(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサと、該センサに複数のリード線で接続されており、該センサを制御する制御回路と、該制御回路からの複数種類の信号が入力されるエンジン制御装置とからなる空燃比検出システムの異常検出システムにおいて、
該エンジン制御装置は、該複数種類の信号の電圧が所定範囲外である場合に、該空燃比検出システムに異常が生じたと判定する判定手段を備え、
該センサは、酸素ポンプセルと酸素濃度検出セルの組み合わせにより構成され、該制御回路は該酸素濃度検出セルの出力電圧が所定値になるように該酸素ポンプセルを制御する空燃比センサであり、
異常を検出するために用いる該制御回路からの信号として、該酸素ポンプセルに流れる電流の大きさに比例した電圧信号を用いることを特徴とする空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項２】
上記エンジン制御装置は上記複数種類の信号のうち、少なくとも２つ以上の信号を組み合わせて、複数種類の異常を識別して判定する請求項１記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項３】
上記エンジン制御装置には少なくとも三種類以上のアナログ信号が入力されており、該エンジン制御装置は該三種類以上のアナログ信号の組み合わせにより、少なくとも三種類以上の異常を識別して判定する請求項２記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項４】
上記エンジン制御装置には少なくとも三種類以上のアナログ信号が入力されており、該エンジン制御装置は該三種類以上のアナログ信号の組み合わせにより、少なくとも四種類以上の異常を識別して判定する請求項２記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項５】
上記リード線のバッテリーショート、グランドショート、断線の三種類の異常を少なくとも識別することを特徴とする請求項３又は４記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項６】
上記制御回路は上記酸素濃度検出セルの内部抵抗を電圧に変換した内部抵抗信号を上記エンジン制御装置に出力しており、異常を検出するために用いる制御回路からの信号として、該内部抵抗信号を用いる請求項１乃至５のいずれか一項に記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項７】
上記制御回路は上記酸素濃度検出セルの両端電圧を変換した濃度検出セル信号を上記エンジン制御装置に出力しており、異常を検出するために用いる制御回路からの信号として、該濃度検出セル信号を用いる請求項１乃至６のいずれか一項に記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【請求項８】
上記エンジン制御装置は、エンジンの空燃比がリーンに制御されている時に、空燃比検出システムの異常を検出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の空燃比検出システムの異常検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、空燃比検出システムの異常検出システムに関する。更に詳しくは、信号線数を増加させることなく複数種類の異常検出を行うことができる空燃比検出システムの異常検出システムの保護方法に関する。本発明は、ガソリンエンジン等の内燃機関の空燃比を酸素濃度から検出することができる空燃比センサの制御システムに用いることができる。
【０００２】
【従来の技術】
ガソリンエンジン等の内燃機関に供給する混合気の空燃比が目標値となるように制御し、排気ガス中のＣＯ、ＮＯｘ及びＨＣ等を軽減するために、排気系に酸素センサを設け、空燃比と相関関係を持つ排気中の酸素濃度に応じて、燃料供給量をフィードバック制御することが知られている。
【０００３】
