(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１端子及び第２端子に電気的に導通する酸素ポンプセル、並びに、上記第２端子及び第３端子に電気的に導通する酸素濃度検知セルを有するガスセンサと、
上記第１端子の第１端子電位を検知する第１端子電位検知回路、
上記第２端子の第２端子電位を検知する第２端子電位検知回路、及び、
上記第３端子の第３端子電位を検知する第３端子電位検知回路を含み、
上記第１端子、上記第２端子及び上記第３端子を通じて上記ガスセンサを制御するセンサ制御部と、を備える
ガスセンサシステムであって、
上記センサ制御部は、
上記第２端子に、接地電位よりも高く、当該センサ制御部で用いる制御用電源の電源電位よりも低い所定の検査電位を印加する検査電位回路と、
上記第１端子電位検知回路の入力抵抗よりも小さく、かつ、上記酸素ポンプセルに酸素イオン伝導性が発現していない状態における上記酸素ポンプセルの内部抵抗よりも小さく、かつ、上記ガスセンサの活性状態における上記酸素ポンプセルの内部抵抗よりも大きい抵抗値を有し、
上記第１端子と上記第２端子との間を断続可能に接続する
第１回路と、
上記第３端子電位検知回路の入力抵抗よりも小さく、かつ、上記酸素濃度検知セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態における上記酸素濃度検知セルの内部抵抗よりも小さく、かつ、上記ガスセンサの活性状態における上記酸素濃度検知セルの内部抵抗よりも大きい抵抗値を有し、
上記第２端子と上記第３端子との間を断続可能に接続する
第２回路と、
上記第２端子に上記検査電位を印加し、上記第１回路及び上記第２回路を接続した状態で、上記第１端子電位検知回路、上記第２端子電位検知回路及び上記第３端子電位検知回路を用いて、上記第１端子電位、上記第２端子電位及び上記第３端子電位を検知する端子電位検知手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【請求項２】
請求項１に記載のガスセンサシステムであって、
前記センサ制御部は、
前記端子電位検知手段で検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて、前記ガスセンサの短絡異常の有無を判別する短絡有無判別手段を備える
ガスセンサシステム。
【請求項３】
請求項２に記載のガスセンサシステムであって、
前記短絡有無判別手段は、
検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位のいずれもが前記検査電位に等しいか否かを判別する
ガスセンサシステム。
【請求項４】
請求項２または請求項３に記載のガスセンサシステムであって、
前記センサ制御部は、
前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、前記ガスセンサが前記活性状態よりも低温の低温状態で、前記端子電位検知手段で検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて、前記ガスセンサの短絡異常の発生箇所及びその短絡先を含む短絡状態を判別する短絡状態判別手段を備える
ガスセンサシステム。
【請求項５】
請求項４に記載のガスセンサシステムであって、
前記短絡状態判別手段は、
前記酸素ポンプセルと前記第１端子とを繋ぐ第１配線が前記接地電位に短絡している第１ＧＮＤショート状態、
上記酸素ポンプセル及び前記酸素濃度検知セルと前記第２端子とを繋ぐ第２配線が上記接地電位に短絡している第２ＧＮＤショート状態、
上記酸素濃度検知セルと前記第３端子とを繋ぐ第３配線が上記接地電位に短絡している第３ＧＮＤショート状態、
上記第１配線が電源に短絡している第１電源ショート状態、
上記第２配線が上記電源に短絡している第２電源ショート状態、及び、
上記第３配線が上記電源に短絡している第３電源ショート状態、の計６通りの前記短絡状態を、
検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて判別する
ガスセンサシステム。
【請求項６】
請求項５に記載のガスセンサシステムであって、
前記短絡状態判別手段は、
検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて、
上記第２端子電位及び上記第３端子電位が前記検査電位に等しく、上記第１端子電位が上記検査電位よりも低い電位である場合に、前記第１ＧＮＤショート状態であると判別し、
上記第１端子電位、上記第２端子電位及び上記第３端子電位のいずれもが上記検査電位よりも低い電位である場合に、前記第２ＧＮＤショート状態であると判別し、
上記第１端子電位及び上記第２端子電位が上記検査電位に等しく、上記第３端子電位が上記検査電位よりも低い電位である場合に、前記第３ＧＮＤショート状態であると判別し、
上記第２端子電位及び上記第３端子電位が上記検査電位に等しく、上記第１端子電位が上記検査電位よりも高い電位である場合に、前記第１電源ショート状態であると判別し、
上記第１端子電位、上記第２端子電位及び上記第３端子電位のいずれもが上記検査電位よりも高い電位である場合に、前記第２電源ショート状態であると判別し、
上記第１端子電位及び上記第２端子電位が上記検査電位に等しく、上記第３端子電位が上記検査電位よりも高い電位である場合に、前記第３電源ショート状態であると判別する
ガスセンサシステム。
【請求項７】
請求項４〜請求項６のいずれか一項に記載のガスセンサシステムであって、
前記センサ制御部は、
上記システムの起動がホットリスタートであるか否かを、上記システムの起動直後に判別するホットリスタート判別手段と、
上記ホットリスタート判別手段で、上記ホットリスタートであると判別され、かつ、前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合には、前記短絡状態判別手段の実行に先立ち、上記ガスセンサが前記低温状態となるまで待つ第１待機手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【請求項８】
請求項４〜請求項７のいずれか一項に記載のガスセンサシステムであって、
前記センサ制御部は、
前記ガスセンサが前記活性状態下での作動中に、前記短絡有無判別手段により短絡異常有りと判別された場合に、前記短絡状態判別手段の実行に先立ち、上記ガスセンサが前記低温状態となるまで待つ第２待機手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【請求項９】
請求項４〜請求項８のいずれか一項に記載のガスセンサシステムであって、
前記センサ制御部は、
前記検査電位回路から前記第２端子への前記検査電位の印加をオンオフする第１電位スイッチと、
前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第１電位スイッチをオフする第１遮断手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【請求項１０】
請求項９に記載のガスセンサシステムであって、
前記第１遮断手段は、
前記第１電位スイッチをオフすると共に、前記第１回路及び前記第２回路の接続を解除する
ガスセンサシステム。
【請求項１１】
請求項４〜請求項１０のいずれか一項に記載のガスセンサシステムであって、
前記ガスセンサは、
被測定ガスが導入される測定室、及び、基準酸素雰囲気とされる基準酸素室を内部に有し、
前記酸素濃度検知セルは、
上記基準酸素室に面し前記第３端子に導通する第１検知電極、及び、上記測定室に露出し前記第２端子に導通する第２検知電極を有し、
前記センサ制御部は、
上記第３端子を通じて上記酸素濃度検知セルに検知セル電流を流す検知セル電流出力回路と、
上記検知セル電流出力回路から上記第３端子を通じて上記酸素濃度検知セルへ流す上記検知セル電流をオンオフする第１電流スイッチと、
少なくとも前記短絡有無判別手段により短絡異常の有無を判別する間、上記第１電流スイッチをオフにする第２遮断手段と、
上記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第１電流スイッチのオフを維持する第１遮断維持手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【請求項１２】
請求項４〜請求項１１のいずれか一項に記載のガスセンサシステムであって、
前記ガスセンサは、
被測定ガスが導入される測定室を内部に有し、
前記酸素ポンプセルは、
上記測定室外に配置されて前記第１端子に導通する第１ポンプ電極、及び、上記測定室に露出し前記第２端子に導通する第２ポンプ電極を有し、
前記センサ制御部は、
上記第１端子を通じて上記酸素ポンプセルにポンプ電流を流すポンプ電流出力回路と、
上記ポンプ電流出力回路から上記第１端子を通じて上記酸素ポンプセルへ流す上記ポンプ電流をオンオフする第２電流スイッチと、
少なくとも前記短絡有無判別手段により短絡異常の有無を判別する間、上記第２電流スイッチをオフにする第３遮断手段と、
上記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第２電流スイッチのオフを維持する第２遮断維持手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【請求項１３】
請求項４〜請求項１２のいずれか一項に記載のガスセンサシステムであって、
前記検査電位回路は、
前記ガスセンサの活性後に前記第２端子に基準電位を印加する基準電位回路を兼ねる
ガスセンサシステム。
【請求項１４】
請求項１３に記載のガスセンサシステムであって、
前記センサ制御部は、
前記基準電位回路から前記第２端子への前記検査電位及び前記基準電位の印加をオンオフする第２電位スイッチと、
前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第２電位スイッチをオフする第４遮断手段と、を備える
ガスセンサシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルを有するガスセンサと、このガスセンサを制御するセンサ制御部とを備えるガスセンサシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルの２つのセルを有する全領域空燃比センサや、上記２つのセルに、ＮＯｘガス濃度を検知するセルを加えた３つのセルを有するＮＯｘセンサなどのガスセンサが知られており、これを制御するセンサ制御部と共にガスセンサシステムを構成して、車両等に搭載される。
【０００３】
このようなガスセンサには、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルに電気的に導通する３つの端子を有するものがある。具体的には、３つの端子のうち、第１の端子及び第２の端子は、酸素ポンプセルの一対の電極にそれぞれ導通している。また、第２の端子は、酸素濃度検知セルの一対の電極のうち、一方の電極にも導通しており、第３の端子は、酸素濃度検知セルの他方の電極に導通している。そして、センサ制御部は、これらの端子を通じてガスセンサを制御している。
【０００４】
ところで、このようなガスセンサシステムにおいて、センサ制御部に接続したガスセンサの端子のいずれかが、接地電位や電源（例えば、車両のバッテリ電位）に短絡する（正確には、端子そのものあるいは端子とセルとを結ぶ配線が接地電位や電源に短絡する。以下では、単に、端子が短絡するとか、端子の短絡ともいう）短絡異常が生じる場合がある。そして、このような短絡異常が生じたまま、ガスセンサに通電すると、酸素ポンプセルや酸素濃度検知セルに過大な異常電流が流れ、ガスセンサに劣化や故障を生じるおそれがある。このため、従来より、ガスセンサシステムにおける短絡異常の診断方法が提案されている。
例えば、特許文献１には、接続点（上述の端子に相当）を介してガスセンサの各セルに異常診断のための電流を供給し、この電流供給時に検出された各接続点の電位に基づいて、短絡異常が発生した箇所及びその短絡先（接地電位との短絡であるか電源との短絡であるか）を診断する異常診断方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−４７２７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載された従来の短絡異常の診断方法では、ガスセンサが高温になって活性化した状態で、各セルに異常診断のための電流（異常診断用電流）を流して異常診断を行うが、ガスセンサが活性化する前などのガスセンサが低温の状態では、短絡異常の有無や、その発生箇所及び短絡先について、適切に診断することができない場合があった。ガスセンサが低温の状態、即ち、セルの内部抵抗が大きい状態では、セルに異常診断用電流を流しても、電源（バッテリ電位）に短絡した場合と、短絡が生じていない場合とで、接続点の電位に差が生じない場合があるためである。
【０００７】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ガスセンサの温度によらず、ガスセンサの短絡異常の有無を診断することができるガスセンサシステムを提供する。
【０００８】
