CN106246369A

CN106246369A - 内燃机

Info

Publication number: CN106246369A
Application number: CN201610405776.0A
Authority: CN
Inventors: 铃木健士; 冈崎俊太郎; 宫本宽史; 岩崎靖志; 木所徹
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-06-11
Filing date: 2016-06-08
Publication date: 2016-12-21
Also published as: EP3103994A2; EP3103994A3; US20160363029A1; JP2017002843A

Abstract

本发明提供一种内燃机，即使在下游侧空燃比传感器产生响应延迟的异常时也能抑制排气排放性的恶化。内燃机具备排气净化催化剂(20)、上游侧空燃比传感器(40)、下游侧空燃比传感器(41)、空燃比控制单元、学习单元以及异常判定单元，学习单元，在由空燃比控制单元将目标空燃比设定在浓侧或稀侧即第1侧时，在判定为流出排气的空燃比在预定的空燃比维持判定时间以上维持在第1侧的相反侧即第2侧的情况下，进行修正与反馈控制相关的参数以使得流入排气的空燃比向第1侧变化的粘附学习，判定为下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下的粘附学习中的参数的修正量比判定为下游侧空燃比传感器未产生响应延迟的异常的情况下的修正量小。

Description

内燃机

技术领域

本发明涉及内燃机。

背景技术

以往以来，已知有如下的内燃机，该内燃机在排气通路设置有空燃比传感器，构成为基于该空燃比传感器的输出对向内燃机的燃烧室供给的燃料量进行反馈控制，以使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比成为目标空燃比(例如理论空燃比(14.6))。

在专利文献1所记载的内燃机中，在排气净化催化剂的排气流动方向上游侧配置有上游侧空燃比传感器，在排气净化催化剂的排气流动方向下游侧配置有下游侧空燃比传感器。在该内燃机中，流入排气净化催化剂的排气的目标空燃比被交替地在比理论空燃比浓的浓设定空燃比和比理论空燃比稀的稀设定空燃比之间切换。具体而言，目标空燃比在由下游侧空燃比传感器检测到的空燃比成为了比理论空燃比浓的浓判定空燃比以下时从浓设定空燃比被切换为稀设定空燃比，之后，在排气净化催化剂的氧吸藏量成为了预定的切换基准吸藏量以上时从稀设定空燃比被切换为浓设定空燃比。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2014/118892号

专利文献2：日本特开昭63-302161号公报

专利文献3：日本特开昭63-306248号公报

专利文献4：日本特开2006-77659号公报

发明内容

发明要解决的问题

空燃比传感器随着使用而逐渐劣化，其增益特性有时会变化。例如，若上游侧空燃比传感器40的增益特性变化，则在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与排气的实际的空燃比之间有时会产生偏移。在该情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比会向排气的实际空燃比的浓侧或稀侧偏移。

另外，未燃气体中的氢通过空燃比传感器的扩散限速层的速度快。因而，若排气中的氢浓度高，则上游侧空燃比传感器40的输出空燃比会向比排气的实际空燃比低的一侧(即，浓侧)偏移。

若上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向稀侧大幅偏移，则即使通过基于偏移后的输出空燃比的反馈控制将目标空燃比设定在稀设定空燃比，实际的排气空燃比有时也会成为比理论空燃比浓的值。另一方面，若上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧大幅偏移，则即使通过基于偏移后的输出空燃比的反馈控制将目标空燃比设定在浓设定空燃比，实际的排气空燃比有时也会成为比理论空燃比稀的值。在这些情况下，目标空燃比无法在浓空燃比与稀空燃比之间切换，排气空燃比维持为比理论空燃比浓或稀的值，排气排放性恶化。

于是，本申请的发明人们提出了以下的粘附学习控制。在该控制中，在目标空燃比被设定为稀设定空燃比的期间，在由下游侧空燃比传感器检测到的空燃比持续预定时间以上地维持为比浓判定空燃比浓的空燃比的情况下，进行修正与反馈控制相关的参数以使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比向稀侧变化的浓粘附学习。另外，在目标空燃比被设定为浓设定空燃比的期间，在由下游侧空燃比传感器检测到的空燃比持续预定时间以上地维持为比稀判定空燃比稀的空燃比的情况下，进行修正与反馈控制相关的参数以使得流入排气净化催化剂的排气的空燃比向浓侧变化的稀粘附学习。这样一来，即使在上游侧空燃比传感器的输出空燃比产生了偏移的情况下，也能够将目标空燃比在浓设定空燃比与稀设定空燃比之间交替地切换。此外，浓判定空燃比是指比理论空燃比稍浓的空燃比，稀判定空燃比是指比理论空燃比稍稀的空燃比。

然而，在上游侧空燃比传感器的输出空燃比未产生偏移的情况下，也有时会因下游侧空燃比传感器的响应延迟的异常而误执行粘附学习。即，在目标空燃比被设定为稀设定空燃比的期间，由下游侧空燃比传感器检测到的空燃比有时会因下游侧空燃比传感器的响应延迟的异常而持续预定时间以上地被维持为比浓判定空燃比浓的空燃比。在该情况下，会误执行粘附学习。同样，在目标空燃比被设定为浓设定空燃比的期间，由下游侧空燃比传感器检测到的空燃比有时也会持续预定时间以上地被维持为比稀判定空燃比稀的空燃比。在该情况下，同样也会误执行粘附学习。若误执行粘附学习，则排气空燃比会从目标空燃比偏移，因而排气排放性可能会恶化。

为了抑制这样的粘附学习的误执行，可考虑在判定为下游侧空燃比传感器的响应延迟异常时禁止粘附学习。然而，若禁止粘附学习，则在上游侧空燃比传感器的输出空燃比产生了偏移的情况下，排气空燃比会维持为比理论空燃比浓或稀的值，排气排放性恶化。

于是，鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种内燃机，该内燃机即使在下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常时也能抑制排气排放性的恶化。

用于解决问题的技术方案

为了解决上述问题，在第1技术方案中，提供一种内燃机，具备：排气净化催化剂，其配置于排气通路，并且能够吸藏氧；上游侧空燃比传感器，其配置于所述排气净化催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测流入所述排气净化催化剂的流入排气的空燃比；下游侧空燃比传感器，其配置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的流出排气的空燃比；空燃比控制单元，其设定所述流入排气的目标空燃比，并且对向燃烧室供给的燃料供给量进行反馈控制，以使得由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与所述目标空燃比一致；学习单元，其基于由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比，修正与所述反馈控制相关的参数以使得所述反馈控制中的所述目标空燃比与所述流入排气的实际的空燃比的偏移变小；以及异常判定单元，其判定所述下游侧空燃比传感器是否产生了响应延迟的异常，所述学习单元，在由所述空燃比控制单元将所述目标空燃比设定在理论空燃比的浓侧和稀侧中的任一方即第1侧时，在判定为所述流出排气的空燃比相对于理论空燃比在预定的空燃比维持判定时间以上维持在与所述第1侧相反的一侧即第2侧的情况下，进行修正所述参数以使得所述流入排气的实际的空燃比向所述第1侧变化的粘附学习，由所述异常判定单元判定为所述下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下的所述粘附学习中的所述参数的修正量比判定为所述下游侧空燃比传感器未产生响应延迟的异常的情况下的所述粘附学习中的所述参数的修正量小。

在第2技术方案中，提供一种内燃机，具备：排气净化催化剂，其配置于排气通路，并且能够吸藏氧；上游侧空燃比传感器，其配置于所述排气净化催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测流入所述排气净化催化剂的流入排气的空燃比；下游侧空燃比传感器，其配置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的流出排气的空燃比；空燃比控制单元，其设定所述流入排气的目标空燃比，并且对向燃烧室供给的燃料供给量进行反馈控制以使得由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与所述目标空燃比一致；学习单元，其基于由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比，修正与所述反馈控制相关的参数以使得所述反馈控制中的所述目标空燃比与所述流入排气的实际的空燃比的偏移变小；以及异常判定单元，其判定所述下游侧空燃比传感器是否产生了响应延迟的异常，所述学习单元，在由所述空燃比控制单元将所述目标空燃比设定在理论空燃比的浓侧和稀侧中的任一方即第1侧时，在判定为所述流出排气的空燃比相对于理论空燃比在预定的空燃比维持判定时间以上维持在与所述第1侧相反的一侧即第2侧的情况下，进行修正所述参数以使得所述流入排气的实际的空燃比向所述第1侧变化的粘附学习，由所述异常判定单元判定为所述下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下的所述空燃比维持判定时间比判定为所述下游侧空燃比传感器未产生响应延迟的异常的情况下的所述空燃比维持判定时间长。

在第3技术方案中，根据第1技术方案或第2技术方案，所述空燃比控制单元，在停止向燃烧室供给燃料的燃料削减控制结束时将所述目标空燃比设定为比理论空燃比浓的空燃比，所述异常判定单元，在从所述目标空燃比被设定为所述浓的空燃比起到判定为所述流出排气的空燃比成为了理论空燃比为止的时间为预先设定的基准时间以上的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常。

