(57)【要約】【課題】複数セル構造を揺する排出ガスセンサの断線異常発生を迅速に検出することが可能な異常判断装置を提供すること。【解決手段】異常判断装置としてのＳＣＵ４０は、ポンプセル及び検出セルに電圧が連続的に変化する掃引電圧を印加する電圧印加部４０９と、掃引電圧を印加した結果出力される、ポンプセル電流及び検出セル電流に基づいて、異常発生の有無を判断する異常判断部４０６と、を備える。【選択図】図４
2018105679.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
排出ガスセンサの異常判断装置であり、
前記排出ガスセンサは、内燃機関の排出ガスが導入される測定室外に酸素を排出する機能を有するポンプセルと、前記ポンプセルの作動により排出ガス中の特定のガス濃度を検出する機能を有する少なくとも１つの検出セルとの、少なくとも２つ以上のセルを有するものであって、
前記ポンプセルが出力するポンプセル電流を検出するポンプセル検出部（４０２）と、
前記検出セルが出力する検出セル電流を検出するセル検出部（４０３，４０４）と、
前記ポンプセル及び前記検出セルに電圧が連続的に変化する掃引電圧を印加する電圧印加部（４０９）と、
前記掃引電圧を印加した結果出力される、前記ポンプセル電流及び前記検出セル電流に基づいて、異常発生の有無を判断する異常判断部（４０６）と、を備える異常判断装置。
【請求項２】
請求項１に記載の異常判断装置であって、
前記セル検出部は、
前記ポンプセルの作動により酸素が除かれた排出ガスの残留酸素濃度及び排出ガス中の特定のガス濃度を検出する機能を有すると共に前記検出セルに含まれるセンサセルが出力するセンサセル電流を検出するセンサセル検出部（４０３）と、
前記ポンプセルの作動により酸素が除かれた排出ガスの残留酸素濃度を検出する機能を有すると共に前記検出セルに含まれるモニタセルが出力するモニタセル電流を検出するモニタセル検出部（４０４）と、を備える異常判断装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の異常判断装置であって、
前記電圧印加部は、前記ポンプセルと前記検出セルとが共有する共通セルに掃引電圧を印加する、異常判断装置。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１項に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記ポンプセル電流が、連続的に変化するものではない場合に、前記ポンプセルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項５】
請求項１に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記検出セル電流が連続的に変化するものではない場合に、前記検出セルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項６】
請求項２又は３に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記センサセル電流が連続的に変化するものではない場合に、前記センサセルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項７】
請求項６に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記センサセル電流が連続的に変化するものではなく、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記ポンプセル電流及び前記モニタセル電流が連続的に変化するものである場合に、前記センサセルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項８】
請求項２又は３に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記モニタセル電流が連続的に変化するものではない場合に、前記モニタセルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項９】
請求項８に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記モニタセル電流が連続的に変化するものではなく、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記ポンプセル電流及び前記センサセル電流が連続的に変化するものである場合に、前記モニタセルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項１０】
請求項１に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記ポンプセル電流及び前記検出セル電流が同時期に連続的に変化するものではない場合に、前記共通セルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【請求項１１】
請求項２又は３に記載の異常判断装置であって、
前記異常判断部は、前記掃引電圧を印加した結果出力される前記ポンプセル電流、センサセル電流及びモニタセル電流が同時期に連続的に変化するものではない場合に、前記共通セルに繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する、異常判断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、排出ガスセンサの異常判断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関から排出される排出ガス中の特定ガス成分の１つであるＮＯｘ（窒素酸化物）濃度を検出するためのものとして、ＮＯｘセンサが知られている。ＮＯｘセンサは、例えば、ディーゼルエンジンにおける選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ触媒）を用いた排気浄化システムにおいて、ＳＣＲ触媒の下流側や上流側に配置される。このように配置されたＮＯｘセンサが検出するＮＯｘ濃度は、ＳＣＲ触媒に対する還元剤添加量の制御に用いられる。
【０００３】
ＮＯｘセンサとしては、ポンプセル、センサセル及びモニタセルの３セル構造を有するものが知られている。ポンプセルは、電極間に電圧を印加することで分解反応が起こり、チャンバ内の酸素を排出する。モニタセルは、電極間に電圧を印加することで、ガス中の酸素に反応して、酸素濃度をモニタセル電流信号として出力する。センサセルは、電極間に電圧を印加することで、ガス中のＮＯｘガス及び酸素に反応し、これらのガス濃度をセンサセル電流信号として出力する。
【０００４】
このような３セル構造のＮＯｘセンサにおける排出ガス中のＮＯｘ濃度の検出は次のようにして行う。チャンバに導入された排出ガスから、まずチャンバの上流側に配置されたポンプセルによって酸素を排出する。続いて、チャンバの下流側に配置されたセンサセルによって、排出ガス中のＮＯｘ濃度と残留した酸素濃度を検出するとともに、モニタセルによって残留した酸素濃度を検出する。これに基づいて、センサセルでの電流検出値とモニタセルの電流検出値とを比較することで、ＮＯｘ濃度を検出することが可能になる。
【０００５】
下記特許文献１に記載の発明は、３セル構造のＮＯｘセンサを用いて内燃機関の制御を行うにあたって、異常発生部位に応じて最適な内燃機関の制御を行うものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１６−１４２１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１では、異常発生部位に応じて最適な内燃機関の制御を行うものとしているが、最適な内燃機関の制御を行うためには異常発生部位の特定を迅速に行う必要がある。特に断線異常の発生部位を迅速に特定することは、最適な内燃機関の制御にとって有益である。
【０００８】
本開示は、複数セル構造を揺する排出ガスセンサの断線異常発生を迅速に検出することが可能な異常判断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】
【０００９】
本開示は、排出ガスセンサの異常判断装置である。排出ガスセンサは、内燃機関の排出ガスが導入される測定室外に酸素を排出する機能を有するポンプセルと、ポンプセルの作動により排出ガス中の特定のガス濃度を検出する機能を有する少なくとも１つの検出セルとの、少なくとも２つ以上のセルを有する。異常判断装置は、ポンプセルが出力するポンプセル電流を検出するポンプセル検出部（４０２）と、検出セルが出力する検出セル電流を検出するセル検出部（４０３，４０４）と、ポンプセル及び検出セルに電圧が連続的に変化する掃引電圧を印加する電圧印加部（４０９）と、掃引電圧を印加した結果出力される、ポンプセル電流及び検出セル電流に基づいて、異常発生の有無を判断する異常判断部（４０６）と、を備える。
【００１０】
ポンプセル及び検出セルに掃引電圧を印加した結果出力される、ポンプセル電流及び検出セル電流に基づいて、異常発生の有無を判断するので、ポンプセル及び検出セルにおける断線異常発生を並行して検知することができる。
【００１１】
尚、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」に記載した括弧内の符号は、後述する「発明を実施するための形態」との対応関係を示すものであって、「課題を解決するための手段」及び「特許請求の範囲」が、後述する「発明を実施するための形態」に限定されることを示すものではない。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、複数セル構造を揺する排出ガスセンサの断線異常発生を迅速に検出することが可能な異常判断装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態であるＳＣＵが用いられるエンジン排気系を模式的に示す図である。
【図２】図２は、図１に示されるＮＯｘセンサの構成を模式的に示す図である。
【図３】図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面を示す断面図である。
【図４】図４は、図１に示されるＳＣＵの機能的な構成を示すブロック図である。
【図５】図５は、断線が発生した場合の判断手法を説明するための図である。
【図６】図６は、断線が発生した場合の判断手法を説明するための図である。
【図７】図７は、断線が発生した場合の判断手法を説明するための図である。
【図８】図８は、断線が発生した場合の判断手法を説明するための図である。
【図９】図９は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１０】図１０は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１１】図１１は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】図１２は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１３】図１３は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１４】図１４は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１５】図１５は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１６】図１６は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１７】図１７は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１８】図１８は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図１９】図１９は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【図２０】図２０は、図１に示されるＳＣＵの動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