その一態様は、第１端子及び第２端子に電気的に導通する酸素ポンプセル、並びに、上記第２端子及び第３端子に電気的に導通する酸素濃度検知セルを有するガスセンサと、上記第１端子の第１端子電位を検知する第１端子電位検知回路、上記第２端子の第２端子電位を検知する第２端子電位検知回路、及び、上記第３端子の第３端子電位を検知する第３端子電位検知回路を含み、上記第１端子、上記第２端子及び上記第３端子を通じて上記ガスセンサを制御するセンサ制御部と、を備えるガスセンサシステムであって、上記センサ制御部は、上記第２端子に、接地電位よりも高く、当該センサ制御部で用いる制御用電源の電源電位よりも低い所定の検査電位を印加する検査電位回路と、上記第１端子電位検知回路の入力抵抗よりも小さく、かつ、上記酸素ポンプセルに酸素イオン伝導性が発現していない状態における上記酸素ポンプセルの内部抵抗よりも小さく、かつ、上記ガスセンサの活性状態における上記酸素ポンプセルの内部抵抗よりも大きい抵抗値を有し、上記第１端子と上記第２端子との間を断続可能に接続する第１回路と、上記第３端子電位検知回路の入力抵抗よりも小さく、かつ、上記酸素濃度検知セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態における上記酸素濃度検知セルの内部抵抗よりも小さく、かつ、上記ガスセンサの活性状態における上記酸素濃度検知セルの内部抵抗よりも大きい抵抗値を有し、上記第２端子と上記第３端子との間を断続可能に接続する第２回路と、上記第２端子に上記検査電位を印加し、上記第１回路及び上記第２回路を接続した状態で、上記第１端子電位検知回路、上記第２端子電位検知回路及び上記第３端子電位検知回路を用いて、上記第１端子電位、上記第２端子電位及び上記第３端子電位を検知する端子電位検知手段と、を備えるガスセンサシステムである。
【０００９】
このガスセンサシステムでは、ガスセンサの温度によらず、ガスセンサの短絡異常の有無を判別することができる。これについて、以下で説明する。
このガスセンサシステムでは、第１端子と第２端子との間を第１回路を介して接続し、第２端子と第３端子との間を第２回路を介して接続する。これにより、第１回路は酸素ポンプセルと並列に接続され、第２回路は酸素濃度検知セルと並列に接続される。この状態で、第２端子に検査電位を印加する。
【００１０】
なお、第１入力抵抗及び第２入力抵抗は、通常、１ＭΩ以上である。一方、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルの内部抵抗は、その温度により大きく変化する。ガスセンサが昇温される前、または昇温開始直後の、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態では、各セルの内部抵抗は、例えば１００ｋΩ以上の高抵抗である。一方、ガスセンサが昇温されてガスセンサとして用い得る活性化した後の活性状態では、各セルの内部抵抗は、例えば、４５０Ω以下（この場合、活性化したか否かを判別する基準抵抗値が４５０Ω）など、数１０Ω程度〜数１００Ωである。
【００１１】
そして、第１回路の抵抗値（第１回路の回路抵抗（以下、第１回路抵抗）の値（以下、第１回路抵抗値））は、第１入力抵抗よりも小さく、かつ、酸素ポンプセルに酸素イオン伝導性が発現していない状態における酸素ポンプセルの内部抵抗よりも小さく、かつ、ガスセンサの活性状態における酸素ポンプセルの内部抵抗よりも大きくしてある。
また、第２回路の抵抗値（第２回路の回路抵抗（以下、第２回路抵抗）の値（以下、第２回路抵抗値））は、第２入力抵抗よりも小さく、かつ、酸素濃度検知セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態における酸素濃度検知セルの内部抵抗よりも小さく、かつ、ガスセンサの活性状態における酸素濃度検知セルの内部抵抗よりも大きくしてある。
例えば、第１回路抵抗値及び第２回路抵抗値を、１ｋΩ〜１０ｋΩ程度にしてあるとする。
【００１２】
ここで、まず、いずれの端子も接地電位や電源（バッテリ電位）に短絡していない場合を考える。
この場合、第２端子電位検知回路で検知する第２端子電位は、第２端子に印加した検査電位と等しい。
また、第１端子電位は、第２端子に印加した検査電位を、並列接続された第１回路の第１回路抵抗と酸素ポンプセルの内部抵抗との合成抵抗（以下、第１合成抵抗）と、第１端子電位検知回路の入力抵抗（以下、第１入力抵抗）とで分圧した電位となる。
同様に、第３端子電位は、第２端子に印加した検査電位を、並列接続された第２回路の第２回路抵抗と酸素濃度検知セルの内部抵抗との合成抵抗（以下、第２合成抵抗）と、第３端子電位検知回路の入力抵抗（以下、第２入力抵抗）とで分圧した電位となる。
【００１３】
すると、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態（即ち、昇温前から昇温開始直後の低温の状態）における第１合成抵抗及び第２合成抵抗の値は、それぞれ、第１回路抵抗値及び第２回路抵抗値（１ｋΩ〜１０ｋΩ）にほぼ等しく、ガスセンサの活性状態（即ち、昇温されて活性化した後の高温の状態）における第１合成抵抗及び第２合成抵抗の値は、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルの内部抵抗の値（数１０Ω程度〜数１００Ω）よりも小さいか、ほぼ等しい値となる。従って、いずれの場合も、第１合成抵抗及び第２合成抵抗は、第１入力抵抗及び第２入力抵抗（１ＭΩ以上）よりも十分に小さい。
【００１４】
このため、検査電位を第１合成抵抗と第１入力抵抗とで分圧した第１端子電位は、ガスセンサが高温の状態（セルの内部抵抗が相対的に小さい状態（活性状態を含む））であるか低温の状態（セルの内部抵抗が相対的に大きい状態（セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態を含む））であるかによらず、検査電位にほぼ等しくなる。同様に、検査電位を第２合成抵抗と第２入力抵抗とで分圧した第３端子電位も、ガスセンサが高温の状態であるか低温の状態であるかによらず、検査電位にほぼ等しくなる。
つまり、各端子が短絡していなければ、ガスセンサの温度によらず、第１端子〜第３端子の各端子の電位は、検査電位にほぼ等しくなる。
【００１５】
一方、いずれかの端子が接地電位に短絡している場合には、第１端子〜第３端子の各端子の電位のうち、少なくともいずれかが検査電位よりも低い電位（≒接地電位）となる。
また、いずれかの端子が電源（バッテリ電位）に短絡している場合には、第１端子〜第３端子の各端子の電位のうち、少なくともいずれかが検査電位よりも高い電位（≒バッテリ電位、または、制御用電源の電源電位など）となる。
このため、ガスセンサの温度によらず、第１端子〜第３端子の各端子の電位のうち、少なくともいずれかが検査電位と等しくない場合には、いずれかの端子に短絡異常が生じていることが判る。
このように、このガスセンサシステムでは、ガスセンサの温度によらず、ガスセンサの短絡異常の有無を判別できる。
【００１６】
但し、これだけでは、どの端子が短絡しているかまでは、判別できるとは限らない。
ガスセンサが高温の状態、即ち、セルの内部抵抗が小さい状態では、短絡が生じていない端子の電位が、短絡が生じている端子の電位（接地電位あるいは電源電位）に近い電位となる場合があるからである。短絡が生じている箇所と短絡が生じていない箇所の間に介在するセルの内部抵抗が小さいので、検査電位回路から大きな（吐き出しあるいは吸い込みの）電流が出力され、検査電位回路が所定の検査電位（例えば＋２．５Ｖ）を維持できず、端子間に生じる電位差が小さくなる場合があるためである。
【００１７】
例えば、ガスセンサが活性状態下での作動中の酸素ポンプセルの内部抵抗が、例えば、約８０Ωである場合、第１回路の第１回路抵抗値を１ｋΩとすると、第１端子と第２端子の間に介在する第１回路の第１回路抵抗と酸素ポンプセルの内部抵抗との合成抵抗（第１合成抵抗）の値は、約７４Ωとなる。そして、第２端子に印加する検査電位を、例えば＋２．５Ｖとし、第１端子が＋１２Ｖのバッテリ電位へ短絡したとすると、第２端子電位を検査電位に維持するには、検査電位回路が約１２８ｍＡの電流を吸い込み可能な出力特性を有している必要がある。
逆に、検査電位回路の出力特性が十分でない場合には、吸い込み得る電流が制限されると共に、出力電圧が上昇する。つまり、短絡が生じている第１端子の第１端子電位が、バッテリ電位となるのみならず、短絡が生じていない第２端子の第２端子電位も所定の検査電位（上記例では、＋２．５Ｖ）よりもバッテリ電位に近い電位となる。
このように、ガスセンサが活性状態など高温の状態のときには、ガスセンサの短絡異常の発生箇所（どの端子が短絡しているか）及び短絡先（接地電位との短絡であるか電源との短絡であるか）についてまでは、適切に判定することができない場合がある。
【００１８】
一方、ガスセンサの昇温前や昇温開始直後などガスセンサが低温の状態、即ち、セルの内部抵抗が大きい状態（セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態を含む）では、いずれかの端子が接地電位または電源へ短絡した場合でも、検査電位回路の電流出力特性に制限されない。そして、各端子の電位の組合せは、短絡の発生状況に応じた特有の組合せとなるので、短絡異常の発生箇所及び短絡先の判定が可能である。
【００１９】
従って、このガスセンサシステムでは、ガスセンサが活性状態よりも低温の状態（具体的には、活性化したか否かの判定温度よりもさらに低温の状態（後述する低温状態））の場合には、検知した第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位に基づいて、ガスセンサの短絡異常の有無に加えて、その発生箇所及び短絡先をも診断することができる。
【００２０】
なお、第１回路抵抗値及び第２回路抵抗値を、それぞれ第１端子電位検知回路の第１入力抵抗及び第２端子電位検知回路の第２入力抵抗の値（１ＭΩ以上）よりも十分に（２桁以上）小さい値とすると良い。加えて、ガスセンサの活性状態における酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルの内部抵抗の値に比して、少なくとも１０倍程度大きい値にすると良い。例えば、ガスセンサの活性状態における酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルの内部抵抗の値が数１０Ω〜数１００Ωである場合、第１回路抵抗値及び第２回路抵抗値を、その１０倍程度の数１００Ω〜数ｋΩにすると良い。
【００２１】
また、短絡が生じ、検査電位回路から電流が流れ出しあるいは流入していても、所定の検査電位を安定して維持できる範囲では、ガスセンサの短絡異常の発生箇所及び短絡先の診断が可能である。このため、ガスセンサが低温状態であるか否かは、活性状態よりも低温の温度範囲のうち、短絡が生じている状態で、検査電位回路が検査電位を維持できるか否かで決めると良い。具体的には、活性状態よりも低温の温度範囲（例えば、活性化したか否かのセルの内部抵抗の基準抵抗値が４５０Ωの場合、セルの内部抵抗が４５０Ωよりも大きくなる温度範囲）のうち、短絡が生じている状態で、検査電位回路が検査電位を維持できる最大の温度（セルの内部抵抗が、４５０Ωよりも大きい範囲で、検査電位を維持できる最小の抵抗値となる温度）またはそれ以下の温度のしきい温度で判別すると良い。ガスセンサ（酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セル）の温度が、しきい温度よりも低い温度範囲となる低温の状態（低温状態）では、短絡異常の有無のほか、発生箇所及び短絡先の診断も可能となる。
【００２２】
さらに、上述のガスセンサシステムであって、前記センサ制御部は、前記端子電位検知手段で検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて、前記ガスセンサの短絡異常の有無を判別する短絡有無判別手段を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００２３】
このガスセンサシステムでは、短絡有無判別手段を備えており、この短絡有無判別手段でガスセンサの短絡異常の有無を判別する。
前述したように、このシステムでは、第１回路及び第２回路を接続することにより、第１回路が酸素ポンプセルと並列に接続され、第２回路が酸素濃度検知セルと並列に接続される。このため、セルの内部抵抗が小さい状態（ガスセンサが高温の状態）のみならず、セルの内部抵抗が大きい状態（ガスセンサが低温の状態）でも、短絡異常の有無の判別が可能である。
したがって、このシステムでは、ガスセンサの温度によらず、システム自身でガスセンサの短絡異常の有無を判別することができる。
【００２４】
さらに、上述のガスセンサシステムであって、前記短絡有無判別手段は、検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位のいずれもが前記検査電位に等しいか否かを判別するガスセンサシステムとすると良い。
【００２５】
前述したように、各端子に短絡が生じていなければ、第２端子に検査電位を印加すると、第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位は、いずれも検査電位に等しくなる。
従って、このガスセンサシステムでは、上述の短絡有無判別手段により、検知した第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位に基づいて、ガスセンサの短絡異常の有無を適切に判別することができる。
【００２６】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記センサ制御部は、前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、前記ガスセンサが前記活性状態よりも低温の低温状態で、前記端子電位検知手段で検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて、前記ガスセンサの短絡異常の発生箇所及びその短絡先を含む短絡状態を判別する短絡状態判別手段を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００２７】
