(57)【要約】【課題】燃料カット復帰後における空燃比センサの応答性の低下の判定をより早期に行うことのできる内燃機関の制御装置を提供する。【解決手段】電子制御ユニット２１は、酸素吸蔵能力を有した触媒装置が排気通路に設けられ、その上流側の部分に空燃比センサ１９が設けられた内燃機関の制御を司る。電子制御ユニット２１は、空燃比センサ１９の出力に基づき空燃比フィードバック制御を行うとともに、燃料カット復帰直後の目標空燃比をストイキ空燃比よりもリッチな空燃比に設定する空燃比制御部２６と、空燃比センサ１９の出力に基づき、規定時間の間に触媒装置が吸蔵した酸素量の推定値である酸素吸蔵速度を上記規定時間毎に算出する吸蔵量算出部２８と、内燃機関の燃料カット復帰時からの酸素吸蔵速度の積算値が規定の判定値を超えたときに、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定する応答性低下判定部２９と、を備える。【選択図】図２
2017129029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃焼時の空燃比がストイキ空燃比よりもリーンな既燃ガスが流入するときにその既燃ガス中の酸素を吸蔵し、燃焼時の空燃比がストイキ空燃比よりもリッチな既燃ガスが流入するときにその吸蔵した酸素を放出する酸素吸蔵能力を有した触媒装置が排気通路に設けられるとともに、同排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分に、燃焼室内で燃焼された混合気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサが設けられた内燃機関の制御装置において、
前記空燃比センサの出力に基づき、前記燃焼室内で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比とするための空燃比フィードバック制御を行うとともに、前記内燃機関の燃料カット復帰直後に、ストイキ空燃比又はそれよりもリッチな空燃比を前記目標空燃比に設定する空燃比制御部と、
前記空燃比センサの出力に基づき、規定時間の間に前記触媒装置が新たに吸蔵した酸素量の推定値である酸素吸蔵速度を前記規定時間毎に算出する吸蔵速度算出部と、
前記内燃機関の燃料カット復帰時からの前記酸素吸蔵速度の積算値が規定の判定値を超えたときに、前記空燃比センサの応答性が低下していると判定する応答性低下判定部と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記空燃比制御部は、前記空燃比センサの出力に基づく空燃比の検出値と前記目標空燃比との偏差に比例ゲインを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する比例動作を通じて前記空燃比フィードバック制御を行うとともに、前記空燃比センサの応答性が低下していると前記応答性低下判定部が判定したときに、前記比例ゲインを縮小する過補正抑制処理を行う
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記空燃比制御部は、前記空燃比センサの出力に基づく空燃比の検出値と前記目標空燃比との偏差の時間積分値に積分ゲインを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する積分動作を通じて前記空燃比フィードバック制御を行うとともに、前記空燃比センサの応答性が低下していると前記応答性低下判定部が判定したときに、前記積分動作を停止する過補正抑制処理を行う
請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記空燃比制御部は、前記空燃比センサの応答性が低下していると前記応答性低下判定部が判定してから、前記空燃比センサの出力が前記目標空燃比に応じた出力に収束するまでの期間、前記過補正抑制処理を行う
請求項２又は３に記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気通路に設けられた空燃比センサの出力に基づいて空燃比のフィードバック制御を行う内燃機関の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、車載等の内燃機関では、燃焼室内で燃焼された混合気中の空気と燃料の比率である空燃比を、排気通路に設置された空燃比センサにより検出するとともに、空燃比センサにより検出された空燃比と目標空燃比との偏差に応じて空燃比をフィードバック制御することがある。
【０００３】
空燃比センサは、経時劣化により、実際の空燃比の変化に対するセンサ出力の応答性が低下して、空燃比フィードバックの制御精度を悪化させることがある。従来、そうした経時劣化による空燃比センサの応答性の低下の有無を判定する内燃機関の制御装置として、特許文献１に記載の装置が知られている。同文献に記載の制御装置では、燃料カット開始後に空燃比センサの出力が新気に相当する出力となるまでの期間における空燃比センサの想定出力を、正常な空燃比センサの場合、及び応答性が低下した空燃比センサの場合のそれぞれについて求めている。そして、燃料カット開始後における実際の空燃比センサの出力とそれらの想定出力とを比較することで、空燃比センサの応答性の低下の有無を判定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−２７５９５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、燃料カット中には、排気通路内を流れる新気により、空燃比センサのセンシング素子が冷却されて、空燃比センサの応答性が一時的に低下することがある。こうした場合、燃料カット復帰後の燃焼再開に際し、空燃比センサの出力が、燃焼室内で実際に燃焼された混合気の空燃比に応じた出力に収束するまでに時間がかかるようになる。そして、その収束までの期間、実際の空燃比よりもリーンな空燃比を示す空燃比センサの出力に基づいて空燃比フィードバック制御が行われてしまうため、空燃比が目標空燃比よりもリッチとなってしまう。そのため、燃料カット復帰時にも、空燃比センサの応答性の低下の有無を判定することが望ましい。
【０００６】
ちなみに、燃料カット復帰時に空燃比センサの応答性が低下していると、その応答性の低下した空燃比センサの出力がその復帰後に開始された空燃比フィードバック制御に直ちに反映されてしまい、空燃比がオーバーリッチとなって、エミッションが悪化する。そのため、燃料カット復帰時には、空燃比フィードバック制御を行っていない燃料カット中に判定を行う上記文献１の場合よりも早期の判定完了が求められる。
【０００７】
本発明は、こうした実情に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、燃料カット復帰後における空燃比センサの応答性の低下の判定をより早期に行うことのできる内燃機関の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】
【０００８】
