JP2007154749A - 空燃比制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】リフト量変更機構を備えた内燃機関にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することのできる空燃比制御装置を提供する。
【解決手段】この装置は、吸気バルブのリフト量ＶＬを変更するリフト量変更機構を有する内燃機関に適用される。内燃機関の排気通路における排気浄化触媒の下流側には排気の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサが設けられる。酸素センサの出力値に基づいて補正量を設定するとともにその補正量によって燃料噴射量指令値を増減補正して空燃比制御を実行する。補正量のその基準値からの定常的な乖離量（小リフト学習値Ｇｋｓｍ，中リフト学習値Ｇｋｍｄ）とリフト量ＶＬとの関係を学習し、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値Ｇｋａを算出するとともに、その算出した乖離量学習値Ｇｋａを含む補正量によって燃料噴射量指令値を補正する。
【選択図】図７

Description

本発明は、吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構を備えた内燃機関に適用されて排気浄化触媒の下流側の排気酸素濃度を検出するセンサの出力信号に基づき空燃比制御を実行する空燃比制御装置に関するものである。

通常、内燃機関では、その排気通路に設けられた排気浄化用の触媒によって排気成分の浄化が行われる。この排気浄化触媒による排気成分の浄化は、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比が所定の範囲内にある場合に効率よく行われる。そこで排気浄化触媒の上流側に排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサを設け、この上流側センサの出力信号に基づいて混合気の空燃比を検出し、この検出された空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量を増減補正する空燃比制御が行われる。

さらに排気浄化触媒による排気成分の浄化状態を把握するために、同排気浄化触媒の下流側にも排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサを設け、この下流側センサの出力信号に基づいて燃料噴射量を増減補正する空燃比制御、いわゆるサブ空燃比制御を実行するものも知られている（例えば特許文献１参照）。

一方、特許文献２に記載の装置のように、内燃機関に、吸気バルブのリフト量（詳しくは、最大リフト量）を変更するリフト量変更機構を設けることが提案されている。こうした装置では、所望のリフト量と実際のリフト量とが一致するようにリフト量変更機構の作動が制御される。これにより、そのときどきの機関運転状態に適したリフト量となるように吸気バルブが開閉される。
特開２００４−３６３９６号公報 特開２００１−２６３０１５号公報

ところで、吸気バルブのリフト量には取り付け誤差等の影響による個体差があるため、内燃機関における吸気通路および燃焼室の連通部分の通路面積はその基準面積と若干異なる。また機関運転に伴って吸気バルブにデポジットが付着することがあり、この場合には上記通路面積が変化して同通路面積とその基準面積とが異なったものとなる。そして、そうした通路面積の相違は吸気量の調節精度、ひいては混合気の空燃比の調節精度を低下させる一因となる。前述した空燃比制御の実行される内燃機関では基本的に、同空燃比制御を通じて上記通路面積の相違に起因する空燃比の変化分が補償されて、空燃比の調節精度の低下が回避される。

ここで、リフト量変更機構の設けられた内燃機関では上記通路面積とその基準面積とが相違した場合に、その相違に起因する空燃比の変化分が同リフト量変更機構の作動態様によって異なったものとなる。詳しくは、吸気バルブのリフト量が小さくなるようにリフト量変更機構が作動されるときほど、吸気量の総量に対して上記通路面積の相違による吸気量の変化分の占める割合が大きくなり、上記空燃比の変化分が大きくなる。

そのためリフト量変更機構の作動態様がそのときどきの機関運転状態に見合う態様になるように頻繁に変更される場合には、その変更に伴って上記空燃比の変化分についてもこれが頻繁に変化する。したがって上記特許文献１に記載の装置のように、単にセンサの信号に基づいて空燃比制御を実行した場合には、そうした高頻度での作動態様の変更に追従することができなくなって、その変更に伴う空燃比の変化分を的確に補償することができなくなるおそれがある。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リフト量変更機構を備えた内燃機関にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することのできる空燃比制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段およびその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構を有する内燃機関に適用されて、機関排気通路における排気浄化触媒の下流側に排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサが設けられ、同センサの出力値に基づき設定される補正量による燃料噴射量指令値の増減補正を通じて空燃比制御を実行する空燃比制御装置において、前記補正量のその基準値からの定常的な乖離量と前記リフト量との関係を学習し、前記リフト量に基づいて前記学習した関係から前記乖離量学習値を算出するとともに、該算出した乖離量学習値を含む前記補正量によって前記燃料噴射量指令値を補正することをその要旨とする。

上記構成によれば、前記補正量のその基準値からの定常的な乖離量を吸気バルブのリフト量に応じて学習して空燃比制御に用いることができる。そのためリフト量変更機構が設けられているとはいえ、その作動態様の相違による空燃比への影響分を上記乖離量学習値による補正を通じて抑えつつ、混合気の空燃比を所望の比率に調節するべく上記補正量による補正を通じて燃料噴射量を増減させることができる。したがって、リフト量変更機構を備えた内燃機関にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空燃比制御装置において、前記関係から算出される前記乖離量学習値は前記リフト量が小さいほど大きい値であることをその要旨とする。

ここで吸気バルブの取り付け誤差や同吸気バルブへのデポジット付着によって機関吸気通路および燃焼室の連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合、吸気バルブのリフト量が小さいほど前記補正量とその基準値との定常的な乖離量は大きい。上記構成によれば、そうした傾向に応じて乖離量学習値を算出することができる。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の空燃比制御装置において、前記リフト量が所定リフト量よりも小さいことを条件に、前記関係の学習、前記乖離量学習値の算出、および同乖離量学習値による前記燃料噴射量指令値の補正を行うことをその要旨とする。

ここで前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合であっても、吸気バルブのリフト量が大きい領域では、そうした通路面積の相違による空燃比への影響は殆どない。

上記構成によれば、そうした領域を除く上記リフト量の比較的小さい領域、言い換えれば、上記通路面積とその基準面積との相違による空燃比への影響が懸念される領域に限って、乖離量学習値の算出や乖離量学習値による燃料噴射量指令値の補正を実行することができる。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空燃比制御装置において、前記関係として線形の関数を予め設定し、前記所定リフト量よりも小さい特定リフト量であるときの前記乖離量を求めるとともに該求めた乖離量に応じて前記関数の傾きを変更することによって前記関係を学習することをその要旨とする。

上記構成によれば、線形の関数を予め設定するとともに特定リフト量であるときの前記乖離量に応じて同関数を変更することによって前記関係を学習することが可能になる。そのため、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に乖離量を求めてこれを学習値として設定する構成と比較して、低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり前記関係を学習することができる。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の空燃比制御装置において、前記特定リフト量は、小リフト量側の制御限界リフト量であることをその要旨とする。
上記構成によれば、前記連通部分の通路面積とその基準面積との相違による影響が最も大きくなるリフト量での乖離量に基づいて前記関係を学習することができ、同関係を精度よく学習することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の空燃比制御装置において、前記特定リフト量は、機関アイドル運転時に設定されるリフト量であることをその要旨とする。
上記構成によれば、安定運転状態である機関アイドル運転状態のもとで、言い換えれば、乖離量が安定した状況のもとで前記関係を学習することができ、同関係を精度よく学習することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項４〜６のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記特定リフト量であるときの前記乖離量を求めることに加えて、同特定リフト量と異なるリフト量であるときの前記乖離量を求め、それら求めた乖離量に応じて前記関数の傾きを変更することをその要旨とする。

上記構成によれば、前記関係を、広いリフト量領域にわたってより実際の乖離量に見合うように学習することができる。
請求項８に記載の発明は、請求項１または２に記載の空燃比制御装置において、異なる二つの特定リフト量に対応する前記乖離量を各別に学習し、それら特定リフト量と前記リフト量との関係に基づいて前記各別に学習した乖離量から補間して前記乖離量学習値を算出することをその要旨とする。

