JP2006125304A - Air-fuel ratio control device of internal combustion engine - Google Patents

Air-fuel ratio control device of internal combustion engine Download PDF

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Iku Otsuka
郁 大塚
Takayuki Demura
隆行 出村
Yasuhiro Oi
康広 大井
Noriyasu Adachi
憲保 足立
Shuntaro Okazaki
俊太郎 岡崎
Naoto Kato
直人 加藤
Tetsuji Nagata
永田  哲治
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To avoid emission deterioration caused by evaporation purging as much as possible and to simply perform relatively exact purge learning. <P>SOLUTION: A basic fuel injection quantity after correction is obtained from relation that, on the assumption that an cylinder intake air volume is constant, a product of a command fuel injection quantity and a detected air-fuel ratio becomes equal to a product of a target air-fuel ratio and a target basic fuel injection quantity for bringing an actual air-fuel ratio of an engine to the target air-fuel ratio. A correction coefficient KF for the basic fuel injection quantity is calculated from a ratio of the basic fuel injection quantity after correction and a basic fuel injection quantity before correction to correct the basic fuel injection quantity. A filter time-constant of low pass filtering for calculation of a KF value at the time of purge is set smaller than that at the time of non-purge. In the purge, in addition to a KF value using a filter of a small time-constant provided for actual air-fuel ratio control, a KF value at the time of non-purge using a filter of a large time-constant is also calculated and purge learning is conducted with use of the KF value at the time of non-purge. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、内燃機関の排気通路に配設された空燃比センサの出力に基づいて内燃機関の空燃比を制御する、内燃機関の空燃比制御装置に関する。(なお、以降の説明では、「内燃機関」を単に「機関」と称したり、「内燃機関の空燃比制御装置」を単に「空燃比制御装置」と略称したりすることがある。)   The present invention relates to an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that controls an air-fuel ratio of the internal combustion engine based on an output of an air-fuel ratio sensor disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine. (In the following description, “internal combustion engine” may be simply referred to as “engine”, or “air-fuel ratio control device for internal combustion engine” may be simply referred to as “air-fuel ratio control device”.)

従来広く知られるこの種の空燃比制御装置として、触媒装置よりも上流側の排気通路に配設された上流側空燃比センサ、及び触媒装置よりも下流側の排気通路に配設された下流側空燃比センサの出力値に基づいて、空燃比をフィードバック制御するものがある。このような構成を採用する従来の空燃比制御装置の具体例としては、例えば、下記特許文献に記載のものが挙げられる。
特開2003−336535号公報
As an air-fuel ratio control device of this kind that has been widely known in the past, an upstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst device, and a downstream side disposed in the exhaust passage downstream of the catalyst device There are some which feedback control the air-fuel ratio based on the output value of the air-fuel ratio sensor. Specific examples of the conventional air-fuel ratio control device adopting such a configuration include those described in the following patent documents.
JP 2003-336535 A

特許文献1に記載の空燃比制御装置は、上流側空燃比センサの出力に基づく上流側フィードバック(メインフィードバック)ループと、下流側空燃比センサの出力に基づく下流側フィードバック(サブフィードバック)ループとを有している。そして、前記空燃比制御装置では、以下のように空燃比のフィードバック制御が行われる。   The air-fuel ratio control apparatus described in Patent Document 1 includes an upstream feedback (main feedback) loop based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor and a downstream feedback (sub-feedback) loop based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor. Have. In the air-fuel ratio control apparatus, feedback control of the air-fuel ratio is performed as follows.

まず、機関の運転速度、アクセル開度、吸気通路に配設されたエアフローメータにより検知された吸入空気流量等に基づいて、今回の燃焼サイクルにて機関の燃焼室に吸入される筒内吸入空気量が算出される。次に、この筒内吸入空気量と目標空燃比とに基づいて、フィードバック制御により補正される前の基本燃料噴射量が取得される。続いて、上流側空燃比センサの出力に基づく上流側フィードバック補正値と、下流側空燃比センサの出力に基づく下流側フィードバック補正値と、に基づいて前記基本燃料噴射量が補正されることで指令燃料噴射量が算出される。そして、この指令燃料噴射量の燃料の噴射指示が燃料噴射装置に対して行われることによって、吸気通路又は燃焼室にて燃料が噴射される。   First, in-cylinder intake air that is drawn into the combustion chamber of the engine in the current combustion cycle based on the engine operating speed, the accelerator opening, the intake air flow rate detected by an air flow meter disposed in the intake passage, etc. A quantity is calculated. Next, based on the in-cylinder intake air amount and the target air-fuel ratio, the basic fuel injection amount before being corrected by the feedback control is acquired. Subsequently, the basic fuel injection amount is corrected based on the upstream feedback correction value based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor and the downstream feedback correction value based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor. A fuel injection amount is calculated. Then, by instructing the fuel injection device to inject the fuel of the command fuel injection amount, the fuel is injected in the intake passage or the combustion chamber.

ここで、上述の上流側及び下流側フィードバックには、通常、比例・積分制御(PI制御)又は比例・積分・微分制御(PID制御)が用いられる。なぜなら、このPI制御及びPID制御における積分項(I項)には、フィードバック制御における所謂定常偏差を補償し、実際の空燃比を目標空燃比に収斂させる効果があるからである。   Here, proportional / integral control (PI control) or proportional / integral / differential control (PID control) is usually used for the above-described upstream side and downstream side feedback. This is because the integral term (I term) in the PI control and PID control has an effect of compensating a so-called steady-state deviation in the feedback control and converging the actual air-fuel ratio to the target air-fuel ratio.

ところで、上述した従来の空燃比制御装置においては、エアフローメータへの汚れや異物付着等によるエアフローメータの測定誤差によって、筒内吸入空気量の算出値と実際の筒内吸入空気量との間に誤差が生じることがあった。そして、この誤差を含んだ筒内吸入空気量の算出値を用いて基本燃料噴射量が算出されることにより、基本燃料噴射量の算出にも誤差が生じることがあった。また、燃料噴射装置周辺の機構的要因(燃料噴射装置の燃料噴射性能のばらつきや、燃料噴射装置の目詰まり等)によって、指令燃料噴射量と実際の燃料噴射量との間に誤差が生じることがあった。(上述のような、筒内吸入空気量算出の誤差に起因する基本燃料噴射量算出の誤差や、燃料噴射装置周辺の機構的要因による燃料噴射量の誤差を、併せて、以下「混合気供給系の機構的誤差」と総称する。)   By the way, in the above-described conventional air-fuel ratio control device, due to the measurement error of the air flow meter due to dirt on the air flow meter or adhesion of foreign matter, the calculated value of the in-cylinder intake air amount is between the actual in-cylinder intake air amount. An error sometimes occurred. Further, since the basic fuel injection amount is calculated using the calculated value of the in-cylinder intake air amount including this error, an error may occur in the calculation of the basic fuel injection amount. In addition, an error may occur between the command fuel injection amount and the actual fuel injection amount due to mechanical factors around the fuel injection device (variation in fuel injection performance of the fuel injection device, clogging of the fuel injection device, etc.). was there. (The above-mentioned error in calculating the basic fuel injection amount due to the error in calculating the in-cylinder intake air amount and the error in the fuel injection amount due to mechanical factors around the fuel injection device are also referred to as “the mixture supply”. Collectively referred to as “mechanical error of the system”.)

この点、上述の積分項を含む上流側フィードバック又は下流側フィードバックによれば、当該積分項の定常偏差補償作用によって上述の混合気供給系の機構的誤差を補償し得るものの、混合気供給系の機構的誤差が急に変化した場合(例えばエアフローメータへの異物付着や燃料噴射装置の目詰まり発生の直後の場合)の補償については改善の余地があった。すなわち、上述の混合気供給系の機構的誤差の急な変化を補償するための、適切なフィードバック補正値が得られるためには、来歴経過が積算されることでなされる積分項の計算等のための相応の手順や時間を要していた。このため、上述の積分項では混合気供給系の機構的誤差の急な変化に対する迅速な補償が達成されず、一時的なエミッションの悪化が発生することが懸念された。   In this regard, according to the upstream feedback or the downstream feedback including the above-described integral term, although the mechanical error of the above-described mixture supply system can be compensated by the steady deviation compensation action of the integral term, There is room for improvement in compensation when the mechanical error changes suddenly (for example, immediately after foreign matter adhering to the air flow meter or clogging of the fuel injection device). That is, in order to obtain an appropriate feedback correction value to compensate for the sudden change in the mechanical error of the above-described mixture supply system, the calculation of the integral term performed by integrating the history history, etc. It took appropriate steps and time. For this reason, in the above-mentioned integral term, quick compensation for a sudden change in the mechanical error of the air-fuel mixture supply system is not achieved, and there is a concern that temporary emission deterioration may occur.

また、一般に、内燃機関においては、燃料タンク中で液体燃料が蒸発して燃料ガスが発生するので、この燃料ガスが大気中に放出されることを防止するために、蒸発燃料処理機構が設けられている。この蒸発燃料処理機構は、機関停止中に燃料タンクにて発生する燃料ガスを吸蔵し、この吸蔵された燃料ガスを機関の運転中に脱離して吸気通路に放出するように構成されたキャニスタを備えている。また、機関運転中においても、燃料噴射装置(インジェクタ)と燃料タンクとの間の燃料循環経路にて循環している液体燃料は、インジェクタ付近にて燃焼室からの伝熱により加熱され、この加熱された液体燃料が燃料タンクに戻ったときに、高温となった燃料が燃料タンク中で蒸発することで燃料ガスが発生する。そこで、上述のキャニスタを備える他、機関運転中のインジェクタ付近における燃料加熱に起因して発生する燃料タンク中の燃料ガスを直接に吸気通路に放出するように蒸発燃料処理機構が構成されるのが通常である。   In general, in an internal combustion engine, liquid fuel is evaporated in a fuel tank to generate fuel gas, and therefore an evaporated fuel processing mechanism is provided to prevent the fuel gas from being released into the atmosphere. ing. This evaporative fuel processing mechanism stores a canister configured to occlude fuel gas generated in a fuel tank while the engine is stopped, and to desorb the occluded fuel gas during operation of the engine and release it to the intake passage. I have. Even during engine operation, the liquid fuel circulating in the fuel circulation path between the fuel injector (injector) and the fuel tank is heated by heat transfer from the combustion chamber in the vicinity of the injector. When the liquid fuel thus returned returns to the fuel tank, the fuel that has reached a high temperature evaporates in the fuel tank to generate fuel gas. Therefore, in addition to the above-mentioned canister, the evaporative fuel processing mechanism is configured so that the fuel gas in the fuel tank generated due to fuel heating in the vicinity of the injector during engine operation is directly discharged to the intake passage. It is normal.

ここで、キャニスタから吸気通路に導入される脱離燃料ガス(キャニスタパージガス)や、キャニスタによって吸蔵されることなく燃料タンクから直接吸気通路に導入される蒸発燃料ガス(タンクベーパー)により、上述の空燃比フィードバック制御系が大きな外乱を受けることがある(なお、キャニスタパージガスとタンクベーパーとを総称する場合、以下「エバポガス(evaporated fuel gas)」と略称する。また、吸気通路へのキャニスタパージガス導入とタンクベーパー導入とを総称する場合、以下「エバポパージ」又は単に「パージ」と略称する。)。そして、このようなエバポパージの場合にも、上述のフィードバック制御の積分項では迅速な補償が達成されず、一時的なエミッションの悪化が発生することが懸念された。   Here, the above-described empty fuel gas is released by the desorbed fuel gas (canister purge gas) introduced from the canister into the intake passage or the evaporated fuel gas (tank vapor) introduced directly from the fuel tank into the intake passage without being occluded by the canister. The fuel-fuel ratio feedback control system may be subject to a large disturbance (hereinafter, the canister purge gas and the tank vapor are collectively referred to as “evaporated fuel gas.” In addition, the introduction of the canister purge gas into the intake passage and the tank) (The vapor introduction is generally referred to as “evaporation purge” or simply “purge”.) Even in the case of such an evaporative purge, there has been a concern that rapid compensation is not achieved with the integral term of the feedback control described above, and that temporary emission deterioration occurs.

そこで、エバポパージが行われる場合、当該エバポパージによる空燃比リッチシフト分の燃料量(以下、「余剰燃料量」と称する。)を比較的正確に求めて基本燃料噴射量から差し引くことで、エバポパージによる空燃比の急変を可及的に回避することが必要となる。すなわち、この余剰燃料量に対応するパージ学習値の取得(以下、「パージ学習」と称する)が必要となる。そして、従来の空燃比制御装置においては、このパージ学習を行うものがあったが、かかる従来の空燃比制御装置においても、このパージ学習を比較的正確に行うためには、通常の空燃比制御とは異なる特別なパージ学習制御のための制御系を別途設ける必要があり、空燃比制御系が複雑化するという問題があった。   Therefore, when the evaporative purge is performed, the amount of fuel corresponding to the air-fuel ratio rich shift by the evaporative purge (hereinafter referred to as “excess fuel amount”) is relatively accurately obtained and subtracted from the basic fuel injection amount, so that the It is necessary to avoid sudden changes in the fuel ratio as much as possible. That is, it is necessary to acquire a purge learning value corresponding to this surplus fuel amount (hereinafter referred to as “purge learning”). Some conventional air-fuel ratio control devices perform this purge learning. However, even in such conventional air-fuel ratio control devices, in order to perform this purge learning relatively accurately, ordinary air-fuel ratio control is performed. It is necessary to provide a separate control system for purge learning control different from the above, and there is a problem that the air-fuel ratio control system becomes complicated.

本発明は、上述した従来の空燃比制御装置の有する問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、混合気供給系の機構的誤差をより簡易かつ迅速に補償しつつ、エバポパージ時の空燃比変動に対する迅速な補償を行うとともに、比較的精度の良いパージ学習を簡易に行うことができ、以てエバポパージに起因するエミッション悪化を可及的に抑制して好適な空燃比制御を維持することができる、好適な内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-described problems of the conventional air-fuel ratio control device, and its purpose is to easily and quickly compensate for the mechanical error of the air-fuel mixture supply system while evaporating the purge. This makes it possible to quickly compensate for fluctuations in the air-fuel ratio at the same time, and to easily perform purge learning with relatively high accuracy, thereby suppressing the deterioration of emissions caused by evaporation purge as much as possible and performing suitable air-fuel ratio control. An object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine that can be maintained.

かかる目的を達成するため、本発明は、燃焼室と、その燃焼室に接続された吸気通路及び排気通路と、燃料タンク中で蒸発した燃料に基づく燃料ガスを前記吸気通路に導入可能に構成された燃料ガス導入路と、指令燃料噴射量の燃料の噴射指示を受けることにより前記燃料タンクから輸送されて来た液体燃料を前記吸気通路又は燃焼室にて噴射する燃料噴射装置と、前記排気通路に配設された触媒装置と、その触媒装置よりも上流の前記排気通路に配設された上流側空燃比センサとを備えた内燃機関に適用される空燃比制御装置が、以下の構成を備えたことを特徴としている。   In order to achieve such an object, the present invention is configured such that a combustion chamber, an intake passage and an exhaust passage connected to the combustion chamber, and a fuel gas based on fuel evaporated in a fuel tank can be introduced into the intake passage. A fuel gas introduction path, a fuel injection device for injecting liquid fuel transported from the fuel tank in the intake passage or the combustion chamber by receiving an instruction to inject fuel of a command fuel injection amount, and the exhaust passage An air-fuel ratio control device applied to an internal combustion engine that includes a catalyst device disposed in the engine and an upstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst device has the following configuration. It is characterized by that.

第1に、本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、少なくとも前記内燃機関の運転速度及び前記吸気通路における空気流量に基づいて目標空燃比に対応する今回の燃料噴射量の推定値を基本燃料噴射量として取得する基本燃料噴射量取得部と、フィルタを含む演算処理部を有しており前記目標空燃比と前記上流側空燃比センサの検出信号と過去の前記指令燃料噴射量とに基づいて前記演算処理部で演算処理することで前記基本燃料噴射量を補正するための基本燃料噴射量補正値に対応する演算結果を取得する基本燃料噴射量補正値取得部と、少なくとも前記演算結果(及び好適には前記基本燃料噴射量と)に基づいて今回の指令燃料噴射量を算出する指令燃料噴射量算出部と、前記燃料ガス導入路を介して前記吸気通路に前記燃料ガスが導入されている燃料ガス導入時に、前記基本燃料噴射量補正値取得部における前記演算結果に基づいて、前記燃料ガスの濃度に基づく空燃比学習値であるパージ学習値を取得するパージ学習部と、を備える。   First, the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention uses the estimated value of the current fuel injection amount corresponding to the target air-fuel ratio based on at least the operating speed of the internal combustion engine and the air flow rate in the intake passage as a basic fuel. A basic fuel injection amount acquisition unit that acquires the injection amount; and an arithmetic processing unit that includes a filter, based on the target air-fuel ratio, the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor, and the past commanded fuel injection amount A basic fuel injection amount correction value acquisition unit that acquires a calculation result corresponding to a basic fuel injection amount correction value for correcting the basic fuel injection amount by performing arithmetic processing in the arithmetic processing unit; and at least the calculation result (and Preferably, the fuel gas is introduced into the intake passage through the fuel gas introduction passage, and a command fuel injection amount calculation unit that calculates the current fuel injection amount based on the basic fuel injection amount). A purge learning unit that acquires a purge learning value that is an air-fuel ratio learning value based on the concentration of the fuel gas based on the calculation result in the basic fuel injection amount correction value acquisition unit when the fuel gas is introduced. .

そして、前記基本燃料噴射量補正値取得部は、前記パージ学習部にて前記パージ学習値を取得する場合に使用される第1のフィルタと、前記燃料ガス導入時にて前記指令燃料噴射量算出部に供される前記演算結果を取得する場合に使用される第2のフィルタと、を備え、前記第1のフィルタと第2のフィルタとは、フィルタの応答性に関するパラメータが異なるように構成されている(なお、ここで、前記基本燃料噴射量補正値取得部にて取得される値を単に「基本燃料噴射量補正値」と称さずに「基本燃料噴射量補正値に対応する演算結果」と称しているのは、前記第1のフィルタに基づいて取得される値が基本燃料噴射量の補正のために用いられずにパージ学習にのみ用いられる場合があり得ることに鑑みたものである。)。   The basic fuel injection amount correction value acquisition unit includes a first filter used when the purge learning unit acquires the purge learning value, and the command fuel injection amount calculation unit when the fuel gas is introduced. And a second filter used when acquiring the calculation result provided to the first filter, wherein the first filter and the second filter are configured so that parameters relating to the response of the filter are different. (Here, the value acquired by the basic fuel injection amount correction value acquisition unit is not simply referred to as “basic fuel injection amount correction value”, but “calculation result corresponding to the basic fuel injection amount correction value”) The reason is that the value acquired based on the first filter may not be used for correcting the basic fuel injection amount but may be used only for purge learning. ).

換言すれば、前記基本燃料噴射量補正値取得部は、前記演算処理部のフィルタとして、フィルタの応答性に関するパラメータが異なる第1のフィルタと第2のフィルタとを備えていて、前記燃料ガス導入時にて、前記第1のフィルタを使用して前記パージ学習部に供される前記基本燃料噴射量補正値(に対応する演算結果)を取得するとともに前記第2のフィルタを使用して前記指令燃料噴射量算出部に供される前記基本燃料噴射量補正値(に対応する演算結果)を取得するように構成されている。   In other words, the basic fuel injection amount correction value acquisition unit includes, as the filter of the arithmetic processing unit, a first filter and a second filter having different parameters related to filter responsiveness, and the fuel gas introduction Sometimes, using the first filter, the basic fuel injection amount correction value (corresponding to the calculation result) provided to the purge learning unit is obtained and the command fuel is used using the second filter. The basic fuel injection amount correction value (calculation result corresponding to) provided to the injection amount calculation unit is acquired.

かかる構成を有する本発明の空燃比制御装置によれば、まず、少なくとも内燃機関の運転速度及び前記吸気通路における空気流量に基づいて基本燃料噴射量が取得される。次に、この取得された基本燃料噴射量に基づいて燃料噴射装置にて実際に噴射される燃料噴射量が、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を目標空燃比とするために必要な燃料噴射量(以下、単に「必要燃料噴射量」という。)となるように、前記目標空燃比と前記上流側空燃比センサの検出信号と過去の前記指令燃料噴射量とに基づいて前記演算処理部で演算処理することで、前記基本燃料噴射量を補正するための基本燃料噴射量補正値に対応する演算結果の取得(基本燃料噴射量補正値の取得)が行われる。より具体的には、例えば以下の通りに行われる。   According to the air-fuel ratio control apparatus of the present invention having such a configuration, first, the basic fuel injection amount is acquired based on at least the operating speed of the internal combustion engine and the air flow rate in the intake passage. Next, the fuel injection amount actually injected by the fuel injection device based on the acquired basic fuel injection amount is set so that the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber becomes the target air-fuel ratio. Based on the target air-fuel ratio, the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor, and the command fuel injection amount in the past so that the required fuel injection amount (hereinafter simply referred to as “necessary fuel injection amount”) is obtained. By performing arithmetic processing in the arithmetic processing unit, acquisition of a calculation result (acquisition of a basic fuel injection amount correction value) corresponding to the basic fuel injection amount correction value for correcting the basic fuel injection amount is performed. More specifically, for example, it is performed as follows.

一般に、燃料噴射量と空燃比との積は筒内吸入空気量に相当するところ、燃焼室内に吸入される筒内吸入空気量が一定であるという仮定のもとでは、燃料噴射量と空燃比との積が一定となる。また、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比は、上流側空燃比センサの検出空燃比に反映される。よって、燃料噴射量と空燃比との積が一定であるという前提の下では、前記検出空燃比と、その検出空燃比に対応する燃料噴射時の指令燃料噴射量との積は、目標空燃比と、前記必要燃料噴射量の燃料を実際に噴射するために今回燃料噴射装置に指示すべき燃料噴射量(以下、単に「目標燃料噴射指令値」という。)との積と等しくなるという関係が成立する。そして、このような関係を基礎として、目標空燃比と前記上流側空燃比センサの検出信号と過去の前記指令燃料噴射量とに基づいて所定の演算処理を行い、この演算結果を用いることで、基本燃料噴射量に対する補正値としての基本燃料噴射量補正値が算出できる。例えば、前記検出空燃比とその検出空燃比に対応する燃料噴射時の指令燃料噴射量との積を、目標空燃比と前記基本燃料噴射量との積で除すれば、前記目標燃料噴射指令値を得るための基本燃料噴射量補正値(に対応する演算結果)としての補正係数が簡易な計算で得られる。   In general, the product of the fuel injection amount and the air-fuel ratio corresponds to the in-cylinder intake air amount. Under the assumption that the in-cylinder intake air amount sucked into the combustion chamber is constant, the fuel injection amount and the air-fuel ratio. The product of and becomes constant. Further, the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is reflected in the detected air-fuel ratio of the upstream air-fuel ratio sensor. Therefore, on the assumption that the product of the fuel injection amount and the air-fuel ratio is constant, the product of the detected air-fuel ratio and the command fuel injection amount at the time of fuel injection corresponding to the detected air-fuel ratio is the target air-fuel ratio. And a fuel injection amount (hereinafter simply referred to as “target fuel injection command value”) that should be instructed to the current fuel injection device in order to actually inject the required fuel injection amount. To establish. And based on such a relationship, based on the target air-fuel ratio, the detection signal of the upstream-side air-fuel ratio sensor and the past command fuel injection amount, a predetermined calculation process is performed, and by using this calculation result, A basic fuel injection amount correction value as a correction value for the basic fuel injection amount can be calculated. For example, if the product of the detected air-fuel ratio and the command fuel injection amount at the time of fuel injection corresponding to the detected air-fuel ratio is divided by the product of the target air-fuel ratio and the basic fuel injection amount, the target fuel injection command value A correction coefficient as a basic fuel injection amount correction value (a calculation result corresponding to) is obtained by a simple calculation.

そして、このようにして得られた演算結果に基づいて、前記目標燃料噴射指令値に相当する値としての補正後基本燃料噴射量が得られ、この得られた補正後基本燃料噴射量に基づいて、今回の指令燃料噴射量が算出され、この算出された今回の指令燃料噴射量に基づく燃料の噴射指示が燃料噴射装置に対してなされる。   Then, based on the calculation result thus obtained, a corrected basic fuel injection amount as a value corresponding to the target fuel injection command value is obtained, and based on the obtained corrected basic fuel injection amount. The current command fuel injection amount is calculated, and a fuel injection instruction based on the calculated current command fuel injection amount is given to the fuel injection device.

このように、前記構成によれば、必要燃料噴射量の燃料噴射を行うための目標燃料噴射指令値が、過去の指令燃料噴射量と(当該過去の指令燃料噴射量に対応した燃料噴射時における実際の空燃比に相当する)上流側空燃比センサの検出空燃比と目標空燃比とを用いて簡易な計算によって直接算出され、混合気吸気系の機構的誤差が(空燃比フィードバックとは独立に)直接補償される。   Thus, according to the above configuration, the target fuel injection command value for performing the fuel injection of the required fuel injection amount is the past command fuel injection amount and the fuel injection time corresponding to the past command fuel injection amount at the time of fuel injection. It is directly calculated by simple calculation using the air-fuel ratio detected by the upstream air-fuel ratio sensor (corresponding to the actual air-fuel ratio) and the target air-fuel ratio, and the mechanical error of the air-fuel mixture system (independent of air-fuel ratio feedback) ) Directly compensated.

また、パージ学習部は、前記燃料ガス導入路を介して前記吸気通路に前記燃料ガス(パージガス)が導入されている燃料ガス導入時(パージ時)に、前記基本燃料噴射量補正値取得部における前記演算結果に基づいて、前記パージガス中の燃料濃度(以下パージガス濃度と略称する)に基づく空燃比学習値であるパージ学習値を取得する。   In addition, the purge learning unit is configured to perform the basic fuel injection amount correction value acquisition unit when the fuel gas (purge gas) is introduced into the intake passage via the fuel gas introduction path (when purging). Based on the calculation result, a purge learning value that is an air-fuel ratio learning value based on a fuel concentration in the purge gas (hereinafter abbreviated as a purge gas concentration) is acquired.

すなわち、例えば、パージ時と非パージ時(燃料ガス導入が行われていない燃料ガス非導入時)とで内燃機関の運転速度や前記吸気通路における空気流量等が同一の場合、基本燃料噴射量取得部により取得される(補正前の)基本燃料噴射量や、混合気吸気系の機構的誤差が、パージ時と非パージ時とで同一となる。よって、パージ時における上流側空燃比センサの空燃比出力に基づいて取得される前記演算結果は、エバポパージによるリッチ側への空燃比変動を補償するための基本燃料噴射量の補正に使用すべき適切な値となり得る。   That is, for example, if the operating speed of the internal combustion engine and the air flow rate in the intake passage are the same at the time of purging and at the time of non-purging (when the fuel gas is not introduced), the basic fuel injection amount is acquired. The basic fuel injection amount (before correction) acquired by the control unit and the mechanical error of the air-fuel mixture intake system are the same when purging and when not purging. Therefore, the calculation result acquired based on the air-fuel ratio output of the upstream air-fuel ratio sensor at the time of purging is an appropriate value that should be used for correcting the basic fuel injection amount to compensate for the rich air-fuel ratio fluctuation due to evaporation purge. Can be a good value.

したがって、例えば、このパージ時に取得される前記演算結果をパージ学習値として逐次学習(記憶)しておくことによって、エバポパージの際の適切な空燃比制御の維持のために活用され得るパージ学習値が簡易に取得される。例えば、次回のパージ時に、パージ開始時点よりこのパージ学習値を用いて基本燃料噴射量補正を行うことで、パージ開始直後における空燃比変動によるエミッション悪化を可及的に抑制し得る。   Therefore, for example, by sequentially learning (storing) the calculation result acquired at the time of purging as a purge learning value, a purge learning value that can be utilized for maintaining appropriate air-fuel ratio control at the time of evaporation purge is obtained. It is easily acquired. For example, at the time of the next purge, by performing the basic fuel injection amount correction using the purge learning value from the purge start time, it is possible to suppress the deterioration of the emission due to the air-fuel ratio fluctuation immediately after the purge starts as much as possible.

このように、前記構成によれば、パージ学習が、基本燃料噴射量補正値取得部における基本燃料噴射量補正値取得のための演算処理部の演算結果(本来、「基本燃料噴射量補正値」と称される値)を流用することで、特別なパージ学習部を設けることなく簡易にパージ学習が行われ得る。   Thus, according to the above-described configuration, the purge learning is performed by the calculation result of the calculation processing unit (originally “basic fuel injection amount correction value”) for acquiring the basic fuel injection amount correction value in the basic fuel injection amount correction value acquisition unit. By pursuing a value referred to as “purge”, purge learning can be easily performed without providing a special purge learning unit.

