WO2012032631A1 - 空燃比制御装置 - Google Patents

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WO2012032631A1
WO2012032631A1 PCT/JP2010/065492 JP2010065492W WO2012032631A1 WO 2012032631 A1 WO2012032631 A1 WO 2012032631A1 JP 2010065492 W JP2010065492 W JP 2010065492W WO 2012032631 A1 WO2012032631 A1 WO 2012032631A1
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fuel ratio
air
spike
control apparatus
ratio control
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亮太 尾上
鈴木　純一
藤原　孝彦
亮 冨松
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トヨタ自動車株式会社
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    • F02D41/2454—Learning of the air-fuel ratio control

Definitions

  • the present invention relates to an air-fuel ratio control device.
  • An apparatus for controlling the air-fuel ratio based on the outputs of the upstream air-fuel ratio sensor and the downstream air-fuel ratio sensor provided in the exhaust passage of the internal combustion engine has been widely known (for example, JP-A-6-317204, (See JP 2003-314334 A, JP 2004-183585 A, JP 2005-120869 A, JP 2005-273524 A, etc.).
  • the upstream air-fuel ratio sensor is provided on the upstream side in the exhaust flow direction with respect to the exhaust purification catalyst for purifying exhaust from the cylinder (the uppermost one when two or more are provided).
  • the downstream air-fuel ratio sensor is provided downstream of the exhaust purification catalyst in the exhaust flow direction.
  • the downstream air-fuel ratio sensor has a step-like response before and after the stoichiometric air-fuel ratio (Z characteristic: a characteristic in which the output changes stepwise in such a manner that the output suddenly changes between the rich side and the lean side with respect to the stoichiometric air-fuel ratio. )
  • a so-called oxygen sensor also referred to as an O 2 sensor
  • the oxygen sensor described above or a so-called A / F sensor also referred to as a linear O 2 sensor whose output changes in proportion to the air-fuel ratio is widely used. It has been.
  • the fuel injection amount is feedback-controlled based on the output signal from the upstream air-fuel ratio sensor so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst becomes the target air-fuel ratio (
  • this control is referred to as “main feedback control”.
  • main feedback control In addition to this main feedback control, control is also performed in which an output signal from the downstream air-fuel ratio sensor is fed back to the fuel injection amount (hereinafter, this control is referred to as “sub-feedback control”).
  • the sub-feedback correction amount is determined based on the output signal from the downstream air-fuel ratio sensor (more specifically, the deviation between the signal and the target voltage corresponding to the target air-fuel ratio). Calculated. Then, by further feeding back the sub feedback correction amount to the main feedback control, the deviation between the air fuel ratio of the exhaust gas corresponding to the output from the upstream air fuel ratio sensor and the target air fuel ratio is corrected.
  • This three-way catalyst has a function called an oxygen storage function or an oxygen storage function.
  • This oxygen storage function (1) When the air-fuel ratio of the fuel mixture is lean, it reduces nitrogen oxides by depriving oxygen from the nitrogen oxides in the exhaust, and stores the deprived oxygen inside (2) The function of releasing (stored) oxygen stored in the exhaust gas for oxidation of unburned components when the air-fuel ratio of the fuel mixture is rich.
  • the above-described oxygen storage function which is the exhaust purification capacity of this type of three-way catalyst, can be maintained high by activating the catalyst material (noble metal) by repeating the storage and release of oxygen.
  • a device that performs control (perturbation control) to forcibly oscillate the air-fuel ratio of the exhaust gas, that is, the air-fuel ratio of the fuel mixture, in order to cause repetition of oxygen storage and release in the three-way catalyst has been widely known.
  • control perturbation control
  • An internal combustion engine system to which the present invention is applied includes an internal combustion engine having a cylinder therein, an exhaust purification catalyst and a downstream air-fuel ratio sensor mounted in an exhaust passage (exhaust passage exhausted from the cylinder).
  • the exhaust purification catalyst is configured to purify exhaust exhausted from the cylinder.
  • the downstream air-fuel ratio sensor is attached to the exhaust passage at a portion downstream of the exhaust purification catalyst in the exhaust flow direction, and generates an output corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust at the portion. ing.
  • the internal combustion engine system may further include an upstream air-fuel ratio sensor.
  • the upstream air-fuel ratio sensor is attached to the exhaust passage at a portion upstream of the exhaust purification catalyst and the downstream air-fuel ratio sensor in the exhaust gas flow direction in the internal combustion engine system, and the exhaust gas at the portion is exhausted. An output corresponding to the air-fuel ratio is generated.
  • the air-fuel ratio control apparatus of the present invention is an apparatus for controlling the air-fuel ratio of the internal combustion engine based on at least the output of the downstream air-fuel ratio sensor, characterized by reverse spike introduction means and reverse spike interval setting And means.
  • the reverse spike introduction means introduces an air-fuel ratio spike (reverse spike) in a direction opposite to the direction during the air-fuel ratio correction required by the output of the downstream air-fuel ratio sensor. Yes. That is, the reverse spike temporarily changes the air-fuel ratio of the exhaust gas in a direction opposite to the air-fuel ratio correction direction required by the output of the downstream air-fuel ratio sensor, rather than the control target air-fuel ratio. This is an air-fuel ratio spike.
  • the reverse spike interval setting means sets a reverse spike interval based on the operating state of the internal combustion engine system.
  • the reverse spike interval is an interval between two reverse spikes adjacent in time.
  • the air-fuel ratio control apparatus may further include deviation acquisition means for acquiring a deviation between the output of the downstream air-fuel ratio sensor and a predetermined target value (for example, a value corresponding to the theoretical air-fuel ratio).
  • the reverse spike interval setting means sets the reverse spike interval based on the deviation.
  • the reverse spike interval setting means may set the reverse spike interval based on the load of the internal combustion engine (that is, the intake air amount of the cylinder). In this case, specifically, for example, the reverse spike interval setting means sets the reverse spike interval to be shorter as the load is higher (that is, as the intake air amount is larger).
  • the reverse spike interval setting means may set the reverse spike interval based on a deterioration state of the exhaust purification catalyst. In this case, specifically, for example, the reverse spike interval setting means sets the reverse spike interval to be shorter as the exhaust purification catalyst deteriorates.
  • the air-fuel ratio control apparatus may further include a reverse spike time setting means for setting a reverse spike time (a duration per one reverse spike) based on an operating state of the internal combustion engine system. Good.
  • the reverse spike time setting means may set the reverse spike time based on the load of the internal combustion engine.
  • the reverse spike time setting means may set the reverse spike time based on a deterioration state of the exhaust purification catalyst.
  • the air-fuel ratio control device further includes reverse spike intensity setting means for setting a reverse spike intensity that is an air-fuel ratio fluctuation width in one reverse spike based on the intake air amount of the cylinder. May be.
  • the air-fuel ratio control apparatus may further include a downstream learning condition determination unit that permits learning for correcting a steady error in the output of the downstream air-fuel ratio sensor.
  • the downstream learning condition determination unit permits the learning based on the reverse spike interval.
  • the air / fuel ratio control device changes the direction of change in the output of the downstream air / fuel ratio sensor in the direction opposite to the direction of air / fuel ratio correction required by the output. At this point, the learning is performed by correcting the target value.
  • the air-fuel ratio control apparatus may further include an upstream learning condition determination unit that permits learning for correcting a steady error in the output of the upstream air-fuel ratio sensor.
  • the upstream-side learning condition determining means permits the learning based on the reverse spike interval.
  • the downstream air-fuel ratio sensor generates an output corresponding to the air-fuel ratio (oxygen concentration) in the exhaust discharged (flowed out) from the exhaust purification catalyst.
  • an exhaust gas purification action oxygen storage or release reaction
  • the substantial exhaust purification part gradually moves toward the downstream end side (rear end side or exhaust outlet side).
  • the exhaust purification function oxygen storage or release reaction
  • the exhaust purification catalyst can no longer process exhaust.
  • exhaust exhaust in the exhaust purification catalyst occurs.
  • the air-fuel ratio (oxygen concentration) in the exhaust gas reaching the downstream air-fuel ratio sensor changes suddenly, and as a result, the output of the downstream air-fuel ratio sensor also changes suddenly.
  • the reverse spike that is the air-fuel ratio spike in the direction opposite to that direction are introduced at appropriate intervals according to the operating state of the internal combustion engine system. Thereby, generation
  • the air-fuel ratio correction in the rich direction is thereby required.
  • the nitrogen oxide purification treatment function (oxygen storage) in the exhaust purification catalyst is completely saturated.
  • the lean spike in the direction opposite to the rich requested air-fuel ratio correction based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor is an appropriate condition (interval or the like) according to the operating state of the internal combustion engine system. ). Then, nitrogen oxides in the lean air-fuel ratio exhaust gas due to lean spikes are purified at the upstream portion (upstream end portion) of the exhaust purification catalyst in the exhaust flow direction. On the other hand, since the air-fuel ratio of the average exhaust gas is still rich, the rich air-fuel ratio exhaust purification portion and the nitrogen oxide purification treatment recovery portion gradually move toward the downstream side in the exhaust flow direction. I will do it.
  • the exhaust gas accompanying the lean spike is appropriately processed in the upstream portion in the exhaust flow direction, and the catalytic reaction accompanying the rich air-fuel ratio correction gradually progresses in the midstream portion and the downstream portion. To do. For this reason, the change in the air-fuel ratio (oxygen concentration) of the exhaust gas in the midstream portion and the downstream portion is moderated, thereby suppressing the generation of transient output of the downstream air-fuel ratio sensor as much as possible. Furthermore, the exhaust purification capacity (oxygen storage capacity or oxygen release capacity) in the central part and the downstream part is used evenly.
  • the exhaust gas flowing into the exhaust purification catalyst is made lean.
  • purification treatment reduction
  • nitrogen oxides in the lean air-fuel ratio exhaust gas is performed on the upstream end side in the exhaust flow direction of the exhaust purification catalyst, and the purification treatment function of unburned components is restored.
  • Oxygen is occluded.
  • the lean air-fuel ratio exhaust purification process part and the unburned component purification process recovery part gradually move downstream.
  • the rich spike in the direction opposite to the lean requested air-fuel ratio correction based on the output of the downstream side air-fuel ratio sensor is an appropriate condition (interval or the like) according to the operating state of the internal combustion engine system. ). Then, unburned components in the rich air-fuel ratio exhaust gas due to the rich spike are purified at the upstream portion (upstream end portion) in the exhaust flow direction of the exhaust purification catalyst. On the other hand, since the average air-fuel ratio of the exhaust gas is still lean, the purification process part of the lean air-fuel ratio exhaust and the purification process recovery part of the unburned component gradually move toward the downstream side in the exhaust flow direction. I will do it.
  • the exhaust gas accompanying the rich spike is appropriately processed in the upstream portion in the exhaust flow direction, and the catalytic reaction accompanying the air-fuel ratio correction in the lean direction gradually proceeds in the midstream portion and the downstream portion.
  • the change in the air-fuel ratio (oxygen concentration) of the exhaust gas in the midstream portion and the downstream portion is moderated, thereby suppressing the generation of transient output of the downstream air-fuel ratio sensor as much as possible.
  • the exhaust purification capacity oxygen storage capacity or oxygen release capacity
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an internal combustion engine system to which an embodiment of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a graph showing the relationship between the output of the upstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 1 and the air-fuel ratio.
  • FIG. 3 is a graph showing the relationship between the output of the downstream air-fuel ratio sensor shown in FIG. 1 and the air-fuel ratio.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the contents of the control executed in the present embodiment.
  • FIG. 5 is a flowchart showing a specific example of processing executed by the CPU shown in FIG.
