(57)【要約】【課題】ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気量を強制的に変化させながら、排気成分濃度センサ（Ａ／Ｆセンサ）の応答性を高精度に検出すること。【解決手段】ＥＧＲバルブ１１により吸入空気量を強制的に変化させたときの、実際の吸入空気量をエアフローメータ４により計測する。そして、この計測した実際の吸入空気量と、ディーゼルエンジンの燃料噴射量とに基づいて、ディーゼルエンジンの燃焼後の排気の酸素濃度を推定する。推定された酸素濃度は、Ａ／Ｆセンサ１０により検出された実際の酸素濃度と比較されて、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性が検出される。このように、実際の吸入空気量に基づいて、酸素濃度を推定しているので、ＥＧＲバルブ１１により吸入空気量に変化を生じさせるための応答時間が変化しても、酸素濃度の推定値に、その応答時間の変化の影響が及ばず、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を高精度に検出できる。【選択図】図１
2011021563.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディーゼルエンジンの吸気管に設けられ、当該ディーゼルエンジンに導入される吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段と、
前記ディーゼルエンジンの吸入空気量を変化させる吸入空気量可変手段と、
少なくとも計測された前記吸入空気量と、前記ディーゼルエンジンへ噴射供給される燃料噴射量とに基づいて、前記ディーゼルエンジンの燃焼後の排気の成分濃度を推定する排気成分濃度推定手段と、
前記ディーゼルエンジンの排気管に設けられ、前記ディーゼルエンジンの実際の排気の成分濃度を検出する排気成分濃度センサと、
前記吸入空気量可変手段により前記吸入空気量を強制的に変化させたときに、前記排気成分濃度推定手段により推定された排気成分濃度と、前記排気成分濃度センサにより検出された実際の排気成分濃度とを比較して、前記排気成分濃度センサの応答性を検出する応答性検出手段と、を備えることを特徴とする排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項２】
前記応答性検出手段は、前記ディーゼルエンジンがアイドリング運転しているときに、前記排気成分濃度センサの応答性の検出を行なうことを特徴とする請求項１に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項３】
前記排気成分濃度推定手段は、排気成分濃度の推定値として、応答性が正常な排気成分濃度センサの特性に従う正常推定値と、応答性が低下した排気成分濃度センサの特性に従う劣化推定値との少なくとも一方を算出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項４】
応答性が低下した排気成分濃度センサの特性に従う劣化推定値は、応答性が正常な排気成分濃度センサの特性に従う正常推定値に比較して、排気の流速が遅くなるに従って、応答時間が拡大することを特徴とする請求項３に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項５】
前記排気成分濃度推定手段は、まず、前記ディーゼルエンジンのシリンダ位置における排気成分濃度を求め、さらに、その排気成分濃度が前記排気成分濃度センサによって検出されるまでの遅れ時間を考慮して、前記排気成分濃度センサにより検出された実際の排気成分濃度と比較されるべき、排気成分濃度の推定値を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項６】
前記排気成分濃度推定手段は、少なくとも前記吸入空気量と前記燃料噴射量とに対する排気成分濃度の関係を予め記憶したマップを有し、当該マップを用いて、前記排気成分濃度を推定することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項７】
前記応答性検出手段は、前記吸入空気量の変化が所定量以上となるように、前記吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項８】
前記吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させたときに、前記ディーゼルエンジンの回転数が吸入空気量変化の前後で一定となるように、燃料噴射量を制御する噴射量制御手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項９】
前記応答性検出手段は、前記吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させる以前に、前記吸入空気量が徐々に減少するように前記吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御し、その際に、前記ディーゼルエンジンに異常が発生するか否かを確認し、異常が発生しない場合に、前記設定状態を、ステップ的に吸入空気量を変化させる際の前記吸入空気量可変手段の初期状態又は終了状態の一方とすることを特徴とする請求項７に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１０】
前記吸入空気量が徐々に減少するように前記吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御したときに、前記ディーゼルエンジンの回転数が吸入空気量の減少によらず一定となるように、燃料噴射量を制御する噴射量制御手段を備えることを特徴とする請求項９に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１１】
前記応答性検出手段は、前記吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御したときに、前記燃料噴射量が所定噴射量以上に増加した場合、もしくは、実際の吸入空気量が所定空気量以下に低下した場合に、前記ディーゼルエンジンに異常が発生したとみなすことを特徴とする請求項１０に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１２】
