(57)【要約】【課題】内燃機関の空燃比制御装置に関し、低負荷運転が続く場合であってもサブフィードバック学習を早期に完了することを可能にする。【解決手段】サブフィードバック学習が完了するまでの間は、内燃機関の低負荷運転時に吸入空気量を増大させる。また、吸入空気量を増大させるとともに、吸入空気量の増大に伴う出力の増大を抑制するように内燃機関の効率を低下させる。内燃機関の効率を低下させる手段としては、例えば、点火時期の遅角によって内燃機関の熱効率を低下させることが有効である。【選択図】図２
2008063995.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気通路に触媒を備える内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記触媒に流入する排気ガスの空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサと、
前記触媒を通過した排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサと、
吸入空気量から燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記空燃比センサの出力信号と理論空燃比との偏差に基づくフィードバック制御によって燃料噴射量を補正するメインフィードバック手段と、
前記酸素センサの出力信号と理論空燃比に対応する基準値との偏差に基づくフィードバック制御によって前記メインフィードバック手段で算出されるメインフィードバック補正値を補正するサブフィードバック手段と、
前記メインフィードバック手段によるフィードバック制御の制御中心と理論空燃比との定常的なずれを補償するための学習値を前記サブフィードバック手段で算出されるサブフィードバック補正値から学習する学習手段と、
前記学習手段による学習が完了したか否か判定する学習完了判定手段と、
学習が完了したと判定されるまでの間、内燃機関の低負荷運転時に吸入空気量を増大させる吸入空気量調整手段と、
前記吸入空気量調整手段によって吸入空気量が増大されるとき、吸入空気量の増大に伴う出力の増大を抑制するように内燃機関の効率を低下させる効率低下手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記学習完了判定手段は、前記酸素センサの出力信号の反転回数が所定回数を超えたら学習が完了したと判定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
前記学習完了判定手段は、前記学習値が所定範囲内に所定時間継続して入ったら学習が完了したと判定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記効率低下手段は、点火時期の遅角によって内燃機関の熱効率を低下させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
前記効率低下手段は、内燃機関によって駆動される補機の負荷を増大させることによって内燃機関の機械効率を低下させることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は内燃機関の空燃比制御装置に関し、特に、触媒の上流に配置した空燃比センサの出力信号と理論空燃比との偏差に基づくフィードバック制御の制御中心のずれを、触媒の下流に配置した酸素センサの出力信号と基準信号との偏差に基づくフィードバック制御を通じて学習する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に開示されているように、触媒の上流側に空燃比センサを配置し、触媒の下流側に酸素センサを配置し、これら２つのセンサの信号に基づいて空燃比を制御する空燃比制御装置が知られている。空燃比センサは排気ガスの空燃比に応じた信号を出力するセンサである。酸素センサは排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力するセンサであり、空燃比に対し理論空燃比を基準にして出力信号が反転する特性を有している。特許文献１に開示された従来の空燃比制御装置では、空燃比センサが出力する信号に基づき、触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるよう燃料噴射量を制御するフィードバック制御が行われている。
【０００３】
また、従来の空燃比制御装置では、上記のフィードバック制御と併せて、酸素センサが出力する信号を燃料噴射量に反映させる制御（これをサブフィードバック制御という）も行われている。サブフィードバック制御では、酸素センサの出力信号と基準信号との偏差に基づき補正値（サブＦ／Ｂ補正値）が算出され、そのサブＦ／Ｂ補正値が空燃比センサの出力信号に反映される。サブＦ／Ｂ補正値は、触媒に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比に対してリーン／リッチの何れの側にずれているかを示している。これによれば、空燃比センサの出力にずれがある場合でも、そのずれを補正して現実の空燃比が理論空燃比に近付くように燃料噴射量を制御することができる。
