(57)【要約】【課題】  異常をより好適に検出する酸素センサの異常検出装置を提供する。【解決手段】  大気と排気ガスとの間に配置され、大気と排気ガスとの酸素分圧に応じた起電力を発生する検出素子１を備えた酸素センサ１０の異常検出装置８０Ａであって、大気は、酸素センサ１０が有する検出素子１の内面に接触し、排気ガスは、検出素子１の外面に接触し、排気ガスを検出素子１内に形成される大気層６へ導入して、検出素子１内の大気と混在させるための促進手段を有する。これにより、検出素子１に欠損９がある場合に、欠損９を通じて検出素子１の大気層６に排気ガスを積極的に侵入させることができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のガスと第２のガスとの間に配置され、前記第１ガスと前記第２ガスとの酸素分圧差に応じた起電力を発生する検出素子を備えた酸素センサの異常検出装置であって、
前記第２のガスを前記検出素子内へ導入して、前記第１のガスと混在させるための促進手段を有することを特徴とする酸素センサの異常検出装置。
【請求項２】
前記促進手段は、前記検出素子内の圧力を減圧する手段であることを特徴とする請求項１記載の酸素センサの異常検出装置。
【請求項３】
前記促進手段は、前記検出素子外の圧力を増圧する手段であることを特徴とする請求項１記載の酸素センサの異常検出装置。
【請求項４】
前記酸素センサを内燃機関に接続した排気通路に配設し、
前記促進手段が前記第２のガスを前記第１のガスと混在させた後に、前記内燃機関において燃料カット制御を実行することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の酸素センサの異常検出装置。
【請求項５】
前記酸素センサを内燃機関に接続した排気通路に配設し、
前記促進手段が前記第２のガスを前記第１のガスと混在させた後に、前記内燃機関において混合気の空燃比のリーン制御を実行することを特徴とする請求項１から３いずれか１項記載の酸素センサの異常検出装置。
【請求項６】
前記酸素センサを内燃機関に接続した排気通路に配設し、
前記促進手段が前記第２のガスを前記第１のガスと混在させる前に、前記内燃機関において混合気の空燃比のリッチ制御を実行することを特徴とする請求項４または５項記載の酸素センサの異常検出装置。
【請求項７】
前記燃料カット制御を実行後、前記酸素センサの出力信号に基づき、該酸素センサの異常の有無を診断することを特徴とする請求項４または６記載の酸素センサの異常検出装置。
【請求項８】
前記空燃比のリーン制御を実行後、前記酸素センサの出力信号に基づき、該酸素センサの異常の有無を診断することを特徴とする請求項５または６記載の酸素センサの異常検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素センサの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等の内燃機関には、排気ガス中に含まれる有害成分を除去するため排気ガス浄化システムが配備されている。この排気ガス浄化システムを有効に機能させるためには、内燃機関で燃焼される大気（空気）と燃料との混合割合、すなわち空燃比を厳密にコントロールすることが重要である。そこで、内燃機関の排気通路中に排気ガスの酸素分圧を検出する酸素センサを設置して理想的な空燃比（ストイキ）が得られるようにフィードバック制御を行っている。
【０００３】
図６（Ａ）は、一般的な酸素センサにおける検出素子部を示した図である。酸素センサ１００は、排気通路１２０内に突出するように配設された筒型の検出素子部１０１を備えている。検出素子部１０１は内面側に大気（空気）Airが導入され、外面側にはセンサカバー１０２を通過した排気ガスＥＧが接触するように形成されている。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）中のＣＲ内の検出素子部１０１の断面構造を示した図である。図６（Ｂ）で示すように、検出素子部１０１は固体電解質１０７を間にして内側に大気電極１０５、外側に排気電極１０６を被覆した構造を有している。固体電解質１０７は酸素（Ｏ２）がイオン化（Ｏ2-）した状態でその内部を移動可能な物質、例えばジルコニアなどによって形成されている。
