(57)【要約】【課題】  下流側空燃比センサの出力値から算出され、積分項を含む下流側フィードバック補正値に基づいて空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置において、空燃比の大きな荒れを伴うことなく、下流側フィードバック補正値の変化速度を変更すること。【解決手段】  この装置は、目標値と下流側空燃比センサの出力値Voxsとの差に調整値Kを乗じた値を積算することで積分値を更新し、この積分値に一定のゲインを乗じて下流側フィードバック補正値の積分項Iを算出する。下流側空燃比センサが半活性状態にある場合、調整値Kが小さい値K1に維持され積分値の一更新当たりの変化量が小さくされ積分項Iの変化速度が小さくされる。下流側空燃比センサが完全活性状態にあって、積分項Iが未収束の場合、調整値Kが大きい値K2に維持され積分項Iの変化速度が大きくされる。積分項Iが収束すると、調整値Kが小さい値K1に戻され積分項Iの変化速度が小さくされる。【選択図】  図８
2007231902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に配設された触媒と、
前記触媒よりも下流の前記排気通路に配設された空燃比センサと、
指示に応じて燃料を噴射する燃料噴射手段と、
を備えた内燃機関に適用され、
前記空燃比センサの出力値と目標空燃比に相当する値との相違に起因する値である相違起因値に基づく値を積算して前記相違起因値に係わる時間積分値を更新する積分処理手段と、
前記時間積分値にゲインを乗じた値である積分項に少なくとも基づいて前記内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御するためのフィードバック補正値を算出するフィードバック補正値算出手段と、
前記算出されたフィードバック補正値に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、
前記算出された燃料噴射量の燃料の噴射指示を前記燃料噴射手段に対して行うことで前記内燃機関に供給される混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段と、
を備えた内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記積算により更新されていく時間積分値の変化速度を変更する変化速度変更手段を更に備えた内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記積分処理手段は、
前記相違起因値に基づく値として、
前記相違起因値と、調整値とに基づいて得られる値を用いるとともに、
前記変化速度変更手段は、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記調整値を変更することで前記時間積分値の変化速度を変更するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記積分処理手段は、
前記調整値として、
前記相違起因値に乗じられる値を用いるように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項４】
請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記変化速度変更手段は、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記時間積分値の更新間隔の時間を変更することで前記時間積分値の変化速度を変更するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記積分処理手段は、
前記相違起因値に基づく値として、
前記相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値を用いるとともに、
前記変化速度変更手段は、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記ローパスフィルタ処理の応答性に関するパラメータを変更することで前記時間積分値の変化速度を変更するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記変化速度変更手段は、
前記内燃機関の運転状態としての前記空燃比センサの温度を表す値に応じて前記時間積分値の変化速度を変更するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項７】
請求項６に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記変化速度変更手段は、
前記空燃比センサの温度を表す値として、
前記内燃機関の冷却水の温度を用いるように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項８】
請求項１乃至請求項７の何れか一項に記載の内燃機関の空燃比制御装置であって、
前記積分項が収束したか否かを判定する収束判定手段を更に備え、
前記変化速度変更手段は、
前記判定結果に応じて前記時間積分値の変化速度を変更するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記収束判定手段は、
所定期間における前記積分項の変動幅が所定値以下となったとき、前記積分項が収束したと判定するように構成された内燃機関の空燃比制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の内燃機関の空燃比制御装置において、
前記収束判定手段は、
前記所定期間として、
前記空燃比センサの出力値が所定回数変動するのに要する期間を用いるように構成された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、排気通路に配設された触媒の下流側の排気通路に空燃比センサを備えた内燃機関に適用され、空燃比センサの出力値に基づいて内燃機関に供給される混合気の空燃比（以下、「空燃比」と称呼する。）をフィードバック制御する内燃機関の空燃比制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、この種の空燃比制御装置として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この内燃機関（以下、単に「機関」と称呼することもある。）の空燃比制御装置においては、触媒下流側の空燃比センサの出力値と目標空燃比に相当する値との差についてＰＩ処理してフィードバック補正値が算出される。そして、このフィードバック補正値に基づいて燃料噴射量が算出され、燃料噴射量の燃料の噴射指示がインジェクタに対して行われることで、触媒下流側の空燃比が目標空燃比に一致するように空燃比がフィードバック制御されるようになっている。
【特許文献１】特開２００３−３１４３３４号公報
【０００３】
一般に、係る空燃比制御装置においては、触媒上流側の空燃比が変化した場合、触媒の有する酸素吸蔵機能のため触媒内に吸蔵されている酸素が消費されるまで（触媒内に吸蔵される酸素の量が最大酸素吸蔵量に達するまで）、その空燃比の変化が触媒下流の空燃比センサの出力値の変化として現れない。即ち、空燃比センサの出力値に基づいて空燃比をフィードバック制御する場合、そのフィードバック制御系には触媒の劣化程度等により変化する触媒の最大酸素吸蔵量に応じた無駄時間が存在する。従って、無駄時間を考慮した適切な変化速度をもつフィードバック補正値にてフィードバック制御を行わないと、空燃比の過補正、或いは、制御応答性の悪化により空燃比が目標空燃比に適切に一致するように制御され得なくなる。
【０００４】
そこで、上記文献に記載の空燃比制御装置は、無駄時間と相関の強い触媒の最大酸素吸蔵量を取得し、この触媒の最大酸素吸蔵量に応じて上記ＰＩ処理により算出されるフィードバック補正値の積分項のゲインを変更することで、積分項の変化速度を変更しフィードバック補正値の変化速度を変更するようになっている。
【０００５】
このように、フィードバック補正値の積分項の変化速度を変更する要求がある。ところが上述のように、フィードバック補正値の積分項の変化速度を変更するために積分項のゲインを変更すると以下に記述するような問題が生じる。このことを図１６に示すタイムチャートを参照しながら説明する。
【０００６】
図１６は、触媒の最大酸素吸蔵量が所定値より大きいか否かで積分項のゲインが２値的に変更される場合であって、下記(1)式に従ってフィードバック補正値の積分項Iが算出される場合における、ゲインKi、及び積分項Iの変化の一例を示している。下記(1)式において、Voxsは空燃比センサの出力値であり、Voxsrefは目標空燃比に対応する空燃比センサの出力値の目標値である。
I＝Ki・Σ（Voxsref−Voxs）  ・・・(1)
【０００７】
この例では、時刻ｔＡ以前、（Ａ）に示すように、触媒の最大酸素吸蔵量が上記所定値より大きい（即ち、無駄時間が長い）ためゲインKiが小さい値Ki1に維持されている。従って、上記(1)式に従って更新されていく積分項Iは、時刻ｔＡ以前、（Ｂ）に示すように、小さい変化速度をもって比較的緩やかにある中心値I1を中心に変動している。即ち、フィードバック補正値の変化速度は小さい。
【０００８】
一方、時間の経過に応じて触媒の劣化程度が進行すること等に基づき小さくなっていく触媒の最大酸素吸蔵量が上記所定値以下となる（即ち、無駄時間が短くなる）時刻ｔＡ以降では、（Ａ）に示すようにゲインKiが値Ki1より大きい値Ki2に変更される。これにより、（Ｂ）に示すように、時刻ｔＡ以降、積分項Iの変化速度（従って、フィードバック補正値の変化速度）が大きくなる。この時刻ｔＡでは、ゲインKiの大きなステップ状の増大に伴って上記式(1)のΣ（Voxsref−Voxs）の値にかかわらず、（Ｂ）に示すように積分項I（従って、フィードバック補正値）もステップ状に大きく増大する。従って、フィードバック補正値に基づく燃料噴射量もステップ状に大きく増大するから、空燃比が大きく荒れるという問題があった。
【発明の開示】
【０００９】
従って、本発明の目的は、触媒下流の空燃比センサの出力値に係わるフィードバック補正値であって少なくとも積分項を含むものに基づいて空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置において、空燃比の大きな荒れを伴うことなくフィードバック補正値の積分項の変化速度を変更し得るものを提供することにある。
【００１０】
