CN111502844B - 内燃机的控制装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供内燃机的控制装置及方法，控制装置具备：燃料量控制部，通过以空燃比偏差为输入的反馈控制来调整向气缸内供给的燃料量；目标空燃比调整部，使稀期间处理和浓期间处理交替地反复；及学习值更新部，对补偿空燃比的稳态的偏离的学习值进行更新。在氧量偏差的绝对值为判定值以下的情况下，学习值更新部仅在从稀期间处理和浓期间处理中的一方的处理向另一方的处理切换时更新学习值(X)。另一方面，在氧量偏差的绝对值比判定值大的情况下，学习值更新部在从一方的处理向另一方的处理切换时及从另一方的处理向一方的处理切换时均更新学习值(X)。

Description

内燃机的控制装置及方法

技术领域

本发明涉及内燃机的控制装置及方法。

背景技术

在日本特开2015-71963号公报中记载了以使空燃比检测值成为目标空燃比的方式调整燃料喷射阀的燃料喷射量的内燃机的控制装置的一例。空燃比检测值是由配置于排气通路中的比催化剂靠上游侧处的上游侧空燃比传感器检测的传感器值。在空燃比检测值与实际空燃比之间有时会产生稳态的偏离。实际空燃比是实际的空燃比。因而，在日本特开2015-71963号公报所记载的控制装置中，实施补偿空燃比检测值与实际空燃比的稳态的偏离的补偿控制和更新用于补偿稳态的偏离的学习值的学习控制。

在学习控制中，将目标空燃比设为比理论空燃比靠稀侧的值并且导出在期间中吸藏到催化剂的氧的量即氧吸藏量的稀期间处理和将目标空燃比设为比理论空燃比靠浓侧的值并且导出在期间中从催化剂脱离的氧的量即氧脱离量的浓期间处理交替地反复。当在稀期间处理的实施中排气空燃比成为比理论空燃比靠稀侧的值时，在控制装置中执行的处理从稀期间处理切换为浓期间处理。另外，当在浓期间处理的实施中排气空燃比成为比理论空燃比靠浓侧的值时，在控制装置中执行的处理从浓期间处理切换为稀期间处理。在该情况下，排气空燃比是由配置于排气通路中的比催化剂靠下游侧处的下游侧空燃比传感器检测的传感器值。

在上述的稳态的偏离大的情况下，催化剂为氧吸藏量过大或过小的状态。因而，若上述的稳态的偏离大，则在浓期间处理中导出的氧脱离量与在稀期间处理中导出的氧吸藏量的偏差即氧量偏差的绝对值变大。在日本特开2015-71963号公报所记载的学习控制中，在从稀期间处理和浓期间处理中的一方的处理向另一方的处理切换时，基于氧量偏差的绝对值来更新学习值，另一方面，在从另一方的处理向一方的处理切换时，不更新学习值。需要说明的是，学习值是用于校正燃料喷射量、目标空燃比的值。

并且，在补偿控制中，基于由学习控制更新后的学习值来校正燃料喷射量、目标空燃比。当通过补偿控制而氧量偏差处于容许范围时，学习控制结束，即学习值的更新完成。需要说明的是，即使在学习控制的结束后，补偿控制也继续，即使用学习值的上述校正继续。

在上述的学习控制中，当稀期间处理和浓期间处理执行1组时，学习值被更新。因而，若稀期间处理的执行期间、浓期间处理的执行期间长，则学习值的更新间隔变长。因此，在上述的稳态的偏离比较大的状况下开始学习控制的情况下，直到学习值的更新的完成为止所需的时间变长。

发明内容

本发明提供能够缩短直到学习值的更新的完成为止所需的时间的内燃机的控制装置。

为了解决上述课题，根据本发明的第一方案，提供一种内燃机的控制装置。所述内燃机具备：排气通路，供所述内燃机产生的排气排出；及排气净化装置，包括设置于所述排气通路的具有氧吸藏能的催化剂，利用吸藏于所述催化剂的氧来净化在所述排气通路中流动的排气。所述控制装置具备：燃料量控制部，构成为通过以空燃比偏差为输入的反馈控制来调整向所述内燃机的气缸内供给的燃料量，所述空燃比偏差是空燃比检测值与目标空燃比的偏差，所述空燃比检测值是由配置于所述排气通路中的比所述催化剂靠上游侧处的上游侧空燃比传感器检测的空燃比；目标空燃比调整部，构成为使将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠稀侧的值的稀期间处理和将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠浓侧的值的浓期间处理交替地反复；及学习值更新部，构成为对补偿所述空燃比检测值的稳态的偏离的学习值进行更新。所述控制装置构成为，使用所述学习值来更正氧吸藏量与氧脱离量的背离，所述氧吸藏量是在所述稀期间处理中向所述催化剂吸藏的氧的量，所述氧脱离量是在所述浓期间处理中从所述催化剂脱离的氧的量。所述学习值更新部构成为，在所述氧吸藏量与所述氧脱离量的偏差即氧量偏差的绝对值小于判定值的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的一方的处理向另一方的处理切换时更新所述学习值，另一方面，在从另一方的处理向一方的处理切换时不更新所述学习值，在所述氧量偏差的绝对值为所述判定值以上的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的一方的处理向所述另一方的处理切换时及从另一方的处理向一方的处理切换时均更新所述学习值。

