(57)【要約】【課題】２つのセルを備えた空燃比センサ（以下、センサ）に接続される空燃比センサ制御装置において、センサの特定の端子と接続される接続端子の断線故障を、その接続端子に異常検出用の電圧を印加するための回路を設けなくても、検出可能にする。【解決手段】空燃比センサ制御装置１は、センサ３の起電力セル３ｂの端子７に接続されるＳ端子１７に一定電流を印加する回路３１を備える。センサ３の酸素ポンプセル３ａの端子６に接続されるＰ端子１６に、断線故障が生じていなければ、Ｓ端子１７に印加された一定電流（以下、印加電流）は、Ｓ端子１７とＰ端子１６との間の経路に流れる。また、Ｐ端子１６に断線故障が生じている場合、印加電流はＳ端子１７とＣＯＭ端子１５との間の経路に流れる。よって、ＣＯＭ端子１５に接続された抵抗２５の両端電圧が変動する。判定部４４は、抵抗２５の両端電圧の変動量に基づきＰ端子１６の断線故障の有無を判定する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１セル（３ａ）と、第２セル（３ｂ）と、前記第１セルと前記第２セルとの共通の端子である共通端子（５）と、前記第１セルの前記共通端子とは反対側の端子である第１端子（６）と、前記第２セルの前記共通端子とは反対側の端子である第２端子（７）と、を備える空燃比センサ（３）に接続される、空燃比センサ制御装置（１）であって、
前記共通端子に接続される共通接続端子（１５）と、
前記第１端子に接続される第１接続端子（１６）と、
前記第２端子に接続される第２接続端子（１７）と、
前記共通接続端子の電圧が所定電圧となるように、前記第１接続端子の電圧を制御する電圧制御回路（２２）と、
前記共通接続端子に一端が接続され、前記共通接続端子に流れる電流と同じ電流が流れる抵抗（２５）と、
前記抵抗の両端電圧を検出するための電圧検出回路（２６，２８）と、
前記第２接続端子に一定電流を印加する電流印加回路（３１）と、
前記電流印加回路により前記第２接続端子に前記一定電流が印加されたことによる前記両端電圧の変動量を、前記電圧検出回路を用いて検出し、その変動量の検出結果に基づいて、前記第１接続端子の断線故障の有無を判定する判定部（４４）と、
を備える空燃比センサ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記第１セルは酸素ポンプセルであり、前記第２セルは起電力セルである、
空燃比センサ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記抵抗は、前記第１セルに流れる電流を前記空燃比センサの出力として検出するための抵抗と、共用されたものである、
空燃比センサ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記電圧検出回路は、前記第１セルに流れる電流を前記空燃比センサの出力として検出するための回路と、共用されたものである、
空燃比センサ制御装置。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４の何れか１項に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記電流印加回路は、前記第２セルのインピーダンスを検出するために前記第２接続端子に一定電流を印加するための回路と、共用されたものである、
空燃比センサ制御装置。
【請求項６】
請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の空燃比センサ制御装置であって、
前記電流印加回路は、前記第２接続端子に、流れる方向が互いに逆である第１の一定電流と第２の一定電流とを印加可能に構成されており、
当該空燃比センサ制御装置は、前記電流印加回路を制御して、前記第２接続端子に前記第１の一定電流と前記第２の一定電流とを順次印加させる電流制御部（４２）を更に備え、
前記判定部は、
