JPH09291843A - 内燃機関の空燃比制御装置 - Google Patents

内燃機関の空燃比制御装置

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JPH09291843A
JPH09291843A JP8289883A JP28988396A JPH09291843A JP H09291843 A JPH09291843 A JP H09291843A JP 8289883 A JP8289883 A JP 8289883A JP 28988396 A JP28988396 A JP 28988396A JP H09291843 A JPH09291843 A JP H09291843A
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ratio sensor
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 排気浄化触媒の上流側にＡ／Ｆセンサを設け
て空燃比フィードバック制御を行う内燃機関において、
Ａ／Ｆセンサの特性ずれを推定し、それを考慮した空燃
比フィードバック制御及び触媒劣化判定を行う。 【解決手段】 出力拡大方向の特性ずれを有する場合に
は、燃料補正量が大きくなり過ぎるため、出力電圧ＶＡ
Ｆが目標電圧ＶＡＦＴを横断してから目標電圧に戻るま
での周期は、正常品の場合に比較して短くなる。一方、
出力縮小方向の特性ずれを有する場合には、燃料補正量
が小さくなり過ぎるため、その周期は、正常品の場合に
比較して長くなる。本発明では、Ａ／Ｆセンサ出力電圧
ＶＡＦをモニタし、その振幅ＶＰと周期ＣＰＥＲとを算
出し、それらの関係より、ＶＡＦを特性ずれに応じて補
正するための補正係数Ｋを求める。また、振幅ＶＰと周
期ＣＰＥＲとに代え、軌跡長とＶＡＦ及びＶＡＦＴが囲
む面積とを用いてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関（エンジ
ン）において、吸入空気量に応じて適量の燃料を供給す
ることにより、空気と燃料との混合比（空燃比：Ａ／
Ｆ）を所望の値に制御する装置である空燃比制御装置に
関し、より詳細には、排気浄化触媒の上流側に空燃比を
リニアに検出可能な空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）を設
けて空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、自動車用エンジンにおいて
は、排気ガス浄化対策として、排気ガス中の未燃成分
（ＨＣ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元と
を同時に促進する三元触媒が利用されている。そのよう
な三元触媒による酸化・還元能力を高めるためには、エ
ンジンの燃焼状態を示す空燃比（Ａ／Ｆ）を理論空燃比
近傍（ウィンドウ）に制御する必要がある。そのため、
エンジンにおける燃料噴射制御においては、排気ガス中
の残留酸素濃度に基づき空燃比が理論空燃比よりもリッ
チかリーンかを感知するＯ2 センサ（酸素濃度センサ）
（図１参照）を設け、そのセンサ出力に基づいて燃料量
を補正する空燃比フィードバック制御が行われている。
【０００３】かかる空燃比フィードバック制御では、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
箇所、すなわち触媒コンバータより上流側に設けている
が、そのＯ2 センサの出力特性のばらつきを補償するた
めに、触媒コンバータより下流側に第２のＯ2 センサを
更に設けたダブルＯ2 センサシステムも実現されてい
る。すなわち、触媒下流側では、排気ガスは十分に攪拌
されており、その酸素濃度も三元触媒の作用によりほぼ
平衡状態にあることにより、下流側Ｏ2 センサの出力
は、上流側Ｏ2 センサよりも緩やかに変化し、従って混
合気全体のリッチ／リーン傾向を示す。ダブルＯ2 セン
サシステムは、触媒上流側Ｏ2 センサによるメイン空燃
比フィードバック制御に加え、触媒下流側Ｏ2 センサに
よるサブ空燃比フィードバック制御を実施するものであ
り、メイン空燃比フィードバック制御による空燃比補正
係数を、下流側Ｏ2 センサの出力に基づいて修正するこ
とにより、上流側Ｏ2 センサの出力特性のばらつきを吸
収し、空燃比制御精度の向上を図っている。
【０００４】以上のような精密な空燃比制御を実施して
も、排気ガスの熱や鉛等の被毒の作用により触媒が劣化
してくると、十分な排気ガス浄化性能を得ることはでき
ない。そこで、従来より、種々の触媒劣化検出装置が提
案されている。その一つは、触媒下流側Ｏ2 センサによ
って暖機後のＯ2 ストレージ効果（過剰の酸素を保持し
未燃焼排気物の浄化に利用する機能）の低下を検出する
ことにより、触媒の劣化を診断するものである。すなわ
ち、触媒の劣化は結果として暖機後の浄化性能の低下を
誘発するが、この装置は、Ｏ2 ストレージ効果の低下を
浄化性能の低下と推定し、下流側Ｏ2 センサの出力信号
を使用して、軌跡長、フィードバック周波数等を求め、
Ｏ2 ストレージ効果の低下を検出し、触媒の劣化を検出
するものである。例えば、特開平 5-98948号公報に開示
された装置は、理論空燃比へのフィードバック制御中に
おいて下流側Ｏ2 センサの出力の軌跡長を求め、それに
基づき触媒劣化を検出する装置である。
【０００５】一方、近年においては、三元触媒が常に一
定の安定した浄化性能を発揮しうるように空燃比を制御
する内燃機関も開発されている。すなわち、Ｏ2 ストレ
ージ能力は、排気ガスがリーン状態にあるときに過剰分
の酸素を吸着し、排気ガスがリッチ状態にあるときに不
足分の酸素を放出することにより、排気ガスを浄化する
ものであるが、このような能力は有限なものである。従
って、Ｏ2 ストレージ能力を効果的に利用するために
は、排気ガスの空燃比が次にリッチ状態又はリーン状態
のいずれとなってもよいように、触媒中に貯蔵されてい
る酸素の量を所定量（例えば、最大酸素貯蔵量の半分）
に維持することが肝要であり、そのように維持されてい
れば、常に一定のＯ2 吸着・放出作用が可能となり、結
果として触媒による一定の酸化・還元能力が常に得られ
る。
【０００６】このように触媒の浄化性能を維持すべくＯ
2 ストレージ量を一定に制御する内燃機関においては、
空燃比をリニアに検出可能な空燃比センサ（Ａ／Ｆセン
サ）（図２参照）が用いられ、比例及び積分動作（ＰＩ
動作）によるフィードバック制御（Ｆ／Ｂ制御）が行わ
れる。すなわち、 次回燃料補正量＝Ｋp ＊（今回の燃料差）＋Ｋs ＊Σ
（これまでの燃料差） 但し、燃料差＝（実際に筒内で燃焼せしめられた燃料
量）−（吸入空気をストイキとする目標筒内燃料量） 実際に筒内で燃焼せしめられた燃料量＝空気量検出値／
空燃比検出値 Ｋp ＝比例項ゲイン Ｋs ＝積分項ゲイン なる演算により、フィードバック燃料補正量が算出され
る。
【０００７】上記した燃料補正量の演算式からわかるよ
うに、その比例項は、Ｏ2 センサによるフィードバック
制御と同様に、空燃比をストイキに維持すべく作用する
成分であり、積分項は、定常偏差（オフセット）を消去
するように作用する成分である。すなわち、この積分項
の作用により、触媒におけるＯ2 ストレージ量が一定に
維持される結果となる。例えば、急加速等でリーンガス
が発生した場合には、かかる積分項の作用により、リッ
チガスが発生せしめられ、リーンガス発生の効果が相殺
される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】上述したように、Ａ／
Ｆセンサの出力電圧に基づく空燃比フィードバック制御
においては、その出力電圧と目標電圧（ストイキ相当電
圧）との偏差が大きいほど燃料補正量が大きくなるよう
に制御されるため、Ａ／Ｆセンサに出力特性ずれ（レン
ジ外れ）や応答性特性ずれがあると、所望の空燃比フィ
ードバック制御を達成することが困難となる。例えば、
図３（Ａ）に示されるように、Ａ／Ｆセンサの応答性が
過敏となっているために、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦ
の変動（実線）が実際のＡ／Ｆに応じて本来示されるべ
き電圧（実Ａ／Ｆ相当電圧）の変動（破線）よりも大き
くなる場合には、燃料補正量が想定した値よりも大きく
なるため、ストイキ相当電圧（目標電圧）ＶＡＦＴへの
復帰に要する時間すなわち空燃比変動の周期は短くな
る。その逆に、図３（Ｂ）に示されるように、Ａ／Ｆセ
ンサの応答性が劣化しているために、Ａ／Ｆセンサ出力
電圧ＶＡＦの変動（実線）が実Ａ／Ｆ相当電圧の変動
（破線）よりも小さくなる場合には、燃料補正量が想定
した値よりも小さくなるため、空燃比変動の周期は長く
なる。従って、Ａ／Ｆセンサによる空燃比フィードバッ
ク制御において、Ａ／Ｆセンサの特性ずれを補償するこ
とが、一定の空燃比制御精度を達成する上で肝要であ
る。さらに、Ａ／Ｆセンサの特性ずれ又は劣化を判別し
た場合には、そのことを報知することが好ましい。
【０００９】また、Ａ／Ｆセンサの出力電圧に基づく空
燃比フィードバック制御を行う内燃機関においても、触
媒下流側にＯ2 センサを設け、サブ空燃比フィードバッ
ク制御を行うことがある。このサブ空燃比フィードバッ
ク制御においては、Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳの目標電
