(57)【要約】【課題】内燃機関の冷間時においても診断を可能とする。【解決手段】目標空燃比を変化させることにより混合気の空燃比を変化させ、このときの空燃比センサの応答に基づいて空燃比センサの異常を診断する。内燃機関の冷間時、空燃比センサに供給される排気ガスの空燃比が温間時と等しくなるように、温間時の目標空燃比Ｒ，Ｌを冷間時に適用すべくＲ’，Ｌ’へと補正する。冷間時に温間時と等しい空燃比の供給ガスを得られ、冷間時においても診断を可能とすることができる。【選択図】  図３
2009250086.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの異常診断装置であって、
目標空燃比を変化させることにより混合気の空燃比を変化させ、このときの空燃比センサの応答に基づいて空燃比センサの異常を診断する診断手段と、
内燃機関の冷間時、空燃比センサに供給される排気ガスの空燃比が温間時と等しくなるように、温間時の目標空燃比を冷間時に適用すべく補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする空燃比センサの異常診断装置。
【請求項２】
前記補正手段は、冷間時の目標空燃比が温間時の目標空燃比よりリッチな値となるように温間時の目標空燃比を補正する
ことを特徴とする請求項１記載の空燃比センサの異常診断装置。
【請求項３】
前記補正手段は、内燃機関の水温及び吸入空気量の少なくとも一方に基づき温間時の目標空燃比を補正する
ことを特徴とする請求項１又は２記載の空燃比センサの異常診断装置。
【請求項４】
内燃機関の冷間時に空燃比センサに供給される排気ガスの空燃比が温間時より少ない変化幅で変化するように、温間時の目標空燃比を変更する変更手段を備える
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の空燃比センサの異常診断装置。
【請求項５】
前記変更手段は、温間時の目標空燃比を内燃機関の水温に基づき設定する
ことを特徴とする請求項４記載の空燃比センサの異常診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は空燃比センサの異常診断装置に係り、特に内燃機関の排気ガスの空燃比の検出に用いられる空燃比センサの異常診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサは、劣化すると検出値の振幅が小さくなったり、応答性が悪化したりするため、その異常を診断できる装置が要請されている。特許文献１が開示する装置は、オープンループ制御により空燃比をリーン／リッチに周期的に増減し、このときのセンサ出力の応答性から空燃比センサの異常を検出するようにしている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３０３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、一般的には、診断精度を確保するため内燃機関の温間時に限って診断を実施するようにしている。しかしながらこれだと、ショートトリップ運転が多いユーザについては診断機会が十分に得られないという問題がある。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、内燃機関の冷間時においても診断が可能な空燃比センサの異常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】
【０００６】
本発明によれば、
内燃機関の排気通路に設けられた空燃比センサの異常診断装置であって、
目標空燃比を変化させることにより混合気の空燃比を変化させ、このときの空燃比センサの応答に基づいて空燃比センサの異常を診断する診断手段と、
内燃機関の冷間時、空燃比センサに供給される排気ガスの空燃比が温間時と等しくなるように、温間時の目標空燃比を冷間時に適用すべく補正する補正手段と
を備えたことを特徴とする空燃比センサの異常診断装置が提供される。
【０００７】
