JP4643550B2 - 空燃比制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構を備えた内燃機関に適用されて空燃比制御を実行する空燃比制御装置に関するものである。

通常、内燃機関では、その排気通路に設けられた排気浄化用の触媒によって排気成分の浄化が行われる。この排気浄化触媒による排気成分の浄化は、内燃機関で燃焼される混合気の空燃比が所定の範囲内にある場合に効率よく行われる。そこで排気通路に排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサを設け、このセンサの出力信号に基づいて混合気の実空燃比を検出し、この検出された実空燃比が目標空燃比になるように燃料噴射量をフィードバック制御する空燃比制御が行われる。

このフィードバック制御は、内燃機関の運転開始後に、例えば同内燃機関の温度が十分に高くなったことなどといった所定の実行条件が成立したことを条件に実行される。この実行条件が未成立であるときには、センサの出力信号によることなく、内燃機関の運転状態に基づく見込み制御が実行されて、燃料噴射量が調節される。

一方、特許文献１に記載の装置のように、内燃機関に、吸気バルブのリフト量（詳しくは、最大リフト量）を変更するリフト量変更機構を設けることが提案されている。こうした装置では、所望のリフト量と実際のリフト量とが一致するようにリフト量変更機構の作動が制御される。これにより、そのときどきの機関運転状態に適したリフト量となるように吸気バルブが開閉される。
特開２００１−２６３０１５号公報

ところで、吸気バルブのリフト量には取り付け誤差等の影響による個体差があるため、内燃機関における吸気通路および燃焼室の連通部分の通路面積はその基準面積と若干異なる。また機関運転に伴って吸気バルブにデポジットが付着することがあり、この場合には上記通路面積が変化して同通路面積とその基準面積とが異なったものとなる。そして、そうした通路面積の相違は吸気量の調節精度、ひいては混合気の空燃比の調節精度を低下させる一因となる。前述したフィードバック制御の実行される内燃機関では基本的に、同フィードバック制御を通じて上記通路面積の相違に起因する空燃比の変化分が補償されて、空燃比の調節精度の低下が回避される。

ただし、リフト量変更機構の設けられた内燃機関では上記通路面積とその基準面積とが相違した場合に、その相違に起因する空燃比の変化分が同リフト量変更機構の作動態様によって異なったものとなる。そのためリフト量変更機構の作動態様がそのときどきの機関運転状態に見合う態様になるように頻繁に変更される場合には、その変更に伴って上記空燃比の変化分についてもこれが頻繁に変化する。したがって上記特許文献１に記載の装置のように、単にセンサの信号に基づいてフィードバック制御を実行した場合には、そうした高頻度での作動態様の変更に追従することができなくなって、その変更に伴う空燃比の変化分を的確に補償することができなくなるおそれがある。

特に、前記実行条件が未成立であるときにはフィードバック制御が実行されないために、前記見込み制御を通じて調節される燃料噴射量が上記通路面積に見合う量からずれた量である場合には、実空燃比が目標空燃比から乖離した状態になり、排気性状が常に悪くなる。

こうした排気性状の悪化は、次のような学習処理を通じて抑えることが可能になる。すなわち、フィードバック制御の実行時には、実行条件が未成立であるときに用いられるリフト量領域において設定される補正量とその基準値との定常的な乖離量を学習値として学習する。そして、フィードバック制御の未実行時には、上記学習値に基づく見込み制御を実行する。

しかしながら、こうした学習処理を実行しても、バッテリ交換などによって学習値が不要にリセットされると、内燃機関が始動された場合に、その後において実行条件が成立してフィードバック制御の実行が開始され、さらには学習値が適切な値に更新されるまでの長期にわたって排気性状が悪化した状態が続いてしまう。

本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、リフト量変更機構を備えた内燃機関にあって混合気の空燃比を精度良く所望の比率に制御することのできる空燃比制御装置を提供することにある。

以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について説明する。
請求項１に記載の発明は、吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構と排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサとを有する内燃機関に適用されて、機関運転開始後に実行条件が未成立であるときには機関運転状態に基づく見込み制御を通じて燃料噴射量指令値を設定し、前記実行条件の成立時には前記センサの出力値に基づき算出される補正量によるフィードバック制御を通じて前記燃料噴射量指令値を設定する空燃比制御装置において、前記実行条件の成立時に、前記リフト量が前記実行条件の未成立時に用いられる第１のリフト量領域であるときと前記実行条件の成立時にのみ用いられる第２のリフト量領域であるときとにおいて各別に、前記補正量とその基準値との定常的な乖離量を乖離量学習値として学習するとともに、該乖離量学習値に基づいて前記乖離量と前記リフト量との関係を求めて記憶する学習手段および、前記リフト量に基づいて前記記憶した関係から乖離量補正値を求めるとともに、該求めた乖離量補正値によって前記燃料噴射量指令値を増減補正する補正手段および、前記第１のリフト量領域であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないときに、前記第１のリフト量領域から他のリフト量領域への移行を禁止する禁止手段を備えることをその要旨とする。
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の空燃比制御装置において、前記学習手段は、前記乖離量学習値の学習と前記関係の記憶とを学習条件の成立時に行うものであり、前記禁止手段は、前記履歴がないときに、前記学習条件の成立時および不成立時において共に前記移行を禁止するものであることをその要旨とする。

請求項１または２に記載の発明の構成によれば、前記補正量のその基準値からの定常的な乖離量を吸気バルブのリフト量に応じて学習して燃料噴射量指令値の設定に用いることができる。そのためリフト量変更機構が設けられているとはいえ、その作動態様の相違による空燃比への影響分を上記乖離量補正値による増減補正を通じて抑えつつ、フィードバック制御や見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比を所望の比率に調節することができる。

しかも、乖離量学習値が不要にリセットされる等して第１のリフト量領域であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がない場合には、直後における機関運転に際して、見込み制御の実行時に用いられる第１のリフト量領域であるときの乖離量の学習が最優先で実行されて完了される。そのため、同学習が完了する前に機関運転が停止されて、次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。

したがって、リフト量変更機構を備えた内燃機関にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。
請求項３に記載の発明は、吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構と排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサとを有する内燃機関に適用されて、機関運転開始後に実行条件が未成立であるときには機関運転状態に基づく見込み制御を通じて燃料噴射量指令値を設定し、前記実行条件の成立時には前記センサの出力値に基づき算出される補正量によるフィードバック制御を通じて前記燃料噴射量指令値を設定する空燃比制御装置において、前記センサの出力値に基づき算出される空燃比相関値とその基準値との乖離量に基づいて、前記燃料噴射量指令値の補正に用いられる前記吸気バルブのリフト量に応じた乖離量学習値を学習する学習手段を備え、前記学習手段による前記乖離量学習値の学習を実行した履歴がないときには前記リフト量を第１のリフト量領域において制御し、前記履歴があるときには前記第１のリフト量領域に第２のリフト量領域を加えた前記履歴がないときより広いリフト量領域において前記リフト量を制御することをその要旨とする。
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の空燃比制御装置において、前記学習手段は、前記乖離量学習値の学習を学習条件の成立時に実行するものであり、前記空燃比制御装置は、前記履歴がないときに、前記学習条件の成立時および不成立時において共に前記吸気バルブのリフト量を前記第１のリフト量領域において制御するものであることをその要旨とする。
請求項３または４に記載の発明の構成によれば、吸気バルブのリフト量に応じた乖離量学習値を学習して燃料噴射量指令値の設定に用いることができる。そのためリフト量変更機構が設けられているとはいえ、その作動態様の相違による空燃比への影響分を抑えつつ、フィードバック制御や見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比を所望の比率に調節することができる。
しかも、乖離量学習値が不要にリセットされる等して乖離量学習値の学習が完了した履歴がない場合には、直後における機関運転に際して、第１のリフト量領域において吸気バルブのリフト量が制御されるとともに同領域における乖離量学習値の学習が最優先で実行されて完了される。そのため、同学習が完了する前に機関運転が停止されて、次回の機関運転における見込み制御の実行時に第１のリフト量領域において吸気バルブのリフト量が制御されて排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。
したがって、リフト量変更機構を備えた内燃機関にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。
請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記内燃機関はその排気通路に排気浄化触媒が設けられてなり、前記センサは前記排気通路における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側に設けられてなることをその要旨とする。

排気浄化触媒による排気成分の浄化状態を把握するために、同排気浄化触媒の下流側に排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサを設け、同センサの出力信号に基づいて燃料噴射量指令値をフィードバック制御する装置が知られている。上記構成によれば、そうしたフィードバック制御を実行する装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記学習手段は、所定期間おきに、前記乖離量を徐々に変化させた値を前記乖離量学習値として学習するものであり、前記禁止手段は、前記乖離量の学習回数が所定回数未満であることをもって前記履歴がないと判断することをその要旨とする。

上記構成によれば、徐々に変化する乖離量学習値が前記乖離量と一致するようになるまで同乖離量の学習が繰り返される期間、すなわち、内燃機関が停止されると次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうおそれのある期間、前記履歴がないと判断することができる。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記学習手段は、前記乖離量を徐々に変化させた値を前記乖離量学習値として学習するものであり、前記履歴がないときに、同履歴があるときと比較して、前記第１のリフト量領域であるときの前記乖離量学習値の変化速度を高く設定する設定手段を更に備えることをその要旨とする。

上記構成によれば、第１のリフト量領域であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないときに、乖離量学習値を速やかに変化させることによって同学習を早期に完了させることができ、前記不都合の発生を好適に抑えることができる。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の空燃比制御装置において、前記設定手段は前記補正量とその基準値との偏差が大きいときほど前記変化速度を高く設定することをその要旨とする。

単に前記変化速度を高くすると、乖離量に対する乖離量学習値の収束性が悪くなって同乖離量学習値、ひいては燃料噴射量指令値が不安定になるおそれがある。
上記構成によれば、前記補正量とその基準値との偏差が大きいとき、言い換えれば、乖離量と乖離量学習値との差が大きいときには第１のリフト量領域であるときの乖離量学習値を比較的速く変化させて乖離量に近づけることができ、同乖離量の学習の早期完了を図ることができる。しかも、前記補正量とその基準値との偏差が小さいとき、言い換えれば、乖離量と乖離量学習値との差が小さいときには、第１のリフト量領域であるときの乖離量学習値の変化速度を抑えて乖離量に対する乖離量学習値の収束性を高くすることができ、燃料噴射量指令値の不安定化を抑えることができる。

なお前記変化速度を高く設定することは、所定期間おきに前記乖離量学習値を学習する請求項９に記載の装置にあって、請求項１０によるように、所定期間を短い期間にすることや、請求項１１によるように、所定期間毎の乖離量学習値の更新量を大きくすることによって実現することができる。

請求項１２に記載の発明は、請求項９〜１１のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記履歴がないことは、前記乖離量学習値の学習回数が所定回数未満であることをもって判断することをその要旨とする。

