(57)【要約】【課題】空燃比センサにおける異常有りの旨の判断を厳しく行うようにしたとしても、同空燃比センサでの異常の有無の判断を正確に行うことのできる空燃比センサの異常検出装置を提供する。【解決手段】空燃比センサ２６の異常の有無を判断するための異常検出処理は、以下の手順により行われる。エンジン１の空燃比をリッチ状態とリーン状態との間で周期的に変動させるアクティブ空燃比制御を行い、同制御中における空燃比センサ２６の出力の応答性に対応する応答性パラメータを同センサ２６の出力に基づき求め、それを異常検出用のデータとして取得する。そして、取得した各データに基づきエンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線を定め、その直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無を判断する。【選択図】図１
2011001880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気中の酸素濃度に基づき同機関の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサの異常検出装置であって、内燃機関の空燃比をリッチとリーンとの間で周期的に変動させるアクティブ空燃比制御を行い、同制御中における前記空燃比センサの出力がリッチピークとリーンピークとの間で変化する際の応答性に対応するパラメータを同出力に基づき求めて異常検出用のデータとして取得し、そのデータを用いて空燃比センサでの異常の有無を判断する空燃比センサの異常検出装置において、
前記データの取得を複数回行って得られた各データに基づき内燃機関の吸気量の変化に対する前記パラメータの変化傾向を表す直線を定め、その直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサでの異常の有無を判断する
ことを特徴とする空燃比センサの異常検出装置。
【請求項２】
内燃機関の小吸気量領域及び大吸気量領域でそれぞれ前記データの取得が行われ、前記小吸気量領域で取得したデータと前記大吸気量領域で取得したデータとに基づき、内燃機関の吸気量の変化に対する前記パラメータの変化傾向を表す直線が定められる
請求項１記載の空燃比センサの異常検出装置。
【請求項３】
前記大吸気量領域と前記小吸気量領域とは、内燃機関の吸気量の変化方向について互いに離れた領域とされており、
前記大吸気量領域は、内燃機関の吸気量領域全体のうち最も吸気量が多くなる領域に定められており、
前記小吸気量領域は、内燃機関の吸気量領域全体のうち最も吸気量が少なくなる領域に定められている
請求項２記載の空燃比センサの異常検出装置。
【請求項４】
前記大吸気量領域でのデータの取得が複数回行われるとともに、前記小吸気量領域でのデータの取得が複数回行われ、前記大吸気量領域で取得された各データの最大値と前記小吸気量領域で取得された各データの最小値とを結ぶ直線が、内燃機関の吸気量の変化に対する前記パラメータの変化傾向を表す直線として定められる
請求項３記載の空燃比センサの異常検出装置。
【請求項５】
前記データの取得に関しては、前記アクティブ空燃比制御中における前記空燃比センサの出力がリッチピークからリーンピークに変化する際の取得と、リーンピークからリッチピークに変化する際の取得とに分けられ、それらデータの取得における取得回数が別々に計測されるものであり、
前記空燃比センサの異常の有無の判断は、前記アクティブ空燃比制御中において、前記空燃比センサの出力がリッチピークからリーンピークに変化する際に取得した前記データを用いて定められる前記直線の傾きと異常判定値との比較に基づき行われるとともに、前記空燃比センサの出力がリーンピークからリッチピークに変化する際に取得した前記データを用いて定められる前記直線の傾きと異常判定値との比較に基づき行われる
請求項１〜４のいずれか一項に記載の空燃比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、空燃比センサの異常検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用等の内燃機関においては、排気中の酸素濃度に基づき同機関の空燃比に対応した信号を出力する空燃比センサが設けられ、その空燃比センサからの出力に基づき同機関の空燃比が理論空燃比となるよう燃料噴射量を補正することが行われている。こうした燃料噴射量の補正を通じて内燃機関の空燃比を理論空燃比に制御することにより、同機関の排気系に設けられる排気浄化触媒の排気浄化能力が良好に保たれ、同機関の排気エミッションの改善が図られる。
【０００３】
上記内燃機関においては、空燃比センサの劣化等の異常が排気エミッションに影響を及ぼすおそれがあるため、そうした影響を未然に防ぐことを意図して空燃比センサの異常の有無を判断する異常検出装置も設けられる。同異常検出装置としては、例えば特許文献１に示されるように、以下の［１］〜［３］の手順により、空燃比センサでの異常の有無を判断するものが知られている。［１］内燃機関の空燃比をリッチとリーンとの間で周期的に変動させるアクティブ空燃比制御を行う。［２］アクティブ空燃比制御中における空燃比センサの出力に基づき同出力の応答性に対応するパラメータ（以下、応答性パラメータという）を求め、それを異常検出用のデータとして取得する。［３］取得したデータと異常判定値との比較に基づき、空燃比センサでの異常の有無を判断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２２５６８４公報（段落［００３０］〜［００３９］、［００４１］、［００５２］、［００５５］、［００５６］、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、近年は内燃機関の排気エミッション改善に対する要求が厳しくなっており、こうした要求を満たすことのできない空燃比センサを異常と判断すべく、上記［３］の手順における異常判定値を正常寄りの値に移行させ、空燃比センサでの異常有りの旨の判断を厳しく行うことが考えられている。
【０００６】
ただし、上記［３］の手順における空燃比センサでの異常有りの旨の判断を厳しく行うと、空燃比センサにおける正常時の出力と異常時の出力との差が小さくなり、上記［２］の手順で求められる応答性パラメータに空燃比センサでの異常の有無による違いが生じにくくなる。特に、内燃機関の小吸気量状態にあっては、同機関の排気圧（排気の流量に対応）が低下し、空燃比センサの劣化等の異常による影響が同センサの出力に現れにくくなるため、応答性パラメータに空燃比センサでの異常の有無による違いが生じにくいという上述した傾向が顕著になる。更に、内燃機関の小吸気量状態での自動車の加減速走行時には、内燃機関における各種機器の応答遅れに起因して上記応答性パラメータが大きく変動するため、上記［２］の手順で取得されたデータが空燃比センサの異常の有無を判別しにくい値になる可能性が高い。
【０００７】
以上のように、上記［２］の手順で求められる応答性パラメータに空燃比センサでの異常の有無による違いが生じにくくなると、上記［３］の手順による空燃比センサでの異常の有無の判断を正確に行うことが困難になる。
【０００８】
本発明はこのような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、空燃比センサにおける異常有りの旨の判断を厳しく行うようにしたとしても、同空燃比センサでの異常の有無の判断を正確に行うことのできる空燃比センサの異常検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項１記載の発明によれば、以下の手順で空燃比センサでの異常の有無の判断が行われる。すなわち、アクティブ空燃比制御を行い、同制御中に空燃比センサの出力がリッチピークとリーンピークとの間で変化する際、その変化の応答性に対応するパラメータが上記出力に基づき求められて異常検出用のデータとして取得される。そして、複数回のデータの取得により得られた各データに基づき、内燃機関の吸気量の変化に対する上記パラメータ（以下、応答性パラメータという）の変化傾向を表す直線が定められ、その直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサでの異常の有無が判断される。
