(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス検出室の酸素濃度に応じた電圧を発生する検出セルと前記ガス検出室への酸素の汲み入れや汲み出しを行うポンプセルとを有するガスセンサ素子を備える空燃比センサの制御装置であって、
前記ポンプセルの一端と前記検出セルの一端とが共通に接続される端子と、
前記検出セルのアドミタンスの状態を検出するアドミタンス検出部と、
前記アドミタンス検出部によって検出された前記アドミタンスの状態に基づいて、前記ガスセンサ素子の活性化状態に応じた動作モードを設定するモード制御部と、
前記ガスセンサ素子との接続異常を判定する異常判定処理を実行して前記接続異常を検出し、かつ、前記モード制御部が前記動作モードを変更した場合に前記異常判定処理の状態をリセットする異常検出部と、
前記端子と前記ガスセンサ素子との間に流れる電流を検出する電流検出部と、を備え、
前記モード制御部は、
前記電流検出部によって検出された電流の状態に基づいて、前記アドミタンスの状態に基づく前記動作モードの変更を制限する
ことを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記アドミタンスの状態を測定するための測定用電流の前記検出セルへの供給を制御する測定用電流供給部を備え、
前記モード制御部は、
前記電流検出部によって検出される電流の前記測定用電流による変化量に基づいて、前記アドミタンスに基づく前記動作モードの変更を制限する
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記異常検出部は、
前記空燃比センサの状態が異常判定条件を満たす場合に、前記異常判定処理の状態を示すカウンタ値をインクリメントするカウンタと、
前記カウンタ値が閾値以上になった場合に、前記ガスセンサ素子との接続異常があると判定する判定部と、を備え、
前記モード制御部が前記動作モードを変更した場合に、前記カウンタ値をリセットする
ことを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記異常検出部は、
前記電流検出部によって検出される電流の前記測定用電流による変化量が所定値以下である場合に、前記空燃比センサの状態が前記異常判定条件を満たすと判定する
ことを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記ポンプセルの他端が接続される端子と前記検出セルの他端が接続される端子との間の電圧を検出する端子間電圧検出部を備え、
前記異常検出部は、
前記端子間電圧検出部によって検出される電圧の前記測定用電流による変化量が所定範囲内である場合に、前記空燃比センサの状態が前記異常判定条件を満たすと判定する
ことを特徴とする請求項３または４に記載の制御装置。
【請求項６】
前記電流検出部は、
空燃比演算用の電流を検出する電流検出部と同一である
ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項７】
前記ガスセンサ素子の活性化状態に応じた動作モードは、
前記ガスセンサ素子が非活性状態である場合の動作モードである第１モードと前記ガスセンサ素子が活性状態である場合の動作モードである第２モードとを含み、
前記モード制御部は、
前記電流検出部によって検出される電流に基づいて前記動作モードを前記第１モードおよび前記第２モードのうちいずれか一方に固定することによって、前記動作モードの変更の制限を行う
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載の制御装置。
【請求項８】
ガス検出室の酸素濃度に応じた電圧を発生する検出セルと前記ガス検出室への酸素の汲み入れや汲み出しを行うポンプセルとを有するガスセンサ素子を備える空燃比センサの制御方法であって、
前記検出セルのアドミタンスの状態を検出するアドミタンス検出工程と、
前記アドミタンス検出工程によって検出された前記検出セルのアドミタンスの状態に基づいて、前記ガスセンサ素子の活性化状態に応じた動作モードを設定するモード制御工程と、
前記ガスセンサ素子との接続異常を判定する異常判定処理を実行して前記接続異常を検出し、かつ、前記モード制御工程において前記動作モードが変更された場合に前記異常判定処理の状態をリセットする異常検出工程と、
前記ポンプセルの一端と前記検出セルの一端とが接続される端子と前記ガスセンサ素子との間に流れる電流を検出する電流検出工程と、を含み、
前記モード制御工程は、
前記電流検出工程によって検出された電流の状態に基づいて、前記アドミタンスの状態に基づく前記動作モードの変更を制限する
ことを特徴とする制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空燃比センサの制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の燃費向上などを目的として、内燃機関から排出される排気ガス中の空気と燃料の比である空燃比を目標空燃比に近づけるフィードバック制御が広く知られており、かかる空燃比は、空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）によって検出される。
【０００３】
空燃比センサとして、ポンプセルと検出セルを有するガスセンサ素子とこのガスセンサ素子を制御する制御装置とを備える空燃比センサが知られている。かかる空燃比センサでは、例えば、ガスセンサ素子と制御装置との接続が開放される異常が生じると、空燃比を正確に検出することが困難になる。そこで、制御装置の端子電圧の変動状態に基づいて、ガスセンサ素子と制御装置との接続に異常が生じたことを検出する技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５８８００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
空燃比センサにおいては、例えば、検出セルのアドミタンスの状態に基づいて、ガスセンサ素子の活性化状態が検出される。そして、かかるガスセンサ素子の活性化状態に基づき、ガスセンサ素子の非活性状態である場合の動作モードとガスセンサ素子の活性状態である場合の動作モードとが切り替えられる。
【０００６】
しかしながら、例えば、ガスセンサ素子と制御装置との接続が開放される異常が生じると、検出セルのアドミタンスが正常に検出できず、動作モードが頻繁に変更される場合がある。そして、動作モードが変更される場合に異常判定処理の状態をリセットする構成である場合、上述のように動作モードが頻繁に変更されると、異常判定処理の状態のリセットが繰り返され、ガスセンサ素子と制御装置との接続異常を精度よく検出することが難しい場合がある。
