(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関（５）の排気経路（７）に設けられた空燃比センサ（３）の出力であるセンサ出力に基づいて、前記内燃機関の空燃比を制御する内燃機関制御装置（１）において、
前記空燃比センサへの印加電圧を変化させて前記空燃比センサに流れる電流を検出することにより、前記印加電圧の所定量の変化に対する前記電流の変化量を検出する第１手段（９，１０，Ｓ２００〜Ｓ２８０，Ｓ３１５，Ｓ３２０，Ｓ３４５，Ｓ３５０）と、
前記空燃比センサが受ける排気圧力の変動によって生じる前記センサ出力の変化分を補正するための補正値を、前記第１手段による検出結果に基づいて算出する第２手段（９，Ｓ２９０）と、
前記空燃比の制御に用いる前記センサ出力を、前記第２手段により算出された補正値を用いて補正する第３手段（９，Ｓ１３０）と、
を備えることを特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関制御装置において、
前記空燃比センサは、電圧が印加されることにより空燃比に応じた電流が流れ、その空燃比に応じた電流が前記センサ出力として使用される限界電流式空燃比センサであり、
前記第１手段が検出する前記電流の変化量は、限界電流領域外における前記印加電圧の前記所定量の変化に対する前記電流の変化量であること、
を特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関制御装置において、
前記第１手段（９，１１，Ｓ２００〜Ｓ２８０）は、前記電流の変化量を検出するための処理の一部として、前記印加電圧を所定の変化目標値に変化させて、前記印加電圧が前記変化目標値である場合の前記電流を検出する電流検出用処理（Ｓ２１０〜Ｓ２６０）を行うようになっており、
前記第１手段は、前記電流検出用処理では、前記印加電圧を前記変化目標値へ変化させてから、前記電流が収束すると予想される所定時間が経過すると、前記電流を検出すること、
を特徴とする内燃機関制御装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２に記載の内燃機関制御装置において、
前記第１手段（９，１１，Ｓ２１０，Ｓ３１５，Ｓ３２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０，Ｓ３４５，Ｓ３５０，Ｓ２６０〜Ｓ２８０）は、前記電流の変化量を検出するための処理の一部として、前記印加電圧を所定の変化目標値に変化させて、前記印加電圧が前記変化目標値である場合の前記電流を検出する電流検出用処理（Ｓ２１０，Ｓ３１５，Ｓ３２０，Ｓ２３０，Ｓ２４０，Ｓ３４５，Ｓ３５０，Ｓ２６０）を行うようになっており、
前記第１手段は、前記電流検出用処理では、前記印加電圧を前記変化目標値へ変化させると、前記電流の変化速度を監視して、前記電流の変化速度が所定値以下になったと判定すると、前記電流を検出すること、
を特徴とする内燃機関制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の制御においては、空燃比を検出すための空燃比センサを排気管に配置し、その空燃比センサの出力（以下、空燃比センサ出力あるいはセンサ出力ともいう）に基づいて空燃比の制御を行うようにしている。そして、空燃比センサは、排気圧力に応じてセンサ出力が変化するという特性を有している（例えば、特許文献１参照）。このため、特許文献１に記載の装置では、エンジン負荷やエンジン回転数等のエンジン運転状態から、空燃比センサが受ける排気圧力を推定して、排気圧力変動による空燃比センサ出力の変化分を補正している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９６７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の技術は、空燃比センサが受ける排気圧力を間接的に推定するものである。このため、空燃比センサ出力の補正精度を高くすることができない。