内燃機関の冷間時には、温間時よりも燃料気化が悪化し燃料付着量も増大するなどの理由で、温間時の目標空燃比相当の燃料を噴射しても、空燃比センサに供給される排気ガス（供給ガス）の空燃比が温間時と等しくならない。しかしながら本発明によれば、内燃機関の冷間時に上記の如き温間時の目標空燃比の補正を行うので、温間時と等しい空燃比の供給ガスを得られ、冷間時においても診断を可能とすることができる。
【０００８】
好ましくは、前記補正手段は、冷間時の目標空燃比が温間時の目標空燃比よりリッチな値となるように温間時の目標空燃比を補正する。
【０００９】
内燃機関の冷間時には、温間時よりも供給ガスの空燃比がリーン側にずれる傾向にある。そこでこのずれ分を補償すべく、冷間時の目標空燃比が温間時の目標空燃比よりリッチな値となるように温間時の目標空燃比を補正するのが好適である。
【００１０】
好ましくは、前記補正手段は、内燃機関の水温及び吸入空気量の少なくとも一方に基づき温間時の目標空燃比を補正する。
【００１１】
冷間時における燃料気化悪化の程度や燃料付着量は内燃機関の水温及び吸入空気量に応じて変化する。よって内燃機関の水温及び吸入空気量の少なくとも一方に基づき温間時の目標空燃比を補正するのが好適である。
【００１２】
好ましくは、内燃機関の冷間時に空燃比センサに供給される排気ガスの空燃比が温間時より少ない変化幅で変化するように、温間時の目標空燃比を変更する変更手段を備える。
【００１３】
冷間時には温間時より概して燃焼状態が良くないため、冷間時に温間時と同じように空燃比を大きく変化させるとドライバビリティが顕著に悪化する。このドライバビリティ悪化を防止すべく、供給ガスの空燃比変化幅を温間時より減少するのが好適である。
【００１４】
好ましくは、前記変更手段は、温間時の目標空燃比を内燃機関の水温に基づき設定する。こうすると内燃機関の水温に応じて温間時の目標空燃比ひいては供給ガスの空燃比変化幅を好適に設定することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内燃機関の冷間時においても診断が可能な空燃比センサの異常診断装置を提供することができるという、優れた効果が発揮される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基づき説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態の構成を示す概略図である。図示されるように、内燃機関１は、シリンダブロック２に形成された燃焼室３の内部で燃料および空気の混合気を燃焼させ、燃焼室３内でピストン４を往復移動させることにより動力を発生する。内燃機関１は車両用多気筒エンジン（１気筒のみ図示）であり、火花点火式内燃機関、より具体的にはガソリンエンジンである。
【００１８】
内燃機関１のシリンダヘッドには、吸気ポートを開閉する吸気弁Ｖｉと、排気ポートを開閉する排気弁Ｖｅとが気筒ごとに配設されている。各吸気弁Ｖｉおよび各排気弁Ｖｅは図示しないカムシャフトによって開閉させられる。また、シリンダヘッドの頂部には、燃焼室３内の混合気に点火するための点火プラグ７が気筒ごとに取り付けられている。
【００１９】
各気筒の吸気ポートは気筒毎の枝管を介して吸気集合室であるサージタンク８に接続されている。サージタンク８の上流側には吸気集合通路をなす吸気管１３が接続されており、吸気管１３の上流端にはエアクリーナ９が設けられている。そして吸気管１３には、上流側から順に、吸入空気量を検出するためのエアフローメータ５と、電子制御式スロットルバルブ１０とが組み込まれている。なお吸気ポート、サージタンク８及び吸気管１３により吸気通路が形成される。
【００２０】
吸気通路、特に吸気ポート内に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）１２が気筒ごとに配設される。インジェクタ１２から噴射された燃料は吸入空気と混合されて混合気をなし、この混合気が吸気弁Ｖｉの開弁時に燃焼室３に吸入され、ピストン４で圧縮され、点火プラグ７で点火燃焼させられる。
【００２１】