上記構成によれば、徐々に変化する乖離量学習値が前記乖離量と一致するようになるまで同乖離量の学習が繰り返される期間、すなわち、内燃機関が停止されると次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうおそれのある期間、前記履歴がないと判断することができる。

請求項１３に記載の発明は、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記内燃機関はその排気通路に排気浄化触媒が設けられてなり、前記センサは前記排気通路における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側に設けられてなることをその要旨とする。

排気浄化触媒による排気成分の浄化状態を把握するために、同排気浄化触媒の下流側に排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサを設け、同センサの出力信号に基づいて燃料噴射量指令値をフィードバック制御する装置が知られている。上記構成によれば、そうした装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

請求項１４に記載の発明は、請求項１３に記載の空燃比制御装置において、前記排気浄化触媒の劣化度合いを検出する検出手段を更に備え、前記設定手段は、前記検出した劣化度合いが大きいほど前記変化速度を高く設定することをその要旨とする。

通常、排気浄化触媒の劣化が進むほど同排気浄化触媒に吸蔵可能な酸素量が少なくなる。そのため、排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときほど、同排気浄化触媒に流入する排気の酸素濃度の変化が前記下流側のセンサの出力信号の変化に現れるタイミングが遅くなり易く、前記補正量の変化幅が大きくなり易い。したがって、排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときにおいて前記乖離量学習値の変化速度を高く設定すると、同乖離量学習値が安定し難くなってしまう。

この点、本実施の形態では、そうした排気浄化触媒の劣化度合いが小さいときほど乖離量学習値の変化速度が低く設定されるために、同乖離量学習値の安定を図りつつ前記乖離量を学習することができる。

請求項１５に記載の発明は、請求項５または１３または１４に記載の空燃比制御装置において、前記排気通路における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側に加えて、排気流れ方向上流側にも排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサが設けられ、前記空燃比制御装置は、前記実行条件の成立時に、前記フィードバック制御の実行に併せて前記上流側のセンサの出力値に基づく前記燃料噴射量指令値の増減補正を実行することをその要旨とする。

排気流れ方向上流側のセンサの出力信号に基づく燃料噴射量指令値の増減補正（メインフィードバック制御）を実行するとともに、排気流れ方向下流側のセンサの出力信号に基づく補正量による燃料噴射量指令値のフィードバック制御（サブフィードバック制御）を実行する装置が知られている。

上記構成によれば、そうした装置にあって、サブフィードバック制御の補正量のその基準値からの定常的な乖離量を吸気バルブのリフト量に応じて学習して燃料噴射量指令値の設定に用いることができ、メインフィードバック制御およびサブフィードバック制御による燃料噴射量の調節、あるいは見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比を所望の比率に調節することができる。

請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の空燃比制御装置において、前記内燃機関は多気筒内燃機関であり、前記上流側のセンサは全気筒共通のものが一つ設けられることをその要旨とする。

多気筒内燃機関では、燃料噴射バルブの個体差や吸気バルブへのデポジット付着などに起因して、気筒間における混合気の空燃比にばらつきが生じることが避けられない。そして、全気筒共通の上流側センサの出力信号に基づいて燃料噴射量指令値を増減補正する場合には、そうしたばらつきが、排気浄化触媒の上流側における排気の性状を理論空燃比近傍の比率に対応する性状に調節する際の調節精度の向上を阻む一因となる。したがって多気筒内燃機関では、下流側センサの出力値とその基準値との差、ひいては吸気バルブのリフト量の変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易いと云える。

上記構成によれば、そうした多気筒内燃機関に適用される装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。
請求項１７に記載の発明は、請求項７〜１６のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記履歴の有無にかかわらず、前記第２のリフト量領域であるときの前記乖離量学習値の変化速度を変更しないことをその要旨とする。

上記構成によれば、フィードバック制御が実行される前記第２のリフト量領域、言い換えれば、記憶されている乖離量学習値と実情に見合う値との差による空燃比への影響が第１のリフト量領域と比較して小さく抑えられる領域にあっては、乖離量学習値の変化速度を変更することなく、乖離量の学習に適した変更速度をもって同学習を好適に実行することができる。

請求項１８に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記第１のリフト量領域は第１の特定リフト量であって前記第２のリフト量領域は第２の特定リフト量であり、前記補正手段は、前記第１および第２の特定リフト量と前記リフト量との関係に基づいて、前記第１および第２の特定リフト量について各別に学習した乖離量学習値から補間して前記乖離量補正値を算出することをその要旨とする。

上記構成によれば、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に乖離量を求めてこれを学習値として設定する構成と比較して、低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり前記関係を学習することができる。

なお、前記乖離量補正値の算出に用いる補間手法としては、予め設定された換算係数による補間手法や、線形補間手法を採用することができる。
請求項１９に記載の発明は、請求項１８に記載の空燃比制御装置において、前記内燃機関は、吸気通路の通路断面積を変更するスロットルバルブを更に有してなり、該スロットルバルブの開度制御と前記吸気バルブのリフト量の変更制御との協働制御を通じて吸気量が調節されるものであり、前記第１の特定リフト量は、大リフト量側の制御限界リフト量であることをその要旨とする。

吸気バルブのリフト量の変更を通じて吸気量が調節される内燃機関は、スロットルバルブの開度の変更のみを通じて吸気量を調節する内燃機関と比べて、必要とされる吸気量が少ないときにおけるポンピングロスの低減を図ることが可能であり、その分だけ燃料消費量を低減することができる。そのため、リフト量変更機構を備えた内燃機関では、必要とされる吸気量が少ないときほど吸気バルブのリフト量が小さくなるように設定される。

また、そうした内燃機関の冷間運転時において、吸気バルブのリフト量を大リフト側の制御限界リフト量に固定するとともに、スロットルバルブの開度変更を通じて吸気量を調節するものが提案されている。この内燃機関では、必要とされる吸気量がごく多いときおよび冷間運転時においてのみ吸気バルブのリフト量が第１の特定リフト量に設定されるために、同第１の特定リフト量であるときの乖離量の学習を実行可能な期間がごく短い。

上記構成によれば、そうした内燃機関にあって混合気の空燃比を所望の比率に調節することができ、しかも第１の特定リフト量であるときの乖離量の学習が完了する前に機関運転が停止されて、次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。

請求項２０に記載の発明は、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記学習手段は、前記第１のリフト量領域および前記第２のリフト量領域を含む予め設定された前記リフト量についての複数の領域毎に、前記乖離量学習値を学習してこれを記憶するものであり、前記補正手段は、前記リフト量に基づいて前記複数の領域のいずれかを選択するとともに該選択した領域に対応する乖離量学習値を前記乖離量補正値として求めることをその要旨とする。

上記構成によれば、吸気通路および燃焼室の連通部分の通路面積とその基準面積とが相違する場合に、その相違による空燃比への影響が異なる複数のリフト量領域について各別に前記乖離量を学習して、これを燃料噴射量指令値の設定に用いることができる。

請求項２１に記載の発明は、請求項２０に記載の空燃比制御装置において、前記内燃機関は、吸気通路の通路断面積を変更するスロットルバルブを更に有してなり、該スロットルバルブの開度制御と前記吸気バルブのリフト量の変更制御との協働制御を通じて吸気量が調節されるものであり、前記第１のリフト量領域は、大リフト量側の制御限界リフト量を含む領域であることをその要旨とする。

前述したように、リフト量変更機構を備えた内燃機関では、必要とされる吸気量が少ないときほど吸気バルブのリフト量が小さくなるように設定される。また、これも前述したように、内燃機関の冷間運転時において、吸気バルブのリフト量を大リフト側の制御限界リフト量に固定するとともに、スロットルバルブの開度変更を通じて吸気量を調節するものが提案されている。こうした内燃機関では、必要とされる吸気量が多いときおよび冷間運転時においてのみ吸気バルブのリフト量が第１のリフト量領域になるために、同第１のリフト量領域であるときの乖離量の学習を実行可能な期間が短い。

上記構成によれば、そうした内燃機関にあって混合気の空燃比を所望の比率に調節することができ、しかも第１のリフト量領域であるときの乖離量の学習が完了する前に機関運転が停止されて、次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。

請求項２２に記載の発明は、請求項１〜２１のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、前記実行条件は、前記内燃機関の温度が所定温度以上であることを判断するための条件を含むことをその要旨とする。

上記構成によれば、内燃機関の冷間運転時においては見込み制御が実行される一方、同内燃機関の温度が所定温度以上になるとフィードバック制御が実行される内燃機関にあって、混合気の空燃比を所望の比率に調節することができる。

なお内燃機関の温度としては、同温度を直接検出して用いることの他、その指標値として機関冷却水の温度やオイルの温度を検出してこれを用いることができる。

（第１の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第１の実施の形態について説明する。
図１に、本実施の形態にかかる空燃比制御装置の概略構成を示す。

同図１に示すように、内燃機関１０の吸気通路１２にはスロットルバルブ１４が設けられている。スロットルバルブ１４には、スロットルモータ１６が連結されている。そして、このスロットルモータ１６の駆動制御を通じてスロットルバルブ１４の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節され、これにより吸気通路１２を通じて燃焼室１８内に吸入される空気の量が調節される。また、上記吸気通路１２には燃料噴射バルブ２０が設けられている。この燃料噴射バルブ２０は吸気通路１２内に燃料を噴射する。さらに、内燃機関１０の排気通路２８には排気浄化触媒３４が設けられている。

内燃機関１０の燃焼室１８においては、吸入空気と噴射燃料とからなる混合気に対して点火プラグ２２による点火が行われる。この点火動作によって混合気が燃焼してピストン２４が往復移動し、クランクシャフト２６が回転する。そして、燃焼後の混合気は排気として燃焼室１８から排気通路２８に送り出され、上記排気浄化触媒３４を通じて浄化された後に同排気通路２８外へと放出される。

内燃機関１０において、吸気通路１２と燃焼室１８との間は吸気バルブ３０の開閉動作によって連通・遮断される。また、吸気バルブ３０はクランクシャフト２６の回転が伝達される吸気カムシャフト３２の回転に伴って開閉動作する。さらに、吸気バルブ３０と吸気カムシャフト３２との間にはリフト量変更機構４２が設けられている。このリフト量変更機構４２は、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ（詳しくは、最大リフト量）を機関運転条件に応じて変更するものであり、電動モータ等のアクチュエータ４４の駆動制御を通じて作動する。図２に示すように、このリフト量変更機構４２の作動により、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬは開弁期間（リフト作用角）と同期して変化し、例えばリフト作用角が小さくなるほどリフト量ＶＬも小さくなる。

