JP4158674B2 - Air-fuel ratio control device for internal combustion engine - Google Patents

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Description

本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に、触媒の上流側と下流側とにそれぞれ排気ガスセンサを配置し、これら排気ガスセンサの出力信号に基づいて燃料供給量を制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。   The present invention relates to an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, and in particular, an exhaust gas sensor is disposed on each of an upstream side and a downstream side of a catalyst, and an air-fuel ratio of the internal combustion engine that controls a fuel supply amount based on output signals of these exhaust gas sensors. The present invention relates to a control device.

従来、内燃機関においては、排気ガスの空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制御装置（以下、第１の従来技術という）が知られている。空燃比制御装置は、触媒に流入する排気ガスの空燃比を排気ガスセンサによって検出し、検出した実空燃比と目標空燃比との偏差に基づいて、実空燃比の目標空燃比からのずれを補償するためのフィードバック補正値を算出している。   2. Description of the Related Art Conventionally, in an internal combustion engine, an air-fuel ratio control device (hereinafter referred to as a first prior art) that feedback-controls a fuel injection amount so that an air-fuel ratio of exhaust gas becomes a target air-fuel ratio is known. The air-fuel ratio control device detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst by an exhaust gas sensor, and compensates for the deviation of the actual air-fuel ratio from the target air-fuel ratio based on the deviation between the detected actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio. A feedback correction value is calculated for this purpose.

実空燃比の目標空燃比からのずれには、運転状態の変化に伴い過渡的に生じるずれに加え、燃料噴射弁の噴射特性や吸入空気量を検出するセンサの出力特性のバラツキ等、内燃機関の機差や経年変化に伴い恒常的に生じるずれも含まれている。空燃比制御装置は、この恒常的なずれを学習値としてフィードバック補正値から学習し（以下、この学習を空燃比学習という）、学習した学習値をフィードバック補正値とともに燃料噴射量の設定に反映させている。このように実空燃比の過渡的なずれと恒常的なずれを別々の制御パラメータによって補償することで、高い精度での空燃比を制御することが可能になる。   The deviation of the actual air-fuel ratio from the target air-fuel ratio includes an internal combustion engine such as variations in the output characteristics of the fuel injection valve and the sensor that detects the intake air amount, in addition to the deviation that occurs transiently as the operating state changes. Deviations that occur constantly due to machine differences and changes over time are also included. The air-fuel ratio control device learns this constant deviation from the feedback correction value as a learning value (hereinafter, this learning is referred to as air-fuel ratio learning), and reflects the learned value together with the feedback correction value in the fuel injection amount setting. ing. Thus, by compensating for the transient deviation and the permanent deviation of the actual air-fuel ratio using different control parameters, it becomes possible to control the air-fuel ratio with high accuracy.

また、従来、特許文献１に開示されているように、触媒の上流側にＡ／Ｆセンサ（広域排気ガスセンサ）を配置し、触媒の下流側にＯ2センサ（酸素センサ）を配置し、これら２つの排気ガスセンサの出力信号に基づいてフィードバック制御を行う空燃比制御装置（以下、第２の従来技術という）も知られている。Ａ／Ｆセンサは空燃比に対してリニアな出力特性を示す排気ガスセンサであり、Ｏ2センサは空燃比に対し理論空燃比を基準にしてリッチ側とリーン側とで出力が急変するいわゆるＺ特性を示す排気ガスセンサである。このような２つの排気ガスセンサを備えた空燃比制御装置では、Ａ／Ｆセンサからの出力信号（空燃比信号）に基づき、触媒に流入する排気ガスの空燃比が目標空燃比になるよう燃料噴射量がフィードバック制御されている（以下、この制御をメインフィードバック制御という）。また、このメインフィードバック制御と併せて、Ｏ2センサからの出力信号を燃料噴射量にフィードバックする制御も行われている（以下、この制御をサブフィードバック制御という）。 Conventionally, as disclosed in Patent Document 1, an A / F sensor (wide area exhaust gas sensor) is disposed upstream of the catalyst, and an O 2 sensor (oxygen sensor) is disposed downstream of the catalyst. An air-fuel ratio control device (hereinafter referred to as a second prior art) that performs feedback control based on output signals of two exhaust gas sensors is also known. The A / F sensor is an exhaust gas sensor showing a linear output characteristic with respect to the air-fuel ratio, and the O 2 sensor is a so-called Z characteristic in which the output changes suddenly between the rich side and the lean side with respect to the air-fuel ratio. This is an exhaust gas sensor. In such an air-fuel ratio control apparatus including two exhaust gas sensors, fuel injection is performed so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst becomes the target air-fuel ratio based on the output signal (air-fuel ratio signal) from the A / F sensor. The amount is feedback controlled (hereinafter, this control is referred to as main feedback control). In addition to this main feedback control, control for feeding back the output signal from the O 2 sensor to the fuel injection amount is also performed (hereinafter, this control is referred to as sub-feedback control).

サブフィードバック制御は、メインフィードバック制御を補完し、内燃機関のエミッション特性を向上させるために実行される。メインフィードバック制御において用いられる目標空燃比は、触媒が最も効率的に排気ガスを浄化することのできる空燃比に設定され、メインフィードバック制御では、Ａ／Ｆセンサからの空燃比信号と目標空燃比との偏差に基づきフィードバック補正値を算出している。しかしながら、内燃機関における種々のバラツキの影響により、メインフィードバック制御が実行されているにもかかわらず、排気ガスの実空燃比が目標空燃比に対してリッチ側、或いはリーン側に偏ることがある。このような傾向が継続すれば、やがて触媒の酸素吸蔵状態が枯渇状態になってＨＣやＣＯを浄化できなくなったり（リッチ側に偏った場合）、逆に触媒の酸素吸蔵状態が飽和状態になってＮＯｘを浄化できなくなったりしてしまう（リーン側に偏った場合）。   The sub feedback control is executed to complement the main feedback control and improve the emission characteristics of the internal combustion engine. The target air-fuel ratio used in the main feedback control is set to an air-fuel ratio at which the catalyst can purify the exhaust gas most efficiently. In the main feedback control, the air-fuel ratio signal from the A / F sensor, the target air-fuel ratio, The feedback correction value is calculated based on the deviation. However, due to various variations in the internal combustion engine, the actual air-fuel ratio of the exhaust gas may be biased to the rich side or the lean side with respect to the target air-fuel ratio even though the main feedback control is being executed. If this trend continues, the oxygen storage state of the catalyst will eventually become depleted and HC and CO cannot be purified (in the case of being biased to the rich side). Conversely, the oxygen storage state of the catalyst will be saturated. This makes it impossible to purify NOx (when leaning toward the lean side).

触媒の酸素吸蔵状態はＯ2センサの出力に影響しており、触媒の酸素吸蔵状態が枯渇状態になった場合にはＯ2センサからの出力信号はリッチ出力となる。逆に、触媒の酸素吸蔵状態が飽和状態になった場合にはＯ2センサからの出力信号はリーン出力となる。したがって、Ｏ2センサからの出力信号がリーン出力からリッチ出力に反転したら、触媒に流入する排気ガスの実空燃比はリッチ側に偏っていると判断することができ、逆にＯ2センサからの出力信号がリッチ出力からリーン出力に反転したら、実空燃比はリーン側に偏っていると判断することができる。 The oxygen storage state of the catalyst affects the output of the O 2 sensor, and when the oxygen storage state of the catalyst becomes a depletion state, the output signal from the O 2 sensor becomes a rich output. Conversely, when the oxygen storage state of the catalyst becomes saturated, the output signal from the O 2 sensor becomes a lean output. Therefore, when the output signal from the O 2 sensor is inverted from the lean output to the rich output, it can be determined that the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is biased to the rich side, and conversely from the O 2 sensor. When the output signal is inverted from the rich output to the lean output, it can be determined that the actual air-fuel ratio is biased toward the lean side.

サブフィードバック制御では、Ｏ2センサからの出力信号に基づき空燃比補正量を算出し、この空燃比補正量をメインフィードバック制御にフィードバックすることで、Ａ／Ｆセンサからの空燃比信号と目標空燃比との偏差を補正している。特許文献１に開示されている制御装置では、具体的には、Ｏ2センサからの出力信号に基づきＰＩ制御を行うことで空燃比補正量を算出し、これを目標空燃比に加算して目標空燃比を補正している。これによれば、Ａ／Ｆセンサからの空燃比信号と目標空燃比との偏差を現実の空燃比と目標空燃比との偏差に近づけることが可能であり、メインフィードバック制御による空燃比の制御精度を高めることができる。
特開平８−２９１７３８号公報 In the sub-feedback control, the air-fuel ratio correction amount is calculated based on the output signal from the O 2 sensor, and this air-fuel ratio correction amount is fed back to the main feedback control, so that the air-fuel ratio signal from the A / F sensor and the target air-fuel ratio. And the deviation is corrected. Specifically, in the control device disclosed in Patent Document 1, the air-fuel ratio correction amount is calculated by performing PI control based on the output signal from the O 2 sensor, and this is added to the target air-fuel ratio to achieve the target. The air-fuel ratio is corrected. According to this, it is possible to bring the deviation between the air-fuel ratio signal from the A / F sensor and the target air-fuel ratio closer to the deviation between the actual air-fuel ratio and the target air-fuel ratio, and the control accuracy of the air-fuel ratio by the main feedback control Can be increased.
Japanese Patent Laid-Open No. 8-291738

ところで、上記第２の従来技術におけるサブフィードバック制御は、上記第１の従来技術に組み合わせてもよい。すなわち、サブフィードバック制御により補正されたＡ／Ｆセンサからの空燃比信号と目標空燃比との偏差に基づきフィードバック補正値を算出し、このフィードバック補正値から空燃比学習を行うのである。   By the way, the sub feedback control in the second prior art may be combined with the first prior art. That is, a feedback correction value is calculated based on the deviation between the air-fuel ratio signal from the A / F sensor corrected by the sub-feedback control and the target air-fuel ratio, and air-fuel ratio learning is performed from this feedback correction value.

しかしながら、サブフィードバック制御を行いながら空燃比学習も行うには、解決すべき次のような課題がある。サブフィードバック制御では、Ｏ2センサからの出力信号と基準値（通常は理論空燃比に相当する出力）との偏差に基づいて空燃比補正量が算出され、空燃比補正量によって空燃比信号と目標空燃比との偏差が補正される。この空燃比補正量は、通常、Ｏ2センサからの出力信号をＰＩ制御或いはＰＩＤ制御することで得られ、定常成分（Ｉ項）と変動成分（Ｐ項、Ｄ項）とから構成されている。このうち、変動成分はＯ2センサからの出力信号の変動に応じた挙動で変動している。このため、空燃比補正量が反映されるフィードバック補正値にも空燃比補正量の変動の影響が含まることになる。 However, in order to perform air-fuel ratio learning while performing sub-feedback control, there are the following problems to be solved. In the sub-feedback control, the air-fuel ratio correction amount is calculated based on the deviation between the output signal from the O 2 sensor and the reference value (usually the output corresponding to the theoretical air-fuel ratio). Deviation from the air-fuel ratio is corrected. This air-fuel ratio correction amount is normally obtained by performing PI control or PID control on the output signal from the O 2 sensor, and is composed of a steady component (I term) and a fluctuation component (P term, D term). . Among these, the fluctuation component fluctuates with a behavior corresponding to the fluctuation of the output signal from the O 2 sensor. For this reason, the feedback correction value in which the air-fuel ratio correction amount is reflected also includes the influence of fluctuations in the air-fuel ratio correction amount.

