(57)【要約】【課題】  空燃比センサにより検知された値に基づいて排気系の異常を精度高く検知する。【解決手段】  エンジンＥＣＵは、吸入空気量を検知するステップ（Ｓ１０２）と、下流側の空燃比センサにより検知された空燃比から上流側の空燃比センサにより検知された空燃比を減算するステップ（Ｓ１１０）と、算出された空燃比の差により低ＧＡ領域における領域を判定するステップ（Ｓ１１２）と、高ＧＡ領域における領域を判定するステップ（Ｓ１２０）と、低ＧＡ領域における領域と高ＧＡ領域における領域との組合せに基づいてＡ区間における排気系の正常および異常を判定するステップ（Ｓ１２２）とを含むプログラムを実行する。【選択図】        図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気管路における、前記内燃機関側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第１の空燃比検知手段と、
前記排気管路における、前記第１の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第２の空燃比検知手段と、
前記内燃機関への吸入空気量を検知するための検知手段と、
前記第１の空燃比検知手段による検知値と前記第２の空燃比検知手段による検知値との差を算出するための算出手段と、
前記吸入空気量と前記算出された差とに基づいて、前記第１の空燃比検知手段と前記第２の空燃比検知手段との間の排気管路の異常を検知するための異常検知手段とを含む、内燃機関の異常検知装置。
【請求項２】
前記異常検知手段は、前記第１の空燃比検知手段と前記第２の空燃比検知手段との間の排気管路の漏れを検知するための手段を含む、請求項１に記載の内燃機関の異常検知装置。
【請求項３】
前記算出手段は、前記第２の空燃比検知手段による検知値から前記第１の空燃比検知手段による検知値を減算して前記差を算出するための手段を含む、請求項１または２に記載の内燃機関の異常検知装置。
【請求項４】
前記異常検知手段は、
前記吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において前記差が予め定められた値よりも大きな正の値であって、かつ、前記吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において前記差が予め定められた値以下であると、前記排気管路における漏れがあることを検知するための手段と、
前記吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において前記差が予め定められた値以下であって、かつ、前記吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において前記差が予め定められた値以下であると、前記排気管路における漏れがないことを検知するための手段とを含む、請求項３に記載の内燃機関の異常検知装置。
【請求項５】
内燃機関の排気管路における、前記内燃機関側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第１の空燃比検知手段と、
前記排気管路における、前記第１の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第２の空燃比検知手段と、
前記内燃機関への吸入空気量を検知するための検知手段と、
前記第１の空燃比検知手段による検知値と前記第２の空燃比検知手段による検知値との差を算出するための算出手段と、
前記吸入空気量と前記算出された差とに基づいて、前記第１の空燃比検知手段または前記第２の空燃比検知手段の異常を検知するための異常検知手段とを含む、内燃機関の異常検知装置。
【請求項６】
前記算出手段は、前記第２の空燃比検知手段による検知値から前記第１の空燃比検知手段による検知値を減算して前記差を算出するための手段を含む、請求項５に記載の内燃機関の異常検知装置。
【請求項７】
前記異常検知手段は、
前記吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において前記差が予め定められた値以下であって、かつ、前記吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において前記差が予め定められた値よりも大きな正の値であるか、または、前記吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において前記差が予め定められた値よりも大きな正の値であって、かつ、前記吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において前記差が予め定められた値よりも大きな正の値であると、前記第１の空燃比検知手段または前記第２の空燃比検知手段の異常を検知するための手段を含む、請求項６に記載の内燃機関の異常検知装置。
【請求項８】
内燃機関の排気管路における、前記内燃機関側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第１の空燃比検知手段と、
前記排気管路における、前記第１の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第２の空燃比検知手段と、
前記排気管路における、前記第２の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第３の空燃比検知手段と、
前記空燃比検知手段により検知された値の差を算出するための算出手段と、
前記算出された差と予め定められたしきい値とに基づいて、前記空燃比検知手段の異常を検知するための異常検知手段とを含む、内燃機関の異常検知装置。
【請求項９】
前記算出手段は、前記第１の空燃比検知手段による検知値と前記第２の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値である第１の値と、前記第１の空燃比検知手段による検知値と前記第３の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値である第２の値と、前記第２の空燃比検知手段による検知値と前記第３の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値である第３の値とを算出するための手段を含み、
前記異常検知手段は、前記第１の値と第１のしきい値との比較、前記第２の値と第２のしきい値との比較および前記第３の値と第３のしきい値との比較に基づいて、前記空燃比検知手段の異常を検知するための手段を含む、請求項８に記載の内燃機関の異常検知装置。
【請求項１０】
前記空燃比検知手段の間の排気管路には触媒装置が設けられる、請求項１〜９のいずれかに記載の内燃機関の異常検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の異常検知装置に関し、特に、排気系の異常を識別する内燃機関の異常検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の内燃機関においては、吸気系システムから吸入した空気に燃料系システムからの燃料を混合し、燃焼室で混合気を燃焼させ、排気系システムから排気を排出させている。よって、内燃機関は、吸気系システム、燃料系システムおよび排気系システムからの各検知信号に基づいて、その運転状態が制御されている。
