85]再次返回图9，在基本目标空燃比算出单元A6中，算出对成为空燃比控制的中心的基础空燃比(在本实施方式中为理论空燃比)AFB加上空燃比偏离量学习值Afgk而得的值作为基本目标空燃比AFR。在目标空燃比与实际流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比始终一致的情况下，基本目标空燃比AFB成为与基础空燃比相同的值。
[0186]在目标空燃比修正量算出单元A7中，基于由氧吸藏量算出单元A4算出的流量差累计值SQsc和下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn，算出目标空燃比的空燃比修正量AFC。具体而言，空燃比修正量AFC基于图11所示的流程图来设定。
[0187]图11是示出空燃比修正量AFC的算出控制的控制例程的流程图。图示的控制例程通过一定时间间隔的插入来进行。
[0188]如图11所示，首先，在步骤S21中，判定浓标志Fr是否被设定为I。浓标志Fr是在目标空燃比被设定为浓空燃比(即，弱浓设定空燃比或浓设定空燃比)时被设为1、在目标空燃比被设定为稀空燃比(即，弱稀设定空燃比或稀设定空燃比)时被设为O的标志。在步骤S21中，在浓标志Fr被设定为O的情况下，即，在判定为目标空燃比被设定为稀空燃比的情况下，进入步骤S22。
[0189]在步骤S22中，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn是否比稀判定基准值Irlean小。在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc少而从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中几乎不含氧的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn比稀判定基准值Irlean小，进入步骤S23。
[0190]在步骤S23中，判定流量差累计值SQsc是否比稀程度变更基准累计值SQscIean大。在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc少而流量差累计值SQsc比稀程度变更基准累计值Σ Qsclean大的情况下(即，图8的时刻1^?13)，进入步骤S24。在步骤S24中，空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFCglean，控制例程结束。
[0191]之后，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc增大而流量差累计值SQsc减少，则在下次的控制例程中，在步骤S23中判定为流量差累计值SQsc为稀程度变更基准累计值SQsclean以下，进入步骤S25(与图8中的时刻t3相当)。在步骤S25中，空燃比修正量AFC被设定为弱稀设定修正量AFCslean，控制例程结束。
[0192]若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc进一步增大而开始从上游侧排气净化催化剂20流出氧，则在下次的控制例程中，在步骤S22中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn为稀判定基准值Irlean以上，进入步骤S26 (与图8中的时刻1:4相当)。在步骤S26中，空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCgrich。接着，在步骤S27中，浓标志Fr被设定为I，控制例程结束。
[0193]若浓标志Fr被设定为1，则在下次的控制例程中，从步骤S21进入步骤S28。在步骤S28中，判定下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn是否比浓判定基准值Irrich大。在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc少而从上游侧排气净化催化剂20流出的排气中几乎不含未燃气体的情况下，判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn比浓判定基准值Irrich小，进入步骤S29。
