JP7188366B2 - エンジン装置 - Google Patents

Description

本発明は、エンジン装置に関する。

従来、この種のエンジン装置としては、エンジンの排気系に配置されると共に酸素を吸蔵可能な浄化触媒と、排気系の浄化触媒よりも下流側に配置された下流側空燃比センサと、浄化触媒に流入する排気の空燃比が目標空燃比となるように空燃比を制御する空燃比制御装置とを備えるものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。このエンジン装置では、空燃比制御装置は、下流側空燃比センサにより検出された排気空燃比がリッチ空燃比になったときに目標空燃比をリーン設定空燃比まで変化させ、その後に、排気空燃比がリーン空燃比になる前に目標空燃比を弱リーン設定空燃比に変化させる。また、空燃比制御装置は、排気空燃比がリーン空燃比になったときに目標空燃比をリッチ設定空燃比まで変化させ、その後に、排気空燃比がリッチ空燃比になる前に目標空燃比を弱リッチ設定空燃比に変化させる。

特許５９４９９５７号

こうしたエンジン装置では、下流側空燃比センサの個体差や経年劣化、温度特性などにより、下流側空燃比センサにより検出される排気空燃比がずれる場合がある。この場合に、排気空燃比の空燃比に対するずれ量を把握できないと、適切な対処を行なうことができずに、浄化触媒の浄化能力が低下するなどの不都合を生じる可能性がある。

本発明のエンジン装置は、エンジンの排気系の浄化触媒よりも下流側に取り付けられた排気センサにより検出される検出値のずれ量を把握することを主目的とする。

本発明のエンジン装置は、上述の主目的を達成するために以下の手段を採った。

本発明のエンジン装置は、
燃料噴射弁を有するエンジンと、
前記エンジンの排気系に取り付けられると共に酸素を吸蔵可能な浄化触媒と、
前記排気系の前記浄化触媒よりも下流側に取り付けられた排気センサと、
前記エンジンを運転する際には、前記燃料噴射弁の燃料噴射量に対するリッチ補正の実行中に前記排気センサにより検出される検出空燃比がリッチ側閾値以下に至ると、前記燃料噴射量に対するリーン補正の実行に切り替えると共に、前記リーン補正の実行中に前記検出空燃比がリーン側閾値以上に至ると、前記リッチ補正の実行に切り替える制御装置と、
を備えるエンジン装置であって、
前記制御装置は、
前記リーン補正の実行中に前記浄化触媒よりも下流側の排気のリーンを検知した検知条件が成立すると、前記検出空燃比の積算を許可し、
前記検出空燃比の積算を許可しており、且つ、前記リッチ補正の実行中である条件と前記検出空燃比が基準値を含む第１所定範囲内である条件とを含む積算条件が成立しているときには、前記検出空燃比を積算して積算空燃比を演算し、
前記検出空燃比の積算回数が学習許可回数以上に至ると、前記積算空燃比を用いて前記検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新し、
前記検出空燃比の積算を許可しており且つ前記リッチ補正の実行中に、禁止条件が成立すると、前記検出空燃比の積算の許可を解除する、
ことを要旨とする。

本発明のエンジン装置では、リーン補正の実行中に浄化触媒よりも下流側の排気のリーンを検知した検知条件が成立すると、排気センサにより検出される検出空燃比の積算を許可する。続いて、検出空燃比の積算を許可しており、且つ、リッチ補正の実行中である条件と検出空燃比が基準値を含む第１所定範囲内である条件とを含む積算条件が成立しているときには、検出空燃比を積算して積算空燃比を演算する。そして、検出空燃比の積算回数が学習許可回数以上に至ると、積算空燃比を用いて検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新する。このようにして、ずれ量関連学習値を更新する（把握する）ことができる。さらに、検出空燃比の積算を許可しており且つリッチ補正の実行中に、禁止条件が成立すると、検出空燃比の積算の許可を解除する。これにより、禁止条件が成立したときにずれ量関連学習値を更新するのを回避することができる。この結果、ずれ量関連学習値の信頼性が低くなるのを抑制する、即ち、ずれ量関連学習値をより適切な値とすることができる。なお、検出空燃比の積算の許可を解除する際に、積算空燃比や積算回数をリセットするものとしてもよい。

ここで、「基準値」としては、燃焼室内の混合気の空燃比が理論空燃比のときの検出空燃比の基準値である基準空燃比（予め定められた値）が用いられる。「ずれ量学習値」は、検出空燃比が基準値付近のときの検出空燃比に関する値であり、基準値に対する検出空燃比のずれ量を反映した値となる。この「ずれ量関連学習値」は、積算空燃比を積算回数で除して得られる平均空燃比であるものとしてもよいし、平均空燃比に緩変化処理（なまし処理やレート処理）を施して得られる緩変化空燃比であるものとしてもよいし、平均空燃比や緩変化空燃比から基準値を減じた値であるものとしてもよい。

本発明のエンジン装置において、前記禁止条件は、前記ずれ量関連学習値を更新した条件を含むものとしてもよい。こうすれば、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、ずれ量関連学習値を複数回学習するのを回避することができる。

本発明のエンジン装置において、前記禁止条件は、前記積算条件が不成立であり且つ前記検出空燃比の積算回数が前記学習許可回数未満の判定用回数以上である条件を含むものとしてもよい。こうすれば、積算条件の成立の開始直後などに、検出空燃比や検出空燃比変化率の乱れにより積算条件が一時的に不成立になったときに、ずれ量関連学習値の学習を中止するのを回避することができる。

この場合、前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量および／または前記浄化触媒の最大酸素吸蔵量に基づいて前記判定用回数を設定するものとしてもよい。こうすれば、判定用回数をより適切に設定することができる。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記積算回数が前記許可回数以上に至ったときには、前記積算条件の成立開始後に前記積算条件が不成立になった外れ回数が多いほど前記積算空燃比の反映程度を小さくして前記ずれ量関連学習値を更新するものとしてもよい。こうすれば、外れ回数が多いときに、積算空燃比のずれ量関連学習値に与える影響を小さくしつつ、ずれ量関連学習値の学習機会が少なくなるのを回避することができる。

本発明のエンジン装置において、前記積算条件は、前記エンジンの運転状態が前記定常運転状態である条件を含み、前記禁止条件は、前記エンジンの運転状態が前記定常運転状態でなくなった条件を含むものとしてもよい。こうすれば、エンジンの運転状態が定常運転状態でなくなってから定常運転状態に戻ったときに、ずれ量関連学習値を更新するのを回避することができる。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量および／または前記浄化触媒の最大酸素吸蔵量に基づいて前記学習許可回数および／または前記第１所定範囲を設定するものとしてもよい。こうすれば、学習許可回数や第１所定範囲をより適切に設定することができる。

本発明のエンジン装置において、前記積算条件は、前記検出空燃比の単位時間当たりの変化量である検出空燃比変化率が値０を含む第２所定範囲内である条件を含むものとしてもよい。この場合、前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量および／または前記浄化触媒の最大酸素吸蔵量に基づいて前記第２所定範囲を設定するものとしてもよい。こうすれば、第２所定範囲をより適切に設定することができる。

本発明のエンジン装置において、前記検知条件は、前記リーン補正の実行中である条件と、前記検出空燃比の単位時間当たりの変化量である検出空燃比変化率が所定変化率以上になった条件、前記検出空燃比が所定空燃比以上になった条件、前記浄化触媒の酸素吸蔵量が所定吸蔵量以上になった条件のうちの少なくとも１つとを含むものとしてもよい。

本発明のエンジン装置において、前記制御装置は、前記ずれ量関連学習値を用いて前記リッチ側閾値および前記リーン側閾値を設定するものとしてもよい。こうすれば、リッチ側閾値およびリーン側閾値をより適切に設定することができる。

本発明の実施例としてのエンジン装置を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図である。 エンジン装置２１の構成の概略を示す構成図である。 エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の燃料噴射制御を行なう際の制御ブロックの一例を示す制御ブロック図である。 サブフィードバック部９２により実行されるサブフィードバック補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。 検出空燃比ＡＦｄや、サブフィードバック補正の様子の一例を示す説明図である。 ずれ量関連学習部９５により実行されるずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔ、積算許可フラグＦａｄ、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの様子の一例を示す説明図である。 検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔ、積算許可フラグＦａｄ、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの様子の一例を示す説明図である。 検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔ、積算許可フラグＦａｄ、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの様子の一例を示す説明図である。 第１所定範囲設定用マップの一例を示す説明図である。 第２所定範囲設定用マップの一例を示す説明図である。 学習許可回数設定用マップの一例を示す説明図である。 閾値設定用マップの一例を示す説明図である。 変形例のずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。 時定数設定用マップの一例を示す説明図である。

