(57)【要約】【課題】  本発明はセンサ素子の制御システムに関し、装置に生じた故障が、制御装置のポートの外部に生じたショートであるか、或いは制御装置内部のスイッチ素子の故障であるかを容易に特定することを目的とする。【解決手段】  酸素センサ１０と、端子２２、２４を介して信号線により酸素センサ１０と接続された制御装置２０を設ける。酸素センサ１０の出力異常が検出された場合に（ステップ１００）、第２スイッチ素子４２をON状態とする（ステップ１０２）。この際、第２AD変換器４６の出力電圧が第１AD変換器３８の出力電圧より高い場合には、制御装置２０外部の信号線がショートした故障が生じたものとして故障箇所を特定する（ステップ１０８）。また、第１AD変換器３８の出力電圧が第２AD変換器４６の出力電圧より高い場合には、第１スイッチ素子２６が常時ONとなる故障が生じたものとして故障箇所を特定する（ステップ１１０）。【選択図】      図１
2005140642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
インピーダンス成分を有するセンサ素子と、当該センサ素子がポートを介して接続された制御装置とを備えるセンサ素子の制御システムであって、
前記制御装置は、
前記ポートを介して前記センサ素子と直列に接続され、ON状態とされた場合に素子インピーダンス検出用電源を前記センサ素子と導通させる第１スイッチ素子と、
前記第１スイッチ素子と前記ポートとの間に形成された接続点に接続され、ON状態とされた場合に当該接続点を前記素子インピーダンス用電源より電位の低い低電位点と導通させる第２スイッチ素子と、
前記センサ素子の上流側の電位が正常電位より高い時に第２スイッチ素子をONさせるスイッチ素子ON手段と、
前記スイッチ素子ON手段により前記第２スイッチ素子がON状態とされた後に、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かう電流が生じた場合に前記第１スイッチ素子に故障が生じたと判定する第１故障箇所特定手段と、
前記スイッチ素子ON手段により前記第２スイッチ素子がON状態とされた後に、前記ポートから前記第２スイッチ素子に向かう電流が生じた場合に前記制御装置の前記ポートの外部がショートする故障が生じたと判定する第２故障箇所特定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ素子の制御システム。
【請求項２】
前記制御装置は、前記接続点と前記ポートとの間に接続された抵抗を備え、
前記第１故障箇所特定手段は、前記抵抗の前記接続点側の電位が前記抵抗の前記センサ素子側の電位以上である場合に、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かって電流が流れたと判定し、
前記第２故障箇所特定手段は、前記抵抗の前記センサ素子側の電位が前記抵抗の前記接続点側の電位より高い場合に、前記ポートから前記第２スイッチ素子に向かって電流が流れたと判定することを特徴とする請求項１記載のセンサ素子の制御システム。
【請求項３】
インピーダンス成分を有するセンサ素子と、当該センサ素子がポートを介して接続された制御装置とを備えるセンサ素子の制御システムであって、
前記制御装置は、
前記ポートを介して前記センサ素子と直列に接続され、ON状態とされた場合に素子インピーダンス検出用電源を前記センサ素子と導通させる第１スイッチ素子と、
前記第１スイッチ素子と前記ポートとの間に形成された接続点に接続され、ON状態とされた場合に当該接続点を前記素子インピーダンス用電源より電位の低い低電位点と導通させる第２スイッチ素子と、
前記センサ素子の上流側の電位が正常電位より高い時に第２スイッチ素子をONさせるスイッチ素子ON手段と、
前記スイッチ素子ON手段により前記第２スイッチ素子がON状態とされた後に、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かって電流が流れたか否かを判定する電流判定手段と、
前記電流判定手段により前記電流が認められた場合に、前記第１スイッチ素子に故障が生じたと判定する第１故障箇所特定手段と、
前記電流判定手段により前記電流が認められなかった場合に、前記制御装置の前記ポートの外部がショートする故障が生じたと判定する第２故障箇所特定手段と、
を備えることを特徴とするセンサ素子の制御システム。
【請求項４】
