(57)【要約】【課題】排気の酸素濃度の検出にかかる応答性を適切に調節することのできる排気酸素濃度検出装置を提供する。【解決手段】この装置は、内燃機関の排気通路の集合部分における三元触媒より排気流れ方向上流側に設けられて同内燃機関の排気の酸素濃度を検出する空燃比センサを備える。機関システムは、内燃機関の各気筒における混合気の空燃比を調節する空燃比制御と内燃機関の気筒間における混合気の空燃比のバラツキを判定する空燃比バラツキ判定とを共に空燃比センサの検出値に基づき実行する。空燃比バラツキ判定の非実行時（Ｓ１０６：ＹＥＳ）における酸素センサの温度（Ｓ１０７）と比較して、空燃比バラツキ判定の実行時（Ｓ１０１：ＹＥＳ）における空燃比センサの温度（Ｓ１０２）を高温に調節する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒内燃機関の排気通路の集合部分における三元触媒より排気流れ方向上流側に設けられて同内燃機関の排気の酸素濃度を検出する酸素センサを備え、前記内燃機関の各気筒における混合気の空燃比を調節する空燃比制御と前記内燃機関の気筒間における混合気の空燃比のバラツキを判定する空燃比バラツキ判定とを共に前記酸素センサの検出値に基づき実行する機関システムに適用される排気酸素濃度検出装置において、
前記空燃比バラツキ判定の非実行時における前記酸素センサの温度と比較して、同空燃比バラツキ判定の実行時における前記酸素センサの温度を高温に調節する温度調節手段を備える
ことを特徴とする排気酸素濃度検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の排気酸素濃度検出装置において、
前記温度調節手段は、前記内燃機関の吸入空気量が多いときほど前記酸素センサの温度を低温に調節するものである
ことを特徴とする排気酸素濃度検出装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の排気酸素濃度検出装置において、
前記温度調節手段は、前記酸素センサを加熱するためのヒータと同ヒータへの供給電力を調節するものとを有してなる
ことを特徴とする排気酸素濃度検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の排気酸素濃度検出装置において、
前記酸素センサは温度上昇に伴いインピーダンスが大きくなる検出素子を有してなり、
前記温度調節手段は、前記検出素子のインピーダンスの相関値を検出するとともに、同相関値に基づいて前記ヒータへ供給電力を調節するものであり、
前記排気酸素濃度検出装置は、前記空燃比バラツキ判定の実行停止前後における前記ヒータの消費電力の差が所定の判定値以上であることを条件に、前記酸素センサの劣化異常を判定する劣化判定手段を更に備えてなる
ことを特徴とする排気酸素濃度検出装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載の排気酸素濃度検出装置において、
前記機関システムは、前記空燃比バラツキ判定において、前記酸素センサにより検出される酸素濃度の変化速度が所定の判定速度以上であるときに前記内燃機関の気筒間における混合気の空燃比のバラツキが大きくなる異常が発生していると判定する
ことを特徴とする排気酸素濃度検出装置。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の排気酸素濃度検出装置において、
前記機関システムは、実行条件の非成立時に前記空燃比制御を実行するとともに前記空燃比バラツキ判定を非実行とし、前記実行条件の成立時に前記空燃比制御と前記空燃比バラツキ判定とを共に実行する
ことを特徴とする排気酸素濃度検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気の酸素濃度を検出するための酸素センサを有する排気酸素濃度検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
機関システムにおいて内燃機関の排気通路に三元触媒を設けることが多用されている（特許文献１参照）。この機関システムでは、内燃機関の各気筒から排気通路に排出される燃焼ガス（排気）が三元触媒によって浄化されるようになっている。三元触媒は、内燃機関の各気筒内において燃焼する混合気の空燃比が所定範囲（いわゆるウィンド）内になっているときに高い浄化機能を発揮する。そのため三元触媒が設けられた機関システムでは、排気の性状を検出するとともに同性状に基づいて内燃機関の各気筒における混合気の空燃比をフィードバック制御する、いわゆる空燃比制御が実行される。
【０００３】
具体的には、内燃機関の排気通路の集合部分（詳しくは、各気筒から延びる通路が合流した部分）における三元触媒より排気流れ方向上流側の位置に排気の酸素濃度を検出するための酸素センサが設けられる。そして、この酸素センサにより検出される酸素濃度と所定の濃度（例えば、混合気の空燃比が理論空燃比である場合の排気の酸素濃度）とが一致するように、内燃機関の各気筒に供給される燃料の量（燃料供給量）がフィードバック制御される。
【０００４】
こうした空燃比制御を通じて、混合気の空燃比がウィンド内の比率になるように調節されて三元触媒が高い浄化機能を発揮するようになり、内燃機関の排気が適正に浄化されるようになる。
【０００５】
ここで上記空燃比制御では、各気筒への燃料供給量が、排気通路の集合部分に設けられた酸素センサの検出値に応じて同一量となるように調節される。そのため、内燃機関の各気筒の空燃比の平均値をウィンド内の比率になるように調節することができるものの、各気筒の空燃比を各別に調節することはできず、機関システムの吸気系や燃料系の個体差、劣化などの影響によって各気筒の空燃比にバラツキが生じることが避けられない。
【０００６】
多気筒内燃機関においては、各気筒の空燃比の平均値がウィンド内の比率になっていたとしても、それら気筒間における空燃比のバラツキが大きくなると、排気の酸素濃度が上記ウィンドに相当する濃度範囲から周期的に外れるようになるために三元触媒による浄化機能が低下して排気性状の悪化を招いてしまう。そのため、空燃比制御が実行される機関システムであっても、内燃機関の気筒間における空燃比のバラツキの度合いを判定し、同バラツキが大きくなっている場合にはこれに適切に対処することが望ましい。
【０００７】