为了解决上述课题，根据本发明的第二方案，提供一种内燃机的控制方法。所述内燃机具备：排气通路，供所述内燃机产生的排气排出；及排气净化装置，包括设置于所述排气通路的具有氧吸藏能的催化剂，利用吸藏于所述催化剂的氧来净化在所述排气通路中流动的排气。所述控制方法包括：通过以空燃比偏差为输入的反馈控制来调整向所述内燃机的气缸内供给的燃料量，所述空燃比偏差是空燃比检测值与目标空燃比的偏差，所述空燃比检测值是由配置于所述排气通路中的比所述催化剂靠上游侧处的上游侧空燃比传感器检测的空燃比；使将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠稀侧的值的稀期间处理和将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠浓侧的值的浓期间处理交替地反复；对补偿所述空燃比检测值的稳态的偏离的学习值进行更新；使用所述学习值来更正氧吸藏量与氧脱离量的背离，所述氧吸藏量是在所述稀期间处理中向所述催化剂吸藏的氧的量，所述氧脱离量是在所述浓期间处理中从所述催化剂脱离的氧的量；及在所述氧吸藏量与所述氧脱离量的偏差即氧量偏差的绝对值小于判定值的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的一方的处理向另一方的处理切换时更新所述学习值，另一方面，在从另一方的处理向一方的处理切换时不更新所述学习值，在所述氧量偏差的绝对值为所述判定值以上的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的一方的处理向所述另一方的处理切换时及从另一方的处理向一方的处理切换时均更新所述学习值。

附图说明

图1是示出实施方式的内燃机的控制装置和由该控制装置控制的内燃机的结构图。

图2是示出控制装置的功能结构的框图。

图3是说明控制装置的目标空燃比调整部执行的处理例程的流程图。

图4是说明控制装置的吸藏量导出部执行的处理例程的流程图。

图5是说明控制装置的脱离量导出部执行的处理例程的流程图。

图6是说明控制装置的学习值计算部执行的处理例程的流程图。

图7是示出学习更新值与氧量偏差的关系的映射。

图8是执行补偿空燃比与实际空燃比的稳态的偏离的处理时的时间图。

图9是说明在导出学习值时执行的处理例程的变更例的流程图。

具体实施方式

以下，按照图1～图8来说明内燃机的控制装置的一实施方式。

在图1中图示出了本实施方式的控制装置30和由控制装置30控制的内燃机10。内燃机10具备多个气缸11。在图1中，气缸11仅图示了1个。在各气缸11内设置有往复运动的活塞12。在各气缸11内比活塞12靠上方的空间成为燃烧室13。

在内燃机10的进气通路14设置有调整在进气通路14中流动的吸入空气的量的节气门15。在进气门16开阀的情况下，吸入空气经由进气通路14而向燃烧室13导入。

在内燃机10设置有喷射燃料的燃料喷射阀17。在图1中图示出了向燃烧室13内直接喷射燃料的缸内喷射阀作为燃料喷射阀17。另外，在内燃机10设置有将包括吸入空气和燃料的混合气通过火花放电而点火的点火装置18。燃料喷射阀17及点火装置18设置有与气缸数相同的数量。因混合气的燃烧而在燃烧室13内产生的排气在排气门19开阀时向排气通路20排出。

内燃机10的排气净化装置21具备设置于排气通路20的催化剂22。催化剂22具有氧吸藏能。排气净化装置21能够利用吸藏于催化剂22的氧使流入到排气净化装置21的未燃燃料氧化(燃烧)。即，排气净化装置21利用吸藏于催化剂22的氧来净化在排气通路20中流动的排气。

另外，在排气通路20中的比催化剂22靠上游侧(即，燃烧室13侧)处设置有上游侧空燃比传感器31。另外，在排气通路20中的比催化剂22靠下游侧处设置有下游侧空燃比传感器32。这些各空燃比传感器31、32是周知的空燃比传感器。上游侧空燃比传感器31检测混合气的空燃比，输出与朝向催化剂22流动的排气的氧浓度成比例的大小的信号。另外，下游侧空燃比传感器32输出与通过催化剂22后的排气的氧浓度成比例的大小的信号。需要说明的是，在本实施方式中，将与从上游侧空燃比传感器31输出的信号的大小对应的值称作“空燃比检测值AF”，将与从下游侧空燃比传感器32输出的信号的大小对应的值称作“排气空燃比AFEX”。

从包括上游侧空燃比传感器31及下游侧空燃比传感器32的各种传感器向控制装置30输入信号。作为空燃比传感器31、32以外的传感器，可以举出曲轴角传感器33及空气流量计34等。曲轴角传感器33输出与内燃机10的曲轴的转速即内燃机转速NE对应的信号。空气流量计34输出与在进气通路14中流动的吸入空气量GA对应的信号。并且，控制装置30基于来自各种传感器31～34的信号来控制各燃料喷射阀17及各点火装置18。

在由上游侧空燃比传感器31检测的空燃比检测值AF与混合气的实际的空燃比即实际空燃比AFR之间有时会产生稳态的偏离。在控制装置30中，实施更新用于补偿这样的稳态的偏离的学习值X的学习控制和使用由学习控制导出的学习值X来补偿上述稳态的偏离的补偿控制。

接着，参照图2，对控制装置30的功能结构进行说明。

控制装置30具有理论空燃比校正部110、目标空燃比调整部120、燃料量控制部130及学习值更新部140作为学习控制及补偿控制的实施所需的功能部。

理论空燃比校正部110在补偿控制的实施时，利用由上游侧空燃比传感器31检测到的空燃比检测值AF，作为实施空燃比控制所需的值而校正理论空燃比AFS。即，理论空燃比校正部110通过使用由后述的学习值更新部140更新后的学习值X校正基础理论空燃比AFSB来导出理论空燃比AFS。理论空燃比校正部110使用下述的关系式(式1)来算出理论空燃比AFS。即，理论空燃比AFS在学习值X为正的值的情况下比基础理论空燃比AFSB小，另一方面，在学习值X为负的值的情况下比基础理论空燃比AFSB大。而且，学习值X的绝对值越大，则理论空燃比AFS与基础理论空燃比AFSB的差值越大。需要说明的是，基础理论空燃比AFSB例如是“14.6”。

AFS＝（1-X）·AFSB···(式1)

目标空燃比调整部120基于由理论空燃比校正部110导出的理论空燃比AFS来决定目标空燃比AFTr。即，在未实施上述的学习控制的情况下，目标空燃比调整部120将目标空燃比AFTr设为与理论空燃比AFS相同的值。