圧ＶＯＳＴからの変位を積算していき、その積算値に基
づいてＡ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補正していくこと
により、ＶＯＳを目標電圧ＶＯＳＴに近づける（つま
り、目標電圧に達するまで空燃比変動の中心を徐々にシ
フトしていく）制御がなされる。このような場合にも、
ダブルＯ2 センサシステムと同様に、触媒のＯ2 ストレ
ージ効果の低下をＯ2 センサで検出することにより、触
媒の劣化を判別することができる。
【００１０】すなわち、Ｏ2 センサの出力電圧ＶＯＳ
は、Ｏ2 ストレージ能力の低下した劣化触媒の下流にあ
る場合には、短い周期で変化するが、一方、正常触媒の
下流にある場合には、そのＯ2 ストレージ効果により、
長い周期で緩やかに変化する。Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯ
Ｓの軌跡長に基づく触媒劣化検出は、所定のモニタ期間
においてＶＯＳ軌跡長ＬＶＯＳを求め、その値が判定基
準値以上となった場合に触媒劣化ありと判定するもので
ある。ただし、その判定基準値は、当該所定期間におけ
るＡ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦの軌跡長ＬＶＡＦに応じ
て定められ、ＬＶＡＦが大きいほど、判定基準値も大き
くされる。例えば、図４において、（ＬＶＡＦ，ＬＶＯ
Ｓ）で表される点が、図中の判定基準値曲線よりも上側
にある場合には、触媒劣化ありと判定される。
【００１１】ところが、図３（Ａ）に示されるように、
Ａ／Ｆセンサの応答性が過敏となっているために、Ａ／
Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦの変動（実線）が実際のＡ／Ｆ
変動（破線）よりも大きな値を示している場合には、本
来、図４の異常領域内の点に位置すべき状態であるに
もかかわらず、正常領域内の点 <1>の位置へずれること
となる。そのため、このような場合には、異常触媒と判
定されるべきであるのに、正常触媒と判定されてしま
う。また、その逆に、図３（Ｂ）に示されるように、Ａ
／Ｆセンサの応答性が劣化しているために、Ａ／Ｆセン
サ出力電圧ＶＡＦの変動（実線）が実際のＡ／Ｆ変動
（破線）よりも小さな値を示している場合には、本来、
図４の正常領域内の点に位置すべき状態であるにもか
かわらず、異常領域内の点 <2>の位置へずれることとな
る。そのため、このような場合には、正常触媒と判定さ
れるべきであるのに、異常触媒とみなされてしまう。従
って、触媒劣化判別を実行する際においても、Ａ／Ｆセ
ンサの特性ずれを補償することが、触媒劣化判定の精度
を向上する上で肝要である。
【００１２】かかる実情に鑑み、本発明の目的は、排気
浄化触媒の上流側に排気ガス中の酸素濃度にほぼ比例す
る出力特性を有するＡ／Ｆセンサを設け、Ａ／Ｆセンサ
の出力によって表される空燃比と目標空燃比との偏差に
基づいて空燃比が目標空燃比となるようにフィードバッ
ク制御する内燃機関の空燃比制御装置において、Ａ／Ｆ
センサの特性ずれを推定し、それを考慮した空燃比フィ
ードバック制御及び触媒劣化判定を行うとともに、Ａ／
Ｆセンサの特性ずれ又は劣化を判別することにある。ひ
いては、本発明は、空燃比制御精度の向上すなわち排気
ガス浄化性能の向上を図り、大気汚染防止に寄与するこ
とを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく案
出された、本願第１の発明に係る、内燃機関の空燃比制
御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化触
媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス
中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃比セ
ンサと、前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相当す
る目標出力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比とな
るようにフィードバック制御する空燃比フィードバック
制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段による
空燃比フィードバック制御の実行中において、前記空燃
比センサの出力が前記目標出力に関して反転するごと
に、前記空燃比センサの出力の前記目標出力からの振幅
と、前記空燃比センサの出力が前記目標出力を横断して
から前記目標出力に戻るまでの周期と、を算出し、前記
振幅と前記周期とに基づいて前記空燃比センサの出力を
補正するセンサ出力補正手段と、を具備する。
【００１４】また、第２の発明に係る、内燃機関の空燃
比制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃
比センサと、前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相
当する目標出力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比
となるようにフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段に
よる空燃比フィードバック制御の実行中において、前記
空燃比センサの出力が前記目標出力に関して反転するご
とに、前記空燃比センサの出力の前記目標出力からの振
幅と、前記空燃比センサの出力が前記目標出力を横断し
てから前記目標出力に戻るまでの周期と、を算出し、前
記振幅と前記周期とに基づいて前記空燃比センサの特性
ずれ又は劣化を判別するセンサ異常判別手段と、を具備
する。
【００１５】また、第３の発明に係る、内燃機関の空燃
比制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上流
側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力と目
標空燃比に相当する目標出力との偏差に基づいて空燃比
が目標空燃比となるようにフィードバック制御する空燃
比フィードバック制御手段と、前記排気浄化触媒の下流
側に設けられた下流側空燃比センサと、前記空燃比フィ
ードバック制御手段による空燃比フィードバック制御の
実行中の所定期間内における、前記上流側空燃比センサ
の出力の軌跡長と前記下流側空燃比センサの出力の軌跡
長とに基づいて、前記排気浄化触媒の劣化を判別する触
媒劣化判別手段と、前記空燃比フィードバック制御手段
による空燃比フィードバック制御の実行中において、前
記上流側空燃比センサの出力が前記目標出力に関して反
転するごとに、前記上流側空燃比センサの出力の前記目
標出力からの振幅と、前記上流側空燃比センサの出力が
前記目標出力を横断してから前記目標出力に戻るまでの
周期と、を算出し、前記振幅と前記周期とに基づいて前
記触媒劣化判別手段において演算される上流側空燃比セ
ンサ出力軌跡長を補正する軌跡長補正手段と、を具備す
る。
【００１６】また、第４の発明に係る、内燃機関の空燃
比制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃
比センサと、前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相
当する目標出力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比
となるようにフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段に
よる空燃比フィードバック制御の実行中の所定期間内に
おいて、前記空燃比センサの出力の軌跡長と、前記空燃
比センサの出力と前記目標出力とで囲まれる面積と、を
算出し、前記軌跡長と前記面積とに基づいて前記空燃比
センサの出力を補正するセンサ出力補正手段と、を具備
する。
【００１７】また、第５の発明に係る、内燃機関の空燃
比制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃
比センサと、前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相
当する目標出力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比
となるようにフィードバック制御する空燃比フィードバ
ック制御手段と、前記空燃比フィードバック制御手段に
よる空燃比フィードバック制御の実行中の所定期間内に
おいて、前記空燃比センサの出力の軌跡長と、前記空燃
比センサの出力と前記目標出力とで囲まれる面積と、を
算出し、前記軌跡長と前記面積とに基づいて前記空燃比
センサの特性ずれ又は劣化を判別するセンサ異常判別手
段と、を具備する。
【００１８】また、第６の発明に係る、内燃機関の空燃
比制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上流
側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力と目
標空燃比に相当する上流側空燃比センサ目標出力との偏
