CN102301117B

CN102301117B - 多气缸内燃机的监视装置

Info

Publication number: CN102301117B
Application number: CN200980155560.1A
Authority: CN
Inventors: 木所彻; 泽田裕; 岩崎靖志; 中村文彦; 冈崎俊太郎; 石田真规
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2009-01-28
Filing date: 2009-01-28
Publication date: 2014-03-12
Anticipated expiration: 2029-01-28
Also published as: EP2392811A1; CN102301117A; JP5045820B2; WO2010087026A1; US8509984B2; EP2392811B1; EP2392811A4; US20110282541A1; JPWO2010087026A1

Abstract

本发明提供一种监视装置，其具有催化剂(43)、上游侧空燃比传感器(55)以及下游侧空燃比传感器(56)，该监视装置计算出用于使由下游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比一致的副反馈量，并且根据上游侧空燃比传感器的输出值和副反馈量、以使向内燃机(10)供给的混合气体的空燃比与理论空燃比一致的方式控制燃料喷射量。另外，监视装置以成为与副反馈量的稳态成分相对应的量的方式更新副反馈量的学习值。监视装置将学习值向收敛值的收敛状态区分为至少三个状态，与该区别的状态相对应地设定学习值的更新速度。监视装置根据基于学习值的异常判定用的第1参数进行异常判定。监视装置根据设定的学习速度(即，学习值的收敛状态)执行或者中止异常状态的判定。

Description

多气缸内燃机的监视装置

技术领域

本发明涉及「多气缸内燃机的监视装置」，该「多气缸内燃机的监视装置」适用于多气缸内燃机，用于判定(监视·检测)是否发生了例如「向各气缸供给的混合气体的空燃比的不均衡(气缸间空燃比不平衡)」过度地变大等的「内燃机的异常状态」。

背景技术

以往，公知有这样的空燃比控制装置，该空燃比控制装置具有：配设在内燃机的排气通路中的三元催化剂；在该排气通路中分别配置在该三元催化剂的上游以及下游的上游侧空燃比传感器以及下游侧空燃比传感器。该空燃比控制装置，以向内燃机供给的混合气体的空燃比(内燃机的空燃比)与理论空燃比一致的方式，根据上游侧空燃比传感器的输出值和下游侧空燃比传感器的输出值，对内燃机的空燃比进行反馈控制。

这样的空燃比控制装置使用对于所有的气缸共通的控制量(空燃比反馈量)来控制内燃机的空燃比。即，以向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的平均值与理论空燃比一致的方式执行空燃比控制。

例如，在内燃机的吸入空气量的测定值或者推定值背离「真实的吸入空气量」的情况下，各气缸的空燃比一律相对于理论空燃比向「浓侧或者稀薄侧」偏移。在这种情况下，以往的空燃比控制，使向内燃机供给的混合气体的空燃比向「稀薄侧或者浓侧」移动。其结果，向各气缸供给的混合气体的空燃比被向理论空燃比附近的空燃比修正。因此，各气缸中的燃烧接近于完全燃烧(混合气体的空燃比为理论空燃比时的燃烧)，并且，流入三元催化剂的废气的空燃比成为理论空燃比或者理论空燃比附近的空燃比。其结果，避免了排放物的恶化。

但是，一般情况下，电子燃料喷射式内燃机在各气缸或者与各气缸联通的进气口具有一个燃料喷射阀。因此，若某个特定的气缸的燃料喷射阀的特性成为「喷射比指示的燃料喷射量大许多的量的燃料的特性」，则仅向该特定的气缸供给的混合气体的空燃比(该气缸的空燃比)较大得向浓侧变化。即，气缸间的空燃比的不均匀性(气缸间空燃比偏差，空燃比的气缸间不平衡)变大。换言之，在向多个气缸的每一个供给的混合气体的空燃比(单个气缸空燃比)之间产生不均衡。

在这种情况下，向内燃机供给的混合气体的平均空燃比，成为比理论空燃比浓的一侧的空燃比。因此，通过对于所有的气缸共通的空燃比反馈量，上述特定的气缸的空燃比以接近理论空燃比的方式向稀薄侧改变。但是，该特定的气缸的空燃比依然是比理论空燃比浓很多的一侧的空燃比。另外，其它气缸的空燃比以背离理论空燃比的方式向稀薄侧改变。此时，由于其它气缸的气缸数比特定气缸的气缸数(1个气缸)多，所以该其它气缸的空燃比向比理论空燃比稍微稀薄的一侧的空燃比改变。其结果，向内燃机供给的混合气体的整体的平均空燃比大致与理论空燃比一致。

但是，由于上述特定的气缸的空燃比依然成为比理论空燃比浓的一侧的空燃比，剩下的气缸的空燃比成为比理论空燃比稀薄的一侧的空燃比，所以各气缸中的混合气体的燃烧状态成为与完全燃烧不同的的燃烧状态。其结果，从各气缸排出的排放物的量(未燃物的量以及氮氧化物的量)增大。因此，既使向内燃机供给的混合气体的平均空燃比为理论空燃比，增加了的排放物也不能被三元催化剂完全净化，其结果，有排放物恶化的可能性。因此，为了不使排放物恶化，检测到气缸间的空燃比的不均匀性过大这一情况并采取某种对策是很重要的。

判定这样的「气缸间的空燃比的不均匀性(气缸间空燃比不平衡，单个气缸空燃比之间的不均衡)」是否过大的以往的装置(监视装置)之一，通过分析配设在排气集合部的单一的空燃比传感器的输出来获取表示各气缸的空燃比的推定空燃比。另外，该以往的装置使用各气缸的推定空燃比判定「气缸间的空燃比的不均匀性」是否过大(例如，参照特开2000-220489号公报。)。

发明内容

但是，上述以往的装置，必须通过空燃比传感器每经过短时间而检测随着内燃机的旋转而变动的废气的空燃比。因此，需要响应性非常好的空燃比传感器。另外，由于若空燃比传感器劣化则响应性将降低，因此产生了不能高精度地推定各气缸的空燃比这样的问题。此外，也难以将空燃比的变动与噪音分离。并且，需要高速的数据取样技术以及处理能力高的高性能的CPU。这样，上述以往的装置具有很多要解决的课题。因此，需要能够高精度地判定「气缸间的空燃比的不均匀性」是否过大的「实用性高的监视装置」。

但是，副反馈量是用于使由下游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比(下游侧目标空燃比)一致的「空燃比的反馈量(燃料喷射量的修正量)」。使用副反馈量的空燃比的控制，也称为副反馈控制。

若在充分长的期间内稳定地执行了副反馈控制，则副反馈量将向「收敛值」收敛。该收敛值是相当于副反馈量的稳态成分(例如，积分项等)的值。因此，以往的装置，预先计算出反映副反馈量的稳态成分的「副反馈量的学习值」并存储于存储器中，在不能够执行副反馈控制的情况下，使用存储的学习值控制内燃机的空燃比。

副反馈量的学习值，若在充分长的期间内能够稳定地执行「副反馈控制以及副反馈量的学习值的更新」，则收敛于相当于副反馈量的收敛值的值(即，学习值的收敛值)。如后面详述的那样，该学习值的收敛值，成为良好地反映「气缸间空燃比不平衡的程度」以及「失火率」等的值。因此，本发明的多气缸内燃机的监视装置，根据副反馈量的学习值获取异常判定用的第一参数，根据该第一参数进行内燃机是否产生异常状态的判定(异常判定)。

因此，为了进行正确的异常判定，需要使作为第一参数的基础数据的学习值充分接近其收敛值。另一方面，在内燃机起动后，若异常判定延迟，则排放物有可能恶化。因此，异常判定最好在内燃机起动后尽早进行。

但是，在内燃机刚起动后，由于存在学习值没有充分接近其收敛值的情况，所以在这样的情况下，若取得第一参数并且执行基于该第一参数的异常判定则将发生错误判定。本发明就是为了应对这样的课题而提出的。即，本发明的目的之一是提供一种监视装置，该监视装置是根据基于副反馈量的学习值计算出的「异常判定用的第一参数」来进行异常判定的内燃机的监视装置，其能够尽早且高精度地进行异常判定。

本发明的监视装置，适用于多气缸内燃机，并且具有：

燃料喷射阀，该燃料喷射阀用于喷射燃料；

催化剂，该催化剂在所述内燃机的排气通路中配设在比排气集合部更靠下游侧的部位，所述排气集合部集合从上述内燃机的多个气缸的燃烧室排出的废气；

上游侧空燃比传感器，该上游侧空燃比传感器配设在「上述排气集合部」或者「上述排气集合部与上述催化剂之间的上述排气通路」中，并且输出「与流过该配设的部位的气体的空燃比相对应的输出值」；

下游侧空燃比传感器，该下游侧空燃比传感器在上述排气通路中配设在比上述催化剂更靠下游侧的部位，并且输出「与流过该配设的部位的气体的空燃比相对应的输出值」；

副反馈量计算单元，该副反馈量计算单元每当规定的第一更新时刻到来时，计算出用于使「由上述下游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比」与「理论空燃比」一致的副反馈量；

燃料喷射控制单元，该燃料喷射控制单元每当规定的第二更新时刻到来时，根据「至少上述上游侧空燃比传感器的输出值」和「上述副反馈量」，以「向上述内燃机供给的混合气体的空燃比与理论空燃比一致」的方式控制「从上述燃料喷射阀喷射的燃料的量」；

学习单元，该学习单元每当规定的第三更新时刻到来时，以成为「与上述副反馈量的稳态成分相对应的量」的方式更新「上述副反馈量的学习值」；

监视单元，该监视单元根据与上述学习值相对应地变化的「异常判定用的第一参数」，执行「是否在上述内燃机中正发生异常状态」的异常判定。

例如，副反馈量能够以消除由下游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比的偏差的方式，通过比例·积分控制或者比例·微分·积分控制而计算出。在这种情况下，作为包含于副反馈量的积分项的基础的「与上述偏差的时间积分值相当的值」，是与上述副反馈量的稳态成分相对应的量。因此，副反馈量也可以是「与上述偏差的时间积分值相当的值」。另外，由于副反馈量的学习值也可以更新而成为「与上述副反馈量的稳态成分相对应的量」，所以副反馈量的学习值可以是在时间轴上通过例如一次延迟滤波器(低通滤波器)等而使副反馈量平滑化的值，或者是副反馈量的规定期间内的时间平均值等。

另外，本监视装置具有：

学习更新速度设定单元，该学习更新速度设定单元将上述学习值的更新速度至少设定为第一更新速度、比上述第一更新速度小的第二更新速度、比上述第二更新速度小的第三更新速度中的任一个更新速度；

监视控制单元，该监视控制单元根据「上述设定的学习值的更新速度」容许或者中止「执行上述监视单元所进行的上述异常判定」。

根据该结构，与例如学习值的收敛程度(收敛状态)相对应地，可将学习值的更新速度至少设定为「第一更新速度、比上述第一更新速度小的第二更新速度和比上述第二更新速度小的第三更新速度」中的任一个更新速度。因此，能够缩短学习值到达其收敛值附近为止的时间。由此，能够尽早地执行基于「与学习值相对应地变化的异常判定用的第一参数」的异常判定。

另一方面，例如，在将学习值的更新速度设定为「相对大的第一更新速度」的情况下，在产生「燃油切断控制、蒸发燃料气体的导入以及气门重叠期间的改变」等「扰乱内燃机的空燃比的某种外部干扰」时，学习值敏感地对该外部干扰作出反应，有可能成为与收敛值大不相同的值。另外，在学习值急剧地改变的状态下，学习值不为收敛值附近的值的可能性高。

因此，本监视装置根据学习值的更新速度，执行或者中止基于「与学习值相对应地变化的异常判定用的第一参数」的异常判定。其结果，能够尽早地获得「成为收敛值附近的值且稳定的学习值」，并且，能够仅根据这样的稳定的学习值来获得第一参数。其结果，能够提供可尽早地且精度良好地进行异常判定的监视装置。

在该内燃机的监视装置中，

上述学习更新速度设定单元，根据与上述学习值相关联的第二参数(例如，规定期间内的学习值的变化幅度，或者规定期间内的学习值的实际的变化速度的平均值等)判定相对于「上述学习值的收敛值」的「上述学习值的收敛状态」为如下的至少三个状态中的哪个状态，所述三个状态为：

(a)上述学习值在上述收敛值附近稳定的稳定状态；

(b)上述学习值背离上述收敛值且变化速度大的不稳定状态；

(c)处于上述稳定状态与上述不稳定状态之间的状态的准稳定状态。

另外，上述学习更新速度设定单元，

在判定上述学习值的收敛状态为上述不稳定状态时，将上述学习值的更新速度设定为上述第一更新速度，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态时，将上述学习值的更新速度设定为上述第二更新速度，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态时，将上述学习值的更新速度设定为上述第三更新速度。

根据该结构，能够判定(识别)学习值向「其收敛值」的收敛状态(换言之，学习值的稳定程度)，属于稳定状态、不稳定状态、准稳定状态中的哪一个。另外，学习值的更新速度，与被判定(识别)出的状态相对应地进行设定。即，在学习值的收敛状态处于不稳定状态的情况下，将学习值的更新速度设定为「作为最大的更新速度的第一更新速度」，因此学习值急剧地向收敛值接近。另外，在学习值的收敛状态处于准稳定状态的情况下，将学习值的更新速度设定为「作为中程度的更新速度的第二更新速度」，因此学习值稳定地且比较迅速地向收敛值接近。此外，在学习值的收敛状态处于稳定状态的情况下，将学习值的更新速度设定为「作为最小的更新速度的第三更新速度」，因此学习值稳定地保持收敛值附近的值。因此，能够使学习值在短期间内变化为收敛值附近的值，之后，能够使其稳定化。

在上述监视装置中，优选的是，

上述监视控制单元，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态的情况下，或者，在判定为「上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态」的期间成为了「规定的第一阈值期间」以上的情况下，容许执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

在判定为上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态的情况下，学习值成为收敛值附近的值，因此与该学习值相对应地变化的异常判定用的第一参数能够良好地反映学习值的收敛值。因此，能够正确地进行异常判定。

但是，若构成为仅在判定上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态的情况下执行异常判定，则存在异常判定的执行延迟的情况。因此，上述结构的监视装置，即使在判定上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态的情况下，若那样判定的期间为「规定的第一阈值期间」以上，则也执行异常判定。这是因为：可以想到若判定为「上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态」的期间为「规定的第一阈值期间」以上，则学习值将稳定地接近该收敛值并且成为收敛值附近的值。因此，在这种情况下，也容许执行异常判定，由此能够进一步尽早地进行异常判定。

另外，在上述监视装置中，优选的是，

上述学习更新速度设定单元，

每当经过规定的状态判定期间时，作为「与上述学习值相关联的第二参数」而取得「该经过的状态判定期间内的上述学习值的变化幅度」，并且，根据「上述取得的学习值的变化幅度」与「规定的判定用阈值」的「大小比较的结果」，判定「上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态」，

上述监视控制单元，

在判定上述学习值的收敛状态「处于上述稳定状态的情况下」，或者，在连续两次判定上述学习值的收敛状态「处于上述准稳定状态的情况下」，容许执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

根据该结构，在经过规定的状态判定期间的时刻，作为在判定学习值的收敛状态时使用的「与学习值相关联的第二参数」而取得该时刻之前最近的状态判定期间内的「学习值的变化幅度」。并且，在该时刻，通过比较「上述取得了的学习值的变化幅度」和「规定的判定用阈值」来判定「上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态」。

此时，不仅在判定为上述学习值的收敛状态「处于上述稳定状态的情况下」，而且在连续两次判定为上述学习值的收敛状态「处于上述准稳定状态的情况下」，也容许执行异常判定。即，在经过了某一状态判定期间的第一时刻(本次判定时刻)，判定为「上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态」，并且，即使在比该第一时刻提前该经过了的状态判定期间的第二时刻(前次判定时刻)，也判定为「上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态」(在本次以及前次的判定时刻，判定为「上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态」)，在这样的情况下容许执行异常判定。

这是因为：由于连续两次判定为上述学习值的收敛状态「处于上述准稳定状态的情况」，是「判定为上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态的期间」为「规定的状态判定期间」以上的情况，所以可以想到学习值稳定地接近其收敛值且成为收敛值附近的值。因此，在这种情况下也容许执行异常判定，从而能够进一步尽早地进行异常判定。

另外，优选的是，上述学习更新速度设定单元，

判定「上述状态判定期间内的上述学习值的变化幅度(与学习值相关联的第二参数)」是否比「作为上述判定用阈值的规定的稳定判定用阈值」小，在判定该学习值的变化幅度比该稳定判定用阈值小的情况下，判定为上述学习值的收敛状态以上述学习值的更新速度从「上述第一更新速度向上述第二更新速度」降低或从「上述第二更新速度向上述第三更新速度」降低的方式、从上述三个状态中的一个向另一个发生了变化。

根据该结构，在判定为「状态判定期间的学习值的变化幅度」比「规定的稳定判定用阈值」小时，若在该时刻(以及该时刻之前的时刻)判定为学习值的收敛状态处于不稳定状态(即，若将学习值的更新速度设定为第一更新速度)，则以学习值的更新速度向第二更新速度降低的方式判定学习值的收敛状态(即，判定为学习值的收敛状态向准稳定状态变化)。

另外，在判定为「状态判定期间的学习值的变化幅度」比「规定的稳定判定用阈值」小时，若在该时刻(以及该时刻之前的时刻)判定为学习值的收敛状态处于准稳定状态(即，若将学习值的更新速度设定为第二更新速度)，则以学习值的更新速度向第三更新速度降低的方式判定学习值的收敛状态(即，判定为学习值的收敛状态向稳定状态变化)。