在学习控制的实施时，目标空燃比调整部120使将目标空燃比AFTr设为比理论空燃比AFS靠稀侧的值的稀期间处理和将目标空燃比AFTr设为比理论空燃比AFS靠浓侧的值的浓期间处理交替地反复。关于稀期间处理的具体的处理内容、浓期间处理的具体的处理内容、从稀期间处理向浓期间处理的切换及从浓期间处理向稀期间处理的切换，将在后文叙述。

燃料量控制部130基于由目标空燃比调整部120决定出的目标空燃比AFTr和由上游侧空燃比传感器31检测的空燃比检测值AF来控制燃料喷射阀17的燃料喷射量。即，燃料量控制部130具有基本喷射量计算部131、空燃比反馈部132、相乘器133及喷射阀控制部134。在以后的记载中，将空燃比反馈部132略记为“空燃比F/B部132”。

基本喷射量计算部131基于内燃机负荷率KL来算出基本喷射量QB。基本喷射量QB作为规定的满填充时理论喷射量QTH与内燃机负荷率KL之积而算出。作为满填充时理论喷射量QTH，设定内燃机负荷率KL为“100％”且空燃比检测值AF与目标空燃比AFTr相等时的燃料喷射量的算出值。另外，内燃机负荷率KL例如能够基于内燃机转速NE及吸入空气量GA来算出。

空燃比F/B部132通过以空燃比检测值AF与目标空燃比AFTr的偏差即空燃比偏差ΔAF为输入的反馈控制来算出比例要素、积分要素及微分要素之和作为校正比率δ。并且，空燃比F/B部132将算出的校正比率δ与“1”之和作为反馈校正量FAF而算出。

相乘器133算出由基本喷射量计算部131算出的基本喷射量QB与由空燃比F/B部132算出的反馈校正量FAF之积作为要求喷射量QBR。

喷射阀控制部134基于由相乘器133算出的要求喷射量QBR来使燃料喷射阀17驱动。此时，要求喷射量QBR越多，则喷射阀控制部134使相对于燃料喷射阀17的电磁线圈的通电时间越长。

学习值更新部140在学习控制的实施时更新学习值X。即，学习值更新部140具有吸藏量导出部141、脱离量导出部142、氧量偏差计算部143、学习值计算部144及存储部145。

吸藏量导出部141在由目标空燃比调整部120执行着稀期间处理时，算出通过稀期间处理的执行而向催化剂22吸藏的氧的量即氧吸藏量OSA。关于氧吸藏量OSA的计算方法将在后文叙述。

脱离量导出部142在由目标空燃比调整部120执行着浓期间处理时，算出通过浓期间处理的执行而从催化剂22脱离的氧的量即氧脱离量OED。关于氧脱离量OED的计算方法将在后文叙述。

氧量偏差计算部143算出由吸藏量导出部141算出的氧吸藏量OSA与由脱离量导出部142算出的氧脱离量OED的偏差即氧量偏差DOA。即，氧量偏差计算部143算出从氧脱离量OED减去氧吸藏量OSA而得到的值作为氧量偏差DOA。在本实施方式中，在由目标空燃比调整部120执行的处理从稀期间处理向浓期间处理切换时及该处理从浓期间处理向稀期间处理切换时的两者，氧量偏差计算部143算出氧量偏差DOA。关于氧量偏差DOA的计算方法将在后文叙述。

学习值计算部144基于由氧量偏差计算部143算出的氧量偏差DOA来更新学习值X。关于学习值X的更新方法将在后文叙述。并且，学习值计算部144当更新学习值X后，将更新后的学习值X存储于存储部145。即，在存储部145中存储由学习值更新部140更新的学习值X的最新值。并且，存储于存储部145的学习值X的最新值用于理论空燃比校正部110中的理论空燃比AFS的校正。

接着，参照图3，对在学习控制的实施时目标空燃比调整部120执行的处理例程进行说明。本处理例程在学习控制的实施时反复执行。

在本处理例程中，在步骤S11中，判定是否对稀期间标志FLG1设定了激活(ON)。稀期间标志FLG1是用于判断是允许稀期间处理的执行还是允许浓期间处理的执行的标志。即，在对稀期间标志FLG1设定了激活的情况下，允许稀期间处理的执行。另一方面，在对稀期间标志FLG1设定了非激活(OFF)的情况下，允许浓期间处理的执行。需要说明的是，在学习控制开始时，对稀期间标志FLG1设定了激活。

在步骤S11中对稀期间标志FLG1设定了激活的情况下(是)，处理移向下一步骤S12。在步骤S12中，执行稀期间处理。即，在稀期间处理中，算出对理论空燃比AFS加上规定的变更值Z而得到的值作为目标空燃比AFTr。由此，能够将目标空燃比AFTr设为比理论空燃比AFS靠稀侧的值。接着，在步骤S13中，判定排气空燃比AFEX是否是比稀判定值AFLTh靠稀侧的值。稀判定值AFLTh被设定为比基础理论空燃比AFSB靠稀侧的值。因而，在排气空燃比AFEX是比稀判定值AFLTh靠稀侧的值的情况下，催化剂22不能进行氧的进一步吸藏。

在步骤S13中排气空燃比AFEX不是比稀判定值AFLTh靠稀侧的值的情况下(否)，本处理例程暂且结束。在该情况下，稀期间处理的执行继续。另一方面，在排气空燃比AFEX是比稀判定值AFLTh靠稀侧的值的情况下(S13：是)，处理移向下一步骤S14。在步骤S14中，对稀期间标志FLG1设定非激活。之后，本处理例程暂且结束。