前記制御装置は、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かう電流の流れを許容する向きで前記第１スイッチ素子と前記接続点との間に接続されたダイオードと、
前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との間に、或いは前記第２スイッチ素子と前記低電位点との間に接続された抵抗とを備え、
前記電流判定手段は、前記第１スイッチ素子直下の電位に基づいて前記電流が流れたか否かを判定することを特徴とする請求項３記載のセンサ素子の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はセンサ素子の制御システムに係り、特に、内燃機関の排気通路に配置される排気ガスセンサの制御に好適なセンサ素子の制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特開２０００−２８５７５号公報に開示されているように、内燃機関の排気通路に酸素濃度センサを備える装置が知られている。この装置において、酸素濃度センサは、排気通路を流れる排気ガス中の酸素濃度に応じた出力を発生する。排気ガス中の酸素濃度は、排気空燃比と相関を有している。従って、従来の装置によれば、酸素濃度センサの出力に基づいて、排気空燃比に関する情報を得ることができる。
【０００３】
この装置は、また、酸素濃度センサに対する印加電圧V0を基準電圧から掃引電圧に変化させることにより、酸素濃度センサの素子インピーダンスを検出する機能を有している。印加電圧V0にΔV0の変化が生ずると、そこに流れる電流Iに、素子インピーダンスRsに応じた変化ΔIが生ずる。このため、上記従来の装置は、印加電圧V0が基準電圧から掃引電圧に切り換えられることにより生ずる電圧変化ΔV0、および電流変化ΔIに基づいて素子インピーダンスRsを算出することとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２８５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記従来の装置の構成によれば、例えば、センサの出力電圧が所定時間継続して不当に高い電圧となった場合に、その出力電圧が異常であると判定するものとして、装置に故障が生じたことを検出することができる。このような場合に、センサの出力電圧が異常と判定される事態としては、次の２通りの場合が考えられる。すなわち、上記従来の装置は、制御装置と、その制御装置のポートと信号線により接続されるセンサ素子とを有しており、センサ素子上流側の信号線が電源電圧５Vあるいは１２V系にショートするのが第１の場合である。また、上記従来の装置は、素子インピーダンスを検出するための電圧をセンサ素子に印加する高電圧印加用スイッチ素子を備えており、このスイッチ素子に常時ONとなる故障が生ずるのが第２の場合である。上記従来の装置の構成では、上記２通りの故障のうち、どちらの故障が生じたかを特定することができない。
【０００６】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置に生じた故障が、制御装置のポートの外部に生じたショートであるか、或いは制御装置内部のスイッチ素子の故障であるかを容易に特定することのできるセンサ素子の制御システム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】
第１の発明は、上記の目的を達成するため、インピーダンス成分を有するセンサ素子と、当該センサ素子がポートを介して接続された制御装置とを備えるセンサ素子の制御システムであって、
前記制御装置は、
前記ポートを介して前記センサ素子と直列に接続され、ON状態とされた場合に素子インピーダンス検出用電源を前記センサ素子と導通させる第１スイッチ素子と、
前記第１スイッチ素子と前記ポートとの間に形成された接続点に接続され、ON状態とされた場合に当該接続点を前記素子インピーダンス用電源より電位の低い低電位点と導通させる第２スイッチ素子と、
前記センサ素子の上流側の電位が正常電位より高い時に第２スイッチ素子をONさせるスイッチ素子ON手段と、
前記スイッチ素子ON手段により前記第２スイッチ素子がON状態とされた後に、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かう電流が生じた場合に前記第１スイッチ素子に故障が生じたと判定する第１故障箇所特定手段と、
