WO2004010129A1

WO2004010129A1 - 排ガスセンサの温度制御装置およびその温度制御方法、並びに排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体

Info

Publication number: WO2004010129A1
Application number: PCT/JP2003/003956
Authority: WO
Inventors: Yuji Yasui; Yoshihisa Iwaki
Original assignee: Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha
Priority date: 2002-07-22
Filing date: 2003-03-28
Publication date: 2004-01-29
Also published as: US7765996B2; US20090077953A1; EP1524517A4; DE60334994D1; EP1524517A1; JP3863467B2; JP2004053478A; EP1524517B1; US20050263397A1; US7490596B2

Description

明細書排ガスセンサの温度制御装置およびその温度制御方法、並びに排ガスセンサの温度制御用プロダラムの記録媒体技術分野

本発明は、内燃機関の排気通路に備えた排ガスセンサの温度制御装置およびその温度制御方法、並びに排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体に関する。背景技術

内燃機関の排気通路には、内燃機関の運転制御ゃ排ガス浄化システムの状態監視等を目的として、排ガスの成分濃度等、排ガスの成分状態に関する物理量を検出する排ガスセンサが備えられることが多々ある。該排ガスセンサは、検出しょうとする排ガスの成分状態に感応する素子部が排気通路を流れる排ガスに接触するようにして該排気通路の所要の箇所に配置される。例えば排気通路に備えた排ガス浄化用の触媒の浄化性能を良好に保つように内燃機関の空燃比を制御することを目的として、

〇₂センサ等の空燃比センサが触媒の上流側や下流側に配置される。また、この種の排ガスセンサは、その素子部の本来の機能を発揮させるための昇温 ·活性化や、素子部に付着した異物の除去等を目的として該素子部を加熱するためのヒー夕を内蔵したものもある。例えば、前記 o ₂ センサ等の空燃比センサには、通常、その素子部を加熱する電熱ヒ一夕が備えられ、内燃機関の運転開始後、該電熱ヒータにより〇₂センサの素子部を昇温して活性化し、その活性状態に維持することが行われている。ところで、前記〇₂センサは、後に説明する図 3に示すように、その素子部が感応する排ガスの酸素濃度が表す排ガスの空燃比の極めて狭い範囲 Δ (理論空燃比近傍の範囲）においてのみ、該空燃比の変化に対して出力電圧 V out が大きな傾きで変化する（空燃比の変化に対する感度が高感度なものとなる）。そして、その高感度な範囲 Δよりもリッチ側の空燃比域とリーン側の空燃比域とでは、 0 ₂センサの出力電圧 V out の変化（空燃比に対する傾き）は微小なものとなる。また、 o₂ センサの出力特性（上記の高感度な部分の傾き等）は、素子部の温度の影響を受けて変化する。従って、このような 0 ₂センサの出力を用いて空燃比制御を行うような場合には、 o ₂センサの出力特性をできるだけ所要の特性に安定して維持し、ひいては空燃比制御を良好に行うために、 o ₂ センサの素子部の温度をできるだけ安定に所望の温度に維持することが望まれる。

また、 o ₂センサに限らず、多くの排ガスセンサは、その出力特性が素子部の温度の影響を受けるため、該排ガスセンサの出力を用いて内燃機関等の制御を行う場合、その制御を良好に行うために、該排ガスセンザの素子部の温度を所望の温度にできるだけ安定に維持することが好ましい。さらに、排ガスセンサの素子部のクリーニングを行うために該素子部をヒー夕で加熱するような場合であっても、そのクリーニングを良好に行うためには、該排ガスセンサの素子部の温度を所望の温度に維持することが好ましい。

一方、例えば特開 2000-304721号公報に本願出願人が開示したように、排ガスセンサ (同公報のものでは空燃比センサ）の素子部の温度を推定し、その推定した素子部の温度に応じてヒータ（電熱ヒータ）の通電制御を行うことで、素子部の温度が所望の温度になるようにして、該排ガスセンサの好適な出力特性が得られるようにしたものが知られている。尚、同公報のものでは、ヒー夕の通電電流及び印加電圧を検出してそれらの検出値からヒータの抵抗値を把握すると共に、該ヒータの抵抗値に基づいて排ガスセンサの素子部の温度を推定するようにしている。

しかしながら、前記公報のものでは、排ガスセンサの素子部の温度の推定値から、データテーブルによりヒ一夕への供給電力を規定するデュ一ティを一義的に決定するようにしているものに過ぎないため、排ガスの温度変化、外気温等の影響によって、排ガスセンサの素子部の温度を所望の温度に安定して制御することが困難であった。また、排ガスセンサの素子部の温度が低い状態では、ヒー夕のデューティを一定の最大値に維持するため、必用以上にヒー夕が電力を消耗したり、ヒータや素子部の実際の温度が過熱状態となって、それらの損傷を生じる虞れがあつた。

本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、排ガスセンサの素子部の温度を安定して所望の温度に制御することができる排ガスセンサの温度制御装置及び温度制御方法を提供することを目的とする。さらに. 排ガスセンサの素子部の温度を安定して所望の温度に制御することができる排ガスセンサの温度制御用プログラムを記憶保持した記録媒体を提供することを目的とする。発明の開示

本発明の排ガスセンサの温度制御装置は、内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒ一夕とを有する排ガスセンサの温度制御装置に関するものである。そして、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 1の態様は、前記の目的を達成するために、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕を逐次取得する手段と、前記ヒー夕の温度を表すヒータ温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒ一夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法は、内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法に関するものである。そして、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 1の態様は. 前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒ一タ温度データとを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒ一夕を制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒ一タ温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体は内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体に関するものである。そして、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの第 1の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュータに実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 1の態様によれば、前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分とを含む制御入力（制御対象の操作量）、換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒータを制御するので、素子部の温度が目標温度に対して変動したときに、ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力の過大な変動を抑えながら、素子部の温度を目標温度に収束させることが可能となる。その結果、排ガスセンサの素子部の温度を安定に目標温度に制御することができる。

尚、本発明の第 1の態様では、素子部の温度を表す素子温度データは温度センサを用いて直接的に検出して取得するようにしてもよく、あるいは、適宜のパラメ一夕やモデルに基づいて推定して取得するようにしてもよい。このことは、ヒ一夕の温度を表すヒータ温度データについても同様である。 6 また、前記制御入力における素子部の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分は、例えば該偏差に比例した成分、該偏差の所定時間毎の累積加算値（積分値）に比例した成分、あるいはこれらの成分を加え合わせたもの等である。このことは、後述する本発明の第 2の態様、第 3の態様、第 4の態様でも同様である。

また、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 2の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度デー夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒー夕制御手段とを備え、該ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 2の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 2の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度デ一夕とを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュータに実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 2の態様によれば、素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む制御入力、換言すれば, 少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒータを制御するので、素子部の温度に対する排ガスの温度の変動の影響を補償しつつ、素子部の温度を目標温度に収束させることが可能となる。換言すれば、排ガスの温度の変動による素子部の温度の変動を抑えつつ素子部の温度を目標温度に制御することが可能となる。その結果、排ガスセンサの素子部の温度を安定に目標温度（所望の温度）に制御することができる。

尚、本発明の第 2の態様では、素子部の温度を表す素子温度データは前記第 1の態様と同様、温度センサを用いて直接的に検出して取得するようにしてもよく、あるいは、適宜のパラメータやモデルに基づいて推定して取得するようにしてもよい。このことは、排ガスの温度を表す排ガス温度デ一夕についても同様である。

また、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 3の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 3の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得しつつ、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステツプを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである, さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 3の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕を逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒー夕を制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プロダラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 3の態様によれば、前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力、換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒータを制御するので、素子部の温度の目標温度への追従を速やかに行うことができる。その結果、排ガスセンサの素子部の温度を安定に目標温度に制御することができる。

尚、本発明の第 3の態様では、素子部の温度を表す素子温度データは- 第 1の態様と同様、温度センサを用いて直接的に検出して取得するようにしてもよく、あるいは、適宜のパラメータやモデルに基づいて推定して取得するようにしてもよい。

また、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 4の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該素子部の温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 4の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得しつつ、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 4の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュータに実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒー夕を制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プロダラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該素子部の温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 4の態様によれば、前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分に加えて、該素子部の目標温度に応じた入力成分を含む制御入力、換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒータを制御するので、素子部の温度が目標温度に対してオーバシュ一トを生じるのを低減し、素子部の温度を目標温度に滑らかに追従させることができる。その結果、排ガスセンサの素子部の温度を安定に目標温度に制御することができる。

尚、本発明の第 4の態様では、素子部の温度を表す素子温度データは第 1の態様と同様、温度センサを用いて直接的に検出して取得するようにしてもよく、あるいは、適宜のパラメータやモデルに基づいて推定して取得するようにしてもよい。

ところで、前述の第 1〜第 4の態様の発明は、素子部の温度を直接的に目標温度に制御するものであるが、一般に、ヒータの温度と素子部の温度とはそれらの温度がほぼ一定となるような定常状態では高い相関性を有する。従って、ヒータの温度をある目標温度に制御するようにすれば、素子部の温度は、間接的にヒ一夕の目標温度に対応した温度に制御できることとなる。

そこで、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 5の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記ヒータの温度を表すヒー夕温度デ一夕を逐次取得する手段と、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒ一夕制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒ一夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 5の態様は、前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データとを逐次取得しつつ、前記ヒ一夕温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 5の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒータ温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記ヒー夕温度データが表すヒ一夕の温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒ一夕を制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 5の態様は、前記第 1の態様に対応するものであり . ヒータの温度を目標温度に制御することに関して、該第 1の態様と類似の効果を奏することができる。すなわち、本発明の第 5の態様によれば. 前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度（ヒータの温度の目標値）との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力（制御対象の操作量）. 換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒー夕を制御するので、ヒータの温度が目標温度に対して変動したときに、制御入力の過大な変動を抑えながら、ヒー夕の温度を目標温度に収束させることが可能となる。その結果、排ガスセンサのヒータの温度を安定に目標温度に制御することができ、ひいては、素子部の温度を該ヒータの目標温度に対応した温度に安定に制御することができる。尚、本発明の第 5の態様で、素子部の温度を表す素子温度データや、ヒ一夕の温度を表すヒータ温度デ一夕は、前記第 1の態様と同様、温度センサで検出 ·取得するようにしてもよく、あるいは、推定して取得するようにしてもよい。

また、前記制御入力におけるヒータの温度と目標温度との偏差に応じた入力成分は、例えば該偏差に比例した成分、該偏差の所定時間毎の累積加算値（積分値）に比例した成分、あるいはこれらの成分を加え合わせたもの等である。このことは、後述する本発明の第 6の態様、第 7の態様、第 8の態様でも同様である。

また、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 6の態様は、前記ヒ —夕の温度を表すヒー夕温度データを逐次取得する手段と、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段と、前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒー夕温度データが表すヒ —夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 6の態様は、前記ヒ一夕の温度を表すヒータ温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得しつつ、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 6の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記ヒー夕の温度を表すヒータ温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒ一タを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 6の態様は、前記第 2の態様に対応するものであり . ヒータの温度を目標温度に制御することに関して、該第 2の態様と類似の効果を奏することができる。すなわち、本発明の第 6の態様によれば. 前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む制御入力、換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒー夕を制御するので、素子部の温度. ひいてはヒータの温度に対する排ガスの温度の変動の影響を補償しつつヒータの温度を目標温度に収束させることが可能となる。換言すれば、排ガスの温度の変動によるヒータの温度の変動を抑えつつヒータの温度を目標温度に制御することが可能となる。その結果、排ガスセンサのヒ一夕の温度を安定に目標温度に制御することができ、ひいては、排ガスセンサの素子部の温度をヒ一夕の目標温度に対応した温度に安定に制御することができる。

尚、本発明の第 6の態様で、ヒー夕の温度を表すヒータ温度データや，排ガスの温度を表す排ガス温度デ一夕は、前記第 2の態様と同様、温度センサで検出 ·取得するようにしてもよく、あるいは、推定して取得するようにしてもよい。

また、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 7の態様は、前記ヒ一夕の温度を表すヒー夕温度デ一夕を逐次取得する手段と、前記ヒー夕温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 7の態様は、前記ヒー夕の温度を表すヒ一夕温度データを逐次取得しつつ、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステツプを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒー夕温度デ一夕が表すヒー夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。 · さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 7の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データを逐次取得する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムと、前記ヒー夕温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュータに実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒ一夕を制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒ一タ温度データが表すヒ一夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 7の態様は、前記第 3の態様に対応するものであり . ヒータの温度を目標温度に制御することに関して、該第 3の態様と類似の効果を奏することができる。すなわち、本発明の第 7の態様によれば. 前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力、換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒー夕を制御するので、ヒータの温度の目標温度への追従を速やかに行うことができる。その結果、排ガスセンサのヒータの温度を安定に目標温度に制御することができ、ひいては、素子部の温度をヒ一夕の目標温度に対応した温度に安定に制御することができる。

尚、本発明の第 7の態様で、ヒータの温度を表すヒー夕温度データは第 3の態様と同様、温度センサで検出 . 取得するようにしてもよく、あるいは、推定して取得するようにしてもよい。

また、本発明の排ガスセンサの温度制御装置の第 8の態様は、前記ヒ一夕の温度を表すヒータ温度データを逐次取得する手段と、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒー夕の温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とするものである。

同様に、本発明の排ガスセンサの温度制御方法の第 8の態様は、前記ヒータの温度を表すヒータ温度データを逐次取得しつつ、前記ヒー夕温度デ一夕が表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステツプを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒータの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とするものである。

さらに、本発明の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体の第 8の態様は、前記温度制御用プログラムは、前記ヒータの温度を表すヒータ温度データを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュータに実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒ一夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒータの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とするものである。

かかる本発明の第 8の態様は、前記第 4の態様に対応するものであり , ヒータの温度を目標温度に制御することに関して、該第 4の態様と類似の効果を奏することができる。すなわち、本発明の第 8の態様によれば- 前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒータの温度に応じた入力成分とを含む制御入力、換言すれば、少なくとも上記入力成分を合成して生成される制御入力に応じてヒ一夕を制御するので、ヒータの温度が目標温度に対してオーバシュートを生じるのを低減し、ヒータの温度を目標温度に滑らかに追従させることができる。その結果、排ガスセンサのヒータの温度を安定に目標温度に制御することができ、ひいては、素子部の温度をヒータの目標温度に対応した温度に安定に制御することができる。

尚、本発明の第 8の態様では、前記第 4の態様と同様、ヒータの温度 ¾表すヒータ温度データは、温度センサを用いて直接的に検出して取得するようにしてもよく、あるいは、適宜のパラメ一夕やモデルに基づいて推定して取得するようにしてもよい。

前述した本発明の第 1〜第 4の態様は、温度制御装置、温度制御方法. 及び記録媒体のいずれにおいても、それらの二つ以上の態様を複合させることが好ましい。第 1の態様及び第 2の態様の温度制御装置を複合させる場合には、前記第 1の態様の温度制御装置において、前記排ガスセンサの温度を表す排ガス温度デ一タを逐次取得する手段を備え、前記ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分を含む。同様に、第 1の態様及び第 2の態様のの温度制御方法を複合させる場合には、前記第 1の態様の温度制御方法において、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得するステツプをさらに備え、前記制御入力を生成するとき、該排ガス温度デー夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成する。さらに、第 1の態様の及び第 2の態様の記録媒体を複合させる場合には、前記第 1の態様の記録媒体において、前記温度制御用プログラムは、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムをさらに含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成する。

このように第 1の態様と第 2の態様とを複合させることにより、それらの態様による効果が重畳されて、素子部の温度をより安定に目標温度に制御することができる。

さらに、前記第 1の態様の温度制御装置、あるいは、これに第 2の態様の温度制御装置を複合させたものにおいて、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記目標温度に応じた入力成分を含めることにより . 第 1の態様及び第 3の態様の温度制御装置を複合させた発明、あるいは. 第 1〜第 3の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 1の態様の温度制御方法、あるいは、これに第 2の態様の温度制御方法を複合させたものにおいて、前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 1の態様及び第 3の態様の温度制御方法を複合させた発明、あるいは、第 1〜第 3の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 1の態様の記録媒体、あるいは. これに第 2の態様の記録媒体を複合させたものにおいて、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 1の態様及び第 3の態様の記録媒体を複合させた発明、あるいは、第 1〜第 3の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる, 上記のように第 1の態様と第 3の態様とを複合させた場合には、それらの効果が重畳されて、素子部の温度をより安定に目標温度に制御することができる。特に、第 1〜第 3の態様を複合させた場合には、第 1〜第 3の各態様の効果が重畳されて、素子部の温度の目標温度に対する安定性を好適に高めることができる。

さらに、前記第 1の態様の温度制御装置、あるいは、これに第 2及び第 3の態様の温度制御装置のうちの一つ以上の態様を複合させたものにおいて、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記素子温度デー夕が表す素子部の温度に応じた入力成分を含めることにより、第 1の態様及び第 4の態様の温度制御装置を複合させた発明、あるいは、さらに第 2及び第 3の態様のうちの一つ以上の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 1の態様の温度制御方法、あるいは、これに第 2及び第 3の態様の温度制御方法のうちの一つ以上の態様を複合させたものにおいて、前記制御入力を生成するとき、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 1の態様及び第 4の態様の温度制御方法を複合させた発明、あるいは、さらに第 2及び第 3の態様のうちの一つ以上の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる, さらに、前記第 1の態様の記録媒体、あるいは、これに第 2及び第 3の態様の記録媒体のうちの一つ以上の態様を複合させたものにおいて、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成することにより、第 1の態様及び第 4 の態様の記録媒体を複合させた発明、あるいは、さらに第 2及び第 3の態様のうちの一つ以上の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる, このように第 1〜第 4の態様の 2つ以上の態様を複合させることにより、それらの各態様の効果が重畳されて、素子部の温度の目標温度に対する安定性を高めることができる。

また、前記第 2の態様の温度制御装置において、前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力に、前記目標温度に応じた入力成分を含めることにより、本発明の第 2の態様及び第 3の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、第 2の態様の温度制御方法において、前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 2の態様及び第 3の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、第 2 の態様の記録媒体において、前記制御入力生成プログラムのァルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、本発明の第 2の態様及び第 3の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

このようにすることにより、第 2の態様と第 3の態様の効果が重畳されて、素子部の温度をより安定に目標温度に制御することができる。

さらに、前記第 2の態様の温度制御装置、あるいは、これに第 3の態様の温度制御装置を複合させたものにおいて、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分を含めることにより、第 2の態様及び第 4の態様の温度制御装置を複合させた発明、あるいは、第 2〜第 4の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 2の態様の温度制御方法、あるいは、これに第 3の態様の温度制御方法を複合させたものにおいて、前記制御入力を生成するとき、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 2の態様及び第 4の態様の温度制御方法を複合させた発明、あるいは、第 2〜第 4の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 2の態様の記録媒体、あるいは、これに第 3 の態様の記録媒体を複合させたものにおいて、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 2の態様及び第 4の態様の記録媒体を複合させた発明、あるいは、第 2〜第 4の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

そして、それらの態様の複合により、それらの各態様の効果が重畳されて、素子部の温度の目標温度に対する安定性を高めることができる。

さらに、前記第 3の態様の温度制御装置において、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分を含めることにより、第 3の態様及び第 4の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 3の態様の温度制御方法において、前記制御入力を生成するとき、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 3の態様及び第 4の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 3の態様の記録媒体において、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 3 の態様及び第 4の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

この複合により第 3及び第 4の態様の効果が重畳されて、素子部の温度の目標温度に対する安定性を高めることができる。

なお、本発明では、第 1〜第 3の態様の全てを複合させ、もしくは、第 1〜第 4の態様の全てを複合させることが特に好適である。そして、第 1〜第 3の態様の全てを複合させた場合には、前記素子部の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分は、例えばその偏差の所定時間毎の累積加算値（積分値）に比例する成分と該偏差に比例する成分とで構成することが好ましい。また、第 1〜第 4の態様の全てを複合させた場合には、前記素子部の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分は、例えばその偏差の所定時間毎の累積加算値（積分値）に比例する成分により構成することが好ましい。

上述した第 1〜第 4の態様の発明の複合に関しては、前記第 5〜第 8 の態様の発明についても同様であり、それらの二つ以上の態様を複合させることが好ましい。すなわち、第 5の態様及び第 6の態様の温度制御装置を複合させる場合には、前記第 5の態様の温度制御装置において、前記排ガスセンサの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段を備え、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、該排ガス温度デ一タが表す排ガスの温度に応じた入力成分を含む。同様に、第 5の態様及び第 6の態様の温度制御方法を複合させる場合には、前記第 5の態様の温度制御方法において、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得するステップをさらに備え、前記制御入力を生成するとき、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成する。さらに、第 5の態様及び第 6の態様の記録媒体を複合させる場合には。前記第 5の態様の記録媒体において, 前記温度制御用プログラムは、前記排ガスの温度を表す排ガス温度デー夕を逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムをさらに含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成する。このように第 5の態様と第 6の態様とを複合させることにより、それらの態様による効果が重畳されて、ヒー夕の温度をより安定に目標温度に制御することができ、ひいては、素子部の温度をヒータの目標温度に対応した温度により安定に制御することができる。

さらに、前記第 5の態様の温度制御装置、あるいは、これに第 6の態様の温度制御装置を複合させたものにおいて、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記目標温度（ヒータの温度の目標値）に応じた入力成分を含めることにより、第 5の態様及び第 7の態様の温度制御装置を複合させた発明、あるいは、第 5〜第 7の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 5の態様の温度制御方法、あるいは、これに第 6の態様の温度制御方法を複合させたものにおいて、前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 5の態様及び第 7の態様の温度制御方法を複合させた発明、あるいは、第 5〜第 7 の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 5の態様の記録媒体、あるいは、これに第 6の態様の記録媒体を複合させたものにおいて、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンビュ一夕に生成させるように構成することにより、第 5の態様及び第 7の態様の記録媒体を複合させた発明、あるいは、第 5〜第 7の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

上記のように第 5の態様と第 7の態様とを複合させた場合には、それらの効果が重畳されて、ヒータの温度をより安定に目標温度に制御することができ、ひいては、素子部の温度をヒータの目標温度に対応した温度により安定に制御できる。特に、第 5〜第 7の態様を複合させた場合には、第 5〜第 7の各態様の効果が重畳されて、ヒータの温度、ひいては、素子部の温度の安定性を好適に高めることができる。

さらに、前記第 5の態様の温度制御装置、あるいは、これに第 6及び第 7の態様の温度制御装置のうちの一つ以上の態様を複合させたものにおいて、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分を含めることにより、第 5の態様及び第 8の態様の温度制御装置を複合させた発明、あるいは、さらに第 6及び第 7の態様の温度制御装置のうちの一つ以上の態様を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 5の態様の温度制御方法、あるいは、これに第 6及び第 7の態様の温度制御方法のうちの一つ以上の態様を複合させたものにおいて、前記制御入力を生成するとき、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力としてい生成することにより、第 5の態様及び第 8の態様の温度制御方法を複合させた発明、あるいは、さらに第 6及び第 7 の態様の温度制御方法のうちの一つ以上の態様を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 5の態様の記録媒体、あるいは、これに第 6及び第 7の態様の記録媒体のうちの一つ以上の態様を複合させたものにおいて、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 5の態様及び第 8の態様の記録媒体を複合させた発明、あるいは、さらに第 6 及び第 7の態様の記録媒体のうちの一つ以上の態様を複合させた発明を構成できる。

それらの態様の複合により、それらの各態様の効果が重畳されて、ヒ ―夕の温度の目標温度に対する安定性を高めることができる。ひいては素子部の温度をヒータの目標温度に対応した温度により安定に制御できる。また、前記第 6の態様の温度制御装置において、前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、前記目標温度（ヒー夕の温度の目標値）に応じた入力成分を含むようにすることにより、本発明の第 6の態様及び第 7 の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 6の態様の温度制御方法において、前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 6の態様及び第 7の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 6の態様の記録媒体において. 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 6の態様及び第 7の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

このようにすることにより、第 6の態様と第 7の態様の効果が重畳されて、ヒ一夕の温度をより安定に目標温度に制御することができ、ひいては、素子部の温度をヒータの目標温度に対応した温度により安定に制御することができる。

さらに、第 6の態様の温度制御装置、あるいは、これに第 7の態様の温度制御装置を複合させたものにおいて、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力に、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒー夕の温度に応じた入力成分を含めることにより、第 6の態様及び第 8の態様の温度制御装置を複合させた発明、あるいは、第 6〜第 8の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、第 6の態様の温度制御方法、あるいは. これに第 7の態様の温度制御方法を複合させたものにおいて、前記制御入力を生成するとき、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することにより、第 6の態様及び第 8の態様の温度制御方法を複合させた発明、あるいは、第 6〜第 8の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、第 6の態様の記録媒体、あるいは、これに第 7の態様の記録媒体を複合させたものにおいて、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記ヒー夕温度データが表すヒ一夕の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 6の態様及び第 8の態様の記録媒体を複合させた発明、あるいは、第 6〜第 8の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

そして、それらの複合により、それらの各態様の効果が重畳されて、ヒータの温度の目標温度に対する安定性を高めることができる。ひいては素子部の温度を、ヒータの目標温度に対応する温度に安定に制御することができる。

さらに、前記第 7の態様の温度制御装置において、前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力に、前記ヒータ温度データが表すヒ一夕の温度に応じた入力成分を含めることにより、第 7の態様及び第 8の態様の温度制御装置を複合させた発明を構成できる。同様に、前記第 7の態様の温度制御方法において、前記制御入力を生成するとき、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力としてい生成することにより、第 7の態様及び第 8の態様の温度制御方法を複合させた発明を構成できる。さらに、前記第 7の態様の記録媒体において、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記ヒ一夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成することにより、第 7の態様及び第 8の態様の記録媒体を複合させた発明を構成できる。