上記構成によれば、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に乖離量を求めてこれを学習値として設定する構成と比較して、低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり前記関係を学習することができる。

なお、上記補間としては、請求項９によるように予め設定された換算係数による補間を用いることや、請求項１０によるように、線形補間を用いることが可能である。また上記補間にかかる方法は内挿法および外挿法を含む。

請求項１１に記載の発明は、請求項１または２に記載の空燃比制御装置において、前記リフト量について複数の領域を設定してそれら領域毎に前記乖離量を学習することによって前記関係を学習し、前記リフト量に基づいて前記複数の領域のいずれかを選択するとともに該選択した領域に対応する学習値を乖離量学習値として算出することをその要旨とする。

上記構成によれば、機関吸気通路および燃焼室の連通部分の通路面積とその基準面積とが相違する場合に、その相違による空燃比への影響が異なる複数のリフト量領域について各別に前記定常的な乖離量を学習して、これを空燃比制御に用いることができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記機関排気通路における前記排気浄化触媒の下流側に加えて上流側にも排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサが設けられ、前記空燃比制御は所定の制御周期で実行されて、上流側センサの出力値に基づき燃料噴射量指令値を増減補正するとともに、下流側センサの出力値とその基準値との比較結果に応じて一定量ずつ増減される補正量によって前記燃料噴射量指令値の増減補正に対する補正を実行することをその要旨とする。

前述したように、上流側センサの出力信号に基づき燃料噴射量を増減補正することに加えて、下流側センサの出力信号に基づいて一定量ずつ増減した補正量によって燃料噴射量を増減補正する、いわゆるサブ空燃比制御を実行する装置がある。このサブ空燃比制御を実行することにより、排気浄化触媒の実際の浄化状態に応じて燃料噴射量を調節することが可能になり、同排気浄化触媒の浄化作用が的確に発揮されるようになる。ただしリフト量変更機構を備えた内燃機関にあっては、そうしたサブ空燃比制御の補正量を吸気バルブのリフト量の変更に伴う空燃比の変化に追従させることができなくなるおそれがあり、その場合には混合気の空燃比を所望の比率に調節することができなくなる。

上記構成によれば、そうしたリフト量の変更に伴う空燃比の変化に追従するようにサブ空燃比制御の補正量を変化させることができ、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の空燃比制御装置において、前記内燃機関は多気筒内燃機関であり、前記上流側センサは全気筒共通のものが一つ設けられることをその要旨とする。

多気筒内燃機関では、燃料噴射バルブの個体差や吸気バルブへのデポジット付着などに起因して、気筒間における混合気の空燃比にばらつきが生じることが避けられない。そして、全気筒共通の上流側センサの出力信号に基づいて燃料噴射量指令値を増減補正する場合には、そうしたばらつきが、排気浄化触媒の上流側における排気の性状を理論空燃比近傍の比率に対応する性状に調節する際の調節精度の向上を阻む一因となる。したがって多気筒内燃機関では、下流側センサの出力値とその基準値との差、ひいては吸気バルブのリフト量の変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易いと云える。

上記構成によれば、そうした多気筒内燃機関に適用される装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態にかかる空燃比制御装置の概略構成を示す。

同図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１２にはスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４には、スロットルモータ１６が連結されている。そして、このスロットルモータ１６の駆動制御を通じてスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節され、これにより吸気通路１２を通じて燃焼室１８内に吸入される空気の量が調節される。また、上記吸気通路１２には燃料噴射バルブ２０が設けられている。この燃料噴射バルブ２０は吸気通路１２内に燃料を噴射する。さらに、内燃機関１０の排気通路２８には排気浄化触媒３４が設けられている。

内燃機関１０の燃焼室１８においては、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ２２による点火が行われる。この点火動作によって混合気が燃焼してピストン２４が往復移動し、クランクシャフト２６が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室１８から排気通路２８に送り出され、上記排気浄化触媒３４を通じて浄化された後に同排気通路２８外へと放出される。

内燃機関１０において、吸気通路１２と燃焼室１８との間は吸気バルブ３０の開閉動作によって連通・遮断される。また、吸気バルブ３０はクランクシャフト２６の回転が伝達される吸気カムシャフト３２の回転に伴って開閉動作する。さらに、吸気バルブ３０と吸気カムシャフト３２との間にはリフト量変更機構４２が設けられている。このリフト量変更機構４２は、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ（詳しくは、最大リフト量）を機関運転条件に応じて変更するものであり、電動モータ等のアクチュエータ４４の駆動制御を通じて作動する。図２に示すように、このリフト量変更機構４２の作動により、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬは開弁期間（リフト作用角）と同期して変化し、例えばリフト作用角が小さくなるほどリフト量ＶＬも小さくなる。

本実施の形態の装置は、内燃機関１０（図１）の運転状態を検出するための各種センサを備えている。そうした各種センサとしては、例えばクランクシャフト２６の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ５２や、吸気通路１２を通過する吸入空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ５４、アクセルペダル３６の踏み込み量ＡＣを検出するためのアクセルセンサ５６が設けられている。また、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ５８や、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ（正確には、リフト量変更機構４２の作動量）を検出するためのリフト量センサ６０が設けられている。その他、排気通路２８における上記排気浄化触媒３４よりも上流側の部分（詳しくは、排気マニホールド）に設けられて排気の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ６２や、排気通路２８における上記排気浄化触媒３４よりも下流側に設けられて排気の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサ６４等も設けられている。

なお図３に示すように、内燃機関１０は４つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４を有するものであり、上記空燃比センサ６２としては各気筒♯１〜♯４から延びる排気通路２８が合流された部分（詳しくは排気マニホールド）に全気筒共通のものが設けられている。

上記空燃比センサ６２は、周知の限界電流式酸素センサである。この限界電流式酸素センサは、濃淡電池式酸素センサの検出部に拡散律速層と呼ばれるセラミック層を備えることにより排気中の酸素濃度に応じた出力電流が得られるセンサであり、排気中の酸素濃度と密接な関係にある混合気の空燃比が理論空燃比である場合には、その出力電流が「０」になる。また、混合気の空燃比がリッチになるにつれて出力電流は負の方向に大きくなり、同空燃比がリーンになるにつれて出力電流は正の方向に大きくなる。したがって、この空燃比センサ６２の出力信号に基づき、混合気の空燃比についてそのリーン度合いやリッチ度合いを検出することができる。

また酸素センサ６４は、周知の濃淡電池式の酸素センサである。この濃淡電池式酸素センサからは排気の酸素濃度が、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときの濃度である場合には１ボルト程度の出力電圧が得られ、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときの濃度である場合には０ボルト程度の出力電圧が得られる。また濃淡電池式酸素センサの出力電圧は排気の酸素濃度が、混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるときの濃度であるときに大きく変化する。したがって、こうした酸素センサ６４の出力信号に基づき、排気浄化触媒３４下流側の排気がリーンに対応する性状であるか、或いはリッチに対応する性状であるかを検出することができる。

この酸素センサ６４は、排気浄化触媒３４での排気浄化作用の状態を監視するために同排気浄化触媒３４の下流側に設けられている。すなわち、排気浄化触媒３４での還元作用が促進されており排気中に酸素が放出されているときには、酸素センサ６４の出力信号がリーンに対応する値となる。一方、排気浄化触媒３４での酸化作用が促進されており排気中の酸素が消費されているときには、酸素センサ６４の出力信号がリッチに対応する値となる。こうした酸素センサ６４の検出結果に基づいて排気浄化作用の状態が監視される。

本実施の形態の装置は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置５０を備えている。この電子制御装置５０は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットルモータ１６の駆動制御（スロットル制御）や燃料噴射バルブ２０の駆動制御（燃料噴射制御）、アクチュエータ４４の駆動制御（リフト量変更制御）等といった各種制御を実行する。