前記電流印加回路により前記第２接続端子に前記第１の一定電流が印加された場合に前記電圧検出回路により検出した前記両端電圧と、前記電流印加回路により前記第２接続端子に前記第２の一定電流が印加された場合に前記電圧検出回路により検出した前記両端電圧とを用いて、前記変動量を検出するように構成されている、
空燃比センサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、空燃比センサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
２つのセルを備えた空燃比センサに接続される空燃比センサ制御装置として、例えば特許文献１に記載されたものがある。特許文献１に記載の空燃比センサ制御装置では、空燃比センサとの電気的な接続状態の異常を検知するために、接続異常を検出する対象の接続端子に異常検出用の電圧を印加する回路を別途設けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−１６４０３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載の技術では、接続異常を検出する対象の接続端子に異常検出用の電圧を印加する回路を別途設けなければならない。
そこで、本開示は、２つのセルを備えた空燃比センサに接続される空燃比センサ制御装置において、空燃比センサの特定の端子と接続される接続端子の断線故障を検出可能な新規の技術を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本開示の空燃比センサ制御装置（１）に接続される空燃比センサ（３）は、第１セル（３ａ）と、第２セル（３ｂ）と、第１セルと第２セルとの共通の端子である共通端子（５）と、第１セルの共通端子とは反対側の端子である第１端子（６）と、第２セルの共通端子とは反対側の端子である第２端子（７）と、を備える。
【０００６】
このため、本開示の空燃比センサ制御装置は、空燃比センサの共通端子に接続される共通接続端子（１５）と、空燃比センサの第１端子に接続される第１接続端子（１６）と、空燃比センサの第２端子に接続される第２接続端子（１７）と、を備える。
【０００７】
そして、本開示の空燃比センサ制御装置は、共通接続端子の電圧が所定電圧となるように、第１接続端子の電圧を制御する電圧制御回路（２２）と、共通接続端子に一端が接続され、その共通接続端子に流れる電流と同じ電流が流れる抵抗（２５）と、抵抗の両端電圧を検出するための電圧検出回路（２６，２８）と、を備える。
【０００８】
更に、本開示の空燃比センサ制御装置は、第２接続端子に一定電流を印加する電流印加回路（３１）と、判定部（４４）と、を備える。
判定部は、電流印加回路により第２接続端子に一定電流が印加されたことによる抵抗の両端電圧の変動量を、電圧検出回路を用いて検出し、その変動量の検出結果に基づいて、第１接続端子の断線故障の有無を判定する。第１接続端子の断線故障とは、第１接続端子と空燃比センサの第１端子との電気的接続が切れていることである。
【０００９】
第１接続端子の断線故障が生じていない正常時には、電圧制御回路が正常に機能する。このため、正常時おいて、電流印加回路により第２接続端子に一定電流が印加されると、その一定電流は、第２接続端子と第１接続端子との間の経路、即ち、第２セル及び第１セルを通る経路に流れる。
【００１０】
一方、第１接続端子の断線故障が生じている場合に、電流印加回路により第２接続端子に一定電流が印加されると、その一定電流は、第１セルに流れず、第２接続端子と共通接続端子との間の経路に流れる。このため、電流印加回路による一定電流が抵抗に流れ、その結果、抵抗の両端電圧に変動が生じる。よって、判定部は、その両端電圧の変動量に基づいて第１接続端子の断線故障の有無を判定することができる。
【００１１】
このような本開示の構成によれば、空燃比センサの第１端子と接続される第１接続端子の断線故障を、その第１接続端子に異常検出用の電圧を印加するための回路を別途設けなくても、検出することができるようになる。
