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通过在参考信号和氧传感器输出信号的偏差从负值变为正值的时刻与该偏差变回负值的时刻之间的时间间隔内对反馈控制信号进行时间积分而获得第一积分量。通过在参考信号和氧传感器输出信号的偏差从正值变为负值的时刻与该偏差变回正值的时刻之间的时间间隔内对反馈控制信号进行时间积分而获得第二积分量。当第一积分量和第二积分量的绝对值之差小于一个预定门限值，就判定已经完成对反馈学习值的学习。

1.  一种内燃机空燃比控制器，包含：
氧传感器，它安装于内燃机的排气道中，位于催化剂的下游；
反馈控制装置，它利用氧传感器的输出信号而对空燃比进行反馈控制，从而使氧传感器的输出信号与一个预定参考信号一致；
学习装置，学习包含在用于反馈控制的反馈控制信号中的稳恒分量，将它作为反馈学习值；
第一个积分量计算装置，用于在参考信号和氧传感器的输出信号之间的偏差从负值变为正值的时刻与该偏差变回负值的时刻之间的时间间隔内，对反馈控制信号进行时间积分；
第二个积分量计算装置，用于在参考信号和氧传感器的输出信号之间的偏差从正值变为负值的时刻与该偏差变回正值的时刻之间的时间间隔内，对反馈控制信号进行时间积分；
学习完毕判断装置，用于计算由第一个积分量计算装置计算得到的第一个积分量的绝对值与由第二个积分量计算装置计算得到的第二个积分量的绝对值之间的偏差，并且当计算的偏差小于一个预定门限值，判定已经完成对反馈学习值的学习。

2.  根据权利要求1的内燃机空燃比控制器，其中，当所述的偏差在预定时间内保持小于所述的门限值，学习完毕判断装置判定已经完成对反馈学习值的学习。

3.  根据权利要求1的内燃机空燃比控制器，其中，当学习完毕判断装置判定出已经完成学习，学习装置防止所述反馈学习值被进一步更新。

4.  根据权利要求1的内燃机空燃比控制器，其中，当学习完毕判断装置判定出已经完成学习，学习装置减小用于所述反馈学习值的随后的更新量。

内燃机的空燃比控制器
发明背景
技术领域
本发明涉及一种内燃机的空燃比控制器，更具体地涉及这样一种内燃机空燃比控制器，它根据安装在催化剂下游处的氧传感器的输出信号而对空燃比进行反馈控制，并学习包含在反馈控制信号中的稳恒分量。
背景技术
例如，如日本专利公开No.Hei7-197837和日本专利公开No.2004-183585所公开的一种传统控制器根据安装在排气道中并位于催化剂(三元催化剂)上游处的A/F传感器的输出信号和安装在排气道中并位于催化剂下游处的O₂传感器的输出信号而控制空燃比。A/F传感器是一种氧传感器，它具有关于空燃比的线性输出特性。O₂传感器也是一种氧传感器，它具有这样的输出特性，对于理论空燃比，该传感器的输出在富油(浓，rich)侧和贫油(稀，lean)侧中突然变化。在一种具有这两个氧传感器的空燃比控制器(下文将称为“传统控制器”)中，根据A/F传感器的输出信号而对燃料量进行反馈控制，使得流向催化剂的废气中的空燃比与目标空燃比一致(这种控制操作在下文中将称为主反馈控制)。除了这个主反馈控制外，还进行另外一个控制操作，根据O₂传感器的输出信号而修正A/F传感器的输出信号(这个控制操作在下文中将称为副反馈控制)。
在主反馈控制中，传统控制器由A/F传感器的输出信号与基于目标空燃比的一个目标信号之间的偏差计算出一个反馈控制信号。用于主反馈控制的目标空燃比被设定为允许催化剂以最大效率净化废气的空燃比(通常是理论空燃比)。但是，由于A/F传感器的零位输出漂移、输出特性变化以及其他因素，尽管进行主反馈控制，废气中的实际空燃比也可能会偏离该理论空燃比而偏向于富油侧或贫油侧。催化剂可以吸留氧气。通过吸留/释放氧气，它可以将催化剂空气保持在接近于理论空燃比的水平下。但是，若废气空燃比持续趋向朝富油偏移，由催化剂吸留的氧气就会被耗尽，从而使废气中包含的HC和CO不能够被净化。另一方面，若废气空燃比持续趋向朝贫油侧偏移，由催化剂吸留的氧气就会饱和，从而不能净化NOx。