前記応答性検出手段は、前記吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させる以前に、前記吸入空気量が徐々に減少するように前記吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御し、その制御途中において、実際の吸入空気量が所定空気量以下に低下するか、もしくは、燃料噴射量が所定噴射量以上に増加したとき、その際の吸入空気量可変手段の状態に基づいて、前記設定状態を変更し、当該設定状態を、ステップ的に吸入空気量を変化させる際の前記吸入空気量可変手段の初期状態又は終了状態の一方とすることを特徴とする請求項７に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１３】
前記応答性検出手段は、前記吸入空気量可変手段が前記設定状態に達しても、実際の吸入空気量が所定空気流量以下に低下しなかった、もしくは、燃料噴射量が所定噴射量以上まで増加しなかったときには、前記吸入空気量が減少するようにさらに前記吸入空気量可変手段を制御し、実際の吸入空気量が所定空気流量以下となった、もしくは、燃料噴射量が所定噴射量以上となったときの前記吸入空気量可変手段の状態に基づいて、前記設定状態を変更することを特徴とする請求項１２に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１４】
前記排気成分濃度推定手段は、前記ディーゼルエンジンの運転状態が一定であるときに、排気成分濃度の推定値と、前記排気成分濃度センサによって検出される実際の排気成分濃度との間に差異が生じている場合に、排気成分濃度の推定値を較正するための較正値を算出することを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれかに記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１５】
前記排気成分濃度推定手段は、排気成分濃度の推定値の較正値の算出を、前記排気成分濃度センサの応答性の検出前に実行することを特徴とする請求項１４に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１６】
前記吸入空気量計測手段の異常を検出する異常検出手段を備え、
前記異常検出手段により前記吸入空気量計測手段の異常が検出された場合、前記排気成分濃度センサの応答性の検出を実行しないことを特徴とする請求項１乃至請求項１５のいずれかに記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【請求項１７】
前記応答性検出手段により、前記排気成分濃度センサが所定の基準応答性よりも早い応答性を有していることが検出されたとき、前記異常検出手段は、前記吸入空気量計測手段が異常であることを検出することを特徴とする請求項１６に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ディーゼルエンジンの排気の成分濃度を検出する排気成分濃度センサの劣化判定のため、その排気成分濃度センサの応答性を検出する応答性検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気系に設けられる、例えば酸素濃度センサなどの排気成分濃度センサの劣化判定を行なう装置として、特許文献１に記載のものが知られている。
【０００３】
特許文献１に記載の装置では、酸素濃度センサの応答特性の劣化判定のため、まず、エンジンへの燃料供給を遮断するフューエルカットを行なう。そして、フューエルカット運転開始時の酸素濃度センサの出力電圧から所定電圧低下した時刻における酸素濃度センサの出力電圧を用いて、劣化判定に用いる基準推定ＮＧセンサ出力を算出する。実際に検出した酸素濃度センサの出力が、基準推定ＮＧセンサ出力よりもリッチ側の空燃比を示すとき、酸素濃度センサが劣化したと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−３０９１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、排気成分濃度センサの劣化判定のために、ガソリンエンジンでは、フューエルカットを行い、燃料噴射量をステップ的に変化させ、そのときの酸素濃度センサの出力変化に基づいて、酸素濃度センサの応答性の良否を診断している。
【０００６】
しかしながら、ディーゼルエンジンに対して、上記したガソリンエンジンと同様の手法を適用して、酸素濃度センサなどの排気成分濃度センサの応答性診断を行うことは好ましくない。なぜならば、ディーゼルエンジンにおいて、燃料噴射量をステップ的に変化させると、即座に、ディーゼルエンジンの回転変動やトルク変化が生じるためである。
【０００７】
このような問題を解決するため、ディーゼルエンジンでは、ガソリンエンジンと異なり、ディーゼルエンジンの吸入空気量を変化させ、そのときの排気成分濃度センサの出力変化から、排気成分濃度センサの応答性を検出することが考えられる。
【０００８】
ただし、ディーゼルエンジンの吸入空気量を変化させる手段として、スロットルバルブやＥＧＲバルブなどの吸気アクチュエータを用いた場合、吸入空気量に変化を生じさせるために必要な応答時間が、吸気アクチュエータの個体間のばらつきや経時劣化によって変化する可能性がある。
【０００９】
吸気アクチュエータにより吸入空気量に変化を生じさせるために必要な応答時間の変化は、排気成分の変化が生じる時間的な速さに影響を与える。従って、排気成分濃度センサの応答性の低下が検出された場合であっても、その原因が吸気アクチュエータの応答時間の変化にあるのか、排気成分濃度センサ自体の応答性低下にあるのかを判別することが非常に困難となる。
【００１０】
本発明は、上述した点に鑑みてなされたもので、ディーゼルエンジンにおいて、吸入空気量を強制的に変化させながら、排気成分濃度センサの応答性を高精度に検出することが可能な排気成分濃度センサの応答性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】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置は、
ディーゼルエンジンの吸気管に設けられ、当該ディーゼルエンジンに導入される吸入空気量を計測する吸入空気量計測手段と、
ディーゼルエンジンの吸入空気量を変化させる吸入空気量可変手段と、
少なくとも計測された実際の吸入空気量と、ディーゼルエンジンへ噴射供給される燃料噴射量とに基づいて、ディーゼルエンジンの燃焼後の排気の成分濃度を推定する排気成分濃度推定手段と、
ディーゼルエンジンの排気管に設けられ、ディーゼルエンジンの実際の排気の成分濃度を検出する排気成分濃度センサと、
吸入空気量可変手段により吸入空気量を強制的に変化させたときに、排気成分濃度推定手段により推定された排気成分濃度と、排気成分濃度センサにより検出された実際の排気成分濃度とを比較して、排気成分濃度センサの応答性を検出する応答性検出手段と、を備えることを特徴とする。
