(57)【要約】【課題】  空燃比変調制御における制御精度の向上を図った内燃機関の空燃比制御装置を提供する。【解決手段】  設定されたリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間と排気センサの出力に基づき検出されるリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との位相差（ｄr,ｄl,Ｄr,Ｄl）をリッチ空燃比側及びリーン空燃比側毎にそれぞれ求め(S24,S34,S29,S39)、当該各位相差に基づいて排気の空燃比を補正する(S26,S36,S29,S39)。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気系に設けられた排気センサと、
前記排気系内を流れる排気の空燃比をリーン空燃比側とリッチ空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段と、
前記排気センサの出力がリーン空燃比側出力であるかリッチ空燃比側出力であるかを判定するための判定値を設定する判定値設定手段と、
該判定値設定手段により設定された前記判定値に基づき前記排気センサの出力がリッチ空燃比側出力であるかリーン空燃比側出力であるかを判定する判定手段と、
該判定手段によりリッチ空燃比側出力と判定されている期間及びリーン空燃比側出力と判定されている期間のうち少なくとも一以上を検出するリッチリーン出力期間検出手段と、
前記空燃比変調手段においてリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間を設定し、これらリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間と前記リッチリーン出力期間検出手段により検出されるリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との位相差をリッチ空燃比側及びリーン空燃比側で少なくとも一以上求める位相差検出手段と、
該位相差検出手段により求めた位相差に基づき前記排気の空燃比を補正する空燃比補正手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
前記位相差検出手段は、リッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間の少なくともいずれか一方を、リッチ空燃比側変調期間については前記空燃比変調手段による変調の所定の周期とリーン空燃比側出力期間との差に設定し、リーン空燃比側変調期間については前記所定の周期とリッチ空燃比側出力期間との差に設定して各位相差を求めることを特徴とする、請求項１記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
リッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間とリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との各位相差の目標値である目標位相差のうち少なくとも一以上を設定する目標位相差設定手段をさらに有し、
前記空燃比補正手段は、前記目標位相差設定手段により設定される目標位相差と前記位相差検出手段により検出される実位相差との偏差に比例した比例補正と該偏差の積分値に基づく積分補正とを含み、該積分補正についてはリッチ空燃比側及びリーン空燃比側に関し各々前記空燃比変調手段による変調の所定の周期の整数倍を補正周期として実施することを特徴とする、請求項１または２記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の排気系には、前記排気センサの下流に位置して触媒コンバータを有するとともに該触媒コンバータの下流に位置して第２の排気センサをさらに有し、
前記判定値設定手段は、前記第２の排気センサの出力に基づき前記判定値を補正する判定値補正手段を含んでなることを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
前記内燃機関の排気系には、前記排気センサの下流に位置して触媒コンバータを有するとともに該触媒コンバータの下流に位置して第２の排気センサをさらに有し、
目標位相差設定手段は、前記第２の排気センサの出力に基づき前記目標位相差を補正する目標位相差補正手段を含んでなることを特徴とする、請求項３または４記載の内燃機関の空燃比制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の空燃比制御装置に係り、詳しくは、内燃機関の排気系に設けられた排気センサの出力に基づいて空燃比変調制御の制御精度を高める技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系に設置された触媒コンバータ（三元触媒等）の排気浄化性能を向上させることを目的とし、触媒コンバータに流入する排気空燃比をストイキオ（理論空燃比）を境にリッチ空燃比とリーン空燃比との間で変調させる空燃比制御技術が開発されている。
また、このような空燃比制御技術において、排気系に空燃比センサ（ＬＡＦセンサ）を設けて空燃比のフィードバック制御を行うとともに触媒コンバータにＯ2センサを設け、触媒コンバータの劣化状況に対応すべく、該Ｏ2センサからの酸素濃度情報に基づいて変調時におけるリッチ側継続時間とリーン側継続時間とを独立に変更し、ひいては変調周期を変更する構成の空燃比制御装置も開発されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平１０−１３１７９０号公報（段落００１４等参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、排気空燃比を変調させる空燃比制御技術では、変調時における平均排気空燃比がストイキオとなるように燃料供給を行っても、吸気ポート壁面への供給燃料の付着やインジェクタ特性のばらつき等により、実際の平均排気空燃比はストイキオとならず、リッチ空燃比側またはリーン空燃比側にシフトする場合があり、このような場合には、触媒コンバータの排気浄化性能が十分に得られないという問題がある。
【０００４】