【００１５】
図１に示されるように、エンジン排気系ＥＳには、ＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）１０及びＳＣＵ（Ｓｅｎｓｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）４０が設けられている。ＥＣＵ１０は、ディーゼルエンジン２０及びそれに繋がるエンジン排気系ＥＳを制御する装置である。ＥＣＵ１０は、ディーゼルエンジン２０の挙動を制御する機能を有している。ＥＣＵ１０は、アクセル開度及びエンジン回転速度に基づいて燃料噴射弁の開度を調整する。
【００１６】
エンジン排気系ＥＳには、ディーゼルエンジン２０側から順に、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と、ＳＣＲ（Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｃａｔａｌｙｔｉｃ  Ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ）触媒コンバータ２８と、が設けられている。ディーゼル酸化触媒コンバータ２２は、ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  Ｃａｔａｌｙｓｔ）２２１と、ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ：Ｄｉｅｓｅｌ  Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｆｉｌｔｅｒ）２２２と、を有している。
【００１７】
ディーゼル酸化触媒コンバータ２２は、排出ガスに含まれる有害物質を酸化又は還元により浄化するものであって、特に炭素などからなる粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ  Ｍａｔｔｅｒ）を捕集する装置である。
【００１８】
ディーゼル酸化触媒２２１は、主としてセラミック製の担体と、酸化アルミニウム、二酸化セリウム及び二酸化ジルコニウムを成分とする酸化物混合物、並びに白金、パラジウム、ロジウムといった貴金属触媒で構成されている。ディーゼル酸化触媒２２１は、排出ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物などを酸化させ浄化する。また、ディーゼル酸化触媒２２１は、触媒反応の際に発生する熱により排出ガス温度を上昇させる。
【００１９】
ディーゼルパティキュレートフィルタ２２２は、多孔質セラミックに白金やパラジウムなどの白金族触媒が担持され、ハニカム構造体で形成される。ディーゼルパティキュレートフィルタ２２２は、排出ガス中に含まれる粒子状物質をハニカム構造体の隔壁に堆積させる。堆積した粒子状物質は、燃焼によって酸化され浄化される。この燃焼には、ディーゼル酸化触媒２２１における温度上昇や、添加剤による粒子状物質の燃焼温度低下が利用される。
【００２０】
ＳＣＲ触媒コンバータ２８は、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２の後処理装置としてＮＯｘを窒素と水に還元する装置であって、選択還元型の触媒であるＳＣＲ２８１を有する。ＳＣＲ２８１は、ゼオライト又はアルミナなどの基材表面にＰｔなどの貴金属を担持した触媒が例示できる。ＳＣＲ２８１は、触媒温度が活性温度域にあり、さらに、還元剤としての尿素が添加されているときにＮＯｘを還元浄化するものである。尿素添加のため、ＳＣＲ触媒コンバータ２８の上流側には、尿素添加インジェクタ２６が設けられている。
【００２１】
本実施形態では、ディーゼル酸化触媒コンバータ２２と尿素添加インジェクタ２６との間にＮＯｘセンサ２４が、ＳＣＲ触媒コンバータ２８の下流側にＮＯｘセンサ３０がそれぞれ配置されている。
【００２２】
ＮＯｘセンサ２４で検出されるＮＯｘ濃度と、ＮＯｘセンサ３０で検出されるＮＯｘ濃度とに基づき尿素添加インジェクタ２６からＳＣＲ触媒コンバータ２８に対して添加される尿素の量が決定される。より具体的には、ＮＯｘセンサ２４においてＳＣＲ触媒コンバータ２８通過前の排出ガスから検出されるＮＯｘ濃度に基づいて添加する尿素の量が決定される。また、ＮＯｘセンサ３０においてＳＣＲ触媒コンバータ２８を通過した後の排出ガスから検出されるＮＯｘ濃度が極力小さい値となるようにフィードバックし、添加する尿素の量を補正する。このように決定された量の尿素が、尿素添加インジェクタ２６からＳＣＲ２８１に対して添加されることで、ＳＣＲ２８１において排出ガス中のＮＯｘが適正に還元される。このように、排出ガスに含まれる炭化水素、一酸化炭素、窒素酸化物は、ＮＯｘセンサ２４及びＮＯｘセンサ３０を通過した後、テールパイプ（不図示）から外部に排出される。
【００２３】
ＮＯｘセンサ２４及びＮＯｘセンサ３０が出力する電流は、ＳＣＵ４０が検出している。ＳＣＵ４０は、ガス量を検出すると共に異常検出処理を行って、必要なデータをＥＣＵ１０に送信している。ＥＣＵ１０及びＳＣＵ４０は、ＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）バス５０に繋がっており、ＣＡＮバス５０を介して情報通信を行っている。
【００２４】
ＥＣＵ１０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、入出力ポート、及び記憶装置を含むものである。特に本実施形態の説明では、ＮＯｘセンサ２４，３０に繋がる電気系統の異常を検出する機能を中心に説明をする。ＮＯｘセンサ２４とＮＯｘセンサ３０とは同一の構成であるため、ＮＯｘセンサ２４を例にとってその構成を説明する。
【００２５】
図２及び図３に示されるように、ＮＯｘセンサ２４は、第１本体部２４１ａと、第２本体部２４１ｂと、固体電解質体２４４と、拡散抵抗体２４５と、ポンプセル２４６と、ヒータ２４７と、センサセル２４８と、モニタセル２４９と、共通セル２５０と、を備えている。
【００２６】
固体電解質体２４４は板状の部材であって、酸化ジルコニア等の酸素イオン伝導性固体電解質材料によって構成されている。第１本体部２４１ａと第２本体部２４１ｂとは、固体電解質体２４４を挟んで配置されている。第１本体部２４１ａには、固体電解質体２４４側から後退するように設けられた凹部が形成されている。その凹部は測定室２４２として機能している。測定室２４２の一側面は開放されている。その開放された一側面に拡散抵抗体２４５が配置されている。拡散抵抗体２４５は、多孔質材料又は細孔が形成された材料からなっている。拡散抵抗体２４５の作用により、測定室２４２内に引き込まれる排出ガスの速度が律せされる。
【００２７】
第２本体部２４１ｂにも、固体電解質体２４４側から後退するように設けられた凹部が形成されている。その凹部は大気室２４３として機能している。大気室２４３の一側面は開放されている。固体電解質体２４４側から大気室２４３内に引き込まれる気体は大気に放出される。
【００２８】
固体電解質体２４４の測定室２４２側に臨む面であって、拡散抵抗体２４５側には陰極側となるポンプセル２４６が設けられている。固体電解質体２４４の大気室２４３に臨む面であって、ポンプセル２４６と対応する位置に陽極側となる共通セル２５０が設けられている。共通セル２５０は、センサセル２４８及びモニタセル２４９と対応する領域までカバーするように設けられている。
【００２９】
ポンプセル２４６と共通セル２５０との間に電圧が印加されると、測定室２４２内の排出ガス中に含まれる酸素が陰極側のポンプセル２４６に接触して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、陽極側の共通セル２５０に向かって固体電解質体２４４内を流れ、共通セル２５０において電荷を放出して酸素となり、大気室２４３から大気中に排出される。
【００３０】
なお、ポンプセル２４６と共通セル２５０との間に印加する電圧が高いほど、ポンプセル２４６によって排出ガス中から大気室２４３を経由して大気中に排出される酸素の量は多くなる。逆にポンプセル２４６と共通セル２５０との間に印加する電圧が低いほど、ポンプセル２４６によって排出ガス中から排出される酸素の量は減る。従って、ポンプセル２４６と共通セル２５０との間に印加する電圧を増減することで、後段のセンサセル２４８及びモニタセル２４９に流れる排出ガス中の残留酸素の量を増減させることができる。
【００３１】
固体電解質体２４４の測定室２４２側に臨む面であって、ポンプセル２４６を挟んで拡散抵抗体２４５とは反対側には陰極側となるモニタセル２４９が設けられている。ポンプセル２４６を挟んで拡散抵抗体２４５とは反対側は、ポンプセル２４６よりも後段側に相当する。固体電解質体２４４の大気室２４３に臨む面であって、モニタセル２４９と対応する位置に陽極側となる共通セル２５０が設けられている。
【００３２】
モニタセル２４９は、ポンプセル２４６によって酸素が排出された排出ガス中に残留する酸素濃度を検出する。モニタセル２４９と共通セル２５０との間に電圧が印加されると、ポンプセル２４６によって酸素が排出された排出ガス中に含まれる残留酸素が陰極側のモニタセル２４９に接触して酸素イオンとなる。この酸素イオンは、陽極側の共通セル２５０に向かって固体電解質体２４４内を流れ、共通セル２５０において電荷を放出して酸素となり、大気室２４３から大気中に排出される。この際の電荷は、モニタセル検出部４０４によりモニタセル電流Ｉｍとして検出され、このモニタセル電流Ｉｍに基づいて、排出ガス中の残留酸素濃度を算出し得る。
【００３３】
固体電解質体２４４の測定室２４２側に臨む面であって、ポンプセル２４６を挟んで拡散抵抗体２４５とは反対側には陰極側となるセンサセル２４８が設けられている。固体電解質体２４４の大気室２４３に臨む面であって、センサセル２４８と対応する位置に陽極側となる共通セルが設けられている。
【００３４】
センサセル２４８は、Ｐｔ−Ｒｈ合金（白金−ロジウム合金）からなり、ＮＯｘに対して強い還元性を有している。センサセル２４８に接触したＮＯｘは、Ｎ2とＯ2とに還元分解される。センサセル２４８と共通セル２５０との間に電圧が印加されると、分解されたＯ2は、陰極側のセンサセル２４８から電荷を受け取って酸素イオンとなる。この酸素イオンは、陽極側の共通セル２５０に向かって固体電解質体２４４内を流れ、共通セル２５０において電荷を放出して酸素となり、大気室２４３から大気中に排出される。この際の電荷は、センサセル検出部４０３によりセンサセル電流Ｉｓとして検出され、このセンサセル電流Ｉｓに基づいて、排出ガス中のＮＯｘの濃度及び残留酸素濃度を算出し得る。
【００３５】
ポンプセル２４６で排出する酸素によって、測定室２４２内に流入する絶対ガス量が変化するため、ＮＯｘ濃度の算出にあたっては、ポンプセル２４６の影響を補正することが好ましい。
【００３６】
また、ポンプセル２４６において、排出ガス内の酸素濃度に依存した出力を検出することができるため、Ａ／Ｆセンサの機能ももたせることができる。Ａ／Ｆの算出にあたっては、ポンプセル２４６と共通セル２５０との間を流れる電流であるポンプセル電流Ｉｐにて算出することが好ましい。これらガス濃度検知は、車両で使われ方を考慮し、例えば５ｍｓ毎に行うことができる。
【００３７】
