JP2526570B2 - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は内燃機関の触媒コンバータの上流側にリニア
出力型兼Ｚ特性出力型空燃比センサ（本明細書では、酸
素濃度センサ（O₂センサ））を設けこの空燃比センサの
出力による空燃比フィードバック制御を行うシングル空
燃比センサシステム、およびさらに触媒コンバータの下
流御にＺ特性出力型空燃比センサを設け上流側空燃比セ
ンサによる空燃比フィードバック制御に加えて下流側空
燃比センサによる空燃比フィードバック制御をも行うダ
ブル空燃比センサシステムに関する。

〔従来の技術および発明が解決しようとする問題点〕

従来のシングルO₂センサシステムにおいては、酸素濃
度を検出するO₂センサをできるだけ燃焼室に近い排気系
の箇所、すなわち触媒コンバータより上流である排気マ
ニホールドの集合部分に設けているが、O₂センサは、第
２図に示すＺ特性出力を有する型式、すなわち理論空燃
比（λ＝１）にて出力が急変する型式を用いているため
に、理論空燃比しか検出できず、この結果、空燃比フィ
ードバック制御中にあっては、制御空燃比は、通常、理
論空燃比となる。この場合に、空燃比フィードバック制
御により制御空燃比をリッチ側もしくはリーン側にする
ことは、非対称スキップ処理、非対称積分処理、非対称
遅延処理、比較電圧V_Rの変更等により可能であるが、制
御空燃比を任意のリッチ空燃比もしくは任意のリーン空
燃比に正確には設定できない。従って、 ｉ）NO_Xエミッションが多い高負荷時に制御空燃比を
“若干”リッチ側にする場合、 ii）HC,COエミッションが多い軽負荷時に制御空燃比を
“若干”リーン側にする場合、 iii）触媒排気異臭の発生し易いアイドル時に制御空燃
比を“若干”リーン側にする場合、 iv）暖機時において制御空燃比をリッチ側にする場合、 等において、目標空燃比を正確には得ることができず、
この結果、エミッションの悪化、燃費の悪化、ドライバ
ビリティの悪化、あるいは触媒排気異臭の発生等を招
く。

このため、O₂センサの印加電圧を切り換えることによ
りO₂センサを第２図に示すＺ特性出力型および第３図に
示すリニア出力型（電圧印加方式）として用い、理論空
燃比のフィードバック制御に加えて任意のリッチ空燃比
もしくはリーン空燃比のフィードバック制御をも可能と
するものがある（参照：特開昭58−143108号公報）。

上述のリニア出力型兼用Ｚ特性出力O₂センサの活性判
別は、通常、Ｚ特性出力型としての活性か否かあるいは
リニア出力型としての活性か否かを区別せずに行われて
いた。

しかしながら、O₂センサがＺ特性出力型の場合には、
O₂センサはO₂濃度電池として作用し、従って、起電力が
発生できる程度にO₂センサ素子温が上昇していれば、た
とえば300℃以上であれば、素子の内部抵抗の大小には
ほとんど関係なくＺ特性出力を発生できる。他方、O₂セ
ンサがリニア出力型の場合には、O₂センサO₂ポンピング
作用を応用しているので、ZrO₂の電解質の内部抵抗がそ
の出力特性に大きく関係し、このため、O₂センサ素子温
はかなり高い温度たとえば600℃以上を必要とする。

しかるに、上述のごとく、リニア出力型兼Ｚ特性出力
型O₂センサの活性判別は、リニア出力型もしくはＺ特性
出力型の区別をせずに行っているために、Ｚ特性出力型
のO₂センサとしてあれば活性化しているにもかかわらず
空燃比センサが活性化していないと判断され、空燃比フ
ィードバック制御が行われていなかったり、リニア出力
O₂センサとしてはまだ活性化していないにもかかわらず
空燃比センサが活性化したと判断され空燃比センサのリ
ニア出力に基づく空燃比フィードバック制御が実行され
てしまう場合があり、この結果、空燃比補正量が過補正
されて、やはり、エミッションの悪化、燃費の悪化、ド
ライビバリティの悪化、あるいは触媒排気異臭と発生等
を招くという問題点があった。

他方、上述のシングルO₂センサシステムにおけるO₂セ
ンサの出力特性のばらつきのために空燃比の制御精度の
改善に支障が生じている。かかるO₂センサ出力特性のば
らつきおよび燃料噴射弁等の部品のばらつき、経時ある
いは経年的変化を補償するために、触媒コンバータの下
流に第２のO₂センサを設け、上流側O₂センサによる空燃
比フィードバック制御に加えて下流側O₂センサによる空
燃比フィードバック制御を行うダブルO₂センサシステム
が既に提案されている（参照：特開昭58−48756号公
報）。このダブルO₂センサシステムでは、触媒コンバー
タの下流側に設けられたO₂センサは、上流側O₂センサに
比較して、低い応答速度を有するものの、次の理由によ
り出力特性のばらつきが小さいという利点を有してい
る。

（１） 触媒コンバータの下流では、排気温が低いので
熱的影響が少ない。

（２） 触媒コンバータの下流では、種々の毒が触媒に
トラップされているので下流側O₂センサの被毒量は少な
い。

（３） 触媒コンバータの下流では排気ガスは十分に混
合されており、しかも、排気ガス中の酸素濃度は平衝状
態に近い値になっている。

従って、上述のごとく、２つのO₂センサの出力にもと
づく空燃比フィードバック制御（ダブルO₂センサシステ
ム）により、上流側O₂センサの出力特性のばらつきを下
流側O₂センサにより吸収できる。実際に、第４図に示す
ように、シングルO₂センサシステムでは、O₂センサの出
力特性が悪化した場合には、排気エミッション特性に直
接影響するのに対し、ダブルO₂センサシステムでは、上
流側O₂センサの出力特性が悪化しても、排気エミッショ
ン特性は悪化しない。つまり、ダブルO₂センサシステム
においては、下流側O₂センサが安定な出力特性を維持し
ている限り、良好な排気エミッションが保証される。

上述のダブルO₂センサシステムにおいても、上流側O₂
センサをリニア出力型兼Ｚ特性出力型として作用させた
ことにより、理論空燃比のフィードバック制御に加えて
任意のリッチ空燃比もしくはリーン空燃比のフィードバ
ック制御をも可能となるが、上流側O₂センサの活性判別
についてはシングルO₂センサシステムにおけるO₂センサ
の活性判別の場合と同様の問題点がある。