【００１２】
尚、この欄及び特許請求の範囲に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、本開示の技術的範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施形態の空燃比センサ制御装置を示す構成図である。
【図２】電流印加回路が印加する一定電流と、正常時における各部の電圧を表すタイムチャートである。
【図３】電流印加回路が印加する一定電流と、Ｐ端子の断線故障時における各部の電圧を表すタイムチャートである。
【図４】判定部と電流制御部が行う処理を表す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、図面を参照しながら、本開示の実施形態を説明する。
［１．構成］
図１に示すように、実施形態の空燃比センサ制御装置（以下、ＥＣＵ）１には、空燃比を検出するための空燃比センサ３が接続される。ＥＣＵは、「Electronic Control Unit」の略であり、即ち電子制御装置の略である。また、以下では、空燃比センサのことを、単に、センサともいう。
【００１５】
センサ３は、酸素ポンプセル（以下、ポンプセル）３ａと起電力セル３ｂとの、２つのセルを有した２セルタイプの空燃比センサである。センサ３は、車両のエンジンの排気通路に配置される。センサ３は、排気ガスが導入される拡散室と基準酸素室との酸素濃度差に応じた起電力セル３ｂの出力電圧（即ち、起電力）が目標値となるように、ポンプセル３ａが駆動されて、ポンプセル３ａに流れる電流が、空燃比を表すセンサ電流として測定されるタイプのセンサである。センサ電流はセンサ３の出力に相当する。
【００１６】
この例において、センサ３が備える端子５，６，７のうち、端子５は、ポンプセル３ａと起電力セル３ｂとに共通のマイナス側端子であり、端子６は、ポンプセル３ａのプラス側端子であり、端子７は、起電力セル３ｂのプラス側端子である。ポンプセル３ａは、第１セルに相当し、起電力セル３ｂは、第２セルに相当する。そして、端子５は、共通端子に相当し、端子６は、第１端子に相当し、端子７は、第２端子に相当する。
【００１７】
ＥＣＵ１は、センサ３の端子５に接続される共通接続端子（以下、ＣＯＭ端子）１５と、センサ３の端子６に接続される第１接続端子（以下、Ｐ端子）１６と、センサ３の端子７に接続される第２接続端子（以下、Ｓ端子）１７と、を備える。
【００１８】
ＥＣＵ１は、制御部としてのマイクロコンピュータ（以下、マイコン）２１と、電圧制御回路２２と、Ｄ／Ａ変換器２３と、バッファ回路２４と、電流検出用の抵抗２５と、増幅回路２６，２７と、Ａ／Ｄ変換器２８，２９と、定電流回路３０と、電流印加回路３１と、を備える。
【００１９】
マイコン２１は、ＣＰＵ３３と、ＲＡＭ、ＲＯＭ、フラッシュメモリ等の半導体メモリ（以下、メモリ）３４と、を備える。マイコン２１の各種機能は、ＣＰＵ３３が非遷移的実体的記録媒体に格納されたプログラムを実行することにより実現される。この例では、メモリ３４が、プログラムを格納した非遷移的実体的記録媒体に該当する。また、このプログラムが実行されることで、プログラムに対応する方法が実行される。尚、ＥＣＵ１を構成するマイコンの数は１つに限らず複数でも良い。
【００２０】
マイコン２１は、ＣＰＵ３３がプログラムを実行することで実現される機能の構成として、第１検出部４１と、電流制御部４２と、第２検出部４３と、判定部４４と、を備える。
【００２１】
第１検出部４１は、空燃比を表すセンサ電流を検出するための処理を行う。電流制御部４２は、電流印加回路３１を制御するための処理を行う。第２検出部４３は、起電力セル３ｂのインピーダンスを検出するための処理を行う。判定部４４は、Ｐ端子１６の断線故障の有無を判定するための処理を行う。Ｐ端子１６の断線故障とは、Ｐ端子１６とセンサ３の端子６との電気的接続が切断していることである。
【００２２】