ガス濃度検知のためには、酸素イオンを流すため、素子温度が所定温度となるようにヒータ２４７で加温する必要がある。素子温度を把握することが必要であるが、直接温度を検知するセンサは装備していないため、所定の電圧を印加した場合の出力電流によって素子温度を算出する。素子温度は素子の抵抗と相関性があるが、素子には容量成分があるため、容量成分の影響を除去することが好ましい。そのため、印加電圧を所定周波数の掃引電圧とすることが好ましい。掃引電圧を印加することで、素子の容量成分に溜まった電荷を抜くことができる。掃引電圧の印加は、本来のガス濃度に依存した出力電流に掃引によって隆起された電流も重畳させる影響を及ぼすため、掃引電圧の印加期間もしくは、所定時間においてはガス濃度の検出を行わないことが望ましい。また、共通セルの電圧を掃引電圧とすることにより、ポンプセル２４６、センサセル２４８、モニタセル２４９の各々の電流が流れる為、素子温度としてはどの出力電流としても良いが、ガス濃度を検知する際にセンサセル２４８やモニタセル２４９を流れる電流に対して、掃引電圧によって流れる電流は大きくなるため、ポンプセル２４６の出力電流によって素子温度を把握することが好ましい。
【００３８】
ヒータ２４７には、素子の破壊を防ぐため、ＳＣＵ４０に電圧が供給され駆動できる状態になった段階で微通電モードを開始する。微通電モードとすることで、内部水分の沸騰による圧力急変や車両側の排気管の凝縮水がセンサに被水し素子が破壊することを避けることができる。その後、ＥＣＵ１０からの通電要求を受け取ると、ガス濃度検知ができる温度に昇温するため、高デューティで早期活性させる。また、素子が破壊されたことやセンサの異常（断線、ショート等）をトリガとして、ヒータ２４７への通電を強制カットする機能を備えることも好ましい。ＳＣＵ４０の電源電圧によって素子の活性度合いが変化することを防止するため、ＳＣＵ４０の認識した電圧によってヒータ２４７のデューティを変化させることも好ましい。
【００３９】
ＳＣＵ４０は、その一部又は全部が、アナログ回路で構成されるか、メモリを備えたデジタルプロセッサとして構成される。いずれにしても、受信した電気信号に基づいて制御信号を出力する機能を果たすため、ＳＣＵ４０には機能的な制御ブロックが構成される。図４は、ＳＣＵ４０を、このような機能的な制御ブロック図として示したものである
【００４０】
続いて、ＳＣＵ４０の機能的な構成要素について説明する。ＳＣＵ４０は、ヒータ制御部４０１と、ポンプセル検出部４０２と、センサセル検出部４０３と、モニタセル検出部４０４と、共通セル検出部４０５と、マイコン４０６と、電源回路４０７と、ＣＡＮ通信部４０８と、電圧印加回路４０９と、を備えている。
【００４１】
ヒータ制御部４０１は、ヒータ２４７に印加する電圧を制御し、ヒータ２４７の発熱量を制御する部分である。
【００４２】
ポンプセル検出部４０２は、ポンプセル２４６が出力するポンプセル電流Ｉｐを検出する部分である。ポンプセル検出部４０２は、検出したポンプセル電流Ｉｐを示す信号をマイコン４０６に出力する。ポンプセル検出部４０２は、ポンプセル２４６のポンプセル電圧Ｖｐも検出することができる。ポンプセル検出部４０２は、検出したポンプセル電圧Ｖｐを示す信号をマイコン４０６に出力する。
【００４３】
センサセル検出部４０３は、センサセル２４８が出力するセンサセル電流Ｉｓを検出する部分である。センサセル検出部４０３は、検出したセンサセル電流Ｉｓを示す信号をマイコン４０６に出力する。
【００４４】
モニタセル検出部４０４は、モニタセル２４９が出力するモニタセル電流Ｉｍを検出する部分である。モニタセル検出部４０４は、検出したモニタセル電流Ｉｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。
【００４５】
共通セル検出部４０５は、共通セル２５０が出力する共通セル電流Ｉｃｏｍを検出する部分である。共通セル検出部４０５は、検出した共通セル電流Ｉｃｏｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。共通セル検出部４０５は、共通セル２５０の共通セル電圧Ｖｃｏｍも検出することができる。共通セル検出部４０５は、検出した共通セル電圧Ｖｃｏｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。
【００４６】
マイコン４０６は、ＳＣＵ４０内の制御部である。マイコン４０６は、ヒータ制御部４０１にヒータ２４７の温度を制御するための制御信号を出力する。マイコン４０６は、センサセル検出部４０３が検出したセンサセル電流Ｉｓ及びモニタセル検出部４０４が検出したモニタセル電流Ｉｍに基いて、排出ガス中のＮＯｘ濃度を算出する部分である。マイコン４０６は、センサセル２４８の出力電流であるセンサセル電流Ｉｓからモニタセル２４９の出力電流であるモニタセル電流Ｉｍを減算することで、センサセル２４８の検出した排出ガス中の残留酸素濃度による電流値を除き、排出ガス中のＮＯｘ濃度を算出する。マイコン４０６は、算出したＮＯｘ濃度を示す信号をＣＡＮ通信部４０８に出力する。
【００４７】
電源回路４０７は、ＳＣＵ４０内の電源回路である。ＣＡＮ通信部４０８は、マイコン４０６が出力する信号をＣＡＮバス５０に送信し、ＣＡＮバス５０から受信する信号をマイコン４０６に出力する。
【００４８】
電圧印加回路４０９は、共通セル２５０やポンプセル２４６に電圧を印加するための回路部である。電圧印加回路４０９は、共通セル２５０に、電圧が連続的に変化する掃引電圧を印加する。電圧印加回路４０９は、ポンプセル２４６に電圧を印加することができ、その電圧は可変である。また、電圧印加回路４０９は、他の検出機能（電流検出や電圧検出）と複合した複合回路でも良い。
【００４９】
続いて、図５、図６、図７を参照しながら、ＳＣＵ４０による断線判定の手法について説明する。図５を参照しながら、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生した場合について説明する。共通セル２５０には、掃引電圧が印加される。掃引電圧は、時系列に沿って電圧が変化する電圧であるので、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍも時系列に沿って変化するはずである。しかしながら、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生していると、ポンプセル電流Ｉｐの振幅値は一定値として出力される。
【００５０】
ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生していると、ポンプセル電流Ｉｐの振幅値は０であるので、出力電流の断線判定用振幅値ΔＩを判断指標に用いると、断線判定用振幅値ΔＩよりもポンプセル電流Ｉｐの振幅値が小さい場合に断線していると判断することができる。
【００５１】
ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生していると、ポンプセル２４６は機能せず、排出ガスから酸素を排出することができない。そのため、センサセル２４８及びモニタセル２４９に大量の酸素が流れる。そのため、センサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍは、上限値に張り付いてしまうことになる。ポンプセルが断線しているにも関わらず、センサセル電流Ｉｓまたはモニタセル電流Ｉｍが上限値に張り付くことで、センサセル２４８やモニタセル２４９が、高電圧側へのショートと誤判定してしまう可能性がある。その為、センサセル電流Ｉｓまたはモニタセル電流Ｉｍがショートしていない状態において、断線判定をすることが望ましい。
【００５２】
ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生していると、センサセル電流Ｉｓまたはモニタセル電流Ｉｍが上限値に張り付く方向になる為、センサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍが、ポンプセルの断線判定用の電流値Ｉより大きい場合に断線していると判断してもよい。
【００５３】
続いて、図６を参照しながら、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生した場合について説明する。共通セル２５０には、掃引電圧が印加される。掃引電圧は、時系列に沿って電圧が変化する電圧であるので、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍも時系列に沿って変化するはずである。しかしながら、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生していると、センサセル電流Ｉｓの振幅値は一定値として出力される。
【００５４】
センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生しても、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に影響はない。従って、ポンプセル電流Ｉｐは、時系列に変化するものとなる。
【００５５】
センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生しても、ポンプセル２４６に影響はないので、排出ガスから酸素を取り出すことができる。そのため、モニタセル電流Ｉｍは、時系列に変化するものとなる。
【００５６】
センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生していると、センサセル電流Ｉｓの振幅値は０であり、ポンプセル電流Ｉｐ及びモニタセル電流Ｉｍの振幅は時系列に沿った変化を示す。出力電流の断線判定用振幅値ΔＩを判断指標に用いると、断線判定用振幅値ΔＩよりもセンサセル電流Ｉｓの振幅値が小さく、ポンプセル電流Ｉｐ及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値が断線判定用振幅値ΔＩより小さくならない場合に断線していると判断することができる。
【００５７】
続いて、図７を参照しながら、モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生した場合について説明する。共通セル２５０には、掃引電圧が印加される。掃引電圧は、時系列に沿って電圧が変化する電圧であるので、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍも時系列に沿って変化するはずである。しかしながらモニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生していると、モニタセル電流Ｉｍの振幅値は一定値として出力される。
【００５８】
モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生しても、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に影響はない。従って、ポンプセル電流Ｉｐは、時系列に変化するものとなる。
【００５９】
モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生しても、ポンプセル２４６に影響はないので、排出ガスから酸素を取り出すことができる。そのため、センサセル電流Ｉｓは、時系列に変化するものとなる。
【００６０】
モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生していると、モニタセル電流Ｉｍの振幅値は０であり、ポンプセル電流Ｉｐ及びセンサセル電流Ｉｓの振幅は時系列に沿った変化を示す。出力電流の断線判定用振幅値ΔＩを判断指標に用いると、断線判定用振幅値ΔＩよりもモニタセル電流Ｉｍの振幅値が小さく、ポンプセル電流Ｉｐ及びセンサセル電流Ｉｓの振幅値が断線判定用振幅値ΔＩより小さくならない場合に断線していると判断することができる。
【００６１】
続いて、図８を参照しながら、共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生した場合について説明する。共通セル２５０には、掃引電圧が印加される。掃引電圧は、時系列に沿って電圧が変化する電圧であるので、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍも時系列に沿って変化するはずである。しかしながら、共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生していると、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍがすべて一定値として出力される。
