(57)【要約】  エンジンユニットにおいて、三元触媒の上流側の酸素センサや下流側の酸素センサの出力劣化を考慮して、上流側及び下流側の酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。  エンジン（１）と、排気通路に設けられる触媒コンバータ（１３２）と、触媒コンバータ（１３２）の排気経路に配置される複数の酸素センサと、当該酸素センサにより検出された排気ガスの酸素濃度に基づいて空燃比を算出する制御手段（４０）と、を備えたエンジンユニット（１００）において、前記複数の酸素センサは、触媒コンバータ（１３２）の上流側に配置される第１酸素センサ（１３４）と、触媒コンバータ（１３２）の下流側に配置される第２酸素センサ（１３５）と、触媒コンバータ（１３２）の下流側の排気経路において、第２酸素センサ（１３５）の下流側に配置される第３酸素センサ（１３６）と、から構成される。
2015198643.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、  前記エンジンからの排気ガスが流れる前記エンジンの排気経路に設けられる触媒と、  前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する複数の酸素センサと、  前記酸素センサにより検出された排気ガスの酸素濃度に基づいて空燃比を算出する制御手段と、を備えたエンジンユニットにおいて、  前記複数の酸素センサは、  前記触媒の上流側の排気経路に配置される第１酸素センサと、  前記触媒の下流側の排気経路に配置される第２酸素センサと、  前記触媒の下流側の排気経路において、前記第２酸素センサの下流側に配置される第３酸素センサと、から構成される、ことを特徴とするエンジンユニット。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第２酸素センサ及び／又は前記第３酸素センサのセンサ出力を取得し、前記第１酸素センサのセンサ出力と比較して該第１酸素センサのセンサ出力のズレを補正制御する、ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンユニット。
【請求項３】
前記触媒の下流側の排気経路には、前記排気ガスにより水を熱する熱交換器を備え、  前記第３酸素センサは、前記熱交換器近傍に設けられる、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のエンジンユニット。
【請求項４】
前記制御手段は、前記第３酸素センサに定期的に通電することでセンサ出力を取得する、ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載のエンジンユニット。
【請求項５】
前記制御手段は、前記第２酸素センサに定期的に通電することでセンサ出力を取得するとともに、前記第３酸素センサに通電する間隔を前記第２酸素センサに通電する間隔よりも長くした、ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンユニット。
【請求項６】
エンジンと、  前記エンジンからの排気ガスが流れる前記エンジンの排気経路に設けられる触媒と、  前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する複数の酸素センサと、  前記酸素センサにより検出された排気ガスの酸素濃度に基づいて空燃比を算出する制御手段と、を備えたエンジンユニットにおいて、  前記複数の酸素センサは、  前記触媒の上流側の排気経路に配置される上流側酸素センサと、  前記触媒の下流側の排気経路に配置される下流側酸素センサと、から構成され、  前記触媒の下流側の排気経路には、前記排気ガスにより水を熱する熱交換器を備え、  前記下流側酸素センサは、前記熱交換器に配置されるとともに、該熱交換器内を流れる水により前記下流側酸素センサが冷却される、ことを特徴とするエンジンユニット。
【請求項７】
前記触媒の下流側近傍に配置されるとともに前記制御手段に電気的に接続され、前記排気ガス温度を検出する温度センサをさらに備え、  前記下流側酸素センサは、ヒータを有し、  前記制御手段は、  前記温度センサにより検出される排気ガスの温度に基づいて前記下流側酸素センサのヒータの通電タイミングを制御する、ことを特徴とする請求項６に記載のエンジンユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、エンジンユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】  従来より、天然ガスや都市ガス等の可燃性ガスを空気と混合し、燃焼させることによって稼働するガスエンジンが知られている（特許文献１参照）。また、オイルタンクを備えることにより、長期にわたって潤滑油の交換を不要としたエンジンユニットが存在している（特許文献２参照）。このようなエンジンには、排気エミッション低減（排気ガス中のＣＯ、ＮＯｘ、ＴＨＣ低減）を目的として排ガス浄化用の触媒（例えば、３元触媒）が採用されている。また、このようなエンジンでは、ストイキ状態（理想空燃比である空気過剰率λ＝１）の混合気で燃焼させる、いわゆるストイキ燃焼が採用されている。ストイキ燃焼が採用されるエンジンでは、ストイキ状態を維持するために、排気経路における高精度な空燃比の制御が必要となる。空燃比は排気ガス中の酸素濃度に基づいて算出されるため３元触媒の上流側及び下流側の排気経路に２個の酸素センサを設置する構成のものが知られている（特許文献３参照）。【０００３】  特許文献３には、排気通路に三元触媒を備え、該三元触媒の上流側の排気通路内に酸素センサを設けるとともに、下流側の排気通路内にも酸素センサを設けた内燃機関が開示されている。このような三元触媒の上流側及び下流側の排気通路にそれぞれひとつずつ酸素センサを備えるエンジンの場合、上流側の酸素センサが空燃比制御のために用いられ、下流側の酸素センサは上流側の酸素センサの劣化によるセンサ出力のズレを補正制御するために用いられる。上流側の酸素センサは、三元触媒の上流側に配置されることから浄化前の排気ガスの含有成分や熱の影響を受けやすく、劣化がすすみやすい。そのため、上流側の酸素センサの劣化によるセンサ出力のズレを下流側の酸素センサで補正制御を行うが、下流側の酸素センサが故障した場合は上流側の酸素センサを補正制御することができない。また、下流側の酸素センサは、三元触媒の下流側に配置されることから当該三元触媒を通過することで高熱となった排気ガスにさらされるため、熱負荷が過酷となり、出力劣化するおそれがある。加えて、下流側の酸素センサ自身の出力劣化を検知することができないため、下流側の酸素センサの検知精度を維持する必要がある。そのため、このように排気通路（排気経路）に設けられる触媒の上流側の酸素センサや下流側の酸素センサの出力劣化を考慮して、上流側及び下流側の酸素センサの検知精度を長期的に維持できることが望まれている。【０００４】