本実施の形態の装置は、内燃機関１０（図１）の運転状態を検出するための各種センサを備えている。そうした各種センサとしては、例えばクランクシャフト２６の回転速度（機関回転速度ＮＥ）を検出するためのクランクセンサ５２や、吸気通路１２を通過する吸入空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ５４、アクセルペダル３６の踏み込み量ＡＣを検出するためのアクセルセンサ５６が設けられている。また、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ５８や、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ（正確には、リフト量変更機構４２の作動量）を検出するためのリフト量センサ６０、機関冷却水の温度（冷却水温度ＴＨＷ）を検出するための温度センサ６２が設けられている。その他、排気通路２８における上記排気浄化触媒３４より排気流れ方向上流側（以下、単に「上流側」）の部分（詳しくは、排気マニホールド）に設けられて排気の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ６４が設けられている。また、排気通路２８における上記排気浄化触媒３４よりも排気流れ方向下流側（以下、単に「下流側」）に設けられて排気の酸素濃度に応じた信号を出力する酸素センサ６６等も設けられている。

なお図３に示すように、内燃機関１０は４つの気筒♯１，♯２，♯３，♯４を有するものであり、上記空燃比センサ６４としては各気筒♯１〜♯４から延びる排気通路２８が合流された部分（詳しくは排気マニホールド）に全気筒共通のものが設けられている。

上記空燃比センサ６４は、周知の限界電流式酸素センサである。この限界電流式酸素センサは、濃淡電池式酸素センサの検出部に拡散律速層と呼ばれるセラミック層を備えることにより排気中の酸素濃度に応じた出力電流が得られるセンサであり、排気中の酸素濃度と密接な関係にある混合気の空燃比が理論空燃比である場合には、その出力電流が「０」になる。また、混合気の空燃比がリッチになるにつれて出力電流は負の方向に大きくなり、同空燃比がリーンになるにつれて出力電流は正の方向に大きくなる。したがって、この空燃比センサ６４の出力信号に基づき、混合気の空燃比についてそのリーン度合いやリッチ度合いを検出することができる。

また酸素センサ６６は、周知の濃淡電池式の酸素センサである。この濃淡電池式酸素センサからは排気の酸素濃度が、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリッチであるときの濃度である場合には１ボルト程度の出力電圧が得られ、混合気の空燃比が理論空燃比よりもリーンであるときの濃度である場合には０ボルト程度の出力電圧が得られる。また濃淡電池式酸素センサの出力電圧は排気の酸素濃度が、混合気の空燃比が理論空燃比近傍であるときの濃度であるときに大きく変化する。したがって、こうした酸素センサ６６の出力信号に基づき、排気浄化触媒３４下流側の排気がリーンに対応する性状であるか、或いはリッチに対応する性状であるかを検出することができる。

この酸素センサ６６は、排気浄化触媒３４での排気浄化作用の状態を監視するために同排気浄化触媒３４の下流側に設けられている。すなわち、排気浄化触媒３４での還元作用が促進されており排気中に酸素が放出されているときには、酸素センサ６６の出力信号がリーンに対応する値となる。一方、排気浄化触媒３４での酸化作用が促進されており排気中の酸素が消費されているときには、酸素センサ６６の出力信号がリッチに対応する値となる。こうした酸素センサ６６の検出結果に基づいて排気浄化作用の状態が監視される。

本実施の形態の装置は、例えばマイクロコンピュータを有して構成される電子制御装置５０を備えている。この電子制御装置５０は、各種センサの検出信号を取り込むとともに各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットルモータ１６の駆動制御（スロットル制御）や燃料噴射バルブ２０の駆動制御（燃料噴射制御）、アクチュエータ４４の駆動制御（リフト量変更制御）等といった各種制御を実行する。

本実施の形態では、スロットル制御とリフト量変更制御との協働制御を通じて、燃焼室１８内に吸入される吸気の量（筒内吸気量）が次のように調節される。すなわち、前記アクセルペダル３６の踏み込み量ＡＣや機関回転速度ＮＥに基づいて筒内吸気量についての制御目標値（目標筒内吸気量Ｔｇａ）が算出され、その目標筒内吸気量Ｔｇａと実際の筒内吸気量が一致するようにスロットル制御およびリフト量変更制御が実行される。

なお、このスロットル制御およびリフト量変更制御の実行に際し、内燃機関１０の暖機が未完了であるときには（具体的には、冷却水温度ＴＨＷ＜所定温度）、リフト量ＶＬが大リフト量側の制御限界リフト量（上限リフト量ＶＬｍａｘ）で固定される一方、スロットル開度ＴＡが変更されて筒内吸気量が調節される。

一方、内燃機関１０の暖機が完了したときには（具体的には、冷却水温≧所定温度）、スロットル開度ＴＡおよびリフト量ＶＬが共に変更されて筒内吸気量が調節される。ここで、吸気バルブのリフト量の変更を通じて吸気量が調節される内燃機関は、スロットルバルブの開度の変更のみを通じて吸気量を調節する内燃機関と比べて、必要とされる吸気量が少ないときにおけるポンピングロスの低減を図ることが可能であり、その分だけ燃料消費量を低減することができる。この点をふまえて本実施の形態では、内燃機関１０の暖機が完了したときには基本的に、同内燃機関１０の運転状態に適した筒内吸気量（後述する推定筒内吸気量Ｖｇａ）が少ないときほど吸気バルブ３０のリフト量ＶＬおよびスロットル開度ＴＡが小さく設定される。

また本実施の形態では、燃料噴射制御を通じて、上記推定筒内吸気量Ｖｇａに応じたかたちで燃料噴射量が調節される。以下、この燃料噴射制御について説明する。
図４および図５はいずれも燃料噴射制御にかかる処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、これらフローチャートに示される一連の処理は所定周期毎の処理として、電子制御装置５０により実行される。

図４に示すように、この処理では先ず、通路吸気量ＧＡ等に基づいて上記推定筒内吸気量Ｖｇａが算出されるとともに、同推定筒内吸気量Ｖｇａに基づいて基本噴射量Ｑｂｓｅが算出される（ステップＳ１０１）。この基本噴射量Ｑｂｓｅは燃料噴射制御における見込み制御量に相当する値であり、基本噴射量Ｑｂｓｅとしては、上記推定筒内吸気量Ｖｇａに対し、燃焼室１８で燃焼される混合気の空燃比が理論空燃比になる燃料噴射量が算出される。

また、リフト量ＶＬに基づいて乖離量補正値Ｋｖｌａが算出される（ステップＳ１０２）。なお、この乖離量補正値Ｋｖｌａの具体的な算出態様や、同乖離量補正値Ｋｖｌａを算出することによる作用については後に後述する。

次に、メインフィードバック制御（前記空燃比センサ６４の出力値に基づく燃料噴射量指令値のフィードバック制御）の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１０３）。ここでは、以下の各条件が共に満たされることをもって上記実行条件が成立していると判断される。
・内燃機関１０の暖機が完了していること。
・空燃比センサ６４が十分に活性化されていること。

そして、上記実行条件が未成立である場合には（ステップＳ１０３：ＮＯ）、上記基本噴射量Ｑｂｓｅに乖離量補正値Ｋｖｌａを加算した値（＝Ｑｂｓｅ＋Ｋｖｌａ）が燃料噴射量指令値（目標噴射量Ｔｑ）として算出された後（ステップＳ１０４）、本処理は一旦終了される。この場合には機関運転状態に基づく見込み制御を通じて目標噴射量Ｔｑが設定される。そして、この目標噴射量Ｔｑと等しい量の燃料が噴射されるように燃料噴射バルブ２０を駆動することにより、混合気の空燃比を理論空燃比に近づけることができる。

一方、上記実行条件が成立している場合には（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、上記空燃比センサ６４によって混合気の実際の空燃比が検出され、この実際の空燃比と目標空燃比（ここでは理論空燃比）との偏差に基づいて基本補正量αが算出される（ステップＳ１０５）。この基本補正量αとしては、上記偏差が大きいときほど多い量が算出される。

そして、空燃比センサ６４によって検出される空燃比がリーンであるときには（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、メインフィードバック補正量ＭＦＢとして上記基本補正量αが設定される（ステップＳ１０７）。一方、空燃比センサ６４によって検出される空燃比がリッチであるときには（ステップＳ１０６：ＮＯ）、上記基本補正量αに「−１．０」を乗じた値（−α）がメインフィードバック補正量ＭＦＢとして設定される（ステップＳ１０８）。

このようにメインフィードバック補正量ＭＦＢが設定された後、図５に示すように、サブフィードバック制御（前記酸素センサ６６の出力値に基づく目標噴射量Ｔｑのフィードバック制御）の実行条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ１０９）。ここでは、以下の各条件が共に満たされることをもって上記実行条件が成立していると判断される。
・排気浄化触媒３４が十分に活性化されていること。
・酸素センサ６６が十分に活性化されていること。

そして、上記実行条件が未成立である場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、基本噴射量Ｑｂｓｅに乖離量補正値Ｋｖｌａとメインフィードバック補正量ＭＦＢとを加算した値が目標噴射量Ｔｑ（＝Ｑｂｓｅ＋Ｋｖｌａ＋ＭＦＢ）として算出された後（ステップＳ１１０）、本処理は一旦終了される。この場合には見込み制御およびメインフィードバック制御を通じて目標噴射量Ｔｑが設定される。

ここで前記排気浄化触媒３４は、理論空燃比近傍での燃焼が行われる状態において排気中のＨＣやＣＯを酸化するとともに同排気中のＮＯｘを還元して排気を浄化する作用を有しており、特に混合気の空燃比が理論空燃比近傍の比率となる狭い範囲（ウインドウ）において排気中の主要有害成分（ＨＣ、ＣＯ、ＮＯｘ）のすべてを効率的に浄化する。そのため排気浄化触媒３４を有効に機能させるには、混合気の空燃比を上記ウインドウの中心に合わせ込むべく、同空燃比を厳密に調節することが必要となる。このときには（ステップＳ１０９：ＮＯ）、メインフィードバック制御を通じて、実際の空燃比が目標空燃比と一致するように燃料噴射量が調節される。

一方、上記実行条件が成立している場合には（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、前記酸素センサ６６によって検出される排気の実際の酸素濃度と基準濃度（混合気の空燃比が理論空燃比であるときの濃度であり、酸素センサ６４の出力電圧が０．５Ｖであるときの濃度）との偏差に基づいて基本補正量βが算出される（ステップＳ１１１）。この基本補正量βとしては、上記偏差が大きいときほど多い量が算出される。

そして、酸素センサ６６の出力信号がリーンを示す値であるときには（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、記憶されているサブフィードバック補正量ＳＦＢに基本補正量βを加算した値（ＳＦＢ＋β）が新たなサブフィードバック補正量ＳＦＢとして設定される（ステップＳ１１３）。一方、酸素センサ６６の出力信号がリッチを示す値であるときには（ステップＳ１１２：ＮＯ）、記憶されているサブフィードバック補正量ＳＦＢから基本補正量βを減算した値（ＳＦＢ−β）が新たなサブフィードバック補正量ＳＦＢとして設定される（ステップＳ１１４）。

