JP2003155953A - エンジンの空燃比検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】酸素センサによる空燃比検出特性を切り換え制
御し、酸素センサを用いた空燃比フィードバック制御に
おける制御性を向上させる。 【解決手段】酸素濃淡電池型の酸素センサの素子を加熱
するヒータを備え、始動直後の冷却水温度が低い条件で
は、付着水分による熱衝撃の発生を回避すべく、酸素セ
ンサがストイキ特性を示す比較的低い温度（３００〜４
００℃）になるようにヒータを制御し、理論空燃比に対
するリッチ・リーンから空燃比をフィードバック制御さ
せる。一方、付着水分による熱衝撃の発生がないと推定
される条件下では、酸素センサが理論空燃比付近でリニ
ア特性を示す比較的高い温度（７００〜８００℃）にな
るようにヒータを制御し、目標空燃比に対する実空燃比
の偏差から空燃比をフィードバック制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジン排気中の
酸素濃度に感応して出力が変化する酸素センサを用いて
エンジンの空燃比を検出するエンジンの空燃比検出装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、酸素濃淡電池型の酸素センサ
の出力を、テーブルを用いて空燃比のデータに変換する
ことで、エンジン燃焼混合気の空燃比を広域に検出し、
該検出した実際の空燃比と目標空燃比との偏差に基づい
て、空燃比制御信号をフィードバック制御する構成とし
たエンジンの空燃比制御装置が知られている（特開平０
７−１２７５０５号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記酸素濃
淡電池型の酸素センサの出力が、テーブルを用いて空燃
比を広域に検出できる特性となるように設定した場合で
あっても、係る特性を示すのは、素子温度の高い条件
（７００〜８００℃）に限られるという性質がある。

【０００４】このため、始動後に空燃比を広域に検出で
きる特性になるまで空燃比フィードバック制御を開始し
ないとすると、始動直後における排気エミッションが悪
化するという問題があり、更に、始動直後の水分が素子
に付着している状態でヒータによって急激にセンサ素子
の加熱すると、熱衝撃によって素子割れなどを招く可能
性があるという問題があった。

【０００５】ここで、エンジンの空燃比検出要求とし
て、限定された条件でのみ広域に空燃比を検出できれば
良い場合があり、また、前記酸素濃淡電池型の酸素セン
サは、素子温度の低い条件（３００〜４００℃）では、
理論空燃比を境に出力が急変する特性を示し、理論空燃
比に対するリッチ・リーンを検出することが可能である
という性質を有する。

【０００６】そこで、本発明は、酸素センサの出力特性
を、積極的に、空燃比を広域に検出できる特性と、リッ
チ・リーン判別のみが可能な特性とに切り換えることが
できるようにして、消費電力の削減や空燃比フィードバ
ック制御性の改善を図れるエンジンの空燃比検出装置を
提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】そのため請求項１記載の
発明は、エンジン排気中の酸素濃度に感応して出力が変
化する酸素センサであって、センサ素子の温度が第１温
度領域であるときに、理論空燃比を境に出力が急変する
特性を示し、センサ素子の温度が前記第１温度領域より
も高い第２温度領域であるときに、少なくとも理論空燃
比を含む所定空燃比範囲で空燃比に対して出力が略リニ
アに変化する特性を示す酸素センサを備え、前記センサ
素子を加熱するヒータの制御によって、前記センサ素子
の温度を第１温度領域と第２温度領域とのいずれか一方
に切り換える構成とした。

【０００８】上記構成によると、酸素センサは、比較的
低い第１温度領域のときには、理論空燃比を境に出力が
急変する特性（ストイキ特性）を示すが、より高い第２
温度領域のときには、理論空燃比を含む所定空燃比範囲
で空燃比に対して出力が略リニアに変化する特性（リニ
ア特性）を示し、センサ素子を加熱するヒータの制御に
よって第１温度領域と第２温度領域とのいずれか一方に
切り換えることで、酸素センサの出力特性を、ストイキ
特性とリニア特性とのいずれかに切り換える。

【０００９】請求項２記載の発明では、センサ素子の許
容温度に基づいて、第１温度領域と第２温度領域とのい
ずれか一方を選択し、該選択した温度領域になるように
ヒータを制御する構成とした。上記構成によると、セン
サ素子の許容温度が第２温度領域よりも低い条件下で
は、第２温度領域に制御させることができないので、第
１温度領域を選択させる。

【００１０】請求項３記載の発明では、センサ素子及び
／又はセンサ素子周辺への水分付着状態であるときに、
センサ素子の許容温度が低い状態と判断して、第１温度
領域を選択する構成とした。上記構成によると、センサ
素子やセンサ素子周辺に水分が付着している状態で、ヒ
ータによって高い温度（第２温度領域）に加熱すると、
熱衝撃が発生するので、比較的低い第１温度領域を目標
としてヒータを制御する。

【００１１】請求項４記載の発明では、前記水分付着状
態を始動後の経過時間に基づいて判断する構成とした。
上記構成によると、始動後の時間経過に伴って水分が徐
々に蒸発するから、始動後の経過時間から、水分付着状
態であるか否かを判断する。請求項５記載の発明では、
空燃比の検出特性の要求に基づいて、前記第１温度領域
と第２温度領域とのいずれか一方を選択し、該選択した
温度領域になるようにヒータを制御する構成とした。

【００１２】上記構成によると、第１温度領域，第２温
度領域のいずれの温度領域になるように加熱するかによ
って酸素センサの出力特性が切り換わるから、いずれの
出力特性で空燃比検出を行なわせるかの要求に従って、
第１温度領域と第２温度領域とのいずれの温度領域に加
熱するかを決定する。請求項６記載の発明では、通常
は、第１温度領域を選択し、酸素センサの出力に基づき
理論空燃比に対するリッチ・リーンを判別する一方、広
域の空燃比検出が要求される特定条件において一時的に
第２温度領域を選択し、前記酸素センサの出力に基づき
空燃比を広域に検出する構成とした。

【００１３】上記構成によると、通常は、第１温度領域
になるようにヒータを制御し、このときの理論空燃比を
境に出力が急変する特性に基づいて、理論空燃比に対す
るリッチ・リーンのみを検出する。一方、広域の空燃比
検出が要求される特定条件になると、一時的に第２温度
領域になるようにヒータを制御し、このときの理論空燃
比を含む所定空燃比範囲で空燃比に対して出力が略リニ
アに変化する特性に基づいて、理論空燃比を含む広域で
空燃比を検出させる。

