(57)【要約】【課題】  ガスセンサが異常状態にあるか否かを精度よく診断することができるガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置を提供すること。【解決手段】  内燃機関への燃料供給の中断を検出であると判断される場合に（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、ガスセンサから出力されるセンサ出力値を取得する（Ｓ３２０）。そして、連続して取得されるセンサ出力値のうち、局所的な最大値である極大値を極値として取得する（Ｓ３３０）。続いて、取得された極値と予め定められた第１閾値とを比較し（Ｓ３３５，Ｓ３４０）、その比較結果を記憶する（Ｓ３４５，Ｓ３５０）。極値が所定数取得されたと判断される場合に（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、その所定数分の前比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ３６５，Ｓ３７０，Ｓ３７５，Ｓ３８０，Ｓ３８５）。【選択図】図６
2008233065.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサの異常診断方法であって、
前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得工程と、
前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出工程と、
前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得工程において連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得工程と、
前記極値取得工程において取得された前記極値と予め定められた第１閾値とを比較する極値比較工程と、
前記極値取得工程において前記極値が第１所定数取得されたとき、当該第１所定数分の前記極値比較工程における比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断工程と
を備えることを特徴とするガスセンサの異常診断方法。
【請求項２】
前記極値取得工程は、前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする請求項１に記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項３】
前記極値取得工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する３つの前記センサ出力値に基づき、当該３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする請求項１又は２に記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項４】
前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が、前記第１閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項５】
前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が前記第１閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項６】
前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後に取得した１又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第２閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項７】
前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第３所定数取得し、当該第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第３閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項８】
前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、前記極値取得工程において取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第４閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載のガスセンサの異常診断方法。
【請求項９】
内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサ制御装置であって、
前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得手段と、
前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出手段と、
前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得手段により連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得手段と、
前記極値取得手段により取得された前記極値と予め定められた第１閾値とを比較する極値比較手段と、
前記極値取得手段により前記極値が第１所定数取得されたとき、当該第１所定数分の前記極値比較手段による比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断手段と
を備えることを特徴とするガスセンサ制御装置。
【請求項１０】
前記極値取得手段は、前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする請求項９に記載のガスセンサ制御装置。
【請求項１１】
前記極値取得手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された取得順序が連続する３つの前記センサ出力値に基づき、当該３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする請求項９又は１０に記載のガスセンサ制御装置。
【請求項１２】
前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が、前記第１閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
【請求項１３】
前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が前記第１閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、
前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項９乃至１２のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
【請求項１４】
前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後に取得した１又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第２閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
【請求項１５】
前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第３所定数取得し、当該第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第３閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項９乃至１４のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
【請求項１６】
前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、前記極値取得手段により取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第４閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする請求項９乃至１５のいずれかに記載のガスセンサ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関から排出される排気ガスが流通する排気管に設置されたガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するガスセンサの異常診断方法、およびガスセンサ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車等の内燃機関では、三元触媒を用い、排気ガス中に含まれるＣＯ，ＨＣおよびＮＯｘの浄化が行われている。そして浄化が効率よく行われるように、排気管に取り付けられたガスセンサによって排気ガス中の酸素濃度を検出し、その検出値に基づいて燃料の噴射量を調整することで、燃料と空気の混合比（以下、単に「空燃比」と言う。）を理論値に近づける空燃比フィードバック制御が行われている。なお、近年では、より精密な空燃比フィードバック制御を行う等の目的から、排気ガス中の酸素濃度に応じてリニアにセンサ出力値が変化するガスセンサとしての全領域空燃比センサが、排気管に取り付けられるようになってきている。
【０００３】
ここで、この排気管に取り付けられるガスセンサのセンサ素子は排気ガス中に直接曝されているため、排気ガス中に含まれるリン等の被毒成分が、排気ガスをセンサ素子内部に導く多孔質部に多量に付着することがあると、特定ガス成分の濃度変化に対するガスセンサの検出感度（センサ出力値のゲイン）が低下してしまうことがある。また、センサ素子にクラック等が発生することがあると、特定ガス成分の濃度変化に対するガスセンサの検出感度（センサ出力値のゲイン）が正常時に比較して過度に上昇してしまうことがある。一方、空燃比フィードバック制御ではガスセンサのセンサ出力値に基づいてその制御が行われるため、同ガスセンサの検出感度に異常が生じていると正常な制御ができなくなり、ひいては排気ガスの浄化が十分に行われなくなる虞がある。そこで、ガスセンサの劣化診断を行うようにしたものが種々提案されている。
【０００４】
例えば、内燃機関への燃料供給を中断している期間は、ガスセンサに大気が供給されることになるため、そのセンサ出力値を予測することができることを利用し、燃料供給の中断開始時から所定時間経過後において、ガスセンサ（酸素センサ）のセンサ素子の出力値と予め定められた基準値とを比較することによりガスセンサを含む空燃比制御装置の故障の有無を診断する内燃機関のフィードバック式空燃比制御装置の診断方法が提案されている（特許文献１，２参照）。この空燃比制御装置によれば、空燃比制御装置自身の制御回路の作動によって酸素センサを含む空燃比制御装置の故障の有無の判定が行われ、特別な検出器を必要とすることなく空燃比制御装置の故障の有無を診断することができるという利点がある。
【特許文献１】特開昭６０−２３３３４３
【特許文献２】特開昭６０−１９２８４７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記従来の診断方法では、燃料供給の中断開始時から所定時間経過後に酸素センサのセンサ素子からのセンサ出力値自身が１度でも基準値を超えたか否かで、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する構成となっている。しかしながら、酸素センサ等、特定ガスを検出するガスセンサの出力値の燃料供給の中断期間中の経時変化は、一般に極値が複数表れる波形を示す。また、ガスセンサのセンサ出力値には、ノイズ等の特異な値が含まれることがある。このため、従来のガスセンサの異常診断方法では、センサ出力値の波形の状態やノイズ等の重畳の影響によっては、ガスセンサが未だ正常な状態にあったとしても誤って異常が発生したと判定することがあり、ガスセンサが異常状態にあるか否かを的確に診断できない虞があった。
【０００６】
本発明は上記問題点を解決するためになされたものであり、ガスセンサが異常状態にあるか否かを精度よく診断することができるガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御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】
【０００７】