另外，优选的是，上述学习更新速度设定单元，

判定「上述状态判定期间内的上述学习值的变化幅度(与学习值相关联的第二参数)」是否比「作为上述判定用阈值的规定的不稳定判定用阈值」大，在判定该学习值的变化幅度比该不稳定判定用阈值大的情况下，判定为上述学习值的收敛状态以上述学习值的更新速度「从上述第三更新速度向上述第二更新速度」增大或「从上述第二更新速度向上述第一更新速度」增大的方式、从上述三个状态中的一个向另一个发生了变化。

根据该结构，在判定为「状态判定期间的学习值的变化幅度」比「规定的不稳定判定用阈值」大时，若在该时刻(以及该时刻之前的时刻)判定为学习值的收敛状态处于稳定状态(即，若将学习值的更新速度设定为第三更新速度)，则以学习值的更新速度向第二更新速度增大的方式判定学习值的收敛状态(即，判定为学习值的收敛状态向准稳定状态变化)。

另外，在判定为「状态判定期间的学习值的变化幅度」比「规定的不稳定判定用阈值」大时，若在该时刻(以及该时刻之前的时刻)判定为学习值的收敛状态处于准稳定状态(即，若将学习值的更新速度设定为第二更新速度)，则以学习值的更新速度向第一更新速度增大的方式判定学习值的收敛状态(即，判定为学习值的收敛状态向不稳定状态变化)。

另外，优选的是，上述监视控制单元，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述不稳定状态的情况下，或者在从判定为「上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态」的状态开始向「判定为处于上述准稳定状态的状态」变化了的情况下，中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

在判定为上述学习值的收敛状态处于上述不稳定状态的情况下，由于学习值不成为收敛值附近的值的可能性较高，所以与该学习值相对应地变化的异常判定用的第一参数不能够良好地反映学习值的收敛值。因此，能够通过中止异常判定来避免发生误判定。

另外，在上述学习值的收敛状态从「判定为处于上述稳定状态的状态」开始向「判定为处于上述准稳定状态的状态」变化的情况下，可以想到因为某种理由(例如，收敛值急剧地变化、或者发生临时带来大的空燃比变动的外部干扰等的理由)学习值的收敛状态将「从稳定状态向不稳定状态变化」。因此，在这样的情况下，也能够通过中止异常判定而避免发生误判定。

优选的是，上述学习更新速度设定单元，

每当经过规定的状态判定期间时，作为「与上述学习值相关联的第二参数」而取得「该经过的状态判定期间内的上述学习值的变化幅度」，并且，根据「上述学习值的变化幅度」与「规定的判定用阈值」的「大小比较的结果」，判定「上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态」，

上述监视控制单元，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述不稳定状态的情况下，或者，在从判定为上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态的状态开始向判定为处于上述准稳定状态的状态变化了的情况下，中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

根据该结构，在经过了规定的状态判定期间的时刻，作为判定上述学习值的收敛状态时使用的「与学习值相关联的第二参数」而取得该时刻之前最近的状态判定期间的「学习值的变化幅度」。并且，在该时刻，通过比较「上述取得的学习值的变化幅度」和「规定的不判定用阈值」来判定「上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态」。该不判定用阈值，最好比上述判定用阈值大。

此时，不仅在判定为上述学习值的收敛状态「处于上述不稳定状态的情况下」，而且在上述学习值的收敛状态「从判定为处于上述稳定状态的状态向判定为处于上述准稳定状态的状态变化的情况下」，也能够中止执行异常判定。

如前所述，在上述学习值的收敛状态「从判定为处于上述稳定状态的状态向判定为处于上述准稳定状态的状态变化的情况下」，可以想到因为某种理由、学习值的收敛状态「将从稳定状态向不稳定状态变化」。因此，在这样的情况下，通过中止异常判定，也能够避免发生误判定。

即使在这样的情况下，在判定为状态判定期间的学习值的变化幅度比规定的稳定判定用阈值小时，也能够判定为上述学习值的收敛状态以使学习值的更新速度降低的方式「从上述三个状态中的一个向另一个」变化。同样地，在判定为状态判定期间的学习值的变化幅度比规定的不稳定判定用阈值大时，能够判定为上述学习值的收敛状态以使学习值的更新速度增大的方式「从上述三个状态中的一个向另一个」变化。

优选的是，上述本发明的内燃机的监视装置所具有的上述学习更新速度设定单元，

在上述内燃机的运转中，将「上述学习值的收敛状态为上述三个状态中的哪个状态的最新的判定结果」和「上述学习值」的最新值，存储在「即使在上述内燃机的停止中也能够存储保持数据的存储单元」中，并且，

在上述内燃机起动时，根据「存储于上述存储单元的上述判定结果」设定「上述学习值的更新速度」，并且，根据「存储于上述存储单元的学习值的最新值」计算出「上述副反馈量」。

该存储单元的代表例是后备随机存储器。后备随机存储器与搭载内燃机的车辆的点火钥匙开关的位置无关，从搭载于车辆的电池接受电力的供给。后备随机存储器，在从电池接受电力供给的情况下，根据CPU的指示存储数据(写入数据)，并且能够读出地保持(存储)该数据。另外，该存储单元的其它代表例是EEPROM等的非易失性存储器。

在这种情况下，上述学习更新速度设定单元，

在上述存储单元的数据消失时，将上述学习值的收敛状态设定为上述不稳定状态，并且，将上述学习值设定为预先确定的初始值。

因此，根据本发明，通过以至少3阶段改变学习值的更新速度，在这样的数据消失时能够在短期间内使学习值向稳定状态移动。其结果，在数据消失后的起动后，能够尽早地进行异常判定。

另外，优选的是，本发明的内燃机的监视装置所具有的上述监视单元，

仅根据「由上述监视控制单元容许执行上述异常判定的期间」内的上述学习值取得上述异常判定用的第一参数。

根据该结构，仅根据容许异常判定的期间内的学习值，获取异常判定用的第一参数。因此，与到「因学习值的收敛状态变化而容许异常判定的时刻」为止取得的学习值相关数据，在容许异常时判定的时刻被废弃。因此，由于仅根据接近收敛值的学习值计算出第一参数，所以能够高精度地进行异常判定。

换言之，上述监视单元最好以不由上述异常判定用的第一参数反映上述学习值的方式构成，上述学习值是利用上述监视控制单元中止执行上述异常判定的期间的学习值。

在上述存储单元的数据消失的情况下，在内燃机起动后，到学习值的收敛状态变化为「容许异常判定的状态」为止，需要相当的时间。但是，若为从内燃机的起动后开始的学习值的更新次数达到「规定的学习更新次数阈值」的时刻以后，则学习值的收敛状态向稳定状态接近。

另一方面，在上述存储单元的数据没有消失的情况下，若前次的内燃机的运转结束时的「上述学习值的收敛状态」为例如上述稳定状态，则从本次的运转开始时开始在比较的短时间内执行异常判定。但是，由于在本次运转中内燃机的状态有可能发生变化，所以最好至少在从内燃机的起动后开始的学习值的更新次数达到「规定的学习更新次数阈值」的时刻以后进行异常判定。

因此，优选的是，本发明的监视装置所具有的上述监视控制单元，

取得从上述内燃机起动后开始的上述学习值的更新次数，并且，在「该取得的学习值的更新次数」小于「规定的学习更新次数阈值」期间，「中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定」。根据该结构，不论存储单元的数据是否消失，都能够根据收敛状态良好的学习值获取异常判定用的第一参数。另外，不论存储单元的数据是否消失，都能够将从内燃机起动后开始到执行异常判定为止的期间保持为大致一定。

另外，在本发明的监视装置中，优选的是，

上述燃料喷射控制单元，

控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料的量，以使由上述上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比一致，

上述监视单元，

计算出容许执行上述监视控制单元所进行的上述异常判定的期间内的上述学习值的经时平均值，并且，作为上述异常判定用的第一参数而取得该经时平均值，在该取得的第一参数为规定的异常判定阈值以上时，判定发生了气缸间空燃比不平衡。

下面，对将本发明的监视装置用作为气缸间空燃比不平衡监视装置(判定装置)的情况进行说明。

在这种情况下，上述催化剂可以为氧化包含于废气的成分之中的至少氢气的催化剂，所述废气从上述内燃机排出。因此，该催化剂可以为夹装于排气通路中的三元催化剂或氧化催化剂。

上述上游侧空燃比传感器是具有扩散阻挡层和空燃比检测元件的传感器，通过上述催化剂前的废气与所述扩散阻挡层接触；所述空燃比检测元件由该扩散阻挡层覆盖，并且输出与通过该扩散阻挡层而到达的废气的空燃比相对应的输出值。空燃比检测元件一般由固体电解质层、排气侧电极层以及大气侧电极层构成。

如前所述，燃料喷射控制单元(也是空燃比控制单元)，以使由上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与「作为上游侧目标空燃比的理论空燃比」一致的方式，对向上述内燃机供给的燃料喷射量进行反馈控制。因此，若由上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值(空燃比的真实的经时平均值)一致，则即使在不进行基于副反馈量的修正的情况下，向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值也与理论空燃比一致。

但是，实际上，若气缸间的空燃比的不均匀性过大，则向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值(真实的经时平均值)，有时将因上游侧空燃比传感器的输出值而被控制成比作为上游侧目标空燃比的理论空燃比稀薄的空燃比。以下，说明其理由。

向内燃机供给的燃料为碳和氢的化合物。因此，若供燃烧的混合气体的空燃比为比理论空燃比浓的一侧的空燃比，则作为中间生成物将生成「碳化氢HC、一氧化碳CO以及氢气H₂等」的未燃物。在这种情况下，供燃烧的混合气体的空燃比越远离比理论空燃比浓的一侧的空燃比、即越远离理论空燃比，则燃烧期间中间生成物与氧气相遇而结合的概率越急剧地变小。其结果，向气缸供给的混合气体的空燃比越成为浓侧的空燃比，则未燃物(HC，CO以及H₂)的量越急剧地(例如，以二次函数的方式)增大(参照图8。)。

现在，假定特定气缸的空燃比仅较大地向浓侧偏离。这样的情况，例如在特定气缸所具有的燃料喷射阀的喷射特性成为「喷射比指示的燃料喷射量多很多的量的燃料的特性」的情况下产生。

在这种情况下，向该特定气缸供给的混合气体的空燃比(特定气缸的空燃比)，与向剩下的气缸供给的混合气体的空燃比(剩下的气缸的空燃比)相比，较大地向浓侧的空燃比(小的空燃比)变化。即，发生气缸间空燃比不平衡。此时，从该特定气缸排出极大量的未燃物(HC，CO，H₂)。

氢气H₂与碳化氢HC以及一氧化碳CO等相比是小的分子。因此，氢气H₂与其它未燃物(HC，CO)相比迅速地在上游侧空燃比传感器的扩散阻挡层中扩散。因此，若大量地产生由HC，CO以及H₂构成的未燃物，则在扩散阻挡层中将发生氢气H₂的选择性扩散(优先的扩散)。即，氢气H₂与「其它未燃物(HC，CO)」相比大量地到达空燃比检测元件的表面。其结果，氢气H₂的浓度与其它未燃物(HC，CO)的浓度的平衡被打破。换言之，氢气H₂相对于包含在到达上游侧空燃比传感器的空燃比检测元件的废气中的所有未燃成分的比例，比氢气H₂相对于包含在从内燃机排出的废气中的所有未燃成分的比例大。

由此，由上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比，与供给到内燃机整体的混合气体的空燃比的真实平均值(从内燃机排出的废气的空燃比的真实平均值)相比，由于上述氢气H₂的选择性扩散，而成为浓侧的空燃比。

例如，现在，在吸入4气缸发动机的各气缸的空气量(重量)为A0、供给到各气缸的燃料的量(重量)为F0时，假定空燃比A0/F0为理论空燃比(例如，14.5)。另外，为了便于说明，假定上述上游侧目标空燃比为理论空燃比。

在这种情况下，假定对各气缸供给(喷射)的燃料的量均等地过剩10％。即，假定向各气缸供给1.1·F0的燃料。此时，向4个气缸供给的空气量的总量(在各气缸分别结束一次的燃烧行程期间向内燃机整体供给的空气量)为4·A0，向4个气缸供给的燃料的总量(在各气缸分别结束一次的燃烧行程期间向内燃机整体供给的燃料的量)为4.4·F0(＝1.1·F0+1.1·F0+1.1·F0+1.1·F0)。由此，向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值，为4·A0/(4.4·F0)＝A0/(1.1·F0)。此时，上游侧空燃比传感器的输出值成为与空燃比A0/(1.1·F0)相对应的输出值。因此，通过空燃比反馈控制，使向内燃机整体供给的混合气体的空燃比与作为上游侧目标空燃比的理论空燃比A0/F0一致。换言之，通过空燃比反馈控制使向各气缸供给的燃料的量以10％为单位减量。即，向各气缸供给1·F0的燃料，各气缸的空燃比与理论空燃比A0/F0一致。

接着，假定对某一特定气缸供给的燃料的量为过剩40％的量(即，(1.4·F0))，对剩下的3个气缸供给的燃料的量为适当值(为了获得上游侧目标空燃比、即理论空燃比而需要的燃料量，在这种情况下为F0)。此时，向4个气缸供给的空气量的总量为4·A0。另一方面，向4个气缸供给的燃料的总量为4.4·F0(＝1.4·F0+F0+F0+F0)。由此，向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值为4·A0/(4.4·F0)＝A0/(1.1·F0)。即，在这种情况下向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值，为与前述的「对各气缸供给的燃料的量均等地过剩10％的情况」相同的值。

但是，如前所述，向气缸供给的混合气体的空燃比越成为浓侧的空燃比，则废气中的未燃物(HC，CO以及H₂)的量越急剧地增大。另外，来自各气缸的废气混合了的废气到达上游侧空燃比传感器。因此，「在只有对特定气缸供给的燃料的量成为过剩40％的量的上述情况下，包含于废气的氢气H₂的量」，比「在对各气缸供给的燃料的量均等地过剩10％的情况下包含于废气的氢气H₂的量」显著增大。

其结果，由于上述的「氢气H₂的选择性扩散」，由上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比，成为比「向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值(A0/(1.1·F0))」浓的一侧的空燃比。即，即使废气的空燃比的平均值为相同的浓侧的空燃比，产生气缸间空燃比不平衡时与没有产生气缸间空燃比不平衡时相比，到达上游侧空燃比传感器的空燃比检测元件的废气中的氢气H₂的浓度也变高。因此，上游侧空燃比传感器55的输出值，成为表示比混合气体的空燃比的真实平均值浓的一侧的空燃比的值。

其结果，通过基于上游侧空燃比传感器的输出值的燃料喷射量的反馈控制，向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值，被控制成比理论空燃比(上游侧目标空燃比)稀薄的一侧。以上就是在气缸间的空燃比的不均匀性过大时，将空燃比的真实平均值控制为稀薄侧的理由。

另一方面，包含于从内燃机排出的废气中的氢气H₂与其它未燃物(HC，CO)一起在催化剂中被氧化(净化)。另外，通过了催化剂的废气到达下游侧空燃比传感器。因此，下游侧空燃比传感器的输出值，成为与供给到内燃机的混合气体的真实空燃比的平均值相对应的值。其结果，在仅特定气缸的空燃比较大且向浓侧偏离的情况下，下游侧空燃比传感器的输出值，成为与由空燃比反馈控制过度地向稀薄侧修正的真实空燃比相对应的值。即，特定气缸的空燃比越向浓侧移动，则由于「氢气的选择性扩散」和「基于上游侧空燃比传感器的输出值的反馈控制」，「向内燃机供给的混合气体的真实空燃比」越被控制成稀薄侧，其结果表现于下游侧空燃比传感器的输出值。换言之，下游侧空燃比传感器的输出值，成为与气缸间空燃比不平衡的程度相对应地变化的值。

因此，上述监视单元(不平衡判定单元)，根据以成为与副反馈量的稳态成分相对应的量的方式被更新的「副反馈量的学习值」，取得「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」。该异常判定用的第一参数，为与「向内燃机整体供给的混合气体的真实空燃比(平均的空燃比)」相对应地变化的值，所述「向内燃机整体供给的混合气体的真实空燃比(平均的空燃比)」通过基于上述上游侧空燃比传感器的输出值的反馈控制而变化，并且该异常判定用的第一参数也为「包含于通过上述催化剂之前的废气中的氢气的量与包含于通过上述催化剂之后的废气中的氢气的量之差」越大则越变大的值。

另外，上述监视单元(气缸间空燃比不平衡判定单元)，在上述取得的「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」比「异常判定阈值」大时，判定为在「向上述多个气缸的每一个供给的混合气体的空燃比、即单个气缸空燃比」之间产生不均衡(即，产生气缸间空燃比不平衡)。其结果，本发明的监视装置，能够精度良好地判定是否发生气缸间空燃比不平衡。

附图说明

图1是适用了本发明的实施方式的监视装置的内燃机的概略图。

图2是图1所示的上游侧空燃比传感器的概略剖视图。

图3是用于说明废气(被检测气体)的空燃比为比理论空燃比稀薄侧的空燃比的情况下的上游侧空燃比传感器的动作的图。

图4是表示废气的空燃比与上游侧空燃比传感器的极限电流值的关系的图表。

图5是用于说明废气(被检测气体)的空燃比为比理论空燃比浓侧的空燃比的情况下的上游侧空燃比传感器的动作的图。

图6是表示废气的空燃比与上游侧空燃比传感器的输出值的关系的图表。

图7是表示废气的空燃比与下游侧空燃比传感器的输出值的关系的图表。

图8是表示向气缸供给的混合气体的空燃比与从该气缸排出的未燃成分的关系的图表。

图9是表示气缸间空燃比不平衡比例与副反馈量的学习值的关系的图表。

图10是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的燃料喷射控制程序的流程图。

图11是表示图1所示的电气控制装置的CPU为了计算出主反馈量而执行的程序的流程图。

图12是表示图1所示的电气控制装置的CPU为了计算出副反馈量以及副反馈量的学习值(副FB学习值)而执行的程序的流程图。

图13是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图14是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图15是表示图1所示的电气控制装置的CPU所参照的对照表的图。

