(57)【要約】【課題】ＮＯｘセンサとセンサ制御装置との間の配線異常を精度よく検出可能なセンサ制御装置を提供する。【解決手段】センサ制御装置のＣＰＵが実行する異常検出処理では、エンジンＥＣＵからフューエルカット信号が入力され（Ｓ１２０；ＹＥＳ）、且つ、第１酸素ポンプセルに流れる第１ポンプ電流Ｉp1に基づく酸素濃度値が大気中の酸素濃度に対応した基準濃度に達すると（Ｓ１３０；ＹＥＳ）、ＮＯｘセンサの第２酸素ポンプセルに第１の交番電圧を印加する（Ｓ１５０）。そのときに第２酸素ポンプセルに流れる第２ポンプ電流Ｉp2の変動値ΔＩp2と、基準電圧値に対する第１の交番電圧値への電圧変化量とからインピーダンス値Ｒｄを算出する（Ｓ２１０）。このインピーダンス値Ｒｄが基準閾値を上回る場合（Ｓ２２０；ＹＥＳ）、ＮＯｘセンサとセンサ制御装置との間の配線状態が異常であると判定する（Ｓ２６０）。【選択図】図３
2010249540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路内に連通した第１測定室内の酸素をポンピングする第１酸素ポンプセル、及び該第１測定室に連通した第２測定室内の酸素をポンピングする第２酸素ポンプセルを有するＮＯｘセンサに接続され、
前記第１酸素ポンプセルの駆動制御を行うと共に、前記第２測定室から酸素を汲み出す方向に基準電圧を前記第２酸素ポンプセルに印加することにより、該第２測定室内のＮＯｘ濃度に応じて該第２酸素ポンプセルに流れる第２ポンプ電流を検出するＮＯｘ濃度検出手段と、
外部装置から前記排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度であることを示す状態信号が入力されると、前記ＮＯｘセンサと当該センサ制御装置との間の配線状態の異常を検出するための異常検出処理を行う制御手段と、
を備えたセンサ制御装置において、
前記制御手段は、前記第１酸素ポンプセルに流れる第１ポンプ電流の検出結果に基づき、前記排ガスの酸素濃度が前記既知の濃度に対応して設定された基準濃度に達したと判定した場合に、前記異常検出処理を開始することを特徴とするセンサ制御装置。
【請求項２】
前記状態信号は、前記内燃機関への燃料噴射が停止されている運転状態を示すフューエルカット信号であることを特徴とする請求項１に記載のセンサ制御装置。
【請求項３】
前記異常検出処理は、前記第２酸素ポンプセルに印加する基準電圧を変化させたときの前記第２ポンプ電流の変化量、又は、該変化量に基づく算出値を用いて、前記配線状態の異常を判定する処理であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のセンサ制御装置。
【請求項４】
前記異常検出処理は、前記第２ポンプ電流の変化量、又は、前記算出値が、予め設定された正常範囲を複数回連続して逸脱する場合に、前記配線状態が異常であると判定する処理であることを特徴とする請求項３に記載のセンサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の排気通路内を流通する排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）の検出に用いられるＮＯｘセンサに接続されるセンサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、被測定ガス空間に連通した第１測定室内の酸素をポンピングする第１酸素ポンプセル、その第１測定室内の酸素濃度を測定するための酸素分圧検知セル、及びその第１測定室に連通した第２測定室内の酸素をポンピングする第２酸素ポンプセルを、絶縁層を介して積層した構造を有するセンサ本体部と、このセンサ本体部を加熱するヒータ部とを備えるＮＯｘセンサが知られている。
【０００３】
また、このＮＯｘセンサに接続され、酸素分圧検知セルの出力電圧が目標電圧と一致するように第１酸素ポンプセルの駆動制御を行うと共に、第２測定室から酸素を汲み出す方向に予め設定された基準電圧を第２酸素ポンプセルに印加することにより、その第２測定室内のＮＯｘ濃度に応じてその第２酸素ポンプセルに流れるポンプ電流を検出し、そのポンプ電流に基づいてＮＯｘ濃度を検出するセンサ制御装置が知られている。