【００１４】請求項７記載の発明では、前記特定条件
が、酸素センサ下流側に設けられる触媒の酸素ストレー
ジ量を空燃比に基づいて推定し、該推定した酸素ストレ
ージ量に基づいて触媒の診断を行なう条件である構成と
した。上記構成によると、触媒診断を行なうときには、
酸素センサの素子を第２温度領域に加熱し、このときの
出力特性に基づいて広域に検出される空燃比から、酸素
センサの酸素ストレージ量を推定し、該酸素ストレージ
量に基づいて触媒の診断、即ち、酸素ストレージ能力の
低下を診断する。

【００１５】請求項８記載の発明では、前記特定条件
が、蒸発燃料を吸着捕集するキャニスタからパージされ
るパージエアの濃度を空燃比に基づいて推定し、該推定
結果に基づいてパージ率を制御する条件である構成とし
た。上記構成によると、パージ率を制御するときには、
酸素センサの素子を第２温度領域に加熱し、このときの
出力特性に基づいて広域に検出される空燃比から、パー
ジエアの濃度を推定し、該推定したパージエア濃度に基
づいてパージ率を制御する。

【００１６】

【発明の効果】請求項１記載の発明によると、酸素セン
サの出力特性を、理論空燃比を境に出力が急変する特性
と、理論空燃比を含む所定空燃比範囲で空燃比に対して
出力が略リニアに変化する特性とのいずれかに、ヒータ
制御によって切り換えるので、種々の条件に対応した出
力特性を選択でき、ヒータ加熱の最適化・空燃比制御性
の向上などを図ることができるという効果がある。

【００１７】請求項２記載の発明によると、酸素センサ
の許容温度からヒータ加熱温度を切り換えるので、酸素
センサが許容温度を超えて加熱されることを回避できる
という効果がある。請求項３記載の発明によると、始動
直後などの水分付着状態で酸素センサがヒータによって
高い温度に加熱されることで熱衝撃が発生することを回
避できると共に、熱衝撃の発生を回避できる第１温度領
域でのストイキ特性から理論空燃比に対するリッチ・リ
ーンを検出して、該検出結果に基づく制御を行なわせる
ことができるという効果がある。

【００１８】請求項４記載の発明によると、始動後の時
間経過に伴って蒸発する水分量の変化を推定でき、以っ
て、熱衝撃の発生を回避するためのヒータ温度の選択を
的確に行なわせることができるという効果がある。請求
項５記載の発明によると、空燃比検出の要求からヒータ
加熱温度を切り換えるので、要求に応じたセンサ出力特
性を発揮させて、空燃比検出結果を用いる所望の制御を
行なわせることができると共に、過剰にヒータ加熱が行
なわれて消費電力が多くなることを回避できるという効
果がある。

【００１９】請求項６記載の発明によると、通常は、比
較的低い加熱温度によって理論空燃比に対するリッチ・
リーンのみを検出させるので、ヒータによる消費電力を
抑制できる一方、広域な空燃比検出が要求されるときに
は、加熱温度を高めて広域検出が可能な出力特性に切り
換えて、要求に応じた空燃比検出を行なわせることがで
きるという効果がある。

【００２０】請求項７記載の発明によると、酸素ストレ
ージ量の推定による触媒診断を行なうときに、限定的に
加熱温度を高めて広域な空燃比検出が可能な出力特性に
切り換えるので、酸素ストレージ量の推定による触媒診
断を可能にしつつ、ヒータの消費電力を抑制できるとい
う効果がある。請求項８記載の発明によると、パージエ
ア濃度の推定によるパージ率制御を行なうときに、限定
的に加熱温度を高めて広域検出が可能な出力特性に切り
換えるので、パージエア濃度の推定によるパージ率制御
を可能にしつつ、ヒータの消費電力を抑制できるという
効果がある。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を説明
する。図１は実施の形態におけるエンジンのシステム構
成図である。この図１において、車両に搭載されるエン
ジン１の各気筒の燃焼室には、エアクリーナ２，吸気管
３，モータで開閉駆動される電子制御式スロットル４を
介して空気が吸入される。

【００２２】各気筒の燃焼室内に燃料（ガソリン）を直
接噴射する電磁式の燃料噴射弁５が設けられており、該
燃料噴射弁５から噴射される燃料と吸入空気とによって
燃焼室内に混合気が形成される。燃料噴射弁５は、コン
トロールユニット２０から出力される噴射パルス信号に
よりソレノイドに通電されて開弁し、所定圧力に調圧さ
れた燃料を噴射する。

【００２３】燃焼室内に形成される混合気は、点火栓６
により着火燃焼する。尚、エンジン１を上記の直接筒内
噴射式ガソリンエンジンに限定するものではなく、吸気
ポートに燃料を噴射する構成のエンジンであっても良
い。エンジン１からの排気は排気管７より排出され、該
排気管７には排気浄化用の触媒８（三元触媒）が介装さ
れている。

【００２４】また、燃料タンク９にて発生した蒸発燃料
を燃焼処理する蒸発燃料処理装置が設けられている。キ
ャニスタ１０は、密閉容器内に活性炭などの吸着剤１１
を充填したもので、燃料タンク９から延設される蒸発燃
料導入管１２が接続されており、燃料タンク９にて発生
した蒸発燃料は、前記蒸発燃料導入管１２を通ってキャ
ニスタ１０に導かれ吸着捕集される。

【００２５】また、キャニスタ１０には、新気導入口１
３が形成されると共に、パージ配管１４が導出され、該
パージ配管１４はエンジン１の吸気コレクタ部３ａに連
通される。前記パージ配管１４には、コントロールユニ
ット２０からの制御信号によって開度が制御されるパー
ジ制御弁１５が介装される。

【００２６】上記構成において、パージ制御弁１５が開
制御されると、エンジン１の吸入負圧がキャニスタ１０
に作用する結果、新気導入口１３から導入される空気に
よってキャニスタ１０の吸着剤１１に吸着されていた蒸
発燃料がパージされ、パージエアがパージ配管１４を通
って吸気コレクタ部３ａに流入し、その後、エンジン１
の燃焼室内で燃焼処理される。

【００２７】前記コントロールユニット２０は、ＣＰ
Ｕ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，Ａ／Ｄ変換器及び入出力インター
フェイス等を含んで構成されるマイコンを備え、各種セ
ンサから出力される検出信号を入力し、これらに基づい
て演算処理して、電子制御式スロットル４におけるスロ
ットル開度，燃料噴射弁５による噴射量・噴射時期，点
火栓６による点火時期及びパージ制御弁１５の開度を制
御する。