このようなフィードバック制御に用いられる酸素センサとしては、特定の酸素濃度（特に理論空燃比雰囲気近辺）で出力が急激に変化するλセンサと、リーン領域からリッチ領域まで連続的に出力が変化する全領域空燃比センサとが主に用いられている。全領域空燃比センサは、上述したように排気ガス中の酸素濃度を連続的に測定でき、フィードバック制御の速度及び精度を向上させ得るため、より高速で高精度な制御が要求される際に用いられている。
【０００４】
上記全領域空燃比センサは、酸素イオン伝導性固体電解質体を用いた２つのセルを対向配設し、一方のセルを間隔内の酸素を汲み出しや、汲み込みを行うポンプセルとして用い、また、他方のセルを酸素基準室と間隔との酸素濃度差によって電圧を生じる酸素濃度検出セルとして用い、酸素濃度検出セルの出力が一定になるようにポンプセルを動作させ、その時に該ポンプセルに流す電流を、測定酸素濃度比例値として測定する。この全領域空燃比センサの動作原理は、本出願人の出願に係る特開昭６２−１４８８４９号公報中に詳述されている。
一方、このような空燃比センサが正常に作動しているか否かを検出する空燃比センサの異常検出方法としては、本出願人の出願に係る特開平３−２７２４５２号公報の「空燃比センサの異常診断方法」等、様々なものが開示されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、異常検出の結果は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）等が入力信号線から読み取るが、この信号線は他の用途にも使われるため、できるだけ使わないようにすることが望まれている。このため、信号線数は最小限として、異常に関する情報は簡単な内容であることが多かった。
本発明は、このような問題点を解決するものであり、空燃比センサの異常検出をより少ない信号線数でおこなうことが可能な空燃比検出システムの異常検出システムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の空燃比検出システムの異常検出システムは、センサと、該センサに複数のリード線で接続されており、該センサを制御する制御回路と、該制御回路からの複数種類の信号が入力されるエンジン制御装置とからなる空燃比検出システムの異常検出システムにおいて、該エンジン制御装置は、該複数種類の信号の電圧が所定範囲外である場合に、該空燃比検出システムに異常が生じたと判定する判定手段を備え、上記センサは、酸素ポンプセルと酸素濃度検出セルの組み合わせにより構成され、上記制御回路は該酸素濃度検出セルの出力電圧が所定値になるように該酸素ポンプセルを制御する空燃比センサであり、異常を検出するために用いる制御回路からの信号として、該酸素ポンプセルに流れる電流の大きさに比例した電圧信号を用いることを特徴とする。
【０００７】
上記エンジン制御装置は上記複数種類の信号のうち、少なくとも２つ以上の信号を組み合わせて、複数種類の異常を識別して判定することができる。
上記エンジン制御装置には少なくとも三種類以上のアナログ信号が入力されており、該エンジン制御装置は該三種類以上のアナログ信号の組み合わせにより、少なくとも三種類以上の異常を識別して判定することができる。
上記エンジン制御装置には少なくとも三種類以上のアナログ信号が入力されており、該エンジン制御装置は該三種類以上のアナログ信号の組み合わせにより、少なくとも四種類以上の異常を識別して判定することができる。
【０００８】
上記リード線のバッテリーショート、グランドショート、断線の三種類の異常を少なくとも識別することができる。
【０００９】
上記制御回路は上記酸素濃度検出セルの内部抵抗を電圧に変換した内部抵抗信号を上記エンジン制御装置に出力しており異常を検出するために用いる制御回路からの信号として、該内部抵抗信号を用いることができる。
上記制御回路は上記酸素濃度検出セルの両端電圧を変換した濃度検出セル信号を上記エンジン制御装置に出力しており、異常を検出するために用いる制御回路からの信号として、該濃度検出セル信号を用いることができる。
上記エンジン制御装置は、エンジンの空燃比がリーンに制御されている時に、空燃比検出システムの異常を検出することができる。
【００１０】
上記「アナログ信号」は通常、連続値を取り得る信号を表わすが、本明細書では、三値以上の値となるデジタル信号を含めることもできる。また、信号は電圧値又は電流値等の任意の形態とすることができる。
【００１１】
〔作用〕