従って、本発明の目的は、空燃比センサの活性判別が
適切に行われ、目標空燃比を正確に得ることができるシ
ングル空燃比センサシステムおよびダブル空燃比センサ
システムを提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によれば、第１図の本発明の構成図に示すよう
に、内燃機関の排気通路に配置された三元触媒と、該三
元触媒の上流側の排気通路に配置された空燃比センサで
あって、電圧を印加する第１の操作状態では、センサ温
度が第１の活性化温度以上である活性化状態において前
記機関の空燃比をリニアに検出するリニア出力特性を有
し、電圧印加を停止する第２の操作状態では、センサ温
度が第２の活性化温度以上である活性化状態において前
記機関の空燃比が理論空燃比である場合を境に機関空燃
比がリッチ空燃比側とリーン空燃比側かに応じて出力が
急変するＺ出力特性を有する空燃比センサと、前記空燃
比センサを前記第１と操作状態で作用させ、第１の操作
状態における空燃比センサ出力に基づいて機関空燃比を
目標空燃比にフィードバック制御する第１の空燃比調整
手段と、前記空燃比センサを前記第２の操作状態で作用
させ、第２の操作状態における空燃比センサ出力に基づ
いて機関空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する
第２の空燃比調整手段と、前記空燃比センサが前記第１
の操作状態で活性化しているか否か、および前記空燃比
センサが前記第２の操作状態で活性化しているか否かを
個別に判別する活性化判別手段と、前記空燃比センサが
前記第１および第２の操作状態で共に活性化していない
と判別されたときには前記第１および第２の空燃比調整
手段による空燃比フィードバック制御を禁止し、前記空
燃比センサが前記第２の操作状態においてのみ活性化し
ていると判別されたときには、前記第１の空燃比調整手
段による空燃比フィードバック制御を禁止する禁止手段
を備えた内燃機関の空燃比制御装置が提供される。

〔作用〕

活性化判別手段は、空燃比センサ第１の操作状態で活
性化しているか否か、および第２の操作状態で活性化し
ているか否かを個別に判別する。この場合、センサ素子
温度に基づいて活性化判別を行う場合には、例えばセン
サ素子温度が300℃以上の場合には空燃比センサが第１
の操作状態で活性化していると判定され、センサ素子温
度が600℃以上の場合には空燃比センサ第２の操作状態
で活性化していると判定される。

また、禁止手段は空燃比センサが第１および第２の操
作状態で共に活性化していない場合（例えば、センサ素
子温度が300℃より低い場合）には、第１と第２の空燃
比調整手段による空燃比フィードバック制御を共に禁止
する。これにより、空燃比センサ出力に基づく空燃比フ
ィードバック制御は実行されない。

また、禁止手段は空燃比センサが第２の操作状態にお
いてのみ活性化している場合（例えば、センサ素子温度
が300℃以上600℃未満の場合）には、第１の空燃比調整
手段による空燃比フィードバック制御を禁止する。この
ため、空燃比センサのリニア出力に基づく空燃比フィー
ドバック制御は実行されることはなく、第２の空燃比調
整手段によるＺ特性出力に基づく空燃比フィードバック
制御のみが実行される。

また、空燃比センサが第１および第２の操作状態でと
もに活性化している場合（例えばセンサ素子温度が600
℃以上の場合）には、第１と第２の空燃比調整手段によ
る空燃比フィードバック制御は共に禁止されないため、
第１または第２の空燃比調整手段による空燃比フィード
バック制御が実行される。

〔実施例〕

以下、図面により本発明の実施例を説明する。

第５図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一
実施例を示す全体概要図である。第４図において、機関
本体１の吸気通路２にはエアフローメータ３が設けられ
ている。エアフローメータ３は吸入空気量を直接計測す
るものであって、ポテンショメータを内蔵して吸入空気
量に比例したアナログ電圧の出力信号を発生する。この
出力信号は制御回路10のマルチプレクサ内蔵A/D変換器1
01に供給されている。ディストリビュータ４には、その
軸がたとえばクランク角に換算して720゜毎に基準位置
検出用パルス信号を発生するクランク角センサ５および
クランク角に換算して30゜毎に基準位置検出用パルス信
号を発生するクランク角センサ６が設けられている。こ
れらクランク角センサ5,6のパルス信号は制御回路10の
入出力インターフェイス102に供給され、このうち、ク
ランク角センサ６の出力はCPU103の割込み端子に供給さ
れる。

さらに、吸気通路２には各気筒毎に燃料供給系から加
圧燃料を吸気ポートへ供給するための燃料噴射弁７が設
けられている。

また、機関本体１のシリンダブロックのウォータジャ
ケット８には、冷却水の温度を検出するための水温セン
サ９が設けられている。水温センサ９は冷却水の温度TH
Wに応じたアナログ電圧の電気信号を発生する。この出
力もA/D変換器101に供給されている。

排気マニホールド11より下流の排気系には、排気ガス
中の３つの有害成分HC,CO,NO_Xを同時に浄化する三元触
媒を収容する触媒コンバータ12が設けられている。

排気マニホールド11には、すなわち触媒コンバータ12
の上流側にはリニア出力型兼Ｚ特性出力型の素子温セン
サ13a内蔵のO₂センサ13が設けられている。すなわち、
電圧が印加されていないときには、上流側O₂センサ13は
第２図に示す出力特性を有して空燃比が理論空燃比に対
してリーン側かリッチ側かに応じて、異なる出力電圧を
制御回路10でA/D変換器101に発生するのに対し、電圧が
印加されているときには、上流側O₂センサ13は第６図に
示す出力特性を有して上流側O₂センサ13は空燃比がリー
ンになる程大きい出力電流Ｉを発生し、この出力電流Ｉ
は電流／電圧変換回路113（たとえば抵抗）によって電
圧V₁に変換された上でA/D変換器101に供給される。上流
側O₂センサ13の電圧印加は制御回路10のD/A変換器111お
よびスイッチ112によって行われる。すなわち、上流側O
₂センサ13をＺ特性出力型として作用されるときには、
スイッチ112を開とし、上流側O₂センサ13の出力V₁（０
〜1Vの範囲）はA/D変換器101によってA/D変換されて取
込まれる。他方、上流側O₂センサ13をリニア出力型とし
て作用させるときには、スイッチ112を閉としてD/A変換
器111の出力電圧を上流側O₂センサ13に印加し、このと
きの上流側O₂センサ13の出力電流は電流／電圧変換回路
113によって電圧V₁（０〜5Vの範囲）に変換され、さら
にA/D変換器101によってA/D変換されて取込まれる。な
お、上流側O₂センサ13には一定電圧たとえば0.2〜0.5V
が印加してもよいが、この印加電圧は高精度制御のため
に空燃比範囲に応じてD/A変換器111のディジタル値を変
化させることにより２段階に変化させる。すなわち、λ
≦１のときには、0.25Vを印加し、λ＞１のときには0.5
Vを印加する。この場合、上流側O₂センサ13の出力特性
は第３図のごとくなる。また、触媒コンバータ12の下流
側の排気管14には第２図の出力特性を有するＺ特性出力
型O₂センサ15が設けられている。