前記スイッチ素子ON手段により前記第２スイッチ素子がON状態とされた後に、前記ポートから前記第２スイッチ素子に向かう電流が生じた場合に前記制御装置の前記ポートの外部がショートする故障が生じたと判定する第２故障箇所特定手段と、
を備えることを特徴とする。
【０００８】
また、第２の発明は、第１の発明において、前記制御装置は、前記接続点と前記ポートとの間に接続された抵抗を備え、
前記第１故障箇所特定手段は、前記抵抗の前記接続点側の電位が前記抵抗の前記センサ素子側の電位以上である場合に、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かって電流が流れたと判定し、
前記第２故障箇所特定手段は、前記抵抗の前記センサ素子側の電位が前記抵抗の前記接続点側の電位より高い場合に、前記ポートから前記第２スイッチ素子に向かって電流が流れたと判定することを特徴とする。
【０００９】
また、第３の発明は、インピーダンス成分を有するセンサ素子と、当該センサ素子がポートを介して接続された制御装置とを備えるセンサ素子の制御システムであって、
前記制御装置は、
前記ポートを介して前記センサ素子と直列に接続され、ON状態とされた場合に素子インピーダンス検出用電源を前記センサ素子と導通させる第１スイッチ素子と、
前記第１スイッチ素子と前記ポートとの間に形成された接続点に接続され、ON状態とされた場合に当該接続点を前記素子インピーダンス用電源より電位の低い低電位点と導通させる第２スイッチ素子と、
前記センサ素子の上流側の電位が正常電位より高い時に第２スイッチ素子をONさせるスイッチ素子ON手段と、
前記スイッチ素子ON手段により前記第２スイッチ素子がON状態とされた後に、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かって電流が流れたか否かを判定する電流判定手段と、
前記電流判定手段により前記電流が認められた場合に、前記第１スイッチ素子に故障が生じたと判定する第１故障箇所特定手段と、
前記電流判定手段により前記電流が認められなかった場合に、前記制御装置の前記ポートの外部がショートする故障が生じたと判定する第２故障箇所特定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１０】
また、第４の発明は、第３の発明において、前記制御装置は、前記第１スイッチ素子から前記第２スイッチ素子に向かう電流の流れを許容する向きで前記第１スイッチ素子と前記接続点との間に接続されたダイオードと、
前記第１スイッチ素子と前記第２スイッチ素子との間に、或いは前記第２スイッチ素子と前記低電位点との間に接続された抵抗とを備え、
前記電流判定手段は、前記第１スイッチ素子直下の電位に基づいて前記電流が流れたか否かを判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明は以上説明したように構成されているので、以下に示すような効果を奏する。
第１の発明によれば、制御装置内の所定箇所を流れる電流の方向を判別することにより、装置に生じた故障が、第１スイッチ素子に生じた故障であるか、或いは制御装置のポートの外部に生じたショートであるかを判別することができる。このため、本発明によれば、センサ素子の制御システムに生じた故障の発生箇所を容易に特定することができる。
【００１２】
第２の発明によれば、第２スイッチ素子の接続点とセンサ素子との間に接続された抵抗の両端電位を比較することにより、制御装置内の所定箇所を流れる電流の方向を判別することができる。
【００１３】
第３の発明によれば、第１スイッチ素子から第２スイッチ素子に向かって電流が流れたか否かを判定することにより、装置に生じた故障が、第１スイッチ素子に生じた故障であるか、或いは制御装置のポートの外部に生じたショートであるかを判別することができる。このため、本発明によれば、センサ素子の制御システムに生じた故障の発生箇所を容易に特定することができる。
【００１４】
第４の発明によれば、第１スイッチ素子直下の電位に基づいて、第１スイッチ素子から第２スイッチ素子に向かう電流が流通しているか否かを判別することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照してこの発明の実施の形態について説明する。尚、各図において共通する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１６】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。図１に示すように、本実施形態のシステムは、酸素センサ１０と制御装置２０を備えている。本実施形態において、酸素センサ１０は、内燃機関の排気通路に配置されるものである。