上記課題を解決する内燃機関の制御装置は、燃焼時の空燃比がストイキ空燃比よりもリーンな既燃ガスが流入するときにその既燃ガス中の酸素を吸蔵し、燃焼時の空燃比がストイキ空燃比よりもリッチな既燃ガスが流入するときにその吸蔵した酸素を放出する酸素吸蔵能力を有した触媒装置が排気通路に設けられるとともに、同排気通路における前記触媒装置よりも上流側の部分に、燃焼室内で燃焼された混合気の空燃比に応じた信号を出力する空燃比センサが設けられた内燃機関に適用される。そして、同制御装置は、前記空燃比センサの出力に基づき、前記燃焼室内で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比とするための空燃比フィードバック制御を行うとともに、前記内燃機関の燃料カット復帰直後に、ストイキ空燃比又はそれよりもリッチな空燃比を前記目標空燃比に設定して前記空燃比フィードバック制御を行う空燃比制御部と、前記空燃比センサの出力に基づき、規定時間の間に前記触媒装置が吸蔵した酸素量の推定値である酸素吸蔵速度を前記規定時間毎に算出する吸蔵速度算出部と、前記内燃機関の燃料カット復帰時からの前記酸素吸蔵速度の積算値が規定の判定値を超えたときに、前記空燃比センサの応答性が低下していると判定する応答性低下判定部と、を備えるようにしている。
【０００９】
上記制御装置が適用される内燃機関では、燃料カットから復帰した直後に、ストイキ空燃比又はそれよりもリッチな空燃比を目標空燃比に設定して空燃比フィードバック制御が行われる。これに対応して、燃料カット復帰後の空燃比センサの出力も、目標空燃比に応じた出力に収束するようになる。ただし、燃料カット中の冷却などにより空燃比センサの応答性が低下すると、その収束が遅れ、空燃比センサの出力が、通常よりも長い時間、目標空燃比よりもリーンな空燃比を示す値に留まる。
【００１０】
一方、吸蔵速度算出部は、空燃比センサの出力により示される空燃比が実際の空燃比であるとして、酸素吸蔵速度を算出している。そして、そうした吸蔵速度算出部が算出する酸素吸蔵速度の値は、触媒装置が酸素を吸蔵する空燃比、すなわちストイキ空燃比よりもリーンな空燃比であることを示す出力が空燃比センサから出されている間は、正の値となり続ける。その結果、空燃比センサの応答性が低下して、燃料カット復帰後、同センサの出力が、長い時間、ストイキ空燃比よりもリーンな空燃比であることを示す値に留まると、燃料カット復帰時からの酸素吸蔵速度の積算値は、同センサの応答性が低下していないときよりも大きい値に達するようになる。したがって、内燃機関の燃料カット復帰時からの酸素吸蔵速度の積算値が規定の判定値以上となったことをもって、空燃比センサの応答性が低下していると判定することが可能となる。なお、こうした場合、燃料カット復帰後に空燃比センサの出力が収束する前であっても、酸素吸蔵速度の積算値が判定値を超えた時点で空燃比センサの応答性が低下していると判定することができる。したがって、上記内燃機関の制御装置によれば、燃料カット復帰後における空燃比センサの応答性の低下をより早期に判定することができる。
【００１１】
燃料カット復帰後に空燃比制御部は、空燃比センサの出力が実際の空燃比に応じた出力に収束するまでは、空燃比センサの出力により示される、実際の空燃比よりもリーンな空燃比に従って空燃比フィードバック制御を行ってしまう。そのため、空燃比センサの応答性が低下して、上記収束が遅れると、空燃比フィーでバック制御により、リッチ側への過補正がなされ、空燃比がオーバーリッチとなってしまう虞がある。
【００１２】
一方、空燃比フィードバック制御は、空燃比センサの出力に基づく空燃比の検出値と目標空燃比との偏差に比例ゲインを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する比例動作を通じて行われることがある。こうした場合、空燃比制御部が、空燃比センサの応答性が低下していると上記応答性低下部が判定したときに、上記比例動作における比例ゲインを縮小する過補正抑制処理を行うようにすれば、上記のようなリッチ側への過補正が、ひいては空燃比のオーバーリッチ化が抑えられる。
【００１３】
また、空燃比フィードバック制御は、空燃比センサの出力に基づく空燃比の検出値と目標空燃比との偏差の時間積分値に積分ゲインを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する積分動作を通じて行われることもある。こうした積分動作による燃料噴射量の補正量は、空燃比が目標空燃比に収束しても直ちには「０」とならない。そのため、空燃比センサの応答性が低下したときに積分動作を通じた空燃比フィードバック制御が行われていると、上記のようなリッチ側への過補正がなされた状態を脱するのに時間がかかるようになる。その点、空燃比センサの応答性が低下していると前記応答性低下判定部が判定したときに、空燃比制御部が、積分動作の停止を停止する過補正抑制処理を行うようにすれば、上記のようなリッチ側への過補正がより早期に解消される。  
【００１４】
燃料カット復帰時には、排気通路内を新気が流れている状態から空燃比が大きく変化する。そのため、空燃比センサの応答性が低下していると、同センサの検出値が真値に対してリーン側に大きく乖離した状態となり、上記のような過補正抑制処理を行わずに、通常通りに空燃比フィードバック制御を行えば、燃料噴射量がリッチ側に大幅に過補正されてしまう虞がある。一方、その後に空燃比センサの出力が目標空燃比に応じた出力に一旦収束してしまえば、空燃比センサの応答性が低下した状態が続いても、真値に対する同センサの検出値の乖離が、燃料カット復帰直後ほど大きくならない。そのため、空燃比センサ出力の収束後は、同センサの応答性の低下に起因した空燃比の大幅な乱れはそもそも生じにくく、上記のような過補正抑制処理を行っても、空燃比フィードバックの応答性の悪化を招くだけとなってしまうことがある。そのため、上記のような空燃比センサの応答性が低下していると判定されたときの過補正抑制処理は、空燃比センサの応答性が低下していると応答性低下判定部が判定してから、空燃比センサの出力が目標空燃比に応じた出力に収束するまでの期間、行うことが望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】内燃機関の制御装置の一実施形態についてその全体構成を模式的に示す略図。
【図２】同制御装置の制御ブロック図。
【図３】同制御装置において吸蔵量算出部が実行する吸蔵量算出ルーチンのフローチャート。
【図４】同制御装置において空燃比制御部が実行する酸素放出制御ルーチンのフローチャート。
【図５】同制御装置において応答性低下判定部が実行する応答性低下判定ルーチンのフローチャート。
【図６】同制御装置において空燃比制御部が実行する過補正抑制処理ルーチンのフローチャート。
【図７】空燃比センサの応答性が低下していない場合の燃料カット前後の同制御装置の制御態様を示すタイムチャート。
【図８】空燃比センサの応答性が低下している場合の燃料カット前後の同制御装置の制御態様を示すタイムチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、内燃機関の制御装置の一実施形態を、図１〜図８を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態の制御装置は、車載用の内燃機関に適用されており、その内燃機関の回転は、変速機を介して駆動輪に伝達されるようになっている。
【００１７】
図１に示すように、本実施形態の制御装置が適用される内燃機関１０は、空気と燃料の混合気の燃焼が行われる燃焼室１１と、その燃焼室１１に流入する空気が通る吸気通路１２と、燃焼室１１での混合気の燃焼により生成された既燃ガス（排気）が通る排気通路１３と、を備える。吸気通路１２には、同吸気通路１２を流れる空気の流量（吸入空気量）に応じた信号を出力するエアフローメータ１４、吸入空気量を調節するための弁であるスロットルバルブ１５、及び吸気通路１２を流れる空気中に燃料を噴射するインジェクタ１６が設置され、燃焼室１１には、火花放電により混合気を点火する点火プラグ１７が設置されている。