发明效果

根据本发明，可提供一种内燃机，即使在下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常时也能抑制排气排放性的恶化。

附图说明

图1是概略地示出本发明的第1实施方式的内燃机的图。

图2是示出排气净化催化剂的氧吸藏量与从排气净化催化剂流出的排气中的NOx浓度或HC、CO浓度的关系的图。

图3是示出各排气空燃比下的传感器施加电压与输出电流的关系的图。

图4是示出使传感器施加电压恒定时的排气空燃比与输出电流的关系的图。

图5是进行基本的空燃比控制时的与目标空燃比相关的空燃比修正量等的时间图。

图6是上游侧空燃比传感器的输出值产生了大的偏移时的空燃比修正量等的时间图。

图7是上游侧空燃比传感器的输出值产生了大的偏移时的空燃比修正量等的时间图。

图8是进行理论空燃比粘附学习时的空燃比修正量等的时间图。

图9是进行稀粘附学习等时的空燃比修正量等的时间图。

图10是进行燃料削减控制时的与目标空燃比相关的空燃比修正量等的时间图。

图11是在下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下进行燃料削减控制时的与目标空燃比相关的空燃比修正量等的时间图。

图12是在下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下进行基本的空燃比控制时的与目标空燃比相关的空燃比修正量等的时间图。

图13是示出学习更新量修正处理的控制例程的流程图。

图14是在下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下进行基本的空燃比控制时的与目标空燃比相关的空燃比修正量等的时间图。

图15是示出空燃比维持判定时间修正处理的控制例程的流程图。

具体实施方式

以下，参照附图，对本发明的实施方式进行详细说明。此外，在以下的说明中，对同样的构成要素标注同一附图标记。

<第1实施方式>

首先，参照图1～图13对本发明的第1实施方式进行说明。

<内燃机整体的说明>

图1是概略地示出本发明的第1实施方式的内燃机的图。参照图1，1表示内燃机本体，2表示汽缸体，3表示在汽缸体2内往复运动的活塞，4表示固定在汽缸体2上的汽缸盖，5表示形成在活塞3与汽缸盖4之间的燃烧室，6表示进气门，7表示进气口，8表示排气门，9表示排气口。进气门6对进气口7进行开闭，排气门8对排气口9进行开闭。

如图1所示，在汽缸盖4的内壁面的中央部配置有火花塞10，在汽缸盖4的内壁面周边部配置有燃料喷射阀11。火花塞10构成为根据点火信号而产生火花。另外，燃料喷射阀11根据喷射信号而将预定量的燃料喷射到燃烧室5内。此外，燃料喷射阀11也可以被配置成向进气口7内喷射燃料。另外，在本实施方式中，使用理论空燃比为14.6的汽油作为燃料。但是，本发明的内燃机也可以使用其他燃料。

各汽缸的进气口7分别经由对应的进气支管13与稳压罐14连结，稳压罐14经由进气管15而与空气滤清器16连结。进气口7、进气支管13、稳压罐14、进气管15形成进气通路。另外，在进气管15内配置有由节气门驱动致动器17驱动的节气门18。通过由节气门驱动致动器17使节气门18转动，能够变更进气通路的开口面积。

另一方面，各汽缸的排气口9与排气歧管19连结。排气歧管19具有与各排气口9连结的多个支部和这些支部集合而成的集合部。排气歧管19的集合部与内置有上游侧排气净化催化剂20的上游侧壳体21连结。上游侧壳体21经由排气管22而与内置有下游侧排气净化催化剂24的下游侧壳体23连结。排气口9、排气歧管19、上游侧壳体21、排气管22以及下游侧壳体23形成排气通路。

电子控制单元(ECU)31由数字计算机构成，具备经由双向性总线32而彼此连接的RAM(随机存取存储器)33、ROM(只读存储器)34、CPU(微处理器)35、输入端口36及输出端口37。在进气管15配置有用于检测在进气管15内流动的空气流量的气流计39，该气流计39的输出经由对应的AD变换器38被输入到输入端口36。另外，在排气歧管19的集合部即上游侧排气净化催化剂20的排气流动方向上游侧配置有检测在排气歧管19内流动的排气(即，流入上游侧排气净化催化剂20的排气)的空燃比的上游侧空燃比传感器40。除此之外，在排气管22内即上游侧排气净化催化剂20的排气流动方向下游侧配置有检测在排气管22内流动的排气(即，从上游侧排气净化催化剂20流出而流入下游侧排气净化催化剂24的排气)的空燃比的下游侧空燃比传感器41。这些空燃比传感器40、41的输出也经由对应的AD变换器38被输入到输入端口36。

另外，加速器踏板42连接有产生与加速器踏板42的踩踏量成比例的输出电压的负荷传感器43，负荷传感器43的输出电压经由对应的AD变换器38被输入到输入端口36。曲轴角传感器44例如在曲轴每旋转15度时产生输出脉冲，该输出脉冲被输入到输入端口36。在CPU35中，根据该曲轴角传感器44的输出脉冲计算内燃机转速。另一方面，输出端口37经由对应的驱动回路45而与火花塞10、燃料喷射阀11以及节气门驱动致动器17连接。此外，ECU31作为进行内燃机的控制的控制装置发挥功能。

此外，本实施方式的内燃机虽然是以汽油为燃料的无增压内燃机，但本发明的内燃机的结构不限于上述结构。例如，本发明的内燃机也可以在汽缸排列、燃料的喷射方式、进排气系统的结构、气门机构的结构、增压器的有无以及增压方式等方面与上述内燃机不同。

<排气净化催化剂的说明>

配置于排气通路的上游侧排气净化催化剂20和下游侧排气净化催化剂24都具有同样的结构。排气净化催化剂20、24是具有氧吸藏能力的三元催化剂。具体而言，排气净化催化剂20、24是在由陶瓷形成的基材上担载有具有催化作用的贵金属(例如，铂(Pt))和具有氧吸藏能力的物质(例如，二氧化铈(CeO₂))而成的催化剂。排气净化催化剂20、24在达到预定的活性温度时，除了同时净化未燃气体(HC、CO等)和氮氧化物(NOx)的催化作用之外，还发挥氧吸藏能力。

根据排气净化催化剂20、24的氧吸藏能力，排气净化催化剂20、24在流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比比理论空燃比稀(稀空燃比)时吸藏排气中的氧。另一方面，排气净化催化剂20、24在流入的排气的空燃比比理论空燃比浓(浓空燃比)时放出被吸藏在排气净化催化剂20、24中的氧。

排气净化催化剂20、24通过具有催化作用和氧吸藏能力，从而根据氧吸藏量而具有NOx和未燃气体的净化作用。即，在流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比为稀空燃比的情况下，如图2(A)所示，在氧吸藏量少时，由排气净化催化剂20、24吸藏排气中的氧。另外，与此相伴，排气中的NOx被还原净化。另外，若氧吸藏量变多，则以最大可吸藏氧量Cmax附近的某吸藏量(图中的Cuplim)为界，从排气净化催化剂20、24流出的排气中的氧和NOx的浓度急剧上升。

另一方面，在流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比为浓空燃比的情况下，如图2(B)所示，在氧吸藏量多时，放出被吸藏在排气净化催化剂20、24中的氧，排气中的未燃气体被氧化净化。另外，若氧吸藏量变少，则以零附近的某吸藏量(图中的Clowlim)为界，从排气净化催化剂20、24流出的排气中的未燃气体的浓度急剧上升。

如以上所述，根据在本实施方式中使用的排气净化催化剂20、24，排气中的NOx和未燃气体的净化特性根据流入排气净化催化剂20、24的排气的空燃比和氧吸藏量而变化。此外，排气净化催化剂20、24只要具有催化作用和氧吸藏能力即可，也可以是与三元催化剂不同的催化剂。

<空燃比传感器的输出特性>

接着，参照图3和图4，对本实施方式中的空燃比传感器40、41的输出特性进行说明。图3是示出本实施方式中的空燃比传感器40、41的电压-电流(V-I)特性的图，图4是将施加电压维持为一定时的在空燃比传感器40、41周围流通的排气的空燃比(以下，称作“排气空燃比”)与输出电流I的关系的图。此外，在本实施方式中，使用同一结构的空燃比传感器作为两空燃比传感器40、41。

从图3可知，在本实施方式的空燃比传感器40、41中，排气空燃比越高(越稀)，则输出电流I越大。另外，在各排气空燃比下的V-I线中，存在与V轴大致平行的区域，即：即使传感器施加电压变化，输出电流也几乎不变的区域。该电压区域被称作界限电流区域，此时的电流被称作界限电流。在图3中，用W₁₈、I₁₈分别示出了排气空燃比为18时的界限电流区域和界限电流。因此，空燃比传感器40、41可以说是界限电流式的空燃比传感器。

图4是示出使施加电压固定在0.45V左右时的排气空燃比与输出电流I的关系的图。从图4可知，在空燃比传感器40、41中，输出电流相对于排气空燃比以如下方式线性(成比例地)变化：排气空燃比越高(即，越稀)，则来自空燃比传感器40、41的输出电流I越大。除此之外，空燃比传感器40、41构成为在排气空燃比为理论空燃比时输出电流I成为零。另外，在排气空燃比大到一定程度以上时或者小到一定程度以下时，输出电流的变化相对于排气空燃比的变化的比例变小。