[0194]在步骤S29中，判定流量差累计值SQsc是否比浓程度变更基准累计值SQscrich小。在上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc多而流量差累计值SQsc比浓程度变更基准累计值Σ Qscrich小的情况下(即，图8的时刻t4?16)，进入步骤S30。在步骤S30中，空燃比修正量AFC被设定为浓设定修正量AFCgrich，控制例程结束。
[0195]之后，若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc减少而流量差累计值Σ Qsc增加，则在下次的控制例程中，在步骤S29中判定为流量差累计值SQsc为浓程度变更基准累计值SQscrich以上，进入步骤S31(与图8中的时刻、相当)。在步骤S31中，空燃比修正量AFC被设定为弱浓设定修正量AFCsrich，控制例程结束。
[0196]若上游侧排气净化催化剂20的氧吸藏量OSAsc进一步减少而开始从上游侧排气净化催化剂20流出未燃气体，则在下次的控制例程中，在步骤S28中判定为下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn为浓判定基准值Irrich以下，进入步骤S32 (与图8中的时刻h相当)。在步骤S32中，空燃比修正量AFC被设定为稀设定修正量AFCglean。接着，在步骤S33中，浓标志Fr被设定为0，控制例程结束。
[0197]目标空燃比设定单元AS通过对在基本目标空燃比算出单元A6中算出的基本目标空燃比AFR加上在目标空燃比修正量算出单元A7中算出的空燃比修正量AFC来算出目标空燃比AFT。因此，目标空燃比AFT被设为比理论空燃比稍浓的弱浓设定空燃比(在空燃比修正量AFC为弱浓设定修正量AFCsrich的情况下)、比理论空燃比浓得多的浓设定空燃比(在空燃比修正量AFC为浓设定修正量AFCgrich的情况下)、比理论空燃比稍浓的弱稀设定空燃比(在空燃比修正量AFC为弱浓设定修正量AFCslean的情况下)、比理论空燃比稀得多的稀设定空燃比(在空燃比修正量AFC为稀设定修正量AFCglean的情况下)的任一方。这样算出的目标空燃比AFT被输出到基本燃料喷射量算出单元A2和后述的空燃比差算出单元A8。
[0198]< F/B修正量的算出>
[0199]接着，对基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup的F/B修正量的计算进行说明。在计算F/B修正量时，使用数值变换单元A9、空燃比差算出单元A10、F/B修正量算出单元All。
[0200]数值变换单元A9，基于上游侧空燃比传感器40的输出电流Irup、和预定了空燃比传感器40的输出电流Irup与空燃比的关系的映射(map)或计算式(例如，图6所示的映射)，来算出上游侧排气空燃比AFup。因此，上游侧排气空燃比AFup相当于向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比。
[0201]空燃比差算出单元A10，通过从由数值变换单元A9求出的上游侧排气空燃比AFup减去由目标空燃比设定单元A8算出的目标空燃比AFT，来算出空燃比差DAF (DAF =AFup-AFT)。该空燃比差DAF是表示相对于目标空燃比AFT的、燃料供给量过量或不足的值。
[0202]F/B修正量算出单元All，通过对由空燃比差算出单元AlO算出的空燃比差DAF进行比例.积分.微分处理(PID处理)，基于下述式(4)算出用于补偿燃料供给量过量或不足的F/B修正量DFi。这样算出的F/B修正量DFi被输入到燃料喷射量算出单元A3。
[0203]DFi = KpXDAF+KiXSDAF+KdXDDAF…(4)
[0204]此外，在所述式(4)中，Kp为预先设定的比例增益(比例常数)，Ki为预先设定的积分增益(积分常数)，Kd为预先设定的微分增益(微分常数)。另外，DDAF是空燃比差DAF的时间微分值，通过此次更新了的空燃比差DAF与上次更新了的空燃比差DAF之差除以与更新间隔对应的时间来算出。另外，SDAF为空燃比差DAF的时间积分值，该时间积分值DDAF,通过此次更新了的空燃比差DAF与上次更新了的时间积分值DDAF相加来算出(SDAF=DDAF+DAF)。
[0205]此外，在所述实施方式中，由上游侧空燃比传感器40检测出向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比。但是，向上游侧排气净化催化剂20流入的排气的空燃比的检测精度不一定必须很高，因此例如也可以基于从燃料喷射阀11喷出的燃料喷射量以及空气流量计39的输出来推定流入上游侧排气净化催化剂20的排气的空燃比。