本発明に係る空燃比制御装置は、触媒と、触媒よりも下流の排気通路に配設された空燃比センサと、指示に応じて燃料を噴射する燃料噴射手段（例えば、インジェクタ）とを備えた内燃機関に適用される。
【００１１】
本発明に係る空燃比制御装置は、相違起因値に基づく値を積算して前記相違起因値に係わる時間積分値を更新する積分処理手段と、前記時間積分値にゲインを乗じた値である積分項に少なくとも基づいて空燃比をフィードバック制御するためのフィードバック補正値を算出するフィードバック補正値算出手段と、前記算出されたフィードバック補正値に基づいて燃料噴射量を算出する燃料噴射量算出手段と、前記算出された燃料噴射量の燃料の噴射指示を前記燃料噴射手段に対して行うことで空燃比をフィードバック制御する空燃比制御手段とを備える。
【００１２】
ここにおいて、「相違起因値」は、例えば、空燃比センサの出力値と目標空燃比に相当する空燃比センサの出力値との差、空燃比センサによる検出空燃比と目標空燃比との差等であって、これらに限定されない。
【００１３】
本発明に係る空燃比制御装置の特徴は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記積算により更新されていく時間積分値の変化速度を変更する変化速度変更手段を更に備えたことにある。上記構成によれば、機関の運転状態に応じて時間積分値の変化速度が変更されることにより積分項の変化速度（従って、フィードバック補正値の変化速度）が変更される。
【００１４】
従って、ゲインの変更により積分項の変化速度を変更するように構成された上記特許文献１に記載された装置と異なり、積分項の変化速度が変更された際、積分項の変化速度変更直後の値が変更直前の値から大きく乖離することが抑制され得る。この結果、機関の運転状態に応じて、フィードバック補正値の積分項の変化速度の変更要求があった場合、空燃比の大きな荒れを伴うことなくフィードバック補正値の積分項の変化速度が変更され得る。
【００１５】
上記本発明に係る空燃比制御装置においては、前記積分処理手段は、前記相違起因値に基づく値として、前記相違起因値と、調整値とに基づいて得られる値を用いるとともに、前記変化速度変更手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記調整値を変更することで前記時間積分値の変化速度を変更するように構成されることが好適である。ここで、前記調整値は、例えば、前記相違起因値に乗じられる値であってもよいし、相違起因値に加算される値であってもよい。
【００１６】
上記構成によれば、機関の運転状態に応じて調整値が変更されると、相違起因値に基づく値が変更される。この結果、相違起因値に基づく値の積算により更新されていく時間積分値の一更新当たりの変化量（従って、変化速度）も変更され得る。即ち、調整値の変更により時間積分値の変化速度を変更することができるから、簡易に積分項の変化速度を変更することができる。
【００１７】
上記本発明に係る空燃比制御装置においては、前記変化速度変更手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記時間積分値の更新間隔の時間を変更することで前記時間積分値の変化速度を変更するように構成されることが好適である。
【００１８】
一般に、機関の触媒下流に配設される空燃比センサとして、所謂起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサが使用されることが多い。この酸素濃度センサの出力値は、一旦リッチを示す値（最大値）になると、その後のフィードバック制御による空燃比リーン制御により触媒から比較的多量のＮＯｘが流出してくるまで同リッチを示す値に維持され、一旦リーンを示す値（最小値）になると、その後のフィードバック制御による空燃比リッチ制御により触媒から比較的多量の未燃ＨＣ，ＣＯが流出してくるまで同リーンを示す値に維持される特性を有する。
【００１９】
この特性と、上述した触媒の酸素吸蔵機能に基づく無駄時間の存在とに起因して、酸素濃度センサの出力値は、周期的に変動するとともに、一周期中の大部分の時間に亘って上記リッチを示す値及び上記リーンを示す値の何れかで略一定に維持される傾向がある。他方、目標空燃比は理論空燃比（一定）に維持される場合が多い。
【００２０】
従って、上記相違起因値も、周期的に変動するとともに、上記一周期中の大部分の時間に亘って略一定となる。この結果、相違起因値に基づく値の積算により更新されていく時間積分値の一更新当たりの変化量も上記一周期中の大部分の時間に亘って略一定となる。
【００２１】
以上のことから、時間積分値の更新間隔の時間を変更することで時間積分値の変化速度を変更することができる。上記構成は係る知見に基づくものである。これによっても、簡易に積分項の変化速度を変更することができる。
【００２２】
上記本発明に係る空燃比制御装置においては、前記積分処理手段は、前記相違起因値に基づく値として、前記相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値を用いるとともに、前記変化速度変更手段は、前記内燃機関の運転状態に応じて前記ローパスフィルタ処理の応答性に関するパラメータ（例えば、ローパスフィルタ処理の時定数）を変更することで前記時間積分値の変化速度を変更するように構成されることが好適である。
【００２３】
ここにおいて、「相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値」は、空燃比センサの出力値にローパスフィルタ処理を施した値と目標空燃比に相当する値との相違に起因する値、相違起因値にローパスフィルタ処理を施した値であって、これらに限定されない。
【００２４】
「相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値」は、ローパスフィルタ処理による応答遅れをもって変動する。ここで、ローパスフィルタ処理による応答遅れの程度が大きいほど「相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値」の変動幅が小さくなる傾向がある。換言すれば、ローパスフィルタ処理による応答遅れの程度が大きいほど「相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値」が小さくなる。
【００２５】
以上のことから、ローパスフィルタ処理の応答性に関するパラメータを変更することで、「相違起因値であってローパスフィルタ処理を施した値」の積算により更新されていく時間積分値の一更新当たりの変化量（従って、変化速度）も変更することができる。上記構成は係る知見に基づくものである。これによっても、簡易に積分項の変化速度を変更することができる。
【００２６】
上記本発明に係る空燃比制御装置においては、前記変化速度変更手段は、前記内燃機関の運転状態としての前記空燃比センサの温度を表す値に応じて前記時間積分値の変化速度を変更するように構成されることが好適である。一般に、空燃比センサは、その温度が所定の温度以上のとき完全活性状態となって空燃比に応じた出力値を正確に発生する一方で、冷間始動時等その温度が上記所定の温度より低いとき不活性状態、或いは半活性状態となって空燃比に応じた出力値を発生し得なくなる。
【００２７】
従って、空燃比センサの温度が上記所定の温度より低いとき、信頼性の低い空燃比センサの出力値に基づいて積極的に空燃比のフィードバック制御が行われるべきでない。従って、この場合、フィードバック補正値（従って、積分項）の変化速度が小さくされることが好適である。
【００２８】
一方、空燃比センサの温度が上記所定の温度以上のとき、信頼性の高い空燃比センサの出力値に基づいて迅速に積分項（従って、フィードバック補正値）を収束させる観点より、フィードバック補正値（従って、積分項）の変化速度が大きくされることが好適である。
【００２９】
上記構成は、係る知見に基づくものである。これによれば、例えば、積分項の変化速度は、空燃比センサの温度が低いほど小さくされ得る。従って、不活性状態、或いは半活性状態にある空燃比センサの出力値に基づいて積極的に空燃比のフィードバック制御が行われることを回避し得、且つ完全活性状態にある空燃比センサの出力値に基づいて迅速に積分項（従って、フィードバック補正値）を収束させることができる。
【００３０】
このように、前記空燃比センサの温度を表す値に応じて前記時間積分値の変化速度を変更する場合、前記変化速度変更手段は、前記空燃比センサの温度を表す値として、前記内燃機関の冷却水の温度を用いるように構成されることが好適である。冷却水の温度は、空燃比センサの温度と強い相関があるから、空燃比センサの温度を精度良く表す値となり得る。加えて、冷却水の温度を検出するセンサは、機関に備えられている場合が多い。従って、上記構成によれば、簡易に、且つ精度良く空燃比センサの温度を推定できる。
【００３１】
上記本発明に係る空燃比制御装置においては、前記積分項が収束したか否かを判定する収束判定手段を更に備え、前記変化速度変更手段は、前記判定結果に応じて前記時間積分値の変化速度を変更するように構成されることが好適である。
【００３２】
上記構成によれば、例えば、積分項が収束していないと判定されたとき、積分項の変化速度を大きく設定することができる。一方、積分項が収束したと判定されたとき、積分項の変化速度を小さく設定することができる。この結果、積分項（従って、フィードバック補正値）が迅速に収束し得、且つフィードバック補正値の収束後における空燃比の荒れを抑制することができる。
【００３３】
このように、前記収束判定手段を備え、前記判定結果に応じて前記時間積分値の変化速度を変更する場合、具体的には、例えば、前記収束判定手段は、所定期間における前記積分項の変動幅（の最大値）が所定値以下となったとき、前記積分項が収束したと判定するように構成される。
【００３４】
ここで、前記所定期間として、前記空燃比センサの出力値が所定回数変動するのに要する期間を用いるように構成されることが好適である。これによれば、触媒の劣化程度にかかわらず正確、且つ早期に収束判定がなされ得る（詳細は後述する。）。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明による内燃機関の空燃比制御装置の各実施形態について図面を参照しつつ説明する。
【００３６】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る空燃比制御装置を火花点火式多気筒（４気筒）内燃機関１０に適用したシステムの概略構成を示している。この内燃機関１０は、シリンダブロック、シリンダブロックロワーケース、及びオイルパン等を含むシリンダブロック部２０と、シリンダブロック部２０の上に固定されるシリンダヘッド部３０と、シリンダブロック部２０にガソリン混合気を供給するための吸気系統４０と、シリンダブロック部２０からの排気ガスを外部に放出するための排気系統５０とを含んでいる。