そのため従来、内燃機関の気筒間における空燃比のバラツキが大きくなると酸素センサの検出値の変動幅も大きくなることから、同変動幅（詳しくは、特定の周波数における検出値の変動幅）が大きくなったことをもって上記バラツキが大きくなる異常の発生を判定することが提案されている（例えば特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−１７９３８１号公報
【特許文献２】特開２０００−２２０４８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところで、上述した空燃比制御の実行に際しては、共通の酸素センサの検出値に基づいて各気筒への燃料供給量が同一量に調節される。そのため空燃比制御の実行時には、酸素センサによって各気筒の空燃比の平均値に相当する値を検出すればよく、酸素センサに要求される検出応答性（実際の排気酸素濃度に対する検出値の追従性）は低い。このとき酸素センサの検出応答性を高くすると、その検出値の変動速度や変動幅が大きくなって同検出値と上記平均値に相当する値との乖離を招き易くなり、空燃比制御（具体的には、各気筒の混合気の空燃比）が不安定になり易い。
【００１０】
その一方で、前述のように空燃比のバラツキの度合いを判定する際には、酸素センサの検出応答性が低いと各気筒の空燃比の相違に起因する排気酸素濃度の変動を適正に検出することができないため、そうした排気酸素濃度の変動を的確に検出するために酸素センサに高い検出応答性が要求される。
【００１１】
このように、排気酸素濃度の検出に際して酸素センサに要求される検出応答性は空燃比制御の実行時と空燃比バラツキの判定時とで異なり、それら空燃比制御および空燃比バラツキの判定を共に精度よく実行するためには、酸素センサの検出応答性を適正に設定する必要がある。
【００１２】
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、排気の酸素濃度の検出にかかる応答性を適切に調節することのできる排気酸素濃度検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
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、多気筒内燃機関の排気通路の集合部分における三元触媒より排気流れ方向上流側に設けられて同内燃機関の排気の酸素濃度を検出する酸素センサを備え、前記内燃機関の各気筒における混合気の空燃比を調節する空燃比制御と前記内燃機関の気筒間における混合気の空燃比のバラツキを判定する空燃比バラツキ判定とを共に前記酸素センサの検出値に基づき実行する機関システムに適用される排気酸素濃度検出装置において、前記空燃比バラツキ判定の非実行時における前記酸素センサの温度と比較して、同空燃比バラツキ判定の実行時における前記酸素センサの温度を高温に調節する温度調節手段を備えることをその要旨とする。
【００１４】
酸素センサの温度が適切な温度範囲内に調節されているのであれば、その温度が高くなるほど酸素センサの検出応答性は高くなる。上記構成によれば、空燃比バラツキ判定の実行時においては、酸素センサが高温になってその検出応答性が高くなるために、同酸素センサによって内燃機関の各気筒の排気酸素濃度の相違に起因する同排気酸素濃度の変動を適正に検出することができ、空燃比バラツキ判定を精度よく実行することができる。しかも、空燃比バラツキ判定の非実行時には、酸素センサが比較的低温になってその検出応答性が低くなるために、同酸素センサによって各気筒の排気酸素濃度の平均値に近い値を適正に検出することができ、その検出値に基づいて空燃比制御を精度よく実行することができる。このように上記構成によれば、空燃比制御と空燃比バラツキ判定とを共に精度よく実行するべく、排気の酸素濃度の検出にかかる応答性を適切に調節することができる。
【００１５】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の排気酸素濃度検出装置において、前記温度調節手段は、前記内燃機関の吸入空気量が多いときほど前記酸素センサの温度を低温に調節するものであることをその要旨とする。
【００１６】
内燃機関の吸入空気量が多いときほど同内燃機関の排気量、すなわち酸素センサの配設部分を通過する排気の量が多いために、排気の酸素濃度の変化に対する酸素センサの検出値の追従性が高くなると云える。こうした吸入空気量の相違による酸素センサの検出値の変化速度の相違は、酸素センサの検出応答性の相違と同様に、空燃比制御の実行精度や空燃比バラツキ判定の判定精度を低下させる一因となる可能性がある。
【００１７】
上記構成によれば、そうした吸入空気量の相違に起因する酸素センサの検出値の変化速度の差を抑えるように、酸素センサの温度を変更してその検出応答性を設定することができる。そのため、上記変化速度の差および同差による誤差の発生を抑えることができ、空燃比制御や空燃比バラツキ判定を精度よく実行することができる。
【００１８】
なお、前記温度調節手段としては、請求項３によるように、前記酸素センサを加熱するためのヒータと同ヒータへの供給電力を調節するものとを有するものを採用することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の排気酸素濃度検出装置において、前記酸素センサは温度上昇に伴いインピーダンスが大きくなる検出素子を有してなり、前記温度調節手段は、前記検出素子のインピーダンスの相関値を検出するとともに、同相関値に基づいて前記ヒータへ供給電力を調節するものであり、前記排気酸素濃度検出装置は、前記空燃比バラツキ判定の実行停止前後における前記ヒータの消費電力の差が所定の判定値以上であることを条件に、前記酸素センサの劣化異常を判定する劣化判定手段を更に備えてなることをその要旨とする。
【００２０】
上記構成では、酸素センサの温度設定に際して、酸素センサの検出素子の温度が高くなるほど同検出素子のインピーダンスが小さくなるといった特性をふまえて、このインピーダンスの相関値が検出されるとともに同相関値が目標とする温度に相当する値になるようにヒータへ供給電力が調節される。これにより、酸素センサの素子温度が所望の温度に調節される。
【００２１】
酸素センサの検出素子は劣化に伴ってインピーダンスが大きくなるといった特性も有している。そのため、検出素子のインピーダンスの相関値に基づいてヒータへ供給電力を調節する装置では、劣化によって検出素子のインピーダンスが増加した場合に、その増加分を低下させるためにヒータへの供給電力が大きくなる分だけ同ヒータの消費電力が不要に多くなってしまう。したがって、そのようにしてヒータの消費電力が大きくなったことをもって酸素センサの劣化異常を判定することが可能になる。
【００２２】