【００１８】
排気通路１３には、排気を浄化する触媒装置１８が設置されている。触媒装置１８は、混合気中の空気に対する燃料の質量比である空燃比が、混合気中の燃料が完全燃焼する空燃比の理論値であるストイキ空燃比ＡＦＳであるときに最大の排気浄化能力を発揮する。この触媒装置１８は、燃焼時の空燃比がストイキ空燃比ＡＦＳよりもリーンな既燃ガスが流入するときにその既燃ガス中の酸素を吸蔵し、燃焼時の空燃比がストイキ空燃比ＡＦＳよりもリッチな既燃ガスが流入するときにその吸蔵した酸素を放出する酸素吸蔵能力を有している。
【００１９】
さらに、排気通路１３における触媒装置１８よりも上流側の部分には、空燃比センサ１９が設けられ、排気通路１３における触媒装置１８よりも下流側の部分には、酸素センサ２０が設けられている。空燃比センサ１９は、周囲を流れる既燃ガスの空気過剰率λにほぼ比例する信号を出力する。空気過剰率λは、既燃ガスの燃焼時の空燃比をストイキ空燃比ＡＦＳで除算した値であり、したがって空燃比センサ１９は、燃焼室１１内で燃焼された混合気の空燃比に応じた信号を出力するものとなっている。一方、酸素センサ２０は、周囲を流れる既燃ガスの空気過剰率λが「１」よりも大きいか、小さいかで信号レベルが大きく変化する信号を出力する。すなわち、酸素センサ２０の出力信号は、触媒装置１８から流出した既燃ガスが空気過剰の状態にあるか、空気欠乏の状態にあるかを示すものとなっている。
【００２０】
こうした内燃機関１０は、エンジン制御用の電子制御ユニット２１により制御されている。電子制御ユニット２１は、内燃機関１０の制御のための各種演算処理を実行する中央演算処理装置、制御用のプログラムやデータが予め記憶された読込専用メモリ、及び中央演算処理装置の演算結果やセンサの検出結果などを一時的に記憶する読書可能メモリを備える。電子制御ユニット２１には、上述のエアフローメータ１４、空燃比センサ１９、及び酸素センサ２０に加え、車両の各部に設けられた各種センサの検出信号が入力されている。そうしたセンサとしては、内燃機関１０の回転速度（エンジン回転数）に応じた信号を出力するクランク角センサ２３などがある。そして、電子制御ユニット２１は、これらセンサの検出信号から把握される内燃機関１０の運転状況に応じて、スロットルバルブ１５の弁開度やインジェクタ１６の燃料噴射、点火プラグ１７による混合気の点火などの制御を行っている。
【００２１】
さらに、電子制御ユニット２１は、車内ネットワークを介して変速機の制御を司る変速機制御ユニット２２に接続されている。変速機制御ユニット２２は、変速機のシフトアップ動作に際して、電子制御ユニット２１にシフトアップ信号を出力する。
【００２２】
図２に、燃料噴射制御にかかる電子制御ユニット２１の制御ブロック図を示す。同図に示すように、電子制御ユニット２１は、燃料噴射制御にかかる制御構造として、燃料カット制御部２５、空燃比制御部２６、インジェクタ駆動部２７、吸蔵量算出部２８、及び応答性低下判定部２９を備える。
【００２３】
燃料カット制御部２５は、変速機のシフトアップ動作に際して、エンジン回転数を速やかに低下させるためのシフトアップ時燃料カット制御の実施判定に係る処理を行う。具体的には、燃料カット制御部２５は、変速機制御ユニット２２からのシフアップ信号の入力に応じて、インジェクタ１６の燃料噴射の停止を、すなわち内燃機関１０の燃料カットの実施をインジェクタ駆動部２７に指令する。このときのシフトアップ操作に応じた燃料カット、すなわちシフトアップ時燃料カットは、シフトアップ信号の入力から、変速機のシフトアップ動作を円滑に行うために必要な回転数までエンジン回転数を低下させるために必要な期間、その実施が指令される。また、燃料カット制御部２５は、燃料カットの開始時にセットされ、その燃料カットからの復帰時にクリアされる燃料カット実施フラグを空燃比制御部２６、及び応答性低下判定部２９に出力する。
【００２４】
空燃比制御部２６は、内燃機関１０の運転中に、エアフローメータ１４、クランク角センサ２３及び空燃比センサ１９の出力に基づき燃焼室１１内で燃焼される混合気の空燃比を目標とする空燃比（以下、目標空燃比と記載する）とするために必要な燃料噴射量Ｑを演算して、インジェクタ駆動部２７に出力する。
【００２５】
インジェクタ駆動部２７は、燃料カット制御部２５や空燃比制御部２６からの指令に応じてインジェクタ１６の駆動制御を行う。燃料カット制御部２５から燃料カットの実施が指令されているときには、インジェクタ駆動部２７は、インジェクタ１６による燃料噴射を停止した状態を保持する。一方、燃料カット制御部２５から燃料カットの実施が指令されていないときには、インジェクタ駆動部２７は、空燃比制御部２６が出力した燃料噴射量Ｑ分の燃料を噴射するようにインジェクタ１６を駆動する。
【００２６】
吸蔵量算出部２８は、触媒装置１８に吸蔵された酸素の量の推定量（以下、触媒酸素吸蔵量ＯＳと記載する）を、空燃比センサ１９の出力に基づき算出して、空燃比制御部２６に出力する。なお、吸蔵量算出部２８は、触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出過程において、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣと酸素放出速度ＯＳＤＥＣとを求めており、そのうちの酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣを応答性低下判定部２９に、酸素放出速度ＯＳＤＥＣを空燃比制御部２６にそれぞれ出力する。こうした吸蔵量算出部２８は、触媒装置１８の酸素吸蔵速度を、空燃比センサ１９の出力に基づき算出する吸蔵速度算出部としての役割も兼ねている。
【００２７】
応答性低下判定部２９は、上述のシフトアップ時燃料カットからの復帰後に、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの時間積分値に基づき、空燃比センサ１９の応答性が低下しているか否かを判定する。そして、応答性低下判定部２９は、その判定結果を、空燃比制御部２６に出力する。
【００２８】
（空燃比フィードバック制御）
次に、空燃比制御部２６が実行する空燃比フィードバック制御の詳細を説明する。
空燃比制御部２６による燃料噴射量Ｑの演算は、下式（１）に従って行われる。下式（１）において、「ＴＰ」は空燃比学習値を、「ＦＡＦ」は空燃比フィードバック補正係数をそれぞれ示している。また、「ＣＡ」はシリンダ流入空気量を、「ＴＡＦ」は目標空燃比を、それぞれ示している。すなわち、燃料噴射量Ｑは、シリンダ流入空気量ＣＡを目標空燃比ＴＡＦで除算した値に対し、「１」から空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを引いた値、及び空燃比学習値ＴＰを乗算することで、演算されている。
【００２９】
【数１】
2017129029.tif 000003
ここで、シリンダ流入空気量ＣＡは、１燃焼サイクル毎に燃焼室１１に流入する空気の質量を示しており、その値は、エアフローメータ１４の出力から求められた吸入空気量と、クランク角センサ２３の出力から求められたエンジン回転数とに基づき算出されている。なお、シリンダ流入空気量ＣＡを目標空燃比ＴＡＦで除算した値は、燃焼室１１内で燃焼される混合気の空燃比を目標空燃比ＴＡＦとするために必要なインジェクタ１６の燃料噴射量の計算値である。