ここで、本発明の前記構成の特徴は、特に、前記基本燃料噴射量補正値取得部は、前記パージ学習部にて前記パージ学習値を取得する場合に使用される第1のフィルタと、前記燃料ガス導入時にて前記指令燃料噴射量算出部に供される前記演算結果を取得する場合に使用される第2のフィルタと、を備え、前記第1のフィルタと第2のフィルタとは、フィルタの応答性に関するパラメータ(以下、単に「応答性パラメータ」と称する。)が異なることにある。   Here, the feature of the configuration of the present invention is that, in particular, the basic fuel injection amount correction value acquisition unit uses the first filter used when the purge learning unit acquires the purge learning value, A second filter used when acquiring the calculation result provided to the command fuel injection amount calculation unit when the fuel gas is introduced, and the first filter and the second filter are filters The parameters relating to the responsiveness (hereinafter simply referred to as “responsiveness parameters”) are different.

すなわち、例えば、内燃機関が過渡運転状態にある場合、内燃機関内部におけるガスの流動状態が大きく変動するため、前記基本燃料噴射量取得部により取得される基本燃料噴射量や、排気ガスの実際の空燃比も、所定の周波数を超える高周波数で激しく変動し得る。このような場合、上述のような燃料噴射量と空燃比との積が一定となるという前提が崩れたり、基本燃料噴射量補正値に対応する前記演算結果が前記所定の周波数を超える高周波で振動したりすること等によって、前記基本燃料噴射量補正値が適切な値とならなくなる可能性がある。そこで、前記演算結果を得る際に、前記所定の周波数を超える高周波数をカットするフィルタ処理(好適にはローパスフィルタ処理)を施すことによって、適切な基本燃料噴射量の補正値が、簡易な計算で、かつより一層精度良く算出され得る。かかる観点からすれば、一般的な空燃比フィードバック制御系における前記積分項と対比した場合の基本燃料噴射量補正の迅速性を損なわない範囲で、前記応答性パラメータは応答性を抑える方向の(ローパスフィルタの場合は時定数が大きい)値であることが好ましい。   That is, for example, when the internal combustion engine is in a transient operation state, the gas flow state inside the internal combustion engine greatly fluctuates, so the basic fuel injection amount acquired by the basic fuel injection amount acquisition unit or the actual exhaust gas The air-fuel ratio can also fluctuate drastically at high frequencies exceeding a predetermined frequency. In such a case, the assumption that the product of the fuel injection amount and the air-fuel ratio is constant is lost, or the calculation result corresponding to the basic fuel injection amount correction value vibrates at a high frequency exceeding the predetermined frequency. Or the like, the basic fuel injection amount correction value may not be an appropriate value. Therefore, when the calculation result is obtained, an appropriate correction value of the basic fuel injection amount can be easily calculated by performing a filter process (preferably a low-pass filter process) that cuts a high frequency exceeding the predetermined frequency. And can be calculated with higher accuracy. From this point of view, the responsiveness parameter is in a direction that suppresses responsiveness (low-pass) within a range that does not impair the quickness of basic fuel injection amount correction when compared with the integral term in a general air-fuel ratio feedback control system. In the case of a filter, the value is preferably large.

一方、上述のように前記演算結果を取得しているとき、エバポガスが吸気通路に導入されるエバポパージが行われることがあるが、このエバポパージは空燃比制御系における大きな外乱であり、これにより一時的にエミッションが悪化する可能性がある。そこで、この大きな外乱を迅速に補償してエミッション悪化を可及的に抑制するためには、前記応答性パラメータは応答性を高める方向の(ローパスフィルタの場合は時定数が小さい)値であることが好ましい。   On the other hand, when the calculation result is acquired as described above, an evaporative purge in which the evaporative gas is introduced into the intake passage may be performed. This evaporative purge is a large disturbance in the air-fuel ratio control system, and thus temporarily There is a possibility that the emission will deteriorate. Therefore, in order to quickly compensate for this large disturbance and suppress the emission deterioration as much as possible, the responsiveness parameter should have a value that increases the responsiveness (in the case of a low-pass filter, the time constant is small). Is preferred.

もっとも、パージ学習を行う際には、パージ学習の基礎となる前記基本燃料噴射量補正値取得部における前記演算結果が高い周波数で振動していては、精度良い学習が行われ得ない。よって、パージ学習の際には、前記応答性パラメータは応答性を抑える方向の(ローパスフィルタの場合は時定数が大きい)値であることが好ましい。   However, when performing purge learning, accurate learning cannot be performed if the calculation result in the basic fuel injection amount correction value acquisition unit that is the basis of purge learning vibrates at a high frequency. Therefore, at the time of purge learning, it is preferable that the responsiveness parameter is a value that suppresses responsiveness (in the case of a low-pass filter, the time constant is large).

以上のことから、パージ中は、応答性を高める方向の(ローパスフィルタの場合は時定数が小さい)前記応答性パラメータを有する前記第2のフィルタの出力に基づく前記演算結果に基づいて得られた基本燃料噴射量補正値によって、エバポパージによる空燃比変動が可及的に迅速に補償されつつ、応答性を抑える方向の(ローパスフィルタの場合は時定数が大きい)前記応答性パラメータを有する前記第1のフィルタの出力に基づくパージ学習値によって、精度良いパージ学習が行われ得る。   From the above, during purging, it was obtained based on the calculation result based on the output of the second filter having the response parameter in the direction of increasing the response (in the case of a low-pass filter, the time constant is small). The first responsiveness parameter having the responsiveness parameter (in the case of a low-pass filter having a large time constant) in a direction of suppressing responsiveness while compensating for air-fuel ratio fluctuation due to evaporation purge as quickly as possible by the basic fuel injection amount correction value. With the purge learning value based on the output of the filter, purge learning can be performed with high accuracy.

そして、より好適には、パージ時の基本燃料噴射量補正は、以下のように行われる。すなわち、パージ開始直後の所定時間においては、基本燃料噴射量補正値が前記パージ学習値(過去のパージ時の基本燃料噴射量補正値)に基づいて取得される。すると、今回のパージ開始当初より、基本燃料噴射量取得部による補正前の基本燃料噴射量算出値から前記余剰燃料量が予め差し引かれ得ることとなるので、エバポパージによる実際の空燃比の急変が可及的に回避され得る。そして、前記所定時間経過後は、現時点での上流側空燃比センサの空燃比出力等に基づく第2のフィルタ等の演算処理部による演算結果に基づいて基本燃料噴射量補正値が取得される。   More preferably, the basic fuel injection amount correction at the time of purging is performed as follows. That is, during a predetermined time immediately after the start of purging, the basic fuel injection amount correction value is acquired based on the purge learning value (basic fuel injection amount correction value at the past purge). Then, since the surplus fuel amount can be subtracted in advance from the basic fuel injection amount calculation value before correction by the basic fuel injection amount acquisition unit from the beginning of the current purge, sudden change of the actual air-fuel ratio due to evaporation purge is possible. It can be avoided as much as possible. After the predetermined time has elapsed, the basic fuel injection amount correction value is acquired based on the calculation result by the calculation processing unit such as the second filter based on the air-fuel ratio output of the upstream air-fuel ratio sensor at the present time.

ここで、前記第1のフィルタは、非パージ時にて前記指令燃料噴射量算出部に供される前記演算結果を取得する場合にも使用されるように構成されることが好ましい。すなわち、かかる構成によれば、前記第1のフィルタの出力は、パージ時と非パージ時とに拘らず使用される。そして、この第1のフィルタの出力に基づく前記基本燃料噴射量補正値取得部の前記演算結果は、非パージ時には基本燃料噴射量補正値の取得に使用され、パージ時にはパージ学習に使用される。一方、前記第2のフィルタの出力に基づく前記基本燃料噴射量補正値取得部の前記演算結果は、パージ時には基本燃料噴射量補正値の取得に使用されるが、非パージ時には基本燃料噴射量補正値の取得には使用されない。これにより、非パージ時における安定した精度良い基本燃料噴射量補正を行うための基本燃料噴射量補正値を取得すべき新たな手段を別途設けなくても、パージ時と非パージ時との双方について適切な空燃比制御の維持と簡易かつ正確なパージ学習とがともに達成され得る。   Here, it is preferable that the first filter is configured to be used also when the calculation result supplied to the command fuel injection amount calculation unit is acquired at the time of non-purge. That is, according to such a configuration, the output of the first filter is used regardless of whether it is purged or not. The calculation result of the basic fuel injection amount correction value acquisition unit based on the output of the first filter is used to acquire a basic fuel injection amount correction value when not purged, and is used for purge learning when purging. On the other hand, the calculation result of the basic fuel injection amount correction value acquisition unit based on the output of the second filter is used to acquire the basic fuel injection amount correction value during purge, but the basic fuel injection amount correction during non-purge. It is not used to get the value. As a result, both a purge time and a non-purge time can be obtained without providing a new means for obtaining a basic fuel injection amount correction value for performing stable and accurate basic fuel injection amount correction at the time of non-purge. Both maintenance of appropriate air-fuel ratio control and simple and accurate purge learning can be achieved.

第2に、本発明の空燃比制御装置においては、前記上流側空燃比センサの検出信号に基づく空燃比フィードバック補正値である上流側フィードバック補正値を算出する上流側フィードバック補正値算出部を備え、前記指令燃料噴射量算出部は、前記基本燃料噴射量補正部で補正された基本燃料噴射量を前記上流側フィードバック補正値で補正するように構成されることが好ましい。かかる構成によれば、基本燃料噴射量補正部により迅速な基本燃料噴射量の補正を行いつつ、上流側フィードバック制御によって過渡運転状態における空燃比変動に対する補償が行われる。   Second, the air-fuel ratio control apparatus of the present invention includes an upstream feedback correction value calculation unit that calculates an upstream feedback correction value that is an air-fuel ratio feedback correction value based on a detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor, The command fuel injection amount calculation unit is preferably configured to correct the basic fuel injection amount corrected by the basic fuel injection amount correction unit with the upstream feedback correction value. According to this configuration, the basic fuel injection amount correction unit performs quick correction of the basic fuel injection amount, and compensation for air-fuel ratio fluctuation in the transient operation state is performed by upstream feedback control.

また、前記上流側フィードバック補正値算出部においては、上流側空燃比センサの出力値に基づいて各種の演算処理が行われることによって、フィードバック補正値が算出されるが、かかる演算処理の際には、所定の上流側目標値を考慮するように構成してもよい。すなわち、上流側フィードバック補正値算出部は、(1)上流側空燃比センサの出力値と所定の上流側目標値との相違に起因する値を所定のハイパスフィルタ処理した後の値、又は(2)上流側空燃比センサの出力値を所定のハイパスフィルタ処理した後の値、に基づいて上流側フィードバック補正値を算出する。なお、前記(1)の場合、所定の上流側目標値は、前記目標空燃比に相当する値であることが好ましい。また、前記の「上流側空燃比センサの出力値と所定の上流側目標値との相違に起因する値」の具体例としては、例えば、センサの出力値と目標値との差、センサの出力値に相当する検出空燃比(実空燃比)と目標値に相当する目標空燃比との差、筒内吸入空気量をセンサの出力値に相当する検出空燃比で除した値である実際の筒内燃料供給量と同筒内吸入空気量を目標値に相当する目標空燃比で除した値である目標筒内燃料供給量との差、等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。   Further, the upstream feedback correction value calculation unit calculates a feedback correction value by performing various arithmetic processes based on the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. The predetermined upstream target value may be considered. That is, the upstream feedback correction value calculation unit (1) is a value obtained by subjecting a value resulting from a difference between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and a predetermined upstream target value to a predetermined high-pass filter processing, or (2 ) An upstream feedback correction value is calculated based on a value obtained by subjecting the output value of the upstream air-fuel ratio sensor to a predetermined high-pass filter process. In the case of (1), the predetermined upstream target value is preferably a value corresponding to the target air-fuel ratio. In addition, specific examples of the “value resulting from the difference between the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the predetermined upstream target value” include, for example, the difference between the sensor output value and the target value, the sensor output The actual cylinder that is the difference between the detected air-fuel ratio corresponding to the value (actual air-fuel ratio) and the target air-fuel ratio corresponding to the target value, and the cylinder intake air amount divided by the detected air-fuel ratio corresponding to the output value of the sensor The difference between the in-cylinder fuel supply amount and the in-cylinder intake air amount by the target in-cylinder fuel supply amount that is a value obtained by dividing the in-cylinder intake air amount by the target air-fuel ratio corresponding to the target value, and the like are mentioned. .

第3に、本発明の空燃比制御装置においては、前記触媒装置よりも下流の前記排気通路に配設された下流側空燃比センサをも備えた内燃機関を対象とするものであって、前記下流側空燃比センサの検出信号に基づく空燃比フィードバック補正値である下流側フィードバック補正値を算出する下流側フィードバック補正値算出部を備え、前記指令燃料噴射量算出部は、前記基本燃料噴射量補正部によって補正された基本燃料噴射量を前記下流側フィードバック補正値で補正するように構成された場合に特に好適に作用する。   Third, the air-fuel ratio control apparatus of the present invention is directed to an internal combustion engine that also includes a downstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage downstream of the catalyst device, A downstream feedback correction value calculation unit that calculates a downstream feedback correction value that is an air-fuel ratio feedback correction value based on a detection signal of the downstream air-fuel ratio sensor, and the command fuel injection amount calculation unit includes the basic fuel injection amount correction This is particularly suitable when the basic fuel injection amount corrected by the unit is corrected with the downstream feedback correction value.

かかる構成おいて、下流側フィードバック補正値算出部によるフィードバック補正値は、触媒の排気ガス浄化作用によって小刻みな空燃比変動が吸収され且つ空燃比変動の検知が遅延された下流側空燃比センサの検出信号に基づくものであり、触媒装置の下流側の空燃比の変動として現れうる程度の、所定の周波数以下の低周波数で且つ比較的大きな振幅の空燃比変動を反映したものとなる。一方、基本燃料噴射量の補正は、上述の触媒の排気ガス浄化作用による検出遅延のない上流側空燃比センサの検出信号に基づいて迅速に行われ、且つ下流側フィードバック補正値に影響されずに行われる。このように、前記構成によれば、下流側フィードバック制御により安定した空燃比フィードバック制御を行いつつ、迅速な基本燃料噴射量補正が行われる。   In such a configuration, the feedback correction value by the downstream feedback correction value calculation unit is detected by the downstream air-fuel ratio sensor in which the air-fuel ratio fluctuation is absorbed by the exhaust gas purification action of the catalyst and the detection of the air-fuel ratio fluctuation is delayed. This is based on the signal, and reflects the air-fuel ratio fluctuation with a relatively low amplitude at a low frequency equal to or lower than a predetermined frequency that can appear as a fluctuation in the air-fuel ratio downstream of the catalyst device. On the other hand, the correction of the basic fuel injection amount is quickly performed based on the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor without the detection delay due to the exhaust gas purification action of the catalyst described above, and is not affected by the downstream feedback correction value. Done. Thus, according to the above configuration, the basic fuel injection amount is quickly corrected while performing stable air-fuel ratio feedback control by the downstream feedback control.

特に、(A)前記上流側フィードバック補正値算出部が、上流側空燃比センサの検出信号に基づくフィルタ入力信号をハイパスフィルタ処理したフィルタ出力信号に基づいて、燃料噴射量に対するフィードバック補正値が算出されるように構成されている場合や、(B)上述の(A)の場合に加えて、更に前記下流側フィードバック補正値算出部が、下流側空燃比センサの検出信号に基づくフィルタ入力信号をローパスフィルタ処理したフィルタ出力信号に基づいて、燃料噴射量に対するフィードバック補正値が算出されるように構成されている場合に、本発明の構成が特に好適に作用する。   In particular, (A) the upstream feedback correction value calculation unit calculates a feedback correction value for the fuel injection amount based on a filter output signal obtained by high-pass filtering the filter input signal based on the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor. (B) In addition to the case of (A) described above, the downstream feedback correction value calculator further applies a low-pass filter input signal based on the detection signal of the downstream air-fuel ratio sensor. The configuration of the present invention works particularly well when the feedback correction value for the fuel injection amount is calculated based on the filtered filter output signal.

すなわち、上述の(A)の場合、上流側フィードバック制御においては、上流側空燃比センサの検出信号に基づくハイパスフィルタ出力信号に従って、過渡的な空燃比変動に対する空燃比フィードバック制御がなされる。また、上述の(B)の場合、更に、下流側フィードバック制御においては、下流側空燃比センサの検出信号に基づくローパスフィルタ出力信号に従って、定常的な空燃比変動に対する空燃比フィードバック制御がなされる。そして、これら(A)や(B)の場合、上流側フィードバック制御と下流側フィードバック制御との間には、上述の通り、前者は過渡的な高周波数の空燃比変動に対する補償、後者は定常的な低周波数の空燃比変動に対する補償、というような役割分担が生じる。特に(B)の場合、上流側フィードバック制御に用いられる上流側空燃比センサ検出信号にはハイパスフィルタ処理がなされ、下流側フィードバック制御に用いられる下流側空燃比センサ検出信号にはローパスフィルタ処理がなされるので、上流側フィードバック制御と下流側フィードバック制御とは空燃比変動における異なる周波数帯で作動する。よって、上流側空燃比センサの出力値と下流側空燃比センサの出力値とが目標空燃比に対して互いに逆方向に偏移した空燃比を示した場合であっても、上流側フィードバック制御と下流側フィードバック制御とが互いに干渉を起こして制御がハンチングしてしまうことが可及的に防止される。しかも、上述の通り、上流側フィードバック制御ではハイパスフィルタ処理がなされているため実質的に積分処理ができず、下流側フィードバック制御では触媒の排気ガス浄化作用により空燃比変動検出が遅延する。よって、これらの各フィードバック制御とは独立して上述の基本燃料噴射量補正を行うことで、目標空燃比への安定した空燃比フィードバック制御とともに、混合気供給系の機構的誤差が簡易且つ迅速に補償されるとともに、エバポパージによる大きな空燃比変動に対する迅速な補償が行われる。   That is, in the case of the above-described (A), in the upstream feedback control, the air-fuel ratio feedback control for the transient air-fuel ratio fluctuation is performed according to the high-pass filter output signal based on the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor. Further, in the case of (B) described above, in the downstream feedback control, the air-fuel ratio feedback control for the steady air-fuel ratio fluctuation is performed according to the low-pass filter output signal based on the detection signal of the downstream air-fuel ratio sensor. In the cases (A) and (B), between the upstream side feedback control and the downstream side feedback control, as described above, the former is compensation for transient high-frequency air-fuel ratio fluctuations, and the latter is steady. Thus, a role sharing such as compensation for low-frequency air-fuel ratio fluctuations occurs. In particular, in the case of (B), the high-pass filter processing is performed on the upstream air-fuel ratio sensor detection signal used for the upstream feedback control, and the low-pass filter processing is performed on the downstream air-fuel ratio sensor detection signal used for the downstream feedback control. Therefore, the upstream side feedback control and the downstream side feedback control operate in different frequency bands in the air-fuel ratio fluctuation. Therefore, even when the output value of the upstream air-fuel ratio sensor and the output value of the downstream air-fuel ratio sensor indicate the air-fuel ratio shifted in the opposite directions with respect to the target air-fuel ratio, upstream feedback control and It is prevented as much as possible that the downstream feedback control interferes with each other and the control is hunted. In addition, as described above, high-pass filter processing is performed in the upstream feedback control, so that substantially no integration processing can be performed. In downstream feedback control, detection of air-fuel ratio fluctuations is delayed by the exhaust gas purification action of the catalyst. Therefore, by performing the above-described basic fuel injection amount correction independently of each of these feedback controls, the mechanical error of the air-fuel mixture supply system can be easily and quickly performed together with stable air-fuel ratio feedback control to the target air-fuel ratio. In addition to being compensated, rapid compensation is made for large air-fuel ratio fluctuations due to evaporation purge.

なお、前記下流側フィードバック補正値算出部においては、前記下流側空燃比センサの出力値と所定の下流側目標値との相違に起因する値に基づいて、フィードバック補正値を算出するように構成されることが好ましい。また、前記所定の下流側目標値は、前記目標空燃比に相当する値であることが好ましい。ここで、「下流側空燃比センサの出力値と所定の下流側目標値との相違に起因する値」の具体例については、上述の上流側フィードバック補正値算出部における「上流側空燃比センサの出力値と所定の上流側目標値との相違に起因する値」の具体例と同様である。   The downstream feedback correction value calculation unit is configured to calculate a feedback correction value based on a value resulting from a difference between the output value of the downstream air-fuel ratio sensor and a predetermined downstream target value. It is preferable. The predetermined downstream target value is preferably a value corresponding to the target air-fuel ratio. Here, for a specific example of “a value resulting from the difference between the output value of the downstream air-fuel ratio sensor and the predetermined downstream target value”, the “upstream air-fuel ratio sensor This is the same as a specific example of “a value resulting from a difference between an output value and a predetermined upstream target value”.

また、本発明の空燃比制御装置における前記基本燃料噴射量補正部では、「過去の」指令燃料噴射量が基本燃料噴射量補正に用いられるが、この「過去の」指令燃料噴射量とは、好ましくは、以下の通りのものである。   In the basic fuel injection amount correction unit in the air-fuel ratio control apparatus of the present invention, the “past” command fuel injection amount is used for the basic fuel injection amount correction. Preferably, it is as follows.

すなわち、本発明の好ましい態様としては、前記燃料噴射装置に対する燃料の噴射指示から、当該噴射指示に基づき噴射された燃料の燃焼による排気の空燃比が前記上流側空燃比センサの出力値として現れるまでの遅れ時間を取得する遅れ時間取得部を更に備えている。そして、「過去の」指令燃料噴射量とは、前記遅れ時間だけ前の時点での噴射指示に係る指令燃料噴射量である。   That is, as a preferred aspect of the present invention, from the fuel injection instruction to the fuel injection device until the air-fuel ratio of the exhaust due to the combustion of the fuel injected based on the injection instruction appears as the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. A delay time acquisition unit for acquiring the delay time of the first time. The “past” command fuel injection amount is a command fuel injection amount related to an injection instruction at a time point before the delay time.

一般に、燃料の噴射指示は、吸気行程中或いは吸気行程よりも前の時点にて実行され、噴射された燃料は、その後に到来する圧縮上死点近傍の時点で燃焼室内にて着火されることで燃焼する。そして、この燃焼により発生した排気ガスは、排気弁を介して燃焼室から排気通路へと排出され、その後、排気通路内を移動していくことで上流側空燃比センサの検出部に到達する。更に、排気ガスが上流側空燃比センサの検出部に到達してから、当該排気ガスの空燃比(の変化)が同センサの出力値(の変化)として現れるまでに所定の時間を要する。   In general, the fuel injection instruction is executed during the intake stroke or at a time before the intake stroke, and the injected fuel is ignited in the combustion chamber at a time near the compression top dead center that comes after that. Burn with. The exhaust gas generated by this combustion is discharged from the combustion chamber to the exhaust passage via the exhaust valve, and then moves in the exhaust passage to reach the detection portion of the upstream air-fuel ratio sensor. Further, it takes a predetermined time from when the exhaust gas reaches the detection unit of the upstream air-fuel ratio sensor until the air-fuel ratio (change) of the exhaust gas appears as an output value (change) of the sensor.

以上のことから、燃料の噴射指示から、同噴射指示により噴射された燃料の燃焼に基づく排気ガスの空燃比が前記上流側空燃比センサの出力値として現れるまでの間には、燃焼行程に関する遅れ(行程遅れ)、排気通路内での排気ガスの移動に関する遅れ(輸送遅れ)、及び上流側空燃比センサの応答に関する遅れ(応答遅れ)による遅れ時間が必要である。換言すれば、(現時点での)上流側空燃比センサの出力値は、上述の遅れ時間前に実行された燃料の噴射指示に基づいて発生した排気ガスの空燃比を表す値となる。   From the above, there is a delay related to the combustion stroke between the time when the fuel injection command is issued and the time when the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the combustion of the fuel injected according to the fuel injection command appears as the output value of the upstream air-fuel ratio sensor. (Delay delay), Delay related to movement of exhaust gas in exhaust passage (Transport delay), and Delay related to response of upstream air-fuel ratio sensor (Response delay) are required. In other words, the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (currently) is a value representing the air-fuel ratio of the exhaust gas generated based on the fuel injection instruction executed before the delay time described above.

もっとも、上述した行程遅れ及び輸送遅れに係る時間は、例えば、噴射時期、点火時期、内燃機関の寸法や気筒数等の諸元、エンジン回転速度、筒内吸入空気量、排気通路の断面積等に基づいて簡易に取得することができる。また、応答遅れに係る時間は、上流側空燃比センサの応答特性を予め実験等を通して取得しておくことができる。よって、前記遅れ時間取得部により、前記行程遅れ、輸送遅れ、及び応答遅れによる前記遅れ時間が正確に取得され得る。   However, the time for the above-described stroke delay and transport delay includes, for example, injection timing, ignition timing, specifications such as the size and number of cylinders of the internal combustion engine, engine rotation speed, in-cylinder intake air amount, cross-sectional area of the exhaust passage, etc. Can be easily obtained based on the above. In addition, the response time can be obtained in advance through experiments or the like in advance as response characteristics of the upstream air-fuel ratio sensor. Therefore, the delay time due to the process delay, transport delay, and response delay can be accurately acquired by the delay time acquisition unit.

そこで、基本燃料噴射量の補正値を算出する際、(上流側空燃比センサの出力値として現時点での値を使用するとともに、)少なくとも指令燃料噴射量として前記遅れ時間だけ前の時点での噴射指示に係る値を使用するように構成すれば、(現時点での)上流側空燃比センサの出力値が表す空燃比の排気ガスの発生に係る燃料噴射指示時点と、基本燃料噴射量の補正値の算出に使用される指令燃料噴射量に対応する燃料噴射指示の時点とが一致ないし極めて近接し得る。従って、前記補正値が、上述の目標燃料噴射指令値を得るための値としてより一層精度良く算出され得る。   Therefore, when calculating the correction value for the basic fuel injection amount, (at the same time, use the current value as the output value of the upstream side air-fuel ratio sensor) at least the injection at the time point before the delay time as the command fuel injection amount If the value related to the instruction is used, the fuel injection instruction time point related to the generation of the exhaust gas of the air-fuel ratio represented by the output value of the upstream air-fuel ratio sensor (at the present time) and the correction value of the basic fuel injection amount The time point of the fuel injection instruction corresponding to the commanded fuel injection amount used for the calculation of the value may coincide or be very close. Therefore, the correction value can be calculated with higher accuracy as a value for obtaining the target fuel injection command value.

この場合、前記遅れ時間取得部は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記遅れ時間を変更するように構成されることが好ましい。上述したように、行程遅れや輸送遅れに係る時間は、例えば、エンジン回転速度、筒内吸入空気量等、機関の運転状態に応じて変化する。従って、当該構成によれば、内燃機関の運転状態にかかわらず前記遅れ時間が正確に取得され得る。   In this case, it is preferable that the delay time acquisition unit is configured to change the delay time according to an operating state of the internal combustion engine. As described above, the time related to the stroke delay and the transport delay varies depending on the operating state of the engine, such as the engine speed and the in-cylinder intake air amount. Therefore, according to the said structure, the said delay time can be acquired correctly irrespective of the driving | running state of an internal combustion engine.

このように、本発明によれば、エバポパージによるという空燃比制御に対する大きな外乱が生じた場合であっても、上流側空燃比センサの出力に基づく応答性の高い基本燃料噴射量補正により、パージ時の空燃比変動に対する迅速な補償を行いつつ、比較的精度の良いパージ学習を行うことができ、以てエバポパージに起因するエミッション悪化を可及的に抑制して好適な空燃比制御を維持することが可能となる。   As described above, according to the present invention, even when a large disturbance to the air-fuel ratio control due to the evaporation purge occurs, the basic fuel injection amount correction with high responsiveness based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor performs the purge operation. This makes it possible to perform purge learning with relatively high accuracy while promptly compensating for fluctuations in the air / fuel ratio of the engine, and thereby maintaining the preferred air / fuel ratio control by minimizing the emission deterioration caused by evaporation purge as much as possible. Is possible.

以下、本発明による内燃機関の空燃比制御装置(以降の説明では単に「空燃比制御装置」と略称することがある。)の、本願の出願時点において最良と考えられる実施形態について図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention (which may be simply abbreviated as “air-fuel ratio control apparatus” in the following description) that is considered best at the time of filing of the present application will be described with reference to the drawings. I will explain.

(実施形態の内燃機関の概要)
図1は、本実施形態による空燃比制御装置を火花点火式多気筒(4気筒)内燃機関10に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関10は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部20と、シリンダブロック部20の上に固定されるシリンダヘッド部30と、シリンダブロック部20にガソリン混合気を供給するための吸気系統40と、シリンダブロック部20からの排気ガスを外部に放出するための排気系統50とを含んでいる。
(Outline of Internal Combustion Engine of Embodiment)
FIG. 1 shows a schematic configuration of a system in which the air-fuel ratio control apparatus according to the present embodiment is applied to a spark ignition type multi-cylinder (four-cylinder) internal combustion engine 10. The internal combustion engine 10 includes a cylinder block unit 20 including a cylinder block, a cylinder block lower case, an oil pan, and the like, a cylinder head unit 30 fixed on the cylinder block unit 20, and a gasoline mixture in the cylinder block unit 20. And an exhaust system 50 for releasing exhaust gas from the cylinder block 20 to the outside.

