(57)【要約】【課題】バンクＡ，Ｂのそれぞれに属する気筒から排出される排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサ１０ａ，１０ｂと該空燃比センサ１０ａ，１０ｂを暖機するヒータ１２ａ，１２ｂとを各別に備える多気筒内燃機関２について、空燃比センサ１０ａ，１０ｂの温度を目標温度に精度良く制御する。【解決手段】空燃比センサ１０ａ，１０ｂの素子抵抗が目標素子抵抗となるようにヒータ１２ａ，１２ｂに対するＤｕｔｙを設定することで、空燃比センサ１０ａ，１０ｂの実際の温度を目標温度に制御する。この際、ヒータ１２ａ，１２ｂの一方のＤｕｔｙが他方のＤｕｔｙよりも所定以上大きくなると、一方のＤｕｔｙを他方のＤｕｔｙに一致させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒がいくつかのグループにグループ分けされて且つ各グループ毎に該グループに属する気筒から排出される排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサと該空燃比センサを暖機するヒータとを各別に備える多気筒内燃機関について、前記ヒータを用いて前記空燃比センサを目標温度に制御する空燃比センサの温度制御装置において、
前記空燃比センサのそれぞれの素子抵抗を検出する検出手段と、
前記検出される素子抵抗のそれぞれを目標素子抵抗に制御すべく前記ヒータのそれぞれに対する通電量を操作する操作手段と、
前記複数のグループのそれぞれのヒータのうち、その通電量が他の任意のグループのヒータに対する通電量よりも所定以上大きくなるものがあるか否かを判断する判断手段と、
前記所定以上大きくなるものがあると判断されるとき、該所定以上大きくなるヒータに対する前記通電量を、前記任意のグループのヒータに対する通電量相当に補正する補正手段とを備えることを特徴とする空燃比センサの温度制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記所定以上大きくなるものがあると判断されるとき、前記所定以上大きくなるヒータに対する通電量を前記任意のグループのヒータに対する通電量相当に一旦固定する固定手段と、前記固定手段によって固定のなされたグループの空燃比センサの素子抵抗についての検出値と前記目標素子抵抗との差に基づき当該空燃比センサの目標素子抵抗を補正する目標素子抵抗補正手段とを備えることを特徴とする請求項１記載の空燃比センサの温度制御装置。
【請求項３】
前記補正手段は、前記目標素子抵抗補正手段による補正量を、前記目標素子抵抗によって制御される実際の温度と前記目標温度との乖離を補償する学習値として記憶する不揮発性メモリを更に備えることを特徴とする請求項２記載の空燃比センサの温度制御装置。
【請求項４】
前記目標素子抵抗補正手段は、前記目標素子抵抗の補正量に上限ガードを設けることを特徴とする請求項２又は３記載の空燃比センサの温度制御装置。
【請求項５】
前記目標素子抵抗補正手段は、前記固定手段による固定後において該固定のなされたグループの空燃比センサの素子抵抗についての検出値の変動量が所定以下であるか否かを判断する定常状態判断手段を備え、該定常状態判断手段により変動量が所定以下であると判断されるときの前記検出値と前記目標素子抵抗との差に基づき前記補正を行なうことを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の空燃比センサの温度制御装置。
【請求項６】
前記グループは２つのグループからなり、
前記判断手段は、一方のグループのヒータに対する通電量が他方のグループのヒータに対する通電量よりも所定以上大きくなるか否かを判断するものであり、
前記補正手段は、前記所定以上大きくなると判断されるとき、前記一方のグループのヒータに対する通電量を前記他方のグループのヒータに対する通電量相当に補正するものであることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の空燃比センサの温度制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数の気筒がいくつかのグループにグループ分けされて且つ各グループ毎に該グループに属する気筒から排出される排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサと該空燃比センサを暖機するヒータとを各別に備える多気筒内燃機関について、前記ヒータを用いて前記空燃比センサを目標温度に制御する空燃比センサの温度制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系に排出される排気の酸素濃度を検出する空燃比センサを用いて、内燃機関の空燃比を理論空燃比にフィードバック制御することは周知である。