そこで、本発明は、排気圧力変動による空燃比センサ出力の変化分を精度良く補正することができるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
第１発明の内燃機関制御装置は、内燃機関の排気経路に設けられた空燃比センサの出力であるセンサ出力に基づいて、内燃機関の空燃比を制御する装置であり、第１手段、第２手段及び第３手段を備える。第１手段は、空燃比センサへの印加電圧を変化させて空燃比センサに流れる電流を検出することにより、前記印加電圧の所定量の変化に対する前記電流の変化量を検出する。第２検出手段は、空燃比センサが受ける排気圧力の変動によって生じるセンサ出力の変化分を補正するための補正値を、第１手段による検出結果に基づいて算出する。第３手段は、空燃比の制御に用いるセンサ出力を、第２手段により算出された補正値を用いて補正する。
【０００６】
この内燃機関制御装置では、空燃比センサの特性として、印加電圧の所定量の変化に対する電流の変化量と、空燃比センサが受ける圧力とに、相関があることに着目している。このため、前記電流の変化量を検出し、その検出結果に基づいて、排気圧力変動によるセンサ出力の変化分（つまり誤差）を補正するための補正値を算出している。
【０００７】
この内燃機関制御装置によれば、空燃比センサの特性を直接利用して、排気圧力変動によるセンサ出力の変化分を補正するため、センサ出力の補正精度が高くなり、延いては、空燃比制御の制御精度を向上させることができる。
【０００８】
なお、特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１実施形態の内燃機関制御装置の構成を表す構成図である。
【図２】空燃比センサの電圧−電流特性の一例を示す図である。
【図３】空燃比センサが受ける排気圧力と「ΔＶ／ΔＩＬ」との関係表す図である。
【図４】第１実施形態のマイコンが行う制御処理を表すフローチャートである。
【図５】第１実施形態の制御処理の作用を説明する説明図である。
【図６】第２実施形態のマイコンが行う制御処理を表すフローチャートである。
【図７】第２実施形態の制御処理の作用を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明が適用された実施形態の内燃機関制御装置（以下、ＥＣＵという）について説明する。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略である。
［第１実施形態］
図１に示すように、第１実施形態のＥＣＵ１には、空燃比（Ａ／Ｆ）センサ３が接続されている。「Ａ／Ｆ」は「空燃比」の略である。空燃比センサ３は、車両に搭載されたエンジン（内燃機関）５の排気経路７に設けられている。排気経路７は、具体的には排気管である。
【００１１】
この例において、空燃比センサ３は、電圧が印加されることにより空燃比に応じた電流が流れる限界電流式空燃比センサである。このため、空燃比センサ３に流れる空燃比に応じた電流が、空燃比を表すセンサ出力として使用される。
【００１２】
具体的に説明すると、空燃比センサ３は、それの電圧−電流特性の一例を示す図２のように、電圧の印加に伴って排気ガス中の酸素濃度（延いては空燃比）に応じた電流が流れるように構成されている。図２において、横軸は、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを表し、縦軸は、空燃比センサ３に流れる電流であるセンサ電流ＩＬを表している。そして、図２において、横軸に平行なセンサ電流ＩＬの直線部分が限界電流を示しており、この限界電流の値が空燃比の値に対応している。そして、空燃比センサ３の電圧−電流特性において、印加電圧ＶＰの変化に対してセンサ電流ＩＬが変化しない領域が、限界電流領域である。また、印加電流ＶＰの変化に対してセンサ電流ＩＬが変化する領域（換言すれば、印加電圧ＶＰが変わればセンサ電流ＩＬも変わる領域）は、限界電流領域外の領域（換言すれば、非限界電流領域）である。このため、ＥＣＵ１では、空燃比センサ３に空燃比検出用の電圧を印加しつつ、その空燃比センサ３に流れる限界電流をセンサ出力として検出して空燃比を算出する。また、ＥＣＵ１では、空燃比に応じた限界電流を精度良く検出するために、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、例えば限界電流領域の中央の電圧となるように調節する。