副反馈控制是对主反馈控制的补充，并改善内燃机的排放特性。在副反馈控制中，传统的控制器根据O₂传感器的输出信号与基于理论空燃比的参考信号之间的差异而计算用于A/F传感器输出的修正量，并由此修正A/F传感器的输出信号。这保证了废气空燃比与理论空燃比的偏差反映在主反馈控制的反馈控制信号中。因此，通过对例如由A/F传感器零位输出漂移引起的空燃比控制误差进行补偿，可以实施精确的空燃比控制。
但是，在副反馈控制中，还对副反馈控制信号中包含的稳恒分量进行学习，作为反馈学习值(副反馈学习值)。当把该副反馈学习值加到A/F传感器的输出信号上，可以修正空燃比，从而弥补上述误差。这保证了在启动副反馈控制后可以立即使实际空燃比接近于理论空燃比。
在进行副反馈控制时可以连续学习副反馈控制学习值。但是如果在进行副反馈控制时，例如为了减速而切断燃料喷射或为了加速而增加燃料喷射，则催化剂空气相当地偏向贫油侧或富油侧，从而远离理论空燃比的附近。若在这种条件下进行学习，副反馈控制学习值就会变得不稳定，从而增大参考信号与O₂传感器输出信号之间的偏差。
为了防止副反馈学习值变得不稳定，优选地在某个时刻下完成学习而固定副反馈学习值，而不是连续地进行学习。为了在这种情况下提供优良的排放特性，要求在获得能够最大利用催化剂净化能力的一个副反馈学习值时完成学习。
发明内容
本发明是为了解决上述的问题。本发明的一个目的是提供一种内燃机空燃比控制器，在通过利用位于催化剂下游处的氧传感器的输出信号而对空燃比进行反馈控制的情况下，该控制器能够在获得能够最大利用催化剂净化能力的一个副反馈学习值时完成学习过程。
由根据本发明一方面的一个内燃机空燃比控制器实现上述的目的。
该控制器包括氧传感器、反馈控制装置和学习装置。氧传感器安装于内燃机的排气道中，位于催化剂的下游处。反馈控制装置通过利用氧传感器的输出信号而对空燃比进行反馈控制，从而使该氧传感器的输出信号与一个预定的参考信号一致。学习装置对包含于反馈控制的反馈控制信号中的一个稳恒分量进行学习，作为反馈学习值。
该控制器还包括第一积分量计算装置、第二积分量计算装置和学习完成判断装置。第一积分量计算装置在参考信号和氧传感器输出信号的偏差从负值变为正值的时刻与该偏差变回负值的时刻之间的时间间隔内对反馈控制信号进行时间积分。第二个积分量计算装置在参考信号和氧传感器输出信号的偏差从正值变为负值的时刻与该偏差变回正值的时刻之间地时间间隔内对反馈控制信号进行时间积分。学习完成判断装置计算由第一个积分量计算装置计算得到的第一个积分量绝对值与由第二个积分量计算装置计算得到的第二个积分量绝对值之间的偏差，并当计算出的偏差小于一个预定门限值，判定已经完成对反馈学习值的学习。
本发明的其他目的和进一步的特征将会在结合附图而对下述详细说明的阅读中显现。
附图说明
图1是描述一个发动机系统结构的简图，根据本发明一个实施例的一个内燃机空燃比控制器应用在该发动机系统上；
图2是描述ECU作用为空燃比控制器时的功能框图；
图3是描述副反馈学习完成判定程序的流程图；
图4是描述在进行副反馈控制时，副反馈修正燃料量“fisfb”、其积分“sumsf”、富油/贫油偏差值“dlsumsfb”以及计数“Csfbgok”如何随着O₂传感器的输出信号“oxs”的变化而改变的例子。
具体实施方式
[发动机系统结构]