【００２８】前記各種センサとして、エンジン１のクラ
ンク角を検出するクランク角センサ２１、カム軸から気
筒判別信号を取り出すカムセンサ２２が設けられてお
り、前記クランク角センサ２１からの信号に基づきエン
ジン回転速度Ｎｅが算出される。この他、電子制御式ス
ロットル４上流側で吸入空気量Ｑを検出するエアフロー
メータ２３、アクセルペダルの踏込み量ＡＰＳを検出す
るアクセルセンサ２４、電子制御式スロットル４におけ
るスロットル開度ＴＶＯを検出するスロットルセンサ２
５（アイドルスイッチを含む）、エンジン１の冷却水温
度Ｔｗを検出する水温センサ２６が設けられている。

【００２９】更に、触媒８の上流側には、ジルコニアチ
ューブ外側のエンジン排気中の酸素濃度とジルコニアチ
ューブ内側の大気中の酸素濃度との比によって起電力Ｅ
ｓを発生する酸素濃淡電池型の酸素センサ２７が設けら
れている。前記酸素センサ２７は、素子温度が３００〜
４００℃程度（第１温度領域）であるときには、図２に
実線で示すように、理論空燃比を境に出力が急変するス
トイキ特性を示し、素子温度が７００〜８００℃程度
（第２温度領域）であるときには、図２に点線で示すよ
うに、理論空燃比を含む所定空燃比範囲（起電力０．３
〜０．８ｍＶの範囲）で空燃比に対して出力が略リニア
に変化するリニア特性を示す。

【００３０】また、図３に示すように、前記酸素センサ
２７のジルコニアチューブ２７ａの中空部には、棒状の
セラミックヒータ２７ｂが挿置されており、該セラミッ
クヒータ２７ｂへの通電は、前記コントロールユニット
２０によって制御されるようになっている。触媒８の下
流側には、前記酸素センサ２７と同様に、ジルコニアチ
ューブ外側のエンジン排気中の酸素濃度とジルコニアチ
ューブ内側の大気中の酸素濃度との比によって起電力を
発生する酸素濃淡電池型の酸素センサ２８が設けられて
いるが、該酸素センサ２８は、理論空燃比を境に出力が
急変するストイキ特性のみを示すセンサである。

【００３１】尚、酸素センサ２７，２８をジルコニアチ
ューブ型の酸素センサに限定するものではなく、プレー
ト型であっても良く、また、ジルコニア以外の素子を用
いるセンサであっても良い。前記コントロールユニット
２０は、前記酸素センサ２７の起電力Ｅｓに基づいて空
燃比を検出し、該検出結果に基づいて空燃比フィードバ
ック制御を行なう。

【００３２】図４のフローチャートは、前記空燃比フィ
ードバック制御の詳細を示すものである。ステップＳ１
では、前記セラミックヒータ２７ｂへの通電の許可条件
が成立しているか否かを判別する。前記通電許可条件と
しては、セラミックヒータ２７ｂの通電回路の断線・シ
ョートが発生していないことなどが含まれる。

【００３３】通電許可条件が成立しているときには、ス
テップＳ２へ進み、エンジン１が始動されてからの経過
時間ｔが所定時間ｔ１（例えば１５秒）以上になってい
るか否かを判別し、所定時間ｔ１よりも経過時間ｔが短
いときには、ステップＳ３へ進む。ステップＳ３では、
そのときの冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ１以上である
か否かを判別する。

【００３４】尚、前記冷却水温度Ｔｗは、酸素センサ２
７付近の排気管温度を代表するものとして用いており、
酸素センサ２７付近の排気管温度を検出する温度センサ
を設けるようにして、排気管温度が所定温度（例えば６
５℃）以上であるか否かを判別させるようにしても良
い。更に、始動後の経過時間，吸入空気量（排気流
量），始動時水温などから、前記排気管温度を推定させ
るようにしても良い。

【００３５】前記経過時間ｔが所定時間ｔ１よりも短
く、かつ、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ１よりも低い
（排気管温度が所定温度よりも低い）と判別されたとき
には、ステップＳ４へ進む。ステップＳ４では、前記セ
ラミックヒータ２７ｂの通電制御における目標温度に、
前記酸素センサ２７がストイキ特性を示す温度範囲の中
央値である３５０℃をセットする。

【００３６】一方、経過時間ｔが所定時間ｔ１以上であ
るとき、又は、経過時間ｔが所定時間ｔ１よりも短い
が、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ１以上であるときに
は、ステップＳ５へ進む。ステップＳ５では、前記セラ
ミックヒータ２７ｂの通電制御における目標温度に、前
記酸素センサ２７がリニア特性を示す温度範囲の中央値
である７５０℃をセットする。

【００３７】ステップＳ６では、上記ステップＳ４又は
ステップＳ５でセットされた目標温度に従ってセラミッ
クヒータ２７ｂの通電を制御する。前記通電制御は、通
電をスイッチングするスチッチング素子のデューティ制
御によって行なうことができ、デューティ制御のデュー
ティ比を目標温度に応じてフィードホワード制御しても
良いし、酸素センサ２７の素子温を示す内部抵抗の検出
し、この内部抵抗が目標温度相当の内部抵抗になるよう
にフィードバック制御させても良い。

【００３８】前記経過時間ｔが所定時間ｔ１よりも短
く、かつ、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ１よりも低い
ときには、エンジン停止中に酸素センサ２７の素子や周
辺の排気管に付着した水分がそのまま残っているものと
推定され、このときに、ヒータの目標温度を、酸素セン
サ２７がリニア特性を示す高い温度とすると、熱衝撃に
よって素子割れなどを発生させる可能性がある。

【００３９】そこで、前記経過時間ｔが所定時間ｔ１よ
りも短く、かつ、冷却水温度Ｔｗが所定温度Ｔｗ１より
も低いときには、目標温度を低く設定して、熱衝撃の発
生を回避する。尚、ステップＳ３の処理を省略し、始動
からの経過時間ｔのみから、水分付着状態を判断させる
ようにしても良い。

【００４０】ステップＳ７では、空燃比フィードバック
制御条件が成立しているか否かを判別する。前記空燃比
フィードバック制御条件には、例えば、エンジン負荷・
エンジン回転速度が所定領域内であること、減速時でな
いことなどが含まれる。空燃比フィードバック制御条件
が成立しているときには、ステップＳ８へ進み、前記セ
ラミックヒータ２７ｂの通電制御における目標温度が、
３５０℃と７５０℃とのいずれに設定されているかを判
別する。