【００１３】
ＥＣＵ１は、当該ＥＣＵ１の動作を司るマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）９と、マイコン９からの指令に応じて空燃比センサ３を制御する制御ＩＣ１０と、を備える。また、マイコン９は、ＣＰＵ１１と、ＣＰＵ１１が実行するプログラムが格納されたＲＯＭ１２と、ＣＰＵ１１の演算結果を記憶するＲＡＭ１３と、を備える。
【００１４】
制御ＩＣ１０は、マイコン９から指令される値の電圧を空燃比センサ３に印加する。また、制御ＩＣ１０は、センサ電流ＩＬを表す電流信号を、マイコン９へリアルタイムに出力する。電流信号は、アナログ信号とデジタル信号との何れかである。
【００１５】
ところで、既述したように、空燃比センサ３は、排気圧力（詳しくは、排気によって受ける圧力）に応じてセンサ出力としてのセンサ電流ＩＬが変化する。特に、エンジン５が排気タービン式過給器を備える構成の場合、空燃比センサ３を過給機よりも下流に設けたのでは空燃比の検出精度が悪化するため、空燃比センサ３は、過給機よりも上流側に設けられることとなる。その場合、エンジン５の排気弁から空燃比センサ３までの距離が短くなるため、空燃比センサ３が受ける排気圧力が大きくなり、その高圧力によりセンサ出力の誤差が大きくなる。
【００１６】
一方、本発明者は、空燃比センサ３の特性として、印加電圧ＶＰの所定量ΔＶの変化に対するセンサ電流ＩＬの変化量ΔＩＬ（図２参照）と、空燃比センサ３が受ける圧力とに、相関があることを確認している。そして、この特性は、限界電流領域外において顕著となる。
【００１７】
このため、ＥＣＵ１では、図２に示すように、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを限界電流領域外の２種類の電圧Ｖ１，Ｖ２にした各場合のセンサ電流Ｉ１，Ｉ２を、それぞれ検出している。２種類の電圧Ｖ１，Ｖ２の差分は上記所定量ΔＶである。尚、図２における電圧Ｖ０は、空燃比を検出するための印加電圧ＶＰの一例である。更に、ＥＣＵ１では、検出した２つのセンサ電流Ｉ１，Ｉ２の差分（＝Ｉ１−Ｉ２）を、印加電圧ＶＰの所定量ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）の変化に対するセンサ電流ＩＬの変化量ΔＩＬとして算出している。そして、「ΔＶ／ΔＩＬ」の値と、空燃比センサ３が受ける排気圧力とには、図３に示すような相関がある。排気圧力が大きくなるにつれて、「ΔＶ／ΔＩＬ」の値も大きくなる。よって、「ΔＶ／ΔＩＬ」の値から、空燃比センサ３が受ける排気圧力を推定することができる。ΔＶは既知であるため、ΔＩＬの値から排気圧力を推定することができる。尚、「ΔＶ／ΔＩＬ」は、図２のような空燃比センサ３の電圧−電流特性において、印加電圧ＶＰに対するセンサ電流ＩＬの傾きを、逆数にしたものである。
【００１８】
そこで、ＥＣＵ１では、ΔＩＬの値に基づいて、センサ出力の圧力補正を行っている。センサ出力の圧力補正とは、排気圧力変動によるセンサ出力の変化分（つまり誤差）を補正することである。
【００１９】
次に、ＥＣＵ１のマイコン９が行う制御処理について、図４を用い説明する。尚、マイコン９が行う処理は、ＣＰＵ１１がＲＯＭ１２内のプログラムを実行することで実現される。
【００２０】
マイコン９は、図４に示す制御処理を例えば一定時間毎に実行する。また、マイコン９は、図４の制御処理を開始する時点では、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、空燃比検出用の電圧（本実施形態では限界電流領域内の電圧）に制御している。
【００２１】
図４に示すように、マイコン９は、制御処理を開始すると、Ｓ１１０にて、圧力補正実施要求が発生したか否かを判定する。圧力補正実施要求は、例えば、他の処理によって一定時間毎に発生される要求である。また、圧力補正実施要求は、エンジン５の回転数や負荷等の運転状態に基づいて、空燃比センサ３が受ける排気圧力が変化すると判定されたとき毎に発生するようになっていても良い。また、圧力補正実施要求の実体は、例えばフラグであるが、マイコン９の外部から与える信号であっても良い。