そして、この複合により第 7及び第 8の態様の効果が重畳されて、ヒ一夕の温度の目標温度に対する安定性を高めることができ、ひいては、素子部の温度を、ヒー夕の目標温度に対応する温度に安定に制御することができる。

なお、第 5〜第 7の態様の全てを複合させ、もしくは、第 5〜第 8の態様の全てを複合させることが特に好適である。そして、第 5〜第 7の態様の全てを複合させた場合には、前記ヒー夕の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分は、例えばその偏差の所定時間毎の累積加算値（積分値）に比例する成分と該偏差に比例する成分とで構成することが好ましい。また、第 5〜第 8の態様の全てを複合させた場合には、前記ヒー夕の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分は、例えばその偏差の所定時間毎の累積加算値（積分値）に比例する成分により構成することが好ましい。

前記制御入力の入力成分として排ガスの温度に応じた入力成分を含む第 2の態様の温度制御装置、あるいは第 1、第 3及び第 4の態様の温度制御装置のうちの一つ以上の態様と第 2の態様の温度制御装置とを複合させた発明では、前記ヒー夕制御手段が逐次生成する制御入力における前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1 所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより前記ヒー夕制御手段が生成することが好ましい。同様に、前記制御入力の入力成分として排ガスの温度に応じた入力成分を含む第 2の態様の温度制御方法、あるいは第 1、第 3及び第 4 の態様の温度制御方法のうちの一つ以上の態様と第 2の態様の温度制御方法とを複合させた発明では、前記制御入力に含ませた前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のァルゴリズムにより生成することが好ましい。さらに、前記制御入力の入力成分として排ガスの温度に応じた入力成分を含む第 2の態様の記録媒体、あるいは第 1、第 3及び第 4の態様の記録媒体のうちの一つ以上の態様と第 2の態様の記録媒体とを複合させた発明では、前記制御入力に含まれる前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列デ一夕に応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させる前記制御入力生成プログラムのァルゴリズムは、予見制御のアルゴリズムであることが好ましい。

このことは、ヒー夕の温度が目標温度になるように制御入力を生成する本発明の温度制御装置、温度制御方法、及び記録媒体のいずれであつても、前記第 6の態様の発明、あるいは第 5、第 7及び第 8の態様のうちの一つ以上の態様と第 6の態様とを複合させた発明についても、同じである。

これによれば、前記制御入力に含まれる入力成分のうち、排ガスの温度に応じた入力成分は、排ガスの温度の現在値だけでなく、少なくとも第 1所定時間後の分の未来値を含む排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分である。このため、前記第 2の態様の発明もしくはこれを含む発明では、排ガスの温度の変化に対する素子部の温度の変化を最小限に留めることができる。従って、排ガスの温度の変動によらずに、素子部の温度の目標温度への制御の安定性を効果的に高めることができる。同様に、第 6の態様の発明もしくはこれを含む発明では、排ガスの温度の変化に対するヒータの温度の変化を最小限に留めることができる。従つて、排ガスの温度の変動によらずに、ヒータの温度の目標温度への制御の安定性を効果的に高めることができ、ひいては、素子部の温度をより安定にヒータの目標温度に対応した温度に制御できる。尚、上記時系列データには、排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の未来値だけでなく、現在から第 1所定時間後の時点までの間の排ガスの温度の未来値が複数含まれていてもよい。

上記のように排ガスの温度の未来値を考慮した予見制御のアルゴリズムにより制御入力を生成する場合、その生成に必用な排ガスの温度の未来値は、例えば適宜のアルゴリズムにより推測して得るようにしてもよいが、該排ガスの温度の変化は、一般に、さほど急激には生じない。そこで、本発明の第 2の態様もしくは第 6の態様を含む温度制御装置では，前記ヒー夕制御手段は、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を生成するようにしてもよい。同様に、第 2の態様もしくは第 6の態様を含む温度制御方法では、前記予見制御のアルゴリズムは、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を生成するアルゴリズムであってもよい。さらに- 第 2の態様もしくは第 6の態様を含む記録媒体では、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていてもよい。

このようにすることにより、排ガスの温度の現在値を逐次把握できれば良いので、排ガスの温度の把握（排ガスの温度を表すデータの取得）を含めた排ガスセンサの温度制御のアルゴリズムの構築が容易になる。また、前記制御入力の入力成分として素子部の目標温度に応じた入力成分を含む第 3の態様の温度制御装置、あるいは第 1、第 2及び第 4の態様の温度制御装置のうちの一つ以上の態様と第 3の態様の温度制御装置とを複合させた発明では、前記ヒ一夕制御手段が逐次生成する前記目檩温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御アルゴリズムにより前記ヒー夕制御手段が生成することが好ましい。同様に、第 3 の態様の温度制御方法、あるいは第 1、第 2及び第 4の態様の温度制御方法のうちの一つ以上の態様と第 3の態様の温度制御方法とを複合させた発明では、前記制御入力に含ませた前記目標温度に応じた入力成分は. 該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより生成することが好ましい。さらに、第 3の態様の記録媒体、あるいは第 1、第 2及び第 4 の態様の記録媒体のうちの一つ以上の態様と第 3の態様の記録媒体とを複合させた発明では、前記制御入力に含まれる前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させる前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、予見制御のアルゴリズムであることが好ましい。

このことは、ヒ一夕の温度が目標温度になるように制御入力を生成する本発明の温度制御装置、温度制御方法、及び記録媒体のいずれであつても、前記第 7の態様の発明、あるいは第 5、第 6、第 8の態様のうちの一つ以上の態様と第 7の態様とを複合させた発明についても同じである。

これによれば、前記制御入力に含まれる入力成分のうち、目標温度に応じた入力成分は、目標温度の現在値だけでなく、少なくとも第 2所定時間後の未来値を含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分である。このため、前記第 3の態様の発明もしくはこれを含む発明では、素子部の目標温度を変更したときに、素子部の温度がその目標温度に対してォ一バ一シュートを生じるのが防止される。また、素子部の温度の目標温度への収束速度も高めることができる。その結果、素子部の温度を目標温度に迅速且つ滑らかに追従させることができ、特に、内燃機関の始動直後に、素子部の温度を目標温度に向かって速やかに収束させて、安定化させることができる。従って、内燃機関の始動直後に、速やかに素子部の出力特性を所望の特性に安定化できる。また、素子部の目標温度の変更に対する素子部の温度の追従性が良くなることから、素子部の目標温度を内燃機関の運転状態等に適した値に適宜可変的に設定することもできる。

同様に、前記第 7の態様の発明もしくはこれを含む発明では、ヒータの目標温度を変更したときに、ヒー夕の温度がその目標温度に対してォ —パ一シュートを生じるのが防止される。また、ヒータの温度の目標温度への収束速度も高めることができる。その結果、ヒータの温度を目標温度に迅速且つ滑らかに追従させることができ、特に、内燃機関の始動直後に、ヒータの温度を目標温度に向かって速やかに収束させて、安定化させることができるひいては、素子部の温度をヒータの目標温度に対応した温度に速やかに収束させて安定化させることができる。従って、内燃機関の始動直後に、速やかに素子部の出力特性を所望の特性に安定化できる。また、ヒータの目標温度の変更に対するヒー夕の温度の追従性が良くなることから、ヒー夕の目標温度、ひいては素子部の所望の温度を内燃機関の運転状態等に適した値に適宜可変的に設定することもできる。

尚、上記目標温度の時系列データには、目標温度の現在値と第 2所定時間後の未来値だけでなく、現在から第 2所定時間後の時点までの間の目標温度の未来値が複数含まれていてもよい。

前述した本発明の第 1〜第 4の態様の温度制御装置では、前記ヒー夕制御手段は、最適制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することが好適である。同様に、第 1〜第 4の態様の温度制御方法では、前記制御入力を、最適制御のアルゴリズムにより生成することが好ましい。さらに、第 1〜第 4の態様の記録媒体では、前記制御入力生成プロダラムのアルゴリズムは、最適制御のアルゴリズムであることが好ましい。

これによれば、前記第 1〜第 4の態様では、素子部の温度の目標温度への収束性と、制御入力の変動（ヒータへの発熱用エネルギーの変動）とのバランスを採りながら、該素子部の温度及び制御入力の変動を極力小さくするように制御入力を生成することが可能となる。その結果、素子部の温度を目標温度（所望の温度）に、より安定に制御することができると同時に、ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を必要限に留めることができる。

尚、本発明の第 1〜第 4の態様で最適制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成するときには、例えば素子部の温度と目標温度との偏差と、該偏差の所定時間当たりの変化量（偏差の変化速度）と、ヒータの温度の所定時間当たりの変化量（ヒ一夕の温度の変化速度）とを制御対象の状態量として持つと共に、少なくとも前記制御入力の所定時間当たりの変化量（制御入力の変化速度）を入力量として持つ制御対象モデルをあらかじめ定めておき、この制御対象モデルに基づいて前記最適制御のアルゴリズムを構築することが好ましい。あるいは、例えば素子部の温度と目標温度との偏差と、素子部の温度の所定時間当たりの変化量 (素子部の温度の変化速度）と、ヒータの温度の所定時間当たりの変化量（ヒータの温度の変化速度）とを制御対象の状態量として持つと共に少なくとも前記制御入力の所定時間当たりの変化量（制御入力の変化速度）を入力量として持つ制御対象モデルをあらかじめ定めておき、この制御対象モデルの基づいて前記最適制御のアルゴリズムを構築するようにしてもよい。いずれの場合でも、該制御対象モデルの評価関数（これは上記の各状態量の 2乗値と、前記制御入力の所定時間当たりの変化量の 2乗値との重み付き加算値の積分値（累積加算値）として表される）を最小化し得る制御入力が求められることとなる。このようにすることにより、素子部の温度と目標温度との偏差を解消するだけでなく、制御対象モデルの各状態量と制御入力との変動をそれらの好適なバランスを保ちながら抑制するようにして制御入力を生成することができるので、素子部の温度の目標温度に対する安定性を高めることができる。

また、第 1〜第 4の態様における最適制御アルゴリズムの基礎となる制御対象モデルが、上記のように素子部の温度と目標温度との偏差と、該偏差の所定時間当たりの変化量と、ヒー夕の温度の所定時間当たりの変化量とを制御対象の状態量として持つ場合には、素子部の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分と、ヒータの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を生成できる。また、制御対象モデルが、素子部の温度と目標温度との偏差と、素子部の温度の所定時間当たりの変化量と、ヒー夕の温度の所定時間当たりの変化量とを制御対象の状態量として持つ場合には、素子部の温度と目標温度との偏差に応じた入力成分と、ヒータの温度に応じた入力成分と、素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を生成できる。そして、例えばこれらの制御対象モデルの入力量として、前記制御入力の所定時間当たりの変化量に加えて、排ガスの温度の所定時間当たりの変化量や、素子部の温度の目標温度の所定時間当たりの変化量を含ませることで、排ガスの温度に応じた入力成分や、素子部の目標温度に応じた入力成分を含む制御入力を生成することが可能となる。上記と同様に、本発明の第 5〜第 8の態様の温度制御装置にあっても，前記ヒータ制御手段は、最適制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することが好適である。同様に、第 5〜第 8の態様の温度制御方法にあっても、前記制御入力を、最適制御のアルゴリズムにより生成することが好ましい。さらに、第 5〜第 8の態様の記録媒体では、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、最適制御のアルゴリズムであることが好ましい。

これによれば、ヒータの温度の目標温度への収束性と、制御入力の変動とのバランスを採りながら、該ヒ一夕の温度及び制御入力の変動を極力小さくするように制御入力を生成することが可能となる。その結果、ヒ一夕の温度を目標温度により安定に制御することができ、ひいては素子部の温度をヒータの目標温度に対応する温度（所望の温度）により安定に制御できる。同時に、ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を必要限に留めることができる。

尚、本発明の第 5〜第 8の態様で最適制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成するときには、例えばヒータの温度と目標温度との偏差と、該偏差の所定時間当たりの変化量（偏差の変化速度）と、素子部の温度の所定時間当たりの変化量（素子部の温度の変化速度）とを制御対象の状態量として持つと共に、前記制御入力の所定時間当たりの変化量 (制御入力の変化速度）を入力量として持つ制御対象モデルをあらかじめ定めておき、この制御対象モデルに基づいて前記最適制御のアルゴリズムを構築することが好ましい。あるいは、例えばヒ一夕の温度と目標温度との偏差と、素子部の温度の所定時間当たりの変化量（素子部の温度の変化速度）と、ヒータの温度の所定時間当たりの変化量（ヒータの温度の変化速度）とを制御対象の状態量として持つと共に、少なくとも前記制御入力の所定時間当たりの変化量（制御入力の変化速度）を入力量として持つ制御対象モデルをあらかじめ定めておき、この制御対象モデルの基づいて前記最適制御のアルゴリズムを構築するようにしてもよい。いずれの場合でも、該制御対象モデルの評価関数を最小化し得る制御入力が求められることとなる。このようにすることにより、ヒータの温度と目標温度との偏差を解消するだけでなく、該偏差や素子部の温度. 制御入力の変動をそれらの好適なバランスを保ちながら抑制するようにして制御入力を生成することができるので、ヒー夕の温度の目標温度に対する安定性、ひいては素子部の温度の安定性を高めることができる。

また、第 5〜第 8の態様における最適制御アルゴリズムの基礎となる制御対象モデルが、上記のようにヒータの温度と目標温度との偏差と、該偏差の所定時間当たりの変化量と、素子部の温度の所定時間当たりの変化量とを制御対象の状態量として持つ場合には、ヒータの温度と目標温度との偏差に応じた入力成分と、素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を生成できる。また、制御対象モデルが、ヒータの温度と目標温度との偏差と、素子部の温度の所定時間当たりの変化量と、ヒー夕の温度の所定時間当たりの変化量とを制御対象の状態量として持つ場合には、ヒータの温度と目標温度との偏差に応じた入力成分と、ヒー夕の温度に応じた入力成分と、素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を生成できる。そして、例えばこれらの制御対象モデルの入力量として、前記制御入力の所定時間当たりの変化量に加えて、排ガスの温度の所定時間当たりの変化量や、ヒー夕の温度の目標温度の所定時間当たりの変化量を含ませることで、排ガスの温度に応じた入力成分や、ヒ一夕の目標温度に応じた入力成分を含む制御入力を生成することが可能となる。

また、本発明の第 1〜第 4の態様で最適制御のアルゴリズムを用いるものと、排ガスの温度あるいは目標温度に係わる予見制御アルゴリズムとを組合わせたときには、最適予見制御のアルゴリズムにより制御入力を生成することとなる。この最適予見制御のアルゴリズムにより制御入力を生成したときには、最適制御アルゴリズムの基礎となる制御対象モデルの状態量と入力量との変動をパランスよく抑えながら、高い安定性で素子部の温度を目標温度に制御することができる。この場合における最適予見制御のアルゴリズムは、例えば第 1〜第 4の態様に関して前記に例示した制御対象モデルの入力量として、前記制御入力の所定時間当たりの変化量に加えて、排ガスの温度の所定時間当たりの変化量、及び Z又は素子部の目標温度の所定時間当たりの変化量を含めた制御対象モデルに基づいて構築することが可能である。

このことは、本発明の第 5〜第 8の態様で最適制御のアルゴリズムを用いるものと、排ガスの温度あるいは目標温度に係わる予見制御アルゴリズムとを組合わせた場合についても同様であり、この場合の制御入力は最適予見制御のアルゴリズムにより生成されることとなる。そして、この最適予見制御のアルゴリズムにより制御入力を生成したときには、最適制御アルゴリズムの基礎となる制御対象モデルの状態量と入力量との変動をバランスよく抑えながら、高い安定性でヒータの温度を目標温度に制御することができる。この場合における最適予見制御のァルゴリズムは、例えば前記第 5〜第 8の態様に関して前記に例示した制御対象モデルの入力量として、前記制御入力の所定時間当たりの変化量に加えて、排ガスの温度の所定時間当たりの変化量、及び/又は目標温度の所定時間当たりの変化量を含めた制御対象モデルに基づいて構築することが可能である。

以上説明した本発明の温度制御装置、温度制御方法、及び記録媒体では、いずれの態様においても、前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度（素子部又はヒー夕の目標温度）は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されるように構成されていることが好ましい。

すなわち、内燃機関の始動直後に、素子部あるいはヒー夕の目標温度が高温であると、排ガスセンサの素子部に排気通路中の水分が付着していた場合に、該素子部の急激な加熱に伴う熱応力等により該素子部が破損してしまう虞れがある。このため、本発明では、前記始動直後期間における素子部あるいはヒータの目標温度を始動直後期間の経過後よりも低い温度に設定する。これにより、排ガスセンサの素子部が熱応力等により破損してしまうような事態を回避することができる。

また、以上説明した本発明の温度制御装置では、いずれの態様であつても、前記ヒータが、パルス幅制御（P W M制御）によってバッテリから通電することにより発熱する電熱ヒー夕であると共に、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力が、前記パルス幅制御におけるデューティ (パルス幅制御で用いるパルス信号の 1周期当たりのパルス幅の割合）である場合には、該デューティを前記バッテリの電圧に応じて補正する手段を備えることが好ましい。同様に、本発明の温度制御方法では、いずれの態様であっても、前記ヒータは、パルス幅制御（P W M制御）によってバッテリから通電することにより発熱する電熱ヒータであると共に、前記生成する制御入力は、前記パルス幅制御におけるデューティであり、該デューティを前記バッテリの電圧に応じて補正するステップを備えることが好ましい。さらに、本発明の記録媒体では、いずれの態様であっても、前記ヒータは、パルス幅制御（P W M制御）によってバッテリから通電することにより発熱する電熱ヒータであると共に、前記制御入力生成プログラムにより前記コンピュータに生成させる前記制御入力はは、前記パルス幅制御におけるデューティであり、前記温度制御用プログラムは、前記制御入力生成プログラムにより生成させた該デュ一ティを前記バッテリの電圧に応じて補正する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムをさらに含むことが好ましい。

すなわち、バッテリの電圧がほぼ一定であるような場合には、上記デユーティはヒー夕への発熱用エネルギーの供給量としての供給電力を規定するものとなるが、バッテリの電圧がオルタネー夕等の影響で変動を生じるような場合には、ヒータへの供給電力は、上記デューティだけでなくバッテリの電圧の影響も受ける。従って、前記制御入力としてのデユーティをバッテリの電圧に応じて補正することにより、素子部あるいはヒータの温度を目標温度に制御する上でのバッテリの電圧の変動の影響を補償することができる。この結果、パッテリの電圧の変動の影響を受けることなく、素子部の温度あるいはヒ一夕の温度を目標温度に安定して制御することができる。ひいては、素子部の温度の安定性を高めることができる。

尚、本発明では、排ガスセンサとしては、例えば排ガス浄化用の触媒装置の下流側に配置した 0 ₂センサが挙げられる。この場合、触媒装置による所要の浄化性能を確保するために、 o ₂ センサの出力電圧を所定値に維持するように排ガスの空燃比を制御するような場合には、その空燃比制御を良好に行う上で、該〇₂センサの素子部の温度を基本的には 7 5, 0 以上の温度（例えば 8 0 0 ）に制御することが好適である。この場合、素子部の目標温度を決めてヒータを制御するときには、その目標温度を 7 5 0 以上の温度（例えば 8 0 0 °C ) に設定すればよく、ヒータの目標温度を決めてヒー夕を制御するときには、その目標温度を例えば 8 5 0 °C以上の温度（例えば 9 0 0 °C ) に設定すればよい。

さらに、内燃機関の始動直後（内燃機関の始動後、第 3所定時間（例えば 1 5秒）が経過するまでの期間）では、前述したように 0 ₂センサの素子部の破損を防止するために、素子部の温度を上記の温度よりも低い温度（例えば 6 0 0 t ) に制御することが好適である。この場合、素子部の目標温度を決めてヒータを制御'するときには、内燃機関の始動直後における素子部の目標温度を例えば 6 0 0 °Cに設定すればよく、ヒー夕の目標温度を決めてヒー夕を制御するときには、内燃機関の始動直後におけるヒータの目標温度を例えば 7 0 0 に設定すればよい。図面の簡単な説明

図 1は本発明の第 1実施形態の装置の全体構成を示すブロック図、図 2は図 1の装置に備えた〇₂センサ (排ガスセンサ) の構造を示す断面図、図 3は図 2の 0 ₂センサの出力特性を示すグラフ、図 4は図 1の装置に備えたセンサ温度制御手段の機能的構成を示すブロック図、図 5は図 4のセンサ温度制御手段に備えた排気温オブザーバの処理を説明するための断面図、図 6は図 5のセンサ温度制御手段に備えた排気温ォブザーパの機能的構成を示すブロック図、図 7は図 5のセンサ温度制御手段に備えたヒ一夕コントローラの機能的構成を示すブロック図である。図 8は図 1の装置に備えたセンサ温度制御手段の全体的処理を示すフローチャート、図 9〜図 1 1は図 8のフローチャートのサブルーチン処理を示すフローチヤ一ト、図 1 2及び図 1 3は第 1実施形態のシミュレーション結果を示すグラフである。図 1 4は本発明の第 2実施形態におけるセンサ温度制御手段の機能的構成を示すブロック図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の第 1実施形態を図 1〜図 1 3を参照して説明する。図 1は、本実施形態の装置の全体構成を模式的に示すブロック図である。同図中 1は例えば自動車やハイブリッド車に搭載されるエンジン（内燃機関）であり、このエンジン 1が燃料及び空気の混合気を燃焼させて生成する排ガスは、該エンジン 1の排気ポート 2に連通する排気通路 3を介して大気側に排出される。排気通路 3には、排ガスを浄化するための触媒装置 4， 5が上流側から順次介装されている。排気通路 3のうち、触媒装置 4の上流側の部分（排気ポート 2と触媒装置 4の間の部分）と、両触媒装置 4 , 5の間の部分と、触媒装置 5の下流側の部分とはそれぞれ管状の通路形成物である排気管 6 a， 6 b , 6 cにより構成されている。各触媒装置 4， 5はそれぞれ触媒 7 (本実施形態では三元触媒）を内蔵するものである。この触媒 7は、ハニカム構造の通路形成物であり、その内部を排ガスが流れるようになつている。尚、触媒装置 4 , 5は一体構造のもの（例えば同一のケース内にミ元触媒からなる二つの触媒床を上流部と下流部とに内蔵したもの）であってもよい。

本実施形態の装置では、特に触媒装置 4の良好な浄化性能（触媒装置 4による C O、 H C、 N O x の浄化性能）を確保するようにエンジン 1 の排ガスの空燃比を制御する。そして、この空燃比制御を行うために、触媒装置 4， 5の間の排気通路 3 (排気管 6 bにより形成される排気通路）に 0 ₂センサ 8が配置され、触媒装置 4の上流側の排気通路 3 (排気管 6 aにより形成される排気通路）に広域空燃比センサ 9が配置されている。尚、触媒装置 4， 5が前述のように一体構造で、二つの触媒床を内蔵したものである場合には、〇₂センサ 8は、上流側の触媒床と下流側の触媒床との間に配置するようにすればよい。

ここで、〇₂センサ 8は、本発明における排ガスセンサに相当するものであり、その基本構造や特性等をさらに説明する。この 0 ₂センサ 8 は、図 2に模式的に示すように、酸素イオンを通しやすい固体電解質、例えば安定ジルコニァ（Z r〇₂ + Y ₂0 ₃) を主材質とする有底筒形状の素子部 1 0 (感応部）を備え、この素子部 1 0の外面及び内面には、それぞれ、多孔質の白金電極 1 1 , 1 2がコーティングされている。また. この素子部 1 0の内部には、該素子部 1 0の昇温 ·活性化や温度制御等を行うために電熱ヒ一夕としての棒状のセラミックヒータ 1 3が挿入されると共に、セラミックヒータ 1 3の周囲の空間には一定酸素濃度（一定の酸素分圧）の空気が充填されている。そして、この〇₂センサ 8は. その素子部 1 0の先端部の外面が排気管 6 b内の排ガスに接触するようにセンサ筐体 1 4を介して排気管 6 bに装着されている。

尚、図 2中、 1 5は、排気管 6 b内の素子部 1 0に異物等が当たらないようにするための筒状のプロテク夕であり、排気管 6 b内の素子部 1 0は、プロテク夕 1 5に穿設されている複数の孔（図示省略）を介して排ガスに接触するようになっている。

かかる構造の 0 ₂センサ 8では、素子部 1 0の先端部外面に接触する排ガスの酸素濃度と素子部 1 0の内部の空気の酸素濃度との差によって. 前記白金電極 1 1， 1 2間に排ガスの酸素濃度に応じた起電力が生じる < そして、該 0₂センサ 8は、その起電力を図示しない増幅器で増幅してなる出力電圧 V outを外部に出力する。

この場合、排ガスの酸素濃度、あるいは該酸素濃度から把握される排ガスの空燃比に対する〇₂ センサ 8の出力電圧 V out の特性（出力特性）は、基本的には図 3に実線のグラフ aで示すような特性（所謂 Z力 —ブ特性）となる。尚、図 3の実線のグラフ aは、より詳しくは、素子部 1 0の温度が 8 0 0 であるときの〇₂センサ 8の出力特性を示すグラフである。素子部 1 0の温度と〇₂センサ 8の出力特性との関係については後述する。

図 3のグラフ aに見られるように、 0 ₂ センサ 8の出力特性は、一般的に、排ガスの酸素濃度により表わされる空燃比が理論空燃比近傍の狭い空燃比域 Δに存する状態でのみ、出力電圧 V out が排ガスの空燃比に対してほぼリニアに高感度な変化を示す。つまり、その空燃比域 Δ (以下、高感度空燃比域 Δという）において、空燃比の変化に対する出力電圧 V out の変化の傾き（出力特性のグラフの傾き）が大きなものとなる, そして、その高感度空燃比域 Δよりもリツチ側の空燃比域とリーン側の空燃比域とでは、排ガスの空燃比の変化に対する出力電圧 V out の変化の傾き（出力特性のグラフの傾き）が微小なものとなる。