[0206]另外，在上述实施方式中，在流量差累计值SQsc成为了稀程度变更基准累计值SQsclean以下时，使目标空燃比以与理论空燃比之差变小的方式变化。然而，使目标空燃比以与理论空燃比之差变小的方式变化的定时可以是时刻t4的期间的任意定时。例如，如图12所示，可以在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn成为了稀判定基准值Irrich以上时使目标空燃比以与理论空燃比之差变小的方式变化。
[0207]同样，在上述实施方式中，在流量差累计值SQsc成为了浓程度变更基准累计值SQscrich以上时，使目标空燃比以与理论空燃比之差变小的方式变化。然而，使目标空燃比以与理论空燃比之差变小的方式变化的定时可以是时刻〖4?〖7(^的期间的任意定时。例如，如图12所示，可以在下游侧空燃比传感器41的输出电流Irdwn成为了浓判定基准值Irrich以下时使目标空燃比以与理论空燃比之差变小的方式变化。
[0208]进而，在上述实施方式中，在时刻t3?14的期间和时刻16?t Jt1)的期间内，目标空燃比被固定为弱稀设定空燃比或弱浓设定空燃比。然而，在这些期间内，目标空燃比可以被设定成目标空燃比之差阶段性变小，也可以被设定成目标空燃比之差连续变小。
[0209]将这些综合来表述，根据本发明，E⑶31可以说具备:空燃比稀切换单元，其在由下游侧空燃比传感器41检测到的排气空燃比成为了浓空燃比时，使流入上游侧排气净化催化剂20的排气的目标空燃比变化至稀设定空燃比；稀程度降低单元，其在由空燃比稀切换单元使目标空燃比变化之后且由下游侧空燃比传感器41检测的排气空燃比成为稀空燃比之前，使目标空燃比变化为与理论空燃比之差比稀设定空燃比与理论空燃比之差小的稀空燃比；空燃比浓切换单元，其在由下游侧空燃比传感器41检测到的排气空燃比成为了稀空燃比时，使目标空燃比变化至浓设定空燃比；以及浓程度降低单元，其在由空燃比浓切换单元使空燃比变化之后且由下游侧空燃比传感器41检测的排气空燃比成为浓空燃比之前，使目标空燃比变化为与理论空燃比之差比浓设定空燃比与理论空燃比之差小的浓空燃比。
[0210]〈第二实施方式〉
[0211]接着，参照图13?图17，对本发明的第二实施方式的内燃机的控制装置进行说明。第二实施方式的内燃机的控制装置的构成和控制基本上与上述实施方式的内燃机的控制装置的构成和控制是同样的。然而，在上述实施方式中，下游侧空燃比传感器的传感器施加电压是一定的，与此相对，在本实施方式中，根据状况使传感器施加电压变化。
[0212]〈空燃比传感器的输出特性〉
[0213]本实施方式的上游侧空燃比传感器40和下游侧空燃比传感器41与第一实施方式的空燃比传感器40、41同样，如使用图4和图5所说明那样构成且动作。这些空燃比传感器40、41具有如图12所示的电压-电流(V-1)特性。从图13可知，在传感器施加电压Vr为O以下和O附近的区域中，在排气空燃比一定的情况下，当使传感器施加电压Vr从负的值逐渐增加时，输出电流Ir随之逐渐增加。
[0214]S卩，在该电压区域，传感器施加电压Vr较低，因此能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量少。因此，与经由扩散限速层54的排气的流入速度相比，能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量变少，因此，输出电流Ir根据能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量而变化。由于能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量根据传感器施加电压Vr而变化，因此在结果上输出电流随着传感器施加电压Vr的增加而增加。此外，这样地输出电流Ir与传感器施加电压Vr成比例地变化的电压区域被称为比例区域。另外，在传感器施加电压Vr为O时输出电流Ir取得负值是因为，因氧电池特性而产生与固体电解质层51的两侧面间的氧浓度比相应的电动势E。
[0215]其后，若在使排气空燃比为恒定的状态下使传感器施加电压Vr逐渐地增加，则与其相对的输出电流的增加的比例逐渐变小，最终变为大致饱和状态。其结果，即使增加传感器施加电压Vr，输出电流也几乎不变化。该大致饱和的电流被称为界限电流，以下将发生该界限电流的电压区域称为界限电流区域。