【０００４】
大気と排気ガスとには酸素分圧差があり、一般に大気側の酸素分圧が高い。その結果、酸素センサ１００内では内側の大気と外側の排気ガスとの酸素分圧差が小さくなるように、酸素がイオン化し固体電解質１０７を介して大気側から排気ガス側へと移動する。図６（Ｂ）で図示するように、酸素分子はイオン化する過程で４価の電子（ｅ−）を受け取り、イオン化した状態から分子に戻る過程で４価の電子を放出する。このような酸素の移動に応じて検出素子部１０１の内外表面の電極１０５、１０６で電子の移動が生じて検出素子部１０１に起電力が発生する。このように酸素センサ１００は、大気と排気ガスとの酸素分圧に応じた電圧を出力するので、従来から空燃比制御用のセンサとして使用されている。
【０００５】
ところが、図６（Ａ）で示すように、酸素センサ１００の検出素子部１０１に大気側と排気側とを連通するようなクラック等の異常（以下、単にクラックＣＫという）が発生する場合がある。検出素子部１０１にクラックＣＫがあると、排気ガスＥＧが検出素子部１０１の内側（大気電極１０５の側）に侵入する場合がある。このような状況が発生すると酸素センサ１００が正確に機能しなくなってしまう。
【０００６】
そこで、特許文献１では酸素センサの検出素子欠損（検出素子部のクラック）の有無を判定する異常診断装置を提案している。この診断装置は、酸素センサの検出信号の出力分布に基づき検出素子部のクラック有無を判定して酸素センサの異常を診断する。特許文献１が提案する技術は、検出素子部にクラックが生じたときの酸素センサの出力パターンが正常時とは異なることに着目し、検出信号の出力分布を比較することで検出素子部のクラックの有無を判定している。
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１４６８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、内燃機関が排気する排気ガスは通常脈動しており、この脈動は圧力変動を伴うものであるため、排気通路内の圧力が欠損を生じた検出素子内の圧力より低くなる場合がある。このような場合には、その都度検出素子の欠損から、侵入した排気ガスが流出してしまう。このように侵入した排気ガスが流出してしまうと、欠損を有する酸素センサの酸素分圧差が、正常な酸素センサの酸素分圧差に近づいてしまう。そのため、この状態が酸素センサの異常診断実行時に発生すると、特許文献１の提案技術では異常なしと診断し、酸素センサの検出素子の欠損を検出できなくなる虞がある。
【０００９】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、異常をより好適に検出する酸素センサの異常検出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】
上記課題を解決するために、本発明は、第１のガスと第２のガスとの間に配置され、前記第１ガスと前記第２ガスとの酸素分圧差に応じた起電力を発生する検出素子を備えた酸素センサの異常検出装置であって、前記第２のガスを前記検出素子内へ導入して、前記第１のガスと混在させるための促進手段を有することを特徴とする。本発明によれば、例えば内燃機関に接続した排気通路に酸素センサを配設した場合において、検出素子に欠損があったときには、欠損を通じて検出素子内に排気ガスを積極的に侵入させることができる。これによって、酸素センサの異常診断実行時まで、検出素子内に侵入させた排気ガスを安定した状態で存在させることができる。言い換えれば、本発明によれば、排気ガスの脈動、すなわち圧力変動によって、検出素子内から排気通路へ欠損を通じて逆に気体が流出する現象を抑制できる。また、本発明によれば、例えば検出素子内から気体が流出するのを見込んで、リッチ制御で内燃機関が排出した排気ガスを、欠損を通じて検出素子内へ予め侵入させ、その後に異常診断を実行する必要性を緩和できる。