ただし、内燃機関の排気温度はその運転状態に応じて異なるために、酸素センサの温度を目標とする温度で維持するために必要なヒータの消費電力も機関運転状態に応じて異なり、単にヒータの消費電力を監視しても酸素センサの劣化異常を精度よく判定することは難しい。
【００２３】
劣化によって検出素子のインピーダンスが大きくなった場合には、そのときどきのヒータの消費電力が大きくなることに加えて、空燃比バラツキ判定の実行停止前後におけるヒータの消費電力の差も大きくなる。そして、この消費電力の差も機関運転状態に応じて異なるとはいえ、その機関運転状態の変化に伴う変化幅は、そのときどきのヒータの消費電力の機関運転状態の変化に伴う変化幅と比較してごく小さくなることが発明者によって確認された。
【００２４】
上記構成によれば、そうした空燃比バラツキ判定の実行停止前後におけるヒータ消費電力の差が大きくなったことに基づいて、酸素センサの劣化異常を精度よく判定することができる。なお、インピーダンスの相関値としては、インピーダンスそのものの他、アドミタンスを採用することができる。
【００２５】
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排気酸素濃度検出装置において、前記機関システムは、前記空燃比バラツキ判定において、前記酸素センサにより検出される酸素濃度の変化速度が所定の判定速度以上であるときに前記内燃機関の気筒間における混合気の空燃比のバラツキが大きくなる異常が発生していると判定することをその要旨とする。
【００２６】
内燃機関の気筒間における空燃比のバラツキが生じると、排気通路の集合部分を通過する排気の酸素濃度が周期的に変動するようになるために、酸素センサにより検出される酸素濃度も同様に周期的に変動するようになる。そして上記バラツキが大きくなると、酸素センサによって検出される排気酸素濃度の変動幅も大きくなり、同排気酸素濃度の変化速度が高くなる。
【００２７】
この点、上記構成によれば、酸素センサにより検出される排気酸素濃度の変化速度が高くなったことをもって、内燃機関の気筒間における空燃比のバラツキが大きくなっていると判断することができ、同バラツキが大きくなる異常の発生を精度よく判定することができる。
【００２８】
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排気酸素濃度検出装置において、前記機関システムは、実行条件の非成立時に前記空燃比制御を実行するとともに前記空燃比バラツキ判定を非実行とし、前記実行条件の成立時に前記空燃比制御と前記空燃比バラツキ判定とを共に実行することをその要旨とする。
【００２９】
上記構成によれば、空燃比制御と空燃比バラツキ判定とが共に実行されるときには、同空燃比バラツキ判定の判定精度を空燃比制御の実行精度より優先するべく、酸素センサの検出応答性を高くすることができる。しかも、空燃比バラツキ判定が実行されずに空燃比制御が実行されるときには同空燃比制御を精度よく実行するべく酸素センサの検出応答性を低くすることができる。
【００３０】
このように上記構成によれば、空燃比バラツキ判定の実行の有無によることなく酸素センサの検出応答性が一定に維持される装置と比較して、酸素センサの検出応答性を適切に調節することができ、高い実行精度での空燃比制御の実行と高い判定精度での空燃比バラツキ判定の実行との両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明を具体化した一実施の形態にかかる酸素濃度検出装置が適用される機関システムの概略構成を示す略図。
【図２】空燃比センサにより検出される酸素濃度の推移の一例を示すタイムチャート。
【図３】温度調節処理の実行手順を示すフローチャート。
【図４】温度調節処理の実行手順を示すフローチャート。
【図５】空燃比センサの検出素子の温度と応答時間と吸入空気量との関係の一例を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００３２】
以下、本発明にかかる排気酸素濃度検出装置について説明する。
図１は、本発明を具体化した一実施の形態にかかる排気酸素濃度検出装置が適用される機関システムの概略構成を示している。
【００３３】
同図１に示すように、内燃機関１０は複数（本実施の形態では、四つ）の気筒（♯１〜♯４）を備えている。内燃機関１０の吸気通路１１は、各気筒を始点に延設された部分（各吸気分岐通路１１ａ）とそれら吸気分岐通路１１ａの集合した集合部分（吸気集合通路１１ｂ）とにより構成されている。
【００３４】
吸気通路１１における吸気集合通路１１ｂにはスロットルバルブ１２が設けられており、このスロットルバルブ１２にはスロットルモータ１３が連結されている。このスロットルモータ１３の作動制御（スロットル制御）を通じてスロットルバルブ１２の開度（スロットル開度ＴＡ）が調節される。このスロットル制御を通じて、内燃機関１０の吸気通路１１（詳しくは、吸気集合通路１１ｂ）の通路断面積が調節されて、同吸気通路１１を介して内燃機関１０の各気筒に吸入される空気の量が調節される。
【００３５】
吸気通路１１における各吸気分岐通路１１ａ（詳しくは、吸気ポート）には燃料を噴射する燃料噴射弁１４が設けられている。本実施の形態では、各吸気分岐通路１１ａに対して一つずつ合計四つの燃料噴射弁１４が設けられている。それら燃料噴射弁１４の作動制御（燃料噴射制御）を通じて、内燃機関１０の各吸気分岐通路１１ａ内に噴射される燃料の量（燃料噴射量）が調節される。
【００３６】
内燃機関１０の運転に際しては、吸気分岐通路１１ａを通過する吸入空気と燃料噴射弁１４から噴射される燃料とが混合されつつ内燃機関１０の各気筒に吸入されることにより、各気筒内に混合気が形成される。
【００３７】
内燃機関１０の各気筒には、それぞれ点火プラグ１５が設けられている。この点火プラグ１５の作動制御（点火制御）を通じて内燃機関１０の各気筒内の混合気が着火して燃焼し、その燃焼より発生するエネルギによって内燃機関１０の出力軸１６に回転トルクが付与される。
【００３８】
内燃機関１０の各気筒内の燃焼ガス（排気）は排気通路１７に排出される。この排気通路１７は、内燃機関１０の各気筒を始点に延設された部分（各排気分岐通路１７ａ）とそれら排気分岐通路１７ａの集合した集合部分（排気集合通路１７ｂ）とにより構成されている。
【００３９】
そして、排気通路１７における排気集合通路１７ｂには三元触媒１８が設けられている。内燃機関１０の各気筒からの排気は各排気分岐通路１７ａを介して排気集合通路１７ｂに集められて三元触媒１８によって浄化された後、排気通路１７の外部に排出される。