このようにサブフィードバック補正量ＳＦＢが設定された後、乖離量補正値Ｋｖｌａ、メインフィードバック補正量ＭＦＢ、およびサブフィードバック補正量ＳＦＢを基本噴射量Ｑｂｓｅに加算した値が目標噴射量Ｔｑ（＝Ｑｂｓｅ＋Ｋｖｌａ＋ＭＦＢ＋ＳＦＢ）として算出される（ステップＳ１１５）。したがって、この場合には（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、見込み制御、メインフィードバック制御およびサブフィードバック制御を通じて目標噴射量Ｔｑが設定される。これにより、メインフィードバック制御を通じて実際の空燃比が目標空燃比と一致するように燃料噴射量が調節されることに加えて、サブフィードバック制御を通じて排気浄化触媒３４の実際の浄化状態に応じて燃料噴射量が調節されて、同排気浄化触媒３４の浄化作用が的確に発揮される。

その後、後述する学習処理が実行された後（ステップＳ１１６）、本処理は一旦終了される。
なお、上記学習処理は、以下のような理由により実行される。

内燃機関１０にあっては、リフト量変更機構４２の個体差や経時劣化、組み付け誤差、あるいは吸気バルブ３０へのデポジット付着等に起因して吸気通路１２および燃焼室１８の連通部分の通路面積とその基準面積とが異なったものとなる。そのため吸気バルブ３０のリフト量ＶＬを同一の態様で調節しても、実際の筒内吸気量は、上記通路面積とその基準面積とが等しい場合の筒内吸気量と一致しない。本実施の形態では基本的に、そうした通路面積の相違に起因する筒内吸気量の変化分が前述した空燃比の調節を通じて補償される。

ここで上記通路面積と基準面積とが異なる場合、その相違に起因する筒内吸気量の変化分はリフト量変更機構４２の作動態様（リフト量ＶＬ）に応じて大きく異なったものとなる。以下、その理由を説明する。

図６に吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと上記通路面積との関係を示す。なお同図において、実線は上記通路面積と基準面積とが一致している状態（基準状態）での上記関係の一例を示しており、一点鎖線は上記通路面積がその基準面積よりも小さい場合における上記関係の一例を示しており、二点鎖線は上記通路面積がその基準面積よりも大きい場合における上記関係の一例を示している。

本実施の形態では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬの変更を通じて筒内吸気量が調節されるため、例えばそのアイドル運転時等、内燃機関１０の低負荷運転時においてリフト量ＶＬが小さく設定されて上記通路面積がごく小さくなる。そして、図６から明らかなように、そのようにリフト量ＶＬが小さく設定されるときほど、上記通路面積とその基準面積との差ΔＳが通路面積全体に占める割合が大きくなる。したがって、上記通路面積が基準面積と異なる場合には、その影響が、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが小さいときほど大きく現われると云える。具体的には、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが小さいときほど筒内吸気量の変化度合いが大きくなるために、図７に示すように、上記通路面積が小さいとき（同図中の一点鎖線）および同通路面積が大きいとき（同図中の二点差線）のいずれの場合にも上記空燃比の変化分が大きくなる。

本実施の形態では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬがそのときどきの機関運転状態に応じて頻繁に変更されるために、その変更に伴って上記空燃比の変化分についてもこれが頻繁に変化する。そのため、単にメインフィードバック補正量ＭＦＢに基づくメインフィードバック制御や、サブフィードバック補正量ＳＦＢに基づくサブフィードバック制御を実行しても、そうした高頻度での空燃比変化分の変化に追従することができなくなって、同変化分を的確に補償することができなくなるおそれがある。

そこで本実施の形態では、上記学習処理（図５のステップＳ１１６）を通じて、前記サブフィードバック補正量ＳＦＢのその基準値（具体的には「０」）からの定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係を学習するようにしている。そして、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量補正値Ｋｖｌａを算出するとともに（図４のステップＳ１０２）、同乖離量補正値Ｋｖｌａによって目標噴射量Ｔｑを補正するようにしている（ステップＳ１０４、図５のステップＳ１１０，Ｓ１１５）。本実施の形態では、この学習処理が学習手段として機能し、図４のステップＳ１０２，Ｓ１０４の処理および図５のステップＳＳ１１０，Ｓ１１５の処理が補正手段として機能する。

以下、上記学習処理について具体的に説明する。
図８は学習処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、このフローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として電子制御装置５０により実行される。

同図８に示すように、この処理では先ず、学習条件が成立しているか否かが判断される（ステップＳ２０１）。ここでは、急加速や急減速の行われない安定した機関運転状態が所定期間継続されていることをもって、学習条件が成立していると判断される。

学習条件が成立している場合には（ステップＳ２０１：ＹＥＳ）、学習完了フラグがオン操作されているか否かが判断される（ステップＳ２０２）。本処理では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが大リフト量側の制御限界リフト量（上限リフト量ＶＬｍａｘ）であるときと小リフト量側の制御限界リフト量（下限リフト量ＶＬｍｉｎ）であるときとにおいて前記乖離量の学習が実行される。そして、上記学習完了フラグは、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの上記乖離量の学習が完了したときにオン操作される。また、学習完了フラグは、例えばバッテリの交換や電線の瞬断によって電子制御装置５０への電力供給が一時的に停止されたときなど、電子制御装置５０に記憶されている各値が初期値にリセットされたときに、これに併せてオフ操作される。なお本実施の形態では、上限リフト量ＶＬｍａｘが第１のリフト量領域および第１の特定リフト量に相当し、下限リフト量ＶＬｍｉｎが第２のリフト量領域および第２の特定リフト量に相当する。

学習完了フラグがオン操作されている場合には（ステップＳ２０２：ＹＥＳ）、前記乖離量の学習を実行する実行周期Ａとして所定周期Ａ１が設定されるとともに、同学習における学習値の変化速度を定める係数（なまし係数Ｎ）として所定値Ｎ１が設定される（ステップＳ２０３）。なお本実施の形態では、誤学習の回避と学習の早期完了との両立を図ることの可能な所定周期Ａ１（例えば、燃料噴射回数＝１０００回）や所定値Ｎ１（例えば、「１０」）が実験結果などに基づき予め求められ、記憶されている。また本実施の形態では、上記なまし係数Ｎとして、「１．０」よりも大きい正の数が設定される。

一方、学習完了フラグがオフ操作されている場合には（ステップＳ２０２：ＮＯ）、サブフィードバック補正量ＳＦＢとその基準値（具体的には、「０」）との差ΔＳＦＢ（サブフィードバック補正量ＳＦＢの絶対値）、および排気浄化触媒３４の劣化度合いに基づいて、上記実行周期Ａおよび上記なまし係数Ｎが設定される（ステップＳ２０４）。本実施の形態では、このステップＳ２０４の処理が設定手段として機能する。

図９に示すように、実行周期Ａとしては、上記差ΔＳＦＢや排気浄化触媒３４の劣化度合いが大きいほど短い期間が設定される。また、このときの実行周期Ａとしては、上記所定周期Ａ１より短い周期が設定される。一方、図１０に示すように、なまし係数Ｎとしては、上記差ΔＳＦＢや排気浄化触媒３４の劣化度合いが大きいほど小さい値が設定される。また、このときの上記なまし係数Ｎとしては、上記所定値Ｎ１より小さい値が設定される。

本処理では、このように実行周期Ａやなまし係数Ｎを設定することにより、学習完了フラグがオフ操作されているときに、同フラグがオン操作されているときと比較して、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度が高く設定される。

なお、本実施の形態では、排気浄化触媒３４の劣化が進むほど吸蔵可能な酸素量が少なくなることに着目し、排気浄化触媒３４の酸素吸蔵量を検出するとともに、同酸素吸蔵量が少ないときほど排気浄化触媒３４の劣化度合いが大きいと判断するようにしている。

排気浄化触媒３４の酸素吸蔵量は、具体的には、メインフィードバック制御およびサブフィードバック制御の実行中において内燃機関１０が比較的高負荷の安定した状態で運転されていること（例えば、通路吸気量ＧＡが所定範囲内である状態が所定期間継続されていること）を条件に以下の処理を実行することによって検出され、記憶されている。すなわち先ず、空燃比センサ６４および酸素センサ６６の出力信号が共にリーン相当の値からリッチ相当の値（あるいはリッチ相当の値からリーン相当の値）に切り替わるように、目標噴射量Ｔｑが所定量増量（あるいは減量）される。そして、空燃比センサ６４の出力信号が切り替わってから酸素センサ６６の出力信号が切り替わるまでに要する時間が検出されて、同時間が長いときほど排気浄化触媒３４の酸素吸蔵量として少ない量が検出される。

上記のように学習完了フラグの操作状況に応じて実行周期Ａやなまし係数Ｎが設定された後、上記実行周期Ａ毎の学習タイミングであることを条件に（図８のステップＳ２０５：ＹＥＳ）、前記乖離量を学習する処理（ステップＳ２０６〜Ｓ２１３）が実行される。

詳しくは、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘであるときには（ステップＳ２０６：ＹＥＳ）、記憶されている乖離量学習値ＧＫｌｇ、サブフィードバック補正量ＳＦＢ、および上記なまし係数Ｎに基づいて以下の関係式から、乖離量学習値ＧＫｌｇが算出される（ステップＳ２０７）。

ＧＫｌｇ ← ｛（Ｎ−１）ＧＫｌｇ＋ＳＦＢ｝／Ｎ

また、そうした乖離量学習値ＧＫｌｇの算出に併せて、今回算出された乖離量学習値ＧＫｌｇ（ｉ）と本処理の前回実行時に算出された乖離量学習値ＧＫｌｇ（ｉ−１）との差（ＧＫｌｇ（ｉ）−ＧＫｌｇ（ｉ−１））をサブフィードバック補正量ＳＦＢから減算した値が新たなサブフィードバック補正量ＳＦＢとして設定される（ステップＳ２０８）。

さらには、前記学習完了フラグがオフ操作された状態で乖離量学習値ＧＫｌｇの学習が所定回数実行された場合には（ステップＳ２０９：ＹＥＳ）、前記学習完了フラグがオン操作され（ステップＳ２１０）、以後において上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量の学習が完了した履歴があると判断される。なお、乖離量学習値ＧＫｌｇの学習回数が所定回数未満である場合には（ステップＳ２０９：ＮＯ）、学習完了フラグがオフ操作のまま維持されて（ステップＳ２１０の処理がジャンプされて）、同乖離量学習値ＧＫｌｇであるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないと判断される。

一方、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが下限リフト量ＶＬｍｉｎであるときには（ステップＳ２０６：ＮＯ、且つステップＳ２１１：ＹＥＳ）、記憶されている乖離量学習値ＧＫｓｍ、サブフィードバック補正量ＳＦＢ、および上記なまし係数Ｎに基づいて以下の関係式から、乖離量学習値ＧＫｓｍが算出される（ステップＳ２１２）。

ＧＫｓｍ ← ｛（Ｎ−１）ＧＫｓｍ＋ＳＦＢ｝／Ｎ

また、そうした乖離量学習値ＧＫｓｍの算出に併せて、今回算出された乖離量学習値ＧＫｓｍ（ｉ）と本処理の前回実行時に算出された乖離量学習値ＧＫｓｍ（ｉ−１）との差（ＧＫｓｍ（ｉ）−ＧＫｓｍ（ｉ−１））をサブフィードバック補正量ＳＦＢから減算した値が新たなサブフィードバック補正量ＳＦＢとして設定される（ステップＳ２１３）。