シリンダブロック部20は、シリンダ21、ピストン22、コンロッド23、及びクランク軸24を含んでいる。ピストン22はシリンダ21内を往復動し、ピストン22の往復動がコンロッド23を介してクランク軸24に伝達され、これにより当該クランク軸24が回転するようになっている。シリンダ21とピストン22のヘッドは、シリンダヘッド部30とともに燃焼室25を形成している。   The cylinder block unit 20 includes a cylinder 21, a piston 22, a connecting rod 23, and a crankshaft 24. The piston 22 reciprocates in the cylinder 21, and the reciprocating motion of the piston 22 is transmitted to the crankshaft 24 via the connecting rod 23, whereby the crankshaft 24 rotates. The heads of the cylinder 21 and the piston 22 form a combustion chamber 25 together with the cylinder head portion 30.

シリンダヘッド部30は、燃焼室25に連通した吸気ポート31、吸気ポート31を開閉する吸気弁32、吸気弁32を駆動するインテークカムシャフトを含むとともに当該インテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置33、可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、燃焼室25に連通した排気ポート34、排気ポート34を開閉する排気弁35、排気弁35を駆動するエキゾーストカムシャフト36、点火プラグ37、点火プラグ37に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ38、及び燃料を吸気ポート31内に噴射するインジェクタ(燃料噴射装置)39を備えている。   The cylinder head portion 30 includes an intake port 31 communicating with the combustion chamber 25, an intake valve 32 that opens and closes the intake port 31, an intake camshaft that drives the intake valve 32, and continuously changes the phase angle of the intake camshaft. The variable intake timing device 33, the actuator 33 a of the variable intake timing device 33, the exhaust port 34 communicating with the combustion chamber 25, the exhaust valve 35 that opens and closes the exhaust port 34, the exhaust camshaft 36 that drives the exhaust valve 35, and the spark plug 37 An igniter 38 including an ignition coil that generates a high voltage to be applied to the spark plug 37, and an injector (fuel injection device) 39 that injects fuel into the intake port 31.

吸気系統40は、吸気ポート31に連通し当該吸気ポート31とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管41、吸気管41の端部に設けられたエアフィルタ42、吸気管41内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁43、スロットル弁駆動手段を構成するDCモータからなるスロットル弁アクチュエータ43a、スワールコントロールバルブ(以下、「SCV」と称呼する。)44、DCモータからなるSCVアクチュエータ44a、液体燃料を貯蔵する燃料タンク45、所定量の燃料ガスを吸蔵可能なキャニスタ46、燃料タンク45内で蒸発した燃料ガスをキャニスタ46へ導入するためのベーパ捕集管47、キャニスタ46から脱離した燃料ガスを吸気管41に導入するためのパージ流路48、及びパージ流路48に介装されたパージ制御弁49を備えている。ここで、吸気ポート31、及び吸気管41は、吸気通路を構成している。   The intake system 40 is provided in an intake pipe 41 including an intake manifold that communicates with the intake port 31 and forms an intake passage with the intake port 31, an air filter 42 provided at an end of the intake pipe 41, and the intake pipe 41. Throttle valve 43 for varying the opening cross-sectional area of the intake passage, throttle valve actuator 43a comprising a DC motor constituting throttle valve driving means, swirl control valve (hereinafter referred to as "SCV") 44, and DC motor. SCV actuator 44a, fuel tank 45 for storing liquid fuel, canister 46 capable of storing a predetermined amount of fuel gas, vapor collection tube 47 for introducing fuel gas evaporated in fuel tank 45 to canister 46, canister 46 The purge flow path 4 for introducing the fuel gas desorbed from the intake pipe 41 , And a purge control valve 49 interposed in the purge flow path 48. Here, the intake port 31 and the intake pipe 41 constitute an intake passage.

キャニスタ46は、周知のチャコールキャニスタであって、ベーパ捕集管47に接続されたタンクポート46aと、パージ流路48に接続されたパージポート46bと、大気ポート46cとが形成された筐体内に、燃料ガスを吸着するための吸着剤46dを収納することにより構成されている。大気ポート46cは、パージ制御弁49が開放された場合に、吸気管41にて生じる負圧により、パージ流路48にて吸気管41に向かうガスの流れが生じるように、外部の空気をキャニスタ46内に導入するための大気連通孔である。   The canister 46 is a well-known charcoal canister, and is provided in a casing in which a tank port 46a connected to the vapor collection pipe 47, a purge port 46b connected to the purge flow path 48, and an atmospheric port 46c are formed. The adsorbent 46d for adsorbing the fuel gas is housed. The atmospheric port 46c allows external air to flow through the canister so that when the purge control valve 49 is opened, a negative pressure generated in the intake pipe 41 causes a gas flow toward the intake pipe 41 in the purge flow path 48. 46 is an air communication hole for introduction into 46.

なお、キャニスタ46は、タンクポート46aからパージポート46bへの直接のガス流路を有している。そして、このガス流路により、内燃機関10の運転中であってパージ制御弁49が開放された場合に、燃料タンク45にて発生したタンクベーパーがタンクポート46aから当該キャニスタ46の内部に流入した後に吸着剤46dに吸着されることなくそのままパージポート46bから排出され得るようになっている。   The canister 46 has a direct gas flow path from the tank port 46a to the purge port 46b. When the purge control valve 49 is opened during the operation of the internal combustion engine 10 due to this gas flow path, the tank vapor generated in the fuel tank 45 flows into the canister 46 from the tank port 46a. It can be discharged from the purge port 46b as it is without being adsorbed by the adsorbent 46d later.

また、本装置においては、キャニスタパージとタンクベーパー導入との双方が特に区別されることなく行われる。すなわち、本装置におけるパージ実行により、大気ポート46cから吸着剤46dを通ってパージポート46bからパージ流路48へ流れるキャニスタパージガスと、燃料タンク45からタンクポート46a及び上述のタンクポート46aとパージポート46bとの間の直接のガス流路を経てパージ流路48へ流れるタンクベーパーとが混合したエバポガスが、パージ制御弁49を通って吸気管41に吸入される構成となっている。   Further, in this apparatus, both canister purge and tank vapor introduction are performed without any particular distinction. That is, the canister purge gas flowing from the atmospheric port 46c through the adsorbent 46d to the purge flow path 48 from the purge port 46b to the purge flow path 48 by the purge execution in this apparatus, the tank port 46a from the fuel tank 45, and the tank port 46a and the purge port 46b described above. The vapor gas mixed with the tank vapor flowing to the purge flow path 48 via the direct gas flow path between the two is sucked into the intake pipe 41 through the purge control valve 49.

パージ制御弁49は、周知のVSV(バキュームスイッチングバルブ)により構成されている(本実施形態の以下の説明では、パージ制御弁49を「VSV49」と略称する。)。このVSV49は、通電されることで流路を開き、非通電時には流路を閉じるように構成された、所謂「常閉タイプ」の開閉弁が用いられる。   The purge control valve 49 is configured by a well-known VSV (vacuum switching valve) (in the following description of the present embodiment, the purge control valve 49 is abbreviated as “VSV 49”). The VSV 49 uses a so-called “normally closed type” on-off valve configured to open the flow path when energized and close the flow path when not energized.

排気系統50は、排気ポート34に連通したエキゾーストマニホールド51、エキゾーストマニホールド51(実際には、各排気ポート34に連通した各々のエキゾーストマニホールド51が集合した集合部)に接続されたエキゾーストパイプ(排気管)52、エキゾーストパイプ52に配設(介装)された上流側触媒装置53(上流側触媒コンバータ、又はスタート・キャタリティック・コンバータとも云うが、以下「第1触媒53」と称呼する。)、及びこの第1触媒53の下流のエキゾーストパイプ52に配設(介装)された下流側触媒装置54(車両のフロア下方に配設されるため、アンダ・フロア・キャタリティック・コンバータとも云うが、以下「第2触媒54」と称呼する。)を備えている。排気ポート34、エキゾーストマニホールド51、及びエキゾーストパイプ52は、排気通路を構成している。   The exhaust system 50 includes an exhaust manifold 51 that communicates with the exhaust port 34, and an exhaust pipe (exhaust pipe) that is connected to the exhaust manifold 51 (actually, a collection portion of the exhaust manifolds 51 that communicate with each exhaust port 34). ) 52, an upstream side catalytic device 53 (also referred to as an upstream side catalytic converter or a start catalytic converter) disposed (intervened) in the exhaust pipe 52, hereinafter referred to as “first catalyst 53”). And a downstream side catalyst device 54 disposed (interposed) in the exhaust pipe 52 downstream of the first catalyst 53 (which is also referred to as an under-floor catalytic converter because it is disposed below the vehicle floor, (Hereinafter referred to as “second catalyst 54”). The exhaust port 34, the exhaust manifold 51, and the exhaust pipe 52 constitute an exhaust passage.

一方、内燃機関10は、エアフローメータ61、スロットルポジションセンサ62、カムポジションセンサ63、クランクポジションセンサ64、水温センサ65、第1触媒53の上流の排気通路(本例では、前記各々のエキゾーストマニホールド51が集合した集合部)に配設された空燃比センサ66(以下、「上流側空燃比センサ66」と称呼する。)、第1触媒53の下流であって第2触媒54の上流の排気通路に配設された空燃比センサ67(以下、「下流側空燃比センサ67」と称呼する。)、アクセル開度センサ68、及び燃料タンク45内の燃料温度を検知するための温度センサである燃料温センサ69を備えている。   On the other hand, the internal combustion engine 10 includes an air flow meter 61, a throttle position sensor 62, a cam position sensor 63, a crank position sensor 64, a water temperature sensor 65, an exhaust passage upstream of the first catalyst 53 (in this example, each of the exhaust manifolds 51). An air-fuel ratio sensor 66 (hereinafter referred to as “upstream air-fuel ratio sensor 66”) disposed in a collecting portion), an exhaust passage downstream of the first catalyst 53 and upstream of the second catalyst 54. An air-fuel ratio sensor 67 (hereinafter referred to as a “downstream air-fuel ratio sensor 67”), an accelerator opening sensor 68, and a fuel that is a temperature sensor for detecting the fuel temperature in the fuel tank 45. A temperature sensor 69 is provided.

エアフローメータ61は、周知の熱線式エアフローメータにより構成されており、吸気管41内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量に応じた電圧Vgを出力するようになっている。かかるエアフローメータ61の出力Vgと、計測された吸入空気量(流量)Gaとの関係は、図2に示したとおりである。スロットルポジションセンサ62は、スロットル弁43の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ63は、インテークカムシャフトが90°回転する毎に(即ち、クランク軸24が180°回転する毎に)一つのパルスを有する信号(G2信号)を発生するようになっている。クランクポジションセンサ64は、クランク軸24が10°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともに当該クランク軸24が360°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、エンジン回転速度NEを表す。水温センサ65は、内燃機関10の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。   The air flow meter 61 is configured by a known hot-wire air flow meter, and outputs a voltage Vg corresponding to the mass flow rate per unit time of the intake air flowing through the intake pipe 41. The relationship between the output Vg of the air flow meter 61 and the measured intake air amount (flow rate) Ga is as shown in FIG. The throttle position sensor 62 detects the opening of the throttle valve 43 and outputs a signal representing the throttle valve opening TA. The cam position sensor 63 generates a signal (G2 signal) having one pulse every time the intake camshaft rotates 90 ° (that is, every time the crankshaft 24 rotates 180 °). The crank position sensor 64 has a narrow pulse every time the crankshaft 24 rotates 10 ° and outputs a signal having a wide pulse every time the crankshaft 24 rotates 360 °. This signal represents the engine speed NE. The water temperature sensor 65 detects the temperature of the cooling water of the internal combustion engine 10 and outputs a signal representing the cooling water temperature THW.

上流側空燃比センサ66は、限界電流式の酸素濃度センサであり、図3に示したように、空燃比A/Fに応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧である出力値Vabyfsを出力するようになっていて、特に、空燃比が理論空燃比であるときには出力値Vabyfsは上流側目標値Vstoichになる。図3から明らかなように、上流側空燃比センサ66によれば、広範囲にわたる空燃比A/Fを精度良く検出することができる。   The upstream air-fuel ratio sensor 66 is a limiting current type oxygen concentration sensor, and outputs a current corresponding to the air-fuel ratio A / F as shown in FIG. 3, and an output value Vabyfs which is a voltage corresponding to this current. In particular, when the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, the output value Vabyfs becomes the upstream target value Vstoich. As is apparent from FIG. 3, the upstream air-fuel ratio sensor 66 can accurately detect the air-fuel ratio A / F over a wide range.

下流側空燃比センサ67は、起電力式(濃淡電池式)の酸素濃度センサであり、図4に示したように、理論空燃比近傍において急変する電圧である出力値Voxsを出力するようになっている。より具体的に述べると、下流側空燃比センサ67は、空燃比が理論空燃比よりもリーンのときは略0.1(V)、空燃比が理論空燃比よりもリッチのときは略0.9(V)、及び空燃比が理論空燃比のときは0.5(V)の電圧を出力するようになっている。アクセル開度センサ68は、運転者によって操作されるアクセルペダル81の操作量を検出し、当該アクセルペダル81の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。   The downstream air-fuel ratio sensor 67 is an electromotive force type (concentration cell type) oxygen concentration sensor, and outputs an output value Voxs that is a voltage that suddenly changes in the vicinity of the theoretical air-fuel ratio, as shown in FIG. ing. More specifically, the downstream air-fuel ratio sensor 67 is approximately 0.1 (V) when the air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and is approximately 0.1 when the air-fuel ratio is richer than the stoichiometric air-fuel ratio. When 9 (V) and the air-fuel ratio is the stoichiometric air-fuel ratio, a voltage of 0.5 (V) is output. The accelerator opening sensor 68 detects an operation amount of the accelerator pedal 81 operated by the driver, and outputs a signal indicating the operation amount Accp of the accelerator pedal 81.

電気制御装置70は、互いにバスで接続されたCPU71、CPU71が実行するルーチン(プログラム)、テーブル(ルックアップテーブル、マップ)、及びパラメータ等を予め記憶したROM72、CPU71が必要に応じてデータを一時的に格納するRAM73、電源が投入された状態でデータを格納するとともに、この格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップRAM74、並びにADコンバータを含むインターフェース75等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース75は、前記センサ61〜69と接続され、CPU71にセンサ61〜69からの信号を供給するとともに、CPU71の指示に応じて可変吸気タイミング装置33のアクチュエータ33a、イグナイタ38、インジェクタ39、スロットル弁アクチュエータ43a、SCVアクチュエータ44a、及びVSV49に駆動信号を送出するようになっている。   The electric control device 70 includes a CPU 71 connected to each other by a bus, a routine (program) executed by the CPU 71, a table (look-up table, map), a ROM 72 in which parameters and the like are stored in advance, and the CPU 71 temporarily stores data as necessary. A microcomputer that includes a RAM 73 for storing data, a backup RAM 74 for storing data while the power is turned on, and holding the stored data while the power is shut off, an interface 75 including an AD converter, and the like. is there. The interface 75 is connected to the sensors 61 to 69, supplies signals from the sensors 61 to 69 to the CPU 71, and in response to instructions from the CPU 71, the actuator 33a, the igniter 38, the injector 39, and the throttle valve of the variable intake timing device 33. Drive signals are sent to the actuator 43a, the SCV actuator 44a, and the VSV 49.

<エバポパージ制御>
VSV49は、上述の通り、所謂「常閉タイプ」の開閉弁であるので、機関停止中における日光等による加熱によって燃料タンク45中で発生した燃料ガスは、当該燃料タンク45,ベーパ捕集管47,キャニスタ46,及びパージ流路48のVSV49よりもパージガスの流れにおける上流側(キャニスタ46側)によって形成される閉空間内に充満する。そして、この閉空間内に充満した燃料ガスは、吸着剤46dに吸着されることでキャニスタ46内に吸蔵される。
<Evaporation purge control>
Since the VSV 49 is a so-called “normally closed type” on-off valve as described above, the fuel gas generated in the fuel tank 45 due to heating by sunlight or the like while the engine is stopped is the fuel tank 45, the vapor collection pipe 47. , The canister 46 and the closed space formed by the upstream side (canister 46 side) in the purge gas flow from the VSV 49 of the purge flow path 48 are filled. The fuel gas filled in the closed space is occluded in the canister 46 by being adsorbed by the adsorbent 46d.

その後、機関運転中であって、(ア)エンジン暖気後、(イ)空燃比フィードバック中、(ウ)アクセルON、等の、エバポパージを行うためのすべての条件(以下、「パージ条件成立」と称する。)が成立した場合に、VSV49が開放される。周知の通り、このVSV49が開放された場合、吸気管41にて生じる負圧により、キャニスタ46の大気ポート46cから吸着剤46d及びパージポート46bを経て吸気管41に向かうガスの流れがパージ流路48にて生じ、このガスの流れが吸着剤46dを通過する際に、吸着剤46dに吸着されている燃料ガスが吸着剤46dから脱離してエバポガスとして吸気管41内へパージされる。ここで、パージ率(=エバポガス流量/(エバポガス流量+エアフローメータ検出空気流量):単位は重量%)の制御は、周知の通り、VSV49をデューティ制御することにより行い得る。そして、定常運転時にて通常適用されるパージ率(目標パージ率)は、運転状態により適宜選択され得る(例えばアイドリング時は10%)。   After that, all the conditions for performing the evaporative purge, such as (a) after warming up the engine, (b) during air-fuel ratio feedback, (c) accelerator ON, etc. Is established), the VSV 49 is opened. As is well known, when the VSV 49 is opened, the negative pressure generated in the intake pipe 41 causes the gas flow from the atmospheric port 46c of the canister 46 to the intake pipe 41 through the adsorbent 46d and the purge port 46b. When this gas flow passes through the adsorbent 46d, the fuel gas adsorbed by the adsorbent 46d is desorbed from the adsorbent 46d and purged into the intake pipe 41 as an evaporation gas. Here, as is well known, the purge rate (= vapor gas flow rate / (vapor gas flow rate + air flow meter detected air flow rate): unit is wt%) can be controlled by duty-controlling the VSV 49. The purge rate (target purge rate) that is normally applied during steady operation can be appropriately selected according to the operating state (for example, 10% during idling).

(空燃比制御の概要)
次に、上述のように構成された空燃比制御装置が行う機関の空燃比制御の概要について説明する。
(Outline of air-fuel ratio control)
Next, an outline of the air-fuel ratio control of the engine performed by the air-fuel ratio control apparatus configured as described above will be described.

第1触媒53(第2触媒54も同様である。)は、周知の通り、金属製の筐体内に所謂三元触媒を配置することで構成されており、この第1触媒53に流入するガスの空燃比が略理論空燃比であるときに、前記三元触媒によってHC,COを酸化するとともにNOxを還元し、これらの有害成分を高い効率で浄化する。また、第1触媒53に備えられる三元触媒は、酸素を吸蔵・放出する機能(酸素吸蔵機能、酸素吸蔵・放出機能)を有し、この酸素吸蔵・放出機能により、空燃比が理論空燃比からある程度まで偏移したとしても、HC,CO、及びNOxを浄化することができる。即ち、燃焼室に供給される混合気の空燃比(以下、「機関の空燃比」と云うこともある。)の空燃比がリーンとなって第1触媒53に流入するガスにNOxが多量に含まれると、第1触媒53に備えられた前記三元触媒はNOxから酸素分子を奪って同酸素分子を吸蔵するとともに同NOxを還元し、これによりNOxを浄化する。また、機関の空燃比がリッチになって第1触媒53に流入するガスにHC,COが多量に含まれると、前記三元触媒は吸蔵している酸素分子を放出してHC,COに与えることでHC,COを酸化し、これによりHC,COを浄化する。   As is well known, the first catalyst 53 (the same applies to the second catalyst 54) is configured by arranging a so-called three-way catalyst in a metal casing, and the gas flowing into the first catalyst 53. When the air-fuel ratio is substantially the stoichiometric air-fuel ratio, the three-way catalyst oxidizes HC and CO and reduces NOx, thereby purifying these harmful components with high efficiency. The three-way catalyst provided in the first catalyst 53 has a function of storing / releasing oxygen (oxygen storage function, oxygen storage / release function), and the oxygen storage / release function allows the air-fuel ratio to be the stoichiometric air-fuel ratio. HC, CO, and NOx can be purified even if they deviate to a certain extent. That is, the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber (hereinafter sometimes referred to as “engine air-fuel ratio”) is lean and the gas flowing into the first catalyst 53 has a large amount of NOx. When included, the three-way catalyst provided in the first catalyst 53 takes oxygen molecules from NOx, occludes the oxygen molecules and reduces the NOx, thereby purifying NOx. Further, when the air-fuel ratio of the engine becomes rich and the gas flowing into the first catalyst 53 contains a large amount of HC and CO, the three-way catalyst releases the stored oxygen molecules and gives them to the HC and CO. This oxidizes HC and CO, thereby purifying HC and CO.

従って、第1触媒53が連続的に流入する多量のHC,COを効率的に浄化するためには、当該第1触媒53に備えられた三元触媒が酸素を多量に貯蔵していなければならず、逆に連続的に流入する多量のNOxを効率的に浄化するためには、当該三元触媒が酸素を十分に貯蔵し得る状態になければならないことになる。以上のことから、第1触媒53の浄化能力は、当該三元触媒が貯蔵し得る最大の酸素量(最大酸素吸蔵量)に依存する。   Therefore, in order to efficiently purify a large amount of HC and CO into which the first catalyst 53 continuously flows, the three-way catalyst provided in the first catalyst 53 must store a large amount of oxygen. On the contrary, in order to efficiently purify a large amount of NOx that continuously flows in, the three-way catalyst must be in a state where it can sufficiently store oxygen. From the above, the purification capacity of the first catalyst 53 depends on the maximum oxygen amount (maximum oxygen storage amount) that the three-way catalyst can store.

一方、第1触媒53に備えられる三元触媒は、燃料中に含まれる鉛や硫黄等による被毒、或いは触媒に加わる熱により劣化し、これに伴い最大酸素吸蔵量が次第に低下してくる。この結果、触媒ウィンドウの範囲も狭くなってくる。このように最大酸素吸蔵量が低下して触媒ウィンドウが狭くなった場合であっても、エミッションの排出量を継続的に抑制するには、第1触媒53から排出されるガスの空燃比(従って、第1触媒53に流入するガスの平均空燃比)が、理論空燃比に極めて近い状態となるように精度よく制御する必要がある。   On the other hand, the three-way catalyst provided in the first catalyst 53 is deteriorated by poisoning due to lead or sulfur contained in the fuel, or heat applied to the catalyst, and accordingly, the maximum oxygen storage amount gradually decreases. As a result, the range of the catalyst window is narrowed. Even when the maximum oxygen storage amount is reduced and the catalyst window is narrowed, the air-fuel ratio of the gas discharged from the first catalyst 53 (accordingly, to suppress the emission emission amount continuously) The average air-fuel ratio of the gas flowing into the first catalyst 53 needs to be controlled with high precision so as to be very close to the stoichiometric air-fuel ratio.

そこで、本実施形態の空燃比制御装置は、上流側空燃比センサ66の出力値を用いた上流側フィードバック(以下メインフィードバックと称する)及び下流側空燃比センサ67の出力値を用いた下流側フィードバック(以下サブフィードバックと称する)という2つの空燃比フィードバック制御を行っている。しかも、これらのフィードバック制御だけでは迅速かつ充分に補償することが困難な、混合気供給系の機構的誤差の変動や、エバポパージによる空燃比の急激な変動は、当該各フィードバック制御における補正の対象としての基本燃料噴射量を補正することで補償される。   In view of this, the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment has an upstream feedback (hereinafter referred to as main feedback) using the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and a downstream feedback using the output value of the downstream air-fuel ratio sensor 67. Two air-fuel ratio feedback controls (hereinafter referred to as sub-feedback) are performed. In addition, fluctuations in the mechanical error of the air-fuel mixture supply system, which are difficult to compensate quickly and sufficiently by these feedback controls alone, and sudden fluctuations in the air-fuel ratio due to evaporation purge are subject to correction in each feedback control. This is compensated by correcting the basic fuel injection amount.

より具体的に述べると、この空燃比制御装置(以下、「本装置」と云うこともある。)は、機能ブロック図である図5及び図7に示したように、A1〜A17,A27〜A29の各機能ブロックを含んで構成されている。以下、各図を参照しながら各機能ブロックについて説明していく。   More specifically, this air-fuel ratio control device (hereinafter also referred to as “the present device”) is shown in functional block diagrams of FIGS. 5 and 7 as shown in FIGS. 5 and 7. Each of the functional blocks A29 is configured. Hereinafter, each functional block will be described with reference to the drawings.

<基本燃料噴射量の算出>
先ず、筒内吸入空気量算出部A1は、エアフローメータ61が計測している吸入空気流量Gaと、クランクポジションセンサ64の出力に基づいて得られるエンジン回転速度NEと、ROM72が記憶しているテーブルMapMcとに基づき、吸気行程を迎える気筒の今回の吸入空気量である筒内吸入空気量Mc(k)を求める。ここで、添え字の(k)は、今回の吸気行程に対する値であることを示している(以下、他の物理量についても同様。)。筒内吸入空気量Mcは、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。
<Calculation of basic fuel injection amount>
First, the in-cylinder intake air amount calculation unit A1 stores the intake air flow rate Ga measured by the air flow meter 61, the engine rotational speed NE obtained based on the output of the crank position sensor 64, and the table stored in the ROM 72. Based on MapMc, in-cylinder intake air amount Mc (k), which is the current intake air amount of the cylinder that reaches the intake stroke, is obtained. Here, the subscript (k) indicates a value for the current intake stroke (hereinafter, the same applies to other physical quantities). The in-cylinder intake air amount Mc is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder.

上流側目標空燃比設定部A2は、内燃機関10の運転状態であるエンジン回転速度NE、及びスロットル弁開度TA等に基づいて所定の上流側目標値に相当する上流側目標空燃比abyfr(k)を決定する。この上流側目標空燃比abyfr(k)は、例えば、内燃機関10の暖機終了後においては、特殊な場合を除き理論空燃比に設定されている。また、上流側目標空燃比abyfrは、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。   The upstream target air-fuel ratio setting unit A2 is based on the engine rotational speed NE that is the operating state of the internal combustion engine 10, the throttle valve opening degree TA, and the like, and the upstream target air-fuel ratio abyfr (k ). The upstream target air-fuel ratio abyfr (k) is set to the stoichiometric air-fuel ratio except for special cases after the warm-up of the internal combustion engine 10, for example. Further, the upstream target air-fuel ratio abyfr is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder.

補正前基本燃料噴射量算出部A3は、筒内吸入空気量算出部A1により求められた筒内吸入空気量Mc(k)を上流側目標空燃比設定部A2により設定された上流側目標空燃比abyfr(k)で除することにより、機関の空燃比を当該上流側目標空燃比abyfr(k)とするための今回の吸気行程に対する目標筒内燃料供給量Fcr(k)(即ち、今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k))を求める。目標筒内燃料供給量Fcr、及び補正前基本燃料噴射量Fbasebは、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。以上、補正前基本燃料噴射量算出部A3が基本燃料噴射量取得部に相当する。   The pre-correction basic fuel injection amount calculation unit A3 uses the in-cylinder intake air amount Mc (k) obtained by the in-cylinder intake air amount calculation unit A1 as the upstream target air-fuel ratio set by the upstream target air-fuel ratio setting unit A2. By dividing by the abyfr (k), the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k) for the current intake stroke to make the engine air-fuel ratio the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) (that is, the current correction) Obtain the previous basic fuel injection amount Fbaseb (k)). The target in-cylinder fuel supply amount Fcr and the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb are stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder. The basic fuel injection amount calculation unit A3 before correction corresponds to the basic fuel injection amount acquisition unit.

補正係数設定部A29は、機関の運転状態に応じて、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17からの出力KF1、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27からの出力KF2、及び補正係数学習部A28からの出力KFm,KFmpに基づいて基本燃料噴射量補正係数KFの値の設定を行い、補正後基本燃料噴射量算出部A4に出力する。これら第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27、補正係数学習部A28、及び補正係数設定部A29の詳細は後述する。   The correction coefficient setting unit A29 outputs the output KF1 from the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17, the output KF2 from the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27, and the correction coefficient according to the engine operating state. The basic fuel injection amount correction coefficient KF is set based on the outputs KFm and KFmp from the learning unit A28, and is output to the corrected basic fuel injection amount calculation unit A4. Details of the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17, the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27, the correction coefficient learning unit A28, and the correction coefficient setting unit A29 will be described later.

補正後基本燃料噴射量算出部A4は、補正前基本燃料噴射量算出部A3により求められた今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に、補正係数設定部A29により設定された基本燃料噴射量補正係数KFを乗じることで、補正後基本燃料噴射量Fbaseを求める。   The corrected basic fuel injection amount calculation unit A4 adds the basic fuel injection set by the correction coefficient setting unit A29 to the current uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb (k) obtained by the uncorrected basic fuel injection amount calculation unit A3. By multiplying the amount correction coefficient KF, the corrected basic fuel injection amount Fbase is obtained.