【０００３】
このような内燃機関には、排気系システムに設けられた排気センサからの出力信号に基づくフィードバック学習値によって空燃比（混合気）を理論空燃比にフィードバック制御することが行われる。
【０００４】
この場合、排気系システム等が故障していると、内燃機関の各システムの制御が不良になるので、排気系システムを含む内燃機関の異常を検知する異常検知装置を備えた内燃機関がある。たとえば、以下に示す特許文献には、内燃機関の異常や排気系における排気漏れなどの異常を検知する技術が開示されている。
【０００５】
特開平１０−４７１３０号公報（特許文献１）は、内燃機関の異常検知装置において、吸気系システム、排気系システムおよび燃料系システムの異常を別々に正確に識別する内燃機関の異常検知装置を開示する。この内燃機関の異常検知装置は、内燃機関の排気系システムに設けられた排気センサからの出力信号に基づくフィードバック学習値によって空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する内燃機関において、内燃機関の異常診断条件が成立し、フィードバック学習値と予め設定されたフィードバック学習設定値とを比較し、内燃機関の運転状態によって変化するフィードバック学習値とフィードバック学習設定値とを比較し、内燃機関の異常箇所を判定する異常判定部が備えられた制御手段を設けたものである。
【０００６】
この内燃機関の異常検知装置によると、内燃機関の異常診断条件が成立し、フィードバック学習値と予め設定されたフィードバック学習設定値とを比較し、内燃機関の運転状態によって変化するフィードバック学習値とフィードバック学習設定値とを比較し、内燃機関の異常箇所を判定する異常判定部が備えられた制御手段を設けた。これにより、内燃機関の異常箇所を早期に特定させ、排気が大気に多量に放出されるのを防止して環境の悪化を防止し得る。
【０００７】
特開２００３−２０６８０５号公報（特許文献２）は、触媒上流に生じる排気漏れを精度良く診断するエンジンの空燃比制御装置を開示する。このエンジンの空燃比制御装置は、触媒の上流側と下流側の各空燃比センサと、空燃比フィードバック制御の基本制御定数を演算する基本制御定数演算手段と、空燃比フィードバック制御条件の成立時であるかどうかを判定する空燃比フィードバック制御条件判定手段と、この判定結果より空燃比フィードバック制御条件の成立時に下流側空燃比センサの出力に基づいて基本制御定数に対する修正値を演算する修正値演算手段と、この修正値で基本制御定数を修正して制御定数を演算する制御定数演算手段と、この演算した制御定数を用いて上流側空燃比センサの出力に基づく空燃比のフィードバック制御を行う空燃比フィードバック制御手段と、低吸入空気量域にあるときの修正値と高吸入空気量域にあるときの修正値との差が所定値を超える場合に排気漏れがあると判定する排気漏れ判定手段とを備える。
【０００８】
このエンジンの空燃比制御装置によると、１の運転状態での修正値が所定値を超えるときに排気漏れがあると判定する場合に、製作バラツキや経時劣化に伴うベース空燃比のずれがあると、これに起因して判定精度が低下するのであるが、２つの異なる運転領域での修正値に基づいて触媒上流の排気通路に排気漏れがあるかどうかを判定することができるので、ベース空燃比にずれがあっても排気洩れを精度良く判定できる。
【特許文献１】特開平１０−４７１３０号公報
【特許文献２】特開２００３−２０６８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に開示された内燃機関の異常検知装置では、フィードバックの学習値とフィードバックの設定値とを比較することにより異常を検知するので、検知精度が低くかつ検知に時間を必要とする。これは、フィードバック制御において、各種バラツキの影響をなくするための学習値を異常判定に用いるため、バラツキ自体と異常発生との切り分けが難しいことに起因する。このため、異常判定の精度を向上させることが難しく、精度を向上させるためには異常検知条件を厳しくせざるを得ない。その結果、異常検知の機会が減ってしまい、異常が発生していても検知できない場合が起こり得る。
【００１０】
また、特許文献２に開示されたエンジンの空燃比制御装置では、低吸入空気量域にあるときの修正値と高吸入空気量域にあるときの修正値との差に基づいて触媒上流に生じる排気漏れを検知するものである。この修正値とは、下流側空燃比センサの出力に基づいて算出される、空燃比フィードバック制御の基本制御定数に対する修正値である。この点で、前述の特許文献１と同様の問題を含み得る。
【００１１】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、空燃比センサにより検知された値に基づいて、排気系の異常を精度高く検知することができる内燃機関の異常検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
第１の発明に係る内燃機関の異常検知装置は、内燃機関の排気管路における、内燃機関側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第１の空燃比検知手段と、排気管路における、第１の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第２の空燃比検知手段と、内燃機関への吸入空気量を検知するための検知手段と、第１の空燃比検知手段による検知値と第２の空燃比検知手段による検知値との差を算出するための算出手段と、吸入空気量と算出された差とに基づいて、第１の空燃比検知手段と第２の空燃比検知手段との間の排気管路の異常を検知するための異常検知手段とを含む。
【００１３】
第１の発明によると、排気管路には、２つの空燃比検知手段が設けられる。算出手段は
、この２つの空燃比検知手段により検知された空燃比の値の差を算出する。ここで、空燃比は、空気と燃料との比率（空気の質量／燃料の質量）であるので、もしこれら２つの空燃比検知手段の間の排気管路に漏れがあると内燃機関の脈動により空気を排気管路外から排気管路内へ吸い込んで、空燃比が上昇する。そのときには、上流側（エンジン側）の第１の空燃比検知手段により検知された空燃比よりも、下流側（マフラー側）の第２の空燃比検知手段により検知された空燃比のほうが大きくなり、その差（第２の空燃比検知手段により検知された空燃比−第１の空燃比検知手段により検知された空燃比）は、正の値になる。もし、これらの第１の空燃比検知手段も第２の空燃比検知手段も正常であって、しかも、これら２つの空燃比検知手段の間の排気管路に漏れがないと、その差（第２の空燃比検知手段により検知された空燃比−第１の空燃比検知手段により検知された空燃比）は、極めてゼロに近い値になる。特に、排気管路に漏れがある場合であって、第２の空燃比検知手段により検知される空燃比は、{（第１の空燃比検知手段により検知された空気量（吸入空気量と相関）＋漏れにより吸い込んだ空気量）／燃料量}で与えられるので、吸入空気量の大小にかかわらず漏れ部分から同じ量の空気が排気管路外から吸い込まれると仮定すると、吸入空気量が大きいときよりも吸入空気量が小さいときのほうが、第２の空燃比検知手段により検知される空燃比に顕著に誤差が表れる。このような吸入空気量の差異をも考慮して、空燃比の差（第２の空燃比検知手段により検知された空燃比−第１の空燃比検知手段により検知された空燃比）に基づいて、排気管路の異常（漏れ）を検知することができる。このように、空燃比そのものの差を用いているので、精度高く、排気管路に発生した異常を検知できる。その結果、空燃比検知手段である空燃比センサにより検知された値に基づいて、排気系の異常を精度高く検知することができる内燃機関の異常検知装置を提供することができる。