【００１７】
図１において、酸素センサ１０は、インピーダンス成分と起電力成分とを含むものとして等価的に示されている。すなわち、酸素センサ１０は、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた電圧を発生する起電力式センサである。本実施形態では、端子２２側が高圧側となり、端子２４側が低圧側となるように酸素センサ１０と制御装置２０が接続されている。制御装置２０は、高圧側端子２２と低圧側端子２４との間に発生する電圧を見ることで、排気空燃比がリッチであるかリーンであるかを判断することができる。
【００１８】
制御装置２０は、酸素センサ１０の素子インピーダンスRsを精度良く検出する機能を有している。つまり、本実施形態において用いられる制御装置２０は、酸素センサ１０が自ら発する電圧（高圧側端子２２と低圧側端子２４との間に発生する電圧）に基づいて排気空燃比に関する情報を取得する機能と、酸素センサ１０の素子インピーダンスRsを検出する機能の双方を併せ持つユニットである。以下、制御装置２０の回路構成、およびその機能を詳細に説明する。
【００１９】
制御装置２０は、第１スイッチ素子２６を備えている。第１スイッチ素子２６には、５Vの定電圧（電源電圧VC）が供給されている。第１スイッチ素子２６のゲートは、CPU２８に接続されている。CPU２８は、必要に応じて、ON指令を発することにより第１スイッチ素子２６をON状態とする。
【００２０】
第１スイッチ素子２６は、第１抵抗３０を介して第１サンプリング点３２に接続されている。第１サンプリング点３２は、第２抵抗３４を介して制御装置２０の高圧側端子２２と導通していると共に、コンデンサ３６を介して接地されている。
【００２１】
第１サンプリング点３２は、第１AD変換器（ADC１）３８に接続されている。第１AD変換器３８の入力端子には、第１サンプリング点３２の電位が供給されている。このため、第１AD変換器３８は、第１サンプリング点３２の電位をディジタル化してCPU２８に出力することができる。
【００２２】
第１サンプリング点３２には、また、第３抵抗４０を介して第２スイッチ素子４２が接続されている。第２スイッチ素子４２は、第１スイッチ素子２６がON状態とされることにより投入された余剰電荷を強制放電させ、電圧印加後のセンサの出力電圧を印加前の基準値に戻すために設けられている。この第２スイッチ素子４２のゲートには、CPU２８が接続されている。CPU２８は、必要に応じて、ON指令を発することにより第２スイッチ素子４２をON状態とする。従って、CPU２８は、ON指令を発することにより、第１サンプリング点３２を第３抵抗４０を介して、上記電源電圧VCより低い電位点と（ここでは、接地ラインと）導通させることができる。
【００２３】
制御装置２０において、第２抵抗３４と高圧側端子２２との間には、第２サンプリング点４４が形成されている。第２サンプリング点４４には、第２AD変換器（ADC２）４６が接続されている。第２AD変換器４６の入力端子には、第２サンプリング点４４が接続されている。このため、第２AD変換器４６は、第２サンプリング点４４の電位をディジタル化してCPU２８に出力することができる。
【００２４】
第２サンプリング点４４に電源電圧が供給されていない場合（第１スイッチ素子２６がOFFである場合）、第２サンプリング点４４には、酸素センサ１０の起電力に相当する電圧が発生する。この場合、第２AD変換器４６の出力は、酸素センサ１０のセンサ出力と一致する値となる。このため、本実施形態の装置は、そのような状況下で第２AD変換器４６が発するディジタル信号に基づいて、排気ガス中の酸素濃度に関する情報を取得することができる。
【００２５】
また、第２スイッチ素子４２をOFF状態とし、第２サンプリング点４４に電源電圧が供給されている場合（第１スイッチ素子２６がONである場合）は、酸素センサ１０に電流Iが流通する。この電流は、第２抵抗３４の抵抗値R2と、第１サンプリング点３２と第２サンプリング点４４の電位差に基づいて算出することができる。酸素センサ１０の素子インピーダンスRsは、この電流Iと第２サンプリング点４４の電位に基づいて算出することができる。従って、本実施形態の装置は、そのような状況下で第１AD変換器３８と第２AD変換器４６の出力を取り込むことで、素子インピーダンスRsを算出することができる。
【００２６】