一方、各気筒の排気ポートは気筒毎の枝管を介して排気集合通路をなす排気管６に接続されており、排気管６には、酸素吸蔵能を有する三元触媒からなる触媒１１，１９が直列に取り付けられている。なお排気ポート、枝管及び排気管６により排気通路が形成される。上流触媒１１の上流側と下流側とにそれぞれ排気ガスの空燃比を検出するための空燃比センサ、即ち触媒前空燃比センサ１７及び触媒後空燃比センサ１８が設置されている。触媒前空燃比センサ１７は所謂広域空燃比センサからなり、比較的広範囲に亘る空燃比を連続的に検出可能で、その空燃比に比例した値の信号を出力する。他方、触媒後空燃比センサ１８は所謂Ｏ２センサからなり、理論空燃比を境に出力値が急変する特性を持つ。なお触媒後空燃比センサ１８は上流触媒１１と下流触媒１９の間に設置されている。
【００２２】
上述の点火プラグ７、スロットルバルブ１０及びインジェクタ１２等は、制御手段としての電子制御ユニット（以下ＥＣＵと称す）２０に電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、何れも図示されないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート、および記憶装置等を含むものである。またＥＣＵ２０には、図示されるように、前述のエアフローメータ５、触媒前空燃比センサ１７、触媒後空燃比センサ１８のほか、内燃機関１のクランク角を検出するクランク角センサ１４、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ１５、その他の各種センサが図示されないＡ／Ｄ変換器等を介して電気的に接続されている。ＥＣＵ２０は、各種センサの検出値等に基づいて、所望の出力が得られるように、点火プラグ７、スロットルバルブ１０、インジェクタ１２等を制御し、点火時期、燃料噴射量、燃料噴射時期、スロットル開度等を制御する。
【００２３】
触媒１１，１９は、これに流入する排気ガスの空燃比Ａ／Ｆが理論空燃比（ストイキ、例えば１４．６）近傍のときにＮＯｘ，ＨＣおよびＣＯを同時に浄化する。そしてこれに対応して、ＥＣＵ２０は、通常時、燃焼室３から排出され上流触媒１１に供給される排気ガスの空燃比を理論空燃比にフィードバック制御する（ストイキフィードバック制御）。具体的にはＥＣＵ２０は、理論空燃比に等しい目標空燃比Ａ／Ｆｔを設定すると共に、触媒前空燃比センサ１７により検出された空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆｔに一致するように、インジェクタ１２から噴射される燃料噴射量、ひいては空燃比をフィードバック制御する。
【００２４】
次に、本実施形態における空燃比センサの異常診断について説明する。本実施形態で診断対象となるのは上流触媒１１の上流側に設置された触媒前空燃比センサ１７である。以下、触媒前空燃比センサを単に「空燃比センサ」という。
【００２５】
当該異常診断においては、目標空燃比を変化させることにより燃焼室３内に供給される混合気の空燃比を変化させ、このときの空燃比センサ１７の応答に基づいて空燃比センサ１７の異常を診断する。
【００２６】
即ち、図２に示されるように、ＥＣＵ２０は、目標空燃比Ａ／Ｆｔを所定のリッチ空燃比とリーン空燃比とに交互に且つ周期的にアクティブに切り替える（或いは反転させる）。これによりインジェクタ１２から噴射される燃料量が切り替わり、空燃比センサ１７に供給される排気ガス（以下、供給ガスという）の空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆｔに一致するように切り替わる。この切替後の空燃比センサ１７の出力をモニタし、当該センサ出力の遅れ時間Ｔｄ及び応答時間Ｔｒをそれぞれ算出すると共に、両者を予め定められた判定値と比較し、いずれか一方が判定値よりも大（即ちセンサ出力が遅れている）のときに空燃比センサ１７を異常と診断する。
【００２７】
遅れ時間Ｔｄは、目標空燃比Ａ／Ｆｔが反転した時点ｔ０（又はｔ１０）から、空燃比センサ１７の出力値が応答して変化し始める時点ｔ１（又はｔ１１）までの時間、即ち輸送遅れに相当する時間である。
【００２８】
また応答時間Ｔｒは、空燃比センサ１７の出力値が変化し始めた時点ｔ１（又はｔ１１）から、空燃比センサ１７の出力値が目標空燃比Ａ／Ｆｔの変化量に対して所定割合変化した時点ｔ２（又はｔ１２）までの時間、即ち空燃比センサ１７自身の応答遅れに相当する時間である。本実施形態では所定割合が６３％に設定されているが、必要に応じて任意の他の値を設定してもよい。
【００２９】
