CN101548087A - 空燃比控制装置 - Google Patents

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Abstract

提供一种内燃机的空燃比控制装置。该控制装置具备：学习部、修正部及禁止部。学习部，在执行条件成立的情况下，进气门的提升量处于上述执行条件未成立的情况下所使用的第一提升量区域时、和处于只在上述执行条件成立的情况下所使用的第二提升量区域时，分别将修正量与其基准值之间的恒定的偏差量作为偏差量学习值来学习。学习部，基于偏差量学习值求出偏差量与提升量的关系，并存储该关系。修正部，基于提升量，并根据上述存储的关系求出偏差量修正值，并且使用该偏差量修正值来修正燃料喷射量指令值。禁止部，在提升量处于第一提升量区域时的偏差量的学习完毕的履历不存在时，禁止提升量从第一提升量区域向另一提升量区域转移。

Description

空燃比控制装置
技术领域
本发明涉及一种适用于具备变更进气门的提升量的提升量变更机构的内燃机的、执行空燃比控制的空燃比控制装置。
背景技术
通常，在内燃机中，由设置于其排气通路的排气净化用催化剂进行排气成分的净化。该排气净化催化剂进行的排气成分的净化，在内燃机中所燃烧的混合气的空燃比在预定范围内的情况下能有效地进行。因此，在排气通路上设置输出与排气的氧气浓度对应的信号的传感器，并基于来自该传感器的输出信号检测混合气的实际空燃比，以被检测的实际空燃比成为目标空燃比的方式进行反馈控制燃料喷射量的空燃比控制。
该反馈控制，在内燃机的运行开始后，例如在该内燃机的温度足够高等这类预定的条件成立的情况下执行。在该执行条件未成立的情况下，不是根据来自传感器的输出信号，而是基于内燃机的运行状态执行预测控制，来调节燃料喷射量。
在专利文献1中，公开有适用于具备变更进气门的提升量(详细而言，为最大提升量)的提升量变更机构的内燃机的装置。在这样的装置中，以使得所期望的提升量与实际的提升量一致的方式控制提升量变更机构。由此开闭进气门，使得进气门的提升量成为适应每个时刻的内燃机运行状态的值。
然而，由于安装误差等引起进气门的提升量随每个内燃机而多少有所不同。因此内燃机中的进气通路和燃烧室的连通部分的通路面积与其基准面积多少有所不同。另外当伴随内燃机的运行而在进气门上附着有沉积物时，则上述通路面积发生变化，使该通路面积与其基准面积的差异增大。通路面积相对基准面积的差异，是降低进气量的调节精度，即，降低混合气的空燃比的调节精度的一个原因。在执行上述的反馈控制的内燃机中，基本上是通过该反馈控制，来补偿由上述通路面积相对基准面积的差异而引起的空燃比的变化量，从而避免空燃比的调节精度的降低。
然而，在设定了提升量变更机构的内燃机中，在上述通路面积与其基准面积不同的情况下，由该不同引起的空燃比的变化量，因该提升量变更机构的动作状态而不同。因此，在提升量变更机构的动作状态频繁地变更，以使其成为与每个时刻的内燃机运行状态相称的情况下，随着该变更上述空燃比的变化量也频繁地变化。如上述专利文献1的装置那样，在只基于传感器的信号执行反馈控制的情况下，可以追随以高频率进行的提升量变更机构的动作状态的变更。其结果，有可能不能够准确地补偿伴随提升量变更机构的动作状态的变更的空燃比的变化量。
特别是，由于在上述执行条件未成立的情况下不执行反馈控制，因此在通过上述预测控制所调节的燃料喷射量为从与上述通路面积对应的量偏离的量的情况下，则实际空燃比成为偏离目标空燃比的状态，因此排气性状经常变差。
这样的排气性状的恶化，能够通过以下的学习处理来抑制。即，在执行反馈控制时，将在执行条件未成立的情况下所使用的提升量区域中所设定的修正量与其基准值的恒定的偏差量(stationary difference amount)作为学习值来学习。而且在未执行反馈控制时，执行基于上述学习值的预测控制。
然而，在由于蓄电池交换等而将学习值复位(reset)为不起作用时，则在其后直到经过学习值被更新为合适的值为止的长期过程中，排气性状持续呈恶化的状态。
专利文献1：日本特开2001-263015号公报
发明内容
本发明的目的在于，提供一种能够在具备提升量变更机构的内燃机中，将混合气的空燃比控制为高精度的期望值的空燃比控制装置。
为了实现上述目的，按照本发明的方式提供内燃机的空燃比控制装置。上述内燃机具有：变更进气门的提升量的提升量变更机构和输出与排气的氧气浓度对应的信号的传感器。上述控制装置，在内燃机的运行开始后，在执行条件未成立的情况下，通过基于内燃机的运行状态的预测控制，来设定燃料喷射量指令值。上述控制装置，在上述执行条件成立的情况下，通过使用基于上述传感器的输出值计算出的修正量的反馈控制，来设定上述燃料喷射量指令值。上述控制装置具备：学习部、修正部和禁止部。学习部，在上述执行条件成立的情况下，在上述提升量处于上述执行条件未成立的情况下所使用的第一提升量区域时、和处于只在上述执行条件成立的情况下所使用的第二提升量区域时，分别将上述修正量与其基准值之间的恒定的偏差量作为偏差量学习值来学习。上述学习部，基于上述偏差量学习值求出上述偏差量与上述提升量的关系，并将该关系进行存储。修正部，基于提升量，并根据上述存储的关系求出偏差量修正值，并且使用该偏差量修正值来修正上述燃料喷射量指令值。禁止部，在上述提升量处于上述第一提升量区域时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在时，禁止上述提升量从上述第一提升量区域向另一提升量区域转移(改变)。
附图说明
图1是本发明的第一实施方式涉及的空燃比控制装置的简要结构图；
图2是表示基于提升量变更机构的动作的进气门的提升量的位移(变位)的曲线图；
图3是表示排气通路中的空燃比传感器及氧气传感器的位置的图；
图4是表示第一实施方式涉及的燃料喷射控制处理的流程图；
图5是表示第一实施方式涉及的燃料喷射控制处理的流程图；
图6是表示进气门的提升量与连通部分的通路面积的关系的曲线图；
图7是表示进气门的提升量与空燃比的变化量的关系的曲线图；
图8是表示第一实施方式涉及的学习处理的流程图；
图9是表示排气净化催化剂的劣化程度与偏差的关系的简图；
图10是表示排气净化催化剂的劣化程度与偏差的平滑化(なまし)系数的关系的简图；
图11是表示第一实施方式涉及的进气门的提升量与偏差量修正值的关系的曲线图；
图12表示每个气缸的排气向空燃比传感器的抵接程度与排气性状的简图；
图13是表示第一实施方式涉及的限制转移处理的流程图；
图14是表示限制转移处理的一例的时序图；
图15是表示本发明的第二实施方式涉及的进气门的提升量与偏差量学习值的关系的曲线图；
图16是表示第二实施方式涉及的学习处理的流程图；
图17是表示本发明的另一实施方式中的进气门的提升量与偏差量修正值的关系的曲线图；
图18是表示本发明的另一实施方式中的进气门的提升量与偏差量修正值的关系的曲线图。
具体实施方式
以下，对于将本发明具体化的第一实施方式进行说明。
图1表示本实施例涉及的空燃比控制装置的概略构成。
如图1所示，在内燃机10的进气通路12上设置有节气门14。在节气门14上，连结有节气门电动机16。通过该节气门电动机16的驱动控制来调节节气门14的开度(节气门开度TA)，由此来调节通过进气通路12进入燃烧室18内的空气量。另外，在上述进气通路12上设置燃料喷射阀20。该燃料喷射阀20将燃料喷射到进气通路12内。此外，在内燃机10的排气通路28上设置有排气净化催化剂34。