【０００４】
なお、これらＮＯｘセンサ及びセンサ制御装置は、車両の内燃機関（エンジン等）から排出される排ガス中のＮＯｘ濃度を検出するために用いられることが多い。この場合、車両のエンジンを制御する電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）は、エンジンの排気通路に設けられたＮＯｘセンサによる検出値を、センサ制御装置を介して入力し、排ガス中のＮＯｘ濃度といった有害ガスの低減が図れるように、エンジンに供給する燃料混合気の空燃比を可変設定する空燃比制御を行うように構成される（例えば、特許文献１参照）。また、センサ制御装置を介して出力されるＮＯｘセンサの検出値は、排気通路内に設けられてＮＯｘをトラップする触媒（例えば、ＮＯｘ選択還元触媒）の劣化を検出するための情報源として、エンジンＥＣＵにて用いられる。
【０００５】
このセンサ制御装置では、ＮＯｘセンサの動作状態を診断する動作診断処理を行うように構成されることが、近年、主流となってきている。
なお、この動作診断処理の一例としては、特許文献１のように、第２酸素ポンプセルに印加する基準電圧を変化させたときに検出されるポンプ電流に基づいて、そのポンプ電流の変化量が所定の正常範囲を逸脱する場合に、ＮＯｘセンサ−センサ制御装置間の配線状態が異常（断線）であると判定する異常検出処理が提案されている。また、ＮＯｘセンサとセンサ制御装置との間の配線異常の検出を行う異常検出処理の実行タイミングとしては、特許文献２のように、排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度であるとき（例えば、内燃機関への燃料噴射が停止されているフューエルカット中のとき）を実行タイミングとすることが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−２３３０４６号公報
【特許文献２】特開２００３−２７０１９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、センサ制御装置が上述したような異常検出処理を開始するにあたっては、外部装置（エンジンＥＣＵ）から排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度であることを示す状態信号の入力をトリガとすればよい。しかし、センサ制御装置が上記の状態信号を入力したからといって、直ちにＮＯｘセンサに到来している排ガスの酸素濃度が既知の濃度にならないため、排ガスのＮＯｘ濃度が安定しているといえる状況下で異常検出処理を行えないおそれがある。つまり、上記の状態信号を入力して即座に特許文献１のような異常検出処理を行うと、異常検出処理による基準電圧の変化前におけるポンプ電流の基準値にばらつきが生じ、配線異常が生じていないにも関わらずポンプ電流の変化量が小さくなることが考えられ、配線異常の検出精度が低下し兼ねないという問題があった。
【０００８】
このような問題に対して、エンジンＥＣＵから状態信号が入力されると、排気通路内におけるＮＯｘ濃度が一定となるように充分に確保された所定期間が経過した後に、異常検出処理を開始することが考えられるが、この場合、異常検出処理の開始に遅れが生じてしまい、限られた期間内に処理を完了できない可能性が高まるという問題があった。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するために、ＮＯｘセンサとセンサ制御装置との間の配線異常を精度よく検出可能なセンサ制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するためになされた発明である請求項１に記載のセンサ制御装置は、内燃機関の排気通路に設けられたＮＯｘセンサに接続され、このＮＯｘセンサの駆動制御を行う装置である。なお、ＮＯｘセンサは、内燃機関の排気通路内に連通した第１測定室内の酸素をポンピングする第１酸素ポンプセル、及びその第１測定室に連通した第２測定室内の酸素をポンピングする第２酸素ポンプセルを備えている。