空燃比学習による学習値は、上述のように燃料噴射弁の噴射特性のバラツキ等に起因する排気空燃比と目標空燃比との間の定常的なずれを補償するものであり、それは、フィードバック補正値の挙動から学習することができる。しかし、上記のようにフィードバック補正値に空燃比補正量の変動の影響が含まれると、フィードバック補正値から学習される学習値は空燃比補正量の変動分ずれた値を学習してしまうことになる。つまり、単純にメインフィードバック制御に空燃比学習を適用しただけでは、サブフィードバック制御の影響によって、正確な空燃比学習を行うことができない。   The learning value obtained by air-fuel ratio learning compensates for a steady deviation between the exhaust air-fuel ratio and the target air-fuel ratio due to variations in the injection characteristics of the fuel injection valve as described above, and is a feedback correction. You can learn from the behavior of values. However, if the feedback correction value includes the influence of the fluctuation of the air-fuel ratio correction amount as described above, the learning value learned from the feedback correction value will learn a value that is shifted by the fluctuation of the air-fuel ratio correction amount. Become. That is, simply applying air-fuel ratio learning to the main feedback control cannot perform accurate air-fuel ratio learning due to the influence of the sub-feedback control.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、サブフィードバック制御を行いながら正確な空燃比学習を可能にした内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an air-fuel ratio control device for an internal combustion engine that enables accurate air-fuel ratio learning while performing sub-feedback control.

第１の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の空燃比制御装置であって、
内燃機関の排気通路において触媒の上流に配置された上流側排気ガスセンサと、
前記触媒の下流に配置された下流側排気ガスセンサと、
前記触媒に流入する排気ガスの排気空燃比が目標空燃比に一致するように、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と前記目標空燃比との偏差に基づき燃料噴射量をフィードバック制御するメインフィードバック制御手段と、
前記下流側排気ガスセンサからの出力信号と基準値との偏差に基づき空燃比補正量を算出し、前記空燃比補正量を前記フィードバック制御におけるフィードバック補正値に反映させるサブフィードバック制御手段と、
前記排気空燃比と前記目標空燃比との定常的なずれを補償するための学習値を前記フィードバック補正値から学習する学習手段と、
前記学習値に含まれる前記空燃比補正量の変動成分の影響を縮小するように、前記空燃比補正量の変動成分が反映されていない制御パラメータと、前記空燃比補正量の変動成分が反映された制御パラメータとの比較値により前記学習値を補正する学習値補正手段と、
を備えることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first invention is an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine,
An upstream side exhaust gas sensor disposed upstream of the catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine;
A downstream exhaust gas sensor disposed downstream of the catalyst;
Main feedback control that feedback-controls the fuel injection amount based on the deviation between the output signal from the upstream exhaust gas sensor and the target air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst matches the target air-fuel ratio Means,
Sub-feedback control means for calculating an air-fuel ratio correction amount based on a deviation between an output signal from the downstream exhaust gas sensor and a reference value, and reflecting the air-fuel ratio correction amount in a feedback correction value in the feedback control;
Learning means for learning a learning value for compensating for a steady deviation between the exhaust air-fuel ratio and the target air-fuel ratio from the feedback correction value;
In order to reduce the influence of the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount included in the learning value, the control parameter that does not reflect the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount and the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount are reflected. Learning value correction means for correcting the learning value by a comparison value with the control parameter,
It is characterized by having.

また、第２の発明は、第１の発明において、前記サブフィードバック制御手段は、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を前記空燃比補正量により補正することで前記空燃比補正量を前記フィードバック補正値に反映させ、
前記学習値補正手段は、前記空燃比補正量の変動成分が反映されていない制御パラメータとして補正前の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を用い、前記空燃比補正量の変動成分が反映された制御パラメータとして補正後の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を用いて前記学習値を補正することを特徴としている。 In a second aspect based on the first aspect, the sub-feedback control means corrects the output signal from the upstream side exhaust gas sensor with the air-fuel ratio correction amount, thereby correcting the air-fuel ratio correction amount with the feedback correction. Reflected in the value,
The learning value correction means uses an output signal from the upstream exhaust gas sensor before correction as a control parameter that does not reflect the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount, and reflects the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount. The learning value is corrected using an output signal from the upstream exhaust gas sensor after correction as a control parameter.

また、第３の発明は、第１の発明において、前記サブフィードバック制御手段は、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を前記空燃比補正量により補正することで前記空燃比補正量を前記フィードバック補正値に反映させ、
前記学習値補正手段は、前記空燃比補正量の変動成分が反映されていない制御パラメータとして補正前の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と前記空燃比補正量の定常成分との合算値を用い、前記空燃比補正量の変動成分が反映された制御パラメータとして補正後の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を用いて前記学習値を補正することを特徴としている。 In a third aspect based on the first aspect, the sub-feedback control means corrects the output signal from the upstream side exhaust gas sensor with the air-fuel ratio correction amount so that the air-fuel ratio correction amount is feedback-corrected. Reflected in the value,
The learning value correcting means uses a sum value of an output signal from the upstream exhaust gas sensor before correction and a steady component of the air-fuel ratio correction amount as a control parameter not reflecting the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount. The learning value is corrected using a corrected output signal from the upstream side exhaust gas sensor as a control parameter reflecting the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount.

また、第４の発明は、第１の発明において、前記学習値補正手段は、前記空燃比補正量の変動成分が反映されていない制御パラメータとして前記目標空燃比を用い、前記空燃比補正量の変動成分が反映された制御パラメータとして燃料噴射後の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を用いて前記学習値を補正することを特徴としている。   In a fourth aspect based on the first aspect, the learning value correction means uses the target air-fuel ratio as a control parameter that does not reflect the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount, and sets the air-fuel ratio correction amount. The learning value is corrected using an output signal from the upstream side exhaust gas sensor after fuel injection as a control parameter in which the fluctuation component is reflected.

第１の発明によれば、フィードバック補正値から学習される学習値が、それに含まれる空燃比補正量の変動成分の影響を縮小されるように、空燃比補正量の変動成分が反映されていない制御パラメータと、空燃比補正量の変動成分が反映された制御パラメータとの比較値により補正されるので、サブフィードバック制御により下流側排気ガスセンサからの出力信号をフィードバック補正値に反映させながらも正確な空燃比学習を行うことができる。   According to the first aspect of the invention, the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount is not reflected so that the learning value learned from the feedback correction value can reduce the influence of the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount included therein. Since the correction is made based on the comparison value between the control parameter and the control parameter in which the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount is reflected, the sub-feedback control is accurate while reflecting the output signal from the downstream exhaust gas sensor in the feedback correction value. Air-fuel ratio learning can be performed.

また、第２の発明によれば、空燃比補正量による補正前の上流側排気ガスセンサ信号と、補正後の上流側排気ガスセンサからの出力信号との比較値により学習値が補正されることで、学習値に含まれる空燃比補正量の影響を縮小することができ、正確な空燃比学習を行うことができる。   Further, according to the second invention, the learning value is corrected by a comparison value between the upstream exhaust gas sensor signal before correction by the air-fuel ratio correction amount and the output signal from the corrected upstream exhaust gas sensor. The influence of the air-fuel ratio correction amount included in the learning value can be reduced, and accurate air-fuel ratio learning can be performed.

また、第３の発明によれば、空燃比補正量による補正前の上流側排気ガスセンサからの出力信号と空燃比補正量の定常成分との合算値と、補正後の上流側排気ガスセンサからの出力信号との比較値により学習値が補正されることで、空燃比補正量の定常成分は学習値に反映させながら、空燃比補正量の変動成分の学習値への影響は縮小することができ、より正確な空燃比学習を行うことができる。   Further, according to the third aspect of the invention, the sum of the output signal from the upstream exhaust gas sensor before correction by the air-fuel ratio correction amount and the steady component of the air-fuel ratio correction amount, and the output from the upstream exhaust gas sensor after correction By correcting the learning value by the comparison value with the signal, the influence of the fluctuation component of the air-fuel ratio correction amount on the learning value can be reduced while the steady component of the air-fuel ratio correction amount is reflected in the learning value. More accurate air-fuel ratio learning can be performed.

また、第４の発明によれば、目標空燃比と燃料噴射後の上流側排気ガスセンサからの出力信号との比較値により学習値が補正されることで、学習値に含まれる空燃比補正量の影響を縮小することができ、正確な空燃比学習を行うことができる。   According to the fourth aspect of the invention, the learning value is corrected by the comparison value between the target air-fuel ratio and the output signal from the upstream side exhaust gas sensor after fuel injection, so that the air-fuel ratio correction amount included in the learning value is corrected. The influence can be reduced, and accurate air-fuel ratio learning can be performed.

実施の形態１．
以下、図１及び図２を参照して、本発明の実施の形態１について説明する。
図１は本発明の実施の形態１である空燃比制御装置の構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態の空燃比制御装置は、内燃機関２の排気通路に配置された触媒４の上流に上流側排気ガスセンサとしてのＡ／Ｆセンサ６を備え、触媒４の下流に下流側排気ガスセンサとしてのＯ2センサ８を備えたダブルセンサシステムとして構成されている。Ａ／Ｆセンサ６は内燃機関２から触媒４に流入する排気ガスの空燃比を検出する排気ガスセンサであり、Ｏ2センサ８は、触媒４から流出する排気ガスの空燃比の状態（リーン或いはリッチ）を検出する排気ガスセンサである。 Embodiment 1 FIG.
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an air-fuel ratio control apparatus according to Embodiment 1 of the present invention. As shown in FIG. 1, the air-fuel ratio control apparatus of this embodiment includes an A / F sensor 6 as an upstream side exhaust gas sensor upstream of the catalyst 4 disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine 2, and downstream of the catalyst 4. Further, it is configured as a double sensor system provided with an O 2 sensor 8 as a downstream exhaust gas sensor. The A / F sensor 6 is an exhaust gas sensor that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 4 from the internal combustion engine 2, and the O 2 sensor 8 is the air-fuel ratio state (lean or rich) of the exhaust gas that flows out of the catalyst 4. ) Is an exhaust gas sensor.

本実施形態の空燃比制御装置は、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００を燃料噴射量にフィードバックするメインフィードバック制御部１０と、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２を燃料噴射量にフィードバックするサブフィードバック制御部５０とを備えている。以下では、先ず、サブフィードバック制御部５０の構成と、サブフィードバック制御部５０によるサブフィードバック制御の内容について説明する。 The air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment feeds back a main feedback control unit 10 that feeds back an air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 to a fuel injection amount, and an output signal 102 from an O 2 sensor 8 to the fuel injection amount. And a sub-feedback control unit 50. Below, the structure of the sub feedback control part 50 and the content of the sub feedback control by the sub feedback control part 50 are demonstrated first.