【００１１】
また、前記促進手段は、前記検出素子内の圧力を減圧する手段であってもよい。本発明によれば、例えば内燃機関に接続した排気通路に酸素センサを配設した場合において、検出素子に欠損があったときには、排気ガスの脈動によって、検出素子内から排気通路へ欠損を通じて逆に気体が流出する現象を抑制できる。これによって、酸素センサの異常診断実行時まで、検出素子内に侵入させた排気ガスを安定した状態で存在させることができる。
【００１２】
また、本発明は、前記促進手段は、前記検出素子外の圧力を増圧する手段であってもよい。本発明によっても、上述した検出素子内の気体の圧力を減圧する場合と同様の効果が得られる。
【００１３】
また、本発明は、前記酸素センサを内燃機関に接続した排気通路に配設し、前記促進手段が前記第２のガスを前記第１のガスと混在させた後に、前記内燃機関において燃料カット制御を実行してもよい。本発明によれば、内燃機関から排気通路に大気を排気させることで、検出素子外を、排気ガスを侵入させた検出素子内よりも酸素濃度が高い状態にできる。
【００１４】
また、本発明は、前記酸素センサを内燃機関に接続した排気通路に配設し、前記促進手段が前記第２のガスを前記第１のガスと混在させた後に、前記内燃機関において混合気の空燃比のリーン制御を実行してもよい。本発明によれば、リーン制御で混合気を燃焼させた際に発生した排気ガスを排気通路に流入させ、検出素子外を、排気ガスを侵入させた検出素子内よりも酸素濃度が高い状態にできる。
【００１５】
また、本発明は、前記酸素センサを内燃機関に接続した排気通路に配設し、前記促進手段が前記第２のガスを前記第１のガスと混在させる前に、前記内燃機関において混合気の空燃比のリッチ制御を実行してもよい。本発明によれば、検出素子の内外に接触する気体の酸素濃度差をより大きくすることが可能である。
【００１６】
また、本発明は、前記燃料カット制御を実行後、前記酸素センサの出力信号に基づき、該酸素センサの異常の有無を診断してもよい。これによって、検出素子外に大気、検出素子内に侵入させた排気ガスを存在させた状態にできる。この状態は、正常な酸素センサの検出素子に係る気体の状態とは逆の状態であり、この状態における酸素濃度差に基づき、酸素センサからは、負電圧の出力信号を検出可能である。したがって、この出力信号を検出すれば、酸素センサに異常ありと診断できる。本発明によれば、内燃機関の燃料カット制御を実行した後に例えば上述した負電圧の出力信号を検出することで、異常ありと診断可能である。ただし、この異常診断方法は公知技術であって、酸素センサの異常の有無を診断するには、他の異常診断方法を用いてもよい。本発明は、異常診断を実行する時期が、前述した促進手段による促進を実行し、さらに内燃機関において燃料カット制御を実行した後であることに特徴を有する。すなわち、上述した異常診断を実行する時期は、酸素センサから異常を検出する上で有意差の大きい出力信号を安定して検出できる時期であって、本発明は、この時期に異常診断を実行するという方法に特徴を有する。
【００１７】
また、本発明は、前記空燃比のリーン制御を実行後、前記酸素センサの出力信号に基づき、該酸素センサの異常の有無を診断してもよい。これによって、検出素子外に酸素濃度の高い排気ガス、検出素子内に侵入させた排気ガスを存在させた状態にできる。本発明によれば、上述した場合と同様、酸素センサから異常を検出する上で有意差の大きい出力信号を安定して検出できる時期に異常診断を実行することで、酸素センサの異常の有無を好適に検出可能である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、異常をより好適に検出する酸素センサの異常検出装置を提供可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態を図面と共に詳細に説明する。