在内燃机10的燃烧室18内，对于由进入(吸入)空气和喷射燃料组成的混合气，由火花塞22进行点火。通过该点火动作来燃烧混合气使活塞24往返移动，从而使曲轴26旋转。而且，燃烧后的混合气作为排气从燃烧室18被排送到排气通路28，该排气在经过上述排气净化催化剂34被净化后向该排气通路28外放出。此外，在图1中，表示了设置在内燃机10中的多个气缸中的一个。
在内燃机10中，进气通路12与燃烧室18之间通过进气门30的开闭动作而连通或阻断。进气门30随着曲轴26的旋转所传递的进气凸轮轴32的旋转而进行开闭动作。在进气门30和进气凸轮轴32之间设置有提升量变更机构42。该提升量变更机构42，根据内燃机运行条件来变更进气门30的提升量VL(详细而言，是最大提升量)，并通过电动机等致动器44动作。如图2所示，通过该提升量变更机构42的动作，进气门30的提升量VL与开阀期间，即与提升作用角同步变化，例如提升作用角越小则提升量VL也越小。
本实施方式的装置，具备用于检测如图1所示内燃机10的运行状态的各种传感器。这样的各种传感器，例如包括：用于检测曲轴26的转速(内燃机转速NE)的曲轴传感器52、用于检测经过进气通路12的进入空气量(通路进气量GA)的进气量传感器54、用于检测加速踏板36的踏入量AC的加速踏板踏入量传感器56。另外，各种传感器还包括：用于检测节气门开度TA的节气门传感器58、用于检测进气门30的提升量VL(准确地说，是提升量变更机构42的动作量)的提升量传感器60、用于检测内燃机冷却水的温度(冷却水温度THW)的温度传感器62。此外各种传感器还包括空燃比传感器64，其在相比排气通路28中的上述排气净化催化剂34位于排气流动方向的上游部分，详细而言，设置于排气歧管，输出与排气的氧气浓度对应的信号。此外，各种传感器还包括氧气传感器66，其设置在排气通路28中相比上述排气净化催化剂34位于排气流动方向的下游侧，输出与排气的氧气浓度对应的信号。
此外如图3所示，内燃机10是具有第一～第四气缸#1、#2、#3、#4的装置，上述空燃比传感器64，是在从这些气缸#1～#4延伸的排气通路28合流的部分，具体而言是在排气歧管上设置一个。
上述空燃比传感器64，是公知的界限电流式(限界電流式)氧气传感器。该界限电流式氧气传感器，是通过在浓差电池式(濃淡電池式)氧气传感器的检测部具备被称为扩散控制层(拡散律速層)的陶瓷层，而输出与排气中的氧气对应的电流的传感器。在与排气中的氧气浓度密切相关的混合气的空燃比为理论空燃比的情况下，从空燃比传感器64输出的电流为“0”。另外，混合气的空燃比越浓稠(浓，rich)则输出电流越向负方向增大，该空燃比越稀薄(稀，lean)则输出电流越向正方向增大。因此，基于来自该空燃比传感器64的输出信号，就能够对混合气的空燃比检测其稀薄程度和浓稠程度。
氧气传感器66，是公知的浓差电池式的氧气传感器。该氧气传感器66，在排气的氧气浓度为混合气的空燃比浓于理论空燃比时的浓度的情况下，输出1伏左右的电压，为混合气的空燃比稀薄于理论空燃比时的浓度的情况下，输出0伏左右的电压。来自氧气传感器66的输出电压，在排气的氧气浓度为混合气的空燃比接近理论空燃比时的浓度时产生较大的变化。因此，基于这样的氧气传感器66的输出信号，就能够检测位于排气净化催化剂34下游的排气是与稀混合气对应的性状，还是与浓混合气对应的性状。
该氧气传感器66，为了监视在排气净化催化剂34的排气净化作用的状态而设置在该排气净化催化剂34的下游侧。即，当促进利用排气净化催化剂34的还原作用而向排气中放出氧气时，则来自氧气传感器66的输出信号成为与稀混合气对应的值。在促进利用排气净化催化剂34的氧化作用而消耗排气中的氧气时，则来自氧气传感器66的输出信号成为与浓混合气对应的值。基于这样的氧气传感器66的检测结果来监视排气净化作用的状态。
本实施方式的装置，具备例如具有微计算机所构成的电子控制装置50。该电子控制装置50，读取各种传感器的检测信号并且进行各种运算，并基于其运算结果，执行节气门电动机16的驱动控制(节气门控制)、燃料喷射阀20的驱动控制(燃料喷射控制)、致动器44的驱动控制(提升量变更控制)等各种控制。
在本实施方式中，通过节气门控制和提升量变更控制的协作，以如下方式来调节进入到燃烧室18内的进气量(缸内进气量)。即，基于上述加速踏板36的踏入量AC和内燃机转速NE，计算出对缸内进气量的控制目标值(目标缸内进气量Tga)，并以使该目标缸内进气量Tga与实际的缸内进气量一致的方式，执行节气门控制及提升量变更控制。
另外，在执行该节气门控制及提升量变更控制时，在内燃机10的预热未结束时(具体而言，冷却水温度THW<预定温度)，提升量VL被以大提升量侧的控制界限提升量(上限提升量VLmax)固定，并且变更节气门开度TA来调节缸内进气量。
在结束了内燃机10的预热后(具体而言，冷却水温度≥预定温度)，将节气门开度TA及提升量VL一起变更来调节缸内进气量。在此，通过变更进气门的提升量来调节进气量的内燃机，与只通过变更进气门的开度来调节进气量的内燃机相比，能够谋求在所需进气量较少时的泵送损失(pumping loss)的降低，并能够降低相应的燃料消耗量。根据该观点，在本实施方式中，在结束了内燃机10的预热时，基本上是适合该内燃机10的运行状态的缸内进气量(后述的推定缸内进气量Vga)越少，则进气门30的提升量VL及节气门开度TA设定得越小。
另外在本实施方式中，通过燃料喷射控制，根据上述推定缸内进气量Vga来调节燃料喷射量。以下，对该燃料喷射控制进行说明。
图4及图5都是表示燃料喷射控制涉及的处理的具体顺序的流程图，该流程所表示的一系列的处理每隔预定周期，由电子控制装置50来执行。
如图4所示，首先，基于通路进气量GA等计算出上述推定缸内进气量Vga，并且基于该推定缸内进气量Vga计算出基本喷射量Qbse(步骤S101)。该基本喷射量Qbse是相当于燃料喷射控制中的预测控制量的值，作为基本喷射量Qbse，对上述推定缸内进气量Vga，计算出在燃烧室18燃烧的混合气的空燃比成为理论空燃比的燃料喷射量。
基于提升量VL计算出偏差量修正值Kvla(步骤S102)。对该偏差量修正值Kvla的具体的计算方式，和计算出该偏差量修正值Kvla的作用在后面进行叙述。
接下来，判断主反馈(main feedback)控制(基于上述空燃比传感器64的输出值的燃料喷射量指令值的反馈控制)的执行条件是否成立(步骤S103)。在此，具有共同满足以下各条件的状态，被判断为上述执行条件成立。
·内燃机10的预热结束。
·空燃比传感器64充分活性化(激活)。
在上述执行条件未成立的情况下(在步骤S103中为否)，将偏差量修正值Kvla与上述基本喷射量Qbse相加得到的值(＝Qbse+Kvla)作为燃料喷射量指令值(目标喷射量Tq)(步骤S104)，之后，本处理暂时结束。在这种情况下通过基于内燃机运行状态的预测控制，来设定目标喷射量Tq。而且为了喷射与该目标喷射量Tq相等量的燃料，通过驱动燃料喷射阀20，就能够使混合气的空燃比接近理论空燃比。
在上述执行条件成立的情况下(在步骤S103中为是)，由上述空燃比传感器64检测混合气的实际空燃比，并基于该实际空燃比与目标空燃比(在此为理论空燃比)的偏差计算出基本修正量α(步骤S105)。作为该基本修正量α，上述偏差越大则计算出越多的量。
在由空燃比传感器64检测的空燃比为稀时(在步骤S106中为是)，上述基本修正量α被设定为主反馈修正量MFB(步骤S107)。在由空燃比传感器64检测的空燃比为浓时(在步骤S106中为否)，则将上述基本修正量α乘以“-1.0”的值(-α)设定为主反馈修正量MFB(步骤S108)。
在设定了主反馈修正量MFB后，如图5所示，判断副反馈(sub-feedback)控制(基于上述氧气传感器66的输出值的目标喷射量Tq的反馈控制)的执行条件是否成立(步骤S109)。在此，具有共同满足以下各条件的状态，被判断为上述执行条件成立。