次に、本発明を実施するための形態を実施例を用いて説明する。

図１は、本発明の実施例としてのエンジン装置２１を搭載するハイブリッド自動車２０の構成の概略を示す構成図であり、図２は、エンジン装置２１の構成の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動車２０は、図１に示すように、エンジン２２と、プラネタリギヤ３０と、モータＭＧ１，ＭＧ２と、インバータ４１，４２と、バッテリ５０と、ハイブリッド用電子制御ユニット（以下、「ＨＶＥＣＵ」という）７０とを備える。

エンジン２２は、ガソリンや軽油などを燃料として動力を出力する内燃機関として構成されている。図２に示すように、エンジン２２は、エアクリーナ１２２により清浄された空気を吸気管１２３に吸入してスロットルバルブ１２４やサージタンク１２５を通過させると共に、吸気管１２３のサージタンク１２５よりも下流側で燃料噴射弁１２６から燃料を噴射し、空気と燃料とを混合する。そして、エンジン２２は、この混合気を吸気バルブ１２８を介して燃焼室１２９に吸入し、吸入した混合気を点火プラグ１３０による電気火花により爆発燃焼させる。この爆発燃焼のエネルギにより押し下げられるピストン１３２の往復運動がクランクシャフト２６の回転運動に変換される。燃焼室１２９から排気バルブ１３３を介して排気管１３４に排出される排気は、浄化装置１３６，１３８を介して外気に排出される。浄化装置１３６，１３８は、それぞれ、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）や炭化水素（ＨＣ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）の有害成分を浄化する浄化触媒（三元触媒）１３６ａ，１３８ａを有する。浄化触媒１３６ａ，１３８ａは、それぞれ酸素を吸蔵可能に構成されている。

エンジン２２は、エンジン用電子制御ユニット（以下、「エンジンＥＣＵ」という）２４により運転制御されている。エンジンＥＣＵ２４は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。

エンジンＥＣＵ２４には、エンジン２２を運転制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。エンジンＥＣＵ２４に入力される信号としては、例えば、エンジン２２のクランクシャフト２６の回転位置を検出するクランクポジションセンサ１４０からのクランク角θｃｒや、エンジン２２の冷却水の温度を検出する水温センサ１４２からの冷却水温Ｔｗを挙げることができる。また、吸気バルブ１２８を開閉するインテークカムシャフトや排気バルブ１３３を開閉するエキゾーストカムシャフトの回転位置を検出するカムポジションセンサ１４４からのカムポジションθｃａも挙げることができる。さらに、スロットルバルブ１２４のポジションを検出するスロットルバルブポジションセンサ１２４ａからのスロットル開度ＴＨや、吸気管１２３に取り付けられたエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａ、吸気管１２３に取り付けられた温度センサ１４９からの吸気温Ｔａ、サージタンク１２５に取り付けられた圧力センサ１５０からのサージ圧Ｐｓも挙げることができる。加えて、排気管１３４の浄化装置１３６よりも上流側に取り付けられた上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕや、排気管１３４の浄化装置１３６よりも下流側で且つ浄化装置１３８の上流側に取り付けられた下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄも挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４からは、エンジン２２を運転制御するための各種制御信号が出力ポートを介して出力される。エンジンＥＣＵ２４から出力される信号としては、例えば、スロットルバルブ１２４のポジションを調節するスロットルモータ１２４ｂへの駆動制御信号、燃料噴射弁１２６への駆動制御信号や、点火プラグ１３０への制御信号を挙げることができる。

エンジンＥＣＵ２４は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。エンジンＥＣＵ２４は、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいてエンジン２２の回転数Ｎｅを演算する。また、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとエンジン２２の回転数Ｎｅとに基づいて体積効率（エンジン２２の１サイクルあたりの行程容積に対する１サイクルで実際に吸入される空気の容積の比）ＫＬを演算する。

図１に示すように、プラネタリギヤ３０は、シングルピニオンタイプの遊星歯車機構として構成されている。プラネタリギヤ３０のサンギヤには、モータＭＧ１の回転子が接続されている。プラネタリギヤ３０のリングギヤには、駆動輪３９ａ，３９ｂにデファレンシャルギヤ３８を介して連結された駆動軸３６が接続されている。プラネタリギヤ３０のキャリヤには、ダンパ２８を介してエンジン２２のクランクシャフト２６が接続されている。

モータＭＧ１は、例えば同期発電電動機として構成されており、上述したように、回転子がプラネタリギヤ３０のサンギヤに接続されている。モータＭＧ２は、例えば同期発電電動機として構成されており、回転子が駆動軸３６に接続されている。インバータ４１，４２は、モータＭＧ１，ＭＧ２の駆動に用いられると共に電力ライン５４を介してバッテリ５０に接続されている。モータＭＧ１，ＭＧ２は、モータ用電子制御ユニット（以下、「モータＥＣＵ」という）４０によって、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子がスイッチング制御されることにより、回転駆動される。

モータＥＣＵ４０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。モータＥＣＵ４０には、モータＭＧ１，ＭＧ２を駆動制御するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。モータＥＣＵ４０に入力される信号としては、例えば、モータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置を検出する回転位置センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２や、モータＭＧ１，ＭＧ２の各相に流れる相電流を検出する電流センサからのモータＭＧ１，ＭＧ２の各相の相電流Ｉｕ１，Ｉｖ１，Ｉｕ２，Ｉｖ２を挙げることができる。モータＥＣＵ４０からは、インバータ４１，４２の図示しない複数のスイッチング素子へのスイッチング制御信号などが出力ポートを介して出力される。モータＥＣＵ４０は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。モータＥＣＵ４０は、回転位置センサ４３，４４からのモータＭＧ１，ＭＧ２の回転子の回転位置θｍ１，θｍ２に基づいてモータＭＧ１，ＭＧ２の電気角θｅ１，θｅ２や回転数Ｎｍ１，Ｎｍ２を演算する。

バッテリ５０は、例えばリチウムイオン二次電池やニッケル水素二次電池として構成されており、上述したように、電力ライン５４を介してインバータ４１，４２に接続されている。このバッテリ５０は、バッテリ用電子制御ユニット（以下、「バッテリＥＣＵ」という）５２により管理されている。

バッテリＥＣＵ５２は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。バッテリＥＣＵ５２には、バッテリ５０を管理するのに必要な各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。バッテリＥＣＵ５２に入力される信号としては、例えば、バッテリ５０の端子間に取り付けられた電圧センサ５１ａからのバッテリ５０の電圧Ｖｂや、バッテリ５０の出力端子に取り付けられた電流センサ５１ｂからのバッテリ５０の電流Ｉｂ、バッテリ５０に取り付けられた温度センサ５１ｃからのバッテリ５０の温度Ｔｂを挙げることができる。バッテリＥＣＵ５２は、ＨＶＥＣＵ７０と通信ポートを介して接続されている。バッテリＥＣＵ５２は、電流センサ５１ｂからの電池電流Ｉｂの積算値に基づいて蓄電割合ＳＯＣを演算する。蓄電割合ＳＯＣは、バッテリ５０の全容量に対するバッテリ５０から放電可能な電力の容量の割合である。

ＨＶＥＣＵ７０は、図示しないが、ＣＰＵを中心とするマイクロプロセッサとして構成されており、ＣＰＵの他に、処理プログラムを記憶するＲＯＭや、データを一時的に記憶するＲＡＭ、入出力ポート、通信ポートを備える。ＨＶＥＣＵ７０には、各種センサからの信号が入力ポートを介して入力される。ＨＶＥＣＵ７０に入力される信号としては、例えば、イグニッションスイッチ８０からのイグニッション信号や、シフトレバー８１の操作位置を検出するシフトポジションセンサ８２からのシフトポジションＳＰを挙げることができる。また、アクセルペダル８３の踏み込み量を検出するアクセルペダルポジションセンサ８４からのアクセル開度Ａｃｃや、ブレーキペダル８５の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジションセンサ８６からのブレーキペダルポジションＢＰ、車速センサ８８からの車速Ｖ、外気温センサ８９からの外気温度Ｔｏｕｔも挙げることができる。ＨＶＥＣＵ７０は、上述したように、エンジンＥＣＵ２４やモータＥＣＵ４０、バッテリＥＣＵ５２と通信ポートを介して接続されている。

こうして構成された実施例のハイブリッド自動車２０は、エンジン２２の運転を伴わずに走行する電動走行モード（ＥＶ走行モード）や、エンジン２２の運転を伴って走行するハイブリッド走行モード（ＨＶ走行モード）で走行する。

ＥＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、アクセル開度Ａｃｃと車速Ｖとに基づいて走行に要求される（駆動軸３６に要求される）要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、モータＭＧ１のトルク指令Ｔｍ１＊に値０を設定すると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにモータＭＧ２のトルク指令Ｔｍ２＊を設定し、設定したモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。モータＥＣＵ４０は、モータＭＧ１，ＭＧ２がトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊で駆動されるようにインバータ４１，４２の複数のスイッチング素子のスイッチング制御を行なう。

ＨＶ走行モードでは、ＨＶＥＣＵ７０は、最初に、ＥＶ走行モードと同様に、要求トルクＴｄ＊を設定する。続いて、要求トルクＴｄ＊に駆動軸３６の回転数Ｎｄを乗じて走行に要求される要求パワーＰｄ＊を演算し、要求パワーＰｄ＊からバッテリ５０の充放電要求パワーＰｂ＊（バッテリ５０から放電するときが正の値）を減じてエンジン２２に要求される要求パワーＰｅ＊を演算する。ここで、駆動軸３６の回転数Ｎｄとしては、例えば、モータＭＧ２の回転数Ｎｍ２や、車速Ｖに換算係数を乗じて得られる回転数が用いられる。そして、エンジン２２から要求パワーＰｅ＊が出力されると共に要求トルクＴｄ＊が駆動軸３６に出力されるようにエンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊や目標トルクＴｅ＊、モータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊を設定し、エンジン２２の目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊を２４に送信すると共にモータＭＧ１，ＭＧ２のトルク指令Ｔｍ１＊，Ｔｍ２＊をモータＥＣＵ４０に送信する。エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２が目標回転数Ｎｅ＊および目標トルクＴｅ＊に基づいて運転されるようにエンジン２２の吸入空気量制御や燃料噴射制御、点火制御などを行なう。モータＥＣＵ４０によるモータＭＧ１，ＭＧ２（インバータ４１，４２）の制御については上述した。

ここで、エンジンＥＣＵ２４によるエンジン２２の燃料噴射制御について説明する。図３は、エンジンＥＣＵ２４によりエンジン２２の燃料噴射制御を行なう際の制御ブロックの一例を示す制御ブロック図である。図示するように、エンジンＥＣＵ２４は、エンジン２２の燃料噴射制御についての制御ブロックとして、ベース噴射量設定部９０と、メインフィードバック部９１と、サブフィードバック部９２と、目標噴射量設定部９３と、噴射弁制御部９４と、ずれ量関連学習部９５と、酸素吸蔵量推定部９６とを有する。

ベース噴射量設定部９０は、体積効率ＫＬに基づいて、燃焼室１２９内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための燃料噴射弁１２６の目標噴射量Ｑｆ＊のベース値であるベース噴射量Ｑｆｂを設定する。ここで、目標空燃比としては、実施例では、理論空燃比（ストイキ）が用いられる。ベース噴射量Ｑｆｂは、例えば、燃焼室１２９内の混合気の空燃比を目標空燃比とするための単位噴射量（体積効率ＫＬの１％当たりの噴射量）Ｑｆｐｕに体積効率ＫＬを乗じて演算される。体積効率ＫＬは、上述したように、エアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａと、クランクポジションセンサ１４０からのエンジン２２のクランク角θｃｒに基づいて演算されるエンジン２２の回転数Ｎｅと、に基づいて演算される。

メインフィードバック部９１は、上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕを制御用空燃比ＡＦｕ＊にするためのフィードバック制御により補正値δａｆを演算し、演算した補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定する。ここで、制御用空燃比ＡＦｕ＊は、サブフィードバック部９２により設定される。補正値δａｆは、式（１）に示すように、検出空燃比ＡＦｕと制御用空燃比ＡＦｕ＊と比例項のゲインＫｐと積分項のゲインＫｉとを用いたフィードバック制御の関係式を用いて演算される。補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定する理由については後述する。

δaf=Kp・(AFu*-AFu)+Ki・∫(AFu*-AFu)dt (1)

サブフィードバック部９２は、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄに基づいて、制御用空燃比ＡＦｕ＊にリッチ側の値を設定するリッチ補正と、制御用空燃比ＡＦｕ＊にリーン側の値を設定するリーン補正と、を交互に行なう。以下、この処理を「サブフィードバック補正」という。リッチ補正やリーン補正は、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量を調節するために行なわれる。サブフィードバック部９２の詳細については後述する。

目標噴射量設定部９３は、ベース噴射量Ｑｆｂに補正係数Ｋａｆを乗じた値を燃料噴射弁１２６の目標噴射量Ｑｆ＊に設定する。噴射弁制御部９４は、燃料噴射弁１２６から目標噴射量Ｑｆ＊の燃料噴射が行なわれるように燃料噴射弁１２６を制御する。

ここで、メインフィードバック部９１において、補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定する理由について説明する。リーン補正の実行中には、検出空燃比ＡＦｕが制御用空燃比ＡＦｕ＊よりも小さく（リッチ側であり）、式（１）により、基本的に、補正値δａｆが正の値になる。このため、補正係数Ｋａｆを値１よりも小さくして目標噴射量Ｑｆ＊をベース噴射量Ｑｆｂよりも少なくし、検出空燃比ＡＦｕを現在値よりも大きくする（リーン側にする）必要がある。これに対して、リッチ補正の実行中には、検出空燃比ＡＦｕが制御用空燃比ＡＦｕ＊よりも大きく（リーン側であり）、式（１）により、基本的に、補正値δａｆが負の値になる。このため、補正係数Ｋａｆを値１よりも大きくして目標噴射量Ｑｆ＊をベース噴射量Ｑｆｂよりも多くし、検出空燃比ＡＦｕを現在値よりも小さくする（リッチ側にする）必要がある。こうした理由により、補正値δａｆに値（－１）を乗じてから値１を加えた値を補正係数Ｋａｆに設定するのである。

ずれ量関連学習部９５は、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄのずれ量（以下、「センサずれ量」という）に関するずれ量関連学習値を更新する。実施例では、ずれ量関連学習値として、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを用いるものとした。ストイキ学習値ＡＦｄｓｔは、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓ付近のときの検出空燃比ＡＦｄに関する学習値である。ストイキ基準値ＡＦｓは、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比のときの検出空燃比ＡＦｄの基準値（予め設定された値）である。ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）は、センサずれ量を反映した値となる。ずれ量関連学習部９５の詳細については後述する。

酸素吸蔵量推定部９６は、上流側空燃比センサ１５２からの検出空燃比ＡＦｕと下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄとエアフローメータ１４８からの吸入空気量Ｑａとに基づいて、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳを推定すると共に、その最大値である最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘを推定する。一般に、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘは、浄化触媒１３６ａの劣化が進行するにつれて減少する。

次に、サブフィードバック部９２の詳細について説明する。図４は、サブフィードバック部９２により実行されるサブフィードバック補正ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始されるとき（初回の実行が開始されるとき）に、後述のリッチ補正フラグＦｒに値１が設定される。

図４のサブフィードバック補正ルーチンでは、サブフィードバック部９２は、最初に、下流側空燃比センサ１５４からの検出空燃比ＡＦｄを入力すると共に（ステップＳ１００）、リッチ補正フラグＦｒの値を調べる（ステップＳ１１０）。ここで、リッチ補正フラグＦｒは、リッチ補正およびリーン補正のうちの何れの実行中であるかを示すフラグである。

ステップＳ１１０でリッチ補正フラグＦｒが値１のときには、リッチ補正の実行中であると判断し、検出空燃比ＡＦｄを、ストイキ基準値ＡＦｓからサブオフセット量εＲを減じたリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）と比較する（ステップＳ１２０）。この処理は、検出空燃比ＡＦｄがある程度リッチ側の値になったか否か、即ち、浄化触媒１３６ａの下流側の排気中の未燃焼燃料量がある程度増加したか否かを判定する処理である。

ステップＳ１２０で検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）よりも大きいときには、未だ検出空燃比ＡＦｄがある程度リッチ側の値になっていないと判断し、ストイキ基準値ＡＦｓからメインオフセット量δＲを減じた値（ＡＦｓ－δＲ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して（ステップＳ１７０）、本ルーチンを終了する。ここで、メインオフセット量δＲは、サブオフセット量εＲ以上の範囲内で設定される。例えば、メインオフセット量δＲには、サブオフセット量εＲにマージンを加えた値が設定される。この場合、リッチ補正の実行を継続することになる。

ステップＳ１２０で検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）以下のときには、検出空燃比ＡＦｄがある程度リッチ側の値になったと判断し、リッチ補正フラグＦｒに値０を設定し（ステップＳ１３０）、ストイキ基準値ＡＦｓにメインオフセット量δＬを加えた値（ＡＦｓ＋δＬ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して（ステップＳ１４０）、本ルーチンを終了する。ここで、メインオフセット量δＬは、後述のサブオフセット量εＬ以上の範囲内で設定される。例えば、メインオフセット量δＬには、サブオフセット量εＬにマージンを加えた値が設定される。このようにして、リッチ補正の実行からリーン補正の実行に切り替えるのである。

