CN105121821A - 用于内燃机的空燃比控制设备 - Google Patents

Abstract

提供一种用于内燃机的空燃比控制设备。控制器被编程为执行校正量防护控制，当来自下游传感器的输出值稀于预定值的状态的出现频率等于或大于预定值时，该校正量防护控制允许通过对校正量设置限制来调整校正量。当来自下游传感器的输出值稀于预定值的状态的持续的持续时间等于或大于预定时间时(S182)，并入速度被设定为大于当持续时间小于预定时间的值(S184)，以及抑制校正量防护控制的性能直至完成学习控制(S183)，在学习控制期间用于子反馈控制的校正量以该并入速度被并入到学习值中。

Description

用于内燃机的空燃比控制设备

技术领域

本发明涉及用于控制内燃机空燃比的设备，尤其涉及具有用于基于传感器的输出值来检测空燃比状态的传感器异常的功能以及具有确定气缸之间空燃比失衡的功能的设备。

背景技术

为了让催化剂有效地去除排出气体中的有毒成分以纯化，具有使用催化剂的排气排放控制系统的内燃机一般控制在内燃机中燃烧的空燃混合物中的空气与燃料的混合物比，也即空燃比。空燃比通常由设置在内燃机中的排气管道里的空燃比传感器检测，且通过控制燃料注射量来进行反馈控制，以使得空燃比等于预定的目标空燃比。

适于检测空燃比的典型配置包括安装在排气排放控制催化剂的上游侧的A/F传感器(以提供与空燃比通常成比例的输出)和安装在排放排气催化剂的下游侧的O₂传感器(以当空燃比改变穿过化学计量值时提供快速改变的输出)。这种配置通常执行主反馈控制和子反馈控制，主反馈控制基于来自A/F传感器的输出值来控制燃料供给量，以使得排气空燃比等于目标空燃比，子反馈控制允许使用基于来自O₂传感器的输出值而设置的校正量来校正燃料供给量。执行这两种类型反馈控制的目的是使用来自O₂传感器的输出来校正来自A/F传感器的输出，来自A/F传感器的输出由于排出的气体的混合物不足或检测元件的劣化热劣化而有可能是错误的。

另外，为了减少使用来自O₂传感器的输出的子反馈控制所需的时间，已提出一种称作学习控制的控制方法，该控制方法包含计算和保存与来自O₂传感器的输出值和实际排气空燃比之间的恒定偏差对应的学习值，以及基于学习值校正燃气供给量(例如，见专利文献1)。计算学习控制的学习值，例如，以使得并入子反馈控制的至少一部分校正量。当来自A/F传感器的输出在子反馈控制下没有被充分校正时，这样的配置允许来自A/F传感器的输出使用学习值而被快速校正，例如，甚至在内燃机重新启动后立即校正。

在O₂传感器中诸如元件开裂的可能故障阻止合适的检测继续进行，且想要在板上被检测到。O₂传感器在稀气氛(leanatmosphere)中通常显示低输出。然而，可能的元件开裂导致暴露于外部空气的元件内部区域和暴露于排出气体的元件外部区域之间的气体浓度不同。因而，O₂传感器的输出电压下降以提供明显指示为稀状态的输出。因此，当来自O₂传感器的所述输出值稀于预定值的持续的时间大于预定时间时，尽管增加燃料注射量，可确定所述传感器发生元件开裂(例如，见专利文献2)。为了在传感器被确定为发生元件开裂之前以及在该确定之后的回退运行期间抑制排放的劣化，专利文献2进一步实现校正量防护控制，所述校正量防护控制允许根据来自O₂传感器的输出值的分布，通过对空燃比控制的校正量设置限制来调整用于子反馈控制的空燃比控制的校正量。

另一方面，例如，当在用于某些气缸的燃料注射系统中发生故障而显著改变气缸间的空燃比时，排气排放被不利地劣化。像使排气排放劣化的对空燃比的这种显著改变被期望检测为异常。特别是对于自动内燃机来说，为了防止带有已劣化的排气排放的汽车行驶，要求对气缸间空燃比失衡进行车载检测。近年来，已尝试在法律上规范气缸间空燃比失衡的车载检测。

为了达到这个目的，已提出各种不同配置基于来自设置在催化剂的上游侧的A/F传感器的输出来检测气缸间空燃比失衡。例如，当一些气缸中的空燃比偏移到稠(rich)侧时，焦点放在观测到排气中的氢的量急剧增加以及使用催化剂从排气中移除氢进行净化，在专利文献3中描述的设备基于来自设置在催化剂的上游侧的A/F传感器的检测值和设置在催化剂的下游侧的O₂传感器的检测值之间的偏差的状态来检测气缸间空燃比失衡。当来自O₂传感器的检测值显著朝着关于来自A/F传感器的检测值的稀侧偏离时，所述配置确定出现气缸间空燃比失衡。

引文列表

专利文献

专利文献1：日本专利特开号2012-017694

专利文献2：日本专利特开号2005-036742

专利文献3：日本专利特开号2009-203881

发明内容

技术问题

如上所述，来自O₂传感器的检测值指示在当O₂传感器发生元件开裂时的稀状态以及当发生气缸间的空燃比失衡时的稀状态。在这种情况下，当燃料注射量在上述状态下增加，在O₂传感器上正发生元件开裂时，来自O₂传感器的输出值稀于预定值的状态持续预定时间或更长。相反，当发生气缸间的空燃比失衡时，燃料注射量的增加导致来自O₂传感器的输出值的轻微改变。然而，这种区别难以在短时间内实施，且所述排放可在实现区别之前被不利地劣化。

此外，在实施校正量防护控制的设备中，其允许通过对空燃比控制的校正量设置限制来调整用于子反馈的空燃比控制的校正量，执行校正量防护控制可导致空燃比的校正量不足，防止空燃比被有效率地偏移向稠状态。这可阻止充分确定气缸间空燃比失衡。

鉴于上文描述的环境，本发明的目的是增加下游传感器中发生元件开裂的情况和内燃机发生的情况之间的区别。

问题的解决方案

本发明的一方面提供一种空燃比控制设备，包括：

上游传感器，其被设置在多缸内燃机的排气系统中排气排放控制催化剂的上游侧，且被配置为基于排气组件来检测空燃比状态，

下游传感器，其被设置在所述排气系统中所述排气排放控制催化剂的下游侧，且被配置为基于所述排气组件来检测所述空燃比状态；以及

控制器，被配置为控制所述内燃机，所述控制器被编程为执行：

主反馈控制，基于来自所述上游传感器的输出值来控制燃料供给量以使得排气空燃比等于目标空燃比；

子反馈控制，允许使用基于来自所述下游传感器的输出值而设置的校正量来校正所述燃料供给量；

校正量防护控制，当来自所述下游传感器的所述输出值稀于预定值的状态的出现频率等于或高于预定值时，允许通过对所述校正量设置限制来调整所述校正量；

学习控制，其允许以所述学习值包括至少一部分所述校正量的方式计算与来自所述上游传感器的所述输出值和实际排气空燃比之间的恒定偏差对应的学习值，且允许基于计算的学习值来校正所述燃气供给量；