【００３０】
また、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦは、空燃比センサ１９の出力に基づき演算された空燃比の検出値（以下、空燃比検出値ＡＦと記載する）と目標空燃比ＴＡＦとの偏差ΔＡＦ（＝ＴＡＦ−ＡＦ）に応じて、上記計算値をフィードバック補正するための補正係数である。
【００３１】
さらに、空燃比学習値ＴＰは、上記計算値の定常的なズレを補正するための係数である。なお、空燃比学習値ＴＰの値の学習は、規定の学習条件が成立している間、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値が「０」に近づくようにその値を徐々に更新することで行われている。
【００３２】
本実施形態では、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの演算は、下式（２）に従って行われている。下式（２）において、「ＫＰ」は比例ゲインを、「ＫＩ」は積分ゲインを、及び「ＫＤ」は微分ゲインをそれぞれ示している。
【００３３】
【数２】
2017129029.tif 000004
空燃比制御部２６は、こうして演算された空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦに応じて燃料噴射量を補正することで空燃比フィードバック制御を行っている。こうしうた空燃比フィードバック制御は、次の３つの動作を通じて行われることになる。すなわち、上記偏差ΔＡＦに比例ゲインＫＰを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する比例動作、同偏差ΔＡＦの時間積分値に積分ゲインＫＩを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する積分動作、及び同偏差ΔＡＦの時間微分値に微分ゲインＫＤを乗算した値に応じて燃料噴射量を補正する微分動作である。
【００３４】
ちなみに、空燃比制御部２６は、基本的には、上述のストイキ空燃比ＡＦＳを目標空燃比ＴＡＦに設定して空燃比フィードバック制御を行う。ただし、内燃機関１０の始動時や加速時には、ストイキ空燃比ＡＦＳよりもリッチな空燃比を目標空燃比ＴＡＦに設定する。また、空燃比制御部２６は、燃料カットの実施中は、空燃比フィードバック制御を停止する。
【００３５】
ところで、上述のような酸素吸蔵機能を有した触媒装置１８は、空燃比が一時的に乱れることがあっても、触媒装置１８内を排気浄化に適した環境に維持することができる。すなわち、触媒装置１８は、空燃比がストイキ空燃比ＡＦＳよりもリーン側にずれて、流入する排気が酸素過多の状態にあるときは排気中の酸素を吸蔵し、空燃比がリッチ側にずれて、流入する排気が酸素不足の状態にあるときには、吸蔵した酸素を放出することで、触媒装置１８の内部環境を排気浄化に適切な状態に保つ。ただし、触媒装置１８が限度一杯まで酸素を吸蔵した状態となると、それ以上の酸素を吸蔵できなくなり、触媒装置１８が吸蔵した酸素をすべて放出し切った状態となると、それ以上の酸素を放出できなくなる。
【００３６】
そこで、空燃比制御部２６は、吸蔵量算出部２８により算出された触媒酸素吸蔵量ＯＳに基づき、触媒酸素吸蔵量ＯＳが規定の範囲内の値となるように、目標空燃比ＴＡＦを一時的に補正している。すなわち、空燃比制御部２６は、触媒酸素吸蔵量ＯＳが規定の範囲の上限値を超える場合には、目標空燃比ＴＡＦをリッチ側に補正して、触媒装置１８の酸素放出を促し、触媒酸素吸蔵量ＯＳが規定の範囲の下限値に満たない場合には、目標空燃比ＴＡＦをリーン側に補正して、触媒装置１８の酸素吸蔵を促すようにしている。
【００３７】
（触媒酸素吸蔵量の算出）
続いて、吸蔵量算出部２８による触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出に係る処理の詳細を説明する。
【００３８】
図３に、触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出にかかる吸蔵量算出ルーチンのフローチャートを示す。吸蔵量算出部２８は、同ルーチンの処理を、規定時間Ｔ毎の定時割り込み処理として繰り返し実行する。
【００３９】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ１００において、燃料カット実施フラグがクリアされているか否かが、すなわち燃料カットが実施されていないか否かが判定される。ここで、燃料カット実施フラグがクリアされており、燃料カットの実施中でなければ（ＹＥＳ）、ステップＳ１０１に処理が進められ、同フラグがセットされており、燃料カットの実施中であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００４０】
ステップＳ１０１に処理が進められると、そのステップＳ１０１において、空燃比センサ１９の出力から演算された空燃比検出値ＡＦが読み込まれる。そして、続くステップＳ１０２において、空燃比検出値ＡＦがストイキ空燃比ＡＦＳ以下であるか否かが判定される。そして、その判定の結果に応じて、ステップＳ１０３又はステップＳ１０４において、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣ及び酸素放出速度ＯＳＤＥＣの値が演算された後、ステップＳ１０５に処理が進められる。酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣは、上記規定時間Ｔの間に触媒装置１８が吸蔵した酸素量の推定値であり、その値は、空燃比センサ１９の空燃比検出値ＡＦに基づき算出される。また、酸素放出速度ＯＳＤＥＣは、上記規定時間Ｔの間に触媒装置１８が放出した酸素量の推定値であり、その値は、やはり空燃比センサ１９の空燃比検出値ＡＦに基づき算出される。
【００４１】
空燃比検出値ＡＦがストイキ空燃比ＡＦＳ以下の場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、すなわち空燃比検出値ＡＦがストイキ空燃比ＡＦＳ又はそれよりもリッチな空燃比である場合、ステップＳ１０３に処理が進められる。そしてそのステップＳ１０３において、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの値が「０」となり、酸素放出速度ＯＳＤＥＣの値が、空燃比検出値ＡＦからストイキ空燃比ＡＦＳを引いた値に燃料噴射量Ｑ及び定数βを乗算した値となるようにそれらの演算が行われる。
【００４２】
ストイキ空燃比ＡＦＳよりもリッチな空燃比で燃焼が行われ、酸素不足の排気が流入するときの触媒装置１８は、吸蔵した酸素のすべてを放出し切っていなければ、吸蔵した酸素を排気中に放出する。このときには触媒装置１８が新たに酸素を吸蔵することはないため、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣは「０」となる。また、このときの触媒装置１８が単位時間当たりに放出する酸素量は、排気中の未燃燃料成分の量に概ね比例する。排気中の未燃燃料成分の量は、ストイキ空燃比ＡＦＳに対する現在の空燃比の差に、燃料噴射量Ｑを乗算することで求められる。よって、上記演算により、規定時間Ｔの間に触媒装置１８が放出した酸素量を、すなわち酸素放出速度ＯＳＤＥＣを求めることができる。
【００４３】
