內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，其具備排氣凈化催化劑、下游側(cè)空燃比傳感器以及進(jìn)行流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的控制和下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷的控制裝置?？刂蒲b置進(jìn)行如下的空燃比濃化控制：在流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為濃空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在稀判定空燃比以上的情況下，使流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比。除此之外，控制裝置在通過空燃比濃化控制使流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃變化成了濃側(cè)的空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。
【專利說明】
內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]已知有在設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路的排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向上游側(cè)和排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置有空燃比傳感器的排氣凈化裝置。在該內(nèi)燃機(jī)中，基于上游側(cè)的空燃比傳感器的輸出進(jìn)行反饋控制，以使得流入排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目標(biāo)空燃比。除此之外，目標(biāo)空燃比被交替地設(shè)定成比理論空燃比濃的空燃比(以下，簡稱為“濃空燃比”)和比理論空燃比稀的空燃比(以下，簡稱為“稀空燃比”)(例如，專利文獻(xiàn)1)。
[0003]尤其是，在專利文獻(xiàn)1所記載的內(nèi)燃機(jī)中，在與下游側(cè)空燃比傳感器的輸出相當(dāng)?shù)目杖急?以下，也稱作“輸出空燃比”)成為了比理論空燃比濃的濃判定空燃比以下時(shí)，將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比，并且，在排氣凈化催化劑的氧吸藏量成為了比最大可吸藏氧量少的預(yù)定的切換基準(zhǔn)吸藏量以上時(shí)，將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比。根據(jù)專利文獻(xiàn)1，認(rèn)為由此能夠抑制從排氣凈化催化劑流出NOx。
[0004]現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005]專利文獻(xiàn)
[0006]專利文獻(xiàn)1:國際公開第2014/118892號 [〇〇〇7] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2006-343281號公報(bào)
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]發(fā)明要解決的問題
[0009]在構(gòu)成空燃比傳感器的元件產(chǎn)生了破裂的情況下，在空燃比傳感器周圍的排氣的空燃比為稀空燃比時(shí)，空燃比傳感器的輸出空燃比與實(shí)際的排氣的空燃比大致相等。然而， 在空燃比傳感器周圍的排氣的空燃比為濃空燃比時(shí)，空燃比傳感器的輸出空燃比有時(shí)會(huì)成為與實(shí)際的排氣的空燃比不同的空燃比、尤其是稀空燃比。因此，例如關(guān)于下游側(cè)空燃比傳感器，在從排氣凈化催化劑流出的排氣的空燃比為濃空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比為稀空燃比的情況下，能夠判定為下游側(cè)空燃比傳感器存在元件破裂的異常。
[0010]另一方面，上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比有時(shí)會(huì)根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)等而從在上游側(cè)空燃比傳感器周圍流通的排氣的平均空燃比偏離。在上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比的偏離的程度大時(shí)，有時(shí)盡管在上游側(cè)空燃比傳感器周圍流通的排氣的空燃比是稀空燃比，上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比卻成為濃空燃比。
[0011]若上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比這樣產(chǎn)生偏離，則即使流入排氣凈化催化劑的排氣的實(shí)際的空燃比是稀空燃比，上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比有時(shí)也為濃空燃比。在該情況下，若考慮上游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比，則推定為從排氣凈化催化劑流出的排氣的空燃比是理論空燃比或濃空燃比。因此，在該情況下，下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比有時(shí)會(huì)在推定為下游側(cè)空燃比傳感器周圍的排氣的空燃比是濃空燃比的狀態(tài)下成為稀空燃比。因此，若以如上所述的方法進(jìn)行元件破裂異常的診斷，則在該情況下會(huì)誤判定為下游側(cè)空燃比傳感器存在元件破裂的異常。
[0012]于是，鑒于上述問題，本發(fā)明的目的在于提供一種在下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下能夠準(zhǔn)確地診斷該異常的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。
[0013]用于解決問題的手段
[0014]為了解決上述問題，在第1發(fā)明中，提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備:排氣凈化催化劑，其設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路;下游側(cè)空燃比傳感器，其在該排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路；以及控制裝置，其進(jìn)行流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的控制和所述下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷，所述控制裝置進(jìn)行空燃比濃化控制，所述空燃比濃化控制是如下控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。
[0015]為了解決上述問題，在第2發(fā)明中，提供一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備:排氣凈化催化劑，其設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路;下游側(cè)空燃比傳感器，其在該排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路；以及控制裝置，其進(jìn)行流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的控制和所述下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷，所述控制裝置進(jìn)行空燃比濃化控制和空燃比稀化控制，所述空燃比濃化控制是如下控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，所述空燃比稀化控制是如下控制:在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比，在通過所述空燃比稀化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向濃側(cè)變化了的情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。
[0016]第3發(fā)明根據(jù)第1或第2發(fā)明，所述控制裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)控制，所述學(xué)習(xí)控制是如下控制:基于所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出來更新學(xué)習(xí)值，并且根據(jù)更新后的學(xué)習(xí)值來控制與空燃比相關(guān)的參數(shù)，以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化，所述空燃比濃化控制是更新所述學(xué)習(xí)值以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的稀粘附學(xué)習(xí)控制。[0〇17]第4發(fā)明根據(jù)第2發(fā)明，所述控制裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)控制，所述學(xué)習(xí)控制是如下控制:基于所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出來更新學(xué)習(xí)值，并且根據(jù)更新后的學(xué)習(xí)值來控制與空燃比相關(guān)的參數(shù)，以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化，所述空燃比濃化控制是更新所述學(xué)習(xí)值以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的稀粘附學(xué)習(xí)控制，所述空燃比稀化控制是更新所述學(xué)習(xí)值以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比的學(xué)習(xí)值返回控制。
[0018]第5發(fā)明根據(jù)第3或第4發(fā)明，所述控制裝置，在判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，使通過所述稀粘附學(xué)習(xí)控制更新后的學(xué)習(xí)值返回到該更新前的值。
[0019]第6發(fā)明根據(jù)第3?第5發(fā)明的任一發(fā)明，所述控制裝置，控制流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比，以使得相對于在所述學(xué)習(xí)值為零時(shí)流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比，所述學(xué)習(xí)值的濃側(cè)絕對值越大，則流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比越大幅度向濃側(cè)變化，所述學(xué)習(xí)值被設(shè)定成其濃側(cè)絕對值為預(yù)定的濃側(cè)防護(hù)值的絕對值以下，所述控制裝置，在判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，進(jìn)行減小所述濃側(cè)防護(hù)值的絕對值的防護(hù)值限制控制。
[0020]第7發(fā)明根據(jù)第6發(fā)明，即使在通過所述防護(hù)值限制控制減小了所述濃側(cè)防護(hù)值的絕對值的情況下，也定期進(jìn)行異常確認(rèn)控制，所述異常確認(rèn)控制是如下控制:使所述學(xué)習(xí)值的濃側(cè)絕對值增大而超過所述濃側(cè)防護(hù)值的絕對值，以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比向濃側(cè)變化而超過與所述絕對值減小后的所述濃側(cè)防護(hù)值對應(yīng)的空燃比。
[0021]第8發(fā)明根據(jù)第3?第5發(fā)明的任一發(fā)明，所述控制裝置，進(jìn)行反饋控制以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目標(biāo)空燃比，并且將該目標(biāo)空燃比交替地切換為濃空燃比和稀空燃比，所述目標(biāo)空燃比從濃空燃比向稀空燃比的切換，在所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比成為了比理論空燃比濃的預(yù)定的濃判定空燃比以下時(shí)進(jìn)行，所述控制裝置，在所述學(xué)習(xí)控制中，基于累計(jì)氧過剩量和累計(jì)氧不足量來更新所述學(xué)習(xí)值，以使得該累計(jì)氧過剩量與累計(jì)氧不足量之差減小，所述累計(jì)氧過剩量是在從將所述目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比起到再次切換為濃空燃比為止的氧增大期間中在想要將流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比設(shè)為理論空燃比時(shí)成為過剩的氧的量的累計(jì)值，所述累計(jì)氧不足量是在從將所述目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比起到再次切換為稀空燃比為止的氧減少期間中在想要將流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比設(shè)為理論空燃比時(shí)成為不足的氧的量的累計(jì)值，所述控制裝置，在判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，與未判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)相比，在所述累計(jì)氧過剩量比所述累計(jì)氧不足量少的情況下減小使所述學(xué)習(xí)值變化的量相對于所述累計(jì)氧過剩量與所述累計(jì)氧不足量之差的比例。[〇〇22]第9發(fā)明根據(jù)第1?第8發(fā)明的任一發(fā)明，所述控制裝置，進(jìn)行反饋控制以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目標(biāo)空燃比，在所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比成為了比理論空燃比濃的預(yù)定的濃判定空燃比以下時(shí)，將所述目標(biāo)空燃比從濃空燃比切換為稀空燃比，并且，在所述排氣凈化催化劑的氧吸藏量成為了比最大可吸藏量少的預(yù)定的切換基準(zhǔn)吸藏量以上時(shí)，將所述目標(biāo)空燃比從稀空燃比切換為濃空燃比。
[0023]第10發(fā)明提供一種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化方法，排氣凈化催化劑設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路，下游側(cè)空燃比傳感器在所述排氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路，控制裝置進(jìn)行流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的控制和所述下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷，所述控制裝置，a)進(jìn)行如下的空燃比濃化控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，b)在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常;或者，a)進(jìn)行如下的空燃比濃化控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，b)進(jìn)行如下的空燃比稀化控制:在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下， 使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比，c)在通過所述空燃比稀化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向濃側(cè)變化了的情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。[〇〇24]發(fā)明效果
[0025]根據(jù)本發(fā)明，能夠提供一種在下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下能夠準(zhǔn)確地診斷該異常的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置。【附圖說明】
[0026]圖1是概略地示出使用本發(fā)明的異常診斷裝置的內(nèi)燃機(jī)的圖。
[0027]圖2是空燃比傳感器的概略剖視圖。
[0028]圖3是示出各排氣空燃比A/F下的施加電壓V與輸出電流I的關(guān)系的圖。
[0029]圖4是示出將施加電壓V設(shè)為一定時(shí)的空燃比與輸出電流I的關(guān)系的圖。[〇〇3〇]圖5是示出內(nèi)燃機(jī)的通常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑的氧吸藏量等的變化的時(shí)間圖。
[0031]圖6是與圖5同樣的示出上游側(cè)排氣凈化催化劑的氧吸藏量等的變化的時(shí)間圖。 [〇〇32]圖7是控制中心空燃比等的時(shí)間圖。[〇〇33]圖8是上游側(cè)空燃比傳感器的輸出值產(chǎn)生了大的偏離時(shí)的空燃比修正量等的時(shí)間圖。[〇〇34]圖9是上游側(cè)空燃比傳感器的輸出值產(chǎn)生了大的偏離時(shí)的空燃比修正量等的時(shí)間圖。[〇〇35]圖10是進(jìn)行理論空燃比粘附學(xué)習(xí)時(shí)的空燃比修正量等的時(shí)間圖。[〇〇36]圖11是進(jìn)行稀粘附學(xué)習(xí)等時(shí)的空燃比修正量等的時(shí)間圖。[〇〇37]圖12是產(chǎn)生了元件破裂的空燃比傳感器的概略剖視圖。
[0038]圖13是示出將施加電壓設(shè)為一定時(shí)的與圖3同樣的排氣空燃比與空燃比傳感器的輸出空燃比的關(guān)系的圖。[〇〇39]圖14是控制中心空燃比等的時(shí)間圖。[〇〇4〇]圖15是控制中心空燃比等的時(shí)間圖。[〇〇41]圖16是控制裝置的功能框圖。[〇〇42]圖17是示出空燃比修正量的算出控制的控制例程的流程圖。
[0043]圖18是示出通常學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖。
[0044]圖19是示出粘附學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖。[〇〇45]圖20是示出異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的控制例程的流程圖。[〇〇46]圖21是控制中心空燃比等的時(shí)間圖。[〇〇47]圖22是控制中心空燃比等的時(shí)間圖。[〇〇48]圖23是示出基于防護(hù)值進(jìn)行學(xué)習(xí)值的修正的學(xué)習(xí)值修正控制的控制例程的流程圖。[〇〇49]圖24是示出異常確認(rèn)控制的控制例程的流程圖。[〇〇5〇]圖25是控制中心空燃比等的時(shí)間圖。[〇〇51]圖26是示出異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的控制例程的流程圖。[〇〇52] 標(biāo)號說明 [〇〇53]1:內(nèi)燃機(jī)主體[〇〇54]5:燃燒室
[0055]7:進(jìn)氣口
[0056]9:排氣口[〇〇57]19:排氣歧管[〇〇58]20:上游側(cè)排氣凈化催化劑[〇〇59]24:下游側(cè)排氣凈化催化劑
[0060]31:ECU[〇〇61140:上游側(cè)空燃比傳感器[〇〇62]41:下游側(cè)空燃比傳感器【具體實(shí)施方式】
[0063]以下，參照附圖，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。此外，在以下的說明中，對同樣的構(gòu)成要素標(biāo)注同一附圖標(biāo)記。[〇〇64]〈內(nèi)燃機(jī)整體的說明〉
[0065]圖1是概略地示出使用本發(fā)明的第一實(shí)施方式的排氣凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)的圖。參照圖1，1表示內(nèi)燃機(jī)主體，2表示汽缸體，3表示在汽缸體2內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)的活塞，4表示固定在汽缸體2上的汽缸蓋，5表不形成在活塞3與汽缸蓋4之間的燃燒室，6表不進(jìn)氣門，7表不進(jìn)氣口，8表不排氣門，9表不排氣口。進(jìn)氣門6對進(jìn)氣口7進(jìn)行開閉，排氣門8對排氣口9進(jìn)行開閉。
[0066]如圖1所示，在汽缸蓋4的內(nèi)壁面的中央部配置有火花塞10，在汽缸蓋4的內(nèi)壁面周邊部配置有燃料噴射閥11?；鸹ㄈ?0構(gòu)成為根據(jù)點(diǎn)火信號產(chǎn)生火花。另外，燃料噴射閥11根據(jù)噴射信號向燃燒室5內(nèi)噴射預(yù)定量的燃料。此外，燃料噴射閥11也可以配置成向進(jìn)氣口 7 內(nèi)噴射燃料。另外，在本實(shí)施方式中，使用理論空燃比為14.6的汽油作為燃料。但是，在使用本發(fā)明的排氣凈化裝置的內(nèi)燃機(jī)中，也可以使用汽油以外的燃料或者與汽油混合而成的混合燃料。[〇〇67]各汽缸的進(jìn)氣口7分別經(jīng)由對應(yīng)的進(jìn)氣支管13與緩沖箱(surge tank) 14連結(jié)，緩沖箱14經(jīng)由進(jìn)氣管15與空氣濾清器16連結(jié)。進(jìn)氣口 7、進(jìn)氣支管13、緩沖箱14、進(jìn)氣管15形成進(jìn)氣通路。另外，在進(jìn)氣管15內(nèi)配置有由節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17驅(qū)動(dòng)的節(jié)氣門18。通過由節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17使節(jié)氣門18轉(zhuǎn)動(dòng)，節(jié)氣門18能夠變更進(jìn)氣通路的開口面積。
[0068]另一方面，各汽缸的排氣口 9與排氣歧管19連結(jié)。排氣歧管19具有與各排氣口 9連結(jié)的多個(gè)支部和這些支部集合而成的集合部。排氣歧管19的集合部與內(nèi)置有上游側(cè)排氣凈化催化劑20的上游側(cè)殼體21連結(jié)。上游側(cè)殼體21經(jīng)由排氣管22與內(nèi)置有下游側(cè)排氣凈化催化劑24的下游側(cè)殼體23連結(jié)。排氣口 9、排氣歧管19、上游側(cè)殼體21、排氣管22以及下游側(cè)殼體23形成排氣通路。
[0069]電子控制單元(E⑶)31由數(shù)字計(jì)算機(jī)形成，具備經(jīng)由雙向性總線32相互連接的RAM (Random Access Memory:隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)33、R0M(Read Only Memory:只讀存儲(chǔ)器)34、 CPU(Central ProcessingUnit:中央處理單元)35、輸入端口 36以及輸出端口 37。在進(jìn)氣管 15配置有用于檢測在進(jìn)氣管15內(nèi)流動(dòng)的空氣流量的氣流計(jì)39，該氣流計(jì)39的輸出經(jīng)由對應(yīng)的AD變換器38輸入到輸入端口 36。另外，在排氣歧管19的集合部配置有檢測在排氣歧管19 內(nèi)流動(dòng)的排氣(即，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣)的空燃比的上游側(cè)空燃比傳感器40。除此之外，在排氣管22內(nèi)配置有檢測在排氣管22內(nèi)流動(dòng)的排氣(S卩，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出并流入下游側(cè)排氣凈化催化劑24的排氣)的空燃比的下游側(cè)空燃比傳感器41。這些空燃比傳感器40、41的輸出也經(jīng)由對應(yīng)的AD變換器38輸入到輸入端口 36。此外，關(guān)于這些空燃比傳感器40、41的結(jié)構(gòu)，將在后面進(jìn)行敘述。