【実施例１】
【００２０】
図１は、本発明に係る異常検出装置８０Ａの模式図である。異常検出装置８０Ａは、酸素センサ１０と連通路７とバルブ８とＥＣＵ５０とで構成されている。また、酸素センサ１０は、検出素子１、撥水フィルタ３、シールド４、大気孔５、連通路７の他、図示しない保護カバー等で構成されている。酸素センサ１０は、コップ状の検出素子１を排気通路２内に突出させた状態で、排気通路２に配設されている。酸素センサ１０の頭部には、通気、防水性に優れた多孔質の撥水フィルタ３が設けられている。大気は、シールド４から外部へ突出した大気孔５を通じ、撥水フィルタ３を介して、検出素子１の内側に形成された大気層６へ流入する。一方、排気通路２は、図示しないエキゾーストマニホールドに接続され、排気通路２内には、内燃機関から排気ガスが排気される。なお、請求項記載の検出素子内とは図１に示す大気層６に相当する。また、図７に示す積層型酸素センサ２００の場合にあっては、請求項記載の検出素子内とは図７に示す大気ダクト２０７に相当する。
【００２１】
図７は、一般的な積層型酸素センサ２００の構成を示すための検出素子部の断面図である。積層型酸素センサ２００は、センサを早期に活性温度にするため、ヒータ２０８を大気側部材２０３に埋設して直接加熱構造としたものである。積層型酸素センサ２００は、図７に示すように、固体電解質２０１を挟むようにして拡散律速層２０２と大気側部材２０３とを有する。大気側部材２０３の固体電解質２０１に接する面には大気ダクト２０７が形成され、大気ダクト２０７には大気が図示しない大気孔から流入する。さらに、大気ダクト２０７内の固体電解質２０１の面には大気側電極２０５が配設され、大気側電極２０５には大気が接触する。一方、拡散律速層２０２の固体電解質２０１に接する面には排気チャンバ２０６が形成され、排気チャンバ２０６には、拡散律速層２０２を介して排気ガスが流入する。さらに、排気チャンバ２０６内の固体電解質２０１の面には排気側電極２０４が配設され、排気側電極２０４には排気ガスが接触する。この積層型酸素センサ２００によっても、大気側電極２０５に接する気体と排気側電極２０４に接する気体との酸素分圧に応じた起電力を検出できる。
【００２２】
本実施例においては、図１に示す酸素センサ１０は大気層６に連通する連通路７を備え、その一端は大気層６に解放され、他端はバルブ８のポート８ａに接続されている。バルブ８は３方弁となっており、ポート８ｂは大気に連通している。但し、ポート８ｂは大気に連通せず閉じていても構わない。また、バルブ８のポート８ｃは内燃機関の負圧源、例えば図示しないインテークマニホールドに接続されている。但し、ポート８ｃの接続先は内燃機関の負圧源に限られず、例えば真空ポンプ等を備えてこれに接続しても構わない。また、バルブ８は電磁弁であり、ＥＣＵ５０によって、所定のタイミングでポート８ｂとポート８ｃとを切替可能である。この構成で、バルブ８のポートをポート８ｂからポート８ｃに切り替えると、大気層６の気体は、連通路７を通じて内燃機関の負圧源に流入しようとする。これによって、大気層６には負圧が発生する。なお、大気層６は、撥水フィルタ３を介し、大気孔５を通じて大気に連通しているが、撥水フィルタ３が抵抗の役割を果たしているため、大気層６に適度の負圧を発生させることができる。
【００２３】
この状態で、図１に示すように、検出素子１に欠損９が発生していた場合、排気通路２内の排気ガスは、欠損９を通じて大気層６へ侵入する。したがって、本実施例によれば、酸素センサ１０の異常の有無を診断する前に、バルブ８のポートをポート８ｂからポート８ｃに切り替えることによって、大気層６へ排気ガスを容易に侵入させることが可能である。また、大気層６の負圧によって排気ガスを侵入させることから、排気ガスの脈動による圧力変動があっても、大気層６へ排気ガスを侵入させた状態を安定して維持することができる。