なお、遅れ時間Ｔｄ及び応答時間Ｔｒのうちの一方のみによって異常診断を行ってもよい。また、目標空燃比Ａ／Ｆｔが反転した時点から実際の燃焼室３内の空燃比が反転するまでの遅れを考慮して、他の手段で検出又は推定した実空燃比が反転してからの経過時間を遅れ時間Ｔｄとしてもよい。
【００３０】
なお、図２には、空燃比センサ１７の出力電圧或いは出力電流を空燃比に換算した値を空燃比センサ１７の出力値として示している。ここでは目標空燃比切換後の遅れ時間Ｔｄ及び応答時間Ｔｒにより空燃比センサの異常を診断するが、他の方法も採用することができ、例えば目標空燃比切換後の空燃比センサ出力の最大ピーク値、最小ピーク値、軌跡長、軌跡面積等により空燃比センサの異常を診断してもよい。
【００３１】
かかる供給ガスの空燃比の変化ないし切り替えは、フィードバック制御ではなく、オープンループ制御により実行される。即ち、ＥＣＵ２０は、所定の演算周期（例えば１６ｍｓｅｃ）毎に、エアフローメータ５により検出された吸入空気量Ｇａを取得すると共に、この吸入空気量Ｇａを目標空燃比Ａ／Ｆｔで除して得られる値と等しい量の燃料をインジェクタ１２から噴射させる。これにより目標空燃比Ａ／Ｆｔの切り替えと同時に燃料噴射量が切り替わり、供給ガスの空燃比が目標空燃比Ａ／Ｆｔと等しくなるよう切り替わる。本実施形態では、図３に破線で示すように、内燃機関１の温間時、目標空燃比Ａ／Ｆｔをストイキ（１４．６）を中心に±０．５ずつ変化させるようにしており、ストイキから−０．５の空燃比（１４．１）をリッチ空燃比Ｒ、ストイキから＋０．５の空燃比（１５．１）をリーン空燃比Ｌとして、これら基準値としてのリッチ空燃比及びリーン空燃比の間で切り替えを行うようにしている。なおここで示した数値は一例であって他の値を採用することも当然可能である。
【００３２】
また、かかる異常診断は診断精度確保の観点から内燃機関が定常運転状態にあるときに行うようにしている。例えば検出された吸入空気量Ｇａの変動幅が所定値以内にあるなど、内燃機関が定常運転状態にあるとみなせる所定条件が整ったときに異常診断が実行される。
【００３３】
ところで一般に、空燃比センサの異常診断は内燃機関の温間時に限って実施されるが、これだとショートトリップ運転が多いユーザについては診断機会が十分に得られないという問題がある。そこで本実施形態では、内燃機関の冷間時に供給ガスの空燃比が温間時と等しくなるように、温間時の目標空燃比を冷間時に適用すべく補正し、これにより内燃機関の冷間時においても診断を可能とし、ショートトリップ運転が多いユーザについても十分な診断機会を得るようにしている。
【００３４】
ここで温間時と冷間時の区別については、本実施形態では、図示しない水温センサで検出されたエンジン冷却水温Ｔｗにより区別することとしている。即ち水温Ｔｗが所定温度Ｔｗｓ（例えば８０℃）未満のときを冷間時、水温Ｔｗが所定温度以上のときを温間時とする。なおこの他にも、例えば始動後の暖機時間や油温等、様々なパラメータに基づく区別が可能である。
【００３５】
従来、診断を温間時に限っている理由は、温間時を前提として予め設定された各診断条件を冷間時に適用して診断を行っても、実際の供給ガスの空燃比が温間時と異なり、診断精度が悪化するからである。従ってその供給ガスの空燃比を温間時と等しくすることができれば冷間時にも診断が可能となる訳であるが、その好適な一手法として本実施形態では温間時の目標空燃比の補正を行う。
【００３６】
冷間時には、温間時の目標空燃比相当の燃料を噴射しても、温間時より燃料気化が悪化したり、温間時より燃料と空気のミキシングが悪化したり、温間時より吸気通路（吸気ポート）壁面への燃料付着量が多くなったりするので、実際に燃焼される燃料量が温間時よりも減少し、供給ガスの空燃比が温間時よりもリーン側にずれる傾向にある。そこで本実施形態では、この減少分及びずれ分を補償すべく、冷間時に診断を行う際には、目標空燃比が温間時の目標空燃比よりリッチな値となるように、温間時の目標空燃比を補正する。
【００３７】
この様子を図３に示す。温間時には、破線で示すように、目標空燃比Ａ／Ｆｔが基準値としてのリッチ空燃比Ｒ＝１４．１とリーン空燃比Ｌ＝１５．１とのいずれかであるが、冷間時には、実線で示すように、目標空燃比Ａ／Ｆｔが補正後のリッチ空燃比Ｒ’（例えば１３．９）とリーン空燃比Ｌ’ （例えば１４．９）とのいずれかである。なおこれに伴い中心空燃比も冷間時には温間時よりリッチ側にずれることになり、温間時で１４．６であったものが冷間時には例えば１４．４となる。