【００４１】目標温度が３５０℃（第１温度領域）であ
るときには、酸素センサ２７がストイキ特性を示すか
ら、ステップＳ１０へ進み、酸素センサ２７の起電力Ｅ
ｓと理論空燃比相当値（例えば５００ｍＶ）とを比較す
ることで、実際の空燃比が理論空燃比に対してリッチで
あるリーンであるかを判別させる。そして、ステップＳ
１１では、前記理論空燃比に対するリッチ・リーンの判
別結果に基づいて、基本燃料噴射量Ｔｐを補正するため
の空燃比フィードバック補正係数αを設定し、ステップ
Ｓ１５では、前記空燃比フィードバック補正係数αに基
づいて最終的な燃料噴射量Ｔｉを演算する。

【００４２】一方、ステップＳ８で前記セラミックヒー
タ２７ｂの通電制御における目標温度が７５０℃（第２
温度領域）であると判別されたときには、ステップＳ９
へ進む。ステップＳ９では、酸素センサ２７の素子温度
が実際に７５０℃付近になっているか否かを判別する。

【００４３】前記ステップＳ９の判別は、目標が７５０
℃になってからの経過時間に基づく推定や、内部抵抗の
検出に基づく温度検出によって行なわせることができ
る。上記のように、目標が７５０℃のときに実際に７５
０℃付近になっているか否かを判別させるのは、目標温
度が高いため実際にセンサ素子の温度が目標付近になる
までに大きな遅れを生じるためである。

【００４４】ステップＳ９で、酸素センサ２７の素子温
度が７５０℃付近に到達していないと判別されたときに
は、目標温度が３５０℃であるときと同様に、ステップ
Ｓ１０へ進み、酸素センサ２７がストイキ特性を示すも
のとして理論空燃比に対するリッチ・リーンを判別させ
る。ステップＳ９で、酸素センサ２７の素子温度が実際
に７５０℃付近に到達していると判別されたときには、
ステップＳ１２へ進む。

【００４５】ステップＳ１２では、酸素センサ２７の素
子温度が７５０℃付近であれば、図２に示したようなリ
ニア特性を起電力Ｅｓが示すので、酸素センサ２７の起
電力Ｅｓを、変換テーブルを用いて空燃比に変換して、
空燃比を広域に検出させる。尚、前記起電力Ｅｓを更に
リニアライズ処理し、該リニアライズ処理で得たリニア
ライズデータから空燃比を求めるようにしても良い。

【００４６】また、図２に示すように、理論空燃比を含
む所定空燃比範囲（起電力０．３〜０．８ｍＶの範囲）
では、リニア特性によって比較的精度良く空燃比を検出
できるが、前記所定空燃比範囲の外側では、空燃比の検
出精度が大きく低下する。そこで、前記所定空燃比範囲
に相当する出力範囲を外れるときには、前記所定空燃比
範囲を規定する最小空燃比（リッチ側境界空燃比）及び
最大空燃比（リーン側境界空燃比）を保持する構成とし
ても良いし、単にリッチ・リーンの判別を行なわせるよ
うにしても良い。

【００４７】ステップＳ１３では、前記ステップＳ１２
で検出された空燃比と目標空燃比（理論空燃比）との偏
差を演算する。ステップＳ１４では、前記空燃比偏差に
基づいて前記空燃比フィードバック補正係数αを演算す
る。上記実施形態によれば、始動直後の酸素センサ２７
に水分が付着している状態であって加熱許容温度が低い
ときに、酸素センサ２７が高い温度に加熱されることが
なく、熱衝撃による素子割れを回避できる。

【００４８】また、素子割れの可能性があって、酸素セ
ンサ２７がリニア特性を示す高い温度に加熱することが
できない状況であっても、酸素センサ２７がストイキ特
性を示す温度に加熱されることで、空燃比をフィードバ
ック制御させることができ、かつ、熱衝撃の発生しない
条件になってから実際に素子温度がリニア特性を示す温
度に達するまでの間においても、ストイキ特性に基づい
て空燃比をフィードバック制御することができ、エンジ
ン始動後の早期から空燃比をフィードバック制御して、
始動直後の排気エミションを改善できる。

【００４９】更に、実際に素子温度がリニア特性を示す
温度に達した後は、空燃比を広域に検出することで、目
標空燃比に対する応答性・安定性に優れた空燃比フィー
ドバック制御を行える。ところで、上記図４のフローチ
ャートに示される実施形態では、素子割れが発生しない
条件になると、ヒータ目標温度を７５０℃に固定する構
成としたが、素子割れが発生しない条件になった後で
も、空燃比制御の要求から広域空燃比検出が必要とされ
るときに限ってヒータ目標温度を７５０℃とする構成と
しても良く、係る構成とした第２の実施形態を、図５の
フローチャートに従って説明する。

【００５０】図５のフローチャートにおいて、ステップ
Ｓ２１で通電許可判定がなされ、ステップＳ２２又はス
テップＳ２３で、始動後時間又は水温条件が、素子割れ
の発生がない条件になったことが判別されると、ステッ
プＳ２４へ進み、ヒータ目標温度を７５０℃に切り換え
る許可判定を行なう。ステップＳ２５では、基本温度で
ある３５０℃をヒータ目標温度に設定する。

【００５１】ステップＳ２６では、空燃比制御が広域空
燃比検出を要求する状態であるか否かを判別する。広域
空燃比検出が要求される状態とは、例えば空燃比フィー
ドバック制御における目標空燃比がリーン又はリッチ空
燃比に設定される状態である。ステップＳ２６で、広域
空燃比検出が要求されていないと判断したときには、ヒ
ータ目標温度をそのまま３５０℃に維持してステップＳ
２９へ進む。

【００５２】一方、ステップＳ２６で、広域空燃比検出
が要求されていると判断したときには、ステップＳ２７
へ進んで、目標を７５０℃に切り換える許可判定がステ
ップＳ２４でなされているか否かを判別する。広域空燃
比検出が要求される状態であっても、素子割れの可能性
がある条件下で目標を７５０℃に切り換えることはでき
ないので、ヒータ目標温度をそのまま３５０℃に維持し
てステップＳ２９へ進む。