【００１１】
一方、センサ制御装置では、ＮＯｘ濃度検出手段が、第１酸素ポンプセルの駆動制御を行うと共に、第２測定室から酸素を汲み出す方向に基準電圧を第２酸素ポンプセルに印加することにより、その第２測定室内のＮＯｘ濃度に応じて第２酸素ポンプセルに流れる第２ポンプ電流を検出する。
【００１２】
また、センサ制御装置では、制御手段が、外部装置から前記排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度であることを示す状態信号を受け取ると、ＮＯｘセンサと当該センサ制御装置との間の配線状態の異常を検出するための異常検出処理を行う。
【００１３】
なお、排ガスの酸素濃度が既知の濃度であるときとは、内燃機関の運転状態が燃料噴射弁から燃料の供給が停止されているとき、内燃機関の運転状態がアイドリング状態などの低負荷回転の運転状態にあるときなどを指す。
【００１４】
ここで、本発明のセンサ制御装置は、この制御手段が、前述の状態信号を受け取ると、第１酸素ポンプセルに流れる第１ポンプ電流の検出結果に基づき、排ガスの酸素濃度が、前述の既知の濃度に対応して設定された酸素濃度（以下、基準濃度という）に達したと判定した場合に、異常検出処理を開始することを要旨とする。
【００１５】
つまり、本発明のセンサ制御装置では、エンジンＥＣＵ等の外部装置から前述の状態信号を入力し、第１ポンプ電流の検出結果に基づき、排気通路内における排ガスの酸素濃度が既知の濃度にあることを確認すると、ＮＯｘセンサに到来している排ガスのＮＯｘ濃度が安定しているといえる状況下にあると判断し、ＮＯｘ濃度を検出するための通常の駆動制御から異常検出処理に移行することになる。
【００１６】
したがって、本発明のセンサ制御装置によれば、排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度にある状況下で、不必要に長く待機することなく適切な時期に異常検出処理を開始でき、ひいてはＮＯｘセンサ−当該センサ制御装置間の配線異常を精度よく検出することができる。
【００１７】
具体的に、外部装置から入力される状態信号は、請求項２に記載のように、内燃機関への燃料噴射が停止されている運転状態を示すフューエルカット信号であることが好ましい。
【００１８】
つまり、内燃機関への燃料噴射が停止されると排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度に確実に設定されることになるため、本発明のセンサ制御装置では、フューエルカット信号を状態信号として入力することで、第１ポンプ電流の検出結果に基づき、排気通路内における排ガスの酸素濃度が既知の濃度にあることを確認するようにしている。
【００１９】
したがって、ＮＯｘセンサ−当該センサ制御装置間の配線異常の精度のよい検出につなげることができる。
ところで、センサ制御装置が行う異常検出処理の一例としては、特許文献２に記載の処理などの各種の処理を適用すればよいが、請求項３に記載のように、第２酸素ポンプセルに印加する基準電圧を変化させたときの第２ポンプ電流の変化量、又は、その変化量に基づく算出値を用いて、配線状態の異常を判定する処理を採ることが好ましい。
【００２０】
具体的に、このように構成されたセンサ制御装置では、例えば外部装置からフューエルカット信号が入力されるまで、ＮＯｘ濃度を検出するための通常の駆動制御を行い、外部装置からフューエルカット信号が入力されると、通常の駆動制御の場合と異なる判定用パターンを用いて基準電圧を変化させればよいことになる。
【００２１】
したがって、このように構成されたセンサ制御装置によれば、比較的簡易な処理によってＮＯｘセンサとセンサ制御装置との間の配線異常を検出することができ、しかもＮＯｘセンサのＮＯｘ濃度を検出するために重要な部位で第２酸素ポンプセルとセンサ制御装置との間の配線異常（断線異常）を精度よく検出することができる。
【００２２】
また、センサ制御装置が行う異常検出処理は、請求項４に記載のように、第２ポンプ電流の変化量、又は、その変化量に基づく算出値が、予め設定された正常範囲を複数回連続して逸脱する場合に、配線状態が異常であると判定する処理であることが好ましい。なお、ここでの正常範囲とは、上限値または下限値の少なくとも一方により規定される範囲をいう。