ここで、本実施形態のセンサ素子の制御システムにおいて、装置の故障箇所の特定に伴う課題について述べる。
酸素センサ１０の出力電圧の異常は、第２AD変換器４６の電圧が不当に高い電圧となることが所定時間継続した場合に、検出することができる。第２AD変換器４６の電圧が異常となる部品故障としては、本実施形態の装置のように素子インピーダンスRsの検出回路を有するものでは、以下の２通りが考えられる。すなわち、高電圧印加用に用いられる第１スイッチ素子２６が常時ONとなってしまう故障が生じた場合と、酸素センサ１０と制御装置２０とを接続する信号線が内燃機関の制御系で通常用いている５Vあるいは１２V系（バッテリー電圧）にショートする故障が生じた場合（図１中のＡ点電位の上昇）である。尚、制御装置２０内のパターン間ショートは、基板に絶縁コーティング層を付与しているため発生しないものとする。
【００２７】
上記２通りの故障のいずれかが生じた場合には、どちらの故障であっても第２AD変換器４６の電圧が正常値より高い電圧に上昇してしまうため、上記の手法のみでは、故障箇所を特定することができない。そこで、本実施形態の装置では、制御装置２０内の所定箇所を流れる電流の向きを判別することにより、故障箇所を特定することとした。より具体的には、第１サンプリング点３２の電位と第２サンプリング点４４の電位の大小、すなわち、第１AD変換器３８の電圧と第２AD変換器４６の電圧の大小を比較することにより、本装置の故障箇所を特定する。
【００２８】
次に、図２および図３を参照して、本実施形態の装置の特徴的動作の概要を説明する。
図２は、センサ信号線のショートにより図１中に示すＡ点の電位が上昇した場合の電流の流れを示す。図３は、第１スイッチ素子２６が常時ONとなった場合の電流の流れを示す。
【００２９】
先ず、酸素センサ１０上流のＡ点の電位が上昇した場合について説明する。既述した通り、この場合には、Ａ点の電位が上昇することにより、第２AD変換器４６では、正常値より高い電圧が検出される。この際、CPU２８が第２スイッチ素子４２をON状態とすると、制御装置２０には、図２に示すように、センサ素子１０の上流側から第２抵抗３４および第３抵抗４０を通って第２スイッチ素子４２に向かって電流が流れる。このため、第２サンプリング点４４の電位が第１サンプリング点３２の電位より高い状態となり、第２AD変換器４６の電圧が第１AD変換器３８の電圧より高くなる。
【００３０】
一方、第１スイッチ素子２６が常時ONとなる故障が生じている場合には、既述した通り、第２AD変換器４６では、正常値より高い電圧が所定時間継続して検出される。この際、CPU２８が第２スイッチ素子４２をON状態とすると、制御装置２０には、図３に示すように、第１サンプリング点３２から第２抵抗３４を通ってセンサ素子１０に向かって電流が流れ、また、第１サンプリング点３２から第３抵抗４０を通って第２スイッチ素子４２に向かって電流が流れる。このため、ショートによるＡ点電位の上昇の場合とは逆に、第１サンプリング点３２の電位が第２サンプリング点４４の電位より高い状態となり、第１AD変換器３８の電圧が第２AD変換器４６の電圧より高くなる。
【００３１】
酸素センサ１０の素子インピーダンスRsは、温度に依存してその値が変化する特性を有している。上記の第１スイッチ素子２６の常時ON故障時においては、素子インピーダンスRsが大きくなるほど、第１サンプリング点３２から第２スイッチ素子４２に向かう電流に比して、第１サンプリング点３２からセンサ素子１０に向かう電流が減少する。このため、素子インピーダンスRsが大きな値である場合には、第１AD変換器３８と第２AD変換器４６の電圧は、ほぼ同等となる。つまり、この場合を含めても、上記の第１スイッチ素子２６の常時ON故障時には、第１AD変換器３８の電圧は第２AD変換器４６の電圧と少なくとも同等以上となる。
【００３２】
以上説明した通り、本実施形態の装置によれば、第２AD変換器４６の電圧が正常値より高い電圧であることを検出した場合に、第２スイッチ素子４２をON状態とし、第１AD変換器３８の電圧と第２AD変換器４６の電圧の大小を比較することにより、制御システムの故障箇所を特定することが可能となる。すなわち、センサ素子１０の出力の検出、および素子インピーダンスRsの検出のために設けられた第１AD変換器３８および第２AD変換器４６を利用して、制御システムの故障箇所を特定することができる。
【００３３】
次に、図４を参照して、本実施形態において、制御装置２０が実行する処理の内容を具体的に説明する。