差に基づいて空燃比が目標空燃比となるようにフィード
バック制御する第１の空燃比フィードバック制御手段
と、前記排気浄化触媒の下流側に設けられた下流側空燃
比センサと、前記下流側空燃比センサの出力と下流側空
燃比センサ目標出力との偏差に基づいて前記上流側空燃
比センサの出力を補正する第２の空燃比フィードバック
制御手段と、前記第１及び第２の空燃比フィードバック
制御手段による空燃比フィードバック制御の実行中の所
定期間内において、前記上流側空燃比センサの出力の軌
跡長である上流側軌跡長と、前記上流側空燃比センサの
出力と前記上流側空燃比センサ目標出力とで囲まれる面
積である上流側面積と、少なくとも前記下流側空燃比セ
ンサの出力の軌跡長である下流側軌跡長又は前記下流側
空燃比センサの出力と前記下流側空燃比センサ目標出力
とで囲まれる面積である下流側面積の一方と、を算出
し、前記上流側軌跡長と、前記上流側面積と、少なくと
も前記下流側軌跡長又は前記下流側面積の一方と、に基
づいて前記上流側空燃比センサの特性ずれ又は劣化を判
別するセンサ異常判別手段と、を具備する。
【００１９】また、第７の発明に係る、内燃機関の空燃
比制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
化触媒と、前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気
ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上流
側空燃比センサと、前記上流側空燃比センサの出力と目
標空燃比に相当する目標出力との偏差に基づいて空燃比
が目標空燃比となるようにフィードバック制御する空燃
比フィードバック制御手段と、前記排気浄化触媒の下流
側に設けられた下流側空燃比センサと、前記空燃比フィ
ードバック制御手段による空燃比フィードバック制御の
実行中の所定期間内において、前記上流側空燃比センサ
の出力の軌跡長と、前記下流側空燃比センサの出力の軌
跡長と、前記上流側空燃比センサの出力と前記目標出力
とで囲まれる面積と、を算出し、前記上流側空燃比セン
サ出力軌跡長と前記面積とに基づいて前記上流側空燃比
センサ出力軌跡長を補正し、該補正された上流側空燃比
センサ出力軌跡長と前記下流側空燃比センサ出力軌跡長
とに基づいて、前記排気浄化触媒の劣化を判別する触媒
劣化判別手段と、を具備する。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の実施形態について説明する。
【００２１】図５は、本発明の一実施形態に係る空燃比
制御装置を備えた電子制御式内燃機関の全体概要図であ
る。エンジンの燃焼に必要な空気は、エアクリーナ２で
ろ過され、スロットルボデー４を通ってサージタンク
（インテークマニホルド）６で各気筒の吸気管７に分配
される。なお、その吸入空気流量は、スロットルボデー
４に設けられたスロットル弁５により調節されるととも
に、エアフローメータ４０により計測される。また、吸
入空気温度は、吸気温センサ４３により検出される。さ
らに、吸気管圧力は、バキュームセンサ４１によって検
出される。
【００２２】また、スロットル弁５の開度は、スロット
ル開度センサ４２により検出される。また、スロットル
弁５が全閉状態のときには、アイドルスイッチ５２がオ
ンとなり、その出力であるスロットル全閉信号がアクテ
ィブとなる。また、スロットル弁５をバイパスするアイ
ドルアジャスト通路８には、アイドル時の空気流量を調
節するためのアイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ）６６
が設けられている。
【００２３】一方、燃料タンク１０に貯蔵された燃料
は、燃料ポンプ１１によりくみ上げられ、燃料配管１２
を経て燃料噴射弁６０により吸気管７に噴射される。
【００２４】吸気管７では、空気と燃料とが混合され、
その混合気は、吸気弁２４を介してエンジン本体すなわ
ち気筒（シリンダ）２０の燃焼室２１に吸入される。燃
焼室２１において、混合気は、ピストン２３により圧縮
された後、点火されて爆発・燃焼し、動力を発生する。
そのような点火は、点火信号を受けたイグナイタ６２
が、点火コイル６３の１次電流の通電及び遮断を制御
し、その２次電流が、点火ディストリビュータ６４を介
してスパークプラグ６５に供給されることによりなされ
る。
【００２５】なお、点火ディストリビュータ６４には、
その軸が例えばクランク角（ＣＡ）に換算して７２０°
ＣＡごとに基準位置検出用パルスを発生させる基準位置
検出センサ５０、及び３０°ＣＡごとに位置検出用パル
スを発生させるクランク角センサ５１が設けられてい
る。なお、実際の車速は、車速を表す出力パルスを発生
させる車速センサ５３によって検出される。また、エン
ジン本体（気筒）２０は、冷却水通路２２に導かれた冷
却水により冷却され、その冷却水温度は、水温センサ４
４によって検出される。
【００２６】燃焼した混合気は、排気ガスとして排気弁
２６を介して排気マニホルド３０に放出され、次いで排
気管３４に導かれる。なお、排気管３４には、排気ガス
中の酸素濃度に基づき空燃比をリニアに検出するＡ／Ｆ
センサ４５が設けられている。さらにそれより下流の排
気系には、触媒コンバータ３８が設けられており、その
触媒コンバータ３８には、排気ガス中の未燃成分（Ｈ
Ｃ，ＣＯ）の酸化と窒素酸化物（ＮＯx ）の還元とを同
時に促進する三元触媒が収容されている。こうして触媒
コンバータ３８において浄化された排気ガスが大気中に
排出される。
【００２７】また、このエンジンは、Ａ／Ｆセンサ４５
による空燃比フィードバック制御の目標制御中心を変動
させるべくサブ空燃比フィードバック制御を実施するエ
ンジンであり、触媒コンバータ３８より下流の排気系に
は、Ｏ2 センサ４６が設けられている。
【００２８】エンジン電子制御ユニット（エンジンＥＣ
Ｕ）７０は、燃料噴射制御（空燃比制御）、点火時期制
御、アイドル回転速度制御などに加え、触媒劣化検出処
理を実行するマイクロコンピュータシステムであり、そ
のハードウェア構成は、図６のブロック図に示される。
リードオンリメモリ（ＲＯＭ）７３に格納されたプログ
ラム及び各種のマップに従って、中央処理装置（ＣＰ
Ｕ）７１は、各種センサ及びスイッチからの信号をＡ／
Ｄ変換回路７５又は入力インタフェース回路７６を介し
て入力し、その入力信号に基づいて演算処理を実行し、
その演算結果に基づき駆動制御回路７７ａ〜７７ｄを介
して各種アクチュエータ用制御信号を出力する。ランダ
ムアクセスメモリ（ＲＡＭ）７４は、その演算・制御処
理過程における一時的なデータ記憶場所として使用され
る。また、バックアップＲＡＭ７９は、バッテリ（図示
せず）に直接接続されることにより電力の供給を受け、
イグニションスイッチがオフの状態においても保持され
るべきデータ（例えば、各種の学習値）を格納するため
に使用される。また、これらのＥＣＵ内の各構成要素
は、アドレスバス、データバス、及びコントロールバス
からなるシステムバス７２によって接続されている。
【００２９】以上のようなハードウェア構成を有する内
燃機関（エンジン）において実行されるＥＣＵ７０のエ
ンジン制御処理について、以下、説明する。
【００３０】点火時期制御は、クランク角センサ５１か
ら得られるエンジン回転速度及びその他のセンサからの
信号により、エンジンの状態を総合的に判定し、最適な
点火時期を決定し、駆動制御回路７７ｂを介してイグナ
イタ６２に点火信号を送るものである。
【００３１】また、アイドル回転速度制御は、アイドル
スイッチ５２からのスロットル全閉信号及び車速センサ
５３からの車速信号によってアイドル状態を検出すると
ともに、水温センサ４４からのエンジン冷却水温度等に
よって決められる目標回転速度と実際のエンジン回転速
度とを比較し、その差に応じて目標回転速度となるよう
に制御量を決定し、駆動制御回路７７ｃを介してＩＳＣ
Ｖ６６を制御して空気量を調節することにより、最適な
アイドル回転速度を維持するものである。
【００３２】以下では、本発明に係る空燃比制御（燃料
噴射制御）並びにＡ／Ｆセンサ異常検出及び触媒劣化検
出について詳細に説明すべく、関連する処理ルーチンの
手順を順次示す。
【００３３】図７は、筒内空気量推定及び目標筒内燃料
量算出ルーチンの処理手順を示すフローチャートであ
る。本ルーチンは、所定のクランク角ごとに実行され
る。まず、本ルーチンの前回までの走行により得られて
いる筒内空気量ＭＣi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を更
新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｎ−１）回
前のＭＣi 及びＦＣＲi を、第“ｉ＋１”回前のＭＣ
i+1 及びＦＣＲi+1 とする（ステップ１０２）。これ
は、図８に示されるように、過去ｎ回分の筒内空気量Ｍ
Ｃi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi のデータをＲＡＭ７４
内に記憶し、今回新たにＭＣ0 及びＦＣＲ0 を算出する
ためである。
【００３４】次いで、バキュームセンサ４１、クランク
角センサ５１、及びスロットル開度センサ４２からの出
力に基づいて、現在の吸気管圧力ＰＭ、エンジン回転速
度ＮＥ、及びスロットル開度ＴＡを求める（ステップ１
０４）。次いで、これらのＰＭ、ＮＥ、及びＴＡのデー