·排气净化催化剂34充分活性化。
·氧气传感器66充分活性化。
而且，在上述执行条件未成立的情况下(在步骤S109中为否)，在将偏差量修正值Kvla和主反馈修正量MFB与基本喷射量Qbse相加得到的值计算为目标喷射量Tq(＝Qbse+Kvla+MFB)之后(步骤S110)，本处理暂时结束。在这种情况下通过预测控制及主反馈控制，来设定目标喷射量Tq。
上述排气净化催化剂34，具有在以接近理论空燃比进行燃烧的状态中将排气中的HC和CO氧化，并且还原该排气中的NOx来净化排气的作用。上述排气净化催化剂34，特别是在混合气的空燃比为接近理论空燃比的比率的狭窄的范围内(窗口，window)内，能有效地净化排气中的全部主要有害成分(HC、CO、NOx)。因此为了有效地发挥排气净化催化剂34的作用，就应该使混合气的空燃比与上述窗口的中心一致，因此必须严密地调节该空燃比。此时(在步骤S109中为否)，通过主反馈控制来调节燃料喷射量，使得实际空燃比与目标空燃比一致。
在上述执行条件成立的情况下(在步骤S109中为是)，基于由上述氧气传感器66检测的排气的实际氧气浓度与基准浓度(混合气的空燃比为理论空燃比时的浓度，氧气传感器64的输出电压为0.5伏时的浓度)的偏差，计算出基本修正量β(步骤S111)。上述偏差越大，则该基本修正量β越大。
而且，在氧气传感器66的输出信号为表示稀的值时(在步骤S112中为是)，将基本修正量β与所存储的副反馈修正量SFB相加得到的值(SFB+β)设定为新的副反馈修正量SFB(步骤S113)。在氧气传感器66的输出信号为表示浓的值时(在步骤S112中为否)，则将从存储的副反馈修正量SFB减去基本修正量β得到的值(SFB-β)设定为新的副反馈修正量SFB(步骤S114)。
这样设定了副反馈修正量SFB后，将偏差量修正值Kvla、主反馈修正量MFB及副反馈修正量SFB与基本喷射量Qbse相加得到的值计算为目标喷射量Tq(＝Qbse+Kvla+MFB+SFB)(步骤S115)。因此，在这种情况下(在步骤S109中为是)，通过预测控制、主反馈控制及副反馈控制来设定目标喷射量Tq。由此，除了通过主反馈控制来调节燃料喷射量使得实际空燃比与目标空燃比一致以外，还通过副反馈控制并根据排气净化催化剂34的实际净化状态来调节燃料喷射量，从而恰当地发挥该排气净化催化剂34的净化作用。
之后，在执行了后述的学习处理后(步骤S116)，本处理暂时结束。
另外，上述学习处理，是由于以下的理由而执行的。
内燃机10，由于提升量变更机构42的个体差异和经时劣化(老化)、装配误差、或附着于进气门30的沉积物等，引起进气通路12及燃料室18的连通部分的通路面积与其基准面积不同。因此即使在相同的状态下调节进气门30的提升量VL，实际缸内进气量也与上述通路面积与其基准面积相等时的缸内进气量不一致。在本实施方式中，基本上将这样的由于通路面积的不同而引起的缸内进气量的变化量，通过上述的空燃比的调节来补偿。
在此，在上述通路面积与基准面积不同的情况下，由于该不同而引起的缸内进气量的变化量，根据提升量变更机构42的动作状态(提升量VL)的不同而有较大的不同。以下，说明其理由。
图6表示进气门30的提升量VL与上述通路面积的关系。在图6中，实线表示上述通路面积与基准面积一致的状态，即表示在基准状态下的提升量VL与上述通路面积的关系的一例。在图6中，点划线表示上述通路面积小于其基准面积的情况下的提升量VL与上述通路面积的关系的一例，双点划线表示上述通路面积大于其基准面积大的情况下的提升量VL与上述通路面积的关系的一例。
在本实施例中，由于通过进气门30的提升量VL的变更来调节缸内进气量，因此例如在其怠速运行时等，在内燃机10低负荷运行时将提升量VL设定得较小，使上述通路面积变得极小。从图6中可知，将这样的提升量VL设定得越小，则上述通路面积与其基准面积之差ΔS占通路面积整体的比例越大。因此，在上述通路面积与基准面积不同的情况下，进气门30的提升量VL越小时，其影响表现得越大。具体而言，由于进气门30的提升量VL越小时则缸内进气量变化程度越大，如图7所示，在上述通路面积小时(该图中的点划线)以及该通路面积大时(该图中的双点划线)的任意的情况下，上述空燃比的变化量都增大。
在本实施方式中，由于进气门30的提升量VL根据各个时刻的内燃机的运行状态而频繁地变更，因此伴随其变更，上述空燃比的变化量也频繁地变化。因此即使只执行基于主反馈修正量MFB的主反馈控制、基于副反馈修正量SFB的副反馈控制，也不能追随高频率的空燃比变化量的变化，因此有不能够准确地补偿该变化量的可能。
因此在本实施方式中，通过上述学习处理(图5的步骤S116)，来学习上述副反馈修正量SFB从基准值(具体而言为“0”)的恒定(稳定)的偏差量与进气门30的提升量VL的关系。而且，根据该学习的关系基于提升量VL计算出偏差量修正值Kvla(图4的步骤S102)，并且利用该偏差量修正值Kvla来修正目标喷射量Tq(步骤S104、图5的步骤S110、S115)。在本实施方式中，该学习处理相当于由学习部执行的处理，图4的步骤S102、S104的处理及图5的步骤S110、S115的处理相当于由修正部执行的处理。
以下，对上述学习处理进行具体地说明。
图8是表示学习处理的具体的顺序的流程图，该流程图所表示的一系列的处理，是每隔预定周期由电子控制装置50来执行。
如该图8表示，首先，判断学习条件是否成立(步骤S201)。在此，以不进行急加速或急减速，且稳定的内燃机运行状态在预定期间持续进行的情况，判断为学习条件成立。
在学习条件成立的情况下(在步骤S201中为是)，判断学习完毕标志(flag)是否被设定为接通状态(ON)(步骤S202)。在本处理中，在进气门30的提升量VL为大提升量侧的控制界限提升量(上限提升量VLmax)时和为小提升量侧的控制界限提升量(下限提升量VLmin)时，执行上述偏差量的学习。上述学习完毕标志，在为上限提升量VLmax时的上述偏差量的学习结束时被设为接通。学习完毕标志，在例如由于电池的交换、电线的瞬时断电(瞬断)而引起向电子控制装置50的电力供应暂时停止时等，在将存储于电子控制装置50的各值复位为初始值时，与此一起被设定为断开(OFF)。在本实施方式中，上限提升量VLmax相当于第一提升量区域及第一特定提升量，下限提升量VLmin相当于第二提升量区域及第二特定提升量。
在学习完毕标志被设定为接通的情况下(在步骤S202中为是)，将预定周期A1设定为执行上述偏差量的学习的执行周期A，并且将预定值N1设定为确定该学习中的学习值的变化速度的系数(平滑化系数N)(步骤S203)。另外在本实施方式中，基于实验结果等预先求出并存储能够谋求兼顾避免错误的学习和学习提前结束的预定周期A1(例如，燃料喷射次数＝1000次)、预定值N1(例如，为“10”)。另外在本实施方式中，将大于“1.0”的正数设定为上述平滑化系数N。
在学习完毕标志被设定为断开的情况下(在步骤S202中为否)，基于副反馈修正量SFB与其基准值(具体而言，是“0”)之差ΔSFB(副反馈修正量SFB的绝对值)、以及排气净化催化剂34的劣化程度，来设定上述执行周期A及上述平滑化系数N(步骤S204)。在本实施方式中，该步骤S204的处理相当于由设定部执行的处理。
如图9所示，上述差ΔSFB、排气净化催化剂34的劣化程度越大，则设定执行周期A为越短的期间。另外，将短于上述预定周期A1的周期设定为此时的执行周期A。如图10所示，上述差ΔSFB、排气净化催化剂34的劣化程度越大，则设定平滑化系数N为越小的值。另外将小于上述预定值N1的值，设定为此时的上述的平滑化系数N。