【００１４】
第２の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第１の発明の構成に加えて、異常検知手段は、第１の空燃比検知手段と第２の空燃比検知手段との間の排気管路の漏れを検知するための手段を含む。
【００１５】
第２の発明によると、２つの空燃比検知手段の間の排気管路に漏れがあると内燃機関の脈動により空気を排気管路外から排気管路内へ吸い込んで、空燃比が上昇する。そのときには、上流側（エンジン側）の第１の空燃比検知手段により検知された空燃比よりも、下流側（マフラー側）の第２の空燃比検知手段により検知された空燃比のほうが大きくなり、その差（第２の空燃比検知手段により検知された空燃比−第１の空燃比検知手段により検知された空燃比）を算出して、その差が予め定められた正の値よりも大きいと、これらの第１の空燃比検知手段と第２の空燃比検知手段との間の排気管路に漏れがあることを検知できる。
【００１６】
第３の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、算出手段は、第２の空燃比検知手段による検知値から第１の空燃比検知手段による検知値を減算して差を算出するための手段を含む。
【００１７】
第３の発明によると、第２の空燃比検知手段により検知された空燃比から第１の空燃比検知手段により検知された空燃比を減算した値を算出して、その値が予め定められた正の値よりも大きいと、これらの第１の空燃比検知手段と第２の空燃比検知手段との間の排気管路に漏れがあることを検知できる。
【００１８】
第４の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第３の発明の構成に加えて、異常検知手段は、吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において差が予め定められた値よりも大きな正の値であって（以下、このような場合をＺ領域に属すると記載する）、かつ、吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において差が予め定められた値以下であると（以下、このような場合をＸ領域に属すると記載する）、排気管路における漏れがあることを検知するための手段と、吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において差が予め定められた値以下であって（Ｘ領域に属する）、かつ、吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において差が予め定められた値以下であると（Ｘ領域に属する）、排気管路における漏れがないことを検知するための手段とを含む。
【００１９】
第４の発明によると、２つの空燃比検知手段がともに正常であれば、漏れがあるときには、吸入空気量が小さいほど第２の空燃比検知手段により検知される空燃比が大きくなり、算出される差も大きくなる。そのため、漏れがあって吸入空気量が小さい場合には、差が正の大きな値の領域に属する（Ｚ領域に属する）。漏れがあっても吸入空気量が大きいほど第２の空燃比検知手段により検知される空燃比が大きくなりにくく、算出される差も小さくなる。そのため、２つの空燃比検知手段がともに正常であって、漏れがあって吸入空気量が大きい場合には、差が小さい値の領域に属する（Ｘ領域に属する）。一方、漏れがないときには、吸入空気量の大小にかかわらず、算出される差は小さい領域に属する（Ｘ領域に属する）。このように、吸入空気量の大小と、空燃比の差の大小とを組み合わせて、排気管路に発生した異常（漏れ）を検知することができる。
【００２０】
第５の発明に係る内燃機関の異常検知装置は、内燃機関の排気管路における、内燃機関側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第１の空燃比検知手段と、排気管路における、第１の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第２の空燃比検知手段と、内燃機関への吸入空気量を検知するための検知手段と、第１の空燃比検知手段による検知値と第２の空燃比検知手段による検知値との差を算出するための算出手段と、吸入空気量と算出された差とに基づいて、第１の空燃比検知手段または第２の空燃比検知手段の異常を検知するための異常検知手段とを含む。
【００２１】
第５の発明によると、２つの空燃比検知手段の間の排気管路に漏れがあると、内燃機関の脈動により空気を排気管路外から排気管路内へ吸い込んで、空燃比が上昇する。そのときには、上流側（エンジン側）の第１の空燃比検知手段により検知された空燃比よりも、下流側（マフラー側）の第２の空燃比検知手段により検知された空燃比のほうが大きくなる（すなわち、第２の空燃比検知手段により検知された空燃比から第１の空燃比検知手段により検知された空燃比を減算した差は、正の値になる）。一方、これら２つの空燃比検知手段の間の排気管路に漏れがないと、第１の空燃比検知手段により検知された空燃比も第２の空燃比検知手段により検知された空燃比も近い値になる（すなわち、その差は、極めてゼロに近い値になる）。しかも、排気管路に漏れがある場合には、吸入空気量が小さいほどその差が大きくなる。ところが、上記したようないずれのパターンでもない場合、たとえば、吸入空気量が小さいときにその差は０に近い値であったのに（Ｘ領域に属し、漏れの影響が顕著に発現するときに差がなかったので漏れがないと推察できる）、吸入空気量が大きいときにその差が大きな正の値になると（以下、このような場合をＹ領域に属すると記載する）。吸入空気量の小さな領域において漏れがないと推察できるのにもかかわらず、吸入空気量が大きく漏れの影響が顕著に発現しないはずの領域において、差が大きく発現したことになる。このような場合には、２つの空燃比検知手段のいずれかまたは双方が異常（故障等）であると検知することができる。その結果、空燃比検知手段である空燃比センサにより検知された値に基づいて、排気系の異常を精度高く検知することができる内燃機関の異常検知装置を提供することができる。
【００２２】
第６の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第５の発明の構成に加えて、算出手段は、第２の空燃比検知手段による検知値から第１の空燃比検知手段による検知値を減算して差を算出するための手段を含む。
【００２３】
第６の発明によると、空燃比の差（第２の空燃比検知手段により検知された空燃比−第１の空燃比検知手段により検知された空燃比）を算出して、その差と吸入空気量との組み合わせにより空燃比検知手段の異常を検知できる。すなわち、吸入空気量が小さいときにその差が小さいのに（Ｘ領域に属して、漏れがないと推察できる）、吸入空気量が大きくなるとその差が大きくなる場合（Ｙ領域に属する）や、吸入空気量が小さいときにその差が大きいのに（Ｚ領域に属して、漏れがあると推察できる）、吸入空気量が大きくなってもその差が小さくなるはずなのに大きいままの場合（Ｙ領域に属する）には、空燃比検知手段のいずれかまたは双方が異常（故障等）であると検知することができる。
