(57)【要約】【課題】空燃比センサの状態を正確に推定でき、空燃比センサの状態に応じたフィードバック補正量で調整することで、制御性よく空燃比を制御できる内燃機関の空燃比制御装置、及びその制御方法を提供する。【解決手段】触媒前空燃比センサ１１と触媒後酸素センサ１５を用いて、燃料噴射量を調整することで、空燃比フィードバック制御を行う内燃機関において、触媒前空燃比センサ信号ＲＡＢＦ、触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒ及び吸入空気量ＱＡＲに基づき、触媒内中心空燃比と目標空燃比の補正量を演算し、算出した補正量で触媒内中心空燃比と空燃比センサ状態に応じたフィードバックゲインを調整する。この際、フィードバックゲインを、空燃比センサのシフト補正のフィードバック量を決めるゲインを用いて補正することを特徴とする。【選択図】図２
2018159286.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側の空燃比を計測する第１の計測手段と、前記触媒の下流側の酸素濃度を計測する第２の計測手段と、前記内燃機関の吸入空気量を計測する第３の計測手段と、前記第１乃至第３の計測手段の計測結果に基づいて、目標空燃比補正量を算出する酸素濃度制御手段とを備え、前記酸素濃度制御手段の出力信号に基づいて空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記第２の計測手段による検出値の反転回数、反転周期及び反転時間の少なくともいずれか１つから、前記第２の計測手段の状態を推定するセンサ状態推定手段と、
前記センサ状態推定手段による推定結果に基づいて、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインの演算を行うフィードバックゲイン演算手段とを設け、
前記フィードバックゲイン演算手段から出力されるシフト補正のフィードバック量に基づいて、前記目標空燃比補正量を調整することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記センサ状態推定手段が、前記第２の計測手段の検出値から反転回数、反転周期及び反転時間をそれぞれ算出する演算手段を備える、請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記演算手段が、前記第２の計測手段の検出値に基づいて、リッチ／リーンに反転する回数を算出する、請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記演算手段が、前記第２の計測手段の検出値に基づいて、リッチ／リーンに反転する周期を算出する、請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
前記演算手段が、前記第２の計測手段の検出値に基づいて、リッチ／リーンに反転する時間を算出する、請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
前記センサ状態推定手段が、前記第２の計測手段による検出値の反転回数、反転周期及び反転時間を学習する学習手段を更に備え、前記第２の計測手段から出力される検出信号のリッチ／リーン応答状態より学習値を更新する、請求項２乃至５いずれか１つの項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
前記センサ状態推定手段が、前記演算手段の演算結果、前記学習手段の学習値、及び所定の重み係数に基づいてセンサ状態のフィードバックゲイン指数を算出するセンサ状態演算手段を更に備え、このセンサ状態演算手段で算出したセンサ状態のフィードバックゲイン指数を前記フィードバックゲイン演算手段に供給する、請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
前記酸素濃度制御手段が、前記第１の計測手段と前記第３の計測手段の計測値を受け、触媒内酸素蓄積量を推定する触媒内酸素蓄積量演算部と、この触媒内酸素蓄積量演算部で算出した触媒内酸素蓄積量と前記第２の計測手段で計測した検出値から比例分補正値を算出する比例分補正値演算部と、前記触媒内酸素蓄積量演算部で算出した触媒内酸素蓄積量と前記第２の計測手段で計測した検出値から積分分補正値を算出する積分分補正値演算部と、前記触媒内酸素蓄積量演算部で算出した触媒内酸素蓄積量、前記第２の計測手段で計測した検出値、及び前記フィードバックゲイン演算手段の出力信号で示されたシフト補正のフィードバック量から、触媒内中心空燃比補正量を演算する触媒内中心空燃比補正量演算部と、比例分補正値、積分分補正値及び触媒内中心空燃比補正量から目標空燃比を演算する目標空燃比補正量演算部とを備え、
前記触媒内中心空燃比補正量演算部から出力される触媒内中心空燃比補正量が前記触媒内酸素蓄積量演算部に入力される、請求項１乃至７いずれか１つの項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項９】
前記触媒内中心空燃比補正量が所定範囲から外れたときに、前記第１の計測手段の異常と判断する診断手段を更に備える、請求項８に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１０】
内燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側に配置された空燃比センサの検出信号と、前記触媒の下流側に配置された酸素センサの検出信号とに基づいて空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御方法において、
内燃機関の吸入空気量と前記空燃比センサの検出信号とに基づいて、触媒の酸素蓄積量を算出するステップと、
算出した酸素蓄積量に基づいて、触媒内中心空燃比を算出するステップと、
前記空燃比センサの検出値に基づく空燃比フィードバック制御を実施しているときの前記酸素センサの作動パラメータを算出するステップと、
前記作動パラメータと所定値との乖離度合いであるフィードバックゲイン指数を算出するステップと、
前記触媒内中心空燃比を前記フィードバックゲイン指数で調整するステップと、
前記調整した触媒内中心空燃比を、前記空燃比フィードバックのベース目標空燃比に設定するステップと
を具備することを特徴とする内燃機関の空燃比制御方法。
【請求項１１】