【００１０】
上記応答性パラメータは、空燃比センサに異常が発生しているときと異常が発生していないとき（正常なとき）とのいずれの場合も、内燃機関の吸気量の増大に伴って良好な応答性を示す値へと変化する。これは、吸気量の増大に伴い内燃機関の排気圧（排気の流量に対応）が上昇し、多量の排気が空燃比センサを通過するようになるためである。ただし、空燃比センサでの異常がないとき（正常なとき）には、同異常が生じているときと比較して、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いが大幅に大きくなる傾向がある。これは、空燃比センサで異常が生じたときには、吸気量が増大するほど上記異常に伴う空燃比センサの出力の応答性の低下が大きく現れ、それによって吸気量の増大に伴う上記応答性パラメータの良好な応答性を示す値への変化度合いが小さくなるためである。従って、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いに関しては、空燃比センサでの異常の有無による違いが大きく現れることとなる。
【００１１】
ここで、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いは、上記複数回のデータの取得によって得られた各データに基づき定められる上記直線の傾きにより表される。このため、同直線の傾きに関しては空燃比センサでの異常の有無による違いが大きく現れることとなる。上記傾きに空燃比センサでの異常の有無による違いが大きく現れるということは、空燃比センサでの異常の有無の判断を厳しく行うべく上記異常判定値を正常寄りの値に移行させたとき、その異常判定値と空燃比センサの正常時の上記直線の傾きとの間にある程度の間隔を持たせることができることを意味する。従って、上記直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサでの異常の有無を判断するに当たり、同異常判定値を正常寄りに移行させて空燃比センサにおける異常有りの旨の判断を厳しく行うようにしたとしても、同空燃比センサでの異常の有無の判断を正確に行うことができるようになる。
【００１２】
請求項２記載の発明によれば、内燃機関の吸気量の変化に対する上記パラメータの変化傾向を表す直線は、内燃機関の小吸気量領域及び大吸気量領域でそれぞれ取得したデータ、すなわち広い範囲の吸気量領域でそれぞれ取得した各データに基づき定められる。このため、それらデータに基づき定められた上記直線は、内燃機関の吸気量の変化に対する上記パラメータの変化傾向を的確に表したものとなる。従って、同直線の傾きと異常判定値との比較に基づく空燃比センサでの異常の有無の判断を通じて、的確に空燃比センサでの異常有りの旨の判断を行うことが可能になる。
【００１３】
請求項３記載の発明によれば、大吸気量領域と小吸気量領域とが内燃機関の吸気量領域全体のうち互いに最も離れて位置するため、それら大吸気量領域及び小吸気量領域でそれぞれ取得されたデータは、内燃機関の吸気量領域全体のうち最も広い範囲の吸気量領域で取得されたデータということになる。従って、大吸気量領域及び小吸気量領域でそれぞれ取得されたデータに基づき定められた直線は、内燃機関の吸気量の変化に対する上記パラメータの変化傾向をより的確に表したものとなる。従って、同直線の傾きと異常判定値との比較に基づく空燃比センサでの異常の有無の判断を通じて、より的確に空燃比センサでの異常有りの旨の判断を行うことが可能になる。
【００１４】
請求項４記載の発明によれば、内燃機関の大吸気量領域及び小吸気量領域でそれぞれデータの取得が複数回行われる。大吸気量領域で取得された各データの大小方向についてのばらつき、及び小吸気量領域で取得された各データの大小方向についてのばらつきは、空燃比センサでの異常無しのとき（正常なとき）には大きくなり、同異常有りのときには小さくなる傾向がある。これは、空燃比センサの正常時には機関過渡運転等による同センサの出力の外乱による影響等により同出力に基づき求められる応答性パラメータが変動するのに対し、空燃比センサの異常時には空燃比センサの出力の外乱による影響等に関係なく応答性パラメータが常に応答性の悪い値となるためである。以上のことから、大吸気量領域で取得された各データの最大値と小吸気量領域で取得された各データの最小値とを結ぶ直線の傾き度合いに関しては、空燃比センサの正常時には異常時と比較してより大きくなる傾向がある。このため、上記直線の傾きには空燃比センサでの異常の有無による影響が大きく生じることになり、その傾きと異常判定値との比較に基づく空燃比センサでの異常の有無の判断を行いやすくすることが可能になる。
【００１５】
請求項５記載の発明によれば、アクティブ空燃比制御中に空燃比センサの出力がリッチピークからリーンピークに変化する際に取得したデータを用いて定められる直線の傾きと異常判定値との比較に基づき、空燃比センサの出力がリッチからリーンに変化する際における同センサの異常の有無が判断される。また、上記空燃比センサの出力がリーンピークからリッチピークに変化する際に取得したデータを用いて定められる直線と異常判定値との比較に基づき、空燃比センサの出力がリーンからリッチに変化する際における同センサの異常の有無を判断することが行われる。このため、空燃比センサの出力がリッチからリーンに変化する際の異常が発生している場合であれ、あるいはリーンからリッチに変化する際の異常が発生している場合であれ、それらの異常に関して異常有りの旨の判断を的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本実施形態における空燃比センサの異常検出装置が適用されるエンジン全体を示す略図。
【図２】排気中の酸素濃度変化に対する空燃比センサの出力の変化を示すグラフ。
【図３】空燃比センサの異常の有無を判断するための異常検出処理の実行手順を示すフローチャート。
【図４】（ａ）及び（ｂ）は、アクティブ空燃比制御中における燃料噴射量の増減態様、及び空燃比センサの出力の変化態様を示すタイムチャート。
【図５】アクティブ空燃比制御中に空燃比センサの出力がリッチピークからリーンピークに変化する際に、応答性パラメータのデータとして取得された変化速度θの最大値θｍａｘの分布を示した分布図。
【図６】アクティブ空燃比制御中に空燃比センサの出力がリーンピークからリッチピークに変化する際に、応答性パラメータのデータとして取得された変化速度θの最大値θｍａｘの分布を示した分布図。
【図７】第１判断処理の実行手順を示すフローチャート。
【図８】第２判断処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明を自動車用エンジンに設けられた空燃比センサの異常検出装置に具体化した一実施形態について、図１〜図８を参照して説明する。
図１に示されるエンジン１においては、各気筒の燃焼室２に吸気通路３及び排気通路４が接続されている。そして、エンジン１の吸入空気量を調整するためのスロットルバルブ１１が設けられた吸気通路３を介して燃焼室２に空気が吸入されるとともに、燃料噴射弁５から吸気通路３内に燃料が噴射供給されることにより、燃焼室２内に空気と燃料とからなる混合気が充填される。この混合気が各気筒の点火プラグ６による点火に基づき燃焼すると、そのときの燃焼エネルギによってピストン７が往復移動し、エンジン１の出力軸であるクランクシャフト８が回転する。また、燃焼後の混合気は排気として排気通路４に送り出される。