また、空燃比センサやＯ2センサ等の排気センサは、検出部への輸送遅れ及び拡散遅れや検出部での反応遅れ等の応答遅れ要素を有しており、排気空燃比の変調時において排気センサの出力と排気空燃比とが必ずしも一致せず、排気センサの出力自体のみでは排気空燃比を精度よく制御することができないという問題もある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、空燃比変調制御における制御精度の向上を図った内燃機関の空燃比制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記した目的を達成するために、請求項１の内燃機関の空燃比制御装置では、内燃機関の排気系に設けられた排気センサと、前記排気系内を流れる排気の空燃比をリーン空燃比側とリッチ空燃比側とに周期的に変調させる空燃比変調手段と、前記排気センサの出力がリーン空燃比側出力であるかリッチ空燃比側出力であるかを判定するための判定値を設定する判定値設定手段と、該判定値設定手段により設定された前記判定値に基づき前記排気センサの出力がリッチ空燃比側出力であるかリーン空燃比側出力であるかを判定する判定手段と、該判定手段によりリッチ空燃比側出力と判定されている期間及びリーン空燃比側出力と判定されている期間のうち少なくとも一以上を検出するリッチリーン出力期間検出手段と、前記空燃比変調手段においてリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間を設定し、これらリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間と前記リッチリーン出力期間検出手段により検出されるリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との位相差をリッチ空燃比側及びリーン空燃比側で少なくとも一以上求める位相差検出手段と、該位相差検出手段により求めた位相差に基づき前記排気の空燃比を補正する空燃比補正手段とを備えたことを特徴としている。
【０００６】
即ち、排気センサでは拡散等による応答遅れが生じるが、この拡散等は空燃比（Ｏ2濃度、Ｈ2濃度、ＣＯ濃度等）の影響を受けるものであって空燃比と当該応答遅れとの間に相関があることが確認されたことから、当該空燃比と応答遅れとの相関関係を利用し、所定の周期に基づき設定されるリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間とリッチリーン出力期間検出手段により検出されるリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との位相差を応答遅れとして求めることにより、当該位相差に基づいて排気空燃比が良好に補正される。
【０００７】
ここに、リッチリーン出力期間検出手段により検出されるリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間は、排気センサの拡散遅れを代表する期間であるのがよい。
また、請求項２の内燃機関の空燃比制御装置では、前記位相差検出手段は、リッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間の少なくともいずれか一方を、リッチ空燃比側変調期間については前記空燃比変調手段による変調の所定の周期とリーン空燃比側出力期間との差に設定し、リーン空燃比側変調期間については前記所定の周期とリッチ空燃比側出力期間との差に設定して各位相差を求めることを特徴としている。
【０００８】
即ち、変調中の平均空燃比が一定である場合、リッチリーン出力期間検出手段により検出されるリッチ空燃比側出力期間とリーン空燃比側出力期間との和（リッチ空燃比側出力期間＋リーン空燃比側出力期間）は変調周期と同程度となるが、空燃比の補正の効果が大きく或いは速い（例えば、変調中の空燃比変動が大）ほど排気センサのリッチ空燃比側及びリーン空燃比側の各出力期間は各変調期間に応じた値に近づき、補正の効果が小さく或いは遅い（例えば、変調中の空燃比変動が小）ほど排気センサの一方の出力期間は変調周期から他方の出力期間を差し引いた値（変調周期−他方の出力期間）に近づくことから、排気系容積によるミキシングや輸送遅れ等が大きく補正の効果が小さく或いは遅いほど位相差を出力期間と変調期間との差とする代わりに出力期間と（変調周期−他方の出力期間）との差として求めることにより、当該位相差に基づいて排気空燃比がより一層良好に補正される。
【０００９】
また、請求項３の内燃機関の空燃比制御装置では、リッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間とリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との各位相差の目標値である目標位相差のうち少なくとも一以上を設定する目標位相差設定手段をさらに有し、前記空燃比補正手段は、前記目標位相差設定手段により設定される目標位相差と前記位相差検出手段により検出される実位相差との偏差に比例した比例補正と該偏差の積分値に基づく積分補正とを含み、該積分補正についてはリッチ空燃比側及びリーン空燃比側に関し各々前記空燃比変調手段による変調の所定の周期の整数倍を補正周期として実施することを特徴としている。
【００１０】
また、請求項４の内燃機関の空燃比制御装置では、前記内燃機関の排気系には、前記排気センサの下流に位置して触媒コンバータを有するとともに該触媒コンバータの下流に位置して第２の排気センサをさらに有し、前記判定値設定手段は、前記第２の排気センサの出力に基づき前記判定値を補正する判定値補正手段を含んでなることを特徴としている。
また、請求項５の内燃機関の空燃比制御装置では、請求項３または４において、前記内燃機関の排気系には、前記排気センサの下流に位置して触媒コンバータを有するとともに該触媒コンバータの下流に位置して第２の排気センサをさらに有し、目標位相差設定手段は、前記第２の排気センサの出力に基づき前記目標位相差を補正する目標位相差補正手段を含んでなることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１の内燃機関の空燃比制御装置によれば、空燃比と応答遅れとの相関を利用し、設定されるリッチ空燃比側変調期間及びリーン空燃比側変調期間とリッチリーン出力期間検出手段により検出されるリッチ空燃比側出力期間及びリーン空燃比側出力期間との位相差を応答遅れとして求め、当該位相差に基づいて排気空燃比を補正するので、簡単な構成にして排気空燃比を良好に補正するようにでき、空燃比制御の制御精度を向上させることができる。
【００１２】
これにより、排気系に触媒コンバータ（三元触媒等）を備える場合において、触媒コンバータによる排気浄化性能の向上を図ることができる。
また、請求項２の内燃機関の空燃比制御装置によれば、排気系容積によるミキシングや輸送遅れ等が大きく補正の効果が小さく或いは遅いほど位相差を出力期間と変調期間との差とする代わりに出力期間と（変調周期−他方の出力期間）との差として求め、当該位相差に基づいて排気空燃比を補正するので、排気空燃比をより一層良好に補正するようにでき、空燃比制御の制御精度をさらに向上させることができる。
【００１３】
また、請求項３の内燃機関の空燃比制御装置によれば、実位相差と目標位相差との偏差に基づいて比例補正を行い且つ積分補正を例えばリッチ空燃比側及びリーン空燃比側に関し各々変調周期毎に実施するので、排気センサに生じる応答遅れの影響を十分に抑制でき、空燃比制御の応答性の向上を図り、制御精度を十分に向上させることができる。
また、請求項４の内燃機関の空燃比制御装置によれば、経時劣化の小さい触媒コンバータ下流側の第２の排気センサの出力に基づいて判定値を補正するので、経時変化に伴う排気センサの出力特性の変化による悪影響を抑制することができる。
