电解质层67a的一个面上。排气侧电极层67b通过化学镀等以具有充分的渗透性的方式(即,多孔质状)形成。大气侧电极层67c由钼(Pt)等催化剂活性高的贵金属构成。大气侧电极层67c在固体电解质层67a的另外一个面上以夹着固体电解质层67a与排气侧电极层67b对向的方式形成。大气侧电极层67c通过化学镀等以具有充分的渗透性的方式(即,多孔质状)形成。扩散阻力层(扩散速率决定层)67d由多孔质陶瓷(耐热性无机物)构成。扩散阻力层67d以覆盖排气侧电极层67b的外侧表面的方式,例如通过等离子喷涂法等形成。分子直径小的氢压在扩散阻力层67d中的扩散速度比分子直径相对较大的“炭氢化合物HC 及一氧化碳CO等”在扩散阻力层67d中的扩散速度大。从而,通过扩散阻力层67d的存在, 氢H2比炭氢化合物HC及一氧化碳CO等更快地到达“排气侧电极层67b”。上游侧空燃比传感器67以扩散阻力层67d的外表面“暴露在排气(与从内燃机10中排出的排气接触),, 的方式配置。间隔壁部67e由致密的不使气体透过的氧化铝陶瓷构成。间隔壁部67e形成作为容纳大气侧电极层67c的空间的“大气室67g”。大气被导入大气室67g。加热器67f埋设在间隔壁部67e中。加热器67f在通电时发热,将固体电解质层 67a加热。如图30所示,上游侧空燃比传感器67使用电源67h。电源67h以大气侧电极层 67c侧成为高电位、排气侧电极层67b成为低电位的方式施加电压V。如图30所示,在排气的空燃比是比理论空燃比稀的一侧的空燃比时,利用上述氧泵特性检测空燃比。即,在排气的空燃比是比理论空燃比稀的一侧的空燃比时,大量包含在排气中的氧分子通过扩散阻力层67d到达排气侧电极层67b。所述氧分子接受电子变成氧离子。氧离子通过固体电解质层67a,在大气侧电极层67c放出电子,成为氧分子。其结果是,电流I从电源6 的正极经由大气侧电极层67c、固体电解质层67a及排气侧电极层67b 向电源67h的负极流动。在将电压V的大小设定在规定值Vp以上时,该电流I的大小对应于包含在到达扩散阻力层67d的外侧表面的排气中的氧分子中“通过经由扩散阻力层67d向排气侧电极层 67b扩散而到达的氧分子”的量而变化。即,电流I的大小对应于排气侧电极层67b中的氧浓度(氧分压)而变化。在排气侧电极层67b中的氧浓度对应于到达扩散阻力层67d的外侧表面的排气的氧浓度而变化。如图31所示,由于即使将电压V设定在规定值Vp以上,该电流I也不变化,所以,称之为极限电流IP。空燃比传感器67根据该极限电流Ip值输出对应于空燃比的值。与此相对,如图32所示,在排气的空燃比是比理论空燃比浓的一侧的空燃比时, 利用上述氧电池特性检测空燃比。更具体地说,在排气的空燃比是比理论空燃比浓的一侧的空燃比时,大量包含在排气中的未燃烧物(HC、⑶及吐等)通过扩散阻力层67d到达排气侧电极层67b。在这种情况下,由于大气侧电极层67c处的氧浓度与排气侧电极层67b处的氧浓度之差(氧分压差)变大,所以,固体电解质层67a具有作为氧电池的功能。以比该氧电池的电动势小的方式设定施加电压V。从而,存在于大气室67g内的氧分子在大气侧电极层67c接受电子变成氧离子。该氧离子通过固体电解质层67a,向排气侧电极层67b移动。并且,在排气侧电极层67b将未燃烧物氧化,放出电子。其结果是,电流I从电源6 的负极经由排气侧电极层67b、固体电解质层67a及大气侧电极层67c向电源67h的正极流动。该电流I的大小由从大气侧电极层67c通过固体电解质层67a到达排气侧电极层 67b的氧离子的量决定。如前面所述,该氧离子用于在排气侧电极层67b将未燃烧物氧化。 从而,借助扩散,通过扩散阻力层67d到达排气侧电极层67b的未燃烧物的量越多,通过固体电解质层67a的氧离子的量变得越多。换句话说,空燃比越小(在比理论空燃比浓的一侧的空燃比,未燃烧物的量越多),电流I的大小变得越大。但是,由于扩散阻力层67d的存在,到达排气侧电极层67b的未燃烧物的量受到限制,所以,电流I成为与空燃比对应的一定的值Ip。上游侧空燃比传感器67根据该极限电流Ip的值,输出对应于空燃比的值。其结果是,上游侧空燃比传感器67输出如图3所示的输出值Vabyfs。如上所述,下游侧空燃比传感器68是公知的浓差电池型的氧浓度传感器(02传感器)。下游侧空燃比传感器68,例如,具有与如图四所示的上游侧空燃比传感器67同样的结构(但是,除电源Mh之外)。或者,下游侧空燃比传感器68也可以包括试管状的固体电解质层、形成在固体电解质层的外侧的排气侧电极层、暴露在大气室(固体电解质层的内侧)且以夹着固体电解质层与排气侧电极层对向的方式形成在固体电解质层上的大气侧电极层、覆盖排气侧电极层且与排气接触(以暴露在排气中的方式配置的)扩散阻力层。(空燃比气缸间不平衡判定的原理)其次,对于利用上述判定装置进行“空燃比气缸间不平衡判定”的原理进行说明。 所谓空燃比气缸间不平衡判定是判定气缸之间的空燃比的不均勻性是否变成有必要发出警告的值以上,换句话说,判定各气缸空燃比之间是否发生(在排放物方面不允许的程度的)不均衡(即,空燃比气缸间不平衡)。内燃机10的燃料是炭和氢的化合物。从而,在燃料燃烧向水皿。和二氧化碳0)2变化的过程中,作为中间生成物,生成“炭氢化合物HC、一氧化碳CO及氢吐等”。供燃烧的混合气的空燃比越变得比理论空燃比小(即,空燃比越变成比理论空燃比浓的一侧的空燃比),为了燃料完全燃烧所需要的氧的量与实际的氧的量之差越增大。换句话说,越变成浓的一侧的空燃比,在燃烧过程中氧的不足量越增大,氧浓度越降低,所以, 中间生成物(未燃烧物)与氧相遇结合(被氧化)的几率急剧变小。其结果是,如图33所示,供应给气缸的混合气的空燃比越变成浓的一侧的空燃比,从气缸排出的未燃烧物(HC、 CO及H2)的量越急剧(呈二次函数地)增大。另外,图33的点P1、点P2及点P3是表示供应给某个气缸的燃料的量,相对于该气缸的空燃比与理论空燃比相一致的情况下的燃料的量分别过剩 10% ( = AFl) ,30% ( = AF2)及 40% ( = AF3)的点。进而,氢H2是比炭氢化合物HC及一氧化碳CO等小的分子。从而,与其它未燃烧物 (HC、CO)相比,氢H2在上游侧空燃比传感器67的扩散阻力层67d中迅速地扩散。