【０００４】
また、従来の空燃比制御装置では、サブＦ／Ｂ補正値を時間方向に平滑化したものを学習値（サブＦ／Ｂ学習値）として学習することも行われている。これをサブフィードバック学習という。サブＦ／Ｂ補正値には酸素センサの出力信号の振動が反映されているが、サブＦ／Ｂ補正値を時間方向に平滑化することによってその振動成分を減衰させることができ、サブＦ／Ｂ補正値に含まれる定常成分のみを抽出することができる。サブＦ／Ｂ学習値は、空燃比センサの出力信号に基づく空燃比フィードバック制御の制御中心と理論空燃比との定常的なずれに対応している。サブＦ／Ｂ学習値が空燃比センサの出力信号に加算されることで上記ずれを補償するように空燃比が補正され、すみやかに実空燃比を理論空燃比に近づけることが可能になる。
【特許文献１】特開２００４−３１６５２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
サブＦ／Ｂ補正値には酸素センサの出力信号の振動に基づく振動成分が含まれている。この振動成分が平滑化処理によってサブＦ／Ｂ学習値に取り込まれていくことにより、サブＦ／Ｂ学習値は一定の範囲内に収束するようになる。従来の空燃比制御装置では、酸素センサの出力信号の反転回数が所定回数を超えたら、サブＦ／Ｂ学習値が安定したものと判定するようになっている。
【０００６】
酸素センサの出力信号の振動は、触媒内雰囲気のリッチからリーンへ或いはリーンからリッチへの変化に起因している。触媒内のガスの入れ替わりが速ければ、酸素センサの出力信号の反転周期は短くなり、逆に触媒内のガスの入れ替わりが遅ければ、酸素センサの出力信号の反転周期は長くなる。
【０００７】
触媒内のガスが入れ替わる速さは、触媒を通過する排気ガスの流量によって決まる。内燃機関の低負荷運転時のように排気ガス流量が少ない状況では、触媒内のガスの入れ替わりは遅い。このため、内燃機関の低負荷運転が続く場合には、酸素センサの出力信号の反転周期が長期化することによって、サブフィードバック学習の完了が遅くなってしまう。学習の完了してないサブＦ／Ｂ学習値に基づいて空燃比制御を行ったとしても、実空燃比を理論空燃比に近づけることはできず、良好なエミッション特性を得られないおそれがある。
【０００８】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、低負荷運転が続く場合であってもサブフィードバック学習を早期に完了することが可能な内燃機関の空燃比制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、排気通路に触媒を備える内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記触媒に流入する排気ガスの空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサと、
前記触媒を通過した排気ガスの酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサと、
吸入空気量から燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記空燃比センサの出力信号と理論空燃比との偏差に基づくフィードバック制御によって燃料噴射量を補正するメインフィードバック手段と、
前記酸素センサの出力信号と理論空燃比に対応する基準値との偏差に基づくフィードバック制御によって前記メインフィードバック手段で算出されるメインフィードバック補正値を補正するサブフィードバック手段と、
前記メインフィードバック手段によるフィードバック制御の制御中心と理論空燃比との定常的なずれを補償するための学習値を前記サブフィードバック手段で算出されるサブフィードバック補正値から学習する学習手段と、
前記学習手段による学習が完了したか否か判定する学習完了判定手段と、
学習が完了したと判定されるまでの間、内燃機関の低負荷運転時に吸入空気量を増大させる吸入空気量調整手段と、
前記吸入空気量調整手段によって吸入空気量が増大されるとき、吸入空気量の増大に伴う出力の増大を抑制するように内燃機関の効率を低下させる効率低下手段と、
を備えることを特徴としている。
【００１０】
第２の発明は、第１の発明において、
前記学習完了判定手段は、前記酸素センサの出力信号の反転回数が所定回数を超えたら学習が完了したと判定することを特徴としている。
【００１１】
第３の発明は、第１の発明において、
前記学習完了判定手段は、前記学習値が所定範囲内に所定時間継続して入ったら学習が完了したと判定することを特徴としている。