前記酸素センサの作動パラメータは、前記酸素センサの検出信号の反転回数、反転周期及び反転時間の少なくともいずれか１つを含む、請求項１０に記載の内燃機関の空燃比制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車の車載自己診断規制対応技術に係り、特に内燃機関の空燃比を制御する空燃比制御装置及びその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車の有害排気ガスを減少させ、且つ燃費や運転性を向上させるための手段として、エンジン等の内燃機関の排気ガス成分に関する情報によって、空燃比を制御するフィードバック方式の空燃比制御装置が実用化されている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
上記空燃比制御装置において、使用されるセンサ、例えば空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）の故障や劣化により、排気ガス成分の異常や制御システム上で異常が発生することがあり、空燃比制御を適正にできない場合が生じる。特に空燃比センサは、エンジンの排気を直接受ける位置に設置されるため、高温、高圧や振動の影響、粗悪燃料等の影響を受け、劣化し易い傾向がある。また、多気筒エンジンの場合、他の気筒の燃焼サイクルの影響を受けるため、極めて正確な検出精度を有している必要がある。
【０００４】
更に、北米向けの自動車は、車載自己診断装置の装着を義務付けた法律、いわゆるＯＢＤII規制に対応する必要があり、空燃比センサに排気規制値の１．５倍を超えるような異常が発生した場合には、運転者に速やかに警告し、修理を促すことが要求されている。
したがって、何らかの原因で空燃比センサの検出精度が低下した場合には、空燃比センサの交換等の適切な処置を施す必要がある。このため、酸素センサの出力信号を用いて、空燃比センサの異常状態の判定を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第５８５１５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、空燃比センサの状態を正確に推定することができないため、空燃比センサの状態によるフィードバック分の補正量は、一律小さく設定せざるを得ない。フィードバック分の補正量が小さいと、空燃比センサが正常時の制御性はよいが、故障時には誤差分を吸収するまでに時間がかかり、故障による誤差を吸収するまでの期間は運転性が悪化する。一方、フィードバック分の補正量を大きくすれば、空燃比センサ故障時の誤差分を吸収するまでの時間を短縮できるが、故障による誤差を吸収した後の制御性が悪化する、という課題がある。
【０００７】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、空燃比センサの状態を正確に推定でき、空燃比センサの状態に応じたフィードバック補正量で調整することで、制御性よく内燃機関の空燃比を制御できる空燃比制御装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の内燃機関の空燃比制御装置は、内燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側の空燃比を計測する第１の計測手段と、前記触媒の下流側の酸素濃度を計測する第２の計測手段と、前記内燃機関の吸入空気量を計測する第３の計測手段と、前記第１乃至第３の計測手段の計測結果に基づいて、目標空燃比補正量を算出する酸素濃度制御手段とを備え、前記酸素濃度制御手段の出力信号に基づいて空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置であって、前記第２の計測手段による検出値の反転回数、反転周期及び反転時間の少なくともいずれか１つから、前記第２の計測手段の状態を推定するセンサ状態推定手段と、前記センサ状態推定手段による推定結果に基づいて、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインの演算を行うフィードバックゲイン演算手段とを設け、前記フィードバックゲイン演算手段から出力されるシフト補正のフィードバック量に基づいて、前記目標空燃比補正量を調整することを特徴とする。
また、本発明の内燃機関の空燃比制御方法は、内燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側に配置された空燃比センサの検出信号と、前記触媒の下流側に配置された酸素センサの検出信号とに基づいて空燃比をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御方法において、内燃機関の吸入空気量と前記空燃比センサの検出信号とに基づいて、触媒の酸素蓄積量を算出するステップと、算出した酸素蓄積量に基づいて、触媒内中心空燃比を算出するステップと、前記空燃比センサの検出値に基づく空燃比フィードバック制御を実施しているときの前記酸素センサの作動パラメータを算出するステップと、前記作動パラメータと所定値との乖離度合いであるフィードバックゲイン指数を算出するステップと、前記触媒内中心空燃比を前記フィードバックゲイン指数で調整するステップと、前記調整した触媒内中心空燃比を、前記空燃比フィードバックのベース目標空燃比に設定するステップとを具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、内燃機関の排気系に設けられた触媒の上流側の空燃比と、触媒の下流側の酸素濃度とを計測して空燃比をフィードバック制御するシステムにおいて、上記空燃比、上記酸素濃度及び吸入空気量に基づき、触媒内中心空燃比と目標空燃比の補正量を演算し、算出した補正量で触媒内中心空燃比と空燃比センサの状態とに応じてフィードバックゲインを調整する。この際、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインを用いて補正することで、触媒前空燃比センサのオフセットずれを迅速且つ精度よく補正し、故障検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の空燃比制御装置が適用された内燃機関のシステム構成の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示した内燃機関システムにおける制御装置で実行される空燃比フィードバック制御を装置として模式的に示すブロック図である。
【図３】酸素濃度制御による空燃比センサのオフセットずれの吸収動作について説明するための図である。
【図４】本発明の実施形態に係る空燃比制御装置の機能ブロック図である。
【図５】図４に示した空燃比制御装置の制御方法を示すフローチャートである。
【図６】図５に続く制御方法を示すフローチャートである。