此外，在上述例子中，使用界限电流式的空燃比传感器作为空燃比传感器40、41。然而，只要输出电流相对于排气空燃比线性变化即可，也可以使用非界限电流式的空燃比传感器等任意的空燃比传感器作为空燃比传感器40、41。另外，两空燃比传感器40、41也可以是构造彼此不同的空燃比传感器。

<基本的空燃比控制>

接着，对本实施方式的内燃机中的基本的空燃比控制的概要进行说明。本实施方式的内燃机具备空燃比控制单元。空燃比控制单元基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比对从燃料喷射阀11向燃烧室5供给的燃料供给量进行反馈控制，以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与目标空燃比一致。此外，“输出空燃比”是指与空燃比传感器的输出值相当的空燃比。

另外，空燃比控制单元基于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比等来设定流入上游侧排气净化催化剂20的排气(以下，简称为“流入排气”)的目标空燃比。在目标空燃比的设定控制中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓空燃比时，目标空燃比被设为稀设定空燃比，之后被维持为该空燃比。另外，稀设定空燃比是比理论空燃比(作为控制中心的空燃比)稀某种程度的预先设定的空燃比，例如设为14.65～20，优选设为14.65～18，更优选设为14.65～16左右。另外，稀设定空燃比也可以表示为向作为控制中心的空燃比(在本实施方式中是理论空燃比)加上稀修正量而得到的空燃比。另外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了比理论空燃比稍浓的浓判定空燃比(例如，14.55)以下时，判断为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓空燃比。换言之，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比比浓判定空燃比大时，判断为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致为理论空燃比。

当目标空燃比被变更为稀设定空燃比后，对流入排气的氧过剩不足量进行累计。氧过剩不足量是指在想要使流入排气的空燃比为理论空燃比时所过剩的氧的量或者所不足的氧的量(过剩的未燃气体等的量)。特别地，在目标空燃比成为了稀设定空燃比的期间，流入排气中的氧成为过剩，该过剩的氧被吸藏到上游侧排气净化催化剂20。因此，氧过剩不足量的累计值(以下，称作“累计氧过剩不足量”)可以说表示上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量的推定值。

氧过剩不足量OED例如通过下述式(1)算出。

OED＝0.23×(AFup-AFR)×Qi…(1)

在此，0.23表示空气中的氧浓度，Qi表示燃料喷射量，AFup表示上游侧空燃比传感器40的输出空燃比，AFR表示作为控制中心的空燃比(在本实施方式中为理论空燃比(14.6))。

在对这样算出的氧过剩不足量进行累计而得到的累计氧过剩不足量成为了预先设定的切换基准值(相当于预先设定的切换基准吸藏量Cref)以上时，至此为止为稀设定空燃比的目标空燃比被设为浓设定空燃比，之后被维持为该空燃比。浓设定空燃比是比理论空燃比(作为控制中心的空燃比)浓某种程度的预先设定的空燃比，例如设为12～14.58，优选设为13～14.57，更优选设为14～14.55左右。另外，浓设定空燃比也可以表示为从作为控制中心的空燃比(在本实施方式中为理论空燃比)减去浓修正量而得到的空燃比。此外，在本实施方式中，浓设定空燃比与理论空燃比之差(浓程度)被设为稀设定空燃比与理论空燃比之差(稀程度)以下。

之后，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比再次成为了浓判定空燃比以下时，目标空燃比再次被设为稀设定空燃比，之后反复进行同样的操作。这样，在本实施方式中，流入排气的目标空燃比交替地被设定为稀设定空燃比和浓设定空燃比。

但是，即使在进行了如上所述的控制的情况下，上游侧排气净化催化剂20的实际的氧吸藏量有时也会在累计氧过剩不足量达到切换基准值之前就达到最大可吸藏氧量。作为其原因，例如可举出上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量降低和/或流入排气的空燃比暂时地急剧变化。若氧吸藏量这样达到最大可吸藏氧量，则会从上游侧排气净化催化剂20流出稀空燃比的排气。于是，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比在累计氧过剩不足量达到切换基准值之前就成为了稀空燃比时，目标空燃比在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了稀空燃比时被切换为浓设定空燃比。特别地，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了比理论空燃比稍稀的稀判定空燃比(例如，14.65)以上时，判断为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了稀空燃比。换言之，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比比稀判定空燃比小时，判断为下游侧空燃比传感器41的输出空燃比大致为理论空燃比。因此，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比比稀判定空燃比小且比浓判定空燃比大时，判断为流出排气的空燃比大致为理论空燃比。

另外，即使在进行了如上所述的控制的情况下，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比有时也会在累计氧过剩不足量达到了切换基准值时还未达到浓判定空燃比。作为其原因，例如可举出上游侧空燃比传感器40的输出向稀侧偏移。在该情况下，可认为从上游侧排气净化催化剂20流出的排气的空燃比比理论空燃比浓。因而，在本实施方式中，在累计氧过剩不足量达到了切换基准值时下游侧空燃比传感器41的输出空燃比仍维持在浓判定空燃比以下的情况下，不将目标空燃比切换为浓设定空燃比而是维持为稀设定空燃比。即，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比在累计氧过剩不足量达到切换基准值后才变得比浓判定空燃比大的情况下，目标空燃比在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比变得比浓判定空燃比大时被切换为浓设定空燃比。

<使用了时间图的空燃比控制的说明>

参照图5，对如上所述的操作进行具体说明。图5是进行基本的空燃比控制时的空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA、累计氧过剩不足量ΣOED、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn以及从上游侧排气净化催化剂20流出的排气(以下，简称作“流出排气”)中的NOx浓度的时间图。

图5所示的累计氧过剩不足量ΣOED表示通过上述式(1)算出的氧过剩不足量OED的累计值。累计氧过剩不足量ΣOED在目标空燃比在浓设定空燃比TAFrich与稀设定空燃比TAFlean之间被切换时被复位而设为零。

此外，空燃比修正量AFC是与流入排气的目标空燃比相关的修正量。在空燃比修正量AFC为零时，目标空燃比被设为与作为控制中心的空燃比(以下，称作“控制中心空燃比”)相等的空燃比(在本实施方式中为理论空燃比)，在空燃比修正量AFC为正的值时，目标空燃比成为比控制中心空燃比稀的空燃比(在本实施方式中为稀空燃比)，在空燃比修正量AFC为负的值时，目标空燃比成为比控制中心空燃比浓的空燃比(在本实施方式中为浓空燃比)。另外，“控制中心空燃比”是指作为根据内燃机运转状态而与空燃比修正量AFC相加的对象的空燃比，即在根据空燃比修正量AFC使目标空燃比变动时作为基准的空燃比。

在图示的例子中，在时刻t₁以前的状态下，空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich(相当于浓设定空燃比)。即，目标空燃比被设为浓空燃比，与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比成为浓空燃比。流入排气中所包含的未燃气体被上游侧排气净化催化剂20净化，与此相伴，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA逐渐减小。因此，累计氧过剩不足量ΣOED也逐渐减小。通过上游侧排气净化催化剂20的净化，在流出排气中不包含未燃气体，因此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn大致成为理论空燃比。由于流入排气的空燃比为浓空燃比，所以来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量大致为零。

若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA逐渐减小，则氧吸藏量OSA在时刻t₁接近零，与此相伴，流入到上游侧排气净化催化剂20的未燃气体的一部分不被上游侧排气净化催化剂20净化而开始流出。由此，在时刻t₁以后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn逐渐下降。其结果，在时刻t₂，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。

在本实施方式中，若下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下，则为了使氧吸藏量OSA增大而将空燃比修正量AFC切换为稀设定修正量AFClean(相当于稀设定空燃比)。因此，目标空燃比从浓空燃比被切换为稀空燃比。另外，此时，累计氧过剩不足量ΣOED被复位为零。

此外，在本实施方式中，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比Africh之后，进行空燃比修正量AFC的切换。这是因为，即使上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量充足，流出排气的空燃比也有时会从理论空燃比以极小的幅度偏移。反过来说，浓判定空燃比被设为在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量充足时流出排气的空燃比不会达到的空燃比。

若在时刻t₂将目标空燃比切换为稀空燃比，则流入排气的空燃比从浓空燃比变化为稀空燃比。另外，与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为稀空燃比(实际上，在从切换目标空燃比起到流入排气的空燃比发生变化为止会产生延迟，但在图示的例子中，为了方便而设为同时变化)。若在时刻t₂流入排气的空燃比变化为稀空燃比，则上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA增大。另外，与此相伴，累计氧过剩不足量ΣOED也逐渐增大。

由此，流出排气的空燃比向理论空燃比变化，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn也向理论空燃比收敛。此时，虽然流入排气的空燃比为稀空燃比，但由于上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏能力具有充足的余裕，所以流入排气中的氧被吸藏到上游侧排气净化催化剂20，NOx被还原净化。因而，来自上游侧排气净化催化剂20的NOx的排出大致为零。