【００２４】
第７の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第６の発明の構成に加えて、異常検知手段は、吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において差が予め定められた値以下であって（Ｘ領域に属する）、かつ、吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において差が予め定められた値よりも大きな正の値であるか（Ｙ領域に属する）、または、吸入空気量が予め定められた空気量以下の領域において差が予め定められた値よりも大きな正の値であって（Ｚ領域に属する）、かつ、吸入空気量が予め定められた空気量よりも大きな領域において差が予め定められた値よりも大きな正の値であると（Ｙ領域に属する）、第１の空燃比検知手段または第２の空燃比検知手段の異常を検知するための手段を含む。
【００２５】
第７の発明によると、吸入空気量が小さいときにその差が小さいのに（Ｘ領域に属して、漏れがないと推察できる）、吸入空気量が大きくなるとその差が大きくなる場合（Ｙ領域に属して、非常に大きな漏れがあると推察できる）や、吸入空気量が小さいときにその差が大きいのに（Ｚ領域に属して、漏れがあると推察できる）、吸入空気量が大きくなってもその差が小さくなるはずなのに大きいままの場合（Ｙ領域に属する）には、空燃比検知手段のいずれかまたは双方が異常（故障等）であると検知することができる。
【００２６】
第８の発明に係る内燃機関の異常検知装置は、内燃機関の排気管路における、内燃機関側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第１の空燃比検知手段と、排気管路における、第１の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第２の空燃比検知手段と、排気管路における、第２の空燃比検知手段よりも下流側に設けられ、排気の空燃比を検知するための第３の空燃比検知手段と、空燃比検知手段により検知された値の差を算出するための算出手段と、算出された差と予め定められたしきい値とに基づいて、空燃比検知手段の異常を検知するための異常検知手段とを含む。
【００２７】
第８の発明によると、排気管路に漏れがない場合を想定すると、第１の空燃比検知手段も第２の空燃比検知手段も第３の空燃比検知手段も、ほぼ同じ空燃比を検知するはずである。したがって、これら３つの空燃比検知手段の中から任意の２つの空燃比検知手段を選択して３組の組合せのそれぞれの空燃比の差の絶対値を算出しても、それら３つの絶対値は全て小さいものとなる。ところが、第１の空燃比検知手段が異常であると、第２の空燃比検知手段と第３の空燃比検知手段との差の絶対値は小さくても、第１の空燃比検知手段と第２の空燃比検知手段との差の絶対値も、第１の空燃比検知手段と第３の空燃比検知手段との差の絶対値も大きいものとなる。そのため、３組の空燃比の差から異常な空燃比検知手段を特定することができる。その結果、空燃比検知手段である空燃比センサにより検知された値に基づいて、排気系の異常を精度高く検知することができる内燃機関の異常検知装置を提供することができる。
【００２８】
第９の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第８の発明の構成に加えて、算出手段は、第１の空燃比検知手段による検知値と第２の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値である第１の値と、第１の空燃比検知手段による検知値と第３の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値である第２の値と、第２の空燃比検知手段による検知値と第３の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値である第３の値とを算出するための手段を含む。異常検知手段は、第１の値と第１のしきい値との比較、第２の値と第２のしきい値との比較および第３の値と第３のしきい値との比較に基づいて、空燃比検知手段の異常を検知するための手段を含む。
【００２９】
第９の発明によると、算出手段は、第１の値として第１の空燃比検知手段による検知値と第２の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値を、第２の値として第１の空燃比検知手段による検知値と第３の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値を、第３の値として第２の空燃比検知手段による検知値と第３の空燃比検知手段による検知値との差の絶対値として、それぞれ算出する。第１の値と第１のしきい値との比較（第１の比較）、第２の値と第２のしきい値との比較（第２の比較）および第３の値と第３のしきい値との比較（第３の比較）を行なう。第１の比較、第２の比較および第３の比較の全てがしきい値よりも小さければ空燃比検知手段は３つとも正常である。第１の比較が正常でなく（差の絶対値が第１のしきい値を越えた）、第２の比較が正常でなく（差の絶対値が第２のしきい値を越えた）、第３の比較が正常であると（差の絶対値が第３のしきい値を越えていない）、第１の空燃比検知手段が異常であると特定できる。第１の比較が正常でなく（差の絶対値が第１のしきい値を越えた）、第２の比較が正常であって（差の絶対値が第２のしきい値を越えていない）、第３の比較が正常でないと（差の絶対値が第３のしきい値を越えた）、第２の空燃比検知手段が異常であると特定できる。第１の比較が正常であって（差の絶対値が第１のしきい値を越えていない）、第２の比較が正常でなく（差の絶対値が第２のしきい値を越えた）、第３の比較が正常でないと（差の絶対値が第３のしきい値を越えた）、第３の空燃比検知手段が異常であると特定できる。
【００３０】
第１０の発明に係る内燃機関の異常検知装置においては、第１〜９のいずれかの発明の構成に加えて、空燃比検知手段の間の排気管路には触媒装置が設けられる。
【００３１】
第１０の発明によると、排気管路の途中に設けられた触媒装置の上流側と下流側とに設けられた空燃比検知手段により検知された空燃比と、吸入空気量とに基づいて、排気系の異常を精度高く検知することができる内燃機関の異常検知装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３３】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明の第１の実施の形態に係る異常検知システムについて説明する。
【００３４】
図１に、異常検知システムの全体制御ブロック図を示す。図１に示すようにこの異常検知システムは、内燃機関であるエンジン１００の排気管路１０４，１０６，１０８における異常を検知する。異常検知システムは、エンジン１００とエンジン１００に空気を送り込む吸気管路１０２と、エンジン１００からの排気を送り出す排気管路１０４，１０６，１０８と、吸気管路１０２に設けられたエアフローメータ１１０と、排気管路１０４と排気管路１０６との間に設けられた第１の触媒１２０と、排気１０６と排気管路１０８との間に設けられた第２の触媒１２２と、第１の触媒１２０の上流側（エンジン１００側）に設けられた空燃比センサ１３０と、第１の触媒１２０と第２の触媒１２２との間に設けられた第２の空燃比センサ１３２と、第２の触媒１２２の下流側に設けられた第３の空燃比センサ１３４と、第１の触媒１２０と第２の触媒１２２との間に設けられた酸素センサ１４０とを含む。