因此,若大量产生由HC、C0及吐构成的未燃烧物,则在扩散阻力层67d显著地发生氢吐的选择性扩散(优先扩散)。即,与“其它未燃烧物(HC、CO)”相比,有更多量的氢H2到达空燃比检测元件的表面(形成在固体电解质层67a表面的排气侧电极层67b)。其结果是,氢H2的浓度与其它未燃烧物(HC、C0)的浓度的平衡打破。换句话说,氢H2相对于包含在“到达上游侧空燃比传感器67的空燃比检测元件(排气侧电极层67b)的排气”中的全部未燃烧成分所占的比例,变得比氢H2相对于包含在“从内燃机10中排出的排气”中的全部未燃烧成分所占的比例大。并且,上述上游侧目标空燃比abyfr被设定成理论空燃比stoich。进而,下游侧目标值Voxsref被设定成与理论空燃比相当的值(0. 5V)。现设想在不发生空燃比气缸间不平衡的状态下,各个气缸的空燃比一律向浓的一侧偏移的情况。例如,在成为计算燃料喷射量时的基本量的“内燃机吸入空气量的测定值或者推定值”变得比“真实的吸入空气量”大时等情况下,发生这种状态。在这种情况下,例如,假定各个气缸的空燃比为图33所示的AF2。若某个气缸的空燃比为AF2,与某个气缸的空燃比为比AF2更接近理论空燃比的空燃比AFl的情况相比,排气中包含更多的未燃烧物(从而,氢H2)(参照点Pl及点P2)。从而,在上游侧空燃比传感器67的扩散阻力层67d中,发生“氢吐的选择性扩散”。但是,在这种情况下,“各个气缸在结束一次燃烧行程期间(与曲柄角720度相当的期间)供应给内燃机10的混合气”的空燃比的真实的平均值也是AF2。进而,如上所述, 图3所示的空燃比变换表Mapabyfs是考虑到氢“吐的选择性扩散”制成的。从而,用上游侧空燃比传感器67的实际的输出值Vabyfs表示的上游侧空燃比abyfs (通过将实际的输出值Vabyfs应用于空燃比变换表Mapabyfs所获得的上游侧空燃比abyfs)与上述“空燃比的真实的平均值AF2”相一致。因此,由于通过主反馈控制供应给这个内燃机10全体的混合气的空燃比以与“上游侧目标空燃比abyfr、即理论空燃比”相一致的方式被修正,未发生空燃比气缸间不平衡, 所以,各个气缸的空燃比也与理论空燃比大致相一致。从而,副反馈量Vafsfb及副FB学习值Vafsfbg,不会成为大幅进行空燃比的修正的值。换句话说,在不发生空燃比气缸间不平衡的情况下,副反馈量Vafsfb及副FB学习值Vafsfbg不会成为大幅进行空燃比的修正的值。其次,对于“发生了空燃比气缸间不平衡的情况”的各个值的行为,一边与上述“不发生空燃比气缸间不平衡的情况”的各个值的行为进行比较一边进行说明。例如,假定在吸入内燃机10的各个气缸的空气量(重量)为AO、供应给各个气缸的燃料量(重量)为FO时,空燃比A0/F0为理论空燃比(例如,14. 5)。并且,假定由于吸入空气量的推定误差等引起对各个气缸供应(喷射)的燃
57料量均勻地过剩10%。即,假定向各个气缸供应1.1· FO的燃料。这时,供应给作为四缸发动机的内燃机10的空气的总量(在各个气缸各结束一次燃烧行程的期间,供应给整个内燃机的空气量)为4·Α0。另外,供应给内燃机10的燃料量的总量(在各个气缸各结束一次燃烧行程的期间,供应给整个内燃机10的燃料的量)为4.4*F0(= 1. 1 · F0+1. 1 · F0+1. 1 · F0+1. 1 · F0)。从而,供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值成为4 · AO/(4. 4 · F0) = AO/(1. 1 · F0)。这时,上游侧空燃比传感器的输出值成为对应于空燃比AO/(1. 1 · F0)的输出值。从而,通过主反馈控制,供应给各个气缸的燃料的量各减少10% (变成向各个气缸供应1 · FO的燃料),供应给整个内燃机10的混合气的空燃比与理论空燃比A0/F0相一致。与此相对,设想只有特定气缸的空燃比向浓的一侧大幅偏离的情况。例如,在对特定气缸配备的燃料喷射阀39的喷射特性成为“比所指示的燃料喷射量喷射显著大的量的燃料的特性”的情况下,产生这种状态。这种燃料喷射阀39的异常也称为“燃料喷射阀的浓偏离异常”。现假定,对于某一个特定的气缸供应的燃料的量过剩40%的量(即,1. 4 · F0),对于剩余的三个气缸供应的燃料的量为这些气缸的空燃比与理论空燃比相一致的燃料的量 (即,1 *F0)。在这种情况下,特定气缸的空燃比是图33所示的“AF3”,剩余的气缸的空燃比为理论空燃比。这时,供应给作为四气缸发动机的内燃机10的空气量的总量(各个气缸分别结束一次燃烧行程期间供应给整个内燃机10的空气量)为4 ·Α0。另一方面,供应给内燃机10 的燃料的总量(在各个气缸分别结束一次燃烧行程的期间,供应给整个内燃机10的燃料的量)为 4. 4 · FO ( = 1. 4 · F0+F0+F0+F0)。从而,供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值成为4 · AO/ (4. 4-F0) = AO/(1. 1 .F0)。即,这种情况下供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值成为与上述的“对各个气缸供应的燃料的量均等地过剩10%的情况”相同的值。但是,如前面所述,供应给各个气缸的混合气的空燃比越变成浓的一侧的空燃比, 则排气中的未燃烧物(HC、CO及H2)的量越急剧地增大。因此,在“只有对特定气缸供应的燃料的量成为过剩40%的量的情况下”,包含在排气中的氢压的总量SH1,根据图33,成为 SHl = Η3+Η0+Η0+Η0 = Η3+3 · Η0。与此相对,在“对各个气缸供应的燃料的量均等地过剩 10%的情况下”,包含在排气中的氢H2的总量SH2,根据图33,成为SH2 = Η1+Η1+Η1+Η1 = 4· HI。这时,量Hl比HO稍大,但是,量Hl及量HO都是极微小的量。S卩,量Hl和量H0,在与量H3相比的情况下,可以说彼此大致相等。从而,氢的总量SHl与氢的总量SH2相比非常大(SHI >> SH2)。这样,即使供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值相同,但是, 在发生了空燃比气缸间不平衡的情况下包含在排气中的氢的总量SHl与在未发生空燃比气缸间不平衡的情况下包含在排气中的氢的总量SH2相比显著地变大。从而,在只对特定气缸供应的燃料的量成为过剩40%的量的情况下,由于在上述扩散阻力层67d中“氢H2的选择性扩散”,由上游侧空燃比传感器的输出值Vabyfs表示的空燃比会变成比“供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值(A0/(1. 1 -FO))"