上記課題を解決するため、請求項１に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサの異常診断方法であって、前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得工程と、前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出工程と、前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得工程において連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得工程と、前記極値取得工程において取得された前記極値と予め定められた第１閾値とを比較する極値比較工程と、前記極値取得工程において前記極値が第１所定数取得されたとき、当該第１所定数分の前記極値比較工程における比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断工程とを備えている。なお、本発明において、「極大値」（ｌｏｃａｌ  ｍａｘｉｍａｌ  ｖａｌｕｅ）とは、連続して取得されるセンサ出力値の局所的な最大値を言い、センサ出力値の経時変化を示すグラフにおいて上に凸の山になる値である。同様に、「極小値」（ｌｏｃａｌ  ｍｉｎｉｍａｌ  ｖａｌｕｅ）とは、連続して取得されるセンサ出力値の局所的な最小値を言い、センサ出力値の経時変化を示すグラフにおいて下に凸の谷になる値である。即ち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方からなる極値は局所的な概念であるため、ある時点で極値として取得されたセンサ出力値が、連続して取得されるセンサ出力値の全域的な最大値又は最小値を取るとは限らない。
【０００８】
また、請求項２に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１に記載の発明の構成に加え、前記極値取得工程は、前記中断検出工程において燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１又は２に記載の発明の構成に加え、前記極値取得工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する３つの前記センサ出力値に基づき、当該３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が、前記第１閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較工程では、前記極値取得工程において取得された前記極値が前記第１閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断工程では、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００１２】
また、請求項６に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後に取得した１又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第２閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第３所定数取得し、当該第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第３閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８に係る発明のガスセンサの異常診断方法は、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断工程では、前記センサ出力値取得工程において取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得工程において前記極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、前記極値取得工程において取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第４閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００１５】
また、請求項９に係る発明のガスセンサ制御装置は、内燃機関から排出される排気ガス中の特定ガス成分の濃度に応じたセンサ出力値を出力するガスセンサが、異常状態にあるか否かを診断するガスセンサ制御装置であって、前記ガスセンサのセンサ出力値を所定間隔で取得するセンサ出力値取得手段と、前記内燃機関への燃料供給の中断を検出する中断検出手段と、前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されている期間内、前記センサ出力値取得手段により連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方を極値として取得する極値取得手段と、前記極値取得手段により取得された前記極値と予め定められた第１閾値とを比較する極値比較手段と、前記極値取得手段により前記極値が第１所定数取得されたとき、当該第１所定数分の前記極値比較手段による比較結果に基づいて、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断する異常診断手段とを備えている。
【００１６】
また、請求項１０に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９に記載の発明の構成に加え、前記極値取得手段は、前記中断検出手段により燃料供給の中断が検出されてから前記所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間経過後、前記極値の取得を開始することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９又は１０に記載の発明の構成に加え、前記極値取得手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された取得順序が連続する３つの前記センサ出力値に基づき、当該３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目の前記センサ出力値が前記極値であるか否かを判断し、前記極値であると判断された前記センサ出力値を当該極値として取得することを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９乃至１１のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が、前記第１閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１３に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９乃至１２のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記極値比較手段は、前記極値取得手段により取得された前記極値が前記第１閾値として設定される下限値未満であると判断される前記極値の数を算出し、前記異常診断手段は、当該極値の数に基づき、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００２０】
また、請求項１４に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９乃至１３のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後に取得した１又は複数の前記センサ出力値と、予め定められた第２閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００２１】
また、請求項１５に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９乃至１４のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、当該第２所定数に達した時以後の前記センサ出力値を第３所定数取得し、当該第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定められた第３閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１６に係る発明のガスセンサ制御装置は、請求項９乃至１５のいずれかに記載の発明の構成に加え、前記異常診断手段は、前記センサ出力値取得手段により取得された前記センサ出力値のうち、前記極値取得手段により極値として取得されなかった前記センサ出力値の数が第２所定数に達したとき、前記極値取得手段により取得された前記極値を平均化処理した値と、予め定められた第４閾値とを比較して、前記ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、異常診断に用いるセンサ出力値として、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内に連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方の値（極値）を用いるようにしている。そして、取得された第１所定数分の極値を予め定められた第１閾値と比較し、それら第１所定数分の比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するようにしている。このため、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内にノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。さらに、本発明のガスセンサの異常診断方法によれば、第１所定数分の極値が取得された時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することができるため、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことができる。
【００２４】
また、請求項２に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、内燃機関への燃料供給の中断開始から、ガスセンサの周囲に存在する排気ガスが既知の濃度のガスに入れ替わるのに必要な時間に基づき適切に定められた所定時間経過後に、異常診断処理に用いるセンサ出力値の極値を取得するようにしている。このため、センサ出力値の波形が比較的安定した状態において極値の取得を行うことができ、ガスセンサが異常状態にあるか否かをより精度よく判断することができる。
【００２５】
また、請求項３に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１又は２に記載の発明の効果に加え、センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する３つの前記センサ出力値に基づき、それら３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目のセンサ出力値が極値であるか否かを判断して極値を取得するようにしているので、簡単な処理により、連続して取得されるセンサ出力値の中から極値を確実に取得することができる。
【００２６】
また、請求項４に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１乃至３のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第１閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であるか否かを、精度よく診断することができる。
【００２７】
また、請求項５に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１乃至４のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第１閾値として設定される下限値未満であると判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であるか否かを、精度よく診断することができる。
【００２８】
また、請求項６に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１乃至５のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したとき、第２所定数に達した時以後に取得した１又は複数のセンサ出力値と、予め定められた第２閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に診断することができる。さらに、極値として取得されなかったセンサ出力値の数が第２所定数となった時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することも可能であるため、センサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことが可能である。
【００２９】
また、請求項７に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１乃至６のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したとき、第２所定数に達した時以後に取得した第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定めた第３閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値を用いて診断することにより、１個のセンサ出力値を用いてガスセンサが異常状態であるか否かを診断する場合に比べ、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合の影響を小さくすることができる。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。なお、センサ出力値の平均化処理としては、第３所定数分のセンサ出力値を累積（積算）して当該第３所定数で除した単純な平均化処理の他、第３所定数のセンサ出力値の加重平均を行う処理等が挙げられる。