图16是表示图1所示的电气控制装置的CPU所参照的对照表的图。

图17是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图18是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图19是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图20是表示图1所示的电气控制装置的CPU所执行的程序的流程图。

图21是表示图1所示的电气控制装置的CPU为了进行气缸间空燃比不平衡判定(异常判定)而执行的程序的流程图。

具体实施方式

下面，参照附图对本发明的多气缸内燃机的监视装置(以下，仅称为「监视装置」)的实施方式进行说明。该监视装置是控制内燃机的空燃比的空燃比控制装置的一部分，也可以为气缸间空燃比不平衡判定装置、失火发生判定装置。另外，空燃比控制装置也是控制燃料喷射量的燃料喷射量控制装置。

(结构)

图1表示适用该监视装置的内燃机10的概略结构。内燃机10是4冲程·火花点火式·多气缸(在本例中为4气缸)·汽油燃料内燃机。内燃机10具有本体部20、吸气系统30以及排气系统40。

本体部20具有气缸体部和气缸盖部。本体部20具有由活塞顶面、缸壁面以及气缸盖部的下面构成的多个(4个)燃烧室(第一气缸#1至第四气缸#4)21。

在气缸盖部形成有用于向各燃烧室(各气缸)21供给「由空气以及燃料构成的混合气体」的进气口22、用于从各燃烧室21排出废气(已燃气体)的排气口23。进气口22由未图示的进气门开闭，排气口23由未图示的排气门开闭。

在气缸盖部固定有多个(4个)火花塞24。各火花塞24以其火花发生部在各燃烧室21的中央部在气缸盖部的下面附近位置露出的方式进行配设。各火花塞24响应点火信号从火花发生部产生点火用火花。

在气缸盖部还固定有多个(4个)燃料喷射阀(喷射器)25。燃料喷射阀25逐个设置于各进气口22(即，一个气缸设置一个)。燃料喷射阀25，响应喷射指示信号、在正常的情况下向对应的进气口22内喷射「包含于该喷射指示信号内的指示喷射量的燃料」。这样，多个气缸21的每一个具有与其它气缸独立地进行燃料供给的燃料喷射阀25。

另外，在气缸盖部设置有进气门控制装置26。该进气门控制装置26具有通过液压调整·控制进气门凸轮轴(未图示)与进气门凸轮(未图示)的相对旋转角度(相位角度)的众所周知的结构。进气门控制装置26根据指示信号(驱动信号)而动作，能够改变进气门的开阀时刻(进气门开阀时刻)。

吸气系统30具有进气岐管31、吸气管32、空气过滤器33、节气门34以及节气门促动器34a。

进气岐管31具有与各进气口22连接的多个分支部、这些分支部所集合的稳压箱部。吸气管32与稳压箱部连接。进气岐管31、吸气管32以及多个进气口22构成进气通路。空气过滤器33设置于吸气管32的端部。节气门34在空气过滤器33与进气岐管31之间的位置可转动地安装于吸气管32。节气门34通过转动而改变吸气管32所形成的进气通路的开口截面积。节气门促动器34a由DC电动机构成，响应指示信号(驱动信号)而使节气门34转动。

排气系统40具有排气岐管41、排气管(排气用管)42、上游侧催化剂43以及下游侧催化剂44。

排气岐管41由与各排气口23连接的多个分支部41a、这些分支部41a所集合的集合部(排气集合部)41b构成。排气管42连接于排气岐管41的集合部41b。排气岐管41、排气管42以及多个排气口23构成废气通过的通路。另外，在本说明书中，为了方便起见将排气岐管41的集合部41b以及排气管42称为「排气通路」。

上游侧催化剂43是在由陶瓷构成的承载体上承载「作为催化剂物质的贵金属」以及「二氧化铈(CeO₂)」、具有氧气吸藏·放出功能(氧气吸藏功能)的三元催化剂。上游侧催化剂43配设(夹装)于排气管42。若上游侧催化剂43达到规定的活性温度，则发挥「同时净化未燃物(HC，CO以及H₂等)与氮氧化物(NOx)的催化剂功能」以及「氧气吸藏功能」。另外，上游侧催化剂43也能够表现为：为了检测气缸间空燃比不平衡而具有「通过至少氧化氢气H₂而进行净化的功能」。即，上游侧催化剂43若具有「通过氧化氢气H₂而进行净化的功能」，则也可以为其它种类的催化剂(例如，氧化催化剂)。

下游侧催化剂44为与上游侧催化剂43同样的三元催化剂。下游侧催化剂44在上游侧催化剂43的下游配设(夹装)于排气管42。

该监视装置具有热线式空气流量计51、节气门位置传感器52、内燃机旋转速度传感器53、水温传感器54、上游侧空燃比传感器55、下游侧空燃比传感器56以及加速踏板开度传感器57。

热线式空气流量计51检测流过吸气管32内的吸入空气的质量流量，并输出表示该质量流量(内燃机10的单位时间的吸入空气量)Ga的信号。

节气门位置传感器52检测节气门34的开度，并输出表示节气门开度TA的信号。

内燃机旋转速度传感器53输出如下的信号，该信号在进气门凸轮轴每旋转5°时具有窄幅的脉冲，并且在进气门凸轮轴每旋转360°时具有宽幅的脉冲。从内燃机旋转速度传感器53输出的信号通过电气控制装置60变换成表示内燃机旋转速度NE的信号。另外，电气控制装置60根据来自内燃机旋转速度传感器53以及未图示的曲柄角传感器的信号，获取内燃机10的曲柄角度(绝对曲柄角)。

水温传感器54检测内燃机10的冷却水的温度，并输出表示冷却水温THW的信号。

上游侧空燃比传感器55在排气岐管41的集合部41b与上游侧催化剂43之间的位置，配设在排气岐管41以及排气管42中的任一个(即，排气通路)上。上游侧空燃比传感器55例如为特开平11-72473号公报、特开2000-65782号公报以及特开2004-69547号公报等所公开的「具有扩散阻挡层的极限电流式广域空燃比传感器」。

如图2所示，上游侧空燃比传感器55包括固体电解质层55a、废气侧电极层55b、大气侧电极层55c、扩散阻挡层55d、隔壁部55e以及加热器55f。

固体电解质层55a是氧离子导电性氧化物烧结体。在本例中，固体电解质层55a是在ZrO₂(氧化锆)中作为稳定剂而固溶CaO的「稳定化氧化锆元件」。固体电解质层55a在其温度为活性温度以上时，发挥众所周知的「氧电池特性」以及「氧泵特性」。这些特性，如后所述是在上游侧空燃比传感器55输出与废气的空燃比相对应的输出值时应该发挥的特性。所谓的氧电池特性，是指使氧离子从氧气浓度高的一侧向低的一侧通过、产生电动势的特性。所谓的氧泵特性，是指在固体电解质层55a的两端施加电位差时、使与阴极(低电位侧电极)和阳极(高电位侧电极)的电极间的电位差相对应的量的氧离子从阴极向阳极移动的特性。

废气侧电极层55b由白金(Pt)等的催化剂活性高的贵金属构成。废气侧电极层55b形成在固体电解质层55a的一个面上。废气侧电极层55b通过化学电解等而形成为具有充分的浸透性(即，形成为多孔质状)。

大气侧电极层55c由白金(Pt)等的催化剂活性高的贵金属构成。大气侧电极层55c在固体电解质层55a的其它面上隔着固体电解质层55a以与废气侧电极层55b相向的方式形成。大气侧电极层55c通过化学电解等以具有充分的浸透性的方式(即，多孔质状地)形成。

扩散阻挡层(扩散律速层)55d由多孔质陶瓷(耐热性无机物质)构成。扩散阻挡层55d以包覆废气侧电极层55b的外侧表面的方式例如通过等离子喷镀法等形成。分子直径小的氢气H₂在扩散阻挡层55d中的扩散速度，比分子直径相对大的「碳化氢HC以及一氧化碳CO等」在扩散阻挡层55d中的扩散速度大。因此，由于扩散阻挡层55d的存在，氢气H₂与碳化氢HC以及一氧化碳CO等相比迅速地到达「废气侧电极层55b 」。上游侧空燃比传感器55以扩散阻挡层55d的外表面「暴露于废气中(与从内燃机10排出的废气接触)」的方式进行配置。

隔壁部55e由致密且不使气体透过的氧化铝陶瓷构成。隔壁部55e以形成收容大气侧电极层55c的空间、即「大气室55g 」的方式构成。在大气室55g中导入大气。

加热器55f埋设于隔壁部55e。加热器55f在被通电时发热，对固体电解质层55a进行加热。

上游侧空燃比传感器55如图3所示使用电源55h。电源55h以大气侧电极层55c侧处于高电位、废气侧电极层55b处于低电位的方式施加电压V。

如图3所示，在废气的空燃比为比理论空燃比稀薄的一侧的空燃比时，通过利用上述的氧电池特性来检测空燃比。即，在废气的空燃比为比理论空燃比稀薄的一侧的空燃比时，大量包含于废气中的氧气分子通过扩散阻挡层55d到达废气侧电极层55b。该氧气分子在收到电子后成为氧离子。氧离子通过固体电解质层55a在大气侧电极层55c中放出电子而成为氧气分子。其结果，电流I从电源55h的正极经由大气侧电极层55c、固体电解质层55a以及废气侧电极层55b向电源55h的负极流动。

该电流I的大小，在将电压V的大小设定为规定值Vp以上时，与到达扩散阻挡层55d的外侧表面的废气中所包含的氧气分子中的「利用扩散通过扩散阻挡层55d而到达废气侧电极层55b的氧气分子」的量相对应地变化。即，电流I的大小，与废气侧电极层55b中的氧气浓度(氧气分压力)相对应地变化。废气侧电极层55b中的氧气浓度，与到达扩散阻挡层55d的外侧表面的废气的氧气浓度相对应地变化。该电流I，如图4所示，即使将电压V设定为规定值Vp以上也不变化，因此称为极限电流Ip。空燃比传感器55根据该极限电流Ip值输出与空燃比相对应的值。

与此相对，在废气的空燃比为比理论空燃比浓的一侧的空燃比时，如图5所示，通过利用上述氧电池特性来检测空燃比。更具体来说，当废气的空燃比为比理论空燃比浓的一侧的空燃比时，大量包含于废气中的未燃物(HC，CO以及H₂等)通过扩散阻挡层55d到达废气侧电极层55b。在这种情况下，由于大气侧电极层55c中的氧气浓度与废气侧电极层55b中的氧气浓度的差(氧气分压力差)变大，所以固体电解质层55a作为氧电池发挥作用。施加电压V，设定为比该氧电池的电动势小。

因此，存在于大气室55g中的氧气分子在大气侧电极层55c中收到电子而成为氧离子。该氧离子通过固体电解质层55a向废气侧电极层55b移动。另外，在废气侧电极层55b中氧化未燃物、放出电子。其结果，电流I从电源55h的负极，经由废气侧电极层55b、固体电解质层55a以及大气侧电极层55c向电源55h的正极流动。

该电流I的大小，根据从大气侧电极层55c通过固体电解质层55a而到达废气侧电极层55b的氧离子的量而决定。如前所述，该氧离子用于在废气侧电极层55b中氧化未燃物。因此，通过扩散通过扩散阻挡层55d而到达废气侧电极层55b的未燃物的量越多，则通过固体电解质层55a的氧离子的量越多。换言之，空燃比越小(为比理论空燃比浓的一侧的空燃比，未燃物的量越多)，则电流I的大小越大。但是，由于存在扩散阻挡层55d，到达废气侧电极层55b的未燃物的量受到限制，因此电流I成为与空燃比相对应的一定值Ip。上游侧空燃比传感器55根据该极限电流Ip值输出与空燃比相对应的值。

基于这样的检测原理的上游侧空燃比传感器55，如图6所示，输出与流过上游侧空燃比传感器55的配设位置的废气的空燃比(上游侧空燃比abyfs)相对应的输出值Vabyfs。输出值Vabyfs通过将极限电流Ip变换成电压而获得。被检测气体的空燃比越大(越稀薄)，则输出值Vabyfs越增大。后述的电气控制装置60存储图6所示的空燃比变换表(设定表)Mapabyfs，将输出值Vabyfs适用于空燃比变换表Mapabyfs，由此检测实际的上游侧空燃比abyfs。该空燃比变换表Mapabyfs，也可以考虑氢气的选择性扩散而制作。换言之，表Mapabyfs，通过将各气缸的空燃比设定为相互相等的空燃比x，根据将到达上游侧空燃比传感器55的废气的空燃比设定为值x的情况下的「上游侧空燃比传感器55的实际的输出值Vabyfs」而制作。

这样，上游侧空燃比传感器55是如下的空燃比传感器，其具有配设在多个气缸的排气集合部或者上述排气集合部与催化剂43之间的排气通路中、并且通过催化剂43前的废气所接触的扩散阻挡层，以及输出与接触于该扩散阻挡层的气体的空燃比相对应的输出值的空燃比检测元件。

再次参照图1进行说明，下游侧空燃比传感器56在上游侧催化剂43与下游侧催化剂44之间的位置配设于排气管42(即，排气通路)。下游侧空燃比传感器56是众所周知的浓淡电池型的氧气浓度传感器(O₂传感器)。下游侧空燃比传感器56例如具有与图2所示的上游侧空燃比传感器55同样的结构(但是，除了电源55h之外。)。或者，下游侧空燃比传感器56也可以具有试管状的固体电解质层、形成于固体电解质层的外侧的废气侧电极层、露出到大气室(固体电解质层的内侧)并且以隔着固体电解室层与废气侧电极层相对的方式形成于固体电解质层的大气侧电极层、覆盖废气侧电极层并且接触废气(以暴露于废气中的方式配置)的扩散阻挡层。下游侧空燃比传感器56，输出与流过下游侧空燃比传感器56的配设位置的废气的空燃比(下游侧空燃比afdown)相对应的输出值Voxs。

下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs，如图7所示，在被检测气体的空燃比比理论空燃比浓时为最大输出值max(例如，大约0.9V)，在被检测气体的空燃比比理论空燃比稀薄时为最小输出值min(例如，大约0.1V)，在被检测气体的空燃比为理论空燃比时为最大输出值max与最小输出值min的大致中间的电压Vst(中间电压Vst，例如，大约0.5V)。另外，在被检测气体的空燃比从比理论空燃比浓的空燃比向稀薄的空燃比变化时，该输出值Voxs从最大输出值max向最小输出值min急剧变化，在被检测气体的空燃比从比理论空燃比稀薄的空燃比向浓的空燃比变化时，该输出值Voxs从最小输出值min向最大输出值max急剧变化。

图1所示的加速踏板开度传感器57检测由运转者操作的加速踏板AP的操作量，并输出表示加速踏板AP的操作量Accp的信号。

电气控制装置60是由「CPU、ROM、RAM、后备随机存储器(或者，EEPROM等的非易失性存储器)以及包括AD变换器的接口等」构成的「众所周知的微型计算机」。

电气控制装置60所具有的后备随机存储器，与搭载有内燃机10的车辆的未图示的点火钥匙开关的位置(断开位置、起动位置以及接通位置等任一者)无关，从搭载于车辆的电池接受电力的供给。后备随机存储器，在从电池接受电力的供给的情况下，以能够与CPU的指示相对应地存储数据(写入数据)并且能够读出该数据的方式保持(存储)数据。后备随机存储器，若因从车辆取下电池等而截断从电池的电力供给，则将不能够保持数据。即，到目前为止保持的数据消失(被破坏)。因此，CPU在再次开始向后备随机存储器供给电力时，对应该保持于后备随机存储器的数据进行初始化(设定为默认值)。

电气控制装置60的接口与上述传感器51～57连接，向CPU供给来自传感器51～57的信号。另外，该接口，与CPU的指示相对应地向各气缸的火花塞24、各气缸的燃料喷射阀25、进气门控制装置26以及节气门促动器34a等送出指示信号(驱动信号)等。另外，电气控制装置60，以取得的加速踏板的操作量Accp越大则节气门开度TA越大的方式向节气门促动器34a送出指示信号。

(气缸间空燃比不平衡判定的原理)

接着，对上述监视装置所进行的「气缸间空燃比不平衡判定」的原理进行说明。气缸间空燃比不平衡判定，是指判定气缸间的空燃比的不均匀性是否达到警告必要值以上，换言之，是指判定是否在单个气缸空燃比之间产生(在排放物方面不能够容许的程度的)不均衡(即，气缸间空燃比不平衡)。

内燃机10的燃料为碳和氢的化合物。因此，在燃料燃烧而变化为水H₂O和二氧化碳CO₂的过程中，作为中间生成物生成「碳化氢HC、一氧化碳CO以及氢气H₂等」的未燃物。