【００１２】
請求項１に記載の排気成分濃度センサの応答性検出装置は、吸入空気量可変手段により吸入空気量を強制的に変化させたときの、実際の吸入空気量を吸入空気量計測手段により計測する。そして、この計測した実際の吸入空気量と、ディーゼルエンジンの燃料噴射量とに基づいて、ディーゼルエンジンの燃焼後の排気の成分濃度を推定する。推定された排気成分濃度は、排気成分濃度センサにより検出された実際の排気成分濃度と比較されて、排気成分濃度センサの応答性が検出される。このように、実際の吸入空気量に基づいて、排気成分濃度を推定しているので、吸入空気量可変手段により吸入空気量に変化を生じさせるための応答時間が変化しても、排気成分濃度の推定値に、その応答時間の変化の影響が及ばないようにすることができ、排気成分濃度センサの応答性を高精度に検出することができる。
【００１３】
請求項２に記載したように、応答性検出手段は、ディーゼルエンジンがアイドリング運転しているときに、排気成分濃度センサの応答性の検出を行なうことが好ましい。アイドリング運転時であれば、吸入空気量のステップ的変化が生じた場合であっても、車両挙動に影響が及ぶことを極力抑えることができるためである。すなわち、ディーゼルエンジンがアイドリング運転している場合は、車両のトランスミッションがマニュアルトランスミッションである場合にはクラッチが切断された状態であり、オートマティックトランスミッションである場合には少なくともロックアップが解除されている状態である。このような状態では、少なくともディーゼルエンジンとドライブシャフトとが機械的に連結されていない。従って、吸入空気量のステップ的変化によりディーゼルエンジンの機関回転数の変動が生じた場合であっても、トランスミッションのタイプによらず、車両挙動への影響を抑制することができる。
【００１４】
請求項３に記載したように、排気成分濃度推定手段は、排気成分濃度の推定値として、応答性が正常な排気成分濃度センサの特性に従う正常推定値と、応答性が低下した排気成分濃度センサの特性に従う劣化推定値との少なくとも一方を算出することが好ましい。正常な特性に従う正常推定値と応答性が低下した特性に従う劣化推定値のいずれを用いても、排気成分濃度センサの応答性の劣化度合を検出することができるためである。さらに、両方の推定値を算出し、例えば実際の排気成分濃度の検出値とのそれぞれの差の割合を算出することにより、排気成分濃度センサの応答性の検出をより精度良く行なうことができる。
【００１５】
なお、請求項４に記載したように、応答性が低下した排気成分濃度センサの特性に従う劣化推定値は、応答性が正常な排気成分濃度センサの特性に従う正常推定値に比較して、排気の流速が遅くなるに従って、応答時間が拡大するように算出されることが好ましい。排気成分濃度センサの応答性が低下した場合、このような特性を示すためである。
【００１６】
請求項５に記載したように、排気成分濃度推定手段は、まず、ディーゼルエンジンのシリンダ位置における排気成分濃度を求め、さらに、その排気成分濃度が排気成分濃度センサによって検出されるまでの遅れ時間を考慮して、排気成分濃度センサにより検出された実際の排気成分濃度と比較されるべき、排気成分濃度の推定値を算出することが好ましい。
ディーゼルエンジンのシリンダに噴射された燃料が燃焼された後の排気が、排気管に設けられた排気成分濃度センサに達する時間は、例えば排気成分濃度センサの設置位置や排気の流速などによっても変化する。従って、上述したように、シリンダからの排気が排気成分濃度センサに達して検出されるまでの遅れ時間を考慮することにより、さらに、排気成分濃度の推定値の精度を高めることができる。
【００１７】
請求項６に記載したように、排気成分濃度推定手段は、少なくとも吸入空気量と燃料噴射量とに対する排気成分濃度の関係を予め記憶したマップを有し、当該マップを用いて、前記排気成分濃度を推定することができる。もちろん、吸入空気量と燃料噴射量とを、所定の演算式に代入する演算によって、排気成分濃度の推定値を算出することもできるが、上記マップを用いることにより、より簡単に排気成分濃度の推定値を求めることができる。
【００１８】
請求項７に記載したように、応答性検出手段は、吸入空気量の変化が所定量以上となるように、吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させることが好ましい。このように、吸入空気量をステップ的に変化させることにより、排気成分濃度センサの検出値は、主として吸入空気量に応じて変化することになる。換言すれば、その他の要因によって排気成分濃度センサの検出値が変化した場合であっても、その影響はほぼ無視できる程度のものとなる。従って、誤差要因を排除することができ、排気成分濃度センサの応答性の検出の精度向上に寄与することができる。
【００１９】
請求項８に記載したように、吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させたときに、ディーゼルエンジンの回転数が吸入空気量変化の前後で一定となるように、燃料噴射量を制御する噴射量制御手段を備えることが好ましい。このような燃料噴射量制御を行なうことで、吸入空気量のステップ的な変化に係らず、ディーゼルエンジンの回転変動を抑制することができる。
【００２０】
請求項９に記載したように、応答性検出手段は、吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させる以前に、吸入空気量が徐々に減少するように吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御し、その際に、ディーゼルエンジンに異常が発生するか否かを確認し、異常が発生しない場合に、設定状態を、ステップ的に吸入空気量を変化させる際の吸入空気量可変手段の初期状態又は終了状態の一方とすることが好ましい。吸入空気量をステップ的に増加させる場合には、ディーゼルエンジンが運転状態を維持できる範囲で極力吸入空気量を減少させた状態を初期状態としてステップ的に増加させ、また、吸入空気量をステップ的に減少させる場合には、ディーゼルエンジンが運転状態を維持できる範囲で極力吸入空気量を減少させた状態を終了状態としてステップ的に減少させるようにすると、吸入空気量のステップ的な変化に伴ってディーゼルエンジンの過度の回転上昇を招くことを防止することができる。ただし、吸入空気量を極力減少させた状態では、シリンダ内において燃焼可能な燃料量が減少し、その燃焼時期も遅くなり、エンジンは失火気味になる。従って、このような状態では、僅かな吸入空気量の誤差によっても、ディーゼルエンジンに失火などの異常が発生することが予測される。従って、上述したように、吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させる以前に、吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態まで制御したときに、ディーゼルエンジンに異常が発生しないかを確認することが望ましい。