尚、前記広域空燃比センサ 9は、ここでの詳細な説明は省略するが、例えば特開平 4一 3 6 9 4 7 1号公報にて本願出願人が開示した空燃比センサであり、 0 ₂センサ 8よりも広い空燃比域において、排ガスの空燃比に対してリニアに変化する出力電圧 KACTを発生するセンサである, 以下の説明では、 0 ₂ センサ 8の出力電圧 V out、広域空燃比センサ 9 の出力電圧 KACT をそれぞれ単に出力 V out：、 KACT ということがある, 本実施形態の装置は、さらに排ガスの空燃比制御や O ₂センサ 8の素子部 1 0の温度制御等の処理を実行するコントロールュニット 1 6を備えている。このコントロールユニット 1 6は、図示を省略する C P U、 R A M , R O Mを含むマイクロコンピュータにより構成されたものであり、後述の制御処理を実行するために、前記〇₂センサ 8、広域空燃比センサ 9からそれらの出力 V out， KACT が入力されると共に、ェンジン 1に備えられたセンサ（図示省略）からエンジン 1の回転数 N E (回転速度）、吸気圧 PB (詳しくはエンジン 1の吸気管内圧の絶対圧）、大気温度 T_A、機関温度 TW (詳しくはエンジン 1の冷却水温）等の検出値を示すデ一夕が与えられる。さらに、コント口一ルユニット 1 6には、エンジン 1の点火装置（図示省略）やコントロールユニット 1 6、前記セラミックヒータ 1 3等の電装品の電源としてのバッテリ（図示省略）の電圧 VB (以下、バッテリ電圧 VB という）の検出値を示すデ一夕が図示しないセンサから与えられる。なお、コントロールユニット 1 6に備えた R O Mは、本発明の記録媒体に相当するものである。上記コントロールユニット 1 6は、その処理の機能的手段として、ェンジン 1の排ガスの空燃比を制御する空燃比制御手段 1 7と、 0₂センサ 8の素子部 1 0の温度を制御するセンサ温度制御手段 1 8とを具備している。

空燃比制御手段 1 7は、触媒装置 4による C O (—酸化炭素）、 H C (炭化水素）、 NOx (窒素酸化物）の良好な浄化性能（浄化率）を確保するように、触媒装置 4にエンジン 1から供給される排ガスの空燃比を制御する処理を実行するものである。ここで、前述のような出力特性の 0₂センサ 8を触媒装置 4の下流側に配置したとき、触媒装置 4に供給する排ガスの空燃比（触媒装置 4の上流側の排ガスの空燃比）を、〇₂ センサ 8の出力 Voutがある所定値 Vop (図 3参照）に整定するような空燃比状態に制御することにより、触媒装置 4による C〇、 HC、 NO xの良好な浄化性能を該触媒装置 4の劣化状態によらずに確保できる。そこで、空燃比制御手段 1 7は、上記所定値 Vop を 0₂センサ 8の出力 Vout の目標値とし、この目標値 Vop に〇₂センサ 8の出力 Vout を整定 ·維持するようにエンジン 1から触媒装置 4に供給される排ガスの空燃比を制御する。この空燃比制御は、例えば、 0₂センサ 8の出力 Vout を目標値 Vop に収束させるように、フィードバック制御処理により触媒装置 4に供給する排ガスの目標空燃比を決定し、この目標空燃比に広域空燃比センサ 9の出力 KACT (空燃比の検出値）を収束させるように、フィードバック制御処理によりエンジン 1の燃料供給量を調整することで実行される。尚、空燃比制御手段 1 7のより具体的な処理は、本願発明の本質をなすものではないので、ここでの詳細な説明は省略するが、例えば本願出願人が特開平 1 1 - 3 2 4 7 6 7号公報にて公開した明細書の段落番号 [ 0 0 7 1 ] 〜 [ 0 3 6 2 ]、あるいは米国特許 6 1 8 8 9 5 3号に記載されているように行われる。ところで、 0 ₂ センサ 8の出力特性は、素子部 1 0の温度の影響を受けて変化する。例えば、素子部 1 0の温度が 8 0 0 °C、 7 5 0 °C、 7 0 0 °C、 6 0 0 °Cであるときの 0₂センサ 8の出力特性は、それぞれ図 3 の実線のグラフ a、破線のグラフ b、一点鎖線のグラフ b、二点鎖線のグラフ dで示すような特性となる。この場合、図 3を参照して明らかなように、特に 7 5 0 °Cよりも低い温度域で素子部 1 0の温度が変化すると、理論空燃比近傍（前記高感度空燃比域 Δ ) における〇₂センサ 8の出力 V out の変化の傾き（感度）や、該高感度空燃比域 Δよりもリッチ側における出力 V out のレベル等が変化しやすい。尚、素子部 1 0の温度が 7 5 0 °C以上である場合には、素子部 1 0の温度変化に対する〇₂ センサ 8の出力特性の変化は微小になり、該出力特性がほぼ一定になる <

〇₂センサ 8の出力特性が上記のように素子部 1 0の温度状態によつて変化するため、その温度状態によっては、前記空燃比制御手段 1 7による制御性（安定性ゃ速応性）が悪化する虞れがある。これは、〇₂センサ 8の出力 V out をある目標値 V op に維持するように排ガスの空燃比を制御する上では、特に、理論空燃比近傍での 0 ₂センサ 8の出力特性、すなわち、前記高感度空燃比域 Δにおける出力特性が制御性に大きな影響を及ぼしやすいからである。また、触媒装置 4の触媒 7による排ガスの浄化性能が良好に保たれるような〇₂センサ 8の出力 V out の目標値 V op も、特に、 7 5 0 °Cよりも低い温度域における素子部 1 0の温度状態によって変化する。従って、空燃比制御手段 1 7による空燃比の制御（〇₂センサ 8の出力 V out を目標値 V op に維持する制御）を良好に行い、また、触媒装置 4の浄化性能を良好に確保するためには、 O ₂センサ 8の素子部 1 0の温度は、基本的には一定温度に維持されていることが好ましい。

この場合、〇₂ センサ 8では、素子部 1 0の温度を 7 5 0 °C以上の温度に維持すると、前述のように 0 ₂センサ 8の出力特性がほぼ一定になつて安定する。また、本願発明者等の知見によれば、素子部 1 0の温度を 7 5 0 °C以上の温度で、例えば 8 0 0 に維持すると、触媒装置 4の触媒 7による排ガスの浄化性能が良好に保たれるような〇₂センサ 8の出力 V out の目標値 V op が、図 3のグラフ aにおいて参照符号 Yを付した部分、すなわち、 0₂センサ 8の出力特性のグラフ aの傾きが空燃比のリツチ化に伴い大きな傾きから微小な傾きに切替る変曲点部分 Yに存するようになる。そして、このとき、この目標値 V op に〇₂ センサ 8の出力 V out を維持するような空燃比制御を良好に行うことができる < これは、変曲点部 Yにおける O ₂センサ 8の出力 V out の空燃比に対する感度が過大でも過小でもない適正な感度になるためと考えられる。

このため、本実施形態では、前記センサ温度制御手段 1 8により、〇 ₂センサ 8の素子部 1 0の温度を前記セラミックヒータ 1 3を介して所望の温度に制御するようにしている。その所望の温度は、基本的には 7 5 0 °C以上の温度で、例えば 8 0 0 である。このセンサ温度制御手段 1 8の制御処理を以下に詳説する。

センサ温度制御手段 1 8は、その主要な機能を分類すると、図 4に示すように、排気通路 3での 0 ₂センサ 8の配置箇所近傍（排気管 6 bの中間部分の箇所）の排ガス温度 T gd を逐次推定する排気温オブザーバ 1 9 と、その排ガス温度 T gd の推定値等を用いて〇₂センサ 8の素子部 1 0の温度 T ₀₂及びセラミックヒー夕 1 3の温度 T ht を推定する素子温オブザーバ 2 0 (温度推定手段）と、素子部 1 0の温度の目標値 R (目標温度）を設定する目標値設定手段 2 1 と、素子部 1 0の温度 T ₀₂ 及びセラミックヒータ 1 3の温度 T ht の推定値、目標値 R、並びに排ガス温度 T gd の推定値等を用いてセラミックヒー夕 1 3の通電制御 (セラミックヒー夕 1 3への供給電力の制御）を行うヒータコントローラ 2 2 (ヒー夕制御手段）とを備えている。尚、排気温オブザーバ 1 9 には、排ガス温度 T gd の推定処理を行うために、エンジン 1の回転数 N E、吸気圧 PB、及び大気温度 T_Aの検出デ一夕が与えられる。また、ヒータコントローラ 2 2と、素子温オブザーバ 2 0とには、それらの演算処理を後述するように行うために、前記バッテリ電圧 VB の検出デー夕が与えられる。

ここで、本実施形態では、セラミックヒー夕 1 3は、図示を省略するヒータ通電回路にパルス電圧を付与することにより通電制御（P W M制御）されるものであり、該セラミックヒ一夕 1 3への供給電力は、そのパルス電圧のデューティ DUT (パルス電圧の 1周期に対するパルス幅の割合）を調整することによって制御できる。このため、ヒ一夕コントローラ 2 2は、上記ヒータ通電回路に付与するパルス電圧のデューティ DUT をセラミックヒー夕 1 3を制御するための制御入力（操作量）として逐次求め、このデューティ DUT を調整することにより、該セラミックヒータ 1 3への供給電力、ひいては、該ヒータ 1 3の発熱量を制御するようにしている。尚、ヒータコントローラ 2 2が生成するデューティ DUTは、素子温オブザーバ 2 0の演算処理でも使用される。

排気温オブザーバ 1 9は、本実施形態では、エンジン 1の排気ポート 2から〇₂ センサ 8の配置箇所までの排気通路 3 ( 0 ₂センサ 8の上流側の排気通路 3 ) を該排気通路 3の延在方向（排ガスの流れ方向）に沿つて複数（本実施形態では例えば 4個）の部分排気通路 3 a〜 3 dに区分けしておき、所定のサイクルタイム（周期）で、排気ポート 2 (排気通路 3の入り口部分）における排ガスの温度と、各部分排気通路 3 a〜 3 dにおける排ガスの温度（詳しくは各部分排気通路 3 a〜 3 dの下流端における排ガスの温度）とを上流側のものから順番に推定するものである。これらの部分排気通路 3 a〜 3 dのうち、部分排気通路 3 a , 3 bは、触媒装置 4の上流側の排気通路 3 (排気管 6 aにより形成された排気通路）を 2つに区分けしてなる部分排気通路であり、部分排気通路 3 cは、触媒装置 4の入り口から出口までの部分排気通路（触媒装置 4 の触媒 7の内部に形成された排気通路）、部分排気通路 3 dは、触媒装置 4の出口から 0₂センサ 8の配置箇所までの排気管 6 bにより形成された部分排気通路である。この排気温オブザーバ 1 9のアルゴリズムは次のように構築されている。

まず、エンジン 1の排気ポート 2における排ガス温度は、エンジン 1 の定常的な運転状態（詳しくはエンジン 1の回転数 N E 及び吸気圧 PB が一定に維持される運転状態で）では、基本的にはエンジン 1の回転数 N E と吸気圧 PB とに応じたものとなる。従って、排気ポート 2における排ガス温度は、基本的にはエンジン 1の運転状態を表すパラメ一夕としての回転数 N E及び吸気圧 P B の検出値から例えばあらかじめ実験等に基づいて定めたマップに基づいて推定することができる。但し、ェンジン 1の運転状態（回転数 N E や吸気圧 PB) が変動する場合には、排ガスと排気ポート 2の近傍の壁部やエンジン 1の燃焼室等との熱交換によって、排気ポ一ト 2における排ガス温度は、上記のようにマップにより求められる排ガス温度（以下、基本排ガス温度 TMAP(N E， PB)という）に対して応答遅れを生じる。

そこで、本実施形態では、排気温オブザーバ 1 9は、所定のサイクルタイム（演算処理周期）毎に、エンジン 1の回転数 N E 及び吸気圧 PB の検出値（最新の検出値）から基本排ガス温度 TMAP(N E, PB)をマツプにより求めた後に、さらに排気ポ一ト 2における排ガス温度 Texg を. 次式（ 1 ) のように基本排ガス温度 TMAP(N E， PB)に対して遅れ（一次遅れ）を伴って追従する値として逐次推定する。 Texg(k) = (1 - Ktex) - Texg(k-1 ) + Ktex - TMAP(NE , PB) ( 1 ) ここで、式（ 1 ) 中の kは、排気温オブザーバ 1 9の演算処理周期の番数である。また、 Ktex はあらかじめ実験等に基づき定められた係数 (遅れ係数）であり、 0 < Ktex < lである。尚、本実施形態では、ェンジン 1の吸気圧 PB は、エンジン 1の吸入空気量を表すパラメータとしての意味をもつものである。従って、例えば吸入空気量を直接的に検出するフローセンサが備えられている場合には、そのフローセンサの出力（吸入空気量の検出値）を吸気圧 PB の検出値の代わりに用いてもよい。また、排ガス温度 T exg の推定値の初期値 T exg(O)は、本実施形態では、後述するように、エンジン 1の運転開始時（エンジン 1 の始動時）に大気温度センサ（図示省略）により検出された大気温度 T_A、あるいは、機関温度センサ（図示省略）により検出された機関温度 TW (エンジン 1の冷却水温）に設定される。

このようにして求められる排気ポート 2の排ガス温度 Texg の推定値を用いて、各部分排気通路 3 a〜 3 dにおける排ガスの温度は以下に説明するように推定される。まず、説明の便宜上、一般的に、図 5に示すように、大気中で Z軸方向に延びる円管 2 3内を流体が円管 2 3の管壁と熱交換しながら流れる場合における熱伝達に関して説明する。ここで，流体温度 T g、管壁の温度 T w (以下、円管温度 T w という）が時刻 t と Z軸方向の位置 z との関数 T g(t，z)、 T w(t,z)であるとし、円管 2 3 の管壁の熱伝導率は径方向に無限大で、且つ Z軸方向には「 0」であると仮定する。また、流体と円管 2 3の管壁との間の熱伝達、並びに、円管 2 3の管壁とその外部の大気との間の熱伝達は、ニュートンの冷却則に従ってそれぞれの温度差に比例するものとする。このとき、次式（2 1 )、 ( 2 - 2 ) が成立する

3Tg dTg

Sg- g-Cg-( + V )=a?i"U-(Tw-Tg) ■"··■ (2-1)

9t dz

3Tw

Sw p W"Cw ■ = an ' U■ (Tg— Tw)+ 2■ U ' (TA-TW)

3t

(2— 2)

ここで、 Sg、 pg、 Cgはそれぞれ流体の密度、比熱、流路断面積、 Sw、 p w, Cw はそれぞれ円管 2 3の管壁の密度、比熱、断面積、 V は円管 2 3を流れる流体の流速、 T_A は円管 2 3の外部の大気温度である。また、 Uは円管 2 3の内周長、 ai は流体と円管 2 3の管壁との間の熱伝達率、 ₂ は円管 2 3の管壁と大気との間の熱伝達率である。尚. 大気温度 T Aは、円管 2 3の周囲で一定に維持されているとする。

これらの式（ 2— 1 )、 ( 2 - 2) を整理すると、次式（ 3— 1 )、（ 3 - 2 ) が得られる。

3 Tg 6Tg

= -V-— ~ +a-(Tw-Tg) (3-1)

at dz

9 Tw

= b■ (Tg― Tw) + c■ (TA一 Tw) (3-2)

9t

但し、これらの式（ 3— 1 )、（ 3— 2 ) において、 a， b , cは定数であり、 a a i ' UZ ( S g · p g - c g)、 b = ₁ - U/ ( S w · p w · c w)、 c = 2 ' U ( S w · p w · cw) である。

式（ 3— 1 ) の右辺第 1項は、位置 zでの流体の流れ方向の温度勾配と流体の流速とに応じた流体温度 Tg の時間的変化率（単位時間当たりの温度変化量）を表す移流項である。また、式（ 3— 1 ) の右辺第 2項は、位置 zでの流体温度 Tg と円管温度 Tw との偏差に応じた流体温度 Tg の時間的変化率（単位時間当たりの温度変化量）、すなわち、流体と円管 23の管壁との間の熱伝達に伴う流体温度 Tg の時間的変化率を表す熱伝達項である。従って、この式（3— 1 ) は、位置 zでの流体温度 Tg の時間的変化率 3 TgZ 3 tが、上記移流項の温度変化成分と、上記熱伝達項の温度変化成分とに応じたもの（それらの温度変化成分の総和）になるということを示すものである。

また、式（3— 2) の右辺第 1項は、位置 zでの円管温度 Twと流体温度 Tgとの偏差に応じた円管温度 Twの時間的変化率（単位時間当たりの温度変化量）、すなわち、位置 zでの流体と円管 2 3の管壁との間の熱伝達に伴う円管温度 Twの時間的変化率を表す熱伝達項である。また、式（3— 2) の右辺第 2項は、位置 zでの円管温度 Twと外部の大気温度 TA との偏差に応じた円管温度 Twの時間的変化率（単位時間当たりの温度変化量）、すなわち、位置 zでの円管 2 3の管壁から大気への放熱に応じた円管温度 Twの時間的変化率を表す放熱項である。そして、式（3— 2) は、位置 zでの円管温度 Tw の時間的変化率 3 TwZ d tが、上記熱伝達項の温度変化成分と放熱項の温度変化成分とに応じたもの（それらの温度変化成分の総和）になるということを示すものであ。

これらの式（3— 1)、 (3 - 2) を差分法によって書き改めて整理すると次式（4— 1)， (4 - 2) が得られる。 V" At

Tg(t+At, z)=Tg(t, z) (Tg(t, z)-Tg(t, ζ-Δζ))

厶 z

+a' At'(Tw(t， z)-Tg(t, z)) (4-1)

Tw(t+At, z)=Tw(t, z)+b- At-(Tg(t, z)-Tw(t, z))

(4-2)

+c- At-(TA-Tw(t, z))

これらの式（4— 1 )、 (4 - 2 ) は、位置 z、時刻 tでの流体温度 T g(t，z)及び円管温度 Tw(t，z)と、位置 zの直前（上流側）の位置 ζ-Δζ における時刻 tでの流体温度 Tg(t，z-Az)とが判れば、位置 z における次の時刻 t+At での流体温度 Tg(t+At，z；)、 Tw(t+At，z)を求めることができ、さらにこれらの式を直列的に連立させることで、位置 ζ+Δζ、 ζ+2Δζ、 ……での流体温度 Tg 及び円管温度 Tw を順番に求めることができることを意味する。つまり、各位置 z、 ζ+Δζ、 ζ+2Δζ、 …での Tg、 Tw の初期値（t=0 での初期値）を与えるとともに、円管 2 3の Z軸方向の任意の原点（例えば円管 2 3の入り口）の流体温度 Tg(t，0) を与えれば（ここでは ζ-Δζ=0 とする）、位置 ζ、 ζ+Δζ、 ζ+2Δζ、 … における各時刻 t、 t+At、 t+2At, …での T g、 Twを算出できる。

この場合、位置 zでの流体温度 Tg(t，z)は、所定時間毎に、流速 Vと位置 zでの温度勾配とに応じた温度変化成分（式（4一 1 ) の第 2項が表す温度変化成分）と、位置 zでの流体温度 Tg と円管温度 Tw との偏差に応じた温度変化成分（式（4一 1 ) の第 3項が表す温度変化成分）とを、初期値 Tg(0，z)に累積加算（積分）することにより算出できる。他の位置 ζ+Δζ、 ζ+2Δζ、 …についても同様である。また、位置での円管温度 Tw(t,z)は、所定時間毎に、位置 zでの流体温度 Tg と円管温度 Tw との偏差に応じた温度変化成分（式（4一 2 ) の第 2項が表す温度変化成分）と、位置 zでの円管温度 Tw と大気温度 T_A と偏差に応じた温度変化成分（式（4 - 2) の第 3項が表す温度変化成分）を、初期値 Tw(0，z)に累積加算（積分）することにより算出できる。

そこで、本実施形態では、排気温オブザーバ 1 9は、式（ 4一 1 )、 (4 - 2) のモデル式を基本式として用い、各部分排気通路 3 a〜 3 d における排ガスの温度を次のようにして求める。

まず、部分排気通路 3 a〜 3 dのうち、部分排気通路 3 a, 3 bは、いずれも排気管 6 aを通路形成物として形成されている。そして、本実施形態では、これらの部分排気通路 3 a , 3 bにおける排ガスの温度を推定するために、前記円管 2 3に関して説明した場合と同様に、排ガスの流速と温度勾配（排ガスの流れ方向での温度勾配）とに応じた温度変化と、排ガスと排気管 6 aとの間の熱伝達と、排気管 6 aから大気への放熱とを考慮する。

この場合、部分排気通路 3 aにおける排ガス温度 Tga の推定値は、部分排気通路 3 aにおける排気管 6 aの温度 Twa (以下、排気管温度 Twa という）の推定値と併せて、排気温オブザーバ 1 9の処理のサイクルタイム毎に、次のモデル式（ 5— 1 )、（ 5— 2) により求められる, また、部分排気通路 3 bにおける排ガスの温度 Tgb の推定値は、部分排気通路 3 bにおける排気管温度 Twb の推定値と併せて、排気温ォブザーバ 1 9の処理のサイクルタイム毎に、次のモデル式（ 6 _ 1 )、 ( 6 — 2 ) により求められる。尚、式（ 5— 1 )、（ 5— 2 ) により求められる排ガス温度 Tga及び排気管温度 Twa はより詳しくは、部分排気通路 3 aの下流端近傍における温度の推定値である。同様に、式（ 6— 1 )、 ( 6 - 2 ) により求められる排ガス温度 Tgb及び排気管温度 Twbはより詳しくは、部分排気通路 3 bの下流端近傍における温度の推定値である。 dt

Tga(k+1)=Tga(k)-Vg-— -(Tga(k)-Texg(k))+Aa-dt-(Twa(k)-Tga(k)^

La

…… (5— 1)

Twa(k+1 ) = Twa(k) +Ba-dt- (Tga(k)一 Twa(k)) + Ca■ dt■ (TA(k)— Twa(k))

…… (5-2) dt

Tgb(k+1)=Tgb(k)-Vg-n--(Tgb(k)-Tga(k))+Ab-dt-(Twb(k)-Tgb(k))

Lb

…… (6— 1)

Twb(k+1 ) = Twb(k) + Bb■ dt■ (Tgb(k) - Twb(k)) + Cb■ dt■ (TA(k)— Twb(k))

…… (6— 2)

これらの式（ 5— 1 )、（ 5— 2 )、（ 6— 1 )、 ( 6 - 2 ) 中の dt は、排気温オブザーバ 1 9の処理の周期（サイクルタイム）であり、前記式 (4— 1 )、（4— 2) の A tに相当する。この dt の値はあらかじめ定められている。また、式（ 5— 1 )、（ 6— 1 ) 中の L a， L bはそれぞれ部分排気通路 3 a， 3 bの長さ（固定値）であり、前記式（4 _ 1 ) の Δ ζに相当する。また、式（ 5— 1 )、（ 5— 2 ) 中の A a, B a， C a、並びに式（ 6— 1 )、（ 6— 2 ) 中の Ab， B b， C bは、それぞれ式（4— 1 )、（4一 2) の a， b， cに相当するモデル係数であり、それらの値はあらかじめ実験やシミュレ一ションに基づいて設定（同定）される。また、式（ 5— 1 )、（ 6— 1 ) 中の Vg は排ガスの流速を示すパラメ一夕（これは後述するように求められる）であり、式（4— 1 ) の Vに相当するものである。

ここで、式（ 5 — 1 ) により排ガス温度 Tga の新たな推定値 T ga(k+l)を算出するために必要な排ガス温度 Texg(k) (排気ポート 2における排ガス温度）は、基本的には前記式（ 1 ) により求められた最新値が用いられる。同様に、式（ 6— 1 ) により排ガス温度 Tgb の新たな推定値 Tgb(k+1)を算出するために必要な排ガス温度 Tga(k) (部分排気通路 3 aにおける排ガス温度）は、基本的には前記式（ 5— 1 ) により求められた最新値が用いられる。また、式（ 5— 2 )、（ 6— 2 ) の演算に必要な大気温度 T_A(k)は、図示しない大気温度センサ（これは本実施形態ではエンジン 1に備えらたセンサが代用的に用いられる）により検出された大気温度 T_A の最新値が用いられる。さらに、式（ 5 — 1 )、 ( 6 - 1 ) の演算に必要な流速パラメータ Vg は、本実施形態では，エンジン 1 の回転数 NE 及び吸気圧 PB の最新の検出値から、次式 ( 7 ) により算出された値が用いられる。

NE PB

Vg= …… (7)

NEBASE PBBASE

この式（ 7 ) 中の NEBASE、 PBBASE は、それぞれあらかじめ定めた所定回転数、所定吸気圧であり、それぞれ例えばエンジン 1の最大回転数、 7 6 0 mmHg ( 1 0 1 kPa) に設定されている。この式（ 7 ) により算出される流速パラメ一夕 Vg は排ガスの流速に比例し、また、 Vg≤ lとなる。

尚、排ガス温度 Tga 及び排気管温度 Twa、並びに排ガス温度 Tgb 及び排気管温度 Twb のそれぞれの推定値の初期値 Tga(0)、 Twa(0)、 Tgb(0)、 Twb(O)は、本実施形態では、後述するように、エンジン 1 の運転開始時（エンジン 1の始動時）に前記大気温度センサ（図示省略）により検出された大気温度 T_A、あるいは、機関温度センサ（図示省略）により検出された機関温度 TW (エンジン 1の冷却水温）に設定される。

次に、部分排気通路 3 cは、触媒装置 4の触媒 7を通路形成物として形成された排気通路である。そして、この触媒 7はその排ガス浄化作用 (詳しくは酸化 ·還元反応）によって自己発熱を伴い、その発熱量（単位時間当たりの発熱量）は概ね排ガスの流速に比例する。これは、排ガスの流速が大きい程、単位時間当たりに触媒 7と反応する排ガス成分が多くなるためである。