タより、筒内に供給される空気量ＭＣ0 を推定する（ス
テップ１０６）。なお、一般に、筒内空気量は、吸気管
圧力ＰＭ及びエンジン回転速度ＮＥから推定可能である
が、本実施例では、スロットル開度ＴＡの値の変化より
過渡状態を検出し、過渡状態においても精密な空気量が
算出されるようにしている。
【００３５】次いで、筒内空気量ＭＣ0 及び理論空燃比
ＡＦＴに基づき、 ＦＣＲ0 ←ＭＣ0 ／ＡＦＴ なる演算を実行して、混合気をストイキとするために筒
内に供給されるべき目標燃料量ＦＣＲ0 を算出する（ス
テップ１０８）。このようにして算出された筒内空気量
ＭＣ0 及び目標筒内燃料量ＦＣＲ0 は、今回得られた最
新のデータとして、図８に示されるような形式でＲＡＭ
７４内に記憶される。
【００３６】さて、本発明は、Ａ／Ｆセンサの特性ずれ
を考慮した空燃比制御及び触媒劣化検出処理を行おうと
いうものであるが、次に、その原理について説明する。
図９は、現実に測定されるＡ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦ
（実線）と実際のＡ／Ｆに応じて本来出力されるべきＡ
／Ｆセンサ出力電圧（実Ａ／Ｆ相当電圧）（破線）との
関係を、Ａ／Ｆセンサが、（Ａ）正常な特性を有する場
合、（Ｂ）出力拡大方向の特性ずれを有する場合、及び
（Ｃ）出力縮小方向の特性ずれを有する場合、について
示す図である。なお、同図では、Ａ／Ｆセンサ出力電圧
ＶＡＦと目標電圧（ストイキ相当電圧）ＶＡＦＴとの偏
差（振幅）が（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）において同一と
なる場合について比較している。
【００３７】空燃比フィードバック制御では、出力電圧
ＶＡＦと目標電圧ＶＡＦＴとの偏差が大きいほど燃料補
正量が大きくなるように制御される。そのため、出力拡
大方向の特性ずれを有するＡ／Ｆセンサの場合には、燃
料補正量が大きくなり過ぎることとなり、同図（Ｂ）に
示されるように、出力電圧ＶＡＦが目標電圧ＶＡＦＴを
横断してから目標電圧に戻るまでの周期は、正常品
（Ａ）の場合に比較して短くなる。一方、出力縮小方向
の特性ずれを有するＡ／Ｆセンサの場合には、燃料補正
量が小さくなり過ぎることとなり、同図（Ｃ）に示され
るように、その周期は、正常品（Ａ）の場合に比較して
長くなる。
【００３８】すなわち、図１０に示されるように、Ａ／
Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦをモニタし、その振幅ＶＰと周
期ＣＰＥＲとを算出し、それらの関係より、センサの特
性ずれに応じてＶＡＦを補正するための補正係数Ｋを求
めることができる。図１１は、振幅ＶＰと周期ＣＰＥＲ
とに基づいてＡ／Ｆセンサ出力電圧補正係数Ｋを求める
ためのマップを例示する図である。この図に示されるよ
うに、ある特定の振幅ＶＰにおいてその周期ＣＰＥＲが
通常よりも大きくなっているほど、出力縮小方向の特性
ずれが大きいと認められるため、補正係数Ｋは、１．０
よりも大きな値とされていく。一方、ある特定の振幅Ｖ
Ｐにおいてその周期ＣＰＥＲが通常よりも小さくなって
いるほど、出力拡大方向の特性ずれが大きいと認められ
るため、補正係数Ｋは、１．０よりも小さな値とされて
いく。
【００３９】以上のような補正係数Ｋを求めるととも
に、Ａ／Ｆセンサの特性ずれ及び劣化を検出する処理を
具体化したＡ／Ｆセンサ特性学習ルーチンは、図１２及
び図１３のフローチャートに示される。このルーチン
は、所定の時間周期で実行される。まず、Ａ／Ｆセンサ
４５の出力電圧ＶＡＦを検出する（ステップ２０２）。
次いで、検出されたＶＡＦが目標電圧（すなわちストイ
キ相当電圧）ＶＡＦＴ（例えば３．３Ｖ）に関し、前回
検出値から反転したか否かを判定する（ステップ２０
４）。
【００４０】ＶＡＦが反転していない場合には、ＶＡＦ
とＶＡＦＴとを比較する（ステップ２３０）。そして、
ＶＡＦ＜ＶＡＦＴのときには、本ルーチンの前回までの
走行により求められてきているリッチ側ピーク値（リッ
チ側振幅）ＶＰよりＶＡＦが小さいか否かを判定し（ス
テップ２３２）、ＶＡＦ＜ＶＰのときにはそのＶＡＦの
値を用いてＶＰを更新する（ステップ２３６）。同様
に、ＶＡＦ≧ＶＡＦＴのときには、本ルーチンの前回ま
での走行により求められてきているリーン側ピーク値
（リーン側振幅）ＶＰよりＶＡＦが大きいか否かを判定
し（ステップ２３４）、ＶＰ＜ＶＡＦのときにはそのＶ
ＡＦの値を用いてＶＰを更新する（ステップ２３６）。
ステップ２３２、２３４又は２３６の次に実行されるス
テップ２３８では、出力電圧ＶＡＦが目標電圧ＶＡＦＴ
を横断してからＶＡＦＴに戻るまでの周期を計時するた
めのカウンタＣＰＥＲをインクリメントする。
【００４１】一方、ステップ２０４においてＶＡＦが反
転したと認められた場合には、本ルーチンの前回までの
走行により求められている振幅ＶＰが、所定の範囲に入
っているか否か、すなわちＶ0 ＜ＶＰ＜Ｖ1 又はＶ2 ＜
ＶＰ＜Ｖ3 （図１４参照）が満足されるか否かを判定す
る（ステップ２０６）。このようにＶＰが所定の範囲に
あるときのみＡ／Ｆセンサ特性の学習処理が実行される
のは、その学習の精度を高めるためである。ステップ２
０６の判定結果がＮＯのときには、後述するステップ２
２８に進む。
【００４２】ステップ２０６の判定結果がＹＥＳのとき
には、振幅ＶＰ及び周期ＣＰＥＲに基づいて図１１に示
されるマップを参照することにより、補正係数Ｋを求め
る（ステップ２０８）。なお、このマップは、予めＲＯ
Ｍ７３に格納されている。次いで、補正係数Ｋのなまし
演算を実行する（ステップ２１０）。すなわち、前回ま
でに算出されてきたなまし値ＫＳＭを、演算式、 ＫＳＭ←ＫＳＭ＋（Ｋ−ＫＳＭ）／ｍ ＝〔（ｍ−１）ＫＳＭ＋Ｋ〕／ｍ により更新して、これをなまし後の補正係数Ｋとする。
なお、ｍはなまし率であり、なまし演算は、前回までの
なまし値に（ｍ−１）の重みを付け、今回の算出値に１
の重みを付けて平均をとり、これを新たななまし値とす
るものである。
【００４３】次いで、ステップ２１２では、補正係数Ｋ
が上限側異常判定基準値Ｋ1 より大きいか否かを判定す
る。Ｋ1 ＜Ｋのときには、異常あり（出力劣化）とみな
し、所定のアラームフラグＡＬＭＡＦを１にするととも
に（ステップ２２０）、アラームランプ６８（図５参
照）を点灯する（ステップ２２２）。また、ステップ２
１４では、補正係数Ｋが下限側異常判定基準値Ｋ0 より
小さいか否かを判定する。Ｋ＜Ｋ0 のときには、異常あ
り（レンジ外れ）とみなし、所定のアラームフラグＡＬ
ＭＡＦを２にするとともに（ステップ２１８）、アラー
ムランプ６８を点灯する（ステップ２２２）。
【００４４】一方、Ｋ0 ≦Ｋ≦Ｋ1 のときには、異常な
しとみなし、アラームフラグＡＬＭＡＦを０とする（ス
テップ２１６）。アラームフラグＡＬＭＡＦは、修理点
検時に収集されることができるように、バックアップＲ
ＡＭ７９に格納される（ステップ２２４）。次いで、ス
テップ２２６では、補正係数Ｋが極端な値をとることを
避けるために所定の範囲内に制限するガード処理が実行
される。次いで、ステップ２２８では、次の振幅・周期
算出処理に備えて、ＶＰ及びＣＰＥＲを初期化する。そ
の後は、前述したステップ２３０以降に進む。このよう
にして求められたＡ／Ｆセンサ出力特性補正係数Ｋは、
後述のメイン空燃比フィードバック制御及び触媒劣化検
出において利用される。
【００４５】図１５は、メイン空燃比フィードバック制
御ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。こ
のルーチンは、所定のクランク角ごとに実行される。ま
ず、フィードバックを実行すべき条件が成立するか否か
を判定する（ステップ３０２）。例えば、冷却水温が所
定値以下の時、機関始動中、始動後増量中、暖機増量
中、Ａ／Ｆセンサ４５の出力信号変化がない時、燃料カ
ット中、等はフィードバック条件不成立となり、その他
の場合は条件成立となる。条件不成立のときには、フィ
ードバック制御による燃料補正量ＤＦを０とし（ステッ
プ３２０）、本ルーチンを終了する。
【００４６】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている燃料量差（実際
に燃焼せしめられた燃料量と目標筒内燃料量との差）Ｆ
Ｄiを更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝０，１，…，ｍ
−１）回前のＦＤi を第“ｉ＋１”回前のＦＤi+1 とす
る（ステップ３０４）。これは、過去ｍ回分の燃料量差
ＦＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、今回新たに燃
料量差ＦＤ0 を算出するためである。
【００４７】次いで、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧値Ｖ
ＡＦを検出する（ステップ３０６）。次いで、後述する
サブ空燃比フィードバック制御により算出されているＡ
／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶにより、 ＶＡＦ←ＶＡＦ＋ＤＶ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦを補
正する（ステップ３０８）。このような補正により、サ
ブ空燃比フィードバック制御において目標電圧に達する
