(57)【要約】【課題】　診断開始前の空燃比に影響されずに異常の診断を可能にする。【解決手段】　燃料カット開始により診断処理を開始し（ステップ１０１）、燃料カット開始時のセンサ出力Ｉ１　を読み込んで記憶すると共に、タイマを作動させて燃料カット開始後の経過時間をカウントする（ステップ１０２）。次いで、燃料カット開始からセンサ出力がＩ２　に上昇するまでの時間Ｔ１　を上記タイマのカウント値から読み取り（ステップ１０３，１０４）、センサ出力の変化率ΔＩ＝（Ｉ２　−Ｉ１　）／Ｔ１　を算出する（ステップ１０５）。この後、算出したセンサ出力の変化率ΔＩを異常判定値Ｉｆｃと比較し（ステップ１０６）、ΔＩ≧Ｉｆｃであれば、センサの応答性は正常であるが、ΔＩ＜Ｉｆｃの場合には、センサの応答性に異常（劣化）が認められるので、メモリにセンサ異常を記憶すると共に、警告ランプ３９を点灯してセンサ異常を運転者に知らせる（ステップ１０７）。【選択図】　　　　図２
2004003513.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気ガスの空燃比に応じて出力が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力の変化率を求める変化率判定手段と、
　この変化率判定手段により求めた前記センサの出力の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
　前記検出手段は、燃料カット開始又は燃料カット復帰を燃料供給量の変化として検出することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
【請求項２】
内燃機関の排気ガスの空燃比に応じて出力が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力の変化率を求める変化率判定手段と、
　この変化率判定手段により求めた前記センサの出力の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
　前記変化率判定手段は、前記センサの出力の変化率として単位時間当たりの変化量を求めることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
【請求項３】
内燃機関の排気ガスの空燃比に応じて出力が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力の変化率を求める変化率判定手段と、
　この変化率判定手段により求めた前記センサの出力の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
　前記変化率判定手段は、前記燃料供給量が変化した後に前記センサの出力が所定量変化するまでの時間を計測し、その計測時間の長短によって前記センサの出力の変化率を判定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
【請求項４】
内燃機関の排気ガスの空燃比に応じて出力が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力の変化率を求める変化率判定手段と、
　この変化率判定手段により求めた前記センサの出力の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
　前記変化率判定手段は、前記燃料供給量が変化した後の所定時間内に変化する前記センサの出力の変化量を求め、その変化量の大小によって前記センサの出力の変化率を判定することを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
【請求項５】
内燃機関の排気系の空燃比又は酸素濃度を検出するセンサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後に前記センサの出力が変化し始めるまでの応答遅れ時間を計測する計時手段と、
　この計時手段により測定した応答遅れ時間に基づいて前記センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
【請求項６】
内燃機関の排気ガスの空燃比に応じて出力が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力の変化率を求める変化率判定手段と、