図４は、図１に示す制御装置２０が上記の機能を実現するために実行する制御ルーチンのフローチャートである。尚、図４に示すルーチンでは、素子インピーダンスRsは、センサ出力の異常を検出できる程度に大きい値となっているものとする。
【００３４】
図４に示すルーチンでは、先ず、酸素センサ１０の出力が異常であるか否かが、第２AD変換器４６の電圧に基づいて判別される（ステップ１００）。
その結果、センサ出力が異常であると判別された場合は、CPU２８により第２スイッチ素子４２がON状態とされる（ステップ１０２）。
【００３５】
次に、第２スイッチ素子４２がON状態にされている際の第１サンプリング点３２および第２サンプリング点４４の電位が、それぞれ第１AD変換器（ADC1）３８と第２AD変換器（ADC2）４６とにより取り込まれる（ステップ１０４）。
【００３６】
次いで、上記ステップ１０４の処理により取り込まれた第１AD変換器３８の出力電圧と第２AD変換器４６の出力電圧とを用いて、ADC2＞ADC1の成立が判別される（ステップ１０６）。
【００３７】
上記ステップ１０６において、ADC2＞ADC1が成立すると判別された場合は、センサ信号線のショート等により図１中のＡ点の電位が上昇した故障であると判定することができる（ステップ１０８）。
【００３８】
一方、上記ステップ１０６において、ADC2＞ADC1が成立しないと判別された場合は、第１スイッチ素子２６が常時ONとなる故障が生じたものと判定することができる（ステップ１１０）。
【００３９】
以上説明した通り、図４に示すルーチンによれば、酸素センサ１０の出力の異常を検出した場合に、Ａ点が外部電圧にショートした場合と、第１スイッチ素子２６が常時ON状態となる故障が生じた場合とを判別し、故障箇所を特定することができる。
【００４０】
ところで、上述した実施の形態１においては、酸素センサ１０と直列に接続された第２抵抗３４の両端電位の大小を比較、すなわち、第１AD変換器３８の電圧と第２AD変換器４６の電圧とを比較することにより、装置の故障箇所の特定を行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、故障の発生箇所を特定するためには、第２スイッチ素子４２ON時の電流の向きが検知できればよく、例えば、制御装置２０の回路中に電流の向きを直接的に測定する装置を設けることとしてもよい。具体的には、第１サンプリング点３２から高圧側端子２２までの区間に微小な抵抗を挿入し、この抵抗の両端の電位を比較することにより電流の向きを測定してもよい。或いは、第１サンプリング点３２から高圧側端子２２までの区間に検出コイルを設けることにより電流の向きを測定してもよい。
【００４１】
尚、上述した実施の形態１においては、制御装置２０の高圧側端子２２が前記第１の発明における「ポート」に、第１サンプリング点３２が前記第１の発明における「接続点」に、それぞれ相当している。更に、制御装置２０が、上記ステップ１００および１０２の処理を実行することにより前記第１の発明における「スイッチ素子ON手段」が、上記ステップ１０６および１１０の処理を実行することにより前記第１の発明における「第１故障箇所特定手段」が、上記ステップ１０６および１０８の処理を実行することにより前記第１の発明における「第２故障箇所特定手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態１においては、第２抵抗３４が前記第２の発明における「抵抗」に相当している。
【００４２】
実施の形態２．
次に、図５を参照して、本発明の実施の形態２について説明する。
本実施形態の装置は、図１に示す構成に加え、ダイオード４８と第３AD変換器５０とを備えている点を除き、実施の形態１の装置と同様の構成を有している。
【００４３】
上述した実施の形態１では、第２スイッチ素子４２をON状態とした後に、第１AD変換器３８の電圧と第２AD変換器４６の電圧とを比較することにより、装置の故障箇所の特定を行っている。これに対して、本実施形態の装置は、第３サンプリング点５２に電位が生ずるか否かを第３AD変換器５０を用いて検出することにより、装置の故障箇所の特定を行う点に特徴を有している。以下、本実施形態において、装置の故障箇所を特定する手法について具体的に説明する。
【００４４】