【００３８】
なお、後述する別の例では、冷間時においてかかる目標空燃比のリッチ側への補正に加え、供給ガス空燃比変化幅の減少を行うようにしている。例えば、温間時には変化幅が１．０（＝１５．１−１４．１）であるが、冷間時には変化幅を０．６などとする。冷間時には温間時より燃料と空気のミキシングが悪く、燃料の気化状態も悪いため、概して燃焼状態が良くなく、特にリーン空燃比の時に燃焼が良くない。このため冷間時に温間時と同じように空燃比を大きく変化させるとドライバビリティが顕著に悪化する。このドライバビリティ悪化を防止すべく、供給ガス空燃比変化幅を減少するようにしている。
【００３９】
以下、図４を参照しつつ、本実施形態の空燃比センサ異常診断処理の手順を説明する。図示する処理はＥＣＵ２０により実行される。なお、基準値としての温間時の目標空燃比（リッチ空燃比Ｒ＝１４．１及びリーン空燃比Ｌ＝１５．１）をＡ／Ｆｔｈで表し、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈを補正して得られる冷間時の目標空燃比をＡ／Ｆｔｃで表す。
【００４０】
まずステップＳ１０１において、診断を実行するのに適した前提条件が成立しているか否かが判断される。例えば、吸入空気量Ｇａ及び機関回転速度Ｎｅの変動幅が所定範囲内にあるなど、エンジンが定常運転状態にあり、且つ空燃比センサ１７が活性化していれば、前提条件成立となる。前提条件が成立していない場合には待機状態となる。
【００４１】
他方、前提条件が成立した場合には、ステップＳ１０２において内燃機関１が冷間時にあるか否かが判断される。この判断は前述したように、検出された水温Ｔｗと所定値Ｔｗｓ（例えば８０℃）との比較によって行われる。
【００４２】
内燃機関１が冷間時にないと判断された場合、即ち温間時にあると判断された場合、ステップＳ１０５に進んで、前述したような空燃比センサ１７の異常診断が実行される。即ち、目標空燃比が温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈに設定されると共にリッチ空燃比Ｒ＝１４．１及びリーン空燃比Ｌ＝１５．１の一方から他方に交互に切り替えられ、このときの空燃比センサ出力の遅れ時間Ｔｄ及び応答時間Ｔｒに基づいて、空燃比センサ１７が正常か異常かが判定される。
【００４３】
他方、内燃機関１が冷間時にあると判断された場合、ステップＳ１０３に進んで燃焼寄与係数Ｋなる値が算出される。この燃焼寄与係数Ｋは、冷間時における燃料気化悪化、燃料と空気のミキシング悪化及び燃料付着量増加等を考慮して、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈを補正するためのパラメータであり、図５に示すようなマップを用いて算出される。このマップは水温Ｔｗ、吸入空気量Ｇａ及び燃焼寄与係数Ｋの三者の関係を予め実験的に定め、ＥＣＵ２０に記憶したものである。図５から分かるように、水温Ｔｗが低いほど、また吸入空気量Ｇａが少ないほど、燃焼寄与係数Ｋは１．０に対し小さくなる。後に理解されるが、燃焼寄与係数Ｋを用いて温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈを補正することにより、供給ガスの空燃比を温間時と等しくするような、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈより小さい即ちリッチ側の冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃが得られる。水温Ｔｗが低いほど、また吸入空気量Ｇａが少ないほど、燃料気化悪化や燃料付着量増加等の傾向が強まり、実際に燃焼される燃料量が減少する傾向にあるので、よりリッチ側の冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃを得るべく、燃焼寄与係数Ｋを１．０に対し減少させる。
【００４４】