　この変化率判定手段により求めた前記センサの出力の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、
　前記異常判定手段による前記空燃比センサの正常／異常の判定に応じて前記空燃比フィードバック制御の空燃比フィードバックゲインを切り換えることを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
【請求項７】
内燃機関の排気ガスの空燃比に応じて出力電流が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、
　前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、
　この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力電流の変化率を求める変化率判定手段と、
　この変化率判定手段により求めた前記センサの出力電流の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置。
　                                                                      
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
　本発明は、内燃機関（以下「エンジン」という）に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断する内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
　自動車のエンジンに供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置では、排気管に、排気ガス中の酸素濃度を検出する酸素センサを取り付け、この酸素センサの出力電圧を理論空燃比に相当する基準電圧と比較して、空燃比フィードバック補正係数を増減することで、空燃比を理論空燃比近傍に制御するようにしている。このような空燃比フィードバック制御システムでは、酸素センサの出力が特性劣化や故障により正常値からずれると、空燃比の制御性が悪くなる。そこで、酸素センサの故障を検出するため、燃料カット開始から一定時間経過した後に酸素センサの出力電流を故障判定レベルと比較することで、酸素センサの故障の有無を診断するようにしたものがある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭６０−２３３３４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
　しかしながら、上記特許文献１の自己診断方法では、燃料カット開始から一定時間経過後のセンサ電流を故障判定レベルと比較するようにしているが、燃料カット直前の空燃比の状態によっては、同じ酸素センサでも燃料カット開始時のセンサ電流が異なり、それによって燃料カット開始からセンサ電流が故障判定レベルに到達するまでの時間も異なる。従って、燃料カット開始から一定時間経過後のセンサ電流で故障を診断したのでは、燃料カット直前の空燃比の状態によって故障診断が大きく影響されてしまい、酸素センサの故障又は劣化を正確に診断できないことがあり、診断精度が低いという欠点がある。
【０００４】
　本発明はこのような事情を考慮してなされたものであり、従ってその目的は、診断開始前の空燃比の状態に影響されずに空燃比センサの異常の有無を診断することができて、診断精度を向上することができる内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
　上記目的を達成するために、本発明の請求項１の内燃機関の空燃比制御装置の自己診断装置は、内燃機関の排気ガスの空燃比（Ａ／Ｆ）に応じて出力が連続的に変化する空燃比センサの出力によって内燃機関に供給する混合気の空燃比をフィードバック制御する空燃比制御装置の異常を自己診断するものにおいて、前記内燃機関への燃料供給量の変化を検出する検出手段と、この検出手段により前記燃料供給量の変化を検出した後の前記空燃比センサの出力の変化率を求める変化率判定手段と、この変化率判定手段により求めた前記空燃比センサの出力の変化率に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段とを備え、前記検出手段は、燃料カット開始又は燃料カット復帰を燃料供給量の変化として検出する。