そこで、本実施形態では、部分排気通路 3 cにおける排ガス温度の推定に関しては、その推定を精度よく行うために、排ガスの流速と温度勾配とに応じた温度変化と、排ガスと触媒装置 4の触媒 7との間の熱伝達と、該触媒 7から大気への放熱とを考慮することに加えて、さらに、該触媒 7の自己発熱を考慮する。

この場合、部分排気通路 3 cにおける排ガス温度 Tgc の推定値は、部分排気通路 3 cを形成する触媒 7の温度 Twc (以下、触媒温度 Twc という）の推定値と併せて、排気温オブザーバ 1 9の処理のサイクルタィム毎に、次のモデル式（ 8— 1 )、（ 8— 2) により求められる。尚、式（ 8— 1 ) により求められる排ガス温度 Tgc及び触媒温度 Twc はより詳しくは、部分排気通路 3 aの下流端（触媒装置 4の出口近傍）における温度の推定値である。

Tgc(k+1)=Tgc(k)-Vg--: ~· (Tgc(k)— Tgb(k))+Ac'dt'(Twc(k)— Tgc(k》

し c

(8-1)

Twc(k+1 ) = Twc(k) + Be■ dt■ (Tgc(k)一 Twc(k))

+ Cc■ dt■ (TA(k)一 Twc(k)) -Dc-dt-Vg

(8-2)

式（ 8— 1 ) 中の L cは部分排気通路 3 cの長さ（固定値）であり前記式（4— 1 ) の Δ ζに相当する。また、式（ 8— 1 )、（ 8— 2 ) 中の A c , B e , C cは、それぞれ式（4— 1 )、 ( 4 - 2 ) の a， b， c に相当するモデル係数であり、それらの値はあらかじめ実験ゃシミュレーシヨンに基づいて設定（同定）される。また、式（ 8— 2 ) の右辺第 4項は、触媒装置 4の触媒 7の自己発熱による触媒 7の温度変化成分 (排気温ォブザ一パ 1 9の処理の 1周期当たりの温度変化量）を示すものであり、流速パラメータ Vg に比例する。そして、この第 4項の D c は、前記 A c〜C c と同様に、その値があらかじめ実験ゃシミュレーシヨンに基づいて設定（同定）されるモデル係数である。従って、式（ 8 — 2 ) は、前記式（4— 2 ) の右辺に、さらに通路形成物（ここでは触媒 7 ) の自己発熱に伴う温度変化成分を付加したものに相当する。

尚、式（ 8— 1 )、（ 8— 2 ) 中の dt、 Vg の意味及びその値は、前記式（ 5— 1 ) 〜（ 6— 2 ) のものと同一である。また、式（ 8— 2) の演算で用いる TA の値は、前記式（ 5— 2 )、（ 6— 2 ) で用いるものと同一である。さらに、排ガス温度 Tgc及び触媒温度 Twcの初期値 T gc(0)、 Twc(O)は、本実施形態では、式（ 5— 1 ) 〜（ 6— 2 ) の場合と同様、エンジン 1の運転開始時における大気温度 T_A の検出値、あるいは機関温度 TWの検出値である。

次に、部分排気通路 3 dは、それを形成する通路形成物が、前記部分排気通路 3 a， 3 bと同様の排気管 6 bである。従って、この部分排気通路 3 dの排気温度 Tgd 及び排気管温度 Twd (より詳しくは部分排気通路 3 dの下流端における温度）は、前記式（ 5— 1 ) 〜（ 6— 2 ) と同様の次のモデル式（ 9— 1 )、（ 9— 2) により求められる。 dt

Tgd(k+1 ) = Tgd(k) - Vg■—■ (Tgd(k)-Tgc(k)) +Ad-dt"(Twd(k)-Tgd(k))

Ld

(9-1)

Twd(k+1 )=Twd(k) +Bd"dt" (Tgd(k) -Twd(k)) + Cd■ dt■ (TA(k)-Twd(k))

……（9一 2) 式（ 9— 1 ) 中の L dは部分排気通路 3 dの長さ（固定値）であり、前記式（4— 1 ) の Δ ζに相当する。また、式（ 9— 1 )、（ 9一 2 ) 中の Ad， B d， C dは、それぞれ式（4— 1 )、（4— 2 ) の a, b , c に相当するモデル係数であり、それらの値はあらかじめ実験ゃシミュレーシヨンに基づいて設定（同定）される。

尚、式（ 9— 1 )、（ 9一 2 ) 中の dt、 Vg の意味及びその値は、前記式（ 5— 1 ) 〜（ 6— 2 ) のものと同一である。また、式（ 9— 2 ) の演算で用いる TA の値は、前記式（ 5— 2 )、（ 6— 2 )、（ 8— 2 ) で用いるものと同一である。さらに、排ガス温度 Tgd 及び触媒温度 Twd の推定値の初期値 Tgd(0)、 Twd(O)は、式（ 5— 1 ) 〜（ 6— 2 ) の場合と同様、エンジン 1の運転開始時における大気温度 T_Aの検出値、あるいは機関温度 TWの検出値である。

以上説明した排気温オブザーバ 1 9の処理によって、各サイクルタイム毎に、エンジン 1の排気ポート 2及び各部分排気通路 3 a〜 3 dの排ガス温度 Texe、 Tga、 Tgb、 Tgc、 Tgd の推定値が上流側から順番に求められる。この場合、最下流側の部分排気通路 3 dの排ガス温度 T gd の推定値は、 0₂センサ 8の配置箇所近傍での排ガスの温度に相当するものとなり、該排ガス温度 Tgd の推定値が〇₂センサ 8の配置箇所近傍での排ガス温度の推定値として得られる。本実施形態では、この排ガス温度 Tgd の推定値が、本発明における排ガス温度データに相当するものである。上記排気温オブザーバ 1 9の推定処理のアルゴリズムをブロック図で表すと、図 6に示すように表される。同図 6では、前記式（ 1 ) のモデル式を排気ポート熱モデル 24、前記式（ 5— 1 ) 及び（ 5— 2 ) のモデル式と、式（ 6— 1 ) 及び（ 6 — 2 ) のモデル式とをそれぞれ CAT 前排気系熱モデル 2 5， 2 6、式（ 8— 1 ) 及び（ 8 - 2 ) のモデル式を CAT 部排気系熱モデル 2 7、式（ 9一 1 ) 及び（ 9— 2 ) のモデル式を CAT 後排気系熱モデル 2 8 と称している。同図示のように、各熱モデル 2 4〜 2 8には、エンジン 1の回転数 NE及び吸気圧 PB の検出値が与えられる。尚、排気ポート熱モデル 2 4に与えられる NE、 PB は、基本排ガス温度 TMAP を求めるためのものであり、排気系熱モデル 2 5〜 2 8に与えられる NE、 PBは、前記流速パラメ一夕 V gの値を求めるためのものである。さらに、排気系熱モデル 2 5〜 2 8には、大気温度 T_Aの検出値が与えられる。そして、 CAT 前排気系熱モデル 2 5 , CAT 前排気系熱モデル 2 6、 CAT 部排気系熱モデル 2 7、 CAT 後排気系熱モデル 2 8には、それぞれの一つ上位側の熱モデル 24， 2 5， 2 6， 2 7の出力としての排ガス温度 Texg、 Tga、 Tgb、 T gc の推定値がそれぞれ与えられ、最終的に CAT 後排気系熱モデル 2 8により、〇₂センサ 8の配置箇所近傍での排ガス温度 Tgd の推定値（排ガス温度データ）が得られる。

尚、本実施形態では、各部分排気通路 3 a〜 3 dの通路形成物（排気管 6 a、触媒装置 4の触媒 7、排気管 6 b) の温度を推定するために、エンジン 1に備えた大気温度センサの検出値を代用するようにしたが、排気通路 3の外方に大気温度センサを別途配置しておき、その大気温度センサの検出値を用いるようにしてもよい。

次に前記素子温オブザーバ 2 0について説明する。素子温オブザーバ 2 0は、本実施形態では、〇₂センサ 8の素子部 1 0とこれに接触する排ガスとの間の熱伝達、素子部 1 0からその内部の空気への放熱、並びに、該素子部 1 0とこれを加熱するセラミックヒー夕 1 3 (以下、単にヒータ 1 3 という）との間の熱伝達を考慮して素子部 1 0の温度 T ₀₂ を所定のサイクルタイムで逐次推定するものである。そして、この推定を行うためにヒータ 1 3の温度 Tht の推定も併せて行うようにしている。この場合、ヒータ 1 3の温度 Tht の推定処理においては、該ヒー夕 1 3と素子部 1 0との間の熱伝達、並びにヒータ 1 3から素子部 1 0 の内部の空気への放熱を考慮すると共に、該ヒ一夕 1 3への電力供給に伴う該ヒ一夕 1 3の発熱を考慮する。このような推定処理を行う素子温オブザーバ 2 0の推定アルゴリズムは以下に説明するように構築されている。

すなわち、素子温オブザーバ 2 0は、 0₂センサ 8の素子部 1 0の温度 T₀₂ (以下、素子温度 Τ ₀₂ という）の推定値と、ヒータ 1 3の温度 Tht (以下、ヒ一夕温度 Tht という）の推定値とを、それぞれ次のモデル式（ 1 0— 1 )、（ 1 0— 2 ) によりそれぞれ所定のサイクルタイムで逐次求める。式（ 1 0— 1 ) は、素子温モデルの式であり、式（ 1 0 — 2 ) はヒータ温モデルの式である。

T02(k+1 ) = T02(k) + Ax · dt■ (Tgd(k) - To2(k))

+ Bx-df (Tht(k) - To2(k)) -Ex-dt- (To2(k) - TA' (k))

……（10— 1)

Tht(k+1 ) = Tht(k) -Cx-df (Tht(k)一 To2(k》

一 Fx■ dt■ (Tht(k)一 TA' (k)) + D x ' dt■ DUT(k)■

NVB^

……（10— 2) 式（ 1 0— 1 ) は、サイクルタイム毎の素子部 1 0の温度変化量が 0₂ センサ 8の配置箇所近傍での排ガス温度 Tgd (前記部分排気通路 3 dの排ガス温度）と素子温度 T₀₂ との偏差に応じた温度変化成分（式 ( 1 0 - 1 ) の右辺第 2項）、すなわち、素子部 1 0とこれに接触する排ガスとの間の熱伝達に伴う温度変化成分と、素子温度 Τ₀₂ とヒータ温度 Tht との偏差に応じた温度変化成分（式（ 1 0— 1 ) の右辺第 3 項）、すなわち、素子部 1 0 とセラミックヒータ 1 3との間の熱伝達に伴う温度変化成分と、素子温度 Τ₀₂ と素子部 1 0の内部の空気の温度 Τ_Α' との偏差に応じた温度変化成分（式（ 1 0 _ 1 ) の右辺第 4項）、すなわち、素子部 1 0からその内部の空気への放熱に伴う温度変化成分とに応じたもの（それらの温度変化成分の総和）になるということを示している。

また、式（ 1 0— 2) は、サイクルタイム毎のヒ一夕 1 3の温度変化量が、素子温度 Τ₀₂ とヒータ温度 Tht との偏差に応じた温度変化成分 (式（ 1 0— 2 ) の右辺第 2項）、すなわち、素子部 1 0 とヒータ 1 3 との間の熱伝達に伴う温度変化成分と、ヒータ温度 Tht と素子部 1 0 の内部の空気の温度 Τ_Α' との偏差に応じた温度変化成分（式（ 1 0— 2 ) の右辺第 3項）、すなわちヒータ 1 3から素子部 1 0の内部の空気への放熱に伴う温度変化成分と、ヒ一夕コントローラ 2 2が後述するように生成するデューティ DUT (より正確には、ヒータコントローラ 2 2 がヒ一夕 1 3 の通電を制御するために実際に用いるデューティ DUT) とバッテリ電圧 VB の 2乗値 VB² との積に応じた温度変化成分 (式（ 1 0— 2 ) の右辺第 4項）、すなわちヒータ 1 3への電力供給による該ヒータ 1 3の発熱に伴う温度変化成分とに応じたもの（それらの温度変化成分の総和）になるということを示している。

尚、式（ 1 0— 1 )、（ 1 0— 2 ) 中の A x， B x , C x , D x , Ex, Fx は、その値があらかじめ実験ゃシミュレ一シヨンに基づいて設定 (同定）されるモデル係数である。また、 dt は素子温オブザーバ 2 0 の処理の周期（サイクルタイム）であり、本実施形態では前述の排気温オブザーバ 1 9の処理のサイクルタイム（前記式（ 5 — 1 ) 〜（ 9 一 2 ) の dt) と同一の値に設定されている。また、式（ 1 0— 2 ) 中の NVB は、バッテリ電圧 VB のあらかじめ定めた基準値（例えば 1 4 V) である。該基準値は、基本的にはバッテリ電圧 VB の標準的な電圧 (通常的に採り得る電圧）で任意に設定すればよい。

ここで、式（ 1 0— 2 ) の右辺第 4項に関して補足説明をしておくと、ヒータ 1 3の PWM制御のデューティを一定とし、また、ヒー夕 1 3の通電抵抗値が一定であるとしたとき、ヒータ 1 3の供給電力は、ヒ一タ 1 3の印加電圧の 2乗に比例し、該印加電圧は、バッテリ電圧 VB に比例する。また、デューティ DUT は、 P WM制御用のパルス電圧の 1周期当たりのヒータ 1 3の通電時間を規定するものである。従って、このデューティ DUT とバッテリ電圧 VB の 2乗値 VB²との積がヒ一夕 1 3 への供給電力に比例するものとなる。そして、バッテリ電圧 VB は、例えば、バッテリの充電用のオルタネー夕の ONZOFF 等によって変動する。そこで、式（ 1 0— 2 ) では、ヒー夕 1 3への電力供給による該ヒ一夕 1 3の発熱に伴う温度変化成分を得るために、デューティ DUT とバッテリ電圧 VBの 2乗値 VB²とを乗算するようにしている。

尚、式（ 1 0— 2) の演算に必要なデューティ DUT(k)は、ヒータコントローラ 2 2がヒータ 1 3の通電制御（PWM制御）を行うために実際に使用したデューティ DUT の最新値が用いられる。また、式（ 1 0 一 1 ), ( 1 0— 2) の演算に必用な素子部 1 0内の空気の温度 T_A' (k) は、本実施形態では、前記大気温度センサにより検出された大気温度 T _A の最新値が代用的に用いられる。従って、本実施形態では T_A' (k) = T_A(k)である。さらに、素子温度 T₀ゥ及びヒータ温度 Tht の推定値の初期値 T ₀₂(0)、 T ht(O)は、本実施形態では、後述するように、ェンジン 1の運転開始時における大気温度 T _A の検出値あるいは機関温度 TW の検出値である。

以上説明したアルゴリズムにより、素子温オブザーバ 2 0は、素子温度 T ₀₂及びヒータ温度 T ht の推定値を逐次算出する。尚、素子温度 T ₀₂ の推定値、ヒー夕温度 T ht の推定値は、それぞれ本発明における素子温度データ、ヒータ温度データに相当するものである。

次に前記ヒータコントローラ 2 2について説明する。ヒータコント口ーラ 2 2は、基本的には、最適予見制御アルゴリズムによりヒータ 1 3 に対する制御入力（操作量）としてのデューティ DUT を逐次生成し、そのディーティ DUT でヒ一夕 1 3への供給電力を制御するものであるこの場合、本実施形態では、素子温度 T ₀₂ とそれに対する目標値との偏差と、その偏差の所定時間毎の変化量（これは偏差の変化速度に相当する）と、ヒー夕温度 T ht の所定時間毎の変化量（これはヒータ温度 T ht の変化速度に相当する）とに着目し、これらをヒ一タコントローラ 2 2の制御対象に係わる状態量として、該制御対象のモデル式を導入している。そして、ヒ一夕コントローラ 2 2のアルゴリズム（最適予見制御アルゴリズム）は以下に説明するように構築されている。尚、本実施形態では、以下に説明する最適予見制御アルゴリズムにより生成するデューティ（制御入力）は、より正確に言えば、バッテリ電圧 VBが前記式（ 1 0— 2 ) に示した基準値 NVB に一定に維持されているとした場合に素子温度 T ₀₂ を目標値に制御するために要求されるデューティである。そこで、以下に説明する最適予見制御アルゴリズムにより生成するデューティを基本デュ一ティ S DUT もしくは基本制御入力 SDUTと称する。

まず、制御対象のモデル式について説明する。素子温度 T ₀₂ 及びヒ —夕温度 Tht の所定時間毎の変化量 Δ Τ₀₂、 Δ Tht に着目すると、これらの変化量 Δ Τ₀₂、 Δ Tht は、それぞれ素子温オブザーバ 2 0に係わる前記モデル式（ 1 0 — 1 )、（ 1 0 — 2 ) に基づいて、次式（ 1 1 — 1 )、（ 1 1— 2 ) 式により与えられる。ここで、式（ 1 1 一 2 ) は、式 ( 1 0 — 2 ) において VB(k)=NVB とし、また、 DUT を SDUTで置き換えた式から導出されている。また、式（ 1 1 — 1 )、（ 1 1 — 2 ) を導出するにあたっては、少なくともヒータコントローラ 2 2の処理の 1サィクルタイム内では、素子部 1 0の内部の温度 Τ_Α' は一定に維持されて変化しない、すなわち、 T_A' fk+l)= ΤΔ' fk)としている。

Δ To2(k+l ) = Δ To2(k) + Ax■ dt · ( Δ Tgd(k)一 Δ To2(k》

+ Bx■ dt■ ( Δ Tht(k)一 Δ T02(k)) -Ex-dt-Δ To2(k)

=(1 -Ax-dt-Bx-dt-Ex-dt)- ATo2(k)

+Ax'dt' ATgd(k)+Bx-df ATht(k)

(11-1)

Δ Tht(k+1 ) = Δ Tht(k)一 Gx■ dt■ ( Δ Tht(k)一 Δ To2(k))

-Fx-dt-Δ Tht(k) + Dx■ dt■厶 SDUT(k)

=0 -Cx-dt-Fx-dt)- ATht(k)+Cx-df ATo2(k)

+Dx-dt"ASDUT(k) (11-2)

尚、これらの式（ 1 1 — 2 )、（ 1 1 — 2 ) において、 Δ Τ ₀₂(k)= T ₀₂(k+l)— T ₀₂(k)、 Δ Τ ht(k)= Τ ht(k+l)— Τ ht(k)、 Δ Τ gd(k)= Τ gd(k+l)— Tgd(k)、 ASDUT(k)=SDUT(k+l)— SDUT(k)である。

次に、素子温度 T₀₂ の目標値（目標温度）を Rとし、それらの間の偏差 e (所定のサイクルタイム毎の偏差。以下、素子温差 eという）を次式（ 1 2 ) により定義する。 e(k)=T02(k)-R(k) …… (12) このとき、この素子温偏差 eのサイクルタイム毎の変化量 Δ e (以下. 素子温偏差変化量△ eという）は、前記式（ 1 1 — 1 )、（ 1 2 ) に基づいて、次式（ 1 3 ) により与えられる。

Δ e(k+1)= Δ T02(k+1 )— Δ R(k+1 )

= (1— Ax-dt— Bx-dt-Ex-dt)- Ae(k)+Ax-dt- ATgd(k)

+ Bx■ dt■△ Tht(k)ー厶 R(k+1 )+(1 -Ax■ dt— Bx■ dt— Ex■ dt) '厶 R(k)

(13)

尚、式（ 1 3 ) において、 Δ e (k)= e (k+1)— e (k)、 Δ R(k)= R (k+l)— R(k)である。また、この式（ 1 3 ) の導出過程においては、 Δ T₀₂=△ e (k)+ Δ R(k)という関係式（これは式（ 1 2 ) に基づく）が用いられている。

さらに、前記式（ 1 1 — 2 ) に、 Δ Τ₀₂= Δ e (k) + Δ R(k)という関係式を適用して整理すると、次式（ 1 4) が得られる。

△ Tht(k+1)=(1— Cx'dt— Fx'dt)' ATht(k)+Cx-df Ae(k)

+ Dx■ dt■△ SDUT(k) + Cx■ dt■△ R(k) (14)

ここで、状態量ベクトル X0(k)= ( e (k)， Δ e (k), A Tht(k))^T を導入すると（Tは転置を意味する）、前記式（ 1 4 )， ( 1 5 ) と、 e (k+l)= e (k) + Δ e (k)という関係式とから、次式（ 1 5 ) が得られる X0(k+1 ) = Φ ' X0(k) + G .△ SDUT(k) + Gd■ Δ Tgd(k) + Gr■ R0(k+1 )

(15)

但し、 XO(k)=(e(k), Ae(k)， ATht(k))^T

R0(k+1)=(AR(k+1), AR(k))^T

G=(0, 0, Dx-dt)^T

Gd=(0, Ax-dt, 0)^T

1 1 0

Φ = 0 1— Ax-dt- Bx-dt- Ex-dt Bx-dt

0 Gx'dt 1— Cx-dt-Fx-dt

0 0

Gr= — 1 1 -Ax-dt-Bx-dt— Ex-dt

0 Gx'dt

尚、式（ 1 5 ) 中の R0、 G、 Gd は、それぞれ同式（ 1 5 ) の但し書きで定義されたべクトルであり、 Φ、 Gr はそれぞれ同式（ 1 5 ) の但し書きで定義された行列である。

この式（ 1 5 ) が、ヒータコント口一ラ 2 2の制御処理に係わる制御対象のモデルの基本式である。

ところで、上述の説明は、ヒ一夕コントローラ 2 2による制御処理の周期を前記排気温オブザーバ 1 9や素子温オブザーバ 2 0の演算処理の周期 dt と同一として行っている。このため式（ 1 5 ) のベクトル G， G d並びに行列 Φ， Grでは、 dtが用いられている。この場合、排気温オブザーバ 1 9や素子温オブザーバ 2 0の演算処理は、温度推定の精度を高めるために、比較的早い周期（例えば 2 0〜 5 0 msec の周期）で行うことが望ましい。しかるに、ヒータコントローラ 2 2の制御処理に関しては、制御入力（デューティ DUT) に対する素子温度の変化の応答速度が比較的遅い（周波数換算で数 H z程度）ため、該制御処理の周期は、排気温オブザーバ 1 9や素子温オブザーバ 2 0の演算処理の周期 dt よりも長くてよい。また、後述する本実施形態の最適予見制御では素子温度 T ₀₂ の目標値 Rの未来値を一定時間分、記憶保持しておく必要があるため、ヒータコントローラ 2 2の制御処理の周期が短いと、目標値 Rに対するメモリの記憶容量が大きくなる。

そこで、本実施形態では、ヒータコントローラ 2 2の制御処理の周期 (サイクルタイム）は、排気温オブザーバ 1 9や素子温オブザーバ 2 0 の演算処理の周期 dt よりも長い値 dtc (例えば 3 0 0〜 5 0 0 msec) に設定している。

このため、本実施形態では、ヒータコントローラ 2 2の制御対象のモデル式は、ヒータコントローラ 2 2の制御処理の周期 dtc を用いて、前記式（ 1 5 ) から次式（ 1 6 ) に書き改められる。

Χ0(η+1 )= Φ - X0(n) + G■ Δ SDUT(n) + Gd■△ Tgd(n) + Gr■ R0(n+1 )

(1 6)

但し、 X0(n)=(e(n), Δβ(η), 厶 Tht(n))^T

R0(n+1)= (厶 R(n+1), A R(n))^T

G=(0, 0， Dx-dtc)^T

Gd=(0, Ax -dtc, 0)^T

1 1 0

Φ = 0 1— Ax -dtc— Bx- dtc— Ex -dtc Bx-dtc

0 Cx-dtc 1— Cx-dtc-Fx-dtc

0 0

Gr= — 1 1—Ax -dtc— Bx-dtc— Ex -dtc

0 Cx-dtc

この式（ 1 6 ) がヒ一夕コントローラ 2 2の制御処理のアルゴリズムで実際に用いる制御対象のモデル式である。ここで、この式（ 1 6 ) 中の nはヒー夕コントローラ 2 2の制御処理の周期 dtc の番数を示すものである。

このモデル式を用いてヒー夕コントローラ 2 2の制御処理のアルゴリズム（最適予見制御のアルゴリズム）は次のように構築されている。前記式（ 1 6 ) のモデル式に対して、素子温度 T₀₂の目標値 Rが Mr ステップ後（ヒー夕コントローラ 2 2の制御処理の周期 dtc の Mr倍の時間後）の未来まで設定されており、また、外乱入力となる排ガス温度 T gd が Md ステツプ後（ヒータコントロ一ラ 2 2の制御処理の周期 dtc の Md 倍の時間後）の未来まで判っているとする。尚、以下の説明では， Mr を目標値予見時間、 Md を排ガス温度予見時間と称する。これらの予見時間 Mr, Md は、ヒータコントローラ 2 2の制御処理の 1周期 dtcを単位として表した整数値である。

このとき、次式（ 1 7 ) の評価関数 J 0 の値を最小化するような制御入力 ASDUT (モデル式（ 1 6 ) における制御入力）を生成するコントローラが最適予見サーポコントロ一ラとなる。