传感器异常检测控制，其允许基于来自所述下游传感器的所述输出值来检测所述下游传感器的异常；以及

失衡确定控制，其允许基于来自所述上游传感器和所述下游传感器的所述输出值确定气缸间的空燃比失衡；

其中，所述控制器进一步被编程为：

当来自所述下游传感器的所述输出值稀于所述预定值的状态持续的时间小于预定时间时，将在所述学习控制期间所述校正量被并入到所述学习值中的并入速度设置为第一速度，以及

当所述持续时间等于或长于所述预定时间时，将所述并入速度设置为大于所述第一速度的第二速度，且抑制所述校正量防护控制的性能直至所述学习控制完成。

优选地，当所述学习控制完成时，所述控制器进一步被编程为取消对所述校正量防护控制性能的抑制。

附图说明

【图1】图1是根据本发明的实施例的内燃机的示意图；

【图2】图2是显示A/F传感器和O₂传感器的输出特征的图表；

【图3】图3是显示目标燃料供给量计算控制的控制程序的流程图；

【图4】图4是显示允许计算燃料校正量的主反馈控制控制程序的流程图；

【图5】图5是显示实际排气空燃比、来自O₂传感器的输出值和A/F传感器的输出校正值的转变的时间图；

【图6】图6是显示允许计算输出校正值的子反馈控制控制程序的流程图；

【图7】图7是显示在子F/B学习值更新期间输出校正值efsfb和子F/B学习值efgfsb转变的时间图；

【图8】图8是显示用于更新子F/B学习值efgfsb的控制程序的流程图；

【图9】图9是显示输出校正值efsfb的防护处理的控制程序的流程图；

【图10】图10是显示设置防护值处理的控制程序的流程图；

【图11】图11是显示当气缸间空燃比没有变化时(表(a))以及当气缸间空燃比变化时(表(b))在空燃比传感器输出中观察到的波动的图表；

【图12】图12是对应于图11的XII部分的放大图；

【图13】图13是显示检测气缸间空燃比失衡处理的控制程序的流程图；

【图14】图14是显示控制子反馈学习速度处理的控制程序的流程图；

【图15】图15是概略地显示在加速子反馈学习和固定子反馈学习速度的处理中观察到的学习值转变的时间图；

【图16】图16是显示在实施控制子反馈学习速度的处理时观察到的标记(flags)、学习值和其他状态的转变的时间图；

【图17】图17是显示在学习控制期间学习值和来自O2传感器的输出值之间的关系的图表。

具体实施方式

本发明的一实施例将基于附图描述。

图1是根据本实施例的内燃机的示意图。如图1所示，内燃机(发动机)1将在气缸体(cylinderblock)中形成的燃料和空气的混合物在燃烧室3内燃烧，且往复运动燃烧室3中的活塞以产生动力。根据本实施例的内燃机1是安装在汽车内的多缸内燃机，更具体地说，是直列四缸火花点火内燃机，也即汽油发动机。然而，本发明适用的内燃机不限于上述发动机。倘若发动机有多个气缸，气缸的数量、发动机的类型等等不受限制。内燃机1的输出轴(图中未显示)被连接至转矩变换器、自动变速器、差动齿轮装置(它们在图中均未示出)以驱动车轮。自动变速器是阶梯变化类型但可能是持续地变化类型。

尽管图中未显示，内燃机1中的气缸盖包括进气阀和排气阀，均为每个气缸提供；进气阀打开和关闭进气口以及排气阀打开和关闭排气口。进气阀和排气阀通过凸轮轴或电磁制动器(solenoidactuator)打开和关闭。火花塞(ignitionplugs)7连接到各自气缸的气缸盖的顶部，以点燃燃烧室3中的空燃混合物。

每个气缸的进气口经气缸的支管4被连接至充当进气聚集室的缓冲槽(surgetank)8。进气管13被连接至缓冲槽8的上游侧和空气净化器9。

进气管13包含用于检测进入的空气量的空气流量计5(每单位时间吸收的空气量，也即，进气流量率)和电子控制的节流阀10。进气口、支管4、缓冲槽8、和进气管13形成进气管道。

注射器(燃料注射阀)12被配置用于各自的气缸，以将燃料注射入进气通道，尤其进入各自的进气口。从注射器12注射的燃料与进入的空气混合以形成空燃混合物。当排气阀打开时，空燃混合物被吸收进入燃燃烧室3且通过活塞压缩。压缩的空燃混合物被点燃且通过火花塞7燃烧。

另一方面，每个气缸的排气口被连接至排气歧管14。排气歧管14包括提供排气歧管14的上游部分的各自气缸的支管和提供排气歧管14的下游部分的排气融合部分。排气融合部分的下游侧被连接至排气管6。排气口、排气歧管14、和排气管6形成排气管道。

包括三元催化剂的催化剂11安装在排气管6中。催化剂11由例如,上面载有诸如铂(Pt)、钯(Ph)或铑(Rd)等稀有金属的氧化铝形成。催化剂11允许氧化碳(CO)、碳氢化合物(HC)、和氮氧化合物(NO_X)等由于催化反应被集体去除以纯化。

为了检测排出气体的空燃比，A/F传感器17被安装在催化剂11的上游侧，且O₂传感器18被安装在催化剂11的下游侧。A/F传感器17被安装在催化剂11的正前方，以及O₂传感器18被按照在催化剂11的正后方。A/F传感器17和O₂传感器18都基于排出气体中的氧气的浓度来检测空燃比。A/F传感器17对应于根据本发明的上游传感器。O₂传感器18对应于根据本发明的下游传感器。

火花塞7、节流阀10、注射器12等电连接至作为控制器的电子控制单元20(下文称为ECU)。ECU20是公知的单片微处理器，包括CPU、ROM、RAM、I/O端口和存储设备(这些都没有在图中显示)。

如图1所示，ECU20不仅经由A/D转化器等(图中未示)电连接至上文描述的空气流量计5、A/F传感器17和O₂传感器18，而且电连接至检测内燃机1的曲柄转角的曲柄转角传感器16、检测加速器开度的加速器开度传感器15和各种其他传感器。

基于来自各种传感器等等的检测值，ECU20控制火花塞7、节流阀10、注射器12等以及点火计时、节流阀开度、燃料注射量、燃料注射计时、变速齿轮比等以获得期望的输出值。节流阀开度根据加速器开度正常控制到一个合适值。