一方、空燃比検出値ＡＦがストイキ空燃比ＡＦＳを超える場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、すなわち空燃比検出値ＡＦがストイキ空燃比よりもリーンな空燃比の場合、ステップＳ１０４に処理が進められる。そしてそのステップＳ１０４において、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの値が、ストイキ空燃比ＡＦＳから空燃比検出値ＡＦを引いた値に燃料噴射量Ｑ及び定数αを乗算した値となり、酸素放出速度ＯＳＤＥＣの値が「０」となるようにそれらの演算が行われる。
【００４４】
ストイキ空燃比ＡＦＳよりもリーンな空燃比で燃焼が行われ、酸素過多の排気が流入するときの触媒装置１８は、限度一杯まで酸素を吸蔵していなければ、排気中の酸素を新たに吸蔵する。このときには触媒装置１８が酸素を放出することはないため、酸素放出速度ＯＳＤＥＣは「０」となる。また、このときの触媒装置１８が単位時間当たりに吸蔵する酸素量は、排気中の酸素量に概ね比例する。排気中の酸素量は、ストイキ空燃比ＡＦＳに対する現在の空燃比の差に、燃料噴射量Ｑを乗算することで求められる。よって、上記演算により、上記規定時間Ｔの間に触媒装置１８が新たに吸蔵した酸素量を、すなわち酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣを求めることができる。
【００４５】
そして、その後、ステップＳ１０５に処理が進められると、そのステップＳ１０５において、今回演算された酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの値が触媒酸素吸蔵量ＯＳの値に加算され、今回演算された酸素放出速度ＯＳＤＥＣの値が触媒酸素吸蔵量ＯＳの値から減算された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、触媒酸素吸蔵量ＯＳの上限値は、触媒装置１８が吸蔵可能な酸素の最大量である最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸとされ、その下限値は「０」とされている。
【００４６】
酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣ及び酸素放出速度ＯＳＤＥＣが正確に求められていれば、上記規定時間Ｔの間に、触媒酸素吸蔵量ＯＳは、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの分、増加し、酸素放出速度ＯＳＤＥＣの分、減少する。よって、本ルーチンの実行の都度、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣ及び酸素放出速度ＯＳＤＥＣを演算するとともに、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの演算値から酸素放出速度ＯＳＤＥＣの演算値を減算した値を加算していくことで、触媒酸素吸蔵量ＯＳを求めることができる。
【００４７】
（酸素放出制御）
なお、空燃比センサ１９が検出可能な空燃比の範囲には限りがあり、燃料カット中の空燃比を正確に把握することは困難なため、触媒酸素吸蔵量ＯＳも正確に求められなくなる。なお、燃料カットの時間がある程度よりも長ければ、燃料カット復帰時の触媒装置１８には限度まで酸素が吸蔵されているものとして、すなわち触媒酸素吸蔵量ＯＳが最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸであるとして、燃料カット復帰後の触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出を行うことも可能である。しかしながら、シフトアップ時燃料カットは、比較的短時間で終了するため、その復帰時には、触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出値の正確性を保証できなくなってしまう。
【００４８】
一方、上記態様で触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出を行う場合、制御周期毎の酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣ及び酸素放出速度ＯＳＤＥＣの演算値に僅かでも誤差があると、その誤差が触媒酸素吸蔵量ＯＳに積み重なり、やがてその値が実際の値から大きく乖離する虞がある。
【００４９】
そこで、本実施形態では、シフトアップ時燃料カットからの復帰後に、触媒装置１８に吸蔵された酸素をすべて放出させるための酸素放出制御を行うとともに、その実施後に触媒酸素吸蔵量ＯＳの値を「０」にリセットすることで、触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出値の正確性を保証するようにしている。なお、酸素放出制御は、触媒装置１８からの酸素放出に必要な、ストイキ空燃比ＡＦＳよりも若干リッチな放出空燃比ＡＦＲを、目標空燃比ＴＡＦに設定して空燃比フィードバック制御を実施することで行われる。
【００５０】
図４に、このときの触媒装置１８からの酸素放出のために実行される酸素放出制御ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、内燃機関１０の運転中、一定の時間毎の定時割り込み処理として、空燃比制御部２６により繰り返し実行される。
【００５１】
本ルーチンが開始されると、まずステップＳ２００において、燃料カット実施フラグがクリアされているか否かが判定される。ここで、燃料カット実施フラグがセットされていれば（ＮＯ）、すなわち、燃料カットの実施中であれば、ステップＳ２０１において、放出完了フラグがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、このとき、放出完了フラグが既にクリアされていた場合、放出完了フラグはクリアされたままに保持される。
【００５２】
一方、燃料カット実施フラグがクリアされていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０２において、放出完了フラグがクリアされているか否かが判定される。ここで、放出完了フラグがクリアされていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ２０３に処理が進められ、セットされていれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、放出完了フラグは、今回の燃料カット復帰後における触媒装置１８からの酸素放出が完了しているか否かを確認するために用いられるフラグである。
【００５３】
ステップＳ２０３に処理が進められると、そのステップＳ２０３において、燃料カット復帰時からの触媒装置１８の酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が規定の放出完了判定値を超えているか否かが判定される。放出完了判定値の値は、触媒装置１８の最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸよりも大きい値に設定されている。
【００５４】