【００２１】
請求項１０に記載したように、吸入空気量が徐々に減少するように吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御したときに、ディーゼルエンジンの回転数が吸入空気量の減少によらず一定となるように、燃料噴射量を制御する噴射量制御手段を備えることが好ましい。吸入空気量が減少した場合であっても、極力、ディーゼルエンジンの回転変動を抑制するためである。
【００２２】
請求項１１に記載したように、応答性検出手段は、吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御したときに、燃料噴射量が所定噴射量以上に増加した場合、もしくは、実際の吸入空気量が所定空気量まで低下した場合に、ディーゼルエンジンに異常が発生したとみなしても良い。いずれかの条件が検出された場合、ディーゼルエンジンが回転を維持することが困難になる可能性が生じるためである。
【００２３】
請求項１２に記載したように、応答性検出手段は、吸入空気量可変手段によりステップ的に吸入空気量を変化させる以前に、吸入空気量が徐々に減少するように吸入空気量可変手段を予め定めた設定状態に達するまで徐々に制御し、その制御途中において、実際の吸入空気量が所定空気量以下に低下するか、もしくは、燃料噴射量が所定噴射量以上に増加したとき、その際の吸入空気量可変手段の状態に基づいて、設定状態を変更するようにしても良い。これにより、例えば吸入空気量可変手段の固体間のばらつきなどにより、調整される吸入空気量に誤差があっても、ディーゼルエンジンが運転状態を維持できる範囲の吸入空気量可変手段の状態を、吸入空気量をステップ的に変化させる際の初期状態もしくは終了状態となる設定状態とすることができる。
【００２４】
さらに、請求項１３に記載したように、応答性検出手段は、吸入空気量可変手段が設定状態に達しても、実際の吸入空気量が所定空気流量以下に低下しなかった、もしくは、燃料噴射量が所定噴射量以上まで増加しなかったときには、吸入空気量が減少するようにさらに吸入空気量可変手段を制御し、実際の吸入空気量が所定空気流量以下となった、もしくは、燃料噴射量が所定噴射量以上まで増加したときの吸入空気量可変手段の状態に基づいて、設定状態を変更するようにしても良い。吸入空気量可変手段の固体間のばらつきなどにより生じる吸入空気量の誤差は、吸入空気量が増加する方向に生じる場合もある。このような場合、吸入空気量可変手段を設定状態に制御しただけでは、十分に吸入空気量を低減することができないためである。
【００２５】
請求項１４に記載したように、排気成分濃度推定手段は、ディーゼルエンジンの運転状態が一定であるときに、排気成分濃度の推定値と、排気成分濃度センサによって検出される実際の排気成分濃度との間に差異が生じている場合に、排気成分濃度の推定値を較正するための較正値を算出することが好ましい。そして、この較正値の算出は、請求項１５に記載するように、排気成分濃度センサの応答性の検出前に実行することが好ましい。これにより、排気成分濃度の推定値と、実際の排気成分濃度との間にずれが生じていても、そのずれを解消することができる。従って、排気成分濃度の推定値と、実際の排気成分濃度との対比により、排気成分濃度センサの応答性を高精度に検出することができる。
【００２６】
請求項１６に記載したように、吸入空気量計測手段の異常を検出する異常検出手段を備え、異常検出手段により吸入空気量計測手段の異常が検出された場合、排気成分濃度センサの応答性の検出を実行しないことが好ましい。例えば吸入空気量計測手段に正常に動作しえない場合には、排気成分濃度の推定値を正しく求めることができず、その結果、排気成分濃度センサの応答性の検出も正確に行なうことができなくなる。従って、吸入空気量計測手段の異常が検出された場合には、排気成分濃度センサの応答性の検出を実行しないことが好ましい。
【００２７】
請求項１７に記載したように、応答性検出手段により、排気成分濃度センサが所定の基準応答性よりも早い応答性を有していることが検出されたとき、異常検出手段は、吸入空気量計測手段が異常であることを検出するようにしても良い。排気成分濃度センサは、初期状態における応答性の範囲よりも早い応答性を示すことはありえない。このため、もし排気成分濃度センサが、そのような早い応答性を有していることが検出された場合には、吸入空気量計測手段に異常が生じている可能性が高いと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態による排気成分濃度センサの応答性検出装置の全体構成を示す構成図である。
【図２】図１に示す応答性検出装置によって実行される、排気成分濃度センサの応答性検出の準備のための処理を示すフローチャートである。
【図３】図１に示す応答性検出装置によって実行される、排気成分濃度センサの応答性検出処理を示すフローチャートである。
【図４】図１に示す応答性検出装置による作動を説明するための波形図である。
【図５】第１の変形例による、排気成分濃度センサの応答性検出の準備のための処理を示すフローチャートである。
【図６】第２の変形例による、排気成分濃度センサの応答性検出処理を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態による排気成分濃度センサの応答性検出装置について、図面に基づいて詳細に説明する。なお、本実施形態においては、ディーゼルエンジンの排気成分濃度センサとして空燃比（Ａ／Ｆ）センサを適用し、当該Ａ／Ｆセンサの応答性を検出して、劣化診断を行う例について説明する。
【００３０】
図１において、ディーゼルエンジンは、エンジン本体１に、吸入空気が流通する吸気管２と、エンジン本体１の各シリンダからの排気ガスが流通する排気管３とが接続されている。
【００３１】
吸気管２の端部には、図示しないエアクリーナが設けられ、吸気管２の途中には、エアフローメータ４，ターボチャージャのコンプレッサ５，スロットルバルブ６がそれぞれ設けられている。
【００３２】
エアフローメータ４は、エアクリーナを介して吸気管２に流入する新気の吸入空気量（以下、適宜「吸気量」という）を検出し、その検出信号をＥＣＵ２０に出力する。ＥＣＵ２０はデジタルコンピュータからなり、双方向バスによって相互に接続されたＲＯＭ（リードオンリメモリ），ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ），ＣＰＵ（セントラルプロセッサユニット），入力ポート，出力ポート等の公知の構成を備え、Ａ／Ｆセンサ１０の劣化診断を行う。なお、ＥＣＵ２０が、燃料噴射量や噴射時期の制御等、ディーゼルエンジンの運転状態の制御を行なうものであっても良いし、別個のＥＣＵがディーゼルエンジンの制御を行いつつ、ＥＣＵ２０との間で必要な情報を相互通信するように構成しても良い。