ステップＳ１１０でリッチ補正フラグＦｒが値０のときには、リーン補正の実行中であると判断し、検出空燃比ＡＦｄを、ストイキ基準値ＡＦｓにサブオフセット量εＬを加えたリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）と比較する（ステップＳ１５０）。この処理は、検出空燃比ＡＦｄがある程度リーン側の値になったか否か、即ち、浄化触媒１３６ａの下流側の排気中の酸素量がある程度増加したか否かを判定する処理である。

ステップＳ１５０で検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）未満のときには、未だ検出空燃比ＡＦｄがある程度リーン側の値になっていないと判断し、上述のステップＳ１４０の処理により、値（ＡＦｓ＋δＬ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して、本ルーチンを終了する。この場合、リーン補正の実行を継続することになる。

ステップＳ１５０で検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）以上のときには、検出空燃比ＡＦｄがある程度リーン側の値になったと判断し、リッチ補正フラグＦｒに値１を設定し（ステップＳ１６０）、上述のステップＳ１７０の処理により、値（ＡＦｓ－δＲ）を制御用空燃比ＡＦｕ＊に設定して、本ルーチンを終了する。このようにして、リーン補正の実行からリッチ補正の実行に切り替えるのである。

図５は、検出空燃比ＡＦｄや、サブフィードバック補正の様子の一例を示す説明図である。図示するように、リーン補正の実行中に検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）以上に至ると(時刻ｔ１，ｔ３)、リッチ補正の実行に切り替える。また、リッチ補正の実行中に検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）以下に至ると（時刻ｔ２）、リーン補正の実行に切り替える。以下、リーン補正およびリッチ補正のうちの一方の開始から他方の終了まで（例えば、時刻ｔ１～ｔ３）を「サブフィードバック補正の１周期」という。

なお、リッチ補正の実行中には、ベース噴射量Ｑｆｂよりも多い値を目標噴射量Ｑｆ＊に設定して燃料噴射弁１２６を制御するから、浄化触媒１３６ａに流入する排気には、その排気中の酸素と過不足なく反応する未燃焼燃料量よりも多量の未燃焼燃料が含まれる。この多量の未燃焼燃料は、排気中の酸素や浄化触媒１３６ａに吸蔵されている酸素により酸化されるから、浄化触媒１３６ａの下流側の排気中の酸素量や未燃焼燃料量は十分に少なくなる。これにより、図示するように、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓ付近のときに、検出空燃比ＡＦｄの単位時間当たりの変化量である検出空燃比変化率ΔＡＦｄの絶対値が小さくなっている。

次に、ずれ量関連学習部９５の詳細について説明する。図６は、ずれ量関連学習部９５により実行されるずれ量関連学習ルーチンの一例を示すフローチャートである。このルーチンは、繰り返し実行される。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始される（初回の実行が開始される）ときに、後述の積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄ、積算許可フラグＦａｄに初期値としての値０が設定される。

図６のずれ量関連学習ルーチンでは、ずれ量関連学習部９５は、最初に、検出空燃比ＡＦｄや検出空燃比変化率ΔＡＦｄ、リッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔなどのデータを入力する（ステップＳ２００）。

ここで、検出空燃比ＡＦｄとしては、下流側空燃比センサ１５４により検出された値が入力される。検出空燃比変化率ΔＡＦｄとしては、検出空燃比ＡＦｄの単位時間（例えば、本ルーチンの実行間隔）当たりの変化量として演算された値が入力される。リッチ補正フラグＦｒは、サブフィードバック部９２により設定された値が入力される。

定常運転フラグＦｓｔは、定常運転フラグ設定ルーチン（図示省略）により設定された値が入力される。定常運転フラグ設定ルーチンでは、エンジン２２の運転状態が定常運転状態であるときには、定常運転フラグＦｓｔに値１が設定され、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でないときには、定常運転フラグＦｓｔに値０が設定される。

エンジン２２の運転状態が定常運転状態である条件としては、例えば、吸入空気量Ｑａの単位時間当たりの変化量である吸入空気量変化率ΔＱａが所定範囲Ｒｑａ内である条件や、体積効率ＫＬの単位時間当たりの変化量である体積効率変化率ΔＫＬが所定範囲Ｒｋｌ内である条件、エンジン２２の目標トルクＴｅ＊の単位時間当たりの変化量である目標トルク変化率ΔＴｅ＊が所定範囲Ｒｔｅ内である条件などのうちの少なくとも１つが用いられる。所定範囲Ｒｑａは、吸入空気量変化率ΔＱａが値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。所定範囲Ｒｋｌは、体積効率変化率ΔＫＬが値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。所定範囲Ｒｔｅは、目標トルク変化率ΔＴｅ＊が値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。

こうしてデータが入力されると、積算許可フラグＦａｄの値を調べる（ステップＳ２１０）。ここで、積算許可フラグＦａｄは、検出空燃比ＡＦｄの積算（後述の積算空燃比ＡＦｄｓｕｍの演算）を許可するか否かを示すフラグである。

積算許可フラグＦａｄが値０のときには、検出空燃比ＡＦｄの積算を許可していないと判断し、検知条件が成立したか否かを判定する（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）。ここで、検知条件は、リーン補正の実行中に浄化触媒１３６ａよりも下流側の排気のリーンを検知した条件である。実施例では、検知条件として、リッチ補正フラグＦｒが値０である条件、即ち、サブフィードバック部９２によりリーン補正の実行中である条件（ステップＳ２２０）、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが正の閾値ΔＡＦｄｒｅｆ以上である条件（ステップＳ２３０）、の論理積を用いるものとした。ここで、閾値ΔＡＦｄｒｅｆは、検出空燃比ＡＦｄがリーン側に大きく変化したか否かを判定するために用いられる閾値である。

ステップＳ２２０でリッチ補正フラグＦｒが値１のときや、ステップＳ２３０で検出空燃比変化率ΔＡＦｄが閾値ΔＡＦｄｒｅｆ未満のときには、検知条件が成立していないと判断し、積算許可フラグＦａｄを変更することなく、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２２０でリッチ補正フラグＦｒが値０であり、且つ、ステップＳ２３０で検出空燃比変化率ΔＡＦｄが閾値ΔＡＦｄｒｅｆ以上のときには、検知条件が成立したと判断し、積算許可フラグＦａｄに値１を設定して（ステップＳ２４０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ２１０で積算許可フラグＦａｄが値１のときには、検出空燃比ＡＦｄの積算を許可していると判断し、検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立しているか否かを判定する（ステップＳ２５０～Ｓ２８０）。実施例では、検出空燃比ＡＦｄの積算条件として、リッチ補正フラグＦｒが値１である条件、即ち、サブフィードバック部９２によりリッチ補正の実行中である条件（ステップＳ２５０）、定常運転フラグＦｓｔが値１である条件、即ち、エンジン２２の運転状態が定常運転状態である条件（ステップＳ２６０）、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内である条件（ステップＳ２７０）、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内である条件（ステップＳ２８０）、の論理積を用いるものとした。

ここで、所定範囲Ｒａｆ１は、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓ付近である（両者の差分が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。所定範囲Ｒａｆ２は、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが値０付近である（絶対値が十分に小さい）とみなすことができる範囲として設定される。

ステップＳ２５０でリッチ補正フラグＦｒが値０のときには、検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立していないと判断し、本ルーチンを終了する。上述したように、リーン補正の実行中に積算許可フラグＦａｄを値０から値１に切り替えるから、ステップＳ２１０で積算許可フラグＦａｄが値１で且つステップＳ２５０でリッチ補正フラグＦｒが値０のときとしては、積算許可フラグＦａｄを値０から値１に切り替えてからリーン補正の実行からリッチ補正の実行に切り替えるまでの間を挙げることができる。

ステップＳ２５０でリッチ補正フラグＦｒが値１であり、且つ、ステップＳ２６０で定常運転フラグＦｓｔが値１であり、且つ、ステップＳ２７０で検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内であり、且つ、ステップＳ２８０で検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内であるときには、検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立していると判断する。そして、現在の積算空燃比（現在ＡＦｄｓｕｍ）に検出空燃比ＡＦｄを加えた値を新たな積算空燃比ＡＦｄｓｕｍに設定すると共に（ステップＳ２９０）、現在の積算回数（現在Ｎａｄ）を値１だけインクリメントした値を新たな積算回数Ｎａｄに設定する（ステップＳ３００）。