[0070]另外，加速器踏板42連接有產(chǎn)生與加速器踏板42的踩踏量成比例的輸出電壓的負(fù)荷傳感器43，負(fù)荷傳感器43的輸出電壓經(jīng)由對應(yīng)的AD變換器38輸入到輸入端口 36。曲軸角傳感器44例如在曲軸每旋轉(zhuǎn)15度時(shí)產(chǎn)生輸出脈沖，該輸出脈沖被輸入到輸入端口 36。在 CPU35中，根據(jù)該曲軸角傳感器44的輸出脈沖計(jì)算內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速。另一方面，輸出端口 37經(jīng)由對應(yīng)的驅(qū)動(dòng)回路45與火花塞10、燃料噴射閥11以及節(jié)氣門驅(qū)動(dòng)致動(dòng)器17連接。此外，E⑶31 作為進(jìn)行各種控制的控制裝置發(fā)揮功能。[〇〇71]上游側(cè)排氣凈化催化劑20和下游側(cè)排氣凈化催化劑24是具有氧吸藏能力的三元催化劑。具體而言，排氣凈化催化劑20、24是在由陶瓷形成的載體上擔(dān)載具有催化劑作用的貴金屬(例如，鉑(Pt))和具有氧吸藏能力的物質(zhì)(例如，氧化鈰(Ce02))而成的三元催化劑。 三元催化劑具有在流入三元催化劑的排氣的空燃比維持為理論空燃比時(shí)同時(shí)凈化未燃HC、 C0和N0x的功能。除此之外，在排氣凈化催化劑20、24吸藏有某種程度的氧的情況下，即使流入排氣凈化催化劑20、24的排氣的空燃比相對于理論空燃比向濃側(cè)或稀側(cè)稍微發(fā)生了偏離，也能同時(shí)凈化未燃HC、C0和N0x。[〇〇72] S卩，若排氣凈化催化劑20、24具有氧吸藏能力，S卩，若排氣凈化催化劑20、24的氧吸藏量比最大可吸藏氧量少，則在流入排氣凈化催化劑20、24的排氣的空燃比成為了比理論空燃比稍稀時(shí)，排氣中所包含的過剩的氧會(huì)被吸藏到排氣凈化催化劑20、24內(nèi)。因而，排氣凈化催化劑20、24的表面上維持為理論空燃比。其結(jié)果，在排氣凈化催化劑20、24的表面上， 未燃HC、C0和N0x被同時(shí)凈化，此時(shí)從排氣凈化催化劑20、24流出的排氣的空燃比成為理論空燃比。
[0073]另一方面，若排氣凈化催化劑20、24處于能夠放出氧的狀態(tài)，S卩，若排氣凈化催化劑20、24的氧吸藏量比0多，則在流入排氣凈化催化劑20、24的排氣的空燃比成為了比理論空燃比稍濃時(shí)，會(huì)從排氣凈化催化劑20、24放出要使排氣中所包含的未燃HC、C0還原所不足的氧。因而，在該情況下，排氣凈化催化劑20、24的表面上也維持為理論空燃比。其結(jié)果，在排氣凈化催化劑20、24的表面上，未燃HC、CO和NOx被同時(shí)凈化，此時(shí)從排氣凈化催化劑20、 24流出的排氣的空燃比成為理論空燃比。[〇〇74]這樣，在排氣凈化催化劑20、24吸藏有某種程度的氧的情況下，即使流入排氣凈化催化劑20、24的排氣的空燃比相對于理論空燃比向濃側(cè)或稀側(cè)稍微發(fā)生了偏離，未燃HC、C0 和NOx也會(huì)被同時(shí)凈化，從排氣凈化催化劑20、24流出的排氣的空燃比成為理論空燃比。 [〇〇75]〈空燃比傳感器的說明〉[〇〇76]在本實(shí)施方式中，作為空燃比傳感器40、41，使用杯型的限界電流式空燃比傳感器。使用圖2,對空燃比傳感器40、41的構(gòu)造進(jìn)行簡單說明?？杖急葌鞲衅?0、41具備固體電解質(zhì)層51、配置在其一方的側(cè)面上的排氣側(cè)電極52、配置在其另一方的側(cè)面上的大氣側(cè)電極53、對通過的排氣進(jìn)行擴(kuò)散限速的擴(kuò)散限速層54、基準(zhǔn)氣體室55、以及進(jìn)行空燃比傳感器 40、41的加熱尤其是固體電解質(zhì)層51的加熱的加熱器部56。[〇〇77]特別地，在本實(shí)施方式的杯型的空燃比傳感器40、41中，固體電解質(zhì)層51形成為一端封閉的圓筒狀。在固體電解質(zhì)層51的內(nèi)部劃分出的基準(zhǔn)氣體室55被導(dǎo)入大氣氣體(空氣)，并且配置有加熱器部56。在固體電解質(zhì)層51的內(nèi)表面上配置大氣側(cè)電極53,在固體電解質(zhì)層51的外表面上配置排氣側(cè)電極52。在固體電解質(zhì)層51和排氣側(cè)電極52的外表面上以覆蓋它們的方式配置擴(kuò)散限速層54。此外，在擴(kuò)散限速層54的外側(cè)，也可以設(shè)置有用于防止液體等附著在擴(kuò)散限速層54的表面上的保護(hù)層(未圖示)。
[0078]固體電解質(zhì)層51由氧離子傳導(dǎo)性氧化物的燒結(jié)體形成，該氧離子傳導(dǎo)性氧化物的燒結(jié)體是將〇3〇、]\%0、￥2〇3、￥132〇3等作為穩(wěn)定劑向2抑2(氧化鋯)、11?)2、111〇2、812〇3等分配而得到的燒結(jié)體。另外，擴(kuò)散限速層54由氧化鋁、氧化鎂、硅石、尖晶石、莫來石等耐熱性無機(jī)物質(zhì)的多孔質(zhì)燒結(jié)體形成。進(jìn)而，排氣側(cè)電極52和大氣側(cè)電極53由鉑等催化劑活性高的貴金屬形成。[〇〇79]另外，在排氣側(cè)電極52與大氣側(cè)電極53之間，由搭載于ECU31的施加電壓控制裝置 60施加傳感器施加電壓V。除此之外，在ECU31設(shè)置有檢測在施加了傳感器施加電壓V時(shí)經(jīng)由固體電解質(zhì)層51在這些電極52、53之間流動(dòng)的電流I的電流檢測部61。由該電流檢測部61檢測出的電流是空燃比傳感器40、41的輸出電流I。
[0080]這樣構(gòu)成的空燃比傳感器40、41具有如圖3所示的電壓-電流(V-1)特性。從圖3可知，排氣的空燃比即排氣空燃比A/F越高(越稀)，則空燃比傳感器40、41的輸出電流I越大。 另外，在各排氣空燃比A/F下的V-1線上，存在與傳感器施加電壓V軸平行的區(qū)域、S卩即使傳感器施加電壓V變化輸出電流I也幾乎不變化的區(qū)域。該電壓區(qū)域被稱作限界電流區(qū)域，此時(shí)的電流被稱作限界電流。在圖3中，分別fflW18、I18示出了排氣空燃比為18時(shí)的限界電流區(qū)域和限界電流。
[0081]圖4示出了使施加電壓V恒定在0.45V左右(圖3)時(shí)的排氣空燃比與輸出電流I的關(guān)系。從圖4可知，在空燃比傳感器40、41中，輸出電流相對于排氣空燃比以排氣空燃比越高 (即越稀)則來自空燃比傳感器40、41的輸出電流I越大的方式線性(成比例地)變化。除此之夕卜，空燃比傳感器40、41構(gòu)成為排氣空燃比為理論空燃比時(shí)輸出電流I成為零。[〇〇82]此外，作為空燃比傳感器40、41，也可以取代圖2所示的構(gòu)造的限界電流式空燃比傳感器而例如使用層疊型的限界電流式空燃比傳感器等其他構(gòu)造的限界電流式的空燃比傳感器。
[0083]〈基本的控制〉
[0084]接著，對本實(shí)施方式的內(nèi)燃機(jī)的控制裝置的基本的空燃比控制的概要進(jìn)行說明。 在本實(shí)施方式的空燃比控制中，進(jìn)行如下的反饋控制:基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出， 控制來自燃料噴射閥11的燃料噴射量，以使得上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比成為目標(biāo)空燃比。即，在本實(shí)施方式的空燃比控制中，基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比進(jìn)行反饋控制，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比成為目標(biāo)空燃比。此外， “輸出空燃比”是指與空燃比傳感器的輸出值相當(dāng)?shù)目杖急?。[〇〇85]另外，在本實(shí)施方式的空燃比控制中，基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比等設(shè)定目標(biāo)空燃比。具體而言，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了濃空燃比時(shí)， 目標(biāo)空燃比被設(shè)定成稀設(shè)定空燃比。其結(jié)果，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比也成為稀設(shè)定空燃比。在此，稀設(shè)定空燃比是比理論空燃比(成為控制中心的空燃比)稀某種程度的預(yù)先設(shè)定的一定值的空燃比，例如設(shè)為14.65?20左右，優(yōu)選設(shè)為14.65?18左右，更優(yōu)選設(shè)為14.65?16左右。另外，稀設(shè)定空燃比也可以表示為向成為控制中心的空燃比(在本實(shí)施方式中是理論空燃比)加上正的空燃比修正量而得到的空燃比。除此之外，在本實(shí)施方式中，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了比理論空燃比稍濃的濃判定空燃比(例如，14.55)以下時(shí)，判斷為下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了濃空燃比。[〇〇86]當(dāng)目標(biāo)空燃比被變更為稀設(shè)定空燃比后，對流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的氧過?；虿蛔懔窟M(jìn)行累計(jì)。氧過?；虿蛔懔渴侵冈谙胍沽魅肷嫌蝹?cè)排氣凈化催化劑20 的排氣的空燃比成為理論空燃比時(shí)成為過剩的氧的量或者成為不足的氧的量(過剩的未燃 HC、C0等(以下，稱作“未燃?xì)怏w”)的量)。特別地，在目標(biāo)空燃比成為了稀設(shè)定空燃比時(shí)，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣中的氧成為過剩，該過剩的氧被上游側(cè)排氣凈化催化劑 20吸藏。因此，氧過?；虿蛔懔康睦塾?jì)值(以下，稱作“累計(jì)氧過?；虿蛔懔俊?可以說是上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA的推定值。[〇〇87]此外，氧過?；虿蛔懔康乃愠龌谏嫌蝹?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比、以及根據(jù)氣流計(jì)39的輸出等算出的向燃燒室5內(nèi)的吸入空氣量的推定值或來自燃料噴射閥11的燃料供給量等而進(jìn)行。具體而言，氧過剩或不足量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表示空氣中的氧濃度，Qi表示燃料噴射量，AFup表示上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比，AFR表示成為控制中心的空燃比(在本實(shí)施方式中，基本上是理論空燃比)。
[0090]當(dāng)對這樣算出的氧過剩或不足量進(jìn)行累計(jì)而得到的累計(jì)氧過?；虿蛔懔砍蔀轭A(yù)先設(shè)定的切換基準(zhǔn)值(相當(dāng)于預(yù)先設(shè)定的切換基準(zhǔn)吸藏量Cref)以上時(shí)，此前為稀設(shè)定空燃比的目標(biāo)空燃比被設(shè)定成濃設(shè)定空燃比。濃設(shè)定空燃比是比理論空燃比(成為控制中心的空燃比)濃某種程度的預(yù)先設(shè)定的一定值的空燃比，例如設(shè)為12?14.58左右，優(yōu)選設(shè)為13 ?14.57左右，更優(yōu)選設(shè)為14?14.55左右。另外，濃設(shè)定空燃比也可以表示為向成為控制中心的空燃比(在本實(shí)施方式中是理論空燃比)加上負(fù)的空燃比修正量而得到的空燃比。此夕卜，在本實(shí)施方式中，濃設(shè)定空燃比與理論空燃比之差(濃程度)被設(shè)為稀設(shè)定空燃比與理論空燃比之差(稀程度)以下。
[0091]之后，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比再次成為了濃判定空燃比以下時(shí)， 目標(biāo)空燃比再次被設(shè)定為稀設(shè)定空燃比，之后反復(fù)進(jìn)行同樣的操作。這樣，在本實(shí)施方式中，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的目標(biāo)空燃比被交替地反復(fù)設(shè)定成稀設(shè)定空燃比和濃設(shè)定空燃比。換言之，在本實(shí)施方式中，可以說流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被交替地切換為濃空燃比和稀空燃比。
[0092]〈使用了時(shí)間圖的空燃比控制的說明〉[〇〇93]參照圖5,對如上所述的操作進(jìn)行具體說明。圖5是進(jìn)行了本實(shí)施方式的空燃比控制的情況下的空燃比修正量、上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup、上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA、累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED、下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn以及從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣中的NOx濃度的時(shí)間圖。[〇〇94]此外，空燃比修正量AFC是與流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的目標(biāo)空燃比相關(guān)的修正量。在空燃比修正量AFC為0時(shí)，目標(biāo)空燃比被設(shè)為與成為控制中心的空燃比(以下，稱作“控制中心空燃比”)相等的空燃比(在本實(shí)施方式中是理論空燃比)，在空燃比修正量AFC為正的值時(shí)，目標(biāo)空燃比成為比控制中心空燃比稀的空燃比(在本實(shí)施方式中是稀空燃比)，在空燃比修正量AFC為負(fù)的值時(shí)，目標(biāo)空燃比成為比控制中心空燃比濃的空燃比(在本實(shí)施方式中是濃空燃比)。另外，“控制中心空燃比”是指成為根據(jù)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)與空燃比修正量AFC相加的對象的空燃比、即在根據(jù)空燃比修正量AFC使目標(biāo)空燃比變動(dòng)時(shí)成為基準(zhǔn)的空燃比。[0〇95]在圖不的例子中，在時(shí)刻ti以前的狀態(tài)下，空燃比修正量AFC被設(shè)為濃設(shè)定修正量 AFCrich(與濃設(shè)定空燃比相當(dāng))。即，目標(biāo)空燃比被設(shè)為濃空燃比，與此相伴，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比成為濃空燃比。流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣中所包含的未燃?xì)怏w等被上游側(cè)排氣凈化催化劑20凈化，與此相伴，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA慢慢減小。通過上游側(cè)排氣凈化催化劑20的凈化，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣中不包含未燃?xì)怏w等，因此，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn大致成為理論空燃比。由于流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比為濃空燃比，所以來自上游側(cè)排氣凈化催化劑20的NOx排出量大致為零。[〇〇96]若上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA慢慢減小，則氧吸藏量0SA會(huì)接近零， 與此相伴，流入到上游側(cè)排氣凈化催化劑20的未燃?xì)怏w等的一部分不被上游側(cè)排氣凈化催化劑20凈化而開始流出。由此，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn慢慢下降，在時(shí)刻11，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFr i ch。[〇〇97]在本實(shí)施方式中，當(dāng)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn成為濃判定空燃比AFrich以下時(shí)，為了使氧吸藏量0SA增大，空燃比修正量AFC被切換為稀設(shè)定修正量 AFClean(與稀設(shè)定空燃比相當(dāng))。另外，此時(shí)，累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0H)被復(fù)位成0。[〇〇98]此外，在本實(shí)施方式中，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich之后，進(jìn)行空燃比修正量AFC的切換。這是因?yàn)?，即使上游?cè)排氣凈化催化劑 20的氧吸藏量是充足的，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比有時(shí)也會(huì)從理論空燃比以極小幅度偏離。反過來說，濃判定空燃比被設(shè)為在上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量充足時(shí)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比不會(huì)達(dá)到的空燃比。[〇〇99]若在時(shí)刻以將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比從濃空燃比變換為稀空燃比。若在時(shí)刻t流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成稀空燃比，則上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量OSA增大。另外，與此相伴，累計(jì)氧過?；虿蛔懔? OED也慢慢增大。
[0100]由此，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比向理論空燃比變化，下游偵控燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn也向理論空燃比收斂。此時(shí)，雖然流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比為稀空燃比，但由于上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏能力存在足夠的余裕，所以流入的排氣中的氧被上游側(cè)排氣凈化催化劑20吸藏，NOx被還原凈化。 因而，來自上游側(cè)排氣凈化催化劑20的NOx的排出大致為零。[〇1〇1 ]之后，若上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA增大，則在時(shí)刻t2，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA達(dá)到切換基準(zhǔn)吸藏量Cref。因而，累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED 達(dá)到與切換基準(zhǔn)吸藏量Cref相當(dāng)?shù)那袚Q基準(zhǔn)值OEDref。在本實(shí)施方式中，當(dāng)累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎0ED成為切換基準(zhǔn)值OEDref以上時(shí)，為了中止氧向上游側(cè)排氣凈化催化劑20的吸藏，空燃比修正量AFC被切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。因此，目標(biāo)空燃比被設(shè)為濃空燃比。 另外，此時(shí)，累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎 0ED被復(fù)位成0。
[0102]此外，切換基準(zhǔn)吸藏量Cref被設(shè)為足夠少的量，以使得即使產(chǎn)生由車輛的急速加速引起的非意圖的空燃比的偏離等，氧吸藏量0SA也不會(huì)達(dá)到最大可吸藏氧量Cmax。例如， 切換基準(zhǔn)吸藏量Cref?被設(shè)為上游側(cè)排氣凈化催化劑20未使用時(shí)的最大可吸藏氧量Cmax的 3/4以下，優(yōu)選設(shè)為1/2以下，更優(yōu)選設(shè)為1/5以下。其結(jié)果，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到比理論空燃比稍稀的稀判定空燃比(例如14.65,相對于理論空燃比的偏差與濃判定空燃比與理論空燃比之差相同程度的稀空燃比)之前，空燃比修正量AFC被切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。[〇1〇3]若在時(shí)刻丨2將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比從稀空燃比變化成濃空燃比。由于流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣中會(huì)包含未燃?xì)怏w等，所以上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA慢慢減小。此時(shí)，來自上游側(cè)排氣凈化催化劑20的NOx的排出大致為零。
[0104]若上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA慢慢減小，則在時(shí)刻t3，與時(shí)刻t同樣， 下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich。由此，空燃比修正量 AFC被切換為稀設(shè)定修正量AFClean。之后，反復(fù)進(jìn)行上述時(shí)刻ti?t3的循環(huán)。
[0105]從以上說明可知，根據(jù)本實(shí)施方式，能夠始終抑制來自上游側(cè)排氣凈化催化劑20 的NOx排出量。即，只要進(jìn)行著上述控制，基本上就能夠使來自上游側(cè)排氣凈化催化劑20的 NOx排出量大致為零。另外，由于算出累計(jì)氧過剩或不足量2 0ED時(shí)的累計(jì)期間短，所以與長期進(jìn)行累計(jì)的情況相比，不容易產(chǎn)生算出誤差。因而，可抑制因累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎0ED 的算出誤差而排出NOx。
[0106]另外，通常，若排氣凈化催化劑的氧吸藏量維持為一定，則該排氣凈化催化劑的氧吸藏能力會(huì)下降。即，為了將排氣凈化催化劑的氧吸藏能力維持為高，排氣凈化催化劑的氧吸藏量需要變動(dòng)。對此，根據(jù)本實(shí)施方式，如圖5所示，由于上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA始終上下變動(dòng)，所以可抑制氧吸藏能力下降。
[0107]此外，在上述實(shí)施方式中，在時(shí)刻t?t2的期間，空燃比修正量AFC維持為稀設(shè)定修正量AFClean。但是，在該期間內(nèi)，空燃比修正量AFC不一定必須維持為一定，也可以設(shè)定成以慢慢減小等方式變動(dòng)?；蛘?，也可以在時(shí)刻以?丨2的期間中，暫時(shí)將空燃比修正量AFC設(shè)為比〇小的值(例如，濃設(shè)定修正量等)。
[0108]同樣，在上述實(shí)施方式中，在時(shí)刻t2?t3期間，空燃比修正量AFC維持為濃設(shè)定修正量AFCrich。但是，在該期間內(nèi)，空燃比修正量AFC不一定必須維持為一定，也可以設(shè)定成以慢慢增大等方式變動(dòng)?；蛘?，也可以在時(shí)刻t2?t3的期間中，暫時(shí)將空燃比修正量AFC設(shè)為比 〇大的值(例如，稀設(shè)定修正量等)。
[0109]此外，這樣的本實(shí)施方式中的空燃比修正量AFC的設(shè)定即目標(biāo)空燃比的設(shè)定由 E⑶31進(jìn)行。因此，可以說，E⑶31在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了濃判定空燃比以下時(shí)，將流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的目標(biāo)空燃比持續(xù)或斷續(xù)地設(shè)為稀空燃比，直到推定為上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA成為了切換基準(zhǔn)吸藏量Cref以上， 并且，在推定為上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA成為了切換基準(zhǔn)吸藏量Cref?以上時(shí)，將目標(biāo)空燃比持續(xù)或斷續(xù)地設(shè)為濃空燃比，直到氧吸藏量0SA不達(dá)到最大可吸藏氧量 Cmax而下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為濃判定空燃比以下。