【００１４】
また、請求項５の内燃機関の空燃比制御装置によれば、経時劣化の小さい触媒コンバータ下流側の第２の排気センサの出力に基づいて目標位相差を補正するので、経時変化に伴う排気センサの出力特性の変化による悪影響を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて説明する。
図１を参照すると、車両に搭載された本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図が示されており、以下、当該空燃比制御装置の構成を説明する。
同図に示すように、内燃機関であるエンジン本体（以下、単にエンジンという）１としては、吸気管噴射型（Multi  Point  Injection：ＭＰＩ）ガソリンエンジンが採用される。
【００１６】
エンジン１のシリンダヘッド２には、各気筒毎に点火プラグ４が取り付けられており、点火プラグ４には高電圧を出力する点火コイル８が接続されている。
シリンダヘッド２には、各気筒毎に吸気ポートが形成されており、各吸気ポートと連通するようにして吸気マニホールド１０の一端がそれぞれ接続されている。吸気マニホールド１０には、電磁式の燃料噴射弁６が取り付けられており、燃料噴射弁６には、燃料パイプ７を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置（図示せず）が接続されている。
【００１７】
吸気マニホールド１０の燃料噴射弁６よりも上流側には、吸入空気量を調節する電磁式のスロットル弁１４が設けられており、併せてスロットル弁１４の弁開度θthを検出するスロットルポジションセンサ（ＴＰＳ）１６が設けられている。さらに、スロットル弁１４の上流には、吸入空気量を計測するエアフローセンサ１８が介装されている。エアフローセンサ１８としては、カルマン渦式エアフローセンサが使用される。
【００１８】
また、シリンダヘッド２には、各気筒毎に排気ポートが形成されており、各排気ポートと連通するようにして排気マニホールド１２の一端がそれぞれ接続されている。
なお、当該ＭＰＩエンジンは公知のものであるため、その構成の詳細については説明を省略する。
排気マニホールド１２の他端には排気管２０が接続されており、当該排気管２０には、排気浄化触媒装置として三元触媒（触媒コンバータ）３０が介装されている。
【００１９】
この三元触媒３０は、担体に活性貴金属として銅（Ｃｕ），コバルト（Ｃｏ），銀（Ａｇ），白金（Ｐｔ），ロジウム（Ｒｈ），パラジウム（Ｐｄ）のいずれかを有している。セリウム（Ｃｅ）、ジルコニア（Ｚｒ）等の酸素吸蔵材を含む場合の他、当該酸素吸蔵材を含まない場合においても、活性貴金属は、酸素吸蔵機能（Ｏ2ストレージ機能）を有しており、故に、三元触媒３０は、排気空燃比（排気Ａ／Ｆ）がリーン空燃比（リーンＡ／Ｆ）である酸化雰囲気中において酸素（Ｏ2）を吸蔵すると、排気Ａ／Ｆがリッチ空燃比（リッチＡ／Ｆ）となり還元雰囲気となるまでそのＯ2をストレージＯ2として保持し、当該ストレージＯ2の放出（供給）により、還元雰囲気状態においてもＨＣ（炭化水素）やＣＯ（一酸化炭素）を酸化除去可能である。即ち、当該三元触媒３０は、酸化雰囲気でＨＣ、ＣＯを浄化できるのは勿論のことＮＯxの発生をもある程度抑え、還元雰囲気中においてＮＯxの浄化のみならず吸蔵されたＯ2によりＨＣ、ＣＯをもある程度浄化可能である。
【００２０】
また、排気管２０の三元触媒３０よりも上流側には、排気中の酸素濃度を検出することで排気Ａ／Ｆを検出するＯ2センサ（排気センサ）２２が配設されている。さらに、三元触媒３０よりも下流側にも、同様のＯ2センサ２４が配設されている。
ＥＣＵ（電子コントロールユニット）４０は、入出力装置、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ、不揮発性ＲＡＭ等）、中央処理装置（ＣＰＵ）、タイマカウンタ等を備えており、当該ＥＣＵ４０により、エンジン１を含めた空燃比制御装置の総合的な制御が行われる。
【００２１】
ＥＣＵ４０の入力側には、上述したＴＰＳ１６、エアフローセンサ１８、Ｏ2センサ２２、２４の他、エンジン１のクランク角を検出するクランク角センサ４２等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。なお、クランク角センサ４２からのクランク角情報に基づいてエンジン回転速度Ｎeが検出される。
一方、ＥＣＵ４０の出力側には、上述の燃料噴射弁６、点火コイル８、スロットル弁１４等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づき演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、点火時期等がそれぞれ出力される。詳しくは、各種センサ類からの検出情報に基づき空燃比（Ａ／Ｆ）が適正な目標空燃比（目標Ａ／Ｆ）に設定され、当該目標Ａ／Ｆに応じた量の燃料が適正なタイミングで燃料噴射弁６から噴射され、またスロットル弁１４が適正な開度に調整され、点火プラグ４により適正なタイミングで火花点火が実施される。
【００２２】
より詳しくは、当該空燃比制御装置では、三元触媒３０が上記Ｏ2ストレージ機能を有していることから、三元触媒３０の能力を十分発揮するために、通常運転時には、ＥＣＵ４０によってＡ／Ｆを基準Ａ／Ｆ（例えば、ストイキオ）を境に所定リッチＡ／Ｆと所定リーンＡ／Ｆとの間で強制的に交互に振る強制変調制御を行うようにしている。つまり、燃焼室内の空燃比（燃焼Ａ／Ｆ）を一定期間に亘りリーンＡ／Ｆとした後一定期間リッチＡ／Ｆとするように変調制御し、排気Ａ／Ｆを所定リーンＡ／Ｆと所定リッチＡ／Ｆ間で所定の振幅、所定の周期、所定の変調比（リッチ／リーン変調期間比）をもって変調させるようにしている（空燃比変調手段）。
【００２３】
なお、変調波形については、矩形波、三角波、鋸波、波状波等のいずれの波形であってもよい。
また、所定の振幅、所定の周期、所定の変調比は固定値であってもよいし、種々の条件に応じて変更するようにしてもよい。
例えば、変調サイクル中にエンジン１の運転条件が変化した場合、還元剤（ＨＣ、ＣＯ）と酸化剤（Ｏ2）との供給バランスが変化し、触媒浄化性能が低下するおそれがあることから、当該運転条件に応じてリッチ変調期間、リーン変調期間を以下のように設定する。
【００２４】
リッチ変調期間については以下の条件成立までの期間とする。
∫変調振幅(t)×触媒流入排気流量(t)dｔ
≧∫基本変調振幅(t)×基本触媒流入排気流量dｔ
或いは、
∫触媒流入排気流量(t)dｔ≧∫基本触媒流入排気流量dｔ
ここに、ｔは時間、左辺∫はリッチ側変調中の積分、右辺∫は基本リッチ変調期間中の積分を示しており、即ち、左辺は変調サイクル間の触媒への還元剤供給量、右辺は目標とする変調サイクル間の触媒への還元剤供給量を意味している。
【００２５】