前述したように、ガスセンサの高温の状態（活性状態を含む）では、ガスセンサの短絡異常の発生箇所及びその短絡先を、適切に判定することができない場合がある。但し、ガスセンサが活性状態よりも低温の低温状態（活性化したか否かの判定温度よりもさらに低温の状態）では、第１端子電位〜第３端子電位に基づき、短絡異常の発生箇所（どの端子が短絡しているか）及びその短絡先（接地電位との短絡であるか電源との短絡であるか）を適切に診断することができる。
このシステムでは、ガスセンサの低温状態で、短絡異常の発生箇所及びその短絡先を含む短絡状態を判別する短絡状態判別手段を備えるので、短絡異常の有無のみならず、短絡状態まで判別して、ＥＣＵなどの外部機器に通知したり、適切な措置を講じたりすることができる。
【００２８】
なお、ガスセンサが低温状態であるか否かを判別する手法としては、ガスセンサの各セルの内部抵抗を検知して、検知した内部抵抗が予め定めたしきい抵抗値よりも大きいか否かを判別する手法や、ガスセンサ（セル）の温度を温度センサで検知して、検知した温度が予め定めたしきい温度よりも低いか否かを判別する手法が挙げられる。
また、システムの使用履歴（例えば、エンジンが停止してから再開までの時間）や、ガスセンサがヒータ付きのセンサの場合にはヒータ抵抗あるいはヒータによる積算通電時間に基づいて、ガスセンサが低温状態であるか否かを判別する手法も挙げられる。
【００２９】
さらに、上述のガスセンサシステムであって、前記短絡状態判別手段は、前記酸素ポンプセルと前記第１端子とを繋ぐ第１配線が前記接地電位に短絡している第１ＧＮＤショート状態、上記酸素ポンプセル及び前記酸素濃度検知セルと前記第２端子とを繋ぐ第２配線が上記接地電位に短絡している第２ＧＮＤショート状態、上記酸素濃度検知セルと前記第３端子とを繋ぐ第３配線が上記接地電位に短絡している第３ＧＮＤショート状態、上記第１配線が電源に短絡している第１電源ショート状態、上記第２配線が上記電源に短絡している第２電源ショート状態、及び、上記第３配線が上記電源に短絡している第３電源ショート状態、の計６通りの前記短絡状態を、検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて判別するガスセンサシステムとすると良い。
【００３０】
このガスセンサシステムでは、短絡状態判別手段は、３通りのＧＮＤショート状態及び３通りの電源ショート状態の計６通りの短絡状態を、第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位に基づいて判別する。このため、短絡異常が生じた場合に、短絡状態を適切に判別することができる。
【００３１】
さらに、上述のガスセンサシステムであって、前記短絡状態判別手段は、検知した前記第１端子電位、前記第２端子電位及び前記第３端子電位に基づいて、上記第２端子電位及び上記第３端子電位が前記検査電位に等しく、上記第１端子電位が上記検査電位よりも低い電位である場合に、前記第１ＧＮＤショート状態であると判別し、上記第１端子電位、上記第２端子電位及び上記第３端子電位のいずれもが上記検査電位よりも低い電位である場合に、前記第２ＧＮＤショート状態であると判別し、上記第１端子電位及び上記第２端子電位が上記検査電位に等しく、上記第３端子電位が上記検査電位よりも低い電位である場合に、前記第３ＧＮＤショート状態であると判別し、上記第２端子電位及び上記第３端子電位が上記検査電位に等しく、上記第１端子電位が上記検査電位よりも高い電位である場合に、前記第１電源ショート状態であると判別し、上記第１端子電位、上記第２端子電位及び上記第３端子電位のいずれもが上記検査電位よりも高い電位である場合に、前記第２電源ショート状態であると判別し、上記第１端子電位及び上記第２端子電位が上記検査電位に等しく、上記第３端子電位が上記検査電位よりも高い電位である場合に、前記第３電源ショート状態であると判別するガスセンサシステムとすると良い。
【００３２】
このガスセンサシステムでは、短絡状態判別手段が、各端子の電位に応じて６通りの場合分けを行って、６通りの短絡状態を適切に判別することができる。
前述したように、第１端子に繋がる第１配線、第２端子に繋がる第２配線及び第３端子に繋がる第３配線のいずれも短絡していない状態では、第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位は、いずれも検査電位となる。
これに対し、短絡異常を生じていると、以下のようになる。
【００３３】
まず、第２配線及び第３配線に短絡が生じていない状態で、第１配線が接地電位に短絡した場合（第１ＧＮＤショート状態）には、第２端子電位及び第３端子電位が検査電位に等しくなる一方、第１端子電位が検査電位よりも低い電位（≒接地電位）となるので、第１配線が接地電位に短絡していることが判る。
また、第２配線及び第３配線に短絡が生じていない状態で、第１配線が電源（バッテリ電位）に短絡した場合（第１電源ショート状態）には、第２端子電位及び第３端子電位が検査電位に等しくなる一方、第１端子電位が検査電位よりも高い電位（≒バッテリ電位、または、第１端子ほかの各端子に保護用の電圧リミッタ回路を設けた場合には、制御用電源の電源電位など）となるので、第１端子が電源（バッテリ電位）に短絡していることが判る。
【００３４】
第１配線及び第２配線に短絡が生じていない状態で、第３配線が接地電位に短絡した場合（第３ＧＮＤショート状態）には、第１端子電位及び第２端子電位が検査電位に等しくなる一方、第３端子電位が検査電位よりも低い電位となるので、第３配線が接地電位に短絡していることが判る。
第１配線及び第２配線に短絡が生じていない状態で、第３端子が電源に短絡した場合（第３電源ショート状態）には、第１端子電位及び第２端子電位が検査電位に等しくなる一方、第３端子電位が検査電位よりも高い電位となるので、第３配線が電源に短絡していることが判る。
【００３５】
さらに、第１配線及び第３配線に短絡が生じていない状態で、第２配線が接地電位に短絡した場合（第２ＧＮＤショート状態）には、第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位のいずれもが検査電位よりも低い電位となるので、第２配線が接地電位に短絡していることが判る。
また、第１配線及び第３配線に短絡が生じていない状態で、第２配線が電源に短絡した場合（第２電源ショート状態）には、第１端子電位、第２端子電位及び第３端子電位のいずれもが検査電位よりも高い電位となるので、第２配線が電源に短絡していることが判る。
かくして、このシステムでは、各端子の電位に応じて、６通りの短絡異常の状態を適切に判別することができる。
【００３６】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記センサ制御部は、上記システムの起動がホットリスタートであるか否かを、上記システムの起動直後に判別するホットリスタート判別手段と、上記ホットリスタート判別手段で、上記ホットリスタートであると判別され、かつ、前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合には、前記短絡状態判別手段の実行に先立ち、上記ガスセンサが前記低温状態となるまで待つ第１待機手段と、を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００３７】
このガスセンサシステムでは、ホットリスタートであると判別され、かつ、短絡異常有りと判別された場合には、短絡状態判別手段の実行に先立ち、ガスセンサが低温状態となるまで待つ。
【００３８】
前述したように、ガスセンサが高温の場合には、酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルの内部抵抗が低温の場合に比して小さく、第１〜第３端子のいずれかに短絡が生じた場合に、短絡が生じていない端子の電位が、短絡が生じている端子の電位に近い電位となって、いずれの端子に短絡が生じているかの判別ができないことがある。一方、前述したように、短絡異常の有無の判別は、ガスセンサが活性状態など高温の状態でも可能である。
そこで、このシステムでは、ホットリスタートであるときは、短絡異常の有無の判別を、ガスセンサが高温の状態のまま行い、短絡状態の判別については、ガスセンサが低温の状態となるのを待ってから行う。これにより、短絡異常がない場合には、高温の状態のまま、次の手順に進むことができる上、ホットリスタートの場合にも、適切に短絡状態の判別まで行うことができる。
【００３９】
なお、ホットリスタートとは、ガスセンサが高温の状態でシステムが起動されること、即ち、システムの起動直後にガスセンサが高温の状態であることをいう。また、ホットリスタートであるか否かを判別する手法としては、例えば、エンジンが停止してから再開までの時間が所定時間よりも短い（例えば３０秒以内である）などのシステムの使用履歴から判別する手法が挙げられる。
また、ガスセンサが低温状態となるまで待つ手法としては、例えば、ガスセンサを加熱するヒータを作動させないで、所定時間経過するのを待つ手法が挙げられる。
【００４０】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記センサ制御部は、前記ガスセンサが前記活性状態下での作動中に、前記短絡有無判別手段により短絡異常有りと判別された場合に、前記短絡状態判別手段の実行に先立ち、上記ガスセンサが前記低温状態となるまで待つ第２待機手段と、を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００４１】
このガスセンサシステムでは、ガスセンサが活性状態下での作動中に、短絡異常有りと判別された場合に、ガスセンサが低温状態となるのを待ってから、短絡状態を判別する。
これにより、このシステムでは、システムの起動後のみならず、ガスセンサの作動中にも、短絡状態をも適切に判別することができる。
【００４２】
なお、ガスセンサの作動中に短絡異常の有無を判別する手法としては、ガスセンサの作動中にタイマ割り込みを発生させて、定期的に短絡異常の有無を判別する手法のほか、ＥＣＵから車両の運転状態の情報を取得して、車両が所定の運転状態になったときに短絡異常の有無を判別する手法などが挙げられる。
また、ガスセンサが活性状態から低温状態となるまで待つ手法としては、例えば、ガスセンサがヒータ付きのセンサの場合、ヒータへの通電をオフにして、予め定めた所定時間が経過するのを待つ手法が挙げられる。
【００４３】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記センサ制御部は、前記検査電位回路から前記第２端子への前記検査電位の印加をオンオフする第１電位スイッチと、前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第１電位スイッチをオフする第１遮断手段と、を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００４４】
このガスセンサシステムでは、短絡異常有りと判別された場合に、検査電位の印加をオフする。これにより、短絡異常が有る場合に、第２端子に検査電位を印加し続けることがない。
【００４５】
さらに、上述のガスセンサシステムであって、前記第１遮断手段は、前記第１電位スイッチをオフすると共に、前記第１回路及び前記第２回路の接続を解除するガスセンサシステムとすると良い。
【００４６】
このガスセンサシステムでは、短絡異常有りと判別された場合に、第１電位スイッチをオフすると共に、第１回路及び第２回路の接続も解除する。これにより、ガスセンサに短絡異常が有る場合には、第１回路及び第２回路によるガスセンサの端子同士の接続を切り離して、各端子の状態を短絡異常の診断前の初期状態に復帰させる。
【００４７】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記ガスセンサは、被測定ガスが導入される測定室、及び、基準酸素雰囲気とされる基準酸素室を内部に有し、前記酸素濃度検知セルは、上記基準酸素室に面し前記第３端子に導通する第１検知電極、及び、上記測定室に露出し前記第２端子に導通する第２検知電極を有し、前記センサ制御部は、上記第３端子を通じて上記酸素濃度検知セルに検知セル電流を流す検知セル電流出力回路と、上記検知セル電流出力回路から上記第３端子を通じて上記酸素濃度検知セルへ流す上記検知セル電流をオンオフする第１電流スイッチと、少なくとも前記短絡有無判別手段により短絡異常の有無を判別する間、上記第１電流スイッチをオフにする第２遮断手段と、上記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第１電流スイッチのオフを維持する第１遮断維持手段と、を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００４８】
このガスセンサシステムでは、短絡異常有りと判別された場合に、酸素濃度検知セルに流す検知セル電流（例えば、基準酸素室に酸素を汲み入れるための一定の微小電流や、内部抵抗を検知するための電流）をオフした状態を維持するので、短絡異常が生じたまま検知セル電流を流すことにより、酸素濃度検知セルにブラックニングが生じるのを防止することができる。