供燃烧的混合气体的空燃比越小于理论空燃比(即，空燃比越向比理论空燃比浓的一侧变化)，则燃料完全燃烧所需的氧气的量与实际的氧气的量之差越增大。换言之，由于越成为浓侧的空燃比，则燃烧途中的氧气的不足量越增大、氧气浓度越降低，因此中间生成物(未燃物)与氧气相遇而结合(被氧化)的概率急剧地减小。其结果，如图8所示，向气缸供给的混合气体的空燃比越成为浓侧的空燃比，则从气缸排出的未燃物(HC，CO以及H₂)的量越急剧地(以二次函数的方式)增大。另外，图8的点P1、点P2以及点P3表示向某个气缸供给的燃料的量相对于在该气缸的空燃比与理论空燃比一致的情况下的燃料的量分别过剩10％(＝AF1)、30％(＝AF2)以及40％(＝AF3)的点。

另外，氢气H₂为比碳化氢HC以及一氧化碳CO等小的分子。因此，氢气H₂与其它未燃物(HC，CO)相比，迅速地在上游侧空燃比传感器55的扩散阻挡层55d中扩散。因此，若大量产生由HC，CO以及H₂构成的未燃物，则在扩散阻挡层55d中将显著发生氢气H₂的选择性扩散(优先扩散)。即，氢气H₂与「其它未燃物(HC，CO)」相比大量到达空燃比检测元件的表面(形成于固体电解质层55a的表面的废气侧电极层55b)。其结果，氢气H₂的浓度与其它未燃物(HC，CO)的浓度的平衡崩溃。换言之，氢气H₂相对于包含于「到达上游侧空燃比传感器55的空燃比检测元件(废气侧电极层55b)的废气」的全未燃成分的比例，比氢气H₂相对于包含于「从内燃机10排出的废气」的全未燃成分的比例大。

另外，上述监视装置为空燃比控制装置的一部分。空燃比控制装置，进行使「由上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs表示的上游侧空燃比abyfs(相当于输出值Vabyfs的空燃比)」与「上游侧目标空燃比abyfr」一致的「空燃比的反馈控制(主反馈控制)」。一般情况下，将上游侧目标空燃比abyfr设定为理论空燃比stoich。

另外，空燃比控制装置，进行使下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs(或者，由下游侧空燃比传感器的输出值Voxs表示的下游侧空燃比afdown)与下游侧目标值Voxsref(或者，由下游侧目标值Voxsref表示的下游侧目标空燃比)一致的「空燃比的副反馈控制」。一般情况下，将下游侧目标值Voxsref设定为相当于理论空燃比的值(0.5V)。

现在，在没有产生气缸间空燃比不平衡的状态下，假定各气缸的空燃比一律向浓侧偏移的场合。这样的状态，例如，在计算燃料喷射量时的基本量、即「内燃机的吸入空气量的测定值或者推定值」比「真实的吸入空气量」大时等情况下发生。

在这种情况下，例如，假定各气缸的空燃比为图8所示的AF2。若某个气缸的空燃比为AF2，则与某个气缸的空燃比为比AF2更接近于理论空燃比的空燃比AF1的情况相比，更多的未燃物(因此，氢气H₂)包含于废气中(参照点P1以及点P2。)。因此，在上游侧空燃比传感器55的扩散阻挡层55d中产生「氢气H₂的选择性扩散」。

但是，在这种情况下，「在各气缸结束一次燃烧行程期间(相当于曲柄角720度的期间)向内燃机10供给的混合气体」的空燃比的真实平均值也为AF2。另外，如上所述，图6所示的空燃比变换表Mapabyfs，是考虑到「氢气H₂的选择性扩散」而作成的。因此，由上游侧空燃比传感器55的实际的输出值Vabyfs表示的上游侧空燃比abyfs(通过将实际的输出值Vabyfs适用于空燃比变换表Mapabyfs而获得的上游侧空燃比abyfs)，与上述「空燃比的真实平均值AF2」一致。

因此，通过主反馈控制，以与「作为上游侧目标空燃比abyfr的理论空燃比」一致的方式修正向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比，不会发生气缸间空燃比不平衡，所以各气缸的空燃比也与理论空燃比大致一致。因此，副反馈量(以及后述的副反馈量的学习值)不会成为对空燃比进行大幅修正的值。换言之，在不发生气缸间空燃比不平衡的情况下，副反馈量(以及后述的副反馈量的学习值)不会成为对空燃比进行大幅修正的值。

接着，一边与上述的「不产生气缸间空燃比不平衡的情况下」的各值的状况进行比较一边对「产生气缸间空燃比不平衡的情况下」的各值的状况进行说明。

例如，在被吸入内燃机10的各气缸的空气量(重量)为A0、被供给到各气缸的燃料量(重量)为F0时，假定空燃比A0/F0为理论空燃比(例如，14.5)。

另外，虽然不发生气缸间空燃比不平衡，但由于吸入空气量的推定误差等，假定向各气缸供给(喷射)的燃料量均等地过剩10％。即，假定向各气缸供给了1.1·F0的燃料。此时，向作为4气缸发动机的内燃机10供给的空气量的总量(在各气缸分别结束一次燃烧行程期间向内燃机10整体供给的空气量)为4·A0。另外，向内燃机10供给的燃料量的总量(在各气缸分别结束一次燃烧行程期间向内燃机10整体供给的燃料的量)为4.4·F0(＝1.1·F0+1.1·F0+1.1·F0+1.1·F0)。因此，向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值为4·A0/(4.4·F0)＝A0/(1.1·F0)。此时，上游侧空燃比传感器的输出值为与空燃比A0/(1.1·F0)相对应的输出值。

因此，通过主反馈控制，向各气缸供给的燃料的量以10％为单位减量(向各气缸供给1·F0的燃料)，向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比与理论空燃比A0/F0一致。

对此，假定因为仅特定气缸的空燃比较大地向浓侧偏离而发生「气缸间空燃比不平衡」的情况。这样的状况，例如在特定气缸所具有的燃料喷射阀25的喷射特性成为「喷射比指示的燃料喷射量多很多的量的燃料的特性」的情况下产生。这样的燃料喷射阀25的异常也称为「燃料喷射阀的偏浓异常」。

现在，假定向某一个特定气缸供给的燃料的量为过剩40％的量(即，1.4·F0)，向剩下的3个气缸供给的燃料的量为这些气缸的空燃比与理论空燃比一致那样的燃料的量(即，1·F0)。在这种情况下，特定气缸的空燃比为图8所示的「AF3」，剩下的气缸的空燃比为理论空燃比。

此时，向作为4气缸发动机的内燃机10供给的空气量的总量(在各气缸分别结束一次燃烧行程期间向内燃机10整体供给的空气量)为4·A0。另一方面，向内燃机10供给的燃料的总量(在各气缸分别结束一次燃烧行程期间向内燃机10整体供给的燃料的量)为4.4·F0(＝1.4·F0+F0+F0+F0)。

因此，向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值为4·A0/(4.4·F0)＝A0/(1.1·F0)。即，这种情况下向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值为与上述的「向各气缸供给的燃料的量均等地过剩10％的情况」相同的值。

但是，如前所述，向气缸供给的混合气体的空燃比越向浓侧变化，则废气中的未燃物(HC，CO以及H₂)的量越急剧地增大。因此，「在仅向特定气缸供给的燃料的量为过剩40％的量的情况下」，包含于废气中的氢气H₂的总量SH1，根据图8，为SH1＝H3+H0+H0+H0＝H3+3·H0。对此，「在对各气缸供给的燃料的量均等地过剩10％的情况下」，包含于废气的氢气H₂的总量SH2，根据图8，为SH2＝H1+H1+H1+H1＝4·H1。此时，虽然量H1比量H0稍大，但是量H1以及量H0都为极微量。即，量H1和量H0，在与量H3相比的情况下，可以说相互大致相等。因此，氢气总量SH1与氢气总量SH2相比极大(SH1＞＞SH2)。

这样，即使向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值相同，在发生气缸间空燃比不平衡的情况下包含于废气的氢气的总量SH1，与在不发生气缸间空燃比不平衡的情况下包含于废气的氢气的总量SH2相比，也显著地变大。

因此，在仅向特定气缸供给的燃料的量为过剩40％的量的情况下，由于上述扩散阻挡层55d中的「氢气H₂的选择性扩散」，由上游侧空燃比传感器的输出值Vabyfs表示的空燃比，成为比「向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值(A0/(1.1·F0))」浓的一侧的空燃比(小的空燃比)。即，即使废气的空燃比的平均值相同，在发生气缸间空燃比不平衡的情况下，上游侧空燃比传感器55的废气侧电极层55b中的氢气H₂的浓度，也比不发生气缸间空燃比不平衡的情况下高，因此上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs是表示比「空燃比的真实平均值」浓的一侧的空燃比的值。

其结果，通过主反馈控制，将向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实的平均值控制为比理论空燃比稀薄的一侧。

另一方面，通过上游侧催化剂43的废气到达下游侧空燃比传感器56。包含于废气中的氢气H₂与其它未燃物(HC，CO)一起在上游侧催化剂43中被氧化(净化)。因此，下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs，为与向内燃机10整体供给的混合气体的真实空燃比相对应的值。因此，利用副反馈控制计算出的空燃比的控制量(副反馈量等)，为用于修正由上述主反馈控制进行的空燃比向稀薄侧的过修正的值。另外，通过这样的副反馈量等，使内燃机10的空燃比的真实平均值与理论空燃比一致。

这样，利用副反馈控制计算出的空燃比的控制量(副反馈量)，成为用于补偿因燃料喷射阀25的偏浓异常(气缸间空燃比不平衡)引起的「空燃比向稀薄侧的过修正」那样的值。另外，与「被指示的喷射量」相比，引起偏浓异常的燃料喷射阀25喷射的燃料越多(即，特定气缸的空燃比越成为浓侧的空燃比)，则该向稀薄侧的过修正的程度越增大。

因此，在副反馈量为正值且其大小越大则「内燃机的空燃比越被向浓侧修正的系统」中，「与副反馈量相对应地变化的值(实际上，例如，取入副反馈量的稳态成分的副反馈量的学习值)」，是表示气缸间空燃比不平衡的程度的值。

基于该见解，本监视装置作为不平衡判定用参数而取得与副反馈量相对应地变化的值(在本例中，为副反馈量的学习值、即「副FB学习值」)。即，不平衡判定用参数是「包含于通过上游侧催化剂43前的废气中的氢气的量、与包含于通过上游侧催化剂43后的废气中的氢气的量之差越大则越大的值」。另外，监视装置在该不平衡判定用参数为「异常判定阈值」以上的情况下(即，在与副FB学习值的增减相对应地增减的值成为了「表示将内燃机的空燃比修正为异常判定阈值以上的浓侧的值」的情况下)，判定为发生了气缸间空燃比不平衡。

图9的实线，表示发生气缸间空燃比不平衡、某一个气缸的空燃比从理论空燃比向浓侧以及稀薄侧背离的情况下的副FB学习值。图9所示图表的横轴为「不平衡比例」。所谓的不平衡比例是指「理论空燃比X与该向浓侧偏离的气缸的空燃比af之差Y(＝X-af)与理论空燃比X之比(Y/X)」。如前所述，不平衡比例越大，则氢气H₂的选择性扩散的影响越急剧地变大。因此，如图9的实线所示，副FB学习值(因此，不平衡判定用参数)随着不平衡比例变大而以二次函数的方式增大。

另外，如图9的实线所示，即使在不平衡比例为负的值的情况下，该不平衡比例的绝对值越增大，则副FB学习值也越增大。即，例如，在产生仅一个特定气缸的空燃比较大且向稀薄侧偏离那样的气缸间空燃比不平衡的情况下，作为不平衡判定用参数的副FB学习值(与副FB学习值相对应的值)也增大。这样的状况，例如，在特定气缸所具有的燃料喷射阀25的喷射特性成为了「喷射比指示的燃料喷射量少很多的燃料的特性」的情况下产生。这样的燃料喷射阀25的异常也称为「燃料喷射阀的偏稀薄异常」。

以下，对在产生仅一个特定气缸的空燃比较大、向稀薄侧偏离那样的气缸间空燃比不平衡的情况下，副FB学习值也增大的理由进行简单说明。在以下的说明中，也假定吸入内燃机10的各气缸的空气量(重量)为A0。另外，在向各气缸供给的燃料量(重量)为F0时，假定空燃比A0/F0与理论空燃比一致。

现在，假定如下的场合，即，向某一特定气缸(为了方便起见，设定为第一气缸。)供给的燃料的量为过小40％的量(即，0.6·F0)，向剩下的3个气缸(第二，第三以及第四气缸)供给的燃料的量为这些气缸的空燃比与理论空燃比一致那样的燃料的量(即，F0)。另外，在这种情况下，假定不发生失火。

在这种情况下，假定通过主反馈控制使向第一气缸至第四气缸供给的燃料的量增大了相同的规定量(10％)。此时，向第一气缸供给的燃料的量为0.7·F0，向第二至第四气缸的每一个供给的燃料的量为1.1·F0。

在该状态下，向作为4气缸发动机的内燃机10供给的空气量的总量(在各气缸分别结束一次燃烧行程期间向内燃机10整体供给的空气量)为4·A0。另外，主反馈控制的结果是，向内燃机10供给的燃料量的总量(在各气缸分别结束一次燃烧行程期间向内燃机10整体供给的燃料的量)为4·F0(＝0.7·F0+1.1·F0+1.1·F0+1.1·F0)。因此，向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值为4·A0/(4·F0)＝A0/F0、即理论空燃比。

但是，该状态下的「包含于废气的氢气H₂的总量SH3」为SH3＝H4+H1+H1+H1＝H4+3·H1。H4是空燃比为A0/(0.7·F0)时产生的氢气量，比H1以及H0小且与H0大致相等。因此，总量SH3最大为(H0+3·H1)。

相对于此，在不发生气缸间空燃比不平衡且向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值为理论空燃比的情况下，「包含于废气的氢气H₂的总量SH4」为SH4＝H0+H0+H0+H0＝4·H0。如前所述，H1比H0稍大。因此，总量SH3(＝H0+3·H1)比总量SH4(＝4·H0)大。

因此，在发生因「燃料喷射阀的偏稀薄异常」而引起的气缸间空燃比不平衡的情况下，即使在通过主反馈控制而使向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值向理论空燃比移动时，氢气的选择性扩散的影响由上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs表示。即，通过将输出值Vabyfs适用于空燃比变换表Mapabyfs而获得的上游侧空燃比abyfs，为比作为上游侧目标空燃比abyfr的理论空燃比「浓侧(小的)的空燃比」。其结果，进一步执行主反馈控制，将向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值修正为比理论空燃比稀薄的一侧。

因此，通过副反馈控制计算出的空燃比的控制量增大，以补偿因燃料喷射阀25的偏稀薄异常(气缸间空燃比不平衡)而引起的「由主反馈控制使空燃比向稀薄侧过修正」。由此，在不平衡比例为负的值的情况下不平衡比例的绝对值越增大，则根据「利用副反馈控制计算出的空燃比的控制量」取得的「不平衡判定用参数(例如，副FB学习值)」越增大。

由此，本监视装置，不仅在特定气缸的空燃比「向浓侧偏离的情况下」，在「向稀薄侧偏离的情况下」，也能够在不平衡判定用参数(例如，与副FB学习值的增减相对应地增减的值)为「异常判定阈值Ath」以上时，判定为发生了气缸间空燃比不平衡。

另外，图9的虚线，表示各气缸的空燃比一律从理论空燃比向浓侧背离且中止主反馈控制的情况下的副FB学习值。在这种情况下，横轴以成为与「发生气缸间空燃比不平衡的情况下的内燃机的空燃比的偏差」相同的偏差的方式进行调整。即，例如，在产生仅第一气缸向浓侧偏离20％那样的「气缸间空燃比不平衡」的情况下，不平衡比例为20％。另一方面，在各气缸的空燃比一律偏离5％(20％/4个气缸)的情况下，虽然实际上不平衡比例为0％，但是在图9中不平衡比例看做成相当于20％而进行处理。从图9的实线与虚线的比较可以理解，「在副FB学习值达到异常判定阈值Ath以上时，能够判定为发生了气缸间空燃比不平衡。」。另外，由于实际上执行了主反馈控制，所以在没有发生气缸间空燃比不平衡的情况下，副FB学习值没有实际地如图9的虚线所示那样增大。

(实际的动作)

接着，对本监视装置的实际动作进行说明。以下，为了便于说明，「MapX(a1，a2，...)」表示用于求出以a1，a2，...为自变量的值X的表。另外，在自变量的值为传感器的检测值的情况下，使用现在值。另外，「statusN」表示将status设定为N(N＝0，1，2)的状态下的status。statusN表示后述的副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)的学习进行程度(副FB学习值Vafsfbg的收敛(稳定)的程度)。

<燃料喷射量控制>

CPU每当规定的气缸的曲柄角达到吸气上死点前的规定曲柄角度(例如，BTDC90℃A)时，对于该气缸(以下，也称为「燃料喷射气缸」。)反复执行图10所示的燃料喷射量Fi的计算以及指示燃料喷射的程序。因此，若到达规定的时刻，则CPU从步骤1000开始进行处理，并按顺序进行以下所述的步骤1010至步骤1040的处理，然后进入步骤1095、暂时结束本程序。

步骤1010：CPU通过将「由空气流量计51测量的吸入空气量Ga和内燃机旋转速度NE适用于表MapMc(Ga，NE)，取得作为「被吸入燃料喷射气缸的空气量」的「缸内吸入空气量Mc(k)」。缸内吸入空气量Mc(k)，与各吸气行程对应地存储于RAM73内。缸内吸入空气量Mc(k)，可以通过众所周知的空气模型(按照模拟进气通路中的空气的动作的物理法则构筑的模型)进行计算。

步骤1020：CPU通过将缸内吸入空气量Mc(k)除以上游侧目标空燃比abyfr而求出基本燃料喷射量Fbase。上游侧目标空燃比abyfr除了后述那样的特殊情况外设定为理论空燃比stoich。