なお、右辺は所定値としてもよい。また、右辺及び左辺に対して触媒温度、排気温度、エンジン回転速度、始動後経過時間、水温、油温、還元剤／酸化剤拡散バランス、還元剤／酸化剤吸着バランス等に応じた補正を行うようにしてもよく、還元剤を検出するセンサを用いて直接還元剤供給量を求めるようにしてもよい。また、触媒流入排気流量(t)の代わりに、吸入空気量(t)、マニホールド圧(t)等の触媒流入排気流量(t)と相関のあるパラメータを用いるようにしてもよい。また、基本変調振幅(t)は、変調波形が矩形波等の場合は一定値となるが、鋸波、三角波、波状波等の場合は変化値となる。また、基本触媒流入排気流量、基本リッチ変調期間については、例えば、それぞれ１０L/s、０．５sとするが、排気システムに応じて最適値が選択される。
【００２６】
リーン変調期間については以下の条件成立までの期間とする。
∫変調振幅(t)×触媒流入排気流量(t)dｔ
≧∫基本変調振幅(t)×基本触媒流入排気流量dｔ
或いは、
∫触媒流入排気流量(t)dｔ≧∫基本触媒流入排気流量dｔ
ここに、ｔは時間、左辺∫はリーン側変調中の積分、右辺∫は基本リーン変調期間中の積分を示しており、即ち、左辺は変調サイクル間の触媒への酸化剤（Ｏ2）供給量、右辺は目標とする変調サイクル間の触媒への酸化剤供給量を意味している。
【００２７】
なお、右辺は所定値としてもよい。また、右辺及び左辺に対して触媒温度、排気温度、エンジン回転速度、始動後経過時間、水温、油温、還元剤／酸化剤拡散バランス、還元剤／酸化剤吸着バランス等に応じた補正を行うようにしてもよく、酸化剤を検出するセンサを用いて直接酸化剤供給量を求めるようにしてもよい。また、触媒流入排気流量(t)の代わりに、吸入空気量(t)、マニホールド圧(t)等の触媒流入排気流量(t)と相関のあるパラメータを用いるようにしてもよい。また、基本変調振幅(t)は、変調波形が矩形波等の場合は一定値となるが、鋸波、三角波、波状波等の場合は変化値となる。また、基本触媒流入排気流量、基本リーン変調期間については、例えば、それぞれ１０L/s、０．５sとするが、排気システムに応じて最適値が選択される。
【００２８】
これにより、排気Ａ／ＦがリーンＡ／Ｆである酸化雰囲気中ではＨＣ、ＣＯが良好に浄化されるとともに三元触媒３０のＯ2ストレージ機能によりＯ2が吸蔵されてＮＯxの発生がある程度抑えられ、排気Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆである還元雰囲気中ではＮＯxが良好に浄化されるとともに吸蔵されたストレージＯ2によってＨＣ、ＣＯがある程度継続的に浄化され続け、三元触媒３０の排気浄化性能の向上が図られる。
【００２９】
ところで、上述したように、排気Ａ／Ｆの変調時に平均排気空燃比（平均排気Ａ／Ｆ）がストイキオとなるように燃料供給を行っても、吸気ポート壁面への供給燃料の付着や燃料噴射弁６の特性のばらつき等により、実際の平均排気Ａ／Ｆはストイキオとならず、リッチＡ／Ｆ側またはリーンＡ／Ｆ側にシフトする場合があり、このような場合には、三元触媒３０の排気浄化性能を十分に得ることができないという問題がある。
【００３０】
また、Ｏ2センサ２２は、検出部への拡散遅れや検出部での反応遅れ等の応答遅れ要素を有しており、排気Ａ／Ｆの変調時においてＯ2センサ２２の出力と排気Ａ／Ｆとが必ずしも一致せず、Ｏ2センサ２２の出力自体のみでは排気Ａ／Ｆを精度よく制御することができないという問題もある。
このようなことから、ここでは、排気Ａ／Ｆの変調時において排気Ａ／Ｆを精度よく制御するように図っており、以下、上記のように構成された本発明に係る空燃比制御装置の空燃比変調手法について説明する。
【００３１】
詳しくは、Ｏ2センサ２２の拡散等による応答遅れは、Ａ／Ｆ（Ｏ2濃度、Ｈ2濃度、ＣＯ濃度等）の影響を受けるものであって、Ａ／Ｆと当該応答遅れとの間には相関があることが確認されており、ここでは、排気Ａ／ＦとＯ2センサ２２の応答遅れとの相関関係を利用し、設定されるリッチ変調期間或いはその相関期間（リッチ空燃比側変調期間）及びリーン変調期間或いはその相関期間（リーン空燃比側変調期間）とＯ2センサ２２の出力に基づき検出されるリッチ出力期間（リッチ空燃比側出力期間）及びリーン出力期間（リーン空燃比側出力期間）との位相差（リッチ位相差及びリーン位相差）をリッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側で少なくとも一以上各々Ｏ2センサ２２の応答遅れとして求め、当該各位相差に基づいて排気Ａ／Ｆを補正しながら空燃比変調を実施するようにしている。
【００３２】
先ず、第１実施例について説明する。
図２及び図３を参照すると、本発明の第１実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
排気Ａ／Ｆの変調制御が開始されると、当該変調時空燃比補正制御の制御ルーチンが併せて実行され、先ずステップＳ１０では、Ｏ2センサ２２の出力に基づいてリッチＡ／Ｆ側或いはリーンＡ／Ｆ側と判定するための判定値を設定するとともに（判定値設定手段）、上記各位相差の目標値である目標位相差（目標リッチ位相差及び目標リーン位相差）を設定する。ここでは、判定値としては、例えばストイキオ或いはスライトリッチに対応する出力値が適用され、目標位相差としては、本来は位相差が無いのが好ましいことから例えば値０が適用される。
【００３３】
実際には、Ｏ2センサ２２は三元触媒３０よりも上流に位置するために高温に曝され、経時劣化により出力特性が変化し、判定値や目標位相差にずれ等が生じ易い。このような場合を考慮し、高温に曝されず経時劣化し難い三元触媒３０下流のＯ2センサ２４の出力に基づき、当該Ｏ2センサ２４の出力が所定値となるように判定値や目標位相差を補正することが望ましい。
【００３４】
ステップＳ１２では、現在リッチ変調中であるか否か、即ち変調制御において目標Ａ／ＦがリッチＡ／Ｆ側であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でリッチ変調中と判定された場合には、ステップＳ１４に進み、目標Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆとする。一方、判別結果が偽（Ｎｏ）でリッチ変調中ではない、即ちリーン変調中と判定された場合には、ステップＳ１６に進み、目標Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆとする。
【００３５】
ステップＳ１８では、Ｏ2センサ２２の出力が上記のように設定した判定値以上であるか否かを判別する（判定手段）。判別結果が真（Ｙｅｓ）でＯ2センサ２２の出力が判定値以上、即ちＯ2センサ２２の出力がリッチＡ／Ｆ側と判定された場合には、ステップＳ２０に進む。なお、この判別において、ノイズの影響が大きいような場合には、判定値にヒステリシスを設けるようにしてもよい。
【００３６】