本実施の形態では、燃焼室１８内に吸入される吸気の量（筒内吸気量）が、スロットル制御およびリフト量変更制御を通じて次のように調節される。すなわち、前記アクセルペダル３６の踏み込み量ＡＣや機関回転速度ＮＥに基づいて筒内吸気量についての制御目標値（目標筒内吸気量Ｔｇａ）が算出され、その目標筒内吸気量Ｔｇａと実際の筒内吸気量が一致するようにスロットル制御およびリフト量変更制御が実行される。なお、このスロットル制御およびリフト量変更制御の実行に際し、暖機未完了時には（例えば冷却水温度＜所定温度）、リフト量ＶＬが大リフト作用角で固定される一方、スロットル開度ＴＡが変更されて筒内吸気量が調節される。一方、暖機完了時には（例えば冷却水温≧所定温度）、スロットル開度ＴＡおよびリフト量ＶＬが共に変更されて筒内吸気量が調節される。このときには基本的に、内燃機関１０の運転状態に適した筒内吸気量（後述する推定筒内吸気量Ｖｇａ）が大きいときほど吸気バルブ３０のリフト量ＶＬおよびスロットル開度ＴＡが大きく設定される。

また本実施の形態では、そのようにスロットル制御およびリフト量変更制御を通じて調節される筒内吸気量に応じたかたちで燃料噴射量が調節される。具体的には、通路吸気量ＧＡ等に基づいて実際の筒内吸気量（推定筒内吸気量Ｖｇａ）が算出されるとともに、同推定筒内吸気量Ｖｇａに対し、混合気の空燃比が理論空燃比になる燃料量が燃料噴射量指令値（目標噴射量Ｔｑ）として算出される。そして目標噴射量Ｔｑと等しい量の燃料が噴射されるように燃料噴射バルブ２０が駆動される。これにより、燃焼室１８で燃焼される混合気の空燃比を理論空燃比にある程度近づけることができる。

ここで前記排気浄化触媒３４は、理論空燃比近傍での燃焼が行われる状態において排気中のＨＣやＣＯを酸化するとともに同排気中のＮＯｘを還元して排気を浄化する作用を有しており、特に混合気の空燃比が理論空燃比近傍の比率となる狭い範囲（ウインドウ）において排気中の主要有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）のすべてを効率的に浄化する。そのため排気浄化触媒３４を有効に機能させるには、混合気の空燃比を上記ウインドウの中心に合わせ込むべく、同空燃比を厳密に調節することが必要となる。

以下、そうした空燃比調節の概要について説明する。
先ず、上記空燃比センサ６２によって混合気の実際の空燃比が検出され、この実際の空燃比と目標空燃比（ここでは理論空燃比）との乖離度合いに基づいてフィードバック補正量ＭＦＢが算出されるとともに、同フィードバック補正量ＭＦＢに基づいて上記目標噴射量Ｔｑが補正される。このフィードバック補正量ＭＦＢに基づくフィードバック制御を通じて、実際の空燃比が目標空燃比と一致するように燃料噴射量が調節される。

また上記酸素センサ６４の検出結果から排気浄化触媒３４が酸素吸蔵状態および酸素放出状態のいずれの状態であるかが推定され、この推定結果に基づいて上記目標噴射量Ｔｑに対して、さらなる補正が行われる。具体的には、目標噴射量Ｔｑを増減補正するためのサブフィードバック補正量ＳＦＢａが設定される。そして、酸素センサ６４の出力信号がリッチを示す値であるときには、燃料噴射量が少しずつ減少するように上記サブフィードバック補正量ＳＦＢａがその算出周期毎に一定量αずつ減量される。一方、酸素センサ６４の出力信号がリーンを示す値であるときには、燃料噴射量が少しずつ増加するようにサブフィードバック補正量ＳＦＢａがその算出周期毎に一定量αずつ増量される。こうしたサブフィードバック補正量ＳＦＢａに基づくサブフィードバック制御（サブ空燃比制御）を通じて、排気浄化触媒３４の実際の浄化状態に応じて燃料噴射量が調節されて、同排気浄化触媒３４の浄化作用が的確に発揮される。

ところで内燃機関１０にあっては、リフト量変更機構４２の個体差や経時劣化、組み付け誤差、あるいは吸気バルブ３０へのデポジット付着等に起因して吸気通路１２および燃焼室１８の連通部分の通路面積とその基準面積とが異なったものとなる。そのため吸気バルブ３０のリフト量ＶＬを同一の態様で調節しても、実際の筒内吸気量は、上記通路面積とその基準面積とが等しい場合の筒内吸気量と一致しない。本実施の形態では基本的に、そうした通路面積の相違に起因する筒内吸気量の変化分が前述した空燃比の調節を通じて補償される。

ここで上記通路面積と基準面積とが異なる場合、その相違に起因する筒内吸気量の変化分はリフト量変更機構４２の作動態様（リフト量ＶＬ）に応じて大きく異なったものとなる。以下、その理由を説明する。

図４に吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと上記通路面積との関係を示す。なお同図において、実線は上記通路面積と基準面積とが一致している状態（基準状態）での上記関係の一例を示しており、一点鎖線は上記通路面積がその基準面積よりも小さい場合における上記関係の一例を示しており、二点鎖線は上記通路面積がその基準面積よりも大きい場合における上記関係の一例を示している。

本実施の形態では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬの変更を通じて筒内吸気量が調節されるため、例えばそのアイドル運転時等、内燃機関１０の低負荷運転時においてリフト量ＶＬが小さく設定されて上記通路面積がごく小さくなる。そして、図４から明らかなように、そのようにリフト量ＶＬが小さく設定されるときほど、上記通路面積とその基準面積との差ΔＳが通路面積全体に占める割合が大きくなる。したがって、上記通路面積が基準面積と異なる場合には、その影響が、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが小さいときほど大きく現われると云える。具体的には、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが小さいときほど筒内吸気量の変化度合いが大きくなるために、図５に示すように、上記通路面積が小さいとき（同図中の一点鎖線）および同通路面積が大きいとき（同図中の二点差線）のいずれの場合にも上記空燃比の変化分が大きくなる。

本実施の形態では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬがそのときどきの機関運転状態に応じて頻繁に変更されるために、その変更に伴って上記空燃比の変化分についてもこれが頻繁に変化する。そのため、単にフィードバック補正量ＭＦＢに基づくフィードバック制御や、サブフィードバック補正量ＳＦＢａに基づくサブフィードバック制御を実行しても、そうした高頻度での空燃比変化分の変化に追従することができなくなって、同変化分を的確に補償することができなくなるおそれがある。

そこで本実施の形態では、サブフィードバック制御において、サブフィードバック補正量ＳＦＢａのその基準値（具体的には「０」）からの定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係を学習するようにしている。そして、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値Ｇｋａを算出するとともに、同乖離量学習値Ｇｋａを含むサブフィードバック補正量ＳＦＢａによって前記目標噴射量Ｔｑを補正するようにしている。

以下、上記関係を学習する処理および乖離量学習値Ｇｋａを算出する処理を含むサブフィードバック制御にかかる処理について説明する。
図６は、サブフィードバック制御にかかる処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御装置５０により実行される。

同図６に示すように、この処理では先ず、サブフィードバック補正量ＳＦＢａを算出する処理（ステップＳ１００〜Ｓ１０８）が実行される。
すなわち先ず、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬや、小リフト学習値Ｇｋｓｍ、中リフト学習値Ｇｋｍｄに基づいて上記乖離量学習値Ｇｋａが算出される（ステップＳ１００）。なお小リフト学習値Ｇｋｓｍは吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが特定リフト量Ａであるときの前記乖離量であり、特定リフト量Ａは内燃機関１０のアイドル運転時において設定されるリフト量ＶＬであってリフト量変更制御における小リフト量側の制御限界リフト量である。また中リフト学習値Ｇｋｍｄは、吸気バルブ３０のリフト量が上記特定リフト量Ａよりも若干大きい特定リフト量Ｂであるときの前記乖離量である。それら小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび中リフト学習値Ｇｋｍｄは後述する処理（ステップＳ１１０〜Ｓ１１８）を通じて学習される。