【００５３】ステップＳ２７で、目標を７５０℃に切り
換える許可判定がステップＳ２４でなされていると判断
されると、ステップＳ２８へ進んで、ヒータ目標温度を
７５０℃に切り換える。その後のステップＳ２９〜３６
においては、前記図４のフローチャートのステップＳ８
〜ステップＳ１５と同様に、目標が７５０℃で実際の素
子温度が７５０℃に達していれば、センサ出力から空燃
比を広域に検出させて空燃比フィードバック補正係数を
演算させることで、理論空燃比以外の空燃比を目標とす
る空燃比フィードバック制御を可能とし、目標が３５０
℃であるとき、及び、目標が７５０でも実温度が７５０
℃に達していないときには、リッチ・リーン判定から理
論空燃比を目標とする空燃比フィードバック制御を行な
わせる。

【００５４】図６は、キャニスタパージ制御に相関させ
てヒータ目標温度を切り換える第３の実施形態を示す。
図６のフローチャートにおいて、ステップＳ４１では、
前記セラミックヒータ２７ｂへの通電の許可条件が成立
しているか否かを判別する。通電許可条件が成立してい
るときには、ステップＳ４２へ進み、エンジン１が始動
されてからの経過時間ｔが所定時間ｔ１以上になってい
るか否かを判別し、所定時間ｔ１以上経過している場合
には、ステップＳ４３へ進む。

【００５５】ステップＳ４３では、キャニスタ１０に吸
着捕集した蒸発燃料をパージさせてエンジン１に供給さ
せるキャニスタパージ制御の条件が成立しているか否か
を判別する。前記キャニスタパージ条件が成立している
ときには、酸素センサ２７で広域に空燃比を検出するこ
とでパージエアの濃度を推定し、該推定濃度からパージ
率を制御する。

【００５６】そのため、ステップＳ４３でキャニスタパ
ージ条件が成立していると判別されたときには、ステッ
プＳ４４へ進み、前記セラミックヒータ２７ｂの通電制
御における目標温度に、前記酸素センサ２７がリニア特
性を示す温度範囲（第２温度領域）の中央値である７５
０℃をセットする。一方、始動されてからの経過時間ｔ
が所定時間ｔ１よりも短いとき、又は、キャニスタパー
ジ条件が成立していないときには、ステップＳ４５へ進
み、前記酸素センサ２７がストイキ特性を示す温度範囲
（第１温度領域）の中央値である３５０℃をヒータ目標
温度にセットする。

【００５７】即ち、始動からの時間が所定時間ｔ１以上
になっても、パージ制御を行わない通常時には、ヒータ
目標温度が３５０℃に設定され、酸素センサ２７はスト
イキ特性を示すので、酸素センサ２７を用いた空燃比フ
ィードバック制御においては、暖機後もリッチ・リーン
の判別結果に基づき空燃比フィードバック補正係数の設
定を行なう。

【００５８】ステップＳ４６では、ステップＳ４４又は
ステップＳ４５で設定された目標温度に従って、前記セ
ラミックヒータ２７ｂへの通電を制御する。ステップＳ
４７では、前記セラミックヒータ２７ｂの通電制御にお
ける目標温度が、３５０℃と７５０℃とのいずれに設定
されているかを判別する。ステップＳ４７で前記セラミ
ックヒータ２７ｂの通電制御における目標温度が７５０
℃（第２温度領域）であると判別されたときには、ステ
ップＳ４８へ進む。

【００５９】ステップＳ４８では、酸素センサ２７の素
子温度が実際に７５０℃付近になっているか否かを判別
し、実際に７５０℃付近になっている場合には、ステッ
プＳ４９へ進んで、パージ率制御を行う。上記ステップ
Ｓ４９におけるパージ率制御の詳細は、図７のフローチ
ャートに示される。

【００６０】ステップＳ４９１では、エンジン１の運転
条件から目標のパージ率を演算する。ステップＳ４９２
では、前記目標パージ率に応じた制御信号をパージ制御
弁１５に出力する。ステップＳ４９３では、パージ率の
補正制御許可条件が成立しているか否かを判別する。

【００６１】前記補正制御許可条件には、エアフローメ
ータ２３が正常であること、目標パージ率の変化から所
定時間が経過していることなどが含まれる。ステップＳ
４９３で、パージ率の補正制御許可条件が成立している
と判別されると、ステップＳ４９４へ進み、パージエア
濃度（パージエア中の燃料濃度）の演算を行う。

【００６２】このステップＳ４９４での蒸発燃料濃度の
演算は、簡易的には、以下の式で示される。 蒸発燃料濃度＝（吸入空気量＋パージエア量−空燃比×
燃料噴射量）／（空燃比＋１） 上式において、吸入空気量はエアフローメータ２３の検
出値、パージエア量はエンジン１の吸入負圧とパージ制
御弁１５の制御信号（開口面積）とから推定される値、
空燃比はリニア特性を示す酸素センサ２７の起電力Ｅｓ
から求めた値、燃料噴射量は燃料噴射弁５からの噴射燃
料量である。

【００６３】尚、エンジン１の吸入負圧は、負圧センサ
を設けて直接的に検出する構成であっても良いし、ま
た、エンジン回転速度とスロットル開度とから推定する
構成であっても良く、該吸入負圧とパージ制御弁１５の
開口面積に対応する制御信号とからパージエア量が推定
される。ここで、パージエア量Ｐｅが、空気量Ｑｐと燃
料気体量Ｆｅとから構成されるとすると、吸入負圧とパ
ージ制御弁１５の制御信号とから推定されるパージエア
量Ｐｅから燃料気体量Ｆｅを減算した値が、前記空気量
Ｑｐ（Ｑｐ＝Ｐｅ−Ｆｅ）となり、エンジンには、該空
気量Ｑｐとエアフローメータ２３で検出される空気量Ｑ
ｍとの合計が吸引されることになる。

【００６４】一方、エンジンに供給される燃料量は、燃
料噴射弁５からの噴射燃料量Ｔｉと、前記燃料気体量Ｆ
ｅとの合計となる。従って、そのときの空燃比をＡ／Ｆ
とすると、 Ａ／Ｆ＝｛（Ｐｅ−Ｆｅ）＋Ｑｍ｝／（Ｆｅ＋Ｔｉ） となり、上式を、燃料気体量Ｆｅを求める式に変化させ
ると、 Ｆｅ＝（Ｐｅ＋Ｑｍ−Ａ／Ｆ・Ｔｉ）／（Ａ／Ｆ＋１） となり、前記パージエア濃度を求める式が導かれる。