ステップＳ２０では、Ｏ2センサ２２の出力がリッチＡ／Ｆ側であるときに計時を行うリッチ出力タイマのカウントアップを開始するとともに（リッチリーン出力期間検出手段）、Ｏ2センサ２２の出力がリーンＡ／Ｆ側であるときに計時を行うリーン出力タイマの直前のリーンＡ／Ｆ側におけるカウント値をリーン出力期間とする。そして、リーン出力タイマを次回のカウントアップに備えてリセットする。
【００３７】
ステップＳ２２では、リッチ出力タイマのカウント値が変調制御における変調周期（所定の周期）のうちリッチＡ／Ｆ側であるリッチ変調期間より大であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）でリッチ出力タイマのカウント値がリッチ変調期間以下と判定された場合には、ステップＳ２８に進む。
ステップＳ２８では、上記ステップＳ１８の判別によりリッチＡ／Ｆ側と判定された直後の一回目の実行であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でリッチＡ／Ｆ側と判定された直後であると判定された場合には、ステップＳ２９に進む。
【００３８】
ステップＳ２９では、直前のリーン出力時におけるリーン出力期間とリーン変調期間（目標とするリーン出力期間）との位相差、即ちリーン位相差Ｄlをリーン出力期間−リーン変調期間として求める（位相差検出手段）。そして、上記のように設定した目標リーン位相差と当該リーン位相差Ｄlとの偏差（目標リーン位相差−リーン位相差Ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する（空燃比補正手段）。
【００３９】
つまり、図４を参照すると第１実施例における目標Ａ／Ｆ（ａ）、補正量（ｂ）、リッチ及びリーン出力タイマとリッチ及びリーン変調期間との関係（ｃ）がタイムチャートで示されているが、同図に示すように、Ｏ2センサ２２の出力がリーンＡ／Ｆ側からリッチＡ／Ｆ側に切り換わった直後には、直前のリーン位相差Ｄlを求め、目標リーン位相差と当該リーン位相差Ｄlとの偏差（目標リーン位相差が値０の場合はリーン位相差Ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する。
【００４０】
一方、ステップＳ２２の判別結果が真（Ｙｅｓ）でリッチ出力タイマのカウント値がリッチ変調期間より大と判定された場合には、ステップＳ２４に進む。
ステップＳ２４では、当該リッチ出力期間とリッチ変調期間（目標とするリッチ出力期間）との位相差、即ちリッチ位相差ｄrをリッチ出力タイマのカウント値とリッチ変調期間との差（リッチ出力タイマ−リッチ変調期間）として求める（位相差検出手段）。
【００４１】
そして、ステップＳ２６において、上記のように設定した目標リッチ位相差と当該リッチ位相差ｄrとの偏差（目標リッチ位相差−リッチ位相差ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを比例補正する（空燃比補正手段）。
つまり、図４に示すように、リッチ出力タイマのカウント値、即ちリッチ出力期間がリッチ変調期間を越えた場合には、リッチ位相差ｄrを求め、目標リッチ位相差と当該リッチ位相差ｄrとの偏差（目標リッチ位相差が値０の場合はリッチ位相差ｄr）に基づいて目標Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側に比例補正する。
【００４２】
ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）となり、Ｏ2センサ２２の出力が判定値より小、即ちＯ2センサ２２の出力がリーンＡ／Ｆ側と判定された場合には、ステップＳ３０に進む。
ステップＳ３０では、リーン出力タイマのカウントアップを開始するとともに（リッチリーン出力期間検出手段）、直前のリッチＡ／Ｆ側におけるリッチ出力タイマのカウント値をリッチ出力期間とする。そして、リッチ出力タイマを次回のカウントアップに備えてリセットする。
【００４３】
ステップＳ３２では、リーン出力タイマのカウント値が変調制御における変調周期のうちリーンＡ／Ｆ側であるリーン変調期間より大であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）でリーン出力タイマのカウント値がリーン変調期間以下と判定された場合には、ステップＳ３８に進む。
ステップＳ３８では、上記ステップＳ１８の判別によりリーンＡ／Ｆ側と判定された直後の一回目の実行であるか否かを判別する。判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーンＡ／Ｆ側と判定された直後であると判定された場合には、ステップＳ３９に進む。
【００４４】
ステップＳ３９では、直前のリッチ出力時におけるリッチ出力期間とリッチ変調期間との位相差、即ちリッチ位相差Ｄrをリッチ出力期間−リッチ変調期間として求める（位相差検出手段）。そして、上記のように設定した目標リッチ位相差と当該リッチ位相差Ｄrとの偏差（目標リッチ位相差−リッチ位相差Ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する（空燃比補正手段）。
【００４５】
つまり、図４に示すように、Ｏ2センサ２２の出力がリッチＡ／Ｆ側からリーンＡ／Ｆ側に切り換わった直後には、直前のリッチ位相差Ｄrを求め、目標リッチ位相差と当該リッチ位相差Ｄrとの偏差（目標リッチ位相差が値０の場合はリッチ位相差Ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する。
一方、ステップＳ３２の判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン出力タイマのカウント値がリーン変調期間より大と判定された場合には、ステップＳ３４に進む。
【００４６】
ステップＳ３４では、当該リーン出力期間とリーン変調期間との位相差、即ちリーン位相差ｄlをリーン出力タイマのカウント値とリーン変調期間との差（リーン出力タイマ−リーン変調期間）として求める（位相差検出手段）。
そして、ステップＳ３６において、上記のように設定した目標リーン位相差と当該リーン位相差ｄlとの偏差（目標リーン位相差−リーン位相差ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを比例補正する（空燃比補正手段）。なお、図４では、リーン出力期間がリーン変調期間を越えない場合を例示しているため、リーン位相差ｄrに基づく比例補正については示していない。
【００４７】
以降、ステップＳ１８の判別結果に応じて、目標Ａ／Ｆの比例補正と積分補正とを繰り返す。
このように、本発明の第１実施例に係る空燃比制御装置では、排気Ａ／ＦとＯ2センサ２２の応答遅れとの相関関係を利用し、変調周期に基づき設定されるリッチ変調期間及びリーン変調期間とＯ2センサ２２の出力に基づき検出されるリッチ出力期間及びリーン出力期間との位相差（リッチ位相差ｄr及びリーン位相差ｄl）を各々Ｏ2センサ２２の応答遅れとして求め、当該各位相差ｄr、ｄlに基づいて排気Ａ／Ｆを比例補正して空燃比変調を実施するようにしているので、簡単な構成にして排気Ａ／Ｆを応答性よく補正でき、空燃比変調制御の制御精度を向上させることができる。