【００３７】
シリンダブロック部２０は、シリンダ２１、ピストン２２、コンロッド２３、及びクランク軸２４を含んでいる。ピストン２２はシリンダ２１内を往復動し、ピストン２２の往復動がコンロッド２３を介してクランク軸２４に伝達され、これによりクランク軸２４が回転するようになっている。シリンダ２１とピストン２２のヘッドは、シリンダヘッド部３０とともに燃焼室２５を形成している。
【００３８】
シリンダヘッド部３０は、燃焼室２５に連通した吸気ポート３１、吸気ポート３１を開閉する吸気弁３２、吸気弁３２を駆動するインテークカムシャフトを含むとともにインテークカムシャフトの位相角を連続的に変更する可変吸気タイミング装置３３、可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、燃焼室２５に連通した排気ポート３４、排気ポート３４を開閉する排気弁３５、排気弁３５を駆動するエキゾーストカムシャフト３６、点火プラグ３７、点火プラグ３７に与える高電圧を発生するイグニッションコイルを含むイグナイタ３８、及び燃料を吸気ポート３１内に噴射するインジェクタ（燃料噴射手段）３９を備えている。
【００３９】
吸気系統４０は、吸気ポート３１に連通し吸気ポート３１とともに吸気通路を形成するインテークマニホールドを含む吸気管４１、吸気管４１の端部に設けられたエアフィルタ４２、吸気管４１内にあって吸気通路の開口断面積を可変とするスロットル弁４３、及びスロットル弁駆動手段を構成するＤＣモータからなるスロットル弁アクチュエータ４３ａを備えている。
【００４０】
排気系統５０は、排気ポート３４に連通したエキゾーストマニホールド５１、エキゾーストマニホールド５１（実際には、各排気ポート３４に連通した各々のエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に接続されたエキゾーストパイプ（排気管）５２、エキゾーストパイプ５２に配設（介装）された上流側の三元触媒５３（上流側触媒コンバータ、又はスタート・キャタリティック・コンバータとも云うが、以下「第１触媒５３」と称呼する。）、及びこの第１触媒５３の下流のエキゾーストパイプ５２に配設（介装）された下流側の三元触媒５４（車両のフロア下方に配設されるため、アンダ・フロア・キャタリティック・コンバータとも云うが、以下「第２触媒５４」と称呼する。）を備えている。排気ポート３４、エキゾーストマニホールド５１、及びエキゾーストパイプ５２は、排気通路を構成している。
【００４１】
一方、このシステムは、熱線式エアフローメータ６１、スロットルポジションセンサ６２、カムポジションセンサ６３、クランクポジションセンサ６４、水温センサ６５、第１触媒５３の上流の排気通路（本例では、上記各々のエキゾーストマニホールド５１が集合した集合部）に配設された空燃比センサ６６（以下、「上流側空燃比センサ６６」と称呼する。）、第１触媒５３の下流であって第２触媒５４の上流の排気通路に配設された空燃比センサ６７（以下、「下流側空燃比センサ６７」と称呼する。）、及びアクセル開度センサ６８を備えている。
【００４２】
熱線式エアフローメータ６１は、吸気管４１内を流れる吸入空気の単位時間あたりの質量流量を検出し、質量流量Gaを表す信号を出力するようになっている。スロットルポジションセンサ６２は、スロットル弁４３の開度を検出し、スロットル弁開度TAを表す信号を出力するようになっている。カムポジションセンサ６３は、インテークカムシャフトが９０°回転する毎に（即ち、クランク軸２４が１８０°回転する毎に）一つのパルスを有する信号（Ｇ２信号）を発生するようになっている。クランクポジションセンサ６４は、クランク軸２４が１０°回転する毎に幅狭のパルスを有するとともにクランク軸２４が３６０°回転する毎に幅広のパルスを有する信号を出力するようになっている。この信号は、運転速度NEを表す。水温センサ６５は、内燃機関１０の冷却水の温度を検出し、冷却水温THWを表す信号を出力するようになっている。
【００４３】
上流側空燃比センサ６６は、限界電流式の酸素濃度センサであり、図２に実線にて示したように、空燃比Ａ／Ｆに応じた電流を出力し、この電流に応じた電圧である出力値Vabyfsを出力するようになっていて、特に、正常状態では、空燃比が理論空燃比であるときに出力値Vabyfsは値Vstoichになるようになっている。図２から明らかなように、上流側空燃比センサ６６によれば、広範囲にわたる空燃比Ａ／Ｆを精度良く検出することができる。
【００４４】
下流側空燃比センサ６７は、起電力式（濃淡電池式）の酸素濃度センサであり、図３に示したように、理論空燃比近傍において急変する電圧である出力値Voxsを出力するようになっている。より具体的に述べると、下流側空燃比センサ６７は、空燃比が理論空燃比よりもリーンのときは略０．１（Ｖ）（最小値）、空燃比が理論空燃比よりもリッチのときは略０．９（Ｖ）（最大値）、及び空燃比が理論空燃比のときは０．５（Ｖ）の電圧を出力するようになっている。アクセル開度センサ６８は、運転者によって操作されるアクセルペダル８１の操作量を検出し、アクセルペダル８１の操作量Accpを表す信号を出力するようになっている。
【００４５】
電気制御装置７０は、互いにバスで接続されたＣＰＵ７１、ＣＰＵ７１が実行するルーチン（プログラム）、テーブル（ルックアップテーブル、マップ）、及び定数等を予め記憶したＲＯＭ７２、ＣＰＵ７１が必要に応じてデータを一時的に格納するＲＡＭ７３、電源が投入された状態でデータを格納するとともに格納したデータを電源が遮断されている間も保持するバックアップＲＡＭ７４、並びにＡＤコンバータを含むインターフェース７５等からなるマイクロコンピュータである。インターフェース７５は、前記センサ６１〜６８と接続され、ＣＰＵ７１にセンサ６１〜６８からの信号を供給するとともに、ＣＰＵ７１の指示に応じて可変吸気タイミング装置３３のアクチュエータ３３ａ、イグナイタ３８、インジェクタ３９、及びスロットル弁アクチュエータ４３ａに駆動信号を送出するようになっている。
【００４６】
（空燃比フィードバック制御の概要）
次に、上記のように構成された空燃比制御装置が行う空燃比のフィードバック制御の概要について説明する。
【００４７】
この空燃比制御装置（以下、「本装置」と称呼する。）は、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsと下流側目標値Voxsref(＝０．５（Ｖ）)との偏差を比例・積分・微分処理（ＰＩＤ処理）して下流側フィードバック補正値Vafsfbを求め、下流側フィードバック補正値Vafsfbを上流側空燃比センサ６６の出力値Vabyfsに加えて同上流側空燃比センサ６６の出力値Vabyfsを補正し、この補正した値に対応する空燃比（以下、「制御用空燃比」と称呼する。）が目標空燃比（＝理論空燃比）と一致するように空燃比をフィードバック制御する。これにより、第１触媒５３下流の空燃比が目標空燃比と一致するように空燃比がフィードバック制御される。
【００４８】
ところで、限界電流式の酸素濃度センサである上流側空燃比センサ６６は、個体誤差、経年変化等により理論空燃比に対応する出力値が正常値（本例では、図２における値Vstoich）から偏移し易い特性を有する。この例では、上流側空燃比センサ６６の出力値Vabyfsが、図２に破線にて示したように、空燃比全域に亘って正常値から値dVだけ小さめに偏移していて、この結果、理論空燃比に対応する出力値が正常値Vstoichから値dVだけ小さい値（Vstoich−dV）になっているものとする。即ち、実際の空燃比は、上流側空燃比センサ６６の検出空燃比よりも値dVに相当する分だけリーン側に偏移しているものとする。
【００４９】
上述した本装置によるフィードバック制御が実行されると、係る上流側空燃比センサ６６の誤差は下流側フィードバック補正値Vafsfbの積分項I（以下、単に「積分項I」と称呼することもある。）により補償される。即ち、定常運転状態では、積分項Iの値が上記値dVと等しい値I1に収束することで制御用空燃比が実際の空燃比と一致し、この結果、第１触媒５３の上下流の空燃比が理論空燃比に維持され得る。
【００５０】
一方、内燃機関１０が始動されると、後述するように積分項Iは、当初は「０」に設定される。従って、この場合、内燃機関１０が始動されると、積分項Iは「０」から上記値I1に近づいていき、同値I1に収束する。本装置は、内燃機関１０が始動から積分項Iが値I1に収束するまでの過程において、上流側・下流側空燃比センサ６６,６７の活性状態、並びに積分項Iの収束状態に応じて、積分項Iの変化速度を変更する。
【００５１】
（実際の作動）
以下、このような処理を行う本装置の実際の作動について、図８に示したタイムチャート、及び図４〜図７に示したフローチャートを参照しながら説明していく。
【００５２】
図８は、内燃機関１０が始動される時刻ｔ０以降における調整値K、積分項I、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxs、及び冷却水温THWの変化を示したタイムチャートである。調整値Kは、後に詳述するように、積分項Iの変化速度を変更するために使用される係数である。
【００５３】
また、冷却水温THWは、上流側・下流側空燃比センサ６６,６７の温度を表す値（即ち、活性状態を表す値）である。本例では、上流側・下流側空燃比センサ６６,６７は、冷却水温THWが値THW1未満のとき出力値が空燃比に応じて変化しない不活性状態にあり、冷却水温THWが値THW1以上値THW2未満のとき出力値が空燃比に応じて変化するが空燃比に応じた正確な値とならない半活性状態にあり、冷却水温THWが値THW2以上のとき出力値が空燃比に応じた正確な値となる完全活性状態にあるものとする。
【００５４】
以下、説明の便宜上、「MapX(a1,a2,…)」は、a1,a2,…を引数とする値Xを求めるためのテーブルを表すものとする。また、引数の値がセンサの検出値である場合、現在値が使用される。以下、時刻ｔ０にて内燃機関１０が始動されたものとし、図８の（Ｄ）に示すように時刻ｔ０にて冷却水温THWが値THW1未満となっているものとして説明を行う。
【００５５】
<空燃比フィードバック制御>