另一方面，在步骤S11中对稀期间标志FLG1设定了非激活的情况下(否)，处理移向下一步骤S15。在步骤S15中，执行浓期间处理。即，当稀期间标志FLG1从激活切换为非激活时，处理从稀期间处理切换为浓期间处理。在浓期间处理中，算出从理论空燃比AFS减去变更值Z而得到的值作为目标空燃比AFTr。由此，能够将目标空燃比AFTr设为比理论空燃比AFS靠浓侧的值。接着，在步骤S16中，判定排气空燃比AFEX是否是比浓判定值AFRTh靠浓侧的值。浓判定值AFRTh被设定为比基础理论空燃比AFSB靠浓侧的值。因而，在排气空燃比AFEX是比浓判定值AFRTh靠浓侧的值的情况下，氧已经未向催化剂22吸藏，在排气净化装置21中不能使未燃燃料氧化(燃烧)。其结果，未燃燃料在排气通路20中的比催化剂22靠下游侧处流动。

在步骤S16中排气空燃比AFEX不是比浓判定值AFRTh靠浓侧的值的情况下(否)，本处理例程暂且结束。在该情况下，由于直到浓期间处理的开始前为止吸藏于催化剂22的氧还残留于催化剂22，所以浓期间处理的执行继续。另一方面，在排气空燃比AFEX是比浓判定值AFRTh靠浓侧的值的情况下(S16：是)，处理移向下一步骤S17。在步骤S17中，对稀期间标志FLG1设定激活。之后，本处理例程暂且结束。当这样稀期间标志FLG1从非激活切换为激活时，处理从浓期间处理切换为稀期间处理。

接着，参照图4，对在算出氧吸藏量OSA时吸藏量导出部141执行的处理例程进行说明。需要说明的是，本处理例程在学习控制的实施时反复执行。

在本处理例程中，在步骤S21中，判定是否由目标空燃比调整部120执行着浓期间处理。在作出了执行着浓期间处理这一判定的情况下(S21：是)，向催化剂22吸藏的氧的量不增加，因此本处理例程暂且结束。另一方面，在未作出执行着浓期间处理这一判定的情况下(S21：否)，处理移向下一步骤S22。在步骤S22中，判定是否是由目标空燃比调整部120执行的处理刚从浓期间处理切换为稀期间处理后。在本处理例程的上次的执行时执行着浓期间处理且在本处理例程的本次的执行时执行着稀期间处理的情况下，是刚从浓期间处理切换为稀期间处理后。另一方面，在本处理例程的上次的执行时执行着稀期间处理且在本处理例程的本次的执行时也执行着稀期间处理的情况下，不是刚从浓期间处理切换为稀期间处理后。

在作出了是刚从浓期间处理切换为稀期间处理后这一判定的情况下(S22：是)，处理移向下一步骤S23。在步骤S23中，对氧吸藏量保持值OSAH代入氧吸藏量OSA。即，氧吸藏量保持值OSAH成为与在上次的稀期间处理中导出的氧吸藏量OSA相同的值。接着，在步骤S24中，氧吸藏量OSA被复位成“0”。之后，本处理例程暂且结束。另一方面，在未作出是刚从浓期间处理切换为稀期间处理后这一判定的情况下(S22：否)，处理移向下一步骤S25。在步骤S25中，算出氧吸藏量OSA。即，吸藏量导出部141算出每单位时间的氧吸藏量的增大量即单位增大量ΔOSA，并算出该单位增大量ΔOSA的累计值作为氧吸藏量OSA。空燃比检测值AF与理论空燃比AFS的差值即上述的变更值Z越大则单位增大量ΔOSA越大。另外，吸入空气量GA越多则单位增大量ΔOSA越大。例如，吸藏量导出部141使用以下的关系式(式2)来算出单位增大量ΔOSA。在关系式(式2)中，“ROX”是在吸入空气中氧所占的比例。

当在步骤S25中算出氧吸藏量OSA后，本处理例程暂且结束。

接着，参照图5，对在算出氧脱离量OED时脱离量导出部142执行的处理例程进行说明。需要说明的是，本处理例程在学习控制的实施时反复执行。

在本处理例程中，在步骤S31中，判定是否由目标空燃比调整部120执行着稀期间处理。在作出了执行着稀期间处理这一判定的情况下(S31：是)，氧不从催化剂22脱离，因此本处理例程暂且结束。另一方面，在未作出执行着稀期间处理这一判定的情况下(S31：否)，处理移向下一步骤S32。在步骤S32中，判定是否是由目标空燃比调整部120执行的处理刚从稀期间处理切换为浓期间处理后。在本处理例程的上次的执行时执行着稀期间处理且在本处理例程的本次的执行时执行着浓期间处理的情况下，是刚从稀期间处理切换为浓期间处理后。另一方面，在本处理例程的上次的执行时执行着浓期间处理且在本处理例程的本次的执行时也执行着浓期间处理的情况下，不是刚从稀期间处理切换为浓期间处理后。

在作出了是刚从稀期间处理切换为浓期间处理后这一判定的情况下(S32：是)，处理移向下一步骤S33。在步骤S33中，对氧脱离量保持值OEDH代入氧脱离量OED。即，氧脱离量保持值OEDH成为与在上次的浓期间处理中导出的氧脱离量OED相同的值。接着，在步骤S34中，氧脱离量OED被复位成“0”。之后，本处理例程暂且结束。另一方面，在未作出是刚从稀期间处理切换为浓期间处理后这一判定的情况下(S32：否)，处理移向下一步骤S35。在步骤S35中，算出氧脱离量OED。即，脱离量导出部142算出来自催化剂22的每单位时间的氧的脱离量即单位脱离量ΔOED，并算出该单位脱离量ΔOED的累计值作为氧脱离量OED。空燃比检测值AF与理论空燃比AFS的差值即上述的变更值Z越大则单位脱离量ΔOED越大。另外，燃料喷射量越多则单位脱离量ΔOED越大。在目标空燃比AFTr一定的情况下，燃料喷射量与吸入空气量GA相关。因而，在目标空燃比AFTr是比理论空燃比AFS靠浓侧的值的情况下，吸入空气量GA越多则单位脱离量ΔOED越大。例如，脱离量导出部142使用以下的关系式(式3)来算出单位脱离量ΔOED。