［サブフィードバック制御の説明］
サブフィードバック制御部５０は、主な要素として、サブＦＢコントローラ５４とサブＦＢ学習部６０を備えている。サブＦＢコントローラ５４は、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２から空燃比補正量（以下、サブＦＢ補正量という）を算出する手段であり、サブＦＢ学習部６０は、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００のストイキ点（理論空燃比相当出力）のずれを学習値（以下、サブＦＢ学習値という）として学習する手段である。 [Description of sub feedback control]
The sub feedback control unit 50 includes a sub FB controller 54 and a sub FB learning unit 60 as main elements. The sub FB controller 54 is a means for calculating an air-fuel ratio correction amount (hereinafter referred to as a sub FB correction amount) from the output signal 102 from the O 2 sensor 8, and the sub FB learning unit 60 receives from the A / F sensor 6. This is means for learning a deviation of the stoichiometric point (theoretical air-fuel ratio equivalent output) of the air-fuel ratio signal 100 as a learning value (hereinafter referred to as sub-FB learning value).

サブフィードバック制御部５０では、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２は、先ず、比較部５２に入力される。比較部５２では、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２は理論空燃比に相当する出力値であるＳＦＢ目標値（基準値）１０４と比較され、ＳＦＢ目標値１０４とＯ2センサ８からの出力信号１０２との出力偏差１０６が出力される。ＳＦＢ目標値１０４は理論空燃比に相当する出力値であり、触媒４から流出する排気ガスの空燃比がリッチのときには、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２はＳＦＢ目標値１０４よりも大きい値を示し、逆にリーンのときには小さい値を示す。このため、出力偏差１０６は、触媒４から流出する排気ガスの空燃比がリッチのときには負の値となり、触媒４から流出する排気ガスの空燃比がリーンのときには正の値となる。 In the sub feedback control unit 50, the output signal 102 from the O 2 sensor 8 is first input to the comparison unit 52. In the comparison unit 52, the output signal 102 from the O 2 sensor 8 is compared with an SFB target value (reference value) 104 that is an output value corresponding to the theoretical air-fuel ratio, and the SFB target value 104 and the output signal from the O 2 sensor 8. An output deviation 106 with respect to 102 is output. SFB target value 104 is an output value corresponding to the stoichiometric air-fuel ratio, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the catalyst 4 is rich, the output signal 102 from the O 2 sensor 8 a value greater than SFB target value 104 Conversely, a small value is shown when lean. Therefore, the output deviation 106 becomes a negative value when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the catalyst 4 is rich, and becomes a positive value when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing out from the catalyst 4 is lean.

比較部５２から出力された出力偏差１０６はサブＦＢコントローラ５４に入力される。サブＦＢコントローラ５４は、入力された出力偏差１０６に基づきＰＩＤ制御を行い、サブＦＢ補正量１１０を算出する。図１中のサブＦＢコントローラ５４の枠内に示す演算式はＰＩＤ制御のための伝達関数であり、GpsfbはＰ項（比例項）の比例ゲイン、GisfbはＩ項（積分項）の積分ゲイン、GdsfbはＤ項（微分項）の微分ゲインをそれぞれ示している。 The output deviation 106 output from the comparison unit 52 is input to the sub FB controller 54. The sub FB controller 54 performs PID control based on the input output deviation 106 and calculates a sub FB correction amount 110. 1 is a transfer function for PID control, Gp sfb is a proportional gain of P term (proportional term), and Gi sfb is an integral of I term (integral term). gain, Gd sfb indicates respectively the differential gain of the D term (differential term).

サブＦＢコントローラ５４によるＰＩＤ制御によって算出されたサブＦＢ補正量１１０は、加算部５６においてＡ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００に加算される。このサブＦＢ補正量１１０は、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２がリッチ出力に反転したとき、すなわち、触媒４に流入する排気ガスの空燃比がリッチ側に偏っていると判断されるときには負方向（補正後の空燃比信号１１６をリッチ化させる方向）に更新される。反対に、Ｏ2センサ８からの出力信号１０２がリーン出力に反転したとき、すなわち、触媒４に流入する排気ガスの空燃比がリーン側に偏っていると判断されるときには正方向（補正後の空燃比信号１１６をリーン化させる方向）に更新される。 The sub FB correction amount 110 calculated by the PID control by the sub FB controller 54 is added to the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 in the adding unit 56. The sub FB correction amount 110 is negative when the output signal 102 from the O 2 sensor 8 is inverted to a rich output, that is, when it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 4 is biased to the rich side. The direction is updated (the direction in which the corrected air-fuel ratio signal 116 is enriched). On the contrary, when the output signal 102 from the O 2 sensor 8 is inverted to the lean output, that is, when it is determined that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 4 is biased to the lean side, the forward direction (after correction) The air-fuel ratio signal 116 is updated in a lean direction).

サブＦＢ学習部６０は、サブＦＢ補正量１１０の挙動から、空燃比信号１００のストイキ点のずれを学習する。具体的には、サブＦＢ学習部６０は、ローパスフィルタ６２とＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）６４とから構成されている。図１中のローパスフィルタ２２の枠内に示す演算式は、ローパスフィルタの構成を示す伝達関数であり、ここではローパスフィルタとして一次遅れ要素が用いられている。サブＦＢ学習部６０に入力されたサブＦＢ補正量１１０は、ローパスフィルタ６２を通ることによってその高周波成分をカットされる。   The sub FB learning unit 60 learns the deviation of the stoichiometric point of the air-fuel ratio signal 100 from the behavior of the sub FB correction amount 110. Specifically, the sub FB learning unit 60 includes a low-pass filter 62 and an SRAM (Static Random Access Memory) 64. The arithmetic expression shown in the frame of the low-pass filter 22 in FIG. 1 is a transfer function indicating the configuration of the low-pass filter. Here, a first-order lag element is used as the low-pass filter. The sub FB correction amount 110 input to the sub FB learning unit 60 passes through the low-pass filter 62 and its high frequency component is cut.

ローパスフィルタ６２を通ったサブＦＢ補正量１１２は、所定のタイミング（例えば所定の燃料噴射回数）でＳＲＡＭ６４に取り込まれる。図１中のＳＲＡＭ６４の枠内に示す演算式は、サブＦＢ補正量１１２をＳＲＡＭ６４に取り込むための積分動作を示している。サブＦＢ学習値１１４はＳＲＡＭ６４に記憶されており、新たに取り込まれる空燃比補正量１１２は積分動作によってサブＦＢ学習値１１４に積算されていく。つまり、サブＦＢ学習値１１４は、ＳＲＡＭ６４に新たにサブＦＢ補正量１１２が取り込まれる毎に、取り込まれたサブＦＢ補正量１１２を加えた値に学習更新される。このようにサブＦＢ補正量１１２が積算されていくことで、空燃比信号１００に含まれる恒常的な誤差のための補正量は、サブＦＢ補正量１１２からサブＦＢ学習値１１４に移し変えられていく。なお、ローパスフィルタ６２からＳＲＡＭ６４にサブＦＢ補正量１１２が取り込まれた際には、ローパスフィルタ６２の状態量がクリアされるとともに、クリアされたローパスフィルタ６２の状態量に応じてサブＦＢコントローラ５４のＩ項が補正される。   The sub FB correction amount 112 that has passed through the low-pass filter 62 is taken into the SRAM 64 at a predetermined timing (for example, a predetermined number of times of fuel injection). An arithmetic expression shown in the frame of the SRAM 64 in FIG. 1 indicates an integration operation for taking the sub FB correction amount 112 into the SRAM 64. The sub FB learning value 114 is stored in the SRAM 64, and the newly taken air-fuel ratio correction amount 112 is integrated into the sub FB learning value 114 by the integration operation. That is, the sub FB learning value 114 is learned and updated to a value obtained by adding the acquired sub FB correction amount 112 every time the sub FB correction amount 112 is newly acquired into the SRAM 64. By integrating the sub FB correction amount 112 in this way, the correction amount for a constant error included in the air-fuel ratio signal 100 is transferred from the sub FB correction amount 112 to the sub FB learning value 114. Go. When the sub FB correction amount 112 is fetched from the low pass filter 62 to the SRAM 64, the state amount of the low pass filter 62 is cleared and the sub FB controller 54 determines the state amount of the low pass filter 62. The I term is corrected.

ＳＲＡＭ６４に記憶されたサブＦＢ学習値１１４は、サブＦＢコントローラ５４で算出されたサブＦＢ補正量１１０とともに加算部５６に入力され、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００に加算される。これにより、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００は、サブＦＢ学習値１１４によってストイキ点のずれを補正されるとともに、サブＦＢ補正量１１０によって実空燃比のリーン側、或いはリッチ側への偏りを解消する方向に補正される。補正後の空燃比信号１１６は、次に説明するメインフィードバック制御においてフィードバック補正値の算出に用いられる。   The sub FB learning value 114 stored in the SRAM 64 is input to the adding unit 56 together with the sub FB correction amount 110 calculated by the sub FB controller 54 and added to the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6. As a result, the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 is corrected for the deviation of the stoichiometric point by the sub-FB learning value 114, and is also supplied to the lean side or the rich side of the actual air-fuel ratio by the sub-FB correction amount 110. It is corrected in the direction to eliminate the bias. The corrected air-fuel ratio signal 116 is used for calculating a feedback correction value in main feedback control described below.

［メインフィードバック制御の説明］
次に、メインフィードバック制御部１０の構成と、メインフィードバック制御部１０によるメインフィードバック制御の内容について説明する。 [Description of main feedback control]
Next, the configuration of the main feedback control unit 10 and the content of the main feedback control by the main feedback control unit 10 will be described.

先ず、サブフィードバック制御部５０で補正された空燃比信号１１６は、変換マップ１２において電圧値から空燃比１１８に変換される。変換された空燃比（eabyf）１１８は吸入空気量１２２とともに除算部１４に入力される。吸入空気量１２２は、図示しないエアフローメータからの吸入空気量信号（Ｍｃ）１２０を信号処理部１６で処理して得られたものである。図１中の信号処理部１６の枠内に示す演算式はむだ時間要素の伝達関数であり、Ｌはエアフローメータを通過してから気筒内に吸入されるまでの時間を示している。除算部１４では、吸入空気量１２２を空燃比１１８で除すことで実燃料噴射量１２６が算出される。また、別の除算部１８では、吸入空気量１２２をＭＦＢ目標値（目標空燃比）１２４で除すことで目標燃料噴射量１２８が算出される。目標燃料噴射量１２８と実燃料噴射量１２６とは比較部２０で比較され、比較部２０からは目標燃料噴射量１２８と実燃料噴射量１２６との偏差である偏差燃料量１３０が算出される。   First, the air-fuel ratio signal 116 corrected by the sub feedback control unit 50 is converted from the voltage value to the air-fuel ratio 118 in the conversion map 12. The converted air-fuel ratio (eabyf) 118 is input to the dividing unit 14 together with the intake air amount 122. The intake air amount 122 is obtained by processing the intake air amount signal (Mc) 120 from an air flow meter (not shown) by the signal processing unit 16. An arithmetic expression shown in the frame of the signal processing unit 16 in FIG. 1 is a transfer function of a dead time element, and L indicates a time from passing through the air flow meter until being sucked into the cylinder. In the dividing unit 14, the actual fuel injection amount 126 is calculated by dividing the intake air amount 122 by the air-fuel ratio 118. Further, in another division unit 18, the target fuel injection amount 128 is calculated by dividing the intake air amount 122 by the MFB target value (target air-fuel ratio) 124. The target fuel injection amount 128 and the actual fuel injection amount 126 are compared by the comparison unit 20, and a deviation fuel amount 130 that is a deviation between the target fuel injection amount 128 and the actual fuel injection amount 126 is calculated from the comparison unit 20.