また、吸気通路２のスロットル弁16には、スロットル
弁16が全閉か否かを判別するためのアイドルスイッチ17
が設けられており、この出力信号は制御回路10の入出力
インターフェイス102に供給される。

制御回路10は、たとえばマイクロコンピュータとして
構成され、A/D変換器101、入出力インターフェイス10
2、CPU103、D/A変換器111、スイッチ112、電流／電圧変
換回路113の外に、ROM104,RAM105、バックアップRAM10
6、クロック発生回路107等が設けられている。

また、制御回路10において、ダウンカウンタ108、フ
リップフロップ109、および駆動回路110は燃料噴射弁７
を制御するためのものである。すなわち、後述のルーチ
ンにおいて、燃料噴射量TAUが演算されると、燃料噴射
量TAUがダウンカウンタ108にプリセットされると共にフ
リップフロップ109もセットされる。この結果、駆動回
路110が燃料噴射弁７の付勢を開始する。他方、ダウン
カウンタ108がクロック信号（図示せず）を計数して最
後にそのキャリアウト端子が“1"レベルとなったとき
に、フリップフロップ109がセットされて駆動回路110は
燃料噴射弁７の付勢を停止する。つまり、上述の燃料噴
射量TAUだけ燃料噴射弁７は付勢され、従って、燃料噴
射量TAUに応じた量の燃料が機関本体１の燃料室に送り
込まれることになる。

なお、CPU103の割込み発生は、A/D変換器101のA/D変
換終了時、入出力インターフェイス102がクランク角セ
ンサ６のパルス信号を受信した時、クロック発生回路10
7からの割込信号を受信した時、等である。

エアフローメータ３の吸入空気量データＱおよび冷却
水温データTHWは所定時間毎に実行されるA/D変換ルーチ
ンによって取り込まれてRAM105の所定領域に格納され
る。つまり、RAM105におけるデータＱおよびTHWは所定
時間毎に更新されている。また、回転速度データNeはク
ランク角センサ６の31゜CA毎の割込みによって演算され
てRAM105の所定領域に格納される。

上流側O₂センサ13をリニア出力型として作用させる場
合、目標空燃比に対応した比較基準電流I_R（すなわち、
この場合も、比較電圧V_RL）を第３図に示すごとく設定
し、空燃比をフィードバック制御して目標空燃比を達成
する。

第7A図は空燃比フィードバック条件判別ルーチンであ
って所定時間たとえば数10_ms毎に実行される。第7A図の
ルーチンでは、２つの活性フラグFB1,FB2が設定され
る。すなわち、 活性フラグFB1:上流側O₂センサ13はＺ特性出力型とし
ての活性状態を示し、これにより、理論空燃比フィード
バック制御（λ＝１）の実行（特に、上流側O₂センサ13
の出力V₁による理論空燃比フィードバック制御の実行を
可能とする）； 活性フラグFB2:上流側O₂センサ13はリニア出力型として
の活性状態を示し、これにより、理論空燃比および非理
論空燃比および理論空燃比フィードバック制御（λ≦１
およびλ＞１）の実行を可能とする、 が設定される。

ステップ701では、上流側O₂センサ13の素子温センタ1
3aの温度をA/D変換して取込み、ステップ702にて素子温
により上流側O₂センサ13がＺ特性出力型として活性か否
か、またリニア出力型として活性か否かを判別する。こ
の結果、素子温が300℃未満であれば、上流側O₂センサ1
3はＺ特性出力型としてもリニア出力型としても非活性
とみなし、ステップ703,704にて活性フラグFB1,FB2を共
にリセットする（“0"）。また、素子温が300〜600℃の
範囲であれば、上流側O₂センサ13はＺ特性出力型として
活性化しているとみなし、ステップ705にて活性フラグF
B1をセットし（“1"）、ステップ706にて活性フラグFB2
をリセットする（“0"）。さらに、素子温が600℃を超
えているときには、上流側O₂センサ13はリニア出力型と
して活性化しているとみなし、ステップ707にて活性フ
ラグFB1をリセットし、（“0"）、ステップ708にて活性
フラグFB2をセットする（“0"）。なお、この場合、活
性フラグFB2は活性フラグFB1より優先的にセットする。

そして、ステップ709にてこのルーチンは終了する。

なお、第7A図のルーチンでは、上流側O₂センサ13の活
性判別をその素子温により行っているが、機関の冷却水
温THWもしくは油（オイル）温で行ってもよい。

第7B図は第7A図の変更例を示し、上流側O₂センサ13の
活性判別を上流側O₂センサ13の出力V₁により行うもので
ある。この場合、Ｚ特性出力型としての活性判別は、上
流側O₂センサ13に電圧が印加されていないときに上流側
O₂センサ13の出力V₁が基準値たとえば0.35Vを一度横切
ったか否かによって判別し、リニア出力型としての活性
判別は、上流側O₂センサ13に一定電圧たとえば0.5Vを印
加したときにあって機関の空燃比が当然リーンのときに
（たとえば燃料カット中のときに）、上流側O₂センサ13
の出力が一定電圧以上たとえば4V以上か否かによって判
別する。

始めに、上流側O₂センサ13はＺ特性出力型としてもリ
ニア出力型としても活性化していないものとする、すな
わち、活性フラグFB1,FB2は共に“0"とする。この場
合、ステップ713〜715によりＺ特性出力型としての活性
判別を行う。

すなわち、ステップ713にてスイッチ112を開にして上
流側O₂センサ13の印加電圧をオフにし、ステップ714に
て上流側O₂センサ13の出力V₁をA/D変換して取込み、ス
テップ715にてV₁＞0.35Vか否かを判別する。この結果、
V₁≦0.35Vであれば、上流側O₂センサ13はＺ特性出力型
として活性化されていないとみなす。なお、この場合、
上流側O₂センサ13はリニア出力型としても活性化してい
ないとみなす。従って、フローはステップ724に直接進
み、フラグFB1,FB2は変更されず“0"を保持する。他
方、ステップ715にてV₁＞0.35Vであれば、上流側O₂セン
サ13はＺ特性出力型としては活性化しているとみなし、
ステップ716〜719に進み、リニア出力型としての活性判
別を行う。