58浓的一侧的空燃比(小的空燃比)。即,即使排气的空燃比的平均值相同,但是,在发生空燃比气缸间不平衡的情况下,与不发生空燃比气缸间不平衡的情况相比,由于上游侧空燃比传感器67的排气侧电极层67b的氢吐的浓度变高,所以,上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs成为表示比“空燃比的真实的平均值”浓的一侧的空燃比的值。其结果是,通过主反馈控制,供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均会被控制在比理论空燃比稀的一侧。另一方面,通过了上游侧催化剂53的排气到达下游侧空燃比传感器68。包含在排气中的氢H2和其它未燃烧物(HC、C0) —起在上游侧催化剂53中被氧化(净化)。从而,下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs成为与供应给整个内燃机10的混合气的真实的空燃比相对应的值。从而,由副反馈控制计算出的空燃比的控制量(副反馈量等)成为对由上述主反馈控制对空燃比向稀的一侧的过度修正进行补偿的值。并且,通过这种副反馈量等, 使内燃机10的空燃比的真实的平均值与理论空燃比相一致。这样,由副反馈控制计算出的空燃比的控制量(副反馈控制量)成为对由燃料喷射阀39的浓偏离异常(空燃比气缸间不平衡)引起的“对空燃比向稀的一侧的过度修正” 进行补偿的值。另外,引起浓偏离异常的燃料喷射阀39越变得比“指示的喷射量”喷射多的量的燃料(即,特定气缸的空燃比越变成浓的一侧的空燃比),这种向稀的一侧的过度修正的程度越增大。从而,在副反馈量是正的值、其大小越大则“内燃机的空燃比越被向浓的一侧修正的系统”中,“与副反馈量相对应地变化的值(实际上,例如,引入副反馈量的恒定成分的副反馈量的学习值”,成为表示空燃比气缸间不平衡的程度的值。根据这种见解,本判定装置取得与副反馈量相对应地变化的值(在本例中,为副反馈量的学习值、即“副FB学习值Vafsfbg” ),作为不平衡判定用参数。即,不平衡判定用参数成为“包含在通过上游侧催化剂53之前的排气中的氢的量与包含在通过上游侧催化剂53之后的排气中的氢的量之差越大则变得越大的值”。并且,判定装置在该不平衡判定用参数变成“异常判定阈值”以上的情况下(即,在与副FB学习值的增减相对应地增减的值变成“表示将内燃机的空燃比修正到异常判定阈值以上的浓的一侧的值”的情况下),判定为发生空燃比气缸间不平衡。图34的实线表示发生空燃比气缸间不平衡、某一个气缸的空燃比从理论空燃比向浓的一侧及稀的一侧偏离的情况下的副FB学习值。图34所示的曲线的横轴是“不平衡比例”。所谓不平衡比例,是“理论空燃比X与该浓偏移的气缸的空燃比af之差Y( = X-af), 与理论空燃比X之比(Y/X)”。如前面所述,不平衡比例变得越大,则氢H2的选择性扩散的影响越急剧变大。从而,如图34的实线所示,副FB学习值(从而,不平衡判定用参数)随着不平衡比例变大,呈二次函数地增大。另外,如图34的实线所示,即使在不平衡比例为负值的情况下,该不平衡比例的绝对值越增大,副FB学习值也越增大。即,例如,在发生只有一个特定气缸的空燃比向稀的一侧大幅偏移的空燃比气缸间不平衡的情况下,作为不平衡判定用参数的副FB学习值(对应于副FB学习值的值)也增大。例如,在对特定气缸配备的燃料喷射阀39的喷射特性变成“比所指示的燃料喷射量喷射显著少的量的燃料的特性”的情况下,产生这种状态。这种燃料喷射阀39的异常也称为“燃料喷射阀的稀偏离异常”。
下面,对于在发生只有一个特定气缸的空然比大幅向稀的一侧偏移的空燃比气缸间不平衡的情况下,副FB学习值也增大的理由进行简单说明。在下面的说明中,也假定吸入内燃机10的各个气缸的空气量(重量)为AO。进而,假定在供应给各个气缸的燃料量 (重量)为FO时,空燃比A0/F0与理论空燃比相一致。现设想对某一个特定气缸(为了方便起见,设为第一气缸)供应的燃料的量为 40%程度的过小的量(即,0.6· F0),对剩余的三个气缸(第二、第三及第四气缸)供应的燃料的量为这些气缸的空燃比与理论空燃比相一致的燃料的量(即,F0)的情况。另外,在这种情况下,假定未发生不点火。在这种情况下,假定通过主反馈控制,供应给第一气缸至第四气缸的燃料的量增大相同的规定量(10% )。这时,供应给第一气缸的燃料的量变为0. 7 *F0,供应给第二至第四气缸的每一个的燃料的量变为1. 1 · F0。在这种状态下,供应给作为四气缸发动机的内燃机10的空气量的总量(在各个气缸各结束一次燃烧行程的期间,供应给整个内燃机10的空气量)为4·Α0。另外,主反馈控制的结果,供应给内燃机10的燃料量的总量(在各个气缸各结束一次燃烧行程的期间,供应给整个内燃机10的燃料的量)为4 · F0( = 0. 7 · F0+1. 1 · F0+1. 1 · F0+1. 1 · F0)。从而,供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值成为4 -AO/(4 -F0) = A0/F0, 即,理论空燃比。但是,在这种状态下“包含在排气中的氢H2的总量SH3”变成SH3 = H4+H1+H1+H1 =H4+3 · HI。但是,H4是在空燃比为AO/(0. 7 · F0)时产生的氢的量,比Hl及HO小,并且大致等于H0。从而,总量SH3最大变成(H0+3 · Hl)。与此相对,在不发生空燃比气缸间不平衡、并且供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值是理论空燃比的情况下,“包含在排气中的氢H2的总量SH4”变成SH4 =Η0+Η0+Η0+Η0 = 4 · H0。