【００６２】
共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生していると、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値は０を示す。出力電流の断線判定用振幅値ΔＩを判断指標に用いると、断線判定用振幅値ΔＩよりもポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値が断線判定用振幅値ΔＩより小さい場合に断線していると判断することができる。
【００６３】
ところで、ポンプセル２４６が断線した際にも、図５を参照しながら説明したように、センサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍが上限値に張り付き、結果的にセンサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値が０となる。従って、振幅値が０になるという条件のみでは、ポンプセル２４６の断線か、共通セル２５０の断線か区別がつかなくなる。そこで、共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生した場合はポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値が同時期に０となることにより共通セル２５０が断線していると判断することができる。
【００６４】
続いて、マイコン４０６による断線判定のフローについて、図９及び図１０を参照しながら説明する。図９は、断線判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートである。ステップＳ１０１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【００６５】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ１０２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、断線判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【００６６】
ステップＳ１０２では、マイコン４０６が、ポンプセル２４６、センサセル２４８、モニタセル２４９、共通セル２５０が活性状態であるか否かをセルごとに判断する。活性状態であるか否かは、ヒータ２４７への通電積算量や通電時間で判断してもよく、各セルの出力電流波形から判断してもよい。もしくは、センサ素子の交流抵抗値をセンサ温度の代替として、交流抵抗値が活性判定温度より高い状態であることや上記温度が上がってからの経過時間を用いて判断してもよい。
【００６７】
セルが活性状態であると判断すると、ステップＳ１０３の処理に進む。セルが活性状態でないと判断すると、断線判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【００６８】
ステップＳ１０３では、マイコン４０６が、ポンプセル２４６、センサセル２４８、モニタセル２４９、共通セル２５０に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ１０４の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、断線判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【００６９】
ステップＳ１０４では、マイコン４０６が、掃引電圧を印加するタイミングか否かを判断する。掃引電圧を印加するタイミングは、例えば０．１秒ごとといった所定時間間隔ごとに設定してもよい。掃引電圧を印加してから通常のＮＯｘ検出開始までは、所定のマスク期間を設けＮＯｘ検出を行わないことが好ましい。センサ内の状態が安定しないためである。特にＮＯｘセンサは、酸素濃度センサに比べて微小濃度のＮＯｘを正確に検出する必要があるので、マスク期間は３ｓｅｃといった長めの期間とすることが好ましい。
【００７０】
掃引電圧を印加するタイミングであると判断すると、ステップＳ１０５の処理に進む。掃引電圧を印加するタイミングではないと判断すると、処理を終了する。
【００７１】
ステップＳ１０５では、マイコン４０６から電圧印加回路４０９に駆動信号が出力され、共通端子である共通セル２５０に掃引電圧である交流電圧が印加される。掃引電圧の印加は共通セル２５０に共通して行われるが、引き続き行われる電流検知や閾値判定、異常カウンタのカウントアップはセルごとに行われる。
【００７２】
ステップＳ１０５に続くステップＳ１０６では、セルごとの出力電流を検出する。ポンプセル検出部４０２が、ポンプセル２４６が出力するポンプセル電流Ｉｐを検出する。ポンプセル検出部４０２は、検出したポンプセル電流Ｉｐを示す信号をマイコン４０６に出力する。センサセル検出部４０３は、センサセル２４８が出力するセンサセル電流Ｉｓを検出する。センサセル検出部４０３は、検出したセンサセル電流Ｉｓを示す信号をマイコン４０６に出力する。モニタセル検出部４０４は、モニタセル２４９が出力するモニタセル電流Ｉｍを検出する。モニタセル検出部４０４は、検出したモニタセル電流Ｉｍを示す信号をマイコン４０６に出力する。
【００７３】
ステップＳ１０６に続くステップＳ１０７では、セルごとの出力電流の振幅値が、セルごとの断線判定用振幅値よりも小さいか否かを判断する。図５から図８を参照しながら説明したように、この判断はセルごとに行われる。
【００７４】
ステップＳ１０７において、ポンプセル電流Ｉｐの振幅値が、ポンプセル２４６の断線判定用振幅値よりも小さいと判断した場合は、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、ポンプセル２４６の断線異常カウンタＣＡａをカウントアップする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、ポンプセル２４６の断線無しカウンタＣＢａをリセットする。
【００７５】
ステップＳ１０７において、ポンプセル電流Ｉｐの振幅値が、ポンプセル２４６の断線判定用振幅値よりも小さくないと判断した場合は、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生していないものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、ポンプセル２４６の断線異常カウンタＣＡａをリセットする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、ポンプセル２４６の断線無しカウンタＣＢａをカウントアップする。
【００７６】
ステップＳ１０７において、センサセル電流Ｉｓの振幅値が、センサセル２４８の断線判定用振幅値よりも小さいと判断した場合は、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、センサセル２４８の断線異常カウンタＣＡａをカウントアップする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、センサセル２４８の断線無しカウンタＣＢａをリセットする。
【００７７】
ステップＳ１０７において、センサセル電流Ｉｓの振幅値が、センサセル２４８の断線判定用振幅値よりも小さくないと判断した場合は、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生していないものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、センサセル２４８の断線異常カウンタＣＡａをリセットする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、センサセル２４８の断線無しカウンタＣＢａをカウントアップする。
【００７８】
ステップＳ１０７において、モニタセル電流Ｉｍの振幅値が、モニタセル２４９の断線判定用振幅値よりも小さいと判断した場合は、モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、モニタセル２４９の断線異常カウンタＣＡａをカウントアップする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、モニタセル２４９の断線無しカウンタＣＢａをリセットする。
【００７９】
ステップＳ１０７において、モニタセル電流Ｉｍの振幅値が、モニタセル２４９の断線判定用振幅値よりも小さくないと判断した場合は、モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生していないものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、モニタセル２４９の断線異常カウンタＣＡａをリセットする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、モニタセル２４９の断線無しカウンタＣＢａをカウントアップする。
【００８０】
ステップＳ１０７において、ポンプセル電流Ｉｐの振幅値がポンプセル２４６の断線判定用振幅値よりも小さく、センサセル電流Ｉｓの振幅値が、センサセル２４８の断線判定用振幅値よりも小さく、モニタセル電流Ｉｍの振幅値が、モニタセル２４９の断線判定用振幅値よりも小さいとの条件を全て満たす場合は、共通セル２５０に繋がる電気傾倒に断線が発生しているものと判断し、ステップS１０８のよりに進む。ステップＳ１０８では共通セル２５０の断線異常カウンタＣＡａをカウントアップする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、共通セル２５０の断線無しカウンタＣＢａをリセットする。
【００８１】
ステップＳ１０７において、ポンプセル電流Ｉｐの振幅値、センサセル電流Ｉｓの振幅値、モニタセル電流Ｉｍの振幅値のいずれかがそれぞれの断線判定閾値よりも小さくない場合は、共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生していないものと判断し、ステップＳ１０８の処理に進む。ステップＳ１０８では、共通セル２５０の断線異常カウンタＣＡａをリセットする。ステップＳ１０８に続くステップＳ１０９では、共通セル２５０の断線無しカウンタＣＢａをカウントアップする。
【００８２】
続いて、マイコン４０６による断線判定のフローについて、図１０を参照しながら説明する。図１０は、断線判定のためのカウンタのカウンタ値に基づいて、断線判定をすることを説明するフローチャートである。
【００８３】
ステップＳ１５１において、マイコン４０６は、セルごとの断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えているか否かを判断する。ポンプセル２４６の断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が、ポンプセル２４６の異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えていれば、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ１５２に進む。ポンプセル２４６の断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が、ポンプセル２４６の異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えていなければ、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ１５３に進む。
【００８４】