J0=∑[X0 ^τ(η)■ QO■ X0(n) + Δ SDUT^T (n)■ HO■ Δ SDUT(n)]■■■■■■ (17)

n=- +1 ここで、式（ 1 7 ) における Mは、目標値予見時間 Mr、排ガス温度予見時間 Md のうちのいずれか大きい方の値、すなわち、 M = max (M r, Md) である。また、 Q0， HO は、それぞれ状態量ベクトル X 0 の収束性、制御入力 ASDUT のパワー（大きさ）を調整するための重み行列である。この場合、 X0 は 3次のベクトルであるので、 Q0 は 3行 3 列の対角行列である。また、 ASDUT はスカラーであるので、 H0 もスカラーである。尚、本実施形態では、ヒー夕 1 3による電力消費を少なくするために、 Q0 は例えば単位行列（全ての対角成分が「 1」である対角行列）に設定する一方、 H0 は行列 Q0 の対角成分に比して大きな値（例えば 1 0 0 0 ) に設定されている。また、前記目標値予見時間 M r 及び排ガス温度予見時間 Md に関しては、本実施形態では、ヒータコントローラ 2 2の制御処理の周期を 3 0 0〜 5 0 0 msec として、 Mr は、例えば 2 0に設定され、 Mdは例えば 1 0に設定されている。

前記式（ 1 7 ) の評価関数の値を最小化する制御入力 ASDUT は、次式（ 1 8 ) によって与えられる。この場合、本実施形態では、排ガス温度 Tgd に関しては、その Tgd が Md ステップ後の未来まで現在値に維持されるとする。

Mr

△ SDUT(n)=F0'X0(n)+ク [Fr0(i)-R0(n+i)] +Fdt- ATgd(n) (18)

i=1 この式（ 1 8 ) の右辺第 1項の FO は 3次の行ベクトル（Fs0， F e0， FxO)、右辺第 2項（∑の項）の FrO(i) ( i = 1 , 2 , ···, Mr) はそれぞれ 2次の行ベクトル（Fr01(i), Fr02(i))、右辺第 3項の Fdt はスカラーであり、それぞれ、次式（ 1 9一 1 ) 〜（ 1 9一 3 ) により与えられる。

F0≡(Fs0, FeO, FxO)

=—[H0+G^T'P'G]—■ 'G^T'P' D …… (19-1)

FrO(i)三 (Fr01(i), Fr02(i)) (但し、 i=1， 2,■", Mr)

= -[H0+G^T-P-Gr¹ -G^T-( -^T)^H-P-Gr■■■·■· (19-2)

Md _

Fdt=∑{-[H0+G^T-P-Gf¹ -G^T-( *^T)' -P-Gd} ……（19— 3)

i=0 これらの式（ 1 9— 1 ) 〜（ 1 9— 3 ) 中の Pは次式（ 2 0— 1 ) のリカツチの方程式を満たす行列（この場合 3行 3列の行列）であり、 ζ は次式（2 0— 2) により与えられる行列（この場合 3行 3列の行列）である。

P=Q0+ Φ^τ-Ρ-Φ

- "P-G-[HO+G^T -P-G]"¹-G^T 'Ρ'Φ …… (20-1) := +G-F0 (20-2) 尚、式（ 1 9— 1 ) 〜（ 1 9— 3) 並びに式（2 0— 1 )、 ( 2 0 - 2 ) 中の G, Gr, Gd， Φは前記式（ 1 6) の但し書きで定義されたものである。また、 H0， Q0 は前記式（ 1 7) の評価関数 J 0 の重み行列（但し、この場合 Η0はスカラー）である。

ここで、前記式（1 8) の右辺第 2項（∑の項）を FrO、 R0の成分 (前記式（ 1 9一 2) 並びに式（ 1 6) の但し書きを参照）を用いて書き直し、それをさらに整理すると、次式（2 1) が得られる。

Mr Mr

∑[FrO(i)-R0(n+i)] =∑ [Fr(i)■ Δ R(n+i)] ……（21)

i=1 i=0 但し、 2,■■·, Mr- 1

この式（2 1) を式（ 1 8) に代入すると共に、式（ 1 8) の右辺第 1項を F0、 X0 の成分（前記式（ 1 9一 1 ) 並びに式（ 1 6) の但し欝きを参照）を用いて書き直すことにより、前記式（ 1 8) は、次式 (22) により表される。 A SD UT(n) = FsO ' e(n) + FeO■ Δ e(n) + FxO■△ Tht(n)

Mr

+∑[Fr(i)-AR(n+i)] +Fdt'ATgd(n)…… (22)

i=0 このとき、ヒータコントローラ 2 2 が生成すべき基本制御入力 SDUT(n)は、その初期値 SDUT(O)に Δ SDUT(1)、 Δ SDUT(2), ……、 △ SDUT(n)を累積加算したものであるから、上記式（ 2 2 ) により、次式（2 3 ) が得られる。

■ e(n) + FxO , Tht(n)

n+i)] +Fdt-Tgd(n)

一 FeO-e(0)-FxO-Tht(0)

Mr

∑ [Fr(i)-R(0+i)] -FdfTgd(0)+SDUT(0)

i=0

(23) そして、この式（ 2 3 ) の初期値項、すなわち、式（2 3 ) の第 6項 (FeO · e (0)の項）〜第 1 0項（SDUT(O)の項）を全て「 0」とすることで、ヒータコントローラ 2 2 に実際に生成させる基本制御入力 SDUT(n)を算出するための式が次式（ 2 4) の通り得られる。

SDUT(n) =FsO-2. e(j) + FeO ' e(n) + FxO■ Tht(n)

j=1

Mr

+∑ [FKD'R(n+i)】 +Fdt-Tgd(n) …… (24)

i=0 この式（ 2 4) が、ヒー夕コントローラ 2 2によりヒータ 1 3を制御するための基本制御入力 SDUT(n) (基本デューティ）を最適予見制御のアルゴリズムにより逐次算出するための演算式である。この式（ 2 4 ) の第 1項から第 3項まで（∑ e (j)を含む項〜 Tht(n)を含む項まで）は、素子温偏差 eやヒー夕温度 Tht に応じた制御入力成分（フィードバック成分。以下、この成分を最適 F/B 成分 Uopfb と称する）である。より詳しくは、第 1項及び第 2項は、素子温偏差 eに応じた制御入力成分であり、第 3項は、ヒータ温度 Tht に応じた制御入力成分である。また、式（ 2 4) のお辺第 4項（∑ Fr(i) · R(n+i)の項）は目標値 Rに応じた制御入力成分（フィードフォワード成分。以下、この成分を最適目標値 F/F成分 Uopfr と称する）であり、第 5項（Tgd(n)を含む項）は排ガス温度 Tgd (これは制御対象に対して外乱として機能する）に応じた制御入力成分（フィードフォワード成分。以下、この成分を最適外乱 F/F成分 Uopfdを称する）である。

ここで、式（ 2 4) により求められる基本制御入力 SDUT(n) (基本デューティ）は、前述したように、バッテリ電圧 VB が基準値 SVB に一定に維持されている場合に、素子温度 T₀₂ を目標値 Rに制御するために要求される制御入力（デューティ）である。このため、ヒータコントローラ 2 2は、その制御処理のサイクルタイム（周期）毎に式（ 2 4) により算出した基本制御入力 SDUT(n)を、さらに、次式（ 2 5 ) に示す如く、バッテリ電圧 VB の現在値 VB(n)の 2乗値と、前記基準値 NVB の 2乗値との比 NVB²ZVB(n)² によって補正することにより、パッテリ電圧 V B によらずに素子温度 T 0₂を目標値 Rに制御し得る制御入力 DUT(n)を逐次算出する。 NVB²

DUT(n)= -SDUT(n) …… (25)

VB(n)²

そして、ヒー夕コントローラ 2 2は、その制御入力 DUT(n)、すなわちデューティ DUT(n)を所定の範囲内（ 0 %≤DUT(n)≤ 1 0 0 %) に制限した上で、そのデューティ DUT(n)のパルス電圧を図示しないヒ一夕通電回路に付与することにより、ヒ一夕 1 3への供給電力を調整する, 上述のように式（ 2 4) 及び式（ 2 5 ) により制御入力としてのデュ —ティ DUT を求めるヒー夕コントローラ 2 2は、それをブロック線図で表現すると、図 7に示すようになる。

尚、本実施形態では、 Md ステップ後の未来まで排ガス温度 Tgd が現在値に維持されるとしたため、式（ 2 4) の右辺第 5項の Fdt がスカラ一となるが、未来の各ステップでの Tgd を検出もしくは推定可能な場合には、それらの Tgdを使用して制御入力 DUTを求めるようにすることもできる。この場合には、 Fdtは式（ 1 9— 3 ) の { }内の要素 (Md+ 1個の要素）からなるベクトルとなる。より具体的には、現在から Md ステップ後までの排ガス温度 Tgd の時系列データを Tgd(n)， Tgd(n+1), …， Tgd(n+Md)とおいたとき、式（2 4) の右辺第 5項は. 式（ 1 9— 3 ) の { }内の要素（Md+ 1個の要素）からなるベクトルと、排ガス温度 Tgd の時系列データ Tgd(n)， T gd(n+l), …， Τ gd(n+Md)を要素とするベクトルとの内積（スカラー積）で表される。そして、この内積は、 Tgd(n)= T_gd(n+1)=… = Tgd(n+Md)としたときに、式（ 2 4) の右辺第 5項に一致するものとなる。

また、前記式（ 2 4) により基本制御入力 SDUT(n)を求めるために必要な Fs0、 Fe0、 FxO は、前記式（ 1 9— 1 ) に従ってあらかじめ算出された値が用いられる。また、 Fr(i) ( i = 0， 1， …， Mr) は、前記式（ 2 1 ) 及び式（ 1 9一 2) に従ってあらかじめ算出された値が用いられる。また、 Fdt は前記式（ 1 9一 3 ) に従ってあらかじめ算出された値が用いられる。尚、これらの係数 FsO、 FeO、 FxO、 F r(i), Fdt の値は必ずしも定義式通りの値を用いる必要ななく、シミュレ一シヨンや実験を通じて適宜調整するようにしてもよい。さらには、素子温度やヒータ温度等に応じて変更するようにしてもよい。

また、式（ 2 4) の演算に必要なヒータ温度 Tht 及び排ガス温度 T gd は、それぞれ、前記素子温ォブザ一パ 2 0により求められたヒータ温度 Tht の推定値の最新値、前記排気温オブザーバ 2 1により求められた排ガス温度 Tgdの推定値の最新値が用いられる。

さらに、式（ 24) の演算に必要な素子温偏差 eは、前記素子温ォブザーバ 2 0 により求められた素子温度 T₀₂ の推定値の最新値と、前記目標値設定手段 2 1により前記目標値予見時間 Mr 前のサイクルタイムで設定された目標値 Rとから算出される。

ここで、前記目標値設定手段 2 1は、基本的には、 0₂センサ 8の出力特性が安定に良好なものとなる 7 5 0 °C以上の温度（本実施形態では例えば 8 0 0 °C) を、ヒータコントローラ 2 2の処理のサイクルタイム (周期）と同じサイクルタイムで素子部 1 0の温度の目標値 Rとして設定するようにしている。この場合、該目標値設定手段 2 1は、ヒータコントローラ 2 2による処理を前述の最適予見制御のアルゴリズムにより行うために、各サイクルタイムで設定する目標値 Rを、現在のサイクルタイムから前記目標値予見時間 Mr後の目標値 R(n+Mr)として設定し、それを該目標値予見時間 Mr の時間分、時系列的に記憶保持するようにしている。つまり、 Mr+1 個の目標値 R(n)， R(n + 1), ···, R(n + Mr) が逐次更新されつつ記憶保持される。そして、式（2 4) の演算に必要な素子温偏差 eを求めるために使用する目標値 Rは、目標値予見時間 M r 前のサイクルタイムで目標値設定手段 2 1が上記のように設定して記憶保持した値 R(n)である。また、上記のように記憶保持された目標値 R(n)， R(n+1), …， R(n + Mr)が、前記式（24) の第 4項（R(n+i) を含む∑の項）の値を求めるために使用される。

尚、エンジン 1の運転開始時から、素子温度 T₀₂ の目標値 Rを 8 0 のような高温に設定すると、エンジン 1の運転開始時に〇₂センサ 8の素子部 1 0に水分等が付着していたような場合には、該素子部 1 0 が急激な加熱に伴う応力で損傷する虞れがある。このため、本実施形態では、目標値設定手段 2 1は、エンジン 1の運転開始後、所定時間（例えば 1 5秒）が経過するまでは、素子温度 Τ ₀₂ の目標値 Rを 7 5 0 °C よりも低い温度、例えば 60 0 に設定するようにしている。また、本実施形態では、エンジン 1の運転開始後、所定時間が経過した後であつても、大気温度 Τ_Αが低い場合（例えば T_A<0°C) には、ヒータ 1 3 の過熱を避けるために、素子温度 T₀₂ の目標値 Rを、通常的な目標値 ( 8 0 0で）よりも若干低い温度（ 7 50 °C≤ R < 8 0 0 °C) に設定するようにしている。

次に、本実施形態の装置、特に前記センサ温度制御手段 1 8の全体的な処理を説明する。

まず、エンジン 1の運転開始時（始動時）において、センサ温度制御手段 1 8は、前記排ガス温度 Texg， Tga, Tgb, Tgc, Tgd、排気管温度 Twa, Twb, Twd、触媒温度 Twc、素子温度 T₀₂、及びヒータ温度 Tht のそれぞれの推定値の初期値 Texg(0)， Tga(O), Tgb(O), Tgc(O), Tgd(O), Twa(O), Twb(O), Twd(O), TO2(0)， Tht(O)を次のように設定する。すなわち、本実施形態では、エンジン 1の運転停止中にその停止時間を計時するようにしており、センサ温度制御手段 1 8は、エンジン 1の始動時にその直前の停止時間が所定時間（例えば 2 時間）を超えているか否かを判断する。そして、停止時間 >所定時間であるときには、排気通路 3の内部やその管壁の温度がほぼ大気温度と同等になっていると考えられるので、センサ温度制御手段 1 8は、上記初期値 Texg(0)， Tga(O), Tgb(0), Tgc(O), Tgd(O), Twa(O), T wb(0)， Twd(O), T₀₂(0)， Tht(0)を、エンジン 1の始動時における大気温度 T_Aの検出値に設定する。また、停止時間≤所定時間である場合には、排気通路 3の内部やその管壁の温度は、前回のエンジン 1の運転停止後の余熱によって、大気温度よりもエンジン 1の機関温度 TW (冷却水温）に近い温度になっていると考えられるので、センサ温度制御手段 1 8は、上記初期値 Texg(0)， Tga(0), Tgb(O), Tgc(0), Tgd(0), Twa(0), Twb(0), Twd(0), T02(0), Tht(0)を、エンジン 1の始動時における機関温度 TWの検出値に設定する。これにより、それらの初期値が実際の温度に近い温度に設定される。

そして、エンジン 1が始動され、その運転が開始すると、センサ温度制御手段 1 8は、図 8のフローチャートに示すメインルーチン処理を所定のサイクルタイムで実行する。尚、このメインルーチンの実行周期は、前記排気温オブザーバ 1 9、素子温オブザーバ 2 0の処理の周期 dt よりも短く、従って、目標値設定手段 2 1及びヒ一タコントロ一ラ 2 2の処理の周期 dtcよりも短い。

センサ温度制御手段 1 8は、まず、エンジン 1の回転数 NE、吸気圧 PB、大気温度 T_A、及びバッテリ電圧 VB の検出値を取得し（S TE P 1 )、さらに前記目標値設定手段 2 1及びヒ一夕コントローラ 2 2の処理の 1周期分の時間 dtc をカウントするためのカウントダウンタイマ COPC の値を判断する（ S T E P 2 )。このカウントダウンタイマ COPCの値は、エンジン 1の始動時に「 0」に初期化されている。

そして、センサ温度制御手段 1 8は、 COPC= 0である場合には、目標値設定手段 2 1及びヒータコントローラ 2 2の制御処理の周期 dtc に相当する夕イマ設定時間 TMl を COPCの値として新たに設定した後 (S TE P 3 )、 0₂センサ 8の素子温度 T ₀₂ の目標値 Rを設定する処理と、ヒ一夕 1 3のデューティ DUT を算出処理とを、それぞれ前記目標値設定手段 2 1及びヒータコントローラ 2 2により順次実行する（S T E P 4, 5 )。また、 S T E P 2で COPC≠ 0である場合には、センサ温度制御手段 1 8は、 S TE P 5で COPC の値をカウントダウンし、 S T E P 4, 5の処理を省略する。従って、 S TE P 4 , 5の処理は、上記タイマ設定時間 TM1 により規定される周期 dtc で実行されることとなる。

上記 S TE P 4, 5の処理は、より具体的には次のように行われる。まず、目標値設定手段 2 1による S T E P 4の処理は、図 9のフローチャ一トに示すように実行される。

目標値設定手段 2 1による S TE P 4の処理では、まず、エンジン 1 の始動後の経過時間を表すパラメ一夕 TSH の値があらかじめ定めた所定値 XTM (例えば 1 5秒）と比較される（S TE P 4— 1 )。このとき、 TSH≤XTM である場合、すなわち、エンジン 1の運転開始直後の状態である場合には、目標値設定手段 2 1は、前述のように〇₂センサ 8の素子部 1 0の損傷を防止するために、素子温度 T ₀₂ の目標値 Rを低温側の温度（例えば 6 0 0 に設定する（S T E P 4— 2 )。尚、ここで設定する目標値 Rはより詳しくは、現在から目標値予見時間 Mr 後の目標値 R(n + Mr)である。

また、 S TE P 4— 1で TSH>XTM である場合には、目標値設定手段 2 1は、大気温度 T_A の現在の検出値（図 8の S T P E 1で取得されたもの）から、あらかじめ定められたデータテーブルに基づいて素子温度 T₀ゥの目標値 Rを設定する（S TE P 4— 3 )。ここで設定される目標値 Rは、大気温度 T_Aが常温程度（例えば T_A≥ 0 °C) である場合には、基本的には 7 5 0 以上の所定値（本実施形態では 8 0 0 °C) である。但し、寒冷地でのエンジン 1の運転時等、大気温度 T_Aが低いとき (例えば T_Aく 0 °C) には、素子温度 T₀₂ の目標値 Rが 8 0 0 °Cのような高温であると、ヒータ 1 3の温度が過剰に高温になりやすい。そして，本実施形態では、後述するヒ一夕 1 3の過熱防止処理によって、ヒー夕 1 3の温度が過剰に高温になると、該ヒ一夕 1 3の故障を避けるために該ヒータ 1 3への通電は強制的に中止される。そこで、本実施形態では， S T E P 4— 3では、大気温度 T_A が低い場合（例えば T_A< 0 °C) には、素子温度 T₀₂ の目標値 Rを通常の場合よりも多少低い値（例えば 7 5 0 t ≤ R< 8 0 0 °Cとなる値）に設定するようにしている。

尚、この S T E P 4 _ 3で設定される目標値 Rは、 S TE P 4— 2で設定される目標値 Rと同様、より詳しくは、現在から目標値予見時間 M r後の目標値 R(n + Mr)である。

上記のように S T E P 4— 2又は 4 _ 3で目標値 R ( = R(n + Mr)) を新たに設定した後、目標値設定手段 2 1は、該目標値 Rを目標値予見時間 Mr の期間分、記憶保持するための Mr+ 1個のバッファ RBF(0)， RBF(l), ……， RBF(Mr)の値を S T E P 4— 4、 4一 5で更新する。これにより、 S T E P 4の処理が終了する。

この場合、 S T E P 4— 4では、 Mr個のバッファ RBF(j) ( j = 0 , 1， …， Mr- 1 ) に対して順番に、 RBF(j)の値を RBF(j + 1)の現在値に更新する処理が実行される。尚、バッファ RBF(O)に今まで保持されていた値は消去される。また、 S TE P 4— 5では、前記 S TE P 4— 2 又は 4— 3で新たに設定された目標値に、ノッファ RBF(Mr)の値が更新される。このように更新されるバッファ RBF(0)， RBF(l), ,

RBF(Mr)の値は、それぞれ、前記式（ 2 4) の第 4項の R(n)， R(n+1), ， R (n + Mr)に相当するものとなる。尚、ノッファ RBF(0)，

RBF(l), ……， RBF(Mr)の値は、エンジン 1の始動時に所定の値（例えば S TE P 4— 2で設定する目標値）に初期化されている。

次に、ヒ一タコントローラ 2 2による前記 S TE P 5の処理は、図 1 0のフローチャートに示すように実行される。この S TE P 5の処理では、まず、前記素子温度 T₀₂ の推定値の現在値 T₀₂(n)と、前記バッファ RBF(O) (=R(n))、すなわち、目標値予見時間 Mr 前に目標値設定手段 2 1 により設定された目標値 Rとからそれらの間の素子温偏差 e (n)=T02(n)— RBF(O)を算出する（S TE P 5— 1 )。

次いで、ヒータコントローラ 2 2は、フラグ F/A， F/B の値を判断する (S TE P 5— 2)。ここで、フラグ F/Aはデューティ DUT の後述するリミツト処理において値が " 0 "、 " 1 " に設定されるフラグであり、 F/A= lは、デュ一ティ DUT があらかじめ定めた所定の上限値あるいは下限値に強制的に制限されている状態を意味し、 F/A= 0はこのようなデューティ DUT の値の制限がなされていない状態（上限値 > DUT>下限値）を意味する。また、フラグ F/B は、後述するヒータ 1 3の過熱防止処理によりヒ一夕 1 3への通電が強制的に遮断されている状態で " 1 " に設定されるフラグである。尚、フラグ F/A， F/B の値の初期値は、 " 0 " である。

S T E P 5— 2の判断で、 F/A = F/B= 0である場合には、ヒータコントローラ 2 2は、前記式（ 2 4) の第 1項の∑ e (j)の現在値に S T E P 5 - 1で新たに算出した偏差 e (n)を加算する（S T E P 5— 3 )。これにより、偏差 e (n)がヒータコントローラ 2 2の処理のサイクル夕ィム dtc 毎に累積加算（積分）したものが求められる。尚、 ∑ e (j)の初期値は " 0 " である。

また、 S TE P 5— 2の判断で、 F/A= l又は F/B= lである場合には、デューティ DUT の現在値が通常的な正常値でないので、ヒー夕コントローラ 2 2は、 S TE P 5— 4の処理を省略して次の S TE P 5— 4に進み、 ∑ e (j)の値を現在値に保持する。

次いで、ヒ一夕コントローラ 2 2は、 S T E P 5— 1で求めた素子温偏差 e (n)の現在値（最新値）やその累積加算値∑ e (j)の現在値等を用いて、前記式（ 2 4) 及び式（ 2 5 ) の演算を行って、ヒー夕 1 3に対する制御入力である DUT の今回値 DUT(n)を算出する（S TE P 5— 4)。すなわち、 S T E P 5— 1で求めた偏差 e (n)の現在値と、その累積加算値∑ e (j)の現在値と、ヒータ温度 Tht の推定値の現在値 Tht(n) と、前記バッファ RBF(O), RBF(1)，， RBF(Mr)の現在値（= R

(n)， R(n + 1), ， R(n+Mr)) と、排ガス温度 Tgd (0₂センサ 8の配置箇所での排ガス温度）の推定値の現在値 Tgd(n)と、あらかじめ定められた係数 FsO， FeO, Fx0， F r(i) ( i = 0 , 1， ……， Mr)， F dt の値とから、前記式（ 2 4) により、基本デューティ SDUT(n)を算出する。さらに、この基本デューティ SDUT(n)を、バッテリ電圧 VB の現在値（図 8の S T E P 1で取得した最新値）を用いて、式（ 2 5 ) により補正することによりデューティ DUT(n)を算出する。尚、ェンジン 1の始動後、最初に S TE P 5— 4の処理を行う際（前記排気温ォブザーバ 1 9及び素子温オブザーバ 2 0の処理が未だ実行されていない段階）に必用となるヒータ温度 Tht の推定値の初期値 Tht(0)と排ガス温度 Tgd の推定値の初期値 Tgd(0)とは、前述の通り、エンジン 1の運転開始時（始動時）の大気温度 T_Aあるいは機関温度 TW に設定されている。そして、それらの初期値 Tht(0), Tgd(0)が式（ 2 4) の演算に用いられる。また、両オブザーバ 1 9， 2 0の処理が実行された後には、それらのオブザーバ 1 9 , 2 0がそれぞれの処理で求めた推定値の最新値が式（ 2 4) の演算に用いられる。次いで、ヒータコントローラ 2 2は、 S T E P 5— 4で算出したデュ一ティ DUT(n)のリミット処理を S T E P 5 — 5〜5 — 1 1で実行する _t すなわち、デューティ DUT(n)が所定の下限値（例えば 0 %) よりも小さいか否かを判断し（S T E P 5— 5)、 DUT(n)<下限値である場合には、 DUT(n)の値を強制的にその "下限値" に設定し直す（S T E P 5 一 6 )。そして、このとき、前記フラグ F/A ( S T E P 5 - 2で使用するフラグ）の値を " 1 " に設定する（ S T E P 5— 7 )。

また、 DUT(n)≥下限値である場合には、さらに、デューティ DUT(n) が所定の上限値（例えば 1 0 0 %) よりも大きいか否かを判断する（S T E P 5 — 8 )。このとき DUT(n)>上限値である場合には、 DUT(n)の値を強制的にその "上限値" に設定し直す（S T E P 5 — 9 )。また、このとき、前記フラグ F/Aの値を " 1 " に設定する（ S T E P 5 — 1 0 )。尚、下限値≤DUT(n)≤上限値である場合には、 DUT(n)の値は維持され、前記フラグ F/Aの値は " 0 " に設定される（ S T E P 5 — 1 1 )。以上によりヒー夕コントローラ 2 2による S T E P 5の処理は終了する。

図 8のメインルーチンの処理に戻って、センサ温度制御手段 1 8は、次に、 S T E P 7〜 1 3に示す処理を実行する。この処理は、ヒータ 1 3の過熱防止のための処理であり、まず、 S T E P 7において、ヒータ温度 Tht の推定値の現在値（最新値）があらかじめ定められた所定の上限値 THTLMT (例えば 9 3 0 V) 以上であるか否かが判断される。この場合、本実施形態では、基本的には、 Tht≥THTLMT となった場合に、ヒ一夕 1 3の損傷等を防止するために、該ヒータ 1 3への通電を強制的に遮断する。但し、外乱等の影響で、 Tht の推定値の値が一時的に上記上限値 THTLMT 以上に上昇することも考えられる。そこで、本実施形態では、 Tht≥THTLMT となる状態が所定時間' （例えば 3秒以下、ヒー夕 OFF 遅延時間という）以上、継続した場合に、ヒー夕 1 3の通電を遮断することとする。