步骤1030：CPU通过利用主反馈量DFi修正基本燃料喷射量Fbase(更具体地说，在基本燃料喷射量Fbase上加上主反馈量DFi)来计算最终燃料喷射量Fi。对于主反馈量DFi在后面进行说明。

步骤1040：CPU向「与燃料喷射气缸对应地设置的燃料喷射阀25」送出指示信号，以从该燃料喷射阀25喷射最终燃料喷射量(指示喷射量)Fi的燃料。

这样，从各燃料喷射阀25喷射的燃料的量，根据对于全部气缸通用的主反馈量DFi一起增减。

另外，CPU也执行燃油切断运转(以下，也称为「FC控制」。)。FC控制是停止燃料喷射的控制。FC控制在以下的燃油切断开始条件成立时开始，在以下的燃油切断复原(结束)条件成立时结束。另外，在从燃油切断开始条件成立的时刻开始到燃油切断复原条件成立的时刻为止期间，停止燃料喷射。即，将图10的步骤1030的最终燃料喷射量Fi的值设定为「0」。

·燃油切断开始条件

在节气门开度TA为「0」(或者加速踏板操作量Accp为「0」)、并且内燃机旋转速度NE为燃油切断开始旋转速度NEFCth以上时。

·燃油切断复原条件

在燃油切断运转中且节气门开度TA(或者加速踏板操作量Accp)比「0」大时，或者，

在燃油切断运转中且内燃机旋转速度NE为比燃油切断开始旋转速度NEFCth小的燃油切断复原旋转速度NERTth以下时。

<主反馈量的计算>

CPU每经过规定时间反复执行图11的流程图所示的主反馈量计算程序。因此，若到达规定的时刻，则CPU从步骤1100开始处理，然后进入步骤1105、判定主反馈控制条件(上游侧空燃比反馈控制条件)是否成立。

主反馈控制条件例如在以下的所有条件成立时成立。

(A1)上游侧空燃比传感器55活性化。

(A2)内燃机的负荷(负荷率)KL为阈值KLth以下。

(A3)不处于燃油切断中。

另外，负荷率KL在此通过下述(1)式求出。代替该负荷率KL，作为内燃机的负荷也可以使用加速踏板操作量Accp以及节气门开度TA等。在(1)式中，Mc(k)为缸内吸入空气量，ρ为空气密度(单位为(g/l))，L为内燃机10的排气量(单位为(l))，「4」为内燃机10的气缸数。

KL＝(Mc(k)/(ρ·L/4))·100％...(1)

现在，若设定主反馈控制条件成立而继续进行说明，则CPU在步骤1105中判定为「Yes」并按顺序进行以下所述的步骤1110至步骤1140的处理，然后进入步骤1195、暂时结束本程序。

步骤1110：CPU按照下述(2)式获得反馈控制用输出值Vabyfc。在(2)式中，Vabyfs为上游侧空燃比传感器55的输出值，Vafsfb为根据下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs计算出的副反馈量。这些值都是现在时刻获得的值。对于副反馈量Vafsfb的计算方法在后面说明。

Vabyfc＝Vabyfs+Vafsfb...(2)

步骤1115：CPU如下述(3)式所示，通过将上述反馈控制用输出值Vabyfc适用于图6所示的空燃比变换表Mapabyfs而获得反馈控制用空燃比abyfsc。

abyfsc＝Mapabyfs(Vabyfc)...(3)

步骤1120：CPU按照下述(4)式求出作为「在比现在时刻提前N个循环的时刻，向燃烧室21实际供给的燃料的量」的「缸内燃料供给量Fc(k-N)」。即，CPU通过将「比现在时刻提前N个循环(即，N·720°曲柄角)的时刻的缸内吸入空气量Mc(k-N)」除以「上述反馈控制用空燃比abyfsc」而求出缸内燃料供给量Fc(k-N)。

Fc(k-N)＝Mc(k-N)/abyfsc...(4)

这样地为了求出缸内燃料供给量Fc(k-N)而将从现在时刻开始的N个冲程前的缸内吸入空气量Mc(k-N)除以反馈控制用空燃比abyfsc是因为，到「通过燃烧室21内的混合气体的燃烧而生成的废气」到达上游侧空燃比传感器55为止，需要「相当于N个冲程的时间」。但是，实际上，从各气缸排出的废气在进行某种程度的混合后到达上游侧空燃比传感器55。

步骤1125：CPU按照下述(5)式求出作为「在比现在时刻提前N个循环的时刻，应该向燃烧室21供给的燃料量」的「目标缸内燃料供给量Fcr(k-N)」。即，CPU通过将比现在时刻提前N个冲程的缸内吸入空气量Mc(k-N)除以上游侧目标空燃比abyfr，求出目标缸内燃料供给量Fcr(k-N)。

Fcr＝Mc(k-N)/abyfr...(5)

如上所述，上游侧目标空燃比abyfr在通常运转时设定为理论空燃比stoich。另一方面，为了防止产生因硫磺等而引起的排气气味，在规定的稀薄设定条件成立时，将上游侧目标空燃比abyfr设定为比理论空燃比稀薄的一侧的空燃比。另外，在以下条件中的任一个成立了时，有时也将上游侧目标空燃比abyfr设定为比理论空燃比浓的一侧的空燃比。

·在现在时刻为FC控制结束后的规定期间内的情况下。

·在为应该防止上游侧催化剂43的过热的运转状态(高负荷运转状态)的情况下。

步骤1130：CPU按照下述(6)式取得缸内燃料供给量偏差DFc。即，CPU通过从目标缸内燃料供给量Fcr(k-N)减去缸内燃料供给量Fc(k-N)而求出缸内燃料供给量偏差DFc。该缸内燃料供给量偏差DFc是表示在N个冲程前的时刻向缸内供给的燃料的过多或不足部分的量。

DFc＝Fcr(k-N)-Fc(k-N)...(6)

步骤1135：CPU按照下述(7)式求出主反馈量DFi。在该(7)式中，Gp为预先设定的比例增益、Gi为预先设定的积分增益。另外，(7)式的「值SDFc」为「缸内燃料供给量偏差DFc的积分值(时间积分值)」。即，CPU通过用于使反馈控制用空燃比abyfsc与上游侧目标空燃比abyfr一致的比例积分控制来计算「主反馈量DFi」。

DFi＝Gp·DFc+Gi·SDFc...(7)

步骤1140：CPU通过对该时刻的缸内燃料供给量偏差DFc的积分值SDFc加上通过上述步骤1130求出的缸内燃料供给量偏差DFc，来取得新的缸内燃料供给量偏差的积分值SDFc。

通过以上动作，利用比例积分控制求出主反馈量DFi，该主反馈量DFi通过前述的图10的步骤1030的处理反映于最终燃料喷射量Fi。

另外，上述(2)式的右边的「副反馈量Vafsfb」与上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs相比为较小的值，并且，被进行限制、以成为小的值。因此，副反馈量Vafsfb可以考虑为用于使「下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs」与「作为相当于理论空燃比的值的下游侧目标值Voxsref」一致的「辅助修正量」。其结果，反馈控制用空燃比abyfsc可以说是实质上基于上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs的值。即，主反馈量DFi可以说是用于使「由上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs表示的内燃机的空燃比」与「上游侧目标空燃比abyfr(理论空燃比)」一致的修正量。

另一方面，若在步骤1105的判定时主反馈控制条件不成立，则CPU在该步骤1105中判定为「No」而进入步骤1145，将主反馈量DFi的值设定为「0」。接着，CPU通过步骤1150对缸内燃料供给量偏差的积分值SDFc存储「0」。然后，CPU进入步骤1195、临时结束本程序。这样，在主反馈控制条件不成立时，主反馈量DFi被设定为「0」。因此，不进行基于基本燃料喷射量Fbase的主反馈量DFi的修正。

<副反馈量以及副FB学习值的计算>

CPU为了计算出「副反馈量Vafsfb」以及「副反馈量Vafsfb的学习值(副FB学习值)Vafsfbg」，每经过规定时间执行图12所示的程序。因此，若到达规定的时刻，则CPU从步骤1200开始进行处理，然后进入步骤1205、判定副反馈控制条件是否成立。

副反馈控制条件在以下的所有条件成立时成立。另外，在本例中，副反馈控制条件与副反馈量的学习条件相同。但是，副反馈量的学习条件，也可以对副反馈控制条件附加其它条件(负荷KL在规定范围内等的条件)。

(B1)主反馈控制条件成立。

(B2)下游侧空燃比传感器56活性化。

(B3)上游侧目标空燃比abyfr被设定为理论空燃比stoich。

(B4)在燃油切断(FC)控制结束之后立即经过了与规定的更新禁止次数L相对应的时间。对于更新禁止次数L将在后面说明。

现在，假定副反馈控制条件成立而继续进行说明。在这种情况下，CPU在步骤1205中判定为「Yes」，并按顺序进行以下所述的步骤1210至步骤1235的处理，计算出副反馈量Vafsfb。

步骤1210：CPU按照下述(8)式取得作为「下游侧目标值Voxsref」与「下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs」的差的「输出偏差量DVoxs」。即，CPU通过从「下游侧目标值Voxsref」减去「现在时刻的下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs」而求出「输出偏差量DVoxs」。下游侧目标值Voxsref被设定为相当于理论空燃比的值Vst(0.5V)。

DVoxs＝Voxsref-Voxs...(8)

步骤1215：CPU根据下述(9)式更新在后述的(10)式中使用的时间积分值SDVoxs(输出偏差量的积分值SDVoxs)。即，CPU对如后述那样在后备随机存储器中作为「副FB学习值Vafsfbg」而存储的「该时刻的时间积分值SDVoxs」加上「利用上述步骤1210求出的输出偏差量Dvoxs与值K的积值K·DVoxs」，由此，求出新的时间积分值SDVoxs(更新时间积分值SDVoxs。)。

SDVoxs＝SDVoxs+K·DVoxs...(9)

在上述(9)式中，K为调整值，是如后述那样被设定·改变的值。即，时间积分值SDVoxs的每一次的更新量，是对输出偏差量Dvoxs乘以调整值K的值K·DVoxs。通过设定·改变该调整值K，设定·改变时间积分值SDVoxs的每一次的更新量K·DVoxs。

步骤1220：CPU将利用步骤1215求出的「时间积分值SDVoxs」作为「副FB学习值Vafsfbg」而存储在后备随机存储器中。即，CPU在步骤1215以及步骤1220中进行副反馈量Vafsfb的学习。

步骤1225：CPU从「利用上述步骤1210计算出的输出偏差量DVoxs」减去「在前次执行本程序时计算出的输出偏差量、即前次输出偏差量DVoxsold」，由此求出新的输出偏差量的微分值(时间微分值)DDVoxs。

步骤1230：CPU按照下述(10)式求出副反馈量Vafsfb。在该(10)式中，Kp为预先设定的比例增益(比例常数)，Ki为预先设定的积分增益(积分常数)，Kd为预先设定的微分增益(微分常数)。(10)式中的Kp·Dvoxs对应于比例项，Ki·SDVoxs对应于积分项，Kd·DDVoxs对应于微分项。此时，为了获得积分项Ki·SDVoxs而利用存储在后备随机存储器中的时间积分值SDVoxs的最新值(即，学习值Vafsfbg)。

Vafsfb＝Kp·DVoxs+Ki·SDVoxs+Kd·DDVoxs...(10)

步骤1235：CPU作为「前次输出偏差量DVoxsold」而存储「利用上述步骤1210计算出的输出偏差量DVoxs」。

时间积分值SDVoxs在经过充分长的期间稳定地执行副反馈控制(即，副反馈量Vafsfb的更新)时收敛于规定的值(收敛值SDVoxs1)。换言之，收敛值SDVoxs1是与副反馈量的稳态成分相对应的值。收敛值SDVoxs1例如是反映空气流量计51的空气量测定误差、以及上游侧空燃比传感器55的空燃比检测误差等的值。

这样，CPU通过用于使下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs与下游侧目标值Voxsref一致的比例·积分·微分(PID)控制而计算出「副反馈量Vafsfb」。该副反馈量Vafsfb如上述的(2)式所示，用于计算出反馈控制用输出值Vabyfc。

通过以上的处理，每经过规定的时间更新副反馈量Vafsfb和副FB学习值Vafsfbg。

另一方面，在副反馈控制条件没有成立的情况下，CPU在图12的步骤1205中判定为「No」，并进入步骤1240、将「副反馈量Vafsfb的值」设定为「存储于后备随机存储器中的副FB学习值Vafsfbg」与「积分增益Ki」的积(Ki·Vafsfbg＝ki·SDVoxs)。接着，CPU进入步骤1295，暂时结束本程序。如以上所述那样执行主反馈控制以及副反馈控制。

<statu的初始设定>

接着，对表示学习进行程度等的「status(状态)」进行初始设定时的CPU的动作进行说明。

statusN(N＝0，1，2)，如以下那样进行定义。另外，下面，将相对于副FB学习值Vafsfbg的收敛值的「副FB学习值Vafsfbg的收敛状态」也仅称为「副FB学习值的收敛状态」。

·status0(status为「0」)：副FB学习值Vafsfbg的收敛状态不好。即，status0的状态意味着副FB学习值Vafsfbg「背离其收敛值SDVoxs1」且处于所谓的「副FB学习值Vafsfbg的变化速度大」的「不稳定状态」。

·status2(status为「2」)：副FB学习值Vafsfbg的收敛状态良好。即，status2的状态意味着副FB学习值Vafsfbg处于所谓的「稳定在其收敛值SDVoxs1的附近」的「稳定状态」。

·status1(status为「1」)：副FB学习值Vafsfbg的收敛状态处于上述稳定状态与上述不稳定状态之间的状态(即，准稳定状态)。

以下，为了便于说明，假定现在时刻为内燃机10刚起动之后、并且在该内燃机起动之前已经进行了「用于向电气控制装置60供给电力的电池」的更换。CPU在内燃机10的起动时刻之后，每经过规定时间执行图13的流程图所示的「status初始设定程序」。

因此，若在内燃机10的起动时刻以后规定的时刻到来，则CPU从步骤1300开始进行处理，并进入步骤1310、判定内燃机10是否为刚起动之后。

若按照前述的假定，则现在时刻为内燃机10的刚起动之后。因此，CPU在步骤1310中判定为「Yes」，并进入步骤1320、判定「用于向电气控制装置60供给电力的电池」是否被更换。此时，若按照前述的假定，则事先电池已被更换。因此，CPU在步骤1320中判定为「Yes」并进入步骤1330、将status设定·更新为「0」。该「status」的值，在该值每次被更新时存储·更新于后备随机存储器。

接着，CPU进入步骤1340、对计数器CI进行清零(设定为「0」)，在接下来的步骤1345中将「存储于后备随机存储器的时间积分值SDVoxs、即副FB学习值Vafsfbg」设定为「0(初始值，默认值)」。然后，CPU进入步骤1395、暂时结束本程序。

另外，在CPU进入了步骤1320时，在判定为没有更换电池的情况下，CPU在该步骤1320中判定为「No」而进入步骤1350，读出存储于后备随机存储器的status。

以后，CPU在步骤1310中判定为「No」，然后直接进入步骤1395、暂时结束本程序。

<调整值K以及更新禁止次数L的设定>

接着，对设定调整值K以及更新禁止次数L时的动作进行说明。更新禁止次数L为从FC控制结束了的时刻开始禁止更新「图12的步骤1215中的时间积分值SDVoxs」的次数。该更新禁止次数L，设定为比与FC后浓控制的执行期间相对应的燃料喷射次数大的值。FC后浓控制，是从结束FC控制的时刻开始经过规定时间、将上游侧目标空燃比abyfr设定为比理论空燃比stoich小(浓侧的空燃比)的控制。

CPU为了设定调整值K以及更新禁止次数L，在内燃机10的起动时刻以后，每经过规定时间或者对于迎来吸气行程的气缸每当燃料喷射开始时刻到来时，反复执行图14的流程图所示的程序。

因此，若到达内燃机10的起动时刻以后的规定的时刻，则CPU从图14的步骤1400开始进行处理，并进入步骤1405、判定status是否被更新。该status的更新也包含图13的步骤1330中的status的初始化设定。

现在时刻为在上述图13的步骤1330中刚将status设定·更新为「0」之后的时刻。因此，CPU在步骤1405中判定为「Yes」、进入步骤1410，根据表MapK(Cmax，status)决定调整值K。

图15表示限定上游侧催化剂43的最大氧气吸藏量Cmax以及status与调整值K的关系的表MapK(Cmax，status)。根据该表MapK(Cmax，status)，在最大氧气吸藏量Cmax一定的情况下，以status0下的调整值K比status1的大、并且status1下的调整值K比status2的大的方式决定调整值K。这样，在最大氧气吸藏量Cmax一定的情况下，调整值K与status的值的「1对1」的关系成立。在现在时刻，将status设定为「0」。因此，将调整值K设定为大的值。另外，根据表MapK(Cmax，status)，各status中的调整值K被决定为最大氧气吸藏量Cmax越大则越成为更小的值。另外，在此被设定的调整值K也称为「第一值」。

该调整值K，如前所述，在通过图12的步骤1215更新时间积分值SDVoxs时使用。因此，在status为「0」的情况下，时间积分值SDVoxs的更新速度比status为「1」或者「2」的情况下大。换言之，副FB学习值Vafsfbg的更新速度变大(参照图12的步骤1215以及步骤1220。)。