【００４９】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記ガスセンサは、被測定ガスが導入される測定室を内部に有し、前記酸素ポンプセルは、上記測定室外に配置されて前記第１端子に導通する第１ポンプ電極、及び、上記測定室に露出し前記第２端子に導通する第２ポンプ電極を有し、前記センサ制御部は、上記第１端子を通じて上記酸素ポンプセルにポンプ電流を流すポンプ電流出力回路と、上記ポンプ電流出力回路から上記第１端子を通じて上記酸素ポンプセルへ流す上記ポンプ電流をオンオフする第２電流スイッチと、少なくとも前記短絡有無判別手段により短絡異常の有無を判別する間、上記第２電流スイッチをオフにする第３遮断手段と、上記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第２電流スイッチのオフを維持する第２遮断維持手段と、を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００５０】
このガスセンサシステムでは、短絡異常有りと判別された場合に、ポンプ電流をオフした状態を維持するので、短絡異常が生じたままポンプ電流を流すことにより酸素ポンプセルにブラックニングが生じるのを防止することができる。
【００５１】
さらに、上述のいずれかのガスセンサシステムであって、前記検査電位回路は、前記ガスセンサの活性後に前記第２端子に基準電位を印加する基準電位回路を兼ねるガスセンサシステムとすると良い。
【００５２】
このガスセンサシステムでは、検査電位回路が、ガスセンサの活性後に基準電位を印加する基準電位回路を兼ねているので、短絡異常を診断するために、専用の検査電位回路を設ける必要がない。
【００５３】
さらに、上述のガスセンサシステムであって、前記センサ制御部は、前記基準電位回路から前記第２端子への前記検査電位及び前記基準電位の印加をオンオフする第２電位スイッチと、前記短絡有無判別手段で短絡異常有りと判別された場合に、上記第２電位スイッチをオフする第４遮断手段と、を備えるガスセンサシステムとすると良い。
【００５４】
このガスセンサシステムでは、短絡異常有りと判別された場合に、検査電位及び基準電位の印加をオフするので、短絡異常が生じたまま検査電位または基準電位を印加することにより酸素ポンプセル及び酸素濃度検知セルにブラックニングが生じるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施形態に係るガスセンサシステムを車両の内燃機関の制御に用いた場合の全体構成を示す説明図である。
【図２】実施形態に係るガスセンサシステムの概略構成を示す説明図である。
【図３】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、ガスセンサの構成を示す概略断面図である。
【図４】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、主としてガスセンサの昇温前（低温時）におけるデジタルシグナルプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
【図５】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、昇温前短絡状態判別ルーチンを実行するデジタルシグナルプロセッサの動作を示す第１のフローチャートである。
【図６】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、昇温前短絡状態判別ルーチンを実行するデジタルシグナルプロセッサの動作を示す第２のフローチャートである。
【図７】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、昇温前短絡状態判別ルーチンを実行するデジタルシグナルプロセッサの動作を示す第３のフローチャートである。
【図８】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、主としてガスセンサの高温時におけるデジタルシグナルプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
【図９】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、ガスセンサの冷却後におけるデジタルシグナルプロセッサの処理動作を示すフローチャートである。
【図１０】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、冷却後短絡状態判別ルーチンを実行するデジタルシグナルプロセッサの動作を示す第１のフローチャートである。
【図１１】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、冷却後短絡状態判別ルーチンを実行するデジタルシグナルプロセッサの動作を示す第２のフローチャートである。
【図１２】実施形態に係るガスセンサシステムのうち、冷却後短絡状態判別ルーチンを実行するデジタルシグナルプロセッサの動作を示す第３のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００５６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態に係るガスセンサシステム１を車両の内燃機関の制御に用いた場合の全体構成を示す図である。また、図２は、ガスセンサシステム１の概略構成を示す図である。
このガスセンサシステム１は、車両（図示しない）の内燃機関ＥＮＧ（エンジン）の排気管ＥＰに装着されるガスセンサ２と、これを制御するセンサ制御部４０を備える。
なお、ガスセンサ２は、排気ガスＥＧ（被測定ガス）中の酸素濃度（空燃比）をリニアに検知して、内燃機関における空燃比フィードバック制御に用いる空燃比センサ（全領域空燃比センサ）である。このガスセンサ２は、図２に示すように、酸素濃度を検知するセンサ素子部３、及びセンサ素子部３を加熱するヒータ部８０を有する。
センサ制御部４０は、このガスセンサ２に接続され、これを制御する。また、ガスセンサシステム１は、接続バス１０１を介して、車両のＣＡＮバス１０２に接続され、ＥＣＵ１００との間でデータの送受信が可能とされている。センサ制御部４０は、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｓｐｅｃｉｆｉｃ  ＩＣ）により構成されており、ガスセンサ２のセンサ素子部３を制御する回路のほか、デジタルシグナルプロセッサ３０と、ヒータ部８０を制御するヒータ部制御回路７０とを備えている。
【００５７】
まず、ガスセンサ２について説明する。図３は、ガスセンサ２の構成を示す概略構成図である。ガスセンサ２のうち、センサ素子部３は、酸素ポンプセル１４と、多孔質層１８と、酸素濃度検知セル２４と、をこの順に積層した積層体である。そして、このセンサ素子部３に、さらにヒータ部８０が積層されている。
【００５８】
酸素ポンプセル１４は、板状でジルコニアを主体とした酸素イオン伝導性を有する固体電解質体からなる電解質層１４ｃを基体とし、その両面に多孔質の白金を主体とする一対の電極１２，１６（多孔質電極）が形成されている。具体的には、電解質層１４ｃの一方の面（図中、上方）である外面１４Ｅに第１ポンプ電極１２が、他方の面（図中、下方）である内面１４Ｉに第２ポンプ電極１６が、それぞれ形成されている。
同様に、酸素濃度検知セル２４は、板状でジルコニアを主体とした酸素イオン伝導性を有する固体電解質体からなる電解質層２４ｃを基体とし、その両面に多孔質の白金を主体とする一対の電極２２，２８（多孔質電極）が形成されている。具体的には、電解質層２４ｃの一方の面（図中、下方）である外面２４Ｅに第１検知電極２８が、他方の面（図中、上方）である内面２４Ｉに第２検知電極２２が、それぞれ形成されている。
【００５９】
酸素ポンプセル１４の電解質層１４ｃの内面１４Ｉは、酸素濃度検知セル２４の電解質層２４ｃの内面２４Ｉと対向し、電解質層１４ｃと電解質層２４ｃの間には、多孔質層１８が挟まれている。多孔質層１８は、電解質層１４ｃの内面１４Ｉ及び電解質層２４ｃの内面２４Ｉの縁に沿う多孔質壁部１８ｃを有しており、多孔質層１８の内部は、この多孔質壁部１８ｃと電解質層１４ｃと電解質層２４ｃとによって囲まれ、排気ガスＥＧを導入可能な中空の測定室２０を構成している。なお、多孔質層１８は、測定室２０内に排気ガスＥＧを流入させると共に、その流入速度を制限する。
【００６０】
この測定室２０内には、酸素ポンプセル１４の第２ポンプ電極１６及び、酸素濃度検知セル２４の第２検知電極２２が露出している。これらの電極１６，２２は、互いに電気的に導通されると共に、センサ素子部３のＣＯＭ端子に接続している。また、酸素ポンプセル１４の第１ポンプ電極１２はセンサ素子部３のＩｐ＋端子に接続し、酸素濃度検知セル２４の第１検知電極２８はセンサ素子部３のＶｓ＋端子に接続している。
【００６１】
また、酸素ポンプセル１４の第１ポンプ電極１２の全体は、第１ポンプ電極１２の被毒を抑制する保護層１５によって覆われている。保護層１５は、多孔質のセラミック等によって形成されており、排気ガスＥＧの流れる流路中に配置されている。排気ガスＥＧは、保護層１５を通じて、第１ポンプ電極１２に到達し得る。
【００６２】
ヒータ部８０は、酸素濃度検知セル２４の電解質層２４ｃの外面２４Ｅに積層されており、導体で形成されたヒータ抵抗８７を、一対のアルミナシート８３，８５で挟んだ構成を有している。ヒータ部８０で、センサ素子部３の温度を高めることによって、センサ素子部３の電解質層１４ｃ，２４ｃを活性化させる。これにより、酸素イオンが電解質層１４ｃ，２４ｃ中を移動できるようになる。
【００６３】
また、ヒータ部８０のアルミナシート８３は、酸素濃度検知セル２４の第１検知電極２８の全体を覆うことによって、第１検知電極２８を封止している。なお、第１検知電極２８（多孔質電極）の内部の空間（孔）は、基準酸素室２６を構成しており、後述するように、内部酸素基準源として機能する。
【００６４】
次いで、図２を参照しつつ、ガスセンサシステム１について説明する。センサ制御部４０は、前述したように、デジタルシグナルプロセッサ３０（以下、単にプロセッサ３０ともいう）を内蔵したＡＳＩＣにより構成されている。このセンサ制御部４０は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２及び第３端子Ｔ３を備えており、これらの端子を通じて、ガスセンサ２のセンサ素子部３を制御する。なお、第１端子Ｔ１は、第１配線Ｌ１を介して、センサ素子部３のＩｐ＋端子に接続される。また、第２端子Ｔ２は、第２配線Ｌ２を介して、センサ素子部３のＣＯＭ端子に接続される。また、第３端子Ｔ３は、第３配線Ｌ３を介して、センサ素子部３のＶｓ＋端子に接続される。
【００６５】
また、センサ制御部４０は、第１端子Ｔ１、第２端子Ｔ２及び第３端子Ｔ３にそれぞれ接続するＡ／Ｄコンバータ４１，４２，４３を有している。
Ａ／Ｄコンバータ４１は、第１端子Ｔ１の第１端子電位Ｖ１を検知し、これをＡ／Ｄ変換して、プロセッサ３０に入力する。同様に、Ａ／Ｄコンバータ４２は、第２端子Ｔ２の第２端子電位Ｖ２を検知し、これをＡ／Ｄ変換して、プロセッサ３０に入力する。また、Ａ／Ｄコンバータ４３は、第３端子Ｔ３の第３端子電位Ｖ３を検知し、これをＡ／Ｄ変換して、プロセッサ３０に入力する。
なお、Ａ／Ｄコンバータ４１，４２，４３は、後述するポンプ電流ＩｐのＰＩＤ制御に用いられるほか、後述するように、ガスセンサ２の短絡異常を診断を行う際にも用いられる。
【００６６】
また、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間には、第１抵抗器Ｒ１及び第１スイッチＳＷ１からなる第１回路４５が接続されている。第１抵抗器Ｒ１の第１抵抗値Ｒ１ｒは、Ｒ１ｒ＝１ｋΩであり、第１スイッチＳＷ１は、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間の第１抵抗器Ｒ１を介した接続を断続する。なお、第１スイッチＳＷ１の抵抗値（オン抵抗）は、第１抵抗値Ｒ１ｒに対して無視できる大きさであり、本実施形態では、第１回路４５の抵抗値Ｒ１ｃ（第１回路４５の回路抵抗の値）＝第１抵抗値Ｒ１ｒ＝１ｋΩである。そして、この抵抗値Ｒ１ｃ（＝第１抵抗値Ｒ１ｒ）を有する第１回路４５は、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間を断続可能に接続する。なお、第１回路４５の抵抗値Ｒ１ｃ（＝第１抵抗値Ｒ１ｒ）は、第１端子電位Ｖ１を検知するＡ／Ｄコンバータ４１の入力抵抗の値（１ＭΩ以上）よりも小さく、かつ、酸素ポンプセル１４に酸素イオン伝導性が発現していない状態における酸素ポンプセル１４の内部抵抗の値（１００ｋΩ以上）よりも小さくされている。一方、この第１回路４５の抵抗値Ｒ１ｃは、ガスセンサ２の活性状態における酸素ポンプセル１４の内部抵抗の値（４５０Ω（後述する、ガスセンサ２が活性化したか否かのセルの内部抵抗の基準抵抗値）以下）よりも大きくされている。
【００６７】