A/F传感器17包括被称作宽范围的空燃比传感器，可持续检测相对宽范围的空燃比。图2显示上游传感器也即A/F传感器的输出特征。如图2所示，A/F传感器17输出电压信号Vf，其量值一般与检测的空燃比成比例。当排出的空燃比是化学计量时(理论上的空燃比，例如，A/F＝14.6)，输出电压等于Vreff(例如，接近3.3V)

另一方面，当空燃比在化学计量值中变化时，O₂传感器18具有输出值迅速改变的特征。图2显示下游传感器也即O₂传感器18的输出特征。如图2所示，当排出的空燃比是化学计量时，输出电压也即化学计量等值等于Vreff(例如，0.45V)。来自O₂传感器18的输出电压在预定范围内变化(例如，0(V)至1(V))。当排气空燃比稀于化学计量比时，来自O₂传感器的输出电压低于化学计量等值Vreff。当排气空燃比浓于化学计量比时，来自O₂传感器的输出电压高于化学计量等值Vreff。

当进入的排气气体的空燃比A/F接近化学计量比时，催化剂11同时去除NO_X、HC、和CO以纯化。然而，当中这三种物质能同时有效去除以纯化的空燃比的范围(窗)相对较窄。

ECU20执行空燃比控制(化学计量控制)，以控制流入催化剂11的排气气体的空燃比至化学计量比的附近。空燃比控制包括允许由A/F传感器17检测的排气空燃比等于化学计量比(预定目标空燃比)的主反馈控制(主空燃比控制)、允许使用基于来自O₂传感器18的输出值而设置的校正量来校正燃料供给量的子反馈控制(补充的空燃比控制)。执行这两种类型的反馈控制的目的是使用来自O₂传感器18的输出以校正来自A/F传感器17的输出，所述A/F传感器17的输出由于检测元件的热劣化可能是错误的。

【主反馈控制】主反馈控制将在下文中具体描述。首先，根据本发明实施例，根据公式(1)计算从燃料注射阀12供给到每一个气缸的燃料量(下文称为“目标燃料供给量”)Qft(n)。

Qft(n)＝Mc(n)/AFT+DQf(n-1)....(1)

此处，n表示指示由ECU20实施的计算数目的值。例如，Qft(n)代表由第n次计算(也即，在时间(n)获得)得到的目标燃料供给量。Mc(n)表示在进口阀关闭之前预期被吸入进每个气缸的空气量(下文称为“气缸吸入空气量”)。使用图或计算公式基于来自空气流量计5的输出、进口阀的关闭时间等来计算气缸吸入空气量Mc(n)。AFT根据本实施例表示排气空燃比的目标值且对应于14.7的理论上的空燃比。DQf表示在下文描述的针对主反馈控制计算的燃料校正量。燃料注射阀12允许注射燃料量对应于如上文描述的计算的目标燃料供给量。

图3是显示用于目标燃料供给量计算控制的控制程序的流程图，该控制程序允许计算通过燃料注射阀12供应的燃料的目标燃料供应量Qft(n)。使用中断以规律时间间隔执行图示控制程序。

首先，在步骤S101，曲柄角传感器16、空气流量计5等检测发动机旋转数目Ne、进气管流通气的流动速率mt以及进气阀的关闭时间IVC。然后，在步骤S102，使用图或计算公式基于在步骤S101中检测到的发动机旋转数目Ne、进气管流通气的流动速率mt以及进气阀的关闭时间IVC来计算在时间(n)的气缸吸气量Mc(n)。然后，在步骤S103，基于在步骤S102中计算的气缸吸气量Mc(n)以及在下面描述的主反馈控制下计算出的在时间(n-1)的燃料校正量DQ(n-1)，根据上面描述的公式(1)来计算目标燃料供应量Qft(n)。进而，控制程序结束。燃料注射阀12允许对应于由此计算出的目标燃料供应量Qft(n)的燃料量注入。

现在将描述主反馈控制。根据本实施例，每次实施计算时，主反馈控制涉及计算实际燃料供应量和目标燃料供应量Qft之间的燃料偏差量△Qf，以及计算燃料校正量DQf使得燃料偏差量△Gf变为零，实际燃料供应量是基于A/F传感器17的输出来计算。具体地，根据公式(2)来计算燃料校正量DQf。在下面所示的公式(2)中，DQf(n-1)表示由第n-1次计算生成的燃料校正量，即，最后的计算Kmp表示比例增益，Kmi表示积分增益。比例增益Kmp和积分增益可以被预设根据发动机操作的状态而变化的给定值。

$DQf\left(n\right)=DQf(n-1)+Kmp\·\mathrm{\Δ}Qf\left(n\right)+Kmi\·\underset{k=1}{\overset{n}{\Σ}}\mathrm{\Δ}Qf\left(k\right)...\left(2\right)$

图4是显示用于主反馈控制的控制程序的流程图，该控制程序允许计算燃料校正量DQf。使用中断以规律时间间隔执行图示控制程序。

首先，在步骤S121，该程序确定用于主反馈控制的执行条件是否满足。如果用于主反馈控制的执行条件满足，例如，达到下列条件：内燃机1没有执行冷启动(即，发动机冷却水的温度等于或高于给定值，且没有实施发动机启动燃料增加等)或燃料切断控制没有被执行，燃料切断控制允许在发动机操作期间通过燃料注射阀12停止燃料注射。一旦在步骤S121中确定主反馈控制的执行条件满足，程序进入步骤S122。

在步骤S122，检测由第n次计算生成的A/F传感器17的输出值VAF(n)。然后，在步骤S123，后面描述的子反馈学习值efgfsb(n)被加到通过下面描述的子反馈控制的控制程序计算的A/F传感器17的输出校正值efsfb(n)，以计算总的校正量sfb_total(n)。进而，在步骤S124，使用计算的总的校正量sfb_total(n)如后面所述来执行防护处理。

然后，在步骤S125，使用由防护处理得到的总校正量sfb_total(n)来校正来自A/F传感器17的输出值。因而，计算第n次计算的校正输出值VAF’(n)(VAF’(n)＝VAF(n)+sfb_total(n))。

然后，在步骤S126，使用图2中显示的图基于在步骤S125中计算的校正输出值VAF’(n)计算在时间(n)的实际空燃比AFR(n)。由此计算的实际空燃比AFR(n)近似等于流入三元催化剂20的排气气体的实际空燃比，该比值由第n次计算得到。

然后，在步骤S127，该程序使用下文展示的公式(3)来计算基于A/F传感器17的输出计算的燃料供给量和目标燃料供给量Qft之间的燃料偏差量△Qf。在公式(3)中，气缸空气吸入量Mc和目标燃料供给量Qft的值来自第n次计算，但可来自在第n计算之前的计算。