【００３３】
エンジン本体１の各シリンダには、それぞれ燃料噴射弁であるインジェクタ１３が設けられ、当該インジェクタ１３から各シリンダの燃焼室内に燃料（軽油）が噴射される。この燃料は、図示しない燃料タンクから燃料ポンプによって昇圧され、コモンレールを介してインジェクタ１３に供給される。
【００３４】
エンジン本体１の各シリンダの燃焼室で生じた排気ガスが排出される排気管３には、ターボチャージャのタービン７が設けられている。タービン７は排気ガスによって回転し、タービン７と連結されたコンプレッサ５を駆動して吸気を過給する。
【００３５】
排気ガスは、タービン７を経由して排気管３の端部に設けられた図示しないマフラーを介して大気に放出される。排気管３の途中には、排気ガスの有害成分を浄化するためのディーゼル用酸化触媒（ＤＯＣ）８、排気ガスの酸素濃度を検出するＡ／Ｆセンサ１０、及びパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）９が設けてある。
【００３６】
Ａ／Ｆセンサ１０による検出信号は、ディーゼルエンジンにおける各シリンダの燃焼時の空燃比を制御するために利用される他、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を検出するためにも用いられ、ＥＣＵ２０に入力される。なお、Ａ／Ｆセンサ１０の設置位置は、ＤＯＣ８の上流側でも良いし、ＤＰＦ９の下流側でも良い。
【００３７】
ＤＰＦ９は、コーディエライトや炭化珪素等の多孔質セラミック体からなり、入口から流入した排気ガスが、多孔質の隔壁を透り、出口から下流へと流れる。このとき、ＤＰＦ９には、排気ガスに含まれる排気微粒子（パティキュレート）が捕集され、運転時間を経るとともに堆積していく。また、ＤＰＦ９のフィルタ本体の表面には、白金やパラジウム等の貴金属を主成分とする酸化触媒が担持されており、所定の温度条件下で排気微粒子を酸化、燃焼し、除去する。
【００３８】
また、排気管３には、排気ガスの一部（ＥＧＲガス）を吸気系に戻すための排気還流管（以下、ＥＧＲ管と略す）１２の一端が接続され、ＥＧＲ管１２の他端は吸気管２に接続されている。このＥＧＲ管１２の途中にはＥＧＲバルブ１１と、図示しないＥＧＲクーラとが設けられている。なお、ＥＧＲクーラは、ＥＧＲガスの温度を下げるために、ＥＧＲガスと機関冷却液との間で熱交換を行うものである。ＥＧＲバルブ１１は、エンジン本体１の運転状態に応じてその開度が制御され、それにより、シリンダ内に導入されるＥＧＲガスの比率であるＥＧＲ率を調整する。
【００３９】
なお、本実施形態では、後述するＡ／Ｆセンサ１０の応答性検出処理において、吸気量をステップ的に変化させる吸気アクチュエータとして、上述したＥＧＲバルブ１１を用いている。ただし、ＥＧＲバルブ１１に限らず、スロットルバルブ６がアクセルペダルと機械的に連結しておらず、開度が自由に制御できるリンクレススロットルの場合には、スロットルバルブ６を吸気アクチュエータとして用いても良い。また、排気側のタービン７のベーン角度を制御することにより過給圧を調整可能ないわゆるバリアブルノズルターボを採用し、このバリアブルノズルターボを吸気アクチュエータとして用いても良い。過給圧の変化により、結果的に吸気量を変化させることができるためである。
【００４０】
ディーゼルエンジンの運転状態を制御するＥＣＵには、図示しないアクセル開度センサや、クランク角センサからの入力信号が入力される。ＥＣＵはアクセル開度センサの出力信号に基づいてエンジン負荷を演算し、クランク角センサからの出力パルスに基づいてエンジン回転数を演算する。ＥＣＵは、上述した吸気量、排気ガス中の酸素濃度の他、エンジン負荷、エンジン回転数に基づいてディーゼルエンジンの運転状態を検出し、その運転状態に応じてインジェクタ１３の開弁時期、開弁期間を制御したり、ＥＧＲ率の制御を行なったりする。
【００４１】
ここで、排気管３に設置されたＡ／Ｆセンサ１０は、パティキュレートが付着したり、センサ素子自身の経年劣化などにより、酸素濃度の検出応答性が低下することがある。このように、Ａ／Ｆセンサ１０の検出応答性が低下した場合、Ａ／Ｆセンサ１０の検出信号に基づいてディーゼルエンジンの制御を良好に行うことが困難になる。そのため、本実施形態では、ＥＧＲバルブ１１を用いて、新気の吸気量をステップ的に変化させ、Ａ／Ｆセンサ１０の検出値を強制的に変化させる。同時に、Ａ／Ｆセンサ１０によって検出されるべき酸素濃度を、ＥＣＵ２０のＡ／Ｆセンサ出力推定部２１にて推定する。そして、Ａ／Ｆセンサ劣化判定部２２が、Ａ／Ｆセンサ１０によって検出されるべき酸素濃度の推定値と、実際にＡ／Ｆセンサ１０によって検出された検出値とを比較することにより、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を検出するとともに、検出した応答性が低下しているか否かを判定する。応答性が低下している場合には、故障診断／フェールセーフ実行部２３が所定のフェールセーフ処理を実行する。
【００４２】
以下、このようなＡ／Ｆセンサ１０の応答性検出処理について、図２及び図３のフローチャートに基づいて、詳細に説明する。まず、図２のフローチャートに基づいて、応答性検出の準備のための処理を説明する。
【００４３】
まず、ステップＳ１１０では、ディーゼルエンジンがアイドリング中であるか否かを判定する。本実施形態では、後述するように、ディーゼルエンジンがアイドリング中であるときに、応答性検出処理を実行する。これは、応答性検出処理において、新気の吸気量をステップ的に変化させた場合であっても、車両挙動に影響が及ぶことを極力抑えるためである。すなわち、ディーゼルエンジンがアイドリング運転している場合は、車両のトランスミッションがマニュアルトランスミッションである場合にはクラッチが切断された状態であり、オートマティックトランスミッションである場合には少なくともロックアップが解除されている状態である。このような状態では、少なくともディーゼルエンジンとドライブシャフトとが機械的に連結されていない。従って、トランスミッションのタイプによらず、吸気量のステップ的変化によりディーゼルエンジンの機関回転数の変動が生じても、車両挙動への影響を抑制することができる。そして、応答性検出の準備処理では、詳しくは後述するが、応答性検出において吸気量のステップ的変化を生じさせる際のＥＧＲバルブ１１の初期開度（又は終了開度）となるＥＧＲバルブ１１の設定開度、またはそれ以上の開度において、ディーゼルエンジンが失火等の異常を生じることなく運転可能であるかを確認する。そのため、このような確認は、応答性検出処理と同じく、ディーゼルエンジンがアイドリング中であることが前提となるので、上述した判定処理を行なうのである。