【００１２】
第４の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記効率低下手段は、点火時期の遅角によって内燃機関の熱効率を低下させることを特徴としている。
【００１３】
第５の発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、
前記効率低下手段は、内燃機関によって駆動される補機の負荷を増大させることによって内燃機関の機械効率を低下させることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
第１の発明によれば、低負荷運転時には吸入空気量の増大によって触媒内のガスの入れ替わりを促進することができ、ひいては、酸素センサの出力信号に基づくサブフィードバック学習の学習速度を速めることができる。また、吸入空気量が増大されると燃料噴射量も増大されることになるが、吸入空気量の増大と同時に内燃機関の効率の低下も行われるので、吸入空気量の増大に伴う出力の増大は抑制される。つまり、第１の発明によれば、内燃機関の出力に影響を与えることなく、サブフィードバック学習を早期に完了することができる。
【００１５】
第２の発明によれば、吸入空気量が関係する酸素センサの出力信号の反転回数に基づいてサブフィードバック学習の完了を判定することで、吸入空気量を増大させる期間を過不足なく設定することができる。
【００１６】
第３の発明によれば、学習値の安定状態に基づいてサブフィードバック学習の完了を判定することで、吸入空気量を増大させる期間を過不足なく設定することができる。
【００１７】
第４の発明によれば、点火時期の遅角によって吸入空気量の増大に遅れることなく速やかに内燃機関の効率を低下させることができる。
【００１８】
第５の発明によれば、補機の負荷を増大させることで吸入空気量の増大に遅れることなく速やかに内燃機関の効率を低下させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、図を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明の実施の形態にかかる空燃比制御装置が組み込まれた内燃機関システムの全体構成を説明するための図である。図に示すように、内燃機関２には排気通路４が接続されている。排気通路４には排気ガス中の有害成分（ＮＯｘ、ＣＯ、ＨＣ）を浄化するための触媒６、８が２段に配置されている。少なくとも上流側の触媒６は、酸素吸蔵能力を有する触媒である。上流側の触媒６は排気マニホールドに接近して配置され、下流側の触媒８は車両の床下に配置されている。触媒６の上流には全域空燃比センサ１２が取り付けれ、触媒６の下流には酸素センサ１４が取り付けられている。全域空燃比センサ１２は空燃比に対してリニアな出力特性を示すセンサである。酸素センサ１４はガス中の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサであり、空燃比に対し理論空燃比を基準にして出力信号が反転する出力特性を有している。
【００２０】
内燃機関システムには、システム全体の運転を総合制御する制御装置としてＥＣＵ（Electronic Control Unit）１０が設けられている。前述の全域空燃比センサ１２と酸素センサ１４はＥＣＵ１０に接続されている。ＥＣＵ１０は、全域空燃比センサ１２及び酸素センサ１４の出力信号に基づき、触媒６に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比になるよう燃料噴射量をフィードバック制御している。以下、このフィードバック制御を空燃比フィードバック制御という。
【００２１】
ＥＣＵ１０により実行される空燃比フィードバック制御は、メインフィードバック制御とサブフィードバック制御とからなる。メインフィードバック制御では、全域空燃比センサ１２の出力信号と理論空燃比との偏差に基づき補正値（以下、メインＦ／Ｂ補正値という）が算出され、そのメインＦ／Ｂ補正値を用いて燃料噴射量が補正される。なお、燃料噴射量の基本値は、エアフローメータ（図示略）によって計測される吸入空気量に基づいて決定される。
【００２２】
サブフィードバック制御では、酸素センサ１４の出力信号と基準信号との偏差に基づき補正値（以下、サブＦ／Ｂ補正値という）が算出され、そのサブＦ／Ｂ補正値を全域空燃比センサ１２の出力信号に反映することでメインＦ／Ｂ補正値が補正される。また、サブフィードバック制御では、サブＦ／Ｂ補正値に含まれる定常的な成分を学習値（以下、サブＦ／Ｂ学習値という）として学習することも行われている。以下、この処理をサブフィードバック学習という。サブＦ／Ｂ学習値が全域空燃比センサ１２の出力信号に反映されることで全域空燃比センサ１２の出力信号に含まれる定常的なずれを補償するように燃料噴射量が補正され、すみやかに実空燃比を理論空燃比に近づけることが可能になる。