[0110]若更簡單地說，則也可以說，在本實(shí)施方式中，E⑶31在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了濃判定空燃比以下時(shí)將目標(biāo)空燃比(即，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20 的排氣的空燃比)切換為稀空燃比，并且在上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA成為了切換基準(zhǔn)吸藏量Cref以上時(shí)將目標(biāo)空燃比(S卩，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比)切換為濃空燃比。
[0111]此外，在上述實(shí)施方式中，在空燃比控制中，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn成為了濃判定空燃比AFrich以下時(shí)目標(biāo)空燃比被切換為稀空燃比。另外，在累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎 0ED成為了預(yù)定的切換基準(zhǔn)值OEDref以上時(shí)目標(biāo)空燃比被切換為濃空燃比。但是，也可以使用其他控制作為空燃比控制。作為該其他控制，例如可考慮如下控制:在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了稀判定空燃比以上時(shí)將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了濃判定空燃比以下時(shí)將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比。
[0112]〈上游側(cè)空燃比傳感器中的偏離〉
[0113]在內(nèi)燃機(jī)主體1具有多個(gè)汽缸的情況下，從各汽缸排出的排氣的空燃比有時(shí)會(huì)在汽缸間產(chǎn)生偏離。另一方面，雖然上游側(cè)空燃比傳感器40配置于排氣歧管19的集合部，但根據(jù)其配置位置，從各汽缸排出的排氣暴露于上游側(cè)空燃比傳感器40的程度在汽缸間不同。 其結(jié)果，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比會(huì)受到從某特定的汽缸排出的排氣的空燃比的強(qiáng)烈影響。因而，在從該某特定的汽缸排出的排氣的空燃比是與從所有汽缸排出的排氣的平均空燃比不同的空燃比的情況下，在平均空燃比與上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比之間產(chǎn)生偏離。即，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比會(huì)向?qū)嶋H的排氣的平均空燃比的濃側(cè)或稀側(cè)偏離。
[0114]另外，未燃?xì)怏w等中的氫通過空燃比傳感器的擴(kuò)散限速層的速度快。因而，若排氣中的氫濃度高，則上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比會(huì)偏向比排氣的實(shí)際的空燃比低的一側(cè)(即，濃側(cè))。
[0115]若上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比這樣產(chǎn)生了偏離，則即使進(jìn)行著如上所述的控制，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出NOx和氧、未燃?xì)怏w等的流出頻度升高的可能性也會(huì)升高。以下，參照圖6，對該現(xiàn)象進(jìn)行說明。
[0116]圖6是與圖5同樣的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA等的時(shí)間圖。圖6示出了上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比向濃側(cè)偏離的情況。圖中，上游側(cè)空燃比傳感器40 的輸出空燃比AFup處的實(shí)線表示上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比。另一方面，虛線表示在上游側(cè)空燃比傳感器40周圍流通的排氣的實(shí)際的空燃比。[〇117]在圖6所示的例子中，在時(shí)刻以以前的狀態(tài)下，空燃比修正量AFC也被設(shè)為濃設(shè)定修正量AFCrich，因而目標(biāo)空燃比被設(shè)為濃設(shè)定空燃比。與此相伴，上游側(cè)空燃比傳感器40 的輸出空燃比AFup為與濃設(shè)定空燃比相等的空燃比。但是，如上所述，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比向濃側(cè)偏離，所以排氣的實(shí)際的空燃比為比濃設(shè)定空燃比靠稀側(cè)的空燃比。即，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup比實(shí)際的空燃比(圖中的虛線)低(靠濃側(cè))。因而，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA的減小速度慢。
[0118]另外，在圖6所示的例子中，在時(shí)刻。，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn 達(dá)到濃判定空燃比AFrich。因而，如上所述，在時(shí)刻ti，空燃比修正量AFC被切換為稀設(shè)定修正量AFClean。即，目標(biāo)空燃比被切換為稀設(shè)定空燃比。
[0119]與此相伴，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup成為與稀設(shè)定空燃比相等的空燃比。但是，如上所述，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比向濃側(cè)偏離，所以排氣的實(shí)際的空燃比為比稀設(shè)定空燃比稀的空燃比。即，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比 AFup比實(shí)際的空燃比(圖中的虛線)低(靠濃側(cè))。因而，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA的增加速度變快，并且在將目標(biāo)空燃比設(shè)為稀設(shè)定空燃比的期間向上游側(cè)排氣凈化催化劑20供給的實(shí)際的氧量比切換基準(zhǔn)吸藏量Cref多。[〇12〇]這樣，若上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFdwn產(chǎn)生了偏離，則在空燃比修正量AFC被設(shè)定在稀設(shè)定修正量AFClean時(shí)流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比的稀程度變大。因而，即使上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA沒有達(dá)到最大可吸藏氧量 Cmax，有時(shí)也無法吸藏流入到上游側(cè)排氣凈化催化劑20的全部NOx和/或氧從而會(huì)從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出NOx和/或氧。另外，在時(shí)刻丨2，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量 0SA為切換基準(zhǔn)吸藏量Cref以上，若在時(shí)刻^附近產(chǎn)生如上所述的非意圖的空燃比的偏離等，則有可能從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出NOx和/或氧。
[0121]由上可知，需要檢測上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離，并且需要基于檢測到的偏離進(jìn)行輸出空燃比等的修正。
[0122]〈通常學(xué)習(xí)控制〉
[0123]于是，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，為了補(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離，在通常運(yùn)轉(zhuǎn)期間(即，在如上所述的基于目標(biāo)空燃比進(jìn)行反饋控制時(shí))進(jìn)行通常學(xué)習(xí)控制。以下，對該通常學(xué)習(xí)控制進(jìn)行說明。
[0124]在此，將從將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比起到累計(jì)氧過?；虿蛔懔?0ED成為切換基準(zhǔn)值OEDref以上為止即到將目標(biāo)空燃比再次切換為濃空燃比為止的期間設(shè)為氧增大期間。同樣，將從將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為濃判定空燃比以下為止即到將目標(biāo)空燃比再次切換為稀空燃比為止的期間設(shè)為氧減少期間。在本實(shí)施方式的通常學(xué)習(xí)控制中，算出氧增大期間中的累計(jì)氧過?；虿蛔懔?0ED 的絕對值作為累計(jì)氧過剩量。此外，累計(jì)氧過剩量表示在氧增大期間內(nèi)想要使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比成為理論空燃比時(shí)所過剩的氧的量的累計(jì)值。除此之夕卜，算出氧減少期間中的累計(jì)氧過剩或不足量5: OED的絕對值作為累計(jì)氧不足量。此外，累計(jì)氧不足量表示在氧減少期間內(nèi)想要使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比成為理論空燃比時(shí)所不足的氧的量的累計(jì)值。然后，以使這些累計(jì)氧過剩量與累計(jì)氧不足量之差變小的方式修正控制中心空燃比AFR。在圖7中示出該情況。
[0125]圖7是控制中心空燃比AFR、空燃比修正量AFC、上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup、上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA、累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED、下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn以及學(xué)習(xí)值sfbg的時(shí)間圖。圖7與圖6同樣地示出了上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup向低側(cè)(濃側(cè))偏離的情況。此外，學(xué)習(xí)值sfbg是根據(jù)上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比(輸出電流)的偏離而變化的值，在本實(shí)施方式中用于修正控制中心空燃比AFR。另外，圖中，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup處的實(shí)線表示上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比，虛線表示在上游側(cè)空燃比傳感器40周圍流通的排氣的實(shí)際的空燃比。除此之外，單點(diǎn)劃線表示目標(biāo)空燃比即向理論空燃比加上空燃比修正量AFC而得到的空燃比。
[0126]在圖7所示的例子中，與圖5和圖6同樣，在時(shí)刻^以前的狀態(tài)下，控制中心空燃比被設(shè)為理論空燃比，空燃比修正量AFC被設(shè)為濃設(shè)定修正量AFCrich。此時(shí)，如實(shí)線所示，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup為與濃設(shè)定空燃比相當(dāng)?shù)目杖急取５?，由于上游?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup產(chǎn)生了偏離，所以排氣的實(shí)際的空燃比為比濃設(shè)定空燃比稀的空燃比(圖7的虛線)。不過，在圖7所示的例子中，從圖7的虛線可知，時(shí)刻t以前的實(shí)際的排氣的空燃比雖然比濃設(shè)定空燃比稀，但仍然是濃空燃比。因此，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量慢慢減小。[〇127]在時(shí)刻ti，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich。 由此，如上所述，空燃比修正量AFC被切換為稀設(shè)定修正量AFClean。在時(shí)刻t以后，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比成為與稀設(shè)定空燃比相當(dāng)?shù)目杖急取５?，由于上游?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離，排氣的實(shí)際的空燃比成為比稀設(shè)定空燃比稀的空燃比、 即稀程度大的空燃比(參照圖7的虛線)。因而，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA急速增大。
[0128]另一方面，氧過?；虿蛔懔?ED基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup算出。但是，如上所述，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup產(chǎn)生了偏離。因此，算出的氧過?；虿蛔懔?H)成為比實(shí)際的氧過?；虿蛔懔?ED少(S卩，氧量少)的值。其結(jié)果，算出的累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎0ED比實(shí)際的值少。
[0129]在時(shí)刻t2,累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED達(dá)到切換基準(zhǔn)值OEDref。因而，空燃比修正量AFC被切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。因此，目標(biāo)空燃比被設(shè)為濃空燃比。此時(shí)，如圖7所示，實(shí)際的氧吸藏量0SA比切換基準(zhǔn)吸藏量Cref多。[〇13〇]在時(shí)刻t2以后，與時(shí)刻ti以前的狀態(tài)同樣，空燃比修正量AFC被設(shè)為濃設(shè)定修正量 AFCrich，因而目標(biāo)空燃比被設(shè)為濃空燃比。此時(shí)，排氣的實(shí)際的空燃比也為比濃設(shè)定空燃比稀的空燃比。其結(jié)果，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA的減小速度變慢。除此之夕卜，如上所述，在時(shí)刻t2,上游側(cè)排氣凈化催化劑20的實(shí)際的氧吸藏量比切換基準(zhǔn)吸藏量 Cref多。因而，在上游側(cè)排氣凈化催化劑20的實(shí)際的氧吸藏量0SA達(dá)到零之前要花費(fèi)時(shí)間。[〇131 ]在時(shí)刻t3,下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比AFrich。 由此，如上所述，空燃比修正量AFC被切換為稀設(shè)定修正量AFClean。因此，目標(biāo)空燃比從濃設(shè)定空燃比向稀設(shè)定空燃比切換。
[0132]在本實(shí)施方式中，如上所述，在從時(shí)刻t到時(shí)刻t2的期間，算出累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED。在此，若將從將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比時(shí)(時(shí)刻t)起到上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA的推定值成為了切換基準(zhǔn)吸藏量Cref以上時(shí)(時(shí)刻t2)為止的期間稱為氧增大期間Tine，則在本實(shí)施方式中，在氧增大期間Tine算出累計(jì)氧過剩或不足量2 0ED。 在圖7中，用心示出了時(shí)刻t?時(shí)刻t2的氧增大期間Tine中的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED的絕對值(累計(jì)氧過剩量)。
[0133]該累計(jì)氧過剩量心相當(dāng)于時(shí)刻t2的氧吸藏量0SA。但是，如上所述，在氧過?；虿蛔懔?ED的推定中使用上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup，而該輸出空燃比AFup產(chǎn)生了偏離。因而，在圖7所示的例子中，時(shí)刻t?時(shí)刻〖2的累計(jì)氧過剩量心比與時(shí)刻〖2的實(shí)際的氧吸藏量0SA相當(dāng)?shù)闹敌　?br>[0134]另外，在本實(shí)施方式中，在從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的期間，也算出累計(jì)氧過?；虿蛔懔?2 0ED。在此，若將從將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比時(shí)(時(shí)刻t2)起到下游側(cè)空燃比傳感器41 的輸出空燃比A F d w n達(dá)到濃判定空燃比A F r i c h時(shí)(時(shí)刻13)為止的期間稱作氧減少期間 Tdec，則在本實(shí)施方式中，在氧減少期間Tdec算出累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED。在圖7中，用 Fi示出了時(shí)刻t2?時(shí)刻t3的氧減少期間Tdec內(nèi)的累計(jì)氧過剩或不足量2 0H)的絕對值(累計(jì)氧不足量)。
[0135]該累計(jì)氧不足量?:相當(dāng)于在從時(shí)刻〖2到時(shí)刻t3的期間從上游側(cè)排氣凈化催化劑20 放出的總氧量。但是，如上所述，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup產(chǎn)生了偏離。因而，在圖7所示的例子中，時(shí)刻t2?時(shí)刻t3的累計(jì)氧不足量?:比與在從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的期間從上游側(cè)排氣凈化催化劑20實(shí)際放出的總氧量相當(dāng)?shù)闹荡蟆?br>[0136]在此，在氧增大期間Tine中，氧被上游側(cè)排氣凈化催化劑20吸藏，并且，在氧減少期間Tdec中，吸藏的氧全部被放出。因此，在理想情況下累計(jì)氧過剩量心和累計(jì)氧不足量?: 基本上成為相同的值。然而，如上所述，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup產(chǎn)生了偏離的情況下，這些累計(jì)值的值也根據(jù)該偏離而變化。如上所述，在上游側(cè)空燃比傳感器40 的輸出空燃比向低側(cè)(濃側(cè))偏離的情況下，累計(jì)氧不足量FAt累計(jì)氧過剩量心多。相反，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比向高側(cè)(稀側(cè))偏離的情況下，累計(jì)氧不足量^比累計(jì)氧過剩量Ri少。除此之外，累計(jì)氧過剩量Ri與累計(jì)氧不足量Fi之差A(yù) 5: 〇ED( =Ri_Fi，以下稱作“過?；虿蛔懔空`差”)表示上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離的程度。可以說， 該過剩或不足量誤差A(yù) 5:0H)越大，則上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離越大。
[0137]于是，在本實(shí)施方式中，基于過?；虿蛔懔空`差A(yù) 20ED來修正控制中心空燃比 AFR。特別地，在本實(shí)施方式中，以使累計(jì)氧過剩量心與累計(jì)氧不足量?:之差A(yù) 5: 0ED變小的方式來修正控制中心空燃比AFR。
[0138]具體而言，在本實(shí)施方式中，利用下述式(2)算出學(xué)習(xí)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表示計(jì)算次數(shù)或時(shí)間。因此，sfbg(n)表示本次的計(jì)算或當(dāng)前的學(xué)習(xí)值。除此之外，上述式(2)中的ki表示使過?；虿蛔懔空`差A(yù) 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，則控制中心空燃比AFR的修正量越大。進(jìn)而， 在上述式(3)中，基本控制中心空燃比AFRbase是成為基本的控制中心空燃比，在本實(shí)施方式中是理論空燃比。
[0142]從式⑶可知，在學(xué)習(xí)值sfbg為負(fù)的值時(shí)，控制中心空燃比AFR被向濃側(cè)變更，因而，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被向濃側(cè)變更。另外，其絕對值越大，則控制中心空燃比AFR被向濃側(cè)變更的程度越大。因此，相對于在學(xué)習(xí)值sfbg為零時(shí)流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比，學(xué)習(xí)值sfbg為負(fù)的值時(shí)的絕對值(濃側(cè)絕對值)越大，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比越大幅度向濃側(cè)變化。
[0143]同樣，在學(xué)習(xí)值sfbg為正的值時(shí)，控制中心空燃比AFR被向稀側(cè)變更，因而，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被向稀側(cè)變更。另外，其絕對值越大，則控制中心空燃比AFR被向稀側(cè)變更的程度越大。因此，相對于在學(xué)習(xí)值sfbg為零時(shí)流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比，學(xué)習(xí)值sfbg為正的值時(shí)的絕對值(稀側(cè)絕對值)越大，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比越大幅度向稀側(cè)變化。
[0144]在圖7的時(shí)刻t3,如上所述，基于累計(jì)氧過剩量h和累計(jì)氧不足量？:算出學(xué)習(xí)值 sfbg。特別地，在圖7所示的例子中，由于累計(jì)氧不足量FAt累計(jì)氧過剩量心多，所以在時(shí)刻 t3學(xué)習(xí)值sfbg減小。
[0145]在此，使用上述式(3)，基于學(xué)習(xí)值sfbg來修正控制中心空燃比AFR。在圖7所示的例子中，學(xué)習(xí)值sfbg為負(fù)的值，因此，控制中心空燃比AFR為比基本控制中心空燃比AFRbase 小的值、即比其靠濃側(cè)的值。由此，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被向濃側(cè)修正。
[0146]其結(jié)果，在時(shí)刻t3以后，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比相對于目標(biāo)空燃比的偏離比時(shí)刻t3以前小。因此，在時(shí)刻t3以后，表示實(shí)際的空燃比的虛線與表示目標(biāo)空燃比的單點(diǎn)劃線之間的差比時(shí)刻t3以前的差小。
[0147]另外，在時(shí)刻t3以后也進(jìn)行與時(shí)刻t?時(shí)刻t2的操作同樣的操作。因此，當(dāng)在時(shí)刻 t4累計(jì)氧過剩或不足量2 0ED達(dá)到切換基準(zhǔn)值OEDref?時(shí)，目標(biāo)空燃比被從稀設(shè)定空燃比向濃設(shè)定空燃比切換。之后，當(dāng)在時(shí)刻t5下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到濃判定空燃比Africh時(shí)，目標(biāo)空燃比再次被切換為稀設(shè)定空燃比。[〇148]時(shí)刻t3?時(shí)刻t4相當(dāng)于如上所述的氧增大期間Tine，因而，該期間的累計(jì)氧過?；虿蛔懔縓 0ED的絕對值由圖7的累計(jì)氧過剩量R2表示。另外，時(shí)刻t4?時(shí)刻t5相當(dāng)于如上所述的氧減少期間Tdec，因而，該期間的累計(jì)氧過剩或不足量2 0ED的絕對值由圖7的累計(jì)氧不足量F2表示。然后，基于該累計(jì)氧過剩量辦與累計(jì)氧不足量內(nèi)之差A(yù) 2〇ED(=R2-F2)，使用上述式(2)更新學(xué)習(xí)值sfbg。在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻^以后也反復(fù)進(jìn)行同樣的控制，由此反復(fù)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新。