【特許文献１】特開２００７−１３２２８１号公報
【特許文献２】特開２００８−３８７８１号公報
【特許文献３】特開２００９−２６４３８９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  本発明は、エンジンユニットにおいて、排気経路に設けられる触媒の上流側の酸素センサや下流側の酸素センサの出力劣化を考慮して、上流側及び下流側の酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる技術を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】  本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。【０００７】  即ち、本発明は、  エンジンと、  前記エンジンからの排気ガスが流れる前記エンジンの排気経路に設けられる触媒と、  前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する複数の酸素センサと、  前記酸素センサにより検出された排気ガスの酸素濃度に基づいて空燃比を算出する制御手段と、を備えたエンジンユニットにおいて、  前記複数の酸素センサは、  前記触媒の上流側の排気経路に配置される第１酸素センサと、  前記触媒の下流側の排気経路に配置される第２酸素センサと、  前記触媒の下流側の排気経路において、前記第２酸素センサの下流側に配置される第３酸素センサと、から構成される、としたものである。【０００８】  本発明は、前記エンジンユニットにおいて、  前記制御手段は、前記第２酸素センサ及び／又は前記第３酸素センサのセンサ出力を取得し、前記第１酸素センサのセンサ出力と比較して該第１酸素センサのセンサ出力のズレを補正制御する、としたものである。【０００９】  本発明は、前記エンジンユニットにおいて、  前記触媒の下流側の排気経路には、前記排気ガスにより水を熱する熱交換器を備え、  前記第３酸素センサは、前記熱交換器近傍に設けられる、としたものである。【００１０】  本発明は、前記エンジンユニットにおいて、  前記制御手段は、前記第３酸素センサに定期的に通電することでセンサ出力を取得する、としたものである。【００１１】  本発明は、前記エンジンユニットにおいて、  前記制御手段は、前記第２酸素センサに定期的に通電することでセンサ出力を取得するとともに、前記第３酸素センサに通電する間隔を前記第２酸素センサに通電する間隔よりも長くした、としたものである。【００１２】  また、本発明は、  エンジンと、  前記エンジンからの排気ガスが流れる前記エンジンの排気経路に設けられる触媒と、  前記排気経路に配置され、前記排気ガスの酸素濃度を検出する複数の酸素センサと、  前記酸素センサにより検出された排気ガスの酸素濃度に基づいて空燃比を算出する制御手段と、を備えたエンジンユニットにおいて、  前記複数の酸素センサは、  前記触媒の上流側の排気経路に配置される上流側酸素センサと、  前記触媒の下流側の排気経路に配置される下流側酸素センサと、から構成され、  前記触媒の下流側の排気経路には、前記排気ガスにより水を熱する熱交換器を備え、  前記下流側酸素センサは、前記熱交換器に配置されるとともに、該熱交換器内を流れる水により前記下流側酸素センサが冷却される、としたものである。【００１３】  本発明は、前記エンジンユニットにおいて、  前記触媒の下流側近傍に配置されるとともに前記制御手段に電気的に接続され、前記排気ガス温度を検出する温度センサをさらに備え、  前記下流側酸素センサは、ヒータを有し、  前記制御手段は、  前記温度センサにより検出される排気ガスの温度に基づいて前記下流側酸素センサのヒータの通電タイミングを制御する、としたものである。
【発明の効果】
【００１４】  本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。【００１５】  本発明によれば、触媒の上流側の排気経路に第１酸素センサ、触媒の下流側の排気経路に第２酸素センサ及び第３酸素センサを順に配置している。触媒浄化前の排気ガスの含有成分や熱の影響を受けて第１酸素センサは劣化しやすいが、排気ガスの含有成分や熱の影響が少ない触媒の下流側に順に配置された、第２酸素センサ及び第３酸素センサは劣化しにくい。そのため、第１酸素センサに出力劣化（センサ出力のズレ）が生じても、第２酸素センサ及び第３酸素センサにより第１酸素センサのセンサ出力のズレを補正することができる。すなわち、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。また、第３酸素センサは、排気経路において第２酸素センサよりも下流側であって複数の酸素センサのうち最も下流に配置されるため排気ガスの含有成分や熱の影響を最も受けにくく、第１酸素センサや第２酸素センサに出力劣化が生じても、第３酸素センサにより第１酸素センサや第２酸素センサのセンサ出力のズレを補正することができる。【００１６】  本発明によれば、制御手段は、第２酸素センサ及び／又は第３酸素センサのセンサ出力を取得し、第１酸素センサのセンサ出力と比較して該第１酸素センサのセンサ出力のズレを補正制御する。これにより、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。【００１７】  本発明によれば、第３酸素センサは、触媒の下流側の排気経路において、熱交換器近傍に設けられる。このように第３酸素センサを熱交換器近傍に配置することで、第３酸素センサは、第２酸素センサに比べて熱の影響をより受けにくく、寿命を延ばすことができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。【００１８】  本発明によれば、制御手段は、第３酸素センサに定期的に通電することでセンサ出力を取得する。これにより、第３酸素センサの通電による劣化を抑えることができ、第３酸素センサの寿命を延ばすことができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。【００１９】  本発明によれば、制御手段は、第２酸素センサに定期的に通電することでセンサ出力を取得するとともに、第３酸素センサに通電する間隔を第２酸素センサに通電する間隔よりも長くした。これにより、第３酸素センサは、第２酸素センサよりも通電による劣化を抑えることができ、第２酸素センサ及び第３酸素センサの両方の寿命を延ばすことができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。