△Qf(n)＝Mc(n)/AFR(n)-Qft(n)…(3)

在步骤S128，根据上文描述的公式(2)计算在时间(n)的燃料校正量DQf(n)，接着控制程序结束。计算得到的燃料校正量DQf(n)用于图3中显示的控制程序的步骤S103中。另一方面，一旦在步骤S121确定出，用于主反馈控制的条件还没有满足，则控制程序终止，忽略燃料校正量DQf(n)的更新。

【子反馈控制】例如，排气气体的热量可劣化A/F传感器17，使A/F传感器17的输出出现偏差。因而，本实施例使用O₂传感器18执行子反馈控制，以补偿在A/F传感器17的输出上的偏差，使得A/F传感器17的输出值对应于实际的排气空燃比。

即，如图2所示，O₂传感器18可确定排气空燃比是否稠于或稀于理论的空燃比，且在确定排气空燃比是否稠于或稀于理论的空燃比时大体上不会遭受偏差。因而，当实际的排气空燃比指示稀状态时O₂传感器18的输出电压具有较小值，当实际的排气的空燃比指示稠状态时O₂传感器18的输出电压具有较大值。因而，当实际的排气空燃比近似等于理论的空燃比时，即，当实际的排气空燃比被重复增加或减小而靠近理论的空燃比时，来自O₂传感器18的输出电压在较大值和较小值之间被反复反转。按照上述观点，本实施例校正来自A/F传感器17的输出值，使得来自O₂传感器18的输出电压在较大值和较小值之间反复反转。

图5是实际的排气空燃比、来自O₂传感器18的输出值和对于A/F传感器17的输出校正值efsfb的时间图。图5的时间图显示，当在A/F传感器17上的偏差防止实际的空燃比等于理论的空燃比(即使执行控制使实际的空燃比等于理论的空燃比)时，A/F传感器17中的偏差是如何补偿的。

在图5中示出的例子中，在时间t0，实际的排气空燃比不等于理论的空燃比，而稀于理论的空燃比。这是因为A/F传感器17中的偏差会使A/F传感器17输出对应于理论的空燃比的输出值，即使实际的排气空燃比稀于理论的空燃比。这时，O₂传感器18提供一个小的输出值。

为了计算图4步骤S125中校正输出值VAF’(n)，将对于A/F传感器17的输出校正值efsfb加到输出值VAF(n)，如上所述。因而，当输出校正值efsfb是正的时，A/F传感器17的输出值向稀释侧校正，当输出校正值efsfb是负的时，A/F传感器17的输出值向稠侧校正。与输出校正值efsfb的绝对值一致地增加来自A/F传感器17的输出值被校正的量。

当O₂传感器18的输出值较小时，即使A/F传感器17的输出值近似等于理论的空燃比时，这意味着A/F传感器17的输出值朝着稠侧偏移。因而，根据本实施例，当O₂传感器18的输出值较小时，输出校正值efsfb增加，以使A/F传感器17的输出值朝着稀侧校正，如图5所示。另一方面，当O₂传感器18的输出值较大，即使A/F传感器17的输出值近似等于理论的空燃比时，输出校正值efsfb减小，以使A/F传感器17的输出值朝着稠侧校正。

特别地，根据下文展示的公式(4)计算输出校正值efsfb。在公式(4)中，efsfb(n-1)表示由第n-1次计算即最后的计算得到的输出校正值，Ksp表示比例增益，以及Ksi表示积分增益(integralgain)。此外，△VO(n)表示由第n次计算得到的O₂传感器18的输出值和目标输出值(在本实施例中，该值对应于理论的空燃比)之间的输出偏差。

$efsfb\left(n\right)=efsfb(n-1)+Ksp\·\mathrm{\Δ}VO\left(n\right)+Ksi\·\underset{k=1}{\overset{n}{\Σ}}\mathrm{\Δ}VO\left(k\right)...\left(4\right)$

如上所述，在图5中示出的例子中，对于A/F传感器17的输出校正值efsfb的增加会校正A/F传感器17的输出值上的偏差。这会使实际的排气空燃比逐渐接近于理论的空燃比。

图6是显示子反馈控制的控制程序的流程图，该控制程序允许计算输出校正值efsfb。使用中断以规律时间间隔执行图示控制程序。

首先，在步骤S131，该程序确定用于子反馈控制的执行条件是否满足。用于子反馈控制的执行条件已满足，例如，如果内燃机没有执行冷启动或如果没有执行燃料切断控制，与用于主反馈控制的执行条件一样。一旦步骤S131中确定用于子反馈控制的执行条件还未满足，程序终止。

另一方面，一旦确定用于子反馈控制的执行条件已满足，该程序进入步骤S132。在步骤S132，计算O₂传感器18在时间(n)的输出值和目标输出值之间的输出偏差△VO(n)。在步骤S133，使用上文描述的公式(4)基于步骤S132计算的输出偏差△VO来计算输出校正值efsfb(n)。由此计算的输出校正值efsfb(n)被用于图4中显示的步骤S125中。

上文描述的实施例用PI控制作为主反馈控制和子反馈控制。然而，可使用任何其他控制方法如P控制或PID控制来执行主反馈控制和子反馈控制。

【学习控制】为了减少利用O₂传感器18的输出进行子反馈控制需要的时间量，本实施例执行学习控制。该学习控制涉及，计算和保存对应于O₂传感器的输出值和实际的排气空燃比之间的恒定偏差的学习值，以及基于该学习值校正燃料供给量。计算该学习值以并入至少一部分子反馈控制的校正量。该学习控制允许来自A/F传感器的输出通过利用学习值而被快速校正，例如，当A/F传感器的输出值在子反馈控制下没有充分校正时，甚至在内燃机重新启动后立即校正。

即，例如，当内燃机停止或当执行燃料切断控制时，子反馈控制允许A/F传感器17的输出值被适当地校正但中断。结果，输出校正值efsfb被重置为零。接着，例如，当内燃机再次启动或燃料切断控制停止时，子反馈控制恢复。然而，由于输出校正值efsfb已被重置为零，需要很长时间来使A/F传感器17的输出值被再次校正到合适值。

因而，本实施例涉及，基于用于子反馈控制的输出校正值efsfb计算对应于A/F传感器17的输出值和实际的排气空燃比之间的恒定偏差的子F/B学习值efgsfb，以及基于计算的子F/B学习值efgsfb校正A/F传感器17的输出。换言之，本实施例执行学习控制，该学习控制允许至少一部分输出校正值efsfb并入子F/B学习值efgsfb和允许基于子F/B学习值efgsfb来校正A/F传感器17的输出值VAF，使得子F/B控制的输出校正值efsfb变小或基本上为零。由此计算的子F/B学习值efgsfb被禁止重置为零，例如，即使当内燃机停止或当燃料切断控制正在执行时。因此，例如，即使当内燃机停止或当燃料切断控制正在执行时，使用子反馈控制可以相对较早地将A/F传感器17的输出值校正到合适值。