【００１８】
上記エンジン１を原動機として搭載する自動車には、同エンジン１の運転制御など各種制御を実行する電子制御装置１９が設けられている。この電子制御装置１９は、上記制御に係る各種演算処理を実行するＣＰＵ、その制御に必要なプログラムやデータの記憶されたＲＯＭ、ＣＰＵの演算結果等が一時記憶されるＲＡＭ、外部との間で信号を入・出力するための入・出力ポート等を備えて構成されている。
【００１９】
電子制御装置１９の入力ポートには、以下に示す各種センサ等が接続されている。
・自動車の運転者によって踏込操作されるアクセルペダル２０の踏み込み量（アクセル踏込量）を検出するアクセルポジションセンサ２１。
【００２０】
・エンジン１の吸気通路３に設けられたスロットルバルブ１１の開度（スロットル開度）を検出するスロットルポジションセンサ２２。
・吸気通路３を通過して燃焼室２に吸入される空気の量（吸気量）を検出するエアフロメータ２３。
【００２１】
・クランクシャフト８の回転に対応した信号を出力するクランクポジションセンサ２４。
・エンジン１の冷却水温を検出する水温センサ２５。
【００２２】
・排気通路４に設けられてエンジン１の排気中の酸素濃度に応じた信号を出力する空燃比センサ２６。
また、電子制御装置１９の出力ポートには、燃料噴射弁５、点火プラグ６、及びスロットルバルブ１１といった各種機器の駆動回路が接続されている。
【００２３】
電子制御装置１９は、上記各センサから入力された検出信号より把握されるエンジン運転状態に応じて、上記出力ポートに接続された各機器類の駆動回路に指令信号を出力する。こうして点火プラグ６の点火時期制御、スロットルバルブ１１の開度制御、及び、燃料噴射弁５による燃料噴射の制御といった各種制御が電子制御装置１９により実施されている。
【００２４】
上記燃料噴射弁５による燃料噴射の制御としては、例えば、燃料噴射量の空燃比フィードバック補正を含む燃料噴射量制御があげられる。上記燃料噴射量の空燃比フィードバック補正は、燃料噴射量を補正するための空燃比フィードバック補正値ＦＤをエンジン１の空燃比が理論空燃比となるよう空燃比センサ２６の出力ＶＡＦ等に基づき増減した後、同空燃比フィードバック補正値ＦＤで上記補正を行うことにより実現される。こうした空燃比フィードバック補正を通じてエンジン１の空燃比を理論空燃比に制御することにより、同エンジン１の排気通路４に設けられる排気浄化触媒の排気浄化性能を良好に保ち、エンジン１の排気エミッションの改善を図ることが可能になる。
【００２５】
上記空燃比センサ２６の出力ＶＡＦは、図２に示されるように、排気中の酸素濃度が薄くなるほど小さくなり、理論空燃比での混合気の燃焼が行われたときには、そのときの排気中の酸素濃度Ｘに対応して例えば「１．０ｖ」となる。従って、リッチ混合気の燃焼（リッチ燃焼）に起因して排気中の酸素濃度が薄くなるほど、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦが「１．０ｖ」よりも小さい値になる。また、リーン混合気の燃焼（リーン燃焼）に起因して排気中の酸素濃度が濃くなるほど、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦ「１．０ｖ」よりも大きい値になる。そして、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦが「１．０」よりも大きくなるほど、上記空燃比フィードバック補正値ＦＤがエンジン１の燃料噴射量を増量すべく増大する。また、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦが「１．０」よりも小さくなるほど、空燃比フィードバック補正値ＦＤがエンジン１の燃料噴射量を減量すべく減少する。このように変化する空燃比フィードバック補正値ＦＤに基づきエンジン１の燃料噴射量を増減補正することにより、エンジン１の空燃比が理論空燃比に制御される。
【００２６】
次に、電子制御装置１９を通じて行われる空燃比センサ２６の劣化等の異常の有無を判断するための異常検出処理について、同処理を実行するための異常検出処理ルーチンを示す図３のフローチャートを参照して説明する。この異常検出処理ルーチンは、電子制御装置１９を通じて、例えば所定時間毎の時間割り込みにて周期的に実行される。
【００２７】
同ルーチンにおいては、まず、上記異常検出処理を実行するうえでの前提条件である診断条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ１０１）。上記診断条件が成立している旨の判断は、例えば、エンジン１における冷却水温、回転速度、負荷、空燃比変動、吸入空気量（吸気量）、及び吸気量変動等がすべて上記異常検出処理を実行可能な領域にあること等の条件の成立をもってなされる。なお、エンジン回転速度は、クランクポジションセンサ２４からの検出信号に基づき求められる。また、エンジン負荷は、エンジン１の吸入空気量に対応するパラメータと上記エンジン回転速度とから算出される。ここで用いられる吸入空気量に対応するパラメータとしては、例えば、エアフロメータ２３からの検出信号に基づき求められるエンジン１の吸入空気量の実測値や、スロットルポジションセンサ２２によって検出されるスロットル開度等が用いられる。
【００２８】
上記ステップＳ１０１で診断条件が成立している旨判断されると、空燃比センサ２６での異常の有無の判断に用いられるデータを取得するためのアクティブ空燃比制御が実行される（Ｓ１０２）。このアクティブ空燃比制御は、エンジン１の燃料噴射量を例えば図４（ａ）に示されるように周期的に増減させ、それによってエンジン１の空燃比を理論空燃比よりもリッチな状態と理論空燃比よりもリーンな状態との間で周期的に変動させるようにしたものである。なお、同制御でエンジン１の空燃比を変動させる際の理論空燃比に対する空燃比の変化量については、例えば、リッチ側及びリーン側に対しそれぞれ理論空燃比の３％程度とされる。
【００２９】
こうしたアクティブ空燃比制御が行われると、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性に対応するパラメータ（以下、応答性パラメータという）を同制御中における空燃比センサ２６の出力ＶＡＦに基づき求め、それを異常検出用のデータとして取得するための処理（図３のＳ１０３、Ｓ１０４）が行われる。上記応答性パラメータとしては、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークとリーンピークとの間で変化する際における同出力ＶＡＦの変化速度θの最大値θｍａｘを用いることができる。ここで、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの変化速度θは、単位時間当たりの同出力ＶＡＦの変化を表す値であって、リッチピークとリーンピークとの間での変化期間中に所定の時間間隔Δｔ毎に同出力ＶＡＦを取り込み、その取り込み毎に次の式「θ＝（今回ＶＡＦ−前回ＶＡＦ）／Δｔ」を用いて算出される。
【００３０】
従って、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦにおけるリッチピークからリーンピークまでの変化が完了すると、そのときに上記リッチピークからリーンピークまでの間における同出力ＶＡＦの変化速度θの最大値θｍａｘ（正の方向についての最大値）が決定される。そして、この最大値θｍａｘが上記リッチピークからリーンピークまでの間における上記応答性パラメータに対応するデータとして取得される（Ｓ１０３）。より詳しくは、同最大値θｍａｘが電子制御装置１９のＲＡＭに記憶される。こうした最大値θｍａｘの記憶は、アクティブ空燃比制御中、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦにおけるリッチピークからリーンピークまでの変化が完了する毎に行われる。