图1是描述一个发动机系统结果的简图，其中应用了根据本发明一个实施例的一个内燃机空燃比控制器。根据本实施例的内燃机2的燃烧室16与进气道4和排气道6连接。燃烧室16和进气道4之间的连接处设有进气阀8，它控制燃烧室16和进气道4之间的流通。燃烧室16和排气道6之间的连接处设有排气阀10，它控制燃烧室16和排气道6之间的流通。进气道4中设有空气滤清器20。用于调节流向燃烧室16的新鲜空气流量的电子控制节气门18位于空气滤清器20的下游处。用于将燃料供应给燃烧室16的喷射器12安装于进气道4中的进气阀8附近。三元催化剂40被安装在排气道6中，以净化废气中的有毒物质(HC，CO和NOx)。
内燃机2包括一个作为控制器的ECU(电子控制单元)30。根据通过多个传感器而获得的内燃机工作数据，ECU30对涉及内燃机2的工作的各种装置进行控制。ECU30的信号输入部分与A/F传感器32、O₂传感器34和空气流量计36连接。A/F传感器32安装于排气道6中，并位于三元催化剂40的上游处。A/F传感器32输出一个信号，它线性地与流向三元催化剂40的废气中的空燃比对应。O₂传感器34安装于排气道6中，并位于三元催化剂40的下游处。O₂传感器34输出一个信号，它表明从三元催化剂40中流出的废气中的空燃比状态(稀或浓)。O₂传感器34具有这样的输出特性，在关于理论空燃比的富油侧和贫油侧，其输出会陡然变化。空气流量计36紧邻空气滤清器20的下游，输出相应于进气流量的信号。ECU30的信号输出部分与喷射器12连接。根据传感器32、34和36的输入信号，ECU30计算燃料喷射量和燃料喷射定时，并输出一个驱动信号给喷射器12。尽管除了传感器32、34和36以及喷射器12还有多个传感器和其他装置也与ECU30连接，但在本文中不加以说明。
[空燃比控制]
作为一个内燃机控制过程，在内燃机2运行时ECU30进行空燃比控制。在该控制过程中，喷射器12的燃料喷射量受到控制，从而使废气的空燃比与目标空燃比一致。空燃比控制过程分为主反馈控制和副反馈控制。在主反馈控制中，根据A/F传感器32的输出信号控制燃料量。在副反馈控制中，根据O₂传感器34的输出信号控制燃料量。图2是描述ECU30作为空燃比控制器时的功能框图。下面将结合图2说明由ECU30执行的空燃比控制。
(1)基本燃料量的计算
ECU30包括目标空燃比设定部分102和基本燃料量计算部分104。根据发动机转速和节气门开度，目标空燃比设定部分102设定供应给内燃机2的空气燃料混合物的目标空燃比“afref”。基本燃料量计算部分104通过从空气流量计36的输出信号得到的进气量“Ga”除以用目标空燃比设定部分102设定的目标空燃比“afref”而计算出基本燃料量“firef”。进气量“Ga”在每个循环中获得并储存于ECU30的存储器中。
(2)最终燃料量的计算
ECU30包括副燃料量修正部分106和主燃料量修正部分108。副燃料量修正部分106把从如下文所述的副反馈控制中得到的副反馈修正燃料量“fisfb”和副反馈学习燃料量“fisfbg”加到由基本燃料量计算部分104所计算得到的基本燃料量“firef”上。主燃料量修正部分108把从如下文所述的主反馈控制中得到的主反馈修正燃料量fimfb加到由副燃料量修正部分106修正的燃料量上。当如上所述将副反馈修正燃料量“fisfb”、副反馈学习燃料量“fisfbg”和主反馈修正燃料量“fimfb”加到基本燃料量“firef”上，就获得最终燃料量“firef+fisfb+fisfbg+fimfb”。喷射器12的燃料喷射量符合该最终燃料量。
(3)主反馈修正燃料量的计算