图7是输出校正值efsfb和子F/B学习值efgsfb的时间图，显示当子F/B学习值efgsfb更新时的状态。在图7示出的例子中，当在时间t1学习值更新条件满足时，开始学习值更新。在时间t1，当学习值更新条件满足时，子F/B学习值efgsfb在输出校正值efsfb为正时增加，在输出校正值efsfb为负时减少。与输出校正值efsfb的绝对值相一致地增加子F/B学习值efgsfb被增加或减少的量。

尤其，根据本实施例，按照下文展示的公式(5)和公式(6)，在时间t1，输出校正值efsfb被并入子F/B学习值efgsfb。在公式(5)和公式(6)中，α表示并入速率，其为1或小于1的预设正值(0＜α≤1)。因而，在图6示出的例子中，输出校正值efsfb在时间t1处为正。因而，根据公式(5)和公式(6)，当子F/B学习值efgsfb增加时，输出校正值efsfb减少。

efsfb＝efsfb-efsfb·α…(5)

efgfsb＝efgfsb+efsfb·α…(6)

接着，修正输出校正值efsfb和子F/B学习值efgsfb，以及然后，在时间t2，对应于从时间t1开始流逝的并入间隔△T，再次执行类似于在时间t1的并入操作的并入操作。对输出校正值efsfb和子F/B学习值efgsfb的这种并入操作以并入间隔△T(时间t3和时间t4)重复。因而，输出校正值efsfb的绝对值逐渐减小，且子F/B学习值efgsfb的绝对值逐渐增加。子F/B学习值efgsfb朝着某个值聚集。当子F/B学习值efgsfb由此朝着某个值聚集时，对子F/B学习值efgsfb的更新停止(时间t4)。本文中使用的并入速率α和并入间隔△T在下文描述的控制子反馈学习速度的处理中必要时可改变。

图8是显示用于子F/B学习值efgsfb的更新的控制程序的流程图。使用中断以规律时间间隔执行图示控制程序。

如图8所示，首先，在步骤S141，该程序确定用于子反馈控制的执行条件是否满足。用于子反馈控制的执行条件已满足，例如，如果发动机正操作稳定或如果内燃机没有在执行冷启动及没有在执行燃料切断控制。

一旦在步骤S141确定用于子反馈控制的执行条件未满足，程序结束。另一方面，一旦确定用于子反馈控制的执行条件满足，该程序进入步骤S142。在步骤S142，将1增加到时间计数器(counter)count，以在时间计数器的计数中获得新的值。该时间计数器count是指示从最后并入子F/B学习值efgsfb开始的流逝时间的计数器。

然后，在步骤S143，该程序确定时间计数器count是否等于或大于对应于并入间隔△T的值。当该值小于并入间隔△T时，控制程序结束。另一方面，当确定时间计数器count等于或大于并入间隔△T时，程序进入步骤S144。在步骤S144，基于公式(5)和公式(6)，将输出校正值efsfb并入子F/B学习值efgsfb。然后，在步骤S145，时间计数器count被设置为零，控制程序结束。

【校正量防护控制】本实施例执行校正量防护控制，该校正量防护控制允许通过根据O₂传感器18的输出分布，而设置子反馈控制的校正量的限制来调整对空燃比控制的校正量。如上所述，当在O₂传感器中发生元件开裂时，O₂传感器的输出电压下降，且O₂传感器的输出类似稀状态。因而，利用O₂传感器的输出执行子反馈控制引起燃料浓度过度增加(较稠状态)。这样的元件开裂可基于“尽管燃料注射量增加，来自O₂传感器的输出值稀于预定值的状态持续预定时间或更长时间”而被检测。然而，在此检测实施之前或在从执行检测回退直到更换O₂传感器的期间，该排放可被劣化。因而，燃料浓度上的这种过度增加希望受到抑制。为此，本实施例实施校正量防护控制，其允许根据来自O₂传感器18的输出值的分布来对用于空燃比控制的子反馈控制的校正量设置限制。

图9是显示对输出校正值efsfb防护过程的控制程序的流程图。首先，该程序确定总校正量sfb_total，即校正量efsfb和子反馈学习值efgsfb的总值，是否等于或大于“0(V)”(S151)。当总校正量sfb_total≥0(S151中为“是”)时，该程序确定是否总校正量sfb_total≤grd(+)(S152)。在这种情况下，加号侧防护值grd(+)是对稍后描述的设定防护值处理设置的上限值。

当总校正量sfb_total≤grd(+)(S152中为“是”)时，防护处理暂时结束而不改变总校正量sfb_total。然而，当总校正量sfb_total＞grd(+)(S152中为“否”)时，总校正量sfb_total的值被改变为加号侧防护值grd(+)(S153)。这允许使用加号侧防护值grd(+)作为上限来限制总校正量sfb_total的值。因而，防护处理暂时结束。

另一方面，当总校正量sfb_total＜0(S151中为“否”)时，该程序确定是否总校正量sfb_total≥grd(-)(S154)。在这种情况下，减号侧防护值grd(-)是对稍后描述的设定防护值处理设置的下限值。

当总校正量sfb_total≥grd(-)(S154中为“是”)，防护处理暂时结束而不改变总校正量sfb_total。然而，当总校正量sfb_total＜grd(+)(S154中为“否”)时，总校正量sfb_total的值被改变为减号侧防护值grd(-)(S155)。这允许使用减号侧防护值grd(-)作为下限来限制总校正量sfb_total的值。因而，防护处理暂时结束。

当这样的防护处理结束时，处理返回到上文描述的图4的步骤S125。使用校正量efsfb和子反馈学习值efgsfb的总值来校正A/F传感器17的输出电压VAF(n)。因而，计算控制电压值VAF’(n)(S125)。

图10是显示用于设定防护值的处理的控制程序的流程图。该处理在恒定时间段重复实施。当该处理开始时，程序确定监视条件是否已满足(S161)。这里的监视条件指，使用O₂传感器18本身的输出值可确定O₂传感器18的输出值异常的条件。该条件的示例如下：“(1)O₂传感器的激活完成，(2)子空燃比反馈控制在执行(上文描述的图4中步骤104至S110在执行)，(3)从燃料切断恢复以来已流逝指定的时间，(4)进入空气量GA等于或大于指定值，(5)发动机没有闲置，和(6)子反馈学习加速请求标记关闭”。(3)被用作条件，因为从燃料切断恢复后，该程序需要等待，直到燃料切断的不利影响被消除。(4)和(5)被用作条件，因为为了让来自O₂传感器18的输出清楚地指示在O₂传感器18中正发生元件开裂，排气的回压需要充分地增加。