【００６５】但し、パージエア量Ｐｅ，空気量Ｑｍが流
量（リットル／min）として求められるのに対し、前記
噴射燃料量Ｔｉは、各気筒における１サイクル当たりの
燃料量であるので、噴射燃料量Ｔｉを燃料流量に変換す
る必要があり、例えば、エンジン回転速度Ｎｅに応じて
設定される変換係数Ｋ１を前記噴射燃料量Ｔｉに乗算す
ることで燃料流量に変換するようにする。

【００６６】また、吸入負圧とパージ制御弁１５の制御
信号とからパージエア量を推定する構成において、パー
ジ制御弁１５の制御信号ＤＵＴＹに吸入負圧に応じた係
数Ｋ２を乗算して、パージエア量相当値を算出する構成
としても良く、前記係数Ｋ１，Ｋ２を用いる構成では、 パージエア濃度＝（Ｑｍ＋Ｋ２・ＤＵＴＹ−Ａ／Ｆ・Ｔ
ｉ・Ｋ１）／（Ａ／Ｆ＋１） となる。

【００６７】ステップＳ４９５では、例えば、基準のパ
ージエア濃度に対して前記ステップＳ４９４で算出した
パージエア濃度が高いほどパージ率をより小さく補正
し、基準のパージエア濃度に対して前記ステップＳ４９
４で算出したパージエア濃度が低いほどパージ率をより
大きく補正する。上記図６に示す第３実施形態では、パ
ージ許可条件が成立している間、ヒータ目標温度を７５
０℃に維持させるようにしたが、広域空燃比検出が要求
されるパージエア濃度の推定は、短い間隔で繰り返し行
なう必要はなく、運転状態が変化しベーパ発生量が増減
するタイミングで、パージエア濃度を推定するためにヒ
ータを７５０℃に設定すれば良く、例えば、パージ許可
条件が成立している間において、ヒータ目標温度を周期
的に７５０℃に切り換えて、その都度パージエア濃度を
更新させるようにしても良い。

【００６８】図８のフローチャートは、上記のように、
パージ許可条件が成立している間において、ヒータ目標
温度を周期的に７５０℃に切り換える構成とした第４の
実施形態を示す。図８のフローチャートにおいて、通電
許可されないときには、そのまま本ルーチンを終了さ
せ、通電許可されるときには、ステップＳ６２で始動後
の経過時間が所定時間以上であるか否かを判別し、所定
時間以上であればステップＳ６３でパージ許可条件が成
立しているか否かを判別する。

【００６９】始動後の経過時間が所定時間よりも短いと
き、及び、パージ許可条件が成立していないときには、
ステップＳ６４へ進んで、ヒータ目標温度を３５０℃と
し、かつ、ステップＳ６５で、タイマＴＩＭＥに最大値
ＭＡＸをセットする。始動後の経過時間が所定時間以上
になって、かつ、パージ許可条件が成立すると、ステッ
プＳ６６へ進んで、前記タイマＴＩＭＥが所定値を超え
ているか否かを判別する。

【００７０】ステップＳ６６に初めて進んだ場合には、
タイマＴＩＭＥ＝ＭＡＸであることから、前記タイマＴ
ＩＭＥが所定値を超えていると判別されて、ステップＳ
６７へ進む。ステップＳ６７では、ヒータ目標温度を７
５０℃に切り換える。そして、ステップＳ６８では、実
際に素子温度が７５０℃に達したか否かを判別し、実温
度が７５０℃に達していないときには、ヒータ目標温度
＝７５０℃及びタイマＴＩＭＥ＝ＭＡＸを保持したま
ま、本ルーチンを終了させる。

【００７１】実温度が７５０℃に達すると、ステップＳ
６９へ進み、酸素センサ２７の起電力Ｅｓから空燃比を
広域に検出し、前記図７のフローチャートのステップＳ
４９４に示すようにして、パージエア濃度を算出する。
ステップＳ７０では、前記ステップＳ６９で求めたパー
ジエア濃度に応じたパージ率補正値を設定する。

【００７２】前記パージ率補正値は、予め運転状態毎に
設定されている目標パージ率の補正に用いられる。ステ
ップＳ７１では、前記タイマＴＩＭＥをゼロリセットす
る。ステップＳ７１でタイマＴＩＭＥをゼロリセットし
たことで、次回のステップＳ６６では、タイマＴＩＭＥ
が所定値以下であると判別され、ステップＳ７２へ進
む。

【００７３】ステップＳ７２では、ヒータ目標温度を３
５０℃に戻し、ステップＳ７３では、タイマＴＩＭＥを
カウントアップする。従って、パージ許可条件が成立し
た初回にヒータ目標温度を７５０℃に切り換え、実際に
素子温度が７５０℃になったときに、パージエア濃度及
びパージ率補正値の演算を行なうと、タイマＴＩＭＥが
０から所定値までカウントアップされるまでの間はヒー
タ目標温度が３５０℃に維持され、パージ率補正値とし
ては、初回時の演算結果をそのまま用いる。

【００７４】タイマＴＩＭＥが０から所定値までカウン
トアップされると、再度、ヒータ目標温度を７５０℃に
切り換え、パージエア濃度及びパージ率補正値が更新演
算されることになる。ヒータ目標温度を７５０℃に切り
換え、パージエア濃度及びパージ率補正値を更新演算さ
せるタイミングは、上記のように、タイマＴＩＭＥによ
り計測される一定時間毎とする構成のほか、パージエア
濃度の変化が見込まれる毎とすることができる。

【００７５】図９のフローチャートは、ヒータ目標温度
を７５０℃に切り換え、パージエア濃度及びパージ率補
正値を更新演算させるタイミングを、アイドルスイッチ
のＯＮ・ＯＦＦが切り換わる毎とした第５の実施形態を
示す。即ち、第５の実施形態では、運転状態が変化しベ
ーパ発生量が増減するタイミングを、アイドル運転から
非アイドル運転への切り換わり、又は、非アイドル運転
状態からアイドル運転への切り換わりタイミングとし
て、該切り換わり毎にヒータ温度を７５０℃としてパー
ジエア濃度の更新を行なわせるものである。

【００７６】この図９のフローチャートに示す第５の実
施形態では、パージ許可条件が成立した初回であるか否
かをステップＳ６６Ａで判別し、初回であれば、ステッ
プＳ６６ＡからステップＳ６７へ進んで、ヒータ目標温
度を７５０℃に切り換え、パージエア濃度及びパージ率
補正値が演算させる。その後は、ステップＳ６６Ｂでア
イドルスイッチのＯＮ・ＯＦＦが切り換わったと判別さ
れるまで、ヒータ目標温度を３５０℃に保持する。