【図７】酸素センサの出力電圧の反転回数が少ない場合のフィードバックゲインについて説明するための波形図である。
【図８】酸素センサの出力電圧の反転回数が多い場合のフィードバックゲインについて説明するための波形図である。
【図９】酸素センサの出力電圧の反転が早い場合のフィードバックゲインについて説明するための波形図である。
【図１０】酸素センサの出力電圧の反転が遅い場合のフィードバックゲインについて説明するための波形図である。
【図１１】空燃比センサの検出信号がオフセットずれした場合について説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の空燃比制御装置が適用された内燃機関のシステム構成の一例を示している。内燃機関１は吸気系２と排気系３とを備え、エンジン本体１ａに点火装置４、燃料噴射装置５及び回転数検出装置６等が取り付けられている。エアークリーナ７を介して流入される空気は、スロットル８のスロットルバルブ８ａで流量を調節された後、流量検出装置９で流量（吸入空気量ＱＡＲ）が計測され、燃料噴射装置５から吸気通路２ａに所定の角度で噴射される燃料と混合されて各気筒１０に供給される。スロットルバルブ８ａには、スロットルバルブ開度（スロットル位置信号ＴＰＳ）を検出するスロットル開度センサ８ｂが設けられている。
【００１２】
また、排気通路３ａには三元触媒１２が設けられており、排気ガスはこの三元触媒１２で浄化された後で大気中に排出される。三元触媒１２の上流側には空燃比センサ（触媒前空燃比センサ）１１が、下流側には酸素センサ（触媒後酸素センサ）１５がそれぞれ取り付けられている。
一方、燃料タンク１６内の燃料は、燃料ポンプ１７によって吸引・加圧された後、燃料管１９−１を通って吸気通路２ａに取り付けられたプレッシャーレギュレータ１８に供給され、燃料噴射装置５の燃料入口に導かれる。余分な燃料は燃料管１９−２を通って燃料タンク１６に戻される。
【００１３】
制御装置１３は、流量検出装置９で測定した吸入空気量ＱＡＲと、回転数検出装置６によって測定したリングギア（またはプレート）１４の回転数Ｎｅを取り込み、燃料噴射装置５の燃料噴射量Ｔｉを計算して制御する。また、この制御装置１３は、空燃比センサ１１の検出信号ＲＡＢＦと酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒとを取り込み、内燃機関１の空燃比が理論空燃比になるように燃料噴射量Ｔｉを補正することで、空燃比フィードバック制御を行う。更に、制御装置１３は、点火装置４、スロットル８、燃料ポンプ１７等にも制御信号を送信し、点火装置４の点火時期やスロットルバルブ８ａの開度、燃料ポンプ１７の吐出量等を制御して、内燃機関１の効率的な運転が行われるようにしている。
【００１４】
制御装置１３は、データ（各種センサからの計測結果や各種装置への制御情報）の入出力を行うために、アナログ入力回路２０、Ａ／Ｄ変換回路２１、デジタル入力回路２２、出力回路２３及びＩ／Ｏ回路２４等を備えている。また、データの処理を行うために、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８等を備えている。
アナログ入力回路２０には、流量検出装置９で測定した吸入空気量ＱＡＲ、スロットル開度センサ８ｂで検出したスロットルバルブ開度を示すスロットル位置信号ＴＰＳ、空燃比センサ１１の検出信号ＲＡＢＦ、及び酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒ等が入力される。
【００１５】
アナログ入力回路２０に入力された吸入空気量ＱＡＲ、スロットル位置信号ＴＰＳ、検出信号ＲＡＢＦ、及び検出信号ＶＯ２Ｒはそれぞれ、Ａ／Ｄ変換回路２１に供給されてデジタル信号に変換され、バス２５上に出力される。また、デジタル入力回路２２に入力されたプレート（またはリングギア）１４の回転数Ｎｅは、Ｉ／Ｏ回路２４を介してバス２５上に出力される。
【００１６】
バス２５には、ＭＰＵ２６、ＲＯＭ２７、ＲＡＭ２８、タイマ／カウンタ（ＴＭＲ／ＣＮＴ）２９等が接続されており、当該バス２５を介してデータの授受を行うようになっている。ＭＰＵ２６には、クロックジェネレータ（ＯＳＣ）３０からクロック信号が供給され、このクロック信号に同期して様々な演算や処理が実行される。ＲＯＭ２７は、例えばデータの消去と書き換えが可能なＥＥＰＲＯＭで構成され、制御装置１３を動作させるためのプログラム、設定データ及び初期値等が記憶されており、イグニッションキーのオン等によりこれらの情報がバス２５を介してＲＡＭ２８及びＭＰＵ２６に読み込まれる。また、このＲＯＭ２７には、必要に応じて内燃機関１の状態や運転者による操作が学習値として記憶され、この学習値がＭＰＵ２６による演算結果や処理結果を補正あるいは調整するために用いられる。学習値は、ＭＰＵ２６から更新が指示される毎に取り込まれて更新される。
【００１７】
ＲＡＭ２８は、作業領域として用いられ、ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果を一時的に記憶するようになっている。なお、タイマ／カウンタ２９は、時間の測定や様々な回数の測定、例えば酸素センサ１５の検出信号の反転回数、反転周期及び反転時間の測定に用いられる。
ＭＰＵ２６による演算結果や処理結果はバス２５上に出力され、Ｉ／Ｏ回路２４を介して出力回路２３から燃料ポンプ１７、点火装置４、燃料噴射装置５及びスロットルバルブ８ａに供給される。そして、これらを制御して空燃比を最適化することで、自動車の有害排気ガスを減少させるとともに燃費や運転性を向上させている。
【００１８】
図２は、図１に示した内燃機関システムにおける制御装置１３で実行される空燃比フィードバック制御を装置として模式的に示している。通常、三元触媒１２による排気浄化システムでは、エンジン本体１ａの排気系３に取り付けられた三元触媒１２の上流側の空燃比センサ１１の検出信号ＲＡＢＦを用いて、ＰＩ制御等により三元触媒１２の上流側の空燃比を目標空燃比（理論空燃比等）に制御している。その際、三元触媒１２の下流側の酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒにより、目標空燃比を補正することによって、空燃比センサ１１の検出ずれを吸収し、また三元触媒１２が要求する空燃比（触媒内中心空燃比）に目標空燃比を合わせることにより、より的確な空燃比フィードバック制御を実現する。
【００１９】