メインフィードバック制御部１０は、メインＦＢコントローラ２２を備えている。メインＦＢコントローラ２２は、偏差燃料量１３０からフィードバック補正値としての燃料補正量１３２を算出する手段である。メインＦＢコントローラ２２は、比較部２０から入力された偏差燃料量１３０に基づきＰＩ制御を行い、燃料補正量１３２を算出する。図１中のメインＦＢコントローラ２２の枠内に示す演算式はＰＩ制御のための伝達関数であり、GpmfbはＰ項の比例ゲイン、GimfbはＩ項の積分ゲインをそれぞれ示している。 The main feedback control unit 10 includes a main FB controller 22. The main FB controller 22 is a means for calculating a fuel correction amount 132 as a feedback correction value from the deviation fuel amount 130. The main FB controller 22 performs PI control based on the deviation fuel amount 130 input from the comparison unit 20 and calculates the fuel correction amount 132. An arithmetic expression shown in the frame of the main FB controller 22 in FIG. 1 is a transfer function for PI control, Gp mfb represents a proportional gain of the P term, and Gi mfb represents an integral gain of the I term.

メインＦＢコントローラ２２によるＰＩ制御によって算出された燃料補正量１３２は、加算部２６において後述する補正ベース噴射量１５２に加算される。燃料補正量１３２は、偏差燃料量１３０が正のとき、すなわち実燃料噴射量１２６がＭＦＢ目標値１２４よりも小さいときには正方向（補正ベース噴射量１５２に燃料補正量１３２を加算した最終燃料噴射量１５４を増大させる方向）に更新される。反対に、偏差燃料量１３０が負のとき、すなわち実燃料噴射量１２６がＭＦＢ目標値１２４よりも大きいときには負方向（最終燃料噴射量１５４を減少させる方向）に更新される。   The fuel correction amount 132 calculated by the PI control by the main FB controller 22 is added to a correction base injection amount 152 described later in the adding unit 26. When the deviation fuel amount 130 is positive, that is, when the actual fuel injection amount 126 is smaller than the MFB target value 124, the fuel correction amount 132 is positive (the final fuel injection amount obtained by adding the fuel correction amount 132 to the correction base injection amount 152). 154 is increased). On the contrary, when the deviation fuel amount 130 is negative, that is, when the actual fuel injection amount 126 is larger than the MFB target value 124, it is updated in the negative direction (the direction in which the final fuel injection amount 154 is decreased).

メインフィードバック制御部１０は、さらに、メインＦＢ学習部３０を備えている。メインＦＢ学習部３０は、空燃比学習のための手段であり、触媒２に流入する排気ガスの実空燃比とＭＦＢ目標値１２４とのずれを補償するためのフィードバック学習係数（学習値）１４６を学習する。上記の補正ベース噴射量１５２は、内燃機関２の運転状態やドライバの要求に応じて決まるベース噴射量１５０にフィードバック学習係数１４６を乗じることで得られる。以下では、本実施形態の空燃比制御装置における特徴部分である、空燃比学習の内容について、メインＦＢ学習部３０の構成とともに説明する。   The main feedback control unit 10 further includes a main FB learning unit 30. The main FB learning unit 30 is a means for learning the air-fuel ratio, and provides a feedback learning coefficient (learning value) 146 for compensating for the deviation between the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 2 and the MFB target value 124. learn. The corrected base injection amount 152 is obtained by multiplying the base injection amount 150 determined according to the operation state of the internal combustion engine 2 and the driver's request by the feedback learning coefficient 146. Hereinafter, the contents of air-fuel ratio learning, which is a characteristic part of the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment, will be described together with the configuration of the main FB learning unit 30.

［空燃比学習の説明］
メインＦＢ学習部３０では、フィードバック補正値としての燃料補正量１３２からフィードバック学習係数１４６が学習される。メインＦＢ学習部３０は、除算部３２、加算部３４、乗算部３６、ローパスフィルタ３８及び図示しないＳＲＡＭから構成され、燃料補正量１３２は除算部３２に入力される。除算部３２には、この燃料補正量１３２とベース噴射量１５０とが入力され、燃料補正量１３２をベース噴射量１５０で除した値である燃料補正率１３４が算出される。燃料補正率１３４は加算部３４で「１」に加算される。燃料補正率１３４に「１」を加算した値１３８は、ベース噴射量１５０に燃料補正量１３２を加えた合計燃料量とベース噴射量１５０との燃料量比を表している。本実施形態では、この値１３８をベース学習値とする。 [Description of air-fuel ratio learning]
The main FB learning unit 30 learns the feedback learning coefficient 146 from the fuel correction amount 132 as the feedback correction value. The main FB learning unit 30 includes a division unit 32, an addition unit 34, a multiplication unit 36, a low-pass filter 38 and an SRAM (not shown), and the fuel correction amount 132 is input to the division unit 32. The fuel correction amount 132 and the base injection amount 150 are input to the division unit 32, and a fuel correction rate 134 that is a value obtained by dividing the fuel correction amount 132 by the base injection amount 150 is calculated. The fuel correction rate 134 is added to “1” by the adding unit 34. A value 138 obtained by adding “1” to the fuel correction rate 134 represents a fuel amount ratio between the total fuel amount obtained by adding the fuel correction amount 132 to the base injection amount 150 and the base injection amount 150. In the present embodiment, this value 138 is set as a base learning value.

上記の燃料補正量１３２は、目標燃料噴射量１２８と実燃料噴射量１２６との偏差に基づき算出されるものであり、ベース学習値１３８は触媒２に流入する排気ガスの実空燃比とＭＦＢ目標値１２４とのずれを代表している。目標燃料噴射量１２８よりも実燃料噴射量１２６が大きい場合には、ベース学習値１３８は１より小さくなり、目標燃料噴射量１２８よりも実燃料噴射量１２６小さい場合には、ベース学習値１３８は１より大きくなる。サブフィードバック制御のない通常のフィードバック制御であれば、そのままこのベース学習値をフィードバック学習係数として学習すればよい。   The fuel correction amount 132 is calculated based on the deviation between the target fuel injection amount 128 and the actual fuel injection amount 126, and the base learning value 138 is the actual air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 2 and the MFB target. The deviation from the value 124 is representative. When the actual fuel injection amount 126 is larger than the target fuel injection amount 128, the base learning value 138 is smaller than 1, and when the actual fuel injection amount 126 is smaller than the target fuel injection amount 128, the base learning value 138 is Greater than 1. For normal feedback control without sub-feedback control, this base learning value may be learned as a feedback learning coefficient as it is.

しかしながら、本実施形態の空燃比制御装置では、上述のようにサブフィードバック制御部５０によるサブフィードバック制御が行われ、燃料補正量１３２は、サブＦＢ補正量１１０とサブＦＢ学習値１１４により補正された空燃比信号１１６に基づいて算出されている。このため、ベース学習値１３８にはサブＦＢ学習値１１４の変動成分（Ｐ項及びＤ項）の影響が含まれており、このような変動成分の影響を受けたベース学習値１３８をフィードバック学習係数として学習しても、正確な空燃比学習を期待することはできない。そこで、メインフィードバック制御部１０では、ベース学習値１３８に以下に説明するような補正を施すことで、サブＦＢ学習値１１４の変動成分の影響を縮小するようにしている。   However, in the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment, the sub feedback control unit 50 performs the sub feedback control as described above, and the fuel correction amount 132 is corrected by the sub FB correction amount 110 and the sub FB learning value 114. It is calculated based on the air-fuel ratio signal 116. For this reason, the base learning value 138 includes the influence of the fluctuation components (P term and D term) of the sub FB learning value 114, and the base learning value 138 affected by such fluctuation components is used as the feedback learning coefficient. However, it is not possible to expect accurate air-fuel ratio learning. Therefore, the main feedback control unit 10 reduces the influence of the fluctuation component of the sub FB learning value 114 by correcting the base learning value 138 as described below.

メインフィードバック制御部１０は、補正された空燃比信号１１６を電圧値から空燃比に変換するための変換マップ１２とは別に、もう一つの変換マップ４２を有している。この変換マップ４２は、変換マップ１２と同じく電圧値を空燃比に変換するためのマップであるが、この変換マップ４２には、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００がそのまま入力される。つまり、変換マップ１２には補正後の空燃比信号１１６が入力されるのに対し、変換マップ４２には補正前の空燃比信号１００が入力される。   The main feedback control unit 10 has another conversion map 42 in addition to the conversion map 12 for converting the corrected air-fuel ratio signal 116 from the voltage value to the air-fuel ratio. This conversion map 42 is a map for converting a voltage value into an air-fuel ratio, like the conversion map 12, but the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 is input to this conversion map 42 as it is. That is, the corrected air-fuel ratio signal 116 is input to the conversion map 12, whereas the uncorrected air-fuel ratio signal 100 is input to the conversion map 42.

変換マップ４２で空燃比信号１００から変換された補正前空燃比（eabyfb）１４０は、除算部４４に入力される。この除算部４４には、補正後の空燃比信号１１６から変換された補正後空燃比（eabyf）１１８も入力される。除算部４４では、補正前空燃比（eabyfb）１４０と補正後空燃比（eabyf）１１８の比（eabyfb/eabyf）が算出され、この比は補正係数１４２としてメインＦＢ学習部３０に出力される。   The pre-correction air / fuel ratio (eabyfb) 140 converted from the air / fuel ratio signal 100 by the conversion map 42 is input to the division unit 44. The division unit 44 also receives a corrected air-fuel ratio (eabyf) 118 converted from the corrected air-fuel ratio signal 116. The division unit 44 calculates a ratio (eabyfb / eabyf) between the pre-correction air-fuel ratio (eabyfb) 140 and the post-correction air-fuel ratio (eabyf) 118, and this ratio is output to the main FB learning unit 30 as the correction coefficient 142.

補正係数１４２は、上記のベース学習値１３８とともにメインＦＢ学習部３０の乗算部３６に入力され、ベース学習値１３８に乗じられる。補正後空燃比１１８は、サブＦＢ補正量１１０とサブＦＢ学習値１１４を含む空燃比信号１１６から変換されたものであるので、ベース学習値１３８と同様に補正係数１４２にもサブＦＢ補正量１１０の変動成分の影響は含まれている。しかしながら、補正係数１４２にはサブＦＢ補正量１１０は逆数の形で含まれるので、補正係数１４２は、サブＦＢ補正量１１０の変動に対し、ベース学習値１３８とは逆の挙動を示す。すなわち、ベース学習値１３８がサブＦＢ補正量１１０の変動成分の影響で増大する場合には補正係数１４２は減少し、ベース学習値１３８が減少する場合には補正係数１４２は増大する。   The correction coefficient 142 is input to the multiplication unit 36 of the main FB learning unit 30 together with the base learning value 138 and is multiplied by the base learning value 138. Since the post-correction air-fuel ratio 118 is converted from the air-fuel ratio signal 116 including the sub FB correction amount 110 and the sub FB learning value 114, the correction factor 142 also includes the sub FB correction amount 110 in the same manner as the base learning value 138. The effect of the fluctuation component is included. However, since the sub FB correction amount 110 is included in the reciprocal form in the correction coefficient 142, the correction coefficient 142 exhibits a behavior opposite to that of the base learning value 138 with respect to the variation of the sub FB correction amount 110. That is, when the base learning value 138 increases due to the influence of the fluctuation component of the sub FB correction amount 110, the correction coefficient 142 decreases, and when the base learning value 138 decreases, the correction coefficient 142 increases.