ＣＰＵ７１は、図４にフローチャートにより示した燃料噴射量Fiの計算、及び燃料噴射の指示を行うルーチンを、内燃機関１０の始動時点以降、各気筒のクランク角が各吸気上死点前の所定クランク角度（例えば、ＢＴＤＣ９０°ＣＡ）となる毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、時刻ｔ０以降、任意の気筒のクランク角度が上記所定クランク角度になると、ＣＰＵ７１はステップ４００から処理を開始してステップ４０５に進み、テーブルMapMc(NE,Ga)に基づいて今回の吸気行程を迎える気筒（以下、「燃料噴射気筒」と云うこともある。）に吸入された今回の筒内吸入空気量Mc(k)を推定・決定する。ここで、添え字の（k）は、今回の吸気行程に対する値であることを示している（以下、他の物理量についても同様。）。筒内吸入空気量Mcは、各気筒の吸気行程に対応されながらＲＡＭ７３に記憶されていく。
【００５６】
次に、ＣＰＵ７１はステップ４１０に進んで、上記筒内吸入空気量Mc(k)を目標空燃比abyfrで除することにより、基本燃料噴射量Fbaseを決定する。次いで、ＣＰＵ７１はステップ４１５に進み、今回の目標筒内燃料供給量Fcr(k)を上記基本燃料噴射量Fbaseに設定する。目標筒内燃料供給量Fcrは、各気筒の吸気行程に対応されながらＲＡＭ７３に記憶されていく。
【００５７】
続いて、ＣＰＵ７１はステップ４２０に進んで、上記基本燃料噴射量Fbaseに後述するルーチンにて（前回の燃料噴射時点にて）求められている最新の上流側フィードバック補正値DFiを加えることにより燃料噴射量Fiを決定する。このステップ４２０が燃料噴射量算出手段の一部に対応する。
【００５８】
そして、ＣＰＵ７１はステップ４２５に進んで、上記燃料噴射量Fiの燃料の噴射指示を行った後、ステップ４９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。このステップ４２５が空燃比制御手段の一部に対応する。
【００５９】
<上流側フィードバック補正値DFiの計算>
次に、上流側フィードバック補正値DFiを算出する際の作動を説明すると、ＣＰＵ７１は図５にフローチャートにより示したルーチンを、内燃機関１０の始動時点以降、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期（燃料噴射開始時点）が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、時刻ｔ０以降、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、ＣＰＵ７１はステップ５００から処理を開始し、ステップ５０５に進んでフィードバック条件が成立しているか否かを判定する。ここで、フィードバック条件は、冷却水温THWが値THW1以上となった場合に成立する。
【００６０】
現時点は時刻ｔ０の直後であって、冷却水温THWは値THW1未満である。従って、ＣＰＵ７１はステップ５０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ５１０に進み上流側フィードバック補正値DFiを「０」に設定し、続くステップ５１５にて上流側フィードバック補正値DFiの計算に使用される筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcを「０」に設定した後、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、上記フィードバック条件が成立するまでＣＰＵ７１はステップ５００,５０５,５１０,５１５の処理を繰り返し実行する。
【００６１】
<下流側フィードバック補正量の計算>
次に、下流側フィードバック補正値Vafsfbを算出する際の作動を説明する。下流側フィードバック補正値Vafsfbは、制御用空燃比abyfsを得るために、後述するステップ５２０にて上流側空燃比センサ６６の出力値Vabyfsに加えられる値である。ＣＰＵ７１は図６にフローチャートにより示したルーチンを、内燃機関１０の始動時点以降、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期（燃料噴射開始時点）が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、時刻ｔ０以降、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、ＣＰＵ７１はステップ６００から処理を開始し、ステップ６０５に進んで上記フィードバック条件が成立しているか否かを判定する。
【００６２】
現時点は時刻ｔ０の直後であって、冷却水温THWは値THW1未満である。従って、ＣＰＵ７１はステップ６０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ６１０に進み下流側フィードバック補正値Vafsfbを「０」に設定し、続くステップ６１５にて下流側フィードバック補正値Vafsfbの計算に使用される出力偏差量の積分値SDVoxs（時間積分値）を「０」に設定した後、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、上記フィードバック条件が成立するまでＣＰＵ７１はステップ６０５,６１０,６１５の処理を繰り返し実行する。
【００６３】
<調整値Kの設定>
次に、調整値Kを設定する際の作動を説明すると、ＣＰＵ７１は図７にフローチャートにより示したルーチンを、内燃機関１０の始動時点以降、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期（燃料噴射開始時点）が到来する毎に、繰り返し実行するようになっている。従って、時刻ｔ０以降、燃料噴射気筒について燃料噴射開始時期が到来すると、ＣＰＵ７１はステップ７００から処理を開始し、ステップ７０５に進んで上記フィードバック条件が成立しているか否かを判定する。
【００６４】
現時点は時刻ｔ０の直後であって、冷却水温THWは値THW1未満である。従って、ＣＰＵ７１はステップ７０５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７１０に進みカウンタｚを「０」に設定した後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。ここで、カウンタｚは、後述するステップ７４０にてインクリメントされる値であって、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsの変動回数を表す値である。以降、上記フィードバック条件が成立するまでＣＰＵ７１はステップ７００,７０５,７１０の処理を繰り返し実行する。
【００６５】
これにより、時刻ｔ０以降フィードバック条件が成立するまで、上流側フィードバック補正値DFi、及び下流側フィードバック補正値Vafsfbがそれぞれ「０」に維持されることにより（ステップ５１０,６１０を参照）、燃料噴射量Fiが基本燃料噴射量Fbaseに維持される（ステップ４２０を参照）。即ち、不活性状態にある上流側・下流側空燃比センサ６６,６７のそれぞれの出力値に基づく空燃比のフィードバック制御が実行されることなく基本燃料噴射量Fbaseの燃料の噴射指示が燃料噴射気筒に対してなされる。また、内燃機関１０が始動された時刻ｔ０以降、燃料の燃焼熱等により、冷却水温THWが高くなっていく。
【００６６】
冷却水温THWが値THW1に達する時刻ｔ１になると、図５のステップ５００,５０５,５１０,５１５を繰り返し実行していたＣＰＵ７１は、ステップ５０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定するようになり、ステップ５２０以降のステップの処理を実行するようになる。
【００６７】
ＣＰＵ７１はステップ５２０に進むと、現時点の上流側空燃比センサ６６の出力値Vabyfsと図６のルーチンにて（前回の燃料噴射時点にて）求められている下流側フィードバック補正値Vafsfbとの和である制御用空燃比相当出力値(Vabyfs+Vafsfb)をテーブルMapabyfs(Vabyfs+Vafsfb) （図２を参照）に基づいて変換することにより、現時点における制御用空燃比abyfsを求める。
【００６８】
次に、ＣＰＵ７１はステップ５２５に進んで、現時点からＮストローク（Ｎ回の吸気行程）前に吸気行程を迎えた気筒の吸入空気量である筒内吸入空気量Mc(k−N)を上記制御用空燃比abyfsで除することにより、現時点からＮストローク前の制御用筒内燃料供給量Fc(k−N)を求める。ここで、値Ｎは、内燃機関１０の排気量、燃焼室２５から上流側空燃比センサ６６までの距離等により異なる値である。
【００６９】
このように、現時点からＮストローク前の制御用筒内燃料供給量Fc(k−N)を求めるために、現時点からＮストローク前の筒内吸入空気量Mc(k−N)を今回の制御用空燃比abyfsで除するのは、上流側空燃比センサ６６の現時点での出力値Vabyfsは、Ｎストローク前の吸気行程にて吸入された混合気の燃焼に基づく排ガスの空燃比を表しているからである。
【００７０】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ５３０に進み、現時点からＮストローク前の目標筒内燃料供給量Fcr(k−N)から上記制御用筒内燃料供給量Fc(k−N)を減じることにより筒内燃料供給量偏差DFcを求める。つまり、筒内燃料供給量偏差DFcは、Ｎストローク前の時点で筒内に供給された燃料の過不足分を表す量となる。続いて、ＣＰＵ７１はステップ５３５に進んで、ステップ５３５内に記載の式に基づいて上流側フィードバック補正値DFiを求める。この上流側フィードバック補正値DFiが上述した図４のステップ４２０にて燃料噴射量Fiに反映されることで空燃比フィードバック制御が実行される。
【００７１】
ここにおいて、Gpは予め設定された一定の比例ゲイン（比例定数）、Giは予め設定された一定の積分ゲイン（積分定数）である。また、係数KFBは、運転速度NE、及び筒内吸入空気量Mc等により可変とすることが好適であるが、本例では「１」としている。SDFcは筒内燃料供給量偏差DFcの積分値であり、次のステップ５４０にて更新される。即ち、ＣＰＵ７１はステップ５４０にてその時点における筒内燃料供給量偏差DFcの積分値SDFcに上記ステップ５３０にて求めた筒内燃料供給量偏差DFcを加えて、新たな筒内燃料供給量偏差の積分値SDFcを求めた後、ステップ５９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、フィードバック条件が成立している限りにおいて、ＣＰＵ７１はステップ５００,５０５,５２０〜５４０の処理を繰り返し実行する。
【００７２】