このように、本装置は、筒内吸入空気量算出部A1、上流側目標空燃比設定部A2、補正前基本燃料噴射量算出部A3、補正後基本燃料噴射量算出部A4、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27、補正係数学習部A28、及び補正係数設定部A29を利用して、補正後基本燃料噴射量Fbaseを求める。この補正後基本燃料噴射量Fbaseは、後に詳述するように、前回の吸気行程にて求められた混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動を補償して、今回の吸気行程において燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を今回の上流側目標空燃比abyfr(k)と一致させるようにするための前記必要燃料噴射量の燃料を実際に噴射するためにインジェクタ39に指示すべき前記燃料噴射量指令値である(メイン及びサブフィードバック前の)目標燃料噴射指令値である。   As described above, the present apparatus includes the cylinder intake air amount calculation unit A1, the upstream target air-fuel ratio setting unit A2, the uncorrected basic fuel injection amount calculation unit A3, the corrected basic fuel injection amount calculation unit A4, and the first basic fuel. The corrected basic fuel injection amount Fbase is obtained using the injection amount correction coefficient acquisition unit A17, the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27, the correction coefficient learning unit A28, and the correction coefficient setting unit A29. This corrected basic fuel injection amount Fbase is compensated for the air-fuel ratio fluctuation due to the mixture supply system mechanical error and evaporation purge obtained in the previous intake stroke, as will be described in detail later. In order to actually inject the fuel of the required fuel injection amount for making the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber coincide with the current upstream target air-fuel ratio abyfr (k), The target fuel injection command value (before the main and sub feedback) is the fuel injection amount command value to be instructed.

<指令燃料噴射量の算出>
指令燃料噴射量算出部A5は、前記補正後基本燃料噴射量Fbase(k)に後述するメインフィードバック補正量DFi_main、及びサブフィードバック補正量DFi_subを加えることで、下記(1)式に基づいて今回の指令燃料噴射量Fi(k)を求める。指令燃料噴射量Fi(k)は、各気筒の吸気行程に対応されながらRAM73に記憶されていく。
Fi(k)=Fbase(k)+DFi_main+DFi_sub ・・・(1)
<Calculation of command fuel injection amount>
The command fuel injection amount calculation unit A5 adds a main feedback correction amount DFi_main and a sub feedback correction amount DFi_sub, which will be described later, to the corrected basic fuel injection amount Fbase (k), based on the following equation (1). The command fuel injection amount Fi (k) is obtained. The command fuel injection amount Fi (k) is stored in the RAM 73 while corresponding to the intake stroke of each cylinder.
Fi (k) = Fbase (k) + DFi_main + DFi_sub (1)

本装置は、このようにして、指令燃料噴射量算出部A5により、補正後基本燃料噴射量Fbase(k)をメインフィードバック補正量DFi_mainとサブフィードバック補正量DFi_subとに基づいて補正することにより得られる指令燃料噴射量Fi(k)の燃料の噴射指示を今回の吸気行程を迎える気筒についてのインジェクタ39に対して行う。   In this way, this apparatus is obtained by correcting the corrected basic fuel injection amount Fbase (k) based on the main feedback correction amount DFi_main and the sub feedback correction amount DFi_sub by the command fuel injection amount calculation unit A5. An instruction to inject fuel at the commanded fuel injection amount Fi (k) is given to the injector 39 for the cylinder that reaches the current intake stroke.

<サブフィードバック制御>
先ず、下流側目標値設定部A6は、上述した上流側目標空燃比設定部A2と同様、内燃機関10の運転状態であるエンジン回転速度NE、及びスロットル弁開度TA等に基づいて下流側目標空燃比に対応する下流側目標値(所定の下流側目標値)Voxs_refを決定する。この下流側目標値Voxs_refは、例えば、内燃機関10の暖機終了後においては、特殊な場合を除き理論空燃比に対応する値である0.5(V)に設定されている(図4を参照。)。また、本例では、下流側目標値Voxs_refは、当該下流側目標値Voxs_refに対応する下流側目標空燃比が上述した上流側目標空燃比abyfr(k)と常時一致するように設定される。
<Sub feedback control>
First, the downstream target value setting unit A6, like the upstream target air-fuel ratio setting unit A2, is based on the engine speed NE, which is the operating state of the internal combustion engine 10, the throttle valve opening TA, and the like. A downstream target value (predetermined downstream target value) Voxs_ref corresponding to the air-fuel ratio is determined. The downstream target value Voxs_ref is set to 0.5 (V), which is a value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio except for special cases, after the warm-up of the internal combustion engine 10, for example (see FIG. 4). reference.). In this example, the downstream target value Voxs_ref is set so that the downstream target air-fuel ratio corresponding to the downstream target value Voxs_ref always matches the upstream target air-fuel ratio abyfr (k).

出力偏差量算出部A7は、下記(2)式に基づいて、下流側目標値設定部A6により設定されている現時点(具体的には、今回のFi(k)の噴射指示開始時点)での下流側目標値Voxs_refから同現時点での下流側空燃比センサ67の出力値Voxsを減じることにより、出力偏差量DVoxsを求める。
DVoxs=Voxs_ref−Voxs ・・・(2)
The output deviation amount calculation unit A7 is based on the following equation (2), at the current time set by the downstream target value setting unit A6 (specifically, the current injection instruction start time of Fi (k)). The output deviation amount DVoxs is obtained by subtracting the current output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 from the downstream target value Voxs_ref.
DVoxs = Voxs_ref−Voxs (2)

ローパスフィルタA8は、その特性をラプラス演算子sを用いて表した下記(3)式に示すように、一次のフィルタである。下記(3)式において、τ1は時定数である。ローパスフィルタA8は、周波数(1/τ1)以上の高周波数成分が通過することを実質的に禁止する。ローパスフィルタA8は、前記出力偏差量算出部A7により求められた前記出力偏差量DVoxsの値を入力するとともに、下記(3)式に従って当該出力偏差量DVoxsの値をローパスフィルタ処理した後の値であるローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowを出力する。
1/(1+τ1・s) ・・・(3)
The low-pass filter A8 is a first-order filter as shown in the following formula (3) in which the characteristic is expressed using the Laplace operator s. In the following formula (3), τ1 is a time constant. The low-pass filter A8 substantially prohibits the passage of high-frequency components having a frequency (1 / τ1) or higher. The low-pass filter A8 receives the value of the output deviation amount DVoxs obtained by the output deviation amount calculation unit A7, and is a value after low-pass filtering the value of the output deviation amount DVoxs according to the following equation (3). Output the output deviation DVoxs_low after passing a certain low-pass filter.
1 / (1 + τ1 ・ s) (3)

PIDコントローラA9は、ローパスフィルタA8の出力値であるローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowを比例・積分・微分処理(PID処理)することで、下記(4)式に基づいてサブフィードバック補正量DFi_subを求める。
DFi_sub=Kp・DVoxs_low+Ki・SDVoxs_low+Kd・DDVoxs_low ・・・(4)
The PID controller A9 performs the proportional / integral / differential processing (PID processing) on the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter, which is the output value of the low-pass filter A8, so that the sub feedback correction amount DFi_sub is calculated based on the following equation (4). Ask.
DFi_sub = Kp · DVoxs_low + Ki · SDVoxs_low + Kd · DDVoxs_low (4)

前記(4)式において、Kpは予め設定された比例ゲイン(比例定数)、Kiは予め設定された積分ゲイン(積分定数)、Kdは予め設定された微分ゲイン(微分定数)である。また、SDVoxs_lowはローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowの時間積分値であり、DDVoxs_lowはローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowの時間微分値である。   In the equation (4), Kp is a preset proportional gain (proportional constant), Ki is a preset integral gain (integral constant), and Kd is a preset differential gain (differential constant). SDVoxs_low is a time integral value of the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter, and DDVoxs_low is a time differential value of the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter.

このようにして、本装置は、下流側目標値Voxs_refと下流側空燃比センサ67の出力値Voxsとの偏差である出力偏差量DVoxs(実際には、ローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_low)に基づいて、サブフィードバック補正量DFi_subを求め、前記補正後基本燃料噴射量Fbase(k)に前記サブフィードバック補正量DFi_subを加えることで、後述するメインフィードバック制御による(前記メインフィードバック補正量DFi_mainによる)補正後基本燃料噴射量Fbase(k)の補正とは独立に補正後基本燃料噴射量Fbase(k)を補正する。   In this way, this apparatus is based on the output deviation amount DVoxs (actually, the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter) that is the deviation between the downstream target value Voxs_ref and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67. Sub-feedback correction amount DFi_sub is obtained, and after correction by main feedback control described later (by the main feedback correction amount DFi_main) by adding the sub-feedback correction amount DFi_sub to the corrected basic fuel injection amount Fbase (k) The corrected basic fuel injection amount Fbase (k) is corrected independently of the correction of the basic fuel injection amount Fbase (k).

例えば、機関の平均的な空燃比がリーンであるために下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリーンである空燃比に対応した値を示すと、出力偏差量算出部A7により求められる出力偏差量DVoxsが正の値となるので(図4を参照。)、PIDコントローラA9にて求められるサブフィードバック補正量DFi_subは正の値となる。これにより、指令燃料噴射量算出部A5にて求められる指令燃料噴射量Fi(k)は補正後基本燃料噴射量Fbase(k)よりも大きくなって、機関の空燃比がリッチとなるように制御される。   For example, if the average air-fuel ratio of the engine is lean and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 indicates a value corresponding to an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, the output deviation amount calculation unit A7 Since the output deviation amount DVoxs obtained by the above equation becomes a positive value (see FIG. 4), the sub feedback correction amount DFi_sub obtained by the PID controller A9 becomes a positive value. Thereby, the command fuel injection amount Fi (k) obtained by the command fuel injection amount calculation unit A5 is controlled to be larger than the corrected basic fuel injection amount Fbase (k), and the engine air-fuel ratio becomes rich. Is done.

反対に、機関の平均的な空燃比がリッチであるために下流側空燃比センサ67の出力値Voxsが理論空燃比よりもリッチである空燃比に対応した値を示すと、出力偏差量算出部A7により求められる出力偏差量DVoxsが負の値となるので、PIDコントローラA9にて求められるサブフィードバック補正量DFi_subは負の値となる。これにより、指令燃料噴射量算出部A5にて求められる指令燃料噴射量Fi(k)は補正後基本燃料噴射量Fbase(k)よりも小さくなって、機関の空燃比がリーンとなるように制御される。   On the contrary, when the average air-fuel ratio of the engine is rich, the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 indicates a value corresponding to the air-fuel ratio that is richer than the theoretical air-fuel ratio. Since the output deviation amount DVoxs obtained by A7 becomes a negative value, the sub feedback correction amount DFi_sub obtained by the PID controller A9 becomes a negative value. Accordingly, the command fuel injection amount Fi (k) obtained by the command fuel injection amount calculation unit A5 is controlled to be smaller than the corrected basic fuel injection amount Fbase (k), and the air-fuel ratio of the engine becomes lean. Is done.

また、PIDコントローラA9は積分項Ki・SDVoxs_lowを含んでいるので、定常状態では出力偏差量DVoxsがゼロになることが保証される。換言すれば、下流側目標値Voxs_refと下流側空燃比センサ67の出力値Voxsとの定常偏差がゼロになる。また、定常状態では、出力偏差量DVoxsがゼロになることで比例項Kp・DVoxs_low、微分項Kd・DDVoxs_lowが共にゼロとなるから、サブフィードバック補正量DFi_subは積分項Ki・SDVoxs_lowの値と等しくなる。この値は、下流側空燃比センサ67の出力値Voxsと下流側目標値Voxs_refとの偏差の時間積分値に基づく値である。   Further, since the PID controller A9 includes the integral term Ki · SDVoxs_low, it is guaranteed that the output deviation amount DVoxs becomes zero in a steady state. In other words, the steady deviation between the downstream target value Voxs_ref and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 becomes zero. In the steady state, since the output deviation amount DVoxs becomes zero, the proportional terms Kp / DVoxs_low and the differential terms Kd / DDVoxs_low both become zero, so the sub feedback correction amount DFi_sub is equal to the value of the integral term Ki / SDVoxs_low. . This value is a value based on a time integral value of the deviation between the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 and the downstream target value Voxs_ref.

PIDコントローラA9においてかかる積分処理が実行されることにより、上述した混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動が補償され得、且つ、定常状態において第1触媒53の下流の空燃比(従って、機関の空燃比)が前記下流側目標値Voxs_refに対応する下流側目標空燃比(即ち、理論空燃比)に収束し得る。以上、下流側目標値設定部A6、出力偏差量算出部A7、ローパスフィルタA8、及びPIDコントローラA9が下流側フィードバック補正値算出部に相当する。   By executing such integration processing in the PID controller A9, the above-mentioned mechanical error of the air-fuel mixture supply system and air-fuel ratio fluctuation due to evaporation purge can be compensated for, and the air-fuel ratio downstream of the first catalyst 53 in the steady state ( Therefore, the engine air-fuel ratio can converge to the downstream target air-fuel ratio (that is, the stoichiometric air-fuel ratio) corresponding to the downstream target value Voxs_ref. As described above, the downstream target value setting unit A6, the output deviation amount calculation unit A7, the low pass filter A8, and the PID controller A9 correspond to the downstream feedback correction value calculation unit.

<メインフィードバック制御>
先に説明したように、第1触媒53は酸素吸蔵機能を有している。従って、第1触媒53の上流の排気ガスの空燃比の変動における比較的周波数の高い(例えば、前記周波数(1/τ1)以上の)高周波数成分、及び比較的周波数が低くて(例えば、前記周波数(1/τ1)以下であって)振幅(理論空燃比からの偏移量)が比較的小さい低周波数成分は第1触媒53が有する酸素吸蔵機能により完全に吸収されることにより第1触媒53の下流の排気ガスの空燃比の変動として現れることはない。従って、例えば、内燃機関10が過渡運転状態にあって排気ガスの空燃比が前記周波数(1/τ1)以上の高周波数で大きく変動するような場合、同空燃比の変動が下流側空燃比センサ67の出力値Voxsに現れないから、同周波数(1/τ1)以上の空燃比の変動に対する空燃比制御(即ち、過渡運転状態における空燃比の急変に対する補償)はサブフィードバック制御により実行することができない。従って、過渡運転状態における空燃比の急変に対する補償を確実に行うためには、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsに基づいた空燃比制御であるメインフィードバック制御を行う必要がある。
<Main feedback control>
As described above, the first catalyst 53 has an oxygen storage function. Therefore, a relatively high frequency component (for example, the frequency (1 / τ1) or more) and a relatively low frequency (for example, the above-mentioned frequency (1 / τ1) or more) in the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the first catalyst 53 The low-frequency component having a frequency (1 / τ1) or less and a relatively small amplitude (amount of deviation from the theoretical air-fuel ratio) is completely absorbed by the oxygen storage function of the first catalyst 53, whereby the first catalyst It does not appear as fluctuations in the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of 53. Therefore, for example, when the internal combustion engine 10 is in a transient operation state and the air-fuel ratio of the exhaust gas greatly fluctuates at a high frequency equal to or higher than the frequency (1 / τ1), the fluctuation of the air-fuel ratio is detected by the downstream air-fuel ratio sensor. Since the output value Voxs of 67 does not appear, air-fuel ratio control (ie, compensation for sudden change of the air-fuel ratio in a transient operation state) for air-fuel ratio fluctuations of the same frequency (1 / τ1) or more can be executed by sub-feedback control. Can not. Therefore, in order to reliably compensate for a sudden change in the air-fuel ratio in the transient operation state, it is necessary to perform main feedback control that is air-fuel ratio control based on the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66.

一方、第1触媒53の上流の排気ガスの空燃比の変動における比較的周波数が低くて(例えば、前記周波数(1/τ1)以下であって)振幅が比較的大きい低周波数成分は第1触媒53の酸素吸蔵機能では完全には吸収されず、少し遅れて第1触媒53の下流の排気ガスの空燃比の変動として現れる。この結果、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと下流側空燃比センサ67の出力値Voxsとが理論空燃比に対して互いに逆方向に偏移した空燃比を示す値となる場合が存在する。従って、この場合、メインフィードバック制御(後述するメインフィードバック補正量DFi_main)に基づく機関の空燃比制御とサブフィードバック制御(従って、前記サブフィードバック補正量DFi_sub)に基づく機関の空燃比制御とを同時に行うと、2つの空燃比制御が互いに干渉することになるので良好な機関の空燃比制御を行うことができない。   On the other hand, a low frequency component having a relatively low frequency (for example, equal to or less than the frequency (1 / τ1)) in the fluctuation of the air-fuel ratio of the exhaust gas upstream of the first catalyst 53 is a first catalyst. The oxygen storage function of 53 does not completely absorb, and appears as a change in the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the first catalyst 53 with a slight delay. As a result, there is a case where the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67 become values indicating the air-fuel ratio shifted in the opposite directions with respect to the theoretical air-fuel ratio. . Therefore, in this case, if the engine air-fuel ratio control based on the main feedback control (main feedback correction amount DFi_main described later) and the sub-feedback control (accordingly, the sub-feedback correction amount DFi_sub) are performed simultaneously. Since the two air-fuel ratio controls interfere with each other, good engine air-fuel ratio control cannot be performed.

以上のことから、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsの変動における各周波数成分のうち第1触媒53の下流の空燃比の変動として現れ得る程度の周波数成分である所定の周波数(本例では、周波数(1/τ1))以下の低周波数成分をカットした後の当該上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsをメインフィードバック制御に使用すれば、前記機関の空燃比制御の干渉が発生することを回避することができるとともに、過渡運転状態における空燃比の急変に対する補償を確実に行うことができる。   From the above, a predetermined frequency (in this example, a frequency component that can appear as a fluctuation in the air-fuel ratio downstream of the first catalyst 53 among the frequency components in the fluctuation in the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 (in this example). If the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 after cutting the low frequency component below the frequency (1 / τ1)) is used for the main feedback control, the air-fuel ratio control interference of the engine occurs. Can be avoided, and compensation for sudden changes in the air-fuel ratio in the transient operation state can be reliably performed.

そこで、本装置は、前述の図5に示したように、A10〜A16の各機能ブロックを含んで構成されている。以下、図5を参照しながら各機能ブロックについて説明していく。   Therefore, as shown in FIG. 5 described above, the present apparatus is configured to include the functional blocks A10 to A16. Hereinafter, each functional block will be described with reference to FIG.

<<メインフィードバック補正量の算出>>
先ず、テーブル変換部A10は、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと、先に説明した図3に示した上流側空燃比センサ出力値Vabyfsと空燃比A/Fとの関係を規定したテーブルとに基づいて、上流側空燃比センサ66が検出する現時点(具体的には、今回のFi(k)の噴射指示開始時点)における今回の検出空燃比abyfs(k)を求める。
<< Calculation of main feedback correction amount >>
First, the table conversion unit A10 defines the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the relationship between the upstream air-fuel ratio sensor output value Vabyfs and the air-fuel ratio A / F shown in FIG. Based on the above, the current detected air-fuel ratio abyfs (k) at the present time detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 (specifically, the current Fi (k) injection instruction start time) is obtained.

筒内吸入空気量遅延部A11は、筒内吸入空気量算出部A1により吸気行程毎に求められRAM73に記憶されている筒内吸入空気量Mcのうち、現時点からNストローク(N回の吸気行程)前に吸気行程を迎えた気筒の筒内吸入空気量McをRAM73から読み出し、これを筒内吸入空気量Mc(k−N)として設定する。   The in-cylinder intake air amount delay unit A11 is determined for each intake stroke by the in-cylinder intake air amount calculation unit A1, and among the in-cylinder intake air amount Mc stored in the RAM 73, N cylinder strokes (N intake strokes) ) The in-cylinder intake air amount Mc of the cylinder that has reached the intake stroke before is read from the RAM 73, and this is set as the in-cylinder intake air amount Mc (k−N).

筒内燃料供給量算出部A12は、筒内吸入空気量遅延部A11により求められた現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)をテーブル変換部A10により求められた今回の検出空燃比abyfs(k)で除することで、現時点からNストローク前の実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)を求める。ここで、前記値Nは、内燃機関10の排気量、及び燃焼室25から上流側空燃比センサ66までの距離等により異なる値である。   The in-cylinder fuel supply amount calculation unit A12 obtains the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N strokes before the current stroke obtained by the in-cylinder intake air amount delay unit A11 by the table conversion unit A10. By dividing by the detected air-fuel ratio abyfs (k), the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) N strokes before the present time is obtained. Here, the value N differs depending on the displacement of the internal combustion engine 10, the distance from the combustion chamber 25 to the upstream air-fuel ratio sensor 66, and the like.

このように、現時点からNストローク前の実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)を求めるために、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)を現時点における今回の検出空燃比abyfs(k)で除するのは、燃焼室25内で燃料された混合気が上流側空燃比センサ66に到達するまでには、Nストロークに相当する時間L1を要しているからである。   Thus, in order to obtain the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) before the N stroke from the current time, the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) before the N stroke from the current time is determined as the current The reason for dividing by the detected air-fuel ratio abyfs (k) is that a time L1 corresponding to the N stroke is required until the air-fuel mixture fueled in the combustion chamber 25 reaches the upstream air-fuel ratio sensor 66. It is.

目標筒内燃料供給量遅延部A13は、補正前基本燃料噴射量算出部A3により吸気行程毎に求められRAM73に記憶されている目標筒内燃料供給量Fcrのうち、現時点からNストローク前の目標筒内燃料供給量FcrをRAM73から読み出し、これを目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)として設定する。   The target in-cylinder fuel supply amount delay unit A13 is the target in-cylinder fuel supply amount Fcr obtained for each intake stroke by the pre-correction basic fuel injection amount calculation unit A3 and stored in the RAM 73. The in-cylinder fuel supply amount Fcr is read from the RAM 73 and set as the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N).

筒内燃料供給量偏差算出部A14は、下記(5)式に基づいて、目標筒内燃料供給量遅延部A13により設定された現時点からNストローク前の目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から筒内燃料供給量算出部A12により求められた現時点からNストローク前の実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じることにより、筒内燃料供給量偏差DFcを求める。この筒内燃料供給量偏差DFcは、Nストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量であって、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと上流側目標値(上流側目標空燃比abyfrが理論空燃比のときは図3に示すVstoich)との偏差に基づく値である。
DFc=Fcr(k−N)−Fc(k−N) ・・・(5)
The in-cylinder fuel supply amount deviation calculation unit A14 calculates the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) N strokes before the current time set by the target in-cylinder fuel supply amount delay unit A13 based on the following equation (5). ) To obtain the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc by subtracting the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) N strokes before the present time obtained by the in-cylinder fuel supply amount calculation unit A12. This in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is an amount representing the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before N strokes, and is the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the upstream target value ( When the upstream target air-fuel ratio abyfr is the stoichiometric air-fuel ratio, the value is based on a deviation from Vstoich) shown in FIG.
DFc = Fcr (k−N) −Fc (k−N) (5)

ハイパスフィルタA15は、その特性をラプラス演算子sを用いて表した下記(6)式に示すように、一次のフィルタである。下記(6)式において、τ1は前記ローパスフィルタA8の時定数τ1と同一の時定数である。ハイパスフィルタA15は、周波数(1/τ1)以下の低周波数成分が通過することを実質的に禁止する。
1−1/(1+τ1・s) ・・・(6)
The high-pass filter A15 is a first-order filter as shown in the following formula (6) in which the characteristics are expressed using the Laplace operator s. In the following equation (6), τ1 is the same time constant as the time constant τ1 of the low-pass filter A8. The high-pass filter A15 substantially prohibits the passage of a low-frequency component having a frequency (1 / τ1) or less.
1-1 / (1 + τ1 · s) (6)

ハイパスフィルタA15は、前記筒内燃料供給量偏差算出部A14により求められた前記筒内燃料供給量偏差DFcの値を入力するとともに、前記(6)式に従って当該筒内燃料供給量偏差DFcの値をハイパスフィルタ処理した後の値であるハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiを出力する。従って、ハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiは、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsと上流側目標値との偏差に基づく値をハイパスフィルタ処理した後の値である。   The high-pass filter A15 inputs the value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc obtained by the in-cylinder fuel supply amount deviation calculation unit A14, and the value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc according to the equation (6). After passing the high-pass filter, the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi after passing the high-pass filter is output. Accordingly, the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi after passing through the high-pass filter is a value after high-pass filtering is performed on a value based on the deviation between the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 and the upstream target value.

PIコントローラA16は、ハイパスフィルタA15の出力値であるハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiを比例・積分処理(PI処理)することで、下記(7)式に基づいてNストローク前の燃料供給量の過不足(における周波数(1/τ1)以上の高周波数成分のみの過不足)を補償するためのメインフィードバック補正量DFi_mainを求める。
DFi_main=(Gphi・DFchi+Gihi・SDFchi)・KFB ・・・(7)
The PI controller A16 performs proportional / integral processing (PI processing) on the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi that has passed through the highpass filter, which is an output value of the highpass filter A15, so that the fuel before N strokes is calculated based on the following equation (7). The main feedback correction amount DFi_main for compensating for the excess or deficiency of the supply amount (excess or deficiency of only the high frequency component at or above the frequency (1 / τ1)) is obtained.
DFi_main = (Gphi / DFchi + Gihi / SDFchi) / KFB (7)

前記(7)式において、Gphiは予め設定された比例ゲイン(比例定数)、Gihiは予め設定された積分ゲイン(積分定数)である。SDFchiはハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiの時間積分値である。また、係数KFBは、エンジン回転速度NE、及び筒内吸入空気量Mc等により可変とすることが好ましいが、本例では「1」としている。係るメインフィードバック補正量DFi_mainは、先に述べたように指令燃料噴射量算出部A5により指令燃料噴射量Fi(k)を求める際に使用される。   In the equation (7), Gphi is a preset proportional gain (proportional constant), and Gihi is a preset integral gain (integral constant). SDFchi is a time integral value of the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi after passing through the high-pass filter. The coefficient KFB is preferably variable depending on the engine rotational speed NE, the in-cylinder intake air amount Mc, and the like, but is set to “1” in this example. The main feedback correction amount DFi_main is used when the command fuel injection amount Fi (k) is obtained by the command fuel injection amount calculation unit A5 as described above.

このようにして、本装置は、メインフィードバック制御回路とサブフィードバック制御回路とを内燃機関10に対して並列に接続している。そして、本装置は、上流側目標空燃比abyfrに対応する上流側目標値と上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsとの偏差に基づく値をハイパスフィルタ処理した後の値であるハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiに基づいて、メインフィードバック補正量DFi_mainを求め、前記補正後基本燃料噴射量Fbaseに当該メインフィードバック補正量DFi_mainを加えることで、上述したサブフィードバック制御による(サブフィードバック補正量DFi_subによる)補正後基本燃料噴射量Fbaseの補正とは独立に補正後基本燃料噴射量Fbaseを補正する。   In this way, the present apparatus connects the main feedback control circuit and the sub feedback control circuit in parallel to the internal combustion engine 10. Then, this apparatus passes the high-pass filter, which is a value after high-pass filter processing of a value based on the deviation between the upstream target value corresponding to the upstream target air-fuel ratio abyfr and the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66. Based on the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi, a main feedback correction amount DFi_main is obtained, and by adding the main feedback correction amount DFi_main to the post-correction basic fuel injection amount Fbase, the above-described sub feedback control (sub feedback correction amount The corrected basic fuel injection amount Fbase is corrected independently of the correction of the corrected basic fuel injection amount Fbase (by DFi_sub).

例えば、機関の空燃比が急変してリーンとなると、テーブル変換部A10にて求められる今回の検出空燃比abyfs(k)は上流側目標空燃比設定部A2により設定されている現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k−N)よりもリーンな値(より大きな値)として求められる。このため、筒内燃料供給量算出部A12にて求められる実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)は目標筒内燃料供給量遅延部A13にて求められる目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)よりも小さい値となり、筒内燃料供給量偏差DFcは大きい正の値として求められる。また、機関の空燃比の急変によりこの筒内燃料供給量偏差DFcを示す信号には前記周波数(1/τ1)以上の高周波数成分が存在するから、ハイパスフィルタA15を通過した後のハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiも大きい正の値となる。従って、メインフィードバック補正量DFi_mainが大きい正の値となる。これにより、指令燃料噴射量算出部A5にて求められる指令燃料噴射量Fi(k)は、補正後基本燃料噴射量Fbaseよりも大きくなって、機関の空燃比がリッチとなるように制御される。   For example, when the air-fuel ratio of the engine suddenly changes and becomes lean, the current detected air-fuel ratio abyfs (k) obtained by the table conversion unit A10 is N strokes before the current time set by the upstream target air-fuel ratio setting unit A2. Is obtained as a leaner value (a larger value) than the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N). Therefore, the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) obtained by the in-cylinder fuel supply amount calculation unit A12 is the target in-cylinder fuel supply amount Fcr ( k−N), and the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is obtained as a large positive value. Further, since the signal indicating the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc has a high frequency component equal to or higher than the frequency (1 / τ1) due to a sudden change in the air-fuel ratio of the engine, it passes through the high-pass filter after passing through the high-pass filter A15. The rear cylinder fuel supply amount deviation DFchi is also a large positive value. Therefore, the main feedback correction amount DFi_main is a large positive value. Thus, the command fuel injection amount Fi (k) obtained by the command fuel injection amount calculation unit A5 is controlled to be larger than the corrected basic fuel injection amount Fbase and the engine air-fuel ratio becomes rich. .