【０００６】
　また、請求項２のように、前記変化率判定手段は、前記空燃比センサの出力の変化率として単位時間当たりの変化量を求めるようにしても良い。
【０００７】
　或は、請求項３のように、前記変化率判定手段は、前記燃料供給量が変化した後に前記センサの出力が所定量変化するまでの時間を計測し、その計測時間の長短によって前記空燃比センサの出力の変化率を判定するようにしても良い。
【０００８】
　或は、請求項４のように、前記変化率判定手段は、前記燃料供給量が変化した後の所定時間内に変化する前記空燃比センサの出力の変化量を求め、その変化量の大小によって前記空燃比センサの出力の変化率を判定するようにしても良い。
【０００９】
　また、請求項５のように、上述した変化率判定手段に代えて、燃料供給量が変化した後に空燃比センサの出力が変化し始めるまでの応答遅れ時間を計測する計時手段を設け、この計時手段により測定した応答遅れ時間に基づいて前記空燃比センサの異常の有無を判定する異常判定手段を設けた構成としても良い。
【００１０】
　また、請求項６のように、異常判定手段による前記空燃比センサの正常／異常の判定に応じて前記空燃比フィードバック制御の空燃比フィードバックゲインを切り換えるようにしても良い。
【００１１】
　また、請求項７のように、空燃比センサの出力として出力電流を用いても良い。
【発明の効果】
【００１２】
　本発明の請求項１の構成によれば、内燃機関（以下「エンジン」という）への燃料供給量の変化を検出手段により検出した時点で、診断処理を開始し、燃料供給量の変化を検出した後の空燃比センサ出力の変化率を変化率判定手段により求める。そして、変化率判定手段により求めた空燃比センサ出力の変化率に基づいて空燃比センサの異常の有無を異常判定手段により判定する。この場合、診断開始前（燃料供給量変化検出前）の空燃比の状態によって診断開始当初（燃料供給量変化検出当初）の空燃比センサ出力が変化するという事情があっても、診断開始後のセンサ出力の変化率は、診断開始前の空燃比の影響をほとんど受けずに済む。従って、空燃比センサ出力の変化率に基づいて空燃比センサの異常の有無を診断することで、診断開始前の空燃比の状態に影響されずに空燃比センサの異常の有無を診断することが可能となる。
【００１３】
　ところで、燃料供給量が変化する原因として、例えば燃料カット開始・燃料カット復帰があり、燃料カット開始により燃料供給が停止され、燃料カット復帰により燃料供給が再開されるため、燃料カット開始・燃料カット復帰により燃料供給量に大きな変化が起こる。
【００１４】
　そこで、請求項１では更に、検出手段により燃料カット開始又は燃料カット復帰を検出し、それによって燃料供給量の変化を間接的に検出する。燃料カット開始・燃料カット復帰のタイミングは、エンジン制御装置が制御するものであり、正確に分かる。
【００１５】
　また、請求項２では、変化率判定手段により空燃比センサ出力の変化率として単位時間当たりの変化量を求める。ここで、単位時間当たりの変化量は、所定時間内の変化量を当該所定時間で割り算して求めたり、所定変化量を、その変化に要した時間で割り算して求めたり、或は、空燃比センサ出力の変化率（傾き）をハード的に検出する検出回路を設けるようにしても良い。
【００１６】
　また、請求項３では、変化率判定手段は、燃料供給量が変化した後に空燃比センサ出力が所定量変化するまでの時間を計測し、その計測時間の長短によって空燃比センサ出力の変化率を間接的に判定する。つまり、計測時間が長ければ、空燃比センサ出力の変化率が小さく、計測時間が短くなるほど、空燃比センサ出力の変化率が大きくなるという関係を利用するものである。この場合には、空燃比センサ出力の変化量を計測時間で割り算する必要はない。
【００１７】
　一方、請求項４では、変化率判定手段は、燃料供給量が変化した後の所定時間内に変化する空燃比センサ出力の変化量を求め、その変化量の大小によって空燃比センサの出力の変化率を間接的に判定する。つまり、所定時間内の変化量が大きくなれば、空燃比センサ出力の変化率が大きくなり、所定時間内の変化量が小さくなるほど、空燃比センサ出力の変化率が小さくなるという関係を利用するものである。この場合も、請求項３の場合と同じく、変化量を時間で割り算する必要はない。
【００１８】