【００２３】
以下では、サブフィードバック制御において行われるサブフィードバック学習の方法について具体的に説明する。なお、以下に説明する学習方法は、本発明において採りうるサブフィードバック学習の方法の一例である。他の方法でサブフィードバック学習を行うことも可能である。
【００２４】
サブフィードバック制御では、酸素センサ１４からの出力信号OXSと基準信号SFBOとの偏差に基づき、次式（１）によってサブＦ／Ｂ補正値evafsfbが算出される。次式（１）においてGainPはＰ項（比例項）の比例ゲインであり、GainIはＩ項（積分項）の積分ゲインである。
evafsfb ＝ (SFBO−OXS)×GainP＋Σ(SFBO−OXS)×GainI …（１）
【００２５】
サブＦ／Ｂ学習値は、上記のサブＦ／Ｂ補正値evafsfbから算出される。まず、次式（２）によってサブＦ／Ｂ補正値evafsfbが時間方向に平滑化される。次式（２）において、evafsfbsmはサブＦ／Ｂ補正値evafsfbの平滑値であり、左辺のevafsfbsmは更新後の平滑値、右辺のevafsfbsmは更新前の平滑値である。また、平滑化係数ｎは１よりも大きい数値である。
evafsfbsm ＝ evafsfbsm＋(evafsfb−evafsfbsm)／n …（２）
【００２６】
上記の平滑値evafsfbsmはサブＦ／Ｂ学習値の更新のためのデータであり、この学習更新用データevafsfbsmから、次式（３）によって学習更新量edvafsfbgが算出される。学習更新反映量ｍは１より大きい数値である。
edvafsfbg ＝ evafsfbsm／m …（３）
【００２７】
上記の式（３）で算出された学習更新量edvafsfbgは、サブＦ／Ｂ学習値の更新量である。サブＦ／Ｂ学習値は燃料噴射が所定回数行われる毎に更新される。本実施形態では、サブＦ／Ｂ学習値は学習更新量edvafsfbgの積算値として表される。次式（４）に示すようにサブＦ／Ｂ学習値の前回値evafefbg(i-1)に学習更新量edvafsfbgが加算され、サブＦ／Ｂ学習値evafefbgの更新が行われる。
evafsfbg ＝ evafsfbg(i-1)＋edvafsfbg …（４）
【００２８】
サブＦ／Ｂ学習値evafsfbgの更新後は、次式（５）によってサブＦ／Ｂ補正値evafsfbの修正が行われる。次式（５）において左辺のevafsfbは修正後のサブＦ／Ｂ補正値であり、右辺のevafsfbは修正前のサブＦ／Ｂ補正値（式（１）で算出されるサブＦ／Ｂ補正値）である。
evafsfb ＝ evafsfb−edvafsfbg …（５）
【００２９】
また、次式（６）によって偏差積分値esumvoの修正が行われる。偏差積分値esumvoは、酸素センサ１４からの出力信号OXSと基準信号SFBOとの偏差の積分値Σ(SFBO−OXS)であり、上記式（１）の計算に用いられる。次式（６）において右辺のesumvo(i-1)は偏差積分値esumvoの前回値を示している。
esumvo ＝ esumvo(i-1)−(edvafsfbg／GainI) …（６）
【００３０】
さらに、次式（７）によって学習更新用データevafsfbsmの修正が行われる。次式（７）において左辺のevafsfbsmは修正後の学習更新用データであり、右辺のevafsfbsmは修正前の学習更新用データである。次回の学習更新用データevafsfbsmの計算には、修正後の学習更新用データevafsfbsmが用いられる。
evafsfbsm ＝ evafsfbsm−edvafsfbg …（７）
【００３１】
式（５）乃至式（７）で表される一連の処理により、全域空燃比センサ１２の出力信号に含まれる恒常的な誤差を補正するための補正値は、サブＦ／Ｂ補正値evafsfbからサブＦ／Ｂ学習値evafefbgに移し変えられる。これにより、サブＦ／Ｂ学習値evafsfbgとサブＦ／Ｂ補正値evafsfbとによって、全域空燃比センサ１２の出力信号が二重に補正されることは防止される。
【００３２】
上記の方法によるサブフィードバック学習は、サブＦ/Ｂ学習値が一定範囲内に収束するまで行われる。その間、燃料カットは禁止される。燃料カットが実行されると、触媒６に流入するガスの空燃比は大きくリーン側にずれ、触媒６の酸素吸蔵量は一時的に飽和状態になる。このような状況では酸素センサ１４の出力信号は基準信号に対してリーン側に大きく偏ることになる。しかし、この偏りは全域空燃比センサ１２の出力信号のずれに起因するものではなく、この偏りをサブＦ／Ｂ学習値に取り込んでしまうと、サブＦ／Ｂ学習値の学習精度を低下させることになる。そこで、サブフィードバック学習が完了するまでは燃料カットは禁止され、学習の完了を条件として燃料カットが許可される。
【００３３】