本空燃比検出システムの異常検出システムは、信号線に正常な信号が出力されている時は一定範囲の電圧であることを利用し、複数の信号線上に、異常発生時はそれぞれ該範囲外の電圧を使用することで異常状態の詳細通知を受け取ることを特徴としている。また、各信号線の電圧の印加状態の組み合わせによって異常状態の種類を伝達している。
これによって異常状態を通知するために新たな信号線を用意する必要がなくなり、空燃比検出システム及びＥＣＵ間の配線数を減らして煩雑さを減らし、信頼性を上げるとともに、該当する信号線の信号の妥当性の確認を行う際に、同時にその他の異常状態を判別することができるため、ＥＣＵの処理も軽減することができる。
【００１２】
更に、本空燃比検出システムの異常検出システムは、酸素ポンプセルと酸素濃度検出セルを組み合わせた空燃比センサにおいて、上記酸素濃度検出セルの内部抵抗を表わす内部抵抗信号に、異常信号を重畳することで、僅かな回路変更で信号線を増やすことなく様々な異常検出を行うことができる。また、制御回路としてソフトウエア的にプログラミング可能なデジタル回路及び素子を用いた場合には、回路の変更をすることもなく、同様な効果を奏する事ができるので、更に好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本空燃比検出システムの異常検出システムは、空燃比検出システムの各信号線のうち、正常時には出力されることのない電位が出力された時は異常とし、各信号線の異常状態を様々に組み合わせることで、異常の種類を伝達するものとした（図３参照）。
これによって、余分な信号線を増やすことによる配線の引き回しの煩雑さが増加することが無く、配線の断線による信頼性の低下を招くことがない。更に、既存の信号と異常信号との双方の出力範囲が重複しないため、通常の利用に問題が起きることはない。
【００１４】
【実施例】
以下、図１〜４を用いて本発明の空燃比検出システムの異常検出システムの実施形態について詳しく説明する。
１．空燃比センサの構成
空燃比検出システムの異常検出システムに用いるセンサ素子１０を図１に示す。このセンサ素子１０はガソリンエンジンの排気ガス系に配設され、２つのセルを接合して構成されており、３本の配線４１、４２、４３を介してセンサ制御回路５０に接続されている。このため、このセンサ制御回路５０では、通常、排気ガス中の酸素濃度測定とセンサ素子１０の温度測定とを主に行うが、その他にセンサ素子１０の２つのセルに接続された３本の配線４１、４２、４３の異常検出を行う機能も備えている。
【００１５】
また、このセンサ素子１０には、ヒータ制御回路６０にて制御されるヒータ７０が、セラミック系接合剤を介して取り付けられている。ヒータ７０は、絶縁材料としてアルミナ等のセラミックからなり、その内部にはヒータ配線７２が配設されている。ヒータ制御回路６０は、センサ制御回路５０により測定されるセンサ素子１０の温度を目標値に保つように、ヒータ７０へ電力を供給し、センサ素子１０の温度を目標値に維持するように機能する。
【００１６】
センサ素子１０は、ポンプセル１４、多孔質拡散層１８、酸素濃度検出セル２４及び補強板３０を積層することにより構成されている。
ポンプセル１４は、酸素イオン伝導性固体電解質である安定化または部分安定化ジルコニアにより板状に形成され、その両面に主として白金で形成された多孔質電極１２、１６を有している。測定ガスに晒される表面側の多孔質電極１２は、ＩＰ電流を流すためにＩＰ＋電圧が印加されるのでＩｐ＋電極として参照する。また裏面側の多孔質電極１６は、Ｉｐ電流を流すためにＩｐ−電圧が印加されるのでＩｐ−電極として参照する。
なお、Ｉｐ＋電極には配線４３、Ｉｐ−電極には配線４２がそれぞれ接続されている。
【００１７】
酸素濃度検出セル２４も同様に安定化または部分安定化ジルコニアにより形成され、その両面に主として白金で形成された多孔質電極２２、２８を有している。ポンプセル１４と酸素濃度検出セル２４との間には、多孔質拡散層１８により包囲された間隙２０が形成されている。
【００１８】
即ち、この間隙２０は、多孔質拡散層１８を介して測定ガス雰囲気と連通されている。間隙２０側に配設された多孔質電極２２は、酸素濃度検出セル２４の起電力のマイナス電圧が生じるためＶｓ−電極として参照し、また基準酸素室２６側に配設された多孔質電極２８は、酸素濃度検出セル２４の起電力のプラス電圧が生じるためＶｓ＋電極として参照する。基準酸素室２６の基準酸素は多孔質電極２２から一定量の酸素を多孔質電極２８にポンピングすることにより生成する。