【００４４】
ステップＳ１１０において、ディーゼルエンジンがアイドリング中であると判定されると、ステップＳ１２０の処理に進む。ステップＳ１２０では、既に、ＥＧＲバルブ１１の設定開度以上の開度において、異常が生じないことが確認されて、応答診断準備完了フラグがオンとなっているか否かを判定する。まだ、応答診断準備完了フラグがオンとなっていない、すなわり、応答診断準備完了フラグがオフされている場合は、ステップＳ１３０の処理に進む。一方、応答診断準備完了フラグがオンされている場合は、そのまま、図２のフローチャートに示す処理を終了する。
【００４５】
ステップＳ１３０では、ＥＧＲバルブ１１が設定開度となるように、ＥＧＲバルブ１１の開度を徐々に大きくする制御を開始する。この結果、エンジン本体１に導入される排気ガスの比率が上昇するので、逆に、新規の吸気量は、徐々に減少していく。続くステップＳ１４０では、エンジン回転数を維持するように、噴射量制御を実行する。すなわち、新気の吸気量が減少しても、回転数が過度に低下しないように噴射量を増量する噴射量制御を行なう。これにより、新気の吸気量の減少に係らず、ディーゼルエンジンの回転変動を抑制することができる。
【００４６】
ステップＳ１５０では、ステップＳ１４０において増量された噴射量が、依然として所定値よりも小さいか否かの判定を行なう。ステップＳ１４０にて噴射量制御を行なった結果として、噴射量が所定値以上となった場合には、ディーゼルエンジンに失火等の異常が生じる可能性がある。そのため、ステップＳ１５０において“Ｎｏ”と判定された場合、ステップＳ１８０の処理に進み、その時点で、ＥＧＲバルブ１１の開度を大きくする制御を中止し、ＥＧＲバルブ１１の開度を初期値に戻す。この場合、応答診断準備完了フラグはオフされたままとなる。なお、ステップＳ１５０において、“Ｎｏ”と判定された場合、ＥＧＲバルブ１１を設定開度まで増加させようとしたときにエンジン異常が発生した旨を記憶するとともに、異常報知を行なうようにしても良い。
【００４７】
ステップＳ１５０において“Ｙｅｓ”と判定された場合には、ステップＳ１６０に進み、ＥＧＲバルブ１１の開度が設定開度以上となったか否かを判定する。まだ、設定開度以上となっていない場合には、ステップＳ１１０の処理に戻り、設定開度以上となるまで、ステップＳ１１０〜Ｓ１５０の処理を繰り返す。設定開度以上となった場合には、ディーゼルエンジンに異常が生じることなく、ＥＧＲバルブ１１の開度を設定開度以上まで開くことが可能であることを確認できたため、ステップＳ１７０の処理に進んで、ＥＧＲバルブ１１の開度を初期値に戻すとともに、応答診断準備完了フラグをオンする。
【００４８】
なお、ステップＳ１５０では、燃料の噴射量が所定値以上に増加した場合、ディーゼルエンジンに異常が発生したとみなしているが、エアフローメータ４によって検出される、新気の吸気量が所定値以下となった場合に、ディーゼルエンジンに異常が発生したとみなしても良い。いずれかの条件が検出された場合、ディーゼルエンジンが回転を維持することが困難になる可能性が生じるためである。
【００４９】
次に、図３のフローチャートに基づいて、本実施形態における、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性検出処理について説明する。
【００５０】
ステップＳ２１０では、ディーゼルエンジンがアイドリング中であるか否かを判定する。アイドリング中である場合には、ステップＳ２２０の処理に進み、アイドリング中でなければ、ステップＳ２７０の処理に進む。ステップＳ２７０では、応答性診断準備完了フラグをオフする。従って、応答性検出の準備処理後、応答性検出処理の実行前に、ディーゼルエンジンの運転状態がアイドリング状態ではなくなった場合、改めて応答性検出の準備処理から実行されることになる。なお、ステップＳ２１０では、ディーゼルエンジンの機関回転数からアイドリング中であるか否かを判定しても良いし、アクセルペダルやクラッチペダルの操作、あるいはトランスミッションのギヤ位置から、アイドリング運転の継続、終了を判定するようにしても良い。
【００５１】
ステップＳ２２０では、応答診断準備完了フラグがオンされているか否かを判定する。オンされていない場合には、図３のフローチャートの処理を終了し、オンされている場合には、ステップＳ２３０の処理に進む。ステップＳ２３０では、ＥＧＲバルブ１１の開度指令値を、まず設定開度とする。この際、図２のフローチャートのステップＳ１４０にて説明したように、ディーゼルエンジン回転数が維持されるように、燃料噴射量制御が実行される。これにより、図４に示すように、ＥＧＲバルブ１１の開度が設定開度まで大きくなるので、新気の吸気量は小さくなり、その結果、Ａ／Ｆセンサの出力もリッチ側の値となる。なお、このように、吸入量を減少させた状態では、エンジン本体１のシリンダ内において燃焼可能な燃料量が減少し、その燃焼時期も遅くなり、エンジンは失火気味になる。従って、このような状態では、ＥＧＲバルブ１１によって調整される僅かな吸入量の誤差によっても、ディーゼルエンジンに失火などの異常が発生することが予測される。しかし、上述したように、応答性検出の準備処理において、ＥＧＲバルブ１１を設定開度としたときに、ディーゼルエンジンに異常が生じないことを確認しているので、吸気量が減少した場合であっても、ディーゼルエンジンは正常に運転され得る。
【００５２】
ＥＧＲバルブ１１の開度を設定開度としてから、Ａ／Ｆセンサ１０の出力が安定化するために必要な所定時間が経過すると、次に、ＥＧＲバルブ１１の開度が設定開度から開度ゼロとなるように、開度指令値がステップ的に変化される。なお、この際も、ディーゼルエンジン回転数が維持されるように、燃料噴射量制御が実行される。
【００５３】
すると、ＥＧＲバルブ１１の開度は、設定開度から開度ゼロへと、ＥＧＲバルブ１１固有の応答特性に従って変化する。その結果、図４に示すように、新気の吸気量がステップ的に大きく変化し、それに伴って、Ａ／Ｆセンサ１０によって検出される酸素濃度も大きくリーン側の値へと変化する。このように、吸気量をステップ的に変化させることにより、Ａ／Ｆセンサ１０の検出値は、主として吸気量の変化に応じて変化することになる。換言すれば、その他の要因によってＡ／Ｆセンサ１０の検出値が変化した場合であっても、その影響はほぼ無視できる程度のものとなる。従って、誤差要因を排除することができ、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性の検出の精度向上に寄与することができる。