【００２０】  本発明によれば、下流側酸素センサは、熱交換器に配置されるとともに、熱交換器内を流れる水により冷却される。これにより、下流側酸素センサに対する熱負荷を低減し、下流側酸素センサの耐力向上を図ることができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。【００２１】  本発明によれば、下流側酸素センサは、排気ガスの温度により前記下流側酸素センサのヒータの通電タイミングが制御される。排気ガス中にＣＯ、ＴＨＣ等が多い場合、触媒下流側の排気温度は上昇する。こ��特性を利用し、排気温度が上昇した時点で下流側酸素センサのヒータに通電し、空燃比制御をスタートする。これにより、空燃比制御が効かない時間の短縮を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】エンジンユニットを示す図。
【図２】エンジンの構造を示す図。
【図３】排気経路における触媒コンバータ及び酸素センサの配置を示す図。
【図４】エンジンにおける第１酸素センサの補正制御方法のフローを示す図。
【図５】エンジンにおける第１酸素センサの補正制御方法の別実施形態を示す図。
【図６】センサ出力と酸素濃度との関係を示す図。
【図７】センサ出力と燃料調整弁の開度の関係を示す図。
【図８】排気経路における触媒コンバータ、酸素センサ及び温度センサの配置を示す図。
【図９】排気経路に配置されるセンサ及び該排気経路に対応する排気温度変化を示す図。
【図１０】従来の熱交換器における下流側酸素センサの取付位置を示す模式図。
【図１１】本発明の実施形態に係る熱交換器における下流側酸素センサの取付位置を示す模式図。
【図１２】熱交換器の内部構造を示す図。
【図１３】従来品と第２実施形態の各々における下流側酸素センサ周辺部を示す説明図であり、（ａ）は従来品の下流側酸素センサ周辺部を示す図、（ｂ）は（ａ）における拡大図、（ｃ）は第２実施形態の下流側酸素センサ周辺部を示す図、（ｄ）は（ｃ）における拡大図。
【図１４】同じく熱交換器の一端側の内部構造を示す図であり、（ａ）は従来品の側面図、（ｂ）は従来品の斜視図、（ｃ）は第２実施形態の側面図、（ｄ）は第２実施形態の斜視図。
【図１５】同じく熱交換器の一端側を示す断面図。
【図１６】従来の下流側酸素センサのヒータの通電タイミングを示す図。
【図１７】第２実施形態の変形例に係る下流側酸素センサのヒータの通電タイミングを示す図。
【図１８】第２実施形態の変形例に係る下流側酸素センサの制御フローを示す図。
【図１９】本発明の実施形態に係るエンジンユニットを備えた冷凍コンテナがトラックに積載された状態を示す側面図及び背面図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】  本願の発明に係る第１実施形態であるエンジンユニット１００について説明する。
【００２４】  図１は、エンジンユニット１００を示している。
【００２５】  本エンジンユニット１００は、ガスヒートポンプの動力源として使用される。エンジンユニット１００は、エンジン１を備えている。また、エンジンユニット１００は、オイルタンク２を備えている。
【００２６】  まず、エンジン１の構造について簡単に説明する。
【００２７】  図２は、エンジン１の構造を示している。
【００２８】  エンジン１は、天然ガスや都市ガス等の可燃性ガスを空気と混合して混合気を生成し、この混合気を燃焼させることによって稼働するエンジン、いわゆるガスエンジンである。エンジン１は、主に主体部１１と、吸気経路部１２と、排気経路部１３と、制御手段（コントローラ）４０（図３参照）で構成されている。
【００２９】  主体部１１は、燃料を燃焼させて得たエネルギーを回転運動に変換する。主体部１１は、主にシリンダブロック１１１と、シリンダヘッド１１２と、ピストン１１３と、クランクシャフト１１４と、ヘッドカバー１１５と、オイルパン１１６と、で構成されている。
【００３０】  主体部１１には、シリンダブロック１１１に設けられたシリンダ１１１ｃと、該シリンダ１１１ｃに摺動自在に収納されたピストン１１３と、該ピストン１１３に対向するように配置されたシリンダヘッド１１２と、で燃焼室Ｃが構成されている。つまり、燃焼室Ｃは、ピストン１１３の摺動運動によって容積が変化する内部空間を指す。ピストン１１３は、コネクティングロッドによってクランクシャフト１１４と連結されており、該ピストン１１３の摺動運動によってクランクシャフト１１４を回転させる。なお、シリンダヘッド１１２の上部には、ヘッドカバー１１５が設けられている。また、シリンダブロック１１１の下部には、オイルパン１１６が設けられている。オイルパン１１６には、潤滑油Ｌが溜まっている。
【００３１】  シリンダブロック１１１の周囲にはウォータージャケット１１７が設けられ、このウォータージャケット１１７の内部に冷却水を循環させることでシリンダブロック１１１を冷却している。このウォータージャケット１１７には、冷却水の水温を検出する冷却水温度検知手段１１８が配設され、後述する制御手段４０に接続される。制御手段４０は、冷却水温度検知手段１１８により検出されるウォータージャケット１１７における冷却水の温度を取得することが可能である。
【００３２】  吸気経路部１２は、可燃性ガスと空気を混合して燃焼室Ｃへ導く。吸気経路部１２は、主にミキサ１２１と（図１参照）、燃料調整弁（ＧＶＭとも呼ばれる）１２３と、吸気マニホールド１２２と、で構成されている。ミキサ１２１及び燃料調整弁１２３は、吸気マニホールド１２２を介して燃焼室Ｃに可燃性ガスと空気からなる混合気を供給する混合気供給装置を構成する。
【００３３】  ミキサ１２１は、ベンチュリー式のミキサである。ミキサ１２１は、外部から吸入された空気に可燃性ガスを供給して混合気を生成する。ミキサ１２１は、吸気マニホールド１２２の一端に取り付けられている。燃料調整弁１２３は、ミキサ１２１に供給する可燃性ガス供給量を調整する。ミキサ１２１及び燃料調整弁１２３から構成される混合気供給装置は、燃料調整弁１２３の開度を変更することにより、所定の範囲内で燃料増加又は燃料減少を実行する。燃料調整弁１２３は、制御手段４０に電気的に接続されている。制御手段４０は、燃料調整弁１２３の開度を制御する。
【００３４】  吸気マニホールド１２２は、ミキサ１２１によって生成された混合気を各燃焼室Ｃへ案内する。吸気マニホールド１２２は、４つの燃焼室Ｃへ混合気を案内すべく、各燃焼室Ｃへ分岐するように形成されている。なお、吸気マニホールド１２２は、パイプによってヘッドカバー１１５と接続されている。シリンダブロック１１１やヘッドカバー１１５の内部圧力が高まるのを防ぐためである。