【００２４】
これにより、以下に示すようにして、検出素子１の欠損９の有無を検出することができる。図２は、ＥＣＵ５０が実行する酸素センサ１０の異常検出方式をフローチャートで示す図である。ＥＣＵ５０は、酸素センサ１０の異常検出を行う前に、所定の条件が成立したかを判定する（ステップ１１）。所定の条件とは、例えば酸素センサ１０の検出素子１の温度が活性温度に達しているか等である。所定の条件が成立しない場合には、ＥＣＵ５０は酸素センサ１０の異常検出を実行しない。所定の条件が成立した場合には、ＥＣＵ５０は、燃料カット（Ｆ／Ｃともいう）制御の実行条件が成立しているかを判定する（ステップ１２ａ）。燃料カット制御は、例えば車両走行中にアクセルペダルの踏み込みがない状態で、すなわち所謂エンジンブレーキが発生している状態で実行される。ただし、酸素センサ１０の異常の有無を診断するために、強制的に燃料カット制御を実行することも可能である。燃料カット制御の実行条件が成立していなければ、ＥＣＵ５０は、酸素センサ１０の異常検出を終了する。
【００２５】
燃料カット制御の実行条件が成立していれば、ＥＣＵ５０は、ｆｌａｇ−ｂが成立しているかを判定する（ステップ１３）。ｆｌａｇ−ｂは、後述するステップ１８ａを実行した際に、実行したことを示すためにセットされる。ＥＣＵ５０は、ｆｌａｇ−ｂが成立していればステップ１９の実行に移り、ｆｌａｇ−ｂが成立していなければステップ１４を実行する（ステップ１３）。ＥＣＵ５０は、ｆｌａｇ−ａが成立しているかを判定する（ステップ１４）。ｆｌａｇ−ａは、後述するステップ１６ａを実行した際に、実行したことを示すためにセットされる。ＥＣＵ５０は、ｆｌａｇ−ａが成立していればステップ１７の実行に移り、ｆｌａｇ−ａが成立していなければステップ１５ａを実行する（ステップ１４）。ｆｌａｇ−ａが成立していない場合、ＥＣＵ５０は燃料カット制御の実行を所定時間遅らせる（ステップ１５ａ）。ＥＣＵ５０は、バルブ８のポートをポート８ｂからポート８ｃに切り替えて、酸素センサ１０の大気層６に負圧を発生させる（ステップ１６ａ）。続いてＥＣＵ５０は、所定時間経過しているかどうか判定する（ステップ１７）。所定時間が経過する前に、例えば燃料カット制御の実行条件が成立しなくなった場合には、ＥＣＵ５０は、酸素センサ１０の異常検出を終了する。
【００２６】
所定時間が経過した場合には、ＥＣＵ５０は、バルブ８のポートをポート８ｃからポート８ｂに切り替えて、大気層６への負圧の発生を停止する。同時に、ＥＣＵ５０は燃料カット制御を実行する（ステップ１８ａ）。これらの実行がなされると、ＥＣＵ５０はｆｌａｇ−ａをリセットし、ｆｌａｇ−ｂをセットする。続いてＥＣＵ５０は、所定時間が経過しているかどうか判定する（ステップ１９）。所定時間が経過する前に、例えば燃料カット制御の実行条件が成立しなくなった場合には、ＥＣＵ５０は、酸素センサ１０の異常検出を終了する。所定時間が経過した場合には、ＥＣＵ５０は、ｆｌａｇ−ｂをリセットする（ステップ２０）。ＥＣＵ５０は、酸素センサ１０からの出力信号を検出し、負電圧が発生しているかどうかを診断する（ステップ２１）。負電圧が発生していれば、酸素センサ１０の検出素子１に欠損９が生じていると判定する（ステップ２２）。負電圧が発生していなければ、酸素センサ１０は正常であると判定する（ステップ２３）。
【００２７】
また、以下に示すようにして、検出素子１の欠損９の有無を検出してもよい。図３は、ＥＣＵ５０が実行する酸素センサ１０の異常検出方式の他の例をフローチャートで示す図である。図３は、ステップ１２ａ、ステップ１５ａ及びステップ１８ａが異なる以外、図２に示すフローチャートと同様である。本検出方式では、ステップ１２ｂにおいて、ＥＣＵ５０は空燃比（Ａ／Ｆともいう）のリッチ制御の実行条件が成立しているかを判定する。空燃比のリッチ制御は、例えば車両発進時や、加速時に実行される。ただし、酸素センサ１０の異常有無を診断するために、強制的に空燃比のリッチ制御を実行することも可能である。空燃比のリッチ制御の実行条件が成立していなければ、ＥＣＵ５０は、酸素センサ１０の異常検出を終了する（ステップ１２ｂ）。