[0149]通過利用通常學(xué)習(xí)控制這樣進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新，雖然上游側(cè)空燃比傳感器40 的輸出空燃比AFup慢慢遠(yuǎn)離目標(biāo)空燃比，但流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比慢慢接近目標(biāo)空燃比。由此，能夠補(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離。
[0150]此外，如上所述，學(xué)習(xí)值sfbg的更新優(yōu)選基于氧增大期間Tine的累計(jì)氧過剩或不足量2 OED與該氧增大期間Tine之后緊接的氧減少期間Tdec的累計(jì)氧過?；虿蛔懔?: 〇ED 來進(jìn)行。這是因?yàn)?，如上所述，在氧增大期間Tine被上游側(cè)排氣凈化催化劑20吸藏的總氧量和在其之后緊接的氧減少期間Tdec從上游側(cè)排氣凈化催化劑20放出的總氧量相等。
[0151]除此之外，在上述實(shí)施方式中，基于1次的氧增大期間Tine的累計(jì)氧過?；虿蛔懔?2 0ED與1次的氧減少期間Tdec的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED來進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新。但是，也可以基于多次的氧增大期間Tine的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED的合計(jì)值或平均值與多次的氧減少期間Tdec的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED的合計(jì)值或平均值來進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg 的更新。
[0152]另外，在上述實(shí)施方式中，基于學(xué)習(xí)值sfbg來修正控制中心空燃比。但是，基于學(xué)習(xí)值sfbg修正的也可以是與空燃比相關(guān)的其他參數(shù)。作為其他參數(shù)，例如可舉出向燃燒室5 內(nèi)的燃料供給量、上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比、空燃比修正量等。
[0153]此外，可以進(jìn)行上述的其他控制作為空燃比控制。具體而言，作為其他控制，例如可考慮如下控制:在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了稀判定空燃比以上時(shí)，將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為了濃判定空燃比以下時(shí)，將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比。
[0154]在該情況下，算出從將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為濃判定空燃比以下為止的氧減少期間的累計(jì)氧過剩或不足量的絕對值，作為累計(jì)氧不足量。除此之外，算出從將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比起到下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比成為稀判定空燃比以上為止的氧增大期間的累計(jì)氧過?；虿蛔懔康慕^對值，作為累計(jì)氧過剩量。然后，以使這些累計(jì)氧過剩量與累計(jì)氧不足量之差變小的方式修正控制中心空燃比等。
[0155]因此，若對以上進(jìn)行總結(jié)，則可以說，在本實(shí)施方式中，在通常學(xué)習(xí)控制中，基于從將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比起到再次切換為濃空燃比為止的氧增大期間的累計(jì)氧過剩量和從將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比起到再次切換為稀空燃比為止的氧減少期間的累計(jì)氧不足量，以使這些累計(jì)氧過剩量與累計(jì)氧不足量之差變小的方式修正與空燃比相關(guān)的參數(shù)。
[0156]〈上游側(cè)空燃比傳感器的大的偏離〉
[0157]在圖6所示的例子中，示出了上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比產(chǎn)生了偏離但其程度不那么大的情況。因此，從圖6的虛線也可知，在目標(biāo)空燃比被設(shè)定在濃設(shè)定空燃比的情況下，實(shí)際的排氣的空燃比雖然比濃設(shè)定空燃比稀，但仍然是濃空燃比。
[0158]與此相對，若上游側(cè)空燃比傳感器40產(chǎn)生的偏離變大，則即使目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃設(shè)定空燃比，實(shí)際的排氣的空燃比有時(shí)也會(huì)成為理論空燃比。在圖8中示出該情況。
[0159]在圖8中，在時(shí)刻以以前，空燃比修正量AFC被設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean。與此相伴，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup為稀設(shè)定空燃比。但是，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大幅度向濃側(cè)偏離，所以排氣的實(shí)際的空燃比為比稀設(shè)定空燃比稀的空燃比(圖中的虛線)。[〇16〇]之后，當(dāng)在時(shí)刻t基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup算出的累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎0ED達(dá)到切換基準(zhǔn)值OEDref?時(shí)，空燃比修正量AFC被切換為濃設(shè)定修正量 AFCrich。與此相伴，上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup成為與濃設(shè)定空燃比相當(dāng)?shù)目杖急?。但是，由于上游?cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大幅度向濃側(cè)偏離，所以排氣的實(shí)際的空燃比為理論空燃比(圖中的虛線)。
[0161]其結(jié)果，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA不變而維持為一定的值。因而， 即使在將空燃比修正量AFC切換為濃設(shè)定修正量AFCrich之后經(jīng)過了較長時(shí)間，也不會(huì)從上游偵_氣凈化催化劑20排出未燃?xì)怏w，因此，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn仍然大致維持為理論空燃比。如上所述，空燃比修正量AFC從濃設(shè)定修正量AFCrich向稀設(shè)定修正量AFClean的切換在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到了濃判定空燃比 AFrich時(shí)進(jìn)行。但是，在圖8所示的例子中，由于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn 維持為理論空燃比不變，所以空燃比修正量AFC會(huì)長時(shí)間內(nèi)維持為濃設(shè)定修正量AFCrich。 在此，上述的通常學(xué)習(xí)控制以空燃比修正量AFC在濃設(shè)定修正量AFCrich與稀設(shè)定修正量 AFClean之間交替地切換為前提。因此，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大幅度偏離的情況下，不會(huì)進(jìn)行空燃比修正量AFC的切換，因而不能進(jìn)行上述的通常學(xué)習(xí)控制。
[0162]圖9是示出上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比以極大的幅度向濃側(cè)偏離的情況的與圖8同樣的圖。在圖9所示的例子中，與圖8所示的例子同樣，在時(shí)刻^，空燃比修正量 AFC被切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。即，在時(shí)刻以目標(biāo)空燃比被設(shè)定為濃設(shè)定空燃比。但是，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離，實(shí)際的排氣的空燃比為稀空燃比(圖中的虛線)。
[0163]其結(jié)果，盡管空燃比修正量AFC被設(shè)定在濃設(shè)定修正量AFCrich，卻會(huì)向上游側(cè)排氣凈化催化劑20流入稀空燃比的排氣。因而，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA慢慢增大，最終在時(shí)刻t2達(dá)到最大可吸藏氧量Cmax。這樣，若氧吸藏量0SA達(dá)到最大可吸藏氧量 Cmax，則上游側(cè)排氣凈化催化劑20無法再進(jìn)一步吸藏排氣中的氧。因而，流入的排氣中包含的氧和NOx從上游側(cè)排氣凈化催化劑20直接流出，結(jié)果，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn上升。但是，空燃比修正量AFC從濃設(shè)定修正量AFCrich向稀設(shè)定修正量AFClean的切換在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn達(dá)到了濃判定空燃比AFrich時(shí)進(jìn)行。因而，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比以極大的幅度偏離的情況下，也不會(huì)進(jìn)行空燃比修正量AFC的切換，因而也不能進(jìn)行上述的通常學(xué)習(xí)控制。
[0164]〈粘附學(xué)習(xí)控制〉
[0165]于是，在本實(shí)施方式中，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離大的情況下，為了補(bǔ)償該偏離，除了上述的通常學(xué)習(xí)控制之外，還進(jìn)行理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制、稀粘附學(xué)習(xí)控制以及濃粘附學(xué)習(xí)控制。
[0166]〈理論空燃比粘附學(xué)習(xí)〉
[0167]首先，對理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制進(jìn)行說明。如圖10所示的例子那樣，理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制是在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比粘附于理論空燃比的情況下進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制。[〇168] 在此，將濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的區(qū)域稱作中間區(qū)域M。 該中間區(qū)域M相當(dāng)于濃判定空燃比與稀判定空燃比之間的空燃比區(qū)域即理論空燃比附近區(qū)域。在理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制中，判斷從將空燃比修正量AFC切換為濃設(shè)定修正量 AFCrich起，即從將目標(biāo)空燃比切換為濃設(shè)定空燃比起，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否在預(yù)先設(shè)定的理論空燃比維持判定時(shí)間以上維持在中間區(qū)域M內(nèi)。并且，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在理論空燃比維持判定時(shí)間以上維持在中間區(qū)域 M內(nèi)的情況下，減小學(xué)習(xí)值sfbg以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃偵搜化。在圖10中示出該情況。
[0169]圖10是示出空燃比修正量AFC等的時(shí)間圖的與圖9同樣的圖。圖10與圖8同樣地示出了上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup大幅度向低側(cè)(濃側(cè))偏離的情況。[〇17〇]在圖示的例子中，與圖8同樣，在時(shí)刻以以前，空燃比修正量AFC被設(shè)為稀設(shè)定修正量AFClean。之后，在時(shí)刻以，累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED達(dá)到切換基準(zhǔn)值OEDref，空燃比修正量AFC被切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。但是，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比大幅度向濃側(cè)偏離，所以與圖8所示的例子同樣，排氣的實(shí)際的空燃比大致為理論空燃比。 因而，在時(shí)刻七以后，維持為上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA值。其結(jié)果，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn長期維持在理論空燃比附近，因而維持在中間區(qū)域M內(nèi)。
[0171]于是，在本實(shí)施方式中，從將空燃比修正量AFC切換為濃設(shè)定修正量AFCrich起，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在預(yù)先設(shè)定的理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto以上維持在中間區(qū)域M內(nèi)的情況下，修正控制中心空燃比AFR。特別地，在本實(shí)施方式中，以使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化的方式更新學(xué)習(xí)值sfbg。[〇172]具體而言，在本實(shí)施方式中，利用下述式(4)算出學(xué)習(xí)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，則控制中心空燃比AFR的修正量越大。
[0175]在此，如上所述，在空燃比修正量AFC切換后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比 AFdwn長期維持在中間區(qū)域M內(nèi)的情況下，排氣的實(shí)際的空燃比大致為理論空燃比附近的值。因而，上游側(cè)空燃比傳感器40的偏離的程度和控制中心空燃比(理論空燃比)與目標(biāo)空燃比(在該情況下是濃設(shè)定空燃比)之差相同。在本實(shí)施方式中，如上述式(4)所示，基于與控制中心空燃比與目標(biāo)空燃比之差相當(dāng)?shù)目杖急刃拚緼FC來更新學(xué)習(xí)值sfbg，由此，能夠更適當(dāng)?shù)匮a(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離。[〇176] 在圖10所示的例子中，從時(shí)刻ti到經(jīng)過了理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto的時(shí)刻t2， 空燃比修正量AFC被設(shè)為濃設(shè)定修正量AFCrich。因而，若使用式(4)，則在時(shí)刻^使學(xué)習(xí)值 sfbg減小。其結(jié)果，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比會(huì)向濃側(cè)變化。由此，在時(shí)刻〖2以后，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比相對于目標(biāo)空燃比的偏離比時(shí)刻〖2以前小。因此，在時(shí)刻〖2以后，表示實(shí)際的空燃比的虛線與表示目標(biāo)空燃比的單點(diǎn)劃線之間的差比時(shí)刻^以前的差小。
[0177]在圖10所示的例子中，示出了將增益1?設(shè)為比較小的值的例子。因而，即使在時(shí)刻 t2進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新，仍然殘留有流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比相對于目標(biāo)空燃比的偏離。因而，排氣的實(shí)際的空燃比成為比濃設(shè)定空燃比稀的空燃比、 即濃程度小的空燃比(參照圖10的虛線)。因而，上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA的減小速度慢。
[0178]其結(jié)果，從時(shí)刻丨2到經(jīng)過了理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto的時(shí)刻t3,下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn維持在理論空燃比附近，因而維持在中間區(qū)域M內(nèi)。因而，在圖10所示的例子中，在時(shí)刻t3也使用式(4)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新。
[0179]在圖10所示的例子中，之后，在時(shí)刻t4，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比 AFdwn成為濃判定空燃比AFrich以下。這樣，在輸出空燃比AFdwn成為了濃判定空燃比 AFrich以下之后，如上所述，空燃比修正量AFC被交替地設(shè)定成稀設(shè)定修正量AFClean和濃設(shè)定修正量AFCrich。與此相伴，進(jìn)行上述的通常學(xué)習(xí)控制。[〇18〇]通過利用理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制這樣進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新，即使在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup的偏離大的情況下，也能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)值的更新1。由此，能夠補(bǔ)償上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離。[〇181]此外，在上述實(shí)施方式中，理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto被設(shè)為預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。 在該情況下，理論空燃比維持判定時(shí)間被設(shè)為將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后的累計(jì)氧過剩或不足量S 0ED的絕對值達(dá)到新品時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的最大可吸藏氧量為止通常會(huì)花費(fèi)的時(shí)間以上。具體而言，優(yōu)選設(shè)為其2倍?4倍左右的時(shí)間。
[0182]或者，也可以根據(jù)將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后的累計(jì)氧過?；虿蛔懔?: 0ED等其他參數(shù)來使理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto變化。具體而言，例如，累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED越多，則理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto被設(shè)為越短。由此，也能夠在將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后的累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎 0ED成為了預(yù)定的量(例如，圖10的OEDsw) 時(shí)進(jìn)行如上所述的學(xué)習(xí)值sfbg的更新。另外，在該情況下，需要將累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED的上述預(yù)定的量設(shè)為新品時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的最大可吸藏氧量以上。具體而言，優(yōu)選設(shè)為最大可吸藏氧量的2倍?4倍左右的量。
[0183]此外，關(guān)于理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制，也與上述的通常學(xué)習(xí)控制的情況同樣，能夠應(yīng)用于使用了上述其他控制作為基本的空燃比控制的情況。在該情況下，在理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制中，從將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比起，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比在理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto以上維持在理論空燃比附近空燃比區(qū)域內(nèi)的情況下，根據(jù)此時(shí)的目標(biāo)空燃比使學(xué)習(xí)值sfbg增大或減小，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)或稀側(cè)變化。
[0184]因此，若對這些進(jìn)行總結(jié)來表述，則可以說，在本實(shí)施方式中，在理論空燃比粘附學(xué)習(xí)中，從將目標(biāo)空燃比切換為與理論空燃比相比偏向一側(cè)(與圖9所示的例子中的濃側(cè)相當(dāng))的空燃比起，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比在理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto 以上維持在理論空燃比附近空燃比區(qū)域內(nèi)的情況下，在反饋控制中修正與空燃比相關(guān)的參數(shù)，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向所述一側(cè)變化。
[0185]另外，在上述理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制中，在將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比之后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比在理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto以上維持在理論空燃比附近空燃比區(qū)域內(nèi)的情況下，進(jìn)行學(xué)習(xí)值的更新。但是，也可以基于將目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比之后的吸入空氣量、后述的累計(jì)排氣流量等時(shí)間以外的參數(shù)來進(jìn)行理論空燃比粘附學(xué)習(xí)。
[0186]〈濃?稀粘附學(xué)習(xí)〉
[0187]接著，對稀粘附學(xué)習(xí)控制進(jìn)行說明。稀粘附學(xué)習(xí)控制是在如圖9所示的例子那樣盡管將目標(biāo)空燃比設(shè)為濃空燃比下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比卻粘附于稀空燃比的情況下進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制。在稀粘附學(xué)習(xí)控制中，判斷在將空燃比修正量AFC切換為濃設(shè)定修正量AFCrich之后，即在將目標(biāo)空燃比切換為濃設(shè)定空燃比之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否在預(yù)先設(shè)定的稀空燃比維持判定時(shí)間以上維持為稀空燃比。并且，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在稀空燃比維持判定時(shí)間以上維持為稀空燃比的情況下，使學(xué)習(xí)值sfbg減小以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化。在圖11中示出該情況。