另外，上游侧催化剂43的最大氧气吸藏量Cmax通过所谓的主动空燃比控制另外取得。主动空燃比控制是例如特开平5-133264号公报等所记载的众所周知的控制。因此，在此省略其详细的说明。另外，最大氧气吸藏量Cmax在每次被取得时存储·更新于后备随机存储器。最大氧气吸藏量Cmax在用于各种参数(调整值K以及更新禁止次数L等)的计算时，从后备随机存储器读出。

接着，CPU进入步骤1415、判定FC控制是否刚结束。在步骤1415中判定为「No」的情况下，CPU直接进入步骤1495、暂时结束本程序。相对于此，在步骤1415中判定为「Yes」的情况下，CPU在进入步骤1420、根据表MapL(Cmax，status)决定更新禁止次数L后，进入步骤1495、暂时结束本程序。

图16表示规定上游侧催化剂43的最大氧气吸藏量Cmax以及status与更新禁止次数L的关系的表MapL(Cmax，status)。根据该表MapL(Cmax，status)，在最大氧气吸藏量Cmax一定的情况下，以status0下的更新禁止次数L比status1的小、且status1下的更新禁止次数L比status2的小的方式设定更新禁止次数L。相当于在此设定的更新禁止次数L的期间也称为「第一期间」。另外，根据表MapL(Cmax，status)，各status中的更新禁止次数L被决定为最大氧气吸藏量Cmax越大则越成为更大的值。

以后，CPU在步骤1405中判定为「No」，到步骤1405的条件成立为止，反复执行步骤1405以及步骤1415的处理。另外，若在FC控制结束后CPU立即进入步骤1415，则将再次设定更新禁止次数L。

<status判定(第一状态判定)>

CPU为了判定以及改变status，每经过规定时间，执行图17的流程图所示的「第一状态判定程序」。因此，若到达规定的时刻，则CPU从图17的步骤1700开始进行处理、进入步骤1710，判定副FB学习条件是否成立。此时，若副FB学习条件没有成立，则CPU在步骤1710中判定为「No」、进入步骤1720。并且，CPU在步骤1720中将计数器CI设定为「0」，然后直接进入步骤1795、暂时结束本程序。另外，计数器CI通过未图示的初始程序设定为「0」，所述未图示的初始程序在搭载了内燃机10的车辆的未图示的点火钥匙开关从断开位置向接通位置切换时被执行。

与此相对，在CPU进入了步骤1710时，若副FB学习条件成立，则CPU在步骤1710中判定为「Yes」、进入步骤1730，判定现在时刻是否为「副FB学习值Vafsfbg刚被更新后的时刻」(是否为刚进行了图12的步骤1215以及步骤1220的处理之后)。

此时，若现在时刻不为「副FB学习值Vafsfbg刚被更新后的时刻」，则CPU在步骤1730中判定为「No」，并直接进入步骤1795、暂时结束本程序。

相对于此，在CPU进入了步骤1730时，若现在时刻为「副FB学习值Vafsfbg刚被更新后的时刻」，则CPU在该步骤1730中判定为「Yes」、进入步骤1740，判定status是否为「0」。此时，若status不是「0」，则CPU在步骤1740中判定为「No」，并直接进入步骤1795、暂时结束本程序。

相对于此，在CPU进入了步骤1740时，若status为「0」，则CPU在该步骤1740中判定为「Yes」、进入步骤1750，将计数器CI增大「1」。接着，CPU进入步骤1760，判定计数器CI是否为第一更新次数阈值CIth以上。此时，若计数器CI比第一更新次数阈值CIth小，则CPU在步骤1760中判定为「No」，并直接进入步骤1795、暂时结束本程序。

相对于此，在CPU进入了步骤1760时，若计数器CI为第一更新次数阈值CIth以上，则CPU在该步骤1760中判定为「Yes」、进入步骤1770，将status设定·更新为「1」。

这样，在status为「0」时，若副FB学习值Vafsfbg的更新进行了第一更新次数阈值CIth以上，则status被改变为「1」。这是由于：在副FB学习值Vafsfbg的更新进行了第一更新次数阈值CIth以上的时刻，能够判断出副FB学习值Vafsfbg向收敛值接近到某种程度。另外，也可以省略步骤1720。另外，也可以在步骤1770中将计数器CI设定为「0」。另外，也可以省略图17的程序自身。

<status判定(第二状态判定)>

CPU为了判定以及改变status，每经过规定时间执行图18的流程图所示的「第二状态判定程序」。下面，假定如下情况而进行说明，即，通过在内燃机10的起动前更换「用于向电气控制装置60供给电力的电池」，status在图13的步骤1330中被设定为「0」，并且在步骤1345中副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)被设定为「0」。另外，假定现在时刻为内燃机10刚起动之后。

若到达规定的时刻，则CPU从图18的步骤1800开始进行处理、进入步骤1805，判定副FB学习条件是否成立。在内燃机10刚起动之后，副反馈控制条件以及副FB学习条件一般不成立。因此，CPU在步骤1805中判定为「No」、进入步骤1802，将计数器CL设定为「0」。另外，计数器CL通过上述的初始程序被设定为「0」。然后，CPU直接进入步骤1895、暂时结束本程序。

在这种情况下，CPU由于从图12的步骤1205进入步骤1240，所以根据存储于后备随机存储器的副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)计算出副反馈量Vafsfb(＝ki·Vafsfbg＝ki·SDVoxs)。换言之，由于不执行图12的步骤1215以及步骤1220，所以学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)被保持为「0」。

然后，若继续内燃机10的运转，则副反馈控制条件以及副FB学习条件成立。由此，通过图12的程序更新副反馈量Vafsfb。此时，由于进行图13的步骤1330中的status的初始化(设定为「0」)，所以调整值K通过图14所示的步骤1405以及步骤1410的处理，被设定为「status为「0」时的调整值K」。

在该状态下，若CPU进入图18的步骤1805，则CPU在该步骤1805中判定为「Yes」而进入步骤1810。并且，CPU在步骤1810中判定现在时刻是否为副FB学习值Vafsfbg刚被更新后的时刻。此时，若现在时刻不为副FB学习值Vafsfbg刚被更新后的时刻，则CPU在步骤1810中判定为「No」，直接进入步骤1895、暂时结束本程序。

另一方面，若现在时刻为副FB学习值Vafsfbg刚被更新后的时刻，则CPU在步骤1810中判定为「Yes」、进入步骤1815，将计数器CL增大「1」。接着，CPU进入步骤1817，更新副FB学习值Vafsfbg(在本例中，为时间积分值SDVoxs)的最大值以及最小值。该副FB学习值Vafsfbg的最大值以及最小值，为计数器CL从「0」开始到在下一个步骤1820中使用的第二更新次数阈值CLth为止期间内的副FB学习值Vafsfbg的最大值以及最小值。

接着，CPU进入步骤1820，判定计数器CL是否为第二更新次数阈值CLth以上。此时，若计数器CL小于第二更新次数阈值CLth，则CPU在步骤1820中判定为「No」，直接进入步骤1895、暂时结束本程序。

然后，若经过时间，则每当更新副FB学习值Vafsfbg时，执行步骤1815的处理。因此，计数器CL到达第二更新次数阈值CLth。此时，若CPU进入步骤1820，则CPU在该步骤1820中判定为「Yes」、进入步骤1825，将计数器CL设定为「0」。

接着，CPU进入步骤1830，作为副FB学习值Vafsfbg的变动幅度ΔVafsfbg设定计数器CL从0开始到达第二更新次数阈值CLth期间内的副FB学习值Vafsfbg的「最大值与最小值」的差。该变动幅度ΔVafsfbg，也称为与学习值Vafsfbg相关联的第二参数。另外，CPU在该步骤中，预先清除副FB学习值Vafsfbg的最大值以及最小值。

然后，CPU进入步骤1832，将最新的status(后述的本次判定时的status、即statusnow)作为前次的status(即，前次判定时的status、即statusold)存储于后备随机存储器。换言之，statusold是规定的状态判定期间(计数器CL从0开始到达第二更新次数阈值CLth为止期间)前的时刻的status。

接着，CPU进入步骤1835，从步骤1900开始执行图19所示的副程序。即，CPU进入接续着步骤1900的步骤1905，判定status是否为「0」。按照前述的假定，由于status为「0」，所以CPU在步骤1905中判定为「Yes」、进入步骤1910，判定在图18的步骤1830中求出的变动幅度ΔVafsfbg是否为第一变动幅度阈值ΔVth以下。第一变动幅度阈值ΔVth在此为正的一定的值。

另外，按照前述的假定，由于在内燃机起动前更换电池，因此副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)在图13的步骤1345中被设定为「0」。在这种情况下，由于一般副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)与收敛值SDVoxs1的差大，所以副反馈量Vafsfb以及副FB学习值Vafsfbg的变化速度大。因此，变动幅度ΔVafsfbg比第一变动幅度阈值ΔVth大。因此，CPU在步骤1910中判定为「No」，并进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「0」)作为本次(最新)的status(即，作为本次判定时的status的statusnow)存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995进入图18的步骤1895。其结果，status被保持为「0」。

在该状态下，由于status为「0」，所以调整值K被设定为大的值(参照图14的步骤1410以及图15)。由此，时间积分值SDVoxs的每一次的更新量K·DVoxs(的绝对值)被设定为大的值。即，通过使用大的调整值K，能够迅速地进行副反馈量Vafsfb以及时间积分值SDVoxs(即，副FB学习值Vafsfbg)的更新。另外，每当FC控制刚结束之后，将更新禁止次数L设定为小的值(参照图14的步骤1420以及图16)。由此，在执行FC控制的情况下，在从该FC控制复原后，在与更新禁止次数L相对应的相对短的期间内将时间积分值SDVoxs保持为一定值。

由于以上原因，副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)从「0(初始值，默认值)」以大的变化速度向收敛值SDVoxs1收敛。即，副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)在比较的短时间内向收敛值SDVoxs1接近。该副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)的变化速度也称为「第一速度或者第一更新速度」。即，基于在status为「0」时确定的调整值K的副FB学习值Vafsfbg的改变速度，称为第一更新速度。

若继续该状态，则副FB学习值Vafsfbg接近收敛值SDVoxs1，在收敛值SDVoxs1附近比较平稳地变化。其结果，在图18的步骤1839中取得的变动幅度ΔVafsfbg为第一变动幅度阈值ΔVth以下。此时，若CPU经由图18的程序的步骤1835进入图19的步骤1005以及步骤1910，则CPU在该步骤1910中判定为「Yes」，并进入步骤1915、将status设定为「1」。然后，CPU进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「1」)作为本次(最新)的status(即，statusnow)而存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995进入图18的步骤1895。

另外，即使在status为「0」时步骤1910的条件不成立的情况下，若前述图17的步骤1760的条件(计数器CI为第一更新次数阈值CIth以上的条件)成立，则在步骤1770中status被改变为「1」。另外，在这种情况下，也可以对statusnow设定「1」、对statusold设定「0」。

这样，若status被设定·更新为「1」，则在反复执行图14的程序的CPU进入了步骤1405时，CPU在该步骤1405中判定为「Yes 」。并且，CPU进入步骤1410、根据表MapK(Cmax，status)决定调整值K。由此，调整值K被设定·改变为中程度的值(参照图15。)。另外，在此被设定地调整值K也称为「第二值」。

另外，在该时刻以后，每当FC控制刚结束之后，在步骤1420中根据表MapL(Cmax，status)设定更新禁止次数L。在这种情况下，更新禁止次数L被设定·改变为中程度的值(参照图16)。相当于在此被设定的更新禁止次数L的期间也称为「第二期间」。

这样，若status从「0」改变为「1」，则被设定为大值的调整值K被设定·改变为中程度的值，所以时间积分值SDVoxs的每一次的更新量K·DVoxs(的绝对值)也被设定为中程度的值。另外，每当FC控制刚结束之后，更新禁止次数L被设定为中程度的值。

由于以上原因，若status从「0」变为「1」，则副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)，从比较接近收敛值SDVoxs1的值以中程度的变化速度进一步向收敛值SDVoxs1接近·收敛。该副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)的变化速度也称为「第二速度，或者第二更新速度」。即，基于在status为「1」时确定的调整值K的副FB学习值Vafsfbg的改变速度，成为第二更新速度。

另一方面，在该时刻以后，若CPU经由图18的程序的步骤1835进入图19的步骤1905，则status被设定为「1」，因此CPU在该步骤1905中判定为「No」。另外，CPU进入步骤1920、判定status是否为「1」。在这种情况下，CPU在步骤1920中判定为「Yes」、进入步骤1925，判定变动幅度ΔVafsfbg是否为第二变动幅度阈值(ΔVth-α)以下。另外，值α为正的规定值。另外，第二变动幅度阈值(ΔVth-α)为正的值，比第一变动幅度阈值ΔVth小。但是，值α也可以为「0」(以下，同样)。

由于现在时刻为status刚从「0」变化为「1」之后，所以变动幅度ΔVafsfbg比第二变动幅度阈值(ΔVth-α)大。因此，CPU在步骤1925中判定为「No」、进入步骤1930，判定变动幅度ΔVafsfbg是否为第三变动幅度阈值(ΔVth+α)以上。另外，第三变动幅度阈值(ΔVth+α)大于第一变动幅度阈值ΔVth。

在这种情况下，由于为status刚从「0」变化为「1」之后，所以通常变动幅度ΔVafsfbg比第三变动幅度阈值(ΔVth+α)小。因此，CPU在步骤1930中判定为「No」，并进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「1」)作为本次(最新)的status(即，statusnow)而存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995进入图18的步骤1895。

现在，假定副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)顺利地接近收敛值SDVoxs1。在这种情况下，若经过规定的时间，则变动幅度ΔVafsfbg变为第二变动幅度阈值(ΔVth-α)以下。此时，若CPU经由图18的程序的步骤1835进入图19的步骤1905，则由于status为「1」，所以CPU在步骤1905中判定为「No」，在步骤1920中判定为「Yes」，并且在步骤1925中判定为「Yes」。另外，CPU进入步骤1935、将status设定为「2」。然后，CPU进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「2」)作为本次(最新)的status(即，statusnow)而存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995、进入图18的步骤1895。

其结果，在反复执行图14的程序的CPU进入了步骤1405时，status被设定·更新为「2」，因此CPU在该步骤1405中判定为「Yes」、进入步骤1410，根据表MapK(Cmax，status)决定调整值K。由此，调整值K被设定·改变为小的值(参照图15)。另外，在此设定的调整值K也称为「第三值」。

另外，在该时刻以后，每当FC控制刚结束之后，在步骤1420中根据表MapL(Cmax，status)设定更新禁止次数L。在这种情况下，更新禁止次数L被设定·改变为大的值(参照图16)。相当于在此被设定的更新禁止次数L的期间也称为「第三期间」。

这样，若status从「1」变为「2」，则被设定为中程度的值的调整值K被设定·改变为小的值，因此时间积分值SDVoxs的每一次的更新量K·DVoxs(的绝对值)也被设定为小的值。另外，每当FC控制刚结束之后，更新禁止次数L被设定为大的值。

由于以上原因，若status从「1」变为「2」，则副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)的变化速度比status为「1」的情况变小。这种情况下的副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)的变化速度也称为「第三速度，或者第三更新速度」。即，基于status为「2」时确定的调整值K的副FB学习值Vafsfbg的改变速度，称为第三更新速度。另外，在该阶段，副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)充分接近收敛值SDVoxs1。因此，副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)，即使发生外部干扰也稳定保持为收敛值SDVoxs1附近の值。

另外，在status从「1」改变为「2」的时刻以后，若CPU经由图18的程序的步骤1835进入图19的步骤1905，则由于status为2，所以CPU在该步骤1905中判定为「No」，并且在步骤1920中也判定为「No」。并且，CPU进入步骤1940，判定变动幅度ΔVafsfbg是否为第四变动幅度阈值(ΔVth-α+β)以上。另外，值β为比值α小的正的规定值。另外，第四变动幅度阈值(ΔVth-α+β)为正的值，比第二变动幅度阈值(ΔVth-α)大。另外，值β也可以为「0」(以下，同样。)。

如前所述，由于现在时刻的status为「2」，所以一般情况下，即使发生扰乱空燃比的状况(外部干扰)，副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)也能够稳定保持为收敛值SDVoxs1附近的值。因此，变动幅度ΔVafsfbg比第四变动幅度阈值(ΔVth-α+β)小。因此，CPU在status1940中判定为「No」，并进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「2」)作为本次(最新)的status(即，statusnow)而存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995而进入图18的步骤1895。

在这样的状态下，发生失火率变化等的严重扰乱空燃比的外部干扰，由此，若时间积分值SDVoxs的变动幅度ΔSDVoxs为第四变动幅度阈值(ΔVth-α+β)以上，则当CPU进入了步骤1940时，在该步骤1940中判定为「Yes」。并且，CPU进入步骤1945、将status设定为「1」。其结果，调整值K被设定·改变为中程度的值(参照图15)，更新禁止次数L被设定·改变为中程度的值(参照图16)。然后，CPU进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「1」)作为本次(最新)的status(即，statusnow)而存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995进入图18的步骤1895。

另外，在status为「1」的情况下，若时间积分值SDVoxs的变动幅ΔSDVoxs成为第三变动幅度阈值(ΔVth+α)以上，则CPU在步骤1905中判定为「No」、在步骤1920中判定为「Yes」、在步骤1925中判定为「No」，另外，在步骤1930中判定为「Yes」。其结果，CPU进入步骤1950、将status设定为「0」。其结果，调整值K被设定·改变为大的值(参照图15。)，更新禁止次数L被设定·改变为小的值(参照图16)。然后，CPU进入步骤1970、将现在时刻的status(即，「0」)作为本次(最新)的status(即，statusnow)而存储于后备随机存储器，接着，经由步骤1995进入图18的步骤1895。