図７に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ、小リフト学習値Ｇｋｓｍ、中リフト学習値Ｇｋｍｄ、乖離量学習値Ｇｋａの関係を示す。同図７に示すように、乖離量学習値Ｇｋａとしては、リフト量ＶＬが小さいときほど大きい値が算出される。同乖離量学習値Ｇｋａは、具体的には以下のように算出される。
・リフト量ＶＬが特定リフト量Ａであるときには、小リフト学習値Ｇｋｓｍが乖離量学習値Ｇｋａとして算出される。
・リフト量ＶＬが特定リフト量Ｂより小さい領域では、リフト量ＶＬ、特定リフト量Ａおよび特定リフト量Ｂの関係に基づいて、小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび中リフト学習値Ｇｋｍｄから補間して、乖離量学習値Ｇｋａが算出される。この乖離量学習値Ｇｋａとしては、具体的には、予め設定された換算係数Ｋ１を通じて以下の関係式を満たす値が算出される。なお換算係数Ｋ１としては、リフト量ＶＬに応じて「１」以下の正の数が設定される。

Ｇｋａ＝Ｇｋｍｄ＋（Ｇｋｓｍ−Ｇｋｍｄ）（ＶＬ−Ｂ）Ｋ１／（Ａ−Ｂ）

・リフト量ＶＬが特定リフト量Ｂであるときには、中リフト学習値Ｇｋｍｄが、乖離量学習値Ｇｋａとして算出される。
・リフト量ＶＬが特定リフト量Ｂより大きく所定リフト量Ｃよりも小さい領域では、リフト量ＶＬ、特定リフト量Ｂおよび所定リフト量Ｃの関係に基づいて、中リフト学習値Ｇｋｍｄおよび「０」から補間して、乖離量学習値Ｇｋａが算出される。具体的には、予め設定された換算係数Ｋ２を通じて以下の関係式を満たす値が算出される。なお換算係数Ｋ２としては、リフト量ＶＬに応じて「１」以下の正の数が設定される。

Ｇｋａ＝Ｇｋｍｄ（ＶＬ−Ｃ）Ｋ２／（Ｂ−Ｃ）

・リフト量ＶＬが所定リフト量Ｃ以上である領域では、乖離量学習値Ｇｋａとして「０」が設定される。言い換えれば、この領域では乖離量学習値Ｇｋａの算出および同乖離量学習値Ｇｋａによる目標噴射量Ｔｑの補正は実行されない。

そして、そのように乖離量学習値Ｇｋａが算出された後、排気浄化触媒３４の下流側における排気の性状がリーンに対応する性状であるか否かが判断され（図６のステップＳ１０２）、同性状に応じて補正量ＦＢｂｓｅが更新される。この補正量ＦＢｂｓｅは具体的には、上記排気の性状がリーンに対応する性状であるときには（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）一定量αが加算される一方（ステップＳ１０４）、同排気の性状がリッチに対応する性状であるときには（ステップＳ１０２：ＮＯ）一定量αが減算される（ステップＳ１０６）といったように更新される。

その後、このように更新された補正量ＦＢｂｓｅに上記乖離量学習値Ｇｋａを加算した値がサブフィードバック補正量ＳＦＢａとして算出される（ステップＳ１０８）。
次に、上述した小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび中リフト学習値Ｇｋｍｄを学習する処理が実行される。

ここでは先ず、学習条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１１０）。具体的には、以下の条件が共に満たされていることをもって学習条件が成立していると判断される。
・内燃機関１０の暖機が完了していること（冷却水温度が所定温度以上であること）。
・急加速や急減速の行われない安定した機関運転状態が所定期間継続されていること。

そして、学習条件が成立しており（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、且つリフト量ＶＬが特定リフト量Ａであるときには（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、そのときのサブフィードバック補正量ＳＦＢａが小リフト学習値Ｇｋｓｍとして記憶される（ステップＳ１１４）。

一方、学習条件が成立しており（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、且つリフト量ＶＬが特定リフト量Ｂであるときには（ステップＳ１１２：ＮＯ，Ｓ１１６：ＹＥＳ）、そのときのサブフィードバック補正量ＳＦＢａが中リフト学習値Ｇｋｍｄとして記憶される（ステップＳ１１８）。

そして、このように小リフト学習値Ｇｋｓｍまたは中リフト学習値Ｇｋｍｄが学習された場合には、上記補正量ＦＢｂｓｅとして「０」が設定された後（ステップＳ１２０）、本処理は一旦終了される。

なお、学習条件が成立していない場合（ステップＳ１１０：ＮＯ）や、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａおよび特定リフト量Ｂのいずれでもない場合（ステップＳ１１２：ＮＯ，Ｓ１１６：ＮＯ）には、小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび中リフト学習値Ｇｋｍｄの学習および補正量ＦＢｂｓｅの更新が実行されることなく、本処理は一旦終了される。

以下、こうしたサブフィードバック制御にかかる処理を実行することによる作用について説明する。
サブフィードバック制御では、上記乖離量学習値Ｇｋａとして、そのときどきの吸気バルブ３０のリフト量ＶＬに見合う値、具体的には、リフト量ＶＬが小さいほど大きい値が算出される。これにより、前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合にはリフト量ＶＬが小さいほどサブフィードバック補正量ＳＦＢａとその基準値との定常的な乖離量が大きいといった傾向に応じて、乖離量学習値Ｇｋａが算出される。そして、そうした乖離量学習値Ｇｋａを含むサブフィードバック補正量ＳＦＢａによって目標噴射量Ｔｑが補正される。そのため、リフト量変更制御を通じて吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが頻繁に変更されるとはいえ、同リフト量ＶＬの変更に追従するようにその変更による空燃比の変化分を見越したかたちでサブフィードバック補正量ＳＦＢａが算出される。これにより、リフト量ＶＬの変更に伴う空燃比への影響分が的確に抑えられ、混合気の空燃比が精度よく所望の比率に制御される。

しかも、サブフィードバック補正量ＳＦＢａはその算出周期毎に酸素センサ６４の出力信号に応じて一定量αずつ増減される補正量ＦＢｂｓｅを含むため、同サブフィードバック補正量ＳＦＢａによる補正を通じて混合気の空燃比が所望の空燃比になるように燃料噴射量が増減される。これにより、排気浄化触媒３４の浄化作用の状態に応じて燃料噴射量が増減されて同浄化作用が有効に活用される。

本実施の形態の内燃機関１０は多気筒のものであるため、燃料噴射バルブ２０の個体差や吸気バルブ３０へのデポジット付着などに起因して、気筒間における混合気の空燃比にばらつきが生じることが避けられない。また本実施の形態では、各気筒の混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ６２として全気筒共通のものが設けられているため、この空燃比センサ６２に対する排気の当接態様が気筒毎に異なる。

そのため、そうした空燃比センサ６２の出力信号に基づいて目標噴射量Ｔｑを増減補正されると、上述した気筒間における空燃比のばらつきが、排気浄化触媒３４の上流側の排気の性状を理論空燃比近傍の比率に対応する性状に調節する際の調節精度を低下させてしまう。具体的には、図８に実線で示すように、例えば特定気筒（同図に示す例では♯３）の排気が他の気筒（同♯１，＃２，＃４）の排気と比較して空燃比センサ６２に当接し易い構造の内燃機関にあって同特定気筒♯３の排気がリーンに対応する性状である場合には、過度に目標噴射量Ｔｑが増量補正されて混合気の空燃比の平均値がリッチになってしまう。なお図８の一点鎖線には、比較例として、空燃比センサ６２に対する各気筒の排気の当接態様が一致する場合における各気筒の排気の当接度合いと混合気の空燃比とを示している。