当监视条件已满足时(S161中为“是”)，接着算出监视时间Mt(S162)。当ECU20启动时，在初始化期间，监视时间Mt被设置为“0”。这作为时间计数器用于计算当监视条件满足时总的逝去时间。

然后，该程序确定O₂传感器18的输出值是否小于0.5V(S163)。

如果O₂传感器18正常，则在子空燃比反馈控制期间，输出值以近似相等的频率出现在低电压侧和超过0.45V电压的高电压侧。输出值在0V≤Vo2＜0.05V的稀范围内频率出现很罕见。

当初始的元件开裂使排气气体向O₂传感器18的大气侧渗漏时，排气的轻微渗漏使来自O₂传感器18的输出值Vo2偏移向稀侧，使得输出值的出现频率在0V≤Vo2＜0.05V的范围内快速增加。

当元件开裂继续推进以造成更多的排气气体向O₂传感器18的大气侧渗漏时，来自O₂传感器18的输出值Vo2仅出现在稀侧，在0V≤Vo2＜0.05V的区域内频繁出现。

因而，随着在0V≤Vo2＜0.05V的范围内的来自O₂传感器18的输出值Vo2的出现频率，元件开裂的不利影响清楚呈现。确定是否Vo2＜0.05V是为了确定此区域内的出现频率。

当Vo2＜0.05V时(在步骤S163中为“是”)，加上多的稀时间Lt。当ECU20启动时，在初始化期间将多的稀时间Lt设为“0”。在0V≤Vo2＜0.05V时，这充当时间计数器，其用于计算总的逝去时间。

在步骤S164之后或一旦确定Vo2≥0.05V时(在步骤S163中为“否”)，程序确定是否监视时间Mt等于或大于监视参考时间Jt(S165)。进而，当Mt＜Jt(S165中为“否”)，处理临时结束。

重复上述处理，当监视时间Mt≥Jt时(S165中为“是”)，在监视时间Mt期间计算在0V≤Vo2＜0.05V内的出现频率Lr(％)(S166)。

Lr←100·Lt/Mt…(7)

当出现频率Lr超过预定阈值时，设定上述防护值grd(+)和grd(-)。防护值grd(+)和grd(-)可为固定的或根据出现频率Lr而变化。

当防护值grd(+)和grd(-)的计算结束时，则清除监视时间Mt和多的稀时间Lt(S168)，并且临时结束处理。因而，重复上述处理，这包含确定在监视时间Mt内的出现频率Lr，以及设定防护值grd(+)和grd(-)。

【气缸间空燃比失衡检测控制】本实施例实施控制，其允许基于来自A/F传感器17和O₂传感器18的输出来检测气缸间空燃比失衡。如图11所示，由A/F传感器17检测的排气空燃比A/F以一周期循环变化，该周期等于一个发动机周期(＝720°CA)。气缸间空燃比上的变化增加了一个发动机周期内的排气空燃比上的波动。在图11(B)中，空燃比图(a)显示，空燃比在气缸间未变化，以及空燃比图(b)显示空燃比在气缸间在变化。图11示意性示出以便于理解。

这里，失衡率(％)是表示气缸间空燃比变化度的参数。即，失衡率是一值，该值指示当全部气缸中只有一个气缸的燃料注射量经受偏差时，有偏差的气缸(失衡气缸)中的燃料注射量从无偏差的气缸(均衡气缸)中的燃料注射量偏离多少。当失衡率用IB表示，失衡气缸中的燃料注射量用Qib表示，均衡气缸中的燃料注射量(即，燃料注射的参考量)用Qs表示时，则IB＝(Qib-Qs)/Qs。失衡率IB增加会增加失衡气缸的燃料注射量与均衡气缸的燃料注射量间的偏差，并增加空燃比上的偏差度。

由上述说明理解的是，可能的空燃比失衡增加来自A/F传感器的输出上的波动。因而，监视波动程度能够检测空燃比失衡。本实施例涉及，计算波动参数(即与A/F传感器传输的波动程度相关的参数)，并将波动参数与预定异常确定值相比较以检测失衡。

现在，将描述用于计算波动参数的方法。图12是对应于图11的部分Ⅻ的放大视图，并且特别示出在一个发动机循环内的A/F传感器输出上的波动。在此情况下，A/F传感器输出为这样的值，该值由来自A/F传感器17的输出电压Vf转化成空燃比A/F而来。然而，可直接使用来自A/F传感器17的输出电压Vf。

如在图12(B)中所示，ECU20获取在一个发动机循环内的每个取样周期τ(单位时间，例如4ms)的A/F传感器输出A/F的值。进而，ECU20根据下面所示公式(8)确定在当前时间(第二时间)获取的值A/Fn与在上一时间(第一时间)获取的值A/Fn-1之间的差△A/Fn。差△A/Fn可被称为当前时间的微分值或斜率。

△A/F_n＝A/F_n－A/F_n-1...(8)

简单来讲，差△A/Fn表示A/F传感器输出上的波动。这是由于波动程度的增加会增加空燃比图上斜率的绝对值，也会增加差△A/Fn的绝对值。因而，波动参数可以是在一个预定时间的差△A/Fn的值。

然而，本实施例使用多个差△A/Fn的平均值作为波动参数，以提高精确度。根据本实施例，在一个发动机周期内获得的差△A/Fn在每一时间被积分，且最后的积分值除以取样数目N，以确定一个发动机循环内差△A/Fn的平均值。此外，在超过M个发动机循环(例如，M＝100)而获得的差△A/Fn的平均值被积分，且最后的积分值除以循环数目M以确定在M发动机循环内差△A/Fn的平均值。

A/F传感器输出上波动程度的增加会增加M个发动机循环内差△A/Fn的平均值的绝对值。因而，当平均值的绝对值等于或大于预定异常确定值时，程序确定出现失衡。当平均值小于异常确定值时，程序确定未出现失衡，即，发动机正常。

A/F传感器输出A/F可增加或减小，因而，波动参数可以是在这些情况中的一种情况下确定的差△A/F或其平均值。特别地，如果只有一个气缸偏向稠侧，来自A/F传感器的输出快速向稠侧变化(即，快速减小)。因而，可能的是，仅使用减小侧值来检测稠侧偏移(稠失衡确定)。在此情况下，只有图6(B)中的向下倾斜区域被用于稠偏移检测。一般地，从稀状态到稠状态的偏移比从稠状态到稀状态的偏移更快。因而，只使用减小侧值的方法希望精确检测到稠偏移。当然，本发明不限于此方法，可能的是，只有增加侧值被使用或减小侧值和增加侧值都使用(在此情况下，差△A/Fn的绝对值被积分，积分值与阈值比较)。