【００２２】
マイコン９は、Ｓ１１０にて、圧力補正実施要求が発生していないと判定した場合には、Ｓ１２０に進み、センサ電流ＩＬを検出する。尚、マイコン９は、制御ＩＣ１０からの電流信号を読み取ることで、センサ電流ＩＬを検出する。
【００２３】
マイコン９は、次のＳ１３０にて、Ｓ１２０で検出したセンサ電流ＩＬを、圧力補正値を用いて補正する。圧力補正値は、空燃比センサ３が受ける排気圧力の変動によって生じるセンサ電流ＩＬの変化分を補正するための補正値であり、後述するＳ２９０で算出される。
【００２４】
マイコン９は、次のＳ１４０にて、圧力補正後の（つまりＳ１３０で補正した後の）センサ電流ＩＬから、現在の空燃比を算出する。例えば、ＲＯＭ１２には、センサ電流ＩＬを空燃比に換算する換算マップ又は計算式が記憶されており、マイコン９は、その換算マップ又は計算式を用いて、圧力補正後のセンサ電流ＩＬに対応する空燃比を算出する。
【００２５】
マイコン９は、次のＳ１５０にて、燃料噴射量を、Ｓ１４０で算出した空燃比に基づいて、実際の空燃比が目標空燃比となるように補正する。マイコン９は、算出した空燃比が目標空燃比よりもリッチ側であれば、燃料噴射量を減量補正し、逆に、算出した空燃比が目標空燃比よりもリーン側であれば、燃料噴射量を増量補正することとなる。尚、このＳ１５０で補正された燃料噴射量に従って、エンジン５への燃料噴射が実施される。
【００２６】
マイコン９は、次のＳ１６０にて、今回検出したセンサ電流ＩＬ（具体的には圧力補正後のセンサ電流ＩＬ）に基づいて、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを変更する。このＳ１６０の処理は、印加電圧ＶＰを空燃比検出用の電圧として最適化する処理である。例えば、ＲＯＭ１２には、センサ電流ＩＬと、そのセンサ電流ＩＬを限界電流とする限界電流領域の中央の印加電圧ＶＰとを、複数組対応付けて記録した印加電圧マップが記憶されている。そして、マイコン９は、その印加電圧マップから、今回検出したセンサ電流ＩＬを限界電流とする限界電流領域の中央の印加電圧ＶＰを算出し、その算出した印加電圧ＶＰが空燃比センサ３に印加されるように、制御ＩＣ１０へ指令を出す。尚、マイコン９は、制御ＩＣ１０に指令する電圧の値を変更することにより、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを変更する。
【００２７】
そして、マイコン９は、Ｓ１６０の処理を行った後、当該制御処理を終了する。
また、マイコン９は、上記Ｓ１１０にて、圧力補正実施要求が発生したと判定した場合には、Ｓ２００に進む。
【００２８】
マイコン９は、Ｓ２００にて、２つの印加電圧変更時間ＴＡ，ＴＢを設定する。印加電圧変更時間ＴＡ，ＴＢについては、後で説明する。
マイコン９は、次のＳ２１０にて、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、Ｓ１６０の処理で最適化している空燃比検出用の電圧から、限界電流領域外の電圧Ｖ１（図２参照）に変更する。
【００２９】
マイコン９は、次のＳ２２０にて、印加電圧ＶＰを電圧Ｖ１に変更してから、印加電圧変更時間ＴＡが経過するまで待ち、印加電圧変更時間ＴＡが経過したと判定したなら（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、Ｓ２３０に進む。
【００３０】
マイコン９は、Ｓ２３０では、センサ電流ＩＬを検出し、その検出したセンサ電流ＩＬを、印加電圧ＶＰがＶ１である場合のセンサ電流Ｉ１として記憶する。
そして、マイコン９は、次のＳ２４０にて、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、電圧Ｖ１から、限界電流領域外の他の電圧Ｖ２（図２参照）に変更する。この例において、電圧Ｖ２は、図２の通り、電圧Ｖ１よりも低い電圧であるが、「Ｖ１＜Ｖ２」の大小関係であっても良い。