まで、空燃比変動の中心が徐々にシフトしていくことと
なる。
【００４８】次いで、前述したＡ／Ｆセンサ特性学習ル
ーチンにより既に補正係数Ｋの学習が完了しているか否
かを判定し（ステップ３１０）、Ｋの学習が完了してい
るときには、 ＶＡＦ←（ＶＡＦ−ＶＡＦＴ）＊Ｋ＋ＶＡＦＴ なる演算により、出力特性補正後のＶＡＦを求める（ス
テップ３１２）。そして、このような補正後のＶＡＦに
基づき図２の特性図を参照することにより、現在の空燃
比ＡＢＦを決定する（ステップ３１４）。なお、図２の
特性図は、マップ化されてＲＯＭ７３にあらかじめ格納
されている。
【００４９】次に、筒内空気量推定及び目標筒内燃料量
算出ルーチンにより既に算出されている筒内空気量ＭＣ
n 及び目標筒内燃料量ＦＣＲn （図８参照）に基づき、 ＦＤ0 ←ＭＣn ／ＡＢＦ−ＦＣＲn なる演算により、実際に燃焼せしめられた燃料量と目標
筒内燃料量との差を求める（ステップ３１６）。なお、
このようにｎ回前の筒内空気量ＭＣn 及び目標筒内燃料
量ＦＣＲn を採用する理由は、現在Ａ／Ｆセンサにより
検出されている空燃比と実際の燃焼との時間差を考慮し
たためである。換言すれば、過去ｎ回分の筒内空気量Ｍ
Ｃi 及び目標筒内燃料量ＦＣＲi を記憶しておく必要が
あるのは、そのような時間差のためである。
【００５０】次いで、 ＤＦ←Ｋfp＊ＦＤ0 ＋Ｋfs＊ΣＦＤi なる演算により、比例・積分制御（ＰＩ制御）による燃
料補正量ＤＦが決定される（ステップ３１８）。なお、
右辺第１項はＰＩ制御の比例項であり、Ｋfpは比例項ゲ
インである。また、右辺第２項はＰＩ制御の積分項であ
り、Ｋfsは積分項ゲインである。
【００５１】図１６は、サブ空燃比フィードバック制御
ルーチンの処理手順を示すフローチャートである。この
ルーチンは、メイン空燃比フィードバック制御ルーチン
の場合よりも長い所定の時間周期で実行される。まず、
メイン空燃比フィードバックの場合と同様に、サブ空燃
比フィードバック制御を実行すべき条件が成立するか否
かを判定する（ステップ４０２）。条件不成立の場合に
は、Ａ／Ｆセンサ出力電圧補正量ＤＶを０に設定し（ス
テップ４１２）、本ルーチンを終了する。
【００５２】フィードバック条件成立時には、本ルーチ
ンの前回までの走行により得られている電圧差（実際に
検出されたＯ2 センサ出力電圧と目標Ｏ2 センサ出力電
圧との差）ＶＤi を更新する。すなわち、第ｉ（ｉ＝
０，１，…，ｐ−１）回前のＶＤi を第“ｉ＋１”回前
のＶＤi+1 とする（ステップ４０４）。これは、過去ｐ
回分の電圧差ＶＤi のデータをＲＡＭ７４内に記憶し、
今回新たに電圧差ＶＤ0を算出するためである。
【００５３】次いで、Ｏ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳ
を検出する（ステップ４０６）。次いで、そのＶＯＳ及
び目標Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴ（例えば０．５Ｖ）
に基づいて、 ＶＤ0 ←ＶＯＳ−ＶＯＳＴ なる演算を実行することにより、最新の電圧差ＶＤ0 を
求める（ステップ４０８）。
【００５４】最後に、 ＤＶ←Ｋvp＊ＶＤ0 ＋Ｋvs＊ΣＶＤi なる演算により、ＰＩ制御によるＡ／Ｆセンサ出力電圧
補正量ＤＶを決定する（ステップ４１０）。なお、Ｋvp
及びＫvsは、それぞれ比例項及び積分項のゲインであ
る。こうして求められた補正量ＤＶは、前述したよう
に、メイン空燃比フィードバック制御ルーチンにおい
て、Ａ／Ｆセンサによるフィードバック制御の制御中心
電圧を変化させるために使用される。
【００５５】図１７は、燃料噴射制御ルーチンの処理手
順を示すフローチャートである。このルーチンは、所定
のクランク角ごとに実行される。最初に、前述した筒内
空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチンにおいて算
出された目標筒内燃料量ＦＣＲ0 、及びメイン空燃比フ
ィードバック制御ルーチンにおいて算出されたフィード
バック補正量ＤＦに基づき、 ＦＩ←ＦＣＲ0 ＊α＋ＤＦ＋β なる演算を実行して、燃料噴射量ＦＩを決定する（ステ
ップ５０２）。なお、α及びβは、他の運転状態パラメ
ータによって定まる乗算補正係数及び加算補正量であ
る。例えば、αには、吸気温センサ４３、水温センサ４
４等の各センサからの信号に基づく基本的な補正が含ま
れ、また、βには、燃料の壁面付着量（過渡運転状態に
おいて吸気管圧力の変化に伴い変化する）の変化に基づ
く補正が含まれている。最後に、求められた燃料噴射量
ＦＩを燃料噴射弁６０の駆動制御回路７７ａにセットす
る（ステップ５０４）。
【００５６】図１８及び図１９は、触媒劣化検出ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。本ルーチン
は、所定の時間周期で実行される。まず、ステップ６０
２では、劣化判定のためのモニタ条件が成立するか否か
を判定し、モニタ条件不成立の場合には本ルーチンを終
了し、モニタ条件成立の場合にはステップ６０４以降の
処理に進む。このモニタ条件は、例えば、Ａ／Ｆセンサ
４５の出力に基づくメイン空燃比フィードバック制御中
であること、Ｏ2 センサ４６の出力に基づくサブ空燃比
フィードバック制御中であること、機関負荷が所定値以
上であること等である。
【００５７】ステップ６０４では、Ａ／Ｆセンサ４５の
出力電圧ＶＡＦ及びＯ2 センサ４６の出力電圧ＶＯＳを
検出する。次いで、ステップ６０６では、ＶＡＦの軌跡
長ＬＶＡＦを、 ＬＶＡＦ←ＬＶＡＦ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ６０８で
は、ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳを、 ＬＶＯＳ←ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ６１０で
は、次回の実行に備え、 ＶＡＦＯ←ＶＡＦ ＶＯＳＯ←ＶＯＳ とする。なお、Ａ／Ｆセンサの軌跡長ＬＶＡＦの算出に
おいて、Ａ／Ｆセンサ出力の最大値と最小値との差（振
幅）が瞬間的に閾値を超えた場合、軌跡長ＬＶＡＦ及び
ＬＶＯＳの積算をストップ（積算値はホールド）し、閾
値以下となった時点で積算を再開するようにしてもよ
い。
【００５８】次いで、ステップ６１２では、モニタ時間
を計測するためのカウンタＣＴＩＭＥをインクリメント
し、ステップ６１４では、そのカウンタの値が所定値Ｃ
0 を超えたか否かを判定する。ＣＴＩＭＥ＞Ｃ0 のとき
にはステップ６１６に進み、ＣＴＩＭＥ≦Ｃ0 のときに
は本ルーチンを終了する。ステップ６１６では、前述し
たＡ／Ｆセンサ特性学習ルーチンにより既に補正係数Ｋ
の学習が完了しているか否かを判定し、Ｋの学習が完了
しているときには、ステップ６１８にて、 ＬＶＡＦ←ＬＶＡＦ＊Ｋ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧軌跡長ＬＶ
ＡＦを出力特性補正係数Ｋにより補正する。次のステッ
プ６２０では、ＬＶＡＦの値に応じた劣化判定基準値Ｌ
ref を決定する。このＬref は、ＬＶＡＦが大きいほ
ど、それに応じて大きくなるような基準値である（図４
参照）。
【００５９】次いで、ステップ６２２では、Ｏ2 センサ
出力軌跡長ＬＶＯＳがその劣化判定基準値Ｌref 以上か
否かを判定する。ＬＶＯＳ≧Ｌref のときには、触媒劣
化ありとみなし、所定のアラームフラグＡＬＭＣＣを１
にするとともに（ステップ６２４）、アラームランプ６
８（図５参照）を点灯する（ステップ６２６）。ＬＶＯ
Ｓ＜Ｌref のときには、触媒劣化なしとみなし、アラー
ムフラグＡＬＭＣＣを０とする（ステップ６２８）。ア
ラームフラグＡＬＭＣＣは、修理点検時に収集されるこ
とができるように、バックアップＲＡＭ７９に格納され
る（ステップ６３０）。最後のステップ６３２では、次
回の触媒劣化判定に備え、ＣＴＩＭＥ，ＬＶＡＦ，ＬＶ
ＯＳがクリアされる。
【００６０】次に、以上の第１の実施形態を改良した第
２の実施形態について説明する。第２の実施形態では、
前述したＡ／Ｆセンサ特性学習ルーチン（図１２及び図
１３）と触媒劣化検出ルーチン（図１８及び図１９）と
に代えて、新たにＡ／Ｆセンサ特性学習及び触媒劣化検
出ルーチンという１つのルーチンが設けられる。その他
のルーチンは、第１の実施形態と同一である。第１の実
施形態では、振幅ＶＰと周期ＣＰＥＲとに基づいて出力
特性補正係数Ｋを算出したが、第２の実施形態では、Ａ
／Ｆセンサ４５の出力電圧ＶＡＦの軌跡長ＬＶＡＦと、
ＶＡＦ及び目標電圧ＶＡＦＴで囲まれる面積ＡＶＡＦと
を算出し、その軌跡長ＬＶＡＦと面積ＡＶＡＦとの関係
に基づいてＡ／Ｆセンサ４５の出力特性補正係数Ｋを求
めるようにする。これにより、触媒劣化判定のためのモ
ニタとＡ／Ｆセンサ特性学習のためのモニタとを合体す
ることが可能となり、処理が簡素化されるという効果が
ある。まず、第２の実施形態の原理について説明する。
【００６１】図２０（Ａ）及び（Ｂ）に示されるよう
に、周期が同じであれば、所定の時間において出力電圧
ＶＡＦと目標電圧ＶＡＦＴとで囲まれる面積ＡＶＡＦ
（斜線部）は、ほぼ振幅に比例しているということがで
きる。また、図２１（Ａ）及び（Ｂ）に示されるよう
に、振幅が同じであれば、所定の時間における出力電圧
ＶＡＦの軌跡長ＬＶＡＦは、ほぼ周波数に比例している