如前面所述,Hl比HO稍大。从而,总量SH3 ( = H0+3 · Hl)变得比总量SH4( = 4 · HO)大。从而,在发生“燃料喷射阀的稀偏移异常”引起的空燃比气缸间不平衡的情况下, 即使通过主反馈控制,供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值向理论空燃比变动时,氢的选择性扩散的影响也表现在上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs中。 即,通过将输出值Vabyfs应用于空燃比变换表Mapabyfs而获得的上游侧空燃比abyfs,成为比作为上游侧目标空燃比abyfr的理论空燃比更靠“浓的一侧(小)的空燃比”。其结果是,进一步进行主反馈控制,供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值会被向比理论空燃比稀的一侧修正。从而,在副反馈控制中计算出来的空燃比的控制量增大,以便补偿由于燃料喷射阀39的稀偏移异常(空燃比气缸间不平衡)引起的“由主反馈控制造成的空燃比向稀的一侧的过度修正”。从而,不平衡比例是负的值,不平衡比例的绝对值越增大,根据“在副反馈控制主计算出来的空燃比的控制量”取得的“不平衡判定用参数(例如,副FB学习值)”越增大。从而,本判定装置,不仅在特定气缸的空燃比“向浓的一侧偏移的情况下”,而且, 在“向稀的一侧偏移的情况下”,不平衡判定用参数(例如,对应于副FB学习值的增减而增减的值)在“异常判定阈值Ath”以上的情况下,也判定为发生空燃比气缸间不平衡。
另外,图34的虚线表示各个气缸的空燃比一律从理论空燃比向浓的一侧偏离且中止主反馈控制的情况下的副FB学习值。在这种情况下,横轴以和“发生空燃比气缸间不平衡情况下的内燃机的空燃比的偏移”成为同样偏移的方式进行调整。即,例如,在发生只有第一气缸向浓的一侧偏移20%的“空燃比气缸间不平衡”的情况下,不平衡比例为20%。 另一方面,在各个气缸的空燃比一律偏移5% (20%/四个气缸)的情况下,实际上,不平衡比例为0,但是,在图34中,作为与不平衡比例为20%相当的情况进行处理。从图34的实线和虚线的比较,可以理解,“在副FB学习值变成异常判定阈值Ath以上时,可以判定为发生空燃比气缸间不平衡。”另外,实际上,由于进行主反馈控制,所以,在不发生空燃比气缸间不平衡的情况下,副FB学习值实际上不像图34的虚线所示的那样增大。其次,对于本判定装置的实际动作进行说明。〈空燃比气缸间不平衡判定〉其次,对于用于进行“空燃比气缸间不平衡判定”的处理进行说明。CPU81每经过规定的时间重复执行图35所示的“空燃比气缸间不平衡判定程序”。从而,若达到规定的正时,则CPU81从步骤3500开始进行处理,进入步骤3505,判定“异常判定(空燃比气缸间不平衡判定)的前提条件(判定实施条件)”是否成立。换句话说,在该前提条件不成立的情况下,空燃比气缸间不平衡的“禁止判定条件”成立。若空燃比气缸间不平衡“禁止判定条件”成立,则不进行采用“根据副FB学习值Vafafbg计算出来的不平衡判定用参数”的“下面所述的空燃比气缸间不平衡”的判定。这种异常判定(空燃比气缸间不平衡判定)的前提条件,例如,可以是下面的条件 1。(条件1)上游侧催化剂53的将氢氧化的能力不在第一规定能力以下。即,上游侧催化剂53的将氢氧化的能力比第一规定能力大的情况。换句话说,该条件是“上游侧催化剂53的状态处于能够将流入上游侧催化剂53的氢净化规定的量以上的状态(即,能够净化氢的状态)”。设置该条件1的理由如下。若上游侧催化剂53的将氢氧化的能力在第一规定能力以下,则氢在上游侧催化剂53处未被充分净化,存在着氢流出到上游侧催化剂53的下游的可能性。其结果是,存在着下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs受到氢的选择性扩散的影响的可能性,或者,上游侧催化剂53的下游的气体的空燃比变得与“供应给整个内燃机10的混合气的空燃比的真实的平均值”不一致。从而,下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs不能表示与“被利用上游侧空燃比传感器67的输出值Vabyfs进行的上述空燃比反馈控制过度地修正的空燃比的真实的平均值”相对应的值的可能性高。因此,在这种状态下,若进行空燃比气缸间不平衡判定,则错误判定的可能性高。上述条件1,例如,可以作为在上游侧催化剂53的氧吸留量不在第一阈值氧吸留量以下的情况下成立的条件。在这种情况下,可以判定为上游侧催化剂53的将氢氧化的能力比第一规定能力大。现假定上述异常判定的前提条件成立。在这种情况下,CPU81在步骤3505中判定为“Yes”,进入步骤3510,判定上述“副反馈控制条件是否成立”。并且,当“副反馈控制条件成立”时,CPU81进行下面所述的步骤3515以后的处理。步骤3515以后的处理是异常判定(空燃比气缸间不平衡判定)用的处理的一部分。从而,也可以说副反馈控制条件是“异常判定的前提条件”之一。进而,副反馈控制条件在主反馈控制条件成立时成立。从而,也可以说主反馈控制条件是“异常判定的前提条件”之一。现假定副反馈控制条件成立,继续进行说明。在这种情况下,CPU81进行下面所述的步骤3515至步骤3560中的规定的步骤的处理。步骤3515 =CPUSl判定当前时刻是否是“副FB学习值Vafsfbg刚刚被更新之后的时刻(副FB学习值刚刚更新之后的时刻)”。如果当前时刻是副FB学习值刚刚更新之后的时刻,则CPU81进入步骤3520。如果当前时刻不是副FB学习值刚刚更新之后的时刻,则 CPU81直接进入步骤3595,暂时结束本程序。步骤3520 =CPUSl将学习值累计计数Cexe的值增大“1”。步骤3525 :CPU81读入由图11的程序计算出来的副FB学习值Vafsfbg。步骤;3530 :CPU81更新副FB学习值Vafsfbg的累计值SVafsfbg。S卩,CPU81通过将“在步骤3525中读入的副FB学习值Vafsfbg”加到“该时刻的累计值SVafsfbg”上,获得新的累计值SVafsfbg。