当在步骤S35中算出氧脱离量OED后，本处理例程暂且结束。

接着，对为了算出氧量偏差DOA而由氧量偏差计算部143执行的处理进行说明。

在由目标空燃比调整部120执行的处理从稀期间处理切换为了浓期间处理的情况下，当氧脱离量保持值OEDH在上述步骤S33中被更新且在上述步骤S34中氧脱离量OED被复位成“0”后，算出氧量偏差DOA。在该情况下，算出从氧脱离量保持值OEDH减去氧吸藏量OSA而得到的值作为氧量偏差DOA。

另一方面，在由目标空燃比调整部120执行的处理从浓期间处理切换为了稀期间处理的情况下，当氧吸藏量保持值OSAH在上述步骤S23中被更新且在上述步骤S24中氧吸藏量OSA被复位成“0”后，算出氧量偏差DOA。在该情况下，算出从氧脱离量OED减去氧吸藏量保持值OSAH而得到的值作为氧量偏差DOA。

接着，参照图6，对为了更新学习值X而由学习值计算部144执行的处理例程进行说明。本处理例程在学习控制的实施中反复执行。

在本处理例程中，在步骤S41中，判定由目标空燃比调整部120执行的处理是否从稀期间处理切换为了浓期间处理。在本处理例程的上次的执行时执行着稀期间处理且在本处理例程的本次的执行时执行着浓期间处理的情况是从稀期间处理切换为了浓期间处理的情况。在作出了从稀期间处理切换为了浓期间处理这一判定的情况下(S41：是)，处理移向下一步骤S42。在步骤S42中，判定在从稀期间处理切换为浓期间处理时由氧量偏差计算部143算出的氧量偏差DOA的绝对值是否为判定值DOATh以上。氧量偏差DOA的绝对值大意味着，由上游侧空燃比传感器31检测的空燃比检测值AF与实际空燃比AFR的稳态的偏离的补偿还不充分，需要学习值X的大幅的更新。即，判定值DOATh是是否可以大幅更新学习值X的判断基准。

在步骤S42中氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下(是)，处理移向后述的步骤S44。即，更新学习值X。另一方面，在氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh的情况下(S42：否)，本处理例程暂且结束。在该情况下，学习值X不被更新。即，在从稀期间处理切换为了浓期间处理时，仅在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下更新学习值X。

另一方面，在步骤S41中未作出从稀期间处理切换为了浓期间处理这一判定的情况下(否)，处理移向下一步骤S43。在步骤S43中，判定由目标空燃比调整部120执行的处理是否从浓期间处理切换为了稀期间处理。在本处理例程的上次的执行时执行着浓期间处理且在本处理例程的本次的执行时执行着稀期间处理的情况是从浓期间处理切换为了稀期间处理的情况。在作出了从浓期间处理切换为了稀期间处理这一判定的情况下(S43：是)，处理移向下一步骤S44。即，无论在从浓期间处理切换为稀期间处理时算出的氧量偏差DOA的大小如何，都更新学习值X。另一方面，在未作出从浓期间处理切换为了稀期间处理这一判定的情况下(S43：否)，本处理例程暂且结束。

在步骤S44中，基于氧量偏差DOA来更新学习值X。在本实施方式中，基于氧量偏差DOA来导出学习更新值DX，并算出学习值X与学习更新值DX之和作为新的学习值X。学习更新值DX使用图7所示的映射来导出。

图7中的实线表示用于基于氧量偏差DOA来导出学习更新值DX的映射。图7中的虚线L1表示氧量偏差DOA与系数α之积。系数α是用于将氧量偏差DOA变换为学习更新值DX的系数。

如图7所示，在氧量偏差DOA是学习死区DZ内的值的情况下，学习更新值DX成为“0”。学习死区DZ是由于氧量偏差DOA的绝对值小所以能够判断为不需要学习值X的更新的氧量偏差DOA的范围。学习死区DZ的上限DZU比“0”大，学习死区DZ的下限DZL比“0”小。

在氧量偏差DOA比学习死区DZ的上限DZU大的情况下，学习更新值DX成为与氧量偏差DOA与系数α之积和规定值DX1中的小的一方的值相同的值。另一方面，在氧量偏差DOA比学习死区DZ的下限DZL小的情况下，学习更新值DX成为与氧量偏差DOA与系数α之积和规定值DX1与“-1”之积中的大的一方的值相同的值。

在本实施方式中，以使氧量偏差DOA的绝对值与判定值DOATh相等时的氧量偏差DOA与系数α之积的绝对值与规定值DX1相同的方式设定了规定值DX1。因而，在本实施方式中，在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，学习值X的一次的更新量即学习更新值DX的绝对值成为规定值DX1。另一方面，在氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh的情况下，氧量偏差DOA的绝对值越小则学习值X的一次的更新量即学习更新值DX的绝对值越小。

返回图6，当步骤S44中的学习值X的更新完成后，本处理例程暂且结束。

需要说明的是，学习值X的更新当氧量偏差DOA处于学习死区DZ后结束。具体而言，当氧量偏差DOA处于学习死区DZ的状态的持续时间成为结束判定时间以上时，学习值X的更新结束。当这样结束学习值X的更新时，学习控制的实施结束。顺便一提，即使学习控制结束，补偿控制也继续。

接着，参照图8，对本实施方式的作用及效果进行说明。图8所示的例子是空燃比检测值AF相对于实际空燃比AFR向浓侧背离的情况的例子。

在执行着稀期间处理的情况下，目标空燃比AFTr是比理论空燃比AFS靠稀侧的值，因此，在催化剂22中，排气中包含的氧被吸藏。因而，导出氧吸藏量OSA。另一方面，氧脱离量OED被保持为浓期间处理的上次的执行时的值。

在催化剂22中的实际的氧吸藏量未达到其上限的情况下，由下游侧空燃比传感器32检测的排气空燃比AFEX与理论空燃比相同。但是，当催化剂22中的实际的氧吸藏量达到其上限时，催化剂22无法再吸藏从燃烧室13排出到排气通路20的排气中包含的氧。其结果，通过催化剂22的氧的量变多。其结果，排气空燃比AFEX成为比理论空燃比靠稀侧的值。