【００３５】
エアフローメータ１１０、第１の空燃比センサ１３０と、第２の空燃比センサ１３２、第３の空燃比センサ１３４および酸素センサ１４０は、この異常検知システムを制御するエンジンＥＣＵ（Electronic Control Unit）２００に接続されている。また、図１に示すように、第１の空燃比センサ１３０と第２の空燃比センサ１３２との間をＡ区間と、第２の空燃比センサ１３２と第３の空燃比センサ１３４との間をＢ区間と称する。
【００３６】
エンジン１００に供給される空気量は、アクセルペダルの開度などに基づいて、エンジンＥＣＵ２００が電子スロットルバルブを制御することにより調整される。電子スロットルバルブにより調整された空気量がエンジン１００に吸入された場合に、エンジン１００において理論空燃比になるような燃料噴射量がエンジンＥＣＵ２００により決定されている。
【００３７】
空燃比センサ１３０，１３２，１３４は、排気管路１０４，１０６，１０８中の排気の酸素濃度を検知し、その酸素濃度に基づいて空燃比を演算し、その演算結果を電圧値や電流値でエンジンＥＣＵ２００に出力する。酸素センサ１４０は、排気通路１０６における排気中の酸素濃度を検出し、反転するリッチ信号およびリーン信号のいずれかをエンジンＥＣＵ２００に出力する。
【００３８】
第１の触媒１２０および第２の触媒１２２ともに、三元触媒と呼ばれる触媒であって、エンジン１００から排出される排気ガスを浄化するものである。
【００３９】
図２を参照して、図１のエンジンＥＣＵ２００のメモリに記憶されるマップについて説明する。図２に示すように、このマップにおいては、横軸を吸入空気量ＧＡとし、縦軸を第２の空燃比センサ１３２により検知された空燃比ＡＦ（Ｂ）から第１の空燃比センサ１３０により検知された空燃比ＡＦ（Ａ）を減算した値である。
【００４０】
図２に示すように、吸入空気量ＧＡが予め定められたしきい値αよりも小さい領域を低ＧＡ領域と、予め定められたしきい値α以上の領域を高ＧＡ領域と規定している。この低ＧＡ領域において｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が高い領域をＺ領域として、高ＧＡ領域において｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝の領域をＹ領域として規定している。また、低ＧＡ領域および高ＧＡ領域のいずれにおいても｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が予め定められた正の値よりも小さく予め定められた負の値よりも大きい領域をＸ領域として規定している。また、これらのＸ領域、Ｙ領域およびＺ領域以外の領域をＷ領域として規定している。このＷ領域においては、以下に示す排気管路における漏れや空燃比センサの異常を判断されない領域である。
【００４１】
図３に、Ａ区間における排気管路に漏れがある場合を図２のマップに重ねて示す。図３に示すようにＡ区間の排気管路に漏れがある場合には、低ＧＡ領域においては｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が大きく、高ＧＡ領域においては｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が小さくなるような特性を有する。すなわち、空燃比センサ１３０，１３２にて検知される空燃比は、（空気質量／燃料質量）であるため、吸入空気量が小さな低ＧＡ領域においては、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝の値が大きくなり、吸入空気量が大きくなると漏れの影響を示す｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝の値が小さくなる。図３に示すようにＸ領域においてはＡ区間における漏れがないことを示している。
【００４２】
図４に、Ａ区間における漏れや空燃比センサの異常を判断するためのテーブルを示す。図４に示すテーブルは、エンジンＥＣＵ２００のメモリに記憶される。図４に示すように、Ａ区間の判定においては、低ＧＡ領域においてＸ領域であって、高ＧＡ領域においてＸ領域である場合には、Ａ区間における排気管路に漏れがないと判断される。
【００４３】
また、低ＧＡ領域においてＺ領域であって、高ＧＡ領域においてＸ領域にある場合には、漏れがあると判断される。これは、低ＧＡ領域においては、エンジン１００から排出される排気量が小さくそれに対する漏れにより排気管路の外部から吸入される空気量が大きく影響を及ぼすため、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が大きな値になりＺ領域に属することになるためである。漏れがある場合において高ＧＡ領域になると、漏れの影響は吸入空気量の増加に伴い、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝は次第に小さくなる。そのため、高ＧＡ領域においてはＸ領域に属することになる。
【００４４】
また、図４に示すように低ＧＡ領域においてＸ領域かつ高ＧＡ領域においてＹ領域または低ＧＡ領域においてＺ領域かつ高ＧＡ領域においてＹ領域である場合には、第１の空燃比センサ１３０または第２の空燃比センサ１３２のいずれかまたは双方が異常であると判断される。
【００４５】
低ＧＡ領域においてＸ領域であったのに高ＧＡ領域においてＹ領域に変化したということは、低ＧＡ領域においてＸ領域にあることからＡ区間における排気管路に漏れがないと推察されるのに対して、高ＧＡ領域においてさらにその影響がないはずであるにもかかわらず、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が高いことになるのは矛盾しているためである。
【００４６】
また、低ＧＡ領域においてＺ領域にあって高ＧＡ領域においてＹ領域にあるということは、低ＧＡ領域において漏れがあると推察され、高ＧＡ領域になるとその漏れの影響は小さくなりＸ領域に属するはずであるにもかかわらずＹ領域という｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝が大きい領域に属しているため、空燃比センサが異常であると判断される。
【００４７】
図５には、Ｂ区間における排気管路の漏れや空燃比センサの異常を判断するためのテーブルを示す。なお、以下の説明においてはＡ区間の判定方法について説明するが、図５に示すＢ区間判定用のテーブルを用いれば、Ｂ区間における排気管路の漏れや空燃比センサの異常を同じようにして検知することができる。
【００４８】
図６を参照して、本実施の形態に係る異常検知システムのエンジンＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００４９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す。）１００にて、エンジンＥＣＵ２００は、判定タイミングに到達したか否かを判断する。この判定タイミングは、たとえば予め定められた時間ごとに設定される。判定タイミングになると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、処理はＳ１０２へ移される。もしそうでないと（Ｓ１００にてＮＯ）、処理はＳ１００へ戻され、判定タイミングに到達するまで待つ。