ステップ716では、燃料カット中か否かを判別し、こ
の結果、燃料カット中でなければステップ720,721に進
み、とりあえず、フラグFB1のみをセットして理論空燃
比フィードバック制御（λ＝１）を可能にする。逆に、
燃料カット中であれば、ステップ717〜719にてリニア出
力型としての実質的な活性判別を行う。すなわち、ステ
ップ717にてD/A変換器111の出力電圧を0.5Vに設定する
と共にスイッチ112を閉にして上流側O₂センサ13に0.5V
を印加する。次に、ステップ718にて上流側O₂センサ13
の出力V₁をA/D変換して取込み、ステップ719にてV₁＜4V
か否かを判別する。この結果、V₁＜4Vであれば、上流側
O₂センサ13はＺ特性出力型としては活性化しているが、
リニア出力型としては活性化していないとみなし、ステ
ップ720,721に進み、活性フラグFB1のみをセットして理
論空燃比フィードバック制御（λ＝１）を可能とする。
他方、V₁≧4Vであれば、上流側O₂センサ13はリニア出力
型として活性化しているとみなし、ステップ722,723に
て活性フラグFB2のみをセットして理論空燃比および非
理論空燃比（λ≦1,λ＞１）のフィードバック制御を可
能とする。なお、この場合も、フラグFB2のセットはフ
ラグFB1のセットより優先する。

そして、ステップ724にてこのルーチンは終了する。

なお、第7B図においては、上流側O₂センサ13が一旦Ｚ
特性出力型として活性化されたと判別された後に（FB1
＝“1"）、再び第７図のルーチンが実行されると、リニ
ア出力型としての活性判別（ステップ716〜723）のみが
行われる。また、上流側O₂センサ13が一旦リニア出力型
として活性化された後に（FB2＝“1"）、再び第７図の
ルーチンが実行されると、いずれの活性判別も行われな
い。

第８図は，空燃比フィードバック制御ルーチンを示す
フローチャードである。第８図、ステップ801では、上
流側O₂センサ13による理論空燃比の閉ループ（フィード
バック）条件が成立しているか否かを判別する。たとえ
ば、冷却水温が所定値（たとえば60℃）以下の時、機関
始動中、始動後増量中、暖機増量中、加速増量中（非同
期噴射）中、パワー増量中、燃料カット中（すなわち、
アイドルスイッチ17がオン（LL＝“1"）且つ回転速度Ne
が所定値以上）等はいずれも閉ループ条件が不成立であ
り、その他の場合が閉ループ条件成立である。閉ループ
条件が不成立のときにはステップ804に進み、閉ループ
条件成立のときにはステップ802に進む。

ステップ802では活性フラグFB1が“1"か否かを判別す
る。この結果、FB1＝“1"のときにはステップ803に進
み、理論空燃比（λ＝１）のフィードバック制御を行
い、他方、FB1＝“0"のときにはステップ805に進み、FB
2＝“1"か否かを判別する。この結果、FB2＝“1"のとき
にはステップ806に進み、やはり理論空燃比（λ＝１）
のフィードバック制御を行い、FB2＝“0"のときにはス
テップ807に進み、オープンループ制御を行う、すなわ
ち、RAM105より吸入空気量データＱおよび回転速度デー
タNeを読出しバックアップRAM106に格納された２次元マ
ップτ_soにより燃料噴射量τを補間計算する。このよう
に、ステップ801にて上流側O₂センサ13による理論空燃
比の閉ループ条件が成立し且つ活性フラグFB1,FB2のい
ずれか一方が“1"であれば、理論空燃比（λ＝１）のフ
ィードバック制御が行われる。

他方、ステップ804では、リッチ制御（λ＜１）もし
くはリーン制御（λ＞１）か否かを制御する。たとえ
ば、上述のごとく、NO_Xエミッションが多い高負荷時に
おけるリッチ化要求時、HC,COエミッションが多い軽負
荷時におけるリーン化要求時、触媒排気異臭が発生し易
いアイドル時におけるリーン化要求時、暖機時における
リッチ化要求、等のときに、ステップ805に進み、FB2＝
“1"か否かを判別する。この結果、FB2＝“1"のときに
はステップ806にて非理論空燃比（λ＜1,λ＞１）のフ
ィードバック制御に行い、FB2＝“0"のときにはステッ
プ807にてオープンループ制御を行う。

そして、ステップ808にてこのルーチンは終了する。

第９図は第８図のステップ803の詳細なルーチンであ
る。

ステップ901ではスイッチ112を開として上流側O₂セン
サ13をＺ特性出力型として作用させる。

ステップ902では、上流側O₂センサ13の出力V₁をA/D変
換して取込み、ステップ903にてV₁が理論空燃比相当の
比較電圧V_R1たとえば0.45V以下か否かを判別する。つま
り、空燃比がリッチかリーンかを判別す。リーン（V₁≦
_VR1）であれば、ステップ904にてデイレイカウンタCDLY
1が正か否かを判別し、CDLY1＞０であればステップ905
にてCDLY1を０とし、ステップ906に進む。ステップ907,
908では、ディレイカウンタCDLY1を最小値TDLでガード
し、この場合デイレイカウンタCDLY1が最小値TDLに到達
したときにはステップ909にて空燃比フラグF1を“0"
（リーン）とする。なお、最小値TDLは上流側O₂センサ1
3の出力V₁においてリッチからリーンへの変化があって
もリッチ状態であるとの判断を保持するためのリーン遅
延時間であって、負の値で定義される。他方、リッチ
（V₁＞V_R1）であれば、ステップ910にてデイレイカウン
タCDLY1が負か否かを判別し、CDLY1＜０であればステッ
プ911にてCDLY1を０とし、ステップ912に進む。ステッ
プ913,914では、デイレイカウンタCDLY1を最大値TDRで
ガードし、この場合、デイレイカウンタCDLY1が最大値T
DRに到達したときにはステップ915にて空燃比フラグF1
を“1"（リッチ）とする。なお、最大値TDRは上流側O₂
センサ13の出力においてリーンからリッチへの変化があ
ってもリーン状態であるとの判断を保持するためのリッ
チ遅延時間であって、正の値で定義される。