该累计值SVafsfbg被在点火钥匙开关从断开位置向接通位置切换时进行的图中未示出的初始程序设定为“0”。进而,累计值SVafsfbg通过后面描述的步骤3560的处理也被设定为“0”。在进行异常判定(空燃比气缸间不平衡判定,步骤3545 步骤355 时,进行该步骤3560。从而,累计值SVafsfbg成为在“内燃机的起动后或者即将起动之前的异常判定之后”,在“异常判定的前提条件成立的情况下”,并且“在副反馈控制条件成立的情况” 下的副FB学习值Vafsfbg的累计值。步骤3535 :CPU81判定学习值累计计数Cexe的值是否在计数阈值Cth以上。若学习值累计计数Cexe的值比计数阈值Cth小,则CPU81在步骤3535中判定为“No”,直接进入步3595,暂时结束本程序。与此相对,若学习值累计计数Cexe的值在计数阈值Cth以上,则 CPU81在步骤3535中判定为“Yes”,进入步骤3540。步骤3540 :CPU81通过将“副FB学习值Vafsfbg的累计值SVafsfbg”除以“学习值累计计数Cexe”,求出副FB学习值的平均值Avesfbg。如前面所述,该副FB学习值平均值Avesfbg是包含在通过上游侧催化剂53之前的排气中的氢的量和包含在通过上游侧催化剂53之后的排气中的氢的量之差越大就变得越大的不平衡判定用参数。步骤3545 :CPU81判定副1 学习值平均值Avesfbg是否在异常判定阈值Ath以上。 如前面所述,在气缸间空燃比的不均勻性变得过大、产生“空燃比气缸间不平衡”的情况下, 副反馈量Vafsfb会变成对供应给内燃机10的混合气的空燃比向浓的一侧大幅修正的值, 所以,与此相伴,副FB学习值Vafsfbg的平均值、即副FB学习值平均值Avesfbg也变成“对供应给内燃机10的混合气的空燃比向浓的一侧大幅修正的值(阈值Ath以上的值)”。从而,在副FB学习值平均值Avesfbg在异常判定阈值Ath以上的情况下,CPU81在步骤3545中判定为“Yes”,进入步骤3550,将异常发生标志XIJO的值设定成“1”。即,异常发生标志XIJO的值为“1”表示发生空燃比气缸间不平衡。另外,该异常发生标志XIJO的值被存储在后备RAM84中。另外,在异常发生标志XIJO的值被设定成“1”时,CPU81也可以将图中未示出的警告灯点亮。与此相对,在副FB学习值平均值Avesfbg比异常判定阈值Ath小的情况下,CPU81在步骤3545中判定为“No”,进入步骤3555。并且,CPU81在步骤3555中将发生异常标志 XIJO的值设定成“0”,以便表示未发生“空燃比气缸间不平衡”。步骤3560 :CPU81从步骤3550及步骤3555中的任一个步骤进入步骤3560,将学习值累计计数Cexe的值设定为“0”(重置),并且,将副FB学习值的累计值SVafsfbg设定为“0”(重置)。另外,CPU81在进行步骤3505的处理时,如果异常判定前提条件不成立,进入步骤 3595,暂时结束本程序。另外,CPU81在进行步骤3505的处理时,如果异常判定的前提条件不成立,则也可在经由步骤3560之后,进入步骤3595,暂时结束本程序。进而,CPU81在进行了步骤3510的处理时,如果副反馈控制条件不成立,则直接进入步骤3595,暂时结束本程序。如上面说明的那样,判定装置(第二变形例)是一种空燃比控制装置,包括不平衡判定用参数取得机构,所述不平衡判定用参数取得机构根据所述学习值 (副FB学习值Vafsfbg)取得不平衡判定用参数(副1 学习值平均值Avesfbg),包含在通过所述催化剂53之前的排气中的氢的量与包含在通过所述催化剂53之后的排气中的氢的量之差越大,该不平衡判定用参数变得越大(图35中的、特别是步骤3520至步骤3540),空燃比气缸间不平衡判定机构,在所述取得的不平衡判定用参数(副FB学习值平均值Avesfbg)比异常判定阈值(Ath)大时,该空燃比气缸间不平衡判定机构判定为供应给所述至少两个以上气缸的每一个的混合气的空燃比、即各气缸空然比之间产生不平衡(图 35中的特别是步骤3545至步骤3555)。进而,所述不平衡判定用参数取得机构,以随着学习值(副FB学习值Vafsfbg)变大而变大的方式取得所述不平衡判定用参数(副FB学习值平均值Avesfbg)。借此,提供一种可以检测发生空燃比气缸间不平衡的实用的空燃比气缸间不平衡判定装置。如上所述,根据本发明的各实施方式的装置,在进行副FB学习值Vafsfbg的学习促进控制期间,在发生“瞬态地扰乱内燃机的空燃比的状态”的情况下,禁止该学习促进控制。从而,可以避免副FB学习值Vafsfbg偏离恰当值。其结果是,根据各种实施方式的装置,可以缩短“由于副FB学习值Vafsfbg偏离恰当值而造成的排放物恶化的期间”。另外,本发明并不局限于上述实施方式,在本发明的范围内,可以采用各种变形例。下面,列举本发明的实施方式的变形例(下面,也称之为“本装置”)。·本装置作为变更内部EGR量的机构,可以只配备可变进气正时控制装置33及可变排气正时控制装置36中的一个。 本装置也可以将计算副反馈量Vafsfb时求出的“根据输出偏差量DVoxs的积分值的值SDVoxs,,作为副FB学习值Vafsfbg存储在后备RAM84中。在这种情况下,副FB学习值Vafsfbg,例如,根据下述05)式被更新。在05)式中,k3是从0到1的任意常数, Vafsfbgnew是更新后的FB学习值Vafsfbg。Vafsfbgnew = k3 · Vafsfbg+(l-k3) · SDVoxs …(25)在这种情况下,在到开始副反馈控制开始为止的期间,或者在副反馈控制的中止