【００５０】
Ｓ１０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、吸入空気量ＧＡを検知する。このとき、エンジンＥＣＵ２００は、エアフローメータ１１０から入力された信号に基づいて、吸入空気量ＧＡを検知する。
【００５１】
Ｓ１０４にて、エンジンＥＣＵ２００は、第１の空燃比センサ１３０からの信号に基づいて第１の空燃比ＡＦ（Ａ）および第２の空燃比センサ１３２から入力された信号に基づいて第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）をそれぞれ検知する。
【００５２】
Ｓ１０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、低ＧＡ領域における判定が終了しているか否かを判断する。低ＧＡ領域における判定が終了していると判断されると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１４へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０６にてＮＯ）、処理はＳ１０８へ移される。
【００５３】
Ｓ１０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、低ＧＡ領域の判定条件が成立しているか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ２００は、第１の空燃比センサ１３０により検知された第１の空燃比ＡＦ（Ａ）が理論空燃比内に収束している時間が予め定められた時間Ｔ（１）よりも大きいか否かを判断する。また、エンジンＥＣＵ２００は、エアフローメータ１１０により検知された吸入空気量ＧＡが予め定められたしきい値αよりも小さいか否かを判断する。これら２つの条件が成立していると、エンジンＥＣＵ２００は、低ＧＡ領域判定の条件が成立していると判断する。低ＧＡ領域の判定条件が成立していると判断されると（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、処理はＳ１１０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１０８にてＮＯ）、処理はＳ１０２へ戻される。
【００５４】
Ｓ１１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、第２の空燃比センサ１３２により検知された第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）から第１の空燃比センサ１３０により検知された第１の空燃比ＡＦ（Ａ）を減算して、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝を算出する。Ｓ１１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝に基づいて、低ＧＡ領域における領域を判定する。このとき、図２に示すマップが用いられる。低ＧＡ領域における領域判定であるため、図２に示すＸ領域またはＺ領域のいずれの領域に属するかが判定される。Ｓ１１２の処理の後、処理はＳ１０２へ戻される。
【００５５】
Ｓ１１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、高ＧＡ領域における判定が終了しているか否かを判断する。高ＧＡ領域における判定が終了していると判断されると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、処理はＳ１２２へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１４にてＮＯ）、処理はＳ１１６へ移される。
【００５６】
Ｓ１１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、高ＧＡ領域の判定条件が成立しているか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ２００は、第２の空燃比センサ１３２により検知された第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）が理論空燃比内に収束している時間が予め定められた時間Ｔ（２）よりも大きいか否かを判断する。また、エンジンＥＣＵ２００は、エアフローメータ１１０により検知された吸入空気量ＧＡが予め定められたしきい値α以上であるか否かを判断する。これら２つの条件が成立していると、エンジンＥＣＵ２００は、高ＧＡ領域の判定条件が成立していると判断する。高ＧＡ領域の判定条件が成立していると判断されると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、処理はＳ１１８へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、処理はＳ１０２へ戻される。
【００５７】
Ｓ１１８にて、エンジンＥＣＵ２００は、第２の空燃比センサ１３２により検知された第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）から第１の空燃比センサ１３０により検知された第１の空燃比ＡＦ（Ａ）を減算して、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝を算出する。Ｓ１２０にて、エンジンＥＣＵ２００は、｛ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ａ）｝に基づいて、高ＧＡ領域における領域を判定する。このとき、図２に示すマップが用いられる。高ＧＡ領域における領域判定であるため、図２に示すＸ領域およびＹ領域のいずれの領域に属するかが判定される。Ｓ１２０の処理の後、処理はＳ１０２へ戻される。
【００５８】
Ｓ１２２にて、エンジンＥＣＵ２００は、正常／異常判定を行なう。このとき、図４に示すテーブルが用いられる。すなわち、低ＧＡ領域においてＸ領域、Ｙ領域およびＺ領域のいずれに属しているか、高ＧＡ領域においてＸ領域、Ｙ領域およびＺ領域のいずれに属しているかに基づいて、Ａ区間の判定が行なわれる。Ｓ１２４にて、エンジンＥＣＵ２００は、異常判定されたか否かを判断する。図４に示す「漏れなし」以外の場合には、異常判定と判断される。異常判定されると（Ｓ１２４にてＹＥＳ）、処理はＳ１２６へ移される。もしそうでないと（Ｓ１２４にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００５９】
Ｓ１２６にて、エンジンＥＣＵ２００は、異常情報をメモリに記憶する。記憶された異常情報は、ダイアグノーシスとして使用されたり、ダッシュボードに設けられた警告灯を表示するための情報として用いられる。
【００６０】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る異常検知システムの動作について説明する。
【００６１】