在本处理中，通过这样设定执行周期A和平滑化系数N，在学习完毕标志被设定为断开时，与将该标志被设定为接通时相比较，将为上限提升量VLmax时的偏差量学习值GKlg的变化速度设定得较高。
在本实施方式中，着眼于排气净化催化剂34的劣化越严重则能够吸藏的氧气量越少，检测排气净化催化剂34的氧气吸藏量，并且判断为该氧气吸藏量越少时排气净化催化剂34的劣化程度越大。
排气净化催化剂34的氧气吸藏量，具体而言，在主反馈控制及副反馈控制的执行中，是以内燃机10在较高负荷的稳定的状态下运行(例如，通路进气量GA处于预定范围内的状态在预定期间持续进行)为条件通过执行以下的处理，来检测、存储排气净化催化剂34的氧气吸藏量。即，首先，空燃比传感器64及氧气传感器66的输出信号，均以从与稀相当的值转变到与浓相当的值(或从与浓相当的值转变到与稀相当的值)的方式，使目标喷射量Tq进行预定量增量(或减量)。而且，检测从空燃比传感器64的输出信号转变，到氧气传感器66的输出信号转变为止所需的时间，该时间越长时则检测出排气净化催化剂34的氧气吸藏量为越少量。
在根据上述那样的学习完毕标志的操作状态设定了执行周期A和平滑化系数N后，以在每个上述执行周期A的学习时刻为条件(在图8的步骤S205中为是)，执行学习上述偏差量的处理(步骤S206～S213)。
详细而言，在进气门30的提升量VL为上限提升量VLmax时(在步骤S206中为是)，基于所存储的偏差量学习值GKlg、副反馈修正量SFB以及上述平滑化系数N，从以下的关系式中计算出偏差量学习值GKlg(步骤S207)。
GKlg←{(N—1)GKlg+SFB}/N
另外，与这样计算出偏差量学习值GKlg一起，还将从副反馈修正量SFB中减去：这次计算出的偏差量学习值GKlg(i)与上次执行本处理时计算出的偏差量学习值GKlg(i-1)之差{GKlg(i)-GKlg(i-1)}所得到的值，设定为新的副反馈修正量SFB(步骤S208)。
此外，在所述学习完毕标志被设定为断开的状态下，执行了预定次数的偏差量学习值GKlg的学习的情况下(在步骤S209中为是)，上述学习完毕标志被设定为接通(步骤S210)，之后判断为存在作为上限提升量VLmax时的上述偏差量的学习完毕的履历。在偏差量学习值GKlg的学习次数不足预定次数的情况下(在步骤S209中为否)，则将学习完毕标志保持在断开的状态(跳过步骤S210的处理)，并判断为不存在作为该偏差量学习值GKlg时的上述偏差量的学习完毕的履历。
在进气门30的提升量VL为下限提升量VLmin时(在步骤S206中为否，并且在步骤S211中为是)，基于所存储的偏差量学习值GKsm、副反馈修正量SFB以及上述平滑化系数N，从以下关系式计算出偏差量学习值GKsm(步骤S212)。
GKsm←{(N—1)GKsm+SFB}/N
另外，与这样计算出偏差量学习值GKsm一起，还将从副反馈修正量SFB减去这次计算出的偏差量学习值GKsm(i)与上次执行本处理时计算出的偏差量学习值GKsm(i-1)之差{GKsm(i)-GKsm(i-1)}所得到的值，设定为新的副反馈修正量SFB(步骤S213)。
在进气门30的提升量VL既非上限提升量VLmax也非下限提升量VLmin时(在步骤S206中为否，并且在步骤S211中为否)，则不执行步骤S207～S213的处理。即，不执行偏差量学习值GKlg、偏差量学习值GKsm的学习。
另外，在学习条件未成立的情况下(在步骤S201中为否)、或不是学习时刻的情况下(在步骤S205中为否)，也不执行偏差量学习值GKlg和偏差量学习值GKsm的学习。
计算出上述的偏差量修正值Kvla的处理(图4的步骤S102)，是基于通过上述学习处理所学习的偏差量学习值GKlg及偏差量学习值GKsm，以如下的方式执行。
图11，表示进气门30的提升量VL、偏差量学习值GKlg、偏差量学习值GKsm以及偏差量修正值Kvla的关系的一例。如该图11所示，基本上是提升量VL越小，则偏差量修正值Kvla越大。偏差量修正值Kvla，具体而言是以如下方式计算。
·在提升量VL为下限提升量VLmin时(VL＝VLmin)，将偏差量学习值GKsm计算为偏差量修正值Kvla。
·提升量VL在小于上限提升量VLmax而大于下限提升量VLmin的区域中时(VLmin<VL<VLmax)，基于上限提升量VLmax及下限提升量VLmin与提升量VL的关系，根据偏差量学习值GKlg及偏差量学习值GKsm进行插值，计算出偏差量修正值Kvla。作为该偏差量修正值Kvla，具体而言，是通过预先设定的换算系数K1来计算出满足以下关系式的值。另外作为换算系数K1，根据提升量VL而设定为“1.0”以下的正数。
Kvla＝GKlg+{(GKsm—GKlg)
×K1(VL—VLmax)/(VLmin—VLmax)}
·在提升量VL为上限提升量VLmax时(VL＝VLmax)，将偏差量学习值GKlg计算为偏差量修正值Kvla。
以下，对本实施方式的燃料喷射控制处理进行说明。
在本实施方式的燃料喷射控制处理中，偏差量修正值Kvla，是与各个时刻的进气门30的提升量VL相当(相称)的值，具体而言，提升量VL越小则偏差量修正值Kvla越大。由此，在上述连通部分的通路面积与其基准面积不同的情况下，根据提升量VL越小则副反馈修正量SFB与其基准值的恒定的偏差量越大这一倾向，计算出偏差量修正值Kvla。而且，利用这样的偏差量修正值Kvla来修正目标喷射量Tq。因此，虽然通过提升量变更控制使得进气门30的提升量VL频繁地变更，但是计算出目标喷射量Tq，使得预测出为了追随该提升量VL的变更而由该变更造成的空燃比的变化量。由此能够准确地抑制伴随提升量VL的变更而对空燃比的影响的量，且通过主反馈控制、副反馈控制或预测控制对燃料喷射量的调节，能够将混合气的空燃比高精度地控制在所期望的比率。
而且，由于副反馈修正量SFB是根据氧气传感器66的输出信号对每个计算周期增减预定量β的值，因此通过该副反馈修正量SFB的修正来增减燃料喷射量，使得混合气的空燃比成为所期望的空燃比。由此，根据排气净化催化剂34的净化作用的状态来增减燃料喷射量，从而有效地活用该净化作用。
由于本实施方式的内燃机10是多缸的内燃机，因此不能避免由于燃料喷射阀20的个体差异和附着于进气门30的沉积物等引起的、在气缸间产生混合气空燃比的偏差。另外在本实施方式中，用于检测各气缸的混合气空燃比的空燃比传感器64，是对于所有的气缸都共用的单一的传感器，因此对于该空燃比传感器64的排气抵接方式对于每个气缸是不同的。
因此，当基于这样的空燃比传感器64的输出信号来增减修正目标喷射量Tq时，上述气缸间的空燃比的偏差，会使将排气净化催化剂34上游侧的排气性状调节为与接近理论空燃比的比率对应的性状时的调节精度降低。具体而言，如图12中实线所示，在例如特定气缸(在该图表示的例中为第三气缸#3)的排气与其它气缸(第一气缸#1、第二气缸#2及第四气缸#4)的排气相比较是易于抵接空燃比传感器64的构造的内燃机中，在该特定气缸(第三气缸#3)的排气为与稀对应的性状的情况下，过度将目标喷射量Tq进行增量修正，会使混合气的空燃比的平均值变浓。另外，作为比较例，图12中的点划线，表示各气缸的排气对空燃比传感器64的抵接方式一致时的、各气缸排气的抵接程度和混合气的空燃比。
因此本实施方式涉及的装置，设置在排气净化催化剂34下游侧的氧气传感器66的输出值与其基准值(与混合气的空燃比为理论空燃比时的排气氧气浓度对应的值)之差，进而伴随上述提升量VL的变更的空燃比的变化量易于增大。根据本实施方式，是适用于这样的多气缸的内燃机10的装置，因此能够将混合气的空燃比高精度地控制到所期望的比率。