【００３１】
また、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦにおけるリーンピークからリッチピークまでの変化が完了すると、そのときに上記リーンピークからリッチピークまでの間における同出力ＶＡＦの変化速度θの最大値θｍａｘ（負の方向についての最大値）が決定される。そして、この最大値θｍａｘが上記リーンピークからリッチピークまでの間における上記応答性パラメータに対応するデータとして取得される（Ｓ１０４）。より詳しくは、同最大値θｍａｘが電子制御装置１９のＲＡＭに記憶される。こうした最大値θｍａｘの記憶は、アクティブ空燃比制御中、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦにおけるリーンピークからリッチピークまでの変化が完了する毎に行われる。
【００３２】
以上のようにデータ（最大値θｍａｘ）の取得が行われると、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチからリーンに変化する際における同センサ２６の異常の有無を判断するための第１判断処理（Ｓ１０５）が行われる。この第１判断処理では、空燃比センサ２６での上記異常の有無の判断を、例えば次のように行うことが考えられる。すなわち、アクティブ空燃比制御中、空燃比センサ２６からの出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化したときの上記データと異常判定値との比較に基づき、空燃比センサ２６での上記異常の有無を判断する。更に、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンからリッチに変化する際における同センサ２６の異常の有無を判断するための第２判断処理（Ｓ１０６）も行われる。この第２判断処理では、空燃比センサ２６での上記異常の有無の判断を、例えば次のように行うことが考えられる。すなわち、アクティブ空燃比制御中、空燃比センサ２６からの出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化したときの上記データと異常判定値との比較に基づき、空燃比センサ２６での上記異常の有無を判断する。
【００３３】
そして、上記空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチからリーンに変化する際における同センサ２６の異常の有無の判断が終了するとともに（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、上記出力ＶＡＦがリーンからリッチに変化する際における空燃比センサ２６の異常の有無の判断が終了すると（Ｓ１０８：ＹＥＳ）、アクティブ空燃比制御が停止される（Ｓ１０９）。
【００３４】
ところで、［背景技術］の欄にも記載したように、近年はエンジン１の排気エミッション改善に対する要求が厳しくなっており、こうした要求を満たすことのできない空燃比センサ２６を異常と判断するようにしている。具体的には、上記第１判断処理（Ｓ１０５）及び第２判断処理（Ｓ１０６）で用いられる異常判定値をそれぞれ正常寄りの値に移行させ、それによって空燃比センサ２６での異常有りの旨の判断を厳しく行うようにすることが考えられる。
【００３５】
ただし、上記のように空燃比センサ２６での異常有りの旨の判断を厳しく行うと、空燃比センサ２６における正常時と異常時との出力ＶＡＦの差が小さくなり、ステップＳ１０３，Ｓ１０４で求められる応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）に、空燃比センサ２６での異常の有無による違いが生じにくくなる。特に、エンジン１の小吸気量状態にあっては、同エンジン１の排気圧（排気の流量に対応）が低下し、空燃比センサ２６の劣化等の異常による影響が同センサ２６の出力ＶＡＦに現れにくくなるため、応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）に空燃比センサ２６での異常の有無による違いが生じにくいという上述した傾向が顕著になる。更に、エンジン１の小吸気量状態での自動車の加減速走行時には、エンジン１における各種機器の応答遅れに起因して上記応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）が大きく変動するため、上記ステップＳ１０３，Ｓ１０４で取得されたデータが空燃比センサ２６の異常の有無を判別しにくい値になる可能性が高い。
【００３６】
以上のように、上記ステップＳ１０３，Ｓ１０４で求められた応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）に空燃比センサ２６での異常の有無による違いが生じにくくなると、第１判断処理（Ｓ１０５）及び第２判断処理（Ｓ１０６）による空燃比センサ２６での異常の有無の判断を正確に行うことが困難になるという不具合が生じる。以下、この理由について図５及び図６を参照して更に詳しく説明するとともに、上記不具合への対策の概要について同じく図５及び図６を参照して説明する。
【００３７】
図５は、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化する際に、応答性パラメータのデータとして取得された最大値θｍａｘの分布を示したものである。なお、同図において、「□」は空燃比センサ２６が正常な状態であるときに取得した上記データを示しており、「○」は空燃比センサ２６が正常ではあるものの異常に対し許容下限状態であるときに取得した上記データを示しており、［△］は空燃比センサ２６が劣化等による異常状態であるときに取得した上記データを示している。
【００３８】
上記「□」で示されるデータの分布する領域ＲＡ１は上記［○］で示されるデータの分布する領域ＲＡ２に対し図中上側に位置し、同領域ＲＡ２は上記「△」で示されるデータの分布する領域ＲＡ３に対し図中上側に位置する。これは、空燃比センサ２６に劣化等の異常が生じると、アクティブ空燃比制御中における空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性が正常時（図４（ｂ）の実線）に対し二点鎖線で示されるように悪化し、それによる影響が図５上でのデータの分布に現れるためである。また、上記領域ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３はそれぞれエンジン１の吸気量が増大するほど図中上側に変位するようになる。これは、エンジン１の吸気量増大に伴い同エンジン１の排気圧（排気の流量に対応）が上昇し、多量の排気が空燃比センサ２６を通過するようになり、それによってエンジン１の実空燃比の変化に対する空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性が向上するためである。
【００３９】
ここで、エンジン１の排気エミッションの厳しい要求に伴い、第１判断処理（図３のＳ１０５）で用いられる異常判定値を正常寄りの値に移行させると、空燃比センサ２６での異常の有無の判断が厳しく行われるようになる。この場合、上記排気エミッションの厳しい要求を満たすことのできない空燃比センサ２６が異常と見なされることから、領域ＲＡ２と領域ＲＡ３とが図中の上下方向について接近するようになり、エンジン１の小吸気量状態で領域ＲＡ２と領域ＲＡ３とが重なるようになる。このように領域ＲＡ２と領域ＲＡ３とが重なるということは、その重なる部分及びその付近において、上記応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）に空燃比センサ２６での異常の有無による違いが現れにくくなっていることを意味する。これにより、上記第１判断処理による空燃比センサ２６での異常の有無の判断を正確に行うことが困難になるという不具合が生じる。