【００４８】
また、リッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側に関しそれぞれ変調周期毎に各位相差ｄr、ｄlの最終値である位相差（リッチ位相差Ｄr及びリーン位相差Ｄl）に基づいて排気Ａ／Ｆを積分補正するようにしているので、空燃比変調制御の制御精度をより一層向上させることができる。
次に、第２実施例について説明する。
【００４９】
空燃比変調中の平均排気Ａ／Ｆが一定である場合、リッチ出力期間とリーン出力期間との和（リッチ出力期間＋リーン出力期間）は変調周期と同程度となるが、排気Ａ／Ｆの補正の効果が大きく或いは速い（例えば、変調中のＡ／Ｆ変動が大）ほどＯ2センサ２２のリッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側の各出力期間は各変調期間に応じた値に近づき、一方、排気系容積によるミキシングや輸送遅れ等が大きく補正の効果が小さく或いは遅い（例えば、変調中のＡ／Ｆ変動が小）ほどＯ2センサ２２の一方の出力期間は変調周期から他方の出力期間を差し引いた値（変調周期−他方の出力期間）に近づくことが確認されている。
【００５０】
従って、当該第２実施例では、上記第１実施例においてリーン位相差ｄlや最終値であるリーン位相差Ｄlをリーン出力期間とリーン変調期間との差として求めていたのに対し、リーン変調期間に代えて変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）を用いてリーン位相差ｄlやリーン位相差Ｄlを求める場合について示す。なお、上記第１実施例との共通部分については同一符号を付して説明を省略し、ここでは主として第１実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００５１】
上記図２及び図５を参照すると、本発明の第２実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
図２のステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）でＯ2センサ２２の出力が判定値以上、即ちＯ2センサ２２の出力がリッチＡ／Ｆ側と判定された場合には、ステップＳ２０以降に進む。そして、ステップＳ２８の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、リッチＡ／Ｆ側と判定された直後であると判定された場合には、ステップＳ２９’に進む。
【００５２】
ステップＳ２９’では、直前のリーン出力時におけるリーン出力期間と、変調周期とリッチ出力期間との差（目標とするリーン出力期間）との位相差、即ちリーン位相差Ｄlをリーン出力期間−（変調周期−リッチ出力期間）として求める。そして、目標リーン位相差と当該リーン位相差Ｄlとの偏差（目標リーン位相差−リーン位相差Ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する。
【００５３】
一方、ステップＳ２２の判別結果が真（Ｙｅｓ）でリッチ出力タイマのカウント値がリッチ変調期間より大と判定された場合には、ステップＳ２４を経てステップＳ２６に進み、上記第１実施例と同様に、目標リッチ位相差とリッチ位相差ｄrとの偏差（目標リッチ位相差−リッチ位相差ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを比例補正する。
ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）となり、Ｏ2センサ２２の出力が判定値より小、即ちＯ2センサ２２の出力がリーンＡ／Ｆ側と判定された場合には、ステップＳ３０を経てステップＳ３２’に進む。
【００５４】
ステップＳ３２’では、リーン出力タイマのカウント値が変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）より大であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）でリーン出力タイマのカウント値が変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）以下と判定された場合には、ステップＳ３８を経てステップＳ３９に進み、上記第１実施例と同様に、目標リッチ位相差とリッチ位相差Ｄrとの偏差（目標リッチ位相差−リッチ位相差Ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する。
【００５５】
一方、ステップＳ３２’の判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン出力タイマのカウント値が変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）より大と判定された場合には、ステップＳ３４’に進む。
ステップＳ３４’では、リーン出力期間と、変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）との位相差、即ちリーン位相差ｄlをリーン出力タイマのカウント値と、変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）との差｛リーン出力タイマ−（変調周期−リッチ出力期間）｝として求める。
【００５６】
そして、ステップＳ３６において、目標リーン位相差と当該リーン位相差ｄlとの偏差（目標リーン位相差−リーン位相差ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを比例補正する。
つまり、図６を参照すると第２実施例における目標Ａ／Ｆ（ａ）、補正量（ｂ）、リッチ及びリーン出力タイマとリッチ及びリーン変調期間との関係（ｃ）がタイムチャートで示されているが、同図に示すように、リーン出力タイマのカウント値、即ちリーン出力期間が変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）（図中一点鎖線をシフトして示す）を越えた場合には、リーン位相差ｄlを求め、目標リーン位相差と当該リーン位相差ｄlとの偏差（目標リーン位相差が値０の場合はリーン位相差ｄl）に基づいて目標Ａ／ＦをリッチＡ／Ｆ側に比例補正する。
【００５７】
以降、ステップＳ１８の判別結果に応じて、目標Ａ／Ｆの比例補正と積分補正とを繰り返す。