（すなわち、周期に反比例している）ということができ
る。従って、Ａ／Ｆセンサの出力特性を推定するために
第１の実施形態で採用した振幅ＶＰ及び周期ＣＰＥＲに
代えて、軌跡長ＬＶＡＦ及び面積ＡＶＡＦを採用するこ
とができる。
【００６２】すなわち、第２の実施形態では、Ａ／Ｆセ
ンサ出力電圧ＶＡＦをモニタし、その軌跡長ＬＶＡＦと
面積ＡＶＡＦとを算出し、それらの関係より、Ａ／Ｆセ
ンサの出力特性を補正するための補正係数Ｋを求める。
図２２は、軌跡長ＬＶＡＦと面積ＡＶＡＦとに基づいて
Ａ／Ｆセンサ出力特性補正係数Ｋを求めるためのマップ
を例示する図である。この図に示されるように、ある特
定の面積ＡＶＡＦに対しその軌跡長ＬＶＡＦが通常より
も大きくなっているときには、出力拡大方向の特性ずれ
が大きいと認められるため、補正係数Ｋは、１．０より
も小さな値とされる。一方、ある特定の面積ＡＶＡＦに
対しその軌跡長ＬＶＡＦが通常よりも小さくなっている
ときには、出力縮小方向の特性ずれが大きいと認められ
るため、補正係数Ｋは、１．０よりも大きな値とされ
る。
【００６３】以上のような知見に基づく第２の実施形態
に係るＡ／Ｆセンサ特性学習及び触媒劣化検出ルーチン
は、図２３、図２４及び図２５のフローチャートに示さ
れる。このルーチンは、所定の時間周期で実行される。
まず、ステップ７０２では、触媒劣化判定のためのモニ
タ条件が成立するか否かを判定し、モニタ条件不成立の
場合には本ルーチンを終了し、モニタ条件成立の場合に
はステップ７０４以降の処理に進む。ステップ７０４で
は、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧ＶＡＦ及びＯ 2 センサ
４６の出力電圧ＶＯＳを検出する。
【００６４】次いで、ステップ７０６では、ＶＡＦの軌
跡長ＬＶＡＦを、 ＬＶＡＦ←ＬＶＡＦ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ７０８で
は、ＶＡＦとＶＡＦＴとで囲まれる面積ＡＶＡＦを、 ＡＶＡＦ←ＡＶＡＦ＋｜ＶＡＦ−ＶＡＦＴ｜ なる演算により更新する。なお、この面積演算は、図２
６に示されるように近似計算となっている。次のステッ
プ７１０では、ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳを、 ＬＶＯＳ←ＬＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＯ｜ なる演算により更新する。次いで、ステップ７１２で
は、次回の実行に備え、 ＶＡＦＯ←ＶＡＦ ＶＯＳＯ←ＶＯＳ とする。
【００６５】次いで、ステップ７１４では、モニタ時間
を計測するためのカウンタＣＴＩＭＥをインクリメント
し、ステップ７１６では、そのカウンタの値が所定値Ｃ
0 を超えたか否かを判定する。ＣＴＩＭＥ＞Ｃ0 のとき
にはステップ７１８に進み、ＣＴＩＭＥ≦Ｃ0 のときに
は本ルーチンを終了する。ステップ７１８では、軌跡長
ＬＶＡＦ及び面積ＡＶＡＦに基づいて図２２に示される
マップを参照することにより、補正係数Ｋを求める。な
お、このマップは、予めＲＯＭ７３に格納されている。
【００６６】次いで、ステップ７２０では、補正係数Ｋ
が上限側異常判定基準値Ｋ1 より大きいか否かを判定す
る。Ｋ1 ＜Ｋのときには、異常あり（出力劣化）とみな
し、所定のアラームフラグＡＬＭＡＦを１にするととも
に（ステップ７２８）、アラームランプ６８（図５参
照）を点灯する（ステップ７３０）。また、ステップ７
２２では、補正係数Ｋが下限側異常判定基準値Ｋ0 より
小さいか否かを判定する。Ｋ＜Ｋ0 のときには、異常あ
り（レンジ外れ）とみなし、アラームフラグＡＬＭＡＦ
を２にするとともに（ステップ７２６）、アラームラン
プ６８を点灯する（ステップ７３０）。一方、Ｋ0 ≦Ｋ
≦Ｋ1 のときには、異常なしとみなし、アラームフラグ
ＡＬＭＡＦを０とする（ステップ７２４）。アラームフ
ラグＡＬＭＡＦは、修理点検時に収集されることができ
るように、バックアップＲＡＭ７９に格納される（ステ
ップ７３２）。
【００６７】次いで、ステップ７３４では、 ＬＶＡＦ←ＬＶＡＦ＊Ｋ なる演算を実行して、Ａ／Ｆセンサ出力電圧軌跡長ＬＶ
ＡＦを出力特性補正係数Ｋにより補正する。次のステッ
プ７３６では、ＬＶＡＦの値に応じた劣化判定基準値Ｌ
ref を決定する。このＬref は、ＬＶＡＦが大きいほ
ど、それに応じて大きくなるような基準値である。
【００６８】次いで、ステップ７３６では、Ｏ2 センサ
出力軌跡長ＬＶＯＳがその劣化判定基準値Ｌref 以上か
否かを判定する。ＬＶＯＳ≧Ｌref のときには、触媒劣
化ありとみなし、所定のアラームフラグＡＬＭＣＣを１
にするとともに（ステップ７４０）、アラームランプ６
８（図５参照）を点灯する（ステップ７４２）。ＬＶＯ
Ｓ＜Ｌref のときには、触媒劣化なしとみなし、アラー
ムフラグＡＬＭＣＣを０とする（ステップ７４４）。ア
ラームフラグＡＬＭＣＣは、修理点検時に収集されるこ
とができるように、バックアップＲＡＭ７９に格納され
る（ステップ７４６）。最後のステップ７４８では、次
の判定処理に備え、ＣＴＩＭＥ、ＬＶＡＦ、ＡＶＡＦ及
びＬＶＯＳがクリアされる。
【００６９】最後に、前記第２の実施形態を改良した第
３の実施形態について説明する。第２の実施形態では、
メイン空燃比フィードバック補正量がＡ／Ｆセンサの出
力に基づくことを考慮し、Ａ／Ｆセンサ出力ＶＡＦが描
く軌跡長ＬＶＡＦ及び面積ＡＶＡＦに基づいてＡ／Ｆセ
ンサの異常が判別される。しかしながら、Ｏ2 センサの
出力に基づくサブ空燃比フィードバック制御が実施され
ている場合においては、触媒の劣化度が大きいとき又は
Ｏ2 センサの劣化度が大きいときに、以下の理由によ
り、かかるＡ／Ｆセンサ異常判別に不都合が生ずるおそ
れがある。
【００７０】サブ空燃比フィードバック制御実施時に
は、前述のように、Ｏ2 センサの出力に基づきＡ／Ｆセ
ンサの出力が補正され、その補正されたＡ／Ｆセンサ出
力に基づきメイン空燃比フィードバック補正量が決定さ
れる。すなわち、図２７（Ｂ）に示されるようにＯ2 セ
ンサ出力電圧ＶＯＳがリーンを示すときには、図２７
（Ａ）の破線に示されるようにＡ／Ｆセンサ出力電圧Ｖ
ＡＦがリーン側に見かけ上補正されることにより、リッ
チ側に戻すためのメイン空燃比フィードバック量が意図
的に大きくされる。一方、Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳが
リッチを示すときには、Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦが
リッチ側に見かけ上補正されることにより、リーン側に
戻すためのメイン空燃比フィードバック量が意図的に大
きくされる。
【００７１】ところで、触媒の劣化度が大きくなると、
触媒から流出するガスのＡ／Ｆ変化は触媒に流入するガ
スのＡ／Ｆ変化に追従するようになり、Ｏ2 センサの出
力の振れが速くなる。そうなると、サブ空燃比フィード
バック補正量が過度に大きくなり、その結果、Ａ／Ｆの
荒れも大きくなる。Ａ／Ｆの荒れが大きくなれば、Ａ／
Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦが描く軌跡長ＬＶＡＦ及び面積
ＡＶＡＦはともに大きくなる。実際、Ａ／Ｆセンサ出力
特性補正係数Ｋを求めるためのマップ（図２２）におい
て特定される点が、図２８における例えば点Ｐ0 から点
Ｐ1 への変位のように、Ｋの値が増加する方向にずれる
ことが判明している。従って、触媒の劣化度が大きいと
きには、Ｋの値を小さくするような補正を施すことが好
ましい。なお、触媒の劣化は、結果的にＯ2 センサ出力
電圧ＶＯＳの軌跡長ＬＶＯＳの増大につながる。そこ
で、図２９（Ａ）に示されるようなマップにより触媒劣
化分補正係数ＫC を求め、Ｋを補正することが考えられ
る。
【００７２】また、Ｏ2 センサの劣化度が大きくなる
と、Ｏ2 センサの出力の振れが小さくなる。そうなる
と、サブ空燃比フィードバック補正量が小さくなり、そ
の結果、Ａ／Ｆセンサの振幅も小さくなる。そのため、
Ａ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦが描く軌跡長ＬＶＡＦ及び
面積ＡＶＡＦはともに小さくなる。実際、Ａ／Ｆセンサ
出力特性補正係数Ｋを求めるためのマップ（図２２）に
おいて特定される点が、図２８における例えば点Ｐ2 か
ら点Ｐ3 への変位のように、Ｋの値が減少する方向にず
れることが判明している。従って、Ｏ2 センサの劣化度
が大きいときには、Ｋの値を大きくするような補正を施
すことが好ましい。なお、Ｏ2 センサの劣化によりＯ2
センサの出力の振れが小さくなることは、Ｏ2 センサ出
力電圧ＶＯＳとその目標電圧ＶＯＳＴとで囲まれる面積
ＡＶＯＳが小さくなることにつながる。そこで、図２９
（Ｂ）に示されるようなマップによりＯ2 センサ劣化分
補正係数ＫS を求め、Ｋを補正することが考えられる。
【００７３】図３０、図３１及び図３２は、以上のよう
な知見に基づく第３の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性
学習及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフロー
チャートである。以下、第３の実施形態と第２の実施形
態との相違点について説明する。まず、第３の実施形態