  • FIG. 6 is a flowchart showing a specific example of processing executed by the CPU shown in FIG.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a specific example of processing executed by the CPU shown in FIG. FIG.
  • FIG. 8 is a flowchart showing another specific example of the process executed by the CPU shown in FIG.
  • FIG. 9 is a timing chart showing other control contents executed in the present embodiment.
  • FIG. 10 is a flowchart showing a specific example of processing corresponding to the control shown in FIG.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine system S (hereinafter simply referred to as “system S”, for example, a vehicle corresponds to this) to which the present invention is applied.
  • This system S includes a piston reciprocating spark ignition type multi-cylinder four-cycle engine 1 (hereinafter simply referred to as “engine 1”), and an engine control device 2 which is an embodiment of the air-fuel ratio control device of the present invention.
  • FIG. 1 shows a cross-sectional view of a specific cylinder of the engine 1 by a plane orthogonal to the cylinder arrangement direction.
  • the engine 1 includes a cylinder block 11 and a cylinder head 12. These are fixed to each other by bolts or the like (not shown). An intake passage 13 and an exhaust passage 14 are connected to the engine 1 (specifically, the cylinder block 11).
  • the cylinder block 11 is formed with a cylinder bore 111 that is a substantially cylindrical through hole for constituting a cylinder. As described above, the cylinder block 11 has a plurality of cylinder bores 111 arranged in a line along the cylinder arrangement direction. A piston 112 is accommodated inside each cylinder bore 111 so as to be capable of reciprocating along a central axis of the cylinder bore 111 (hereinafter referred to as “cylinder central axis”).
  • crankshaft 113 is rotatably supported while being arranged in parallel with the cylinder arrangement direction.
  • the crankshaft 113 is connected to the piston 112 via a connecting rod 114 so as to be rotationally driven based on reciprocal movement along the cylinder central axis of the piston 112.
  • a cylinder head 12 is joined to one end of the cylinder block 11 in the direction along the cylinder central axis (the end on the top dead center side of the piston 112: the upper end in the figure).
  • a plurality of recesses are provided at positions corresponding to the respective cylinder bores 111 on the end face of the cylinder head 12 on the cylinder block 11 side. That is, in the state where the cylinder head 12 is joined and fixed to the cylinder block 11, the space inside the cylinder bore 111 on the cylinder head 12 side (upper side in the drawing) from the top surface of the piston 112 and the space inside the above-described recess.
  • the combustion chamber CC is formed.
  • the cylinder head 12 is provided with an intake port 121 and an exhaust port 122 so as to communicate with the combustion chamber CC.
  • An intake passage 13 including an intake manifold and a surge tank is connected to the intake port 121.
  • the exhaust port 122 is connected to an exhaust passage 14 including an exhaust manifold.
  • the cylinder head 12 is provided with an intake valve 123, an exhaust valve 124, an intake valve control device 125, an exhaust camshaft 126, a spark plug 127, an igniter 128, and an injector 129.
  • the intake valve 123 is a valve for opening and closing the intake port 121 (that is, controlling the communication state between the intake port 121 and the combustion chamber CC).
  • the exhaust valve 124 is a valve for opening and closing the exhaust port 122 (that is, controlling the communication state between the exhaust port 122 and the combustion chamber CC).
  • the intake valve control device 125 is a mechanism for controlling the rotation angle (phase angle) of an intake cam and an intake camshaft (not shown) (the specific configuration of such a mechanism is well known, and therefore the description thereof is omitted in this specification. ).
  • the exhaust camshaft 126 is configured to drive the exhaust valve 124.
  • the spark plug 127 is provided so that the spark generating electrode at the tip thereof is exposed in the combustion chamber CC.
  • the igniter 128 includes an ignition coil for generating a high voltage to be applied to the spark plug 127.
  • the injector 129 is configured and arranged to inject fuel to be supplied into the combustion chamber CC into the intake port 121.
  • a throttle valve 132 is attached at a position between the air filter 131 and the intake port 121 in the intake passage 13.
  • the throttle valve 132 is rotationally driven by a throttle valve actuator 133 so that the opening cross-sectional area of the intake passage 13 is variable.
  • the upstream side catalytic converter 141 and the downstream side catalytic converter 142 are mounted in the exhaust passage 14.
  • the upstream catalytic converter 141 corresponding to the “exhaust purification catalyst” of the present invention is an exhaust purification catalytic device into which exhaust discharged from the combustion chamber CC to the exhaust port 122 first flows, and is more than the downstream catalytic converter 142. It is provided on the upstream side in the exhaust flow direction.
  • the upstream catalytic converter 141 and the downstream catalytic converter 142 are internally provided with a three-way catalyst having an oxygen storage function, and are configured to simultaneously purify unburned components such as CO and HC and NOx in the exhaust gas. .
  • the engine control device 2 includes an electronic control unit 200 (hereinafter simply referred to as “ECU 200”) that constitutes each means of the present invention.
  • the ECU 200 includes a CPU 201, a ROM 202, a RAM 203, a backup RAM 204, an interface 205, and a bidirectional bus 206.
  • the CPU 201, ROM 202, RAM 203, backup RAM 204, and interface 205 are connected to each other via a bidirectional bus 206.
  • a routine (program) executed by the CPU 201, a table (including a lookup table and a map) referred to when the routine is executed, and the like are stored in advance.
  • the RAM 203 temporarily stores data as necessary when the CPU 201 executes a routine.
  • the backup RAM 204 stores data when the CPU 201 executes a routine while the power is turned on, and holds the stored data even after the power is shut off. Specifically, the backup RAM 204 stores a part of the acquired (detected or estimated) operation state parameters, a part of the above-described table, a correction (learning) result of the table, and the like so as to be overwritten. It has become.
  • the interface 205 is electrically connected to operating units (the intake valve control device 125, the igniter 128, the injector 129, the throttle valve actuator 133, etc.) in the system S and various sensors described later. That is, the interface 205 transmits detection signals from various sensors to be described later to the CPU 201 and drives the operation unit described above (this is calculated by the CPU 201 based on the detection signals described above (the routine described above)). Is executed) is transmitted to the operation unit.
  • operating units the intake valve control device 125, the igniter 128, the injector 129, the throttle valve actuator 133, etc.
  • the system S includes a coolant temperature sensor 211, a cam position sensor 212, a crank position sensor 213, an air flow meter 214, an upstream air-fuel ratio sensor 215a, a downstream air-fuel ratio sensor 215b, a throttle position sensor 216, and an accelerator opening sensor 217, Etc. are provided.
  • the cooling water temperature sensor 211 is attached to the cylinder block 11 and outputs a signal corresponding to the cooling water temperature Tw in the cylinder block 11.
  • the cam position sensor 212 is attached to the cylinder head 12 and corresponds to the rotation angle of the above-described intake camshaft (not shown) (included in the intake valve control device 125) for reciprocating the intake valve 123.
  • a waveform signal (G2 signal) having a pulse is output.
  • the crank position sensor 213 is mounted on the cylinder block 11 and outputs a waveform signal having a pulse corresponding to the rotation angle of the crankshaft 113.
  • the air flow meter 214 is attached to the intake passage 13 and outputs a signal corresponding to an intake air flow rate Ga that is a mass flow rate per unit time of intake air flowing through the intake passage 13.
  • the upstream air-fuel ratio sensor 215a and the downstream air-fuel ratio sensor 215b are mounted in the exhaust passage 14.
  • the upstream air-fuel ratio sensor 215a is disposed upstream of the upstream catalytic converter 141 in the exhaust flow direction.
  • the downstream air-fuel ratio sensor 215b is disposed at a position downstream of the upstream catalytic converter 141 in the exhaust flow direction, specifically, a position between the upstream catalytic converter 141 and the downstream catalytic converter 142. Yes.
  • the upstream air-fuel ratio sensor 216a and the downstream air-fuel ratio sensor 216b output a signal corresponding to the air-fuel ratio (oxygen concentration) of the exhaust gas that passes through the part where the upstream air-fuel ratio sensor 216a and the downstream air-fuel ratio sensor 216b are mounted.
  • the upstream air-fuel ratio sensor 215a is a limiting current type oxygen concentration sensor (so-called A / F sensor), and is substantially linear with respect to a wide range of air-fuel ratios as shown in FIG. Output is generated.
  • the downstream air-fuel ratio sensor 215b is an electromotive force type (concentration cell type) oxygen concentration sensor (so-called O 2 sensor), and as shown in FIG.
  • the throttle position sensor 216 is disposed at a position corresponding to the throttle valve 132.
  • the throttle position sensor 216 outputs a signal corresponding to the actual rotational phase of the throttle valve 132 (that is, the throttle valve opening TA).
  • the accelerator opening sensor 217 outputs a signal corresponding to the operation amount (accelerator operation amount PA) of the accelerator pedal 220 by the driver.
  • the ECU 200 of the present embodiment performs air-fuel ratio control of the engine 1, that is, control of the fuel injection amount (injection time) in the injector 129, based on the outputs of the upstream air-fuel ratio sensor 215a and the downstream air-fuel ratio sensor 215b.
  • the fuel injection amount is fed back based on the output signal from the upstream air-fuel ratio sensor 215a so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream catalytic converter 141 becomes the target air-fuel ratio (required air-fuel ratio).
  • Controlled main feedback control
  • control for feeding back the output of the downstream air-fuel ratio sensor 215b to the fuel injection amount is also performed (sub-feedback control).
  • sub-feedback control based on the output of the downstream air-fuel ratio sensor 215b, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the upstream catalytic converter 141, that is, the air-fuel ratio of the fuel mixture supplied to the combustion chamber CC (required air-fuel ratio). Is determined.
  • FIG. 4 is a timing chart showing the contents of the control executed in this embodiment.
  • “Voxs” on the lower side in FIG. 4 indicates a change over time in the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b
  • “Request A / F” on the upper side in FIG. 4 indicates the downstream air-fuel ratio sensor shown on the lower side.
  • the required air-fuel ratio set based on the output Voxs of 216b is shown.
  • the required air-fuel ratio is set to the rich side based on the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b (rich request). During this rich request, the required air-fuel ratio is set to a value which is displaced to the rich side increases from the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometric) (see figure AF R).
  • the rich air-fuel ratio exhaust gas flows into the upstream side catalytic converter 141.
  • the three-way catalyst hereinafter simply referred to as “three-way catalyst” provided in the upstream side catalytic converter 141
  • oxygen release occurs in order to purify (oxidize) the rich air-fuel ratio exhaust gas.
  • the rich air-fuel ratio exhaust gas blows through the upstream catalytic converter 141, so that the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is inverted from the lean side to the rich side.
  • the required air-fuel ratio is set to the lean side based on the output Voxs (lean request).
  • the required air-fuel ratio is set to a large value which is displaced to the lean side from the stoichiometric air-fuel ratio (see figure AF L).
  • the oxygen storage rate in the three-way catalyst is increased, so that the oxygen storage function is utilized to the maximum.
  • the rich spike is on standby (prohibited) until time t2 when a predetermined time has elapsed from time t1.
  • the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is based on a value (rich-side maximum value or rich-side extreme value) Voxs_Rmax corresponding to the rich-side amplitude centered on the target value Voxs_ref corresponding to the theoretical air-fuel ratio. Is the time when the voltage drops slightly and reaches the rich spike start value Voxs_RS.
  • the rich spike is prohibited, so that the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b can be quickly reduced from the rich side extreme value Voxs_Rmax to reach the rich spike start value Voxs_RS. .
  • the rich air-fuel ratio exhaust gas accompanying the rich spike is appropriately processed on the upstream end side in the exhaust flow direction of the three-way catalyst.
  • the oxygen storage portion moves from the midstream portion in the exhaust flow direction of the three-way catalyst toward the downstream end side.