【０００７】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、ガスセンサ素子と制御装置との接続異常を精度よく検出することができる空燃比センサの制御装置および制御方法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】
【０００８】
上記課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、ガス検出室の酸素濃度に応じた電圧を発生する検出セルと前記ガス検出室への酸素の汲み入れや汲み出しを行うポンプセルとを有するガスセンサ素子を備える空燃比センサの制御装置であって、端子と、アドミタンス検出部と、モード制御部と、異常検出部と、電流検出部とを備える。前記端子は、前記ポンプセルの一端と前記検出セルの一端とが接続される。前記アドミタンス検出部は、前記検出セルのアドミタンスの状態を検出する。前記モード制御部は、前記アドミタンス検出部によって検出された前記検出セルのアドミタンスの状態に基づいて、前記ガスセンサ素子の活性化状態に応じた動作モードを設定する。前記異常検出部は、前記ガスセンサ素子との接続異常を判定する異常判定処理を実行して前記接続異常を検出し、かつ、前記モード制御部が前記動作モードを変更した場合に前記異常判定処理の状態をリセットする。前記電流検出部は、前記端子と前記ガスセンサ素子との間に流れる電流を検出する。前記モード制御部は、前記電流検出部によって検出された電流に基づいて、前記アドミタンスの状態に基づく前記動作モードの変更を制限する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、ガスセンサ素子と制御装置との接続異常を精度よく検出することができる空燃比センサの制御装置および制御方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係る空燃比センサの構成の一例を示す図である。
【図２】図２は、図１に示す空燃比センサの具体的構成例を示す図である。
【図３】図３は、図２に示すガスセンサ素子の具体的構成例を示す図である。
【図４】図４は、測定用電流供給部の他の構成例を示す図である。
【図５】図５は、異常検出部の構成例を示す図である。
【図６】図６は、ＣＯＭ電流、ＶＳ電圧、動作モードおよびカウンタ値の状態変化の一例を示す図（その１）である。
【図７】図７は、ＣＯＭ電流、ＶＳ電圧、動作モードおよびカウンタ値の状態変化の一例を示す図（その２）である。
【図８】図８は、ＣＯＭ電流、ＶＳ電圧、端子間電圧、動作モードおよびカウンタ値の状態変化の一例を示す図（その１）である。
【図９】図９は、ＣＯＭ電流、ＶＳ電圧、端子間電圧、動作モードおよびカウンタ値の状態変化の一例を示す図（その２）である。
【図１０】図１０は、モード制御部が実行する主な処理手順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】
【００１１】
以下に、本発明にかかる空燃比センサ（Ａ／Ｆセンサ）の制御装置および制御方法の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、かかる実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
［１．空燃比センサの構成］
図１は、本発明の実施形態に係る空燃比センサの構成の一例を示す図である。図１に示すように、空燃比センサ１は、ガスセンサ素子２と、制御装置３とを備える。
【００１３】
図１に示すガスセンサ素子２は、ガス検出室への酸素の汲み入れや汲み出しを行うポンプセル４と、不図示のガス検出室の酸素濃度に応じた電圧を発生する検出セル５とを有する。かかるガスセンサ素子２は、例えば、不図示の車両の内燃機関の排気管に配置され、排気ガス中の酸素濃度（空熱比）を検出する。
【００１４】
制御装置３は、ＩＰ端子Ｔｉｐと、ＣＯＭ端子Ｔｃｏｍと、ＶＳ端子Ｔｖｓと、電圧制御部１０と、端子電圧検出部１１と、フィードバック制御部１２と、電流供給部１３と、電流検出部１４と、空燃比演算部１５と、測定用電流供給部１６と、アドミタンス検出部１７と、モード制御部１９と、異常検出部２１とを備える。
【００１５】
電圧制御部１０は、検出セル５の一端とポンプセル４の一端とが接続されるＣＯＭ端子Ｔｃｏｍの電圧Ｖｃｏｍ（以下、ＣＯＭ電圧Ｖｃｏｍと記載する）が一定電圧になるように制御する。端子電圧検出部１１は、ＶＳ端子Ｔｖｓの電圧Ｖｓ（以下、ＶＳ電圧Ｖｓと記載する）を検出する。
【００１６】
フィードバック制御部１２は、端子電圧検出部１１によって検出されるＶＳ電圧Ｖｓに応じた制御電圧Ｖｃｎｔを電流供給部１３へ出力する。電流供給部１３は、制御電圧Ｖｃｎｔに応じた電流をＩＰ端子Ｔｉｐからガスセンサ素子２のポンプセル４へ供給する。
【００１７】
電流検出部１４は、ＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとガスセンサ素子２との間に流れる電流（以下、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍと記載する）を検出する。空燃比演算部１５は、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍに基づいて空燃比（以下、Ａ／Ｆ値と記載する場合がある）を演算する。
【００１８】
測定用電流供給部１６は、検出セル５のアドミタンスＹｓの状態を検出するための測定用電流ＩｍをＶＳ端子ＴｖｓとＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとの間に供給することで、測定用電流Ｉｍを検出セル５へ供給する。アドミタンス検出部１７は、測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給によって生じるＶＳ電圧Ｖｓの変化量ΔＶｓ（以下、電圧変化量ΔＶｓと記載する場合がある）に基づいて、検出セル５のアドミタンスＹｓの状態を検出する。
【００１９】
モード制御部１９は、検出セル５のアドミタンスＹｓに基づいて、ガスセンサ素子２の活性化状態に応じた動作モードを設定する。例えば、モード制御部１９は、例えば、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１未満である場合に第１モードＭ１に設定し、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上である場合に第２モードＭ２に設定する。第１モードＭ１は、ガスセンサ素子２が非活性状態である場合の動作モードであり、ガスセンサ素子２を活性化させる動作モードである。第２モードＭ２は、ガスセンサ素子２が活性状態である場合の動作モードであり、Ａ／Ｆ値を検出する動作モードである。