ステップ916では、空燃比フラグF1の符号が反転した
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
したか否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステ
ップ917にて、空燃比フラグF1の値により、リッチから
リーンへの反転か、リーンからリッチへの反転かを判別
する。リッチからリーンへの反転であれば、ステップ91
8にてFAFS←FAFS＋RSRSとスキップ的に増大させ、逆
に、リーンからリッチへの反転であれば、ステップ819
にてFAFS←FSFS−RSLSとスキップ的に減少させる。つま
り、スキップ処理を行う。ステップ916にて空燃比フラ
グF1の符号が反転していなければ、ステップ920,921,92
2にて積分処理を行う。つまり、ステップ920にて、F1＝
“0"か否かを判別し、F1＝“0"（リーン）であればステ
ップ921にてFAFS←FAFS＋KIRとし、他方、F1＝“1"（リ
ッチ）であればステップ922にてFAFS←FAFS−KILとす
る。ここで、積分定数KIR（KIL）はスキップ定数RSRS,R
SLSに比して十分小さく設定してあり、つまり、KIR（KI
L）＜RSRS（RSLS）である。従って、ステップ921はリー
ン状態（F1＝“0"）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ス
テップ922はリッチ状態（F1＝“1"）で燃焼噴射量を徐
々に減少させる。ステップ918,919,921,922にて演算さ
れた空燃比補正係数FAFSは図示しないステップにて最大
値たとえば1.2にてガードされ、また、最小値たとえば
0.8にてガードされる。これにより、何らかの原因で空
燃比補正係数FAFSが小さくなり過ぎ、もしくは大きくな
り過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御してオー
バリーン、オーバリッチになるのを防ぐ。

ステップ923では、RAM105より吸入空気量データＱお
よび回転速度データNeを読出してバックアップRAM106か
ら２次元マップτ_SO（Q,Ne）を用いて基本噴射量τ_SOを
補間計算し、ステップ824にて燃焼噴射量τを、 τ←τ_SO・FAFS により演算してRAM105に格納する。次に、ステップ925
にて、空燃比補正係数FAFSのなまし値を演算
し、ステップ926では、基本噴射量τ_SOを、 τ_SO←τ_SO・ とし、ステップ927にてバックアップRAM106の２次元マ
ップτ_SO（Q,Ne）を書直す。つまり、２次元マップとし
ての基本噴射量τ_SOを学習する。

そして、ステップ928にてこのルーチンは終了する。

第10図は第９図のフローチャートによる動作を補足説
明するタイミング図である。上流側O₂センサ13の出力V₁
により第10図（Ａ）に示すごとくリッチ、リーン判別の
空燃比信号A/Fが得られると、デイレイカインタCDLY1
は、第10図（Ｂ）に示すごとく、リッチ状態でカウント
アップされ、リーン状態でカウントダウンされる。この
結果、第10図（Ｃ）に示すごとく、遅延処理された空燃
比信号A/F′（フラグF1に相当）が形成される。たとえ
ば、時刻t₁にて空燃比信号A/Fがリーンからリッチに変
化しても、遅延処理された空燃比信号A/F´はリッチ遅
延時間TDRだけリーンに保持された後に時刻t₂にてリッ
チに変化する。時刻t₃にて空燃比信号A/Fがリッチから
リーンに変化しても、遅延処理された空燃比信号A/F´
はリーン遅延時間（−TDL）だけリッチに保持された後
に時刻t₄にてリーンに変化する。しかし、空燃比信号A/
Fが時刻t_s,t₆,t₇のごとくリッチ遅延時間TDRより短い期
間で反転すると、デイレイカウンタCDLYが最大値TDRに
到達するのに時間を要し、この結果、時刻t₈にて遅延処
理後の空燃比信号A/F´が反転される。つまり、遅延処
理後の空燃比信号A/F´は遅延処理前の空燃比信号A/Fに
比べて安定となる。このように遅延処理後の安定した空
燃比信号A/F´にもとづいて第10図（Ｄ）に示す空燃比
補正係数FIFSが得られる。

次に、下流側O₂センサ15による第２の空燃比フィード
バック制御について説明する。第２の空燃比フィードバ
ック制御としては、第１の空燃比フィードバック制御定
数としてのスキップ量RSRS,RSLS、積分定数KIR,KIL、遅
延時間TDR,TDL、もしくは上流側O₂センサ13の出力V₁の
比較電圧V_R1を可変にするシステムと、第２の空燃比補
正係数FAF2を導入するシステムとがある。

たとえば、リッチスキップ量RSRSを大きくすると、制
御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーンスキップ
量RSLSを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行で
き、他方、リーンスキップ量RSLSを大きくすると、計魚
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチスキップ量
RSRSを小さくしてもリーン側に移行できる。従って、下
流側O₂センサ15の出力に応じてリッチスキップ量RSRSお
よびリーンスキップ量RSLSを補正することにより空燃比
が制御できる。また、リッチ積分定数KIRを大きくする
と、制御空燃比をリッチ側に移行でき、また、リーン積
分定数KILを小さくしても制御空燃比をリッチ側に移行
でき、他方、リーン積分定数KILを大きくすると、制御
空燃比をリーン側に移行でき、また、リッチ積分定数KI
Rを小さくしても制御空燃比をリーン側に移行できる。
従って、下流側O₂センサ15の出力に応じてリッチ積分定
数KIRおよびリーン積分定数KILを補正することにより空
燃比が制御できる。リッチ遅延時間TDR＞リーン遅延時
間（−TDL）と設定すれば、制御空燃比はリッチ側に移
行でき、逆に、リーン遅延時間（−TDL）＞リッチ遅延
時間（TDR）と設定すれば、制御空燃比はリーン側に移
行できる。つまり、下流側O₂センサ15の出力に応じて遅
延時間TDR,TDLを補正することにより空燃比が制御でき
る。さらにまた、比較電圧V_R1を大きくすると制御空燃
比をリッチ側に移行でき、また、比較電圧V_R1を小さく
すると、制御空燃比をリーン側に移行できる。従って、
下流側O₂センサ15の出力に応じて比較電圧V_R1を補正す
ることにより空燃比が制御できる。

これらスキップ量、積分定数、遅延時間、比較電圧を
下流側O₂センサによって可変することはそれぞれに長所
がある。たとえば、遅延時間は非常に微妙な空燃比の調
整が可能であり、また、スキップ量は、遅延時間のよう
に空燃比のフィードバック周期を長くすることなくレス
ポンスの良い制御が可能である。従って、これら可変量
は当然２つ以上の組み合わされて用いられ得る。