このため、前記 S T E P 7で、 Tht<THTLMT である場合には、センサ温度制御手段 1 8は、上記ヒー夕 OFF 遅延時間を計時するためのカウントダウン夕イマ TMHTOFF の値を上記ヒー夕 OFF 遅延時間に相当する所定値 TM2 に設定しておく（S T E P 8 )。そして、この場合には、ヒー夕 1 3の通電は遮断しないので、センサ温度制御手段 1 8は, 前述したフラグ F/B (図 1 0の S T E P 5— 2で使用するフラグ）の値を " 0 " に設定する（S T E P 9 )₀

一方、 S T E P 7で Tht≥THTLMT である場合には、センサ温度制御手段 1 8は、カウントダウン夕イマ TMHTOFF の値を " 1 " だけ力ゥントダウンした後（S T E P 1 0 )、さらに、このカウントダウンタィマ TMHTOFF の値が " 0 " になったか否か、すなわち、 T ht≥ THTLMT の状態のまま、前記ヒータ OFF 遅延時間 TM2 が経過したか否かを判断する（S TE P 1 1 )。

このとき TMHT0FF≠ 0である場合には、前記 S T E P 9でフラグ F/B の値を " 0 " に設定する。また、 TMHT0FF= 0である場合には、デューティ DUT のの現在値を強制的に " 0 " に設定し直し（S TE P 1 2 )、さらに、フラグ F/B の値を " 1 " に設定する（S TE P 1 3 ), 尚、 S T E P 9でフラグ F/B の値が " 0 " に設定された場合には、センサ温度制御手段 1 8は、デュ一ティ DUT の現在値（前記 S T E P 5の処理で算出された最新値）に従ってパルス電圧を図示しないヒー夕通電回路に付与し、該デューティ DUT に応じた電力で該ヒ一夕 1 3に通電させる。また、 S T E P 1 8でフラグ F/B の値が " 1 " に設定された場合には、センサ温度制御手段 1 8は、ヒータ 1 3の通電回路にパルス電圧を付与せず、これにより、該ヒータ 1 3への通電を遮断する。上述のようにして S T E Pマ〜 S TE P 1 3に係わる処理（ヒータ 1 3の過熱防止処理）を実行した後、センサ温度制御手段 1 8は、次に、前記排気温オブザーバ 1 9及び素子温オブザーバ 2 0の処理の 1周期分の時間 dt をカウントするためのカウントダウンタイマ COBS の値を判断する（S TE P 1 4 )。このカウントダウンタイマ COBS の値は、ェンジン 1の始動時に「 0」に初期化されている。

そして、センサ温度制御手段 1 8は、 COBS= 0である場合には、排気温オブザーバ 1 9及び素子温オブザーバ 2 0の処理の周期 dt に相当する夕イマ設定時間 TM3 (これは S TE P 3の TM1 よりも短い）を COBS の値として新たに設定した後（S T E P 1 5 )、排ガス温度 Tgd (0₂センサ 8の配置箇所近傍の排ガス温度）を推定する処理と、素子温度 T₀₂ を推定する処理（ヒータ温度 Tht の推定処理を含む）とをそれぞれ、排気温オブザーバ 1 9及び素子温オブザーバ 2 0により実行する（S TE P 1 6 )。また、 S TE P 1 4で COBS≠ 0である場合には, センサ温度制御手段 1 8は、 S T E P 1 7で C0BC の値をカウントダゥンし、 S TE P 1 5 , 1 6の処理を省略する。従って、 S TE P 1 6 の処理は、上記タイマ設定時間 TM3 により規定される周期 dt で実行されることとなる。以上説明した処理が図 8のメインルーチンの処理である。

上記 S T E P 1 6の処理は、より具体的には、図 1 1のフローチヤ一卜に示すように行われる。すなわち、センサ温度制御手段 1 8は、まず. 排気温オブザーバ 1 9により、 S T E P 1 6— ：！〜 S TE P 1 6— 6の処理を順次実行し、 0₂ センサ 8の配置箇所近傍での排ガス温度 Tgd の推定値を求める。 S T E P 1 6— 1では、エンジン 1の回転数 NE及び吸気圧 PB の現在の検出値（前記 S TE P 1で取得された最新値）を用いて前記式（ 7 ) により流速パラメ一夕 Vg が求められる。尚、この流速パラメ一夕 Vg の値は、エンジン 1の過回転等により前記式（ 7 ) の算出結果が " 1 " を越えたような場合には、強制的に Vg= l に設定される。

次いで、排気温オブザーバ 1 9は、前記式（ 1 ) に基づいてエンジン 1の排気ポート 2での排ガス温度 Texg の推定値を算出する（S T E P 1 6 - 2 )„ すなわち、エンジン 1の回転数 NE 及び吸気圧 PB の現在の検出値から所定のマップにより基本排ガス温度 TMAP(NE， PB)を求め、さらに、この TMAP(NE， PB)と、排ガス温度 Texg の推定値の現在値 Texg(k-l) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 2で求められた値）と、あらかじめ定められた係数 Ktex の値とを用いて前記式（ 1 ) の右辺の演算を行う。これにより、排ガス温度 Texg の新たな推定値 Texg(k)が算出される。尚、本実施形態では、エンジン 1のアイドリング運転時と、フユエルカット中においては、式（ 1 ) の演算に用いる基本排ガス温度 TMAP を、それぞれの運転状態に対応してあらかじめ定めた所定値に設定するようにしている。また、排ガス温度 Texg の推定値は、前述のようにエンジン 1の運転開始時（始動時）に、その時に検出された大気温度 T_A又は機関温度 TW が初期値 Texg(O)として設定されており、エンジン 1の運転開始後、初めて式（ 1 ) の演算を行うときには、その初期値 Texg(O)が Texg(k-l)の値として用いられる。次いで、排気温オブザーバ 1 9は、前記式（ 5— 1 )、（ 5 - 2 ) に基づいて前記部分排気通路 3 aでの排ガス温度 Tga の推定値及び排気管温度 Twa の推定値を算出する（S T E P 1 6— 3 )。すなわち、排ガス温度 Tga の推定値の現在値 Tga(k) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 - 3で求められた最新値）と、排気管温度 Twa の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 3で求められた最新値）と、前記 S T E P 1 6— 2で先に算出した排ガス温度 Texg の推定値の現在値と、前記 S TE P 1 6— 1で算出した流速パラメ一夕 Vg の現在値と、あらかじめ定められたモデル係数 A aの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 5— 1 ) の右辺の演算を行うことで、排ガス温度 Tga の新たな推定値 Tga(k+1)を求める。

さらに、排ガス温度 Tga の推定値の現在値 Tga(k) (前回のサイクルタイムにおける S TE P 1 6 - 3で求められた最新値）と、排気管温度 Twa の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 — 3で求められた最新値）と、あらかじめ定められたモデル係数 B a， C aの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 5— 2 ) の右辺の演算を行うことで、排気管温度 Twa の新たな推定値 Twa(k+1)を求める。

尚、排ガス温度 Tga及び排気管温度 Twa の推定値は、前述のようにエンジン 1の運転開始時（始動時）に、その時に検出された大気温度 T A又は機関温度 TWがそれぞれの初期値 Tga(0)， Twa(O)として設定されており、エンジン 1の運転開始後、初めて式（ 5— 1 )，（ 5— 2 ) の演算を行うときには、.それらの初期値 Tga(0)， Twa(O)がそれぞれ T ga(k-l), Twa(k-l)の値として用いられる。

次いで、排気温オブザーバ 1 9は、前記式（ 6— 1 )、（ 6— 2 ) に基づいて前記部分排気通路 3 bでの排ガス温度 Tgb の推定値及び排気管温度 Twb の推定値を算出する（S T E P 1 6— 4)。すなわち、排ガス温度 Tgb の推定値の現在値 Tgb(k) (前回のサイクルタイムにおける S TE P 1 6 - 4で求められた最新値）と、排気管温度 Twb の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 - 4で求められた最新値）と、前記 S T E P 1 6— 3で先に算出した排ガス温度 Tga の推定値の現在値と、前記 S TE P 1 6— 1で算出した流速パラメ一夕 Vg の現在値と、あらかじめ定められたモデル係数 A bの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 6— 1 ) の右辺の演算を行うことで、排ガス温度 Tgb の新たな推定値 Tgb(k+1)を求める。

さらに、排ガス温度 Tgb の推定値の現在値 Tgb(k) (前回のサイクルタイムにおける S TE P 1 6— 4で求められた最新値）と、排気管温度 Twb の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 — 4で求められた最新値）と、あらかじめ定められたモデル係数 B b， C bの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 6 _ 2) の右辺の演算を行うことで、排気管温度 Twb の新たな推定値 Twb(k+1)を求める。

尚、排ガス温度 Tgb及び排気管温度 Twbの推定値は、前述のようにエンジン 1の運転開始時（始動時）に、その時に検出された大気温度 T _A又は機関温度 TWがそれぞれの初期値 Tgb(0)， Twb(O)として設定されており、エンジン 1の運転開始後、初めて式（ 6— 1 )，（ 6— 2 ) の演算を行うときには、それらの初期値 Tgb(0)， Twb(O)がそれぞれ T gb(k-l), Twb(k-l)の値として用いられる。

次いで、排気温オブザーバ 1 9は、前記式（ 8— 1 )、 ( 8 - 2 ) に基づいて前記部分排気通路 3 cでの排ガス温度 Tgc の推定値及び触媒温度 Twcの推定値を算出する（3丁£ ? 1 6— 5 )。すなゎち、排ガス温度 Tgc の推定値の現在値 Tgc(k) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 - 5で求められた最新値）と、触媒温度 Twc の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 5で求められた最新値）と、前記 S T E P 1 6— 4で先に算出した排ガス温度 Tgb の推定値の現在値と、前記 S TE P 1 6— 1で算出した流速パラメ一夕 Vg の現在値と、あらかじめ定められたモデル係数 A cの値及び排気温ォブザ —バ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 8— 1 ) の右辺の演算を行うことで、排ガス温度 Tgcの新たな推定値 Tgc(k+1)を求める。さらに、排ガス温度 Tgc の推定値の現在値 Tgc(k) (前回のサイクルタイムにおける S TE P 1 6— 5で求められた最新値）と、触媒温度 T wc の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 5で求められた最新値）と、前記 S T E P 1 6— 1で算出した流速パラメ一夕 Vg の現在値と、あらかじめ定められたモデル係数 B c， C c , D cの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 8— 2 ) の右辺の演算を行うことで、触媒温度 Twc の新たな推定値 Twc(k+1)を求める。

尚、排ガス温度 Tgc及び触媒温度 Twc の推定値は、前述のようにェンジン 1の運転開始時（始動時）に、その時に検出された大気温度 T_A 又は機関温度 TWがそれぞれの初期値 Tgc(0)， Twc(O)として設定されており、エンジン 1の運転開始後、初めて式（ 8— 1 ), ( 8— 2 ) の演算を行うときには、それらの初期値 Tgc(0)， Twc(O)がそれぞれ T gc(k-l), Twc(k-l)の値として用いられる。

次いで、排気温オブザーバ 1 9は、前記式（ 9一 1 )、 ( 9 - 2 ) に基づいて前記部分排気通路 3 dでの（〇₂センサ 8の配置箇所近傍での）排ガス温度 Tgdの推定値及び排気管温度 Twdの推定値を算出する（S T E P 1 6 — 6 )。すなわち、排ガス温度 Tgd の推定値の現在値 T gd(k) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 6で求められた最新値）と、排気管温度 Twd の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S TE P 1 6— 6で求められた最新値）と、前記 S T E P 1 6— 5で先に算出した排ガス温度 Tgc の推定値の現在値と、前記 S T E P 1 6— 1で算出した流速パラメ一夕 Vg の現在値と、あらかじめ定められたモデル係数 A dの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 9— 1 ) の右辺の演算を行うことで、排ガス温度 Tgdの新たな推定値 Tgd(k+1)を求める。

さらに、排ガス温度 Tgd の推定値の現在値 Tgd(k) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 6で求められた最新値）と、排気管温度 Twd の推定値の現在値（前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 一 6で求められた最新値）と、あらかじめ定められたモデル係数 B d， C dの値及び排気温オブザーバ 1 9の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 9— 2 ) の右辺の演算を行うことで、排気管温度 Twd の新たな推定値 Twd(k+1)を求める。

尚、排ガス温度 Tgd及び排気管温度 Twdの推定値は、前述のようにエンジン 1の運転開始時（始動時）に、その時に検出された大気温度 T A又は機関温度 TWがそれぞれの初期値 Tgd(0)， Twd(O)として設定されており、エンジン 1の運転開始後、初めて式（ 9— 1 ), ( 9— 2 ) の演算を行うときには、それらの初期値 Tgd(0)， Twd(O)がそれぞれ T gd(k-l), Twd(k-l)の値として用いられる。

次に、センサ温度制御手段 1 8は、素子温オブザーバ 2 0により、 S T E P 1 6— 7の処理を実行し、 0₂センサ 8の素子温度 T 02 及ぴヒ一夕温度 Tht の推定値を前記式（ 1 0— 1 )、（ 1 0— 2 ) に基づいて求める。すなわち、素子温度 T02 の推定値の現在値 T02(k) (前回のサイクルタイムにおける S TE P 1 6— 7で求められた最新値）と、ヒ一夕温度 Tht の推定値の現在値 Tht(k) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6— 7で求められた最新値）と、前記 S TE P 1 6— 6で先に算出された排ガス温度 Tgd の推定値の現在値 Tgd(k)と、素子部 1 0の内部の空気の温度 Τ_Α' としての大気温度 Τ_Α の検出値の現在値 Τ A(k) (図 8の S Τ Ε Ρ 1で取得した最新値）と、あらかじめ定められたモデル係数 A x, B Xの値及び素子温オブザーバ 2 0の処理の周期 dt (=排気温オブザーバ 1 9の処理の周期）の値とを用いて前記式（ 1 0 — 1 ) の右辺の演算を行うことで、素子温度 T₀₂ の新たな推定値 T ₀₂(k+l)を求める。

さらに、素子温度 T₀₂ の推定値の現在値 T₀₂(k) (前回のサイクル夕ィムにおける S TE P 1 6— 7で求められた最新値）と、ヒ一夕温度 T ht の推定値の現在値 Tht(k) (前回のサイクルタイムにおける S T E P 1 6 - 7で求められた最新値）と、素子部 1 0の内部の空気の温度 T A' としての大気温度 T A の検出値の現在値 T_A(k) (図 8の S T E P 1で取得した最新値）と、デューティ DUT の現在値 DUT(k)と、あらかじめ定められたモデル係数 C x， D Xの値及び素子温オブザーバ 2 0の処理の周期 dt の値とを用いて前記式（ 1 0— 2 ) の右辺の演算を行うことで、ヒータ温度 Thtの新たな推定値 Tht(k+1)を求める。

尚、素子温度 T₀₂及びヒータ温度 Tht の推定値は、前述のようにェンジン 1の運転開始時（始動時）に、その時に検出された大気温度 T_A 又は機関温度 TW がそれぞれの初期値 T₀₂(0)， Tht(O)として設定されており、エンジン 1の運転開始後、初めて式（ 1 0— 1 )，（ 1 0— 2 ) の演算を行うときには、それらの初期値 T₀₂(0)， Tht(O)がそれぞれ Τ ₀₂(k-l)， Tht(k-l)の値として用いられる。また、式（ 1 0— 2 ) で用いるデューティ DUT(k)は、基本的には前述の S T E P 5でヒータコントロ一ラ 2 2が求めた最新値である。伹し、前記 S TE P 1 2でデューティ DUT の値が " 0 " に制限された場合（ヒータ 1 3への通電を遮断する場合）には、その値が式（ 1 0— 2 ) で用いられる。

以上説明したセンサ温度制御手段 1 8の処理によって、 0₂センサ 8 の素子温度 T ₀₂が目標値 Rに維持されるように 0₂センサ 8のヒータ 1 3への供給電力が制御される。この場合、エンジン 1の運転開始直後や. 大気温度 T_A がかなり低い場合を除いて、通常的には目標値 Rが 8 0 0 °Cに設定される。この結果、 0₂センサ 8の出力特性をエンジン 1の空燃比制御（触媒装置 4による良好な浄化性能を確保するための空燃比制御）に適した特性に安定に維持することができ、ひいては、その空燃比制御を良好に行って、触媒装置 4の良好な浄化性能を確実に維持することができる。

そして、本実施形態では、ヒー夕 1 3に対する制御入力としてのデュ一ティ DUT は、素子温度 T₀₂の推定値と目標値 Rとの偏差（素子温偏差） eに応じた制御入力成分（式（ 2 4) の第 1項及び第 2項）をフィードバック成分として含むと共に、ヒータ温度 Tht の推定値に応じた制御入力成分（式（ 2 4) の第 3項）を含む。このため、素子温度 T₀₂ が目標値 Rに対して変動したときに、ヒータ 1 3のデューティ DUT の過大な変動を抑えながら、素子温度 Τ₀₂ を円滑に目標値 Rに収束させることができる。尚、本実施形態では、ヒータ温度 Tht に係わる Δ Τ ht を制御対象モデルの状態量としているため、ヒータ温度 Tht の推定値に応じた制御入力成分はフィ一ドバック成分としての意味をもつ。

さらに、本実施形態では、デューティ DUT は、素子温度 T₀₂の変動の外乱的な要因となる排ガス温度 Tgd の推定値に応じた制御入力成分，すなわち、前記最適外乱 F/F 成分 Uopfd をも含でいる。加えて、この最適外乱 F/F成分 Uopfd に係る係数 Fdtは、現在の排ガス温度が前記排ガス温度予見時間 Md 後まで継続するとして、予見制御のァルゴリズムにより決定される。このため、排ガス温度 Tgd の変動による素子温度 T₀₂ の変動を抑えつつ素子温度 Τ₀₂ を目標温度に制御することができる。特に、最適外乱 F/F成分 Uopfd に係る係数 Fdtが予見制御のァルゴリズムに基づいて決定されているため、排ガス温度 Tgd の変動による素子温度 T ₀₂ の変動を極力小さなものにすることができる。この結果、素子温度 T ^ の目標値 Rへの制御の安定性を効果的に高め、ひいては、〇₂センサ 8の出力特性の安定性を効果的に高めることができる。

さらに、デューティ DUT は、素子温度 T₀₂の目標値 Rに応じた制御入力成分、すなわち、前記最適目標値 F/F 成分 Uopfr 成分をも含んでいる。しかも、その最適目標値 F/F 成分 Uopfr 成分は、予見制御のァルゴリズムによって、現在から前記目標値予見時間 Mr 後までの目標値 Rに応じた制御入力成分とされている。このため、特に、目標値 Rがェンジン 1の運転開始直後の低温側温度（ 6 0 0 ）から通常の高温側温度（ 7 5 0 〜 8 0 0 °C) に切替ったときに、制御入力 DUT が一時的に（過渡的に）過剰に大きくなつたり、素子温度 T₀₂ が目標値 Rに対してオーバ一シュ一トを生じるのを防止することができる。これによつても、 0₂センサ 8の出力特性の安定性を効果的に高めることができる < 図 1 2及び図 1 3に本実施形態に係わるシミュレ一ション結果を示す < 図 1 2は、エンジン 1 を搭載した車両を一定の速度で走行させた状態 (エンジン 1の定常運転状態）において、時刻 t 1 にて目標値 Rを低温側の目標値（ 6 0 0 ）から、高温側の目標値（ 8 0 0 °C) に切換えた場合におけるヒ一タ温度 Tht、素子温度 T₀₂、デューティ DUT の変化の様子を示したものである。図中、実線のグラフ e， g， iがそれぞれ本実施形態のようにヒータ 1 3を制御した場合におけるヒータ温度 Tht, 素子温度 T₀₂、デューティ DUT の変化の様子を示している。また、破線のグラフ f ， h， j はそれぞれ比較例におけるヒータ温度 Tht、素子温度 T₀₂、デューティ DUT の変化の様子を示している。この比較例は，式（ 2 4) から目標値 Rに応じた最適目標値 F/F 成分 Uopfr (式（ 2 4) の第 4項）を除去した式を用いてデューティ DUT を求めてヒータ 1 3を制御するようにしたものである。

同図 1 2から明らかなように、本実施形態では、目標値 Rに応じた最適目標値 F/F成分 Uopfrをデューティ DUTが含むため、目標値 Rが切替つたときに、デューティ DUT が過大になるのを抑えることができると共に、ヒ一夕温度 Tht や素子温度 T ₀₂ の過渡的なオーバシユートを抑制することができる。

また、図 1 3は、エンジン 1を搭載した車両を、同図の下部のグラフで示すように車速を変化させながら走行させた場合（エンジン 1の運転状態を種々様々の運転状態に変化させた場合）における素子温度 τ₀₂ の変化の様子を示している。図中、実線のグラフ Ρが本実施形態のようにヒータ 1 3を制御した場合における素子温度 Τ₀₂ の変化の様子を示している。また、破線のグラフ Qは比較例における素子温度 τ₀₂ の変化の様子を示している。この比較例は、式（ 2 4 ) から排ガス温度 Τ gd に応じた最適外乱 F/F成分 Uopfd (式（ 2 4) の第 5項）を除去した式を用いてデューティ DUT を求めてヒー夕 1 3を制御するようにしたものである。

同図 1 3から明らかなように、本実施形態では、排ガス温度 Tgd に応じた最適外乱 F/F 成分 Uopfd をデュ一ティ DUT が含むため、排ガス温度 Tgd の変化に伴う素子温度 T₀₂ の変動幅を抑制することができる。

次に、本発明の第 2実施形態を図 1 4を参照して説明する。尚、本実施形態は、前記第 1の実施形態と一部の構成もしくは機能のみが相違するものであるので、同一構成部分もしくは同一機能部分については、第 1実施形態のものと同一の参照符号を用いて詳細な説明を省略する。本実施形態では、前記図 1に示したコントロールュニット 1 6のセンサ温度制御手段 1 8は、その機能的手段として、図 1 4のブロック図に示すように排気温オブザーバ 1 9、素子温オブザーバ 2 0、目標値設定手段 3 1、ヒータコントローラ 3 2を備えている。ここで、排気温ォブザ一バ 1 9、素子温オブザーバ 2 0は、前記第 1実施形態のものと全く同一である。尚、本実施形態では、目標値設定手段 3 1及びヒータコントローラ 3 2の演算処理の周期は、前記第 1実施形態における目標値設定手段 2 1及びヒー夕コントローラ 2 2の演算処理の周期と同一である _c 目標値設定手段 3 1は、〇₂センサ 8のヒータ温度 Tht の目標値 R ' を設定するものである。この場合、本願発明者等の知見によれば、ヒー夕温度 Tht は、素子温度 T₀₂ との相関性が比較的高く、定常状態では素子温度 Τ ₀₂ よりも一定温度だけ高いものとなる傾向がある。そこで、本実施形態では、目標値設定手段 3 1は、前記第 1 実施形態で説明したように設定される素子温度 Τ₀₂ の目標値 R (前記図 9の処理により設定される目標値 R) よりも所定値 DR (例えば 1 0 0 °C) だけ高い値 R + DR を、ヒータ温度 Tht の目標値 R，として設定するようにしている。尚、目標値設定手段 3 1が、その処理のサイクルタイム毎に設定する目標値 R ' は、前記第 1 実施形態の場合と同様、目標値予見時間 Mr 後の目標値であり、この目標値予見時間 Mr の期間分の目標値 R ' が逐次更新されつつ記憶保持される。

ヒ一タコントロ一ラ 3 2は、ヒータ温度 Tht が目標値 R，に維持されるように、制御入力としてのデューティ DUT を逐次決定するものである。この場合、本実施形態では、第 1実施形態のものと同様、ヒー夕コントローラ 3 2は、最適予見制御アルゴリズムにより、基本デューティ SDUT を算出し、さらにその基本デューティ SDUT を、前記式（2 5 ) により、バッテリ電圧 VB に応じて補正することでデューティ DUTを生成するようにしている。

より具体的には、本実施形態では、ヒ一タ温度 Tht とそれに対する目標値 R ' との偏差 e ' と、その偏差 e ' の所定時間毎の変化量 Δ e ' (これは偏差 e ' の変化速度に相当する）と、素子温度 T₀₂ の所定時間毎の変化量 ΔΤ₀₂ (これは素子温度 Τ₀₂ の変化速度に相当する）とに着目し、これらをヒータコントローラ 3 2の制御対象に係わる状態量として、該制御対象のモデル式を導入している。

このモデル式は、偏差 e ' (以下、ヒータ温偏差 e，という）を e ' (n)=Tht(n)- R ' (n)と定義したとき、前記第 1 実施形態の場合と同様の考え方によって、前記式（ 1 1— 1)、（1 1一 2) に基づいて、次式（2 6) により与えられる。

Χ1(η+1)=Φ， -X1(n)+G' - ASDUT(n)+Gd' - ATgd(n)+Gr' -R1(n+1)

…… (26)

但し、 X1(n)=(e，（n), Δβ'(η), ΔΤθ2(η))^τ

R1(n+1)=(AR' (η+1), AR' (η))^τ

G， =(0, Dx-dtc, 0)丁

Gd， =(0, 0, Ax-dtc)

1 1 0

Φ，= 0 1— Cx-dtc— Fx-dtc Cx-dtc

0 Bx-dtc 1— Ax - dtc― Bx■ dtc― Ex - dtc

0 0

Gr， = -1 1- Cx-dtc -Fx -dtc

0 Bx-dtc

そして、本実施形態でヒータコントローラ 32が求める基本制御入力 SDUT (バッテリ電圧 VBが基準値 NVBに等しいときの制御入力）は、次式（2 7) の評価関数 J 1 を最小化するような ASDUT (式（2 6) のモデル上での制御入力）を積分したものとして、式（2 8) により与えられる。 J1=∑[X1 ^T(n)■ Q0■ X1 (n)+ Δ SDUT^T(n)■ HO■ Δ SDUT(n)] ·'■■■■ (27)

n=-M+1 但し、 M=max(Mr, Md)

SDUT(n)=Fs1"∑e'0) +Fe1-e' (n)+Fx1 ·Τθ2(η)

j=1

Mr

+ 2. [Fr' (i)-R' (n+i)] +Fdt， -Tgd(n) …… (28)

i=0 ここで、式（ 2 8 ) の右辺の第 1項〜第 3項までの係数 F sl， Fel: Fxl と、第 4項に係わる係数 Fr' (i) ( i = 0， 1， …， Mr) と、第 5項に係わる係数 Fd は、それぞれ、次式（ 2 9 — 1 ) 〜（ 2 9— 3 ) により与えられる係数である。

F1三 (Fs1, Fe1, Fx1)

= -[H0+G^,T 'P' -GT¹ -G'^T-P' -Φ' …… (29-1)

2, ·■·, Mr-1 ■■■■■· (29-2)

Md _ .