さらに、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間には、第２抵抗器Ｒ２及び第２スイッチＳＷ２からなる第２回路４６が接続されている。第２抵抗器Ｒ２の第２抵抗値Ｒ２ｒは、Ｒ２ｒ＝１ｋΩであり、第２スイッチＳＷ２は、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間の第２抵抗器Ｒ２を介した接続を断続する。なお、第２スイッチＳＷ２の抵抗値（オン抵抗）は、第２抵抗値Ｒ２ｒに対して無視できる大きさであり、第１回路４５と同様に、本実施形態では、第２回路４６の抵抗値Ｒ２ｃ（第２回路４６の回路抵抗の値）＝第２抵抗値Ｒ２ｒ＝１ｋΩである。そして、この抵抗値Ｒ２ｃ（＝第２抵抗値Ｒ２ｒ）を有する第２回路４６は、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間を断続可能に接続する。なお、第２回路４６の抵抗値Ｒ２ｃ（＝第２抵抗値Ｒ２ｒ）は、第３端子電位Ｖ３を検知するＡ／Ｄコンバータ４３の入力抵抗の値（１ＭΩ以上）よりも小さく、かつ、酸素濃度検知セル２４に酸素イオン伝導性が発現していない状態における酸素濃度検知セル２４の内部抵抗の値（１００ｋΩ以上）よりも小さくされている。一方、この第２回路４６の抵抗値Ｒ２ｃは、ガスセンサ２の活性状態における酸素濃度検知セル２４の内部抵抗の値（４５０Ω以下）よりも大きくされている。
【００６８】
これら第１回路４５及び第２回路４６は、ガスセンサ２の短絡異常の診断に用いる回路であり、後述するように、ガスセンサ２の短絡異常の診断を行う際に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンにして、第１回路４５及び第２回路４６を接続する。一方、ガスセンサ２の通常の使用時は、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオフにする。
【００６９】
また、第１端子Ｔ１には、第３スイッチＳＷ３を介して、プロセッサ３０からの指示で酸素ポンプセル１４にポンプ電流Ｉｐを流すポンプ電流出力回路としてのＤ／Ａコンバータ（以下、「電流ＤＡＣ」という）４７の出力が接続している。第３スイッチＳＷ３は、電流ＤＡＣ４７から第１端子Ｔ１を通じて酸素ポンプセル１４へ流すポンプ電流Ｉｐをオンオフする。
さらに、第２端子Ｔ２には、第４スイッチＳＷ４を介して、＋２．５Ｖの基準電位Ｖｒｅｆを出力する基準電位回路としてのオペアンプ４４の出力が接続している。第４スイッチＳＷ４は、オペアンプ４４から第２端子Ｔ２への基準電位Ｖｒｅｆの印加をオンオフする。
また、第３端子Ｔ３には、第５スイッチＳＷ５を介して、プロセッサ３０からの指示で酸素濃度検知セル２４に検知セル電流（一定の微小電流Ｉｃｐ（例えば１０〜２０μＡ）や、内部抵抗を検知するための電流）を流す検知セル電流出力回路としてのＤ／Ａコンバータ（電流ＤＡＣ）４８の出力が接続している。第５スイッチＳＷ５は、電流ＤＡＣ４８から第３端子Ｔ３を通じて酸素濃度検知セル２４へ流す微小電流Ｉｃｐなどの検知セル電流をオンオフする。
なお、ガスセンサ２の通常の使用時は、第３スイッチＳＷ３〜第５スイッチＳＷ５をオンにするが、初期設定後や、ガスセンサ２の短絡異常を検知した場合には、第３スイッチＳＷ３〜第５スイッチＳＷ５をオフにする。ただし、後述するように、ガスセンサ２の短絡異常の診断を行う際には、第３スイッチＳＷ３及び第５スイッチＳＷ５はオフにし、第４スイッチＳＷ４はオンにする。
【００７０】
また、酸素濃度検知セル２４へ流す微小電流Ｉｃｐは、酸素濃度検知セル２４に対して、測定室２０内の酸素を第１検知電極２８（多孔質電極）に汲み入れる作用をする。これにより、基準酸素室２６は内部酸素基準源として機能する。
さらに、プロセッサ３０は、酸素濃度検知セル２４にこのような一定の微小電流Ｉｃｐを流しつつ、酸素濃度検知セル２４の両端に発生する検知セル電圧Ｖｓ（Ａ／Ｄコンバータ４３で検知する第３端子電位Ｖ３とＡ／Ｄコンバータ４２で検知する第２端子電位Ｖ２との差）が所定の電圧になるように、酸素ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐを制御する、いわゆるデジタル方式によるＰＩＤ制御を行う。これにより、多孔質層１８を通じて測定室２０に導入された排気ガスＥＧ中の酸素の汲み入れ及び汲み出しが行われる。
【００７１】
そして、プロセッサ３０のＰＩＤ制御により制御される酸素ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐの電流値及び電流の方向は、多孔質層１８を通じて測定室２０内に導入される排気ガスＥＧ中の酸素濃度（空燃比）に応じて変化する。これにより、ポンプ電流Ｉｐに基づいて排気ガスＥＧ中の酸素濃度を検知することができる。つまり、センサ制御部４０は、酸素濃度検知セル２４に発生する検知セル電圧Ｖｓが所定の電圧になるように、酸素ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐをフィードバック制御することで、ガスセンサ２の駆動制御を行う。
【００７２】
また、センサ制御部４０は、ヒータ部制御回路７０に接続する第４端子Ｔ４及び第５端子Ｔ５を備えており、これら第４端子Ｔ４及び第５端子Ｔ５は、第４配線Ｌ４及び第５配線Ｌ５を介して、ガスセンサ２のヒータ部８０に接続している。また、ヒータ部制御回路７０は、プロセッサ３０に接続されており、このプロセッサ３０からの指示で、ヒータ部８０への通電のオンオフがＰＷＭ制御される。
なお、プロセッサ３０によるポンプ電流Ｉｐのデジタル方式のＰＩＤ制御や、ヒータ部８０のＰＷＭ制御の詳細については、説明を省略する。
【００７３】
このように、このガスセンサシステム１のセンサ制御部４０は、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３を検知するＡ／Ｄコンバータ４１，４２，４３のほか、第１回路４５及び第２回路４６を備えている。そして、これらを用いて、ガスセンサ２に繋がる第１配線Ｌ１〜第５配線Ｌ５のうち、センサ素子部３のＩｐ＋端子と第１端子Ｔ１とを繋ぐ第１配線Ｌ１、センサ素子部３のＣＯＭ端子と第２端子Ｔ２とを繋ぐ第２配線Ｌ２、及び、センサ素子部３のＶｓ＋端子と第３端子Ｔ３とを繋ぐ第３配線Ｌ３について、短絡異常の診断が可能になっている。
次いで、センサ制御部４０によるガスセンサ２の短絡異常の診断手法について、図２のほか、図４〜図１２のプロセッサ３０の処理動作を示すフローチャートを参照して説明する。
【００７４】
まず、図４を参照して、ガスセンサ２の昇温前（低温時）における短絡異常の診断手法について説明する。
図４に示すように、ガスセンサシステム１の電源が投入され、プロセッサ３０のパワーオンリセットが解除されると、プロセッサ３０は、システム１の起動直後のステップＳ１で、システム１の起動がホットリスタートであるか否かを判別する。なお、ホットリスタートとは、ガスセンサ２が高温の状態でシステム１が起動されることをいい、ステップＳ１では、具体的には、システム１の使用履歴を参照し、これにより、前回のエンジンＥＮＧの停止から再開までの時間が所定時間よりも短い場合が、ホットリスタートとなる。
そして、ステップＳ１で、ホットリスタートでないと判別された場合（Ｎｏ）、即ち、ガスセンサ２が昇温前など活性状態よりも低温の状態（具体的には、活性化したか否かの判定温度よりもさらに低温の状態（以下、低温状態という））の場合は、ステップＳ２に進む。一方、ホットリスタートであると判別された場合（Ｙｅｓ）、即ち、ガスセンサ２が高温の状態（活性状態を含む）の場合は、後述する図８のステップＳ１１に進む。
【００７５】
なお、本実施形態では、ガスセンサ２が活性化したか否かのセルの内部抵抗の基準抵抗値を４５０Ωとしている。即ち、短絡異常の診断の後、ガスセンサ２を昇温する過程で、酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗が４５０Ωよりも小さくなった場合に、ガスセンサ２が活性化したと判別する。従って、酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗が４５０Ωよりも小さくなる温度範囲が活性状態である。
【００７６】
そして、本実施形態では、活性状態よりも低温である低温状態の温度範囲を、ガスセンサ２の酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗が１ｋΩ（＞４５０Ω）よりも大きくなる温度範囲としている。このため、前回のエンジンＥＮＧの停止から再開までの時間が、ガスセンサ２の作動中の温度から、セルの内部抵抗が１ｋΩよりも大きくなる温度まで下がるのに要する時間を上述の所定時間として定め、前回のエンジンＥＮＧの停止から再開までの時間が、この所定時間よりも短い場合が、ホットリスタートとなる。
【００７７】
ステップＳ２では、初期設定を行うと共に、ヒータ部８０への通電をオフし、第１スイッチＳＷ１〜第５スイッチＳＷ５を全てオフする。
次いで、ステップＳ３では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンして、第１回路４５及び第２回路４６を接続する。これにより、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に、酸素ポンプセル１４と並列に第１抵抗値Ｒ１ｒ＝１ｋΩの第１抵抗器Ｒ１（抵抗値Ｒ１ｃ＝１ｋΩの第１回路４５）が接続され、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間に、酸素濃度検知セル２４と並列に第２抵抗値Ｒ２ｒ＝１ｋΩの第２抵抗器Ｒ２（抵抗値Ｒ２ｃ＝１ｋΩの第２回路４６）が接続される。このため、ガスセンサ２が低温状態、即ち、酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗が１ｋΩよりも大きい状態であると、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間の抵抗値、及び、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間の抵抗値は、いずれも約５００Ω〜約１ｋΩとなる。
【００７８】
さらに、続くステップＳ４では、第４スイッチＳＷ４をオンする。これにより、オペアンプ４４から第２端子Ｔ２に検査電位Ｖｅｘとして、＋２．５Ｖの基準電位Ｖｒｅｆが印加される（検査電位Ｖｅｘ＝＋２．５Ｖ（＝基準電位Ｖｒｅｆ））。このため、第１配線Ｌ１〜第３配線Ｌ３に短絡が生じていなければ、第１端子Ｔ１の第１端子電位Ｖ１、第２端子Ｔ２の第２端子電位Ｖ２及び第３端子Ｔ３の第３端子電位Ｖ３は、いずれも検査電位Ｖｅｘに等しくなる。また、第１配線Ｌ１〜第３配線Ｌ３のうち、いずれかが接地電位ＧＮＤまたは電源（バッテリ電位ＶＢ）へ短絡している場合には、第１端子電位Ｖ１〜第３端子電位Ｖ３のうち、少なくともいずれかが検査電位Ｖｅｘとは異なり、検査電位Ｖｅｘよりも低い電位（≒接地電位ＧＮＤ）や検査電位Ｖｅｘよりも高い電位（≒バッテリ電位ＶＢ）となる。
【００７９】
次いで、ステップＳ５では、ガスセンサ２が低温状態で、Ａ／Ｄコンバータ４１，４２，４３を用いて、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３を検知する。
続くステップＳ６では、ステップＳ５で検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。
第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）には、ガスセンサ２に短絡異常が無いことになり、この短絡診断処理に続いて行われる断線診断処理へと進む。なお、ここでは、断線診断処理の詳細については、説明を省略する。
一方、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３の少なくともいずれかが検査電位Ｖｅｘと等しくない場合（Ｎｏ）には、ガスセンサ２に短絡異常が有ることになり、ステップＳ７に進む。
【００８０】
ステップＳ７では、再び第１スイッチＳＷ１〜第５スイッチＳＷ５を全てオフする。次いで、ステップＳ８に進み、図５〜図７に示す昇温前短絡状態判別ルーチン（次述する）を実行する。なお、この昇温前短絡状態判別ルーチンでは、ステップＳ５で検知し、ステップＳ６での判別に用いた第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて、短絡異常の発生箇所及びその短絡先（短絡状態）を判別する。
そして、昇温前短絡状態判別ルーチンの実行が終了すると、ステップＳ９で、ＥＣＵ１００に異常内容を報告した後、プロセッサ３０の処理が、短絡異常終了となる。
【００８１】
次いで、図５〜図７の昇温前短絡状態判別ルーチンについて説明する。
昇温前短絡状態判別ルーチンを開始すると、まず、図５のステップＳ８０１で、ステップＳ６での判別に用いた第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８０２に進み、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合（Ｎｏ）は、図６のステップＳ８０６に進む。
【００８２】
ステップＳ８０２では、ステップＳ６での判別に用いた第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８０３に進み、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合（Ｎｏ）は、図７のステップＳ８１４に進む。
【００８３】
ステップＳ８０３では、ステップＳ６での判別に用いた第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。そして、このステップＳ８０３で、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８０４に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８０５に進む。