したがって、ベース学習値１３８に補正係数１４２を乗じることで、ベース学習値１３８に含まれるサブＦＢ補正量１１０の変動成分の影響を縮小することができる。乗算部３６からは、このようにして補正されたベース学習値がフィードバック学習係数１４４として出力される。フィードバック学習係数１４４は、ローパスフィルタ３８によってその高周波成分をカットされる。ローパスフィルタ３８からは、高周波成分をカットされて平滑化されたフィードバック学習係数１４６が出力される。図１中のローパスフィルタ３８の枠内に示す演算式は、ローパスフィルタの構成を示す伝達関数であり、ここではローパスフィルタとして一次遅れ要素が用いられている。τmfbgはローパスフィルタの応答時定数を示している。 Therefore, by multiplying the base learning value 138 by the correction coefficient 142, the influence of the fluctuation component of the sub FB correction amount 110 included in the base learning value 138 can be reduced. From the multiplication unit 36, the base learning value corrected in this way is output as a feedback learning coefficient 144. The high frequency component of the feedback learning coefficient 144 is cut by the low pass filter 38. The low-pass filter 38 outputs a feedback learning coefficient 146 that has been smoothed by cutting high-frequency components. The arithmetic expression shown in the frame of the low-pass filter 38 in FIG. 1 is a transfer function indicating the configuration of the low-pass filter, and here, a first-order lag element is used as the low-pass filter. τ mfbg represents the response time constant of the low-pass filter.

ローパスフィルタ３８から出力されたフィードバック学習係数１４６は、所定のタイミング（例えば所定の燃料噴射回数）でＳＲＡＭに取り込まれる。このとき、ローパスフィルタ３８の状態量がクリアされるとともに、クリアされたローパスフィルタ３８の状態量に応じてメインＦＢコントローラ２２のＩ項が補正される。取り込まれたフィードバック学習係数１４６はＳＲＡＭ内で保持され、燃料噴射量の設定時に読み出される。   The feedback learning coefficient 146 output from the low-pass filter 38 is taken into the SRAM at a predetermined timing (for example, a predetermined number of times of fuel injection). At this time, the state quantity of the low-pass filter 38 is cleared, and the I term of the main FB controller 22 is corrected according to the cleared state quantity of the low-pass filter 38. The taken-in feedback learning coefficient 146 is held in the SRAM and is read out when the fuel injection amount is set.

ＳＲＡＭから読み出されたフィードバック学習係数１４６は、ベース噴射量１５０とともに乗算部２４に入力され、ベース噴射量１５０にフィードバック学習係数１４６が乗じられる。これにより、ベース噴射量１５０は、燃料噴射弁の噴射特性のバラツキ等、内燃機関の機差や経年変化に伴い恒常的に生じる空燃比のずれを解消する方向に補正される。こうして補正された補正ベース噴射量１５２に、メインＦＢコントローラ２２で算出された燃料補正量１３２が加算されることで、燃料噴射弁から供給すべき最終燃料噴射量１５４が決定される。   The feedback learning coefficient 146 read from the SRAM is input to the multiplication unit 24 together with the base injection amount 150, and the base injection amount 150 is multiplied by the feedback learning coefficient 146. As a result, the base injection amount 150 is corrected in such a direction as to eliminate the air-fuel ratio deviation that constantly occurs due to machine differences of the internal combustion engine and aging, such as variations in the injection characteristics of the fuel injection valve. The final fuel injection amount 154 to be supplied from the fuel injection valve is determined by adding the fuel correction amount 132 calculated by the main FB controller 22 to the corrected base injection amount 152 thus corrected.

［メインフィードバック制御のフローの説明］
以上のような空燃比制御装置の構成において、メインフィードバック制御部１０及びサブフィードバック制御部５０は、内燃機関を総合制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）の一機能として実現されている。ＥＣＵは、メインフィードバック制御部１０として機能する場合には、Ａ／Ｆセンサ６から出力信号の供給を受け、図２に示すルーチンに従いメインフィードバック制御を実行する。 [Explanation of main feedback control flow]
In the configuration of the air-fuel ratio control apparatus as described above, the main feedback control unit 10 and the sub feedback control unit 50 are realized as a function of an ECU (Electronic Control Unit) that comprehensively controls the internal combustion engine. When the ECU functions as the main feedback control unit 10, the ECU receives the output signal from the A / F sensor 6 and executes the main feedback control according to the routine shown in FIG.

図２は、本実施形態において、ＥＣＵが実行するメインフィードバック制御の流れを説明するためのフローチャートである。図２に示すルーチンは燃料噴射タイミング毎に実行され、最初のステップでは、メインフィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判定される（ステップ１００）。実行条件としては、Ａ／Ｆセンサ６が活性していること等が挙げられる。この判定により、メインフィードバック制御の実行条件が成立している場合には、Ａ／Ｆセンサ６からの出力信号１００が取りこまれる（ステップ１０２）。   FIG. 2 is a flowchart for explaining the flow of main feedback control executed by the ECU in the present embodiment. The routine shown in FIG. 2 is executed at every fuel injection timing, and in the first step, it is determined whether or not the execution condition for the main feedback control is satisfied (step 100). As an execution condition, the A / F sensor 6 is activated. If the execution condition of the main feedback control is established by this determination, the output signal 100 from the A / F sensor 6 is captured (step 102).

ステップ１０４では、ステップ１０２で取り込まれたＡ／Ｆセンサ６からの出力信号１００から、サブフィードバック制御部５０による補正込みの空燃比（eabyf）１１８と、補正していない空燃比（eabyfb）１４０とが算出される。   In step 104, from the output signal 100 from the A / F sensor 6 taken in in step 102, the air / fuel ratio (eabyf) 118 corrected by the sub feedback control unit 50, and the air / fuel ratio (eabyfb) 140 that has not been corrected are calculated. Is calculated.

ステップ１０６では、ステップ１０４で算出された補正込みの空燃比（eabyf）１１８とＭＦＢ目標値１２４との偏差に基づいて、フィードバック補正値としての燃料補正量１３２が算出される。そして、ステップ１０８では、ステップ１０６で算出された燃料補正量１３２から、空燃比学習のためのベース学習値１３８が算出される。   In step 106, the fuel correction amount 132 as a feedback correction value is calculated based on the deviation between the corrected air-fuel ratio (eabyf) 118 calculated in step 104 and the MFB target value 124. In step 108, a base learning value 138 for air-fuel ratio learning is calculated from the fuel correction amount 132 calculated in step 106.

ステップ１１０では、ステップ１０４で算出された補正していない空燃比（eabyfb）１４０と補正込みの空燃比（eabyf）１１８とから補正係数（eabyfb/eabyf）１４２が算出される。そして、ステップ１１２では、ステップ１０８で算出されたベース学習値１３８にステップ１１０で算出された補正係数（eabyfb/eabyf）１４２が乗じられ、ベース学習値１３８の補正が行われる。ベース学習値１３８の補正により得られたフィードバック学習係数１４４は、ステップ１１４でローパス処理される。   In step 110, a correction coefficient (eabyfb / eabyf) 142 is calculated from the uncorrected air-fuel ratio (eabyfb) 140 calculated in step 104 and the corrected air-fuel ratio (eabyf) 118. In step 112, the base learning value 138 calculated in step 108 is multiplied by the correction coefficient (eabyfb / eabyf) 142 calculated in step 110, and the base learning value 138 is corrected. The feedback learning coefficient 144 obtained by correcting the base learning value 138 is low-pass processed in step 114.

ステップ１１６では、ステップ１１４でローパス処理されたフィードバック学習係数１４６のＳＲＡＭへの取り込み条件、すなわち、学習の実行条件が成立しているか否かが判定される。ここでは、前回の学習からの噴射回数が所定回に達することが実行条件とされている。この判定により、学習の実行条件が成立している場合には、ステップ１１４でローパス処理されたフィードバック学習係数１４６が最終的な学習値としてＳＲＡＭに書き込まれる（ステップ１１８）。   In step 116, it is determined whether or not a condition for taking in the feedback learning coefficient 146 subjected to the low-pass process in step 114 to the SRAM, that is, a learning execution condition is satisfied. Here, the execution condition is that the number of injections from the previous learning reaches a predetermined number. If the learning execution condition is satisfied by this determination, the feedback learning coefficient 146 subjected to the low-pass processing in step 114 is written in the SRAM as a final learning value (step 118).

以上の制御が実行されることにより、サブＦＢ補正量１１０の変動成分（Ｐ項及びＩ項）の影響が縮小されたフィードバック学習係数（学習値）１４６を得ることができる。したがって、本実施形態の空燃比制御装置によれば、サブフィードバック制御によってＯ2センサ８からの出力信号１０２をメインフィードバック制御のフィードバック補正値（燃料補正量）１３２に反映させながらも、正確な空燃比学習を行うことができる。 By executing the above control, it is possible to obtain a feedback learning coefficient (learning value) 146 in which the influence of the fluctuation component (P term and I term) of the sub FB correction amount 110 is reduced. Therefore, according to the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment, an accurate emptying is performed while the output signal 102 from the O 2 sensor 8 is reflected in the feedback correction value (fuel correction amount) 132 of the main feedback control by the sub feedback control. Fuel ratio learning can be performed.

なお、上述した実施の形態においては、メインフィードバック制御部１０が、第１の発明の「メインフィードバック制御手段」に相当し、サブフィードバック制御部５０が、第１の発明及び第２の発明の「サブフィードバック制御手段」に相当し、メインＦＢ学習部３０が、第１の発明の「学習手段」に相当し、比較部４４と乗算部３６が、第１の発明及び第２の発明の「学習値補正手段」に相当している。   In the above-described embodiment, the main feedback control unit 10 corresponds to the “main feedback control means” of the first invention, and the sub feedback control unit 50 corresponds to the “main feedback control unit” of the first invention and the second invention. The main FB learning unit 30 corresponds to the “sub-feedback control unit”, corresponds to the “learning unit” of the first invention, and the comparison unit 44 and the multiplication unit 36 correspond to the “learning” of the first invention and the second invention. Corresponds to “value correction means”.

実施の形態２．
以下、図３を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
図３は本発明の実施の形態２である空燃比制御装置の構成を示すブロック図である。図３中、上述の実施の形態１と共通する部位については、同一の符号を付し、それらについての重複する説明は省略するものとする。 Embodiment 2. FIG.
The second embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration of an air-fuel ratio control apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In FIG. 3, parts that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.

実施の形態１では、補正していない空燃比(eabyfb)と補正後の空燃比（eabyf）との比を補正係数とし、この補正係数をベース学習値に乗じることで、フィードバック学習係数に含まれるサブＦＢ補正量の変動成分（Ｐ項及びＤ項）の影響を縮小するようにしている。しかし、補正後の空燃比（eabyf）には、サブＦＢ補正量のみならず、定常成分であるサブＦＢ学習値も含まれているので、補正係数をベース学習値に乗じることで、フィードバック学習係数の定常成分に対応する部分も影響を受けることになる。サブＦＢ学習値は、Ａ／Ｆセンサからの空燃比信号のストイキ点のずれを補償するための補正量であり、このような定常成分をフィードバック補正値としての燃料補正量に反映させることで、正確な空燃比制御を実現することができる。学習値（フィードバック学習係数）についても同様であり、変動成分の学習値への影響は縮小させながら、定常成分については学習値に確実に反映させるようにしたい。   In the first embodiment, the ratio between the uncorrected air-fuel ratio (eabyfb) and the corrected air-fuel ratio (eabyf) is used as a correction coefficient, and this correction coefficient is multiplied by the base learning value to be included in the feedback learning coefficient. The influence of the fluctuation component (P term and D term) of the sub FB correction amount is reduced. However, since the corrected air-fuel ratio (eabyf) includes not only the sub FB correction amount but also the sub FB learning value that is a steady component, the feedback learning coefficient can be obtained by multiplying the base learning value by the correction coefficient. The part corresponding to the stationary component of is also affected. The sub FB learning value is a correction amount for compensating for the deviation of the stoichiometric point of the air-fuel ratio signal from the A / F sensor, and by reflecting such a steady component in the fuel correction amount as a feedback correction value, Accurate air-fuel ratio control can be realized. The same applies to the learning value (feedback learning coefficient), and it is desired to reliably reflect the steady component on the learning value while reducing the influence of the fluctuation component on the learning value.