【００３０】
また、請求項８に係る発明のガスセンサの異常診断方法によれば、請求項１乃至７のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したとき、それまでに取得した極値を平均化処理した値と、予め定められた第４閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。なお、センサ出力値の極値の平均化処理としては、取得された数分の極値を累積（積算）してその取得数で除した単純な平均化処理の他、極値の加重平均を行う処理等が挙げられる。
【００３１】
また、請求項９に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、異常診断に用いるセンサ出力値として、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内に連続して取得されるセンサ出力値のうち、極大値および極小値の少なくともいずれか一方の値（極値）を用いるようにしている。そして、取得された第１所定数分の極値を予め定められた第１閾値と比較し、それら第１所定数分の比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するようにしている。このため、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内にノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。さらに、本発明のガスセンサ制御装置によれば、第１所定数分の極値が取得された時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することができるため、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことができる。
【００３２】
また、請求項１０に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９に記載の発明の効果に加え、内燃機関への燃料供給の中断開始から、ガスセンサの周囲に存在する排気ガスが既知の濃度のガス（大気等）に入れ替わるのに必要な時間に基づき適切に定められた所定時間経過後に、異常診断処理に用いるセンサ出力値の極値を取得するようにしている。このため、センサ出力値の波形が比較的安定した状態において極値の取得を行うことができ、ガスセンサの異常状態にあるか否かをより精度よく判断することができる。
【００３３】
また、請求項１１に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９又は１０に記載の発明の効果に加え、センサ出力値取得工程において取得された取得順序が連続する３つの前記センサ出力値に基づき、それら３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目のセンサ出力値が極値であるか否かを判断して極値を取得するようにしているので、簡単な処理により、連続して取得されるセンサ出力値の中から極値を確実に取得することができる
【００３４】
また、請求項１２に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９乃至１１のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第１閾値として設定される上限値よりも大きいと判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であるか否かを、精度よく診断することができる。
【００３５】
また、請求項１３に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９乃至１２のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得された極値のうち、第１閾値として設定される下限値未満であると判断される数に基づいてガスセンサの異常診断を行うことにより、ガスセンサの検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であるか否かを精度よく診断することができる。
【００３６】
また、請求項１４に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９乃至１３のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したとき、第２所定数に達した時以後に取得した１又は複数のセンサ出力値と、予め定められた第２閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に診断することができる。さらに、極値として取得されなかったセンサ出力値の数が第２所定数となった時点でガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することが可能であるため、センサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことが可能である。
【００３７】
また、請求項１５に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９乃至１４のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したとき、第２所定数に達した時以後に取得した第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値と、予め定めた第３閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値を用いて診断することにより、１個のセンサ出力値を用いてガスセンサが異常状態であるか否かを診断する場合に比べ、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合の影響を小さくすることができる。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。
【００３８】
また、請求項１６に係る発明のガスセンサ制御装置によれば、請求項９乃至１５のいずれかに記載の発明の効果に加え、取得されたセンサ出力値のうち、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したとき、それまでに取得された極値を平均化処理した値と、予め定められた第４閾値とを比較して、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している。このため、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、本発明を具体化したガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置の一実施の形態について、図面を参照して説明する。一例として、理論空燃比点、およびリッチ領域からリーン領域までの全空燃比に対応した酸素濃度の検出が可能な全領域空燃比センサ素子１０（以下、単に「センサ素子１０」と言う。）を備え、ガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値により自動車等の内燃機関の排気ガス中に含まれる酸素の濃度を検出し、その酸素濃度の検出結果を内燃機関の空燃比を制御するために用いる第１の実施形態のガスセンサ制御装置１に本発明を適用した場合について説明する。
【００４０】
まず、図１を参照して、ガスセンサ制御装置１およびガスセンサユニット３の構成について説明する。図１は、ガスセンサ制御装置１およびガスセンサユニット３の概略構成を表したシステム構成図である。ガスセンサユニット３は、内燃機関の排気ガス中に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を出力するものであり、センサ素子１０およびセラミックヒータ４１を備えるガスセンサ２，並びに、センサ素子１０に接続されるセンサ制御回路３１およびセラミックヒータ４１に接続されるヒータ電圧供給回路４３を備えるセンサ駆動回路部４を備えている。また、ガスセンサユニット３は、センサ素子１０とセンサ制御回路３１とを電気的に接続するための３本のリード線（ポンプ側リード線５３，共通リード線５４，検出側リード線５５）を備えている。一方、ガスセンサ制御装置１は、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するとともに、ガスセンサユニット３が備えるセンサ制御回路３１から別途に出力されるセンサ抵抗値信号に基づきヒータ電圧供給回路４３の制御を行うＥＣＵ６０を備え、図示しないが、本発明の異常診断処理の診断結果を報知するためのディスプレイ、警報器等の報知手段や、外部機器に出力するための通信機器等の出力手段を必要に応じて備えている。
【００４１】
なお、ヒータ電圧供給回路４３，ＥＣＵ６０およびセンサ制御回路３１は、内燃機関の起動時に外部から入力される起動信号に同期して、それぞれ動作を開始する。
【００４２】
以下、ガスセンサユニット３が備える各構成について詳述する。まず、ガスセンサ２が備えるセンサ素子１０について図１を参照して説明する。センサ素子１０は、図１に示すように、遮蔽層２３と、酸素濃度検出セル１５と、ガス検出室１９と、酸素ポンプセル１１とが、この順に下から上へ積層されている。以下、センサ素子１０が備える各構成について図１を参照して詳述する。
【００４３】
酸素ポンプセル１１は、板状の固体電解質体１２の両板面（表側板面、裏側板面）に多孔質電極１３，１４を備え、ガスセンサ２が検出する特定ガスである酸素（Ｏ２）のポンピングを行うものである。酸素濃度検出セル１５は、板状の固体電解質体１６の両板面（表側板面、裏側板面）に多孔質電極１７，１８を備え、酸素濃度に応じて起電力を発生するものである。またガス検出室１９は、この酸素ポンプセル１１と酸素濃度検出セル１５との間に設けられ、被検出ガスが導入される空間であり、酸素ポンプセル１１の多孔質電極１４および酸素濃度検出セル１５の多孔質電極１７は、このガス検出室１９に面するように配置されている。また、被検出ガスをガス検出室１９に導入するための経路には、ガス検出室１９内に導入される被検出ガスの拡散律速を行うためのガス拡散多孔質層２１が配置されている。なお、固体電解質体１２，１６および遮蔽層２３は、イットリアを安定化剤として固溶させた部分安定化ジルコニアを主体に形成され、多孔質電極１３，１４，１７，１８は、白金を主体に形成されている。
【００４４】
また、酸素濃度検出セル１５のガス検出室１９側とは反対側の面には、多孔質電極１８を挟んで、遮蔽層２３が配設されている。この遮蔽層２３と酸素濃度検出セル１５との間に挟み込まれた多孔質電極１８の多孔質の隙間には、酸素が蓄積され、その蓄積された酸素は、酸素濃度検出セル１５において、被検出ガスの酸素濃度を検出する際の基準酸素となる。このため、多孔質電極１８は、酸素基準電極として機能する。
【００４５】
次に、ガスセンサ２が備えるセラミックヒータ４１について、図１を参照して説明する。セラミックヒータ４１は平板状に形成され、センサ素子１０の酸素ポンプセル１１に対向して配置されている。セラミックヒータ４１は、センサ素子１０を活性化させるためのものであり、ヒータ電圧供給回路４３から供給される電力により、センサ素子１０の温度が所定温度になるように制御される。一方、ヒータ電圧供給回路４３は、後述するＥＣＵ６０による制御に従い、ガスセンサ２が備えるセラミックヒータ４１に電力を供給する。
【００４６】
次に、センサ制御回路３１について、図１を参照して説明する。センサ制御回路３１は、前述の３本のリード線によりセンサ素子１０と電気的に接続され、ＥＣＵ６０にセンサ出力値を出力するものである。このセンサ制御回路３１は公知の回路である、ポンプ電流駆動回路３３と、電圧出力回路３５と、基準電圧比較回路３９と、微小電流供給回路４０とを備えている。
【００４７】
センサ制御回路３１が備える微小電流供給回路４０は、酸素濃度検出セル１５の多孔質電極１８側から多孔質電極１７側へと微小電流Ｉｃｐを通電するものである。この微小電流供給回路４０による微小電流Ｉｃｐの通電により、多孔質電極１８側に酸素が汲み込まれ、多孔質電極１８が酸素基準電極として機能する。電圧出力回路３５は、酸素濃度検出セル１５の多孔質電極１７，１８間に発生する起電力Ｖｓを検出するものである。また、基準電圧比較回路３９は、予め定められた基準電圧（本実施例では４５０［ｍＶ］）を内部に保持しており、電圧出力回路３５にて検出した起電力Ｖｓと基準電圧との比較を行い、比較結果をポンプ電流駆動回路３３にフィードバックするものである。そして、ポンプ電流駆動回路３３は、基準電圧比較回路３９から受け取った比較結果に基づいて、酸素ポンプセル１１に流すポンプ電流Ｉｐを制御するものである。
【００４８】