反対に、機関の空燃比が急変してリッチとなると、今回の検出空燃比abyfs(k)は現時点からNストローク前の上流側目標空燃比abyfr(k−N)よりもリッチな値(より小さな値)として求められる。このため、実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)は目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)よりも大きい値となり、筒内燃料供給量偏差DFcは負の値として求められる。また、機関の空燃比の急変によりこの筒内燃料供給量偏差DFcを示す信号には前記周波数(1/τ1)以上の高周波数成分が存在するから、ハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiも負の値となる。従って、メインフィードバック補正量DFi_mainが負の値となる。これにより、指令燃料噴射量Fi(k)は、補正後基本燃料噴射量Fbaseよりも小さくなって、機関の空燃比がリーンとなるように制御される。以上、テーブル変換部A10、筒内吸入空気量遅延部A11、筒内燃料供給量算出部A12、目標筒内燃料供給量遅延部A13、筒内燃料供給量偏差算出部A14、ハイパスフィルタA15、及びPIコントローラA16は上流側フィードバック補正値算出部に相当する。   On the other hand, when the air-fuel ratio of the engine suddenly changes and becomes rich, the detected air-fuel ratio abyfs (k) this time is richer (smaller than the upstream target air-fuel ratio abyfr (k−N) N strokes before the current time. Value). Therefore, the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) is larger than the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N), and the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is obtained as a negative value. Further, since the signal indicating the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc due to a sudden change in the air-fuel ratio of the engine has a high frequency component equal to or higher than the frequency (1 / τ1), the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi after passing through the high-pass filter. Is also a negative value. Therefore, the main feedback correction amount DFi_main is a negative value. As a result, the command fuel injection amount Fi (k) is controlled to be smaller than the corrected basic fuel injection amount Fbase so that the air-fuel ratio of the engine becomes lean. The table conversion unit A10, the cylinder intake air amount delay unit A11, the cylinder fuel supply amount calculation unit A12, the target cylinder fuel supply amount delay unit A13, the cylinder fuel supply amount deviation calculation unit A14, the high pass filter A15, and The PI controller A16 corresponds to an upstream feedback correction value calculation unit.

このようにして、第1触媒53の下流の空燃比の変動として現れ得る程度の周波数(1/τ1)以下の空燃比の変動に対する実質的な空燃比制御はサブフィードバック制御により確実に行われ得るとともに、同周波数(1/τ1)以下の低周波数成分はハイパスフィルタA15を通過し得ずPIコントローラA16に入力されないから前述した機関の空燃比制御の干渉が発生することを回避できる。また、機関の空燃比の変動(従って、上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsの変動)における前記周波数(1/τ1)以上の高周波数成分はハイパスフィルタA15を通過するから、過渡運転状態における空燃比の急変に対する補償はメインフィードバック制御により迅速、且つ確実に行われ得る。   In this manner, the substantial air-fuel ratio control with respect to the air-fuel ratio fluctuation below the frequency (1 / τ 1) that can appear as the air-fuel ratio fluctuation downstream of the first catalyst 53 can be reliably performed by the sub-feedback control. At the same time, since the low frequency component equal to or lower than the same frequency (1 / τ1) cannot pass through the high pass filter A15 and is not input to the PI controller A16, it is possible to avoid the above-described interference in the air / fuel ratio control of the engine. Further, since the high frequency component equal to or higher than the frequency (1 / τ1) in the variation of the air-fuel ratio of the engine (and hence the variation of the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66) passes through the high-pass filter A15, Compensation for a sudden change in the air-fuel ratio can be performed quickly and reliably by the main feedback control.

<基本燃料噴射量補正係数KFの概要>
先に説明したように、前記PIDコントローラA9において積分処理が実行されることにより、サブフィードバック制御において上述した混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動が補償され得る。しかしながら、上述した第1触媒53の酸素吸蔵機能の影響により機関の空燃比の変化は少し遅れて第1触媒53の下流の排気ガスの空燃比の変化として現れるから、サブフィードバック制御のみでは上述の混合気供給系の機構的誤差の急な増大やエバポパージによる空燃比変動を直ちに補償することができず、その結果、一時的にエミッションの排出量が増大する場合が発生するという問題がある。
<Overview of basic fuel injection correction factor KF>
As described above, the integration process is executed in the PID controller A9, so that the above-described mechanical error of the air-fuel mixture supply system and the air-fuel ratio fluctuation due to the evaporation purge can be compensated for in the sub-feedback control. However, since the change in the air-fuel ratio of the engine is slightly delayed due to the effect of the oxygen storage function of the first catalyst 53 described above, it appears as a change in the air-fuel ratio of the exhaust gas downstream of the first catalyst 53. There is a problem that the sudden increase in the mechanical error of the air-fuel mixture supply system or the air-fuel ratio fluctuation due to the evaporation purge cannot be compensated immediately, and as a result, the emission emission amount temporarily increases.

従って、前記酸素吸蔵機能による遅れの影響がないメインフィードバック制御においても上述の混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動を直ちに補償できるように構成することが必要である。しかしながら、ハイパスフィルタ処理は微分処理(D処理)と同等の機能を有する処理であるから、ハイパスフィルタA15通過後の値がPIコントローラA16の入力値とされている前記メインフィードバック制御においては、実質的に積分処理が実行され得ない。よって、前記メインフィードバック制御においては前記混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動が補償され得ない。   Therefore, it is necessary to be able to immediately compensate for the mechanical error of the air-fuel mixture supply system and the air-fuel ratio fluctuation caused by the evaporation purge even in the main feedback control without the influence of the delay due to the oxygen storage function. However, since the high pass filter process is a process having a function equivalent to the differential process (D process), in the main feedback control in which the value after passing through the high pass filter A15 is the input value of the PI controller A16, The integration process cannot be executed. Therefore, in the main feedback control, the mechanical error of the air-fuel mixture supply system and the air-fuel ratio fluctuation due to evaporation purge cannot be compensated.

以上のことから、メインフィードバック制御、及びサブフィードバック制御による積分処理によることなく前記混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動を直ちに補償する必要がある。このためには、指令燃料噴射量Fiを決定する値のうちメインフィードバック補正量DFi_main、及びサブフィードバック補正量DFi_sub以外の値である補正後基本燃料噴射量Fbaseが、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を目標空燃比abyfrとするために(すなわち実際に噴射される燃料が必要燃料噴射量となるようにするために)、吸気行程を迎える気筒のインジェクタ39に噴射指示すべき目標燃料噴射指令値(以下、「目標基本燃料噴射量Fbaset」と称呼する。)と一致する(近づく)ように補正される必要がある。   From the above, it is necessary to immediately compensate for the mechanical error of the air-fuel mixture supply system and the air-fuel ratio fluctuation due to evaporation purge without using the integration process by the main feedback control and the sub feedback control. For this purpose, the corrected basic fuel injection amount Fbase, which is a value other than the main feedback correction amount DFi_main and the sub feedback correction amount DFi_sub among the values for determining the command fuel injection amount Fi, is supplied to the combustion chamber. In order to set the actual air-fuel ratio of the engine to the target air-fuel ratio abyfr (that is, in order to make the actually injected fuel become the required fuel injection amount), the target to be instructed to be injected to the injector 39 of the cylinder that reaches the intake stroke The fuel injection command value (hereinafter referred to as “target basic fuel injection amount Fbaset”) needs to be corrected so as to match (approach).

そのためには、図5から理解できるように、補正前基本燃料噴射量算出部A3からの出力値である今回の前記補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に、何らかの補正係数(基本燃料噴射量補正係数KF)を乗じることで、メインフィードバック及びサブフィードバックの対象となる(補正後)基本燃料噴射量が可及的に前記目標基本燃料噴射量Fbasetと一致する(近づく)ようにすることが必要である。以下、基本燃料噴射量補正係数KFの設定方法について説明する。   For this purpose, as can be understood from FIG. 5, a certain correction coefficient (basic fuel injection amount) is added to the current pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) which is the output value from the pre-correction basic fuel injection amount calculation unit A3. By multiplying by the correction coefficient (KF), it is necessary to make the basic fuel injection amount (after correction) subject to main feedback and sub-feedback as close as possible to (approach) the target basic fuel injection amount Fbaset It is. Hereinafter, a method for setting the basic fuel injection amount correction coefficient KF will be described.

一般に、燃焼室内に吸入される筒内吸入空気量が一定であるという仮定のもとでは、燃料噴射量と、燃焼室に供給される混合気の空燃比(従って、排気ガスの空燃比)の積は一定となる。従って、係る仮定のもとでは、一般に、前記指令燃料噴射量Fiと、上流側空燃比センサ66による検出空燃比abyfsの積は、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を今回の目標空燃比abyfr(k)とするために必要な前記目標基本燃料噴射量Fbasetと、目標空燃比abyfr(k)の積に等しい、という関係が成立する。従って、目標基本燃料噴射量Fbasetは、一般に、下記(8)式に従って表すことができる。
Fbaset=(abyfs / abyfr(k))・Fi ・・・(8)
In general, under the assumption that the in-cylinder intake air amount sucked into the combustion chamber is constant, the fuel injection amount and the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber (and hence the air-fuel ratio of the exhaust gas) The product is constant. Therefore, under such an assumption, in general, the product of the command fuel injection amount Fi and the air-fuel ratio abyfs detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 is the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber. A relationship is established that is equal to the product of the target basic fuel injection amount Fbaset required for setting the target air-fuel ratio abyfr (k) and the target air-fuel ratio abyfr (k). Therefore, the target basic fuel injection amount Fbaset can be generally expressed according to the following equation (8).
Fbaset = (abyfs / abyfr (k)) ・ Fi (8)

ここで、上述したように、今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に基本燃料噴射量補正係数KFを乗じた値が前記(8)式に従って求められる目標基本燃料噴射量Fbasetと等しくなるように当該補正係数KFが設定されるから、当該補正係数KFは下記(9)式に従って設定することができる。
KF=Fbaset / Fbaseb(k) ・・・(9)
Here, as described above, the value obtained by multiplying the basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction by the basic fuel injection amount correction coefficient KF is equal to the target basic fuel injection amount Fbaset obtained according to the equation (8). Since the correction coefficient KF is set as described above, the correction coefficient KF can be set according to the following equation (9).
KF = Fbaset / Fbaseb (k) (9)

ところで、燃料の噴射指示から、同噴射指示により噴射された燃料の燃焼に基づく排気ガスの空燃比が上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsとして現れるまでには、上述した行程遅れ、輸送遅れ、及び応答遅れの和として表される遅れ時間L2が必要である。換言すれば、上流側空燃比センサ66による検出空燃比abyfsは、遅れ時間L2前に実行された燃料の噴射指示に基づいて発生した排気ガスの空燃比を表す値となる。   By the way, from the fuel injection instruction until the air-fuel ratio of the exhaust gas based on the combustion of the fuel injected by the injection instruction appears as the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66, the above-described process delay, transport delay, And a delay time L2 expressed as a sum of response delays. In other words, the air-fuel ratio abyfs detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 is a value representing the air-fuel ratio of the exhaust gas generated based on the fuel injection instruction executed before the delay time L2.

従って、前記(8)式に従って目標基本燃料噴射量Fbasetが計算される際、検出空燃比abyfsとして今回の検出空燃比abyfs(k)が使用される一方で、指令燃料噴射量Fiとしては、現時点(具体的には、今回のFi(k)の噴射指示開始時点)から遅れ時間L2に相当するMストローク(M回の吸気行程)前に実行された燃料の噴射指示に係わる指令燃料噴射量である現時点からMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)が使用されることが好ましい。   Accordingly, when the target basic fuel injection amount Fbaset is calculated according to the above equation (8), the current detected air-fuel ratio abyfs (k) is used as the detected air-fuel ratio abyfs, while the command fuel injection amount Fi More specifically, the command fuel injection amount related to the fuel injection instruction executed before the M stroke (M intake strokes) corresponding to the delay time L2 from the current Fi (k) injection instruction start time). It is preferable that the command fuel injection amount Fi (k−M) before the M stroke is used from a certain present time.

そして、上述した行程遅れ、及び輸送遅れに係る時間は、エンジン回転速度NEの上昇に応じて短くなるとともに、輸送遅れに係る時間は、筒内吸入空気量Mcの増加に応じて短くなる傾向がある。従って、前記遅れ時間L2(従って、値M)は、例えば、エンジン回転速度NEと、筒内吸入空気量Mc(k)と、図6にグラフにより示した、エンジン回転速度NE及び筒内吸入空気量Mcと、ストローク数Mとの関係を規定するテーブルMapMcと、に基づいて求めることができる。   Then, the above-described stroke delay and the time related to the transport delay become shorter as the engine speed NE increases, and the time related to the transport delay tends to become shorter as the in-cylinder intake air amount Mc increases. is there. Accordingly, the delay time L2 (and therefore the value M) is, for example, the engine rotational speed NE, the in-cylinder intake air amount Mc (k), and the engine rotational speed NE and in-cylinder intake air shown in the graph of FIG. It can be obtained based on a table MapMc that defines the relationship between the quantity Mc and the number of strokes M.

また、機関が過渡運転状態にある場合、検出空燃比abyfs、指令燃料噴射量Fi、及び補正前基本燃料噴射量Fbasebが別個独立に所定の周波数以上の高周波数で大きく変動し得る。このような場合、前記(8)式、及び前記(9)式に示した関係が維持され得なくなる可能性がある。従って、係る高周波数の変動による影響をカットして安定的な空燃比制御を行うために、基本燃料噴射量補正係数KFの取得に際してローパスフィルタ処理(又はローパスフィルタ処理と等価な所謂なまし処理)を用いることが好ましい。   Further, when the engine is in a transient operation state, the detected air-fuel ratio abyfs, the command fuel injection amount Fi, and the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb can vary greatly at a high frequency equal to or higher than a predetermined frequency. In such a case, there is a possibility that the relationship shown in the equation (8) and the equation (9) cannot be maintained. Therefore, in order to perform stable air-fuel ratio control while eliminating the influence of such high frequency fluctuations, low-pass filter processing (or so-called annealing processing equivalent to low-pass filter processing) is performed when obtaining the basic fuel injection amount correction coefficient KF. Is preferably used.

<<第1基本燃料噴射量補正係数KF1の算出>>
以上のことから、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17は、その機能ブロック図である図7(a)に示したようにA17a〜A17dの各機能ブロック(演算処理部)を含んで構成されている。すなわち、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17は、前記遅れ時間L2に相当するMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)を取得するための指令燃料噴射量遅延部A17aと、上流側空燃比センサ66の出力値をテーブル変換部A10により空燃比に変換した信号である今回の検出空燃比abyfs(k),上流側目標空燃比設定部A2からの出力信号である今回の吸気行程の上流側目標空燃比abyfr(k),及び前記指令燃料噴射量遅延部A17aからの出力信号を入力とする目標基本燃料噴射量算出部A17bと、その目標基本燃料噴射量算出部A17bからの出力信号である今回の目標基本燃料噴射量Fbaset,及び補正前基本燃料噴射量算出部A3からの出力信号である今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を入力とする基本燃料噴射量補正係数算出部A17cと、その基本燃料噴射量補正係数算出部A17cからの出力信号を入力とし第1基本燃料噴射量補正係数KF1を出力するローパスフィルタA17dとを備えている。
<< Calculation of first basic fuel injection correction factor KF1 >>
From the above, the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 includes the functional blocks (arithmetic processing units) A17a to A17d as shown in FIG. Has been. That is, the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 includes a command fuel injection amount delay unit A17a for acquiring a command fuel injection amount Fi (k−M) before the M stroke corresponding to the delay time L2, This detected air-fuel ratio abyfs (k), which is a signal obtained by converting the output value of the upstream air-fuel ratio sensor 66 into an air-fuel ratio by the table conversion unit A10, and the current intake air that is an output signal from the upstream target air-fuel ratio setting unit A2 A target basic fuel injection amount calculation unit A17b that receives the upstream target air-fuel ratio abyfr (k) of the stroke and an output signal from the command fuel injection amount delay unit A17a, and a target basic fuel injection amount calculation unit A17b Basic fuel injection correction using the current target basic fuel injection amount Fbaset as an output signal and the current pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) as an output signal from the pre-correction basic fuel injection amount calculation unit A3 as inputs. Coefficient calculator A 17c, and a low-pass filter A17d that receives the output signal from the basic fuel injection amount correction coefficient calculation unit A17c and outputs the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1.

ローパスフィルタA17dは、ラプラス演算子sを用いてその特性を表した下記(10)式に示すように、一次のフィルタである。下記(10)式において、τ2は時定数(フィルタの応答性に関するパラメータ)である。このローパスフィルタA17dは、周波数(1/τ2)以上の高周波数成分が通過することを実質的に禁止する。
1/(1+τ2・s) ・・・(10)
The low-pass filter A17d is a first-order filter as shown in the following formula (10) that expresses the characteristics using the Laplace operator s. In the following equation (10), τ2 is a time constant (a parameter relating to the response of the filter). The low-pass filter A17d substantially prohibits the passage of high frequency components having a frequency (1 / τ2) or higher.
1 / (1 + τ2 ・ s) (10)

指令燃料噴射量遅延部A17aは、ROM72に記憶されている上述したテーブルMapMcと、現時点でのエンジン回転速度NEと、今回の筒内吸入空気量Mc(k)と、に基づいて上述の値Mを求める。そして、指令燃料噴射量遅延部A17aは、指令燃料噴射量算出部A5により吸気行程毎に求められRAM73に記憶されている指令燃料噴射量Fiのうち、現時点からMストローク(M回の吸気行程)前の値をRAM73から読み出し、これを指令燃料噴射量Fi(k−M)として設定する。   The command fuel injection amount delay unit A17a is based on the above-described value M based on the above-described table MapMc stored in the ROM 72, the current engine speed NE, and the current in-cylinder intake air amount Mc (k). Ask for. Then, the command fuel injection amount delay unit A17a is determined for each intake stroke by the command fuel injection amount calculation unit A5, and among the command fuel injection amounts Fi stored in the RAM 73, M strokes (M intake strokes) from the present time. The previous value is read from the RAM 73 and set as the command fuel injection amount Fi (k−M).

目標基本燃料噴射量算出部A17bは、前記(8)に相当する下記(11)式に従って、検出空燃比abyfs(k)の値を今回の目標空燃比abyfr(k)で除することで得られる値に、指令燃料噴射量Fi(k−M)の値を乗じることで目標基本燃料噴射量Fbasetを求める。
Fbaset=(abyfs(k) / abyfr(k))・Fi(k−M) ・・・(11)
The target basic fuel injection amount calculation unit A17b is obtained by dividing the value of the detected air-fuel ratio abyfs (k) by the current target air-fuel ratio abyfr (k) according to the following equation (11) corresponding to the above (8). The target basic fuel injection amount Fbaset is obtained by multiplying the value by the value of the command fuel injection amount Fi (k−M).
Fbaset = (abyfs (k) / abyfr (k)) ・ Fi (k−M) (11)

基本燃料噴射量補正係数算出部A17cは、上記(9)に相当する下記(12)式に従って、目標基本燃料噴射量算出部A17bにより求められた目標基本燃料噴射量Fbasetを補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)で除することで、ローパスフィルタ処理前の基本燃料噴射量補正係数KF0を求める。
KF0=Fbaset / Fbaseb(k) ・・・(12)
The basic fuel injection amount correction coefficient calculation unit A17c calculates the target basic fuel injection amount Fbaset obtained by the target basic fuel injection amount calculation unit A17b according to the following equation (12) corresponding to (9) above before the basic fuel injection amount before correction. By dividing by Fbaseb (k), the basic fuel injection amount correction coefficient KF0 before the low-pass filter processing is obtained.
KF0 = Fbaset / Fbaseb (k) (12)

ローパスフィルタA17dは、基本燃料噴射量補正係数算出部A17cにより求められたローパスフィルタ処理前の基本燃料噴射量補正係数KF0の値を入力とし、前記(10)式に従って、前記KF0の値をローパスフィルタ処理した後の値である基本燃料噴射量補正係数KF1を出力する。   The low-pass filter A17d receives the value of the basic fuel injection amount correction coefficient KF0 before the low-pass filter processing obtained by the basic fuel injection amount correction coefficient calculation unit A17c as an input, and uses the value of the KF0 as a low-pass filter according to the equation (10). A basic fuel injection amount correction coefficient KF1, which is a value after processing, is output.

<<第2基本燃料噴射量補正係数KF2の算出>>
また、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27は、前記第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17と同様の構成を有しており、その機能ブロック図である図7(b)に示したように、指令燃料噴射量遅延部A27aと、目標基本燃料噴射量算出部A27bと、基本燃料噴射量補正係数取得部A27cと、ローパスフィルタA27dの各機能ブロック(演算処理部)を含んで構成されている。
<< Calculation of second basic fuel injection correction factor KF2 >>
Further, the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 has the same configuration as the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17, and is a functional block diagram shown in FIG. 7B. As shown, each command block includes a command fuel injection amount delay unit A27a, a target basic fuel injection amount calculation unit A27b, a basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27c, and a low-pass filter A27d. Has been.

この第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27におけるローパスフィルタA27dは、基本燃料噴射量補正係数取得部A27cからの出力信号を入力として第2基本燃料噴射量補正係数KF2を出力する。ここで、ローパスフィルタA27dは、前記ローパスフィルタA17dと同様、周波数(1/τ3)以上の高周波数成分が通過することを実質的に禁止するものであって、その時定数τ3が前記第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17におけるローパスフィルタA17dの時定数τ2よりも小さく設定されている。   The low-pass filter A27d in the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 receives the output signal from the basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27c and outputs a second basic fuel injection amount correction coefficient KF2. Here, the low-pass filter A27d substantially prohibits the passage of high-frequency components having a frequency (1 / τ3) or higher, like the low-pass filter A17d, and its time constant τ3 is the first basic fuel. It is set smaller than the time constant τ2 of the low-pass filter A17d in the injection amount correction coefficient acquisition unit A17.

<<補正係数設定部による基本燃料噴射量補正係数KFの設定>>
そして、非パージ時には、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17にて求められた第1基本燃料噴射量補正係数KF1は、補正係数設定部A29により基本燃料噴射量補正係数KFとして設定されることで補正後基本燃料噴射量算出部A4に出力され、今回の指令燃料噴射量Fi(k)を得るための補正後基本燃料噴射量Fbaseの取得のために供される。これに対し、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27にて求められた第2基本燃料噴射量補正係数KF2は、今回の指令燃料噴射量Fi(k)を得るための補正後基本燃料噴射量Fbaseの取得のためには用いられない。
<< Setting of basic fuel injection amount correction coefficient KF by correction coefficient setting section >>
When not purged, the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 obtained by the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 is set as the basic fuel injection amount correction coefficient KF by the correction coefficient setting unit A29. As a result, it is output to the corrected basic fuel injection amount calculation unit A4 and used for obtaining the corrected basic fuel injection amount Fbase for obtaining the current command fuel injection amount Fi (k). On the other hand, the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 obtained by the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 is the corrected basic fuel injection for obtaining the current command fuel injection amount Fi (k). It is not used for obtaining the quantity Fbase.

一方、パージ時には、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27にて求められた第2基本燃料噴射量補正係数KF2は、補正係数設定部A29により基本燃料噴射量補正係数KFとして設定されることで補正後基本燃料噴射量算出部A4に出力され、今回の指令燃料噴射量Fi(k)を得るための補正後基本燃料噴射量Fbaseの取得のために供される。これに対し、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17にて求められた第1基本燃料噴射量補正係数KF1は、今回の指令燃料噴射量Fi(k)を得るための基本燃料噴射量補正係数KFとしては用いられないが、補正係数学習部A28において、パージ開始直後の実際の空燃比の急激な変動を可及的に抑制するためのパージ学習に用いられる。   On the other hand, at the time of purging, the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 obtained by the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 is set as the basic fuel injection amount correction coefficient KF by the correction coefficient setting unit A29. Is output to the corrected basic fuel injection amount calculation unit A4 and is used for obtaining the corrected basic fuel injection amount Fbase for obtaining the current command fuel injection amount Fi (k). On the other hand, the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 obtained by the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 is the basic fuel injection amount correction for obtaining the current command fuel injection amount Fi (k). Although not used as the coefficient KF, the correction coefficient learning unit A28 uses it for purge learning to suppress as much as possible the rapid fluctuation of the actual air-fuel ratio immediately after the start of purge.

すなわち、上述の通り、基本燃料噴射量補正係数KFによる基本燃料噴射量補正は、混合気供給系の機構的誤差等を迅速に補償するために、上流側空燃比センサ66の出力に基づいて行われるが、その一方で、補正量の大きな振動を可及的に抑えて安定した基本燃料噴射量補正を実現するという要求があるために、基本燃料噴射量補正係数KFの取得に際してローパスフィルタ処理が行われる。   That is, as described above, the basic fuel injection amount correction by the basic fuel injection amount correction coefficient KF is performed based on the output of the upstream air-fuel ratio sensor 66 in order to quickly compensate for a mechanical error of the air-fuel mixture supply system. However, on the other hand, since there is a demand for realizing stable basic fuel injection amount correction by suppressing vibration with a large correction amount as much as possible, low pass filter processing is performed when acquiring the basic fuel injection amount correction coefficient KF. Done.

このため、通常の定常運転時(非パージ時)においては、比較的大きな時定数τ2のローパスフィルタA17dを備えた第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17によって求められた第1基本燃料噴射量補正係数KF1が、補正係数設定部A29にて基本燃料噴射量補正係数KFとして設定されることによって、安定した基本燃料噴射量補正による適切な空燃比制御が維持され得る。このように、非パージ時に用いられるローパスフィルタA17dの時定数τ2は、メイン及びサブフィードバック(の積分項)による空燃比補償の応答性と比較した場合の迅速性を阻害しない範囲で、可能な限り大きい方が好ましい。   For this reason, during normal steady operation (non-purge), the first basic fuel injection amount obtained by the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 provided with the low-pass filter A17d having a relatively large time constant τ2. By setting the correction coefficient KF1 as the basic fuel injection amount correction coefficient KF in the correction coefficient setting unit A29, appropriate air-fuel ratio control by stable basic fuel injection amount correction can be maintained. As described above, the time constant τ2 of the low-pass filter A17d used at the time of non-purge is as much as possible within a range that does not hinder the quickness when compared with the responsiveness of the air-fuel ratio compensation by the main and sub-feedback (integral term). Larger is preferable.

これに対し、エバポパージは空燃比制御系に対する急激且つ大きな外乱に相当する。よって、このエバポパージによる空燃比の変動を基本燃料噴射量補正で迅速に補償するためには、基本燃料噴射量補正係数KFの取得に際して行われるローパスフィルタ処理の、実際の空燃比変動(上流側空燃比センサ66の検出空燃比の変動)に対する応答性を高める必要がある。したがって、パージ時には、前記時定数τ2よりも小さな時定数τ3のローパスフィルタA27dを備えた第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27によって求められた第2基本燃料噴射量補正係数KF2が、補正係数設定部A29にて基本燃料噴射量補正係数KFとして設定されることによって、エバポパージによる空燃比変動が迅速に補償され得る。   On the other hand, the evaporation purge corresponds to a sudden and large disturbance to the air-fuel ratio control system. Therefore, in order to quickly compensate for the fluctuation of the air-fuel ratio due to the evaporation purge by the basic fuel injection amount correction, the actual air-fuel ratio fluctuation (upstream air-fuel ratio) of the low-pass filter processing performed when acquiring the basic fuel injection amount correction coefficient KF is performed. It is necessary to improve the response to the detected air-fuel ratio of the fuel ratio sensor 66). Therefore, at the time of purging, the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 obtained by the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 provided with the low-pass filter A27d having a time constant τ3 smaller than the time constant τ2 is the correction coefficient. By setting the basic fuel injection amount correction coefficient KF in the setting unit A29, the air-fuel ratio fluctuation due to the evaporation purge can be quickly compensated.

なお、パージ時にて上述のように小さな時定数τ3のローパスフィルタA27dを備えた第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27の出力値KF2によって迅速な空燃比補償を行ったとしても、パージ開始直後においては、かかる第2基本燃料噴射量補正係数KF2によって空燃比が実効的に補償されるまでの間に一時的にエミッションが悪化することが懸念される。   Even when the air-fuel ratio is quickly compensated by the output value KF2 of the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 provided with the low-pass filter A27d having a small time constant τ3 as described above at the time of purging, immediately after the purge is started. In this case, there is a concern that the emission temporarily deteriorates until the air-fuel ratio is effectively compensated by the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2.

そこで、パージ開始から所定時間経過前は、補正係数設定部A29は、前回のパージ時にて学習したパージ時基本燃料噴射量補正係数学習値(以下「パージ学習値」と称する)KFmpに基づいて基本燃料噴射量補正係数KFを算出し、前記所定時間経過後は、前記第2基本燃料噴射量補正係数KF2に基づいて基本燃料噴射量補正係数KFを算出して基本燃料噴射量補正を行う。以下、このパージ学習値KFmpの取得(パージ学習)について説明する。   Therefore, before the elapse of a predetermined time from the start of the purge, the correction coefficient setting unit A29 is based on the purge basic fuel injection amount correction coefficient learning value (hereinafter referred to as “purge learning value”) KFmp learned in the previous purge. A fuel injection amount correction coefficient KF is calculated, and after the predetermined time has elapsed, a basic fuel injection amount correction coefficient KF is calculated based on the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 to perform basic fuel injection amount correction. Hereinafter, acquisition of the purge learning value KFmp (purging learning) will be described.