そこで、図３に示すように、本実施形態の空燃比制御装置は、実施の形態１の空燃比制御装置の構成を前提として、Ａ／Ｆセンサ６から変換マップ４２への信号入力経路に、新たに加算部４６を設けた構成を採っている。加算部４６では、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００にサブＦＢ学習値１１４が加算される。空燃比信号１００にサブＦＢ学習値１１４が加算されることで、Ａ／Ｆセンサ６の出力のバラツキを補償された空燃比信号１５８が得られる。変換マップ４２にはこの空燃比信号１５８が入力され、空燃比信号１５８は電圧値から空燃比１６０に変換される。除算部４４では、このサブＦＢ学習値１１４を含む空燃比（eabyfb'）１６０と、サブＦＢ補正量１１０とサブＦＢ学習値１１４とを含む空燃比（eabyf）１１８の比（eabyfb'/eabyf）が算出され、この比が補正係数１６２としてメインＦＢ学習部３０に出力される。   Therefore, as shown in FIG. 3, the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment is based on the configuration of the air-fuel ratio control apparatus of the first embodiment on the signal input path from the A / F sensor 6 to the conversion map 42. The structure which newly provided the addition part 46 is taken. In the adder 46, the sub FB learning value 114 is added to the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6. By adding the sub FB learning value 114 to the air-fuel ratio signal 100, an air-fuel ratio signal 158 in which variation in the output of the A / F sensor 6 is compensated is obtained. The air-fuel ratio signal 158 is input to the conversion map 42, and the air-fuel ratio signal 158 is converted from the voltage value to the air-fuel ratio 160. In the division unit 44, the ratio (eabyfb ′ / eabyf) of the air-fuel ratio (eabyfb ′) 160 including the sub-FB learning value 114 and the air-fuel ratio (eabyf) 118 including the sub-FB correction amount 110 and the sub-FB learning value 114. This ratio is output to the main FB learning unit 30 as the correction coefficient 162.

上記のように分母にサブＦＢ補正量１１０とサブＦＢ学習値１１４とを含む空燃比（eabyf）１１８をとり、分子にサブＦＢ学習値１１４を含む空燃比（eabyfb'）１６０をとることで、サブＦＢ学習値１１４の影響は分子と分母で相殺され、補正係数１６２全体ではサブＦＢ学習値１１４の影響は縮減される。すなわち、サブＦＢ学習値１１４の大きさが補正係数１６２の大きさに与える影響は小さくなり、補正係数１６２の大きさは専らサブＦＢ補正量１１０、特にその変動成分の大小によって変化する。   By taking the air / fuel ratio (eabyf) 118 including the sub FB correction amount 110 and the sub FB learning value 114 in the denominator and taking the air / fuel ratio (eabyfb ′) 160 including the sub FB learning value 114 in the numerator as described above, The influence of the sub FB learning value 114 is canceled by the numerator and the denominator, and the influence of the sub FB learning value 114 is reduced in the entire correction coefficient 162. That is, the influence of the size of the sub FB learning value 114 on the size of the correction coefficient 162 is reduced, and the size of the correction coefficient 162 changes mainly depending on the sub FB correction amount 110, particularly the magnitude of the fluctuation component.

したがって、ベース学習値１３８に補正係数１６２を乗じたとしても、ベース学習値１３８のサブＦＢ学習値１１４に対応する部分が受ける影響は小さく、ベース学習値１３８に含まれるサブＦＢ補正量１１０の変動成分の影響のみを縮小することができる。乗算部３６からは、このようにして補正されたベース学習値がフィードバック学習係数１６４として出力される。フィードバック学習係数１６４は、ローパスフィルタ３８によってその高周波成分をカットされ、平滑化される。ローパスフィルタ３８を通り平滑化されたフィードバック学習係数１６６は、所定のタイミングでＳＲＡＭに取り込まれ、燃料噴射量の設定時にＳＲＡＭから読み出される。   Therefore, even if the base learning value 138 is multiplied by the correction coefficient 162, the portion corresponding to the sub FB learning value 114 of the base learning value 138 is less affected, and the sub FB correction amount 110 included in the base learning value 138 varies. Only the influence of the components can be reduced. From the multiplication unit 36, the base learning value corrected in this way is output as a feedback learning coefficient 164. The high frequency component of the feedback learning coefficient 164 is smoothed by the low-pass filter 38. The feedback learning coefficient 166 smoothed through the low-pass filter 38 is taken into the SRAM at a predetermined timing, and is read out from the SRAM when the fuel injection amount is set.

以上のことから、本実施形態の空燃比制御装置によれば、サブＦＢ学習値１１４はフィードバック学習係数１６６に反映させながら、サブＦＢ補正量１１０の変動成分のフィードバック学習係数１６６への影響は縮小することができ、より正確な空燃比学習を行うことができる。   From the above, according to the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment, the effect of the fluctuation component of the sub FB correction amount 110 on the feedback learning coefficient 166 is reduced while the sub FB learning value 114 is reflected in the feedback learning coefficient 166. And more accurate air-fuel ratio learning can be performed.

なお、上述した実施の形態においては、メインフィードバック制御部１０が、第１の発明の「メインフィードバック制御手段」に相当し、サブフィードバック制御部５０が、第１の発明及び第３の発明の「サブフィードバック制御手段」に相当し、メインＦＢ学習部３０が、第１の発明の「学習手段」に相当し、加算部４６、比較部４４及び乗算部３６が、第１の発明及び第３の発明の「学習値補正手段」に相当している。   In the above-described embodiment, the main feedback control unit 10 corresponds to the “main feedback control means” of the first invention, and the sub feedback control unit 50 corresponds to the “first feedback control unit” of the first and third inventions. The main FB learning unit 30 corresponds to the “sub-feedback control means”, the “learning means” of the first invention, the adder 46, the comparison unit 44, and the multiplication unit 36 correspond to the first invention and the third This corresponds to “learning value correction means” of the invention.

実施の形態３．
以下、図４及び図５を参照して、本発明の実施の形態３について説明する。
図４は本発明の実施の形態３である空燃比制御装置の構成を示すブロック図である。図４中、上述の実施の形態１と共通する部位については、同一の符号を付し、それらについての重複する説明は省略するものとする。 Embodiment 3 FIG.
Hereinafter, Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. 4 and FIG.
FIG. 4 is a block diagram showing a configuration of an air-fuel ratio control apparatus according to Embodiment 3 of the present invention. In FIG. 4, parts that are the same as those in the first embodiment are given the same reference numerals, and redundant descriptions thereof are omitted.

本実施形態の空燃比制御装置は、メインフィードバック制御部８０、特に、そのメインＦＢ学習部７０に特徴がある。図４に示すように、メインＦＢ学習部７０は、演算部７２、ローパスフィルタ７４及び図示しないＳＲＡＭから構成されている。学習値であるフィードバック学習係数は、演算部７２で学習される。実施の形態１及び２の空燃比制御装置では、最終燃料噴射量に反映される前の燃料補正量からフィードバック学習係数を学習していたが、演算部７２では、最終燃料噴射量１７６に反映された燃料補正量１３２からフィードバック学習係数１７２を学習する。   The air-fuel ratio control apparatus according to the present embodiment is characterized by a main feedback control unit 80, particularly, the main FB learning unit 70. As shown in FIG. 4, the main FB learning unit 70 includes a calculation unit 72, a low-pass filter 74, and an SRAM (not shown). A feedback learning coefficient that is a learning value is learned by the calculation unit 72. In the air-fuel ratio control apparatuses of the first and second embodiments, the feedback learning coefficient is learned from the fuel correction amount before being reflected in the final fuel injection amount, but in the calculation unit 72, it is reflected in the final fuel injection amount 176. The feedback learning coefficient 172 is learned from the fuel correction amount 132.

具体的には、演算部７２には、補正ベース噴射量１７０と最終燃料噴射量１７６が入力される。補正ベース噴射量１７０は、ベース噴射量１５０にフィードバック学習係数１７４を乗算することで得られる値である。ベース噴射量１５０はＭＦＢ目標値１２４から算出される。最終燃料噴射量１７６は、補正ベース噴射量１７０に燃料補正量１３２を加算して得られる値であり、ここでは、実際に燃料噴射弁のドライバに出力される燃料噴射量の指令値が用いられる。演算部７２では、最終燃料噴射量１７６と補正ベース噴射量１７０との比が算出される。この比は燃料補正量１３２による燃料噴射量の補正率を表したものであり、実施の形態１或いは２におけるベース学習値に相当する。   Specifically, the corrected base injection amount 170 and the final fuel injection amount 176 are input to the calculation unit 72. The corrected base injection amount 170 is a value obtained by multiplying the base injection amount 150 by the feedback learning coefficient 174. The base injection amount 150 is calculated from the MFB target value 124. The final fuel injection amount 176 is a value obtained by adding the fuel correction amount 132 to the correction base injection amount 170. Here, a command value of the fuel injection amount that is actually output to the driver of the fuel injection valve is used. . In the calculation unit 72, a ratio between the final fuel injection amount 176 and the corrected base injection amount 170 is calculated. This ratio represents the correction rate of the fuel injection amount by the fuel correction amount 132, and corresponds to the base learning value in the first or second embodiment.

演算部７２では、さらに、上記のベース学習値について、燃料補正量１３２に含まれるサブＦＢ補正量１１０の変動成分の影響を縮小するための補正が行われる。具体的には、演算部７２には、変換マップ４２で空燃比信号１００から変換された実空燃比１４０と目標空燃比であるＭＦＢ目標値１２４が入力される。空燃比信号は１００は、最終燃料噴射量１７６が内燃機関２に供給された後の出力信号、すなわち、次回サイクルで検出される出力信号が用いられる。演算部７２では、ＭＦＢ目標値１２４と実空燃比１４０との比が算出される。この比は実空燃比１４０のＭＦＢ目標値１２４からのずれ率の逆数であり、実施の形態１或いは２における補正係数に相当する。   Further, the arithmetic unit 72 performs correction for reducing the influence of the fluctuation component of the sub FB correction amount 110 included in the fuel correction amount 132 on the base learning value. Specifically, the actual air-fuel ratio 140 converted from the air-fuel ratio signal 100 by the conversion map 42 and the MFB target value 124 that is the target air-fuel ratio are input to the calculation unit 72. As the air-fuel ratio signal, an output signal after the final fuel injection amount 176 is supplied to the internal combustion engine 2, that is, an output signal detected in the next cycle is used. In the calculation unit 72, the ratio between the MFB target value 124 and the actual air-fuel ratio 140 is calculated. This ratio is the reciprocal of the deviation rate of the actual air-fuel ratio 140 from the MFB target value 124, and corresponds to the correction coefficient in the first or second embodiment.