本実施の形態では、学習開始後、酸素センサ１４の出力信号の反転回数が所定回数を超えた場合に、サブＦ／Ｂ学習値が一定範囲に収束した、すなわち、サブフィードバック学習が完了したものと判定される。酸素センサ１４の出力信号が反転することで、酸素センサ１４の出力信号から算出されるサブＦ／Ｂ補正値には振動が生じる。サブＦ／Ｂ学習値はサブＦ／Ｂ補正値から学習されるため、その振動成分の影響を受けてサブＦ/Ｂ学習値にも振動が生じる。しかし、上記の式（２）による平滑化処理を通じて振動成分はなまされ、平滑化処理に取り込まれるサブＦ／Ｂ補正値の振動の波が増えるにつれ、サブＦ／Ｂ学習値は安定していく。このことから、酸素センサ１４の出力信号の反転回数によってサブフィードバック学習の進み具合を判断することで、学習の完了を簡単且つ正確に判定することができる。
【００３４】
サブフィードバック学習の完了後は精度の高いサブフィードバック制御が可能となり、触媒６に流入する排気ガスの空燃比をより正確に理論空燃比に近づけることができる。また、学習の完了によって燃料カットの禁止が解除されることから、燃料カットの実行による燃費の改善も可能になる。これらのことから、サブフィードバック学習は早期に完了されることが望ましい。
【００３５】
サブＦ／Ｂ学習値の学習速度は、酸素センサ１４の出力信号の反転速度に依存する。そして、酸素センサ１４の出力信号の反転速度は、触媒６を通過する排気ガスの流量によって決まる。このため、低負荷運転時のように排気ガスの流量が少ない状況では、触媒６内のガスの入れ替わりが遅いために酸素センサ１４の出力信号の反転速度も低下することになる。しかし、早期の学習完了を実現するためには、内燃機関２の運転状態に拠ることなく、学習期間中は排気ガスの流量を低下させないようにする必要がある。
【００３６】
そこで、ＥＣＵ１０は、サブフィードバック学習の早期完了を実現するための手段として、以下に説明する制御を実行する。図２のフローチャートは、早期の学習完了を実現するためのエンジン制御のルーチンを示している。なお、図２に示すルーチンは、サブフィードバック学習が行われる度に実行される。サブフィードバック学習は、内燃機関２の最初の運転時の他、ＥＣＵ１０からバッテリーが外されてメモリの記憶内容がクリアされたときにも行われる。また、使用する燃料の燃料性状が変わったときや、使用する燃料の種類が変更されたとき（例えば、ガソリンからアルコールに変更されとき）にも再学習される。
【００３７】
図２に示すルーチンの最初のステップＳ２では、サブフィードバック制御の実行中か否か判定される。サブフィードバック制御の実行中であれば、さらに、ステップＳ４の判定が行なわれる。ステップＳ４では、サブフィードバック学習が完了しているか否か判定される。前述のように、酸素センサ１４の出力信号の反転回数が所定回数を超えた場合に、サブフィードバック学習が完了したものと判定される。
【００３８】
サブフィードバック制御の実行中であってサブフィードバック学習が未完了の場合、さらに、ステップＳ６の判定が行なわれる。ステップＳ６では、内燃機関２が低負荷運転中か否か判定される。内燃機関２が低負荷域で運転されているか、或いは中高負荷域で運転されているかは、アクセル開度やエンジン回転速度から判断される。
【００３９】
内燃機関２が低負荷運転中の場合、ステップＳ８の処理が実行される。ステップＳ８では、アクセル開度から決まる通常のスロットル開度よりも大きくスロットルが開かれる。また、スロットル開度の拡大と併せて点火時期の遅角が行われる。
【００４０】
通常のエンジン制御によれば、低負荷運転時のスロットル開度は小さく、それに応じて吸入空気量も少なくなる。ところが、ステップＳ８の処理によれば、スロットル開度が拡大されることで、吸入空気量は通常のエンジン制御で実現される吸入空気量よりも増大することになる。これにより、触媒６内のガスの入れ替わりを速めて酸素センサ１４の出力信号の反転を促すことができ、低負荷運転時におけるサブＦ／Ｂ学習値の学習速度の低下を防止することができる。
【００４１】
また、吸入空気量が増大すると燃料噴射量も増大されることから、通常のエンジン制御によれば、スロットル開度の拡大は内燃機関２の出力増を招いてしまう。ところが、ステップＳ８の処理によれば、点火時期の遅角によって内燃機関２の熱効率が下げられるため、吸入空気量の増大に伴う出力増は抑制されることになる。つまり、ステップＳ８の処理によれば、内燃機関２の出力に影響を与えることなく、サブフィードバック学習の進行を促進することができる。
【００４２】
ステップＳ６の判定の結果、低負荷運転でないとき、つまり、内燃機関２の運転状態が中高負荷運転の場合には、ステップＳ１０の処理が実行される。ステップＳ１０では、通常のエンジン制御が選択される。つまり、低負荷運転中のように、スロットル開度の拡大や点火時期の遅角は行われない。中高負荷運転時には十分な排気ガスの流量が得られるため、低負荷運転中のような制御を行わずともサブフィードバック学習を進めることが可能だからである。
【００４３】