　ところで、空燃比センサの特性が劣化すると、空燃比センサの応答性が悪くなり、燃料供給量が変化した後に空燃比センサの出力が変化し始めるまでの応答遅れ時間が長くなる傾向がある。そこで、請求項５では、上述した空燃比センサ出力の変化率に代えて、燃料供給量が変化した後に空燃比センサの出力が変化し始めるまでの応答遅れ時間を計時手段により測定し、この計時手段により測定した応答遅れ時間に基づいてセンサの異常の有無を異常判定手段により判定する。このように、応答遅れ時間に基づいて診断しても、診断開始前の空燃比の状態に影響されずにセンサの異常の有無を診断することが可能となる。
【００１９】
　また、請求項６では、異常判定手段による前記空燃比センサの正常／異常の判定に応じて前記空燃比フィードバック制御の空燃比フィードバックゲインを切り換える。これにより、空燃比センサ異常（劣化）時の空燃比の発散やハンチングを防止することができる。
【００２０】
　また、請求項７のように、空燃比センサの出力として出力電流を用いても良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
　　[実施例１]
【００２２】
　以下、本発明の実施例１を図１乃至図７に基づいて説明する。まず、図１に基づいてエンジン制御系システム全体の概略構成を説明する。エンジン１０（内燃機関）の吸気ポート１１に接続された吸気管１２の最上流部にはエアクリーナ１３が設けられ、このエアクリーナ１３の下流に吸気温センサ１４が設けられている。また、吸気管１２の途中部には、スロットルバルブ１５が設けられ、このスロットルバルブ１５をバイパスするバイパス路１６にはアイドルスピードコントロールバルブ１７が設けられている。上記スロットルバルブ１５の開度は、スロットル開度センサ１８によって検出され、スロットルバルブ１５の下流側の吸気管圧力は、吸気管圧力センサ１９によって検出される。
【００２３】
　また、吸気ポート１２の近傍には、燃料タンク２１から供給される燃料を噴射する燃料噴射弁２０が設けられている。燃料タンク２１内の燃料は燃料ポンプ２２→燃料フィルタ２３→プレッシャレギュレータ２４の経路を経て燃料噴射弁２０に供給され、プレッシャレギュレータ２４により燃料圧力が吸気管圧力に対して一定圧力に保たれると共に、余分な燃料がリターン配管２５を通して燃料タンク２１内に戻される。
【００２４】
　一方、エンジン１０の排気ポート２６に接続された排気管２７には、排出ガス中の空燃比（Ａ／Ｆ）に応じて連続的に出力電流が変化する空燃比センサ２８や排出ガス浄化用の三元触媒（図示せず）が設けられている。エンジン１０を冷却するウォータジャケット２９には、冷却水温を検出する水温センサ３０が取り付けられている。また、エンジン１０の各シリンダの点火プラグ３１に高圧電流を配給するディストリビュータ３２には、特定気筒のクランク角基準位置を判別するための気筒判別センサ３３と、エンジン回転数に応じた周波数のパルス信号を出力するクランク角センサ３４とが設けられている。上記ディストリビュータ３２にはイグナイタ３５の高圧二次電流が供給される。
【００２５】
　上述した各種センサの出力信号は、エンジン制御回路（以下「ＥＣＵ」という）３６に入力され、エンジン制御データとして用いられる。ＥＣＵ３６は、バッテリ３７を電源として動作し、イグニッションスイッチ３８のオン信号によりエンジン１０を始動させると共に、エンジン１０の運転中は、空燃比センサ２８の出力信号に基づいて図５に示すように空燃比フィードバック補正係数を増減することで、空燃比を理論空燃比近傍にフィードバック制御する。
【００２６】
　また、ＥＣＵ３６は、図２に示すセンサ異常診断ルーチンによって空燃比センサ２８の異常の有無を診断し、異常時には警告ランプ３９（警告手段）を点灯して運転者に知らせる。このセンサ異常診断ルーチンは、メインルーチン実行毎（例えば８ｍｓ毎）に処理され、減速時の燃料カット開始後の空燃比センサ２８の出力電流の変化率ΔＩを求め、その変化率ΔＩが異常判定値Ｉｆｃより小さいときにセンサ異常と判定する。このセンサ異常診断ルーチンを実行した場合の処理の流れを示すタイムチャートが図３に示されている。
【００２７】
　このセンサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ１０１で、燃料カット開始か否かを判定する。ここで、燃料カットの実行時期は、図６に示す燃料カット判定ルーチンによって制御され、その処理の流れを示すタイムチャートが図７に示されている。この燃料カット判定ルーチンも、メインルーチン実行毎（例えば８ｍｓ毎）に処理され、処理が開始されると、まず、ステップ１２１で、減速時の燃料カットによるショックを低減するために、スロットル全閉状態（図示しないスロットル全閉スイッチのオン状態）が所定時間Ｔｏ　経過したか否かを判定し、所定時間Ｔｏ　経過していれば、ステップ１２２に進んで、エンジン回転数ＮＥが燃料カット開始回転数ＮＦＣより高いか否かを判定する。もし、ＮＥ＞ＮＦＣであれば、ステップ１２６に進んで、燃料カット実行フラグＸＦＣを“１”にセットし、燃料カットを実行する。尚、燃料カット開始回転数ＮＦＣは、アイドル状態で燃料カットに入らないように冷却水温が低いほど高く設定される。
【００２８】
　一方、ステップ１２１，１２２のいずれかで「Ｎｏ」と判定された場合、つまり、スロットル全閉状態が所定時間Ｔｏ　経過していない場合、又は、エンジン回転数ＮＥが燃料カット開始回転数ＮＦＣ以下の場合には、ステップ１２３に進んで、前回の処理で燃料カットが実行されたか否かを判定し、前回の処理で燃料カットが実行されていれば、ステップ１２４に進んで、エンジン回転数ＮＥが燃料カット復帰回転数ＮＲＴ以下に低下したかか否かを判定し、燃料カット復帰回転数ＮＲＴ以下に低下していれば、ステップ１２５に進んで、燃料カット実行フラグＸＦＣを“０”にセットして燃料カットから復帰し、燃料噴射を再開する。上記ステップ１２４で、エンジン回転数ＮＥが燃料カット復帰回転数ＮＲＴ以下に低下していないと判定されれば、ステップ１２６に進み、引き続き燃料カットを継続する。尚、ステップ１２３で「Ｎｏ」の場合、つまり、前回の処理で燃料カットが実行されていない場合には、ステップ１２５に済み、引き続き燃料噴射を実行する。
【００２９】
　前述したように、図２に示すセンサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ１０１で、燃料カットを開始したか否かを判定し、燃料カットが開始されていなければ、以降の処理を行わずに、センサ異常診断ルーチンを終了する。このステップ１０１の処理がエンジン１０への燃料供給量の変化を検出する検出手段に相当する。前記燃料カット判定ルーチンの処理により燃料カットが開始された時点でステップ１０１で「Ｙｅｓ」と判定され、ステップ１０２に進んで、燃料カット開始時の空燃比センサ２８の出力（以下「センサ出力」という）Ｉ１　を読み込んで記憶すると共に、タイマを作動させて燃料カット開始後の経過時間をカウントする。次いで、ステップ１０３で、センサ出力がＩ２　まで上昇したか否かを判定し、センサ出力がＩ２　に上昇するまで待機する。
【００３０】
　その後、センサ出力がＩ２　まで上昇すると、ステップ１０４に進み、燃料カット開始からセンサ出力がＩ２　に上昇するまでの時間Ｔ１　を前述したタイマのカウント値から読み取って記憶した後、ステップ１０５に進んで、センサ出力の変化率ΔＩを次式により算出する。
【００３１】
　ΔＩ＝（Ｉ２　−Ｉ１　）／Ｔ１
　このステップ１０５の処理が特許請求の範囲でいう変化率判定手段として機能する。
【００３２】
　続くステップ１０６で、上式により算出したセンサ出力の変化率ΔＩを異常判定値Ｉｆｃと比較し、センサ出力の変化率ΔＩが異常判定値Ｉｆｃ以上であれば、空燃比センサ２８の応答性は劣化しておらず、センサ出力は正常であるので、本ルーチンを終了する。しかし、空燃比センサ２８の応答性が劣化するに従って、センサ出力の変化率ΔＩが小さくなることから、センサ出力の変化率ΔＩが異常判定値Ｉｆｃに満たない場合には、空燃比センサ２８の異常（劣化）有りと判定される。この場合には、ステップ１０７に進んで、ＥＣＵ３６のメモリにセンサ異常を記憶すると共に、警告ランプ３９を点灯して運転者に知らせる。上記ステップ１０６の処理が特許請求の範囲でいう異常判定手段として機能する。
【００３３】
　更に、本実施例では、センサ異常（劣化）時の空燃比の発散やハンチングを防ぐために、図４に空燃比フィードバックゲイン切替ルーチンによりセンサ正常／異常に応じて空燃比フィードバックゲインを切り替える。即ち、ステップ１１１で、図２のセンサ異常診断ルーチンの診断結果がセンサ異常か否かを判定し、センサ正常時には、ステップ１１３に進んで、空燃比フィードバックゲイン（積分定数，スキップ値等）を通常値とするが、センサ異常（劣化）時には、ステップ１１２に進んで、空燃比フィードバックゲインを通常値よりも小さくする。これにより、図５に示すように、センサ異常（劣化）時には空燃比フィードバック補正係数の振幅がセンサ正常時よりも小さくなり、空燃比の発散やハンチングが抑えられる。
【００３４】