尚、上記各部４１〜４４を実現する手法は、ソフトウェアに限るものではなく、それらの一部又は全部の要素について、一つあるいは複数のハードウェアを用いて実現しても良い。例えば、上記要素がハードウェアである電子回路によって実現される場合、その電子回路は多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路、あるいはこれらの組合せによって実現しても良い。
【００２３】
定電流回路３０は、起電力セル３ｂに起電力を発生させるための一定電流を、Ｓ端子１７に印加する。Ｓ端子１７に印加された一定電流は、センサ３の端子７に印加される。
増幅回路２７は、Ｓ端子１７とＣＯＭ端子１５との間の電圧（以下、Ｓ−ＣＯＭ間電圧）を増幅して出力する。Ｓ−ＣＯＭ間電圧は、起電力セル３ｂの両端電圧であり、起電力セル３ｂの出力電圧Ｖｓでもある。ここでは説明を簡略化するために、増幅回路２７の増幅度は１であるとする。つまり、増幅回路２７からは起電力セル３ｂの出力電圧Ｖｓと同じ電圧が出力されるものとして説明する。Ａ／Ｄ変換器２９は、増幅回路２７の出力電圧をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換結果であるデジタル信号をマイコン２１に出力する。
【００２４】
電圧制御回路２２は、空燃比検出のためにポンプセル３ａを駆動するための回路であり、Ｐ端子１６に出力端子が接続されたオペアンプによって構成されている。そして、電圧制御回路２２は、ＣＯＭ端子１５の電圧が一定の所定電圧Ｖｄ（例えば２．５Ｖ）となるように、Ｐ端子１６の電圧を制御する。尚、以下の説明及び後述する図面においては、ＣＯＭ端子１５の電圧を、ＣＯＭ端子電圧と記載し、Ｐ端子１６の電圧を、Ｐ端子電圧と記載する。同様に、Ｓ端子１７の電圧を、Ｓ端子電圧と記載する。
【００２５】
Ｄ／Ａ変換器２３は、マイコン２１からのデジタル信号により指令される電圧を出力する。バッファ回路２４は、Ｄ／Ａ変換器２３の出力電圧と同じ電圧を出力する。
抵抗２５の一端は、ＣＯＭ端子１５に接続されている。抵抗２５には、ＣＯＭ端子１５に流れる電流と同じ電流が流れる。抵抗２５の他端、即ち、ＣＯＭ端子１５側とは反対側は、バッファ回路２４の出力端子に接続されている。
【００２６】
増幅回路２６は、抵抗２５の両端電圧（即ち、両端の電位差）を増幅して出力する。尚、以下の説明及び後述する図面においては、抵抗２５の両端電圧を、抵抗両端電圧と記載する。Ａ／Ｄ変換器２８は、増幅回路２６の出力電圧をＡ／Ｄ変換し、そのＡ／Ｄ変換結果であるデジタル信号をマイコン２１に出力する。
【００２７】
マイコン２１によって実現される第１検出部４１は、Ａ／Ｄ変換器２９からのデジタル信号に基づいて、起電力セル３ｂの出力電圧Ｖｓを検出し、その検出した出力電圧Ｖｓが目標値（例えば０．４５Ｖ）となるように、Ｄ／Ａ変換器２３の出力電圧を制御する。このため、ポンプセル３ａには、空燃比に応じた電流（即ち、センサ電流）が抵抗２５を介して流れる。図１における点線の矢印Ｙ１は、空燃比に応じたセンサ電流が流れる経路を示している。そして、第１検出部４１は、Ａ／Ｄ変換器２８からのデジタル信号に基づいて、センサ電流を検出する。具体的には、第１検出部４１は、Ａ／Ｄ変換器２８から取得したデジタル信号の値を、電流の値に換算する処理を行う。第１検出部４１により検出されたセンサ電流は、エンジンの空燃比が目標値となるように燃料噴射量を補正する空燃比フィードバック制御に使用される。
【００２８】
電流印加回路３１は、図２の１段目に示すように、Ｓ端子１７に対して、流れる方向が互いに逆の一定電流ΔＩ１，ΔＩ２をそれぞれ印加可能に構成されている。本実施形態において、一定電流ΔＩ１，ΔＩ２の大きさは、同じに設定されているが、異なっていても良い。尚、図２において、１段目の「掃引電流」は、電流印加回路３１によってＳ端子１７に印加される一定電流のことである。印加する電流を時間とともに正負に変化させることから、「掃引電流」と記載している。また、電流印加回路３１がＳ端子１７に印加する一定電流の方向として、図２の１段目では、Ｓ端子１７から起電力セル３ｂの方へ電流を流し出す方向を、正方向としている。このことは、以下の説明及び後述の図３においても同様である。