63期间,作为副反馈量Vafsfb,也可以使用Ki .Vafsfbg。这时,在上述(1)式中的Vafsfb被设定为“0”。进而,在这种情况下,作为副反馈控制开始时的输出偏差量的积分值SDVoxs的初始值,也可以采用副FB学习值Vafsfbg。·本装置也可以将被上述(13)式更新的副FB学习值Vafsfbg存储在后备RAM84 中,并且,将上述(1)式中的Vafsfbg设定为“0”。在这种情况下,在直到副反馈控制开始为止的期间(或者副反馈控制的中止期间),作为副反馈量Vafsfb,也可以采用副FB学习值Vafsfbg。·本装置可以在下游侧空燃比传感器68的输出值Voxs刚刚穿过理论空燃比相当值Vst(0. 5V)之后(浓稀反转时),进行副FB学习值Vafsfbg的更新。在这种情况下,本装置,例如,判定内燃机起动之后的副FB学习值Vafsfbg的更新次数是否在规定值以下,当内燃机起动后的副FB学习值Vafsfbg的更新次数在规定值以下时,可以推定为上述的“学习不足状态”。·本装置的净化控制阀49及EGR阀55也可以是借助占空比信号调节开度的开关阀形式的阀,以及,使用步进马达调整开度的阀等。 本装置,例如,也可以应用于V型发动机。在这种情况下,V型发动机在属于右侧部的气缸的排气集合部下游,配备有右侧部上游侧催化剂(在所述内燃机的排气通路上, 配置在从所述多个气缸中的至少两个以上的气缸的燃烧室排出的排气集合部下游侧的部位上的催化剂),在属于左侧部的气缸的排气集合部下游,可以配备有左侧部上游侧催化剂 (在所述内燃机的排气通路上,配置在从所述多个气缸中的至少两个以上气缸之外的剩余两个以上气缸的燃烧室排出的排气汇集的排气集合部下游侧的部位上的催化剂)。进而, V型发动机在右侧部的上游侧催化剂的上游及下游配备有右侧部用的上游侧空燃比传感器及下游侧空燃比传感器,在左侧部上游侧催化剂的上游及下游,可以配备有左侧部用的上游侧空燃比传感器及下游侧空燃比传感器。在这种情况下,进行右侧部用的主反馈控制及副反馈控制,与之独立地进行左侧部用的主反馈控制及副反馈控制。·在本说明书及权利要求的范围内所说的“禁止学习促进控制”,包括在推定为发生使内燃机的空燃比瞬态地变动的干扰的可能性高的情况下,利用比在该学习促进控制中学习值的更新速度小的更新速度(例如,在学习促进控制与通常学习控制之间的更新速度)进行学习值Vafsfbg的更新。为此,例如,可以将上述值ρ设定在pLarge与pSmall之间的值即可。或者,为此,可以在将上述比例增益Kp设定在促进值KpLarge与通常值KpSmall 之间的值,并且,将上述积分增益Ki设定在促进值KiLarge与通常值KiSmall之间的值。
6权利要求
1.一种内燃机的空燃比控制装置,所述内燃机的空燃比控制装置适用于具有多个气缸的多气缸内燃机,所述空燃比控制装置包括催化剂,所述催化剂在所述内燃机的排气通路上配置在比排气集合部更靠下游侧的部位,其中,从所述多个气缸中的至少两个以上气缸的燃烧室排出的排气汇集到所述排气集合部,燃料喷射阀,所述燃料喷射阀喷射包含在供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气中的燃料,下游侧空燃比传感器,所述下游侧空燃比传感器在所述排气通路上配置在比所述催化剂更靠下游侧的部位,并且,输出与在该配置部位流动的气体的空燃比相对应的输出值,第一反馈量更新机构,每当规定的第一更新正时到来时,所述第一反馈量更新机构根据所述下游侧空燃比传感器的输出值和对应于下游侧目标空燃比的值来更新第一反馈量, 所述第一反馈量用于使所述下游侧空燃比传感器的输出值与对应于所述下游侧目标空燃比的值相一致,学习机构,每当规定的第二更新正时到来时,所述学习机构根据所述第一反馈量,以引入所述第一反馈量的恒定成分的方式更新所述第一反馈量的学习值,空燃比控制机构,所述空燃比控制机构根据所述第一反馈量及所述学习值中的至少一方,控制从所述燃料喷射阀喷射的燃料的量,借此,控制流入所述催化剂的排气的空燃比, 在所述空燃比控制装置中,包括学习促进机构,所述学习促进机构推定是否发生所述学习值与该学习值应当收敛的值之差在规定值以上的学习不足状态,并且,与推定为未发生所述学习不足状态时相比,在推定为发生所述学习不足状态时,进行使所述学习值的更新速度增大的学习促进控制,学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构推定是否发生使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比瞬态地变动的干扰,并且,在推定为发生所述干扰时,禁止所述学习促进控制。
2.如权利要求1所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于, 所述空燃比控制机构包括上游侧空燃比传感器,所述上游侧空燃比传感器配置在所述排气集合部、或者所述排气集合部与所述催化剂之间的所述排气通路上,并且,输出与在该配置部位流动的气体的空燃比相对应的输出值,基本燃料喷射量决定机构,所述基本燃料喷射量决定机构根据所述内燃机的吸入空气量和上游侧目标空燃比来决定基本燃料喷射量,所述基本燃料喷射量用于使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比与作为与所述下游侧目标空燃比相同的空燃比的上游侧目标空燃比相一致,第二反馈量更新机构,每当规定的第三更新正时到来时,所述第二反馈量更新机构根据所述上游侧空燃比传感器的输出值、所述第一反馈量和所述学习值来更新第二反馈量, 以便使供应给所述至少两个以上气缸的燃烧室的混合气的空燃比与所述上游侧目标空燃比相一致,燃料喷射指示机构,所述燃料喷射指示机构使得通过利用所述第二反馈量修正所述基本燃料喷射量而获得的燃料喷射量的燃料从所述燃料喷射阀喷射。
3.如权利要求1和权利要求2所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于, 所述学习机构以使所述学习值逐渐接近所述第一反馈量或包含在所述第一反馈量中的恒定成分的方式进行所述学习值的更新,所述学习促进机构对所述学习机构给予指示,以使得与推定为未发生所述学习不足状态时相比,在推定为发生所述学习不足状态时,所述学习值向所述第一反馈量或者向包含在所述第一反馈量中的恒定成分接近的速度更大。
4.如权利要求1或权利要求2所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于, 所述学习机构以使所述学习值逐渐接近所述第一反馈量或包含在所述第一反馈量中的恒定成分的方式进行所述学习值的更新,所述学习促进机构对所述第一反馈量更新机构给予指示,以使得与推定为未发生所述学习不足状态时相比,在推定为发生所述学习不足状态时,所述第一反馈量的更新速度更大。