在进行如下文所述的主反馈控制中时，获得主反馈修正燃料量“fimfb”。作为主反馈控制装置，ECU30包括目标燃料量设定部分110、实际燃料量计算部分114、进气量迟滞部分112、反馈目标燃料量计算部分116、移除燃料量设定部分146、燃料偏差量计算部分118和PI控制器120。
在根据本实施例的主反馈控制中，目标燃料量“firef(i-n)”被用为反馈控制目标值。该目标燃料量“firef(i-n)”是当前时刻(第i循环)之前n个循环中普遍的基本燃料量“firef”。在每个循环由基本燃料量计算部分104计算出基本燃料量“firef”，并将其存储于ECU30的存储器中。目标燃料量设定部分110访问存储有各个基本燃料量“firef”的存储器，读出当前时刻之前n个循环中普遍的基本燃料量“firef(i-n)”，并将所读到的基本燃料量设定为目标燃料量。“n”的值对应于燃料从喷射器12中喷出的时刻与含有该喷射燃料的废气到达A/F传感器32的时刻之间的时间间隔(循环数)。
在主反馈控制中，使用了A/F传感器32的输出信号。根据电压值/空燃比图，将A/F传感器32的输出信号转化为空燃比“abyf”。实际燃料量计算部分114通过将进气量“Ga(i-n)”除以空燃比“abyf”而将空燃比“abyf”转化为燃料量(实际燃料量)。进气量迟滞部分112从ECU30的存储器中读出进气量“Ga(i-n)”。进气量迟滞部分112访问存储有各个进气量“Ga”的存储器，读出当前时刻(第i循环)之前n个循环中普遍的进气量“Ga(i-n)”。
反馈目标燃料量计算部分116通过从实际燃料计算部分114计算得到的实际燃料量“fiact”中减去移除目标燃料量而计算出主反馈控制的目标燃料量(反馈目标燃料量)。该移除目标燃料量由当前时刻(第i个循环)之前n个循环中普遍的副反馈修正燃料量“fisfb(i-n)”和副反馈学习燃料量“fisfbg(i-n)”表示。如下所述，在副反馈控制中的每个循环里都计算副反馈修正燃料量“fisfb”和副反馈学习燃料量“fisfbg”并存放在ECU30的存储器中。移除燃料量设定部分142访问存放有副反馈修正燃料量“fisfb”和副反馈学习燃料量“fisfbg”的存储器，读出当前时刻之前n个循环中普遍的副反馈修正燃料量“fisfb(i-n)”和副反馈学习燃料量“fisfbg(i-n)”，并将所读到的量设定为移除目标燃料量。当如上所述通过从实际燃料量“fiact”中减去副反馈修正燃料量“fisfb(i-n)”和副反馈学习燃料量“fisfbg(i-n)”而得到反馈目标燃料量“fim”时，就可以防止副反馈控制所产生的燃料量修正效果被主反馈控制取消。
燃料偏差量计算部分118计算出燃料偏差量“dfim(dfim＝fim-firef(i-n))”，代表由反馈目标燃料量计算部分116所计算得到的反馈目标燃料量“fim”和由目标燃料量设定部分110所设定的目标燃料量“firef(i-n)”之间的偏差。
如公式(1)所示，PI控制器120利用由燃料偏差量计算部分118所计算得到的燃料偏差量“dfim”为输入信号(主反馈输入信号)，并对主反馈输入信号进行PI控制，计算出主反馈修正燃料量“fimfb”。在公式(1)中，“dfisum”是燃料偏差量“dfim”的时间积分量。“Gainp”是P作用(比例作用)的比例增益。“Gaini”是I作用(积分作用)的积分增益。所计算得到的主反馈修正燃料量“fimfb”被输出到主燃料量修正部分108中。
fimfb＝Gainp×dfim+Gaini×dfisum---   公式(1)
(4)副反馈修正燃料量的计算
在进行如下所述的副反馈控制中时获得副反馈修正燃料量“fisfb”。作为副反馈控制装置，ECU30包括电压值/空燃比转化图148，燃料量转换部分134，进气量迟滞部分132，参考空燃比设定部分130，参考燃料量设定部分136，燃料偏差量计算部分138和PI控制器140。