次に、ガスセンサ制御装置１が備えるＥＣＵ６０について図１を参照して説明する。ＥＣＵ６０は、ヒータの通電制御を行うヒータ電圧供給回路４３を制御するとともに、ガスセンサ制御装置１の主制御を司るＣＰＵ６１，プログラムや後述する異常診断処理において用いる各種設定値等を格納するＲＯＭ６２，および、任意に読み書き可能な記憶素子であるＲＡＭ６３を備えている。このＥＣＵ６０には、センサ駆動回路部４を介してガスセンサ２から出力されるセンサ出力値やセンサ抵抗値信号が入力される他、内燃機関への燃料供給状況に関する信号、イグニッションスイッチのＯＮ，ＯＦＦに関する信号、内燃機関の運転状態を示す各種運転パラメータ条件が所定時間継続して全て成立しているか否かに関する信号等のその他の情報が入力されるようになっている。なお、ガスセンサ制御装置１がセンサ制御回路３１およびヒータ電圧供給回路４３のいずれか一方、又は双方を備えるように構成してもよく、同様に、ガスセンサユニット３が、センサ制御回路３１およびヒータ電圧供給回路４３のいずれか一方、又は双方を備えないようにしてもよい。例えば、ガスセンサ制御装置１がセンサ制御回路３１およびヒータ電圧供給回路４３を備える場合には、センサ出力値が、直接ガスセンサ２からガスセンサ制御装置１に入力されることとなる。即ち、本発明では、ガスセンサ２から出力されるセンサ出力値は、直接ガスセンサ制御装置１に入力される場合の他、センサ制御回路３１等の各種インターフェースを介してガスセンサ制御装置１に入力されるようにしてもよい。第１の実施形態では、ガスセンサ２から出力されるセンサ出力値は、センサ制御回路３１を介してガスセンサ制御装置１に入力されるようになっているため、「ガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値」が、本発明の「ガスセンサのセンサ出力値」に相当する。
【００４９】
このＥＣＵ６０が備えるＲＡＭ６３の記憶エリアを、図２を参照して説明する。図２は、ＲＡＭ６３の記憶エリアを説明するための概念図である。図２に示すように、ＲＡＭ６３は、ＲＯＭ６２から読み出された各種設定値、ＣＰＵ６１が演算処理した演算結果を収容するワークエリア６３１と、内燃機関の各種運転パラメータ条件が所定時間成立しているか否かを示す確認フラグを記憶する確認フラグ記憶エリア６３２とを備えている。またＲＡＭ６３は、ガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値を記憶するセンサ出力値記憶エリア６３３と、図示外のタイマプログラムによって所定時間ごとに値が所定量ずつ加算されるカウント値が記憶されるタイマカウンタ記憶エリア６３４とを備えている。またＲＡＭ６３は、異常診断処理において用いられるパラメータである、所定間隔で取得されるセンサ出力値のうち、局所的な最大値である「極大値」、取得されたセンサ出力値のうち極大値が取得された回数である「極大値取得回数」、取得されたセンサ出力値のうち極大値ではないセンサ出力値が取得された回数である「極大値未得回数」、センサ出力値の極大値が上限値ａより大きいと判断される回数である「ａより大きい回数」、センサ出力値の極大値が下限値ｂ未満と判断される回数である「ｂ未満回数」等をそれぞれ記憶するパラメータ記憶エリア６３５を備えている。またＲＡＭ６３は、異常診断処理の実施の有無を示す計測完了フラグを記憶する計測完了フラグ記憶エリア６３６と、異常診断処理における診断結果を記憶する診断結果記憶エリア６３７と、ガスセンサ制御装置１に入力される、内燃機関への燃料供給状況に関する信号、イグニッションスイッチのＯＮ，ＯＦＦに関する信号、内燃機関の運転状態を示す各種運転パラメータ条件が所定時間継続して全て成立しているか否かに関する信号等のその他の情報を記憶する入力情報記憶エリア６３８とを備えている。さらに、ＲＡＭ６３は、図示外の各種記憶エリアを必要に応じて備えている。
【００５０】
次に、ガスセンサ制御装置１によるヒータ電圧供給回路４３の制御について簡単に説明する。ガスセンサ制御装置１は、図１に図示していないが、センサ制御回路３１内に公知のセンサ抵抗値検出回路を備えている。このセンサ抵抗値検出回路は具体的に、微小電流供給回路４０とは別の電流供給回路から一定値の電流を酸素濃度検出セル１５に対して定期的に供給し、その際に酸素濃度検出セル１５の多孔質電極１７，１８間に発生する電位差をセンサ抵抗値信号として検出し、この信号をＥＣＵ６０に出力している。そして、ＥＣＵ６０はガスセンサユニット３から出力されるセンサ抵抗値信号に基づいて、センサ素子１０の温度Ｔｃを検出し、検出した温度Ｔｃに基づいてセラミックヒータ４１への印加電圧を制御するための信号をヒータ電圧供給回路４３に出力している。より具体的には、センサ素子１０の温度Ｔｃが活性化温度（例えば、６００［℃］）以上の常用温度（例えば、８００［℃］）となるように、換言すれば、酸素濃度検出セル１５のセンサ抵抗値Ｒｐｖｓがこの常用温度に対応した目標抵抗値Ｒｔａとなるように、センサ制御回路３１からのセンサ抵抗値信号に基づきヒータへの印加電圧ＶＨの大きさを調整する温度制御処理が実行される。なお、センサ素子１０の酸素濃度検出セル１５における温度Ｔｃとセンサ抵抗値Ｒｐｖｓとの間には、相関関係があり、センサ抵抗値Ｒｐｖｓに基づいてセンサ素子１０の温度Ｔｃを検出することが可能である。この結果、酸素ポンプセル１１および酸素濃度検出セル１５が活性化温度以上に加熱され、センサ素子１０は、酸素を検出可能な活性化状態となる。なお、ＥＣＵ６０にて実行される温度制御処理については、公知の手法を採用して実行すればよく、具体的には、特開２００３−１８５６２６号公報にて開示された手法等にて実行することができるため、これ以上の説明は省略する。
【００５１】
次に、ガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値に基づき、ガスセンサ制御装置１が排気ガス中の酸素濃度を検出し、空燃比を検出する方法について簡単に説明する。センサ素子１０が備える酸素濃度検出セル１５の多孔質電極１７と多孔質電極１８との間には、ガス検出室１９の内部における酸素濃度に応じた起電力Ｖｓが発生する。この起電力Ｖｓが一定値（例えば、４５０［ｍＶ］）となる様に、センサ素子１０では、酸素ポンプセル１１を用いてガス検出室１９の内部に対する酸素（Ｏ２）の汲み出し又は汲み入れが行われる。このとき、酸素ポンプセル１１に流れるポンプ電流Ｉｐの電流値および電流方向が、排気ガス中の酸素濃度に応じて変化することから、ポンプ電流Ｉｐの検出結果に基づいて排気ガス中の酸素濃度を検出できる。なお、第１の実施形態では、このポンプ電流Ｉｐの量に比例した電圧をセンサ出力値としてセンサ制御回路３１からＥＣＵ６０を備えるガスセンサ制御装置１に出力しており、ＥＣＵ６０がこのセンサ出力値を用いて排気ガスの酸素濃度を検出したり、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断したりしている。そしてＥＣＵ６０は、排気ガス中の酸素濃度と空燃比とには相関関係があることから、検出した酸素濃度を用いることで、内燃機関の空燃比を検出している。
【００５２】
次に、ガスセンサ２のセンサ出力値に基づいて、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する処理について、図３〜図６を参照して説明する。図３は、内燃機関への燃料供給の中断開始後におけるガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値の経時変化を示すセンサ信号の一例を示すグラフであり、図４は、図３の点線で囲んだ部分１３０を拡大したグラフである。また、図５は、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理のメイン処理の流れを示すフローチャートであり、図６は、図５に示すメイン処理において実行される異常診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、図５および図６に示す各処理を実行させるプログラムは、ＲＯＭ６２に記憶されており、ＥＣＵ６０において実行される他のプログラム同様、図１に示すＣＰＵ６１により実行される。
【００５３】
まず、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理に用いられるセンサ出力値の経時変化を示すセンサ信号の一例を、図３および図４を参照して簡単に説明する。図３に示すグラフ１００は、内燃機関への燃料供給の中断（以下、「Ｆ／Ｃ」と言う。）開始後におけるセンサ信号の波形の一例として、センサ信号１０１乃至１０４を示している。センサ信号１０１は、後述する異常診断処理により排気ガス中の酸素濃度に対するセンサ出力値が大きすぎる（換言すれば、ガスセンサ２の検出感度が大きすぎる）「ゲイン大異常」であると診断される例であり、センサ信号１０２は、周期がほぼ一定で振幅が周期的に変動する波形を示し、後述する異常診断処理により「ゲイン大異常」であると診断される例である。また、センサ信号１０３は、周期がほぼ一定で振幅が周期的に変動する波形を示し、後述する異常診断処理により正常であると診断される例であり、センサ信号１０４は、周期がほぼ一定で振幅が周期的に変動する波形を示し、後述する異常診断処理により排気ガス中の酸素濃度に対するセンサ出力値が小さすぎる（換言すれば、ガスセンサ２の検出感度が小さすぎる）「ゲイン小異常」であると診断される例である。なお図４には、このセンサ信号１０２のうち、図３の点線で囲んだ部分１３０を拡大し、矢印１１１で示すＦ／Ｃ開始から所定期間Ｘ１経過後の、センサ出力値２０１〜２０６を示している。
【００５４】
次に、第１の実施形態の異常診断処理の概略について簡単に説明する。Ｆ／Ｃ中はガスセンサ２には大気が供給されることになるため、Ｆ／Ｃ開始から所定時間経過後には、ガスセンサユニット３から出力されるガスセンサ２のセンサ出力値は大気の酸素濃度に応じた所定の値を示すようになる。排気ガス中に含まれるリン等の被毒成分がガスセンサ２の多孔質部（具体的には、ガス拡散多孔質層２１）に多量に付着したり、センサ素子１０にクラックが発生したり等のガスセンサ２の劣化が生じると、酸素濃度の変化に対するガスセンサ２の検出感度が過度に小さくなったり、過度に大きくなったりし、大気の酸素濃度に応じた予測される範囲のセンサ出力値とは異なる値を示すようになる。
【００５５】
したがって、Ｆ／Ｃ開始から所定時間経過後におけるガスセンサ２が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲を定める上限値又は下限値と、ガスセンサユニット３から出力されたセンサ出力値とを用いることにより、ガスセンサ２が異常状態にあるか否か診断することができる。ただし、一般に、ガスセンサ２のセンサ出力値の経時変化をプロットしたグラフは、図３に示すグラフ１００のセンサ信号１０２乃至１０４のように極値が複数表れる波形を示すため、センサ出力値と上記上限値又は下限値とを直接比較し、一度でもセンサ出力値が上記上限値を超えたり、上記下限値を下回ったりした際にガスセンサに異常が発生したと判断するようにすると安定した診断結果が得られない。また、センサ信号１０４のセンサ出力値２１０のようなノイズ等の特異なセンサ出力値が現れることがあるため、センサ出力値と上記上限値又は下限値とを直接比較し、一度でもセンサ出力値が上記上限値を超えたり、上記下限値を下回ったりした際にガスセンサに異常が発生したと判断するようにすると、的確な異常診断が実施できない。これに対し、本発明のガスセンサの異常診断方法では、所定間隔で連続して取得されるセンサ出力値のうち、大きな値側に出現する極大値を順次取得し、第１所定数分得られた極大値とガスセンサ２が異常と判断される第１閾値である上限値又は下限値とを比較するようにしている。そして、第１所定数の個々の極大値と上限値とを比較する場合には、上限値よりも大きいと判断される極大値の数に基づき、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するようにしている。このため、センサ出力値が、図３に示すグラフ１００のセンサ信号１０２乃至１０４のように極値が複数表れる波形を示した場合や、センサ出力値にノイズが重畳した場合等にも、本発明のガスセンサの異常診断方法によれば、ガスセンサの異常を的確に診断できる。
【００５６】
次に、本発明のガスセンサに相当するガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理のメイン処理を、図５に示すフローチャートを参照して説明する。図５のフローチャートに示すように、メイン処理ではまず、種々のデータやフラグ等の初期化が行われる（Ｓ５）。この処理において、例えば、異常診断処理の実施の有無を示す計測完了フラグに、未実施を示す０がセットされ、ＲＡＭ６３の計測完了フラグ記憶エリア６３６に記憶され、センサ出力値記憶エリア６３３に記憶されたセンサ出力値とその取得順序ｎとがクリアされる（Ｓ５）。続いて、センサ素子１０が活性化しているか否かが判断される（Ｓ１０）。この処理は、ガスセンサ２内の酸素イオンの移動度が高くなる温度に至るまでセンサ素子１０が加熱され、検出が可能な状態になっているか否かを判断するための処理である。前述のように、センサ素子１０の酸素濃度検出セル１５における温度Ｔｃとセンサ抵抗値Ｒｐｖｓとの間には、相関関係があるため、この処理において、酸素濃度検出セル１５のセンサ抵抗値Ｒｐｖｓに基づいてセンサ素子１０が活性化しているか否かが判断される。
【００５７】
センサ素子１０が活性化していないと判断される場合には（Ｓ１０：Ｎｏ）、活性化したと判断されるまで待機する。一方、センサ素子１０が活性化したと判断される場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、続いて、ガスセンサユニット３から出力されるガスセンサ２のセンサ出力値を所定間隔で取得するためのタイマがスタートされる（Ｓ１５）。この処理により、別途実行される他のプログラムにより、タイマカウンタ記憶エリア６３４に記憶されるカウント値は所定時間ごとに自動的に更新される。続いて、タイマのカウント値がリセットされ、タイマカウンタ記憶エリア６３４に記憶される（Ｓ２０）。この処理は、タイマリセット時から、後述するＳ４５の処理を実行する時までの経過時間が分かるようにタイマがリセットされればよい。なお、センサ素子１０が活性化したと判断される場合には（Ｓ１０：Ｙｅｓ）、センサ制御回路３１を用いたセンサ素子１０の駆動制御も開始されることになる。
【００５８】