他方、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎのいずれでもないときには（ステップＳ２０６：ＮＯ、且つステップＳ２１１：ＮＯ）、ステップＳ２０７〜Ｓ２１３の処理が実行されない。すなわち、乖離量学習値ＧＫｌｇや乖離量学習値ＧＫｓｍの学習が実行されない。

なお、学習条件が未成立である場合や（ステップＳ２０１：ＮＯ）、学習タイミングでない場合（ステップＳ２０５：ＮＯ）にも、乖離量学習値ＧＫｌｇや乖離量学習値ＧＫｓｍの学習は実行されない。

前述した乖離量補正値Ｋｖｌａを算出する処理（図４のステップＳ１０２）は、上記学習処理を通じて学習される乖離量学習値ＧＫｌｇおよび乖離量学習値ＧＫｓｍに基づいて、以下のように実行される。

図１１に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ、乖離量学習値ＧＫｌｇ、乖離量学習値ＧＫｓｍ、および乖離量補正値Ｋｖｌａの関係の一例を示す。同図１１に示すように、乖離量補正値Ｋｖｌａとしては、基本的には、リフト量ＶＬが小さいときほど大きい値が算出される。乖離量補正値Ｋｖｌａは、具体的には以下のように算出される。
・リフト量ＶＬが下限リフト量ＶＬｍｉｎであるときには（ＶＬ＝Ｖｍｉｎ）、乖離量学習値ＧＫｓｍが乖離量補正値Ｋｖｌａとして算出される。
・リフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘより小さく下限リフト量ＶＬｍｉｎより大きい領域では（ＶＬｍｉｎ＜ＶＬ＜ＶＬｍａｘ）、上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎとリフト量ＶＬとの関係に基づいて、乖離量学習値ＧＫｌｇおよび乖離量学習値ＧＫｓｍから補間して、乖離量補正値Ｋｖｌａが算出される。この乖離量補正値Ｋｖｌａとしては、具体的には、予め設定された換算係数Ｋ１を通じて以下の関係式を満たす値が算出される。なお換算係数Ｋ１としては、リフト量ＶＬに応じて「１．０」以下の正の数が設定される。

Ｋｖｌａ＝ＧＫｌｇ＋｛（ＧＫｓｍ−ＧＫｌｇ）
×Ｋ１（ＶＬ−ＶＬｍａｘ）／（ＶＬｍｉｎ−ＶＬｍａｘ）｝

・リフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘであるときには（ＶＬ＝ＶＬｍａｘ）、乖離量学習値ＧＫｌｇが乖離量補正値Ｋｖｌａとして算出される。

以下、本実施の形態の燃料噴射制御処理を実行することによる作用について説明する。
本実施の形態の燃料噴射制御処理では、乖離量補正値Ｋｖｌａとして、そのときどきの吸気バルブ３０のリフト量ＶＬに見合う値、具体的には、リフト量ＶＬが小さいほど大きい値が算出される。これにより、前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合にはリフト量ＶＬが小さいほどサブフィードバック補正量ＳＦＢとその基準値との定常的な乖離量が大きいといった傾向に応じて、乖離量補正値Ｋｖｌａが算出される。そして、そうした乖離量補正値Ｋｖｌａによって目標噴射量Ｔｑが補正される。そのため、リフト量変更制御を通じて吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが頻繁に変更されるとはいえ、同リフト量ＶＬの変更に追従するようにその変更による空燃比の変化分を見越したかたちで目標噴射量Ｔｑが算出される。これによりリフト量ＶＬの変更に伴う空燃比への影響分が的確に抑えられ、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御、あるいは見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比が精度よく所望の比率に制御される。

しかも、サブフィードバック補正量ＳＦＢはその算出周期毎に酸素センサ６６の出力信号に応じて所定量βずつ増減される値であるために、同サブフィードバック補正量ＳＦＢによる補正を通じて混合気の空燃比が所望の空燃比になるように燃料噴射量が増減される。これにより、排気浄化触媒３４の浄化作用の状態に応じて燃料噴射量が増減されて同浄化作用が有効に活用される。

本実施の形態の内燃機関１０は多気筒のものであるため、燃料噴射バルブ２０の個体差や吸気バルブ３０へのデポジット付着などに起因して、気筒間における混合気の空燃比にばらつきが生じることが避けられない。また本実施の形態では、各気筒の混合気の空燃比を検出するための空燃比センサ６４として全気筒共通のものが設けられているため、この空燃比センサ６４に対する排気の当接態様が気筒毎に異なる。

そのため、そうした空燃比センサ６４の出力信号に基づいて目標噴射量Ｔｑが増減補正されると、上述した気筒間における空燃比のばらつきが、排気浄化触媒３４の上流側の排気の性状を理論空燃比近傍の比率に対応する性状に調節する際の調節精度を低下させてしまう。具体的には、図１２に実線で示すように、例えば特定気筒（同図に示す例では♯３）の排気が他の気筒（同♯１，＃２，＃４）の排気と比較して空燃比センサ６４に当接し易い構造の内燃機関にあって同特定気筒♯３の排気がリーンに対応する性状である場合には、過度に目標噴射量Ｔｑが増量補正されて混合気の空燃比の平均値がリッチになってしまう。なお図１２の一点鎖線には、比較例として、空燃比センサ６４に対する各気筒の排気の当接態様が一致する場合における各気筒の排気の当接度合いと混合気の空燃比とを示している。

したがって本実施の形態にかかる装置は、排気浄化触媒３４の下流側に設けられた酸素センサ６６の出力値とその基準値（混合気の空燃比が理論空燃比である場合の排気酸素濃度に対応する値）との差、ひいては上述したリフト量ＶＬの変更に伴う空燃比の変化分が大きくなり易いと云える。本実施の形態によれば、そうした多気筒の内燃機関１０に適用される装置にあって、混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

また上記燃料噴射制御では、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬや、乖離量学習値ＧＫｌｇ、乖離量学習値ＧＫｓｍ、乖離量補正値Ｋｖｌａ、並びに換算係数Ｋ１により規定される関数として、同リフト量ＶＬが小さいほど乖離量補正値Ｋｖｌａが大きくなる線形の関数が予め設定されている（図１１参照）。そして、下限リフト量ＶＬｍｉｎや上限リフト量ＶＬｍａｘであるときにおける前記定常的な乖離量に応じて前記関数の傾きを変更するように、前述した吸気バルブ３０のリフト量と上記乖離量との関係が学習される。そのため、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に上記乖離量を求めてこれを乖離量学習値として設定する構成と比較して、低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり上記関係を学習することができる。

ところで、本実施の形態では、内燃機関１０の冷間運転時（暖機未完了時）において、メインフィードバック制御およびサブフィードバック制御が共に実行されず、基本噴射量Ｑｂｓｅを乖離量補正値Ｋｖｌａによって補正した値が前記目標噴射量Ｔｑとして算出されて、同目標噴射量Ｔｑに基づく見込み制御が実行される。このように乖離量補正値Ｋｖｌａによって基本噴射量Ｑｂｓｅを補正することにより、基本噴射量Ｑｂｓｅが上記通路面積に見合う燃料噴射量からずれた量になった場合であっても、見込み制御の実行時において実空燃比が目標空燃比から乖離した状態になって排気性状が常に悪くなるといった不都合の発生を抑えることが可能になる。

ただし、バッテリ交換などによって乖離量学習値ＧＫｌｇ，ＧＫｓｍが初期化されることにより前述のように学習した関係が不要にリセットされると、内燃機関１０が始動された場合に、その後においてメインフィードバック制御およびサブフィードバック制御の実行が開始され、さらには前記関係が学習されて適切な関係となるまでの長期にわたって上記不都合の発生が抑えられなくなる。

そのため本実施の形態では、見込み制御の実行時において用いられるリフト量（上限リフト量ＶＬｍａｘ）であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないときに、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬを、上限リフト量ＶＬｍａｘから他のリフト量に移行させることを禁止するようにしている。

図１３は、そのようにリフト量ＶＬの移行を制限する処理（移行制限処理）の具体的な処理手順を示すフローチャートである。なお同図に示される一連の処理は、リフト量変更制御にかかる処理に含まれる所定周期毎の処理として、電子制御装置５０により実行される。本実施の形態では、この移行制限処理が禁止手段として機能する。

図１３に示すように、この処理では、学習完了フラグがオフ操作されているときには（ステップＳ３０１：ＮＯ）、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘで固定される（ステップＳ３０２）。そして、その後において本処理が繰り返し実行されて、学習完了フラグがオン操作されると（ステップＳ３０１：ＹＥＳ）、上限リフト量ＶＬｍａｘ以外のリフト量への吸気バルブ３０のリフト量ＶＬの移行が許可される（ステップＳ３０２）。

以下、こうした移行制限処理を実行することによる作用について説明する。
図１４に、バッテリ交換などによって前記学習した関係が不要にリセットされた状況で内燃機関１０が冷間始動された場合における移行制限処理の実行態様の一例を示す。

同図１４に示すように、時刻ｔ１において内燃機関１０が始動されると、このとき冷却水温度ＴＨＷ（同図（ａ））が低いために、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬ（同図（ｂ））が上限リフト量ＶＬｍａｘに設定される。

その後の時刻ｔ２において、冷却水温度ＴＨＷが所定温度以上になってメインフィードバック制御やサブフィードバック制御の実行条件（同図（ｃ））が成立し、それらメインフィードバック制御やサブフィードバック制御の実行が開始される。このとき学習完了フラグ（同図（ｃ））がオフ操作されているために、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量の学習が完了していないとして、上限リフト量ＶＬｍａｘ以外のリフト量への移行が禁止されて、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘのまま維持される。

ここで、移行制限処理の実行されない比較例の装置（同図中に一点鎖線で示す）では、冷却水温度ＴＨＷが所定温度以上になってメインフィードバック制御やサブフィードバック制御の実行条件が成立すると、これに合わせてリフト量ＶＬが内燃機関１０の運転状態に見合うリフト量（本例では、下限リフト量ＶＬｍｉｎ）に変更される。そして、この比較例の装置では、内燃機関１０の高負荷運転時などのリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘとなるごく限られた機会においてのみ、前記上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの乖離量（具体的には、乖離量学習値ＧＫｌｇ）の学習が実行されるために、その学習が完了するまでに長い期間がかかってしまう。

これに対し、本実施の形態の装置では、そうした場合に吸気バルブ３０のリフト量ＶＬを上限リフト量ＶＬｍａｘで固定することによって、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量（具体的には、乖離量学習値ＧＫｌｇ）の学習が最優先で実行される。

そして、その後の時刻ｔ３において、乖離量学習値ＧＫｌｇの学習が完了して、学習完了フラグがオン操作されると、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが内燃機関１０の運転状態に見合うリフト量（本例では、下限リフト量ＶＬｍｉｎ）に変更される。