【００２０】
異常検出部２１は、ガスセンサ素子２と制御装置３との間の接続異常（以下、単に接続異常と記載する場合がある）を判定する異常判定処理を実行する。ガスセンサ素子２との接続異常は、ガスセンサ素子２と制御装置３との接続が正常でない状態を意味する。かかる接続異常には、例えば、ガスセンサ素子２の端子Ｔ２とＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとの間の接続がオープン（開放）状態になるオープン異常（以下、ＣＯＭオープン異常と記載する場合がある）がある。
【００２１】
異常検出部２１は、モード制御部１９によって動作モードが変更されると、異常判定処理の状態をリセットする。これは、動作モードの変更直後（モード移行直後）においては空燃比センサ１の動作が安定していないため、接続異常がないにも関わらず、誤って接続異常として検出するおそれがあるからである。
【００２２】
このように、異常判定部６０は動作モードの変更時に異常判定処理の状態をリセットするため、動作モードが頻繁に切り替えられる異常が発生した場合、異常判定処理の状態（例えば、エラーカウンタ）が頻繁にリセットされ、ガスセンサ素子２との接続異常の検出が困難になる場合がある。
【００２３】
ＣＯＭオープン異常が発生している場合、上述したフィードバック制御の帰還経路において基準電圧であるＣＯＭ電圧Ｖｃｏｍが喪失してＶＳ電圧Ｖｓが発振する。この場合、アドミタンス検出部１７によって検出されるアドミタンスＹｓが変動する。そのため、モード制御部１９によって動作モードを頻繁に変更され、異常判定部６０において、ガスセンサ素子２との接続異常が困難になる場合がある。
【００２４】
そこで、モード制御部１９は、電流検出部１４によって検出されたＣＯＭ電流Ｉｃｏｍに基づいて、検出セル５のアドミタンスＹｓに基づくモード変更処理を制限する。例えば、モード制御部１９は、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である場合、動作モードを第１モードＭ１または第２モードＭ２に固定して動作モードの変更を禁止する。これにより、動作モードの頻繁な変更が抑制され、ガスセンサ素子２との接続異常を精度よく検出することができる。
【００２５】
［２．空燃比センサ１の具体的構成例］
次に、空燃比センサ１の具体的構成の一例について説明する。図２は、実施形態に係る空燃比センサ１の具体的構成例を示す図であり、図３は、ガスセンサ素子２の具体的構成例を示す図である。なお、空燃比センサ１の制御装置３は、例えば、車両に設けられたＥＣＵ(Electronic  Control  Unit)内に設けられる。
【００２６】
［２．１．ガスセンサ素子２の具体的構成例］
まず、図３を参照してガスセンサ素子２の具体的構成例について説明する。図３に示すように、ガスセンサ素子２は、例えば、全領域空燃比ガスセンサ素子であり、固体電解質体８１、絶縁基体８５、固体電解質体８７、８９を順に積層した構成を有する。
【００２７】
固体電解質体８１、８７、８９は、例えば、酸素イオン伝導性を有する固体電解質体であり、例えば、ジルコニア（ＺｒＯ２）にイットリア（Ｙ２Ｏ３）を添加して構成される。絶縁基体８５は、例えば、アルミナなどによって構成される。
【００２８】
絶縁基体８５にはガス検出室９０が形成され、かかるガス検出室９０の両端には、ガス検出室９０への排気ガスの流入量を規制する多孔質状の拡散律速部８４が設けられる。
【００２９】
ポンプセル４は、固体電解質体８１と、当該固体電解質体８１の両面に多孔質の白金などにより形成された電極８２、８３とを備え、電極８２、８３間に供給される電流の大きさおよび方向に応じてガス検出室９０への酸素の汲み入れや汲み出しを行う。電極８２は、例えば、多孔質性の保護層８０によって保護される。
【００３０】
検出セル５は、固体電解質体８７と、当該固体電解質体８７の両面に多孔質の白金などにより形成された電極８６、８８とを備える。電極８６、８８間に定電流Ｉｃｐが供給されることにより、ガス検出室９０の酸素濃度に応じた起電力が電極８６、８８間に発生する。
【００３１】
なお、図３に示していないが、ガスセンサ素子２にはヒータ６（図２参照）が設けられており、かかるヒータ６の加熱によってガスセンサ素子２が活性化される。ヒータ６は、例えば、セラミックヒータであり、内部にヒータ配線が設けられる。
【００３２】
［２．２．制御装置３の具体的構成例］
次に、図２に示す制御装置３の具体的構成例について説明する。制御装置３は、例えば、ＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）やＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）等の集積回路により実現される。なお、制御装置３は、演算処理の一部または全部をＣＰＵ（Central  Processing  Unit）によって実行する構成であってもよい。
【００３３】
図２に示すように、制御装置３は、ＩＰ端子Ｔｉｐと、ＣＯＭ端子Ｔｃｏｍと、ＶＳ端子Ｔｖｓと、電圧制御部１０と、端子電圧検出部１１と、フィードバック制御部１２と、電流供給部１３と、電流検出部１４と、空燃比演算部１５と、測定用電流供給部１６と、アドミタンス検出部１７と、ヒータ制御部１８と、モード制御部１９と、異常検出部２１（異常検出装置の一例）とを備える。
【００３４】
ＣＯＭ端子Ｔｃｏｍには、ポンプセル４の一端と検出セル５の一端とが共通に接続される端子Ｔ２が接続され、ＩＰ端子Ｔｉｐには、ポンプセル４の他端に接続される端子Ｔ１が接続され、ＶＳ端子Ｔｖｓには、検出セル５の他端に接続される端子Ｔ３が接続される。
【００３５】
［２．２．１．電圧制御部１０］
電圧制御部１０は、ガスセンサ素子２の端子Ｔ２の電圧が一定の電圧Ｖａ（例えば、３．３［Ｖ］）になるように電圧を出力する。かかる電圧制御部１０は、オペアンプＯＰ１と、抵抗Ｒ１、Ｒ２とを備え、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との接続点が一定電圧Ｖａになるように動作し、抵抗Ｒ１を介して端子Ｔｃｏｍへ一定電圧Ｖａを供給する。
【００３６】
［２．２．２．端子電圧検出部１１］
端子電圧検出部１１は、電流源４０と、ボルテージフォロア４１とを備える。電流源４０は、検出セル５に定電流Ｉｃｐを流す。ボルテージフォロア４１は、ＶＳ端子Ｔｖｓの電圧であるＶＳ電圧Ｖｓを検出する。
【００３７】
なお、電流源４０からの定電流Ｉｃｐが図３に示すガスセンサ素子２の電極８８から電極８６に流れることによって、一定濃度の酸素が電極８８に蓄積される。これにより、電極８６、８８間の酸素濃度に応じた起電力が電極８６、８８間に発生し、端子Ｔ２、Ｔ３間の電圧として現れる。