上記空燃比センサによる空燃比の検出精度を高く維持するためには、空燃比センサを活性状態に保つことが不可欠である。このため、空燃比センサを暖機するヒータを備え、空燃比センサの温度を活性状態となる温度に制御すべく、ヒータを通電操作することも行なわれている。詳しくは、この温度制御は、空燃比センサの素子抵抗が目標素子抵抗となるようにヒータの通電操作を行なうことによって行なわれる。すなわち、空燃比センサの素子抵抗と温度とには相関があるため、素子抵抗を目標素子抵抗に制御することで、空燃比センサの温度を目標温度に制御することができる。
【０００３】
ただし、空燃比センサが劣化した場合には、素子抵抗と温度との相関関係が変化するため、素子抵抗を目標素子抵抗に制御することでは、空燃比センサの温度を目標温度に制御するこができなくなるおそれがある。
【０００４】
そこで従来は、下記特許文献１に見られるように、ヒータの通電量の積算値に基づき目標素子抵抗を補正することも提案されている。これによれば、空燃比センサの劣化にかかわらず、空燃比センサの温度を目標温度に制御することができる。
【０００５】
ところで、近年、多気筒内燃機関にあっては、排気の特性をより高精度に制御する目的等から、複数の気筒をいくつかのグループにグループ分けして且つ各グループ毎に同グループに属する気筒から排出される排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサを各別に備えることも提案されている。そして、こうした多気筒内燃機関にあっても、空燃比センサの劣化にかかわらず、その温度を目標温度に精度良く制御することが望まれている。
【特許文献１】特開２０００−６５７８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の気筒がいくつかのグループにグループ分けされて且つ各グループ毎に該グループに属する気筒から排出される排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサと該空燃比センサを暖機するヒータとを各別に備える多気筒内燃機関について、空燃比センサの温度を目標温度に精度良く制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
【０００８】
請求項１記載の発明は、前記空燃比センサのそれぞれの素子抵抗を検出する検出手段と、前記検出される素子抵抗のそれぞれを目標素子抵抗に制御すべく前記ヒータのそれぞれに対する通電量を操作する操作手段と、前記複数のグループのそれぞれのヒータのうち、その通電量が他の任意のグループのヒータに対する通電量よりも所定以上大きくなるものがあるか否かを判断する判断手段と、前記所定以上大きくなるものがあると判断されるとき、該所定以上大きくなるヒータに対する前記通電量を、前記任意のグループのヒータに対する通電量相当に補正する補正手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成において、空燃比センサが劣化するとその素子抵抗が大きな値となることが多い。この場合、素子抵抗を目標素子抵抗にまで低下させようとしてヒータに対する通電を行なうと、ヒータに対する通電量が過度に大きくなる。このため、上記所定以上大きくなるものがある場合、所定以上大きくなるヒータによって暖機される空燃比センサは、劣化しているものと考えられる。ここで、上記構成では、この劣化していると考えられる空燃比センサを暖機するヒータの通電量を、上記任意のグループのヒータに対する通電量相当とすることで、劣化していると考えられる空燃比センサを過度に暖機することを回避することができ、ひいては、目標温度へ精度良く制御することができる。また、所定以上大きくなっているヒータの通電量を低下させることで、多気筒内燃機関の燃料消費率を低減させることもできる。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記補正手段は、前記所定以上大きくなるものがあると判断されるとき、前記所定以上大きくなるヒータに対する通電量を前記任意のグループのヒータに対する通電量相当に一旦固定する固定手段と、前記固定手段によって固定のなされたグループの空燃比センサの素子抵抗についての検出値と前記目標素子抵抗との差に基づき当該空燃比センサの目標素子抵抗を補正する目標素子抵抗補正手段とを備えることを特徴とする。