<<パージ学習制御>>
パージ時と非パージ時とで吸入空気流量Gaやエンジン回転速度NEが同一(したがって筒内吸入空気量Mc(k)が同一)である場合、補正前基本燃料噴射量算出部A3により取得される補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)や、混合気吸気系の機構的誤差は、パージ時と非パージ時とでは同一となる。それにも拘らず、初回パージ開始時点においては、燃焼室25に導入される燃料量が、非パージ時よりもパージガス中の燃料量相当分だけ多くなる(リッチになる)。そして、かかるパージ開始時点でのリッチ側にシフトした混合気が燃焼室25にて燃焼された直後、上流側空燃比センサ66の空燃比出力がリッチ側にシフトする。このリッチ側にシフトした上流側空燃比センサ66の空燃比出力に基づいて算出された目標基本燃料噴射量Fbasetは、非パージ時に算出される(通常の)目標基本燃料噴射量Fbasetから、エバポパージによる空燃比リッチシフト分の燃料量である前記余剰燃料量が補償された(差し引かれた)値となる。すなわち、同一の筒内吸入空気量Mc(k)における、非パージ時とパージ時との間の目標基本燃料噴射量Fbasetの差は、混合気吸気系の機構的誤差の影響が除外された、純粋な前記余剰燃料量に相当する。
<< Purge learning control >>
When the intake air flow rate Ga and the engine speed NE are the same (and therefore the in-cylinder intake air amount Mc (k) is the same) in the purge and non-purge periods, it is acquired by the pre-correction basic fuel injection amount calculation unit A3. The basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction and the mechanical error of the air-fuel mixture intake system are the same when purging and when not purging. Nevertheless, at the start of the first purge, the amount of fuel introduced into the combustion chamber 25 increases (becomes rich) by an amount corresponding to the amount of fuel in the purge gas than when not purged. Immediately after the air-fuel mixture shifted to the rich side at the start of the purge is burned in the combustion chamber 25, the air-fuel ratio output of the upstream air-fuel ratio sensor 66 is shifted to the rich side. The target basic fuel injection amount Fbaset calculated based on the air-fuel ratio output of the upstream side air-fuel ratio sensor 66 shifted to the rich side is obtained from the (normal) target basic fuel injection amount Fbaset calculated at the time of non-purge by evaporation purge. The surplus fuel amount, which is the fuel amount for the air-fuel ratio rich shift, is a compensated (subtracted) value. That is, in the same in-cylinder intake air amount Mc (k), the difference in the target basic fuel injection amount Fbaset between the non-purge time and the purge time excludes the influence of the mechanical error of the air-fuel mixture intake system. This corresponds to the pure surplus fuel amount.

よって、同一の筒内吸入空気量Mc(k)において補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)が同一であるという前提と前記(9)式とに基づけば、非パージ時の第1基本燃料噴射量補正係数KF1nonpurgeと、パージ時の第1基本燃料噴射量補正係数KF1purgeとの偏差は、上述の余剰燃料量を反映した値となる。すなわち、パージ時の第1基本燃料噴射量補正係数KF1purgeは、上述の混合気吸気系の機構的誤差を補償した非パージ時の第1基本燃料噴射量補正係数KF1nonpurgeに対して、さらにエバポパージに起因する空燃比変動を補償した値となる。したがって、同一の筒内吸入空気量Mc(k)における前回のパージ時の第1基本燃料噴射量補正係数KF1purgeを学習してパージ学習値KFmpとしてRAM73に格納しておき、これに基づいて基本燃料噴射量補正係数KFを算出して基本燃料噴射量補正を行うことで、同一の筒内吸入空気量Mc(k)における2回目以降のパージ時では、パージ開始直後においても当該パージによる空燃比変動がある程度補償されていく。   Therefore, based on the premise that the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) is the same for the same in-cylinder intake air amount Mc (k) and the above equation (9), the first basic fuel injection at the non-purging time The deviation between the amount correction coefficient KF1nonpurge and the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1purge at the time of purge is a value reflecting the above-described surplus fuel amount. That is, the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1purge at the time of purging is caused by the evaporative purge in addition to the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1nonpurge at the time of non-purge that compensates for the mechanical error of the air-fuel mixture intake system described above. This value compensates for air-fuel ratio fluctuations. Therefore, the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1purge at the time of the previous purge for the same in-cylinder intake air amount Mc (k) is learned and stored in the RAM 73 as the purge learning value KFmp, and based on this, the basic fuel is determined. By calculating the injection amount correction coefficient KF and correcting the basic fuel injection amount, at the time of the second and subsequent purges with the same in-cylinder intake air amount Mc (k), the air-fuel ratio fluctuations due to the purge immediately after the purge is started Will be compensated to some extent.

ここで、上述のパージ学習値KFmpの学習は、補正係数学習部A28において、パージ開始時点から時間t0経過後、大きな時定数τ2のローパスフィルタA17dを備えた第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17からの出力値(第1基本燃料噴射量補正係数KF1)が充分安定したときに、当該第1基本燃料噴射量補正係数KF1の出力値を学習値としてRAM73に格納することによって行われる。これにより、精度の良いパージ学習が行われる。   Here, the learning of the purge learning value KFmp described above is performed by the correction coefficient learning unit A28, the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit provided with the low-pass filter A17d having a large time constant τ2 after the elapse of time t0 from the purge start time. When the output value from A17 (first basic fuel injection amount correction coefficient KF1) is sufficiently stable, the output value of the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 is stored in the RAM 73 as a learning value. As a result, accurate purge learning is performed.

上述のような、初回パージ時におけるパージ学習と、このパージ学習によるパージ学習値を用いた(同一の筒内吸入空気量Mc(k)の分類における)2回目の空燃比制御の概略を図8で説明する。   FIG. 8 shows an outline of the purge learning at the time of the first purge as described above and the second air-fuel ratio control (in the same classification of the in-cylinder intake air amount Mc (k)) using the purge learning value by this purge learning. I will explain it.

まず、初回パージ時においては、図8(a)に示す通り、初回パージ開始時点(tPGR=0)から(正確には所定の輸送遅れ時間経過後)、エバポパージによるリッチ側への空燃比変動が上流側空燃比センサ66に現れることによって、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17の出力値KF1及び第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27の出力値KF2が変動する。 First, at the time of the first purge, as shown in FIG. 8A, the air-fuel ratio fluctuations to the rich side due to the evaporative purge from the initial purge start time (t PGR = 0) (exactly after a predetermined transport delay time elapses). Appears in the upstream air-fuel ratio sensor 66, the output value KF1 of the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 and the output value KF2 of the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 vary.

この場合、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27の出力値KF2は、小さい時定数τ3のローパスフィルタA27dの出力に基づいたものであるので、エバポパージによる空燃比変動に対して高い応答性で追随する。そこで、補正係数設定部A29により、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27の出力値KF2に基づいて基本燃料噴射量補正係数KFが算出される。これにより、初回(パージ学習前)のエバポパージによる急激な空燃比変動が高い応答性で補償される。   In this case, since the output value KF2 of the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 is based on the output of the low-pass filter A27d having a small time constant τ3, it has high responsiveness to air-fuel ratio fluctuations due to evaporation purge. Follow. Therefore, the basic fuel injection amount correction coefficient KF is calculated by the correction coefficient setting unit A29 based on the output value KF2 of the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27. As a result, the rapid air-fuel ratio fluctuation due to the initial (before purge learning) evaporation purge is compensated with high responsiveness.

一方、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17の出力値KF1の出力は、大きい時定数τ2のローパスフィルタA17dの出力に基づいたものであるので、低周波数で変動しながら徐々に一定値KFmpに収束するような挙動を示す。そこで、パージ時間が所定時間t0だけ経過した後(tPGR=t0)、KF1の出力値がパージ学習値KFmpとして取得される。すなわち、図8(a)から明らかなように、パージ時間が所定時間t0だけ経過した(tPGR=t0)場合、KF2の値は高周波数で変動しているのに対し、KF1の値は変動が小さいので、tPGR=t0の時点からKF1をKFmpに逐次学習することで、精度良くパージ学習が行われ得る。 On the other hand, the output value KF1 of the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 is based on the output of the low-pass filter A17d having a large time constant τ2, and therefore gradually changes to a constant value KFmp while fluctuating at a low frequency. Shows a behavior that converges. Therefore, after the purge time has elapsed by the predetermined time t0 (t PGR = t0), the output value of KF1 is acquired as the purge learning value KFmp. That is, as apparent from FIG. 8A, when the purge time has elapsed for a predetermined time t0 (t PGR = t0), the value of KF2 fluctuates at a high frequency, whereas the value of KF1 fluctuates. Therefore, purge learning can be performed with high accuracy by sequentially learning KF1 to KFmp from the time point t PGR = t0.

上述のようにパージ学習が行われた後は、この学習値KFmpに基づいてパージ時の基本燃料噴射量補正が行われる。よって、図8(b)に示す通り、パージ学習後におけるパージ中(特にパージ開始直後)の空燃比変動が、初回パージ時(図8(a)参照)よりも抑制される。   After the purge learning is performed as described above, the basic fuel injection amount correction at the time of purging is performed based on the learning value KFmp. Therefore, as shown in FIG. 8B, the air-fuel ratio fluctuation during the purge after purge learning (especially immediately after the start of the purge) is suppressed more than during the first purge (see FIG. 8A).

なお、図8(b)に示す2回目のパージ時において、パージ時間がt0に達した場合は、図8(a)と同様にKFmpを逐次学習する。また、(同一の筒内吸入空気量Mc(k)の分類における)3回目以降のパージ時においては、上述した2回目のパージ時と同様の処理となる。   When the purge time reaches t0 during the second purge shown in FIG. 8B, KFmp is sequentially learned as in FIG. 8A. In the third and subsequent purges (in the same classification of the in-cylinder intake air amount Mc (k)), the same processing as in the second purge described above is performed.

このKFmpの逐次学習(記憶値の更新)について、今回新たに記憶すべき更新値KFmpは、前回のKFmp’の値と今回のKF1の値に基づき、以下の式(13)により求められる。
KFmp=KFmp’−(KFmp’−KF1)×β・・・(13)
In this sequential learning (update of stored value) of KFmp, the updated value KFmp to be newly stored this time is obtained by the following equation (13) based on the previous value of KFmp ′ and the current value of KF1.
KFmp = KFmp ′ − (KFmp′−KF1) × β (13)

<<基本燃料噴射量補正係数の記憶処理>>
内燃機関の暖機運転中等、「上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsが正常な値とならない場合」においては、検出空燃比abyfsが排気ガスの空燃比を精度良く表す値とならない。このような場合、検出空燃比abyfsの値を使用して前記(11)式(、及び前記(12)式)に従って算出される基本燃料噴射量補正係数KFの値も、補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を、目標基本燃料噴射量Fbasetになるように精度良く補正するための値とならない。従って、このような場合、前記(11)式、及び前記(12)式に従って算出される基本燃料噴射量補正係数KFは補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)の補正に使用されるべきでない。
<< Storage processing of basic fuel injection amount correction coefficient >>
In “when the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 does not become a normal value” such as during the warm-up operation of the internal combustion engine, the detected air-fuel ratio abyfs does not become a value that accurately represents the air-fuel ratio of the exhaust gas. In such a case, the value of the basic fuel injection amount correction coefficient KF calculated according to the equation (11) (and the equation (12)) using the value of the detected air-fuel ratio abyfs is also the basic fuel injection amount before correction. It is not a value for accurately correcting Fbaseb (k) so that it becomes the target basic fuel injection amount Fbaset. Therefore, in such a case, the basic fuel injection amount correction coefficient KF calculated according to the above equations (11) and (12) should not be used for correcting the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k).

そこで、本装置は、非パージ時であって且つ「上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsが正常な値となる場合(具体的には、後述するメインフィードバック条件が成立する場合)」に限り、前記(11)式、及び前記(12)式に従って計算された基本燃料噴射量補正係数KFを使用して補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を補正していくとともに、計算された第1基本燃料噴射量補正係数KF1の値を補正係数学習部A28により基本燃料噴射量補正係数記憶値KFmとして逐次バックアップRAM74に記憶・更新していく。   Therefore, this apparatus is not purged and only when “the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 becomes a normal value (specifically, when a main feedback condition described later is satisfied)”. The basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction is corrected using the basic fuel injection amount correction coefficient KF calculated according to the above equation (11) and the above equation (12), and the calculated first The value of the basic fuel injection amount correction coefficient KF1 is sequentially stored and updated in the backup RAM 74 as the basic fuel injection amount correction coefficient storage value KFm by the correction coefficient learning unit A28.

ここで、吸入空気流量Gaが増大(従って筒内吸入空気量Mcも増大)すると、エアフローメータ61によるGaの測定誤差も当然大きくなる等、混合気供給系の機構的誤差が筒内吸入空気量Mcに応じて増大していく(従って、基本燃料噴射量補正係数KFの値が筒内吸入空気量Mcに応じて増大していく)傾向がある。そこで、本装置は、図9に示すように、筒内吸入空気量Mcのとり得る範囲を複数の(本例では、4つの)分類に区分する。そして、本装置は、新たな第1基本燃料噴射量補正係数KF1を計算する毎に、今回の筒内吸入空気量Mc(k)が属する分類を選択するとともに、同選択された分類に対応する基本燃料噴射量補正係数記憶値KFm (j)(j:1,2,3,4)の値を前記計算された新たな第1基本燃料噴射量補正係数KF1の値に基づいて更新・記憶していく。   Here, when the intake air flow rate Ga increases (and hence the in-cylinder intake air amount Mc also increases), the mechanical error of the air-fuel mixture supply system, such as a Ga measurement error by the air flow meter 61, naturally increases. There is a tendency to increase according to Mc (thus, the value of the basic fuel injection amount correction coefficient KF increases according to the in-cylinder intake air amount Mc). Therefore, as shown in FIG. 9, the present apparatus divides the possible range of the cylinder intake air amount Mc into a plurality of (in this example, four) classifications. Then, every time the new first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 is calculated, the present apparatus selects the class to which the current in-cylinder intake air amount Mc (k) belongs and corresponds to the selected class. The basic fuel injection amount correction coefficient memory value KFm (j) (j: 1, 2, 3, 4) is updated and stored based on the calculated first basic fuel injection amount correction coefficient KF1. To go.

このKFmの逐次更新について、今回新たに記憶すべき更新値KFmは、前回のKFm’の値と今回のKF1の値に基づき、以下の式(14)により求められる。
KFm=KFm’−(KFm’−KF1)×α・・・(14)
Regarding this sequential update of KFm, the update value KFm to be newly stored this time is obtained by the following equation (14) based on the previous KFm ′ value and the current KF1 value.
KFm = KFm ′ − (KFm′−KF1) × α (14)

一方、本装置は、「上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsが正常な値とならない場合(具体的には、後述するメインフィードバック条件が成立しない場合)」においては、今回の筒内吸入空気量Mc(k)が属する分類を選択するとともに、バックアップRAM74に記憶されている基本燃料噴射量補正係数記憶値KFm(j)(j:1,2,3,4)のうち同選択された分類に対応する値を読み出し、前記(11)式、及び前記(12)式に従って計算される基本燃料噴射量補正係数KFに代えて当該基本燃料噴射量補正係数記憶値KFmを使用して補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を補正していく。これにより、「上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsが正常な値とならない場合」においても、補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)を、ある程度正確に目標基本燃料噴射量Fbasetに一致させていくことができ、この結果、混合気供給系の機構的誤差がある程度補償されていく。   On the other hand, in the case where “the output value Vabyfs of the upstream side air-fuel ratio sensor 66 does not become a normal value (specifically, when a main feedback condition described later is not satisfied)” The classification to which the amount Mc (k) belongs is selected, and the classification selected from the basic fuel injection amount correction coefficient stored values KFm (j) (j: 1, 2, 3, 4) stored in the backup RAM 74 The basic fuel injection amount correction coefficient stored value KFm is used in place of the basic fuel injection amount correction coefficient KF calculated according to the equations (11) and (12). The fuel injection amount Fbaseb (k) is corrected. As a result, even when “the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 does not become a normal value”, the basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction is made to coincide with the target basic fuel injection amount Fbaset with a certain degree of accuracy. As a result, the mechanical error of the mixture supply system is compensated to some extent.

但し、エバポパージが行われている場合、このエバポパージによる空燃比制御系に対する外乱が入った状態の基本燃料噴射量補正係数KFの値は、「上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsが正常な値とならない場合」のための補正値として学習すべきではない。したがって、エバポパージが行われている場合には、上述の基本燃料噴射量補正係数記憶値KFmの更新が行われない。   However, when the evaporation purge is being performed, the value of the basic fuel injection amount correction coefficient KF in a state where disturbance to the air-fuel ratio control system due to the evaporation purge has entered is “the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 is a normal value. It should not be learned as a correction value for “if not”. Therefore, when the evaporative purge is being performed, the basic fuel injection amount correction coefficient stored value KFm is not updated.

以上の通り、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17及び第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27は、燃料の噴射時点(より具体的には、噴射指示が開始される時点)が到来する毎に、A17a〜A17d及びA27a〜A27dの各機能ブロックを利用してKF1及びKF2を取得する。また、補正係数学習部A28は、パージ時及び非パージ時の基本燃料噴射量補正係数の学習を行う。更に、補正係数設定部A29は、機関の運転状態に応じて、KF1,KF2,KFm,及びKFmpに基づいて基本燃料噴射量補正係数KFを算出する。そして、本装置は、このようにして今回設定された基本燃料噴射量補正係数KFを次回の補正前基本燃料噴射量Fbasebに乗じることで次回の補正前基本燃料噴射量Fbasebを補正していく(即ち、次回の補正後基本燃料噴射量Fbaseを決定していく)。従って、次回の補正後基本燃料噴射量Fbaseが、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を目標空燃比abyfrとするために噴射指示すべき燃料噴射量と一致する(近づく)ように決定されていき、この結果、燃焼室に供給される混合気の空燃比が目標空燃比abyfrに向けて制御されつつ混合気供給系の機構的誤差やエバポパージによる空燃比変動が迅速に補償されていく。   As described above, the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 and the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 have reached the fuel injection time point (more specifically, the time point when the injection instruction is started). Each time, KF1 and KF2 are acquired using the functional blocks A17a to A17d and A27a to A27d. Further, the correction coefficient learning unit A28 learns the basic fuel injection amount correction coefficient during purge and non-purge. Further, the correction coefficient setting unit A29 calculates a basic fuel injection amount correction coefficient KF based on KF1, KF2, KFm, and KFmp according to the operating state of the engine. Then, the present apparatus corrects the next uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb by multiplying the next uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb by the basic fuel injection amount correction coefficient KF set this time in this way ( That is, the next corrected basic fuel injection amount Fbase is determined). Therefore, the corrected basic fuel injection amount Fbase for the next time matches (approaches) the fuel injection amount to be instructed for injection in order to set the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber to the target air-fuel ratio abyfr. As a result, while the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is controlled toward the target air-fuel ratio abyfr, the mechanical error of the air-fuel mixture supply system and the air-fuel ratio fluctuation due to evaporation purge are quickly compensated. Go.

このように、前記構成によれば、パージ時における実際の空燃比補償が、小さな時定数τ3のローパスフィルタA27dを備えた第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27によって求められた第2基本燃料噴射量補正係数KF2を用いて行われるので、エバポパージによる空燃比変動が迅速に補償され得る。その一方で、パージ時におけるパージ学習が、大きな時定数τ2のローパスフィルタA17dを備えた第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17にて求められた第1基本燃料噴射量補正係数KF1を用いて行われるので、精度良いパージ学習が行われ得る。すなわち、前記構成によれば、エバポパージによる空燃比変動が可及的に迅速に補償されつつ、精度良いパージ学習が行われ得る。   Thus, according to the above-described configuration, the second basic fuel obtained by the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 provided with the low-pass filter A27d having a small time constant τ3 is used for the actual air-fuel ratio compensation at the time of purging. Since the injection amount correction coefficient KF2 is used, fluctuations in the air-fuel ratio due to evaporation purge can be quickly compensated. On the other hand, purge learning at the time of purging is performed using the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 obtained by the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 provided with the low-pass filter A17d having a large time constant τ2. As a result, purge learning with high accuracy can be performed. That is, according to the above configuration, the purge learning can be performed with high accuracy while compensating for the air-fuel ratio fluctuation due to the evaporation purge as quickly as possible.

また、前記構成によれば、非パージ時の実際の空燃比補償とパージ時のパージ学習とが、前記第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17にて求められた第1基本燃料噴射量補正係数KF1を用いて行われるので、簡易な制御系構成によって上述のエバポパージによる空燃比変動の可及的に迅速な補償と精度良いパージ学習とが達成され得る。   Further, according to the above configuration, the first basic fuel injection amount correction obtained by the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 includes the actual air-fuel ratio compensation during non-purge and the purge learning during purge. Since the process is performed using the coefficient KF1, the quickest possible compensation of the air-fuel ratio fluctuation due to the above-described evaporation purge and accurate purge learning can be achieved with a simple control system configuration.

以上、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17及び第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27が基本燃料噴射量補正値取得部に相当し、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17のローパスフィルタA17dが第1のフィルタに相当し、第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27のローパスフィルタA27dが第2のフィルタに相当する。また、補正係数学習部A28がパージ学習部に相当する。
以上が、本装置による機関の空燃比フィードバック制御の概要である。
As described above, the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 and the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 correspond to the basic fuel injection amount correction value acquisition unit, and the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17. The low-pass filter A17d corresponds to the first filter, and the low-pass filter A27d of the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 corresponds to the second filter. The correction coefficient learning unit A28 corresponds to the purge learning unit.
The above is the outline of the air-fuel ratio feedback control of the engine by this apparatus.

(実際の作動)
次に、前記空燃比制御装置の実際の作動について説明する。
(Actual operation)
Next, actual operation of the air-fuel ratio control apparatus will be described.

<空燃比フィードバック制御>
CPU71は、図10にフローチャートにより示した燃料噴射量Fiの計算、及び燃料噴射の指示を行うルーチンを、各気筒のクランク角が各吸気上死点前の所定クランク角度(例えば、BTDC90°CA)となる毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、任意の気筒のクランク角度が前記所定クランク角度になると、CPU71は「Fi計算・噴射」ルーチン1000の処理を開始する。
<Air-fuel ratio feedback control>
The CPU 71 performs a routine for calculating the fuel injection amount Fi shown in the flowchart of FIG. 10 and instructing the fuel injection. The crank angle of each cylinder is a predetermined crank angle before each intake top dead center (for example, BTDC 90 ° CA). Each time it becomes, it is executed repeatedly. Therefore, when the crank angle of an arbitrary cylinder reaches the predetermined crank angle, the CPU 71 starts processing of the “Fi calculation / injection” routine 1000.

まず、ステップ1005にて、エアフローメータ61により計測された吸入空気流量Gaと、エンジン回転速度NEと、上述したテーブルMapMcとに基づいて、今回の吸気行程を迎える気筒(以下、「燃料噴射気筒」と云うこともある。)に吸入された今回の筒内吸入空気量Mc(k)が推定・決定される。   First, in step 1005, based on the intake air flow rate Ga measured by the air flow meter 61, the engine rotational speed NE, and the above-described table MapMc, a cylinder that reaches the current intake stroke (hereinafter referred to as “fuel injection cylinder”). In this case, the in-cylinder intake air amount Mc (k) taken in this time is estimated and determined.

次に、CPU71は、ステップ1010に進んで、前記推定された筒内吸入空気量Mc(k)を今回の目標空燃比abyfr(k)で除した値を今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)として決定する。その後、CPU71は、ステップ1015に進んで、前記補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に、バックアップRAM74に記憶されている基本燃料噴射量補正係数記憶値KFm(j)(j:1,2,3,4)のうち先のステップ1005にて決定された筒内吸入空気量Mc(k)の値に対応する値を読み出して、本フローにおける「KFm」の値として決定する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1010, in which the value obtained by dividing the estimated in-cylinder intake air amount Mc (k) by the current target air-fuel ratio abyfr (k) is the current pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb ( Determine as k). Thereafter, the CPU 71 proceeds to step 1015 to store the basic fuel injection amount correction coefficient storage value KFm (j) (j: 1, 2, 2) stored in the backup RAM 74 in the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k). 3), a value corresponding to the value of in-cylinder intake air amount Mc (k) determined in the previous step 1005 is read out and determined as the value of “KFm” in this flow.

続いて、CPU71は、ステップ1020に進み、メインフィードバック条件が成立しているか否かを判定する。ここで、メインフィードバック条件は、例えば、機関の冷却水温THWが第1所定温度以上であって、上流側空燃比センサ66が正常(活性状態となっていることを含む)であって、機関の一回転当りの吸入空気量(負荷)が所定値以下であるときに成立する。即ち、メインフィードバック条件が成立することは、上述した「上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsが正常な値となる場合」に対応する。   Subsequently, the CPU 71 proceeds to step 1020 to determine whether or not the main feedback condition is satisfied. Here, the main feedback condition is, for example, that the coolant temperature THW of the engine is equal to or higher than the first predetermined temperature and the upstream air-fuel ratio sensor 66 is normal (including that the engine is in an active state). This is established when the intake air amount (load) per rotation is a predetermined value or less. That is, the fact that the main feedback condition is satisfied corresponds to the above-described “when the output value Vabyfs of the upstream air-fuel ratio sensor 66 becomes a normal value”.

メインフィードバック条件が成立していない場合(ステップ1020=「No」)、CPU71はステップ1025に進み、前記決定したKFmの値を基本燃料噴射量補正係数KFとして設定した後、ステップ1030に進み、前記補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に、ステップ1025にて設定した基本燃料噴射量補正係数KFを乗じた値を補正後基本燃料噴射量Fbaseとして設定する。次に、CPU71はステップ1035に進み、前記(1)式に従って、上述のように求めた補正後基本燃料噴射量Fbaseに、後述するルーチンにて(前回の燃料噴射時点にて)求められている最新のメインフィードバック補正量DFi_mainと、後述するルーチンにて(前回の燃料噴射時点にて)求められている最新のサブフィードバック補正量DFi_subとを加えた値を今回の指令燃料噴射量Fi(k)として求める。そして、CPU71はステップ1040に進んで、前記指令燃料噴射量Fi(k)の燃料の噴射指示を行う。具体的には、図示しないルーチンにより別途計算されている燃料噴射開始時期が到来すると、CPU71は、前記指令燃料噴射量Fi(k)に応じた時間だけ燃料噴射気筒のインジェクタ39を開弁する指示を当該インジェクタ39に対して行うことで燃料が噴射される。そして、CPU71はステップ1095に進んで本ルーチンを一旦終了する。   When the main feedback condition is not satisfied (step 1020 = “No”), the CPU 71 proceeds to step 1025, sets the determined KFm value as the basic fuel injection amount correction coefficient KF, and then proceeds to step 1030. A value obtained by multiplying the basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction by the basic fuel injection amount correction coefficient KF set in step 1025 is set as the corrected basic fuel injection amount Fbase. Next, the CPU 71 proceeds to step 1035 to obtain the corrected basic fuel injection amount Fbase obtained as described above according to the equation (1) by a routine described later (at the time of the previous fuel injection). The value obtained by adding the latest main feedback correction amount DFi_main and the latest sub feedback correction amount DFi_sub obtained in the routine described later (at the time of the previous fuel injection) to the current command fuel injection amount Fi (k) Asking. Then, the CPU 71 proceeds to step 1040 to instruct fuel injection of the command fuel injection amount Fi (k). Specifically, when the fuel injection start time calculated separately by a routine (not shown) arrives, the CPU 71 instructs to open the injector 39 of the fuel injection cylinder for a time corresponding to the commanded fuel injection amount Fi (k). Is performed on the injector 39 to inject fuel. Then, the CPU 71 proceeds to step 1095 to end the present routine tentatively.

メインフィードバック条件が成立している場合(ステップ1020=「Yes」)、CPU71はステップ1045に進み、前記パージ条件が成立しているか否かを判断する。   When the main feedback condition is satisfied (step 1020 = “Yes”), the CPU 71 proceeds to step 1045 to determine whether the purge condition is satisfied.

パージ条件が成立していない場合(ステップ1045=「No」)、現在はパージ中ではないので、CPU71はステップ1050に進み、後述するルーチンにて(前回の燃料噴射時点にて)求められている最新の第1基本燃料噴射量補正係数KF1に前記決定したKFmの値を乗じた値を、基本燃料噴射量補正係数KFとして設定する。その後、上述と同様にステップ1030,1035,1040,1095を順次実行することで、通常の(非パージ時の)基本燃料噴射量補正を行う。   If the purge condition is not satisfied (step 1045 = “No”), since the purge is not currently being performed, the CPU 71 proceeds to step 1050 and is obtained by a routine described later (at the time of the previous fuel injection). A value obtained by multiplying the latest first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 by the value of the determined KFm is set as the basic fuel injection amount correction coefficient KF. Thereafter, steps 1030, 1035, 1040, and 1095 are sequentially executed in the same manner as described above to perform normal (non-purge) basic fuel injection amount correction.