また、冷却水温THWが値THW1に達する時刻ｔ１になると、図６のステップ６００,６０５,６１０,６１５を繰り返し実行していたＣＰＵ７１は、ステップ６０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定するようになり、ステップ６２０以降のステップの処理を実行するようになる。
【００７３】
ＣＰＵ７１はステップ６２０に進むと、目標空燃比（＝理論空燃比）に相当する値である下流側目標値Voxsrefから現時点の下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsを減じることにより、出力偏差量DVoxs（相違起因値）を求める。次に、ＣＰＵ７１はステップ６２５に進んで、ステップ６２５内に記載の式に基づき出力偏差量の微分値DDVoxsを求める。
【００７４】
ここにおいて、DVoxs1は前回の本ルーチン実行時において後述するステップ６４０にて設定（更新）された出力偏差量DVoxsの前回値である。また、Δtは本ルーチンが前回実行された時点から今回実行された時点までの時間である。
【００７５】
次に、ＣＰＵ７１はステップ６３０に進んで、ステップ６３０内に記載の式に基づいて下流側フィードバック補正値Vafsfbを求める。この下流側フィードバック補正値Vafsfbが上述した図５のステップ５２０にて制御用空燃比abyfsを求めるのに用いられる。このステップ６３０がフィードバック補正値算出手段の一部に対応する。
【００７６】
ここにおいて、Kpは予め設定された一定の比例ゲイン（比例定数）、Kiは予め設定された一定の積分ゲイン（積分定数）、Kdは予め設定された一定の微分ゲイン（微分定数）である。SDVoxsは出力偏差量DVoxsに調整値Kを乗じた値（相違起因値に基づく値）の積分値であり、次のステップ６３５にて更新される。特に、右辺第２項「Ki・SDVoxs」が上述した積分項Iに対応する。なお、時刻ｔ１になるまで出力偏差量の積分値SDVoxsが「０」に維持されていたから（ステップ６１５を参照）、時刻ｔ１における出力偏差量の積分値SDVoxsは「０」となり、積分項I（＝Ki・SDVoxs）の値も「０」となる。
【００７７】
次いで、ＣＰＵ７１はステップ６３５に進み、その時点における出力偏差量の積分値SDVoxsに、ステップ６２０にて求められた出力偏差量DVoxsに図７のルーチンにて（前回の燃料噴射時点にて）設定された調整値Kを乗じた値を加えて、新たな出力偏差量の積分値SDVoxsを求める。即ち、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量は「DVoxs・K」である。このステップ６３５が積分処理手段の一部に対応する。
【００７８】
続いて、ＣＰＵ７１はステップ６４０に進み、出力偏差量DVoxsの前回値DVoxs1を上記ステップ６２０にて求めた出力偏差量DVoxsに設定した後、ステップ６９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、フィードバック条件が成立している限りにおいて、ＣＰＵ７１はステップ６００,６０５,６２０〜６４０の処理を繰り返し実行する。このようにして、時刻ｔ１以降、空燃比フィードバック制御が開始され、半活性状態にある上流側・下流側空燃比センサ６６,６７の出力に基づいて、制御用空燃比abyfsが目標空燃比abyfr（＝理論空燃比）に一致するように制御される。
【００７９】
また、冷却水温THWが値THW1に達する時刻ｔ１になると、図７のステップ７００,７０５,７１０を繰り返し実行していたＣＰＵ７１は、ステップ７０５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ７１５に進み、積分項Iが未収束であるか否かを判定するようになる。
【００８０】
現時点では、積分項Iは上記値I1（図８の（Ｂ）を参照）に収束していないから、ＣＰＵ７１はステップ７１５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２０に進み、冷却水温THWが値THW2未満であるか否かを判定する。現時点では、冷却水温THWが値THW2未満であるから、ＣＰＵ７１はステップ７２０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２５に進み、調整値Kを小さい値K1に設定した後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、冷却水温THWが値THW2に達するまでＣＰＵ７１はステップ７００,７０５,７１５,７２０,７２５の処理を繰り返し実行し、ステップ７２０にて冷却水温THWが値THW2未満であるか否かをモニタするようになる。これにより、時刻ｔ１以降、冷却水温THWが値THW2に達する時刻ｔ２までの間、図８の（Ａ）に示すように、調整値Kは小さい値K1に維持される。
【００８１】
他方、上述したように、時刻ｔ１の時点では積分項Iは「０」であって値I1よりも小さい。このことは、上述した上流側空燃比センサ６６の誤差に起因して実際の空燃比が制御用空燃比よりもリーンとなる傾向にあることを意味する。従って、制御用空燃比が理論空燃比に一致するように空燃比が制御開始される時刻ｔ１以降、実際の空燃比は理論空燃比よりもリーン傾向となる。この結果、図８の（Ｃ）に示すように、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsは略０．１（Ｖ）（最小値）となるから、出力偏差量DVoxsが正の値となる（ステップ６２０を参照）。
【００８２】
従って、時刻ｔ１以降、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」は、調整値Kが上記小さい値K1に維持されること、並びに、出力偏差量DVoxsが正の値になることから、正の小さい値となる。この結果、時刻ｔ１以降、積分項Iは、小さい変化速度（増加速度）をもって「０」から比較的緩やかに増大していく。
【００８３】
これにより、図８の（Ｂ）に示すように、上記小さい増加速度をもって増大していく積分項Iは、時刻ｔ２においてもなお値I1に達していない。即ち、時刻ｔ１〜ｔ２の間、実際の空燃比は理論空燃比よりもリーン傾向に維持されるから、図８の（Ｃ）に示すように、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsは略０．１（Ｖ）（最小値）に維持される。
【００８４】
冷却水温THWが値THW2に達する時刻ｔ２になると、上流側・下流側空燃比センサ６６,６７は完全活性状態になり、この時点以降、完全活性状態にある上流側・下流側空燃比センサ６６,６７の出力に基づいて空燃比フィードバック制御が実行されるようになる。時刻ｔ２になると、ＣＰＵ７１はステップ７２０に進んだとき「Ｎｏ」と判定してステップ７３０に進み、ステップ７３０にて図６のステップ６２０にて求められている出力偏差量DVoxs（＝Voxsref−Voxs）が負から正に変化したか否か（即ち、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが、略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に変化しかた否か）を判定するようになる。
【００８５】
現時点では、積分項Iが上記値I1よりも小さく、上述したように、空燃比は理論空燃比よりリーン傾向にある。従って、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsは略０．１（Ｖ）（最小値）に維持されてきている。よって、ＣＰＵ７１はステップ７３０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３５に進み、調整値Kを上記値K1より大きい値K2に設定した後、ステップ７９５に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、ＣＰＵ７１はステップ７３０にて出力偏差量DVoxsが負から正に変化したか否かをモニタする。
【００８６】
これにより、時刻ｔ２以降、図８の（Ａ）に示すように、調整値Kは大きい値K2に維持される。加えて、上述したように、時刻ｔ２以降もなお、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが略０．１（Ｖ）になるから出力偏差量DVoxsは正の値となる。従って、時刻ｔ２以降、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」は、調整値Kが上記大きい値K2に維持されること、並びに、出力偏差量DVoxsが正の値になることから、正の大きい値となる。この結果、時刻ｔ２以降、積分項Iは、大きい変化速度（増加速度）をもって比較的急激に増大していく。
【００８７】
このように、上記大きい増加速度をもって増大していく積分項Iは、時刻ｔ２以降のある時点で上記値I1より大きくなる（即ち、空燃比が理論空燃比よりもリッチ傾向となる。）。そして、その後において、第１触媒５３から比較的多量のＨＣ,ＣＯが流出してきた時点で、略０．１（Ｖ）に維持されていた下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsは、略０．９（Ｖ）に反転する。
【００８８】
この時点以降、上述した起電力式の酸素濃度センサに係る出力特性と、第１触媒５３の有する酸素吸蔵機能に基づく無駄時間の存在とに起因して、図８の（Ｃ）に示すように、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsは略０．１（Ｖ）と略０．９（Ｖ）を交互に採りながら周期的に変動していく。これに伴って、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」（＝DVoxs・K2）も周期的に絶対値の大きい正・負の値を交互に採るようになる。この結果、図８の（Ｂ）に示すように、積分項Iは、上記大きい変化速度をもって上記値I1を中心に変動していく。
【００８９】
このように変動する下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが、最初に略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に反転する時刻ｔ３になると、ＣＰＵ７１はステップ７３０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ７４０に進み、カウンタｚ（現時点ではステップ７１０の処理により「０」）を「１」だけインクリメントする。