【００１１】
上記構成において、固定手段による固定がなされると、当該空燃比センサの温度は、上記任意のグループの空燃比センサの温度と略等しくなると考えられる。すなわち、当該空燃比センサの温度が目標温度に略等しくなる。ただし、このときには、当該空燃比センサの素子抵抗は、目標素子抵抗と異なった値となる。この点、上記構成では、当該空燃比センサの温度が目標温度と略等しくなると考えられる素子抵抗に基づき目標素子抵抗を補正することができる。
【００１２】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記補正手段は、前記目標素子抵抗補正手段による補正量を、前記目標素子抵抗によって制御される実際の温度と前記目標温度との乖離を補償する学習値として記憶する不揮発性メモリを更に備える。
【００１３】
上記構成では、補正量を記憶する不揮発性メモリを備えるために、以後、空燃比センサの温度を目標温度に制御するに際し、補正された目標素子抵抗を用いることができる。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項２又は３記載の発明において、前記目標素子抵抗補正手段は、前記目標素子抵抗の補正量に上限ガードを設けることを特徴とする。
【００１５】
空燃比センサが劣化したときには、通常、素子抵抗が大きくなるが、極稀に素子抵抗が小さくなることがある。そしてこの場合、素子抵抗を目標素子抵抗に制御することで、劣化していない空燃比センサを暖機するヒータの通電量が、劣化しているものよりも所定以上大きくなることが懸念される。この場合、上記目標素子抵抗補正手段によって、劣化していない正常な空燃比センサの目標素子抵抗が補正されることとなる。この補正によれば、劣化していない空燃比センサの目標素子抵抗が大きな値に補正されることとなり、これは目標温度を低下させることとなる。そして、この目標温度が過度に低下されると、空燃比センサの活性温度を下回ることが懸念される。
【００１６】
この点、上記構成によれば、上限ガードを設けることで、劣化していない空燃比センサの目標素子抵抗が誤って補正された場合であれ、同空燃比センサの温度が活性温度以下に制御されることを回避することができる。
【００１７】
請求項５記載の発明は、請求項２〜４のいずれかに記載の発明において、前記目標素子抵抗補正手段は、前記固定手段による固定後において該固定のなされたグループの空燃比センサの素子抵抗についての検出値の変動量が所定以下であるか否かを判断する定常状態判断手段を備え、該定常状態判断手段により変動量が所定以下であると判断されるときの前記検出値と前記目標素子抵抗との差に基づき前記補正を行なうことを特徴とする。
【００１８】
上記構成では、固定手段による固定後において、固定のなされたグループの空燃比センサの素子抵抗についての検出値の変動量が所定以下であると判断されるときに、当該空燃比センサの素子抵抗の検出値と目標素子抵抗との差に基づき補正が行なわれる。ここで、変動量が所定以下となるときには、当該空燃比センサの温度が定常となっていると考えられる。そしてこの温度は、目標温度に近似していると考えられる。すなわち、上記固定手段による固定前には目標温度よりも高い温度に制御されていたのが、固定手段による固定後に目標温度近傍に移行したと考えられる。ここで、上記構成によれば、定常となったときに目標素子抵抗を補正することで、実際の温度が確実に目標温度近傍となったときに補正を行なうことができる。
【００１９】
なお、請求項１〜５のいずれかに記載の発明は、請求項６記載の発明によるように、前記グループは２つのグループからなり、前記判断手段は、一方のグループのヒータに対する通電量が他方のグループのヒータに対する通電量よりも所定以上大きくなるか否かを判断するものであり、前記補正手段は、前記所定以上大きくなると判断されるとき、前記一方のグループのヒータに対する通電量を前記他方のグループのヒータに対する通電量相当に補正するものであるとしてもよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下、本発明にかかる空燃比センサの温度制御装置の一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００２１】