Ｏ2センサ８からの出力信号１０２の変化を受けてサブＦＢ補正量１１０が変動すると、その変動に応じて燃料補正量１３２も変動する。その変動の影響は、燃料補正量１３２が加算された最終燃料噴射量１７６の値に現れると同時に、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００の値にも現れる。すなわち、燃料補正量１３２がサブＦＢ補正量１１０の変動成分の影響で増大した場合には、最終燃料噴射量１７８はその分だけ増大するとともに、触媒４に流入する排気ガスの排気空燃比はリッチになり、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００は増大する（リッチ側出力となる）。その結果、ベース学習値である最終燃料噴射量１７６と補正ベース噴射量１７０との比と、補正係数であるＭＦＢ目標値１２４と実空燃比１４０との比とは、サブＦＢ補正量１１０の変動に対して逆の挙動を示す。 When the sub FB correction amount 110 fluctuates in response to a change in the output signal 102 from the O 2 sensor 8, the fuel correction amount 132 also fluctuates according to the fluctuation. The influence of the fluctuation appears in the value of the final fuel injection amount 176 to which the fuel correction amount 132 is added, and also appears in the value of the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6. That is, when the fuel correction amount 132 increases due to the influence of the fluctuation component of the sub FB correction amount 110, the final fuel injection amount 178 increases correspondingly, and the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst 4 is rich. Thus, the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 increases (becomes rich-side output). As a result, the ratio between the final fuel injection amount 176, which is the base learning value, and the corrected base injection amount 170, and the ratio between the MFB target value 124, which is the correction coefficient, and the actual air-fuel ratio 140 are fluctuations in the sub FB correction amount 110. Shows the opposite behavior.

演算部７２では、ベース学習値である最終燃料噴射量１７６と補正ベース噴射量１７０との比と、補正係数であるＭＦＢ目標値１２４と実空燃比１４０との比を乗算したものをフィードバック学習係数１７２として算出する。このようにベース学習値に補正係数を乗算したものをフィードバック学習係数１７２とすることで、サブＦＢ補正量１１０の変動の影響を相殺することができ、サブＦＢ補正量１１０の変動成分のフィードバック学習係数１７２への影響を縮小することができる。   The arithmetic unit 72 multiplies the ratio of the final fuel injection amount 176 that is the base learning value and the corrected base injection amount 170 by the ratio of the MFB target value 124 that is the correction coefficient and the actual air-fuel ratio 140 to obtain the feedback learning coefficient. Calculated as 172. In this way, by multiplying the base learning value by the correction coefficient as the feedback learning coefficient 172, it is possible to cancel the influence of the fluctuation of the sub FB correction amount 110, and feedback learning of the fluctuation component of the sub FB correction quantity 110. The influence on the coefficient 172 can be reduced.

演算部７２で算出されたフィードバック学習係数１７２は、ローパスフィルタ７４によってその高周波成分をカットされ、平滑化される。ローパスフィルタ７４を通り平滑化されたフィードバック学習係数１７４は、所定のタイミングでＳＲＡＭに取り込まれ、燃料噴射量の設定時にＳＲＡＭから乗算部２４に読み出されてベース噴射量１５０に乗算される。   The feedback learning coefficient 172 calculated by the calculation unit 72 is smoothed by cutting the high frequency component by the low-pass filter 74. The feedback learning coefficient 174 smoothed through the low-pass filter 74 is taken into the SRAM at a predetermined timing, read out from the SRAM to the multiplication unit 24 when the fuel injection amount is set, and multiplied by the base injection amount 150.

図５は、本実施形態において、ＥＣＵが実行するメインフィードバック制御の流れを説明するためのフローチャートである。図５に示すルーチンは燃料噴射タイミング毎に実行され、最初のステップでは、メインフィードバック制御の実行条件が成立しているか否かが判定される（ステップ２００）。この判定により、メインフィードバック制御の実行条件が成立している場合には、Ａ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００が取りこまれる（ステップ２０２）。   FIG. 5 is a flowchart for explaining the flow of main feedback control executed by the ECU in the present embodiment. The routine shown in FIG. 5 is executed at every fuel injection timing, and in the first step, it is determined whether or not the execution condition of the main feedback control is satisfied (step 200). If it is determined that the execution condition for the main feedback control is satisfied, the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 is captured (step 202).

ステップ２０４では、学習フラグがオンになっているか否か判定される。この学習フラグは、前回サイクルで燃料噴射量の補正が実行された場合にオンになる。したがって、メインフィードバック制御の実行条件が成立した最初のサイクルでは、学習フラグはオフのままであり、次はＮＯルートに沿ってステップ２１８の処理が実行される。ステップ２１８では、ステップ２０２で取り込まれたＡ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００から、サブフィードバック制御部５０による補正込みの空燃比１１８が算出される。   In step 204, it is determined whether or not the learning flag is turned on. This learning flag is turned on when the fuel injection amount is corrected in the previous cycle. Therefore, in the first cycle in which the execution condition of the main feedback control is satisfied, the learning flag remains off, and next, the process of step 218 is executed along the NO route. In step 218, the air / fuel ratio 118 corrected by the sub feedback control unit 50 is calculated from the air / fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 taken in in step 202.

ステップ２２０では、ステップ２１８で算出された補正込みの空燃比１１８とＭＦＢ目標値１２４との偏差に基づいて、フィードバック補正値としての燃料補正量１３２が算出される。算出された燃料補正量１３２は最終燃料噴射量１７６に反映され、燃料噴射量の指令値として燃料噴射弁のドライバに出力される。これにより、前述の学習フラグはオンになる（ステップ２２２）。   In step 220, the fuel correction amount 132 as a feedback correction value is calculated based on the deviation between the corrected air-fuel ratio 118 calculated in step 218 and the MFB target value 124. The calculated fuel correction amount 132 is reflected in the final fuel injection amount 176 and is output as a fuel injection amount command value to the driver of the fuel injection valve. As a result, the aforementioned learning flag is turned on (step 222).

次回のサイクルでは、ステップ２２２で学習フラグがオンになることにより、ステップ２０４の判定後、ＹＥＳルートに沿ってステップ２０６の処理が実行される。ステップ２０６では、ステップ２０２で取り込まれたＡ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００からＧ排気ガスの実空燃比１４０が算出される。   In the next cycle, when the learning flag is turned on in step 222, the process of step 206 is executed along the YES route after the determination of step 204. In step 206, the actual air-fuel ratio 140 of G exhaust gas is calculated from the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 taken in in step 202.

ステップ２０８では、前回サイクルにおける補正ベース噴射量１７０と最終燃料噴射量１７６からベース学習値がされる。算出されたベース学習値は、ステップ２１０でＭＦＢ目標値１２４とステップ２１２で算出された今回サイクルにおける実空燃比１４０との比によって補正される。ステップ２０８の処理とステップ２１０の処理は同時に行ってもよい。ステップ２０８，２１０の処理により得られたフィードバック学習係数１７２は、ステップ２１２でローパス処理される。   In step 208, a base learning value is obtained from the corrected base injection amount 170 and the final fuel injection amount 176 in the previous cycle. The calculated base learning value is corrected by the ratio between the MFB target value 124 in step 210 and the actual air-fuel ratio 140 in the current cycle calculated in step 212. The process of step 208 and the process of step 210 may be performed simultaneously. The feedback learning coefficient 172 obtained by the processing in steps 208 and 210 is low-pass processed in step 212.

ステップ２１４では、ステップ２１２でローパス処理されたフィードバック学習係数１７４のＳＲＡＭへの取り込み条件、すなわち、学習の実行条件が成立しているか否かが判定される。ここでは、前回の学習からの噴射回数が所定回に達することが実行条件とされている。この判定により、学習の実行条件が成立している場合には、ローパス処理されたフィードバック学習係数１７４が最終的な学習値としてＳＲＡＭに書き込まれる（ステップ２１６）。   In step 214, it is determined whether or not a condition for taking in the feedback learning coefficient 174 subjected to the low-pass process in step 212 into the SRAM, that is, a learning execution condition is satisfied. Here, the execution condition is that the number of injections from the previous learning reaches a predetermined number. If the execution condition for learning is satisfied by this determination, the low-pass processed feedback learning coefficient 174 is written in the SRAM as the final learning value (step 216).

ステップ２１６の実行後は、ステップ２１８からステップ２２２の処理が実行され、今回サイクルにおける燃料補正量１３２が算出される。以後のサイクルでは、ステップ２０４のＹＥＳルートに沿って処理が実行される。   After execution of step 216, the processing from step 218 to step 222 is executed, and the fuel correction amount 132 in the current cycle is calculated. In subsequent cycles, processing is executed along the YES route of step 204.

以上の制御が実行されることにより、サブＦＢ補正量１１０の変動成分（Ｐ項及びＩ項）の影響が縮小されたフィードバック学習係数（学習値）１７４を得ることができる。したがって、本実施形態の空燃比制御装置によれば、実施の形態１及び２と同様に、サブフィードバック制御によってＯ2センサ８からの出力信号１０２をメインフィードバック制御のフィードバック補正値（燃料補正量）１３２に反映させながらも、正確な空燃比学習を行うことができる。 By executing the above control, it is possible to obtain a feedback learning coefficient (learning value) 174 in which the influence of the fluctuation component (P term and I term) of the sub FB correction amount 110 is reduced. Therefore, according to the air-fuel ratio control apparatus of the present embodiment, as in the first and second embodiments, the output signal 102 from the O 2 sensor 8 is converted to the feedback correction value (fuel correction amount) of the main feedback control by the sub feedback control. While being reflected in 132, accurate air-fuel ratio learning can be performed.

なお、上述した実施の形態においては、メインフィードバック制御部８０が、第１の発明の「メインフィードバック制御手段」に相当し、サブフィードバック制御部５０が、第１の発明の「サブフィードバック制御手段」に相当している。また、メインＦＢ学習部７０の演算部７２が、第１の発明の「学習手段」に相当するとともに、第１の発明及び第４の発明の「学習値補正手段」にも相当している。   In the embodiment described above, the main feedback control unit 80 corresponds to the “main feedback control means” of the first invention, and the sub feedback control unit 50 corresponds to the “sub feedback control means” of the first invention. It corresponds to. The computing unit 72 of the main FB learning unit 70 corresponds to the “learning unit” of the first invention and also corresponds to the “learning value correction unit” of the first and fourth inventions.

その他．
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、実施の形態３において、実施の形態２のようにＡ／Ｆセンサ６からの空燃比信号１００にサブＦＢ学習値１１４を加算したものを用いて補正係数を算出してもよい。これによれば、サブＦＢ学習値１１４はフィードバック学習係数１７４に反映させながら、サブＦＢ補正量１１０の変動成分のフィードバック学習係数１７４への影響は縮小することができ、より正確な空燃比学習を行うことができる。 Others.
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the third embodiment, the correction coefficient may be calculated using a value obtained by adding the sub FB learning value 114 to the air-fuel ratio signal 100 from the A / F sensor 6 as in the second embodiment. According to this, while the sub FB learning value 114 is reflected in the feedback learning coefficient 174, the influence of the fluctuation component of the sub FB correction amount 110 on the feedback learning coefficient 174 can be reduced, and more accurate air-fuel ratio learning can be performed. It can be carried out.