【００９０】
次に、ＣＰＵ７１はステップ７４５に進んで、カウンタｚが「２」であるか否かを判定する。現時点では、カウンタｚが「１」に設定されているから、ＣＰＵ７１はステップ７４５にて「Ｎｏ」と判定してステップ７３５、７９５に順に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、ＣＰＵ７１はステップ７３０にて出力偏差量DVoxsが負から正に変化したか否かを再びモニタする。これにより、図８の（Ａ）に示すように、調整値Kがなおも大きい値K2に維持される。
【００９１】
下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが２回目に略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に反転する時刻ｔ４になると、ＣＰＵ７１はステップ７３０に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ７４０に進み、カウンタｚを再び「１」だけインクリメントする。これにより、現時点ではカウンタｚは「２」になる。
【００９２】
従って、ＣＰＵ７１は次のステップ７４５にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５０に進み、収束条件が成立しているか否かを判定する。ここで、収束条件は、カウンタｚが「０」に設定された時点から「２」に達するまでの期間における積分項I（＝Ki・SDVoxs）の変動幅の最大値（従って、同期間における積分項Iの最大値と最小値との差、以下、単に「変動幅」と称呼する。）が、所定値α以下となった場合に成立する。このステップ７５０が収束判定手段の一部に対応する。
【００９３】
現時点では、変動幅（具体的には、時刻ｔ０〜ｔ４における変動幅）は、値α１（＞α）となっている（図８の（Ｂ）を参照）。従って、ＣＰＵ７１はステップ７５０にて「Ｎｏ」と判定してステップ７５５に進み、カウンタｚを「０」に設定した後、ステップ７３５,７９５に順に進んで本ルーチンを一旦終了する。以降、ＣＰＵ７１はステップ７４５にて、カウンタｚが「２」になったか否かを再びモニタする。このように、収束条件が成立しない時刻ｔ４以降もなお、図８の（Ａ）に示すように、調整値Kが大きい値K2に維持される。
【００９４】
時刻ｔ４以降において、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に反転する回数が再び２回になる時刻ｔ５になると、ＣＰＵ７１はステップ７４５に進んだとき「Ｙｅｓ」と判定してステップ７５０の判定を行う。現時点では、変動幅（具体的には、時刻ｔ４〜ｔ５における変動幅）は、値α２（≦α）となっている（図８の（Ｂ）を参照）。従って、ＣＰＵ７１はステップ７５０にて「Ｙｅｓ」と判定してステップ７２５に進んで、調整値Kを上記小さい値K1に変更する。
【００９５】
以降、ＣＰＵ７１はステップ７１５に進んだとき「Ｎｏ」と判定し、ステップ７９５に直ちに進んで本ルーチンを一旦終了するようになる。このように、収束条件が成立した時刻ｔ５以降、図８の（Ａ）に示すように、調整値Kは小さい値K1に戻される。これにより、時刻ｔ５以降、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」（＝DVoxs・K1）が絶対値の小さい値を採るようになり、この結果、図８の（Ｂ）に示すように、積分項Iは、上記値I1を中心に小さい変化速度をもって比較的緩やかに変動していく。以上、図７のルーチン、及び図６のステップ６３５が変化速度変更手段の一部に対応する。
【００９６】
ここで、本例における積分項Iの収束判定について付言する。上述のように、本例では、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に２回反転するのに要する期間、即ち、積分項Iが２回変動するのに要する期間における積分項Iの変動幅が所定値α以下である場合に積分項Iが収束したと判定される。
【００９７】
一般に、変動している変数の収束判定を行う場合、同変数の数回（例えば、２，３回）の変動に要する期間の長さにかかわらず、同期間における同変数の変動幅が所定値以下であることを条件に収束判定を行えば、正確に収束判定を行うことができる。
【００９８】
他方、第１触媒５３等の三元触媒５３では、熱、被毒により劣化が進行し、上述したように、第１触媒５３の劣化が進行するほど下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsの変動周期（即ち、積分項Iの変動周期）が短くなる。即ち、本例では、積分項Iの収束判定の時間間隔は、第１触媒５３の劣化の程度が大きいほど短くなる。従って、積分項Iの収束判定の時間間隔を新品の第１触媒５３使用時において積分項Iが２回変動するのに要する期間に毎回設定する場合に比して、早期に収束判定を行うことができる。即ち、本例では、第１触媒５３の劣化の程度にかかわらず、正確、且つ早期に積分項Iの収束判定を行うことができる。
【００９９】
以上、説明したように、本発明による内燃機関の空燃比制御装置の第１実施形態によれば、第１触媒５３下流の下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsと目標空燃比に対応する下流側目標値Voxsrefとの差である出力偏差量DVoxsに調整値Kが乗じられた値「DVoxs・K」を積算することで出力偏差量の積分値SDVoxsが更新されていく。そして、この出力偏差量の積分値SDVoxsに一定の積分ゲインKiを乗じた積分項Iに基づいて下流側フィードバック補正値Vafsfbが算出され、この下流側フィードバック補正値Vafsfbに基づいて空燃比フィードバック制御が実行される。
【０１００】
下流側空燃比センサ６７の活性状態を表す冷却水温THWが値THW1以上値THW2未満であるとき（図８の時刻ｔ１〜ｔ２を参照）、下流側空燃比センサ６７が半活性状態にあるとして、調整値Kが小さい値K1に維持される。これにより、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」が小さくされることで積分項Iの変化速度が小さくされる（従って、下流側フィードバック補正値Vafsfbの変化速度が小さくされる）。この結果、信頼性の低い半活性状態にある下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsに基づいて積極的に空燃比のフィードバック制御が行われることが回避され得る。
【０１０１】
冷却水温THWが値THW2に達したとき（図８の時刻ｔ２を参照）、下流側空燃比センサ６７が完全活性状態となったとして、調整値Kが上記値K1から大きい値K2に変更される。この時点から積分項Iが収束したと判定されるまで（図８の時刻ｔ２〜ｔ５を参照）調整値Kが大きい値K2に維持される。これにより、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」が大きくされることで積分項Iの変化速度が大きくされる。この結果、信頼性の高い完全活性状態にある下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsに基づいて迅速に積分項I（従って、下流側フィードバック補正値Vafsfb）が収束し得る。
【０１０２】
積分項Iが収束したと判定されると（図８の時刻ｔ５以降を参照）、調整値Kが上記値K2から小さい値K1に戻される。このとき以降、調整値Kが小さい値K1に維持されることにより、積分項Iの変化速度が小さくされる。この結果、積分項I（従って、下流側フィードバック補正値Vafsfb）の収束後における空燃比の荒れが抑制され得る。
【０１０３】
以上のように、第１実施形態では、下流側空燃比センサ６７の活性状態、並びに積分項Iの収束状態に応じて、積分ゲインKiが変更されることなく調整値Kが変更されることで積分項Iの変化速度が変更される。これにより、段階的に積分項Iの変化速度が変更される場合であっても、積分項Iの変化速度変更直後の値が変更直前の値から大きく乖離することが抑制され得る。この結果、空燃比の荒れを伴うことなく積分項Iの変化速度が変更され得る。
【０１０４】
本発明は上記第１実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第１実施形態においては、冷却水温THWが値THW2以上となったとき調整値Kを値K1から値K2へ２値的に変更するように構成されているが、これに代えて、冷却水温THWに応じて調整値Kを連続的に変更するように構成してもよい。この場合、例えば、調整値Kは、冷却水温THWと、調整値Kと冷却水温THWとの関係を規定するテーブルMapK(THW)とに基づいて、冷却水温THWが高いほど大きい値に決定される。
【０１０５】
また、上記第１実施形態においては、積分項Iの変動幅の最大値が所定値α以下となったとき調整値Kを値K2から値K1へ２値的に変更するように構成されているが、これに代えて、積分項Iの変動幅の最大値βに応じて連続的に調整値Kを変更するように構成してもよい。この場合、例えば、調整値Kは、積分項Iの変動幅の最大値βと、調整値Kと積分項Iの変動幅の最大値βとの関係を規定するテーブルMapK(β)とに基づいて、積分項Iの変動幅の最大値βが大きいほど大きい値に決定される。
【０１０６】
加えて、上記第１実施形態においては、出力偏差量DVoxsに調整値Kを乗じた値「DVoxs・K」を積算することで積分項Iを算出し、同調整値Kを変更することで積分項Iの変化速度を変更するように構成されているが、これに代えて、出力偏差量DVoxsと調整値Hとの和「DVoxs＋H」を積算することで積分項Iを算出し、同調整値Hを変更することで積分項Iの変化速度を変更するように構成してもよい。この場合、例えば、図６のステップ６３５内に示す式の「DVoxs・K」を「DVoxs＋H」に置き換えるとともに、図７のステップ７２５、及び７３５にて、調整値Kを小さい値K1、及び大きい値K2にそれぞれ設定するのに代えて調整値Hを値DVoxsと同じ符号であって絶対値の小さい値H1、及び値DVoxsと同じ符号であって絶対値が値H1の絶対値よりも大きい値H2にそれぞれ設定する。
【０１０７】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置について説明する。この第２実施形態は、出力偏差量DVoxsそのものの積算により更新されていく出力偏差量の積分値SDVoxsの更新間隔の時間が変更されることで積分項Iの変化速度が変更される点においてのみ、調整値Kの変更により出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」が変更されることで積分項Iの変化速度が変更される上記第１実施形態と異なる。