【００３５】  排気経路部１３は、燃焼室Ｃから排出された排気を外部へ導く。排気経路部１３は、主に排気マニホールド１３１と、上流側排気管１３７と、三元触媒コンバータ１３２と、下流側排気管１３８と、第１酸素センサ１３４と、第２酸素センサ１３５と、第３酸素センサ１３６と、で構成されている。
【００３６】  排気マニホールド１３１は、各燃焼室Ｃから排出された排気を、上流側排気管１３７を介して三元触媒コンバータ１３２（以下、単に触媒コンバータ１３２と呼ぶ）へ案内する。排気マニホールド１３１は、４つの燃焼室Ｃから排気を案内すべく、各燃焼室Ｃから合流するように形成されている。触媒コンバータ１３２は、アルデヒド類に起因する異臭を除去する。触媒コンバータ１３２は、白金等による触媒反応を利用してアルデヒド類を酸化させる。なお、触媒コンバータ１３２の下流側の下流側排気管１３８には、排気ガスを利用して水を熱する熱交換器１３３が取り付けられている（図１、図３参照）。  また、本実施形態では排気ガスを浄化するための触媒として三元触媒を挙げて説明しているが、特に限定するものではない。
【００３７】  第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６は、排気マニホールド１３１から排出された排気ガス中の酸素濃度を検出して排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号を出力するセンサである。図３に示すように、第１酸素センサ１３４は、触媒コンバータ１３２の上流側の排気マニホールド１３１に配置される。第２酸素センサ１３５は、触媒コンバータ１３２の下流側の下流側排気管１３８に配置される。第２酸素センサ１３５は、下流側排気管１３８の一端側であって触媒コンバータ１３２の前端近傍に配置される。第３酸素センサ１３６は、触媒コンバータ１３２の下流側の下流側排気管１３８において、第２酸素センサ１３５の下流側に配置される。第３酸素センサ１３６は、下流側排気管１３８の他端側（下流端側）であって熱交換器１３３近傍に配置される。第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６は、制御手段４０に電気的に接続されている。制御手段４０は、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の計測結果と、予め記憶されるデータやプログラムとに基づいて、スロットル弁や燃料調整弁１２３等の開度をアクチュエータを介して制御することによって、混合気の空燃比を適切な値(例えば、理想空燃比である空気過剰率λ＝１)となるように制御している。  なお、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６は、排気ガス中の酸素濃度を検出可能な公知の酸素センサを用いることができ、例えばＵＥＧＯ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｏｘｙｇｅｎ）センサを用いてもよい。ＵＥＧＯセンサは、大気校正を実施することができる。第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６として、ＵＥＧＯセンサを用いた場合は、定期的に大気校正することにより検知精度を向上させることができる。
【００３８】  制御手段４０は、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６により検出された排気ガスの酸素濃度に基づいて空燃比を算出するとともに、燃料調整弁１２３の開度を制御する。制御手段４０は、記憶部を有する。該記憶部には、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の計測結果と、予め記憶されるデータ（例えばマップ等）と、スロットル弁や燃料調整弁１２３等の開度をアクチュエータを介して制御するためのプログラム等が記憶されている。
【００３９】  制御手段４０は、例えば、第１酸素センサ１３４及び第２酸素センサ１３５に常時通電して各センサ出力を時系列で取得するとともに、所定の時間毎に第３酸素センサ１３６に通電して第３酸素センサ１３６の所定の時間毎のセンサ出力を取得することができる。第３酸素センサ１３６に通電する前記所定の時間は、制御手段４０に格納される所定のプログラムに基づいて任意に設定することができる。  なお、制御手段４０は、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５、及び第３酸素センサ１３６をそれぞれ独立して各酸素センサの通電状態（常時通電や所定の時間毎の通電）を適宜制御することができる。
【００４０】  さらに、制御手段４０は、第１酸素センサ１３４に常時通電してセンサ出力を時系列で取得し、所定の時間毎に第２酸素センサ１３５、第３酸素センサ１３６にそれぞれ独立して通電して所定の時間毎の各センサ出力を取得することができる。第２酸素センサ１３５、第３酸素センサ１３６のそれぞれに通電する前記所定の時間は、制御手段４０に格納される所定のプログラムに基づいて任意に設定することができる。
【００４１】  以下に、エンジン１における第１酸素センサの補正制御方法について説明する。
【００４２】  図４は、エンジン１における第１酸素センサの補正制御方法のフローを示している。
【００４３】  制御手段４０は、先ず、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力（出力電圧）を取得する（ステップＳ１０）。次に、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力を比較して（ステップＳ２０）、第２酸素センサ１３５によるセンサ出力と比較して第１酸素センサ１３４によるセンサ出力のズレが無い場合（ズレが所定の許容範囲以内である場合）は（ステップＳ３０のＹＥＳ）、第１酸素センサ１３４によるセンサ出力を採用して、該センサ出力により空燃比を算出する（ステップＳ４０）。
【００４４】  ステップＳ３０において、第２酸素センサ１３５によるセンサ出力と比較して、第１酸素センサ１３４のセンサ出力にズレが有る場合、すなわち第１酸素センサ１３４が出力劣化していると判定された場合は（ステップＳ３０のＮＯ）、制御手段４０は、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力を比較する（ステップＳ５０）。第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力のズレが無い場合（ズレが所定の許容範囲以内である場合）は（ステップＳ６０のＹＥＳ）、第２酸素センサ１３５によるセンサ出力を採用して、該センサ出力により空燃比を算出する（ステップＳ７０）。