如以上说明的那样，根据「规定期间(即，计数器CL从0到达第二更新次数阈值CLth为止的期间，换言之，副FB学习值Vafsfbg被更新规定次数的期间)内的变动幅度ΔVafsfbg(变动幅度ΔSDVoxs)」判定·改变·设定status，与该设定的status相对应地改变副FB学习值Vafsfbg(时间积分值SDVoxs)的更新速度(即，调整值K)。另外，如后所述，在决定是否执行异常判定(气缸间空燃比不平衡判定)时参照该status。

<学习更新次数的计数>

接着，对决定是否执行后述的气缸间空燃比不平衡判定时参照的、表示学习更新次数的计数器CK的更新方法进行说明。为了更新该计数器CK，CPU每经过规定时间执行图20的流程图所示的「学习更新次数计数程序」。

因此，若达到规定的时刻，则CPU从图20的步骤2000开始进行处理并进入步骤2010，判定内燃机10是否处于刚起动之后。此时，若为刚起动之后，则CPU在步骤2010中判定为「Yes」，并进入步骤2020、将计数器CK设定为「0」。另外，计数器CK在上述的初始程序中设定为「0」。

一方面，若现在时刻不为内燃机10刚起动之后，则CPU在步骤2010中判定为「No 」并进入步骤2030，判定现在时刻是否为副FB学习值Vafsfbg刚更新之后的时刻。此时，若现在时刻不为副FB学习值Vafsfbg刚更新之后的时刻，则CPU在步骤2030中判定为「No」，并直接进入步骤2095、暂时结束本程序。

另一方面，在CPU进入了步骤2030时，若现在时刻为副FB学习值Vafsfbg刚更新之后的时刻，则CPU在该步骤2030中判定为「Yes」并进入步骤2040，使计数器CL增大「1」。然后，CPU进入步骤2095、暂时结束本程序。这样，计数器CK成为表示从内燃机10的本次起动后开始的「副FB学习值Vafsfbg的更新次数」的值。

<气缸间空燃比不平衡判定(内燃机的异常状态的判定·监视)>

接着，对用于判定是否发生了作为内燃机的异常状态的「气缸间空燃比不平衡」的处理进行说明。CPU每经过规定时间反复执行图21所示的「气缸间空燃比不平衡判定程序」。

根据该程序，作为「副FB学习值平均值Avesfbg」而求出后述的「异常判定中止条件」不成立且后述的「异常判定容许条件」成立了时获得的副FB学习值Vafsfbg的多个值的平均值(参照后述的步骤2140。)。并且，作为异常判定用的第一参数(即，不平衡判定用参数)而采用该副FB学习值平均值Avesfbg，在副FB学习值平均值Avesfbg为异常判定阈值Ath以上时，判定为发生了异常状态(即，发生了气缸间空燃比不平衡)。

若到达规定的时刻，则CPU从步骤2100开始进行处理，并进入步骤2105、判定「异常判定(气缸间空燃比不平衡判定，根据情况为失火发生判定)的禁止条件」是否成立。该禁止条件，以下也称为「异常判定中止条件」。在该异常判定中止条件不成立的情况下，「异常判定实施前提条件」成立。若异常判定中止条件成立，则不执行使用「根据副FB学习值Vafsfbg计算出的不平衡判定用参数」的「以下所述的气缸间空燃比不平衡」的判定。

该异常判定中止条件，在以下的(C1)～(C6)所述的条件中的至少一个成立了时成立。

(C1)主反馈控制条件不成立。

(C2)副反馈控制条件不成立。

(C3)副反馈量的学习条件不成立。

(C4)上游侧催化剂43的氧气吸藏量为第一阈值氧气吸藏量以下。

(C5)推定为上游侧催化剂43没有活性化。

(C6)从内燃机10排出的废气的流量为阈值废气流量以上。即，由空气流量计51测量的吸入空气量Ga或者内燃机的负荷KL为阈值以上。

设置上述条件(C4)的理由如下所述。

若上游侧催化剂43的氧气吸藏量为第一阈值氧气吸藏量以下，则氢气在上游侧催化剂43中不能被充分净化，存在氢气向上游侧催化剂43的下游流出的可能性。其结果，下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs有可能受到氢气的选择性扩散的影响，或者，上游侧催化剂43的下游的气体的空燃比变得与「向内燃机10整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值」不一致。因此，下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs，很有可能不表示与「由使用上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs的上述空燃比反馈控制过度地修正的空燃比的真实平均值」相对应的值。因此，若在这样的状态下执行气缸间空燃比不平衡判定，则错误判定的可能性高。

另外，上游侧催化剂43的氧气吸藏量通过众所周知的方法另外取得。例如，上游侧催化剂43的氧气吸藏量OSA通过如下方法求出，即，依次加算与流入上游侧催化剂43的过剩的氧气量相对应的量，并且依次减算与流入上游侧催化剂43的过剩的未燃成分的量相对应的量。即，每经过规定时间，根据上游侧空燃比abyfs与理论空燃比stoich的差求出氧气的过多或不足量ΔO2(ΔO2＝k·mfr·(abyfs-stoich))(k为大气中的氧气的比率0.23，mfr为在该规定时间供给的燃料量)，通过累计该过多或不足量ΔO2来求出氧气吸藏量OSA(例如，参照特开2007-239700号公报、特开2003-336535号公报、以及特开2004-036475号公报等。)。另外，这样求出的氧气吸藏量OSA，由上游侧催化剂43的最大氧气吸藏量Cmax与「0」的值限制。

设置上述条件(C6)的理由如下所述。

若从内燃机10排出的废气的流量为阈值废气流量以上，则存在流入上游侧催化剂43的氢气的量超过上游侧催化剂43的氢气氧化能力、氢气向上游侧催化剂43的下游流出的情况。因此，下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs很有可能受到氢气的选择性扩散的影响。或者，催化剂的下游的气体的空燃比变得与「向内燃机整体供给的混合气体的空燃比的真实平均值」不一致。其结果，即使在发生气缸间空燃比不平衡的情况下，下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs也很有可能不表示与「通过使用上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs的空燃比反馈控制被过度地修正的真实空燃比」相对应的值。因此，若在这样的状态下执行气缸间空燃比不平衡判定，则误判定的可能性高。

另外，该异常判定中止条件，在以下的(D1)～(D3)所述的条件中的至少一个成立时成立。对于加上这些条件的理由将在后面说明。

(D1)从内燃机10的本次起动后开始的「副FB学习值Vafsfbg的更新次数」比「学习更新次数阈值」小。即，计数器CK比学习更新次数阈值CKth小。

(D2)作为本次判定时的status(最新的status)的statusnow为「0」。即，副FB学习值的收敛状态不好、处于「不稳定状态」。

(D3)作为前次判定时的status的statusold为「2」，并且，作为本次判定时(最新)的status的statusnow为「1」。即，副FB学习值Vafsfbg的收敛状态从稳定状态向准稳定状态变化。

现在，假定上述的异常判定中止条件不成立(即，假定上述条件(C1)～(C6)以及条件(D1)～(D3)都不成立)。换言之，假定「异常判定的前提条件成立」。

在这种情况下，CPU在步骤2105中判定为「No」，并进入步骤2110、判定「异常判定容许条件是否成立」。该异常判定容许条件在「下述(E1)的条件成立，并且下述(E2)以及下述(E3)的任何一方的条件成立时」成立。对于加上这些条件的理由将在后面说明。另外，也可以省略条件(E1)。在这种情况下，在下述(E2)以及下述(E3)的任何一方的条件成立时，异常判定容许条件成立。

(E1)从内燃机10的本次起动后开始的「副FB学习值Vafsfbg的更新次数」为「学习更新次数阈值」以上。即，计数器CK为学习更新次数阈值CKth以上。

(E2)作为本次判定时(最新)的status的statusnow为「2」。即，副FB学习值的收敛状态良好、处于「稳定状态」。

(E3)作为本次判定时(最新)的status的statusnow为「1」，并且，作为前次判定时的status的statusold为「1」。即，条件(E3)是这样的条件，即，连续两次进行了副FB学习值的收敛状态为「准稳定状态」这一判定。更具体地说，条件(E3)在这样的情况下成立，即，在连续两次执行图19所示的程序时，在该两次的任何一次中，都执行「步骤1915的处理，步骤1930中的「No」判定，以及步骤1945的处理」中的任一个。每经过「计数器CL从0开始增大到第二更新次数阈值CLth为止期间(规定的状态判定期间)」执行该图19的程序。因此，条件(E3)也可以说是如下的条件，即，判定为status为「1」的状态在状态判定期间(第一阈值期间)以上的期间内持续。

另外，在「异常判定容许条件成立」时，CPU在步骤2110中判定为「Yes」，执行以下所述的步骤2115至步骤2160中的规定的步骤的处理。步骤2115以后的处理，为用于异常判定(气缸间空燃比不平衡判定)的处理。

步骤2115：CPU判定现在时刻是否为「刚更新副FB学习值Vafsfbg之后的时刻(刚更新副FB学习值之后的时刻)」。若现在时刻为刚更新副FB学习值之后的时刻，则CPU进入步骤2120。若现在时刻不为刚更新副FB学习值之后的时刻，则CPU直接进入步骤2195、暂时结束本程序。

步骤2120：CPU使学习值累计计数器Cexe的值只增大「1」。

步骤2125：CPU在图12的步骤1220中读入存储于后备随机存储器的副FB学习值Vafsfbg。

步骤2130：CPU更新副FB学习值Vafsfbg的累计值SVafsfbg。即，CPU通过对「该时刻的累计值SVafsfbg」加上「在步骤2125中读入的副FB学习值Vafsfbg」来获得新的累计值SVafsfbg。

该累计值Svafsfbg通过上述的初始程序被设定为「0」。另外，累计值Svafsfbg也通过后述的步骤2160的处理被设定为「0」。该步骤2160在执行异常判定(气缸间空燃比不平衡判定，步骤2145～步骤2155)时被执行。因此，累计值SVafsfbg为「在内燃机的起动后或者将要起动前的异常判定执行后」，在「异常判定中止条件不成立(参照步骤2105。)」、并且「异常判定容许条件成立(参照步骤2110。)」的状态下被更新的副FB学习值Vafsfbg的累计值。

步骤2135：CPU判定学习值累计计数器Cexe的值是否为计数器阈值Cth以上。若学习值累计计数器Cexe的值比计数器阈值Cth小，则CPU在步骤2135中判定为「No」并直接进入步骤2195，暂时结束本程序。与此相对，若学习值累计计数器Cexe的值为计数器阈值Cth以上，则CPU在步骤2135中判定为「Yes」、进入步骤2140。

步骤2140：CPU通过将「副FB学习值Vafsfbg的累计值SVafsfbg」除以「学习值累计计数器Cexe」，求出副FB学习值平均值Avesfbg(学习值Vafsfbg的经时平均值)。该副FB学习值平均值Avesfbg，如前所述，为包含于通过上游侧催化剂43前的废气中的氢气的量与包含于通过上游侧催化剂43后的废气中的氢气的量之差越大则越变大的不平衡判定用参数(异常判定用的第一参数)。换言之，异常判定用的第一参数，为与学习值Vafsfbg相对应地变化的值(学习值Vafsfbg越大则越变大的值)，根据学习值Vafsfbg计算出。

步骤2145：CPU判定副FB学习值平均值Avesfbg是否为异常判定阈值Ath以上。如前所述，在气缸间的空燃比的不均匀性过大、产生「气缸间空燃比不平衡」的情况下，由于副反馈量Vafsfb要成为将向内燃机10供给的混合气体的空燃比向浓侧大幅修正的值，所以与此相伴，作为副FB学习值Vafsfbg的平均值的副FB学习值平均值Avesfbg也成为「将向内燃机10供给的混合气体的空燃比大幅地向浓侧修正的值(阈值Ath以上的值)」。

因此，CPU在副FB学习值平均值Avesfbg为异常判定阈值Ath以上的情况下，在步骤2145中判定为「Yes」并进入步骤2150，将异常发生标记XIJO的值设定为「1」。即，异常发生标记XIJO的值为「1」，表示发生气缸间空燃比不平衡。另外，该异常发生标记XIJO的值存储于后备随机存储器。另外，在将异常发生标记XIJO的值设定为「1」时，CPU也可以点亮未图示的警告灯。

与此相对，在副FB学习值平均值Avesfbg比异常判定阈值Ath小的情况下，CPU在步骤2145中判定为「No」并进入步骤2155。并且，CPU在步骤2155中将异常发生标记XIJO的值设定为「0」，以表示没有发生「气缸间空燃比不平衡」。

步骤2160：CPU从步骤2150以及步骤2155中的任一个进入步骤2160，将学习值累计计数器Cexe的值设定(重设)为「0」，并且将副FB学习值的累计值SVafsfbg设定(重设)为「0」。

另外，CPU在执行步骤2105的处理时，若异常判定中止条件成立，则在该步骤2105中判定为「Yes」，并直接进入步骤2160。由此，在异常判定中止条件成立时，废弃到该时刻为止累计的副FB学习值的累计值SVafsfbg。

另外，若在CPU执行步骤2110的处理时，异常判定容许条件不成立，则CPU直接进入步骤2195、暂时结束本程序。因此，在这种情况下，不废弃到目前为止计算出的副FB学习值的累计值SVafsfbg。换言之，仅异常判定容许条件成立时的副FB学习值Vafsfbg反映于不平衡判定用参数(异常判定用的第一参数)。

在此，对附加上述异常判定中止条件的(D1)～(D3)所示的条件、以及异常判定容许条件的(E1)～(E3)所示的条件的理由进行说明。

<设置条件(D1)以及条件(E1)的理由>

在因从车辆取下电池等而导致后备随机存储器的数据消失的情况下，从内燃机10的起动时开始到「学习值Vafsfbg的收敛状态」变化成「容许异常判定的状态(例如，status2)」为止，需要相当的时间。另一方面，若为从内燃机的起动后开始的学习值Vafsfbg的更新次数(计数器CK)达到了「规定的学习更新次数阈值(CKth)」的时刻以后，则学习值Vafsfbg的收敛状态接近稳定状态。

与此相对，在后备随机存储器的数据没有消失的情况下，若内燃机10的前次的运转结束时的「学习值Vafsfbg的收敛状态」为例如稳定状态(即，status2)，则从本次的运转开始时起在比较短的时间内执行异常判定。但是，由于在本次的运转中存在内燃机10的状态变化的可能性，所以最好至少在从内燃机的起动后开始的学习值Vafsfbg的更新次数(计数器CK)达到了「规定的学习更新次数阈值(CKth)」的时刻以后，进行异常判定(气缸间空燃比不平衡判定)。

从这样的观点出发设置条件(D1)以及条件(E1)。即，监视装置的CPU，取得从内燃机10的起动后开始的学习值Vafsfbg的更新次数(参照计数器CK。)，并且在「该取得的学习值Vafsfbg的更新次数(计数器CK)」小于「规定的学习更新次数阈值(CKth)」期间，中止异常判定的执行(条件D1，参照步骤2105。)。

另外，本监视装置的CPU取得从内燃机10的起动后开始的学习值Vafsfbg的更新次数(参照计数器CK。)，并且以「该取得的学习值Vafsfbg的更新次数(计数器CK)」为「规定的学习更新次数阈值(CKth)」以上为条件，容许执行异常判定(参照条件E1，步骤2115。)。

根据该结构，无论后备随机存储器的数据是否消失，都能够根据收敛状态良好的学习值Vafsfbg取得「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」。另外，能够使后备随机存储器的数据没有消失的情况下和后备随机存储器的数据消失了的情况下的、「从内燃机起动后开始到执行异常判定(气缸间空燃比不平衡判定)为止的期间(时间)」相互大致相等。

<设置条件(D2)的理由>

「本次判定时(最新)的status为「0」(条件(D2)，参照步骤2105。)。」，意味着现在时刻的学习值Vafsfbg的收敛状态不好。换言之，在条件D2成立的情况下，「学习值Vafsfbg从其收敛值背离」并且「学习值Vafsfbg的变化速度大」的可能性高。因此，通过在条件(D2)成立时中止异常判定，能够避免根据「不成为收敛值附近的值的可能性高的学习值Vafsfbg」计算出「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」。因此，能够避免发生错误的异常判定。

<设置条件(D3)的理由>

「作为前次判定时的status的statusold为「2」，并且作为本次判定时的status的statusnow为「1」(条件(D3)，参照步骤2105。)。」，意味着从判定为「学习值Vafsfbg的收敛状态处于稳定状态」的状态向判定为「学习值Vafsfbg的收敛状态处于准稳定状态」的状态变化了的情况。

在这样的状况下，可以认为因某种理由(例如，收敛值急剧地变化，或者产生暂时地带来大的空燃比变动的外部干扰等理由)学习值Vafsfbg的收敛状态从「稳定状态向不稳定状态变化」。换言之，这样的状态的学习值Vafsfbg很有可能不成为收敛值附近的值。因此，通过在条件(D3)成立时中止异常判定，能够避免根据「不成为收敛值附近的值的可能性高的学习值Vafsfbg」计算出「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」。因此，能够避免发生错误的异常判定。

<设置条件(E2)的理由>

「本次判定时(最新)的status为「2」(条件E2，参照步骤2110。)。」意味着「现在时刻的学习值Vafsfbg的收敛状态良好，且学习值Vafsfbg稳定在收敛值附近」。因此，通过在条件(E2)(与上述条件(E1)一同)成立时容许异常判定，能够根据「成为收敛值附近的值的可能性高的学习值Vafsfbg」计算出「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」。其结果，能够精度良好地进行异常判定。