ステップＳ８或いはステップＳ１０の処理の後は、再び、ステップＳ２及びステップＳ４の判定が行われる。ステップＳ２の判定の結果、サブフィードバック制御の実行中でない場合、或いは、ステップＳ４の判定の結果、サブフィードバック学習が完了した場合は、ステップＳ１２に進む。ステップＳ１２では、通常のエンジン制御が選択される。ステップＳ１２の処理後、本ルーチンは終了となる。
【００４４】
本実施の形態では、ＥＣＵ１０が吸入空気量から燃料噴射量の基本値を算出することにより、第１の発明にかかる「燃料噴射量算出手段」が実現されている。また、ＥＣＵ１０がメインフィードバック制御を実行することにより、第１の発明にかかる「メインフィードバック手段」が実現されている。また、ＥＣＵ１０がサブフィードバック制御を実行することにより、第１の発明にかかる「サブフィードバック手段」が実現されている。また、ＥＣＵ１０がサブフィードバック学習を実行することにより、第１の発明にかかる「学習手段」が実現されている。
【００４５】
また、本実施の形態では、ＥＣＵ１０が図２に示すルーチンのステップＳ４の処理を実行することにより、第１及び第２の発明にかかる「学習完了判定手段」が実現されている。また、ＥＣＵ１０がステップＳ６及びステップＳ８の処理を実行することにより、第１の発明にかかる「吸入空気量調整手段」が実現されている。また、ＥＣＵ１０がステップＳ６及びステップＳ８の処理を実行することにより、第１及び第４の発明にかかる「効率低下手段」も実現されている。
【００４６】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。例えば、次のように変形して実施してもよい。
【００４７】
上記実施の形態では、酸素センサ１４の出力信号の反転回数によってサブフィードバック学習の進み具合を判断している。しかし、サブＦ／Ｂ学習値が所定範囲内に所定時間継続して入ったら、サブフィードバック学習が完了したと判定することも可能である。これによれば、第１及び第３の発明にかかる「学習完了判定手段」が実現される。
【００４８】
吸入空気量の増大に伴う内燃機関２の出力増を抑制する手段として、圧縮比を低下させることも有効である。圧縮比を低下させることで内燃機関２の熱効率を下げることができる。圧縮比を低下させることは、吸気弁のバルブタイミングの変更により実現することができる。また、燃焼室容積を変更する可変圧縮比機構を備える内燃機関であれば、可変圧縮比機構によって圧縮比を低下させてもよい。これによっても、第１の発明にかかる「効率低下手段」が実現される。
【００４９】
吸入空気量の増大に伴う内燃機関２の出力増を抑制する手段として、ＥＧＲを導入することも有効である。既にＥＧＲを導入している場合には、ＥＧＲ率を増大させればよい。ＥＧＲを導入する、或いは、ＥＧＲ率を増大させることで混合気の燃焼を緩慢にすることができ、内燃機関２の熱効率を下げることができる。これによっても、第１の発明にかかる「効率低下手段」が実現される。
【００５０】
吸入空気量の増大に伴う内燃機関２の出力増を抑制する手段として、内燃機関２の機械効率を低下させることも有効である。具体的には、内燃機関２によって駆動される補機、例えばオルタネータやエアコンのコンプレッサの負荷を増大させる。内燃機関２の出力を補機に消費させることで、駆動系に伝達される出力の増大を抑制することができる。これによれば、第１及び第５の発明にかかる「効率低下手段」が実現される。
【００５１】
吸入空気量を増大させる手段はスロットルには限定されない。吸気弁のリフト量を変更可能な可変リフト機構を有し、リフト量によって吸入空気量を制御する内燃機関であれば、可変リフト機構を用いて吸入空気量を増大させることができる。この場合、通常のエンジン制御では、低負荷運転時の吸気弁のリフト量は小さく、それに応じて吸入空気量も少なくなる。しかし、サブフィードバック学習の未完了時には可変リフト機構によりリフト量を増大させることで、吸入空気量を通常のエンジン制御で実現される吸入空気量よりも増大させることができる。
【００５２】
また、触媒の上流に配置するセンサは、触媒に流入する排気ガスの空燃比に応じた信号を出力するセンサ（空燃比センサ）であればよく、全域空燃比センサには限定されない。上記実施の形態において触媒の下流に配置しているような酸素センサを空燃比センサとして用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態としての空燃比制御装置が適用された内燃機関システムの構成を説明するための図である。
【図２】本発明の実施の形態において実行されるエンジン制御のルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５４】
２  内燃機関
４  排気通路
６、８  触媒
１０  ＥＣＵ
１２  全域空燃比センサ
１４  酸素センサ
【図１】
2008063995.tif 000003
【図２】
2008063995.tif 000004