図１に、本実施形態にかかるエンジンシステムの全体構成を示す。
【００２２】
図示されるように、直列６気筒からなる多気筒内燃機関２の吸気通路４は、各気筒の燃焼室６に接続されている。各気筒の燃焼室６において燃焼に供された混合気は、排気として外部に排出されることとなる。ここで、多気筒内燃機関は、２つのグループ（バンクＡ及びバンクＢ）にグループ分けされており、バンクＡに属する気筒の燃焼室６は排気通路８ａに、またバンクＢに属する気筒の燃焼室６は排気通路８ｂにそれぞれ接続される。
【００２３】
これら排気通路８ａと排気通路８ｂとは、各バンクと対応する互いに隣接する３つの気筒の燃焼室６と接続されている。これら、排気通路８ａ及び排気通路８ｂには、各別の空燃比センサ１０ａ、１０ｂと、空燃比センサ１０ａ，１０ｂを暖機するヒータ１２ａ，１２ｂとが設けられている。そして、排気通路８ａと排気通路８ｂとは、少なくとも空燃比センサ１０ａ，１０ｂの上流側及び空燃比センサ１０ａ，１０ｂが設けられている近傍においては、互いに同一形状及び同一寸法となっている。そして、空燃比センサ１０ａ，１０ｂやヒータ１２ａ，１２ｂは、排気通路８ａ，８ｂにおいて互いに対応する位置に設けられている。なお、これら空燃比センサ１０ａ，１０ｂは、酸素濃度に比例して限界電流を出力する限界電流式のセンサである。
【００２４】
上記エンジンシステムは、空燃比センサ１０ａ，１０ｂに加えて、吸気通路４内のエアの流量を検出するエアフローメータ１４や、多気筒内燃機関２のクランク軸の回転角度を検出するクランク角センサ１６等の各種センサを備えている。
【００２５】
これら各種センサの検出値は、電子制御装置（ＥＣＵ２０）に取り込まれる。ＥＣＵ２０は、中央処理装置や適宜のメモリ等を備えて構成されるものであり、各種センサの検出値に基づき、多気筒内燃機関２の出力を制御する。特にＥＣＵ２０は、上記メモリとして、不揮発性メモリ２２を備えている。この不揮発性メモリ２２は、ＥＣＵ２０に対する給電の有無にかかわらず、記憶内容を保持するメモリである。具体的には、例えばＥＣＵ２０に対する給電の有無にかかわらず給電状態とされるバックアップＲＡＭや、給電の有無にかかわらず記憶内容を保持するメモリ（ＥＥＰＲＯＭ等）等である。
【００２６】
ＥＣＵ２０は、特に排気特性を良好に保つべく、空燃比フィードバック制御を行う。そして、空燃比フィードバック制御を行うに際し、空燃比センサ１０ａ，１０ｂを活性状態に保つべく、ヒータ１２ａ，１２ｂを用いて空燃比センサ１０ａ，１０ｂの温度を目標温度に制御する。具体的には、図２に実線にて示すように、空燃比センサ１０ａ，１０ｂの温度とそれらの素子抵抗との間には相関関係があるため、空燃比センサ１０ａ，１０ｂを活性状態とすることのできる目標温度と対応する素子抵抗である目標素子抵抗に実際の素子抵抗をフィードバック制御する。ちなみに、空燃比センサ１０ａ，１０ｂの素子抵抗の検出は、例えば直流電圧にパルス電圧を重畳して空燃比センサ１０ａ，１０ｂに印加したときの空燃比センサ１０ａ．１０ｂの出力電流に基づきＥＣＵ２０により行なえばよい（検出手段）。
【００２７】
ところで、空燃比センサ１０ａ，１０ｂが劣化すると、上記相関関係が変化する。この変化は、通常、図２に一点鎖線にて示されるように、素子抵抗の増大を招く。このため、空燃比センサ１０ａ，１０ｂが劣化した状態で素子抵抗を目標素子抵抗に制御すると、実際の温度が目標温度よりも高くなる。そして実際の温度が目標温度よりも高くなると、劣化が更に促進されるおそれがある。
【００２８】
そこで本実施形態では、素子抵抗を目標素子抵抗にフィードバック制御するに際し、ヒータ１２ａ，１２ｂの一方に対する通電量が他方に対する通電量よりも所定以上大きくなるときに、上記フィードバック制御による実際の温度と目標温度との乖離を補償する学習制御を行う。以下、これについて詳述する。
【００２９】
図３に、上記学習制御にかかる処理の手順を示す。この処理は、ＥＣＵ２０により例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００３０】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において、バンクＡ，Ｂのそれぞれについて、ヒータ１２ａ，１２ｂの通電量の基本値を算出する。この処理は、詳しくは、図４に示す処理となる。すなわち、まずステップＳ１２において、目標素子抵抗のベース値（TargetResistance）に、学習値（TargetResistanceCmp#A,B）を加算することで、バンクＡとバンクＢとのそれぞれの目標素子抵抗（TargetResistance#A,B）を算出する。続くステップＳ１４では、計測される素子抵抗（MeasuredResistance#A,B）と上記目標素子抵抗との差に応じて、ヒータ１２ａ，１２ｂのそれぞれに対する通電量の基本値としての基本Ｄｕｔｙ（HearterDutyBase#A,B）を算出する。ちなみに、Ｄｕｔｙは、周期に対するオン時間の比として定義され、Ｄｕｔｙが大きいほど通電量が増加する。