第11図を参照して空燃比フィードバック制御定数とし
てのスキップ量を可変にしたダブルO₂センサシステムに
ついて説明する。

第11図の下流側O₂センサ15の出力V₂にもとづいてスキ
ップ量RSRS,RSLSを演算する第２の空燃比フィードバッ
ク制御ルーチンであって、所定時間たとえば1_S毎に実行
される。ステップ1101〜1106では、下流側O₂センサ15に
よる閉ループ条件か否かを判別する。たとえば、上流側
O₂センサ13による閉ループ条件の不成立（ステップ110
1）、上流側O₂センサ13の活性（ステップ1102,1103）に
加えて、冷却水温THWが所定値（たとえば70℃）以下の
とき（ステップ1104）、スロットル弁16が全閉（LL＝
“1"）のとき（ステップ1105）、下流側O₂センサ15の出
力V₂が基準値を一度も横切っていないとき（ステップ11
06）、等が閉ループ条件が不成立であり、その他の場合
の閉ループ条件成立である。閉ループ条件でなければス
テップ1113に直接進む。この場合、RSRS,RSLSは閉ルー
プ終了直前値に保持される。なお、RSRS,RSLSは閉ルー
プ制御中の平均値もしくは学習値（バックアップRAM106
の値（でもよい。

下流側O₂センサ15による閉ループ条件成立であれば、
ステップ1107に進む。ステップ1107では、下流側O₂セン
サ15の出力V₂をA/D変換して取込み、ステップ1108にてV
₂が理論空燃比相当の比較電圧V_R2たとえば0.55V以下か
否かを判別する、つまり、空燃比が理論空燃比に比べて
リッチかリーンかを判別する。この結果、ステップ1108
にてV₂≦V_R2（リーン）であればステップ1109,1110に進
む、他方、V₂＞V_R2）（リッチ）であればステップ1111,
1112に進む。

ステップ1109では、RSRS←RSRS＋△RS（一定値）と
し、つまり、リッチスキップ量RSRSを増大させて空燃比
をリッチ側に移行させ、さらに、ステップ1110にてRSLS
←RSLS−△RSとし、つまり、リーンスキップ量RSLSを減
少させて空燃比をリッチ側に移行させる。

他方、V₂＞V_R2（リッチ）のときには、ステップ1111
にてRSRS←RSRS−△RSとし、つまり、リッチスキップ量
RSRSを減少させて空燃比をリーン側に移行させ、さら
に、ステップ1112にてRSLS←RSLS＋△RSとし、つまり、
リーンスキップ量RSLSを増大させて空燃比をリーン側に
移行させる。

上述のごとく演算されたRSRS,RSLSは最大値たとえば
7.5％および最小値2.5％でガードした上でRAM105に格納
され、ステップ1113にてこのルーチンは終了する。

なお、空燃比フィードバック中に演算されたFAFS,RSR
S,RSLSは一旦他の値FAFS´,RSRS´,RSLS´に変化してバ
ックアップRAM106に格納することもでき、空燃比オープ
ンループ制御中にこれらの値を用いることにより、たと
えば再始動時や始動直後等あるいはO₂センサ非活性時の
運転性運動性向上にも役立つものである。最小値MINは
過渡追従性がそこなわれないレベルの値であり、また、
最大値MAXは空燃比変動によりドライバビリティの悪化
が発生しないレベルの値である。

第12図は第８図のステップ806の詳細なルーチンであ
る。

ステップ1201では、理論空燃比を含むリッチ制御（λ
≦１）かリーン制御（λ＞１）かを所定運転パラメータ
たとえばデータQ,Ne,THW等により判別する。この結果、
リッチ制御であれば（λ≦１）、ステップ1202〜1205に
進み、リーン制御であれば（λ＞１）、ステップ1206〜
1209に進む。

ステップ1202では、RAM105より吸入空気量データＱお
よび回転速度データNeを読出し、ROM104に格納された２
次元マップを用いてリッチ空燃比補正係数KRICH（≧
１）を補正計算する。次に、ステップ1203では、リッチ
空燃比補正係数KRICHに応じてROM104に格納された１次
元マップを用いてリニア出力型としての上流側O₂センサ
13を比較電圧V_RLを演算し、さらに、ステップ1204に
て、D/A変換器111の出力電圧を0.25Vとすると共にスイ
ッチ112を閉にして上流側O₂センサ13をリニア出力型と
して作用させて0.25Vを上流側O₂センサ13をリニア出力
型として作用させて0.25Vを上流側O₂センサ13に印加さ
せる。そして、ステップ1205では、FAFRとFAFとする。

他方、ステップ1206では、RAM105より吸入空気量デー
タＱおよび回転速度データNeを読出しROM104に格納され
た２次元マップを用いてリーン空燃比補正係数KLEAN
（＜１）を補間計算する。次に、ステップ1207では、リ
ーン空燃比補正係数KLEANに応じてROM104に格納された
１次元マップを用いてリニア出力型としての上流側O₂セ
ンサ13の比較電圧V_RLを演算し、さらに、ステップ1208
にて、D/A変換器111の出力電圧を0.5Vとすると共にスイ
ッチ112を閉として上流側O₂センサ13に0.5Vを印加す
る。そして、ステップ1209では、FAFLとFAFとする。

ステップ1210では、リニア出力型としての上流側O₂セ
ンサ13のV₁をA/D変換して取込み、ステップ1211にてV₁
が目標空燃比に相当する比較電圧V_RL以上か否かを判別
する。つまり、空燃比が目標空燃比よりリッチかリーン
かを判別する。リーン（V₁≧V_RL）であれば、ステップ1
212にてデイレイカウンタCDLY2が正か否かを判別し、CD
LY2＞０であればステップ1213にてCDLY2を０とし、ステ
ップ1214に進む。ステップ1215,1216では、デイレイカ
ウンタCDLY2を最小値TDLでガードし、この場合、デイレ
イカウンタCDLY2が最小値TDLに到達したときにはステッ
プ1217にて空燃比フラグF2を“0"（リーン）とする。な
お、最小値TDLは上流側O₂センサ13の出力V₁においてリ
ッチからリーンへの変化かあってもリッチ状態であると
の判断を保持するためのリーン遅延時間であって、負の
値で定義される。他方、リッチ（V₁＜V_RL）であれば、
ステップ1218にてデイレイカウンタCDLY2が負か否かを
判別し、CDLY2＜０であればステップ1219にてCDLY2を０
とし、ステップ1220に進む。ステップ1221,1222では、
デイレイカウンタCDLY2を最大値TDRでガードし、この場
合、デイレイカウンタCDLYが最大値TDRに到達したとき
にはステップ1223にて空燃比フラグF2を“1"（リッチ）
とする。なお、最大値TDRは上流側O₂センサ13の出力に
おいてリーンからリッチへの変化があってもリーン状態
であるとの判別を保持するためのリッチ遅延時間であっ
て、正の値で定義される。