之后，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA增大，则在时刻t₃，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA达到切换基准吸藏量Cref。因而，累计氧过剩不足量ΣOED达到与切换基准吸藏量Cref相当的切换基准值OEDref。在本实施方式中，若累计氧过剩不足量ΣOED成为切换基准值OEDref以上，则为了中止氧向上游侧排气净化催化剂20的吸藏而将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich。因此，目标空燃比被设为浓空燃比。另外，此时，累计氧过剩不足量ΣOED被复位为零。

在此，在图5所示的例子中，虽然在时刻t₃切换目标空燃比的同时氧吸藏量OSA下降，但实际上从切换目标空燃比起到氧吸藏量OSA下降为止会产生延迟。另外，在因搭载有内燃机的车辆的加速而内燃机负荷变高从而吸入空气量瞬间大幅偏移等情况下，流入排气的空燃比有时会预想不到地瞬间从目标空燃比大幅偏移。

与此相对，切换基准吸藏量Cref被设定为充分低于在上游侧排气净化催化剂20是新品时的最大可吸藏氧量Cmax。因而，即使在产生了如上所述的延迟和/或实际的流入排气的空燃比预想不到地从目标空燃比瞬间大幅偏移时，氧吸藏量OSA也不会达到最大可吸藏氧量Cmax。反过来说，切换基准吸藏量Cref被设为足够少的量，以使得即使产生了如上所述的延迟和/或预想不到的空燃比的偏移，氧吸藏量OSA也不会达到最大可吸藏氧量Cmax。例如，切换基准吸藏量Cref被设为上游侧排气净化催化剂20是新品时的最大可吸藏氧量Cmax的3/4以下，优选设为1/2以下，更优选设为1/5以下。

若在时刻t₃将目标空燃比切换为浓空燃比，则流入排气的空燃比从稀空燃比变化为浓空燃比。与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为浓空燃比(实际上，从切换目标空燃比起到流入排气的空燃比发生变化为止会产生延迟，但在图示的例子中，为了方便而设为同时变化)。由于流入排气中包含未燃气体，所以上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA逐渐减小，在时刻t₄，与时刻t₁同样，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn开始下降。此时，由于流入排气的空燃比为浓空燃比，所以来自上游侧排气净化催化剂20的NOx的排出也大致为零。

接着，在时刻t₅，与时刻t₂同样，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到浓判定空燃比AFrich。由此，空燃比修正量AFC被切换为与稀设定空燃比相当的值AFClean。之后，反复进行上述时刻t₁～t₅的循环。

另外，在本实施方式中，在反复进行上述时刻t₁～t₅的循环的期间，对向燃烧室5供给的燃料量进行反馈控制，以使得上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为目标空燃比。例如，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup比目标空燃比低(浓)的情况下，减少向燃烧室5供给的燃料量。另一方面，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup比与目标空燃比相当的值高(稀)的情况下，增多向燃烧室5供给的燃料量。

从以上说明可知，根据本实施方式，能够始终抑制来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量。即，只要进行着上述控制，基本上就能使来自上游侧排气净化催化剂20的NOx排出量大致为零。另外，由于算出累计氧过剩不足量ΣOED时的累计期间短，所以与长期累计的情况相比，不容易产生算出误差。因而，可抑制因累计氧过剩不足量ΣOED的算出误差而排出NOx。

另外，通常，若排气净化催化剂的氧吸藏量维持为一定，则该排气净化催化剂的氧吸藏能力会下降。即，为了将排气净化催化剂的氧吸藏能力维持为高，需要使排气净化催化剂的氧吸藏量变动。对此，根据本实施方式，如图5所示，由于上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA始终上下变动，所以可抑制氧吸藏能力下降。

此外，在上述实施方式中，在时刻t₂～t₃内，空燃比修正量AFC维持为稀设定修正量AFClean。然而，在该期间内，空燃比修正量AFC不一定必须维持为一定，也可以设定成使其以逐渐减小等方式变动。或者，在时刻t₂～t₃的期间内，也可以暂时将空燃比修正量AFC设为比零小的值(例如，浓设定修正量等)。即，在时刻t₂～t₃的期间内，也可以暂时将目标空燃比设为浓空燃比。

同样，在上述实施方式中，在时刻t₃～t₅内，空燃比修正量AFC维持为浓设定修正量AFCrich。然而，在该期间内，空燃比修正量AFC不一定必须维持为一定，也可以设定成使其以逐渐增大等方式变动。或者，在时刻t₃～t₅的期间内，也可以暂时将空燃比修正量AFC设为比零大的值(例如，稀设定修正量等)。即，在时刻t₃～t₅的期间内，也可以暂时将目标空燃比设为稀空燃比。

不过，即使在该情况下，时刻t₂～t₃的空燃比修正量AFC也被设定成该期间内的目标空燃比的平均值与理论空燃比之差比时刻t₃～t₅的目标空燃比的平均值与理论空燃比之差大。

另外，在上述实施方式中，累计氧过剩不足量ΣOED基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup等而算出。然而，氧吸藏量OSA也可以除了这些参数以外还基于其他参数来算出，也可以基于与这些参数不同的参数来推定。另外，在上述实施方式中，当累计氧过剩不足量ΣOED成为切换基准值OEDref以上时，目标空燃比从稀设定空燃比被切换为浓设定空燃比。然而，将目标空燃比从稀设定空燃比向浓设定空燃比切换的定时例如也可以以自将目标空燃比从浓设定空燃比切换为稀设定空燃比起的内燃机运转时间、累计吸入空气量等其他参数为基准。不过，即使在该情况下，也需要在推定为上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA比最大可吸藏氧量少的期间内将目标空燃比从稀设定空燃比向浓设定空燃比切换。

<上游侧空燃比传感器的偏移>

在内燃机本体1具有多个汽缸的情况下，从各汽缸排出的排气的空燃比有时会在汽缸间产生偏移。另一方面，虽然上游侧空燃比传感器40配置于排气歧管19的集合部，但根据其配置位置，从各汽缸排出的排气暴露于上游侧空燃比传感器40的程度在汽缸间不同。其结果，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比会受到从某特定汽缸排出的排气的空燃比的强烈影响。因而，在从该某特定汽缸排出的排气的空燃比成为了与从全部汽缸排出的排气的平均空燃比不同的空燃比的情况下，在平均空燃比与上游侧空燃比传感器40的输出空燃比之间会产生偏移。即，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比相对于实际的排气的平均空燃比会向浓侧或稀侧偏移。

另外，空燃比传感器随着使用而逐渐劣化，其增益特性有时会变化。例如，若上游侧空燃比传感器40的增益特性变化，则有时会在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比与排气的实际的空燃比之间产生偏移。在该情况下，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比相对于排气的实际空燃比会向浓侧或稀侧偏移。

另外，未燃气体中的氢通过空燃比传感器的扩散限速层的速度快。因而，若排气中的氢浓度高，则上游侧空燃比传感器40的输出空燃比相对于排气的实际的空燃比会向低侧(即，浓侧)偏移。

若上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移变大，则即使目标空燃比被设定在浓设定空燃比，实际的排气的空燃比有时也会成为理论空燃比。将该情形示于图6。图6是上游侧空燃比传感器的输出值产生了大的偏移时的空燃比修正量等的时间图。图中，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的实线示出了与由上游侧空燃比传感器40检测到的输出相当的空燃比。另外，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的虚线示出了在上游侧空燃比传感器40周围流通的排气的实际空燃比即流入排气的实际空燃比。

在图6中，在时刻t₁以前，空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFClean。与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为稀设定空燃比。但是，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧大幅偏移，所以流入排气的实际的空燃比(图中的虚线)成为了比稀设定空燃比稀的空燃比。

之后，当基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup算出的累计氧过剩不足量ΣOED在时刻t₁达到切换基准值OEDref时，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup成为浓设定空燃比。然而，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧大幅偏移，所以流入排气的实际空燃比(图中的虚线)为理论空燃比。

其结果，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA不变而维持为恒定的值。因而，即使将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich后经过了很长期间，也不会从上游侧排气净化催化剂20排出未燃气体，因此，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn大致维持为理论空燃比。如上所述，空燃比修正量AFC从浓设定修正量AFCrich向稀设定修正量AFClean的切换在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到了浓判定空燃比AFrich时进行。然而，在图6所示的例子中，由于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为理论空燃比，所以空燃比修正量AFC也长时间维持为浓设定修正量AFCrich。因此，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比大幅偏移的情况下，不进行空燃比修正量AFC的切换。

图7是示出上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以极大的幅度向浓侧偏移的情况的与图6同样的图。在图7所示的例子中，与图6所示的例子同样，在时刻t₁，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。即，在时刻t₁，目标空燃比被设定为浓设定空燃比。然而，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移，实际的流入排气的空燃比(图中的虚线)成为了稀空燃比。