センサセル２４８の断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が、センサセル２４８の異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えていれば、センサセル２４８についての処理はステップＳ１５２に進む。センサセル２４８の断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が、センサセル２４８の異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えていなければ、センサセル２４８についての処理はステップＳ１５３に進む。
【００８５】
モニタセル２４９の断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が、モニタセル２４９の異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えていれば、モニタセル２４９についての処理はステップＳ１５２に進む。モニタセル２４９の断線異常カウンタＣＡａのカウンタ値が、モニタセル２４９の異常判定閾値ＣＡａｔｈを超えていなければ、モニタセル２４９についての処理はステップＳ１５３に進む。
【００８６】
ステップＳ１５２において、マイコン４０６は、断線異常有りと判定し、処理を終了する。ポンプセル２４６についてステップＳ１５２の処理に進んだのであれば、ポンプセル２４６に断線異常が発生していると判断する。センサセル２４８についてステップＳ１５２の処理に進んだのであれば、センサセル２４８に断線異常が発生していると判断する。モニタセル２４９についてステップＳ１５２の処理に進んだのであれば、モニタセル２４９に断線異常が発生していると判断する。
【００８７】
ステップＳ１５３において、マイコン４０６は、セルごとの断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えているか否かを判断する。
【００８８】
ポンプセル２４６の断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が、ポンプセル２４６の正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えていれば、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ１５４に進む。ポンプセル２４６の断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が、ポンプセル２４６の正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えていなければ、ポンプセル２４６についての処理は終了する。
【００８９】
センサセル２４８の断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が、センサセル２４８の正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えていれば、センサセル２４８についての処理はステップＳ１５４に進む。センサセル２４８の断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が、センサセル２４８の正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えていなければ、センサセル２４８についての処理は終了する。
【００９０】
モニタセル２４９の断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が、モニタセル２４９の正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えていれば、モニタセル２４９についての処理はステップＳ１５４に進む。モニタセル２４９の断線無しカウンタＣＢａのカウンタ値が、モニタセル２４９の正常判定閾値ＣＢａｔｈを超えていなければ、モニタセル２４９についての処理は終了する。
【００９１】
ステップＳ１５４において、マイコン４０６は、断線異常無しと判定し、処理を終了する。ポンプセル２４６についてステップＳ１５４の処理に進んだのであれば、ポンプセル２４６に断線異常が発生していないと判断する。センサセル２４８についてステップＳ１５４の処理に進んだのであれば、センサセル２４８に断線異常が発生していないと判断する。モニタセル２４９についてステップＳ１５４の処理に進んだのであれば、モニタセル２４９に断線異常が発生していないと判断する。
【００９２】
本実施形態のＳＣＵ４０は、排出ガスセンサの異常判断装置として機能するものであって、ポンプセル検出部４０２と、センサセル検出部４０３と、モニタセル検出部４０４と、電圧印加回路４０９と、マイコン４０６とを備えている。
【００９３】
ポンプセル検出部４０２は、内燃機関の排出ガスが導入される測定室２４２の外に酸素を排出する機能を有すると共にＮＯｘセンサ２４に含まれるポンプセル２４６が出力するポンプセル電流Ｉｐを検出する。センサセル検出部４０３は、ポンプセル２４６の作動により酸素が除かれた排出ガスの残留酸素濃度及び排出ガス中の特定のガス濃度を検出する機能を有すると共にＮＯｘセンサ２４に含まれるセンサセル２４８が出力するセンサセル電流Ｉｓを検出する。モニタセル検出部４０４は、ポンプセル２４６の作動により酸素が除かれた排出ガスの残留酸素濃度を検出する機能を有すると共にＮＯｘセンサ２４に含まれるモニタセル２４９が出力するモニタセル電流Ｉｍを検出する。電圧印加回路４０９は、ポンプセル２４６、センサセル２４８、及びモニタセル２４９に、電圧が連続的に変化する掃引電圧を印加する。マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力される、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値に基づいて、異常発生の有無を判断する。
【００９４】
ポンプセル２４６、センサセル２４８、及びモニタセル２４９に掃引電圧を印加した結果出力される、ポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、及びモニタセル電流Ｉｍの振幅値に基づいて、異常発生の有無を判断するので、ポンプセル２４６、センサセル２４８、及びモニタセル２４９における異常発生を並行して検知することができる。
【００９５】
本実施形態において電圧印加回路４０９は、ポンプセル２４６、センサセル２４８、及びモニタセル２４９が共有する共通セル２５０に掃引電圧を印加する。共通セル２５０に掃引電圧を印加することで、ポンプセル２４６、センサセル２４８、及びモニタセル２４９の異常発生の有無を判断することができるので、簡便な手段で迅速に異常判定することができる。
【００９６】
本実施形態において、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるポンプセル電流Ｉｐが連続的に変化するものではない場合に、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。例えば、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるポンプセル電流Ｉｐの振幅値が０の場合に、ポンプセル２４６に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。
【００９７】
本実施形態において、マイコン４０６は、センサセル２４８やモニタセル２４９が、高電圧側へのショートしていない状態において、断線判定を実施する。
【００９８】
本実施形態において、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるセンサセル電流Ｉｓが連続的に変化するものではない場合に、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。例えば、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるセンサセル電流Ｉｓの振幅値が０の場合に、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。
【００９９】
本実施形態において、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるセンサセル電流Ｉｓが連続的に変化するものではなく、掃引電圧を印加した結果出力されるポンプセル電流Ｉｐ及びモニタセル電流Ｉｍが連続的に変化するものである場合に、センサセル２４８に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。
【０１００】
本実施形態において、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるモニタセル電流Ｉｍが連続的に変化するものではない場合に、モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。例えば、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるモニタセル電流Ｉｍの振幅値が０の場合に、モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。
【０１０１】
本実施形態において、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるモニタセル電流Ｉｍが連続的に変化するものではなく、掃引電圧を印加した結果出力されるポンプセル電流Ｉｐ及びセンサセル電流Ｉｓが連続的に変化するものである場合に、モニタセル２４９に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。
【０１０２】
本実施形態において、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍの振幅値が同時期に連続的に変化するものではない場合に、共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。例えば、マイコン４０６は、掃引電圧を印加した結果出力されるポンプセル電流Ｉｐ、センサセル電流Ｉｓ、モニタセル電流Ｉｍの振幅値が全て０の場合に、共通セル２５０に繋がる電気系統に断線が発生しているものと判断する。
【０１０３】
尚、一部の断線が判断が確定した場合は、他の部分の断線判断を行わないことにすることも、誤検知防止の観点から好ましい。また、外来ノイズからの耐ノイズ性向上の為、断線判定が所定時間継続した場合に断線判定の結果を確定させることも好ましい。
【０１０４】
続いて、マイコン４０６によるＶＢショート判定のフローについて、図１１、図１２及び図１３を参照しながら説明する。図１１は、ＶＢショート判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートであって、対象がポンプセル２４６及び共通セル２５０のものである。
【０１０５】
ステップＳ２０１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【０１０６】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ２０２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、ＶＢショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１０７】
ステップＳ２０２では、マイコン４０６が、ポンプセル２４６、共通セル２５０に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ２０３の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、ＶＢショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１０８】