[0188]圖11是示出空燃比修正量AFC等的時(shí)間圖的與圖9同樣的圖。圖11與圖9同樣地示出了上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup以極大幅度向低側(cè)(濃側(cè))偏離的情況。 [〇189]在圖不的例子中，在時(shí)刻to,空燃比修正量AFC被從稀設(shè)定修正量AFClean切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。但是，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比以極大幅度向濃側(cè)偏離，所以與圖9所示的例子同樣，排氣的實(shí)際的空燃比為稀空燃比。因而，在時(shí)刻to以后， 下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn維持為稀空燃比。
[0190]于是，在本實(shí)施方式中，在空燃比修正量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定修正量AFCrich之后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在預(yù)先設(shè)定的稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean以上維持為稀空燃比的情況下，修正控制中心空燃比AFR。特別地，在本實(shí)施方式中，以使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化的方式修正學(xué)習(xí)值sfbg。[〇191]具體而言，在本實(shí)施方式中，利用下述式(5)算出學(xué)習(xí)值sfbg，并且利用上述式(3) 而基于學(xué)習(xí)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，則控制中心空燃比AFR的修正量越大。
[0194]在此，在圖11所示的例子中，在空燃比修正量AFC被設(shè)定在濃設(shè)定修正量AFCrich 時(shí)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn維持為稀空燃比。在該情況下，上游側(cè)空燃比傳感器40的偏離相當(dāng)于目標(biāo)空燃比與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比的差。若對此進(jìn)行分解，則可以說，上游側(cè)空燃比傳感器40的偏離的程度與將目標(biāo)空燃比與理論空燃比之差(相當(dāng)于濃設(shè)定修正量AFCrich)和理論空燃比與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比之差相加而得到的量相同。于是，在本實(shí)施方式中，如上述式(5)所示，基于向濃設(shè)定修正量 AFCrich加上下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比與理論空燃比之差而得到的值來更新學(xué)習(xí)值sfbg。特別地，在上述的理論空燃比粘附學(xué)習(xí)中，以與濃設(shè)定修正量AFCrich相當(dāng)?shù)牧啃拚龑W(xué)習(xí)值，與此相對，在稀粘附學(xué)習(xí)中，除此之外還以與下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn相當(dāng)?shù)牧啃拚龑W(xué)習(xí)值。另外，增益k3被設(shè)為與增益k2相同的程度。因而，稀粘附學(xué)習(xí)中的修正量比理論空燃比粘附學(xué)習(xí)中的修正量大。
[0195]在圖11所示的例子中，若使用式(5)，則在時(shí)刻。使學(xué)習(xí)值sfbg減小。其結(jié)果，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比向濃側(cè)變化。由此，在時(shí)刻七以后，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比相對于目標(biāo)空燃比的偏離比時(shí)刻七以前小。 因此，在時(shí)刻^以后，表示實(shí)際的空燃比的虛線與表示目標(biāo)空燃比的單點(diǎn)劃線之間的差比時(shí)刻以前的差小。
[0196]在圖11中，示出了將增益k3設(shè)為比較小的值的例子。因而，即使在時(shí)刻以進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新，仍然殘留有上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離。特別地，在圖示的例子中，在時(shí)刻以以后，排氣的實(shí)際的空燃比也仍為稀空燃比。其結(jié)果，在從時(shí)刻七起的稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean內(nèi)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn維持為稀空燃比。 因而，在圖示的例子中，在時(shí)刻^也通過稀粘附學(xué)習(xí)而使用上述式(5)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的修正。
[0197]若在時(shí)刻丨2進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的修正，則流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的實(shí)際的空燃比相對于目標(biāo)空燃比的偏離變小。由此，在圖示的例子中，在時(shí)刻^以后，排氣的實(shí)際的空燃比成為比理論空燃比稍濃，與此相伴，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比 AFdwn從稀空燃比大致變化成理論空燃比。特別地，在圖11所示的例子中，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在從時(shí)刻t2到時(shí)刻t3的理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto內(nèi)大致維持為理論空燃比，即維持在中間區(qū)域M內(nèi)。因而，在時(shí)刻t3,通過理論空燃比粘附學(xué)習(xí)，使用上述式(4)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的修正。
[0198]通過利用稀粘附學(xué)習(xí)控制這樣進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新，即使在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup的偏離極大的情況下，也能夠進(jìn)行學(xué)習(xí)值的更新。由此，能夠減小上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比的偏離。
[0199]此外，在上述實(shí)施方式中，稀空燃比維持判定時(shí)間Hean被設(shè)為預(yù)先設(shè)定的時(shí)間。 在該情況下，稀空燃比維持判定時(shí)間Hean被設(shè)為在將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比與此相應(yīng)地變化成止通常會(huì)花費(fèi)的下游側(cè)空燃比傳感器的響應(yīng)延遲時(shí)間以上。具體而言，優(yōu)選設(shè)為其2倍?4倍左右的時(shí)間。另外，稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean比將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED的絕對值達(dá)到新品時(shí)的上游側(cè)排氣凈化催化劑20的最大可吸藏氧量為止通常會(huì)花費(fèi)的時(shí)間短。因此，稀空燃比維持判定時(shí)間H ean被設(shè)為比上述的理論空燃比維持判定時(shí)間Tsto短。[〇2〇〇]或者，也可以根據(jù)將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后所累計(jì)的排氣流量等其他參數(shù)而使稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean變化。具體而言，例如，累計(jì)排氣流量2 Ge越多，則稀空燃比維持判定時(shí)間Hean被設(shè)為越短。由此，也能夠在將目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比之后的累計(jì)排氣流量成為了預(yù)定的量(例如，圖11的SGesw)時(shí)進(jìn)行上述的學(xué)習(xí)值sfbg的更新。另夕卜，在該情況下，預(yù)定的量需要設(shè)為在切換目標(biāo)空燃比之后下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比與此相應(yīng)地變化成止所需要的排氣的總流量以上。具體而言，優(yōu)選設(shè)為該總流量的2 倍?4倍左右的量。[〇2〇1]接著，對濃粘附學(xué)習(xí)控制進(jìn)行說明。濃粘附學(xué)習(xí)控制是與稀粘附學(xué)習(xí)控制同樣的控制，是在盡管將目標(biāo)空燃比設(shè)為稀空燃比下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比卻粘附于濃空燃比的情況下進(jìn)行的學(xué)習(xí)控制。在濃粘附學(xué)習(xí)控制中，判斷在將空燃比修正量AFC切換為稀設(shè)定修正量AFClean之后，即在將目標(biāo)空燃比切換為稀設(shè)定空燃比之后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否在預(yù)先設(shè)定的濃空燃比維持判定時(shí)間(與稀空燃比維持判定時(shí)間同樣)以上維持為濃空燃比。并且，在下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn 在濃空燃比維持判定時(shí)間以上維持為濃空燃比的情況下，使學(xué)習(xí)值sfbg增大以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向稀側(cè)變化。即，在濃粘附學(xué)習(xí)控制中，進(jìn)行相對于上述的稀粘附學(xué)習(xí)控制使?jié)夂拖∠喾吹目刂?。[〇2〇2]此外，在本實(shí)施方式中，除了通常學(xué)習(xí)控制之外，還進(jìn)行理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制、稀粘附學(xué)習(xí)控制和濃粘附學(xué)習(xí)控制。若對此進(jìn)行總結(jié)，則可以稱作基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出更新學(xué)習(xí)值并且根據(jù)學(xué)習(xí)值控制與空燃比相關(guān)的參數(shù)以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化的學(xué)習(xí)控制。[〇2〇3]〈空燃比傳感器的元件破裂〉
[0204]作為如上所述的在空燃比傳感器40、41產(chǎn)生的異常，可舉出在構(gòu)成空燃比傳感器 40、41的元件產(chǎn)生破裂的元件破裂這一現(xiàn)象。具體而言，產(chǎn)生貫通固體電解質(zhì)層51和擴(kuò)散限速層54的破裂(圖12的C1)和/或除了固體電解質(zhì)層51和擴(kuò)散限速層54之外還貫通兩電極 52、53的破裂(圖12中C2)。若產(chǎn)生這樣的元件破裂，則排氣會(huì)如圖12所示那樣經(jīng)由破裂的部分進(jìn)入基準(zhǔn)氣體室55內(nèi)。
[0205]其結(jié)果，在空燃比傳感器40、41周圍的排氣的空燃比為濃空燃比的情況下，濃空燃比的排氣進(jìn)入基準(zhǔn)氣體室55內(nèi)。由此，濃空燃比的排氣向基準(zhǔn)氣體室55內(nèi)擴(kuò)散，大氣側(cè)電極 53周圍的氧濃度下降。另一方面，即使在該情況下，排氣側(cè)電極52也會(huì)經(jīng)由擴(kuò)散限速層54暴露于排氣。因而，大氣側(cè)電極53周圍與排氣側(cè)電極52周圍之間的氧濃度差下降，結(jié)果，空燃比傳感器40、41的輸出空燃比成為稀空燃比。即，若在空燃比傳感器40、41產(chǎn)生元件破裂，則即使空燃比傳感器40、41周圍的排氣的空燃比為濃空燃比，空燃比傳感器40、41的輸出空燃比也會(huì)成為稀空燃比。
[0206]另一方面，在空燃比傳感器40、41周圍的排氣的空燃比為稀空燃比的情況下，不會(huì)產(chǎn)生這樣的輸出空燃比的逆轉(zhuǎn)現(xiàn)象。這是因?yàn)?，在排氣的空燃比為稀空燃比的情況下，與固體電解質(zhì)層51的兩側(cè)的空燃比的差相比，空燃比傳感器40、41的輸出電流更依賴于經(jīng)由擴(kuò)散限速層54到達(dá)排氣側(cè)電極52表面上的氧的量。[〇2〇7]圖13示出了使施加電壓恒定在0.45V左右時(shí)的與圖3同樣的排氣空燃比與空燃比傳感器40、41的輸出空燃比的關(guān)系。如圖13所示，在空燃比傳感器40、41正常的情況下(圖中的圓圈)，隨著排氣空燃比變大，即隨著排氣空燃比變稀，空燃比傳感器40、41的輸出電流增大。另一方面，在空燃比傳感器40、41產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下(圖中的三角形)，在排氣空燃比是14.6以上的稀空燃比時(shí)，隨著排氣空燃比變大，空燃比傳感器40、41的輸出電流也增大。與此相對，在排氣空燃比為14.6以下的濃空燃比時(shí)，隨著排氣空燃比變小，即隨著排氣空燃比變濃，空燃比傳感器40、41的輸出電流增大。
[0208]在下游側(cè)空燃比傳感器41這樣產(chǎn)生了元件破裂的異常時(shí)，即使下游側(cè)空燃比傳感器41周圍的排氣的空燃比為濃空燃比，其輸出空燃比AFdwn也會(huì)成為稀空燃比。即，在將目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃空燃比時(shí)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn成為稀空燃比。另一方面，如上所述，在上游側(cè)空燃比傳感器40產(chǎn)生的偏離大的情況下，在將目標(biāo)空燃比設(shè)定為濃空燃比時(shí)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn也成為稀空燃比。因而，在盡管將目標(biāo)空燃比設(shè)為濃空燃比下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn卻粘附于稀空燃比的情況下，無法判別出其中哪一個(gè)才是原因。
[0209]圖14是在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常的狀態(tài)下進(jìn)行了上述的稀粘附控制的情況下的控制中心空燃比等的時(shí)間圖。在圖14所示的例子中，在時(shí)刻to以后， 空燃比修正量AFC維持為濃設(shè)定修正量AFCrich。在圖14所示的例子中，由于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup沒有產(chǎn)生偏離，所以流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比為濃空燃比。另外，在圖14所示的例子中，在時(shí)刻to,上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA大致為零。因而，從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比也為濃空燃比。 由于下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常，所以在時(shí)刻to以后，即使從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比為濃空燃比，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比 AFdwn也為稀空燃比。因此，在時(shí)刻to以后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn維持為稀空燃比。[〇21〇]其結(jié)果，在時(shí)刻tQ以后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn不會(huì)成為濃判定空燃比AFrich以下，所以空燃比修正量AFC仍然維持為濃設(shè)定修正量AFCrich。與此相伴， 下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn也仍然維持為稀空燃比。若這樣的狀態(tài)持續(xù)稀空燃比維持判定時(shí)間Hean以上，貝lj通過上述的稀粘附學(xué)習(xí)控制使學(xué)習(xí)值sfbg減小。因此， 在圖14所示的例子中，也在從時(shí)刻to經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Ilean的時(shí)刻七使學(xué)習(xí)值 sfbg減小。其結(jié)果，控制中心空燃比AFR下降，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比下降(向濃側(cè)變化)。
[0211]如圖13所示，在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下，在下游側(cè)空燃比傳感器41周圍的排氣的空燃比為濃空燃比時(shí)，其濃程度越大，則輸出空燃比AFdwn 的稀程度越大。因此，若在時(shí)刻七控制中心空燃比AFR向濃側(cè)偏移而流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化，則下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn隨之向稀側(cè)變化。
[0212]另外，在時(shí)刻。以后，空燃比修正量AFC也仍然維持為濃設(shè)定修正量AFCrich，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn也仍然維持為稀空燃比。因此，在從時(shí)刻“經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean的時(shí)刻t2也使學(xué)習(xí)值sfbg減小，控制中心空燃比AFR下降。與此相伴，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化。[〇213]如參照圖11所說明，在上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比產(chǎn)生了偏離的情況下，若使控制中心空燃比AFR下降，S卩，若使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化，則下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn也向濃側(cè)變化。與此相對，在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生元件破裂的異常的情況下，若使控制中心空燃比AFR下降，則下游偵控燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化。于是，在本實(shí)施方式中，利用這樣的響應(yīng)形態(tài)的不同來適當(dāng)?shù)卦\斷下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂異常。
[0214]〈下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷〉
[0215]在本實(shí)施方式中，首先，在流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被設(shè)為濃空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在預(yù)定的判定時(shí)間以上維持在稀判定空燃比AFlean以上的情況下，進(jìn)行使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的空燃比濃化控制。該空燃比濃化控制也可以是以使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的方式更新學(xué)習(xí)值sfbg的稀粘附學(xué)習(xí)控制。[〇216]并且，在通過空燃比濃化控制使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成濃側(cè)的空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化了的情況下， 判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常。除此之外，在本實(shí)施方式中，在判定為下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，使通過稀粘附學(xué)習(xí)控制更新后的學(xué)習(xí)值返回到更新前的值。
[0217]圖15是下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下的控制中心空燃比AFR等的與圖14同樣的時(shí)間圖。與圖14所示的例子同樣，空燃比修正量AFC維持為濃設(shè)定修正量AFCrich，另外，在時(shí)刻ti，通過稀粘附學(xué)習(xí)控制使學(xué)習(xí)值sfbg減小。其結(jié)果，控制中心空燃比AFR下降，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比下降。
[0218]此時(shí)，由于下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂異常，所以若在時(shí)刻以流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化，則下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn隨著向稀側(cè)變化。因此，在時(shí)刻。以后，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn 成為比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比。[〇219]之后，在本實(shí)施方式中，在從時(shí)刻^經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean的時(shí)刻t2， 進(jìn)行下游側(cè)空燃比傳感器41的異常診斷。具體而言，如圖15所示，在時(shí)刻〖2的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn比時(shí)刻t或者其以前的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比 AFdwn靠稀側(cè)的情況下，判定為在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。即，在時(shí)刻^使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。在圖15所示的例子中，在時(shí)刻t#lj定為產(chǎn)生了元件破裂的異常，因而異常判定標(biāo)志被設(shè)為激活(0N)。
[0220]另一方面，與圖15所示的例子相反，在時(shí)刻〖2的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn與時(shí)刻t或者其以前的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn相同或者比其靠濃側(cè)的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常。即，在時(shí)刻七使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41 的輸出空燃比AFdwn不變化或者向濃側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常。由此，能夠適當(dāng)?shù)卦\斷下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂的異常。