【００３８】
［２．２．３．フィードバック制御部１２］
フィードバック制御部１２は、動作モードが第２モードになると、端子電圧検出部１１によって検出されるＶＳ電圧Ｖｓに応じた制御電圧を生成し、かかる制御電圧Ｖｃｎｔを電流供給部１３へ出力する。
【００３９】
フィードバック制御部１２は、例えばＰＩ（比例積分）制御またはＰＩＤ（比例積分微分）制御によって、ＶＳ電圧Ｖｓと予め定められた基準電圧値Ｖｒｅｆ（例えば、０．４５［Ｖ］）との差に応じた方向および大きさの電流Ｉｐが電流供給部１３からガスセンサ素子２の端子Ｔ１へ供給されるように、電流供給部１３へ制御電圧Ｖｃｎｔを出力する。
【００４０】
［２．２．４．電流供給部１３］
電流供給部１３は、抵抗Ｒ３〜Ｒ７と、オペアンプＯＰ２とを備え、フィードバック制御部１２から出力される制御電圧と基準電圧Ｖｂとの差に応じた方向および大きさの電流ＩｐをＩＰ端子Ｔｉｐからガスセンサ素子２のポンプセル４へ供給する。なお、電流供給部１３は図２に示す回路に限定されるものではなく、フィードバック制御部１２の制御に応じた電流Ｉｐを端子Ｔ１へ供給することができる構成であればよい。
【００４１】
［２．２．５．電流検出部１４］
電流検出部１４は、オペアンプＯＰ１の出力電圧を入力するボルテージフォロア４９を備え、電圧制御部１０からＣＯＭ端子Ｔｃｏｍを介してガスセンサ素子２の端子Ｔ２へ供給されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍを検出する。
【００４２】
図２に示す電流検出部１４で検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの値は、電圧Ｖａの値を正負の基準とするものであり、空燃比演算部１５、モード制御部１９および異常検出部２１は、電流検出部１４によって検出されたＣＯＭ電流Ｉｃｏｍを例えばゼロを正負の基準とした値に換算されて使用する。なお、電流検出部１４は、抵抗Ｒ２の両端電圧に基づいてゼロを正負の基準としたＣＯＭ電流Ｉｃｏｍを検出する構成であってもよい。
【００４３】
なお、図２に示していないが、定電流Ｉｃｐを流すための定電流源がＶＳ端子ＴｖｓとＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとにそれぞれ設けられており、定電流Ｉｃｐは電流検出部１４によって検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍには含まれない。そのため、測定用電流供給部１６によって電流Ｉｄが供給されていない場合、電流検出部１４は、ポンプセル４に流れる電流Ｉｐ（以下、ＩＰ電流Ｉｐと記載する）をＣＯＭ電流Ｉｃｏｍとして検出することができる。
【００４４】
また、図２に示す構成例では、空燃比演算用の電流を検出する電流検出部と、モード変更処理制限判定や異常判定に用いる電流を検出する電流検出部とを一つの電流検出部１４で共用しているが、かかる構成に限定されない。例えば、電流検出部１４に加え、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍを検出する第２の電流検出部を別途設け、かかる第２の電流検出部によって検出されたＣＯＭ電流Ｉｃｏｍをモード制御部１９や異常検出部２１で用いることもできる。
【００４５】
［２．２．６．空燃比演算部１５］
空燃比演算部１５は、動作モードが第２モードになると、測定用電流供給部１６によって電流Ｉｄが供給されていない場合に電流検出部１４によりＩＰ電流Ｉｐとして検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍに基づいて空燃比（Ａ／Ｆ値）を演算する。
【００４６】
［２．２．７．測定用電流供給部１６］
測定用電流供給部１６は、検出セル５のアドミタンスＹｓの状態を測定するための定電流Ｉｄ（以下、測定用電流Ｉｄと記載する）が電流源４２からＣＯＭ端子ＴｃｏｍとＶＳ端子Ｔｖｓとの間に供給する。これにより、検出セル５に測定用電流Ｉｄが供給される。かかる測定用電流供給部１６は、電流源４２とスイッチ４３とを備える。
【００４７】
電流源４２とスイッチ４３は、ＶＳ端子ＴｖｓとグランドＧＮＤとの間に直列に接続されて配置される。スイッチ４３は、断続的にオン（例えば、所定期間ＴＡ毎に所定期間ＴＢの間だけオン）になり、測定用電流Ｉｄが電流源４２から検出セル５へ断続的に供給される。
【００４８】
なお、測定用電流供給部１６は、図２に示す構成に限定されない。図４は、測定用電流供給部１６の他の構成例を示す図である。図４に示す測定用電流供給部１６は、スイッチ４３と、電圧源４４と、コンデンサ４５とを備える。
【００４９】
スイッチ４３、電圧源４４およびコンデンサ４５は、ＶＳ端子ＴｖｓとグランドＧＮＤとの間に直列に接続されて配置される。スイッチ４３は、断続的にオンになり、測定用電流Ｉｄが電圧源４４およびコンデンサ４５から検出セル５へ断続的に供給される。
【００５０】
［２．２．８．アドミタンス検出部１７］
アドミタンス検出部１７は、端子電圧検出部１１によって検出されたＶＳ電圧Ｖｓに基づいて、検出セル５のアドミタンスＹｓを検出する。例えば、アドミタンス検出部１７は、測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給によって生じる電圧変化量ΔＶｓに基づいて、アドミタンスＹｓ（＝Ｉｍ／ΔＶｓ）の状態を検出する。
【００５１】
アドミタンス検出部１７は、アドミタンスＹｓの状態として、アドミタンスＹｓそのものを検出することもでき、また、アドミタンスＹｓに対応する値（例えば、検出セル５のインピーダンスＺｐ）を検出することもできる。
【００５２】
［２．２．９．ヒータ制御部１８］
ヒータ制御部１８は、ガスセンサ素子２に設けられたヒータ６のヒータ配線に接続され、バッテリーＢＡＴからヒータ６へ供給する電力量を制御する。これによりヒータ６の温度が制御される。
【００５３】
かかるヒータ制御部１８は、例えば、ＰＷＭ(Pulse  Wide  Modulation)制御部と、スイッチング素子とを備える。ＰＷＭ制御部は、ヒータ６へ供給する電力量に応じたデューティ比ＤのＰＷＭ信号を生成する。スイッチング素子は、ＰＷＭ信号のデューティ比Ｄでオン／オフしてバッテリーＢＡＴからヒータ６にデューティ比Ｄに応じた電力を供給する。
【００５４】
ＰＷＭ制御部は、アドミタンスＹｓが制御値Ｙｔｈ２になるようにデューティ比Ｄを調整する。これにより、ガスセンサ素子２の温度を上昇させ、ガスセンサ素子２を活性化した状態にすることができる。
【００５５】
［２．２．１０．モード制御部１９］