【００４０】
本実施の形態の機関システムは、内燃機関１０の運転状態を検出するための各種センサを備えている。各種センサとしては例えば、アクセルペダルなどのアクセル操作部材（図示略）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ２１や、内燃機関１０の吸気通路１１（詳しくは、吸気集合通路１１ｂ）を通過する空気の量（通路吸気量ＧＡ）を検出するための吸気量センサ２２が設けられている。また、内燃機関１０の出力軸１６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２３や、排気の酸素濃度ＯＸを検出するための空燃比センサ２４、スロットル開度ＴＡを検出するためのスロットルセンサ２５なども設けられている。
【００４１】
上記空燃比センサ２４は詳しくは、排気通路１７の排気集合通路１７ｂにおける前記三元触媒１８より排気流れ方向上流側の位置に取り付けられている。空燃比センサ２４は、周知の限界電流式の酸素センサであり、ジルコニアを材料として焼結された検出素子２４ａを備えている。なお限界電流式の酸素センサは、排気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近傍の所定比率（具体的には、１４．５）である場合には、その出力電流がほぼ「０」になる。そして、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、上記空燃比センサ２４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。
【００４２】
また、空燃比センサ２４はヒータ２４ｂを内蔵している。このヒータ２４ｂは検出素子２４ａを加熱するためのものであり、同ヒータ２４ｂへの供給電力の調節制御（ヒータ制御）を通じて検出素子２４ａの温度を調節することができるようになっている。
【００４３】
本実施の形態の機関システムは、マイクロコンピュータなどを中心に構成される電子制御ユニット２０を備えており、この電子制御ユニット２０には各種センサの出力信号が取り込まれている。電子制御ユニット２０は、各種センサの出力信号に基づき所定周期毎に実行される演算処理を通じて各種の演算を行い、その演算結果に基づいてスロットル制御や燃料噴射制御、点火制御、ヒータ制御などといった内燃機関１０の運転にかかる各種制御を実行する。
【００４４】
本実施の形態のスロットル制御は次のように実行される。すなわち先ず、内燃機関１０の運転状態（具体的には、アクセル操作量ＡＣＣおよび機関回転速度ＮＥ）に基づいてスロットル開度ＴＡについての制御目標値（目標スロットル開度Ｔｔａ）が算出される。そして、この目標スロットル開度Ｔｔａと実際のスロットル開度ＴＡとが一致するようにスロットルモータ１３の作動が制御される。これにより、内燃機関１０の各気筒に吸入される空気の量（吸入空気量）が同内燃機関１０の運転状態に応じたかたちで調節される。
【００４５】
また、本実施の形態の燃料噴射制御は次のように実行される。すなわち先ず、通路吸気量ＧＡと機関回転速度ＮＥとに基づいて燃料噴射量についての制御目標値（目標燃料噴射量ＴＱ）が算出される。そして、この目標燃料噴射量ＴＱと同量の燃料が噴射されるように各燃料噴射弁１４が開弁駆動される。なお本実施の形態では、通路吸気量ＧＡと機関回転速度ＮＥとにより定まる内燃機関１０の運転状態と同内燃機関１０の各気筒内の混合気の空燃比を所定比率（例えば、１４．５）にすることの可能な燃料噴射量との関係が実験やシミュレーションの結果から予め求められて電子制御ユニット２０に記憶されており、同関係に基づいて上記目標燃料噴射量ＴＱが算出される。
【００４６】
さらに本実施の形態では、空燃比センサ２４の検出値（酸素濃度ＯＸ）に基づいて燃料噴射量をフィードバック制御する、いわゆる空燃比制御が実行される。この空燃比制御は、その実行条件が成立していることを条件に実行される所定周期毎の演算処理として電子制御ユニット２０により実行される。空燃比制御の実行条件が成立したことは以下の各条件が共に満たされることにより判断される。
・空燃比センサ２４が活性化していること（具体的には、検出素子２４ａの温度が所定温度［例えば、３００℃］以上になっていること）。
・内燃機関１０の暖機が完了していること（具体的には、機関冷却水の温度が所定温度［例えば、７０℃］以上になっていること）。
【００４７】
この空燃比制御にかかる処理では、先ず空燃比センサ２４により検出される排気の酸素濃度ＯＸと所定の濃度（混合気の空燃比が前記所定比率である場合の酸素濃度）との偏差が算出されるとともに同偏差に基づいて補正項Ｋが算出される。そして、この補正項Ｋにより目標燃料噴射量ＴＱを補正することによって新たな目標燃料噴射量ＴＱが算出される。なお本実施の形態では、上記偏差と同偏差を速やかに縮小させることの可能な補正項Ｋとの関係が実験やシミュレーションの結果から予め求められて電子制御ユニット２０に記憶されており、同関係に基づいて補正項Ｋが算出される。この補正項Ｋとしては基本的に、上記偏差が大きいときほど目標燃料噴射量ＴＱを大きく補正する値が算出される。こうした空燃比制御を通じて、内燃機関１０の各気筒の混合気の空燃比と前記所定比率とが一致するように内燃機関１０の各気筒への燃料供給量が調節される。本実施の形態では、目標燃料噴射量ＴＱおよび補正項Ｋとして内燃機関１０の各気筒で共通の値、すなわち一つの値のみが設定される。
【００４８】
また本実施の形態のヒータ制御は以下のように実行される。
空燃比センサ２４は、その検出素子２４ａの温度が適切な温度範囲内に調節されているのであれば、同検出素子２４ａの温度が高いときほど排気の酸素濃度の検出にかかる応答性が高くなるとの特性を有している。そのため、検出素子２４ａの温度変化によって空燃比センサ２４の検出応答性が不要に変化してしまうと、同空燃比センサ２４の検出値（酸素濃度ＯＸ）の変動速度や変動幅も不要に変化してしまう。したがって、空燃比制御の実行中において検出素子２４ａの温度が変化すると、これに伴って同空燃比制御において算出される前記偏差や補正項Ｋも変化するようになり、これが空燃比制御の不安定化を招く一因となってしまう。こうしたことから、空燃比制御を精度よく実行するためには空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度を適正な温度で維持することが重要になると云える。この点をふまえて本実施の形態では、ヒータ制御の実行を通じて空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度を適正な温度に調節するようにしている。