【００２３】
このように構成されたセンサ制御装置によれば、異常検出処理による判定回数を増やすことにより、ＮＯｘセンサ−当該センサ制御装置間の配線異常の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明が適用されたセンサ制御装置を含むエンジン制御システム１の全体構成図である。
【図２】本実施形態のＮＯｘセンサ１０及びセンサ制御装置２０の構成図である。
【図３】センサ制御装置２０のＣＰＵが実行する異常検出処理の詳細を示すフローチャートである。
【図４】異常検出処理を説明するためのタイミング図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下に、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
＜全体構成＞
図１は、本発明が適用されたセンサ制御装置を含むエンジン制御システムの全体構成図である。
【００２６】
図１に示すように、エンジン制御システム１は、車両の内燃機関（例えば、ガソリン直噴エンジン）２の排気管４に設けられて排ガス中の窒素酸化物（ＮＯｘ）濃度，酸素濃度の検出が可能なＮＯｘセンサ１０と、このＮＯｘセンサ１０の駆動制御を行うセンサ制御装置２０と、内燃機関２の吸気管３に設けられたスロットルバルブ５やインジェクタ６を駆動して、内燃機関２の運転状態を制御する電子制御装置（以下、エンジンＥＣＵという）３０とを備えている。
【００２７】
このうち、エンジンＥＣＵ３０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成されたマイクロコンピュータからなり、スロットルバルブ５の開度量を検出するセンサや、ＮＯｘセンサ１０を含む各種センサ（共に、図示せず）の出力に基づき、内燃機関２に供給する燃料混合気の空燃比を可変設定する空燃比制御を行う。なお、本実施形態の空燃比制御では、センサ制御装置２０を介して入力されるＮＯｘセンサ１０の検出結果に基づき、排ガス中のＮＯｘ濃度が規定濃度よりも低くなるように、インジェクタ６の燃料噴射量を調整することが行われている。
【００２８】
また、エンジンＥＣＵ３０は、例えばエンジン回転数が所定のフューエルカット回転数以上であり、且つスロットルバルブ５が閉じている（即ち、アクセルがオフされた）場合のように、エンジン制御システム１における所定の運転条件を満たすと、インジェクタ６による燃料噴射を停止して、その旨を表すフューエルカット信号をセンサ制御装置２０に出力するように構成されている。
【００２９】
＜ＮＯｘセンサ及びセンサ制御装置の構成＞
次に、図２は、本実施形態のＮＯｘセンサ１０及びセンサ制御装置２０の構成図である。なお、ＮＯｘセンサ１０については、その内部構造を示す断面図として記載している。
【００３０】
図２に示すように、ＮＯｘセンサ１０は、ジルコニア等の酸素イオン伝導性のある固体電解質層に、その固体電解質層を挟み込むように多孔質電極（例えば、白金，白金合金，白金とセラミックスを含むサーメット等）が配置されてなる第１酸素ポンプセル１１，酸素分圧検知セル１２，第２酸素ポンプセル１３を、絶縁層１４，１５を介して積層した構造を有するセンサ本体部７を備えている。
【００３１】
また、ＮＯｘセンサ１０は、センサ本体部７を加熱するヒータ部８を備えている。なお、ヒータ部８は、例えばアルミナ等の絶縁性セラミックスからなるシート状の絶縁層を積層することにより構成され、これら各絶縁層の間にＰｔを主体とするヒータが設けられている。
【００３２】
センサ本体部７は、絶縁層１４の一部に設けられた多孔質状の第１拡散経路１６を介して被測定ガス空間（排気通路内）に連通する第１測定室２１、及び多孔質状の第２拡散経路１７を介して第１測定室２１に連通する第２測定室２２を有し、第１酸素ポンプセル１１及び第２酸素ポンプセル１３により、第１測定室２１及び第２測定室２２内の酸素のポンピング（汲み出し，汲み入れ）をそれぞれ可能にする。そして、酸素分圧検知セル１２により、酸素濃度が一定に制御された酸素基準室１８と第１測定室２１との酸素濃度差、つまり第１測定室２１内の酸素濃度の測定を可能とするように構成されている。