したがって本実施の形態にかかる装置は、排気浄化触媒３４の下流側に設けられた酸素センサ６４の出力値とその基準値（混合気の空燃比が理論空燃比である場合の排気酸素濃度に対応する値）との差、ひいては上述したリフト量ＶＬの変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易いと云える。本実施の形態によれば、そうした多気筒の内燃機関１０に適用される装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

ここで前記連通部分の通路面積とその基準面積とが相違する場合であっても、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが大きく上記通路面積のごく大きい領域では、その相違による空燃比への影響は殆どない。

上記サブフィードバック制御では、そうした領域、具体的にはリフト量ＶＬが所定リフト量Ｃ以上である領域において乖離量学習値Ｇｋａの算出および同乖離量学習値Ｇｋａに基づく目標噴射量Ｔｑの補正が実行されない。言い換えれば、リフト量ＶＬが所定リフト量Ｃよりも小さいことを条件に、乖離量学習値Ｇｋａの算出および同乖離量学習値Ｇｋａによる目標噴射量Ｔｑの補正が行われる。そのため、そうした領域を除く上記リフト量の比較的小さい領域、換言すれば、通路面積の相違による空燃比への影響が懸念される領域に限って乖離量学習値Ｇｋａの算出や乖離量学習値Ｇｋａによる目標噴射量Ｔｑの補正が実行される。

また上記サブフィードバック制御では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬや、小リフト学習値Ｇｋｓｍ、中リフト学習値Ｇｋｍｄ、乖離量学習値Ｇｋａ、並びに各換算係数Ｋ１，Ｋ２により規定される関数として、同リフト量ＶＬが小さいほど乖離量学習値Ｇｋａが大きくなる線形の関数が予め設定されている（図７参照）。そして、特定リフト量Ａや特定リフト量Ｂであるときの前記定常的な乖離量に応じて前記関数の傾きを変更するように、前述した吸気バルブ３０のリフト量と上記乖離量との関係が学習される。

そのため、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に上記乖離量を求めてこれを乖離量学習値として設定する構成と比較して、低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり上記関係を学習することができる。

しかも、特定リフト量Ａであるときの乖離量に加えて特定リフト量Ｂであるときの乖離量に応じて上記関係を変更するようにしたために、特定リフト量Ａであるときの乖離量のみに応じて同関係を変更する構成と比較して、同関係を、広いリフト量領域にわたって実際の乖離量に見合うように学習することができる。

さらに上記サブフィードバック制御では、小リフト学習値Ｇｋｓｍの学習を行う特定リフト量Ａとして、内燃機関１０のアイドル運転時において設定されるリフト量ＶＬであってリフト量変更制御における小リフト量側の制御限界リフト量を設定している。そのため、安定運転状態である機関アイドル運転状態のもとで、言い換えれば、前記乖離量が安定した状況のもとで、前記通路面積の相違による空燃比への影響が最も大きくなるリフト量での乖離量に基づいて小リフト学習値Ｇｋｓｍを学習することができ、同小リフト学習値Ｇｋｓｍ、ひいては上記関係を精度よく学習することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）サブフィードバック補正量ＳＦＢａのその基準値からの定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係を学習し、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値Ｇｋａを算出するとともに、同乖離量学習値Ｇｋａを含むサブフィードバック補正量ＳＦＢａによって前記目標噴射量Ｔｑを補正するようにした。そのため、リフト量変更制御を通じて吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが頻繁に変更されるとはいえ、同リフト量ＶＬの変更に追従するようにその変更による空燃比の変化分を見越したかたちでサブフィードバック補正量ＳＦＢａを算出することができる。したがって、リフト量ＶＬの変更に伴う空燃比への影響分を的確に抑えることができ、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（２）リフト量ＶＬが小さいほど上記乖離量学習値Ｇｋａとして大きい値を算出するようにした。そのため、前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合にはリフト量ＶＬが小さいほどサブフィードバック補正量ＳＦＢａとその基準値との定常的な乖離量が大きいといった傾向に応じて乖離量学習値Ｇｋａを設定することができる。

（３）リフト量ＶＬが所定リフト量Ｃよりも小さいことを条件に、乖離量学習値Ｇｋａの算出および同乖離量学習値Ｇｋａによる目標噴射量Ｔｑの補正を行うようにしたために、通路面積の相違による空燃比への影響が懸念される領域に限って乖離量学習値Ｇｋａの算出や乖離量学習値Ｇｋａによる目標噴射量Ｔｑの補正を実行することができる。

（４）吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが小さいほど乖離量学習値Ｇｋａが大きくなる線形の関数を予め設定し、特定リフト量Ａや特定リフト量Ｂであるときの前記定常的な乖離量に応じて前記関数の傾きを変更するように、前記関係を学習するようにした。そのため、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に上記乖離量を求めてこれを乖離量学習値として設定する構成と比較して、低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり上記関係を学習することができる。

（５）小リフト学習値Ｇｋｓｍの学習を行う特定リフト量Ａとして、内燃機関１０のアイドル運転時において設定されるリフト量ＶＬを設定したために、前記乖離量が安定した状況のもとで小リフト学習値Ｇｋｓｍを学習することができ、上記関係を精度よく学習することができる。

（６）また特定リフト量Ａとしてリフト量変更制御における小リフト量側の制御限界リフト量を設定したために、前記通路面積とその基準面積との相違による空燃比への影響が最も大きくなるリフト量での乖離量に基づいて小リフト学習値Ｇｋｓｍを学習することができ、上記関係をより精度よく学習することができる。

（７）特定リフト量Ａであるときの乖離量に加えて特定リフト量Ｂであるときの乖離量に応じて上記関係を変更するようにしたために、特定リフト量Ａであるときの乖離量のみに応じて同関係を変更する構成と比較して、同関係を、広いリフト量領域にわたって実際の乖離量に見合うように学習することができる。

（８）多気筒の内燃機関１０に適用されるために吸気バルブ３０のリフト量ＶＬの変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易い装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態について説明する。
本実施の形態と第１の実施の形態とは、サブフィードバック制御にかかる処理の処理態様が異なる。

以下、本実施の形態にかかるサブフィードバック制御について説明する。
図９は、サブフィードバック制御にかかる処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御装置５０により実行される。

同図９に示すように、この処理では先ず、サブフィードバック補正量ＳＦＢｂを算出する処理（ステップＳ１００〜Ｓ１０８）が実行される。
すなわち先ず、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値Ｇｋｂが算出される（ステップＳ２００）。本実施の形態では、図１０に示すように、吸気バルブ３０のリフト量について複数の領域（領域１（ＶＬａ≦ＶＬ＜ＶＬｂ），領域２（ＶＬｂ≦ＶＬ＜ＶＬｃ），領域３（ＶＬｃ≦ＶＬ＜ＶＬｄ），領域４（ＶＬｄ≦ＶＬ））が定められ、それら領域毎に学習値（Ｇｋｂ１，Ｇｋｂ２，Ｇｋｂ３，Ｇｋｂ４）が設定されている。ステップＳ２００の処理では、リフト量ＶＬに基づいて上記複数の領域のいずれかが一つが選択されるとともに、選択された領域に対応する学習値が上記乖離量学習値Ｇｋｂとして算出される。

なお、リフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄ以上である領域４に対応する学習値Ｇｋｂ４としては「０」が設定されている。そのため、この領域４ではリフト量ＶＬによらず乖離量学習値Ｇｋｂとして「０」が設定され、乖離量学習値Ｇｋｂによる目標噴射量Ｔｑの補正は実行されない。また、各学習値Ｇｋｂ１〜Ｇｋｂ３は後述する処理（図９のステップＳ１１０，Ｓ２１２〜Ｓ２２２）を通じて学習される。