ステップ1224では、空燃比フラグF2の符号が反転した
か否かを判別する、すなわち遅延処理後の空燃比が反転
したが否かを判別する。空燃比が反転していれば、ステ
ップ1225にて、空燃比フラグF2の値により、リッチから
リーンへの反転か、リーンからリッチへの反転かを判別
する。リッチからリーンへの反転であれば、ステップ12
26にてFAF←FAF＋RSRとスキップ的に増大させ、逆に、
リーンからリッチへの反転であれば、ステップ1227にて
FAF←FAF−RSLとスキップ的に減少させる。つまり、ス
キップ処理を行う。ステップ1224にて空燃比フラグF2の
符号が反転していなければ、ステップ1228,1229,1230に
て積分処理を行う。つまり、ステップ1228にて、F2＝
“0"か否かを判別し、F2＝“0"（リーン）であればステ
ップ1229にてFAF←FAF＋KIRとし、他方、F2＝“1"（リ
ッチ）であればステップ1230にてFAF←FAF−KILとす
る。ここで、積分定数KIR（KIL）はスキップ定数RSR,RS
Lに比して十分小さく設定してあり、つまり、KIW（KI
L）＜RSR（RSL）である。従って、ステップ1229はリー
ン状態（F2＝“0"）で燃料噴射量を徐々に増大させ、ス
テップ1230はリッチ状態（F2＝“1"）で燃料噴射量を徐
々に減少させる。ステップ1226,1227,1229,1230にて演
算された空燃比補正係数FAFは図示しないステップにて
最大値たとえば1.2にてガードされ、また、最小値たと
えば0.8にてガードされる。これにより、何らかの原因
で空燃比補正係数FAFが小さくなり過ぎ、もしくは大き
くなり過ぎた場合に、その値で機関の空燃比を制御して
オーバリーン、オーバリッチになるのを防ぐ。

ステップ1231では、再び理論空燃比を含むリッチ制御
（λ≦１）かリーン制御（λ＞１）かを判別する。リッ
チ制御（λ≦１）であればステップ1232〜1234に進み、
リーン制御（λ＞１）であればステップ1235〜1237に進
む。

ステップ1232では、FAFをFAFRとし、ステップ1233で
は、RAM105より吸入空気量データＱおよび回転速度デー
タNeを読出し、バックアップRAM106に格納されている２
次元マップτ_SO（Q,Ne）を用いて基本噴射量τ_SOを補間
計算する。次いで、ステップ1234にて、燃料噴射量を、
τ τ ←τ_SO・FAFR・KRICH によって演算してRAM105に格納する。

他方、ステップ1235では、FAFをFAFLとし、ステップ1
236では、RAM105より吸入空気量データＱおよび回転速
度データNeを読出し、バックアップRAM106に格納されて
いる２次元マップτ_SO（Q,Ne）を用いて基本噴射量τ_SO
を補間計算する。次いで、ステップ1237にて、燃料噴射
量τを、 τ ←τ_SO・FAFL・KLEAN によって演算してROM105に格納する。

そして、ステップ1238にてこのルーチンは終了する。

第13図は噴射量演算ルーチンであって、所定クランク
角度たとえば360゜CA毎に実行される。ステップ1301で
は第８図のステップ807、第９図ステップ924、第12図の
ステップ1234、もしくは1237にて演算された噴射量τを
ダウンカウンタ108にセットすると共にフリップフロッ
プ109をセットして燃料噴射を開始させる。そして、ス
テップ1302にてこのルーチンは終了する。なお、上述の
ごとく、噴射量TAUに相当する時間が経過すると、ダウ
ンカウンタ108のキャリアウト信号によってフリップフ
ロップ109がリセットされて燃料噴射は終了する。

第14図は第7B図，第８図，第９図，第11図〜第13図の
フローチャートを補足説明するためのタイミング図であ
る。時刻t₁以前では、上流側O₂センサ13はＺ特性出力型
としてもリニア出力型としても非活性であるので、（FB
1＝FB2＝“0"）、オープンループ制御である。次に、時
刻t₁にて上流側O₂センサ13の出力V₁が0.35V（素子温300
℃に相当）を横切ると、上流側O₂センサ13はＺ特性出力
型として活性と判別され、この結果、活性フラグFB1は
“1"とされる。このとき、他の閉ループ条件も成立して
いれば、Ｚ特性出力型としての上流側O₂センサ13の出力
V₁に応じて理論空燃比（τ＝１）の空燃比フィードバッ
ク制御が行われる。なお、このとき、下流側O₂センサ15
による閉ループ条件も成立すれば、下流側O₂センサ15の
出力信号V₂に応じても理論空燃比フィードバック制御が
行われ、従って、ダブルO₂センサシステムの機能が発揮
される。

時間t₂〜t₅では、燃料カット中である。従って、下流
側O₂センサ15の出力V₂はリーン（ローレベル）となる。
このとき、上流側O₂センサ13がリニア出力型としても活
性化すれば、すなわち、上流側O₂センサ13の出力V₁が4V
（素子温600℃相当）を超え、この結果、活性フラグFB1
（＝“1"）は活性フラグFB2（＝“1"）に切替わり、リ
ニア出力型としての上流側O₂センサ13の出力V₁に応じて
空燃比フィードバック制御が行われる。

時刻t₃以降では、フラグFB2は“1"であり、λ＝1,λ
＜1,λ＞１のいずれかに対する他の閉ループ条件も成立
していれば、リニア出力型の上流側O₂センサ13の出力V₁
に応じて任意の空燃比のフィードバック制御が行われ
る。たとえば、時間t₃〜t₄,t₅〜t₆では、λ＝１の空燃
比フィードバック制御、時間t₄〜t₅では、λ＜１の空燃
比フィードバック制御、時間t₄〜t₇では、λ＞１の空燃
比フィードバック制御が行われる。

なお、第９図の空燃比フィードバック制御は4ms毎
に、また、第11図の空燃比フィードバック制御は1s毎に
行われるのは、空燃比フィードバック制御は応答性の良
い上流側O₂センサによる制御を主にして行い、応答性の
悪い下流側O₂センサによる制御を従にして行うためであ
る。