すなわち、酸素濃度制御装置４０には、流量検出装置９で測定した吸入空気量ＱＡＲ、空燃比センサ１１の検出信号ＲＡＢＦ、酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒ、及びシフト補正のフィードバック量を決めるフィードバックゲイン演算部４１の出力信号（ゲイン）ＦＢＧＡＩＮ等が入力される。この酸素濃度制御装置４０は、空燃比センサ１１のオフセットずれを吸収するためのもので、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦと目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２を生成し、空燃比センサオフセット故障診断装置４２に供給する。空燃比センサオフセット故障診断装置４２では、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦと目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２とに基づいてオフセット故障（オフセットずれ）の診断が行われ、これらの補正量ＣＮＴＡＢＦ、ＴＡＢＦＲＯ２の少なくとも一方が所定値を超えた場合に故障と診断する。
【００２０】
また、目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２は、目標空燃比演算部４３に供給され、この目標空燃比演算部４３の出力信号と空燃比センサ１１の検出信号ＲＡＢＦとが空燃比制御部４４に供給される。空燃比制御部４４では、目標空燃比を三元触媒１２の下流の酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒで補正することによって、空燃比センサ１１の検出ずれを吸収し、また三元触媒１２が要求する空燃比に目標空燃比を合わせる。空燃比制御部４４の出力信号と流量検出装置９で測定された吸入空気量ＱＡＲは、燃料噴射制御部４５に供給され、燃料噴射装置５から噴射される燃料の量を制御することで三元触媒１２の上流の空燃比を目標空燃比になるように調整している。
【００２１】
更に、酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒは、空燃比センサ１１の状態を推定する空燃比センサ状態推定装置４６に供給され、この空燃比センサ状態推定装置４６の出力信号がフィードバックゲイン演算部４１に供給されるようになっている。フィードバックゲイン演算部４１は、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインの演算を行う。
空燃比フィードバック制御を実現する手段として酸素濃度制御があり、まず、前提となる酸素濃度制御について説明する。酸素濃度制御の目的の一つとしては、空燃比センサ１１のオフセットずれの吸収がある。
【００２２】
図３は、酸素濃度制御による空燃比センサ１１のオフセットずれの吸収動作について説明するためのもので、縦軸は検出空燃比（検出信号ＲＡＢＦ）を示し、横軸は実空燃比を示している。図３において、実線で示す正規の特性にオフセットずれが発生すると、仮に実空燃比が１４．７の場合、動作点がｏ点から上下方向の矢印で示すようにａ点またはａ’点に移動し、空燃比センサ制御によりｂ点またはｂ’点になるように制御される（破線図示）。しかし、実空燃比はｃ点またはｃ’点（実線上）の値であるため、このｃ点またはｃ’点の空燃比が酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒに現れてくる。
【００２３】
そこで、この酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒを活用し、目標空燃比を補正することで、オフセットずれを吸収し、あたかもオフセットずれが無い空燃比センサ１１を使用しているような制御を行うことができる。すなわち、ｂ点、ｂ’点の動作点を左右方向へ移動して動作点をｏ点へ収束させることで、酸素濃度制御で目標空燃比を補正し、空燃比が１４．７となるように空燃比センサのオフセットずれを制御する。
【００２４】
酸素濃度制御のもう一つの目的は、三元触媒１２の状況に応じて、目標空燃比を補正することにある。その方法として、触媒内の酸素蓄積量を推定し、その結果から触媒内の中心空燃比を演算する。通常の三元触媒１２の場合、空燃比を理論空燃比である１４．７に制御することが望ましいが、運転領域や触媒の劣化、活性状態により、必ずしも空燃比を１４．７に制御することが良いとは限らない。そこで、酸素濃度センサ制御で三元触媒１２内の酸素蓄積量を推定し、三元触媒１２の状況に応じて、最も排気浄化率が高い空燃比（触媒内中心空燃比）を演算し、目標空燃比を補正することで最良の空燃比フィードバック制御を実現する。
【００２５】
図４は、本発明の実施形態に係る空燃比制御装置の機能ブロックを示している。触媒前空燃比センサ信号計測部５１は、図１及び図２における三元触媒１２の上流側の空燃比を測定する空燃比センサ１１に対応し、吸入空気量計測部５２は、内燃機関１に吸入される空気量を測定する流量検出装置９に対応する。また、触媒後酸素センサ信号計測部５３は、三元触媒１２の下流側の酸素濃度を測定するもので、酸素センサ１５に対応する。更に、触媒内酸素蓄積量演算部５４、比例分補正値演算部５５、積分分補正値演算部５６、触媒内中心空燃比補正量演算部５７、及び目標空燃比補正量演算部５８等で酸素濃度制御装置４０が構成されている。
【００２６】
また、診断領域判定部５９と触媒前空燃比センサオフセット故障判定部６０とで、空燃比センサオフセット故障診断装置４２が構成される。そして、学習更新判定部６１、触媒後酸素センサ反転回数演算部６２、触媒後酸素センサ反転周期演算部６３、触媒後酸素センサ反転時間演算部６４、反転回数学習更新部６５、反転周期学習更新部６６、反転時間学習更新部６７、空燃比センサ状態第１演算部６８、空燃比センサ状態第２演算部６９、及び空燃比センサ状態第３演算部７０等で空燃比センサ状態推定装置４６が構成されている。空燃比センサ状態第１演算部６８、空燃比センサ状態第２演算部６９、及び空燃比センサ状態第３演算部７０の出力信号はそれぞれ、フィードバックゲイン演算部４１に供給され、シフト補正のフィードバック量が算出されて、触媒内中心空燃比補正量演算部５７に供給される。
【００２７】