このように、本発明の第２実施例に係る空燃比制御装置では、排気Ａ／ＦとＯ2センサ２２の応答遅れとの相関関係を利用し、変調周期に基づき設定されるリッチ変調期間及びリーン変調期間の相関期間（変調周期−リッチ出力期間）とＯ2センサ２２の出力に基づき検出されるリッチ出力期間及びリーン出力期間との位相差（リッチ位相差ｄr及びリーン位相差ｄl）を各々Ｏ2センサ２２の応答遅れとして求め、当該各位相差ｄr、ｄlに基づいて排気Ａ／Ｆを比例補正し、さらにリッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側に関しそれぞれ変調周期毎に各位相差ｄr、ｄlの最終値である位相差（リッチ位相差Ｄr及びリーン位相差Ｄl）に基づいて排気Ａ／Ｆを積分補正するようにしているので、排気系容積によるミキシングや輸送遅れ等が大きく補正の効果が比較的小さく或いは遅い場合において、簡単な構成にして排気Ａ／Ｆを応答性よく補正でき、空燃比変調制御の制御精度を良好に向上させることができる。
【００５８】
なお、当該第２実施例では、リッチ位相差ｄrやリッチ位相差Ｄrについてはリッチ変調期間を用いて求め、リーン位相差ｄlやリーン位相差Ｄlについては変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）を用いて求めるようにしたが、逆に、リーン位相差ｄlやリーン位相差Ｄlについてはリーン変調期間を用いて求め、リッチ位相差ｄrやリッチ位相差Ｄrについては変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）を用いて求めるようにしてもよい。
【００５９】
次に、第３実施例について説明する。
当該第３実施例では、上記第２実施例において変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）を用いてリーン位相差ｄlやリーン位相差Ｄlを求めていたのに加え、変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）を用いてリッチ位相差ｄrやリッチ位相差Ｄrを求める場合について示す。なお、上記第１及び第２実施例との共通部分については同一符号を付して説明を省略し、ここでは主として第２実施例と異なる部分についてのみ説明する。
【００６０】
上記図２及び図７を参照すると、本発明の第３実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンがフローチャートで示されており、以下同フローチャートに沿い説明する。
図２のステップＳ１８の判別結果が真（Ｙｅｓ）でＯ2センサ２２の出力が判定値以上、即ちＯ2センサ２２の出力がリッチＡ／Ｆ側と判定された場合には、ステップＳ２０を経てステップＳ２２’に進む。
【００６１】
ステップＳ２２’では、では、リッチ出力タイマのカウント値が変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）より大であるか否かを判別する。判別結果が偽（Ｎｏ）でリッチ出力タイマのカウント値が変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）以下と判定された場合には、ステップＳ２８を経てステップＳ２９’に進み、上記第２実施例と同様に、目標リーン位相差とリーン位相差Ｄlとの偏差（目標リーン位相差とリーン位相差Ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する。
【００６２】
一方、ステップＳ２２’の判別結果が真（Ｙｅｓ）でリッチ出力タイマのカウント値が変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）より大と判定された場合には、ステップＳ２４’に進む。
ステップＳ２４’では、リッチ出力期間と、変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）との位相差、即ちリッチ位相差ｄrをリッチ出力タイマのカウント値と、変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）との差｛リッチ出力タイマ−（変調周期−リーン出力期間）｝として求める。
【００６３】
そして、ステップＳ２６において、目標リッチ位相差と当該リッチ位相差ｄrとの偏差（目標リッチ位相差−リッチ位相差ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを比例補正する。
つまり、図８を参照すると第３実施例における目標Ａ／Ｆ（ａ）、補正量（ｂ）、リッチ及びリーン出力タイマとリッチ及びリーン変調期間との関係（ｃ）がタイムチャートで示されているが、同図に示すように、リッチ出力タイマのカウント値、即ちリッチ出力期間が変調周期とリーン出力期間との差（変調周期−リーン出力期間）（図中一点鎖線をシフトして示す）を越えた場合には、リッチ位相差ｄrを求め、目標リッチ位相差と当該リッチ位相差ｄrとの偏差（目標リッチ位相差が値０の場合はリッチ位相差ｄr）に基づいて目標Ａ／ＦをリーンＡ／Ｆ側に比例補正する。
【００６４】
ステップＳ１８の判別結果が偽（Ｎｏ）となり、Ｏ2センサ２２の出力が判定値より小、即ちＯ2センサ２２の出力がリーンＡ／Ｆ側と判定された場合には、ステップＳ３０以降に進む。そして、ステップＳ３８の判別結果が真（Ｙｅｓ）で、リーンＡ／Ｆ側と判定された直後であると判定された場合には、ステップＳ３９’に進む。
ステップＳ３９’では、直前のリッチ出力時におけるリッチ出力期間と、変調周期とリーン出力期間との差（目標とするリッチ出力期間）との位相差、即ちリッチ位相差Ｄrをリッチ出力期間−（変調周期−リーン出力期間）として求める。そして、目標リッチ位相差と当該リッチ位相差Ｄrとの偏差（目標リッチ位相差−リッチ位相差Ｄr）に基づいて目標Ａ／Ｆを積分補正する。
【００６５】
一方、ステップＳ３２’の判別結果が真（Ｙｅｓ）でリーン出力タイマのカウント値が変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）より大と判定された場合には、ステップＳ３４’において、上記第２実施例と同様に、リーン位相差ｄlをリーン出力タイマのカウント値と、変調周期とリッチ出力期間との差（変調周期−リッチ出力期間）との差｛リーン出力タイマ−（変調周期−リッチ出力期間）｝として求めた後、ステップＳ３６に進み、目標リーン位相差と当該リーン位相差ｄlとの偏差（目標リーン位相差−リーン位相差ｄl）に基づいて目標Ａ／Ｆを比例補正する（図８参照）。
【００６６】
以降、ステップＳ１８の判別結果に応じて、目標Ａ／Ｆの比例補正と積分補正とを繰り返す。
このように、本発明の第３実施例に係る空燃比制御装置では、排気Ａ／ＦとＯ2センサ２２の応答遅れとの相関関係を利用し、変調周期に基づき設定されるリッチ変調期間の相関期間（変調周期−リーン出力期間）及びリーン変調期間の相関期間（変調周期−リッチ出力期間）とＯ2センサ２２の出力に基づき検出されるリッチ出力期間及びリーン出力期間との位相差（リッチ位相差ｄr及びリーン位相差ｄl）を各々Ｏ2センサ２２の応答遅れとして求め、当該各位相差ｄr、ｄlに基づいて排気Ａ／Ｆを比例補正し、さらにリッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側に関しそれぞれ変調周期毎に各位相差ｄr、ｄlの最終値である位相差（リッチ位相差Ｄr及びリーン位相差Ｄl）に基づいて排気Ａ／Ｆを積分補正するようにしているので、排気系容積によるミキシングや輸送遅れ等が大きく補正の効果が特に小さく或いは遅い場合において、簡単な構成にして排気Ａ／Ｆを応答性よく補正でき、空燃比変調制御の制御精度を良好に向上させることができる。