【００４０】
こうした不具合への対策として、本実施形態の第１判断処理では、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化する毎に取得された各データ（最大値θｍａｘ）に基づき、同空燃比センサ２６での異常の有無の判断が次のようにして行われる。すなわち、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化する毎に取得された各データ（最大値θｍａｘ）に基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記データの変化傾向を表す直線が定められ、その直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無が判断される。
【００４１】
図５に示されるように、エンジン１の吸気量増大に対する領域ＲＡ１，ＲＡ２，ＲＡ３の図中上側への変位度合いは、言い換えれば吸気量の増大に伴う応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）の良好な応答性を示す値への変化度合いは、領域ＲＡ３、領域ＲＡ２、領域ＲＡ１となるほど大幅に大きくなる傾向がある。これは、空燃比センサ２６に異常が生じたときには、吸気量が増大するほど上記異常に伴う空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性の低下が大きく現れ、それによって吸気量の増大に伴う上記応答性パラメータの良好な応答性を示す値への変化度合い（この場合は正の方向への変化度合い）が小さくなるためである。従って、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いに関しては、空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れることとなる。
【００４２】
上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いは、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化する毎に取得された各データ（最大値θｍａｘ）に基づき定められる上記直線の傾きにより表される。ちなみに、図５において、実線Ｌ１は空燃比センサ２６が正常な状態であるときの上記直線を示しており、破線Ｌ２は空燃比センサ２６が正常ではあるものの異常に対し許容下限状態であるときの上記直線を示しており、二点鎖線Ｌ３は空燃比センサ２６が劣化等の異常状態であるときの上記直線を示している。上記直線（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３等）の傾きに関しては、空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れることとなる。上記傾きに空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れるということは、空燃比センサ２６での異常の有無の判断を厳しく行うべく上記異常判定値を正常寄りの値に移行させたとき、その異常判定値と空燃比センサ２６の正常時の上記直線の傾きとの間にある程度の間隔を持たせることができることを意味する。従って、上記直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無を判断するに当たり、同異常判定値を正常寄りに移行させて空燃比センサ２６における異常有りの旨の判断を厳しく行うようにしたとしても、同センサ２６での異常の有無の判断を正確に行うことができるようになる。
【００４３】
図６は、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化する際に、応答性パラメータのデータとして取得された最大値θｍａｘの分布を示したものである。なお、同図においても、図５と同様、「□」は空燃比センサ２６が正常な状態であるときに取得した上記データを示しており、「○」は空燃比センサ２６が正常ではあるものの異常に対し許容下限状態であるときに取得した上記データを示しており、［△］は空燃比センサ２６が異常な状態であるときに取得した上記データを示している。
【００４４】
上記「□」で示されるデータの分布する領域ＲＡ４は上記［○］で示されるデータの分布する領域ＲＡ５に対し図中下側に位置し、同領域ＲＡ５は上記「△」で示されるデータの分布する領域ＲＡ６に対し図中下側に位置する。これは、空燃比センサ２６に劣化等の異常が生じると、アクティブ空燃比制御中における空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性が正常時（図４（ｂ）の実線）に対し二点鎖線で示されるように悪化し、それによる影響が図６上でのデータの分布に現れるためである。また、上記領域ＲＡ４，ＲＡ５，ＲＡ６はそれぞれエンジン１の吸気量が増大するほど図中下側に変位するようになる。これは、エンジン１の吸気量増大に伴い同エンジン１の排気圧（排気の流量に対応）が上昇し、多量の排気が空燃比センサ２６を通過するようになり、それによってエンジン１の実空燃比の変化に対する空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性が向上するためである。
【００４５】
ここで、エンジン１の排気エミッションの厳しい要求に伴い、第２判断処理（図３のＳ１０６）で用いられる異常判定値を正常寄りの値に移行させると、空燃比センサ２６での異常の有無の判断が厳しく行われるようになる。この場合、上記排気エミッションの厳しい要求を満たすことのできない空燃比センサ２６が異常と見なされることから、領域ＲＡ５と領域ＲＡ６とが図中の上下方向について接近するようになり、エンジン１の小吸気量状態で領域ＲＡ５と領域ＲＡ６とが重なるようになる。このように領域ＲＡ５と領域ＲＡ６とが重なるということは、その重なる部分及びその付近において、上記応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）に空燃比センサ２６での異常の有無による違いが現れにくくなっていることを意味する。これにより、上記第２判断処理による空燃比センサ２６での異常の有無の判断を正確に行うことが困難になるという不具合が生じる。
【００４６】
こうした不具合への対策として、本実施形態の第２判断処理では、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化する毎に取得された各データ（最大値θｍａｘ）に基づき、同空燃比センサ２６での異常の有無の判断が次のようにして行われる。すなわち、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化する毎に取得された各データ（最大値θｍａｘ）に基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記データの変化傾向を表す直線が定められ、その直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無が判断される。
【００４７】
図６に示されるように、エンジン１の吸気量増大に対する領域ＲＡ４，ＲＡ５，ＲＡ６の図中下側への変位度合いは、言い換えれば吸気量の増大に伴う応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）の良好な応答性を示す値への変化度合いは、領域ＲＡ６、領域ＲＡ５、領域ＲＡ４となるほど大幅に大きくなる傾向がある。これは、空燃比センサ２６に異常が生じたときには、吸気量が増大するほど上記異常に伴う空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性の低下が大きく現れ、それによって吸気量の増大に伴う上記応答性パラメータの良好な応答性を示す値への変化度合い（この場合は負の方向への変化度合い）が小さくなるためである。従って、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いに関しては、空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れることとなる。