なお、ステップＳ８０３に進んだ時点で、ステップＳ８０１及びステップＳ８０２により、ステップＳ６での判別に用いた第１端子電位Ｖ１及び第２端子電位Ｖ２がいずれも検査電位Ｖｅｘと等しいことが判別されている。また、ステップＳ６により、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３の少なくともいずれかが検査電位Ｖｅｘと等しくないことが判別されている。よって、ステップＳ８０３に進んだ時点で、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘと等しくないことが確定しており、ステップＳ８０３でＮｏとなって、ステップＳ８０５に進んだ場合は、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合に該当する。
【００８４】
以上により、第１端子電位Ｖ１及び第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しく、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低い電位である場合は、ステップＳ８０４に進み、第３端子Ｔ３に繋がる第３配線Ｌ３が接地電位ＧＮＤに短絡している状態（第３ＧＮＤショート状態）であると判定し、ＥＣＵ１００に報告する異常内容を確定する。
また、第１端子電位Ｖ１及び第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しく、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高い電位である場合は、ステップＳ８０５に進み、第３端子Ｔ３に繋がる第３配線Ｌ３が電源（バッテリ電位ＶＢ）に短絡している状態（第３電源ショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
その後、ステップＳ８０４及びステップＳ８０５のいずれの場合も、昇温前短絡状態判別ルーチンを終了して、図４のステップＳ９に進む。
【００８５】
次いで、図６のステップＳ８０６以降のステップについて説明する。
ステップＳ８０６に進んだ時点で、ステップＳ８０１により、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しくないことが判別されている。
ステップＳ８０６では、この第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。そして、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８０７に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）、即ち、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合は、ステップＳ８１０に進む。
【００８６】
ステップＳ８０７では、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８０８に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８１３に進む。
また、ステップＳ８０８では、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８０９に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８１３に進む。
【００８７】
また、ステップＳ８１０では、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高いか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８１１に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８１３に進む。
さらに、ステップＳ８１１では、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高いか否かを判別する。第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８１２に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８１３に進む。
【００８８】
以上により、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘよりも低い電位である場合は、ステップＳ８０９に進み、第２端子Ｔ２に繋がる第２配線Ｌ２が接地電位ＧＮＤに短絡している状態（第２ＧＮＤショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘよりも高い電位である場合は、ステップＳ８１２に進み、第２端子Ｔ２に繋がる第２配線Ｌ２が電源（バッテリ電位ＶＢ）に短絡している状態（第２電源ショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合で、その他の場合には、ステップＳ８１３に進み、その他の異常であると判定（異常内容を確定）する。
その後、ステップＳ８０９、ステップＳ８１２及びステップＳ８１３のいずれの場合も、昇温前短絡状態判別ルーチンを終了して、図４のステップＳ９に進む。
【００８９】
次いで、図７のステップＳ８１４以降のステップについて説明する。
ステップＳ８１４に進んだ時点で、ステップＳ８０１及びステップＳ８０２により、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘと等しく、かつ、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘと等しくないことが判別されている。
ステップＳ８１４では、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘと等しいか否かを判別する。そして、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘと等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８１５に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ８１８に進む。
【００９０】
ステップＳ８１５では、既にステップＳ８０２で検査電位Ｖｅｘと等しくないことが判別されている第１端子電位Ｖ１が、検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ８１６に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）、即ち、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合は、ステップＳ８１７に進む。
【００９１】
以上により、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘに等しく、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低い電位である場合は、ステップＳ８１６に進み、第１端子Ｔ１に繋がる第１配線Ｌ１が接地電位ＧＮＤに短絡している状態（第１ＧＮＤショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘに等しく、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高い電位である場合は、ステップＳ８１７に進み、第１端子Ｔ１に繋がる第１配線Ｌ１が電源（バッテリ電位ＶＢ）に短絡している状態（第１電源ショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しく、第１端子電位Ｖ１及び第３端子電位Ｖ３がいずれも検査電位Ｖｅｘと等しくない場合には、ステップＳ８１８に進み、その他の異常であると判定（異常内容を確定）する。
その後、ステップＳ８１６、ステップＳ８１７及びステップＳ８１８のいずれの場合も、昇温前短絡状態判別ルーチンを終了して、図４のステップＳ９に進む。
【００９２】
かくして、図５〜図７の昇温前短絡状態判別ルーチンにより、第１ＧＮＤショート状態、第２ＧＮＤショート状態及び第３ＧＮＤショート状態の３通りのＧＮＤショート状態、並びに、第１電源ショート状態、第２電源ショート状態及び第３電源ショート状態の３通りの電源ショート状態、の計６通りの状態、並びに、その他の異常を、ガスセンサ２の昇温前（低温時）に、ステップＳ１５で検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて判別することができる。
【００９３】
次いで、図８，図９を参照して、ガスセンサ２の高温時における短絡異常の診断手法について説明する。
前述したように、プロセッサ３０のパワーオンリセットが解除され、図４のステップＳ１で、ホットリスタートであると判別された場合（Ｙｅｓ）、即ち、ガスセンサ２が高温の状態の場合には、図８のステップＳ１１に進む。
ステップＳ１１では、初期設定を行うと共に、ヒータ部８０への通電をオフし、その後、ステップＳ１２に進む。
【００９４】
また、このガスセンサシステム１では、ガスセンサ２が昇温して高温になった後のガスセンサ２の作動中にも、短絡異常の診断を行うため、タイマ割り込みを発生させて、ステップＳ１０で、現在のタイミングが、ガスセンサ２の作動中にガスセンサ２の短絡異常の診断を行う短絡診断タイミングであるか否かを判別している。そして、ステップＳ１０で、短絡診断タイミングである場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ１２に進む。一方、短絡診断タイミングでない場合（Ｎｏ）には、タイマ割り込みを終了する。これにより、ガスセンサ２の作動中にも、定期的に短絡異常の診断が行われる。
【００９５】
ステップＳ１２では、第１スイッチＳＷ１〜第５スイッチＳＷ５を全てオフする。
次いで、ステップＳ１３では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンして、第１回路４５及び第２回路４６を接続する。これにより、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間に、酸素ポンプセル１４と並列に第１抵抗値Ｒ１ｒ＝１ｋΩの第１抵抗器Ｒ１（抵抗値Ｒ１ｃ＝１ｋΩの第１回路４５）が接続され、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間に、酸素濃度検知セル２４と並列に第２抵抗値Ｒ２ｒ＝１ｋΩの第２抵抗器Ｒ２（抵抗値Ｒ２ｃ＝１ｋΩの第２回路４６）が接続される。ただし、ガスセンサ２が高温の状態では、酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗は１ｋΩよりも小さくなっており、特に、前回のエンジンＥＮＧの停止から再開までの時間が短い場合には、１ｋΩよりも十分に小さい（具体的には、１００Ω以下）。このため、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間の抵抗値は、酸素ポンプセル１４の内部抵抗にほぼ等しく、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間の抵抗値は、酸素濃度検知セル２４の内部抵抗にほぼ等しい。
【００９６】
さらに、続くステップＳ１４では、第４スイッチＳＷ４をオンする。これにより、第２端子Ｔ２に検査電位Ｖｅｘとして、＋２．５Ｖの基準電位Ｖｒｅｆが印加される。このため、第１配線Ｌ１〜第３配線Ｌ３に短絡が生じていなければ、第１端子Ｔ１の第１端子電位Ｖ１、第２端子Ｔ２の第２端子電位Ｖ２及び第３端子Ｔ３の第３端子電位Ｖ３は、いずれも検査電位Ｖｅｘに等しくなる。また、第１配線Ｌ１〜第３配線Ｌ３のうち、いずれかが接地電位ＧＮＤまたは電源（バッテリ電位ＶＢ）へ短絡している場合には、第１端子電位Ｖ１〜第３端子電位Ｖ３のうち、少なくともいずれかが検査電位Ｖｅｘとは異なり、検査電位Ｖｅｘよりも低い電位（≒接地電位ＧＮＤ）や検査電位Ｖｅｘよりも高い電位（≒バッテリ電位ＶＢ）となる。
【００９７】
次いで、ステップＳ１５では、ガスセンサ２が高温の状態で、Ａ／Ｄコンバータ４１，４２，４３を用いて、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３を検知する。
続くステップＳ１６では、ステップＳ１５で検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。
【００９８】
ガスセンサ２が高温の状態、即ち、酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗が小さい状態では、短絡が生じている箇所の端子の電位と短絡が生じていない箇所の端子の電位が、ほぼ等しくなる場合がある。しかし、ガスセンサ２が高温の状態であっても、第１端子電位Ｖ１〜第３端子電位Ｖ３のうち、少なくともいずれかが検査電位Ｖｅｘと等しくない場合には、ガスセンサ２に短絡異常が有ることは判る。
このため、ステップＳ１６で、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）には、ガスセンサ２に短絡異常が無いことになり、ガスセンサ２が低温状態の場合と同様に、短絡診断処理に続いて行われる断線診断処理へと進む。