続いて、ＲＡＭ６３の確認フラグ記憶エリア６３２が参照され、内燃機関の運転状態を示す各種運転パラメータ条件が所定時間継続して全て成立しているか否かが判断される（Ｓ２５）。この処理は、異常診断処理を実施する条件が整っているか否かを判断するための処理である。第１の実施形態のガスセンサ制御装置１では、別途実行される他のプログラムにより、各種運転パラメータが監視され、すべての運転パラメータ条件が所定時間継続して成立している状態が確認された場合には、ＲＡＭ６３の確認フラグ記憶エリア６３２に条件成立を示す１が記憶されるようになっている。この運転パラメータ条件としては、内燃機関の構成や特性等に応じて適宜定めることができるが、第１の実施形態では、エンジン回転数が２０００ｒｐｍ以上５０００ｒｐｍ以下の条件であって、かつ、エンジン冷却水の水温が５０℃以上３００℃以下の条件を運転パラメータ条件として設定している。
【００５９】
Ｓ２５において、ＲＡＭ６３の確認フラグ記憶エリア６３２が参照され、確認フラグが条件不成立を示す０が記憶されている場合には（Ｓ２５：Ｎｏ）、続いて、異常診断処理に用いられるパラメータである極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、ａより大きい回数、ｂ未満回数にそれぞれ０がセットされ、ＲＡＭ６３のパラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ３５）。続いて、ガスセンサ２のセンサ出力値が取得され、センサ出力値記憶エリア６３３に記憶される（Ｓ４０）。一方、Ｓ２５において、確認フラグが条件成立を示す１が記憶されている場合には（Ｓ２５：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理が実施される（Ｓ３０）。この異常診断処理については、図６に示すフローチャートを参照して後述する。
【００６０】
Ｓ３０又はＳ４０に続いて、タイマカウンタ記憶エリア６３４が参照され、Ｓ２０のタイマリセット後、１０［ｍｓｅｃ］経過したか否かが判断される（Ｓ４５）。この処理は、所定間隔（第１の実施形態では、１０［ｍｓｅｃ］）で、センサ出力値を取得するための処理である。なお、この所定間隔はガスセンサユニット３（ガスセンサ２）の特性や用途等に応じて適宜定めればよく、第１の実施形態の１０［ｍｓｅｃ］に限定されない。Ｓ４５において、１０［ｍｓｅｃ］経過していないと判断される場合には（Ｓ４５：Ｎｏ）、１０［ｍｓｅｃ］経過したと判断されるまで待機する。一方、１０［ｍｓｅｃ］経過したと判断される場合には（Ｓ４５：Ｙｅｓ）、Ｓ２０に戻り処理を繰り返す。
【００６１】
以上の詳述したように、ガスセンサ制御装置１のメイン処理が実行される。続いて、図５に示すメイン処理において実行される異常診断処理を、図６に示すフローチャートを参照して説明する。図６のフローチャートに示すように、異常診断処理ではまず、計測完了フラグ記憶エリア６３６，入力情報記憶エリア６３８が参照され、イグニッションスイッチ（ＩＧ  ＳＷ）がＯＮされた後、一度も異常診断処理がされていないか否かが判断される（Ｓ３０５）。
【００６２】
計測完了フラグ記憶エリア６３６に、異常診断処理が未実施であることを示す０が記憶されている場合には（Ｓ３０５：Ｙｅｓ）、続いて、内燃機関への燃料供給状況に関する信号を記憶した入力情報記憶エリア６３８が参照され、Ｆ／Ｃ中であるか否かが判断される（Ｓ３１０）。この処理は、本発明の中断検出工程に相当する処理であり、Ｆ／Ｃ中であるか否かを検出して、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するための処理である。このため、このＳ３１０の処理は、Ｆ／Ｃ中であるか否かを検出できればよく、第１の実施形態の処理方法に限定されない。Ｆ／Ｃ中であると判断される場合には（Ｓ３１０：Ｙｅｓ）、続いて、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過しているか否かが判断される（Ｓ３１５）。この所定時間Ｘ１は、Ｆ／Ｃ開始後において、排気管中の排気ガスが大気に置き換わるのに必要な時間に基づき適宜定められるＳ４５の所定間隔よりも長い時間であり、図３に示す具体例では矢印１１１で示す３．０［ｓｅｃ］間である。
【００６３】
Ｓ３１５において、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過していると判断される場合には（Ｓ３１５：Ｙｅｓ）、大気に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を取得可能と判断されるので、続いて、ガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値が取得され、センサ出力値の取得順序ｎとともにセンサ出力値記憶エリア６３３に記憶される（Ｓ３２０）。この処理は、本発明のセンサ出力値取得工程に相当する処理であり、所定間隔（第１の実施形態では、１０［ｍｓｅｃ］）で、センサ出力値が取得される。
【００６４】
一方、Ｓ３０５において計測完了フラグ記憶エリア６３６に異常診断処理が実施されていることを示す１が記憶されている場合（Ｓ３０５：Ｎｏ）、Ｓ３１０においてＦ／Ｃ中ではないと判断される場合（Ｓ３１０：Ｎｏ）、又は、Ｓ３１５においてＦ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過していないと判断される場合には（Ｓ３１５：Ｎｏ）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かの診断を実施する条件が整っていないと判断されるので、続いて、異常診断処理に用いられるパラメータであるセンサ出力値の極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、ａより大きい回数およびｂ未満回数にそれぞれ０がセットされ、ＲＡＭ６３のパラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ４５０）。この処理は異常診断処理に用いられるパラメータをリセットするための処理であり、この処理により、継続して異常診断を実施する条件が整っていると判断された場合にのみ、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断することができる。続いて、異常診断処理を終了し、図５のメイン処理に戻る。
【００６５】
Ｓ３２０に続いて、センサ出力値記憶エリア６３３が参照され、取得順序が連続する直近の３つのセンサ出力値、即ち、取得順序がｎ−２番目、ｎ−１番目、および、ｎ番目のセンサ出力値が取得され、ｎ−２番目のセンサ出力値がｎ−１番目のセンサ出力値以下、かつ、ｎ−１番目のセンサ出力値がｎ番目のセンサ出力値より大きい条件を満たすか否かが判断される（Ｓ３２５）。この処理と後述するＳ３３０は、本発明の極値取得工程に相当する処理であり、取得順序が連続する３つのセンサ出力値に基づき、それら３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目のセンサ出力値が、局所的な最大値であり、図３に示すグラフにおいては上に凸の山となる極大値であるか否かを判断するための処理である。Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過後の直後の場合であって、ｎが１又は２の場合は、直近の３つのセンサ出力値が記憶されていないため、この処理を省略するようにしてもよい。なお、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過前から、連続して出力されるセンサ出力値を取得順序ｎとともに記憶する場合、例えば、前述のＳ４５０の直前又は直後において、ガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値を取得し、センサ出力値の取得順序ｎとともにセンサ出力値記憶エリア６３３に記憶させる処理を行う場合には、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過前に取得された取得順序がｎ−２番目のセンサ出力値と、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過後に取得されたｎ−１番目、ｎ番目のセンサ出力値とを用いて、上記条件を満たすか否かの判断を行うようにしてもよい。このようにした場合には、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過直後に取得されたセンサ出力値が極大値である場合にも、そのセンサ出力値を極大値として取得することができる（Ｓ３２５：Ｙｅｓ，Ｓ３３０）。
【００６６】
取得順序が連続する３つのセンサ出力値が、図４に示すセンサ信号１０２のセンサ出力値２０４乃至２０６である場合のように、上記条件を満たし、ｎ−１番目のセンサ出力値が極大値（図４に示す具体例では、黒丸で示すセンサ出力値）であると判断される場合には（Ｓ３２５：Ｙｅｓ）、続いて、取得順序が２番目のセンサ出力値であるｎ−１番目のセンサ出力値、前述の具体例では黒丸で示すセンサ出力値２０５が極大値として、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ３３０）。一方、上記条件を満たさず、ｎ−１番目のセンサ出力値が極大値ではないと判断される場合の処理は（Ｓ３２５：Ｎｏ）後述する。
【００６７】
Ｓ３３０に続いて、パラメータ記憶エリア６３５の極大値が参照され、ガスセンサ２が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲を定める上限値ａより、極大値の方が大きいか否かが判断される（Ｓ３３５）。この処理は、本発明の極値比較工程に相当する処理である。上限値ａは、ガスセンサ２が大気に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を正常に出力していると判断される範囲に基づき定められ、図３に示す具体例では点線１１２で示す４．５［Ｖ］である。前述の具体例では、図４に示すようにセンサ出力値２０５は点線１１２で示す４．５［Ｖ］より大きいと判断され（Ｓ３３５：Ｙｅｓ）、続いて、ガスセンサ２が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲に入っていないと判断されるため、続いて、ａより大きい回数が１増加（インクリメント）され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ３４５）。この処理は、Ｓ３３５とともに、極値比較工程に相当する処理であり、取得された極大値が、上限値ａよりも大きいと判断される極大値の数を算出するための処理である。
【００６８】
一方、極大値は上限値ａ以下であると判断される場合には（Ｓ３３５：Ｎｏ）、続いて、パラメータ記憶エリア６３５の極大値が参照され、ガスセンサ２が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲を定める下限値ｂ未満であるか否かが判断される（Ｓ３４０）。この処理はＳ３３５と同様に、本発明の極値比較工程に相当する処理であり、下限値ｂは、ガスセンサ２が大気に含まれる酸素濃度に応じたセンサ出力値を正常に出力していると判断される範囲に基づき定められ、図３に示す具体例では点線１１３で示す３．０［Ｖ］である。
【００６９】
このＳ３４０において、極大値が下限値ｂ未満であると判断される場合には（Ｓ３４０：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２が正常な状態であると判断されるセンサ出力値の範囲に入っていないと判断されるため、ｂ未満回数が１増加（インクリメント）され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ３５０）。この処理は、Ｓ３４０とともに、極値比較工程に相当する処理であり、取得された極大値が、下限値ｂ未満であると判断される極大値の数を算出するための処理である。一方、極大値が下限値ｂ以上であると判断される場合には（Ｓ３４０：Ｎｏ）、極大値が正常な範囲に収まっていると判断される。Ｓ３４５，Ｓ３５０又はＳ３４０に続いて、極大値取得回数が１増加（インクリメント）され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ３５５）。この処理は、Ｓ３３０において極大値として取得したセンサ出力値の数を積算するための処理である。
【００７０】
続いて、パラメータ記憶エリア６３５の極大値取得回数が参照され、極大値が所定数Ａ以上取得されたか否かが判断される（Ｓ３６０）。この処理は、極大値と上限値ａとの比較を第１所定数Ａ分行い、それらの比較結果に基づいて、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するための処理である。この所定数Ａは本発明の第１所定数に相当する数であり、ガスセンサ２の特性や用途、センサ出力値が取得される所定間隔等に応じて適宜定められ、第１の実施形態では１５と定められる。極大値が所定数Ａ以上取得されていないと判断される場合には（Ｓ３６０：Ｎｏ）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するのに十分な数の比較結果が得られていないと判断されるので、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。
【００７１】