【００２９】
マイコン２１によって実現される電流制御部４２は、電流印加回路３１を動作させることにより、図２の１段目に示すように、電流印加回路３１からＳ端子１７に負方向の一定電流ΔＩ１と正方向の一定電流ΔＩ２とを順次印加させる。そして、このような一定電流ΔＩ１，ΔＩ２のＳ端子１７への印加は、例えば一定時間毎に実施される。本実施形態において、負方向の一定電流ΔＩ１は第１の一定電流に相当し、正方向の一定電流ΔＩ２は第２の一定電流に相当する。尚、一定電流ΔＩ１，ΔＩ２の印加順序は逆であっても良い。つまり、正方向の一定電流ΔＩ２が負方向の一定電流ΔＩ１より先に印加されるようになっていても良い。この場合、正方向の一定電流ΔＩ２が第１の一定電流に相当し、負方向の一定電流ΔＩ１が第２の一定電流に相当する。
【００３０】
ここで、正常時において、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が順次印加された場合には、Ｓ端子電圧、ＣＯＭ端子電圧、Ｐ端子電圧、抵抗２５のＣＯＭ端子１５側とは反対側の電圧ＶＢ、抵抗両端電圧、及びＳ−ＣＯＭ間電圧の各々は、図２に示すようになる。
【００３１】
尚、正常時とは、Ｐ端子１６の断線故障が生じていない場合のことである。また、図１及び図２において、ＶＡは、ＣＯＭ端子電圧であり、図２における抵抗両端電圧は、「ＶＡ−ＶＢ」を表している。これらのことは、後述する図３においても同様である。また、図２において、２段目と７段目に記載されている「Ｖ１」は、起電力セル３ａの出力電圧Ｖｓの一例値（例えば０．４５Ｖ）であり、４段目に記載されている「Ｖ２」は、Ｐ端子電圧の一例値である。
【００３２】
マイコン２１によって実現される第２検出部４３は、電流印加回路３１によりＰ端子１７に一定電流ΔＩ１が印加される前と、一定電流ΔＩ１が印加されている期間との各々において、Ａ／Ｄ変換器２９からのデジタル信号を読み取る。そして、第２検出部４３は、その読み取ったデジタル信号に基づいて、図２の７段目に示すように、一定電流ΔＩ１の印加に伴う起電力セル３ｂの両端電圧の変化量ΔＶを検出する。更に、第２検出部４３は、その検出した変化量ΔＶと一定電流ΔＩ１の値とから、起電力セル３ｂのインピーダンスを算出する。
【００３３】
［２．正常時に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が流れる経路］
正常時には、電圧制御回路２２が機能するため、電流印加回路３１によりＳ端子１７に印加された一定電流ΔＩ１，ΔＩ２は、図１における一点鎖線の矢印Ｙ２で示すように、Ｓ端子１７とＰ端子１６との間の経路、即ち、２つのセル３ａ，３ｂを通る経路に流れる。このため、一定電流ΔＩ１，ΔＩ２は抵抗２５に流れない。よって、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されても、図２の６段目に示すように、抵抗両端電圧は変動しない。尚、図２では、空燃比に応じて抵抗２５に流れるセンサ電流が０である場合を例示しているため、抵抗両端電圧は０Ｖのままになっている。
【００３４】
［３．Ｐ端子の断線故障時に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が流れる経路］
一方、Ｐ端子１６の断線故障が生じている場合に、電流印加回路３１によりＳ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されると、その一定電流ΔＩ１，ΔＩ２は、ポンプセル３ａに流れず、図１における二点鎖線の矢印Ｙ３に示すように、Ｓ端子１７とＣＯＭ端子１５との間の経路に流れる。このため、一定電流ΔＩ１，ΔＩ２は抵抗２５に流れる。よって、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されると、図３の６段目に示すように、抵抗両端電圧に変動が生じる。尚、Ｐ端子１６の断線故障が生じた場合、図３の２〜７段目に示す各電圧の開始値、即ち、一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加される前の値は、不定となる。このため、図３の２〜７段目において開始値は記載していない。