パージ条件が成立している場合(ステップ1045=「Yes」)、現在はパージ中であるので、CPU71はステップ1060に進み、パージ学習値KFmpが未算出か否かを判断する。   If the purge condition is satisfied (step 1045 = “Yes”), since the purge is currently being performed, the CPU 71 proceeds to step 1060 to determine whether or not the purge learning value KFmp has not been calculated.

パージ学習値KFmpが未算出である場合(ステップ1060=「Yes」)、CPU71はステップ1065に進み、後述するルーチンにて(前回の燃料噴射時点にて)求められている最新の第2基本燃料噴射量補正係数KF2に前記決定したKFmの値を乗じた値を、基本燃料噴射量補正係数KFとして設定する。その後、上述と同様にステップ1030,1035,1040,1095を順次実行することで、パージ学習前のパージ時の基本燃料噴射量補正を行う。すなわち、初回パージ時等、パージ学習がなされていない場合には、上述したように応答性の抑えられた第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17の安定した出力値KF1を用いてパージ学習を行いつつ(具体的なフローは後述する)、パージに対する実際の空燃比補償は、パージ開始直後より、応答性の高められた第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27の出力値KF2を用いて迅速に行われる。   When the purge learning value KFmp has not been calculated (step 1060 = “Yes”), the CPU 71 proceeds to step 1065, and the latest second basic fuel obtained in a routine described later (at the time of the previous fuel injection). A value obtained by multiplying the injection amount correction coefficient KF2 by the value of the determined KFm is set as the basic fuel injection amount correction coefficient KF. Thereafter, steps 1030, 1035, 1040, and 1095 are sequentially executed in the same manner as described above to perform basic fuel injection amount correction at the time of purge before purge learning. That is, when purge learning is not performed, such as at the time of the first purge, purge learning is performed using the stable output value KF1 of the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 with suppressed responsiveness as described above. While performing (a specific flow will be described later), the actual air-fuel ratio compensation for the purge is performed using the output value KF2 of the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 with improved responsiveness immediately after the start of the purge. Done quickly.

一方、パージ学習値KFmpが算出済みである場合(ステップ1060=「No」)、CPU71はステップ1070に進み、後述するルーチンにて(前回の燃料噴射時点にて)求められている最新の第2基本燃料噴射量補正係数KF2に、前記決定したKFm、及びパージ学習値KFmpの値を乗じた値を、基本燃料噴射量補正係数KFとして設定する。その後、上述と同様にステップ1030,1035,1040,1095を順次実行することで、パージ学習後のパージ時の基本燃料噴射量補正を行う。これにより、パージ開始直後であってもパージ学習値をKFmp利用して、可及的にエミッション悪化が抑制された良好な空燃比制御を維持することが可能になる。   On the other hand, when the purge learning value KFmp has been calculated (step 1060 = “No”), the CPU 71 proceeds to step 1070 and the latest second obtained in the routine described later (at the time of the previous fuel injection). A value obtained by multiplying the basic fuel injection amount correction coefficient KF2 by the value of the determined KFm and the purge learning value KFmp is set as the basic fuel injection amount correction coefficient KF. Thereafter, steps 1030, 1035, 1040, and 1095 are sequentially executed in the same manner as described above to perform basic fuel injection amount correction at the time of purge after purge learning. This makes it possible to maintain good air-fuel ratio control in which emission deterioration is suppressed as much as possible by using the purge learning value KFmp even immediately after the start of purge.

以上により、補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)が、パージの有無やパージ学習の有無等の運転状態に応じた適切な基本燃料噴射量補正係数KFの値によって補正されるとともに、同補正された補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)(即ち、補正後基本燃料噴射量Fbase)がメインフィードバック補正、及びサブフィードバック補正された後の指令燃料噴射量Fi(k)の燃料の噴射指示が燃料噴射気筒に対して噴射される。   As described above, the basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction is corrected by the appropriate value of the basic fuel injection amount correction coefficient KF according to the operation state such as the presence or absence of purge or the presence or absence of purge learning. The fuel injection instruction of the command fuel injection amount Fi (k) after the base fuel injection amount Fbaseb (k) before correction (that is, the base fuel injection amount Fbase after correction) is subjected to the main feedback correction and the sub feedback correction is the fuel. The fuel is injected into the injection cylinder.

<メインフィードバック補正量の計算>
次に、前記メインフィードバック制御において前記メインフィードバック補正量DFi_mainを算出する際の作動について説明すると、CPU71は図11にフローチャートにより示した「メインフィードバック補正量DFi_main計算」ルーチン1100を、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期(噴射指示開始時点)が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、CPU71は前記ルーチン1100の処理を開始し、まず、ステップ1105にて、メインフィードバック条件が成立しているか否かを判定する。このメインフィードバック条件は、先のステップ1005におけるメインフィードバック条件と同一である。
<Calculation of main feedback correction amount>
Next, the operation when calculating the main feedback correction amount DFi_main in the main feedback control will be described. The CPU 71 executes the “main feedback correction amount DFi_main calculation” routine 1100 shown in the flowchart of FIG. 11 for the fuel injection cylinder. Each time the injection start time (injection instruction start time) arrives, it is repeatedly executed. Accordingly, when the fuel injection start timing has arrived for the fuel injection cylinder, the CPU 71 starts the processing of the routine 1100. First, in step 1105, it is determined whether or not the main feedback condition is satisfied. This main feedback condition is the same as the main feedback condition in the previous step 1005.

いま、メインフィードバック条件が成立しているものとして説明を続けると、CPU71はステップ1105にて「Yes」と判定してステップ1110に進み、現時点(即ち、噴射指示開始時点)の上流側空燃比センサ66の出力値Vabyfsを図3に示したテーブルに基づいて変換することにより、今回の検出空燃比abyfs(k)を求める。   Now, assuming that the main feedback condition is satisfied, the CPU 71 makes a “Yes” determination at step 1105 to proceed to step 1110, and the upstream air-fuel ratio sensor at the present time (ie, the injection instruction start time). The current detected air-fuel ratio abyfs (k) is obtained by converting the output value Vabyfs of 66 based on the table shown in FIG.

次に、CPU71はステップ1115に進み、現時点からNストローク(N回の吸気行程)前に吸気行程を迎えた気筒の吸入空気量である筒内吸入空気量Mc(k−N)を前記求めた検出空燃比abyfs(k)で除することにより、現時点からNストローク前の実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)を求める。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1115 to obtain the in-cylinder intake air amount Mc (k−N), which is the intake air amount of the cylinder that has reached the intake stroke before N strokes (N intake strokes) from the present time. By dividing by the detected air-fuel ratio abyfs (k), the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) N strokes before the present time is obtained.

次いで、CPU71はステップ1120に進み、現時点からNストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)を現時点からNストローク前の目標空燃比abyfr(k−N)で除することにより、現時点からNストローク前の目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)を求める。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1120 and divides the in-cylinder intake air amount Mc (k−N) N strokes before the current time by the target air-fuel ratio abyfr (k−N) N strokes before the current time, thereby starting from the current time. The target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) before N strokes is obtained.

そして、CPU71はステップ1125に進んで、前記(5)式に従って、目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じた値を筒内燃料供給量偏差DFcとして設定する。つまり、筒内燃料供給量偏差DFcは、Nストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。次に、CPU71はステップ1130に進み、前記筒内燃料供給量偏差DFcをハイパスフィルタA15によりハイパスフィルタ処理してハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiを取得する。   Then, the CPU 71 proceeds to step 1125, and in-cylinder fuel supply is performed by subtracting the in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) according to the equation (5). Set as quantity deviation DFc. That is, the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is an amount representing the excess or deficiency of the fuel supplied into the cylinder at the time point before N strokes. Next, the CPU 71 proceeds to step 1130, where the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc is high-pass filtered by the high-pass filter A15 to obtain the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi after passing through the high-pass filter.

次いで、CPU71はステップ1135に進んで、前記(7)式に基づくステップ1135内に示した式に従ってメインフィードバック補正量DFi_mainを求め、続くステップ1140にてその時点におけるハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiの積分値SDFchiに前記ステップ1130にて求めたハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差DFchiを加えて、新たなハイパスフィルタ通過後筒内燃料供給量偏差の積分値SDFchiを求めた後、ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1135 to obtain the main feedback correction amount DFi_main according to the equation shown in step 1135 based on the equation (7), and then in step 1140, the in-cylinder fuel supply amount after passing through the high-pass filter at that time After adding the in-cylinder fuel supply amount deviation DFchi after passing through the high-pass filter obtained in step 1130 to the integral value SDFchi of the deviation DFchi to obtain a new integrated value SDFchi of in-cylinder fuel supply amount deviation after passing through the high-pass filter, Proceeding to step 1195, the present routine is temporarily terminated.

以上により、メインフィードバック補正量DFi_mainが求められ、このメインフィードバック補正量DFi_mainが前述した図10のステップ1035により指令燃料噴射量Fi(k)に反映されることで上述したメインフィードバック制御に基づく機関の空燃比制御が実行される。   As described above, the main feedback correction amount DFi_main is obtained, and this main feedback correction amount DFi_main is reflected in the command fuel injection amount Fi (k) in step 1035 of FIG. Air-fuel ratio control is executed.

一方、ステップ1105の判定時において、メインフィードバック条件が不成立であると、CPU71は当該ステップ1105にて「No」と判定してステップ1145に進んでメインフィードバック補正量DFi_mainの値を「0」に設定し、その後ステップ1195に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、メインフィードバック条件が不成立であるときは、メインフィードバック補正量DFi_mainを「0」としてメインフィードバック制御に基づく機関の空燃比の補正を行わない。   On the other hand, if the main feedback condition is not satisfied at the time of determination in step 1105, the CPU 71 determines “No” in step 1105 and proceeds to step 1145 to set the value of the main feedback correction amount DFi_main to “0”. Thereafter, the routine proceeds to step 1195 to end the present routine tentatively. As described above, when the main feedback condition is not satisfied, the main feedback correction amount DFi_main is set to “0” and the correction of the air-fuel ratio of the engine based on the main feedback control is not performed.

<サブフィードバック補正量の計算>
次に、前記サブフィードバック制御において前記サブフィードバック補正量DFi_subを算出する際の作動について説明すると、CPU71は図12にフローチャートにより示した「サブフィードバック補正量DFi_sub計算」ルーチン1200を、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期(噴射指示開始時点)が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、CPU71は前記ルーチン1200の処理を開始し、まず、ステップ1205にて、サブフィードバック制御条件が成立しているか否かを判定する。サブフィードバック制御条件は、例えば、前述したステップ1015(及び、ステップ1105)でのメインフィードバック条件に加え、機関の冷却水温THWが前記第1所定温度よりも高い第2所定温度以上のときに成立する。
<Calculation of sub feedback correction amount>
Next, the operation when calculating the sub-feedback correction amount DFi_sub in the sub-feedback control will be described. The CPU 71 executes the “sub-feedback correction amount DFi_sub calculation” routine 1200 shown in the flowchart of FIG. Each time the injection start time (injection instruction start time) arrives, it is repeatedly executed. Therefore, when the fuel injection start timing comes for the fuel injection cylinder, the CPU 71 starts the processing of the routine 1200, and first, at step 1205, it is determined whether or not the sub feedback control condition is satisfied. The sub feedback control condition is satisfied, for example, when the engine coolant temperature THW is equal to or higher than a second predetermined temperature higher than the first predetermined temperature in addition to the main feedback condition in step 1015 (and step 1105) described above. .

いま、サブフィードバック制御条件が成立しているものとして説明を続けると、CPU71はステップ1205にて「Yes」と判定してステップ1210に進み、前記(2)式に従って、下流側目標値Voxs_refから現時点の下流側空燃比センサ67の出力値Voxsを減じることにより、出力偏差量DVoxsを求める。   Now, assuming that the sub-feedback control condition is satisfied, the CPU 71 determines “Yes” in step 1205 and proceeds to step 1210. From the downstream target value Voxs_ref according to the above equation (2), the CPU 71 proceeds to step 1210. The output deviation amount DVoxs is obtained by subtracting the output value Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 67.

次に、CPU71はステップ1215に進んで、前記出力偏差量DVoxsをローパスフィルタA8によりローパスフィルタ処理してローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowを取得し、続くステップ1220にて、下記(13)式に基づきローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowの微分値DDVoxs_lowを求める。
DDVoxs_low=(DVoxs_low−DVoxs_low1)/Δt ・・・(13)
Next, the CPU 71 proceeds to step 1215 to low-pass filter the output deviation amount DVoxs with the low-pass filter A8 to obtain an output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter. In the following step 1220, the following equation (13) is obtained. Based on this, a differential value DDVoxs_low of the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter is obtained.
DDVoxs_low = (DVoxs_low−DVoxs_low1) / Δt (13)

前記(13)式において、DVoxs_low1は前回の本ルーチン実行時において後述するステップ1235にて設定(更新)されたローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowの前回値である。また、Δtは本ルーチンが前回実行された時点から今回実行された時間までの時間である。   In the above equation (13), DVoxs_low1 is the previous value of the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter set (updated) in step 1235 described later at the time of the previous execution of this routine. Δt is the time from the time when this routine was executed last time to the time when it was executed this time.

次いで、CPU71はステップ1225に進み、前記(4)式に従って、サブフィードバック補正量DFi_subを求めた後、ステップ1230に進んで、その時点におけるローパスフィルタ通過後出力偏差量の積分値SDVoxs_lowに前記ステップ1215にて求めたローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowを加えて、新たなローパスフィルタ通過後出力偏差量の積分値SDVoxs_lowを求め、続くステップ1235にて、前記ステップ1215にて求めたローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowをローパスフィルタ通過後出力偏差量DVoxs_lowの前回値DVoxs_low1として設定した後、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1225, obtains the sub feedback correction amount DFi_sub according to the equation (4), and then proceeds to step 1230, where the integrated value SDVoxs_low of the output deviation amount after passing through the low-pass filter at that time is changed to step 1215. Is added to the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter to obtain a new integrated value SDVoxs_low of the output deviation amount after passing through the low-pass filter, and in step 1235, the output after passing through the low-pass filter is obtained in step 1215. After setting the deviation amount DVoxs_low as the previous value DVoxs_low1 of the output deviation amount DVoxs_low after passing through the low-pass filter, the routine proceeds to step 1295 and this routine is once ended.

以上により、サブフィードバック補正量DFi_subが求められ、このサブフィードバック補正量DFi_subが前述した図10のステップ1035により指令燃料噴射量Fi(k)に反映されることで上述したサブフィードバック制御に基づく機関の空燃比制御が実行される。   Thus, the sub-feedback correction amount DFi_sub is obtained, and this sub-feedback correction amount DFi_sub is reflected in the command fuel injection amount Fi (k) in step 1035 of FIG. Air-fuel ratio control is executed.

一方、ステップ1205の判定時において、サブフィードバック制御条件が不成立であると、CPU71は当該ステップ1205にて「No」と判定してステップ1240に進んでサブフィードバック補正量DFi_subの値を「0」に設定し、その後、ステップ1295に進んで本ルーチンを一旦終了する。このように、サブフィードバック制御条件が不成立であるときは、サブフィードバック補正量DFi_subを「0」としてサブフィードバック制御に基づく機関の空燃比の補正を行わない。   On the other hand, if the sub feedback control condition is not satisfied at the time of the determination in step 1205, the CPU 71 determines “No” in step 1205 and proceeds to step 1240 to set the value of the sub feedback correction amount DFi_sub to “0”. Then, the process proceeds to step 1295 to end the present routine tentatively. Thus, when the sub-feedback control condition is not satisfied, the sub-feedback correction amount DFi_sub is set to “0”, and the correction of the air-fuel ratio of the engine based on the sub-feedback control is not performed.

<第1基本燃料噴射量補正係数KF1の計算、及びKFm,KFmpの記憶>
次に、第1基本燃料噴射量補正係数KF1を算出する際の作動について説明すると、CPU71は図13にフローチャートにより示した「第1基本燃料噴射量補正係数KF1の計算」ルーチン1300を、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期(噴射指示開始時点)が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、CPU71は前記ルーチン1300の処理を開始する。CPU71は、まず、ステップ1305にて、メインフィードバック条件が成立しているか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ1395に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、第1基本燃料噴射量補正係数KF1の計算、及び当該補正係数KF1の値のバックアップRAM74への記憶処理が実行されない。このメインフィードバック条件は、先のステップ1005におけるメインフィードバック条件(及びステップ1105におけるサブフィードバック条件)と同一である。
<Calculation of first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 and storage of KFm and KFmp>
Next, the operation for calculating the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 will be described. The CPU 71 executes the "calculation of the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1" routine 1300 shown in the flowchart of FIG. Each time the fuel injection start timing (injection instruction start time) arrives for the cylinder, it is repeatedly executed. Accordingly, when the fuel injection start timing comes for the fuel injection cylinder, the CPU 71 starts the processing of the routine 1300. First, in step 1305, the CPU 71 determines whether or not the main feedback condition is satisfied. If the determination is “No”, the CPU 71 immediately proceeds to step 1395 to end the present routine tentatively. In this case, the calculation of the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 and the storage process of the value of the correction coefficient KF1 in the backup RAM 74 are not executed. This main feedback condition is the same as the main feedback condition in the previous step 1005 (and the sub feedback condition in step 1105).

いま、メインフィードバック条件が成立しているものとして説明を続けると、CPU71はステップ1305にて「Yes」と判定してステップ1310に進み、現時点でのエンジン回転速度NEと、先の図10のステップ1005にて求めた今回の筒内吸入空気量Mc(k)と、図6に示したテーブルMapMcとに基づいて値Mを求めるとともに、現時点からMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)を取得し、更に、先の図11のステップ1110にて求められている今回の検出空燃比abyfs(k),及び先の図10のステップ1010にて使用した今回の目標空燃比abyfr(k)と、前記(11)式とに基づいて目標基本燃料噴射量Fbasetを求め、続くステップ1315にて、前記目標基本燃料噴射量Fbasetと、先の図10のステップ1010にて求められている今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)と、前記(12)式とに基づいて、ローパスフィルタ処理前基本燃料噴射量補正係数KF0を求める。   Now, assuming that the main feedback condition is satisfied, the CPU 71 determines “Yes” in step 1305 and proceeds to step 1310 to determine the current engine speed NE and the previous step of FIG. A value M is obtained based on the current in-cylinder intake air amount Mc (k) obtained at 1005 and the table MapMc shown in FIG. 6, and the command fuel injection amount Fi (k−M before M strokes from the present time). ) And the current detected air-fuel ratio abyfs (k) obtained in step 1110 of FIG. 11 and the target air-fuel ratio abyfr (k) used in step 1010 of FIG. ) And the equation (11), the target basic fuel injection amount Fbaset is obtained, and in the following step 1315, the target basic fuel injection amount Fbaset and the current step 1010 shown in FIG. Before correction And the fuel injection amount Fbaseb (k), the (12) based on the equation, obtaining a low-pass filter process before the base fuel injection quantity correction coefficient KF0.

次に、CPU71はステップ1320に進んで、KF0を時定数τ2に基づき前記ローパスフィルタA17dでローパスフィルタ処理することで第1基本燃料噴射量補正係数KF1を取得する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1320, and obtains a first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 by low-pass filtering KF0 with the low-pass filter A17d based on the time constant τ2.

続いて、CPU71はステップ1325に進んで、上述のパージ条件が成立しているか否かを判定する。   Subsequently, the CPU 71 proceeds to step 1325 to determine whether or not the purge condition described above is satisfied.

パージ条件が成立していない場合(ステップ1325=「No」)、現在はパージ中ではないのでCPU71はステップ1330に進み、先の図10のステップ1050と同様に、前回のパージの終了から所定時間t2が経過したか(すなわちパージ終了直後ではないか)否かを判断する。   If the purge condition is not satisfied (step 1325 = “No”), since the purge is not currently being performed, the CPU 71 proceeds to step 1330 and, like step 1050 in FIG. 10, the predetermined time from the end of the previous purge. It is determined whether t2 has elapsed (that is, not immediately after the end of purging).

そして、パージ終了直後ではない場合(ステップ1330=「Yes」)、CPU71はステップ1335に進んで、図10のステップ1005にて決定されている筒内吸入空気量Mc(k)の値に応じて選択される基本燃料噴射量補正係数記憶値KFm(j)(j:1〜4)の値を前記求めた第1基本燃料噴射量補正係数KF1の値に基づいて前記式(14)を用いて更新してバックアップRAM74の対応するメモリに記憶した後、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。これにより、メインフィードバック条件が成立している場合において、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来する毎に、第1基本燃料噴射量補正係数KF1の計算、及び当該補正係数KF1の値によるKFmのバックアップRAM74への更新・記憶処理が実行されていく。そして、この第1基本燃料噴射量補正係数KF1が次回の燃料噴射気筒について実行される前述した図10のルーチンのステップ1055にて使用されることで次回の補正前基本燃料噴射量Fbasebが今回計算された基本燃料噴射量補正係数KFに従って補正されていく。   If it is not immediately after the end of purging (step 1330 = “Yes”), the CPU 71 proceeds to step 1335 and according to the value of the cylinder intake air amount Mc (k) determined in step 1005 of FIG. Based on the calculated value of the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1, the value of the selected basic fuel injection amount correction coefficient stored value KFm (j) (j: 1 to 4) is calculated using the above equation (14). After updating and storing it in the corresponding memory of the backup RAM 74, the routine proceeds to step 1395 and this routine is once terminated. As a result, when the main feedback condition is satisfied, every time the fuel injection start timing arrives for the fuel injection cylinder, the calculation of the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 and the value of KFm by the value of the correction coefficient KF1 Update / storage processing to the backup RAM 74 is executed. The first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 is used in step 1055 of the routine shown in FIG. 10 executed for the next fuel injection cylinder, so that the next pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb is calculated this time. The correction is made according to the basic fuel injection amount correction coefficient KF.

一方、パージ終了直後である場合(ステップ1330=「No」)、上述した図10にて、ステップ1050=「No」→ステップ1020→ステップ1025のように、基本燃料噴射量補正係数KFは強制的にKFmに設定されているので、第1基本燃料噴射量補正係数KF1の値によるKFmのバックアップRAM74への更新・記憶処理が実行されない。   On the other hand, if the purge is immediately after completion (step 1330 = “No”), in FIG. 10 described above, the basic fuel injection amount correction coefficient KF is compulsory as in step 1050 = “No” → step 1020 → step 1025. Therefore, the update / store processing of KFm in the backup RAM 74 according to the value of the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1 is not executed.

パージ条件が成立している場合(ステップ1325=「Yes」)、現在はパージ中であるのでCPU71はステップ1340に進み、パージ開始から所定時間t0が経過したか(今回のパージ時間tPGRがt0に達したか)を判断する。そして、今回のパージ時間tPGRがt0に達するまではステップ1340は「No」判定となるので、CPU71はステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する(ステップ1345のパージ学習が行われない)。一方、今回のパージ時間tPGRがt0に達した場合(ステップ1340=「Yes」)、CPU71はステップ1345に進んで、パージ学習値KFmpの値を前記求めた第1基本燃料噴射量補正係数KF1の値に基づいて前記式(13)を用いて逐次更新してRAM73の対応するメモリに記憶した後、ステップ1395に進んで本ルーチンを一旦終了する。 If the purge condition is satisfied (step 1325 = “Yes”), since the purge is currently being performed, the CPU 71 proceeds to step 1340 to check whether a predetermined time t0 has elapsed from the start of the purge (this purge time t PGR is t0). Is reached). Until the current purge time t PGR reaches t0, step 1340 is “No” determination, so the CPU 71 proceeds to step 1395 to end the present routine once (the purge learning in step 1345 is not performed). On the other hand, when the current purge time t PGR has reached t0 (step 1340 = “Yes”), the CPU 71 proceeds to step 1345 to determine the purge learning value KFmp as the first basic fuel injection amount correction coefficient KF1. Is updated sequentially using the above equation (13) and stored in the corresponding memory of the RAM 73, and then the routine proceeds to step 1395 to end the present routine tentatively.

<第2基本燃料噴射量補正係数KF2の計算>
次に、第2基本燃料噴射量補正係数KF2を算出する際の作動について説明すると、CPU71は図14にフローチャートにより示した「第2基本燃料噴射量補正係数KF2の計算」ルーチン1400を、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期(噴射指示開始時点)が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、CPU71は前記ルーチン1400の処理を開始する。CPU71は、まず、ステップ1405にて、メインフィードバック条件が成立しているか否かを判定し、「No」と判定する場合、ステップ1495に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了する。この場合、第2基本燃料噴射量補正係数KF2の計算処理が実行されない。このステップ1405におけるメインフィードバック条件は、先の図13のステップ1305と同一である。
<Calculation of the second basic fuel injection correction factor KF2>
Next, the operation for calculating the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 will be described. The CPU 71 executes the "calculation of the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2" routine 1400 shown in the flowchart of FIG. Each time the fuel injection start timing (injection instruction start time) arrives for the cylinder, it is repeatedly executed. Accordingly, when the fuel injection start time comes for the fuel injection cylinder, the CPU 71 starts the processing of the routine 1400. First, in step 1405, the CPU 71 determines whether or not the main feedback condition is satisfied. If the determination is “No”, the CPU 71 immediately proceeds to step 1495 to end the present routine tentatively. In this case, the calculation process of the second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 is not executed. The main feedback condition in step 1405 is the same as step 1305 in FIG.

いま、メインフィードバック条件が成立しているものとして説明を続けると、CPU71はステップ1405にて「Yes」と判定してステップ1410に進み、以降、先の図13のステップ1310〜1320と同様のステップ1410〜1420が実行される。すなわち、ステップ1410にて、現時点でのエンジン回転速度NEと、先の図10のステップ1005にて求めた今回の筒内吸入空気量Mc(k)と、図6に示したテーブルMapMcとに基づいて値Mを求めるとともに、現時点からMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)を取得し、更に、先の図11のステップ1110にて求められている今回の検出空燃比abyfs(k),及び先の図10のステップ1010にて使用した今回の目標空燃比abyfr(k)と、前記(11)式とに基づいて目標基本燃料噴射量Fbasetを求め、続くステップ1415にて、前記目標基本燃料噴射量Fbasetと、先の図10のステップ1010にて求められている今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)と、前記(12)式とに基づいて、ローパスフィルタ処理前基本燃料噴射量補正係数KF0を求める。   Now, assuming that the main feedback condition is satisfied, the CPU 71 determines “Yes” in step 1405 and proceeds to step 1410. Thereafter, the same steps as steps 1310 to 1320 in FIG. 1410 to 1420 are executed. That is, in step 1410, based on the current engine speed NE, the current in-cylinder intake air amount Mc (k) obtained in step 1005 of FIG. 10, and the table MapMc shown in FIG. Then, the value M is obtained, the command fuel injection amount Fi (k−M) before the M stroke is obtained from the present time, and the present detected air-fuel ratio abyfs (k) obtained in step 1110 of FIG. ) And the current target air-fuel ratio abyfr (k) used in step 1010 of FIG. 10 and the above equation (11), the target basic fuel injection amount Fbaset is obtained. Based on the target basic fuel injection amount Fbaset, the current pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) obtained in step 1010 of FIG. A fuel injection amount correction coefficient KF0 is obtained.

次に、CPU71はステップ1420に進んで、KF0を時定数τ3に基づき前記ローパスフィルタA27dでローパスフィルタ処理することで第2基本燃料噴射量補正係数KF2を取得し、本ルーチンを一旦終了する。   Next, the CPU 71 proceeds to step 1420 to obtain a second basic fuel injection amount correction coefficient KF2 by low-pass filtering KF0 with the low-pass filter A27d based on the time constant τ3, and once ends this routine.

以上に説明したように、本発明による内燃機関の空燃比制御装置の実施形態によれば、燃焼室内に吸入される筒内吸入空気量が一定であるという仮定のもと、指令燃料噴射量Fi(実際には、Fi(k−M))と、上流側空燃比センサ66による検出空燃比abyfs(k)の積は、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を目標空燃比abyfr(k)とするために必要な目標基本燃料噴射量Fbasetと、目標空燃比abyfr(k)の積に等しい、という関係から目標基本燃料噴射量Fbaset(=(abyfs(k)/abyfr(k))・Fi(k−M))を求め、同求めた目標基本燃料噴射量Fbasetを補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)で除することで基本燃料噴射量補正係数KF(=Fbaset/Fbaseb(k))を求める(実際には、上述の通り、ローパスフィルタ処理が併せて実行される)。   As described above, according to the embodiment of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the command fuel injection amount Fi is assumed under the assumption that the cylinder intake air amount sucked into the combustion chamber is constant. (Actually, Fi (k−M)) and the air-fuel ratio abyfs (k) detected by the upstream air-fuel ratio sensor 66 are the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber. The target basic fuel injection amount Fbaset (= (abyfs (k) / abyfr (k)) from the relationship that it is equal to the product of the target basic fuel injection amount Fbaset required for (k) and the target air-fuel ratio abyfr (k) ) · Fi (k−M)), and the basic fuel injection amount correction coefficient KF (= Fbaset / Fbaseb () by dividing the target basic fuel injection amount Fbaset by the base fuel injection amount Fbaseb (k) before correction. k)) is obtained (actually, as described above, the low-pass filter processing is also executed).