  • the change in the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is moderated as shown in FIG. 4, and the oxygen storage capacity of the three-way catalyst is utilized evenly.
  • This rich spike is permitted until time t3 before the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is inverted from the rich side to the lean side.
  • the rich spike is performed once in about 0.1 to 1 second, and is executed once in 1 to 5 seconds (the same applies to the lean spike described later).
  • the output Voxs and the target value of the downstream air-fuel ratio sensor 216b It is set according to the deviation ⁇ Voxs from Voxs_ref. Specifically, the rich spike interval T RS is set larger the deviation ⁇ Voxs large, is set as the deviation ⁇ Voxs small small reversed. As a result, the maximum utilization of the oxygen storage function by introducing a strong lean air-fuel ratio exhaust gas into the three-way catalyst is ensured, and the generation of transient output of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is suppressed as much as possible.
  • the rich spike interval T RS is set larger the deviation ⁇ Voxs large, is set as the deviation ⁇ Voxs small small reversed.
  • the rich spike interval TRS is set according to the engine load. Specifically, the rich spike interval TRS is set smaller as the engine load is higher. At the same time, the rich spike time (duration per one rich spike) tRS is set shorter as the engine load is higher. Thereby, the optimal rich spike execution state (rich spike interval T RS and rich spike time t RS ) is maintained.
  • a lean air-fuel ratio exhaust gas is introduced into the three-way catalyst for a longer time by setting the rich spike interval TRS to be large.
  • the oxygen occlusion function of the three-way catalyst can be drawn out more greatly.
  • a lean air-fuel ratio exhaust gas is easily introduced into the three-way catalyst. For this reason, in this region, by setting the rich spike interval TRS to be small, the displacement of the average air-fuel ratio during the lean request to the lean side is mitigated, thereby reducing emissions.
  • the rich spike interval T RS and the rich spike time t RS are set according to the deterioration state of the three-way catalyst. Specifically, as the deterioration of the three-way catalyst progresses (that is, as the value of the oxygen storage capacity OSC acquired by the on-board catalyst diagnosis decreases), the rich spike interval TRS is set to be small and the rich spike time is set. t RS is set short. Thereby, emission can be reduced.
  • the rich request is started.
  • the required air-fuel ratio is set to a value which is displaced to the rich side increases from the stoichiometric air-fuel ratio (see figure AF R).
  • the oxygen release rate in the three-way catalyst is increased, so that the oxygen storage function is utilized to the maximum extent.
  • the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is based on a value (lean-side maximum value or lean-side extreme value) Voxs_Lmax corresponding to the lean-side amplitude centered on the target value Voxs_ref corresponding to the theoretical air-fuel ratio. Also, the voltage rises slightly and reaches the lean spike start value Voxs_LS. As a result, the change in the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is moderated as shown in FIG. 4, and the oxygen release capability of the three-way catalyst is utilized evenly. Thereafter, lean spike is permitted until time t5 before the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is reversed from the lean side to the rich side.
  • the lean spike interval T LS is set such that the deviation ⁇ Voxs between the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b and the target value Voxs_ref, the engine load, and the three-way catalyst It is set according to the deterioration state. Specifically, the lean spike interval T LS is set to be larger as the deviation ⁇ Voxs is larger, set to be smaller as the engine load is higher, and set to be smaller as the deterioration of the three-way catalyst proceeds.
  • the lean spike time t LS is set according to the engine load and the deterioration state of the three-way catalyst. Specifically, the lean spike time t LS is set shorter as the engine load is higher, and is set shorter as the deterioration of the three-way catalyst proceeds.
  • the request in the rich required air-fuel ratio AF R and (required air-fuel ratio in the lean spike) lean spike strength AF LS, as well as the required air-fuel ratio AF L and the rich spike intensity in the lean request (rich spike required air-fuel ratio) AF RS is set according to the engine load.
  • the oxygen occlusion and release rates can be increased by setting these values to be greatly displaced from the target value Voxs_ref.
  • emission can be reduced by reducing the displacement from these target values Voxs_ref.
  • the catalyst stoichiometry (the stoichiometric point of the three-way catalyst: specifically, the median value of the catalyst window) is shifted to the rich side (for example, JP 2005-48711 A 2005-351250 publication etc.). Therefore, (as i.e. the intake air flow rate Ga increases) as is a high load, so shifting the catalyst stoichiometric to rich, above the required air-fuel ratio AF R, etc. and the target value Voxs_ref is set appropriately.
  • step 520 Yes
  • the process proceeds to step 610 and thereafter in FIG. 6 and a lean request is started.
  • the required air-fuel ratio AF L in the lean request based on the engine load or the intake air flow rate Ga (by using a map or the like) is set.
  • step 620 it is determined whether or not the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is decreasing.
  • the process does not proceed to the subsequent step 630 until the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b starts to decrease.
  • step 620 Yes
  • step 630 the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b falls from the rich side extreme value Voxs_Rmax to about the rich spike start value Voxs_RS as shown in FIG.
  • step 640 the deviation ⁇ Voxs is obtained by subtracting the target value Voxs_ref from the current output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b.
  • the rich spike intensity AF RS , the rich spike interval T RS , and the rich spike time t RS are set based on the operating state parameter of the system S including the deviation ⁇ Voxs (steps 645 to 655). ), A rich spike is executed based on the set value and the count value of the spike control timer (step 660).
  • the rich spike intensity AF RS is set based on the intake air flow rate Ga.
  • the intake air flow rate Ga, the oxygen storage capacity OSC of the three-way catalyst (this is separately determined by a well-known on-board catalyst diagnosis: for example, JP-A-8-284648, JP-A-10- 311213, JP-a No. 11-125112, JP-like references.), and based on the deviation DerutaVoxs, rich spike interval T RS is set.
  • the rich spike time tRS is set based on the intake air flow rate Ga and the oxygen storage capacity OSC.
  • step 520 in FIG. 5 determines whether the determination in step 520 in FIG. 5 is “No”, or if step 680 in FIG. 6 has been passed (that is, if the above-described rich spike control has ended).
  • step 710 the required air-fuel ratio AF R in the rich request, based on the engine load or the intake air flow rate Ga (by using a map or the like) is set.
  • step 720 it is determined whether or not the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is increasing. The process does not proceed to the subsequent step 730 until the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b starts to increase.
  • step 720 Yes
  • the execution of lean spike is permitted and the spike control timer is reset (step 730).
  • the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b increases from the lean side extreme value Voxs_Lmax to about the lean spike start value Voxs_LS, as shown in FIG.
  • step 740 the deviation ⁇ Voxs is obtained by subtracting the current output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b from the target value Voxs_ref.
  • the lean spike intensity AF LS , the lean spike interval T LS , and the lean spike time t LS are set (steps 745 to 755) based on the operating state parameters including the deviation ⁇ Voxs (steps 745 to 755).
  • the lean spike is executed based on the set value and the spike control timer (step 760).
  • step 745 the lean spike intensity AF LS is set based on the intake air flow rate Ga.
  • Step 750 the intake air flow rate Ga, the oxygen storage capability OSC, and based on the deviation DerutaVoxs, lean spike interval T LS is set. Further, in step 755, the lean spike time t LS is set based on the intake air flow rate Ga and the oxygen storage capacity OSC.
  • step 770 Yes
  • the process proceeds to step 780, and the lean spike control is finished. Thereafter, the process proceeds to step 610 in FIG. 6, and the lean request is started again.
  • the spike in the direction opposite to the direction of the required air-fuel ratio based on the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is performed under appropriate conditions according to the operating state of the system S.
  • the transient output (sudden change in output) of the downstream side air-fuel ratio sensor 216b is suppressed while the oxygen storage function in the three-way catalyst is used evenly.
  • the downstream air-fuel ratio sensor 216b is made to have a region with the best possible response. Can be used in
  • the configuration of the present embodiment is a conventional air-fuel ratio control apparatus in which the sub-feedback correction amount decreases as the deviation between the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b and the target value Voxs_ref corresponding to the theoretical air-fuel ratio decreases.
  • the oxygen storage function of the three-way catalyst can be further utilized, and emission suppression performance is also excellent. .
  • the present invention (especially, the functional elements of the constituent elements constituting the means for solving the problems of the present invention is expressed functionally or functionally) is based on the description of the above-described embodiment and the following modifications. Should not be interpreted as limited. Such a limited interpretation is unacceptable and improper for imitators, while improperly harming the applicant's interests (rushing to file under a prior application principle).
  • the present invention is not limited to the specific apparatus configuration disclosed in the above embodiment.
  • the present invention is applicable to gasoline engines, diesel engines, methanol engines, bioethanol engines, and any other type of internal combustion engine.
  • the number of cylinders, cylinder arrangement method (series, V type, horizontally opposed), fuel supply method, and ignition method are not particularly limited.
  • An in-cylinder injection valve for directly injecting fuel into the combustion chamber CC may be provided together with or instead of the injector 129 (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-278137).
  • the present invention is preferably applied to such a configuration.
  • the upstream air-fuel ratio sensor 216a and the downstream air-fuel ratio sensor 216b may be mounted on the casing of the upstream catalytic converter 141.
  • the present invention is not limited to the specific processing mode disclosed in the above embodiment.
  • an operation state parameter acquired (detected) by a certain sensor can be substituted for another operation state parameter acquired (detected) by another sensor or an on-board estimated value using this. That is, for example, in each step of FIGS. 6 and 7, the load factor KL, the throttle valve opening TA, the accelerator operation amount PA, and the catalyst bed temperature can be used instead of the intake air flow rate Ga.
  • step 620 in FIG. 6 it may be determined whether or not a predetermined time has elapsed since the output Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor 216b is reversed from the lean side to the rich side.
  • step 720 in FIG. The integrated value of the intake air flow rate Ga after the output inversion can also be used for spike start determination.
  • Required air-fuel ratio AF RS in the rich spike may be set the same as the required air-fuel ratio AF R in the rich request, which may be set to the rich side than.
  • the required air-fuel ratio AF LS in lean spike may be set the same as the required air-fuel ratio AF L in the lean request, which may be set to be leaner than. That, AF R and AF RS in the range of 13.5 ⁇ 14.5, AF L and AF LS is in the range of 14.7 to 15.7, can be set respectively.
  • the output of the upstream side air-fuel ratio sensor 215a is in a state where the actual air-fuel ratio fluctuation has been “done” due to the influence of the response or the like.
  • the downstream-side air-fuel ratio sensor 216b output Voxs and the target value deviation is small spike interval between Voxs_ref (rich spike interval T RS or lean spike interval T LS) is short, the constant of the output of the upstream air-fuel ratio sensor 215a It is better not to perform main feedback learning for correction of typical errors. That is, the main feedback learning is preferably performed when the output Voxs of the downstream side air-fuel ratio sensor 216b deviates from the target value Voxs_ref by a predetermined amount or more and the spike interval is long.
  • step 820 Yes
  • the process proceeds to step 830, and the rich spike interval TRS is predetermined. It is determined whether or not the value is longer than the value TRS0 (note that the rich spike interval TRS is assumed to be a large value corresponding to infinity before the rich spike control is started).
  • step 820 No
  • the process proceeds to step 860, and it is determined whether the lean spike interval T LS is longer than the predetermined value T LS0 (as described above).
  • the lean spike interval T LS is assumed to be a large value corresponding to infinity before the start of lean spike control.
  • the main feedback learning is finished. If the determination is “No” in step 830, the processes in steps 840, 850, and 890 are skipped. Similarly, when the determination in step 860 is “No”, the processes in steps 870, 880, and 890 are skipped.
  • main feedback learning is permitted when the spike interval is longer than a predetermined value (see FIG. 9). Thereby, it is suppressed as much as possible that the precision of main feedback learning deteriorates under the influence of spikes.