另外在上述燃料喷射控制中，作为由进气门30的提升量VL、偏差量学习值GKlg、偏差量学习值GKsm、偏差量修正值Kvla、以及换算系数K1所限定的函数，预先设定有该提升量VL越小则偏差量修正值Kvla越大的线性函数(参照图11)。以根据提升量VL为下限提升量VLmin、上限提升量VLmax时的上述恒定的偏差量，来变更上述函数的斜率的方式，学习上述进气门30的提升量和上述偏差量的关系。因此，与详细设定提升量区域并且对上述每个区域求出上述偏差量、并将其设定为偏差量学习值的构成相比较，能够以较低的学习频率跨越较宽的提升量区域来学习上述关系。
然而，在本实施方式中，在内燃机10的冷态运行时(未结束预热时)，主反馈控制及副反馈控制不一起执行，而是将通过偏差量修正值Kvla修正了基本喷射量Qbse的值，作为上述目标喷射量Tq计算出，执行基于目标喷射量Tq的预测控制。这样通过利用偏差量修正值Kvla来修正基本喷射量Qbse，即使基本喷射量Qbse成为偏离与上述通路面积相当的燃料喷射量的量时，在执行预测控制时实际空燃比为偏离目标空燃比的状态，因此能够抑制排气性状经常变差这类缺陷的产生。
然而，通过由蓄电池交换等将偏差量学习值GKlg、GKsm初始化而将上述那样所学习的关系复位成不起作用时，在起动内燃机10时，开始执行之后的主反馈控制和副反馈控制，在进而学习上述关系而到成为适当的关系为止的长期过程中，不能抑制上述缺陷的产生。
因此在本实施方式中，在为预测控制执行时所使用的提升量(上限提升量VLmax)时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在时，禁止将进气门30的提升量VL从上限提升量VLmax转移到其它的提升量。
图13是表示限制这样的提升量VL转移的处理(限制转移处理)的流程图。图13表示的一系列处理，对提升量变更控制涉及的处理所包含的每个预定周期，由电子控制装置50来执行。在本实施方式中，该限制转移处理相当于由禁止部执行的处理。
如图13所示，在该处理中，在学习完毕标志被设定为断开时(在步骤S301中为否)，进气门30的提升量VL被固定在上限提升量VLmax(步骤S302)。而且，之后反复执行本处理，当学习完毕标志被设定为接通时(在步骤S301中为是)，则容许进气门30的提升量VL向上限提升量VLmax以外的提升量转移(步骤S302)。
以下，对这样的限制转移处理进行说明。
图14，表示在由于蓄电池交换等而将上述所学习的关系复位成不起作用的状况下，内燃机10在冷态起动时的限制转移处理的实施方式的一例。
如图14所示，在时刻t1内燃机启动时，由于此时冷却水温度THW(图14(a))较低，因此进气门30的提升量VL(图14(b))被设定为上限提升量VLmax。
在之后的时刻t2，冷却水温度THW成为预定温度以上，主反馈控制和副反馈控制的执行条件(图14(c))成立，从而开始执行该主反馈控制和副反馈控制。由于此时学习完毕标志(图14(c))被设定为断开，因此作为上限提升量VLmax时的上述偏差量的学习未完毕，禁止向上限提升量VLmax以外的提升量转移，将进气门30的提升量VL保持为上限提升量VLmax的状态。
在此，在不执行限制转移处理的比较例的装置中(在该图中以点划线表示)，当冷却水温度THW变为预定温度以上、主反馈控制和副反馈控制的执行条件成立时，与此相应地将提升量VL变更为与内燃机10的运行状态相当的提升量(在本例中，为下限提升量VLmin)。而且，在该比较例的装置中，只有在内燃机10的高负荷运行时等的提升量VL为上限提升量VLmax的非常有限的机会中，执行上述上限提升量VLmax时的偏差量(具体而言，为偏差量学习值GKlg)的学习，因此到该学习完毕为止需要花费很长的期间。
与此相对，在本实施方式的装置中，在这种情况下通过将进气门30的提升量VL固定在上限提升量VLmax，就能够最优先执行上限提升量VLmax时的上述偏差量(具体而言，为偏差量学习值GKlg)的学习。
而且，在其后的时刻t3，当结束偏差量学习值GKlg的学习，学习完毕标志被设定为接通时，进气门30的提升量VL变更为与内燃机10的运行状态相当的提升量(在本例中，为下限提升量VLmin)。
在本实施方式中，在上述学习了的关系被复位为不起作用的情况下，在紧随后的内燃机的运行时，最优先执行上限提升量VLmax时的偏差量的学习并结束学习。因此，能够抑制在结束该偏差量的学习之前由于停止内燃机的运行而引起的上述缺陷的产生。另外在本实施方式中，在学习偏差量学习值GKlg的次数不足预定次数的情况下，判断为上限提升量VLmax时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在。由此，在慢慢地变化的偏差量学习值GKlg成为与上述偏差量一致为止反复进行该偏差量学习的期间，即，当内燃机10停止时在下次运行中执行预测控制时，排气性状有可能经常处于恶劣状态的期间，判断为上述履历不存在。
另外，在本实施方式涉及的学习处理中，当学习完毕标志被设定为断开时，与该标志被设定为接通时相比较，将上限提升量VLmax时的偏差量学习值GKlg的变化速度设定得较高。因此，能够进一步使上限提升量VLmax时的偏差量的学习提前结束，因而能够恰当地抑制上述缺陷的产生。
在此，在只提高偏差量学习值GKlg的变化速度时，偏差量学习值GKlg对偏差量的收敛性变差，因而有可能使该偏差量学习值GKlg，进而使目标喷射量Tq变得不稳定。
对于这点，在本实施方式中，在上述副反馈修正量SFB与其基准值之差ΔSFB大时，换而言之，在上述偏差量与偏差量学习值GKlg之差大时，能够使偏差量学习值GKlg较快地变化从而接近上述偏差量，因此能够谋求该偏差量的学习提前结束。而且，在上述差ΔSFB较小时，换而言之，在上述偏差量和偏差量学习值GKlg之差较小时，能够抑制偏差量学习值GKlg的变化速度，提高偏差量学习值GKlg对偏差量的收敛性，因而能够抑制目标喷射量Tq变得不稳定。
另外，如上所述排气净化催化剂34劣化越严重能够吸藏的氧气量越少。因此，排气净化催化剂34的劣化程度越小时，则流入该排气净化催化剂34的排气的氧气浓度的变化表现为氧气传感器66的输出信号的变化的时刻越容易变迟，并且上述副反馈修正量SFB的变化幅度越容易变大。因此，在排气净化催化剂34的劣化程度较小时将上述偏差量学习值GKlg的变化速度设定得较高时，则难于稳定该偏差量学习值GKlg。
对于这点，在本实施方式中，由于这样的排气净化催化剂34的劣化程度越小时，越将偏差量学习值GKlg的变化速度设定得较低，因此能够在谋求偏差量学习值GKlg稳定的同时学习上述偏差量。
根据本实施方式，能够获得以下记载的优点。
(1)通过偏差量修正值Kvla的修正来抑制由于提升量变更装置42的动作形态的不同而对空燃比的影响的量，并且通过主反馈控制、副反馈控制或预测控制对燃料喷射量的调节，能够将混合气的空燃比调节到所期望的比率。而且，在上限提升量VLmax时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在的情况下，能够抑制在结束该偏差量的学习之前停止内燃机的运行而在下次运行中执行预测控制时排气性状经常成恶劣状态这样的缺陷的产生。因此，具备提升量变更机构42的内燃机10，能够高精度地将混合气的空燃比控制到所期望的比率。
(2)在学习偏差量学习值GKlg的次数不足预定次数的情况下，将学习完毕标志保持在断开的状态，并判断为上限提升量VLmax时的上述偏差量学习完毕的履历不存在。因此，在慢慢地变化的偏差量学习值GKlg成为与上述偏差量一致为止反复进行该偏差量学习值GKlg的学习的期间，即，当内燃机10停止而在下次运行中执行预测控制时排气性状有可能经常处于恶劣状态的期间，判断为上述履历不存在。