　以上説明した実施例１のように、燃料カット開始後（燃料供給量変化検出後）のセンサ出力の変化率ΔＩを求め、その変化率ΔＩが異常判定値Ｉｆｃより小さいか否かによってセンサ異常の有無を判定するようにすれば、診断開始前（燃料カット開始前）の空燃比の状態によって診断開始当初（燃料カット開始当初）のセンサ出力が変化するという事情があっても、診断開始後のセンサ出力の変化率ΔＩは、診断開始前の空燃比の影響をほとんど受けないので、診断開始前の空燃比の状態に影響されずにセンサの異常の有無を診断することができ、診断開始前の空燃比の影響を受けやすい従来の診断方法と比較して、わずかなセンサ異常（特性劣化）も検出することができて、診断精度を向上することができる。これにより、センサ異常（特性劣化）によるドライビリティ低下やエミッション悪化を未然に防ぐことができる。
　　[実施例２]
【００３５】
　上記実施例１では、診断開始条件となる燃料供給量の変化として燃料カット開始を検出したが、これとは反対に、燃料カット復帰を条件に診断処理（センサ出力の変化率の判定）を開始するようにしても良い。以下、これを具体化した本発明の実施例２を図８及び図９に基づいて説明する。図８に示すセンサ異常診断ルーチンは、メインルーチン実行毎（例えば８ｍｓ毎）に処理され、燃料カット復帰後のセンサ出力の変化率ΔＩを求め、その変化率ΔＩを異常判定値Ｉｆｒと比較してセンサ異常の有無を判定する。このセンサ異常診断ルーチンを実行した場合の処理の流れを示すタイムチャートが図９に示されている。
【００３６】
　この実施例２のセンサ異常診断ルーチンでは、まず、ステップ２０１で、燃料カット復帰（燃料噴射再開）か否かを判定し、燃料カット復帰でなければ、以降の処理を行わずに、センサ異常診断ルーチンを終了する。その後、燃料カット復帰が行われた時点で、ステップ１０１で「Ｙｅｓ」と判定され、ステップ２０２に進んで、燃料カット復帰時のセンサ出力Ｉ３　を読み込んで記憶すると共に、タイマを作動させて燃料カット復帰後の経過時間をカウントする。続くステップ２０３で、センサ出力がＩ４　まで低下したか否かを判定し、センサ出力がＩ４　に低下するまで待機する。
【００３７】
　その後、センサ出力がＩ４　まで低下すると、ステップ２０４に進み、燃料カット開始からセンサ出力がＩ４　に低下するまでの時間Ｔ２　を前述したタイマのカウント値から読み取って記憶した後、ステップ２０５に進んで、センサ出力の変化率ΔＩを次式により算出する。
【００３８】
　ΔＩ＝（Ｉ４　−Ｉ３　）／Ｔ２
　続くステップ２０６で、上式により算出したセンサ出力の変化率ΔＩを異常判定値Ｉｆｒと比較し、センサ出力の変化率ΔＩが異常判定値Ｉｆｒ以下の場合（絶対値の比較では｜ΔＩ｜≧｜Ｉｆｒ｜の場合）には、空燃比センサ２８の応答性は劣化しておらず、センサ出力は正常であるので、本ルーチンを終了する。しかし、空燃比センサ２８の応答性が劣化するに従って、センサ出力の変化率ΔＩの絶対値が小さくなることから、センサ出力の変化率ΔＩが異常判定値Ｉｆｃより大きくなった場合（絶対値の比較では｜ΔＩ｜＜｜Ｉｆｒ｜となった場合）には、空燃比センサ２８の異常（劣化）有りと判定される。この場合には、ステップ１０７に進んで、ＥＣＵ３６のメモリにセンサ異常を記憶すると共に、警告ランプ３９を点灯して運転者に知らせる。
【００３９】
　以上説明した実施例１及び実施例２では、診断開始条件となる燃料供給量の変化として燃料カット開始又は燃料カット復帰を検出するようにしたが、燃料供給量の変化をもたらす目標空燃比の変化又は燃料増量値・燃料減量値の変化を診断開始条件とするようにしても良い。
【００４０】
　また、実施例１及び実施例２では、センサ出力が所定値Ｉ２　，Ｉ４　に変化するまでの時間Ｔ１　，Ｔ２　を計測して、センサ出力の所定変化量を時間Ｔ１　，Ｔ２　で割り算してセンサ出力の変化率ΔＩを求めるようにしたが、所定時間内の変化量を計測して、この変化量を当該所定時間で割り算してセンサ出力の変化率ΔＩを求めるようにしても良い。これを具体化したのが図１０及び図１１に示す本発明の実施例３と図１２及び図１３に示す本発明の実施例４である。
　　[実施例３]
【００４１】
　図１０及び図１１に示す本発明の実施例３は、燃料カット開始後のセンサ出力の変化率ΔＩを求める実施例１に対応する実施例であり、ステップ３０３，３０４の処理が実施例１と異なるのみであり、これ以外の処理は実施例１と実質的に同じである。この実施例３では、燃料カット開始時のセンサ出力Ｉ５を読み込んで記憶し（ステップ３０２）、その後、所定時間Ｔ３　経過した時点のセンサ出力Ｉ６　を読み込んで記憶し（ステップ３０３，３０４）、センサ出力の変化率ΔＩを次式により算出する（ステップ３０５）。