【００３１】
マイコン９は、次のＳ２５０にて、印加電圧ＶＰを電圧Ｖ２に変更してから、印加電圧変更時間ＴＢが経過するまで待ち、印加電圧変更時間ＴＢが経過したと判定したなら（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、Ｓ２６０に進む。
【００３２】
マイコン９は、Ｓ２６０では、センサ電流ＩＬを検出し、その検出したセンサ電流ＩＬを、印加電圧ＶＰがＶ２である場合のセンサ電流Ｉ２として記憶する。
マイコン９は、次のＳ２７０にて、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、電圧Ｖ２から空燃比検出用の電圧（即ち、Ｓ２１０で変更する前の電圧）に戻す。
【００３３】
マイコン９は、次のＳ２８０にて、センサ電流Ｉ１とセンサ電流Ｉ２との差分（＝Ｉ１−Ｉ２）を、印加電圧ＶＰの所定量ΔＶ（＝Ｖ１−Ｖ２）の変化に対するセンサ電流ＩＬの変化量ΔＩＬ（以下単に、電流変化量ΔＩＬともいう）として算出する。
【００３４】
マイコン９は、次のＳ２９０にて、Ｓ２８０で算出した電流変化量ΔＩＬに基づいて、前述の圧力補正値を算出する。例えば、ＲＯＭ１２には、電流変化量ΔＩＬと、その電流変化量ΔＩＬに対応する圧力補正値とを、複数組対応付けて記録した補正値マップが記憶されている。補正値マップは実験や理論計算によって設定されている。そして、マイコン９は、その補正値マップから、今回算出した電流変化量ΔＩＬに対応する圧力補正値を算出する。
【００３５】
図３のように、排気圧力が大きくなるにつれて、「ΔＶ／ΔＩＬ」の値が大きくなるため、電流変化量ΔＩＬの値は小さくなる。また、センサ出力としてのセンサ電流ＩＬは、排気圧力が大きくなるにつれて、大きくなる傾向がある。このため、例えば、Ｓ１３０での補正処理が、センサ電流ＩＬの検出値から圧力補正値を減算する処理であるとすると、圧力補正値は、電流変化量ΔＩＬの値が小さくなるほど（つまり排気圧力が大きいほど）、大きい値に設定される。尚、Ｓ２９０にて、圧力補正値は、例えば計算式によって算出されるようになっていても良い。
【００３６】
そして、マイコン９は、Ｓ２９０の処理を行った後、当該制御処理を終了する。
次に、マイコン９が図４の制御処理を行うことによる作用について、図５を用い説明する。
【００３７】
図５において、「通常制御」と記載した期間は、図４におけるＳ１１０〜Ｓ１６０の処理が定期的に行われる期間であり、「圧力補正用制御」と記載した期間は、図４の制御処理のうち、Ｓ１１０でＹＥＳと判定された場合の処理（Ｓ２００〜Ｓ２９０）が行われる期間である。図５におけるＶ０は、図２におけるＶ０であり、空燃比を検出するために空燃比センサ３に印加される電圧（即ち、空燃比検出用の電圧）である。図５におけるＩ０は、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰがＶ０である場合の、空燃比センサ３の限界電流であって、空燃比を表すセンサ電流ＩＬである。また、これらのことは、後述する図７についても同様である。
【００３８】
図５の時刻ｔ１に示すように、マイコン９は、圧力補正実施要求が発生したと判定すると（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、空燃比検出用の電圧Ｖ０から、限界電流領域外の電圧Ｖ１へ変更する（Ｓ２１０）。
【００３９】
そして、マイコン９は、印加電圧ＶＰの変更時から印加電圧変更時間ＴＡが経過すると（Ｓ２２０：ＹＥＳ）、センサ電流ＩＬを検出して、その検出したセンサ電流ＩＬを、印加電圧ＶＰがＶ１である場合のセンサ電流Ｉ１として記憶する（Ｓ２３０）。
【００４０】
ここで、印加電圧変更時間ＴＡは、印加電圧ＶＰを変化目標値としてのＶ１へ変化させてから、センサ電流ＩＬが収束する（つまり変化しなくなる）と予想される設計上の最大時間と同じか、それよりも少し長い時間に設定されている。このため、印加電圧ＶＰがＶ１である場合のセンサ電流Ｉ１を正しく検出することができる。
【００４１】