一方、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３の少なくともいずれかが検査電位Ｖｅｘと等しくない場合（Ｎｏ）には、ガスセンサ２に短絡異常が有ることになり、ステップＳ１７に進む。
【００９９】
ステップＳ１７では、再び第１スイッチＳＷ１〜第５スイッチＳＷ５を全てオフする。次いで、ステップＳ１８に進み、ヒータ部８０への通電をオフする。ホットリスタートの場合は、ステップＳ１１で、既にヒータ部８０への通電はオフになっているが、ガスセンサ２の作動中に短絡診断タイミングになった場合は、このステップＳ１７で、ヒータ部８０への通電がオフになる。
【０１００】
次いで、ステップＳ１９に進み、所定の冷却待ち時間（例えば、６０秒）が経過したか否かを判定し、冷却待ち時間が経過していない場合（Ｎｏ）に、ステップＳ１９を繰り返すことにより、ガスセンサ２の冷却を待つ。そして、ステップＳ１９で、冷却待ち時間を経過した場合（Ｙｅｓ）は、図９のステップＳ２０に進む。
【０１０１】
ステップＳ２０〜Ｓ２２では、ガスセンサ２の冷却後に、ステップＳ１３〜Ｓ１５と同様に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンし、第４スイッチＳＷ４をオンした状態で、Ａ／Ｄコンバータ４１，４２，４３を用いて、新たに第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３を検知する。
【０１０２】
次いで、ステップＳ２３に進み、図１０〜図１２に示す冷却後短絡状態判別ルーチン（次述する）を実行する。なお、この冷却後短絡状態判別ルーチンでは、ステップＳ２２で新たに検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて、短絡異常の発生箇所及びその短絡先（短絡状態）を判別する。
そして、冷却後短絡状態判別ルーチンの実行が終了すると、ステップＳ２４で、再度第１スイッチＳＷ１〜第５スイッチＳＷ５を全てオフし、さらにステップＳ２５で、ＥＣＵ１００に異常内容を報告した後、プロセッサ３０の処理が、短絡異常終了となる。
【０１０３】
次いで、図１０〜図１２の冷却後短絡状態判別ルーチンについて説明する。
冷却後短絡状態判別ルーチンを開始すると、まず、図１０のステップＳ２３０１で、ステップＳ２２で新たに検知した第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３０２に進み、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合（Ｎｏ）は、図１１のステップＳ２３０８に進む。
【０１０４】
ステップＳ２３０２では、ステップＳ２２で新たに検知した第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３０３に進み、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合（Ｎｏ）は、図１２のステップＳ２３１６に進む。
【０１０５】
ステップＳ２３０３では、ステップＳ２２で新たに検知した第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別する。第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘに等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３０４に進み、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３０５に進む。
【０１０６】
ステップＳ２３０４に進んだ場合、ステップＳ２２で新たに検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しいことになる。これは、ガスセンサ２が高温時に、ステップＳ１５で検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて、ステップＳ１６でガスセンサ２に短絡異常が有ると判定した判定結果と異なる。このため、ステップＳ２３０４に進んだ場合は、不確定異常であるとして、その他の異常として扱う。
【０１０７】
ステップＳ２３０５では、ステップＳ２３０３で検査電位Ｖｅｘと等しくないことが判別された第３端子電位Ｖ３が、さらに検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３０６に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）、即ち、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合は、ステップＳ２３０７に進む。
【０１０８】
以上により、第１端子電位Ｖ１及び第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しく、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低い電位である場合は、ステップＳ２３０６に進み、第３端子Ｔ３に繋がる第３配線Ｌ３が接地電位ＧＮＤに短絡している状態（第３ＧＮＤショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第１端子電位Ｖ１及び第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しく、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高い電位である場合は、ステップＳ２３０７に進み、第３端子Ｔ３に繋がる第３配線Ｌ３が電源（バッテリ電位ＶＢ）に短絡している状態（第３電源ショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しい場合は、ステップＳ２３０４に進み、その他の異常であると判定（異常内容を確定）する。
その後、ステップＳ２３０４、ステップＳ２３０６及びステップＳ２３０７のいずれの場合も、冷却後短絡状態判別ルーチンを終了して、図９のステップＳ２４に進む。
【０１０９】
次いで、図１１のステップＳ２３０８以降のステップについて説明する。
ステップＳ２３０８に進んだ時点で、ステップＳ２３０１により、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しくないことが判別されている。
ステップＳ２３０８では、この第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。そして、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３０９に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）、即ち、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合は、ステップＳ２３１２に進む。
【０１１０】
ステップＳ２３０９では、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３１０に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３１５に進む。
また、ステップＳ２３１０では、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３１１に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３１５に進む。
【０１１１】
また、ステップＳ２３１２では、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高いか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３１３に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３１５に進む。
さらに、ステップＳ２３１３では、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高いか否かを判別する。第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３１４に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３１５に進む。
【０１１２】
以上により、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘよりも低い電位である場合は、ステップＳ２３１１に進み、第２端子Ｔ２に繋がる第２配線Ｌ２が接地電位ＧＮＤに短絡している状態（第２ＧＮＤショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘよりも高い電位である場合は、ステップＳ２３１４に進み、第２端子Ｔ２に繋がる第２配線Ｌ２が電源（バッテリ電位ＶＢ）に短絡している状態（第２電源ショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しくない場合で、その他の場合には、ステップＳ２３１５に進み、その他の異常であると判定（異常内容を確定）する。
その後、ステップＳ２３１１、ステップＳ２３１４及びステップＳ２３１５のいずれの場合も、冷却後短絡状態判別ルーチンを終了して、図９のステップＳ２４に進む。
【０１１３】
次いで、図１２のステップＳ２３１６以降のステップについて説明する。
ステップＳ２３１６に進んだ時点で、ステップＳ２３０１及びステップＳ２３０２により、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘと等しく、かつ、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘと等しくないことが判別されている。
ステップＳ２３１６では、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘと等しいか否かを判別する。そして、第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘと等しい場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３１７に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２３２０に進む。
【０１１４】
ステップＳ２３１７では、既にステップＳ２３０２で検査電位Ｖｅｘと等しくないことが判別されている第１端子電位Ｖ１が、検査電位Ｖｅｘよりも低いか否かを判別する。第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低い場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２３１８に進み、それ以外の場合（Ｎｏ）、即ち、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高い場合は、ステップＳ２３１９に進む。
【０１１５】
以上により、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘに等しく、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも低い電位である場合は、ステップＳ２３１８に進み、第１端子Ｔ１に繋がる第１配線Ｌ１が接地電位ＧＮＤに短絡している状態（第１ＧＮＤショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３が検査電位Ｖｅｘに等しく、第１端子電位Ｖ１が検査電位Ｖｅｘよりも高い電位である場合は、ステップＳ２３１９に進み、第１端子Ｔ１に繋がる第１配線Ｌ１が電源（バッテリ電位ＶＢ）に短絡している状態（第１電源ショート状態）であると判定（異常内容を確定）する。
また、第２端子電位Ｖ２が検査電位Ｖｅｘに等しく、第１端子電位Ｖ１及び第３端子電位Ｖ３がいずれも検査電位Ｖｅｘと等しくない場合には、ステップＳ２３２０に進み、その他の異常であると判定（異常内容を確定）する。
その後、ステップＳ２３１８、ステップＳ２３１９及びステップＳ２３２０のいずれの場合も、冷却後短絡状態判別ルーチンを終了して、図９のステップＳ２４に進む。
【０１１６】
かくして、図１０〜図１２の冷却後短絡状態判別ルーチンにより、第１ＧＮＤショート状態、第２ＧＮＤショート状態及び第３ＧＮＤショート状態の３通りのＧＮＤショート状態、並びに、第１電源ショート状態、第２電源ショート状態及び第３電源ショート状態の３通りの電源ショート状態、の計６通りの状態、並びに、その他の異常を、ガスセンサ２の冷却後に、ステップＳ２２で検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて判別することができる。
【０１１７】
本実施形態において、センサ制御部４０のうち、第１端子電位Ｖ１を検知するＡ／Ｄコンバータ４１が第１端子電位検知回路に相当する。また、第２端子電位Ｖ２を検知するＡ／Ｄコンバータ４２が第２端子電位検知回路に相当し、第３端子電位Ｖ３を検知するＡ／Ｄコンバータ４３が第３端子電位検知回路に相当する。また、オペアンプ４４が検査電位回路及び基準電位回路に相当し、第４スイッチＳＷ４が第１電位スイッチ及び第２電位スイッチに相当する。また、電流ＤＡＣ４７がポンプ電流出力回路に相当し、第３スイッチＳＷ３が第２電流スイッチに相当する。また、電流ＤＡＣ４８が検知セル電流出力回路に相当し、第５スイッチＳＷ５が第１電流スイッチに相当する。