O₂传感器34的输出信号随着催化剂40下游处的废气空燃比的变化而变化。对应理论空燃比的O₂传感器34的输出信号(参考信号)为0.5伏。当空燃比小于理论空燃比时，O₂传感器34的输出信号大于0.5伏。另一方面，当空燃比大于理论空燃比时，O₂传感器34的输出信号小于0.5伏。利用电压值/空燃比转换图148来将O₂传感器34的输出信号(电压值)转换为废气空燃比。根据电压值/空燃比转换图148，将O₂传感器34的输出信号“oxs”转换为空燃比“afoxs”，并输出到燃料量转换部分134中。
燃料量转换部分134通过将进气量“Ga(i-m)”除以空燃比“afoxs”而将空燃比“afoxs”转换成燃料量“fis”。进气量迟滞部分132从ECU30的存储器中读出进气量“Ga(i-m)”。进气量迟滞部分132访问存放有各个进气量“Ga”的存储器，并读出当前时刻(第i循环)之前n个循环普遍的进气量“Ga(i-m)”。“m”对应于燃料从喷射器12喷射出的时刻与包含有该喷射燃料的废气到达O₂传感器34的时刻之间的时间间隔(循环数)。
参考燃料量设定部分136将参考燃料量“fisref”设定为副反馈控制的目标值。通过把由参考空燃比设定部分130设定的参考空燃比“afoxsref”除以进气量“Ga(i-m)”，计算得到该参考燃料量“fisref”。参考空燃比设定部分130将对应于O₂传感器34的参考信号的理论空燃比设定为参考空燃比“afoxsref”。
燃料偏差量计算部分138计算出一个燃料偏差量“dfis(dfis＝fis-fisref)”，代表由燃料量转换部分134从空燃比“afoxs”计算得到的燃料量“fis”与由参考燃料量设定部分136设定的参考燃料量“fisref”之间的偏差。该燃料偏差量“dfis”是基于O₂传感器34的输出信号“oxs”与参考信号(0.5伏)之间的偏差。该燃料偏差量“dfis”作用为副反馈控制的副反馈输入信号。
如公式(2)所示，PI控制器140利用由燃料偏差量计算部分138得到的燃料偏差量“dfis”为副反馈输入信号，并对副反馈输入信号进行PI控制，计算出副反馈修正燃料量“fisfb”。在公式(2)中，“Sdfis”是燃料偏差量“dfis”的时间积分量。值“Gpsfb”是P作用(比例作用)的比例增益。值“Gisfb”是I作用(积分作用)的积分增益。
fisfb＝Gpsfb×dfis+Gisfb×Sdfis---    公式(2)
(5)副反馈学习燃料量的计算
副反馈学习燃料量(反馈学习值)“fisfbg”是从由PI控制器140计算得到的副反馈修正燃料量(反馈控制信号)“fisfb”中学习得到的。ECU30包括作为学习装置的副反馈学习部分142。该副反馈学习部分142如下所述学习得到副反馈学习燃料量“fisfbg”。
首先，副反馈学习部分142计算出用于更新副反馈学习燃料量“fisfbg”的数据。学习更新数据“fisfbsm”是通过在用公式(2)所计算得到的副反馈修正燃料量“fisfb”上进行衰减过程而得到的数值。例如，可将低通滤波器用于该衰减过程。副反馈学习部分142通过如下所示的公式(3)对学习更新数据“fisfbsm”进行处理而计算出学习更新量的基值“dfisfbgb”：
dfisfbgb＝fisfbsm/M---    公式(3)
公式(3)表示学习更新数据“fisfbsm”的1/M被反映在副反馈学习燃料量“fisfbg”的更新中。学习更新反映量“M”是大于1的数值。