その後、マイコン９は、図５の時刻ｔ２に示すように、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、電圧Ｖ１から、限界電流領域外の他の電圧Ｖ２に変更する（Ｓ２４０）。
そして、マイコン９は、印加電圧ＶＰの変更時から印加電圧変更時間ＴＢが経過すると（Ｓ２５０：ＹＥＳ）、センサ電流ＩＬを検出して、その検出したセンサ電流ＩＬを、印加電圧ＶＰがＶ２である場合のセンサ電流Ｉ２として記憶する（Ｓ２６０）。
【００４２】
ここで、印加電圧変更時間ＴＢも、印加電圧変更時間ＴＡと同様に、印加電圧ＶＰを変化目標値としてのＶ２へ変化させてから、センサ電流ＩＬが収束すると考えられる設計上の最大時間と同じか、それよりも少し長い時間に設定されている。このため、印加電圧ＶＰがＶ２である場合のセンサ電流Ｉ２を正しく検出することができる。
【００４３】
その後、マイコン９は、図５の時刻ｔ３に示すように、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを、電圧Ｖ２から空燃比検出用の電圧Ｖ０に戻す（Ｓ２７０）。
そして、マイコン９は、センサ電流Ｉ１とセンサ電流Ｉ２との差分（＝Ｉ１−Ｉ２）を、前述の電流変化量ΔＩＬとして算出し（Ｓ２８０）、その電流変化量ΔＩＬに基づいて、センサ出力としてのセンサ電流ＩＬに対する圧力補正値を算出する（Ｓ２９０）。
【００４４】
以上のようなＥＣＵ１では、前述の電流変化量ΔＩＬを検出し、その電流変化量ΔＩＬに基づいて、排気圧力変動によるセンサ出力（センサ電流ＩＬ）の変化分を補正している。このため、空燃比センサ３の特性を直接利用して、センサ出力の圧力補正を行うこととなり、高い補正精度が得られる。よって、空燃比制御の制御精度を向上させることができる。
【００４５】
また、センサ出力の圧力補正のために検出する電流変化量ΔＩＬは、限界電流領域外における印加電圧ＶＰの所定量ΔＶの変化に対するセンサ電流ＩＬの変化量であって、排気圧力との相関が顕著に現れる領域でのセンサ電流ＩＬの変化量である。このため、圧力補正の精度を高くするのに有利である。
【００４６】
また、マイコン９は、電流変化量ΔＩＬを検出するための処理の一部として、印加電圧ＶＰを変化目標値（Ｖ１又はＶ２）に変化させて、印加電圧ＶＰがその変化目標値である場合のセンサ電流ＩＬ（Ｉ１又はＩ２）を検出する電流検出用処理を行う（Ｓ２１０〜Ｓ２６０）。そして、その電流検出用処理では、印加電圧ＶＰを変化目標値へ変化させてから、センサ電流ＩＬが収束すると予想される所定時間（ＴＡ又はＴＢ）が経過すると、センサ電流ＩＬを検出する。このため、印加電圧ＶＰが変化目標値（Ｖ１又はＶ２）である場合のセンサ電流ＩＬ（Ｉ１又はＩ２）を正しく検出することができる。よって、電流変化量ΔＩＬを正しく検出することができ、延いては、センサ出力の圧力補正の精度を高くすることができる。尚、電圧Ｖ１，Ｖ２の数値例としては、例えば「Ｖ１＝０Ｖ、Ｖ２＝−０．１Ｖ」を挙げることができる。
【００４７】
［第２実施形態］
次に、第２実施形態のＥＣＵについて説明するが、ＥＣＵの符号としては、第１実施形態と同じ“１”を用いる。また、第１実施形態と同様の構成要素や処理についても、第１実施形態と同じ符号を用いる。
【００４８】
第２実施形態のＥＣＵ１は、第１実施形態のＥＣＵ１と比較すると、マイコン９が、図４の制御処理に代えて、図６の制御処理を行う点が異なる。そして、図６の制御処理では、図４の制御処理と比較すると、Ｓ２００が削除されている。更に、Ｓ２２０に代わって、Ｓ３１５，Ｓ３２０が設けられており、Ｓ２５０に代わって、Ｓ３４５，Ｓ３５０が設けられている。
【００４９】
マイコン９は、図６の制御処理では、Ｓ２１０の次にＳ３１５へ進み、センサ電流ＩＬの変化速度である電流変化速度を検出する。電流変化速度は、時間に対するセンサ電流ＩＬの傾きの絶対値であり、センサ電流ＩＬの時間微分値の絶対値でもある。例えば、マイコン９は、当該制御処理の実行周期よりも十分に短い所定の単位時間毎にセンサ電流ＩＬを検出し、そのセンサ電流ＩＬの単位時間毎の変化量を、電流変化速度として検出する。
【００５０】