判定タイミングになると（Ｓ１００にてＹＥＳ）、エアフローメータ１１０により検知された吸入空気量がエンジンＥＣＵ２００により検知される（Ｓ１０２）。エンジンＥＣＵ２００により、Ａ区間の上流側に配置された第１の空燃比センサ１３０により検知された第１の空燃比ＡＦ（Ａ）およびＡ区間の下流側に設けられた第２の空燃比センサ１３２により検知された空燃比ＡＦ（Ｂ）が検知される（Ｓ１０４）。
【００６２】
低ＧＡ領域の判定が終了していない場合であって（Ｓ１０６にてＮＯ）、低ＧＡ領域の判定条件が成立している場合には（Ｓ１０８にてＹＥＳ）、第２の空燃比センサ１３２により検知された空燃比ＡＦ（Ｂ）から第１の空燃比センサ１３０により検知された空燃比ＡＦ（Ａ）を減算した値が算出される（Ｓ１１０）。算出された値と図２に示すマップにと基づいて、低ＧＡ領域における領域（Ｘ領域またはＺ領域）が判定される（Ｓ１１２）。
【００６３】
低ＧＡ領域の判定条件が成立していない場合には（Ｓ１０８にてＮＯ）、すなわち第１の空燃比センサ１３０により検知された空燃比ＡＦ（Ａ）が理論空燃比内に収束している時間が予め定められたＴ（１）よりも長くかつ吸入空気量ＧＡが予め定められたしきい値αよりも小さいという２つの条件が満足されないと、再度、吸入空気量ＧＡを検知し（Ｓ１０２）、空燃比ＡＦ（Ａ）および空燃比ＡＦ（Ｂ）を検知する（Ｓ１０４）。
【００６４】
一方、低ＧＡ領域における判定が終了していると（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、高ＧＡ領域の判定が終了しているか否かが判断される（Ｓ１１４）。高ＧＡ領域の判定が終了していない場合には（Ｓ１１４にてＮＯ）、高ＧＡ領域の判定条件が成立しているか否かが判断される（Ｓ１１６）。高ＧＡ領域の判定条件が成立していると（Ｓ１１６にてＹＥＳ）、第２の空燃比センサ１３２により検知された空燃比ＡＦ（Ｂ）から第１の空燃比センサ１３０により検知された空燃比ＡＦ（Ａ）を減算した値が算出される（Ｓ１１８）。算出された値と図２に示すマップとに基づいて、高ＧＡ領域における領域（Ｘ領域およびＹ領域のいずれか）が判定される（Ｓ１２０）。
【００６５】
なお、高ＧＡ領域の判定においても、低ＧＡ領域の判定条件が成立しているか否かを判断するのと同様にして、高ＧＡ領域における判定条件が成立しているか否かが判断される。このとき、第２の空燃比センサ１３２により検知された空燃比ＡＦ（Ｂ）が理論空燃比内に収束している時間が予め定められた時間Ｔ（２）よりも大きく、かつ、吸入空気量ＧＡが予め定められたα以上でないと（Ｓ１１６にてＮＯ）、再度吸入空気量ＧＡを検知し（Ｓ１０２）、第１の空燃比ＡＦ（Ａ）および第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）を検知する（Ｓ１０４）。
【００６６】
低ＧＡ領域判定が終了し（Ｓ１０６にてＹＥＳ）、かつ、高ＧＡ領域の判定も終了すると（Ｓ１１４にてＹＥＳ）、正常／異常判定が行なわれる（Ｓ１２２）。このときまでに低ＧＡ領域における領域（Ｘ領域およびＺ領域のいずれか）と、高ＧＡ領域における領域（Ｘ領域およびＹ領域のいずれか）とが判定されている。この判定された結果と、図４に示すテーブルとに基づいてＡ区間における正常／異常判定が行なわれる（Ｓ１２２）。
【００６７】
低ＧＡ領域においても高ＧＡ領域においてもＸ領域にある場合以外は、異常であると判定される（Ｓ１２４）。異常情報としてＡ区間における排気管路に漏れがある、または、第１の空燃比センサ１３０または第２の空燃比センサ１３２が異常であるという情報がメモリに記憶される（Ｓ１２６）。
【００６８】
以上のようにして、本実施の形態に係る異常検知システムによると、吸入空気量ＧＡが低い領域において、空燃比ＡＦ（Ａ）が理論空燃比内に収束している時間が長いと、下流側の空燃比から上流側の空燃比を減算した値が算出され、その値に基づいて低ＧＡ領域における領域が判定される。吸入空気量ＧＡが高い領域においても、空燃比ＡＦ（Ｂ）が理論空燃比内に収束している時間が長いと、下流側の空燃比から上流側の空燃比を減算した値が算出され、その値に基づいて高ＧＡ領域における領域が判定される。低ＧＡ領域における領域（Ｘ領域およびＺ領域のいずれか）と高ＧＡ領域（Ｘ領域およびＹ領域のいずれか）とに基づいてＡ区間の異常判定が行なわれる。このようにして、吸入空気量を考慮して空燃比センサにより検知された値そのものに基づいて排気管路の異常を精度高く検知することができる。
【００６９】
なお、図６に示したフローチャートにおいてＡＦ（Ａ）をＡＦ（Ｂ）に、ＡＦ（Ｂ）をＡＦ（Ｃ）と変更して、図５に示したテーブルを用いることにより、Ｂ区間における異常判定を行なうことができる。
【００７０】
＜第２の実施の形態＞
以下、本発明の第２の実施の形態に係る異常検知システムについて説明する。なお、本実施の形態に係る異常検知システムのハードウェア構成は前述の第１の実施の形態における異常検知システムのハードウェア構成（図１）と同じである。したがって、それらについての詳細な説明はここでは繰返さない。
【００７１】
図７を参照して、本実施の形態に係る異常検知システムのエンジンＥＣＵ２００に記憶されるテーブルについて説明する。図７に示すように、本実施の形態に係るエンジンＥＣＵ２００は、排気管路に設けられた第１の空燃比センサ１３０、第２の空燃比センサ１３２および第３の空燃比センサ１３４の正常／異常を検知する。そのため、３つの空燃比センサにより検知された空燃比の差の絶対値と、予め定められたしきい値β、γ、σとの大小関係が判断される。
【００７２】
図７に示すように、第１の空燃比センサ１３０により検知された空燃比をＡＦ（Ａ）とし、第２の空燃比センサ１３２により検知された空燃比をＡＦ（Ｂ）とし、第３の空燃比センサ１３４により検知された空燃比をＡＦ（Ｃ）とする。
【００７３】
｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｂ）｜≦βが成立し、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦γが成立し、｜ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦σが成立すると、第１の空燃比センサ１３０、第２の空燃比センサ１３２および第３の空燃比センサ１３４のいずれもが正常であると判断される。
【００７４】
３つの｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｂ）｜≦β、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦γ、｜ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦σの式の中で、｜ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦σのみが成立している場合には、第１の空燃比センサ１３０のみが異常であると判断される。
【００７５】
３つの｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｂ）｜≦β、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦γ、｜ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦σの式の中で、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦γのみが成立している場合には、第２の空燃比センサ１３２のみが異常であると判断される。