【００２８】
また、本検出方式では、ステップ１５ｂにおいて、ＥＣＵ５０は空燃比のリッチ制御を実行する。これにより、酸素センサ１０の検出素子１に欠損９が生じていれば、ステップ１７で所定時間経過した後、リッチ制御で内燃機関が排気した排気ガスが、欠損９を通じて検出素子１の大気層６に侵入する。ステップ１８ｂでは、ＥＣＵ５０は大気層６での負圧の発生を停止すると共に、空燃比のリーン制御を実行する。これによって、酸素センサ１０の検出素子１に欠損９が生じていれば、検出素子１の大気層６には酸素濃度が低い排気ガス、検出素子１の外側には酸素濃度が高い排気ガスが存在することになる。すなわち、酸素濃度差が正常な酸素センサ１０とは逆の状態になっている。これにより、ステップ２１において、ＥＣＵ５０は酸素センサ１０からの出力信号を検出し、負電圧が発生していると診断する。負電圧が発生していれば、ＥＣＵ５０は酸素センサ１０の検出素子１に欠損９が生じていると判定する（ステップ２２）。また、検出素子１に欠損９が生じておらず負電圧が発生していなければ、ＥＣＵ５０は酸素センサ１０が正常であると判定する（ステップ２３）。
【００２９】
本検出方式の場合には、燃料カットを実行する検出方式の場合よりも酸素分圧差が小さくなることに起因して、酸素センサ１０の出力信号の有意差は小さくなる。しかし、このような状態で診断を実行する場合には、燃料カットを実行する際に発生する内燃機関の比較的大きなトルク変動を抑制できる。以上により、酸素センサ１０の異常をより好適に検出する異常検出装置８０Ａを実現可能である。なお、酸素センサ１０の排気通路２における配設位置は、排気通路２に備えられる図示しない触媒の上流であっても下流であっても構わない。また、図３に示す空燃比を制御する検出方式の場合に、ステップ１８ｂにおいて空燃比をリーン制御する代わりに、燃料カットを実行してもよい。この場合には、ステップ１２ｂにおいて、燃料カット制御の実行条件が成立しているかを判定し、ステップ１５ｂにおいて、燃料カット制御の実行を所定時間遅らせる。また、検出素子１に欠損９が生じている場合に、酸素濃度差に診断可能な程度の有意差が得られれば、上述した燃料カット制御や空燃比のリーン制御等以外の制御を実行しても構わない。
【実施例２】
【００３０】
図４は、本発明に係る異常検出装置８０Ｂの第２の実施形態に係る模式図である。異常検出装置８０Ｂは、酸素センサ２０と過給器２１が備える可変フラップ２４とＥＣＵ５０とで構成されている。また、酸素センサ２０は、検出素子１、撥水フィルタ３、シールド４、大気孔５の他、図示しない保護カバー等で構成されている。酸素センサ２０は、連通路７を備えていない以外、実施例１の酸素センサ１０と同構造である。本実施例においては、排気通路２には過給器２１が配設されている。排気通路２ａは過給器２１のタービン入口孔２２に、排気通路２ｂはタービン排気孔２３にそれぞれ接続している。図４において、排気ガスは矢印２７の方向へ向かって流れている。この過給器２１は可変式であり、過給器２１のタービンハウジング２６には、タービン入口孔２２付近に可変フラップ２４が備えられている。この可変フラップ２４により、タービン入口孔２２の開口を絞ると排気ガスの流速が上昇するので、タービン２５をより回転させることができる。一方、タービン入口孔２２が絞られたことにより、排気ガスの流入抵抗は増加する。そのため、過給器２１の上流側にある排気通路２ａ内では、排気ガスの圧力が上昇する。
【００３１】
排気通路２ａ内で排気ガスの圧力が上昇すると、酸素センサ２０の検出素子１に欠損９が生じている場合には、排気ガスは大気層６へ侵入する。したがって、本実施例によれば、酸素センサ２０の異常の有無を診断する前に、可変フラップ２４を制御し、タービン入口孔２２の開口を絞ることで、大気層６への排気ガスの流入を容易に行うことが可能である。すなわち、大気層６へ排気ガスを侵入させた状態を安定して維持することができる。