【００３３】
一方、センサ制御装置２０は、ヒータ部８にてセンサ本体部７を活性温度（例えば、７５０℃）まで加熱し、この状態で、酸素分圧検知セル１２の両端電圧Ｖｓが予め設定された一定電圧（例えば、４２５ｍＶ）となるように第１ポンプ電流Ｉp1を制御する。すると、第１酸素ポンプセル１１により、第１測定室２１内の酸素濃度が所定の酸素濃度（酸素分圧）に保持される。そして、このときに流れる第１ポンプ電流Ｉp1が、被測定ガス（排ガス）中の酸素濃度に応じた大きさとなるため、この第１ポンプ電流Ｉp1に基づき、センサ制御装置２０にて排ガス中の酸素濃度値を算出することができる。
【００３４】
これと共に、センサ制御装置２０は、第２酸素ポンプセル１３に、第２測定室２２から酸素を汲み出す方向に一定の第２ポンプ電圧Ｖp2（例えば、４５０ｍＶ）を印加する。つまり、第１酸素ポンプセル１１にて所定の酸素濃度に調整されたガスを第２測定室２２に導き、且つ第２ポンプ電圧Ｖp2を所定の電圧に保持すると、第２測定室２２では、第２酸素ポンプセル１３を構成する多孔質電極の触媒作用によって、ガス中のＮＯｘが窒素と酸素とに分解され、その分解により得られた酸素が第２測定室２２から抜き取られる。このときに流れる第２ポンプ電流Ｉp2が、被測定ガス中のＮＯｘ濃度に対応した大きさとなる。
【００３５】
なお、センサ制御装置２０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭを中心に構成されたマイクロコンピュータ（以下、マイコンという）２３、及びＮＯｘセンサ１０を駆動するための駆動回路２４からなる。このうち、駆動回路２４が、ＮＯｘセンサ１０の出力として、第１ポンプ電流Ｉp1（酸素濃度）、及び第２ポンプ電流Ｉp2（ＮＯｘ濃度）の各検出値を検出してマイコン２３に出力し、マイコン２３のＣＰＵが、以下の異常検出処理に加えて、酸素濃度およびＮＯｘ濃度の算出処理を実行する。そして、マイコン２３は、自身で算出した酸素濃度値やＮＯｘ濃度値をエンジンＥＣＵ３０に対して出力する。また、マイコン２３は、後述する異常検出処理に基づき、配線異常の有無を通知するためのレポート情報についても出力する。なお、駆動回路２４の構成やマイコン２３にて実行される酸素濃度およびＮＯｘ濃度の算出処理については、特開平１０−１４２１９４号公報や特開２００８−２６７９４０号公報等の公知の構成を適用すればよいため、ここでの詳述は省略する。
【００３６】
＜異常検出処理＞
ここで、図３は、センサ制御装置２０のＣＰＵが実行する異常検出処理の詳細を示すフローチャートである。なお、本処理は、第２酸素ポンプセル１３−センサ制御装置２０間の配線状態に異常があるか否かを判定する処理であり、センサ制御装置２０に電源が供給されると起動し、所定の判定周期で繰り返し実行される。また、本処理では、判定回数を計数するための判定カウンタが用いられる。
【００３７】
まず、本処理が開始されると、Ｓ１１０では、センサ本体部７が所定の活性温度（例えば、７５０℃）まで加熱されているか否かを判断し、ここで肯定判断した場合にはＳ１２０に移行し、否定判断した場合には本処理を終了することにより、前述の判定周期後に本ステップを再実行する。なお、センサ本体部７が活性温度まで加熱されているか否かの判断は、センサ本体部７のインピーダンスに基づいて判断する公知の手法を採用している。
【００３８】
ついで、Ｓ１２０では、エンジンＥＣＵ３０から排ガス中の酸素濃度が既知の濃度（例えば２０％）であることを示す状態信号であるフューエルカット信号が入力されたか否かを判断し、ここで肯定判断した場合には、Ｓ１３０に移行し、否定判断した場合には、ＮＯｘ濃度を検出するための通常の駆動制御を維持するために本処理を終了する。
【００３９】