【００４２】
　ΔＩ＝（Ｉ６　−Ｉ５　）／Ｔ３
　　[実施例４]
【００４３】
　一方、図１２及び図１３に示す本発明の実施例４は、燃料カット復帰後のセンサ出力の変化率ΔＩを求める実施例２に対応する実施例であり、ステップ４０３，４０４の処理が実施例２と異なるのみであり、これ以外の処理は実施例２と実質的に同じである。この実施例４では、燃料カット復帰時のセンサ出力Ｉ７　を読み込んで記憶し（ステップ４０２）、その後、所定時間Ｔ４　経過した時点のセンサ出力Ｉ８　を読み込んで記憶し（ステップ４０３，４０４）、センサ出力の変化率ΔＩを次式により算出する（ステップ４０５）。
【００４４】
　ΔＩ＝（Ｉ８　−Ｉ７　）／Ｔ４
　　[実施例５]
【００４５】
　ところで、図３に示すように、燃料カット開始からセンサ出力が変化し始めるまでに応答遅れ時間Ｔ５　がある。空燃比センサ２８の特性が劣化すると、応答性が遅くなり、応答遅れ時間Ｔ５　が長くなる傾向がある。
【００４６】
　そこで、図１４及び図１５に示す本発明の実施例５では、燃料カット開始からセンサ出力が変化し始めるまでの応答遅れ時間Ｔ９　を測定し、この応答遅れ時間Ｔ９　を異常判定値Ｔｆｃと比較してセンサ異常の有無を判定する。具体的には、ステップ５０１，５０２で、燃料カット開始時のセンサ出力Ｉ９　を読み込んで記憶すると共に、タイマを作動させて燃料カット開始後の経過時間をカウントする。
【００４７】
　次いで、ステップ５０３にて、センサ出力がＩ９　＋Δｉ（ここでΔｉは出力上昇と認められる変化幅）に上昇するまで待機し、センサ出力がＩ９　＋Δｉに上昇した時点で、ステップ５０４に進んで、燃料カット開始からセンサ出力がＩ９　＋Δｉに上昇するまでの応答遅れ時間Ｔ５　を前述したタイマのカウント値から読み取る。この後、ステップ５０５で、応答遅れ時間Ｔ９　を異常判定値Ｔｆｃと比較し、Ｔ９　≦Ｔｆｃであれば、空燃比センサ２８の応答性は劣化しておらず、センサ出力は正常であるので、本ルーチンを終了する。
【００４８】
　しかし、Ｔ９　＞Ｔｆｃであれば、空燃比センサ２８の応答性が劣化しているので、空燃比センサ２８の異常（劣化）有りと判定され、ステップ５０６に進んで、ＥＣＵ３６のメモリにセンサ異常を記憶すると共に、警告ランプ３９を点灯して運転者に知らせる。この場合、ステップ５０３，５０４の処理が特許請求の範囲でいう計時手段として機能する。
　　[実施例６]
【００４９】
　一方、図１６及び図１７に示す本発明の実施例６では、燃料カット開始後、応答遅れ時間Ｔ１０経過後にセンサ出力の変化率ΔＩの測定を開始することで、変化率ΔＩの測定精度を高めるものである。この実施例６は、所定時間内のセンサ出力の変化量を当該所定時間で割り算して変化率ΔＩを求める実施例３（図１０，図１１）に対応するものであり、以下、図１７のタイムチャート中の符号を引用しながら図１６のフローチャートを説明する。
【００５０】
　ステップ６０１〜６０４の処理は、図１４のステップ５０１〜５０４の処理と同じであり、燃料カット開始時のセンサ出力Ｉ１０を求めて記憶すると共に、燃料カット開始からセンサ出力がＩ１０＋Δｉに上昇するまでの応答遅れ時間Ｔ１０を測定して記憶する。続くステップ６０５で、センサ出力がＩ１０＋Δｉに上昇してから所定時間Δｔ経過するまで待機し、所定時間Δｔ経過後にセンサ出力Ｉ１１を読み込んで記憶する（ステップ６０６）。続くステップ６０７で、センサ出力の変化率ΔＩを次式により算出する。
【００５１】
　ΔＩ＝｛Ｉ１１−（Ｉ１０＋Δｉ）｝／Δｔ
　この後、ステップ６０８で、センサ出力の変化率ΔＩを異常判定値Ｉｃｆ２　と比較し、ΔＩ＜Ｉｃｆ２　であれば、空燃比センサ２８の異常（劣化）有りと判定され、ステップ６０９に進んで、ＥＣＵ３６のメモリにセンサ異常を記憶すると共に、警告ランプ３９を点灯して運転者に知らせる。
【００５２】
　尚、実施例１についても、燃料カット開始後、応答遅れ時間Ｔ１０の経過後にセンサ出力の変化率ΔＩの測定を開始するようにしても良い。また、実施例５及び実施例６の各実施例の考え方は、燃料カット開始時に限らず、燃料カット復帰時等、他の燃料供給量変化を検出する場合にも適用可能である。
【００５３】
　また、実施例５を除く各実施例では、いずれもセンサ出力の変化量を時間で割り算して単位時間当たりの変化量をセンサ出力の変化率ΔＩとして求めるようにしたが、センサ出力の変化率ΔＩを直接算出せずに、次のようにして間接的にセンサ出力の変化率を判定するようにしても良い。