  • sub-feedback learning for correcting a steady error in the output of the downstream air-fuel ratio sensor 215b cannot be performed when the difference between the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b and the target value Voxs_ref is large. For this reason, the sub-feedback learning is performed when the divergence is small and the spike interval (the rich spike interval TRS and the lean spike interval TLS ) is short. Specifically, as shown in FIG. 9, when the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b is reversed, the target value (target voltage) is changed from Voxs_ref to Voxs_ref ′ (the output of the downstream air-fuel ratio sensor 216b. Sub-feedback learning is performed by shifting to the extreme value when Voxs is reversed.
  • step 1030 the rich spike interval TRS is predetermined. It is determined whether or not the value is shorter than TRS0 .
  • the progress of processing to the step 1035 is awaited (i.e., permit the sub-feedback learning is awaited.).
  • step 1035 it is determined whether or not the output Voxs of the downstream air-fuel ratio sensor 216b has gone backward (ie, increased) despite the average air-fuel ratio being lean.
  • step 1040 Yes
  • the process proceeds to step 1050, the target voltage is rewritten from Voxs_ref to Voxs_ref ′, and sub-feedback learning ends (step 1060).

Landscapes

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Abstract

　本発明の空燃比制御装置は、逆方向スパイク導入手段と逆方向スパイク間隔設定手段とを備えている。逆方向スパイク導入手段は、下流側空燃比センサの出力によって要求される空燃比補正の実施中に、制御目標空燃比よりも当該空燃比補正の方向とは逆方向に排気の空燃比を一時的に変化させる空燃比スパイクである逆方向スパイクを導入する。逆方向スパイク間隔設定手段は、内燃機関システムの運転状態に基づいて、時間的に隣り合う２つの逆方向スパイク同士の間隔である逆方向スパイク間隔を設定する。

Description

空燃比制御装置
　本発明は、空燃比制御装置に関する。
　内燃機関の排気通路に設けられた上流側空燃比センサ及び下流側空燃比センサの出力に基づいて空燃比を制御する装置が、従来広く知られている（例えば、特開平６－３１７２０４号公報、特開２００３－３１４３３４号公報、特開２００４－１８３５８５号公報、特開２００５－１２０８６９号公報、特開２００５－２７３５２４号公報、等参照。）。前記上流側空燃比センサは、気筒からの排気を浄化するための排気浄化触媒（２つ以上設けられている場合は最上流のもの）よりも、排気流動方向における上流側に設けられている。また、前記下流側空燃比センサは、前記排気浄化触媒よりも、前記排気流動方向における下流側に設けられている。
　前記下流側空燃比センサとしては、理論空燃比前後でステップ状の応答（Ｚ特性：理論空燃比よりもリッチ側とリーン側との間で出力が急変する態様でステップ的に出力が変化する特性）を示す、いわゆる酸素センサ（Ｏ２センサとも称される）が広く用いられている。一方、前記上流側空燃比センサとしては、上述の酸素センサ、あるいは、出力が空燃比に対して比例的に変化する、いわゆるＡ／Ｆセンサ（リニアＯ２センサとも称される）が、広く用いられている。
　この種の装置においては、前記上流側空燃比センサからの出力信号に基づいて、前記排気浄化触媒に流入する排気の空燃比が目標空燃比になるように、燃料噴射量がフィードバック制御される（以下、この制御を「メインフィードバック制御」と称する。）。また、このメインフィードバック制御と併せて、前記下流側空燃比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る（以下、この制御を「サブフィードバック制御」と称する。）。
　具体的には、サブフィードバック制御においては、前記下流側空燃比センサからの出力信号（より詳細には当該信号と目標空燃比に対応する目標電圧との偏差）に基づいて、サブフィードバック補正量が算出される。そして、このサブフィードバック補正量をメインフィードバック制御にさらにフィードバックすることで、前記上流側空燃比センサからの出力に対応する排気の空燃比と目標空燃比との偏差が補正される。
　ところで、前記排気浄化触媒としては、排気中の一酸化炭素（ＣＯ）及び水素炭化物（ＨＣ）等の未燃成分及び窒素酸化物（ＮＯｘ）を同時に除去可能な、いわゆる三元触媒が広く用いられている。この三元触媒は、酸素吸蔵機能あるいは酸素貯蔵機能と称される機能を有している。この酸素吸蔵機能は、（１）燃料混合気の空燃比がリーンである場合に、排気中の窒素酸化物から酸素を奪うことで窒素酸化物を還元して、この奪った酸素を内部に吸蔵（貯蔵）するとともに、（２）燃料混合気の空燃比がリッチである場合に、吸蔵されている酸素を排気中の未燃成分の酸化のために放出する、という機能である。
　この種の三元触媒の排気浄化能力である上述の酸素吸蔵機能は、酸素の吸蔵と放出との繰り返しによって触媒物質（貴金属）を活性化させることで、高く維持することができる。そこで、前記三元触媒における酸素の吸蔵と放出との繰り返しを生じさせるために、排気の空燃比すなわち燃料混合気の空燃比を強制振動させる制御（パータベーション制御）を行う装置が、従来広く知られている（例えば、特開平２－１１８４１号公報、特開平８－１８９３９９号公報、特開平１０－１３１７９０号公報、特開２００１－１５２９１３号公報、特開２００５－７６４９６号公報、特開２００７－２３９６９８号公報、特開２００７－５６７５５号公報、特開２００９－２１７０号公報、等参照。）。
特開平２－１１８４１号公報 特開平８－１８９３９９号公報 特開平１０－１３１７９０号公報、 特開２００１－１５２９１３号公報 特開２００５－７６４９６号公報 特開２００７－２３９６９８号公報 特開２００７－５６７５５号公報 特開２００９－２１７０号公報
＜構成＞
　本発明の適用対象である内燃機関システムは、内部に気筒を有する内燃機関と、排気通路（前記気筒から排出された排気の通路）に装着された排気浄化触媒及び下流側空燃比センサと、を備えている。前記排気浄化触媒は、前記気筒から排出された排気を浄化するように構成されている。前記下流側空燃比センサは、前記排気浄化触媒よりも排気流動方向における下流側の部位にて前記排気通路に装着されていて、当該部位における排気の空燃比に対応する出力を発生するようになっている。
　なお、前記内燃機関システムには、上流側空燃比センサがさらに備えられ得る。この上流側空燃比センサは、前記内燃機関システムにおける前記排気浄化触媒及び前記下流側空燃比センサよりも前記排気流動方向における上流側の部位にて前記排気通路に装着されていて、当該部位における排気の空燃比に対応する出力を発生するようになっている。
　本発明の空燃比制御装置は、少なくとも前記下流側空燃比センサの出力に基づいて前記内燃機関の空燃比を制御する装置であって、その特徴は、逆方向スパイク導入手段と逆方向スパイク間隔設定手段とを備えたことにある。前記逆方向スパイク導入手段は、前記下流側空燃比センサの出力によって要求される空燃比補正の実施中に、当該方向とは逆方向の空燃比スパイク（逆方向スパイク）を導入するようになっている。すなわち、この逆方向スパイクは、制御目標空燃比よりも、前記下流側空燃比センサの出力によって要求される空燃比補正の方向とは逆方向に、前記排気の空燃比を一時的に変化させる、空燃比スパイクである。前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記内燃機関システムの運転状態に基づいて、逆方向スパイク間隔を設定するようになっている。この逆方向スパイク間隔は、時間的に隣り合う２つの前記逆方向スパイク同士の間隔である。
　前記空燃比制御装置は、前記下流側空燃比センサの出力と所定の目標値（例えば理論空燃比に対応する値）との偏差を取得する、偏差取得手段をさらに備えていてもよい。この場合、前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記偏差に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定するようになっている。
　前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記内燃機関の負荷（すなわち前記気筒の吸入空気量）に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定するようになっていてもよい。この場合、具体的には、例えば、前記逆方向スパイク間隔設定手段は、負荷が高いほど（すなわち前記吸入空気量が大きいほど）、前記逆方向スパイク間隔を短く設定するようになっている。
　前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記排気浄化触媒の劣化状態に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定するようになっていてもよい。この場合、具体的には、例えば、前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記排気浄化触媒が劣化するほど、前記逆方向スパイク間隔を短く設定するようになっている。
　前記空燃比制御装置は、前記内燃機関システムの運転状態に基づいて逆方向スパイク時間（１回の前記逆方向スパイクあたりの継続時間）を設定する、逆方向スパイク時間設定手段をさらに備えていてもよい。この場合、例えば、前記逆方向スパイク時間設定手段は、前記内燃機関の負荷に基づいて、前記逆方向スパイク時間を設定するようになっていてもよい。また、前記逆方向スパイク時間設定手段は、前記排気浄化触媒の劣化状態に基づいて、前記逆方向スパイク時間を設定するようになっていてもよい。
　前記空燃比制御装置は、前記気筒の吸入空気量に基づいて、１回の前記逆方向スパイクにおける空燃比変動幅である逆方向スパイク強度を設定する、逆方向スパイク強度設定手段を、さらに備えていてもよい。
　前記空燃比制御装置は、前記下流側空燃比センサの出力の定常的な誤差の補正のための学習を許可する、下流側学習条件判定手段を、さらに備えていてもよい。この場合、前記下流側学習条件判定手段は、前記逆方向スパイク間隔に基づいて前記学習を許可するようになっている。また、この場合、前記空燃比制御装置は、前記逆方向スパイクの導入中に、前記下流側空燃比センサの出力の変化の方向が当該出力によって要求される空燃比補正の方向とは逆方向になった時点で、前記目標値を補正することによって前記学習を行うようになっている。
　前記空燃比制御装置は、前記上流側空燃比センサの出力の定常的な誤差の補正のための学習を許可する、上流側学習条件判定手段を、さらに備えていてもよい。この場合、前記上流側学習条件判定手段は、前記逆方向スパイク間隔に基づいて前記学習を許可するようになっている。
＜作用効果＞
　かかる構成を備えた本発明の空燃比制御装置においては、前記下流側空燃比センサは、前記排気浄化触媒から排出された（流出してきた）排気における空燃比（酸素濃度）に対応した出力を生じる。ここで、排気が前記排気浄化触媒に流入すると、排気浄化作用（酸素の吸蔵又は放出反応）は、前記排気流動方向における上流端側（前端側あるいは排気流入側）から生じる。そして、実質的な排気浄化部位（反応部位）は、徐々に下流端側（後端側あるいは排気流出側）に向けて移動する。
　そして、前記排気浄化触媒の全体（すなわち上流端から下流端に至るまで）にて排気浄化機能（酸素の吸蔵又は放出反応）が飽和して、当該排気浄化触媒にて排気が処理しきれなくなったときに、当該排気浄化触媒における排気の吹き抜けが生じる。このとき、一般的には、前記下流側空燃比センサに達する排気中の空燃比（酸素濃度）が急変し、これにより前記下流側空燃比センサの出力も急変する。
　これに対し、本発明の空燃比制御装置においては、前記下流側空燃比センサの出力によって要求される空燃比補正の実施中に、当該方向とは逆方向の空燃比スパイクである前記逆方向スパイクが、前記内燃機関システムの運転状態に応じた適切な間隔で導入される。これにより、前記下流側空燃比センサの過渡出力の発生が可及的に抑制されるとともに、より効率的な排気浄化が行われる。