其结果，尽管空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich，却向上游侧排气净化催化剂20流入稀空燃比的排气。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA逐渐增大，最终在时刻t₂达到最大可吸藏氧量Cmax。这样，若氧吸藏量OSA达到最大可吸藏氧量Cmax，则上游侧排气净化催化剂20已无法进一步吸藏排气中的氧。因而，流入排气中所包含的氧和NOx直接从上游侧排气净化催化剂20流出，结果，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn上升。然而，空燃比修正量AFC从浓设定修正量AFCrich向稀设定修正量AFClean的切换在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn达到了浓判定空燃比AFrich时进行。因而，在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以极大的幅度偏移的情况下，也不进行空燃比修正量AFC的切换。

<粘附学习控制>

于是，本实施方式的内燃机具备学习单元，该学习单元对与反馈控制相关的参数进行修正，以使得基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的反馈控制中的流入排气的目标空燃比与流入排气的实际的空燃比的偏移变小。即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移大的情况下，学习单元也为了补偿该偏移而基于由下游侧空燃比传感器41检测到的空燃比进行理论空燃比粘附学习控制、稀粘附学习控制以及浓粘附学习控制。

<理论空燃比粘附学习>

首先，对理论空燃比粘附学习控制进行说明。理论空燃比粘附学习控制是在如图6所示的例子那样由下游侧空燃比传感器41检测的空燃比粘附于理论空燃比的情况下进行的学习控制。

在此，将浓判定空燃比Africh与稀判定空燃比AFlean之间的区域称作“中间区域M”。该中间区域M相当于浓判定空燃比与稀判定空燃比之间的理论空燃比附近空燃比区域。在理论空燃比粘附学习控制中，判断从将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich起，即从将目标空燃比切换为浓设定空燃比起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否在预先设定的理论空燃比维持判定时间以上维持在中间区域M内。并且，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在理论空燃比维持判定时间以上维持在中间区域M内的情况下，使学习值sfbg减小以使得流入排气的实际的空燃比向浓侧变化。学习值sfbg是根据上游侧空燃比传感器40的输出空燃比(输出电流)的偏移而变化的值，在本实施方式中用于修正控制中心空燃比AFR。

参照图8，对如上所述的控制进行具体说明。图8是进行理论空燃比粘附学习时的控制中心空燃比AFR、空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA、累计氧过剩不足量ΣOED、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn以及学习值sfbg的时间图。图8与图6同样，示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup向低侧(浓侧)大幅偏移的情况。此外，图中，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的实线示出了与由上游侧空燃比传感器40检测到的输出相当的空燃比。另外，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的虚线示出了在上游侧空燃比传感器40周围流通的排气的实际的空燃比即流入排气的实际的空燃比。除此之外，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的单点划线示出了目标空燃比即与空燃比修正量AFC相当的空燃比。

在图示的例子中，与图6同样，在时刻t₁以前，空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFClean。之后，在时刻t₁，累计氧过剩不足量ΣOED达到切换基准值OEDref，空燃比修正量AFC被切换为浓设定修正量AFCrich。然而，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比向浓侧大幅偏移，所以与图6所示的例子同样，流入排气的实际的空燃比大致成为了理论空燃比。因而，在时刻t₁以后，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA维持为恒定的值。其结果，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn长期维持在理论空燃比附近，因而维持在中间区域M内。

于是，在本实施方式中，在从将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich起下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在预先设定的理论空燃比维持判定时间Tsto以上维持在中间区域M内的情况下，修正控制中心空燃比AFR。特别地，在本实施方式中，以使得流入排气的实际的空燃比向浓侧变化的方式更新学习值sfbg。

具体而言，在本实施方式中，通过下述式(2)算出学习值sfbg，并通过下述式(3)来修正控制中心空燃比AFR。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₁×AFCrich…(2)

AFR＝AFRbase+sfbg(n)…(3)

此外，在上述式(2)中，k₁是表示对控制中心空燃比AFR进行修正的程度的增益(0<k₁≤1)。增益k₁的值越大，则控制中心空燃比AFR的修正量越大。另外，在上述式(3)中，基本控制中心空燃比AFRbase是作为基本的控制中心空燃比，在本实施方式中为理论空燃比。

在此，如上所述，在空燃比修正量AFC切换后下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn长期维持在中间区域M内的情况下，流入排气的实际的空燃比大致成为了理论空燃比附近的值。因而，上游侧空燃比传感器40的偏移与控制中心空燃比(理论空燃比)和目标空燃比(在该情况下是浓设定空燃比)之差为相同程度。在本实施方式中，如上述式(2)所示，基于与控制中心空燃比和目标空燃比之差相当的空燃比修正量AFC来更新学习值sfbg，由此，能够更适当地补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移。

在图8所示的例子中，在从时刻t₁经过了理论空燃比维持判定时间Tsto的时刻t₂为止的期间，空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量AFCrich。因而，在使用式(2)时，在时刻t₂学习值sfbg减小。其结果，流入排气的实际的空燃比向浓侧变化。由此，在时刻t₂以后，流入排气的实际空燃比相对于目标空燃比的偏移比时刻t₂以前小。因此，在时刻t₂以后，表示实际的空燃比的虚线与表示目标空燃比的单点划线之间的差比时刻t₂以前的差小。

在图8所示的例子中，示出了使增益k₁为比较小的值的例子。因而，即使在时刻t₂进行学习值sfbg的更新，也仍残留有流入排气的实际空燃比相对于目标空燃比的偏移。因而，流入排气的实际空燃比成为比浓设定空燃比稀的空燃比即浓程度小的空燃比(参照图8的虚线)。因而，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA的减小速度慢。

其结果，在从时刻t₂经过了理论空燃比维持判定时间Tsto的时刻t₃为止的期间，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为理论空燃比附近，因而维持在中间区域M内。因而，在图8所示的例子中，在时刻t₃，也使用式(2)进行学习值sfbg的更新。

在图8所示的例子中，之后，在时刻t₄，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为浓判定空燃比AFrich以下。这样，在输出空燃比AFdwn成为了浓判定空燃比AFrich以下之后，如上所述，空燃比修正量AFC被交替地设定成稀设定修正量AFClean和浓设定修正量AFCrich。

通过利用理论空燃比粘附学习控制像这样地进行学习值sfbg的更新，即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup的偏移大的情况下，也能补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移。其结果，即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup的偏移大的情况下，也能进行目标空燃比的切换。

此外，在上述实施方式中，理论空燃比维持判定时间Tsto被设为预先设定的时间。在该情况下，理论空燃比维持判定时间被设为从将目标空燃比切换为浓空燃比起的累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值达到新品时的上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量为止通常会花费的时间以上。具体而言，优选设为其2倍～4倍程度的时间。

或者，也可以使理论空燃比维持判定时间Tsto根据从将目标空燃比切换为浓空燃比起的累计氧过剩不足量ΣOED等其他参数而变化。具体而言，例如，累计氧过剩不足量ΣOED越多，则理论空燃比维持判定时间Tsto被设为越短。由此，也能够在从将目标空燃比切换为浓空燃比起的累计氧过剩不足量ΣOED成为了预定的量(例如，图8的OEDsw)时进行如上所述的学习值sfbg的更新。另外，在该情况下，需要将累计氧过剩不足量ΣOED的上述预定的量设为新品时的上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量以上。具体而言，优选设为最大可吸藏氧量的2倍～4倍程度的量。

此外，理论空燃比粘附学习控制也可以应用于与上述的基本的空燃比控制不同的其他空燃比控制。其他空燃比控制例如是指在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了稀判定空燃比以上时将目标空燃比切换为浓空燃比、在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时将目标空燃比切换为稀空燃比的控制。在该情况下，在从将目标空燃比切换为稀空燃比起，由下游侧空燃比传感器41检测到的空燃比在理论空燃比维持判定时间Tsto以上维持在理论空燃比附近空燃比区域内的情况下，以使得流入排气的实际的空燃比向稀侧变化的方式使学习值sfbg增大。另外，在从将目标空燃比切换为浓空燃比起，由下游侧空燃比传感器41检测到的空燃比在理论空燃比维持判定时间Tsto以上维持在理论空燃比附近空燃比区域内的情况下，以使得流入排气的实际的空燃比向浓侧变化的方式使学习值sfbg减小。

另外，在上述实施方式中，基于学习值sfbg来修正控制中心空燃比AFR。然而，基于学习值sfbg修正的也可以是与基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的反馈控制相关的其他参数。作为其他参数，例如可举出向燃烧室5内的燃料供给量、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比、空燃比修正量AFC等。

因此，若对其进行综合表述，则在本实施方式中，学习单元在由空燃比控制单元将目标空燃比设定在理论空燃比的浓侧和稀侧中的任一方即第1侧时，在判定为流出排气的空燃比在预定的空燃比维持判定时间以上维持为理论空燃比的情况下，进行修正与基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的反馈控制相关的参数以使得流入排气的实际的空燃比向第1侧变化的理论空燃比粘附学习。