【００５４】
ここで、ＥＧＲバルブ１１の応答特性は、ＥＧＲバルブ１１の個体間のばらつきや経時劣化によって変化する。そして、正常なＥＧＲバルブ１１と応答が劣化したＥＧＲバルブ１１とでは、図４に示すように、バルブ開度が設定開度から開度ゼロとなるまでの応答時間、すなわち、吸気量のステップ的変化が終了するまでに要する応答時間に大きな差が生じることになる。このＥＧＲバルブ１１の応答時間の変化は、図４に示すように、Ａ／Ｆセンサ１０によって検出される排気ガスの酸素濃度の変化が生じる時間的な速さに影響を与える。
【００５５】
そのため、本実施形態では、以下に説明するように、エアフローメータ４によって検出した実際の吸気量に基づいて、Ａ／Ｆセンサ１０の検出値と比較すべき、酸素濃度の推定値を算出する。これにより、図４に示すように、ＥＧＲバルブ１１による応答時間が変化しても、酸素濃度の推定値に、その応答時間の変化の影響が及ばないようにすることができ、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を高精度に検出することができる。
【００５６】
ステップＳ２４０では、まず、Ａ／Ｆセンサ１０によって排気ガス中の実際の酸素濃度を測定する。さらに、Ａ／Ｆセンサ１０により測定された排気ガス中の酸素濃度と比較されるべき酸素濃度の推定値を、以下のようにして算出する。
【００５７】
まず、ＥＧＲバルブ１１により、吸気量をステップ的に変化させたときの、実際の吸入量をエアフローメータ４により計測する。そして、少なくとも、この計測した実際の吸気量と、ディーゼルエンジンの燃料噴射量とに基づいて、ディーゼルエンジンの燃焼後の排気ガスの酸素濃度を推定する。さらに、本実施形態のように、ディーゼルエンジンがターボ機構を備えている場合には、排気ガスの酸素濃度の推定に際して、過給圧を考慮することが望ましい。さらに、ＥＧＲ率やＥＧＲガスの組成を考慮することにより、さらに精度良く、酸素濃度を推定することができる。
【００５８】
実際の吸気量と燃焼噴射量とに基づく酸素濃度の推定に関して、より詳しく説明すると、エアフローメータ４によって検出された新気が、エンジン本体１のシリンダの燃料室に達するまでの時間を、吸気の流速や機関回転数に基づいて推定する。そして、その時間分だけ以前に検出された吸気量と、燃料室に噴射された燃料噴射量とに基づいて、シリンダの燃料室における燃焼後の排気ガスの酸素濃度を推定する。この場合、吸気量と燃料噴射量とを、所定の演算式に代入する演算によって、酸素濃度の推定値を算出することもできるが、吸入空気量と燃料噴射量とに対する酸素濃度の関係を予め記憶したマップを用いて、酸素濃度を推定しても良い。このようなマップを用いることにより、より簡単に酸素濃度の推定値を求めることができる。
【００５９】
さらに、その排気ガスが、Ａ／Ｆセンサ１０によって検出されるまでの遅れ時間を考慮して、酸素濃度の推定値を算出する。ディーゼルエンジンのシリンダに噴射された燃料が燃焼された後の排気ガスが、排気管３に設けられたＡ／Ｆセンサ１０に達する時間は、例えばＡ／Ｆセンサ１０の設置位置や、機関回転数に応じた排気ガスの流速などによって変化するためである。
【００６０】
また、酸素濃度の推定値として、応答性が正常なＡ／Ｆセンサ１０の特性に従う正常推定値と、応答性が低下したＡ／Ｆセンサ１０の特性に従う劣化推定値との少なくとも一方を算出する。これらの特性は、予めＥＣＵ２０のＡ／Ｆセンサ出力推定部２１に記憶されている。応答性が正常なＡ／Ｆセンサ１０の特性とは、Ａ／Ｆセンサ１０の未使用時の初期特性に相当するものである。また、応答性が低下したＡ／Ｆセンサ１０の特性は、応答性が正常なＡ／Ｆセンサ１０の特性に比較して、排気ガスの流速が遅くなるに従って、応答時間が拡大するように設定される。Ａ／Ｆセンサ１０の応答性が低下した場合、このような特性を示すためである。
【００６１】
正常な特性に従う正常推定値と応答性が低下した特性に従う劣化推定値のいずれを用いても、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性の劣化を検出することができる。例えば、図４に示すように、酸素濃度の実際の検出値が、正常推定値に対して所定の遅れ範囲に属していれば、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性は正常範囲であると概略判定できる。また、酸素濃度の実際の検出値が、劣化推定値よりも遅れていなければ、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性は正常範囲であると判定しても良い。
【００６２】
さらに、図４においてＥＧＲバルブ応答劣化時の正常推定値と劣化推定値のように、正常推定値と劣化推定値との両方の推定値を算出することにより、例えば実際の酸素濃度の検出値とのそれぞれの差などから、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性の検出をより精度良く行なうことができる。例えば同一値を示す正常推定値と実際の検出値との時間差が２００ｍｓあり、さらに同一値を示す実際の検出値と劣化推定値との時間差が２００ｍｓであった場合、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性は、正常特性と劣化特性の丁度中間の特性であると検出することができる。
【００６３】
なお、正常推定値を算出した場合には、その正常推定値を利用して、エアフローメータ４の異常を判定することも可能となる。エアフローメータ４の異常には、配線の断線や短絡等により、吸気量の検出が不可能となったり、一定の値に固定されてしまうこと以外に、吸気量の検出は可能であるが、誤った検出値を出力しているとの異常もある。そして、酸素濃度の実際の検出値の変化が、正常推定値よりも時間的に早く生じた場合、エアフローメータ４が吸気量を誤検出している可能性が高いといえる。従って、正常推定値を用いた場合には、エアフローメータ４による誤検出異常を検出することも可能となる。なお、エアフローメータ４の異常を検出した場合には、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性検出処理を中止し、応答性検出処理が実行されないようにすることが望ましい。また、ディーゼルエンジンの運転状態の制御も、エアフローメータ４の検出値を用いずに実行するとともに、異常警告を行なうことが望ましい。
【００６４】