ステップＳ２０３では、セルごとの電圧が、セルごとのＶＢショート判定用電圧よりも大きいか否かを判断する。
【０１０９】
ステップＳ２０３において、ポンプセル電圧Ｖｐが、ポンプセル２４６のＶＢショート判定用電圧∨ｔｈＶＢよりも大きいと判断した場合は、ポンプセル２４６に繋がる電気系統にＶＢショートが発生しているものと判断し、ステップＳ２０４の処理に進む。ステップＳ２０４では、ポンプセル２４６のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをカウントアップする。ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５では、ポンプセル２４６のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをリセットする。
【０１１０】
ステップＳ２０３において、ポンプセル電圧Ｖｐが、ポンプセル２４６のＶＢショート判定用電圧∨ｔｈＶＢよりも大きくないと判断した場合は、ポンプセル２４６に繋がる電気系統にＶＢショートが発生していないものと判断し、ステップＳ２０６の処理に進む。ステップＳ２０６では、ポンプセル２４６のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをリセットする。ステップＳ２０６に続くステップＳ２０７では、ポンプセル２４６のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをカウントアップする。
【０１１１】
ステップＳ２０３において、共通セル電圧Ｖｃｏｍが、共通セル２５０のＶＢショート判定用電圧∨ｔｈＶＢよりも大きいと判断した場合は、共通セル２５０に繋がる電気系統にＶＢショートが発生しているものと判断し、ステップＳ２０４の処理に進む。ステップＳ２０４では、共通セル２５０のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをカウントアップする。ステップＳ２０４に続くステップＳ２０５では、共通セル２５０のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをリセットする。
【０１１２】
ステップＳ２０３において、共通セル電圧Ｖｃｏｍが、共通セル２５０のＶＢショート判定用電圧∨ｔｈＶＢよりも大きくないと判断した場合は、共通セル２５０に繋がる電気系統にＶＢショートが発生していないものと判断し、ステップＳ２０６の処理に進む。ステップＳ２０６では、共通セル２５０のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをリセットする。ステップＳ２０６に続くステップＳ２０７では、共通セル２５０のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをカウントアップする。
【０１１３】
図１２は、ＶＢショート判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートであって、対象がセンサセル２４８及びモニタセル２４９のものである。
【０１１４】
ステップＳ２３１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【０１１５】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ２３２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、ＶＢショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１１６】
ステップＳ２３２では、マイコン４０６が、センサセル２４８、モニタセル２４９が活性状態であるか否かをセルごとに判断する。活性状態であるか否かは、ヒータ２４７への通電積算量や通電時間で判断してもよく、各セルの出力電流波形から判断してもよい。
【０１１７】
セルが活性状態であると判断すると、ステップＳ２３３の処理に進む。セルが活性状態でないと判断すると、断線判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１１８】
ステップＳ２３３では、マイコン４０６が、センサセル２４８、モニタセル２４９に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ２３４の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、ＶＢショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１１９】
ステップＳ２３４では、セルごとの出力電流が、セルごとのＶＢショート判定用電流よりも大きいか否かを判断する。
【０１２０】
ステップＳ２３４において、センサセル電流Ｉｓが、センサセル２４８のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きいと判断した場合は、センサセル２４８に繋がる電気系統にＶＢショートが発生しているものと判断し、ステップＳ２３５の処理に進む。ステップＳ２３５では、センサセル２４８のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをカウントアップする。ステップＳ２３５に続くステップＳ２３６では、センサセル２４８のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをリセットする。
【０１２１】
ステップＳ２３４において、センサセル電流Ｉｓが、センサセル２４８のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きくないと判断した場合は、センサセル２４８に繋がる電気系統にＶＢショートが発生していないものと判断し、ステップＳ２３７の処理に進む。ステップＳ２３７では、センサセル２４８のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをリセットする。ステップＳ２３７に続くステップＳ２３８では、センサセル２４８のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをカウントアップする。
【０１２２】
ステップＳ２３４において、モニタセル電流Ｉｍが、モニタセル２４９のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きいと判断した場合は、モニタセル２４９に繋がる電気系統にＶＢショートが発生しているものと判断し、ステップＳ２３５の処理に進む。ステップＳ２３５では、モニタセル２４９のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをカウントアップする。ステップＳ２３５に続くステップＳ２３６では、モニタセル２４９のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをリセットする。
【０１２３】
ステップＳ２３４において、モニタセル電流Ｉｍが、モニタセル２４９のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きくないと判断した場合は、モニタセル２４９に繋がる電気系統にＶＢショートが発生していないものと判断し、ステップＳ２３７の処理に進む。ステップＳ２３７では、モニタセル２４９のＶＢショート異常カウンタＣＡｂをリセットする。ステップＳ２３７に続くステップＳ２３８では、モニタセル２４９のＶＢショート無しカウンタＣＢｂをカウントアップする。
【０１２４】
続いて、マイコン４０６によるＶＢショート判定のフローについて、図１３を参照しながら説明する。図１３は、ＶＢショート判定のためのカウンタのカウンタ値に基づいて、ＶＢショート判定をすることを説明するフローチャートである。
【０１２５】
ステップＳ２５１において、マイコン４０６は、セルごとのＶＢショート異常カウンタＣＡｂのカウンタ値が異常判定閾値ＣＡｂｔｈを超えているか否かを判断する。ポンプセル２４６のＶＢショート異常カウンタＣＡｂのカウンタ値が、ポンプセル２４６の異常判定閾値ＣＡｂｔｈを超えていれば、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ２５２に進む。ポンプセル２４６のＶＢショート異常カウンタＣＡｂのカウンタ値が、ポンプセル２４６の異常判定閾値ＣＡｂｔｈを超えていなければ、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ２５３に進む。センサセル２４８、モニタセル２４９、共通セル２５０についても同様に処理する。
【０１２６】
ステップＳ２５２において、マイコン４０６は、ＶＢショート異常有りと判定し、処理を終了する。ポンプセル２４６についてステップＳ２５２の処理に進んだのであれば、ポンプセル２４６にＶＢショート異常が発生していると判断する。センサセル２４８についてステップＳ２５２の処理に進んだのであれば、センサセル２４８にＶＢショート異常が発生していると判断する。モニタセル２４９についてステップＳ２５２の処理に進んだのであれば、モニタセル２４９にＶＢショート異常が発生していると判断する。共通セル２５０についてステップＳ２５２の処理に進んだのであれば、共通セル２５０にＶＢショート異常が発生していると判断する。
【０１２７】
ステップＳ２５３において、マイコン４０６は、セルごとのＶＢショート無しカウンタＣＢｂのカウンタ値が正常判定閾値ＣＢｂｔｈを超えているか否かを判断する。
【０１２８】
ポンプセル２４６のＶＢショート無しカウンタＣＢｂのカウンタ値が、ポンプセル２４６の正常判定閾値ＣＢｂｔｈを超えていれば、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ２５４に進む。ポンプセル２４６のＶＢショート無しカウンタＣＢｂのカウンタ値が、ポンプセル２４６の正常判定閾値ＣＢｂｔｈを超えていなければ、ポンプセル２４６についての処理は終了する。センサセル２４８、モニタセル２４９、共通セル２５０についても同様に処理する。
【０１２９】
ステップＳ２５４において、マイコン４０６は、ＶＢショート異常無しと判定し、処理を終了する。ポンプセル２４６についてステップＳ２５４の処理に進んだのであれば、ポンプセル２４６にＶＢショート異常が発生していないと判断する。センサセル２４８についてステップＳ２５４の処理に進んだのであれば、センサセル２４８にＶＢショート異常が発生していないと判断する。モニタセル２４９についてステップＳ２５４の処理に進んだのであれば、モニタセル２４９にＶＢショート異常が発生していないと判断する。共通セル２５０についてステップＳ２５４の処理に進んだのであれば、共通セル２５０にＶＢショート異常が発生していないと判断する。
【０１３０】
続いて、マイコン４０６によるＧＮＤショート判定のフローについて、図１４、図１５及び図１６を参照しながら説明する。図１４は、ＧＮＤショート判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートであって、対象がポンプセル２４６及び共通セル２５０のものである。
【０１３１】
ステップＳ３０１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【０１３２】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ３０２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、ＧＮＤショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１３３】