【００３１】
一方、先の図３のステップＳ２０においては、多気筒内燃機関２の運転状態が定常であるか否かを判断する。ここで、運転状態が定常であるとは、例えばクランク角センサ１６及びエアフローメータ１４によって検出される回転速度と負荷との変動量が所定以下であることとしてもよい。この判断は、空燃比センサ１０ａ，１０ｂの温度を変動させる要因があるか否かを判断するためのものである。すなわち、例えば多気筒内燃機関２の運転状態が変動しているときには、排気通路８ａ，８ｂに排出される排気温度も変動しやすいため、空燃比センサ１０ａ，１０ｂの温度が変動しやすい。ステップＳ１２では、こうした状況において上記学習制御が行なわれることを回避するための判断を行なっている。
【００３２】
続くステップＳ２２では、後述する学習制御フラグ（Cmp#flag）がゼロとなっているか否かを判断する。この学習制御フラグは、学習制御を行うタイミングとなると「１」となるフラグである。
【００３３】
そして、学習制御フラグがゼロとなっているときには、ステップＳ２４において、平均Ｄｕｔｙを算出したか否かを判断する平均値算出フラグ（Averaged#flag）がゼロであるか否かを判断する。ここで、平均Ｄｕｔｙの算出の処理は、学習制御のための前処理として行われるものである。上記平均値算出フラグは、上記処理がなされたときに「１」となるフラグである。
【００３４】
平均値算出フラグがゼロとなっているときには、ステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では上記平均Ｄｕｔｙの算出にかかる処理を行なう。詳しくは、この処理は、図５に示す処理となる。
【００３５】
すなわち、まずステップＳ３１において、平均値算出用計時カウンタ（TimeSum1）に、先の図３に示した処理の周期を加算するとともに、平均値算出用カウンタ（Count1）を「１」だけインクリメントする。続くステップＳ３２では、ヒータ１２ａ，１２ｂに対する最終的なＤｕｔｙ（HearterDutyOut#A,B）を算出する。ここでは、最終的なＤｕｔｙ、すなわちヒータ１２ａ，１２ｂに対する実際のＤｕｔｙを、先の図４のステップＳ１４において算出された基本Ｄｕｔｙとする処理を行なう。
【００３６】
更にステップＳ３３では、最終的なＤｕｔｙの累積値（HearterDutySum#A,B）を算出する。この累積値は、上記平均値算出用計時カウンタ及び平均値算出用カウンタの双方がカウントされ始めてからステップＳ３４における平均値算出用所定時間が経過するまでの間の最終的なＤｕｔｙを累積するものである。ここで、平均値算出用所定時間は、多気筒内燃機関２の定常運転状態における空燃比センサ１０ａ，１０ｂの温度の微小な変動分による影響を、上記平均値の算出から好適に排除することのできる時間に設定されている。
【００３７】
続くステップＳ３５では、最終的なＤｕｔｙの累積値を上記平均値算出用カウンタの値で除算することで、バンクＡ、Ｂのそれぞれの最終的なＤｕｔｙの平均値（HeaterDutyAve#A,B）を算出する。更に、ステップＳ３５では、上記平均値算出フラグを「１」とする。
【００３８】
そして、このステップＳ３５の処理が完了すると、先の図３に示す処理の次回の算出周期において、ステップＳ２４で否定判断がなされ、ステップＳ２６に移行する。このステップＳ２６では、バンクＡ，Ｂのそれぞれの最終的なＤｕｔｙの平均値の差の絶対値が所定値α以上となるか否かを判断する。この判断は、空燃比センサ１０ａ，１０ｂのいずれか一方が劣化したか否かを判断するものである。そして、このステップＳ２６において所定値α以上であると判断されると、いずれか一方が劣化したと判断し、ステップＳ２８において、上記学習制御フラグを「１」とする。
【００３９】
ステップＳ２８の処理が完了すると、図３の次回の算出周期において、ステップＳ２２で否定判断され、ステップＳ４０に移行する。このステップＳ４０の処理は、目標素子抵抗の学習値を算出するための処理である。詳しくは、この処理は、図６に示す処理となる。