并且，当在定时t11下排气空燃比AFEX成为比稀判定值AFLTh靠稀侧的值时，稀期间处理结束而浓期间处理开始。另外，在定时t11下，算出从在浓期间处理的上次的执行时导出的氧脱离量OED即氧脱离量保持值OEDH减去在直到定时t11为止执行的稀期间处理的执行中导出的氧吸藏量OSA而得到的值作为氧量偏差DOA。在该情况下，氧量偏差DOA的绝对值比判定值DOATh大。因而，即使在从稀期间处理向浓期间处理的转变时，学习值X也被更新。

在本实施方式中，学习值X是用于校正理论空燃比AFS的值。因而，当学习值X被更新时，理论空燃比AFS也被更新。由此，在理论空燃比AFS的更新后，使用基于更新后的理论空燃比AFS的目标空燃比AFTr来实施空燃比控制。

在从定时t11到定时t12为止的期间中，执行浓期间处理。在浓期间处理中，目标空燃比AFTr是比理论空燃比AFS靠浓侧的值，因此通过从燃烧室13排出到排气通路20的排气中包含的未燃燃料的氧化(燃烧)而导致吸藏于催化剂22的氧的量减少。因而，在浓期间处理中，导出氧脱离量OED。另一方面，氧吸藏量OSA保持为定时t11的值。

在催化剂22中吸藏有氧的情况下，未燃燃料会被吸藏的氧氧化，因此由下游侧空燃比传感器32检测的排气空燃比AFEX与理论空燃比相同。但是，当吸藏的氧全部被消耗而成为在催化剂22中未吸藏氧的状态时，在排气净化装置21中无法再将从燃烧室13排出到排气通路20的排气中包含的未燃燃料氧化。其结果，未燃燃料在排气通路20中的比催化剂22靠下游侧处流动。其结果，排气空燃比AFEX成为比理论空燃比靠浓侧的值。

并且，当在定时t12下排气空燃比AFEX成为比浓判定值AFRTh靠浓侧的值时，浓期间处理结束而稀期间处理开始。另外，在定时t12下，算出从在直到定时t12为止执行的浓期间处理的执行时导出的氧脱离量OED减去在稀期间处理的上次的执行时导出的氧吸藏量OSA即氧吸藏量保持值OSAH而得到的值作为氧量偏差DOA。在该情况下，氧量偏差DOA是图7所示的学习死区DZ外的值。因而，在从浓期间处理向稀期间处理转变时，更新学习值X。当这样更新学习值X时，理论空燃比AFS也被校正。于是，实施基于校正后的理论空燃比AFS的目标空燃比AFTr来实施空燃比控制，因此氧脱离量OED与氧吸藏量OSA的背离逐渐被更正。

在本实施方式中，在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，在从浓期间处理向稀期间处理切换时及从稀期间处理向浓期间处理切换时均更新学习值X。其结果，与即使在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下也仅在从浓期间处理向稀期间处理切换时及从稀期间处理向浓期间处理切换时的任一方更新学习值X的情况相比，能够增加学习值X的更新机会。通过这样增加学习值X的更新机会，能够缩短直到学习值X的更新的完成为止所需的时间。

需要说明的是，在将在氧量偏差DOA的算出中使用的氧吸藏量OSA的导出时的理论空燃比AFS设为第1理论空燃比、将在氧量偏差DOA的算出中使用的氧脱离量OED的导出时的理论空燃比AFS设为第2理论空燃比的情况下，在每当由目标空燃比调整部120执行的处理切换时更新学习值X的状况下，第2理论空燃比成为与第1理论空燃比不同的值。即使利用使用不同的理论空燃比AFS导出的氧吸藏量OSA和氧脱离量OED来算出氧量偏差DOA，其计算精度也难以说高。但是，在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，学习更新值DX以使绝对值成为规定值DX1的方式设定，因此，即使氧量偏差DOA的计算精度低，该精度之低对学习值X的更新的精度造成的影响也几乎没有。

当通过学习值X的更新而校正理论空燃比AFS，并使用基于校正后的理论空燃比AFS的目标空燃比AFTr来实施空燃比控制时，氧量偏差DOA的绝对值变小。并且，即使在从稀期间处理向浓期间处理切换的情况下，有时也会例如如定时t13那样氧量偏差DOA的绝对值不成为判定值DOATh以上。在这样氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh的情况下，能够判断为学习值X的更新进展了某种程度，因此，即使从稀期间处理向浓期间处理切换也不进行学习值X的更新。即，仅在从浓期间处理向稀期间处理切换时更新学习值X。

于是，在氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh未满的情况下，在氧量偏差DOA的算出中使用的氧吸藏量OSA的导出时的理论空燃比AFS成为与在氧量偏差DOA的算出中使用的氧脱离量OED的导出时的理论空燃比AFS相同的值。因而，氧量偏差DOA的计算精度不会变低。并且，由于使用这样的氧量偏差DOA来导出学习更新值DX，所以能够抑制学习更新值DX的绝对值变得过大。即，难以产生学习值X的振荡。并且，当氧量偏差DOA成为学习死区DZ内的值时，学习值X的更新结束。

需要说明的是，有时在空燃比检测值AF相对于实际空燃比AFR向稀侧背离时实施学习控制。在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，在从浓期间处理向稀期间处理切换时及从稀期间处理向浓期间处理切换时均更新学习值X。当这样更新学习值X时，氧量偏差DOA的绝对值逐渐变小。并且，当氧量偏差DOA的绝对值不再为判定值DOATh以上时，在从浓期间处理向稀期间处理切换时更新学习值X，但在从稀期间处理向浓期间处理切换时不再更新学习值X。因此，即使在空燃比检测值AF相对于实际空燃比AFR向稀侧背离的情况下，也能够得到与空燃比检测值AF相对于实际空燃比AFR向浓侧背离的情况同样的效果。