【００４９】
空燃比センサ２４の検出素子２４ａは温度上昇に伴ってインピーダンスが小さくなるといった特性を有している。本実施の形態のヒータ制御では、この点をふまえて、検出素子２４ａの印加電圧や出力電流などに基づいて同検出素子２４ａのインピーダンスの相関値（具体的には、アドミタンス）が検出されるとともに、その検出したアドミタンスが目標とする温度に対応する値になるようにヒータ２４ｂへの供給電力が調節されるようになっている。この調節は具体的には、ヒータ２４ｂへの電力の供給と供給停止とを交互に繰り返す制御（いわゆるデューティ制御）が実行されるとともに電力が供給される時間と供給されない時間との比率（デューティ比）が調節されるといったように行われる。これにより、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度が目標とする温度に調節されるようになる。なお、この目標とする温度としては、空燃比制御の実行時においては、所定温度ＴＨ１（例えば６５０℃）が設定される。
【００５０】
ここで上記燃料噴射制御および空燃比制御では、内燃機関１０の各気筒への燃料供給量が共通の目標燃料噴射量ＴＱおよび補正項Ｋをもとに同一量となるように調節される。そのため、内燃機関１０の各気筒における混合気の空燃比の平均値を所定範囲（いわゆるウィンドウ）内の比率に調節することができるようになるものの、各気筒の混合気の空燃比を各別に調節することはできない。したがって、機関システムの吸気系（吸気ポートや吸気バルブなど）や燃料供給系（燃料噴射弁１４など）の個体差、劣化などの影響によって内燃機関１０の各気筒の混合気の空燃比にバラツキが生じることが避けられない。
【００５１】
そうした内燃機関１０の気筒間における空燃比のバラツキが生じると、排気通路１７の排気集合通路１７ｂを通過する排気、すなわち三元触媒１８に流入する排気の酸素濃度が周期的に変動するようになる。そして、このバラツキが大きくなると、三元触媒１８に流入する排気の酸素濃度が上記ウィンドに相当する濃度範囲から周期的に外れるようになるため、同三元触媒１８による排気浄化機能が低下して排気性状の悪化を招いてしまう。そのため本実施の形態では、内燃機関１０の気筒間における空燃比のバラツキの度合いが大きくなる異常（バラツキ異常）の発生の有無を判定する空燃比バラツキ判定を実行するようにしている。
【００５２】
図２に空燃比センサ２４により検出される酸素濃度ＯＸの推移の一例を示す。なお同図２において、線Ｌ１は上記バラツキの度合いがごく小さいときにおける酸素濃度ＯＸの推移を示しており、同図の線Ｌ２は上記バラツキの度合いが大きいときにおける酸素濃度ＯＸの推移を示している。
【００５３】
図２に線Ｌ１で示すように、内燃機関１０の気筒間における空燃比のバラツキがごく小さいときには、排気集合通路１７ｂを通過する排気の酸素濃度がほとんど変動しないために、酸素濃度ＯＸもほとんど変化しない。これに対して、図２に線Ｌ２で示すように、内燃機関１０の気筒間における空燃比のバラツキが大きいときには、排気集合通路１７ｂを通過する排気の酸素濃度の変動幅が大きくなって、酸素濃度ＯＸの変化速度が高くなる。
【００５４】
この点をふまえて、本実施の形態の空燃比バラツキ判定では、酸素濃度ＯＸの変化速度が所定の判定速度以上になったことに基づいてバラツキ異常が発生していると判定するようにしている。そして、バラツキ異常が発生していると判定された場合には、車室内に設けられた警告灯（図示略）を点灯させたり、電子制御ユニット２０にバラツキ異常が発生した履歴を記憶したりするようにしている。これにより、バラツキ異常が発生した場合に、これに適切に対処することが可能になる。
【００５５】
空燃比バラツキ判定にかかる処理は具体的には以下のように実行される。
この処理は、空燃比制御の実行中において空燃比バラツキ判定の実行条件が成立していることを条件に、所定周期毎の割り込み処理として電子制御ユニット２０により実行される。空燃比バラツキ判定の実行条件が成立していることは、「機関回転速度ＮＥが所定の範囲（２０００〜３０００回転／分）内で安定していること」との条件が満たされることをもって判断される。
【００５６】
なお本実施の形態では、空燃比制御の実行条件が非成立であるときには、空燃比制御および空燃比バラツキ判定が共に実行されない。また、空燃比制御の実行条件の成立時において、空燃比バラツキ判定の実行条件の非成立時には空燃比制御が実行されるとともに空燃比バラツキ判定が実行されず、空燃比バラツキ判定の実行条件の成立時には空燃比制御および空燃比バラツキ判定が共に実行される。
【００５７】
空燃比バラツキ判定にかかる処理では先ず、空燃比バラツキ判定の実行条件の成立後における酸素濃度ＯＸの一階微分値が算出されるとともに同一階微分値が全て記憶される。この一階微分値としては、具体的には、本処理の前回実行時の酸素濃度ＯＸ［ｉ−１］と今回実行時の酸素濃度ＯＸ［ｉ］との差（＝ＯＸ［ｉ−１］−ＯＸ［ｉ］）が算出される。そして、その記憶された一階微分値に基づいて、周期的に変動している酸素濃度ＯＸが、空燃比バラツキ判定の実行条件の成立後において初めて一旦最小になるタイミングＴ１（図２参照）と、その後において一旦最大になるタイミングＴ２と、さらにその後において一旦最小になるタイミングＴ３とがそれぞれ特定される。なお、タイミングＴ１，Ｔ３としては一階微分値の増加過程において同一階微分値が最も「０」に近づいたタイミングが採用され、タイミングＴ２としては一階微分値の減少過程において同一階微分値が最も「０」に近づいたタイミングが採用される。
【００５８】
その後、タイミングＴ１からタイミングＴ２までの期間における一階微分値の平均値が算出され、その算出値が酸素濃度ＯＸの増加速度Ｖａとして記憶される。またタイミングＴ２からタイミングＴ３までの期間における一階微分値の平均値が算出されて、その算出値が酸素濃度ＯＸの減少速度Ｖｂとして記憶される。
【００５９】
このようにして酸素濃度ＯＸの変化速度（具体的には、増加速度Ｖａおよび減少速度Ｖｂ）が算出された後、同変化速度に基づいてバラツキ異常の発生の有無が判定される。具体的には、以下の（判定条件イ）および（判定条件ロ）の少なくとも一方が満たされたときにはバラツキ異常が発生していると判定される一方、それら（判定条件イ）および（判定条件ロ）が共に満たされないときにはバラツキ異常が発生していないと判定される。
（判定条件イ）増加速度Ｖａが所定の判定速度Ｊ１以上であること。
（判定条件ロ）増加速度Ｖａと減少速度Ｖｂの絶対値との和が所定の判定速度Ｊ２以上であること。