ここで、上記酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が放出完了判定値以下であれば（Ｓ２０３：ＮＯ）、ステップＳ２０４に処理が進められる。そして、そのステップＳ２０４において、触媒装置１８からの酸素放出に必要な、ストイキ空燃比ＡＦＳよりもリッチな空燃比を目標空燃比ＴＡＦに設定しての空燃比フィードバック制御が実施された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００５５】
一方、上記酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が放出完了判定値を超えていれば（Ｓ２０３：ＹＥＳ）、ステップＳ２０５に処理が進められる。そして、そのステップＳ２０５において放出完了フラグがセットされた後、ステップＳ２０６に処理が進められる。
【００５６】
ステップＳ２０６に処理が進められると、そのステップＳ２０６において、上述したような通常の態様での空燃比フィードバック制御が実施された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００５７】
なお、本ルーチンの処理により、放出完了フラグは、燃料カット実施フラグがセットされたときに、すなわち燃料カットが開始されたときにクリアされ、燃料カット復帰後における触媒装置１８の酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が放出完了判定値を超えたときにセットされる。そして、放出完了フラグがクリアされている期間は、ストイキ空燃比ＡＦＳよりも若干リッチな放出空燃比ＡＦＲを目標空燃比ＴＡＦとしての空燃比フィードバック制御が、すなわち酸素放出制御が行われる。ただし、燃料カットの実施中は、空燃比フィードバック制御は停止されるため、実際に酸素放出制御が開始されるのは、内燃機関１０が燃料カットから復帰したときとなる。
【００５８】
一方、燃料カット復帰時からの酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値は、空燃比センサ１９の出力から想定される、燃料カット復帰後に触媒装置１８から放出された酸素の総量となる。このときの触媒装置１８が実際に放出可能な酸素の総量は、最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸを超えることはない。そのため、上記酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が、最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸより大きい値に設定された放出完了判定値を超えたときの触媒装置１８は、吸蔵した酸素をすべて放出し切った状態にあることが確実となる。さらに、触媒酸素吸蔵量ＯＳの最大値は、最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸであり、その最大酸素吸蔵量ＯＳＭＡＸより大きい放出完了判定値を酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が超えたときの同触媒酸素吸蔵量ＯＳの値は、確実に「０」となっている。したがって、酸素放出制御の終了時における触媒酸素吸蔵量ＯＳの値は、正確性が保証されたものとなる。なお、酸素放出制御の終了後、目標空燃比ＴＡＦは、放出空燃比ＡＦＲからストイキ空燃比ＡＦＳへと、一定の変化率で徐々に遷移される。
【００５９】
（空燃比センサの応答性低下判定）
続いて、応答性低下判定部２９による空燃比センサ１９の応答性低下判定の詳細を説明する。
【００６０】
図５に、そうした判定のための応答性低下判定ルーチンのフローチャートを示す。同ルーチンの処理は、内燃機関１０の運転中、上記規定時間Ｔ毎の定時割り込み処理として、応答性低下判定部２９により繰り返し実行される。
【００６１】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ４００において、燃料カット実施フラグがクリアされているか否かが判定される。ここで、燃料カット実施フラグがセットされていれば（ＮＯ）、すなわち燃料カットの実施中であれば、ステップＳ４０１において、判定終了フラグがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。なお、このとき、判定終了フラグが既にクリアされていれば、判定終了フラグはクリアされたままに保持される。
【００６２】
一方、燃料カット実施フラグがクリアされていれば（Ｓ４００：ＹＥＳ）、ステップＳ４０２に処理が進められ、そのステップＳ４０２において、判定終了フラグがクリアされているか否かが判定される。ここで、判定終了フラグがクリアされていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４０３に処理が進められ、同判定終了フラグがセットされていれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００６３】
ステップＳ４０３に処理が進められると、そのステップＳ４０３において、空燃比検出値ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束しているか否かが、すなわち空燃比センサ１９の出力が目標空燃比ＴＡＦに応じた出力に収束しているか否かが判定される。本実施形態では、ここでの判定を、空燃比検出値ＡＦと目標空燃比ＴＡＦとの偏差（＝｜ＴＡＦ−ＡＦ｜）が規定の判定値ε以下の状態が規定時間以上継続している場合に、空燃比検出値ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束しているとして行っている。
【００６４】
ここで、そうした空燃比検出値ＡＦの収束が済んでいれば（Ｓ４０３：ＹＥＳ）、ステップＳ４０４において、判定終了フラグがセットされ、さらに続くステップＳ４０５において積算値ＩＮＴの値が「０」にリセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００６５】
一方、上記空燃比検出値ＡＦの収束が未だであれば（Ｓ４０３：ＮＯ）、ステップＳ４０６に処理が進められる。ステップＳ４０６に処理が進められると、そのステップＳ４０６において、酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの値が読み込まれる。そして、続くステップＳ４０７において、その読み込まれた酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの演算値が、積算値ＩＮＴの値に加算される。
【００６６】
続いて、ステップＳ４０８において、その加算後の積算値ＩＮＴが規定の判定値γを超えているか否かが判定される。そして、積算値ＩＮＴが判定値γ以下であれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。一方、積算値ＩＮＴが判定値γを超えていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ４０９に処理が進められ、そのステップＳ４０９において、応答性低下判定フラグがセットされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。応答性低下判定フラグは、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときにセットされるフラグである。なお、このとき、応答性低下判定フラグが既にセットされていれば、同応答性低下判定フラグはセットされた状態のまま保持される。