また、上流側O₂センサによる空燃比フィードバック制
御における他の制御定数、たとえば積分定数、遅延時
間、上流側O₂センサの比較電圧V_R1等を下流側O₂センサ
の出力により補正するダブルO₂センサシステムにも、ま
た、第２の空燃比補正係数を導入するダブルO₂センサシ
ステムにも本発明を適用し得る。また、スキップ量、積
分定数、遅延時間のうちの２つを同時に制御することに
より制御性を向上できる。さらに、スキップ量RSRS,RSL
Sのうちの一方を固定し、他方のみを可変とすること
も、積分定数KIR,KILのうちの一方を固定し他方のみを
可変することも、あるいは遅延時間最大値TDR,TDLの一
方を固定し他方を可変とすることも可能である。

さらに、上述の実施例はダブルO₂センサシステムを示
したが、本発明はシングルO₂センサシステムにも適用し
得る。

また、吸入空気量センサとして、エアフローメータの
代りに、カルマン渦センサ、ヒートワイヤセンサ等を用
いることもできる。

さらに、上述の実施例は、吸入空気量および機関の回
転速度に応じて燃料噴射量を演算しているが、吸入空気
圧および機関の回転速度、もしくはスロットル弁開度お
よび機関の回転速度に応じて燃料噴射量を演算してもよ
い。

さらに、上述の実施例では、燃料噴射弁により吸気系
へ燃料噴射量を制御する内燃機関を示したが、キャブレ
タ式内燃機関にも本発明を適用し得る。たとえば、エレ
クトリック・エア・コントロールバルブ（EACV）により
機関の吸入空気量を調整して空燃比を制御するもの、エ
レクトリック・ブリード・エア・コントロールバルブに
よりキャブレタのエアブリード量を調整してメイン系通
路およびスロー系通路への大気の導入により空燃比を制
御するもの、機関の排気系へ送り込まれる２次空気量を
調整するもの、等に本発明を適用し得る。

さらに、上述の実施例はマイクロコンピュータすなわ
ちディジタル回路によって構成されているが、アナログ
回路により構成することもできる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によれば、上流側空燃比セ
ンサとしてリニア出力型を用いているので、任意の目標
空燃比を正確に得ることができ、しかも、上流側空燃比
センサの活性判別を適切に行っているので、排気エミッ
ションの低減、燃費の向上、ドライバビリティの向上、
触媒排気異臭の低減等に役立つものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の構成を説明するための全体ブロック
図、 第２図，第３図，第６図はO₂センサの出力特性図、 第４図はシングルO₂センサシステムおよびダブルO₂セン
サシステムを説明する排気エミッション特性図、 第５図は本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の一実
施例を示す全体概略図、 第7A図，第7B図，第８図，第９図，第11図，第12図，第
13図は第５図の制御回路の動作を説明するためのフロー
チャート、 第10図は第９図のフローチャートを補足説明するための
タイミング図、 第14図は第7B図，第８図，第９図，第11図，第12図，第
13図のフローチャートを補足説明するためのタイミング
図である。 １……機関本体、 ３……エアフローメータ、 ４……ディストリビュータ、 5,6……クランク角センサ、 10……制御回路、 12……触媒コンバータ、 13……上流側（第１の）O₂センサ、 15……下流側（第２の）O₂センサ、 17……アイドルスイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 灘 光博 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (72)発明者 勝野 歳康 豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動車株 式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−36946（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−143108（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−217733（ＪＰ，Ａ)

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内燃機関の排気通路に配置された三元触媒
   と、 該三元触媒の上流側の排気通路に配置された空燃比セン
   サであって、電圧を印加する第１の操作状態では、セン
   サ温度が第１の活性化温度以上である活性化状態におい
   て前記機関の空燃比をリニアに検出するリニア出力特性
   を有し、電圧印加を停止する第２の操作状態では、セン
   サ温度が第２の活性化温度以上である活性化状態におい
   て前記機関の空燃比が理論空燃比である場合を境に機関
   空燃比がリッチ空燃比側とリーン空燃比側かに応じて出
   力が急変するＺ出力特製を有する空燃比センサと、 前記空燃比センサを前記第１の操作状態で作用させ、第
   １の操作状態における空燃比センサ出力に基づいて機関
   空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する第１の空
   燃比調整手段と、 前記空燃比センサを前記第２の操作状態で作用させ、第
   ２の操作状態における空燃比センサ出力に基づいて機関
   空燃比を目標空燃比にフィードバック制御する第２の空
   燃比調整手段と、 前記空燃比センサが前記第１の操作状態で活性化してい
   るか否か、および前記空燃比センサが前記第２の操作状
   態で活性化しているか否かを個別に判別する活性化判別
   手段と、 前記空燃比センサが前記第１および第２の操作状態で共
   に活性化していないと判別されたときには前記第１およ
   び第２の空燃比調整手段による空燃比フィードバック制
   御を禁止し、前記空燃比センサが前記第２の操作状態に
   おいてのみ活性化していると判別されたときには、前記
   第１の空燃比調整手段による空燃比フィードバック制御
   を禁止する禁止手段を備えた内燃機関の空燃比制御装
   置。
2. 【請求項２】前記活性化判別手段は、前記空燃比センサ
   の素子温度を検出し、検出した素子温度に基づいて前記
   第１および第２の操作状態で前記空燃比センサが活性化
   しているか否かを判別する請求項１に記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。
3. 【請求項３】前記活性化判別手段は、前記内燃機関の冷
   却水温度を検出し、検出した冷却水温度に基づいて前記
   第１および第２の操作状態で前記空燃比センサが活性化
   しているか否かを判別する請求項１に記載の内燃機関の
   空燃比制御装置。
4. 【請求項４】前記活性化判別手段は、前記内燃機関の油
   温を検出し、検出した油温に基づいて前記第１および第
   ２の操作状態で前記空燃比センサが活性化しているか否
   かを判別する請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装
   置。
5. 【請求項５】前記活性化判別手段は、 前記空燃比センサを前記第２の操作状態としたときの前
   記空燃比センサの出力と予め定めた第１の所定値とを比
   較することにより、前記空燃比センサが前記第２の操作
   状態で活性化しているか否かを判別する第１の判別手段
   と、 前記空燃比センサを前記第１の操作状態としたときの前
   記内燃機関の燃料カット時における前記空燃比センサの
   出力と予め定めた第２の所定値とを比較することによ
   り、前記空燃比センサが前記第１の操作状態で活性化し
   ているか否かを判別する第２の判別手段と、を備えた請
   求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置。