此外，与A/F传感器输出的波动程度有关的任何值可被用作波动参数。例如，可基于一个发动机循环内A/F传感器输出的最大值和最小值(称为峰到峰)之间的差来计算波动参数。这是因为差与A/F传感器输出的波动程度相一致地增加。

现在，参照图13将描述检测气缸间空燃比失衡的处理的控制程序。

首先，在步骤S171，程序确定是否已满足适合于检测气缸间空燃比失衡的预定先决条件。当以下任一条件满足时，该先决条件满足。

(1)内燃机1的温热已结束。当水温传感器23检测到的水温等于或高于预定值时，确定温热已结束。

(2)至少已激活A/F传感器17。

(3)内燃机1稳定操作。

(4)化学计量控制在执行。

(5)内燃机1在检测区域内运行。

(6)来自A/F传感器17的输出A/F减小。

(6)指示程序依赖于稠失衡确定(只使用减小侧值用于稠偏移检测的方法)。当未满足该先决条件时，程序结束。

当已满足先决条件时，进而ECU20基于来自A/F传感器17的输出来检测空燃比波动(S172)。在此情况下，获取当前时间来自A/F传感器17(第一空燃比传感器)的输出A/Fn，以及当前时间的输出差△A/Fn被根据上面描述的公式(8)来计算，并被存储。然后，上述处理重复执行直至处理进行M个循环(M是自然数)。当M循环结束时，计算的输出差△A/Fn的平均值被计算，例如，如上所述，通过用取样数目N除，以及进而用发动机循环数目M除差△A/Fn的积分值。平均值△A/FAV表示空燃比波动。

然后，基于检测的空气燃料比波动来执行失衡确定(S173)。具体地，程序确定差△A/Fn的平均值△A/FAV的绝对值是否大于预设异常阈值β。当平均值△A/FAV的绝对值小于异常阈值β时，程序确定没有出现失衡，即，发动机是正常的。当平均值△A/FAV的绝对值等于或大于异常阈值β时，程序确定出现失衡，即，发动机是异常的，并且程序结束。优选地，在异常确定的同时或当在两个连续回合(两个连续回合中每个从发动机开始到发动机停止)期间进行异常确定时，警告装置诸如检查灯被开启，以通知用户发生异常，并且异常信息被存储在预先确定的诊断存储器中以使机修工能够呼叫信息。

【O₂传感器异常确定控制】本实施例实施O₂传感器异常确定控制，其允许确定O₂传感器18中的异常。当来自O₂传感器18的输出电压显著偏向稀状态(例如，小于0.05mV)，异常确定控制允许ECP20确定O₂传感器中的异常，即便上述学习控制中的学习值等于或大于预定值(例如，200mV或更高)。优选地，如同气缸间空燃比失衡确定的情形那样，在O₂传感器18异常确定的同时或当在两个连续回合(两个连续回合中每个从发动机开始到发动机停止)期间进行异常确定时，警告装置诸如检查灯被开启，以通知用户发生异常，并且异常信息被存储在预先确定的诊断存储器中以使机修工能够呼叫信息。

【控制子反馈学习速度的处理】下面将描述如上所述配置的根据本实施例的控制子反馈学习速度的处理。图14显示用于控制子反馈学习速度的控制程序。首先，ECU20确定子反馈学习加速执行历史标记是否开启(on)(S181)。当确定为否定的时，处理返回。然而，标记初始是关闭(off)的，因而此时确定为肯定的。

然后，ECU20确定O₂传感器18呈现稀输出(例如，0.5mV或更小)的状态的持续时间是否持续预定值(例如，5秒到10秒)或更大(S182)。如果O₂传感器18中的元件开裂和气缸间空燃比失衡都没有发生，此种稀输出通常不会持续长时间。因而，在此情况下，确定未否定的，并且处理返回。

当在步骤182的确定为肯定的时，即，当来自O₂传感器18的稀输出持续预定时间或更长时，子反馈学习加速请求开启(S183)。子反馈学习加速请求标记指示，已发出子反馈学习加速请求以及加速的子反馈学习未完成。当标记为开启时，不能满足设定防护值的上述处理的监视条件(图6)。因而，禁止设定防护值的处理。

进而，执行固定子反馈学习速度的加速处理(S184)。该处理是增加并入速度的处理，在上述学习控制(图7和图8)期间，子反馈控制的校正量以该并入速度被并入学习值，大于正常值。该处理是通过改变并入速率α和并入间隔△T来执行。具体地，如图15所示意示出，该处理涉及，将学习控制的并入速率α增加至大于正常值(例如，增加到2倍)，并将并入间隔△T减小至小于正常值(例如，减小到一半)。因而，当并入速率α和并入间隔△T都没有改变时，通过将并入速度(子反馈控制的校正量以该并入速度被并入学习值)增加至大于用于正常状态的第一速度的第二速度(交替长和两个短的虚线)。

进而，计算在加速下子反馈学习操作的执行次数(S185)。重复计数直至执行的学习操作的次数变成等于或大于预先确定的值(S186)。当执行的学习操作的次数变成等于或大于预先确定的值时，步骤S186中的确定是肯定的，处理偏向步骤S187，其中上述子反馈加速请求标记关闭。因而，满足上面描述的设定防护值的处理的监视条件(图6)，该条件为子反馈学习加速请求标记关闭。因而，允许后续执行设定防护值的处理。因此，当O₂传感器18中正发生元件开裂时，通过执行设定防护值的处理可启用校正量防护控制。这允许抑制在因元件开裂造成的过于稠状态下可能发生的排放劣化。

此外，子反馈学习加速执行历史标记开启，其指示已执行子反馈学习加速(S186)。这允许步骤S182之后的处理跳过某一周期或后续循环之后的行进距离。在该某一周期已过或车辆已行进超过某一行进距离的情况下关闭标记，从而允许步骤S182之后的处理能再次执行。

最后，取消固定子反馈学习速度的加速的处理(S188)。因而，子反馈学习速度(即，并入速率和并入间隔△T)被返回至正常值，即第一速度，且处理返回。

现在根据图16的时序图将描述，当执行上述控制子反馈学习速度的处理时，标记和学习值的状态。假定根据本实施例的车辆以重复的任一加速和减速驱动(图16(a))。在时间t21，当来自O₂传感器18的输出值的稀于预定值的状态持续预定时间或更长(S182，图16(b))，子反馈控制学习速度加速请求标记(图16(d))开启。之后，大于正常状态的第一速度的第二速度被设定用于并入速度，在学习控制期间用于子反馈控制的校正量以该并入速度被并入学习值中(S184)。因而，子反馈已执行的次数(图16(e))以及学习值(图16(f))比正常状态下增加更快(交替的长和短虚线以及交替的长和两个短虚线)。当在时间t22已执行子反馈的次数达到预定值时(S186)，子反馈学习速度加速请求标记(图16(d))关闭，以及子反馈学习加速执行历史标记(图16(b))开启(S187)。