モード制御部１９は、アドミタンス検出部１７によって検出されたアドミタンスＹｓの状態に基づいて、非活性状態の動作モードである第１モードＭ１と、活性状態の動作モードである第２モードＭ２のうちいずれかのモードを設定する。
【００５６】
かかるモード制御部１９は、活性化判定部５１と、状態判定部５２と、モード判定部５３とを備える。活性化判定部５１は、アドミタンスＹｓに基づいて、ガスセンサ素子２の活性化状態を判定する。例えば、活性化判定部５１は、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上である場合に、ガスセンサ素子２が活性していると判定し、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１未満である場合に、ガスセンサ素子２が活性していないと判定する。
【００５７】
なお、活性化判定部５１は、例えば、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１未満である状態からアドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上である状態が継続する場合に、ガスセンサ素子２が非活性状態から活性状態になったと判定することができる。また、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上である状態からアドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１未満である状態が継続する場合に、ガスセンサ素子２が活性状態から非活性状態になったと判定することができる。
【００５８】
また、活性化判定部５１は、アドミタンスＹｓそのものの値ではなく、アドミタンスＹｓに対応する値である電圧変化量ΔＶｓに基づいて、ガスセンサ素子２の活性化状態を判定する構成であってもよい。この場合、活性化判定部５１は、例えば、電圧変化量ΔＶｓが閾値Ｖｔｈ１未満である場合に、ガスセンサ素子２が活性していると判定し、電圧変化量ΔＶｓが閾値Ｖｔｈ１以上である場合に、ガスセンサ素子２が活性していないと判定する。
【００５９】
状態判定部５２は、電流検出部１４によって検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの状態を判定する。例えば、状態判定部５２は、測定用電流供給部１６による測定用電流Ｉｍへの検出セル５の供給によって生じるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの変化量ΔＩｃｏｍ（以下、電流変化量ΔＩｃｏｍと記載する）が閾値Ｉｔｈ１を超えるか否かを判定する。
【００６０】
モード判定部５３は、状態判定部５２による判定結果と活性化判定部５１による判定結果とに基づいて、第１モードＭ１または第２モードＭ２に動作モードを設定する。例えば、状態判定部５２によって電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１を超えていると判定されたとする。モード判定部５３は、活性化判定部５１によってガスセンサ素子２が活性していないと判定されている場合、第１モードＭ１を設定し、活性化判定部５１によってガスセンサ素子２が活性していると判定されている場合、第２モードＭ２を設定する。
【００６１】
一方、モード判定部５３は、状態判定部５２によって電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下であると判定された場合、活性化判定部５１の判定結果に拘わらず、第１モードＭ１または第２モードＭ２に動作モードを固定する。これにより、状態判定部５２によって電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である場合に、第１モードＭ１および第２モードＭ２のうちの一方の動作モードに固定される。
【００６２】
［２．２．１１．端子間電圧検出部２０］
端子間電圧検出部２０は、ＩＰ端子ＴｉｐとＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとの間の電圧Ｖｉｃ（以下、端子間電圧Ｖｉｃと記載する）を検出する。端子間電圧Ｖｉｃは、ガスセンサ素子２と制御装置３との接続状態が正常である場合において、ガスセンサ素子２の端子Ｔ１と端子Ｔ３との間の電圧である。
【００６３】
［２．２．１２．異常検出部２１］
異常検出部２１は、ＣＯＭオープン異常およびＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生しているか否かを判定する異常判定を行う。
【００６４】
ＣＯＭオープン異常は、ガスセンサ素子２の端子Ｔ２とＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとの間の接続が不十分である異常であり、例えば、端子Ｔ２とＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとの接続が切断されることによって生じる。
【００６５】
また、ＩＰ−ＣＯＭショート異常は、ＩＰ端子ＴｉｐとＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとの間がショート（短絡）している異常である。かかるＩＰ−ＣＯＭショート異常は、例えば、端子Ｔ１とＩＰ端子Ｔｉｐとを接続する第１接続線と端子Ｔ３とＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとを接続する第２接続線とが接触することによって生じる。
【００６６】
図５は、異常検出部２１の構成例を示す図である。図５に示すように、異常検出部２１は、異常判定部６０と、エッジ検出部６１とを備える。異常判定部６０は、測定用電流供給部１６が測定用電流Ｉｍを検出セル５に断続的に供給している状態で検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍおよび端子間電圧Ｖｉｃに基づいて、接続異常の判定を行う。エッジ検出部６１は、モード制御部１９による動作モードの変更を検出する。
【００６７】
異常判定部６０は、第１状態判定部６２と、第１エラーカウンタ６３と、第１判定部６４と、第２状態判定部６５と、第２エラーカウンタ６６と、第２判定部６７とを備える。
【００６８】
第１状態判定部６２は、測定用電流Ｉｍが検出セル５に供給される毎に、測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給によって電流検出部１４によって検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下であるか否かを判定する。閾値Ｉｔｈ１は、例えば、ＩＣＯＭオープン異常がある場合に測定用電流Ｉｍによって生じる電流変化量ΔＩｃｏｍよりも大きく、接続異常がない正常時に測定用電流Ｉｍによって生じる電流変化量ΔＩｃｏｍよりも小さな値に設定される。