【００３５】
［４．判定部が行う処理］
上述の通り、Ｐ端子１６の断線故障が生じた場合と正常時とでは、Ｓ端子１７に印加される一定電流ΔＩ１，ΔＩ２の流れる経路が異なる。このため、マイコン２１によって実現される判定部４４は、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されたことによる抵抗両端電圧の変動量を検出し、その変動量の検出結果に基づいて、Ｐ端子１６の断線故障の有無を判定する。
【００３６】
そこで、判定部４４が行う処理を、電流制御部４２が行う処理とともに、図４を用いて説明する。尚、図４の処理は、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２を印加する周期に相当する一定時間毎に実行される。また、図４の処理における各ステップのうち、Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１６０，Ｓ１８０は、判定部４４が行う処理であり、Ｓ１２０，Ｓ１４０，Ｓ１５０，Ｓ１７０は、電流制御部４２が行う処理である。
【００３７】
Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２を印加するタイミングが到来すると、図４に示すように、Ｓ１１０にて、判定部４４は、Ａ／Ｄ変換器２８からのデジタル信号に基づき抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をＶｒ１として記憶する。
【００３８】
そして、次のＳ１２０にて、電流制御部４２が、電流印加回路３１に、Ｓ端子１７への一定電流ΔＩ１の印加を開始させる。
一定電流ΔＩ１の印加が開始されてから所定の待ち時間Ｔｄ１が経過すると、判定部４４は、Ｓ１３０にて、再びＡ／Ｄ変換器２８からのデジタル信号に基づき抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をＶｒ２として記憶する。
【００３９】
また、一定電流ΔＩ１の印加が開始されてから上記待ち時間Ｔｄ１よりも長い所定の印加時間Ｔａが経過すると、電流制御部４２は、Ｓ１４０にて、電流印加回路３１に、Ｓ端子１７への一定電流ΔＩ１の印加を終了させる。
【００４０】
そして、電流制御部４２は、一定電流ΔＩ１の印加を終了させてから所定の切替時間Ｔｂが経過すると、Ｓ１５０にて、電流印加回路３１に、Ｓ端子１７への一定電流ΔＩ２の印加を開始させる。
【００４１】
一定電流ΔＩ２の印加が開始されてから所定の待ち時間Ｔｄ２が経過すると、判定部４４は、Ｓ１６０にて、再びＡ／Ｄ変換器２８からのデジタル信号に基づき抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をＶｒ３として記憶する。待ち時間Ｔｄ２は、待ち時間Ｔｄ１と同じ時間であるが、待ち時間Ｔｄ１とは異なる時間であっても良い。
【００４２】
また、一定電流ΔＩ２の印加が開始されてから上記待ち時間Ｔｄ２よりも長い所定の印加時間Ｔｃが経過すると、電流制御部４２は、Ｓ１７０にて、電流印加回路３１に、Ｓ端子１７への一定電流ΔＩ２の印加を終了させる。印加時間Ｔｃは、印加時間Ｔａと同じ時間であるが、印加時間Ｔａとは異なる時間であっても良い。
【００４３】
よって、図３の１段目に示すように、電流制御部４２は、電流印加回路３１を制御して、Ｓ端子１７に負方向の一定電流ΔＩ１を印加時間Ｔａだけ印加させ、その後、切替時間Ｔｂが経過すると、Ｓ端子１７に正方向の一定電流ΔＩ２を印加時間Ｔｃだけ印加させる。
【００４４】