【００６７】
こうした応答性低下判定ルーチンの処理では、積算値ＩＮＴの値は、燃料カット実施フラグがクリアされた時点からの、すなわち内燃機関１０の燃料カット復帰時からの酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの演算値を積算した値となる。そして、応答性低下判定ルーチンの処理では、燃料カット復帰から空燃比検出値ＡＦが収束するまでの期間に、そうした積算値ＩＮＴの値が規定の判定値γを超えた場合に、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定される。
【００６８】
（過補正抑制処理）
本実施形態では、空燃比制御部２６は、上記応答性判定ルーチンの処理の結果、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときに、その応答性の低下に起因した空燃比の過補正を抑制するための過補正抑制処理を行う。以下、この過補正抑制処理の詳細を説明する。
【００６９】
図６に、過補正抑制処理ルーチンのフローチャートを示す。空燃比制御部２６は、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦを演算する毎に、その演算に先立って同ルーチンの処理を実行する。
【００７０】
本ルーチンの処理が開始されると、まずステップＳ５００において、応答性低下判定フラグがセットされているか否かが判定される。ここで、応答性低下判定フラグがセットされていれば（ＹＥＳ）、ステップＳ５０１に処理が進められ、同応答性低下判定フラグがクリアされていれば（ＮＯ）、そのまま今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００７１】
ステップＳ５０１に処理が進められると、そのステップＳ５０１において、空燃比検出値ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束しているか否かが、すなわち空燃比センサ１９の出力が目標空燃比ＴＡＦに応じた出力に収束しているか否かが判定される。このときの具体的な判定の態様は、上述の応答性低下判定ルーチンにおけるステップＳ４０３の判定処理と同じである。
【００７２】
ここで、空燃比検出値ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束していれば（Ｓ５０１：ＹＥＳ）、ステップＳ５０２に処理が進められる。そして、そのステップＳ５０２において、応答性低下判定フラグがクリアされた後、今回の本ルーチンの処理が終了される。
【００７３】
一方、空燃比検出値ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束していなければ（Ｓ５０１：ＮＯ）、ステップＳ５０３に処理が進められる。そして、そのステップＳ５０３において、今回の空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの演算に使用される比例ゲインＫＰが縮小されるとともに、同演算に使用される積分ゲインＫＩの値が「０」に設定された後、今回の本ルーチンの処理が終了される。本実施形態では、比例ゲインＫＰの値を、「０」より大きく、且つ「１」より小さい定数Ａを本来の値に乗算した値に設定することで、このときの比例ゲインＫＰの縮小を行っている。なお、積分ゲインＫＩの値が「０」に設定されれば、空燃比フィードバック制御での積分動作は停止されることになる。
【００７４】
こうした本ルーチンでは、応答性低下判定ルーチンの処理において、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときから、空燃比センサ１９の出力が目標空燃比ＴＡＦに応じた出力に収束するまでの期間、過補正抑制処理が実施されるようになる。
【００７５】
（作用）
続いて、以上のように構成された本実施形態の内燃機関の制御装置の作用を説明する。
図７に、空燃比センサ１９の応答性が低下していない場合の燃料カット前後の同制御装置の制御態様の一例を示す。同図には、内燃機関１０がシフトアップ時燃料カットを時刻ｔ１に開始し、その後の時刻ｔ２にその燃料カットから復帰したときの状況が示されている。なお、同図７及び後述の図８におけるＣＯ，ＨＣ排出量は、触媒装置１８で浄化し切れずに外気に排出される一酸化炭素（ＣＯ），及び炭化水素（ＨＣ）の排出量を示している。
【００７６】
時刻ｔ２に、内燃機関１０が燃料カットから復帰すると、酸素放出制御ルーチンの処理により、目標空燃比ＴＡＦを、ストイキ空燃比ＡＦＳよりもリッチな放出空燃比ＡＦＲとした状態で、空燃比フィードバック制御が開始される。
【００７７】
この場合、空燃比センサ１９の応答性は低下していないため、内燃機関１０が燃料カットから復帰した後、空燃比検出値ＡＦは速やかに真値に、すなわち空燃比センサ１９の設置箇所を流れる既燃ガスの組成に応じた値に収束する。そのため、燃料カット復帰後の空燃比の乱れは、触媒装置１８が十分な排気浄化能力を発揮可能な範囲に留まるようになる。
【００７８】
また、この場合には、時刻ｔ３において、空燃比検出値ＡＦは、燃料カット復帰後、比較的短い時間で、目標空燃比ＴＡＦに設定された放出空燃比ＡＦＲに収束しており、燃料カット復帰時からの酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの積算値ＩＮＴは、判定値γ未満に留まるようになる。なお、その後の時刻ｔ４には、燃料カット復帰時からの酸素放出速度ＯＳＤＥＣの積算値が放出判定値に達して酸素放出制御が終了されており、その後に目標空燃比ＴＡＦが放出空燃比ＡＦＲからストイキ空燃比ＡＦＳへと遷移されている。
【００７９】
図８に、空燃比センサ１９の応答性が低下している場合の燃料カット前後の同制御装置の制御態様の一例を示す。同図には、内燃機関１０がシフトアップ操作時燃料カットを時刻ｔ５に開始し、その後の時刻ｔ６にその燃料カットから復帰したときの状況が示されている。
【００８０】
この場合、空燃比センサ１９の応答性が低下しているため、時刻ｔ６の燃料カット復帰後における、空燃比検出値ＡＦの真値への収束に時間がかかるようになる。そのため、燃料カット復帰後、空燃比検出値ＡＦは、実際の空燃比よりもリーンな値を長期に渡って取り続ける。
【００８１】
このときの空燃比フィードバック制御を、そのまま成り行きで続けると、同図に点線で示すように、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの値が過大となって、燃料噴射量Ｑがリッチ側に過補正されてしまうため、空燃比がオーバーリッチとなってしまう。その結果、触媒装置１８は、十分な排気浄化能力を発揮できなくなり、エミッションが大きく悪化する。
【００８２】
一方、この場合、空燃比検出値ＡＦは、燃料カット復帰後もしばらくは、ストイキ空燃比ＡＦＳよりリーン側の値を取り続ける。そのため、この場合の酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの積算値ＩＮＴは、燃料カット復帰後に、比較的急な速度で増大するようになる。
【００８３】