そのように乖離量学習値Ｇｋｂが算出された後、排気浄化触媒３４の下流側における排気の性状がリーンに対応する性状であるか否かが判断される（ステップＳ１０２）。そして、同排気の性状がリーンに対応する性状であるときには（ステップＳ１０２：ＹＥＳ）補正量ＦＢｂｓｅに一定量αが加算される一方（ステップＳ１０４）、同排気の性状がリッチに対応する性状であるときには（ステップＳ１０２：ＮＯ）補正量ＦＢｂｓｅから一定量αが減算される（ステップＳ１０６）。

その後、このように更新された補正量ＦＢｂｓｅに上記乖離量学習値Ｇｋｂを加算した値がサブフィードバック補正量ＳＦＢｂとして算出される（ステップＳ２０８）。
次に、上述した各学習値Ｇｋｂ１〜Ｇｋｂ３を学習する処理が実行される。

ここでは先ず、前記学習条件が成立しているか否かが判断され（ステップＳ１１０）、同学習条件が成立している場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、リフト量ＶＬに応じて以下のように各学習値が学習される。
・リフト量ＶＬが領域１（ＶＬａ≦ＶＬ＜ＶＬｂ）であるときには（ステップＳ２１２：ＮＯ，Ｓ２１４：ＹＥＳ）、そのときのサブフィードバック補正量ＳＦＢｂが学習値Ｇｋｂ１として記憶される（ステップＳ２１６）。
・リフト量ＶＬが領域２（ＶＬｂ≦ＶＬ＜ＶＬｃ）であるときには（ステップＳ２１２：ＮＯ，Ｓ２１４：ＮＯ，Ｓ２１８：ＹＥＳ）、そのときのサブフィードバック補正量ＳＦＢｂが学習値Ｇｋｂ２として記憶される（ステップＳ２２０）。
・リフト量ＶＬが領域３（ＶＬｃ≦ＶＬ＜ＶＬｄ）であるときには（ステップＳ２１２：ＮＯ，Ｓ２１４：ＮＯ，Ｓ２１８：ＮＯ）、そのときのサブフィードバック補正量ＳＦＢｂが学習値Ｇｋｂ３として記憶される（ステップＳ２２２）。

そして、このように各学習値Ｇｋｂ１〜Ｇｋｂ３のいずれかが学習された場合には、上記補正量ＦＢｂｓｅとして「０」が設定された後（ステップＳ２２４）、本処理は一旦終了される。

なお、学習条件が成立していない場合や（ステップＳ１１０：ＮＯ）、リフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄ以上である場合には（ステップＳ２１２：ＹＥＳ）、各学習値Ｇｋｂ１〜Ｇｋｂ３の学習および補正量ＦＢｂｓｅの更新が実行されることなく、本処理は一旦終了される。

以下、こうしたサブフィードバック制御にかかる処理を実行することによる作用について説明する。
サブフィードバック制御では、サブフィードバック補正量ＳＦＢｂのその基準値からの定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係が学習され、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値Ｇｋｂが算出される。具体的には、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬについて複数の領域１〜３が設定されてそれら領域毎に学習値Ｇｋｂ１〜Ｇｋｂ３が学習・記憶される。そして、リフト量ＶＬに基づいて複数の領域１〜３のいずれかが選択されるとともに、その選択された領域に対応する学習値が乖離量学習値Ｇｋｂとして算出される。

そのため乖離量学習値Ｇｋｂとして、前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合にはリフト量ＶＬが小さいほどサブフィードバック補正量ＳＦＢｂとその基準値との定常的な乖離量が大きいといった傾向に応じた値、具体的には、リフト量ＶＬが小さいほど大きい値を算出することができる。そして、そうした乖離量学習値Ｇｋｂを含むサブフィードバック補正量ＳＦＢｂによって目標噴射量Ｔｑが補正される。したがって、リフト量変更制御を通じて吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが頻繁に変更されるとはいえ、同リフト量ＶＬの変更に追従するようにその変更による空燃比の変化分を見越したかたちでサブフィードバック補正量ＳＦＢｂが算出される。これにより、リフト量ＶＬの変更に伴う空燃比への影響分が的確に抑えられ、混合気の空燃比が精度よく所望の比率に制御される。

しかも、サブフィードバック補正量ＳＦＢｂはその算出周期毎に酸素センサ６４の出力信号に応じて一定量αずつ増減される補正量ＦＢｂｓｅを含むため、同サブフィードバック補正量ＳＦＢｂによる補正を通じて混合気の空燃比が所望の空燃比になるように燃料噴射量が増減される。これにより、排気浄化触媒３４の浄化作用の状態に応じて燃料噴射量が増減されて同浄化作用が有効に活用される。

また本実施の形態にかかる装置は、多気筒の内燃機関１０に適用されるため、前述した第１の実施の形態にかかる装置と同様に、排気浄化触媒３４の下流側に設けられた酸素センサ６４の出力値とその基準値との差、ひいてはリフト量ＶＬの変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易いと云える。本実施の形態によれば、そうした装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

ここで前記連通部分の通路面積とその基準面積とが相違する場合であっても、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが大きく上記通路面積のごく大きい領域では、その相違による空燃比への影響は殆どない。

上記サブフィードバック制御では、そうした領域、具体的にはリフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄ以上である領域において乖離量学習値Ｇｋｂの算出および乖離量学習値Ｇｋｂに基づく目標噴射量Ｔｑの補正が実行されない。言い換えれば、リフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄよりも小さいことを条件に、乖離量学習値Ｇｋｂの算出および同乖離量学習値Ｇｋｂによる目標噴射量Ｔｑの補正が行われる。そのため、そうした領域を除く上記リフト量の比較的小さい領域、換言すれば、上記通路面積とその基準面積との相違による空燃比への影響が懸念される領域に限って乖離量学習値Ｇｋｂの算出や乖離量学習値Ｇｋｂによる目標噴射量Ｔｑの補正が実行される。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）サブフィードバック補正量ＳＦＢｂのその基準値からの定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係を学習し、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値Ｇｋｂを算出するとともに、同乖離量学習値Ｇｋｂを含むサブフィードバック補正量ＳＦＢｂによって前記目標噴射量Ｔｑを補正するようにした。そのため、リフト量変更制御を通じて吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが頻繁に変更されるとはいえ、同リフト量ＶＬの変更に追従するようにその変更による空燃比の変化分を見越したかたちでサブフィードバック補正量ＳＦＢｂを算出することができる。したがって、リフト量ＶＬの変更に伴う空燃比への影響を的確に抑えることができ、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（２）リフト量ＶＬについて複数の領域１〜３を設定してそれら領域毎に学習値Ｇｋｂ１〜Ｇｋｂ３を学習・記憶し、リフト量ＶＬに基づいて複数の領域１〜３のいずれかを選択するとともに、その選択した領域に対応する学習値を乖離量学習値Ｇｋｂとして算出するようにした。そのため乖離量学習値Ｇｋｂとして、前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合にはリフト量ＶＬが小さいほどサブフィードバック補正量ＳＦＢｂとその基準値との定常的な乖離量が大きいといった傾向に応じた値、具体的には、リフト量ＶＬが小さいほど大きい値を算出することができる。

（３）リフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄよりも小さいことを条件に、乖離量学習値Ｇｋｂの算出および同乖離量学習値Ｇｋｂによる目標噴射量Ｔｑの補正を行うようにした。そのため上記通路面積とその基準面積の相違による空燃比への影響が懸念される領域に限って乖離量学習値Ｇｋｂの算出や乖離量学習値Ｇｋｂによる目標噴射量Ｔｑの補正を実行することができる。