【００４０】
すなわち、まずステップＳ４１において、バンクＡとバンクＢとのいずれの最終的なＤｕｔｙの平均値の方が大きいのかを判断する。この判断は、空燃比センサ１０ａ，１０ｂのうち劣化している方を判断するものである。すなわち、先の図２に一点鎖線にて例示したように、空燃比センサ１０ａ，１０ｂは劣化することで素子抵抗が大きくなる傾向にあるため、最終的なＤｕｔｙの平均値が大きい方のバンクの空燃比センサ（空燃比センサ１０ａ，１０ｂの一方）が劣化したと判断する。ちなみに、このステップＳ４１の処理は、先の図３のステップＳ２６の処理とともに、判断手段を構成している。
【００４１】
ステップＳ４１においてバンクＡの最終的なＤｕｔｙの平均値の方が大きいと判断されると、空燃比センサ１０ａが劣化したものとして、ステップＳ４２ａの処理を行なう。すなわち、バンクＡの最終的なＤｕｔｙ、すなわち実際のＤｕｔｙを、バンクＢの最終的なＤｕｔｙの平均値とする。一方、バンクＢの最終的なＤｕｔｙについては、先の図４のステップＳ１４にて算出した基本Ｄｕｔｙとする。
【００４２】
すなわち、ステップＳ４１の処理が完了した時点（図７、時刻ｔ１）では、図７（ａ）に実線にて示されるバンクＡの最終的なＤｕｔｙは、一点鎖線にて示すバンクＢの最終的なＤｕｔｙよりも所定値α以上大きくなっている。そして、上記ステップＳ４２ａの処理を開始することで、ヒータ１２ａに対する通電量が減少することから、図７（ｂ）に実線にて示すバンクＡの素子抵抗は上昇し始める。ちなみに、図７（ｂ）において、バンクＢの素子抵抗を一点鎖線にて示した。
【００４３】
続いて、先の図６に示すステップＳ４３ａでは、空燃比センサ１０ａの素子抵抗の検出値の変動量が所定以下であるか否かを判断する（定常状態判断手段）。この判断は、空燃比センサ１０ａの素子抵抗が、ステップＳ４２ａの処理によって設定された最終的なＤｕｔｙによって実現される値に収束したか否かを判断するものである。すなわち、図７（ｂ）に示すように、ステップＳ４２ａの処理が開始されることで、バンクＡの素子抵抗は上昇することから、この上昇の後、素子抵抗が一定の値に収束するタイミング（図７中、時刻ｔ２）を検出するために、ステップＳ４３ａの処理を行なう。
【００４４】
先の図６のステップＳ４３ａにおいて変動量が所定以下であると判断されると、ステップＳ４４ａにおいて、補正値算出用計時カウンタ（TimeSum2）に先の図３に示した処理の周期を加算するとともに、補正値算出用カウンタ（Count2）を「１」だけインクリメントする。続くステップＳ４５ａでは、バンクＡの素子抵抗の検出値の累積値（MeasuredResistanceSum#A）を算出する。このステップＳ４５ａの処理は、補正値算出用計時カウンタ及び補正値算出用カウンタの双方がカウントを開始してからステップＳ４６ａにおいて補正値算出用所定時間が経過したと判断されるまで検出値を累積する処理である。ちなみに、補正値算出用所定時間は、定常状態における空燃比センサ１０ａの温度の微小な変動分による影響を、学習値の算出から好適に排除することのできる時間に設定されている。
【００４５】
続くステップＳ４７ａでは、空燃比センサ１０ａの目標素子抵抗の学習値（TargetResistanceCmp#A）を算出する。具体的には、まず上記素子抵抗の検出値の累積値を補正値算出用カウンタの値で除算することで、素子抵抗の平均値（TargetResistanceAve#A）を算出する。次に、この平均値から目標素子抵抗のベース値を減算することで、学習値を算出する。
【００４６】
続くステップＳ４８ａでは、ステップＳ４７ａにおいて算出される学習値が、予め設定されたガード値よりも大きいか否かを判断する。そして、ステップＳ４８ａにおいてガード値よりも大きいと判断されると、ステップＳ４９ａにおいて学習値をガード値とする処理を行なう。
【００４７】
ここで、学習値の算出に際し、上限ガードを設けているのは、学習値が誤って学習されることで空燃比センサ１０ａの温度が活性温度以下に制御されることを回避するためである。以下、これについて説明する。
【００４８】