同図では、時刻ｔ７に、積算値ＩＮＴが判定値γを超えるまで増大して、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されている。そして、その後、時刻ｔ８に、空燃比検出値ＡＦが目標空燃比ＴＡＦに収束するまで、過補正抑制処理が実施されて、空燃比フィードバック制御の比例動作の比例ゲインＫＰが縮小され、且つ同制御の積分動作が停止される。そのため、空燃比フィードバック補正係数ＦＡＦの増大が抑えられるようになり、成り行きで制御を続けた場合に比して、空燃比のオーバーリッチ化が、ひいてはエミッションの悪化が抑えられるようになる。
【００８４】
以上説明した本実施形態によれば、次の効果を奏することができる。
（１）空燃比センサ１９の出力が目標空燃比ＴＡＦに応じた出力に収束する前であっても、燃料カット復帰時からの酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣの積算値ＩＮＴが規定の判定値γを超えた時点で、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定することができる。そのため、燃料カット復帰後における空燃比センサ１９の応答性の低下の判定をより早期に行うことができる。また、その結果、応答性低下に伴う空燃比のオーバーリッチ化への対処（過補正抑制処理）をより早期から開始でき、空燃比センサ１９の応答性の低下に伴うエミッションの悪化をより小さく抑えることが可能となる。
【００８５】
（２）空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定したときの過補正抑制処理として、空燃比フィードバック制御の比例動作の比例ゲインＫＰを縮小するようにしている。そのため、空燃比センサ１９の応答性の低下に起因した、増量側への燃料噴射量Ｑの過補正を抑えて、空燃比のオーバーリッチ化を好適に抑制することができる。
【００８６】
（３）空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときの過補正抑制処理として、空燃比フィードバック制御の積分動作を停止するようにしている。そのため、空燃比センサ１９の応答性の低下に起因した燃料噴射量Ｑのリッチ側への過補正をより早期に解消することができる。
【００８７】
（４）空燃比センサ１９の出力が目標空燃比ＴＡＦに応じた出力に収束して、応答正の低下に伴う真値からの空燃比検出値ＡＦの乖離が十分小さくなった時点で、過補正抑制処理を終了するようにしている。そのため、空燃比センサ１９の応答性の低下による空燃比のオーバーリッチ化の抑制を図りつつも、過補正抑制処理の実施に伴う空燃比フィードバックの応答性の低下を短い期間に留めることができる。
【００８８】
（５）触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出過程で演算される酸素吸蔵速度ＯＳＩＮＣを用いて空燃比センサ１９の応答性の低下判定を行っている。そのため、その判定に係る電子制御ユニット２１の中央演算処理装置の演算量を抑えることができる。
【００８９】
なお、上記実施形態は以下のように変更して実施することもできる。
・上記実施形態では、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときの過補正抑制処理を、空燃比センサ１９の出力が目標空燃比ＴＡＦに応じた出力に収束するまで行うようにしていた。こうした過補正抑制処理の終了タイミングを、他のタイミングとしてもよい。なお、そうした終了タイミングの変更は、図７の過補正抑制処理ルーチンにおけるステップＳ５０１の判定条件を変更することで行うことができる。例えば、燃料カット復帰時から一定の期間が経過すれば、燃料カット中に冷却された検出素子が十分に温まって、空燃比センサ１９が応答性の低下から回復するものとして、その時点で過補正抑制処理を終了するようにしてもよい。この場合のステップＳ５０１の判定処理は、燃料カット復帰時からの経過時間が規定時間以上であるか否かを判定するものとなる。
【００９０】
・上記実施形態では、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときの過補正抑制処理を、同空燃比フィードバック制御における、比例動作の比例ゲインＫＰの縮小と、積分動作の停止とを通じて行うようにしていた。このときの過補正抑制処理を、それ以外の態様で行うようにしてもよい。例えば積分動作を停止せず、積分ゲインＫＩを縮小して続けたり、微分動作の微分ゲインＫＤも縮小したり、比例動作を停止したりすることでも、空燃比センサ１９の応答性の低下に伴う燃料カット復帰後の空燃比のオーバーリッチ化を抑制することが可能である。さらに、過補正抑制処理を、比例ゲインＫＰ、積分ゲインＫＩ、及び微分ゲインＫＤをすべて「０」にして、空燃比フィードバックを停止することで行うことも可能である。すなわち、この場合には、空燃比の制御をフィードバック制御からオープン制御に切り替えることで過補正抑制処理を行うことになる。
【００９１】
・空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されたときに、警告灯の点灯などにより、その旨を運転者に通知したり、修理点検時の故障箇所の特定のため、その旨の履歴を電子制御ユニット２１のメモリに記憶したり、するようにしてもよい。なお、空燃比センサ１９の応答性が低下した場合のエミッションの悪化が許容範囲内に抑えられるのであれば、空燃比センサ１９の応答性が低下していると判定されても、上記通知や履歴の記憶だけを行って、通常の空燃比フィードバック制御をそのまま継続するようにしてもよい。
【００９２】
・上記実施形態では、触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出値の正確性を保証するため、燃料カット復帰直後に、触媒装置１８に吸蔵された酸素をすべて放出した上で触媒酸素吸蔵量ＯＳの値を「０」にリセットするようにしていた。そうした触媒酸素吸蔵量ＯＳの算出値の正確性の保証を、燃料カット復帰直後以外のタイミングに実施される別途の処理にて行う場合、図４の酸素放出制御ルーチンの処理は、割愛してもよい。そうした場合にも、燃料カット復帰後に、ストイキ空燃比ＡＦＳ又はそれよりもリッチな空燃比を目標空燃比ＴＡＦに設定して空燃比フィードバック制御が行われるのであれば、図５の応答性低下判定ルーチンをそのまま用いて空燃比センサ１９の応答性の低下判定を行うことが可能である。
【００９３】
・上記実施形態では、空燃比センサ１９の応答性の低下判定を、シフトアップ時の燃料カットからの復帰直後に行うようにしていたが、内燃機関１０の減速時に行われる減速時燃料カットなど、シフトアップ時以外の燃料カットからの復帰直後に行うようにしてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１０…内燃機関、１１…燃焼室、１２…吸気通路、１３…排気通路、１４…エアフローメータ、１５…スロットルバルブ、１６…インジェクタ、１７…点火プラグ、１８…触媒装置、１９…空燃比センサ、２０…酸素センサ、２１…電子制御ユニット、２２…変速機制御ユニット、２３…クランク角センサ、２５…燃料カット制御部、２６…空燃比制御部、２７…インジェクタ駆動部、２８…吸蔵量算出部（吸蔵速度算出部）、２９…応答性低下判定部。
【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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