なお、Ｖｓ＋電極には配線４１、Ｖｓ−電極には配線４２がそれぞれ接続されている。
【００１９】
ここで、測定ガスの酸素濃度と間隙２０の酸素濃度との差に応じた酸素が、間隙２０側に多孔質拡散層１８を介して拡散して行く。間隙２０内の雰囲気が理論空燃比に保たれるとき、ほぼ酸素濃度が一定に保たれている基準酸素室２６との間の酸素濃度差により、酸素濃度検出セル２４のＶｓ＋電極２８とＶｓ−電極２２との間には、約４５０ｍＶの電位差が生じる。このため、センサ制御回路５０は、ポンプセル１４に流す電流Ｉｐを、上記酸素濃度検出セル２４の起電圧Ｖｓが４５０ｍＶとなるように調整することで、間隙２０内の雰囲気を理論空燃比に保ち、この理論空燃比に保つためのポンプセル電流量１Ｐに基づき、測定ガス中の酸素濃度を測定する。
【００２０】
このようにセンサ素子１０は、センサ制御回路５０により、通常、酸素濃度検出セル２４の起電圧Ｖｓが４５０ｍＶとなるようにポンプセル１４に流す電流Ｉｐを調整している。そのため、このようなセンサ制御回路５０によるセンサ素子１０のＩｐ電流の電流制御の特徴を利用することによって、以下に説明するようなセンサ素子１０の配線４１、４２、４３の異常検出を行うことができる。
【００２１】
２．センサ制御回路の構成
次に、本発明の一実施態様に係る空燃比センサの異常検出方法を適用したセンサ制御回路５０の構成を図２に基づいて説明する。
図２に示すように、センサ制御回路５０は、主に、Ｉｐドライバ５１、ＰＩＤ制御回路５２、オペアンプ５３、Ｒｐｖｓ測定回路５４、Ｖｐリミッタ５５、自己診断回路５８等から構成されており、例えば本実施形態では特定用途向集積回路（ASIC;Application Specific IC）として実現されている。また、本センサ制御回路５０の出力ＶＩＰ、ＶＶＳ及びＶＲＰＶＳは、ＥＣＵ８のアナログ入力端子に接続される。このうち、ＶＩＰ端子はポンプセル１４の電極Ｉｐ＋、Ｉｐ−間に流れる電流の大きさに比例した電圧、ＶＶＳ端子は酸素濃度検出セル２４の電極Ｖｓ＋、Ｖｓ−間の電圧差に比例した電圧を出力する。また、ＶＩＰ端子及びＶＶＳ端子はＰ／ＳＴＡＲＴ情報がＯＲ回路５９によって重畳された出力となっている。
【００２２】
Ｉｐドライバ５１は、センサ素子１０にＩｐ電流を流すためのオペアンプで、反転入力端子にはＶｃｅｎｔ端子、非反転入力端子には基準電圧３．６Ｖがそれぞれ接続されており、また出力端子にはＩｐ＋端子が接続されている。そして、このようなＶｃｅｎｔ端子とＩｐ＋端子との間にセンサ素子１０のポンプセル１４が接続されている。これにより、Ｉｐドライバ５１は負帰還回路を構成するため、Ｖｃｅｎｔ端子の電位が基準電圧（３．６Ｖ）を常に維持するように、Ｉｐ電流が制御される。このようにＶｃｅｎｔ端子の電圧を基準電圧の３．６Ｖに保つように制御することにより、ＰＩＤ制御回路と共同して、起電力Ｖｓが制御目標値になる様にポンプ電流が制御される。
【００２３】
ＰＩＤ制御回路５２は、ＡＳＩＣの入出力用信号線であるＰ１端子、Ｐ２端子およびＰ３端子に接続される抵抗やコンデンサとともに、ＰＩＤ演算回路を構成するものである。このＰＩＤ制御回路５２は、Ｖｓ制御目標値の４５０ｍＶに対する酸素濃度検出セル２４の起電圧Ｖｓの偏差量△ＶｓをＰＩＤ演算した電圧をＰｏｕｔ端子に出力するもので、これによりＩｐドライバ５１によるＩｐ電流が制御される。
【００２４】
即ち、酸素濃度検出セル２４の起電圧Ｖｓが４５０ｍＶよりも高い場合には、間隙２０の酸素濃度が酸素基準室２６の酸素濃度よりも低い状態、つまり理論空燃比に対して燃料供給過剰（リッチ）側の状態にあるので、その不足分の酸素をポンプセル１４により汲み込むためのＩｐ電流が流れるように偏差量△ＶｓをＰＩＤ演算した電圧をＰｏｕｔ端子に出力する。一方、酸素濃度検出セル２４の起電圧Ｖｓが４５０ｍＶよりも低い場合には、間隙２０の酸素渡度が酸素基準室２６の酸素濃度よりも高い状態、つまり理論空燃比に対して燃料供給不足（リーン）側の状態にあるので、その過剰分の酸素をポンプセル１４により汲み出すためのＩｐ電流が流れるように偏差量△ＶｓをＰＩＤ演算した電圧をＰｏｕｔ端子に出力する。
【００２５】