空燃比センサが劣化すると、通常は素子抵抗が大きくなるとはいえ、先の図２に２点鎖線にて示すように、素子抵抗が小さくなるケースも極稀に存在する。このため、例えば空燃比センサ１０ｂが劣化して図２に２点鎖線にて示したように素子抵抗が小さくなって且つ空燃比センサ１０ａが正常である場合には、先の図６のステップＳ４１においてバンクＡの平均のＤｕｔｙの方が大きいと判断される。そして、この場合、空燃比センサ１０ａの目標素子抵抗の学習値が誤って更新されることとなる。この更新は、空燃比センサ１０ａの目標素子抵抗を増大させるものとなるため、空燃比センサ１０ａの温度が先の図２に示した目標温度よりも低い温度に制御される。そして、この際、目標温度からの低下度合いが大きい場合には、空燃比センサ１０ａが活性状態とならないことが懸念される。これが、上限ガードを設けた理由である。
【００４９】
一方、図６のステップＳ４１において、バンクＢの平均Ｄｕｔｙの方が大きいと判断されるときには、空燃比センサ１０ｂが劣化したものと判断して、ステップＳ４２ｂ〜Ｓ４９ｂにおいて、ステップＳ４２ａ〜Ｓ４９ａの処理と同様の処理を行なう。
【００５０】
こうしてステップＳ４９ａ又はステップＳ４９ｂの処理が完了すると、ステップＳ５０に移行する。このステップＳ５０では、平均値算出用計時カウンタや、平均値算出用カウンタ、補正値算出用計時カウンタ、補正値算出用カウンタ、最終的なＤｕｔｙの累積値、検出値の累積値を初期化するとともに、平均値算出用フラグ及び学習制御フラグをゼロとする。ちなみに、図６のステップＳ４３ａ，４３ｂで変動量が所定以下でないと判断されるときや、ステップＳ４６ａ，Ｓ４６ｂにおいて補正値算出用所定時間が経過しいていないと判断されるとき、ステップＳ５０の処理が完了するときには、この図６に示す処理を一旦終了する。
【００５１】
なお、先の図３のステップＳ２０において定常運転でないと判断されるときや、ステップＳ２６において所定値α未満であると判断されるときには、ステップＳ２９に移行する。このステップＳ２９では、平均値算出用計時カウンタや、平均値算出用カウンタ、補正値算出用計時カウンタ、補正値算出用カウンタ、最終的なＤｕｔｙの累積値、検出値の累積値を初期化するとともに、平均値算出用フラグ及び学習制御フラグをゼロとする。そして、ステップＳ２９の処理が完了すると、ステップＳ６０に移行する。このステップＳ６０においては、ヒータ１２ａ，１２ｂに対する最終的なＤｕｔｙ（HearterDutyOut#A,B）を、先の図４のステップＳ１４において算出された基本Ｄｕｔｙとする処理を行なう。
【００５２】
なお、ステップＳ３０、Ｓ４０、Ｓ６０の処理が完了するときには、図３に示す一連の処理を一旦終了する。ちなみに、算出された学習値は、先の図１に示した不揮発性メモリ２２に記憶され、ＥＣＵ２０に対する給電が一旦停止され多気筒内燃機関２が一旦停止した後、再度稼動されるに際しても用いられる。
【００５３】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５４】
（１）ヒータ１２ａ，１２ｂの一方に対する通電量が他方の通電量よりも所定値α以上大きくなるとき、一方に対するＤｕｔｙを、他方に対するＤｕｔｙ相当に補正した。これにより、劣化していると考えられる空燃比センサ（空燃比センサ１０ａ，１０ｂのうちの一方）を過度に暖機することを回避することができ、ひいては、目標温度へ精度良く制御することができる。また、一方に対するＤｕｔｙを減少させることで、多気筒内燃機関２の燃料消費率を低減させることもできる。
【００５５】
（２）上記一方に対するＤｕｔｙを一旦他方に対するＤｕｔｙの平均値に固定し、このときの空燃比センサ１０ａ，１０ｂのうちの一方の素子抵抗についての検出値と目標素子抵抗のベース値との差に基づき当該空燃比センサの学習値を算出した。これにより、劣化したと考えられる当該空燃比センサの温度を目標温度に制御することのできる学習値を適切に学習することができる。
【００５６】
（３）学習値を不揮発性メモリ２２を記憶した。これにより、多気筒内燃機関２の再始動に際し、空燃比センサ１０ａ，１０ｂのうち劣化した側についても、学習値で補正された目標素子抵抗を用いて温度制御を適切に行うことができる。
【００５７】
（４）学習値に上限ガードを設けた。これにより、空燃比センサ１０ａ，１０ｂのうちの劣化していない方の目標素子抵抗が誤って補正された場合であれ、その温度が活性温度以下に制御されることを回避することができる。
【００５８】
（５）上記一方に対するＤｕｔｙを一旦他方に対するＤｕｔｙの平均値に固定した後において、当該空燃比センサの素子抵抗についての検出値の変動量が所定以下であると判断されるときの素子抵抗の検出値と目標素子抵抗のベース値との差に基づき学習値を算出した。これにより、実際の温度が確実に目標温度近傍となったときに学習値を算出することができる。
【００５９】