[0216]S卩，在该界限电流区域，传感器施加电压Vr某种程度地高，因此能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量多。因而，与经由扩散限速层54的排气的流入速度相比，能够经由固体电解质层51而移动的氧离子的流量变多。因此，输出电流Ir根据经由扩散限速层54向被测气体室57流入的排气中的氧浓度和/或未燃气体浓度而变化。即使将排气空燃比设为恒定并使传感器施加电压Vr变化，基本上经由扩散限速层54向被测气体室57流入的排气中的氧浓度和/或未燃气体浓度也不变化，因此输出电压Ir不变化。
[0217]但是，若排气空燃比不同，则经由扩散限速层54向被测气体室57流入的排气中的氧浓度和/或未燃气体浓度也不同，因此输出电流Ir根据排气空燃比而变化。从图12可知，在稀空燃比和浓空燃比下，界限电流的流动方向相反，在为稀空燃比时，空燃比越大，界限电流的绝对值越大，在为浓空燃比时，空燃比越小，界限电流的绝对值越大。
[0218]其后，若在将排气空燃比设为恒定的状态下，使传感器施加电压Vr进一步增加下去，则输出电流Ir随之再次开始增加。若这样地施加高的传感器施加电压Vr，则在排气侧电极52上发生排气中所含的水分的分解，随之流动电流。另外，若使传感器施加电压Vr进一步增加，则只靠水的分解不能维持电流，此次发生固体电解质层51的分解。以下，将这样发生水和/或固体电解质层51的分解的电压区域称为水分解区域。
[0219]图14是表示各传感器施加电压Vr下的排气空燃比与输出电流Ir的关系的图。从图14可知，若传感器施加电压Vr为0.1V到0.9V左右，则至少在理论空燃比的附近，输出电流Ir根据排气空燃比而变化。另外，从图14可知，若传感器施加电压Vr为0.1V到0.9V左右，则在理论空燃比的附近，排气空燃比与输出电流Ir的关系，与传感器施加电压Vr无关地大致相同。
[0220]另一方面，从图14可知，若排气空燃比变低到某个一定的排气空燃比以下，则即使排气空燃比发生变化，输出电流Ir也几乎不变化。该一定的排气空燃比，根据传感器施加电压Vr而变化，传感器施加电压Vr越高，其越高。因而，若使传感器施加电压Vr增大到某个特定的值以上，则如图中由单点划线所示那样，不论排气空燃比是怎样的值，输出电流Ir都不变为O。
[0221]另一方面，若排气空燃比变高到某个一定的排气空燃比以上，则即使排气空燃比变化，输出电流Ir也几乎不变化。该一定的排气空燃比，也根据传感器施加电压Vr而变化，传感器施加电压Vr越低，其越低。因而，若使传感器施加电压Vr降低到某个特定的值以下，则如图中由双点划线所示那样，不论排气空燃比是怎样的值，输出电流Ir都不变为O (例如在将传感器施加电压Vr设为OV的情况下，与排气空燃比无关，输出电流Ir不变为O)。
[0222]<理论空燃比附近的微观特性>
[0223]但是，本发明人等进行了潜心研宄后发现了如下情况:若宏观地观察传感器施加电压Vr与输出电流Ir的关系(图13)、排气空燃比与输出电流Ir的关系(图14)，则存在如上述那样的倾向，但若在理论空燃比附近微观地观察这些关系，则存在与其不同的倾向。以下对此进行说明。
[0224]图15是针对图13的电压-电流线图放大地示出输出电流Ir为O附近的区域(在图13中由X-X所示的区域)的图。从图15可知，即使在界限电流区域中，在将排气空燃比设为一定时，随着传感器施加电压Vr增大，输出电流Ir也极少量地增大。例如，以排气空燃比为理论空燃比(14.6)的情况为例来观察，在传感器施加电压Vr为0.45V左右时，输出电流Ir变为O。相对于此，若使传感器施加电压Vr相比于0.45V某种程度地低(例如0.2V)，则输出电流变为低于O的值。另一方面，若使传感器施加电压Vr相比于0.45V某种程度地高(例如0.7V)，则输出电流变为高于O的值。
[0225]图16是针对图14的空燃比-电流线图，放大地示出排气空燃比为理论空燃比附近且输出电流Ir为O附近的区域(在图14中由Y所示的区域)的图。从图16可知，在理论空燃比附近的区域中，相对于同一排气空燃比的输出电流Ir在每个传感器施加电压Vr下稍有不同。例如，在图示的例子中，在排气空燃比为理论空燃比的情况下，在将传感器施加电压Vr设为0.45V时，输出电流Ir变为O。而且，若使传感器施加电压Vr大于0.45V，则输出电流Ir也变大，若使传感器施加电压Vr小于0.45V，则输出电流Ir也变小。
[0226]而且，从图16可知，在每个传感器施加电压Vr下，输出电流Ir变为O时的排气空燃比(以下称为“电流为零时的排气空燃比”)不同。在图示的例子中，在传感器