Ｓ１３０では、第１酸素ポンプセル１１に流れる第１ポンプ電流Ｉp1の検出結果に基づいて別途に算出された酸素濃度値が、大気中の酸素濃度（既知の酸素濃度２０％）に対応した基準濃度（例えば、１９％）以上であるか否かを判断する。そして、ここで肯定判断した場合には、ＮＯｘセンサ１０に到来している被測定ガス（排ガス）が既知の酸素濃度（例えば２０％）であって、ＮＯｘ濃度が安定しているといえる状況下にあると判断してＳ１４０に移行し、否定判断した場合には、マイコン２３にて第１ポンプ電流Ｉp1に基づいて算出される酸素濃度値が基準濃度以上となるまで待機するために本処理を終了する。
【００４０】
Ｓ１４０では、第２酸素ポンプセル１３に流れる第２ポンプ電流Ｉp2を計測し、その計測した第２ポンプ電流Ｉp2を基準電流値Ｉ０としてＲＡＭに記憶する。
続くＳ１５０では、第２酸素ポンプセル１３に印加する基準電圧（第２ポンプ電圧Ｖp2）を変化させる処理として、第２ポンプ電圧Ｖp2を、ＮＯｘ濃度を検出するための通常の駆動制御時に印加する基準電圧値Ｖ０（例えば４５０ｍＶ）から、予め設定された第１の交番電圧値Ｖ１（例えば、基準電圧値Ｖ０から５ｍＶ高い電圧値）に設定する。そして、Ｓ１６０に進み、第１の交番電圧値Ｖ１の電圧を印加するために予め設定された判定時間Ｔ１が経過するまで待機する。そして、この判定時間Ｔ１が経過すると（Ｓ１６０；ＹＥＳ）、Ｓ１７０に進み、第２ポンプ電流Ｉp2を計測し、ここでの計測値（以下、判定電流値Ｉ１という）と、基準電圧値Ｖ０を変化させる直前の第２ポンプ電流Ｉp2である基準電流値Ｉ０（Ｓ１４０でＲＡＭに記憶された第２ポンプ電流Ｉp2）との差分値を変動値ΔＩp2として算出する。
【００４１】
ついで、Ｓ１８０では、第２ポンプ電圧Ｖp2を、第１の交番電圧値Ｖ１から予め設定された第２の交番電圧値Ｖ２（例えば、基準電圧値Ｖ０から５ｍＶ低い電圧値）に設定し、Ｓ１９０に進む。そして、第２の交番電圧値Ｖ２の電圧を印加するために予め設定された交番時間Ｔ２が経過するまで待機して、この交番時間Ｔ２が経過すると（Ｓ１９０；ＹＥＳ）、Ｓ２００にて、第２ポンプ電圧Ｖp2を、第２の交番電圧値Ｖ２から基準電圧値Ｖ０に戻すように設定される。
【００４２】
続くＳ２１０では、変動値ΔＩp2と、基準電圧値Ｖ０に対する第１の交番電圧Ｖ１への電圧変化量とからインピーダンス値Ｒｄを算出する。なお、基準電圧値Ｖ０に対する第１の交番電圧Ｖ１への電圧変化量は、固定値（例えば５ｍＶ）である。また、インピーダンス値Ｒｄは、この固定値（電圧変化量）を変動値ΔＩp2で除算した値、即ち、変動値ΔＩp2に基づく算出値である。
【００４３】
続くＳ２２０では、Ｓ２１０で算出したインピーダンス値Ｒｄが、断線判定のために予め設定された基準閾値を上回るか否かを判断し、ここで肯定判断した場合、即ちインピーダンス値Ｒｄが基準閾値を上回る場合には、Ｓ２３０に移行し、否定判断した場合、即ちインピーダンス値Ｒｄが基準閾値以下である場合には、Ｓ２４０に移行する。
【００４４】
Ｓ２３０では、判定カウンタのカウント値をインクリメントし、Ｓ２５０に移行する。一方、Ｓ２４０では、判定カウンタのカウント値をリセットし、本処理を終了する。なお、ここで本処理を終了する前に、第２酸素ポンプセル１３−センサ制御装置２０間の配線状態が正常であることを示すレポート情報を、エンジンＥＣＵ３０に出力してもよい。
【００４５】
Ｓ２５０では、判定カウンタのカウント値が予め設定された規定値（例えば、規定値＝５）以上であるか否かを判断し、ここで肯定判断した場合にはＳ２６０に移行し、否定判断した場合には本処理を終了する。
【００４６】
Ｓ２６０では、判定カウンタのカウント値をリセットし、第２酸素ポンプセル１３−センサ制御装置２０間の配線状態が異常であることを示すレポート情報を、エンジンＥＣＵ３０に出力して、本処理を終了する。
【００４７】
つまり、本処理では、図４に示すように、センサ本体部７が活性化された状態で、被測定ガス（排ガス）中の酸素濃度が既知の濃度であることを示す状態信号としてのフューエルカット信号が入力され、且つ第１ポンプ電流Ｉp1の検出結果に基づいて算出される酸素濃度値が基準濃度に達すると、第２酸素ポンプセル１３に交番電圧を印加し、そのときに第２ポンプ電流Ｉp2の変動値ΔＩp2に基づき算出されるインピーダンス値Ｒｄが基準閾値を所定回数連続して上回る場合に、ＮＯｘセンサ１０の第２酸素ポンプセル１３とセンサ制御装置２０との間の配線状態の異常を検出している。