このように本実施の形態では、前記学習した関係が不要にリセットされた場合に、直後における機関運転に際して、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの乖離量の学習が最優先で実行されて完了される。そのため、同乖離量の学習が完了する前に機関運転が停止されることによる前記不都合の発生を抑えることができる。なお本実施の形態では、乖離量学習値ＧＫｌｇの学習回数が所定回数未満であるときに、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないと判断される。これにより、徐々に変化する乖離量学習値ＧＫｌｇが前記乖離量と一致するようになるまで同乖離量の学習が繰り返される期間、すなわち、内燃機関１０が停止されると次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうおそれのある期間、前記履歴がないと判断される。

また、本実施の形態にかかる学習処理では、学習完了フラグがオフ操作されているときに、同フラグがオン操作されているときと比較して、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度が高く設定される。そのため、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの乖離量の学習をより早期に完了させることができ、前記不都合の発生を好適に抑えることができる。

ここで、単に乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を高くすると、乖離量に対する乖離量学習値ＧＫｌｇの収束性が悪くなって同乖離量学習値ＧＫｌｇ、ひいては目標噴射量Ｔｑが不安定になるおそれがある。

この点、本実施の形態では、前記サブフィードバック補正量ＳＦＢとその基準値との差ΔＳＦＢが大きいとき、言い換えれば、上記乖離量と乖離量学習値ＧＫｌｇとの差が大きいときには乖離量学習値ＧＫｌｇを比較的速く変化させて上記乖離量に近づけることができ、同乖離量の学習の早期完了を図ることができる。しかも、上記差ΔＳＦＢが小さいとき、言い換えれば、上記乖離量と乖離量学習値ＧＫｌｇとの差が小さいときには、乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を抑えて乖離量に対する乖離量学習値ＧＫｌｇの収束性を高くすることができ、目標噴射量Ｔｑの不安定化を抑えることができる。

また、前述したように排気浄化触媒３４は劣化が進むほど吸蔵可能な酸素量が少なくなる。そのため、排気浄化触媒３４の劣化度合いが小さいときほど、同排気浄化触媒３４に流入する排気の酸素濃度の変化が酸素センサ６６の出力信号の変化に現れるタイミングが遅くなり易く、前記サブフィードバック補正量ＳＦＢの変化幅が大きくなり易い。したがって、排気浄化触媒３４の劣化度合いが小さいときにおいて前記乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を高く設定すると、同乖離量学習値ＧＫｌｇが安定し難くなってしまう。

この点、本実施の形態では、そうした排気浄化触媒３４の劣化度合いが小さいときほど乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度が低く設定されるために、乖離量学習値ＧＫｌｇの安定を図りつつ前記乖離量を学習することができる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、以下に記載する効果が得られるようになる。
（１）リフト量変更機構４２が設けられているとはいえ、その作動態様の相違による空燃比への影響分を乖離量補正値Ｋｖｌａによる増減補正を通じて抑えつつ、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御、あるいは見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比を所望の比率に調節することができる。しかも、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がない場合に、同学習が完了する前に機関運転が停止されて次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。したがって、リフト量変更機構４２を備えた内燃機関１０にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（２）乖離量学習値ＧＫｌｇの学習回数が所定回数未満であるときに、学習完了フラグをオフ操作のまま維持して、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないと判断するようにした。そのため、徐々に変化する乖離量学習値ＧＫｌｇが前記乖離量と一致するようになるまで同乖離量学習値ＧＫｌｇの学習が繰り返される期間、すなわち、内燃機関１０が停止されると次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうおそれのある期間、前記履歴がないと判断することができる。

（３）前記履歴がないときに、同履歴があるときと比較して、乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を高く設定するようにした。そのため、上記履歴がないときに、乖離量学習値ＧＫｌｇを速やかに変化させることによって上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量の学習を早期に完了させることができ、前記不都合の発生を好適に抑えることができる。

（４）前記履歴がないときの乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を、サブフィードバック補正量ＳＦＢとその基準値との差ΔＳＦＢが大きいときほど高く設定するようにした。そのため、上記差ΔＳＦＢが大きいとき、言い換えれば、前記乖離量と乖離量学習値ＧＫｌｇとの差が大きいときには同乖離量学習値ＧＫｌｇを比較的速く変化させて乖離量に近づけることができ、同乖離量の学習の早期完了を図ることができる。しかも、上記差ΔＳＦＢが小さいとき、言い換えれば、前記乖離量と乖離量学習値ＧＫｌｇとの差が小さいときには、同乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を抑えて乖離量に対する乖離量学習値ＧＫｌｇの収束性を高くすることができ、目標噴射量Ｔｑの不安定化を抑えることができる。

（５）前記履歴がないときの乖離量学習値ＧＫｌｇの変化速度を、排気浄化触媒３４の劣化度合いが大きいほど高く設定するようにした。そのため、乖離量学習値ＧＫｌｇの安定を図りつつ、上限リフト量ＶＬｍａｘであるときの前記乖離量を学習することができる。

（６）上限リフト量ＶＬｍａｘに対応する乖離量学習値ＧＫｌｇと下限リフト量ＶＬｍｉｎに対応する乖離量学習値ＧＫｓｍとを各別に学習して記憶し、上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎとリフト量ＶＬとの関係に基づいて乖離量学習値ＧＫｌｇ，ＧＫｓｍから補間して乖離量補正値Ｋｖｌａを算出するようにした。そのため、リフト量領域を細かく設定するとともにそれら領域毎に乖離量を求めてこれを学習値として設定する装置と比較して、前記定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係を低い学習頻度をもって広いリフト量領域にわたり学習することができるようになる。

（第２の実施の形態）
以下、本発明を具体化した第２の実施の形態について、第１の実施の形態との相違点を中心に説明する。

本実施の形態と第１の実施の形態とは、乖離量補正値の算出態様と学習処理の処理態様とが異なる。
本実施の形態では、図１５に示すように、吸気バルブ３０のリフト量について複数の学習領域（領域１（ＶＬ＞ＶＬ１），領域２（ＶＬ１≧ＶＬ＞ＶＬ２），領域３（ＶＬ２≧ＶＬ＞ＶＬ３），領域４（ＶＬ３≧ＶＬ））が定められ、それら学習領域毎に学習値ＧＫ（ＧＫ１，ＧＫ２，ＧＫ３，ＧＫ４）が設定されている。なお本実施の形態では、上限リフト量ＶＬｍａｘを含む上記領域１が第１の特定リフト量に相当し、他の領域（領域２，３，４）が第２の特定リフト量領域に相当する。

そして、本実施の形態にかかる燃料噴射制御処理において、乖離量補正値Ｋｖｌｂを算出する処理（図４のステップＳ１０２に対応する処理）は、リフト量ＶＬに基づいて上記複数の学習領域のいずれかが一つが選択されるとともに、選択された学習領域に対応する乖離量学習値ＧＫを乖離量補正値Ｋｖｌｂとして算出するといったように実行される。

また、前記目標噴射量Ｔｑを算出する処理（図４のステップＳ１０４に対応する処理、図５のステップＳ１１０，Ｓ１１５に対応する処理）が、上記乖離量補正値Ｋｖｌｂに基づいて実行される。

なお、本実施の形態にかかる燃料噴射制御処理において、それら乖離量補正値Ｋｖｌｂを算出する処理および前記目標噴射量Ｔｑを算出する処理以外の処理については、第１の実施の形態にかかる燃料噴射制御処理と同様の処理が実行される。

一方、本実施の形態にかかる学習処理は、以下のように実行される。
図１６は、学習処理の具体的な処理手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示される一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御装置５０により実行される。本実施の形態では、この学習処理が学習手段として機能する。

図１６に示すように、この処理では先ず、前記学習条件が成立していることを条件に（図８のステップＳ２０１：ＹＥＳ）、学習完了フラグの操作状況に応じて、前記実行周期Ａとなまし係数Ｎとが設定される（ステップＳ２０２〜２０４）。その後、上記実行周期Ａ毎の学習タイミングであることを条件に（ステップＳ２０５：ＹＥＳ）、前記乖離量を学習する処理（図１６のステップＳ４０１〜Ｓ４１１）が実行される。

すなわち先ず、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬによって学習領域が選択される（ステップＳ４０１，Ｓ４０４，Ｓ４０７）。そして、ここで選択された学習領域に対応する値として記憶されている乖離量学習値ＧＫ、前記サブフィードバック補正量ＳＦＢ、および上記なまし係数Ｎに基づいて以下の関係式から、乖離量学習値ＧＫが算出される（ステップＳ４０２，Ｓ４０５，Ｓ４０８，Ｓ４１０）。

ＧＫ ← （（Ｎ−１）ＧＫ＋ＳＦＢ）／Ｎ

また、そうした乖離量学習値ＧＫの算出に併せて、今回算出された乖離量学習値ＧＫ（ｉ）と今回の学習領域に対応する値として記憶されていた乖離量学習値ＧＫ（ｉ−１）との差（ＧＫ（ｉ）−ＧＫ（ｉ−１））をサブフィードバック補正量ＳＦＢから減算した値が新たなサブフィードバック補正量ＳＦＢとして設定される（ステップＳ４０３，Ｓ４０６，Ｓ４０９，Ｓ４１１）。

吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが所定量ＶＬ１より大きい場合（ステップＳ４０１：ＹＥＳ）、すなわち学習領域として領域１が選択された場合には、乖離量学習値ＧＫ１を算出する処理（ステップＳ４０２）およびサブフィードバック補正量ＳＦＢを設定する処理（ステップＳ４０３）が実行された後に、学習完了フラグを操作する処理が実行される。具体的には、学習完了フラグがオフ操作された状態で乖離量学習値ＧＫ１の学習が所定回数実行された場合には（ステップＳ４１２：ＹＥＳ）、学習完了フラグがオン操作され（ステップＳ４１３）、乖離量学習値ＧＫ１の学習回数が所定回数未満である場合には（ステップＳ４１２：ＮＯ）、学習完了フラグがオフ操作のまま維持される。この処理の後、本処理は一旦終了される。

一方、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが所定量ＶＬ１以下であるときには（図１６のステップＳ４０１：ＮＯ）、乖離量学習値ＧＫを算出する処理（ステップＳ４０５，Ｓ４０８，Ｓ４１１）およびサブフィードバック補正量ＳＦＢを設定する処理（ステップＳ４０６，Ｓ４０９，Ｓ４１２）が実行された後、本処理は一旦終了される。

以下、こうした学習処理を含む本実施の形態の燃料噴射制御処理を実行することによる作用について説明する。
本実施の形態の燃料噴射制御では、サブフィードバック補正量ＳＦＢのその基準値からの定常的な乖離量と吸気バルブ３０のリフト量ＶＬとの関係が学習され、その学習した関係からリフト量ＶＬに基づいて乖離量補正値Ｋｖｌｂが算出される。具体的には、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬについて複数の学習領域（領域１〜領域４）が設定されてそれら領域毎に乖離量学習値ＧＫ（ＧＫ１〜ＧＫ４）が学習・記憶される。そして、リフト量ＶＬに基づいて複数の領域１〜領域４のいずれかが選択されるとともに、その選択された学習領域に対応する乖離量学習値ＧＫが乖離量補正値Ｋｖｌｂとして算出される。