[0221]在此，在從時(shí)刻“經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean的時(shí)刻t2,在空燃比修正量 AFC維持為濃設(shè)定修正量AFCrich的狀態(tài)下，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn維持在稀判定空燃比AFlean以上。因此，本來的話，在時(shí)刻t2,應(yīng)該通過上述的稀粘附學(xué)習(xí)控制使學(xué)習(xí)值sfbg減小，使控制中心空燃比AFR下降。但是，在本實(shí)施方式中，若在時(shí)刻t2異常判定標(biāo)志被設(shè)為激活，則在時(shí)刻t2不是使學(xué)習(xí)值sfbg減小，而是使在時(shí)刻以通過稀粘附學(xué)習(xí)控制更新后的學(xué)習(xí)值sfbg返回到更新前的值。由此，能夠抑制學(xué)習(xí)值sfbg被過剩地修正。
[0222]此外，在上述實(shí)施方式中，在從時(shí)刻。經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Ilean的時(shí)刻 t2,診斷下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂的異常。但是，只要是經(jīng)過了從在時(shí)刻t使控制中心空燃比AFR向濃側(cè)變化起到下游側(cè)空燃比傳感器41開始反應(yīng)為止的響應(yīng)延遲之后即可，也可以在時(shí)刻^以前或者時(shí)刻^以后進(jìn)行下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂異常的診斷。同樣，在上述實(shí)施方式中，在從時(shí)刻ti經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Ilean的時(shí)刻t2,使學(xué)習(xí)值sfbg返回到更新前的原來的值。但是，只要是在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂異常之后即可，也可以在時(shí)刻〖2以前或者時(shí)刻t2以后使學(xué)習(xí)值sfbg返回到更新前的原來的值。
[0223]另外，在上述實(shí)施方式中，在時(shí)刻^通過稀粘附學(xué)習(xí)控制使控制中心空燃比AFR與此前相比向濃側(cè)變化，由此使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)的空燃比變化，基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn對該變化的反應(yīng)來進(jìn)行異常診斷。 但是，在流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被設(shè)為濃空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在預(yù)定的判定時(shí)間以上維持在稀判定空燃比AF1 ean以上的情況下，只要是使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的空燃比濃化控制即可，也可以通過與上述的稀粘附學(xué)習(xí)控制不同的控制來使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)的空燃比變化。因此，也可以取代控制中心空燃比而使空燃比修正量和/或來自燃料噴射閥11的燃料噴射量等變化?；蛘撸部梢栽谂c進(jìn)行稀粘附學(xué)習(xí)控制的定時(shí)不同的定時(shí)使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)的空燃比變化。
[0224]〈具體控制的說明〉
[0225]接著，參照圖16?圖20,對上述實(shí)施方式的控制裝置進(jìn)行具體說明。如作為功能框圖的圖16所示，本實(shí)施方式的控制裝置構(gòu)成為包括A1?A10的各功能框。以下，一邊參照圖 16—邊對各功能框進(jìn)行說明。這些各功能框A1?A10的操作基本上在E⑶31中執(zhí)行。[〇226]〈燃料噴射量的算出〉
[0227]首先，對燃料噴射量的算出進(jìn)行說明。在算出燃料噴射量時(shí)，使用缸內(nèi)吸入空氣量算出單兀A1、基本燃料噴射量算出單兀A2以及燃料噴射量算出單兀A3。
[0228]缸內(nèi)吸入空氣量算出單元A1基于吸入空氣流量Ga、內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE以及存儲(chǔ)在 E⑶31的R0M34中的映射或計(jì)算式，算出向各汽缸吸入的吸入空氣量Me。吸入空氣流量Ga由氣流計(jì)39計(jì)測，內(nèi)燃機(jī)轉(zhuǎn)速NE基于曲軸角傳感器44的輸出算出。
[0229]基本燃料噴射量算出單元A2通過將由缸內(nèi)吸入空氣量算出單元A1算出的缸內(nèi)吸入空氣量Me除以目標(biāo)空燃比AFT來算出基本燃料噴射量Qbase (Qbase =Mc/AFT)。目標(biāo)空燃比AFT由后述的目標(biāo)空燃比設(shè)定單元A8算出。
[0230]燃料噴射量算出單元A3通過向由基本燃料噴射量算出單元A2算出的基本燃料噴射量Qbase加上后述的F/B修正量DFi來算出燃料噴射量Qi(Qi=Qbase+DFi)。對燃料噴射閥 11進(jìn)行噴射指示，以使得從燃料噴射閥11噴射這樣算出的燃料噴射量Qi的燃料。[〇231]〈目標(biāo)空燃比的算出〉
[0232]接著，對目標(biāo)空燃比的算出進(jìn)行說明。在算出目標(biāo)空燃比時(shí)，使用氧過?；虿蛔懔克愠鰡卧狝4、空燃比修正量算出單元A5、學(xué)習(xí)值算出單元A6、控制中心空燃比算出單元A7以及目標(biāo)空燃比設(shè)定單元A8。
[0233]氧過?；虿蛔懔克愠鰡卧狝4基于由燃料噴射量算出單元A3算出的燃料噴射量Qi 和上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup算出累計(jì)氧過剩或不足量20ED。氧過?；虿蛔懔克愠鰡卧狝4例如通過將上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup與控制中心空燃比 AFR的差量乘以燃料噴射量Qi，并且對求出的值進(jìn)行累計(jì)來算出累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED〇
[0234]在空燃比修正量算出單元A5中，基于由氧過剩或不足量算出單元A4算出的累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎0H)和下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn，算出空燃比修正量AFC。 具體而言，基于圖17所示的流程圖算出空燃比修正量AFC。
[0235]在學(xué)習(xí)值算出單元A6中，基于下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn、由氧過?；虿蛔懔克愠鰡卧狝4算出的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED等來算出學(xué)習(xí)值sfbg。具體而言， 基于圖18所示的通常學(xué)習(xí)控制的流程圖、圖19所示的粘附學(xué)習(xí)控制的流程圖以及圖20所示的異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制來算出學(xué)習(xí)值sfbg。這樣算出的學(xué)習(xí)值sfbg被保存到ECU31 的RAM33中的即使搭載有內(nèi)燃機(jī)的車輛的點(diǎn)火鑰匙被關(guān)閉(of f)也不會(huì)消去的存儲(chǔ)介質(zhì)。 [〇236] 在控制中心空燃比算出單元A7中，基于基本控制中心空燃比AFRbase (例如，理論空燃比)和由學(xué)習(xí)值算出單元A6算出的學(xué)習(xí)值sfbg算出控制中心空燃比AFR。具體而言，如上述的式(3)所示，通過向基本控制中心空燃比AFRbase加上學(xué)習(xí)值sfbg來算出控制中心空燃比AFR。
[0237]目標(biāo)空燃比設(shè)定單元A8通過向由控制中心空燃比算出單元A7算出的控制中心空燃比AFR加上由空燃比修正量算出單元A5算出的空燃比修正量AFC來算出目標(biāo)空燃比AFT。 這樣算出的目標(biāo)空燃比AFT被輸入到基本燃料噴射量算出單元A2和后述的空燃比偏差算出單元A9〇
[0238]〈F/B修正量的算出〉
[0239]接著，對基于上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup進(jìn)行的F/B修正量的算出進(jìn)行說明。在算出F/B修正量時(shí)，使用空燃比偏差算出單兀A9和F/B修正量算出單兀A10。 [〇24〇]空燃比偏差算出單元A9通過從上游側(cè)空燃比傳感器40的輸出空燃比AFup減去由目標(biāo)空燃比設(shè)定單元A8算出的目標(biāo)空燃比AFT來算出空燃比偏差DAF(DAF = AFup-AFT)。該空燃比偏差DAF是表示燃料供給量相對于目標(biāo)空燃比AFT的過?；虿蛔愕闹?。
[0241] F/B修正量算出單元A10通過對由空燃比偏差算出單元A9算出的空燃比偏差DAF進(jìn)行比例?積分?微分處理(PID處理)，來基于下式(6)算出用于補(bǔ)償燃料供給量的過?；虿蛔愕腇/B修正量DFi。這樣算出的F/B修正量DFi被輸入到燃料噴射量算出單元A3。
[0242]DFi=Kp ? DAF+Ki ? SDAF+Kd ? DDAF---(6)
[0243]此外，在上述式(6)中，Kp是預(yù)先設(shè)定的比例增益(比例常數(shù))，Ki是預(yù)先設(shè)定的積分增益(積分常數(shù))，Kd是預(yù)先設(shè)定的微分增益(微分常數(shù))。另外，DDAF是空燃比偏差DAF的時(shí)間微分值，通過將本次更新的空燃比偏差DAF與上次更新的空燃比偏差DAF的偏差除以與更新間隔對應(yīng)的時(shí)間來算出。另外，SDAF是空燃比偏差DAF的時(shí)間積分值，該時(shí)間積分值 SDAF通過向上次更新的時(shí)間積分值SDAF加上本次更新的空燃比偏差DAF來算出(SDAF = SDAF+DAF)〇
[0244]〈空燃比修正量設(shè)定控制的流程圖〉
[0245]圖17是示出空燃比修正量AFC的算出控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程通過一定時(shí)間間隔的中斷(interrupt 1n)來進(jìn)行。[〇246]如圖17所示，首先，在步驟S11中判定空燃比修正量AFC的算出條件是否成立。所謂空燃比修正量AFC的算出條件成立的情況，可舉出處于進(jìn)行反饋控制的通?？刂破陂g、例如不處于燃料削減控制期間等。在步驟S11中判定為目標(biāo)空燃比的算出條件成立的情況下，進(jìn)入步驟S12。
[0247]在步驟S12中，判定稀設(shè)定標(biāo)志FIs是否被設(shè)定在0。稀設(shè)定標(biāo)志FIs在空燃比修正量AFC被設(shè)定為稀設(shè)定修正量AFClean時(shí)被設(shè)為1，在除此之外的情況下被設(shè)為0。在步驟S12 中判定為稀設(shè)定標(biāo)志FIs被設(shè)定在0的情況下，進(jìn)入步驟S13。在步驟S13中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否為濃判定空燃比AFrich以下。在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn比濃判定空燃比AFrich大的情況下，進(jìn)入步驟S14。在步驟S14 中，空燃比修正量AFC維持被設(shè)定為濃設(shè)定修正量AFCrich的狀態(tài)，控制例程結(jié)束。
[0248]另一方面，若上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA減小而從上游側(cè)排氣凈化催化劑20流出的排氣的空燃比下降，則最終在步驟S13中判定為下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn為濃判定空燃比AFrich以下。在該情況下，進(jìn)入步驟S15,空燃比修正量AFC被切換為稀設(shè)定修正量AFClean。接著，在步驟S16中，稀設(shè)定標(biāo)志FIs被設(shè)定為1，控制例程結(jié)束。
[0249]若稀設(shè)定標(biāo)志FIs被設(shè)定為1，則在下一控制例程中，在步驟S12中判定為稀設(shè)定標(biāo)志FIs沒有被設(shè)定在0,進(jìn)入步驟S17。在步驟S17中，判定空燃比修正量AFC被切換為稀設(shè)定修正量AFClean之后的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0H)是否比切換基準(zhǔn)值OEDref少。在判定為累計(jì)氧過剩或不足量S 0ED比切換基準(zhǔn)值OEDref少的情況下，進(jìn)入步驟S18，空燃比修正量AFC 繼續(xù)維持被設(shè)定為稀設(shè)定修正量AFClean的狀態(tài)，控制例程結(jié)束。另一方面，若上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量增大，則最終在步驟S17中判定為累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0H)為切換基準(zhǔn)值OEDref以上，進(jìn)入步驟S19。在步驟S19中，空燃比修正量AFC被切換為濃設(shè)定修正量AFCrich。接著，在步驟S20中，稀設(shè)定標(biāo)志FIs被復(fù)位為0，控制例程結(jié)束。
[0250]〈通常學(xué)習(xí)控制的流程圖〉
[0251]圖18是示出通常學(xué)習(xí)控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程通過一定時(shí)間間隔的中斷來進(jìn)行。[〇252]如圖18所示，首先，在步驟S21中，判定學(xué)習(xí)值sfbg的更新條件是否成立。所謂更新條件成立的情況，例如可舉出處于通?？刂破陂g等。在步驟S21中判定為學(xué)習(xí)值sfbg的更新條件成立的情況下，進(jìn)入步驟S22。在步驟S22中，判定稀標(biāo)志F1是否被設(shè)定在0。在步驟S22 中判定為稀標(biāo)志F1被設(shè)定在0的情況下，進(jìn)入步驟S23。
[0253]在步驟S23中，判定空燃比修正量AFC是否比0大、即目標(biāo)空燃比是否為稀空燃比。 在步驟S23中判定為空燃比修正量AFC比0大的情況下，進(jìn)入步驟S24。在步驟S24中，向累計(jì)氧過剩或不足量S0ED加上當(dāng)前的氧過?；虿蛔懔?ED。
[0254]之后，若目標(biāo)空燃比被向濃空燃比切換，則在下一控制例程中，在步驟S23中判定為空燃比修正量AFC為0以下，進(jìn)入步驟S25。在步驟S25中，稀標(biāo)志F1被設(shè)為1，接著，在步驟 S26中，Rn被設(shè)為當(dāng)前的累計(jì)氧過剩或不足量2 0ED的絕對值。接著，在步驟S27中，累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎 0H)被復(fù)位為〇，控制例程結(jié)束。
[0255]另一方面，若稀標(biāo)志F1被設(shè)為1，則在下一控制例程中，從步驟S22進(jìn)入步驟S28。在步驟S28中，判定空燃比修正量AFC是否比0小、即目標(biāo)空燃比是否為濃空燃比。在步驟S28中判定為空燃比修正量AFC比0小的情況下，進(jìn)入步驟S29。在步驟S29中，向累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎0H)加上當(dāng)前的氧過剩或不足量0ED。
[0256]之后，若目標(biāo)空燃比被向稀空燃比切換，則在下一控制例程中，在步驟S28中判定為空燃比修正量AFC為0以上，進(jìn)入步驟S30。在步驟S30中，稀標(biāo)志F1被設(shè)為0,接著，在步驟 S31中，F(xiàn)n被設(shè)為當(dāng)前的累計(jì)氧過剩或不足量2 0ED的絕對值。接著，在步驟S32中，累計(jì)氧過?；虿蛔懔縎 0ED被復(fù)位為0。接著，在步驟S33中，基于在步驟S26中算出的Rn和在步驟S31 中算出的Fn來更新學(xué)習(xí)值sfbg，控制例程結(jié)束。
[0257]〈粘附學(xué)習(xí)控制的流程圖〉[〇258]圖19是示出粘附學(xué)習(xí)控制(理論空燃比粘附控制、濃粘附控制以及稀粘附控制)的控制例程的流程圖。圖示的控制例程通過一定時(shí)間間隔的中斷來進(jìn)行。此外，在圖19所示的例子中，取代經(jīng)過時(shí)間經(jīng)過稀空燃比維持判定時(shí)間Hean而在累計(jì)吸入空氣量2Ge達(dá)到了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定量S Gesw時(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的更新等。[〇259]如圖19所示，首先，在步驟S41中判定稀標(biāo)志F1是否被設(shè)定在0。在步驟S41中判定為稀標(biāo)志F1被設(shè)定在0的情況下，進(jìn)入步驟S42。在步驟S42中，判定空燃比修正量AFC是否比 0大、即目標(biāo)空燃比是否為稀空燃比。在步驟S42中判定為空燃比修正量AFC為0以下的情況下，進(jìn)入步驟S43。[〇26〇] 在步驟S43中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否比稀判定空燃比AFlean大，在步驟S44中判定輸出空燃比AFdwn是否為濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的值。在步驟S43、S44中判定為輸出空燃比AFdwn比濃判定空燃比AFrich小的情況下，即，在判定為輸出空燃比AFdwn為濃空燃比的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在步驟S43、S44中判定為輸出空燃比AFdwn比稀判定空燃比AFlean大的情況下，S卩，在判定為輸出空燃比為稀空燃比的情況下，進(jìn)入步驟S45。[0261 ]在步驟S45中，向累計(jì)排氣流量2 Ge加上當(dāng)前的排氣流量Ge而得到的值被設(shè)為新的累計(jì)排氣流量SGe。此外，排氣流量Ge例如基于氣流計(jì)39的輸出等算出。接著，在步驟S46 中，判定在步驟S45中算出的累計(jì)排氣流量2Ge是否為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定量2Gesw以上。在步驟S46中判定為2 Ge比2 Gesw小的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在累計(jì)排氣流量2 Ge 增大而在步驟S46中判定為2Ge為2Gesw以上的情況下，進(jìn)入步驟S47。在步驟S47中，執(zhí)行后述的異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制。接著，在步驟S48中，累計(jì)排氣流量2Ge被復(fù)位為0,控制例程結(jié)束。
[0262] 另一方面，在步驟S43、S44中判定為輸出空燃比AFdwn為濃判定空燃比AFrich與稀判定空燃比AFlean之間的值的情況下，進(jìn)入步驟S49。在步驟S49中，向累計(jì)氧過剩或不足量 S0ED加上當(dāng)前的氧過?；虿蛔懔?ED而得到的值被設(shè)為新的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED。 接著，在步驟S50中，判定在步驟S49中算出的累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED是否為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定量OEDsw以上。在步驟S50中判定為2 0ED比OEDsw小的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在累計(jì)氧過剩或不足量S0ED增大而在步驟S50中判定為2 0ED為OEDsw以上的情況下， 進(jìn)入步驟S51。在步驟S51中，使用上述式(4)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的修正。[〇263]之后，在目標(biāo)空燃比被切換而在步驟S42中判定為空燃比修正量AFC比0大的情況下，進(jìn)入步驟S52。在步驟S52中，累計(jì)排氣流量2Ge和累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED被復(fù)位為 0。接著，在步驟S53中，稀標(biāo)志F1被設(shè)為1，在步驟S54中，后述的學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志Fg被復(fù)位為0。
[0264]若稀標(biāo)志F1被設(shè)為1，則在下一控制例程中，從步驟S41進(jìn)入步驟S55。在步驟S55 中，判定空燃比修正量AFC是否比0小、即目標(biāo)空燃比是否為濃空燃比。在步驟S55中判定為空燃比修正量AFC為0以上的情況下，進(jìn)入步驟S56。
[0265]在步驟S56中，判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否比濃判定空燃比AFrich小。在步驟S56中判定為輸出空燃比AFdwn為濃判定空燃比AFrich以上的情況下， 即，在判定為輸出空燃比為稀空燃比的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在步驟S56中判定為輸出空燃比AFdwn比濃判定空燃比AFrich小的情況下，即，在判定為輸出空燃比為濃空燃比的情況下，進(jìn)入步驟S57。
[0266]在步驟S57中，向累計(jì)排氣流量2 Ge加上當(dāng)前的排氣流量Ge而得到的值被設(shè)為新的累計(jì)排氣流量S Ge。接著，在步驟S58中，判定在步驟S55中算出的累計(jì)排氣流量2 Ge是否為預(yù)先設(shè)定的預(yù)定量^ Gesw以上。在步驟S58中判定為2 Ge比2 Gesw小的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在累計(jì)排氣流量S Ge增大而在步驟S58中判定為2 Ge為2 Gesw以上的情況下，進(jìn)入步驟S59。在步驟S59中，使用上述式(5)進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的修正。接著，在步驟S60中，累計(jì)排氣流量5: Ge被復(fù)位為0，控制例程結(jié)束。
[0267]之后，在目標(biāo)空燃比被切換而在步驟S55中判定為空燃比修正量AFC比0小的情況下，進(jìn)入步驟S61。在步驟S61中，累計(jì)排氣流量2 Ge和累計(jì)氧過?；虿蛔懔? 0ED被復(fù)位為 〇。接著，步驟S62中，稀標(biāo)志F1被設(shè)為0，控制例程結(jié)束。
[0268]〈異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的流程圖〉
[0269]圖20是示出在圖19的步驟S47中執(zhí)行的異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程在每當(dāng)執(zhí)行圖19的步驟S47時(shí)執(zhí)行。[〇27〇]首先，在步驟S71中判定學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志Fg是否為1。學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志是在空燃比修正量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定修正量AFCrich之后通過稀粘附學(xué)習(xí)控制更新了學(xué)習(xí)值sfbg時(shí)被設(shè)為1，在除此之外的情況下被設(shè)為0的標(biāo)志。在步驟S71中判定為學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志Fg不是1的情況下，進(jìn)入步驟S72。在步驟S72中，基于上述式(5)使學(xué)習(xí)值sfbg減小。接著，在步驟S73中， 學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志Fg被設(shè)為1，控制例程結(jié)束。[〇271]之后，在沒有在圖19的步驟S54中將學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志Fg復(fù)位為0而再次執(zhí)行了步驟 S47的異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的情況下，在步驟S71中判定為學(xué)習(xí)執(zhí)行標(biāo)志Fg被設(shè)為了 1，進(jìn)入步驟S74。在步驟S74中，判定上次在步驟S72中使學(xué)習(xí)值減小之后的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn的變化量A AFdwn是否比0大、即輸出空燃比AFdwn是否向稀側(cè)變化了。在步驟S74中判定為變化量A AFdwn比0大的情況下，由于輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化了，所以進(jìn)入步驟S75,下游側(cè)空燃比傳感器41的異常判定標(biāo)志被設(shè)為1(0N)。接著，在步驟S76中，使學(xué)習(xí)值sfbg增大步驟S72中的學(xué)習(xí)值sfbg的減小量，控制例程結(jié)束。