　より詳細に説明すると、例えば、前記下流側空燃比センサの出力がリッチ側からリーン側に反転すると、これにより、リッチ方向の空燃比補正が要求される。この出力反転時点において、前記排気浄化触媒における窒素酸化物の浄化処理機能（酸素吸蔵）は、完全に飽和している。
　リッチ方向の空燃比補正が開始されると、前記排気浄化触媒に流入する排気がリッチ化される。これにより、前記排気浄化触媒の前記排気流動方向における上流端側にて、リッチ空燃比の排気中の未燃成分の浄化処理（酸化）が行われるとともに、窒素酸化物の浄化処理機能が回復する（吸蔵酸素が放出される）。そして、リッチ空燃比の排気の浄化処理部位及び窒素酸化物の浄化処理機能の回復部位は、徐々に下流側に移動していく。
　ここで、本発明においては、前記下流側空燃比センサの出力に基づくリッチ要求の空燃比補正とは逆方向の、リーンスパイクが、前記内燃機関システムの運転状態に応じた適切な条件（間隔等）で導入される。すると、前記排気浄化触媒の前記排気流動方向における上流部（上流端部）にて、リーンスパイクによるリーン空燃比の排気中の窒素酸化物が浄化される。一方、平均的な排気の空燃比は依然としてリッチであるので、リッチ空燃比の排気の浄化処理部位及び窒素酸化物の浄化処理機能回復部位は、前記排気流動方向における下流側に向けて徐々に移動していく。
　よって、前記排気浄化触媒においては、前記排気流動方向における上流部にてリーンスパイクに伴う排気が適宜処理されつつ、中流部及び下流部にてリッチ方向の空燃比補正に伴う触媒反応が徐々に進行する。このため、中流部及び下流部における排気の空燃比（酸素濃度）変化が緩やかにされ、以て前記下流側空燃比センサの過渡出力の発生が可及的に抑制される。さらに、中央部及び下流部における排気浄化能力（酸素吸蔵能力あるいは酸素放出能力）が、万遍なく活用される。
　同様に、例えば、前記下流側空燃比センサの出力がリーン側からリッチ側に反転すると、これにより、リーン方向の空燃比補正が要求される。この出力反転時点において、前記排気浄化触媒における未燃成分の浄化処理機能（酸素放出）は、完全に飽和している。
　リーン方向の空燃比補正が開始されると、前記排気浄化触媒に流入する排気がリーン化される。これにより、前記排気浄化触媒の前記排気流動方向における上流端側にて、リーン空燃比の排気中の窒素酸化物の浄化処理（還元）が行われるとともに、未燃成分の浄化処理機能が回復する（酸素が吸蔵される）。そして、リーン空燃比の排気の浄化処理部位及び未燃成分の浄化処理機能の回復部位は、徐々に下流側に移動していく。
　ここで、本発明においては、前記下流側空燃比センサの出力に基づくリーン要求の空燃比補正とは逆方向の、リッチスパイクが、前記内燃機関システムの運転状態に応じた適切な条件（間隔等）で導入される。すると、前記排気浄化触媒の前記排気流動方向における上流部（上流端部）にて、リッチスパイクによるリッチ空燃比の排気中の未燃成分が浄化される。一方、平均的な排気の空燃比は依然としてリーンであるので、リーン空燃比の排気の浄化処理部位及び未燃成分の浄化処理機能回復部位は、前記排気流動方向における下流側に向けて徐々に移動していく。
　よって、前記排気浄化触媒においては、前記排気流動方向における上流部にてリッチスパイクに伴う排気が適宜処理されつつ、中流部及び下流部にてリーン方向の空燃比補正に伴う触媒反応が徐々に進行する。このため、中流部及び下流部における排気の空燃比（酸素濃度）変化が緩やかにされ、以て前記下流側空燃比センサの過渡出力の発生が可及的に抑制される。さらに、中央部及び下流部における排気浄化能力（酸素吸蔵能力あるいは酸素放出能力）が、万遍なく活用される。
図１は、本発明の一実施形態が適用された内燃機関システムの全体構成を示す概略図である。 図２は、図１に示されている上流側空燃比センサの出力と空燃比との関係を示したグラフである。 図３は、図１に示されている下流側空燃比センサの出力と空燃比との関係を示したグラフである。 図４は、本実施形態において実行される制御の内容を示したタイミングチャートである。 図５は、図１に示されているＣＰＵによって実行される処理の一具体例を示すフローチャートである。 図６は、図１に示されているＣＰＵによって実行される処理の一具体例を示すフローチャートである。 図７は、図１に示されているＣＰＵによって実行される処理の一具体例を示すフローチャートである。 図８は、図１に示されているＣＰＵによって実行される処理の他の具体例を示すフローチャートである。 図９は、本実施形態において実行される他の制御の内容を示したタイミングチャートである。 図１０は、図９に示されている制御に対応する処理の一具体例を示すフローチャートである。
　以下、本発明の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、以下の実施形態に関する記載は、法令で要求されている明細書の記載要件（記述要件及び実施可能要件）を満たすために、本発明の具体化の単なる一例を、可能な範囲で具体的に記述しているものにすぎない。よって、後述するように、本発明が、以下に説明する実施形態の具体的構成に何ら限定されるものではないことは、全く当然である。本実施形態に対して施され得る各種の変更（変形例：modification）は、当該実施形態の説明中に挿入されると、一貫した実施形態の説明の理解が妨げられるので、末尾にまとめて記載されている。
＜システムの構成＞
　図１は、本発明の適用対象である内燃機関システムＳ（以下、単に「システムＳ」と称する。例えば車両がこれに該当する。）の概略構成を示す図である。このシステムＳは、ピストン往復動型の火花点火式複数気筒４サイクルエンジン１（以下、単に「エンジン１」と称する。）と、本発明の空燃比制御装置の一実施形態であるエンジン制御装置２と、を含んでいる。なお、図１には、エンジン１の特定の気筒における、気筒配列方向と直交する面による断面図が示されている。
＜＜エンジン＞＞
　図１を参照すると、エンジン１は、シリンダブロック１１とシリンダヘッド１２とを備えている。これらは、図示しないボルト等によって、互いに固定されている。また、エンジン１（具体的にはシリンダブロック１１）には、吸気通路１３及び排気通路１４が接続されている。
　シリンダブロック１１には、気筒を構成するための略円柱形状の貫通孔である、シリンダボア１１１が形成されている。上述の通り、シリンダブロック１１には、複数のシリンダボア１１１が、気筒配列方向に沿って一列に配置されている。各シリンダボア１１１の内側には、ピストン１１２が、シリンダボア１１１の中心軸（以下、「シリンダ中心軸」と称する。）に沿って往復移動可能に収容されている。
　シリンダブロック１１内には、クランクシャフト１１３が、気筒配列方向と平行に配置されつつ、回転可能に支持されている。クランクシャフト１１３は、ピストン１１２のシリンダ中心軸に沿った往復移動に基づいて回転駆動されるように、コンロッド１１４を介してピストン１１２と連結されている。
　シリンダブロック１１のシリンダ中心軸に沿った方向における一端部（ピストン１１２の上死点側の端部：図中上端部）には、シリンダヘッド１２が接合されている。シリンダヘッド１２における、シリンダブロック１１側の端面には、複数の凹部が、各シリンダボア１１１に対応する位置に設けられている。すなわち、シリンダヘッド１２がシリンダブロック１１に接合及び固定された状態における、ピストン１１２の頂面よりもシリンダヘッド１２側（図中上側）のシリンダボア１１１の内側の空間と、上述の凹部の内側の空間と、によって、燃焼室ＣＣが形成されている。
　シリンダヘッド１２には、吸気ポート１２１及び排気ポート１２２が、燃焼室ＣＣに連通するように設けられている。吸気ポート１２１には、インテークマニホールド及びサージタンク等を含む吸気通路１３が接続されている。同様に、排気ポート１２２には、エキゾーストマニホールドを含む排気通路１４が接続されている。また、シリンダヘッド１２には、吸気バルブ１２３と、排気バルブ１２４と、吸気バルブ制御装置１２５と、排気カムシャフト１２６と、点火プラグ１２７と、イグナイタ１２８と、インジェクタ１２９と、が装着されている。
　吸気バルブ１２３は、吸気ポート１２１を開閉する（すなわち吸気ポート１２１と燃焼室ＣＣとの連通状態を制御する）ためのバルブである。排気バルブ１２４は、排気ポート１２２を開閉する（すなわち排気ポート１２２と燃焼室ＣＣとの連通状態を制御する）ためのバルブである。吸気バルブ制御装置１２５は、図示しない吸気カム及び吸気カムシャフトの回転角度（位相角度）を制御するための機構（かかる機構の具体的な構成については周知なので、本明細書においてはその説明を省略する。）を備えている。排気カムシャフト１２６は、排気バルブ１２４を駆動するように構成されている。
　点火プラグ１２７は、その先端部の火花発生電極が、燃焼室ＣＣ内に露出するように設けられている。イグナイタ１２８は、点火プラグ１２７に与える高電圧を発生するためのイグニッションコイルを備えている。インジェクタ１２９は、燃焼室ＣＣ内に供給するための燃料を、吸気ポート１２１内にて噴射するように、構成及び配置されている。
＜＜吸排気通路＞＞
　吸気通路１３における、エアフィルタ１３１と吸気ポート１２１との間の位置には、スロットルバルブ１３２が装着されている。このスロットルバルブ１３２は、スロットルバルブアクチュエータ１３３によって回転駆動されることで、吸気通路１３の開口断面積を可変とするようになっている。
　排気通路１４には、上流側触媒コンバータ１４１及び下流側触媒コンバータ１４２が装着されている。本発明の「排気浄化触媒」に相当する上流側触媒コンバータ１４１は、燃焼室ＣＣから排気ポート１２２に排出された排気が最初に流入する排気浄化触媒装置であって、下流側触媒コンバータ１４２よりも排気流動方向における上流側に設けられている。上流側触媒コンバータ１４１及び下流側触媒コンバータ１４２は、酸素吸蔵機能を有する三元触媒を内部に備えていて、排気中のＣＯ及びＨＣ等の未燃成分並びにＮＯｘを同時に浄化可能に構成されている。
＜＜制御装置＞＞
　エンジン制御装置２は、本発明の各手段を構成する電子制御ユニット２００（以下、単に「ＥＣＵ２００」と称する。）を備えている。ＥＣＵ２００は、ＣＰＵ２０１と、ＲＯＭ２０２と、ＲＡＭ２０３と、バックアップＲＡＭ２０４と、インターフェース２０５と、双方向バス２０６と、を備えている。ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２、ＲＡＭ２０３、バックアップＲＡＭ２０４、及びインターフェース２０５は、双方向バス２０６によって互いに接続されている。
　ＲＯＭ２０２には、ＣＰＵ２０１が実行するルーチン（プログラム）、このルーチンの実行時に参照されるテーブル（ルックアップテーブル、マップを含む）、等が、予め格納されている。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１がルーチンを実行する際に、必要に応じてデータを一時的に格納するようになっている。
　バックアップＲＡＭ２０４は、電源が投入された状態でＣＰＵ２０１がルーチンを実行する際にデータを格納するとともに、格納したデータを電源遮断後も保持するようになっている。具体的には、バックアップＲＡＭ２０４は、取得（検出又は推定）された運転状態パラメータの一部、上述のテーブルの一部、当該テーブルの補正（学習）結果、等を、上書き可能に格納するようになっている。
　インターフェース２０５は、システムＳにおける動作部（吸気バルブ制御装置１２５、イグナイタ１２８、インジェクタ１２９、スロットルバルブアクチュエータ１３３、等）及び後述する各種センサと、電気的に接続されている。すなわち、インターフェース２０５は、後述する各種センサからの検出信号をＣＰＵ２０１に伝達するとともに、上述の動作部を駆動するための駆動信号（これはＣＰＵ２０１にて上述の検出信号に基づいて演算（上述のルーチンの実行）が行われることで発生する。）を当該動作部に伝達するようになっている。
　システムＳには、冷却水温センサ２１１、カムポジションセンサ２１２、クランクポジションセンサ２１３、エアフローメータ２１４、上流側空燃比センサ２１５ａ、下流側空燃比センサ２１５ｂ、スロットルポジションセンサ２１６、及びアクセル開度センサ２１７、等の各種センサが備えられている。
　冷却水温センサ２１１は、シリンダブロック１１に装着されていて、シリンダブロック１１内の冷却水温Ｔｗに対応する信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ２１２は、シリンダヘッド１２に装着されていて、吸気バルブ１２３を往復移動させるための上述の不図示の吸気カムシャフト（吸気バルブ制御装置１２５に含まれている）の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号（Ｇ２信号）を出力するようになっている。
　クランクポジションセンサ２１３は、シリンダブロック１１に装着されていて、クランクシャフト１１３の回転角度に応じたパルスを有する波形の信号を出力するようになっている。エアフローメータ２１４は、吸気通路１３に装着されていて、吸気通路１３内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量である吸入空気流量Ｇａに対応する信号を出力するようになっている。
　上流側空燃比センサ２１５ａ及び下流側空燃比センサ２１５ｂは、排気通路１４に装着されている。上流側空燃比センサ２１５ａは、上流側触媒コンバータ１４１よりも前記排気流動方向における上流側に配置されている。下流側空燃比センサ２１５ｂは、上流側触媒コンバータ１４１よりも前記排気流動方向における下流側の位置、具体的には、上流側触媒コンバータ１４１と下流側触媒コンバータ１４２との間の位置に配置されている。