なお、ここでは水温Ｔｗ及び吸入空気量Ｇａの両方に基づいて燃焼寄与係数Ｋを算出するようにしたが、水温Ｔｗ及び吸入空気量Ｇａのいずれか一方に基づいて燃焼寄与係数Ｋを算出するようにしてもよい。また、吸入空気量Ｇａの代わりに、機関回転速度Ｎｅと機関負荷ＫＬを用いてもよい。マップの代わりに関数を用いてもよい。
【００４５】
こうして燃焼寄与係数Ｋが算出されたならば、次にステップＳ１０４において冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃが算出される。冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃは次式（１）により算出される。
【００４６】
【数１】
2009250086.tif 000003
【００４７】
ここでＱ（Ａ／Ｆｔｈ）は、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈに相当する燃料噴射量であり、次式（２）により算出される。
【００４８】
【数２】
2009250086.tif 000004
【００４９】
即ち、実際に検出された吸入空気量Ｇａを温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈで除することにより、温間時であれば供給ガスの空燃比を温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈに等しくすることができるような燃料噴射量Ｑ（Ａ／Ｆｔｈ）が求まる。しかしながら、冷間時ではそのような量の燃料を噴射しても燃料量が不足するので、この不足分を補うためにＱ（Ａ／Ｆｔｈ）を１より小さい燃焼寄与係数Ｋで除する。こうすると温間時目標空燃比相当の燃料噴射量Ｑ（Ａ／Ｆｔｈ）より多い燃料噴射量が得られ、この値で実際に検出された吸入空気量Ｇａを除することにより、冷間時の供給ガスの空燃比を温間時と等しくするような冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃが求まる。逆に言えば、こうなるように燃焼寄与係数Ｋのマップが予め実験的に定められている。
【００５０】
こうして、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈが水温Ｔｗ及び吸入空気量Ｇａにより補正され、補正後の値である冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃが算出される。この補正により、冷間時における燃料気化悪化、ミキシング悪化及び燃料付着量増大等といった外乱因子を排除し、温間時と同等の供給ガスを得て冷間時の診断を可能とし、診断精度をも温間時並みに向上できる。そして診断機会を大幅に拡大し、ショートトリップ運転が多いユーザにも対応可能となる。
【００５１】
こうして冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃが算出されたならば、ステップＳ１０５に進み、冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃを用いて空燃比センサ１７の異常診断が実行される。なお冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃの値は水温Ｔｗ及び吸入空気量Ｇａに応じて変化するが、殆どの場合、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈより小さいリッチ側の値となる。例えばリッチ空燃比Ｒ’＝１３．９、リーン空燃比Ｌ’＝１４．９などである。もっとも、冷間時でも水温Ｔｗ及び吸入空気量Ｇａの少なくとも一方が高く、燃焼寄与係数Ｋが１．０になるような領域では、実質的に補正はなされず、冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃは温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈと等しくなる。
【００５２】
次に、図６を参照しつつ、空燃比センサ異常診断処理の別の例を説明する。本処理は図４に示した前記処理とほぼ同様であり、本処理のステップＳ２０１〜Ｓ２０５は前記処理のステップＳ１０１〜Ｓ１０５と同様である。異なるのは、ステップＳ２０３とステップＳ２０４との間にステップＳ２０３Ａが追加されている点だけである。以下このステップＳ２０３Ａについて説明する。