続いて、積算回数Ｎａｄを学習許可回数Ｎａｄｌｒｎと比較する（ステップＳ３１０）。ここで、学習許可回数Ｎａｄｌｒｎは、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新に適した回数として設定される。積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ未満のときには、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新に適していないと判断し、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３１０で積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上のときには、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新に適していると判断し、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍを積算回数Ｎａｄで除した値を平均空燃比ＡＦｄａｖｅとして更新し（ステップＳ３２０）、この平均空燃比ＡＦｄａｖｅになまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｄｓｔとして更新する（ステップＳ３３０）。

ステップＳ３３０の処理は、実施例では、式（２）に示すように、平均空燃比ＡＦｄａｖｅと現在のストイキ点（現在ＡＦｄｓｔ）と時定数τとを用いたなまし処理によりストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新することにより行なわれる。なお、実施例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始される（初回の実行が開始される）ときに、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔに、初期値としてのストイキ基準値ＡＦｓが設定される。

AFdst=現在AFdst・τ+AFdave・(1-τ) (2)

こうしてストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新すると、更新した学習したストイキ学習値ＡＦｄｓｔを用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新する（ステップＳ３４０）。実施例では、式（３）に示すように、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）をサブオフセット量εＲの初期値εＲｉｎｉから減じてサブオフセット量εＲを更新する。また、式（４）に示すように、値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）をサブオフセット量εＬの初期値δ１ｉｎｉに加えてサブオフセット量εＬを更新する。したがって、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔに初期値としてのストイキ基準値ＡＦｓを設定しているときには、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬに初期値εＲｉｎｉおよび初期値εＬｉｎｉを設定し、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新してストイキ学習値ＡＦｄｓｔがストイキ基準値ＡＦｓからずれると、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬに式（３）および式（４）により得られる値を設定することになる。

εR=εRini-(AFdst-AFs) (3)
εL=εLini+(AFdst-AFs) (4)

上述したように、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）は、センサずれ量を反映した値となる。そして、ステップＳ３４０の処理により、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新する。これにより、サブフィードバック補正の１周期において、浄化触媒１３６ａに流入する酸素および未燃焼燃料のうちの一方が他方と互いに過不足なく反応する量よりも過剰になることを抑制することができる。

以下、この効果の詳細について説明する。なお、前提として、実施例では、値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）の絶対値が十分に小さい場合、サブフィードバック補正の１周期における浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの変動量の上限が最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘの数％～数十％程度になるように、サブオフセット量εＲの初期値εＲｉｎｉおよびサブオフセット量εＬの初期値εＬｉｎｉを設定するものとした。

値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）の絶対値がある程度大きい場合、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比に対してある程度ずれたときに、検出空燃比ＡＦｄがストイキ基準値ＡＦｓに等しくなる。このため、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを初期値εＲｉｎｉおよび初期値εＬｉｎｉで保持する、即ち、リッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）およびリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）を値（ＡＦｓ－εＲｉｎｉ）および値（ＡＦｓ＋εＬ）で保持すると、サブフィードバック補正の１周期において、リッチ補正およびリーン補正のうちの一方が他方に比してある程度長くなる可能性がある。このとき、浄化触媒１３６ａに流入する酸素および未燃焼燃料のうちの一方が他方と互いに過不足なく反応する量よりも過剰になり、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳが、ゼロに近づいたり最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘに近づいたりして、浄化触媒１３６ａの排気の浄化性能が低下する懸念がある。これに対して、実施例では、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新する、即ち、リッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）およびリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）を更新することにより、こうした不都合が生じるのを抑制することができる。

ステップＳ３４０でサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新すると、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍおよび積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に（ステップＳ３５０）、積算許可フラグＦａｄに値０を設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。

こうして積算許可フラグＦａｄに値０を設定すると、次回に検知条件が成立するまで（ステップＳ２２０，Ｓ２３０）、積算許可フラグＦａｄを値０で保持する。したがって、次回に検知条件が成立するまで、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新や（ステップＳ２９０，Ｓ３００）、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔ、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬの更新（ステップＳ３２０～Ｓ３４０）を禁止することになる。

検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立しているときにおいて、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでは、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや平均空燃比ＡＦｄａｖｅが異なり、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔに影響を与える。このため、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでストイキ学習値ＡＦｄｓｔを複数回更新すると、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなる可能性がある。これを踏まえて、実施例では、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを１回だけ更新するものとした。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

ステップＳ２５０でリッチ補正フラグＦｒが値１のときにおいて、ステップＳ２６０で定常運転フラグＦｓｔが値０のときには、積算条件が成立していないと判断し、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍおよび積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に（ステップＳ３５０）、積算許可フラグＦａｄに値０を設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。

リッチ補正の実行中に、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなってからその後に定常運転状態に戻った場合、検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立しているときの検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとが生じる。上述したように、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでは、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや平均空燃比ＡＦｄａｖｅが異なり、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔに影響を与える。これを踏まえて、実施例では、リッチ補正の実行中にエンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなると、今回のリッチ補正の実行中でのストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を中止するものとした。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

ステップＳ２５０でリッチ補正フラグＦｒが値１であり、且つ、ステップＳ２６０で定常運転フラグＦｓｔが値０のときにおいて、ステップＳ２７０で検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外のときや、ステップＳ２８０で検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外のときには、積算条件が成立していないと判断する。そして、積算回数Ｎａｄを学習許可回数Ｎａｄｌｒｎよりも小さい閾値Ｎａｄｒｅｆと比較する（ステップＳ３７０）。ここで、閾値Ｎａｄｒｅｆは、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始後に、検出空燃比ＡＦｄや検出空燃比変化率ΔＡＦｄの乱れにより積算条件が一時的に不成立になり、その後に積算条件が再成立する可能性のある時間やそれよりも若干長い時間に対応する値として設定される。

ステップＳ３７０で積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ未満のときには、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄ、積算許可フラグＦａｄを保持して、本ルーチンを終了する。これにより、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立の開始直後などに、検出空燃比ＡＦｄや検出空燃比変化率ΔＡＦｄの乱れにより積算条件が一時的に不成立になったときに、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新の中止を回避することができる。この結果、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

ステップＳ３７０で積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上のときには、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍおよび積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に（ステップＳ３５０）、積算許可フラグＦａｄに値０を設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。この場合、今回のリッチ補正の実行中の、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔ、サブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬの更新を中止することになる。

積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上のときには、通常であれば、検出空燃比ＡＦｄや検出空燃比変化率ΔＡＦｄの乱れにより積算条件が不成立になる可能性が低いと想定される。これを踏まえて、実施例では、積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上のときに、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったときや検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったときには、今回のリッチ補正の実行中でのストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を中止するものとした。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

図７は、検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔ、積算許可フラグＦａｄ、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの様子の一例を示す説明図である。図中、積算許可フラグＦａｄや積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔについて、実線は実施例の様子を示し、一点鎖線は第１比較例の様子を示す。第１比較例としては、検知条件がリッチ補正フラグＦｒが値０である（リーン補正の実行中である）条件を含まない場合を考えるものとした。なお、図７では、定常運転フラグＦｓｔが値１で保持されている場合とした。

図示するように、リッチ補正フラグＦｒが値０で、検出空燃比ＡＦｄがリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）以上に至ると（時刻ｔ１２，ｔ２２）、リッチ補正フラグＦｒを値１に切り替える。また、リッチ補正フラグＦｒが値１で、検出空燃比ＡＦｄがリッチ側閾値（ＡＦｓ－εＲ）以下に至ると（時刻ｔ１５，ｔ２５）、リッチ補正フラグＦｒを値０に切り替える。

また、リッチ補正フラグＦｒが値０のときに検知条件が成立すると（時刻ｔ１１，ｔ２１）、積算許可フラグＦａｄを値０から値１に切り替える。そして、積算許可フラグＦａｄが値１のときに、検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立すると（時刻ｔ１３，ｔ２３）、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新を開始し、その後に積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至ると（時刻ｔ１４，ｔ２４）、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行し、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍおよび積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に積算許可フラグＦａｄを値１から値０に切り替える。このようにしてストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新することができる。

第１比較例では、リッチ補正フラグＦｒが値１のときにおいて（時刻ｔ２２～ｔ２５）、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新して積算許可フラグＦａｄを値１から値０に切り替えた後に（時刻ｔ２４）、検出空燃比ＡＦｄが急増すると（時刻ｔ３１）、検知条件が再成立して積算許可フラグＦａｄを値０から値１に切り替える。そして、その後に検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立すると（時刻ｔ３２）、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新を開始し、積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至ると（時刻ｔ３３）、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行する。したがって、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとでストイキ学習値ＡＦｄｓｔを２回更新することになる。このため、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなる可能性がある。