【００４５】  ステップＳ６０において、第３酸素センサ１３６によるセンサ出力と比較して、第２酸素センサ１３５のセンサ出力にズレが有る場合、すなわち第２酸素センサが出力劣化していると判定された場合は（ステップＳ６０のＮＯ）、制御手段４０は、第３酸素センサ１３６によるセンサ出力を採用して、該センサ出力により空燃比を算出する（ステップＳ８０）。
【００４６】  なお、ステップＳ１０において、第３酸素センサ１３６によるセンサ出力を取得するが、第３酸素センサ１３６は常時通電状態（ＯＮ状態）である必要はない。例えば、第３酸素センサ１３６は、常時ではなく定期的（例えば、数十時間〜数百時間に１回程度）に第１酸素センサ１３４を補正制御する際に通電状態（ＯＮ状態）となるように設定すればよい。すなわち、第３酸素センサ１３６は、制御手段４０により第１酸素センサ１３４の補正制御を実施する際に、定期的に通電するだけでよく、このようにすることで第３酸素センサ１３６の通電による劣化を抑制することができる。
【００４７】  また、ステップＳ１０において、第２酸素センサ１３５によるセンサ出力を取得するが、第２酸素センサ１３５は常時通電状態（ＯＮ状態）である必要はない。例えば、第２酸素センサ１３５は、常時ではなく定期的に第１酸素センサ１３４を補正制御する際に通電状態（ＯＮ状態）となるように設定することもできる。すなわち、第２酸素センサ１３５は、制御手段４０により第１酸素センサ１３４の補正制御を実施する際に、定期的に通電するだけでもよく、このようにすることで第２酸素センサ１３５の通電による劣化を抑制することができる。さらに、第３酸素センサ１３６に通電する間隔を第２酸素センサ１３５に通電する間隔よりも長くすることで、第３酸素センサ１３６が第２酸素センサ１３５よりも通電による劣化をしにくくなるようにしてもよい。
【００４８】  また、図５は、第１酸素センサの補正制御方法の別実施形態を示すフローである。図５に示すように、先ず、第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力を同時（同時刻）に取得後（ステップＳ１０）、第１酸素センサ１３４及び第２酸素センサ１３５においては常時通電してそれぞれのセンサ出力を常時取得（時系列で取得）する。これに対して、第３酸素センサ１３６においては、所定の時間間隔で通電して第３酸素センサ１３６のセンサ出力を取得する。こうして、前記所定の時間間隔で第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力を取得する（ステップＳ１００）。次に、所定の時間間隔が経過する毎に第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力を比較する（ステップＳ２００）。第２酸素センサ１３５によるセンサ出力と比較して第１酸素センサ１３４によるセンサ出力にズレが無い場合は、すなわち第１酸素センサ１３４が出力劣化していないと判定された場合（ズレが所定の許容範囲以内である場合）は（ステップＳ３００のＹＥＳ）、第１酸素センサ１３４によるセンサ出力を採用して、該センサ出力により空燃比を算出する（ステップＳ４００）。  なお、図５で示す第１酸素センサの補正制御方法では、第２酸素センサ１３５に常時通電しているが、特に限定するものではない。例えば、第２酸素センサ１３５に所定の時間間隔で通電しても構わない。この場合、第３酸素センサ１３６が通電する所定の時間間隔は、第２酸素センサ１３５が通電する所定の時間間隔よりも長く設定されるとともに第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６が所定の時間間隔で同期（シンクロ）して各センサ出力を取得するように、制御手段４０には予め設定することが好ましい。このようにすることで、第２酸素センサ１３５は、第３酸素センサ１３６よりも通電による劣化が抑えられ、長寿命化することができる。
【００４９】  ステップＳ３００において、第２酸素センサ１３５によるセンサ出力と比較して、第１酸素センサ１３４のセンサ出力にズレが有る場合、すなわち第１酸素センサ１３４が出力劣化していると判定された場合は（ステップＳ３００のＮＯ）、制御手段４０は、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力を比較する（ステップＳ５００）。第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の各センサ出力のズレが無い場合（ズレが所定の許容範囲以内である場合）は（ステップＳ６００のＹＥＳ）、第２酸素センサ１３５によるセンサ出力を採用して、該センサ出力により空燃比を算出する（ステップＳ７００）。
【００５０】  ステップＳ６００において、第３酸素センサ１３６によるセンサ出力と比較して、第２酸素センサ１３５のセンサ出力にズレが有る場合、すなわち第２酸素センサが出力劣化していると判定された場合は（ステップＳ６００のＮＯ）、制御手段４０は、第３酸素センサ１３６によるセンサ出力を採用して、該センサ出力により空燃比を算出する（ステップＳ８００）。
【００５１】  また、本実施形態のエンジン１の排気経路は、３つの酸素センサ（第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６）備えているが、当該３つの酸素センサをすべて使用しなくてもよい。例えば、第１酸素センサ１３４と第２酸素センサ１３５の２箇所の酸素センサを使用する場合や、第１酸素センサ１３４と第３酸素センサ１３６の２箇所の酸素センサを使用する場合や、第２酸素センサ１３５と第３酸素センサ１３６の２箇所を使用する場合であってよい。さらに、例えば、制御手段４０が第２酸素センサ１３５と第３酸素センサ１３６とに交互に通電してセンサ出力を取得し、第１酸素センサ１３４によるセンサ出力と比較して該第１酸素センサ１３４の補正制御を行ってもよい。このように第２酸素センサ１３５と第３酸素センサ１３６の交互に通電することで、第２酸素センサ１３５と第３酸素センサ１３６における通電による劣化を抑制することができるからである。
【００５２】  次に、エンジン１における第１酸素センサ１３４のセンサ出力の補正制御方法（劣化検知方法）について説明する。
【００５３】  燃料調整弁１２３の開度の変化量を用いた第１酸素センサ１３４のセンサ出力の補正制御方法（劣化検知方法）について説明する。