[0272]另一方面，在步驟S74中判定為變化量A AFdwn為0以下的情況下，相當(dāng)于輸出空燃比AFdwn沒有變化或者向濃側(cè)變化了。因而，進(jìn)入步驟S77,下游側(cè)空燃比傳感器41的正常判定標(biāo)志Fn被設(shè)為1 (0N)。接著，在步驟S78中，基于上述式(5)使學(xué)習(xí)值sfbg減小，控制例程結(jié)束。
[0273]〈第二實(shí)施方式〉[〇274]接著，參照圖21?圖24,對本發(fā)明的第二實(shí)施方式的排氣凈化裝置進(jìn)行說明。第二實(shí)施方式的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)和控制除了以下所說明的方面之外，基本上與第一實(shí)施方式的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)和控制是同樣的。[〇275]在本實(shí)施方式中，學(xué)習(xí)值sfbg被設(shè)定為濃側(cè)防護(hù)值Grich以上且稀側(cè)防護(hù)值Glean 以下。因此，例如，在通過上述式⑵、式⑷以及式(5)算出的學(xué)習(xí)值sfbg成為了比濃側(cè)防護(hù)值Gri ch小的值的情況下，學(xué)習(xí)值sf bg被設(shè)定為濃側(cè)防護(hù)值Grich。同樣，在通過上述式(2)、 式(4)以及式(5)算出的學(xué)習(xí)值sfbg成為了比稀側(cè)防護(hù)值Glean大的值的情況下，學(xué)習(xí)值 sfbg被設(shè)定為稀側(cè)防護(hù)值Glean。通過這樣將學(xué)習(xí)值sfbg限制成兩防護(hù)值61^〇11、616311之間的值，能夠抑制在控制裝置等產(chǎn)生了某些異常時(shí)學(xué)習(xí)值sfbg的絕對值被設(shè)定為過剩的值的情況。
[0276]并且，在本實(shí)施方式中，在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常時(shí)，進(jìn)行減小學(xué)習(xí)值sfbg的濃側(cè)防護(hù)值Gr i ch的絕對值的防護(hù)值限制控制。
[0277]圖21是下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下的控制中心空燃比AFR等的與圖14同樣的時(shí)間圖。與圖14所示的例子同樣，空燃比修正量AFC維持為濃設(shè)定修正量AFCrich，另外，在時(shí)刻。，通過稀粘附學(xué)習(xí)控制使學(xué)習(xí)值sfbg減小。由于下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常，所以下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn隨之向稀側(cè)變化。其結(jié)果，與圖15所示的例子同樣，在從時(shí)刻^經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間 Tlean的時(shí)刻t2,判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。[〇278]在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻t2以前，學(xué)習(xí)值sfbg的濃側(cè)防護(hù)值Grich被設(shè)定在第1濃側(cè)防護(hù)值Griclu。該第1濃側(cè)防護(hù)值Griclu的絕對值被設(shè)為只有在產(chǎn)生某些異?；蛘咛厥獾倪\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)的情況下才會(huì)達(dá)到的比較大的值。同樣，在時(shí)刻t2以前，學(xué)習(xí)值sfbg的稀側(cè)防護(hù)值G1 ean被設(shè)定在第1稀側(cè)防護(hù)值G1 earn (未圖示)。該第1稀側(cè)防護(hù)值G1 earn的絕對值也被設(shè)為只有在產(chǎn)生某些異?；蛘咛厥獾倪\(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)持續(xù)的情況下才會(huì)達(dá)到的比較大的值。
[0279]在圖21所示的例子中，在從時(shí)刻to到時(shí)刻t2的期間，學(xué)習(xí)值sfbg為比濃側(cè)防護(hù)值 Gr i ch大的值，因而學(xué)習(xí)值sfbg的絕對值為比濃側(cè)防護(hù)值Gr i ch的絕對值小的值。因此，在從時(shí)刻to到時(shí)刻t2的期間，學(xué)習(xí)值sfbg不會(huì)被限制成濃側(cè)防護(hù)值Grich，而是直接設(shè)為通過上述式(2)、式(4)以及式(5)等算出的值。[〇28〇]另一方面，在本實(shí)施方式中，若在時(shí)刻丨2判定為在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常，則濃側(cè)防護(hù)值Grich被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2。該第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2的絕對值比第1濃側(cè)防護(hù)值Griclu的絕對值小。即，在本實(shí)施方式中，在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常時(shí)，進(jìn)行減小學(xué)習(xí)值sfbg的濃側(cè)防護(hù)值Grich的絕對值的防護(hù)值限制控制。
[0281]除此之外，在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻〖2判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常時(shí)，也可以將稀側(cè)防護(hù)值Glean設(shè)定為第2稀側(cè)防護(hù)值Gleam。該第2稀側(cè)防護(hù)值Gleam的絕對值比第1稀側(cè)防護(hù)值G1 earn的絕對值小。因此，在本實(shí)施方式中，在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常時(shí)，也可以進(jìn)行減小學(xué)習(xí)值sfbg的稀側(cè)防護(hù)值Glean的絕對值的防護(hù)值限制控制。
[0282]與上述第一實(shí)施方式同樣，在時(shí)刻t2以后，學(xué)習(xí)值sfbg被算出為與時(shí)刻ti以前的值相同(圖21中的虛線)。但是，這樣算出的學(xué)習(xí)值sfbg比在時(shí)刻^增大后的濃側(cè)防護(hù)值Grich 小。其結(jié)果，如圖21中實(shí)線所示，在時(shí)刻t2以后，學(xué)習(xí)值sfbg被設(shè)定為與濃側(cè)防護(hù)值Grich相同的值。[〇283]根據(jù)本實(shí)施方式，通過在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常時(shí)減小濃側(cè)防護(hù)值Grich的絕對值，能夠抑制學(xué)習(xí)值sfbg誤被過剩地向濃側(cè)更新。
[0284]另外，例如在特殊的內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下進(jìn)行了下游側(cè)空燃比傳感器41的異常診斷的情況下等，下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的判定有時(shí)會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤。因而，需要從異常判定隔開某種程度的期間而針對下游側(cè)空燃比傳感器41是否真的產(chǎn)生了元件破裂的異常定期進(jìn)行確認(rèn)作業(yè)。
[0285]于是，在本實(shí)施方式中，即使在通過防護(hù)值限制控制減小了濃側(cè)防護(hù)值Grich的絕對值的情況下，也定期進(jìn)行如下的異常確認(rèn)控制:使學(xué)習(xí)值sfbg減小而超過濃側(cè)防護(hù)值 Grich，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化而超過與上述絕對值減小后的濃側(cè)防護(hù)值Grich對應(yīng)的空燃比。即，在異常確認(rèn)控制中，使學(xué)習(xí)值sfbg的濃側(cè)絕對值增大而超過濃側(cè)防護(hù)值Grich的絕對值，以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化而超過與上述絕對值減小后的濃側(cè)防護(hù)值Grich對應(yīng)的空燃比。[〇286 ]參照圖2 2，對學(xué)習(xí)值s f b g的濃側(cè)防護(hù)值Gr i c h被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Gr i ch 2后的學(xué)習(xí)值等的控制進(jìn)行說明。圖22是控制中心空燃比AFR等的與圖21同樣的時(shí)間圖。在圖22所示的例子中，在時(shí)刻to以前，濃側(cè)防護(hù)值Grich通過防護(hù)值限制控制而被設(shè)定在第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2，因而減小了其絕對值。
[0287]在圖22所示的例子中，時(shí)刻t成為從濃側(cè)防護(hù)值Grich通過防護(hù)值限制控制而被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2時(shí)或者上次的異常確認(rèn)控制完成時(shí)起經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的時(shí)間 (異常確認(rèn)時(shí)間間隔)的時(shí)刻。特別地，在圖22所示的例子中，從濃側(cè)防護(hù)值Grich被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2時(shí)等起，在異常確認(rèn)時(shí)間間隔內(nèi)，空燃比修正量AFC被設(shè)定為濃設(shè)定修正量AFCrich，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn為稀判定空燃比AFlean以上。
[0288]在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻。，通過異常確認(rèn)控制，使學(xué)習(xí)值sfbg暫時(shí)減小而超過濃側(cè)防護(hù)值Grich。即，使學(xué)習(xí)值sfbg的濃側(cè)絕對值增大而超過濃側(cè)防護(hù)值Grich的絕對值。由此，在時(shí)刻七，控制中心空燃比AFR被向濃側(cè)變更，其結(jié)果，流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化。由于上游側(cè)排氣凈化催化劑20的氧吸藏量0SA大致為零，所以若流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化，則從上游側(cè)排氣凈化催化劑20 流出的排氣的空燃比也向濃側(cè)變化。
[0289]如上所述，在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下，若下游側(cè)空燃比傳感器41周圍的排氣的空燃比的濃程度變大，則下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比的稀程度變大。因而，在圖22所示的例子中，若在時(shí)刻^使學(xué)習(xí)值sfbg減小，則下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn隨之而上升。
[0290]之后，在本實(shí)施方式中，在從時(shí)刻“經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Hean的時(shí)刻t2， 進(jìn)行下游側(cè)空燃比傳感器41的異常的確認(rèn)。具體而言，如圖22所示，在時(shí)刻〖2的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn比時(shí)刻t或者其以前的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn靠稀側(cè)的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。即，在時(shí)刻^使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。在圖22所示的例子中，在時(shí)刻t#lj定為產(chǎn)生了元件破裂的異常，因而異常判定標(biāo)志持續(xù)保持激活。除此之外，在時(shí)刻t2，使學(xué)習(xí)值sfbg返回到時(shí)刻ti以前的值。
[0291]另一方面，與圖22所示的例子相反，在時(shí)刻〖2的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn與時(shí)刻t或者其以前的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn相同或者比其靠濃側(cè)的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常。即，在時(shí)刻七使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41 的輸出空燃比AFdwn不變化或者向濃側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常。在該情況下，成為了激活的異常判定標(biāo)志被復(fù)位為非激活。在該情況下，也在時(shí)刻t2使學(xué)習(xí)值sfbg返回到時(shí)刻t以前的值。
[0292]在本實(shí)施方式中，在這樣通過防護(hù)值限制控制增大了濃側(cè)防護(hù)值Grich的情況下， 定期進(jìn)行將學(xué)習(xí)值sfbg設(shè)定為比濃側(cè)防護(hù)值Grich小的值的異常確認(rèn)控制。由此，即使在誤判定為下游側(cè)空燃比傳感器41存在異常的情況下，也能夠適當(dāng)取消該誤判定。
[0293]此外，在上述實(shí)施方式中，從濃側(cè)防護(hù)值Grich通過防護(hù)值限制控制而被設(shè)定為第 2濃側(cè)防護(hù)值Grich2時(shí)或者上次的異常確認(rèn)控制完成時(shí)起，在經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的時(shí)間(異常確認(rèn)時(shí)間間隔)時(shí)(時(shí)刻ti)開始異常確認(rèn)控制。但是，異常確認(rèn)控制只要定期執(zhí)行即可，不一定需要在該定時(shí)進(jìn)行。例如，如圖22所示，也可以從濃側(cè)防護(hù)值Grich通過防護(hù)值限制控制而被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2時(shí)或者上次的異常確認(rèn)控制完成時(shí)起，在累計(jì)排氣流量SGesw成為了預(yù)先設(shè)定的預(yù)定量時(shí)執(zhí)行異常確認(rèn)控制。
[0294]〈學(xué)習(xí)值修正控制的流程圖〉
[0295]圖23是示出基于防護(hù)值進(jìn)行學(xué)習(xí)值sfbg的修正的學(xué)習(xí)值修正控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程通過一定時(shí)間間隔的中斷來進(jìn)行。
[0296]如圖23所示，首先，在步驟S81中，判定異常判定標(biāo)志Fa是否被設(shè)為了0、即下游側(cè)空燃比傳感器41是否沒有被判定為異常。在步驟S81中判定為異常判定標(biāo)志Fa被設(shè)為了 0的情況下，進(jìn)入步驟S82。在步驟S82中，濃側(cè)防護(hù)值Grich被設(shè)定為第1濃側(cè)防護(hù)值Griclu，進(jìn)入步驟S85。
[0297]另一方面，在步驟S81中判定為異常判定標(biāo)志Fa沒有被設(shè)為0的情況下，S卩，在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常的情況下，進(jìn)入步驟S83。在步驟S83中，濃側(cè)防護(hù)值 Grich被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2( |Grich21〈 |Grichi |)，進(jìn)入步驟S84。
[0298]在步驟S84中，判定異常確認(rèn)標(biāo)志Fc是否被設(shè)為了0。異常確認(rèn)標(biāo)志Fc是在應(yīng)該通過后述的異常確認(rèn)控制使學(xué)習(xí)值sfbg減小時(shí)被設(shè)為1，否則被設(shè)為成0的標(biāo)志。在異常確認(rèn)標(biāo)志Fc被設(shè)為了 1時(shí)，學(xué)習(xí)值sfbg不被限制在防護(hù)值內(nèi)，因而跳過步驟S85?S88，控制例程結(jié)束。另一方面，在步驟S84中異常確認(rèn)標(biāo)志Fc被設(shè)為了 0時(shí)，進(jìn)入步驟S85。[〇2"] 在步驟S85中，判定當(dāng)前的學(xué)習(xí)值sfbg是否比濃側(cè)防護(hù)值Grich小。在步驟S85中判定為當(dāng)前的學(xué)習(xí)值sfbg為濃側(cè)防護(hù)值Grich以上的情況下，跳過步驟S86。另一方面，在步驟 S85中判定為當(dāng)前的學(xué)習(xí)值sfbg比濃側(cè)防護(hù)值Grich小的情況下，進(jìn)入步驟S86。在步驟S86 中，學(xué)習(xí)值sfbg的值被變更為與濃側(cè)防護(hù)值Gr i ch相同的值。[〇3〇0]接著，在步驟S87中，判定當(dāng)前的學(xué)習(xí)值sfbg是否比稀側(cè)防護(hù)值Glean大。在步驟 S87中判定為當(dāng)前的學(xué)習(xí)值sfbg為稀側(cè)防護(hù)值Glean以下的情況下，跳過步驟S88。另一方面，在步驟S87中判定為當(dāng)前的學(xué)習(xí)值sfbg比稀側(cè)防護(hù)值Glean大的情況下，進(jìn)入步驟S88。 在步驟S88中，學(xué)習(xí)值sfbg的值變更為與稀側(cè)防護(hù)值Glean相同的值，控制例程結(jié)束。[〇3〇1]〈異常確認(rèn)控制〉[〇3〇2]圖24是示出在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41存在元件破裂的異常的情況下定期確認(rèn)該異常是否實(shí)際存在的異常確認(rèn)控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程通過一定時(shí)間間隔的中斷來進(jìn)行。
[0303]首先，在步驟S91中，判定異常確認(rèn)標(biāo)志Fc是否被設(shè)定在0。在判定為異常確認(rèn)標(biāo)志 Fc被設(shè)定在0的情況下，進(jìn)入步驟S92。在步驟S92中，判定異常判定標(biāo)志Fa是否被設(shè)定在1、 即是否判定為下游側(cè)空燃比傳感器41存在元件破裂的異常。在判定為異常判定標(biāo)志Fa被設(shè)定在〇的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在步驟S92中判定為異常判定標(biāo)志Fa被設(shè)定在1 的情況下，進(jìn)入步驟S93。[〇3〇4]在步驟S93中，判定從濃側(cè)防護(hù)值Grich通過防護(hù)值限制控制而被設(shè)定為第2濃側(cè)防護(hù)值Grich2時(shí)或者上次的異常確認(rèn)控制完成時(shí)起的經(jīng)過時(shí)間t是否為預(yù)先設(shè)定的異常確認(rèn)時(shí)間間隔tref以上。在判定為經(jīng)過時(shí)間t比異常確認(rèn)時(shí)間間隔tref短的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在步驟S93中判定為經(jīng)過時(shí)間t為異常確認(rèn)時(shí)間間隔tref以上的情況下，進(jìn)入步驟S94。在步驟S94中，學(xué)習(xí)值sfbg的值被設(shè)定為預(yù)定的負(fù)的值sfbglar。此外，預(yù)定的值 sfbglar的絕對值被設(shè)為比濃側(cè)防護(hù)值Grich的絕對值大的值(| sfbglar | > | Grich |)。接著，在步驟S95中，異常確認(rèn)標(biāo)志Fc被設(shè)為1。[〇3〇5]若異常確認(rèn)標(biāo)志Fc被設(shè)為1，則在下一控制例程中，從步驟S91進(jìn)入步驟S96。在步驟S96中，判定在異常確認(rèn)標(biāo)志Fc被設(shè)為1之后，在圖20所示的異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制中是否進(jìn)行了異常判定標(biāo)志Fa的更新或者正常判定標(biāo)志Fn被設(shè)為了 1，即是否進(jìn)行了判定標(biāo)志的更新。在步驟S96中判定為沒有進(jìn)行判定標(biāo)志的更新的情況下，控制例程結(jié)束。另一方面，在步驟S96中判定為進(jìn)行了判定標(biāo)志的更新的情況下，進(jìn)入步驟S97。在步驟S97中，異常確認(rèn)標(biāo)志Fc被復(fù)位為0，控制例程結(jié)束。[〇3〇6]〈第三實(shí)施方式〉[〇3〇7]接著，參照圖25和圖26,對本發(fā)明的第三實(shí)施方式的排氣凈化裝置進(jìn)行說明。第三實(shí)施方式的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)和控制除了以下說明的方面之外，基本上與第一實(shí)施方式或第二實(shí)施方式的排氣凈化裝置的結(jié)構(gòu)和控制是同樣的。[〇3〇8]在圖15所示的第一實(shí)施方式中，根據(jù)在時(shí)刻七使學(xué)習(xí)值sfbg減小了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否向稀側(cè)變化來進(jìn)行下游側(cè)空燃比傳感器41的異常診斷。但是，即使在下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常的情況下，在使學(xué)習(xí)值 sfbg減小了時(shí)，內(nèi)燃機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)有時(shí)也會(huì)偶然地急劇變化從而使下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化。[〇3〇9]于是，在本實(shí)施方式中，與第一實(shí)施方式同樣，首先，在流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比被設(shè)為濃空燃比時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn在預(yù)定的判定時(shí)間以上維持在稀判定空燃比AFlean以上的情況下，進(jìn)行使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的空燃比濃化控制。除此之夕卜，在本實(shí)施方式中，在通過空燃比濃化控制使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向濃側(cè)變化了時(shí)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化了的情況下， 進(jìn)行使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比的空燃比稀化控制。