此外，根据本实施例，当子反馈学习速度加速请求标记(图16(d))开启时，禁止执行校正量防护控制(图10中的步骤S161的设定防护值的处理)。

图17是一图，显示用于学习控制的学习值和来自O2传感器18的输出值之间的关系。如上所述，在元件开裂发生在O2传感器18的情况下(交替长和短虚线)以及在气缸间空燃比失衡发生的情况下(实线)，来自O₂传感器18的检测值稀于实际空燃比。在学习值相对小时，这两种情况特别地难以区分。因而，在披露根据本发明的改进公开之前提供的且实施校正量防护控制以允许空燃比控制的校正量能被调整的配置中，由于在相对小的区域内(例如，O₂传感器检测值的50mV等同区域)校正量被防护，元件开裂发生在O₂传感器18的情况(交替长和短虚线)难以与在气缸间空燃比失衡发生的情况(实线)区分开。与此相反，根据本实施例，当学习值增加(例如，学习值变为等于300mV的O₂传感器检测值)为使实际空燃比更稠，在气缸间空燃比失衡的情况下，来自O₂传感器18的输出值上发生相符的变化。另一方面，在O₂传感器18上发生元件开裂的情况下，来自O₂传感器18的输出值稀于预定值(例如，0.05V)的状态持续预定时间或更长。这使两种情况能够清楚地区分开。

因而如详细描述，如果来自O₂传感器18的输出值稀于预定值的状态持续预定时间或更长时间(S182)，则在学习控制期间，子反馈控制的校正量被并入到学习值中的并入速度被设定为第二速度，该第二速度大于正常状态的第一速度(S184)。因而，学习控制的学习进展允许更快速获取O₂传感器的输出状态方面的信息。这能够加速区分开O₂传感器18发生元件开裂的情况和发生内气缸间空燃比失衡的情况。

此外，根据本实施例，如果来自O₂传感器18的输出值稀于预定值的状态持续预定时间或更长，抑制执行校正量防护控制直至完成学习控制(步骤161，图10中设定防护值的处理)。因而，即便设备实施校正量防护控制，在完成学习控制之前可提供足以确定气缸间空燃比失衡的出现或不出现的空燃比校正量。这有助于气缸间空燃比失衡的确定。此外，当学习控制完成时，取消对校正量防护控制的抑制。因而，在学习控制完成后，校正量防护控制能够使排放劣化受到抑制。

本发明不限于上述方面，而是包括由权利要求限定的本发明的构思内包含的任何变型、应用以及等同物。因而，本发明不应以限制方式来理解，而是可应用于属于本发明构思范围内的任何其他技术。

例如，根据上述实施例的失衡检测使用输出差△A/Fn的平均值A/FAV。然而，如果参数与输出上的波动程度相关，可以使用任何其他参数。此外，上述实施例只是在降低期间(在向稠侧变化期间)利用空燃比传感器输出来检测稠偏移异常。然而，仅在增加期间(在向稀侧变化期间)利用空燃比传感器输出或在降低期间和增加期间利用空燃比输出是可能的。此外，不仅可检测稠偏移异常，而还可检测稀偏移异常，以及可一般地检测空燃比失衡而不用区分稠偏移异常和稀偏移异常。

此外，像检测气缸间空燃比失衡的配置一样，基于来自上游传感器和下游传感器的输出值检测气缸间空燃比失衡的任何其他配置也可采用。例如，像在专利文献3中描述的设备的情况一样，当一些气缸中的空燃比偏移到稠侧时，焦点放在观测到排气中的氢的量急剧增加以及使用催化剂从排气中移除氢进行净化，基于来自A/F传感器的检测值和O₂传感器的检测值之间的偏差的状态来检测气缸间空燃比失衡。

此外，在固定学习速度的加速的处理中(S184)，可能的是，将每次并入学习值的变化量设定为比正常状态足够更大的固定值，来代替改变并入速率α。对于固定学习速度的加速的处理，学习可被加速，以相较于正常状态下的学习速度，增加学习速度。例如，可能的是，只改变两个值中的其中一个值、并入间隔△T以及并入速率α或每次并入学习值上的变化量。

此外，根据上述实施例，如果来自O₂传感器18的输出值稀于预定值的状态持续预定时间或更长，禁止执行校正量防护控制直至完成学习控制(S183)。然而，校正量防护控制的量相较于正常状态下的校正量防护控制的量可减小，以抑制校正量防护控制的性能。只要防护校正量的处理比正常状态受到更显著的抑制，这并不背离本发明的范围。

附图标记列表

1内燃机

2燃烧室

3空气流量计

4排气管

11催化剂

12注射器

14排气歧管

17A/F传感器

18O₂传感器

20电子控制单元(ECU)

Claims (2)

1.一种用于内燃机的空燃比控制设备，包括：

上游传感器，其被设置在多缸内燃机的排气系统中排气排放控制催化剂的上游侧，且被配置为基于排气组件来检测空燃比状态，

下游传感器，其被设置在所述排气系统中所述排气排放控制催化剂的下游侧，且被配置为基于所述排气组件来检测所述空燃比状态；以及

控制器，其被配置为控制所述内燃机，所述控制器被编程为执行：

主反馈控制，其基于来自所述上游传感器的输出值来控制燃料供给量，以使得排气空燃比等于目标空燃比；

子反馈控制，其允许使用基于来自所述下游传感器的输出值而设定的校正量来校正所述燃料供给量；

校正量防护控制，当来自所述下游传感器的所述输出值稀于预定值的状态的出现频率等于或高于预定值时，其允许通过对所述校正量设定限制来调整所述校正量；

学习控制，其允许以所述学习值并入至少一部分所述校正量的方式计算与来自所述上游传感器的所述输出值和实际排气空燃比之间的恒定偏差对应的学习值，且允许基于计算的学习值来校正所述燃气供给量；

传感器异常检测控制，其允许基于来自所述下游传感器的所述输出值来检测所述下游传感器的异常；以及

失衡确定控制，其允许基于来自所述上游传感器和所述下游传感器的所述输出值来确定气缸间的空燃比失衡；

其中，所述控制器进一步被编程为：

在所述学习控制期间，当来自所述下游传感器的所述输出值稀于所述预定值的状态持续的持续时间短于预定时间时，将所述校正量被并入到所述学习值中的并入速度设定为第一速度，以及

当所述持续时间等于或长于所述预定时间时，将所述并入速度设定为大于所述第一速度的第二速度，且抑制所述校正量防护控制的性能直至所述学习控制被完成。

2.根据权利要求1所述的用于内燃机的空燃比控制设备，其中，所述控制器进一步被编程为，当所述学习控制被完成时，取消对所述校正量防护控制的性能的抑制。