【００５４】  先ず、１つの酸素センサ（例えば、第１酸素センサ１３４）により計測される、初期と長時間運転後の空燃比の経時劣化を推定し、酸素センサのセンサ出力の変化量を事前に制御手段４０に設定しておく。当該酸素センサのセンサ出力の変化量を予めしきい値として設定し、制御手段４０は第１酸素センサ１３４のセンサ出力の劣化を検知する。ここで、図６は、所定のエンジン回転数におけるものであり、縦軸が酸素センサのセンサ出力であり、横軸が第１酸素センサ１３４による酸素濃度である。図６に示すように、所定のエンジン回転数におけるセンサ出力が基準値（例えば、第２酸素センサ１３５または第３酸素センサ１３６から得られるセンサ出力値）よりも上方もしく下方にズレてしきい値を越えた場合に（図６の点線よりも上側の領域や下側の領域に至る場合に）、制御手段４０は第１酸素センサ１３４において出力劣化が生じていると判定する。  なお、上記のように一つの酸素センサ（例えば、第１酸素センサ１３４）だけでなく、３つの酸素センサ（第１酸素センサ１３４、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６）について、上記のようにして出力劣化の有無を判定することもできる。
【００５５】  次に、燃料調整弁１２３の開度と触媒コンバータ１３２の下流側の酸素センサの出力特性による、第１酸素センサ１３４のセンサ出力の補正制御方法（劣化検知方法）について説明する。
【００５６】  先ず、予め燃料調整弁１２３の開度と触媒コンバータ１３２の下流側の酸素センサ（例えば、第２酸素センサ１３５や第３酸素センサ１３６）の出力特性の関係を図７に示すように、マップ化して制御手段４０の記憶部に記憶させておく。ここで、図７は、所定のエンジン回転数におけるものであり、縦軸が下流側の酸素センサのセンサ出力（出力電圧）であり、横軸が燃料調整弁１２３の開度である。そして、制御手段４０は、リアルタイムでセンサ出力の基準値からの下流側の酸素センサによる第１酸素センサ１３４の補正量の変化をモニターし、正常値に対して所定範囲を超えた場合に下流側の酸素センサ（例えば、第２酸素センサ１３５や第３酸素センサ１３６）に出力劣化が生じていると判定する。
【００５７】  以下に、本エンジンユニット１００の技術的特徴について説明する。
【００５８】  本エンジンユニット１００における第一の技術的特徴は、複数の酸素センサとして、触媒コンバータ１３２の上流側の排気経路に配置される第１酸素センサ１３４と、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路に配置される第２酸素センサ１３５と、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路において、第２酸素センサ１３５の下流側に配置される第３酸素センサ１３６と、から構成される点である。触媒浄化前の排気ガスの含有成分や熱の影響を受けて第１酸素センサ１３４は劣化しやすいが、排気ガスの含有成分や熱の影響が少ない触媒コンバータ１３２の下流側に順に配置された、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６は劣化しにくい。そのため、第１酸素センサ１３４に出力劣化（センサ出力のズレ）が生じても、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６により第１酸素センサ１３４のセンサ出力のズレを補正することができる。すなわち、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。また、第３酸素センサ１３６は、排気経路において第２酸素センサ１３５よりも下流側であって複数の酸素センサのうち最も下流に配置されるため排気ガスの含有成分や熱の影響を最も受けにくく、第１酸素センサ１３４や第２酸素センサ１３５に出力劣化が生じても、第３酸素センサ１３６により第１酸素センサ１３４や第２酸素センサ１３５のセンサ出力のズレを補正することができる。
【００５９】  本エンジンユニット１００における第二の技術的特徴は、制御手段４０が、第２酸素センサ１３５及び／又は第３酸素センサ１３６のセンサ出力を取得し、第１酸素センサ１３４のセンサ出力と比較して該第１酸素センサ１３４のセンサ出力のズレを補正制御する点である。これにより、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。
【００６０】  本エンジンユニット１００における第三の技術的特徴は、第３酸素センサ１３６が、下流側排気管１３８における熱交換器１３３近傍に設けられる点である。このように第３酸素センサ１３６を下流側排気管１３８における熱交換器１３３側（熱交換器１３３の近傍）の熱負荷の低い位置に配置することで、第３酸素センサ１３６に対する熱負荷が低くなり、第３酸素センサ１３６は、第２酸素センサ１３５に比べて熱の影響をより受けにくく、寿命を延ばすことができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。
【００６１】  本エンジンユニット１００における第四の技術的特徴は、制御手段４０は、第３酸素センサ１３６に定期的に通電することで、センサ出力を取得する点である。これにより、第３酸素センサ１３６の通電による劣化を抑えることができ、第３酸素センサ１３６の寿命を延ばすことができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。
【００６２】  本エンジンユニット１００における第五の技術的特徴は、制御手段４０は、第２酸素センサ１３５に定期的に通電することでセンサ出力を取得するとともに、第３酸素センサ１３６に通電する間隔を第２酸素センサ１３５に通電する間隔よりも長くした点である。これにより、第３酸素センサ１３６は、第２酸素センサ１３５よりも通電による劣化を抑えることができ、第２酸素センサ１３５及び第３酸素センサ１３６の両方の寿命を延ばすことができる。従って、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。
【００６３】  また、上述したように本発明によれば、排気経路における酸素センサの検知精度を長期的に維持することができる。これにより、酸素センサ不良による運転中の排気エミッションの悪化を抑制することができる。さらに、酸素センサの定期検査の間隔を長くして、酸素センサのメンテナンスの手間を省くことができる。また、３つの酸素センサにより検知精度を保持するため、フェールセーフ機能による検知精度の信頼性を確保することができる。
【００６４】  次に、本願の発明に係る第２実施形態であるエンジンユニット２００（エンジン２）について説明する。エンジンユニット２００（エンジン２）は、第１実施形態に係るエンジンユニット１００（エンジン１）の酸素センサ等の一部の構成を変更したガスエンジンユニットであり、その他の構成は第１実施形態に係るエンジンユニット１００（エンジン１）と同じである。  なお、以下の説明において、第１実施形態に係るエンジンユニット１００と同一の構成については符号を同一とし、その構成の説明は省略する。