触媒内酸素蓄積量演算部５４では、触媒前空燃比センサ信号（触媒前空燃比）ＲＡＢＦ、吸入空気量ＱＡＲ及び触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦから、触媒内酸素蓄積量を算出する。比例分補正値演算部５５では、触媒内酸素蓄積量と触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒ（触媒後酸素濃度）から比例分補正値ＰＢを算出する。積分分補正値演算部５６では、触媒内酸素蓄積量と触媒後酸素濃度から積分分補正値ＩＢを算出する。触媒内中心空燃比補正量演算部５７では、触媒内酸素蓄積量、触媒後酸素濃度、及びフィードバックゲイン演算部４１の出力信号（ゲイン）ＦＢＧＡＩＮで示されたシフト補正のフィードバック量から、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦを算出する。更に、目標空燃比補正量演算部５８では、比例分補正値ＰＢ、積分分補正値ＩＢ、及び触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦから目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２を算出する。
【００２８】
診断領域判定部５９では、診断実行の許可を判定する。そして、診断実行が許可されると、触媒前空燃比センサオフセット故障判定部６０で、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦと目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２とに基づいて、触媒前空燃比センサ１１のオフセット故障が発生しているか否か判定する。
【００２９】
更に、学習更新判定部６１は、触媒後酸素センサ信号計測部５３から出力される検出信号ＶＯ２Ｒのリッチ／リーン応答状態より学習の更新判定を許可する。触媒後酸素センサ反転回数演算部６２は、触媒後酸素センサ信号計測部５３から出力される検出信号ＶＯ２Ｒのリッチ／リーン反転回数Ｏ２Ｋを算出する。触媒後酸素センサ反転周期演算部６３は、触媒後酸素センサ信号計測部５３から出力される検出信号ＶＯ２Ｒのリッチ／リーン反転周期Ｏ２Ｓを算出する。また、触媒後酸素センサ反転時間演算部６４は、触媒後酸素センサ信号計測部５３から出力される検出信号ＶＯ２Ｒのリッチ／リーン反転時間Ｏ２Ｊを算出する。
【００３０】
反転回数学習更新部６５は、学習更新判定部６１の学習更新判定結果に基づいて、触媒後酸素センサ反転回数演算部６２から出力される反転回数Ｏ２Ｋを学習する。反転周期学習更新部６６は、学習更新判定部６１の学習更新判定結果に基づいて、触媒後酸素センサ反転周期演算部６３から出力される反転周期Ｏ２Ｓを学習する。また、反転時間学習更新部６７は、学習更新判定部６１の学習更新判定結果に基づいて、触媒後酸素センサ反転時間演算部６４から出力される反転時間Ｏ２Ｊを学習する。
【００３１】
空燃比センサ状態第１演算部６８は、触媒後酸素センサ反転回数演算部６２の出力値（反転回数Ｏ２Ｋ）と反転回数学習更新部６５の学習値ＬＲＮ_Ｋとを比較し、フィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ１を算出する。空燃比センサ状態第２演算部６９は、触媒後酸素センサ反転周期演算部６３の出力値（反転周期Ｏ２Ｓ）と反転周期学習更新部６６の学習値ＬＲＮ_Ｓとを比較し、フィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ２を算出する。更に、空燃比センサ状態第３演算部７０は、触媒後酸素センサ反転時間演算部６４の出力値（反転時間Ｏ２Ｊ）と反転時間学習更新部６７の学習値ＬＲＮ_Ｊとを比較し、フィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ３を算出する。
【００３２】
フィードバックゲイン演算部４１は、空燃比センサ状態第１演算部６８、空燃比センサ状態第２演算部６９、及び空燃比センサ状態第３演算部７０の各出力を加算したフィードバックゲイン指数の演算結果から、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインＦＢＧＡＩＮを算出し、触媒内中心空燃比補正量演算部５７に供給する。
【００３３】
次に、図５及び図６のフローチャートにより、図４に示した空燃比制御装置の制御方法を詳しく説明する。
まず、ステップＳ１では、触媒前空燃比センサ信号計測部５１により検出信号（触媒前空燃比センサ信号）ＲＡＢＦから空燃比を計測する。次のステップＳ２では、吸入空気量計測部５２により吸入空気量ＱＡＲを計測する。ステップＳ３では、触媒後酸素センサ信号計測部５３により検出信号（触媒後酸素センサ信号）ＶＯ２Ｒから酸素濃度を計測する。続くステップＳ４で、測定した触媒前空燃比センサ信号ＲＡＢＦと吸入空気量ＱＡＲ、触媒内酸素蓄積量ＯＳＥＳＴの前回値ＯＳＥＳＴ_ｏｌｄ、及び触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦの前回値ＣＮＴＡＢＦ_ｏｌｄから、触媒内酸素蓄積量演算部５４により、下式にしたがって触媒内酸素蓄積量ＯＳＥＳＴを演算する。
ＯＳＥＳＴ＝ＯＳＥＳＴ_ｏｌｄ＋（ＲＡＢＦ−ＣＮＴＡＢＥ_ｏｌｄ）×ＱＡＲ
【００３４】
次のステップＳ５では、触媒後酸素センサ反転回数演算部６２により、触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒの反転回数Ｏ２Ｋを算出する。ステップＳ６では、触媒後酸素センサ反転周期演算部６３により、触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒの反転周期Ｏ２Ｓを算出する。更にステップＳ７では、触媒後酸素センサ反転時間演算部６４により、触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒの反転時間Ｏ２Ｊを算出する。
【００３５】
そして、学習更新判定部６１で学習更新判定を行い（ステップＳ８）、学習更新判定許可時には、各演算結果に基づき反転回数Ｏ２Ｋ、反転周期Ｏ２Ｓ及び反転時間Ｏ２Ｊの学習更新をそれぞれ行う（ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１１）。これによって、反転回数学習更新部６５には学習値ＬＲＮ_Ｋ、反転周期学習更新部６６には学習値ＬＲＮ_Ｓ、反転時間学習更新部６７には学習値ＬＲＮ_Ｊが記憶される。学習の更新は、例えば自動車の走行距離から判定し、初回走行の定常走行時、燃料カットを行ってから燃料リカバー時に各学習更新部６５〜６７の学習値ＬＲＮ_Ｋ，ＬＲＮ_Ｓ，ＬＲＮ_Ｊが更新される。
【００３６】
ステップＳ１２では、触媒後酸素センサ１５の反転回数Ｏ２Ｋと反転回数の学習値ＬＲＮ_Ｋとの比率から、空燃比センサ状態第１演算部６８により、次式にしたがって空燃比センサ状態のフィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ１を演算する。
ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ１＝Ｏ２Ｋ／ＬＲＮ_Ｋ×α（重み係数）