【０１０８】
以下、第２実施形態における積分項Iの変化速度を変更する原理について、図９に示すタイムチャートを参照しながら説明する。図９は、出力偏差量DVoxsそのものの積算により更新される出力偏差量の積分値SDVoxsの更新間隔の時間が変更される場合における、積分項I（＝Ki・SDVoxs）、及び下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsの変化の一例を示している。
【０１０９】
この例では、出力偏差量の積分値SDVoxsの更新間隔の時間（従って、積分項Iの更新間隔の時間）が、時刻ｔＢ以前において、時間Ａに維持される一方で、時刻ｔＢ以降において、時間２Ａに変更される場合において、積分項Iが一更新ごとにステップ状に変化していく様子が示されている。
【０１１０】
（Ｂ）に示すように、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsは、上述したように、周期的に変動するとともに一周期中の大部分の時間に亘って略０．９（Ｖ）、及び０．１（Ｖ）の何れかで略一定に維持される。従って、理論空燃比に対応する一定の下流側目標値Voxsref（＝０．５（Ｖ））から下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsを減じることで得られる出力偏差量DVoxs（即ち、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs」）の絶対値も一周期中の大部分の時間に亘って略一定となる。よって、積分項Iの一更新当たりの変化量の絶対値（＝｜Ki・DVoxs｜、（Ａ）の値Ｂを参照）も一周期中の大部分の時間に亘って略一定となる。
【０１１１】
従って、（Ａ）に示すように、積分項Iは、時刻ｔＢ以前、時間Ａごとに値Ｂだけ更新される一方、時刻ｔＢ以降、時間２Ａごとに値Ｂだけ更新される。即ち、時刻ｔＢ以降の積分項Iの変化速度は、時刻ｔＢ以前の半分になる。以上のように、積分項Iの一更新当たりの変化量が略一定になる特性を利用すれば、出力偏差量の積分値SDVoxsの更新間隔の時間を長くすることで、積分項Iの変化速度を遅くすることができる。以上が、第２実施形態における積分項Iの変化速度を変更する原理である。
【０１１２】
次に、第２実施形態に係る空燃比制御装置の実際の作動について説明する。この第２実施形態のＣＰＵ７１は、第１実施形態のＣＰＵ７１が実行する図４〜７に示したルーチンのうち、図４、及び図５に示したルーチンをそれぞれ実行するとともに、図６、及び図７に示したルーチンに代えて図１０、及び図１１にフローチャートにより示したルーチンをそれぞれ実行する。なお、図１０、及び図１１において、図６、及び図７に示したステップと同一のステップについては、図６、及び図７のステップ番号と同一のステップ番号を付している。以下、第２実施形態に特有の図１０、及び図１１に示したルーチンについて説明する。
【０１１３】
図１０に示したルーチンは、図６のステップ６３５をステップ１０１０に置き換えた点、並びに、ステップ１００５,１０１５を新たに加えた点においてのみ図６に示したルーチンと異なる。ステップ１０１０は、ステップ６３５内に記載の式の「DVoxs・K」を「DVoxs」に置き換えた点においてのみステップ６３５と異なる。図１１に示したルーチンは、図７のステップ７２５,７３５をステップ１１０５,１１１０にそれぞれ置き換えた点においてのみ図７に示したルーチンと異なる。
【０１１４】
以上より、第２実施形態では、第１実施形態において調整値Kが上記小さい値K1に設定される場合に図１１のステップ１１０５にてフラグＰＡＵＳＥが「１」に設定され、第１実施形態において調整値Kが上記大きい値K2に設定される場合に図１１のステップ１１１０にてフラグＰＡＵＳＥが「０」に設定される。
【０１１５】
フラグＰＡＵＳＥ＝０のとき、図１０のステップ１００５にて「Ｙｅｓ」と判定されてステップ１０１０の処理が行われる。換言すれば、出力偏差量の積分値SDVoxsの更新処理が図１０に示したルーチンが実行される毎に毎回実行される。一方、フラグＰＡＵＳＥ＝１のとき、図１０のステップ１００５にて「Ｎｏ」と判定されてステップ１０１５の処理が行われる。換言すれば、出力偏差量の積分値SDVoxsの更新処理が図１０に示したルーチンの２回の実行につき１回実行される。
【０１１６】
これにより、フラグＰＡＵＳＥ＝１のとき積分項Iの変化速度がフラグＰＡＵＳＥ＝０のときの半分になる。このことは、第１実施形態において調整値K＝K1のときの積分項Iの変化速度が調整値K＝K2のときより遅くなることに対応している。
【０１１７】
以上、説明したように、本発明による内燃機関の空燃比制御装置の第２実施形態によれば、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量が略一定の「DVoxs」とされ、下流側空燃比センサ６７の活性状態、並びに積分項Iの収束状態に応じて、出力偏差量の積分値SDVoxsの更新間隔の時間が変更されることにより、積分項Iの変化速度が変更される。この結果、第１実施形態と同じ効果を奏する。
【０１１８】
本発明は上記第２実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第２実施形態においては、冷却水温THWが値THW1以上値THW2未満であるとき、図１０のルーチンの２回の実行につき１回出力偏差量の積分値SDVoxsを更新するように構成されているが、これに代えて、２以上の整数ｎを冷却水温THWに応じて変更し、図１０のルーチンのｎ回の実行につき１回出力偏差量の積分値SDVoxsを更新するように構成してもよい。この場合、例えば、値ｎは、冷却水温THWと、値ｎと冷却水温THWとの関係を規定するテーブルMapｎ(THW)とに基づいて、冷却水温THWが高いほど小さい値に設定される。
【０１１９】
加えて、上記第２実施形態においては、積分項Iの変動幅の最大値が所定値α以下となったとき、図１０のルーチンの２回の実行につき１回出力偏差量の積分値SDVoxsを更新するように構成されているが、これに代えて、２以上の整数ｎを積分項Iの変動幅の最大値βに応じて変更し、図１０のルーチンのｎ回の実行につき１回出力偏差量の積分値SDVoxsを更新するように構成してもよい。この場合、例えば、値ｎは、積分項Iの変動幅の最大値βと、値ｎと積分項Iの変動幅の最大値βとの関係を規定するテーブルMapｎ(β)とに基づいて、積分項Iの変動幅の最大値βが大きいほど小さい値に設定される。
【０１２０】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る内燃機関の空燃比制御装置について説明する。この第３実施形態は、出力偏差量DVoxsに時定数τ（応答性に関するパラメータ）のローパスフィルタ処理を施した値であるローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowを積算することで出力偏差量の積分値SDVoxsが更新され、ローパスフィルタ処理の時定数τ（以下、単に「時定数τ」と称呼する。）の変更により出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxslow」が変更されることで積分項Iの変化速度が変更される点においてのみ、調整値Kの変更により積分項Iの変化速度が変更される上記第１実施形態と異なる。
【０１２１】
以下、第３実施形態における積分項Iの変化速度を変更する原理について、図１２に示すタイムチャートを参照しながら説明する。図１２は、時定数τが変更される場合における、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxs、ローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslow、及び積分項Iの変化の一例を示している。この例では、時刻ｔＣ以前、時定数τがτ２に維持される一方で、積分項Iが収束したと判定される時刻ｔＣにおいて、時定数τがτ１（＞τ２）に変更されるようになっている。
【０１２２】
（Ａ）に示すように、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが略０．１（Ｖ）と略０．９（Ｖ）を交互に採りながら周期的に変動することに伴い、出力偏差量DVoxs（＝Voxsref（＝０．５（Ｖ））−Voxs）は、（Ｂ）の破線にて示すように、略０．４（Ｖ）と略−０．４（Ｖ）を交互に採りながら変動する。この出力偏差量DVoxsをローパスフィルタ処理した値であるローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowは、時刻ｔＣ以前、（Ｂ）の実線にて示すように、時定数τ２に応じたローパスフィルタ処理による応答遅れをもって変動する。
【０１２３】
時刻ｔＣにおいて、時定数τがτ２からτ１（＞τ２）に変更されると、ローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowの応答遅れの程度が大きくなる。応答遅れの程度が大きくなると、ローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowの変動幅の最大値が小さくなる。即ち、出力偏差量の積分値SDVoxsの一変化量当たりの変化量「DVoxslow」の絶対値の最大値が小さくされる。この結果、（Ｃ）に示すように、時刻ｔＣにおいて時定数τがτ２からτ１に変更されることで、積分項Iの変化速度が小さくされる。
【０１２４】
以上のように、積分項Iの一更新当たりの変化量「DVoxslow」が時定数τに応じた応答遅れに伴い変化する特性を利用すれば、時定数τを大きくすることで、積分項Iの変化速度を遅くすることができる。以上が、第３実施形態における積分項Iの変化速度を変更する原理である。
【０１２５】
次に、第３実施形態に係る空燃比制御装置の実際の作動について説明する。この第３実施形態のＣＰＵ７１は、第１実施形態のＣＰＵ７１が実行する図４〜７に示したルーチンのうち、図４、及び図５に示したルーチンをそれぞれ実行するとともに、図６、及び図７に示したルーチンに代えて図１３、及び図１４にフローチャートにより示したルーチンをそれぞれ実行する。なお、図１３、及び図１４において、図６、及び図７に示したステップと同一のステップについては、図６、及び図７のステップ番号と同一のステップ番号を付している。以下、第３実施形態に特有の図１３、及び図１４に示したルーチンについて説明する。