これに対して、実施例では、リッチ補正フラグＦｒが値１のときにおいて（時刻ｔ２２～ｔ２５）、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新して積算許可フラグＦａｄを値１から値０に切り替えた後に（時刻ｔ２４）、検出空燃比ＡＦｄが急増しても（時刻ｔ３１）、リッチ補正フラグＦｒが値１であるために、検知条件が成立せずに積算許可フラグＦａｄを値０で保持する。このようにして、時刻ｔ３２～ｔ３３で、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新、検出空燃比ＡＦｄやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行するのを回避している。したがって、１回のリッチ補正の実行開始から実行終了までの間に、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを１回だけ更新することになる。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

図８は、図７と同様に、検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔ、積算許可フラグＦａｄ、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの様子の一例を示す説明図である。図中、積算許可フラグＦａｄや積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔについて、実線は実施例の様子を示し、一点鎖線は第２比較例の様子を示す。第２比較例としては、積算許可フラグＦａｄが値１でリッチ補正フラグＦｒが値１のときに、定常運転フラグＦｓｔが値０になっても積算許可フラグＦａｄを値１で保持する場合を考えるものとした。また、図中、時刻ｔ１１～ｔ１５，ｔ２１～ｔ２３，ｔ２５は、図７と同様である。

第２比較例では、リッチ補正フラグＦｒが値１のときにおいて（時刻ｔ２２～ｔ２５）、定常運転フラグＦｓｔが値０になっても（時刻ｔ４１）、積算許可フラグＦａｄを値１で保持する。したがって、その後に定常運転フラグＦｓｔが値１になって検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立すると（時刻ｔ４２）、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新を開始し、積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至ると（時刻ｔ４３）、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行する。図８では、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の中央から下限値の間で、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行している。エンジン２２の運転状態が定常運転状態に戻って検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立している場合としては、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内の上限値側のときと下限値側のときとが生じる。このため、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行すると、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなる可能性がある。

これに対して、実施例では、リッチ補正フラグＦｒが値１のときにおいて（時刻ｔ２２～ｔ２５）、定常運転フラグＦｓｔが値０になると（時刻ｔ４１）、積算許可フラグＦａｄを値１から値０に切り替える。すると、その後に定常運転フラグＦｓｔが値１になっても（時刻ｔ４２）、リッチ補正フラグＦｒが値１であるために、検知条件が成立せずに積算許可フラグＦａｄを値０で保持する。このようにして、時刻ｔ４２～ｔ４３で、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新、検出空燃比ＡＦｄやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行するのを回避している。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。

図９は、図７と同様に、検出空燃比ＡＦｄやリッチ補正フラグＦｒ、定常運転フラグＦｓｔ、積算許可フラグＦａｄ、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの様子の一例を示す説明図である。図中、積算許可フラグＦａｄや積算空燃比ＡＦｄｓｕｍ、積算回数Ｎａｄ、平均空燃比ＡＦｄａｖｅ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔについて、実線は実施例の様子を示し、一点鎖線は第３比較例の様子を示す。第３比較例としては、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新中に、検出空燃比ＡＦｄや検出空燃比変化率ΔＡＦｄの条件が不成立になったことにより検出空燃比ＡＦｄの積算条件が不成立になったときに、積算回数Ｎａｄと閾値Ｎａｄｒｅｆとの大小関係に拘わらずに、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に積算許可フラグＦａｄを値１から値０に切り替える場合を考えるものとした。また、図中、時刻ｔ１１～ｔ１５，ｔ２１～ｔ２５は、図７と同様である。なお、図９では、定常運転フラグＦｓｔが値１で保持されている場合とした。

第３比較例では、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新中に検出空燃比変化率ΔＡＦｄが急減し始めて検出空燃比ＡＦｄの積算条件が不成立になると（時刻ｔ５１）、積算回数Ｎａｄと閾値Ｎａｄｒｅｆとの大小関係に拘わらずに、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に積算許可フラグＦａｄを値１から値０に切り替える。このため、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなる。

これに対して、実施例では、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新中に検出空燃比変化率ΔＡＦｄが急減し始めて検出空燃比ＡＦｄの積算条件が不成立になったときに（時刻ｔ５１）、積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ未満の場合、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄ、積算許可フラグＦａｄを保持する。そして、その後に検出空燃比ＡＦｄの積算条件が再成立すると（時刻ｔ５２）、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄの逐次更新を再開し、積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至ると（時刻ｔ２４）、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を実行する。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

以上説明した実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、リーン補正の実行中である条件、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが閾値ΔＡＦｄｒｅｆ以上である条件、の論理積である検知条件が成立すると、検出空燃比ＡＦｄの積算を許可する。続いて、検出空燃比ＡＦｄの積算を許可しており、且つ、リッチ補正の実行中である条件、エンジン２２の運転状態が定常運転状態である条件、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内である条件、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内である条件、の論理積である検出空燃比ＡＦｄの積算条件が成立しているときに、検出空燃比ＡＦｄを積算して積算空燃比ＡＦｄｓｕｍを演算する。そして、積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至ると、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍを用いて平均空燃比ＡＦｄａｖｅを更新すると共にこの検出空燃比ＡＦｄを用いてストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新する。このようにして、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新することができる。

さらに、検出空燃比ＡＦｄの積算を許可しており且つリッチ補正の実行中に、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新したときや、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなったとき、積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上であり且つ検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったり検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、検出空燃比ＡＦｄの積算の許可を解除する。したがって、これらのときには、次回に検知条件が成立するまで、検出空燃比ＡＦｄや積算回数Ｎａｄの逐次更新、平均空燃比ＡＦｄａｖｅやストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を禁止することになる。これにより、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの信頼性が低くなるのを抑制することができる。即ち、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔをより適切な値とすることができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、検知条件として、リッチ補正フラグＦｒが値０である条件、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが閾値ΔＡＦｄｒｅｆ以上である条件、の論理積を用いるものとした。しかし、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが閾値ΔＡＦｄｒｅｆ以上である条件に代えてまたは加えて、検出空燃比ＡＦｄが閾値ＡＦｄｒｅｆ以上である条件や、酸素吸蔵量ＯＳが閾値ＯＳｒｅｆ以上である条件を用いるものとしてもよい。ここで、閾値ＡＦｄｒｅｆとしては、ストイキ基準値ＡＦｓよりも大きく且つリーン側閾値（ＡＦｓ＋εＬ）よりも小さい値が用いられる。閾値ＯＳｒｅｆとしては、燃焼室１２９内の混合気の空燃比が理論空燃比のときの酸素吸蔵量ＯＳよりも多い値が用いられる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、検出空燃比ＡＦｄの積算条件として、リッチ補正フラグＦｒが値１である条件、定常運転フラグＦｓｔが値１である条件、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内である条件、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内である条件、の論理積を用いるものとした。しかし、定常運転フラグＦｓｔが値１である条件、検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内である条件、のうちの少なくとも１つを用いないものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、図６のずれ量関連学習ルーチンのステップＳ２７０，Ｓ２８０の処理で用いる所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２として、それぞれ固定値を用いるものとした。しかし、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘのうちの少なくとも１つに基づいて所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２を設定するものとしてもよい。吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘに基づいて所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２を設定する場合、図１０の第１所定範囲設定用マップを用いて所定範囲Ｒａｆ１を設定すると共に、図１１の第２所定範囲設定用マップを用いて所定範囲Ｒａｆ１を設定するものとしてもよい。

図１０の第１所定範囲設定用マップは、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘと所定範囲Ｒａｆ１との関係として予め設定され、図示しないＲＯＭに記憶されている。図１１の第２所定範囲設定用マップは、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘと所定範囲Ｒａｆ２との関係として予め設定され、ＲＯＭに記憶されている。図１０および図１１に示すように、所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２は、何れも、吸入空気量Ｑａが多いほどほど広くなり（上限値が大きくなると共に下限値が小さくなり）、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないほど広くなるように設定される。これは、以下の理由による。

リッチ補正の実行中に、吸入空気量Ｑａが多いほど即ち浄化触媒１３６ａに流入する排気量が多いほど、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ない即ち浄化触媒１３６ａの劣化程度が大きいほど、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの単位時間当たりの減少量が大きくなりやすく、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１内である条件や検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２内である条件の成立時間が短くなりやすい。したがって、吸入空気量Ｑａが多いほど広くなり且つ最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないほど広くなるように所定範囲Ｒａｆ１，Ｒａｆ２を設定することにより、吸入空気量Ｑａが多いときや最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないときに、検出空燃比ＡＦｄの検出回数を確保しやすくすることができる。これにより、積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至りやすくすることがでる。この結果、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、図６のずれ量関連学習ルーチンのステップＳ３１０の処理で用いる学習許可回数Ｎａｄｌｒｎとして、固定値を用いるものとした。しかし、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘのうちの少なくとも１つに基づいて学習許可回数Ｎａｄｌｒｎを設定するものとしてもよい。吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘに基づいて学習許可回数Ｎａｄｌｒｎを設定する場合、図１２の学習許可回数設定用マップを用いて学習許可回数Ｎａｄｌｒｎを設定するものとしてもよい。