　上流側空燃比センサ２１６ａ及び下流側空燃比センサ２１６ｂは、それぞれが装着された部位を通過する排気の空燃比（酸素濃度）に対応する信号を出力するようになっている。具体的には、上流側空燃比センサ２１５ａは、限界電流式の酸素濃度センサ（いわゆるＡ／Ｆセンサ）であって、図２に示されているように、広範囲にわたる空燃比に対してほぼリニアな出力を生じるようになっている。これに対し、下流側空燃比センサ２１５ｂは、起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサ（いわゆるＯ２センサ）であって、図３に示されているように、理論空燃比にて約０．５Ｖであってその近傍の空燃比において出力が急変する一方、理論空燃比よりもリッチ側にて約０．９Ｖで出力が一定となり理論空燃比よりもリーン側にて約０．１Ｖで出力が一定となるような、空燃比変化に対してステップ状の応答特性（Ｚ特性）を有する出力を生じるようになっている。
　スロットルポジションセンサ２１６は、スロットルバルブ１３２に対応する位置に配置されている。このスロットルポジションセンサ２１６は、スロットルバルブ１３２の実際の回転位相（すなわちスロットルバルブ開度ＴＡ）に対応する信号を出力するようになっている。アクセル開度センサ２１７は、運転者によるアクセルペダル２２０の操作量（アクセル操作量ＰＡ）に対応する信号を出力するようになっている。
＜実施形態の構成による動作の概要＞
　本実施形態のＥＣＵ２００は、上流側空燃比センサ２１５ａ及び下流側空燃比センサ２１５ｂの出力に基づいて、エンジン１の空燃比制御、すなわち、インジェクタ１２９における燃料噴射量（噴射時間）の制御を行う。
　具体的には、上流側空燃比センサ２１５ａからの出力信号に基づいて、上流側触媒コンバータ１４１に流入する排気の空燃比が目標空燃比（要求空燃比）になるように、燃料噴射量がフィードバック制御される（メインフィードバック制御）。また、このメインフィードバック制御と併せて、下流側空燃比センサ２１５ｂの出力を燃料噴射量にフィードバックする制御も行われる（サブフィードバック制御）。このサブフィードバック制御においては、下流側空燃比センサ２１５ｂの出力に基づいて、上流側触媒コンバータ１４１に流入する排気の空燃比すなわち燃焼室ＣＣに供給される燃料混合気の空燃比（要求空燃比）が決定される。
　図４は、本実施形態において実行される制御の内容を示したタイミングチャートである。図４における下側の「Ｖoxs」は、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsの経時変化を示し、図４における上側の「要求Ａ／Ｆ」は、下側に示された下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsに基づいて設定される要求空燃比を示す。
　図４を参照すると、時刻ｔ１より前においては、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが、リーン側である（すなわち理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refよりも低い）。このため、時刻ｔ１より前においては、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsに基づき、要求空燃比がリッチ側に設定されている（リッチ要求）。このリッチ要求時においては、要求空燃比は、理論空燃比（ストイキ）から大きくリッチ側に変位した値に設定されている（図中ＡＦＲ参照）。
　リッチ要求の空燃比補正の実行中は、リッチ空燃比の排気が、上流側触媒コンバータ１４１に流入する。これにより、上流側触媒コンバータ１４１に備えられた三元触媒（以下、単に「三元触媒」と称する。）においては、リッチ空燃比の排気を浄化（酸化）処理するために、酸素放出が生じている。かかる酸素放出が前記三元触媒の全体にて飽和すると、リッチ空燃比の排気が上流側触媒コンバータ１４１を吹き抜けることで、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリーン側からリッチ側に反転する。
　下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリーン側からリッチ側に反転した時点ｔ１から、当該出力Ｖoxsに基づき、要求空燃比がリーン側に設定される（リーン要求）。このリーン要求時においては、要求空燃比は、理論空燃比から大きくリーン側に変位した値に設定される（図中ＡＦＬ参照）。これにより、前記三元触媒における酸素吸蔵速度が高められ、以て酸素吸蔵機能が最大限に活用される。
　ところで、この時刻ｔ１の直後は、前記三元触媒においては、上述のように、酸素放出がほぼ飽和している。このため、時刻ｔ１にてリーン要求が開始した直後からリッチスパイクが行われると、当該リッチスパイクに伴うリッチ空燃比の排気を浄化（酸化）処理することが困難である可能性がある。
　そこで、本実施形態においては、時刻ｔ１から所定時間経過した時点ｔ２までは、リッチスパイクが待機（禁止）される。この時刻ｔ２は、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが、理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refを中心としたリッチ側の振幅に相当する値（リッチ側最大値あるいはリッチ側極値）Ｖoxs_Rmaxよりも若干電圧が低下してリッチスパイク開始値Ｖoxs_RSに達した時点である。
　時刻ｔ１からｔ２までの間は、リーン要求に伴うリーン空燃比の排気が前記三元触媒に流入することで、当該三元触媒の前記排気流動方向における上流端側から、酸素吸蔵が開始される。前記三元触媒の前記排気流動方向における上流端部にて酸素吸蔵が飽和すると、酸素吸蔵部位は、次第に下流側に向かって移動する。このようにして、当該三元触媒の上流端側から順に、酸素放出の飽和状態が解消され、後のリッチスパイクに伴うリッチ空燃比の排気の処理が可能になる。なお、時刻ｔ１からｔ２までの間、リッチスパイクが禁止されることで、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリッチ側極値Ｖoxs_Rmaxからすみやかに低下してリッチスパイク開始値Ｖoxs_RSに達することができる。
　時刻ｔ２以降にリッチスパイクが許可され、リッチスパイクが実行されると、当該リッチスパイクに伴うリッチ空燃比の排気は、前記三元触媒の前記排気流動方向における上流端側にて適宜処理される。一方、平均的な排気の空燃比は、依然としてリーンであるため、酸素吸蔵部位は、前記三元触媒の前記排気流動方向における中流部から下流端側に向かって移動する。これにより、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsの変化が図４に示されているように緩やかにされつつ、前記三元触媒における酸素吸蔵能力が万遍なく活用される。このリッチスパイクは、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリッチ側からリーン側に反転する時点ｔ３以前まで許可される。なお、リッチスパイクは、例えば、１回が０．１～１秒程度であり、１～５秒間に１回実行される（後述するリーンスパイクも同様である）。
　ここで、本実施形態においては、図４に示されているように、リッチスパイク間隔（時間的に隣り合うリッチスパイク同士の間隔）ＴＲＳは、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsと目標値Ｖoxs_refとの偏差ΔＶoxsに応じて設定される。具体的には、リッチスパイク間隔ＴＲＳは、偏差ΔＶoxsが大きいほど大きく設定され、逆に偏差ΔＶoxsが小さいほど小さく設定される。これにより、前記三元触媒に強いリーン空燃比の排気を導入することによる酸素吸蔵機能の最大限の活用が確保されつつ、下流側空燃比センサ２１６ｂの過渡出力の発生が可及的に抑制される。
　また、本実施形態においては、リッチスパイク間隔ＴＲＳは、機関負荷に応じて設定される。具体的には、リッチスパイク間隔ＴＲＳは、機関負荷が高いほど小さく設定される。これと同時に、リッチスパイク時間（１回のリッチスパイクあたりの継続時間）ｔＲＳは、機関負荷が高いほど短く設定される。これにより、最適なリッチスパイクの実行状態（リッチスパイク間隔ＴＲＳ及びリッチスパイク時間ｔＲＳ）が維持される。
　例えば、機関負荷が低い領域（すなわち低Ｇａ領域）においては、リッチスパイク間隔ＴＲＳを大きく設定することで、前記三元触媒にリーン空燃比の排気がより長い時間導入される。これにより、前記三元触媒の酸素吸蔵機能をより大きく引き出すことができる。逆に、機関負荷が高い領域（すなわち高Ｇａ領域）においては、前記三元触媒内にリーン空燃比の排気が導入されやすい状態となっている。このため、かかる領域においては、リッチスパイク間隔ＴＲＳを小さく設定することで、リーン要求中の平均空燃比のリーン側への変位が緩和され、以てエミッションが低減される。
　さらに、本実施形態においては、リッチスパイク間隔ＴＲＳ及びリッチスパイク時間ｔＲＳは、前記三元触媒の劣化状態に応じて設定される。具体的には、前記三元触媒の劣化が進行するほど（すなわちオンボード触媒診断によって取得される酸素吸蔵能力ＯＳＣの値が小さくなるほど）、リッチスパイク間隔ＴＲＳが小さく設定されるとともにリッチスパイク時間ｔＲＳが短く設定される。これにより、エミッションを低減することができる。
　時刻ｔ３にて、前記三元触媒における酸素吸蔵が飽和して下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリッチ側からリーン側に反転すると、リッチ要求が開始する。このリッチ要求時においては、要求空燃比は、理論空燃比から大きくリッチ側に変位した値に設定される（図中ＡＦＲ参照）。これにより、前記三元触媒における酸素放出速度が高められ、以て酸素吸蔵機能が最大限に活用される。
　このとき、上述と同様に、リッチ要求が開始した時刻ｔ３から所定時間経過するまでは、リーンスパイクが禁止される。これにより、前記三元触媒の前記排気流動方向における上流端部にて、時刻ｔ４以降のリーンスパイクに対応可能な、酸素吸蔵可能部位が生じる。また、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが後述するリーン側極値Ｖoxs_Lmaxからすみやかに上昇してリーンスパイク開始値Ｖoxs_LSに達することができる。
　そして、時刻ｔ３から所定時間経過した時刻ｔ４以降、リーンスパイクが許可される。この時刻ｔ４は、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが、理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refを中心としたリーン側の振幅に相当する値（リーン側最大値あるいはリーン側極値）Ｖoxs_Lmaxよりも若干電圧が上昇してリーンスパイク開始値Ｖoxs_LSに達した時点である。これにより、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsの変化が図４に示されているように緩やかにされつつ、前記三元触媒における酸素放出能力が万遍なく活用される。その後、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリーン側からリッチ側に反転する時点ｔ５以前まで、リーンスパイクが許可される。
　ここで、本実施形態においては、上述のリッチスパイクと同様に、リーンスパイク間隔ＴＬＳが、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsと目標値Ｖoxs_refとの偏差ΔＶoxs、機関負荷、及び前記三元触媒の劣化状態に応じて設定される。具体的には、リーンスパイク間隔ＴＬＳは、偏差ΔＶoxsが大きいほど大きく設定され、機関負荷が高いほど小さく設定され、前記三元触媒の劣化が進行するほど小さく設定される。また、リーンスパイク時間ｔＬＳが、機関負荷及び前記三元触媒の劣化状態に応じて設定される。具体的には、リーンスパイク時間ｔＬＳは、機関負荷が高いほど短く設定され、前記三元触媒の劣化が進行するほど短く設定される。
　加えて、本実施形態においては、リッチ要求における要求空燃比ＡＦＲ及びリーンスパイク強度（リーンスパイクにおける要求空燃比）ＡＦＬＳ、並びに、リーン要求における要求空燃比ＡＦＬ及びリッチスパイク強度（リッチスパイクにおける要求空燃比）ＡＦＲＳは、機関負荷に応じて設定される。
　具体的には、機関負荷が低い領域（すなわち触媒床温が低い領域）においては、これらを目標値Ｖoxs_refから大きく変位した値とすることで、酸素の吸蔵及び放出速度を高めることができる。一方、機関負荷が高い領域（すなわち触媒床温が高い領域）においては、これらの目標値Ｖoxs_refからの変位を小さくすることで、エミッションの低減を図ることができる。
　さらに、吸入空気流量Ｇａが増加すると、触媒ストイキ（前記三元触媒のストイキ点：具体的には触媒ウィンドウの中央値）がリッチ側にシフトする（例えば、特開２００５－４８７１１号公報、特開２００５－３５１２５０号公報、等参照。）。このため、高負荷であるほど（すなわち吸入空気流量Ｇａが増加するほど）、触媒ストイキをリッチ側にシフトさせるように、上述の要求空燃比ＡＦＲ等や目標値Ｖoxs_refが適宜設定される。
＜動作の具体例＞
　図５～図７は、図１に示されているＣＰＵ２０１によって実行される処理の一具体例を示すフローチャートである。なお、各図のフローチャートにおいて、「ステップ」は「Ｓ」と略記されている。