該空燃比稀化控制也可以是更新學(xué)習(xí)值sfbg以使得流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比變化成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比的學(xué)習(xí)值返回控制。[〇31〇]并且，在通過空燃比稀化控制使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向稀側(cè)的空燃比變化了時(shí)，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向濃側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了異常。[〇311]圖25是下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下的控制中心空燃比AFR等的與圖15同樣的時(shí)間圖。與圖15所示的例子同樣，空燃比修正量AFC維持為濃設(shè)定修正量AFCrich，另外，在時(shí)刻。，通過稀粘附學(xué)習(xí)控制使學(xué)習(xí)值sfbg減小。此時(shí)，由于下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生元件破裂的異常，所以若在時(shí)刻^使學(xué)習(xí)值sfbg減小，則下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化。因此，在時(shí)刻。以后，下游側(cè)空燃比傳感器 41的輸出空燃比AFdwn成為比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比。[〇312]之后，在本實(shí)施方式中，在從時(shí)刻^經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean的時(shí)刻t2， 判定下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn是否由于在時(shí)刻ti使學(xué)習(xí)值sfbg減小而向稀側(cè)變化了。在圖25所示的例子中，在時(shí)刻t2,與時(shí)刻以以前相比，下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化。因而，在本實(shí)施方式中，在時(shí)刻t2進(jìn)行使學(xué)習(xí)值sfbg增大的學(xué)習(xí)值返回控制。[〇313]在學(xué)習(xí)值返回控制中，使學(xué)習(xí)值Sfbg在比0小的范圍內(nèi)增大。即，雖然在時(shí)刻t2使學(xué)習(xí)值sfbg的絕對值減小，但不進(jìn)行會(huì)使其正負(fù)逆轉(zhuǎn)的變更。因此，例如，以與在時(shí)刻^減小的量相同的量使學(xué)習(xí)值sfbg增大。其結(jié)果，在時(shí)刻t2,流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比維持為濃空燃比并變化成比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比。[〇314]之后，在本實(shí)施方式中，在從時(shí)刻t2經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean的時(shí)刻t3， 進(jìn)行下游側(cè)空燃比傳感器41的異常診斷。具體而言，如圖25所示，在時(shí)刻t3的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn比時(shí)刻t2或者其以前的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比 AFdwn靠濃側(cè)的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。即，在時(shí)刻 t2使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向稀側(cè)變化了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器 41的輸出空燃比AFdwn向濃側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常。在圖15所示的例子中，在時(shí)刻t3判定為產(chǎn)生了元件破裂的異常，因而異常判定標(biāo)志被設(shè)為激活。
[0315]在本實(shí)施方式中，若異常判定標(biāo)志被設(shè)為激活，則使學(xué)習(xí)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，通過使增益kj 降，減小使學(xué)習(xí)值sfbg變化的量相對于累計(jì)氧過剩量R與累計(jì)氧不足量F之差的比例。此外， 在本實(shí)施方式中，針對累計(jì)氧過剩量R比累計(jì)氧不足量F少的情況(S卩，過剩或不足量誤差A(yù) S0ED為負(fù)值的情況)和與此相反的情況(S卩，過?；虿蛔懔空`差2 0ED為正值的情況)的雙方，使增益1^減小。但是，也可以僅在累計(jì)氧過剩量R比累計(jì)氧不足量F小的情況或者與此相反的情況下使增益ki減小(S卩，也可以根據(jù)過剩或不足量誤差2 0ED的正負(fù)來變更增益h)。 另外，通過使增益k2下降，減小理論空燃比粘附學(xué)習(xí)控制中的學(xué)習(xí)值sfbg的修正量。除此之夕卜，通過使增益k3下降，減小濃粘附學(xué)習(xí)控制和稀粘附學(xué)習(xí)控制中的學(xué)習(xí)值sfbg的修正量。
[0316]這樣，通過在下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常時(shí)減小各種學(xué)習(xí)控制的增益，能夠抑制學(xué)習(xí)值sfbg誤被大幅修正。[〇317]另一方面，與圖25所示的例子相反，在時(shí)刻t3的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn與時(shí)刻t2或者其以前的下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn相同或者比其靠稀側(cè)的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常。即，在時(shí)刻t2 使流入上游側(cè)排氣凈化催化劑20的排氣的空燃比向稀側(cè)變化了時(shí)下游側(cè)空燃比傳感器41 的輸出空燃比AFdwn不變化或者向稀側(cè)變化了的情況下，判定為下游側(cè)空燃比傳感器41沒有產(chǎn)生元件破裂的異常。由此，能夠適當(dāng)診斷下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂的異常。 [〇318] 此外，在上述實(shí)施方式中，在從時(shí)刻t2經(jīng)過了稀空燃比維持判定時(shí)間Tlean的時(shí)刻 t3,診斷下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂的異常。但是，只要是在從在時(shí)刻t2使控制中心空燃比AFR向濃側(cè)變化起到下游側(cè)空燃比傳感器41開始反應(yīng)為止的響應(yīng)延遲時(shí)間經(jīng)過之后即可，也可以在時(shí)刻t3以前或者時(shí)刻t3以后進(jìn)行下游側(cè)空燃比傳感器41的元件破裂異常的診斷。[〇319]〈異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的流程圖>[〇32〇]圖26是示出由圖19的步驟S47執(zhí)行的異常診斷?學(xué)習(xí)值設(shè)定控制的控制例程的流程圖。圖示的控制例程在每當(dāng)執(zhí)行圖19的步驟S47時(shí)執(zhí)行。另外，圖26的步驟S102?S109與圖20的步驟S71?S78是同樣的，因此，除了步驟S106之外省略說明。
[0321]如圖26所示，首先，在步驟S101中，判定異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp是否被設(shè)為了0。異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp是在通過使學(xué)習(xí)值sfbg減小而下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn 向稀側(cè)變化了時(shí)被設(shè)為1，在除此以外的情況下被設(shè)為〇的標(biāo)志。因此，在圖25所示的例子中，在時(shí)刻^判定為與時(shí)刻以以前相比下游側(cè)空燃比傳感器41的輸出空燃比AFdwn向稀側(cè)變化了時(shí)，異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp被設(shè)為1。
[0322]在步驟S101判定為異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp被設(shè)為了0的情況下，進(jìn)入步驟S102。之后，在步驟S105中判定為變化量八六?(1?11比0大的情況下，進(jìn)入步驟3106。在步驟3106中，異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp被設(shè)為1。
[0323]若異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp被設(shè)為1，則在下一控制例程中，從步驟S101進(jìn)入步驟 3111。在步驟3111中，判定上次在步驟3107中使學(xué)習(xí)值增大之后的下游側(cè)空燃比傳感器41 的輸出空燃比AFdwn的變化量A AFdwn是否比0小、即輸出空燃比AFdwn是否向濃側(cè)變化了。 在步驟S111中判定為變化量A AFdwn比0小的情況下，由于輸出空燃比AFdwn向濃側(cè)變化了， 所以進(jìn)入步驟S112,下游側(cè)空燃比傳感器41的異常判定標(biāo)志Fa被設(shè)為1(0N)。接著，在步驟 S113中，使增益khkhh減小。接著，在步驟S114中，異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp被復(fù)位為0。此外， 在步驟S108中正常判定標(biāo)志Fn被設(shè)為了 1的情況下，異常臨時(shí)判定標(biāo)志Fp也在步驟S110中被復(fù)位為0。[〇324]此外，在本實(shí)施方式中，在判定為下游側(cè)空燃比傳感器41產(chǎn)生了元件破裂的異常時(shí)，減小各種學(xué)習(xí)控制中的增益。但是，也可以在判定為產(chǎn)生了元件破裂的異常時(shí)，與上述第二實(shí)施方式的排氣凈化裝置同樣地變更防護(hù)值。另外，在上述第一實(shí)施方式的排氣凈化裝置中，也可以在判定為產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下，將學(xué)習(xí)值sfbg返回到更新前的值并且減小各種學(xué)習(xí)控制的增益，或者不將學(xué)習(xí)值sfbg返回到更新前的值而減小各種學(xué)習(xí)控制的增益。除此之外，在上述第二實(shí)施方式的排氣凈化裝置中，也可以在判定為產(chǎn)生了元件破裂的異常的情況下，與防護(hù)值的變更一并減小各種學(xué)習(xí)控制中的增益，或者不進(jìn)行防護(hù)值的變更而減小各種學(xué)習(xí)控制中的增益。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備:排氣凈化催化劑，其設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路；下游側(cè)空燃比傳感器，其在該排 氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路；以及控制裝置，其進(jìn)行流入所 述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的控制和所述下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷，所述控制裝置進(jìn)行空燃比濃化控制，所述空燃比濃化控制是如下控制:在流入所述排 氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳 感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣 凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比 此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的 情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。2.—種內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，具備:排氣凈化催化劑，其設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路；下游側(cè)空燃比傳感器，其在該排 氣凈化催化劑的排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路；以及控制裝置，其進(jìn)行流入所 述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比的控制和所述下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷，所述控制裝置進(jìn)行空燃比濃化控制和空燃比稀化控制，所述空燃比濃化控制是如下控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為 比理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃 比稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比 此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，所述空燃比稀化控制是如下控制:在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催 化劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感 器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化 成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比，在通過所述空燃比稀化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了比 此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向濃側(cè)變化了的 情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，所述控制裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)控制，所述學(xué)習(xí)控制是如下控制:基于所述下游側(cè)空燃比傳感 器的輸出來更新學(xué)習(xí)值，并且根據(jù)更新后的學(xué)習(xí)值來控制與空燃比相關(guān)的參數(shù)，以使得流 入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化，所述空燃比濃化控制是更新所述學(xué)習(xí)值以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空 燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的稀粘附學(xué)習(xí)控制。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，所述控制裝置進(jìn)行學(xué)習(xí)控制，所述學(xué)習(xí)控制是如下控制:基于所述下游側(cè)空燃比傳感 器的輸出來更新學(xué)習(xí)值，并且根據(jù)更新后的學(xué)習(xí)值來控制與空燃比相關(guān)的參數(shù)，以使得流 入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化，所述空燃比濃化控制是更新所述學(xué)習(xí)值以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空 燃比變化成比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比的稀粘附學(xué)習(xí)控制，所述空燃比稀化控制是更新所述學(xué)習(xí)值以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空 燃比變化成比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比的學(xué)習(xí)值返回控制。5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，所述控制裝置，在判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，使通過所述稀粘附 學(xué)習(xí)控制更新后的學(xué)習(xí)值返回到該更新前的值。6.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，所述控制裝置，控制流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比，以使得相對于在所述 學(xué)習(xí)值為零時(shí)流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比，所述學(xué)習(xí)值的濃側(cè)絕對值越大， 則流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比越大幅度向濃側(cè)變化，所述學(xué)習(xí)值被設(shè)定成其濃側(cè)絕對值為預(yù)定的濃側(cè)防護(hù)值的絕對值以下，所述控制裝置，在判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，進(jìn)行減小所述濃側(cè) 防護(hù)值的絕對值的防護(hù)值限制控制。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，即使在通過所述防護(hù)值限制控制減小了所述濃側(cè)防護(hù)值的絕對值的情況下，也定期進(jìn) 行異常確認(rèn)控制，所述異常確認(rèn)控制是如下控制:使所述學(xué)習(xí)值的濃側(cè)絕對值增大而超過 所述濃側(cè)防護(hù)值的絕對值，以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比向濃側(cè)變化而 超過與所述絕對值減小后的所述濃側(cè)防護(hù)值對應(yīng)的空燃比。8.根據(jù)權(quán)利要求3至5中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，所述控制裝置，進(jìn)行反饋控制以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目 標(biāo)空燃比，并且將該目標(biāo)空燃比交替地切換為濃空燃比和稀空燃比，所述目標(biāo)空燃比從濃 空燃比向稀空燃比的切換，在所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比成為了比理論空燃比 濃的預(yù)定的濃判定空燃比以下時(shí)進(jìn)行，所述控制裝置，在所述學(xué)習(xí)控制中，基于累計(jì)氧過剩量和累計(jì)氧不足量來更新所述學(xué) 習(xí)值，以使得該累計(jì)氧過剩量與累計(jì)氧不足量之差減小，所述累計(jì)氧過剩量是在從將所述 目標(biāo)空燃比切換為稀空燃比起到再次切換為濃空燃比為止的氧增大期間中在想要將流入 所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比設(shè)為理論空燃比時(shí)所過剩的氧的量的累計(jì)值，所述累 計(jì)氧不足量是在從將所述目標(biāo)空燃比切換為濃空燃比起到再次切換為稀空燃比為止的氧 減少期間中在想要將流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比設(shè)為理論空燃比時(shí)所不足 的氧的量的累計(jì)值，所述控制裝置，在判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)，與未判定為所述下 游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常時(shí)相比，在所述累計(jì)氧過剩量比所述累計(jì)氧不足量少的情況 下減小使所述學(xué)習(xí)值變化的量相對于所述累計(jì)氧過剩量與所述累計(jì)氧不足量之差的比例。9.根據(jù)權(quán)利要求1至8中任一項(xiàng)所述的內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化裝置，所述控制裝置，進(jìn)行反饋控制以使得流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比成為目 標(biāo)空燃比，在所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比成為了比理論空燃比濃的預(yù)定的濃判定空 燃比以下時(shí)，將所述目標(biāo)空燃比從濃空燃比切換為稀空燃比，并且，在所述排氣凈化催化劑 的氧吸藏量成為了比最大可吸藏量少的預(yù)定的切換基準(zhǔn)吸藏量以上時(shí)，將所述目標(biāo)空燃比 從稀空燃比切換為濃空燃比。10.—種用于內(nèi)燃機(jī)的排氣凈化方法，排氣凈化催化劑設(shè)置于內(nèi)燃機(jī)的排氣通路，下游側(cè)空燃比傳感器在所述排氣凈化催化 劑的排氣流動(dòng)方向下游側(cè)設(shè)置于所述排氣通路，控制裝置進(jìn)行流入所述排氣凈化催化劑的 排氣的空燃比的控制和所述下游側(cè)空燃比傳感器的異常診斷，所述控制裝置，a)進(jìn)行如下的空燃比濃化控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比 理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比 稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此 前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，b)在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了 比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向稀側(cè)變化了 的情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常；或者，a)進(jìn)行如下的空燃比濃化控制:在流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比被設(shè)為比 理論空燃比濃的濃空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比維持在比理論空燃比 稀的稀判定空燃比以上的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成比此 前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比，b)進(jìn)行如下的空燃比稀化控制:在通過所述空燃比濃化控制使流入所述排氣凈化催化 劑的排氣的空燃比變化成了比此前的空燃比靠濃側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器 的輸出空燃比向稀側(cè)變化了的情況下，使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成 比理論空燃比濃且比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比，c)在通過所述空燃比稀化控制使流入所述排氣凈化催化劑的排氣的空燃比變化成了 比此前的空燃比靠稀側(cè)的空燃比時(shí)所述下游側(cè)空燃比傳感器的輸出空燃比向濃側(cè)變化了 的情況下，判定為所述下游側(cè)空燃比傳感器產(chǎn)生了異常。
【文檔編號】F02D41/14GK106014659SQ201610180581
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年3月28日
【發(fā)明人】岡崎俊太郎, 鈴木健士, 宮本寬史, 三好悠司
【申請人】豐田自動(dòng)車株式會(huì)社