定常走行時において、図７に示すように、触媒後酸素センサ１５の出力電圧が実線８０で示すようにリッチあるいはリーン状態のままで反転しない、または実線８１で示すように反転回数が少ない状況の場合は、空燃比センサ１１がストイキから外れていると推定し、フィードバックゲインは大きい方向に補正する。
一方、図８に実線８２で示すように、触媒後酸素センサ１５の出力電圧がリッチ状態とリーン状態を反転する回数が多い場合には、空燃比センサ１１がストイキ付近と推定して、フィードバックゲインは小さい方向に補正する。
【００３７】
ステップＳ１３では、触媒後酸素センサ１５の反転周期Ｏ２Ｓと反転周期の学習値ＬＲＮ_Ｓとの比率から、空燃比センサ状態第２演算部６９により、次式にしたがって空燃比センサ状態のフィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ２を演算する。
ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ２＝Ｏ２Ｓ／ＬＲＮ_Ｓ×β（重み係数）
反転周期も反転回数と同様であり、定常走行時において、触媒後酸素センサ１５の出力電圧がリッチあるいはリーン状態のままで反転しない、または反転周期が長い状況の場合は、空燃比センサ１１がストイキから外れていると推定し、フィードバックゲインは大きい方向に補正する。
また、触媒後酸素センサ１５の出力電圧がリッチ状態とリーン状態を反転する周期が短い場合には、空燃比センサ１１がストイキ付近と推定して、フィードバックゲインは小さい方向に補正する。
【００３８】
ステップＳ１４では、触媒後酸素センサ１５の反転時間Ｏ２Ｊと反転時間の学習値ＬＲＮ_Ｊとの比率から、空燃比センサ状態第３演算部７０により、次式にしたがって空燃比センサ状態のフィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ３を演算する。
ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ３＝Ｏ２Ｊ／ＬＲＮ_Ｊ×γ（重み係数）
燃料カットからのリカバー時において、図９に示すように、燃料カットフラグにより燃料カットが終了したタイミングｔ０から、空燃比センサ１１の出力電圧の反転が早い場合には、空燃比センサ１１がストイキから外れている（リッチ状態時）と推定し、フィードバックゲインは大きい方向に補正する。
一方、図１０に示すように、燃料カットフラグにより燃料カットが終了したタイミングｔ０から、空燃比センサ１１の出力電圧の反転が遅い場合には、空燃比センサ１１がストイキから外れている（リーン状態時）と推定して、フィードバックゲインは小さい方向に補正する。
【００３９】
そして、ステップＳ１５で各ステップＳ１２，Ｓ１３，Ｓ１４の空燃比センサ状態のフィードバックゲイン指数ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ１、ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ２、ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ３を加算し、ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥを算出する。すなわち、
ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ＝ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ１＋ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ２＋ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ３
である。
【００４０】
ステップＳ１６では、空燃比センサ状態ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥの結果から、フィードバックゲインＦＢＧＡＩＮを演算する。
ＦＢＧＡＩＮ＝ＴＦＢＧＡＩＮ（ＬＡＦ_ＳＴＡＴＥ）
上記ステップＳ１５，Ｓ１６は、フィードバックゲイン演算部４１によって実行される。
ステップＳ１７では、酸素貯積量補正値ＯＳＥＳＴＮと酸素センサ信号補正値ＶＯ２ＲＮから、比例分補正値演算部５５により、マップ１に基づいて比例分補正値ＰＢを演算する。
ＰＢ＝マップ１（ＯＳＥＳＴＮ，ＶＯ２ＲＮ）
【００４１】
ステップＳ１８では、酸素貯積量補正値ＯＳＥＳＴＮと酸素センサ信号補正値ＶＯ２ＲＮから、積分分補正値演算部５６により、マップ２に基づいて積分分補正値ＩＢを演算する。
ＩＢ＝ＩＢ_ｏｌｄ＋マップ２（ＯＳＥＳＴＮ，ＶＯ２ＲＮ）
ここで、ＩＢ_ｏｌｄは、積分分補正値ＩＢの前回値である。
ステップＳ１９では、酸素貯積量補正値ＯＳＥＳＴＮと酸素センサ信号補正値ＶＯ２ＲＮから、触媒内中心空燃比補正量演算部５７により、マップ３に基づいて触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦを演算する。
ＣＮＴＡＢＦ＝マップ３（ＯＳＥＳＴＮ，ＶＯ２ＲＮ）
ステップＳ２０では、目標空燃比補正量演算部５８により、算出した比例分補正値ＰＢ、積分分補正値ＩＢ及び触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦを加算し、目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２を算出する。すなわち、
ＴＡＢＦＲＯ２＝ＰＢ＋ＩＢ＋ＣＮＴＡＢＦ
である。
【００４２】
ステップＳ２１では、積分分補正値ＩＢ、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦ及び酸素貯積量補正値ＯＳＥＳＴＮの前回値を、それぞれＩＢ_ｏｌｄ、ＣＮＴＡＢＦ_ｏｌｄ、ＯＳＥＳＴＮ_ｏｌｄとする。なお、この積分分補正値ＩＢ_ｏｌｄ、触媒内中心空燃比ＣＮＴＡＢＦ_ｏｌｄ、酸素蓄積量ＯＳＥＳＴ_ｏｌｄの前回値は、ステップＳ４やステップＳ１８での演算に使用される。次のステップＳ２２では、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦまたは触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦに重み係数を乗算したものをＣＮＴＡＢＦとする。
ＣＮＴＡＢＦ＝ＣＮＴＡＢＦ
または、
ＣＮＴＡＢＦ＝ＣＮＴＡＢＦ×ζ（重み係数）
【００４３】