<浓·稀粘附学习>

接着，对稀粘附学习控制进行说明。稀粘附学习控制是在如图7所示的例子那样尽管将目标空燃比设定为浓空燃比，由下游侧空燃比传感器41检测的空燃比却粘附于稀空燃比的情况下进行的学习控制。在稀粘附学习控制中，判断从将空燃比修正量AFC切换为浓设定修正量AFCrich起，即从将目标空燃比切换为浓设定空燃比起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn是否在预先设定的稀空燃比维持判定时间以上维持为稀空燃比。并且，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn在稀空燃比维持判定时间以上维持为稀空燃比的情况下，使学习值sfbg减小以使得流入排气的实际的空燃比向浓侧变化。

参照图9，对如上所述的控制进行具体说明。图9是进行稀粘附学习等时的控制中心空燃比AFR、空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup、上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSA、累计氧过剩不足量ΣOED、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn以及学习值sfbg的时间图。图9与图7同样，示出了上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup以极大的幅度向低侧(浓侧)偏移的情况。此外，图中，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的实线示出了与由上游侧空燃比传感器40检测到的输出相当的空燃比。另外，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的虚线示出了在上游侧空燃比传感器40周围流通的排气的实际的空燃比即流入排气的实际的空燃比。除此之外，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup中的单点划线示出了目标空燃比即与空燃比修正量AFC相当的空燃比。

在图示的例子中，在时刻t₀，空燃比修正量AFC从稀设定修正量AFClean被切换为浓设定修正量AFCrich。然而，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比以极大的幅度向浓侧偏移，所以与图7所示的例子同样，流入排气的实际的空燃比成为了稀空燃比。因而，在时刻t₀以后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn维持为稀空燃比。

于是，在本实施方式中，在从空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn在预先设定的稀空燃比维持判定时间Tlean以上维持为稀空燃比的情况下，修正控制中心空燃比AFR。特别地，在本实施方式中，修正学习值sfbg以使得流入排气的实际的空燃比向浓侧变化。

具体而言，在本实施方式中，通过下述式(4)算出学习值sfbg，并且通过上述式(3)，基于学习值sfbg来修正控制中心空燃比AFR。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₂×(AFCrich-(AFdwn-14.6))…(4)

此外，在上述式(4)中，k₂是表示修正控制中心空燃比AFR的程度的增益(0<k₂≤1)。增益k₂的值越大，则控制中心空燃比AFR的修正量越大。

在此，在图9所示的例子中，空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCrich的期间，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn维持为稀空燃比。在该情况下，上游侧空燃比传感器40的偏移相当于目标空燃比与下游侧空燃比传感器41的输出空燃比之差。若对此进行分解，则上游侧空燃比传感器40的偏移可以说是成为了与将目标空燃比和理论空燃比之差(与浓设定修正量AFCrich相当)与理论空燃比和下游侧空燃比传感器41的输出空燃比之差相加而得到的量相同程度。于是，在本实施方式中，如上述式(4)所示，基于使浓设定修正量AFCrich与下游侧空燃比传感器41的输出空燃比和理论空燃比之差相加而得到的值来更新学习值sfbg。特别地，在上述的理论空燃比粘附学习中，以相当于浓设定修正量AFCrich的量修正学习值，而在稀粘附学习中，除此之外还以相当于下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn的量修正学习值。另外，增益k₂被设为与增益k₁相同程度。因而，稀粘附学习中的修正量比理论空燃比粘附学习中的修正量大。此外，稀粘附学习中的修正量也可以与维持为稀空燃比时的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn无关而设为一定。

在图9所示的例子中，若使用式(4)，则在时刻t₁学习值sfbg减小。其结果，流入排气的实际的空燃比向浓侧变化。由此，在时刻t₁以后，流入排气的实际空燃比相对于目标空燃比的偏移比时刻t₁以前小。因此，在时刻t₁以后，表示实际的空燃比的虚线与表示目标空燃比的单点划线之间的差比时刻t₁以前的差小。

在图9中，示出了将增益k₂设为比较小的值的例子。因而，即使在时刻t₁进行学习值sfbg的更新，也仍会残留有上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移。特别地，在图示的例子中，在时刻t₁以后，流入排气的实际的空燃比仍为稀空燃比。其结果，从时刻t₁起，下游侧空燃比传感器的输出空燃比Afdwn在稀空燃比维持判定时间Tlean内维持为稀空燃比。因而，在图示的例子中，在时刻t₂也通过稀粘附学习而使用上述式(4)进行学习值sfbg的修正。

若在时刻t₂进行学习值sfbg的修正，则流入排气的实际空燃比相对于目标空燃比的偏移变小。由此，在图示的例子中，在时刻t₂以后，流入排气的实际空燃比变得比理论空燃比稍浓，与此相伴，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn从稀空燃比变化为大致理论空燃比。特别地，在图9所示的例子中，从时刻t₂到时刻t₃为止的期间，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn在理论空燃比维持判定时间Tsto内维持为大致理论空燃比，即维持在中间区域M内。因而，在时刻t₃，通过理论空燃比粘附学习而使用上述式(2)进行学习值sfbg的修正。

通过利用稀粘附学习控制和理论空燃比粘附学习控制这样进行学习值sfbg的更新，即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup的偏移极大的情况下，也能进行目标空燃比的切换。

此外，在上述实施方式中，稀空燃比维持判定时间Tlean被设为预先设定的时间。在该情况下，稀空燃比维持判定时间Tlean被设为从将目标空燃比切换为浓空燃比起到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比与此相应地变化为止通常会花费的下游侧空燃比传感器的响应延迟时间以上。具体而言，优选设为其2倍～4倍左右的时间。另外，稀空燃比维持判定时间Tlean比从将目标空燃比切换为浓空燃比起的累计氧过剩不足量ΣOED的绝对值达到新品时的上游侧排气净化催化剂20的最大可吸藏氧量为止通常所花费的时间短。因此，稀空燃比维持判定时间Tlean比上述理论空燃比维持判定时间Tsto短。

或者，也可以使稀空燃比维持判定时间Tlean根据从将目标空燃比切换为浓空燃比起所累计的排气流量等其他参数而变化。具体而言，例如，累计排气流量Σge越多，则稀空燃比维持判定时间Tlean被设为越短。由此，也可以在从将目标空燃比切换为浓空燃比起的累计排气流量成为了预定的量(例如，图9的ΣGesw)时，进行如上所述的学习值sfbg的更新。另外，在该情况下，预定的量需要设为从切换目标空燃比起到下游侧空燃比传感器41的输出空燃比与此相应地变化为止所需的排气的总流量以上。具体而言，优选设为该总流量的2倍～4倍左右的量。

接着，对浓粘附学习控制进行说明。浓粘附学习控制是与稀粘附学习控制同样的控制，是在尽管将目标空燃比设为稀空燃比，由下游侧空燃比传感器41检测的空燃比却粘附于浓空燃比的情况下进行的学习控制。在浓粘附学习控制中，判断从将空燃比修正量AFC切换为稀设定修正量AFClean起，即从将目标空燃比切换为稀设定空燃比起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn是否在预先设定的浓空燃比维持判定时间(与稀空燃比维持判定时间同样)以上维持为浓空燃比。并且，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn在浓空燃比维持判定时间以上维持为浓空燃比的情况下，使学习值sfbg增大以使得流入排气的实际的空燃比向稀侧变化。即，在浓粘附学习控制中，进行浓和稀与上述稀粘附学习控制相反的控制。

此外，在浓粘附学习控制中，通过下述式(5)算出学习值sfbg，并且通过上述式(3)，基于学习值sfbg修正控制中心空燃比AFR。

sfbg(n)＝sfbg(n-1)+k₃×(AFClean-(AFdwn-14.6))…(5)

此外，在上述式(5)中，k₃是表示修正控制中心空燃比AFR的程度的增益(0<k₃≤1)。增益k₃的值越大，则控制中心空燃比AFR的修正量越大。此外，浓粘附学习中的修正量也可以与维持为浓空燃比时的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn无关而设为一定。

另外，稀粘附学习控制和浓粘附学习控制也可以应用于与上述的基本的空燃比控制不同的其他空燃比控制。其他空燃比控制例如是在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了稀判定空燃比以上时将目标空燃比切换为浓空燃比，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比成为了浓判定空燃比以下时将目标空燃比切换为稀空燃比的控制。

因此，若对此进行综合表述，则在本实施方式中，学习单元在由空燃比控制单元将目标空燃比设定在理论空燃比的浓侧和稀侧中的任一方即第1侧时，在判定为流出排气的空燃比在预定的空燃比维持判定时间以上维持在相对于理论空燃比与第1侧相反的第2侧的情况下，进行修正与基于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的反馈控制相关的参数以使得流入排气的实际的空燃比向第1侧变化的粘附学习。

<燃料削减控制>

另外，在本实施方式的内燃机中，在搭载有内燃机的车辆的减速时等，实施在内燃机的工作期间停止来自燃料喷射阀11的燃料喷射而停止向燃烧室5内的燃料供给的燃料削减控制。该燃料削减控制在预定的燃料削减开始条件成立时开始。例如，燃料削减控制在加速器踏板42的踩踏量为零或大致为零(即，内燃机负荷为零或大致为零)且内燃机转速为比怠速时的转速高的预定的转速以上时实施。