在副反馈学习部分142中，副反馈学习燃料量“fisfbg”并不是在进行副反馈控制过程中连续学习得到的。当获得理想的副反馈学习燃料量“fisfbg”时，即，副反馈学习完成，该学习过程就会结束。在副反馈学习完成之前，利用公式(3)计算得到的学习更新量的基值“dfisfbgb”被设定为学习更新量“dfisfbg”。另一方面，在副反馈学习完成后，该学习更新量“dfisfbg”被设定为0(零)。
在本实施例中，副反馈学习燃料量“fisfbg”表述为学习更新量“dfisfbg”的积分。如下面的公式(4)所示，副反馈学习部分142通过将学习更新量“dfisfbg”加到副反馈学习燃料量的前值“fisfbg(i-1)”上，更新副反馈学习燃料量“fisfbg”。
fisfbg(i)＝fisfbg(i-1)+dfisfbg---  公式(4)
在更新副反馈学习燃料量“fisfbg”之后，副反馈学习部分142修正由PI控制器140所计算得到的副反馈修正燃料量“fisfb”，以避免对副反馈学习燃料量“fisfbg”进行双重修正。公式(5)左侧的“fisfb”是修正后的副反馈修正燃料量。公式(5)右侧的“fisfb”是未修正的副反馈修正燃料量(通过公式(2)计算得到的副反馈修正燃料量)。
fisfb＝fisfb-dfisfbg---  公式(5)
在进行上述过程之后，在副反馈学习完成之前，包含在副反馈修正燃料量“fisfb”中的稳恒分量从副反馈修正燃料量“fisfb”中移动到副反馈学习燃料量“fisfbg”中。
燃料总和部分144把副反馈学习部分142更新的副反馈学习燃料量“fisfbg”加到利用公式(5)修正的副反馈修正燃料量“fisfb”上。所获得的总燃料量“fisfb+fisfbg”作为副反馈控制的副反馈控制信号。燃料总和部分144把总燃料量“fisfb+fisfbg”输出给副燃料量修正部分106。
(6)副反馈学习完成判定
ECU30根据如图3所示的程序设计出一个副反馈学习完成判定。图3是描述根据本实施例的ECU30进行副反馈学习是否完成的判定而执行的程序的流程图。
在步骤S100，即图3所示程序的第一步，根据O₂传感器34的输出信号“oxs”而计算出副反馈修正燃料量“fisfb”。在下一步(步骤S102)，从步骤100计算得到的副反馈修正燃料量“fisfb”中计算出学习更新量的基值“dfisfbgb”。
执行步骤S104来判断副反馈学习是否完成。若副反馈学习已经完成，副反馈学习完成标志为ON。若副反馈学习还未完成，副反馈学习完成标志为OFF。在程序的初次运行，副反馈学习完成标志为OFF。
若步骤S104获得的判定结果表明副反馈学习还未完成，流程前进到步骤S106。执行步骤S106来判定O₂传感器34的输出信号“oxs”是否从贫油侧(小于0.5伏的值)变到富油侧(大于0.5伏的值)或从富油侧变到贫油侧。当进行上述的副反馈控制时，O₂传感器34的输出信号“oxs”周期性地改变。
若在步骤S106中获得的判定结果表明O₂传感器34的输出信号“oxs”没有变反，流程前进到步骤S128。在步骤S128中，更新副反馈修正燃料量“fisfb”的积分量“sumsfb”。更具体地，通过把在步骤S100计算得到的副反馈修正燃料量“fisfb”加到前一周期中获得的积分量“sumsfb(i-1)”而获得的值作为当前周期的积分量“sumsfb(i)”。在步骤S128完成后，流程前进到步骤S134。在步骤S134中，如下所述设定学习更新量“dfisfbg”。