5.如权利要求2至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括燃料箱,所述燃料箱贮存供应给所述燃料喷射阀的燃料,净化通路部,所述净化通路部构成用于将在所述燃料箱内产生的蒸发燃料气体导入到所述内燃机的进气通路中的通路,所述净化通路部将所述燃料箱与所述进气通路连接起来,净化控制阀,所述净化控制阀配置在所述净化通路部,并且,响应指示信号而改变开度,净化控制机构,所述净化控制机构对所述净化控制阀给予所述指示信号,以便对应于所述内燃机的运转状态改变所述净化控制阀的开度,当所述净化控制阀开启不为0的规定的开度时,所述第二反馈量更新机构至少根据所述上游侧空燃比传感器的输出值,将与所述蒸发燃料气体的浓度相关的值作为蒸发燃料气体浓度学习值进行更新,并且,还根据所述蒸发燃料气体浓度学习值,更新所述第二反馈量,当所述蒸发燃料气体浓度学习值在所述内燃机起动之后的更新次数比规定的更新次数阈值小时,所述学习促进禁止机构推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
6.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括燃料箱,所述燃料箱贮存供应给所述燃料喷射阀的燃料,净化通路部,所述净化通路部构成用于将在所述燃料箱内产生的蒸发燃料气体导入到所述内燃机的进气通路中的通路,所述净化通路部将所述燃料箱与所述进气通路连接起来,净化控制阀,所述净化控制阀配置在所述净化通路部,并且,响应指示信号而改变开度,净化控制机构,所述净化控制机构对所述净化控制阀给予所述指示信号,以便对应于所述内燃机的运转状态改变所述净化控制阀的开度,所述学习促进禁止机构取得与所述蒸发燃料气体的浓度相对应的值,并且,在根据该取得的值推定为所述蒸发燃料气体的浓度在规定的浓度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
7.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括燃料箱,所述燃料箱贮存供应给所述燃料喷射阀的燃料,净化通路部,所述净化通路部构成用于将在所述燃料箱内产生的蒸发燃料气体导入到所述内燃机的进气通路中的通路,所述净化通路部将所述燃料箱与所述进气通路连接起来,净化控制阀,所述净化控制阀配置在所述净化通路部,并且,响应指示信号而改变开度,净化控制机构,所述净化控制机构对所述净化控制阀给予所述指示信号,以便对应于所述内燃机的运转状态改变所述净化控制阀的开度,所述学习促进禁止机构取得与所述蒸发燃料气体的浓度相对应的值,并且,在根据该取得的值推定为所述蒸发燃料气体的浓度的变化速度在规定浓度变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
8.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括内部EGR量控制机构,所述内部EGR量控制机构对应于所述内燃机的运转状态控制内部EGR量,所述内部EGR量是气缸内残留气体的量,所述气缸内残留气体是在所述至少两个以上气缸的燃烧室中已经燃烧的气体,所述气缸内残留气体在所述两个以上气缸的每一个的压缩行程开始时存在于所述每一个气缸的燃烧室中,所述学习促进禁止机构,在推定为所述内部EGR量的变化速度在规定的内部EGR量变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
9.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括内部EGR量变更机构,所述内部EGR量变更机构对应于指示信号改变用于改变内部EGR 量的控制量,所述内部EGR量是气缸内残留气体的量,所述气缸内残留气体是在所述至少两个以上气缸的燃烧室中已经燃烧的气体,所述气缸内残留气体在所述两个以上气缸的每一个的压缩行程开始时存在于所述每一个气缸的燃烧室中,控制量目标值取得机构,所述控制量目标值取得机构对应于所述内燃机的运转状态取得用于改变所述内部EGR量的控制量的目标值,内部EGR量控制机构,所述内部EGR量控制机构对于所述内部EGR量变更机构给予所述指示信号,以便使所述控制量的实际的值与所述控制量的目标值相一致,所述学习促进禁止机构取得用于改变所述内部EGR量的控制量的实际的值,并且,在推定为该取得的控制量的实际的值与所述控制量的目标值之差在规定的控制量差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
10.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括气门重叠期间变更机构,所述气门重叠期间变更机构根据所述内燃机的运转状态,改变所述至少两个以上气缸的每一个的进气门及排气门一起开启的气门重叠期间,所述学习促进禁止机构,在推定为气门重叠量的变化速度在规定的气门重叠量变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰,其中,所述气门重叠量为所述气门重叠期间的长度。
11.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括气门重叠期间变更机构,所述气门重叠期间变更机构改变所述至少两个以上气缸的每一个的进气门及排气门同时开启的气门重叠期间,以便使所述气门重叠期间与根据所述内燃机的运转状态确定的目标重叠期间相一致,取得所述气门重叠期间的长度、即气门重叠量的实际值,并且,在判定为该取得的气门重叠量的实际值与所述目标重叠期间的长度、即目标重叠量的气门重叠量差在规定的气门重叠量差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