ステップＳ２５０では、酸素濃度の推定値と、実際に測定された酸素濃度の検出値とを比較して、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を検出する。この応答性検出手法としては、上述したように推定値と検出値とが同一値を示す時間差を利用する他、同一時間における推定値と検出値との差異や、推定値が変化を開始した時点からの、推定値の時間積分と検出値の時間積分との差に基づくことにより、推定値を基準として、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を検出することができる。
【００６５】
ステップＳ２６０では、ステップＳ２５０における応答性検出結果に基づいて、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性が正常範囲に属するとみなせるか否かを判定する。Ａ／Ｆセンサ１０の応答性が正常範囲に属する場合には、ステップＳ２７０に進んで、応答診断準備完了フラグをオフする。一方、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性が正常範囲に属さず、劣化している場合には、ステップＳ２８０に進んで、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性異常判定を行い、異常情報として記憶する。さらに、ステップＳ２９０において、フェールセーフ処理を実行する。このフェールセーフ処理では、運転者に対して異常報知を行なうとともに、Ａ／Ｆセンサ１０による検出値を用いずにエンジン制御を行なうモードに変更したり、Ａ／Ｆセンサ１０に付着したススを燃焼する機構を備えている場合には、ススの燃焼を行なったりする。
【００６６】
以上、本発明の第１実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することができる。
【００６７】
例えば、上述した第１実施形態では、応答性検出の準備において、ＥＧＲバルブ１１の開度が設定開度以上となる前に、ステップＳ１５０にて燃料噴射量が所定値以上に増加したと判定された場合、ディーゼルエンジンに異常が生じたとみなして、その時点で、応答性検出の準備処理を中止した。しかしながら、ステップＳ１４０の噴射量制御により増量された噴射量が所定値以上となったとステップＳ１５０にて判定された場合に、図５のフローチャートのステップＳ１５５に示す処理を実行するようにしても良い。これにより、ステップＳ１５０において、噴射量が所定値以上となったと判定された場合でも、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性検出を実行することができるようになる。
【００６８】
図５のステップＳ１５５では、噴射量が所定値となった時点、もしくは噴射量が所定値となる直前のＥＧＲバルブ１１の開度を設定開度として置換する。これにより、例えばＥＧＲバルブ１１の固体間のばらつきなどにより、調整される吸入空気量に誤差があっても、ディーゼルエンジンが運転状態を維持できる範囲のＥＧＲバルブ１１の開度を設定開度とすることが可能となる。
【００６９】
なお、ステップＳ１５０では、エアフローメータ４によって検出される、新気の吸気量が所定値以下となった場合に、ディーゼルエンジンに異常が発生したとみなしても良い。この場合も、ディーゼルエンジンが回転を維持することが困難になる可能性が生じるためである。
【００７０】
上述した、ＥＧＲバルブ１１の固体間のばらつきなどにより生じる吸気量の誤差は、逆に、吸入空気量が増加する方向に生じる場合もある。このような場合、ＥＧＲバルブ１１を設定開度に制御しただけでは、十分に吸入空気量を低減することができない。
【００７１】
このため、ＥＧＲバルブ１１が設定開度に達しても、実際の吸気量が所定値以下に低下しなかった場合、もしくは、燃料噴射量が所定値以上まで増加しなかった場合には、新気の吸気量が減少するようにさらにＥＧＲバルブ１１の開度を制御し、実際の吸気量が所定値以下となった、もしくは、燃料噴射量が所定値以上まで増加したとき、もしくはその直前のＥＧＲバルブ１１の開度を設定開度として置換するようにしても良い。
【００７２】
また、第１実施形態の応答性検出処理を示す図３のフローチャートの、ステップＳ２２０とステップＳ２３０との間に、図６に示すステップＳ２２２〜Ｓ２２６の処理を挿入するようにしても良い。
【００７３】
Ｓ２２２〜Ｓ２２６までの処理は、ディーゼルエンジンの運転状態がアイドリング中で一定であるときに、酸素濃度の推定値と、Ａ／Ｆセンサによって検出される酸素濃度の検出値との間に差異が生じている場合、酸素濃度の推定値を較正するための較正値を算出するものである。この較正値は、ステップＳ２４０にて、酸素濃度の推定値を求める際に適用され、その較正値により推定値が増減される。これにより、酸素濃度の推定値と、実際の酸素濃度の検出値との間にずれが生じていても、そのずれを解消することができるようになる。従って、酸素濃度の推定値と、実際の検出値との比較により、Ａ／Ｆセンサ１０の応答性を高精度に検出することができる。
【００７４】
また、上述した第１実施形態では、吸気量をステップ的に変化させる例として、吸気量が低減された状態から、吸気量をステップ的に増加する例について説明した。しかしながら、吸気量が増大された状態から、吸気量が低減された状態へと吸気量をステップ的に減少するようにしても良い。さらに、吸気量のステップ的な減少とステップ的な増加とを交互に一回ずつもしくは複数回ずつ実行し、それぞれのステップ的変化における応答性の検出を行い、それら複数回の応答性の検出結果に基づいて、応答性診断を行っても良い。
【００７５】
また、上述した実施形態では、ディーゼルエンジンの排気成分濃度センサとしてＡ／Ｆセンサを適用して、当該Ａ／Ｆセンサの応答性を検出する例について説明したが、排気成分濃度センサはＡ／Ｆセンサに限られず、例えば排気ガス中のＮＯｘ濃度を検出するＮＯｘ濃度センサや、排気ガス中のパティキュレート濃度を検出するＰＭセンサを、排気成分濃度センサとして適用しても良い。吸入空気量が変化することにより、ＮＯｘ濃度及びパティキュレート濃度も変化するためである。例えば、新気の吸気量が減少すると、パティキュレートが発生しやすくなって濃度が高くなり、逆に吸気量が増加するとパティキュレート濃度が低下する。
【符号の説明】
【００７６】
１  エンジン本体、２  吸気管、３  排気管、４  エアフローメータ、５  ターボチャージャのコンプレッサ、６  スロットルバルブ、７  ターボチャージャのタービン、８  ディーゼル酸化触媒、９  パティキュレートフィルタ、１０  Ａ／Ｆセンサ、１１  ＥＧＲバルブ、１２  ＥＧＲ管、２０  ＥＣＵ
【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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