（４）多気筒の内燃機関１０に適用されるために吸気バルブ３０のリフト量ＶＬの変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易い装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（その他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａよりも大きく且つ特定リフト量Ｂより小さい領域にあって乖離量学習値Ｇｋａを算出するための補間を線形補間によって行うようにしてもよい。

・第１の実施の形態において、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが特定リフト量Ａであることを、同リフト量ＶＬが所定の範囲（Ａ１＜ＶＬ＜Ａ２）内であることをもって判断するようにしてもよい。またリフト量ＶＬが特定リフト量Ｂであることを、同リフト量ＶＬが所定の範囲（Ｂ１＜ＶＬ＜Ｂ２）内であることをもって判断するようにしてもよい。

・第１の実施の形態において、以下の（イ）〜（ハ）に記載するように乖離量学習値を算出してもよい。
（イ）図１１に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと乖離量学習値Ｇｋｃとの関係の一例を示す。同図１１に示すように、先ず小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび中リフト学習値Ｇｋｍｄを各別に学習するとともに、予め設定した換算定数に基づいて小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび中リフト学習値Ｇｋｍｄから補間して、特定リフト量Ｄ（ただしＡ＜Ｄ＜Ｂ）に対応する基準リフト学習値Ｇｋｂｓｅを算出する。なお図１１には、式「Ｇｋｓ＋Ｇｋｍ／２」を満たす値が基準リフト学習値Ｇｋｂｓｅとして算出されるようになる値を上記換算定数として設定した例を示している。そして、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｄであるときには基準リフト学習値Ｇｋｂｓｅを乖離量学習値Ｇｋｃとして算出する。一方、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｄよりも小さい領域、あるいは特定リフト量Ｄよりも大きく且つ所定リフト量Ｃよりも小さい領域では、そのときどきのリフト量ＶＬ、特定リフト量Ｄおよび所定リフト量Ｃの関係と換算係数とに基づいて基準リフト学習値Ｇｋｂｓｅおよび「０」から補間して、乖離量学習値Ｇｋｃを算出する。乖離量学習値Ｇｋｃとしては具体的には、予め設定された換算係数Ｋ３を通じて以下の関係式を満たす値が算出される。なお換算係数Ｋ３はリフト量ＶＬに応じて設定される値であり、同換算係数Ｋ３としては、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｄよりも小さい領域では「１」以上の正の数が設定され、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｄよりも大きく且つ所定リフト量Ｃよりも小さい領域では「１」以下の正の数が設定される。

Ｇｋｃ＝Ｇｋｂｓｅ（ＶＬ−Ｃ）Ｋ３／（Ｄ−Ｃ）

こうした構成によれば、小リフト学習値Ｇｋｓｍあるいは中リフト学習値Ｇｋｍｄとして実値とは異なる値が誤って学習されてしまった場合に、その誤学習による悪影響を小さく抑えることができる。

（ロ）図１２に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと乖離量学習値Ｇｋｄとの関係の一例を示す。同図１２に示すように、先ず小リフト学習値Ｇｋｓｍを学習する。そして、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａであるときには小リフト学習値Ｇｋｓｍを乖離量学習値Ｇｋｄとして算出する。一方、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａよりも大きく所定リフト量Ｃよりも小さい領域では、そのときどきのリフト量ＶＬ、特定リフト量Ａおよび所定リフト量Ｃの関係と換算係数とに基づいて小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび「０」から補間して、乖離量学習値Ｇｋｄを算出する。乖離量学習値Ｇｋｄとしては具体的には、予め設定された換算係数Ｋ４を通じて以下の関係式を満たす値が算出される。なお換算係数Ｋ４としては、リフト量ＶＬに応じて「１」以下の正の数が設定される。

Ｇｋｄ＝Ｇｋｓｍ（ＶＬ−Ｃ）Ｋ４／（Ａ−Ｃ）

（ハ）図１３に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと乖離量学習値Ｇｋｅとの関係の一例を示す。同図１３に示すように、先ず複数の特定リフト量（ＶＬ１，ＶＬ２，ＶＬ３，…ＶＬｎ）について各別に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが同特定リフト量であるときの前記乖離量をリフト学習値（Ｇｋｅ１，Ｇｋｅ２，Ｇｋｅ３，…Ｇｋｅｎ）として学習する。なお図１３には７つの特定リフト量ＶＬ１〜ＶＬ７を設定した例を示している。そして、リフト量ＶＬが複数の特定リフト量のいずれかであるときには、その特定リフト量に対応するリフト学習値が乖離量学習値Ｇｋｅとして算出される。一方、リフト量ＶＬが複数の特定リフト量のいずれでもなく且つ所定リフト量Ｃよりも小さい領域では基本的に、そのときどきのリフト量ＶＬと同リフト量を挟む特定リフト量との関係に基づいてそれら特定リフト量に対応する両リフト学習値から線形補間して、乖離量学習値Ｇｋｅを算出する。なお、リフト量ＶＬが特定リフト量ＶＬｎよりも大きく所定リフト量Ｃよりも小さい領域では、そのときどきのリフト量ＶＬ、特定リフト量ＶＬｎおよび所定リフト量Ｃの関係に基づいてリフト量学習値Ｇｋｅｎおよび「０」から線形補間して、乖離量学習値Ｇｋｅを算出する。

・第１の実施の形態において、リフト量ＶＬが所定リフト量Ｃ以上である領域においても、前記定常的な乖離量の学習、乖離量学習値の算出、および乖離量学習値による目標噴射量Ｔｑの補正を行うようにしてもよい。同構成によれば、リフト量ＶＬが大きい領域にあっても前述した連通部分の通路面積とその基準面積との相違による空燃比への影響がある装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。なお同構成にあっては、例えば以下の（ニ）や（ホ）に記載するように乖離量学習値を算出してもよい。

（ニ）先ず前記小リフト学習値Ｇｋｓｍを学習するとともに、特定リフト量Ｅでの前記乖離量を大リフト学習値Ｇｋｌｇとして学習する。なお特定リフト量Ｅとしては、リフト量変更制御における大リフト量側の制御限界リフト量を設定する。そして、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａであるときには小リフト学習値Ｇｋｓｍを乖離量学習値Ｇｋｆとして算出する一方、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｅであるときには大リフト学習値Ｇｋｌｇを乖離量学習値Ｇｋｆとして算出する。他方、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａおよび特定リフト量Ｅのいずれでもない領域では、そのときどきのリフト量ＶＬ、特定リフト量Ａおよび特定リフト量Ｅの関係と換算係数とに基づいて小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび大リフト学習値Ｇｋｌｇから補間して、乖離量学習値Ｇｋｆを算出する。具体的には、予め設定された換算係数Ｋ５を通じて以下の関係式を満たす値が算出される。なお換算係数Ｋ５としては、リフト量ＶＬに応じて「１」以下の正の数が設定される。

Ｇｋｆ＝Ｇｋｌｇ＋（Ｇｋｓｍ−Ｇｋｌｇ）（ＶＬ−Ｅ）Ｋ５／（Ａ−Ｅ）

（ホ）図１４に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと乖離量学習値Ｇｋｇとの関係の一例を示す。同図１４に示すように、先ず上記小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび大リフト学習値Ｇｋｌｇを学習する。そして、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａであるときには小リフト学習値Ｇｋｓｍを乖離量学習値Ｇｋｆとして算出する一方、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｅであるときには大リフト学習値Ｇｋｌｇを乖離量学習値Ｇｋｆとして算出する。他方、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａおよび特定リフト量Ｅのいずれでもない領域では、そのときどきのリフト量ＶＬ、特定リフト量Ａおよび特定リフト量Ｅの関係に基づいて小リフト学習値Ｇｋｓｍおよび大リフト学習値Ｇｋｌｇから線形補間して、乖離量学習値Ｇｋｇを算出する。