【００４８】
上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いは、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化する毎に取得された各データ（最大値θｍａｘ）に基づき定められる上記直線の傾きにより表される。ちなみに、図６において、実線Ｌ４は空燃比センサ２６が正常な状態であるときの上記直線を示しており、破線Ｌ５は空燃比センサ２６が正常ではあるものの異常に対し許容下限状態であるときの上記直線を示しており、二点鎖線Ｌ６は空燃比センサ２６が劣化等の異常状態であるときの上記直線を示している。上記直線（Ｌ４、Ｌ５、Ｌ６等）の傾きに関しては、空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れることとなる。上記傾きに空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れるということは、空燃比センサ２６での異常の有無の判断を厳しく行うべく上記異常判定値を正常寄りの値に移行させたとき、その異常判定値と空燃比センサ２６の正常時の上記直線の傾きとの間にある程度の間隔を持たせることができることを意味する。従って、上記直線の傾きと異常判定値との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無を判断するに当たり、同異常判定値を正常寄りに移行させて空燃比センサ２６における異常有りの旨の判断を厳しく行うようにしたとしても、同センサ２６での異常の有無の判断を正確に行うことができるようになる。
【００４９】
次に、異常検出ルーチン（図３）のステップＳ１０５で行われる第１判断処理の詳細な実行手順について、第１判断処理ルーチンを示す図７のフローチャートを参照して説明する。この第１判断処理ルーチンは、上記異常検出ルーチンのステップＳ１０５に進む毎に実行される。
【００５０】
第１判断処理ルーチンにおいては、まず、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦにおけるリッチピークからリーンピークへの変化が完了し、そのリッチピークからリーンピークへの変化の際におけるデータ（最大値θｍａｘ）の取得が行われたか否かが判断される（Ｓ２０１）。
【００５１】
ここで肯定判定であれば、エンジン１が小吸気量状態であるか否か（Ｓ２０２）、より詳しくは吸気量が所定値Ｘ１ａ未満であるか否かが判断される。ステップＳ２０２で肯定判定がなされるということは、上記データの取得がエンジン１の小吸気量領域で行われたことを意味する。この場合、エンジン１の小吸気量領域でのデータの取得回数Ｎ１ａが「１」だけカウントアップされる（Ｓ２０３）。また、エンジン１が大吸気量状態であるか否か（Ｓ２０４）、より詳しくは吸気量が所定値Ｘ１ｂ以上であるか否かの判断も行われる。ステップＳ２０４で肯定判定がなされるということは上記データの取得がエンジン１の大吸気量領域で行われたことを意味し、大吸気量状態でのデータの取得回数Ｎ１ｂが「１」だけカウントアップされる（Ｓ２０５）。
【００５２】
取得回数Ｎ１ａ，Ｎ１ｂはそれぞれ、エンジン１の小吸気量領域での上記データの取得が行われた回数、及びエンジン１の大吸気量領域での上記データの取得が行われた回数を表している。なお、上記小吸気量領域は、図５における所定値Ｘ１ａ未満の領域のことであり、エンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量が少なくなる領域とされている。一方、上記大吸気量領域は、図５における所定値Ｘ１ｂ以上の領域のことであり、エンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量が多くなる領域とされている。これら小吸気量領域と大吸気量領域とは、エンジン１の吸気量の変化方向について互いに離れた領域とされている。すなわち、所定値Ｘ１ａと所定値Ｘ１ｂとは、互いにある程度の間隔をおいた値とされている。
【００５３】
上記取得回数Ｎ１ａ，Ｎ１ｂがそれぞれ第１設定回数Ａ（例えば５回）以上になると（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化する毎に取得された各データに基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記データの変化傾向を表す直線が定められ、その直線の傾きαが求められる（Ｓ２０７）。詳しくは、小吸気量領域で取得された各データのうちの正の方向についての最小値と大吸気量領域で取得された各データのうちの正の方向についての最大値とを結ぶ直線が、エンジン１の吸気量の変化に対する上記データの変化傾向を表す直線として定められる。そして、この直線に基づき同直線の傾きα、すなわち単位吸気量当たりの同吸気量の変化に対する上記データの変化が求められる。
【００５４】
その後、上記傾きαと異常判定値Ｈ１との比較に基づく空燃比センサ２６での異常の有無の判断が行われる。詳しくは、上記傾きαが異常判定値Ｈ１以上であれば（Ｓ２０８：ＹＥＳ）、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチからリーンに変化する際における同センサ２６の異常は生じておらず、同センサ２６は正常である旨判断される（Ｓ２０９）。また、上記傾きαが異常判定値Ｈ１未満であれば（Ｓ２０８：ＮＯ）、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチからリーンに変化する際における同センサ２６の異常が生じている旨判断される（Ｓ２１０）。そして、これら空燃比センサ２６の正常か異常かの判断（Ｓ２０９、Ｓ２１０）が行われると、取得回数Ｎ１ａ，Ｎ１ｂがクリアされて「０」とされる（Ｓ２１１）。なお、上記異常判定値Ｈ１としては、上記のように空燃比センサ２６での異常の有無を判断するうえで適切な値となるよう、予め実験等により定められた値が採用される。
【００５５】
次に、異常検出ルーチンのステップＳ１０６（図３）で行われる第２判断処理の詳細な実行手順について、第２判断処理ルーチンを示す図８のフローチャートを参照して説明する。この第２判断処理ルーチンは、上記異常検出ルーチンのステップＳ１０６に進む毎に実行される。
【００５６】
第２判断処理ルーチンにおいては、まず、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦにおけるリーンピークからリッチピークへの変化が完了し、そのリーンピークからリッチピークへの変化の際におけるデータ（最大値θｍａｘ）の取得が行われたか否かが判断される（Ｓ３０１）。
【００５７】
ここで肯定判定であれば、エンジン１が小吸気量状態であるか否か（Ｓ３０２）、より詳しくは吸気量が所定値Ｘ２ａ未満であるか否かが判断される。ステップＳ３０２で肯定判定がなされるということは、上記データの取得がエンジン１の小吸気量領域で行われたことを意味する。この場合、エンジン１の小吸気量領域でのデータの取得回数Ｎ２ａが「１」だけカウントアップされる（Ｓ３０３）。また、エンジン１が大吸気量状態であるか否か（Ｓ３０４）、より詳しくは吸気量が所定値Ｘ２ｂ以上であるか否かの判断も行われる。ステップＳ３０４で肯定判定がなされるということは上記データの取得がエンジン１の大吸気量領域で行われたことを意味し、大吸気量状態でのデータの取得回数Ｎ２ｂが「１」だけカウントアップされる（Ｓ３０５）。