Fdt' =∑{-[H0+G'^T -P' -G'] -G'^T -(ζ'^Ύ) -P'-Gd'}

i=0 _t 、

(29-3) 但し、

P' =Q0+O'^T-P' -Φ'

一 Φ' ·Ρ' -G' '[H0+G' ^Τ-Ρ' -G']"¹-G'^T-P' -Φ'

ζ' =Φ' +G， -Fl

(Fr11(i), Fr12(i))

=—[H0+G，^T'P， -G']"¹-G' ^T' ，^T)^H'P， -Gr'

0=1, 2， Mr)

尚、評価関数 J 1 に係わる重み行列 QO、 H0、並びに、目標値予見時間 Mr 及び排ガス温度予見時間 Md は、本実施形態では前記第 1実施形態と同一としているが、第 1実施形態とは異なる値を設定するようにしてもよい。また、式（2 8) の係数 Fsl, Fel， Fxl, F r' (i), F dt' は、必ずしも式（2 9— 1) 〜（2 9— 3) の定義式通りの値を用いる必用はなく、実験やシミュレ一ションを通じて適宜調整した値を用いるようにしてもよい。さらには、ヒ一夕温度、素子温等に応じて変更してもよい。また、本実施形態では、前記第 1 実施形態と同様、排ガス温度 Tgd は Md ステップ後の未来まで現在値に維持されるとしているが、未来の各時刻の Tgd が検出もしくは推定可能な場合には、それらの値を用いて制御入力 DUT を求めるようにしてもよい（この場合には、 Fd はベクトルとなる）。前記式（ 2 8) が、本実施形態でヒ一タコントローラ 3 2によりヒー夕 1 3を制御するための基本制御入力 SDUT(n)を逐次算出するための演算式である。すなわち、ヒー夕コントローラ 3 2は、基本制御入力 SDUT(n)を該ヒー夕コントロ一ラ 3 2の制御処理のサイクルタイム（周期）毎に式（ 2 8 ) により逐次算出する。そして、ヒー夕コントローラ 3 2は、前記第 1 実施形態と同様に、この基本制御入力 SDUT(n)を、前記式（ 2 5 ) によりバッテリ電圧 VB に応じて補正することにより、デューティ DUT(n)を求める。尚、式（ 2 8) の右辺各項は、前記第 1 実施形態のものと同様の意味を持つ。すなわち、右辺の第 1から第 3項まで（∑ e ' (j)を含む項〜 Τ₀₂(π)を含む項まで）は、ヒー夕温偏差 e ' や素子温度 T₀₂ に応じた制御入力成分（最適制御アルゴリズムに基づくフィードバック成分) である。より詳しくは、第 1項及び第 2項は、ヒータ温偏差 e ' に応じた制御入力成分、第 3項は素子温度 T₀₂ に応じた制御入力成分である。また、式（ 2 8 ) の右辺第 4項（∑ F r' (i) · R ' (n + i)の項）と、右辺第 5項（Tgd(n)を含む項）とは、それぞれ目標値 R、排ガス温度 Tgd に応じた制御入力成分（予見制御ァルゴリズムに基づくフィードフォワード成分）である。

ここで、式（ 2 8 ) により基本制御入力 SDUT(n)を求めるために必要な素子温度 T₀₂及び排ガス温度 Tgd は、それぞれ、前記素子温ォブザーバ 2 0により求められた素子温度 T₀₂ の推定値の最新値、前記排気温オブザーバ 1 9により求められた排ガス温度 Tgd の推定値の最新値が用いられる。

さらに、式（ 2 8) の演算に必要なヒータ温偏差 e ' は、前記素子温オブザーバ 2 0により求められたヒータ温度 Tht の推定値の最新値と, 前記目標値設定手段 3 1 により前記目標値予見時間 Mr 前のサイクル夕ィムで設定された目標値 R ' とから算出される。以上説明した以外の処理は、前記第 1 実施形態と同一である。かかる本実施形態では、〇₂センサ 8のヒータ温度 Tht が目標値 R ' に維持されるように 0₂センサ 8のヒータ 1 3への供給電力が制御される。この場合、エンジン 1の運転開始直後や、大気温度 T_Aがかなり低い場合 (T_A< 0 ) を除いて、通常的には目標値 R ' は、素子部 1 0の好適な目標温度である 8 0 0 °Cよりも所定値 DR (本実施形態では 1 0 0 °C) だけ高い温度（ 9 0 0 °C) に設定される。この結果、 0₂センサ 8の素子部 1 0の温度 T₀₂ は、間接的に、ほぼ 8 0 0 °Cの温度に制御されることとなる。このため、前記第 1 実施形態と同様に、〇₂センサ 8の出力特性をエンジン 1の空燃比制御（触媒装置 4による良好な浄化性能を確保するための空燃比制御）に適した特性に安定に維持することができ、ひいては、その空燃比制御を良好に行って、触媒装置 4の良好な浄化性能を確実に維持することができる。尚、エンジン 1の運転開始直後の所定時間は、素子部 1 0の目標温度 Rとしての低温側の温度（ 6 0 0 ）よりも上記所定値 DRだけ高い温度（ 7 0 0 °C) がヒータ 1 3 の目標温度 R ' として設定され、これにより、素子部 1 0が急激な加熱に伴う応力により損傷するのが防止される。さらに、大気温度 T_Aが低い場合（T_A< 0 °C) には、素子部 1 0の目標温度 Rを 7 5 0 °C≤Rく 8 0 0 にすることに対応して、ヒー夕 1 3の目標温度 R ' は、 8 5 0 °C≤R， < 9 0 0 に設定され、これにより、ヒ一夕 1 3が過熱状態となるのが回避される。

また、本実施形態においては、ヒータ 1 3に対する制御入力であるデユーティ DUT は、ヒータ温度 Tht の推定値と目標温度 R ' との偏差に応じた制御入力成分（前記式（ 2 8 ) の第 1項（∑e' (j)を含む項）及び第 2項（e' (π)を含む項））と、素子温度 T₀₂ の推定値に応じた制御入力成分 (前記式（ 2 8 ) の第 3項）とをフィードバック成分として含む。加えて、本実施形態においても、予見制御のアルゴリズムを適用しデューティ DUTには、排ガス温度 Tgdに応じた制御入力成分（式（ 2 8) の右辺第 5項のフィードフォワード成分）と、目標値 R' に応じた制御入力成分（式（ 2 8 ) の右辺第 4項のフィードフォワード成分）とが含まれる。この結果、前記第 1実施形態と同様の作用効果を奏することができる。従って、ヒータ温度 Tht を確実に所望の目標値 R ' に安定して制御することができ、ひいては、素子温度 T₀₂ を所望の温度に安定して制御することができる。

次に本発明の第 3実施形態を説明する。尚、本実施形態は、前記第 1 実施形態のものと、ヒー夕コントローラの処理のみ（具体的には、図 1 0の S Τ Ε Ρ 5— 4の処理）が相違するものであるので、前記第 1 実施形態と同一構成部分及び同一機能部分については、第 1の実施形態と同一の図面及び参照符号を用いて説明を省略する。

本実施形態では、ヒータコントローラ 2 2は、素子温度 Τ₀₂ と目標値 Rとの偏差 e (素子温偏差 e ) と、素子温度 T₀₂ と、ヒータ温度 Τ ht とを制御対象の状態量として、最適予見制御のアルゴリズムを用いて制御入力としての DUT を逐次生成するものである。この場合、該ヒ一夕コントローラ 2 2の処理のアルゴリズムは、次のように構築されている。まず、前記式（ 1 1— 1 )、（ 1 1一 2) をまとめると、次式（ 3 0— 1 )、 ( 3 0 - 2) が得られる。 Xz(k+1)=Az'Xz(k)+Bz' ASDUT(k)+Ez- ATgd(k) …… (30-1)

△ T。2(k)=Cz'Xz(k) …… (30-2)

但し、 Xz(k)=(AT02(k), ATht(k))^T

1— Ax-dt-Bx-dt-Ex-dt

Cx-dt 1

Bz=(0, Dx-dt)^T

Ez=(Ax-dt, 0)下

Cz=(1, 0) また、式（ 3 0— 1 )、 ( 3 0 - 2 ) から、次式（ 3 1 ) が得られる。

△ T02(k+1)=Cz'Xz(k+1)

= Cz■ Az■ Xz(k) + Cz■ Bz■ Δ S DUT(k) + Cz - Ez■ ATgd(k)

…… (31) 尚、この式（ 3 1 ) は、前記式（ 1 1 — 2 ) と同じ式であり、式（ 2 2— 1 )、 ( 2 2 - 2 ) の但し書きで定義した行列 Az 及びベクトル Bz, Ez、 Czを用いて前記式（ 1 1— 2) を書き改めたものである。

ここで、本実施形態では、前記式（ 1 2 ) により定義される前記素子温偏差 eの所定時間毎の変化量（偏差変化量）を、 A e (k+l)= e (k+1)— e (k)により定義する。このとき、この定義式と、上記式（ 3 1 ) とから、次式（ 3 2) が得られる。 e(k+1)=e(k)+Ae(k+1)

= e(k) + ( Δ T02(k+1 )一 Δ R(k+1 ))

= e(k) + Cz■ Az■ Xz(k) + Cz■ Bz■△ SDUT(k)

+ Cz■ Ez■ Δ Tgd(k) - Δ R(k+1 ) …… (32) そして、この式（ 3 2 ) と、前記式（ 3 0— 1 ) とまとめると、次式 (3 3 ) が得られる。

X2(k+1)= Φ 2■ X2(k) + G2■ Δ SDUT(k)

+ Gd2'ATgd(k)+Gr2'AR(k+1) …… (33) 但し、 X2(k)=(e(k), AT02(k), ATht(k))^T

1 1— Ax■ dt— Bx■ dt— Ex- dt Bx-dt

Φ2= 0 1 -Ax-dt— Bx-dt-Ex-dt Bx-dt

0 Cx-dt 1— Cx-dt— Fx-dt

G2=(0, 0, Dx-dt)^T

Gd2= (Ax-dt, Ax-dt, 0)^T

Gr2=(-1, 0, 0)丁この式（ 3 3 ) が、本実施形態におけるヒ一タコン卜ローラ 2 2の制御対象モデルの基本式である。この制御対象モデルでは、制御対象の状態量は、素子温偏差 e と、素子温度 T₀₂ の所定時間毎の変化量 Δ T₀₂ と、ヒータ温度 Tht の所定時間毎の変化量 Δ Tht とからなる状態量べクトル X2(k)= ( e (k), Δ T₀₂(k), △ Τ ht(k))^Tである。

伹し、本実施形態では、前記第 1 実施形態と同様の理由によって、ヒータコントローラ 2 2の処理のサイクルタイムは、素子温オブザーバ 2 0や排気温オブザーバ 1 9の処理の周期よりも長いものとする。従つて、本実施形態で実際に用いる制御対象モデルの式は、ヒータコント口ーラ 2 2の処理の周期 dtc と、その処理周期の番数 nとを用いて次式 ( 3 4) となる。 02

X2(n+1 )=Φ2- X2(n) + G2■△ SDUT(n)

+ Gd2 ·厶 Tgd(n) + Gr2■ Δ R(n+1 ) (34) 但し、 X2(n)=(e(n), ΔΤθ2(η), ATht(n))^T

(Ί 1— Ax-dtc-Bx-dtc— Ex-dtc Bx-dtc

Φ2= 0 1— Ax- dtc—Bx-dtc— Ex-dtc Bx'dtc

0 Cx-dtc 1— Cx-dtc— Fx-dtcJ

G2=(0, 0, Dx-dtc)^T

Gd2=(Ax-dtc, Ax-dtc, 0)^T

Gr2=(-1, 0, 0)^T このモデル式（ 3 4) に基づいて、最適予見制御アルゴリズムによりヒータコントローラ 2 2が求める基本制御入力 SDUT (バッテリ電圧 VB が基準値 NVB に等しいときの制御入力）は、前記第 1 実施形態と同様の考え方にによって、次式（ 3 5) の評価関数 J 2 を最小化するような ASDUT (式（ 3 4) のモデル上での制御入力）を積分したものとして、式（ 3 6 ) により与えられる。

J2 = X [X2 ^τ(η)■ Q0■ X2(n) +△ SDUT^T(n)■ HO ·△ SDUT(n)] (35)

n=-M+1

伹し、 M = max(Mr, Md)

SDUT(n)=Fs2 -∑e(j) +Fx2- To2(n) + Fx3■ Tht(n)

j=1

Mr

+∑[Fr2(i)-R(n+i)] +Fdt2-Tgd(n) (36)

i=1 ここで、式（ 3 6 ) の右辺の第 1項〜第 3項までの係数 Fs2, Fx2_; Fx3 と、第 4項に係わる係数 Fr2(i) ( i = 1 , 2， ···， Mr) と、第 5 項に係わる係数 Fdt2 は、それぞれ、次式（ 3 7— 1 ) 〜（ 3 7— 3 ) により与えられる係数である。

F2≡(Fs2， Fx2, Fx3)

=—[H0+G2^T'P2'G2r "G2^T-P2-02 (37—1)

Fr2(i) = - [HO + G2^T■ P2■ G2] "¹■ G2 ^T■ ( ： 2^T ) ^h1 -P2-Gr2

(i=1, 2, Mr) ……（³⁷_²⁾

Md

Fdt2 =∑{-[H0+G2^T-P2- G2] ■ G2^T - ( 2^T ) '■ P2■ Gd2}

i=0 , 、

'■·■■■ (37-3) 但し、

Ρ2=Ο0+Φ2^τ-Ρ2"Φ2

一P2,P2-G2,[H0+G2^T'P2'G2]— ¹ -G2^T -Ρ2-Φ2

^2= 2+G2-F2

尚、評価関数 J 2 に係わる重み行列 QO、 H0、並びに、目標値予見時間 Mr 及び排ガス温度予見時間 Md は、本実施形態では前記第 1実施形態と同一としているが、第 1実施形態とは異なる値を設定するようにしてもよい。また、式 ( 3 6 ) の係数 Fs2， Fx2, F x3， F r2(i), F dt2 は、必ずしも式（ 3 7— 1 ) 〜（ 2 3 7— 3) の定義式通りの値を用いる必用はなく、実験ゃシミュレーションを通じて適宜調整した値を用いるようにしてもよい。さらには、ヒータ温度、素子温等に応じて変更してもよい。また、本実施形態では、前記第 1 実施形態と同様、排ガス温度 Tgd は Md ステップ後の未来まで現在値に維持されるとしているが、未来の各時刻の Tgd が検出もしくは推定可能な場合には、それらの値を用いて制御入力 DUT を求めるようにしてもよい（この場合には、 Fdt2はベクトルとなる）。

前記式（ 3 6 ) が、本実施形態でヒ一夕コントローラ 3 2によりヒータ 1 3を制御するための基本制御入力 SDUT n)を逐次算出するための演算式である。すなわち、ヒー夕コントローラ 2 2は、基本制御入力 SDUT(n)を該ヒ一夕コントローラ 2 2の制御処理のサイクルタイム（周期）毎に式（ 3 6 ) により逐次算出する。そして、ヒー夕コントローラ 2 2は、前記第 1 実施形態と同様に、この基本制御入力 SDUT(n)を、前記式（2 5 ) によりバッテリ電圧 VB に応じて補正することにより、デューティ DUT(n)を求める。尚、式（ 3 6 ) の右辺の第 1から第 3項まで（∑ e (j)を含む項〜 Tht(n)を含む項まで）は、素子温偏差 eや素子温度 T₀₂、ヒー夕温度 Tht に応じた制御入力成分（最適制御アルゴリズムに基づくフィードバック成分）である。より詳しくは、第 1項は素子温偏差 eに応じた制御入力成分、第 2項は素子温度 T₀₂ に応じた制御入力成分、第 3項はヒータ温度 Tht に応じた制御入力成分であるまた、式（ 3 6) の右辺第 4項（∑ Fr2(i) · R(n + i)の項）と、右辺第 5項（Tgd(n)を含む項）とは、それぞれ目標値 R、排ガス温度 Tgd に応じた制御入力成分（予見制御アルゴリズムに基づくフィードフォヮ一ド成分）である。

ここで、式（ 3 6 ) により基本制御入力 SDUT(n)を求めるために必要な素子温度 T₀₂及びヒータ温度 Tht は、それぞれ、前記素子温ォブザーバ 2 0により求められた素子温度 T ₀₂ の推定値の最新値、ヒー夕温度 Tht の推定値の最新値が用いられ、式（ 3 6 ) の排ガス温度 Tgd は、前記排気温オブザーバ 1 9により求められた排ガス温度 Tgd の推定値の最新値が用いられる。

さらに、式（3 6) の演算に必要な素子温偏差 eは、前記素子温ォブザーパ 2 0により求められた素子温度 T ₀₂ の推定値の最新値と、前記目標値設定手段 2 1により前記目標値予見時間 Mr 前のサイクルタイムで設定された目標値 R(n)とから算出される。また、式（ 3 6 ) の右辺第 4項は、目標値設定手段 2 1 により前記目標値予見時間 Mr 前のサイクルタイムより 1サイクル後のサイクルタイムから、現在までに設定された目標値 Rの時系列データ R(n + 1)、 R(n + 2)、 ···、 R(n+Mr)を用いて算出される。

以上説明した以外の処理は、前記第 1 実施形態と同一である。より詳しくは、本実施形態では、ヒータコントローラ 2 2は、図 1 0の S T E P 5— 4において、式（ 3 6)、 ( 3 7 ) により DUT(n)を求める。そして、その S TE P 5— 4の処理以外の処理は、前記第 1 実施形態と全く同一である。かかる本実施形態においても、前記第 1 実施形態と同様に、素子温度 T₀₂ が目標値 Rに制御されることとなる。この場合. 前記基本制御入力 SDUT は、前記第 1 実施形態と異なり、素子温偏差 eに直接的に比例した入力成分は含んでいないものの、特に、素子温度 To2 に応じた成分（式（ 3 6 ) の第 2項）を含んでいる。このため、エンジン 1の運転開始直後や、目標値設定手段 2 1により目標値 Rが低温側の目標値（本実施形態では 6 0 0 °C) から高温側の目標値（ 7 5 0 °( 〜 8 0 0 ）に切換えられた場合に、素子温度 T₀₂ が目標値 Rに近づいていくときに、素子温度 Τ ₀₂ が目標値 Rに対してオーバシュ一トを生じるのを効果的に防止することができる。尚、基本制御入力 SDUT、ひいてはデュ一ティ DUT が、ヒータ温度 Tht や、目標値 R、排ガス温度 Tgd に応じた入力成分を含むことによる効果は、前記第 1 実施形態と同様である。

次に、本発明の第 4実施形態を説明する。尚、本実施形態は、前記第 2実施形態のものと、ヒ一タコントローラの処理のみが相違するものであるので、第 2実施形態と同一構成部分及び同一機能部分については、第 2実施形態と同一の図面及び参照符号（第 2実施形態で援用した第 1 実施形態のものを含む）を用いて説明を省略する。

本実施形態は、前記第 2 実施形態で説明したヒータコントローラ 3 2 (図 1 4) の処理のみが、該第 2実施形態と相違するものであり、前記第 3実施形態で説明したような形態の最適予見制御アルゴリズムによりデューティ DUT を求めるものである。すなわち、本実施形態では、ヒ一タコントローラ 3 2の制御対象の状態量を、ヒータ温度 Tht と目標値 R ' との偏差（ヒータ温偏差） e ' と、素子温度 T₀₂ の所定時間毎の変化量 Δ Τ₀₂ と、ヒー夕温度 Tht の所定時間毎の変化量 Δ Tht とからなる状態量ベクトル X3(n)= ( e，（η)， Δ Τ₀₂(η)， Δ Τ ht(n)) Τ をヒ一夕コント口一ラ 3 2の制御対象の状態量とする。つまり、本実施形態での制御対象の状態量は、前記第 3 実施形態における状態量べクトル X2(n)= ( e (n), Δ Τ₀₂(η)， Δ T ht(n)) Τ の素子温偏差 e ( の代わりに、ヒータ温偏差 e ' (n)を用いたものである。この場合、ヒ一夕温偏差 e ' の所定時間毎の変化量 Δ e ' を改めて A e ' (n + l)= e ' (π + l)— e ' (n)と定義し直したとき、前記第 3 実施形態と同様の考え方によって、制御対象モデルは、次式（ 3 8) により表される。

Χ3(η+1 ) = Φ 3■ X3(n) + G3■△ SDUT(n)

+Gd3'ATgd(n)+Gr3-AR'(n+1) …… (38) 但し、 X3(n)=(e'(n), ΔΤ。2(η), 厶 Tht(n))^T

1 Gx'dtc 1— Cx-dtc— Fx-dtcl

Φ3= 0 1— Ax-dtc— Bx-dtc— Ex-dtc Bx-dtc

0 Cx-dtc 1— Cx-dtc— Fx-dtcJ

G3=(Dx-dtc, 0, Dx"dtc)^T

Gd3=(0, Ax-dtc, 0)^T

Gr3=(-1, 0, 0)^T そして、本実施形態でヒータコントローラ 3 2が求める基本制御入力 SDUT (バッテリ電圧 VBが基準値 NVBに等しいときの制御入力）は、次式（3 9) の評価関数 J 3 を最小化するような ASDUT (式（ 3 8) のモデル上での制御入力）を積分したものとして、式（40) により与えられる。

J3=∑ [X3丁 (n)■ Q0■ X3(n) +△ SDUT^T(n) ' HO■△ SDUT(n)] ■'■·'■ (39)

n=-M+1

但し、 M=max(Mr, Md)

SDUT(n) = Fs3■ e' G) + Fx4 ' To2(n) + Fx5■ Tht(n)

j=1

Mr

+∑ [Fr3(i)■ R' (n+i)] + Fdt3■ Tgd(n) ……（40)

i=1 ここで、式（40) の右辺の第 1項〜第 3項までの係数 F s3, Fx4_; Fx5 と、第 4項に係わる係数 F r3(i) ( i = 1 , 2， ···， Mr) と、第 5 項に係わる係数 Fdt3 は、それぞれ、次式（41— 1) 〜（4 1— 3) により与えられる係数である。

F3≡(Fs3, Fx4, Fx5)

=—[H0+G3^T-P3-G3]一¹ -G3^T-P3-03 (41— 1)

Fr3(i) =一 [HO + G3^T■ P3■ G3]— ¹■ G3 ^T■ (： 3^T )一¹ ' P3■ Gr3

(1=1, 2, -, Mr) …… (⁴¹ - ²⁾

Md

Fdt3 =∑ {- [HO + G3^T■ P3■ G3]~ ■ G3^T■ ( " 3^T ) '■ P3■ Gd3}

i=0

(41-3) 但し、

Ρ3=Ο0+Φ3^τ·Ρ3-Φ3

- 3-P3-G3"[HO+G3^T-P3-G3]~¹ -G3^T -Ρ3-Φ3

:3=03-l-G3-F3

尚、評価関数 J 3 に係わる重み行列 QO、 HO、並びに、目標値予見時間 Mr 及び排ガス温度予見時間 Md は、本実施形態では前記第 1実施形態と同一としているが、第 1実施形態とは異なる値を設定するようにしてもよい。また、式（4 0 ) の係数 Fs3， Fx4, Fx5， F r3(i), F dt3 は、必ずしも式（4 1— 1 ) 〜（4 1一 3 ) の定義式通りの値を用いる必用はなく、実験ゃシミュレーションを通じて適宜調整した値を用いるようにしてもよい。さらには、ヒータ温度、素子温等に応じて変更してもよい。また、本実施形態では、前記第 1 実施形態と同様、排ガス温度 Tgd は Md ステップ後の未来まで現在値に維持されるとしているが、未来の各時刻の Tgd が検出もしくは推定可能な場合には、それらの値を用いて制御入力 DUT を求めるようにしてもよい（この場合には、 Fdt3はベクトルとなる）。

前記式（4 0 ) が、本実施形態でヒータコントローラ 3 2によりヒー夕 1 3を制御するための基本制御入力 SDUT(n)を逐次算出するための演算式である。すなわち、ヒータコントローラ 3 2は、基本制御入力 SDUT(n)を該ヒ一タコントローラ 3 2の制御処理のサイクルタイム（周期）毎に式（4 0 ) により逐次算出する。そして、ヒータコントローラ 3 2は、前記第 1 実施形態と同様に、この基本制御入力 SDUT(n)を、前記式（ 2 5 ) によりバッテリ電圧 VB に応じて補正することにより、デューティ DUT(n)を求める。尚、式（4 0 ) の右辺の第 1から第 3項まで（∑ e ' (j)を含む項〜 Tht(n)を含む項まで）は、ヒータ温偏差 e ' や素子温度 T₀₂、ヒータ温度 Tht に応じた制御入力成分（最適制御アルゴリズムに基づくフィードバック成分）である。より詳しくは、第 1項はヒ一夕温偏差 e ' に応じた制御入力成分、第 2項は素子温度 T 02 に応じた制御入力成分、第 3項はヒータ温度 Tht に応じた制御入力成分である。また、式（4 0 ) の右辺第 4項（∑ F r3(i) · R ' (n + i)の項）と、右辺第 5項（Tgd(n)を含む項）とは、それぞれ目標値 R '、排ガス温度 Tgd に応じた制御入力成分（予見制御アルゴリズムに基づくフィードフォヮ一ド成分) である。