【００６７】
以上で、本発明に係る空燃比制御装置の実施形態についての説明を終えるが、実施形態は上記実施形態に限られるものではない。
例えば、上記実施形態では、Ｏ2センサ２２を用いるようにしているが、これに代えてリニア空燃比センサ（ＬＡＦＳ等）やＮＯxセンサを用いた場合であっても同様の効果を得ることができる。但し、Ｏ2センサ２２は廉価であるため、Ｏ2センサ２２を用いるのが望ましい。
【００６８】
また、変調周期が高周波であるような場合、上記ステップＳ１８での判別結果が真（Ｙｅｓ）でＯ2センサ２２の出力がリッチＡ／Ｆ側或いは偽（Ｎｏ）でＯ2センサ２２の出力がリーンＡ／Ｆ側の一方の判定のみとなることがあるが、このような場合には、他の補正、例えば周期間の平均出力に基づいた補正を行うようにしてもよい。
また、上記実施形態は、位相差に基づく補正に加えて他の補正を併せて実施することを妨げるものではない。
【００６９】
また、上記実施形態では、出力期間をＯ2センサ２２の出力が判定値以上をリッチ出力期間とし、それ以外をリーン出力期間としたが、その他Ｈ2、ＣＯ等のリッチＡ／Ｆ側の排気成分の拡散遅れを代表するものをリッチ出力期間とし、Ｏ2等のリーンＡ／Ｆ側の排気成分の拡散遅れを代表するものをリーン出力期間としてもよい。例えば、Ｏ2センサ２２の出力が所定値Ａ（リーン側出力判定値）から所定値Ｂ（＞所定値Ａ、リッチ側出力判定値）までの変化期間をリッチ出力期間とし（リッチ空燃比側出力期間）、所定値Ｃ（リッチ側出力判定値）から所定値Ｄ（＜所定値Ｃ、リーン側出力判定値）までの変化期間をリーン出力期間としてもよい（リーン空燃比側出力期間）。
【００７０】
また、空燃比変調期間（リッチ／リーン変調期間）と空燃比出力期間（リッチ／リーン出力期間）との位相差は、各実施例及び上記したものに限るものではなく、両者の差異を代表するものであれば如何なる態様のものであってもよい。例えば、空燃比変調期間と空燃比出力期間との比率、空燃比変調期間×所定係数Ｋ1と空燃比出力期間との差、空燃比変調期間と空燃比出力期間×所定係数Ｋ2との差を位相差としてもよく、空燃比出力期間の代わりに実施例で示した（変調周期−他方の空燃比出力期間）を用いるようにしてもよく、上記変化期間を用いるようにしてもよい。なお、所定係数Ｋ1、Ｋ2は、固定値（例えば、リッチＡ／Ｆ側での位相差に対しては所定係数Ｋ1＝１．２、所定係数Ｋ2＝０．８、リーンＡ／Ｆ側での位相差に対しては所定係数Ｋ1＝０．８、所定係数Ｋ2＝１．２）でもよいし、運転条件（エンジン回転速度、排気流量、吸気流量、マニホールド圧、正味平均有効圧、排気温度、触媒温度、水温、油温、始動後経過時間のうちの一以上）に応じて最適値を求めるようにしてもよい。
【００７１】
また、上記各実施例では、リッチ出力期間、リーン出力期間の両方に基づいて空燃比補正を実施するようにしているが、これに限るものではなく、リッチ出力期間或いはリーン出力期間の一方のみに基づいて空燃比補正を実施するようにしても本発明の効果を失うものではない。
また、空燃比補正は、燃料噴射量を増減することにより実施するようにしてもよいし、変調比を増減させて実施するようにしてもよく、また両者を併合させて実施するようにしてもよい。
【００７２】
また、位相差が変調振幅、変調周期、変調波形、エンジン回転速度、排気流量の影響を受ける場合は、これらの条件に応じて適切な補正を行い、空燃比補正を実施するようにしてもよい。
また、排気成分、例えばＮＯx、Ｈ2等により位相差が影響を受ける場合は、当該影響を及ぼす排気成分を除去する目的で触媒機能付き排気センサを使用するようにしてもよい。
【００７３】
また、上記実施形態では、積分制御をリッチＡ／Ｆ側及びリーンＡ／Ｆ側に関しそれぞれ変調周期毎に行うようにしているが、変調周期の整数倍毎に積分制御を実施するようにしてもよく、この場合であっても上記同様の効果を得ることができる。
また、比例補正や積分補正はＰＩＤ等の古典制御により実施してもよいし、スライディングモード制御、適応制御等の現代制御により実施するようにしてもよい。
【００７４】
また、上記実施形態では、触媒コンバータとして三元触媒３０を用いるようにしたが、触媒コンバータは如何なるタイプのものであってもよい。
また、上記実施形態では、エンジン１としてＭＰＩエンジンを採用したが、これに限られず、エンジン１は変調制御が可能であれば如何なるエンジンであってもよく、筒内噴射型エンジンであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】車両に搭載された本発明に係る内燃機関の空燃比制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１乃至第３実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートの一部である。
【図３】本発明の第１実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図４】本発明の第１実施例における目標Ａ／Ｆ（ａ）、補正量（ｂ）、リッチ及びリーン出力タイマとリッチ及びリーン変調期間との関係（ｃ）を示すタイムチャートである。
【図５】本発明の第２実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図６】本発明の第２実施例における目標Ａ／Ｆ（ａ）、補正量（ｂ）、リッチ及びリーン出力タイマとリッチ及びリーン変調期間との関係（ｃ）を示すタイムチャートである。
【図７】本発明の第３実施例に係る空燃比制御装置における変調時空燃比補正制御の制御ルーチンを示すフローチャートの残部である。
【図８】本発明の第３実施例における目標Ａ／Ｆ（ａ）、補正量（ｂ）、リッチ及びリーン出力タイマとリッチ及びリーン変調期間との関係（ｃ）を示すタイムチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１  エンジン本体
６  燃料噴射弁
２２  Ｏ2センサ（排気センサ）
２４  Ｏ2センサ（第２の排気センサ）
３０  三元触媒（触媒コンバータ）
４０  ＥＣＵ（電子コントロールユニット）
【図１】
2005133608.tif 000003
【図２】
2005133608.tif 000004
【図３】
2005133608.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005133608.tif 000007
【図６】
2005133608.tif 000008
【図７】
2005133608.tif 000009
【図８】
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