そして、この基本燃料噴射量補正係数KFを次回の補正前基本燃料噴射量Fbasebに乗じることで次回の補正前基本燃料噴射量Fbasebを補正していく(即ち、次回の補正後基本燃料噴射量Fbaseを決定していく)。従って、次回の補正後基本燃料噴射量Fbaseが、燃焼室に供給される混合気の実際の空燃比を目標空燃比abyfrとするために噴射指示すべき燃料噴射量と一致する(近づく)ように決定されていき、この結果、燃焼室に供給される混合気の空燃比が目標空燃比abyfrに向けて制御されつつ混合気供給系の機構的誤差が迅速に補償されていく。   Then, the next pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb is corrected by multiplying the basic fuel injection amount Fbaseb before correction by this basic fuel injection amount correction coefficient KF (that is, the next basic fuel injection amount Fbase after correction). Will be determined). Therefore, the corrected basic fuel injection amount Fbase for the next time matches (approaches) the fuel injection amount to be instructed for injection in order to set the actual air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber to the target air-fuel ratio abyfr. As a result, the mechanical error of the air-fuel mixture supply system is quickly compensated while the air-fuel ratio of the air-fuel mixture supplied to the combustion chamber is controlled toward the target air-fuel ratio abyfr.

更に、本発明による内燃機関の空燃比制御装置の実施形態によれば、パージ時には小さな時定数τ3のローパスフィルタを備えた第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27によって基本燃料噴射量補正を行うことで、エバポパージによる空燃比変動が可及的に速やかに補償され得る。また、非パージ時には大きな時定数τ2のローパスフィルタを備えた第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17によって基本燃料噴射量補正を行うことで、混合気吸気系の機構的誤差に対する安定的な補償が行われる。更に、パージ時には当該第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17における演算結果に基づいてパージ学習を行うことで、比較的正確なパージ学習を行うことができる。これにより、パージ時・非パージ時に拘らず適切な空燃比制御を維持してエミッション悪化を可及的に抑制しつつ、比較的精度良いパージ学習を行い得る。   Furthermore, according to the embodiment of the air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the basic fuel injection amount correction is performed by the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 having a low-pass filter with a small time constant τ3 at the time of purging. As a result, air-fuel ratio fluctuations due to evaporation purge can be compensated as quickly as possible. Further, when the non-purge is performed, the basic fuel injection amount correction is performed by the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 provided with a low-pass filter having a large time constant τ2, thereby stably compensating for the mechanical error of the air-fuel mixture intake system. Is done. Further, at the time of purging, relatively accurate purge learning can be performed by performing purge learning based on the calculation result in the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17. Accordingly, it is possible to perform purge learning with relatively high accuracy while maintaining appropriate air-fuel ratio control and suppressing emission deterioration as much as possible regardless of purge or non-purge.

(変形例の示唆)
なお、前記実施形態は、上述した通り、本願の出願時点において最良と考えられる本発明の実施の形態を例示したものにすぎないのであって、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において種々の変形を施すことができることは当然である。
(Suggestion of modification)
Note that, as described above, the embodiment is merely an example of the embodiment of the present invention considered to be the best at the time of filing of the present application, and the present invention is not limited to the above-described embodiment. Of course, various modifications can be made without departing from the essential part of the present invention.

例えば、前記実施形態は、基本燃料噴射量補正の他に、メインフィードバック及びサブフィードバックの双方を有していたが、メインフィードバック及びサブフィードバックのうちの一方又は双方がなくても、本発明の本来の作用・効果を何ら減殺するものではない。   For example, the embodiment has both the main feedback and the sub feedback in addition to the basic fuel injection amount correction. However, even if one or both of the main feedback and the sub feedback are absent, It does not diminish any action or effect.

また、前記実施形態における「燃料噴射量」は、字義通りの「燃料量」に限定された概念ではない。例えば、インジェクタ(燃料噴射装置)の駆動時間に関する量、すなわち、燃料噴射時間や駆動パルスのデューティ比、更には燃料量・燃料噴射時間・デューティ比を求めるための係数をも含む概念であることは当然である。   Further, the “fuel injection amount” in the embodiment is not a concept limited to the literally “fuel amount”. For example, it is a concept that includes an amount related to the drive time of an injector (fuel injection device), that is, a fuel injection time and a duty ratio of a drive pulse, and further includes a coefficient for obtaining a fuel amount, a fuel injection time, and a duty ratio. Of course.

また、前記実施形態においては、図7に示すように、検出空燃比abyfs(k)、指令燃料噴射量Fi(k−M)、及び補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)の各値からローパスフィルタ処理前基本燃料噴射量補正係数KF0(=(abyfs(k)・Fi(k−M))/(abyfr(k)・Fbaseb(k)))を求め、当該ローパスフィルタ処理前基本燃料噴射量補正係数KF0をローパスフィルタによりローパスフィルタ処理することで第1及び第2基本燃料噴射量補正係数KF1,KF2を求めるように構成したが、これに代えて、検出空燃比abyfs(k)、指令燃料噴射量Fi(k−M)、及び補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)をそれぞれ各別にローパスフィルタ処理した後に、このローパスフィルタ処理後の各値を用いて第1及び第2基本燃料噴射量補正係数KF1,KF2を求めるようにしてもよい。   Further, in the embodiment, as shown in FIG. 7, the low-pass is calculated from the detected air-fuel ratio abyfs (k), the command fuel injection amount Fi (k−M), and the basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction. The basic fuel injection amount correction coefficient KF0 (= (abyfs (k) · Fi (k−M)) / (abyfr (k) · Fbaseb (k))) before filtering is obtained, and the basic fuel injection amount before low-pass filtering is calculated. The first and second basic fuel injection amount correction coefficients KF1 and KF2 are obtained by low-pass filtering the correction coefficient KF0 with a low-pass filter. Instead, the detected air-fuel ratio abyfs (k), command fuel The injection amount Fi (k−M) and the pre-correction basic fuel injection amount Fbaseb (k) are respectively subjected to low-pass filter processing, and then the first and second basic fuel injection amounts are used using the values after the low-pass filter processing. Correction coefficients KF1 and KF2 may be obtained.

また、前記実施形態におけるローパスフィルタ及びハイパスフィルタに代えて、所定範囲内の周波数以外をカットする所謂バンドパスフィルタを用いることも可能である。更に、「フィルタ」は、周知の通り、所謂ソフトフィルタであって、なまし処理等も含む概念であることは当然である。このなまし処理場合、前記パラメータとしては、なまし係数が相当する。   Further, instead of the low-pass filter and the high-pass filter in the embodiment, it is also possible to use a so-called band-pass filter that cuts frequencies other than those within a predetermined range. Furthermore, as is well known, the “filter” is a so-called soft filter, and is naturally a concept including an annealing process and the like. In this annealing process, the parameter corresponds to an annealing coefficient.

また、前記実施形態においては、基本燃料噴射量補正係数KFを求める際に使用される現時点からMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)についての値M(遅れ時間に相当する値)を、エンジン回転速度NEと、筒内吸入空気量Mc(k)と、図6に示すテーブルMapMcとに基づいて求めているが、値Mを所定の一定値としてもよい。   Further, in the above embodiment, the value M (value corresponding to the delay time) for the command fuel injection amount Fi (k−M) M strokes before the current stroke used when obtaining the basic fuel injection amount correction coefficient KF. Is obtained based on the engine speed NE, the in-cylinder intake air amount Mc (k), and the table MapMc shown in FIG. 6, but the value M may be set to a predetermined constant value.

また、前記実施形態においては、図7に示すように、今回の検出空燃比abyfs(k)、現時点からMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)、今回の目標空燃比abyfr(k)、及び今回の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k)に基づいて基本燃料噴射量補正係数KFを求めているが、今回の検出空燃比abyfs(k)、現時点からMストローク前の指令燃料噴射量Fi(k−M)、現時点からMストローク前の目標空燃比abyfr(k−M)、及び現時点からMストローク前の補正前基本燃料噴射量Fbaseb(k−M)に基づいて基本燃料噴射量補正係数KFを求めるように構成してもよい。   In the embodiment, as shown in FIG. 7, the current detected air-fuel ratio abyfs (k), the commanded fuel injection amount Fi (k−M) before the M stroke from the current time, and the current target air-fuel ratio abyfr (k ) And the current basic fuel injection amount Fbaseb (k) before correction, the basic fuel injection amount correction coefficient KF is obtained. The current detected air-fuel ratio abyfs (k), the command fuel injection before M strokes from the present time The basic fuel injection amount based on the amount Fi (k−M), the target air-fuel ratio abyfr (k−M) before the M stroke from the current time, and the uncorrected basic fuel injection amount Fbaseb (k−M) before the M stroke from the current time You may comprise so that the correction coefficient KF may be calculated | required.

また、前記各実施形態においては、メインフィードバック制御において、現時点からNストローク前の目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から現時点からNストローク前の実際の筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じた値である筒内燃料供給量偏差DFcに基づいてメインフィードバック補正量DFi_mainを求めているが、上流側空燃比センサ66による今回の検出空燃比abyfs(k)から現時点からNストローク前の目標空燃比abyfr(k−N)を減じた値に基づいてメインフィードバック補正量DFi_mainを求めるように構成してもよい。   In each of the above embodiments, in the main feedback control, the actual in-cylinder fuel supply amount Fc (k−N) N strokes before the current time from the target in-cylinder fuel supply amount Fcr (k−N) N times before the current time. The main feedback correction amount DFi_main is obtained based on the in-cylinder fuel supply amount deviation DFc, which is a value obtained by subtracting N), but N strokes from the current detected air-fuel ratio abyfs (k) by the upstream air-fuel ratio sensor 66 are The main feedback correction amount DFi_main may be obtained based on a value obtained by subtracting the previous target air-fuel ratio abyfr (k−N).

また、前記実施形態においては、パージ時の基本燃料噴射量補正に用いられるローパスフィルタA27dの時定数τ3は一定値であったが、パージ率やパージ時間、パージガス濃度等のエバポパージ状態に応じて変更するようにしてもよい。この場合、例えば、図14のフローチャートにおけるステップ1320の直前に、エバポパージ状態に応じて時定数τ3を取得するステップを追加すればよい。   In the above embodiment, the time constant τ3 of the low-pass filter A27d used for correcting the basic fuel injection amount at the time of purging was a constant value, but changed according to the evaporation purge state such as the purge rate, purge time, purge gas concentration, etc. You may make it do. In this case, for example, a step of acquiring the time constant τ 3 according to the evaporation purge state may be added immediately before step 1320 in the flowchart of FIG.

また、前記実施形態においては、キャニスタパージとタンクベーパー導入との双方が特に区別されることなく行われていた。もっとも、前記エバポパージとしては、上述の通り、主に機関停止中にキャニスタ46に吸蔵された燃料ガスをキャニスタ46(の吸着剤46d)から吸気管41へ放出(パージ)するための「キャニスタパージ」と、燃料タンク45中に充満しているタンクベーパーを吸気管41へ導入することで当該タンクベーパーを燃料タンク45から放出(パージ)するための「タンクベーパー導入」とが区別して行われ得る。   In the embodiment, both canister purge and tank vapor introduction are performed without any particular distinction. However, as described above, as described above, the “evaporation purge” is a “canister purge” for releasing (purging) the fuel gas stored in the canister 46 from the canister 46 (the adsorbent 46d) to the intake pipe 41 while the engine is stopped. In addition, “tank vapor introduction” for releasing (purging) the tank vapor from the fuel tank 45 by introducing the tank vapor filled in the fuel tank 45 into the intake pipe 41 can be performed.

更に、キャニスタパージを主目的としたエバポパージは、機関運転開始後、上述のパージ条件が成立した場合に速やかに行われる必要がある一方、機関運転開始からしばらく時間が経過するまでは燃料温度はそれほど上昇していないのでタンクベーパー発生量は比較的少ない。したがって、エバポパージは、機関運転開始からのパージ時間の積算値(以下、「パージ積算時間」という。)が所定値に達するまでは、上述のパージ条件成立によって直ちに行われ、上述の所定時間に達した後は、上述のパージ条件成立の他、燃料温センサ69により燃料タンク45中の燃料が所定温度以上になったことが検知された場合に行われることが好適である。   Further, the evaporative purge mainly for the canister purge needs to be performed promptly after the engine operation is started when the above purge condition is satisfied. On the other hand, the fuel temperature is not so high until some time elapses after the engine operation is started. Since it has not risen, the amount of tank vapor generated is relatively small. Therefore, the evaporation purge is performed immediately when the purge condition is satisfied until the integrated value of the purge time from the start of engine operation (hereinafter referred to as “purge integrated time”) reaches a predetermined value, and reaches the predetermined time. After the purge condition is satisfied, it is preferably performed when the fuel temperature sensor 69 detects that the fuel in the fuel tank 45 has reached a predetermined temperature or higher.

具体的には、例えば、パージ積算時間が所定値に達するまでは、エバポパージガスはキャニスタパージガスが中心であり、このキャニスタパージガス濃度はパージ積算時間とともに減少していくから、エバポパージによる空燃比制御系に対する外乱の度合いもまた、パージ積算時間とともに減少していく。よって、時定数τ3をパージ積算時間とともに減少させていく。この時定数τ3のパージ積算時間に従った減少は、初期値からの所定値のデクリメント、所定の関数やマップに基づく値取得等により行い得る。そして、パージ積算時間が所定値に達した後は、キャニスタ46中に吸蔵されていた燃料ガスがほとんど放出された状態となっている可能性が高い一方、燃料温度は上昇し、タンクベーパーが大量に発生している可能性が高い。したがって、パージ積算時間が所定値に達した後は、燃料タンク45に設置された燃料温センサ69の検出燃料温度に応じてパージガス濃度を推定し、この推定パージガス濃度に対応して所定の時定数マップに基づいて時定数τ3を取得する。ここで、上述の関数や時定数マップは、所定の実験により予め求めておき、ROM72又はバックアップRAM74に格納しておくことが可能である。   Specifically, for example, the evaporative purge gas is mainly the canister purge gas until the purge integrated time reaches a predetermined value, and this canister purge gas concentration decreases with the purge integrated time. The degree of disturbance also decreases with the purge integration time. Therefore, the time constant τ3 is decreased with the purge integration time. The time constant τ3 can be decreased according to the purge integration time by decrementing a predetermined value from the initial value, acquiring a value based on a predetermined function or map, or the like. After the purge integration time reaches a predetermined value, it is highly possible that the fuel gas stored in the canister 46 is almost released, while the fuel temperature rises and a large amount of tank vapor is generated. Is likely to have occurred. Therefore, after the purge integrated time reaches the predetermined value, the purge gas concentration is estimated according to the detected fuel temperature of the fuel temperature sensor 69 installed in the fuel tank 45, and a predetermined time constant corresponding to the estimated purge gas concentration. A time constant τ3 is obtained based on the map. Here, the above-described function and time constant map can be obtained in advance by a predetermined experiment and stored in the ROM 72 or the backup RAM 74.

これにより、更に、運転状態に応じて異なり得るエバポパージ状態に対応した、より適切なパージ時の基本燃料噴射量補正が行われ、以てパージ時の空燃比変動に起因するエミッションの悪化がより効果的に抑制し得る。   As a result, more appropriate basic fuel injection amount correction at the time of purge corresponding to the evaporation purge state that can vary depending on the operating state is performed, so that the deterioration of emissions due to air-fuel ratio fluctuation at the time of purge is more effective. Can be suppressed.

更に、前記実施形態においては、非パージ時の実際の空燃比制御及びパージ時のパージ学習に供される時定数の大きなローパスフィルタA17d(応答性の抑えられた第1のフィルタ)を備えた第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17と、パージ時の実際の空燃比制御に供される時定数の小さなローパスフィルタA27d(第1のフィルタよりも応答性の高い第2のフィルタ)を備えた第2基本燃料噴射量補正係数取得部A27とを別個に設けたが、両者を一体として、ローパスフィルタのみを切り替えるようにしてもよい。   Further, in the above-described embodiment, the first low-pass filter A17d (first filter with reduced responsiveness) having a large time constant used for actual air-fuel ratio control during non-purge and purge learning during purge is provided. 1 Basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 and a low-pass filter A27d (second filter having higher response than the first filter) having a small time constant used for actual air-fuel ratio control during purging Although the second basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A27 is provided separately, only the low-pass filter may be switched by combining both.

また、第1基本燃料噴射量補正係数取得部A17は、非パージ時の基本燃料噴射量補正係数記憶値KFmを取得する場合とパージ学習値KFmpを取得する場合とでフィルタ時定数を変更可能に構成されていていてもよい。あるいは、非パージ時の実際の空燃比制御とは別に、パージ学習のみに供される第3のフィルタを備えた第3基本燃料噴射量補正係数取得部を設けるようにしてもよい。   Further, the first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit A17 can change the filter time constant when acquiring the basic fuel injection amount correction coefficient storage value KFm during non-purge and when acquiring the purge learning value KFmp. It may be configured. Alternatively, a third basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit including a third filter used only for purge learning may be provided separately from the actual air-fuel ratio control during non-purge.

本発明の実施形態の空燃比制御装置を適用した内燃機関の概略図である。1 is a schematic view of an internal combustion engine to which an air-fuel ratio control apparatus according to an embodiment of the present invention is applied. エアフローメータの出力電圧と計測された吸入空気流量との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the output voltage of an air flow meter, and the measured intake air flow rate. 上流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。6 is a graph showing the relationship between the output voltage of the upstream air-fuel ratio sensor and the air-fuel ratio. 下流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。It is the graph which showed the relationship between the output voltage of a downstream air fuel ratio sensor, and an air fuel ratio. 第1の実施形態に係る空燃比制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of the air fuel ratio control device concerning a 1st embodiment. エンジン回転速度及び筒内吸入空気量と、遅れ時間に相当するストローク数との関係を規定するテーブルを示したグラフである。It is the graph which showed the table which prescribes | regulates the relationship between an engine speed, the cylinder intake air amount, and the stroke number corresponded to delay time. 基本燃料噴射量補正係数設定部の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a basic fuel injection amount correction coefficient setting unit. パージ時における空燃比制御の概略を説明するためのタイムチャートである。It is a time chart for demonstrating the outline of the air fuel ratio control at the time of purge. 計算された基本燃料噴射量補正係数が筒内吸入空気量に応じて分類されてバックアップRAMに記憶されている様子を示した図である。It is the figure which showed a mode that the calculated basic fuel injection amount correction coefficient was classify | categorized according to the cylinder intake air amount, and was memorize | stored in backup RAM. 指令燃料噴射量の計算、及び噴射指示を行うためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for calculating command fuel injection quantity and performing injection instruction | indication. メインフィードバック補正量を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。5 is a flowchart showing a routine for calculating a main feedback correction amount. サブフィードバック補正量を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for calculating the sub feedback correction amount. 第1基本燃料噴射量補正係数の計算及び学習を行うためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for performing calculation and learning of the 1st basic fuel injection quantity correction coefficient. 第2基本燃料噴射量補正係数を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the routine for calculating the 2nd basic fuel injection quantity correction coefficient.

符号の説明Explanation of symbols

10…内燃機関、25…燃焼室、39…インジェクタ、45…燃料タンク、46…キャニスタ、47…ベーパ捕集管、48…パージ流路、49…パージ制御弁(VSV)、51…エキゾーストマニホールド、53…第1触媒、66…上流側空燃比センサ、67…下流側空燃比センサ、70…電気制御装置、71…CPU、74…バックアップRAM、A3…補正前基本燃料噴射量算出部、A4…補正後基本燃料噴射量算出部、A5…指令燃料噴射量算出部、A17…第1基本燃料噴射量補正係数取得部、A17d…ローパスフィルタ、A27…第1基本燃料噴射量補正係数取得部、A27d…ローパスフィルタ、A28…補正係数学習部、A29…補正係数設定部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Internal combustion engine, 25 ... Combustion chamber, 39 ... Injector, 45 ... Fuel tank, 46 ... Canister, 47 ... Vapor collection pipe, 48 ... Purge flow path, 49 ... Purge control valve (VSV), 51 ... Exhaust manifold, 53 ... 1st catalyst, 66 ... Upstream air-fuel ratio sensor, 67 ... Downstream air-fuel ratio sensor, 70 ... Electric control device, 71 ... CPU, 74 ... Backup RAM, A3 ... Basic fuel injection amount calculation unit before correction, A4 ... After-correction basic fuel injection amount calculation unit, A5 ... command fuel injection amount calculation unit, A17 ... first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit, A17d ... low pass filter, A27 ... first basic fuel injection amount correction coefficient acquisition unit, A27d ... Low-pass filter, A28 ... Correction coefficient learning unit, A29 ... Correction coefficient setting unit

Claims (4)

燃焼室と、その燃焼室に接続された吸気通路及び排気通路と、燃料タンク中で蒸発した燃料に基づく燃料ガスを前記吸気通路に導入可能に構成された燃料ガス導入路と、指令燃料噴射量の燃料の噴射指示を受けることにより前記燃料タンクから輸送されて来た液体燃料を前記吸気通路又は燃焼室にて噴射する燃料噴射装置と、前記排気通路に配設された触媒装置と、その触媒装置よりも上流の前記排気通路に配設された上流側空燃比センサとを備えた内燃機関に適用される、内燃機関の空燃比制御装置において、
少なくとも前記内燃機関の運転速度及び前記吸気通路における空気流量に基づいて、目標空燃比に対応する今回の燃料噴射量の推定値を基本燃料噴射量として取得する基本燃料噴射量取得部と、
フィルタを含む演算処理部を有し、前記目標空燃比と前記上流側空燃比センサの検出信号と過去の前記指令燃料噴射量とに基づいて前記演算処理部で演算処理することで前記基本燃料噴射量を補正するための基本燃料噴射量補正値に対応する演算結果を取得する基本燃料噴射量補正値取得部と、
前記上流側空燃比センサの検出信号に基づく空燃比フィードバック補正値である上流側フィードバック補正値を算出する上流側フィードバック補正値算出部と、
前記演算結果と前記上流側フィードバック補正値とに基づいて今回の指令燃料噴射量を算出する指令燃料噴射量算出部と、
前記燃料ガス導入路を介して前記吸気通路に前記燃料ガスが導入されている燃料ガス導入時に、前記基本燃料噴射量補正値取得部における前記演算結果に基づいて、前記燃料ガスの濃度に基づく空燃比学習値であるパージ学習値を取得するパージ学習部と、
を備えるとともに、
前記基本燃料噴射量補正値取得部は、前記パージ学習部にて前記パージ学習値を取得する場合に使用される第1のフィルタと、前記燃料ガス導入時にて前記指令燃料噴射量算出部に供される前記演算結果を取得する場合に使用される第2のフィルタと、を備え、前記第1のフィルタと第2のフィルタとは、フィルタの応答性に関するパラメータが異なるように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
A combustion chamber, an intake passage and an exhaust passage connected to the combustion chamber, a fuel gas introduction passage configured to be able to introduce fuel gas based on fuel evaporated in the fuel tank into the intake passage, and a command fuel injection amount A fuel injection device that injects the liquid fuel transported from the fuel tank in the intake passage or the combustion chamber by receiving the fuel injection instruction, a catalyst device disposed in the exhaust passage, and a catalyst thereof In an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine comprising an upstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage upstream of the device,
A basic fuel injection amount acquisition unit that acquires an estimated value of the current fuel injection amount corresponding to a target air-fuel ratio as a basic fuel injection amount based on at least the operating speed of the internal combustion engine and the air flow rate in the intake passage;
An arithmetic processing unit including a filter, wherein the arithmetic processing unit performs arithmetic processing based on the target air-fuel ratio, the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor, and the past commanded fuel injection amount, whereby the basic fuel injection A basic fuel injection amount correction value acquisition unit for acquiring a calculation result corresponding to a basic fuel injection amount correction value for correcting the amount;
An upstream feedback correction value calculation unit that calculates an upstream feedback correction value that is an air-fuel ratio feedback correction value based on a detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor;
A command fuel injection amount calculation unit that calculates the current command fuel injection amount based on the calculation result and the upstream feedback correction value;
When the fuel gas is introduced into the intake passage through the fuel gas introduction passage, an empty space based on the concentration of the fuel gas is obtained based on the calculation result in the basic fuel injection amount correction value acquisition unit. A purge learning unit for acquiring a purge learning value that is a fuel ratio learning value;
With
The basic fuel injection amount correction value acquisition unit supplies the first filter used when the purge learning unit acquires the purge learning value and the command fuel injection amount calculation unit when the fuel gas is introduced. An internal combustion engine configured to have different parameters relating to the responsiveness of the filter, the second filter used when acquiring the operation result to be obtained Air-fuel ratio control device.
燃焼室と、その燃焼室に接続された吸気通路及び排気通路と、燃料タンク中で蒸発した燃料に基づく燃料ガスを前記吸気通路に導入可能に構成された燃料ガス導入路と、指令燃料噴射量の燃料の噴射指示を受けることにより前記燃料タンクから輸送されて来た液体燃料を前記吸気通路又は燃焼室にて噴射する燃料噴射装置と、前記排気通路に配設された触媒装置と、その触媒装置よりも上流の前記排気通路に配設された上流側空燃比センサとを備えた内燃機関に適用される、内燃機関の空燃比制御装置において、
少なくとも前記内燃機関の運転速度及び前記吸気通路における空気流量に基づいて、目標空燃比に対応する今回の燃料噴射量の推定値を基本燃料噴射量として取得する基本燃料噴射量取得部と、
フィルタを含む演算処理部を有し、前記目標空燃比と前記上流側空燃比センサの検出信号と過去の前記指令燃料噴射量とに基づいて前記演算処理部で演算処理することで前記基本燃料噴射量を補正するための基本燃料噴射量補正値に対応する演算結果を取得する基本燃料噴射量補正値取得部と、
少なくとも前記演算結果に基づいて今回の指令燃料噴射量を算出する指令燃料噴射量算出部と、
前記燃料ガス導入路を介して前記吸気通路に前記燃料ガスが導入されている燃料ガス導入時に、前記基本燃料噴射量補正値取得部における前記演算結果に基づいて、前記燃料ガスの濃度に基づく空燃比学習値であるパージ学習値を取得するパージ学習部と、
を備えるとともに、
前記基本燃料噴射量補正値取得部は、前記パージ学習部にて前記パージ学習値を取得する場合に使用される第1のフィルタと、前記燃料ガス導入時にて前記指令燃料噴射量算出部に供される前記演算結果を取得する場合に使用される第2のフィルタと、を備え、前記第1のフィルタと第2のフィルタとは、フィルタの応答性に関するパラメータが異なるように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
A combustion chamber, an intake passage and an exhaust passage connected to the combustion chamber, a fuel gas introduction passage configured to be able to introduce fuel gas based on fuel evaporated in the fuel tank into the intake passage, and a command fuel injection amount A fuel injection device that injects the liquid fuel transported from the fuel tank in the intake passage or the combustion chamber by receiving the fuel injection instruction, a catalyst device disposed in the exhaust passage, and a catalyst thereof In an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine, which is applied to an internal combustion engine comprising an upstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage upstream of the device,
A basic fuel injection amount acquisition unit that acquires an estimated value of the current fuel injection amount corresponding to a target air-fuel ratio as a basic fuel injection amount based on at least the operating speed of the internal combustion engine and the air flow rate in the intake passage;
An arithmetic processing unit including a filter, wherein the arithmetic processing unit performs arithmetic processing based on the target air-fuel ratio, the detection signal of the upstream air-fuel ratio sensor, and the past commanded fuel injection amount, whereby the basic fuel injection A basic fuel injection amount correction value acquisition unit for acquiring a calculation result corresponding to a basic fuel injection amount correction value for correcting the amount;
A command fuel injection amount calculation unit that calculates the current command fuel injection amount based on at least the calculation result;
When the fuel gas is introduced into the intake passage through the fuel gas introduction passage, an empty space based on the concentration of the fuel gas is obtained based on the calculation result in the basic fuel injection amount correction value acquisition unit. A purge learning unit for acquiring a purge learning value that is a fuel ratio learning value;
With
The basic fuel injection amount correction value acquisition unit supplies the first filter used when the purge learning unit acquires the purge learning value and the command fuel injection amount calculation unit when the fuel gas is introduced. An internal combustion engine configured to have different parameters relating to the responsiveness of the filter, the second filter used when acquiring the operation result to be obtained Air-fuel ratio control device.
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記内燃機関は、前記触媒装置よりも下流の前記排気通路に配設された下流側空燃比センサを備えており、
前記下流側空燃比センサの検出信号に基づく空燃比フィードバック補正値である下流側フィードバック補正値を算出する下流側フィードバック補正値算出部を備え、
前記指令燃料噴射量算出部は、前記下流側フィードバック補正値に基づいて前記今回の指令燃料噴射量を算出するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine includes a downstream air-fuel ratio sensor disposed in the exhaust passage downstream of the catalyst device,
A downstream feedback correction value calculation unit that calculates a downstream feedback correction value that is an air-fuel ratio feedback correction value based on a detection signal of the downstream air-fuel ratio sensor;
The command fuel injection amount calculation unit is an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine configured to calculate the current command fuel injection amount based on the downstream feedback correction value.
請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記第1のフィルタは、前記燃料ガス導入が行われていない燃料ガス非導入時にて前記指令燃料噴射量算出部に供される前記演算結果を取得する場合にも使用されるように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The first filter is configured to be used also when acquiring the calculation result provided to the command fuel injection amount calculation unit when the fuel gas is not introduced and the fuel gas is not introduced. An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine.
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