【００７７】そして、ステップＳ６６Ｂでアイドルスイ
ッチのＯＮ・ＯＦＦが切り換わったと判別されると、ス
テップＳ６７以降へ進んで、ヒータ目標温度を７５０℃
に切り換え、パージエア濃度及びパージ率補正値を更新
演算させるまた、図１０のフローチャートは、ヒータ目
標温度を７５０℃に切り換え、パージエア濃度及びパー
ジ率補正値を更新演算させるタイミングを、外気温度が
所定値以上変化する毎とした第６の実施形態を示す。

【００７８】即ち、第６の実施形態では、運転状態が変
化しベーパ発生量が増減するタイミングを、外気温度が
所定以上変化したときとして、外気温度が所定以上変化
する毎にヒータ温度を７５０℃としてパージエア濃度の
更新を行なわせるものである。この図１０のフローチャ
ートに示す第６の実施形態では、パージ許可条件が成立
した初回であるか否かをステップＳ６６Ａで判別し、初
回であれば、ステップＳ６６ＡからステップＳ６７へ進
んで、ヒータ目標温度を７５０℃に切り換え、パージエ
ア濃度及びパージ率補正値が演算させる。

【００７９】その後は、ステップＳ６６Ｃで外気温度が
所定値以上変化したと判別されるまで、ヒータ目標温度
を３５０℃に保持する。そして、ステップＳ６６Ｃで外
気温度が所定値以上変化したと判別されると、ステップ
Ｓ６７以降へ進んで、ヒータ目標温度を７５０℃に切り
換え、パージエア濃度及びパージ率補正値を更新演算さ
せる。

【００８０】尚、上記ステップＳ６６Ｃにおける外気温
度を、燃料温度又は冷却水温度と読み替え、燃料温度又
は冷却水温度が所定値以上変化する毎に、ヒータ目標温
度を７５０℃に切り換え、パージエア濃度及びパージ率
補正値を更新演算させる構成としても良い。図１１のフ
ローチャートに示す第７実施形態は、タイマＴＩＭＥに
より計測される一定時間毎の更新演算を、特にパージエ
ア濃度が濃くなると推定される所定車速以上の条件で行
なわせるものである。

【００８１】即ち、第６の実施形態では、パージエア濃
度が通常よりも濃くなる高車速条件に限って、ヒータ温
度を７５０℃としてパージエア濃度の更新を行なわせる
ものである。図１１のフローチャートにおいて、ステッ
プＳ６６Ｄで、タイマＴＩＭＥが所定値を超えていると
判別されても、ステップＳ６６Ｅで車速が所定値（例え
ば９０km／ｈ）を超えていない場合には、ヒータ目標温
度を３５０℃に維持し、車速が所定値を超えるときに、
所定時間毎にヒータ目標温度を７５０℃に切り換え、パ
ージエア濃度及びパージ率補正値を更新演算させるよう
にしてある。

【００８２】尚、前記ステップＳ６６ＤでタイマＴＩＭ
Ｅと比較する所定値は、タイマＴＩＭＥのみでヒータ温
度を周期的に７５０℃に設定する図８のステップＳ６６
よりも短い時間とする。また、前記ステップＳ６６Ｅに
おける車速を、燃料温度又は外気温度に読み替え、燃料
温度又は外気温度が所定値を超える状態で、所定時間毎
にヒータ目標温度を７５０℃に切り換え、パージエア濃
度及びパージ率補正値を更新演算させるようにしても良
い。

【００８３】図１２のフローチャートは、触媒診断の要
求に応じてヒータ目標温度を切り換える第８実施形態を
示す。ステップＳ８１では、前記セラミックヒータ２７
ｂへの通電の許可条件が成立しているか否かを判別す
る。通電許可条件が成立しているときには、ステップＳ
８２へ進み、エンジン１が始動されてからの経過時間ｔ
が所定時間ｔ１以上になっているか否かを判別し、所定
時間ｔ１以上経過している場合には、ステップＳ８３へ
進む。

【００８４】ステップＳ８３では、触媒８の診断条件が
成立しているか否かを判別する。前記診断条件として
は、触媒８が活性化していること、診断用に空燃比をシ
フトさせても影響の少ない運転領域であること、１トリ
ップ毎の診断が完了していないことなどを含む。前記触
媒８の診断条件が成立しているときには、後述するよう
に診断のために酸素センサ２７の出力から空燃比を広域
に検出する必要があるので、ステップＳ８４へ進み、前
記セラミックヒータ２７ｂの通電制御における目標温度
に、前記酸素センサ２７がリニア特性を示す温度範囲
（第２温度領域）の中央値である７５０℃をセットす
る。

【００８５】一方、始動されてからの経過時間ｔが所定
時間ｔ１よりも短いとき、又は、触媒８の診断条件が成
立していないときには、ステップＳ８５へ進み、前記酸
素センサ２７がストイキ特性を示す温度範囲（第１温度
領域）の中央値である３５０℃をヒータ目標温度にセッ
トする。即ち、始動からの時間が所定時間ｔ１以上にな
っても、触媒診断を行わない通常時には、ヒータ目標温
度が３５０℃に設定され、酸素センサ２７はストイキ特
性を示すので、酸素センサ２７を用いた空燃比フィード
バック制御においては、暖機後もリッチ・リーンの判別
結果に基づき空燃比フィードバック補正係数の設定を行
なう。

【００８６】ステップＳ８６では、ステップＳ８４又は
ステップＳ８５で設定された目標温度に従って、前記セ
ラミックヒータ２７ｂへの通電を制御する。ステップＳ
８７では、前記セラミックヒータ２７ｂの通電制御にお
ける目標温度が、３５０℃と７５０℃とのいずれに設定
されているかを判別する。ステップＳ８７で前記セラミ
ックヒータ２７ｂの通電制御における目標温度が７５０
℃（第２温度領域）であると判別されたときには、ステ
ップＳ８８へ進む。

【００８７】ステップＳ８８では、酸素センサ２７の素
子温度が実際に７５０℃付近になっているか否かを判別
し、実際に７５０℃付近になっている場合には、ステッ
プＳ８９へ進んで、触媒の診断を行う。前記ステップＳ
８９における触媒診断の詳細は、図１３のフローチャー
トに示される。