【００６５】  図８に示すように、第２実施形態のエンジンユニット２００は、複数の酸素センサとして、触媒コンバータ１３２の上流側の排気経路に配置される上流側酸素センサ１３４（第１実施形態の第１酸素センサ１３４と同じ）と、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路に配置される下流側酸素センサ１４０（図１２参照）とを主に有している。また、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路には、排気ガスにより水を熱する熱交換器１３３を備える。下流側酸素センサ１４０は、熱交換器１３３に配置されるとともに、該熱交換器１３３内を流れる水により冷却される構成となっている。
【００６６】  図１２に示す熱交換器１３３は、シェルアンドチューブ型熱交換器であり、排気ガスが通る多数のガス管１３９・１３９・・・（図１５参照）と、ガス管１３９・１３９・・・を内装しガス管１３９・１３９・・・内を通る排気ガスを冷却する熱交換器本体１４５と、を有する。
【００６７】  熱交換器本体１４５には、冷却水入口１４５ａおよび冷却水出口１４５ｂが設けられ、冷却水が熱交換器本体１４５内を循環する。すなわち、熱交換器本体１４５の内周面とガス管１３９・１３９・・・の外周面との間の空間となる冷却水流路１３３ｂに、冷却水が流れる。熱交換器本体１４５の形状は円筒状であり、前端部には仕切板１３３ｃによって区画された二つ空間である排気ガス導入部１４６及び排気ガス排気部１４７を有している。
【００６８】  熱交換器本体１４５の前端部の上部には、下流側排気管１３８の下流端１３８ａが連通され、排気ガスが排気ガス導入部１４６に導入される。導入された排気ガスは多数のガス管１３９・１３９・・・内を通過して熱交換器本体１４５内を循環する冷却水により冷却され、熱交換器本体１４５の前端部の下部に設けられた排気ガス出口１４８から排出される。
【００６９】  上述した第１実施形態のエンジンユニット１００では、第３酸素センサ１３６を下流側排気管１３８における熱交換器１３３近傍に設ける構成としているが、第２実施形態のエンジンユニット２００では、第３酸素センサ１３６を下流側排気管１３８に設ける代わりに該下流側排気管１３８の下流端１３８ａに連通される熱交換器１３３の一端に下流側酸素センサ１４０を設ける構成となっている。  なお、第２実施形態においては、図８に示すように、第１実施形態と同様に第２酸素センサ１３５を触媒コンバータ１３２の下流側排気管１３８の上流端（触媒コンバータ１３２の直後）に設けて、第１実施形態として説明した第１酸素センサ１３４の補正制御方法のフローに従って第１酸素センサ１３４の補正制御をすることもできる。また、第２実施形態においては、第２酸素センサ１３５は必須の構成ではない。
【００７０】  上述した特許文献３に開示される内燃機関においては、排気マニホールドの上流側と下流側に酸素センサが組み付けられている。また、三元触媒出口に排気温度センサが取り付けられている。また、従来の下流側酸素センサとしては、図９に示すように、排気ガスの熱交換器に取り付けられる場合があり、この場合の下流側酸素センサの取付位置としては、図１０に示すように、熱交換器における排気ガスの導入部となる、熱交換器の一端側となっている。このような下流側酸素センサの取付位置においては、熱交換を行うための冷却水が満たされていないため、下流側酸素センサは熱負荷の厳しい環境で使用されることになる。このように、熱交換器に下流側酸素センサを設ける構成においても本発明の効果を奏する形態について以下に説明する。図１１は、本発明の第２実施形態に係る熱交換器１３３における下流側酸素センサ１４０の取付位置を示す模式図であり、該下流側酸素センサ１４０近傍に熱交換器１３３の冷却水を導く構成を示している。
【００７１】  熱交換器１３３は、熱交換器本体１４５の内部に、下流側酸素センサ１４０を冷却するための略円筒状の空間であるセンサ冷却水流路１３３ａ（図１３、図１４及び図１５参照）と、排気ガスと熱交換を行うための冷却水流路１３３ｂと、排気ガス導入部１４６及び排気ガス排気部１４７とを仕切るための仕切板１３３ｃとを有している。センサ冷却水流路１３３ａは、冷却水流路１３３ｂに連通している。
【００７２】  下流側酸素センサ１４０は、排気マニホールド１３１から排出された排気ガス中の酸素濃度を検出して排気ガス中の酸素濃度に応じた検出信号を出力するセンサである。下流側酸素センサ１４０は、制御手段４０で制御可能なヒータ１４０ａを備える。制御手段４０は、該ヒータ１４０ａを所定の電圧値（後述する第２実施形態の変形例では、定格電圧１１Ｖ）の印加の有無でヒータ１４０ａのオンもしくはオフすることができる。下流側酸素センサ１４０は、熱交換器１３３の一端（前端）側に配置される。下流側酸素センサ１４０は、制御手段４０に電気的に接続されている。制御手段４０は、例えば、上流側酸素センサ１３４、下流側酸素センサ１４０の計測結果と、予め記憶されるデータやプログラムとに基づいて、スロットル弁や燃料調整弁１２３等の開度をアクチュエータを介して制御することによって、混合気の空燃比を適切な値(例えば、理想空燃比である空気過剰率λ＝１)となるように空燃比制御している。  なお、上流側酸素センサ１３４及び下流側酸素センサ１４０は、排気ガス中の酸素濃度を検出可能な公知の酸素センサを用いることができ、例えばＵＥＧＯ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ  Ｅｘｈａｕｓｔ  Ｇａｓ  Ｏｘｙｇｅｎ）センサを用いてもよい。ＵＥＧＯセンサは、大気校正を実施することができる。上流側酸素センサ１３４及び下流側酸素センサ１４０として、ＵＥＧＯセンサを用いた場合は、定期的に大気校正することにより検知精度を向上させることができる。
【００７３】  図１３（ｃ）（ｄ）、図１４（ｃ）（ｄ）、図１５に示すように、熱交換器１３３においては、センサ冷却水流路１３３ａとして、冷却水流路１３３ｂの一端から下流側酸素センサ１４０の取付部まで延設されている。図１３、図１４においては、従来の熱交換器に配置された下流側酸素センサと第２実施形態に係る熱交換器１３３に配置された下流側酸素センサ１４０との相違点を示している。図１３（ｂ）に示すように、熱交換器に取り付けられた下流側酸素センサの機能を発揮する使用条件として、下流側酸素センサの基部Ａは温度が上がり過ぎると良くなく、下流側酸素センサの検知部となる先端部Ｂは温度が下がると良くない。そのため、基部Ａのみを冷却する構成が望まれる。そこで、第２実施形態では、図１３（ｃ）（ｄ）、図１４（ｃ）（ｄ）、図１５に示すように、冷却水流路として冷却水流路１３３ｂの一端から前方に延設され、下流側酸素センサ１４０の基部Ａの周囲に冷却水が回り込むように略円筒状のセンサ冷却水流路１３３ａ（図１４参照）が設けられている。これにより、下流側酸素センサ１４０は熱交換器１３３の冷却水により冷却されるので、下流側酸素センサ１４０に対する熱負荷を低減し、下流側酸素センサ１４０の耐力向上を図ることができる。すなわち、触媒コンバータ１３２を通過することで高温となった排気ガスによる下流側酸素センサ１４０の出力劣化を防ぐことができる。ひいては、エンジン性能を維持することができる。  なお、第２実施形態では、下流側酸素センサ１４０の基部Ａの周囲に冷却水が流れるものであって、冷却水が該基部Ａ内を通過する構成ではない。