在进行了燃料削减控制时，由于从内燃机排出空气或者与空气同样的排气，所以会向上游侧排气净化催化剂20流入空燃比极高(即，稀程度极高)的气体。其结果，在燃料削减控制期间，大量的氧流入上游侧排气净化催化剂20，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量达到最大可吸藏氧量。

另外，燃料削减控制在预定的燃料削减结束条件成立时结束。作为燃料削减结束条件，例如可举出加速器踏板42的踩踏量成为预定值以上(即，内燃机负荷成为一定程度的值)或者内燃机转速成为比怠速时的转速高的预定的转速以下等。另外，在本实施方式的内燃机中，在燃料削减控制刚结束后，进行将流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比设为比浓设定空燃比浓的恢复后浓空燃比的恢复后浓控制。由此，能够使在燃料削减控制期间吸藏于上游侧排气净化催化剂20的氧迅速放出。

图10是进行燃料削减控制时的空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn以及累计氧过剩不足量ΣOED的时间图。

在图示的例子中，在时刻t₁以前实施燃料削减控制。通过燃料削减控制，上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量成为最大，流入排气和流出排气大致为空气。因而，在时刻t₁以前，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup和下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn显示非常大的值。

之后，当在时刻t₁结束燃料削减控制后，为了放出在燃料削减控制期间吸藏于上游侧排气净化催化剂20的大量的氧而进行恢复后浓控制。在恢复后浓控制中，空燃比修正量AFC被设定为比浓设定修正量AFCrich浓的强浓设定修正量AFCsrich。即，目标空燃比被设定为比浓设定空燃比浓的强浓设定空燃比。与此相伴，上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup成为稀空燃比(实际上，从切换目标空燃比起到流入排气的空燃比变化为止会产生延迟，但在图示的例子中，为了方便而设为同时变化)。另外，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn朝向理论空燃比而向浓侧变化。

下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn在恢复后浓控制期间的时刻t₂变得比稀判定空燃比AFlean小。如上所述，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn比稀判定空燃比AFlean小且比浓判定空燃比AFrich大时，判定为流出排气的空燃比大致是理论空燃比。因此，在时刻t₂，判定为流出排气的空燃比大致成为了理论空燃比。此外，也可以在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn实际成为了理论空燃比时判定为流出排气的空燃比成为了理论空燃比。

当在时刻t₁开始恢复后浓控制后，开始计算累计氧过剩不足量ΣOED。在恢复后浓控制中，累计氧过剩不足量ΣOED逐渐减小。当在时刻t₃累计氧过剩不足量ΣOED达到控制结束基准值OEDend时，结束恢复后浓控制。另外，此时，累计氧过剩不足量ΣOED被复位为零。

控制结束基准值OEDend的绝对值被设定为与上游侧排气净化催化剂20为新品时的最大可吸藏氧量Cmax相比足够低。因而，通常，在恢复后浓控制的结束时，由于上游侧排气净化催化剂20残留有氧，所以流入排气中所包含的未燃气体被上游侧排气净化催化剂20净化，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn成为理论空燃比。

在时刻t₃，再次开始如图5所示的通常控制。此时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn未达到浓判定空燃比AFrich，所以空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量AFCrich。因此，目标空燃比被设定为浓设定空燃比。在时刻t₃以后的通常控制中，与图5所示的控制同样，目标空燃比在浓设定空燃比与稀设定空燃比之间被交替地切换。

此外，由于上游侧空燃比传感器40的输出空燃比AFup的偏移、上游侧排气净化催化剂20的劣化等，有时在累计氧过剩不足量ΣOED达到控制结束基准值OEDend之前，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn就达到浓判定空燃比AFrich。在该情况下，恢复后浓控制在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn达到了浓判定空燃比Africh时结束。当恢复后浓控制结束后，再次开始通常控制，在再次开始时目标空燃比被设定为稀设定空燃比。之后，目标空燃比在稀设定空燃比与浓设定空燃比之间被交替地切换。

<下游侧空燃比传感器的响应延迟的异常>

空燃比传感器40、41随着使用而逐渐劣化，其响应特性有时会变化。以下，参照图11，对下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况进行说明。图11是示出在下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下进行燃料削减控制时的空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn以及累计氧过剩不足量ΣOED的时间图。

图11是与图10同样的图，在图示的例子中，空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup以及累计氧过剩不足量ΣOED直到时刻t₂为止与图10的例子同样地推移。另一方面，在图11的例子中，与图10的例子不同，在恢复后浓控制结束前，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn未达到稀判定空燃比AFlean。

在图11的例子中，当在时刻t₃下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn达到浓判定空燃比Africh时，目标空燃比从浓设定空燃比被切换为稀设定空燃比。之后，在时刻t₄，累计氧过剩不足量ΣOED达到切换基准值OEDref。然而，此时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn显示比浓判定空燃比AFrich浓的值。因此，在时刻t₄，会认为流出排气的空燃比比理论空燃比浓，所以目标空燃比不被切换为浓设定空燃比而是维持为稀设定空燃比。

之后，在时刻t₅，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn变得比浓判定空燃比AFrich大。因此，在时刻t₅，判定为流出排气的空燃比成为了理论空燃比，目标空燃比从稀设定空燃比被切换为浓设定空燃比。

<异常判定单元>

本实施方式的内燃机具备判定下游侧空燃比传感器41是否产生了响应延迟的异常的异常判定单元。异常判定单元在从在燃料削减控制的结束时目标空燃比被设定为比理论空燃比浓的空燃比起到判定为流出排气的空燃比成为了理论空燃比为止的时间为预先设定的基准时间Tref以上的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常。

基准时间Tref例如被设为恢复后浓控制的执行时间，即从目标空燃比被设定为强浓设定空燃比起到累计氧过剩不足量ΣOED达到控制结束基准值OEDend为止通常所花费的时间。因此，在图10的例子中，判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常，在图11的例子中，判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常。

<由下游侧空燃比传感器的响应延迟的异常引起的问题>

如上所述，在从将目标空燃比切换为浓设定空燃比起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn在预先设定的稀空燃比维持判定时间以上维持为稀空燃比的情况下，实施修正与反馈控制相关的参数的稀粘附学习。另外，在从将目标空燃比切换为稀设定空燃比起，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn在预先设定的浓空燃比维持判定时间以上维持为浓空燃比的情况下，实施修正与反馈控制相关的参数的浓粘附学习。然而，有时在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比未产生偏移的情况下，也会因下游侧空燃比传感器41的响应延迟的异常而误执行稀粘附学习或浓粘附学习。

以下，参照图12，对该现象进行具体说明。图12是在下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下进行基本的空燃比控制时的控制中心空燃比AFR、空燃比修正量AFC、上游侧空燃比传感器40的输出空燃比Afup、下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn、累计氧过剩不足量ΣOED以及学习值sfbg的时间图。

在图示的例子中，在时刻t₀～时刻t₁期间，空燃比修正量AFC被设为浓设定修正量AFCrich(与浓设定空燃比相当)。因此，目标空燃比被设为浓设定空燃比。当在时刻t₁下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn达到浓判定空燃比Africh时，目标空燃比从浓设定空燃比被切换为稀设定空燃比。

在图12的例子中，在时刻t₁之后，累计氧过剩不足量ΣOED达到切换基准值OEDref。然而，此时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn未达到浓判定空燃比AFrich，所以目标空燃比不被切换为浓设定空燃比而是维持为稀设定空燃比。

之后，在时刻t₂，从将目标空燃比切换为稀设定空燃比起的经过时间成为浓空燃比维持判定时间Trich。此时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn未达到浓判定空燃比AFrich。因而，在时刻t₂，判定为流出排气的空燃比在浓空燃比维持判定时间Trich以上维持在理论空燃比的浓侧，进行浓粘附学习。在浓粘附学习中，修正学习值sfbg以使得流入排气的空燃比向稀侧变化。具体而言，通过上述式(4)算出学习值sfbg，并且通过上述式(3)，基于学习值sfbg修正控制中心空燃比AFR。此外，累计氧过剩不足量ΣOED在时刻t₂被复位为零。

在图12的例子中，在时刻t₂，学习值sfbg增加。其结果，流入排气的空燃比相对于目标空燃比向稀侧偏移。因此，由于下游侧空燃比传感器41的响应延迟的异常，学习值sfbg被更新为错误的值。

在图12的例子中，在时刻t₂之后，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn比浓判定空燃比AFrich大。之后，当在时刻t₃累计氧过剩不足量ΣOED达到切换基准值OEDref时，目标空燃比从稀设定空燃比被切换为浓设定空燃比。

<下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常时的粘附学习>

在本实施方式中，为了抑制由错误的粘附学习引起的排气排放性的恶化，使判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下的粘附学习中的参数的修正量比判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常的情况下的粘附学习中的参数的修正量小。

例如，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下，使上述式(4)中的增益k₂和上述式(5)中的增益k₃比判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常的情况下小。例如，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下，增益k₂和增益k₃被设为0.01，在判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常的情况下，增益k₂和增益k₃被设为0.1。其结果，在判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下，学习值sfbg的更新量被设为相对较小，进而控制中心空燃比AFR的修正量被设为相对较小。