【００３２】
これにより、次に示すようにして、検出素子１の欠損９の有無を検出することができる。図５は、ＥＣＵ５０が実行する酸素センサ２０の異常検出方式をフローチャートで示す図である。図５は、ステップ１６ａ、ステップ１８ａが異なる以外、図２に示すフローチャートと同様である。本検出方式では、ステップ１６ｂにおいて、可変フラップ２４を制御して、排気通路２ａ内の排気ガスの圧力を上昇させる。これにより、酸素センサ２０の検出素子１に欠損９が生じていれば、ステップ１７で所定時間経過した後、排気通路２ａ内で増圧された排気ガスが、欠損９を通じて検出素子１の大気層６に侵入する。
【００３３】
ステップ１８ｃでは、ＥＣＵ５０は可変フラップ２４を制御して、排気通路２ａ内の排気ガスの増圧を停止すると共に、燃料カット制御を実行する。これによって、酸素センサ２０の検出素子１に欠損９が生じていれば、検出素子１の大気層６には酸素濃度が低い排気ガス、検出素子１の外側には大気が存在することになる。すなわち、酸素濃度差が正常な酸素センサ２０とは逆の状態になっている。これにより、ステップ２１において、ＥＣＵ５０は酸素センサ２０からの出力信号を検出し、負電圧が発生していると診断する。負電圧が発生していれば、ＥＣＵ５０は酸素センサ２０の検出素子１に欠損９が生じていると判定する（ステップ２２）。また、検出素子１に欠損９が生じておらず負電圧が発生していなければ、ＥＣＵ５０は酸素センサ２０が正常であると判定する（ステップ２３）。以上により、酸素センサ２０の異常をより好適に検出する異常検出装置８０Ｂを実現可能である。なお、図５に示す検出方式の場合に、ステップ１８ｃにおいて燃料カット制御を実行する代わりに、空燃比のリーン制御を実行してもよい。また、図５に示す検出方式の場合に、ステップ１５ａにおいて空燃比のリッチ制御を実行してもよい。また、検出素子１に欠損９が生じている場合に、酸素濃度差に診断可能な程度の有意差が得られれば、上述した燃料カット制御や空燃比のリーン制御等以外の制御を実行しても構わない。
【００３４】
上述した実施例は本発明の好適な実施の例である。但し、これ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内において種々変形実施可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明に係る異常検出装置８０Ａの模式図である。
【図２】ＥＣＵ５０が実行する酸素センサ１０の異常検出方式をフローチャートで示す図である。
【図３】ＥＣＵ５０が実行する酸素センサ１０の異常検出方式の他の例をフローチャートで示す図である。
【図４】本発明に係る異常検出装置８０Ｂの第２の実施形態に係る模式図である。
【図５】ＥＣＵ５０が実行する酸素センサ２０の異常検出方式をフローチャートで示す図である。
【図６】一般的な酸素センサにおける検出素子部を示した図である。
【図７】一般的な積層型酸素センサ２００の構成を示すための検出素子部の断面図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  検出素子
２  排気通路
３  撥水フィルタ
４  シールド
５  大気孔
６  大気層
７  連通路
８  バルブ
９  欠損
１０、２０  酸素センサ
２１  過給器
２２  タービン入口孔
２３  タービン排気孔
２４  可変フラップ
２５  タービン
２６  タービンハウジング
５０  ＥＣＵ
８０Ａ、８０Ｂ  異常検出装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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