【００７４】  次に、本願の発明に係る第２実施形態の変形例について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態に係るエンジンユニット１００及び第２実施形態に係るエンジンユニット２００と同一の構成については符号を同一とし、その構成の説明は省略する。
【００７５】  図８に示すように、第２実施形態のエンジンユニット２００は、複数の酸素センサとして、触媒コンバータ１３２の上流側の排気経路に配置される上流側酸素センサ１３４（第１実施形態の第１酸素センサ１３４と同じ）と、触媒コンバータ１３２の下流側近傍に配置される下流側酸素センサ１４０とを有している。また、触媒コンバータ１３２の下流側近傍には、制御手段４０に電気的に接続され、排気ガス温度を検出する温度センサ１４１を備える。第２実施形態の変形例では、制御手段４０が、温度センサ１４１により検出される排気ガスの温度に基づいて下流側酸素センサ１４０のヒータ１４０ａの通電タイミングを制御する構成としている。
【００７６】  温度センサ１４１は、制御手段４０に電気的に接続され、触媒コンバータ１３２の下流側の排気経路を流れる排気ガス温度を検出することができる。制御手段４０は、温度センサ１４１により排気温度を検出し、該排気温度に基づいて下流側酸素センサ１４０のヒータ１４０ａの通電タイミングを制御することができる。
【００７７】  上述した下流側酸素センサ１４０等の具体例としては、ジルコニア等のセラミックスのように、酸素濃淡電池の原理により起電力を発生する固体電解質を用いたものが挙げられる。このような下流側酸素センサ１４０には、その性質上排気ガス中の酸素濃度を精度良く検出可能な温度域が存在し、本実施形態では下流側酸素センサ１４０の内部に備えられたヒータ１４０ａ（図８参照）に対して定格通電を行うことで、酸素濃度の検出精度を高めるための温度調節を行っている。
【００７８】  また、制御手段４０には、下流側酸素センサ１４０におけるヒータ１４０ａに通電を行う所定時間等のデータが格納され、下流側酸素センサ１４０により検出される排気ガスの酸素濃度に基づいて、当該排気ガスの元となる混合ガスの空燃比を算出する。
【００７９】  次に、図１８を用いて、第２実施形態の変形例に係る下流側酸素センサ１４０のヒータ１４０ａの制御方法について説明する。当該制御方法は、制御手段４０に格納されたプログラム及びデータ等により達成されるものである。
【００８０】  まず、エンジン２の運転を開始すると、ステップＳ１１に移行する。
【００８１】  ステップＳ１１において、制御手段４０は、温度センサ１４１により排気ガス温度を検出する。
【００８２】  ステップＳ１２において、制御手段４０は、温度センサ１４１により検出した排気ガス温度が予め設定された排気ガス温度の閾値以上か否かを判断する。排気ガス温度が排気ガス温度の閾値以上であればステップＳ１３に移行し、排気ガス温度の閾値未満であればＳ１１の処理を継続して行う。
【００８３】  ステップＳ１３において、下流側酸素センサ１４０が有するヒータ１４０ａに定格通電（図１７では、１１Ｖ）が開始される。
【００８４】  ステップＳ１４において、下流側酸素センサ１４０によって酸素濃度が検出され、該酸素濃度（センサ出力）を採用して、上述したように制御手段４０により空燃比が算出され、空燃比制御が行われる。
【００８５】  上述した特許文献３に開示される内燃機関においては、排気マニホールドの上流側と下流側に酸素センサが組み付けられている。また、三元触媒出口に排気温度センサが取り付けられている。また、従来の下流側酸素センサとして、センサ内部の温度を上昇させるため、ヒータを内蔵しているものがある。しかしながら、図１６に示すように、従来の場合は下流側酸素センサのヒータへの通電タイミングはエンジン冷却水温度による制御（例えば、暖気運転としてエンジンの冷却水温度が４０℃以上になったときに、ヒータがＯＮ状態となる制御）が行われているため、暖気中は空燃比制御を実行することができない。
【００８６】  第２実施形態の変形例では、上述した下流側酸素センサ１４０のヒータ１４０ａの制御フローに基づいて制御手段４０により下流側酸素センサ１４０のヒータ１４０ａの通電タイミングを温度センサ１４１で検出される排気温度で制御する。例えば、ＣＯ、ＴＨＣが多い場合、触媒コンバータ１３２の下流排気温度は上昇する。この特性を利用し、排気温度が上昇した時点（所定の排気温度に達した閾値）で下流側酸素センサ１４０のヒータに通電し、空燃比制御をスタートする。これにより、図１７の点線矢印で示すように、空燃比が効かない時間の短縮を図る。
【００８７】  第２実施形態の変形例のように構成することで、排気特性の悪化を抑制する。また、暖気中のエンジン性能を維持することができる。
【産業上の利用可能性】
【００８８】  本発明は、定置型の発電機または冷凍機などに搭載するディーゼルエンジン等のエンジン装置に限定するものではなく、種々の内燃機関を備えた装置や移動体に適用することができる。【００８９】  例えば、図１９は、トラック２に積載された冷凍コンテナ１０を示しているが、このような冷凍コンテナ１０は、コンテナ３と冷凍ユニット４から構成されている。当該冷凍ユニット４を構成する発電機を駆動するエンジンユニットとして本発明に係るエンジンユニットを適用することが可能である。
【符号の説明】
【００９０】  １００    エンジンユニット  １        エンジン  ４０      制御手段  １２１    ミキサ  １２３    燃料調整弁  １３１    排気マニホールド（排気経路）  １３２    触媒コンバータ（三元触媒）  １３３    熱交換器  １３４    第１酸素センサ  １３５    第２酸素センサ  １３６    第３酸素センサ  １３７    上流側排気管（排気経路）  １３８    下流側排気管（排気経路）  １４０    下流側酸素センサ  １４１    温度センサ
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【国際調査報告】
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