（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【００６０】
・上記実施形態では、目標素子抵抗を学習値により補正したが、こうした処理を行なう代わりに、例えば、ヒータ１２ａ，１２ｂのうちの大きい方のＤｕｔｙを小さい方のＤｕｔｙに一致させる処理としてもよい。これによっても、上記大きい方によって暖機されていた空燃比センサの温度を目標温度に適切に制御することができる。
【００６１】
・補正量を学習値として不揮発性メモリ２２に記憶しなくても、先の実施形態の上記（１）、（２）に準じた効果を得ることはできる。なお、この場合、上記ステップＳ２６により所定値α以上と判断されて補正量が算出されるまでは、最終的なＤｕｔｙは、実際の素子抵抗を、目標素子抵抗のベース値（TaregetResistance）とするように設定されることとなる。
【００６２】
・複数の気筒がいくつかのグループにグループ分けされて且つ各グループ毎に該グループに属する気筒から排出される排気中の酸素濃度を検出する空燃比センサと該空燃比センサを暖機するヒータとを各別に備える多気筒内燃機関としては、２つのバンクにグループ分けのなされるものに限らない。この際、複数のグループのそれぞれのヒータのうち、その通電量が他の任意のグループのヒータに対する通電量よりも所定以上大きくなるものがあるなら、そのヒータによって暖機される空燃比センサは劣化していると考えられる。そして、この場合には、このヒータに対する通電量を上記任意のグループのヒータに対する通電量相当に補正する補正手段を備えることは有効である。
【００６３】
ここで、例えばグループＡ〜ＤのうちグループＡのヒータに対する通電量がグループＢ、Ｃのヒータに対する通電量よりも所定以上大きく、且つグループＤのヒータに対する通電量とグループＢ，Ｃのヒータに対する通電量との差は所定以上ではない場合を考える。この場合、補正手段としては、グループＡのヒータに対する通電量を、グループＢ，Ｃのいずれかのヒータに対する通電量として設定するものでもよく、また、グループＢ，Ｃのヒータに対する通電量の平均値として設定するものでもよく、更には、グループＢ〜Ｄのヒータに対する通電量の平均値として設定するものでもよい。
【００６４】
そしてこの場合、補正手段は、グループＡのヒータに対する通電量を、上記設定のなされた通電量に一旦固定する固定手段と、このときのグループＡの空燃比センサの素子抵抗の検出値と目標素子抵抗のベース値との差に基づき目標素子抵抗を補正する目標素子抵抗補正手段とを備えることが望ましい。
【００６５】
なお、グループ分けに際しては、各グループを同一の構成とするとともに、同各グループの空燃比センサの配置態様を互いに同等とすることが望ましい。これにより、空燃比センサの温度を変動させる要因を全てのグループにおいて略同等とすることができる。そしてこの場合、各グループにおいて空燃比センサの温度を目標温度とするために要求されるヒータの通電量は、略同一となるものと考えられる。
【００６６】
・上記固定手段による固定後において該固定のなされたグループの空燃比センサの素子抵抗についての検出値の変動量が所定以下であるか否かを判断する定常状態判断手段としては、素子抵抗の変動量を直接検出するものに限らない。例えば上記固定後の所定期間の経過を、上記変動量が所定以下であるとの判断とするものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】一実施形態におけるエンジンシステムの全体構成を示す図。
【図２】空燃比センサの温度と素子抵抗との関係を示す図。
【図３】上記実施形態にかかる空燃比センサの目標素子抵抗の学習制御の手順を示すフローチャート。
【図４】同実施形態にかかる空燃比センサの目標素子抵抗の学習制御の手順を示すフローチャート。
【図５】同実施形態にかかる空燃比センサの目標素子抵抗の学習制御の手順を示すフローチャート。
【図６】同実施形態にかかる空燃比センサの目標素子抵抗の学習制御の手順を示すフローチャート。
【図７】学習制御時の素子抵抗の推移例を示すタイムチャート。
【符号の説明】
【００６８】
２…多気筒内燃機関、１０ａ，１０ｂ…空燃比センサ、１２ａ，１２ｂ…ヒータ、２０…ＥＣＵ（検出手段、操作手段、判断手段、補正手段の一実施形態）。
【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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