【０１１８】
さらに、本実施形態において、ステップＳ５、ステップＳ１５及びステップＳ２２を実行しているプロセッサ３０が、端子電位検知手段に相当する。
また、ステップＳ６及びステップＳ１６を実行しているプロセッサ３０が、短絡有無判別手段に相当する。
また、ステップＳ８（昇温前短絡状態判別ルーチン：ステップＳ８０１〜Ｓ８１８）及びステップＳ２３（冷却後短絡状態判別ルーチン：ステップＳ２３０１〜Ｓ２３２０）を実行しているプロセッサ３０が、短絡状態判別手段に相当する。
【０１１９】
さらに、ステップＳ１を実行しているプロセッサ３０が、ホットリスタート判別手段に相当し、ステップＳ１８〜Ｓ１９を実行しているプロセッサ３０が、第１待機手段及び第２待機手段に相当する。
また、ステップＳ７、ステップＳ１７及びステップＳ２４を実行しているプロセッサ３０が、第１遮断手段、第１遮断維持手段、第２遮断維持手段及び第４遮断手段に相当し、ステップＳ２及びステップＳ１２を実行しているプロセッサ３０が、第２遮断手段及び第３遮断手段に相当する。
【０１２０】
このように、本実施形態のガスセンサシステム１では、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２をオンすることにより、第１端子Ｔ１と第２端子Ｔ２との間を第１回路４５（第１抵抗器Ｒ１）を介して接続し、第２端子Ｔ２と第３端子Ｔ３との間を第２回路４６（第２抵抗器Ｒ２）を介して接続する。これにより、第１回路４５（第１抵抗器Ｒ１）は酸素ポンプセル１４と並列に接続され、第２回路４６（第２抵抗器Ｒ２）は酸素濃度検知セル２４と並列に接続される。そして、この状態で、第２端子Ｔ２に検査電位Ｖｅｘを印加する。
これにより、ガスセンサ２の温度によらず、高温の状態（活性状態を含む）でも、低温の状態（セルに酸素イオン伝導性が発現していない状態を含む）でも、Ａ／Ｄコンバータ４１，４２，４３で検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて、ガスセンサ２の短絡異常の有無を判別することができる（ステップＳ６及びステップＳ１６）。
また、ガスセンサ２が活性状態よりも低温の低温状態の場合には、Ａ／Ｄコンバータ４１，４２，４３を用いて、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３を検知することにより、検知した第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて、ガスセンサ２の短絡異常の発生箇所及びその短絡先（接地電位ＧＮＤとの短絡であるか電源（バッテリ電位ＶＢ）との短絡であるか）を診断することもできる（ステップＳ８及びステップＳ２３）。
【０１２１】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡有無判別手段（ステップＳ６及びステップＳ１６）を備えており、この短絡有無判別手段（ステップＳ６及びステップＳ１６）でガスセンサ２の短絡異常の有無を判別する。この短絡異常の有無の判別は、上述の通り、ガスセンサ２が低温の状態でも（ステップＳ６）、高温の状態でも（ステップＳ１６）可能だからである。
即ち、このシステム１では、酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４の内部抵抗が小さい状態（ガスセンサ２が高温の状態）のみならず、これらのセルの内部抵抗が大きい状態（ガスセンサ２の低温の状態）でも、短絡異常の有無の判別が可能になっている。
したがって、このシステム１では、ガスセンサ２の温度によらず、短絡有無判別手段（ステップＳ６及びステップＳ１６）でガスセンサ２の短絡異常の有無を判別することができる。
【０１２２】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡有無判別手段（ステップＳ６及びステップＳ１６）で、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３のいずれもが検査電位Ｖｅｘに等しいか否かを判別することにより、ガスセンサ２の短絡異常の有無を適切に判別することができる。
短絡が生じていなければ、第２端子Ｔ２に検査電位Ｖｅｘを印加すると、第１抵抗器Ｒ１及び第２抵抗器Ｒ２により、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３は、いずれも検査電位Ｖｅｘに等しくなるからである。
【０１２３】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、ガスセンサ２の低温状態で、短絡異常の発生箇所及びその短絡先を含む短絡状態を判別する短絡状態判別手段（ステップＳ８及びステップＳ２３）を備えるので、短絡異常の有無のみならず、短絡状態まで判別して、ＥＣＵ１００に通知することができる（ステップＳ９及びステップＳ２５）。
【０１２４】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡状態判別手段（ステップＳ８及びステップＳ２３）は、３通りのＧＮＤショート状態及び３通りの電源ショート状態の計６通りの短絡状態を、第１端子電位Ｖ１、第２端子電位Ｖ２及び第３端子電位Ｖ３に基づいて判別している。このため、短絡異常が生じた場合に、短絡状態を適切に判別することができる。
【０１２５】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡状態判別手段（ステップＳ８及びステップＳ２３）が、第１端子電位Ｖ１〜第３端子電位Ｖ３に応じて６通りの場合分けを行って、６通りの短絡状態を適切に判別することができる。
【０１２６】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、ホットリスタートでないときは、ガスセンサ２が低温状態で、短絡異常の有無を判別し（ステップＳ６）、短絡異常有りと判別された場合には、引き続きそのまま短絡異常の発生箇所及びその短絡先（短絡状態）を判別する（ステップＳ８）。一方、ホットリスタートであるときは、ガスセンサ２がホットリスタート後の高温状態で短絡異常の有無を判別し（ステップＳ１６）、短絡異常有りと判別された場合には、ガスセンサ２が低温状態になるのを待ってから（ステップＳ１８〜Ｓ１９）、短絡異常の発生箇所及びその短絡先（短絡状態）を判別する（ステップＳ２３）。
これにより、短絡異常がない場合には、高温の状態のまま、短絡診断の次の手順（断線診断）に進むことができる上、ホットリスタートの場合にも、適切に短絡状態の判別まで行うことができる。
【０１２７】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、ガスセンサ２の作動中の短絡診断タイミングであるとき、即ち、ガスセンサ２が活性状態下での作動中に、短絡異常の有無を判別し（ステップＳ１６）、短絡異常有りと判別された場合には、ガスセンサが低温状態となるのを待ってから（ステップＳ１８〜Ｓ１９）、短絡異常の発生箇所及びその短絡先（短絡状態）を判別する（ステップＳ２３）。
これにより、このシステム１では、システム１の起動後のみならず、ガスセンサ２の作動中にも、短絡状態をも適切に判別することができる。
【０１２８】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡有無判別手段（ステップＳ６及びステップＳ１６）で短絡異常有りと判別された場合に、ステップＳ７、ステップＳ１７及びステップＳ２４（第１遮断手段）で、検査電位Ｖｅｘの印加をオフ（第４スイッチＳＷ４をオフ）している。これにより、短絡異常が有る場合に、第２端子Ｔ２に検査電位Ｖｅｘを印加し続けることがない。
【０１２９】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡有無判別手段（ステップＳ６及びステップＳ１６）で短絡異常有りと判別された場合に、第１スイッチＳＷ１及び第２スイッチＳＷ２もオフして、第１回路４５及び第２回路４６の接続を解除している。これにより、ガスセンサ２に短絡異常が有る場合には、第１回路４５及び第２回路４６によるガスセンサ２の端子同士（第１端子Ｔ１〜第３端子Ｔ３）の接続を切り離して、第１端子Ｔ１〜第３端子Ｔ３の状態を短絡異常の診断前の初期状態に復帰させる。
【０１３０】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡異常有りと判別された場合に、酸素ポンプセル１４に流すポンプ電流Ｉｐ及び酸素濃度検知セル２４に流す検知セル電流（微小電流Ｉｃｐなど）をオフした状態を維持する（ステップＳ７、ステップＳ１７及びステップＳ２４）ので、短絡異常が生じたままポンプ電流Ｉｐや微小電流Ｉｃｐを流すことにより酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４にブラックニングが生じるのを防止することができる。
【０１３１】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、検査電位Ｖｅｘを印加する検査電位回路であるオペアンプ４４が、ガスセンサ２の活性後に基準電位Ｖｒｅｆを印加する基準電位回路を兼ねている（検査電位Ｖｅｘ＝基準電位Ｖｒｅｆ＝＋２．５Ｖ）。このため、短絡異常を診断するために、専用の検査電位回路を設ける必要がない。
【０１３２】
さらに、本実施形態のガスセンサシステム１では、短絡異常有りと判別された場合に、基準電位Ｖｒｅｆ（＝検査電位Ｖｅｘ）の印加をオフする（ステップＳ７、ステップＳ１７及びステップＳ２４）ので、短絡異常が生じたまま基準電位Ｖｒｅｆ（＝検査電位Ｖｅｘ）を印加することにより酸素ポンプセル１４及び酸素濃度検知セル２４にブラックニングが生じるのを抑制することができる。
【０１３３】
以上において、本発明を実施形態に即して説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、適宜変更して適用できることはいうまでもない。
例えば、実施形態では、ガスセンサ２として、排気ガスＥＧ中の酸素濃度（空燃比）を検知する空燃比センサ（全領域空燃比センサ）を用いたが、「ガスセンサ」は、空燃比センサに限られず、窒素酸化物（ＮＯｘ）の濃度を検知するＮＯｘセンサなどであっても良い。
また、センサ制御部４０は、ＥＣＵ１００に内蔵される形態で設けられても良い。
【０１３４】
また、実施形態では、センサ制御部４０が、デジタルシグナルプロセッサ３０を内蔵したＡＳＩＣで構成され、ポンプ電流ＩｐのＰＩＤ制御をデジタル方式により行うガスセンサシステム１を示した。
しかし、アナログのＰＩＤ回路を含むＡＳＩＣと、別途設けたマイクロプロセッサとで構成したセンサ制御部を備え、ＰＩＤ制御をアナログ方式により行うガスセンサシステムに本発明を適用しても良い。
【０１３５】
また、実施形態では、ガスセンサ２が低温状態になるまで待つ第１待機手段及び第２待機手段は、ヒータ部８０への通電をオフして、所定の冷却待ち時間（例えば、６０秒）が経過するのを待つようにした（ステップＳ１８〜Ｓ１９）。しかし、例えば、ガスセンサ２の温度を温度センサで検知するなどして、ガスセンサ２の温度の高低を判別したり、ガスセンサ２が実際に低温状態になったか否かを判別するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１３６】
ＥＮＧ  内燃機関（エンジン）
ＥＰ  排気管
ＥＧ  排気ガス（被測定ガス）
１００  ＥＣＵ
１  ガスセンサシステム
２  ガスセンサ
３  センサ素子部
１４  酸素ポンプセル
１２  第１ポンプ電極
１６  第２ポンプ電極
２４  酸素濃度検知セル
２８  第１検知電極
２２  第２検知電極
２０  測定室
２６  基準酸素室
８０  ヒータ部
Ｉｐ  ポンプ電流
Ｉｃｐ  微小電流（検知セル電流）
Ｔ１  第１端子
Ｔ２  第２端子
Ｔ３  第３端子
Ｌ１  第１配線
Ｌ２  第２配線
Ｌ３  第３配線
Ｖ１  第１端子電位
Ｖ２  第２端子電位
Ｖ３  第３端子電位
Ｖｒｅｆ  基準電位
Ｖｅｘ  検査電位
３０  デジタルシグナルプロセッサ
４０  センサ制御部
４１  Ａ／Ｄコンバータ（第１端子電位検知回路）
４２  Ａ／Ｄコンバータ（第２端子電位検知回路）
４３  Ａ／Ｄコンバータ（第３端子電位検知回路）
４４  オペアンプ（検査電位回路，基準電位回路）
４５  第１回路
Ｒ１  第１抵抗器
Ｒ１ｒ  第１抵抗値
Ｒ１ｃ  第１回路の抵抗値
ＳＷ１  第１スイッチ
４６  第２回路
Ｒ２  第２抵抗器
Ｒ２ｒ  第２抵抗値
Ｒ２ｃ  第２回路の抵抗値
ＳＷ２  第２スイッチ
４７  Ｄ／Ａコンバータ（ポンプ電流出力回路）
４８  Ｄ／Ａコンバータ（検知セル電流出力回路）
ＳＷ３  第３スイッチ（第２電流スイッチ）
ＳＷ４  第４スイッチ（第１電位スイッチ，第２電位スイッチ）
ＳＷ５  第５スイッチ（第１電流スイッチ）
Ｓ１  ホットリスタート判別手段
Ｓ５，Ｓ１５，Ｓ２２  端子電位検知手段
Ｓ６，Ｓ１６  短絡有無判別手段
Ｓ８（Ｓ８０１〜Ｓ８１８），Ｓ２３（Ｓ２３０１〜Ｓ２３２０）  短絡状態判別手段
Ｓ１８〜Ｓ１９  第１待機手段，第２待機手段
Ｓ７，Ｓ１７，Ｓ２４  第１遮断手段，第１遮断維持手段，第２遮断維持手段，第４遮断手段
Ｓ２，Ｓ１２  第２遮断手段，第３遮断手段
【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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