在本实施方式中，能够进一步得到以下所示的效果。

(1)在本实施方式中，在更新学习值X时，氧量偏差DOA的绝对值越大则能够使学习更新值DX的绝对值越大。但是，在氧量偏差DOA与系数α之积的绝对值比规定值DX1大时，学习更新值DX的绝对值成为规定值DX1。由此，能够抑制学习值X的一次的更新量变得过大。

另外，在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，氧量偏差DOA的计算精度难以说高。因而，在将氧量偏差DOA与系数α之积设为学习更新值DX的情况下，学习更新值DX的绝对值会变得过大，在学习值X的更新时可能会产生振荡。另外，在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，能够判断为空燃比检测值AF与实际空燃比的稳态的偏离量大，因此，为了缩短学习值的更新完成所需的时间，优选增大学习值的一次的更新量。这一点，在本实施方式中，在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下，将学习更新值DX设为规定值DX1。其结果，学习值X的一次的更新量既不会变得过大，也能够缩短学习值的更新完成所需的时间。

因此，根据本实施方式，能够在更新学习值X时抑制振荡的产生。

(2)在氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh的情况下，能够判断为空燃比检测值AF与实际空燃比的稳态的偏离量不那么大。因而，氧量偏差DOA的绝对值越小，则能够使学习更新值DX的绝对值越小。即，能够减小学习值X的一次的更新量。其结果，能够在更新学习值X时抑制振荡的产生。

上述实施方式也可以如以下这样变更。上述实施方式及以下的变更例也可以在技术上不矛盾的范围内互相组合而实施。

也可以是，在氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh的情况下，在从稀期间处理向浓期间处理切换时更新学习值X，另一方面，在从浓期间处理向稀期间处理切换时不更新学习值X。在图9中图示出了在这样的情况下学习值计算部144执行的处理例程。

在本处理例程中，在步骤S51中，判定由目标空燃比调整部120执行的处理是否从浓期间处理切换为了稀期间处理。在作出了从浓期间处理切换为了稀期间处理这一判定的情况下(S51：是)，处理移向下一步骤S52。在步骤S52中，判定在从浓期间处理切换为稀期间处理时算出的氧量偏差DOA的绝对值是否为判定值DOATh以上。在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下(S52：是)，处理移向后述的步骤S54。即，更新学习值X。另一方面，在氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh的情况下(S52：否)，本处理例程暂且结束。也就是说，在从浓期间处理切换为稀期间处理时，仅在氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上的情况下更新学习值X。

另一方面，在步骤S51中未作出从浓期间处理切换为了稀期间处理这一判定的情况下(否)，处理移向下一步骤S53。在步骤S53中，判定由目标空燃比调整部120执行的处理是否从稀期间处理切换为了浓期间处理。在作出了从稀期间处理切换为了浓期间处理这一判定的情况下(S53：是)，处理移向下一步骤S54。即，无论在从稀期间处理切换为浓期间处理时算出的氧量偏差DOA的大小如何，都更新学习值X。另一方面，在未作出从稀期间处理切换为了浓期间处理这一判定的情况下(S53：否)，本处理例程暂且结束。

在步骤S54中，与上述步骤S44同样，更新学习值X。然后，本处理例程暂且结束。

从稀期间处理向浓期间处理切换的条件也可以是与在上述实施方式中说明的条件不同的条件。例如，目标空燃比调整部120也可以将由吸藏量导出部141导出的氧吸藏量OSA达到了规定吸藏量OSATh作为条件，结束稀期间处理并使浓期间处理开始。另外，目标空燃比调整部120也可以将稀期间处理的持续时间达到了规定的稀持续时间作为条件，结束稀期间处理并使浓期间处理开始。

从浓期间处理向稀期间处理切换的条件也可以是与在上述实施方式中说明的条件不同的条件。例如，目标空燃比调整部120也可以将由脱离量导出部142导出的氧脱离量OED达到了规定脱离量OEDTh作为条件，结束浓期间处理并使稀期间处理开始。另外，目标空燃比调整部120也可以将浓期间处理的持续时间达到了规定的浓持续时间作为条件，结束浓期间处理并使稀期间处理开始。

也可以使稀期间处理中的目标空燃比AFTr与理论空燃比AFS的偏离量不同于浓期间处理中的目标空燃比AFTr与理论空燃比AFS的偏离量。

下游侧空燃比传感器32也可以是具有以理论空燃比附近为界而信号的电压值骤变的特性的传感器。

在上述实施方式中，通过利用基于氧量偏差DOA的学习值X校正理论空燃比AFS，来补偿空燃比检测值AF与实际空燃比AFR的稳态的偏离。但是，也可以通过校正理论空燃比AFS以外的其他参数来补偿该稳态的偏离。例如，也可以通过取代理论空燃比AFS而校正要求喷射量QBR来补偿上述的稳态的偏离。在该情况下，通过将氧量偏差DOA变换为相对于燃料喷射量的学习值，使用该学习值来校正要求喷射量QBR，能够得到与上述实施方式同等的效果。

也可以不使用规定值DX1而导出学习更新值DX。即，在氧量偏差DOA比学习死区DZ的上限DZU大的情况下，即使氧量偏差DOA为判定值DOATh以上，也可以将学习更新值DX设为与氧量偏差DOA与系数α之积相同的值。同样，在氧量偏差DOA比学习死区DZ的下限DZL小的情况下，即使氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上，也可以将学习更新值DX设为与氧量偏差DOA与系数α之积相同的值。

在不使用规定值DX1而导出学习更新值DX的情况下，也可以根据氧量偏差DOA的绝对值是否为判定值DOATh以上来改变系数α的大小。例如，在将氧量偏差DOA的绝对值小于判定值DOATh时的系数α设为第1系数α1的情况下，也可以将氧量偏差DOA的绝对值为判定值DOATh以上时的系数α设为比第1系数α1小的第2系数α2。