(3)在上述履历不存在时，与该履历存在时相比较，将偏差量学习值GKlg的变化速度设定得较高。因此，在上述履历不存在时，通过使偏差量学习值GKlg快速地变化，就能够使上限提升量VLmax时的上述偏差量的学习提前结束，从而能够恰当地抑制上述缺陷的产生。
(4)副反馈修正量SFB与其基准值之差ΔSFB越大，将上述履历不存在时的偏差量学习值GKlg的变化速度设定得越高。因此，在上述差ΔSFB大时，换而言之，在上述偏差量与偏差量学习值GKlg之差大时，能够使该偏差量学习值GKlg较快速地变化而接近偏差量，因而能够谋求提前结束该偏差量的学习。而且，在上述差ΔSFB较小时，换而言之，在上述偏差量与偏差量学习值GKlg之差小时，能够抑制该偏差量学习值GKlg的变化速度，提高偏差量学习值GKlg对偏差量的收敛性，从而能够抑制目标喷射量Tq的不稳定。
(5)排气劣化程度越大，将上述履历不存在时的偏差量学习值GKlg的变化速度设定得越高。因此，能够在谋求偏差量学习值GKlg稳定的同时，学习上限提升量VLmax时的上述偏差量。
(6)分别学习并存储与上限提升量VLmax对应的偏差量学习值GKlg和与下限提升量VLmin对应的偏差量学习值GKsm，并基于上限提升量VLmax及下限提升量VLmin与提升量VL的关系，根据偏差量学习值GKlg、GKsm进行插值而计算出偏差量修正值Kvla。因此，与详细地设定提升量区域并且求出每个区域的偏差量、并以此作为学习值而设定的装置相比较，能够具有较低的学习频率跨越较宽的提升量区域来学习上述恒定的偏差量与进气门30的提升量VL的关系。
以下，对于将本发明具体化的第二实施方式，以与第一实施方式的不同点为中心进行说明。
本实施方式涉及的空燃比控制装置和第一实施方式涉及的空燃比控制装置，偏差量修正值的计算方式和学习处理的处理方式是不同的。
在本实施方式中，如图15所示，对于进气门30的提升量设定有多个学习区域(第一区域(VL>VL1)、第二区域(VL1≥VL>VL2)、第三区域(VL2≥VL>VL3)、第四区域(VL3≥VL)，每个学习区域设定有学习值GK(GK1、GK2、GK3、GK4)。另外在本实施方式中，包括上限提升量VLmax的上述第一区域相当于第一特定提升量，其它第二～第四区域相当于第二特定提升量区域。
而且，在与本实施方式涉及的燃料喷射控制处理中，在计算偏差量修正值Kvlb的处理中(与图4的步骤S102对应的处理)，基于提升量VL来选择上述多个学习区域(第一～第四领域)中的任意一个，并且将与该所选择的学习区域对应的偏差量学习值GK计算为偏差量修正值Kvlb。
另外，基于上述偏差量修正值Kvlb来执行计算上述目标喷射量Tq的处理(与图4的步骤S104对应的处理、与图5的步骤S110、S115对应的处理)。
另外，在本实施方式涉及的燃料喷射控制处理中，对于除计算那些偏差量修正值Kvlb的处理以及计算上述目标喷射量Tq的处理以外的处理，执行与第一实施方式涉及的燃料喷射控制处理相同的处理。
本实施方式涉及的学习处理，以如下方式执行。
图16，是表示学习处理的流程图，该流程图表示的一系列的处理，作为每个预定周期的处理，通过电子控制装置50来执行。在本实施方式中，该学习处理相当于由学习部执行的处理。
如图16所示，在该处理中，首先以上述学习条件成立为条件(在图8的步骤S201中为是)，根据学习完毕标志的操作状况，设定上述执行周期A和平滑化系数N(步骤S202～S204)。之后，以在上述每个执行周期A的学习时刻为条件(在步骤S205中为是)，执行学习上述偏差量的处理(图16的步骤S401～S411)。
即，首先，通过进气门30的提升量VL选择学习区域(步骤S401、S404、S407)。而且，基于作为与在此所选择的学习区域对应的值所存储的偏差量学习值GK、上述副反馈修正量SFB以及上述平滑化系数N，从以下的关系式计算出偏差量学习值GK(步骤S402、S405、S408、S410)。
GK←{(N—1)GK+SFB}/N
另外，与这样计算出偏差量学习值GK一起，还将从副反馈修正量SFB减去：这次计算出的偏差量学习值GK(i)和作为与这次的学习区域对应的值所存储的偏差量学习值GK(i-1)之差{GK(i)-GK(i-1)}所得到的值，设定为新的副反馈修正量SFB(步骤S403、S406、S409、S411)。
在进气门30的提升量VL大于预定量VL1的情况下(在步骤S401中为是)，即在作为学习区域而选择了第一学习区域的情况下，在执行了计算偏差量学习值GK1的处理(步骤S402)和设定副反馈修正量SFB的处理(步骤S403)之后，执行操作学习完毕标志的处理。具体而言，在学习完毕标志被设定为断开的状态下，在偏差量学习值GK1的学习执行了预定的次数的情况下(在步骤S412中为是)，将学习完毕标志设定为接通(步骤S413)，在学习偏差量学习值GK1的次数不足预定次数的情况下(在步骤S412中为否)，学习完毕标志保持断开的状态。在该处理后，本处理暂时结束。
在进气门30的提升量VL为预定量VL1以下时(在图16的步骤S401中为否)，在执行了计算偏差量学习值GK的处理(步骤S405、S408、S411)和设定副反馈修正量SFB的处理(步骤S406、S409、S412)之后，本处理暂时结束。
以下，对于包括这样的学习处理的本实施方式的燃料喷射控制处理进行说明。
在本实施方式的燃料喷射控制中，学习副反馈修正量SFB从其基准值的恒定的偏差量与进气门30的提升量VL的关系，并根据该学习的关系基于提升量VL计算出偏差量修正值Kvlb。具体而言，对于进气门30的提升量VL设定有第一～第四学习区域，并按照每个区域学习偏差量学习值GK(GK1～GK4)并进行存储。而且，基于提升量VL来选择第一～第四领域中的任意一个，并且将与该所选择的学习区域对应的偏差量学习值GK，计算为偏差量修正值Kvlb。
为此，作为偏差量修正值Kvlb，在上述连通部分的通路面积与其基准面积不同的情况下，提升量VL越小，算出与副反馈修正量SFB和其基准值的恒定的偏差量越大这一倾向相应的值，具体而言，提升量VL越小则计算出的值越大。从而，利用这样的偏差量修正值Kvlb来修正目标喷射量Tq。
因此，虽然通过提升量变更控制频繁地变更进气门30的提升量VL，但是，以预测出为了追随该提升量VL的变更而由该变更造成的空燃比的变化量的方式，计算出目标喷射量Tq。由此能够准确地抑制伴随提升量VL的变更而对空燃比的影响的量，且通过主反馈控制、副反馈控制或预测控制的对燃料喷射量的调节，能够将混合气的空燃比高精度地控制在所期望的比率。
接下来，对于执行上述的限制转移处理(参照图13)的作用进行说明。
通过由蓄电池交换等将偏差量学习值GK初始化而将上述那样的学习关系复位成不起作用的状况下，在冷态起动内燃机10时，由于此时的冷却水温度THW较低，因此将进气门30的提升量VL设定为上限提升量VLmax。
之后若冷却水温度THW成为预定温度以上，执行条件成立，从而开始执行主反馈控制、副反馈控制。由于此时的学习完毕标志被设定为断开，因此设对于包括上限提升量VLmax的学习区域(第一区域)的上述偏差量的学习未完毕，因而禁止向上限提升量VLmax以外的提升量转移，因此进气门30的提升量VL保持上限提升量VLmax的状态。由此，如上述的比较例的装置那样，不将进气门30的提升量VL变更为与内燃机的运行状态相当的提升量，而是被固定在上限提升量VLmax，因此最优先执行上述第一学习区域时的偏差量(具体而言，为偏差量学习值GK1)的学习。