そして、判定部４４は、図３における時刻ｔ１に示すように、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１が印加される直前において、抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をＶｒ１として記憶する。
【００４５】
また、判定部４４は、図３における時刻ｔ２に示すように、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１が印加されている期間中、即ち、一定電流ΔＩ１の印加開始時から待ち時間Ｔｄ１が経過したときに、抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をＶｒ２として記憶する。
【００４６】
更に、判定部４４は、図３における時刻ｔ３に示すように、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ２が印加されている期間中、即ち、一定電流ΔＩ２の印加開始時から待ち時間Ｔｄ２が経過したときに、抵抗両端電圧を検出し、その検出結果をＶｒ３として記憶する。
【００４７】
図４の説明に戻る。Ｓ１７０にて、Ｓ端子１７への一定電流ΔＩ２の印加が終了されると、判定部４４は、Ｓ１８０にて、Ｓ１１０，Ｓ１３０，Ｓ１６０の各々で記憶したＶｒ１，Ｖｒ２，Ｖｒ３を用いて、Ｐ端子１６の断線故障の有無を判定する。
【００４８】
具体的には、判定部４４は、図３の６段目に示すように、Ｖｒ１とＶｒ２との差分を、ΔＶ１として算出し、Ｖｒ１とＶｒ３との差分を、ΔＶ２として算出する。ここで言う差分とは、差の絶対値である。本実施形態では、「Ｖｒ１−Ｖｒ２」がΔＶ１として算出され、「Ｖｒ３−Ｖｒ１」がΔＶ２として算出される。
【００４９】
ΔＶ１は、Ｓ端子１７に負の一定電流ΔＩ１が印加されたことによる抵抗両端電圧の変動量である。よって、抵抗２５に一定電流ΔＩ１が流れた場合のΔＶ１の理論値は、抵抗２５の抵抗値に一定電流ΔＩ１の値を乗じた値となる。ΔＶ２は、Ｓ端子１７に正の一定電流ΔＩ２が印加されたことによる抵抗両端電圧の変動量である。よって、抵抗２５に一定電流ΔＩ２が流れた場合のΔＶ２の理論値は、抵抗２５の抵抗値に一定電流ΔＩ２の値を乗じた値となる。
【００５０】
そして、判定部４４は、「ΔＶ１＋ΔＶ２」の値を算出して、その「ΔＶ１＋ΔＶ２」の値が、予め定められた閾値以上か否かを判定し、閾値以上であれば、Ｐ端子１６の断線故障が生じていると判定する。「ΔＶ１＋ΔＶ２」は、Ｓ端子１７に正と負の一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されたことによる抵抗両端電圧の、トータルの変動量である。
【００５１】
また、判定部４４は、「ΔＶ１＋ΔＶ２」の値が閾値未満であれば、Ｐ端子１６の断線故障が生じていない（即ち、正常）と判定する。図２に示したように、正常であれば、Ｓ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されても、抵抗両端電圧は変動しないからである。
【００５２】
［５．効果］
以上詳述した実施形態のＥＣＵ１によれば、以下の効果を奏する。
（ａ）判定部４４は、電流印加回路３１によりＳ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２が印加されたことによる抵抗両端電圧の変動量ΔＶ１，ΔＶ２を、増幅回路２６及びＡ／Ｄ変換器２８を用いて検出する。そして、判定部４４は、その変動量ΔＶ１，ΔＶ２の検出結果に基づいて、Ｐ端子１６の断線故障の有無を判定する。このため、Ｐ端子１６の断線故障を、Ｐ端子１６に異常検出用の電圧を印加するための回路を設けなくても、検出することができる。尚、増幅回路２６及びＡ／Ｄ変換器２８は、抵抗両端電圧を検出するための電圧検出回路に相当する。
【００５３】