也可以以使氧量偏差DOA的绝对值与判定值DOATh相等时的氧量偏差DOA与系数α之积的绝对值比规定值DX1小的方式设定规定值DX1。在该情况下，即使在氧量偏差DOA的绝对值比判定值DOATh小的情况下，学习更新值DX的绝对值有时也会成为与规定值DX1相同的值。

内燃机10也可以具备向进气通路14喷射燃料的进气口喷射阀作为燃料喷射阀。另外，内燃机10还可以具备向气缸11内直接喷射燃料的缸内喷射阀和进气口喷射阀双方作为燃料喷射阀。

作为控制装置30，不限于关于自身执行的全部处理执行软件处理。例如，控制装置30也可以将在本实施方式中进行软件处理的至少一部分设为进行硬件处理的专用的硬件电路(例如ASIC等)。即，控制装置30具有以下的(a)～(c)的任一结构即可。(a)具备按照程序来执行上述处理的全部的处理装置和存储程序的ROM等程序保存装置、(b)具备按照程序来执行上述处理的一部分的处理装置及程序保存装置和执行剩余的处理的专用的硬件电路、(c)执行全部上述处理的专用的硬件电路。在此，具备处理装置及程序保存装置的软件处理电路、专用的硬件电路也可以是多个。即，上述处理由具备1个或多个软件处理电路和1个或多个专用的硬件电路的至少一方的处理电路执行即可。

Claims (8)

1.一种内燃机的控制装置，

所述内燃机具备：

排气通路，供所述内燃机产生的排气排出；及

排气净化装置，包括设置于所述排气通路的具有氧吸藏能的催化剂，利用吸藏于所述催化剂的氧来净化在所述排气通路中流动的排气，

所述控制装置具备：

燃料量控制部，构成为通过以空燃比偏差为输入的反馈控制来调整向所述内燃机的气缸内供给的燃料量，所述空燃比偏差是空燃比检测值与目标空燃比的偏差，所述空燃比检测值是由配置于所述排气通路中的比所述催化剂靠上游侧处的上游侧空燃比传感器检测的空燃比；

目标空燃比调整部，构成为使将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠稀侧的值的稀期间处理和将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠浓侧的值的浓期间处理交替地反复；及

学习值更新部，构成为对补偿所述空燃比检测值的稳态的偏离的学习值进行更新，

所述控制装置构成为使用所述学习值来更正氧吸藏量与氧脱离量的背离，所述氧吸藏量是在所述稀期间处理中向所述催化剂吸藏的氧的量，所述氧脱离量是在所述浓期间处理中从所述催化剂脱离的氧的量，

所述学习值更新部构成为，

在所述氧吸藏量与所述氧脱离量的偏差即氧量偏差的绝对值小于判定值的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的一方的处理向另一方的处理切换时更新所述学习值，另一方面，在从所述另一方的处理向所述一方的处理切换时不更新所述学习值，

在所述氧量偏差的绝对值为所述判定值以上的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的所述一方的处理向所述另一方的处理切换时及从所述另一方的处理向所述一方的处理切换时均更新所述学习值。

2.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，

所述学习值更新部构成为，将所述学习值的一次的更新量设为所述氧量偏差与系数之积的绝对值和规定值中的小的一方的值。

3.根据权利要求1所述的内燃机的控制装置，其中，

所述学习值更新部构成为，在所述氧量偏差的绝对值为所述判定值以上的情况下，将所述学习值的一次的更新量设为规定值。

4.根据权利要求3所述的内燃机的控制装置，其中，

所述学习值更新部构成为，在所述氧量偏差的绝对值小于所述判定值的情况下，所述氧量偏差的绝对值越小则使所述学习值的一次的更新量越小。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，

在所述排气通路中的比所述催化剂靠下游侧处配置有下游侧空燃比传感器，

所述目标空燃比调整部构成为，在所述稀期间处理的执行中由所述下游侧空燃比传感器检测的排气空燃比是比理论空燃比靠稀侧的值时从所述稀期间处理向所述浓期间处理切换，在所述浓期间处理的执行中所述排气空燃比是比理论空燃比靠浓侧的值时从所述浓期间处理向所述稀期间处理切换。

6.根据权利要求1～4中任一项所述的内燃机的控制装置，其中，

所述学习值更新部构成为，作为校正理论空燃比的值而更新所述学习值。

7.根据权利要求5所述的内燃机的控制装置，其中，

所述学习值更新部构成为，作为校正理论空燃比的值而更新所述学习值。

8.一种内燃机的控制方法，

所述内燃机具备：

排气通路，供所述内燃机产生的排气排出；及

排气净化装置，包括设置于所述排气通路的具有氧吸藏能的催化剂，利用吸藏于所述催化剂的氧来净化在所述排气通路中流动的排气，

所述控制方法包括：

通过以空燃比偏差为输入的反馈控制来调整向所述内燃机的气缸内供给的燃料量，所述空燃比偏差是空燃比检测值与目标空燃比的偏差，所述空燃比检测值是由配置于所述排气通路中的比所述催化剂靠上游侧处的上游侧空燃比传感器检测的空燃比；

使将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠稀侧的值的稀期间处理和将所述目标空燃比设为比理论空燃比靠浓侧的值的浓期间处理交替地反复；

对补偿所述空燃比检测值的稳态的偏离的学习值进行更新；

使用所述学习值来更正氧吸藏量与氧脱离量的背离，所述氧吸藏量是在所述稀期间处理中向所述催化剂吸藏的氧的量，所述氧脱离量是在所述浓期间处理中从所述催化剂脱离的氧的量；及

在所述氧吸藏量与所述氧脱离量的偏差即氧量偏差的绝对值小于判定值的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的一方的处理向另一方的处理切换时更新所述学习值，另一方面，在从所述另一方的处理向所述一方的处理切换时不更新所述学习值，在所述氧量偏差的绝对值为所述判定值以上的情况下，在从所述稀期间处理和所述浓期间处理中的所述一方的处理向所述另一方的处理切换时及从所述另一方的处理向所述一方的处理切换时均更新所述学习值。

Images