続くステップＳ２３では、診断領域判定部５９により診断実行の許可を判定する。診断実行が許可されると、ステップＳ２４に進む。診断実行が許可されなければ診断は実行しない。次に、触媒前空燃比センサオフセット故障判定部６０で実行されるステップＳ２４の条件を判断する。ステップＳ２４の条件が成立する時（触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦ＞上限判定値、または触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦ＜下限判定値）には、ステップＳ２５でオフセット故障と判定する。一方、ステップＳ２４の条件が不成立の時はステップＳ２６でオフセット故障無し（ＯＫ）と判定する。
【００４４】
上述したように、本発明では、内燃機関１の排気系３に設けられた三元触媒１２の上流側の空燃比と、三元触媒１２の下流側の酸素濃度とを計測して空燃比をフィードバック制御するシステムにおいて、触媒前空燃比センサ信号ＲＡＢＦ、触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒ及び吸入空気量ＱＡＲに基づき、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦと目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２を演算し、触媒内中心空燃比と空燃比センサ状態とに応じてフィードバックゲインを調整する。この際、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインＦＢＧＡＩＮを用いて補正することで、空燃比センサ１１の状態を正確に推定でき、制御性よく内燃機関１の空燃比を制御できる。また、空燃比センサ１１のオフセットずれを迅速且つ精度よく補正し、故障検出することができる。
【００４５】
なお、図３に示したように、空燃比センサ１１のオフセット故障は、オフセットずれの過度の状態であり、前述したように、酸素センサ制御の動作自体に、オフセットずれを吸収する機能が備わっているため、酸素濃度制御内のパラメータをモニタすることで、オフセット故障を検出することができる。そこで、次に、触媒劣化により該触媒後酸素センサが影響を受けた場合においても、オフセット故障を正確に検知可能であることについて説明する。
【００４６】
図１１は、空燃比センサ１１の出力がオフセット故障状態を示す図である。空燃比センサ１１のオフセット故障時は、三元触媒１２を介して酸素センサ１５の検出信号ＶＯ２Ｒにその影響が出やすくなり、比例分補正値ＰＢ、積分分補正値ＩＢが変化し、結果として空燃比センサ制御の出力値となる目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２が変化する。一方で、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦは目標空燃比補正量ＴＡＢＦＲＯ２との乖離が発生することで補正量が更新される。
【００４７】
したがって、目標空燃比演算において目標空燃比が補正され、空燃比センサ制御により、空燃比センサ信号ＲＡＢＦが実空燃比に制御される。つまり、空燃比センサ信号ＲＡＢＦのオフセット故障分が、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦに反映される。よって、触媒内中心空燃比補正量ＣＮＴＡＢＦをモニタすることで空燃比センサのオフセット故障の診断を行うことができる。
また、空燃比センサ１１の状態を触媒後酸素センサ信号ＶＯ２Ｒから推定し、フィードバックゲインを切り替えることで、空燃比センサ１１のオフセット状態を迅速、且つ精度よく補正及び故障検出することができる。
【００４８】
ここで、上述した実施形態から把握し得る技術的思想について、以下にその効果と共に記載する。
内燃機関の空燃比制御装置は、その一つの態様において、内燃機関の排気系に設けられた触媒と、この触媒の上流側と下流側にそれぞれ設けられ、排気ガス中の特定の成分濃度を検出するための触媒前空燃比センサと触媒後酸素センサの信号に基づいて空燃比補正係数を算出し、基準燃料供給量を補正する空燃比フィードバック制御手段を有する内燃機関の制御装置において、
触媒前の空燃比を検出する触媒前空燃比センサ信号計測手段と、
触媒後の酸素濃度を検出する触媒後酸素センサ信号計測手段と、
前記内燃機関の吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段と、
前記触媒前空燃比センサ信号計測手段と前記吸入空気量計測手段の計測結果、及び触媒内中心空燃比演算手段の演算結果に基づいて、触媒内酸素蓄積量を推定する触媒内酸素蓄積量演算手段と、
酸素センサ信号応答時間演算手段の演算結果に基づいて、リッチ／リーンに反転するまでの応答時間により、学習の更新を許可する学習更新判定手段と、
前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果に基づいて、前記酸素センサのリッチ／リーンの反転回数を演算する触媒後酸素センサ反転回数演算手段と、
前記学習更新判定手段による判定結果と前記触媒後酸素センサ反転回数演算手段の演算結果に基づいて、所定期間酸素センサ信号のリッチ／リーン反転回数を演算する反転回数学習更新手段と、
前記触媒後酸素センサ反転回数演算手段による酸素センサ反転回数と、前記反転回数学習更新手段の酸素センサ反転回数学習値に基づいて、酸素センサ反転回数と酸素センサ反転回数学習値の比率をフィードバックゲイン指数とする空燃比センサ状態第１演算手段と、
前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果に基づいて、酸素センサのリッチ／リーンの反転周期を演算する触媒後酸素センサ反転周期演算手段と、
前記学習更新判定手段の判定結果と前記触媒後酸素センサ反転周期演算手段の演算結果に基づいて、所定期間酸素センサ信号のリッチ／リーン反転周期を演算する反転周期学習更新手段と、
前記触媒後酸素センサ反転周期演算手段の酸素センサ反転周期と、前記反転周期学習更新手段の酸素センサ反転周期学習値に基づいて、酸素センサ反転周期と酸素センサ反転周期学習値の比率をフィードバックゲイン指数とする空燃比センサ状態第２演算手段と、
前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果に基づいて、前記酸素センサのリッチ／リーンの反転時間を演算する触媒後酸素センサ反転時間演算手段と、
前記学習更新判定手段の判定結果と、前記触媒後酸素センサ反転時間演算手段の演算結果に基づいて、所定期間酸素センサ信号のリッチ／リーン反転時間を演算する反転時間学習更新手段と、