<设置条件(E3)的理由>

「作为本次判定时(最新)的status的statusnow为「1」，并且作为前次判定时的status的statusold为「1」(条件(E3)」是指，判定为status为「1」的状态持续状态判定期间(第一阈值期间)以上。在这种情况下，可以认为学习值Vafsfbg稳定地接近其收敛值并且成为收敛值附近的值。因此，在条件(E3)成立的情况下，也能够根据「成为收敛值附近的值的可能性高的学习值Vafsfbg」计算出「异常判定用的第一参数(不平衡判定用参数)」。另外，若仅在条件(E2)(与条件(E1)一同)成立时容许异常判定，则存在异常判定的执行延迟的情况。因此，通过在该条件(E3)(与条件(E1)一同)成立的情况下也容许异常判定的执行，能够更早地进行异常判定。

如以上说明的那样，本发明的实施方式的内燃机的监视装置，根据基于副反馈量的学习值Vafsfbg计算出的「异常判定用的第一参数」，能够尽早且精度良好地进行异常判定。

即，本说明书中公开的监视装置适用于多气缸内燃机10，并且具有燃料喷射阀25、催化剂43、上游侧空燃比传感器55、下游侧空燃比传感器56。

另外，该监视装置具有：

副反馈量计算单元(图12的程序)，该副反馈量计算单元每当规定的第一更新时刻(执行图12的程序的时刻)到来时，计算出用于使由上述下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs表示的空燃比与理论空燃比一致的副反馈量Vafsfb；

燃料喷射控制单元(图11的程序以及图10的程序)，该燃料喷射控制单元每当规定的第二更新时刻(执行图11的程序的时刻)到来时，至少根据上述上游侧空燃比传感器的输出值Vabyfs和上述副反馈量Vafsfb，「以使向上述内燃机供给的混合气体的空燃比与理论空燃比一致的方式」控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料的量；

学习单元(图12的步骤1210至1220等)，该学习单元每当规定的第三更新时刻(执行图12的程序的时刻)到来时，以成为与上述副反馈量的稳态成分(ki·SDVoxs)相对应的量(时间积分值SDVoxs)的方式、更新上述副反馈量的学习值Vafsfbg；

监视单元(图21的程序，特别是步骤2145至2155)，该监视单元根据与上述学习值相对应地变化的异常判定用的第一参数(副FB学习值平均值Avesfbg)，执行是否在上述内燃机中发生异常状态(例如，气缸间空燃比不平衡)的异常判定，在这样的内燃机的监视装置中具有：

学习更新速度设定单元(图14的程序中的特别是步骤1405以及步骤1410，图17～图19)，该学习更新速度设定单元将上述学习值的更新速度设定为至少第一更新速度、比上述第一更新速度小的第二更新速度、比上述第二更新速度小的第三更新速度中的任一个更新速度；

监视控制单元(图21的步骤2105以及步骤2115，条件(D2)，条件(D3)，条件(E2)，条件(E3))，该监视控制单元根据上述设定的学习值的更新速度(在上述例中，为与上述各更新速度对应的status的值)容许或者中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

另外，学习更新速度设定单元，根据与上述学习值相关联的第二参数(变动幅度ΔVafsfbg)判定相对于上述学习值(学习值Vafsfbg)的收敛值(例如，SDVoxs1)的上述学习值的收敛状态，处于(a)上述学习值在上述收敛值附近稳定的稳定状态(status2)、(b)上述学习值从上述收敛值背离并且变化速度大的不稳定状态(status0)、

(c)处于上述稳定状态与上述不稳定状态之间的状态的准稳定状态(status1)

这至少三个状态中的哪个状态(参照图18以及图19的程序。)，并且，

在判定为上述学习值的收敛状态为上述不稳定状态时将上述学习值的更新速度设定为上述第一更新速度，

在判定为上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态时将上述学习值的更新速度设定为上述第三更新速度(参照图14的步骤1410以及图15。)。

上述监视控制单元，

在判定为上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态(status2)的情况下，或者，在判定为上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态(status1)的期间为规定的第一阈值期间以上的情况下，容许执行上述监视单元所进行的上述异常判定(图21的步骤2110，条件(E2)以及条件(E3))。

另外，也可以从将status的值设定为「1」开始测量status的值持续被设定为「1」的时间，并判定该时间是否为规定的第一阈值期间(第一阈值时间)以上，在该时间为第一阈值期间以上的情况下容许执行异常判定。

上述学习更新速度设定单元，

每经过规定的状态判定期间(计数器CL从0开始到达阈值CLth为止的期间)，作为与上述学习值相关联的第二参数而取得该经过了的状态判定期间内的上述学习值的变化幅度(变动幅度ΔVafsfbg)，并且根据上述取得的学习值的变化幅度(变动幅度ΔVafsfbg)与规定的判定用阈值(第一变动幅度阈值ΔVth，第二变动幅度阈值(ΔVth-α)，第三变动幅度阈值(ΔVth+α)，第四变动幅度阈值(ΔVth-α+β))的大小比较的结果，判定上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态(参照图19的程序。)。

上述监视控制单元，

在判定为上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态(status2)的情况下(条件(E2))，或者，在连续两次判定为上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态(status1)的情况下(条件(E3))，容许执行上述监视单元所进行的上述异常判定(图21的步骤2110)。

上述学习更新速度设定单元，

判定上述状态判定期间内的上述学习值的变化幅度(变动幅度ΔVafsfbg)是否比作为上述判定用阈值的规定的稳定判定用阈值(第一变动幅度阈值ΔVth，第二变动幅度阈值(ΔVth-α))小，在判定为该学习值的变化幅度比该稳定判定用阈值小的情况下，判定为上述学习值的收敛状态以上述学习值的更新速度从上述第一更新速度向上述第二更新速度(即，从status0向status1)降低或者从上述第二更新速度向上述第三更新速度(即，从status1向status2)降低的方式从上述三个状态中的一个向其它的另一个变化(图19的步骤1910，步骤1925)。

上述学习更新速度设定单元，

判定上述状态判定期间内的上述学习值的变化幅度(变动幅度ΔVafsfbg)是否比作为上述判定用阈值的规定的不稳定判定用阈值(第三变动幅度阈值(ΔVth+α)，第四变动幅度阈值(ΔVth-α+β))大，在判定为该学习值的变化幅度比该不稳定判定用阈值大的情况下，判定为上述学习值的收敛状态以上述学习值的更新速度从上述第三更新速度向上述第二更新速度(即，从status2向status1)增大或者从上述第二更新速度向上述第一更新速度(即，从status1向status0)增大的方式从上述三个状态中的一个向其它的另一个变化(图19的步骤1930，步骤1940)。

上述监视控制单元，

在判定为上述学习值的收敛状态处于上述不稳定状态(status0)的情况下，或者，在从判定为上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态(status2)的状态开始向判定为处于上述准稳定状态(status1)的状态变化了的情况下，中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定(图21的步骤2105，条件(D2)，条件(D3))。

上述学习更新速度设定单元，

在上述内燃机的运转中，将上述学习值的收敛状态为上述三个状态(status0，status1，status2)中的哪个状态的最新的判定结果，与上述学习值Vafsfbg的最新值，存储于即使在上述内燃机的停止中也能够存储保持数据的存储单元(后备随机存储器)，并且，

根据起动上述内燃机时存储于上述存储单元的上述判定结果设定上述学习值的更新速度(图14的步骤1405以及步骤1410，图13的步骤1330以及步骤1350)，并且，根据存储于上述存储单元的学习值的最新值计算出上述副反馈量Vafsfb(图12的步骤1240)。

上述学习更新速度设定单元，

在上述存储单元的数据消失时，将上述学习值的收敛状态设定为上述不稳定状态(图13的步骤1330)，并且，将上述学习值设定为预先确定的初始值(图13的步骤1345)。

上述监视单元，

仅根据由上述监视控制单元容许执行上述异常判定的期间内的上述学习值，取得上述异常判定用的第一参数(图14的步骤2110等)。

上述监视控制单元，

取得从上述内燃机的起动后开始的上述学习值的更新次数(图20的程序)，并且，在该取得的学习值的更新次数比规定的学习更新次数阈值小期间，中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定(图21的步骤2105，条件(D1))。

上述燃料喷射控制单元，

包括计算出主反馈量的主反馈量计算单元，所述主反馈量用于使由上述上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比一致，根据上述主反馈量和上述副反馈量控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料的量(图11的程序)。

上述监视单元，

计算出容许执行上述监视控制单元所进行的上述异常判定的期间内的上述学习值的经时平均值(副FB学习值平均值Avesfbg)(图21的步骤2140)，并且作为上述异常判定用的第一参数而取得该经时平均值，在该取得的第一参数为规定的异常判定阈值(Ath)以上时判定为发生了气缸间空燃比不平衡(图21的步骤2145至步骤2150)。

另外，在本发明的范围内能够采用各种变形例。例如，可以根据副FB学习值Vafsfbg(例如，时间积分值SDVoxs)是否为规定值以下(是否成为副FB学习值Vafsfbg的绝对值为规定值以上的负的值)来判定是否发生失火率为容许率以上的异常状态。

能够进行这样的判定的理由如下。即，在发生失火的情况下，燃料与空气的混合气体从缸内经由上游侧空燃比传感器流入催化剂。并且，流入催化剂的混合气体，其大部分在催化剂中被进行燃烧处理，并作为燃烧气体而从催化剂流出。因此，在发生失火的情况下将发生如下的事态，即，混合气体本身到达上游侧传感器，另一方面该混合气体的燃烧气体到达下游侧空燃比传感器。

一般情况下，若理论空燃比(或者，理论空燃比附近的空燃比)的混合气体与空燃比传感器的检测部接触，则空燃比传感器多数情况下将输出表示稀薄的值。这可以认为是由于如下的原因，即，空然比传感器相对于混合气体中的氧气的灵敏度比相对于混合气体中的其它成分的灵敏度大。

因此，每当发生失火时，与(即使混合气体的空燃比为理论空燃比附近的空燃比)上游侧空燃比传感器也输出表示稀薄的值这一点相对应地，向内燃机供给的混合气体的空燃比被向浓方向反馈控制。为了补偿该空燃比的向浓方向的平均偏移，下游侧空燃比传感器输出表示浓的值，由此，副反馈量Vafsfb的积分项向朝向稀薄方向偏移的收敛值收敛。因此，根据副反馈量Vafsfb，能够判定为失火率成为了容许率以上。

另外，在上述监视装置中，虽然作为不平衡判定用参数而取得副FB学习值平均值Avesfbg，但是也可以取得上述异常判定容许条件成立了时的「副FB学习值Vafsfbg本身」作为不平衡判定用参数。

另外，上述监视装置(空燃比控制装置)，也可以如特开2007-77869号公报、特开2007-146661号公报以及特开2007-162565号公报等所公开的那样，对根据上游侧空燃比传感器55的输出值Vabyfs获得的上游侧空燃比abyfs与上游侧目标空燃比abyfr的差进行高通滤波处理而计算出主反馈量KFmain，并且，将对下游侧空燃比传感器56的输出值Voxs与下游侧目标值Voxsref的偏差实施了低通滤波处理的值进行比例积分处理，由此求出副反馈量Fisub。在这种情况下，如下述(11)式所示，也可在相互独立的形态下将这些反馈量用于基本燃料喷射量Fbase的修正，由此，求出最终燃料喷射量Fi。

Fi＝KFmain·Fbase+Fisub...(11)

另外，上述监视装置也可以按照下述(12)式或者下述(13)式更新副FB学习值Vafsfbg。(12)式以及(13)式的左边Vafsfbg(k+1)表示更新后的副FB学习值Vafsfbg。值p是0以上且不到1的任意值。

Vafsfbg(k+1)＝p·Vafsfbg+(1-p)·Ki·SDVoxs...(11)

Vafsfbg(k+1)＝p·Vafsfbg+(1-p)·Vafsfb...(12)

在这种情况下，值p越小则学习值Vafsfbg的更新速度越大。由此，通过在status为0时将值p设定为值p1，在status为1时将值p设定为比值p1大的值p2，在status为2时将值p设定为比值p2大的值p3，能够将学习值Vafsfbg的更新速度设定为第一至第三更新速度。

Claims

1.一种内燃机的监视装置，其特征在于，适用于多气缸内燃机，并且具有：

燃料喷射阀，该燃料喷射阀用于喷射燃料；

上游侧空燃比传感器，该上游侧空燃比传感器配设在上述排气集合部或者上述排气集合部与上述催化剂之间的上述排气通路中，并且输出与流过该配设的部位的气体的空燃比相对应的输出值；

下游侧空燃比传感器，该下游侧空燃比传感器在上述排气通路中配设在比上述催化剂更靠下游侧的部位，并且输出与流过该配设的部位的气体的空燃比相对应的输出值；

副反馈量计算单元，该副反馈量计算单元每当规定的第一更新时刻到来时，计算出用于使由上述下游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比一致的副反馈量；

燃料喷射控制单元，该燃料喷射控制单元每当规定的第二更新时刻到来时，根据至少上述上游侧空燃比传感器的输出值和上述副反馈量，以向上述内燃机供给的混合气体的空燃比与理论空燃比一致的方式控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料的量；

学习单元，该学习单元每当规定的第三更新时刻到来时，以成为与上述副反馈量的稳态成分相对应的量的方式更新上述副反馈量的学习值；

监视单元，该监视单元根据与上述学习值相对应地变化的异常判定用的第一参数，执行是否在上述内燃机中正发生异常状态的异常判定，

其中，具有：

监视控制单元，该监视控制单元根据上述设定的学习值的更新速度容许或者中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

2.如权利要求1所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，根据与上述学习值相关联的第二参数判定相对于上述学习值的收敛值的上述学习值的收敛状态为如下的至少三个状态中的哪个状态，所述三个状态为：

（a）上述学习值在上述收敛值附近稳定的稳定状态；

（b）上述学习值背离上述收敛值且变化速度大的不稳定状态；

（c）处于上述稳定状态与上述不稳定状态之间的状态的准稳定状态，并且，上述学习更新速度设定单元，

3.如权利要求2所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述监视控制单元，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态的情况下，或者，在判定为上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态的期间成为了规定的第一阈值期间以上的情况下，容许执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

4.如权利要求2所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

每当经过规定的状态判定期间时，作为与上述学习值相关联的第二参数而取得该经过的状态判定期间内的上述学习值的变化幅度，并且，根据上述取得的学习值的变化幅度与规定的判定用阈值的大小比较的结果，判定上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态，

上述监视控制单元，

在判定上述学习值的收敛状态处于上述稳定状态的情况下，或者，在连续两次判定上述学习值的收敛状态处于上述准稳定状态的情况下，容许执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

5.如权利要求4所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

判定上述状态判定期间内的上述学习值的变化幅度是否比作为上述判定用阈值的规定的稳定判定用阈值小，在判定该学习值的变化幅度比该稳定判定用阈值小的情况下，判定为上述学习值的收敛状态以上述学习值的更新速度从上述第一更新速度向上述第二更新速度降低或从上述第二更新速度向上述第三更新速度降低的方式、从上述三个状态中的一个向另一个发生了变化。

6.如权利要求4所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

判定上述状态判定期间内的上述学习值的变化幅度是否比作为上述判定用阈值的规定的不稳定判定用阈值大，在判定该学习值的变化幅度比该不稳定判定用阈值大的情况下，判定为上述学习值的收敛状态以上述学习值的更新速度从上述第三更新速度向上述第二更新速度增大或从上述第二更新速度向上述第一更新速度增大的方式、从上述三个状态中的一个向另一个发生了变化。

7.如权利要求2所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述监视控制单元，

8.如权利要求2所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

每当经过规定的状态判定期间时，作为与上述学习值相关联的第二参数而取得该经过的状态判定期间内的上述学习值的变化幅度，并且，根据上述学习值的变化幅度与规定的判定用阈值的大小比较的结果，判定上述学习值的收敛状态处于上述三个状态中的哪个状态，

上述监视控制单元，

9.如权利要求8所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

10.如权利要求8所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

11.如权利要求2至权利要求10中的任一项所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

在上述内燃机的运转中，将上述学习值的收敛状态为上述三个状态中的哪个状态的最新的判定结果和上述学习值的最新值，存储在即使在上述内燃机的停止中也能够存储保持数据的存储单元中，并且，

在上述内燃机起动时，根据存储于上述存储单元的上述判定结果设定上述学习值的更新速度，并且，根据存储于上述存储单元的学习值的最新值计算出上述副反馈量。

12.如权利要求11所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述学习更新速度设定单元，

13.如权利要求1至权利要求10中的任一项所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述监视单元，

仅根据由上述监视控制单元容许执行上述异常判定的期间内的上述学习值取得上述异常判定用的第一参数。

14.如权利要求1至权利要求10中的任一项所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述监视控制单元，

取得从上述内燃机起动后开始的上述学习值的更新次数，并且，在该取得的学习值的更新次数小于规定的学习更新次数阈值期间，中止执行上述监视单元所进行的上述异常判定。

15.如权利要求1至权利要求10中的任一项所述的内燃机的监视装置，其特征在于，

上述燃料喷射控制单元，

包括主反馈量计算单元，该主反馈量计算单元计算出用于使由上述上游侧空燃比传感器的输出值表示的空燃比与理论空燃比一致的主反馈量，并且该燃料喷射控制单元根据上述主反馈量和上述副反馈量控制从上述燃料喷射阀喷射的燃料的量；

上述监视单元，

计算出由上述监视控制单元容许执行上述异常判定的期间内的上述学习值的经时平均值，并且，作为上述异常判定用的第一参数而取得该经时平均值，在该取得的第一参数为规定的异常判定阈值以上时，判定发生了气缸间空燃比不平衡。