【００４８】
なお、上記実施形態において、センサ制御装置２０の駆動回路２４及びマイコン２３がＮＯｘ濃度検出手段、センサ制御装置２０のマイコン２３が制御手段に相当する。
＜効果＞
以上説明したように、本実施形態のセンサ制御装置２０では、エンジンＥＣＵ３０により内燃機関２への燃料噴射が停止され、第１酸素ポンプセル１１に流れる第１ポンプ電流Ｉp1の検出結果に基づき、排気通路内における酸素濃度が基準濃度に達していることを確認すると、ＮＯｘ濃度を検出するための通常の駆動制御から異常検出処理に移行することになる。
【００４９】
したがって、本実施形態のセンサ制御装置２０によれば、排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度にある状況下で、遅滞なく異常検出処理を行うことが可能となり、ＮＯｘセンサ１０−当該センサ制御装置２０間の配線異常を精度よく検出することができる。
【００５０】
また、異常検出処理では、第２ポンプ電圧Ｖp2を変化させて基準電圧値Ｖ０に復帰させる際に、第１の交番電圧値Ｖ１から第２の交番電圧値Ｖ２に一旦低下させるため、第１の交番電圧値Ｖ１から基準電圧値Ｖ０に直接戻す場合と比較して、早期に第２ポンプ電流Ｉp2を基準電流値Ｉ０に復帰させることが可能となり、ＮＯｘ濃度を検出するための通常の駆動制御に遅滞なく移行することができる。
【００５１】
［他の実施形態］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、様々な態様にて実施することが可能である。
【００５２】
例えば、上記実施形態の異常検出処理では、第２ポンプ電流Ｉp2の変動値ΔＩp2に基づくインピーダンス値Ｒｄが基準閾値を複数回連続して上回る場合に、ＮＯｘセンサ１０とセンサ制御装置との間の配線状態が異常であると判定しているが、このように判定回数が複数回である必要はなく、そのインピーダンス値Ｒｄが基準閾値を上回ると直ちに配線異常を検出するようにしてもよい。なお、基準閾値を上限値とする所定の範囲を正常範囲として、インピーダンス値Ｒｄがこの正常範囲を逸脱する場合に、ＮＯｘセンサ１０とセンサ制御装置２０との間の配線状態が異常であると判定してもよい。
【００５３】
また、ここでのインピーダンス値Ｒｄの代わりに、第２ポンプ電流Ｉp2の変動値ΔＩp2を用いてもよい。具体的に言えば、その変動値ΔＩp2が所定の閾値（第２基準閾値）を複数回連続して下回る場合に、ＮＯｘセンサ１０とセンサ制御装置との間の配線状態が異常であると判定してもよいし、変動値ΔＩp2が第２基準閾値を下回ると直ちに配線異常を検出するようにしてもよい。さらに、第２基準閾値を下限値とする所定の範囲を正常範囲として、変動値ΔＩp2がこの正常範囲を逸脱する場合に、ＮＯｘセンサ１０とセンサ制御装置２０との間の配線状態が異常であると判定してもよい。
【００５４】
なお、上記実施形態の異常検出処理では、エンジンＥＣＵ３０による内燃機関２へのフューエルカット状態時を利用して、ＮＯｘセンサ１０の配線状態が異常であるか否かを判定しているが、この判定期間はこれに限らず、少なくとも排気通路内を流通する排ガスの酸素濃度が既知の濃度となる運転状態時（例えば、アイドリング状態などの低回転低負荷の運転状態時）を示す入力信号をセンサ制御装置２０が入力可能な構成にして、この入力信号が入力されている期間を判定期間に適用すればよい。
【符号の説明】
【００５５】
１…エンジン制御システム、２…内燃機関、３…吸気管、４…排気管、５…スロットルバルブ、６…インジェクタ、７…センサ本体部、８…ヒータ部、１０…ＮＯｘセンサ、１１…第１酸素ポンプセル、１２…酸素分圧検知セル、１３…第２酸素ポンプセル、１４，１５…絶縁層、１６…第１拡散経路、１７…第２拡散経路、１８…酸素基準室、２０…センサ制御装置、２１…第１測定室、２２…第２測定室、２３…マイコン、２４…駆動回路、３０…エンジンＥＣＵ。
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図２】
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