【００６０】
なお、上記（判定条件イ）の判定速度Ｊ１と（判定条件ロ）の判定速度Ｊ２とは共に、実験やシミュレーションの結果に基づいてバラツキ異常の発生を精度よく判定することの可能な値が予め求められて電子制御ユニット２０に記憶されている。
【００６１】
ところで、本実施の形態では、内燃機関１０の各気筒♯１〜♯４への燃料供給量が、空燃比センサ２４の検出値（酸素濃度ＯＸ）に基づき算出される補正項Ｋをもとに同一量となるように調節される。
【００６２】
そのため空燃比制御の実行時には、空燃比センサ２４によって内燃機関１０の各気筒の空燃比の平均値に相当する値を検出すればよく、空燃比センサ２４に求められる検出応答性は低い。このとき空燃比センサ２４の検出応答性が過度に高くなると、酸素濃度ＯＸの変動速度が高くなったり変動幅が大きくなったりして同酸素濃度ＯＸと上記平均値に相当する濃度との乖離を招き易くなり、空燃比制御（具体的には、各気筒の混合気の空燃比）が不安定になり易くなる。
【００６３】
その一方で、空燃比バラツキ判定の実行時には、空燃比センサ２４の検出応答性が低いと内燃機関１０の各気筒♯１〜♯４の空燃比の相違に起因する実際の排気酸素濃度の変動を同空燃比センサ２４によって適正に検出することができなくなるおそれがあり、排気酸素濃度の変動を的確に検出するためには空燃比センサ２４に高い検出応答性が求められる。
【００６４】
このように、空燃比センサ２４による酸素濃度の検出に際して求められる検出応答性は空燃比制御の実行時と空燃比バラツキ判定の実行時とで異なり、それら空燃比制御および空燃比バラツキ判定を共に精度よく実行するためには、空燃比センサ２４の検出応答性を適正に設定する必要がある。
【００６５】
この点をふまえて本実施の形態では、空燃比センサ２４の温度を、空燃比バラツキ判定の非実行時の温度と比較して、同空燃比バラツキ判定の実行時における温度が高くなるように調節するようにしている。
【００６６】
これにより、空燃比バラツキ判定の実行時においては、空燃比センサ２４の検出素子２４ａが高温になってその検出応答性が高くなり、同空燃比センサ２４によって内燃機関１０の各気筒♯１〜♯４の排気酸素濃度の相違に起因する同排気酸素濃度の変動が適正に検出されるようになって、空燃比バラツキ判定が精度よく実行されるようになる。このとき空燃比制御も実行されているが、その空燃比制御の実行精度より空燃比バラツキ判定の判定精度を優先するべく、空燃比センサ２４の検出応答性が高く設定される。
【００６７】
一方、空燃比バラツキ判定の非実行時には、空燃比センサ２４の検出素子２４ａが比較的低温になってその検出応答性が低くなるために、同空燃比センサ２４によって内燃機関１０の各気筒の排気酸素濃度の平均値に近い値が適正に検出されるようになり、その検出値に基づいて空燃比制御が精度よく実行されるようになる。
【００６８】
このように本実施の形態にかかる機関システムでは、空燃比バラツキ判定の実行の有無によることなく空燃比センサ２４の検出応答性が一定に維持される装置と比較して、空燃比センサ２４の検出応答性を適切に調節することができ、高い実行精度での空燃比制御の実行と高い判定精度での空燃比バラツキ判定の実行とを両立させることができる。本実施の形態では、電子制御ユニット２０がヒータ２４ｂへの供給電力を調節するものとして機能する。
【００６９】
また本実施の形態では、そうした空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度の変更に併せて、同空燃比センサ２４の劣化異常を判定するようにしている。この劣化異常の判定にかかる処理（劣化異常判定処理）は以下のような考えのもとに実行される。
【００７０】
前述したように空燃比センサ２４の検出素子２４ａのインピーダンスは同検出素子２４ａの温度上昇に伴って小さくなる。本実施の形態のヒータ制御では、そうした検出素子２４ａのインピーダンスの相関値（アドミタンス）と前記目標温度に対応する値とが一致するようにヒータ２４ｂへ供給電力が調節される。そのため、劣化によって検出素子２４ａのインピーダンスが増加すると、その増加分を低下させるための分だけヒータ２４ｂへの供給電力が不要に大きくなって同ヒータ２４ｂの消費電力が多くなってしまう。したがって、そのようにしてヒータ２４ｂの消費電力が大きくなったことをもって空燃比センサ２４の劣化異常を判定することが可能になると云える。
【００７１】
ただし、内燃機関１０の排気温度はその運転状態に応じて大きく異なり、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度を目標とする温度で維持するために必要なヒータ２４ｂの消費電力もそのときどきの機関運転状態に応じて大きく異なるために、単にヒータ２４ｂの消費電力を監視しても空燃比センサ２４の劣化異常を精度よく判定することは難しい。
【００７２】
ここで、劣化によって検出素子２４ａのインピーダンスが大きくなった場合には、そのときどきのヒータ２４ｂの消費電力が大きくなることに加えて、空燃比バラツキ判定の実行停止前後におけるヒータ２４ｂの消費電力の差も大きくなる。そして、この消費電力の差も内燃機関１０の運転状態に応じて異なるとはいえ、その機関運転状態の変化に伴う変化幅は、そのときどきのヒータ２４ｂの消費電力の機関運転状態の変化に伴う変化幅と比較してごく小さくなることが発明者によって確認された。
【００７３】
この点をふまえて本実施の形態では、空燃比バラツキ判定の実行停止前後におけるヒータ２４ｂの消費電力の差ΔＷを算出するとともに、同差ΔＷが所定の判定値Ｊ３以上であることを条件に、空燃比センサ２４の劣化異常を判定するようにしている。これにより、空燃比バラツキ判定の実行停止前後におけるヒータ２４ｂの消費電力の差ΔＷが大きくなっているときに、これが空燃比センサ２４の劣化に起因するものであるとして、同空燃比センサ２４の劣化異常を精度よく判定することができる。
【００７４】
以下、そうした劣化異常判定処理を含む空燃比センサ２４の温度調節にかかる処理（温度調節処理）について図３および図４に示すフローチャートを参照して説明する。
なお、このフローチャートに示す一連の処理は、温度調節処理の具体的な実行手順を概念的に示したものであり、実際の処理は、所定周期毎の割り込み処理として、電子制御ユニット２０により実行される。また、この温度調節処理は空燃比制御の実行条件が成立していることを条件に実行される。本実施の形態では、この温度調節処理が温度調節手段および劣化判定手段として機能する。
【００７５】