【０１２６】
図１３に示したルーチンは、図６のステップ６３５をステップ１３１０に置き換えた点、並びに、ステップ１３０５を新たに加えた点においてのみ図６に示したルーチンと異なる。ステップ１３１０は、ステップ６３５内に記載の式の「DVoxs・K」を「DVoxslow」に置き換えた点においてのみステップ６３５と異なる。図１４に示したルーチンは、図７のステップ７２５,７３５をステップ１４０５,１４１０にそれぞれ置き換えた点においてのみ図７に示したルーチンと異なる。
【０１２７】
以上より、第３実施形態では、第１実施形態において調整値Kが上記小さい値K1に設定される場合に図１４のステップ１４０５にて時定数τがτ１に設定され、第１実施形態において調整値Kが上記大きい値K2に設定される場合に図１４のステップ１４１０にて時定数τがτ２（＞τ１）に設定される。
【０１２８】
図１４のルーチンの実行にて設定された時定数τは、図１３のステップ１３０５にて、出力偏差量DVoxsをローパスフィルタ処理してローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowを取得する際に用いられる。これにより、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxslow」の絶対値が、時定数τ＝τ１のとき小さく、時定数τ＝τ２のとき大きくされる。このことは、第１実施形態において、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量「DVoxs・K」の絶対値が、調整値K＝K1のとき小さく、調整値K＝K2のとき大きくされることに対応している。
【０１２９】
以上、説明したように、本発明による内燃機関の空燃比制御装置の第３実施形態によれば、出力偏差量DVoxsをローパスフィルタ処理してローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowを取得し、出力偏差量の積分値SDVoxsの一更新当たりの変化量が「DVoxslow」とされ、下流側空燃比センサ６７の活性状態、並びに積分項Iの収束状態に応じて時定数τが変更されることにより、積分項Iの変化速度が変更される。この結果、第１、第２実施形態と同じ効果を奏する。
【０１３０】
本発明は上記第３実施形態に限定されることはなく、本発明の範囲内において種々の変形例を採用することができる。例えば、上記第３実施形態においては、冷却水温THWが値THW2以上となったとき時定数τをτ１からτ２へ２値的に変更するように構成されているが、これに代えて、冷却水温THWに応じて時定数τを連続的に変更するように構成してもよい。この場合、例えば、時定数τは、冷却水温THWと、時定数τと冷却水温THWとの関係を規定するテーブルMapτ(THW)とに基づいて、冷却水温THWが高いほど小さい値に決定される。
【０１３１】
また、上記第３実施形態においては、積分項Iの変動幅の最大値が所定値α以下となったとき時定数τをτ２からτ１へ２値的に変更するように構成されているが、これに代えて、積分項Iの変動幅の最大値βに応じて連続的に時定数τを変更するように構成してもよい。この場合、例えば、時定数τは、積分項Iの変動幅の最大値βと、時定数τと積分項Iの変動幅の最大値βとの関係を規定するテーブルMapτ(β)とに基づいて、積分項Iの変動幅の最大値βが大きいほど小さい値に決定される。
【０１３２】
また、上記第３実施形態では、下流側目標値Voxsrefと下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsとの偏差である出力偏差量DVoxsにローパスフィルタ処理を施した値であるローパスフィルタ処理後出力偏差量DVoxslowを積算することで出力量偏差の積分値SDVoxsを更新するように構成されているが、これに代えて、下流側目標値Voxsrefと下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsにローパスフィルタ処理を施した値との偏差を積算することで出力量偏差の積分値SDVoxsを更新するように構成してもよい。
【０１３３】
また、上記各実施形態においては、下流側空燃比センサ６７の出力値Voxsが略０．９（Ｖ）から略０．１（Ｖ）に２回反転するのに要する期間、即ち、積分項Iが２回変動するのに要する期間における積分項Iの変動幅が所定値α以下である場合に積分項Iが収束したと判定するように構成されているが、これに代えて、図１５のタイムチャートに示すように、積分項Iの変動回数にかかわらず、一定の期間ΔＴにおける積分項Iの変動幅が所定値α以下である場合に積分項Iが収束したと判定するように構成してもよい。この場合、例えば、一定の期間ΔＴは、新品の第１触媒５３使用時において積分項Iが数回（例えば、２,３回）の変動に要する期間に設定される。これによれば、第１触媒５３が劣化して積分項Iの変動周期が短くなった場合であっても、少なくとも数回変動する積分項Iの変動幅に基づいて収束判定が行われ得る。即ち、この変形例によっても、劣化の程度にかかわらず、正確に積分項Iの収束判定を行うことができる。
【０１３４】
また、上記各実施形態においては、下流側空燃比センサ６７の活性状態を、冷却水温THWに基づいて判定するように構成されているが、これに代えて、第１触媒５３の温度、内燃機関１０の始動から筒内吸入空気量Mcの積算値、内燃機関１０の始動からの燃料の噴射回数、又は下流側空燃比センサ６７の温度を直接検出するセンサ出力に基づいて下流側空燃比センサ６７の活性状態を判定するように構成してもよい。
【０１３５】
加えて、上記各実施形態においては、下流側空燃比センサ６７の温度（活性状態）に応じて積分項Iの変化速度を変更するように構成されているが、これに代えて、第１触媒５３の温度（活性状態）に応じて積分項Iの変化速度を変更するように構成してもよい。この場合、積分項Iの変化速度は、第１触媒５３の温度（活性状態）が低いほど小さい値とされ、第１触媒５３の温度（活性状態）は、例えば、第１触媒５３の温度を直接検出するセンサの出力値、冷却水温THW、又は第１触媒５３の温度を推定するための公知の関数、モデル等を用いて推定した値に基づいて判定される。
【図面の簡単な説明】
【０１３６】
【図１】本発明の第１実施形態に係る空燃比制御装置を適用した内燃機関の概略図である。
【図２】図１に示した上流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。
【図３】図１に示した下流側空燃比センサの出力電圧と空燃比との関係を示したグラフである。
【図４】図１に示したＣＰＵが実行する燃料噴射量の計算、及び噴射指示を行うためのルーチンを示したフローチャートである。
【図５】図１に示したＣＰＵが実行する上流側フィードバック補正値を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図６】図１に示したＣＰＵが実行する下流側フィードバック補正値を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図７】図１に示したＣＰＵが実行する調整値を設定するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図８】図１に示した空燃比制御装置が空燃比フィードバック制御を実行する際の各種変数等の変化の一例を示したタイムチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態に係る空燃比制御装置が下流側フィードバック補正値の積分項の変化速度を変更する原理を説明するための下流側フィードバック補正値の積分項と、下流側空燃比センサの出力値の変化の一例を示したタイムチャートである。
【図１０】本発明の第２実施形態に係る空燃比制御装置のＣＰＵが実行する下流側フィードバック補正値を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１１】本発明の第２実施形態に係る空燃比制御装置のＣＰＵが実行する変化速度変更フラグを設定するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態に係る空燃比制御装置が下流側フィードバック補正値の積分項の変化速度を変更する原理を説明するための各種変数等の変化の一例を示したタイムチャートである。
【図１３】本発明の第３実施形態に係る空燃比制御装置のＣＰＵが実行する下流側フィードバック補正値を計算するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１４】本発明の第３実施形態に係る空燃比制御装置のＣＰＵが実行するローパスフィルタ処理の時定数を設定するためのルーチンを示したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施形態の変形例に係る空燃比制御装置が空燃比フィードバック制御を実行する際の下流側フィードバック補正値の積分項の変化の一例を示したタイムチャートである。
【図１６】特許文献１に開示された空燃比制御装置が空燃比フィードバック制御を実行する際の下流側フィードバック補正値の積分項のゲインと、下流側フィードバック補正値の積分項の変化の一例を示したタイムチャートである。
【符号の説明】
【０１３７】
１０…内燃機関、２５…燃焼室、３９…インジェクタ、５２…エキゾーストパイプ（排気管）、５３…三元触媒（第１触媒）、６７…下流側空燃比センサ、７０…電気制御装置、７１…ＣＰＵ
【図１】
2007231902.tif 000003
【図２】
2007231902.tif 000004
【図３】
2007231902.tif 000005
【図４】
2007231902.tif 000006
【図５】
2007231902.tif 000007
【図６】
2007231902.tif 000008
【図７】
2007231902.tif 000009
【図８】
2007231902.tif 000010
【図９】
2007231902.tif 000011
【図１０】
2007231902.tif 000012
【図１１】
2007231902.tif 000013
【図１２】
2007231902.tif 000014
【図１３】
2007231902.tif 000015
【図１４】
2007231902.tif 000016
【図１５】
2007231902.tif 000017
【図１６】
2007231902.tif 000018