そのため乖離量補正値Ｋｖｌｂとして、前記連通部分の通路面積とその基準面積とが異なる場合にはリフト量ＶＬが小さいほどサブフィードバック補正量ＳＦＢとその基準値との定常的な乖離量が大きいといった傾向に応じた値、具体的には、リフト量ＶＬが小さいほど大きい値が算出される。そして、そうした乖離量補正値Ｋｖｌｂによって目標噴射量Ｔｑが補正される。

したがって、リフト量変更制御を通じて吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが頻繁に変更されるとはいえ、同リフト量ＶＬの変更に追従するようにその変更による空燃比の変化分を見越したかたちで目標噴射量Ｔｑが算出される。これにより、リフト量ＶＬの変更に伴う空燃比への影響分が的確に抑えられ、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御、あるいは見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比が精度よく所望の比率に制御される。

次に、前述した移行制限処理（図１３参照）を実行することによる作用について説明する。
バッテリ交換などによって乖離量学習値ＧＫが初期化されることにより前述のように学習した関係が不要にリセットされた状況で内燃機関１０が冷間始動されると、このとき冷却水温度ＴＨＷが低いために、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘに設定される。

その後において冷却水温度ＴＨＷが所定温度以上になって実行条件が成立し、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御の実行が開始される。このとき学習完了フラグがオフ操作されているために、上限リフト量ＶＬｍａｘを含む学習領域（領域１）についての前記乖離量の学習が完了していないとして、上限リフト量ＶＬｍａｘ以外のリフト量への移行が禁止されて、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘのまま維持される。これにより、前述した比較例の装置のように吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが機関運転状態に見合うリフト量に変更されることなく、上限リフト量ＶＬｍａｘで固定されて、上記領域１であるときの乖離量（具体的には、乖離量学習値ＧＫ１）の学習が最優先で実行される。

そして、その後において領域１における乖離量の学習が完了して、学習完了フラグがオン操作されると、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが内燃機関１０の運転状態に見合うリフト量に変更される。

このように本実施の形態では、前記学習した関係が不要にリセットされた場合に、直後における機関運転に際して、上記領域１であるときの乖離量の学習が最優先で実行されて完了される。そのため、同学習が完了する前に機関運転が停止されて次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。

本実施の形態によれば、前記（１）〜（５）に準じた効果、詳しくは以下の（７）〜（１１）に記載する効果が得られるようになる。
（７）リフト量変更機構４２が設けられているとはいえ、その作動態様の相違による空燃比への影響分を乖離量補正値Ｋｖｌｂによる増減補正を通じて抑えつつ、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御、あるいは見込み制御による燃料噴射量の調節を通じて混合気の空燃比を所望の比率に調節することができる。しかも、上記領域１であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がない場合に、同学習が完了する前に機関運転が停止されて、次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうといった不都合の発生を抑えることができる。したがって、リフト量変更機構４２を備えた内燃機関１０にあって混合気の空燃比を精度よく所望の比率に制御することができる。

（８）乖離量学習値ＧＫ１の学習回数が所定回数未満であるときに、学習完了フラグをオフ操作のまま維持して、上記領域１であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないと判断するようにした。そのため、徐々に変化する乖離量学習値ＧＫ１が前記乖離量と一致するようになるまで同乖離量の学習が繰り返される期間、すなわち、内燃機関１０が停止されると次回の機関運転における見込み制御の実行時において排気性状が常に悪い状態になってしまうおそれのある期間、前記履歴がないと判断することができる。

（９）前記履歴がないときに、同履歴があるときと比較して、領域１であるときの乖離量学習値ＧＫ１の変化速度を高く設定するようにした。そのため、上記履歴がないときに、乖離量学習値ＧＫ１を速やかに変化させることによって領域１であるときの前記乖離量の学習を早期に完了させることができ、前記不都合の発生を好適に抑えることができる。

（１０）前記履歴がないときの乖離量学習値ＧＫ１の変化速度を、サブフィードバック補正量ＳＦＢとその基準値との差ΔＳＦＢが大きいときほど高く設定するようにした。そのため、上記差ΔＳＦＢが大きいとき、言い換えれば、前記乖離量と乖離量学習値ＧＫ１との差が大きいときには同乖離量学習値ＧＫ１を比較的速く変化させて乖離量に近づけることができ、同乖離量の学習の早期完了を図ることができる。しかも、上記差ΔＳＦＢが小さいとき、言い換えれば、前記乖離量と乖離量学習値ＧＫ１との差が小さいときには、同乖離量学習値ＧＫ１の変化速度を抑えて乖離量に対する乖離量学習値ＧＫ１の収束性を高くすることができ、目標噴射量Ｔｑの不安定化を抑えることができる。

（１１）前記履歴がないときの乖離量学習値ＧＫ１の変化速度を、排気浄化触媒３４の劣化度合いが大きいほど高く設定するようにした。そのため、乖離量学習値ＧＫ１の安定を図りつつ、領域１であるときの前記乖離量を学習することができる。

（その他の実施の形態）
なお、上記各実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１の実施の形態において、以下の（イ）、（ロ）に記載するように乖離量補正値を算出してもよい。

（イ）図１７に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと乖離量補正値Ｋｖｌｃとの関係の一例を示す。同図１７に示すように、先ず複数の特定リフト量（ＶＬｃ１（＝ＶＬｍａｘ），ＶＬｃ２，ＶＬｃ３，…ＶＬｃｎ（＝ＶＬｍｉｎ））について各別に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬが同特定リフト量であるときの前記乖離量を乖離量学習値ＧＫｃ（ＧＫｃ１，ＧＫｃ２，ＧＫｃ３，…ＧＫｃｎ）として学習する。なお図１７には８つの特定リフト量ＶＬｃ１〜ＶＬｃ８を設定した例を示している。そして、リフト量ＶＬが複数の特定リフト量のいずれかであるときには、その特定リフト量に対応する乖離量学習値ＧＫｃが乖離量補正値Ｋｖｌｃとして算出される。一方、リフト量ＶＬが複数の特定リフト量のいずれでもないときには、そのときどきのリフト量ＶＬと同リフト量ＶＬを挟む特定リフト量との関係に基づいてそれら特定リフト量に対応する両乖離量学習値から線形補間して、乖離量補正値Ｋｖｌｃを算出する。

（ロ）図１８に、吸気バルブ３０のリフト量ＶＬと乖離量補正値Ｋｖｌｄとの関係の一例を示す。同図１８に示すように、先ずリフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘであるときには乖離量学習値ＧＫｌｇを乖離量補正値Ｋｖｌｄとして算出する一方、リフト量ＶＬが下限リフト量ＶＬｍｉｎであるときには乖離量学習値ＧＫｓｍを乖離量補正値Ｋｖｌｄとして算出する。他方、リフト量ＶＬが上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎのいずれでもないときには、そのときどきのリフト量ＶＬ、上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎの関係に基づいて乖離量学習値ＧＫｌｇ，ＧＫｓｍから線形補間して、乖離量補正値Ｋｖｌｄを算出する。

・第１の実施の形態は、見込み制御の実行時において上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎ以外のリフト量（特定リフト量）が用いられる装置であって、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御の実行時における上記特定リフト量の設定頻度が低い装置にも、その構成を適宜変更した上で適用することができる。同構成にあっては、上記特定リフト量であるときの前記乖離量を学習するとともに、同学習が完了した履歴がないときに、上記特定リフト量以外のリフト量への変更を禁止したり、特定リフト量に対応する乖離量学習値の変化速度を高くしたりすればよい。なお、リフト量ＶＬが特定リフト量よりも大きい領域にあっては、前記補間にかかる方法として外挿法を用いて乖離補正値を算出するようにすればよい。

・第１の実施の形態において、下限リフト量ＶＬｍｉｎであるときの前記乖離量を学習することに代えて、例えば下限リフト量ＶＬｍｉｎよりも若干大きいリフト量など、下限リフト量ＶＬｍｉｎ以外のリフト量（特定リフト量）であるときの前記乖離量を学習するようにしてもよい。なお同構成にあって、リフト量ＶＬが上記特定リフト量よりも小さい領域では、前記補間にかかる方法として外挿法を用いて乖離量補正値を算出するようにすればよい。

・第１の実施の形態では、上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎとリフト量ＶＬとの関係に基づいて各乖離量学習値ＧＫｌｇ，ＧＫｓｍから補間して乖離量補正値を算出するようにした。これに代えて、リフト量ＶＬと乖離量補正値との関係を定めたマップを予め設定し、同マップからリフト量ＶＬに基づいて乖離量補正値を算出するようにしてもよい。この場合には、同マップに記憶されている上記関係を乖離量学習値ＧＫｌｇ，ＧＫｓｍに応じて補正することにより、前記定常的な乖離量とリフト量ＶＬとの関係を学習することができる。

・第２の実施の形態において、学習領域として５つ以上の領域を設定するようにしてもよい。また学習領域として３つの領域のみ、あるいは２つの領域のみを設定することも可能である。

・第２の実施の形態は、見込み制御の実行時において上限リフト量ＶＬｍａｘおよび下限リフト量ＶＬｍｉｎ以外のリフト量（特定リフト量）が用いられる装置であって、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御の実行時における上記特定リフト量の設定頻度が低い装置にも、その構成を適宜変更した上で適用することができる。同構成にあっては、上記特定リフト量を含む第１のリフト量領域（特定の学習領域）であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないときに、上記特定リフト量以外のリフト量への変更を禁止したり、特定の学習領域に対応する乖離量学習値の変化速度を高くしたりすればよい。

・各実施の形態において、移行制限処理を省略してもよい。なお、同構成にあっては、前記履歴の有無にかかわらず、下限リフト量ＶＬｍｉｎであるときの乖離量学習値ＧＫｓｍ（第１の実施の形態）の変化速度や、第１のリフト量領域（領域１）以外のリフト量領域であるときの乖離量学習値ＧＫ１（第２の実施の形態）の変化速度を変更しないことが望ましい。これにより、メインフィードバック制御やサブフィードバック制御が実行されることから電子制御装置５０に記憶されている乖離量学習値と実情に見合う値との差による空燃比への影響が小さく抑えられる領域にあっては、乖離量学習値の変化速度を変更することなく、乖離量の学習に適した変更速度をもって同学習を好適に実行することができる。

・各実施の形態において、学習完了フラグがオフ操作されているときに、前記差ΔＳＦＢおよび排気浄化触媒３４の劣化度合いのうちの一方のみに基づいて、実行周期Ａおよびなまし係数Ｎを設定するようにしてもよい。

・各実施の形態において、学習完了フラグがオフ操作されているときに、実行周期Ａやなまし係数Ｎとして一定値を設定することが可能である。この場合、実行周期Ａとしては前記所定周期Ａ１より短い周期を設定し、なまし係数Ｎとしては前記所定値Ｎ１より小さい値を設定するようにすればよい。