【００５８】
取得回数Ｎ２ａ，Ｎ２ｂはそれぞれ、エンジン１の小吸気量領域での上記データの取得が行われた回数、及びエンジン１の大吸気量領域での上記データの取得が行われた回数を表している。なお、上記小吸気量領域は、図６における所定値Ｘ２ａ未満の領域のことであり、エンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量が少なくなる領域とされている。一方、上記大吸気量領域は、図６における所定値Ｘ２ｂ以上の領域のことであり、エンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量が多くなる領域とされている。これら小吸気量領域と大吸気量領域とは、エンジン１の吸気量の変化方向について互いに離れた領域とされている。すなわち、所定値Ｘ２ａと所定値Ｘ２ｂとは、互いにある程度の間隔をおいた値とされている。
【００５９】
上記取得回数Ｎ２ａ，Ｎ２ｂがそれぞれ第１設定回数Ａ以上になると（Ｓ３０６：ＹＥＳ）、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化する毎に取得された各データに基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記データの変化傾向を表す直線が定められ、その直線の傾きβが求められる（Ｓ２０７）。詳しくは、小吸気量領域で取得された各データのうちの負の方向についての最小値と大吸気量領域で取得された各データのうちの負の方向についての最大値とを結ぶ直線が、エンジン１の吸気量の変化に対する上記データの変化傾向を表す直線として定められる。そして、この直線に基づき同直線の傾きβ、すなわち単位吸気量当たりの同吸気量の変化に対する上記データの変化が求められる。
【００６０】
その後、上記傾きβと異常判定値Ｈ２との比較に基づく空燃比センサ２６での異常の有無の判断が行われる。詳しくは、上記傾きβが異常判定値Ｈ２未満であれば（Ｓ３０８：ＹＥＳ）、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンからリッチに変化する際における同センサ２６の異常は生じておらず、同センサ２６は正常である旨判断される（Ｓ３０９）。また、上記傾きβが異常判定値Ｈ２未満であれば（Ｓ３０８：ＮＯ）、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンからリッチに変化する際における同センサ２６の異常が生じている旨判断される（Ｓ３１０）。そして、これら空燃比センサ２６の正常か異常かの判断（Ｓ３０９、Ｓ３１０）が行われると、取得回数Ｎ２ａ，Ｎ２ｂがクリアされて「０」とされる（Ｓ３１１）。なお、上記異常判定値Ｈ２としては、上記のように空燃比センサ２６での異常の有無を判断するうえで適切な値となるよう、予め実験等により定められた値が採用される。
【００６１】
以上詳述した本実施形態によれば、以下に示す効果が得られるようになる。
（１）空燃比センサ２６での異常の有無の判断は、次の手順で行われることとなる。すなわち、アクティブ空燃比制御を行い、同制御中に空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークとリーンピークとの間で変化する際、その変化の応答性に対応する応答性パラメータ（最大値θｍａｘ）が上記出力ＶＡＦに基づき求められて異常検出用のデータとして取得される。そして、複数回のデータの取得により得られた各データに基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線が定められ、その直線の傾きα，βと異常判定値Ｈ１，Ｈ２との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無が判断される。
【００６２】
上記応答性パラメータは、空燃比センサ２６に異常が発生しているときと異常が発生していないとき（正常なとき）とのいずれの場合も、エンジン１の吸気量の増大に伴って良好な応答性を示す値へと変化する。これは、吸気量の増大に伴いエンジン１の排気圧（排気の流量に対応）が上昇し、多量の排気が空燃比センサ２６を通過するようになるためである。ただし、空燃比センサ２６での異常がないとき（正常なとき）には、同異常が生じているときと比較して、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いが大幅に大きくなる傾向がある。これは、空燃比センサ２６で異常が生じたときには、吸気量が増大するほど上記異常に伴う空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの応答性の低下が大きく現れ、それによって吸気量の増大に伴う上記応答性パラメータの良好な応答性を示す値への変化度合いが小さくなるためである。従って、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いに関しては、空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れることとなる。
【００６３】
ここで、上記応答性パラメータの吸気量の増大に伴う良好な応答性を示す値への変化度合いは、上記複数回のデータの取得によって得られた各データに基づき定められる上記直線の傾きα、βにより表される。このため、同直線の傾きα，βに関しては空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れることとなる。上記傾きα，βに空燃比センサ２６での異常の有無による違いが大きく現れるということは、空燃比センサ２６での異常の有無の判断を厳しく行うべく上記異常判定値Ｈ１，Ｈ２を正常寄りの値に移行させたとき、異常判定値Ｈ１，Ｈ２と空燃比センサ２６の正常時の上記直線の傾きα，βとの間にある程度の間隔を持たせることができることを意味する。従って、上記直線の傾きα，βと異常判定値Ｈ１，Ｈ２との比較に基づき空燃比センサ２６での異常の有無を判断するに当たり、同異常判定値Ｈ１，Ｈ２を正常寄りに移行させて空燃比センサ２６における異常有りの旨の判断を厳しく行うようにしたとしても、同空燃比センサ２６での異常の有無の判断を正確に行うことができるようになる。
【００６４】
（２）エンジン１の小吸気量領域及び大吸気量領域でそれぞれ上記データの取得が行われ、小吸気量領域で取得したデータと大吸気量領域で取得したデータとに基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線が定められる。このように上記直線は、小吸気量領域で取得したデータ及び大吸気量領域で取得したデータといった広い範囲の吸気量領域でそれぞれ取得したデータに基づき定められることとなる。このため、それらデータに基づき定められた上記直線は、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を的確に表したものとなる。従って、同直線の傾きα，βと異常判定値Ｈ１，Ｈ２との比較に基づく空燃比センサ２６での異常の有無の判断を通じて、的確に空燃比センサ２６での異常有りの旨の判断を行うことが可能になる。
【００６５】
（３）上記大吸気量領域はエンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量が多くなる領域に定められており、小吸気量領域はエンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量が少なくなる領域に定められている。更に、それら大吸気量領域と小吸気量領域とは、エンジン１の吸気量領域全体のうち互いに最も離れて位置するように定められている。このため、それら大吸気量領域及び小吸気量領域でそれぞれ取得されたデータは、エンジン１の吸気量領域全体のうち最も広い範囲の吸気量領域で取得されたデータということになる。従って、大吸気量領域及び小吸気量領域でそれぞれ取得されたデータに基づき定められた直線は、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向をより的確に表したものとなる。従って、同直線の傾きα，βと異常判定値Ｈ１，Ｈ２との比較に基づく空燃比センサ２６での異常の有無の判断を通じて、より的確に空燃比センサ２６での異常有りの旨の判断を行うことが可能になる。