一方、極大値が所定数Ａ以上取得されたと判断される場合には（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するのに十分な数の比較結果が得られたと判断されるので、続いて、パラメータ記憶エリア６３５のａより大きい回数が参照され、ａより大きい回数が所定数Ｂ以上であるか否かが判断される（Ｓ３６５）。この所定数Ｂは、ガスセンサ２の特性や異常診断の精度等に応じて適宜定められ、第１の実施形態では１０と定められる。ａより大きい回数が所定数Ｂ以上であると判断される場合には（Ｓ３６５：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ３７５）。一方Ｓ３６５において、ａより大きい回数が所定数Ｂ未満であると判断される場合には（Ｓ３６５：Ｎｏ）、続いて、パラメータ記憶エリア６３５のｂ未満回数が参照され、ｂ未満回数が所定数Ｂ以上か否かが判断される（Ｓ３７０）。ｂ未満回数が所定数Ｂ以上であると判断される場合には（Ｓ３７０：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ３８０）。一方、ｂ未満回数が所定数Ｂ未満であると判断される場合には（Ｓ３７０：Ｎｏ）、ガスセンサ２は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ３８５）。
【００７２】
このように、極大値取得回数が所定数Ａに達したとき（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、所定数Ａ分のセンサ出力値の極大値と、上限値ａ又は下限値ｂとの比較結果に基づいて（Ｓ３６５，Ｓ３７０）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ３７５，Ｓ３８０およびＳ３８５）、Ｓ３６５，Ｓ３７０，Ｓ３７５，Ｓ３８０およびＳ３８５は、本発明の異常診断工程に相当する処理である。このように、所定数Ａ分の比較結果を用いてガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断しているので、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。なお、Ｓ３６５およびＳ３７０において、同じ所定数Ｂを用いていたが、この所定数は、Ｓ３６５とＳ３７０とで異なる値を用いるようにしてもよい。
【００７３】
Ｓ３７５，Ｓ３８０又はＳ３８５に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す１がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア６３６に記憶される（Ｓ３９０）。この処理は、イグニッションスイッチがＯＮされるごとに１回だけ、異常診断処理を行うための処理であり、次回以降に実行される異常診断処理においては、Ｓ３０５において、すでに異常診断処理を実施したと判断されることになる（Ｓ３０５：Ｎｏ）。続いて、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。
【００７４】
Ｓ３２５において、取得順序が連続する３つのセンサ出力値が図４に示すセンサ出力値２０１乃至２０３のように、ｎ−２番目のセンサ出力値がｎ−１番目のセンサ出力以上、かつ、ｎ−１番目のセンサ出力値がｎ番目のセンサ出力値より大きい条件を満たさず、ｎ−１番目のセンサ出力値（前述の具体例では白丸で示すセンサ出力値２０２）が極大値ではないと判断される場合には（Ｓ３２５：Ｎｏ）、続いて、極大値未得回数が１増加（インクリメント）され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ４０５）。この処理は、極大値として取得されなかったセンサ出力値（図４の具体例では、白丸で示すセンサ出力値）の数を極大値未得回数として積算するための処理である。続いて、パラメータ記憶エリア６３５の極大値未得回数が参照され、極大値未得回数が所定数Ｃ以上であるか否かが判断される（Ｓ４１０）。この処理は、センサ出力値が極大値を示さない場合があっても、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを補完的に診断するための処理である。この所定数Ｃは本発明の第２所定数に相当する数であり、想定される極大値の取得頻度や極大値を取得する回数を規定する所定数Ａ等に応じて適宜定めることができ、第１の実施形態では１００と定められる。
【００７５】
極大値未得回数が所定数Ｃ未満であると判断される場合には（Ｓ４１０：Ｎｏ）、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。一方、極大値未得回数が所定数Ｃ以上であると判断される場合には（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、続いて、センサ出力値記憶エリア６３３が参照され、ｎ番目のセンサ出力値が前述の上限値ａよりも大きいか否かが判断される（Ｓ４１５）。この上限値ａは第２閾値に相当し、Ｓ３３５に用いられる上限値（第１閾値）と同じ値であってもよいし、別の値であってもよい。ｎ番目のセンサ出力値が前述の上限値ａよりも大きいと判断される場合には（Ｓ４１５：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２は、ゲイン大異常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ４２０）。一方、ｎ番目のセンサ出力値が前述の上限値ａ以下であると判断される場合には（Ｓ４１５：Ｎｏ）、ガスセンサ２は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ４２５）。このように、極大値として取得されなかったセンサ出力値の数である極大値未得回数が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、その所定数に達したときの取得順序ｎ番目のセンサ出力値と、予め定められた第２閾値である上限値ａとを比較して（Ｓ４１５）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ４２０，Ｓ４２５）、Ｓ４１０，Ｓ４１５，Ｓ４２０およびＳ４２５の処理は、本発明の異常診断工程に相当する処理である。
【００７６】
Ｓ４２０又はＳ４２５に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す１がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア６３６に記憶される（Ｓ４３０）。この処理はＳ３９０と同様の処理である。続いて、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。
【００７７】
以上の詳述したように第１の実施形態の異常診断処理が実行される。なお、上記異常診断処理における診断結果は、ＥＣＵ６０において別途実行されるプログラムにより、ガスセンサ制御装置１が備える図示しない表示ディスプレイ等の表示手段、警報器やスピーカ等の音声報知手段、警報ランプ等によりユーザに対して報知するようにしてもよいし、専用の出力端子から外部機器に対して出力してもよく、あるいは、シリアル通信により外部機器に対して出力してもよい。
【００７８】
なお上記第１の実施形態において、図６に示すＳ３１０において、ＲＡＭ６３の入力情報記憶エリア６３８を参照して、内燃機関への燃料供給の中断を検出する、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の中断検出手段として機能する。またガスセンサ２のセンサ出力値を所定間隔で取得する（Ｓ３２０）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明のセンサ出力値取得手段として機能する。また、内燃機関への燃料供給の中断が検出されてから、センサ出力値を取得する所定間隔よりも長い時間に設定された所定時間Ｘ１経過後（Ｓ３１５：Ｙｅｓ）、取得順序が連続する３つのセンサ出力値に基づき、それら３つのセンサ出力値の中の取得順序が２番目の前記センサ出力値が極大値であるか否かを判断し（Ｓ３２５）、極大値であると判断されたセンサ出力値を極大値として取得する（Ｓ３２５：Ｙｅｓ，Ｓ３３０）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の極値取得手段として機能する。
【００７９】
また、図６に示すフローチャートのＳ３３５において、Ｓ３３０で取得されたセンサ出力値の極大値と予め定められた第１閾値である上限値ａとを比較し、上限値ａよりも大きいと判断される極大値の数を算出する（Ｓ３３５：Ｙｅｓ，Ｓ３４５）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の極値比較手段として機能する。Ｓ３３５と同様に、図６に示すフローチャートのＳ３４０において、取得された極大値と予め定められた第１閾値である下限値ｂとを比較し（Ｓ３４０）、下限値ｂ未満であると判断される極大値の数を算出する（Ｓ３４０：Ｙｅｓ，Ｓ３５０）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の極値比較手段として機能する。また、極大値が所定数取得されたとき（Ｓ３６０：Ｙｅｓ）、それら所定数分のＳ３３５，Ｓ３４０における比較結果に基づいて（Ｓ３６５，Ｓ３７０）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ３７５，Ｓ３８０，Ｓ３８５）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の異常診断手段として機能する。また、図６に示すフローチャートのＳ３２０において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかったセンサ出力値が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、その所定数Ｃに達したときのセンサ出力値と、予め定められた第２閾値である上限値ａとを比較して（Ｓ４１５）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ４２０，Ｓ４２５）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の異常診断手段として機能する。
【００８０】
以上詳述した第１の実施形態のガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置１によれば、内燃機関への燃料供給の中断が検出されている期間内、連続して取得されるセンサ出力値のうち局所的な最大値であり、図３に示すグラフにおいては上に凸の山となる極大値を取得し、取得した極大値と予め定められた第１閾値である上限値ａと下限値ｂとを順次比較し、所定数Ａ分の極大値と第１閾値との比較結果に基づいて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断するようにしているため、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合にも、ガスセンサが異常な状態にあるか否かを精度よく、的確に判断することができる。さらに、本発明の第１所定数に相当する所定数Ａ分の極値が取得された時点、又は、極値として取得されなかったセンサ出力値が本発明の第２所定数に相当する所定数Ｃになった時点で、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断することができるため、燃料供給の中断解除を待たずして、早期に的確なガスセンサの異常診断を行うことができる。
【００８１】
また、Ｆ／Ｃ開始から、ガスセンサ２の周囲に存在する排気ガスが既知の濃度のガスである大気に入れ替わるのに必要な時間に基づき定められた所定時間Ｘ１経過後に、異常診断処理に用いるセンサ出力値の極値を取得するようにしているので、センサ出力値の波形が所定時間Ｘ１中のそれに比べて比較的安定した状態下で極値の取得を行うことができ、ガスセンサの異常状態にあるか否かをより的確に判断することができる。以上のように、第１の実施形態のガスセンサの異常診断方法およびガスセンサ制御装置１によれば、ガスセンサ２が異常状態にあることをより精度よく検出できるので、早期にガスセンサの交換を促すことで排気ガス中の有害成分の増加を防止することができるという副次的な効果が得られる。
【００８２】
次に、第２の実施形態の異常診断処理を図７および図８に示すフローチャートを参照して説明する。第２の実施形態のガスセンサ制御装置１において実行される異常診断処理は、極大値として取得されなかったセンサ出力値の数が所定数Ｃに達したときの処理が、図６のフローチャートに示す上記第１の実施形態の異常診断処理と異なる。
【００８３】
第２の実施形態のガスセンサ制御装置１の物理的構成は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。また、第２の実施形態のガスセンサ制御装置１の電気的構成はＲＡＭ６３の構成を除いて第１の実施形態と同様である。第２の実施形態のＲＡＭ６３には、第１の実施形態のＲＡＭ６３が備える記憶エリアの他、極大値未得回数が所定数Ｃ以上の場合の診断方法を切り替える診断切替フラグを記憶する診断切替フラグ記憶エリア（図示せず）が設けられている。また、第２の実施形態のＲＡＭ６３のパラメータ記憶エリア６３５には、第１の実施形態において記憶される項目に加え、極大値未得回数が所定数Ｃ以上である場合に、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを補完的に診断する処理に用いられるパラメータが記憶される。即ち、第２の実施形態のＲＡＭ６３のパラメータ記憶エリア６３５には、極大値を積算する「極大値積算」、極大値積算を極大値取得回数で除して求めた「極大値平均値」、および、診断切替フラグが１である場合にセンサ出力値を積算する「センサ出力値積算」がそれぞれ記憶される。また第２の実施形態のＲＡＭ６３のパラメータ記憶エリア６３５には、センサ出力値積算に積算されたセンサ出力値の数を積算する「平均値カウンタ」、および、センサ出力値積算を平均値カウンタで除して求めた「センサ出力平均値」がそれぞれ記憶される。