では、Ａ／Ｆセンサ４５の出力電圧ＶＡＦが描く軌跡長
ＬＶＡＦ及び面積ＡＶＡＦ並びにＯ2 センサ４６の出力
電圧ＶＯＳが描く軌跡長ＬＶＯＳに加え、ＶＯＳと目標
Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯＳＴとで囲まれる面積ＡＶＯＳ
も、 ＡＶＯＳ←ＡＶＯＳ＋｜ＶＯＳ−ＶＯＳＴ｜ なる演算により求められる（ステップ８１２）。
【００７４】そして、ＬＶＡＦ及びＡＶＡＦに基づいて
Ａ／Ｆセンサ出力特性補正係数（Ａ／Ｆセンサ劣化度判
定値）Ｋを求めるステップ８２０に続き、Ｋを触媒劣化
分及びＯ2 センサ劣化分に応じて補正するためのステッ
プ８２２、８２４及び８２６が追加されている。すなわ
ち、ステップ８２２では、図２９（Ａ）に示されるマッ
プを参照することにより、Ｏ2 センサ出力電圧軌跡長Ｌ
ＶＯＳに応じた触媒劣化分補正係数ＫC が求められる。
次いで、ステップ８２４では、図２９（Ｂ）に示される
マップを参照することにより、Ｏ2 センサ出力電圧ＶＯ
Ｓに係る面積ＡＶＯＳに応じたＯ2 センサ劣化分補正係
数ＫS が求められる。なお、これらのマップは、予めＲ
ＯＭ７３に格納されている。そして、ステップ８２６で
は、 Ｋ←Ｋ＊ＫC ＊ＫS なる演算により、Ｋが補正される。以下の処理は、この
補正後のＫを用いて第２の実施形態と同様に行われる。
なお、必要に応じ、触媒劣化分又はＯ2 センサ劣化分の
いずれか一方のみを補償するようにしてももちろんよ
い。
【００７５】以上、本発明の実施形態について述べてき
たが、もちろん本発明はこれに限定されるものではな
い。例えば、上記実施形態は、触媒下流側に、排気ガス
中の酸素濃度に対しＺ字状の出力特性を有するＯ2 セン
サを設けているが、触媒上流側と同様に、触媒下流側に
おいても、排気ガス中の酸素濃度にほぼ比例する出力特
性を有する空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）を設けるよう
にしてもよい。
【００７６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
排気浄化触媒の上流側に排気ガス中の酸素濃度にほぼ比
例する出力特性を有するＡ／Ｆセンサを設け、Ａ／Ｆセ
ンサの出力によって表される空燃比と目標空燃比との偏
差に基づいて空燃比が目標空燃比となるようにフィード
バック制御する内燃機関の空燃比制御装置において、Ａ
／Ｆセンサの特性ずれが推定され、それを考慮した空燃
比フィードバック制御及び触媒劣化判定が行われるとと
もに、Ａ／Ｆセンサの特性ずれ又は劣化が判別される。
従って、本発明は、空燃比制御精度を向上させることに
より、排気ガス浄化性能を更に改善し、大気汚染防止に
大きく寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】空燃比とＯ2 センサ出力電圧との関係を示す特
性図である。
【図２】空燃比とＡ／Ｆセンサ出力電圧との関係を示す
特性図である。
【図３】Ａ／Ｆセンサの特性ずれを説明するための図で
ある。
【図４】触媒劣化検出処理における誤検出を説明するた
めの図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る空燃比制御装置を備
えた電子制御式内燃機関の全体概要図である。
【図６】本発明の一実施形態に係るエンジンＥＣＵのハ
ードウェア構成を示すブロック図である。
【図７】筒内空気量推定及び目標筒内燃料量算出ルーチ
ンの処理手順を示すフローチャートである。
【図８】推定された筒内空気量及び算出された目標筒内
燃料量の記憶状態を説明するための図である。
【図９】測定されるＡ／Ｆセンサ出力電圧ＶＡＦ（実
線）と実際のＡ／Ｆに応じて本来出力されるべきＡ／Ｆ
センサ出力電圧（実Ａ／Ｆ相当電圧）（破線）との関係
を、Ａ／Ｆセンサが、（Ａ）正常な特性を有する場合、
（Ｂ）出力拡大方向の特性ずれを有する場合、（Ｃ）出
力縮小方向の特性ずれを有する場合、について示す図で
ある。
【図１０】振幅ＶＰ及び周期ＣＰＥＲについて説明する
ための図である。
【図１１】振幅ＶＰと周期ＣＰＥＲとに基づいてＡ／Ｆ
センサ出力特性補正係数Ｋを求めるためのマップを例示
する図である。
【図１２】Ａ／Ｆセンサ特性学習ルーチンの処理手順を
示すフローチャート（１／２）である。
【図１３】Ａ／Ｆセンサ特性学習ルーチンの処理手順を
示すフローチャート（２／２）である。
【図１４】振幅ＶＰに基づく学習条件を説明するための
図である。
【図１５】メイン空燃比フィードバック制御ルーチンの
処理手順を示すフローチャートである。
【図１６】サブ空燃比フィードバック制御ルーチンの処
理手順を示すフローチャートである。
【図１７】燃料噴射制御ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャートである。
【図１８】触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャート（１／２）である。
【図１９】触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフロ
ーチャート（２／２）である。
【図２０】軌跡長と面積との関係に基づくＡ／Ｆセンサ
特性学習の原理を説明するための波形図（その１）であ
る。
【図２１】軌跡長と面積との関係に基づくＡ／Ｆセンサ
特性学習の原理を説明するための波形図（その２）であ
る。
【図２２】軌跡長ＬＶＡＦと面積ＡＶＡＦとに基づいて
Ａ／Ｆセンサ出力特性補正係数Ｋを求めるためのマップ
を例示する図である。
【図２３】第２の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性学習
及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ート（１／３）である。
【図２４】第２の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性学習
及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ート（２／３）である。
【図２５】第２の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性学習
及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ート（３／３）である。
【図２６】面積ＡＶＡＦの演算方法について説明するた
めの図である。
【図２７】サブ空燃比フィードバック制御について説明
するための図である。
【図２８】触媒の劣化又はＯ2 センサの劣化によりＫの
値のずれることを説明するための図である。
【図２９】（Ａ）は、触媒劣化分に応じてＫを補正する
ための補正係数ＫC をＯ2 センサ出力に係る軌跡長ＬＶ
ＯＳに応じて定めたマップを示す図であり、（Ｂ）は、
Ｏ 2 センサ劣化分に応じてＫを補正するための補正係数
ＫS をＯ2 センサ出力に係る面積ＡＶＯＳに応じて定め
たマップを示す図である。
【図３０】第３の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性学習
及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ート（１／３）である。
【図３１】第３の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性学習
及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ート（２／３）である。
【図３２】第３の実施形態に係るＡ／Ｆセンサ特性学習
及び触媒劣化検出ルーチンの処理手順を示すフローチャ
ート（３／３）である。
【符号の説明】
２…エアクリーナ ４…スロットルボデー ５…スロットル弁 ６…サージタンク（インテークマニホルド） ７…吸気管 ８…アイドルアジャスト通路 １０…燃料タンク １１…燃料ポンプ １２…燃料配管 ２０…エンジン本体（気筒） ２１…燃焼室 ２２…冷却水通路 ２３…ピストン ２４…吸気弁 ２６…排気弁 ３０…排気マニホルド ３４…排気管 ３８…触媒コンバータ ４０…エアフローメータ ４１…バキュームセンサ ４２…スロットル開度センサ ４３…吸気温センサ ４４…水温センサ ４５…Ａ／Ｆセンサ ４６…Ｏ2 センサ ５０…基準位置検出センサ ５１…クランク角センサ ５２…アイドルスイッチ ５３…車速センサ ６０…燃料噴射弁 ６２…イグナイタ ６３…点火コイル ６４…点火ディストリビュータ ６５…スパークプラグ ６６…アイドル回転速度制御弁（ＩＳＣＶ） ６８…アラームランプ ７０…エンジンＥＣＵ ７１…ＣＰＵ ７２…システムバス ７３…ＲＯＭ ７４…ＲＡＭ ７５…Ａ／Ｄ変換回路 ７６…入力インタフェース回路 ７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄ…駆動制御回路 ７９…バックアップＲＡＭ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０２Ｄ 45/00 ３５８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３５８Ｚ ３６８ ３６８Ｇ Ｇ０１Ｎ 27/26 ３６１ Ｇ０１Ｎ 27/26 ３６１Ｂ 27/409 27/58 Ｂ