図３に示すように、この処理では先ず、前記空燃比バラツキ判定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Ｓ１０１）。空燃比バラツキ判定の実行条件が成立してないときには（ステップＳ１０１：ＮＯ）、以下の処理を実行することなく、本処理は終了される。
【００７６】
そして、その後において本処理が繰り返し実行されて空燃比バラツキ判定の実行条件が成立していると判断されると（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの目標温度として所定温度ＴＨ２が設定される（ステップＳ１０２）。この所定温度ＴＨ２としては、空燃比バラツキ判定の実行条件の非成立時、すなわち空燃比バラツキ判定が実行されないときにおける目標温度（前記所定温度ＴＨ１）より高い温度（例えば８５０℃）が設定される。これにより、その後におけるヒータ制御を通じて、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度が所定温度ＴＨ２になるようにヒータ２４ｂへの供給電力が調節されるようになる。
【００７７】
そうしたヒータ制御を通じて空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度が所定温度ＴＨ２になると（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、ヒータ２４ｂのアドミタンス、通電時間（具体的には前記デューティ比）、および印加電圧に基づいて同ヒータ２４ｂの単位時間あたりの消費電力量Ｗｓｔが算出されるとともに記憶される（ステップＳ１０４）。
【００７８】
また、前述した空燃比バラツキ判定の実行が開始される（ステップＳ１０５）。これにより、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度がほぼ所定温度ＴＨ２になっている状況、すなわち空燃比センサ２４の検出応答性が空燃比バラツキ判定の実行に適した値になっている状況の下で同空燃比バラツキ判定が実行されるようになり、空燃比バラツキ判定を精度良く実行することができるようになる。
【００７９】
その後において空燃比バラツキ判定の実行が完了すると（ステップＳ１０６：ＹＥＳ）、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの目標温度として前記所定温度ＴＨ１が設定される（ステップＳ１０７）。これにより、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度が所定温度ＴＨ１、すなわち空燃比センサ２４の検出応答性が空燃比制御の実行に適した値になる温度まで低下するようになる。そして、空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度が所定温度ＴＨ１になると、空燃比センサ２４の検出応答性が空燃比制御の実行に適した値になっている状況の下で同空燃比制御が実行されるようになり、空燃比制御を精度良く実行することができるようになる。
【００８０】
また、ヒータ制御を通じて空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度が所定温度ＴＨ１になると（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、ヒータ２４ｂのアドミタンス、通電時間、および印加電圧に基づいて同ヒータ２４ｂの単位時間あたりの消費電力量Ｗｓｐが算出されるとともに記憶される（ステップＳ１０９）。
【００８１】
そして図４に示すように、その後において空燃比バラツキ判定の実行時におけるヒータ２４ｂの消費電力量Ｗｓｔと非実行時における消費電力量Ｗｓｐとの差ΔＷ（Ｗｓｔ−Ｗｓｐ）が算出されるとともに、同差ΔＷが判定値Ｊ３以上であるか否かが判定される（ステップＳ１１０）。なお上記判定値Ｊ３としては、空燃比センサ２４の劣化が過度に進んでいることを的確に判定することの可能な値が実験やシミュレーションの結果に基づいて予め求められて電子制御ユニット２０に記憶されている。
【００８２】
そして、上記差ΔＷが判定値Ｊ３以上である場合には（ステップＳ１１０：ＹＥＳ）、空燃比センサ２４の劣化が進んでいるとして、劣化異常が発生していると判定される（ステップＳ１１１）。一方、上記差ΔＷが判定値Ｊ３未満である場合には（ステップＳ１１０：ＮＯ）、空燃比センサ２４が劣化してない、あるいは劣化がさほど進んでいないとして、ステップＳ１１１の処理がジャンプされる。このように上記差ΔＷに基づいて空燃比センサ２４の劣化異常の有無が判定された後、本処理は終了される。
【００８３】
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）空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度を、空燃比バラツキ判定の非実行時における温度と比較して同空燃比バラツキ判定の実行時における温度が高温になるように調節するようにした。そのため、空燃比バラツキ判定の実行時においては、空燃比センサ２４が高温になってその検出応答性が高くなるために、同空燃比センサ２４によって内燃機関１０の各気筒♯１〜♯４の排気酸素濃度の相違に起因する同排気酸素濃度の変動を適正に検出することができ、空燃比バラツキ判定を精度よく実行することができる。しかも、空燃比バラツキ判定の非実行時においては、空燃比センサ２４が比較的低温になってその検出応答性が低くなるために、同空燃比センサ２４によって各気筒♯１〜♯４の排気酸素濃度の平均値に近い値を適正に検出することができ、その検出値に基づいて空燃比制御を精度よく実行することができる。したがって、空燃比制御と空燃比バラツキ判定とを共に精度よく実行するべく、排気の酸素濃度の検出にかかる応答性を適切に調節することができる。
【００８４】
（２）空燃比バラツキ判定の実行停止前後におけるヒータ２４ｂの消費電力の差ΔＷが所定の判定値Ｊ３以上であることを条件に、空燃比センサ２４の劣化異常を判定するようにした。そのため、上記差ΔＷが大きくなったことに基づいて空燃比センサ２４の劣化異常を精度よく判定することができる。
【００８５】
（３）空燃比バラツキ判定において、酸素濃度ＯＸの変化速度が高くなったことをもって内燃機関１０の気筒♯１〜♯４間における空燃比のバラツキが大きくなっていると判断し、この判断をもってバラツキ異常の発生を精度よく判定することができる。
【００８６】