【００６９】
第１エラーカウンタ６３は、第１状態判定部６２によって電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下であると判定される毎に、内部のカウンタ値Ｃｄ１をインクリメントする。第１判定部６４は、第１エラーカウンタ６３のカウンタ値Ｃｄ１が閾値Ｃｔｈ１以上である場合に、ＣＯＭオープン異常が発生していると判定する。
【００７０】
一方、第１エラーカウンタ６３は、第１状態判定部６２によって電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１を超えると判定された場合、内部のカウンタ値Ｃｄ１のインクリメントを行わない。また、カウンタ値Ｃｄ１は、第１モードＭ１から第２モードＭ２へ変更された場合や第２モードＭ２から第１モードＭ１へ変更された場合にエッジ検出部６１によってリセットされる。
【００７１】
第２状態判定部６５は、測定用電流Ｉｍが供給されるタイミング毎に、測定用電流Ｉｍが検出セル５に供給されている状態で端子間電圧検出部２０によって検出される端子間電圧Ｖｉｃが閾値Ｖｔｈ２から閾値Ｖｔｈ３までの範囲（以下、所定範囲Ｓと記載する）内であるか否かを判定する。所定範囲Ｓは、例えば、正常時に測定用電流Ｉｍによって生じる端子間電圧Ｖｉｃが含まれない範囲に設定される。
【００７２】
第２エラーカウンタ６６は、第２状態判定部６５によって端子間電圧Ｖｉｃが所定範囲Ｓ内であると判定される毎に、内部のカウンタ値Ｃｄ２をインクリメントする。第２判定部６７は、第２エラーカウンタ６６のカウンタ値Ｃｄ２が閾値Ｃｔｈ２以上である場合に、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生していると判定する。
【００７３】
一方、第２エラーカウンタ６６は、第２状態判定部６５によって端子間電圧Ｖｉｃが所定範囲Ｓ外であると判定された場合、内部のカウンタ値Ｃｄ２のインクリメントを行わない。また、カウンタ値Ｃｄ２は、第１モードＭ１から第２モードＭ２へ変更された場合や第２モードＭ２から第１モードＭ１へ変更された場合にエッジ検出部６１によってリセットされる。
【００７４】
なお、異常検出部２１の構成は、図５に示す構成に限定されない。例えば、異常検出部２１は、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である状態が所定期間継続するか否かをタイマで計時することによって判定してＣＯＭオープン異常を検出する構成であってもよい。また、異常検出部２１は、端子間電圧Ｖｉｃが所定範囲Ｓ外である状態が所定期間継続するか否かをタイマによって計時することによって判定してＩＰ−ＣＯＭショート異常を検出する構成であってもよい。かかる構成の場合、異常検出部２１は、モード制御部１９によるモード変更があった場合には、タイマの計時をリセットすることができる。
【００７５】
［２．３．ＣＯＭオープン異常の検出］
ＣＯＭオープン異常の検出について図６および図７を参照してさらに説明する。図６および図７は、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍ、ＶＳ電圧Ｖｓ、端子間電圧Ｖｉｃ、動作モードおよびカウンタ値Ｃｄの状態変化の一例を示す図である。なお、図６は、モード判定部５３が状態判定部５２の判定結果を用いずに活性化判定部５１の判定のみに基づいて動作モードを設定すると仮定した場合の例を示す。
【００７６】
図６および図７に示すように、測定用電流供給部１６によって測定用電流Ｉｍが所定期間ＴＡ毎に所定期間ＴＢだけガスセンサ素子２へ供給される。異常検出部２１による異常判定処理は、測定用電流Ｉｍが供給される毎のタイミング（以下、判定タイミングと記載する）に実行され、電流変化量ΔＩｃｏｍは閾値Ｉｔｈ１以下であるか否かに基づいて、ＣＯＭショート異常の検出を行う。なお、図６および図７に示す例では、処理開始タイミングは、時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４、ｔ６、ｔ７、ｔ８、ｔ９、ｔ１０である。
【００７７】
図６および図７に示すように、ＣＯＭオープン異常が発生した場合（ｔ≧ｔ５）、ＶＳ電圧Ｖｓが発振状態になる。仮に、モード判定部５３が活性化判定部５１の判定のみに基づいて動作モードを設定するとした場合、活性化判定部５１によって検出されるアドミタンスＹｓが変動するため、図６に示すように、動作モードが頻繁に変更される。この場合、異常検出部２１は、エラーカウンタのカウンタ値Ｃｄ１を動作モードが変更される毎にリセットするため、カウンタ値Ｃｄ１が閾値Ｃｔｈ１以上になりにくくなり、ＣＯＭオープン異常の検出が困難になる場合がある。
【００７８】
一方、モード判定部５３は、状態判定部５２の判定結果に基づいて動作モードを固定するため、図７に示すように、ＣＯＭオープン異常が発生した後の最初の判定タイミングｔ６で、動作モードを第１モードＭ１に固定する。異常検出部２１は、判定タイミングｔ６において、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下であるため、カウンタ値Ｃｄ１をインクリメントするが、動作モードが第２モードＭ２から第１モードＭ１に固定されるため、動作モードに変更により異常検出部２１においてカウンタ値Ｃｄ１がリセットされる。
【００７９】
図７に示すように、時刻ｔ５からＣＯＭオープン異常が継続する場合、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である状態が継続する。そのため、モード制御部１９は、動作モードの固定を維持し、異常検出部２１は、判定タイミング毎にカウンタ値Ｃｄ１をインクリメントする。カウンタ値Ｃｄ１は、時刻ｔ１０の判定タイミングで閾値Ｃｔｈ１を超えるため、異常検出部２１は、ＣＯＭオープン異常が発生したと判定する。
【００８０】
このように、実施形態に係る制御装置３は、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である場合、動作モードを第１モードＭ１および第２モードＭ２のうちの一方に継続的に設定するため、ＣＯＭオープン異常の発生を精度よく検出することができる。
【００８１】
なお、モード制御部１９は、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である場合、動作モードを第２モードＭ２に固定することもできる。この場合、カウンタ値Ｃｄ１はリセットされないため、第１モードＭ１を固定する場合に比べ、ＣＯＭオープン異常の検出時間を短縮することができる。なお、モード制御部１９は、ＣＯＭオープン異常が発生する直前の動作モードを維持することで動作モードの固定を行うこともできる。