なお、配線４２が接続されるＣＯＭ端子に、−１５μＡの定電流源が接続されているが、これはＩｃｐ電流によるＰＩＤ演算の誤差を防止するためである。
即ち、ＶＳ＋端子には＋１５μＡの定電流源が接続されており、これにより酸素濃度検出セル２４にＩｃｐ電流を供給して酸素基準を作り出している。このため、ＣＯＭ端子に−１５μＡの定電流源を接続し、ＰＩＤ演算回路に流れ込む電流からこの１５μＡ分を差し引くことによって、Ｉｃｐ電流による演算誤差を防止している。
【００２６】
また、ＶＳ＋端子とＰＩＤ制御回路５２との間に接続されるオペアンプ５３は、ボルテージフォロア回路を構成している。これにより、ＶＳ＋端子からはＰＩＤ制御回路５２側が高インピーダンスに見えるため、＋１５μＡの定電流源による供給電流がＰＩＤ制御回路５２に流れ込むことを抑制している。
【００２７】
Ｒｐｖｓ測定回路５４は、センサ素子１０の内部抵抗Ｒｐｖｓからセンサ素子１０の温度を測定するもので、オペアンプ、抵抗及びコンデンサ等により構成されている。このＲｐｖｓ測定回路５４では、所定時間毎に酸素濃度検出セル２４に所定の測定電流を流すことにより素子温度と相関関係のある酸素濃度検出セル２４の内部抵抗値に対応する電圧変化を生じさせ、これにより得られた酸素濃度検出セルの両端の電圧の変化量を定数倍に演算増幅して０〜４．５Ｖの範囲で変化するＶＲｐｖｓ電圧とする。また、このＶＲｐｖｓ電圧は、Ｐ／ＳＴＡＲＴ情報とＯＲ回路５９により重畳され、ＶＲＰＶＳ端子から出力される。
【００２８】
なお、Ｒｐｖｓ測定回路５４による測定電流を酸素濃度検出セル２４に流す際には、測定電流による電圧変化がＰＩＤ制御回路の出力に変化を生じさせないようにＰＩＤ制御回路５２とオペアンプ５３との間に介在するスイッチＳＷにより両者間の接続を切断している。したがって、このＳＷによって、ＰＩＤ制御回路５２とオペアンプ５３との間が切断されている時間にＲｐｖｓ測定回路５４による測定が行われる。
【００２９】
Ｖｐリミッタ５５は、ポンプセル１４のいわゆるブラックニングを防止するための回路で、ポンプセル１４の両端電圧Ｖｐが一定の範囲を超える場合に作動してＶｓ目標値をシフトさせるものである。なお、「ブラックニング」とは、酸素イオンの喪失によるポンプセルの表面黒化現象のことをいう。
【００３０】
自己診断回路５８は、主に、ウィンドウコンパレータ５８ａ、５８ｂ、コンパレータ５８ｃおよびＯＲ回路５８ｄから構成されており、センサ素子１０の２つのセルに接続された３本の配線４１、４２、４３の異常検出等を行い、その結果であるＰ／ＳＴＡＲＴ情報をＶＲＰＶＳ端子に重畳させて出力する。
【００３１】
即ち、ＡＳＩＣのＶＳ＋端子の電位が所定の範囲内にあるか否かをウィンドウコンパレータ５８ａにより判断し、ＡＳＩＣのＣＯＭ端子の電位が所定の範囲内にあるか否かをウィンドウコンパレータ５８ｂにより判断する。またＡＳＩＣのＶＳ＋端子、ＩＰ＋端子、Ｖｃｅｎｔ端子、ＣＯＭ端子及びＰｏｕｔ端子のうちのいずれか一つの端子の電位が所定値（所定電圧）を超えたか否かをコンパレータ５８ｃにより判断する。そして、これら３つのコンパレータによる判断結果の論理和をＯＲ回路５８ｄにより測定可能である状態を表わすＰ／ＳＴＡＲＴ情報として出力する。
【００３２】
このＰ／ＳＴＡＲＴ情報は、ＶＶＳ端子、ＶＩＰ端子及びＶＲＰＶＳ端子に重畳させて出力するが、図３及び図４に示すように、異常の種類によって出力の仕方を変えている。例えば、ＶＳ＋端子、ＩＰ＋端子及びＣＯＭ端子のいずれかがバッテリショートを起こした場合、ＶＶＳ端子及びＶＩＰ端子は正常値より低電圧に、ＶＲＰＶＳ端子は正常値より高電圧に設定される。
同様にＶＳ＋端子、ＩＰ＋端子及びＣＯＭ端子のいずれかがグラウンドとショートしたり、断線した場合は、図３及び図４に示す電位が設定される。
【００３３】
また、ＶＳ＋端子では、その電位は、通常、ＣＯＭ端子の基準電圧３．６Ｖに酸素濃度検出セル２４の起電圧Ｖｓ（４５０ｍＶ）を加えた値である４．０５Ｖに保たれている。そのため、ウィンドウコンパレータ５８ａの上限値を６．３５Ｖ、下限値を２．５Ｖに設定することにより、ＶＳ＋端子の電位が上限値の６．３５Ｖを超えて上昇したとき、あるいはＶＳ＋端子の電位が下限値の２．５Ｖを超えて下降したときには異常が発生したものとして信号を発する。
【００３４】