【００５４】
　（１）燃料供給量が変化した後にセンサ出力が所定量変化するまでの時間を計測し、その計測時間の長短によってセンサ出力の変化率を間接的に判定する。つまり、計測時間が長ければ、センサ出力の変化率が小さく、計測時間が短くなるほど、センサ出力の変化率が大きくなるという関係を利用するものである。この場合には、センサ出力の変化量を計測時間で割り算する必要はない。
【００５５】
　（２）燃料供給量が変化した後の所定時間内に変化するセンサ出力の変化量を求め、その変化量の大小によってセンサの出力の変化率を間接的に判定する。つまり、所定時間内の変化量が大きくなれば、センサ出力の変化率が大きくなり、所定時間内の変化量が小さくなるほど、センサ出力の変化率が小さくなるという関係を利用するものである。この場合も、上述の場合と同じく、変化量を時間で割り算する必要はない。
【００５６】
　上記（１）又は（２）の方法を用いれば、センサ出力の変化量を時間で割り算する必要が無いので、演算負荷が少なくて済む利点がある。また、センサ出力の変化率（傾き）をハード的に検出する検出回路を設けるようにしても良い。
【００５７】
　尚、燃料供給量の変化の判定やセンサ出力の変化率の判定は、前記した各例を適宜組み合わせて実施するようにしても良く、例えば燃料カット開始時と燃料カット復帰時の双方でセンサ異常の判定を行うようにしても良い。
【００５８】
　また、前記実施例では、排気ガス中の空燃比に応じて連続的に出力が変化する空燃比センサ２８を用いたが、排気ガス中の酸素濃度に応じて出力がステップ的に変化する酸素センサを用いるようにしても良い。
【００５９】
　また、前記実施例では、センサ異常時に運転者に警告する警告手段として警告ランプ３９を用いたが、ブザー等、音で警告したり、燃料供給又は点火時期を周期的に変化させてエンジン回転数をラフにすることで運転者にセンサ異常を警告するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の実施例１を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】実施例１のセンサ異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図３】実施例１の異常診断処理の流れを示すタイムチャート
【図４】空燃比フィードバックゲイン切替ルーチンの流れを示すフローチャート
【図５】空燃比フィードバック補正係数の経時的変化を示す図
【図６】燃料カット判定ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図７】燃料カットの作動を示すフローチャート
【図８】本発明の実施例２のセンサ異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図９】実施例２の異常診断処理の流れを示すタイムチャート
【図１０】本発明の実施例３のセンサ異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１１】実施例３の異常診断処理の流れを示すタイムチャート
【図１２】本発明の実施例４のセンサ異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１３】実施例４の異常診断処理の流れを示すタイムチャート
【図１４】本発明の実施例５のセンサ異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１５】実施例５の異常診断処理の流れを示すタイムチャート
【図１６】本発明の実施例６のセンサ異常診断ルーチンの処理の流れを示すフローチャート
【図１７】実施例５の異常診断処理の流れを示すタイムチャート
【符号の説明】
【００６１】
　１０…エンジン（内燃機関）、
　２０…燃料噴射弁、
　２７…排気管、
　２８…空燃比センサ、
　３６…エンジン制御回路（検出手段，変化率判定手段，異常判定手段）、
　３９…警告ランプ（警告手段）。
　                                                                      
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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