図５は、本発明の実施の形態２の構成を説明するための図である。本実施形態の装置は、第１スイッチ素子２６と第１抵抗３０との間に、第３サンプリング点５２を有している。第３サンプリング点５２は、第３AD変換器（ADC3）５０に接続されている。第３AD変換器５０の入力端子には、第３サンプリング点５２の電位が供給されている。このため、第３AD変換器５０は、第３サンプリング点５２の電位を、ディジタル化してCPU２８に出力することができる。制御装置２０は、第３AD変換器５０が発するディジタル信号を、第３サンプリング点５２の電位と認識して、本実施形態のシステムの故障箇所の特定に利用する。
【００４５】
また、本実施形態の装置は、第３サンプリング点５２と第１抵抗３０との間にダイオード４８を備えている。ダイオード４８のアノード端子は、第３サンプリング点５２に接続されており、ダイオード４８のカソード端子は、第１抵抗３０を介して第１サンプリング点３２に接続されている。
【００４６】
上記の構成を有する本実施形態の装置において、図５中のＡ点が外部電圧にショートした場合、第３サンプリング点５２には電位が生じない。一方、第１スイッチ素子２６が常時ONとなる故障が生じている場合、第３サンプリング点５２には電源電圧５Vに対応した電位が生ずる。このため、本実施形態の装置によれば、第３サンプリング点５２に電位が生じたか否かを第３AD変換器５０の出力を用いて判定することにより、装置の故障箇所を特定することができる。
【００４７】
ところで、上述した実施の形態２においては、第３サンプリング点５２に電位が生じたか否かを判定することにより、装置の故障箇所の特定を行うこととしているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、故障の発生箇所を特定するためには、第１スイッチ素子２６とダイオード４８との間に、電流の流れを直接的に検知する装置を設けることとしてもよい。
【００４８】
尚、上述した実施の形態２においては、第３サンプリング点５２の電位を第３AD変換器５０がディジタル化してCPU２８に出力することにより前記第３の発明における「電流判定手段」が、第３サンプリング点５２に電位が生じていることを第３AD変換器５０により検出することにより前記第３の発明における「第１故障箇所特定手段」が、第３サンプリング点５２に電位が生じていないことを第３AD変換器５０により検出することにより前記第３の発明における「第２故障箇所特定手段」が、それぞれ実現されている。
また、上述した実施の形態２においては、第１抵抗３０または第３抵抗４０が前記第４の発明における「抵抗」に、第３サンプリング点５２の電位が前記第４の発明における「第１スイッチ素子直下の電位」に、それぞれ相当している。
【００４９】
ところで、上述した実施の形態１または２においては、制御装置２０の制御対象が酸素センサ（排気空燃比がリッチであるかリーンであるかに応じた出力を発するセンサ）に限定されているが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち、本発明は、酸素センサに限らず、被検出ガス中の酸素濃度（空燃比）を表す出力を発する空燃比センサに適用することとしてもよい。更に、本発明は、内燃機関の排気空燃比に関する情報を検出する上記のセンサに限らず、センサ素子に電圧を与えて素子インピーダンスを検出する回路を有する制御システムに適用することとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施の形態１の構成を説明するための図である。
【図２】センサ信号線のショートにより図１中に示すＡ点の電位が上昇した場合の電流の流れを示す図である。
【図３】第１スイッチ素子が常時ONとなった場合の電流の流れを示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１において実行される制御ルーチンのフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２の構成を説明するための図である。
【符号の説明】
【００５１】
１０  酸素センサ
２０  制御装置
２２  高圧側端子
２６  第１スイッチ素子
３２  第１サンプリング点
３４  第２抵抗
４２  第２スイッチ素子
４４  第２サンプリング点
４８  ダイオード
５２  第３サンプリング点
Rs  素子インピーダンス
【図１】
2005140642.tif 000003
【図２】
2005140642.tif 000004
【図３】
2005140642.tif 000005
【図４】
2005140642.tif 000006
【図５】
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