ここで、式（ 4 0 ) により基本制御入力 SDUT(n)を求めるために必要な素子温度 T₀₂及び排ガス温度 Tgd は、それぞれ、前記素子温ォブザ一パ 2 0により求められた素子温度 T₀₂ の推定値の最新値、前記排気温オブザーバ 1 9により求められた排ガス温度 Tgd の推定値の最新値が用いられる。さらに、式（4 0 ) の演算に必要なヒータ温偏差 e ' は、前記素子温オブザーバ 2 0により求められたヒー夕温度 Tht の推定値の最新値と、前記目標値設定手段 3 1により前記目標値予見時間 M r 前のサイクルタイムで設定された目標値 R ' (π)とから算出される。また、式（4 0 ) の右辺第 4項は、目標値設定手段 3 1により前記目標値予見時間 Mr 前のサイクルタイムより 1サイクル後のサイクルタイムから、現在までに設定された目標値 R，の時系列データ R，（n + l)、 R ' (n + 2)、 ···、 R ' (n + Mr)を用いて算出される。

以上説明した以外の処理は、前記第 2実施形態と同一である。かかる本実施形態においても、前記第 2実施形態と同様に、ヒータ温度 Tht が目標値 R ' に制御され、ひいては、素子温度 T₀₂ が該目標値 R ' に対応した温度に制御されることとなる。この場合、前記基本制御入力 SDUT は、前記第 2実施形態と異なり、ヒータ温偏差 e ' に直接的に比例した入力成分は含んでいないものの、特に、ヒー夕温度 Tht に応じた成分（式（40) の第 3項）を含んでいる。このため、エンジン 1の運転開始直後や、目標値設定手段 3 1により目標値 R ' が低温側の目標値（本実施形態では 7 0 0 °C) から高温側の目標値（ 8 5 0 °C〜 9 0 0 ）に切換えられた場合に、ヒータ温度 Tht が目標値 R ' に近づいていくときに、ヒータ温度 Tht が目標値 R ' に対してオーバシュートを生じるのを効果的に防止することができる。ひいては、素子温度 T 02 をヒー夕温度 Tht の目標値 R ' に対応した温度に円滑に収束させることができる。また、基本制御入力 SDUT、ひいてはデューティ DUT が、ヒー夕温度 T₀₂や、目標値 R '、排ガス温度 Tgd に応じた入力成分を含むことによる効果は、前記第 2実施形態と同様である。

尚、以上説明した第 1〜第 4実施形態では、排ガス温度 Tgd を推定するようにしたが、例えば〇₂センサ 8の近傍に、排ガス温度センサを設け、この排ガス温度センサにより排ガス温度 Tgd を検出するようにしてもよい。また、 0₂センサ 8から離間した場所に排ガス温度センサが備えられている場合であっても、排気系のレイアウト等によって、その排ガス温度センサの検出温度が 0₂センサ 8の近傍の排ガス温度 Tgd とほぼ同等になるような場合には、その検出温度を 0₂センサ 8の近傍の排ガス温度 Tgd として代用的に用いるようにしてもよい。このように排ガス温度センサの検出温度を用いる場合にあっては、前記式（ 1 0 - 1 ) の排ガス温度 Tgd の値として、排ガス温度センサの検出値（最新値）を用いて、素子温度 T₀₂及びヒータ温度 Tht を推定する。さらに、式（ 24) あるいは式（ 2 8 ) あるいは式（ 3 6 ) あるいは式（4 0 ) の排ガス温度 Tgd の値として、排ガス温度センサの検出値（最新値）を用いて、基本デューティ SDUT を算出し、さらに式（ 2 5 ) によりデューティ DUTを算出するようにすればよい。

さらに、 0₂センサ 8から離間した場所に排ガス温度センサが備えられている場合で、その排ガス温度センサの検出温度が〇₂センサ 8の近傍の排ガス温度 Tgd と必ずしも同等にならないような場合には、排ガス温度センサの検出温度を用いて 0₂センサ 8の近傍の排ガス温度 Tgd を推定するようにすることも可能である。例えば、前記部分排気通路 3 bにおける排ガス温度 Tgb を検出できる排ガス温度センサが備えられている場合には、前記^ ( 8— 1 ) における排ガス温度 Tgb として検出値を用いることで、式（ 8 ) 及び式（ 9 ) の演算により、 0₂センサ 8の近傍の排ガス温度 Tgd を推定できる。尚、この場合には、式（ 1 )、 ( 5)、 ( 6) の演算処理は不要となる。

また、前記第 1 及び第 2実施形態では、素子温度 T₀₂及びヒー夕温度 Tht の両者を推定するようにしたが、いずれか一方、もしくは両者を温度センサにより直接的に検出するようにしてもよい。素子温度 T ₀₂ を検出するようにした場合には、式（ 1 0— 2 ) の素子温度 T ₀₂ の値として、該素子温度 T₀₂ の検出値を用いて、ヒータ温度 Tht を推定する。さらに、式（ 2 4) あるいは式（ 2 8 ) あるいは式（ 3 6) あるいは式（4 0 ) の演算におけるヒータ温度 Tht として、推定値を用いると共に、素子温度 T₀₂ の値として、該素子温度 Τ₀₂ の検出値を用いることで、デュ一ティ DUT を算出するようにすればよい。また、ヒー夕温度 Tht を検出するようにした場合には、式（ 1 0— 1 ) のヒー夕温度 Tht の値として、該ヒ一夕温度 Tht の検出値を用いて、素子温度 T 0ゥを推定する。さらに、式（ 2 4 ) あるいは式（ 2 8 ) あるいは式 ( 3 6 ) あるいは式（4 0 ) の演算における素子温度 T₀₂ として、推定値を用いると共に、ヒータ温度 Tht の値として、該ヒ一夕温度 Tht の検出値を用いることで、デュ一ティ DUT を算出するようにすればよい。また、素子温度 T₀₂及びヒータ温度 Tht の両者を温度センサで検出するようにした場合には、式（ 2 4) あるいは式（ 2 8 ) あるいは式 ( 3 6 ) あるいは式（4 0 ) の演算における素子温度 T₀₂及びヒータ温度 Tht の値として、それらの検出値を用いることで、デュ一ティ DUTを算出するようにすればよい。

また、前記第 1及び第 2実施形態では、最適予見制御のアルゴリズムにより 0₂センサ 8の素子温度 T ₀₂又はヒー夕温度 Tht を目標値 R又は R ' に制御するようにしたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば予見制御のアルゴリズムを含まない通常的な最適制御のァルゴリズムにより制御入力 DUT を求めるようにしてもよい。この場合には、式（ 2 4) 又は式（ 3 6 ) の右辺から、第 4項（R(n + i)を含む項）と第 5項（Tgd(n)を含む項）とを除去した式、あるいは、式（ 2 8 ) 又は式（4 0 ) の右辺から、第 4項（R ' (n+i)を含む項）と第 5項（T gd(n)を含む項）とを除去した式によって、制御入力 DUT を逐次算出するようにすればよい。このようにした場合には、制御入力 DUT を求めるヒー夕コントローラは、式（ 1 7 ) あるいは式（ 2 7 ) あるいは式 ( 3 5 ) あるいは式（ 3 9 ) で M = 0としてなる評価関数 J 0 又は J 1 又は J 2 又は J 3 の値を最小化するように制御入力 DUT を求める最適サ一ポコン卜ローラとなる。

あるいは、例えば、式（ 2 4) の右辺から、第 3項（ヒータ温度 Tht に応じた成分）、第 4項（R(n+i)を含む項）及び第 5項（Tgd(n)を含む項）のいずれか一つもしくは二つを除去した式によって、制御入力 DUT を算出するようにしてもよい。また、例えば式（ 2 8 ) の右辺から、第 3項（素子温度 T₀₂ に応じた成分）、第 4項（R ' (n + i)を含む項）及び第 5項（Tgd(n)を含む項）のいずれか一つもしくは二つを除去した式によって、制御入力 DUT を算出するようにしてもよい。また, 例えば式（ 3 6 ) のお辺から、第 3項（ヒータ温度 Tht に応じた成分），第 4項（R(n + i)を含む項）及び第 5項（Tgd(n)を含む項）のいずれか一つもしくは二つを除去した式によって、制御入力 DUT を算出するようにしてもよい。また、例えば式（40 ) の右辺から、第 2項（素子温度 T₀₂ に応じた成分）、第 4項（R ' (n+i)を含む項）及び第 5項（T gd(n)を含む項）のいずれか一つもしくは二つを除去した式によって、制御入力 DUT を算出するようにしてもよい。また、例えば式（ 2 4) もしくは式（ 3 6 ) における素子温偏差 eに応じた成分や、式（ 2 8) もしくは式（40 ) におけるヒー夕温偏差 e ' に応じた成分を P I制御則や、 P I D制御則によって求めるようにしてもよい。

また、前記各実施形態では、 0₂センサ 8の素子温度 T₀₂ を制御する場合を例にとって説明したが、 0₂センサ 8以外の排ガスセンサ（例えば、前記広域空燃比センサ 9や、排ガスの水分含有量に応じた出力を発生する湿度センサ等）についても本発明を適用することができることはもちろんである。

また、内燃機関としては、通常のポート噴射式内燃機関、筒内直接噴射型火花点火式内燃機関、ディーゼル機関等、さらには船外機用の内燃機関等についても本発明を適用可能であることは言うまでも無い。産業上の利用可能性

以上のように、本発明は自動車、ハイブリッド車、船外機等に搭載される内燃機関の排気系に備えた排ガスセンサの温度を、該排ガスセンサの出力特性の安定化等のために所望の温度に好適に制御し得る技術として有用である。

Claims

請求の範囲

1 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記ヒータの温度を表すヒータ温度デ一夕を逐次取得する手段と、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

2 . 前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段を備え、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記目標温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

4 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

5 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

6 . 前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、前記目標温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の排ガスセンザの温度制御装置。

7 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 5項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

8 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し. その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制

9 . 前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 8項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 0 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し，その制御入力に応じてヒータを制御するヒー夕制御手段とを備え、該ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該素子部の温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

1 1 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を過熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕を逐次取得する手段と、前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データを逐次取得する手段と、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段と、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分と、前記排ガス温度デー夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分と、前記目標温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

1 2 . 前記ヒータ制御手段が逐次生成する制御入力における前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のァルゴリズムにより前記ヒータ制御手段が生成することを特徴とする請求の範囲第 2項、第 5項〜第 7項、及び第 1 1項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 3 . 前記ヒータ制御手段は、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 . 前記ヒー夕制御手段が逐次生成する前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより前記ヒータ制御手段が生成することを特徴とする請求の範囲第 3項、第 6項、第 8 項，第 9項及び第 1 1項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 5 . 前記ヒータ制御手段は、最適制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 1項〜第 1 1項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 6 . 前記ヒータ制御手段は、最適予見制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 1 2項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 7 . 前記ヒー夕制御手段は、最適予見制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

1 8 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒー夕とを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記ヒー夕の温度を表すヒー夕温度データを逐次取得する手段と、前記ヒ一夕温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように該ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

1 9 . 前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段を備え、前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

2 0 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記目標温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

2 1 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記ヒー夕温度デー夕が表すヒータの温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 1 8項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

2 2 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記ヒ一夕の温度を表すヒータ温度データを逐次取得する手段と、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段と、前記ヒ一夕温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように該ヒ —夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

2 3 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記目標温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

2 4 . 前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記ヒー夕温度デー夕が表すヒータの温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 2 2項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

2 5 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データを逐次取得する手段と、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギ一の供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒ一夕制御手段とを備え. 該ヒ一夕制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

2 6 . 前記ヒー夕制御手段が生成する制御入力は、前記ヒー夕温度デー夕が表すヒータの温度に応じた入力成分を含むことを特徴とする請求の範囲第 2 5項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

2 7 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒ一夕とを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記ヒー夕の温度を表すヒー夕温度デ一タを逐次取得する手段と、前記ヒ一夕温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え. 該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度デ一夕が表すヒー夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒ一夕の温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンザの温度制御装置。

2 8 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御装置であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得する手段と、前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データを逐次取得する手段と、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する手段と、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するヒータ制御手段とを備え、該ヒータ制御手段が生成する制御入力は、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分と、前記目標温度に応じた入力成分とを含むことを特徴とする排ガスセンサの温度制御装置。

2 9 . 前記ヒータ制御手段が逐次生成する制御入力における前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のァルゴリズムにより前記ヒータ制御手段が生成することを特徴とする請求の範囲第 1 9項、第 2 2項〜第 2 4項、及び第 2 8項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 0 . 前記ヒー夕制御手段は、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 2 9項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 1 . 前記ヒータ制御手段が逐次生成する前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより前記ヒータ制御手段が生成することを特徴とする請求の範囲第 2 0項、第 2 3項、第 2 5項、第 2 6項、及び第 2 8項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 2 . 前記ヒー夕制御手段は、最適制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 1 8項〜第 2 8項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 3 . 前記ヒー夕制御手段は、最適予見制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 2 9項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 4 . 前記ヒータ制御手段は、最適予見制御のアルゴリズムにより前記制御入力を生成することを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 5 . 前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されることを特徴とする請求の範囲第 1項、第 5項、第 8項、第 1 0項、第 1 1項、第 1 8項、第 2 2項、第 2 5項、第 2 7項、及び第 2 8項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制

3 6 . 前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されることを特徴とする請求の範囲第 1 4項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 7 . 前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されることを特徴とする請求の範囲第 3 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 8 . 前記ヒータは、パルス幅制御（P W M制御）によってバッテリから通電することにより発熱する電熱ヒータであると共に、前記ヒータ制御手段が生成する制御入力は、前記パルス幅制御におけるデューティであり、該デューティを前記バッテリの電圧に応じて補正する手段を備えたことを特徴とする請求の範囲第 1項、第 5項、第 8項、第 1 0項、第 1 1項、第 1 8項、第 2 2項、第 2 5項、第 2 7項、及び第 2 8項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御装置。

3 9 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒ一夕温度データとを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒ一夕を制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

4 0 . 前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得するステツプをさらに備え、前記制御入力を生成するとき、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 3 9項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

4 1 . 前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 3 9項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

4 2 . 前記制御入力を生成するとき、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 3 9項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

4 3 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度デ一夕とを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒ一タを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

4 4 . 前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 4 3項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

4 5 . 前記制御入力を生成するとき、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 4 3項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

4 6 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。 '

4 7 . 前記制御入力を生成するとき、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 4 6項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

4 8 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステツプを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

4 9 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を過熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒ一夕温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度デ一夕とを逐次取得しつつ、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒ一夕温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分と、前記目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

5 0 . 前記制御入力に含ませた前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 4 0項、第 4 3項〜第 4 5項、及び第 4 9 項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 1 . 前記予見制御のアルゴリズムは、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を生成するアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 5 0項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 2 . 前記制御入力に含ませた前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 4 1項、第 4 4項、第 4 6項，第 4 7項及び第 4 9項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 3 . 前記制御入力を、最適制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 3 9項〜第 4 9項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 4 . 前記制御入力を、最適予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 5 0項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 5 . 前記制御入力を、最適予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 5 2項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 6 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒ一夕とを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒー夕の温度を表すヒ一夕温度データとを逐次取得しつつ、前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒー夕を制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

5 7 . 前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得するステツプをさらに備え、前記制御入力を生成するとき、該排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 5 6項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 8 . 前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 5 6項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

5 9 . 前記制御入力を生成するとき、前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力としてい生成することを特徴とする請求の範囲第 5 6項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

6 0 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記ヒー夕の温度を表すヒータ温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得しつつ、前記ヒータ温度データが表すヒ一夕の温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギ一の供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒ一夕を制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

6 1 . 前記制御入力を生成するとき、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 6 0項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

6 2 . 前記制御入力を生成するとき、前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする請求の範囲第 6 0項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

6 3 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒー夕とを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記ヒータの温度を表すヒータ温度データを逐次取得しつつ、前記ヒ —夕温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し. その制御入力に応じてヒー夕を制御するステツプを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒー夕温度データが表すヒ一夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

6 4 . 前記制御入力を生成するとき、前記ヒータ温度データが表すヒ一夕の温度に応じた入力成分をさらに含む制御入力を前記制御入力としてい生成することを特徴とする請求の範囲第 6 3項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

6 5 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記ヒー夕の温度を表すヒータ温度データを逐次取得しつつ、前記ヒ一夕温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し. その制御入力に応じてヒータを制御するステツプを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒ一夕の温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

6 6 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの温度制御方法であって、

前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒ一夕の温度を表すヒ一夕温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得しつつ、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように前記ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成し、その制御入力に応じてヒータを制御するステップを備え、前記制御入力を生成するとき、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分と、前記目標温度に応じた入力成分とを含む制御入力を前記制御入力として生成することを特徴とする排ガスセンサの温度制御方法。

6 7 . 前記制御入力に含ませた前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 5 7項、第 6 0項〜第 6 2項、及び第 6 6 項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

6 8 . 前記予見制御のアルゴリズムは、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を生成するアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第

6 7項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

6 9 . 前記制御入力に含ませた前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 5 8項、第 6 1項、第 6 3項、第 6 4項、及び第 6 6 項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 0 . 前記制御入力を、最適制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 5 6項〜第 6 6項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 1 . 前記制御入力を、最適予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 6 7項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 2 . 前記制御入力を、最適予見制御のアルゴリズムにより生成することを特徴とする請求の範囲第 6 9項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 3 . 前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されることを特徴とする請求の範囲第 3 9項、第 4 3項、第 4 6項、第 4 8項、第 4 9項、第 5 6項、第 6 0項、第 6 3項、第 6 5項、及び第 6 6項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 4 . 前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されることを特徴とする請求の範囲第 5 2項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 5 . 前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されることを特徴とする請求の範囲第 6 9項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 6 . 前記ヒ一タは、パルス幅制御（P W M制御）によってバッテリから通電することにより発熱する電熱ヒータであると共に、前記生成する制御入力は、前記パルス幅制御におけるデューティであり、該デューティを前記バッテリの電圧に応じて補正するステツプを備えたことを特徴とする請求の範囲第 3 9項、第 4 3項、第 4 6項、第 4 8項、第 4 9項. 第 5 6項、第 6 0項、第 6 3項、第 6 5項、及び第 6 6項のいずれか 1 項に記載の排ガスセンサの温度制御方法。

7 7 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プロダラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デー夕と前記ヒータの温度を表すヒー夕温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムと、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用ェネルギ一の供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンビュ一夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

7 8 . 前記温度制御用プログラムは、前記排ガスの温度を表す排ガス温度デ一夕を逐次取得する処理を前記コンピュ一夕に実行させるプロダラムをさらに含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 7 7項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

7 9 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 7 7項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 0 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 7 7項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 1 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒ一夕とを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕と前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムと、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用ェネルギ一の供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピユー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体, 8 2 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 8 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 3 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 8 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 4 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プロダラムを記憶保持したコンピュー夕読み取り可能な記録媒体であつて、

前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕を逐次取得する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムと、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムとその制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 5 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 8 4項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 6 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕を逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュ一夕に実行させる制御入力生成プログラムと. その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのァルゴリズムは、少なくとも前記素子温度デ一夕が表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該素子部の温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。 8 7 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

前記素子部の温度を表す素子温度データと前記ヒータの温度を表すヒ一夕温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記素子温度データが表す素子部の温度が所定の目標温度になるように前記ヒ一夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記素子温度データが表す素子部の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分と、前記目標温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 8 . 前記制御入力に含まれる前記排ガスの温度に応じた入力成分は、該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させる前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、予見制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 7 8項、第 8 1項〜第 8 3項、及び第 8 7 項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

8 9 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 8 8項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 0 . 前記制御入力に含まれる前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させる前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、予見制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 7 9項、第 8 2項、第 8 4項，第 8 5項及び第 8 7項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 1 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、最適制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 7 7項〜第 8 7項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。 9 2 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、最適予見制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 8 8項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 3 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、最適予見制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 9 0項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 4 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕と前記ヒータの温度を表すヒ一夕温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように該ヒー夕への発熱用ェネルギ一の供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピユー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒータ温度デ一夕が表すヒ一夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 5 . 前記温度制御用プログラムは、前記排ガスの温度を表す排ガス温度データを逐次取得する処理を前記コンピュ一夕に実行させるプロダラムをさらに含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、該排ガス温度デ一夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 9 4項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 6 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 9 4項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録^体。

9 7 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 9 4項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 8 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であつて、

前記温度制御用プログラムは、前記ヒータの温度を表すヒー夕温度デ一夕と前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記ヒータ温度データが表すヒータの温度が所定の目標温度になるように該ヒータへの発熱用エネルギ一の供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンビュ一夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒ一夕を制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒ —夕温度デ一夕が表すヒー夕の温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記排ガス温度データが表す排ガスの温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

9 9 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記目標温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 9 8項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 0 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記ヒータ温度デ一夕が表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 9 8項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 1 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、

前記温度制御用プログラムは、前記ヒータの温度を表すヒータ温度デ一夕を逐次取得する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムと. 前記ヒータ温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュ一夕に実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのァルゴリズムは、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該目標温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュー夕に生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体, 1 0 2 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記ヒー夕温度データが表すヒータの温度に応じた入力成分をさらに含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1 0 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プロダラムの記録媒体。

1 0 3 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、

前記温度制御用プログラムは、前記ヒー夕の温度を表すヒー夕温度デ一夕を逐次取得する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムと. 前記ヒー夕温度データが表すヒー夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒー夕への発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュータに実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのァルゴリズムは、少なくとも前記ヒータ温度データが表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、該ヒ一夕の温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 4 . 内燃機関の排気通路に配置され、該排気通路を流れる排ガスに接触する素子部と該素子部を加熱するヒータとを有する排ガスセンサの素子部の温度を制御するための処理をコンピュータに実行させる温度制御用プログラムを記憶保持したコンピュータ読み取り可能な記録媒体であって、

前記温度制御用プログラムは、前記素子部の温度を表す素子温度デ一夕と前記ヒー夕の温度を表すヒータ温度データと前記排ガスの温度を表す排ガス温度データとを逐次取得する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムと、前記ヒータ温度データが表すヒ一夕の温度が所定の目標温度になるように前記ヒータへの発熱用エネルギーの供給量を規定する制御入力を逐次生成する処理を前記コンピュー夕に実行させる制御入力生成プログラムと、その制御入力に応じてヒータを制御する処理を前記コンピュータに実行させるプログラムとを含み、前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、少なくとも前記ヒー夕温度デー夕が表すヒータの温度と前記目標温度との偏差に応じた入力成分と、前記素子温度データが表す素子部の温度に応じた入力成分と、前記排ガス温度デー夕が表す排ガスの温度に応じた入力成分と、前記目標温度に応じた入力成分とを含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 5 . 前記制御入力に含まれる前記排ガスの温度に応じた入力成分は. 該排ガスの温度の現在値と第 1所定時間後の該排ガスの温度の未来値とを含む該排ガスの温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させる前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、予見制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 9 5項、第 9 8項〜第 1 0 0項、及び第 1 0 4項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 6 . 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記排ガスの温度の第 1所定時間後までの未来値が、該排ガスの温度の現在値と同一であるとして前記制御入力を前記コンピュータに生成させるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1 0 5項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 7 . 前記制御入力に含まれる前記目標温度に応じた入力成分は、該目標温度の現在値と第 2所定時間後における該目標温度の未来値とを含む該目標温度の時系列データに応じた入力成分であり、その入力成分を含む前記制御入力を前記コンピュータに生成させる前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、予見制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 9 6項、第 9 9項、第 1 0 1項、第 1 0 2項、及び第 1 0 4項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プロダラムの記録媒体。

1 0 8. 前記制御入力生成用プログラムのアルゴリズムは、最適制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 9 4項〜第 1 0 4項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 0 9. 前記制御入力生成用プログラムのアルゴリズムは、最適制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 1 0 5項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 1 0. 前記制御入力生成用プログラムのアルゴリズムは、最適制御のアルゴリズムであることを特徴とする請求の範囲第 1 0 7項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 1 1. 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度が、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 7 7項，第 8 1項、第 8 4項、第 8 6項、第 8 7項、第 9 4項、第 9 8項、第 1 ' 0 1項、第 1 0 3項、及び第 1 0 4項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 1 2. 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度が、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 9 0項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 1 3. 前記制御入力生成プログラムのアルゴリズムは、前記内燃機関の始動後、第 3所定時間が経過するまでの始動直後期間における前記目標温度は、該始動直後期間の経過後における目標温度よりも低い温度に設定されるように構成されていることを特徴とする請求の範囲第 1 0 7 項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。

1 1 4. 前記ヒ一夕は、パルス幅制御（PWM制御）によってパッテリから通電することにより発熱する電熱ヒータであると共に、前記制御入力生成プログラムにより前記コンピュータに生成させる前記制御入力はは、前記パルス幅制御におけるデューティであり、前記温度制御用プログラムは、前記制御入力生成プログラムにより生成させた該デューティを前記バッテリの電圧に応じて補正する処理を前記コンピュー夕に実行させるプログラムをさらに含むことを特徴とする請求の範囲第 7 7項、第 8 1項、第 84項、第 86項、第 8 7項、第 94項、第 9 8項、第 1 0 1項、第 1 0 3項、及び第 1 04項のいずれか 1項に記載の排ガスセンサの温度制御用プログラムの記録媒体。