　まず図５を参照すると、ステップ５１０にて、現在フィードバック制御が行われているか否かが判定される。フィードバック制御中でない場合（ステップ５１０＝Ｎｏ）、以降の処理がすべてスキップされる。フィードバック制御中である場合（ステップ５１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ５２０に進行し、現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが、理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refよりも高いか否かが判定される。
　現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも高い場合（ステップ５２０＝Ｙｅｓ）、処理が図６のステップ６１０以降に進行し、リーン要求が開始される。このリーン要求においては、まず、ステップ６１０にて、リーン要求における要求空燃比ＡＦＬが、機関負荷すなわち吸入空気流量Ｇａに基づいて（マップ等を用いて）設定される。
　次に、処理がステップ６２０に進行し、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが下降中であるか否かが判定される。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが下降し始めるまでは、処理は続くステップ６３０には進行しない。
　下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが下降し始めると（ステップ６２０＝Ｙｅｓ）、リッチスパイクの実行が許可され、スパイク制御タイマがリセットされる（ステップ６３０）。このとき、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsは、図４に示されているように、リッチ側極値Ｖoxs_Rmaxからリッチスパイク開始値Ｖoxs_RS程度にまで下降している。
　リッチスパイク制御が開始されると、ステップ６４０にて、現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsから目標値Ｖoxs_refを減じることで、偏差ΔＶoxsが取得される。次に、かかる偏差ΔＶoxsを含むシステムＳの運転状態パラメータに基づいて（マップ等を用いて）リッチスパイク強度ＡＦＲＳ、リッチスパイク間隔ＴＲＳ、及びリッチスパイク時間ｔＲＳが設定され（ステップ６４５～６５５）、これらの設定値と上述のスパイク制御タイマの計数値とに基づいてリッチスパイクが実行される（ステップ６６０）。
　すなわち、ステップ６４５においては、吸入空気流量Ｇａに基づいて、リッチスパイク強度ＡＦＲＳが設定される。また、ステップ６５０においては、吸入空気流量Ｇａ、前記三元触媒の酸素吸蔵能力ＯＳＣ（これは周知のオンボード触媒診断によって別途求められている：例えば特開平８－２８４６４８号公報、特開平１０－３１１２１３号公報、特開平１１－１２５１１２号公報、等参照。）、及び偏差ΔＶoxsに基づいて、リッチスパイク間隔ＴＲＳが設定される。さらに、ステップ６５５においては、吸入空気流量Ｇａ及び酸素吸蔵能力ＯＳＣに基づいて、リッチスパイク時間ｔＲＳが設定される。
　続いて、現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも低くなったか否かが判定される（ステップ６７０）。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも低くなるまでは（ステップ６７０＝Ｎｏ）、リッチスパイク制御が許可される。これにより、図４に示されているように、リッチスパイクが適宜実行される。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも低くなると（ステップ６７０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ６８０に進行し、リッチスパイク制御が終了する。
　図５のステップ５２０における判定が「Ｎｏ」である場合、又は、図６のステップ６８０を経た場合（すなわち上述のリッチスパイク制御が終了した場合）、処理が図７におけるステップ７１０以降に進行し、リッチ要求が開始される。このリッチ要求においては、まず、ステップ７１０にて、リッチ要求における要求空燃比ＡＦＲが、機関負荷すなわち吸入空気流量Ｇａに基づいて（マップ等を用いて）設定される。
　次に、処理がステップ７２０に進行し、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが上昇中であるか否かが判定される。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが上昇し始めるまでは、処理は続くステップ７３０には進行しない。
　下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが上昇し始めると（ステップ７２０＝Ｙｅｓ）、リーンスパイクの実行が許可され、スパイク制御タイマがリセットされる（ステップ７３０）。このとき、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsは、図４に示されているように、リーン側極値Ｖoxs_Lmaxからリーンスパイク開始値Ｖoxs_LS程度にまで上昇している。
　リーンスパイク制御が開始されると、ステップ７４０にて、目標値Ｖoxs_refから現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsを減じることで、偏差ΔＶoxsが取得される。次に、かかる偏差ΔＶoxsを含む運転状態パラメータに基づいて（マップ等を用いて）リーンスパイク強度ＡＦＬＳ、リーンスパイク間隔ＴＬＳ、及びリーンスパイク時間ｔＬＳが設定され（ステップ７４５～７５５）、これらの設定値とスパイク制御タイマとに基づいてリーンスパイクが実行される（ステップ７６０）。
　すなわち、ステップ７４５においては、吸入空気流量Ｇａに基づいて、リーンスパイク強度ＡＦＬＳが設定される。また、ステップ７５０においては、吸入空気流量Ｇａ、酸素吸蔵能力ＯＳＣ、及び偏差ΔＶoxsに基づいて、リーンスパイク間隔ＴＬＳが設定される。さらに、ステップ７５５においては、吸入空気流量Ｇａ及び酸素吸蔵能力ＯＳＣに基づいて、リーンスパイク時間ｔＬＳが設定される。
　続いて、現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも高くなったか否かが判定される（ステップ７７０）。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも高くなるまでは（ステップ７７０＝Ｎｏ）、リーンスパイク制御が許可される。これにより、図４に示されているように、リーンスパイクが適宜実行される。
　下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも高くなると（ステップ７７０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ７８０に進行し、リーンスパイク制御が終了する。その後、処理が図６におけるステップ６１０に進行し、再びリーン要求が開始される。
＜実施形態による作用効果＞
　以上詳述した通り、本実施形態においては、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリーン側からリッチ側に反転した場合に、この出力に基づいて、要求空燃比が、理論空燃比から大きくリーン側に変位した値（リーン要求における要求空燃比ＡＦＬ：図４参照）に設定される。同様に、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリッチ側からリーン側に反転した場合に、この出力に基づいて、要求空燃比が、理論空燃比から大きくリッチ側に変位した値（リッチ要求における要求空燃比ＡＦＲ：図４参照）に設定される。これにより、前記三元触媒における酸素の吸蔵及び放出の速度が増加し、当該触媒における酸素吸蔵機能が高められる。
　また、本実施形態においては、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsに基づく要求空燃比の方向とは逆方向のスパイクが、システムＳの運転状態に応じた適切な条件で行われる。これにより、前記三元触媒における酸素吸蔵機能が万遍なく活用されつつ、下流側空燃比センサ２１６ｂの過渡的な出力（出力の急変）が抑制される。さらに、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが極値（Ｖoxs_LmaxやＶoxs_Rmax）の近傍である時間が可及的に短くなるため、下流側空燃比センサ２１６ｂを可及的に良好な応答性の領域で使用することができる。
　このように、本実施形態の構成は、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsと理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refとの乖離が小さいほどサブフィードバック補正量が小さくなる従来の空燃比制御装置や、単なるパータベーション制御を行っていたに止まる従来の空燃比制御装置に比して、前記三元触媒の酸素吸蔵機能をよりいっそう活用することができるものであるとともに、エミッション抑制性能も優れている。
＜変形例の例示列挙＞
　なお、上述の実施形態は、上述した通り、出願人が取り敢えず本願の出願時点において最良であると考えた本発明の代表的な実施形態を単に例示したものにすぎない。よって、本発明はもとより上述の実施形態に何ら限定されるものではない。したがって、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、上述の実施形態に対して種々の変形が施され得ることは、当然である。
　以下、代表的な変形例について、幾つか例示する。もっとも、言うまでもなく、変形例とて、以下に列挙されたものに限定されるものではない。また、複数の変形例が、技術的に矛盾しない範囲内において、適宜、複合的に適用され得る。
　本発明（特に、本発明の課題を解決するための手段を構成する各構成要素における、作用的あるいは機能的に表現されているもの）は、上述の実施形態や、下記変形例の記載に基づいて限定解釈されてはならない。このような限定解釈は、（先願主義の下で出願を急ぐ）出願人の利益を不当に害する反面、模倣者を不当に利するものであって、許されない。
　本発明は、上述の実施形態にて開示された具体的な装置構成に限定されない。例えば、本発明は、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン、メタノールエンジン、バイオエタノールエンジン、その他任意のタイプの内燃機関に適用可能である。気筒数、気筒配列方式（直列、Ｖ型、水平対向）、燃料供給方式、着火方式も、特に限定はない。
　インジェクタ１２９とともに、あるいはこれに代えて、燃焼室ＣＣ内に燃料を直接噴射するための筒内噴射弁が設けられていてもよい（例えば特開２００７－２７８１３７号公報等参照）。かかる構成に対しても、本発明は好適に適用される。また、上流側空燃比センサ２１６ａや下流側空燃比センサ２１６ｂは、上流側触媒コンバータ１４１の筐体に装着されていてもよい。
　本発明は、上記の実施形態にて開示された具体的な処理態様に限定されない。例えば、或るセンサで取得（検出）された運転状態パラメータは、他のセンサで取得（検出）された他の運転状態パラメータや、これを用いたオンボード推定値に代用され得る。すなわち、例えば、図６及び図７の各ステップにおいて、吸入空気流量Ｇａに代えて、負荷率ＫＬやスロットルバルブ開度ＴＡやアクセル操作量ＰＡや触媒床温が用いられ得る。
　図６のステップ６２０の処理に代えて、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsがリーン側からリッチ側に反転してから所定時間経過したか否かの判定が行われてもよい。図７のステップ７２０についても同様である。また、出力反転後の吸入空気流量Ｇａの積算値も、スパイク開始判定に用いられ得る。
　リッチスパイクにおける要求空燃比ＡＦＲＳは、リッチ要求における要求空燃比ＡＦＲと同じに設定されてもよいし、これよりもリッチ側に設定されてもよい。同様に、リーンスパイクにおける要求空燃比ＡＦＬＳは、リーン要求における要求空燃比ＡＦＬと同じに設定されてもよいし、これよりもリーン側に設定されてもよい。すなわち、ＡＦＲ及びＡＦＲＳは１３．５～１４．５の範囲内に、ＡＦＬ及びＡＦＬＳは１４．７～１５．７の範囲内に、それぞれ設定され得る。
　ところで、スパイクが多く導入されている状態においては、上流側空燃比センサ２１５ａの出力は、その応答性等の影響で、実際の空燃比変動を「なました」状態となる。よって、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsと目標値Ｖoxs_refとの乖離が小さくスパイク間隔（リッチスパイク間隔ＴＲＳやリーンスパイク間隔ＴＬＳ）が短いときは、上流側空燃比センサ２１５ａの出力の定常的な誤差の補正のためのメインフィードバック学習は、行われない方がよい。すなわち、かかるメインフィードバック学習は、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refから所定以上乖離していてスパイク間隔が長いときに行われることが好ましい。
　図８は、かかる動作例に対応する処理の一具体例を示すフローチャートである。以下図８を参照すると、まず、ステップ８１０にて、現在フィードバック制御が行われているか否かが判定される。フィードバック制御中でない場合（ステップ８１０＝Ｎｏ）、以降の処理がすべてスキップされる。フィードバック制御中である場合（ステップ８１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ８２０に進行し、現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが、理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refよりも高いか否かが判定される。