そして、マイコン９は、Ｓ３１５からＳ３２０に進み、電流変化速度が所定の閾値（所定値に相当）以下になったか否かを判定して、電流変化速度が閾値以下でなければ、Ｓ３１５に戻る。Ｓ３２０で用いる閾値は、この例では０以上の値であるが、センサ電流ＩＬが収束した（変化しなくなった）と見なすことができる値に設定されている。
【００５１】
一方、マイコン９は、Ｓ３２０にて、電流変化速度が閾値以下になったと判定したならば、センサ電流ＩＬがある値に収束したということであるため、前述のＳ２３０に進む。尚、上記Ｓ３１５にて、電流変化速度を、正負の符号付きの値として検出するのであれば、Ｓ３２０では、電流変化速度の絶対値が閾値以下になったか否かを判定すれば良い。そして、このことは、後述するＳ３４５，Ｓ３５０についても同様である。
【００５２】
また、マイコン９は、Ｓ２４０の次にＳ３４５へ進み、Ｓ３１５と同様に電流変化速度を検出する。
そして、マイコン９は、Ｓ３４５からＳ３５０に進み、電流変化速度が所定の閾値（所定値に相当）以下になったか否かを判定して、電流変化速度が閾値以下でなければ、Ｓ３４５に戻る。Ｓ３５０で用いる閾値は、例えばＳ３２０で用いる閾値と同じ値であるが、センサ電流ＩＬが収束したと見なすことができる値であれば良い。
【００５３】
一方、マイコン９は、Ｓ３５０にて、電流変化速度が閾値以下になったと判定したならば、センサ電流ＩＬがある値に収束したということであるため、前述のＳ２６０に進む。
次に、マイコン９が図６の制御処理を行うことによる作用について、図７を用い説明する。尚、ここでは、主に第１実施形態との相違点を説明する。
【００５４】
マイコン９は、時刻ｔ１で、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを空燃比検出用の電圧Ｖ０から電圧Ｖ１へ変更すると（Ｓ２１０）、電流変化速度を監視する（Ｓ３１５，Ｓ３２０）。そして、マイコン９は、時刻ｔ１２で、電流変化速度が閾値以下になったと判定すると（Ｓ３２０：ＹＥＳ）、そのときのセンサ電流ＩＬを検出してセンサ電流Ｉ１として記憶し（Ｓ２３０）、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを電圧Ｖ１から電圧Ｖ２に変更する（Ｓ２４０）。
【００５５】
マイコン９は、印加電圧ＶＰを電圧Ｖ２に変更すると、再び電流変化速度を監視する（Ｓ３４５，Ｓ３５０）。そして、マイコン９は、時刻ｔ１３で、電流変化速度が閾値以下になったと判定すると（Ｓ３５０：ＹＥＳ）、そのときのセンサ電流ＩＬを検出してセンサ電流Ｉ２として記憶し（Ｓ２６０）、空燃比センサ３への印加電圧ＶＰを電圧Ｖ２から空燃比検出用の電圧Ｖ０に戻す（Ｓ２７０）。
【００５６】
つまり、第２実施形態のＥＣＵ１において、マイコン９は、印加電圧ＶＰを変化目標値（Ｖ１又はＶ２）へ変化させると、電流変化速度を監視して、電流変化速度が閾値以下になったと判定すると、センサ電流ＩＬを検出するようになっている。
【００５７】
このような第２実施形態のＥＣＵ１によれば、図７における時刻ｔ１から時刻ｔ１２までの時間Ｔａ（即ち、印加電圧ＶＰをＶ１にする時間）を、第１実施形態における印加電圧変更時間ＴＡ（図５参照）よりも短くすることができる。同様に、図７における時刻ｔ１２から時刻ｔ１３までの時間Ｔｂ（即ち、印加電圧ＶＰをＶ２にする時間）を、第１実施形態における印加電圧変更時間ＴＢ（図５参照）よりも短くすることができる。
【００５８】
前述した通り、第１実施形態の印加電圧変更時間ＴＡ，ＴＢは、印加電圧ＶＰを変化させてからセンサ電流ＩＬが収束するまでの最大時間以上に設定する必要があるが、第２実施形態では、その印加電圧変更時間ＴＡ，ＴＢに相当する上記時間Ｔａ，Ｔｂを、動的に最短化することができる。
【００５９】
このため、第２実施形態のＥＣＵ１によれば、圧力補正値を決定するために印加電圧ＶＰを空燃比検出用の電圧から変更する期間（即ち、図７における「圧力補正用制御」の期間）であって、空燃比制御の非実施期間を、第１実施形態よりも短くすることができる。
【００６０】
［変形例１］