・各実施の形態において、学習完了フラグの操作状況に応じて実行周期Ａおよびなまし係数Ｎを設定する処理（図８のステップＳ２０２〜Ｓ２０４の処理）を省略するとともに、それら実行周期Ａおよびなまし係数Ｎとして一定値を予め設定するようにしてもよい。同構成では、前記履歴の有無にかかわらず、乖離量学習値ＧＫｌｇ（第１の実施の形態）の変化速度、または乖離量学習値ＧＫ１（第２の実施の形態）の変化速度が一定の速度に設定される。

・各実施の形態において、前記乖離量の学習が完了したことを、酸素センサ６６の出力電圧と基準電圧との偏差が小さい状態が所定期間継続されたことや、酸素センサ６６の出力電圧が基準電圧を跨ぐように変化した回数が所定回数以上であることなどをもって判断するようにしてもよい。

・各実施の形態において、内燃機関１０の暖機が完了したことは、冷却水温度ＴＨＷ以外の例えば潤滑オイルの温度など、内燃機関１０の温度の指標となる温度が所定温度以上であることをもって判断するようにしてもよい。また、直接検出した内燃機関１０の温度が所定温度以上であることをもって、暖機完了を判断することも可能である。

・各実施の形態は、メインフィードバック補正量ＭＦＢとその基準値との定常的な乖離量、および吸気バルブ３０のリフト量ＶＬの関係を学習する装置にも、その構成を適宜変更した上で適用することができる。この場合には、サブフィードバック制御にかかる処理および酸素センサ６６を省略することもできる。

・本発明は、１〜３つの気筒を有する内燃機関や５つ以上の気筒を有する内燃機関にも適用することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかる空燃比制御装置の概略構成を示す略図。 リフト量変更機構の作動に基づく吸気バルブのリフト量の変化態様を示すグラフ。 排気通路における空燃比センサおよび酸素センサの配設位置を示す略図。 第１の実施の形態にかかる燃料噴射制御処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 第１の実施の形態にかかる燃料噴射制御処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 吸気バルブのリフト量と連通部分の通路面積との関係を示すグラフ。 吸気バルブのリフト量と空燃比の変化分との関係を示すグラフ。 第１の実施の形態にかかる学習処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 排気浄化触媒の劣化度合いと偏差と実行周期との関係を示す略図。 排気浄化触媒の劣化度合いと偏差となまし係数との関係を示す略図。 第１の実施の形態における吸気バルブのリフト量と乖離量補正値との関係を示すグラフ。 空燃比センサへの排気の当接度合いと排気性状とを気筒毎に示す略図。 本実施の形態にかかる移行制限処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 移行制限処理の処理態様の一例を示すタイミングチャート。 本発明の第２の実施の形態における吸気バルブのリフト量と乖離量学習値との関係を示すグラフ。 同第２の実施の形態にかかる学習処理の具体的な処理手順を示すフローチャート。 本発明の他の実施の形態における吸気バルブのリフト量と乖離量補正値との関係を示すグラフ。 本発明の他の実施の形態における吸気バルブのリフト量と乖離量補正値との関係を示すグラフ。

符号の説明

１０…内燃機関、１２…吸気通路、１４…スロットルバルブ、１６…スロットルモータ、１８…燃焼室、２０…燃料噴射バルブ、２２…点火プラグ、２４…ピストン、２６…クランクシャフト、２８…排気通路、３０…吸気バルブ、３２…吸気カムシャフト、３４…排気浄化触媒、３６…アクセルペダル、４２…リフト量変更機構、４４…アクチュエータ、５０…電子制御装置、５２…クランクセンサ、５４…吸気量センサ、５６…アクセルセンサ、５８…スロットルセンサ、６０…リフト量センサ、６２…温度センサ、６４…空燃比センサ、６６…酸素センサ。

Claims (22)

1. 吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構と排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサとを有する内燃機関に適用されて、機関運転開始後に実行条件が未成立であるときには機関運転状態に基づく見込み制御を通じて燃料噴射量指令値を設定し、前記実行条件の成立時には前記センサの出力値に基づき算出される補正量によるフィードバック制御を通じて前記燃料噴射量指令値を設定する空燃比制御装置において、
   前記実行条件の成立時に、前記リフト量が前記実行条件の未成立時に用いられる第１のリフト量領域であるときと前記実行条件の成立時にのみ用いられる第２のリフト量領域であるときとにおいて各別に、前記補正量とその基準値との定常的な乖離量を乖離量学習値として学習するとともに、該乖離量学習値に基づいて前記乖離量と前記リフト量との関係を求めて記憶する学習手段および、
   前記リフト量に基づいて前記記憶した関係から乖離量補正値を求めるとともに、該求めた乖離量補正値によって前記燃料噴射量指令値を増減補正する補正手段および、
   前記第１のリフト量領域であるときの前記乖離量の学習が完了した履歴がないときに、前記第１のリフト量領域から他のリフト量領域への移行を禁止する禁止手段
   を備える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、
   前記学習手段は、前記乖離量学習値の学習と前記関係の記憶とを学習条件の成立時に行うものであり、
   前記禁止手段は、前記履歴がないときに、前記学習条件の成立時および不成立時において共に前記移行を禁止するものである
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
3. 吸気バルブのリフト量を変更するリフト量変更機構と排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサとを有する内燃機関に適用されて、機関運転開始後に実行条件が未成立であるときには機関運転状態に基づく見込み制御を通じて燃料噴射量指令値を設定し、前記実行条件の成立時には前記センサの出力値に基づき算出される補正量によるフィードバック制御を通じて前記燃料噴射量指令値を設定する空燃比制御装置において、
   前記センサの出力値に基づき算出される空燃比相関値とその基準値との乖離量に基づいて、前記燃料噴射量指令値の補正に用いられる前記吸気バルブのリフト量に応じた乖離量学習値を学習する学習手段を備え、
   前記学習手段による前記乖離量学習値の学習を実行した履歴がないときには前記リフト量を第１のリフト量領域において制御し、前記履歴があるときには前記第１のリフト量領域に第２のリフト量領域を加えた前記履歴がないときより広いリフト量領域において前記リフト量を制御する
   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において、
   前記学習手段は、前記乖離量学習値の学習を学習条件の成立時に実行するものであり、
   前記空燃比制御装置は、前記履歴がないときに、前記学習条件の成立時および不成立時において共に前記吸気バルブのリフト量を前記第１のリフト量領域において制御するものである
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
5. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
   前記内燃機関はその排気通路に排気浄化触媒が設けられてなり、
   前記センサは前記排気通路における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側に設けられてなる
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
   前記学習手段は、所定期間おきに、前記乖離量を徐々に変化させた値を前記乖離量学習値として学習するものであり、
   前記禁止手段は、前記乖離量の学習回数が所定回数未満であることをもって前記履歴がないと判断する
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
7. 請求項１〜４のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
   前記学習手段は、前記乖離量を徐々に変化させた値を前記乖離量学習値として学習するものであり、
   前記履歴がないときに、同履歴があるときと比較して、前記第１のリフト量領域であるときの前記乖離量学習値の変化速度を高く設定する設定手段を更に備える
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
8. 請求項７に記載の空燃比制御装置において、
   前記設定手段は前記補正量とその基準値との偏差が大きいときほど前記変化速度を高く設定する
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
9. 請求項７または８に記載の空燃比制御装置において、
   前記学習手段は所定期間おきに前記乖離量学習値を学習するものである
   ことを特徴とする空燃比制御装置。
10. 請求項９に記載の空燃比制御装置において、
    前記設定手段は、前記所定期間を短い期間にすることによって前記変化速度を高く設定する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
11. 請求項９または１０に記載の空燃比制御装置において、
    前記設定手段は、前記所定期間毎の前記乖離量学習値の変化量を大きくすることによって前記変化速度を高く設定する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
12. 請求項９〜１１のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記履歴がないことは、前記乖離量学習値の学習回数が所定回数未満であることをもって判断する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
13. 請求項７〜１２のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記内燃機関はその排気通路に排気浄化触媒が設けられてなり、
    前記センサは前記排気通路における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側に設けられてなる
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
14. 前記排気浄化触媒の劣化度合いを検出する検出手段を更に備え、
    前記設定手段は、前記検出した劣化度合いが大きいほど前記変化速度を高く設定する
    請求項１３に記載の空燃比制御装置。
15. 請求項５または１３または１４に記載の空燃比制御装置において、
    前記排気通路における前記排気浄化触媒より排気流れ方向下流側に加えて、排気流れ方向上流側にも排気の酸素濃度に応じた信号を出力するセンサが設けられ、
    前記空燃比制御装置は、前記実行条件の成立時に、前記フィードバック制御の実行に併せて前記上流側のセンサの出力値に基づく前記燃料噴射量指令値の増減補正を実行する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
16. 請求項１５に記載の空燃比制御装置において、
    前記内燃機関は多気筒内燃機関であり、前記上流側のセンサは全気筒共通のものが一つ設けられる
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
17. 請求項７〜１６のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記履歴の有無にかかわらず、前記第２のリフト量領域であるときの前記乖離量学習値の変化速度を変更しない
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
18. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記第１のリフト量領域は第１の特定リフト量であって前記第２のリフト量領域は第２の特定リフト量であり、
    前記補正手段は、前記第１および第２の特定リフト量と前記リフト量との関係に基づいて、前記第１および第２の特定リフト量について各別に学習した乖離量学習値から補間して前記乖離量補正値を算出する
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
19. 請求項１８に記載の空燃比制御装置において、
    前記内燃機関は、吸気通路の通路断面積を変更するスロットルバルブを更に有してなり、該スロットルバルブの開度制御と前記吸気バルブのリフト量の変更制御との協働制御を通じて吸気量が調節されるものであり、
    前記第１の特定リフト量は、大リフト量側の制御限界リフト量である
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
20. 請求項１〜１７のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記学習手段は、前記第１のリフト量領域および前記第２のリフト量領域を含む予め設定された前記リフト量についての複数の領域毎に、前記乖離量学習値を学習してこれを記憶するものであり、
    前記補正手段は、前記リフト量に基づいて前記複数の領域のいずれかを選択するとともに該選択した領域に対応する乖離量学習値を前記乖離量補正値として求める
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
21. 請求項２０に記載の空燃比制御装置において、
    前記内燃機関は、吸気通路の通路断面積を変更するスロットルバルブを更に有してなり、該スロットルバルブの開度制御と前記吸気バルブのリフト量の変更制御との協働制御を通じて吸気量が調節されるものであり、
    前記第１のリフト量領域は、大リフト量側の制御限界リフト量を含む領域である
    ことを特徴とする空燃比制御装置。
22. 請求項１〜２１のいずれか一項に記載の空燃比制御装置において、
    前記実行条件は、前記内燃機関の温度が所定温度以上であることを判断するための条件を含む
    ことを特徴とする空燃比制御装置。

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