【００５３】
ステップＳ２０３Ａでは、冷間時の供給ガスの空燃比変化幅を温間時よりも減少すべく、温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈが変更される。この温間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｈの変更は図７に示すようなマップを用いて行われる。このマップは水温Ｔｗとリッチ空燃比Ｒ及びリーン空燃比Ｌとの関係を予め実験的に定め、ＥＣＵ２０に記憶したものである。図７から分かるように、リッチ空燃比Ｒ及びリーン空燃比Ｌは、水温Ｔｗが冷間時と温間時の境界を規定する所定温度Ｔｗｓのとき、温間時と等しい値（１４．１，１５．１）とされ、その所定温度Ｔｗｓより水温Ｔｗが低くなるほど、ストイキ（１４．６）に近づくように設定されている。例えば最も低水温側のリッチ空燃比Ｒの最大値は１４．３、リーン空燃比Ｌの最小値は１４．９などとされる。こうして温間時のリッチ空燃比Ｒ及びリーン空燃比Ｌの差を水温Ｔｗが低くなるほど小さくすることにより、最終的に算出される冷間時のリッチ空燃比Ｒ’及びリーン空燃比Ｌ’の差も、水温Ｔｗが低くなるほど小さくなる。そして結果的に、温間時に比べ、冷間時目標空燃比Ａ／Ｆｔｃの変化幅を縮小し、供給ガスの空燃比の変化幅を縮小することができる。これにより冷間診断時におけるドライバビリティの悪化（特にリーン空燃比の時）を未然に防止することができる。
【００５４】
ステップＳ２０３Ａでは、温間時におけるリッチ側目標空燃比Ｒ＝１４．１とリーン側目標空燃比Ｌ＝１５．１とが図７に示したマップに従って同時に変更され、例えばＲ＝１４．３，Ｌ＝１４．９などとされる。そして、これら変更後の値に基づいて、ステップＳ２０４において冷間時におけるリッチ側目標空燃比Ｒ’及びリーン側目標空燃比Ｌ’が前記式（１）、（２）から算出され、例えばＲ’＝１４．１，Ｌ’＝１４．７などとされる。これらリッチ側目標空燃比Ｒ’及びリーン側目標空燃比Ｌ’を用いて、冷間時における異常診断がステップＳ２０５においてなされることとなる。
【００５５】
以上、本発明の実施形態について詳細に述べたが、本発明の実施形態は他にも様々なものが考えられる。例えば、冷間時の診断を行う場合には、前提条件（ステップＳ１０１，Ｓ２０１）を温間時より厳しく設定することも可能である。例えばエンジンを定常運転状態とみなす吸入空気量Ｇａ及び／又は機関回転速度Ｎｅの変動幅を、冷間時は温間時より少なくすることが可能である。これによっても診断精度を向上することが可能である。内燃機関の用途や形式は任意であり、例えば車両用以外であってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよいし、直噴式であってもよい。
【００５６】
本発明には、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本発明の実施形態の構成を示す概略図である。
【図２】空燃比センサ異常診断方法を説明するためのタイムチャートである。
【図３】温間時と冷間時の目標空燃比の相違を示すタイムチャートである。
【図４】空燃比センサ異常診断処理の一例を示すフローチャートである。
【図５】燃焼寄与係数を算出するためのマップである。
【図６】空燃比センサ異常診断処理の別の例を示すフローチャートである。
【図７】変更後の温間時目標空燃比を算出するためのマップである。
【符号の説明】
【００５８】
１  内燃機関
６  排気管
１２  インジェクタ
１７  触媒前空燃比センサ
２０  電子制御ユニット（ＥＣＵ）
Ａ／Ｆｔ  目標空燃比
Ａ／Ｆｔｈ  温間時目標空燃比
Ａ／Ｆｔｃ  冷間時目標空燃比
Ｒ  温間時におけるリッチ側の目標空燃比
Ｌ  温間時におけるリーン側の目標空燃比
Ｒ’  冷間時におけるリッチ側の目標空燃比
Ｌ’  冷間時におけるリーン側の目標空燃比
Ｔｗ  水温
Ｇａ  吸入空気量
【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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