【００８４】
また、第２の実施形態のガスセンサ制御装置１において実行される、異常診断処理のメイン処理は、図５に示すフローチャートのＳ５，Ｓ３０およびＳ３５を除き第１の実施形態と同様である。第１の実施形態と同様な処理については説明を省略し、以下、第１の実施形態のメイン処理とは異なる処理について説明する。第２の実施形態のＳ５およびＳ３５では、第１の実施形態で実行される処理に加え、パラメータ記憶エリア６３５に記憶されている第２の実施形態に特有の上記項目が初期化される。即ち、第２の実施形態のＳ５およびＳ３５では、異常診断処理に用いられるパラメータである極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、ａより大きい回数、ｂ未満回数の他、極大値積算、診断切替フラグ、センサ出力値積算、平均値カウンタ、センサ出力平均値、極大値平均値にそれぞれ０がセットされ、ＲＡＭ６３の診断切替フラグ記憶エリア（図示せず）又はパラメータ記憶エリア６３５に記憶する処理が実行される。
【００８５】
次に、図５に示すメイン処理において実行される第２の実施形態の異常診断処理（Ｓ３０）を図７および図８のフローチャートを参照して説明する。図７および図８は、図５に示すメイン処理において実行される第２の実施形態に係る異常診断処理の流れを示すフローチャートである。なお、図７および図８に示す各処理を実行させるプログラムは、ＲＯＭ６２に記憶されており、ＥＣＵ６０において実行される他のプログラム同様、図１に示すＣＰＵ６１により実行される。なお、図７および図８のフローチャートにおいて、図６のフローチャートに示す第１の実施形態の異常診断処理と同様な処理を実行する場合には、同じステップ番号を付与している。第１の実施形態と同様な処理については説明を省略又は簡略化し、以下、第１の実施形態の異常診断処理とは異なる処理について詳述する。
【００８６】
図７のフローチャートにおいて、Ｓ３０５，Ｓ３１０，および、Ｓ３１５の処理は、図６のフローチャートに示す第１の実施形態と同様であるため、説明を省略する。Ｓ３０５，Ｓ３１０，又は、Ｓ３１５の条件を満たしていないと判断される場合には（Ｓ３０５：Ｎｏ，Ｓ３１０：Ｎｏ又はＳ３１５：Ｎｏ）、異常診断処理に用いられるパラメータであるセンサ出力値の極大値、極大値取得回数、極大値未得回数、ａより大きい回数、ｂ未満回数にそれぞれ０がセットされ、ＲＡＭ６３のパラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ４５１）。さらに第２の実施形態では、極大値未得回数が所定数Ｃ以上である場合に、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを補完的に診断する処理に用いられるパラメータである極大値積算、診断切替フラグ、センサ出力値積算、平均値カウンタ、センサ出力平均値、および、極大値平均値にそれぞれ０がセットされ、ＲＡＭ６３の診断切替フラグ記憶エリア（図示せず）又はパラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ４５１）。続いて、異常診断処理を終了し、図５のメイン処理に戻る。
【００８７】
Ｓ３１５において、Ｆ／Ｃ開始から所定時間Ｘ１経過していると判断される場合には（Ｓ３１５：Ｙｅｓ）、続いてセンサ出力値が取得される（Ｓ３２０）。この処理は、第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。Ｓ３２０に続いて、ＲＡＭ６３の診断切替フラグ記憶エリア（図示せず）が参照され、診断切替フラグに０がセットされているか否かが判断される（Ｓ３２３）。診断切替フラグが０ではないと判断される場合（Ｓ３２３：Ｎｏ）の処理は後述する。一方、診断切替フラグが０であると判断される場合には（Ｓ３２３：Ｙｅｓ）、続いて、図８のフローチャートに示すように、Ｓ３２５の処理が実行される。このＳ３２５の処理は第１の実施形態と同様であるので説明を省略する。
【００８８】
Ｓ３２５においてｎ−２番目のセンサ出力値がｎ−１番目のセンサ出力値以下、かつ、ｎ−１番目のセンサ出力値がｎ番目のセンサ出力値より大きい条件を満たすと判断される場合には（Ｓ３２５：Ｙｅｓ）、続いて、図６のフローチャートに示す第１の実施形態と同様のＳ３３０の処理が実行される。続いて、極大値積算にＳ３３０において取得された極大値が積算され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ３３３）。続いて、極大値取得時処理が実行される（Ｓ７００）。この処理では、図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ３３５〜Ｓ３９０と同様の処理が実行される。
【００８９】
一方、Ｓ３２５において、ｎ−２番目のセンサ出力値がｎ−１番目のセンサ出力値以下、かつ、ｎ−１番目のセンサ出力値がｎ番目のセンサ出力値より大きい条件を満たしていないと判断される場合には（Ｓ３２５：Ｎｏ）、続いて第１の実施形態と同様のＳ４０５，Ｓ４１０の処理が順に実行される。Ｓ４１０において極大値未得回数が所定数Ｃ未満であると判断される場合には（Ｓ４１０：Ｎｏ）、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。一方、極大値未得回数が所定数Ｃ以上であると判断される場合には（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、続いて、パラメータ記憶エリア６３５の極大値取得回数が参照され、極大値取得回数が、所定数Ｄより大きく、かつ、所定数Ａ未満であるか否かが判断される（Ｓ６０５）。この処理は、極大値未得回数が所定数Ｃ未満であると判断された時点での極大値取得回数に応じて、極値として取得されなかったセンサ出力値が第２所定数に達したときに実行される処理を決定するための処理である。なお、所定数Ａおよび所定数Ｄは、ガスセンサ２の特性や用途、センサ出力値が取得される所定間隔等に応じて適宜定められる。第２の実施形態では、所定数Ａは図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ３６０と同様であって１５と定められ、所定数Ｄは５と定められている。
【００９０】
極大値取得回数が、所定数Ｄより大きく、かつ、所定数Ａ未満ではない場合には（Ｓ６０５：Ｎｏ）、続いて、極大値取得回数が所定数Ｄ以下であるか否かが判断される（Ｓ６４５）。極大値取得回数が所定数Ｄ以下である場合には（Ｓ６４５：Ｙｅｓ）、続いて、診断切替フラグに１がセットされ、診断切替フラグ記憶エリア（図示せず）に記憶される（Ｓ６５０）。この診断切替フラグが１である場合には、後述するように、極大値未得回数が所定数Ｃに達した時以後に取得した所定数Ｅのセンサ出力値から算出したセンサ出力平均値を用いて、ガスセンサ２が異常状態であるか否かを判断する処理が実行される（Ｓ５０５〜Ｓ５５０）。続いて、異常診断処理を終了し、図５のメイン処理に戻る。一方、極大値取得回数が所定数Ｄ以下ではない場合には（Ｓ６４５：Ｎｏ）、続いて、異常診断処理を終了し、図５のメイン処理に戻る。
【００９１】
Ｓ６０５において、極大値取得回数が、所定数Ｄより大きく、かつ、所定数Ａ未満である場合には（Ｓ６０５：Ｙｅｓ）、続いて、極大値積算を極大値取得回数で除して極大値平均値が算出され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ６１０）。この極大値平均値は、本発明の「極値を平均化処理した値」に相当する。続いて、パラメータ記憶エリア６３５の極大値平均値が参照され、極大値平均値が上限値ａより大きいか否かが判断される（Ｓ６１５）。Ｓ６１５における上限値ａは本発明の「第４閾値」に相当する値である。極大値平均値が上限値ａより大きいと判断される場合には（Ｓ６１５：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ６２５）。一方Ｓ６１５において、極大値平均値が上限値ａより大きくはないと判断される場合には（Ｓ６１５：Ｎｏ）、続いて、極大値平均値が下限値ｂ未満か否かが判断される（Ｓ６２０）。Ｓ６２０における下限値ｂは、上限値ａとともに本発明の「第４閾値」に相当する値である。極大値平均値が下限値ｂ未満であると判断される場合には（Ｓ６２０：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ６３０）。一方、極大値平均値が下限値ｂ未満ではないと判断される場合には（Ｓ６２０：Ｎｏ）、ガスセンサ２は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ６３５）。
【００９２】
このように、極大値未得回数が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、第４閾値に相当する上限値ａおよび下限値ｂと極大値平均値とをそれぞれ比較して（Ｓ６１５，Ｓ６２０）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する処理（Ｓ６２５，Ｓ６３０，Ｓ６３５）は、本発明の異常診断工程に相当する処理である。なお、第２の実施形態では第４閾値として、図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ３３５およびＳ３４０において用いた上限値ａおよび下限値ｂと同じ値を用いていたが、上限値ａおよび下限値ｂとは異なる値を用いるようにしてもよい。また第２の実施形態では第４閾値として、２つの異なる値である上限値ａと下限値ｂとを用いていたが、いずれか一方を用いるようにしてもよい。但し、より精度の高い的確な診断を実施するためには、第２の実施形態のように２つの異なる第４閾値を用いることが好ましい。
【００９３】
Ｓ６２５，Ｓ６３０又はＳ６３５に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す１がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア６３６に記憶される（Ｓ６４０）。この処理は、図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ３９０と同様の処理である。続いて、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。
【００９４】
Ｓ３２３において、診断切替フラグが１であり、０ではないと判断される場合には（Ｓ３２３：Ｎｏ）、続いて、センサ出力値積算にＳ３２０において取得したセンサ出力値が加算され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ５０５）。続いて、平均値カウンタが１増加（インクリメント）され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ５１０）。続いて、パラメータ記憶エリア６３５の平均値カウンタが参照され、平均値カウンタが所定数Ｅ以上であるか否かが判断される（Ｓ５１５）。この所定数Ｅは本発明の第３所定数に相当する数であり、ガスセンサ２の特性や用途、センサ出力値が取得される所定間隔等に応じて適宜定められ、第２の実施形態では５と定められる。平均値カウンタが所定数Ｅ以上ではないと判断される場合には（Ｓ５１５：Ｎｏ）、続いて、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。一方、平均値カウンタが所定数Ｅ以上であると判断される場合には（Ｓ５１５：Ｙｅｓ）、続いて、センサ出力値積算を所定数Ｅ（平均値カウンタ）で除してセンサ出力平均値が算出され、パラメータ記憶エリア６３５に記憶される（Ｓ５２０）。このセンサ出力平均値は、本発明の「第３所定数のセンサ出力値を平均化処理した値」に相当する。
【００９５】
続いて、パラメータ記憶エリア６３５のセンサ出力平均値が参照され、センサ出力平均値が上限値ａより大きいか否かが判断される（Ｓ５２５）。Ｓ５２５における上限値ａは本発明の「第２閾値」および「第３閾値」に相当する値である。センサ出力平均値が上限値ａより大きいと判断される場合には（Ｓ５２５：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の検出感度が大きすぎる「ゲイン大異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ５３５）。一方Ｓ５２５において、センサ出力平均値が上限値ａより大きくはないと判断される場合には（Ｓ５２５：Ｎｏ）、続いて、センサ出力平均値が下限値ｂ未満か否かが判断される（Ｓ５３０）。Ｓ５３０における下限値ｂは、上限値ａとともに本発明の「第２閾値」および「第３閾値」に相当する値である。センサ出力平均値が下限値ｂ未満であると判断される場合には（Ｓ５３０：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２の検出感度が小さすぎる「ゲイン小異常」であると診断され、その診断結果は診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ５４０）。一方、センサ出力平均値が下限値ｂ未満ではないと判断される場合には（Ｓ５３０：Ｎｏ）、ガスセンサ２は正常であると診断され、その診断結果が診断結果記憶エリア６３７に記憶される（Ｓ５４５）。
【００９６】