また、ＣＯＭ端子では、その電位は、Ｉｐドライバ５１により常に基準電圧３．６Ｖになるように制御されている。そのため、ウィンドウコンパレータ５８ｂの上限値を５．５Ｖ、下限値を２．５Ｖに設定することにより、ＣＯＭ端子の電位が上限値の５．５Ｖを超えて上昇したとき、あるいはＣＯＭ端子の電位が下限値の２．５Ｖを超えて下降したときには異常が発生したものとして信号を発する。
これらの異常は、いずれかの端子が断線した、バッテリの電源ラインと短絡した、及び回路を構成する素子の故障等が考えられる。
【００３５】
更に、コンパレータ５８ｃでは、ＡＳＩＣのＶＳ＋端子、ＩＰ＋端子、Ｖｃｅｎｔ端子、ＣＯＭ端子及びＰｏｕｔ端子の各電位が、ＡＳＩＣ内の回路の駆動電圧である８Ｖを超えているか否かを判断している。これらの各端子は、駆動電源の電圧変動等を見込んだ値の８Ｖを上限値に設定したコンパレータ５８ｃによって監視されており、いずれかの端子の電位が８Ｖを超えて上昇したときには、その端子がバッテリの電源ラインＢＡＴＴに短絡し、異常が発生したものと判断して信号を発する。
【００３６】
本異常検出システムは、空燃比がリーンに制御されているときに異常であるかどうかを判断することが好ましい。空燃比がリッチ等の状態であるとＩｐやＶｓの状態が変わり正しく異常を検出することができなくなる場合があるからである。また、本空燃比による異常検出の判断はＥＣＵ８によって行われる。
【００３７】
３．空燃比検出システムの異常検出システムの効果
以上に示したように、本実施例は、ＶＶＳ端子、ＶＩＰ端子及びＶＲＰＶＳ端子に異常を表わすＰ／ＳＴＡＲＴ情報を重畳している。このため、Ｐ／ＳＴＡＲＴ情報を表わす信号線を用意する必要が無い。また、余分な信号線を増やすことによる配線の引き回しの煩雑さが増加することが無く、配線の断線による信頼性の低下を招くことがない。更に、ＶＶＳ端子、ＶＩＰ端子及びＶＲＰＶＳ端子の正常の出力範囲と、Ｐ／ＳＴＡＲＴによる異常状態の出力とは、重複しない電位であるため、通常の利用に問題が起きることはない。また、重畳に必要な回路もＯＲ回路５９を追加するのみでよく、容易に実現することができる。
更に、異常状態の種類に応じてＶＶＳ端子、ＶＩＰ端子及びＶＲＰＶＳ端子の電位の組み合わせを適宜変えているため、出力を受けるＥＣＵ側でこれを解釈することにより信号線数を増やすことなく異常状態を詳しく把握することができ、状態に応じた対処を行うことができる。
【００３８】
尚、本発明においては、上記実施例に限らず、目的、用途に応じて本発明の範囲内で種々変更した実施例とすることができる。即ち、異常検出の対象は各端子が所定の範囲を越えた場合とすることに限られず、線間ショート等、それぞれの端子が同電位になった場合等の条件で異常を検出することができる。
また、空燃比検出システムのセンサとして、酸素イオン伝導性固体電解質のセルを２枚使用する全領域空燃比センサを用いているが、１つのセルから構成される酸素センサを備えるシステムに対して使用することもできる。
【００３９】
【発明の効果】
本請求項１の空燃比検出システムの異常検出システムによれば、異常状態を通知するために新たな信号線を用意する必要がなく、空燃比検出システム及びＥＣＵ間の配線数を減らして煩雑さを減らし、信頼性を上げることができる。
また、僅かな回路変更で信号線を増やすことなく様々な異常検出を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本空燃比センサの異常検出方法を適用する空燃比センサの構造と、その制御回路等の接続構成を説明するための模式図である。
【図２】本空燃比センサの異常検出方法を適用した空燃比センサ、及びその制御回路等を示す説明回路図である。
【図３】各端子の電位と異常種類の組み合わせとを対応付ける図である。
【図４】図３に示す各端子の電位の範囲を説明するための図である。
【符号の説明】
１０；センサ素子、１２、１６、２２、２８；多孔質電極、１４；ポンプセル、１８；多孔質拡散層、２０；間隙、２４；酸素濃度検出セル、２６；酸素基準室、４１、４２、４３；配線、５０；センサ制御回路、５８；自己診断回路、５８ａ、５８ｂ；ウィンドウコンパレータ、５８ｃ；コンバレータ、７０；ヒータ、８；ＥＣＵ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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