【００８８】ステップＳ８９１では、ヒータで７５０℃
に加熱されることでリニア特性を示す酸素センサ２７を
用い、該酸素センサ２７で検出される触媒８の上流側に
おける空燃比の理論空燃比に対するずれ量と、排気流量
に相当する吸入空気流量Ｑとから、酸素過剰分又は酸素
不足分を算出し、次のステップＳ８９２では、前記算出
結果を積分することで、触媒における酸素貯蔵量を演算
する。

【００８９】ステップＳ８９３では、酸素センサ２８の
出力が、リーン空燃比を示すか否かを判別する。ステッ
プＳ８９３で、酸素センサ２８の出力がリーンであるこ
とが判別されると、そのときに触媒における酸素貯蔵量
が飽和状態になっているものと判断し、ステップＳ８９
４へ進む。

【００９０】ステップＳ８９４では、そのときの酸素貯
蔵量が基準量を超えているか否かを判別する。そして、
前記酸素貯蔵量が基準量を超えている場合には、触媒８
に劣化が生じていないものと判断し、ステップＳ８９５
へ進んで、触媒８の正常判定を行う。一方、前記酸素貯
蔵量が基準量以下であるときには、触媒８の酸素ストレ
ージ能力の劣化によって吸着できる酸素量が減少してい
るものと判断し、ステップＳ８９６へ進んで、触媒８の
劣化判定を行う。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態におけるエンジンのシステム構成図。

【図２】実施形態における酸素センサの出力特性を示す
線図。

【図３】前記酸素センサの構造を示す部分断面図。

【図４】ヒータ温度制御の第１実施形態を示すフローチ
ャート。

【図５】ヒータ温度制御の第２実施形態を示すフローチ
ャート。

【図６】ヒータ温度制御の第３実施形態を示すフローチ
ャート。

【図７】第３実施形態におけるパージ率補正制御を示す
フローチャート。

【図８】ヒータ温度制御の第４実施形態を示すフローチ
ャート。

【図９】ヒータ温度制御の第５実施形態を示すフローチ
ャート。

【図１０】ヒータ温度制御の第６実施形態を示すフロー
チャート。

【図１１】ヒータ温度制御の第７実施形態を示すフロー
チャート。

【図１２】ヒータ温度制御の第８実施形態を示すフロー
チャート。

【図１３】第８実施形態における触媒診断の詳細を示す
フローチャート。

【符号の説明】

１…エンジン ４…電子制御式スロットル ５…燃料噴射弁 ６…点火栓 ８…触媒 １１…キャニスタ １４…パージ配管 １５…パージ制御弁 ２０…コントロールユニット ２１…クランク角センサ ２３…エアフローメータ ２７…酸素センサ ２７ｂ…セラミックヒータ ２８…酸素センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０ Ｆ０２Ｄ 41/14 ３１０Ｄ ３１０Ｅ ３１０Ｇ ３１０Ｐ 43/00 ３０１ 43/00 ３０１Ｅ ３０１Ｍ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１ Ｆ０２Ｍ 25/08 ３０１Ｊ ３０１Ｋ ３０１Ｕ Ｆターム(参考） 3G044 BA08 CA03 CA12 DA02 EA04 EA12 EA13 EA23 EA32 EA49 FA13 FA20 FA27 FA28 FA30 FA39 GA02 GA11 GA29 3G084 BA09 DA02 DA04 DA10 DA30 FA29 3G091 AA02 AA17 AA23 AA24 AA28 AB03 BA03 BA14 BA15 BA19 BA27 BA33 BA34 CA03 CA05 CB02 CB03 CB05 CB07 DA01 DA02 DB06 DB07 DB08 DB09 DB10 DB13 DC01 EA00 EA01 EA05 EA07 EA14 EA16 EA26 EA29 EA30 EA31 EA34 FA02 FA04 FB10 FB11 FB12 GA06 HA36 HA37 HB08 3G301 HA01 JA02 JB01 MA01 NA08 ND13 NE21 PD13Z

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】エンジン排気中の酸素濃度に感応して出力
   が変化する酸素センサであって、 センサ素子の温度が第１温度領域であるときに、理論空
   燃比を境に出力が急変する特性を示し、センサ素子の温
   度が前記第１温度領域よりも高い第２温度領域であると
   きに、少なくとも理論空燃比を含む所定空燃比範囲で空
   燃比に対して出力が略リニアに変化する特性を示す酸素
   センサを備え、 前記センサ素子を加熱するヒータの制御によって、前記
   センサ素子の温度を第１温度領域と第２温度領域とのい
   ずれか一方に切り換えることを特徴とするエンジンの空
   燃比検出装置。
2. 【請求項２】前記センサ素子の許容温度に基づいて、前
   記第１温度領域と第２温度領域とのいずれか一方を選択
   し、該選択した温度領域になるように前記ヒータを制御
   することを特徴とする請求項１記載のエンジンの空燃比
   検出装置。
3. 【請求項３】前記センサ素子及び／又はセンサ素子周辺
   への水分付着状態であるときに、センサ素子の許容温度
   が低い状態と判断して、前記第１温度領域を選択するこ
   とを特徴とする請求項２記載のエンジンの空燃比検出装
   置。
4. 【請求項４】前記水分付着状態を始動後の経過時間に基
   づいて判断することを特徴とする請求項３記載のエンジ
   ンの空燃比検出装置。
5. 【請求項５】空燃比の検出特性の要求に基づいて、前記
   第１温度領域と第２温度領域とのいずれか一方を選択
   し、該選択した温度領域になるように前記ヒータを制御
   することを特徴とする請求項１記載のエンジンの空燃比
   検出装置。
6. 【請求項６】通常は、前記第１温度領域を選択し、前記
   酸素センサの出力に基づき理論空燃比に対するリッチ・
   リーンを判別する一方、広域の空燃比検出が要求される
   特定条件において一時的に第２温度領域を選択し、前記
   酸素センサの出力に基づき空燃比を広域に検出すること
   を特徴とする請求項５記載のエンジンの空燃比検出装
   置。
7. 【請求項７】前記特定条件が、前記酸素センサ下流側に
   設けられる触媒の酸素ストレージ量を空燃比に基づいて
   推定し、該推定した酸素ストレージ量に基づいて触媒の
   診断を行なう条件であることを特徴とする請求項６記載
   のエンジンの空燃比検出装置。
8. 【請求項８】前記特定条件が、蒸発燃料を吸着捕集する
   キャニスタからパージされるパージエアの濃度を空燃比
   に基づいて推定し、該推定結果に基づいてパージ率を制
   御する条件であることを特徴とする請求項６記載のエン
   ジンの空燃比検出装置。