另一方面，若在步骤S106中获得的判定结果表明O₂传感器34的输出信号“oxs”已经变反，流程就前进到步骤S108。在步骤S108中，读入前一周期即O₂传感器34的输出信号“oxs”刚好变反前普遍的积分量“sumsfb(i-1)”，并存储为当前反向的反向积分量“fsumsfb(i)”。符号“j”表示O₂传感器34的输出信号“oxs”变反时的周期数。如前所述，在步骤S128的每个周期中都更新积分量“sumsfb(i)”，并在步骤S108之后的步骤S110中设置为0(零)。
在下一步骤(步骤S112)，通过将当前反向的反向积分量“fsumsfb(j)”加到前次反向的反向积分量“fsumsfb(j-1)”上而计算得到富油/贫油偏差量“dlsumsfb”。O₂传感器34的输出信号“oxs”从贫油侧变到富油侧时普遍的反向积分量(第一积分量)“fsumsfb”对应由催化剂40吸留的氧气量。另一方面，O₂传感器34的输出信号“oxs”从富油侧变到贫油侧时普遍的反向积分量(第二积分量)“fsumsfb”对应催化剂40释放的氧气量。当前反向的反向积分量“fsumsfb(j)”或前次反向的反向积分量“fsumsfb(j-1)”都对应由催化剂40吸留的氧气量。剩余的反向积分量对应催化剂40释放的氧气量。因此，富油/贫油偏差量“dlsumsfb”表示催化剂40当前的吸留氧气能力和释放氧气能力的差异。
当催化剂40的吸留氧气能力和释放氧气能力互相平衡，它的净化能力为最大。因此，当催化剂40的吸留氧气能力和释放氧气能力之间没有差异时即富油/贫油偏差量“dlsumsfb”接近于0(零)时完成副反馈学习，就可以学习到能最大利用催化剂40的净化能力的副反馈学习燃料量“fisfbg”。因此，步骤S114用于判断富油/贫油偏差量“dlsumsfb”是否接近于0(零)，或更具体地，是否在0±α的范围内。值“α”是表示允许偏差的门限值。
若在步骤S114中获得的判定结果表明富油/贫油偏差量“dlsumsfb”在允许范围内，就会执行步骤S116，对连续标准满足计数“Csfbgok”加1。计数“Csfbgok”表示在步骤S114满足标准的连续次数。每当在步骤S114不满足该标准，该计数值就会被清零(步骤S130)。
当富油/贫油偏差量“dlsumsfb”在允许范围内而使得计数值“Csfbgok”累加，就会进行下一步骤(步骤S118)，判断该计数值“Csfbgok”是否达到预定的学习完成判定值“β”。当“Csfbgok”不小于学习完成判定值“β”，就会判定副反馈学习已经完成(步骤S120)。另一方面，若计数值“Csfbgok”还未达到学习完成判定值“β”，就会判定副反馈学习尚未完成(步骤S132)。类似，当计数值“Csfbgok”在步骤S130中被清零，也会判定副反馈学习尚未完成。
图4是一个描述在进行副反馈控制时副反馈修正燃料量“fisfb”及其积分量“sumsf”、富油/贫油偏差量“dlsumsfb”和计数值“Csfbgok”如何随着O₂传感器34的输出信号“oxs”的变化而改变的例子。该图表示了根据副反馈控制进行副反馈学习时富油/贫油偏差量“dlsumsfb”收敛到范围0±α内。当连续标准满足计数值“Csfbgok”达到学习完成判定值“β”，就会判定副反馈学习已经完成。如上所述，当连续多次满足步骤S114中的标准时，就会认为副反馈学习已经完成。这样做是为了避免当副反馈学习燃料量“fisfbg”不稳定时偶然满足该标准而导致错误地判定副反馈学习已经完成。当建立上述的条件，可以精确地学习副反馈学习燃料量“fisfbg”，以最大利用催化剂40的净化能力。