【００８２】
［２．４．ＩＰ−ＣＯＭショート異常の検出］
ＩＰ−ＣＯＭショート異常の検出について図８および図９を参照してさらに説明する。図８および図９は、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍ、ＶＳ電圧Ｖｓ、端子間電圧Ｖｉｃ、動作モードおよびカウンタ値Ｃｄの状態変化の一例を示す図である。なお、図８は、モード判定部５３が状態判定部５２の判定結果を用いずに活性化判定部５１の判定のみに基づいて動作モードを設定すると仮定した場合の例を示す。
【００８３】
図８および図９に示すように、測定用電流供給部１６によって測定用電流Ｉｍが所定期間ＴＡ毎に所定期間ＴＢだけガスセンサ素子２へ供給される。異常検出部２１による異常判定処理は、上述した判定タイミング毎に実行され、端子間電圧Ｖｉｃが所定範囲Ｓ外であるか否かに基づいて、ＩＰ−ＣＯＭショート異常の検出を行う。
【００８４】
図８および図９に示すように、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生した場合（ｔ≧ｔ５）、ＶＳ電圧Ｖｓが発振状態になる。これは、ＩＰ端子ＴｉｐとＣＯＭ端子Ｔｃｏｍとがショート状態になると、フィードバック制御の帰還経路において非反転での帰還が行われるからである。
【００８５】
仮に、モード判定部５３が活性化判定部５１の判定のみに基づいて動作モードを設定するとした場合、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生すると、活性化判定部５１によって検出されるアドミタンスＹｓが変動する。そのため、図８に示すように、動作モードが頻繁に変更される。この場合、異常検出部２１は、エラーカウンタのカウンタ値Ｃｄ２を動作モードが変更される毎にリセットするため、カウンタ値Ｃｄ２が閾値Ｃｔｈ２以上になりにくくなり、ＩＰ−ＣＯＭショート異常の検出が困難になる場合がある。
【００８６】
ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生すると、測定用電流ＩｍがＩＰ端子Ｔｉｐに流れ込むため、正常時に比べ、電流変化量ΔＩｃｏｍが減少し、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下になる。モード判定部５３は、状態判定部５２の判定結果に基づいて動作モードを固定するため、図９に示すように、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生した後の最初の判定タイミングｔ６で、動作モードを第１モードＭ１に固定する。
【００８７】
そして、異常検出部２１は、判定タイミングｔ６において、端子間電圧Ｖｉｃが所定範囲Ｓ内であるため、カウンタ値Ｃｄ１をインクリメントするが、動作モードが第２モードＭ２から第１モードＭ１に固定されるため、動作モードに変更により異常検出部２１においてカウンタ値Ｃｄ２がリセットされる。
【００８８】
時刻ｔ５からＩＰ−ＣＯＭショート異常が継続する場合、図９に示すように、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である状態が継続する。そのため、モード制御部１９は、動作モードの固定を維持し、異常検出部２１は、判定タイミング毎にカウンタ値Ｃｄ２をインクリメントする。カウンタ値Ｃｄ２は、時刻ｔ１０の判定タイミングで閾値Ｃｔｈ２を超えるため、異常検出部２１は、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生したと判定する。
【００８９】
このように、実施形態に係る制御装置３は、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生した場合、動作モードを第１モードＭ１および第２モードＭ２のうちの一方に継続的に設定するため、ＩＰ−ＣＯＭショート異常の発生を精度よく検出することができる。なお、モード制御部１９は、ＣＯＭオープン異常の場合と同様に、動作モードを第２モードＭ２に固定することもでき、また、ＩＰ−ＣＯＭショート異常が発生する直前の動作モードを維持することで動作モードの固定を行うこともできる。
【００９０】
［３．モード制御部１９の処理フロー］
次に、モード制御部１９のモード設定処理の流れの一例を説明する。図１０は、モード制御部１９が実行する主な処理手順を示すフローチャートであり、繰り返し実行される処理である。
【００９１】
図１０に示すように、モード制御部１９は、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下であるか否かを判定する（ステップＳ１）。モード制御部１９は、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下であると判定した場合（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、動作モードの変更を制限する（ステップＳ２）。モード制御部１９は、電流変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下ではないと判定した場合（ステップＳ１；Ｎｏ）、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上であるか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００９２】
モード制御部１９は、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上でない場合（ステップＳ３；Ｎｏ）、動作モードを第１モードに設定し（ステップＳ４）、アドミタンスＹｓが閾値Ｙｔｈ１以上である場合（ステップＳ３；Ｙｅｓ）、動作モードを第２モードＭ２に設定する（ステップＳ５）。ステップＳ２、Ｓ４、Ｓ５の処理を終了すると、図１０に示す処理を終了し、次の処理タイミングでステップＳ１の処理から実行される。
【００９３】