（４）空燃比制御と空燃比バラツキ判定とが共に実行されるときには、同空燃比バラツキ判定の判定精度を空燃比制御の実行精度より優先するべく、空燃比センサ２４の検出応答性を高くすることができる。しかも、空燃比バラツキ判定が実行されずに空燃比制御が実行されるときには同空燃比制御を精度よく実行するべく空燃比センサ２４の検出応答性を低くすることができる。したがって、空燃比バラツキ判定の実行の有無によることなく空燃比センサ２４検出応答性が一定に維持される装置と比較して、空燃比センサ２４の検出応答性を適切に調節することができ、高い実行精度での空燃比制御の実行と高い判定精度での空燃比バラツキ判定の実行とを両立させることができる。
【００８７】
なお、上記実施の形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度調節やヒータ２４ｂの消費電力の算出に用いる値として、検出素子２４ａのアドミタンスを検出することに代えて、同検出素子２４ａのインピーダンスを検出するようにしてもよい。
【００８８】
・温度調節処理（図３および図４）において、劣化異常判定にかかる処理（ステップＳ１０４，ステップＳ１０９〜Ｓ１１１）を省略してもよい。
・空燃比バラツキ判定の実行時において空燃比制御を併せて実行することに限らず、同空燃比制御の実行を停止するようにしてもよい。この場合、空燃比制御の実行時において補正項Ｋの基準値（例えば［０］）からの定常的な偏差を空燃比学習値として学習する学習処理を実行するようにし、空燃比制御の非実行において補正項Ｋの算出を停止するとともに同空燃比学習値により目標燃料噴射量ＴＱを補正することが望ましい。
【００８９】
・空燃比バラツキ判定においてバラツキ異常の発生の有無を判定するための判定条件は任意に変更することができる。具体的には、前記（判定条件イ）および（判定条件ロ）のいずれかを省略することができる。また、それら（判定条件イ）および（判定条件ロ）に代えて、あるいは併せて「減少速度Ｖｂの絶対値が所定の判定速度以上であること」との条件や、「増加速度Ｖａおよび減少速度Ｖｂの絶対値のうちの高いほうの速度が所定の判定速度以上であること」との条件を設定することもできる。その他、空燃比バラツキ判定の実行中における酸素濃度ＯＸの変動幅を算出し、同変動幅が所定の判定値以上であることをもってバラツキ異常が発生していると判定するようにしてもよい。
【００９０】
・酸素濃度ＯＸの変化速度の算出方法は任意に変更することができる。例えば増加速度Ｖａおよび減少速度Ｖｂの算出に際して、タイミングＴ１，Ｔ２，Ｔ３の直前のタイミングおよび直後のタイミングにおいて算出された一階微分値を用いないようにしてもよい。その他、予め定めた所定タイミング（タイミングＴ１，Ｔ２の中間にあたるタイミングやタイミングＴ２，Ｔ３の中間にあたるタイミングなど）における一階微分値を酸素濃度ＯＸの変化速度として算出することもできる。
【００９１】
・空燃比バラツキ判定の非実行時や実行時において、予め定められた一定の温度（所定温度ＴＨ１または所定温度ＴＨ２）になるように空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度を調節することに代えて、同検出素子２４ａの温度を内燃機関１０の吸入空気量が多いときほど低い温度になるように調節してもよい。
【００９２】
内燃機関１０の吸入空気量が多いときほど同内燃機関１０の排気量、すなわち排気通路１７における空燃比センサ２４の配設部分（詳しくは、排気集合通路１７ｂ）を通過する排気の量が多い。そして、上記配設部分を通過する酸素の量が多くなると、空燃比センサ２４の内部の排気が入れ替わる速度が高くなる等して、同空燃比センサ２４の検出値（酸素濃度ＯＸ）の変化速度が高くなる。こうしたことから内燃機関１０の吸入空気量が多くなると、実際の排気の酸素濃度の変化に対する酸素濃度ＯＸの追従性も高くなると云える。
【００９３】
図５に、混合気の空燃比を同一の態様で変化させた場合における空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度と酸素濃度ＯＸが実際の排気酸素濃度に相当する値になるまでに要する時間（応答時間）と内燃機関１０の吸入空気量との関係の一例を示す。同図５から明らかなように、内燃機関１０の吸入空気量が多いときほど酸素濃度ＯＸの変化速度は高くなる。
【００９４】
こうした吸入空気量の違いによる酸素濃度ＯＸの変化速度の相違は、前述した空燃比センサの検出素子２４ａの温度の違いによる検出応答性の相違と同様に、空燃比制御の実行精度や空燃比バラツキ判定の判定精度の低下を招く一因となる可能性がある。
【００９５】
この点、上記構成では、内燃機関１０の吸入空気量が多く酸素濃度ＯＸの変化速度が高いときほど、空燃比センサ２４の検出応答性が低くなるようにその検出素子２４ａの温度が低い温度に調節される。これにより、内燃機関１０の吸入空気量の相違に起因する酸素濃度ＯＸの変化速度の差を抑えるように、同空燃比センサ２４の検出素子２４ａの温度を変更してその検出応答性を設定することができるようになる。したがって上記構成によれば、酸素濃度ＯＸの変化速度の差および同差による誤差の発生を抑えることができるようになり、空燃比制御や空燃比バラツキ判定を精度よく実行することができるようになる。
【００９６】
・本発明は、酸素センサの検出値に基づいて空燃比制御と空燃比バラツキ判定とが共に実行される機関システムであれば、排気通路の集合部分に限界電流式の酸素センサ（いわゆる空燃比センサ）が設けられた機関システムに限らず、濃淡電池式の酸素センサ（いわゆるＯ２センサ）が設けられた機関システムにも適用することができる。なお濃淡電池式の酸素センサは、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１．０ボルト程度の出力電圧になる一方、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になるタイプの酸素センサである。
【符号の説明】
【００９７】
１０…内燃機関、１１…吸気通路、１１ａ…吸気分岐通路、１１ｂ…吸気集合通路、１２…スロットルバルブ、１３…スロットルモータ、１４…燃料噴射弁、１５…点火プラグ、１６…出力軸、１７…排気通路、１７ａ…排気分岐通路、１７ｂ…排気集合通路、１８…三元触媒、２０…電子制御ユニット、２１…アクセルセンサ、２２…吸気量センサ、２３…クランクセンサ、２４…空燃比センサ、２４ａ…検出素子、２４ｂ…ヒータ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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