ステップＳ３０２では、マイコン４０６が、ポンプセル２４６、共通セル２５０に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ３０３の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、ＧＮＤショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１３４】
ステップＳ３０３では、セルごとの電圧が、セルごとのＧＮＤショート判定用電圧よりも小さいか否かを判断する。
【０１３５】
ステップＳ３０３において、ポンプセル電圧Ｖｐが、ポンプセル２４６のＧＮＤショート判定用電圧∨ｔｈＧＮＤよりも小さいと判断した場合は、ポンプセル２４６に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生しているものと判断し、ステップＳ３０４の処理に進む。ステップＳ３０４では、ポンプセル２４６のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをカウントアップする。ステップＳ３０４に続くステップＳ３０５では、ポンプセル２４６のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをリセットする。
【０１３６】
ステップＳ３０３において、ポンプセル電圧Ｖｐが、ポンプセル２４６のＧＮＤショート判定用電圧∨ｔｈＧＮＤよりも小さくないと判断した場合は、ポンプセル２４６に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生していないものと判断し、ステップＳ３０６の処理に進む。ステップＳ３０６では、ポンプセル２４６のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをリセットする。ステップＳ３０６に続くステップＳ３０７では、ポンプセル２４６のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをカウントアップする。
【０１３７】
ステップＳ３０３において、共通セル電圧Ｖｃｏｍが、共通セル２５０のＧＮＤショート判定用電圧∨ｔｈＧＮＤよりも小さいと判断した場合は、共通セル２５０に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生しているものと判断し、ステップＳ３０４の処理に進む。ステップＳ３０４では、共通セル２５０のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをカウントアップする。ステップＳ３０４に続くステップＳ３０５では、共通セル２５０のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをリセットする。
【０１３８】
ステップＳ３０３において、共通セル電圧Ｖｃｏｍが、共通セル２５０のＧＮＤショート判定用電圧∨ｔｈＧＮＤよりも小さくないと判断した場合は、共通セル２５０に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生していないものと判断し、ステップＳ３０６の処理に進む。ステップＳ３０６では、共通セル２５０のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをリセットする。ステップＳ３０６に続くステップＳ３０７では、共通セル２５０のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをカウントアップする。
【０１３９】
図１５は、ＧＮＤショート判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートであって、対象がセンサセル２４８及びモニタセル２４９のものである。
【０１４０】
ステップＳ３３１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【０１４１】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ３３２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、ＧＮＤショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１４２】
ステップＳ３３２では、マイコン４０６が、センサセル２４８、モニタセル２４９が活性状態であるか否かをセルごとに判断する。活性状態であるか否かは、ヒータ２４７への通電積算量や通電時間で判断してもよく、各セルの出力電流波形から判断してもよい。
【０１４３】
セルが活性状態であると判断すると、ステップＳ３３３の処理に進む。セルが活性状態でないと判断すると、断線判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１４４】
ステップＳ３３３では、マイコン４０６が、センサセル２４８、モニタセル２４９に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ３３４の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、ＧＮＤショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１４５】
ステップＳ３３４では、セルごとの出力電流が、セルごとのＧＮＤショート判定用電流よりも小さいか否かを判断する。
【０１４６】
ステップＳ３３４において、センサセル電流Ｉｓが、センサセル２４８のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さいと判断した場合は、センサセル２４８に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生しているものと判断し、ステップＳ３３５の処理に進む。ステップＳ３３５では、センサセル２４８のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをカウントアップする。ステップＳ３３５に続くステップＳ３３６では、センサセル２４８のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをリセットする。
【０１４７】
ステップＳ３３４において、センサセル電流Ｉｓが、センサセル２４８のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さくないと判断した場合は、センサセル２４８に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生していないものと判断し、ステップＳ３３７の処理に進む。ステップＳ３３７では、センサセル２４８のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをリセットする。ステップＳ３３７に続くステップＳ３３８では、センサセル２４８のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをカウントアップする。
【０１４８】
ステップＳ３３４において、モニタセル電流Ｉｍが、モニタセル２４９のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さいと判断した場合は、モニタセル２４９に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生しているものと判断し、ステップＳ３３５の処理に進む。ステップＳ３３５では、モニタセル２４９のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをカウントアップする。ステップＳ３３５に続くステップＳ３３６では、モニタセル２４９のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをリセットする。
【０１４９】
ステップＳ３３４において、モニタセル電流Ｉｍが、モニタセル２４９のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さくないと判断した場合は、モニタセル２４９に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生していないものと判断し、ステップＳ３３７の処理に進む。ステップＳ３３７では、モニタセル２４９のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃをリセットする。ステップＳ３３７に続くステップＳ３３８では、モニタセル２４９のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃをカウントアップする。
【０１５０】
続いて、マイコン４０６によるＧＮＤショート判定のフローについて、図１６を参照しながら説明する。図１６は、ＧＮＤショート判定のためのカウンタのカウンタ値に基づいて、ＧＮＤショート判定をすることを説明するフローチャートである。
【０１５１】
ステップＳ３５１において、マイコン４０６は、セルごとのＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃのカウンタ値が異常判定閾値ＣＡｃｔｈを超えているか否かを判断する。ポンプセル２４６のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃのカウンタ値が、ポンプセル２４６の異常判定閾値ＣＡｃｔｈを超えていれば、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ３５２に進む。ポンプセル２４６のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｃのカウンタ値が、ポンプセル２４６の異常判定閾値ＣＡｃｔｈを超えていなければ、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ３５３に進む。センサセル２４８、モニタセル２４９、共通セル２５０についても同様に処理する。
【０１５２】
ステップＳ３５２において、マイコン４０６は、ＧＮＤショート異常有りと判定し、処理を終了する。ポンプセル２４６についてステップＳ３５２の処理に進んだのであれば、ポンプセル２４６にＧＮＤショート異常が発生していると判断する。センサセル２４８についてステップＳ３５２の処理に進んだのであれば、センサセル２４８にＧＮＤショート異常が発生していると判断する。モニタセル２４９についてステップＳ３５２の処理に進んだのであれば、モニタセル２４９にＧＮＤショート異常が発生していると判断する。共通セル２５０についてステップＳ３５２の処理に進んだのであれば、共通セル２５０にＧＮＤショート異常が発生していると判断する。
【０１５３】
ステップＳ３５３において、マイコン４０６は、セルごとのＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃのカウンタ値が正常判定閾値ＣＢｃｔｈを超えているか否かを判断する。
【０１５４】
ポンプセル２４６のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃのカウンタ値が、ポンプセル２４６の正常判定閾値ＣＢｃｔｈを超えていれば、ポンプセル２４６についての処理はステップＳ３５４に進む。ポンプセル２４６のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｃのカウンタ値が、ポンプセル２４６の正常判定閾値ＣＢｃｔｈを超えていなければ、ポンプセル２４６についての処理は終了する。センサセル２４８、モニタセル２４９、共通セル２５０についても同様に処理する。
【０１５５】
ステップＳ３５４において、マイコン４０６は、ＧＮＤショート異常無しと判定し、処理を終了する。ポンプセル２４６についてステップＳ３５４の処理に進んだのであれば、ポンプセル２４６にＧＮＤショート異常が発生していないと判断する。センサセル２４８についてステップＳ３５４の処理に進んだのであれば、センサセル２４８にＧＮＤショート異常が発生していないと判断する。モニタセル２４９についてステップＳ３５４の処理に進んだのであれば、モニタセル２４９にＧＮＤショート異常が発生していないと判断する。共通セル２５０についてステップＳ２５４の処理に進んだのであれば、共通セル２５０にＧＮＤショート異常が発生していないと判断する。