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃比センサ
    と、 前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する目標出
    力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比となるように
    フィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段
    と、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中において、前記空燃比センサの出
    力が前記目標出力に関して反転するごとに、前記空燃比
    センサの出力の前記目標出力からの振幅と、前記空燃比
    センサの出力が前記目標出力を横断してから前記目標出
    力に戻るまでの周期と、を算出し、前記振幅と前記周期
    とに基づいて前記空燃比センサの出力を補正するセンサ
    出力補正手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
  2. 【請求項２】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃比センサ
    と、 前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する目標出
    力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比となるように
    フィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段
    と、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中において、前記空燃比センサの出
    力が前記目標出力に関して反転するごとに、前記空燃比
    センサの出力の前記目標出力からの振幅と、前記空燃比
    センサの出力が前記目標出力を横断してから前記目標出
    力に戻るまでの周期と、を算出し、前記振幅と前記周期
    とに基づいて前記空燃比センサの特性ずれ又は劣化を判
    別するセンサ異常判別手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
  3. 【請求項３】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上流側空燃比セ
    ンサと、 前記上流側空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する
    目標出力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比となる
    ようにフィードバック制御する空燃比フィードバック制
    御手段と、 前記排気浄化触媒の下流側に設けられた下流側空燃比セ
    ンサと、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中の所定期間内における、前記上流
    側空燃比センサの出力の軌跡長と前記下流側空燃比セン
    サの出力の軌跡長とに基づいて、前記排気浄化触媒の劣
    化を判別する触媒劣化判別手段と、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中において、前記上流側空燃比セン
    サの出力が前記目標出力に関して反転するごとに、前記
    上流側空燃比センサの出力の前記目標出力からの振幅
    と、前記上流側空燃比センサの出力が前記目標出力を横
    断してから前記目標出力に戻るまでの周期と、を算出
    し、前記振幅と前記周期とに基づいて前記触媒劣化判別
    手段において演算される上流側空燃比センサ出力軌跡長
    を補正する軌跡長補正手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
  4. 【請求項４】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃比センサ
    と、 前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する目標出
    力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比となるように
    フィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段
    と、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中の所定期間内において、前記空燃
    比センサの出力の軌跡長と、前記空燃比センサの出力と
    前記目標出力とで囲まれる面積と、を算出し、前記軌跡
    長と前記面積とに基づいて前記空燃比センサの出力を補
    正するセンサ出力補正手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
  5. 【請求項５】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する空燃比センサ
    と、 前記空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する目標出
    力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比となるように
    フィードバック制御する空燃比フィードバック制御手段
    と、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中の所定期間内において、前記空燃
    比センサの出力の軌跡長と、前記空燃比センサの出力と
    前記目標出力とで囲まれる面積と、を算出し、前記軌跡
    長と前記面積とに基づいて前記空燃比センサの特性ずれ
    又は劣化を判別するセンサ異常判別手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
  6. 【請求項６】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上流側空燃比セ
    ンサと、 前記上流側空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する
    上流側空燃比センサ目標出力との偏差に基づいて空燃比
    が目標空燃比となるようにフィードバック制御する第１
    の空燃比フィードバック制御手段と、 前記排気浄化触媒の下流側に設けられた下流側空燃比セ
    ンサと、 前記下流側空燃比センサの出力と下流側空燃比センサ目
    標出力との偏差に基づいて前記上流側空燃比センサの出
    力を補正する第２の空燃比フィードバック制御手段と、 前記第１及び第２の空燃比フィードバック制御手段によ
    る空燃比フィードバック制御の実行中の所定期間内にお
    いて、前記上流側空燃比センサの出力の軌跡長である上
    流側軌跡長と、前記上流側空燃比センサの出力と前記上
    流側空燃比センサ目標出力とで囲まれる面積である上流
    側面積と、少なくとも前記下流側空燃比センサの出力の
    軌跡長である下流側軌跡長又は前記下流側空燃比センサ
    の出力と前記下流側空燃比センサ目標出力とで囲まれる
    面積である下流側面積の一方と、を算出し、前記上流側
    軌跡長と、前記上流側面積と、少なくとも前記下流側軌
    跡長又は前記下流側面積の一方と、に基づいて前記上流
    側空燃比センサの特性ずれ又は劣化を判別するセンサ異
    常判別手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
  7. 【請求項７】 内燃機関の排気通路に設けられた排気浄
    化触媒と、 前記排気浄化触媒の上流側に設けられ、排気ガス中の酸
    素濃度にほぼ比例する出力特性を有する上流側空燃比セ
    ンサと、 前記上流側空燃比センサの出力と目標空燃比に相当する
    目標出力との偏差に基づいて空燃比が目標空燃比となる
    ようにフィードバック制御する空燃比フィードバック制
    御手段と、 前記排気浄化触媒の下流側に設けられた下流側空燃比セ
    ンサと、 前記空燃比フィードバック制御手段による空燃比フィー
    ドバック制御の実行中の所定期間内において、前記上流
    側空燃比センサの出力の軌跡長と、前記下流側空燃比セ
    ンサの出力の軌跡長と、前記上流側空燃比センサの出力
    と前記目標出力とで囲まれる面積と、を算出し、前記上
    流側空燃比センサ出力軌跡長と前記面積とに基づいて前
    記上流側空燃比センサ出力軌跡長を補正し、該補正され
    た上流側空燃比センサ出力軌跡長と前記下流側空燃比セ
    ンサ出力軌跡長とに基づいて、前記排気浄化触媒の劣化
    を判別する触媒劣化判別手段と、 を具備する、内燃機関の空燃比制御装置。
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