【００６６】
（４）エンジン１の大吸気量領域及び小吸気量領域でそれぞれデータの取得が複数回行われ、大吸気量領域で取得された各データの最大値と小吸気量領域で取得された各データの最小値とを結ぶ直線が、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線として定められる。ここで、大吸気量領域で取得された各データのばらつき、及び小吸気量領域で取得された各データの大小方向についてのばらつきは、空燃比センサ２６での異常無しのとき（正常なとき）には大きくなり、同異常有りのときには小さくなる傾向がある。これは、空燃比センサ２６の正常時にはエンジン過渡運転等による同センサ２６の出力ＶＡＦの外乱による影響等により同出力ＶＡＦに基づき求められる応答性パラメータが変動するのに対し、空燃比センサ２６の異常時には同センサの出力ＶＡＦの外乱による影響等に関係なく応答性パラメータが常に応答性の悪い値となるためである。以上のことから、大吸気量領域で取得された各データの最大値と小吸気量領域で取得された各データの最小値とを結ぶ直線の傾きα，βの度合いに関しては、空燃比センサ２６の正常時には異常時と比較してより大きくなる傾向がある。このため、上記直線の傾きα，βには空燃比センサ２６での異常の有無による影響が大きく生じることになり、その傾きα，βと異常判定値Ｈ１，Ｈ２との比較に基づく空燃比センサ２６での異常の有無の判断を行いやすくすることが可能になる。
【００６７】
（５）第１判断処理により、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチピークからリーンピークに変化する際に取得したデータに基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線が定められる。そして、その直線の傾きαと異常判定値Ｈ１との比較に基づき、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチからリーンに変化する際における同センサ２６の異常の有無が判断される。また、第２判断処理により、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンピークからリッチピークに変化する際に取得したデータに基づき、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線が定められる。そして、その直線の傾きβと異常判定値Ｈ２との比較に基づき、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリーンからリッチに変化する際における同センサ２６の異常の有無が判断される。このため、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦがリッチからリーンに変化する際の異常が発生している場合であれ、あるいはリーンからリッチに変化する際の異常が発生している場合であれ、それらの異常に関して異常有りの旨の判断を的確に行うことができる。
【００６８】
また、上記二種類の異常のうちの一方のみが生じている場合、空燃比センサ２６からの出力ＶＡＦに基づく空燃比フィードバック補正により、エンジン１の空燃比を理論空燃比に制御しようとする際、同制御に伴うエンジン１の空燃比の変動中心が理論空燃比からずれることは避けられない。その結果、エンジン１の排気通路４に設けられる排気浄化触媒の排気浄化性能を良好に保つことができず、エンジン１の排気エミッションが悪化するおそれがある。しかし、上述したように二種類の異常のうちの一方のみが生じている場合でも同異常が発生している旨の判断を行うことができるため、その旨の判断に基づき上記異常に対処することで上述した排気エミッションの悪化を抑制することが可能になる。
【００６９】
なお、上記実施形態は、例えば以下のように変更することもできる。
・空燃比センサ２６の出力ＶＡＦのリッチからリーンへの変化時に生じる異常の有無の判断とリーンからリッチへの変化時に生じる異常の有無の判断とを別々に行ったが、こうした異常の有無の判断の仕方を必ずしも採用する必要はない。例えば、応答性パラメータのデータとしてアクティブ空燃比制御中における出力ＶＡＦの単位時間当たりの変化量の絶対値を取得し、そのデータに基づきエンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線を定め、その直線の傾きを用いて空燃比センサ２６での異常の有無を判断してもよい。この場合、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦの変化方向に関係なく、同センサ２６での異常の有無が判断される。
【００７０】
・第１設定回数Ａを２回、３回、又は４回等にしたり６回以上にしたりするなど、第１設定回数Ａの値を適宜変更してもよい。
・アクティブ空燃比制御中に求められる応答性パラメータとして、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦのリッチピークとリーンピークとの間での軌跡長ΣＳを用いてもよい。なお、上記軌跡長ΣＳは、空燃比センサ２６の出力ＶＡＦのリッチピークとリーンピークとの間での同出力ＶＡＦの所定時間毎の変化の積算値である。ちなみに、応答性パラメータとしては、上記軌跡長ΣＳを用いる場合と比較して、上記実施形態のように変化速度θの最大値θｍａｘを用いる方が好ましい。これは、変化速度θの最大値θｍａｘは、軌跡長ΣＳよりも、アクセル踏込量の変化等の外乱に起因する影響を受けにくいためである。このため、エンジン１の吸気量の変化に対する上記応答性パラメータの変化傾向を表す直線を定めるためのデータとして上記最大値θｍａｘを用いることで、その直線を上記外乱の影響を受けることなく適正なものとしやすくなる。
【００７１】
・上記小吸気量領域と上記大吸気量領域とは、必ずしもエンジン１の吸気量の変化方向について互いに離れている必要はなく、それら小吸気量領域と大吸気量領域とを隣接させてもよい。この場合、所定値Ｘ１ａと所定値Ｘ１ｂとが同じ値とされ、所定値Ｘ２ａと所定値Ｘ２ｂとが同じ値とされる。
【００７２】
・上記小吸気量領域については、必ずしもエンジン１の吸気量領域全体のうち最も吸気量の少なくなる領域でなくてもよく、その領域よも大吸気量寄りの領域としてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１…エンジン、２…燃焼室、３…吸気通路、４…排気通路、５…燃料噴射弁、６…点火プラグ、７…ピストン、８…クランクシャフト、１１…スロットルバルブ、１９…電子制御装置、２０…アクセルペダル、２１…アクセルポジションセンサ、２２…スロットルポジションセンサ、２３…エアフロメータ、２４…クランクポジションセンサ、２５…水温センサ、２６…空燃比センサ。
【図１】
2011001880.tif 000003
【図２】
2011001880.tif 000004
【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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【図８】
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