【０１５６】
続いて、マイコン４０６によるヒータ２４７のＶＢショート判定のフローについて、図１７及び図１８を参照しながら説明する。図１７は、ＶＢショート判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートであって、対象がヒータ２４７のものである。
【０１５７】
ステップＳ４０１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【０１５８】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ４０２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、ＶＢショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１５９】
ステップＳ４０２では、マイコン４０６が、ＮＯｘセンサ２４に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ４０３の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、ＶＢショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１６０】
ステップＳ４０３では、ヒータ２４７から出力されるヒータ電流Ｉｈが、ヒータ２４７のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きいか否かを判断する。
【０１６１】
ステップＳ４０３において、ヒータ電流Ｉｈが、ヒータ２４７のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きいと判断した場合は、ヒータ２４７に繋がる電気系統にＶＢショートが発生しているものと判断し、ステップＳ４０４の処理に進む。ステップＳ４０４では、ヒータ２４７のＶＢショート異常カウンタＣＡｄをカウントアップする。ステップＳ４０４に続くステップＳ４０５では、ヒータ２４７のＶＢショート無しカウンタＣＢｄをリセットする。
【０１６２】
ステップＳ４０３において、ヒータ電流Ｉｈが、ヒータ２４７のＶＢショート判定用電流ＩｔｈＶＢよりも大きくないと判断した場合は、ヒータ２４７に繋がる電気系統にＶＢショートが発生していないものと判断し、ステップＳ４０６の処理に進む。ステップＳ４０６では、ヒータ２４７のＶＢショート異常カウンタＣＡｄをリセットする。ステップＳ４０６に続くステップＳ４０７では、ヒータ２４７のＶＢショート無しカウンタＣＢｄをカウントアップする。
【０１６３】
続いて、マイコン４０６によるヒータ２４７のＶＢショート判定のフローについて、図１８を参照しながら説明する。図１８は、ＶＢショート判定のためのカウンタのカウンタ値に基づいて、ＶＢショート判定をすることを説明するフローチャートである。
【０１６４】
ステップＳ４３１において、マイコン４０６は、ヒータ２４７のＶＢショート異常カウンタＣＡｄのカウンタ値が異常判定閾値ＣＡｄｔｈを超えているか否かを判断する。ヒータ２４７のＶＢショート異常カウンタＣＡｄのカウンタ値が、ヒータ２４７の異常判定閾値ＣＡｄｔｈを超えていれば、ステップＳ４３２の処理に進む。ヒータ２４７のＶＢショート異常カウンタＣＡｄのカウンタ値が、ヒータ２４７の異常判定閾値ＣＡｄｔｈを超えていなければ、ステップＳ４３３の処理に進む。
【０１６５】
ステップＳ４３２において、マイコン４０６は、ヒータ２４７についてＶＢショート異常有りと判定し、処理を終了する。
【０１６６】
ステップＳ４３３において、マイコン４０６は、ヒータ２４７のＶＢショート無しカウンタＣＢｄのカウンタ値が正常判定閾値ＣＢｄｔｈを超えているか否かを判断する。
【０１６７】
ヒータ２４７のＶＢショート無しカウンタＣＢｄのカウンタ値が、ヒータ２４７の正常判定閾値ＣＢｄｔｈを超えていれば、ステップＳ４３４の処理に進む。ヒータ２４７のＶＢショート無しカウンタＣＢｄのカウンタ値が、ヒータ２４７の正常判定閾値ＣＢｄｔｈを超えていなければ、処理を終了する。
【０１６８】
ステップＳ４３４において、マイコン４０６は、ヒータ２４７についてＶＢショート異常無しと判定し、処理を終了する。
【０１６９】
続いて、マイコン４０６によるヒータ２４７のＧＮＤショート判定のフローについて、図１９及び図２０を参照しながら説明する。図１９は、ＧＮＤショート判定のためのカウンタのカウントアップ及びリセットについて説明するフローチャートであって、対象がヒータ２４７のものである。
【０１７０】
ステップＳ４５１では、マイコン４０６が、バッテリ電圧ＶＢが所定範囲内であるか否かを判断する。より具体的には、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さいか否かを判断する。
【０１７１】
バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬよりも大きく、上限閾値電圧ＶＢｔｈＨよりも小さく、所定範囲内に収まっていると判断するとステップＳ４５２の処理に進む。一方、バッテリ電圧ＶＢが、下限閾値電圧ＶＢｔｈＬ以下であるか、又は上限閾値電圧ＶＢｔｈＨ以上であり、所定範囲内に収まっていないと判断すると、ＧＮＤショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１７２】
ステップＳ４５２では、マイコン４０６が、ＮＯｘセンサ２４に異常が発生しているか否かをセルごとに判断する。セルに異常が発生していないと判断すると、ステップＳ４５３の処理に進む。セルに異常が発生していると判断すると、ＧＮＤショート判定を継続することが適当でないため処理を終了する。
【０１７３】
ステップＳ４５３では、ヒータ２４７から出力されるヒータ電流Ｉｈが、ヒータ２４７のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さいか否かを判断する。
【０１７４】
ステップＳ４５３において、ヒータ電流Ｉｈが、ヒータ２４７のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さいと判断した場合は、ヒータ２４７に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生しているものと判断し、ステップＳ４５４の処理に進む。ステップＳ４５４では、ヒータ２４７のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｅをカウントアップする。ステップＳ４５４に続くステップＳ４５５では、ヒータ２４７のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｅをリセットする。
【０１７５】
ステップＳ４５３において、ヒータ電流Ｉｈが、ヒータ２４７のＧＮＤショート判定用電流ＩｔｈＧＮＤよりも小さくないと判断した場合は、ヒータ２４７に繋がる電気系統にＧＮＤショートが発生していないものと判断し、ステップＳ４５６の処理に進む。ステップＳ４５６では、ヒータ２４７のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｅをリセットする。ステップＳ４５６に続くステップＳ４５７では、ヒータ２４７のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｅをカウントアップする。
【０１７６】
続いて、マイコン４０６によるヒータ２４７のＧＮＤショート判定のフローについて、図２０を参照しながら説明する。図２０は、ＧＮＤショート判定のためのカウンタのカウンタ値に基づいて、ＧＮＤショート判定をすることを説明するフローチャートである。
【０１７７】
ステップＳ４７１において、マイコン４０６は、ヒータ２４７のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｅのカウンタ値が異常判定閾値ＣＡｅｔｈを超えているか否かを判断する。ヒータ２４７のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｅのカウンタ値が、ヒータ２４７の異常判定閾値ＣＡｅｔｈを超えていれば、ステップＳ４７２の処理に進む。ヒータ２４７のＧＮＤショート異常カウンタＣＡｅのカウンタ値が、ヒータ２４７の異常判定閾値ＣＡｅｔｈを超えていなければ、ステップＳ４７３の処理に進む。
【０１７８】
ステップＳ４７２において、マイコン４０６は、ヒータ２４７についてＧＮＤショート異常有りと判定し、処理を終了する。
【０１７９】
ステップＳ４７３において、マイコン４０６は、ヒータ２４７のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｅのカウンタ値が正常判定閾値ＣＢｅｔｈを超えているか否かを判断する。
【０１８０】
ヒータ２４７のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｅのカウンタ値が、ヒータ２４７の正常判定閾値ＣＢｅｔｈを超えていれば、ステップＳ４７４の処理に進む。ヒータ２４７のＧＮＤショート無しカウンタＣＢｅのカウンタ値が、ヒータ２４７の正常判定閾値ＣＢｅｔｈを超えていなければ、処理を終了する。
【０１８１】
ステップＳ４７４において、マイコン４０６は、ヒータ２４７についてＧＮＤショート異常無しと判定し、処理を終了する。
【０１８２】
上記説明した本実施形態と本開示の対応関係について説明する。本実施形態のＳＣＵ４０は、本開示の異常判断装置に相当する。本実施形態のＮＯｘセンサ２４は、本開示の排出ガスセンサに相当する。本実施形態のマイコン４０６は、本開示の異常判断部に相当する。本実施形態の電圧印加回路４０９は、本開示の電圧印加部に相当する。本実施形態のセンサセル検出部４０３及びモニタセル検出部４０４は、本開示のセル検出部にも相当する。本実施形態のセンサセル電流Ｉｓ及びモニタセル電流Ｉｍは、本開示の検出セル電流にも相当する。
【０１８３】
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。また、具体例については共通セルの対極として、ポンプセル、センサセル、モニタセルの３つのセルが存在する構成で記載しているが、共通セルの対極として２つ以上のセルが配置されている構成においても適応することができる。
【符号の説明】
【０１８４】
４０２：ポンプセル検出部
４０３：センサセル検出部
４０４：モニタセル検出部
４０６：マイコン
４０９：電圧印加回路
【図１】
2018105679.tif 000003
【図２】
2018105679.tif 000004
【図３】
2018105679.tif 000005
【図４】
2018105679.tif 000006
【図５】
2018105679.tif 000007
【図６】
2018105679.tif 000008
【図７】
2018105679.tif 000009
【図８】
2018105679.tif 000010
【図９】
2018105679.tif 000011
【図１０】
2018105679.tif 000012
【図１１】
2018105679.tif 000013
【図１２】
2018105679.tif 000014
【図１３】
2018105679.tif 000015
【図１４】
2018105679.tif 000016
【図１５】
2018105679.tif 000017
【図１６】
2018105679.tif 000018
【図１７】
2018105679.tif 000019
【図１８】
2018105679.tif 000020
【図１９】
2018105679.tif 000021
【図２０】
2018105679.tif 000022