第２実施形態において、電流変化速度の検出と、電流変化速度が閾値以下になったか否かの判定である電流収束判定は、ハードウェア回路で実施しても良い。例えば、電流変化速度の検出は、センサ電流ＩＬを微分する微分回路によって実施することができる。また、その微分回路の出力と閾値とを比較する比較回路によって、電流収束判定を実施することができる。また、そのような微分回路と比較回路は、制御ＩＣ１０の内部と外部との何れに設けても良い。
【００６１】
［変形例２］
上記各実施形態において、印加電圧ＶＰは、「Ｖ０→Ｖ１→Ｖ２」というように連続的に変化させるのではなく、「Ｖ０→Ｖ１」、「Ｖ０→Ｖ２」というように、別々のタイミングで変化させても良い。例えば、印加電圧ＶＰを「Ｖ０→Ｖ１」と変化させてセンサ電流Ｉ１を検出した後、印加電圧ＶＰをＶ０に戻し、その後、印加電圧ＶＰを、「Ｖ０→Ｖ２」と変化させてセンサ電流Ｉ２を検出する、という手順でも良い。また、センサ電流Ｉ２をセンサ電流Ｉ１よりも先に検出しても良い。
【００６２】
［変形例３］
上記各実施形態において、マイコン９は、センサ電流Ｉ１，Ｉ２のうちの一方として、センサ出力の圧力補正以外の目的で検出した値がある場合には、センサ電流Ｉ１，Ｉ２のうちの他方を検出するために印加電圧ＶＰを変化させれば良い。その場合には、印加電圧ＶＰを、Ｖ０から、Ｖ１とＶ２とのうちの何れか一方だけに変更するだけで済むため、空燃比制御の非実施期間が短くなる。
【００６３】
［変形例４］
上記各実施形態において、マイコン９は、検出した電流変化量ΔＩＬから、空燃比センサ３が受ける排気圧力を算出し（つまり推定し）、その排気圧力の算出値から、圧力補正値を算出するように構成しても良い。その場合、例えば、電流変化量ΔＩＬから排気圧力を算出するための第１マップと、排気圧力から圧力補正値を算出するための第２マップとを、ＲＯＭ１２内に格納しておき、マイコン９は、その第１マップ及び第２マップを用いて、排気圧力の算出と圧力補正値の算出とを行えば良い。第１マップ及び第２マップは、前述の補正値マップと同じ役割を果たすものであり、実験や理論計算によって設定すれば良い。
【００６４】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく、種々の形態を採り得る。また、前述の数値も一例であり他の値でも良い。
例えば、空燃比センサ３としては、限界電流式の空燃比センサに限らず、印加電圧ＶＰの所定量ΔＶの変化に対するセンサ電流ＩＬの変化量ΔＩＬと、受ける圧力とに、相関がある空燃比センサであれば、本発明を適用することができる。
【００６５】
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する機能を複数の構成要素として分散させたり、複数の構成要素が有する機能を１つの構成要素に統合させたりしてもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、同様の機能を有する公知の構成に置き換えてもよい。また、上記実施形態の構成の一部を省略してもよい。また、上記実施形態の構成の少なくとも一部を、他の上記実施形態の構成に対して付加又は置換してもよい。なお、特許請求の範囲に記載した文言によって特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本発明の実施形態である。また、上述したＥＣＵの他、当該ＥＣＵを構成要素とするシステム、当該ＥＣＵとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した媒体、空燃比センサ出力の圧力補正方法など、種々の形態で本発明を実現することもできる。
【符号の説明】
【００６６】
１…ＥＣＵ（内燃機関制御装置）、３…空燃比センサ、５…エンジン（内燃機関）、７…排気経路、９…マイクロコンピュータ（マイコン）、１０…制御ＩＣ
【図１】
0006323357.tif 000002
【図２】
0006323357.tif 000003
【図３】
0006323357.tif 000004
【図４】
0006323357.tif 000005
【図５】
0006323357.tif 000006
【図６】
0006323357.tif 000007
【図７】
0006323357.tif 000008