　現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも高い場合（ステップ８２０＝Ｙｅｓ）、リーン要求の実行中であるので、処理がステップ８３０に進行し、リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０よりも長いか否かが判定される（なお、リッチスパイク制御開始前は、リッチスパイク間隔ＴＲＳは無限大に相当する大きな値であるものとする。）。
　リッチスパイク制御開始前や、リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０よりも長い場合、ステップ８３０における判定が「Ｙｅｓ」となるため、処理がステップ８４０に進行し、メインフィードバック学習が許可される。その後、処理がステップ８５０に進行し、リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０よりも長いか否かが再度判定される。リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０よりも長い間は、引き続きメインフィードバック学習が許可される（ステップ８５０＝Ｙｅｓ）。
　一方、リッチ要求の実行中は（ステップ８２０＝Ｎｏ）、処理がステップ８６０に進行し、リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０よりも長いか否かが判定される（なお、上述と同様に、リーンスパイク制御開始前は、リーンスパイク間隔ＴＬＳは無限大に相当する大きな値であるものとする。）。
　リーンスパイク制御開始前や、リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０よりも長い場合、ステップ８６０における判定が「Ｙｅｓ」となるため、処理がステップ８７０に進行し、メインフィードバック学習が許可される。その後、処理がステップ８８０に進行し、リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０よりも長いか否かが再度判定される。リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０よりも長い間は、引き続きメインフィードバック学習が許可される（ステップ８８０＝Ｙｅｓ）。
　リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０以下となった場合（ステップ８５０＝Ｎｏ）、あるいは、リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０以下となった場合（ステップ８８０＝Ｎｏ）、処理がステップ８９０に進行し、メインフィードバック学習が終了する。なお、ステップ８３０にて判定が「Ｎｏ」の場合、ステップ８４０、８５０、及び８９０の処理はスキップされる。ステップ８６０にて判定が「Ｎｏ」の場合も同様に、ステップ８７０、８８０、及び８９０の処理はスキップされる。
　このように、本例においては、スパイク間隔が所定値よりも長いときに、メインフィードバック学習が許可される（図９参照）。これにより、スパイクの影響を受けてメインフィードバック学習の精度が悪化することが、可及的に抑制される。
　一方、下流側空燃比センサ２１５ｂの出力の定常的な誤差の補正のためのサブフィードバック学習は、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsと目標値Ｖoxs_refとの乖離が大きいときには行うことができない。このため、サブフィードバック学習は、かかる乖離が小さくスパイク間隔（リッチスパイク間隔ＴＲＳやリーンスパイク間隔ＴＬＳ）が短いときに行われる。具体的には、図９に示されているように、下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが逆行したときに、目標値（目標電圧）をＶoxs_refからＶoxs_ref’（下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが逆行したときの極値）にシフトさせることで、サブフィードバック学習が行われる。
　図１０は、かかる動作例に対応する処理の一具体例を示すフローチャートである。以下図１０を参照すると、まず、ステップ１０１０にて、現在フィードバック制御が行われているか否かが判定される。フィードバック制御中でない場合（ステップ１０１０＝Ｎｏ）、以降の処理がすべてスキップされる。フィードバック制御中である場合（ステップ１０１０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ１０２０に進行し、現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが、理論空燃比に対応する目標値Ｖoxs_refよりも高いか否かが判定される。
　現在の下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが目標値Ｖoxs_refよりも高い場合（ステップ１０２０＝Ｙｅｓ）、リーン要求の実行中であるので、処理がステップ１０３０に進行し、リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０よりも短いか否かが判定される。リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０以上である間は（ステップ１０３０＝Ｎｏ）、ステップ１０３５への処理の進行が待機される（すなわち、サブフィードバック学習の許可が待機される。）。
　リッチスパイク間隔ＴＲＳが所定値ＴＲＳ０よりも短くなると（ステップ１０３０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ１０３５に進行し、サブフィードバック学習が許可される。すなわち、ステップ１０４０にて、平均空燃比がリーンであるにもかかわらず下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが逆行（すなわち上昇）したか否かが判定される。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが逆行すると（ステップ１０４０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ１０５０に進行して目標電圧がＶoxs_refからＶoxs_ref’に書き換えられ、サブフィードバック学習が終了する（ステップ１０６０）。
　一方、リッチ要求の実行中は（ステップ１０２０＝Ｎｏ）、処理がステップ１０７０に進行し、リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０よりも短いか否かが判定される。リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０以上である間は（ステップ１０７０＝Ｎｏ）、ステップ１０７５への処理の進行が待機される（すなわち、サブフィードバック学習の許可が待機される。）。
　リーンスパイク間隔ＴＬＳが所定値ＴＬＳ０よりも短くなると（ステップ１０７０＝Ｙｅｓ）、処理がステップ１０７５に進行し、サブフィードバック学習が許可される。すなわち、ステップ１０８０にて、平均空燃比がリッチであるにもかかわらず下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが逆行（すなわち下降）したか否かが判定される。下流側空燃比センサ２１６ｂの出力Ｖoxsが逆行すると（ステップ１０８０＝Ｙｅｓ）、上述と同様に、処理がステップ１０５０に進行して目標電圧がＶoxs_refからＶoxs_ref’に書き換えられ、サブフィードバック学習が終了する（ステップ１０６０）。
　その他、特段に言及されていない変形例についても、本発明の本質的部分を変更しない範囲内において、本発明の範囲内に含まれることは当然である。
　また、本発明の課題を解決するための手段を構成する各要素における、作用的あるいは機能的に表現されている要素は、上述の実施形態や変形例にて開示されている具体的構造の他、当該作用あるいは機能を実現可能ないかなる構造をも含む。さらに、本明細書にて引用した各公報の内容（明細書及び図面を含む）は、本明細書の一部を構成するものとして援用され得る。

Claims (12)

  1. 　内部に気筒を有する内燃機関と、
    　前記気筒から排出された排気を浄化するために排気通路に装着された、排気浄化触媒と、
    　前記排気浄化触媒よりも排気流動方向における下流側の部位にて前記排気通路に装着されていて、当該部位における排気の空燃比に対応する出力を発生する、下流側空燃比センサと、
    　を備えた内燃機関システムにおける、少なくとも前記下流側空燃比センサの出力に基づいて、前記内燃機関の空燃比を制御する、空燃比制御装置であって、
    　前記下流側空燃比センサの出力によって要求される空燃比補正の実施中に、制御目標空燃比よりも当該空燃比補正の方向とは逆方向に前記排気の空燃比を一時的に変化させる空燃比スパイクである逆方向スパイクを導入する、逆方向スパイク導入手段と、
    　前記内燃機関システムの運転状態に基づいて、時間的に隣り合う２つの前記逆方向スパイク同士の間隔である逆方向スパイク間隔を設定する、逆方向スパイク間隔設定手段と、
    　を備えたことを特徴とする、空燃比制御装置。
  2. 　請求項１に記載の、空燃比制御装置において、
    　前記下流側空燃比センサの出力と所定の目標値との偏差を取得する、偏差取得手段をさらに備え、
    　前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記偏差に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定することを特徴とする、空燃比制御装置。
  3. 　請求項１又は請求項２に記載の、空燃比制御装置であって、
    　前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記内燃機関の負荷に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定することを特徴とする、空燃比制御装置。
  4. 　請求項３に記載の、空燃比制御装置であって、
    　前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記気筒の吸入空気量に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定することを特徴とする、空燃比制御装置。
  5. 　請求項１～請求項４のうちのいずれか１項に記載の、空燃比制御装置であって、
    　前記逆方向スパイク間隔設定手段は、前記排気浄化触媒の劣化状態に基づいて、前記逆方向スパイク間隔を設定することを特徴とする、空燃比制御装置。
  6. 　請求項１～請求項５のうちのいずれか１項に記載の、空燃比制御装置において、
    　前記内燃機関システムの運転状態に基づいて、１回の前記逆方向スパイクあたりの継続時間である逆方向スパイク時間を設定する、逆方向スパイク時間設定手段を、さらに備えたことを特徴とする、空燃比制御装置。
  7. 　請求項６に記載の、空燃比制御装置であって、
    　前記逆方向スパイク時間設定手段は、前記内燃機関の負荷に基づいて、前記逆方向スパイク時間を設定することを特徴とする、空燃比制御装置。
  8. 　請求項６又は請求項７に記載の、空燃比制御装置であって、
    　前記逆方向スパイク時間設定手段は、前記排気浄化触媒の劣化状態に基づいて、前記逆方向スパイク時間を設定することを特徴とする、空燃比制御装置。
  9. 　請求項１～請求項８のうちのいずれか１項に記載の、空燃比制御装置において、
    　前記気筒の吸入空気量に基づいて、１回の前記逆方向スパイクにおける空燃比変動幅である逆方向スパイク強度を設定する、逆方向スパイク強度設定手段を、さらに備えたことを特徴とする、空燃比制御装置。
  10. 　請求項１～請求項９のうちのいずれか１項に記載の、空燃比制御装置において、
    　前記下流側空燃比センサの出力の定常的な誤差の補正のための学習を許可する、下流側学習条件判定手段をさらに備え、
    　前記下流側学習条件判定手段は、前記逆方向スパイク間隔に基づいて前記学習を許可することを特徴とする、空燃比制御装置。
  11. 　請求項１０に記載の、空燃比制御装置であって、
    　前記逆方向スパイクの導入中に、前記下流側空燃比センサの出力の変化の方向が、当該出力によって要求される空燃比補正の方向とは逆方向になった時点で、前記目標値を補正することによって前記学習を行うことを特徴とする、空燃比制御装置。
  12. 　請求項１～請求項１１のうちのいずれか１項に記載の、空燃比制御装置において、
    　前記内燃機関システムにおける前記排気浄化触媒及び前記下流側空燃比センサよりも前記排気流動方向における上流側の部位にて前記排気通路に装着されていて当該部位における排気の空燃比に対応する出力を発生する上流側空燃比センサの出力の定常的な誤差の補正のための学習を許可する、上流側学習条件判定手段をさらに備え、
    　前記上流側学習条件判定手段は、前記逆方向スパイク間隔に基づいて前記学習を許可することを特徴とする、空燃比制御装置。
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