【００７６】
３つの｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｂ）｜≦β、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦γ、｜ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ｃ）｜≦σの式の中で、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｂ）｜≦βのみが成立している場合には、第３の空燃比センサ１３４のみが異常であると判断される。
【００７７】
図８を参照して、本実施の形態に係る異常検知システムのエンジンＥＣＵ２００で実行されるプログラムの制御構造について説明する。
【００７８】
Ｓ２００にて、エンジンＥＣＵ２００は判定タイミングであるか否かを判断する。判定タイミングであると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、処理はＳ２０２へ移される。もしそうでないと（Ｓ２００にてＮＯ）、処理はＳ２００へ戻され、判定タイミングになるまで待つ。
【００７９】
Ｓ２０２にて、エンジンＥＣＵ２００は、エアフローメータ１１０から入力された信号に基づいて吸入空気量ＧＡを検知する。Ｓ２０４にて、エンジンＥＣＵ２００は第１の空燃比センサ１３０から入力された信号に基づいて、第１の空燃比ＡＦ（Ａ）を検知する。
【００８０】
Ｓ２０６にて、エンジンＥＣＵ２００は、センサ異常判定の条件が成立しているか否かを判断する。このとき、エンジンＥＣＵ２００は、第１の空燃比ＡＦ（Ａ）が理論空燃比内に収束している時間が予め定められたＴ（１）よりも長く、吸入空気量ＧＡが予め定められたしきい値α以上であると、センサ異常の判定条件が成立していると判断する。センサ異常の判定条件が成立していると判断されると（Ｓ２０６にてＹＥＳ）、処理はＳ２０８へ移される。もしそうでないと（Ｓ２０６にてＮＯ）、処理はＳ２０２へ戻される。
【００８１】
Ｓ２０８にて、エンジンＥＣＵ２００は、第１の空燃比センサ１３０から入力された信号に基づいて第１の空燃比ＡＦ（Ａ）を、第２の空燃比センサ１３２から入力された信号に基づいて第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）を、第３の空燃比センサ１３４から入力された信号に基づいて第３の空燃比ＡＦ（Ｃ）を検知する。Ｓ２１０にて、エンジンＥＣＵ２００は、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｂ）｜、｜ＡＦ（Ａ）−ＡＦ（Ｃ）｜および｜ＡＦ（Ｂ）−ＡＦ（Ｃ）｜を算出する。
【００８２】
Ｓ２１２にて、エンジンＥＣＵ２００は、空燃比センサの正常／異常判定を行なう。このとき、図７に示すテーブルが用いられる。Ｓ２１４にて、エンジンＥＣＵ２００は、異常判定されたか否かを判断する。図７に示すように３つの式のすべてが成立しているときのみ正常と判断され、それ以外は異常と判断される。異常判定されると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、処理はＳ２１６へ移される。もしそうでないと（Ｓ２１４にてＮＯ）、この処理は終了する。
【００８３】
Ｓ２１６にて、エンジンＥＣＵ２００は、異常情報（空燃比センサの異常）を記憶する。
【００８４】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係る異常検出システムの動作について説明する。
【００８５】
判定タイミングになると（Ｓ２００にてＹＥＳ）、エアフローメータ１１０により検知された信号に基づいて吸入空気量ＧＡが検知される（Ｓ２０２）。第１の空燃比センサ１３０により検知された第１の空燃比ＡＦ（Ａ）が検知され（Ｓ２０４）、第１の空燃比ＡＦ（Ａ）が理論空燃比内に収束している時間が予め定められた時間Ｔ（１）よりも長くかつ吸入空気量ＧＡが予め定められたしきい値α以上であると、センサ異常判定条件が成立していると判断される（Ｓ２０６にてＹＥＳ）。
【００８６】
第１の空燃比センサ１３０から入力された信号に基づいて第１の空燃比ＡＦ（Ａ）が、第２の空燃比センサ１３２から入力された信号に基づいて第２の空燃比ＡＦ（Ｂ）が、第３の空燃比センサ１３４から入力された信号に基づいて第３の空燃比ＡＦ（Ｃ）がそれぞれ検知される（Ｓ２０８）。３つのセンサから２つのセンサを選択して組合された空燃比センサの差の絶対値が算出される（Ｓ２１０）。
【００８７】
算出された空燃比の差の絶対値と図７に示すテーブルとに基づいて、空燃比センサの正常／異常判定が行なわれる（Ｓ２１２）。異常判定されると（Ｓ２１４にてＹＥＳ）、異常情報がエンジンＥＣＵ２００のメモリに記憶される（Ｓ２１６）。
【００８８】
以上のようにして、本実施の形態に係る異常検知システムによると、排気管路に設けられた３つの空燃比センサの値を検知し、それらが安定している場合であって吸入空気量が多い場合において、３つのセンサから２つのセンサを選択して組合せた３つの組における空燃比の差の絶対値に基づいて、空燃比センサが正常であるか異常であるかを判断することができる。
【００８９】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【００９０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る異常検知システムの全体制御ブロック図である。
【図２】図１のエンジンＥＣＵに記憶されるマップを示す図である。
【図３】図２にマップに排気漏れがある場合の特性曲線を記載した図である。
【図４】図１のエンジンＥＣＵに記憶されるテーブルを示す図（その１）である。
【図５】図１のエンジンＥＣＵに記憶されるテーブルを示す図（その２）である。
【図６】本発明の第１の実施の形態に係る異常検知システムのエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る異常検知システムのエンジンＥＣＵに記憶されるテーブルを示す図である。
【図８】本発明の第２の実施の形態に係る異常検知システムのエンジンＥＣＵで実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００９１】
１００  エンジン、１０２  吸気管路、１０４，１０６，１０８  排気管路、１１０  エアフローメータ、１２０  第１の触媒装置、１２２  第２の触媒装置、１３０  第１の空燃比センサ、１３２  第２の空燃比センサ、１３４  第３の空燃比センサ、１４０  酸素センサ、２００  エンジンＥＣＵ。
【図１】
2005140075.tif 000003
【図２】
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【図３】
2005140075.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005140075.tif 000007
【図６】
2005140075.tif 000008
【図７】
2005140075.tif 000009
【図８】
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