12.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括进气门开启时期控制机构,所述进气门开启时期控制机构根据所述内燃机的运转状态,改变所述至少两个以上气缸的每一个的进气门的开启时期,所述学习促进禁止机构,在推定为所述进气门的开启时期的变化速度在规定的进气门开启时期变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
13.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括进气门开启时期控制机构,所述进气门开启时期控制机构改变所述至少两个以上气缸的每一个的进气门的开启时期,以便使得所述进气门的开启时期与根据所述内燃机的运转状态决定的目标进气门开启时期相一致,所述学习促进禁止机构取得所述进气门的开启时期的实际值,并且,在判定为该取得的进气门的开启时期的实际值与所述目标进气门开启时期之差在规定的进气门开启时期差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
14.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括排气门关闭时期控制机构,所述排气门关闭时期控制机构根据所述内燃机的运转状态,改变所述至少两个以上气缸的每一个的排气门的关闭时期,所述学习促进禁止机构,在推定为所述排气门的关闭时期的变化速度在规定的排气门关闭时期变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
15.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括排气门关闭时期控制机构,所述排气门关闭时期控制机构改变所述至少两个以上气缸的每一个的排气门的关闭时期,以便使得所述排气门关闭时期与根据所述内燃机的运转状态决定的目标排气门关闭时期相一致,所述学习促进禁止机构取得所述排气门的关闭时期的实际值,并且,在判定为该取得的排气门的关闭时期的实际值与所述目标排气门关闭时期之差在规定的排气门关闭时期差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
16.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括排气回流管,所述排气回流管在所述内燃机的排气通路上将比所述催化剂更靠上游侧的部位与所述内燃机的进气通路连接起来,EGR阀,所述EGR阀配置在所述排气回流管上,并且,响应指示信号而改变开度, 外部EGR量控制机构,所述外部EGR量控制机构对所述EGR阀给予所述指示信号,以便通过对应于所述内燃机的运转状态改变所述EGR阀的开度,改变在所述排气回流管中流动且被导入所述进气通路的外部EGR的量,所述学习促进禁止机构,在推定为所述外部EGR的量的变化速度在规定的外部EGR量变化速度阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
17.如权利要求1至权利要求4中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,包括排气回流管,所述排气回流管在所述内燃机的排气通路上将比所述催化剂更靠上游侧的部位与所述内燃机的进气通路连接起来,EGR阀,所述EGR阀配置在所述排气回流管上,并且,响应指示信号而改变开度, 外部EGR控制机构,所述外部EGR控制机构对所述EGR阀给予所述指示信号,以便通过对应于所述内燃机的运转状态改变所述EGR阀的开度,改变在所述排气回流管中流动且被导入所述进气通路的外部EGR的量,所述学习促进禁止机构取得所述EGR阀的实际的开度,并且,在推定为该取得的EGR阀的实际的开度与借助给予所述EGR阀的指示信号确定的所述EGR阀的开度之差在规定的 EGR阀开度差阈值以上时,推定为发生使所述空燃比瞬态地变动的干扰。
18.如权利要求1至权利要求17中任何一项所述的内燃机的空燃比控制装置,其特征在于,在所述学习值的变化速度在规定的学习值变化速度阈值以上时,所述学习促进机构推定为发生所述学习不足状态。
19.如权利要求2所述的空燃比控制装置,其特征在于,所述上游侧空燃比传感器具有扩散阻力层和空燃比检测元件,通过所述催化剂之前的排气与所述扩散阻力层接触,所述空燃比检测元件输出所述输出值, 进而,所述空燃比控制装置包括不平衡判定用参数取得机构,所述不平衡判定用参数取得机构根据所述学习值取得不平衡判定用参数,其中,包含在通过所述催化剂之前的排气中的氢的量与包含在通过所述催化剂之后的排气中的氢的量之差越大,则所述不平衡判定用参数变得越大,空燃比气缸间不平衡判定机构,在所述取得的不平衡判定用参数比异常判定阈值大时,所述空燃比气缸间不平衡判定机构判定为在供应给所述至少两个以上气缸的每一个的混合气的空燃比、即各气缸空燃比之间产生不均衡。
20.如权利要求19所述的空燃比控制装置,其特征在于,所述不平衡判定用参数取得机构以所述不平衡判定用参数随着学习值变大而变大的方式取得所述不平衡判定用参数。
全文摘要
一种空燃比控制装置,包括催化剂(53),所述催化剂配置在比排气集合部更靠下游侧的部位;下游侧空燃比传感器(68),所述下游侧空燃比传感器在排气通路上配置在比所述催化剂更靠下游侧的部位;第一反馈量更新机构,所述第一反馈量更新机构根据所述下游侧空燃比传感器的输出值更新第一反馈量,所述第一反馈量用于使下游侧空燃比传感器的输出值与对应于下游侧目标空燃比的值相一致;学习机构,所述学习机构以根据所述第一反馈量引入该第一反馈量的恒定成分的方式更新所述第一反馈量的学习值。并且,该空燃比控制装置包括学习促进机构,所述学习促进机构在推定为发生学习不足状态时,进行使所述学习值的更新速度增大的学习促进控制;学习促进禁止机构,所述学习促进禁止机构在推定为发生使内燃机的空燃比瞬态地变动的干扰(例如,内部EGR量的瞬态地增大)时,禁止所述学习促进控制。
文档编号F02D45/00GK102301118SQ20098015564
公开日2011年12月28日 申请日期2009年1月30日 优先权日2009年1月30日
发明者出村隆行 申请人:丰田自动车株式会社
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