其结果，即使在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比未产生偏移的情况下因下游侧空燃比传感器41的响应延迟的异常而将学习值sfbg更新为了错误的值，也能够减小流入排气的实际空燃比相对于目标空燃比的偏移。另一方面，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn因上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移而维持在理论空燃比的浓侧或稀侧的情况下，能够一点一点地补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移。因此，根据本实施方式的内燃机，在下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常时也能抑制排气排放性的恶化。

<学习更新量修正处理的控制例程>

接着，参照图13的流程图，对用于实施该控制的控制例程进行说明。图13是示出学习更新量修正处理的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断(interruption)来执行。

首先，在步骤S101中，判定响应延迟异常判定标志Fd是否为1。响应延迟异常判定标志Fd是在由异常判定单元判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下被设为1的标志。

下游侧空燃比传感器41是否产生了响应延迟的异常的判定例如通过如上所述的方法在燃料削减控制后进行。此外，该判定也可以通过其他方法来进行。例如，也可以在将目标空燃比从浓设定空燃比切换为稀设定空燃比之后，从理论空燃比的浓侧朝向理论空燃比而变化的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比AFdwn的斜率的最大值为预定值以下的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常。另外，也可以在响应延迟异常判定标志Fd被设为1时，为了向用户通知异常而使警告灯点亮。

在步骤S101中判定为响应延迟异常判定标志Fd为零的情况下，进入步骤S102。在步骤S102中，上述式(4)中的增益k₂被设为预定值Glb，上述式(5)中的增益k₃被设为预定值Grb。预定值Glb和预定值Grb例如是0.1。此外，预定值Glb和预定值Grb也可以设为不同的值。在步骤S102之后，结束本控制例程。

另一方面，在步骤S101中判定为响应延迟异常判定标志Fd为1的情况下，进入步骤S103。在步骤S103中，上述式(4)中的增益k₂被设为预定值Gls，上述式(5)中的增益k₃被设为预定值Grs。预定值Gls和预定值Grs是比预定值Glb和预定值Grb小的值，例如是0.01。此外，预定值Gls和预定值Grs也可以设为不同的值。在步骤S103之后，本控制例程结束。

<第2实施方式>

接着，参照图14和图15，对本发明的第2实施方式进行说明。此外，第2实施方式的内燃机的结构和控制基本上与第1实施方式的内燃机是同样的，所以在以下的说明中以与第1实施方式不同的部分为中心来进行说明。

在第2实施方式中，使判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下的空燃比维持判定时间比判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常的情况下的空燃比维持判定时间长。这样一来，能够抑制在上游侧空燃比传感器40的输出空燃比未产生偏移的情况下由于下游侧空燃比传感器41的响应延迟的异常而将学习值sfbg更新为错误的值。

以下，参照图14的时间图，对该控制进行具体说明。图14是示出控制中心空燃比AFR等的时间图的与图12同样的图。

在图示的例子中，控制中心空燃比AFR等直到时刻t₁为止与图12的例子同样地推移。另一方面，在图14的例子中，浓空燃比维持判定时间Trich比图12的例子要长。图14中的浓空燃比维持判定时间Trich被设为从将目标空燃比切换为稀设定空燃比起到产生了响应延迟的异常的下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn达到浓判定空燃比Africh为止所花费的时间以上。

在图14的例子中，在时刻t₁之后，累计氧过剩不足量ΣOED达到切换基准值OEDref。然而，此时，下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn未达到浓判定空燃比AFrich，所以目标空燃比不被切换为浓设定空燃比而是维持为稀设定空燃比。

之后，当在时刻t₂下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn变得比浓判定空燃比AFrich大时，目标空燃比从稀设定空燃比被切换为浓设定空燃比。因此，目标空燃比在从将目标空燃比切换为稀设定空燃比起的经过时间达到浓空燃比维持判定时间Trich之前就从稀设定空燃比被切换为浓设定空燃比。其结果，在即使下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常但上游侧空燃比传感器40的输出空燃比未产生偏移的情况下，不进行学习值sfbg的更新。

另一方面，在下游侧空燃比传感器41的输出空燃比Afdwn因上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移而在浓空燃比维持判定时间Trich以上维持在理论空燃比的浓侧的情况下，学习值sfbg被更新，能够补偿上游侧空燃比传感器40的输出空燃比的偏移。因此，根据第2实施方式的内燃机，在下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常时也能抑制排气排放性的恶化。

<空燃比维持判定时间修正处理的控制例程>

接着，参照图15的流程图，对用于实施该控制的控制例程进行说明。图15是示出空燃比维持判定时间修正处理的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的中断来执行。

首先，在步骤S201中，判定响应延迟异常判定标志Fd是否为1。步骤S201与图13中的步骤S101是同样的，所以省略说明。

在步骤S201中判定为响应延迟异常判定标志Fd为零的情况下，进入步骤S202。在步骤S202中，稀空燃比维持判定时间Tlean被设为预定值Tls，浓空燃比维持判定时间Trich被设为预定值Trs。预定值Tls和预定值Trs例如是10秒。此外，预定值Tls和预定值Trs也可以设为不同的值。在步骤S202之后，本控制例程结束。

另一方面，在步骤S201中判定为响应延迟异常判定标志Fd为1的情况下，进入步骤S203。在步骤S203中，稀空燃比维持判定时间Tlean被设为预定值Tll，浓空燃比维持判定时间Trich被设为预定值Trl。预定值Tll和预定值Trl比预定值Tls和预定值Trs长，例如是100秒。此外，预定值Tll和预定值Trl也可以设为不同的值。在步骤S203之后，本控制例程结束。

此外，上述的所有控制都由内燃机100的ECU31控制。

以上，虽然说明了本发明的优选的实施方式，但本发明不限于这些实施方式，能够在权利要求书的记载内实施各种各样的修正和变更。例如，本发明的第1实施方式和第2实施方式也能够组合实施。具体而言，也可以使由异常判定单元判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下的粘附学习中的参数的修正量比判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常的情况下的粘附学习中的参数的修正量小，并且使由异常判定单元判定为下游侧空燃比传感器41产生了响应延迟的异常的情况下的空燃比维持判定时间比判定为下游侧空燃比传感器41未产生响应延迟的异常的情况下的空燃比维持判定时间长。

标号说明

1 内燃机本体

5 燃烧室

7 进气口

9 排气口

13 进气支管

14 稳压罐

18 节气门

19 排气歧管

20 上游侧排气净化催化剂

24 下游侧排气净化催化剂

31 ECU

40 上游侧空燃比传感器

41 下游侧空燃比传感器

Claims

1.一种内燃机，具备：

排气净化催化剂，其配置于排气通路，并且能够吸藏氧；

上游侧空燃比传感器，其配置于所述排气净化催化剂的排气流动方向上游侧，并且检测流入所述排气净化催化剂的流入排气的空燃比；

下游侧空燃比传感器，其配置于所述排气净化催化剂的排气流动方向下游侧，并且检测从所述排气净化催化剂流出的流出排气的空燃比；

空燃比控制单元，其设定所述流入排气的目标空燃比，并且对向燃烧室供给的燃料供给量进行反馈控制，以使得由所述上游侧空燃比传感器检测到的空燃比与所述目标空燃比一致；

学习单元，其基于由所述下游侧空燃比传感器检测到的空燃比，对与所述反馈控制相关的参数进行修正，以使得所述反馈控制中的所述目标空燃比与所述流入排气的实际的空燃比之间的偏离变小；以及

异常判定单元，其判定所述下游侧空燃比传感器是否产生了响应延迟的异常，

所述学习单元，在由所述空燃比控制单元将所述目标空燃比设定在理论空燃比的浓侧和稀侧中的任一方即第1侧时，在判定为所述流出排气的空燃比相对于理论空燃比在预定的空燃比维持判定时间以上维持在与所述第1侧相反的一侧即第2侧、或中间区域内的情况下，进行修正所述参数以使得所述流入排气的实际的空燃比向所述第1侧变化的粘附学习，所述中间区域是位于比理论空燃比浓的浓判定空燃比与比理论空燃比稀的稀判定空燃比之间的区域，

由所述异常判定单元判定为所述下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下的所述粘附学习中的所述参数的修正量，比判定为所述下游侧空燃比传感器未产生响应延迟的异常的情况下的所述粘附学习中的所述参数的修正量小。

2.一种内燃机，具备：

排气净化催化剂，其配置于排气通路，并且能够吸藏氧；

由所述异常判定单元判定为所述下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常的情况下的所述空燃比维持判定时间，比判定为所述下游侧空燃比传感器未产生响应延迟的异常的情况下的所述空燃比维持判定时间长。

3.根据权利要求1或2所述的内燃机，

所述空燃比控制单元，在停止向燃烧室供给燃料的燃料削减控制结束时，将所述目标空燃比设定为比理论空燃比浓的空燃比，

所述异常判定单元，在从所述目标空燃比被设定为所述浓的空燃比起到判定为所述流出排气的空燃比成为了理论空燃比为止的时间为预先设定的基准时间以上的情况下，判定为所述下游侧空燃比传感器产生了响应延迟的异常。