また、実施の形態１では補正前空燃比１４０と補正後空燃比１１８との比により、実施の形態２ではサブＦＢ学習値１１４が加算された空燃比１６０と補正後空燃比１１８との比により、実施の形態３ではＭＦＢ目標値１２４と実空燃比１４０との比により、ベース学習値を補正しているが、比ではなくそれぞれの偏差に基づいてベース学習値を補正するようにしてもよい。すなわち、２つの制御パラメータの比較値に基づいてベース学習値を補正するのであれば、比でも偏差でもその演算方法に限定はない。   In the first embodiment, the ratio between the pre-correction air-fuel ratio 140 and the corrected air-fuel ratio 118 is used. In the second embodiment, the ratio between the air-fuel ratio 160 to which the sub-FB learning value 114 is added and the corrected air-fuel ratio 118 is used. In the third embodiment, the base learning value is corrected based on the ratio between the MFB target value 124 and the actual air-fuel ratio 140. However, the base learning value may be corrected based on each deviation instead of the ratio. . In other words, as long as the base learning value is corrected based on the comparison value between the two control parameters, there is no limitation on the calculation method in terms of ratio or deviation.

また、サブフィードバック制御の方法や、メインフィードバック制御の方法は上述の実施の形態に限定されるものではない。サブＦＢ補正量やサブＦＢ学習値を他の方法で算出するようにしてもよい。本発明の実施においては、メインフィードバック制御は、排気空燃比が目標空燃比に一致するように、Ａ／Ｆセンサからの空燃比信号と目標空燃比との偏差に基づき燃料噴射量をフィードバック制御するものであればよく、サブフィードバック制御は、Ｏ2センサからの出力信号と基準値との偏差に基づき空燃比補正量を算出し、これをメインフィードバック制御におけるフィードバック補正値に反映させるものであればよい。 The sub feedback control method and the main feedback control method are not limited to the above-described embodiment. The sub FB correction amount and the sub FB learning value may be calculated by other methods. In the implementation of the present invention, the main feedback control feedback-controls the fuel injection amount based on the deviation between the air-fuel ratio signal from the A / F sensor and the target air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio matches the target air-fuel ratio. Any sub-feedback control may be used as long as the air-fuel ratio correction amount is calculated based on the deviation between the output signal from the O 2 sensor and the reference value and reflected in the feedback correction value in the main feedback control. Good.

さらに、本実施形態では、上流側排気ガスセンサとしてＡ／Ｆセンサを用いているが、下流側排気ガスセンサと同様にＯ2センサを用いてもよい。 Furthermore, in this embodiment, the A / F sensor is used as the upstream side exhaust gas sensor, but an O 2 sensor may be used similarly to the downstream side exhaust gas sensor.

本発明の実施の形態１としての内燃機関の空燃比制御装置の構成を説明するための図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining a configuration of an air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine as Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態１において実行されるメインフィードバック制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the main feedback control routine performed in Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態２としての内燃機関の空燃比制御装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the air fuel ratio control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態３としての内燃機関の空燃比制御装置の構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the structure of the air fuel ratio control apparatus of the internal combustion engine as Embodiment 3 of this invention. 本発明の実施の形態１において実行されるメインフィードバック制御ルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the main feedback control routine performed in Embodiment 1 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

２ 内燃機関
４ 触媒
６ Ａ／Ｆセンサ
８ Ｏ2センサ
１０ メインフィードバック制御部
１２ 変換マップ
２２ メインＦＢコントローラ
３０ メインＦＢ学習部
３２ 除算部
３４ 加算部
３６ 乗算部
３８ ローパスフィルタ
４２ 変換マップ
５０ サブフィードバック制御部
５４ サブＦＢコントローラ
６０ サブＦＢ学習部
７０ メインＦＢ学習部
７２ 演算部
７４ ローパスフィルタ
８０ メインフィードバック制御部 2 internal combustion engine 4 catalyst 6 A / F sensor 8 O 2 sensor 10 main feedback control unit 12 conversion map 22 main FB controller 30 main FB learning unit 32 division unit 34 addition unit 36 multiplication unit 38 low pass filter 42 conversion map 50 sub feedback control 54 Sub FB controller 60 Sub FB learning unit 70 Main FB learning unit 72 Calculation unit 74 Low pass filter 80 Main feedback control unit

Claims (3)

内燃機関の排気通路において触媒の上流に配置された上流側排気ガスセンサと、
前記触媒の下流に配置された下流側排気ガスセンサと、
前記触媒に流入する排気ガスの排気空燃比が目標空燃比に一致するように、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と前記目標空燃比との偏差に基づき燃料噴射量をフィードバック制御するメインフィードバック制御手段と、
前記下流側排気ガスセンサからの出力信号と基準値との偏差に基づいて空燃比補正量を算出し、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を前記空燃比補正量により補正することで前記空燃比補正量を前記フィードバック制御におけるフィードバック補正値に反映させるサブフィードバック制御手段と、
前記排気空燃比と前記目標空燃比との定常的なずれを補償するための学習値を前記フィードバック補正値から学習し、燃料噴射量のベース値を前記学習値により補正する学習手段と、
補正前の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と、前記空燃比補正量による補正後の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号との比を算出し、前記比を補正係数として前記学習値を補正する学習値補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 An upstream side exhaust gas sensor disposed upstream of the catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine;
A downstream exhaust gas sensor disposed downstream of the catalyst;
Main feedback control that feedback-controls the fuel injection amount based on the deviation between the output signal from the upstream exhaust gas sensor and the target air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst matches the target air-fuel ratio Means,
The air-fuel ratio correction amount is calculated based on a deviation between the output signal from the downstream exhaust gas sensor and a reference value, and the air-fuel ratio correction is performed by correcting the output signal from the upstream exhaust gas sensor with the air-fuel ratio correction amount. Sub feedback control means for reflecting the amount in the feedback correction value in the feedback control;
Learning means for learning a learning value for compensating a steady deviation between the exhaust air-fuel ratio and the target air-fuel ratio from the feedback correction value, and correcting a base value of the fuel injection amount by the learning value;
The ratio between the output signal from the upstream exhaust gas sensor before correction and the output signal from the upstream exhaust gas sensor after correction by the air-fuel ratio correction amount is calculated, and the learning value is corrected using the ratio as a correction coefficient. Learning value correction means for
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, comprising: 内燃機関の排気通路において触媒の上流に配置された上流側排気ガスセンサと、
前記触媒の下流に配置された下流側排気ガスセンサと、
前記触媒に流入する排気ガスの排気空燃比が目標空燃比に一致するように、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と前記目標空燃比との偏差に基づき燃料噴射量をフィードバック制御するメインフィードバック制御手段と、
前記下流側排気ガスセンサからの出力信号と基準値との偏差に基づいて空燃比補正量を算出し、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を前記空燃比補正量により補正することで前記空燃比補正量を前記フィードバック制御におけるフィードバック補正値に反映させるサブフィードバック制御手段と、
前記排気空燃比と前記目標空燃比との定常的なずれを補償するための学習値（以下、メインフィードバック学習値という）を前記フィードバック補正値から学習し、燃料噴射量のベース値を前記メインフィードバック学習値により補正するメインフィードバック学習手段と、
前記上流側排気ガスセンサの出力信号に含まれる定常的なずれを補償するための補正量を前記空燃比補正量から学習して前記空燃比補正量から学習値（以下、サブフィードバック学習値という）に移し変え、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号を前記サブフィードバック学習値により補正するサブフィードバック学習手段と、
補正前の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と前記サブフィードバック学習値との合算値と、前記空燃比補正量及び前記サブフィードバック学習値による補正後の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号との比を算出し、前記比を補正係数として前記メインフィードバック学習値を補正する学習値補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 An upstream side exhaust gas sensor disposed upstream of the catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine;
A downstream exhaust gas sensor disposed downstream of the catalyst;
Main feedback control that feedback-controls the fuel injection amount based on the deviation between the output signal from the upstream exhaust gas sensor and the target air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst matches the target air-fuel ratio Means,
The air-fuel ratio correction amount is calculated based on a deviation between the output signal from the downstream exhaust gas sensor and a reference value, and the air-fuel ratio correction is performed by correcting the output signal from the upstream exhaust gas sensor with the air-fuel ratio correction amount. Sub feedback control means for reflecting the amount in the feedback correction value in the feedback control;
A learning value (hereinafter referred to as a main feedback learning value) for compensating for a steady deviation between the exhaust air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is learned from the feedback correction value, and a base value of the fuel injection amount is obtained as the main feedback. A main feedback learning means for correcting the learning value;
A correction amount for compensating for a steady deviation included in the output signal of the upstream side exhaust gas sensor is learned from the air-fuel ratio correction amount, and the learning value (hereinafter referred to as sub-feedback learning value) is calculated from the air-fuel ratio correction amount. a sub-feedback learning means for transferring changed, correcting the output signal from the upstream exhaust gas sensor by the sub-feedback learning value,
The sum of the output signal from the upstream exhaust gas sensor before correction and the sub feedback learning value, and the output signal from the upstream exhaust gas sensor after correction by the air-fuel ratio correction amount and the sub feedback learning value Learning value correction means for calculating a ratio and correcting the main feedback learning value using the ratio as a correction coefficient;
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, comprising: 内燃機関の排気通路において触媒の上流に配置された上流側排気ガスセンサと、
前記触媒の下流に配置された下流側排気ガスセンサと、
前記触媒に流入する排気ガスの排気空燃比が目標空燃比に一致するように、前記上流側排気ガスセンサからの出力信号と前記目標空燃比との偏差に基づき燃料噴射量をフィードバック制御するメインフィードバック制御手段と、
前記下流側排気ガスセンサからの出力信号と基準値との偏差に基づいて空燃比補正量を算出し、前記空燃比補正量を前記フィードバック制御におけるフィードバック補正値に反映させるサブフィードバック制御手段と、
前記排気空燃比と前記目標空燃比との定常的なずれを補償するための学習値を前記フィードバック補正値による補正後の燃料噴射量から学習し、燃料噴射量のベース値を前記学習値により補正する学習手段と、
前記目標空燃比と、前記補正後燃料噴射量が噴射された後の前記上流側排気ガスセンサからの出力信号との比を算出し、前記比を補正係数として前記学習値を補正する学習値補正手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。 An upstream side exhaust gas sensor disposed upstream of the catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine;
A downstream exhaust gas sensor disposed downstream of the catalyst;
Main feedback control that feedback-controls the fuel injection amount based on the deviation between the output signal from the upstream exhaust gas sensor and the target air-fuel ratio so that the exhaust air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst matches the target air-fuel ratio Means,
Sub-feedback control means for calculating an air-fuel ratio correction amount based on a deviation between an output signal from the downstream side exhaust gas sensor and a reference value, and reflecting the air-fuel ratio correction amount in a feedback correction value in the feedback control;
A learning value for compensating for a steady deviation between the exhaust air-fuel ratio and the target air-fuel ratio is learned from the fuel injection amount corrected by the feedback correction value, and the base value of the fuel injection amount is corrected by the learning value Learning means to
A learning value correction unit that calculates a ratio between the target air-fuel ratio and an output signal from the upstream side exhaust gas sensor after the corrected fuel injection amount is injected, and corrects the learning value using the ratio as a correction coefficient. When,
An air-fuel ratio control apparatus for an internal combustion engine, comprising:
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