以上のように、実施形態に係る空燃比センサ１の制御装置３は、モード制御部１９と、異常検出部２１と、電流検出部１４とを備える。モード制御部１９は、検出セル５のアドミタンスＹｓの状態に基づいて、ガスセンサ素子２の活性化状態に応じた動作モードを設定する。異常検出部２１は、検出セル５のアドミタンスＹｓの状態に基づいて、ガスセンサ素子２の活性化状態に応じた動作モードを設定する。異常検出部２１は、ガスセンサ素子２との接続異常を判定する異常判定処理を実行して接続異常を検出し、かつ、モード制御部１９が動作モードを変更した場合に異常判定処理の状態をリセットする。電流検出部１４は、ＣＯＭ端子Ｔｃｏｍ（ポンプセル４の一端と検出セル５の一端とが接続される端子の一例）とガスセンサ素子２との間に流れる電流を検出する。モード制御部１９は、電流検出部１４によって検出されたＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの状態に基づいて、アドミタンスＹｓの状態に基づく動作モードの変更を制限する。
【００９４】
これにより、検出セル５のアドミタンスＹｓの状態に関わらず、動作モードを固定することができることから、動作モードの頻繁な変更が抑制され、ガスセンサ素子２との接続異常を精度よく検出することができる。また、例えば、ＶＳ電圧Ｖｓが発振していることを検出する発振検出回路を設けてＣＯＭオープン異常やＩＰ−ＣＯＭショート異常を検出する場合に比べ、部品点数、サイズ、コストなどを低減することができる。
【００９５】
また、制御装置３は、アドミタンスＹｓの状態を測定するための測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給を制御する測定用電流供給部１６を備える。モード制御部１９は、測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給によって電流検出部１４によって検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの変化量ΔＩｃｏｍに基づいて、アドミタンスＹｓに基づく動作モードの変更を制限する。
【００９６】
このように、ＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの変化量ΔＩｃｏｍに基づいてアドミタンスＹｓに基づく動作モードの変更を制限することから、ＣＯＭオープン異常やＩＰ−ＣＯＭショート異常がある場合に動作モードの変更を精度よく制限することができる。
【００９７】
異常検出部２１は、第１および第２エラーカウンタ６３、６６（カウンタの一例）と、第１および第２判定部６４、６７（判定部の一例）とを備える。第１および第２エラーカウンタ６３、６６は、空燃比センサ１の状態が異常判定条件を満たす場合に、異常判定処理の状態を示すカウンタ値Ｃｄ１、Ｃｄ２をインクリメントする。第１および第２判定部６４、６７は、カウンタ値Ｃｄ１、Ｃｄ２が閾値以上になった場合に、ガスセンサ素子２との接続異常があると判定する。第１および第２エラーカウンタ６３、６６は、モード制御部１９が動作モードを変更した場合に、カウンタ値Ｃｄ１、Ｃｄ２をリセットする。
【００９８】
このように構成することによって、ＣＯＭオープン異常やＩＰ−ＣＯＭショート異常を精度よく検出することができ、また、ソフトウェアによってロジックを組むことによって部品追加を行うことなく異常検出を行うことができる。
【００９９】
異常検出部２１は、測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給によって生じるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍの変化量ΔＩｃｏｍが閾値Ｉｔｈ１以下である場合に、空燃比センサ１の状態が異常判定条件を満たすと判定する。これにより、ＣＯＭオープン異常を精度よく検出することができる。
【０１００】
制御装置３は、ＩＰ端子Ｔｉｐ（ポンプセルの他端が接続される端子の一例）とＶＳ端子Ｔｖｓ（検出セルの他端が接続される端子の一例）との間の端子間電圧Ｖｉｃを検出する端子間電圧検出部２０を備える。異常検出部２１は、測定用電流Ｉｍの検出セル５への供給によって端子間電圧検出部２０によって検出される電圧の変化量が所定範囲内である場合に、空燃比センサ１の状態が異常判定条件を満たすと判定する。これにより、ＩＰ−ＣＯＭショート異常を精度よく検出することができる。
【０１０１】
電流検出部１４は、ＩＰ電流Ｉｐ（空燃比演算用の電流の一例）を検出する電流検出部と同一である。これにより、別途電流検出部を設ける場合に比べ、部品点数、サイズ、コストなどを低減することができる。
【０１０２】
ガスセンサ素子２の活性化状態に応じた動作モードは、ガスセンサ素子２が非活性状態である場合の動作モードである第１モードＭ１とガスセンサ素子２が活性状態である場合の動作モードである第２モードＭ２とを含む。モード制御部１９は、電流検出部１４によって検出されるＣＯＭ電流Ｉｃｏｍに基づいて動作モードを第１モードＭ１および第２モードＭ２のうちいずれか一方に固定することによって、動作モードの変更の制限を行う。
【０１０３】
動作モードを第１モードＭ１に固定した場合には、例えば、Ａ／Ｆ値を検出する動作が行われず、ＩＰ電流Ｉｐが流れないことから、消費電力を低減することができる。また、動作モードを第２モードＭ２に固定した場合には、Ａ／Ｆ値を検出する動作が行われることから、ＩＰ−ＣＯＭショート異常を精度よく検出することができる。
【０１０４】
なお、モード制御部１９で用いる閾値Ｉｔｈ１と異常検出部２１で用いる閾値Ｉｔｈ１とは、同一であってもよく、また、同一でなくてもよい。例えば、モード制御部１９で用いる閾値Ｉｔｈ１を異常検出部２１で用いる閾値Ｉｔｈ１よりも高い値にすることによって、動作モードの固定をより迅速に行うことができ、これにより、異常検出部２１による異常判定を精度よく行うことができる。
【０１０５】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１  空燃比センサ
２  ガスセンサ素子
３  制御装置
４  ポンプセル
５  検出セル
６  ヒータ
１０  電圧制御部
１１  端子電圧検出部
１２  フィードバック制御部
１３  電流供給部
１４  電流検出部
１５  空燃比演算部
１６  測定用電流供給部
１７  アドミタンス検出部
１８  ヒータ制御部
１９  モード制御部
２０  端子間電圧検出部
２１  異常検出部
５１  活性化判定部
５２  状態判定部
５３  モード判定部
６０  異常判定部
６１  エッジ検出部
６２  第１状態判定部
６３  第１エラーカウンタ
６４  第１判定部
６５  第２状態判定部
６６  第２エラーカウンタ
６７  第２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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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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