当如上所述判定到副反馈学习已经完成，可以根据所获得的判定结果而改变学习更新量“dfisfbg”的设定。若副反馈学习尚未完成，把在步骤S102中计算的学习更新量的基值“dfisfbgb”设定为学习更新量“dfisfbg”(步骤S134)。另一方面，若副反馈学习已经完成，把学习更新量“dfisfbg”设定为0(零)(步骤S122)。当副反馈学习已经完成，副反馈学习完成标志变为ON。然后，步骤S104中的标准总是满足，因此流程从步骤S104直接跳转到步骤S122。这保证了不再更新副反馈学习燃料量“fisfbg”。所以，副反馈学习燃料量“fisfbg”就保持在当副反馈学习已经完成时获得的值。
在步骤S124，更新副反馈学习燃料量“fisfbg”。更特别地，通过把在步骤S122或S134中所设定的学习更新量“dfisfbg”加到前一周期普遍的副反馈学习燃料量“fisfbg(i-1)”上而获得的值作为当前周期的副反馈学习燃料量“fisfbg(i)”。在下一步骤(步骤S126)，从在步骤S100中所计算得到的副反馈修正燃料量“fisfb”中减去学习更新量“dfisfbg”，以避免对学习更新量“dfisfbg”的双重修正。
在本实施例中，根据本发明的“第一积分量计算装置”、“第二积分量计算装置”以及“学习完成判定装置”是在ECU30执行上述程序时实现的。
[根据本发明的空燃比控制器的优点]
如上所述，当表示催化剂40吸留氧气能力和释放氧气能力之差的富油/贫油偏差量“dlsumsfb”下降到允许范围时，根据本发明的空燃比控制器判定副反馈学习已经完成。因此，根据本发明的空燃比控制器可以学习用于最大利用催化剂40净化能力的副反馈学习燃料量“fisfbg”。在副反馈学习完成后，副反馈学习燃料量“fisfbg”不在更新。因此可以避免由于燃料喷射量减少或增多而引起副反馈学习燃料量“fisfbg”变得不稳定。
[其他]
尽管是针对优选实施例而对本发明进行了说明，但应当理解本发明并不受该实施例限制，在不偏离本发明的范围和精神之内，可以有多种变化。在根据上述优选实施例的副反馈控制中，直接利用O₂传感器34的输出信号来修正燃料量。但是，也可以对用于主反馈控制的A/F传感器的输出信号进行修正，以间接地修正燃料量。
此外，上述的优选实施例一旦在副反馈学习完成后就将学习更新量“dfisfbg”设定为0(零)，从而不再更新副反馈学习燃料量“fisfbg”。但除此之外，也可以将基值“dfisfbgb”的1/N(N＞1)设定为学习更新量“dfisfbg”(dfisfbg＝dfisfbgb/N)，以减小副反馈学习燃料量“fisfbg”的更新量。这种方法也可以降低燃料喷射量减少或增多的影响，避免副反馈学习燃料量“fisfbg”变得不稳定。
上述本发明的主要优点概括如下：
根据本发明的第一方面，在参考信号和氧传感器输出信号的偏差从负值变为正值的时刻与该偏差变回负值的时刻之间的时间间隔内所获得的反馈控制信号的第一积分量的绝对值对应于催化剂吸留的氧气量。同时，在参考信号和氧传感器输出信号的偏差从正值变为负值的时刻与该偏差变回正值的时刻之间的时间间隔内所获得的反馈控制信号的第二积分量的绝对值对应于催化剂释放的氧气量。当催化剂吸留的氧气量和催化剂释放的氧气量相符合时，可以最大利用该催化剂的净化能力。因此，若在第一积分量的绝对值和第二积分量的绝对值之差小于一个门限值时判定学习完成，就可以学习到能够最大利用催化剂净化能力的反馈学习值。
根据本发明的第二方面，可以避免反馈学习值不稳定时该偏差偶然小于门限值而导致错误判定学习已经完成的情况。
根据本发明的第三方面，当第一积分量的绝对值和第二积分量的绝对值之差小于门限值时，就不再更新反馈学习值。因此，可以防止由于燃料喷射量减少或增多而引起反馈学习值变得不稳定。
根据本发明的第四方面，当第一积分量的绝对值和第二积分量的绝对值之差小于门限值时，反馈学习值的后续更新量就会减小。因此，可以降低燃料喷射量减少或增多的影响，防止反馈学习值变得不稳定。