（ｂ）電流検出用の抵抗２５は、ポンプセル３ａに流れる電流をセンサ３の出力として検出するための抵抗と、共用されている。つまり、空燃比に応じたセンサ電流を検出するための抵抗２５を、Ｐ端子１６の断線故障を検出するために用いている。このため、ＥＣＵ１を構成する回路の増加を抑制することができる。
【００５４】
（ｃ）増幅回路２６及びＡ／Ｄ変換器２８は、ポンプセル３ａに流れる電流をセンサ３の出力として検出するための回路と、共用されたものである。つまり、センサ電流を検出するための増幅回路２６及びＡ／Ｄ変換器２８を、Ｐ端子１６の断線故障を検出するために用いている。このため、ＥＣＵ１を構成する回路の増加を抑制することができる。
【００５５】
（ｄ）電流印加回路３１は、起電力セル３ｂのインピーダンスを検出するためにＳ端子１７に一定電流ΔＩ１，ΔＩ２を印加するための回路と、共用されたものである、つまり、起電力セル３ｂのインピーダンスを検出するための電流印加回路３１を、Ｐ端子１６の断線故障を検出するために用いている。このため、ＥＣＵ１を構成する回路の増加を抑制することができる。
【００５６】
（ｅ）判定部４４は、Ｓ端子１７に負の一定電流ΔＩ１が印加された場合の抵抗両端電圧Ｖｒ２と、Ｓ端子１７に正の一定電流ΔＩ２が印加された場合の抵抗両端電圧Ｖｒ３とを用いて、抵抗両端電圧の変動量を検出するように構成されている。このため、Ｐ端子１６の断線故障が生じた場合に検出される抵抗両端電圧の変動量を大きくすることができ、断線故障の判定精度を高めることができる。
【００５７】
変形例として、判定部４４は、Ｖｒ２とＶｒ３との差分、即ち「Ｖｒ３−Ｖｒ２」を、抵抗両端電圧の変動量として算出するように構成されても良い。このように構成しても、前述の「ΔＶ１＋ΔＶ２」が抵抗両端電圧の変動量として算出されることになる。この場合、判定部４４は、図４におけるＳ１１０の処理は行わなくても良い。
【００５８】
［６．他の実施形態］
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されることなく、種々変形して実施することができる。
【００５９】
例えば、Ｐ端子１６の断線故障を検出するためにＳ端子１７に印加する一定電流は、負方向と正方向との何れか一方の一定電流であっても良い。
例えば、負方向と正方向とのうち、負方向の一定電流ΔＩ１だけをＳ端子１７に印加するのであれば、判定部４４は、前述のΔＶ１を算出して、そのΔＶ１が閾値以上か否かを判定し、ΔＶ１が閾値以上であれば、Ｐ端子１６の断線故障が生じていると判定するように構成することができる。
【００６０】
また、上記実施形態における１つの構成要素が有する複数の機能を、複数の構成要素によって実現したり、１つの構成要素が有する１つの機能を、複数の構成要素によって実現したりしても良い。また、複数の構成要素が有する複数の機能を、１つの構成要素によって実現したり、複数の構成要素によって実現される１つの機能を、１つの構成要素によって実現したりしても良い。また、上記実施形態の構成の一部を省略しても良い。尚、特許請求の範囲に記載した文言から特定される技術思想に含まれるあらゆる態様が本開示の実施形態である。
【００６１】
また、上述したＥＣＵの他、当該ＥＣＵを構成要素とするシステム、当該ＥＣＵとしてコンピュータを機能させるためのプログラム、このプログラムを記録した半導体メモリ等の非遷移的実態的記録媒体、空燃比センサとの接続異常検出方法など、種々の形態で本開示を実現することもできる。
【符号の説明】
【００６２】
１…ＥＣＵ、３…空燃比センサ、３ａ…酸素ポンプセル、３ｂ…起電力セル、５，６，７…空燃比センサの端子、１５…共通接続端子としてのＣＯＭ端子、１６…第１接続端子としてのＰ端子、１７…第２接続端子としてのＳ端子、２２…電圧制御回路、２５…電流検出用の抵抗、２６…増幅回路、２８…Ａ／Ｄ変換器、３１…電流印加回路、４４…判定部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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