前記触媒後酸素センサ反転時間演算手段の酸素センサ反転時間と、前記反転時間学習更新手段の酸素センサ反転時間学習値に基づいて、酸素センサ反転時間と酸素センサ反転時間学習値の比率をフィードバックゲイン指数とする空燃比センサ状態第３演算手段と、
前記空燃比センサ状態第１演算手段、前記空燃比センサ状態第２演算手段、及び前記空燃比センサ状態第３演算手段の各演算結果に基づいて、空燃比センサ状態を推定し、シフト補正のフィードバック量を決めるゲインの演算を行うフィードバックゲイン演算手段と、
前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果と、前記触媒内酸素蓄積量演算手段の演算結果に基づいて、比例分補正値を演算する比例分補正値演算手段と、
前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果と、前記触媒内酸素蓄積量演算手段の演算結果に基づいて、積分分補正値を演算する積分分補正値演算手段と、
前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果と、前記触媒内酸素蓄積量演算手段の演算結果に基づいて、触媒内中心空燃比を推定する触媒内中心空燃比補正量演算手段と、
前記比例分補正値演算手段、前記積分分補正値演算手段、及び前記触媒内中心空燃比演算手段の各演算結果に基づき、目標空燃比を補正する補正量を演算する目標空燃比演算手段と
を具備することを特徴とする。
上記構成によれば、触媒前空燃比センサ信号計測手段で検出した空燃比、触媒後酸素センサ信号計測手段で検出した酸素濃度、及び吸入空気量計測手段で検出した吸入空気量に基づき、触媒内中心空燃比と目標空燃比の補正量を演算し、触媒内中心空燃比と空燃比センサ計測手段の状態とに応じてシフト補正のフィードバック量を決めるゲインを用いて補正することで、触媒前空燃比センサ計測手段のオフセット状態を迅速且つ精度よく補正することができる。
【００４９】
前記内燃機関の空燃比制御装置の好ましい態様では、診断領域を判定する診断領域判定手段と、前記診断領域判定手段の判定結果と、前記目標空燃比演算手段の演算結果とに基づき、触媒前空燃比センサ信号計測手段のオフセット故障を検出する触媒前空燃比センサオフセット故障判定手段と、を更に具備することを特徴とする。
このようにすれば、触媒前空燃比センサ信号計測手段がオフセット故障であることを判定できる。
【００５０】
別の好ましい態様では、前記触媒後酸素センサ反転回数演算手段は、前記触媒後酸素センサ信号計測手段の出力値に基づいて、リッチ／リーンに反転する回数を演算する。
さらに別の好ましい態様では、前記反転回数学習更新手段は、前記学習更新判定手段の判定結果に基づいて、前記触媒後酸素センサ反転回数演算手段の出力値を学習する。
【００５１】
別の好ましい態様では、前記空燃比センサ状態第１演算手段は、前記触媒後酸素センサ反転回数演算手段の演算結果に基づいて、リッチ／リーンに反転する回数を学習値と現在値で比較し、フィードバックゲイン指数とする。
別の好ましい態様では、前記触媒後酸素センサ反転周期演算手段は、前記触媒後酸素センサ信号計測手段の出力値に基づいて、リッチ／リーンに反転する周期を演算する。
別の好ましい態様では、前記反転周期学習更新手段は、前記学習更新判定手段の判定結果に基づいて、前記触媒後酸素センサ反転周期演算手段の出力値を学習する。
【００５２】
別の好ましい態様では、前記空燃比センサ状態第２演算手段は、前記触媒後酸素センサ反転周期演算手段の演算結果に基づいて、リッチ／リーンに反転する周期を学習値と現在値で比較し、フィードバックゲイン指数とする。
別の好ましい態様では、前記触媒後酸素センサ反転時間演算手段は、前記触媒後酸素センサ信号計測手段の出力値に基づいて、リッチ／リーンに反転する時間を演算する。
別の好ましい態様では、前記反転時間学習更新手段は、前記学習更新判定手段の判定結果に基づいて、前記触媒後酸素センサ反転時間演算手段の出力値を学習する。
【００５３】
別の好ましい態様では、前記空燃比センサ状態第３演算手段は、前記触媒後酸素センサ反転時間演算手段に基づいて、リッチ／リーンに反転する時間を学習値と現在値で比較し、フィードバックゲイン指数とする。
別の好ましい態様では、前記フィードバックゲイン演算手段は、前記空燃比センサ状態第１演算手段、前記空燃比センサ状態第２演算手段、及び前記空燃比センサ状態第３演算手段のフィードバックゲイン指数の各演算結果に基づいて、フィードバックゲインを選択する。
【００５４】
別の好ましい態様では、前記触媒内中心空燃比補正量演算手段は、前記触媒後酸素センサ信号計測手段の計測結果と、前記触媒内酸素蓄積量演算手段及びフィードバックゲイン演算手段の演算結果とに基づいて、触媒内中心空燃比を推定する。
別の好ましい態様では、前記学習更新判定手段は、前記触媒後酸素センサ信号計測手段の出力値に基づいて、リッチ／リーンに反転する時間から学習更新判定する。
【符号の説明】
【００５５】
１…内燃機関、２…吸気系、３…排気系、４…点火装置、５…燃料噴射装置、６…回転数検出装置、７…エアークリーナ、８…スロットル、８ａ…スロットルバルブ、８ｂ…スロットル開度センサ、９…流量検出装置、１０…気筒、１１…空燃比センサ（触媒前空燃比センサ）、１２…三元触媒、１３…制御装置、１４…プレート（またはリングギア）、１５…酸素センサ（触媒後酸素センサ）、１６…燃料タンク、１７…燃料ポンプ、１８…プレッシャーレギュレータ、１９−１，１９−２…燃料管、４０…酸素濃度制御装置、４１…フィードバックゲイン演算部、４２…空燃比センサオフセット故障診断装置、４３…目標空燃比演算部、４４…空燃比制御部、４５…燃料噴射制御部、４６…空燃比センサ状態推定装置、５１…触媒前空燃比センサ信号計測部、５２…吸入空気量計測部、５３…触媒後酸素センサ信号計測部、５４…触媒内酸素蓄積量演算部、５５…比例分補正値演算部、５６…積分分補正値演算部、５７…触媒内中心空燃比補正量演算部、５８…目標空燃比補正量演算部、５９…診断領域判定部、６０…触媒前空燃比センサオフセット故障判定部、６１…学習更新判定部、６２…触媒後酸素センサ反転回数演算部、６３…触媒後酸素センサ反転周期演算部、６４…触媒後酸素センサ反転時間演算部、６５…反転回数学習更新部、６６…反転周期学習更新部、６７…反転時間学習更新部、６８…空燃比センサ状態第１演算部、６９…空燃比センサ状態第２演算部、７０…空燃比センサ状態第３演算部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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