図１２の学習許可回数設定用マップは、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘと学習許可回数Ｎａｄｌｒｎとの関係として予め設定され、図示しないＲＯＭに記憶されている。図１２に示すように、学習許可回数Ｎａｄｌｒｎは、吸入空気量Ｑａが多いほど少なくなり、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないほど少なくなるように設定される。これは、以下の理由による。

上述したように、リッチ補正の実行中に、吸入空気量Ｑａが多いほど即ち浄化触媒１３６ａに流入する排気量が多いほど、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ない即ち浄化触媒１３６ａの劣化程度が大きいほど、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの減少速度が大きくなりやすい。したがって、吸入空気量Ｑａが多いほどほど少なくなり且つ最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないほど少なくなるように学習許可回数Ｎａｄｌｒｎを設定することにより、吸入空気量Ｑａが多いときや最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ないときに、積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至りやすくすることができ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、図６のずれ量関連学習ルーチンのステップＳ３７０の処理で用いる閾値Ｎａｄｒｅｆとして、固定値を用いるものとした。しかし、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘのうちの少なくとも１つに基づいて閾値Ｎａｄｒｅｆを設定するものとしてもよい。吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘに基づいて閾値Ｎａｄｒｅｆを設定する場合、図１３の閾値設定用マップを用いて閾値Ｎａｄｒｅｆを設定するものとしてもよい。

図１３の閾値設定用マップは、吸入空気量Ｑａおよび最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘと閾値Ｎａｄｒｅｆとの関係として予め設定され、図示しないＲＯＭに記憶されている。図１３に示すように、閾値Ｎａｄｒｅｆは、吸入空気量Ｑａが少ないほど多くなり、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが多いほど多くなるように設定される。これは、以下の理由による。

上述したように、リッチ補正の実行中に、吸入空気量Ｑａが多いほど即ち浄化触媒１３６ａに流入する排気量が多いほど、且つ、最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが少ない即ち浄化触媒１３６ａの劣化程度が大きいほど、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの減少速度が大きくなりやすい。そして、浄化触媒１３６ａの酸素吸蔵量ＯＳの減少速度が小さいと、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始後に、検出空燃比ＡＦｄや検出空燃比変化率ΔＡＦｄの乱れにより積算条件が一時的に不成立になったときに、その後に積算条件が再成立するまでの時間が長くなりやすい。発明者らは、このことを実験や解析により確認した。したがって、吸入空気量Ｑａが少ないほど多くなり且つ最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが多いほど多くなるように閾値Ｎａｄｒｅｆを設定することにより、吸入空気量Ｑａが少ないときや最大酸素吸蔵量ＯＳｍａｘが多いときに、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、検出空燃比ＡＦｄの積算を許可しており且つリッチ補正の実行中に、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新したときや、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなったとき、積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上であり且つ検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったり検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、検出空燃比ＡＦｄの積算の許可を解除するものとした。しかし、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新したとき、エンジン２２の運転状態が定常運転状態でなくなったとき、積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上であり且つ検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったり検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときのうちの一部だけを用いるものとしてもよい。また、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったり検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、積算回数Ｎａｄと閾値Ｎａｄｒｅｆとの大小関係に拘わらずに、検出空燃比ＡＦｄの積算の許可を解除するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、図６のずれ量関連学習ルーチンを実行するものとした。しかし、これに代えて、図１４のずれ量関連学習ルーチンを実行するものとしてもよい。図１４のずれ量関連学習ルーチンは、ステップＳ３７０の処理がステップＳ４００，Ｓ４１０の処理に置き換えられた点、ステップＳ４２０の処理が追加された点や、ステップＳ３５０の処理がステップＳ４３０の処理に置き換えられた点を除いて、図６のずれ量関連学習ルーチンと同一である。したがって、図１４のずれ量関連学習ルーチンのうち図６のずれ量関連学習ルーチンと同一の処理については、同一のステップ番号を付し、詳細な説明を省略する。なお、この変形例では、本ルーチンの繰り返しの実行が開始される（初回の実行が開始される）ときに、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄ、積算許可フラグＦａｄに加えて後述の外れ回数Ｎｏｕｔに初期値としての値０が設定される。

図１４のずれ量関連学習ルーチンでは、ずれ量関連学習部９５は、ステップＳ２５０でリッチ補正フラグＦｒが値１であり、且つ、ステップＳ２６０で定常運転フラグＦｓｔが値０のときにおいて、ステップＳ２７０で検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外のときや、ステップＳ２８０で検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外のときには、積算条件が成立していないと判断する。そして、積算回数Ｎａｄが値０よりも大きいか否かを判定する（ステップＳ４００）。この処理は、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始前であるか成立開始後であるかを判定する処理である。

ステップＳ４００で積算回数Ｎａｄが値０のときには、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始前であると判断し、本ルーチンを終了する。一方、積算回数Ｎａｄが値０よりも大きいときには、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始後であると判断し、現在の外れ回数（現在Ｎｏｕｔ）を値１だけインクリメントした値を新たな外れ回数Ｎｏｕｔに設定して（ステップＳ４１０）、本ルーチンを終了する。

ステップＳ３２０で平均空燃比ＡＦｄａｖｅを更新すると、外れ回数Ｎｏｕｔと図１５の時定数設定用マップとを用いて時定数τを設定し（ステップＳ４２０）、平均空燃比ＡＦｄａｖｅと時定数τとを用いた上述の式（２）のなまし処理によりストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新する（ステップＳ３３０）。そして、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔを用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新し（ステップＳ３４０）、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄ、外れ回数Ｎｏｕｔを値０にリセットし（ステップＳ４３０）、積算許可フラグＦａｄに値０を設定して（ステップＳ３６０）、本ルーチンを終了する。

図１５の時定数設定用マップは、外れ回数Ｎｏｕｔと時定数τとのの関係として予め設定され、図示しないＲＯＭに記憶されている。図１５に示すように、時定数τは、外れ回数Ｎｏｕｔが多いほど大きくなるように設定される。これにより、外れ回数Ｎｏｕｔが多いほど平均空燃比ＡＦｄａｖｅのストイキ学習値ＡＦｄｓｔに与える影響を小さくすることができる。

ここで、図６のずれ量関連学習ルーチンと図１４のずれ量関連学習ルーチンとの相違点の意義について説明する。図６のずれ量関連学習ルーチンでは、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始後に、積算回数Ｎａｄが閾値Ｎａｄｒｅｆ以上であり且つ検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったり検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新を中止し、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄを値０にリセットすると共に積算許可フラグＦａｄを値０に切り替える。

これに対して、図１４のずれ量関連学習ルーチンでは、検出空燃比ＡＦｄの積算条件の成立開始後に、検出空燃比ＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ１外になったり検出空燃比変化率ΔＡＦｄが所定範囲Ｒａｆ２外になったりしたときには、積算回数Ｎａｄと閾値Ｎａｄｒｅｆとの大小関係に拘わらずに、外れ回数Ｎｏｕｔを更新すると共に積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄ、積算許可フラグＦａｄを保持する。そして、その後に積算条件が再成立し、積算空燃比ＡＦｄｓｕｍや積算回数Ｎａｄを逐次更新して積算回数Ｎａｄが学習許可回数Ｎａｄｌｒｎ以上に至ると、平均空燃比ＡＦｄａｖｅを更新すると共に平均空燃比ＡＦｄａｖｅｔに外れ回数Ｎｏｕｔに基づく時定数τとを用いたなまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｄｓｔとして更新する。これにより、外れ回数Ｎｏｕｔが多いときに、平均空燃比ＡＦｄａｖｅのストイキ学習値ＡＦｄｓｔに与える影響を小さくしつつ、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔの更新機会が少なくなるのを抑制することができる。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、平均空燃比ＡＦｄａｖｅになまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｄｓｔとして更新するものとした。しかし、平均空燃比ＡＦｄａｖｅにレート処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｄｓｔとして更新するものとしてもよい。

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、平均空燃比ＡＦｄａｖｅになまし処理を施した値をストイキ学習値ＡＦｄｓｔとして更新するものとした。しかし、平均空燃比ＡＦｄａｖｅをストイキ学習値ＡＦｄｓｔとして更新するものとしてもよい。この場合、式（５）および式（６）に示すように、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）と、値１よりも小さいゲインαＲ，αＬと、の積を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新するのが好ましい。