このように、極大値未得回数が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）極大値未得回数が所定数Ｃに達した時以後に取得した所定数Ｅのセンサ出力値から算出したセンサ出力平均値と、上限値ａおよび下限値ｂとをそれぞれ比較して（Ｓ５２５，Ｓ５３０）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する処理は（Ｓ５３５，Ｓ５４０，Ｓ５４５）、本発明の異常診断工程に相当する処理である。なお、第２の実施形態では第３閾値（第２閾値）として、図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ３３５およびＳ３４０において用いた上限値ａおよび下限値ｂと同じ値を用いていたが、上限値ａおよび下限値ｂとは異なる値を用いるようにしてもよい。また第２の実施形態では第３閾値（第２閾値）として、２つの異なる値である上限値ａと下限値ｂとを用いていたが、いずれか一方を用いるようにしてもよい。但し、より精度の高い的確な診断を実施するためには、第２の実施形態のように２つの異なる第３閾値（第２閾値）を用いることが好ましい。
【００９７】
Ｓ５３５，Ｓ５４０又はＳ５４５に続いて、計測完了フラグに、異常診断処理が実施されたことを示す１がセットされ、計測完了フラグ記憶エリア６３６に記憶される（Ｓ５５０）。この処理は、図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ３９０と同様の処理である。続いて、異常診断処理を終了し、図５に示すメイン処理に戻る。
【００９８】
以上の詳述したように第２の実施形態の異常診断処理が実行される。なお上記第２の実施形態において、図７に示すフローチャートのＳ３２０において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかった（Ｓ３２５：Ｎｏ）センサ出力値の数が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、所定数Ｃに達した時以後のセンサ出力値を所定数Ｅ取得して（Ｓ３２０）積算し（Ｓ５０５）、それら所定数Ｅのセンサ出力値の平均値であるセンサ出力平均値と、上限値ａおよび下限値ｂとそれぞれを比較して（Ｓ５２５，Ｓ５３０）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ５３５，Ｓ５４０，Ｓ５４５）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の異常診断手段として機能する。
【００９９】
図７に示すフローチャートのＳ３２０において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかった（Ｓ３２５：Ｎｏ）センサ出力値の数が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、極大値平均値と、上限値ａおよび下限値ｂとをそれぞれ比較して（Ｓ６１５，Ｓ６２０）、ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する（Ｓ６２５，Ｓ６３０，Ｓ６３５）、図１に示すＣＰＵ６１は、本発明の異常診断手段として機能する。
【０１００】
上記第２の実施形態の異常診断方法によれば、極大値として取得されなかったセンサ出力値が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）、極大値取得回数に応じて（Ｓ６０５）、Ｓ６１０〜Ｓ６４０の処理と、Ｓ５２０〜Ｓ５５０の処理とを切り替える。極大値取得回数が所定数Ｄ以下である場合には（Ｓ６０５：Ｎｏ，Ｓ６４５：Ｙｅｓ）、所定数Ｃに達した時以後に所定数Ｅのセンサ出力値を取得して（Ｓ３２０）積算し（Ｓ５０５）、それらの平均値を求め（Ｓ５２０）、このセンサ出力平均値と上限値ａおよび下限値ｂとを比較して（Ｓ５２５，Ｓ５３０）、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している（Ｓ５３５，Ｓ５４０，Ｓ５４５）。第３所定数のセンサ出力値の平均値を用いて診断することにより、１個のセンサ出力値を用いてガスセンサが異常状態であるか否かを診断する場合に比べ、ノイズ等の特異なセンサ出力値が偶発的に取得された場合の影響を小さくすることができる。
【０１０１】
一方、極大値取得回数が所定数Ｄより大きく、かつ、所定数Ａ未満である場合には（Ｓ６０５：Ｙｅｓ）、それまでに取得した極大値平均値と、上限値ａおよび下限値ｂとを比較して（Ｓ６１５，Ｓ６２０）、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断している（Ｓ６２５，Ｓ６３０，Ｓ６３５）。
【０１０２】
このように、第２の実施形態によれば、燃料供給の中断が検出される前の内燃機関の運転状態等が影響してセンサ出力値の極値が第１所定数取得できなかった場合であっても、ガスセンサが異常状態にあるか否かを補完的に、かつ、的確に判断することができる。さらに、極大値取得回数に応じて診断方法を切り替えることにより、極大値取得回数に適した診断方法により、的確にガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することができる。
【０１０３】
なお、本発明は上記第１および第２の実施形態に限られず、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加えてもよい。例えば、第１および第２の実施形態では、排気ガス中の特定ガスとして酸素を検出するガスセンサ２が、異常状態にあるか否かを診断する場合について説明したが、異常診断の対象となるガスセンサとしては、特定ガス成分として酸素濃度を検出するガスセンサに限定されず、ＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ等を特定ガス成分とし、それらの濃度を検出するガスセンサを適用することもできる。
【０１０４】
また第１の実施形態では、図６に示す異常診断処理において、ゲイン大異常であるか否かを診断する処理（Ｓ３６５，Ｓ４１５）と、ゲイン小異常であるか否かを診断する処理（Ｓ３７０）を実施するようにしていたが、これらの処理はいずれか１つのみを実施するようにしてもよいし、任意の２つの組合せを実施するようにしてもよい。但し、より精度の高い的確な診断を実施するためには、第１の実施形態のように２つの異なる第１閾値である上限値と下限値とを用いて、ガスセンサが異常状態にあるか否かを診断することが好ましい。
【０１０５】
また第１および第２の実施形態では、図６に示す異常診断処理のＳ３２５において、取得順序が連続する直近の３つのセンサ出力値、即ち、取得順序がｎ−２番目、ｎ−１番目、および、ｎ番目を取得して、ｎ−２番目のセンサ出力値がｎ−１番目のセンサ出力値以下、かつ、ｎ−１番目のセンサ出力値がｎ番目のセンサ出力値より大きい条件を満たすか否かが判断し、ｎ−１番目のセンサ出力値が極大値であるか否かを判断していたが（Ｓ３２５）、この処理は極値を取得する処理であればよくこの方法に限定されない。したがって、例えば、極値の出現周期が予め分かっている場合には、極値の取得開始後、最初に取得する極値のみ第１の実施形態のように取得順序が連続する３つのセンサ出力値を用いて、その３つのセンサ出力値のうち、２番目のセンサ出力値が極値であるか否かを判断して取得し、その後は、最初に取得された極値が取得されたタイミングと、極値の出現頻度とに基づき極値を取得するようにしてもよい。
【０１０６】
また第１の実施形態では図６に示す異常診断処理において、第２の実施形態では図７および図８に示す異常診断処理において、本発明の極値として極大値を用いるようにしていたが、これに限定されず、極値として極小値を用いるようにしてもよいし、極大値と極小値の双方を用いるようにしてもよい。さらに、第１および第２の実施形態では、イグニッションスイッチがＯＮされるごとに１回だけ、ガスセンサの異常診断処理を行う処理としたが、これに限定されず、イグニッションスイッチがＯＮされてＯＦＦされるまでの間に複数回、ガスセンサの異常診断処理を行うようにしてもよい。
【０１０７】
また第１の実施形態では、図６に示す異常診断処理のＳ３３５において、極大値が上限値ａよりも大きいと判断される極大値の数を、ａより大きい回数として算出し、Ｓ３６５においてａより大きい回数が所定数Ｂ以上である場合に（Ｓ３６５：Ｙｅｓ）、ガスセンサ２がゲイン大異常である判断していたが（Ｓ３７５）、これに限定されない。例えば、Ｓ３３５において、極大値が上限値以下と判断される極大値の数を、上限値ａ以下回数として算出し、Ｓ３６５において、その上限値ａ以下回数が所定数Ｂ未満であるか否かを判断し、上限値ａ以下回数が所定数Ｂ未満であると判断される場合に、ガスセンサ２がゲイン大異常である判断するようにしてもよい。図６に示す第１の実施形態の異常診断処理のＳ３４０およびＳ３７０における処理、および、図７および図８に示す第２の実施形態の異常診断処理のＳ７００における処理においても同様である。
【０１０８】
また第１の実施形態では、図６に示す異常診断処理のＳ４１５において、直近のセンサ出力値であるｎ番目のセンサ出力値と上限値ａとを比較してガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断していたが、同様に、直近のセンサ出力値であるｎ番目のセンサ出力値と下限値ｂとを比較して、ｎ番目のセンサ出力値が下限値ｂより小さい場合には「ゲイン小異常」であり、ｎ番目のセンサ出力値が下限値ｂ以上である場合には正常な状態であると判断するようにしてもよい。また、図６に示す異常診断処理のＳ４１５において、所定数Ｃに達した時以後に取得した１又は複数のセンサ出力値と上限値ａとを比較してガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断するようにしてもよい。
【０１０９】
また第２の実施形態では、図７に示すフローチャートのＳ３２０において取得されたセンサ出力値のうち、極大値として取得されなかった（Ｓ３２５：Ｎｏ）センサ出力値の数が所定数Ｃに達したとき（Ｓ４１０：Ｙｅｓ）の処理として、極大値取得回数に応じて（Ｓ６０５）、図８のフローチャートに示すＳ６１０〜Ｓ６４０の処理と、図７のフローチャートに示すＳ５２０〜Ｓ５５０の処理とを切り替えるようにしていたが、これに限定されない。例えば、極大値取得回数に関わらず、Ｓ６１０〜Ｓ６４０の処理およびＳ５２０〜Ｓ５５０の処理のいずれかを実行させるようにしてもよいし、極大値取得回数に応じて、Ｓ６１０〜Ｓ６４０の処理およびＳ５２０〜Ｓ５５０の処理のいずれかと、図６のフローチャートに示す第１の実施形態のＳ４１５〜Ｓ４３０とを切り替えるようにしてもよい。ただし、Ｓ６１０〜Ｓ６４０の処理は、センサ出力値の数が所定数Ｃに達した時点で、極値が１以上取得されていないと実施できないため、第２の実施形態のようにガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断できる別の処理も別途実施できる構成にすることが好ましい。
【０１１０】
また第２の実施形態では、この所定数Ｃに達した時以後に取得した１又は複数のセンサ出力値と上限値ａ（下限値ｂ）とを比較してガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断すればよく、図７のフローチャートに示すＳ５２０〜Ｓ５５０の処理に限定されない。例えば、所定数Ｃに達した時以後に取得した複数のセンサ出力値の積算値と第２閾値とを比較するようにしてもよい。
【０１１１】
また、第２の実施形態の第３閾値（第２閾値）および第４閾値は、第１閾値と同様の値を設定していたが、これに限定されず、それぞれ別の値を設定するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１１２】
本発明は、ガスセンサの制御を司るガスセンサ制御装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１３】
【図１】ガスセンサ制御装置１およびガスセンサユニット３の概略構成を表したシステム構成図である。
【図２】ＲＡＭ６３の記憶エリアを説明するための概念図である。
【図３】内燃機関への燃料供給の中断開始後におけるガスセンサユニット３から出力されるセンサ出力値の経時変化を示すセンサ信号の一例を示すグラフである。
【図４】図３の点線で囲んだ部分１３０を拡大したグラフである。
【図５】ガスセンサ２が異常状態にあるか否かを診断する異常診断処理のメイン処理の流れを示すフローチャートである。
【図６】図５に示すメイン処理において実行される異常診断処理の流れを示すフローチャートである
【図７】図５に示すメイン処理において実行される第２の実施形態の異常診断処理の流れを示すフローチャートである。
【図８】図５に示すメイン処理において実行される第２の実施形態の異常診断処理の流れを示すフローチャートである。
【符号の説明】
【０１１４】
１    ガスセンサ制御装置
２    ガスセンサ
３    ガスセンサユニット
３１    センサ制御回路
３３    ポンプ電流駆動回路
３５    電圧出力回路
３９    基準電圧比較回路
４０    微小電流供給回路
４１    セラミックヒータ
４３    ヒータ電圧供給回路
６０    ＥＣＵ
６１    ＣＰＵ
６２    ＲＯＭ
６３    ＲＡＭ
２０１〜２０６，２１０    センサ出力値
【図１】
2008233065.tif 000003
【図２】
2008233065.tif 000004
【図３】
2008233065.tif 000005
【図４】
2008233065.tif 000006
【図５】
2008233065.tif 000007
【図６】
2008233065.tif 000008
【図７】
2008233065.tif 000009
【図８】
2008233065.tif 000010