而且，之后在结束第一学习区域中的偏差量的学习，学习完毕标志被设定为接通时，将进气门30的提升量VL变更为与内燃机10的运行状态相当的提升量。
这样在本实施方式中，在上述学习了的关系复位成不起作用的情况下，在紧随后的内燃机的运行时，最优先执行并结束上述第一学习区域时的偏差量的学习。因此，能够抑制在结束该学习之前在停止内燃机的运行而在下次运行中执行预测控制时排气性状经常处于恶劣状态这样的缺陷的产生。
根据本实施方式，按照上述(1)～(5)的优点，更详细而言可获得以下(7)～(11)记载的优点。
(7)可通过偏差量修正值Kvlb的修正来抑制由于提升量变更装置42的动作方式的不同而对空燃比的影响的量，并且可通过主反馈控制和副反馈控制或预测控制对燃料喷射量的调节，将混合气的空燃调节到所期望的比率。而且，在上述第一学习区域时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在的情况下，能够抑制在结束该偏差量的学习之前，由于停止内燃机的运行而在下次运行中执行预测控制时排气性状经常处于恶劣状态这样的缺陷的产生。因此，具备提升量变更机构42的内燃机10，能够高精度地将混合气的空燃比控制到所期望的比率。
(8)在学习偏差量学习值GK1的次数不足预定次数的情况下，将学习完毕标志保持在断开的状态，并判断为上述第一学习区域时的上述偏差量学习完毕的履历不存在。因此，在慢慢地变化的偏差量学习值GK1变为与上述偏差量一致为止的反复进行该偏差量学习的期间，即，在当内燃机10停止时在下次运行中执行预测控制时排气性状有可能经常处于恶劣状态的期间，可判断为上述履历不存在。
(9)在上述履历不存在时，与该履历存在时相比较，将第一学习区域时的偏差量学习值GK1的变化速度设定得较高。因此，在上述履历不存在时，通过使偏差量学习值GK1快速地变化，就能够使第一学习区域时的上述偏差量的学习提前结束，从而能够恰当地抑制上述缺陷的产生。
(10)副反馈修正量SFB与其基准值之差ΔSFB越大，将上述履历不存在时的偏差量学习值GK1的变化速度设定得越高。因此，在上述差ΔSFB大时，换而言之，在上述偏差量与偏差量学习值GK1之差大时，能够使该偏差量学习值GK1较快速地变化而接近于偏差量，因而能够谋求提前结束该偏差量的学习。而且，在上述差ΔSFB较小时，换而言之，在上述偏差量与偏差量学习值GK1之差小时，能够抑制该偏差量学习值GK1的变化速度，提高偏差量学习值GK1相对偏差量的收敛性，从而能够抑制目标喷射量Tq的不稳定。
(11)排气净化催化剂34的劣化程度越大，将上述履历不存在时的偏差量学习值GK1的变化速度设定得越高。因此，能够在谋求偏差量学习值GK1稳定的同时，学习第一学习区域时的上述偏差量。
另外，上述各实施方式，也可以变更为以下的方式实施。
在第一实施方式中，可以如以下的(A)、(B)记载的方式计算偏差量修正值。
(A)在图17中，表示进气门30的提升量VL和偏差量修正值Kvlc的关系的一例。如图17所示，首先对多个特定提升量(VLc1(＝VLmax)，VLc2，VLc3，...，VLcn(＝VLmin))，分别将进气门30的提升量VL为特定提升量时的上述偏差量作为偏差量学习值GKc(GKc1，GKc2，GKc3，...，GKcn)来学习。另外在图17中表示设定了8个特定提升量VLc1～VLc8的例。而且，在提升量VL为多个特定提升量中的任意一个时，将与该特定提升量对应的偏差量学习值GKc计算为偏差量修正值Kvlc。在提升量VL不是多个特定提升量中的任何一个时，基于各个时刻的提升量VL和该提升量VL两侧的特定提升量的关系，根据与这些特定提升量对应的两个偏差量学习值进行线性插值，计算出偏差量修正值Kvlc。
(B)在图18中，表示进气门30的提升量VL和偏差量修正值Kvld的关系的一例。如图18所示，首先在提升量VL为上限提升量VLmax时，将偏差量学习值GKlg计算为偏差量修正值Kvld，在提升量VL为下限提升量VLmin时，将偏差量学习值GKsm计算为偏差量修正值Kvld。在提升量VL不是上限提升量VLmax及下限提升量VLmin中的任何一个时，基于每个时刻的提升量VL、上限提升量VLmax及下限提升量VLmin的关系，根据偏差量学习值GKlg、GKsm进行线性插值，计算出偏差量修正值Kvld。
第一实施方式，对于在执行预测控制时使用上限提升量VLmax及下限提升量VLmin以外的提升量(特定提升量)的装置，即对于在执行主反馈控制、副反馈控制时的上述特定提升量的设定频率较低的装置，也能够在适当变更其构成的基础上适用。在该构成中，学习上述特定提升量时的上述偏差量，并且在该学习完毕的履历不存在时，禁止向上述特定提升量以外的提升量的变更，或提高与特定提升量对应的偏差量学习值的变化速度即可。在提升量VL大于特定提升量的区域，作为上述插值涉及的方法也可以使用外插法来计算偏离修正值。
在第一实施方式中，代替学习下限提升量VLmin时的上述偏差量，例如也可以学习略大于下限提升量VLmin的提升量等，下限提升量VLmin以外的提升量(特定提升量)时的上述偏差量。另外该构成中，在提升量VL小于上述特定提升量的区域，作为上述插值涉及的方法也可以使用外插法来计算偏离修正值。
在第一实施方式中，基于上限提升量VLmax及下限提升量VLmin和提升量VL的关系，根据各偏差量学习值GKlg、GKsm进行插值，计算出偏差量修正值。也可以作为代替的，预先设定确定提升量VL和偏差量修正值的关系的图(map)，并根据该图基于提升量VL计算出偏差量修正值。在这种情况下，根据偏差量学习值GKlg、GKsm对存储于该图的上述关系进行修正，由此能够学习上述恒定的偏差量与提升量VL的关系。
在第二实施方式中，作为学习区域可以设定5个以上的区域。另外作为学习领域也能够只设定三个区域，或者只设定两个区域。
第二实施方式，对于在执行预测控制时使用上限提升量VLmax及下限提升量VLmin以外的提升量(特定提升量)的装置，即对于在执行主反馈控制、副反馈控制时的上述特定提升量的设定频率较低的装置，也能够在适当变更其构成的基础上适用。在该构成中，在包括上述特定提升量的第一提升量区域(特定学习区域)时的上述偏差量学习完毕的履历不存在时，禁止向上述特定提升量以外的提升量的变更，或提高与特定的学习区域对应的偏差量学习值的变化速度即可。
在各实施方式中，可以省略限制转移处理。另外，优选为，在该构成中，无论上述履历的有无，均不变更下限提升量VLmin时的偏差量学习值GKsm(第一实施方式)的变化速度，和第一提升量区域(第一学习区域)以外的提升量区域时的偏差量学习值GK1(第二实施方式)的变化速度。由此，在通过执行主反馈控制和副反馈控制而存储于电子控制装置50的偏差量学习值和与实际情况相当的值之差对空燃比的影响被较小地抑制的区域，可不变更偏差量学习值的变化速度，从而能够以适于偏差量学习的变更速度适宜地进行该学习。
在各实施方式中，在学习完毕标志被设定为断开时，可以只基于上述差△SFB和排气净化催化剂34的劣化程度中的一方，设定执行周期A及平滑化系数N。
在各实施方式中，在学习完毕标志被设定为断开时，作为执行周期、平滑化系数N，可以设定一定值。在这种情况下，作为执行周期A可以设定短于上述预定周期A1的周期，作为平滑化系数N可以设定小于上述预定值N1的值。
在各实施方式中，可以省略根据学习完毕标志的操作状况设定执行周期A和平滑化系数N的处理(图8的步骤S202～S204的处理)，并且作为该执行周期A及平滑化系数N预先设定一定值。在该构成中，无论上述履历的有无，都将偏差量学习值GKlg(第一实施方式)的变化速度，或者偏差量学习值GK1(第二实施方式)的变化速度，设定为一定的速度。