なお上記特定リフト量Ｅとしては、例えば大リフト量側の制御限界リフト量よりも若干小さいリフト量を設定するなど、同制御限界リフト量以外のリフト量を設定することも可能である。この場合、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｅよりも大きい領域にあっては、上記補間にかかる方法として外挿法を用いて乖離量学習値を算出するようにすればよい。また、この場合、リフト量ＶＬが特定リフト量Ｅよりも大きい領域にあっては上記換算係数Ｋ５として「１」以上の正の数を設定するようにすればよい。

・第１の実施の形態における特定リフト量Ａとして、内燃機関１０のアイドル運転時において設定されるリフト量ＶＬ以外の値を設定するようにしてもよい。
・第１の実施の形態における特定リフト量Ａとして、例えば小リフト量側の制御限界リフト量よりも若干大きいリフト量を設定するなど、小リフト量側の制御限界リフト量以外の値に設定することも可能である。この場合、リフト量ＶＬが特定リフト量Ａよりも小さい領域にあっては、上記補間にかかる方法として外挿法を用いて乖離量学習値を算出するようにすればよく、換算係数としては「１」以上の正の数を設定するようにすればよい。

・第１の実施の形態において、リフト量ＶＬに基づいて各リフト学習値から補間して乖離量学習値を算出することに代えて、リフト量ＶＬと乖離量学習値との関係を定めたマップを予め設定し、同マップからリフト量ＶＬに基づいて乖離量学習値を算出するようにしてもよい。この場合には、同マップに記憶されている上記関係をリフト学習値に応じて補正することにより、前記定常的な乖離量とリフト量ＶＬとの関係を学習することができる。

・第２の実施の形態において、学習値を学習する領域として３つ以上の領域を設定するようにしてもよい。また学習値を学習する領域として２つの領域のみを設定することも可能である。

・第２の実施の形態において、リフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄ以上である領域においても、学習値の学習、乖離量学習値の算出、および乖離量学習値による目標噴射量Ｔｑの補正を行うようにしてもよい。また同構成にあっては、リフト量ＶＬが所定リフト量ＶＬｄ以上である領域において学習値を学習する領域を複数設定するようにしてもよい。こうした構成によれば、リフト量ＶＬが大きい領域にあっても前述した連通部分の通路面積とその基準面積との相違による空燃比への影響がある装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

・各実施の形態は、空燃比センサ６２の出力信号に基づき設定される補正量による目標噴射量Ｔｑの増減補正が実行されない装置であって、酸素センサ６４の出力信号に基づき設定される補正量による目標噴射量Ｔｑの増減補正のみが実行される装置にも、適用可能である。また酸素センサ６４に代えて空燃比センサが設けられ、同空燃比センサの出力信号に基づき設定される補正量によって目標噴射量Ｔｑが増減補正される装置にも、各実施の形態は適用することができる。

・本発明は、１〜３つの気筒を有する内燃機関や５つ以上の気筒を有する内燃機関にも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかる空燃比制御装置の概略構成を示す略図。 リフト量変更機構の作動に基づく吸気バルブのリフト量の変化態様を示すグラフ。 排気通路における空燃比センサおよび酸素センサの配設位置を示す略図。 吸気バルブのリフト量と連通部分の通路面積との関係を示すグラフ。 吸気バルブのリフト量と空燃比の変化分との関係を示すグラフ。 第１の実施の形態にかかるサブフィードバック制御処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 第１の実施の形態における吸気バルブのリフト量と乖離量学習値との関係を示すグラフ。 空燃比センサへの排気の当接度合いと排気性状とを気筒毎に示す略図。 本発明の第２の実施の形態にかかるサブフィードバック制御処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 複数の領域とそれら領域毎に設定される学習値との関係を示す略図。 本発明の他の実施の形態にかかる吸気バルブのリフト量と乖離量学習値との関係を示すグラフ。 本発明の他の実施の形態にかかる吸気バルブのリフト量と乖離量学習値との関係を示すグラフ。 本発明の他の実施の形態にかかる吸気バルブのリフト量と乖離量学習値との関係を示すグラフ。 本発明の他の実施の形態にかかる吸気バルブのリフト量と乖離量学習値との関係を示すグラフ。

符号の説明

１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…スロットルモータ、１８…燃焼室、２０…燃料噴射バルブ、２２…点火プラグ、２４…ピストン、２６…クランクシャフト、２８…排気通路、３０…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３４…排気浄化触媒、３６…アクセルペダル、４２…リフト量変更機構、４４…アクチュエータ、５０…電子制御装置、５２…クランクセンサ、５４…吸気量センサ、５６…アクセルセンサ、５８…スロットルセンサ、６０…リフト量センサ、６２…空燃比センサ、６４…酸素センサ。

Claims (13)

1. 吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構を有する内燃機関に適用されて、機関排気通路における排気浄化触媒の下流側に排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサが設けられ、同センサの出力値に基づき設定される補正量による燃料噴射量指令値の増減補正を通じて空燃比制御を実行する空燃比制御装置において、
   前記補正量のその基準値からの定常的な乖離量と前記リフト量との関係を学習し、前記リフト量に基づいて前記学習した関係から乖離量学習値を算出するとともに、該算出した乖離量学習値を含む前記補正量によって前記燃料噴射量指令値を補正する
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
2. 請求項１に記載の空燃比制御装置において、
   前記関係から算出される前記乖離量学習値は前記リフト量が小さいほど大きい値である
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
3. 請求項１または２に記載の空燃比制御装置において、
   前記リフト量が所定リフト量よりも小さいことを条件に、前記関係の学習、前記乖離量学習値の算出、および同乖離量学習値による前記燃料噴射量指令値の補正を行う
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
4. 請求項３に記載の空燃比制御装置において、
   前記関係として線形の関数を予め設定し、前記所定リフト量よりも小さい特定リフト量であるときの前記乖離量を求めるとともに該求めた乖離量に応じて前記関数の傾きを変更することによって前記関係を学習する
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
5. 請求項４に記載の空燃比制御装置において、
   前記特定リフト量は、小リフト量側の制御限界リフト量である
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
6. 請求項４または５に記載の空燃比制御装置において、
   前記特定リフト量は、機関アイドル運転時に設定されるリフト量である
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
7. 請求項４〜６のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
   前記特定リフト量であるときの前記乖離量を求めることに加えて、同特定リフト量と異なるリフト量であるときの前記乖離量を求め、それら求めた乖離量に応じて前記関数の傾きを変更する
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
8. 請求項１または２に記載の空燃比制御装置において、
   異なる二つの特定リフト量に対応する前記乖離量を各別に学習し、それら特定リフト量と前記リフト量との関係に基づいて前記各別に学習した乖離量から補間して前記乖離量学習値を算出する
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
9. 請求項８に記載の空燃比制御装置において、
   前記補間は予め設定された換算係数による補間である
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
10. 請求項８に記載の空燃比制御装置において、
    前記補間は線形補間である
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
11. 請求項１または２に記載の空燃比制御装置において、
    前記リフト量について複数の領域を設定してそれら領域毎に前記乖離量を学習することによって前記関係を学習し、前記リフト量に基づいて前記複数の領域のいずれかを選択するとともに該選択した領域に対応する学習値を乖離量学習値として算出する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記機関排気通路における前記排気浄化触媒の下流側に加えて上流側にも排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサが設けられ、前記空燃比制御は所定の制御周期で実行されて、上流側センサの出力値に基づき燃料噴射量指令値を増減補正するとともに、下流側センサの出力値とその基準値との比較結果に応じて一定量ずつ増減される補正量によって前記燃料噴射量指令値の増減補正に対する補正を実行する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
13. 請求項１２に記載の空燃比制御装置において、
    前記内燃機関は多気筒内燃機関であり、前記上流側センサは全気筒共通のものが一つ設けられる
    ことを特徴とする空燃比制御装置。

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