εR=εRini-(AFdst-AFs)・αR (5)
εL=εLini+(AFdst-AFs)・αL (6)

実施例のハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１では、ずれ量関連学習部９５は、平均空燃比ＡＦｄａｖｅに基づいてストイキ学習値ＡＦｄｓｔを更新し、式（３）および式（４）に示したように、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）を用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新するものとした。しかし、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）をストイキずれ量ΔＡＦｄｓｔとして更新するものとしてもよい。また、ストイキ学習値ＡＦｄｓｔからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄｓｔ－ＡＦｓ）に緩変化処理（なまし処理やレート処理）を施して得られる値をストイキずれ量ΔＡＦｄｓｔとして更新するものとしてもよい。さらに、平均空燃比ＡＦｄａｖｅからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄａｖｅ－ＡＦｓ）をストイキずれ量ΔＡＦｄｓｔとして更新するものとしてもよい。加えて、平均空燃比ＡＦｄａｖｅからストイキ基準値ＡＦｓを減じた値（ＡＦｄａｖｅ－ＡＦｓ）に緩変化処理を施して得られる値をストイキずれ量ΔＡＦｄｓｔとして更新するものとしてもよい。これらの場合、ストイキずれ量ΔＡＦｄｓｔが「ずれ量関連学習値」に該当する。また、これらの場合、式（７）および式（８）に示すように、ストイキずれ量ΔＡＦｄｓｔを用いてサブオフセット量εＲおよびサブオフセット量εＬを更新するものとしてもよい。

εR=εRini-ΔAFdst (7)
εL=εLini+ΔAFdst (8)

実施例では、エンジン２２とプラネタリギヤ３０とモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えるハイブリッド自動車２０に搭載されるエンジン装置２１の形態とした。しかし、エンジンと１つのモータとを備えるいわゆる１モータハイブリッド自動車に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。また、エンジンからの動力だけを用いて走行する自動車に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。さらに、建設設備などの移動しない設備に搭載されるエンジン装置の形態としてもよい。

実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係について説明する。実施例では、エンジン２２が「エンジン」に相当し、浄化触媒１３６ａが「浄化触媒」に相当し、下流側空燃比センサ１５４が「排気センサ」に相当し、エンジンＥＣＵ２４が「制御装置」に相当する。

なお、実施例の主要な要素と課題を解決するための手段の欄に記載した発明の主要な要素との対応関係は、実施例が課題を解決するための手段の欄に記載した発明を実施するための形態を具体的に説明するための一例であることから、課題を解決するための手段の欄に記載した発明の要素を限定するものではない。即ち、課題を解決するための手段の欄に記載した発明についての解釈はその欄の記載に基づいて行なわれるべきものであり、実施例は課題を解決するための手段の欄に記載した発明の具体的な一例に過ぎないものである。

以上、本発明を実施するための形態について実施例を用いて説明したが、本発明はこうした実施例に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。

本発明は、エンジン装置の製造産業などに利用可能である。

２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ エンジンＥＣＵ、２６ クランクシャフト、２８ ダンパ、３０ プラネタリギヤ、３６ 駆動軸、３８ デファレンシャルギヤ、３９ａ，３９ｂ 駆動輪、４０ モータＥＣＵ、４１，４２ インバータ、４３，４４ 回転位置センサ、５０ バッテリ、５１ａ 電圧センサ、５１ｂ 電流センサ、５１ｃ 温度センサ、５２ バッテリＥＣＵ、５４ 電力ライン、７０ ＨＶＥＣＵ、８０ イグニッションスイッチ、８１ シフトレバー、８２ シフトポジションセンサ、８３ アクセルペダル、８４ アクセルペダルポジションセンサ、８５ ブレーキペダル、８６ ブレーキペダルポジションセンサ、８８ 車速センサ、８９ 外気温センサ、９０ ベース噴射量設定部、９１ メインフィードバック部、９２ サブフィードバック部、９３ 目標噴射量設定部、９４ 噴射弁制御部、９５ ずれ量関連学習部、９６ 酸素吸蔵量推定部、１２２ エアクリーナ、１２３ 吸気管、１２４ スロットルバルブ、１２４ａ スロットルバルブポジションセンサ、１２４ｂ スロットルモータ、１２５ サージタンク、１２６ 燃料噴射弁、１２８ 吸気バルブ、１２９ 燃焼室、１３０ 点火プラグ、１３２ ピストン、１３３ 排気バルブ、１３４ 排気管、１３６，１３８ 浄化装置、１３６ａ，１３８ａ 浄化触媒、１４０ クランクポジションセンサ、１４２ 水温センサ、１４４ カムポジションセンサ、１４８ エアフローメータ、１４９ 温度センサ、１５０ 圧力センサ、１５２ 上流側空燃比センサ、１５４ 下流側空燃比センサ、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ。

Claims (11)

1. 燃料噴射弁を有するエンジンと、
   前記エンジンの排気系に取り付けられると共に酸素を吸蔵可能な浄化触媒と、
   前記排気系の前記浄化触媒よりも下流側に取り付けられた排気センサと、
   前記エンジンを運転する際には、前記燃料噴射弁の燃料噴射量に対するリッチ補正の実行中に前記排気センサにより検出される検出空燃比がリッチ側閾値以下に至ると、前記燃料噴射量に対するリーン補正の実行に切り替えると共に、前記リーン補正の実行中に前記検出空燃比がリーン側閾値以上に至ると、前記リッチ補正の実行に切り替える制御装置と、
   を備えるエンジン装置であって、
   前記制御装置は、
   前記リーン補正の実行中に前記浄化触媒よりも下流側の排気のリーンを検知した検知条件が成立すると、前記検出空燃比の積算を許可し、
   前記検出空燃比の積算を許可しており、且つ、前記リッチ補正の実行中である条件と前記検出空燃比が基準値を含む第１所定範囲内である条件とを含む積算条件が成立しているときには、前記検出空燃比を積算して積算空燃比を演算し、
   前記検出空燃比の積算回数が学習許可回数以上に至ると、前記積算空燃比を用いて前記検出空燃比のずれ量に関するずれ量関連学習値を更新し、
   前記検出空燃比の積算を許可しており且つ前記リッチ補正の実行中に、禁止条件が成立すると、前記検出空燃比の積算の許可を解除する、
   エンジン装置。
2. 請求項１記載のエンジン装置であって、
   前記禁止条件は、前記ずれ量関連学習値を更新した条件を含む、
   エンジン装置。
3. 請求項１または２記載のエンジン装置であって、
   前記禁止条件は、前記積算条件が不成立であり且つ前記検出空燃比の積算回数が前記学習許可回数未満の判定用回数以上である条件を含む、
   エンジン装置。
4. 請求項３記載のエンジン装置であって、
   前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量および／または前記浄化触媒の最大酸素吸蔵量に基づいて前記判定用回数を設定する、
   エンジン装置。
5. 請求項１または２記載のエンジン装置であって、
   前記制御装置は、前記積算回数が前記許可回数以上に至ったときには、前記積算条件の成立開始後に前記積算条件が不成立になった外れ回数が多いほど前記積算空燃比の反映程度を小さくして前記ずれ量関連学習値を更新する、
   エンジン装置。
6. 請求項１ないし５のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
   前記積算条件は、前記エンジンの運転状態が前記定常運転状態である条件を含み、
   前記禁止条件は、前記エンジンの運転状態が前記定常運転状態でなくなった条件を含む、
   エンジン装置。
7. 請求項１ないし６のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
   前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量および／または前記浄化触媒の最大酸素吸蔵量に基づいて前記学習許可回数および／または前記第１所定範囲を設定する、
   エンジン装置。
8. 請求項１ないし７のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
   前記積算条件は、前記検出空燃比の単位時間当たりの変化量である検出空燃比変化率が値０を含む第２所定範囲内である条件を含む、
   エンジン装置。
9. 請求項８記載のエンジン装置であって、
   前記制御装置は、前記エンジンの吸入空気量および／または前記浄化触媒の最大酸素吸蔵量に基づいて前記第２所定範囲を設定する、
   エンジン装置。
10. 請求項１ないし９のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
    前記検知条件は、前記リーン補正の実行中である条件と、前記検出空燃比の単位時間当たりの変化量である検出空燃比変化率が所定変化率以上になった条件、前記検出空燃比が所定空燃比以上になった条件、前記浄化触媒の酸素吸蔵量が所定吸蔵量以上になった条件のうちの少なくとも１つとを含む、
    エンジン装置。
11. 請求項１ないし１０のうちの何れか１つの請求項に記載のエンジン装置であって、
    前記制御装置は、前記ずれ量関連学習値を用いて前記リッチ側閾値および前記リーン側閾値を設定する、
    エンジン装置。

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