在各实施方式中，可通过氧气传感器66的输出电压和基准电压的偏差较小的状态在预定期间持续，或氧气传感器66的输出电压以跨越基准电压的方式变化的次数为预定次数以上等，来判断上述偏差量学习完毕。
在各实施方式中，内燃机10的预热结束，能够通过冷却水温度THW以外的例如润滑油的温度等作为内燃机10的温度指标的温度为预定温度以上来进行判断。另外，也能以直接检测的内燃机10的温度为预定温度以上来判断预热结束。
各实施方式，对于学习主反馈修正量MFB及其基准值的恒定的偏差量和进气门30的提升量VL的关系的装置，也能够在适当变更其构成的基础上适用。在这种情况下，可以省略反馈控制涉及的处理以及氧气传感器66。
本发明，也适用于具有1～3个气缸的内燃机、具有5个以上的气缸的内燃机。

Claims (20)

1.一种控制装置，是内燃机的空燃比控制装置，上述内燃机具有：变更进气门的提升量的提升量变更机构和输出与排气的氧气浓度对应的信号的传感器，上述控制装置，在内燃机的运行开始后，在执行条件未成立的情况下，通过基于内燃机的运行状态的预测控制，来设定燃料喷射量指令值，在上述执行条件成立的情况下，通过使用基于上述传感器的输出值计算出的修正量的反馈控制，来设定上述燃料喷射量指令值，所述控制装置，具备：
学习部，该学习部，在上述执行条件成立的情况下，在上述提升量处于上述执行条件未成立的情况下所使用的第一提升量区域时，和处于只在上述执行条件成立的情况下所使用的第二提升量区域时，分别将上述修正量与其基准值之间的恒定的偏差量作为偏差量学习值来学习，该学习部，基于上述偏差量学习值求出上述偏差量与上述提升量的关系，并将该关系进行存储；
修正部，该修正部，基于上述提升量，并根据上述存储的关系求出偏差量修正值，并且使用该偏差量修正值来修正上述燃料喷射量指令值；和
禁止部，该禁止部，在上述提升量处于上述第一提升量区域时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在时，禁止上述提升量从上述第一提升量区域向另一提升量区域转移。
2.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
上述内燃机，具备将上述排气从内燃机排出的排气通路，并在该排气通路上设置有排气净化催化剂，
上述传感器，设置在上述排气通路中相比上述排气净化催化剂位于排气流动方向的下游侧。
3.根据权利要求1或2所述的控制装置，其中，
上述学习部，每隔预定期间，将使上述偏差量逐渐变化后的值作为上述偏差量学习值来学习；
上述禁止部，在学习上述偏差量学习值的次数不足预定次数的情况下，判断为上述履历不存在。
4.根据权利要求1所述的控制装置，其中，
上述学习部，将使上述偏差量逐渐变化后的值作为上述偏差量学习值来学习；
上述控制装置还具备设定部，该设定部，在上述履历不存在时，与该履历存在时相比较，将上述提升量处于上述第一提升量区域时的上述偏差量学习值的变化速度设定得较高。
5.一种控制装置，是内燃机的空燃比控制装置，上述内燃机具有：变更进气门的提升量的提升量变更机构和输出与排气的氧气浓度对应的信号的传感器，上述控制装置，在内燃机的运行开始后，在执行条件未成立的情况下，通过基于内燃机的运行状态的预测控制，来设定燃料喷射量指令值，在上述执行条件成立的情况下，通过使用基于上述传感器的输出值计算出的修正量的反馈控制，来设定上述燃料喷射量指令值，所述控制装置，具备：
学习部，该学习部，在上述执行条件成立的情况下，在上述提升量处于上述执行条件未成立的情况下所使用的第一提升量区域时，和处于只在上述执行条件成立的情况下所使用的第二提升量区域时，分别将使上述修正量与其基准值的恒定的偏差量逐渐变化后的值作为偏差量学习值来学习，该学习部，基于上述偏差量学习值求出上述偏差量与上述提升量的关系，并将该关系进行存储；
修正部，该修正部，基于上述提升量，并根据上述存储的关系求出偏差量修正值，并且使用该偏差量修正值来修正上述燃料喷射量指令值；和
设定部，该设定部，在上述提升量处于上述第一提升量区域时的上述偏差量的学习完毕的履历不存在时，与该履历存在时相比较，将上述提升量处于上述第一提升量区域时的上述偏差量学习值的变化速度设定得较高。
6.根据权利要求4或5所述的控制装置，其中，
上述修正量与其基准值的偏差越大，则上述设定部将上述变化速度设定得越高。
7.根据权利要求4至6中的任意一项所述的控制装置，其中，
上述学习部，每隔预定期间学习上述偏差量学习值。
8.根据权利要求7所述的控制装置，其中，
上述设定部，通过缩短上述预定期间，将上述变化速度设定得较高。
9.根据权利要求7或8所述的控制装置，其中，
上述设定部，通过增大每个上述预定期间的上述偏差量学习值的变化量，将上述变化速度设定得较高。
10.根据权利要求7至9中的任意一项所述的控制装置，其中，
在上述偏差量学习值的学习次数不足预定次数的情况下，判定为上述履历不存在。
11.根据权利要求4至10中的任意一项所述的控制装置，其中，
上述内燃机，具备将上述排气从内燃机排出的排气通路，并在该排气通路上设置有排气净化催化剂，
上述传感器，设置在上述排气通路中相比上述排气净化催化剂位于排气流动方向的下游侧。
12.根据权利要求11所述的控制装置，其中，
还具备：检测上述排气净化催化剂的劣化程度的检测部，
上述检测到的劣化程度越大，则上述设定部将上述变化速度设定得越高。
13.根据权利要求2、11或12中的任意一项所述的控制装置，其中，
上述传感器是第一传感器，在相比上述排气通路中的上述排气净化催化剂位于排气流动方向的上游侧，设置有输出与排气的氧气浓度对应的信号的第二传感器，
上述控制装置，在上述执行条件成立的情况下，执行上述反馈控制，并且执行基于上述第二传感器的输出值的上述燃料喷射量指令值的修正。
14.根据权利要求13所述的控制装置，其中，
上述内燃机具有多个气缸，上述第二传感器是对于全部的气缸都共用的单一的传感器。
15.根据权利要求4至14中的任意一项所述的控制装置，其中，
上述设定部，无论上述履历的有无，均不变更上述提升量位于上述第二提升量区域时的上述偏差量学习值的变化速度。
16.根据权利要求1至15中的任意一项所述的控制装置，其中，
上述第一提升量区域相当于第一特定提升量，上述第二提升量区域相当于第二特定提升量，
上述修正部，基于上述第一及第二特定提升量与上述提升量的关系，根据对于上述第一及第二特定提升量各自学习的偏差量学习值，对上述偏差量修正值进行插值运算。
17.根据权利要求16所述的控制装置，其中，
上述内燃机还具有：将空气向内燃机导入的进气通路，和变更进气通路的通路截面积的节气门，通过该节气门的开度控制和上述进气门的提升量的变更控制的协作，来调节进气量，
上述第一特定提升量是上限提升量。
18.根据权利要求1至15中的任意一项所述的控制装置，其中，
上述学习部，对于包括上述第一提升量区域及上述第二提升量区域的预先设定的上述提升量的多个区域中的每一个，学习上述偏差量学习值并将该偏差量学习值进行存储，
上述修正部，基于上述提升量选择上述多个区域中的任意一个，并且求出与该选择的区域对应的偏差量学习值作为上述偏差量修正值。
19.根据权利要求18所述的空燃比控制装置，其中，
上述内燃机还具有：将空气向内燃机导入的进气通路和变更进气通路的通路截面积的节气门，通过该节气门的开度控制和上述进气门的提升量的变更控制的协作，来调节进气量，
上述第一提升量区域是包括上限提升量的区域。
20.根据权利要求1～19中的任意一项所述的控制装置，其中，上述执行条件包括用于判断上述内燃机的温度为预定温度以上的条件。
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